CN117616299A - 固定装置、位置估计系统、控制电路、存储介质和位置估计方法 - Google Patents

固定装置、位置估计系统、控制电路、存储介质和位置估计方法 Download PDF

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CN117616299A CN202180100279.9A CN202180100279A CN117616299A CN 117616299 A CN117616299 A CN 117616299A CN 202180100279 A CN202180100279 A CN 202180100279A CN 117616299 A CN117616299 A CN 117616299A
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Abstract

固定装置中的主装置(21)属于多个区域中的任意一方，其特征在于，该主装置(21)具有：报知信息生成部(215)，其生成报知信息，该报知信息包含设置于所属的区域内的多个固定装置的位置信息；以及通信部(211)，其将包含报知信息的报知信号在与从其他区域发送的报知信号不同的定时发送到根据报知信息来估计位置的移动装置。

Description

固定装置、位置估计系统、控制电路、存储介质和位置估计 方法
技术领域
本发明涉及发送位置估计用的报知信息的固定装置、位置估计系统、控制电路、存储介质和位置估计方法。
背景技术
利用如下技术：利用通信的收发定时，根据固定于地面的固定装置与移动装置之间的传播时间来测定距离，使用固定装置的位置和测距结果来估计移动装置的位置。超宽带无线(UWB：Ultra-Wide Band)信号在时域中是超短脉冲信号。因此，在使用UWB信号时，能够高分辨率地掌握通信的收发定时，能够高精度地估计移动装置的位置。
为了在宽范围内实现高精度的位置估计，需要增加固定装置的台数。但是，固定装置通常发送表示自身的位置信息的报知信号，在增加了固定装置的台数的情况下，在多个固定装置分别发送报知信号时，所发送的报知信号的数量增加。例如，在能够用于发送报知信号的频带为1个的情况下，以时分方式发送报知信号，以使固定装置发送的报知信号彼此不冲突。因此，固定装置的台数越增加，则发送报知信号所花费的时间越增加，能够用于位置估计的时间的比例越减少。因此，产生进行位置估计处理的频度降低而位置估计精度降低这样的课题。
为了解决这种课题，在专利文献1中公开有如下的定位系统：多个固定装置中的1台固定装置作为代表来进行与移动装置之间的测距，其他固定装置仅接收从移动装置发送的信号，使用与代表固定装置之间的传播距离差来执行定位。根据专利文献1公开的定位系统，能够抑制从固定装置向移动装置的通信的执行次数，因此，即使增加固定装置的台数，也能够维持能够用于位置估计的时间的比例。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2020/031550号
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1公开的定位系统中，固定装置执行定位，存在无法利用移动装置进行位置估计这样的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到如下的固定装置：在利用移动装置进行位置估计的情况下，即使增加固定装置的台数，也能够维持位置估计频度并确保位置估计精度。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题并实现目的，本发明的固定装置属于多个区域中的任意一方，其特征在于，所述固定装置具有：报知信息生成部，其生成报知信息，该报知信息包含设置于所属的区域内的多个固定装置的位置信息；以及通信部，其将包含报知信息的报知信号在与从其他区域发送的报知信号不同的定时发送到根据报知信息来估计位置的移动装置。
发明效果
本发明的固定装置发挥如下效果：在利用移动装置进行位置估计的情况下，即使增加固定装置的台数，也能够维持位置估计频度并确保位置估计精度。
附图说明
图1是示出实施方式1的位置估计系统的结构的图。
图2是示出图1所示的主装置的功能结构的图。
图3是示出图1所示的移动终端的功能结构的图。
图4是用于说明图1所示的位置估计系统的通信流程的顺序图。
图5是示出实施方式2的位置估计系统的结构的图。
图6是示出图5所示的固定装置的功能结构的图。
图7是示出实施方式4的固定装置的功能结构的图。
图8是示出实施方式5的位置估计系统的结构的图。
图9是示出实施方式6的位置估计系统的结构的图。
图10是示出图9所示的基站的功能结构的图。
图11是示出图9所示的移动站的功能结构的图。
图12是示出实施方式7的位置估计系统的结构的图。
图13是用于说明图12所示的位置估计系统形成区域的方法的流程图。
图14是示出执行图13的步骤S103后的位置估计系统的图。
图15是示出执行图13的步骤S105后的位置估计系统的第1例的图。
图16是示出执行图13的步骤S105后的位置估计系统的第2例的图。
图17是示出用于实现实施方式1～6的主装置、从装置、移动终端、基站、小型基站和移动站的功能的专用硬件的图。
