特許 7046853 通信装置及びコンピュータプログラム

(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】2022-03-25

(45)【発行日】2022-04-04

(54)【発明の名称】通信装置及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/74 20060101AFI20220328BHJP

   G01S 7/40 20060101ALI20220328BHJP

   H04W 64/00 20090101ALI20220328BHJP

【ＦＩ】

G01S13/74

G01S7/40 104

H04W64/00 140

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019024642

(22)【出願日】2019-02-14

(65)【公開番号】P2020134196

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2020-12-16

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】樫木 勘四郎

(72)【発明者】

【氏名】山口 明

【審査官】九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５０５０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３２９５２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】藤野洋輔，ほか，電波が届きにくい場所のIoT端末を確実にネットワーク収容する中継無線技術，NTT技術ジャーナル，日本，2018年07月，30巻，7号，15-18頁

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００ － ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００ －１３／９５

Ｈ０４Ｗ ６４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局を介してデータをデータ処理サーバへ送信する通信装置において、
前記基地局に備わる測定装置であって前記基地局と前記基地局に配下登録された複数の通信装置との間の各距離を測定する前記測定装置から送信された探索信号を受信する無線受信部を備え、
前記探索信号は、プリアンブルと一の探索対象の通信装置の端末識別情報とを含む無線フレームで構成される信号であり、
前記プリアンブルは、前記無線フレームの先頭部分に格納され、前記探索対象の通信装置が前記無線フレームを検出するためのビットパターンを有し、
前記端末識別情報は、前記無線フレームの所定部分に格納される、
通信装置であって、
前記無線受信部が受信した前記探索信号の先頭からサンプリング周波数で順次サンプリングすることにより前記プリアンブルの１番目のビットを検出し、前記プリアンブルの１番目のビットが検出されたサンプリングを示す検出タイミング信号を出力する検出部と、
前記無線受信部が受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報であるか否かを判断する受信データ処理部と、
前記無線受信部が受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報である場合に自通信端末の端末識別情報を含む応答データを生成し、前記無線受信部が受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報ではない場合には応答データを生成しない応答データ生成部と、
前記測定装置が前記探索対象の通信装置から送信された無線フレームを検出するためのビットパターンを有するプリアンブルと、前記応答データ生成部が生成した応答データと、を含む無線フレームで構成される応答信号を送信する無線送信部と、
をさらに備え、
前記応答信号のプリアンブルは、前記応答信号の無線フレームの先頭部分に格納され、
前記応答データは、前記応答信号の無線フレームの所定部分に格納され、
前記無線送信部は、前記検出タイミング信号で示されるサンプリングから所定のビット長の時間が経過したサンプリングのタイミングで、前記応答信号のプリアンブルの最初のビットの送信を開始する、
通信装置。

【請求項2】

基地局を介してデータをデータ処理サーバへ送信する通信装置のコンピュータに、
前記基地局に備わる測定装置であって前記基地局と前記基地局に配下登録された複数の通信装置との間の各距離を測定する前記測定装置から送信された探索信号を受信する無線受信ステップを実行させ、
前記探索信号は、プリアンブルと一の探索対象の通信装置の端末識別情報とを含む無線フレームで構成される信号であり、
前記プリアンブルは、前記無線フレームの先頭部分に格納され、前記探索対象の通信装置が前記無線フレームを検出するためのビットパターンを有し、
前記端末識別情報は、前記無線フレームの所定部分に格納される、
コンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記無線受信ステップで受信した前記探索信号の先頭からサンプリング周波数で順次サンプリングすることにより前記プリアンブルの１番目のビットを検出し、前記プリアンブルの１番目のビットが検出されたサンプリングを示す検出タイミング信号を出力する検出ステップと、
前記無線受信ステップで受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報であるか否かを判断する受信データ処理ステップと、
前記無線受信ステップで受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報である場合に自通信端末の端末識別情報を含む応答データを生成し、前記無線受信ステップで受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報ではない場合には応答データを生成しない応答データ生成ステップと、
前記測定装置が前記探索対象の通信装置から送信された無線フレームを検出するためのビットパターンを有するプリアンブルと、前記応答データ生成ステップで生成した応答データと、を含む無線フレームで構成される応答信号を送信する無線送信ステップと、
をさらに実行させ、
前記応答信号のプリアンブルは、前記応答信号の無線フレームの先頭部分に格納され、
前記応答データは、前記応答信号の無線フレームの所定部分に格納され、
前記無線送信ステップは、前記検出タイミング信号で示されるサンプリングから所定のビット長の時間が経過したサンプリングのタイミングで、前記応答信号のプリアンブルの最初のビットの送信を開始する、
コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイント（ＡＰ）とステーション（ＳＴＡ）との間の距離を測定する測距技術として、例えば非特許文献１に記載されるＦＴＭ（Fine Time Measurement）技術が知られている。非特許文献１に記載される従来のＦＴＭ技術では、ＳＴＡがＡＰへＦＴＭを要求し、ＡＰが測定のためのＦＴＭ信号を送信し、ＳＴＡがＦＴＭ信号の受信に応じてＡＣＫ信号を返信し、ＡＰがＦＴＭ信号の送信からＡＣＫ信号の受信までの信号伝搬時間に基づいてＡＰとＳＴＡとの間の距離を測定している。このとき、ＳＴＡは無線ＬＡＮの信号処理プロトコルで規定された処理を行うために、ＳＴＡにおける処理時間は毎測定で一定ではなく処理時間に幅がある。そこで、従来のＦＴＭ技術では、複数回の測定を行い、測定結果の平均値を求めている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】M. Ibrahim他, “Verification: Accuracy Evaluation of WiFi Fine Time Measurements on an Open Platform,” Mobicom 2018.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上述した従来のＦＴＭ技術では、１台のＳＴＡに対して複数回の測定を行うので、１台当たりの測定に要する測定時間が長く、ＡＰと多数のＳＴＡとの間の個々の距離を測定する場合には多くの測定時間を要する。また、ＳＴＡからＡＰへＦＴＭを要求することによって測定が開始されるので、複数のＳＴＡの測定を行う場合にはＳＴＡに対して事前に測定のスケジューリングを行わねばならず、手間がかかる。

