無線通信装置、無線通信装置における位置測位方法、及び無線通信システム
【課題】端末の位置を高精度に測定できるようにする。
【解決手段】端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、第１及び第２の経路により端末装置から送信された無線信号を受信したとき、第１及び第２の経路に対する第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、第１及び第２の伝搬距離に基づいて、第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、第１又は第２の受信波を反射波と判定したとき、第１又は第２の経路において端末装置から最も近い第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、第１又は第２の受信波を直接波と判定したとき、第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、決定部から出力された、第１又は第２の端末反射点間距離、又は、第１又は第２の伝搬距離に基づいて端末装置の位置を測位する位置測位部とを備える。
【解決手段】端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、第１及び第２の経路により端末装置から送信された無線信号を受信したとき、第１及び第２の経路に対する第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、第１及び第２の伝搬距離に基づいて、第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、第１又は第２の受信波を反射波と判定したとき、第１又は第２の経路において端末装置から最も近い第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、第１又は第２の受信波を直接波と判定したとき、第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、決定部から出力された、第１又は第２の端末反射点間距離、又は、第１又は第２の伝搬距離に基づいて端末装置の位置を測位する位置測位部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信装置における位置測位方法、及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基地局と端末との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、例えば、基地局は端末の位置を測位することで、端末の方向にアンテナを向けて無線通信を行うことができる。
【０００３】
このような位置測位に関して、例えば、基地局は２以上のアンテナから第１、第２の信号を送信し、移動局は受信した第１、第２の信号間の位相差を求め、当該位相差に基づいて基地局から見た移動局の方位を算出して基地局に送信するようにしたものが知られている。
【０００４】
また、例えば、電波の到来方向を推定し、推定した電波到来方向と３次元地図データとに基づきレイトレース法により無線局の位置を推定する無線局方向推定装置も知られている。
【０００５】
更に、例えば、基地局は、ノードから送信された観測信号の識別情報と観測信号の間隔とに基づいて観測信号が直接波か反射波かを判定し、判定結果に基づいてノードと基地局との距離を補正するようにしたものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３７７５５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７０６９８号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、直接波と反射波とが混在するようなマルチパス環境では、例えば、基地局は直接波と反射波の双方を受信する場合もある。上述した従来技術において、２つの信号間の位相差を求めたり、電波の到来方向を推定するものでは、マルチパス環境について考慮されておらず、端末の位置を高精度に測定することはできない。
【０００８】
また、上述した従来技術において直接波と反射波とを判定するものは、直接波と反射波とを判定した結果に基づいて基地局とノードとの距離を求めるものであって、ノードの位置を求めることに関しては考慮されていない。従って、かかる従来技術においても、端末の位置を高精度に測定することはできない。
【０００９】
そこで、本発明の一目的は、端末の位置を高精度に測定できるようにした無線通信装置、無線通信装置における位置測位方法、及び無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様によれば、端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
端末の位置を高精度に測定できるようにした無線通信装置、無線通信装置における位置測位方法、及び無線通信システムを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２はＡＰの構成例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）と図３（Ｂ）は同期信号の例を夫々し示す図であり、図３（Ｃ）は受信レベルと伝搬距離との関係例を示すグラフである。
【図４】図４は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図５】図５は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図６】図６は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図７】図７は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図８】図８は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図９】図９は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１０】図１０は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１１】図１１は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１２】図１２は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１３】図１３は動作例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１５】図１５は動作例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は受信レベルと到来角の関係例を示すグラフである。
【図１７】図１７はＡＰ２００の他の構成例を示す図である。
【図１８】図１８はＡＰ２００の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について以下説明する。
【００１４】
＜構成例＞
図１は無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、端末装置（以下、「端末」）１００と、無線通信装置（又はアクセスポイント、以下「ＡＰ」）２００とを備える。また、無線通信システム１０において、２つの反射点Ｐ１，Ｐ２が配置される。
【００１５】
端末１００とＡＰ２００は、無線信号を送受信することで無線通信を行うことができる。また、端末１００は、移動可能でＡＰ２００の電波到達可能範囲内において、ＡＰ２００と無線通信を行うことができる。端末１００は、送受信部１１０とアンテナ１２０とを備える。
【００１６】
送受信部１１０は、例えば、所定の変調方式でデータを変調等して無線信号としてアンテナ１２０に出力し、アンテナ１２０で受信したＡＰ２００からの無線信号を所定の復調方式で復調等してデータを抽出することができる。
【００１７】
アンテナ１２０は、送受信部１１０から出力された無線信号をＡＰ２００に送信し、ＡＰ２００から送信された無線信号を受信して送受信部１１０に出力する。アンテナ１２０は複数のアンテナでもよい。また、端末１００は複数台でもよい。
【００１８】
ＡＰ２００は、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎ（ｎは２以上の整数）を備える。各アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎはビーム角度を変えて、端末１００に無線信号を送信し、端末１００から送信された無線信号を受信できる。
【００１９】
また、ＡＰ２００と端末１００は、複数の経路からの無線信号を受信できる。図１の例では、ＡＰ２００は、反射点Ｐ１，Ｐ２を介さずに直接、端末１００から送信された無線信号を受信できる。一方、ＡＰ２００は、反射点Ｐ１，Ｐ２を介した経路により無線信号を受信できる。ＡＰ２００は、このように直接波と反射波との経路により、端末１００から送信された無線信号を受信波として受信できる。端末１００も同様である。
【００２０】
反射点Ｐ１，Ｐ２は、例えば、本無線通信システム１０が病院内等で用いられる場合、壁、パーティション等、電波を反射する障害物等の固定点である。従って、本実施例において、反射点Ｐ１，Ｐ２の位置座標は予め決められており、ＡＰ２００内において記憶されているものとする。図１の例では、２つの反射点Ｐ１，Ｐ２の例が示されるが、反射点が１つの場合や、３つ以上の場合でもよい。
【００２１】
図２はＡＰ２００の構成例を示す図である。ＡＰ２００は、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎと、ビーム走査部２１１と、走査角制御部２１２と、受信部２１３と、デジタル変換部２１４と、復調部２１５と、受信レベル検知部２１６と、伝搬時間測定部２１７と、伝搬距離算出部２１８と、ＡＰ及び反射点位置情報記憶部（以下、「記憶部」）２１９と、反射点距離算出部２２０と、判定部及び距離決定部（以下、「決定部」）２２１と、位置測位部２２２とを備える。
【００２２】
ビーム走査部２１１は、走査角制御部２１２からの制御信号に基づいて、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎに対して一定の走査角でビーム走査（ビームスキャン）を行う。また、ビーム走査部２１１は、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎで受信した無線信号を受信部２１３に出力する。
【００２３】
走査角制御部２１２は、一定の走査角でアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎが動作するように制御信号をビーム走査部２１１に出力する。また、走査角制御部２１２は、現在のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎの走査角度（又は到来角度）に関する情報を保持し、当該情報を到来角度情報として反射点距離算出部２２０に出力する。
【００２４】
受信部２１３は、無線信号に対して、例えば、電力増幅及びダウンコンバート等の処理を行い、受信信号Ｒｐａに変換する。
【００２５】
デジタル変換部２１４は、アナログの受信信号Ｒｐａをデジタルの受信信号Ｒｐｄに変換する。
【００２６】
復調部２１５は、受信信号Ｒｐｄを予め決められた復調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）で復調し、復調信号Ｓｄを出力する。
【００２７】
受信レベル検知部２１６は、アナログ受信信号Ｒｐａ及びデジタル受信信号Ｒｐｄを入力し、いずれか一方を用いて、ＡＰ２００が受信した無線信号の受信レベル（例えば、受信電力レベル）を検知する。
【００２８】
伝搬時間測定部２１７は、復調信号Ｓｄを用いて、端末１００から送信された無線信号がＡＰ２００に到達するまでの伝搬時間を測定する。伝搬時間は例えば以下のようにして測定される。図３（Ａ）は端末１００から送信される送信信号（例えば変調前の信号）の例、図３（Ｂ）はＡＰ２００で復調された復調信号Ｓｄの例を夫々示す図である。同図（Ａ）に示すように、送信信号には、例えば所定の送信タイミングＴで送信されるべき同期信号ｒｓが含まれる。伝搬時間測定部２１７は、予め同期信号ｒｓの送信タイミングＴを記憶し、復調信号Ｓｄに含まれる同期信号ｒｓの送信間隔Ｔに対する遅延時間ｔを測定し、当該遅延時間ｔを伝搬時間として出力する。
【００２９】
伝搬距離算出部２１８は、受信レベル検知部２１６から出力された受信レベル、又は、伝搬時間測定部２１７から出力された伝搬時間に基づいて、伝搬距離ｄθを測定する。伝搬距離ｄθは、例えば、端末１００（又はＡＰ２００）から送信された無線信号がＡＰ２００（又は端末１００）において受信されるまでの経路（パス）上の距離である。例えば、図１において、端末１００から送信された無線信号が反射点Ｐ１を介してＡＰ２００に至る経路上の距離が伝搬距離ｄθである。また、直接波による経路において当該経路上の距離も伝搬距離ｄθとなる。
【００３０】
伝搬距離算出部２１８は、受信レベルから伝搬距離ｄθを算出する場合は、例えば以下のようにして行う。伝搬距離算出部２１８は、受信レベルと伝搬距離ｄθとの関係を示すテーブルを保持し、当該テーブルに基づいて受信レベルに対応する伝搬距離ｄθを選択する。図３（Ｃ）は、受信レベルと伝搬距離ｄθとの関係例を示す図である。同図（Ｃ）に示すグラフは減衰曲線と呼ばれ、受信レベルがＲｐ０＞Ｒｐ１のとき、伝搬距離はｄθ０＜ｄθ１の関係を有する。伝搬距離算出部２１８はかかる減衰曲線に対応したテーブルを保持し、当該テーブルに基づいて受信レベルに対応する伝搬距離ｄθを読み出し、当該伝搬距離ｄθを出力する。
