移動局測位システム
【課題】送信機における電波の送信出力が変化する場合においても電波の受信強度に基づいて移動局の位置を精度よく算出することのできる移動局測位システムを提供する
【解決手段】送信基地局１２Ｔから送信された電波が受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において受信されその受信強度検出部４０（ＳＥ６）、２８（ＳＦ３）により受信強度が検出され、測距部５２（ＳＡ２１）により受信基地局１２Ｒおよび移動局１０における電波の受信強度、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒとの間の距離、および受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のアンテナ３２、２２の利得に基づいて、送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出され、測位部５８（ＳＡ２２）により少なくとも３局の各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離に基づいて移動局１０の位置が算出されるので、送信基地局１２Ｔにおける送信出力の大きさを用いずに移動局１０の位置を算出することができる。
【解決手段】送信基地局１２Ｔから送信された電波が受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において受信されその受信強度検出部４０（ＳＥ６）、２８（ＳＦ３）により受信強度が検出され、測距部５２（ＳＡ２１）により受信基地局１２Ｒおよび移動局１０における電波の受信強度、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒとの間の距離、および受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のアンテナ３２、２２の利得に基づいて、送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出され、測位部５８（ＳＡ２２）により少なくとも３局の各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離に基づいて移動局１０の位置が算出されるので、送信基地局１２Ｔにおける送信出力の大きさを用いずに移動局１０の位置を算出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局および移動局の間で電波の送受信を行ない、その受信結果である受信した電波の受信強度を用いて移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信機から送信された電波を受信し、受信した電波の受信強度に基づいて、受信機と送信機との距離を求める方法が提案されている。このとき、例えば既知の位置にある複数の送信機のそれぞれと受信機との距離をそれぞれ算出することにより、受信機の位置を算出することができる。
【０００３】
かかる方法においては、例えば予め得られている受信強度に対する電波の送信機と受信機との距離の関係に検出される受信強度を適用することにより送信機と受信機との距離を得ることができる。したがって、より正確な距離を得たり、あるいは受信機の位置の算出をより正確に行なうには、受信強度をより正確に検出することが望ましい。
【０００４】
また、例えば特許文献１には位置検出すべき対象物から送信される信号と、予め既知の位置から送信される信号とを用いて対象物の位置を検出する位置検出システムが開示されている。かかる場合においても、対象物の位置検出の精度は受信強度の検出精度により左右されるので、受信強度を精度よく検出することが求められる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように受信強度に基づいて移動局の位置の算出を行なう場合には、電波の送信元における送信出力（送信電力）の大きさが一定であることが前提となる。しかしながら、例えば送信元となる送信機における供給電圧の変化や、気温などの送信機の周辺環境の変化、あるいは送信機の連続運用などによる性能の経時的な変化により、送信機の送信出力の大きさが変化することが発生しうる。このように送信機における送信出力が変化すると、受信強度に基づいて算出される移動局の位置は誤差を含むこととなり、移動局の位置を精度よく算出することができない。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、送信機における電波の送信出力が変化する場合においても電波の受信強度に基づいて移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）既知の位置に設置される複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）該複数の基地局のうちいずれか１の送信基地局から送信された電波を他の前記基地局のうちの少なくとも１の受信基地局および前記移動局において受信し、該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出する測距部と、（ｃ）前記複数の基地局のうち少なくとも異なる３局を前記送信基地局とすることにより前記測距部によって得られる、前記３局の送信基地局のそれぞれと前記移動局との距離のそれぞれに基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、該複数の基地局のうちいずれか１の送信基地局から送信された電波が他の前記基地局のうちの少なくとも１の受信基地局および前記移動局において受信されその受信強度が検出されるとともに、前記測距部により、該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離が算出され、前記測位部により、前記複数の基地局のうち少なくとも異なる３局を前記送信基地局とすることにより前記測距部によって得られる、前記３局の基地局のそれぞれと前記移動局との距離のそれぞれに基づいて前記移動局の位置が算出されるので、電波を送信する送信基地局における送信出力の大きさを用いずに前記移動局の位置を算出することができ、送信基地局における送信出力の大きさが変化する場合においても移動局の位置の算出への影響を受けることがない。
【００１０】
好適には、（ａ）前記受信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断し、使用中でない場合に前記送信基地局に対し送信開始要求信号を送信する送信開始要求部を有し、（ｂ）前記送信基地局は、該受信基地局の送信開始要求部からの該送信開始要求信号を受信した場合に電波の送信を開始する送信制御部を有する。このようにすれば、前記送信開始要求部により送信された送信開始要求信号が前記送信基地局により受信された場合に前記送信基地局からの電波の送信が開始されるので、前記受信基地局および前記移動局において前記送信基地局から送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【００１１】
また好適には、（ａ）前記送信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する送信開始判定部を有し、（ｂ）該送信開始判定部により使用中でないと判断される場合に電波の送信を開始する送信制御部を有する。このようにすれば、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中でないと前記送信開始判定部において判断される場合に、前記送信基地局からの電波の送信が開始されるので、前記受信基地局および前記移動局において前記送信基地局から送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【００１２】
また好適には、前記測距部は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との間の電波の送受信を複数回行なうことにより複数回得られる該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出する。このようにすれば、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との間の電波の送受信において干渉などが生じた場合においても、その干渉が該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度の受信強度に与える影響を低減することができる。
【００１３】
また好適には、前記移動局測位システムは、前記送信基地局から送信され前記受信基地局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化と、該送信基地局から送信され前記移動局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化との類似度を比較し、該類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、前記測距部における前記送信基地局と前記移動局との距離の算出を中止する実行中止部を有すること、を特徴とする。このようにすれば、前記類似度を比較し、その類似度が前記所定のしきい値よりも低いことに基づいて前記送信基地局から前記受信基地局への電波の伝搬、あるいは前記送信基地局から前記移動局への電波のすくなくとも一方に妨害電波が発生することを検出でき、かかる場合に算出される前記送信基地局と前記移動局との距離は誤差が多いものとして、その算出を中止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の一実施例である移動局測位システム８の概要を表わす図である。図１において移動局測位システム８は、例えば図と平行な平面内を移動可能とされた移動局１０と、その位置が既知とされた４局の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ（以下、基地局のそれぞれを区別しない場合、「基地局１２」という。）、およびこれら基地局１２と例えば通信ケーブル１８で接続されるなどにより情報通信可能とされたサーバ１４を含んで構成されている。なお、移動局測位システム８においては例えば図１に示すような座標が定義されることにより、移動局１０、基地局１２の位置などを表わすことができるようにされている。
【００１６】
移動局１０と基地局１２とは相互に無線通信が可能とされている。また複数の基地局１２のそれぞれも同様に相互に無線通信が可能とされている。例えば、移動局１０および基地局１２のそれぞれが送信する電波に含まれる識別符号などにより、その電波を受信した場合に移動局１０またはいずれの基地局１２によって送信された電波であるかが識別可能とされている。また、共通する符号化および復号化の手順を有することにより、移動局１０と基地局１２との間、および複数の基地局１２の相互間において情報の受け渡しが可能とされている。
【００１７】
また、移動局１０や各基地局１２が送信する電波は、例えば各局に固有の符号などが付されることなどにより、その電波を受信した移動局１０あるいは基地局１２は、いずれの移動局１０あるいは基地局１２から送信されたものであるかを識別することができるものとされている。
【００１８】
図２は、移動局１０の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図２に示すように、移動局１０は電波を送受信するためのアンテナ２２を有し、また、電波の送受信のための機能を有する無線部２４と前記無線部２４を制御するための制御部２６とを機能的に有する。
【００１９】
ここで、移動局１０から送信される電波を受信する基地局１２において、移動局１０から等しい距離にある基地局１２は移動局１０からの方向に関わらず等しい受信強度によりその電波を受信することが好ましく、従ってアンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００２０】
無線部２４は、移動局１０における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部２６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部２４は制御部２６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、前記アンテナ２２により電波を送信する。このように、無線部２４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部２４は、電波の受信時にはアンテナ２２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部２４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【００２１】
制御部２６は、移動局１０の作動を制御するものであって、具体的には無線部２４により取り出された情報を処理したり、前記無線部２４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。この信号波には、例えば後述する受信強度測定部２８による測定結果などが含まれる。制御部２６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。
【００２２】
受信強度測定部２８は、無線部２４が受信した電波の受信強度を測定するものであって、例えば図示しない時計から供給されるクロック信号に基づいて所定の計測間隔ごとに所定の時間区間だけ受信した電波の受信強度の瞬時値を検出し、その平均を算出することなどにより、受信強度を測定する。前記電波の受信強度は、例えば受信した電波の強度を数値化した指標であるＲＳＳＩ（ｒｅｃｅｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が用いられ、具体的には電波の受信強度が予め定められた例えば８ビット（２５６段階）の数により表わされる。
【００２３】
図３は基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図３に示すように、基地局１２は電波を送受信するためのアンテナ３２を有し、また、無線部３４、制御部３６、受信強度測定部４０、通信インタフェース４２などを機能的に有する。このうち、アンテナ３２、無線部３４、受信強度測定部４０についてはその機能は移動局１０のアンテナ２２、無線部２４、受信強度測定部２８とそれぞれ同様であるので詳細な説明を省略する。
【００２４】
制御部３６は、基地局１２の作動を制御するものであって、具体的には無線部３４により受信された情報を処理したり、前記無線部３４の作動、より具体的には送受の切り換え、送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。この信号波には、例えば後述する受信強度測定部２８による測定結果などが含まれる。制御部３６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。
【００２５】
また、制御部３６は、送信制御部３７、送信開始要求部３９を機能的に含んで構成される。このうち、送信制御部３７は、基地局１２から自局以外の基地局である他の基地局１２および移動局１０に対して送信される測位（位置の算出）のための電波の送信を制御するものであって、他の基地局１２の後述する送信開始要求部３９から送信される送信開始要求信号を受信した場合に、無線部３４に対し前記測位のための電波の送信を開始させる。具体的には、少なくとも１つの受信基地局から前記送信開始要求信号を受信した場合に、測位のための電波の送信を開始させる。すなわち、送信制御部３７が作動する基地局１２は、測位のための電波を送信する送信基地局１２Ｔとして振る舞う。すなわち、測位のための電波を送信する基地局１２を送信基地局１２Ｔという。また、この送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波を受信する基地局１２を受信基地局１２Ｒという。この受信基地局１２Ｒについては後述する。前記測位のための電波は予め定められた所定の送信時間だけ所定の送信出力により送信される。また、前記予め定められた所定の送信時間とは、移動局１０の受信強度測定部２８、および他の基地局１２の受信強度測定部４０において、電波の受信強度を測定するのに十分な時間となるように設定される。
【００２６】
送信開始要求部３９は、他の基地局１２および移動局１０との間で送受信を行なう電波の周波数が、予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断する。そして、使用中でないと判断する場合には、送信基地局１２Ｔとして振る舞う基地局１２に対し、その周波数により測位のための電波の送信を要求する送信開始要求信号を送信する。すなわち、送信開始要求部３９が作動する基地局１２は、前記送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波を受信する受信基地局１２Ｒとして振る舞う。具体的には例えば、送信開始要求部３９は、前記使用判定時間だけ前記周波数において電波の受信を行ない、他の基地局や移動局測位システム８を構成するものでない無線機器などから送信される電波を受信しなかった場合に、その周波数は使用中でないと判断する。また、この使用判定時間は、例えば、送信フレームの時間長さやバックオフ時間（衝突回避時間）を考慮して定められる。
【００２７】
このようにすれば、送信基地局１２Ｔにおいて使用中でないと判断される周波数の電波についてであっても、受信基地局１２Ｒにおいては使用中であると判断される場合には、送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒに送信されることがなく、受信基地局１２Ｒにおいて前記送信基地局１２Ｔから送信された電波と他の基地局１２や前記他の機器から送信される電波とが干渉するなどにより良好に受信できない、いわゆる隠れ端末問題を防止することができる。
【００２８】
前述のように、基地局１２は、送信制御部３７および送信開始要求部３９の両方の機能を有しておき、いずれかを有効に機能させることにより、送信基地局１２Ｔおよび受信基地局１２Ｒの何れとしても振る舞うことができる。
【００２９】
通信インタフェース４２は、基地局１２からサーバ１４や他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。例えば各基地局１２からサーバ１４へは受信強度測定部４０によって算出された受信強度の値や、移動局１０の受信強度測定部２８によって算出され、いずれかの基地局１２に電波によって伝達された移動局１０における送信基地局１２から送信された測位のための電波の受信強度についての情報などが通信インタフェース４２を介して送信される。またサーバ１４から基地局１２へは基地局１２や移動局１０の作動に関する指令などが送信され、通信インタフェース４２を介して受信される。
【００３０】
図４はサーバ１４の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図４に示すように、サーバ１４は必要な情報を記憶するための記憶部５０と、前記送信基地局１２Ｔと前記移動局１０との距離を算出する測距部５２と、前記移動局１０の位置の算出のための演算を行なう測位部５８と、通信ケーブル１８により接続された基地局１２と情報通信を行なうための通信インタフェース４８とを機能的に有する。このサーバ１４は例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、必要な演算などを実行するようになっている。
【００３１】
通信インタフェース４８は、前述の基地局１２の通信インタフェース４２と同様に、サーバ１４から他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。
【００３２】
記憶部５０は、後述する測位部５８において測位に必要とされる情報などが記憶される。具体的には予め既知である各基地局１２の位置についての情報や、各基地局１２のアンテナ３２の利得についての情報、さらに、測距部５２によって算出される各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離についての情報などを記憶する。