【0005】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、基地局と端末との間の距離の測定の効率向上を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の一態様は、基地局を介してデータをデータ処理サーバへ送信する通信装置において、前記基地局に備わる測定装置であって前記基地局と前記基地局に配下登録された複数の通信装置との間の各距離を測定する前記測定装置から送信された探索信号を受信する無線受信部を備え、前記探索信号は、プリアンブルと一の探索対象の通信装置の端末識別情報とを含む無線フレームで構成される信号であり、前記プリアンブルは、前記無線フレームの先頭部分に格納され、前記探索対象の通信装置が前記無線フレームを検出するためのビットパターンを有し、前記端末識別情報は、前記無線フレームの所定部分に格納される、通信装置であって、前記無線受信部が受信した前記探索信号の先頭からサンプリング周波数で順次サンプリングすることにより前記プリアンブルの１番目のビットを検出し、前記プリアンブルの１番目のビットが検出されたサンプリングを示す検出タイミング信号を出力する検出部と、前記無線受信部が受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報であるか否かを判断する受信データ処理部と、前記無線受信部が受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報である場合に自通信端末の端末識別情報を含む応答データを生成し、前記無線受信部が受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報ではない場合には応答データを生成しない応答データ生成部と、前記測定装置が前記探索対象の通信装置から送信された無線フレームを検出するためのビットパターンを有するプリアンブルと、前記応答データ生成部が生成した応答データと、を含む無線フレームで構成される応答信号を送信する無線送信部と、をさらに備え、前記応答信号のプリアンブルは、前記応答信号の無線フレームの先頭部分に格納され、前記応答データは、前記応答信号の無線フレームの所定部分に格納され、前記無線送信部は、前記検出タイミング信号で示されるサンプリングから所定のビット長の時間が経過したサンプリングのタイミングで、前記応答信号のプリアンブルの最初のビットの送信を開始する、通信装置である。

【0007】

（３）本発明の一態様は、探索信号を送信する探索信号送信部と、前記探索信号に対応する応答信号を受信する応答信号受信部と、前記探索信号の送信タイミングから前記応答信号の受信タイミングまでの時間に基づいて、前記応答信号を送信した通信装置と自測定装置との間の距離を測定する測定部と、を備える測定装置と、前記測定装置から送信された探索信号を受信する無線受信部と、当該探索信号の特定位置を検出する検出部と、前記特定位置の検出タイミングから一定の間隔で応答信号を送信する無線送信部と、を備える通信装置と、を備える通信システムである。
（４）本発明の一態様は、前記通信装置であって前記測定装置との間の距離が既知であり且つＬＯＳ環境に存在するリファレンス通信装置をさらに備え、前記探索信号送信部は、前記リファレンス通信装置に対する前記探索信号を送信し、前記測定部は、前記リファレンス通信装置に対する前記探索信号の送信タイミングから、前記リファレンス通信装置から送信された前記応答信号の受信タイミングまでの時間と、前記測定装置と前記リファレンス通信装置との間の既知の距離とを使用して、距離の測定の校正を行う、上記（３）の通信システムである。
（５）本発明の一態様は、前記通信装置であって前記測定装置との間の距離が既知であり且つＬＯＳ環境に存在するリファレンス通信装置をさらに備え、前記探索信号送信部は、前記リファレンス通信装置に対する前記探索信号を送信し、前記測定装置は、前記リファレンス通信装置から送信された前記応答信号の受信電力と、前記測定装置と前記リファレンス通信装置との間の既知の距離とを使用して、測定対象の前記通信装置がＬＯＳ環境に存在するか否かを判断するＬＯＳ判断部と、前記ＬＯＳ環境に存在するか否かの判断結果に関連付けた測定対象の前記通信装置の距離の測定結果を出力する測定結果出力部と、をさらに備える、上記（３）の通信システムである。

