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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】
(24)【登録日】2024-05-15
(45)【発行日】2024-05-23
(54)【発明の名称】通信装置、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 13/46 20060101AFI20240516BHJP
G01S 3/48 20060101ALN20240516BHJP
G01S 5/12 20060101ALN20240516BHJP
【ＦＩ】
G01S13/46
G01S3/48
G01S5/12
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020139211
(22)【出願日】2020-08-20
(65)【公開番号】P2022035115
(43)【公開日】2022-03-04
【審査請求日】2023-02-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000003551
【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100140958
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 学
(74)【代理人】
【識別番号】100137888
【弁理士】
【氏名又は名称】大山 夏子
(72)【発明者】
【氏名】大石 佳樹
(72)【発明者】
【氏名】森 惠
(72)【発明者】
【氏名】古賀 健一
(72)【発明者】
【氏名】古池 竜也
【審査官】▲高▼場 正光
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８８８６９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２６７２２１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－０５６６３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０６８２２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３２０４８１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３４９２８０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２００７／０９４０６４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／００ － Ｇ０１Ｓ ７／４２
Ｇ０１Ｓ １３／００ － Ｇ０１Ｓ １３／９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
他の通信装置との間で信号を無線で送受信することが可能な複数の無線通信部と、前記複数の前記無線通信部から選択されたひとつの前記無線通信部である代表無線通信部により信号を送信すること、前記複数の前記無線通信部の各々により信号を受信すること、及び前記無線通信部により受信された信号のうち所定の検出基準を満たす信号として検出された信号である第１到来波が処理対象として適切であるかを示す指標である信頼性パラメータに属する第１のパラメータを前記複数の前記無線通信部の少なくともいずれかについて計算すること、を含む測定処理を繰り返し実行し、
前記測定処理を繰り返す度に、前記複数の前記無線通信部から前記代表無線通信部を選択する選択処理を制御し、
前記測定処理を繰り返し実行することで得られた複数の前記第１到来波に基づいて前記他の通信装置が存在する位置を示す位置パラメータを特定する位置パラメータ特定処理を、前記第１のパラメータに基づいて制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記代表無線通信部について計算された前記信頼性パラメータに属する第２のパラメータに基づいて、前記代表無線通信部を変更するか否かを判定することを、前記選択処理として行う、
通信装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記代表無線通信部を変更すると判定した場合、前記複数の前記無線通信部の各々について計算された前記第２のパラメータのうち、前記処理対象として最も適切であることを示す前記第２のパラメータが計算された前記無線通信部を、前記代表無線通信部として選択することを、前記選択処理として行う、請求項１に記載の通信装置。
【請求項3】
前記第２のパラメータは、前記信頼性パラメータのうち、ひとつの前記無線通信部において検出された前記第１到来波が処理対象として適切であるかを示す指標である、請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項4】
前記第１のパラメータと前記第２のパラメータとは同一である、請求項１～３のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項5】
前記制御部は、複数の前記第１到来波の各々に基づいて推定された複数の前記位置パラメータに対し前記第１のパラメータに基づく統計処理を適用することで、前記位置パラメータを特定することを、前記位置パラメータ特定処理として行う、請求項１～４のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項6】
前記制御部は、所定の条件が満たされた場合、前記位置パラメータ特定処理において前記位置パラメータを特定しない、請求項１～５のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項7】
前記位置パラメータは、前記代表無線通信部から前記他の通信装置までの距離、第１の所定の座標系における原点と前記他の通信装置とを結ぶ直線と座標軸とがなす角度、及び第２の所定の座標系における前記他の通信装置の座標の少なくともいずれかを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項8】
前記通信装置は、車両に搭載され、前記他の通信装置は、前記車両のユーザに携帯され、
前記制御部は、前記車両の車室内及び車室外を含む複数の領域の中から前記他の通信装置が存在する領域を特定することを、前記位置パラメータ特定処理として行う、
請求項７に記載の通信装置。
【請求項9】
他の通信装置との間で信号を無線で送受信することが可能な複数の無線通信部を備える通信装置を制御するコンピュータを、前記複数の前記無線通信部から選択されたひとつの前記無線通信部である代表無線通信部により信号を送信すること、前記複数の前記無線通信部の各々により信号を受信すること、及び前記無線通信部により受信された信号のうち所定の検出基準を満たす信号として検出された信号である第１到来波が処理対象として適切であるかを示す指標である信頼性パラメータに属する第１のパラメータを前記複数の前記無線通信部の少なくともいずれかについて計算すること、を含む測定処理を繰り返し実行し、
前記測定処理を繰り返す度に、前記複数の前記無線通信部から前記代表無線通信部を選択する選択処理を制御し、
前記測定処理を繰り返し実行することで得られた複数の前記第１到来波に基づいて前記他の通信装置が存在する位置を示す位置パラメータを特定する位置パラメータ特定処理を、前記第１のパラメータに基づいて制御する制御部、
として機能させ、
前記制御部は、前記代表無線通信部について計算された前記信頼性パラメータに属する第２のパラメータに基づいて、前記代表無線通信部を変更するか否かを判定することを、前記選択処理として行う、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、装置間で信号を送受信した結果に従って、一方の装置が他方の装置の位置を推定する技術が開発されている。位置特定技術の一例として、下記特許文献１には、ＵＷＢ（Ultra-Wide Band）で無線通信を行うことで、ＵＷＢ受信機がＵＷＢ送信機からの無線信号の入射角を推定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１５／１７６７７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記特許文献１に記載の技術は、送受信間に遮蔽物が存在する等の環境下では無線信号の入射角の推定精度が低下するにも関わらず、何ら対処がなされていないという問題があった。かかる問題への対策を含め、位置推定技術の精度をより向上させることが望まれている。
【0005】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、位置を推定する処理を電波伝搬環境に応じて制御することが可能な仕組みを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、他の通信装置との間で信号を無線で送受信することが可能な複数の無線通信部と、前記複数の前記無線通信部から選択されたひとつの前記無線通信部である代表無線通信部により信号を送信すること、前記複数の前記無線通信部の各々により信号を受信すること、及び前記無線通信部により受信された信号のうち所定の検出基準を満たす信号として検出された信号である第１到来波が処理対象として適切であるかを示す指標である信頼性パラメータに属する第１のパラメータを前記複数の前記無線通信部の少なくともいずれかについて計算すること、を含む測定処理を繰り返し実行し、前記測定処理を繰り返す度に、前記複数の前記無線通信部から前記代表無線通信部を選択する選択処理を制御し、前記測定処理を繰り返し実行することで得られた複数の前記第１到来波に基づいて前記他の通信装置が存在する位置を示す位置パラメータを特定する位置パラメータ特定処理を、前記第１のパラメータに基づいて制御する制御部と、を備える通信装置が提供される。
【0007】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、他の通信装置との間で信号を無線で送受信することが可能な複数の無線通信部を備える通信装置を制御するコンピュータを、前記複数の前記無線通信部から選択されたひとつの前記無線通信部である代表無線通信部により信号を送信すること、前記複数の前記無線通信部の各々により信号を受信すること、及び前記無線通信部により受信された信号のうち所定の検出基準を満たす信号として検出された信号である第１到来波が処理対象として適切であるかを示す指標である信頼性パラメータに属する第１のパラメータを前記複数の前記無線通信部の少なくともいずれかについて計算すること、を含む測定処理を繰り返し実行し、前記測定処理を繰り返す度に、前記複数の前記無線通信部から前記代表無線通信部を選択する選択処理を制御し、前記測定処理を繰り返し実行することで得られた複数の前記第１到来波に基づいて前記他の通信装置が存在する位置を示す位置パラメータを特定する位置パラメータ特定処理を、前記第１のパラメータに基づいて制御する制御部、として機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【0008】
以上説明したように本発明によれば、位置を推定する処理を電波伝搬環境に応じて制御することが可能な仕組みが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態に係るシステムの構成の一例を示す図である。
【図2】本実施形態に係る車両に設けられる複数のアンテナの配置の一例を示す図である。
【図3】本実施形態に係る携帯機の位置パラメータの一例を示す図である。
【図4】本実施形態に係る携帯機の位置パラメータの一例を示す図である。
【図5】本実施形態に係る通信ユニットにおける信号処理の処理ブロックの一例を示す図である。
【図6】本実施形態に係るＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図7】本実施形態に係るシステムにおいて実行される測距処理の流れの一例を示すシーケンス図である。
【図8】本実施形態に係るシステムにおいて実行される角度推定処理の流れの一例を示すシーケンス図である。
【図9】ＬＯＳ状態の無線通信部におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図10】ＮＬＯＳ状態の無線通信部におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図11】ＬＯＳ状態の無線通信部におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図12】ＮＬＯＳ状態の無線通信部におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図13】複数の無線通信部におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図14】複数の無線通信部におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図15】本実施形態に係る信頼性パラメータの一例を説明するための図である。
【図16】本実施形態に係る信頼性パラメータの一例を説明するための図である。
【図17】ＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図18】ＣＩＲの一例を示すグラフである。
【図19】本実施形態に係る車両の通信ユニットにより実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0011】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて無線通信部２１０Ａ、２１０Ｂ及び２１０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、無線通信部２１０Ａ、２１０Ｂ及び２１０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単に無線通信部２１０と称する。
【0012】
＜＜１．構成例＞＞
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステム１は、携帯機１００、及び通信ユニット２００を含む。本実施形態における通信ユニット２００は、車両２０２に搭載される。車両２０２は、ユーザの利用対象の一例である。
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステム１は、携帯機１００、及び通信ユニット２００を含む。本実施形態における通信ユニット２００は、車両２０２に搭載される。車両２０２は、ユーザの利用対象の一例である。
【0013】
本発明には、被認証者側の通信装置と、認証者側の通信装置と、が関与する。図１に示した例では、携帯機１００が被認証者側の通信装置の一例であり、通信ユニット２００が認証者側の通信装置の一例である。
【0014】
システム１においては、ユーザ（例えば、車両２０２のドライバー）が携帯機１００を携帯して車両２０２に近づくと、携帯機１００と車両２０２に搭載された通信ユニット２００との間で認証のための無線通信が行われる。そして、認証が成功すると、車両２０２のドア錠がアンロックされたりエンジンが始動されたりして、車両２０２がユーザにより利用可能な状態になる。システム１は、スマートエントリーシステムとも称される。以下、各構成要素について順に説明する。
【0015】
（１）携帯機１００
携帯機１００は、ユーザにより携帯される任意の装置として構成される。任意の装置には、電子キー、スマートフォン、及びウェアラブル端末等が含まれる。図１に示すように、携帯機１００は、無線通信部１１０、記憶部１２０、及び制御部１３０を備える。
携帯機１００は、ユーザにより携帯される任意の装置として構成される。任意の装置には、電子キー、スマートフォン、及びウェアラブル端末等が含まれる。図１に示すように、携帯機１００は、無線通信部１１０、記憶部１２０、及び制御部１３０を備える。
【0016】
無線通信部１１０は、車両２０２に搭載された通信ユニット２００との間で、無線による通信を行う機能を有する。無線通信部１１０は、車両２０２に搭載された通信ユニット２００から信号を無線で受信する。また、無線通信部１１０は、通信ユニット２００へ信号を無線で送信する。
【0017】
無線通信部１１０と通信ユニット２００との間の無線による通信は、例えばＵＷＢ（Ultra-Wide Band）を用いた信号によって実現される。ＵＷＢを用いた信号の無線通信において、インパルス方式を利用すれば、ナノ秒以下の非常に短いパルス幅の電波を使用することで電波の伝搬遅延時間を高精度に測定することができ、伝搬遅延時間に基づく測距を高精度に行うことができる。なお、伝搬遅延時間とは、電波を送信してから受信するまでにかかる時間である。無線通信部１１０は、例えば、ＵＷＢでの通信が可能な通信インタフェースとして構成される。
【0018】