【００３３】
測距部５２は、各基地局１２からサーバ１４に送信される、各基地局１２が受信基地局１２Ｒとして機能した場合に受信した、送信基地局１２Ｔから送信された測位のための電波の受信強度の値と、前記記憶部５０に記憶されるなどにより予め既知とされる各基地局１２の位置についての情報、および各基地局１２のアンテナ３２の利得についての情報に基づいて、送信基地局１２Ｔとされた各基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離を算出する。
【００３４】
測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出について具体的に説明する。例えば図５に示すように、送信基地局１２Ｔにおいて、アンテナ利得がＧＴ（倍）のアンテナ３２を用いて、送信出力（電力）ＰＴ（Ｗ）により測位のための電波が送信された場合を想定する。受信基地局１２Ｒにおいて、アンテナ利得がＧＲ（倍）のアンテナ３２を用いて、受信電力ＰＲ（Ｗ）により測位のための電波が受信され、移動局１０において、利得がＧＭＳ（倍）のアンテナ３２を用いて、受信電力ＰＭＳ（Ｗ）により測位のための電波が受信される。ここで、フリスの伝達公式によると、これらの関係は次式のように得られる。
【数１】
なお、λは送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の周波数であり、既知の値である。また、ＤＴ−Ｒは、送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒへの電波の伝搬距離を表わしており、前述のように送信基地局１２Ｔおよび受信基地局１２Ｒの位置は予め既知とされているので、両者の距離であるＤＴ−Ｒも既知とされる。一方、ＤＴ−ＭＳは、送信基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬距離を表わしており、未知の値である。
【００３５】
上記（１）式の両式より、送信基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬距離ＤＴ−ＭＳは、次式（２）のように得られる。
【数２】
ここで、受信基地局１２Ｒのアンテナ３２および移動局１０のアンテナ２２の利得ＧＲ、ＧＭＳはそれぞれ前述のように予め既知である。一方、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲは受信強度測定部４０により測定され、通信ケーブル１８等を介してサーバ１４に送信される。また、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳは、受信強度測定部２８により測定され、その測定結果についての情報は移動局１０からいずれかの基地局１２に無線により送信され、さらにその測定結果についての情報を受信した基地局１２から通信ケーブル１８等を介してサーバ１４に送信される。このようにして、測距部５２は送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出するのに必要な、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０における電波の受信強度ＰＲ、ＰＭＳを取得し、前記（２）式により送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出する。
【００３６】
なお、前記（２）式は、送信基地局１２Ｔの送信出力ＰＴを含まない式となっていることから、例えば送信基地局１２Ｔに電力を供給するバッテリが消耗するなどにより、送信基地局１２Ｔの電波の送信出力が変動する場合などであっても、算出される送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離は前記変動の影響が低減される。
【００３７】
前述の図１に示したように、本実施例における移動局測位システム８は４局の基地局１２Ａ乃至１２Ｄを含んで構成されている。かかる場合においては、いずれか１の基地局１２、例えば第１基地局１２Ａが送信基地局１２Ｔとされた場合に、他の基地局、すなわち第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの３つの基地局が受信基地局１２Ｒとして機能しうる。したがって、前記測距部５２は、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの３つの基地局のそれぞれについてのアンテナ３２の利得および送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度ＰＲの値に基づいて、送信基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａと移動局１０との距離をそれぞれ算出することができる。このように、複数の受信基地局１２Ｒが存在する状況下においては、測距部５２は例えば複数の受信基地局１２Ｒのそれぞれについて、すなわち複数の受信基地局１２Ｒのそれぞれについてのアンテナ３２の利得および送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度ＰＲの値に基づいて、送信基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａと移動局１０との距離をそれぞれ算出し、それらの平均を送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離とする。あるいは、複数算出される第１基地局１２Ａと移動局１０との距離の中間値を送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離としてもよい。また、送信基地局１２Ｔ以外の基地局である第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのうち１局の基地局を受信基地局１２Ｒとして選択した後、その受信基地局のアンテナ３２の利得および送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度ＰＲの値に基づいて、送信基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａと移動局１０との距離を算出してもよい。測距部５２は、少なくとも後述する測位部５８において必要とされる基地局１２の数だけ基地局１２を送信基地局１２Ｔとすることにより、それら送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出する。
【００３８】
また、測位部５２は、ある基地局１２と移動局１０との距離を算出しようとする場合には、各基地局１２の作動を制御し、移動局との距離を算出しようとする基地局１２を送信基地局１２Ｔとして作動させるとともに、他の基地局の少なくとも１局を受信基地局１２Ｒとして作動させる。また、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０に対しては、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波を受信した際の受信強度についての情報をサーバ１４に送信するように制御をする。
【００３９】
測位部５８は、前述の測距部５２によって算出される基地局１２と移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の位置を算出する。
【００４０】
図６は、測位部５８による移動局１０の位置の算出の原理を説明する図である。移動局１０の位置を表わす座標を（ｘ、ｙ）とし、第１基地局１２Ａの位置を表わす座標が（ｘＢ１，ｙＢ１）、第２基地局１２Ｂの位置を表わす座標が（ｘＢ２，ｙＢ２）、第３基地局１２Ｃの位置を表わす座標が（ｘＢ３，ｙＢ３）、第４基地局１２Ｄの位置を表す座標が（ｘＢ４，ｙＢ４）であるとすると、これらの関係は次式（３）により得られる。なお、図６における基地局１２の配置は説明のため図１のものと異なっている。
(xB1 - x)2 + (yB1 - y)2= r12
(xB2 - x)2 + (yB2 - y)2= r22
(xB3 - x)2 + (yB3 - y)2= r32
(xB4 - x)2 + (yB4 - y)2= r42 ・・・（３）
ここで、ｒ１、ｒ２、ｒ３およびｒ４（ｍ）はそれぞれ、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、および第４基地局１２Ｄのそれぞれから移動局１０までの距離であって、前記測距部５２によって算出される値である。測位部５８は前記（３）式を解くことにより、移動局１０の位置（ｘ，ｙ）を算出する。なお、前記（３）式を解くにあたり、それらの全ての式を連立させて解く必要はなく、解を算出するのに最低限の数の式により解いてもよい。すなわち、少なくとも前記（３）式の解を解くのに最低限必要となる式の数だけ、前記測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出が行なわれればよく、具体的には移動局１０が平面を移動する場合には、一般に前記（３）式は３本の式であればよいので、３局の基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離ｒｉ（ｉ＝１，２，３）が測距部５２により算出されればよい。同様に、移動局１０が空間（３次元）を移動する場合には、一般に前記（３）式は少なくとも４本の式が必要であるので、４局の基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離ｒｉ（ｉ＝１，２，３，４）が測距部５２により算出されればよい。
【００４１】
また、サーバ１４は、測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止させる実行中止部５６を含んで構成されている。実行中止部５６は、送信基地局１２Ｔから送信され受信基地局１２Ｒにおいて受信された測位のための電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、送信基地局１２Ｔから送信され移動局１０において受信された前記測位のための電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化との類似度を比較し、類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、測距部５２における送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離ＤＴ−ＭＳの算出を中止する。
【００４２】
送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波は、移動局１０および受信基地局１２Ｒによってそれぞれ受信される。送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒあるいは移動局１０までの電波の伝搬が干渉などの影響を受けることがない場合には、一般的に電波の受信強度はその伝搬距離に対応して減衰するものの、両者の時系列的変化は受信強度は送信基地局１２Ｔにおける送信電力に対応して変化する。一方で、送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒあるいは移動局１０までの電波の伝搬が、例えば妨害電波の送信源などが存在するなどにより干渉などの影響を受ける場合には、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化とは異なった変化を生ずる。そこで実行中止部５６は、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化とを比較し、これらの類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、移動局１０もしくは受信基地局１２Ｒの少なくとも一方において、受信波に干渉などの影響が生じており、正確に受信強度を測定できていない可能性があるとして、その受信基地局１２Ｒにおける受信強度ＰＲを用いた前記測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止させる。
【００４３】
受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化との比較は、例えば、音声認識で用いられる技術である、線形予測法によるスペクトル推定、ハミング距離やＬＰＣケプストラム距離などによる判定、あるいはこれらの組み合わせによって行なわれる。また、前記しきい値は、前記測距部５２において算出される距離に生ずる誤差として許容される値に対応して予め実験的に、あるいはシミュレーションにより決定される値である。
【００４４】
図７は、本実施例の移動局測位システム８における移動局１０、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄ、およびサーバ１４の作動の一部であって、これらの作動の相互の関係を説明するタイムチャートである。図７においては、下向きに時間の経過を表わしている。なお、図７における各作動に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）Ｓの位置は、正確な時間間隔を示したものではない。
【００４５】
まず、Ｓ１においては、サーバ１４から送信基地局１２Ｔとされた第１基地局１２Ａに対し、測位のための電波の送信を行なわせる指令（送信要求）が行なわれる。Ｓ２においては、この指令を受けた第１基地局１２Ａから測位のための電波が所定の送信出力により送信される。また、受信基地局１２Ｒである第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄ、および移動局１０によりこの測位のための電波が受信され、受信強度が測定される。Ｓ３においては、第１基地局１２Ａからサーバ１４に対し、Ｓ２の送信が行なわれた旨の通知（送信完了応答）が行なわれる。
【００４６】
Ｓ４においては、Ｓ２で測位のための電波を受信した移動局１０から第１基地局１２Ａに対し、受信した測位のための電波の受信強度についての情報（受信結果）が送信される。Ｓ５においては、第１基地局１２Ａに対し、移動局１０における測位のための受信結果をサーバ１４に通知させる指令（受信結果要求）が行なわれる。そして、Ｓ６において、この受信結果要求を受けた第１基地局１２Ａから測位サーバ１４に対し移動局１０における受信結果が通知される。なお、本実施例においては移動局１０における受信結果は送信基地局１２Ｔとしての第１基地局１２Ａによって受信され、第１基地局１２Ａからサーバ１４へ通知されるものであったが、これに限られず、任意の基地局１２によって行なわれることができる。
【００４７】
Ｓ７においては、受信基地局１２Ｒの一つである第２基地局１２Ｂに対し、第２基地局１２Ｂにおける測位のための受信結果をサーバ１４に通知させる指令（受信結果要求）が行なわれる。そして、Ｓ８において、この受信結果要求を受けた第２基地局１２Ｂから測位サーバ１４に対し第２基地局１２Ｂにおける受信結果が通知される。
【００４８】
Ｓ９およびＳ１１においては、他の受信基地局１２Ｒである第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄのそれぞれに対し、Ｓ７と同様に第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄにおける測位のための受信結果をサーバ１４に通知させる指令（受信結果要求）が行なわれ、Ｓ１０およびＳ１２においては、Ｓ８と同様に、この受信結果要求を受けた第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄから測位サーバ１４に対し第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄにおける受信結果がそれぞれ通知される。
【００４９】
図８は、本実施例の移動局測位システム８を構成するサーバ１４の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、送信基地局１２Ｔを識別するための変数ｉが１に初期化される。
【００５０】
ＳＡ２においては、サーバ１４からｉ番目の送信基地局１２Ｔとされた基地局１２に対して、測位のための電波の送信を行なわせる指示が送信される。またＳＡ３においては、ＳＡ２の指示が送信されてからの経過時間を計測するための図示しないタイマーがスタートさせられる。
【００５１】
ＳＡ４においては、送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信される。この応答は送信基地局１２Ｔの作動を説明する後述する図１０のＳＣ５において送信されるものである。
【００５２】
ＳＡ５においては、ＳＡ４で行なわれた受信で、送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信されたか否かが判断される。送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＡ７が実行される。一方、送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信されなかった場合にはＳＡ５の判断は否定され、ＳＡ６が実行される。
【００５３】
ＳＡ６においては、ＳＡ３でスタートされたタイマーにより計測される時間、すなわちＳＡ２で送信の要求が行なわれてからの経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過したか否かが判断される。前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過した場合は、ＳＡ６の判断が肯定され、移動局１０の測位を行なうのに十分な数の送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行なうことができなかったとして、移動局１０の測位に失敗したとして本フローチャートは終了させられる。一方、前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過していない場合は、ＳＡ６の判断が否定され、ＳＡ４が実行され、引き続き送信基地局１２Ｔからの応答が受信される。
【００５４】
ＳＡ７においては、送信基地局１２Ｔを識別するための変数ｉに１が加えられ、別の基地局１２が送信基地局１２Ｔとされる。また、ＳＡ８においては、変数ｉの値が予め定められた終了判定値ｉＥＮＤであるか否かが判断される。この終了判定値ｉＥＮＤは例えば、移動局１０の測位を行なうのに用いられる基地局の数に１を加えた値とされる。変数ｉの値が終了判定値ｉＥＮＤである場合には、本ステップの判断は肯定され、必要な数の送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信が終了したとして、ＳＡ９以降が実行される。一方、変数ｉの値が終了判定値ｉＥＮＤでない、すなわち終了判定値ｉＥＮＤよりも小さい場合には、本ステップの判断は否定され、引き続きＳＡ７で更新された変数ｉに対応するｉ番目の送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信が行なわれるために、ＳＡ２以降が実行される。
【００５５】
ＳＡ９においては、移動局１０との距離を算出可能な基地局１２の数を表わす変数Ｓが０に、また、基地局１２を識別するための変数ｊが１にそれぞれ初期化される。
【００５６】
ＳＡ１０においては、サーバ１４からｊ番目の基地局１２に対して、それまでに受信した測位のための電波の受信強度についての情報の送信を行なわせる指示が送信される。この受信強度についての情報は、電波の受信強度を示す情報に加え、電波の送信局である送信基地局１２Ｔが何れの基地局１２であるかを特定する情報や、電波の受信局である自局を特定する情報を含む。またＳＡ１１においては、ＳＡ１０の指示が送信されてからの経過時間を計測するためのタイマーがスタートさせられる。
【００５７】