【0008】

（６）本発明の一態様は、探索信号を送信する探索信号送信部と、前記探索信号に対応する応答信号を受信する応答信号受信部と、前記探索信号の送信タイミングから前記応答信号の受信タイミングまでの時間に基づいて、前記応答信号を送信した上記（１）の通信装置と自測定装置との間の距離を測定する測定部と、を備える測定装置であって、前記探索信号送信部は、前記通信装置であって前記測定装置との間の距離が既知であり且つＬＯＳ環境に存在するリファレンス通信装置に対する前記探索信号を送信し、前記測定部は、前記リファレンス通信装置に対する前記探索信号の送信タイミングから、前記リファレンス通信装置から送信された前記応答信号の受信タイミングまでの時間と、前記測定装置と前記リファレンス通信装置との間の既知の距離とを使用して、距離の測定の校正を行う、測定装置である。

【0009】

（７）本発明の一態様は、探索信号を送信する探索信号送信部と、前記探索信号に対応する応答信号を受信する応答信号受信部と、前記探索信号の送信タイミングから前記応答信号の受信タイミングまでの時間に基づいて、前記応答信号を送信した上記（１）の通信装置と自測定装置との間の距離を測定する測定部と、を備える測定装置であって、前記探索信号送信部は、前記通信装置であって前記測定装置との間の距離が既知であり且つＬＯＳ環境に存在するリファレンス通信装置に対する前記探索信号を送信し、前記測定装置は、前記リファレンス通信装置から送信された前記応答信号の受信電力と、前記測定装置と前記リファレンス通信装置との間の既知の距離とを使用して、測定対象の前記通信装置がＬＯＳ環境に存在するか否かを判断するＬＯＳ判断部と、前記ＬＯＳ環境に存在するか否かの判断結果に関連付けた測定対象の前記通信装置の距離の測定結果を出力する測定結果出力部と、をさらに備える、測定装置である。

【0010】

本発明の一態様は、基地局を介してデータをデータ処理サーバへ送信する通信装置のコンピュータに、前記基地局に備わる測定装置であって前記基地局と前記基地局に配下登録された複数の通信装置との間の各距離を測定する前記測定装置から送信された探索信号を受信する無線受信ステップを実行させ、前記探索信号は、プリアンブルと一の探索対象の通信装置の端末識別情報とを含む無線フレームで構成される信号であり、前記プリアンブルは、前記無線フレームの先頭部分に格納され、前記探索対象の通信装置が前記無線フレームを検出するためのビットパターンを有し、前記端末識別情報は、前記無線フレームの所定部分に格納される、コンピュータプログラムであって、前記コンピュータに、前記無線受信ステップで受信した前記探索信号の先頭からサンプリング周波数で順次サンプリングすることにより前記プリアンブルの１番目のビットを検出し、前記プリアンブルの１番目のビットが検出されたサンプリングを示す検出タイミング信号を出力する検出ステップと、前記無線受信ステップで受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報であるか否かを判断する受信データ処理ステップと、前記無線受信ステップで受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報である場合に自通信端末の端末識別情報を含む応答データを生成し、前記無線受信ステップで受信した前記探索信号に含まれる端末識別情報が自通信端末の端末識別情報ではない場合には応答データを生成しない応答データ生成ステップと、前記測定装置が前記探索対象の通信装置から送信された無線フレームを検出するためのビットパターンを有するプリアンブルと、前記応答データ生成ステップで生成した応答データと、を含む無線フレームで構成される応答信号を送信する無線送信ステップと、をさらに実行させ、前記応答信号のプリアンブルは、前記応答信号の無線フレームの先頭部分に格納され、前記応答データは、前記応答信号の無線フレームの所定部分に格納され、前記無線送信ステップは、前記検出タイミング信号で示されるサンプリングから所定のビット長の時間が経過したサンプリングのタイミングで、前記応答信号のプリアンブルの最初のビットの送信を開始する、コンピュータプログラムである。

