受信強度測定方法、受信器、および移動局測位システム
【課題】電波の干渉が受信強度に及ぼす変動の影響を低減して受信強度を測定することのできる受信強度測定方法、および受信強度測定方法を利用した受信機、移動局測位システムを提供する。
【解決手段】測定条件設定部４６（ＳＡ７）により、電波を受信するための複数の異なる測定条件が設定され、設定された測定条件のそれぞれについて、受信強度計測部５２（受信強度検出部３８、分布生成部４０、ＳＡ７、ＳＡ８）により、電波の受信強度の値が所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測されるとともに、受信強度の値に対する計測頻度の分布が算出される。受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）により、受信強度計測部５４により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布を所定の演算方法により演算して受信する電波の補正受信強度が算出される。
【解決手段】測定条件設定部４６（ＳＡ７）により、電波を受信するための複数の異なる測定条件が設定され、設定された測定条件のそれぞれについて、受信強度計測部５２（受信強度検出部３８、分布生成部４０、ＳＡ７、ＳＡ８）により、電波の受信強度の値が所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測されるとともに、受信強度の値に対する計測頻度の分布が算出される。受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）により、受信強度計測部５４により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布を所定の演算方法により演算して受信する電波の補正受信強度が算出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を受信する際における受信強度を検出するための受信強度測定方法、前記受信強度測定方法により受信する電波の受信強度を測定可能な受信器、およびその受信器を複数の基地局もしくは移動局として含み、前記移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信機から送信された電波を受信し、受信した電波の受信強度に基づいて、受信機と送信機との距離を求める方法が提案されている。このとき、例えば既知の位置にある複数の送信機のそれぞれと受信機との距離をそれぞれ算出することにより、受信機の位置を算出することができる。
【０００３】
このとき、電波の干渉が受信強度に及ぼす変動の影響を低減し、受信強度を精度よく測定するための手段として、１回の受信時に複数回の受信強度の測定を行なう方法が挙げられる。具体的には、複数回の測定により得られた結果を平均する、あるいは、複数回の測定により得られた結果を頻度分布により解析し、最も多くの頻度で測定された値を用いるなどの方法が考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこれらの方法のいずれによっても、電波の干渉の影響を良好に取り除くことができない場合があった。すなわち、平均する場合には干渉による受信強度の変動の影響を完全に取り除くことはできず、また、頻度分布により解析する場合においても、干渉により受信強度の変動が生じた値が最も多くの頻度で測定された値であるとして選択される可能性がある。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、受信する電波の受信強度を測定する際に、電波の干渉が受信強度に及ぼす変動の影響を低減して受信強度を測定することにある。
【０００６】
なお、特許文献１には、反射して受信器に到達する反射波の影響を、その反射波が受信器に到達する際の遅延時間に基づいて低減することにより、反射波と受信器に直接到来する直接波との干渉（マルチパス）を低減し、直接波の受信強度のみを利用するための手法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−７５０１２号公報
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明者等が種々の実験や検討を重ねたところ、電波の受信条件を異ならせた場合において複数回の測定により得られた結果を頻度分布により解析すると、直接波、すなわち受信強度を測定しようとする電波についての頻度分布は受信条件の変更によってほとんど変化しない一方、干渉の結果生ずる受信強度の値の頻度分布は受信条件の変更によって変化することを見いだした。
【０００９】
本発明は、かかる知見に基づいて為されたもので、請求項１にかかる発明は、（ａ）受信する電波の受信強度を測定するための受信強度測定方法であって、（ｂ）該電波を受信するための互いに異なる複数の測定条件を設定する測定条件設定工程と、（ｃ）該測定条件設定工程により設定された複数の測定条件毎に、前記電波の受信強度の値をあらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測するとともに、該受信強度の値に対する計測頻度の分布を算出する受信強度計測工程と、（ｄ）該受信強度計測工程により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法で演算することにより、受信する電波の補正受信強度を演算する受信強度演算工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項７にかかる発明は、請求項１乃至６のいずれか１に記載の受信強度測定方法により受信した電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部を備えた受信器である。
【００１１】
また、請求項８にかかる発明は、（ａ）既知の位置に位置させられた複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）該複数の基地局および該移動局のいずれか一方が請求項７に記載の受信器であり、他方は、該受信器に対し電波を送信する送信器であり、（ｃ）前記受信強度測定部により測定された補正受信強度に基づいて前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離をそれぞれ算出し、該距離に基づいて移動局の位置を算出する測位部を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる発明によれば、前記測定条件設定工程により、該電波を受信するための複数の異なる測定条件が設定され、前記受信強度計測工程により、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて、電波の受信強度の値があらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測されるとともに、該受信強度の値に対する計測頻度の分布が算出され、前記受信強度演算工程により、該受信強度計測工程により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法とにで演算することにより、受信する電波の補正受信強度が算出されるので、前記異なる測定条件のそれぞれについての受信強度に基づいて演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１３】
また好適には、前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布のうち、同一の受信強度における計測頻度がもっとも少ない計測頻度を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信強度演算工程により、前記複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１４】
好適には、前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、異なる位置に設けられた複数のアンテナのそれぞれを用いて電波を受信することとして設定するものである。このようにすれば、異なる位置にそれぞれ設けられた複数のアンテナによって受信される電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１５】
また好適には、前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信することとして設定するものである。このようにすれば、異なる周波数により送信された複数の周波数の電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１６】
また好適には、前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度を乗じて得られる値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信強度演算工程により、前記複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１７】
また好適には、前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ、前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信強度演算工程により、特定の測定条件においてのみ計測頻度が多い受信強度が補正計測頻度から除いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明によれば、前記受信器は、請求項１乃至６のいずれか１に記載の受信強度測定方法により受信した電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部を備えるので、受信器が受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の移動局測位システムによれば、請求項７に記載の受信器を有する前記複数の基地局および該移動局のいずれか一方が、いずれか他方から送信される電波を受信するので、受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができ、前記測位部により該電波の干渉を低減した補正受信強度に基づいて前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離がそれぞれ算出され、該距離に基づいて移動局の位置が算出されるので、移動局の位置を精度よく算出することができる。
【００２０】
また好適には、前記移動局測位システムは、前記受信器と該受信器に電波を送信する送信器との通信における電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たす周波数の電波を受信することを、前記測定条件として設定する測位条件設定部を有するので、予め電波の干渉が小さい周波数を用いて前記受信器と送信器との電波の送受信を行なうための周波数を前記測定条件として設定することができ、電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の移動局測位システム８の概要を表わす図である。図１において移動局測位システム８は、例えば図と平行な平面内を移動可能とされた移動局１０と、その位置が既知とされた４局の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ（以下、基地局のそれぞれを区別しない場合、「基地局１２」という。）、およびこれら基地局１２と例えば通信ケーブル１８で接続されるなどにより情報通信可能とされたサーバ１４を含んで構成されている。なお、移動局測位システム８においては例えば図１に示すような座標が定義されることにより、移動局１０、基地局１２の位置などを表わすことができるようにされている。
【００２３】
移動局１０と基地局１２とは相互に無線通信が可能とされている。また複数の基地局１２のそれぞれも同様に相互に無線通信が可能とされている。例えば、移動局１０および基地局１２のそれぞれが送信する電波に含まれる識別符号などにより、その電波を受信した場合に移動局１０またはいずれの基地局１２によって送信された電波であるかが識別可能とされている。また、共通する符号化および復号化の手順を有することにより、移動局１０と基地局１２との間、および複数の基地局１２の相互間において情報の受け渡しが可能とされている。
【００２４】
図２は、移動局１０の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図２に示すように、移動局１０は電波を送受信するためのアンテナ２２を有し、また、電波の送受信のための機能を有する無線部２４と前記無線部２４を制御するための制御部２６とを機能的に有する。
【００２５】
ここで、移動局１０から送信される電波を受信する基地局１２において、移動局１０から等しい距離にある基地局１２は移動局１０からの方向に関わらず等しい受信強度によりその電波を受信することが好ましく、従ってアンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００２６】
無線部２４は、移動局１０における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部２６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部２４は制御部２６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、前記アンテナ２２により電波を送信する。このように、無線部２４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部２４は、電波の受信時にはアンテナ２２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部２４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【００２７】
制御部２６は、移動局１０の作動を制御するものであって、具体的には無線部２４により受信された情報を処理したり、前記無線部２４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部２６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。前記無線部２４および制御部２６などが送信機としての機能を有する。
【００２８】
図３は基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図３に示すように、基地局１２は電波を送受信するための複数のアンテナ、具体的には図３の例においては第１アンテナ３２ａ、第２アンテナ３２ｂ、第３アンテナ３２ｃの３本のアンテナ３２（以下、第１アンテナ３２ａ乃至第３アンテナ３２ｃを区別しない場合、「アンテナ３２」という。）を有している。この３本のアンテナ３２は、受信しようとする電波、すなわち移動局１０から送信される電波の波長がλである場合に、少なくともλ／２に相当する長さだけ離れて配設されている。このようにλ／２以上離れて配設された複数のアンテナ３２によれば、移動局１０と基地局１２との間の電波の伝搬における干渉の影響が異なって受信される。
【００２９】
また基地局１２は、前記複数のアンテナ３２に対応して設けられる無線部３４および受信強度検出部３８、分布生成部４０、変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、制御部３６などを機能的に有する。基地局１２は例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、これらの機能を行なうようにされている。なお、本実施例においては、図３に示すように３本のアンテナである第１アンテナ３２ａ、第２アンテナ３２ｂ、および第３アンテナ３２ｃのそれぞれに対応して、第１無線部３４ａ、第２無線部３４ｂ、第３無線部３４ｃの３つの無線部と、第１受信強度検出部３８ａ、第２受信強度検出部３８ｂ、第３受信強度検出部３８ｃの３つの受信強度検出部３８とが含まれている（以下、第１無線部３４ａ乃至第３無線部３４ｃを区別しない場合「無線部３４」と記し、第１受信強度検出部３８ａ乃至第３受信強度検出部３８ｃを区別しない場合、「受信強度検出部３８」と記す）。さらに基地局１２は時計４８、通信インタフェース６０を備えて構成されている。
【００３０】
無線部３４は、前述の移動局１０の無線部２４と同様に、基地局１２における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部３６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部３４は制御部３６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、無線部３４のそれぞれに対応するアンテナ３２により電波を送信する。このように、無線部３４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部３４は、電波の受信時にはアンテナ３２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部３４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【００３１】
制御部３６は、基地局１２の作動を制御するものであって、具体的には無線部３４により取り出されたり、後述するサーバ１４から得られる情報を処理したり、指令に従って基地局１２の作動を変更したりする。前記無線部３４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部３６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。前記無線部３４および制御部３６などが受信機としての機能を有する。
【００３２】
また、制御部３６は測定条件設定部４６を機能的に有している。この測定条件設定部４６は、後述する分布生成部４０が受信した電波の受信強度の測定値に対する計測頻度の分布を作成する際の測定条件を複数設定する。計測頻度は、例えば、予め定められた計測間隔における計測回数である。具体的には、本実施例においては、測定条件設定部４６は前記複数の測定条件を、異なる位置に配設された複数のアンテナ３２を用いて受信した電波を受信することと設定する。すなわち、本実施例においては、移動局１０から送信された電波は、複数のアンテナ３２を用いてそれら複数のアンテナにそれぞれ対応する無線部３４により受信される。この測定条件設定部４６の作動が測定条件演算工程に対応する。
【００３３】
受信強度検出部３８は、対応する無線部３４のそれぞれが受信した電波の受信強度を計測するものであって、例えば予め設定された所定の受信時間区間において、後述する時計４８から供給されるクロック信号に基づいて所定の計測間隔ごとに受信した電波の受信強度の値を検出する。前記電波の受信強度は、例えば受信した電波の強度を数値化した指標であるＲＳＳＩ（ｒｅｃｅｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が用いられ、一般的には、ＡＤコンバータにより、予め定められた例えば２５６段階の数により変換される。また、前記所定の計測間隔は例えば、後述する変動除去部４２において補正分布を生成する際に十分なサンプル数となるように設定される。また、受信強度検出部３８による受信強度の値の検出は、予め定められた一定時間である受信時間区間において行なわれる。この受信時間区間は、例えば移動局１０による電波の送信時間の長さに対応して、例えば送信時間と同じ時間となるように設定される。前記受信強度検出部３８および分布生成部４０を含む概念を受信強度計測部５２とすると、この受信強度計測部５２による作動が受信強度計測工程に対応する。
