移動端末位置推定装置、移動端末位置推定方法及び電波環境指標算出方法
【課題】
ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信電界強度）を利用した移動端末の位置推定は、フェージングとＮＬＯＳ（Non Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ：見通し外）、すなわち電波環境の影響で、位置推定の誤差が一定しないという問題がある。
【解決手段】
移動端末は、アクセスポイントから送信される信号を帯域可変して受信してＲＳＳＩを算出し、そこから電波環境指標を算出する。この指標算出をアクセスポイント毎に行うことによって位置推定時の各アクセスポイントの重みづけに用いる。
ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信電界強度）を利用した移動端末の位置推定は、フェージングとＮＬＯＳ（Non Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ：見通し外）、すなわち電波環境の影響で、位置推定の誤差が一定しないという問題がある。
【解決手段】
移動端末は、アクセスポイントから送信される信号を帯域可変して受信してＲＳＳＩを算出し、そこから電波環境指標を算出する。この指標算出をアクセスポイント毎に行うことによって位置推定時の各アクセスポイントの重みづけに用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮなどの無線通信システムの移動端末位置の推定に係り、特にアクセスポイントから受信した受信信号より、受信電界強度を利用して移動端末位置を推定する移動端末位置推定装置、移動端末位置推定方法及び電波環境指標算出方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳを搭載しない移動端末に搭載された無線機で、無線ＬＡＮのアクセスポイント（以下ＡＰと表現）から送信される信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ: Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を測定・収集し、収集したＲＳＳＩデータから、移動端末の位置を推定するシステムが知られている。
【０００３】
例えば、複数のＡＰによるＲＳＳＩのパターンが、場所によって異なるという性質を利用し、あらかじめ測定対象の場所毎にＲＳＳＩパターンの収集を行ってデータベースを構築し、実際の利用時には、得られたＲＳＳＩパターンと、データベースの内のＲＳＳＩパターンが最も近くなる場所を推定結果として出力する方法がある。また、別の例ではＡＰからの距離と、ＲＳＳＩの値との関係が、電界強度の距離減衰（パスロス）曲線に近似できる事を利用し、得られたＲＳＳＩの組み合わせから距離を推定し、推定された距離と、あらかじめ与えられるＡＰの位置の情報から、例えば、三辺測量の原理を用いて移動端末の位置を推定する方法を採っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４７５５６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】電子情報通信学会論文誌 Ｂ ＶｏｌＪ８９−Ｂ Ｎｏ−５ ｐｐ．７４２−７５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実際の無線チャネルにおいては、信号の多重反射（マルチパス）と、移動端末自身及び周辺の人・物体の移動があり、その結果として、フェージングが生じて、ＲＳＳＩ値は大きく変動する。そのため、前述したようなＲＳＳＩを用いた位置推定方式は大きな影響を受ける。そのため、フェージング対策を行うのが一般的である。例えば、非特許文献１では、ＲＳＳＩのフェージングによる変動を指数分布と見なした上で、最尤推定法を用い、移動端末の位置推定の性能の向上を図っている。しかしながら、フェージングの特性は各場所で大きく異なる。そのため、上記のようなフェージング対策を施したとしても、場所による測定誤差のばらつきが生じる。また、フェージング対策によりフェージングの影響を除いたＲＳＳＩが算出できても、移動端末とＡＰの間に障害物がある場合は位置推定の誤差が大きくなる。これは、移動端末とＡＰ間に障害物がある見通し外の状態（ＮＬＯＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔと呼ばれる）では、電波が障害物を通過する際の吸収、端部での回折、あるいは他の物体に反射して迂回される等の距離減衰以外の減衰を受けるため、移動端末とＡＰ間の直線距離が計算出来ないことに起因する。これに対し、例えば、特許文献１では遮蔽物などの影響を受けた環境下での端末位置の推定システムとして電波の到来時刻と受信信号強度から位置推定を行うシステムが開示されている。なお、ＮＬＯＳに対し、見通しがある状態はＬＯＳ（ＬＯＳ：Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）と呼ばれる。
【０００７】
ＲＳＳＩを利用した移動端末の位置推定は、上述したように、フェージングとＮＬＯＳの影響、すなわち電波環境のために、位置推定の誤差が一定しないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
無線通信システムの移動端末周辺の複数のアクセスポイントから受信した無線通信システムに係る受信信号、たとえば通信パラメータおよび同期情報を通知するためにＡＰから定期的に送信されるビーコンパケットなど、から算出した各アクセスポイントのＲＳＳＩを、受信信号を帯域幅可変して算出した帯域可変ＲＳＳＩ及び、それを用いて算出される電波環境指標の評価基準で判定し、判定結果を考慮に入れたアクセスポイントのＲＳＳＩより移動端末の測位計算を行い、移動端末の位置を推定する。
【０００９】
また、受信信号の帯域幅の可変はアクセスポイントからの受信信号の本来の帯域より狭帯域に設定し、ＲＳＳＩの評価は電波環境指標としてのＣＤＦ（Ｃｕｍｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：確率密度関数）の傾き、あるいはＲＳＳＩの分散値で行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信先との電波環境を判定し、判定結果に応じて移動端末の位置推定を予測し、精度の良い移動端末位置の推定ができる移動端末位置装置、移動端末位置推定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の移動端末位置推定システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の移動端末位置推定の基本手順を示す図である。
【図３】本発明の移動端末の位置推定算出手順（最小二乗法）を示す図である。
【図４】本発明の移動端末の位置推定算出手順（最尤推定法）を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の移動端末の位置推定ＲＳＳＩ算出手順を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の電波環境算出とその判定手順（その１）を示す図である。
【図７】本発明の電波環境指標算出とその判定手順（その１）のＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）の分散値を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その３）を示す図である。
【図１１】本発明の電波環境指標算出その判定手順（その３）の帯域可変ＲＳＳＩ算出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の一実施形態の移動端末位置推定システムを示す図である。移動端末位置推定システムは、無線ネットワーク１内の複数の移動端末２（１つの移動端末のみ図示）及び複数のアクセスポイントＡＰ３−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）と移動端末位置推定装置４と、で構成する。
【００１３】
移動端末位置推定装置４は、移動端末２の内部に構成されている。移動端末２は、複数のＡＰからの信号、たとえばビーコンパケット、を受信機１０で受信し、受信信号は、移動端末位置推定装置４に送られる。移動端末位置推定装置４では、受信した各アクセスポイントの時間域信号を受信信号の帯域幅で決まる受信信号所定周期でサンプリングして、ＲＳＳＩ計算部１（１１）の経路とＲＳＳＩ計算部２（１４）への経路に送り出す。
【００１４】
なお、本発明を実施するためには、必ずしもこの構成である必要はない。例えば、移動端末位置推定装置４は、移動端末２とネットワークを経由して接続され、受信機１０のデータを送る事が可能な別のサーバ上でも良い。さらに、各計算部は、必ずしも同じ端末・サーバ上に存在する必要はなく、各部位が相互に接続され、所定のデータのやりとりが可能であればよい。また、以下の説明ではＡＰから移動端末２へ送られた信号を用いてＲＳＳＩを計算し、それを用いて位置推定を行うが、電波の相反性より、移動端末２から送信された信号を、各ＡＰで受信した信号に対して同様の演算を行ってもよい。
説明は１つのＡＰからの受信信号の流れについて説明するが、全てのＡＰからの受信号について行われる。
【００１５】
