CN101682904B - 位置估计系统、无线电通信设备、位置估计方法及信息服务器 - Google Patents

Abstract

一种无线电通信设备，具有：存储部分，用于关联并存储基站的位置信息和基站的识别信息，接收部分，用于接收从基站发送的、并包含基站的识别信息的无线电信号，和位置估计部分，用于基于存储在存储部分中的位置信息估计无线电通信设备的位置。在存储部分中，使用第一离散值来表示第一范围内的第一基站的位置信息，该第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并使用第二离散值来表示第二范围内的第二基站的位置信息，该第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，该第二范围的面积小于第一范围并且其中的基站比第一范围更密集地安装。

Description

位置估计系统、无线电通信设备、位置估计方法及信息服务器

技术领域

本发明涉及无线电通信系统、无线电通信设备、程序、位置估计方法以及信息服务器。

背景技术

近来，能够接收从卫星发送的无线电信号的接收器已被安装在例如汽车和便携电话的移动装置中。于是，通过利用GPS(全球定位系统)进行定位来估计携带这种接收器的移动装置的位置已成为可能。通过使用这种接收器来估计位置的技术是例如导航、安全、娱乐以及其它各种领域中重要的公共基础技术。然而，基于利用GPS进行定位的位置估计技术存在的问题在于在开始进行定位时需花费长时间用于同步捕获以及难以在来自卫星的无线电信号到达不了的房屋或地下室内使用。

专利文件1已公开一种技术，该技术使得PHS(个人手持电话系统)能够测量从基站发送的信号的强度，以基于所测量的信号的强度估计它自己的位置。具体地，通信供应商放置PHS的基站，使得已安装PHS的基站的位置是公知的。因此，通过测量从三个或更多个基站发送的信号强度并通过基于所测量的信号强度估计各基站与它自己位置之间的距离，PHS可以基于各基站的位置通过三角测量原理来估计它自己的位置。

还可想到的是，提供一种位置估计方法，该方法使得与无线LAN(局域网)的基站(接入点)进行无线通信的无线电通信设备能够测量从基站发送的信号的强度，以基于信号强度来估计无线电通信设备的位置。例如，无线LAN的基站以特定频率(例如，5次/秒)向它周围发送用于宣布其存在的信标。基于信标的信号强度和预先存储的无线LAN的基站位置，无线电通信设备可以估计它自己的位置。因为无线LAN的基站可以安装在房屋和地下室内，所以这个位置估计方法使得即使在难以通过基于GPS进行定位的位置估计技术的房屋或地下室内也能够估计位置。即，上面描述的位置估计方法可以是非常方便和简单的位置估计技术，只要将无线电通信设备布置成存储表示安装在无线电通信设备周围的无线LAN的基站位置的基站信息。

现有技术文件

[专利文件1]日本未审查专利申请公布No.2006-171012。

发明内容

[本发明所要解决的问题]

然而，传统的位置估计方法问题在于：无线电通信设备所需的存储器容量由于无线LAN的基站数目的增加、基站信息的数据量的增加而增加。

因此，鉴于上述问题作出本发明，并且本发明目的在于提供一种能够抑制无线电通信设备所需的存储器容量的、新颖的且改进的位置估计系统、无线电通信设备、程序、位置估计方法以及信息服务器。

[解决问题的手段]

为了解决上述问题，根据本发明的一方面，提供了一种位置估计系统，包括：无线电通信设备，能够与一个或多个基站进行无线通信，和信息服务器，能够与无线电通信设备通信。信息服务器包括：量化部分，用于使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，该第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且用于使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，该第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，第二范围的面积小于第一范围并且其中的基站比第一范围更密集地安装，和第一存储部分，用于存储基站信息，该基站信息中通过由量化部分使用第一离散值或第二离散值表示的位置信息与基站的识别信息相关联。无线电通信设备包括：获得部分，用于获得从发送部分发送的、并存储在第一存储部分中的基站信息，第二存储部分，用于存储由获得部分获得的基站信息，接收部分，用于接收从基站发送的、包含基站的识别信息的无线电信号，和位置估计部分，用于从存储在存储部分中的位置信息中提取由包含在无线电信号中的识别信息指示的基站的位置信息，并基于所提取的位置信息估计无线电通信设备的位置。

此外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种无线电通信设备，能够与一个或多个基站进行无线通信，包括：存储部分，用于关联并存储基站的位置信息和识别信息，接收部分，用于接收从基站发送的、并包含基站的识别信息的无线电信号，和位置估计部分，用于从存储在存储部分中的位置信息中提取由包含在无线电信号中的识别信息指示的基站的位置信息，并基于所提取的位置信息估计无线电通信设备的位置。在存储部分中，使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，该第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，该第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，第二范围的面积小于第一范围并且其中的基站比第一范围更密集地安装。

这样的配置由于第二量化数目小于第一量化数目，所以允许表示第二离散值所需的信息量比表示第一离散值所需的信息量被抑制得更多。这里，位于第二范围中的基站的密度大于位于第一范围中的基站的密度。因此，与简单地一起量化第一范围和第二范围的情况相比，无线电通信设备可以保持位于第一范围和第二范围中的基站的位置信息。同时抑制信息量。