【００３４】
分布生成部４０は、前記受信時間区間において、前記受信強度検出部３８のそれぞれにより計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布のヒストグラムを前記受信強度検出部３８ごとに生成する。
【００３５】
図５は、前記無線部３４のいずれかにおいて受信される電波の、その無線部３４に対応する受信強度検出部３８において計測される受信強度の一例を説明する図である。図５における太線が受信強度を表わしており、受信波が干渉を受けて基地局１２に到達することなどにより、例えば破線ａで囲ったように受信強度の値に変動が生じている。図５に示す受信時間区間Ｔで受信された電波の受信強度として、例えばその受信時間区間Ｔ内の複数の時刻において検出された受信強度の平均値が用いられる場合がある。図５の例においては破線ａで示すような受信強度の変動が発生し、これらの変動を含めた平均Ｐａが算出される。しかしながら、図５の破線ａで示すような受信強度の変動は、前述のように干渉などによって発生するものであるので、この影響を取り除いた平均が図５のＰｂのように算出されるのが望ましい。
【００３６】
図６は、ある受信時間区間において前記無線部３４のいずれかにおいて受信される電波の、その無線部３４に対応する受信強度検出部３８において計測される受信強度について、前記分布生成部４０により生成される分布のヒストグラムの一例を説明する図である。横軸に計測される受信強度の値を、縦軸にその受信強度の値が計測（検出）された頻度を示したものである。横軸の受信強度の値については、適当な大きさの幅によって区間（階級）に分けられる。また、縦軸の計測頻度は、前記区間のそれぞれに対する計測頻度（度数）、すなわち前記区間に属する受信強度の計測頻度の合計である。前述の図５において破線ａで示したように、受信強度の変動の影響を受ける場合には、受信強度の変動の影響を受けない場合の受信強度の値に対応する群９０と、受信強度の変動の影響を受ける場合の受信強度の値に対応する群９２とが現れている。図６の分布が生成される受信時間区間において受信された電波の受信強度として、例えばその分布において最も多く計測された頻度に対応する受信強度の区間の中央値が用いられる場合がある。かかる場合においては、受信強度の変動の影響を多く受ける場合には、その分布において最も多く計測された頻度に対応する受信強度の区間が、図６に示すように受信強度の変動の影響を受けない場合の受信強度の値に対応する群９０においてではなく、受信強度の変動の影響を受ける場合の受信強度の値に対応する群９２に現れる場合がある。
【００３７】
図３に戻って、変動除去部４２は、分布生成部４０により生成される、前記受信強度検出部３８のそれぞれにより計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布を予め記憶された演算方法により演算し、受信した電波の補正分布を算出する。この補正分布は後述する演算方法により、電波の干渉の影響などによる受信強度の変動の影響が低減されたものとされる。本実施例における変動除去部４２における演算方法を以下に説明する。変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数の分布について、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記複数の分布のうちで最も少ない計測頻度をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を、受信強度の区間のそれぞれ、具体的には受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には３２区間のそれぞれについて行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。
【００３８】
補正受信強度演算部４４は、前記変動除去部４２が算出した補正分布に基づいて、基地局１２が受信した電波の補正受信強度を算出する。具体的には例えば、前記変動除去部４２により前記補正分布として算出されたヒストグラムにおいて、最も多い補正計測頻度を生じた受信強度の区分の中央値を補正受信強度として算出する。
【００３９】
前記変動除去部４２および補正受信強度演算部４４を含む概念を受信強度演算部５４とすると、この受信強度演算部５４による作動が受信強度演算工程に対応する。
【００４０】
変動除去部４２の作動を図７を用いて具体的に説明する。図７は、分布生成部４０によって生成される、複数の受信強度検出部３８によって検出される受信強度のヒストグラムが示されており、例えば図７の（ａ）が第１受信強度検出部３８ａ、（ｂ）が第２受信強度検出部３８ｂ、（ｃ）が第３受信強度検出部３８ｃ、のそれぞれによって検出された受信強度についてのヒストグラムを共通する受信強度の値（受信強度の区間）を表わす横軸を用いて示している。すなわち、複数の測定条件に対応する、複数の異なるアンテナ３４ａ、３４ｂ、３４ｃのそれぞれによって移動局１０からの電波を受信することによって得られたものである。前述したように、アンテナ３４ａ、３４ｂ、３４ｃは異なる位置に設置されるため、電波の干渉の影響が異なる。すなわち、所望波の強度での頻度分布は、ほぼ共通するが、干渉の影響を受けている部分での頻度分布は、それぞれのアンテナによって異なってくる。
【００４１】
変動除去部４２は、図７（ａ）〜（ｃ）の複数の分布について、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記複数の分布のうちで最も少ない計測頻度をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度によって表わされるヒストグラムを、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。例えば、受信強度の区間Ｓ１に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ１Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度Ｔ１Ｂは０、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ１Ｃであるので、これらのうち最も少ない計測頻度である０が受信強度の区間Ｓ１についての補正計測頻度とされる。同様に受信強度の区間Ｓ２に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ２Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｂ、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｃである。これらは何れも０でないが、最も少ない計測頻度であるＴ２Ｂが受信強度の区間Ｓ２についての補正計測頻度とされる。さらに、受信強度の区間Ｓ３に対しては、図７（ａ）の分布における計測頻度Ｔ３Ａおよび、図７（ｃ）の分布においては計測頻度Ｔ３Ｃは０、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ３Ｂであるので、これらのうち最も少ない計測頻度である０が受信強度の区間Ｓ３についての補正計測頻度とされる。また、図７（ａ）〜（ｃ）のいずれの分布においても計測頻度が０である受信強度の補正計測頻度回数は０とされる。これを受信強度についての所定の区間幅の区間のそれぞれ、具体的には、図６と同様に受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には、３２区間のそれぞれについて実行することにより、各受信強度の区間に対する補正計測頻度回数を得ることができる。また、この補正計測頻度を受信強度に対するヒストグラムとすることにより補正分布が得られる。このようにすれば、電波の干渉などによる受信強度の変動は異なる全ての受信強度に現れにくいことから、前記複数の測定条件を比較し、前記受信強度の値ごとに前記複数の測定条件に対応する複数の受信強度の分布のうち、最も少ない計測頻度の値を補正計測頻度とすることにより、補正計測頻度を電波の受信強度の変動の影響を低減したものとすることができる。
【００４２】
通信インタフェース６０は、基地局１２からサーバ１４や他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。例えば各基地局１２からサーバ１４へは受信強度演算部４４によって算出された補正受信強度の値についての情報などが通信インタフェース６０を介して送信される。またサーバ１４から基地局１２へは基地局１２や移動局１０の作動に関する指令などが送信され、通信インタフェース６０を介して受信される。
【００４３】
図４はサーバ１４の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図４に示すように、サーバ１４は必要な情報を記憶するための記憶部６６と、前記移動局１０の位置の算出のための演算を行なう測位部６８と、通信ケーブル１８により接続された基地局１２と情報通信を行なうための通信インタフェース６４とを機能的に有する。このサーバ１４は例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、必要な演算などを実行するようになっている。
【００４４】
通信インタフェース６４は、前述の基地局１２の通信インタフェース６０と同様に、サーバ１４から他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。
【００４５】
記憶部６６は、後述する測位部６８において測位に必要とされる情報などが記憶される。図８は、記憶部６６に記憶される情報の一例であって、所定の出力により送信された電波の伝搬距離Ｄ（ｍ）とその電波の受信強度（例えばＲＳＳＩ）との一般的な関係を示したものである。この関係は予め実験的にあるいはシミュレーションにより得られ、記憶部５８に記憶されている。前記電波の伝搬距離Ｄは、具体的には電波を送信する移動局１０とその電波を受信する基地局１２との距離に対応する。
【００４６】
測位部６８は、各基地局１２の補正受信強度演算部４４によって算出される補正受信強度と、予め既知である各基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の位置を算出する。
【００４７】
まず測位部６８は、記憶部６６に記憶された電波の伝搬距離とその電波の受信強度との関係に基づいて、各基地局１２と移動局１０との距離を算出する。具体的には、前記図８に示すような電波の伝搬距離とその電波の受信強度との関係から、各基地局１２の補正受信強度演算部４４によって算出される補正受信強度に対応する各基地局１２と移動局１０との距離を算出する。
【００４８】
続いて、各基地局１２と移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置情報に基づいて移動局１０の位置を算出する。
【００４９】
図９は、測位部６６による移動局１０の位置の算出の原理を説明する図である。移動局１０の位置を表わす座標を（ｘ、ｙ）とし、この移動局１０からの電波を受信した基地局である、第１普通基地局１２Ａの位置を表わす座標が（ｘＢ１，ｙＢ１）、第２普通基地局１２Ｂの位置を表わす座標が（ｘＢ２，ｙＢ２）、第３普通基地局１２Ｃの位置を表わす座標が（ｘＢ３，ｙＢ３）、第４基地局１２Ｄの位置を表す座標が（ｘＢ４，ｙＢ４）であるとすると、これらの関係は次式（１）により得られる。なお、図１１における基地局１２の配置は説明を簡単にするため図１のものと異なっている。
(xB1 - x)2 + (yB1 - y)2= r12
(xB2 - x)2 + (yB2 - y)2= r22
(xB3 - x)2 + (yB3 - y)2= r32
(xB4 - x)2 + (yB4 - y)2= r42 ・・・（１）
ここで、ｒ１、ｒ２、ｒ３およびｒ４（ｍ）はそれぞれ、第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、および第４普通基地局１２Ｄのそれぞれから移動局１０までの距離であって、記憶部６６に記憶される電波の伝搬距離とその電波の受信強度との関係から、各基地局１２の補正受信強度演算部４４によって算出される補正受信強度に対応する値として算出される距離である。測位部６６は前記（１）式を解くことにより、移動局１０の位置（ｘ，ｙ）を算出する。なお、前記（１）式を解くにあたり、それらの全ての式を連立させて解く必要はなく、解を算出するのに最低限の数の式により解いてもよい。具体的には、移動局１０が平面を移動する場合には、（１）式は移動局の位置を表わす（ｘ，ｙ）、すなわち２つの未知数を解くための方程式であればよいので、３本以上の式、すなわち、３局以上の基地局１２における受信結果に基づいて導かれる式でよい。同様に移動局１０が３次元の空間を移動する場合には、（１）式は移動局の位置を表わす（ｘ，ｙ，ｚ）に対応する３つの未知数を解くための方程式であるので、４本以上の式、すなわち、４局以上の基地局１２における受信結果に基づいて導かれる式とされる。
【００５０】
図１０は本実施例の移動局測位システム８における制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においてはサーバ１４から各基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０の測位を実行するための指令が行なわれる。この指令は、（１）複数の基地局１２のいずれか１つ（以下「代表基地局」という。）に対し、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令を基地局１２の無線部３４から移動局１０に送信させる指令と、（２）複数の基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０から送信される測位のための電波を受信し、受信強度測定部３８において受信強度を測定し、検出した受信強度をサーバ１４に送信させる指令とを含む。このうち、前記（１）の指令は、サーバ１４は無線通信のための電波の送受信などについての機能を有していないために、サーバ１４から移動局１０への指令はいずれかの基地局１２の有する無線部３４を介して行なわれることによるものであって、前記いずれか１つの基地局１２である代表基地局は、例えば、任意に選択される基地局１２とされる。
【００５１】
ＳＡ２においては、各基地局１２において、サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されたか否かが待機される。サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信される場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ３が実行される。一方サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されない場合には、本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＡ１が実行されて、サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されるまで待機が行なわれる。
【００５２】
ＳＡ３は、ＳＡ２の判断が肯定された場合に実行されるステップであって、ＳＡ２で受信されたサーバ１４から前記（１）の指令を受信したか否かが判断される。前記（１）の指令を受信した基地局１２、すなわち代表基地局においては本ステップの判断が肯定され、ＳＡ４が実行される。また、前記（１）の指令を受信せず、（２）の指令のみを受信した基地局１２においては、本ステップの判断が否定され、ＳＡ４が実行されることなく、移動局１０から送信される測位のための電波の受信が行なわれる。
【００５３】
ＳＡ４においては、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令が無線により移動局１０に対して送信される。この指令は基地局１２が複数のアンテナ３２を有する場合には、いずれか１個のアンテナが任意に選択されてそのアンテナ３２を用いて行なわれればよい。この移動局１０への指令の送信が行なわれた後、移動局１０から送信される測位のための電波の受信が行なわれる。
【００５４】
ＳＡ５においては、移動局１０において、測位のための電波の送信を行なうための指令（ＳＡ４の指令）が受信されたか否かが待機される。移動局１０において測位のための電波の送信を行なうための指令が受信された場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ６が実行される。一方、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されない場合には本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＡ５が実行されて、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されるまで待機が行なわれる。
【００５５】
移動局１０の無線部２４などに対応するＳＡ６においては、移動局１０から測位のための電波の送信が行なわれる。この測位のための電波の送信は予め定められた出力により行なわれる。
【００５６】
各基地局１２の無線部３４、受信強度検出部３８などに対応するＳＡ７においては、移動局１０から送信される測位のための電波が受信され、その受信強度の値が、例えば予め定められた計測間隔毎に計測される。この受信は、例えば予め設定された複数の測定条件に対応して行なわれ、本実施例においては複数の異なる位置に設置されたアンテナを用いて行なわれる。この受信強度は前述のように、例えば２５６段階で受信強度を評価するＲＳＳＩなどが用いられる。このように計測されたデータは、時系列順に、すなわち受信時刻に対する受信強度の値として得られる。
【００５７】
分布生成部４０に対応するＳＡ８においては、複数の測定条件ごと、すなわち複数のアンテナ３２により受信された電波の受信強度ごとに、受信強度の値に対する計測頻度の頻度の分布からヒストグラムが例えば図７の（ａ）〜（ｃ）のように複数生成される。本実施例においては、受信強度が前述のように０から２５５までの２５６段階の指標によって表わされるＲＳＳＩであり、区間の幅が８とされるので、生成されるヒストグラムにおける受信強度の区間の数（ヒストグラムの階級）は３２である。
【００５８】
変動除去部４２に対応するＳＡ９においては、ＳＡ８において生成される複数のヒストグラムのそれぞれに基づいて、電波の受信強度の変動の影響を低減した補正分布を得るための変動除去ルーチンが実行される。
【００５９】
図１１はこの変動除去ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＢ１においては、受信強度の区間（階級）を表わす変数Ｓの値が初期化（ここでは０）とされる。以下において、変数Ｓについての受信強度の区間を、受信強度階級Ｓという。
【００６０】
続いてＳＢ２においては、ＳＡ８で生成された複数のヒストグラムのそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度が比較され、その最小値が選択されて、補正計測頻度とされる。
【００６１】