ＲＳＳＩ計算部１（１１）の経路では受信信号所定周期の各サンプリング点の振幅よりＲＳＳＩを算出するＲＳＳＩ計算部１（１１）、算出したＲＳＳＩと以下に述べる電波環境指標計算・判定部１５での判定結果を基に移動端末２の位置測位を行う測位計算部１２で構成する。
【００１６】
一方、ＲＳＳＩ計算部２（１４）の経路では、受信信号の所定周期の信号の帯域幅を可変にする帯域幅可変部１３、帯域幅を可変させた受信信号の帯域幅可変ＲＳＳＩを算出するＲＳＳＩ計算部２（１４）、算出したＲＳＳＩより電波環境指標を算出、判定しＲＳＳＩ計算部１（１１）の算出したＲＳＳＩを移動端末２の位置測位に適用するか否かのフラグを生成する電波環境指標計算・判定部１５で構成する。さらにＲＳＳＩ算出に用いる情報の保持、算出したＲＳＳＩを一時的に保持するＤＢ（データベース）１６で構成する。
【００１７】
帯域幅可変部１３、電波環境指標計算・判定部１５、測位計算部１２の処理内容について説明する。
１）帯域幅可変部１３は受信機１０からの受信信号の所定周期の信号列より受信信号の帯域幅を時間間引きにより、あるいは帯域指定により、あるいはフィルタを用いて帯域幅可変を行う。
【００１８】
時間間引きによる帯域可変は、受信機１０からの受信信号所定周期のサンプリング点の信号列の信号を間引くことにより帯域幅を可変にする。例えば、元の信号列を２回に１回間引くことにより帯域が元の帯域の１／２となり、さらに同じ間引を行うと帯域は１／４に低下した信号が生成できる。
【００１９】
帯域指定による帯域可変は、受信機からの受信信号所定周期のサンプリング点の信号列をＦＦＴ変換により周波数領域に変換し、得られた周波数領域中で帯域指定を行い、帯域幅を可変にする。
【００２０】
フィルタを用いた帯域幅可変は、所定の帯域特性を持たせたディジタルフィルタを構成して受信信号の帯域幅を可変にする。ここで、フィルタは必ずしもディジタルフィルタである必要はなく、例えばアナログフィルタでもよい。
２）電波環境指標計算・判定部１５は、電波環境指標として累積確率密度関数（ＣＤＦ：Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、あるいは分散値を算出して、位置推定に用いる各ＡＰからのＲＳＳＩのＬＯＳ、ＮＬＯＳの判定を行う。
【００２１】
ＬＯＳ、ＮＬＯＳの判定は、位置端末位置推定装置４の位置から等距離にＡＰが位置していてもＮＬＯＳの場合、環境により電波が大きな減衰を受けてＲＳＳＩが小さくなり、位置推定誤差の要因となる。従って、ＡＰがＬＯＳの状態にあるかＮＬＯＳの状態にあるかを判別し、ＬＯＳ判定のＡＰのＲＳＳＩにより位置算出することが重要である。
【００２２】
電波環境指標計算・判定部１５は、算出されたＲＳＳＩのＣＤＦの傾きによりＬＯＳかＮＬＯＳの判定評価を行う。なお、信号帯域幅とそのＬＯＳ、ＮＬＯＳの判定について、一般的に次の性質が知られている。ＲＳＳＩ測定の帯域幅がコヒーレント帯域幅よりも十分大きいと、複数パスの平均化効果により、ＲＳＳＩ値のフェージング変動は小さくなる。逆に言えば、ＲＳＳＩ測定の帯域幅が十分小さければ、ＲＳＳＩ値のフェージングの変動は大きく見える。また、ＬＯＳ環境では、フェージング変動は小さく、ＮＬＯＳ環境では、フェージング変動は大きくなる。従って、ＲＳＳＩの傾きによるＬＯＳあるいはＮＬＯＳの判定において、ＲＳＳＩ測定の帯域幅が広い場合にはＬＯＳとＮＬＯＳのフェージング変動の差があまり無い場合でも、ＲＳＳＩ測定の帯域幅を狭くすることにより、顕著な差が見られ、ＬＯＳとＮＬＯＳの弁別が容易になる。
【００２３】
また、電波環境指標計算・判定部１５は、算出されたＲＳＳＩの分散値の大きさ（集中度）によりＬＯＳかＮＬＯＳの判定評価を行う。ＬＯＳ環境の場合、ＲＳＳＩの分散値は大きくなる。
３）測位計算部１２は移動端末位置を算出する。受信信号のＲＳＳＩを基に移動端末の位置を推定する方法については、最小二乗法、あるいは最尤推定法が知られている。複数ＡＰと、各ＡＰについて、複数パケットのＲＳＳＩから移動端末２の位置を推定する手順は図３、図４で説明する。
【００２４】
図２は本発明の一実施形態の移動端末位置推定の基本手順を示す図である。
【００２５】
Ｓ１：受信信号情報、帯域幅可変情報、電波環境指標、電波環境指標算出のパラメータの初期設定を行う。
【００２６】
受信信号情報は、受信信号の帯域幅で決まる所定周期Ｔａと２つの所定最小数Ｍ１、所定最小数Ｍ２である。Ｍ１は受信信号の通信プロトコル上の１つのパケットの受信信号からＲＳＳＩを算出するのに必要な最小サンプル数であり（ＲＳＳＩ算出最小サンプル数）、Ｍ２は移動端末２の位置推定に用いるために必要なＲＳＳＩの最小数である（測位算出最小ＲＳＳＩ数）。
【００２７】
帯域幅可変情報は受信信号の帯域幅可変の方法である。電波環境指標は指定する電波環境指標である。パラメータ（所定最小数２種）は電波環境指標評価に必要な所定数であり、帯域可変ＲＳＳＩ算出最小サンプル数と電波環境指標算出最小パケット数である。
Ｓ２：受信機１０からのＡＰ毎の信号を所定周期Ｔａでサンプリングする。下記Ｓ３〜Ｓ８の処理はＡＰの数Ｎ全てについて行う。
Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５：所定数Ｍ２のパケットについて、パケット毎に測位計算に用いるＲＳＳＩを算出する手順である。
【００２８】
順次受信する通信プロトコルの１つのパケットより、Ｔａの周期でサンプリングし、その数が該当のパケットでのＲＳＳＩを算出するのに必要な所定数Ｍ１になるまでサンプリング値を保持し、Ｍ１になった場合そこからＲＳＳＩを算出し、保持する。同様に、順次受信するＭ２個のパケットについてＲＳＳＩを算出し保持する。Ｓ６〜Ｓ８の処理によるフラグ指示が「該当のＡＰのＲＳＳＩは位置測位に適用可能」の場合、該当ＡＰのＭ２個のＲＳＳＩを測位計算部１２に送る。
Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８：指定した電波環境指標を基にＳ３、Ｓ４、Ｓ５で算出した該当のＡＰのＲＳＳＩが測位計算に適用可能か否かの判定を行う手順である。
【００２９】
１つのパケットからの受信信号の帯域幅を可変（受信信号の帯域幅より狭帯域にする）した信号をサンプリングし、その数が指定した帯域可変ＲＳＳＩ算出に必要な所定の数（帯域可変ＲＳＳＩ算出最小サンプル数）になるまで、サンプリング値を保持する。所定数になった場合、保持するサンプリング値より帯域可変ＲＳＳＩを算出し、保持する。
【００３０】
次のパケットより同様に電波環境指標評価の所定数（電波環境指標算出最小パケット数）のパケットについて行う。保持する電波環境指標算出最小パケット数の帯域可変ＲＳＳＩより、指定の電波環境指標を算出し、所定の基準を満たすか否か判定し、判定結果により以下のフラグを生成する。
ア．所定値を満たす ：該当のＡＰのＭ２個のＲＳＳＩは移動端末位置測位に適用する。
イ．所定値を満たさない：該当のＡＰのＭ２個のＲＳＳＩは移動端末位置測位に適用しない。
Ｓ９：位置測位に適用可能と判定されたＡＰの各々、Ｍ２個のＲＳＳＩより移動端末の位置を算出する。(位置測位の方法図３、図４）
次に、複数（Ｎ個）のＡＰから、ＡＰ毎に複数Ｍ２個のパケットから算出したＲＳＳＩから移動端末２の位置を推定する方法として、最小二乗方法、最尤推定法について説明する。下記の「ｉ」、「ｋ」は後述するＡＰの数（Ｎ）、ＡＰ毎に複数のＲＳＳＩを算出するパケットの数Ｍ２に対応し、ｉ＝１〜Ｎ、ｋ＝１〜Ｍ２となる。
【００３１】
一般的に、電波は距離ｒによる減衰を受けるため、送信電力一定の場合の受信電力ｐは送信電力が一定とすれば、（式１）と表される。
【００３２】
【数１】
ここで、α、βは環境により決まるパラメータである。（式１）を基に移動端末の位置推定の手順を図３、図４で説明する。
【００３３】
図３は本発明の移動端末の位置推定算出手順（最小二乗法）を示す図である。
Ｓ１１：位置ｘｉにあるｉ番目のＡＰのｋ番目の信号によるＲＳＳＩ値を（式２）で算出する。
【００３４】
位置ｘ＝（ｘ，ｙ）にある移動端末の位置ｘｉにあるｉ番目のＡＰから受信したｋ番目の信号によるＲＳＳＩ値（ｐｉ，ｋ）は（式１）を用いて（式２）となる。
【００３５】
【数２】
ここで、ｎは雑音である。
Ｓ１２：移動端末の推定位置を（式３）、（式４）、（式５）で算出する。
１）ＡＰのｋ番目の信号による移動端末の推定位置を（式３）で算出する。
【００３６】
この時、移動端末が得た全てのＡＰからの受信電力を
【００３７】
【数３】
なるベクトルとすれば、移動端末のｋ番目の信号からの推定位置
【００３８】
【数４】
は（式３）となる。
【００３９】
【数５】
ここで、
【００４０】
【数６】
であり、
【００４１】
【数７】
である。
【００４２】
２）全てのＡＰを加味した移動端末の位置を（式４）で算出する。
【００４３】
全てのＡＰを加味した、ＲＳＳＩを算出する数（ｋ＝１〜Ｍ２）の信号から推定する移動端末の位置は（式４）となる。
【００４４】
【数８】
３）ＡＰ毎に重みの重要度を加味した移動端末の位置を（式５）で算出する。
【００４５】
ＡＰ毎のＲＳＳＩに重要度を加味する場合は、移動端末の推定位置は（式５）となる。
【００４６】
【数９】
ここで、ＷはＡＰ毎の重要度に対応した重み行列で、０≦ｗｉ≦１であり、ｗｉが「１」に近い程、該当のＡＰのデータが重視され、「０」の場合は全く反映されない。
【００４７】
図４は本発明の移動端末の位置推定算出手順（最尤推定法）を示す図である。
【００４８】