【0011】

（９）本発明の一態様は、測定装置のコンピュータに、上記（１）の通信装置に対する探索信号の送信タイミングから当該探索信号に対応する応答信号の受信タイミングまでの時間に基づいて、前記通信装置と前記測定装置との間の距離を測定する測定ステップと、前記通信装置であって前記測定装置との間の距離が既知であり且つＬＯＳ環境に存在するリファレンス通信装置に対する探索信号を送信する探索信号送信ステップと、前記リファレンス通信装置に対する探索信号に対応する応答信号を受信する応答信号受信ステップと、前記リファレンス通信装置に対する探索信号の送信タイミングから、前記リファレンス通信装置から送信された応答信号の受信タイミングまでの時間と、前記測定装置と前記リファレンス通信装置との間の既知の距離とを使用して、距離の測定の校正を行う校正ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。

【0012】

（１０）本発明の一態様は、測定装置のコンピュータに、上記（１）の通信装置に対する探索信号の送信タイミングから当該探索信号に対応する応答信号の受信タイミングまでの時間に基づいて、測定対象の前記通信装置と前記測定装置との間の距離を測定する測定ステップと、前記通信装置であって前記測定装置との間の距離が既知であり且つＬＯＳ環境に存在するリファレンス通信装置に対する探索信号を送信する探索信号送信ステップと、前記リファレンス通信装置に対する探索信号に対応する応答信号を受信する応答信号受信ステップと、前記リファレンス通信装置から送信された応答信号の受信電力と、前記測定装置と前記リファレンス通信装置との間の既知の距離とを使用して、測定対象の前記通信装置がＬＯＳ環境に存在するか否かを判断するＬＯＳ判断ステップと、前記ＬＯＳ環境に存在するか否かの判断結果に関連付けた測定対象の前記通信装置の距離の測定結果を出力する測定結果出力ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。

【0013】

（１１）本発明の一態様は、測定装置が、探索信号を送信する探索信号送信ステップと、通信装置が、前記探索信号を受信する無線受信ステップと、前記通信装置が、前記探索信号の特定位置を検出する検出ステップと、前記通信装置が、前記特定位置の検出タイミングから一定の間隔で応答信号を送信する無線送信ステップと、前記測定装置が、前記応答信号を受信する応答信号受信ステップと、前記測定装置が、前記探索信号の送信タイミングから前記応答信号の受信タイミングまでの時間に基づいて、前記通信装置と自測定装置との間の距離を測定する測定ステップと、を含む測定方法である。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、基地局と端末との間の距離の測定の効率向上を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態に係る基地局（測定装置）及びＩｏＴ端末（通信装置）の構成例を示す図である。

【図2】一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。

【図3】一実施形態に係る応答信号送信方法を説明するための説明図である。

【図4】一実施形態に係るＬＯＳ判断方法の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】

【0016】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る基地局（測定装置）及びＩｏＴ端末（通信装置）の構成例を示す図である。図２は、本実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。本実施形態に係る通信システムは、基地局ＢＳとＩｏＴ端末ＴＥとが無線により通信を行う。ＩｏＴ端末ＴＥは、各種のデータを、基地局ＢＳを介してデータ処理サーバＳＶへ送信する。ＩｏＴ端末ＴＥが扱うデータとして、例えば、気温や湿度等の気象観測データ、電気やガス等の使用量の測定データ、各種のセンサーのセンサー検出データ、監視カメラの撮像データなどが挙げられる。

【0017】

本実施形態では、基地局ＢＳが測定装置の機能を有する。基地局ＢＳは、自基地局ＢＳに配下登録されたＩｏＴ端末ＴＥと自基地局ＢＳとの間の距離を測定する。本実施形態に係る距離の測定では、基地局ＢＳが探索信号１１０を送信し、ＩｏＴ端末ＴＥが探索信号１１０を受信すると応答信号１２０を送信し、基地局ＢＳが探索信号１１０の送信タイミングから応答信号１２０の受信タイミングまでの時間に基づいて自基地局ＢＳとＩｏＴ端末ＴＥとの間の距離を測定する。この測定において、ＩｏＴ端末ＴＥは、探索信号１１０を受信してから応答信号１２０を送信するまでの間隔が一定になるように構成される。

【0018】

また、基地局ＢＳは、他の基地局（測定装置）ＢＳａ，ＢＳｂと連携してＩｏＴ端末ＴＥの位置を測定してもよい。

【0019】

［基地局（測定装置）］
図１には、基地局ＢＳの機能のうち、測定装置の機能が主に示される。図１において、基地局ＢＳは、プリアンブル生成部１１と、端末識別情報（端末ＩＤ）記憶部１２と、探索信号送信部１３と、送信制御部１４と、応答信号受信部１５と、プリアンブル検出部１６と、測定部１７と、ＬＯＳ判断部１８と、測定結果出力部１９と、を備える。

【0020】

プリアンブル生成部１１は、プリアンブルを生成する。このプリアンブルは、ＩｏＴ端末ＴＥが基地局ＢＳから送信された無線フレームを検出するためのビットパターンである。端末ＩＤ記憶部１２は、基地局ＢＳに配下登録されたＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤを記憶する。