ＳＢ３においては、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値Ｓｍａｘであるか否かが判断される。本実施例においては、受信強度の区間が前述のように３２区間とされるので、この受信強度階級Ｓの最大値Ｓｍａｘは３１である。受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＢ４が実行される。また、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値でない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＢ５が実行される。
【００６２】
ＳＢ４においては、各受信強度階級ＳについてＳＢ２で算出された補正計測頻度に基づいて、具体的には各受信強度の区間についてＳＢ２で算出された補正計測頻度を表わすヒストグラムが補正分布として生成される。
【００６３】
また、ＳＢ３の判断が否定された場合に実行されるＳＢ５においては、受信強度階級を表わすＳに１が加えられた後、ＳＢ２が再度実行される。
【００６４】
図１０に戻って、補正受信強度演算部４４に対応するＳＡ１０においては、ＳＡ９で生成される補正分布に基づいて、基地局１２が受信した電波の受信強度であって、受信強度の変動の影響を低減した値である補正受信強度が算出される。具体的にはこの補正受信強度は補正分布の平均として算出される。
【００６５】
通信インタフェース６０などに対応するＳＡ１１においては、ＳＡ１０で算出される補正受信強度の値などが通信ケーブル１８等を介してサーバ１４に送信される。
【００６６】
サーバ１４の測位部６８などに対応するＳＡ１２においては、複数の基地局１２からＳＡ１１において送信される、複数の基地局１２における移動局１０からの電波の補正受信強度の値と、予め記憶されている基地局１２の位置についての情報とに基づいて、移動局１０の位置が算出される。具体的には例えば前記図８に示した受信電力強度と距離の関係などに基づいて、前記複数の基地局１２のそれぞれにおける移動局１０からの電波の補正受信強度に基づいて、それら基地局１２と移動局１０との距離が算出される。そして、算出された各基地局１２と移動局１０との距離ｒと、予め記憶されている基地局１２の位置についての情報とに基づいて、例えば前記（１）式に示すような関係式が導出され、その関係式が解かれることにより、移動局１０の位置が解として得られる。
【００６７】
前述の実施例によれば、測定条件設定部４６（ＳＡ７）により、電波を受信するための複数の異なる測定条件が設定され、受信強度計測部５２（受信強度検出部３８、分布生成部４０、ＳＡ７、ＳＡ８）により、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて、電波の受信強度の値があらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測されるとともに、受信強度の区間に対する計測頻度のヒストグラムが算出され、受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）により、受信強度計測部５４により算出される該受信強度の区間に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法により演算することで、受信する電波の補正受信強度が算出されるので、前記異なる測定条件のそれぞれについての受信強度に基づいて演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００６８】
また、前述の実施例によれば、受信強度演算部５４は、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて受信強度計測部５２により算出されるヒストグラムのうち、同一の受信強度の区間における計測頻度がもっとも少ない計測頻度を該受信強度の区間に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出するので、前記受信強度演算部４４により、複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００６９】
また、前述の実施例によれば、測定条件設定部４６は、複数の測定条件を、異なる位置に設けられた複数のアンテナ３２のそれぞれを用いて電波を受信することとして設定するので、異なる位置にそれぞれ設けられた複数のアンテナ３２によって受信される電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００７０】
また、前述の実施例によれば、基地局１２は複数の異なる位置に設置されたアンテナ３２とそのアンテナに対応して電波を受信するための複数の無線部３４とを有し、さらにこれら複数の無線部３４により受信された電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部３８を備えるので、前記測定条件設定部４６が設定する測定条件により受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができる。
【００７１】
また、前述の実施例によれば、移動局測位システム８は、複数の異なる位置に設置されたアンテナ３２とそのアンテナに対応して電波を受信するための複数の無線部３４とを有し、さらにこれら複数の無線部３４により受信された電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部３８を備える複数の基地局１２が、移動局１０から送信される電波を受信するので、受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができ、測位部６８により該電波の干渉を低減した補正受信強度に基づいて前記複数の基地局１２のそれぞれと前記移動局１０との距離がそれぞれ算出され、該距離に基づいて移動局１０の位置が算出されるので、移動局１０の位置を精度よく算出することができる。
【００７２】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００７３】
本実施例は、変動除去部４２の別の作動に関するものである。変動除去部４２は、前述のように分布生成部４０により生成される、前記受信強度検出部３８のそれぞれにより計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布（ヒストグラム）と、予め記憶された演算方法とにより、受信した電波の補正分布を算出する。
【００７４】
前述の実施例においては、変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数のヒストグラムについて、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記複数の分布のうちで最も少ない計測頻度をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行ない、得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出した。
【００７５】
本実施例においては、変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数の分布について、前記受信強度の区間についての前記複数の分布のそれぞれにおける計測頻度を乗じて得られる値をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を、全ての受信強度の区間、具体的には受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、受信強度の区間を３２とする場合にはその３２区間のそれぞれについて行なう。そして、得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。
【００７６】
本実施例における変動除去部４２の作動を図７を用いて具体的に説明する。図７は前述のように、分布生成部４０によって生成される、複数の受信強度の分布、例えば図７の（ａ）が第１受信強度検出部３８ａ、（ｂ）が第２受信強度検出部３８ｂ、（ｃ）が第３受信強度検出部３８ｃ、のそれぞれによって検出された受信強度の分布を、共通する受信強度の値（受信強度の区間）を表わす横軸を用いて示している。この区間は具体的には、前述の実施例と同様に、受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には３２の区間として設定される。
【００７７】
変動除去部４２は、図７（ａ）〜（ｃ）の複数の分布について、前記受信強度の区間についての複数の分布のそれぞれにおける計測頻度を乗じて得られる値をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。例えば、受信強度の区間Ｓ１に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ１Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度Ｔ１Ｂは０、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ１Ｃであるので、これらを乗じて得られる値である０が受信強度の区間Ｓ１についての補正計測頻度とされる。同様に、受信強度の区間Ｓ３に対しては、図７（ａ）の分布における計測頻度Ｔ３Ａおよび、図７（ｃ）の分布においては計測頻度Ｔ３Ｃは０、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ３Ｂであるので、これらを乗じて得られる０が受信強度の区間Ｓ３についての補正計測頻度とされる。また、図７（ａ）〜（ｃ）のいずれの分布においても計測頻度が０である受信強度の区間の補正計測頻度は０とされる。一方、受信強度の区間Ｓ２に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ２Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｂ、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｃである。これらは何れも０でないので、これらを乗じたＴ２Ａ×Ｔ２Ｂ×Ｔ２Ｃが受信強度の区間Ｓ２についての補正計測頻度とされる。これを受信強度についての所定の区間幅の区間のそれぞれ、具体的には、図６と同様に受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には、３２区間のそれぞれについて実行することにより、各受信強度の区間に対する補正計測頻度回数を得ることができる。また、この補正計測頻度を受信強度に対するヒストグラムとすることにより補正分布が得られる。このようにすれば、電波の干渉などによる受信強度の変動は異なる全ての受信強度に現れにくいことから、前記複数の測定条件を比較し、前記受信強度の値ごとに前記複数の測定条件に対応する複数の受信強度の分布のうち、最も少ない計測頻度の値を補正計測頻度とすることにより、補正計測頻度を電波の受信強度の変動の影響を低減したものとすることができる。
【００７８】
図１２は本実施例における変動除去部４２の作動の一例を説明するフローチャート、すなわち図１０のＳＡ９に対応して実行される変動除去ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＣ１においては、受信強度の区間（階級）を表わす変数Ｓの値が初期化（ここでは０）とされる。
【００７９】
続いてＳＣ２においては、ＳＡ８で生成された複数のヒストグラムのそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度が乗算され、その積が算出されて、補正計測頻度とされる。
【００８０】
ＳＣ３においては、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値Ｓｍａｘであるか否かが判断される。受信強度階級Ｓの値が予め設定された受信強度階級の最大値Ｓｍａｘ、具体的には例えば３２の受信強度階級が設定される本実施例においては３１である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＣ４が実行される。また、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値でない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＣ５が実行される。
【００８１】
ＳＣ４においては、各受信強度階級ＳについてＳＣ２で算出された補正計測頻度に基づいて、受信強度に対する補正計測頻度の分布である補正分布が生成される。
【００８２】
また、ＳＣ３の判断が否定された場合に実行されるＳＣ５においては、受信強度階級の値Ｓに１が加えられた後、ＳＣ２が再度実行される。
【００８３】
前述の実施例によれば、受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）は、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて受信強度計測部５２により算出される分布において、同一の受信強度の区間における計測頻度を乗じて得られる値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出するので、前記複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出する、言い換えれば、いずれか１つの測定条件において受信強度が０とされた場合には前記補正受信強度を０として前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【実施例３】
【００８４】
本実施例は、変動除去部４２の更に別の作動に関するものである。本実施例においては、変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数の分布（ヒストグラム）について、同一の受信強度の区分における計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とする処理を、全ての受信強度の区分、具体的には例えば、受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、前記受信区分の幅が８とされる場合には３２の区分のそれぞれについて行なう。そして、得られた各受信強度の区分に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。
【００８５】
本実施例における変動除去部４２の作動を図７を用いて具体的に説明する。図７は前述のように、分布生成部４０によって生成される、複数の受信強度のヒストグラム（分布）、例えば図７の（ａ）が第１受信強度検出部３８ａ、（ｂ）が第２受信強度検出部３８ｂ、（ｃ）が第３受信強度検出部３８ｃ、のそれぞれによって検出された受信強度の分布を、共通する受信強度の値（受信強度の区間）を表わす横軸を用いて示している。
【００８６】
変動除去部４２は、図７（ａ）〜（ｃ）の複数の分布について、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。例えば、受信強度の区間Ｓ１に対しては、図７（ｂ）の分布においては計測頻度Ｔ１Ｂが０であり、受信強度の区間Ｓ３に対しては、図７（ａ）の分布における計測頻度Ｔ３Ａおよび、図７（ｃ）の分布においては計測頻度Ｔ３Ｃが０である、すなわち、いずれかの測定条件における計測頻度が０であるので、それぞれ補正計測頻度は０とする。また、図７（ａ）〜（ｃ）のいずれの分布においても計測頻度が０である受信強度の補正計測頻度も同様に０とされる。一方、受信強度の区間Ｓ２に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ２Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｂ、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｃである。これらは何れも０でないので、計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回るか否かの判断を行う。そして、この判断が肯定される場合には、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とする。一方、前記判断が否定される場合には、補正計測頻度を０とする。
【００８７】
ここで、前記所定の閾値とは、例えば複数の測定条件における計測頻度の最大値に０．５を乗じたものとして設定される。前記受信強度Ｓ２の例において、各分布における計測頻度がＴ２Ｃ＞Ｔ２Ａ＞Ｔ２Ｂ＞０であるとすると、計測頻度の最大値および最小値はそれぞれＴ２Ｃ、Ｔ２Ｂとなる。変動除去部４２は、最大値と最小値との差（Ｔ２Ｃ−Ｔ２Ｂ）が前記所定の閾値である最大値に０．５を乗じたＴ２Ｃ／２を下回るか否かを判断する。そして、その判断が肯定される場合、すなわち（Ｔ２Ｃ−Ｔ２Ｂ）＜Ｔ２Ｃ／２である場合には、前記複数の計測頻度の平均、すなわち（Ｔ２Ａ＋Ｔ２Ｂ＋Ｔ２Ｃ）／３を前記受信強度Ｓ２の補正計測頻度とする。一方、前記判断が否定される場合、すなわち（Ｔ２Ｃ−Ｔ２Ｂ）≧Ｔ２Ｃ／２である場合には、前記受信強度Ｓ２の補正計測頻度を０とする。このようにすれば、特定の測定条件においてのみ計測頻度が多い受信強度が補正計測頻度から除かれるので、補正計測頻度を電波の受信強度の変動の影響を低減したものとすることができる。
【００８８】
図１３は本実施例における変動除去部４２の作動の一例を説明するフローチャート、すなわち図１０のＳＡ９に対応して実行される変動除去ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＤ１においては、受信強度の区間（階級）を表わす変数Ｓの値が初期化（ここでは０）とされる。
【００８９】
続いてＳＤ２においては、ＳＡ８で生成された複数のヒストグラムのそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度が、いずれも０でないか否かが判断される。複数の測定条件のそれぞれに対応する分布における計測頻度がいずれも０でない場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ３が実行される。複数の測定条件のそれぞれに対応する分布における計測頻度のいずれかが０である場合には本ステップの判断が否定され、ＳＤ５が実行される。
【００９０】
ＳＤ３においては、ＳＡ８で生成された複数の分布のそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度のうち、最大の計測頻度と最小の計測頻度との差が、所定の閾値を下回るか否かが判断される。この所定の閾値とは例えば、前記最大の計測頻度に０．５を乗じた値である。最大の計測頻度と最小の計測頻度との差が前記所定の閾値を下回る場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＤ４が実行される。一方、最大の計測頻度と最小の計測頻度との差が、所定の閾値を上回る、あるいは両者が等しい場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＤ５が実行される。
【００９１】
ＳＤ４においては、受信強度階級Ｓに対応する補正計測頻度が、ＳＡ８で生成された複数の分布のそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度の平均として算出される。
【００９２】