なお、ＵＷＢを用いた信号は、例えば、測距用信号、角度推定用信号、及びデータ信号として送受信され得る。測距用信号とは、後述する測距処理において送受信される信号である。測距用信号は、データを格納するペイロード部分を有さないフレームフォーマットで構成されていてもよいし、ペイロード部分を有するフレームフォーマットで構成されていてもよい。角度推定用信号とは、後述する角度推定処理において送受信される信号である。角度推定用信号は、測距用信号と同様の構成を有していてもよい。データ信号は、データを格納するペイロード部分を有するフレームフォーマットで構成されることが好ましい。
【0019】
ここで、無線通信部１１０は、少なくとも１つのアンテナ１１１を有する。そして、無線通信部１１０は、少なくとも１つのアンテナ１１１を介して無線信号を送受信する。
【0020】
記憶部１２０は、携帯機１００の動作のための各種情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶部１２０は、携帯機１００の動作のためのプログラム、並びに認証のためのＩＤ（identifier）、パスワード、及び認証アルゴリズム等を記憶する。記憶部１２０は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体、及び記憶媒体への記録再生を実行する処理装置により構成される。
【0021】
制御部１３０は、携帯機１００における処理を実行する機能を有する。一例として、制御部１３０は、無線通信部１１０を制御して車両２０２の通信ユニット２００との通信を行う。制御部１３０は、記憶部１２０からの情報の読み出し及び記憶部１２０への情報の書き込みを行う。制御部１３０は、車両２０２の通信ユニット２００との間で行われる認証処理を制御する認証制御部としても機能する。制御部１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）及びマイクロプロセッサ等の電子回路によって構成される。
【0022】
（２）通信ユニット２００
通信ユニット２００は、車両２０２に対応付けて設けられる。ここでは、車両２０２の車室内に設置される、又は通信モジュールとして車両２０２に内蔵される等、通信ユニット２００は車両２０２に搭載されるものとする。他にも、車両２０２の駐車場に通信ユニット２００が設けられる等、車両２０２と通信ユニット２００とが別体として構成されてもよい。その場合、通信ユニット２００は、携帯機１００との通信結果に基づいて、車両２０２に制御信号を無線送信し、車両２０２を遠隔で制御し得る。図１に示すように、通信ユニット２００は、複数の無線通信部２１０（２１０Ａ～２１０Ｄ）、記憶部２２０、及び制御部２３０を備える。
通信ユニット２００は、車両２０２に対応付けて設けられる。ここでは、車両２０２の車室内に設置される、又は通信モジュールとして車両２０２に内蔵される等、通信ユニット２００は車両２０２に搭載されるものとする。他にも、車両２０２の駐車場に通信ユニット２００が設けられる等、車両２０２と通信ユニット２００とが別体として構成されてもよい。その場合、通信ユニット２００は、携帯機１００との通信結果に基づいて、車両２０２に制御信号を無線送信し、車両２０２を遠隔で制御し得る。図１に示すように、通信ユニット２００は、複数の無線通信部２１０（２１０Ａ～２１０Ｄ）、記憶部２２０、及び制御部２３０を備える。
【0023】
無線通信部２１０は、携帯機１００の無線通信部１１０との間で、無線による通信を行う機能を有する。無線通信部２１０は、携帯機１００からの信号を無線で受信する。また、無線通信部２１０は、携帯機１００へ信号を無線で送信する。無線通信部２１０は、例えば、ＵＷＢでの通信が可能な通信インタフェースとして構成される。
【0024】
ここで、各々の無線通信部２１０は、アンテナ２１１を有する。そして、各々の無線通信部２１０は、アンテナ２１１を介して無線信号を送受信する。
【0025】
記憶部２２０は、通信ユニット２００の動作のための各種情報を記憶する機能を有する。例えば、記憶部２２０は、通信ユニット２００の動作のためのプログラム、及び認証アルゴリズム等を記憶する。記憶部２２０は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶媒体、及び記憶媒体への記録再生を実行する処理装置により構成される。
【0026】
制御部２３０は、通信ユニット２００、及び車両２０２に搭載された車載機器の動作全般を制御する機能を有する。一例として、制御部２３０は、無線通信部２１０を制御して携帯機１００との通信を行う。制御部２３０は、記憶部２２０からの情報の読み出し及び記憶部２２０への情報の書き込みを行う。制御部２３０は、携帯機１００との間で行われる認証処理を制御する認証制御部としても機能する。また、制御部２３０は、車両２０２のドア錠を制御するドアロック制御部としても機能し、ドア錠のロック及びアンロックを行う。また、制御部２３０は、車両２０２のエンジンを制御するエンジン制御部としても機能し、エンジンの始動／停止を行う。なお、車両２０２に備えられる動力源は、エンジンの他にモータ等であってもよい。制御部２３０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の電子回路として構成される。
【0027】
＜＜２．位置パラメータの推定＞＞
＜２．１．位置パラメータ＞
本実施形態に係る通信ユニット２００（詳しくは、制御部２３０）は、携帯機１００が存在する位置を示す位置パラメータを推定する、位置パラメータ推定処理を行う。以下、図２～図４を参照しながら、位置パラメータに関する各種定義について説明する。
＜２．１．位置パラメータ＞
本実施形態に係る通信ユニット２００（詳しくは、制御部２３０）は、携帯機１００が存在する位置を示す位置パラメータを推定する、位置パラメータ推定処理を行う。以下、図２～図４を参照しながら、位置パラメータに関する各種定義について説明する。
【0028】
図２は、本実施形態に係る車両２０２に設けられる複数のアンテナ２１１（無線通信部２１０）の配置の一例を示す図である。図２に示すように、車両２０２の天井部分には、４つのアンテナ２１１（２１１Ａ－２１１Ｄ）が設けられている。アンテナ２１１Ａは、車両２０２の前方右側に設けられる。アンテナ２１１Ｂは、車両２０２の前方左側に設けられる。アンテナ２１１Ｃは、車両２０２の後方右側に設けられる。アンテナ２１１Ｄは、車両２０２の後方左側に設けられる。なお、隣接するアンテナ２１１間の距離は、後述する角度推定用信号の搬送波の波長λの２分の１以下になるように設定される。通信ユニット２００を基準とする座標系として、通信ユニット２００のローカル座標系が設定される。通信ユニット２００のローカル座標系の一例は、４つのアンテナ２１１の中心を原点とし、車両２０２の前後方向をＸ軸とし、車両２０２の左右方向をＹ軸とし、車両２０２の上下方向をＺ軸とする座標系である。なお、Ｘ軸は、前後方向のアンテナペア（例えば、アンテナ２１１Ａとアンテナ２１１Ｃ、及び２１１Ｂとアンテナ２１１Ｄ）を結ぶ軸に平行する。また、Ｙ軸は、左右方向のアンテナペア（例えば、アンテナ２１１Ａとアンテナ２１１Ｂ、及び２１１Ｃとアンテナ２１１Ｄ）を結ぶ軸に平行する。
【0029】
なお、４本のアンテナ２１１の配置形状は、正方形に限らず、平行四辺形、台形、矩形、及びその他の任意の形状を取り得る。もちろん、アンテナ２１１の数は４本に限定されない。
【0030】
図３は、本実施形態に係る携帯機１００の位置パラメータの一例を示す図である。位置パラメータは、携帯機１００と通信ユニット２００との間の距離Ｒを含み得る。図３に示す距離Ｒは、通信ユニット２００のローカル座標系の原点から携帯機１００までの距離である。距離Ｒは、複数の無線通信部２１０のうちひとつの無線通信部２１０と携帯機１００との間で行われる、後述する測距用信号の送受信結果に基づいて、推定される。距離Ｒは、後述する測距用信号の送受信を行うひとつの無線通信部２１０から携帯機１００までの距離であってもよい。
【0031】
また、位置パラメータは、図３に示す、Ｘ軸から携帯機１００までの角度α、及びＹ軸から携帯機１００までの角度βから成る、通信ユニット２００を基準とする携帯機１００の角度を含み得る。角度α及びβは、第１の所定の座標系における原点と携帯機１００とを結ぶ直線と当該第１の所定の座標系における座標軸とがなす角度である。例えば、第１の所定の座標系は、通信ユニット２００のローカル座標系である。角度αは、原点と携帯機１００とを結ぶ直線とＸ軸とがなす角度である。角度βは、原点と携帯機１００とを結ぶ直線とＹ軸とがなす角度である。
【0032】
図４は、本実施形態に係る携帯機１００の位置パラメータの一例を示す図である。位置パラメータは、第２の所定の座標系における携帯機１００の座標を含み得る。図４に示す、携帯機１００のＸ軸上の座標ｘ、Ｙ軸上の座標ｙ、及びＺ軸上の座標ｚは、そのような座標の一例である。即ち、第２の所定の座標系は、通信ユニット２００のローカル座標系であってもよい。他にも、第２の所定の座標系は、グローバル座標系であってもよい。
【0033】
＜２．２．ＣＩＲ＞
（１）ＣＩＲ算出処理
携帯機１００及び通信ユニット２００は、位置パラメータ推定処理において、位置パラメータを推定するための通信を行う。その際、携帯機１００及び通信ユニット２００は、ＣＩＲ（Channel Impulse Response）を算出する。
（１）ＣＩＲ算出処理
携帯機１００及び通信ユニット２００は、位置パラメータ推定処理において、位置パラメータを推定するための通信を行う。その際、携帯機１００及び通信ユニット２００は、ＣＩＲ（Channel Impulse Response）を算出する。
【0034】
ＣＩＲとは、インパルスをシステムに入力したときの応答である。本実施形態におけるＣＩＲは、携帯機１００及び通信ユニット２００の一方（以下、送信側とも称する）の無線通信部がパルスを含む信号を第１の信号として送信した場合に、他方（以下、受信側とも称する）の無線通信部により受信された、第１の信号に対応する信号である第２の信号に基づいて算出される。パルスとは、振幅の変化を含む信号である。ＣＩＲは、携帯機１００と通信ユニット２００との間の無線通信路の特性を示すとも言える。以下では、第１の信号を送信信号とも称し、第２の信号を受信信号とも称する。
【0035】
一例として、ＣＩＲは、送信信号と受信信号との相関を規定時間ごとにとった結果である、相関演算結果であってもよい。ここでの相関とは、送信信号と受信信号との相関を、各々の時間方向の相対位置をずらしながらとる処理である、スライディング相関であってもよい。相関演算結果は、送信信号と受信信号との相関の高さを示す相関値を、規定時間を間隔とする時刻ごとの要素として含む。規定時間は、例えば、受信側が受信信号をサンプリングする間隔である。そのため、ＣＩＲを構成する要素は、サンプリングポイントとも称される。相関値は、ＩＱ成分を有する複素数であってもよい。また、相関値は、複素数の振幅又は位相であってもよい。また、相関値は、複素数のＩ成分及びＱ成分の二乗和（又は振幅の二乗）である、電力であってもよい。
【0036】
ＣＩＲは、各時刻における値（以下、ＣＩＲ値とも称する）を要素とする集合である、とも捉えられる。その場合、ＣＩＲは、ＣＩＲ値の時系列変化である。ＣＩＲが相関演算結果である場合、ＣＩＲ値は、相関値である。
【0037】
なお、携帯機１００及び通信ユニット２００は、時間カウンタを用いて、時刻を取得する。時間カウンタとは、所定の時間間隔（以下、カウント周期とも称する）で経過時間を示す値（以下、カウント値とも称する）をカウント（典型的には、インクリメント）するカウンタである。時間カウンタによりカウントされたカウント値、カウント周期、及びカウント開始時刻に基づいて、現在時刻が計算される。異なる装置間で、カウント周期及びカウント開始時刻が一致することは、同期しているとも称される。他方、異なる装置間で、カウント周期及びカウント開始時刻の少なくともいずれかが異なることは、同期していない又は非同期であるとも称される。携帯機１００と通信ユニット２００とは、同期していてもよいし、非同期であってもよい。また、複数の無線通信部２１０の各々は、互いに同期していてもよいし、非同期であってもよい。ＣＩＲを計算する際の上記規定時間は、時間カウンタのカウント周期の整数倍であってもよい。
【0038】
以下、送信側が携帯機１００であり、受信側が通信ユニット２００である場合のＣＩＲ算出処理を、図５を参照しながら詳しく説明する。
【0039】
図５は、本実施形態に係る通信ユニット２００における信号処理の処理ブロックの一例を示す図である。図５に示すように、通信ユニット２００は、発振器２１２、乗算器２１３、９０度移相器２１４、乗算器２１５、ＬＰＦ（Low Pass Filter）２１６、ＬＰＦ２１７、相関器２１８、及び積算器２１９を含む。
【0040】
発振器２１２は、送信信号を搬送する搬送波の周波数と同一の周波数の信号を生成して、生成した信号を乗算器２１３及び９０度移相器２１４に出力する。
【0041】
乗算器２１３は、アンテナ２１１により受信された受信信号と発振器２１２から出力された信号とを乗算し、乗算した結果をＬＰＦ２１６に出力する。ＬＰＦ２１６は、入力された信号のうち、送信信号を搬送する搬送波の周波数以下の周波数の信号を、相関器２１８に出力する。相関器２１８に入力される信号は、受信信号の包絡線に対応する成分のうちＩ成分（即ち、実部）である。
【0042】
９０度移相器２１４は、入力された信号の位相を９０度遅延させて、遅延させた信号を乗算器２１５に出力する。乗算器２１５は、アンテナ２１１により受信された受信信号と９０度移相器２１４から出力された信号とを乗算し、乗算した結果をＬＰＦ２１７に出力する。ＬＰＦ２１７は、入力された信号のうち、送信信号を搬送する搬送波の周波数以下の周波数の信号を、相関器２１８に出力する。相関器２１８に入力される信号は、受信信号の包絡線に対応する成分のうちＱ成分（即ち、虚部）である。
【0043】
相関器２１８は、ＬＰＦ２１６及びＬＰＦ２１７から出力された、Ｉ成分及びＱ成分から成る受信信号と、参照信号と、のスライディング相関をとることで、ＣＩＲを算出する。なお、ここでの参照信号とは、搬送波が乗算される前の送信信号と同一の信号である。
【0044】
積算器２１９は、相関器２１８から出力されたＣＩＲを積算して、出力する。
【0045】
ここで、送信側は、プリアンブルを含む信号を、送信信号として送信し得る。プリアンブルとは、送受信間で既知な系列である。プリアンブルは、典型的には送信信号の先頭に配置される。プリアンブルは、ひとつ以上のプリアンブルシンボルを含む。プリアンブルシンボルとは、ひとつ以上のパルスを含むパルス配列である。パルス配列とは、時間方向に分離した複数のパルスの集合である。
【0046】
プリアンブルシンボルは、積算器２１９による積算の対象である。即ち、相関器２１８は、受信信号に含まれるひとつ以上のプリアンブルシンボルに対応する部分の各々について、当該プリアンブルシンボルに対応する部分と送信信号に含まれるプリアンブルシンボルとの相関を規定時間ごとにとることで、ひとつ以上のプリアンブルシンボルごとのＣＩＲを算出する。そして、積算器２１９は、プリアンブルシンボルごとのＣＩＲを、プリアンブルに含まれるひとつ以上のプリアンブルシンボルについて積算することで、積算後のＣＩＲを得る。そして、積算器２１９は、積算後のＣＩＲを出力する。以下では、特に言及しない限り、ＣＩＲとは積算後のＣＩＲであるものとする。
【0047】
（２）ＣＩＲの例
積算器２１９から出力されるＣＩＲの一例を、図６に示す。図６は、本実施形態に係るＣＩＲの一例を示すグラフである。図６に示したＣＩＲは、送信側が送信信号を送信した時刻をカウント開始時刻と仮定したときのＣＩＲである。このようなＣＩＲは、遅延プロファイルとも称される。本グラフの横軸は、遅延時間である。遅延時間とは、送信側が送信信号を送信した時刻からの経過時間である。本グラフの縦軸は、ＣＩＲ値の絶対値（例えば、振幅又は電力）である。
積算器２１９から出力されるＣＩＲの一例を、図６に示す。図６は、本実施形態に係るＣＩＲの一例を示すグラフである。図６に示したＣＩＲは、送信側が送信信号を送信した時刻をカウント開始時刻と仮定したときのＣＩＲである。このようなＣＩＲは、遅延プロファイルとも称される。本グラフの横軸は、遅延時間である。遅延時間とは、送信側が送信信号を送信した時刻からの経過時間である。本グラフの縦軸は、ＣＩＲ値の絶対値（例えば、振幅又は電力）である。
【0048】
ＣＩＲの形状、より詳しくはＣＩＲ値の時系列変化の形状は、ＣＩＲ波形とも称される。典型的には、ＣＩＲにおいて、ゼロクロス点とゼロクロス点との間の要素の集合が、ひとつのパルスに対応する。ゼロクロス点とは、値がゼロになる要素である。ただし、ノイズがある環境ではその限りではない。例えば、基準となる水準とＣＩＲ値の時系列変化との交点間の要素の集合が、ひとつのパルスに対応すると捉えられてもよい。図６に示したＣＩＲには、あるパルスに対応する要素の集合２１、及び他のパルスに対応する要素の集合２２が、含まれている。
【0049】
集合２１は、例えば、ファストパスを経由して受信側に到来した信号（例えば、パルス）に対応する。ファストパスとは、送受信間の最も短い経路を指す。ファストパスは、遮蔽物がない環境では送受信間の直線経路を指す。集合２２は、例えば、ファストパス以外の経路を通って受信側に到来した信号（例えば、パルス）に対応する。このように、複数の経路を経由して到来する信号を、マルチパス波とも称する。
【0050】
（３）第１到来波の検出
受信側は、送信側から受信した無線信号のうち所定の検出基準を満たす信号を、ファストパスを経由して受信側に到達した信号として検出する。そして、受信側は、検出した信号に基づいて、位置パラメータを推定する。ファストパスを経由して受信側に到達した信号として検出された信号を、以下では第１到来波とも称する。