图18是示出用于实现实施方式1～6的主装置、从装置、移动终端、基站、小型基站和移动站的功能的控制电路的图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式的固定装置、位置估计系统、控制电路、存储介质和位置估计方法进行详细说明。另外，本发明的技术范围不由以下所示的实施方式来限定。
实施方式1
图1是示出实施方式1的位置估计系统1的结构的图。位置估计系统1具有多个主装置21-a～21-c、多个从装置22-a～22-i以及移动终端10。下面，针对具有相同功能的结构要素，在共同的数字后标注连字符和字母，分别进行区分。在不需要分别区分具有相同功能的结构要素的情况下，仅标注共同的数字。例如，在不需要分别区分主装置21-a～21-c的情况下，仅称作主装置21。
多个主装置21-a～21-c和多个从装置22-a～22-i分别是固定于地面的固定装置。下面，在不需要分别区分主装置21和从装置22的情况下，称作固定装置。按照多个固定装置中的每个固定装置形成区域30，固定装置属于多个区域30-a～30-c中的任意一方。1台主装置21和从属于主装置21的从装置22分别属于多个区域30。具体而言，主装置21-a和从装置22-a～22-c属于区域30-a。主装置21-b和从装置22-d～22-f属于区域30-b。主装置21-c和从装置22-g～22-i属于区域30-c。此时，各个区域30-a～30-c也可以配置成与其他区域30分别在地理上重叠。
主装置21代表所属的区域30来发送报知信号。在主装置21发送的报知信号中包含主装置21的位置信息和装置标识符、以及属于同一区域30的其他固定装置即从装置22的位置信息和装置标识符。具体而言，主装置21-a发送包含主装置21-a的位置信息和装置标识符、以及从装置22-a～22-c各自的位置信息和装置标识符的报知信号。主装置21-b发送包含主装置21-b的位置信息和装置标识符、以及从装置22-d～22-f的位置信息和装置标识符的报知信号。主装置21-c发送包含主装置21-c的位置信息和装置标识符、以及从装置22-g～22-i的位置信息和装置标识符的报知信号。
图2是示出图1所示的主装置21的功能结构的图。主装置21具有通信部211、发送信号生成部212、接收处理部213、区域信息存储部214、报知信息生成部215、用户数据处理部216和数据复用部217。另外，在图2中，限定地示出对实施方式1的主装置21的功能进行说明所需要的功能结构，主装置21也可以具有图2所示的功能以外的功能。
通信部211是能够收发UWB通信的信号的天线，执行与移动终端10和从装置22之间的通信。通信部211能够在与移动终端10之间收发用于移动终端10的定位的信号。用于移动终端10的定位的信号例如是报知信号。通信部211在与其他区域30的主装置21发送报知信号的定时不同的定时向移动终端10发送报知信号，使得不与从其他区域30发送的报知信号冲突。例如，按照每个区域30，预先以时分方式决定发送报知信号的定时，由此，通信部211能够在与从其他区域30发送的报知信号不同的定时发送报知信号。
发送信号生成部212生成从通信部211向移动终端10发送的发送信号。发送信号是报知信号、用于测距的信号等。发送信号生成部212生成包含数据复用部217输出的发送数据的发送信号。接收处理部213根据通信部211接收到的信号进行数据的解调，并且进行接收到的信号的接收定时的估计。
区域信息存储部214存储区域信息，该区域信息包含用于确定主装置21所属的区域30的区域标识符、主装置21的装置标识符和位置信息、以及位于所属的区域30内的从装置22的装置标识符和位置信息。报知信息生成部215根据区域信息存储部214中存储的区域信息，生成主装置21代表区域30发送的报知信息。报知信息生成部215生成的报知信息除了包含主装置21的装置标识符和位置信息以外，还包含属于与主装置21相同的区域30的从装置22的装置标识符和位置信息。此外，报知信息生成部215也可以生成包含前导码、通信速度等用于位置估计的信息的报知信息。报知信息生成部215将生成的报知信息输出到数据复用部217。
用户数据处理部216对接收处理部213解调后的数据中包含的用户数据进行处理，并且生成接着要发送的用户数据。在接收处理部213解调后的数据中包含区域信息的情况下，用户数据处理部216对区域信息存储部214中存储的区域信息进行更新。此外，用户数据处理部216在生成接着要发送的用户数据后，将生成的用户数据输出到数据复用部217。
数据复用部217对报知信息生成部215输出的报知信息和用户数据处理部216输出的用户数据进行复用。数据复用部217将复用后的数据即发送数据输出到发送信号生成部212。
图3是示出图1所示的移动终端10的功能结构的图。移动终端10是移动装置的一例。移动终端10具有通信部101、发送信号生成部102、接收处理部103、位置估计部104、报知信息处理部105、固定装置选择部106、用户数据处理部107和数据复用部108。另外，在图3中，限定地示出对实施方式1的移动终端10的功能进行说明所需要的功能结构，移动终端10也可以具有图3所示的功能以外的功能。
通信部101是能够执行UWB通信的天线，执行与主装置21和从装置22之间的通信。通信部101能够在与主装置21和从装置22之间收发用于定位的信号。通信部101能够与通信对方所属的区域30无关地执行通信。例如如图1所示，通信部101能够与属于区域30-a的从装置22-c、属于区域30-b的从装置22-f、属于区域30-c的主装置21-c和从装置22-i进行通信。通信部101朝向通信对方发送由发送信号生成部102输出的发送信号，将从通信对方接收到的接收信号输出到接收处理部103。