【００３１】
一方、伝搬距離算出部２１８は、伝搬時間に基づいて伝搬距離ｄθを算出する場合は、例えば以下のようにして行う。即ち、伝搬距離算出部２１８は、伝搬時間ｔに対して電波速度（又は光の速度）をｃ、伝搬距離をｄθとすると、
ｄθ＝ｔ×ｃ ・・・（１）
を演算することで伝搬距離ｄθを算出する。
【００３２】
尚、伝搬距離算出部２１８は、受信レベル又は伝搬時間のいずれか一方で伝搬距離ｄθを算出できるため、図２において、受信レベル検知部２１６又は伝搬時間測定部２１７の一方がなくてもよい。このような場合のＡＰ２００の構成例は後述する。伝搬距離算出部２１８は、算出した伝搬距離ｄθを決定部２２１に出力する。
【００３３】
記憶部２１９は、ＡＰ２００の位置及び反射点の位置に関する情報、例えばＡＰ２００のビーム走査角と位置座標を保持する。ＡＰ２００及び反射点の位置座標は、例えば、地図、図面、実測等により記憶部２１９に予め保持される。
【００３４】
反射点距離算出部２２０は、記憶部２１９に記憶されたＡＰ２００及び反射点の各位置情報と、走査角制御部２１２からの到来角度情報とに基づいて、ＡＰ２００と反射点との距離（以下、反射点距離）Ｄｒθ、及び各反射点間の距離を算出する。反射点距離算出部２２０は、反射点距離Ｄｒθ等を決定部２２１に出力する。尚、反射点距離算出部２２０は、記憶部２１９においてＡＰ２００等の位置情報を予め保持しているため、決定部２２１等が動作する前に、反射点距離Ｄｒθを予め算出するようにしてもよい。
【００３５】
決定部２２１は、伝搬距離ｄθと反射点距離Ｄｒθとに基づいて、受信した無線信号が直接波により受信した無線信号か又は反射波により受信した無線信号かを判別する。決定部２２１は、反射波と判定したとき伝搬距離Ｄｒθを減算した距離を位置測位部２２２に出力し、直接波と判定したとき伝搬距離ｄθを位置測位部２２に出力する。決定部２２１の詳細は後述する。
【００３６】
位置測位部２２２は、決定部２２１で決定した距離に基づいて、端末１００の位置を測位する。位置測位の詳細も後述する。
【００３７】
＜位置測位の例＞
次に、ＡＰ２００における位置測位の詳細について説明する。まず、位置関係について説明する。図４は、図１に示す無線通信システム１０において、反射点Ｐ１，Ｐ２と端末１００、及びＡＰ２００との位置関係の例を示す図である。尚、以下に示す例は、端末１００からＡＰ２００へ無線信号が送信される例で説明する。
【００３８】
ＡＰ２００と反射点Ｐ１，Ｐ２の位置は、予めＡＰ２００に記憶され、例えば、各々（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）とする。ＡＰ２００は、端末１００の位置座標（ａ，ｂ）を測位することになる。
【００３９】
ここで、端末１００が座標位置（ａ，ｂ）に位置したとき、ＡＰ２００のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、Ｘ軸に対して方位角θ１の方向に向けると、反射点Ｐ１に反射した反射波を受信できる。また、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、方位角θ０に対して、端末１００からの直接波を受信できる。更に、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、方位角θ２に対して、反射点Ｐ２で反射した反射波を受信できる。このように、ＡＰ２００のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、固定位置に配置された反射点Ｐ１，Ｐ２の方位角に向けると、端末１００からの受信波のうち、反射波を受信できる。
【００４０】
次に、端末１００の位置座標（ａ，ｂ）の演算について説明する。図５〜図７は、図４に示す反射点Ｐ１，Ｐ２等に対して、座標位置と各距離との関係例を示す図である。図５で、ＡはＡＰ２００の位置座標（ｘ１，ｙ１）、Ｔは端末１００の位置座標（ａ，ｂ）を示す。
【００４１】
上述したように反射点Ｐ１，Ｐ２とＡＰ２００は予め決められた固定位置にある。ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離をＤｒθ１、反射点Ｐ２との距離をＤｒθ２とすると、各距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２は固定値である。一方、端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）は、端末１００の移動に伴い変化する。端末１００が位置Ｔ（ａ，ｂ）に位置するとき、反射点Ｐ１を介した経路（パス）において、端末１００とＡＰ２００との間の伝搬距離ｄθ１は、図６に示すように、
ｄθ１＝Ｄｒθ１＋ｄθ１−１ ・・・（２）
となる。ここで、ｄθ１−１は、例えば、反射点Ｐ１から端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）までの距離である。
【００４２】
また、反射点Ｐ２の経路において、端末１００とＡＰ２００との伝搬距離ｄθ２は、図７に示すように、
ｄθ２＝Ｄｒθ２＋ｄθ２−１ ・・・（３）
となる。ここで、ｄθ２−１は、例えば、反射点Ｐ２から端末１００の位置（ａ，ｂ）までの距離である。
【００４３】
更に、直接波の経路において、端末１００とＡＰ２００との伝搬距離は図５よりｄθ０となる。
【００４４】
上述したように、伝搬距離算出部２１８は伝搬距離ｄθ１を算出し、また、反射点距離算出部２２０は、反射点Ｐ１の位置座標（ｘ２，ｙ２）と、ＡＰ２００の位置座標（ａ，ｂ）に基づいて固定値Ｄｒθ１を予め算出する。決定部２２１は、式（２）に伝搬距離ｄθ１と距離Ｄｒθ１とを代入することで、端末１００と反射点Ｐ１との距離ｄθ１−１を算出できる。
【００４５】
同様に、伝搬距離算出部２１８は、反射点Ｐ２の経路に対して、伝搬距離ｄθ２を算出し、反射点距離算出部２２０は距離Ｄｒθ２を予め算出し、決定部２２１は、算出した伝搬距離ｄθ２と距離Ｄｒθ２とを式（３）に代入することで、反射点Ｐ２から端末１００までの距離ｄθ２−１を算出する。
【００４６】
そして、位置測位部２２２は、反射波については、端末１００と反射点Ｐ１，Ｐ２までの距離ｄθ１−１，ｄθ２−１を用い、直接波については端末１００とＡＰ２００までの伝搬距離ｄθ０を用いて、以下の連立方程式を解くことで、端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）を演算する。
【００４７】
【数１】
【００４８】
位置測位部２２２は、式（４）〜式（６）の連立方程式を解くことで位置Ｔ（ａ，ｂ）を演算する。例えば、図５に示すように、式（４）は弧ｄ’θ０により示される円を表わし、式（５）は弧ｄ’θ１‐１に示される円を表わし、式（６）は弧ｄ’θ２‐１に示される円を表わしている。位置測位部２２２は、３つの連立方程式を解くことで、３つの弧ｄ’θ０，ｄ’θ１‐１，ｄ’θ２‐１の交点座標、即ち端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）を求めている。
【００４９】
＜反射波と直接波について＞
ここで、図５に示すように、端末１００がＡＰ２００と反射点Ｐ１とを結ぶ経路上の位置Ｔ’に位置したとき、ＡＰ２００は端末１００からの反射波ではなく、直接波を受信する。図８はかかる場合の端末１００とＡＰ２００との位置関係の例を示す図である。このとき、位置測位部２２２は、式（５）を用いて演算しても反射波として演算しているものではないため、図５における位置Ｔ’（ａ’，ｂ’）を演算していることにはならない。このような場合、位置測位部２２２は、反射波ではなく直接波として、すなわち、端末１００とＡＰ２００との伝搬距離ｄθ１そのものを式（５）の右辺に代入して演算する。
【００５０】
従って、ＡＰ２００が端末１００からの受信波が直接波か反射波かを判定することが重要である。本実施例では、決定部２２１がかかる判定を行う。即ち、決定部２２１は、反射波と判定したときは、反射点Ｐ１から端末１００までの距離ｄθ１−１（式（２）を用いて算出したもの）を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（５）の右辺に距離ｄθ１‐１を代入して演算する。
【００５１】
一方、決定部２２１は、直接波と判定したときは、伝搬距離算出部２１８で算出した伝搬距離ｄθ１そのものを位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、決定部２２１から出力された伝搬距離ｄθ１を式（４）の右辺ｄθ０に代入し演算する。
【００５２】
判定は、例えば以下のようにして行う。図８に示すように、端末１００が反射点Ｐ１とＡＰ２００との経路上に位置するとき、ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離Ｄｒθ１と、伝搬距離ｄθ１との関係は、
ｄθ１＜Ｄｒθ１
となる。一方、図６等に示すように、反射点Ｐ１を介して反射波がＡＰ２００に到来するとき、距離Ｄｒθ１と、伝搬距離ｄθ１との関係は、
ｄθ１＞Ｄｒθ１
となる。従って、決定部２２１は、伝搬距離算出部２１８で算出した伝搬距離ｄθ１と、反射点距離算出部２２０で算出された距離Ｄｒθ１とを比較して、例えば、
ｄθ１≦Ｄｒθ１を満たすとき直接波
ｄθ１＞Ｄｒθ１を満たすとき反射波
と判定する。
【００５３】
反射点Ｐ２に対しても同様である。図９は、端末１００が反射点Ｐ２とＡＰ２００とを結ぶ経路上の位置Ｔ’’（ａ’’，ｂ’’）に位置したときの例を示す図である。決定部２２１は、例えば、ｄθ２≦Ｄｒθ２を満たすとき直接波、ｄθ２＞Ｄｒθ２を満たすとき反射波と判定する。決定部２２１は、直接波と判定したとき、伝搬距離算出部２１８で算出した伝搬距離ｄθ２そのものを位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、伝搬距離ｄθ２を式（４）の右辺に代入して演算する。
【００５４】
また、決定部２２１は、反射波と判定したとき、反射点Ｐ２と端末１００との距離ｄθ２−１を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（６）の右辺に距離ｄθ２−１を代入して演算する。
【００５５】
このように、決定部２２１は直接波と反射波とを判別し、位置測位部２２２は式（４）〜式（６）の右辺に伝搬距離ｄθ１及びＡＰ２００（ｘ１，ｙ１）と反射点Ｐ１（ｘ２，ｙ２）、Ｐ２（ｘ３，ｙ３）等を夫々代入し、式（４）〜式（６）の連立方程式を解くことで、端末１００の位置座標を演算できる。図８の例では、決定部２２１は直接波と判定して伝搬距離ｄθ１を位置測位部２２２に出力し、位置測位部２２２は式（４）の右辺に伝搬距離ｄθ１を代入して演算する。この場合、決定部２２１等は、他の反射波、例えば反射点Ｐ２を介した経路の反射波からの受信レベル等に基づいて、反射点Ｐ２と端末１００との距離ｄθ２−１を演算し、位置測位部２２１は式（６）を演算する。位置測位部２２１は、式（４）と式（６）とから端末１００の位置（ａ，ｂ）を測位する。例えば、更に他の反射点からの反射波があれば、位置測位部２２１は、式（５）又は式（６）のｘ１，ｙ１等を適宜他の反射点の位置座標に代えて、３つの連立方程式を演算することになる。
【００５６】
尚、図４等において、ＡＰ２００は端末１００から、伝搬経路をｄθ０とする直接波を受信している。決定部２２１は、かかる場合以下のように判定する。すなわち、決定部２２１は、反射点距離算出部２２０から距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２とともに、各距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２に夫々対応する角度（到来角度）θ１，θ２を入力する。一方、受信レベル検知部２１６はアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎの角度を変えたときの受信レベルを検知する。従って、決定部２２１は、到来角度θ１，θ２と、当該角度の各受信レベルに対して、当該角度以外のピーク受信レベルを入力して検知したとき、端末１００から直接波を受信していると判定できる。角度θ１，θ２の方向には反射点Ｐ１，Ｐ２が配置されるため、受信レベル検知部２１６がその方向以外でピーク受信レベルを検知したとき、反射点Ｐ１，Ｐ２を介さずに受信した受信波であり、決定部２２１は当該受信波を直接波と判定できるからである。伝搬距離算出部２１８は、当該ピーク受信レベルでの伝搬距離ｄθを算出し、当該ピーク受信レベルでの角度（図４の例ではθ０）と伝搬距離ｄθとを決定部２２１に出力する。決定部２２１は、反射点距離算出部２２０からの角度θ１，θ２以外の角度（例えば、θ０）を、伝搬距離算出部２１８から入力したときは、当該角度の受信波は直接波と判定して、伝搬距離ｄθ０を位置測位部２２２に出力する。
【００５７】
このように、決定部２２１は、角度θ１，θ２に対して測定した伝搬距離ｄθ１，ｄθ２に対して、距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２を夫々比較して、受信波が直接波（例えば、図８，図９）か、反射波か（例えば、図６，図７）を判定する。判定は上述した通りである。一方、決定部２２１は、角度θ１，θ２以外の角度θ０に対する伝搬距離ｄθ０は、直接波として位置測位部２２２に出力することになる。
【００５８】
＜端末１００が他の位置に移動したときの位置測位の例＞
図４等の例では、端末１００が位置Ｔ（ａ，ｂ）に位置したときの例を説明した。例えば、端末１００が、Ｔ’，Ｔ’’以外の他の位置Ｔ’’’に移動したとき、ＡＰ２００は同様に端末１００の位置Ｔ’’’を測位できる。図１０は、かかる場合の受信波の経路の例を示す図である。
【００５９】
伝搬距離算出部２１８は、反射点Ｐ１，Ｐ２に対する角度θ１，θ２に対して、伝搬距離ｄθ１，ｄθ２を算出する。また、受信レベル検知部２１６は、角度θ０’でピーク受信レベルを検知し、伝搬距離算出部２１８は、角度θ０’に対して伝搬距離ｄθ０’を算出する。