最小二乗法は通信路が白色雑音のみの影響を受けるＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）を想定したものと等価である。しかし、一般に無線通信路はフェージングの影響を受ける。信号がレイリーフェージングを受ける場合、その信号電力は指数分布になる。そこで、レイリーフェージングの影響を受けた場合について移動端末の位置推定について説明する。
Ｓ１５：移動端末とＡＰの距離ｒでの確率密度（式６）、尤度（式７）を算出する。
【００４９】
受信電力の距離ｒでの条件付き確率密度分布は、平均電力
【００５０】
【数１０】
を用いて（式６）となる。
【００５１】
【数１１】
また、尤度はＰ＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｋ）但し、Ｐｋ＝（Ｐｉ，ｋ，Ｐ２，ｋ，・・・Ｐｉ，ｋ・・・Ｐｎ，ｋ））を用いて（式７）と表される。
【００５２】
【数１２】
Ｓ１６：移動端末の位置を（式８）で算出する。
【００５３】
移動端末の位置の位置を尤度を用いて算出する。求める推定位置
【００５４】
【数１３】
は尤度が最大になる地点であり、対数尤度を用いて（式８）で算出できる。
【００５５】
【数１４】
ここで、尤度は（式９）である。
【００５６】
【数１５】
Ｓ１７：対数尤度を（式１０）算出する。
【００５７】
対数尤度は（式１０）となる。
【００５８】
【数１６】
Ｓ１８：ＡＰ毎に重要度を加味した重み行列を導入した対数尤度を（式１１）で算出する。
【００５９】
ＡＰ毎の重みを加味した重み行列を導入した対数尤度を算出する。
ＡＰ毎の重みを加味した重み行Ｗ（Ｗ＝（ｗ１，ｗ２，・・ｗｉ・・・ｗＮ））とすると、重み付き対数尤度は（式１１）で表される。
【００６０】
【数１７】
Ｓ１９：移動端末の位置を対数尤度（式１０）あるいは（式１１）を用いて（式８）で算出する。
【００６１】
移動端末の位置を対数尤度、重み付き対数尤度を用いて算出する。（式９）の代わりに（式１０）を用いて移動端末の位置を推定する。さらにＡＰ毎の重要度に応じて重み付けを行う場合は、（式９）の代わりに（式１１）を用いて電波環境に対応したて移動端末の位置を推定できる。なお、（式１１）の先頭行の
【００６２】
【数１８】
は、２行目以降で用いられる演算を実行するための演算子である。また、重み行列の要素ｗｉは、０≦ｗｉ≦１であり、最小二乗法と同様にｗｉが「１」に近い程、該当のＡＰのデータが重視され、「０」の場合は全く反映されない。
【００６３】
図５は本発明の一実施形態の移動端末の位置推定用ＲＳＳＩ算出手順を示す図である。
【００６４】
Ｓ２１：受信信号情報として、受信信号取得所定周期Ｔａ、ＲＳＳＩ算出最小サンプル数Ｍ１、測位算出最小ＲＳＳＩ数Ｍ２の初期設定を行う。
【００６５】
受信信号取得所定周期Ｔａは受信信号の帯域幅で決まる所定周期である。Ｍ１は１つのパケットについてＲＳＳＩ算出するために必要な所定周期Ｔａの受信信号サンプル数である。Ｍ２は１つのパケットから算出するＲＳＳＩを測位計算に必要な複数のパケットついて行うために必要な最小パケット数である。
Ｓ２２：Ｓ２３〜Ｓ２６の手順をＡＰ毎に全てのＡＰについて行う。
Ｓ２３：測位計算に用いる該当ＡＰのＲＳＳＩを算出する手順である。
【００６６】
該当ＡＰの１つのパケットより位置対応の受信信号サンプリングを帯域で定まる受信信号取得周期Ｔａ間隔でＭ１個取得し、サンプル数がＭ１になった時、このＡＰでのＲＳＳＩを算出し、保持する。
Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６：Ｓ２３の処理を順次受信する所定のパケット数Ｍ２について行う手順である。
【００６７】
Ｓ２３の処理を順次、次のパケットより、取得したＭ２個のＲＳＳＩを算出し保持する。
Ｓ２７：電波環境指標判定結果が所定の基準を満たすＡＰの各々、Ｍ２個のＲＳＳＩを測位計算部に送る。
【００６８】
図６は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その１）を示す図である。電波環境指標としてＲＳＳＩのＣＤＦの傾きからＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定について説明する。
【００６９】
Ｓ３１：帯域幅可変情報、電波環境指標、電波環境指標パラメータ（閾値）、パラメータ所定数の初期設定を行う。
【００７０】
帯域幅可変は、受信信号の間引きで行い、その信号取得間隔はＴｂである。電波環境指標はＣＤＦであり、ＣＤＦの傾きの閾値はＬである。また、パラメータ所定数は、帯域可変ＲＳＳＩ算出サンプル数Ｍ１ａと電波環境指標（ＣＤＦ）算出最小パケット数Ｍ２ａである。
【００７１】
Ｍ１ａは１つのパケットについて帯域可変した受信信号よりＲＳＳＩ算出するために必要な所定周期Ｔｂの受信信号サンプル数であり、Ｍ２ａは、サンプル数Ｍ１ａから算出する１つのパケットのＲＳＳＩを、電波環境指標（ＣＤＦ）の評価のために必要とする最小パケット数である。
Ｓ３２：以下の処理をＡＰ毎に全てのＡＰについて行う。
Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３５、Ｓ３６：該当のＡＰからの受信信号のパケットを帯域可変した信号列のＭ１ａ個のサンプル数から帯域可変ＲＳＳＩを算出する手順である。
【００７２】
該当ＡＰの時刻Ｔj（ｊ＝１）での受信信号をサンプリングし、その時刻でのサンプル値を保持する。ｊ＝ｊ+１とし、時刻Ｔｊ＝Ｔｊ+Ｔｂの時刻の受信信号を順次サンプリングする。帯域幅可変の処理は、例えば、信号取得周期Ｔｂを２×Ｔａとして順次サンプリングする信号系列の帯域は、元の受信信号の帯域の１／２となる（具体的には、帯域幅の信号を２回に1回間引くと帯域は１／２となる）。Ｍ１ａ個のサンプル値より該当のパケットでのＲＳＳＩを算出し保持する。
Ｓ３７、Ｓ３８：Ｓ３３〜Ｓ３６の処理を所定パケット数Ｍ２ａ行い、電波環境指標ＣＤＦを評価する手順である。
【００７３】
Ｍ２ａのパケットについて、各々、帯域可変ＲＳＳＩを算出する（Ｓ３３〜Ｓ３６）を行い、保持する該当のＡＰのＭ２ａ個の帯域可変ＲＳＳＩより算出されるＣＤＦの傾きが閾値Ｌを越えたか否かにより評価し、ＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定を行う（ＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定：図７）
Ｓ３９：ＬＯＳ、ＮＬＯＳ判定結果によりフラグを生成する手順である。
【００７４】
評価結果により、以下のフラグを生成する。
ＬＯＳ判定：［該当のＡＰを測位計算に適用する」フラグ
ＮＬＯＳ判定：「該当のＡＰは測位計算に適用しない」フラグ
なお、図７に示す傾きがＬより大きい場合はＬＯＳ判定であり、小さい場合はＮＬＯＳ判定であるが、後に記載するように大きさに応じてウェイトwｉを計算しても良い。
【００７５】
図７は本発明の電波環境指標算出とその判定手順（その１）のＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定例を示す図である。
【００７６】
ＲＳＳＩの累積確率密度分布関数ＣＤＦ（Ｃｕｍｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｏｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を基にＬＯＳ指標とその判定例を示している。
【００７７】
二次元座標で表現したＣＤＦ特性の傾き算出の切片（所定の立ち上がり点、収束域点の値）より特性の傾きｇを算出する。ｇは（式１２）のように表わされる。
【００７８】
【数１９】
ここで、Ｃ１、Ｃ２は得られたＲＳＳＩのＣＤＦとし、ｆ−１（ｃ）は図面化したＣＤＦ特性を近似した関数の逆関数である。
ア.ＬＯＳ判定
この場合、傾きｇが所定の閾値より大きいのでＬＯＳと判定する。
イ.ＮＬＯＳ判定
この場合、傾きｇが所定の閾値より小さいのでＮＬＯＳと判定する。
【００７９】
図８は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）を示す図である。図６で述べた電波環境指標ＣＤＦの傾きでの評価を分散値の大きさでの評価に変えた手順である。一部重複して説明する。
【００８０】
Ｓ４１：帯域幅可変情報、電波環境指標、電波環境指標パラメータ（閾値）、パラメータ所定数の初期設定を行う。
【００８１】
帯域幅可変は信号間引きで行い、その信号取得周期はＴｂである。電波環境指標は分散値であり、その分散値閾値はＢである。また、パラメータ所定数は帯域可変ＲＳＳＩ算出サンプル数Ｍ１ｂと電波環境指標（分散）算出最小パケット数Ｍ２ｂである。
【００８２】
Ｍ１ｂは１つのパケットについて、帯域可変した受信信号よりＲＳＳＩを算出するために必要な所定周期Ｔｂの受信信号サンプル数であり、Ｍ２ｂは、サンプル数Ｍ１ｂから算出する１つのパケットのＲＳＳＩを、電波環境指標分散の評価のために必要とする最小パケット数である。
Ｓ４２： 以下の処理をＡＰ毎に全てのＡＰについて行う。
Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６：各ＡＰからの１つのパケットの受信信号から帯域可変した信号列からＭ１ｂ個のサンプル数から帯域可変ＲＳＳＩを算出する手順である。
【００８３】
該当ＡＰの時刻Ｔj（ｊ＝１）での受信信号をサンプリングし、サンプル値を保持する。ｊ＝ｊ+１とし、時刻Ｔｊ＝Ｔｊ+Ｔｂの時刻の受信信号を順次サンプリングする。帯域幅可変の処理は、図５の例と同様である。
Ｓ４７、Ｓ４８：Ｓ４４〜Ｓ４６の処理を所定パケット数Ｍ２ｂ行い、電波環境指標分散を評価する手順である。
【００８４】