受信側は、送信側から受信した無線信号のうち所定の検出基準を満たす信号を、ファストパスを経由して受信側に到達した信号として検出する。そして、受信側は、検出した信号に基づいて、位置パラメータを推定する。ファストパスを経由して受信側に到達した信号として検出された信号を、以下では第１到来波とも称する。
【0051】
受信側は、受信した無線信号のうち所定の検出基準を満たす信号を、第１到来波として検出する。所定の検出基準の一例は、ＣＩＲ値（例えば、振幅又は電力）が最初に所定の閾値を超えることである。即ち、受信側は、ＣＩＲのうちＣＩＲ値が最初に所定の閾値を超えた部分に対応する信号を、第１到来波として検出してもよい。以下では、第１到来波を検出するために使用される所定の閾値を、ファストパス閾値とも称する。
【0052】
受信側が受信する信号は、直接波、遅延波、又は合成波のいずれかであり得る。直接波とは、送受信間の最短経路を経て、受信側に受信される信号である。即ち、直接波とは、ファストパスを経由して受信側に到達した信号である。遅延波とは、送受信間の最短でない経路を経て、即ち、ファストパス以外の経路を経由して受信側に到達した信号である。遅延波は、直接波よりも遅延して受信側に受信される。合成波とは、複数の異なる経路を経た複数の信号が合成された状態で受信側に受信される信号である。
【0053】
ここで注意すべきは、第１到来波として検出された信号が、必ずしも直接波であるとは限らない点である。例えば、直接波が遅延波と打ち消し合った状態で受信されると、直接波に対応する要素のＣＩＲ値が所定の閾値を下回り、直接波が第１到来波として検出されない場合がある。その場合、直接波よりも遅延して到来する遅延波又は合成波が、第１到来波として検出されてしまう。
【0054】
－第１到来波の受信時刻
受信側は、所定の検出基準が満たされた時刻を、第１到来波の受信時刻としてもよい。第１到来波の受信時刻の一例は、ＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超えた要素に対応する時刻、即ちＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超えた時刻である。
受信側は、所定の検出基準が満たされた時刻を、第１到来波の受信時刻としてもよい。第１到来波の受信時刻の一例は、ＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超えた要素に対応する時刻、即ちＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超えた時刻である。
【0055】
他にも、受信側は、検出した第１到来波のピークの時刻を、第１到来波の受信時刻としてもよい。その場合、第１到来波の受信時刻の一例は、ＣＩＲにおける第１到来波に対応する要素の集合のうち、ＣＩＲ値としての振幅又は電力が最も高い要素に対応する時刻である。
【0056】
以下では、第１到来波の受信時刻は、ＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する時刻であるものとする。
【0057】
－第１到来波の位相
受信側は、所定の検出基準が満たされた時刻の位相を、第１到来波の位相としてもよい。第１到来波の位相の一例は、ＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素の、ＣＩＲ値としての位相である。
受信側は、所定の検出基準が満たされた時刻の位相を、第１到来波の位相としてもよい。第１到来波の位相の一例は、ＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素の、ＣＩＲ値としての位相である。
【0058】
他にも、受信側は、検出した第１到来波のピークの位相を、第１到来波の位相としてもよい。その場合、第１到来波の受信時刻の一例は、ＣＩＲにおける第１到来波に対応する要素の集合のうち、ＣＩＲ値としての振幅又は電力が最も高い要素の、ＣＩＲ値としての位相である。
【0059】
以下では、第１到来波の位相は、ＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素の、ＣＩＲ値としての位相であるものとする。
【0060】
－第１到来波の幅について
第１到来波に対応する要素の集合の時間方向の幅を、第１到来波の幅とも称する。一例として、第１到来波の幅は、ＣＩＲにおけるゼロクロス点とゼロクロス点との間の時間方向の幅である。他の一例として、第１到来波の幅は、基準となる水準とＣＩＲ値の時系列変化との交点間の時間方向の幅である。
第１到来波に対応する要素の集合の時間方向の幅を、第１到来波の幅とも称する。一例として、第１到来波の幅は、ＣＩＲにおけるゼロクロス点とゼロクロス点との間の時間方向の幅である。他の一例として、第１到来波の幅は、基準となる水準とＣＩＲ値の時系列変化との交点間の時間方向の幅である。
【0061】
第１到来波として直接波のみが検出される場合、ＣＩＲにおける第１到来波の幅は、理想的な幅となる。第１到来波として直接波のみが検出される場合の理想的な幅は、送信信号の波形、及び受信信号処理方法等から理論計算により算出可能である。他方、第１到来波として合成波が受信される場合、ＣＩＲにおける第１到来波の幅は、理想的な幅とは異なり得る。例えば、直接波と同相の遅延波が直接波と合成された合成波が第１到来波として検出される場合、直接波に対応する部分と遅延波に対応する部分とが時間方向にずれた状態で加算され強め合うので、ＣＩＲにおける第１到来波の幅は広くなる。他方、直接波と逆相の遅延波が直接波と合成された合成波が第１到来波として検出される場合、直接波と遅延波とが互いに打ち消し合うので、ＣＩＲにおける第１到来波の幅は狭くなる。
【0062】
＜２．３．位置パラメータの推定＞
（１）測距
通信ユニット２００は、測距処理を行う。測距処理とは、通信ユニット２００と携帯機１００との間の距離を推定する処理である。通信ユニット２００と携帯機１００との間の距離は、例えば図３に示した距離Ｒである。測距処理は、測距用信号を送受信すること、及び測距用信号の伝搬遅延時間に基づいて距離Ｒを計算することを含む。測距用信号とは、携帯機１００と通信ユニット２００との間で送受信される信号のうち、測距に用いられる信号である。伝搬遅延時間とは、信号が送信されてから受信されるまでにかかる時間である。
（１）測距
通信ユニット２００は、測距処理を行う。測距処理とは、通信ユニット２００と携帯機１００との間の距離を推定する処理である。通信ユニット２００と携帯機１００との間の距離は、例えば図３に示した距離Ｒである。測距処理は、測距用信号を送受信すること、及び測距用信号の伝搬遅延時間に基づいて距離Ｒを計算することを含む。測距用信号とは、携帯機１００と通信ユニット２００との間で送受信される信号のうち、測距に用いられる信号である。伝搬遅延時間とは、信号が送信されてから受信されるまでにかかる時間である。
【0063】
ここで、通信ユニット２００が有する複数の無線通信部２１０のうち、いずれか１つの無線通信部２１０が、測距用信号を送受信する。測距用信号を送受信する無線通信部２１０を、以下ではマスタとも称する。距離Ｒは、マスタとして機能する無線通信部２１０（より正確には、アンテナ２１１）と携帯機１００（より正確には、アンテナ１１１）との間の距離である。また、測距用信号を送受信する無線通信部２１０以外の無線通信部２１０を、スレーブとも称する。
【0064】
測距処理においては、通信ユニット２００と携帯機１００との間で複数の測距用信号が送受信され得る。複数の測距用信号のうち、一方の装置から他方の装置へ送信される測距用信号を第１の測距用信号とも称する。次に、第１の測距用信号を受信した装置から、第１の測距用信号を送信した装置へ、第１の測距用信号の応答として送信される測距用信号を、第２の測距用信号とも称する。次いで、第２の測距用信号を受信した装置から、第２の測距用信号を送信した装置へ、第２の測距用信号の応答として送信される測距用信号を、第３の測距用信号とも称する。
【0065】
以下、図７を参照しながら、測距処理の流れの一例を説明する。
【0066】
図７は、本実施形態に係るシステム１において実行される測距処理の流れの一例を示すシーケンス図である。本シーケンスには、携帯機１００及び通信ユニット２００が関与する。本シーケンスでは、無線通信部２１０Ａがマスタとして機能するものとする。
【0067】
図７に示すように、まず、携帯機１００は、第１の測距用信号を送信する（ステップＳ１０２）。無線通信部２１０Ａにより第１の測距用信号が受信されると、制御部２３０は、第１の測距用信号のＣＩＲを算出する。その後、制御部２３０は、算出したＣＩＲに基づいて、無線通信部２１０Ａにおける第１の測距用信号の第１到来波を検出する（ステップＳ１０４）。
【0068】
次いで、無線通信部２１０Ａは、第１の測距用信号の応答として第２の測距用信号を送信する（ステップＳ１０６）。携帯機１００は、第２の測距用信号を受信すると、第２の測距用信号のＣＩＲを算出する。その後、携帯機１００は、算出したＣＩＲに基づいて、第２の測距用信号の第１到来波を検出する（ステップＳ１０８）。
【0069】
次に、携帯機１００は、第２の測距用信号の応答として第３の測距用信号を送信する（ステップＳ１１０）。無線通信部２１０Ａにより第３の測距用信号が受信されると、制御部２３０は、第３の測距用信号のＣＩＲを算出する。その後、制御部２３０は、算出したＣＩＲに基づいて、無線通信部２１０Ａにおける第３の測距用信号の第１到来波を検出する（ステップＳ１１２）。
【0070】
携帯機１００は、第１の測距用信号の送信時刻から第２の測距用信号の受信時刻までの時間Ｔ１、及び第２の測距用信号の受信時刻から第３の測距用信号の送信時刻までの時間Ｔ２を計測する。ここで、第２の測距用信号の受信時刻とは、ステップＳ１０８において検出された、第２の測距用信号の第１到来波の受信時刻である。そして、携帯機１００は、時間Ｔ１及びＴ２を示す情報を含む信号を送信する（ステップＳ１１４）。かかる信号は、例えば無線通信部２１０Ａにより受信される。
【0071】
制御部２３０は、第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間Ｔ３、及び第２の測距用信号の送信時刻から第３の測距用信号の受信時刻までの時間Ｔ４を計測する。ここで、第１の測距用信号の受信時刻とは、ステップＳ１０４において検出された、第１の測距用信号の第１到来波の受信時刻である。同様に、第３の測距用信号の受信時刻とは、ステップＳ１１２において検出された、第３の測距用信号の第１到来波の受信時刻である。
【0072】
そして、制御部２３０は、時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４に基づいて、距離Ｒを推定する（ステップＳ１１６）。例えば、制御部２３０は、次式により伝搬遅延時間τｍを推定する。
【0073】
【数1】
【0074】
その後、制御部２３０は、推定した伝搬遅延時間τｍに信号の速度を乗算することで、距離Ｒを推定する。
【0075】
－推定精度低下の一因
時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４の始期又は終期となる測距用信号の受信時刻は、測距用信号の第１到来波の受信時刻である。上述したように、第１到来波として検出された信号は、必ずしも直接波であるとは限らない。
時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４の始期又は終期となる測距用信号の受信時刻は、測距用信号の第１到来波の受信時刻である。上述したように、第１到来波として検出された信号は、必ずしも直接波であるとは限らない。
【0076】
直接波よりも遅延して到来する遅延波又は合成波が第１到来波として検出された場合、直接波が第１到来波として検出される場合と比較して、第１到来波の受信時刻が変動する。その場合、伝搬遅延時間τｍの推定結果が真の値（直接波が第１到来波として検出される場合の推定結果）から変動する。そして、変動した分だけ、距離Ｒの推定精度（以下、測距精度とも称する）は低下する。
【0077】
（２）角度推定
通信ユニット２００は、角度推定処理を行う。角度推定処理とは、図３に示した角度α及びβを推定する処理である。角度取得処理は、角度推定用信号を受信すること、及び角度推定用信号の受信結果に基づいて角度α及びβを計算することを含む。角度推定用信号とは、携帯機１００と通信ユニット２００との間で送受信される信号のうち、角度推定に用いられる信号である。以下、図８を参照しながら、角度推定処理の流れの一例を説明する。
通信ユニット２００は、角度推定処理を行う。角度推定処理とは、図３に示した角度α及びβを推定する処理である。角度取得処理は、角度推定用信号を受信すること、及び角度推定用信号の受信結果に基づいて角度α及びβを計算することを含む。角度推定用信号とは、携帯機１００と通信ユニット２００との間で送受信される信号のうち、角度推定に用いられる信号である。以下、図８を参照しながら、角度推定処理の流れの一例を説明する。
【0078】
図８は、本実施形態に係るシステム１において実行される角度推定処理の流れの一例を示すシーケンス図である。本シーケンスには、携帯機１００及び通信ユニット２００が関与する。
【0079】
図８に示すように、まず、携帯機１００は、角度推定用信号を送信する（ステップＳ２０２）。次いで、無線通信部２１０Ａ～２１０Ｄの各々により角度推定用信号が受信されると、制御部２３０は、無線通信部２１０Ａ～２１０Ｄの各々により受信された角度推定用信号のＣＩＲを算出する。その後、制御部２３０は、無線通信部２１０Ａ～２１０Ｄの各々について、算出したＣＩＲに基づいて角度推定用信号の第１到来波を検出する（ステップＳ２０４Ａ～Ｓ２０４Ｄ）。次に、制御部２３０は、無線通信部２１０Ａ～２１０Ｄの各々について、検出した第１到来波の位相を検出する（ステップＳ２０６Ａ～Ｓ２０６Ｄ）。そして、制御部２３０は、無線通信部２１０Ａ～２１０Ｄの各々について検出した第１到来波の位相に基づいて、角度α及びβを推定する（ステップＳ２０８）。
【0080】
以下、ステップＳ２０８における処理の詳細について説明する。無線通信部２１０Ａについて検出された第１到来波の位相をＰＡとする。無線通信部２１０Ｂについて検出された第１到来波の位相をＰＢとする。無線通信部２１０Ｃについて検出された第１到来波の位相をＰＣとする。無線通信部２１０Ｄについて検出された第１到来波の位相をＰＤとする。この場合、Ｘ軸方向のアンテナアレー位相差ＰｄＡＣ及びＰｄＢＤ、並びにＹ軸方向のアンテナアレー位相差ＰｄＢＡ及びＰｄＤＣは、それぞれ次式で表される。
【0081】
【数2】
【0082】
角度α及びβは、次式により計算される。ここで、λは角度推定用信号の搬送波の波長であり、ｄはアンテナ２１１間の距離である。
【0083】
【数3】
【0084】
従って、それぞれのアンテナアレー位相差に基づいて計算される角度は、それぞれ次式により表される。
【0085】
【数4】
【0086】
制御部２３０は、上記計算された角度αＡＣ、αＢＤ、βＤＣ、及びβＢＡに基づいて、角度α及びβを計算する。例えば、制御部２３０は、次式に示すように、Ｘ軸及びＹ軸方向で各２アレーについて計算された角度を平均することで、角度α及びβを計算する。
【0087】
【数5】
【0088】
－推定精度低下の一因
以上説明したように、角度α及びβは、第１到来波の位相に基づいて計算される。上述したように、第１到来波として検出された信号は、必ずしも直接波であるとは限らない。
以上説明したように、角度α及びβは、第１到来波の位相に基づいて計算される。上述したように、第１到来波として検出された信号は、必ずしも直接波であるとは限らない。
【0089】
つまり、第１到来波として、遅延波又は合成波が検出される場合がある。典型的には遅延波及び合成波の位相は直接波の位相と相違するので、相違した分だけ角度推定精度は低下する。
【0090】
－補足
なお、角度推定用信号は、角度推定処理の中で送受信されてもよいし、その他のタイミングで送受信されても良い。例えば、角度推定用信号は、測距処理において送受信されてもよい。具体的には、図７に示した第３の測距用信号と、図８に示した角度推定用信号とは、同一であってもよい。この場合、通信ユニット２００は、角度推定用信号及び第２の測距用信号を兼ねるひとつの無線信号を受信することで、距離Ｒ並びに角度α及びβを計算することができる。
なお、角度推定用信号は、角度推定処理の中で送受信されてもよいし、その他のタイミングで送受信されても良い。例えば、角度推定用信号は、測距処理において送受信されてもよい。具体的には、図７に示した第３の測距用信号と、図８に示した角度推定用信号とは、同一であってもよい。この場合、通信ユニット２００は、角度推定用信号及び第２の測距用信号を兼ねるひとつの無線信号を受信することで、距離Ｒ並びに角度α及びβを計算することができる。
【0091】
（３）座標推定
制御部２３０は、座標推定処理を行う。座標推定処理とは、図４に示した携帯機１００の三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を推定する処理である、座標推定処理としては、以下の第１の計算方法及び第２の計算方法が採用され得る。
