特許 7396498 無線端末装置の位置推定システム、位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラム

(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】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】無線端末装置の位置推定システム、位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 64/00 20090101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

H04W64/00 140

H04W64/00 110

H04W64/00 173

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022539882

(86)(22)【出願日】2020-07-29

(86)【国際出願番号】 JP2020029127

(87)【国際公開番号】W WO2022024275

(87)【国際公開日】2022-02-03

【審査請求日】2022-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂本 寛

(72)【発明者】

【氏名】細田 真道

(72)【発明者】

【氏名】村上 友規

(72)【発明者】

【氏名】小川 智明

【審査官】岡本 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１３６５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０７４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４－ ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の無線基地局装置と通信を行う少なくとも１台の無線端末装置を有する無線通信システムと、前記無線基地局装置に接続され、前記無線通信システムの通信を用いて前記無線端末装置の位置を推定する位置推定装置と、を有する位置推定システムにおいて、
前記位置推定装置は、
複数の前記無線基地局装置の中から前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置を検出する検出部と、
帰属先の前記無線基地局装置を頂点に含む多角形の複数のエリアに分割し、前記エリアごとの前記無線基地局装置を判定する実施局判定部と、
前記実施局判定部により判定された前記エリアごとの前記無線基地局装置から測定信号を送信して、前記無線端末装置から返信される応答信号に基づいて、前記無線端末装置との間の信号の往復時間を測定する往復時間測定部と、
前記往復時間を少なくとも含む測定値の品質を計算する測定品質計算部と、
前記エリアごとの前記測定値の品質に基づいて、複数の前記エリアのうち前記無線端末装置が存在する前記エリアを判定するエリア判定部と、
前記無線端末装置が存在する前記エリアにおいて、前記無線端末装置の位置を推定する端末位置推定部と
を有することを特徴とする位置推定システム。

【請求項2】

請求項１に記載の位置推定システムにおいて、
前記位置推定装置は、
前記無線端末装置の位置が前記エリアの境界近傍であるか否かを判定する境界近傍判定部と、
前記無線端末装置が存在する前記エリアの判定から予め決められた一定時間の経過を判定する判定タイマと
をさらに有し、
前記境界近傍判定部が前記無線端末装置の前記エリアの境界近傍への移動を判定したとき、前記判定タイマが前記無線端末装置の存在する前記エリアの判定から予め決められた一定時間の経過を判定したとき、前記検出部が前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置の変更を検出したとき、の少なくとも１つの条件に合致する場合、前記実施局判定部、前記往復時間測定部、前記測定品質計算部および前記エリア判定部により、前記無線端末装置が存在する前記エリアの判定を再度、実行する
ことを特徴とする位置推定システム。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の位置推定システムにおいて、
前記無線基地局装置は、自装置または他の前記無線基地局装置が送信する測定信号に対して前記無線端末装置が返信する応答信号の受信信号強度を測定する受信部を有し、
前記測定品質計算部は、前記往復時間および前記受信信号強度の前記測定値の品質を計算する
ことを特徴とする位置推定システム。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の位置推定システムにおいて、
前記エリアは、三次元空間に配置された複数の前記無線基地局装置により設定され、
前記無線基地局装置および前記無線端末装置の位置は、前記三次元空間の三次元座標で示される
ことを特徴とする位置推定システム。

【請求項5】

複数の無線基地局装置と通信を行う少なくとも１台の無線端末装置を有する無線通信システムの前記無線基地局装置に接続され、前記無線通信システムの通信を用いて前記無線端末装置の位置を推定する位置推定装置において、
複数の前記無線基地局装置の中から前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置を検出する検出部と、
帰属先の前記無線基地局装置を頂点に含む多角形の複数のエリアに分割し、前記エリアごとの前記無線基地局装置を判定する実施局判定部と、
前記実施局判定部により判定された前記エリアごとの前記無線基地局装置から測定信号を送信して、前記無線端末装置から返信される応答信号に基づいて、前記無線端末装置との間の信号の往復時間を測定する往復時間測定部と、
前記往復時間を少なくとも含む測定値の品質を計算する測定品質計算部と、
前記エリアごとの前記測定値の品質に基づいて、複数の前記エリアのうち前記無線端末装置が存在する前記エリアを判定するエリア判定部と、
前記無線端末装置が存在する前記エリアにおいて、前記無線端末装置の位置を推定する端末位置推定部と
を有することを特徴とする位置推定装置。

【請求項6】

請求項５に記載の位置推定装置において、
前記無線端末装置の位置が前記エリアの境界近傍であるか否かを判定する境界近傍判定部と、
前記無線端末装置が存在する前記エリアの判定から予め決められた一定時間の経過を判定する判定タイマと
をさらに有し、
前記境界近傍判定部が前記無線端末装置の前記エリアの境界近傍への移動を判定したとき、前記判定タイマが前記無線端末装置の存在する前記エリアの判定から予め決められた一定時間の経過を判定したとき、前記検出部が前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置の変更を検出したとき、の少なくとも１つの条件に合致する場合、前記実施局判定部、前記往復時間測定部、前記測定品質計算部および前記エリア判定部により、前記無線端末装置が存在する前記エリアの判定を再度、実行する
ことを特徴とする位置推定装置。

【請求項7】

複数の無線基地局装置と通信を行う少なくとも１台の無線端末装置を有する無線通信システムと、前記無線基地局装置に接続され、前記無線通信システムの通信を用いて前記無線端末装置の位置を推定する位置推定装置と、を有する位置推定システムにおいて行われる位置推定方法であって、
前記位置推定装置は、
複数の前記無線基地局装置の中から前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置を検出する検出処理と、
帰属先の前記無線基地局装置を頂点に含む多角形の複数のエリアに分割し、前記エリアごとの前記無線基地局装置を判定する実施局判定処理と、
前記実施局判定処理により判定された前記エリアごとの前記無線基地局装置から測定信号を送信して、前記無線端末装置から返信される応答信号に基づいて、前記無線端末装置との間の信号の往復時間を測定する往復時間測定処理と、
前記往復時間を少なくとも含む測定値の品質を計算する測定品質計算処理と、
前記エリアごとの前記測定値の品質に基づいて、複数の前記エリアのうち前記無線端末装置が存在する前記エリアを判定するエリア判定処理と、
前記無線端末装置が存在する前記エリアにおいて、前記無線端末装置の位置を推定する端末位置推定処理と
を行うことを特徴とする位置推定方法。