【００６０】
決定部２２１は、伝搬距離ｄθ１と、ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離Ｄｒθ１とを比較して、到来角θ１における受信波が直接波か反射波を判定する。決定部２２１は、反射波と判定したとき、式（２）を用いて反射点Ｐ１と端末１００との距離ｄθ１−１’を演算し、当該距離ｄθ１‐１’を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、距離ｄθ１‐１’を式（５）の右辺に代入して式（５）を演算する。決定部２２１は、受信波が直接波と判定したとき、伝搬距離ｄθ１を位置測位部２２２に出力し、位置測位部２２２は伝搬距離ｄθ１を式（４）の右辺に代入して演算する。
【００６１】
反射点Ｐ２に対する経路についても同様である。決定部２２１は、到来角θ２における受信波を反射波と判定したとき、式（３）を用いて、反射点Ｐ２と端末１００との距離ｄθ２‐１’を演算し、位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（６）の右辺に距離ｄθ２‐１’を代入して演算する。決定部２２１は、到来角θ２における受信波が直接波と判定したとき、伝搬距離ｄθ２を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（４）の右辺に伝搬距離ｄθ２を代入して演算する。
【００６２】
更に、受信レベル検知部２１６は、到来角θ０’で受信レベルのピークを検知し、伝搬距離算出部２１８は到来角θ０’での伝搬距離ｄθ０’を算出する。決定部２２１は、θ１，θ２以外の到来角θ０’からの受信波なので、当該受信波を直接波と判定して（反射点の存在しない角度からの受信波と判定して）、伝搬距離ｄθ０’を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（４）の右辺に伝搬距離ｄθ０’を代入し、式（４）〜式（６）の連立方程式を演算し、端末１００の位置Ｔ’’’（ａ’’’，ｂ’’’）を演算する。この場合、位置測位部２２２は、式（４）〜式（６）のａ，ｂをａ’’’，ｂ’’’として演算することになる。
【００６３】
このように、本ＡＰ２００は端末１００が他の位置Ｔ’’’に移動したときでも、位置Ｔに位置するときと同様に、端末１００の位置を測位できる。
【００６４】
＜障害物がある場合の位置測位の例＞
上述した例は、ＡＰ２００は３つの経路から無線信号を入力した例を説明した。例えば、障害物により、ＡＰ２００はある経路の無線信号を受信できない場合もある。図１１はかかる場合の例を示す図である。
【００６５】
図１１において、障害物３００は端末１００とＡＰ２００とを結ぶ線分上に位置している。障害物３００は直接波の経路上に位置するため、ＡＰ２００は端末１００からの直接波を受信できない。かかる場合、ＡＰ２００は２つの経路からの受信波（図１１の例では、ともに反射波）を用いて、端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）を演算する。
【００６６】
この場合、上述した例と同様に、伝搬距離算出部２１８は、反射点Ｐ１を介した反射波の伝搬距離ｄθ１（＝Ｄｒθ１＋ｄθ１−１）と、反射点Ｐ２を介して反射波の伝搬距離ｄθ２（＝Ｄｒθ２＋ｄθ２‐１）とを算出する。
【００６７】
決定部２２１は、２つの経路からの受信波が直接波か反射波かを判定し、この場合はいずれも反射波と判定して、式（２）と式（３）とを用いて、反射点Ｐ１，Ｐ２と端末１００との距離ｄθ１−１，ｄθ２−１を演算し、位置測位部２２２に出力する。
【００６８】
位置測位部２２２は、式（５）と式（６）とを用いて、端末１００の位置座標（ａ，ｂ）とを演算する。このとき、演算した位置座標（ａ，ｂ）は２つの解が存在する。しかし、他方の解は、例えば図１１に示す位置関係から存在しえない位置を示す解となる。位置測位部２２２は、このように２つの受信波で測位する場合、予め座標位置（ａ，ｂ）の予測範囲を保持しておき、式（４）〜式（６）のうち２つの連立方程式による解が当該範囲内のものを選択するようにすればよい。
【００６９】
例えば、障害物３００が反射点Ｐ１とＡＰ２００とを結ぶ線分上に位置したときも、決定部２２１等は同様に演算等を行うことができる。
【００７０】
＜反射点の他の例＞
反射点Ｐ１，Ｐ２についても種々のバリエーションがある。図１２は、更に反射点Ｐ０が配置された場合における反射点Ｐ０等の位置関係の例を示す図である。図１２に示す例は、図４等で示す角度θ０の方向に反射点Ｐ０が位置する例である。反射点距離算出部２２０は、予め、反射点Ｐ０の位置Ｐ０（ｘ０，ｙ０）を算出し、更に、反射点Ｐ０との距離Ｄｒθ０、角度θ０を算出しているものとする。
【００７１】
反射点Ｐ０とＡＰ２００とを結ぶ線分上の位置Ｔ１（ａ１，ｂ２）に端末１００が位置するときは、例えば以下のようになる。角度θ０において反射点Ｐ０が位置するため、伝搬距離算出部２１８は角度θ０における伝搬距離ｄθ０を算出する。そして、決定部２２１は、ＡＰ２００と反射点Ｐ０との距離Ｄｒθ０と、伝搬距離ｄθ０とを比較する。図１２の例では、ｄθ０＜Ｄｒθ０のため、決定部２２１は直接波と判定して、伝搬距離ｄθ０を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、伝搬距離ｄθ０を式（４）の右辺に代入して式（４）を演算する。位置測位部２２２等は、端末１００から送信された無線信号の他の経路を用いて同様に処理し、例えば、式（４）〜式（６）の連立方程式を演算する。
【００７２】
一方、端末１００がＡＰ２００と反射点Ｐ０とを結ぶ線分上ではない位置Ｔ２（ａ２，ｂ２）に位置したとき、反射波の経路において伝搬距離ｄθ０は、
ｄθ０＝Ｄｒθ０＋ｄθ０−１ ・・・（７）
となる。ＡＰ２００は、到来角θ０で所定レベルの受信波を受信する。決定部２２１は、伝搬距離ｄθ０と距離Ｄｒθ０との関係がｄθ０＞Ｄｒθ０となるため、反射波と判定し、反射点Ｐ０と端末１００との距離ｄθ０−１ を式（７）により演算し、当該距離ｄθ０−１ を位置測位部２２２に出力する。
【００７３】
また、受信レベル検知部２１６と伝搬距離算出部２１８は、到来角θ３でピーク受信レベルを検知し、決定部２２１は、角度θ０以外の角度で検知したため、当該角度θ３での受信波を直接波と判定する。決定部２２１は、伝搬距離算出部２１８で算出された伝搬距離ｄθ３を位置測位部２２２に出力する。
【００７４】
位置測位部２２２は、２つの受信波に基づいて、距離ｄθ０−１を式（５）の右辺（（ｘ２，ｙ２）は（ｘ０，ｙ０）とする）、伝搬距離ｄθ３を式（４）の右辺に代入して、位置（ａ２，ｂ２）を演算する。他の経路からの反射波があれば、位置測位部２２２は、その距離を式（６）（（ｘ３，ｙ３）はその反射波の反射点の座標とする）の右辺に代入する等して、位置（ａ２，ｂ２）を演算すればよい。
【００７５】
＜動作例＞
図１３はＡＰ２００で行われる動作例を示すフローチャートである。詳細は説明したため、簡単に説明する。
【００７６】
まず、ＡＰ２００は、処理を開始すると（Ｓ１０）、所定角度ずつアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎを走査しながら、各角度における受信波の受信レベルを検知するか、又は伝搬時間を測定する（Ｓ１１）。例えば、受信レベル検知部２１６が受信レベルを検知し、伝搬時間測定部２１７が伝搬時間を測定する。
【００７７】
次いで、ＡＰ２００は伝搬距離ｄθを算出する（Ｓ１２）。例えば、伝搬距離算出部２１８は、受信レベルに基づいて、テーブルを検索して伝搬距離ｄθを算出する（図３（Ｃ））。或いは、伝搬距離算出部２１８は、伝搬時間ｔに電波速度ｃを乗算して伝搬距離ｄθを算出する。
【００７８】
次いで、ＡＰ２００は、受信波が直接波か反射波かを判定する（Ｓ１３）。例えば、決定部２２１は、反射点Ｐ１，Ｐ２の角度θ１，θ２に対する受信波の伝搬距離ｄθ１，ｄθ２と、ＡＰ２００と反射点Ｐ１，Ｐ２までの距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２とを比較して判定する。
【００７９】
次いで、ＡＰ２００は、受信波を直接波と判定したとき（Ｓ１３で「直接波」）、伝搬距離を位置測位部２２２に出力する（Ｓ１４）。例えば、決定部２２１は、直接波と判定したとき、伝搬距離ｄθ０を位置測位部２２２に出力する。
【００８０】
一方、ＡＰ２００は、受信波を反射波と判定したとき（Ｓ１３で「反射波」）、反射点と端末１００との距離を演算し、位置測位部２２２に当該距離を出力する（Ｓ１５）。例えば、決定部２２１は、反射波と判定したとき、式（２）等を用いて、反射点Ｐ１，Ｐ２と端末１００との距離ｄθ１−１，ｄθ２−１を演算し、位置測位部２２２に出力する。
【００８１】
次いで、ＡＰ２００は、端末１００の位置を測定する（Ｓ１６）。例えば、位置測位部２２２は、伝搬距離ｄθ１やＡＰ２００（ｘ１，ｙ１）と反射点Ｐ１（ｘ２，ｙ２）、Ｐ２（ｘ３，ｙ３）等を式（４）〜式（６）の右辺に代入して連立方程式を解くことで、端末１００の位置を測位する。
【００８２】
そして、一連の処理を終了する（Ｓ１７）。
【００８３】
このように、本ＡＰ２００は、反射点Ｐ０〜Ｐ２等からの受信波を直接波か反射波かを判定し、その結果に基づいて、式（４）〜式（６）の右辺（反射点の座標は適宜その反射点に合った座標を用いる）に伝搬距離ｄθ１や距離Ｄｒθ１等を代入して演算し、端末１００の位置座標を測位している。従って、本ＡＰ２００は、端末１００の位置座標を測定できるため、高精度に端末１００の位置を測定できる。
【００８４】
＜他の実施例＞
次に他の実施例を説明する。上述した例では、反射回数が「１回」の場合で説明した。例えば、部屋の形状、計器等の配置などにより反射回数が複数回の多重反射の場合もある。図１４は多重反射が行われる場合の受信波の経路例を示す図である。図１４の例は、反射点Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５まで４つの反射点が配置され、反射点Ｐ４と反射点Ｐ５とを結ぶ経路上に端末１００が位置するときの例である。
【００８５】
図１４において、ＡＰ２００と反射点Ｐ１までの距離をＤｒ１θ１、反射点Ｐ１とＰ３の距離をＤｒ２θ１、反射点Ｐ３とＰ４の距離をＤｒ３θ１、反射点Ｐ４とＰ５の距離をＤｒ４θ１とする。また、各反射点Ｐ３〜Ｐ５の位置座標を、夫々（ｘ４，ｙ４），（ｘ５，ｙ５），（ｘ６，ｙ６）とする。また、端末１００が図１４に示す位置（ａ，ｂ）に位置するときの伝搬距離をｄθ０とする。
【００８６】
ＡＰ２００は、受信波を反射波と判定したとき、端末１００がＡＰ２００に至る経路において最も近い反射点までの距離Ｄ１を求めることになる。図１４の例では、ＡＰ２００は、反射点Ｐ４と端末１００との距離ｄθ１−４（＝Ｄ１）を求める。そして、ＡＰ２００は、求めた距離Ｄ１（図１４の例では距離ｄθ１−４）を式（５）又は式（６）の右辺に代入し演算する。なお、式（５）又は式（６）の（ｘ２，ｙ２）あるいは（ｘ３，ｙ３）は（ｘ５，ｙ５）とする。他の反射波や直接波があれば、位置測位部２２２等は、それを用いて式（４）〜式（６）の右辺に適宜代入し、且つ、（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）を適宜その反射点の座標に応じて変更して、連立方程式を演算する。
【００８７】
この距離Ｄ１の求め方については以下のようになる。図１５は、距離Ｄ１の求め方の例を示すフローチャートである。例えば、図１５のフローチャートは、図１３に示すＳ１３及びＳ１４に対応する。
【００８８】
ＡＰ２００の伝播距離算出部２１８は、端末１００との伝播距離ｄθ１を算出し（Ｓ１２）、次いで、決定部２２１は、反射回数ｎに「１」を代入する（Ｓ１３１）。
【００８９】
次いで、決定部２２１は、伝播距離ｄθ１が以下の式（８）を満たすか否かを判別する（Ｓ１３２）。
【００９０】
【数２】
【００９１】
式（８）は、例えば、ＡＰ２００と反射点との間、又は各反射点間において、端末１００がどの間に位置しているかを判定する式である。例えば、図１４において、端末１００がＡＰ２００と反射点Ｐ１との間の経路上に位置するとき、伝播距離ｄθ１は、ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離Ｄｒθ１に対して、ｄθ１＜Ｄｒθ１を満たし、Ｓ１３２はＹｅｓと判定される。また、端末１００が反射点Ｐ１，Ｐ３間に位置するとき、ｄθ１＞Ｄｒ１θ１であるが（Ｓ１３２でＮｏ）、ｄθ１＜（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１）となる（Ｓ１３２でＹｅｓ）。図１４の例では、ｄθ１＞（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１＋Ｄｒ３θ１）であるが（Ｓ１３２でＮｏ）、ｄθ１＜（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１＋Ｄｒ３θ１＋Ｄｒ４θ１）となる（Ｓ１３２でＹｅｓ）。
【００９２】
決定部２２１は、式（８）を満たさないと（Ｓ１３２でＮｏ）、ｎに「１」を加算して（Ｓ１３３）、式（８）を満たすか否かを判定する。
【００９３】
決定部２２１は、式（８）を満たすとき、ｎは「１」か否かを判定する（Ｓ１３４）。例えば、決定部２２１は、ＡＰ２００と反射点Ｐ１とを結ぶ経路上に端末１００が位置し、端末１００から直接波を受信したか否かを判定する。
【００９４】
決定部２２１は、ｎが「１」のとき（Ｓ１３４でＹｅｓ）、受信波は直接波と判定し、距離Ｄ１は以下の式（９）を満たす値とする（Ｓ１４１）。
【００９５】
【数３】
【００９６】
一方、決定部２２１は、ｎは「１」でないとき（Ｓ１３４でＮｏ）、受信波は反射波と判定し、距離Ｄ１は以下の式（１０）を満たす値とする。
【００９７】
【数４】
【００９８】
図１４の例では、