制御部２３０は、座標推定処理を行う。座標推定処理とは、図４に示した携帯機１００の三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を推定する処理である、座標推定処理としては、以下の第１の計算方法及び第２の計算方法が採用され得る。
【0092】
－第１の計算方法
第１の計算方法は、測距処理及び角度推定処理の結果に基づいて、座標ｘ、ｙ、及びｚを計算する方法である。その場合、まず、制御部２３０は、次式により座標ｘ及びｙを計算する。
第１の計算方法は、測距処理及び角度推定処理の結果に基づいて、座標ｘ、ｙ、及びｚを計算する方法である。その場合、まず、制御部２３０は、次式により座標ｘ及びｙを計算する。
【0093】
【数6】
【0094】
ここで、距離Ｒ、並びに座標ｘ、ｙ及びｚには、次式の関係が成り立つ。
【0095】
【数7】
【0096】
制御部２３０は、上記関係を利用して、次式により座標ｚを計算する。
【0097】
【数8】
【0098】
－第２の計算方法
第２の計算方法は、角度α及びβの推定を省略して、座標ｘ、ｙ、及びｚを計算する方法である。まず、上記数式（４）（５）（６）（７）により、次式の関係が成り立つ。
第２の計算方法は、角度α及びβの推定を省略して、座標ｘ、ｙ、及びｚを計算する方法である。まず、上記数式（４）（５）（６）（７）により、次式の関係が成り立つ。
【0099】
【数9】
【0100】
【数10】
【0101】
【数11】
【0102】
【数12】
【0103】
【数13】
【0104】
数式（１２）を、ｃｏｓαに関し整理して数式（９）に代入すると、次式により座標ｘが得られる。
【0105】
【数14】
【0106】
数式（１３）を、ｃｏｓβに関し整理して数式（１０）に代入すると、次式により座標ｙが得られる。
【0107】
【数15】
【0108】
そして、数式（１４）及び数式（１５）を数式（１１）に代入して整理すると、次式により座標ｚが得られる。
【0109】
【数16】
【0110】
以上、ローカル座標系における携帯機１００の座標の推定処理について説明した。ローカル座標系における携帯機１００の座標と、グローバル座標系におけるローカル座標系の原点の座標とを組み合わせることで、グローバル座標系における携帯機１００の座標も推定可能である。
【0111】
－推定精度低下の一因
以上説明したように、座標は、伝搬遅延時間及び位相に基づいて計算される。そして、これらは、いずれも第１到来波に基づいて推定される。従って、測距処理、及び角度推定処理と同様の理由で、座標推定精度は低下し得る。
以上説明したように、座標は、伝搬遅延時間及び位相に基づいて計算される。そして、これらは、いずれも第１到来波に基づいて推定される。従って、測距処理、及び角度推定処理と同様の理由で、座標推定精度は低下し得る。
【0112】
（４）存在領域の推定
位置パラメータは、予め定義された複数の領域のうち、携帯機１００が存在する領域を含んでいてもよい。一例として、領域が通信ユニット２００からの距離により定義される場合、制御部２３０は、測距処理により推定された距離Ｒに基づいて、携帯機１００が存在する領域を推定する。他の一例として、領域が通信ユニット２００からの角度により定義される場合、制御部２３０、角度推定処理により推定された角度α及びβに基づいて、携帯機１００が存在する領域を推定する。他の一例として、領域が三次元座標により定義される場合、制御部２３０は、座標推定処理により推定された座標（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、携帯機１００が存在する領域を推定する。
位置パラメータは、予め定義された複数の領域のうち、携帯機１００が存在する領域を含んでいてもよい。一例として、領域が通信ユニット２００からの距離により定義される場合、制御部２３０は、測距処理により推定された距離Ｒに基づいて、携帯機１００が存在する領域を推定する。他の一例として、領域が通信ユニット２００からの角度により定義される場合、制御部２３０、角度推定処理により推定された角度α及びβに基づいて、携帯機１００が存在する領域を推定する。他の一例として、領域が三次元座標により定義される場合、制御部２３０は、座標推定処理により推定された座標（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、携帯機１００が存在する領域を推定する。
【0113】
他にも、車両２０２に特有の処理として、制御部２３０は、車両２０２の車室内及び車室外を含む複数の領域の中から、携帯機１００が存在する領域を推定してもよい。これにより、ユーザが車室内にいる場合と車室外にいる場合とで異なるサービスを提供する等、細やかなサービスを提供することが可能となる。他にも、制御部２３０は、車両２０２から所定距離以内の領域である周辺領域、及び車両２０２から所定距離以上の領域である遠方領域の中から、携帯機１００が存在する領域を推定してもよい。
【0114】
（５）位置パラメータの推定結果の用途
位置パラメータの推定結果は、例えば携帯機１００の認証のために使用され得る。例えば、制御部２３０は、運転席側であって通信ユニット２００からの距離が近い領域に携帯機１００が存在する場合に、認証成功を判定し、ドアを解錠する。
位置パラメータの推定結果は、例えば携帯機１００の認証のために使用され得る。例えば、制御部２３０は、運転席側であって通信ユニット２００からの距離が近い領域に携帯機１００が存在する場合に、認証成功を判定し、ドアを解錠する。
【0115】
＜＜３．技術的課題＞＞
複数の無線通信部２１０には、ＬＯＳ（Line of Sight）状態の無線通信部２１０とＮＬＯＳ（Non Line of Sight）状態の無線通信部２１０とが混在し得る。
複数の無線通信部２１０には、ＬＯＳ（Line of Sight）状態の無線通信部２１０とＮＬＯＳ（Non Line of Sight）状態の無線通信部２１０とが混在し得る。
【0116】
ＬＯＳ状態であるとは、携帯機１００のアンテナ１１１と無線通信部２１０のアンテナ２１１との間が見通せることを指す。ＬＯＳ状態であれば、直接波の受信電力が最も高いので、受信側は、直接波を第１到来波として検出することに成功する可能性が高い。
【0117】
ＮＬＯＳ状態であるとは、携帯機１００のアンテナ１１１と無線通信部２１０のアンテナ２１１との間が見通せないことを指す。ＮＬＯＳ状態であれば、直接波の受信電力が他と比較して低くなる可能性があるので、受信側は、直接波を第１到来波として検出することに失敗する可能性がある。
【0118】
測距処理において測距用信号を送受信するマスタがＮＬＯＳ状態である場合、携帯機１００から到来する測距用信号のうち直接波の受信電力がノイズと比較して小さくなる。よって、直接波を第１到来波として検出することに成功したとしても、ノイズの影響で第１到来波の受信時刻がずれてしまい得る。その場合、測距精度が低下する。
【0119】
また、測距処理において測距用信号を送受信するマスタがＮＬＯＳ状態である場合、マスタがＬＯＳ状態である場合と比較して直接波の受信電力が低くなり、直接波を第１到来波として検出することに失敗し得る。その場合、測距精度が低下する。
【0120】
そこで、本実施形態では、位置パラメータを推定するために行われる無線通信を繰り返す際に、直接波を第１到来波として検出することに成功する可能性が高い無線通信部２１０をマスタとして選択する技術を提供する。かかる構成によれば、測距精度を含む、位置パラメータの推定精度を向上させることが可能となる。
【0121】
＜＜４．技術的特徴＞＞
＜４．１．特定要素の検出＞
制御部２３０は、複数の無線通信部２１０について得られた複数のＣＩＲの各々において、ＣＩＲに含まれる複数の要素のうちひとつ以上の要素である特定要素を、第１の閾値に基づいて検出する。詳しくは、制御部２３０は、ＣＩＲ値に含まれる振幅成分が第１の閾値を超えるひとつ以上の要素を特定要素として検出することを、特定要素を第１の閾値に基づいて検出することとして行う。ＣＩＲ値に含まれる振幅成分とは、振幅そのものであってもよいし、振幅を二乗することで得られる電力であってもよい。
＜４．１．特定要素の検出＞
制御部２３０は、複数の無線通信部２１０について得られた複数のＣＩＲの各々において、ＣＩＲに含まれる複数の要素のうちひとつ以上の要素である特定要素を、第１の閾値に基づいて検出する。詳しくは、制御部２３０は、ＣＩＲ値に含まれる振幅成分が第１の閾値を超えるひとつ以上の要素を特定要素として検出することを、特定要素を第１の閾値に基づいて検出することとして行う。ＣＩＲ値に含まれる振幅成分とは、振幅そのものであってもよいし、振幅を二乗することで得られる電力であってもよい。
【0122】
制御部２３０は、ひとつのＣＩＲから、ひとつの特定要素を検出してもよい。その場合、ひとつのＣＩＲから複数の特定要素を検出する場合と比較して、特定要素を検出するための演算負荷を軽減することが可能となる。
【0123】
第１の閾値は、上述したファストパス閾値であってもよい。その場合、特定要素は、第１到来波に対応する要素である。
【0124】
一例として、制御部２３０は、ＣＩＲ値としての振幅又は電力が最初にファストパス閾値を超える要素を特定要素として検出してもよい。他の一例として、制御部２３０は、ＣＩＲ値としての振幅又は電力が最初にファストパス閾値を超える要素を含む、第１到来波に対応する要素の集合のうち、ＣＩＲ値がピークをとる要素を、特定要素として検出してもよい。
【0125】
特定要素の時刻は、第１到来波の受信時刻として、測距のために使用される。特定要素に対応する時刻を、以下では特定受信時刻とも称する場合がある。また、特定要素の位相は、第１到来波の位相として、角度推定のために使用される。よって、直接波に対応する特定要素を検出することができれば、位置パラメータの推定精度を向上させることができる。
【0126】
＜４．２．信頼性パラメータ＞
制御部２３０は、信頼性パラメータを計算する。信頼性パラメータは、検出された第１到来波（即ち、特定要素）が、処理対象として適切であるかを示す指標である。より詳しくは、信頼性パラメータは、検出された特定要素を位置パラメータ推定に使用することが適切であるかを示す指標である。複数の無線通信部２１０の各々について検出された複数の特定要素に関して言えば、信頼性パラメータは、検出した複数の特定要素の各々が処理対象として適切であるかを示す指標である。
制御部２３０は、信頼性パラメータを計算する。信頼性パラメータは、検出された第１到来波（即ち、特定要素）が、処理対象として適切であるかを示す指標である。より詳しくは、信頼性パラメータは、検出された特定要素を位置パラメータ推定に使用することが適切であるかを示す指標である。複数の無線通信部２１０の各々について検出された複数の特定要素に関して言えば、信頼性パラメータは、検出した複数の特定要素の各々が処理対象として適切であるかを示す指標である。
【0127】
特定要素が処理対象として適切であるとは、特定要素が直接波に対応することを指す。他方、特定要素が処理対象として適切でないとは、特定要素が直接波に対応しないことを指す。つまり、信頼性パラメータは、検出された特定要素が直接波に対応することの妥当性を示す指標である、とも捉えられる。検出された特定要素が遅延波又は合成波に対応する場合、即ち、遅延波又は合成波が第１到来波として検出された場合、上述したように位置パラメータの推定精度は低下する。よって、信頼性パラメータに基づいて、位置パラメータの推定精度を評価することができる。
【0128】
信頼性パラメータは、例えば、連続値又は離散値である。信頼性パラメータは、値が高いほど特定要素が処理対象として適切であることを示し得る。同様に、信頼性パラメータは、値が低いほど特定要素が処理対象として不適切であることを示し得る。もちろん、その逆であってもよい。以下では、特定要素が処理対象として適切である度合を信頼性とも称する。そして、特定要素が処理対象として適切であることを信頼性が高いとも称し、特定要素が処理対象として不適切であることを信頼性が低いとも称する。
【0129】
制御部２３０は、位置パラメータ推定処理において携帯機１００から送信された送信信号と、当該送信信号を複数の無線通信部２１０の各々が受信した受信信号と、に基づいて、特定要素を検出し、信頼性パラメータを計算する。かかる送信信号は、測距用信号であってもよいし、角度推定用信号であってもよい。一例として、かかる送信信号は、図７に示した第３の測距用信号であって、角度推定用信号を兼ねる信号であってもよい。
【0130】
以下、信頼性パラメータの一例を説明する。
【0131】
－第１の信頼性パラメータ
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する時刻と、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する時刻と、の差である、第１の信頼性パラメータを含み得る。
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する時刻と、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する時刻と、の差である、第１の信頼性パラメータを含み得る。
【0132】
ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する時刻を、以下ではファストパス判定位置とも称する。例えば、ファストパス判定位置とは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた要素に対応する時刻である。なお、ファストパス判定位置は、上述した第１到来波の受信時刻と同義である。
【0133】
ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する時刻を、以下ではピークパス位置とも称する。例えば、ピークパス位置とは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大になる要素に対応する時刻である。
【0134】
【0135】
図９は、ＬＯＳ状態の無線通信部２１０におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。図１０は、ＮＬＯＳ状態の無線通信部２１０におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。グラフの横軸は遅延時間である。縦軸はＣＩＲ値の絶対値（例えば、電力）である。図９及び図１０に示したＣＩＲには、直接波に対応する要素の集合２１、及び遅延波に対応する要素の集合２２が、含まれている。
【0136】
図９に示した例においては、集合２１においてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超えるファストパス判定位置ＴＦＰが現れる。つまり、集合２１は、第１到来波に対応する。また、ピークパス位置ＴＰＰは集合２１において現れている。
【0137】
図１０に示した例においては、集合２１においてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超えるファストパス判定位置ＴＦＰが現れる。つまり、集合２１は、第１到来波に対応する。また、ピークパス位置ＴＰＰは集合２２において現れている。
【0138】
図９に示すように、ＬＯＳ状態であれば、直接波に対応する集合２１において、ＣＩＲ全体のピークが現れる。他方、図１０に示すように、ＮＬＯＳ状態であれば、遅延波に対応する集合２２において、ＣＩＲ全体のピークが現れ得る。ＮＬＯＳ状態であれば、ファストパスの途中に遮蔽物が存在するためである。とりわけ、ファストパスの途中に人体がある場合、直接波は人体を透過する際に大きく減衰する。従って、図９に示すＬＯＳ状態におけるファストパス判定位置ＴＦＰとピークパス位置ＴＰＰとの差Ｐｔは、図１０に示すＮＬＯＳ状態におけるファストパス判定位置ＴＦＰとピークパス位置ＴＰＰとの差Ｐｔと比較して、小さくなる。そこで、制御部２３０は、差Ｐｔが小さいほど、信頼性が高いと判定する。他方、制御部２３０は、差Ｐｔが大きいほど、信頼性が低いと判定する。このように、差Ｐｔの観点で、信頼性を評価することが可能となる。
【0139】
そこで、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々について計算された信頼性パラメータのうち、差Ｐｔが第２の閾値よりも小さい又は差Ｐｔが最も小さいことを示す信頼性パラメータを、最適パラメータとしてもよい。つまり、制御部２３０は、差Ｐｔが第２の閾値よりも小さい無線通信部２１０、又は差Ｐｔが複数の無線通信部２１０のうち最も小さい無線通信部２１０を、マスタとして選択してもよい。なお、第２の閾値の一例は、後述する閾値ＴＨＸＬである。かかる構成により、ＬＯＳ状態である可能性が最も高い無線通信部２１０をマスタとして選択することが可能となる。従って、ＮＬＯＳ状態である無線通信部２１０をマスタとして選択する場合と比較して、測距精度を向上させることが可能となる。
【0140】