ＳＡ１２においては、基地局１２から受信強度についての情報の受信が行なわれる。この受信強度についての情報は受信基地局１２Ｒの作動を説明する後述する図１２のＳＥ８において送信されるものである。このとき、各基地局１２からは、その基地局１２が受信基地局１２Ｒとして作動した際に送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度についての情報に加え、その基地局１２が送信基地局１２Ｔとして作動した際にその基地局１２から送信された電波の移動局１０における受信強度についての情報が送信される。
【００５８】
ＳＡ１３においては、ＳＡ１２で行なわれた受信で、基地局１２から受信強度についての情報が受信されたか否かが判断される。基地局１２から受信強度についての情報が受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＡ１５が実行される。一方、基地局１２から受信強度についての情報が受信されなかった場合にはＳＡ１３の判断は否定され、ＳＡ１４が実行される。
【００５９】
ＳＡ１４においては、ＳＡ１１でスタートされたタイマーにより計測される時間、すなわちＳＡ１０で受信結果の要求が行なわれてからの経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過したか否かが判断される。このタイムアウト判定時間はＳＡ３のそれと同じであっても良いし、異なる値であってもよい。前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過した場合は、ＳＡ１４の判断が肯定され、ｊ番目の基地局１２からは受信強度についての情報が受信されなかったとして、ＳＡ１７以降が実行させられる。一方、前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過していない場合は、ＳＡ１４の判断が否定され、ＳＡ１２が実行され、引き続き基地局１２からの応答が受信される。
【００６０】
ＳＡ１３の判断が肯定された場合に実行されるＳＡ１５においては、ｊ番目の基地局１２からは受信強度についての情報が得られたとして、移動局１０との距離を算出可能な基地局１２の数を表わす変数Ｓに１が加えられる。またＳＡ１６においては、得られたｊ番目の基地局１２における受信強度についての情報が例えば記憶部５０などに記憶させられる。
【００６１】
ＳＡ１７においては、基地局１２を識別するための変数ｊに１が加えられ、受信強度についての情報を得るための対象となる基地局１２が別の基地局１２に切り換えられる。
【００６２】
ＳＡ１８においては、変数ｊの値が予め定められた終了判定値ｊＥＮＤであるか否かが判断される。この終了判定値ｊＥＮＤは例えば、移動局測位システム８を構成する基地局１２の総数に１を加えた値とされる。変数ｊの値が終了判定値ｊＥＮＤである場合には、本ステップの判断は肯定され、全ての基地局１２からの受信に関する情報の取得が終了したとして、ＳＡ１９以降が実行される。一方、変数ｊの値が終了判定値ｊＥＮＤでない、すなわち終了判定値ｊＥＮＤよりも小さい場合には、本ステップの判断は否定され、引き続きＳＡ１７で更新された変数ｊに対応するｊ番目の基地局１２からの受信強度についての情報の取得が行なわれるために、ＳＡ１０以降が実行される。
【００６３】
ＳＡ１９においては、移動局１０との距離を算出可能な基地局１２の数を表わす変数Ｓの値が、移動局１０の位置の算出を行なうのに必要となる最小の数ＳＭＩＮ以上であるか否かが判断される。変数Ｓの値が、ＳＭＩＮ以上である場合には本ステップの判断は肯定され、得られた受信強度についての情報に基づいて移動局１０の位置の算出を行なうことができるとしてＳＡ２０以降が実行される。一方、変数Ｓの値が、ＳＭＩＮより小さい場合には、本ステップの判断は否定され、得られた受信強度についての情報だけでは移動局１０の位置の算出を行なうことができないとして、本フローチャートは終了させられる。
【００６４】
実行中止部５６に対応するＳＣ２０においては、送信基地局１２Ｔから送信された測位のための電波の受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のそれぞれにおける受信強度の時系列的変化のそれぞれに基づいて、移動局の測位を中止するか否かを決定する測位中止判定ルーチンが実行される。図９はこの測位中止判定ルーチンにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【００６５】
まず、ＳＢ１においては、前記図８のＳＡ１２で得られた各基地局１２における受信強度についての情報と、移動局１０における受信強度についての情報から、同一の送信基地局１２Ｔが送信した電波についての各受信基地局１２Ｒおよび移動局１０における受信強度の情報が抽出される。そして抽出された同一の送信基地局１２Ｔが送信した電波についての各受信基地局１２Ｒにおける受信強度の時系列変化と移動局１０における受信強度の時系列変化とが比較され、その類似度が評価される。この類似度の評価は、例えば前述のように、音声認識で用いられる技術である、線形予測法によるスペクトル推定、ハミング距離やＬＰＣケプストラム距離などによる判定、あるいはこれらの組み合わせによって行なわれる。
【００６６】
ＳＢ２においては、ＳＢ１で評価された類似度の値が予め定められた所定のしきい値以上であるか否かが判断される。類似度が所定のしきい値以上である場合には、移動局測位システム８における電波の伝搬に、移動局１０の位置の算出に大きな誤差などの影響を生ずる障害はないとして、移動局１０の位置の算出を行なうものとして図８のＳＡ２１が実行される。一方、類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、移動局１０もしくは受信基地局１２Ｒの少なくとも一方において、受信波に干渉などの影響が生じており、正確に受信強度を測定できていない可能性があるとして、移動局１０の位置の算出を中止し、図８のフローチャートは中止させられる。
【００６７】
図８に戻って、測距部５２に対応するＳＡ２１においては、各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出される。具体的には、送信基地局１２Ｔから送信された測位のための電波を受信した受信基地局１２Ｒにおける受信強度ＰＲおよび移動局１０における受信強度ＰＭＳと、予め既知とされた受信基地局１２Ｒのアンテナ３２の利得ＧＲおよび移動局１０のアンテナ２２の利得ＧＭＳを用いて、前述の式（１）を解くことにより得られる。なお、受信基地局１２Ｒにおける受信強度および移動局１０における受信強度が時系列的な変化として得られる場合には、その分布における平均値や中間値などが用いられればよい。また、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波が複数の受信基地局１２Ｒによって受信される場合には、これら複数の受信基地局１２Ｒにおける複数の受信強度ＰＲの値のそれぞれを用いて送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出され、それらの平均が用いられてもよいし、あるいは例えば予め任意に選択された一局の受信基地局１２Ｒにおける受信強度ＰＲの値を用いて送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出されてもよい。
【００６８】
測位部５６に対応するＳＡ２２においては、ＳＡ１１において算出された各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置についての情報とに基づいて、移動局１０の位置が算出される。具体的には前述の（３）式が導出され、この（３）式が解かれることにより移動局１０の位置が解として得られる。
【００６９】
図１０は、基地局１２が送信基地局１２Ｔとして作動する場合の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ＳＣ１においては、サーバ１４からの測位のための電波の送信を行なわせる指示が受信されたか否かが判断される。このサーバ１４からの指示は前述の図８のフローチャートにおけるＳＡ２おいて行なわれるものであって、例えば通信ケーブル１８を介して送受信される。サーバ１４からの指示が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ２が実行される。また、サーバ１４からの指示が受信されない場合には、ＳＣ８が実行される。
【００７０】
ＳＣ２およびＳＣ３は送信制御部３７に対応する。ＳＣ２においては、測位のための電波の送信を開始するか否かを判定する送信開始判定ルーチンが実行される。図１１はこの送信開始判定ルーチンおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。まずＳＤ１においては、受信基地局１２ＲからのＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）信号の受信が行なわれる。このＲＴＳ信号は、後述する受信基地局１２Ｒの作動を説明する図１２のフローチャートにおけるＳＥ３において送信されるものであって、前述の送信開始要求信号に対応する。
【００７１】
ＳＤ２においては、ＳＤ１で受信されたＲＴＳ信号がどれだけの受信基地局１２Ｒから受信されたかが判断される。そして、ＲＴＳ信号が予め定められた所定数、具体的には例えば、少なくとも１つの受信基地局からＲＴＳ信号を受信した場合には、本ステップの判断は肯定され、ＳＤ３が実行される。一方、ＲＴＳ信号が予め定められた所定数、例えば少なくとも１つの受信基地局からのＲＴＳ信号を受信しなかった場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＤ４が実行される。
【００７２】
ＳＤ３においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行なうとして、送信開始フラグが１とされる。
【００７３】
ＳＤ４においては、ＳＤ１で受信基地局１２ＲからのＲＴＳ信号の受信が開始されてからの経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過したか否かが判断される。前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過した場合は、本ステップの判断が肯定され、ＳＤ５が実行される。一方、前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過していない場合は、本ステップの判断が否定され、ＳＤ１が実行され、引き続き受信基地局１２ＲからのＲＴＳ信号の受信が行なわれる。このタイムアウト時間は、例えば、後述する図１２のＳＥ２における使用判定時間に、受信基地局１２Ｒにおける処理時間や電波の伝搬に要する時間などを加えて算出される。
【００７４】
ＳＤ５においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行わないとして、送信開始フラグが０とされる。
【００７５】
図１０に戻って、ＳＣ３においては、ＳＣ２の送信開始判定ルーチンにおいて設定された送信開始フラグの値が参照される。そして送信開始フラグの値が１である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＣ４が実行される。一方、送信開始フラグの値が０である場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＣ７が実行される。
【００７６】
無線部３４などに対応するＳＣ４においては、送信基地局１２Ｔから測位のための電波の送信が行なわれる。この送信は予め設定された出力および周波数によって行なわれる。また送信される電波には、送信元となる送信基地局１２Ｔを特定するための情報が含まれており、これを受信した移動局１０や受信基地局１２Ｒはいずれの送信基地局１２Ｔが送信した電波であるかを識別できるようになっている。
【００７７】
ＳＣ５においては、サーバ１４に対し、測位のための電波の送信が完了した旨が通知される。
【００７８】
ＳＣ６においては、ＳＣ４で送信された電波を受信した移動局１０から、その移動局１０における受信強度についての情報を受信するために、送信基地局１２Ｔの無線部が電波を受信する状態に切り換えられる。
【００７９】
ＳＣ３の判断が否定された場合に実行されるＳＣ７においては、送信基地局１２Ｔから測位のための電波の送信を行なうことができなかった旨がサーバ１４に送信される。
【００８０】
ＳＣ１の判断が否定された場合、すなわちサーバ１４からの測位のための電波の送信の指令を受信しなかった場合に実行されるＳＣ８においては、移動局１０からの電波を受信したか否かが判断される。すなわち、ＳＣ４で送信された電波を受信した移動局１０から、その移動局１０における受信強度についての情報が受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＣ９が実行される。一方、移動局１０から受信強度についての情報が受信されない場合には本ステップの判断は否定され、ＳＣ１０が実行される。
【００８１】
ＳＣ９においては、ＳＣ８で受信された、移動局１０における受信強度についての情報が図示しないメモリなどの記憶手段に一時記憶される。
【００８２】
ＳＣ８の判断が否定された場合に実行されるＳＣ１０においては、サーバ１４による受信した測位のための電波の受信強度についての情報の送信を行なわせる指示が受信されたか否かが判断される。この指示は前述の図８におけるＳＡ１０の指示に対応する。サーバ１４からの指示が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ１１が実行される。また、サーバ１４からの指示が受信されない場合には、再びＳＣ１に戻って本フローチャートが実行される。
【００８３】
ＳＣ１１においては、ＳＣ９で記憶された、移動局１０における測位のための電波の受信強度についての情報がサーバ１４に送信される。
【００８４】
図１２は、基地局１２が受信基地局１２Ｒとして作動する場合の制御作動の一例を説明するフローチャートである。ＳＥ１およびＳＥ２は送信開始要求部３９に対応する。まず、ＳＥ１においては、使用可能な周波数（チャンネル）の検索が行なわれる。具体的には例えば、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定される周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数について、電波の受信を行ない、送信基地局１２Ｔ以外の無線機器などから電波が送信されているか否かが検出される。この送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定される周波数は１つであってもよいし、複数であってもよい。
【００８５】
ＳＥ２においては、ＳＥ１において使用可能な周波数の検索が行なわれた結果、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定された周波数が、所定の使用判定時間以上空いているかが判断される。すなわち、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定された周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出されなかった場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＥ３が実行される。一方、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定された周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出された場合には本ステップの判断は否定され、再度ＳＥ１が実行される。
【００８６】
ＳＥ３においては、送信基地局１２Ｔが送信しようとする周波数は利用可能であるとして、送信基地局１２Ｔに対し送信要求信号（ＲＴＳ信号）が送信される。なお、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして設定される周波数が複数である場合には、このＲＴＳ信号の送信に併せて、送信に用いられる周波数が指定されてもよい。ＲＴＳ信号の送受は測位のための電波の周波数（チャンネル）とは異なる周波数（チャンネル）、例えば制御チャネルとして予め定められたチャンネルで行われるので他局のＲＴＳ信号により電波が使用中と判断されることはない。
【００８７】
ＳＥ４においては、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信が開始される。この測位のための電波の送信は、前述した図１０のＳＣ４において行なわれるものである。
【００８８】
ＳＥ５においては、ＳＥ４における受信で送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されたか否かが判断される。送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＥ６が実行される。一方、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されなかった場合には本ステップの判断は否定されＳＥ７が実行される。
【００８９】
受信強度測定部４０に対応するＳＥ６においては、ＳＥ４で受信された送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波について、受信強度の検出が行なわれ、検出された受信強度や、その電波に含まれる情報に基づいて識別された電波の送信元である送信基地局１２Ｔについての情報、また、電波を受信した自局についての情報などとともに電波の受信強度についての情報として図示しないメモリなどの記憶手段に一時記憶される。なお、この受信強度の検出は、例えば予め定められた所定のサンプリングタイムごとに行なわれ、時系列的な受信強度の変化として得られる。
【００９０】
ＳＥ７においては、サーバ１４による受信した測位のための電波の受信強度についての情報の送信を行なわせる指示が受信されたか否かが判断される。この指示は前述の図８におけるＳＡ１０の指示に対応する。サーバ１４からの指示が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＥ８が実行される。また、サーバ１４からの指示が受信されない場合には、再びＳＥ１に戻って本フローチャートが実行される。
【００９１】
ＳＥ８においては、ＳＥ６で記憶された、受信基地局１２Ｒにおける測位のための電波の受信強度についての情報がサーバ１４に送信される。
【００９２】
図１３は、移動局１０の制御作動の一例を説明するフローチャートである。ＳＦ１においては、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信が開始される。この測位のための電波の送信は、前述した図１０のＳＣ４において行なわれるものである。
【００９３】
ＳＦ２においては、ＳＦ１における受信で送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されたか否かが判断される。送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＦ３が実行される。一方、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されなかった場合には本ステップの判断は否定され再びＳＦ１が実行され、引き続き電波の受信が行なわれる。
【００９４】
受信強度測定部２８に対応するＳＦ３においては、ＳＦ１で受信された送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波について、受信強度の検出が行なわれ、検出された受信強度や、その電波に含まれる情報に基づいて識別された電波の送信元である送信基地局１２Ｔについての情報、また、電波を受信した自局についての情報などとともに電波の受信強度についての情報として図示しないメモリなどの記憶手段に一時記憶される。なお、この受信強度の検出は、例えば予め定められた所定のサンプリングタイムごとに行なわれ、時系列的な受信強度の変化として得られる。
【００９５】