此外，第一量化数目或第二量化数目可以是将第一离散值或第二离散值的量化误差保持在0.5m至4m的范围内的值。这里，可能存在这样的情况：即使表示基站的位置信息的第一离散值或第二离散值的精度高，基站的精确位置也不清楚，并且也不会有助于无线电通信设备的更精确的位置估计。因而，通过将第一离散值或第二离散值的精度设置在0.5m至4m的范围内，可以在保持无线电通信设备的位置估计的精度的同时抑制用于表示第一离散值或第二离散值的信息量。

第一范围可以是从与第二范围重叠的预定范围中除去第二范围之外的范围。在这样的配置中，第二范围与第一范围不重叠。因此，可以防止相同基站的多个位置信息被存储在存储部分中。

此外，在预定范围中可以包含多个第二范围。例如，因为认为在市区基站的密度较高，所以当将全世界设为预定范围时，例如东京、大阪、纽约等第二范围可以包含在预定范围中。

此外，第二离散值的量化误差可以大于第一离散值的量化误差。这里，当无线电通信设备从多个基站接收无线电信号时，它可以以更高的精度估计位置。此外，相对于该无线电通信设备，位于第二范围中的基站的密度高于位于第一范围中的基站的密度。因此，可能存在这样的情况：其中为了以相同的精度实现由无线电通信设备进行的第二范围中的位置估计和第一范围中的位置估计，如上所述，第二离散值的量化误差可以大于第一离散值的量化误差。结果，在保持无线电通信设备的位置估计精度的同时，可以抑制用于表示第二离散值的信息量。

此外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种程序，用于操作计算机作为能够与一个或多个基站进行无线通信的无线电通信设备，并且包括：接收部分，用于接收从基站发送的、并包含用于识别基站的识别信息的无线电信号，和位置估计部分，用于从存储介质中提取由包含在无线电信号中的识别信息指示的基站的位置信息，以基于所提取的位置信息估计无线电通信设备的位置，存储介质关联并存储基站的位置信息和识别信息。在存储介质中，使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，该第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，该第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，第二范围的面积小于第一范围并且其中的基站比第一范围更密集地安装。

这样的程序可以允许计算机的硬件资源包括例如CPU、ROM、RAM执行上述的接收部分和位置估计部分的功能。即，使用该程序的计算机可以用作上述的无线电通信设备。

此外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种位置估计方法，在能够与一个或多个基站进行无线通信的无线电通信设备中执行，并且包括以下步骤：接收从基站发送的、并包含基站的识别信息的无线电信号，以及从存储介质中提取由包含在无线电信号中的识别信息指示的基站的位置信息，并基于所提取的位置信息估计无线电通信设备的位置，存储介质关联并存储基站的位置信息和识别信息。在存储介质中，使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，该第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，该第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，第二范围的面积小于第一范围并且其中的基站比第一范围更密集地安装。

此外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供了一种能够与无线电通信设备通信的信息服务器，无线电通信设备能够与一个或多个基站进行无线通信。信息服务器包括：量化部分，用于使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，该第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且用于使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，该第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，第二范围的面积小于第一范围并且其中的基站比第一范围更密集地安装，存储部分，用于存储基站信息，该基站信息中通过量化部分使用第一离散值或第二离散值表示的位置信息与基站的识别信息相关联；和通信部分，用于向无线电通信设备发送存储在存储部分中的基站信息。

这样的配置因为第二量化数目小于第一量化数目所以允许表示第二离散值所需的信息量比表示第一离散值所需的信息量被抑制得更多。这里，位于第二范围中的基站的密度大于位于第一范围中的基站的密度。因此，与简单地一起量化第一范围和第二范围的情况相比，信息服务器可以向无线电通信设备发送其信息量被抑制的位于第一范围和第二范围中的基站的基站信息。结果，降低与无线电通信设备的通信量和无线电通信设备所需的存储器容量成为可能。

[本发明的效果]

如上所述，根据本发明的位置估计系统、无线电通信设备、程序、位置估计方法以及信息服务器可以抑制无线电通信设备所需的存储器容量。

附图说明

图1是示出根据本实施例的无线电通信系统的配置示例的示意图；

图2是示出根据本实施例的无线电通信设备的硬件配置的框图；

图3是示出包括在根据本实施例的位置估计系统中的无线电通信设备和信息服务器的配置的功能框图；

图4是示出由测量部分测量的信号强度的一个示例的示意图；

图5是示出基站信息的形式的参考示例的示意图；

图6是示出由量化部分执行的量化的具体示例的示意图；

图7是示出正常范围和基站密集范围的示例的示意图；

图8A是示出记录在存储部分的位于基站密集范围的基站的基站信息的一个示例的示意图；

图8B是示出记录在存储部分的位于正常范围的基站的基站信息的一个示例的示意图；

图9是示出在无线电通信设备和信息服务器中执行的位置估计方法的流程的顺序图；以及

图10是示出正常范围和基站密集范围的示例性修改的示意图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。此外，在该说明书和附图中，具有基本相同功能和配置的结构元件以相同的附图标记表示，并省略对这些结构元件的重复解释。

