説明

無線通信システム、及び移動局、並びに基地局

【課題】妨害波が存在する電波環境であっても、移動局からの電波信号の真の受信信号強度値を基地局で検出する。
【解決手段】移動局10と、複数の基地局12A〜Dとを有し、移動局10は、互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む電波信号を送信し、各基地局12A〜Dは、受信された電波信号に基づき、複数の出力値にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出するRSSI部47を備える無線通信システム8であって、上記出力比と、上記複数の受信信号強度値とに基づき、各基地局ごとに妨害波の受信信号強度を算出し、算出した妨害波の受信信号強度と、所定のしきい値とを比較する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、移動局と基地局との間で無線通信を行う無線通信システム、及びこれに用いる移動局並びに基地局に関するものである。
【背景技術】
【0002】
移動局と基地局との間の無線通信の結果に基づいて、移動局の測位を行う測位システムとして、種々の方式のものが既に提唱されており、例えば、TOA(Time of Arrival)方式、TDOA(Time Difference of Arrival)方式、位相差方式、RSSI(受信信号強度)方式等がある。RSSI方式を用いた従来技術の例としては、例えば特許文献1に記載のものがある。
【0003】
この従来技術では、基地局において受信した移動局からの電波信号の受信強度を検出する。そして、移動局からの電波信号の強度は移動局からの距離が遠くなるほど小さくなる性質を利用し、基地局での受信信号強度の大きさに基づき、移動局までの距離検出(測位)を行う。特に、上記従来技術では、測位精度の向上を図るために、多数ある基地局のうち、移動局からの電波信号の受信信号強度の大きさが特に大きくなる数個の基地局を選択し、その選択された基地局での受信信号強度を用いて移動局の測位を行っている。
【特許文献1】特開2005−227167号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、上記のような移動局と基地局との間で無線通信を行う無線通信システムに対し、他の無線機器等による妨害波が発生している場合がある。このような妨害波が発生している電波環境では、移動局からの電波信号に加えて上記妨害波も基地局で受信される。この場合、基地局で受信される受信信号強度は、上記移動局からの電波信号の信号強度に加え、妨害波の信号強度が上乗せされた値(見かけの受信信号強度値)となる。
【0005】
上記従来技術のように、測位精度向上のために受信信号強度値の大きい基地局から順に選択するためには、妨害波を含んだ形での見かけの受信信号強度値ではなく、妨害波分の信号強度値を差し引いた、移動局からの電波信号による真の受信信号強度値を検出する必要がある。しかしながら、上記従来技術では、このように妨害波が存在する電波環境についてまでは配慮されていなかった。
【0006】
本発明の目的は、妨害波が存在する電波環境であっても、移動局からの電波信号の真の受信信号強度値を基地局で検出することができる無線通信システム、及びこれに用いる移動局、並びに基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、第1の発明は、電波信号を送信する送信部を備えた移動局と、前記送信部から送信された前記電波信号を受信する受信部を備えた複数の基地局とを有し、前記移動局は、互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する送信制御手段を備え、前記複数の基地局のそれぞれは、前記受信部で受信された前記電波信号に基づき、前記複数の出力値にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出する強度検出手段を備える無線通信システムであって、前記出力比と、前記複数の受信信号強度値とに基づき、各基地局ごとに妨害波の受信信号強度を算出する妨害波算出手段と、前記妨害波算出手段で算出した前記妨害波の前記受信信号強度と、所定のしきい値とを比較する妨害波判定手段とを有することを特徴とする。
【0008】
本願第1発明においては、移動局の送信部から送信された電波信号が、複数の基地局に備えられた受信部で受信され、その受信部による受信信号強度が各基地局の強度検出手段で検出される。このような電波信号の送受において、なんらかの妨害波が存在していた場合、その影響を受ける基地局においては、強度検出手段での受信信号強度が当該妨害波の分だけ増大するため、正しい受信信号強度の検出が困難となる。
【0009】
ここで、一般に、移動局の送信部から電波信号を送信するときの出力値と、(妨害波の存在なしで)その電波信号を基地局で受信するときの受信信号強度値とは、ほぼ正比例に増加する線形関数となる。妨害波が存在し上記のように受信信号強度が増大する場合には、上記の正比例の関係に、妨害波による受信信号強度値(例えば一定値)の分が上乗せされるだけの関係となり、線形関数としての特性は維持される。
【0010】
そこで、本願第1発明においては、移動局の送信制御手段が送信部を制御することで、互いに所定の出力比となる複数の出力値で電波信号を送信する。この場合、基地局の強度検出手段では、複数の出力値それぞれに対応した複数の受信信号強度値が検出される。前述したように、このときの送信側の出力値と、受信側の受信信号強度値との間には、線形関数としての特性が維持されている。したがって、既知の出力比により複数の出力値を用いて複数の受信信号強度値を検出することで、上記妨害波による受信信号強度値の上乗せ分を相殺することができる。この結果、上記の複数の出力値、複数の受信信号強度値(真の値)、妨害波の受信信号強度値をそれぞれ算出することができる。
【0011】
このように、妨害波の受信信号強度値を算出することができるので、妨害波の影響がある場合であっても、(その影響分を取り除いた形で)基地局における真の受信信号強度値を検出することができる。
【0012】
第2発明は、上記第1発明において、前記複数の基地局のうち、前記妨害波判定手段での比較において、対応する前記妨害波の前記受信信号強度が前記しきい値よりも小さかった前記基地局を選択する基地局選択手段を有することを特徴とする。
【0013】
移動局と複数の基地局との間で無線通信を行う場合には、電波信号の受信時において、妨害波の影響を比較的大きく受ける基地局と、妨害波の影響をあまり受けない基地局とが存在する。そこで本願第2発明においては、各基地局ごとに対応して妨害波の受信信号強度を算出し、その算出値が所定のしきい値より小さい基地局を、妨害波の影響をあまり受けていない基地局として基地局選択手段で選択するようにする。これにより、妨害波の影響を回避した態様で無線通信を行うことができる。
【0014】
第3発明は、上記第2発明において、前記基地局選択手段で選択された各基地局ごとに、前記強度検出手段で検出された前記受信信号強度から、前記妨害波算出手段で算出された前記妨害波の受信信号強度を差し引き、前記受信信号強度の補正値をそれぞれ算出する補正演算手段を有することを特徴とする。
【0015】
これにより、妨害波の影響をなるべく回避した態様で無線通信が行われた基地局において、さらに当該基地局での受信信号強度から妨害波分を差し引くことで、真の受信信号強度値を高精度に算出することができる。
【0016】
第4発明は、上記第3発明において、前記基地局選択手段で選択された各基地局ごとの前記補正された前記受信信号強度の補正値に基づき、前記移動局の測位処理を行う測位処理手段を有することを特徴とする。
【0017】
選択された基地局について高精度に算出された真の受信信号強度値を用いて測位処理を行うことにより、精度よく移動局の測位を行うことができる。
【0018】
第5発明は、上記第2乃至第4発明のいずれかにおいて、前記送信制御手段は、前記複数の出力値を1つのデータ群としたときの複数のデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御し、かつ、前記複数のデータ群に含まれる複数の受信信号強度値に基づき、前記妨害波の強度の安定・不安定を判定する安定性判定手段を設けたことを特徴とする。
【0019】
妨害波により信号強度の上乗せ分が生じている場合に、その妨害波の強度が略一定値で安定しているならば上記の手法で妨害波の影響を除去可能であるが、妨害波の強度が不安定な場合は上記の手法によっては妨害波の影響を除去できない。そこで、本願第5発明においては、送信制御手段が送信部を制御して複数のデータ群(1つのデータ群には複数の出力値を含む)を含む電波信号を)を送信させる。そして、安定性判定手段が、そのときの複数のデータ群の複数の受信信号強度値によって妨害波が安定しているか不安定であるかを判定する。これにより、上記手法による妨害波の影響除去が可能であるかどうかを正確に見極めることができ、可能である場合には、確実に妨害波の影響を除去し、基地局における真の受信信号強度値を精度よく検出することが可能となる。
【0020】
第6発明は、上記第5発明において、前記妨害波算出手段は、前記安定性判定手段で前記妨害波の強度が安定であると判定された場合に、前記妨害波の受信信号強度の算出を行うことを特徴とする。
【0021】
これにより、妨害波の強度が略一定値で安定している場合にのみ、上記の手法を正しく適用し、妨害波の受信信号強度値を精度よく算出することができる。この結果、妨害波の影響を取り除いた形で、基地局における真の受信信号強度値を検出することができる。
【0022】
第7発明は、上記第5又は第6発明において、前記移動局は、前記複数の出力値を含む前記電波信号の送信に先立ち、前記基地局より受信された送信指示信号に基づき、前記送信制御手段が前記複数のデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する複数データ群モードと、前記送信制御手段が前記1つのデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する単一データ群モードとを切り替える、モード切替手段を備えることを特徴とする。
【0023】
これにより、複数のデータ群の複数の受信信号強度値によって妨害波の安定性を判定し、妨害波の強度をより正確に算出するための特別なモードと、(そこまでは行わず)素早く簡易な手法で妨害波の受信信号強度値の算出を実行するための通常のモードとを、操作者のニーズにより切り替えることが可能となる。この結果、利便性を向上することができる。
【0024】
第8発明の移動局は、電波信号を送信する送信部と、妨害波の受信信号強度を算出するために、互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む前記電波信号を送信するように、前記送信部を制御する送信制御手段とを有することを特徴とする。
【0025】
本願第8発明の移動局においては、送信制御手段が送信部を制御することで、互いに所定の出力比となる複数の出力値で電波信号を送信する。このような電波信号を受信する基地局では、複数の出力値それぞれに対応した複数の受信信号強度値が検出されることとなる。このときの送信側の出力値と、受信側の受信信号強度値との間には、線形関数としての特性が維持されている。したがって、既知の出力比により複数の出力値を用いて複数の受信信号強度値を検出することで、上記妨害波による受信信号強度値の上乗せ分を相殺することが可能となる。この結果、上記の複数の出力値、複数の受信信号強度値(真の値)、妨害波の受信信号強度値をそれぞれ算出することができるので、妨害波の影響がある場合であっても、真の受信信号強度値を検出することが可能となる。
【0026】