发送信号生成部102生成包含数据复用部108输出的发送数据的发送信号。发送信号生成部102能够从通信部101发送生成的发送信号。接收处理部103从通信部101输出的接收信号解调出接收数据，并且估计接收到接收信号的定时。接收处理部103将解调后的接收数据输出到位置估计部104、报知信息处理部105和用户数据处理部107，将估计出的接收定时输出到位置估计部104。
位置估计部104执行与根据接收数据中包含的报知信息选择出的多个固定装置中的每个固定装置之间的测距，根据测距结果和报知信息中包含的固定装置的位置信息来估计移动终端10的位置。具体而言，位置估计部104根据与选择出的固定装置之间的信号的收发定时，计算通信所花费的传播时间，估计与固定装置之间的距离。通过使用与3台以上的固定装置之间的测距结果，位置估计部104能够估计移动终端10的位置。
报知信息处理部105从接收数据中包含的报知信息中提取存在主装置21的区域30内的固定装置的装置标识符和位置信息，对提取出的信息进行数据库化。固定装置选择部106使用报知信息处理部105进行数据库化后的信息，从报知信息所示的多个固定装置中选择用于位置估计的固定装置，生成用于测距的数据。固定装置选择部106将用于测距的数据输出到数据复用部108。用户数据处理部107生成要发送的用户数据，并且对接收数据中包含的用户数据进行处理。用户数据处理部107将要发送的用户数据输出到数据复用部108。数据复用部108对固定装置选择部106输出的用于测距的数据和用户数据处理部107输出的用户数据进行复用。数据复用部108将复用后的数据即发送数据输出到发送信号生成部102。
图4是用于说明图1所示的位置估计系统1的通信流程的顺序图。首先，主装置21-a～21-c分别以时分方式发送包含报知信息的报知信号31-a～31-c。将用于发送报知信号31的期间称作报知信号发送时间200。例如，在图4的例子中，主装置21-a发送报知信号31-a，接着，主装置21-b发送报知信号31-b，主装置21-c发送报知信号31-c。报知信号31除了包含主装置21的装置标识符和位置信息以外，还包含主装置21所属的区域30内的从装置22的装置标识符和位置信息。此外，报知信号31也可以还包含前导码、通信速度等用于定位的数据。此外，可以是全部位置信息为绝对位置信息，也可以是一部分固定装置的位置信息为相对位置信息。例如，报知信号31也可以包含主装置21的绝对位置信息和从装置22相对于主装置21的相对位置信息。
移动终端10在接收到报知信号31-a～31-c后，取出报知信号31-a～31-c中分别包含的报知信息。移动终端10根据取出的报知信息，在位置估计实施时间201内，选择用于进行位置估计的固定装置，针对选择出的固定装置收发用于测距的数据，估计移动终端10的位置。在实施方式1中，移动终端10选择主装置21-c和从装置22-c、22-f、22-i。移动终端10例如可以按照离移动终端10从近到远的顺序选择多个固定装置，也可以以移动终端10为中心分割成4个象限，从各个象限各选择1台固定装置。此外，移动终端10也可以以要选择的固定装置彼此分开预定的距离以上的方式选择固定装置。根据一定的规范来选择固定装置。
另外，在图4中，仅示出1个报知信号发送时间200，但是，定期地设置报知信号发送时间200。此外，在图4中，也仅示出1个位置估计实施时间201，但是，考虑存在多个移动终端10这样的环境，在报知信号发送时间200与报知信号发送时间200之间设置多个位置估计实施时间201。
如以上说明的那样，实施方式1的主装置21生成包含设置于区域30内的多个固定装置的位置信息的报知信息，将其发送到移动终端10。根据该结构，即使从装置22不向移动终端10通知位置信息，移动终端10也能够得到从装置22的位置信息，因此，与全部固定装置发送报知信号的情况相比，能够缩短报知信号发送时间200。因此，能够得到如下的固定装置：在利用移动终端10进行位置估计的情况下，即使增加固定装置的台数，也能够维持位置估计频度并确保位置估计的精度。
实施方式2
图5是示出实施方式2的位置估计系统2的结构的图。位置估计系统2具有多个固定装置23-a～23-l以及移动终端10。按照多个固定装置23中的每个固定装置23形成区域30，固定装置23-a～23-l分别属于多个区域30-a～30-c中的任意一方。具体而言，固定装置23-a～23-d属于区域30-a，固定装置23-e～23-h属于区域30-b，固定装置23-i～23-l属于区域30-c。
在实施方式1中，代表区域30来发送报知信号的主装置21是预先决定的，但是，在实施方式2中，多个固定装置23既能够作为主装置21进行动作，也能够作为从装置22进行动作。
图6是示出图5所示的固定装置23的功能结构的图。固定装置23具有通信部211、发送信号生成部212、接收处理部213、区域信息存储部234、报知信息生成部235、用户数据处理部216和数据复用部217。另外，在图6中，限定地示出对实施方式2的固定装置23的功能进行说明所需要的功能结构，固定装置23也可以具有图6所示的功能以外的功能。
通信部211是能够执行UWB通信的天线，执行与移动终端10和其他固定装置23之间的通信。通信部211能够在与移动终端10之间收发用于移动终端10的定位的信号。用于移动终端10的定位的信号例如是报知信号。通信部211在与从其他区域30发送的报知信号不同的定时向移动终端10发送报知信号，使得不与从其他区域30发送的报知信号冲突。