ＳＤ５においては、受信強度階級Ｓに対応する補正計測頻度が０とされる。
【００９３】
ＳＤ６においては、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値Ｓｍａｘであるか否かが判断される。受信強度階級Ｓの値が予め設定された受信強度階級の最大値Ｓｍａｘ、具体的には例えば３２の受信強度階級が設定される本実施例においては３１である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ７が実行される。また、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値でない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＤ８が実行される。
【００９４】
ＳＤ７においては、各受信強度階級ＳについてＳＤ４で算出された補正計測頻度に基づいて、受信強度に対する補正計測頻度の分布である補正分布が生成される。
【００９５】
また、ＳＤ６の判断が否定された場合に実行されるＳＤ８においては、受信強度階級の値Ｓに１が加えられた後、ＳＤ２が再度実行される。
【００９６】
前述の実施例によれば、受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）は、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて受信強度計測工程５２により算出される分布において、同一の受信強度の区間における計測頻度が複数の測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出するので、特定の測定条件においてのみ計測頻度が多い受信強度が補正計測頻度から除いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【実施例４】
【００９７】
本発明の別の実施例について更に説明する。図１４は、本実施例における基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図３に対応する図である。本実施例においては、基地局１２は少なくとも１本のアンテナ１３２を有し、またそのアンテナに対応して設けられる、それぞれ少なくとも１つの無線部１３４、受信強度検出部１３８、分布生成部１４０を有する点において前述の図３の基地局１２とは異なる。また、測定条件設定部１４６の作動も前述の測定条件設定部４６のものとは異なる。
【００９８】
基地局１２の有するアンテナ１３２は、後述する無線部１３４により電波を送受信するのに用いられるものであって、前述の実施例のアンテナ３２と同様のものである。
【００９９】
無線部１３４は、前述の実施例の無線部３４と同様に、基地局１２における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部１３６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部１３４は制御部１３６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、アンテナ１３２により電波を送信する。このように、無線部１３４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部１３４は、電波の受信時にはアンテナ１３２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部１３４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【０１００】
また、本実施例の無線部１３４は、後述する制御部３６の測定条件設定部１４６によって、送受信する電波の周波数（チャンネル）が変更可能とされている。すなわち、無線部１３４の有する搬送波生成回路や復調器などは複数種類の周波数に対応したものとされている。
【０１０１】
制御部１３６は、基地局１２の作動を制御するものであって、具体的には無線部１３４により取り出されたり、後述するサーバ１４から得られる情報を処理したり、指令に従って基地局１２の作動を変更したりする。前記無線部１３４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部１３６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。前記無線部１３４および制御部１３６などが受信機としての機能を有する。
【０１０２】
また、制御部１３６は測定条件設定部１４６を機能的に有している。この測定条件設定部１４６は、後述する分布生成部１４０が受信した電波の受信強度の測定値に対する計測頻度の分布を作成する際の測定条件を複数設定する。前述の実施例と同様に、計測頻度は、例えば、予め定められた計測間隔における計測回数である。具体的には、本実施例においては、測定条件設定部１４６は前記複数の測定条件を、異なる周波数により移動局１０から送信される電波のそれぞれを基地局１２において受信することとして設定する。すなわち、本実施例においては、移動局１０から複数種類の周波数により送信された電波は、それぞれアンテナ１３２を用いて無線部１３４により受信される。この測定条件設定部１４６の作動が測定条件演算工程に対応する。
【０１０３】
また、測定条件設定部１４６は前記複数種類の周波数の電波を次のように決定してもよい。まず、基地局１０と移動局１２とはそれぞれ、相互に送受信可能な周波数の一覧を予め有しておく。そして、基地局１２において、前記送受信可能な周波数のそれぞれについて電波の受信を行ない、その基地局１２の周囲においてその周波数を用いて予め定められた無線通信が予め定められた所定時間だけ行なわれているか否かを検出する。そして、所定時間基地局１２の周囲において無線通信が予め定められた所定時間だけ行なわれていることが検出されなかった周波数を、その基地局１２と移動局１０との無線通信に用いることのできる電波の周波数であるとする。無線通信が行なわれているか否かは、例えば、他の無線局が送信した電波を検出したか否かに基づいて行なう。この所定時間だけ無線通信が行なわれていないことが、電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たすことに対応する。このようにして各基地局１２のそれぞれについて、その基地局１２と移動局１０との無線通信に用いることのできる電波の周波数の一覧を生成する。そして、測定条件設定部１４６は、前記複数種類の周波数として、全ての基地局１２に共通して移動局１０との無線通信に用いることができるとされた電波の周波数を設定する。
【０１０４】
受信強度検出部１３８は、無線部１３４のそれぞれが受信した電波の受信強度を計測するものであって、例えば予め設定された所定の受信時間区間において、後述する時計４８から供給されるクロック信号に基づいて所定の計測間隔ごとに受信した電波の受信強度の値を検出する。前記電波の受信強度は、前述の実施例と同様に、例えばＲＳＳＩが用いられ、具体的には電波の受信強度が予め定められた例えば２５６段階の数により表わされる。また、前記所定の計測間隔は例えば、変動除去部４２において補正分布を生成する際に十分なサンプル数となるように設定される。また、受信強度検出部１３８による受信強度の値の検出は、いずれの測定条件においても同じ値となるように、予め定められた一定時間である受信時間区間において行なわれる。この受信時間区間は、例えば移動局１０による電波の送信時間の長さに対応して、例えば送信時間と同じ時間となるように設定される。前記受信強度検出部１３８および分布生成部１４０を含む概念を受信強度計測部５２とすると、この受信強度計測部５２による作動が受信強度計測工程に対応する。
【０１０５】
分布生成部１４０は、前記受信時間区間において、前記受信強度検出部１３８によりそれぞれの測定条件、すなわち移動局１０から送信される複数の異なる周波数の電波のそれぞれを受信した際の、計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布を前記複数の周波数のそれぞれについて生成する。
【０１０６】
図１５は本実施例の移動局測位システム８における制御作動の一例を説明するフローチャートであって、前述の実施例の図１０に対応するものである。このうち、ＳＥ１乃至ＳＥ５は、前述の図１０のＳＡ１乃至ＳＡ５に対応するものであって、同様の作動が行なわれるので、説明を省略する。
【０１０７】
移動局１０の無線部２４などに対応するＳＥ６においては、移動局１０から測位のための電波の送信が行なわれる。この測位のための電波の送信は予め定められた出力により行なわれる。本ステップにおける電波の送信は、例えば予め定められた時間パターンにより、前記測定条件設定部１４６によって測定条件として定められた複数種類の周波数の電波を送信するように行なわれる。具体的には例えば前記時間パターンとは、前記複数種類の周波数のうちの１の周波数の電波の送信を所定の送信時間だけ行ない、所定の休止時間の経過後に前記複数種類の周波数のうちの別の周波数の電波の送信を所定の送信時間だけ行なうというように、送信と送信休止とを繰り返すように行なわれ、この時間パターンは予め基地局１２においても既知とされている。
【０１０８】
各基地局１２の無線部１３４、受信強度検出部１３８などに対応するＳＥ７においては、前述のＳＥ６において前記時間パターンにより移動局１０から送信される測位のための電波が受信され、その受信強度の値が、例えば予め定められた計測間隔毎に計測される。ＳＥ６において移動局１０から送信される電波の周波数は前述のように前記時間パターンにより変化させられるが、これに対応して、具体的には前記時間パターンを基地局１２でも有しておくことにより、本ステップにおいて受信される電波の周波数も変化させられる。このようにして、複数の測定条件である複数種類の電波が順次受信される。また、この受信強度は前述のように、例えば２５６段階で受信強度を評価するＲＳＳＩなどが用いられる。このように計測されたデータは、時系列順に、すなわち受信時刻に対する受信強度の値として得られる。
【０１０９】
分布生成部１４０に対応するＳＥ８においては、複数の測定条件ごと、すなわちアンテナ１３２により受信された複数の周波数の電波の受信強度について、その周波数ごとに、受信強度の値に対する計測頻度の頻度の分布が（ヒストグラム）例えば図７の（ａ）〜（ｃ）のように複数生成される。
【０１１０】
続くＳＥ９乃至ＳＥ１２は前述の図１０のフローチャートのＳＡ９乃至ＳＡ１２にそれぞれ対応するものであり、各ステップにおける作動も同様であるので説明を省略する。なお、変動除去部４２に対応するＳＥ９において実行される変動除去ルーチンには例えば、前述の実施例において示した図１１乃至図１３のいずれかが用いられる。
【０１１１】
前述の実施例によれば、測定条件設定部１４６は、前記複数の測定条件を、複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信することとして設定するので、異なる周波数により送信された複数の周波数の電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【０１１２】
また、前述の実施例によれば、前記移動局測位システム８は、前記基地局１２と移動局１０との通信における電波を、予め定められた所定時間において他の無線局による無線通信が行なわれていない周波数、すなわち電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たす周波数の電波を受信することを、前記測定条件として設定する測位条件設定部１４６を有するので、予め電波の干渉が小さい周波数を用いて移動局１０と基地局１２との電波の送受信を行なうための周波数を前記測定条件として設定することができ、電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【０１１３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１４】
例えば、前述の実施例においては移動局１０は平面上を移動するものとされたが、かかる態様に限られず、空間（３次元）を移動するものであってもよい。この場合、移動局１０の位置を表わす座標（ｘ，ｙ，ｚ）を未知数として前記（１）式に対応する式が導出されればよい。
【０１１５】
また、前述の実施例においては、受信強度演算部４４は、前記変動除去部４２が補正分布として算出したヒストグラムに基づいて、そのヒストグラムにおいて最多の補正計測頻度を生じた受信強度の区分の中間値を補正受信強度としたが、このような態様に限られない。例えば、前記前記補正分布の平均の値を補正受信強度として算出したが、このような態様に限られない。具体的にはたとえば、前記変動除去部４２が補正分布として算出したヒストグラムにおける平均を算出し、その平均を補正受信強度としてもよい。
【０１１６】
また、前述の実施例においては、受信強度検出部３８、１３８が検出する受信強度は例えば２５６段階により評価されるＲＳＳＩとされたが、これに限られず、ＲＳＳＩはこれより多い段階により評価されるものであっても良いし、低い段階により評価されるものであってもよい。また、ＲＳＳＩ以外の指標、例えば受信電力などが検出されてもよい。
【０１１７】
また、前述の実施例においては、分布生成部４０、１４０によって生成されるヒストグラム（分布）や変動除去部４２によって生成される補正分布における受信強度の区間は３２区間とされたが、これに限られない。すなわち、受信強度の定義や、区間の幅を任意に設定することにより、区間の数を変更することができる。
【０１１８】
前述の実施例においては、分布作成部４０、変動除去部４２、補正受信強度演算部４４は基地局１２の有する機能であるとされたが、これに限られない。例えばこれらをサーバ１４の有する機能とすることも可能である。この場合、各基地局１２からサーバ１４に対し、受信強度検出部３８、１３８において計測される各計測間隔ごとの受信強度の値についての情報が前記複数の測定条件ごとにサーバ１４に送信され、サーバ１４において処理されればよい。また、逆に、前述の実施例においては測位部６８は基地局１４の有する機能であるとされたが、いずれかの基地局１２の有する機能であるとされてもよい。このようにすれば、サーバ１４別に設ける必要がない。
【０１１９】
また、前述の実施例において、受信強度検出部３８、１３８における受信強度の値は、無線部３４、１３４において受信する電波の受信強度の瞬時値であってもよいし、予め定められた複数回だけ検出された瞬時値の平均値であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の一実施例である移動局測位システムの概要を説明する図である。
【図２】図１の移動局測位システムを構成する移動局の有する機能の要部を説明する図である。
【図３】図１の移動局測位システムを構成する基地局の有する機能の要部を説明する図である。
【図４】図１の移動局測位システムを構成するサーバの有する機能の要部を説明する図である。
【図５】受信した電波の受信強度における変動の影響を説明する図である。
【図６】受信した電波の受信強度に変動が生じる場合における、受信強度に対する検出頻度の分布の例を説明する図である。
【図７】図３の基地局における分布生成部において検出される、複数の測定条件に対応する分布の例を説明する図である。
【図８】図４のサーバの記憶部に記憶される情報の一例であって、移動局からの電波の伝搬距離と電波の受信強度との関係を説明する図である。
【図９】図４のサーバの測位部における測位作動の原理を説明する図である。
【図１０】図１の移動局測位システムの作動の一例の概要を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０のフローチャートにおいて実行される変動除去ルーチンの一例を説明する図である。
【図１２】図１０のフローチャートにおいて実行される変動除去ルーチンの別の例を説明する図であって図１０に対応する図である。
【図１３】図１０のフローチャートにおいて実行される変動除去ルーチンの更に別の例を説明する図であって図１０に対応する図である。
【図１４】本発明の別の実施例における基地局の有する機能の要部を説明する図であって、図３に対応する図である。
【図１５】本発明の別の実施例における移動局測位システムの作動の概要を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２１】
８：測位システム
１０：移動局（送信器）
１２：基地局（受信器）
６８：測位部
４６：測定条件設定部（測定条件設定工程）
３８、１３８：受信強度検出部（受信強度計測工程）
４０、１４０：分布生成部（受信強度計測工程）
４２：変動除去部（受信強度演算工程）
４４：補正受信電力演算部（受信強度演算工程）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を受信する際における受信強度を検出するための受信強度測定方法、前記受信強度測定方法により受信する電波の受信強度を測定可能な受信器、およびその受信器を複数の基地局もしくは移動局として含み、前記移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信機から送信された電波を受信し、受信した電波の受信強度に基づいて、受信機と送信機との距離を求める方法が提案されている。このとき、例えば既知の位置にある複数の送信機のそれぞれと受信機との距離をそれぞれ算出することにより、受信機の位置を算出することができる。
【０００３】
このとき、電波の干渉が受信強度に及ぼす変動の影響を低減し、受信強度を精度よく測定するための手段として、１回の受信時に複数回の受信強度の測定を行なう方法が挙げられる。具体的には、複数回の測定により得られた結果を平均する、あるいは、複数回の測定により得られた結果を頻度分布により解析し、最も多くの頻度で測定された値を用いるなどの方法が考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこれらの方法のいずれによっても、電波の干渉の影響を良好に取り除くことができない場合があった。すなわち、平均する場合には干渉による受信強度の変動の影響を完全に取り除くことはできず、また、頻度分布により解析する場合においても、干渉により受信強度の変動が生じた値が最も多くの頻度で測定された値であるとして選択される可能性がある。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、受信する電波の受信強度を測定する際に、電波の干渉が受信強度に及ぼす変動の影響を低減して受信強度を測定することにある。
【０００６】
なお、特許文献１には、反射して受信器に到達する反射波の影響を、その反射波が受信器に到達する際の遅延時間に基づいて低減することにより、反射波と受信器に直接到来する直接波との干渉（マルチパス）を低減し、直接波の受信強度のみを利用するための手法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−７５０１２号公報
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明者等が種々の実験や検討を重ねたところ、電波の受信条件を異ならせた場合において複数回の測定により得られた結果を頻度分布により解析すると、直接波、すなわち受信強度を測定しようとする電波についての頻度分布は受信条件の変更によってほとんど変化しない一方、干渉の結果生ずる受信強度の値の頻度分布は受信条件の変更によって変化することを見いだした。
【０００９】