一例として、制御部２３０は、差Ｐｔに基づいて、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳを計算してもよい。そして、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳに基づいて、マスタを選択してもよい。ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳとは、無線通信部２１０がＮＬＯＳ状態である確率を示すパラメータである。ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳは、０～１までの値をとる。一例として、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳが１に近いほど、無線通信部２１０がＮＬＯＳ状態であることを示す。他方、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳが０に近いほど、無線通信部２１０がＬＯＳ状態であることを示す。その場合、制御部２３０は、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳが最も低い無線通信部２１０を、マスタとして選択する。これにより、ＬＯＳ状態である確率が最も高い無線通信部２１０を、マスタとして選択することが可能となる。
【0141】
以下、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳの計算方法の一例を説明する。例えば、制御部２３０は、２つの閾値ＴＨＸＬ、及びＴＨＸＨを使用して、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳを計算してもよい。なお、ＴＨＸＬ＜ＴＨＸＨが成り立つものとする。
【0142】
制御部２３０は、差Ｐｔ≦閾値ＴＨＸＬである場合、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳは０であると判定する。図９に示すように、ＬＯＳ状態であれば、ファストパス判定位置ＴＦＰとピークパス位置ＴＰＰの双方が直接波に対応する集合２１に現れるためである。閾値ＴＨＸＬは、例えば、ファストパス判定位置ＴＦＰとピークパス位置ＴＰＰの双方が直接波に対応する集合２１に現れる場合に、差Ｐｔ≦閾値ＴＨＸＬが満たされる任意の値として設定される。
【0143】
ここで、第１到来波として直接波のみが受信される場合を想定する。ＣＩＲにおいて第１到来波に対応する要素の集合のうち、どの要素のＣＩＲ値がファストパス閾値を超えるかは不明である。仮に、ＣＩＲにおいて第１到来波に対応する要素の集合のうち、時間方向の位置が最も早い要素のＣＩＲがファストパス閾値を超えたとしても、差Ｐｔは、第１到来波の幅の２分の１となる。上述したように、第１到来波として直接波のみが受信される場合、ＣＩＲにおける第１到来波の幅は、理想的な幅となる。よって、閾値ＴＸＸＬ≦第１到来波として直接波のみが検出される場合の理想的な幅の２分の１が成り立つことが、閾値ＴＨＸＬに関する条件の一例として挙げられる。
【0144】
制御部２３０は、差Ｐｔ≧閾値ＴＨＸＨである場合、ＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳは１であると判定する。図１０に示すように、ＮＬＯＳ状態であれば、ファストパス判定位置ＴＦＰが直接波に対応する集合２１に現れる一方で、ピークパス位置ＴＰＰが遅延波に対応する集合２２に現れ得るためである。閾値ＴＨＸＨは、例えば、ファストパス判定位置ＴＦＰとピークパス位置ＴＰＰとが異なる集合に現れる場合に、差Ｐｔ≧閾値ＴＨＸＨが満たされる任意の値として設定される。
【0145】
制御部２３０は、閾値ＴＨＸＬ＜差Ｐｔ＜閾値ＴＨＸＨが成り立つ場合、差Ｐｔが小さいほどＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳを小さく計算する。一例として、制御部２３０は、次式によりＮＬＯＳ率ＲＮＬＯＳを計算してもよい。
【0146】
【数17】
【0147】
－第２の信頼性パラメータ
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する振幅又は電力と、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する振幅又は電力と、の比較結果である、第２の信頼性パラメータを含み得る。
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する振幅又は電力と、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する振幅又は電力と、の比較結果である、第２の信頼性パラメータを含み得る。
【0148】
ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する振幅を、以下ではファストパス振幅とも称する。一例として、ファストパス振幅とは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた要素の振幅であってもよい。他の一例として、ファストパス振幅は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた要素のひとつ以上後ろの要素の振幅であってもよい。例えば、ファストパス振幅は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた要素よりも後に、最初にＣＩＲ値としての振幅又は電力がピークをとる要素の振幅であってもよい。他の一例として、ファストパス振幅は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた第１の要素からひとつ以上後ろの第２の要素までのＣＩＲ面積であってもよい。なお、ここでのＣＩＲ面積とは、第１の要素から第２の要素までの、ＣＩＲ値としての振幅の積分である。
【0149】
ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する電力を、以下ではファストパス電力とも称する。一例として、ファストパス電力は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた要素の電力であってもよい。他の一例として、ファストパス電力は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた要素のひとつ以上後ろの要素の電力であってもよい。例えば、ファストパス電力は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた要素よりも後に、最初にＣＩＲ値としての振幅又は電力がピークをとる要素の電力であってもよい。他の一例として、ファストパス電力は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力がファストパス閾値を最初に超えた第１の要素からひとつ以上後ろの第２の要素までのＣＩＲ面積であってもよい。なお、ここでのＣＩＲ面積とは、第１の要素から第２の要素までの、ＣＩＲ値としての電力の積分である。
【0150】
ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する振幅を、以下ではピークパス振幅とも称する。一例として、ピークパス振幅とは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素の振幅であってもよい。他の一例として、ピークパス振幅は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素のひとつ以上後ろの要素の振幅であってもよい。他の一例として、ピークパス振幅は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素と時間方向に連続する複数の要素に係るＣＩＲ面積であってもよい。ここでのＣＩＲ面積とは、当該複数の要素の先頭の要素である第３の要素から後端の要素である第４の要素までの、ＣＩＲ値としての振幅の積分である。第３の要素は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素、又は当該要素からひとつ以上前の要素である。第４の要素は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素、又は当該要素からひとつ以上後ろの要素である。例えば、ＣＩＲ面積は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素、及び当該要素の前後Ｘ個の要素から成る、２Ｘ＋１個の要素に係るＣＩＲ面積であってもよい。
【0151】
ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する電力を、以下ではピークパス電力とも称する。一例として、ピークパス電力とは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素の電力であってもよい。他の一例として、ピークパス電力は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素のひとつ以上後ろの要素の電力であってもよい。他の一例として、ピークパス電力は、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値としての振幅又は電力が最大となる要素と時間方向に連続する複数の要素に係るＣＩＲ面積であってもよい。ここでのＣＩＲ面積とは、当該複数の要素の先頭の要素である第３の要素から後端の要素である第４の要素までの、ＣＩＲ値としての電力の積分である。
【0152】
以下、図１１及び図１２を参照しながら、ＬＯＳ状態及びＮＬＯＳ状態におけるファストパス電力及びピークパス電力について説明する。図１１は、ＬＯＳ状態の無線通信部２１０におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。図１２は、ＮＬＯＳ状態の無線通信部２１０におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。グラフの横軸は遅延時間である。縦軸はＣＩＲ値の絶対値（例えば、電力）である。図１１及び図１２に示したＣＩＲには、直接波に対応する要素の集合２１、及び遅延波に対応する要素の集合２２が、含まれている。
【0153】
図１１に示した例においては、集合２１においてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超える要素が現れる。つまり、集合２１は、第１到来波に対応する。図１１に示すように、ＬＯＳ状態であれば、直接波に対応する集合２１において、ＣＩＲ全体のピークが現れる。そのため、ＬＯＳ状態である場合、ファストパス電力ＰＦＰとピークパス電力ＰＰＰとは、典型的には同一となる。なお、ファストパス電力ＰＦＰとピークパス電力ＰＰＰの各々の計算方法が異なる場合、ファストパス電力ＰＦＰとピークパス電力ＰＰＰとは、略同一となる。
【0154】
図１２に示した例においては、集合２１においてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超える要素が現れる。つまり、集合２１は、第１到来波に対応する。図１２に示すように、ＮＬＯＳ状態であれば、遅延波に対応する集合２２において、ＣＩＲ全体のピークが現れ得る。ＮＬＯＳ状態であれば、ファストパスの途中に遮蔽物が存在するためである。とりわけ、ファストパスの途中に人体がある場合、直接波は人体を透過する際に大きく減衰する。そのため、ＮＬＯＳ状態である場合、ファストパス電力ＰＦＰは、ピークパス電力ＰＰＰよりも著しく小さくなる場合がある。
【0155】
以上から、制御部２３０は、ファストパス電力がピークパス電力に近いほど、信頼性が高いと判定する。他方、制御部２３０は、ファストパス電力がピークパス電力から遠いほど、信頼性が低いと判定する。このように、ファストパス電力ＰＦＰとピークパス電力ＰＰＰとの相対関係の観点で、信頼性を評価することが可能となる。なお、図１１及び図１２ではファストパス電力及びピークパス電力について説明したが、ファストパス振幅及びピークパス振幅についても同様のことが成り立つ。
【0156】
そこで、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々について計算された信頼性パラメータのうち、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する振幅又は電力が、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最大となる要素に対応する振幅又は電力に最も近いことを示す信頼性パラメータを、最適パラメータとする。一例として、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のうち、ファストパス振幅がピークパス振幅に最も近い無線通信部２１０を、マスタとして選択する。他の一例として、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のうち、ファストパス電力がピークパス電力に最も近い無線通信部２１０を、マスタとして選択する。
【0157】
具体的には、制御部２３０は、第２の信頼性パラメータとして、振幅比率及び電力比率の少なくともいずれかを計算してもよい。振幅比率とは、ファストパス振幅とピークパス振幅との比較結果を示すパラメータである。電力比率とは、ファストパス電力とピークパス電力との比較結果を示すパラメータである。
【0158】
以下、振幅比率及び電力比率の計算方法の一例を説明する。例えば、振幅比率及び電力比率は、以下の計算式により計算されてもよい。
振幅比率＝ファストパス振幅／ピークパス振幅
振幅比率＝ファストパス振幅－ピークパス振幅
電力比率＝ファストパス電力／ピークパス電力
電力比率＝ファストパス電力－ピークパス電力
振幅比率＝ファストパス振幅／ピークパス振幅
振幅比率＝ファストパス振幅－ピークパス振幅
電力比率＝ファストパス電力／ピークパス電力
電力比率＝ファストパス電力－ピークパス電力
【0159】
制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のうち、振幅比率が最も高い、即ちファストパス振幅がピークパス振幅に最も近い無線通信部２１０を、マスタとして選択してもよい。若しくは、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のうち、電力比率が最も高い、即ちファストパス電力がピークパス電力に最も近い無線通信部２１０を、マスタとして選択してもよい。かかる構成により、ＬＯＳ状態である確率が最も高い無線通信部２１０を、マスタとして選択することが可能となる。従って、ＮＬＯＳ状態である無線通信部２１０をマスタとして選択する場合と比較して、測距精度を向上させることが可能となる。
【0160】
－第３の信頼性パラメータ
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する時刻である、第３の信頼性パラメータを含み得る。即ち、信頼性パラメータは、ファストパス判定位置を含んでいてもよい。
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素に対応する時刻である、第３の信頼性パラメータを含み得る。即ち、信頼性パラメータは、ファストパス判定位置を含んでいてもよい。
【0161】
以下、図１３を参照しながら、複数の無線通信部２１０におけるファストパス判定位置について説明する。図１３は、複数の無線通信部２１０におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。図１３に示すＣＩＲ２０Ａは、ＬＯＳ状態である無線通信部２１０ＡにおけるＣＩＲの一例を示すグラフである。図１３に示すＣＩＲ２０Ｂは、ＮＬＯＳ状態である無線通信部２１０ＢにおけるＣＩＲの一例を示すグラフである。各グラフの横軸は遅延時間である。ＣＩＲ２０Ａの時間軸とＣＩＲ２０Ｂの時間軸とは、同期しているものとする。縦軸はＣＩＲ値の絶対値（例えば、電力）である。
【0162】
ＣＩＲ２０Ａには、直接波に対応する要素の集合２１Ａ、及び遅延波に対応する要素の集合２２Ａが、含まれている。ＣＩＲ２０Ａにおいては、集合２１ＡにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超えるファストパス判定位置ＴＦＰ－Ａが現れる。つまり、ＣＩＲ２０Ａにおいては、集合２１Ａが、第１到来波に対応する。
【0163】
ＣＩＲ２０Ｂには、直接波に対応する要素の集合２１Ｂ、及び遅延波に対応する要素の集合２２Ｂが、含まれている。ＣＩＲ２０Ｂにおいては、集合２２ＢにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超えるファストパス判定位置ＴＦＰ－Ｂが現れる。つまり、ＣＩＲ２０Ｂにおいては、集合２２Ｂが、第１到来波に対応する。
【0164】
図１３に示すように、ＬＯＳ状態である無線通信部２１０Ａでは、直接波に対応する集合２１Ａに、ファストパス判定位置ＴＦＰ－Ａが現れる。一方で、ＮＬＯＳ状態である無線通信部２１０Ｂでは、直接波に対応する集合２１Ｂでなく、遅延波に対応する集合２２Ｂにおいて、ファストパス判定位置ＴＦＰ－Ｂが現れ得る。つまり、ファストパス判定位置が早いことは、直接波を第１到来波として検出することに成功した可能性が高いことを示すと言える。他方、ファストパス判定位置が遅いことは、直接波を第１到来波として検出することに失敗した可能性が高いことを示すと言える。そこで、制御部２３０は、ファストパス判定位置が早いほど、信頼性が高いと判定する。他方、制御部２３０は、ファストパス判定位置が遅いほど、信頼性が低いと判定する。このように、ファストパス判定位置の観点で、信頼性を評価することが可能となる。