第9発明は、上記第8発明において、前記送信制御手段が、前記複数の出力値を1つのデータ群としたときの複数のデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する複数データ群モードと、前記送信制御手段が、前記1つのデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する単一データ群モードとを切り替える、モード切替手段を有することを特徴とする。
【0027】
これにより、複数のデータ群の複数の受信信号強度値によって妨害波の安定性を判定し、妨害波の強度をより正確に算出するための特別なモードと、(そこまでは行わず)素早く簡易な手法で妨害波の受信信号強度値の算出を実行するための通常のモードとを、操作者のニーズにより切り替えることが可能となる。この結果、利便性を向上することができる。
【0028】
第10発明の基地局は、移動局から送信された、互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む電波信号を受信する受信部と、妨害波の受信信号強度を算出するために、前記受信部で受信された前記電波信号に基づき、前記複数の出力値にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出する強度検出手段とを有することを特徴とする。
【0029】
本願第10発明の基地局においては、移動局から互いに所定の出力比となる複数の出力値で電波信号が送信され、受信部でその電波信号を受信する。この結果、強度検出手段では、複数の出力値それぞれに対応した複数の受信信号強度値が検出される。このときの送信側の出力値と、受信側の受信信号強度値との間には、線形関数としての特性が維持されている。したがって、既知の出力比により複数の出力値を用いて複数の受信信号強度値を検出することで、上記妨害波による受信信号強度値の上乗せ分を相殺することが可能となる。この結果、上記の複数の出力値、複数の受信信号強度値(真の値)、妨害波の受信信号強度値をそれぞれ算出することができるので、妨害波の影響がある場合であっても、基地局における真の受信信号強度値を検出することができる。
【発明の効果】
【0030】
本発明によれば、妨害波が存在する電波環境であっても、移動局からの電波信号の真の受信信号強度値を基地局で検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【0032】
(A)無線通信システムの基本構成
図1は、本実施形態の無線通信システムの構成の一例を表す説明図である。
【0033】
図1において、平面上の任意の形状(この例では一辺30(m)の正方形状)を備えた移動可能領域50が設けられる。この移動可能領域50には、1つの移動局10と、4つの基地局12(第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12C、第4基地局12D)が設けられ、領域近傍には測位サーバ14が設けられている。
【0034】
移動局10は、移動可能領域50内を移動可能に配置されている。第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12C、及び第4基地局12Dは、正方形の移動可能領域50の既知の位置に(この例では4隅それぞれに1つずつ)固定的に配置されている。
【0035】
測位サーバ14は、例えばLANケーブル等の有線ケーブル52により各基地局12A〜12Dと接続され、互いに情報通信可能となっている。そして、測位サーバ14は、移動局10によって送信された電波信号が上記基地局12A〜12Dによって受信されるときの受信信号強度値に基づき、移動可能領域50内における移動局10の位置を算出する。
【0036】
図2は、上記位置算出のために、移動可能領域50において便宜上設定される座標系を表す説明図である。
【0037】
図2において、x軸及びy軸を備えた座標系が定義されており、移動可能領域50上の点はこれらx座標系、y座標系において座標が規定される。この例では、(理解の容易のため)x座標y座標の値は、原点(0,0)からの距離[m]に対応させてある。すなわち、第1基地局12Aは座標(0,30)に配置され、第2基地局12Bは座標(0,0)に配置され、第3基地局12Cは座標(30,0)に配置され、第4基地局12Dは座標(30,30)に配置されている。
【0038】
図3は、移動局10の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【0039】
図3において、移動局10は、電波を送受信するために用いるアンテナ部20と、平衡不平衡変換器22と、送受信切換部24と、送信アンプ部26と、無線部28と、制御部32と、電池40と、増幅率一定の低雑音増幅器27とを有する。なお、時計41についてはRSSI測位方式を行う本実施形態では必ずしも必要ない。
【0040】
平衡不平衡変換器22は、例えばバラン(Balun)で構成される。この平衡不平衡変換器22は、送受信切換部24の不平衡線路をアンテナ部20に適合するように平衡線路に変換する。
【0041】
送受信切換部24は、移動局10の送信状態と受信状態とを切り換える。すなわち、送受信切換部24が移動局10を送信状態に切り換えると、移動局10は送信機として機能し、送受信切換部24が移動局10を受信状態に切り換えると、移動局10は受信機として機能する。
【0042】
無線部28は、移動局10が送信機として機能する場合には、制御部32によって生成される信号を無線通信を行うための形式に変換する。移動局10が受信機として機能する場合には、アンテナ部20によって受信された受信波から制御部32によって処理されるための信号に変換する。この無線部28は、この例では、PLL(phase lock loop)回路29、VCO回路31、及びデジタル変調復調部30などを備えたIC等によって実装される。
【0043】
PLL回路29は、制御部32からの指令により所定の周波数の搬送波をVCO回路31により発生させるものである。デジタル変調復調部30は、制御部32によって生成される信号をデジタル変調する。またデジタル変調復調部30は、受信された受信信号の復調を行い、生成されたデジタルデータを制御部32に出力する。これにより、移動局10と基地局12との間の無線通信がデジタル通信によって実行される。
【0044】
送信アンプ部26は、移動局10が送信機として機能する場合に、上記無線部28によって生成された信号波を制御部32からの指令により所定の複数の出力値に増幅する。
【0045】
制御部32は、移動局10の各部の制御を行う。例えば、PLL回路29に送受信の周波数設定を行なったり、送受信切換部24を制御して送信状態と受信状態の切換えを行う。また、送受信信号を処理する信号処理部35を有する。制御部32は、例えば、ゲートアレイやマイコンなどによって実装される。
【0046】
信号処理部35は、基地局12で受信信号強度の検出を行うために、所定の信号を無線部28に入力し、対応する電波信号を基地局に送信する。また、信号処理部35は、基地局12から送信され、無線部28で復調されたベースバンド信号を解析する。解析された内容に従って、制御部32が移動局の各部を制御して動作させる。
【0047】
電池40は、上述した送信アンプ26、無線部28、制御部32、時計41等の各機能部に対し、必要な電力を供給する。
【0048】
なお、上記アンテナ部20、平衡不平衡切換器22、送受信切換部24、送信アンプ26、無線部28、制御部32等の、電波の送信及び受信のための機能部が各請求項記載の送信部及び受信部に相当する。
【0049】
図4は、基地局12A〜12Dの機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。図3と同等の部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【0050】
図4において、基地局12A〜12Dは、移動局10に備えられたものと共通の機能である、アンテナ部20、平衡不平衡変換器22、送受信切換部24、送信アンプ26、無線部28、低雑音増幅器27、時計41、電池40等を有する。また、移動局10の制御部32に対応した制御部33を備えている。すなわち、基地局12A〜12Dも、上述の移動局10と同様、送信機(送信部)及び受信機(受信部)としての両方の機能を有する。
【0051】
制御部33は、ベースバンド信号生成復元部36を備えている。このベースバンド信号生成復元部36は、基地局12が送信機として機能する場合には、伝送したい情報を符号化しベースバンド信号を生成する。またベースバンド信号生成復元部36は、基地局12が受信機として機能する場合には、移動局10から送信され、無線部28で復調されたベースバンド信号から、伝送された情報を取りだす。
【0052】
時計41は、制御部33ほかの各機能部の動作時や、電波の送信・受信時において参照可能な時刻情報を供給する。この時計41は、例えばリファレンスクロック等により構成される。
【0053】
また基地局12A〜12Dは、上記以外に、測位サーバ14との通信を行うための有線通信部43と、記憶部(メモリ)45と、RSSI部47とを有する。
【0054】
RSSI部47は、後述する妨害波の受信信号強度PIを算出するために、上記受信部で受信された電波信号に基づき、前述した複数の出力値にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出する(強度検出手段。詳細は後述)。
【0055】
有線通信部43は、例えばLANケーブルなどの有線ケーブル52によって測位サーバ14と接続されている。これにより、基地局12は、有線通信部43を介し、RSSI部47によって検出された電波信号の受信信号強度値情報、基地局12各部の動作に関する情報などを、測位サーバ14と送受信可能となっている。
【0056】
図5は、測位サーバ14の機能的構成を表す機能ブロック図である。
【0057】
測位サーバ14は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えたいわゆるコンピュータにより構成されている。これにより、測位サーバ14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したがって信号処理を行い、移動局10の位置の算出(=測位)を実行する。この測位サーバ14は、機能的構成として、インターフェース部82と、測位演算部83と、記憶部(メモリ)86とを備えている。
【0058】
インターフェース部82は、通信ケーブル52を介し接続された基地局12との間で必要となる情報を入出力する。例えば測位サーバ14は、基地局12の作動を指令するコマンド等を上記インターフェース部82を介し出力し、基地局12のRSSI部47で検出された上記受信信号強度値情報をインターフェース部82を介し入力する。
【0059】
記憶部86は、いわゆるメモリなどの記憶手段であり、測位演算部83等における処理を実行する際に必要となる情報や、インターフェース部82を介して基地局12などから得られた情報を読み出し可能に記憶する。例えば、基地局12の位置に関する情報や、各基地局12A〜12Dから取得した受信信号強度値情報等が記憶される。
【0060】
測位演算部83は、測位部84と、算出部88と、選択部90と、判定部92とを有する。測位部84は、各基地局12A〜12Dで取得した前述の受信信号強度値情報に基づき、移動可能領域50中の移動局10と各基地局12との距離を算出(測距)し、最終的に移動局10の位置の検出(測位)を行う。
【0061】
算出部88は、各基地局12A〜12Dごとの妨害波の受信信号強度PIの算出や、後述する選択部90で選択された各基地局12ごとの受信信号強度の補正値の算出等を実行する(詳細は後述する)。
【0062】
選択部90は、基地局12A〜12Dのうち、妨害波の受信信号強度PIが所定のしきい値よりも小さい基地局12を選択する(詳細は後述する)。
【0063】
判定部92は、算出部88により算出された妨害波の受信信号強度PIと所定のしきい値とを比較する(詳しくは後述する)。また、妨害波の強度が安定しているか不安定であるかを判定する(詳細は後述の(1)の変形例を参照)。