Ｄ１＝ｄθ１−（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１＋Ｄｒ３θ１）
となり、基点となる反射点は反射点Ｐ４となる。
【００９９】
決定部２２１は、Ｓ１４１及びＳ１４２の処理が終了すると、図１３に示すＳ１６の処理へ移行し、位置測位部２２２は距離Ｄ１を式（４）〜式（６）のいずれかの式の右辺に代入して処理を行う。図１４の例では経路は１つであるが、例えば、複数の経路があってもよく、他の経路の受信波を受信した場合、この受信波を用いて上述した処理を行い、式（４）〜式（６）に代入して処理を行う。
【０１００】
このように端末１００からの反射波が複数回反射を繰り返した場合でも、ＡＰ２００は、端末１００がＡＰ２００に至る経路において最も近い反射点までの距離Ｄ１を求めることで、上述した例と同様に処理を行うことができる。よって、本ＡＰ２００は、複数回反射を繰り返す場合でも、高精度に端末１００の位置を測定できる。
【０１０１】
また、上述した例において、ＡＰ２００は、３つ又は２つの経路の受信波を受信することで、式（４）〜式（６）に各々値を代入して、端末１００の位置を測位した。例えば、ＡＰ２００は３つ以上の受信波を受信して、端末１００の位置を測位してもよい。或いは、ＡＰ２００は、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎの走査角毎に受信レベルを検出することもできる。図１６は、受信レベルと到来角θとの関係例を示す図である。受信レベル検知部２１６は走査角毎に受信レベルを検知する。このとき、受信レベル検知部２１６は、受信レベルの高い順に例えば３つ（又は２つ）を選択して、伝搬距離算出部２１８に算出する。図４等の例では、このうち２つは、予め保持した反射点Ｐ１，Ｐ２のある角度θ１，θ２からの受信レベルとなる。当該角度θ１，θ２には予め反射点Ｐ１，Ｐ２が配置され、ＡＰ２００は反射点Ｐ１，Ｐ２からの反射波を受信するからである。例えば、受信レベル検知部２１６は、反射点が３つ以上あるときでも、上位３つの受信レベルを選択して距離算出部２１８に出力してもよい。決定部２２１は、３つの受信波が直接波か反射波かを判定し、位置測位部２２２は、上位３つの受信レベルに基づいて、上述した例と同様に式（４）〜式（６）を演算することで、端末１００の位置を測位する。
【０１０２】
更に、上述した例において、ＡＰ２００は受信レベル検知部２１６と伝播時間測定部２１７の双方を備える例について説明した。例えば、図１７に示すように、ＡＰ２００は伝播時間測定部２１７を備えていなくてもよい。また、図１８に示すようにＡＰ２００は受信レベル検知部２１６を備えていなくてもよい。
【０１０３】
更に、上述した例では、予め決められた反射点が配置され、ＡＰ２００はその反射点の角度で受信レベル等を検知するものとして説明した。例えば、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０-ｎの所定角度範囲内において、走査角度毎に反射点の位置、反射点距離等が算出されるようにすることもできる。例えば、図１４の範囲Ｌにおいて、走査角度毎にｍ個の反射点Ｐ１〜Ｐｍが設けられていてもよい。ＡＰ２００は、上述したように、上位３つの受信レベルに基づいて伝播距離ｄθを算出し、反射波か直接波かを判定し、その結果に基づいて式（４）〜式（６）の右辺にｄθおよびＡＰ２００の位置座標、各反射点の位置座標を代入して、端末１００の位置を測位できる。例えば、図１４の例において、病院内における範囲Ｌの長さを有する壁等に対して反射点が予め算出されるようにしておき、ＡＰ２００は、範囲Ｌ内の各反射点への各角度において受信レベル等を測定することで上述した例と同様に実施できる。
【０１０４】
更に、上述した例は無線通信装置としてＡＰ２００を例にして説明した。例えば、無線通信装置として、無線基地局装置、又は中継局装置等でもよい。無線基地局装置等でも上述した例を実施することができる。
【０１０５】
以上まとめると付記のようになる。
【０１０６】
（付記１）
端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、
前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【０１０７】
（付記２）
前記決定部は、前記第１又は第２の伝搬距離が、前記第１又は第２の経路において前記無線通信装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第１又は第２の反射点距離と夫々同じか長いとき、前記第１又は第２の受信波は夫々前記反射波と判定し、前記第１又は第２の伝搬距離が前記第１又は第２の反射点距離よりも夫々短いとき、前記第１又は第２受信波は夫々前記直接波と判定することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１０８】
（付記３）
前記位置測位部は、前記決定部が前記第１及び第２の受信波を共に反射波と判定したとき、前記第１及び第２の反射点間距離に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１０９】
（付記４）
前記算出部は、前記第１及び第２の受信波の受信電力レベル、又は、前記第１及び第２の受信波の伝搬時間に基づいて、前記第１及び第２の伝搬距離を夫々算出することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１０】
（付記５）
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位２つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１及び第２の伝搬距離を算出することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１１】
（付記６）
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置座標を演算し、更に、所定範囲内にある前記端末装置の位置座標を前記端末装置の位置として測位することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１２】
（付記７）
前記算出部は、更に、第３の経路による第３の受信波を受信したとき、前記第３の受信波に対する第３の伝搬距離を算出し、
前記決定部は、前記第３の伝搬距離に基づいて、前記第３の受信波が前記反射波か前記直接波かを判定し、前記第３の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第３の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第３の端末反射点間距離を出力し、前記第３の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第３の伝搬距離を出力し、
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第２又は第１の伝搬距離、或いは、前記第３の端末反射点間距離又は前記第３の伝搬距離、に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１３】
（付記８）
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位３つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１乃至第３の伝搬距離を算出することを特徴とする付記７記載の無線通信装置。
【０１１４】
（付記９）
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第２又は第１の伝搬距離、或いは、前記第３の端末反射点間距離又は前記第３の伝搬距離、に基づいて前記端末装置の位置座標を演算することを特徴とする付記７記載の無線通信装置。
【０１１５】
（付記１０）
前記無線通信装置は、無線基地局装置又はアクセスポイントであることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【０１１６】
（付記１１）
算出部と決定部、及び位置測位部とを備え、
端末装置と無線通信を行う無線通信装置における位置測位方法であって、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を前記算出部により夫々算出し、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を前記決定部により出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を前記決定部により出力し、
前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を前記位置測位部により測位する
ことを特徴とする位置測位方法。
【０１１７】
（付記１２）
端末装置と無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記端末装置は、無線信号を前記無線通信装置に送信する送信部を備え、
前記無線通信装置は、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が夫々第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを判定し、 前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、
前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【符号の説明】
【０１１８】
１０：無線通信システム １００：端末装置
２００：ＡＰ ２１０‐１〜２１０‐ｎ：アレイアンテナ
２１１；ビーム走査部 ２１２：走査角制御部
２１３：受信部 ２１４：デジタル変換部
２１５：復調部 ２１６：受信レベル検知部
２１７：伝播時間測定部 ２１８：伝搬距離算出部
２１９：ＡＰ及び反射点位置情報記憶部（記憶部）
２２０：反射点距離算出部 ２２１：判定部及び距離決定部（決定部）
２２２：位置測位部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信装置における位置測位方法、及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基地局と端末との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、例えば、基地局は端末の位置を測位することで、端末の方向にアンテナを向けて無線通信を行うことができる。
【０００３】
このような位置測位に関して、例えば、基地局は２以上のアンテナから第１、第２の信号を送信し、移動局は受信した第１、第２の信号間の位相差を求め、当該位相差に基づいて基地局から見た移動局の方位を算出して基地局に送信するようにしたものが知られている。
【０００４】
また、例えば、電波の到来方向を推定し、推定した電波到来方向と３次元地図データとに基づきレイトレース法により無線局の位置を推定する無線局方向推定装置も知られている。
【０００５】
更に、例えば、基地局は、ノードから送信された観測信号の識別情報と観測信号の間隔とに基づいて観測信号が直接波か反射波かを判定し、判定結果に基づいてノードと基地局との距離を補正するようにしたものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３７７５５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７０６９８号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、直接波と反射波とが混在するようなマルチパス環境では、例えば、基地局は直接波と反射波の双方を受信する場合もある。上述した従来技術において、２つの信号間の位相差を求めたり、電波の到来方向を推定するものでは、マルチパス環境について考慮されておらず、端末の位置を高精度に測定することはできない。
【０００８】
また、上述した従来技術において直接波と反射波とを判定するものは、直接波と反射波とを判定した結果に基づいて基地局とノードとの距離を求めるものであって、ノードの位置を求めることに関しては考慮されていない。従って、かかる従来技術においても、端末の位置を高精度に測定することはできない。
【０００９】
そこで、本発明の一目的は、端末の位置を高精度に測定できるようにした無線通信装置、無線通信装置における位置測位方法、及び無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様によれば、端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
端末の位置を高精度に測定できるようにした無線通信装置、無線通信装置における位置測位方法、及び無線通信システムを提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２はＡＰの構成例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）と図３（Ｂ）は同期信号の例を夫々し示す図であり、図３（Ｃ）は受信レベルと伝搬距離との関係例を示すグラフである。
