無線通信装置、無線通信方法およびプログラム
【課題】無線通信装置、無線通信方法およびプログラムを提供すること。
【解決手段】段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と、前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と、を備える、無線通信装置。
【解決手段】段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と、前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と、を備える、無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近日、無線通信装置の位置推定が広く普及している。例えば、無線通信装置は、基地局から定期的に送信されるビーコンの受信強度、およびビーコンに含まれる基地局の位置情報を利用し、三角測位に基づいて自装置の位置を推定する方法が知られている。なお、当該方法では、無線通信装置が少なくとも３つ以上の基地局からビーコンを受信する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の位置推定方法では、基地局の位置情報を基地局自身が把握しており、基地局が当該位置情報を含むビーコンを送信する必要があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、位置情報を含まない無線信号を利用して位置推定を行なうことが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、無線通信方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と、前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と、を備える無線通信装置が提供される。
【０００６】
前記送信部は、前記推定部により推定された第１の範囲を示す範囲情報と前記第１の無線通信装置を示す識別情報を対応付けて送信してもよい。
【０００７】
前記送信部は、前記推定部により推定された範囲情報および識別情報に加え、他の無線通信装置から受信済みの範囲情報および識別情報を前記他の無線通信装置と対応付けて送信してもよい。
【０００８】
前記推定部は、前記第１の無線通信装置の識別情報と対応付けられている第２の範囲情報が第２の無線通信装置から受信される、第３の範囲情報が第３の無線通信装置から受信されると、前記第３の範囲情報の示す中空円型の第３の範囲、前記第２の範囲情報の示す中空円型の第２の範囲、および前記第１の範囲が重複するように各々を配置した場合の各範囲の中心に、対応する無線通信装置が存在すると推定してもよい。
【０００９】
前記推定部は、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置のうちで少なくとも２以上の装置の絶対的な位置情報が既知である場合、前記２以上の装置の絶対的な位置情報に基づいて前記２以上の装置以外の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定してもよい。
【００１０】
前記推定部は、第１の無線通信装置の絶対的な位置情報が既知である場合、当該位置情報の示す位置付近の地図と、推定した自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の位置関係をマッチングすることにより、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定してもよい。
【００１１】
前記推定部は、周波数と距離減衰の関係式に前記応答信号の周波数を代入することにより前記第１の範囲を推定してもよい。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、段階的に送信電力を高めて無線信号を送信するステップと、送信した無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定するステップと、を含む無線通信方法が提供される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と、前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と、として機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明にかかる無線通信装置、無線通信方法およびプログラムによれば、位置情報を含まない無線信号を利用して位置推定を行なうことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
１．本実施形態の無線通信システム１の構成
２．無線通信装置の基本機能
３．応用例
４．まとめ、および補足
【００１７】
＜１．本実施形態の全体構成＞
まず、図１を参照し、本実施形態にかかる無線通信システム１の構成を説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１の構成を示した説明図である。図１に示したように、本実施形態にかかる無線通信システム１は、複数の無線通信装置２０Ａ〜２０Ｄを含む。また、図１においては、無線通信装置２０Ａの電波到達範囲２２Ａ、無線通信装置２０Ｂの電波到達範囲２２Ｂ、および無線通信装置２０Ｃの電波到達範囲２２Ｃの重複範囲に無線通信装置２０Ｄが存在している。
【００１９】
なお、本明細書においては、実質的に同一機能を有する複数の構成の各々は、同一符号の後に異なるアルファベットを付することで区別する。しかし、同一機能を有する複数の構成の各々を特に区別する必要が無い場合、同一符号のみを付する。例えば、無線通信装置２０Ａおよび２０Ｂを特に区別する必要が無い場合、単に無線通信装置２０と総称する。
【００２０】
各無線通信装置２０は、電波到達範囲２２内に存在する無線通信装置２０と無線通信を行うことができる。このような無線通信装置２０は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。また、無線通信装置２０は、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、携帯用ゲーム機器などの情報処理装置であってもよい。さらに、無線通信装置２０は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの基地局であってもよい。
【００２１】
また、無線通信装置２０は任意の通信プロトコルに従って無線通信を行う。任意の通信プロトコルとしては、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ｓなどに規定される通信プロトコルがあげられる。また、任意の通信プロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＩＥＥＥ８０２．２２に規定される通信プロトコルがあげられる。
【００２２】
以下、このような本実施形態の説明に先立ち、本実施形態に関連する位置推定方法について図２を参照して説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態に関連する無線通信システムの構成を示した説明図である。図２に示したように、本実施形態に関連する無線通信システムは、複数の無線通信装置２０’Ａ〜２０’Ｃを含む。また、各無線通信装置２０’は、自装置の位置情報を把握しており、定期的に当該位置情報を含むビーコンを送信する。
【００２４】
また、図２では、無線通信装置２０’Ａの電波到達範囲２２’Ａ、無線通信装置２０’Ｂの電波到達範囲２２’Ｂ、および無線通信装置２０’Ｃの電波到達範囲２２’Ｃの重複範囲を斜線で示している。この重複範囲内に存在する無線通信装置２０は、３の無線通信装置２０’Ａ〜２０’Ｃからビーコンを受信し、当該ビーコンに含まれる位置情報、およびビーコンの受信強度を利用し、三角測位に基づいて自装置の位置を推定することができる。
【００２５】
しかし、本実施形態に関連する位置推定方法では、無線通信装置２０’が自装置の位置情報を把握しており、かつ自装置の位置情報を含むビーコンを送信する必要があった。
【００２６】