【0064】
なお、図5においては、本実施形態の測位に関する制御作動に直接関係のない機能についてはその記載が省略されている。例えば測位サーバ14には、図示しない電源が設けられ、各機能部に対して必要となる電力が供給されている。
【0065】
(B)移動局の位置検出の手法原理
図6は、上記測位部84による移動局10の位置を検出する手法原理を説明するための概念的説明図である。なお、図6においては、図示の煩雑を避けるために第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12Cの3つを用いる場合を例にとって説明する(後述の図7も同様)。
【0066】
図6において、移動局10は前述したようにxy座標系が設定されている移動可能領域50内を自由な座標位置に移動できるのに対し、3つの基地局12A,12B,12Cは同じ移動可能領域50内でそれぞれ既知の設置位置に固定的に配置されている。そして各基地局12A,12B,12Cは有線ケーブル52を介して測位サーバ14に情報を送受可能に接続されている。この構成において、各基地局12A,12B,12Cから移動局10までの距離に応じた受信信号強度値に基づき、測位サーバ14は、移動局10の位置を算出することができる。つまり、移動局10が電波信号を各基地局12A,12B,12Cに向けて送信する場合、移動局10が電波信号を送信して基地局12において検出される受信信号強度値と、基地局12と移動局10との空間的な距離(伝搬距離)との関係が、例えば図7に示したようなものとなる。
【0067】
図7は、距離と受信信号強度値との関係を表す図であり、横軸に各基地局及び移動局の位置関係(距離関係)を示し、縦軸に各基地局からの距離に基づく受信信号強度値を示している。
【0068】
図7において、移動局10が図に示した位置(x,y)に位置している場合における、移動局10からの電波信号の基地局12Aでの受信信号強度値をaとし、基地局12bでの受信信号強度値をbとし、基地局12Cでの受信信号強度値をcとする。図示のように、各基地局12A,12B,12Cでの特性線は、互いに同一形状で、図上において横方向にスライドした態様となっている。これらの各基地局12A〜12Cでの受信信号強度値a,b,cに基づき、伝搬損失特性により、伝搬距離Da,Db,Dcを求めることができる。
【0069】
ここで、図6に戻り、基地局12A,12B,12Cの座標をそれぞれ、(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)とすると、上述の伝搬距離Da,Db,Dcについて、
Da=√{(x−x1)+(y−y1)} ・・(1A)
Db=√{(x−x2)+(y−y2)} ・・(1B)
Dc=√{(x−x3)+(y−y3)} ・・(1C)
が成り立つ。
【0070】
すると、式(1A)から式(1B)を減じることで、
√{(x−x1)+(y−y1)}−√{(x−x2)+(y−y2)}=Da−Db …(1D)
また、式(1A)から式(1C)を減じることで、
√{(x−x1)+(y−y1)}−√{(x−x3)+(y−y3)}=Da−Dc …(1E)
で表される関係が成り立つ。
【0071】
このとき、(伝搬距離Da,Db,Dcは既知であり)変数はx,yの2つのみであるから、上記(1D),(1E)の2つの式を例えばニュートンラプソン法などを解くことにより、移動局10の位置のx,y座標(x,y)を特定することができる。なお、本実施形態のように4つの基地局12A,12B,12C,12Dを設けることで、さらに精度のよい位置検出を行うことができる。
【0072】
なお、上記の例では、各基地局12A,12B,12Cは電波信号の受信信号強度値を検出し測位サーバ14に出力するのみであり、測位処理(基地局12A,12B,12Cから移動局10までの距離の算出)は測位サーバ14が行うが、これに限られない。すなわち、各基地局12A,12B,12Cのうちの1つの制御部32が他の基地局12A,12B,12Cの受信信号強度値を収集し、測位するようにしてもよい。
【0073】
(C)妨害波の影響
ところで、一般に、無線通信における電波信号の送受信において、他の無線機器等による妨害波が発生している場合がある。上記無線通信システム8においても、移動局10からの電波信号の受信信号強度値を基地局12A〜12Dで検出する際、上記妨害波が受信信号強度値に影響を与える場合がある。
【0074】
図8は、このような妨害波の影響を説明するための説明図である。横軸に移動局10からの送信電力を示し、縦軸に基地局12での受信信号強度値を示している。
【0075】
図8において、点線は妨害波の存在しない(本来の)状態を表し、実線は妨害波が存在した状態を表している。妨害波が存在する場合、その影響を受ける基地局12での受信信号強度は、移動局10からの電波信号の信号強度(真の受信信号強度値。破線参照)に加え、妨害波の信号強度が上乗せされた値(見かけの受信信号強度値。実線参照)となる。すなわち、妨害波が存在しない場合に比べて、受信信号強度値が当該妨害波の分(=妨害波の受信信号強度PI)だけ増大する。このため、移動局10の測位結果に誤差が生じる。
【0076】
(D)本発明に関わる要部構成
本実施形態においては、図8に示したように、各基地局12A〜12Dの受信信号強度は妨害波の存在によらず線形の関係が維持されることに着目し、各基地局12A〜12Dの妨害波の受信信号強度PIを算出する。そして、妨害波の影響が小さい(妨害波の受信信号強度PIが小さくなるような)基地局12を優先的に選択して、測位精度の向上を図るものである。
【0077】
具体的には、移動局10が、互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む電波信号の送信を行い、各基地局12A〜12Dにおいて、上記電波信号に基づき、上記複数の出力値にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出する。本実施形態では、これに対応して、上記図4で前述したように、基地局12に、RSSI部(Received Signal Strength Indicator)47が設けられている。RSSI部47では、上記複数の出力値を含む電波信号にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出し、測位サーバ14に出力する。そして、測位サーバ14の算出部88では、移動局10が送信した電波信号の上記所定の出力比と、基地局12から入力された上記複数の受信信号強度値に基づき、各基地局12A〜12Dごとに妨害波の受信信号強度PIを算出する。以下、その手法の一例を順を追って詳細に説明する。
【0078】
前述したように、上記図8において、移動局10から電波信号を送信するときの送信電力(出力値)と、(妨害波の存在なしで)その電波信号を基地局12で受信するときの受信信号強度値とは、正比例に増加し、点線で示すような線形関数となる。妨害波が存在し、上述のように受信信号強度値が増大する場合には、上記の(点線で示した)正比例の関係に、妨害波の受信信号強度PIの分が上乗せされるだけの(実線で示したような)関係となり、線形関数としての特性は維持される。
【0079】
そこで、本実施形態では、移動局10が互いに所定の出力比(図8に示した例では「A倍」)となる複数の出力値(図8に示した例ではPt1,Pt2の2個)で電波信号を送信する。この場合、基地局12では、上記2つの出力値それぞれに対応した2つの受信信号強度値(図8に示した例ではRSSI1,RSSI2)が検出される。前述したように、このときの移動局10の出力値と、基地局12の受信信号強度値との間には、線形関数としての特性が維持されている。したがって、上記「A倍」である2つの出力値Pt1,Pt2と2つの受信信号強度値RSSI1,RSSI2とから、妨害波の受信信号強度PIを算出することができる。
【0080】
図9は、上記複数の出力値に対応した複数の受信信号強度値の検出の手法を説明するための説明図である。
【0081】
図9の上段に、横軸に時間(t)をとり、縦軸に移動局10から送信される電波信号の送信電力(出力値)[mW]をとったグラフを示す。この例では、移動局10は、2つの出力値Pt1,Pt2で電波信号を送信する例を示している。また、上記2つの出力値の出力比をA(すなわち、Pt2=A×Pt1)としている。また、移動局10は、後述するPt1コード送信のときのみPt1の出力値で送信し、その他の送信のときはPt2の出力値で送信している例を示している。
【0082】
図9の中段に、上段の電波信号に対応した送信フレーム(PI測定用フレーム)の構成を示す。すなわち、この例では、上記PI測定用フレームは、順に「PR」、「BOF」、「ID」、「PI測定予告部」、「Pt1コード」、「Pt2コード」、「FEC」、「EOF」の各部によって構成されている。
【0083】
「PR」(Preamble)は、通信の開始を知らせるためにデータの送付に先立ってデータ同期を確立するために送信するコードである。「BOF」(Begin Of Frame)は、フレームの開始を表すコードである。「ID」(Identfier)は、電波信号の識別コードである。「PI測定予告部」は、妨害波の受信信号強度PIを算出するために、受信信号強度値を測定(検出)することを知らせる(予告する)コードである。「Pt1コード」及び「Pt2コード」は、受信信号強度値を検出するタイミング(サンプリングタイミング)を表すコードである。これにより、基地局12はこのPt1コード及びPt2コードに対応した信号の受信時における受信信号強度値を検出する。「FEC」(Forward Error Correction)は、エラーの訂正や検出を行わせるためのコードであり、BCH符号やRS符号により生成されたビット列が送信される。「EOF」(End Of Frame)は、フレームの終了を表すコードである。
【0084】
そして、図9の下段に、上記Pt1コード及びPt2コードに対応した信号の受信時における基地局12での受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)を示す。このとき、カッコ内の3つの数字の最初のkは、基地局12の番(カウント番号)を表している(後述のように、この例では、基地局12Aをk=1とし、基地局12Bをk=2とし、基地局12Cをk=3とし、基地局12Dをk=4としている)。カッコ内の2番目の数字は、複数の出力値の順番を表す番号であり、この例では出力値Pt1の場合が1、出力値Pt2の場合が2となる。なお、カッコ内の3番目の数字は、上記複数の出力値を1つのセット(データ群)として複数セット送信する場合(後述の(1)の変形例参照)のセット番号であり、本実施形態では1セットのみであるため常に1となる。したがって、上記RSSI(k,1,1)はk番目の基地局12におけるPt1の出力値で送信された電波信号の受信信号強度値を表し、上記RSSI(k,2,1)はk番目の基地局12におけるPt2の出力値で送信された電波信号の受信信号強度値を表している。
【0085】
以上において、既知の出力比(この例では、A)である2つの出力値Pt1,Pt2を用いて、上記2つの受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)を検出(測定)することにより、妨害波の受信信号強度PIを算出する。すなわち、前述したように、出力値(Pt)と受信信号強度値(RSSI)とは線形関数Dであり、切片(すなわち、妨害波の受信信号強度の大きさ)はPIであるので、
RSSI=D(Pt)+PI …(2A)
が成り立つ。したがって、各受信信号強度値RSSI1,RSSI2は、式(2A)から
RSSI1=D(Pt1)+PI …(2B)
RSSI2=D(Pt2)+PI …(2C)
となる。
【0086】
ここで、式(2C),(2B)の差を取ると、
RSSI2−RSSI1=D(Pt2)−D(Pt1) …(2D)