ＳＦ４においては、ＳＦ３で記憶された、移動局１０における測位のための電波の受信強度についての情報が送信基地局１２Ｔに送信される。この受信強度についての情報は前述の送信基地局１２Ｔの作動を説明する図１１のフローチャートのＳＣ８において受信される。
【００９６】
前述の実施例によれば、移動局測位システム８を構成する複数の基地局１２のうちいずれか１の送信基地局１２Ｔから送信された電波が他の基地局１２のうちの少なくとも１の受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において受信されその受信強度検出部４０（ＳＥ６）および２８（ＳＦ３）により受信強度が検出されるとともに、測距部５２（ＳＡ２１）により、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度および移動局１０における電波の受信強度、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒとの間の距離、および、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナ３２および２２の利得に基づいて、送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出され、測位部５８（ＳＡ２２）により、複数の基地局１２のうち少なくとも異なる３局を送信基地局１２Ｔとすることにより測距部５２によって得られる、前記３局の基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離のそれぞれに基づいて移動局１０の位置が算出されるので、電波を送信する送信基地局１２Ｔにおける送信出力の大きさを用いずに移動局１０の位置を算出することができ、送信基地局１２Ｔにおける送信出力の大きさが変化する場合においても移動局１０の位置の算出への影響が低減される。
【００９７】
また、前述の実施例によれば、受信基地局１２Ｒは、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断し、使用中でない場合に送信基地局１２Ｔに対し送信開始要求信号（ＲＴＳ信号）を送信する送信開始要求部３９（ＳＥ１〜３）を有し、送信基地局１２Ｔは、受信基地局１２Ｒの送信開始要求部３９からの送信開始要求信号を受信した場合に電波の送信を開始する送信制御部３７（ＳＣ２〜３）を有するので、送信開始要求部３９により送信された送信開始要求信号が送信基地局１２Ｔにより受信された場合に送信基地局１２Ｔからの電波の送信が開始されるので、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において送信基地局１２Ｔから送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【００９８】
また，前述の実施例によれば、移動局測位システム８は、送信基地局１２Ｔから送信され受信基地局１２Ｒにおいて受信される電波の受信強度の時系列的変化と、同一の送信基地局１２Ｔから送信され移動局１０において受信される電波の受信強度の時系列的変化との類似度を比較し、該類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、測距部５２における送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止する実行中止部５６（ＳＡ２０）を有するので、前記類似度を比較し、その類似度が所定のしきい値よりも低いことに基づいて送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒへの電波の伝搬、あるいは送信基地局１２Ｔから移動局１０への電波のすくなくとも一方に妨害電波が発生することを検出でき、かかる場合に算出される送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離は誤差が多いものとして、その算出を中止することができる。
【００９９】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１００】
図１４は本実施例における基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図３に対応するものである。本実施例の基地局１２を説明する図１４と前述の図３とを比較すると、本実施例の基地局１２は、送信開始要求部３９に代えて送信開始判定部３８を有する点において前述の実施例の基地局１２と異なる。
【０１０１】
すなわち、本実施例の基地局１２の制御部３６は、送信制御部３７、送信開始判定部３８を機能的に含んで構成される。このうち、送信制御部３７は、基地局１２から自局以外の基地局である他の基地局１２および移動局１０に対して送信される測位（位置の算出）のための電波の送信を制御するものであって、後述する送信開始判定部３８により送信開始が判断される場合に、無線部３４に対し前記測位のための電波の送信を開始させる。すなわち、送信制御部３７および送信開始判定部３８が作動する基地局１２は、測位のための電波を送信する送信基地局１２Ｔとして振る舞う。前記測位のための電波は予め定められた所定の送信時間だけ所定の送信出力により送信される。
【０１０２】
送信開始判定部３８は、送信基地局１２Ｔが送信しようとする前記測位のための電波の周波数が、予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する。そして、使用中でないと判断する場合には、前記送信制御部３７に対し、その周波数により測位のための電波の送信が可能であると判断する。具体的には例えば、送信開始判定部３８は、前記送信待機時間だけ前記周波数において電波の受信を行ない、他の基地局や移動局測位システム８を構成するものでない無線機器などから送信される電波を受信しなかった場合に、その周波数は使用中でないと判断する。また、この使用判定時間は、例えば、送信フレームの時間長さやバックオフ時間（衝突回避時間）を考慮して定められる。
【０１０３】
このようにすれば、送信基地局１２Ｔの周囲において、送信基地局１２Ｔが送信しようとする電波の周波数が、他の無線機器などによって使用されているか否かを判断できる。
【０１０４】
なお、基地局１２が図１４のように構成される場合においては、送信基地局１２Ｔとして機能させられる場合には送信制御部３７および送信開始判定部３８の両方が有効に機能させられ、受信基地局１２Ｒとして機能させられる場合には、送信制御部３７および送信開始判定部３８はいずれも有効に機能させられる必要がない。
【０１０５】
図１５は、本実施例における送信開始判定ルーチンの制御作動の一例を説明するフローチャートであって、送信開始判定部３８に対応する。この図１５のフローチャートは、前述の実施例の図１１に代えて、図１０のフローチャートのＳＣ２において実行される。
【０１０６】
ＳＧ１においては、測位のための電波を送信しようとする周波数（チャンネル）の使用状況の検出が行なわれる。具体的には例えば、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数やその周波数と干渉を生ずる周波数について、電波の受信を行ない、送信基地局１２Ｔ以外の無線機器などから電波が送信されているか否かが検出される。この送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波をの周波数は１つであってもよいし、複数であってもよい。
【０１０７】
ＳＧ２においては、ＳＧ１において使用状況の検出が行なわれた結果、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数が、所定の送信待機時間以上空いているかが判断される。すなわち、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出されなかった場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＧ３が実行される。一方、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出された場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＧ４が実行される。
【０１０８】
ＳＧ３においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行なうとして、送信開始フラグが１とされる。なお、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数として複数の周波数が設定されている場合には、本ステップにおいて、測位のための電波の周波数が、前記ＳＥ２で判断が肯定された周波数に指定されてもよい。
【０１０９】
ＳＧ４においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行わないとして、送信開始フラグが０とされる。
【０１１０】
また、受信基地局１２Ｒの制御作動に関しては、前述の実施例の図１２に示したフローチャートに従ってその制御作動が行なわれるが、本実施例においては、受信基地局１２Ｒは送信開始要求部３９を有しないので、これに対応するＳＥ１乃至ＳＥ３は実行されない。すなわち、受信基地局１２Ｒは、前述の図１２にフローチャートのＳＥ４乃至ＳＥ８に示す制御作動が実行される。
【０１１１】
前述の実施例によれば、送信基地局１２Ｔは、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する送信開始判定部３８（ＳＧ１〜ＳＧ４）を有し、送信開始判定部３８により使用中でないと判断される場合に測位のための電波の送信を開始する送信制御部３７（ＳＣ３）を有するので、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中でないと送信開始判定部３８において判断される場合に、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信が開始されるので、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において送信基地局１２Ｔから送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【０１１２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１３】
例えば、前述の実施例においては移動局１０が平面を移動する場合について説明したが、同様の方法により移動局１０が空間（３次元）を移動する場合についてもその位置の算出を行なうことが可能である。
【０１１４】
また、前述の実施例においては、サーバ１４は、測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止させる実行中止部５６を有するものとされたが、この実行中止部５６を有さなくても移動局測位システム８としての一定の効果が得られる。すなわち移動局１０の位置の算出を行なうことができる。
【０１１５】
また、前述の実施例１においては、基地局１２は送信制御部３７および送信開始要求部３９を有し、送信制御部３７を機能させることによる送信基地局１２Ｔとして振る舞う一方、送信開始要求部３９を機能させることにより受信基地局１２Ｔとして振る舞うことができるものとされたが、これに限られない。すなわち、送信制御部３７のみを有し、送信開始要求部３９を有しないことにより専ら送信基地局１２Ｔとして機能する基地局と、送信開始要求部３９のみを有し、送信制御部３７を有しないことにより専ら受信基地局１２Ｒとして機能する基地局とにより移動局測位システム８が構成されてもよい。実施例２においても同様である。
【０１１６】
また、前述の実施例１においては、受信基地局１２Ｒが測位のための電波が使用中であるか否かを判断し、使用中でないと判断される場合に送信基地局１２Ｔに送信要求信号（ＲＴＳ信号）を送信する送信開始要求部３９を有し、送信基地局１２Ｔの送信制御部３７は前記送信開始要求部３９から送信要求信号を受信する場合に測位のための電波の送信の開始を制御するものとされた。また、前述の実施例２においては、送信基地局１２Ｔが測位のための電波が使用中であるか否かを判断する送信開始判定部３８を有し、送信制御部３７は前記送信開始判定部３８において電波が使用中でないと判断される場合に測位のための電波の送信の開始を制御するものとされた。本発明の移動局測位システム８はかかる態様に限られず、これらが同時に機能させられる態様も可能である。すなわち、受信基地局１２Ｒが測位のための電波が使用中であるか否かを判断し、使用中でないと判断される場合に送信基地局１２Ｔに送信要求信号（ＲＴＳ信号）を送信する送信開始要求部３９を有し、送信基地局１２Ｔが測位のための電波が使用中であるか否かを判断する送信開始判定部３８を有し、送信基地局１２Ｔの送信制御部３７は前記送信開始要求部３９から送信要求信号が受信され、かつ前記送信開始判定部３８において電波が使用中でないと判断される場合に測位のための電波の送信の開始を制御するものとされてもよい。
【０１１７】
また、サーバ１４の制御作動については、その一例を図８のフローチャートに示したが、それに限られない。例えば、図８のフローチャートにおいては、サーバ１４は全ての送信基地局１２Ｔとされる基地局１２に対し電波の送信を行なわせるとともに、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０に対しその電波の受信および受信強度の算出を行なわせた後に（ＳＡ１乃至ＳＡ８）、各基地局１２に対しそれまでに受信した電波の受信強度についての情報を送信させ、これを受信するものとされた（ＳＡ９乃至ＳＡ１８）が、これにかぎられない。例えば、図７のタイムチャートに示したように、送信基地局１２Ｔが送信を行なうごとに、その送信により送信された電波の受信結果についての情報を送信させ、これを受信するものとされてもよい。
【０１１８】
また、前述の実施例においては送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波については限定されないが、特に送信基地局１２Ｔによる測位のための電波の送信が、複数回の電波の送信から構成されるものとすることができる。具体的には例えば、送信基地局１２Ｔは測位のための電波の送信を、所定の送信時間における送信と、所定の休止時間だけ送信中止とを所定回数繰り返すことができ、更に前記送信基地局１２Ｔによる複数回の電波の送信は、その電波の周波数を送信ごとに異なるものとして行なうことができるとともに、前記所定の送信時間は送信ごとに異なるものとすることができる。この場合、この測位のための電波を受信する移動局１０および受信基地局１２Ｒにおいては、前記送信基地局１２Ｔにより送信される電波の周波数や送信時間に対応して電波の受信を行なうものとされ、移動局１０および受信基地局１２Ｒの受信強度検出部２８および４０においては、前記繰り返し行なわれる前記複数回の送信のそれぞれについて電波の受信強度の算出が行われる。そして、算出された前記複数回の送信のそれぞれについて電波の受信強度のうち、例えばその受信強度が所定の想定範囲を上回る、もしくは下回ることなどに基づいて電波の干渉などの影響を受けたと判断される受信強度を除外してそれらの平均を算出し、算出される平均を測位のための電波の受信強度とすることができる。このようにすれば、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との間の電波の送受信を複数回行なうことにより複数回得られる受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度および移動局１０における電波の受信強度、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒとの間の距離、および、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナ３２、２２の利得に基づいて、送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出する測距部５８を有する移動局測位システム８において、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との間の電波の送受信において干渉などが生じた場合においても、その干渉が受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度および移動局１０における電波の受信強度の受信強度に与える影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施例である移動局測位システムの構成の概要を説明する図である。
【図２】図１の移動局測位システムを構成する移動局の有する機能の概要を説明する図である。
【図３】図１の移動局測位システムを構成する基地局の有する機能の概要を説明する図である。
【図４】図１の移動局測位システムを構成するサーバの有する機能の概要を説明する図である。
【図５】測距部による送信基地局と移動局との距離の算出作動を説明する図である。
【図６】測位部による移動局の位置の算出作動を説明する図である。
【図７】サーバ、送信基地局、受信基地局、および移動局１０の間における信号および電波の送受信の一例を表わすタイムチャートである。
【図８】サーバの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図９】図８の測位中止判定ルーチンの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】送信基地局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０の送信開始判定ルーチンの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１２】受信基地局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１３】移動局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の別の実施例における移動局の有する機能の概要を説明する図であって、図２に対応する図である。
【図１５】図１４の移動局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２０】
８：測位システム
１０：移動局
１２：基地局
１２Ｔ：送信基地局
１２Ｒ：受信基地局
２２：アンテナ（移動局）
３２：アンテナ（基地局）
３７：送信制御部
３８：送信開始判定部
３９：送信開始要求部
５２：測距部
５６：実行中止部
５８：測位部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局および移動局の間で電波の送受信を行ない、その受信結果である受信した電波の受信強度を用いて移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信機から送信された電波を受信し、受信した電波の受信強度に基づいて、受信機と送信機との距離を求める方法が提案されている。このとき、例えば既知の位置にある複数の送信機のそれぞれと受信機との距離をそれぞれ算出することにより、受信機の位置を算出することができる。
【０００３】
かかる方法においては、例えば予め得られている受信強度に対する電波の送信機と受信機との距離の関係に検出される受信強度を適用することにより送信機と受信機との距離を得ることができる。したがって、より正確な距離を得たり、あるいは受信機の位置の算出をより正確に行なうには、受信強度をより正確に検出することが望ましい。
【０００４】