【請求項8】

請求項５または請求項６に記載の前記位置推定装置が行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする位置推定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の無線基地局装置が配置された無線通信システムにおける無線端末装置の位置を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムにおける無線端末装置の位置推定方法として、無線基地局装置と無線端末装置との間の電波到達時間（ＴｏＡ：Time of Arrival）を測定する方法が実用化されている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。

【0003】

例えば、複数の無線基地局装置（もしくは分散アンテナ装置）から無線端末装置に予め決められた測定信号を送信し、測定信号を受信した無線端末装置からそれぞれの無線基地局装置に応答信号を返信する。各無線基地局装置は、測定信号の送信から応答信号の受信までの往復時間をそれぞれ測定する。そして、複数の無線基地局装置ごとに測定された往復時間により、各無線基地局装置と無線端末装置との間のそれぞれの距離が推定される。さらに、複数の無線基地局装置と無線端末装置との間のそれぞれの距離から無線端末装置の位置が推定される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】"分散アンテナ型アクセスポイントによる無線ＬＡＮ端末２次元位置推定",細田真道・坂本 寛・村上友規・毛利 忠・小川智明・宮本 勝,FIT2019（第18回情報科学技術フォーラム）

【文献】IEEE Std 802.11-2016

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、大規模な無線通信システムでは、多数の無線基地局装置が広範囲に存在し、無線基地局装置と無線端末装置との間の距離が長くなる場合がある。この場合、無線通信が不安定または困難となり、ＴｏＡ測定の品質が低下し、あるいはＴｏＡ測定自体ができなくなる。このような無線基地局装置がＴｏＡ測定のための無線信号の送受信を行うことにより通信帯域が圧迫され、無線端末装置の位置推定に要する時間が増加する、という問題がある。また、ＴｏＡ測定の品質が低い無線基地局装置の測定結果を使用する場合、無線端末装置の位置推定の精度が低下する、という問題がある。さらに、無線ＬＡＮシステムにおける無線基地局装置の数および位置推定対象の無線端末装置の数の少なくとも一方が増加した場合、上述の問題がより深刻となる。

【0006】

本発明は、大規模な無線通信システムにおいて無線端末装置の位置推定を行う場合に、無線基地局装置と無線端末装置との間の通信帯域の圧迫を抑えつつ、位置推定時間の短縮および位置推定精度の向上を図ることができる無線端末装置の位置推定システム、位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、複数の無線基地局装置と通信を行う少なくとも１台の無線端末装置を有する無線通信システムと、前記無線基地局装置に接続され、前記無線通信システムの通信を用いて前記無線端末装置の位置を推定する位置推定装置と、を有する位置推定システムにおいて、前記位置推定装置は、複数の前記無線基地局装置の中から前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置を検出する検出部と、帰属先の前記無線基地局装置を頂点に含む多角形の複数のエリアに分割し、前記エリアごとの前記無線基地局装置を判定する実施局判定部と、前記実施局判定部により判定された前記エリアごとの前記無線基地局装置から測定信号を送信して、前記無線端末装置から返信される応答信号に基づいて、前記無線端末装置との間の信号の往復時間を測定する往復時間測定部と、前記往復時間を少なくとも含む測定値の品質を計算する測定品質計算部と、前記エリアごとの前記測定値の品質に基づいて、複数の前記エリアのうち前記無線端末装置が存在する前記エリアを判定するエリア判定部と、前記無線端末装置が存在する前記エリアにおいて、前記無線端末装置の位置を推定する端末位置推定部とを有することを特徴とする。

【0008】

また、本発明は、複数の無線基地局装置と通信を行う少なくとも１台の無線端末装置を有する無線通信システムの前記無線基地局装置に接続され、前記無線通信システムの通信を用いて前記無線端末装置の位置を推定する位置推定装置において、複数の前記無線基地局装置の中から前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置を検出する検出部と、帰属先の前記無線基地局装置を頂点に含む多角形の複数のエリアに分割し、前記エリアごとの前記無線基地局装置を判定する実施局判定部と、前記実施局判定部により判定された前記エリアごとの前記無線基地局装置から測定信号を送信して、前記無線端末装置から返信される応答信号に基づいて、前記無線端末装置との間の信号の往復時間を測定する往復時間測定部と、前記往復時間を少なくとも含む測定値の品質を計算する測定品質計算部と、前記エリアごとの前記測定値の品質に基づいて、複数の前記エリアのうち前記無線端末装置が存在する前記エリアを判定するエリア判定部と、前記無線端末装置が存在する前記エリアにおいて、前記無線端末装置の位置を推定する端末位置推定部とを有することを特徴とする。

【0009】

また、本発明は、複数の無線基地局装置と通信を行う少なくとも１台の無線端末装置を有する無線通信システムと、前記無線基地局装置に接続され、前記無線通信システムの通信を用いて前記無線端末装置の位置を推定する位置推定装置と、を有する位置推定システムにおいて行われる位置推定方法であって、前記位置推定装置は、複数の前記無線基地局装置の中から前記無線端末装置の帰属先の前記無線基地局装置を検出する検出処理と、帰属先の前記無線基地局装置を頂点に含む多角形の複数のエリアに分割し、前記エリアごとの前記無線基地局装置を判定する実施局判定処理と、前記実施局判定処理により判定された前記エリアごとの前記無線基地局装置から測定信号を送信して、前記無線端末装置から返信される応答信号に基づいて、前記無線端末装置との間の信号の往復時間を測定する往復時間測定処理と、前記往復時間を少なくとも含む測定値の品質を計算する測定品質計算処理と、前記エリアごとの前記測定値の品質に基づいて、複数の前記エリアのうち前記無線端末装置が存在する前記エリアを判定するエリア判定処理と、前記無線端末装置が存在する前記エリアにおいて、前記無線端末装置の位置を推定する端末位置推定処理とを行うことを特徴とする。

【0010】

また、本発明の位置推定プログラムは、前記位置推定装置が行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る無線端末装置の位置推定システム、位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラムは、大規模な無線通信システムにおいて無線端末装置の位置推定を行う場合に、無線基地局装置と無線端末装置との間の通信帯域の圧迫を抑えつつ、位置推定時間の短縮および位置推定精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る位置推定システムの一例を示す図である。

【図2】実施形態に係る位置推定装置の構成例を示す図である。

【図3】品質評価指標の一例を示す図である。

【図4】三次元空間上での多角形分割の一例を示す図である。

【図5】複数の無線基地局装置がそれぞれ測定信号を送信する例を示す図である。

【図6】１台の無線基地局装置が測定信号を送信する例を示す図である。

【図7】比較例の位置推定システムの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明に係る無線端末装置の位置推定システム、位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラムの実施形態について説明する。