そこで、上記事情を一着眼点にして本実施形態にかかる無線通信装置２０を創作するに至った。本実施形態にかかる無線通信装置２０は、送信電力を段階的に増加させてビーコン（無線信号）を送信することにより、周囲の無線通信装置との位置関係を推定することができる。以下、このような無線通信装置２０について図３〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００２７】
＜２．無線通信装置の基本機能＞
図３は、無線通信装置２０のハードウェア構成を示したブロック図である。無線通信装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、ホストバス２０４と、を備える。また、無線通信装置２０は、ブリッジ２０５と、外部バス２０６と、インタフェース２０７と、入力装置２０８と、出力装置２１０と、ストレージ装置（ＨＤＤ）２１１と、ドライブ２１２と、通信装置２１５とを備える。
【００２８】
ＣＰＵ２０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って無線通信装置２０内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ２０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバス２０４により相互に接続されている。
【００２９】
ホストバス２０４は、ブリッジ２０５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス２０６に接続されている。なお、必ずしもホストバス２０４、ブリッジ２０５および外部バス２０６を分離構成する必要はなく、一のバスにこれらの機能を実装してもよい。
【００３０】
入力装置２０８は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイク、スイッチおよびレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ２０１に出力する入力制御回路などから構成されている。無線通信装置２０のユーザは、該入力装置２０８を操作することにより、無線通信装置２０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００３１】
出力装置２１０は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）装置およびランプなどの表示装置を含む。さらに、出力装置２１０は、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置を含む。出力装置２１０は、例えば、再生されたコンテンツを出力する。具体的には、表示装置は再生された映像データ等の各種情報をテキストまたはイメージで表示する。一方、音声出力装置は、再生された音声データ等を音声に変換して出力する。
【００３２】
ストレージ装置２１１は、本実施形態にかかる無線通信装置２０の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置２１１は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。このストレージ装置２１１は、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや各種データを格納する。
【００３３】
ドライブ２１２は、記憶媒体用リーダライタであり、無線通信装置２０に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ２１２は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体２４に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ２０３に出力する。
【００３４】
通信装置２１５は、例えば、他の無線通信装置２０と無線通信するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。この通信装置２１５は、他の無線通信装置２０との間で、ビーコンやビーコンに対する応答信号などを送受信する。
【００３５】
図４は、本実施形態にかかる無線通信装置２０の構成を示した機能ブロック図である。図４に示したように、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、通信部２１６と、送信電力制御部２２０と、推定部２２４と、ビーコン生成部２２８と、ビーコン解析部２３２と、を備える。
【００３６】
通信部２１６は、他の無線通信装置２０Ｄ（図４においては一例として無線通信装置２０Ｄを示しているに過ぎない。）とのインタフェースである。例えば、通信部２１６は、ビーコンなどの無線信号を送信する送信部、およびビーコンに対する応答信号を受信する受信部としての機能を有する。
【００３７】
送信電力制御部２２０は、通信部２１６によるビーコンの送信電力を制御する。以下、図５を参照し、送信電力制御部２２０による送信電力の制御例を説明する。
【００３８】
図５は、送信電力制御部２２０による送信電力の制御例を示した説明図である。図５に示したように、送信電力制御部２２０は、ビーコンの送信のたびに、ビーコンの送信電力を増加させる。そして、送信電力が最大電力になると、送信電力を最低電力に設定する。
【００３９】
より詳細には、図５に示した例では、ビーコンがレベル１、レベル２、レベル３、レベル１・・・という順序の送信電力で送信される。
【００４０】
推定部２２４は、通信部２１６から送信されたビーコンに対する応答信号（例えば、ＡＣＫ）に基づいて、当該応答信号の送信元装置の存在位置を推定する。例えば、推定部２２４は、ビーコンに対する応答信号が無線通信装置２０Ｄから受信されるようになると、当該ビーコンの到達範囲と前回のビーコンの到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の範囲に無線通信装置２０Ｄが存在すると推定する。以下、図６を参照してより具体的に説明する。
【００４１】
図６は、無線通信装置２０Ａと無線通信装置２０Ｄの位置関係を示した説明図である。また、図６においては、ビーコンの送信電力レベル１での到達範囲Ａ−１および送信電力レベル２での到達範囲Ａ−２を各々円形で示している。
【００４２】
ここで、無線通信装置２０Ｄは、送信電力レベル１で送信されたビーコンを受信できないため、送信電力レベル１で送信されたビーコンに対する応答信号を送信しない。このため、無線通信装置１０Ａは、送信電力レベル１で送信したビーコンに対する無線通信装置２０Ｄからの応答信号を受信できない。
【００４３】
一方、ビーコンが送信電力レベル２で送信されるようになると、無線通信装置２０Ｄが当該ビーコンを受信できるため、当該ビーコンに対する応答信号を送信する。このため、無線通信装置１０Ａは、送信電力レベル２で送信したビーコンに対する無線通信装置２０Ｄからの応答信号を受信できる。
【００４４】
したがって、推定部２２４は、ビーコンの送信電力レベル１での到達範囲Ａ−１より外側であり、かつ、送信電力レベル２での到達範囲Ａ−２より内側である中空円型の範囲２４Ａに無線通信装置２０Ｄが存在すると推定することができる。なお、範囲２４Ａは、ビーコンの送信電力レベル１での到達範囲Ａ−１および送信電力レベル２での到達範囲Ａ−２の差分に該当する。
【００４５】
なお、ビーコンの到達範囲Ａ−１およびＡ−２などは、ビーコンの受信強度が所定値を上回ることが想定される範囲であってもよい。当該範囲は、例えば、以下に示す周波数と距離減衰の関係式により特定可能である。
[参考]協立出版、パーソナルインテリジェンス、服部武他
【００４６】
【数１】
【００４７】
ビーコン生成部２２８は、推定部２２４により推定された範囲２４Ａを示す範囲情報、および無線通信装置２０Ｄの識別情報を含むビーコンを生成し、通信部２１６が当該ビーコンを送信する。
【００４８】
なお、範囲情報は、中空円型の範囲２４Ａの外側半径および内側半径を示す情報を含んでも、中心半径および範囲幅を示す情報を含んでもよい。または、範囲情報は、応答信号を受信できなかった送信電力および応答信号を受信できるようになった送信電力を含んでもよい。また、識別情報としては、例えば、装置ＩＤやネットワークアドレスがあげられる。