Ｍ２ｂのパケットについて、各々、帯域可変ＲＳＳＩを算出する（Ｓ４３〜Ｓ４６）を行い、保持する該当のＡＰのＭ２ｂ個の帯域可変ＲＳＳＩの分散値が閾値Ｂを越えたか否かにより評価する。こちらも、ＣＤＦの場合と同様、値の大きさに応じたウェイトｗｉを与えてもよい。（分散判定：図９）
Ｓ４９：分散値判定結果により以下のフラグを生成する。
所定値を満たす：「該当のＡＰは測位計算に適用する」フラグ
所定値を満たさない：「該当のＡＰは測位計算に適用しない」フラグ
なお、分散値がＢより小さい場合（所定値を満たす）はＬＯＳ判定であり、大きい場合（所定値を満たさない）はＮＬＯＳ判定である。
【００８５】
図９は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）の分散値を示す図である。電波環境指標としてＲＳＳＩの分散値の判定について説明する。
【００８６】
１つのＡＰiからの各時刻でのＲＳＳＩをＰi,k（k＝１〜Ｍ２ｂ）とすると分散は（式１３）で表される。
【００８７】
【数２０】
図１０は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その３）を示す図である。
Ｓ５１：帯域幅可変情報、電波環境指標パラメータ、所定数パラメータＭ１ｃ、Ｍ２ｃの初期設定を行う。
【００８８】
帯域幅可変は受信信号をＦＦＴにより変換した周波数域の領域を指定する。また、ＦＦＴ計算の受信信号取得周期は受信信号帯域幅で決まる所定周期Ｔａである。所定数パラメータは帯域可変ＲＳＳＩ算出サンプル数Ｍ１ｃと、電波環境指標算出最小パケット数Ｍ２ｃである。
【００８９】
Ｍ１ｃは１つのパケットについて受信信号の帯域幅で決まる所定周期Ｔａの受信信号サンプル数であり、Ｔａの周期で取得したサンプル数でＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）変換を行う。ここで、周波数領域に変換する信号処理であれば、必ずしもＦＦＴでなくても良い。例えば、ＤＦＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などでも良い。Ｍ２ｃはサンプル数Ｍ１ｃから算出するＲＳＳＩを、電波環境指標（ＣＤＦあるいは分散）の評価のために必要とする最小パケット数である。
Ｓ５２：対象の全てのＡＰについて、Ｓ５３〜Ｓ５５の処理を行う。
Ｓ５３、Ｓ５４：各ＡＰからの１つのパケットの受信信号からＦＦＴ変換した周波数領域に指定した領域のＲＳＳＩを算出する手順である。
【００９０】
受信信号の所定周期Ｔａの間隔で受信信号をＭ１ｃ個取得し、ＦＦＴを行い、周波数軸上への信号変換を行う。周波数軸上の指定された帯域の振幅を用いてその帯域でのＲＳＳＩを算出する。不連続に複数の領域を指定した場合はそのＲＳＳＩを算出し、保持する。
Ｓ５５、Ｓ５６：Ｓ５３〜Ｓ５４の処理を所定のパケット数Ｍ２ｃ行い、電波環境指標（ＣＤＦ、あるいは分散）による評価手順である。
【００９１】
保持する該当のＡＰのＭ２ｃ個のＲＳＳＩより電波環境指標（ＣＤＦあるいは分散値）により、評価し、判定した結果により、以下のフラグを生成する。
所定値を満たす ：該当のＡＰは移動端末位置測位に適用する」フラグ
所定値を満たさない：該当のＡＰは移動端末位置測位に適用しない」フラグ
【００９２】
なお、測位計算に用いる受信信号取得所定周期のＲＳＳＩの信号系列をＦＦＴ変換する代わりにチャネル推定等時に得られる周波数応答のデータを使い帯域を指定する方法も考えられる。また、変調方式がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の場合、ＯＦＤＭ復調時に作成する周波数軸上のデータを使い帯域を指定する方法も考えられる。
【００９３】
図１１は本発明の電波環境指標算出その判定手順（その３）の帯域可変ＲＳＳＩ算出例を示す図である。
【００９４】
ア．で示す受信信号は帯域可変部１３でＦＦＴ変換行い周波数域領域に変換され、イ．で示す帯域幅の信号となる。帯域幅可変部１３で、例えば、ウ．で示す４つの周波数域を指定し、その領域のＲＲＳＩのＲＳＳＩをＲＳＳＩ計算部２（１４）で算出する。その結果ＲＳＳＩ＃１、ＲＳＳＩ＃２、ＲＳＳＩ＃３、ＲＳＳＩ＃４を得る。これらを用いてこのＡＰでの帯域可変ＲＳＳＩを得る。
【００９５】
今回、傾きｇ、あるいは分散値が所定の閾値を満たすか否かにより、該当のＡＰを測位計算に用いるか否かの判定に用いる方法について示したが、さらに、傾きｇ、あるいは分散値の値、通信路の他の環境要素等を評価し、図３、図４で述べたＡＰ毎に測位計算に適用する重みを決定するパラメータを用いて移動端末の位置を推定する事も考えられる。
【００９６】
以上より、帯域可変した受信信号のＲＳＳＩのＣＤＦ、あるいは分散によるＬＯＳ、ＮＬＯＳ判定評価により、フェージング、移動端末とＡＰ間での障害物による影響（障害物による吸収、端部での回折）、あるいは他の物体に反射して迂回される等の距離減衰以外の減衰を受けた電波による影響（電波環境指標のばらつき、雑音等）を低減することにより、移動端末の位置推定の誤差を低減し、位置推定を精度良く実現できる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 無線ネットワーク
２ 移動端末
３−１、３−２、３−ｉ ＡＰ（アクセスポイント）
４ 移動端末位置推定装置
１０ 受信機
１１ ＲＳＳＩ計算部１
１２ 測位計算部
１３ 帯域幅可変部
１４ ＲＳＳＩ計算部２
１５ 電波環境指標計算・判定部
１６ ＤＢ（データベース）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮなどの無線通信システムの移動端末位置の推定に係り、特にアクセスポイントから受信した受信信号より、受信電界強度を利用して移動端末位置を推定する移動端末位置推定装置、移動端末位置推定方法及び電波環境指標算出方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳを搭載しない移動端末に搭載された無線機で、無線ＬＡＮのアクセスポイント（以下ＡＰと表現）から送信される信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ: Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を測定・収集し、収集したＲＳＳＩデータから、移動端末の位置を推定するシステムが知られている。
【０００３】
例えば、複数のＡＰによるＲＳＳＩのパターンが、場所によって異なるという性質を利用し、あらかじめ測定対象の場所毎にＲＳＳＩパターンの収集を行ってデータベースを構築し、実際の利用時には、得られたＲＳＳＩパターンと、データベースの内のＲＳＳＩパターンが最も近くなる場所を推定結果として出力する方法がある。また、別の例ではＡＰからの距離と、ＲＳＳＩの値との関係が、電界強度の距離減衰（パスロス）曲線に近似できる事を利用し、得られたＲＳＳＩの組み合わせから距離を推定し、推定された距離と、あらかじめ与えられるＡＰの位置の情報から、例えば、三辺測量の原理を用いて移動端末の位置を推定する方法を採っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４７５５６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】電子情報通信学会論文誌 Ｂ ＶｏｌＪ８９−Ｂ Ｎｏ−５ ｐｐ．７４２−７５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実際の無線チャネルにおいては、信号の多重反射（マルチパス）と、移動端末自身及び周辺の人・物体の移動があり、その結果として、フェージングが生じて、ＲＳＳＩ値は大きく変動する。そのため、前述したようなＲＳＳＩを用いた位置推定方式は大きな影響を受ける。そのため、フェージング対策を行うのが一般的である。例えば、非特許文献１では、ＲＳＳＩのフェージングによる変動を指数分布と見なした上で、最尤推定法を用い、移動端末の位置推定の性能の向上を図っている。しかしながら、フェージングの特性は各場所で大きく異なる。そのため、上記のようなフェージング対策を施したとしても、場所による測定誤差のばらつきが生じる。また、フェージング対策によりフェージングの影響を除いたＲＳＳＩが算出できても、移動端末とＡＰの間に障害物がある場合は位置推定の誤差が大きくなる。これは、移動端末とＡＰ間に障害物がある見通し外の状態（ＮＬＯＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔと呼ばれる）では、電波が障害物を通過する際の吸収、端部での回折、あるいは他の物体に反射して迂回される等の距離減衰以外の減衰を受けるため、移動端末とＡＰ間の直線距離が計算出来ないことに起因する。これに対し、例えば、特許文献１では遮蔽物などの影響を受けた環境下での端末位置の推定システムとして電波の到来時刻と受信信号強度から位置推定を行うシステムが開示されている。なお、ＮＬＯＳに対し、見通しがある状態はＬＯＳ（ＬＯＳ：Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）と呼ばれる。
【０００７】
ＲＳＳＩを利用した移動端末の位置推定は、上述したように、フェージングとＮＬＯＳの影響、すなわち電波環境のために、位置推定の誤差が一定しないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