また、例えば特許文献１には位置検出すべき対象物から送信される信号と、予め既知の位置から送信される信号とを用いて対象物の位置を検出する位置検出システムが開示されている。かかる場合においても、対象物の位置検出の精度は受信強度の検出精度により左右されるので、受信強度を精度よく検出することが求められる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように受信強度に基づいて移動局の位置の算出を行なう場合には、電波の送信元における送信出力（送信電力）の大きさが一定であることが前提となる。しかしながら、例えば送信元となる送信機における供給電圧の変化や、気温などの送信機の周辺環境の変化、あるいは送信機の連続運用などによる性能の経時的な変化により、送信機の送信出力の大きさが変化することが発生しうる。このように送信機における送信出力が変化すると、受信強度に基づいて算出される移動局の位置は誤差を含むこととなり、移動局の位置を精度よく算出することができない。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、送信機における電波の送信出力が変化する場合においても電波の受信強度に基づいて移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）既知の位置に設置される複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）該複数の基地局のうちいずれか１の送信基地局から送信された電波を他の前記基地局のうちの少なくとも１の受信基地局および前記移動局において受信し、該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出する測距部と、（ｃ）前記複数の基地局のうち少なくとも異なる３局を前記送信基地局とすることにより前記測距部によって得られる、前記３局の送信基地局のそれぞれと前記移動局との距離のそれぞれに基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、該複数の基地局のうちいずれか１の送信基地局から送信された電波が他の前記基地局のうちの少なくとも１の受信基地局および前記移動局において受信されその受信強度が検出されるとともに、前記測距部により、該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離が算出され、前記測位部により、前記複数の基地局のうち少なくとも異なる３局を前記送信基地局とすることにより前記測距部によって得られる、前記３局の基地局のそれぞれと前記移動局との距離のそれぞれに基づいて前記移動局の位置が算出されるので、電波を送信する送信基地局における送信出力の大きさを用いずに前記移動局の位置を算出することができ、送信基地局における送信出力の大きさが変化する場合においても移動局の位置の算出への影響を受けることがない。
【００１０】
好適には、（ａ）前記受信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断し、使用中でない場合に前記送信基地局に対し送信開始要求信号を送信する送信開始要求部を有し、（ｂ）前記送信基地局は、該受信基地局の送信開始要求部からの該送信開始要求信号を受信した場合に電波の送信を開始する送信制御部を有する。このようにすれば、前記送信開始要求部により送信された送信開始要求信号が前記送信基地局により受信された場合に前記送信基地局からの電波の送信が開始されるので、前記受信基地局および前記移動局において前記送信基地局から送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【００１１】
また好適には、（ａ）前記送信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する送信開始判定部を有し、（ｂ）該送信開始判定部により使用中でないと判断される場合に電波の送信を開始する送信制御部を有する。このようにすれば、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中でないと前記送信開始判定部において判断される場合に、前記送信基地局からの電波の送信が開始されるので、前記受信基地局および前記移動局において前記送信基地局から送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【００１２】
また好適には、前記測距部は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との間の電波の送受信を複数回行なうことにより複数回得られる該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出する。このようにすれば、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との間の電波の送受信において干渉などが生じた場合においても、その干渉が該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度の受信強度に与える影響を低減することができる。
【００１３】
また好適には、前記移動局測位システムは、前記送信基地局から送信され前記受信基地局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化と、該送信基地局から送信され前記移動局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化との類似度を比較し、該類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、前記測距部における前記送信基地局と前記移動局との距離の算出を中止する実行中止部を有すること、を特徴とする。このようにすれば、前記類似度を比較し、その類似度が前記所定のしきい値よりも低いことに基づいて前記送信基地局から前記受信基地局への電波の伝搬、あるいは前記送信基地局から前記移動局への電波のすくなくとも一方に妨害電波が発生することを検出でき、かかる場合に算出される前記送信基地局と前記移動局との距離は誤差が多いものとして、その算出を中止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の一実施例である移動局測位システム８の概要を表わす図である。図１において移動局測位システム８は、例えば図と平行な平面内を移動可能とされた移動局１０と、その位置が既知とされた４局の基地局１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ（以下、基地局のそれぞれを区別しない場合、「基地局１２」という。）、およびこれら基地局１２と例えば通信ケーブル１８で接続されるなどにより情報通信可能とされたサーバ１４を含んで構成されている。なお、移動局測位システム８においては例えば図１に示すような座標が定義されることにより、移動局１０、基地局１２の位置などを表わすことができるようにされている。
【００１６】
移動局１０と基地局１２とは相互に無線通信が可能とされている。また複数の基地局１２のそれぞれも同様に相互に無線通信が可能とされている。例えば、移動局１０および基地局１２のそれぞれが送信する電波に含まれる識別符号などにより、その電波を受信した場合に移動局１０またはいずれの基地局１２によって送信された電波であるかが識別可能とされている。また、共通する符号化および復号化の手順を有することにより、移動局１０と基地局１２との間、および複数の基地局１２の相互間において情報の受け渡しが可能とされている。
【００１７】
また、移動局１０や各基地局１２が送信する電波は、例えば各局に固有の符号などが付されることなどにより、その電波を受信した移動局１０あるいは基地局１２は、いずれの移動局１０あるいは基地局１２から送信されたものであるかを識別することができるものとされている。
【００１８】
図２は、移動局１０の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図２に示すように、移動局１０は電波を送受信するためのアンテナ２２を有し、また、電波の送受信のための機能を有する無線部２４と前記無線部２４を制御するための制御部２６とを機能的に有する。
【００１９】
ここで、移動局１０から送信される電波を受信する基地局１２において、移動局１０から等しい距離にある基地局１２は移動局１０からの方向に関わらず等しい受信強度によりその電波を受信することが好ましく、従ってアンテナ２２は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
【００２０】
無線部２４は、移動局１０における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部２６により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部２４は制御部２６によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、前記アンテナ２２により電波を送信する。このように、無線部２４は、搬送波生成回路、変調機、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部２４は、電波の受信時にはアンテナ２２によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部２４は、受信アンプ、復調機などをも含んで構成される。
【００２１】
制御部２６は、移動局１０の作動を制御するものであって、具体的には無線部２４により取り出された情報を処理したり、前記無線部２４の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。この信号波には、例えば後述する受信強度測定部２８による測定結果などが含まれる。制御部２６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。
【００２２】
受信強度測定部２８は、無線部２４が受信した電波の受信強度を測定するものであって、例えば図示しない時計から供給されるクロック信号に基づいて所定の計測間隔ごとに所定の時間区間だけ受信した電波の受信強度の瞬時値を検出し、その平均を算出することなどにより、受信強度を測定する。前記電波の受信強度は、例えば受信した電波の強度を数値化した指標であるＲＳＳＩ（ｒｅｃｅｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が用いられ、具体的には電波の受信強度が予め定められた例えば８ビット（２５６段階）の数により表わされる。
【００２３】
図３は基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図３に示すように、基地局１２は電波を送受信するためのアンテナ３２を有し、また、無線部３４、制御部３６、受信強度測定部４０、通信インタフェース４２などを機能的に有する。このうち、アンテナ３２、無線部３４、受信強度測定部４０についてはその機能は移動局１０のアンテナ２２、無線部２４、受信強度測定部２８とそれぞれ同様であるので詳細な説明を省略する。
【００２４】
制御部３６は、基地局１２の作動を制御するものであって、具体的には無線部３４により受信された情報を処理したり、前記無線部３４の作動、より具体的には送受の切り換え、送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。この信号波には、例えば後述する受信強度測定部２８による測定結果などが含まれる。制御部３６は例えば既知のマイコンなどによって実装される。
【００２５】
また、制御部３６は、送信制御部３７、送信開始要求部３９を機能的に含んで構成される。このうち、送信制御部３７は、基地局１２から自局以外の基地局である他の基地局１２および移動局１０に対して送信される測位（位置の算出）のための電波の送信を制御するものであって、他の基地局１２の後述する送信開始要求部３９から送信される送信開始要求信号を受信した場合に、無線部３４に対し前記測位のための電波の送信を開始させる。具体的には、少なくとも１つの受信基地局から前記送信開始要求信号を受信した場合に、測位のための電波の送信を開始させる。すなわち、送信制御部３７が作動する基地局１２は、測位のための電波を送信する送信基地局１２Ｔとして振る舞う。すなわち、測位のための電波を送信する基地局１２を送信基地局１２Ｔという。また、この送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波を受信する基地局１２を受信基地局１２Ｒという。この受信基地局１２Ｒについては後述する。前記測位のための電波は予め定められた所定の送信時間だけ所定の送信出力により送信される。また、前記予め定められた所定の送信時間とは、移動局１０の受信強度測定部２８、および他の基地局１２の受信強度測定部４０において、電波の受信強度を測定するのに十分な時間となるように設定される。
【００２６】
送信開始要求部３９は、他の基地局１２および移動局１０との間で送受信を行なう電波の周波数が、予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断する。そして、使用中でないと判断する場合には、送信基地局１２Ｔとして振る舞う基地局１２に対し、その周波数により測位のための電波の送信を要求する送信開始要求信号を送信する。すなわち、送信開始要求部３９が作動する基地局１２は、前記送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波を受信する受信基地局１２Ｒとして振る舞う。具体的には例えば、送信開始要求部３９は、前記使用判定時間だけ前記周波数において電波の受信を行ない、他の基地局や移動局測位システム８を構成するものでない無線機器などから送信される電波を受信しなかった場合に、その周波数は使用中でないと判断する。また、この使用判定時間は、例えば、送信フレームの時間長さやバックオフ時間（衝突回避時間）を考慮して定められる。
【００２７】
このようにすれば、送信基地局１２Ｔにおいて使用中でないと判断される周波数の電波についてであっても、受信基地局１２Ｒにおいては使用中であると判断される場合には、送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒに送信されることがなく、受信基地局１２Ｒにおいて前記送信基地局１２Ｔから送信された電波と他の基地局１２や前記他の機器から送信される電波とが干渉するなどにより良好に受信できない、いわゆる隠れ端末問題を防止することができる。
【００２８】
前述のように、基地局１２は、送信制御部３７および送信開始要求部３９の両方の機能を有しておき、いずれかを有効に機能させることにより、送信基地局１２Ｔおよび受信基地局１２Ｒの何れとしても振る舞うことができる。
【００２９】
通信インタフェース４２は、基地局１２からサーバ１４や他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。例えば各基地局１２からサーバ１４へは受信強度測定部４０によって算出された受信強度の値や、移動局１０の受信強度測定部２８によって算出され、いずれかの基地局１２に電波によって伝達された移動局１０における送信基地局１２から送信された測位のための電波の受信強度についての情報などが通信インタフェース４２を介して送信される。またサーバ１４から基地局１２へは基地局１２や移動局１０の作動に関する指令などが送信され、通信インタフェース４２を介して受信される。
【００３０】
図４はサーバ１４の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図４に示すように、サーバ１４は必要な情報を記憶するための記憶部５０と、前記送信基地局１２Ｔと前記移動局１０との距離を算出する測距部５２と、前記移動局１０の位置の算出のための演算を行なう測位部５８と、通信ケーブル１８により接続された基地局１２と情報通信を行なうための通信インタフェース４８とを機能的に有する。このサーバ１４は例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、必要な演算などを実行するようになっている。
【００３１】
通信インタフェース４８は、前述の基地局１２の通信インタフェース４２と同様に、サーバ１４から他の基地局１２に対して通信ケーブル１８を介して情報の送受信を行なう。
【００３２】
記憶部５０は、後述する測位部５８において測位に必要とされる情報などが記憶される。具体的には予め既知である各基地局１２の位置についての情報や、各基地局１２のアンテナ３２の利得についての情報、さらに、測距部５２によって算出される各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離についての情報などを記憶する。
【００３３】
測距部５２は、各基地局１２からサーバ１４に送信される、各基地局１２が受信基地局１２Ｒとして機能した場合に受信した、送信基地局１２Ｔから送信された測位のための電波の受信強度の値と、前記記憶部５０に記憶されるなどにより予め既知とされる各基地局１２の位置についての情報、および各基地局１２のアンテナ３２の利得についての情報に基づいて、送信基地局１２Ｔとされた各基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離を算出する。
【００３４】
測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出について具体的に説明する。例えば図５に示すように、送信基地局１２Ｔにおいて、アンテナ利得がＧＴ（倍）のアンテナ３２を用いて、送信出力（電力）ＰＴ（Ｗ）により測位のための電波が送信された場合を想定する。受信基地局１２Ｒにおいて、アンテナ利得がＧＲ（倍）のアンテナ３２を用いて、受信電力ＰＲ（Ｗ）により測位のための電波が受信され、移動局１０において、利得がＧＭＳ（倍）のアンテナ３２を用いて、受信電力ＰＭＳ（Ｗ）により測位のための電波が受信される。ここで、フリスの伝達公式によると、これらの関係は次式のように得られる。
【数１】
なお、λは送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の周波数であり、既知の値である。また、ＤＴ−Ｒは、送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒへの電波の伝搬距離を表わしており、前述のように送信基地局１２Ｔおよび受信基地局１２Ｒの位置は予め既知とされているので、両者の距離であるＤＴ−Ｒも既知とされる。一方、ＤＴ−ＭＳは、送信基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬距離を表わしており、未知の値である。
【００３５】
上記（１）式の両式より、送信基地局１２Ｔから移動局１０への電波の伝搬距離ＤＴ−ＭＳは、次式（２）のように得られる。
【数２】
ここで、受信基地局１２Ｒのアンテナ３２および移動局１０のアンテナ２２の利得ＧＲ、ＧＭＳはそれぞれ前述のように予め既知である。一方、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲは受信強度測定部４０により測定され、通信ケーブル１８等を介してサーバ１４に送信される。また、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳは、受信強度測定部２８により測定され、その測定結果についての情報は移動局１０からいずれかの基地局１２に無線により送信され、さらにその測定結果についての情報を受信した基地局１２から通信ケーブル１８等を介してサーバ１４に送信される。このようにして、測距部５２は送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出するのに必要な、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０における電波の受信強度ＰＲ、ＰＭＳを取得し、前記（２）式により送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出する。
【００３６】
なお、前記（２）式は、送信基地局１２Ｔの送信出力ＰＴを含まない式となっていることから、例えば送信基地局１２Ｔに電力を供給するバッテリが消耗するなどにより、送信基地局１２Ｔの電波の送信出力が変動する場合などであっても、算出される送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離は前記変動の影響が低減される。
【００３７】