【0014】

［位置推定システム１００の構成例］
図１は、実施形態に係る位置推定システム１００の一例を示す。位置推定システム１００は、複数の無線基地局装置（ＢＳ）１０１と、少なくとも1台の無線端末装置（ＴＭ）１０２とが通信を行う無線通信システムにおいて、無線端末装置１０２の位置を推定するシステムである。例えば、無線通信システムとして、無線ＬＡＮシステムの利用が可能である。

【0015】

図１の例では、ＢＳ１０１（１）からＢＳ１０１（７）までの７つの無線基地局装置が配置されている。ここで、実施形態の説明において、ＢＳ１０１（１）からＢＳ１０１（７）に共通する場合は符号末尾の（番号）を省略してＢＳ１０１と記載する。また、特定のＢＳ１０１を指す場合は、符号末尾に（番号）を付加して、ＢＳ１０１（１）のように記載する。後述のエリア１５１（１）からエリア１５１（５）についても同様に記載する。

【0016】

ここで、図１では、複数のＢＳ１０１が通信エリアに配置されているが、複数のアンテナ装置（基地局機能の一部を含むアンテナ装置でもよい）が分散して配置されていてもよい。この場合、例えば位置推定装置１０３側に基地局機能の一部が搭載され、基地局機能をアンテナ装置と分担する。

【0017】

図１に示す位置推定システム１００では、複数のＢＳ１０１に接続される位置推定装置１０３がＢＳ１０１から得られる情報およびデータベース１０４の情報に基づいて、ＴＭ１０２の位置を推定する。なお、位置推定装置１０３は、ＴＭ１０２の位置を推定するためのサーバであり、ＢＳ１０１に接続するためのインターフェースを有し、内部のメモリに予め記憶された位置推定プログラムを実行するコンピュータで構成される。位置推定プログラムは、記憶媒体に記憶して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。

【0018】

先ず、実施形態の特徴の一つであるエリア分割について説明する。位置推定システム１００は、複数のＢＳ１０１が配置される領域を複数のエリア１５１に分割し、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１を判定する。そして、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１において、ＴＭ１０２の位置を推定する。ここで、分割されるエリア１５１は、３以上のＢＳ１０１を頂点とする多角形の領域である。

【0019】

図１の例では、７つのＢＳ１０１の配置された領域がエリア１５１（１）からエリア１５１（５）までの５つの三角形のエリア１５１に分割されている。図１において、エリア１５１（１）は、ＢＳ１０１（１）、１０１（２）および１０１（３）の３つのＢＳ１０１を頂点とする三角形である。エリア１５１（２）は、ＢＳ１０１（２）、１０１（３）および１０１（４）の３つのＢＳ１０１を頂点とする三角形である。同様に、エリア１５１（３）は、ＢＳ１０１（２）、１０１（４）および１０１（５）、エリア１５１（４）は、ＢＳ１０１（１）、１０１（２）および１０１（７）により構成される。最後のエリア１５１（５）は、ＢＳ１０１（１）、１０１（６）および１０１（７）により構成される三角形である。

【0020】

なお、１つの頂点に対して複数の三角形が考えられるが、例えば３つの頂点が鋭角になる三角形などの条件を決めてもよい。これにより、ＢＳ１０１（２）、１０１（３）および１０１（７）、ＢＳ１０１（１）、１０１（２）および１０１（５）、ＢＳ１０１（１）、１０１（２）および１０１（４）、などの三角形のエリアは除外される。あるいは、三角形の三辺の長さのばらつきが小さいことを条件としてもよいし、さらに三辺の和が最小となることを条件に加えてもよい。

【0021】

ここで、複数のＢＳ１０１が配置された領域を複数の多角形のエリアに分割する方法として、例えば三角形の場合、周知のドロネー三角形分割などの分割アルゴリズムの利用が可能である。この場合、位置推定装置１０３は、データベース１０４に予め記憶された複数のＢＳ１０１の座標を参照して、分割アルゴリズムを実行し、自動的にデータベース１０４に設定することができる。あるいは、ＢＳ１０１の置局設計に基づいて、システム運用者が手作業で分割処理を行ってデータベース１０４に設定してもよい。なお、ＢＳ１０１の座標はデータベース１０４に予め記憶されているものとして説明したが、各ＢＳ１０１に自装置の座標を記憶しておき、位置推定装置１０３が各ＢＳ１０１からそれぞれの座標の情報を取得するようにしてもよい。

【0022】

ここで、図１の例では、３つのＢＳ１０１を頂点とする三角形に分割したが、四角形および五角形などの多角形に分割してもよい。例えば、ＢＳ１０１（１）、ＢＳ１０１（２）、ＢＳ１０１（３）およびＢＳ１０１（４）の４つのＢＳ１０１を頂点とする四角形であってもよい。

【0023】

図１において、位置推定装置１０３は、ＴＭ１０２の位置を推定する処理を行う。先ず、位置推定装置１０３は、複数のＢＳ１０１の中からＴＭ１０２が帰属するＢＳ１０１（帰属先のＢＳ１０１と称する）を検出し、データベース１０４に記憶する。そして、位置推定装置１０３は、データベース１０４に予め設定されたエリア１５１の中から帰属先のＢＳ１０１を頂点とする複数のエリア１５１を判定する。図１の例では、ＴＭ１０２の帰属先のＢＳ１０１はＢＳ１０１（２）である。

【0024】

そして、位置推定装置１０３は、帰属先のＢＳ１０１（２）を頂点とする複数のエリア１５１において、各エリア１５１を構成するＢＳ１０１とＴＭ１０２との間の信号の往復時間などを測定する。ここで、往復時間は、往路と復路の電波到達時間が同じと見なすことで、従来技術で説明したＴｏＡに対応する。なお、ＢＳ１０１は、ＴＭ１０２との間の信号の往復時間を測定するとともに、ＴＭ１０２から受信する信号の受信信号強度を示す値（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を測定してもよい。ここで、ＢＳ１０１ごとに測定される往復時間およびＲＳＳＩの測定値は、ＢＳ１０１に対応付けてデータベース１０４に記憶される。

【0025】

往復時間およびＲＳＳＩの測定は、ＢＳ１０１から予め決められた測定信号を送信し、測定信号を受信したＴＭ１０２から予め決められた応答信号をＢＳ１０１に返信することにより行われる。図１の例では、太線および細線の点線矢印が測定信号１７１、太線および細線の実線矢印が応答信号１７２をそれぞれ示す。なお、応答信号は、測定信号と同じものをＴＭ１０２側でそのまま折り返すようにしてもよい。また、測定信号の受信から応答信号の送信までに要する処理時間は設計値または実測値として予め取得できるので、往復時間は、測定信号の送信から応答信号の受信までの時間から上記処理時間を引いた時間となる。