发送信号生成部212生成从通信部211向移动终端10发送的发送信号。发送信号是报知信号、用于测距的信号等。发送信号生成部212生成包含数据复用部217输出的发送数据的发送信号。接收处理部213根据通信部211接收到的信号进行接收数据的解调，并且进行接收到的信号的接收定时的估计。
区域信息存储部234存储区域信息，该区域信息包含用于确定固定装置23所属的区域30的区域标识符、位于所属的区域30内的固定装置23的装置标识符和位置信息、以及表示当前的主装置21的装置标识符。报知信息生成部235根据区域信息存储部234中存储的区域信息，判断固定装置23是主装置21还是从装置22。具体而言，报知信息生成部235在表示当前的主装置21的装置标识符和表示固定装置23自身的装置标识符一致的情况下，判断为固定装置23是主装置21，在不一致的情况下，判断为固定装置23是从装置22。在固定装置23是主装置21的情况下，报知信息生成部235生成报知信息，在固定装置23是从装置22的情况下，报知信息生成部235不生成报知信息。报知信息生成部235生成的报知信息能够包含属于所属的区域30的全部固定装置23的装置标识符和位置信息。报知信息生成部235将生成的报知信息输出到数据复用部217。
用户数据处理部216对接收处理部213解调后的数据中包含的用户数据进行处理，并且生成接着要发送的用户数据。在接收处理部213解调后的数据中包含区域信息的情况下，用户数据处理部216对区域信息存储部234中存储的区域信息进行更新。此外，用户数据处理部216在生成接着要发送的用户数据后，将生成的用户数据输出到数据复用部217。
数据复用部217对报知信息生成部235输出的报知信息和用户数据处理部216输出的用户数据进行复用。数据复用部217将复用后的数据即发送数据输出到发送信号生成部212。
另外，图5所示的移动终端10具有图3所示的结构，多个固定装置23分别作为主装置21或从装置22发挥功能，由此，位置估计系统2执行图4所示的动作。除了作为主装置21发挥功能的固定装置23能够变更这点以外，位置估计系统2的动作与实施方式1的位置估计系统1相同。
如以上说明的那样，实施方式2的固定装置23存储包含表示主装置21的装置标识符的区域信息，根据区域信息判断固定装置23是主装置21还是从装置22。在判断为固定装置23是主装置21的情况下，固定装置23生成报知信息，在判断为固定装置23是从装置22的情况下，固定装置23不生成报知信息。通过这种结构，关于位置估计系统2具有的多个固定装置23，任何固定装置23都能够作为主装置21发挥功能，能够按照位置估计系统2的环境变化等，容易地对作为主装置21发挥功能的固定装置23进行变更。在主装置21发生故障或者主装置21与移动终端10之间的通信环境差的情况下，通过对作为主装置21发挥功能的固定装置23进行变更，也能够继续进行位置估计。
实施方式3
实施方式3的位置估计系统3(未图示)的结构与图5所示的实施方式2相同，移动终端10的功能结构与实施方式1、2相同，固定装置23的功能结构与实施方式2相同。在实施方式2中，只要不经由人工改写区域信息，则作为主装置21发挥功能的固定装置23是固定的，但是，在实施方式3中，自动地变更作为主装置21发挥功能的固定装置23。
例如，在主装置21发送了预定的次数的报知信息时，将区域信息中包含的表示主装置21的装置标识符变更成表示区域30内的其他固定装置23的装置标识符，并且，还通知给其他固定装置23以变更区域信息，由此，能够对作为主装置21发挥功能的固定装置23进行变更。此外，也可以根据移动终端10的位置信息，判断是否对作为主装置21发挥功能的固定装置23进行变更。主装置21在无法确保与移动终端10之间的通信质量的情况下，能够将作为主装置21发挥功能的固定装置23变更成区域30内的其他固定装置23。
如以上说明的那样，根据实施方式3的位置估计系统3，自动地变更作为主装置21发挥功能的固定装置23。因此，在主装置21发生故障的情况下或主装置21与移动终端10之间的通信环境差的情况下，也能随着时间经过而改善移动终端10与主装置21之间的通信质量，因此，能够再次开始进行高精度的位置估计。
实施方式4
图7是示出实施方式4的固定装置23的功能结构的图。实施方式4的位置估计系统4(未图示)的结构与图5所示的实施方式2的系统结构相同，与实施方式2的不同之处在于，代替图6所示的功能结构的固定装置23而具有图7所示的功能结构的固定装置23。固定装置23具有通信部211、发送信号生成部212、接收处理部213、区域信息存储部234、报知信息生成部245、用户数据处理部216、数据复用部217和发送控制部248。另外，在图7中，限定地示出对实施方式4的固定装置23的功能进行说明所需要的功能结构，固定装置23也可以具有图7所示的功能以外的功能。
通信部211是能够执行UWB通信的天线，执行与移动终端10和其他固定装置23之间的通信。通信部211能够在与移动终端10之间收发用于移动终端10的定位的信号。用于移动终端10的定位的信号例如是报知信号。通信部211在与从其他区域30发送的报知信号不同的定时向移动终端10发送报知信号，使得不与从其他区域30发送的报知信号冲突。
发送信号生成部212生成从通信部211向移动终端10发送的发送信号。发送信号是报知信号、用于测距的信号等。发送信号生成部212生成包含数据复用部217输出的发送数据的发送信号。接收处理部213根据通信部211接收到的信号进行接收数据的解调，并且进行接收到的信号的接收定时的估计。