将根据以下次序解释“用于实现本发明的优选方式”。

[1]根据本实施例的无线电通信系统的概要

[2]根据本实施例的位置估计系统的解释

[2-1]无线电通信设备的硬件配置

[2-2]无线电通信设备和信息服务器的功能配置

[3]总结

[1]根据本实施例的无线电通信系统的概要

首先，将参照图1解释根据本实施例的无线电通信系统1的概要。

图1是示出根据本实施例的无线电通信系统1的配置示例的示意图。如图1所示，无线电通信系统1包括无线电通信设备20和多个基站30A至30D。此外，基站30A至30D将简称为基站30，除非特别需要区分基站30A至30D。

例如，基站30是基于WiFi(无线保真)标准的IEEE 802.11系列(例如，802.11b、802.11g等)的无线LAN(局域网)的基站(接入点)。

除了在中继无线电通信中发送的信号之外，这样的基站30还可以周期性地向它周围发送用于宣布它存在的信标信号。例如，信标信号包括基站ID，作为对基站30唯一给定的识别信息。

无线电通信设备20关联并存储指示各基站30的位置的位置信息和基站30的基站ID作为基站信息。因此，在从周围的基站30接收到信标信号时，无线电通信设备20可以从所存储的基站信息中提取由包含在信标信号中的基站ID指示的基站的位置信息，并可以基于所提取的位置信息估计它自己的位置。

后面将参照图4描述利用无线电通信设备20的位置估计方法的具体示例。后面还将参照图6至图8描述存储在无线电通信设备20中的基站信息的形式。

此外，虽然图1示出了笔记本型PC作为无线电通信设备20的一个示例，但是无线电通信设备20可以是信息处理器或便携式装置，例如PC(个人计算机)、家用图像处理器(如DVD刻录机和录像机)、便携电话、PHS(个人手持系统)、便携式音乐播放器、便携式视频播放器、PDA(个人数字助理)、家用游戏机、便携式游戏机和用品。

[2]根据本实施例的位置估计系统的解释

下面，将解释根据本实施例的位置估计系统。位置估计系统包括无线电通信设备20和向无线电通信设备20发送基站信息的信息服务器10。

在对位置估计系统的解释中，将在解释无线电通信设备20的硬件配置之后解释无线电通信设备和信息服务器的功能配置和操作。

[2-1]无线电通信设备的硬件配置

图2是示出根据本实施例的无线电通信设备20的硬件配置的框图。无线电通信设备20包括CPU(中央处理单元)201、ROM(只读存储器)202、RAM(随机存取存储器)203、主机总线204、桥205、外部总线206、接口207、输入装置208、输出装置210、存储装置(HDD)211、驱动器212和通信装置215。

CPU 201用作算术处理单元和控制单元，并根据各种程序控制无线电通信设备20内的全部操作。CPU 201也可以是微处理器。ROM 202存储CPU 201使用的程序、计算参数等。RAM 203主要存储当CPU 201执行时使用的程序、在其执行中偶而改变的参数等。这些通过由CPU总线及其它形成的主机总线204相互连接。

主机总线204经由桥205连接到外部总线206，例如PCI(外围组件互连/接口)总线。此外，并非总是必要的是，单独地构造主机总线204、桥205和外部总线206，并且它们的功能可以被装配在一条总线中。

输入装置208由输入部件和输入控制电路构成，输入部件用于使用户能够输入信息，例如鼠标、键盘、触摸板、按钮、麦克风、开关和控制杆，输入控制电路用于基于用户的输入生成输入信号并用于将它们输出到CPU 201。无线电通信设备20的用户通过操纵输入装置208可以向无线电通信设备20输入各种数据并指示处理操作。

输出装置210由显示单元和声音输出装置构成，显示单元例如CRT(阴极射线管)显示器、LCD(液晶显示器)和灯，声音输出装置例如扬声器和耳机。例如，输出装置210输出再现的内容。具体地，显示单元通过文本或图像显示各种信息，例如再现的图像数据。同时，声音输出装置将再现的声音数据等转换成声音以输出。

存储装置211是用于存储数据的装置，被配置作为根据本实施例的无线电通信设备20的存储部分的一个示例，并可以包括存储介质、用于在存储介质中记录数据的记录装置、用于从存储介质读出数据的读取装置、用于删除记录在存储介质中的数据的删除装置等。例如，存储装置211可以由HDD(硬盘驱动器)构成。存储装置211驱动硬盘并存储将由CPU201执行的程序和各种数据。后面描述的基站信息也记录在存储装置211中。

驱动器212是存储介质的读写器，并内置或外接于无线电通信设备20。驱动器212读出记录在可移除存储介质24例如磁盘、光盘、磁光盘和安装在其上的半导体存储器中的信息，并将信息输出到RAM 203。