【0026】

ここで、図１の例では、帰属先のＢＳ１０１（２）を頂点とするエリア１５１は、エリア１５１（１）、エリア１５１（２）、エリア１５１（３）およびエリア１５１（４）である。これにより、実施形態に係る位置推定システム１００では、帰属先のＢＳ１０１（２）を頂点としないエリア１５１（５）での測定を行う必要がなくなり、余計な通信帯域の圧迫が抑えられるとともに、位置推定に要する無駄な処理時間が無くなる。

【0027】

次に、位置推定装置１０３は、帰属先のＢＳ１０１（２）を頂点とするエリア１５１ごとに測定値の測定品質を計算し、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１を判定する。図１の例では、エリア１５１（１）、エリア１５１（２）、エリア１５１（３）およびエリア１５１（４）のそれぞれのエリア１５１における測定値の測定品質を計算し、各エリア１５１の測定品質を評価する。そして、位置推定装置１０３は、測定品質の評価が高いエリア１５１をＴＭ１０２が存在するエリア１５１として判定する。図１の例では、エリア１５１（２）がＴＭ１０２の存在するエリア１５１として判定される。以降、後述の所定の条件を満たす場合、エリア１５１（２）のみにおいて、ＴＭ１０２の位置を推定する処理が行われるので、ＢＳ１０１（１）、１０１（２）および１０１（３）とＴＭ１０２との間で測定信号および応答信号の通信を行えばよい。これにより、帰属先のＢＳ１０１（２）を頂点とする三角形のＢＳ１０１（４）、１０１（５）および１０１（７）とＴＭ１０２との間で測定信号および応答信号の通信を行う必要が無いので、余計な通信帯域の圧迫が抑えられる。

【0028】

ここで、図１に示すデータベース１０４について説明する。データベース１０４には、予め設定された情報および位置推定装置１０３の処理で得られる情報が記憶される。

【0029】

予め設定された情報は、例えば、複数のＢＳ１０１の識別子および座標（設置されている場所の地理的な位置）、多角形の各エリア１５１を構成するＢＳ１０１、各エリア１５１の番号（識別子）などである。

【0030】

また、位置推定装置１０３の処理で得られる情報は、例えば、帰属先のＢＳ１０１の識別子、ＴＭ１０２の識別子、ＴＭ１０２の位置推定を行うための測定値の測定品質、推定されたＴＭ１０２の位置（座標）、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１の番号などである。

【0031】

ここで、帰属先のＢＳ１０１とは、ＴＭ１０２が通常のデータ信号の通信を行うためのＢＳ１０１であり、当該ＢＳ１０１を介して、ＴＭ１０２はインターネットなどにアクセスすることができる。なお、測定信号や応答信号などの制御信号は、帰属先のＢＳ１０１を含む他のＢＳ１０１との間で適宜、通信される。ここで、データベース１０４は、位置推定装置１０３に含まれていてもよい。

【0032】

このようにして、実施形態に係る位置推定システム１００は、複数のＢＳ１０１が配置される領域を複数のエリア１５１に分割し、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１を判定してＴＭ１０２の位置を推定する。これにより、ＴＭ１０２から遠く離れた位置にあるため通信が不安定または通信できないＢＳ１０１による信号の往復時間などの測定を行う必要がなくなる。この結果、実施形態に係る位置推定システム１００は、ＢＳ１０１とＴＭ１０２との間の通信帯域の圧迫を抑えることができ、位置推定時間の短縮および位置推定精度の向上を図ることができる。

【0033】

［位置推定装置１０３の構成例］
図２は、図１に示す位置推定装置１０３の構成例を示す。図２において、位置推定装置１０３は、ＢＳ１０１（１）からＢＳ１０１（７）に接続されている。位置推定装置１０３は、接続されているＢＳ１０１の情報（識別子、信号の送信時刻、受信時刻、ＲＳＳＩなどの情報）、ＢＳ１０１に接続されているＴＭ１０２の情報（識別子、送信電力などの情報）を取得することができる。

【0034】

図２において、位置推定装置１０３は、切替部２０１、帰属先検出部２０２、実施局判定部２０３、測定信号生成部２０４、応答信号受信部２０５、往復時間測定部２０６、測定品質計算部２０７、エリア判定部２０８、端末位置推定部２０９、判定タイマ２１０および境界近傍判定部２１１を有する。ここで、図２の位置推定装置１０３のブロック内に点線で示された３つのブロック１０４は、位置推定装置１０３に接続されるデータベース１０４に相当し、データベース１０４に予め記憶された情報または新たに記憶される情報を示す。

【0035】

切替部２０１は、複数のＢＳ１０１から、１台または複数のＢＳ１０１を選択するための切り替えスイッチである。

【0036】

帰属先検出部２０２は、ＴＭ１０２の帰属先のＢＳ１０１を検出する処理を行う（検出処理）。例えば、帰属先検出部２０２は、切替部２０１で全てのＢＳ１０１に順番に接続して、ＴＭ１０２を収容しているか否かを確認することにより帰属先のＢＳ１０１を検出できる。そして、帰属先検出部２０２は、検出したＢＳ１０１の識別子（座標を含めてもよい）をデータベース１０４に記憶する。なお、データベース１０４には、全てのＢＳ１０１の識別子および座標が予め記憶されているので、帰属先検出部２０２は、検出した帰属先のＢＳ１０１の識別子から座標を取得することができる。