【００４９】
また、推定部２２４により推定された範囲情報は、不揮発性メモリ、磁気ディスク、光ディスク、およびＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスクなどの記憶媒体に記録されてもよい。不揮発性メモリとしては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）があげられる。また、磁気ディスクとしては、ハードディスクおよび円盤型磁性体ディスクなどがあげられる。また、光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）およびＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））などがあげられる。
【００５０】
続いて、図７を参照し、本実施形態にかかる無線通信装置２０の動作の流れをまとめる。
【００５１】
図７は、本実施形態にかかる無線通信装置２０の動作の流れを示したフローチャートである。まず、図７に示したように、無線通信装置２０の通信部２１６は、所定期間にわたって受信動作を行なうことにより、周囲で送信されているビーコンを観測する（Ｓ３０４）。
【００５２】
そして、送信電力制御部２２０は、自装置が利用可能なビーコン送信スロットがある場合（Ｓ３０８）、ビーコンの送信電力を例えば最低電力に設定する（Ｓ３１２）。
【００５３】
続いて、自装置の位置情報が既知である場合（Ｓ３１６）、ビーコン生成部２２８が自装置の位置情報を含むビーコンを生成し、通信部２１６が当該ビーコンを送信する（Ｓ３２４）。一方、自装置の位置情報が既知でない場合（Ｓ３１６）、通信部２１６が自装置の位置情報を含まないビーコンを送信する（Ｓ３２０）。
【００５４】
その後、前回のビーコン（今回より送信電力が低い）に対する応答信号が受信されなかった無線通信装置２０から応答信号が受信された場合、推定部２２４は、ビーコンの送信電力に基づいて当該無線通信装置２０の存在する範囲を推定する（Ｓ３２８、Ｓ３３２）。
【００５５】
そして、応答信号の受信待ち時間が終了すると（Ｓ３３６）、送信電力制御部２２０がビーコンの送信電力を増加させる（Ｓ３４０）。なお、送信電力制御部２２０は、送信電力が既に最大電力であった場合、送信電力を最低電力に設定してもよい。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、ビーコンの送信電力を段階的に増加させることにより、他の無線通信装置２０の存在する範囲を推定することができる。以下、当該機能の応用例を図８〜図１０を参照して説明する。
【００５７】
＜３．応用例＞
各無線通信装置２０のビーコン生成部２２８は、推定部２２４により推定された自装置の周辺装置のリスト（識別情報および範囲情報）に加え、他の無線通信装置２０から受信済みのリストを含むビーコンを生成し、通信部２１６から送信させる。すなわち、各無線通信装置２０は、自装置の周辺装置のリストに、他の無線通信装置２０の周辺装置のリストをマージして送信する。なお、各リストには、当該リストがいずれの無線通信装置２０の周辺装置のリストであるかを示す情報も記載される。
【００５８】
そして、無線通信装置２０は、他の無線通信装置２０の周辺装置のリストを受信すると、当該リストおよび自装置の周辺装置のリストの双方に含まれる識別情報を抽出し、抽出された識別情報を有する無線通信装置２０の位置を推定する。
【００５９】
例えば、無線通信装置２０Ａのビーコン解析部２３２が、図６に示した状態において、無線通信装置２０Ｂの周辺装置のリストに、自装置のリストと共通する無線通信装置２０Ｄの識別情報が含まれていることを把握した場合を考える。
【００６０】
図８は、推定部２２４により推定される複数の無線通信装置２０の位置関係を示した説明図である。図８に示したように、無線通信装置２０Ｂは無線通信装置２０Ａの通信範囲外であるので、無線通信装置２０Ａの推定部２２４は、自身が推定した範囲２４Ａおよび無線通信装置２０Ｂから取得された無線通信装置２０Ｄの範囲情報の示す範囲２４Ｂを重ね合わせる。
【００６１】
ここで、範囲２４Ａの外側半径をｒ１、範囲２４Ａの幅をΔ１、範囲２４Ｂの外側半径をｒ２、とすると、推定部２２４は、無線通信装置２０Ｂが無線通信装置２０Ａを中心とする半径（ｒ１＋ｒ２―Δ１）の円周上付近に存在すると推定する。
【００６２】
さらに、無線通信装置２０Ａのビーコン解析部２３２が、無線通信装置２０Ｃからも無線通信装置２０Ｄの範囲情報を含むビーコンが送信されていることを把握した場合を考える。
【００６３】
この場合、無線通信装置２０Ａは、無線通信装置２０Ｃから取得された範囲情報、無線通信装置２０Ｂから取得された範囲情報、および自身が推定した範囲情報に基づき、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃの位置関係を図９に示すように推定する。
【００６４】
図９は、推定部２２４により推定される複数の無線通信装置２０の位置関係を示した説明図である。図９に示したように、推定部２２４は、無線通信装置２０Ｃから取得された範囲情報の示す中空円型の範囲２４Ｃ、範囲２４Ｂ、および範囲２４Ａが重複するように配置した場合の各範囲２４Ａ〜Ｃの中心に、無線通信装置２０Ａ〜２０Ｃが存在すると推定する。
【００６５】
また、推定部２２４は、範囲２４Ｃ、範囲２４Ｂ、および範囲２４Ａの重複範囲に無線通信装置２０Ｄが存在すると推定する。
【００６６】
このように、複数の無線通信装置２０により送信される範囲情報を利用することにより、複数の無線通信装置２０の相対的な位置関係を推定することが可能となる。さらに、多くの無線通信装置２０により送信される範囲情報を利用することにより、推定精度の向上を図ることができる。
【００６７】
また、各無線通信装置２０は、ビーコンを送信する際、自らがＧＰＳ機能などにより位置情報を把握できる場合には、自装置の位置情報についてもビーコンに記載し、他の端末に送信してもよい。このＧＰＳなどにより得られた位置情報については、基準の位置情報として利用することができる。また、周辺装置のリストは、予め決められたフォーマットで構成され、各無線通信装置２０を基準にした、周辺装置との位置関係が記載される。
【００６８】
このように任意の無線通信装置２０が位置情報または方位を含むビーコンを送信していれば、例えばビーコンに含まれる任意の無線通信装置２０の位置情報を基準にして、複数の無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することも可能である。
【００６９】
また、１の無線通信装置の位置情報が既知である場合にも、地図情報を活用することにより、複数の無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することも可能である。以下、図１０を参照して説明する。
【００７０】
図１０は、地図情報の活用例を示した説明図である。より詳細には、図１０の左図が地図情報に基づいて展開される地図を示しており、当該地図上には三角形のビル、複数の住居、および三角形のビルを囲う道路が含まれている。
【００７１】
ここで、無線通信装置２０Ｄが三角形のビルの中に存在し、無線通信装置２０Ｄが自装置の位置情報を把握しており、当該位置情報を送信している場合を考える。また、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃが、図９に示した位置関係にあると推定されているとする。
【００７２】
この場合、無線通信装置２０Ａの推定部２２４は、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃを携帯するユーザが道路上に存在するという仮定に基づき、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃが道路上に配置されるようなマッチングを行なう。
【００７３】
その結果、図１０の右図に示したように、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃが推定された位置関係を維持したまま道路上に配置されると、推定部２２４は、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃの絶対的な位置を推定することが可能である。
【００７４】
＜４．まとめ、および補足＞