例如，通信装置215是由用于被连接到通信网络12的通信装置及其它构成的通信接口。此外，通信装置215可以是与无线LAN(局域网)或与无线USB或通过线缆通信的有线通信单元兼容的通信单元。通信网络12可以包括例如铜线和光纤的线缆、例如无线电波的数据传输路径、以及例如用于控制通信的路由器和基站30的数据中继装置。即，通信装置215与基站30发送和接收信标信号和各种数据。此外，各种数据可以是任意数据，例如音乐数据如音乐、演讲和无线电节目、图像数据如电影、TV节目、视频节目、图片、文件、绘图和图表以及游戏和软件。

此外，基本上可以以与无线电通信设备20的硬件配置相同的方式布置信息服务器10的硬件配置，因此省略其解释。

[2-2]无线电通信设备和信息服务器的功能配置

图3是示出包括在根据本实施例的位置估计系统中的无线电通信设备20和信息服务器10的配置的功能框图。如图3所示，信息服务器10包括通信部分104、基站信息输入部分108、量化部分112和存储部分116。无线电通信设备20包括通信部分216、测量部分220、位置估计部分224、应用部分228、存储部分232和基站信息获得部分236。

通信部分216是无线电通信设备20和基站30之间的接口，并具有作为接收和发送部分的功能。例如，通信部分216可以接收从基站30发送的信号。通信部分216也具有作为无线电通信设备20和信息服务器10之间的接口的功能。例如，通信部分216可以向信息服务器10发送用于获得基站信息的请求，并可以从信息服务器10接收基站信息。

测量部分220测量从各基站30发送的并被通信部分216接收的信号的接收强度。图4示出了当无线电通信设备20具有如图1所示的与各基站30的位置关系时由测量部分220测量的信号强度的一个示例。

图4是示出由测量部分220测量的信号强度的一个示例的示意图。在图4中，为了便于解释，假设表示各基站30的附图标记和符号指示各基站30的基站ID。具体地，图4示出了这种情况：其中从基站ID为“30A”的基站30A发送的信号的接收强度为“-90Dbm”，从基站ID为“30B”的基站30B发送的信号的接收强度为“-70Dbm”，从基站ID为“30C”的基站30C发送的信号的接收强度为“-80Dbm”，并且从基站ID为“30D”的基站30D发送的信号的接收强度为“-75Dbm”。

同时，存储部分232(第二存储部分)关联并存储与无线电通信设备20进行无线通信的基站30的基站ID和指示各基站30的安装地点的位置信息，作为基站信息。后面将参照图8描述存储在存储部分232中的基站信息的具体示例。此外，存储部分232可以是存储介质，例如非易失性存储器如EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和EPROM(可擦除可编程只读存储器)、磁盘如硬盘和盘型磁介质、光盘如CD-R(可刻录压缩盘)/RW(可复写)、DVD-R(可刻录数字万用盘)/RW/+R/+RW/RAM(随机存取存储器)和BD(蓝光(Blu-Ray)盘(商标))-R/BD-RE、以及MO(磁光)盘。

位置估计部分224基于由测量部分220测量的信号强度和存储在存储部分232中的基站信息来估计无线电通信设备20的位置。例如，位置估计部分224基于下面的式1估计无线电通信设备20的位置：

$O=\frac{1}{W}\·\underset{i}{\mathrm{\Σ}}(\mathrm{Wi}\·\mathrm{Ai})$ ...式1

$\mathrm{Wi}=\frac{1}{\mathrm{distS}(O,\mathrm{Ai})}$ ...式2

$W=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{Wi}$ ...式3

在式1中，Ai表示注册在存储部分232中的第i基站30的位置信息。因此，当通过经度和纬度表示基站30的位置信息时，式1分别应用于经度和纬度。Wi是基于表示从信号强度估计的无线电通信设备20和第i基站30之间的距离的distS(O，Ai)获得的加权因子，如式2所示。W是加权因子总和，如式3所示。

当参照式1时，在每个测量时刻，其distS(O，Ai)小的基站30的位置信息被较大地反映到无线电通信设备20的估计位置O。同时，其distS(O，Ai)大的基站30的位置信息较少地影响到无线电通信设备20的估计位置O。

通过使用这样的式1，位置估计部分224可以合理地估计无线电通信设备20的位置信息。即，位置估计部分224可以提取位置信息(Ai)，并可以基于所提取的位置信息和由测量部分220测量的信号强度来估计无线电通信设备20的位置，其中包含在由通信部分216接收的信号中的基站30的基站ID与所述位置信息(Ai)在存储部分232中相关联。基于所估计的位置信息，位置估计部分224还可以获得例如“AB县，C区，第5街”的地址。

此外，在本实施例中，由于量化的位置信息存储在存储部分232中，所以位置估计部分224还具有作为解码部分的功能，用于将量化的位置信息转换成经度和纬度。

此外，无线电通信设备20的位置估计方法不限于使用上述的式1的方法，例如，作为其接收强度在无线电通信设备20中最高的信号源的基站30的位置可以被估计作为无线电通信设备20的位置。此外，作为其接收强度超过无线电通信设备20中的阈值的信号源的基站30的中心位置可以被估计作为无线电通信设备20的位置。