前述の図１に示したように、本実施例における移動局測位システム８は４局の基地局１２Ａ乃至１２Ｄを含んで構成されている。かかる場合においては、いずれか１の基地局１２、例えば第１基地局１２Ａが送信基地局１２Ｔとされた場合に、他の基地局、すなわち第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの３つの基地局が受信基地局１２Ｒとして機能しうる。したがって、前記測距部５２は、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの３つの基地局のそれぞれについてのアンテナ３２の利得および送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度ＰＲの値に基づいて、送信基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａと移動局１０との距離をそれぞれ算出することができる。このように、複数の受信基地局１２Ｒが存在する状況下においては、測距部５２は例えば複数の受信基地局１２Ｒのそれぞれについて、すなわち複数の受信基地局１２Ｒのそれぞれについてのアンテナ３２の利得および送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度ＰＲの値に基づいて、送信基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａと移動局１０との距離をそれぞれ算出し、それらの平均を送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離とする。あるいは、複数算出される第１基地局１２Ａと移動局１０との距離の中間値を送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離としてもよい。また、送信基地局１２Ｔ以外の基地局である第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのうち１局の基地局を受信基地局１２Ｒとして選択した後、その受信基地局のアンテナ３２の利得および送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度ＰＲの値に基づいて、送信基地局１２Ｔである第１基地局１２Ａと移動局１０との距離を算出してもよい。測距部５２は、少なくとも後述する測位部５８において必要とされる基地局１２の数だけ基地局１２を送信基地局１２Ｔとすることにより、それら送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出する。
【００３８】
また、測位部５２は、ある基地局１２と移動局１０との距離を算出しようとする場合には、各基地局１２の作動を制御し、移動局との距離を算出しようとする基地局１２を送信基地局１２Ｔとして作動させるとともに、他の基地局の少なくとも１局を受信基地局１２Ｒとして作動させる。また、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０に対しては、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波を受信した際の受信強度についての情報をサーバ１４に送信するように制御をする。
【００３９】
測位部５８は、前述の測距部５２によって算出される基地局１２と移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の位置を算出する。
【００４０】
図６は、測位部５８による移動局１０の位置の算出の原理を説明する図である。移動局１０の位置を表わす座標を（ｘ、ｙ）とし、第１基地局１２Ａの位置を表わす座標が（ｘＢ１，ｙＢ１）、第２基地局１２Ｂの位置を表わす座標が（ｘＢ２，ｙＢ２）、第３基地局１２Ｃの位置を表わす座標が（ｘＢ３，ｙＢ３）、第４基地局１２Ｄの位置を表す座標が（ｘＢ４，ｙＢ４）であるとすると、これらの関係は次式（３）により得られる。なお、図６における基地局１２の配置は説明のため図１のものと異なっている。
(xB1 - x)2 + (yB1 - y)2= r12
(xB2 - x)2 + (yB2 - y)2= r22
(xB3 - x)2 + (yB3 - y)2= r32
(xB4 - x)2 + (yB4 - y)2= r42 ・・・（３）
ここで、ｒ１、ｒ２、ｒ３およびｒ４（ｍ）はそれぞれ、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、および第４基地局１２Ｄのそれぞれから移動局１０までの距離であって、前記測距部５２によって算出される値である。測位部５８は前記（３）式を解くことにより、移動局１０の位置（ｘ，ｙ）を算出する。なお、前記（３）式を解くにあたり、それらの全ての式を連立させて解く必要はなく、解を算出するのに最低限の数の式により解いてもよい。すなわち、少なくとも前記（３）式の解を解くのに最低限必要となる式の数だけ、前記測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出が行なわれればよく、具体的には移動局１０が平面を移動する場合には、一般に前記（３）式は３本の式であればよいので、３局の基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離ｒｉ（ｉ＝１，２，３）が測距部５２により算出されればよい。同様に、移動局１０が空間（３次元）を移動する場合には、一般に前記（３）式は少なくとも４本の式が必要であるので、４局の基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離ｒｉ（ｉ＝１，２，３，４）が測距部５２により算出されればよい。
【００４１】
また、サーバ１４は、測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止させる実行中止部５６を含んで構成されている。実行中止部５６は、送信基地局１２Ｔから送信され受信基地局１２Ｒにおいて受信された測位のための電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、送信基地局１２Ｔから送信され移動局１０において受信された前記測位のための電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化との類似度を比較し、類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、測距部５２における送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離ＤＴ−ＭＳの算出を中止する。
【００４２】
送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波は、移動局１０および受信基地局１２Ｒによってそれぞれ受信される。送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒあるいは移動局１０までの電波の伝搬が干渉などの影響を受けることがない場合には、一般的に電波の受信強度はその伝搬距離に対応して減衰するものの、両者の時系列的変化は受信強度は送信基地局１２Ｔにおける送信電力に対応して変化する。一方で、送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒあるいは移動局１０までの電波の伝搬が、例えば妨害電波の送信源などが存在するなどにより干渉などの影響を受ける場合には、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化とは異なった変化を生ずる。そこで実行中止部５６は、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化とを比較し、これらの類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、移動局１０もしくは受信基地局１２Ｒの少なくとも一方において、受信波に干渉などの影響が生じており、正確に受信強度を測定できていない可能性があるとして、その受信基地局１２Ｒにおける受信強度ＰＲを用いた前記測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止させる。
【００４３】
受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度ＰＲの時系列的変化と、移動局１０における電波の受信強度ＰＭＳの時系列的変化との比較は、例えば、音声認識で用いられる技術である、線形予測法によるスペクトル推定、ハミング距離やＬＰＣケプストラム距離などによる判定、あるいはこれらの組み合わせによって行なわれる。また、前記しきい値は、前記測距部５２において算出される距離に生ずる誤差として許容される値に対応して予め実験的に、あるいはシミュレーションにより決定される値である。
【００４４】
図７は、本実施例の移動局測位システム８における移動局１０、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄ、およびサーバ１４の作動の一部であって、これらの作動の相互の関係を説明するタイムチャートである。図７においては、下向きに時間の経過を表わしている。なお、図７における各作動に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）Ｓの位置は、正確な時間間隔を示したものではない。
【００４５】
まず、Ｓ１においては、サーバ１４から送信基地局１２Ｔとされた第１基地局１２Ａに対し、測位のための電波の送信を行なわせる指令（送信要求）が行なわれる。Ｓ２においては、この指令を受けた第１基地局１２Ａから測位のための電波が所定の送信出力により送信される。また、受信基地局１２Ｒである第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄ、および移動局１０によりこの測位のための電波が受信され、受信強度が測定される。Ｓ３においては、第１基地局１２Ａからサーバ１４に対し、Ｓ２の送信が行なわれた旨の通知（送信完了応答）が行なわれる。
【００４６】
Ｓ４においては、Ｓ２で測位のための電波を受信した移動局１０から第１基地局１２Ａに対し、受信した測位のための電波の受信強度についての情報（受信結果）が送信される。Ｓ５においては、第１基地局１２Ａに対し、移動局１０における測位のための受信結果をサーバ１４に通知させる指令（受信結果要求）が行なわれる。そして、Ｓ６において、この受信結果要求を受けた第１基地局１２Ａから測位サーバ１４に対し移動局１０における受信結果が通知される。なお、本実施例においては移動局１０における受信結果は送信基地局１２Ｔとしての第１基地局１２Ａによって受信され、第１基地局１２Ａからサーバ１４へ通知されるものであったが、これに限られず、任意の基地局１２によって行なわれることができる。
【００４７】
Ｓ７においては、受信基地局１２Ｒの一つである第２基地局１２Ｂに対し、第２基地局１２Ｂにおける測位のための受信結果をサーバ１４に通知させる指令（受信結果要求）が行なわれる。そして、Ｓ８において、この受信結果要求を受けた第２基地局１２Ｂから測位サーバ１４に対し第２基地局１２Ｂにおける受信結果が通知される。
【００４８】
Ｓ９およびＳ１１においては、他の受信基地局１２Ｒである第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄのそれぞれに対し、Ｓ７と同様に第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄにおける測位のための受信結果をサーバ１４に通知させる指令（受信結果要求）が行なわれ、Ｓ１０およびＳ１２においては、Ｓ８と同様に、この受信結果要求を受けた第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄから測位サーバ１４に対し第３基地局１２Ｃおよび第４基地局１２Ｄにおける受信結果がそれぞれ通知される。
【００４９】
図８は、本実施例の移動局測位システム８を構成するサーバ１４の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、送信基地局１２Ｔを識別するための変数ｉが１に初期化される。
【００５０】
ＳＡ２においては、サーバ１４からｉ番目の送信基地局１２Ｔとされた基地局１２に対して、測位のための電波の送信を行なわせる指示が送信される。またＳＡ３においては、ＳＡ２の指示が送信されてからの経過時間を計測するための図示しないタイマーがスタートさせられる。
【００５１】
ＳＡ４においては、送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信される。この応答は送信基地局１２Ｔの作動を説明する後述する図１０のＳＣ５において送信されるものである。
【００５２】
ＳＡ５においては、ＳＡ４で行なわれた受信で、送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信されたか否かが判断される。送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＡ７が実行される。一方、送信基地局１２Ｔから測位のための指令が行なわれた旨の応答が受信されなかった場合にはＳＡ５の判断は否定され、ＳＡ６が実行される。
【００５３】
ＳＡ６においては、ＳＡ３でスタートされたタイマーにより計測される時間、すなわちＳＡ２で送信の要求が行なわれてからの経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過したか否かが判断される。前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過した場合は、ＳＡ６の判断が肯定され、移動局１０の測位を行なうのに十分な数の送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行なうことができなかったとして、移動局１０の測位に失敗したとして本フローチャートは終了させられる。一方、前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過していない場合は、ＳＡ６の判断が否定され、ＳＡ４が実行され、引き続き送信基地局１２Ｔからの応答が受信される。
【００５４】
ＳＡ７においては、送信基地局１２Ｔを識別するための変数ｉに１が加えられ、別の基地局１２が送信基地局１２Ｔとされる。また、ＳＡ８においては、変数ｉの値が予め定められた終了判定値ｉＥＮＤであるか否かが判断される。この終了判定値ｉＥＮＤは例えば、移動局１０の測位を行なうのに用いられる基地局の数に１を加えた値とされる。変数ｉの値が終了判定値ｉＥＮＤである場合には、本ステップの判断は肯定され、必要な数の送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信が終了したとして、ＳＡ９以降が実行される。一方、変数ｉの値が終了判定値ｉＥＮＤでない、すなわち終了判定値ｉＥＮＤよりも小さい場合には、本ステップの判断は否定され、引き続きＳＡ７で更新された変数ｉに対応するｉ番目の送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信が行なわれるために、ＳＡ２以降が実行される。
【００５５】
ＳＡ９においては、移動局１０との距離を算出可能な基地局１２の数を表わす変数Ｓが０に、また、基地局１２を識別するための変数ｊが１にそれぞれ初期化される。
【００５６】
ＳＡ１０においては、サーバ１４からｊ番目の基地局１２に対して、それまでに受信した測位のための電波の受信強度についての情報の送信を行なわせる指示が送信される。この受信強度についての情報は、電波の受信強度を示す情報に加え、電波の送信局である送信基地局１２Ｔが何れの基地局１２であるかを特定する情報や、電波の受信局である自局を特定する情報を含む。またＳＡ１１においては、ＳＡ１０の指示が送信されてからの経過時間を計測するためのタイマーがスタートさせられる。
【００５７】
ＳＡ１２においては、基地局１２から受信強度についての情報の受信が行なわれる。この受信強度についての情報は受信基地局１２Ｒの作動を説明する後述する図１２のＳＥ８において送信されるものである。このとき、各基地局１２からは、その基地局１２が受信基地局１２Ｒとして作動した際に送信基地局１２Ｔから送信された電波の受信強度についての情報に加え、その基地局１２が送信基地局１２Ｔとして作動した際にその基地局１２から送信された電波の移動局１０における受信強度についての情報が送信される。
【００５８】
ＳＡ１３においては、ＳＡ１２で行なわれた受信で、基地局１２から受信強度についての情報が受信されたか否かが判断される。基地局１２から受信強度についての情報が受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＡ１５が実行される。一方、基地局１２から受信強度についての情報が受信されなかった場合にはＳＡ１３の判断は否定され、ＳＡ１４が実行される。
【００５９】
ＳＡ１４においては、ＳＡ１１でスタートされたタイマーにより計測される時間、すなわちＳＡ１０で受信結果の要求が行なわれてからの経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過したか否かが判断される。このタイムアウト判定時間はＳＡ３のそれと同じであっても良いし、異なる値であってもよい。前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過した場合は、ＳＡ１４の判断が肯定され、ｊ番目の基地局１２からは受信強度についての情報が受信されなかったとして、ＳＡ１７以降が実行させられる。一方、前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過していない場合は、ＳＡ１４の判断が否定され、ＳＡ１２が実行され、引き続き基地局１２からの応答が受信される。
【００６０】
ＳＡ１３の判断が肯定された場合に実行されるＳＡ１５においては、ｊ番目の基地局１２からは受信強度についての情報が得られたとして、移動局１０との距離を算出可能な基地局１２の数を表わす変数Ｓに１が加えられる。またＳＡ１６においては、得られたｊ番目の基地局１２における受信強度についての情報が例えば記憶部５０などに記憶させられる。
【００６１】
ＳＡ１７においては、基地局１２を識別するための変数ｊに１が加えられ、受信強度についての情報を得るための対象となる基地局１２が別の基地局１２に切り換えられる。
【００６２】
ＳＡ１８においては、変数ｊの値が予め定められた終了判定値ｊＥＮＤであるか否かが判断される。この終了判定値ｊＥＮＤは例えば、移動局測位システム８を構成する基地局１２の総数に１を加えた値とされる。変数ｊの値が終了判定値ｊＥＮＤである場合には、本ステップの判断は肯定され、全ての基地局１２からの受信に関する情報の取得が終了したとして、ＳＡ１９以降が実行される。一方、変数ｊの値が終了判定値ｊＥＮＤでない、すなわち終了判定値ｊＥＮＤよりも小さい場合には、本ステップの判断は否定され、引き続きＳＡ１７で更新された変数ｊに対応するｊ番目の基地局１２からの受信強度についての情報の取得が行なわれるために、ＳＡ１０以降が実行される。
【００６３】
ＳＡ１９においては、移動局１０との距離を算出可能な基地局１２の数を表わす変数Ｓの値が、移動局１０の位置の算出を行なうのに必要となる最小の数ＳＭＩＮ以上であるか否かが判断される。変数Ｓの値が、ＳＭＩＮ以上である場合には本ステップの判断は肯定され、得られた受信強度についての情報に基づいて移動局１０の位置の算出を行なうことができるとしてＳＡ２０以降が実行される。一方、変数Ｓの値が、ＳＭＩＮより小さい場合には、本ステップの判断は否定され、得られた受信強度についての情報だけでは移動局１０の位置の算出を行なうことができないとして、本フローチャートは終了させられる。
【００６４】
実行中止部５６に対応するＳＣ２０においては、送信基地局１２Ｔから送信された測位のための電波の受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のそれぞれにおける受信強度の時系列的変化のそれぞれに基づいて、移動局の測位を中止するか否かを決定する測位中止判定ルーチンが実行される。図９はこの測位中止判定ルーチンにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【００６５】