以上説明したように、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、ビーコンの送信電力を段階的に増加させることにより、他の無線通信装置２０の存在する範囲を推定することができる。
【００７５】
また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、ある送信電力で送信されたビーコンの到達範囲を、ビーコンの送信周波数を考慮した関係式に基づいて推定することができる。したがって、無線通信装置２０が利用する周波数を動的に変更した場合であっても精度を維持することが可能である。
【００７６】
また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、１または２以上の他の無線通信装置２０から送信される任意の無線通信装置２０の範囲情報に基づき、各無線通信装置２０の相対的な位置関係（ネットワークトボロジー）を推定することができる。かかる位置関係は、例えばルーティングや利用する通信プロトコルの選択に活用することが可能である。
【００７７】
また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、各無線通信装置２０の位置関係と地図情報を組み合わせて利用することにより、各無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することも可能である。また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、少なくとも２の無線通信装置２０の位置情報が既知である場合にも、各無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することが可能である。
【００７８】
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７９】
例えば、図５には送信電力制御部２２０による送信電力の制御の一例を示したに過ぎず、本発明はかかる例に限定されない。変形例として、送信電力制御部２２０は、レベル１、レベル１、レベル２、レベル２、レベル３、レベル３、レベル１、レベル１・・・というように、複数のビーコンに同一の送信電力を設定してもよい。
【００８０】
また、図５では、送信電力制御部２２０が送信電力を３段階で切替える例を説明したが。本発明はかかる例に限定されない。例えば、送信電力制御部２２０は、２段階、または４段階以上の多数の段階で送信電力を切替えてもよい。
【００８１】
また、送信制御部２２０は、送信電力の最大値を、無線通信装置２０の残電力に応じて設定してもよい。例えば、送信制御部２２０は、無線通信装置２０の残電力が少ないほど、送信電力の最大値を小さな値に設定してもよい。
【００８２】
同様に、送信制御部２２０は、送信電力の最小値を、無線通信装置２０の残電力に応じて設定してもよい。例えば、無線通信装置２０の残電力が多いほど、送信電力の最小値を大きな値に設定してもよい。
【００８３】
また、本明細書の無線通信装置２０の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、無線通信装置２０の処理における各ステップは、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）を含んでもよい。
【００８４】
また、無線通信装置２０に内蔵されるＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３などのハードウェアを、上述した無線通信装置２０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。
【００８５】
また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。また、図４の機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施形態にかかる無線通信システムの構成を示した説明図である。
【図２】本実施形態に関連する無線通信システムの構成を示した説明図である。
【図３】無線通信装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる無線通信装置の構成を示した機能ブロック図である。
【図５】送信電力制御部による送信電力の制御例を示した説明図である。
【図６】複数の無線通信装置の位置関係を示した説明図である。
【図７】本実施形態にかかる無線通信装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図８】推定部により推定される複数の無線通信装置の位置関係を示した説明図である。
【図９】推定部により推定される複数の無線通信装置の位置関係を示した説明図である。
【図１０】地図情報の活用例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
２０ 無線通信装置
２１６ 通信部
２２０ 送信電力制御部
２２４ 推定部
２２８ ビーコン生成部
２３２ ビーコン解析部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近日、無線通信装置の位置推定が広く普及している。例えば、無線通信装置は、基地局から定期的に送信されるビーコンの受信強度、およびビーコンに含まれる基地局の位置情報を利用し、三角測位に基づいて自装置の位置を推定する方法が知られている。なお、当該方法では、無線通信装置が少なくとも３つ以上の基地局からビーコンを受信する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の位置推定方法では、基地局の位置情報を基地局自身が把握しており、基地局が当該位置情報を含むビーコンを送信する必要があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、位置情報を含まない無線信号を利用して位置推定を行なうことが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、無線通信方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と、前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と、を備える無線通信装置が提供される。
【０００６】
前記送信部は、前記推定部により推定された第１の範囲を示す範囲情報と前記第１の無線通信装置を示す識別情報を対応付けて送信してもよい。
【０００７】
前記送信部は、前記推定部により推定された範囲情報および識別情報に加え、他の無線通信装置から受信済みの範囲情報および識別情報を前記他の無線通信装置と対応付けて送信してもよい。
【０００８】
前記推定部は、前記第１の無線通信装置の識別情報と対応付けられている第２の範囲情報が第２の無線通信装置から受信される、第３の範囲情報が第３の無線通信装置から受信されると、前記第３の範囲情報の示す中空円型の第３の範囲、前記第２の範囲情報の示す中空円型の第２の範囲、および前記第１の範囲が重複するように各々を配置した場合の各範囲の中心に、対応する無線通信装置が存在すると推定してもよい。
【０００９】
前記推定部は、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置のうちで少なくとも２以上の装置の絶対的な位置情報が既知である場合、前記２以上の装置の絶対的な位置情報に基づいて前記２以上の装置以外の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定してもよい。
【００１０】
前記推定部は、第１の無線通信装置の絶対的な位置情報が既知である場合、当該位置情報の示す位置付近の地図と、推定した自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の位置関係をマッチングすることにより、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定してもよい。
【００１１】