另外，作为其接收强度在无线电通信设备20中落入例如前10％、20％等的预定比例内的信号源的基站30的中心位置可以被估计作为无线电通信设备20的位置。另外，作为其接收强度在无线电通信设备20中落入例如前5、前10等预定次序内的信号源的基站30的中心位置可以被估计作为无线电通信设备20的位置。

应用部分228使用由位置估计部分224估计的位置来执行处理。例如，应用部分228可以从输出装置210输出(显示)由位置估计部分224估计的位置。而且，应用部分228可以获得与由位置估计部分224估计的位置相对应的点。此外，当位置估计部分228估计的位置超过预先设置的范围时，应用部分228可以要求无线电通信设备20的使用者进行认证处理。

如上所述，通过使用存储在存储部分232中的基站信息，位置估计部分224可以估计无线电通信设备20的位置。例如，这样的基站信息表示成图5所示的形式。

图5是示出基站信息的形式的参考示例的示意图。如图5所示，例如，当基站ID由6字节表示而经度和纬度通过使用双浮点由8字节表示时，一个基站信息的信息量是24字节。因此，除了例如用于有效地检索信息的索引的信息之外，用于存储一百万个基站的信息的存储介质需要大约24MB(兆字节)的存储容量。然而，因为特别是在无线电通信设备20是便携装置时无线电通信设备20的存储部分232的存储器容量受到限制，所以在存储部分232中难以完全存储每个由24字节表示的基站信息。

然后，着眼于上面描述的情况，发明人已创造了根据本实施例的无线电通信设备20和信息服务器10。根据本实施例的信息服务器10能够表示基站信息的位置信息同时抑制信息量，而无线电通信设备20能够存储信息量被抑制的基站信息。下面将解释能够抑制基站信息的位置信息的信息量的信息服务器10的配置。

信息服务器10的通信部分104是与无线电通信设备20的接口，并具有作为发送部分的功能，用于向无线电通信设备20发送存储在存储部分116中的基站信息。通信部分104还可以周期性地或者响应于来自无线电通信设备20的请求发送基站信息。

基站信息被输入到基站信息输入部分108。例如，基站信息输入部分108可以接收人工输入的或者来自外部装置的基站信息。

量化部分112对输入到基站信息输入部分108的基站信息的位置信息或者存储在存储部分116中的基站信息的位置信息进行量化。量化部分112还具有作为用于将量化的基站信息记录在存储部分116中的记录部分的功能。

根据本实施例的量化部分112可以在预定的范围内，通过不同的条件(量化范围和量化数目)来对位于正常范围(第一范围)和基站密集范围(第二范围)中的基站的基站信息进行量化，其中基站密集范围中基站30的密度高于正常范围中基站30的密度并且其面积小于正常范围的面积。图7示出了正常范围和基站密集范围的具体示例。

图7是示出正常范围和基站密集范围的示例的示意图。在图7所示的示例中，基站密集范围42是其中基站30密集的关东地区，而正常范围40是包括日本的预定范围内除基站密集范围42之外的范围。此外，可以基于基站的分布人工或自动地对基站密集范围42和正常范围40作出选择。

量化部分112使用通过将正常范围40设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化基站的位置而获得的比特值(第一离散值)来表示位于正常范围40中的基站的位置信息。同时，量化部分112使用通过将基站密集范围42设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化基站的位置而获得的比特值(第二离散值)来表示位于基站密集范围42中的基站的位置信息。

这里，量化包括通过不连续的比特值来表示连续量(例如，位置信息，如经度和纬度)的意思。量化数目是指示量化范围内的连续量应该由多少比特(多少阶离散值)来表示的值。因此，量化数目越少，用于表示位置信息的信息量(比特数目)被抑制得越多。

因为上面描述的量化部分112使用通过将基站密集范围42设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化基站的信息而获得的比特值来表示位于基站密集范围42中的基站的位置信息，所以抑制用于表示基站密集范围42内的基站的位置信息的信息量是可能的。将参照图6解释由量化部分112执行的量化的具体示例。

图6是示出由量化部分112执行的量化的具体示例的示意图。如图6所示，基站密集范围42是从(sx，sy)开始、具有经度方向距离w和纬度方向距离h的矩形区域。这里，用于在经度方向划分基站密集范围42的数目，即基站密集范围42的经度方向的量化数目由α表示，而用于在纬度方向划分基站密集范围42的数目，即纬度方向的量化数目由β表示。当如上所述基站密集范围42的经度方向的量化数目由α表示且维度方向的量化数目由β表示时，第二量化数目是由α乘以β所得到的值。

当在经度方向量化基站密集范围42所获得的比特数由比特值a表示，而在纬度方向量化基站密集范围42所获得的比特数由比特值b表示时，包含在基站密集范围42中的经度x和纬度y可以由下面的式4和式5表示：

x＝sx+(w/α)·a                ...式4

y＝sy+(h/β)·b                ...式5

量化部分112可以从式4和式5中所示的位置信息x和y计算比特值a和b。即，量化部分112可以通过量化和通过使用比特值a和b(第二离散值)来表示位置信息x和y。

因而，量化部分112通过第二离散值来表示位于基站密集范围42中的基站30的基站信息的位置信息，并且将它与基站ID相关联并将它记录在存储部分116中。

量化部分112还以相同的方式通过第一离散值(比特值c和d)来表示位于正常范围40中的基站30的基站信息的位置信息，并且将它与基站ID相关联并将它记录在存储部分116中。基于正常范围40的基点以及正常范围40的经度方向和维度方向的量化数目，将第一离散值转换成经度和纬度。因而，存储部分116具有作为用于存储基站信息的存储介质或第一存储部分的功能，所述基站信息中量化位置信息与基站ID相关联。