無線通信システムの移動端末周辺の複数のアクセスポイントから受信した無線通信システムに係る受信信号、たとえば通信パラメータおよび同期情報を通知するためにＡＰから定期的に送信されるビーコンパケットなど、から算出した各アクセスポイントのＲＳＳＩを、受信信号を帯域幅可変して算出した帯域可変ＲＳＳＩ及び、それを用いて算出される電波環境指標の評価基準で判定し、判定結果を考慮に入れたアクセスポイントのＲＳＳＩより移動端末の測位計算を行い、移動端末の位置を推定する。
【０００９】
また、受信信号の帯域幅の可変はアクセスポイントからの受信信号の本来の帯域より狭帯域に設定し、ＲＳＳＩの評価は電波環境指標としてのＣＤＦ（Ｃｕｍｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：確率密度関数）の傾き、あるいはＲＳＳＩの分散値で行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信先との電波環境を判定し、判定結果に応じて移動端末の位置推定を予測し、精度の良い移動端末位置の推定ができる移動端末位置装置、移動端末位置推定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の移動端末位置推定システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の移動端末位置推定の基本手順を示す図である。
【図３】本発明の移動端末の位置推定算出手順（最小二乗法）を示す図である。
【図４】本発明の移動端末の位置推定算出手順（最尤推定法）を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の移動端末の位置推定ＲＳＳＩ算出手順を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の電波環境算出とその判定手順（その１）を示す図である。
【図７】本発明の電波環境指標算出とその判定手順（その１）のＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）の分散値を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その３）を示す図である。
【図１１】本発明の電波環境指標算出その判定手順（その３）の帯域可変ＲＳＳＩ算出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の一実施形態の移動端末位置推定システムを示す図である。移動端末位置推定システムは、無線ネットワーク１内の複数の移動端末２（１つの移動端末のみ図示）及び複数のアクセスポイントＡＰ３−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）と移動端末位置推定装置４と、で構成する。
【００１３】
移動端末位置推定装置４は、移動端末２の内部に構成されている。移動端末２は、複数のＡＰからの信号、たとえばビーコンパケット、を受信機１０で受信し、受信信号は、移動端末位置推定装置４に送られる。移動端末位置推定装置４では、受信した各アクセスポイントの時間域信号を受信信号の帯域幅で決まる受信信号所定周期でサンプリングして、ＲＳＳＩ計算部１（１１）の経路とＲＳＳＩ計算部２（１４）への経路に送り出す。
【００１４】
なお、本発明を実施するためには、必ずしもこの構成である必要はない。例えば、移動端末位置推定装置４は、移動端末２とネットワークを経由して接続され、受信機１０のデータを送る事が可能な別のサーバ上でも良い。さらに、各計算部は、必ずしも同じ端末・サーバ上に存在する必要はなく、各部位が相互に接続され、所定のデータのやりとりが可能であればよい。また、以下の説明ではＡＰから移動端末２へ送られた信号を用いてＲＳＳＩを計算し、それを用いて位置推定を行うが、電波の相反性より、移動端末２から送信された信号を、各ＡＰで受信した信号に対して同様の演算を行ってもよい。
説明は１つのＡＰからの受信信号の流れについて説明するが、全てのＡＰからの受信号について行われる。
【００１５】
ＲＳＳＩ計算部１（１１）の経路では受信信号所定周期の各サンプリング点の振幅よりＲＳＳＩを算出するＲＳＳＩ計算部１（１１）、算出したＲＳＳＩと以下に述べる電波環境指標計算・判定部１５での判定結果を基に移動端末２の位置測位を行う測位計算部１２で構成する。
【００１６】
一方、ＲＳＳＩ計算部２（１４）の経路では、受信信号の所定周期の信号の帯域幅を可変にする帯域幅可変部１３、帯域幅を可変させた受信信号の帯域幅可変ＲＳＳＩを算出するＲＳＳＩ計算部２（１４）、算出したＲＳＳＩより電波環境指標を算出、判定しＲＳＳＩ計算部１（１１）の算出したＲＳＳＩを移動端末２の位置測位に適用するか否かのフラグを生成する電波環境指標計算・判定部１５で構成する。さらにＲＳＳＩ算出に用いる情報の保持、算出したＲＳＳＩを一時的に保持するＤＢ（データベース）１６で構成する。
【００１７】
帯域幅可変部１３、電波環境指標計算・判定部１５、測位計算部１２の処理内容について説明する。
１）帯域幅可変部１３は受信機１０からの受信信号の所定周期の信号列より受信信号の帯域幅を時間間引きにより、あるいは帯域指定により、あるいはフィルタを用いて帯域幅可変を行う。
【００１８】
時間間引きによる帯域可変は、受信機１０からの受信信号所定周期のサンプリング点の信号列の信号を間引くことにより帯域幅を可変にする。例えば、元の信号列を２回に１回間引くことにより帯域が元の帯域の１／２となり、さらに同じ間引を行うと帯域は１／４に低下した信号が生成できる。
【００１９】
帯域指定による帯域可変は、受信機からの受信信号所定周期のサンプリング点の信号列をＦＦＴ変換により周波数領域に変換し、得られた周波数領域中で帯域指定を行い、帯域幅を可変にする。
【００２０】
フィルタを用いた帯域幅可変は、所定の帯域特性を持たせたディジタルフィルタを構成して受信信号の帯域幅を可変にする。ここで、フィルタは必ずしもディジタルフィルタである必要はなく、例えばアナログフィルタでもよい。
２）電波環境指標計算・判定部１５は、電波環境指標として累積確率密度関数（ＣＤＦ：Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、あるいは分散値を算出して、位置推定に用いる各ＡＰからのＲＳＳＩのＬＯＳ、ＮＬＯＳの判定を行う。
【００２１】
ＬＯＳ、ＮＬＯＳの判定は、位置端末位置推定装置４の位置から等距離にＡＰが位置していてもＮＬＯＳの場合、環境により電波が大きな減衰を受けてＲＳＳＩが小さくなり、位置推定誤差の要因となる。従って、ＡＰがＬＯＳの状態にあるかＮＬＯＳの状態にあるかを判別し、ＬＯＳ判定のＡＰのＲＳＳＩにより位置算出することが重要である。
【００２２】
電波環境指標計算・判定部１５は、算出されたＲＳＳＩのＣＤＦの傾きによりＬＯＳかＮＬＯＳの判定評価を行う。なお、信号帯域幅とそのＬＯＳ、ＮＬＯＳの判定について、一般的に次の性質が知られている。ＲＳＳＩ測定の帯域幅がコヒーレント帯域幅よりも十分大きいと、複数パスの平均化効果により、ＲＳＳＩ値のフェージング変動は小さくなる。逆に言えば、ＲＳＳＩ測定の帯域幅が十分小さければ、ＲＳＳＩ値のフェージングの変動は大きく見える。また、ＬＯＳ環境では、フェージング変動は小さく、ＮＬＯＳ環境では、フェージング変動は大きくなる。従って、ＲＳＳＩの傾きによるＬＯＳあるいはＮＬＯＳの判定において、ＲＳＳＩ測定の帯域幅が広い場合にはＬＯＳとＮＬＯＳのフェージング変動の差があまり無い場合でも、ＲＳＳＩ測定の帯域幅を狭くすることにより、顕著な差が見られ、ＬＯＳとＮＬＯＳの弁別が容易になる。
【００２３】
また、電波環境指標計算・判定部１５は、算出されたＲＳＳＩの分散値の大きさ（集中度）によりＬＯＳかＮＬＯＳの判定評価を行う。ＬＯＳ環境の場合、ＲＳＳＩの分散値は大きくなる。
３）測位計算部１２は移動端末位置を算出する。受信信号のＲＳＳＩを基に移動端末の位置を推定する方法については、最小二乗法、あるいは最尤推定法が知られている。複数ＡＰと、各ＡＰについて、複数パケットのＲＳＳＩから移動端末２の位置を推定する手順は図３、図４で説明する。
【００２４】
図２は本発明の一実施形態の移動端末位置推定の基本手順を示す図である。
【００２５】
Ｓ１：受信信号情報、帯域幅可変情報、電波環境指標、電波環境指標算出のパラメータの初期設定を行う。
【００２６】
受信信号情報は、受信信号の帯域幅で決まる所定周期Ｔａと２つの所定最小数Ｍ１、所定最小数Ｍ２である。Ｍ１は受信信号の通信プロトコル上の１つのパケットの受信信号からＲＳＳＩを算出するのに必要な最小サンプル数であり（ＲＳＳＩ算出最小サンプル数）、Ｍ２は移動端末２の位置推定に用いるために必要なＲＳＳＩの最小数である（測位算出最小ＲＳＳＩ数）。
【００２７】
帯域幅可変情報は受信信号の帯域幅可変の方法である。電波環境指標は指定する電波環境指標である。パラメータ（所定最小数２種）は電波環境指標評価に必要な所定数であり、帯域可変ＲＳＳＩ算出最小サンプル数と電波環境指標算出最小パケット数である。
Ｓ２：受信機１０からのＡＰ毎の信号を所定周期Ｔａでサンプリングする。下記Ｓ３〜Ｓ８の処理はＡＰの数Ｎ全てについて行う。
Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５：所定数Ｍ２のパケットについて、パケット毎に測位計算に用いるＲＳＳＩを算出する手順である。
【００２８】
順次受信する通信プロトコルの１つのパケットより、Ｔａの周期でサンプリングし、その数が該当のパケットでのＲＳＳＩを算出するのに必要な所定数Ｍ１になるまでサンプリング値を保持し、Ｍ１になった場合そこからＲＳＳＩを算出し、保持する。同様に、順次受信するＭ２個のパケットについてＲＳＳＩを算出し保持する。Ｓ６〜Ｓ８の処理によるフラグ指示が「該当のＡＰのＲＳＳＩは位置測位に適用可能」の場合、該当ＡＰのＭ２個のＲＳＳＩを測位計算部１２に送る。
Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８：指定した電波環境指標を基にＳ３、Ｓ４、Ｓ５で算出した該当のＡＰのＲＳＳＩが測位計算に適用可能か否かの判定を行う手順である。
【００２９】
１つのパケットからの受信信号の帯域幅を可変（受信信号の帯域幅より狭帯域にする）した信号をサンプリングし、その数が指定した帯域可変ＲＳＳＩ算出に必要な所定の数（帯域可変ＲＳＳＩ算出最小サンプル数）になるまで、サンプリング値を保持する。所定数になった場合、保持するサンプリング値より帯域可変ＲＳＳＩを算出し、保持する。
【００３０】
次のパケットより同様に電波環境指標評価の所定数（電波環境指標算出最小パケット数）のパケットについて行う。保持する電波環境指標算出最小パケット数の帯域可変ＲＳＳＩより、指定の電波環境指標を算出し、所定の基準を満たすか否か判定し、判定結果により以下のフラグを生成する。
ア．所定値を満たす ：該当のＡＰのＭ２個のＲＳＳＩは移動端末位置測位に適用する。
イ．所定値を満たさない：該当のＡＰのＭ２個のＲＳＳＩは移動端末位置測位に適用しない。
Ｓ９：位置測位に適用可能と判定されたＡＰの各々、Ｍ２個のＲＳＳＩより移動端末の位置を算出する。(位置測位の方法図３、図４）
次に、複数（Ｎ個）のＡＰから、ＡＰ毎に複数Ｍ２個のパケットから算出したＲＳＳＩから移動端末２の位置を推定する方法として、最小二乗方法、最尤推定法について説明する。下記の「ｉ」、「ｋ」は後述するＡＰの数（Ｎ）、ＡＰ毎に複数のＲＳＳＩを算出するパケットの数Ｍ２に対応し、ｉ＝１〜Ｎ、ｋ＝１〜Ｍ２となる。
【００３１】
一般的に、電波は距離ｒによる減衰を受けるため、送信電力一定の場合の受信電力ｐは送信電力が一定とすれば、（式１）と表される。
【００３２】
【数１】
ここで、α、βは環境により決まるパラメータである。（式１）を基に移動端末の位置推定の手順を図３、図４で説明する。
【００３３】
図３は本発明の移動端末の位置推定算出手順（最小二乗法）を示す図である。
Ｓ１１：位置ｘｉにあるｉ番目のＡＰのｋ番目の信号によるＲＳＳＩ値を（式２）で算出する。
【００３４】
位置ｘ＝（ｘ，ｙ）にある移動端末の位置ｘｉにあるｉ番目のＡＰから受信したｋ番目の信号によるＲＳＳＩ値（ｐｉ，ｋ）は（式１）を用いて（式２）となる。
【００３５】
【数２】
ここで、ｎは雑音である。
Ｓ１２：移動端末の推定位置を（式３）、（式４）、（式５）で算出する。
１）ＡＰのｋ番目の信号による移動端末の推定位置を（式３）で算出する。
【００３６】
この時、移動端末が得た全てのＡＰからの受信電力を
【００３７】
【数３】
なるベクトルとすれば、移動端末のｋ番目の信号からの推定位置
【００３８】
【数４】
は（式３）となる。
【００３９】
【数５】
ここで、
【００４０】
【数６】
であり、
【００４１】
【数７】
である。
【００４２】
２）全てのＡＰを加味した移動端末の位置を（式４）で算出する。
【００４３】
全てのＡＰを加味した、ＲＳＳＩを算出する数（ｋ＝１〜Ｍ２）の信号から推定する移動端末の位置は（式４）となる。
【００４４】
【数８】
３）ＡＰ毎に重みの重要度を加味した移動端末の位置を（式５）で算出する。
【００４５】
ＡＰ毎のＲＳＳＩに重要度を加味する場合は、移動端末の推定位置は（式５）となる。
【００４６】
【数９】
ここで、ＷはＡＰ毎の重要度に対応した重み行列で、０≦ｗｉ≦１であり、ｗｉが「１」に近い程、該当のＡＰのデータが重視され、「０」の場合は全く反映されない。
【００４７】
図４は本発明の移動端末の位置推定算出手順（最尤推定法）を示す図である。
【００４８】
最小二乗法は通信路が白色雑音のみの影響を受けるＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）を想定したものと等価である。しかし、一般に無線通信路はフェージングの影響を受ける。信号がレイリーフェージングを受ける場合、その信号電力は指数分布になる。そこで、レイリーフェージングの影響を受けた場合について移動端末の位置推定について説明する。
Ｓ１５：移動端末とＡＰの距離ｒでの確率密度（式６）、尤度（式７）を算出する。
【００４９】
受信電力の距離ｒでの条件付き確率密度分布は、平均電力
【００５０】
【数１０】
を用いて（式６）となる。
【００５１】
【数１１】
また、尤度はＰ＝（Ｐ１，Ｐ２，・・・Ｐｋ）但し、Ｐｋ＝（Ｐｉ，ｋ，Ｐ２，ｋ，・・・Ｐｉ，ｋ・・・Ｐｎ，ｋ））を用いて（式７）と表される。
【００５２】
【数１２】
Ｓ１６：移動端末の位置を（式８）で算出する。
【００５３】
移動端末の位置の位置を尤度を用いて算出する。求める推定位置
【００５４】
【数１３】
は尤度が最大になる地点であり、対数尤度を用いて（式８）で算出できる。
【００５５】
【数１４】
ここで、尤度は（式９）である。
【００５６】
【数１５】
Ｓ１７：対数尤度を（式１０）算出する。
【００５７】
対数尤度は（式１０）となる。
【００５８】
【数１６】
Ｓ１８：ＡＰ毎に重要度を加味した重み行列を導入した対数尤度を（式１１）で算出する。
【００５９】
ＡＰ毎の重みを加味した重み行列を導入した対数尤度を算出する。
ＡＰ毎の重みを加味した重み行Ｗ（Ｗ＝（ｗ１，ｗ２，・・ｗｉ・・・ｗＮ））とすると、重み付き対数尤度は（式１１）で表される。
【００６０】
【数１７】
Ｓ１９：移動端末の位置を対数尤度（式１０）あるいは（式１１）を用いて（式８）で算出する。
【００６１】
移動端末の位置を対数尤度、重み付き対数尤度を用いて算出する。（式９）の代わりに（式１０）を用いて移動端末の位置を推定する。さらにＡＰ毎の重要度に応じて重み付けを行う場合は、（式９）の代わりに（式１１）を用いて電波環境に対応したて移動端末の位置を推定できる。なお、（式１１）の先頭行の
【００６２】
【数１８】
は、２行目以降で用いられる演算を実行するための演算子である。また、重み行列の要素ｗｉは、０≦ｗｉ≦１であり、最小二乗法と同様にｗｉが「１」に近い程、該当のＡＰのデータが重視され、「０」の場合は全く反映されない。
【００６３】
図５は本発明の一実施形態の移動端末の位置推定用ＲＳＳＩ算出手順を示す図である。
【００６４】
Ｓ２１：受信信号情報として、受信信号取得所定周期Ｔａ、ＲＳＳＩ算出最小サンプル数Ｍ１、測位算出最小ＲＳＳＩ数Ｍ２の初期設定を行う。
【００６５】
受信信号取得所定周期Ｔａは受信信号の帯域幅で決まる所定周期である。Ｍ１は１つのパケットについてＲＳＳＩ算出するために必要な所定周期Ｔａの受信信号サンプル数である。Ｍ２は１つのパケットから算出するＲＳＳＩを測位計算に必要な複数のパケットついて行うために必要な最小パケット数である。
Ｓ２２：Ｓ２３〜Ｓ２６の手順をＡＰ毎に全てのＡＰについて行う。
Ｓ２３：測位計算に用いる該当ＡＰのＲＳＳＩを算出する手順である。
【００６６】
該当ＡＰの１つのパケットより位置対応の受信信号サンプリングを帯域で定まる受信信号取得周期Ｔａ間隔でＭ１個取得し、サンプル数がＭ１になった時、このＡＰでのＲＳＳＩを算出し、保持する。
Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６：Ｓ２３の処理を順次受信する所定のパケット数Ｍ２について行う手順である。
【００６７】
Ｓ２３の処理を順次、次のパケットより、取得したＭ２個のＲＳＳＩを算出し保持する。
Ｓ２７：電波環境指標判定結果が所定の基準を満たすＡＰの各々、Ｍ２個のＲＳＳＩを測位計算部に送る。
【００６８】
図６は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その１）を示す図である。電波環境指標としてＲＳＳＩのＣＤＦの傾きからＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定について説明する。
【００６９】
Ｓ３１：帯域幅可変情報、電波環境指標、電波環境指標パラメータ（閾値）、パラメータ所定数の初期設定を行う。
【００７０】
帯域幅可変は、受信信号の間引きで行い、その信号取得間隔はＴｂである。電波環境指標はＣＤＦであり、ＣＤＦの傾きの閾値はＬである。また、パラメータ所定数は、帯域可変ＲＳＳＩ算出サンプル数Ｍ１ａと電波環境指標（ＣＤＦ）算出最小パケット数Ｍ２ａである。
【００７１】
Ｍ１ａは１つのパケットについて帯域可変した受信信号よりＲＳＳＩ算出するために必要な所定周期Ｔｂの受信信号サンプル数であり、Ｍ２ａは、サンプル数Ｍ１ａから算出する１つのパケットのＲＳＳＩを、電波環境指標（ＣＤＦ）の評価のために必要とする最小パケット数である。
Ｓ３２：以下の処理をＡＰ毎に全てのＡＰについて行う。
Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３５、Ｓ３６：該当のＡＰからの受信信号のパケットを帯域可変した信号列のＭ１ａ個のサンプル数から帯域可変ＲＳＳＩを算出する手順である。
【００７２】
該当ＡＰの時刻Ｔj（ｊ＝１）での受信信号をサンプリングし、その時刻でのサンプル値を保持する。ｊ＝ｊ+１とし、時刻Ｔｊ＝Ｔｊ+Ｔｂの時刻の受信信号を順次サンプリングする。帯域幅可変の処理は、例えば、信号取得周期Ｔｂを２×Ｔａとして順次サンプリングする信号系列の帯域は、元の受信信号の帯域の１／２となる（具体的には、帯域幅の信号を２回に1回間引くと帯域は１／２となる）。Ｍ１ａ個のサンプル値より該当のパケットでのＲＳＳＩを算出し保持する。
Ｓ３７、Ｓ３８：Ｓ３３〜Ｓ３６の処理を所定パケット数Ｍ２ａ行い、電波環境指標ＣＤＦを評価する手順である。