【0165】
そこで、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の各々について計算された信頼性パラメータのうち、ファストパス判定位置が最も早いことを示す信頼性パラメータを、最適パラメータとする。つまり、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のうち、ファストパス判定位置が最も早い無線通信部２１０を、マスタとして選択する。かかる構成により、直接波を第１到来波として検出することに成功した可能性が最も高い無線通信部２１０を、マスタとして選択することが可能となる。従って、直接波以外を第１到来波として検出してした無線通信部２１０をマスタとして選択した場合と比較して、測距精度を向上させることが可能となる。
【0166】
制御部２３０は、測距処理を繰り返し行う場合、前回の測距処理におけるマスタのファストパス判定位置とスレーブのファストパス判定位置との差に基づいて、マスタの再選択を実行するか否かを制御してもよい。例えば、制御部２３０は、マスタのファストパス判定位置と、複数の無線通信部２１０のうち最も早いファストパス判定位置との差Ｔｄｉｆを、次式により計算する。
【0167】
【数18】
【0168】
ここで、ＴＦＰ－ｍは、マスタにおけるファストパス判定位置である。ＴＦＰ－ｓ１、ＴＦＰ－ｓ２、及びＴＦＰ－ｓ３は、各スレーブにおけるファストパス判定位置である。
【0169】
そして、制御部２３０は、Ｔｄｉｆが所定の閾値を超える場合に、マスタの再選択を実行してもよい。Ｔｄｉｆが所定の閾値を超えることは、マスタのファストパス判定位置が、複数の無線通信部２１０のうち最も早いファストパス判定位置よりも、所定の閾値以上も遅れていることを示している。このことは、マスタでは直接波を第１到来波として検出することに失敗した可能性が高い一方で、スレーブでは直接波を第１到来波として検出することに成功した可能性が高いことを示していると言える。従って、複数の無線通信部２１０のうち最もファストパス判定位置が早いスレーブをマスタとして選択し直すことで、測距精度を向上させることが可能となる。なお、所定の閾値の一例は、第１到来波として直接波のみが検出される場合の理想的な幅の２分の１である。
【0170】
－第４の信頼性パラメータ
信頼性パラメータは、無線通信部２１０のペアにおけるＣＩＲ波形の相関に基づいて導出される、第４の信頼性パラメータを含み得る。
信頼性パラメータは、無線通信部２１０のペアにおけるＣＩＲ波形の相関に基づいて導出される、第４の信頼性パラメータを含み得る。
【0171】
以下、図１４を参照しながら、複数の無線通信部２１０におけるＣＩＲ波形について説明する。図１４は、複数の無線通信部２１０におけるＣＩＲの一例を示すグラフである。図１４に示すＣＩＲ２０Ａは、無線通信部２１０ＡにおけるＣＩＲの一例を示すグラフである。図１４に示すＣＩＲ２０Ｂは、無線通信部２１０ＢにおけるＣＩＲの一例を示すグラフである。各グラフの横軸は遅延時間である。無線通信部２１０Ａと無線通信部２１０Ｂとは、同期しているものとする。つまり、ＣＩＲ２０Ａの時間軸とＣＩＲ２０Ｂの時間軸とは、同期しているものとする。縦軸はＣＩＲ値の絶対値（例えば、振幅又は電力）である。
【0172】
ＣＩＲ２０Ａには、直接波と、直接波と位相が異なる遅延波とが合成された状態で受信された、合成波に対応する要素の集合２３Ａが、含まれている。位相が異なる２つの波が合成されているため、集合２３ＡのＣＩＲ波形には２つのピークが現れている。ＣＩＲ２０Ａにおいては、集合２３ＡにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超える要素が現れる。つまり、ＣＩＲ２０Ａにおいては、集合２３Ａが、第１到来波に対応する。
【0173】
一方で、ＣＩＲ２０Ｂには、直接波と、直接波と同位相である遅延波とが合成された状態で受信された、合成波に対応する要素の集合２３Ｂが、含まれている。同位相である２つの波が合成されているため、集合２３ＢのＣＩＲ波形には１つの大きなピークが現れている。ＣＩＲ２０Ｂにおいては、集合２３ＢにおいてＣＩＲ値が最初にファストパス閾値ＴＨＦＰを超える要素が現れる。つまり、ＣＩＲ２０Ｂにおいては、集合２３Ｂが、第１到来波に対応する。
【0174】
複数の無線通信部２１０において、直接波と遅延波とが合成された状態で受信される場合、無線通信部２１０間の距離が近距離であっても、直接波と遅延波との位相の関係は無線通信部２１０間で異なり得る。その結果、ＣＩＲ２０ＡとＣＩＲ２０Ｂに示したように、ＣＩＲ波形は異なるものとなる。つまり、無線通信部２１０のペアにおいてＣＩＲ波形が異なることは、無線通信部２１０のペアのうち少なくとも一方の無線通信部２１０において、合成波が受信されていることを意味する。この合成波が第１到来波として検出される場合、角度推定処理に関し上記説明したように、角度推定精度は低下する。さらに、この合成波が第１到来波として検出される場合、測距処理に関し上記説明したように、測距精度は低下する。
【0175】
そこで、第４の信頼性パラメータは、複数の無線通信部２１０のうち第１の無線通信部２１０により受信された受信信号に基づいて得られたＣＩＲと、複数の無線通信部２１０のうち第１の無線通信部２１０と異なる第２の無線通信部２１０により受信された受信信号に基づいて得られたＣＩＲと、の間の相関係数であってもよい。即ち、第４の信頼性パラメータは、第１の無線通信部２１０について計算されたＣＩＲ全体の波形と、第２の無線通信部２１０について計算されたＣＩＲ全体の波形と、の間の相関係数であってもよい。そして、制御部２３０は、相関係数が高いほど、信頼性が高いと判定する。他方、制御部２３０は、相関係数が低いほど、信頼性が低いと判定する。かかる構成により、ＣＩＲ波形の相関の観点から、信頼性を評価することが可能となる。
【0176】
ここで、角度推定処理には、第１到来波の位相が使用される。そのため、第１到来波付近のＣＩＲ波形の相関に基づいて信頼性パラメータが導出されてもよい。
【0177】
そこで、第４の信頼性パラメータは、複数の無線通信部２１０のうち第１の無線通信部２１０により受信された受信信号に基づいて得られたＣＩＲのうちＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素を含む一部分におけるＣＩＲ値の時系列変化と、複数の無線通信部２１０のうち第１の無線通信部２１０と異なる第２の無線通信部２１０により受信された受信信号に基づいて得られたＣＩＲのうちＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素を含む一部分におけるＣＩＲ値の時系列変化と、の間の相関係数であってもよい。ここでの一部分とは、ＣＩＲ値が最初にファストパス閾値を超える要素、及び時間軸方向で当該要素の前及び／又は後ろに存在する１以上の要素を含む集合である。即ち、第４の信頼性パラメータは、第１の無線通信部２１０について計算されたＣＩＲのうちファストパス判定位置付近の波形と、第２の無線通信部２１０について計算されたＣＩＲのうちファストパス判定位置付近の波形と、の間の相関係数であってもよい。そして、制御部２３０は、相関係数が高いほど、信頼性が高いと判定する。他方、制御部２３０は、相関係数が低いほど、信頼性が低いと判定する。かかる構成により、第１到来波付近のＣＩＲ波形の相関の観点から、信頼性を評価することが可能となる。また、かかる構成により、ＣＩＲ全体の波形の相関をとる場合と比較して、計算量を削減することが可能となる。
【0178】
制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のペアについて計算された相関係数のうち、最も高い相関係数を、最適パラメータとする。具体的には、制御部２３０は、複数の無線通信部２１０のペアについて計算された相関係数のうち、最も高い相関係数が計算されたペアに含まれる２つの無線通信部２１０のうち一方を、マスタとして選択する。かかる構成により、合成波を第１到来波として検出していない可能性が最も高い、即ち、直接波を第１到来波として検出することに成功した可能性が最も高い無線通信部２１０を、マスタとして選択することが可能となる。これにより、合成波を第１到来波として検出した場合と比較して、測距精度を向上させることが可能となる。
【0179】
なお、相関係数は、例えばピアソンの相関係数であってもよい。
【0180】
ＣＩＲは、ＣＩＲ値としての振幅又は電力を、各時刻における要素として含み得る。その場合、制御部２３０は、２つのＣＩＲの各々に含まれる対応する時刻における振幅又は電力同士の相関をとることで、相関係数を計算する。なお、対応する時刻とは、２つのＣＩＲの時間軸が同期している環境下では、同一の時刻を指す。
【0181】
ＣＩＲは、ＣＩＲ値としての複素数を各時刻における要素として含み得る。その場合、制御部２３０は、２つのＣＩＲの各々に含まれる対応する時刻における複素数同士の相関をとることで、相関係数を計算する。複素数は、振幅成分の他に位相成分を含むので、振幅又は電力に基づいて相関係数を計算する場合と比較して、より正確に相関係数を計算することが可能となる。
【0182】
－第５の信頼性パラメータ
第５の信頼性パラメータは、第１到来波そのものが検出される対象として適切であるかを示す指標である。換言すると、第５の信頼性パラメータは、特定要素そのものが検出される対象として適切であるかを示す指標である。第１到来波が検出される対象として適切であるほど信頼性は高く、第１到来波が検出される対象として不適切であるほど信頼性は低い。
第５の信頼性パラメータは、第１到来波そのものが検出される対象として適切であるかを示す指標である。換言すると、第５の信頼性パラメータは、特定要素そのものが検出される対象として適切であるかを示す指標である。第１到来波が検出される対象として適切であるほど信頼性は高く、第１到来波が検出される対象として不適切であるほど信頼性は低い。
【0183】
具体的には、第５の信頼性パラメータは、ノイズの大きさを示す指標であってもよい。その場合、第５の信頼性パラメータは、第１到来波の電力及びＳＮＲ（signal-noise ratio）の少なくともいずれかに基づいて計算される。電力が高い場合ノイズの影響が小さいので、第１到来波は検出される対象として適切であることを示す第５の信頼性パラメータが計算さる。一方で、電力が低い場合ノイズの影響が大きいので、第１到来波は検出される対象として不適切であることを示す第５の信頼性パラメータが計算される。ＳＮＲが高い場合ノイズの影響が小さいので、第１到来波は検出される対象として適切であることを示す第５の信頼性パラメータが計算される。一方で、ＳＮＲが低い場合ノイズの影響が大きいので、第１到来波は検出される対象として不適切であることを示す第５の信頼性パラメータが計算される。
【0184】
第５の信頼性パラメータにより、第１到来波そのものが検出される対象として適切であるかに基づいて信頼性を評価することが可能となる。
【0185】
－第６の信頼性パラメータ
第６の信頼性パラメータは、第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性を示す指標である。換言すると、第６の信頼性パラメータは、特定要素が合成波に対応しないことの妥当性を示す指標である。第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が高いほど信頼性は高く、第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が低いほど信頼性は低い。
第６の信頼性パラメータは、第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性を示す指標である。換言すると、第６の信頼性パラメータは、特定要素が合成波に対応しないことの妥当性を示す指標である。第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が高いほど信頼性は高く、第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が低いほど信頼性は低い。
【0186】
具体的には、第６の信頼性パラメータは、第１到来波の時間方向の幅、及び第１到来波における位相の状態の、少なくともいずれかに基づいて計算される。
【0187】
まず、図１５を参照しながら、第１到来波の時間方向の幅に基づいて第６の信頼性パラメータが計算される点について説明する。ここで、第１到来波の時間方向の幅とは、ＣＩＲにおける、第１到来波に対応する要素の集合の時間方向の幅であってもよい。
【0188】
図１５は、本実施形態に係る信頼性パラメータの一例を説明するための図である。図１５の上段に示すように、直接波が単独で受信される場合、ＣＩＲのうち直接波に対応する要素の集合２１の幅Ｗは、第１到来波として直接波のみが検出される場合の理想的な幅となる。ここでの幅Ｗとは、ひとつのパルスに対応する要素の集合の時間方向の幅である。一例として、幅Ｗは、ゼロクロス点とゼロクロス点との間の幅である。他の一例として、幅Ｗは、基準となる水準とＣＩＲ値の推移との交点間の幅である。他方、マルチパスの影響で、それぞれ異なる経路を経由して到来した複数のパルスが合成された状態で無線通信部２１０に受信されると、ＣＩＲのうち合成波に対応する要素の集合の幅Ｗは、第１到来波として直接波のみが検出される場合の理想的な幅と異なり得る。例えば、図１５の下段に示すように、直接波と同相の遅延波が直接波と合成された状態で受信されると、直接波に対応する要素の集合２１と遅延波に対応する要素の集合２２とが時間方向にずれた状態で加算されるので、ＣＩＲのうち合成波に対応する要素の集合２３の幅Ｗは広くなる。他方、直接波と逆相の遅延波が直接波と合成された状態で受信されると、直接波と遅延波とが互いに打ち消し合うので、ＣＩＲのうち合成波に対応する要素の集合の幅Ｗは狭くなる。
【0189】
以上から、第１到来波の幅と第１到来波として直接波のみが検出される場合の理想的な幅との差分が小さいほど第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が高いことを示す第６の信頼性パラメータが計算される。一方で、第１到来波の幅と第１到来波として直接波のみが検出される場合の理想的な幅との差分が大きいほど第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が低いことを示す第６の信頼性パラメータが計算される。
【0190】
次いで、図１６を参照しながら、第１到来波における位相の状態に基づいて第６の信頼性パラメータが計算される点について説明する。ここでの、第１到来波における位相の状態とは、受信した無線信号のうち、第１到来波に対応する要素間で位相が相違する度合いであってもよい。他にも、第１到来波における位相の状態とは、ＣＩＲのうち、第１到来波に対応する要素間で位相が相違する度合いであってもよい。
【0191】
図１６は、本実施形態に係る信頼性パラメータの一例を説明するための図である。図１６の上段に示すように、直接波が単独で受信される場合、ＣＩＲのうち直接波に対応する要素の集合２１に属する複数の要素の各々の位相θは同一又は略同一となる（即ち、θ１≒θ２≒θ３）。なお、位相とは、ＣＩＲにおけるＩＱ成分がＩＱ平面上でＩ軸となす角のことである。これは、各要素で、直接波が経由した経路の距離が同一なためである。他方、図１６の下段に示すように、合成波が受信される場合、ＣＩＲのうち合成波に対応する要素の集合２３に属する複数の要素の各々の位相θは異なる（即ち、θ１≠θ２≠θ３）。これは、送受信間の距離が異なるパルス、即ち位相の異なるパルスが合成されるためである。以上から、第１到来波に対応する要素間の位相の相違が小さいほど第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が高いことを示す第６の信頼性パラメータが計算される。一方で、第１到来波に対応する要素間の位相の相違が大きいほど、第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性が低いことを示す第６の信頼性パラメータが計算される。
【0192】
第６の信頼性パラメータにより、第１到来波が合成波によるものではないことの妥当性に基づいて信頼性を評価することが可能となる。
【0193】
－第７の信頼性パラメータ
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいて特定要素よりも後に１番目にＣＩＲ値がピークをとる第１の要素に対応する時刻と、特定要素よりも後に２番目にＣＩＲ値がピークをとる第２の要素に対応する時刻と、の差である、第７の信頼性パラメータを含んでいてもよい。第７の信頼性パラメータについて、図１７及び図１８を参照しながら詳しく説明する
信頼性パラメータは、ＣＩＲにおいて特定要素よりも後に１番目にＣＩＲ値がピークをとる第１の要素に対応する時刻と、特定要素よりも後に２番目にＣＩＲ値がピークをとる第２の要素に対応する時刻と、の差である、第７の信頼性パラメータを含んでいてもよい。第７の信頼性パラメータについて、図１７及び図１８を参照しながら詳しく説明する
【0194】
【0195】