前記推定部は、周波数と距離減衰の関係式に前記応答信号の周波数を代入することにより前記第１の範囲を推定してもよい。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、段階的に送信電力を高めて無線信号を送信するステップと、送信した無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定するステップと、を含む無線通信方法が提供される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と、前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と、として機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明にかかる無線通信装置、無線通信方法およびプログラムによれば、位置情報を含まない無線信号を利用して位置推定を行なうことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
１．本実施形態の無線通信システム１の構成
２．無線通信装置の基本機能
３．応用例
４．まとめ、および補足
【００１７】
＜１．本実施形態の全体構成＞
まず、図１を参照し、本実施形態にかかる無線通信システム１の構成を説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１の構成を示した説明図である。図１に示したように、本実施形態にかかる無線通信システム１は、複数の無線通信装置２０Ａ〜２０Ｄを含む。また、図１においては、無線通信装置２０Ａの電波到達範囲２２Ａ、無線通信装置２０Ｂの電波到達範囲２２Ｂ、および無線通信装置２０Ｃの電波到達範囲２２Ｃの重複範囲に無線通信装置２０Ｄが存在している。
【００１９】
なお、本明細書においては、実質的に同一機能を有する複数の構成の各々は、同一符号の後に異なるアルファベットを付することで区別する。しかし、同一機能を有する複数の構成の各々を特に区別する必要が無い場合、同一符号のみを付する。例えば、無線通信装置２０Ａおよび２０Ｂを特に区別する必要が無い場合、単に無線通信装置２０と総称する。
【００２０】
各無線通信装置２０は、電波到達範囲２２内に存在する無線通信装置２０と無線通信を行うことができる。このような無線通信装置２０は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。また、無線通信装置２０は、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、携帯用ゲーム機器などの情報処理装置であってもよい。さらに、無線通信装置２０は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの基地局であってもよい。
【００２１】
また、無線通信装置２０は任意の通信プロトコルに従って無線通信を行う。任意の通信プロトコルとしては、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ｓなどに規定される通信プロトコルがあげられる。また、任意の通信プロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＩＥＥＥ８０２．２２に規定される通信プロトコルがあげられる。
【００２２】
以下、このような本実施形態の説明に先立ち、本実施形態に関連する位置推定方法について図２を参照して説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態に関連する無線通信システムの構成を示した説明図である。図２に示したように、本実施形態に関連する無線通信システムは、複数の無線通信装置２０’Ａ〜２０’Ｃを含む。また、各無線通信装置２０’は、自装置の位置情報を把握しており、定期的に当該位置情報を含むビーコンを送信する。
【００２４】
また、図２では、無線通信装置２０’Ａの電波到達範囲２２’Ａ、無線通信装置２０’Ｂの電波到達範囲２２’Ｂ、および無線通信装置２０’Ｃの電波到達範囲２２’Ｃの重複範囲を斜線で示している。この重複範囲内に存在する無線通信装置２０は、３の無線通信装置２０’Ａ〜２０’Ｃからビーコンを受信し、当該ビーコンに含まれる位置情報、およびビーコンの受信強度を利用し、三角測位に基づいて自装置の位置を推定することができる。
【００２５】
しかし、本実施形態に関連する位置推定方法では、無線通信装置２０’が自装置の位置情報を把握しており、かつ自装置の位置情報を含むビーコンを送信する必要があった。
【００２６】
そこで、上記事情を一着眼点にして本実施形態にかかる無線通信装置２０を創作するに至った。本実施形態にかかる無線通信装置２０は、送信電力を段階的に増加させてビーコン（無線信号）を送信することにより、周囲の無線通信装置との位置関係を推定することができる。以下、このような無線通信装置２０について図３〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００２７】
＜２．無線通信装置の基本機能＞
図３は、無線通信装置２０のハードウェア構成を示したブロック図である。無線通信装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、ホストバス２０４と、を備える。また、無線通信装置２０は、ブリッジ２０５と、外部バス２０６と、インタフェース２０７と、入力装置２０８と、出力装置２１０と、ストレージ装置（ＨＤＤ）２１１と、ドライブ２１２と、通信装置２１５とを備える。
【００２８】
ＣＰＵ２０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って無線通信装置２０内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ２０１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバス２０４により相互に接続されている。
【００２９】
ホストバス２０４は、ブリッジ２０５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス２０６に接続されている。なお、必ずしもホストバス２０４、ブリッジ２０５および外部バス２０６を分離構成する必要はなく、一のバスにこれらの機能を実装してもよい。
【００３０】
入力装置２０８は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイク、スイッチおよびレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ２０１に出力する入力制御回路などから構成されている。無線通信装置２０のユーザは、該入力装置２０８を操作することにより、無線通信装置２０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００３１】
出力装置２１０は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）装置およびランプなどの表示装置を含む。さらに、出力装置２１０は、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置を含む。出力装置２１０は、例えば、再生されたコンテンツを出力する。具体的には、表示装置は再生された映像データ等の各種情報をテキストまたはイメージで表示する。一方、音声出力装置は、再生された音声データ等を音声に変換して出力する。
【００３２】
ストレージ装置２１１は、本実施形態にかかる無線通信装置２０の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置２１１は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。このストレージ装置２１１は、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや各種データを格納する。
【００３３】
ドライブ２１２は、記憶媒体用リーダライタであり、無線通信装置２０に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ２１２は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体２４に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ２０３に出力する。