となる。
一方、2つの出力値Pt1,Pt2の出力比をAとすると、
Pt2=A・Pt1 …(2E)
が成り立つ。
【0087】
そこで、式(2E)を式(2D)に代入することで、
RSSI2−RSSI1=D(A・Pt1)−D(Pt1)
=(A−1)D(Pt1) …(2F)
(RSSI2−RSSI1)/(A−1)+PI=D(Pt1)+PI
…(2G)
となる。
【0088】
この式(2G)に式(2B)を代入することにより、
RSSI1=(RSSI2−RSSI1)/(A−1)+PI
(A−1)RSSI1=RSSI2−RSSI1+PI(A−1)
したがって、
PI=(A・RSSI1−RSSI2)/(A−1) …(2H)
となる。
【0089】
このとき、受信信号強度値RSSI1,RSSI2は測定値として既知であり、2つの出力値Pt1,Pt2の出力比Aも既知であるから、上記(2H)の式を解くことにより、妨害波の受信信号強度PIを算出することができるのである。
【0090】
次に、妨害波の影響が小さい基地局12を選択する手法を説明する。移動局10と複数(この例では4つ)の基地局12A〜12Dとの間で無線通信を行う場合には、電波信号の受信時において、妨害波の影響を比較的大きく受ける基地局12(妨害波の受信信号強度PIが高い)と、妨害波の影響をあまり受けない基地局12(妨害波の受信信号強度PIが低い)とが存在する。
【0091】
そこで、本実施形態では、上記(2H)の式により各基地局12A〜12Dにおける妨害波の受信信号強度PIを算出し、必要とする測位精度によって適宜の値に予め設定される所定のしきい値と比較する。そして、上記4つの基地局12A〜12Dのうち、対応する妨害波の受信信号強度PIが上記所定のしきい値よりも小さかった基地局12を選択する。
【0092】
図10は、測位サーバ14の記憶部86に記憶された、発明者がシミュレーションにより求めた受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)と、妨害波の受信信号強度PI(k)と、基地局選択の採否結果との一例を表す図である。なお、図10に示す例では、移動局10は、上記電波信号の出力比A=2となる2つの出力値Pt1,Pt2(つまりPt2=2Pt1)で電波信号を送信し、基地局12が、上記電波信号の出力値Pt1,Pt2における受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)をそれぞれ検出している場合を示している。
【0093】
図10において、基地局12Aでは、RSSI(1,1,1)は2.8[nW]であり、RSSI(1,2,1)は5.6[nW]である。したがって、上記(2H)の式により、妨害波の受信信号強度PI(1)は、
PI(1)=(2×2.8−5.6)/(2−1)=0.0[nW]
となる。
【0094】
以下同様に、基地局12Bでは、RSSI(2,1,1)は2.9[nW]であり、RSSI(2,2,1)は5.7[nW]であり、上記(2H)の式により妨害波の受信信号強度PI(2)は、0.1[nW]となる。基地局12Cでは、RSSI(3,1,1)は4.8[nW]であり、RSSI(3,2,1)は7.6[nW]であり、上記(2H)の式により妨害波の受信信号強度PI(3)は、2.0[nW]となる。基地局12Dでは、RSSI(4,1,1)は2.9[nW]であり、RSSI(4,2,1)は5.7[nW]であり、上記(2H)の式により妨害波の受信信号強度PI(4)は、0.1[nW]となる。
【0095】
そして、上記のようにして算出した各基地局12A〜12Dにおける、対応する妨害波の受信信号強度PI(k)と、所定のしきい値(この例では、0.2[nW])とを比較する。そして、妨害波の受信信号強度PI(k)が、しきい値(0.2[nW])よりも小さい(PI(k)<0.2)基地局12を「低PI基地局」として選択する。一方、妨害波の受信信号強度PI(k)が、しきい値(0.2[nW])よりも大きい(PI(k)≧0.2)基地局12を「高PI基地局」とし、選択しない。
【0096】
すなわち、図10に示す例では、上記4つの基地局12A〜12D(k)における、対応する妨害波の受信信号強度PI(k)と、しきい値0.2[nW]とを比較すると、
PI(1)<0.2
PI(2)<0.2
PI(3)≧0.2
PI(4)<0.2
となる。
すなわち、基地局12Aは、低PI基地局となり、基地局12Bは、低PI基地局となり、基地局12Cは、高PI基地局となり、基地局12Dは、低PI基地局となる。したがって、上記4つの基地局12A〜12D(k=1〜4に相当)のうち、3つの基地局12A(k=1),12B(k=2),12D(k=4)が選択される。
【0097】
そして、上記の手法により選択された各基地局12ごとに、検出された受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)から、上記(2H)の式により算出された妨害波の受信信号強度PI(k)を差し引き、受信信号強度の補正値RSSI′(k,1,1),RSSI′(k,2,1)をそれぞれ算出する。
【0098】
図11は、測位サーバ14の記憶部86に記憶された、受信信号強度の補正値RSSI′(k,1,1),RSSI′(k,2,1)の一例を表す図である。図11に示す例では、上記図10において4つの基地局12A〜12D(k=1〜4)のうち、選択された3つの基地局12A,12B,12Dの受信信号強度の補正値RSSI′(k,1,1),RSSI′(k,2,1)を示している。
【0099】
図11において、基地局12Aでは、上述のようにPI(1)=0であることから、
RSSI′(1,1,1)
=RSSI(1,1,1)−PI(1)
=2.8−0
=2.8[nW]
RSSI′(1,2,1)
=RSSI(1,2,1)−PI(1)
=5.6−0
=5.6[nW]
となる。
【0100】
基地局12Bでは、上述のようにPI(2)=0.1であることから、上記同様、RSSI′(2,1,1)=2.9−0.1=2.8[nW]となり、RSSI′(2,2,1)=5.7−0.1=5.6[nW]となる。同様に、基地局12Cでは、上述のようにPI(3)=0.1であることから、RSSI′(3,1,1)=2.8[nW]となり、RSSI′(3,2,1)=5.6[nW]となる。
【0101】
そして、上記のように選択された各基地局12A,12B,12Dの受信信号強度の補正値RSSI′(k,1,1),RSSI′(k,2,1)に基づき、移動局10の位置の算出を行う。
【0102】
(E)制御シーケンス
図12は、本実施形態において、測位サーバ14、基地局12A〜12D、移動局10の間で送受される各種信号の送受と制御動作の一例を表すシーケンス図である。前述したように、測位サーバ14と基地局12A〜12Dとの間は有線ケーブル52を介した信号の送受である。また、基地局12A〜12Dと移動局10との間は、無線通信を介した信号の送受となっている。
【0103】
まず最初に、ステップSS10において、(測位サーバ14の操作権限がある)管理者等により、測位サーバ14の図示していない操作部により測位開始の旨の操作が行われたかどうかを判定する。管理者等が測位開始操作を行うまでステップSS10の判定が満たされずループ待機する。管理者等が測位開始操作を行ったらステップSS10の判定が満たされて、ステップSS20に移る。なお、上記測位開始の旨の操作は管理者等により行われるが、測位サーバ14の図示していないタイマ等の計時手段により、管理者等が設定した時刻になったら自動的に測位開始するようにしてもよい。
【0104】
そして、ステップSS20において、測位サーバ14の測位部84が有線ケーブル52を介し、各基地局12A〜12D(あるいは特定の1つの基地局12でもよい)に対し、移動局10への電波信号の送信要求信号(PI測定コマンド信号)を送信するよう指示信号を出力する。これにより、ステップSR10で、各基地局12A〜12Dの無線部28がアンテナ部20を介し移動局10に向けて電波信号の送信要求信号を送信する。
【0105】
そして、この電波信号の送信要求信号を受信した移動局10の無線部28が、制御部32の制御に基づき、ステップST10において、アンテナ部20を介し、互いに所定の出力比となる複数の出力値(前述の例では、Pt1,Pt2)を含む電波信号(PI測定用フレーム。前述の図9参照)を送信する。なおこのステップST10での制御部32の機能が、各請求項記載の送信制御手段を構成する。移動局10から送信された上記電波信号は、アンテナ部20を介し、各基地局12A〜12Dの無線部28で受信される。
【0106】
そして、ステップSR20で、基地局12A〜12DのRSSI部47が、上記電波信号のPt1コード、Pt2コード(前述の図9参照)にそれぞれ対応した信号の受信時における受信信号強度値(前述の例では、RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1))を検出する。
【0107】
次に、ステップSR30では、各基地局12A〜12Dの制御部32が、上記ステップSR20で検出した、複数の受信信号強度値を有線ケーブル52を介して測位サーバ14に出力する。
【0108】
そして、ステップSS30において、測位サーバ14の測位部84が、各基地局12A〜12Dから入力した複数の受信信号強度値を記憶部86に格納し、ステップSS40に移る。
【0109】
ステップSS40では、測位サーバ14の算出部88が、PI算出処理(詳細は後述)を実行して、上記電波信号の所定の出力比と、上記複数の受信信号強度値とに基づき、各基地局12A〜12Dごとに、妨害波の受信信号強度PIを算出する(妨害波算出手段)。その後、ステップSS50に移る。
【0110】
ステップSS50では、測位サーバ14の判定部92が、PI判定処理(詳細は後述)を実行して、各基地局12A〜12Dごとに、妨害波の受信信号強度PIと所定のしきい値とを比較する(妨害波判定手段)。その後、ステップSS60に移る。
【0111】
ステップSS60では、測位サーバ14の選択部90が、基地局選択処理(詳細は後述)を実行して、上記ステップSS50での比較において、基地局12A〜12Dのうち、対応する上記妨害波の受信信号強度PIが所定のしきい値よりも小さかった基地局12(低PI基地局)を選択する(基地局選択手段)。その後、ステップSS70に移る。
【0112】
ステップSS70では、測位サーバ14の算出部88が、記憶部86にアクセスし、上記ステップSS60で選択した各基地局12の受信信号強度値と、妨害波の受信信号強度PIとを取得する。そして、上記ステップSS60で選択した各基地局12ごとに、上記取得した受信信号強度値から、上記取得した妨害波の受信信号強度PIを差し引き、受信信号強度の補正値(受信信号強度の真の値。前述の例では、RSSI′(k,1,1),RSSI′(k,2,1))をそれぞれ算出する(補正演算手段)。その後、ステップSS80に移る。
【0113】
ステップSS80では、測位サーバ14の測位部84が、上記ステップSS70で算出された受信信号強度の補正値に基づき、移動局10の位置を、図6及び図7を用いて前述した手法により算出する(測位処理手段)。そして、このフローを終了する。
【0114】
図13は、上記図12において測位サーバ14の算出部88が実行するステップSS40の詳細手順を表すフローチャートである。
【0115】
図13において、まずステップSS41では、基地局カウントの番号kをk=1とする。
【0116】
次に、ステップSS42では、記憶部86にアクセスし、基地局カウントの番号kをキーとして、対応する複数の(この例では2つの)受信信号強度RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)を取得する。そして、ステップSS43に移る。
【0117】
ステップSS43では、上記ステップSS42で取得した2つの受信信号強度RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)に基づき、前述の手法により妨害波の受信信号強度PI(k)を算出する。そして、ステップSS44に移る。