【００７３】
Ｍ２ａのパケットについて、各々、帯域可変ＲＳＳＩを算出する（Ｓ３３〜Ｓ３６）を行い、保持する該当のＡＰのＭ２ａ個の帯域可変ＲＳＳＩより算出されるＣＤＦの傾きが閾値Ｌを越えたか否かにより評価し、ＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定を行う（ＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定：図７）
Ｓ３９：ＬＯＳ、ＮＬＯＳ判定結果によりフラグを生成する手順である。
【００７４】
評価結果により、以下のフラグを生成する。
ＬＯＳ判定：［該当のＡＰを測位計算に適用する」フラグ
ＮＬＯＳ判定：「該当のＡＰは測位計算に適用しない」フラグ
なお、図７に示す傾きがＬより大きい場合はＬＯＳ判定であり、小さい場合はＮＬＯＳ判定であるが、後に記載するように大きさに応じてウェイトwｉを計算しても良い。
【００７５】
図７は本発明の電波環境指標算出とその判定手順（その１）のＬＯＳ／ＮＬＯＳ判定例を示す図である。
【００７６】
ＲＳＳＩの累積確率密度分布関数ＣＤＦ（Ｃｕｍｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｏｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を基にＬＯＳ指標とその判定例を示している。
【００７７】
二次元座標で表現したＣＤＦ特性の傾き算出の切片（所定の立ち上がり点、収束域点の値）より特性の傾きｇを算出する。ｇは（式１２）のように表わされる。
【００７８】
【数１９】
ここで、Ｃ１、Ｃ２は得られたＲＳＳＩのＣＤＦとし、ｆ−１（ｃ）は図面化したＣＤＦ特性を近似した関数の逆関数である。
ア.ＬＯＳ判定
この場合、傾きｇが所定の閾値より大きいのでＬＯＳと判定する。
イ.ＮＬＯＳ判定
この場合、傾きｇが所定の閾値より小さいのでＮＬＯＳと判定する。
【００７９】
図８は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）を示す図である。図６で述べた電波環境指標ＣＤＦの傾きでの評価を分散値の大きさでの評価に変えた手順である。一部重複して説明する。
【００８０】
Ｓ４１：帯域幅可変情報、電波環境指標、電波環境指標パラメータ（閾値）、パラメータ所定数の初期設定を行う。
【００８１】
帯域幅可変は信号間引きで行い、その信号取得周期はＴｂである。電波環境指標は分散値であり、その分散値閾値はＢである。また、パラメータ所定数は帯域可変ＲＳＳＩ算出サンプル数Ｍ１ｂと電波環境指標（分散）算出最小パケット数Ｍ２ｂである。
【００８２】
Ｍ１ｂは１つのパケットについて、帯域可変した受信信号よりＲＳＳＩを算出するために必要な所定周期Ｔｂの受信信号サンプル数であり、Ｍ２ｂは、サンプル数Ｍ１ｂから算出する１つのパケットのＲＳＳＩを、電波環境指標分散の評価のために必要とする最小パケット数である。
Ｓ４２： 以下の処理をＡＰ毎に全てのＡＰについて行う。
Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４５、Ｓ４６：各ＡＰからの１つのパケットの受信信号から帯域可変した信号列からＭ１ｂ個のサンプル数から帯域可変ＲＳＳＩを算出する手順である。
【００８３】
該当ＡＰの時刻Ｔj（ｊ＝１）での受信信号をサンプリングし、サンプル値を保持する。ｊ＝ｊ+１とし、時刻Ｔｊ＝Ｔｊ+Ｔｂの時刻の受信信号を順次サンプリングする。帯域幅可変の処理は、図５の例と同様である。
Ｓ４７、Ｓ４８：Ｓ４４〜Ｓ４６の処理を所定パケット数Ｍ２ｂ行い、電波環境指標分散を評価する手順である。
【００８４】
Ｍ２ｂのパケットについて、各々、帯域可変ＲＳＳＩを算出する（Ｓ４３〜Ｓ４６）を行い、保持する該当のＡＰのＭ２ｂ個の帯域可変ＲＳＳＩの分散値が閾値Ｂを越えたか否かにより評価する。こちらも、ＣＤＦの場合と同様、値の大きさに応じたウェイトｗｉを与えてもよい。（分散判定：図９）
Ｓ４９：分散値判定結果により以下のフラグを生成する。
所定値を満たす：「該当のＡＰは測位計算に適用する」フラグ
所定値を満たさない：「該当のＡＰは測位計算に適用しない」フラグ
なお、分散値がＢより小さい場合（所定値を満たす）はＬＯＳ判定であり、大きい場合（所定値を満たさない）はＮＬＯＳ判定である。
【００８５】
図９は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その２）の分散値を示す図である。電波環境指標としてＲＳＳＩの分散値の判定について説明する。
【００８６】
１つのＡＰiからの各時刻でのＲＳＳＩをＰi,k（k＝１〜Ｍ２ｂ）とすると分散は（式１３）で表される。
【００８７】
【数２０】
図１０は本発明の一実施形態の電波環境指標算出とその判定手順（その３）を示す図である。
Ｓ５１：帯域幅可変情報、電波環境指標パラメータ、所定数パラメータＭ１ｃ、Ｍ２ｃの初期設定を行う。
【００８８】
帯域幅可変は受信信号をＦＦＴにより変換した周波数域の領域を指定する。また、ＦＦＴ計算の受信信号取得周期は受信信号帯域幅で決まる所定周期Ｔａである。所定数パラメータは帯域可変ＲＳＳＩ算出サンプル数Ｍ１ｃと、電波環境指標算出最小パケット数Ｍ２ｃである。
【００８９】
Ｍ１ｃは１つのパケットについて受信信号の帯域幅で決まる所定周期Ｔａの受信信号サンプル数であり、Ｔａの周期で取得したサンプル数でＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）変換を行う。ここで、周波数領域に変換する信号処理であれば、必ずしもＦＦＴでなくても良い。例えば、ＤＦＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などでも良い。Ｍ２ｃはサンプル数Ｍ１ｃから算出するＲＳＳＩを、電波環境指標（ＣＤＦあるいは分散）の評価のために必要とする最小パケット数である。
Ｓ５２：対象の全てのＡＰについて、Ｓ５３〜Ｓ５５の処理を行う。
Ｓ５３、Ｓ５４：各ＡＰからの１つのパケットの受信信号からＦＦＴ変換した周波数領域に指定した領域のＲＳＳＩを算出する手順である。
【００９０】
受信信号の所定周期Ｔａの間隔で受信信号をＭ１ｃ個取得し、ＦＦＴを行い、周波数軸上への信号変換を行う。周波数軸上の指定された帯域の振幅を用いてその帯域でのＲＳＳＩを算出する。不連続に複数の領域を指定した場合はそのＲＳＳＩを算出し、保持する。
Ｓ５５、Ｓ５６：Ｓ５３〜Ｓ５４の処理を所定のパケット数Ｍ２ｃ行い、電波環境指標（ＣＤＦ、あるいは分散）による評価手順である。
【００９１】
保持する該当のＡＰのＭ２ｃ個のＲＳＳＩより電波環境指標（ＣＤＦあるいは分散値）により、評価し、判定した結果により、以下のフラグを生成する。
所定値を満たす ：該当のＡＰは移動端末位置測位に適用する」フラグ
所定値を満たさない：該当のＡＰは移動端末位置測位に適用しない」フラグ
【００９２】
なお、測位計算に用いる受信信号取得所定周期のＲＳＳＩの信号系列をＦＦＴ変換する代わりにチャネル推定等時に得られる周波数応答のデータを使い帯域を指定する方法も考えられる。また、変調方式がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の場合、ＯＦＤＭ復調時に作成する周波数軸上のデータを使い帯域を指定する方法も考えられる。
【００９３】
図１１は本発明の電波環境指標算出その判定手順（その３）の帯域可変ＲＳＳＩ算出例を示す図である。
【００９４】
ア．で示す受信信号は帯域可変部１３でＦＦＴ変換行い周波数域領域に変換され、イ．で示す帯域幅の信号となる。帯域幅可変部１３で、例えば、ウ．で示す４つの周波数域を指定し、その領域のＲＲＳＩのＲＳＳＩをＲＳＳＩ計算部２（１４）で算出する。その結果ＲＳＳＩ＃１、ＲＳＳＩ＃２、ＲＳＳＩ＃３、ＲＳＳＩ＃４を得る。これらを用いてこのＡＰでの帯域可変ＲＳＳＩを得る。
【００９５】
今回、傾きｇ、あるいは分散値が所定の閾値を満たすか否かにより、該当のＡＰを測位計算に用いるか否かの判定に用いる方法について示したが、さらに、傾きｇ、あるいは分散値の値、通信路の他の環境要素等を評価し、図３、図４で述べたＡＰ毎に測位計算に適用する重みを決定するパラメータを用いて移動端末の位置を推定する事も考えられる。
【００９６】
以上より、帯域可変した受信信号のＲＳＳＩのＣＤＦ、あるいは分散によるＬＯＳ、ＮＬＯＳ判定評価により、フェージング、移動端末とＡＰ間での障害物による影響（障害物による吸収、端部での回折）、あるいは他の物体に反射して迂回される等の距離減衰以外の減衰を受けた電波による影響（電波環境指標のばらつき、雑音等）を低減することにより、移動端末の位置推定の誤差を低減し、位置推定を精度良く実現できる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 無線ネットワーク
２ 移動端末
３−１、３−２、３−ｉ ＡＰ（アクセスポイント）
４ 移動端末位置推定装置
１０ 受信機
１１ ＲＳＳＩ計算部１
１２ 測位計算部
１３ 帯域幅可変部
１４ ＲＳＳＩ計算部２
１５ 電波環境指標計算・判定部
１６ ＤＢ（データベース）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムの移動端末の周辺に在る複数アクセスポイントから前記無線通信システムに係る信号を受信する信号受信手段と、
前記各アクセスポントから受信した信号から各アクセスポイントの受信電界強度を算出する受信電界強度算出手段と、
前記各アクセスポントから受信した前記信号の帯域幅を可変させる帯域幅可変手段と、