【図４】図４は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図５】図５は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図６】図６は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図７】図７は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図８】図８は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図９】図９は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１０】図１０は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１１】図１１は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１２】図１２は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１３】図１３は動作例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は受信波の伝搬経路の例を示す図である。
【図１５】図１５は動作例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は受信レベルと到来角の関係例を示すグラフである。
【図１７】図１７はＡＰ２００の他の構成例を示す図である。
【図１８】図１８はＡＰ２００の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について以下説明する。
【００１４】
＜構成例＞
図１は無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、端末装置（以下、「端末」）１００と、無線通信装置（又はアクセスポイント、以下「ＡＰ」）２００とを備える。また、無線通信システム１０において、２つの反射点Ｐ１，Ｐ２が配置される。
【００１５】
端末１００とＡＰ２００は、無線信号を送受信することで無線通信を行うことができる。また、端末１００は、移動可能でＡＰ２００の電波到達可能範囲内において、ＡＰ２００と無線通信を行うことができる。端末１００は、送受信部１１０とアンテナ１２０とを備える。
【００１６】
送受信部１１０は、例えば、所定の変調方式でデータを変調等して無線信号としてアンテナ１２０に出力し、アンテナ１２０で受信したＡＰ２００からの無線信号を所定の復調方式で復調等してデータを抽出することができる。
【００１７】
アンテナ１２０は、送受信部１１０から出力された無線信号をＡＰ２００に送信し、ＡＰ２００から送信された無線信号を受信して送受信部１１０に出力する。アンテナ１２０は複数のアンテナでもよい。また、端末１００は複数台でもよい。
【００１８】
ＡＰ２００は、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎ（ｎは２以上の整数）を備える。各アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎはビーム角度を変えて、端末１００に無線信号を送信し、端末１００から送信された無線信号を受信できる。
【００１９】
また、ＡＰ２００と端末１００は、複数の経路からの無線信号を受信できる。図１の例では、ＡＰ２００は、反射点Ｐ１，Ｐ２を介さずに直接、端末１００から送信された無線信号を受信できる。一方、ＡＰ２００は、反射点Ｐ１，Ｐ２を介した経路により無線信号を受信できる。ＡＰ２００は、このように直接波と反射波との経路により、端末１００から送信された無線信号を受信波として受信できる。端末１００も同様である。
【００２０】
反射点Ｐ１，Ｐ２は、例えば、本無線通信システム１０が病院内等で用いられる場合、壁、パーティション等、電波を反射する障害物等の固定点である。従って、本実施例において、反射点Ｐ１，Ｐ２の位置座標は予め決められており、ＡＰ２００内において記憶されているものとする。図１の例では、２つの反射点Ｐ１，Ｐ２の例が示されるが、反射点が１つの場合や、３つ以上の場合でもよい。
【００２１】
図２はＡＰ２００の構成例を示す図である。ＡＰ２００は、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎと、ビーム走査部２１１と、走査角制御部２１２と、受信部２１３と、デジタル変換部２１４と、復調部２１５と、受信レベル検知部２１６と、伝搬時間測定部２１７と、伝搬距離算出部２１８と、ＡＰ及び反射点位置情報記憶部（以下、「記憶部」）２１９と、反射点距離算出部２２０と、判定部及び距離決定部（以下、「決定部」）２２１と、位置測位部２２２とを備える。
【００２２】
ビーム走査部２１１は、走査角制御部２１２からの制御信号に基づいて、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎに対して一定の走査角でビーム走査（ビームスキャン）を行う。また、ビーム走査部２１１は、複数のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎで受信した無線信号を受信部２１３に出力する。
【００２３】
走査角制御部２１２は、一定の走査角でアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎが動作するように制御信号をビーム走査部２１１に出力する。また、走査角制御部２１２は、現在のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎの走査角度（又は到来角度）に関する情報を保持し、当該情報を到来角度情報として反射点距離算出部２２０に出力する。
【００２４】
受信部２１３は、無線信号に対して、例えば、電力増幅及びダウンコンバート等の処理を行い、受信信号Ｒｐａに変換する。
【００２５】
デジタル変換部２１４は、アナログの受信信号Ｒｐａをデジタルの受信信号Ｒｐｄに変換する。
【００２６】
復調部２１５は、受信信号Ｒｐｄを予め決められた復調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等）で復調し、復調信号Ｓｄを出力する。
【００２７】
受信レベル検知部２１６は、アナログ受信信号Ｒｐａ及びデジタル受信信号Ｒｐｄを入力し、いずれか一方を用いて、ＡＰ２００が受信した無線信号の受信レベル（例えば、受信電力レベル）を検知する。
【００２８】
伝搬時間測定部２１７は、復調信号Ｓｄを用いて、端末１００から送信された無線信号がＡＰ２００に到達するまでの伝搬時間を測定する。伝搬時間は例えば以下のようにして測定される。図３（Ａ）は端末１００から送信される送信信号（例えば変調前の信号）の例、図３（Ｂ）はＡＰ２００で復調された復調信号Ｓｄの例を夫々示す図である。同図（Ａ）に示すように、送信信号には、例えば所定の送信タイミングＴで送信されるべき同期信号ｒｓが含まれる。伝搬時間測定部２１７は、予め同期信号ｒｓの送信タイミングＴを記憶し、復調信号Ｓｄに含まれる同期信号ｒｓの送信間隔Ｔに対する遅延時間ｔを測定し、当該遅延時間ｔを伝搬時間として出力する。
【００２９】
伝搬距離算出部２１８は、受信レベル検知部２１６から出力された受信レベル、又は、伝搬時間測定部２１７から出力された伝搬時間に基づいて、伝搬距離ｄθを測定する。伝搬距離ｄθは、例えば、端末１００（又はＡＰ２００）から送信された無線信号がＡＰ２００（又は端末１００）において受信されるまでの経路（パス）上の距離である。例えば、図１において、端末１００から送信された無線信号が反射点Ｐ１を介してＡＰ２００に至る経路上の距離が伝搬距離ｄθである。また、直接波による経路において当該経路上の距離も伝搬距離ｄθとなる。
【００３０】
伝搬距離算出部２１８は、受信レベルから伝搬距離ｄθを算出する場合は、例えば以下のようにして行う。伝搬距離算出部２１８は、受信レベルと伝搬距離ｄθとの関係を示すテーブルを保持し、当該テーブルに基づいて受信レベルに対応する伝搬距離ｄθを選択する。図３（Ｃ）は、受信レベルと伝搬距離ｄθとの関係例を示す図である。同図（Ｃ）に示すグラフは減衰曲線と呼ばれ、受信レベルがＲｐ０＞Ｒｐ１のとき、伝搬距離はｄθ０＜ｄθ１の関係を有する。伝搬距離算出部２１８はかかる減衰曲線に対応したテーブルを保持し、当該テーブルに基づいて受信レベルに対応する伝搬距離ｄθを読み出し、当該伝搬距離ｄθを出力する。
【００３１】
一方、伝搬距離算出部２１８は、伝搬時間に基づいて伝搬距離ｄθを算出する場合は、例えば以下のようにして行う。即ち、伝搬距離算出部２１８は、伝搬時間ｔに対して電波速度（又は光の速度）をｃ、伝搬距離をｄθとすると、
ｄθ＝ｔ×ｃ ・・・（１）
を演算することで伝搬距離ｄθを算出する。
【００３２】
尚、伝搬距離算出部２１８は、受信レベル又は伝搬時間のいずれか一方で伝搬距離ｄθを算出できるため、図２において、受信レベル検知部２１６又は伝搬時間測定部２１７の一方がなくてもよい。このような場合のＡＰ２００の構成例は後述する。伝搬距離算出部２１８は、算出した伝搬距離ｄθを決定部２２１に出力する。
【００３３】
記憶部２１９は、ＡＰ２００の位置及び反射点の位置に関する情報、例えばＡＰ２００のビーム走査角と位置座標を保持する。ＡＰ２００及び反射点の位置座標は、例えば、地図、図面、実測等により記憶部２１９に予め保持される。
【００３４】
反射点距離算出部２２０は、記憶部２１９に記憶されたＡＰ２００及び反射点の各位置情報と、走査角制御部２１２からの到来角度情報とに基づいて、ＡＰ２００と反射点との距離（以下、反射点距離）Ｄｒθ、及び各反射点間の距離を算出する。反射点距離算出部２２０は、反射点距離Ｄｒθ等を決定部２２１に出力する。尚、反射点距離算出部２２０は、記憶部２１９においてＡＰ２００等の位置情報を予め保持しているため、決定部２２１等が動作する前に、反射点距離Ｄｒθを予め算出するようにしてもよい。
【００３５】
決定部２２１は、伝搬距離ｄθと反射点距離Ｄｒθとに基づいて、受信した無線信号が直接波により受信した無線信号か又は反射波により受信した無線信号かを判別する。決定部２２１は、反射波と判定したとき伝搬距離Ｄｒθを減算した距離を位置測位部２２２に出力し、直接波と判定したとき伝搬距離ｄθを位置測位部２２に出力する。決定部２２１の詳細は後述する。
【００３６】
位置測位部２２２は、決定部２２１で決定した距離に基づいて、端末１００の位置を測位する。位置測位の詳細も後述する。
【００３７】
＜位置測位の例＞
次に、ＡＰ２００における位置測位の詳細について説明する。まず、位置関係について説明する。図４は、図１に示す無線通信システム１０において、反射点Ｐ１，Ｐ２と端末１００、及びＡＰ２００との位置関係の例を示す図である。尚、以下に示す例は、端末１００からＡＰ２００へ無線信号が送信される例で説明する。
【００３８】
ＡＰ２００と反射点Ｐ１，Ｐ２の位置は、予めＡＰ２００に記憶され、例えば、各々（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）とする。ＡＰ２００は、端末１００の位置座標（ａ，ｂ）を測位することになる。
【００３９】
ここで、端末１００が座標位置（ａ，ｂ）に位置したとき、ＡＰ２００のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、Ｘ軸に対して方位角θ１の方向に向けると、反射点Ｐ１に反射した反射波を受信できる。また、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、方位角θ０に対して、端末１００からの直接波を受信できる。更に、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、方位角θ２に対して、反射点Ｐ２で反射した反射波を受信できる。このように、ＡＰ２００のアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎは、固定位置に配置された反射点Ｐ１，Ｐ２の方位角に向けると、端末１００からの受信波のうち、反射波を受信できる。
【００４０】
次に、端末１００の位置座標（ａ，ｂ）の演算について説明する。図５〜図７は、図４に示す反射点Ｐ１，Ｐ２等に対して、座標位置と各距離との関係例を示す図である。図５で、ＡはＡＰ２００の位置座標（ｘ１，ｙ１）、Ｔは端末１００の位置座標（ａ，ｂ）を示す。
【００４１】
上述したように反射点Ｐ１，Ｐ２とＡＰ２００は予め決められた固定位置にある。ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離をＤｒθ１、反射点Ｐ２との距離をＤｒθ２とすると、各距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２は固定値である。一方、端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）は、端末１００の移動に伴い変化する。端末１００が位置Ｔ（ａ，ｂ）に位置するとき、反射点Ｐ１を介した経路（パス）において、端末１００とＡＰ２００との間の伝搬距離ｄθ１は、図６に示すように、
ｄθ１＝Ｄｒθ１＋ｄθ１−１ ・・・（２）
となる。ここで、ｄθ１−１は、例えば、反射点Ｐ１から端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）までの距離である。
【００４２】
また、反射点Ｐ２の経路において、端末１００とＡＰ２００との伝搬距離ｄθ２は、図７に示すように、
ｄθ２＝Ｄｒθ２＋ｄθ２−１ ・・・（３）
となる。ここで、ｄθ２−１は、例えば、反射点Ｐ２から端末１００の位置（ａ，ｂ）までの距離である。
【００４３】
更に、直接波の経路において、端末１００とＡＰ２００との伝搬距離は図５よりｄθ０となる。
【００４４】
上述したように、伝搬距離算出部２１８は伝搬距離ｄθ１を算出し、また、反射点距離算出部２２０は、反射点Ｐ１の位置座標（ｘ２，ｙ２）と、ＡＰ２００の位置座標（ａ，ｂ）に基づいて固定値Ｄｒθ１を予め算出する。決定部２２１は、式（２）に伝搬距離ｄθ１と距離Ｄｒθ１とを代入することで、端末１００と反射点Ｐ１との距離ｄθ１−１を算出できる。
【００４５】