【0021】

探索信号送信部１３は、送信制御部１４からの送信指示に従って探索信号１１０を送信する。探索信号１１０は、プリアンブルと、探索対象のＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤと、を含む無線フレームで構成される。プリアンブルは、プリアンブル生成部１１によって生成されたものが、無線フレームの先頭部分に格納される。端末ＩＤは、端末ＩＤ記憶部１２に格納される端末ＩＤのうち、一つの探索対象のＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤが探索信号１１０の無線フレームの所定部分に格納される。また、探索信号１１０の無線フレームには、現在時刻を示す現在時刻情報がさらに格納されてもよい。探索信号１１０の無線フレーム内の現在時刻情報は、ＩｏＴ端末ＴＥが備える時計の時刻の修正に利用される。

【0022】

送信制御部１４は、探索信号１１０の送信を制御する。送信制御部１４は、探索信号１１０の送信を探索信号送信部１３へ指示する。ＩｏＴ端末ＴＥは、電力源がバッテリであるものが多い。バッテリ型のＩｏＴ端末ＴＥに対しては電力の節約が求められる。このため、測定時刻（例えば、毎週日曜日の午前０時）を予め決めておき、基地局ＢＳに配下登録された全てのＩｏＴ端末ＴＥが、測定時刻に、スリープ状態から起動状態に移行するようにしておく。送信制御部１４は、測定時刻になったら、基地局ＢＳに配下登録された全てのＩｏＴ端末ＴＥに対し、１台ずつ探索対象にして、探索信号１１０の送信を探索信号送信部１３へ指示する。送信制御部１４は、探索対象のＩｏＴ端末ＴＥについての探索信号１１０の送信タイミングを示す送信タイミング信号Ａを測定部１７へ出力する。本実施形態の一例として、送信タイミング信号Ａは、探索信号１１０の無線フレームのプリアンブルが送信されたタイミングを示す信号である。

【0023】

応答信号受信部１５は、応答信号１２０を受信する。応答信号１２０は、基地局ＢＳの探索信号送信部１３から送信された探索信号１１０を受信したＩｏＴ端末ＴＥが送信したものである。応答信号１２０は、探索信号１１０と同様に、プリアンブルと、応答信号１２０を送信するＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤと、を含む無線フレームで構成される。

【0024】

プリアンブル検出部１６は、応答信号１２０の無線フレームのプリアンブルを検出する。プリアンブルによって、応答信号１２０の無線フレームの先頭部分が検出される。プリアンブル検出部１６は、応答信号１２０の受信タイミングを示す検出タイミング信号Ｂを測定部１７へ出力する。本実施形態の一例として、検出タイミング信号Ｂは、応答信号１２０の無線フレームのプリアンブルが検出されたタイミングを示す信号である。

【0025】

測定部１７は、探索信号１１０の送信タイミングから応答信号１２０の受信タイミングまでの時間に基づいて、当該応答信号１２０を送信したＩｏＴ端末ＴＥと自基地局ＢＳとの間の距離を測定する。具体的には、測定部１７は、探索信号１１０の送信タイミングから応答信号１２０の受信タイミングまでの時間を距離に換算する所定の演算を行う。探索信号１１０の送信タイミングは、送信タイミング信号Ａで示される。応答信号１２０の受信タイミングは、検出タイミング信号Ｂで示される。

【0026】

ＬＯＳ判断部１８は、ＩｏＴ端末ＴＥがＬＯＳ（Line of Sight）環境に存在するか否かを判断する。ＬＯＳ環境に存在するＩｏＴ端末ＴＥは、基地局ＢＳのアンテナから直接見通せる範囲内であって無線信号の送受信の可能な範囲に存在するものである。ＬＯＳ環境に存在しないＩｏＴ端末ＴＥは、ＮＬＯＳ（Non Line Of Sight）環境に存在する。ＩｏＴ端末ＴＥがＬＯＳ環境に存在するか否かの判断には、リファレンス端末ｒｅＴＥと基地局ＢＳとの間の距離と、リファレンス端末ｒｅＴＥから送信された応答信号１２０の受信電力とが使用される。リファレンス端末ｒｅＴＥと基地局ＢＳとの間の距離は既知である。リファレンス端末ｒｅＴＥは、ＬＯＳ環境に存在する。リファレンス端末ｒｅＴＥが探索信号１１０を受信して応答信号１２０を送信する構成は、ＩｏＴ端末ＴＥと同じ構成である。ＬＯＳ判断部１８は、ＩｏＴ端末ＴＥがＬＯＳ環境に存在するか否かの判断結果「ＬＯＳ環境又はＮＬＯＳ環境」を測定結果出力部１９へ出力する。