前記帯域幅可変手段で得られた受信信号の電界強度を算出する帯域幅可変電界強度算出手段と、
前記帯域幅可変電界強度算出手段から各アクセスポイントの電波環境指標を算出して、前記電波環境指標を評価・判定する電波環境指標計算・判定手段と、
前記算出した各アクセスポイントの電波環境指標の判定結果に応じて前記各アクセスポイントの受信電界強度より前記移動端末の位置推定を行なう位置推定計算部と、
を備えて前記移動端末の位置を推定することを特徴とする移動端末位置推定装置。
【請求項２】
無線通信システムの移動端末の周辺に在る複数アクセスポイントから前記無線通信システムに係る信号を受信し、
前記各アクセスポントから受信した信号から各アクセスポイントの受信電界強度を算出する受信電界強度を算出し、
前記各アクセスポントから受信した前記信号の帯域幅を可変し、
前記帯域幅可変して得られた受信信号の電界強度を算出し、
前記帯域幅可変電界強度算出結果から各アクセスポイントの電波環境指標を算出して前記電波環境指標を評価・判定し、
前記算出した各アクセスポイントの電波環境指標の判定結果に応じて前記各アクセスポイントの受信電界強度より前記移動端末の位置推定を行なって、
前記移動端末の位置を推定することを特徴とする移動端末位置推定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記各アクセスポイントから受信した前記信号の帯域幅の可変は前記信号の有する通常の帯域幅より狭い帯域に変化させることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項４】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記算出する電波環境指標は、前記帯域幅を可変した受信電界強度の累積確率密度分布の傾き、あるいは分散値であることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項５】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記受信信号のサンプリング間隔を変化させて前記帯域幅を可変にすることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項６】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記受信信号の周波数応答を複数の帯域に分割して前記帯域幅を可変にすることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項７】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記電波環境指標に応じて前記移動端末の位置推定に用いる前記各アクセスポイントの受信電界強度は前記電波環境指標の条件を満たすか否かで選択して前記移動端末の位置を推定することを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項８】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記電波環境指標に応じて前記移動端末の位置推定を行う際には前記各アクセスポイントの電波環境指標の値に対応して重みを付けて用いることで前記移動端末の位置を推定することを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項９】
請求項４に記載の移動端末位置推定方法において、
前記移動端末の位置推定に用いる前記アクセスポイント毎の前記受信電界強度は、前記帯域幅を可変した受信電界強度の累積確率密度分布の傾きが所定以上である、又は前記帯域幅を可変した受信電界強度の分散値が所定以下であることを特徴とする請求項４記載の移動端末位置推定方法。
【請求項１０】
無線通信システムのアクセスポイントから前記無線通信システムに係る信号を受信し、
前記アクセスポント毎の受信信号から受信電界強度を算出する受信電界強度を算出し、
前記アクセスポント毎の前記受信信号の帯域幅を可変して受信し、
前記帯域幅の可変で得られた受信信号の電界強度を算出し、
前記帯域幅可変電界強度算出結果から電波環境指標を算出して前記電波環境指標を評価・判定することを特徴とする電波環境指標算出方法。
【請求項１】
無線通信システムの移動端末の周辺に在る複数アクセスポイントから前記無線通信システムに係る信号を受信する信号受信手段と、
前記各アクセスポントから受信した信号から各アクセスポイントの受信電界強度を算出する受信電界強度算出手段と、
前記各アクセスポントから受信した前記信号の帯域幅を可変させる帯域幅可変手段と、
前記帯域幅可変手段で得られた受信信号の電界強度を算出する帯域幅可変電界強度算出手段と、
前記帯域幅可変電界強度算出手段から各アクセスポイントの電波環境指標を算出して、前記電波環境指標を評価・判定する電波環境指標計算・判定手段と、
前記算出した各アクセスポイントの電波環境指標の判定結果に応じて前記各アクセスポイントの受信電界強度より前記移動端末の位置推定を行なう位置推定計算部と、
を備えて前記移動端末の位置を推定することを特徴とする移動端末位置推定装置。
【請求項２】
無線通信システムの移動端末の周辺に在る複数アクセスポイントから前記無線通信システムに係る信号を受信し、
前記各アクセスポントから受信した信号から各アクセスポイントの受信電界強度を算出する受信電界強度を算出し、
前記各アクセスポントから受信した前記信号の帯域幅を可変し、
前記帯域幅可変して得られた受信信号の電界強度を算出し、
前記帯域幅可変電界強度算出結果から各アクセスポイントの電波環境指標を算出して前記電波環境指標を評価・判定し、
前記算出した各アクセスポイントの電波環境指標の判定結果に応じて前記各アクセスポイントの受信電界強度より前記移動端末の位置推定を行なって、
前記移動端末の位置を推定することを特徴とする移動端末位置推定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記各アクセスポイントから受信した前記信号の帯域幅の可変は前記信号の有する通常の帯域幅より狭い帯域に変化させることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項４】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記算出する電波環境指標は、前記帯域幅を可変した受信電界強度の累積確率密度分布の傾き、あるいは分散値であることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項５】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記受信信号のサンプリング間隔を変化させて前記帯域幅を可変にすることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項６】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記受信信号の周波数応答を複数の帯域に分割して前記帯域幅を可変にすることを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項７】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記電波環境指標に応じて前記移動端末の位置推定に用いる前記各アクセスポイントの受信電界強度は前記電波環境指標の条件を満たすか否かで選択して前記移動端末の位置を推定することを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項８】
請求項２に記載の移動端末位置推定方法において、
前記電波環境指標に応じて前記移動端末の位置推定を行う際には前記各アクセスポイントの電波環境指標の値に対応して重みを付けて用いることで前記移動端末の位置を推定することを特徴とする請求項２記載の移動端末位置推定方法。
【請求項９】
請求項４に記載の移動端末位置推定方法において、
前記移動端末の位置推定に用いる前記アクセスポイント毎の前記受信電界強度は、前記帯域幅を可変した受信電界強度の累積確率密度分布の傾きが所定以上である、又は前記帯域幅を可変した受信電界強度の分散値が所定以下であることを特徴とする請求項４記載の移動端末位置推定方法。
【請求項１０】
無線通信システムのアクセスポイントから前記無線通信システムに係る信号を受信し、
前記アクセスポント毎の受信信号から受信電界強度を算出する受信電界強度を算出し、
前記アクセスポント毎の前記受信信号の帯域幅を可変して受信し、
前記帯域幅の可変で得られた受信信号の電界強度を算出し、
前記帯域幅可変電界強度算出結果から電波環境指標を算出して前記電波環境指標を評価・判定することを特徴とする電波環境指標算出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１７３０７０（Ｐ２０１２−１７３０７０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３９７３（Ｐ２０１１−３３９７３）
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１８日（２０１１．２．１８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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