【0037】

実施局判定部２０３は、往復時間などの測定を実施するＢＳ１０１を判定する処理を行う（実施局判定処理）。例えば、実施局判定部２０３は、データベース１０４に記憶されているＴＭ１０２の帰属先情報に基づいて、往復時間などの測定を実施するＢＳ１０１を判定する。測定を実施するＢＳ１０１の判定は、帰属先のＢＳ１０１を頂点に含む多角形を構成する無線基地局装置を判定する。図１の例では、帰属先のＢＳ１０１（２）を頂点とするエリア１５１（１）、エリア１５１（２）、エリア１５１（３）およびエリア１５１（４）を構成するＢＳ１０１が測定を実施するＢＳ１０１である。この場合、測定を実施するＢＳ１０１は、ＢＳ１０１（１）、ＢＳ１０１（２）、ＢＳ１０１（３）、ＢＳ１０１（４）、ＢＳ１０１（５）およびＢＳ１０１（７）と判定される。また、実施局判定部２０３は、推定されたＴＭ１０２の位置が隣接するエリア１５１との境界の近傍にあることを境界近傍判定部２１１に通知された場合、測定を実施するＢＳ１０１を判定する処理を再度、実行する。あるいは、実施局判定部２０３は、ＴＭ１０２の位置を推定する対象のエリア１５１を判定後、予め決められた時間が経過したことを判定タイマ２１０が検出した場合、測定を実施するＢＳ１０１を判定する処理を再度、実行する。このように、実施局判定部２０３は、「ＴＭ１０２の帰属先が変更されたとき」、「ＴＭ１０２が移動してエリア１５１の境界近傍に位置したとき」および「前回のエリア１５１の判定から一定時間が経過したとき」のいずれかの場合に、測定を実施するＢＳ１０１を判定する処理を再度、実行する。

【0038】

測定信号生成部２０４は、往復時間を測定するための予め決められた測定信号を生成し、切替部２０１を介して各ＢＳ１０１から測定信号を送信する。なお、測定信号生成部２０４は、測定信号の送信時刻を取得する機能を有する。

【0039】

応答信号受信部２０５は、ＴＭ１０２から送信される応答信号を受信する。なお、応答信号受信部２０５は、応答信号の受信時刻を取得する機能を有する。

【0040】

往復時間測定部２０６は、測定信号の送信時刻と応答信号の受信時刻との差の時間を計算し、ＴＭ１０２との間の信号の往復時間を測定する処理を行う（往復時間測定処理）。なお、測定信号および応答信号を生成してから送信されるまでの処理時間およびＴＭ１０２での折り返しに要する処理時間などは実際の測定値または設計値として予め取得できるので、上述の差の時間から処理時間を除外した時間が往復時間である。

【0041】

測定品質計算部２０７は、実施局判定部２０３で判定された測定対象のエリア１５１ごとに往復時間などの測定値の測定品質を計算する処理を行う（測定品質計算処理）。例えば、エリア１５１を構成する複数のＢＳ１０１における往復時間の測定の成功率、往復時間の測定値の偏差、ＲＳＳＩの測定値、などの品質評価指標に基づいて、エリア１５１ごとの測定値の測定品質が計算される。なお、品質評価指標については後述する。ここで、成功率および偏差など統計処理を行う場合は、同じエリア１５１で複数回の測定が行われるものとする。

【0042】

エリア判定部２０８は、実施局判定部２０３で判定された測定対象の複数のエリア１５１から、各エリア１５１での測定品質に基づいて、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１を判定する処理を行う（エリア判定処理）。例えば、エリア判定部２０８は、測定品質が最も高いエリア１５１をＴＭ１０２が存在するエリア１５１として判定する。

【0043】

端末位置推定部２０９は、エリア判定部２０８により判定されたエリア１５１を構成するＢＳ１０１が測定した往復時間などの測定値からＴＭ１０２の位置を推定する処理を行う（端末位置推定処理）。図１の例では、エリア１５１（２）を構成するＢＳ１０１（１）、ＢＳ１０１（２）およびＢＳ１０１（３）が測定したＴＭ１０２との間の無線信号の往復時間およびＲＳＳＩの測定値に基づいて、ＴＭ１０２の位置を推定する。

【0044】

判定タイマ２１０は、エリア判定部２０８が判定したエリア１５１でＴＭ１０２の位置を推定する処理を繰り返し実行するが、予め決められた一定時間が経過した場合、ＴＭ１０２の位置の推定を行うエリア１５１の判定をやり直すためのタイマである。これは、一定時間が経過すると、ＴＭ１０２が他のエリア１５１に移動している可能性があるためである。判定タイマ２１０が一定時間の経過を判定した場合、再度、実施局判定部２０３以降の処理が実行される。

【0045】

境界近傍判定部２１１は、推定されるＴＭ１０２の位置が隣接するエリア１５１との境界に近づいたことを判定する。そして、ＴＭ１０２がエリア１５１の境界に近づいた場合、再度、実施局判定部２０３以降の処理を実行する。あるいは、往復時間などの測定を実施するＢＳ１０１を隣接するエリア１５１に拡張して、再度、実施局判定部２０３以降の処理を実行するようにしてもよい。この場合、隣接するエリア１５１の両方において、往復時間などの測定を実施し、両方のエリア１５１の測定結果に基づいて、ＴＭ１０２の位置を推定することができる。なお、ＴＭ１０２の位置が隣接するエリア１５１との境界に近づいたか否かは、境界位置とＴＭ１０２との間の最短距離が予め決められた値以下であるか否かにより判定できる。

【0046】

このようにして、実施形態に係る位置推定装置１０３は、複数のエリア１５１のうち、測定品質が最も高いエリア１５１をＴＭ１０２が存在するエリア１５１として判定する。そして、位置推定装置１０３は、測定品質が最も高いエリア１５１を構成する各ＢＳ１０１が測定した往復時間などの測定値からＴＭ１０２の位置を推定する。これにより、ＴＭ１０２の位置推定精度が高くなる。

【0047】

なお、上述の実施形態では、複数のＢＳ１０１が配置された無線ＬＡＮシステムの通信領域を複数の多角形のエリア１５１に予め分割する処理を行い、各エリア１５１を構成するＢＳ１０１の情報が予めデータベース１０４に記憶されているものとして説明した。しかし、実施局判定部２０３がデータベース１０４に予め記憶された複数のＢＳ１０１の座標を参照して分割アルゴリズムを実行し、自動的にデータベース１０４に設定するようにしてもよい。例えば、帰属先検出部２０２は新たなＢＳ１０１の設置を検出できるので、実施局判定部２０３に分割アルゴリズムを再実行させて、エリア１５１の分割をやり直し、データベース１０４を更新することができる。この場合、帰属先のＢＳ１０１を頂点とするエリア１５１が得られればよいので、帰属先のＢＳ１０１を頂点としない遠方の領域はエリア１５１に分割しなくてもよい。

【0048】

［品質評価指標］
図３は、品質評価指標の一例を示す。図３に示す品質評価指標は、往復時間およびＲＳＳＩなどの測定値の品質を評価する指標の例であり、図２で説明した測定品質計算部２０７により計算され、エリア１５１ごとの測定品質が評価される。