【００３４】
通信装置２１５は、例えば、他の無線通信装置２０と無線通信するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。この通信装置２１５は、他の無線通信装置２０との間で、ビーコンやビーコンに対する応答信号などを送受信する。
【００３５】
図４は、本実施形態にかかる無線通信装置２０の構成を示した機能ブロック図である。図４に示したように、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、通信部２１６と、送信電力制御部２２０と、推定部２２４と、ビーコン生成部２２８と、ビーコン解析部２３２と、を備える。
【００３６】
通信部２１６は、他の無線通信装置２０Ｄ（図４においては一例として無線通信装置２０Ｄを示しているに過ぎない。）とのインタフェースである。例えば、通信部２１６は、ビーコンなどの無線信号を送信する送信部、およびビーコンに対する応答信号を受信する受信部としての機能を有する。
【００３７】
送信電力制御部２２０は、通信部２１６によるビーコンの送信電力を制御する。以下、図５を参照し、送信電力制御部２２０による送信電力の制御例を説明する。
【００３８】
図５は、送信電力制御部２２０による送信電力の制御例を示した説明図である。図５に示したように、送信電力制御部２２０は、ビーコンの送信のたびに、ビーコンの送信電力を増加させる。そして、送信電力が最大電力になると、送信電力を最低電力に設定する。
【００３９】
より詳細には、図５に示した例では、ビーコンがレベル１、レベル２、レベル３、レベル１・・・という順序の送信電力で送信される。
【００４０】
推定部２２４は、通信部２１６から送信されたビーコンに対する応答信号（例えば、ＡＣＫ）に基づいて、当該応答信号の送信元装置の存在位置を推定する。例えば、推定部２２４は、ビーコンに対する応答信号が無線通信装置２０Ｄから受信されるようになると、当該ビーコンの到達範囲と前回のビーコンの到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の範囲に無線通信装置２０Ｄが存在すると推定する。以下、図６を参照してより具体的に説明する。
【００４１】
図６は、無線通信装置２０Ａと無線通信装置２０Ｄの位置関係を示した説明図である。また、図６においては、ビーコンの送信電力レベル１での到達範囲Ａ−１および送信電力レベル２での到達範囲Ａ−２を各々円形で示している。
【００４２】
ここで、無線通信装置２０Ｄは、送信電力レベル１で送信されたビーコンを受信できないため、送信電力レベル１で送信されたビーコンに対する応答信号を送信しない。このため、無線通信装置１０Ａは、送信電力レベル１で送信したビーコンに対する無線通信装置２０Ｄからの応答信号を受信できない。
【００４３】
一方、ビーコンが送信電力レベル２で送信されるようになると、無線通信装置２０Ｄが当該ビーコンを受信できるため、当該ビーコンに対する応答信号を送信する。このため、無線通信装置１０Ａは、送信電力レベル２で送信したビーコンに対する無線通信装置２０Ｄからの応答信号を受信できる。
【００４４】
したがって、推定部２２４は、ビーコンの送信電力レベル１での到達範囲Ａ−１より外側であり、かつ、送信電力レベル２での到達範囲Ａ−２より内側である中空円型の範囲２４Ａに無線通信装置２０Ｄが存在すると推定することができる。なお、範囲２４Ａは、ビーコンの送信電力レベル１での到達範囲Ａ−１および送信電力レベル２での到達範囲Ａ−２の差分に該当する。
【００４５】
なお、ビーコンの到達範囲Ａ−１およびＡ−２などは、ビーコンの受信強度が所定値を上回ることが想定される範囲であってもよい。当該範囲は、例えば、以下に示す周波数と距離減衰の関係式により特定可能である。
[参考]協立出版、パーソナルインテリジェンス、服部武他
【００４６】
【数１】
【００４７】
ビーコン生成部２２８は、推定部２２４により推定された範囲２４Ａを示す範囲情報、および無線通信装置２０Ｄの識別情報を含むビーコンを生成し、通信部２１６が当該ビーコンを送信する。
【００４８】
なお、範囲情報は、中空円型の範囲２４Ａの外側半径および内側半径を示す情報を含んでも、中心半径および範囲幅を示す情報を含んでもよい。または、範囲情報は、応答信号を受信できなかった送信電力および応答信号を受信できるようになった送信電力を含んでもよい。また、識別情報としては、例えば、装置ＩＤやネットワークアドレスがあげられる。
【００４９】
また、推定部２２４により推定された範囲情報は、不揮発性メモリ、磁気ディスク、光ディスク、およびＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスクなどの記憶媒体に記録されてもよい。不揮発性メモリとしては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）があげられる。また、磁気ディスクとしては、ハードディスクおよび円盤型磁性体ディスクなどがあげられる。また、光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）およびＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））などがあげられる。
【００５０】
続いて、図７を参照し、本実施形態にかかる無線通信装置２０の動作の流れをまとめる。
【００５１】
図７は、本実施形態にかかる無線通信装置２０の動作の流れを示したフローチャートである。まず、図７に示したように、無線通信装置２０の通信部２１６は、所定期間にわたって受信動作を行なうことにより、周囲で送信されているビーコンを観測する（Ｓ３０４）。
【００５２】
そして、送信電力制御部２２０は、自装置が利用可能なビーコン送信スロットがある場合（Ｓ３０８）、ビーコンの送信電力を例えば最低電力に設定する（Ｓ３１２）。
【００５３】
続いて、自装置の位置情報が既知である場合（Ｓ３１６）、ビーコン生成部２２８が自装置の位置情報を含むビーコンを生成し、通信部２１６が当該ビーコンを送信する（Ｓ３２４）。一方、自装置の位置情報が既知でない場合（Ｓ３１６）、通信部２１６が自装置の位置情報を含まないビーコンを送信する（Ｓ３２０）。
【００５４】
その後、前回のビーコン（今回より送信電力が低い）に対する応答信号が受信されなかった無線通信装置２０から応答信号が受信された場合、推定部２２４は、ビーコンの送信電力に基づいて当該無線通信装置２０の存在する範囲を推定する（Ｓ３２８、Ｓ３３２）。
【００５５】
そして、応答信号の受信待ち時間が終了すると（Ｓ３３６）、送信電力制御部２２０がビーコンの送信電力を増加させる（Ｓ３４０）。なお、送信電力制御部２２０は、送信電力が既に最大電力であった場合、送信電力を最低電力に設定してもよい。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、ビーコンの送信電力を段階的に増加させることにより、他の無線通信装置２０の存在する範囲を推定することができる。以下、当該機能の応用例を図８〜図１０を参照して説明する。
【００５７】
＜３．応用例＞
各無線通信装置２０のビーコン生成部２２８は、推定部２２４により推定された自装置の周辺装置のリスト（識別情報および範囲情報）に加え、他の無線通信装置２０から受信済みのリストを含むビーコンを生成し、通信部２１６から送信させる。すなわち、各無線通信装置２０は、自装置の周辺装置のリストに、他の無線通信装置２０の周辺装置のリストをマージして送信する。なお、各リストには、当該リストがいずれの無線通信装置２０の周辺装置のリストであるかを示す情報も記載される。
【００５８】
そして、無線通信装置２０は、他の無線通信装置２０の周辺装置のリストを受信すると、当該リストおよび自装置の周辺装置のリストの双方に含まれる識別情報を抽出し、抽出された識別情報を有する無線通信装置２０の位置を推定する。
【００５９】
例えば、無線通信装置２０Ａのビーコン解析部２３２が、図６に示した状態において、無線通信装置２０Ｂの周辺装置のリストに、自装置のリストと共通する無線通信装置２０Ｄの識別情報が含まれていることを把握した場合を考える。
【００６０】
図８は、推定部２２４により推定される複数の無線通信装置２０の位置関係を示した説明図である。図８に示したように、無線通信装置２０Ｂは無線通信装置２０Ａの通信範囲外であるので、無線通信装置２０Ａの推定部２２４は、自身が推定した範囲２４Ａおよび無線通信装置２０Ｂから取得された無線通信装置２０Ｄの範囲情報の示す範囲２４Ｂを重ね合わせる。