【0027】

測定結果出力部１９は、測定部１７が測定した基地局ＢＳとＩｏＴ端末ＴＥとの間の距離の測定値を出力する。測定結果出力部１９は、ＩｏＴ端末ＴＥの距離の測定値を、当該ＩｏＴ端末ＴＥがＬＯＳ環境に存在するか否かの判断結果「ＬＯＳ環境又はＮＬＯＳ環境」に関連付けて出力してもよい。例えば、ＮＬＯＳ環境に存在すると判断されたＩｏＴ端末ＴＥの距離の測定値を参考の値として出力してもよい。

【0028】

測定部１７は、リファレンス端末ｒｅＴＥを利用して距離の測定の校正を行ってもよい。測定部１７は、リファレンス端末ｒｅＴＥを探索対象にした探索信号１１０を送信し、リファレンス端末ｒｅＴＥから応答信号１２０を受信する。測定部１７は、リファレンス端末ｒｅＴＥを探索対象にした探索信号１１０の送信タイミングから、リファレンス端末ｒｅＴＥから送信された応答信号１２０の受信タイミングまでの時間と、基地局ＢＳとリファレンス端末ｒｅＴＥとの間の既知の距離とを使用して、距離の測定の校正を行う。距離の測定の校正は、探索信号１１０の送信タイミングから応答信号１２０の受信タイミングまでの時間を距離に換算する所定の演算を補正することにより行われる。

【0029】

本実施形態に係る基地局ＢＳは、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、又は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）及びメモリ等により構成され、各部の機能を実現するためのコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

【0030】

［ＩｏＴ端末（通信装置）］
図１には、ＩｏＴ端末ＴＥの機能のうち、距離の測定に係る機能が主に示される。図１において、ＩｏＴ端末ＴＥは、無線受信部３１と、プリアンブル検出部３２と、受信データ処理部３３と、応答データ生成部３４と、プリアンブル生成部３５と、無線送信部３６と、を備える。

【0031】

無線受信部３１は、基地局ＢＳから送信された探索信号１１０を受信する。プリアンブル検出部３２は、無線受信部３１が受信した探索信号１１０の無線フレームのプリアンブルを検出する。プリアンブルによって、探索信号１１０の無線フレームの先頭部分が検出される。プリアンブル検出部３２は、探索信号１１０の特定位置を検出する。プリアンブル検出部３２は、当該特定位置の検出タイミングを示す検出タイミング信号Ｃを無線送信部３６へ出力する。本実施形態の一例として、探索信号１１０の特定位置は、プリアンブルの特定番目のビットである。この場合、検出タイミング信号Ｃは、探索信号１１０のプリアンブルの特定番目のビットが検出されたタイミングを示す信号である。

【0032】

受信データ処理部３３は、探索信号１１０に含まれる受信データの処理を行う。具体的には、探索信号１１０に含まれる端末ＩＤが自ＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤであるか否かを判断する。探索信号１１０に含まれる端末ＩＤが自ＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤである場合には、受信データ処理部３３は、応答データ生成部３４に対して、応答データの生成を指示する。一方、探索信号１１０に含まれる端末ＩＤが自ＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤではない場合には、受信データ処理部３３は、応答データ生成部３４に対して、応答データの生成を指示しない。

【0033】

また、受信データ処理部３３は、探索信号１１０に含まれる現在時刻情報に基づいて、自ＩｏＴ端末ＴＥの時計の時刻を修正する。

【0034】

応答データ生成部３４は、受信データ処理部３３からの応答データ生成指示に応じて、応答信号１２０に含められる応答データを生成する。応答データは、自ＩｏＴ端末ＴＥの端末ＩＤを含む。応答データ生成部３４は、応答データを無線送信部３６へ出力する。

【0035】

プリアンブル生成部３５は、応答信号１２０に含められるプリアンブルを生成する。このプリアンブルは、基地局ＢＳがＩｏＴ端末ＴＥから送信された無線フレームを検出するためのビットパターンである。

【0036】

無線送信部３６は、探索信号１１０の特定位置の検出タイミングから一定の間隔で応答信号１２０を送信する。応答信号１２０は、プリアンブルと、応答データと、を含む無線フレームで構成される。プリアンブルは、プリアンブル生成部３５によって生成されたものが、無線フレームの先頭部分に格納される。応答データは、応答データ生成部３４によって生成されたものが、応答信号１２０の無線フレームの所定部分に格納される。探索信号１１０の特定位置の検出タイミングは、検出タイミング信号Ｃで示される。無線送信部３６は、検出タイミング信号Ｃで示される検出タイミングから一定の間隔で応答信号１２０を送信する。一定の間隔は、予め設定される。一定の間隔は、例えば、一定のビット長で示される。この場合、無線送信部３６は、検出タイミング信号Ｃで示される検出タイミングから一定のビット長の時間が経過したタイミングで応答信号１２０を送信する。