本発明は、かかる知見に基づいて為されたもので、請求項１にかかる発明は、（ａ）受信する電波の受信強度を測定するための受信強度測定方法であって、（ｂ）該電波を受信するための互いに異なる複数の測定条件を設定する測定条件設定工程と、（ｃ）該測定条件設定工程により設定された複数の測定条件毎に、前記電波の受信強度の値をあらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測するとともに、該受信強度の値に対する計測頻度の分布を算出する受信強度計測工程と、（ｄ）該受信強度計測工程により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法で演算することにより、受信する電波の補正受信強度を演算する受信強度演算工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項７にかかる発明は、請求項１乃至６のいずれか１に記載の受信強度測定方法により受信した電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部を備えた受信器である。
【００１１】
また、請求項８にかかる発明は、（ａ）既知の位置に位置させられた複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）該複数の基地局および該移動局のいずれか一方が請求項７に記載の受信器であり、他方は、該受信器に対し電波を送信する送信器であり、（ｃ）前記受信強度測定部により測定された補正受信強度に基づいて前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離をそれぞれ算出し、該距離に基づいて移動局の位置を算出する測位部を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる発明によれば、前記測定条件設定工程により、該電波を受信するための複数の異なる測定条件が設定され、前記受信強度計測工程により、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて、電波の受信強度の値があらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測されるとともに、該受信強度の値に対する計測頻度の分布が算出され、前記受信強度演算工程により、該受信強度計測工程により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法とにで演算することにより、受信する電波の補正受信強度が算出されるので、前記異なる測定条件のそれぞれについての受信強度に基づいて演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１３】
また好適には、前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布のうち、同一の受信強度における計測頻度がもっとも少ない計測頻度を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信強度演算工程により、前記複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１４】
好適には、前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、異なる位置に設けられた複数のアンテナのそれぞれを用いて電波を受信することとして設定するものである。このようにすれば、異なる位置にそれぞれ設けられた複数のアンテナによって受信される電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１５】
また好適には、前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信することとして設定するものである。このようにすれば、異なる周波数により送信された複数の周波数の電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１６】
また好適には、前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度を乗じて得られる値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信強度演算工程により、前記複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１７】
また好適には、前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ、前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信強度演算工程により、特定の測定条件においてのみ計測頻度が多い受信強度が補正計測頻度から除いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明によれば、前記受信器は、請求項１乃至６のいずれか１に記載の受信強度測定方法により受信した電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部を備えるので、受信器が受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができる。
【００１９】
また、請求項８に記載の移動局測位システムによれば、請求項７に記載の受信器を有する前記複数の基地局および該移動局のいずれか一方が、いずれか他方から送信される電波を受信するので、受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができ、前記測位部により該電波の干渉を低減した補正受信強度に基づいて前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離がそれぞれ算出され、該距離に基づいて移動局の位置が算出されるので、移動局の位置を精度よく算出することができる。
【００２０】
また好適には、前記移動局測位システムは、前記受信器と該受信器に電波を送信する送信器との通信における電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たす周波数の電波を受信することを、前記測定条件として設定する測位条件設定部を有するので、予め電波の干渉が小さい周波数を用いて前記受信器と送信器との電波の送受信を行なうための周波数を前記測定条件として設定することができ、電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の移動局測位システム８の概要を表わす図である。図１において移動局測位システム８は、例えば図と平行な平面内を移動可能とされた移動局１０と、その位置が既知とされた４局の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ（以下、基地局のそれぞれを区別しない場合、「基地局１２」という。）、およびこれら基地局１２と例えば通信ケーブル１８で接続されるなどにより情報通信可能とされたサーバ１４を含んで構成されている。なお、移動局測位システム８においては例えば図１に示すような座標が定義されることにより、移動局１０、基地局１２の位置などを表わすことができるようにされている。
【００２３】
移動局１０と基地局１２とは相互に無線通信が可能とされている。また複数の基地局１２のそれぞれも同様に相互に無線通信が可能とされている。例えば、移動局１０および基地局１２のそれぞれが送信する電波に含まれる識別符号などにより、その電波を受信した場合に移動局１０またはいずれの基地局１２によって送信された電波であるかが識別可能とされている。また、共通する符号化および復号化の手順を有することにより、移動局１０と基地局１２との間、および複数の基地局１２の相互間において情報の受け渡しが可能とされている。
【００２４】
図２は、移動局１０の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図２に示すように、移動局１０は電波を送受信するためのアンテナ２２を有し、また、電波の送受信のための機能を有する無線部２４と前記無線部２４を制御するための制御部２６とを機能的に有する。
【００２５】
ここで、移動局１０から送信される電波を受信する基地局１２において、移動局１０から等しい距離にある基地局１２は移動局１０からの方向に関わらず等しい受信強度によりその電波を受信することが好ましく、従ってアンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００２６】
無線部２４は、移動局１０における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部２６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部２４は制御部２６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、前記アンテナ２２により電波を送信する。このように、無線部２４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部２４は、電波の受信時にはアンテナ２２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部２４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【００２７】
制御部２６は、移動局１０の作動を制御するものであって、具体的には無線部２４により受信された情報を処理したり、前記無線部２４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部２６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。前記無線部２４および制御部２６などが送信機としての機能を有する。
【００２８】
図３は基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図３に示すように、基地局１２は電波を送受信するための複数のアンテナ、具体的には図３の例においては第１アンテナ３２ａ、第２アンテナ３２ｂ、第３アンテナ３２ｃの３本のアンテナ３２（以下、第１アンテナ３２ａ乃至第３アンテナ３２ｃを区別しない場合、「アンテナ３２」という。）を有している。この３本のアンテナ３２は、受信しようとする電波、すなわち移動局１０から送信される電波の波長がλである場合に、少なくともλ／２に相当する長さだけ離れて配設されている。このようにλ／２以上離れて配設された複数のアンテナ３２によれば、移動局１０と基地局１２との間の電波の伝搬における干渉の影響が異なって受信される。
【００２９】
また基地局１２は、前記複数のアンテナ３２に対応して設けられる無線部３４および受信強度検出部３８、分布生成部４０、変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、制御部３６などを機能的に有する。基地局１２は例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、これらの機能を行なうようにされている。なお、本実施例においては、図３に示すように３本のアンテナである第１アンテナ３２ａ、第２アンテナ３２ｂ、および第３アンテナ３２ｃのそれぞれに対応して、第１無線部３４ａ、第２無線部３４ｂ、第３無線部３４ｃの３つの無線部と、第１受信強度検出部３８ａ、第２受信強度検出部３８ｂ、第３受信強度検出部３８ｃの３つの受信強度検出部３８とが含まれている（以下、第１無線部３４ａ乃至第３無線部３４ｃを区別しない場合「無線部３４」と記し、第１受信強度検出部３８ａ乃至第３受信強度検出部３８ｃを区別しない場合、「受信強度検出部３８」と記す）。さらに基地局１２は時計４８、通信インタフェース６０を備えて構成されている。
【００３０】
無線部３４は、前述の移動局１０の無線部２４と同様に、基地局１２における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部３６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部３４は制御部３６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、無線部３４のそれぞれに対応するアンテナ３２により電波を送信する。このように、無線部３４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部３４は、電波の受信時にはアンテナ３２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部３４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【００３１】
制御部３６は、基地局１２の作動を制御するものであって、具体的には無線部３４により取り出されたり、後述するサーバ１４から得られる情報を処理したり、指令に従って基地局１２の作動を変更したりする。前記無線部３４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部３６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。前記無線部３４および制御部３６などが受信機としての機能を有する。
【００３２】
また、制御部３６は測定条件設定部４６を機能的に有している。この測定条件設定部４６は、後述する分布生成部４０が受信した電波の受信強度の測定値に対する計測頻度の分布を作成する際の測定条件を複数設定する。計測頻度は、例えば、予め定められた計測間隔における計測回数である。具体的には、本実施例においては、測定条件設定部４６は前記複数の測定条件を、異なる位置に配設された複数のアンテナ３２を用いて受信した電波を受信することと設定する。すなわち、本実施例においては、移動局１０から送信された電波は、複数のアンテナ３２を用いてそれら複数のアンテナにそれぞれ対応する無線部３４により受信される。この測定条件設定部４６の作動が測定条件演算工程に対応する。
【００３３】
受信強度検出部３８は、対応する無線部３４のそれぞれが受信した電波の受信強度を計測するものであって、例えば予め設定された所定の受信時間区間において、後述する時計４８から供給されるクロック信号に基づいて所定の計測間隔ごとに受信した電波の受信強度の値を検出する。前記電波の受信強度は、例えば受信した電波の強度を数値化した指標であるＲＳＳＩ（ｒｅｃｅｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が用いられ、一般的には、ＡＤコンバータにより、予め定められた例えば２５６段階の数により変換される。また、前記所定の計測間隔は例えば、後述する変動除去部４２において補正分布を生成する際に十分なサンプル数となるように設定される。また、受信強度検出部３８による受信強度の値の検出は、予め定められた一定時間である受信時間区間において行なわれる。この受信時間区間は、例えば移動局１０による電波の送信時間の長さに対応して、例えば送信時間と同じ時間となるように設定される。前記受信強度検出部３８および分布生成部４０を含む概念を受信強度計測部５２とすると、この受信強度計測部５２による作動が受信強度計測工程に対応する。
【００３４】
分布生成部４０は、前記受信時間区間において、前記受信強度検出部３８のそれぞれにより計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布のヒストグラムを前記受信強度検出部３８ごとに生成する。
【００３５】
図５は、前記無線部３４のいずれかにおいて受信される電波の、その無線部３４に対応する受信強度検出部３８において計測される受信強度の一例を説明する図である。図５における太線が受信強度を表わしており、受信波が干渉を受けて基地局１２に到達することなどにより、例えば破線ａで囲ったように受信強度の値に変動が生じている。図５に示す受信時間区間Ｔで受信された電波の受信強度として、例えばその受信時間区間Ｔ内の複数の時刻において検出された受信強度の平均値が用いられる場合がある。図５の例においては破線ａで示すような受信強度の変動が発生し、これらの変動を含めた平均Ｐａが算出される。しかしながら、図５の破線ａで示すような受信強度の変動は、前述のように干渉などによって発生するものであるので、この影響を取り除いた平均が図５のＰｂのように算出されるのが望ましい。
【００３６】
図６は、ある受信時間区間において前記無線部３４のいずれかにおいて受信される電波の、その無線部３４に対応する受信強度検出部３８において計測される受信強度について、前記分布生成部４０により生成される分布のヒストグラムの一例を説明する図である。横軸に計測される受信強度の値を、縦軸にその受信強度の値が計測（検出）された頻度を示したものである。横軸の受信強度の値については、適当な大きさの幅によって区間（階級）に分けられる。また、縦軸の計測頻度は、前記区間のそれぞれに対する計測頻度（度数）、すなわち前記区間に属する受信強度の計測頻度の合計である。前述の図５において破線ａで示したように、受信強度の変動の影響を受ける場合には、受信強度の変動の影響を受けない場合の受信強度の値に対応する群９０と、受信強度の変動の影響を受ける場合の受信強度の値に対応する群９２とが現れている。図６の分布が生成される受信時間区間において受信された電波の受信強度として、例えばその分布において最も多く計測された頻度に対応する受信強度の区間の中央値が用いられる場合がある。かかる場合においては、受信強度の変動の影響を多く受ける場合には、その分布において最も多く計測された頻度に対応する受信強度の区間が、図６に示すように受信強度の変動の影響を受けない場合の受信強度の値に対応する群９０においてではなく、受信強度の変動の影響を受ける場合の受信強度の値に対応する群９２に現れる場合がある。
【００３７】
図３に戻って、変動除去部４２は、分布生成部４０により生成される、前記受信強度検出部３８のそれぞれにより計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布を予め記憶された演算方法により演算し、受信した電波の補正分布を算出する。この補正分布は後述する演算方法により、電波の干渉の影響などによる受信強度の変動の影響が低減されたものとされる。本実施例における変動除去部４２における演算方法を以下に説明する。変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数の分布について、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記複数の分布のうちで最も少ない計測頻度をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を、受信強度の区間のそれぞれ、具体的には受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には３２区間のそれぞれについて行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。
【００３８】
補正受信強度演算部４４は、前記変動除去部４２が算出した補正分布に基づいて、基地局１２が受信した電波の補正受信強度を算出する。具体的には例えば、前記変動除去部４２により前記補正分布として算出されたヒストグラムにおいて、最も多い補正計測頻度を生じた受信強度の区分の中央値を補正受信強度として算出する。
【００３９】
前記変動除去部４２および補正受信強度演算部４４を含む概念を受信強度演算部５４とすると、この受信強度演算部５４による作動が受信強度演算工程に対応する。
【００４０】