【0118】
ステップSS44では、記憶部86にアクセスし、上記ステップSS43で算出した妨害波の受信信号強度PI(k)を格納し、ステップSS45に移る。
【0119】
ステップSS45では、予め定められた基地局カウントの番号kmax(この例では前述したようにkmax=4)にkが等しくなったかどうかを判定する。kmaxより小さい場合(この例ではk=1,2,3であった場合)は判定が満たされず、ステップSS46に移る。
【0120】
ステップSS46では、上記基地局カウントの番号kに1を加え、上記ステップSS42に戻り、以降、同様の手順を繰り返す。そして、k=kmax(この例では4)となったら上記ステップSS45の判定が満たされ、このルーチンを終了する。
【0121】
図14は、上記図12において測位サーバ14の判定部92が実行するステップSS50の詳細手順を表すフローチャートである。
【0122】
図14において、まずステップSS51では、基地局カウントの番号kをk=1とする。
【0123】
次に、ステップSS52では、記憶部86にアクセスし、基地局カウントの番号kをキーとして、対応する妨害波の受信信号強度PI(k)を取得し、ステップSS53に移る。
【0124】
ステップSS53では、上記ステップSS52で取得した妨害波の受信信号強度PI(k)と、所定のしきい値(前述の例では、0.2[nW])とを比較し、上記妨害波の受信信号強度PI(k)が、上記所定のしきい値未満(PI(k)<0.2)かどうかを判定する。上記ステップSS52で取得した妨害波の受信信号強度PI(k)が、上記所定のしきい値以上(PI(k)≧0.2)の場合は判定が満たされず、ステップSS55に移る。ステップSS55では、上記ステップSS53の判定が満たされなかった基地局12を、高PI基地局と認定し、後述のステップSS56に移る。
【0125】
一方、上記ステップSS52で取得した妨害波の受信信号強度PI(k)が、上記所定のしきい値未満の場合は、ステップSS53の判定が満たされ、ステップSS54に移る。ステップSS54では、上記ステップSS53の判定が満たされた基地局12を低PI基地局と認定し、ステップSS56に移る。
【0126】
ステップSS56では、記憶部86にアクセスし、上記ステップSS54の認定結果(低PI基地局)又はステップSS55の認定結果(高PI基地局)を格納し、ステップSS57に移る。
【0127】
ステップSS57では、予め定められた基地局カウントの番号kmax(この例では前述したようにkmax=4)にkが等しくなったかどうかを判定する。kmaxより小さい場合(この例ではk=1,2,3であった場合)は判定が満たされず、ステップSS58に移る。
【0128】
ステップSS58では、上記基地局カウントの番号kに1を加え、上記ステップSS52に戻り、以降、同様の手順を繰り返す。そして、k=kmax(この例では4)となったら上記ステップSS57の判定が満たされ、このルーチンを終了する。
【0129】
図15は、上記図12において測位サーバ14の選択部90が実行するステップSS60の詳細手順を表すフローチャートである。
【0130】
図15において、まずステップSS61では、記憶部86にアクセスし、基地局カウントの番号kがk=1〜kmax(この例ではkmax=4)の基地局12A〜D(k=1〜4)における、妨害波の受信信号強度PI(k)と、低PI基地局又は高PI基地局認定結果とを取得する。そして、ステップSS62に移る。
【0131】
ステップSS62では、上記ステップSS61で取得した低PI基地局又は高PI基地局認定結果のうち、低PI基地局の個数が3つ以上あるかどうかを判定する。低PI基地局の個数が3つ以上ある場合は、ステップSS62の判定が満たされて、ステップSS63に移る。
【0132】
ステップSS63では、上記ステップSS61で取得した認定結果のうち、低PI基地局の個数が3つであるかどうかを判定する。上記ステップSS61で取得した認定結果のうち、低PI基地局の個数が3つである場合は、ステップSS63の判定が満たされて、ステップSS64に移る。
【0133】
ステップSS64では、上記ステップSS61で取得した低PI基地局又は高PI基地局認定結果に基づき、基地局カウントの番号kがk=1〜kmax(この例ではkmax=4)の基地局12のうち、3つの低PI基地局(=対応する妨害波の受信信号強度PI(k)が所定のしきい値よりも小さいもの。前述の例では基地局12A,12B,12D)を選択し、このルーチンを終了する。
【0134】
一方、ステップSS63において、低PI基地局の個数が3つでない場合(すなわち低PI基地局の個数が4つ場合)は判定が満たされず、ステップSS67に移る。ステップSS67では、上記ステップSS61で取得した妨害波の受信信号強度PI(k)に基づき、基地局カウントの番号kがk=1〜kmax(この例ではkmax=4)の基地局12A〜D(k=1〜4)のうち、対応する妨害波の受信信号強度PI(k)が小さい順に、基地局12を3つ選択する。そして、このルーチンを終了する。
【0135】
また一方、ステップS62において、上記ステップSS61で取得した低PI基地局又は高PI基地局認定結果のうち、上記低PI基地局の個数が2つ以下であった場合は、判定が満たされず、上記ステップSS67に移る。そして、前述と同様、対応する妨害波の受信信号強度PI(k)が小さい順に、基地局12を3つ選択し、このルーチンを終了する。
【0136】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システム8においては、移動局10の無線部28から送信された電波信号が、複数の(前述の例では4つの)基地局12A〜12Dに備えられた無線部28で受信され、このときの電波信号による受信信号強度値が各基地局12A〜12DのRSSI部47で検出される。このとき特に、移動局10が、互いに既知の出力比(前述の例ではA倍)となる複数の出力値で電波信号を送信し(ステップST10)、上記電波信号を受信する基地局12A〜12Dでは、複数の出力値それぞれに対応した複数の受信信号強度値を検出する(ステップSR20)。この結果、上記の複数の出力値、複数の受信信号強度値、妨害波の受信信号強度値PIがそれぞれ算出される。
【0137】
上記のように既知の出力比により複数の出力値を用いて複数の受信信号強度値を検出することで、図8を用いて前述した各基地局12A〜12Dの受信信号強度の線形性を利用した手法によって、妨害波の受信信号強度PIを算出することができる。これにより、妨害波の影響がある場合であっても、上記妨害波による受信信号強度PIの上乗せ分を相殺し、(その影響分を取り除いた形で)基地局12における真の受信信号強度値を算出することができる。
【0138】
また、本実施形態では特に、各基地局12A〜12Dごとに、対応する妨害波の受信信号強度PIを算出し、その算出値が所定のしきい値より小さい基地局12を、妨害波の影響をあまり受けていない基地局12として優先的に選択するようにする(図15のステップSS64及びステップSS67)。これにより、妨害波の影響をなるべく回避した態様で無線通信を行うことができる。そして、上記選択された(=妨害波の影響をなるべく回避した態様で無線通信が行われた)基地局12において、さらに当該基地局12での受信信号強度値から妨害波分を差し引くことで、真の受信信号強度値(受信信号強度の補正値)を高精度に算出することができる(ステップSS70)。そして、上記選択された基地局12において、高精度に算出された真の受信信号強度値(受信信号強度の補正値)を用いて測位処理を行うことにより、精度よく移動局10の測位を行うことができる(ステップSS80)。
【0139】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
【0140】
(1)妨害波の強度が安定であるときのみ妨害波の受信信号強度の算出を行う場合
上記実施形態においては、複数の出力値(前述の例では、Pt1,Pt2)を1つのセット(データ群)としたとき、その1つのデータ群を含む電波信号の複数の受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)に基づき、妨害波の受信信号強度PIを算出したが、これに限られない。すなわち、複数の上記データ群を含む電波信号の複数の受信信号強度値に基づき、妨害波の強度の安定・不安定を判定し、上記妨害波の強度が安定であると判定された場合に、上記妨害波の受信信号強度PIの算出を行うようにしてもよい。
【0141】
例えば、妨害波により上述したような受信信号強度値の上乗せ分が生じている場合に、その妨害波の強度が略一定値で安定しているならば、前述した手法により精度よく妨害波の受信信号強度PIが算出でき、妨害波の影響を除去可能である。しかしながら、妨害波の強度が不安定な場合は、前述した手法によっては精度よく妨害波の受信信号強度PIを算出できず、妨害波の影響を除去できない。
【0142】
そこで、本変形例では、移動局10が、上記データ群(複数の出力値Pt1,Pt2を含む)を複数個含む電波信号を送信する。各基地局12A〜12Dは、上記複数のデータ群を含む電波信号の複数の受信信号強度値を検出する。そして、測位サーバ14の判定部92が、各基地局12A〜12Dから入力した上記複数のデータ群を含む電波信号の複数の受信信号強度値に基づき、各基地局12A〜12Dの妨害波の強度が安定しているか不安定であるかを判定する。そして、上記基地局12A〜12Dの妨害波の強度が安定であると判定された場合に、当該基地局12の妨害波の受信信号強度PIの算出を行う。
【0143】
図16は、上記複数のデータ群に対応した複数の受信信号強度値の検出の手法を説明するための説明図であり、上記実施形態の図9に対応する図である。図16では、移動局10が、1つのデータ群(互いに所定の出力比となる2つの出力値Pt1,Pt2を含む)を2つ(2セット)含む電波信号を送信する点が図9と異なる。
【0144】
すなわち、この例では、移動局10が送信する電波信号は、図16の中段に示したような、送信フレーム(複数PI測定用フレーム)を構成する。上記送信フレームは、順に「PR」、「BOF」、「ID」、「複数PI測定予告部」、「Pt1コード」、「Pt2コード」、「Pt1コード」、「Pt2コード」、「FEC」、「EOF」の各部によって構成されている。「複数PI測定予告部」は、妨害波の受信信号強度PIを算出するために、複数のデータ群を含む電波信号の複数の受信信号強度値を測定(検出)することを知らせる(予告する)コードである。そして、送信フレームが、図9で前述したPt1コード及びPt2コードを2つ(2セット)備えることで、基地局12はこの2セットのPt1コード及びPt2コードに対応した信号の受信時における受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1)及びRSSI(k,1,2),RSSI(k,2,2)を検出する(図16下段参照)。
【0145】
なお、既に述べたように、上記カッコ内の3番目の数字は、上記セット番号を表している。すなわち、上記RSSI(k,1,1)はk番目の基地局12における1セット目のPt1の出力値で送信された電波信号の受信信号強度値を表し、上記RSSI(k,2,1)はk番目の基地局12における1セット目のPt2の出力値で送信された電波信号の受信信号強度値を表す。そして、上記RSSI(k,1,2)はk番目の基地局12における2セット目のPt1の出力値で送信された電波信号の受信信号強度値を表し、上記RSSI(k,2,2)はk番目の基地局12における2セット目のPt2の出力値で送信された電波信号の受信信号強度値を表している。
【0146】
そして、この例では、出力値Pt1における1セット目と2セット目との受信信号強度値の差と、出力値Pt2における1セット目と2セット目との受信信号強度値の差とに基づき、k番目の基地局12の1セット目と2セット目との妨害波の受信信号強度の安定性(一定性)を示す値を算出する。すなわち、