下面，将解释第一离散值和第二离散值以及第一量化数目和第二量化数目的精度。

实际上，考虑到输入到基站信息输入部分108的基站信息的精确性，第一离散值和第二离散值的0.5至4m的量化误差(位置误差)可能没有问题。这里，虽然量化误差可能是由各比特值(比特值a至d)表示的位置之间的间隔或者由各比特值表示的位置的间隔的一半，但是下面将以由各比特值表示的位置之间的间隔来进行解释。

当图6中所示的基站密集范围42中的经度方向距离w和纬度方向距离h中的每个是65km时，在通过2字节的第二量化数目分别在经度方向和纬度方向对基站密集范围42进行量化时量化误差为0.991m。以相同的方式，在通过大于第二量化数目的、3字节的第一量化数目量化正常范围40时，量化误差为大约0.1m。

因此，量化部分112可以通过使用通过2字节的第二量化数目分别在经度方向和纬度方向对基站密集范围42进行量化所获得的任何比特值来表示位于基站密集范围42中的基站30的位置。此外，量化部分112可以通过使用通过3字节的第一量化数目分别在经度方向和纬度方向对正常范围40进行量化所获得的任何比特值来表示位于正常范围40中的基站30的位置。将参照图8A和图8B解释通过这样的量化部分112记录在存储部分116中的基站信息的一个示例。

图8A是示出记录在存储部分116中的、位于基站密集范围42中的基站30的基站信息的示例的示意图。图8B是示出记录在存储部分116中的、位于正常范围40中的基站30的基站信息的示例的示意图。

如图8A所示，位于基站密集范围42中的基站30的基站信息包括6字节的基站ID、2字节的比特值a和2字节的比特值b。同时，如图8B所示，位于正常范围40中的基站30的基站信息包括6字节的基站ID、3字节的比特值c和3字节的比特值d。

这里，因为基站30在基站密集范围42中比在正常范围40中更密集地存在，所以存储于存储部分116中的基站信息所包含的位置信息的总量得到抑制。例如，假设这样的情况：其中在正常范围40中安装50万个基站30，在基站密集范围42中安装50万个基站30，并且存储部分116存储所有基站30的基站信息。在这种情况下，从下面的式6得出包含在基站信息中的位置信息的总量是5MB：

位于正常范围中的基站数目×6+位于基站密集范围中的基站数目

×4＝500,000×6(字节)+500,000×4(字节)

＝5,000,000(字节)

＝5MB                                        ...式6

同时，当所有基站30的位置信息由双浮点表示时，从下面的式7得出包含在基站信息中的位置信息的总量为16MB：

基站总数×16＝1,000,000×16(字节)

＝16,000,000(字节)

＝16MB                                        ...式7

因此，通过量化和表示基站30的位置信息以及根据基站30是否位于基站密集范围42或正常范围40中而实现不同量化的量化部分112，包含在基站信息中的位置信息的总量可以被抑制至大约31.25％。

无线电通信设备20的基站信息获得部分236从信息服务器10获得其信息量通过如上所述的量化被抑制的基站信息(包括有关基点和量化数目的信息)，并将它们记录在存储部分232中。即，存储部分232存储正常范围40内的基站30的基站信息，该基站信息的位置信息通过使用通过将正常范围40设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化位置所获得的比特值来表示，如图8B所示。存储部分232还存储基站密集范围42内的基站30的基站信息，该基站信息的位置信息通过使用通过将基站密集范围42设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化位置所获得的比特值来表示，如图8A所示。

位置估计部分224可以从存储部分232提取作为由比特值表示的、由通信部分216接收的信号的源的基站30的位置信息，并可以根据式4和式5得到基站30的经度和纬度以将它们用于估计位置。例如，当位置估计部分224基于作为由通信部分216接收的信号的源的基站30的位置信息的比特数判断基站30位于基站密集范围42中时，它可以通过应用式4和式5得到基站30的经度和纬度。相反，当位置估计部分224判断基站30位于正常范围40中时，它可以通过应用与式4和式5相对应的式来得到基站30的经度和纬度。

此外，因为地球赤道处的周长为40,000km，所以当以3字节(256的三次方的量化数目)量化经度时量化误差为2.384m，即，40,000,000/256^3＝2.384。以相同的方式，从20,000,000/256^3＝1.19得出，沿纬度的量化误差为1.19m。