区域信息存储部234存储区域信息，该区域信息包含用于确定固定装置23所属的区域30的区域标识符、位于所属的区域30内的固定装置23的装置标识符和位置信息、以及表示当前的主装置21的装置标识符。
发送控制部248决定固定装置23发送的报知信息的种类，向报知信息生成部245指示已决定的报知信息的种类。具体而言，发送控制部248在判断为固定装置23作为从装置22发挥功能的情况下，也以比主装置21发送的报知信号低的频度使报知信息生成部245生成包含1个装置标识符和1个位置信息的个别报知信息。例如，每当主装置21发送预定的次数的报知信息时，从装置22发送个别报知信息。
报知信息生成部245按照发送控制部248的指示，生成报知信息。报知信息生成部245根据区域信息存储部234中存储的区域信息，判断固定装置23是主装置21还是从装置22。具体而言，报知信息生成部245在表示当前的主装置21的装置标识符和表示固定装置23自身的装置标识符一致的情况下，判断为固定装置23是主装置21，在不一致的情况下，判断为固定装置23是从装置22。在固定装置23是主装置21的情况下，报知信息生成部245定期地生成包含多个装置标识符和位置信息的报知信息，在固定装置23是从装置22的情况下，报知信息生成部245不生成包含多个装置标识符和位置信息的报知信息，而是按照来自发送控制部248的指示，生成个别报知信息。报知信息生成部245将生成的报知信息或个别报知信息输出到数据复用部217。
用户数据处理部216对接收处理部213解调后的数据中包含的用户数据进行处理，并且生成接着要发送的用户数据。在接收处理部213解调后的数据中包含区域信息的情况下，用户数据处理部216对区域信息存储部234中存储的区域信息进行更新。此外，用户数据处理部216在生成接着要发送的用户数据后，将生成的用户数据输出到数据复用部217。
数据复用部217对报知信息生成部245输出的报知信息或个别报知信息和用户数据处理部216输出的用户数据进行复用。数据复用部217将复用后的数据即发送数据输出到发送信号生成部212。
如以上说明的那样，在实施方式4的位置估计系统4中，与实施方式2、3同样，固定装置23在判断为是主装置21的情况下，定期地发送报知信息，在判断为是从装置22的情况下，不发送报知信息。但是，位置估计系统4在判断为是从装置22的情况下，也以比主装置21发送的报知信号低的频度发送包含个别报知信息的报知信号。由此，区域30内的全部固定装置23以比主装置21发送报知信号的频度低的频度通知位置信息。位置估计系统4具有这种结构，由此，能够缩短报知信号发送时间200，并且提高能够与移动终端10的位置无关地掌握适合于移动终端10在位置估计中使用的固定装置23的位置信息的可能性。
实施方式5
图8是示出实施方式5的位置估计系统5的结构的图。位置估计系统5形成多个区域30-a～30-j和包含多个区域30的扩展区域40-a～40-c。具体而言，扩展区域40-a包含区域30-a～30-c，扩展区域40-b包含区域30-d～30-f，扩展区域40-c包含区域30-g～30-j。此时，各个扩展区域40彼此可以在地理上重叠。在扩展区域40中，各个区域30与实施方式2～4同样地发送报知信号并实施位置估计。此时，多个扩展区域40分别使用不同的前导码的扩散方法。
如以上说明的那样，根据实施方式5的位置估计系统5，使用按照每个扩展区域40而不同的前导码，因此，能够并行地实施按照每个扩展区域40来执行的位置估计处理，能够提高测距频度。
实施方式6
图9是示出实施方式6的位置估计系统6的结构的图。位置估计系统6是如下的无线通信系统：具有多个区域30，多个区域30分别包含通信范围包含区域30整体的基站50、通信范围比基站50窄的多个小型基站51、以及移动站11。基站50是主装置21的一例，小型基站51是从装置22的一例，移动站11是移动装置的一例。小型基站51能够与基站50连接。此外，小型基站51能够与移动站11进行所谓的UWB通信。在UWB通信中，使用高频率且超宽带信号进行近距离高速通信。移动站11能够与基站50和小型基站51进行通信。
图10是示出图9所示的基站50的功能结构的图。基站50具有通信部501、发送信号生成部502、接收处理部503、区域信息存储部504、报知信息生成部505、数据处理部506和数据复用部507。另外，在图10中，限定地示出对实施方式6的基站50的功能进行说明所需要的功能结构，基站50也可以具有图10所示的功能以外的功能。
通信部501是用于执行与移动站11和小型基站51之间的通信的天线。通信部501能够在与移动站11之间收发用于移动站11的定位的信号。用于移动站11的定位的信号例如是报知信号。通信部501在与从其他区域30发送的报知信号不同的定时向移动站11发送报知信号，使得不与从其他区域30发送的报知信号冲突。
发送信号生成部502生成从通信部501向移动站11发送的发送信号。发送信号是报知信号、用于测距的信号等。发送信号生成部502生成包含数据复用部507输出的发送数据的发送信号。接收处理部503根据通信部501接收到的信号进行数据的解调，并且进行接收到的信号的接收定时的估计。
区域信息存储部504存储区域信息，该区域信息包含位于所属的区域30内的小型基站51的装置标识符和位置信息。报知信息生成部505根据区域信息存储部504中存储的区域信息，生成基站50代表区域30来发送的报知信息。报知信息生成部505生成的报知信息包含属于与基站50相同的区域30的多个小型基站51的装置标识符和位置信息。另外，在实施方式6中，移动站11不进行与基站50之间的测距，而是实施与小型基站51之间的测距，因此，在报知信息中，也可以不包含基站50的装置标识符和位置信息。报知信息生成部505将生成的报知信息输出到数据复用部507。