【0037】

本実施形態に係るＩｏＴ端末ＴＥは、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、又は、ＣＰＵ及びメモリ等により構成され、各部の機能を実現するためのコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

【0038】

なお、リファレンス端末ｒｅＴＥは、図１に示されるＩｏＴ端末ＴＥと同様の構成である。

【0039】

［応答信号送信方法］
図３を参照して、本実施形態に係る応答信号送信方法を説明する。図３は、本実施形態に係る応答信号送信方法を説明するための説明図である。図３において、探索信号１１０の先頭部分はプリアンブルである。ＩｏＴ端末ＴＥのプリアンブル検出部３２は、探索信号１１０の先頭からサンプリング周波数で順次サンプリングｔａ１，ｔａ２，・・・，ｔａｎを行う。プリアンブル検出部３２は、探索信号１１０の特定位置を検出する。ここでの一例として、探索信号１１０の特定位置は、プリアンブルの１番目のビットである。プリアンブル検出部３２は、探索信号１１０のプリアンブルの１番目のビットが検出されたタイミングを示す検出タイミング信号Ｃを無線送信部３６へ出力する。

【0040】

無線送信部３６は、検出タイミング信号Ｃで示される検出タイミングから一定の間隔Ｐで応答信号１２０を送信する。図３の例では、探索信号１１０のプリアンブルの１番目のビットが検出されたタイミングとして探索信号１１０に対する最初のサンプリングｔａ１が使用されている。そして、サンプリングｔａ１から一定の間隔Ｐで応答信号１２０の先頭のプリアンブルの最初のビットの送信が開始される。一定の間隔Ｐは、例えば、２５０ビット長である。この場合、無線送信部３６は、検出タイミング信号Ｃで示される検出タイミング「サンプリングｔａ１」から２５０ビット長の時間が経過したタイミング「サンプリングｔｂ１」で応答信号１２０の先頭のプリアンブルの最初のビットの送信を開始する。

【0041】

上述したように本実施形態によれば、ＩｏＴ端末ＴＥは、探索信号１１０を受信してから応答信号１２０を送信するまでの間隔が一定になるように構成される。これにより、基地局ＢＳにおける距離の測定値は、ＩｏＴ端末ＴＥにおける処理時間の影響を受けづらいものとなるので、１台のＩｏＴ端末ＴＥに対して複数回の測定を行わなくてもよく、基地局ＢＳとＩｏＴ端末ＴＥとの間の距離の測定の効率向上を図ることができる。

【0042】

［ＬＯＳ判断方法］
図４を参照して、本実施形態に係るＬＯＳ判断方法を説明する。図４は、本実施形態に係るＬＯＳ判断方法の例を示すフローチャートである。

【0043】

（ステップＳ１） ＬＯＳ判断部１８は、ＬＯＳ判断対象のＩｏＴ端末ＴＥの測定結果の測定データである距離Ｄｍと応答信号１２０の受信電力Ｐｍを取得する。距離Ｄｍは測定部１７から取得される。受信電力Ｐｍは応答信号受信部１５から取得される。

【0044】

（ステップＳ２） ＬＯＳ判断部１８は、リファレンス端末ｒｅＴＥの既知の距離Ｄｒと、リファレンス端末ｒｅＴＥの測定結果の測定データである応答信号１２０の受信電力Ｐｒを取得する。リファレンス端末ｒｅＴＥの既知の距離Ｄｒは、予め、基地局ＢＳに設定される。受信電力Ｐｒは応答信号受信部１５から取得される。

【0045】

（ステップＳ３） ＬＯＳ判断部１８は、次式により修正受信電力Ｐｃを計算する。
Ｐｃ＝Ｐｍ×（Ｄｒ÷Ｄｍ）^２
修正受信電力Ｐｃは、ＩｏＴ端末ＴＥの距離をＤｒとしたときに対応する値である。上記の修正受信電力Ｐｃの演算式では、電波の伝搬減衰として２乗則を用いる。

【0046】

（ステップＳ４） ＬＯＳ判断部１８は、次式により評価値Ｒを計算する。
Ｒ＝Ｐｃ÷Ｐｒ

【0047】

（ステップＳ５） ＬＯＳ判断部１８は、評価値Ｒが閾値Ｖｔｈよりも小さいか否かを判断する。閾値Ｖｔｈは、予め基地局ＢＳに設定される。評価値Ｒが閾値Ｖｔｈよりも小さい場合にはステップＳ７に進み、そうではない場合にはステップＳ６に進む。