因此，通过使用由3字节分别在纬度方向和经度方向进行量化所获得的离散值，信息服务器10的量化部分112可以简单地表示地球上的任意位置。根据这个方法，当与上面描述的情况相似地在正常范围40中安装50万个基站30并在基站密集范围42中安装50万个基站30时，从下面的式8得出包含在基站信息中的位置信息的总量为6MB。因此，从降低基站信息的信息量方面来说，通过使用由3字节分别在纬度方向和经度方向进行量化所获得的离散值来简单地表示地球上的任意位置是有效的。

基站总数×6＝1,000,000×6(字节)

＝6,000,000(字节)

＝6MB                                ...式8

无线电通信设备20的位置估计部分224当从更多个基站30接收信号时可以更精确地估计位置。因此，为了实现由位置估计部分224以相同的精度进行的基站密集范围42中的位置估计和正常范围40中的位置估计，基站密集范围42中的量化误差可以大于正常范围40中的量化误差。

然后，信息服务器10的量化部分112可以量化使得基站密集范围42中的量化误差大于正常范围40中的量化误差。这样的配置允许表示位于基站密集范围42中的基站的位置的比特数得到抑制，同时保持位置估计部分224执行的位置估计的精度。

[2-3]无线电通信设备和信息服务器的操作

上面已经参照图2至图8解释了无线电通信设备20和信息服务器10的配置。下面，将参照图9解释在无线电通信设备20和信息服务器10中执行的位置估计方法。

图9是示出在无线电通信设备20和信息服务器10中执行的位置估计方法的流程的顺序图。首先，将基站信息输入到信息服务器10的基站信息输入部分108(S304)。然后，量化部分112判断包含在基站信息中的位置信息所指示的位置是否包含在基站密集范围42或正常范围40中，并通过与判断结果相对应的方法对位置信息进行量化(S308)。

然后，量化部分112将包含量化的位置信息的基站信息记录在存储部分116中(S312)。之后，当无线电通信设备20的基站信息获得部分236向信息服务器10请求基站信息时(S316)，信息服务器10向无线电通信设备20发送记录在存储部分116中的基站信息(S320)。

此外，从信息服务器10向无线电通信设备20的基站信息发送可以周期性地执行。此外，当无线电通信设备20具有已存储的基站信息时，信息服务器10可以只向无线电通信设备20发送基站信息的更新部分。

在从信息服务器10获得基站信息时，基站信息获得部分236将所获得的基站信息记录在存储部分232中(S324)。此后当通信部分216从周围的基站30接收信号时(S328)，位置估计部分224基于所接收的信号和存储在存储部分232中的基站信息估计无线电通信设备20的位置(S332)。

例如，位置估计部分224从量化的并包含在存储于存储部分232中的基站信息中的位置信息之中提取与包含在每个接收到的信号中的、与基站ID相关联的位置信息。然后，位置估计部分224可以将所提取的并量化的位置信息解码成经度和纬度，并通过使用所解码的经度和纬度执行式1所示的算术操作来估计无线电通信设备20的位置。

此后，应用部分228可以执行以下处理：将由位置估计部分224估计的位置通知用户，请求用户进行与由位置估计部分224估计的位置相对应的认证处理，等等。

[3]结论

如上所述，根据本实施例的无线电通信设备20的存储部分232存储正常范围40内的基站30的基站信息，该基站信息的位置信息由通过将正常范围40设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化位置所获得的比特值(第一离散值)表示。存储部分232还存储基站密集范围42内的基站30的基站信息，该基站信息的位置信息由使用通过将基站密集范围42设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化位置所获得的比特值(第二离散值)表示。

因为在上述的配置中第二量化数目小于第一量化数目，所以表示第二离散值所需的信息量可以比表示第一离散值所需的信息量被抑制得更多。这里，位于基站密集范围42中的基站的密度高于位于正常范围40中的基站的密度。因此，与简单地一起量化正常范围40和基站密集范围42的情况相比，无线电通信设备20可以保持位于正常范围40中的和位于基站密集范围42中的基站30的位置信息，同时抑制它们的信息量。

此外，虽然已经参照附图描述了本发明的优选实施例，但是本发明当然不限于这些实施例。对本领域技术人员明显的是，在不脱离权利要求的范围的情况下可以做出各种替换和修改，并且这些替换和修改意在包括在本发明的技术范围内。

例如，虽然在上面描述的实施例中已经解释了特别地只存储包含在一个正常范围40中的基站信息和包含在一个基站密集范围42中的基站信息的情况，但是本发明不限于这样的示例。下面将参照图10解释修改的示例。

图10是示出正常范围40和基站密集范围42的示例性修改的示意图。如图10所示，多个基站密集范围42例如基站密集范围42A和基站密集范围42B可以被包含在一个正常范围中。此外，基站密集范围42不限于矩形，而可以具有任意形状，例如在基站密集范围42C中所示的椭圆形或者三角形。此外，并不具体限定应用于基站密集范围42A、42B和42C的量化数目的关系。

另外，可能存在设置在基站密集范围42A内的基站密集范围42如基站密集范围42D。在这种情况下，应用于基站密集范围42D的量化数目小于应用于基站密集范围42A的量化数目，并且从基站密集范围42D的观点来看，基站密集范围42A可以与正常范围40相对应。