数据处理部506对接收处理部503解调后的数据中包含的用户数据进行处理，并且生成接着要发送的数据。接着要发送的数据例如包含用户数据、控制数据等。在接收处理部503解调后的数据中包含区域信息的情况下，数据处理部506对区域信息存储部504中存储的区域信息进行更新。此外，数据处理部506在生成接着要发送的数据后，将生成的数据输出到数据复用部507。
数据复用部507对报知信息生成部505输出的报知信息和数据处理部506输出的数据进行复用。数据复用部507将复用后的数据即发送数据输出到发送信号生成部502。
图11是示出图9所示的移动站11的功能结构的图。移动站11具有基站通信部110、通信部111、发送信号生成部112、接收处理部113、位置估计部114、报知信息处理部115、小型基站选择部116、数据处理部117、数据复用部118和基站信号接收处理部119。另外，在图11中，限定地示出对实施方式6的移动站11的功能进行说明所需要的功能结构，移动站11也可以具有图11所示的功能以外的功能。
基站通信部110是用于与基站50进行通信的天线。基站信号接收处理部119对基站通信部110从基站50接收到的信号进行处理。基站信号接收处理部119从接收信号解调出接收数据，将接收数据输出到报知信息处理部115。
通信部111是能够执行宽带通信的天线，实施与小型基站51之间的宽带通信和测距。通信部111朝向通信对方发送由发送信号生成部112输出的发送信号，将从通信对方接收到的接收信号输出到接收处理部113。
发送信号生成部112生成包含数据复用部118输出的发送数据的发送信号。发送信号生成部112能够从通信部111发送已生成的发送信号。接收处理部113从通信部111输出的接收信号解调出接收数据，并且估计接收到接收信号的定时。接收处理部113将解调后的接收数据输出到位置估计部114和数据处理部117，将估计出的接收定时输出到位置估计部114。
位置估计部114执行与根据来自基站50的接收数据中包含的报知信息选择出的多个固定装置中的每个固定装置之间的测距，根据测距结果和报知信息中包含的小型基站51的位置信息来估计移动站11的位置。具体而言，位置估计部114根据与选择出的小型基站51之间的信号的收发定时，计算通信所花费的传播时间，估计与小型基站51之间的距离。通过使用与3台以上的小型基站51之间的测距结果，位置估计部114能够估计移动站11的位置。
报知信息处理部115从来自基站50的接收数据中包含的报知信息中提取存在基站50的区域30内的小型基站51的装置标识符和位置信息，对提取出的信息进行数据库化。小型基站选择部116使用报知信息处理部115进行数据库化后的信息，从报知信息所示的多个小型基站51中选择用于位置估计的小型基站51，生成用于测距的数据。小型基站选择部116将用于测距的数据输出到数据复用部118。数据处理部117生成要发送的用户数据，并且对接收数据中包含的用户数据进行处理。数据处理部117将要发送的用户数据输出到数据复用部118。数据复用部118对小型基站选择部116输出的用于测距的数据和数据处理部117输出的用户数据进行复用。数据复用部118将复用后的数据即发送数据输出到发送信号生成部112。
如以上说明的那样，根据实施方式6，基站50生成包含多个小型基站51的装置标识符和位置信息的报知信息，移动站11通过宽带通信实施与从报知信息所示的多个小型基站51中选择出的小型基站之间的测距，使用测距结果来估计移动站11的位置。由此，在无线通信系统中也使用了使用超宽带信号的小型基站51的情况下，小型基站51自身不发送报知信号，也能够向移动站11报知小型基站51的位置信息。因此，与全部固定装置即全部基站50和小型基站51发送报知信号的情况相比，能够缩短报知信号发送时间200。因此，在利用移动站11进行位置估计的情况下，即使增加作为固定装置的小型基站51的台数，也能够维持位置估计频度并确保位置估计精度。
实施方式7
图12是示出实施方式7的位置估计系统7的结构的图。位置估计系统7具有多个固定装置23-a～23-l。将多个固定装置23中的1台固定装置23设为统制终端20。在图12的例子中，固定装置23-a是统制终端20。
图13是用于说明图12所示的位置估计系统7形成区域30的方法的流程图。作为统制终端20的固定装置23-a测定能够通信的多个固定装置23彼此的距离，生成表示多个固定装置23的位置和台数的固定装置信息(步骤S101)。
统制终端20根据固定装置信息所示的固定装置的台数，决定属于1个区域的固定装置23的数量即区域内装置数(步骤S102)。统制终端20按照离统制终端20从近到远的顺序选择区域内装置数的固定装置23，形成区域30(步骤S103)。
图14是示出执行图13的步骤S103后的位置估计系统7的图。作为统制终端20的固定装置23-a从固定装置23-a～23-l中，按照离固定装置23-a从近到远的顺序选择区域内装置数的固定装置23。这里，设区域内装置数为4，按照离固定装置23-a从近到远的顺序选择固定装置23-a～23-d，形成区域30-a。