【0049】

図３の例では、品質評価指標は、往復時間の測定の成功率、往復時間の測定値の偏差およびＲＳＳＩである。ここで、成功率は、例えば、往復時間の測定を行った回数に対する正常に測定できた回数により求めることができる。なお、図３に示す品質評価指標は一例であり、例えばＲＳＳＩの変動率など他の指標を用いてもよい。

【0050】

また、図３の例では、往復時間の測定の成功率が高い場合、往復時間の測定値の偏差が小さい場合、およびＲＳＳＩが強い場合、高品質であると評価される。逆に、往復時間の測定の成功率が低い場合、往復時間の測定値の偏差が大きい場合、およびＲＳＳＩが弱い場合、低品質であると評価される。ここで、往復時間の測定の成功率は、測定信号や応答信号が正常に受信できた場合は成功、測定信号や応答信号が正常に受信できなかった場合は不成功となり、複数回の測定結果により成功率の算出が可能である。往復時間の測定値の偏差は、複数回の測定結果を統計処理することにより算出が可能である。

【0051】

そして、エリア判定部２０８は、実施局判定部２０３で判定された測定対象の複数のエリア１５１のうち、測定品質が最も高品質のエリア１５１をＴＭ１０２が存在するエリア１５１として判定する。

【0052】

なお、図３に示した測定品質の評価指標は、例えば測定結果に基づいて点数化してもよい。この場合、例えば往復時間の測定の成功率が高いほど多く加点する。同様に、往復時間の測定値の偏差が小さいほど多く加点する。ＲＳＳＩは強いほど多く加点する。そして、エリア１５１ごとの総合点数を算出する。往復時間の測定の成功率、往復時間の測定値の偏差およびＲＳＳＩの各評価指標の点数は、それぞれの項目ごとの最大値および最小値に基づいて正規化され、いずれかの項目に偏らないようにする。あるいは、総合点数を算出するときに、意図的に評価指標ごとの重みづけが行われてもよい。例えば、往復時間の測定の成功率を０．５、往復時間の測定値の偏差を０．２、ＲＳＳＩを０．３のように各評価指標の点数を重みづけすることができる。

【0053】

このように、品質評価指標を用いて、エリア１５１ごとの測定品質を点数化し、最高得点のエリアをＴＭ１０２が存在するエリア１５１として判定することができる。なお、図３では、往復時間およびＲＳＳＩを併用する例を示したが、往復時間またはＲＳＳＩの一方を品質評価指標として位置推定を行ってもよい。

【0054】

［ＴＭ１０２が存在するエリア１５１の判定例］
ここで、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１の判定例を具体的に説明する。図１の例では、実施局判定部２０３で判定された測定対象の複数のエリア１５１は、エリア１５１（１）、エリア１５１（２）、エリア１５１（３）およびエリア１５１（４）の４つである。そして、測定品質計算部２０７は、各エリア１５１を構成する複数のＢＳ１０１における往復時間などの測定値の測定品質を計算する。

【0055】

図１の例では、ＴＭ１０２に最も近い位置にあるＢＳ１０１（２）の測定品質が最も良い可能性が高い。次にＴＭ１０２との距離が短いのはＢＳ１０１（１）またはＢＳ１０１（３）であり、両者のＴＭ１０２との距離はほぼ同じなので、同程度の測定品質になると思われる。ＢＳ１０１（４）、ＢＳ１０１（７）およびＢＳ１０１（５）は、ＢＳ１０１（１）またはＢＳ１０１（３）よりもＴＭ１０２との距離が長いので、測定品質は、ＢＳ１０１（１）またはＢＳ１０１（３）よりも低くなる。なお、ＢＳ１０１（６）は、帰属先のＢＳ１０１（２）を頂点とするエリア１５１ではないので測定対象外であり、測定信号および応答信号の通信は行われない。このように、図１の例では、ＢＳ１０１（２）、ＢＳ１０１（１）またはＢＳ１０１（３）、ＢＳ１０１（４）またはＢＳ１０１（７）、ＢＳ１０１（５）の順番に測定品質が悪くなっていくと考えられる。つまり、ＢＳ１０１（１）、ＢＳ１０１（２）およびＢＳ１０１（３）で構成されるエリア１５１（１）における測定品質が最も高くなる。

【0056】

このようにして、エリア判定部２０８は、実施局判定部２０３で判定された測定対象の複数のエリア１５１から、各エリア１５１を構成するＢＳ１０１の測定品質を計算して、エリア１５１ごとの測定品質を比較する。そして、エリア判定部２０８は、測定品質が最も高いエリア１５１をＴＭ１０２が存在するエリア１５１として判定する。

【0057】

このようにして判定されたＴＭ１０２が存在するエリア１５１において、当該エリア１５１を構成する各ＢＳ１０１が測定した往復時間などの測定値からＴＭ１０２の位置を推定する処理が繰り返し行われる。これにより、ＴＭ１０２が存在しないエリア１５１のＢＳ１０１とＴＭ１０２との間で測定信号や応答信号の送受信を行う必要がなくなり、通信帯域を圧迫することが無くなる。また、測定品質が最も高いエリア１５１をＴＭ１０２が存在するエリア１５１として判定するので、ＴＭ１０２の位置の推定精度を高くなる。

【0058】

上述のように、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１において、ＴＭ１０２の位置を推定する処理が繰り返し行われるが、次の条件に合致する場合、測定を行うエリア１５１およびＢＳ１０１の見直しが行われる。例えば、一定時間が経過した場合、エリア１５１の境界近傍に近づいた場合、帰属先が変更になった場合、などにおいて、測定を行うエリア１５１およびＢＳ１０１の判定が再び実行される。これにより、ＴＭ１０２が他のエリア１５１に移動した場合や移動しそうな場合を判別して、測定対象のエリア１５１の見直しが行われるので、ＴＭ１０２の位置の推定精度が低下するのを防止することができる。

【0059】

［三次元空間上での多角形分割の応用例］
図４は、三次元空間上での多角形分割の応用例を示す。上述の実施形態では、複数のＢＳ１０１が二次元平面上に配置されているものとして説明したが、三次元空間上で考えてもよい。この場合、各ＢＳ１０１の座標は、二次元座標ではなく三次元座標でデータベース１０４に記憶されている。

【0060】

図４の例では、三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）において、ＢＳ１０１（１）は座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、ＢＳ１０１（２）は座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、ＢＳ１０１（３）は座標（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、ＢＳ１０１（４）は座標（ｘ４，ｙ４，ｚ４）、ＢＳ１０１（５）は座標（ｘ５，ｙ５，ｚ５）にそれぞれ配置されている。