同様に、伝搬距離算出部２１８は、反射点Ｐ２の経路に対して、伝搬距離ｄθ２を算出し、反射点距離算出部２２０は距離Ｄｒθ２を予め算出し、決定部２２１は、算出した伝搬距離ｄθ２と距離Ｄｒθ２とを式（３）に代入することで、反射点Ｐ２から端末１００までの距離ｄθ２−１を算出する。
【００４６】
そして、位置測位部２２２は、反射波については、端末１００と反射点Ｐ１，Ｐ２までの距離ｄθ１−１，ｄθ２−１を用い、直接波については端末１００とＡＰ２００までの伝搬距離ｄθ０を用いて、以下の連立方程式を解くことで、端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）を演算する。
【００４７】
【数１】
【００４８】
位置測位部２２２は、式（４）〜式（６）の連立方程式を解くことで位置Ｔ（ａ，ｂ）を演算する。例えば、図５に示すように、式（４）は弧ｄ’θ０により示される円を表わし、式（５）は弧ｄ’θ１‐１に示される円を表わし、式（６）は弧ｄ’θ２‐１に示される円を表わしている。位置測位部２２２は、３つの連立方程式を解くことで、３つの弧ｄ’θ０，ｄ’θ１‐１，ｄ’θ２‐１の交点座標、即ち端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）を求めている。
【００４９】
＜反射波と直接波について＞
ここで、図５に示すように、端末１００がＡＰ２００と反射点Ｐ１とを結ぶ経路上の位置Ｔ’に位置したとき、ＡＰ２００は端末１００からの反射波ではなく、直接波を受信する。図８はかかる場合の端末１００とＡＰ２００との位置関係の例を示す図である。このとき、位置測位部２２２は、式（５）を用いて演算しても反射波として演算しているものではないため、図５における位置Ｔ’（ａ’，ｂ’）を演算していることにはならない。このような場合、位置測位部２２２は、反射波ではなく直接波として、すなわち、端末１００とＡＰ２００との伝搬距離ｄθ１そのものを式（５）の右辺に代入して演算する。
【００５０】
従って、ＡＰ２００が端末１００からの受信波が直接波か反射波かを判定することが重要である。本実施例では、決定部２２１がかかる判定を行う。即ち、決定部２２１は、反射波と判定したときは、反射点Ｐ１から端末１００までの距離ｄθ１−１（式（２）を用いて算出したもの）を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（５）の右辺に距離ｄθ１‐１を代入して演算する。
【００５１】
一方、決定部２２１は、直接波と判定したときは、伝搬距離算出部２１８で算出した伝搬距離ｄθ１そのものを位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、決定部２２１から出力された伝搬距離ｄθ１を式（４）の右辺ｄθ０に代入し演算する。
【００５２】
判定は、例えば以下のようにして行う。図８に示すように、端末１００が反射点Ｐ１とＡＰ２００との経路上に位置するとき、ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離Ｄｒθ１と、伝搬距離ｄθ１との関係は、
ｄθ１＜Ｄｒθ１
となる。一方、図６等に示すように、反射点Ｐ１を介して反射波がＡＰ２００に到来するとき、距離Ｄｒθ１と、伝搬距離ｄθ１との関係は、
ｄθ１＞Ｄｒθ１
となる。従って、決定部２２１は、伝搬距離算出部２１８で算出した伝搬距離ｄθ１と、反射点距離算出部２２０で算出された距離Ｄｒθ１とを比較して、例えば、
ｄθ１≦Ｄｒθ１を満たすとき直接波
ｄθ１＞Ｄｒθ１を満たすとき反射波
と判定する。
【００５３】
反射点Ｐ２に対しても同様である。図９は、端末１００が反射点Ｐ２とＡＰ２００とを結ぶ経路上の位置Ｔ’’（ａ’’，ｂ’’）に位置したときの例を示す図である。決定部２２１は、例えば、ｄθ２≦Ｄｒθ２を満たすとき直接波、ｄθ２＞Ｄｒθ２を満たすとき反射波と判定する。決定部２２１は、直接波と判定したとき、伝搬距離算出部２１８で算出した伝搬距離ｄθ２そのものを位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、伝搬距離ｄθ２を式（４）の右辺に代入して演算する。
【００５４】
また、決定部２２１は、反射波と判定したとき、反射点Ｐ２と端末１００との距離ｄθ２−１を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（６）の右辺に距離ｄθ２−１を代入して演算する。
【００５５】
このように、決定部２２１は直接波と反射波とを判別し、位置測位部２２２は式（４）〜式（６）の右辺に伝搬距離ｄθ１及びＡＰ２００（ｘ１，ｙ１）と反射点Ｐ１（ｘ２，ｙ２）、Ｐ２（ｘ３，ｙ３）等を夫々代入し、式（４）〜式（６）の連立方程式を解くことで、端末１００の位置座標を演算できる。図８の例では、決定部２２１は直接波と判定して伝搬距離ｄθ１を位置測位部２２２に出力し、位置測位部２２２は式（４）の右辺に伝搬距離ｄθ１を代入して演算する。この場合、決定部２２１等は、他の反射波、例えば反射点Ｐ２を介した経路の反射波からの受信レベル等に基づいて、反射点Ｐ２と端末１００との距離ｄθ２−１を演算し、位置測位部２２１は式（６）を演算する。位置測位部２２１は、式（４）と式（６）とから端末１００の位置（ａ，ｂ）を測位する。例えば、更に他の反射点からの反射波があれば、位置測位部２２１は、式（５）又は式（６）のｘ１，ｙ１等を適宜他の反射点の位置座標に代えて、３つの連立方程式を演算することになる。
【００５６】
尚、図４等において、ＡＰ２００は端末１００から、伝搬経路をｄθ０とする直接波を受信している。決定部２２１は、かかる場合以下のように判定する。すなわち、決定部２２１は、反射点距離算出部２２０から距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２とともに、各距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２に夫々対応する角度（到来角度）θ１，θ２を入力する。一方、受信レベル検知部２１６はアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎの角度を変えたときの受信レベルを検知する。従って、決定部２２１は、到来角度θ１，θ２と、当該角度の各受信レベルに対して、当該角度以外のピーク受信レベルを入力して検知したとき、端末１００から直接波を受信していると判定できる。角度θ１，θ２の方向には反射点Ｐ１，Ｐ２が配置されるため、受信レベル検知部２１６がその方向以外でピーク受信レベルを検知したとき、反射点Ｐ１，Ｐ２を介さずに受信した受信波であり、決定部２２１は当該受信波を直接波と判定できるからである。伝搬距離算出部２１８は、当該ピーク受信レベルでの伝搬距離ｄθを算出し、当該ピーク受信レベルでの角度（図４の例ではθ０）と伝搬距離ｄθとを決定部２２１に出力する。決定部２２１は、反射点距離算出部２２０からの角度θ１，θ２以外の角度（例えば、θ０）を、伝搬距離算出部２１８から入力したときは、当該角度の受信波は直接波と判定して、伝搬距離ｄθ０を位置測位部２２２に出力する。
【００５７】
このように、決定部２２１は、角度θ１，θ２に対して測定した伝搬距離ｄθ１，ｄθ２に対して、距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２を夫々比較して、受信波が直接波（例えば、図８，図９）か、反射波か（例えば、図６，図７）を判定する。判定は上述した通りである。一方、決定部２２１は、角度θ１，θ２以外の角度θ０に対する伝搬距離ｄθ０は、直接波として位置測位部２２２に出力することになる。
【００５８】
＜端末１００が他の位置に移動したときの位置測位の例＞
図４等の例では、端末１００が位置Ｔ（ａ，ｂ）に位置したときの例を説明した。例えば、端末１００が、Ｔ’，Ｔ’’以外の他の位置Ｔ’’’に移動したとき、ＡＰ２００は同様に端末１００の位置Ｔ’’’を測位できる。図１０は、かかる場合の受信波の経路の例を示す図である。
【００５９】
伝搬距離算出部２１８は、反射点Ｐ１，Ｐ２に対する角度θ１，θ２に対して、伝搬距離ｄθ１，ｄθ２を算出する。また、受信レベル検知部２１６は、角度θ０’でピーク受信レベルを検知し、伝搬距離算出部２１８は、角度θ０’に対して伝搬距離ｄθ０’を算出する。
【００６０】
決定部２２１は、伝搬距離ｄθ１と、ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離Ｄｒθ１とを比較して、到来角θ１における受信波が直接波か反射波を判定する。決定部２２１は、反射波と判定したとき、式（２）を用いて反射点Ｐ１と端末１００との距離ｄθ１−１’を演算し、当該距離ｄθ１‐１’を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、距離ｄθ１‐１’を式（５）の右辺に代入して式（５）を演算する。決定部２２１は、受信波が直接波と判定したとき、伝搬距離ｄθ１を位置測位部２２２に出力し、位置測位部２２２は伝搬距離ｄθ１を式（４）の右辺に代入して演算する。
【００６１】
反射点Ｐ２に対する経路についても同様である。決定部２２１は、到来角θ２における受信波を反射波と判定したとき、式（３）を用いて、反射点Ｐ２と端末１００との距離ｄθ２‐１’を演算し、位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（６）の右辺に距離ｄθ２‐１’を代入して演算する。決定部２２１は、到来角θ２における受信波が直接波と判定したとき、伝搬距離ｄθ２を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（４）の右辺に伝搬距離ｄθ２を代入して演算する。
【００６２】
更に、受信レベル検知部２１６は、到来角θ０’で受信レベルのピークを検知し、伝搬距離算出部２１８は到来角θ０’での伝搬距離ｄθ０’を算出する。決定部２２１は、θ１，θ２以外の到来角θ０’からの受信波なので、当該受信波を直接波と判定して（反射点の存在しない角度からの受信波と判定して）、伝搬距離ｄθ０’を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、式（４）の右辺に伝搬距離ｄθ０’を代入し、式（４）〜式（６）の連立方程式を演算し、端末１００の位置Ｔ’’’（ａ’’’，ｂ’’’）を演算する。この場合、位置測位部２２２は、式（４）〜式（６）のａ，ｂをａ’’’，ｂ’’’として演算することになる。
【００６３】
このように、本ＡＰ２００は端末１００が他の位置Ｔ’’’に移動したときでも、位置Ｔに位置するときと同様に、端末１００の位置を測位できる。
【００６４】
＜障害物がある場合の位置測位の例＞
上述した例は、ＡＰ２００は３つの経路から無線信号を入力した例を説明した。例えば、障害物により、ＡＰ２００はある経路の無線信号を受信できない場合もある。図１１はかかる場合の例を示す図である。
【００６５】
図１１において、障害物３００は端末１００とＡＰ２００とを結ぶ線分上に位置している。障害物３００は直接波の経路上に位置するため、ＡＰ２００は端末１００からの直接波を受信できない。かかる場合、ＡＰ２００は２つの経路からの受信波（図１１の例では、ともに反射波）を用いて、端末１００の位置Ｔ（ａ，ｂ）を演算する。
【００６６】
この場合、上述した例と同様に、伝搬距離算出部２１８は、反射点Ｐ１を介した反射波の伝搬距離ｄθ１（＝Ｄｒθ１＋ｄθ１−１）と、反射点Ｐ２を介して反射波の伝搬距離ｄθ２（＝Ｄｒθ２＋ｄθ２‐１）とを算出する。
【００６７】
決定部２２１は、２つの経路からの受信波が直接波か反射波かを判定し、この場合はいずれも反射波と判定して、式（２）と式（３）とを用いて、反射点Ｐ１，Ｐ２と端末１００との距離ｄθ１−１，ｄθ２−１を演算し、位置測位部２２２に出力する。
【００６８】
位置測位部２２２は、式（５）と式（６）とを用いて、端末１００の位置座標（ａ，ｂ）とを演算する。このとき、演算した位置座標（ａ，ｂ）は２つの解が存在する。しかし、他方の解は、例えば図１１に示す位置関係から存在しえない位置を示す解となる。位置測位部２２２は、このように２つの受信波で測位する場合、予め座標位置（ａ，ｂ）の予測範囲を保持しておき、式（４）〜式（６）のうち２つの連立方程式による解が当該範囲内のものを選択するようにすればよい。
【００６９】
例えば、障害物３００が反射点Ｐ１とＡＰ２００とを結ぶ線分上に位置したときも、決定部２２１等は同様に演算等を行うことができる。
【００７０】
＜反射点の他の例＞
反射点Ｐ１，Ｐ２についても種々のバリエーションがある。図１２は、更に反射点Ｐ０が配置された場合における反射点Ｐ０等の位置関係の例を示す図である。図１２に示す例は、図４等で示す角度θ０の方向に反射点Ｐ０が位置する例である。反射点距離算出部２２０は、予め、反射点Ｐ０の位置Ｐ０（ｘ０，ｙ０）を算出し、更に、反射点Ｐ０との距離Ｄｒθ０、角度θ０を算出しているものとする。
【００７１】
反射点Ｐ０とＡＰ２００とを結ぶ線分上の位置Ｔ１（ａ１，ｂ２）に端末１００が位置するときは、例えば以下のようになる。角度θ０において反射点Ｐ０が位置するため、伝搬距離算出部２１８は角度θ０における伝搬距離ｄθ０を算出する。そして、決定部２２１は、ＡＰ２００と反射点Ｐ０との距離Ｄｒθ０と、伝搬距離ｄθ０とを比較する。図１２の例では、ｄθ０＜Ｄｒθ０のため、決定部２２１は直接波と判定して、伝搬距離ｄθ０を位置測位部２２２に出力する。位置測位部２２２は、伝搬距離ｄθ０を式（４）の右辺に代入して式（４）を演算する。位置測位部２２２等は、端末１００から送信された無線信号の他の経路を用いて同様に処理し、例えば、式（４）〜式（６）の連立方程式を演算する。
【００７２】
一方、端末１００がＡＰ２００と反射点Ｐ０とを結ぶ線分上ではない位置Ｔ２（ａ２，ｂ２）に位置したとき、反射波の経路において伝搬距離ｄθ０は、
ｄθ０＝Ｄｒθ０＋ｄθ０−１ ・・・（７）
となる。ＡＰ２００は、到来角θ０で所定レベルの受信波を受信する。決定部２２１は、伝搬距離ｄθ０と距離Ｄｒθ０との関係がｄθ０＞Ｄｒθ０となるため、反射波と判定し、反射点Ｐ０と端末１００との距離ｄθ０−１ を式（７）により演算し、当該距離ｄθ０−１ を位置測位部２２２に出力する。