【００６１】
ここで、範囲２４Ａの外側半径をｒ１、範囲２４Ａの幅をΔ１、範囲２４Ｂの外側半径をｒ２、とすると、推定部２２４は、無線通信装置２０Ｂが無線通信装置２０Ａを中心とする半径（ｒ１＋ｒ２―Δ１）の円周上付近に存在すると推定する。
【００６２】
さらに、無線通信装置２０Ａのビーコン解析部２３２が、無線通信装置２０Ｃからも無線通信装置２０Ｄの範囲情報を含むビーコンが送信されていることを把握した場合を考える。
【００６３】
この場合、無線通信装置２０Ａは、無線通信装置２０Ｃから取得された範囲情報、無線通信装置２０Ｂから取得された範囲情報、および自身が推定した範囲情報に基づき、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃの位置関係を図９に示すように推定する。
【００６４】
図９は、推定部２２４により推定される複数の無線通信装置２０の位置関係を示した説明図である。図９に示したように、推定部２２４は、無線通信装置２０Ｃから取得された範囲情報の示す中空円型の範囲２４Ｃ、範囲２４Ｂ、および範囲２４Ａが重複するように配置した場合の各範囲２４Ａ〜Ｃの中心に、無線通信装置２０Ａ〜２０Ｃが存在すると推定する。
【００６５】
また、推定部２２４は、範囲２４Ｃ、範囲２４Ｂ、および範囲２４Ａの重複範囲に無線通信装置２０Ｄが存在すると推定する。
【００６６】
このように、複数の無線通信装置２０により送信される範囲情報を利用することにより、複数の無線通信装置２０の相対的な位置関係を推定することが可能となる。さらに、多くの無線通信装置２０により送信される範囲情報を利用することにより、推定精度の向上を図ることができる。
【００６７】
また、各無線通信装置２０は、ビーコンを送信する際、自らがＧＰＳ機能などにより位置情報を把握できる場合には、自装置の位置情報についてもビーコンに記載し、他の端末に送信してもよい。このＧＰＳなどにより得られた位置情報については、基準の位置情報として利用することができる。また、周辺装置のリストは、予め決められたフォーマットで構成され、各無線通信装置２０を基準にした、周辺装置との位置関係が記載される。
【００６８】
このように任意の無線通信装置２０が位置情報または方位を含むビーコンを送信していれば、例えばビーコンに含まれる任意の無線通信装置２０の位置情報を基準にして、複数の無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することも可能である。
【００６９】
また、１の無線通信装置の位置情報が既知である場合にも、地図情報を活用することにより、複数の無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することも可能である。以下、図１０を参照して説明する。
【００７０】
図１０は、地図情報の活用例を示した説明図である。より詳細には、図１０の左図が地図情報に基づいて展開される地図を示しており、当該地図上には三角形のビル、複数の住居、および三角形のビルを囲う道路が含まれている。
【００７１】
ここで、無線通信装置２０Ｄが三角形のビルの中に存在し、無線通信装置２０Ｄが自装置の位置情報を把握しており、当該位置情報を送信している場合を考える。また、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃが、図９に示した位置関係にあると推定されているとする。
【００７２】
この場合、無線通信装置２０Ａの推定部２２４は、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃを携帯するユーザが道路上に存在するという仮定に基づき、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃが道路上に配置されるようなマッチングを行なう。
【００７３】
その結果、図１０の右図に示したように、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃが推定された位置関係を維持したまま道路上に配置されると、推定部２２４は、無線通信装置２０Ａ〜無線通信装置２０Ｃの絶対的な位置を推定することが可能である。
【００７４】
＜４．まとめ、および補足＞
以上説明したように、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、ビーコンの送信電力を段階的に増加させることにより、他の無線通信装置２０の存在する範囲を推定することができる。
【００７５】
また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、ある送信電力で送信されたビーコンの到達範囲を、ビーコンの送信周波数を考慮した関係式に基づいて推定することができる。したがって、無線通信装置２０が利用する周波数を動的に変更した場合であっても精度を維持することが可能である。
【００７６】
また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、１または２以上の他の無線通信装置２０から送信される任意の無線通信装置２０の範囲情報に基づき、各無線通信装置２０の相対的な位置関係（ネットワークトボロジー）を推定することができる。かかる位置関係は、例えばルーティングや利用する通信プロトコルの選択に活用することが可能である。
【００７７】
また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、各無線通信装置２０の位置関係と地図情報を組み合わせて利用することにより、各無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することも可能である。また、本実施形態にかかる無線通信装置２０は、少なくとも２の無線通信装置２０の位置情報が既知である場合にも、各無線通信装置２０の絶対的な位置を推定することが可能である。
【００７８】
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７９】
例えば、図５には送信電力制御部２２０による送信電力の制御の一例を示したに過ぎず、本発明はかかる例に限定されない。変形例として、送信電力制御部２２０は、レベル１、レベル１、レベル２、レベル２、レベル３、レベル３、レベル１、レベル１・・・というように、複数のビーコンに同一の送信電力を設定してもよい。
【００８０】
また、図５では、送信電力制御部２２０が送信電力を３段階で切替える例を説明したが。本発明はかかる例に限定されない。例えば、送信電力制御部２２０は、２段階、または４段階以上の多数の段階で送信電力を切替えてもよい。
【００８１】
また、送信制御部２２０は、送信電力の最大値を、無線通信装置２０の残電力に応じて設定してもよい。例えば、送信制御部２２０は、無線通信装置２０の残電力が少ないほど、送信電力の最大値を小さな値に設定してもよい。
【００８２】
同様に、送信制御部２２０は、送信電力の最小値を、無線通信装置２０の残電力に応じて設定してもよい。例えば、無線通信装置２０の残電力が多いほど、送信電力の最小値を大きな値に設定してもよい。
【００８３】
また、本明細書の無線通信装置２０の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、無線通信装置２０の処理における各ステップは、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）を含んでもよい。
【００８４】
また、無線通信装置２０に内蔵されるＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３などのハードウェアを、上述した無線通信装置２０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。
【００８５】
また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。また、図４の機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施形態にかかる無線通信システムの構成を示した説明図である。
【図２】本実施形態に関連する無線通信システムの構成を示した説明図である。