図１７に示したＣＩＲには、直接波に対応する要素の集合２１、及び遅延波に対応する要素の集合２２が、含まれている。集合２１には、ＣＩＲ値がファストパス閾値ＴＨＦＰを最初に超える要素である特定要素ＳＰＦＰが含まれる。つまり、集合２１は、第１到来波に対応する。特定要素ＳＰＦＰよりも後に１番目にＣＩＲ値がピークをとる第１の要素ＳＰＰ１は、集合２１に含まれる。他方、特定要素ＳＰＦＰよりも後に２番目にＣＩＲ値がピークをとる第２の要素ＳＰＰ２は、集合２２に含まれる。
【0196】
図１８に示したＣＩＲには、直接波と、直接波と位相が異なる遅延波とが合成された状態で受信された、合成波に対応する要素の集合２３が、含まれている。位相が異なる２つの波が合成されているため、集合２３のＣＩＲ波形には２つのピークが現れている。位相が異なる２つの波が合成されているため、集合２３のＣＩＲ波形には２つのピークが現れている。集合２３には、ＣＩＲ値がファストパス閾値ＴＨＦＰを最初に超える要素である特定要素ＳＰＦＰが含まれる。つまり、集合２３は、第１到来波に対応する。特定要素ＳＰＦＰよりも後に１番目にＣＩＲ値がピークをとる第１の要素ＳＰＰ１は、集合２３に含まれる。特定要素ＳＰＦＰよりも後に２番目にＣＩＲ値がピークをとる第２の要素ＳＰＰ２は、集合２３に含まれる。
【0197】
直接波が第１到来波として検出される場合、図１７に示すように第１到来波のＣＩＲ波形はひとつのピークを有する波形になる。他方、合成波が第１到来波として検出される場合、図１８に示すように第１到来波のＣＩＲ波形は複数のピークを有する波形になり得る。そして、第１到来波のＣＩＲ波形がひとつのピークを有するか複数のピークを有するかは、第１の要素ＳＰＰ１に対応する時刻ＴＰ１と第２の要素ＳＰＰ２に対応する時刻ＴＰ２との差ＴＰ１－Ｐ２により判定することができる。第１到来波のＣＩＲ波形がひとつのピークを有する場合には差ＴＰ１－Ｐ２が大きくなり得るためである。また、第１到来波のＣＩＲ波形が複数のピークを有する場合には差ＴＰ１－Ｐ２が小さくなり得るためである。
【0198】
合成波が第１到来波として検出された場合、直接波が第１到来波として検出された場合と比較して、位置パラメータの推定精度は低下する。従って、差ＴＰ１－Ｐ２が大きいほど信頼性が高いと言える。このように、差ＴＰ１－Ｐ２により、信頼性を評価することができる。差ＴＰ１－Ｐ２は、第７の信頼性パラメータである。
【0199】
－第８の信頼性パラメータ
第８の信頼性パラメータは、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性を示す指標である。換言すると、第８の信頼性パラメータは、特定要素が直接波に対応することの妥当性を示す指標である。第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が高いほど信頼性は高く、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が低いほど信頼性は低い。
第８の信頼性パラメータは、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性を示す指標である。換言すると、第８の信頼性パラメータは、特定要素が直接波に対応することの妥当性を示す指標である。第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が高いほど信頼性は高く、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が低いほど信頼性は低い。
【0200】
第８の信頼性パラメータは、複数の無線通信部２１０の各々において検出された第１到来波間の整合性に基づいて計算されてもよい。具体的には、第８の信頼性パラメータは、複数の無線通信部２１０の各々において検出された第１到来波の受信時刻及び電力値の少なくともいずれかに基づいて計算される。マルチパスの影響で、それぞれ異なる経路を経由して到来した複数の無線信号が合成され、互いに増幅又は相殺された状態で無線通信部２１０に受信され得る。そして、複数の無線通信部２１０の各々において、無線信号の増幅及び相殺のされ方が異なる場合、無線通信部２１０間で第１到来波の受信時刻及び電力値が相違し得る。アンテナ２１１間の距離が角度推定用信号の波長λの２分の１以下という近距離であることを考慮すれば、無線通信部２１０間で第１到来波の受信時刻及び電力値の差が大きいことは、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が低いことを意味する。
【0201】
そこで、無線通信部２１０間での、第１到来波の受信時刻の差が大きいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が低いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。一方で、無線通信部２１０間での、第１到来波の受信時刻の差が小さいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が高いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。また、無線通信部２１０間での、第１到来波の電力値の差が大きいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が低いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。一方で、無線通信部２１０間での、第１到来波の電力値の差が小さいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が高いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。
【0202】
第８の信頼性パラメータは、複数の無線通信部２１０により検出された第１到来波に基づき複数通り推定される、携帯機１００が存在する位置を示す位置パラメータ間の整合性に基づいて計算されてもよい。ここでの位置パラメータとは、図３に示した角度α及びβ、並びに図４に示した座標（ｘ，ｙ，ｚ）である。これらの位置パラメータは、複数の無線通信部２１０の組み合わせにおける、第１到来波に基づき推定される。第１到来波が直接波によるものである場合、角度α及びβ並びに座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計算するために使用される無線通信部２１０の組み合わせが異なっても、角度α及びβ並びに座標（ｘ，ｙ，ｚ）の結果は同一又は略同一である。しかし、第１到来波が直接波によるものではない場合、異なる無線通信部２１０の組み合わせ同士で、角度α及びβ並びに座標（ｘ，ｙ，ｚ）の結果に相違が生じ得る。
【0203】
そこで、異なる無線通信部２１０の組み合わせ間での位置パラメータの計算結果の相違が小さいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が高いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。例えば、角度推定処理において説明した、αＡＣとαＢＤとの間の誤差が小さいほど及びβＤＣとβＢＡとの間の誤差が小さいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が高いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。一方で、異なる無線通信部２１０の組み合わせ間での位置パラメータの計算結果の相違が大きいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が低いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。例えば、角度推定処理において説明した、αＡＣとαＢＤとの間の誤差が大きいほど及びβＤＣとβＢＡとの間の誤差が大きいほど、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性が低いことを示す第８の信頼性パラメータが計算される。
【0204】
第８の信頼性パラメータにより、第１到来波が直接波によるものであることの妥当性に基づいて信頼性を評価することが可能となる。
【0205】
－第９の信頼性パラメータ
第９の信頼性パラメータは、無線信号を受信した状況の妥当性を示す指標である。無線信号を受信した状況の妥当性が高いほど信頼性は高く、無線信号を受信した状況の妥当性が低いほど信頼性は低い。
第９の信頼性パラメータは、無線信号を受信した状況の妥当性を示す指標である。無線信号を受信した状況の妥当性が高いほど信頼性は高く、無線信号を受信した状況の妥当性が低いほど信頼性は低い。
【0206】
第９の信頼性パラメータは、第１到来波を複数回検出することで得られた、複数の第１到来波における、ばらつきに基づいて計算される。具体的には、第９の信頼性パラメータは、第１到来波の電力値の分散、並びに推定された位置パラメータ（距離Ｒ、角度α及びβ、並びに座標（ｘ，ｙ，ｚ））の分散及び変化量といった、複数の第１到来波におけるばらつきを示す統計量に基づいて計算される。なお、位置パラメータの変化量とは、前回推定時の位置パラメータと今回推定時の位置パラメータとの差を積算したもの、又は最大値と最小値との差分等である。分散が大きいほど及び変化量が大きいほど、複数回無線信号を受信する期間での環境変化が大きいことを意味する。そこで、分散が小さいほど及び変化量が小さいほど、無線信号を受信した状況の妥当性が高いことを示す第９の信頼性パラメータが計算される。一方で、分散が大きいほど及び変化量が大きいほど、無線信号を受信した状況の妥当性が低いことを示す第９の信頼性パラメータが計算される。他にも、複数の第１到来波のばらつきを示す統計量として、第１到来波の位相差Ｐｄ、第１到来波の時間方向の幅Ｗ、第１到来波における位相θの状態、及び第１到来波のＳＮＲの分散及び変化量が挙げられる。
【0207】
第９の信頼性パラメータにより、無線信号を受信した状況の妥当性に基づいて信頼性を評価することが可能となる。詳しくは、複数回無線信号を受信する期間での環境変化が小さいほど信頼性が高く、環境変化が大きいほど信頼性が低い、と判定することが可能となる。また、ノイズが少ない状況では信頼性が高く、ノイズが大きい状況では信頼性が低い、と判定することが可能となる。
【0208】
＜４．３．位置パラメータの特定＞
通信ユニット２００（詳しくは、制御部２３０）は、測定処理を繰り返し実行する繰り返し処理を制御する。繰り返し処理において、通信ユニット２００は、選択処理を制御する。そして、通信ユニット２００は、繰り返し処理において得られた第１到来波（即ち、特定要素）に基づいて、位置パラメータ特定処理を行う。以下、測定処理、繰り返し処理、選択処理、及び位置パラメータ特定処理について詳しく説明する。
通信ユニット２００（詳しくは、制御部２３０）は、測定処理を繰り返し実行する繰り返し処理を制御する。繰り返し処理において、通信ユニット２００は、選択処理を制御する。そして、通信ユニット２００は、繰り返し処理において得られた第１到来波（即ち、特定要素）に基づいて、位置パラメータ特定処理を行う。以下、測定処理、繰り返し処理、選択処理、及び位置パラメータ特定処理について詳しく説明する。
【0209】
（１）測定処理
測定処理は、複数の無線通信部２１０から選択されたひとつの無線通信部２１０である代表無線通信部により信号を送信することを含む。マスタは、代表無線通信部の一例である。マスタにより送信される第２の測距用信号は、代表無線通信部により送信される信号の一例である。
測定処理は、複数の無線通信部２１０から選択されたひとつの無線通信部２１０である代表無線通信部により信号を送信することを含む。マスタは、代表無線通信部の一例である。マスタにより送信される第２の測距用信号は、代表無線通信部により送信される信号の一例である。
【0210】
測定処理は、代表無線通信部により信号を送信することの前段として、代表無線通信部により信号を受信することを含んでいてもよい。マスタにより受信される第１の測距用信号は、代表無線通信部により受信される信号の一例である。
【0211】
測定処理は、複数の無線通信部２１０の各々により信号を受信することを含む。第３の測距用信号を兼ねる角度推定用信号は、複数の無線通信部２１０の各々により受信される信号の一例である。
【0212】
これら一連の通信を、以下では位置推定用通信とも称する。
【0213】
測定処理は、位置推定用通信において無線通信部２１０により受信された信号のうち所定の検出基準を満たす信号として検出された信号である第１到来波が処理対象として適切であるかを示す指標である信頼性パラメータに属する第１のパラメータを、複数の無線通信部２１０の少なくともいずれかについて計算することを含む。上記説明した信頼性パラメータの全て、即ち第１の信頼性パラメータ～第９の信頼性パラメータは、第１のパラメータの一例である。制御部２３０は、複数の無線通信部２１０の少なくともいずれかにより受信された信号から第１到来波を検出し、検出した第１到来波についての第１のパラメータを計算する。かかる構成によれば、測定処理において検出された第１到来波が、処理対象として適切であるかを評価することが可能となる。
【0214】
なお、１度の測定処理において、位置推定用通信が１回行われてもよい。換言すると、通信ユニット２００は、１度の測定処理において複数の無線通信部２１０の各々により無線信号（例えば、第３の測距用信号を兼ねる角度推定用信号）を受信することを１回実行してもよい。その場合、一度の測定処理により、第１到来波、及び第１のパラメータの組み合わせを１つ得ることができる。他に、一度の測定処理において、位置推定用通信が複数回行われてもよい。換言すると、通信ユニット２００は、１度の測定処理において複数の無線通信部２１０の各々により無線信号（例えば、第３の測距用信号を兼ねる角度推定用信号）を受信することを複数回実行してもよい。その場合、一度の測定処理により、第１到来波、及び第１のパラメータの組み合わせを複数得ることができる。
【0215】
典型的には、繰り返し処理の後に、測定処理において検出された第１到来波に基づいて位置パラメータ推定処理が行われる。もちろん、測定処理において、位置パラメータ推定処理が行われてもよい。第８の信頼性パラメータ及び第９の信頼性パラメータを計算するためには、位置パラメータが使用される得るためである。
【0216】
（２）繰り返し処理
通信ユニット２００は、測定処理を繰り返し実行する、繰り返し処理を行う。これにより、１度の測定処理において得られる第１到来波、及び第１のパラメータの組み合わせを、測定処理を繰り返した回数分だけ得ることができる。
通信ユニット２００は、測定処理を繰り返し実行する、繰り返し処理を行う。これにより、１度の測定処理において得られる第１到来波、及び第１のパラメータの組み合わせを、測定処理を繰り返した回数分だけ得ることができる。
【0217】
（３）選択処理
通信ユニット２００は、繰り返し処理において測定処理を繰り返す度に、複数の無線通信部２１０から代表無線通信部を選択する選択処理を制御する。例えば、通信ユニット２００は、任意の無線通信部２１０をマスタとして選択して、初回の測定処理を行う。２回目以降の測定処理を行う前に、通信ユニット２００は、マスタを再度選択し得る。かかる構成によれば、処理対象として適切であると評価されたマスタを選択して測定処理を行うことができるので、位置パラメータの推定精度を向上させることが可能となる。
通信ユニット２００は、繰り返し処理において測定処理を繰り返す度に、複数の無線通信部２１０から代表無線通信部を選択する選択処理を制御する。例えば、通信ユニット２００は、任意の無線通信部２１０をマスタとして選択して、初回の測定処理を行う。２回目以降の測定処理を行う前に、通信ユニット２００は、マスタを再度選択し得る。かかる構成によれば、処理対象として適切であると評価されたマスタを選択して測定処理を行うことができるので、位置パラメータの推定精度を向上させることが可能となる。
【0218】
通信ユニット２００は、代表無線通信部について計算された信頼性パラメータに属する第２のパラメータに基づいて、代表無線通信部を変更するか否かを判定することを、選択処理として行う。一例として、通信ユニット２００は、マスタについて計算された第２のパラメータにより示される信頼性が所定の閾値よりも低い場合に、マスタを変更すると判定してもよい。他方、通信ユニット２００は、マスタについて計算された第２のパラメータにより示される信頼性が所定の閾値よりも高い場合に、マスタを変更しないと判定してもよい。他の一例として、通信ユニット２００は、マスタについて計算された第２のパラメータにより示される信頼性が、いずれかのスレーブについて計算された第２のパラメータにより示される信頼性よりも低い場合に、マスタを変更すると判定してもよい。他方、通信ユニット２００は、マスタについて計算された第２のパラメータにより示される信頼性が、どのスレーブについて計算された第２のパラメータにより示される信頼性よりも高い場合に、マスタを変更しないと判定してもよい。かかる構成によれば、マスタにおいて検出された第１到来波が処理対象として適切であるか否か、即ち想定される位置パラメータの推定精度に基づいて、マスタの変更要否を判定することが可能となる。
【0219】