変動除去部４２の作動を図７を用いて具体的に説明する。図７は、分布生成部４０によって生成される、複数の受信強度検出部３８によって検出される受信強度のヒストグラムが示されており、例えば図７の（ａ）が第１受信強度検出部３８ａ、（ｂ）が第２受信強度検出部３８ｂ、（ｃ）が第３受信強度検出部３８ｃ、のそれぞれによって検出された受信強度についてのヒストグラムを共通する受信強度の値（受信強度の区間）を表わす横軸を用いて示している。すなわち、複数の測定条件に対応する、複数の異なるアンテナ３４ａ、３４ｂ、３４ｃのそれぞれによって移動局１０からの電波を受信することによって得られたものである。前述したように、アンテナ３４ａ、３４ｂ、３４ｃは異なる位置に設置されるため、電波の干渉の影響が異なる。すなわち、所望波の強度での頻度分布は、ほぼ共通するが、干渉の影響を受けている部分での頻度分布は、それぞれのアンテナによって異なってくる。
【００４１】
変動除去部４２は、図７（ａ）〜（ｃ）の複数の分布について、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記複数の分布のうちで最も少ない計測頻度をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度によって表わされるヒストグラムを、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。例えば、受信強度の区間Ｓ１に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ１Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度Ｔ１Ｂは０、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ１Ｃであるので、これらのうち最も少ない計測頻度である０が受信強度の区間Ｓ１についての補正計測頻度とされる。同様に受信強度の区間Ｓ２に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ２Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｂ、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｃである。これらは何れも０でないが、最も少ない計測頻度であるＴ２Ｂが受信強度の区間Ｓ２についての補正計測頻度とされる。さらに、受信強度の区間Ｓ３に対しては、図７（ａ）の分布における計測頻度Ｔ３Ａおよび、図７（ｃ）の分布においては計測頻度Ｔ３Ｃは０、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ３Ｂであるので、これらのうち最も少ない計測頻度である０が受信強度の区間Ｓ３についての補正計測頻度とされる。また、図７（ａ）〜（ｃ）のいずれの分布においても計測頻度が０である受信強度の補正計測頻度回数は０とされる。これを受信強度についての所定の区間幅の区間のそれぞれ、具体的には、図６と同様に受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には、３２区間のそれぞれについて実行することにより、各受信強度の区間に対する補正計測頻度回数を得ることができる。また、この補正計測頻度を受信強度に対するヒストグラムとすることにより補正分布が得られる。このようにすれば、電波の干渉などによる受信強度の変動は異なる全ての受信強度に現れにくいことから、前記複数の測定条件を比較し、前記受信強度の値ごとに前記複数の測定条件に対応する複数の受信強度の分布のうち、最も少ない計測頻度の値を補正計測頻度とすることにより、補正計測頻度を電波の受信強度の変動の影響を低減したものとすることができる。
【００４２】
通信インタフェース６０は、基地局１２からサーバ１４や他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。例えば各基地局１２からサーバ１４へは受信強度演算部４４によって算出された補正受信強度の値についての情報などが通信インタフェース６０を介して送信される。またサーバ１４から基地局１２へは基地局１２や移動局１０の作動に関する指令などが送信され、通信インタフェース６０を介して受信される。
【００４３】
図４はサーバ１４の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図４に示すように、サーバ１４は必要な情報を記憶するための記憶部６６と、前記移動局１０の位置の算出のための演算を行なう測位部６８と、通信ケーブル１８により接続された基地局１２と情報通信を行なうための通信インタフェース６４とを機能的に有する。このサーバ１４は例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、必要な演算などを実行するようになっている。
【００４４】
通信インタフェース６４は、前述の基地局１２の通信インタフェース６０と同様に、サーバ１４から他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。
【００４５】
記憶部６６は、後述する測位部６８において測位に必要とされる情報などが記憶される。図８は、記憶部６６に記憶される情報の一例であって、所定の出力により送信された電波の伝搬距離Ｄ（ｍ）とその電波の受信強度（例えばＲＳＳＩ）との一般的な関係を示したものである。この関係は予め実験的にあるいはシミュレーションにより得られ、記憶部５８に記憶されている。前記電波の伝搬距離Ｄは、具体的には電波を送信する移動局１０とその電波を受信する基地局１２との距離に対応する。
【００４６】
測位部６８は、各基地局１２の補正受信強度演算部４４によって算出される補正受信強度と、予め既知である各基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の位置を算出する。
【００４７】
まず測位部６８は、記憶部６６に記憶された電波の伝搬距離とその電波の受信強度との関係に基づいて、各基地局１２と移動局１０との距離を算出する。具体的には、前記図８に示すような電波の伝搬距離とその電波の受信強度との関係から、各基地局１２の補正受信強度演算部４４によって算出される補正受信強度に対応する各基地局１２と移動局１０との距離を算出する。
【００４８】
続いて、各基地局１２と移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置情報に基づいて移動局１０の位置を算出する。
【００４９】
図９は、測位部６６による移動局１０の位置の算出の原理を説明する図である。移動局１０の位置を表わす座標を（ｘ、ｙ）とし、この移動局１０からの電波を受信した基地局である、第１普通基地局１２Ａの位置を表わす座標が（ｘＢ１，ｙＢ１）、第２普通基地局１２Ｂの位置を表わす座標が（ｘＢ２，ｙＢ２）、第３普通基地局１２Ｃの位置を表わす座標が（ｘＢ３，ｙＢ３）、第４基地局１２Ｄの位置を表す座標が（ｘＢ４，ｙＢ４）であるとすると、これらの関係は次式（１）により得られる。なお、図１１における基地局１２の配置は説明を簡単にするため図１のものと異なっている。
(xB1 - x)2 + (yB1 - y)2= r12
(xB2 - x)2 + (yB2 - y)2= r22
(xB3 - x)2 + (yB3 - y)2= r32
(xB4 - x)2 + (yB4 - y)2= r42 ・・・（１）
ここで、ｒ１、ｒ２、ｒ３およびｒ４（ｍ）はそれぞれ、第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、および第４普通基地局１２Ｄのそれぞれから移動局１０までの距離であって、記憶部６６に記憶される電波の伝搬距離とその電波の受信強度との関係から、各基地局１２の補正受信強度演算部４４によって算出される補正受信強度に対応する値として算出される距離である。測位部６６は前記（１）式を解くことにより、移動局１０の位置（ｘ，ｙ）を算出する。なお、前記（１）式を解くにあたり、それらの全ての式を連立させて解く必要はなく、解を算出するのに最低限の数の式により解いてもよい。具体的には、移動局１０が平面を移動する場合には、（１）式は移動局の位置を表わす（ｘ，ｙ）、すなわち２つの未知数を解くための方程式であればよいので、３本以上の式、すなわち、３局以上の基地局１２における受信結果に基づいて導かれる式でよい。同様に移動局１０が３次元の空間を移動する場合には、（１）式は移動局の位置を表わす（ｘ，ｙ，ｚ）に対応する３つの未知数を解くための方程式であるので、４本以上の式、すなわち、４局以上の基地局１２における受信結果に基づいて導かれる式とされる。
【００５０】
図１０は本実施例の移動局測位システム８における制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においてはサーバ１４から各基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０の測位を実行するための指令が行なわれる。この指令は、（１）複数の基地局１２のいずれか１つ（以下「代表基地局」という。）に対し、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令を基地局１２の無線部３４から移動局１０に送信させる指令と、（２）複数の基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０から送信される測位のための電波を受信し、受信強度測定部３８において受信強度を測定し、検出した受信強度をサーバ１４に送信させる指令とを含む。このうち、前記（１）の指令は、サーバ１４は無線通信のための電波の送受信などについての機能を有していないために、サーバ１４から移動局１０への指令はいずれかの基地局１２の有する無線部３４を介して行なわれることによるものであって、前記いずれか１つの基地局１２である代表基地局は、例えば、任意に選択される基地局１２とされる。
【００５１】
ＳＡ２においては、各基地局１２において、サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されたか否かが待機される。サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信される場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ３が実行される。一方サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されない場合には、本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＡ１が実行されて、サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されるまで待機が行なわれる。
【００５２】
ＳＡ３は、ＳＡ２の判断が肯定された場合に実行されるステップであって、ＳＡ２で受信されたサーバ１４から前記（１）の指令を受信したか否かが判断される。前記（１）の指令を受信した基地局１２、すなわち代表基地局においては本ステップの判断が肯定され、ＳＡ４が実行される。また、前記（１）の指令を受信せず、（２）の指令のみを受信した基地局１２においては、本ステップの判断が否定され、ＳＡ４が実行されることなく、移動局１０から送信される測位のための電波の受信が行なわれる。
【００５３】
ＳＡ４においては、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令が無線により移動局１０に対して送信される。この指令は基地局１２が複数のアンテナ３２を有する場合には、いずれか１個のアンテナが任意に選択されてそのアンテナ３２を用いて行なわれればよい。この移動局１０への指令の送信が行なわれた後、移動局１０から送信される測位のための電波の受信が行なわれる。
【００５４】
ＳＡ５においては、移動局１０において、測位のための電波の送信を行なうための指令（ＳＡ４の指令）が受信されたか否かが待機される。移動局１０において測位のための電波の送信を行なうための指令が受信された場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ６が実行される。一方、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されない場合には本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＡ５が実行されて、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されるまで待機が行なわれる。
【００５５】
移動局１０の無線部２４などに対応するＳＡ６においては、移動局１０から測位のための電波の送信が行なわれる。この測位のための電波の送信は予め定められた出力により行なわれる。
【００５６】
各基地局１２の無線部３４、受信強度検出部３８などに対応するＳＡ７においては、移動局１０から送信される測位のための電波が受信され、その受信強度の値が、例えば予め定められた計測間隔毎に計測される。この受信は、例えば予め設定された複数の測定条件に対応して行なわれ、本実施例においては複数の異なる位置に設置されたアンテナを用いて行なわれる。この受信強度は前述のように、例えば２５６段階で受信強度を評価するＲＳＳＩなどが用いられる。このように計測されたデータは、時系列順に、すなわち受信時刻に対する受信強度の値として得られる。
【００５７】
分布生成部４０に対応するＳＡ８においては、複数の測定条件ごと、すなわち複数のアンテナ３２により受信された電波の受信強度ごとに、受信強度の値に対する計測頻度の頻度の分布からヒストグラムが例えば図７の（ａ）〜（ｃ）のように複数生成される。本実施例においては、受信強度が前述のように０から２５５までの２５６段階の指標によって表わされるＲＳＳＩであり、区間の幅が８とされるので、生成されるヒストグラムにおける受信強度の区間の数（ヒストグラムの階級）は３２である。
【００５８】
変動除去部４２に対応するＳＡ９においては、ＳＡ８において生成される複数のヒストグラムのそれぞれに基づいて、電波の受信強度の変動の影響を低減した補正分布を得るための変動除去ルーチンが実行される。
【００５９】
図１１はこの変動除去ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＢ１においては、受信強度の区間（階級）を表わす変数Ｓの値が初期化（ここでは０）とされる。以下において、変数Ｓについての受信強度の区間を、受信強度階級Ｓという。
【００６０】
続いてＳＢ２においては、ＳＡ８で生成された複数のヒストグラムのそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度が比較され、その最小値が選択されて、補正計測頻度とされる。
【００６１】
ＳＢ３においては、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値Ｓｍａｘであるか否かが判断される。本実施例においては、受信強度の区間が前述のように３２区間とされるので、この受信強度階級Ｓの最大値Ｓｍａｘは３１である。受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＢ４が実行される。また、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値でない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＢ５が実行される。
【００６２】
ＳＢ４においては、各受信強度階級ＳについてＳＢ２で算出された補正計測頻度に基づいて、具体的には各受信強度の区間についてＳＢ２で算出された補正計測頻度を表わすヒストグラムが補正分布として生成される。
【００６３】
また、ＳＢ３の判断が否定された場合に実行されるＳＢ５においては、受信強度階級を表わすＳに１が加えられた後、ＳＢ２が再度実行される。
【００６４】
図１０に戻って、補正受信強度演算部４４に対応するＳＡ１０においては、ＳＡ９で生成される補正分布に基づいて、基地局１２が受信した電波の受信強度であって、受信強度の変動の影響を低減した値である補正受信強度が算出される。具体的にはこの補正受信強度は補正分布の平均として算出される。
【００６５】
通信インタフェース６０などに対応するＳＡ１１においては、ＳＡ１０で算出される補正受信強度の値などが通信ケーブル１８等を介してサーバ１４に送信される。
【００６６】
サーバ１４の測位部６８などに対応するＳＡ１２においては、複数の基地局１２からＳＡ１１において送信される、複数の基地局１２における移動局１０からの電波の補正受信強度の値と、予め記憶されている基地局１２の位置についての情報とに基づいて、移動局１０の位置が算出される。具体的には例えば前記図８に示した受信電力強度と距離の関係などに基づいて、前記複数の基地局１２のそれぞれにおける移動局１０からの電波の補正受信強度に基づいて、それら基地局１２と移動局１０との距離が算出される。そして、算出された各基地局１２と移動局１０との距離ｒと、予め記憶されている基地局１２の位置についての情報とに基づいて、例えば前記（１）式に示すような関係式が導出され、その関係式が解かれることにより、移動局１０の位置が解として得られる。
【００６７】
前述の実施例によれば、測定条件設定部４６（ＳＡ７）により、電波を受信するための複数の異なる測定条件が設定され、受信強度計測部５２（受信強度検出部３８、分布生成部４０、ＳＡ７、ＳＡ８）により、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて、電波の受信強度の値があらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測されるとともに、受信強度の区間に対する計測頻度のヒストグラムが算出され、受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）により、受信強度計測部５４により算出される該受信強度の区間に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法により演算することで、受信する電波の補正受信強度が算出されるので、前記異なる測定条件のそれぞれについての受信強度に基づいて演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００６８】
また、前述の実施例によれば、受信強度演算部５４は、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて受信強度計測部５２により算出されるヒストグラムのうち、同一の受信強度の区間における計測頻度がもっとも少ない計測頻度を該受信強度の区間に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出するので、前記受信強度演算部４４により、複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００６９】
また、前述の実施例によれば、測定条件設定部４６は、複数の測定条件を、異なる位置に設けられた複数のアンテナ３２のそれぞれを用いて電波を受信することとして設定するので、異なる位置にそれぞれ設けられた複数のアンテナ３２によって受信される電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【００７０】
また、前述の実施例によれば、基地局１２は複数の異なる位置に設置されたアンテナ３２とそのアンテナに対応して電波を受信するための複数の無線部３４とを有し、さらにこれら複数の無線部３４により受信された電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部３８を備えるので、前記測定条件設定部４６が設定する測定条件により受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができる。