まず、ＳＢ１においては、前記図８のＳＡ１２で得られた各基地局１２における受信強度についての情報と、移動局１０における受信強度についての情報から、同一の送信基地局１２Ｔが送信した電波についての各受信基地局１２Ｒおよび移動局１０における受信強度の情報が抽出される。そして抽出された同一の送信基地局１２Ｔが送信した電波についての各受信基地局１２Ｒにおける受信強度の時系列変化と移動局１０における受信強度の時系列変化とが比較され、その類似度が評価される。この類似度の評価は、例えば前述のように、音声認識で用いられる技術である、線形予測法によるスペクトル推定、ハミング距離やＬＰＣケプストラム距離などによる判定、あるいはこれらの組み合わせによって行なわれる。
【００６６】
ＳＢ２においては、ＳＢ１で評価された類似度の値が予め定められた所定のしきい値以上であるか否かが判断される。類似度が所定のしきい値以上である場合には、移動局測位システム８における電波の伝搬に、移動局１０の位置の算出に大きな誤差などの影響を生ずる障害はないとして、移動局１０の位置の算出を行なうものとして図８のＳＡ２１が実行される。一方、類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、移動局１０もしくは受信基地局１２Ｒの少なくとも一方において、受信波に干渉などの影響が生じており、正確に受信強度を測定できていない可能性があるとして、移動局１０の位置の算出を中止し、図８のフローチャートは中止させられる。
【００６７】
図８に戻って、測距部５２に対応するＳＡ２１においては、各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出される。具体的には、送信基地局１２Ｔから送信された測位のための電波を受信した受信基地局１２Ｒにおける受信強度ＰＲおよび移動局１０における受信強度ＰＭＳと、予め既知とされた受信基地局１２Ｒのアンテナ３２の利得ＧＲおよび移動局１０のアンテナ２２の利得ＧＭＳを用いて、前述の式（１）を解くことにより得られる。なお、受信基地局１２Ｒにおける受信強度および移動局１０における受信強度が時系列的な変化として得られる場合には、その分布における平均値や中間値などが用いられればよい。また、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波が複数の受信基地局１２Ｒによって受信される場合には、これら複数の受信基地局１２Ｒにおける複数の受信強度ＰＲの値のそれぞれを用いて送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出され、それらの平均が用いられてもよいし、あるいは例えば予め任意に選択された一局の受信基地局１２Ｒにおける受信強度ＰＲの値を用いて送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出されてもよい。
【００６８】
測位部５６に対応するＳＡ２２においては、ＳＡ１１において算出された各送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離と、予め既知である各基地局１２の位置についての情報とに基づいて、移動局１０の位置が算出される。具体的には前述の（３）式が導出され、この（３）式が解かれることにより移動局１０の位置が解として得られる。
【００６９】
図１０は、基地局１２が送信基地局１２Ｔとして作動する場合の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ＳＣ１においては、サーバ１４からの測位のための電波の送信を行なわせる指示が受信されたか否かが判断される。このサーバ１４からの指示は前述の図８のフローチャートにおけるＳＡ２おいて行なわれるものであって、例えば通信ケーブル１８を介して送受信される。サーバ１４からの指示が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ２が実行される。また、サーバ１４からの指示が受信されない場合には、ＳＣ８が実行される。
【００７０】
ＳＣ２およびＳＣ３は送信制御部３７に対応する。ＳＣ２においては、測位のための電波の送信を開始するか否かを判定する送信開始判定ルーチンが実行される。図１１はこの送信開始判定ルーチンおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。まずＳＤ１においては、受信基地局１２ＲからのＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）信号の受信が行なわれる。このＲＴＳ信号は、後述する受信基地局１２Ｒの作動を説明する図１２のフローチャートにおけるＳＥ３において送信されるものであって、前述の送信開始要求信号に対応する。
【００７１】
ＳＤ２においては、ＳＤ１で受信されたＲＴＳ信号がどれだけの受信基地局１２Ｒから受信されたかが判断される。そして、ＲＴＳ信号が予め定められた所定数、具体的には例えば、少なくとも１つの受信基地局からＲＴＳ信号を受信した場合には、本ステップの判断は肯定され、ＳＤ３が実行される。一方、ＲＴＳ信号が予め定められた所定数、例えば少なくとも１つの受信基地局からのＲＴＳ信号を受信しなかった場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＤ４が実行される。
【００７２】
ＳＤ３においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行なうとして、送信開始フラグが１とされる。
【００７３】
ＳＤ４においては、ＳＤ１で受信基地局１２ＲからのＲＴＳ信号の受信が開始されてからの経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過したか否かが判断される。前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過した場合は、本ステップの判断が肯定され、ＳＤ５が実行される。一方、前記経過時間が所定のタイムアウト判定時間を経過していない場合は、本ステップの判断が否定され、ＳＤ１が実行され、引き続き受信基地局１２ＲからのＲＴＳ信号の受信が行なわれる。このタイムアウト時間は、例えば、後述する図１２のＳＥ２における使用判定時間に、受信基地局１２Ｒにおける処理時間や電波の伝搬に要する時間などを加えて算出される。
【００７４】
ＳＤ５においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行わないとして、送信開始フラグが０とされる。
【００７５】
図１０に戻って、ＳＣ３においては、ＳＣ２の送信開始判定ルーチンにおいて設定された送信開始フラグの値が参照される。そして送信開始フラグの値が１である場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＣ４が実行される。一方、送信開始フラグの値が０である場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＣ７が実行される。
【００７６】
無線部３４などに対応するＳＣ４においては、送信基地局１２Ｔから測位のための電波の送信が行なわれる。この送信は予め設定された出力および周波数によって行なわれる。また送信される電波には、送信元となる送信基地局１２Ｔを特定するための情報が含まれており、これを受信した移動局１０や受信基地局１２Ｒはいずれの送信基地局１２Ｔが送信した電波であるかを識別できるようになっている。
【００７７】
ＳＣ５においては、サーバ１４に対し、測位のための電波の送信が完了した旨が通知される。
【００７８】
ＳＣ６においては、ＳＣ４で送信された電波を受信した移動局１０から、その移動局１０における受信強度についての情報を受信するために、送信基地局１２Ｔの無線部が電波を受信する状態に切り換えられる。
【００７９】
ＳＣ３の判断が否定された場合に実行されるＳＣ７においては、送信基地局１２Ｔから測位のための電波の送信を行なうことができなかった旨がサーバ１４に送信される。
【００８０】
ＳＣ１の判断が否定された場合、すなわちサーバ１４からの測位のための電波の送信の指令を受信しなかった場合に実行されるＳＣ８においては、移動局１０からの電波を受信したか否かが判断される。すなわち、ＳＣ４で送信された電波を受信した移動局１０から、その移動局１０における受信強度についての情報が受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＣ９が実行される。一方、移動局１０から受信強度についての情報が受信されない場合には本ステップの判断は否定され、ＳＣ１０が実行される。
【００８１】
ＳＣ９においては、ＳＣ８で受信された、移動局１０における受信強度についての情報が図示しないメモリなどの記憶手段に一時記憶される。
【００８２】
ＳＣ８の判断が否定された場合に実行されるＳＣ１０においては、サーバ１４による受信した測位のための電波の受信強度についての情報の送信を行なわせる指示が受信されたか否かが判断される。この指示は前述の図８におけるＳＡ１０の指示に対応する。サーバ１４からの指示が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ１１が実行される。また、サーバ１４からの指示が受信されない場合には、再びＳＣ１に戻って本フローチャートが実行される。
【００８３】
ＳＣ１１においては、ＳＣ９で記憶された、移動局１０における測位のための電波の受信強度についての情報がサーバ１４に送信される。
【００８４】
図１２は、基地局１２が受信基地局１２Ｒとして作動する場合の制御作動の一例を説明するフローチャートである。ＳＥ１およびＳＥ２は送信開始要求部３９に対応する。まず、ＳＥ１においては、使用可能な周波数（チャンネル）の検索が行なわれる。具体的には例えば、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定される周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数について、電波の受信を行ない、送信基地局１２Ｔ以外の無線機器などから電波が送信されているか否かが検出される。この送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定される周波数は１つであってもよいし、複数であってもよい。
【００８５】
ＳＥ２においては、ＳＥ１において使用可能な周波数の検索が行なわれた結果、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定された周波数が、所定の使用判定時間以上空いているかが判断される。すなわち、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定された周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出されなかった場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＥ３が実行される。一方、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして予め設定された周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出された場合には本ステップの判断は否定され、再度ＳＥ１が実行される。
【００８６】
ＳＥ３においては、送信基地局１２Ｔが送信しようとする周波数は利用可能であるとして、送信基地局１２Ｔに対し送信要求信号（ＲＴＳ信号）が送信される。なお、送信基地局１２Ｔが送信可能であるとして設定される周波数が複数である場合には、このＲＴＳ信号の送信に併せて、送信に用いられる周波数が指定されてもよい。ＲＴＳ信号の送受は測位のための電波の周波数（チャンネル）とは異なる周波数（チャンネル）、例えば制御チャネルとして予め定められたチャンネルで行われるので他局のＲＴＳ信号により電波が使用中と判断されることはない。
【００８７】
ＳＥ４においては、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信が開始される。この測位のための電波の送信は、前述した図１０のＳＣ４において行なわれるものである。
【００８８】
ＳＥ５においては、ＳＥ４における受信で送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されたか否かが判断される。送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＥ６が実行される。一方、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されなかった場合には本ステップの判断は否定されＳＥ７が実行される。
【００８９】
受信強度測定部４０に対応するＳＥ６においては、ＳＥ４で受信された送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波について、受信強度の検出が行なわれ、検出された受信強度や、その電波に含まれる情報に基づいて識別された電波の送信元である送信基地局１２Ｔについての情報、また、電波を受信した自局についての情報などとともに電波の受信強度についての情報として図示しないメモリなどの記憶手段に一時記憶される。なお、この受信強度の検出は、例えば予め定められた所定のサンプリングタイムごとに行なわれ、時系列的な受信強度の変化として得られる。
【００９０】
ＳＥ７においては、サーバ１４による受信した測位のための電波の受信強度についての情報の送信を行なわせる指示が受信されたか否かが判断される。この指示は前述の図８におけるＳＡ１０の指示に対応する。サーバ１４からの指示が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＥ８が実行される。また、サーバ１４からの指示が受信されない場合には、再びＳＥ１に戻って本フローチャートが実行される。
【００９１】
ＳＥ８においては、ＳＥ６で記憶された、受信基地局１２Ｒにおける測位のための電波の受信強度についての情報がサーバ１４に送信される。
【００９２】
図１３は、移動局１０の制御作動の一例を説明するフローチャートである。ＳＦ１においては、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信が開始される。この測位のための電波の送信は、前述した図１０のＳＣ４において行なわれるものである。
【００９３】
ＳＦ２においては、ＳＦ１における受信で送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されたか否かが判断される。送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信された場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＦ３が実行される。一方、送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波の受信されなかった場合には本ステップの判断は否定され再びＳＦ１が実行され、引き続き電波の受信が行なわれる。
【００９４】
受信強度測定部２８に対応するＳＦ３においては、ＳＦ１で受信された送信基地局１２Ｔから送信される測位のための電波について、受信強度の検出が行なわれ、検出された受信強度や、その電波に含まれる情報に基づいて識別された電波の送信元である送信基地局１２Ｔについての情報、また、電波を受信した自局についての情報などとともに電波の受信強度についての情報として図示しないメモリなどの記憶手段に一時記憶される。なお、この受信強度の検出は、例えば予め定められた所定のサンプリングタイムごとに行なわれ、時系列的な受信強度の変化として得られる。
【００９５】
ＳＦ４においては、ＳＦ３で記憶された、移動局１０における測位のための電波の受信強度についての情報が送信基地局１２Ｔに送信される。この受信強度についての情報は前述の送信基地局１２Ｔの作動を説明する図１１のフローチャートのＳＣ８において受信される。
【００９６】
前述の実施例によれば、移動局測位システム８を構成する複数の基地局１２のうちいずれか１の送信基地局１２Ｔから送信された電波が他の基地局１２のうちの少なくとも１の受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において受信されその受信強度検出部４０（ＳＥ６）および２８（ＳＦ３）により受信強度が検出されるとともに、測距部５２（ＳＡ２１）により、受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度および移動局１０における電波の受信強度、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒとの間の距離、および、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナ３２および２２の利得に基づいて、送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離が算出され、測位部５８（ＳＡ２２）により、複数の基地局１２のうち少なくとも異なる３局を送信基地局１２Ｔとすることにより測距部５２によって得られる、前記３局の基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離のそれぞれに基づいて移動局１０の位置が算出されるので、電波を送信する送信基地局１２Ｔにおける送信出力の大きさを用いずに移動局１０の位置を算出することができ、送信基地局１２Ｔにおける送信出力の大きさが変化する場合においても移動局１０の位置の算出への影響が低減される。
【００９７】
また、前述の実施例によれば、受信基地局１２Ｒは、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断し、使用中でない場合に送信基地局１２Ｔに対し送信開始要求信号（ＲＴＳ信号）を送信する送信開始要求部３９（ＳＥ１〜３）を有し、送信基地局１２Ｔは、受信基地局１２Ｒの送信開始要求部３９からの送信開始要求信号を受信した場合に電波の送信を開始する送信制御部３７（ＳＣ２〜３）を有するので、送信開始要求部３９により送信された送信開始要求信号が送信基地局１２Ｔにより受信された場合に送信基地局１２Ｔからの電波の送信が開始されるので、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において送信基地局１２Ｔから送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【００９８】
また，前述の実施例によれば、移動局測位システム８は、送信基地局１２Ｔから送信され受信基地局１２Ｒにおいて受信される電波の受信強度の時系列的変化と、同一の送信基地局１２Ｔから送信され移動局１０において受信される電波の受信強度の時系列的変化との類似度を比較し、該類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、測距部５２における送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止する実行中止部５６（ＳＡ２０）を有するので、前記類似度を比較し、その類似度が所定のしきい値よりも低いことに基づいて送信基地局１２Ｔから受信基地局１２Ｒへの電波の伝搬、あるいは送信基地局１２Ｔから移動局１０への電波のすくなくとも一方に妨害電波が発生することを検出でき、かかる場合に算出される送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離は誤差が多いものとして、その算出を中止することができる。
【００９９】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１００】
図１４は本実施例における基地局１２の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図３に対応するものである。本実施例の基地局１２を説明する図１４と前述の図３とを比較すると、本実施例の基地局１２は、送信開始要求部３９に代えて送信開始判定部３８を有する点において前述の実施例の基地局１２と異なる。