接着，统制终端20从所形成的区域30外的固定装置23中选择区域形成终端25(步骤S104)。例如，能够将固定装置23-e设为区域形成终端25。区域形成终端25从还未形成区域30的固定装置23中选择区域内装置数的固定装置23，形成新的区域30(步骤S105)。
图15是示出执行图13的步骤S105后的位置估计系统7的第1例的图。作为区域形成终端25的固定装置23-e在被选择为区域形成终端25的时点，从未形成区域30的固定装置23-e～23-l中，例如按照离固定装置23-e从近到远的顺序选择4个固定装置23-e～23-h，形成新的区域30-b。
接着，区域形成终端25判断是否存在还未形成区域30的固定装置23(步骤S106)。在存在还未形成区域30的固定装置23的情况下(步骤S106：是)，区域形成终端25从还未形成区域的固定装置23中选择新的区域形成终端25(步骤S107)。例如，能够将固定装置23-i设为新的区域形成终端25。在执行步骤S107后，返回步骤S105的处理。在不存在还未形成区域的固定装置23的情况下(步骤S106：否)，区域30的形成结束。
图16是示出执行图13的步骤S105后的位置估计系统7的第2例的图。在图16中示出在执行步骤S107后再次执行步骤S105的情况下的位置估计系统7的一例。作为区域形成终端25的固定装置23-i从还未形成区域30的固定装置23-i～23-l中选择4台固定装置23-i～23-l，形成新的区域30-c。在成为图16所示的状态时，不存在还未形成区域的固定装置23，因此，区域30的形成结束。
通过进行图13所示的动作，反复进行区域形成终端25的选择和新的区域30的形成，直到不存在未形成区域30的固定装置23为止。由此，能够自动地形成区域30。此外，在形成区域30的过程中，也可以指定主装置21。例如，统制终端20和区域形成终端25也可以形成区域30，并且在所形成的区域30内将1台固定装置23指定为主装置21。主装置21能够设为区域30内最接近中央的固定装置23。
如以上说明的那样，根据实施方式7，在未预先形成区域30的情况下，也能够自动地形成区域30。在形成区域30后，与实施方式1～6同样，能够将包含多个固定装置23的位置信息的报知信息发送到移动终端10。因此，作为从装置22发挥功能的固定装置23也可以不向移动终端10通知位置信息，因此，与全部固定装置23发送报知信号的情况相比，能够缩短报知信号发送时间200。因此，在利用移动终端10进行位置估计的情况下，即使增加固定装置23的台数，也能够维持位置估计频度并确保位置估计精度。
图17是示出用于实现实施方式1～6的主装置21、从装置22、移动终端10、基站50、小型基站51和移动站11的功能的专用硬件的图。主装置21、从装置22、移动终端10、基站50、小型基站51和移动站11的各功能例如能够通过作为专用硬件的处理电路90来实现。处理电路90是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或对它们进行组合而得到的部件。
图18是示出用于实现实施方式1～6的主装置21、从装置22、移动终端10、基站50、小型基站51和移动站11的功能的控制电路91的图。控制电路91具有处理器92和存储器93。
处理器92是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)，也被称作运算装置、微处理器、微计算机、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等。存储器93例如是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM：可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically EPROM：电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、DVD(Digital Versatile Disk：数字多功能盘)等。
在控制电路91实现主装置21、从装置22、移动终端10、基站50、小型基站51和移动站11的功能的情况下，通过处理器92读出并执行存储器93中存储的与各结构要素的处理对应的程序来实现。该程序可以以存储于存储介质的状态来提供，也可以经由互联网等通信路径来提供。此外，存储器93还被用作处理器92执行的各处理中的临时存储器。
另外，主装置21、从装置22、移动终端10、基站50、小型基站51和移动站11的功能还能够组合作为专用硬件的处理电路90和使用CPU的控制电路91来实现。
以上的实施方式所示的结构示出一例，能够与其他公知技术进行组合，也能够组合实施方式彼此，还能够在不脱离主旨的范围内省略、变更结构的一部分。
标号说明
1～7：位置估计系统；10：移动终端；11：移动站；20：统制终端；21、21-a～21-c：主装置；22、22-a～22-i：从装置；23、23-a～23-l：固定装置；25：区域形成终端；30、30-a～30-j：区域；31、31-a～31-c：报知信号；40、40-a～40-c：扩展区域；50：基站；51：小型基站；90：处理电路；91：控制电路；92：处理器；93：存储器；101、111、211、501：通信部；102、112、212、502：发送信号生成部；103、113、213、503：接收处理部；104、114：位置估计部；105、115：报知信息处理部；106：固定装置选择部；107、216：用户数据处理部；108、118、217、507：数据复用部；110：基站通信部；116：小型基站选择部；117、506：数据处理部；119：基站信号接收处理部；200：报知信号发送时间；201：位置估计实施时间；214、234、504：区域信息存储部；215、235、245、505：报知信息生成部；248：发送控制部。