【００７１】
また、前述の実施例によれば、移動局測位システム８は、複数の異なる位置に設置されたアンテナ３２とそのアンテナに対応して電波を受信するための複数の無線部３４とを有し、さらにこれら複数の無線部３４により受信された電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部３８を備える複数の基地局１２が、移動局１０から送信される電波を受信するので、受信した電波の干渉を低減した補正受信強度を電波の受信強度として得ることができ、測位部６８により該電波の干渉を低減した補正受信強度に基づいて前記複数の基地局１２のそれぞれと前記移動局１０との距離がそれぞれ算出され、該距離に基づいて移動局１０の位置が算出されるので、移動局１０の位置を精度よく算出することができる。
【００７２】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００７３】
本実施例は、変動除去部４２の別の作動に関するものである。変動除去部４２は、前述のように分布生成部４０により生成される、前記受信強度検出部３８のそれぞれにより計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布（ヒストグラム）と、予め記憶された演算方法とにより、受信した電波の補正分布を算出する。
【００７４】
前述の実施例においては、変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数のヒストグラムについて、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記複数の分布のうちで最も少ない計測頻度をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行ない、得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出した。
【００７５】
本実施例においては、変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数の分布について、前記受信強度の区間についての前記複数の分布のそれぞれにおける計測頻度を乗じて得られる値をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を、全ての受信強度の区間、具体的には受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、受信強度の区間を３２とする場合にはその３２区間のそれぞれについて行なう。そして、得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。
【００７６】
本実施例における変動除去部４２の作動を図７を用いて具体的に説明する。図７は前述のように、分布生成部４０によって生成される、複数の受信強度の分布、例えば図７の（ａ）が第１受信強度検出部３８ａ、（ｂ）が第２受信強度検出部３８ｂ、（ｃ）が第３受信強度検出部３８ｃ、のそれぞれによって検出された受信強度の分布を、共通する受信強度の値（受信強度の区間）を表わす横軸を用いて示している。この区間は具体的には、前述の実施例と同様に、受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には３２の区間として設定される。
【００７７】
変動除去部４２は、図７（ａ）〜（ｃ）の複数の分布について、前記受信強度の区間についての複数の分布のそれぞれにおける計測頻度を乗じて得られる値をその受信強度の区間についての補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。例えば、受信強度の区間Ｓ１に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ１Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度Ｔ１Ｂは０、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ１Ｃであるので、これらを乗じて得られる値である０が受信強度の区間Ｓ１についての補正計測頻度とされる。同様に、受信強度の区間Ｓ３に対しては、図７（ａ）の分布における計測頻度Ｔ３Ａおよび、図７（ｃ）の分布においては計測頻度Ｔ３Ｃは０、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ３Ｂであるので、これらを乗じて得られる０が受信強度の区間Ｓ３についての補正計測頻度とされる。また、図７（ａ）〜（ｃ）のいずれの分布においても計測頻度が０である受信強度の区間の補正計測頻度は０とされる。一方、受信強度の区間Ｓ２に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ２Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｂ、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｃである。これらは何れも０でないので、これらを乗じたＴ２Ａ×Ｔ２Ｂ×Ｔ２Ｃが受信強度の区間Ｓ２についての補正計測頻度とされる。これを受信強度についての所定の区間幅の区間のそれぞれ、具体的には、図６と同様に受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、区間幅が８である場合には、３２区間のそれぞれについて実行することにより、各受信強度の区間に対する補正計測頻度回数を得ることができる。また、この補正計測頻度を受信強度に対するヒストグラムとすることにより補正分布が得られる。このようにすれば、電波の干渉などによる受信強度の変動は異なる全ての受信強度に現れにくいことから、前記複数の測定条件を比較し、前記受信強度の値ごとに前記複数の測定条件に対応する複数の受信強度の分布のうち、最も少ない計測頻度の値を補正計測頻度とすることにより、補正計測頻度を電波の受信強度の変動の影響を低減したものとすることができる。
【００７８】
図１２は本実施例における変動除去部４２の作動の一例を説明するフローチャート、すなわち図１０のＳＡ９に対応して実行される変動除去ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＣ１においては、受信強度の区間（階級）を表わす変数Ｓの値が初期化（ここでは０）とされる。
【００７９】
続いてＳＣ２においては、ＳＡ８で生成された複数のヒストグラムのそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度が乗算され、その積が算出されて、補正計測頻度とされる。
【００８０】
ＳＣ３においては、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値Ｓｍａｘであるか否かが判断される。受信強度階級Ｓの値が予め設定された受信強度階級の最大値Ｓｍａｘ、具体的には例えば３２の受信強度階級が設定される本実施例においては３１である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＣ４が実行される。また、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値でない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＣ５が実行される。
【００８１】
ＳＣ４においては、各受信強度階級ＳについてＳＣ２で算出された補正計測頻度に基づいて、受信強度に対する補正計測頻度の分布である補正分布が生成される。
【００８２】
また、ＳＣ３の判断が否定された場合に実行されるＳＣ５においては、受信強度階級の値Ｓに１が加えられた後、ＳＣ２が再度実行される。
【００８３】
前述の実施例によれば、受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）は、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて受信強度計測部５２により算出される分布において、同一の受信強度の区間における計測頻度を乗じて得られる値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出するので、前記複数の測定条件のそれぞれについて共通して検出される受信強度の値を用いて計測される受信強度の値のみを用いて前記補正分布を算出する、言い換えれば、いずれか１つの測定条件において受信強度が０とされた場合には前記補正受信強度を０として前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【実施例３】
【００８４】
本実施例は、変動除去部４２の更に別の作動に関するものである。本実施例においては、変動除去部４２は、前記分布生成部４０が生成した電波の受信強度の複数の分布（ヒストグラム）について、同一の受信強度の区分における計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とする処理を、全ての受信強度の区分、具体的には例えば、受信強度が０から２５５までの２５６段階で表わされ、前記受信区分の幅が８とされる場合には３２の区分のそれぞれについて行なう。そして、得られた各受信強度の区分に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。
【００８５】
本実施例における変動除去部４２の作動を図７を用いて具体的に説明する。図７は前述のように、分布生成部４０によって生成される、複数の受信強度のヒストグラム（分布）、例えば図７の（ａ）が第１受信強度検出部３８ａ、（ｂ）が第２受信強度検出部３８ｂ、（ｃ）が第３受信強度検出部３８ｃ、のそれぞれによって検出された受信強度の分布を、共通する受信強度の値（受信強度の区間）を表わす横軸を用いて示している。
【００８６】
変動除去部４２は、図７（ａ）〜（ｃ）の複数の分布について、前記受信強度の区間についての計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とする処理を全ての受信強度の区間について行なう。そして、このように得られた各受信強度の区間に対する補正計測頻度を、受信強度に対する分布である補正分布として算出する。例えば、受信強度の区間Ｓ１に対しては、図７（ｂ）の分布においては計測頻度Ｔ１Ｂが０であり、受信強度の区間Ｓ３に対しては、図７（ａ）の分布における計測頻度Ｔ３Ａおよび、図７（ｃ）の分布においては計測頻度Ｔ３Ｃが０である、すなわち、いずれかの測定条件における計測頻度が０であるので、それぞれ補正計測頻度は０とする。また、図７（ａ）〜（ｃ）のいずれの分布においても計測頻度が０である受信強度の補正計測頻度も同様に０とされる。一方、受信強度の区間Ｓ２に対しては、図７（ａ）の分布においては計測頻度がＴ２Ａ、図７（ｂ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｂ、図７（ｃ）の分布においては計測頻度がＴ２Ｃである。これらは何れも０でないので、計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回るか否かの判断を行う。そして、この判断が肯定される場合には、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とする。一方、前記判断が否定される場合には、補正計測頻度を０とする。
【００８７】
ここで、前記所定の閾値とは、例えば複数の測定条件における計測頻度の最大値に０．５を乗じたものとして設定される。前記受信強度Ｓ２の例において、各分布における計測頻度がＴ２Ｃ＞Ｔ２Ａ＞Ｔ２Ｂ＞０であるとすると、計測頻度の最大値および最小値はそれぞれＴ２Ｃ、Ｔ２Ｂとなる。変動除去部４２は、最大値と最小値との差（Ｔ２Ｃ−Ｔ２Ｂ）が前記所定の閾値である最大値に０．５を乗じたＴ２Ｃ／２を下回るか否かを判断する。そして、その判断が肯定される場合、すなわち（Ｔ２Ｃ−Ｔ２Ｂ）＜Ｔ２Ｃ／２である場合には、前記複数の計測頻度の平均、すなわち（Ｔ２Ａ＋Ｔ２Ｂ＋Ｔ２Ｃ）／３を前記受信強度Ｓ２の補正計測頻度とする。一方、前記判断が否定される場合、すなわち（Ｔ２Ｃ−Ｔ２Ｂ）≧Ｔ２Ｃ／２である場合には、前記受信強度Ｓ２の補正計測頻度を０とする。このようにすれば、特定の測定条件においてのみ計測頻度が多い受信強度が補正計測頻度から除かれるので、補正計測頻度を電波の受信強度の変動の影響を低減したものとすることができる。
【００８８】
図１３は本実施例における変動除去部４２の作動の一例を説明するフローチャート、すなわち図１０のＳＡ９に対応して実行される変動除去ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＤ１においては、受信強度の区間（階級）を表わす変数Ｓの値が初期化（ここでは０）とされる。
【００８９】
続いてＳＤ２においては、ＳＡ８で生成された複数のヒストグラムのそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度が、いずれも０でないか否かが判断される。複数の測定条件のそれぞれに対応する分布における計測頻度がいずれも０でない場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ３が実行される。複数の測定条件のそれぞれに対応する分布における計測頻度のいずれかが０である場合には本ステップの判断が否定され、ＳＤ５が実行される。
【００９０】
ＳＤ３においては、ＳＡ８で生成された複数の分布のそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度のうち、最大の計測頻度と最小の計測頻度との差が、所定の閾値を下回るか否かが判断される。この所定の閾値とは例えば、前記最大の計測頻度に０．５を乗じた値である。最大の計測頻度と最小の計測頻度との差が前記所定の閾値を下回る場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＤ４が実行される。一方、最大の計測頻度と最小の計測頻度との差が、所定の閾値を上回る、あるいは両者が等しい場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＤ５が実行される。
【００９１】
ＳＤ４においては、受信強度階級Ｓに対応する補正計測頻度が、ＳＡ８で生成された複数の分布のそれぞれにおける受信強度階級Ｓに対する計測頻度の平均として算出される。
【００９２】
ＳＤ５においては、受信強度階級Ｓに対応する補正計測頻度が０とされる。
【００９３】
ＳＤ６においては、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値Ｓｍａｘであるか否かが判断される。受信強度階級Ｓの値が予め設定された受信強度階級の最大値Ｓｍａｘ、具体的には例えば３２の受信強度階級が設定される本実施例においては３１である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ７が実行される。また、受信強度階級Ｓの値が予め設定された最大値でない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＤ８が実行される。
【００９４】
ＳＤ７においては、各受信強度階級ＳについてＳＤ４で算出された補正計測頻度に基づいて、受信強度に対する補正計測頻度の分布である補正分布が生成される。
【００９５】
また、ＳＤ６の判断が否定された場合に実行されるＳＤ８においては、受信強度階級の値Ｓに１が加えられた後、ＳＤ２が再度実行される。
【００９６】
前述の実施例によれば、受信強度演算部５４（変動除去部４２、補正受信強度演算部４４、ＳＡ９、ＳＡ１０）は、測定条件設定部４６により設定された測定条件のそれぞれについて受信強度計測工程５２により算出される分布において、同一の受信強度の区間における計測頻度が複数の測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する補正計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出するので、特定の測定条件においてのみ計測頻度が多い受信強度が補正計測頻度から除いて前記補正分布を算出することができ、その補正分布に基づいて補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【実施例４】
【００９７】
本発明の別の実施例について更に説明する。図１４は、本実施例における基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図３に対応する図である。本実施例においては、基地局１２は少なくとも１本のアンテナ１３２を有し、またそのアンテナに対応して設けられる、それぞれ少なくとも１つの無線部１３４、受信強度検出部１３８、分布生成部１４０を有する点において前述の図３の基地局１２とは異なる。また、測定条件設定部１４６の作動も前述の測定条件設定部４６のものとは異なる。
【００９８】
基地局１２の有するアンテナ１３２は、後述する無線部１３４により電波を送受信するのに用いられるものであって、前述の実施例のアンテナ３２と同様のものである。
【００９９】
無線部１３４は、前述の実施例の無線部３４と同様に、基地局１２における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部１３６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部１３４は制御部１３６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、アンテナ１３２により電波を送信する。このように、無線部１３４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部１３４は、電波の受信時にはアンテナ１３２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部１３４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【０１００】
また、本実施例の無線部１３４は、後述する制御部３６の測定条件設定部１４６によって、送受信する電波の周波数（チャンネル）が変更可能とされている。すなわち、無線部１３４の有する搬送波生成回路や復調器などは複数種類の周波数に対応したものとされている。
【０１０１】
制御部１３６は、基地局１２の作動を制御するものであって、具体的には無線部１３４により取り出されたり、後述するサーバ１４から得られる情報を処理したり、指令に従って基地局１２の作動を変更したりする。前記無線部１３４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部１３６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。前記無線部１３４および制御部１３６などが受信機としての機能を有する。
【０１０２】