【０１０１】
すなわち、本実施例の基地局１２の制御部３６は、送信制御部３７、送信開始判定部３８を機能的に含んで構成される。このうち、送信制御部３７は、基地局１２から自局以外の基地局である他の基地局１２および移動局１０に対して送信される測位（位置の算出）のための電波の送信を制御するものであって、後述する送信開始判定部３８により送信開始が判断される場合に、無線部３４に対し前記測位のための電波の送信を開始させる。すなわち、送信制御部３７および送信開始判定部３８が作動する基地局１２は、測位のための電波を送信する送信基地局１２Ｔとして振る舞う。前記測位のための電波は予め定められた所定の送信時間だけ所定の送信出力により送信される。
【０１０２】
送信開始判定部３８は、送信基地局１２Ｔが送信しようとする前記測位のための電波の周波数が、予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する。そして、使用中でないと判断する場合には、前記送信制御部３７に対し、その周波数により測位のための電波の送信が可能であると判断する。具体的には例えば、送信開始判定部３８は、前記送信待機時間だけ前記周波数において電波の受信を行ない、他の基地局や移動局測位システム８を構成するものでない無線機器などから送信される電波を受信しなかった場合に、その周波数は使用中でないと判断する。また、この使用判定時間は、例えば、送信フレームの時間長さやバックオフ時間（衝突回避時間）を考慮して定められる。
【０１０３】
このようにすれば、送信基地局１２Ｔの周囲において、送信基地局１２Ｔが送信しようとする電波の周波数が、他の無線機器などによって使用されているか否かを判断できる。
【０１０４】
なお、基地局１２が図１４のように構成される場合においては、送信基地局１２Ｔとして機能させられる場合には送信制御部３７および送信開始判定部３８の両方が有効に機能させられ、受信基地局１２Ｒとして機能させられる場合には、送信制御部３７および送信開始判定部３８はいずれも有効に機能させられる必要がない。
【０１０５】
図１５は、本実施例における送信開始判定ルーチンの制御作動の一例を説明するフローチャートであって、送信開始判定部３８に対応する。この図１５のフローチャートは、前述の実施例の図１１に代えて、図１０のフローチャートのＳＣ２において実行される。
【０１０６】
ＳＧ１においては、測位のための電波を送信しようとする周波数（チャンネル）の使用状況の検出が行なわれる。具体的には例えば、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数やその周波数と干渉を生ずる周波数について、電波の受信を行ない、送信基地局１２Ｔ以外の無線機器などから電波が送信されているか否かが検出される。この送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波をの周波数は１つであってもよいし、複数であってもよい。
【０１０７】
ＳＧ２においては、ＳＧ１において使用状況の検出が行なわれた結果、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数が、所定の送信待機時間以上空いているかが判断される。すなわち、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出されなかった場合には本ステップの判断は肯定され、ＳＧ３が実行される。一方、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数や、その周波数と干渉を生ずる周波数において他の無線機器などからの電波の送信が検出された場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＧ４が実行される。
【０１０８】
ＳＧ３においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行なうとして、送信開始フラグが１とされる。なお、送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波の周波数として複数の周波数が設定されている場合には、本ステップにおいて、測位のための電波の周波数が、前記ＳＥ２で判断が肯定された周波数に指定されてもよい。
【０１０９】
ＳＧ４においては、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信を行わないとして、送信開始フラグが０とされる。
【０１１０】
また、受信基地局１２Ｒの制御作動に関しては、前述の実施例の図１２に示したフローチャートに従ってその制御作動が行なわれるが、本実施例においては、受信基地局１２Ｒは送信開始要求部３９を有しないので、これに対応するＳＥ１乃至ＳＥ３は実行されない。すなわち、受信基地局１２Ｒは、前述の図１２にフローチャートのＳＥ４乃至ＳＥ８に示す制御作動が実行される。
【０１１１】
前述の実施例によれば、送信基地局１２Ｔは、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する送信開始判定部３８（ＳＧ１〜ＳＧ４）を有し、送信開始判定部３８により使用中でないと判断される場合に測位のための電波の送信を開始する送信制御部３７（ＳＣ３）を有するので、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中でないと送信開始判定部３８において判断される場合に、送信基地局１２Ｔからの測位のための電波の送信が開始されるので、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０において送信基地局１２Ｔから送信される電波と他の電波との干渉が防止できる。
【０１１２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１３】
例えば、前述の実施例においては移動局１０が平面を移動する場合について説明したが、同様の方法により移動局１０が空間（３次元）を移動する場合についてもその位置の算出を行なうことが可能である。
【０１１４】
また、前述の実施例においては、サーバ１４は、測距部５２による送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離の算出を中止させる実行中止部５６を有するものとされたが、この実行中止部５６を有さなくても移動局測位システム８としての一定の効果が得られる。すなわち移動局１０の位置の算出を行なうことができる。
【０１１５】
また、前述の実施例１においては、基地局１２は送信制御部３７および送信開始要求部３９を有し、送信制御部３７を機能させることによる送信基地局１２Ｔとして振る舞う一方、送信開始要求部３９を機能させることにより受信基地局１２Ｔとして振る舞うことができるものとされたが、これに限られない。すなわち、送信制御部３７のみを有し、送信開始要求部３９を有しないことにより専ら送信基地局１２Ｔとして機能する基地局と、送信開始要求部３９のみを有し、送信制御部３７を有しないことにより専ら受信基地局１２Ｒとして機能する基地局とにより移動局測位システム８が構成されてもよい。実施例２においても同様である。
【０１１６】
また、前述の実施例１においては、受信基地局１２Ｒが測位のための電波が使用中であるか否かを判断し、使用中でないと判断される場合に送信基地局１２Ｔに送信要求信号（ＲＴＳ信号）を送信する送信開始要求部３９を有し、送信基地局１２Ｔの送信制御部３７は前記送信開始要求部３９から送信要求信号を受信する場合に測位のための電波の送信の開始を制御するものとされた。また、前述の実施例２においては、送信基地局１２Ｔが測位のための電波が使用中であるか否かを判断する送信開始判定部３８を有し、送信制御部３７は前記送信開始判定部３８において電波が使用中でないと判断される場合に測位のための電波の送信の開始を制御するものとされた。本発明の移動局測位システム８はかかる態様に限られず、これらが同時に機能させられる態様も可能である。すなわち、受信基地局１２Ｒが測位のための電波が使用中であるか否かを判断し、使用中でないと判断される場合に送信基地局１２Ｔに送信要求信号（ＲＴＳ信号）を送信する送信開始要求部３９を有し、送信基地局１２Ｔが測位のための電波が使用中であるか否かを判断する送信開始判定部３８を有し、送信基地局１２Ｔの送信制御部３７は前記送信開始要求部３９から送信要求信号が受信され、かつ前記送信開始判定部３８において電波が使用中でないと判断される場合に測位のための電波の送信の開始を制御するものとされてもよい。
【０１１７】
また、サーバ１４の制御作動については、その一例を図８のフローチャートに示したが、それに限られない。例えば、図８のフローチャートにおいては、サーバ１４は全ての送信基地局１２Ｔとされる基地局１２に対し電波の送信を行なわせるとともに、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０に対しその電波の受信および受信強度の算出を行なわせた後に（ＳＡ１乃至ＳＡ８）、各基地局１２に対しそれまでに受信した電波の受信強度についての情報を送信させ、これを受信するものとされた（ＳＡ９乃至ＳＡ１８）が、これにかぎられない。例えば、図７のタイムチャートに示したように、送信基地局１２Ｔが送信を行なうごとに、その送信により送信された電波の受信結果についての情報を送信させ、これを受信するものとされてもよい。
【０１１８】
また、前述の実施例においては送信基地局１２Ｔが送信する測位のための電波については限定されないが、特に送信基地局１２Ｔによる測位のための電波の送信が、複数回の電波の送信から構成されるものとすることができる。具体的には例えば、送信基地局１２Ｔは測位のための電波の送信を、所定の送信時間における送信と、所定の休止時間だけ送信中止とを所定回数繰り返すことができ、更に前記送信基地局１２Ｔによる複数回の電波の送信は、その電波の周波数を送信ごとに異なるものとして行なうことができるとともに、前記所定の送信時間は送信ごとに異なるものとすることができる。この場合、この測位のための電波を受信する移動局１０および受信基地局１２Ｒにおいては、前記送信基地局１２Ｔにより送信される電波の周波数や送信時間に対応して電波の受信を行なうものとされ、移動局１０および受信基地局１２Ｒの受信強度検出部２８および４０においては、前記繰り返し行なわれる前記複数回の送信のそれぞれについて電波の受信強度の算出が行われる。そして、算出された前記複数回の送信のそれぞれについて電波の受信強度のうち、例えばその受信強度が所定の想定範囲を上回る、もしくは下回ることなどに基づいて電波の干渉などの影響を受けたと判断される受信強度を除外してそれらの平均を算出し、算出される平均を測位のための電波の受信強度とすることができる。このようにすれば、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との間の電波の送受信を複数回行なうことにより複数回得られる受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度および移動局１０における電波の受信強度、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒとの間の距離、および、受信基地局１２Ｒおよび移動局１０のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナ３２、２２の利得に基づいて、送信基地局１２Ｔと移動局１０との距離を算出する測距部５８を有する移動局測位システム８において、送信基地局１２Ｔと受信基地局１２Ｒおよび移動局１０との間の電波の送受信において干渉などが生じた場合においても、その干渉が受信基地局１２Ｒにおける電波の受信強度および移動局１０における電波の受信強度の受信強度に与える影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施例である移動局測位システムの構成の概要を説明する図である。
【図２】図１の移動局測位システムを構成する移動局の有する機能の概要を説明する図である。
【図３】図１の移動局測位システムを構成する基地局の有する機能の概要を説明する図である。
【図４】図１の移動局測位システムを構成するサーバの有する機能の概要を説明する図である。
【図５】測距部による送信基地局と移動局との距離の算出作動を説明する図である。
【図６】測位部による移動局の位置の算出作動を説明する図である。
【図７】サーバ、送信基地局、受信基地局、および移動局１０の間における信号および電波の送受信の一例を表わすタイムチャートである。
【図８】サーバの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図９】図８の測位中止判定ルーチンの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】送信基地局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０の送信開始判定ルーチンの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１２】受信基地局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１３】移動局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の別の実施例における移動局の有する機能の概要を説明する図であって、図２に対応する図である。
【図１５】図１４の移動局の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２０】
８：測位システム
１０：移動局
１２：基地局
１２Ｔ：送信基地局
１２Ｒ：受信基地局
２２：アンテナ（移動局）
３２：アンテナ（基地局）
３７：送信制御部
３８：送信開始判定部
３９：送信開始要求部
５２：測距部
５６：実行中止部
５８：測位部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の位置に設置される複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
該複数の基地局のうちいずれか１の送信基地局から送信された電波を他の前記基地局のうちの少なくとも１の受信基地局および前記移動局において受信し、該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出する測距部と、
前記複数の基地局のうち少なくとも異なる３局を前記送信基地局とすることにより前記測距部によって得られる、前記３局の送信基地局のそれぞれと前記移動局との距離のそれぞれに基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、
を有することを特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記受信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断し、使用中でない場合に前記送信基地局に対し送信開始要求信号を送信する送信開始要求部を有し、
前記送信基地局は、該受信基地局の送信開始要求部からの該送信開始要求信号を受信した場合に電波の送信を開始する送信制御部を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記送信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する送信開始判定部を有し、
該送信開始判定部により使用中でないと判断される場合に電波の送信を開始する送信制御部を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記測距部は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との間の電波の送受信を複数回行なうことにより複数回得られる該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出すること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記送信基地局から送信され前記受信基地局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化と、該送信基地局から送信され前記移動局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化との類似度を比較し、該類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、前記測距部における前記送信基地局と前記移動局との距離の算出を中止する実行中止部を有すること、
を特徴とする請求項４に記載の移動局測位システム。
【請求項１】
既知の位置に設置される複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
該複数の基地局のうちいずれか１の送信基地局から送信された電波を他の前記基地局のうちの少なくとも１の受信基地局および前記移動局において受信し、該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出する測距部と、
前記複数の基地局のうち少なくとも異なる３局を前記送信基地局とすることにより前記測距部によって得られる、前記３局の送信基地局のそれぞれと前記移動局との距離のそれぞれに基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、
を有することを特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記受信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の使用判定時間において使用中であるか否かを判断し、使用中でない場合に前記送信基地局に対し送信開始要求信号を送信する送信開始要求部を有し、
前記送信基地局は、該受信基地局の送信開始要求部からの該送信開始要求信号を受信した場合に電波の送信を開始する送信制御部を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記送信基地局は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との電波の送受信に用いられる電波の周波数が予め定められた所定の送信待機時間において使用中であるか否かを判断する送信開始判定部を有し、
該送信開始判定部により使用中でないと判断される場合に電波の送信を開始する送信制御部を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記測距部は、前記送信基地局と前記受信基地局および前記移動局との間の電波の送受信を複数回行なうことにより複数回得られる該受信基地局における電波の受信強度および前記移動局における電波の受信強度、前記送信基地局と前記受信基地局との間の距離、および、前記受信基地局および前記移動局のそれぞれにおいて電波の受信に用いられるアンテナの利得に基づいて、前記送信基地局と前記移動局との距離を算出すること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記送信基地局から送信され前記受信基地局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化と、該送信基地局から送信され前記移動局において受信された電波の前記受信強度の時系列的変化との類似度を比較し、該類似度が所定のしきい値よりも低い場合には、前記測距部における前記送信基地局と前記移動局との距離の算出を中止する実行中止部を有すること、
を特徴とする請求項４に記載の移動局測位システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−８５２７３（Ｐ２０１０−８５２７３Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５５３８８（Ｐ２００８−２５５３８８）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]