△PI(k)
=(|RSSI(k,1,1)−RSSI(k,1,2)|
+RSSI(k,2,1)−RSSI(k,2,2)|)/2
…(3A)
で表される、出力値Pt1での1,2セット間の受信信号強度値の差と、出力値Pt2での1,2セット間の受信信号強度値の差との平均値△PI(k)(以下適宜、強度差平均値△PI(k)と称する)を用いる。
【0147】
そして、上記(3A)の式により算出した各基地局12A〜12D(k)それぞれの強度差平均値△PI(k)と、所定のしきい値PIDとを比較する。強度差平均値△PI(k)が上記しきい値PIDよりも小さい場合(△PI(k)<PID)は妨害波の強度が安定的であると判定し、強度差平均値△PI(k)が上記しきい値PIDよりも大きい場合(△PI(k)≧PID)を妨害波の強度が不安定であると判定する。
【0148】
そして、上記のようにして妨害波強度が安定であると判定された場合に、出力値Pt1における1セット目と2セット目との受信信号強度値の平均値(この平均値を上記RSSI1として使用する)と、出力値Pt2における1セット目と2セット目との受信信号強度値の平均値(この平均値を上記RSSI2として使用する)とに基づき、上記(2H)の式を解くことにより妨害波の受信信号強度PIを算出することができる。
【0149】
次に、妨害波の影響が小さい基地局12を選択する手法を説明する。図17は、測位サーバ14の記憶部86に記憶された、受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1) ,RSSI(k,1,2),RSSI(k,2,2)と、強度差平均値△PI(k)と、妨害波の受信信号強度PI(k)と、基地局選択の採否結果との一例を表す図であり、上記実施形態の図10に対応する図である。なお、図17に示す例では、上記図10と同様、移動局10が、上記電波信号の出力比A=2となる2つの出力値Pt1,Pt2(つまりPt2=2Pt1)で電波信号を送信している場合を示している。
【0150】
図17において、基地局12Aでは、RSSI(1,1,1)は2.8[nW]であり、RSSI(1,2,1)は5.6[nW]であり、RSSI(1,1,2)は2.9[nW]であり、RSSI(1,2,2)は5.7[nW]である。したがって、上記(3A)の式により、強度差平均値△PI(1)は、
△PI(1)=(|2.8−2.9|+|5.6−5.7|)/2
=0.1[nW]
となる。
この結果、上記(2H)の式により、妨害波の受信信号強度PI(1)は、
PI(1)
=[2×{(2.8+2.9)/2}−{(5.6+5.7)/2}]
/(2−1)
=0.05[nW]
となる。
【0151】
以下同様に、基地局12Bでは、RSSI(2,1,1)は2.9[nW]であり、RSSI(2,2,1)は5.7[nW]であり、RSSI(2,1,2)は2.8[nW]であり、RSSI(2,2,2)は5.6[nW]である。そして、上記(3A)の式により強度差平均値△PI(2)は、0.1[nW]となり、上記(2H)の式により妨害波の受信信号強度PI(2)は、0.05[nW]となる。
【0152】
また、基地局12Cでは、RSSI(3,1,1)は4.8[nW]であり、RSSI(3,2,1)は7.6[nW]であり、RSSI(3,1,2)は3.1[nW]であり、RSSI(3,2,2)は6.5[nW]である。そして、上記(3A)の式により強度差平均値△PI(3)は、1.4[nW]となる(なお、後述の理由により妨害波受信信号強度は求めていない)。
【0153】
また、基地局12Dでは、RSSI(4,1,1)は2.9[nW]であり、RSSI(4,2,1)は5.7[nW]であり、RSSI(4,1,2)は2.9[nW]であり、RSSI(4,2,2)は5.6[nW]である。そして、上記(3A)の式により強度差平均値△PI(4)は、0.05[nW]となり、上記(2H)の式により妨害波の受信信号強度PI(4)は、0.15[nW]となる。
【0154】
なお、図17に示す例では、妨害波の強度△PIに関するしきい値PIDは、0.5[nW]に設定されている。したがって、上記4つの基地局12A〜12D(k)における、対応する強度差平均値△PI(k)と、しきい値PID(0.5[nW])とを比較すると、それぞれ、
△PI(1)<0.5
△PI(2)<0.5
△PI(3)≧0.5
△PI(4)<0.5
となる。この結果、基地局12A、基地局12B、基地局12Dに係る妨害波の強度はそれぞれ安定と判定され、基地局12Cに係る妨害波の強度は不安定と判定される。
【0155】
そして、妨害波の受信信号強度PI(k)に関するしきい値は、この例では0.2[nW]に設定されている。上記安定であると判定された基地局12A,12B,12Dにおける、対応する妨害波の受信信号強度PI(k)と、しきい値0.2[nW]とを比較すると、
PI(1)<0.2
PI(2)<0.2
PI(4)<0.2
となる。
【0156】
すなわち、基地局12A、基地局12B、基地局12Dのいずれもが、低PI基地局となる。したがって、上記4つの基地局12A〜12Dのうち、3つの基地局12A,12B,12Dが選択される。
【0157】
そして、前述の手法により、上記選択された3つの基地局12A,12B、12Dごとに検出された受信信号強度RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1) ,RSSI(k,1,2),RSSI(k,2,2)から、上記(2H)の式により算出された妨害波の受信信号強度PI(k)を差し引き、受信信号強度の補正値をそれぞれ算出する。そして、このようにして算出された受信信号強度の補正値に基づき、移動局10の位置の算出を行う。
【0158】
図18は、本変形例における測位サーバ14、基地局12A〜12D、移動局10の間で送受される各種信号の送受と制御動作の一例を表すシーケンス図であり、上記実施形態の図12に対応する図である。図12と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【0159】
図18では、図12の測位サーバ14に関し、ステップSS10の前に新たにステップSS5を追加し、ステップSS20に代えてステップSS20′を、ステップSS40に代えてステップSS40′を、ステップSS60に代えてステップSS60′を設けている。このとき、ステップSS40′の後にステップSS49を、ステップSS60′の後にステップSS69を追加している。また、基地局10に関するステップSR10に代えてステップSR10′を、ステップSR20に代えてステップSR20′を設け、さらに移動局10に関するステップST10に代えてステップST10′を設けている。
【0160】
すなわち、まずステップSS5において、詳細を後述する第1エラーフラグF1及び第2エラーフラグF2をそれぞれ0に初期化する。その後、ステップSS10において、上述したように、管理者等が測位開始操作を行ったら、ステップSS10の判定が満たされ、新たに設けたステップSS20′に移る。
【0161】
ステップSS20′では、測位サーバ14の測位部84が有線ケーブル52を介し、各基地局12A〜12D(あるいは特定の1つの基地局12でもよい)に対し、移動局10への電波信号の送信要求信号(本変形例では、複数PI測定コマンド信号)を送信するよう指示信号を出力する。これにより、新たに設けたステップSR10′で、各基地局12A〜12Dの無線部28がアンテナ部20を介し移動局10に向けて電波信号の送信要求信号を送信する。
【0162】
そして、この電波信号の送信要求信号を受信した移動局10の無線部28が、制御部32の制御に基づき、ステップST10′において、アンテナ部20を介し、上記複数のデータ群を含む電波信号(複数PI測定用フレーム。前述の図16参照)を送信する。なおこのステップST10′での制御部32の機能が、送信制御手段を構成する。移動局10から送信された上記電波信号は、アンテナ部20を介し、各基地局12A〜12Dの無線部28で受信される。
【0163】
そして、ステップSR20′で、基地局12A〜12DのRSSI部47が、上記電波信号に含まれる2セットのPt1コード、Pt2コード(前述の図16参照)にそれぞれ対応した信号の受信時における受信信号強度値RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1),RSSI(k,1,2),RSSI(k,2,2)を検出(測定)する。
【0164】
その後のステップSR30、ステップSS30は、図12と同様であり、各基地局12A〜12Dの制御部32が、上記ステップSR20で検出した、複数の受信信号強度値を測位サーバ14に出力する。そして、測位サーバ14の測位部84が、各基地局12A〜12Dから入力した複数の受信信号強度値を記憶部86に格納したら新たに設けたステップSS40′に移る。
【0165】
ステップSS40′では、測位サーバ14の算出部88が、PI算出処理(詳細は後述)を実行して、上記複数の受信信号強度値に基づき、各基地局12A〜12Dごとに、妨害波の強度△PIを算出し、妨害波の強度△PIの安定・不安定を判定する。その後、上記電波信号の所定の出力比と、上記妨害波の強度△PIが安定と判定された基地局12に係る複数の受信信号強度値とに基づき、上記実施形態と同様、各基地局12A〜12Dごとに、妨害波の受信信号強度PIを算出する(妨害波算出手段)。
【0166】
そして、新たに設けたステップSS49で上記第1エラーフラグF1=1であるかどうかを判定する。後述するように強度差平均値△PI(k)が比較的大きかった場合には第1エラーフラグF1=1となっているため判定が満たされ、(ステップSS50′以降を行わず)このフローを終了する。エラーフラグF1=0のままとなっている場合は判定が満たされず、ステップSS50に移る。
【0167】
ステップSS50は、図12と同様、測位サーバ14の判定部92が、PI判定処理(詳細は後述)を実行するものである(但し、上記第1エラーフラグF1=1となっている基地局12については、除外して処理を行う)。その後、新たに設けたステップSS60′に移る。
【0168】
ステップSS60′では、測位サーバ14の選択部90が、基地局選択処理(詳細は後述)を実行する(上記第1エラーフラグF1=1となっている基地局12については、除外して処理を行う)。そして、上記ステップSS50′での比較において、上記ステップSS40′で妨害波の強度が安定と判定された各基地局12のうち、対応する上記妨害波の受信信号強度PIが所定のしきい値よりも小さかった基地局12を選択する(基地局選択手段)。
【0169】
そして、新たに設けたステップSS69で上記第2エラーフラグF1=1であるかどうかを判定する。後述するように格納された受信信号強度PI(k)の数が少なかった場合には第2エラーフラグF1=1となっているため判定が満たされ、(ステップSS70以降を行わず)このフローを終了する。エラーフラグF2=0のままとなっている場合は判定が満たされず、ステップSS70に移る。
【0170】
その後のステップSS70以降は、図12と同様であるので説明を省略する。
【0171】
図19は、本変形例における測位サーバ14の算出部88が実行するステップSS40′の詳細手順を表すフローチャートであり、上記実施形態の図13に対応する図である。図13と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【0172】
図19に示すフローでは、図13のステップSS42、ステップSS43、ステップSS44に代えてステップSS42′、ステップSS43′、ステップSS44′を設けている。そして、ステップSS42′とステップSS43′との間にステップSS422とステップSS424を新たに設け、ステップSS424から分岐してステップSS426を新たに設けている。
【0173】
すなわち、ステップSS41において、上記のように基地局カウントの番号k=1としたら、新たに設けたステップSS42′に移る。