【0048】

（ステップＳ６） ＬＯＳ判断部１８は、ＬＯＳ判断対象のＩｏＴ端末ＴＥがＬＯＳ環境に存在すると判断する。

【0049】

（ステップＳ７） ＬＯＳ判断部１８は、ＬＯＳ判断対象のＩｏＴ端末ＴＥがＮＬＯＳ環境に存在すると判断する。

【0050】

測定結果出力部１９は、ＬＯＳ判断対象のＩｏＴ端末ＴＥの測定データの測定値Ｄｍを、ＬＯＳ判断結果「ＬＯＳ環境又はＮＬＯＳ環境」に関連付けて出力してもよい。

【0051】

また、測定結果出力部１９は、ＮＬＯＳ環境に存在すると判断されたＩｏＴ端末ＴＥの測定データの測定値Ｄｍを参考の値として出力してもよい。又は測定結果出力部１９は、ＮＬＯＳ環境に存在すると判断されたＩｏＴ端末ＴＥの測定データの測定値Ｄｍを出力しないようにしてもよい。

【0052】

上述した実施形態によれば、１台のＩｏＴ端末ＴＥに対して複数回の測定を行わなくてもよく、測定時間の短縮が図られる。このことは、基地局ＢＳに配下登録されるＩｏＴ端末ＴＥが多数存在する場合に、測定時間の短縮の効果が特に顕著になる。例えば、５Ｇと称される第５世代の携帯電話向けの通信規格の特徴の一つにｍＭＴＣ（massive Machine Type Communication）がある。ｍＭＴＣでは、ＩｏＴ端末が１００万台／Ｋｍ^２と極めて密に配置された場合でも、問題無く通信が行えることが想定されている。このことから基地局を適切な場所に設置したり、又は、基地局の無線リソース（周波数、時間、ビーム放射時間など）を適切にしたりすることが求められるが、このためには膨大な数のＩｏＴ端末の分布を把握することが課題となる。膨大な数のＩｏＴ端末の分布を把握する方法の例として、既存の基地局から各ＩｏＴ端末までの距離を測定して、既存の基地局からＩｏＴ端末までの距離の分布を把握することが挙げられる。しかし従来の測距技術では、測定時間が長くて実用的ではなかったが、本実施形態によれば、測定時間が短縮されることによって、膨大な数のＩｏＴ端末の測距を容易にすることができる。

【0053】

また、測定時間の短縮によって、ＩｏＴ端末の電力消費量を抑えることができるので、バッテリ型のＩｏＴ端末に対してバッテリの長寿命化に寄与することができる。

【0054】

なお、図２において、基地局ＢＳは、他の基地局（測定装置）ＢＳａ，ＢＳｂと連携して３点測位によりＩｏＴ端末ＴＥの位置を測定してもよい。基地局ＢＳａ，ＢＳｂは、図１に示される基地局ＢＳと同様の構成を備える。各基地局ＢＳａ，ＢＳｂは、自己とＩｏＴ端末ＴＥとの間の距離を測定し、距離の測定値を基地局ＢＳへ通知する。基地局ＢＳは、自己とＩｏＴ端末ＴＥとの間の距離の測定値と、各基地局ＢＳａ，ＢＳｂから通知された距離の測定値とを使用して、３点測位によりＩｏＴ端末ＴＥの位置を測定する。

【0055】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0056】

例えば、基地局ＢＳは、ＩｏＴ端末ＴＥからの応答信号１２０の受信なしである場合に、当該ＩｏＴ端末ＴＥに異常ありと判断してもよい。

【0057】

また、上述した実施形態では、無線通信システムの基地局に測定装置の機能を設けたが、測定装置を独立の装置としてもよい。例えば、上述した図１に示される基地局ＢＳの測定装置の機能を備える可搬型測定装置として構成してもよい。可搬型測定装置の応用例として、観光バス旅行等の団体旅行などの特定多数が参加する団体行動の各参加者にＩｏＴ端末ＴＥを携帯させ、集合場所で可搬型測定装置により各参加者のＩｏＴ端末ＴＥ間の距離を測定し、この測定結果から各参加者の集合状況（集合場所にいる又はいない）を判断してもよい。

【0058】

また、上述した各装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【0059】

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

【符号の説明】

【0060】

１１…プリアンブル生成部、１２…端末ＩＤ記憶部、１３…探索信号送信部、１４…送信制御部、１５…応答信号受信部、１６…プリアンブル検出部、１７…測定部、１８…ＬＯＳ判断部、１９…測定結果出力部、３１…無線受信部、３２…プリアンブル検出部、３３…受信データ処理部、３４…応答データ生成部、３５…プリアンブル生成部、３６…無線送信部、ＢＳ，ＢＳａ，ＢＳｂ…基地局（測定装置）、、ｒｅＴＥ…リファレンス端末（通信装置）、ＴＥ…ＩｏＴ端末（通信装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】