【0061】

図４において、例えば、ＢＳ１０１（２）からＢＳ１０１（５）が同一の平面上に配置され、ＢＳ１０１（１）だけが当該平面上に無い場合、ＢＳ１０１（１）を頂点とする四角錐が形成される。この場合、（ａ）から（ｆ）までの影で示した６つの三角形のエリアに分割することができる。例えば（ａ）は、ＢＳ１０１（１）、ＢＳ１０１（２）およびＢＳ１０１（３）を頂点とする三角形のエリアを示す。同様に、（ｂ）は、ＢＳ１０１（１）、ＢＳ１０１（３）およびＢＳ１０１（４）を頂点とする三角形のエリアを示す。（ｃ）から（ｆ）についても同様である。

【0062】

図４に示すように、複数のＢＳ１０１が三次元空間上に配置されている場合であっても、図１で説明したように、位置推定装置１０３は、ＴＭ１０２が存在する三角形のエリアを判定して、ＴＭ１０２の位置を推定する処理を行う。なお、図４の場合、三次元空間なので、ＴＭ１０２は、必ずしも三角形のエリアの面内に位置するとは限らないが、測定品質の最も高いエリアを判定して、当該エリアを構成するＢＳ１０１によりＴＭ１０２の位置の推定を行うことができる。

【0063】

図４において、例えばＴＭ１０２の帰属先がＢＳ１０１（１）である場合、ＢＳ１０１（１）を頂点とするエリアは、（ａ）のエリア、（ｂ）のエリア、（ｃ）のエリア、（ｄ）のエリアである。そして、実施局判定部２０３は、ＢＳ１０１（１）を頂点とするエリア（（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ））を構成するＢＳ１０１（１）からＢＳ１０１（５）を往復時間などの測定を実施するＢＳ１０１として判定する。そして、測定品質計算部２０７は、往復時間などの測定値の測定品質を計算し、エリア判定部２０８は、ＢＳ１０１（１）を頂点とするエリア（（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ））のうち、測定品質が最も高いエリアをＴＭ１０２が存在するエリアとして判定する。例えば、図４の（ｃ）のエリアの測定品質が最も高いと判定された場合、端末位置推定部２０９は、（ｃ）のエリアを構成するＢＳ１０１（１）、ＢＳ１０１（４）およびＢＳ１０１（５）により、往復時間などの測定を行って、ＴＭ１０２の位置の推定を行う。

【0064】

ここで、図４の例では、帰属先のＢＳ１０１（１）を頂点としない（ｅ）および（ｆ）のエリアを除外したが、三次元空間の場合は、帰属先のＢＳ１０１（１）を頂点とする三角形を構成する他のＢＳ１０１の組み合わせで構成される三角形のエリアを含めてもよい。これにより、図４に示すように、帰属先のＢＳ１０１（１）を頂点とする四角錐の空間内にＴＭ１０２が存在する場合に有効である。なお、図４の例では四角錐であるが、ＢＳ１０１の配置により、三角錐など様々な立体形状の空間が形成される。

【0065】

次に、応答信号のＲＳＳＩを測定する方法について説明する。往復時間の測定の品質評価指標に応答信号のＲＳＳＩを使用する場合、ＢＳ１０１がＴＭ１０２から応答信号を受信してＲＳＳＩを測定する。この場合、ＢＳ１０１自身が送信した測定信号に対する自装置宛の応答信号のＲＳＳＩを測定する方法と、他のＢＳ１０１が送信した測定信号に対する他のＢＳ１０１宛の応答信号のＲＳＳＩを測定する方法とがある。

【0066】

［応答信号のＲＳＳＩの測定方法（１）］
図５は、複数のＢＳ１０１がそれぞれ測定信号を送信する例を示す。図５において、ＢＳ１０１（１）は、測定信号１７１（１）を送信し、ＴＭ１０２から返信される応答信号１７２（１）のＲＳＳＩを測定する。ＢＳ１０１（２）は、測定信号１７１（２）を送信し、ＴＭ１０２から返信される応答信号１７２（２）のＲＳＳＩを測定する。同様に、ＢＳ１０１（３）は、測定信号１７１（３）を送信し、ＴＭ１０２から返信される応答信号１７２（３）のＲＳＳＩを測定する。

【0067】

このように、ＢＳ１０１（１）からＢＳ１０１（３）は、それぞれ測定信号１７１（１）から測定信号１７１（３）を送信する。そして、ＴＭ１０２は、測定信号１７１（１）から測定信号１７１（３）のそれぞれに対応する応答信号１７２（１）から応答信号１７２（３）を返信する。このため、ＴＭ１０２は、それぞれのＢＳ１０１に対して応答信号１７２を送信する必要があり、ＴＭ１０２の処理負荷が重くなる。さらにＢＳ１０１ごとに測定信号１７１を送信するため、通信帯域が占有される。

【0068】

［応答信号のＲＳＳＩの測定方法（２）］
図６は、１台のＢＳ１０１が測定信号を送信する例を示す。ここで、図６の例では、ＴＭ１０２から送信される応答信号１７２を受信するための受信機（ＲＸ）１１０を有する。ＲＸ１１０は、ＴＭ１０２が他のＢＳ１０１に返信する応答信号１７２を受信してＲＳＳＩを測定することができる。そして、ＲＸ１１０が測定したＲＳＳＩの測定値は、当該ＲＸ１１０が接続されるＢＳ１０１に出力される。なお、図６では、説明が分かり易いように、ＢＳ１０１とＲＸ１１０を別のブロックにしたが、ＢＳ１０１にＲＸ１１０の機能を含めてもよい。

【0069】

ここで、ＴＭ１０２は、一般的に無指向アンテナにより全方位に向けて無線信号を送信するため、各ＢＳ１０１において無線信号をキャプチャするＲＸ１１０を備えれば、他のＢＳ１０１に対する応答信号をキャプチャしてＲＳＳＩを測定することができる。特に、応答信号の受信は全ＢＳ１０１が同時に行えるため、ＲＳＳＩの測定が短期間で済む。

【0070】

図６の例では、ＢＳ１０１（２）のみが測定信号１７１（２）を送信し、ＢＳ１０１（１）およびＢＳ１０１（３）は測定信号を送信しない。ＢＳ１０１（２）は、測定信号１７１（２）を送信し、ＲＸ１１０（２）がＴＭ１０２から返信される応答信号１７２（２）を受信してＲＳＳＩを測定し、ＢＳ１０１（２）にＲＳＳＩの測定値を出力する。ＢＳ１０１（１）は測定信号を送信せずに、ＲＸ１１０（１）がＴＭ１０２から返信される応答信号１７２（２）を受信してＲＳＳＩを測定し、ＢＳ１０１（１）にＲＳＳＩの測定値を出力する。同様に、ＢＳ１０１（３）は測定信号を送信せずに、ＲＸ１１０（３）がＴＭ１０２から返信される応答信号１７２（２）を受信してＲＳＳＩを測定し、ＢＳ１０１（３）にＲＳＳＩの測定値を出力する。