【0174】
ステップSS42′では、記憶部86にアクセスし、基地局カウントの番号kをキーとして、対応する4つの受信信号強度RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1),RSSI(k,1,2),RSSI(k,2,2)を取得する。そして、新たに設けたステップSS422に移る。
【0175】
ステップSS422では、上記ステップSS42′で取得した4つの受信信号強度RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1),RSSI(k,1,2),RSSI(k,2,2)に基づき、前述の手法により強度差平均値△PI(k)を算出する。そして、新たに設けたステップSS424に移る。
【0176】
ステップSS424では、上記ステップSS422で算出した強度差平均値△PI(k)と、所定のしきい値PID(前述の例では、0.5[nW])とを比較し、上記強度差平均値△PI(k)が、上記所定のしきい値PID未満(前述の例では、PI(k)<0.5)かどうかを判定する(安定性判定手段)。上記ステップSS422で算出した強度差平均値△PI(k)が、上記所定のしきい値PID未満の場合は、ステップSS424の判定が満たされ、新たに設けたステップSS43′に移る。
【0177】
ステップSS43′では、上記ステップSS424の判定が満たされた基地局12に係る4つの受信信号強度RSSI(k,1,1),RSSI(k,2,1),RSSI(k,1,2),RSSI(k,2,2)に基づき、前述の手法により妨害波の受信信号強度PI(k)を算出する。そして、後述のステップSS44′に移る。
【0178】
一方、上記ステップSS422で算出した強度差平均値△PI(k)が、上記所定のしきい値PID以上の場合は、判定が満たされず、新たに設けたステップSS426に移る。ステップSS426では、前述したように、これ以降のステップSS50(PI判定処理)やステップSS60′(基地局選択処理)において、それらの処理から除外する(それらの処理を行わない基地局とする)ために第1エラーフラグF1=1とし、ステップSS44′に移る。
【0179】
ステップSS44′では、記憶部86にアクセスし、上記ステップSS422で算出した強度差平均値△PI(k)と、ステップSS43′で算出した妨害波の受信信号強度PI(k)(又は上記ステップSS426でたてたフラグ)とを格納し、ステップSS45に移る。
【0180】
その後のステップSS45以降は、図13と同様であるので説明を省略する。
【0181】
図20は、本変形例における測位サーバ14の選択部90が実行するステップSS60′の詳細手順を表すフローチャートであり、上記実施形態の図15に対応する図である。なお、前述したように、上記図19のステップSS426で第1エラーフラグF1=1となった基地局12に対しては、このステップSSS60′は行われない。図15と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【0182】
図20に示すフローでは、図15のステップSS62とステップSS67との間に新たにステップSS65を設け、そのステップSS65から分岐させて新たにステップSS68を設けている。すなわち、上記ステップSS62において、上記ステップSS61で取得した低PI基地局又は高PI基地局の認定結果のうち、低PI基地局の個数が3つ以上あるかどうかを判定する。上記低PI基地局の個数が3つ以上ない場合(2つ以下である場合)は判定が満たされず、新たに設けたステップSS65に移り、低PI基地局の個数が3つ以上ある場合は、ステップSS62の判定が満たされて、ステップSS63に移る。
【0183】
ステップSS65では、上記ステップSS61で取得した妨害波の受信信号強度PI(k)が3つ以上格納(算出)されているかどうかを判定する。 上記ステップSS61で取得した妨害波の受信信号強度PI(k)が3つ以上格納されている場合(言い換えれば、上記ステップSS426で第1エラーフラグF1=1となった基地局12が1つ以下の場合)は、ステップSS65の判定が満たされて、ステップSS67に移る。上記妨害波の受信信号強度PI(k)が3つ以上格納されてない場合(言い換えれば、上記ステップSS426で第1エラーフラグF1=1となった基地局12が2つ以上あった場合)は判定が満たされず、ステップSS68に移る。ステップSS68では、第2エラーフラグF2=1として、前述したように、以降のステップSS70(受信信号強度の補正値の算出)やステップSS80(移動局10の位置の算出)が行わないようにする。その後、このルーチンを終了する。
【0184】
また、ステップSS63、ステップSS64、ステップSS67は、図15と同様であるので説明を省略する。
【0185】
本変形例によれば、上記の手法による妨害波の影響除去が可能であるかどうかを正確に見極めることができ、妨害波の影響除去が可能である場合には、確実に妨害波の影響を除去し、基地局12における真の受信信号強度値を精度よく検出することが可能となる。特に、妨害波の強度が略一定値で安定している場合にのみ、上記の手法を正しく適用することで、妨害波の受信信号強度値PIを精度よく算出する。これにより、妨害波の影響を取り除いた形で、基地局12における真の受信信号強度値を検出することができる。
【0186】
(2)送信モード切り替えを行う場合
すなわち、上記実施形態での移動局10が1つのデータ群を含む電波信号(PI測定用フレーム)を送信する場合と、上記(1)の変形例での移動局10が複数のデータ群を含む電波信号(複数PI測定用フレーム)を送信する場合とを、モード切り替えによって選択的に実行するようにしてもよい。
【0187】
本変形例では、移動局10が、複数の出力値を含む電波信号の送信に先立ち、基地局12より受信された送信指示信号(PI測定コマンド信号又は複数PI測定コマンド信号)に基づき、複数のデータ群を含む電波信号を送信する複数データ群モード(複数PI測定コマンド信号を受信した場合)と、1つのデータ群を含む電波信号を送信する単一データ群モード(PI測定コマンド信号を受信した場合)とを切り替える。
【0188】
図21は、本変形例における測位サーバ14、基地局12A〜12D、移動局10の間で送受される各種信号の送受と制御動作の一例を表すシーケンス図であり、上記実施形態の図12、上記(1)の変形例の図18に対応する図である。図12と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【0189】
図21では、図12の測位サーバ14に関するステップSS20に代えてステップSS20″を、ステップSS40に代えてステップSS40″を、ステップSS60に代えてステップSS60″を設け、ステップSS10とステップSS20″との間に新たにステップSS15を設けている。また、基地局10に関するステップSR10に代えてステップSR10″を、ステップSR20に代えてステップSR20″を設けている。さらに、移動局10に関するステップST10の前に新たにステップST5を設け、そのステップST5から分岐してステップST10′を設けている。
【0190】
すなわち、ステップSS10において、上述したように、管理者等が測位開始操作を行ったら、ステップSS10の判定が満たされ、新たに設けたステップSS15に移る。
【0191】
ステップSS15では、測位サーバ14の測位部84が、モード選択処理(詳細は後述)を実行して、上記2つのモード(単一データ群モード、複数データ群モード)のうち1つのモードを選択し、新たに設けたステップSS20″に移る。
【0192】
ステップSS20″では、測位サーバ14の測位部84が有線ケーブル52を介し、各基地局12A〜12D(あるいは特定の1つの基地局12でもよい)に対し、上記ステップSS15でのモード選択結果に基づき、対応する電波信号の送信要求信号を移動局10へ送信するよう指示信号を出力する。すなわち、上記ステップSS15において、単一データ群モードが選択されていればPI測定コマンド信号の送信を要求する信号を、複数データ群モードが選択されていれば複数PI測定コマンド信号の送信を要求する信号を送信するように、指示信号を出力する。
【0193】
そして、新たに設けたステップSR10″で、各基地局12A〜12Dの無線部28がアンテナ部20を介し、上記指示信号に基づき、移動局10に向けて対応する電波信号の送信要求信号を送信する。すなわち、入力した指示信号がPI測定コマンド信号の送信指示信号であればPI測定コマンド信号を、入力した指示信号が複数PI測定コマンド信号の送信指示信号であればPI測定コマンド信号を送信する。各基地局12A〜12Dから送信された電波信号の送信要求信号は、アンテナ部20を介し、移動局10の無線部28で受信される。
【0194】
そして、新たに設けたステップST5において、移動局10の制御部32が、上記電波信号の送信要求信号が、PI測定コマンド信号かどうかを判定する。上記電波信号の送信要求信号が、PI測定コマンド信号でない場合(=複数PI測定コマンド信号の場合)は判定が満たされず、複数のデータ群を含む電波信号を送信する複数データ群モードに切り替え、ステップST10′に移る。上記電波信号の送信要求信号が、PI測定コマンド信号の場合は、ステップST5の判定が満たされ、1つのデータ群を含む電波信号を送信する単一データ群モードに切り替え、ステップST10に移る。なお、上記のステップST5での制御部32の機能が、各請求項記載のモード切替手段を構成する。
【0195】
ステップST10では、移動局10の無線部28が、アンテナ部20を介し、上記1つのデータ群を含む電波信号を送信する。ステップST10′では、移動局10の無線部28が、アンテナ部20を介し、上記複数のデータ群を含む電波信号(複数PI測定用フレーム)を送信する。
【0196】
上記ステップST10又はステップST10′において移動局10から送信された電波信号は、各基地局12A〜12Dの無線部28が、アンテナ部20を介して受信する。そして、ステップSR20″において、基地局12A〜12DのRSSI部47が、上記電波信号に基づき、対応する複数の受信信号強度値を検出(測定)する。すなわち、受信した電波信号が、1つのデータ群を含む電波信号であればPt1コード、Pt2コード(前述の図9中段参照)にそれぞれ対応した信号の受信時における受信信号強度値を検出する。受信した電波信号が、複数のデータ群を含む電波信号(複数PI測定用フレーム)であれば、2セットのPt1コード、Pt2コード(前述の図16中段参照)にそれぞれ対応した信号の受信時における受信信号強度値を検出する。
【0197】
その後のステップSR30、ステップSS30は、図12と同様であり、各基地局12A〜12Dの制御部32が、上記ステップSR20″で検出した、複数の受信信号強度値を測位サーバ14に出力し、測位サーバ14の測位部84が、各基地局12A〜12Dから入力した複数の受信信号強度値を記憶部86に格納したら、新たに設けたステップSS40″に移る。
【0198】
ステップSS40″では、測位サーバ14の算出部88が、PI算出処理(詳細は後述)を実行する。
【0199】
その後のステップSS50は、図12と同様、測位サーバ14の判定部92が、実行するPI判定処理であり、ステップSS50が終了したら、新たに設けたステップSS60″に移る。
【0200】
ステップSS60″では、測位サーバ14の選択部90が、基地局選択処理(詳細は後述)を実行して、ステップSS70に移る。
【0201】
その後のステップSS70以降は、図12と同様であるので説明を省略する。
【0202】
図22は、本変形例における測位サーバ14の測位部84が実行するステップSS15の詳細手順を表すフローチャートである。
【0203】
図22において、まずステップSS16では、表示信号を生成して図示しない表示部に出力し、モードを選択するための指示入力を管理者等に対し促す所定の表示(図示省略)を行わせる。
【0204】