【００７３】
また、受信レベル検知部２１６と伝搬距離算出部２１８は、到来角θ３でピーク受信レベルを検知し、決定部２２１は、角度θ０以外の角度で検知したため、当該角度θ３での受信波を直接波と判定する。決定部２２１は、伝搬距離算出部２１８で算出された伝搬距離ｄθ３を位置測位部２２２に出力する。
【００７４】
位置測位部２２２は、２つの受信波に基づいて、距離ｄθ０−１を式（５）の右辺（（ｘ２，ｙ２）は（ｘ０，ｙ０）とする）、伝搬距離ｄθ３を式（４）の右辺に代入して、位置（ａ２，ｂ２）を演算する。他の経路からの反射波があれば、位置測位部２２２は、その距離を式（６）（（ｘ３，ｙ３）はその反射波の反射点の座標とする）の右辺に代入する等して、位置（ａ２，ｂ２）を演算すればよい。
【００７５】
＜動作例＞
図１３はＡＰ２００で行われる動作例を示すフローチャートである。詳細は説明したため、簡単に説明する。
【００７６】
まず、ＡＰ２００は、処理を開始すると（Ｓ１０）、所定角度ずつアレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎを走査しながら、各角度における受信波の受信レベルを検知するか、又は伝搬時間を測定する（Ｓ１１）。例えば、受信レベル検知部２１６が受信レベルを検知し、伝搬時間測定部２１７が伝搬時間を測定する。
【００７７】
次いで、ＡＰ２００は伝搬距離ｄθを算出する（Ｓ１２）。例えば、伝搬距離算出部２１８は、受信レベルに基づいて、テーブルを検索して伝搬距離ｄθを算出する（図３（Ｃ））。或いは、伝搬距離算出部２１８は、伝搬時間ｔに電波速度ｃを乗算して伝搬距離ｄθを算出する。
【００７８】
次いで、ＡＰ２００は、受信波が直接波か反射波かを判定する（Ｓ１３）。例えば、決定部２２１は、反射点Ｐ１，Ｐ２の角度θ１，θ２に対する受信波の伝搬距離ｄθ１，ｄθ２と、ＡＰ２００と反射点Ｐ１，Ｐ２までの距離Ｄｒθ１，Ｄｒθ２とを比較して判定する。
【００７９】
次いで、ＡＰ２００は、受信波を直接波と判定したとき（Ｓ１３で「直接波」）、伝搬距離を位置測位部２２２に出力する（Ｓ１４）。例えば、決定部２２１は、直接波と判定したとき、伝搬距離ｄθ０を位置測位部２２２に出力する。
【００８０】
一方、ＡＰ２００は、受信波を反射波と判定したとき（Ｓ１３で「反射波」）、反射点と端末１００との距離を演算し、位置測位部２２２に当該距離を出力する（Ｓ１５）。例えば、決定部２２１は、反射波と判定したとき、式（２）等を用いて、反射点Ｐ１，Ｐ２と端末１００との距離ｄθ１−１，ｄθ２−１を演算し、位置測位部２２２に出力する。
【００８１】
次いで、ＡＰ２００は、端末１００の位置を測定する（Ｓ１６）。例えば、位置測位部２２２は、伝搬距離ｄθ１やＡＰ２００（ｘ１，ｙ１）と反射点Ｐ１（ｘ２，ｙ２）、Ｐ２（ｘ３，ｙ３）等を式（４）〜式（６）の右辺に代入して連立方程式を解くことで、端末１００の位置を測位する。
【００８２】
そして、一連の処理を終了する（Ｓ１７）。
【００８３】
このように、本ＡＰ２００は、反射点Ｐ０〜Ｐ２等からの受信波を直接波か反射波かを判定し、その結果に基づいて、式（４）〜式（６）の右辺（反射点の座標は適宜その反射点に合った座標を用いる）に伝搬距離ｄθ１や距離Ｄｒθ１等を代入して演算し、端末１００の位置座標を測位している。従って、本ＡＰ２００は、端末１００の位置座標を測定できるため、高精度に端末１００の位置を測定できる。
【００８４】
＜他の実施例＞
次に他の実施例を説明する。上述した例では、反射回数が「１回」の場合で説明した。例えば、部屋の形状、計器等の配置などにより反射回数が複数回の多重反射の場合もある。図１４は多重反射が行われる場合の受信波の経路例を示す図である。図１４の例は、反射点Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５まで４つの反射点が配置され、反射点Ｐ４と反射点Ｐ５とを結ぶ経路上に端末１００が位置するときの例である。
【００８５】
図１４において、ＡＰ２００と反射点Ｐ１までの距離をＤｒ１θ１、反射点Ｐ１とＰ３の距離をＤｒ２θ１、反射点Ｐ３とＰ４の距離をＤｒ３θ１、反射点Ｐ４とＰ５の距離をＤｒ４θ１とする。また、各反射点Ｐ３〜Ｐ５の位置座標を、夫々（ｘ４，ｙ４），（ｘ５，ｙ５），（ｘ６，ｙ６）とする。また、端末１００が図１４に示す位置（ａ，ｂ）に位置するときの伝搬距離をｄθ０とする。
【００８６】
ＡＰ２００は、受信波を反射波と判定したとき、端末１００がＡＰ２００に至る経路において最も近い反射点までの距離Ｄ１を求めることになる。図１４の例では、ＡＰ２００は、反射点Ｐ４と端末１００との距離ｄθ１−４（＝Ｄ１）を求める。そして、ＡＰ２００は、求めた距離Ｄ１（図１４の例では距離ｄθ１−４）を式（５）又は式（６）の右辺に代入し演算する。なお、式（５）又は式（６）の（ｘ２，ｙ２）あるいは（ｘ３，ｙ３）は（ｘ５，ｙ５）とする。他の反射波や直接波があれば、位置測位部２２２等は、それを用いて式（４）〜式（６）の右辺に適宜代入し、且つ、（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）を適宜その反射点の座標に応じて変更して、連立方程式を演算する。
【００８７】
この距離Ｄ１の求め方については以下のようになる。図１５は、距離Ｄ１の求め方の例を示すフローチャートである。例えば、図１５のフローチャートは、図１３に示すＳ１３及びＳ１４に対応する。
【００８８】
ＡＰ２００の伝播距離算出部２１８は、端末１００との伝播距離ｄθ１を算出し（Ｓ１２）、次いで、決定部２２１は、反射回数ｎに「１」を代入する（Ｓ１３１）。
【００８９】
次いで、決定部２２１は、伝播距離ｄθ１が以下の式（８）を満たすか否かを判別する（Ｓ１３２）。
【００９０】
【数２】
【００９１】
式（８）は、例えば、ＡＰ２００と反射点との間、又は各反射点間において、端末１００がどの間に位置しているかを判定する式である。例えば、図１４において、端末１００がＡＰ２００と反射点Ｐ１との間の経路上に位置するとき、伝播距離ｄθ１は、ＡＰ２００と反射点Ｐ１との距離Ｄｒθ１に対して、ｄθ１＜Ｄｒθ１を満たし、Ｓ１３２はＹｅｓと判定される。また、端末１００が反射点Ｐ１，Ｐ３間に位置するとき、ｄθ１＞Ｄｒ１θ１であるが（Ｓ１３２でＮｏ）、ｄθ１＜（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１）となる（Ｓ１３２でＹｅｓ）。図１４の例では、ｄθ１＞（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１＋Ｄｒ３θ１）であるが（Ｓ１３２でＮｏ）、ｄθ１＜（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１＋Ｄｒ３θ１＋Ｄｒ４θ１）となる（Ｓ１３２でＹｅｓ）。
【００９２】
決定部２２１は、式（８）を満たさないと（Ｓ１３２でＮｏ）、ｎに「１」を加算して（Ｓ１３３）、式（８）を満たすか否かを判定する。
【００９３】
決定部２２１は、式（８）を満たすとき、ｎは「１」か否かを判定する（Ｓ１３４）。例えば、決定部２２１は、ＡＰ２００と反射点Ｐ１とを結ぶ経路上に端末１００が位置し、端末１００から直接波を受信したか否かを判定する。
【００９４】
決定部２２１は、ｎが「１」のとき（Ｓ１３４でＹｅｓ）、受信波は直接波と判定し、距離Ｄ１は以下の式（９）を満たす値とする（Ｓ１４１）。
【００９５】
【数３】
【００９６】
一方、決定部２２１は、ｎは「１」でないとき（Ｓ１３４でＮｏ）、受信波は反射波と判定し、距離Ｄ１は以下の式（１０）を満たす値とする。
【００９７】
【数４】
【００９８】
図１４の例では、
Ｄ１＝ｄθ１−（Ｄｒ１θ１＋Ｄｒ２θ１＋Ｄｒ３θ１）
となり、基点となる反射点は反射点Ｐ４となる。
【００９９】
決定部２２１は、Ｓ１４１及びＳ１４２の処理が終了すると、図１３に示すＳ１６の処理へ移行し、位置測位部２２２は距離Ｄ１を式（４）〜式（６）のいずれかの式の右辺に代入して処理を行う。図１４の例では経路は１つであるが、例えば、複数の経路があってもよく、他の経路の受信波を受信した場合、この受信波を用いて上述した処理を行い、式（４）〜式（６）に代入して処理を行う。
【０１００】
このように端末１００からの反射波が複数回反射を繰り返した場合でも、ＡＰ２００は、端末１００がＡＰ２００に至る経路において最も近い反射点までの距離Ｄ１を求めることで、上述した例と同様に処理を行うことができる。よって、本ＡＰ２００は、複数回反射を繰り返す場合でも、高精度に端末１００の位置を測定できる。
【０１０１】
また、上述した例において、ＡＰ２００は、３つ又は２つの経路の受信波を受信することで、式（４）〜式（６）に各々値を代入して、端末１００の位置を測位した。例えば、ＡＰ２００は３つ以上の受信波を受信して、端末１００の位置を測位してもよい。或いは、ＡＰ２００は、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０‐ｎの走査角毎に受信レベルを検出することもできる。図１６は、受信レベルと到来角θとの関係例を示す図である。受信レベル検知部２１６は走査角毎に受信レベルを検知する。このとき、受信レベル検知部２１６は、受信レベルの高い順に例えば３つ（又は２つ）を選択して、伝搬距離算出部２１８に算出する。図４等の例では、このうち２つは、予め保持した反射点Ｐ１，Ｐ２のある角度θ１，θ２からの受信レベルとなる。当該角度θ１，θ２には予め反射点Ｐ１，Ｐ２が配置され、ＡＰ２００は反射点Ｐ１，Ｐ２からの反射波を受信するからである。例えば、受信レベル検知部２１６は、反射点が３つ以上あるときでも、上位３つの受信レベルを選択して距離算出部２１８に出力してもよい。決定部２２１は、３つの受信波が直接波か反射波かを判定し、位置測位部２２２は、上位３つの受信レベルに基づいて、上述した例と同様に式（４）〜式（６）を演算することで、端末１００の位置を測位する。
【０１０２】
更に、上述した例において、ＡＰ２００は受信レベル検知部２１６と伝播時間測定部２１７の双方を備える例について説明した。例えば、図１７に示すように、ＡＰ２００は伝播時間測定部２１７を備えていなくてもよい。また、図１８に示すようにＡＰ２００は受信レベル検知部２１６を備えていなくてもよい。
【０１０３】
更に、上述した例では、予め決められた反射点が配置され、ＡＰ２００はその反射点の角度で受信レベル等を検知するものとして説明した。例えば、アレイアンテナ２１０‐１〜２１０-ｎの所定角度範囲内において、走査角度毎に反射点の位置、反射点距離等が算出されるようにすることもできる。例えば、図１４の範囲Ｌにおいて、走査角度毎にｍ個の反射点Ｐ１〜Ｐｍが設けられていてもよい。ＡＰ２００は、上述したように、上位３つの受信レベルに基づいて伝播距離ｄθを算出し、反射波か直接波かを判定し、その結果に基づいて式（４）〜式（６）の右辺にｄθおよびＡＰ２００の位置座標、各反射点の位置座標を代入して、端末１００の位置を測位できる。例えば、図１４の例において、病院内における範囲Ｌの長さを有する壁等に対して反射点が予め算出されるようにしておき、ＡＰ２００は、範囲Ｌ内の各反射点への各角度において受信レベル等を測定することで上述した例と同様に実施できる。
【０１０４】
更に、上述した例は無線通信装置としてＡＰ２００を例にして説明した。例えば、無線通信装置として、無線基地局装置、又は中継局装置等でもよい。無線基地局装置等でも上述した例を実施することができる。
【０１０５】
以上まとめると付記のようになる。
【０１０６】
（付記１）
端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、
前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【０１０７】
（付記２）
前記決定部は、前記第１又は第２の伝搬距離が、前記第１又は第２の経路において前記無線通信装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第１又は第２の反射点距離と夫々同じか長いとき、前記第１又は第２の受信波は夫々前記反射波と判定し、前記第１又は第２の伝搬距離が前記第１又は第２の反射点距離よりも夫々短いとき、前記第１又は第２受信波は夫々前記直接波と判定することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１０８】
（付記３）
前記位置測位部は、前記決定部が前記第１及び第２の受信波を共に反射波と判定したとき、前記第１及び第２の反射点間距離に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１０９】
（付記４）
前記算出部は、前記第１及び第２の受信波の受信電力レベル、又は、前記第１及び第２の受信波の伝搬時間に基づいて、前記第１及び第２の伝搬距離を夫々算出することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１０】
（付記５）
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位２つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１及び第２の伝搬距離を算出することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１１】
（付記６）
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置座標を演算し、更に、所定範囲内にある前記端末装置の位置座標を前記端末装置の位置として測位することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１２】
（付記７）
前記算出部は、更に、第３の経路による第３の受信波を受信したとき、前記第３の受信波に対する第３の伝搬距離を算出し、