【図３】無線通信装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる無線通信装置の構成を示した機能ブロック図である。
【図５】送信電力制御部による送信電力の制御例を示した説明図である。
【図６】複数の無線通信装置の位置関係を示した説明図である。
【図７】本実施形態にかかる無線通信装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図８】推定部により推定される複数の無線通信装置の位置関係を示した説明図である。
【図９】推定部により推定される複数の無線通信装置の位置関係を示した説明図である。
【図１０】地図情報の活用例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
２０ 無線通信装置
２１６ 通信部
２２０ 送信電力制御部
２２４ 推定部
２２８ ビーコン生成部
２３２ ビーコン解析部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と；
前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と；
を備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記送信部は、前記推定部により推定された第１の範囲を示す範囲情報と前記第１の無線通信装置を示す識別情報を対応付けて送信する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記送信部は、前記推定部により推定された範囲情報および識別情報に加え、他の無線通信装置から受信済みの範囲情報および識別情報を前記他の無線通信装置と対応付けて送信する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記推定部は、
前記第１の無線通信装置の識別情報と対応付けられている第２の範囲情報が第２の無線通信装置から受信され、第３の範囲情報が第３の無線通信装置から受信されると、
前記第３の範囲情報の示す中空円型の第３の範囲、前記第２の範囲情報の示す中空円型の第２の範囲、および前記第１の範囲が重複するように各々を配置した場合の各範囲の中心に、対応する無線通信装置が存在すると推定する、請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記推定部は、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置のうちで少なくとも２以上の装置の絶対的な位置情報が既知である場合、前記２以上の装置の絶対的な位置情報に基づいて前記２以上の装置以外の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定する、請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記推定部は、第１の無線通信装置の絶対的な位置情報が既知である場合、当該位置情報の示す位置付近の地図と、推定した自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の位置関係をマッチングすることにより、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定する、請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記推定部は、周波数と距離減衰の関係式に前記応答信号の周波数を代入することにより前記第１の範囲を推定する、請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
段階的に送信電力を高めて無線信号を送信するステップと；
送信した無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定するステップと；
を含む、無線通信方法。
【請求項９】
コンピュータを、
段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と；
前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と；
として機能させるための、プログラム。
【請求項１】
段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と；
前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と；
を備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記送信部は、前記推定部により推定された第１の範囲を示す範囲情報と前記第１の無線通信装置を示す識別情報を対応付けて送信する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記送信部は、前記推定部により推定された範囲情報および識別情報に加え、他の無線通信装置から受信済みの範囲情報および識別情報を前記他の無線通信装置と対応付けて送信する、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記推定部は、
前記第１の無線通信装置の識別情報と対応付けられている第２の範囲情報が第２の無線通信装置から受信され、第３の範囲情報が第３の無線通信装置から受信されると、
前記第３の範囲情報の示す中空円型の第３の範囲、前記第２の範囲情報の示す中空円型の第２の範囲、および前記第１の範囲が重複するように各々を配置した場合の各範囲の中心に、対応する無線通信装置が存在すると推定する、請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記推定部は、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置のうちで少なくとも２以上の装置の絶対的な位置情報が既知である場合、前記２以上の装置の絶対的な位置情報に基づいて前記２以上の装置以外の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定する、請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記推定部は、第１の無線通信装置の絶対的な位置情報が既知である場合、当該位置情報の示す位置付近の地図と、推定した自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の位置関係をマッチングすることにより、自装置、前記第２の無線通信装置、および前記第３の無線通信装置の絶対的な存在位置を推定する、請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記推定部は、周波数と距離減衰の関係式に前記応答信号の周波数を代入することにより前記第１の範囲を推定する、請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
段階的に送信電力を高めて無線信号を送信するステップと；
送信した無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定するステップと；
を含む、無線通信方法。
【請求項９】
コンピュータを、
段階的に送信電力を高めて無線信号を送信する送信部と；
前記送信部から送信された無線信号に対する応答信号が第１の無線通信装置から受信されるようになると、当該無線信号の到達範囲と前回の無線信号の到達範囲との差分である自装置を中心とする中空円型の第１の範囲に前記第１の無線通信装置が存在すると推定する推定部と；
として機能させるための、プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−９３７４２（Ｐ２０１０−９３７４２Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６４５６５（Ｐ２００８−２６４５６５）
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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