Claims (13)

1.一种固定装置，其属于多个区域中的任意一方，其特征在于，所述固定装置具有：
报知信息生成部，其生成报知信息，该报知信息包含设置于所属的所述区域内的多个固定装置的位置信息；以及
通信部，其将包含所述报知信息的报知信号在与从其他区域发送的所述报知信号不同的定时发送到根据所述报知信息来估计位置的移动装置。
2.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，
所述固定装置还具有区域信息存储部，该区域信息存储部存储区域信息，该区域信息包含表示设置于所述区域内的多个固定装置中的、代表所述区域来生成所述报知信息的主装置的装置标识符，
所述报知信息生成部在根据所述区域信息判断为是所述主装置的情况下，生成所述报知信息，在根据所述区域信息判断为是所述主装置以外的所述固定装置即从装置的情况下，不生成所述报知信息。
3.根据权利要求2所述的固定装置，其特征在于，
每当发送预定的次数的所述报知信息时，所述主装置对所述区域信息中包含的所述装置标识符进行变更。
4.根据权利要求2所述的固定装置，其特征在于，
所述主装置根据所述移动装置的位置信息，对所述区域信息中包含的所述装置标识符进行变更。
5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的固定装置，其特征在于，
所述固定装置还具有发送控制部，即使在根据所述区域信息判断为是所述从装置的情况下，该发送控制部也以比发送所述报知信号的频度低的频度，使所述报知信息生成部生成包含1个所述装置标识符和1个所述位置信息的个别报知信息。
6.一种位置估计系统，其特征在于，所述位置估计系统具有：
固定于地面的多个固定装置；以及
移动装置，
多个所述固定装置分别属于多个区域中的任意一方，
分别代表所述多个区域来发送所述报知信息的主装置是权利要求1所述的固定装置，所述主装置以外的固定装置即从装置不发送所述报知信息。
7.根据权利要求6所述的位置估计系统，其特征在于，
多个所述区域形成扩展区域，
所述固定装置和所述移动装置使用按照每个所述扩展区域而不同的前导码。
8.根据权利要求6或7所述的位置估计系统，其特征在于，
所述主装置是基站，
所述从装置是在比所述基站窄的通信范围内使用超宽带信号进行通信的小型基站，
所述移动装置是使用所述超宽带信号与所述小型基站进行通信的移动站，
所述基站生成包含多个所述小型基站的装置标识符和位置信息的报知信息，
所述移动站使用与从多个所述小型基站中选择出的所述小型基站之间的测距结果，估计该移动站的位置。
9.根据权利要求6～8中的任意一项所述的位置估计系统，其特征在于，
将多个所述固定装置中的1台所述固定装置设为统制终端，
所述统制终端测定能够通信的多个所述固定装置彼此的距离，生成表示能够通信的多个所述固定装置的位置和台数的固定装置信息，
按照所述统制终端的指示，根据所述固定装置信息形成所述区域。
10.根据权利要求9所述的位置估计系统，其特征在于，
所述统制终端根据所述固定装置信息所示的所述固定装置的台数，决定属于1个区域的所述固定装置的数量即区域内装置数，按照离所述统制终端从近到远的顺序选择所述区域内装置数的所述固定装置，形成所述区域，从所形成的所述区域外的所述固定装置中选择1台区域形成终端，
所述区域形成终端从还未形成区域的所述固定装置中，按照离所述区域形成终端从近到远的顺序选择所述区域内装置数的所述固定装置，形成新的区域，从还未形成所述区域的所述固定装置中选择新的所述区域形成终端，
反复进行所述区域形成终端的选择和新的区域的形成，直到不存在未形成区域的所述固定装置为止。
11.一种控制电路，其对属于多个区域中的任意一方的固定装置进行控制，其特征在于，所述控制电路使固定装置执行以下步骤：
生成报知信息，该报知信息包含设置于所属的所述区域内的多个固定装置的位置信息；以及
将包含所述报知信息的报知信号在与从其他区域发送的所述报知信号不同的定时发送到根据所述报知信息来估计位置的移动装置。
12.一种存储介质，其存储有对属于多个区域中的任意一方的固定装置进行控制的程序，其特征在于，该程序使固定装置执行以下步骤：
生成报知信息，该报知信息包含设置于所属的所述区域内的多个固定装置的位置信息；以及
将包含所述报知信息的报知信号在与从其他区域发送的所述报知信号不同的定时发送到根据所述报知信息来估计位置的移动装置。
13.一种位置估计方法，其特征在于，所述位置估计方法包含以下步骤：
属于多个区域中的任意一方的多个固定装置中的、代表所述区域的主装置生成报知信息，该报知信息包含设置于所属的所述区域内的多个所述固定装置的位置信息；
所述主装置代表所属的所述区域将包含所述报知信息的报知信号在与从其他区域发送的所述报知信号不同的定时发送到移动装置；
所述移动装置接收包含所述报知信息的信号；
所述移动装置根据所述报知信息从多个所述固定装置中选择用于位置估计的所述固定装置；
所述移动装置测定与选择出的所述固定装置之间的距离；以及
所述移动装置使用距离的测定结果和所述报知信息中包含的所述位置信息来估计该移动装置的位置。
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