前記決定部は、前記第３の伝搬距離に基づいて、前記第３の受信波が前記反射波か前記直接波かを判定し、前記第３の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第３の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第３の端末反射点間距離を出力し、前記第３の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第３の伝搬距離を出力し、
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第２又は第１の伝搬距離、或いは、前記第３の端末反射点間距離又は前記第３の伝搬距離、に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１１３】
（付記８）
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位３つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１乃至第３の伝搬距離を算出することを特徴とする付記７記載の無線通信装置。
【０１１４】
（付記９）
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第２又は第１の伝搬距離、或いは、前記第３の端末反射点間距離又は前記第３の伝搬距離、に基づいて前記端末装置の位置座標を演算することを特徴とする付記７記載の無線通信装置。
【０１１５】
（付記１０）
前記無線通信装置は、無線基地局装置又はアクセスポイントであることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【０１１６】
（付記１１）
算出部と決定部、及び位置測位部とを備え、
端末装置と無線通信を行う無線通信装置における位置測位方法であって、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を前記算出部により夫々算出し、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を前記決定部により出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を前記決定部により出力し、
前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を前記位置測位部により測位する
ことを特徴とする位置測位方法。
【０１１７】
（付記１２）
端末装置と無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記端末装置は、無線信号を前記無線通信装置に送信する送信部を備え、
前記無線通信装置は、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が夫々第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを判定し、 前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、
前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【符号の説明】
【０１１８】
１０：無線通信システム １００：端末装置
２００：ＡＰ ２１０‐１〜２１０‐ｎ：アレイアンテナ
２１１；ビーム走査部 ２１２：走査角制御部
２１３：受信部 ２１４：デジタル変換部
２１５：復調部 ２１６：受信レベル検知部
２１７：伝播時間測定部 ２１８：伝搬距離算出部
２１９：ＡＰ及び反射点位置情報記憶部（記憶部）
２２０：反射点距離算出部 ２２１：判定部及び距離決定部（決定部）
２２２：位置測位部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、
前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記決定部は、前記第１又は第２の伝搬距離が、前記第１又は第２の経路において前記無線通信装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第１又は第２の反射点距離と夫々同じか長いとき、前記第１又は第２の受信波は夫々前記反射波と判定し、前記第１又は第２の伝搬距離が前記第１又は第２の反射点距離よりも夫々短いとき、前記第１又は第２受信波は夫々前記直接波と判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記位置測位部は、前記決定部が前記第１及び第２の受信波を共に反射波と判定したとき、前記第１及び第２の反射点間距離に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記第１及び第２の受信波の受信電力レベル、又は、前記第１及び第２の受信波の伝搬時間に基づいて、前記第１及び第２の伝搬距離を夫々算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位２つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１及び第２の伝搬距離を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記算出部は、更に、第３の経路による第３の受信波を受信したとき、前記第３の受信波に対する第３の伝搬距離を算出し、
前記決定部は、前記第３の伝搬距離に基づいて、前記第３の受信波が前記反射波か前記直接波かを判定し、前記第３の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第３の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第３の端末反射点間距離を出力し、前記第３の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第３の伝搬距離を出力し、
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第２又は第１の伝搬距離、或いは、前記第３の端末反射点間距離又は前記第３の伝搬距離、に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項７】
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位３つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１乃至第３の伝搬距離を算出することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線通信装置は、無線基地局装置又はアクセスポイントであることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項９】
算出部と決定部、及び位置測位部とを備え、
端末装置と無線通信を行う無線通信装置における位置測位方法であって、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を前記算出部により夫々算出し、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を前記決定部により出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を前記決定部により出力し、
前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を前記位置測位部により測位する
ことを特徴とする位置測位方法。
【請求項１０】
端末装置と無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記端末装置は、無線信号を前記無線通信装置に送信する送信部を備え、
前記無線通信装置は、少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
端末装置と無線通信を行う無線通信装置において、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、
前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記決定部は、前記第１又は第２の伝搬距離が、前記第１又は第２の経路において前記無線通信装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第１又は第２の反射点距離と夫々同じか長いとき、前記第１又は第２の受信波は夫々前記反射波と判定し、前記第１又は第２の伝搬距離が前記第１又は第２の反射点距離よりも夫々短いとき、前記第１又は第２受信波は夫々前記直接波と判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記位置測位部は、前記決定部が前記第１及び第２の受信波を共に反射波と判定したとき、前記第１及び第２の反射点間距離に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記第１及び第２の受信波の受信電力レベル、又は、前記第１及び第２の受信波の伝搬時間に基づいて、前記第１及び第２の伝搬距離を夫々算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位２つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１及び第２の伝搬距離を算出することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記算出部は、更に、第３の経路による第３の受信波を受信したとき、前記第３の受信波に対する第３の伝搬距離を算出し、
前記決定部は、前記第３の伝搬距離に基づいて、前記第３の受信波が前記反射波か前記直接波かを判定し、前記第３の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第３の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を示す第３の端末反射点間距離を出力し、前記第３の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第３の伝搬距離を出力し、
前記位置測位部は、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第２又は第１の伝搬距離、或いは、前記第３の端末反射点間距離又は前記第３の伝搬距離、に基づいて前記端末装置の位置を測位することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項７】
更に、一定の走査角で走査することで前記無線信号を受信するアレイアンテナを備え、
前記算出部は、前記走査角毎に受信電力レベルを算出し、このうち上位３つの前記受信電力レベルに基づいて前記第１乃至第３の伝搬距離を算出することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線通信装置は、無線基地局装置又はアクセスポイントであることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項９】
算出部と決定部、及び位置測位部とを備え、
端末装置と無線通信を行う無線通信装置における位置測位方法であって、
少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を前記算出部により夫々算出し、
前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を前記決定部により出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を前記決定部により出力し、
前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を前記位置測位部により測位する
ことを特徴とする位置測位方法。
【請求項１０】
端末装置と無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記端末装置は、無線信号を前記無線通信装置に送信する送信部を備え、
前記無線通信装置は、少なくとも第１及び第２の経路により前記端末装置から送信された無線信号を夫々第１及び第２の受信波として受信したとき、前記第１及び第２の経路に対する経路長を示す第１及び第２の伝搬距離を夫々算出する算出部と、前記第１及び第２の伝搬距離に基づいて、前記第１及び第２の受信波が第１及び第２の反射点で反射した反射波か、前記第１及び第２の反射点を介さない直接波かを夫々判定し、前記第１又は第２の受信波を前記反射波と判定したとき、前記第１又は第２の経路において前記端末装置から最も近い前記第１又は第２の反射点までの距離を夫々示す第１又は第２の端末反射点間距離を出力し、前記第１又は第２の受信波を前記直接波と判定したとき、前記第１又は第２の伝搬距離を出力する決定部と、前記決定部から出力された、前記第１又は第２の端末反射点間距離、又は、前記第１又は第２の伝搬距離に基づいて前記端末装置の位置を測位する位置測位部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１５３９９７（Ｐ２０１１−１５３９９７Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７２３５（Ｐ２０１０−１７２３５）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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