そして、ステップSS17に移り、上記ステップSS16の表示に対応して、管理者等により図示しない操作部を介し上記モードの選択がされたかどうかを判定する。管理者等がモードを選択するまでステップSS17の判定が満たされずステップSS16に戻って同様の手順を繰り返す。モードの選択があったらステップSS17の判定が満たされてステップSS18に移る。
【0205】
ステップSS18では、上記ステップSS17での管理者等のモード選択結果に基づき、上述した、対応する電波信号の送信要求信号の送信指示信号を生成する。すなわち、上記ステップSS17で単一データ群モードが選択された場合はPI測定コマンド信号の送信指示信号を生成し、複数データ群モードが選択された場合は複数PI測定コマンド信号の送信指示信号を生成する。そして、このルーチンを終了する。
【0206】
なお、上記図22に示す測位サーバ14の測位部84によるモード選択処理は、上記図21に示すシーケンスが行われる前に、管理者等により予め設定しておいてもよい。
【0207】
図23は、本変形例における測位サーバ14の算出部88が実行するステップSS40″の詳細手順を表すフローチャートである。
【0208】
図23において、まずステップSS400では、上記ステップSS15で単一データ群モードが選択されたかどうかを判定する。上記ステップSS15で単一データ群モードが選択されていない場合(=複数データ群モードが選択されている場合)は、判定が満たされず、ステップSS40′に移る。上記ステップSS15で単一データ群モードが選択されている場合は、ステップSS400の判定が満たされ、ステップSS40に移る。
【0209】
ステップSS40は、上記実施形態において図13に示したフローと同様の処理を実行し、ステップSS40′は、上記(1)の変形例において図19に示したフローと同様の処理を実行する。そして、このルーチンを終了する。
【0210】
図24は、本変形例における測位サーバ14の選択部90が実行するステップSS60″の詳細手順を表すフローチャートである。
【0211】
図24において、まずステップSS600では、上記ステップSS15で単一データ群モードが選択されたかどうかを判定する。上記ステップSS15で単一データ群モードが選択されていない場合(=複数データ群モードが選択されている場合)は、判定が満たされず、ステップSS60′に移る。上記ステップSS15で単一データ群モードが選択されている場合は、ステップSS600の判定が満たされ、ステップSS60に移る。
【0212】
ステップSS60は、上記実施形態において図15に示したフローと同様の処理を実行し、ステップSS60′は、上記(1)の変形例において図20に示したフローと同様の処理を実行する。そして、このルーチンを終了する。
【0213】
本変形例によれば、複数のデータ群を含む電波信号の複数の受信信号強度値によって妨害波の強度の安定性を判定し、妨害波の受信信号強度PIをより正確に算出するための特別なモード(複数データ群モード)と、(そこまでは行わず)素早く簡易な手法で妨害波の受信信号強度PIの算出を実行するための通常のモード(単一データ群モード)とを、操作者のニーズにより切り替えることができる。これにより、利便性を向上することができる。
【0214】
(3)その他
以上においては、被測位局として移動可能な移動局10が設けられる場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、上記基地局12のように固定的に配置されるものに対し無線通信を介して測位を行う場合であっても、本発明を適用することができる。この場合も、上記同様、妨害波の影響により生じる受信信号強度値の上乗せ分を是正して、測位精度を向上することができる。
【0215】
また、図12〜図15、図18〜図24に示すシーケンスやフローは本発明を図示する手順に限定するものではなく、発明の趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。
【0216】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【0217】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0218】
【図1】本発明の一実施形態の無線通信システムの構成の一例を表す説明図である。
【図2】位置算出のために、移動可能領域において便宜上設定される座標系を表す説明図である。
【図3】移動局の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【図4】基地局の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【図5】測位サーバの機能的構成を表す機能ブロック図である。
【図6】移動局の位置を検出する方法の原理の手法を説明するための説明図である。
【図7】移動局の位置を検出する方法の原理の手法を説明するための説明図である。
【図8】妨害波の影響を説明するための説明図である。
【図9】複数の出力値に対応した複数の受信信号強度の検出の手法を説明するための説明図である。
【図10】妨害波の影響が小さい基地局を選択する手法を説明するための説明図である。
【図11】選択された基地局において受信信号強度の補正値の算出の手法を説明するための説明図である。
【図12】測位サーバ、基地局、移動局の間で送受される各種信号の送受と制御動作の一例を表すシーケンス図である。
【図13】図12のステップSS40の詳細手順を表すフローチャートである。
【図14】図12のステップSS50の詳細手順を表すフローチャートである。
【図15】図12のステップSS60の詳細手順を表すフローチャートである。
【図16】妨害波の強度が安定であるときのみ妨害波の受信信号強度の算出を行う変形例において、複数のデータ群に対応した複数の受信信号強度の検出の手法を説明するための説明図である。
【図17】妨害波の影響が小さい基地局を選択する手法を説明するための説明図である。
【図18】測位サーバ、基地局、移動局の間で送受される各種信号の送受と制御動作の一例を表すシーケンス図である。
【図19】図18のステップSS40の詳細手順を表すフローチャートである。
【図20】図18のステップSS60の詳細手順を表すフローチャートである。
【図21】送信モード切り替えを行う変形例において、測位サーバ、基地局、移動局の間で送受される各種信号の送受と制御動作の一例を表すシーケンス図である。
【図22】図21のステップSS15の詳細手順を表すフローチャートである。
【図23】図21のステップSS40″の詳細手順を表すフローチャートである。
【図24】図21のステップSS60″の詳細手順を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【0219】
8 無線通信システム
10 移動局
12A〜12D 基地局
14 測位サーバ
47 RSSI部(強度検出手段)



【特許請求の範囲】
【請求項1】
電波信号を送信する送信部を備えた移動局と、
前記送信部から送信された前記電波信号を受信する受信部を備えた複数の基地局とを有し、
前記移動局は、
互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する送信制御手段を備え、
前記複数の基地局のそれぞれは、
前記受信部で受信された前記電波信号に基づき、前記複数の出力値にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出する強度検出手段を備える無線通信システムであって、
前記出力比と、前記複数の受信信号強度値とに基づき、各基地局ごとに妨害波の受信信号強度を算出する妨害波算出手段と、
前記妨害波算出手段で算出した前記妨害波の前記受信信号強度と、所定のしきい値とを比較する妨害波判定手段と
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項2】
前記複数の基地局のうち、前記妨害波判定手段での比較において、対応する前記妨害波の前記受信信号強度が前記しきい値よりも小さかった前記基地局を選択する基地局選択手段
を有することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
【請求項3】
前記基地局選択手段で選択された各基地局ごとに、前記強度検出手段で検出された前記受信信号強度から、前記妨害波算出手段で算出された前記妨害波の受信信号強度を差し引き、前記受信信号強度の補正値をそれぞれ算出する補正演算手段を有する
ことを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。
【請求項4】
前記基地局選択手段で選択された各基地局ごとの前記補正された前記受信信号強度の補正値に基づき、前記移動局の測位処理を行う測位処理手段を有する
ことを特徴とする請求項3記載の無線通信システム。
【請求項5】
前記送信制御手段は、
前記複数の出力値を1つのデータ群としたときの複数のデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御し、
かつ、
前記複数のデータ群に含まれる複数の受信信号強度値に基づき、前記妨害波の強度の安定・不安定を判定する安定性判定手段を設けた
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項記載の無線通信システム。
【請求項6】
前記妨害波算出手段は、
前記安定性判定手段で前記妨害波の強度が安定であると判定された場合に、前記妨害波の受信信号強度の算出を行う
ことを特徴とする請求項5記載の無線通信システム。
【請求項7】
前記移動局は、
前記複数の出力値を含む前記電波信号の送信に先立ち、前記基地局より受信された送信指示信号に基づき、前記送信制御手段が前記複数のデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する複数データ群モードと、前記送信制御手段が前記1つのデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する単一データ群モードとを切り替える、モード切替手段を備える
ことを特徴とする請求項5又は請求項6記載の無線通信システム。
【請求項8】
電波信号を送信する送信部と、
妨害波の受信信号強度を算出するために、互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む前記電波信号を送信するように、前記送信部を制御する送信制御手段と
を有することを特徴とする移動局。
【請求項9】
前記送信制御手段が、前記複数の出力値を1つのデータ群としたときの複数のデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する複数データ群モードと、前記送信制御手段が、前記1つのデータ群を含む前記電波信号を送信するように前記送信部を制御する単一データ群モードとを切り替える、モード切替手段を有する
ことを特徴とする請求項8記載の移動局。
【請求項10】
移動局から送信された、互いに所定の出力比となる複数の出力値を含む電波信号を受信する受信部と、
妨害波の受信信号強度を算出するために、前記受信部で受信された前記電波信号に基づき、前記複数の出力値にそれぞれ対応した複数の受信信号強度値を検出する強度検出手段と
を有することを特徴とする基地局。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【公開番号】特開2010−74700(P2010−74700A)
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−242085(P2008−242085)
【出願日】平成20年9月22日(2008.9.22)
【出願人】(000005267)ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Fターム(参考)】