通信ユニット２００は、代表無線通信部を変更すると判定した場合、複数の無線通信部２１０の各々について計算された第２のパラメータのうち、処理対象として最も適切であることを示す第２のパラメータが計算された無線通信部２１０を、代表無線通信部として選択することを、選択処理として行う。例えば、通信ユニット２００は、複数の無線通信部２１０の各々について計算された第２のパラメータのうち、最も信頼性が高い第２のパラメータが計算された無線通信部２１０を、マスタとして選択する。かかる構成によれば、検出された第１到来波が処理対象として最も適切である無線通信部２１０をマスタとして、次回の測定処理を行うことが可能となる。よって、位置パラメータの推定精度を向上させることが可能となる。
【0220】
第２のパラメータは、信頼性パラメータのうち、ひとつの無線通信部２１０において検出された第１到来波が処理対象として適切であるかを示す指標である。上記説明した信頼性パラメータのうち、第１の信頼性パラメータ～第７の信頼性パラメータは、第２のパラメータの一例である。なお、第４の信頼性パラメータのように、複数の無線通信部２１０について計算される信頼性パラメータについては、当該複数の無線通信部２１０の各々について計算された信頼性パラメータであるとみなす。かかる構成によれば、マスタについて検出された第１到来波が処理対象として適切であるか否かに基づいて、マスタの変更要否を判定することが可能となる。
【0221】
第１のパラメータと第２のパラメータとは同一であってもよい。その場合、測定処理において計算した第１のパラメータを、選択処理における第２のパラメータとして流用することができるので、処理負荷を軽減することが可能である。
【0222】
もちろん、第１のパラメータと第２のパラメータとは異なっていてもよい。その場合、選択処理において、第１のパラメータとは異なる第２のパラメータが計算される。
【0223】
（４）位置パラメータ特定処理
通信ユニット２００は、測定処理を繰り返し実行することで得られた複数の第１到来波に基づいて携帯機１００が存在する位置を示す位置パラメータを特定する位置パラメータ特定処理を、第１のパラメータに基づいて制御する。詳しくは、通信ユニット２００は、測定処理における複数回の位置推定用通信により得られた複数の第１到来波に基づいて、携帯機１００の位置パラメータを特定する。これにより、一つ一つの第１到来波に過度に依存せずに、位置パラメータを特定することが可能となる。かかる構成により、通信ユニット２００は、より高い精度で携帯機１００が存在する位置を特定することができる。
通信ユニット２００は、測定処理を繰り返し実行することで得られた複数の第１到来波に基づいて携帯機１００が存在する位置を示す位置パラメータを特定する位置パラメータ特定処理を、第１のパラメータに基づいて制御する。詳しくは、通信ユニット２００は、測定処理における複数回の位置推定用通信により得られた複数の第１到来波に基づいて、携帯機１００の位置パラメータを特定する。これにより、一つ一つの第１到来波に過度に依存せずに、位置パラメータを特定することが可能となる。かかる構成により、通信ユニット２００は、より高い精度で携帯機１００が存在する位置を特定することができる。
【0224】
通信ユニット２００は、複数の第１到来波の各々に基づいて位置パラメータ推定処理により推定された複数の位置パラメータに対し第１のパラメータに基づく統計処理を適用することで、位置パラメータを特定することを、位置パラメータ特定処理として行う。詳しくは、通信ユニット２００は、繰り返し処理において検出された複数の第１到来波の各々に対して位置パラメータ推定処理を行うことで、複数の位置パラメータを推定する。そして、通信ユニット２００は、推定された複数の位置パラメータから、第１のパラメータに基づいて導出した代表値を、位置パラメータとして特定する。
【0225】
一例として、通信ユニット２００は、最も高い信頼性を示す第１のパラメータに対応する第１到来波に基づいて推定された位置パラメータを採用することで、位置パラメータを特定してもよい。他の一例として、通信ユニット２００は、推定された複数の位置パラメータに対し、第１のパラメータに基づく重み付け平均を行うことで、位置パラメータを特定してもよい。その際、高い信頼性を示す第１のパラメータに対応する第１到来波に基づいて推定された位置パラメータほど高い重み付けがなされ、その逆であるほど低い重み付けがなされる。他の一例として、通信ユニット２００は、推定された複数の位置パラメータのうち、低い信頼性を示す第１のパラメータに対応する第１到来波に基づいて推定されたもの取り除いた位置パラメータに対し、平均する、又は中央値をとることで、位置パラメータを特定してもよい。なお、これらの統計処理は、組み合わせて適用されてもよい。かかる構成により、精度の高い位置パラメータを特定することが可能となる。
【0226】
通信ユニット２００は、携帯機１００が存在する領域を特定することを、位置特定処理として行ってもよい。通信ユニット２００は、上記処理により特定された位置パラメータ（例えば、距離Ｒ、角度α及びβ、及び座標（ｘ，ｙ，ｚ）の少なくともいずれか）に基づいて、携帯機１００が存在する領域を特定する。一例として、通信ユニット２００は、車両２０２の車室内及び車室外を含む複数の領域の中から、携帯機１００が存在する領域を特定してもよい。これにより、ユーザが車室内にいる場合と車室外にいる場合とで異なるサービスを提供する等、細やかなサービスを提供することが可能となる。他にも、通信ユニット２００は、車室外の領域を、通信ユニット２００から所定距離以内の領域、及び通信ユニット２００から所定距離以上の領域に細分化した上で、携帯機１００が存在する領域を特定してもよい。
【0227】
特定された携帯機１００が存在する領域は、例えば、携帯機１００の認証のために使用される。本実施形態によれば、特定される位置パラメータの精度を向上するので、誤認証を防ぎ、セキュリティ性を向上させることが可能となる。
【0228】
なお、第１のパラメータを計算するために、測定処理において位置パラメータ推定処理が実行済である場合がある。その場合、通信ユニット２００は、位置パラメータ特定処理において位置パラメータ推定処理を再度実行せず、測定処理において実行された位置パラメータ推定処理により推定された位置パラメータを流用してもよい。他方、測定処理において位置パラメータ推定処理が未実行である場合、通信ユニット２００は、位置パラメータ特定処理において位置パラメータ推定処理を実行する。
【0229】
通信ユニット２００は、所定の条件が満たされた場合、位置パラメータ特定処理において位置パラメータを特定しなくてもよい。かかる所定の条件を、以下では中断条件とも称する。中断条件の第１の例としては、ある程度高い信頼性（第１の閾値以上の信頼性）を示す第１のパラメータに対応する第１到来波が、測定処理において所定個得られなかったことが挙げられる。中断条件の第２の例としては、著しく低い信頼性（第２の閾値以下の信頼性）を示す第１のパラメータに対応する第１到来波が、測定処理において得られたことが挙げられる。かかる構成により、位置パラメータの特定精度が悪いことが予想される状況下では位置パラメータを特定しないことで、大幅に誤った位置パラメータが特定される事態を回避することが可能となる。
【0230】
＜４．４．処理の流れ＞
図１９は、本実施形態に係る車両２０２の通信ユニット２００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローにおいては、測定処理がＸ回繰り返されるものとする。また、本フローにおける中断条件は、上述した中断条件の第２の例であるものとする。
図１９は、本実施形態に係る車両２０２の通信ユニット２００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローにおいては、測定処理がＸ回繰り返されるものとする。また、本フローにおける中断条件は、上述した中断条件の第２の例であるものとする。
【0231】
図１９に示すように、まず、通信ユニット２００は、位置推定用通信を行う（ステップＳ３０２）。例えば、図７を参照しながら上記説明したように、携帯機１００は、第１の測距用信号を送信する。通信ユニット２００のマスタは、第１の測距用信号を受信すると、第２の測距用信号を送信する。携帯機１００は、第２の測距用信号を受信すると、第３の測距用信号及び角度推定用信号を兼ねる信号を送信する。そして、複数の無線通信部２１０の各々は、第３の測距用信号及び角度推定用信号を兼ねる信号を受信する。携帯機１００及び通信ユニット２００の各々は、位置推定用通信において受信した各信号から第１到来波を検出する。さらに、通信ユニット２００は、第１の測距用信号の受信時刻から第２の測距用信号の送信時刻までの時間Ｔ３、及び第２の測距用信号の送信時刻から第３の測距用信号の受信時刻までの時間Ｔ４を計測してもよい。また、携帯機１００は、第１の測距用信号の送信時刻から第２の測距用信号の受信時刻までの時間Ｔ１、及び第２の測距用信号の受信時刻から第３の測距用信号の送信時刻までの時間Ｔ２を計測し、時間Ｔ１及び時間Ｔ２含む信号を送信してもよい。
【0232】
次いで、通信ユニット２００は、位置推定用通信により得られた第１到来波に基づいて、信頼性パラメータに属する第１のパラメータを計算する（ステップＳ３０４）。例えば、通信ユニット２００は、第１の信頼性パラメータ～第８の信頼性パラメータのいずれかを、第１のパラメータとして計算する。
【0233】
続いて、通信ユニット２００は、中断条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ３０６）。中断条件が満たされたと判定された場合（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、通信ユニット２００は、位置パラメータを特定せずに、処理を終了する。
【0234】
他方、中断条件が満たされていないと判定された場合（ステップＳ３０６：ＮＯ）、通信ユニット２００は、位置推定用通信をＸ回行ったか否かを判定する（ステップＳ３０８）。
【0235】
位置推定用通信をＸ回行っていないと判定された場合（ステップＳ３０８：ＮＯ）、通信ユニット２００は、マスタについて計算された信頼性パラメータに属する第２のパラメータに基づいて、マスタを変更するか否かを判定する（ステップＳ３１０）。例えば、通信ユニット２００は、マスタについて計算された第２のパラメータにより示される信頼性が所定の閾値より低い場合にマスタを変更すると判定し、そうでない場合にマスタを変更しないと判定する。
【0236】
なお、通信ユニット２００は、ステップＳ３０４において計算された第１のパラメータを、第２のパラメータとして流用してもよい。他にも、通信ユニット２００は、第１のパラメータとは別に、第１の信頼性パラメータ～第７の信頼性パラメータのいずれかを、第２のパラメータとして計算してもよい。
【0237】
マスタを変更すると判定された場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、通信ユニット２００は、第２のパラメータに基づいてマスタを選択する（ステップＳ３１２）。例えば、通信ユニット２００は、複数の無線通信部２１０の各々について計算された第２のパラメータのうち、最も高い信頼性を示す第２のパラメータが計算された無線通信部２１０を、マスタとして選択する。その後、処理はステップＳ３０２に戻る。
【0238】
他方、マスタを変更しないと判定された場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、処理はステップＳ３０２に戻る。
【0239】
ステップＳ３０８において、位置推定用通信をＸ回行ったと判定された場合（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、通信ユニット２００は、Ｘ回の位置推定用通信により得られたＸ個の第１到来波、及び第１のパラメータに基づいて、携帯機１００の位置パラメータを特定する（ステップＳ３１４）。
【0240】
＜＜５．補足＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0241】
例えば、上記実施形態において説明した複数の信頼性パラメータのうち任意の２以上の信頼性パラメータが、組み合わせて使用されてもよい。
【0242】
例えば、上記実施形態では、ＣＩＲが相関演算結果であるものと説明したが、本発明はかかる例に限定されない。一例として、ＣＩＲは、受信信号（ＩＱ成分を有する複素数）そのものであってもよい。ＣＩＲ値は、受信信号であるＩＱ成分を有する複素数そのものであってもよいし、受信信号の振幅又は位相であってもよいし、受信信号のＩ成分及びＱ成分の二乗和（又は振幅の二乗）である電力であってもよい。この場合、受信側は、受信信号から第１到来波を検出する。例えば、受信側は、受信した無線信号の振幅又は電力が最初に所定の閾値を超えることを、第１到来波を検出するための所定の検出基準として用いてもよい。その場合、受信側は、受信信号のうち振幅又は受信電力が最初に所定の閾値を超えた信号（より詳しくは、サンプリングポイント）を、第１到来波として検出してもよい。
【0243】
例えば、上記実施形態では、制御部２３０がＣＩＲの算出、第１到来波（換言すると、特定要素）の検出、及び位置パラメータの推定を行うものと説明したが、本発明はかかる例に限定されない。これらの処理の少なくともいずれかが、無線通信部２１０により実行されてもよい。例えば、複数の無線通信部２１０の各々において、各々が受信した受信信号に基づいてＣＩＲの算出、及び第１到来波の検出を行ってもよい。また、位置パラメータの推定は、例えばマスタとして機能する無線通信部２１０により実行されてもよい。
【0244】
例えば、上記実施形態では、アンテナペアにおけるアンテナアレー位相差に基づいて角度α及びβが計算される例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。一例として、通信ユニット２００は、複数のアンテナ２１１によりビームフォーミングを行うことで、角度α及びβを計算してもよい。その場合、通信ユニット２００は、複数のアンテナ２１１のメインローブを全方向にわたって走査し、受信電力が最も大きい方向に携帯機１００が存在すると判定し、かかる方向に基づいて角度α及びβを計算する。
【0245】
例えば、上記実施形態では、図３を参照しながら説明したように、ローカル座標系が、アンテナペアを結ぶ軸に平行する座標軸を有する座標系であるものとして説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ローカル座標系は、アンテナペアを結ぶ軸に平行しない座標軸を有する座標系であってもよい。また、原点は、複数のアンテナ２１１の中心に限定されない。本実施形態に係るローカル座標系は、通信ユニット２００が有する複数のアンテナ２１１の配置を基準に、任意に設定されてよい。
【0246】
例えば、上記実施形態では、被認証者が携帯機１００であり、認証者が通信ユニット２００である例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。携帯機１００及び通信ユニット２００の役割は逆であってもよい。例えば、携帯機１００が、位置パラメータを推定してもよい。また、携帯機１００及び通信ユニット２００の役割が動的に交換されてもよい。また、通信ユニット２００同士で位置パラメータの特定、及びに認証が行われてもよい。
【0247】
例えば、上記実施形態では、本発明がスマートエントリーシステムに適用される例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明は、信号を送受信することで位置パラメータを推定し認証を行う任意のシステムに適用可能である。例えば、携帯機、車両、スマートフォン、ドローン、家、及び家電製品等のうち任意の２つの装置を含むペアに、本発明は適用可能である。その場合、ペアのうち一方が認証者として動作し、他方が被認証者として動作する。なお、ペアは、２つの同じ種類の装置を含んでいてもよいし、２つの異なる種類の装置を含んでいてもよい。また、無線ＬＡＮ（Local Area Network）ルータがスマートフォンの位置を推定するためにも、本発明は適用可能である。
【0248】
例えば、上記実施形態では、無線通信規格としてＵＷＢを用いるものを挙げたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、無線通信規格として、赤外線を用いるものが使用されてもよい。
【0249】
なお、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記録媒体（非一時的な媒体：non-transitory media）に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、コンピュータによる実行時にＲＡＭに読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。上記記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
【0250】
また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
【符号の説明】
【0251】
１：システム、１００：携帯機、１１０：無線通信部、１１１：アンテナ、１２０：記憶部、１３０：制御部、２００：通信ユニット、２０２：車両、２１０：無線通信部、２１１：アンテナ、２２０：記憶部、２３０：制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】