また、制御部１３６は測定条件設定部１４６を機能的に有している。この測定条件設定部１４６は、後述する分布生成部１４０が受信した電波の受信強度の測定値に対する計測頻度の分布を作成する際の測定条件を複数設定する。前述の実施例と同様に、計測頻度は、例えば、予め定められた計測間隔における計測回数である。具体的には、本実施例においては、測定条件設定部１４６は前記複数の測定条件を、異なる周波数により移動局１０から送信される電波のそれぞれを基地局１２において受信することとして設定する。すなわち、本実施例においては、移動局１０から複数種類の周波数により送信された電波は、それぞれアンテナ１３２を用いて無線部１３４により受信される。この測定条件設定部１４６の作動が測定条件演算工程に対応する。
【０１０３】
また、測定条件設定部１４６は前記複数種類の周波数の電波を次のように決定してもよい。まず、基地局１０と移動局１２とはそれぞれ、相互に送受信可能な周波数の一覧を予め有しておく。そして、基地局１２において、前記送受信可能な周波数のそれぞれについて電波の受信を行ない、その基地局１２の周囲においてその周波数を用いて予め定められた無線通信が予め定められた所定時間だけ行なわれているか否かを検出する。そして、所定時間基地局１２の周囲において無線通信が予め定められた所定時間だけ行なわれていることが検出されなかった周波数を、その基地局１２と移動局１０との無線通信に用いることのできる電波の周波数であるとする。無線通信が行なわれているか否かは、例えば、他の無線局が送信した電波を検出したか否かに基づいて行なう。この所定時間だけ無線通信が行なわれていないことが、電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たすことに対応する。このようにして各基地局１２のそれぞれについて、その基地局１２と移動局１０との無線通信に用いることのできる電波の周波数の一覧を生成する。そして、測定条件設定部１４６は、前記複数種類の周波数として、全ての基地局１２に共通して移動局１０との無線通信に用いることができるとされた電波の周波数を設定する。
【０１０４】
受信強度検出部１３８は、無線部１３４のそれぞれが受信した電波の受信強度を計測するものであって、例えば予め設定された所定の受信時間区間において、後述する時計４８から供給されるクロック信号に基づいて所定の計測間隔ごとに受信した電波の受信強度の値を検出する。前記電波の受信強度は、前述の実施例と同様に、例えばＲＳＳＩが用いられ、具体的には電波の受信強度が予め定められた例えば２５６段階の数により表わされる。また、前記所定の計測間隔は例えば、変動除去部４２において補正分布を生成する際に十分なサンプル数となるように設定される。また、受信強度検出部１３８による受信強度の値の検出は、いずれの測定条件においても同じ値となるように、予め定められた一定時間である受信時間区間において行なわれる。この受信時間区間は、例えば移動局１０による電波の送信時間の長さに対応して、例えば送信時間と同じ時間となるように設定される。前記受信強度検出部１３８および分布生成部１４０を含む概念を受信強度計測部５２とすると、この受信強度計測部５２による作動が受信強度計測工程に対応する。
【０１０５】
分布生成部１４０は、前記受信時間区間において、前記受信強度検出部１３８によりそれぞれの測定条件、すなわち移動局１０から送信される複数の異なる周波数の電波のそれぞれを受信した際の、計測される電波の受信強度の値に対する検出頻度の分布を前記複数の周波数のそれぞれについて生成する。
【０１０６】
図１５は本実施例の移動局測位システム８における制御作動の一例を説明するフローチャートであって、前述の実施例の図１０に対応するものである。このうち、ＳＥ１乃至ＳＥ５は、前述の図１０のＳＡ１乃至ＳＡ５に対応するものであって、同様の作動が行なわれるので、説明を省略する。
【０１０７】
移動局１０の無線部２４などに対応するＳＥ６においては、移動局１０から測位のための電波の送信が行なわれる。この測位のための電波の送信は予め定められた出力により行なわれる。本ステップにおける電波の送信は、例えば予め定められた時間パターンにより、前記測定条件設定部１４６によって測定条件として定められた複数種類の周波数の電波を送信するように行なわれる。具体的には例えば前記時間パターンとは、前記複数種類の周波数のうちの１の周波数の電波の送信を所定の送信時間だけ行ない、所定の休止時間の経過後に前記複数種類の周波数のうちの別の周波数の電波の送信を所定の送信時間だけ行なうというように、送信と送信休止とを繰り返すように行なわれ、この時間パターンは予め基地局１２においても既知とされている。
【０１０８】
各基地局１２の無線部１３４、受信強度検出部１３８などに対応するＳＥ７においては、前述のＳＥ６において前記時間パターンにより移動局１０から送信される測位のための電波が受信され、その受信強度の値が、例えば予め定められた計測間隔毎に計測される。ＳＥ６において移動局１０から送信される電波の周波数は前述のように前記時間パターンにより変化させられるが、これに対応して、具体的には前記時間パターンを基地局１２でも有しておくことにより、本ステップにおいて受信される電波の周波数も変化させられる。このようにして、複数の測定条件である複数種類の電波が順次受信される。また、この受信強度は前述のように、例えば２５６段階で受信強度を評価するＲＳＳＩなどが用いられる。このように計測されたデータは、時系列順に、すなわち受信時刻に対する受信強度の値として得られる。
【０１０９】
分布生成部１４０に対応するＳＥ８においては、複数の測定条件ごと、すなわちアンテナ１３２により受信された複数の周波数の電波の受信強度について、その周波数ごとに、受信強度の値に対する計測頻度の頻度の分布が（ヒストグラム）例えば図７の（ａ）〜（ｃ）のように複数生成される。
【０１１０】
続くＳＥ９乃至ＳＥ１２は前述の図１０のフローチャートのＳＡ９乃至ＳＡ１２にそれぞれ対応するものであり、各ステップにおける作動も同様であるので説明を省略する。なお、変動除去部４２に対応するＳＥ９において実行される変動除去ルーチンには例えば、前述の実施例において示した図１１乃至図１３のいずれかが用いられる。
【０１１１】
前述の実施例によれば、測定条件設定部１４６は、前記複数の測定条件を、複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信することとして設定するので、異なる周波数により送信された複数の周波数の電波の受信強度のそれぞれに基づいて所定の演算方法により演算されて得られる補正受信強度を電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【０１１２】
また、前述の実施例によれば、前記移動局測位システム８は、前記基地局１２と移動局１０との通信における電波を、予め定められた所定時間において他の無線局による無線通信が行なわれていない周波数、すなわち電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たす周波数の電波を受信することを、前記測定条件として設定する測位条件設定部１４６を有するので、予め電波の干渉が小さい周波数を用いて移動局１０と基地局１２との電波の送受信を行なうための周波数を前記測定条件として設定することができ、電波の干渉の影響を低減した受信強度として得ることができる。
【０１１３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１４】
例えば、前述の実施例においては移動局１０は平面上を移動するものとされたが、かかる態様に限られず、空間（３次元）を移動するものであってもよい。この場合、移動局１０の位置を表わす座標（ｘ，ｙ，ｚ）を未知数として前記（１）式に対応する式が導出されればよい。
【０１１５】
また、前述の実施例においては、受信強度演算部４４は、前記変動除去部４２が補正分布として算出したヒストグラムに基づいて、そのヒストグラムにおいて最多の補正計測頻度を生じた受信強度の区分の中間値を補正受信強度としたが、このような態様に限られない。例えば、前記前記補正分布の平均の値を補正受信強度として算出したが、このような態様に限られない。具体的にはたとえば、前記変動除去部４２が補正分布として算出したヒストグラムにおける平均を算出し、その平均を補正受信強度としてもよい。
【０１１６】
また、前述の実施例においては、受信強度検出部３８、１３８が検出する受信強度は例えば２５６段階により評価されるＲＳＳＩとされたが、これに限られず、ＲＳＳＩはこれより多い段階により評価されるものであっても良いし、低い段階により評価されるものであってもよい。また、ＲＳＳＩ以外の指標、例えば受信電力などが検出されてもよい。
【０１１７】
また、前述の実施例においては、分布生成部４０、１４０によって生成されるヒストグラム（分布）や変動除去部４２によって生成される補正分布における受信強度の区間は３２区間とされたが、これに限られない。すなわち、受信強度の定義や、区間の幅を任意に設定することにより、区間の数を変更することができる。
【０１１８】
前述の実施例においては、分布作成部４０、変動除去部４２、補正受信強度演算部４４は基地局１２の有する機能であるとされたが、これに限られない。例えばこれらをサーバ１４の有する機能とすることも可能である。この場合、各基地局１２からサーバ１４に対し、受信強度検出部３８、１３８において計測される各計測間隔ごとの受信強度の値についての情報が前記複数の測定条件ごとにサーバ１４に送信され、サーバ１４において処理されればよい。また、逆に、前述の実施例においては測位部６８は基地局１４の有する機能であるとされたが、いずれかの基地局１２の有する機能であるとされてもよい。このようにすれば、サーバ１４別に設ける必要がない。
【０１１９】
また、前述の実施例において、受信強度検出部３８、１３８における受信強度の値は、無線部３４、１３４において受信する電波の受信強度の瞬時値であってもよいし、予め定められた複数回だけ検出された瞬時値の平均値であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の一実施例である移動局測位システムの概要を説明する図である。
【図２】図１の移動局測位システムを構成する移動局の有する機能の要部を説明する図である。
【図３】図１の移動局測位システムを構成する基地局の有する機能の要部を説明する図である。
【図４】図１の移動局測位システムを構成するサーバの有する機能の要部を説明する図である。
【図５】受信した電波の受信強度における変動の影響を説明する図である。
【図６】受信した電波の受信強度に変動が生じる場合における、受信強度に対する検出頻度の分布の例を説明する図である。
【図７】図３の基地局における分布生成部において検出される、複数の測定条件に対応する分布の例を説明する図である。
【図８】図４のサーバの記憶部に記憶される情報の一例であって、移動局からの電波の伝搬距離と電波の受信強度との関係を説明する図である。
【図９】図４のサーバの測位部における測位作動の原理を説明する図である。
【図１０】図１の移動局測位システムの作動の一例の概要を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０のフローチャートにおいて実行される変動除去ルーチンの一例を説明する図である。
【図１２】図１０のフローチャートにおいて実行される変動除去ルーチンの別の例を説明する図であって図１０に対応する図である。
【図１３】図１０のフローチャートにおいて実行される変動除去ルーチンの更に別の例を説明する図であって図１０に対応する図である。
【図１４】本発明の別の実施例における基地局の有する機能の要部を説明する図であって、図３に対応する図である。
【図１５】本発明の別の実施例における移動局測位システムの作動の概要を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２１】
８：測位システム
１０：移動局（送信器）
１２：基地局（受信器）
６８：測位部
４６：測定条件設定部（測定条件設定工程）
３８、１３８：受信強度検出部（受信強度計測工程）
４０、１４０：分布生成部（受信強度計測工程）
４２：変動除去部（受信強度演算工程）
４４：補正受信電力演算部（受信強度演算工程）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信する電波の受信強度を測定するための受信強度測定方法であって、
該電波を受信するための互いに異なる複数の測定条件を設定する測定条件設定工程と、
該測定条件設定工程により設定された複数の測定条件毎に、前記電波の受信強度の値をあらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測するとともに、該受信強度の値に対する計測頻度の分布を算出する受信強度計測工程と、
該受信強度計測工程により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法で演算することにより、受信する電波の補正受信強度を演算する受信強度演算工程と、
を有することを特徴とする受信強度測定方法。
【請求項２】
前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布のうち、同一の受信強度における計測頻度がもっとも少ない計測頻度を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項３】
前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、異なる位置に設けられた複数のアンテナのそれぞれを用いて電波を受信することとして設定するものであること、
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項４】
前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信することとして設定するものであること、
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項５】
前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度を乗じて得られる値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項６】
前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１に記載の受信強度測定方法により受信した電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部を備えた受信器。
【請求項８】
既知の位置に位置させられた複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
該複数の基地局および該移動局のいずれか一方が請求項７に記載の受信器であり、他方は、該受信器に対し電波を送信する送信器であり、
前記受信強度測定部により測定された補正受信強度に基づいて前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離をそれぞれ算出し、該距離に基づいて移動局の位置を算出する測位部を有すること、
を特徴とする移動局測位システム。
【請求項９】
前記受信器と該受信器に電波を送信する送信器との通信における電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たす周波数の電波を受信することを、前記測定条件として設定する測定条件設定部を有すること、
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【請求項１】
受信する電波の受信強度を測定するための受信強度測定方法であって、
該電波を受信するための互いに異なる複数の測定条件を設定する測定条件設定工程と、
該測定条件設定工程により設定された複数の測定条件毎に、前記電波の受信強度の値をあらかじめ設定された所定の受信時間区間において所定の計測間隔毎に計測するとともに、該受信強度の値に対する計測頻度の分布を算出する受信強度計測工程と、
該受信強度計測工程により算出される該受信強度の値に対する計測頻度の分布をあらかじめ記憶された所定の演算方法で演算することにより、受信する電波の補正受信強度を演算する受信強度演算工程と、
を有することを特徴とする受信強度測定方法。
【請求項２】
前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布のうち、同一の受信強度における計測頻度がもっとも少ない計測頻度を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項３】
前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、異なる位置に設けられた複数のアンテナのそれぞれを用いて電波を受信することとして設定するものであること、
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項４】
前記測定条件設定工程は、前記複数の測定条件を、複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信することとして設定するものであること、
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項５】
前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度を乗じて得られる値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項６】
前記受信強度演算工程は、前記測定条件設定工程により設定された測定条件のそれぞれについて前記受信強度計測工程により算出される前記分布において、同一の受信強度における計測頻度が前記測定条件のいずれにおいても零でなく、かつ前記複数の測定条件における計測頻度の最大値と最小値の差が所定の閾値を下回る場合において、前記複数の測定条件のそれぞれにおける計測頻度の平均値を該受信強度に対する計測頻度とすることにより補正分布を算出するとともに、算出された該補正分布に基づいて前記補正受信強度を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の受信強度測定方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１に記載の受信強度測定方法により受信した電波の受信強度を測定可能な受信強度測定部を備えた受信器。
【請求項８】
既知の位置に位置させられた複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
該複数の基地局および該移動局のいずれか一方が請求項７に記載の受信器であり、他方は、該受信器に対し電波を送信する送信器であり、
前記受信強度測定部により測定された補正受信強度に基づいて前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離をそれぞれ算出し、該距離に基づいて移動局の位置を算出する測位部を有すること、
を特徴とする移動局測位システム。
【請求項９】
前記受信器と該受信器に電波を送信する送信器との通信における電波の干渉を表わす指標が予め定められた要件を満たす周波数の電波を受信することを、前記測定条件として設定する測定条件設定部を有すること、
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【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】
【公開番号】特開２０１０−８５２７９（Ｐ２０１０−８５２７９Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５５４８３（Ｐ２００８−２５５４８３）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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