【0071】

このように、ＢＳ１０１（１）からＢＳ１０１（３）のうち１台のＢＳ１０１（２）のみが測定信号を送信する。そして、ＴＭ１０２からＢＳ１０１（２）に返信される応答信号１７２（２）は、測定信号１７１（２）を送信したＢＳ１０１（２）のＲＸ１１０（２）で受信され、ＲＳＳＩが測定される。同時に、応答信号１７２（２）は、他のＢＳ１０１（１）のＲＸ１１０（１）およびＢＳ１０１（３）のＲＸ１１０（３）でも受信され、ＲＳＳＩが測定される。

【0072】

これにより、ＴＭ１０２は、それぞれのＢＳ１０１に対して応答信号１７２を送信する必要がなくなり、図５の場合に比べてＴＭ１０２の処理負荷が軽くなる。さらに全てのＢＳ１０１が測定信号１７１を送信する必要がなくなり、通信帯域が解放される。なお、図６において往復時間を測定する場合は、図５と同様に、各ＢＳ１０１がそれぞれ測定信号１７１を送信する必要があるので、ＲＳＳＩのみを品質評価指標として位置推定を行う場合に有効である。

【0073】

［比較例の位置推定システム］
図７は、比較例の位置推定システム８００の一例を示す。位置推定システム８００は、図１に示す実施形態の位置推定システム１００に対応するが、エリア１５１の分割は行われない。

【0074】

図７において、比較例の位置推定システム８００は、ＢＳ８０１（１）からＢＳ８０１（６）までの６台のＢＳ８０１と、ＴＭ８０２と、位置推定装置８０３とを有する。位置推定装置８０３は、図１の実施形態と同様に、各ＢＳ８０１から送信される測定信号と、測定信号を受信したＴＭ８０２から返信される応答信号とに基づいて往復時間やＲＳＳＩを測定し、ＴＭ８０２の位置を推定する。

【0075】

比較例の位置推定システム８００と図１の実施形態の位置推定システム１００との違いは、ＴＭ８０２との距離が離れているため、信号の送受信が不可（または低品質）の場合でも、全てのＢＳ８０１が測定信号を送信して往復時間などの測定を試みることである。

【0076】

図７の例では、ＢＳ８０１（１）、ＢＳ８０１（２）およびＢＳ８０１（３）は、ＴＭ８０２に近い位置にあるので測定信号と応答信号の送受信が可能である。しかし、ＢＳ８０１（４）、ＢＳ８０１（５）およびＢＳ８０１（６）は、ＴＭ８０２との距離が長いので測定信号がＴＭ８０２で正常に受信できないか、あるいは受信品質が低くなる。このため、ＢＳ８０１（４）、ＢＳ８０１（５）およびＢＳ８０１（６）は、ＴＭ８０２から応答信号を受信することができず、往復時間などの測定を行うことができない。

【0077】

このように、比較例の位置推定システム８００は、ＴＭ８０２との距離が長く、無線信号の送受信が不可（または低品質）の場合でも、全てのＢＳ８０１が測定信号を送信して往復時間などの測定を試みるため、通信帯域が圧迫されるという問題がある。また、位置推定装置８０３は、多数のＢＳ８０１から得られる情報を処理するため、位置推定時間が長くなるという問題がある。さらに、低品質の信号を用いた測定値でＴＭ８０２の位置の推定を行った場合、位置推定精度が悪くなるという問題がある。

【0078】

これに対して、図１に示した実施形態に係る位置推定システム１００では、帰属先のＢＳ１０１を頂点とする複数の多角形のエリア１５１に対して、エリア１５１ごとの測定品質を評価してＴＭ１０２が存在するエリア１５１を判定する。そして、位置推定装置１０３は、ＴＭ１０２が存在するエリア１５１のみでＴＭ１０２の位置を推定する処理を行う。図１の例では、エリア１５１（１）のみで測定信号および応答信号の送受信が行われる。なお、ＢＳ１０１（４）、ＢＳ１０１（５）およびＢＳ１０１（７）は、帰属先のＢＳ１０１を頂点とする複数のエリア１５１ごとの測定品質を評価するときだけ、測定信号および応答信号の送受信を行うので、通信帯域への影響は少ない。また、帰属先のＢＳ１０１を頂点としないエリア１５１のＢＳ１０１（図１の例ではＢＳ１０１（６））は、最初から測定信号および応答信号の送受信を行わないので、通信帯域は圧迫されない。

【0079】

このように、実施形態に係る位置推定装置１０３は、広範囲に多数のＢＳ１０１が配置された大規模な無線通信システムにおいて、測定品質が低いＢＳ１０１を排除するので、通信帯域の圧迫を抑えることができ、位置推定時間が短くなる。そして、実施形態に係る位置推定装置１０３は、測定品質が良好なＢＳ１０１のみで測定を実施するので、位置推定精度を向上することができる。

【0080】

以上説明したように、本発明に係る無線端末装置の位置推定システム、位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラムは、大規模な無線通信システムにおいて無線端末装置の位置推定を行う場合に、無線基地局装置と無線端末装置との間の通信帯域の圧迫を抑えつつ、位置推定時間の短縮および位置推定精度の向上を図ることができる。

【0081】

ここで、位置推定装置１０３が行う処理に対応するプログラムを汎用のコンピュータもしくはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路で実行するようにしてもよい。また、プログラムは、記憶媒体に記憶して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。

【符号の説明】

【0082】

１００，８００・・・位置推定システム；１０１，８０１・・・ＢＳ（無線基地局装置）；１０２，８０２・・・ＴＭ（無線端末装置）；１０３，８０３・・・位置推定装置；１０４・・・データベース；１５１・・・エリア；１７１・・・測定信号；１７２・・・応答信号；２０１・・・切替部；２０２・・・帰属先検出部；２０３・・・実施局判定部；２０４・・・測定信号生成部；２０５・・・応答信号受信部；２０６・・・往復時間測定部；２０７・・・測定品質計算部；２０８・・・エリア判定部；２０９・・・端末位置推定部；２１０・・・判定タイマ；２１１・・・境界近傍判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】