此外，虽然上面已经解释了量化部分112将位置信息量化成与经度方向和纬度方向相对应的比特值的情况，但是本发明不限于这样的情况。例如，量化部分112可以将位置信息量化成其中被除整数的解与经度方向相对应的比特值和其中余数与纬度方向相对应的比特值。量化部分112还可以在极坐标平面上量化位置信息。此外，正常范围40的量化方法可以不同于用于基站密集范围42的量化方法。

量化部分112还可以将位置信息量化成与具有任意幅度和频率的正弦波的中心角的大小相对应的比特值。

本说明书中的无线电通信设备20和信息服务器10的各处理步骤不必总按照根据顺序图中描述的次序的先后顺序来处理，而可以包括并行或单独执行的处理(例如，并行处理或按对象处理)。

还可能的是，创建计算机程序，使得内置于无线电通信设备20和信息服务器10中的硬件例如CPU 201、ROM 202、RAM 203呈现出与上面描述的无线电通信设备20和信息服务器10的各配置等同的功能。此外，可以提供存储计算机程序的存储介质。还可能的是，通过硬件配置图3的功能框图中所示的各功能块，从而通过硬件实现一系列处理。

Claims (8)

1.一种位置估计系统，包括：

无线电通信设备，能够与一个或多个基站进行无线通信；和

信息服务器，能够与所述无线电通信设备通信，其中

所述信息服务器包括：

量化部分，用于使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，所述第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且

用于使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，所述第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，所述第二范围的面积小于所述第一范围并且其中的基站比所述第一范围更密集地安装，

第一存储部分，用于存储基站信息，在该基站信息中通过由所述量化部分使用所述第一离散值或所述第二离散值表示的位置信息与基站的识别信息相关联，和

发送部分，用于向所述无线电通信设备发送基站信息，并且其中所述无线电通信设备包括：

获得部分，用于获得从所述发送部分发送的、并存储在所述第一存储部分中的基站信息；

第二存储部分，用于存储由所述获得部分获得的基站信息；

接收部分，用于接收从所述基站发送的、包含所述基站的识别信息的无线电信号；和

位置估计部分，用于从存储在所述第二存储部分中的基站信息中提取由包含在所述无线电信号中的识别信息指示的基站的位置信息，并基于所提取的位置信息估计所述无线电通信设备的位置。

2.一种无线电通信设备，能够与一个或多个基站进行无线通信，包括：

存储部分，用于关联并存储所述基站的位置信息和识别信息；

接收部分，用于接收从所述基站发送的、并包含所述基站的识别信息的无线电信号；和

位置估计部分，用于从存储在所述存储部分中的位置信息提取由包含在所述无线电信号中的识别信息指示的所述基站的位置信息，并基于所提取的位置信息估计所述无线电通信设备的位置，其中

在所述存储部分中，

使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，所述第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且

使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，所述第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，所述第二范围的面积小于所述第一范围并且其中的基站比所述第一范围更密集地安装。

3.根据权利要求2所述的无线电通信设备，其中所述第一量化数目或所述第二量化数目是将所述第一离散值或所述第二离散值的量化误差保持在0.5m至4m的范围内的值。

4.根据权利要求3所述的无线电通信设备，其中所述第一范围是从与所述第二范围重叠的预定范围中除去所述第二范围之外的范围。

5.根据权利要求4所述的无线电通信设备，其中所述预定范围中包括多个第二范围。

6.根据权利要求3所述的无线电通信设备，其中所述第二离散值的量化误差大于所述第一离散值的量化误差。

7.一种位置估计方法，在能够与一个或多个基站进行无线通信的无线电通信设备中执行，包括以下步骤：

接收从所述基站发送的、并包含用于识别所述基站的识别信息的无线电信号；以及

从存储部分中提取由包含在所述无线电信号中的识别信息指示的基站的位置信息，并基于所提取的位置信息估计所述无线电通信设备的位置，所述存储部分关联并存储指示基站的存在位置的位置信息和识别信息，其中

在所述存储部分中，

使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，所述第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且

使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，所述第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，所述第二范围的面积小于所述第一范围并且其中的基站比所述第一范围更密集地安装。

8.一种能够与无线电通信设备通信的信息服务器，所述无线电通信设备能够与一个或多个基站进行无线通信，所述信息服务器包括：

量化部分，用于使用第一离散值来表示位于第一范围中的第一基站的位置信息，所述第一离散值是通过将第一范围设为量化范围并将第一量化数目设为量化数目来量化第一基站的位置而获得的，并且

用于使用第二离散值来表示位于第二范围中的第二基站的位置信息，所述第二离散值是通过将第二范围设为量化范围并将小于第一量化数目的第二量化数目设为量化数目来量化第二基站的位置而获得的，所述第二范围的面积小于所述第一范围并且其中的基站比所述第一范围更密集地安装；

存储部分，用于存储基站信息，在该基站信息中通过由所述量化部分使用第一离散值或第二离散值表示的位置信息与基站的识别信息相关联；和

通信部分，用于向所述无线电通信设备发送存储在所述存储部分中的基站信息。

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