JP2003521856A

JP2003521856A - 無線トランシーバ

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Publication number: JP2003521856A
Application number: JP2001556341A
Authority: JP
Inventors: オベリーマイケル; ロボナティビデイデ
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-07-15
Also published as: US20030114115A1; EP1264192B1; AU2001228715A1; DE60116267D1; EP1264192A1; JP2003521714A; US7272404B2; ATE314663T1; EP1264193A1; AU2001228711A1; WO2001057547A1; ATE293255T1; DE60110052T2; US7107065B2; EP1264193B1; DE60116267T2; WO2001057548A1; CN1441910A; US20060270349A1; US20030129993A1

Abstract

(57)【要約】第１のトランシーバ（４，３０）は、第１のトランシーバの位置取得を支援する複数のトランシーバからなる特別なネットワーク（２０）を形成することにより自己の位置を知ることができる。ＧＰＳ衛星のような専用のインフラストラクチャを必要としない。一度その位置を取得した第１のトランシーバ（４，３０）は、他のトランシーバ（３２，３４，３６，３８，４０）とともにネットワーク（２０）に位置して、そのトランシーバの位置決定を支援することができる。位置の取得は、ネットワーク内のトランシーバの信頼性、および／または第１のトランシーバが直接通信することができない複数のトランシーバの位置などの要因を含むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は、人またはデバイスの位置を推定するための無線技術、特に第１の複
数の近接する無線トランシーバが送信するメッセージを受信することにより、そ
の位置を決定するように構成され、また第２の近接するトランシーバ、および上
記トランシーバの構成により形成されている特別なネットワークに１つのメッセ
ージまたは複数のメッセージを送信することにより、第２の近接する無線トラン
シーバの位置決定を容易に行うことができるように構成されている無線トランシ
ーバに関する。

【０００２】（背景技術）多くの場合、自己の位置を決定できるか、または他の人またはデバイスの位置
を決定できることは望ましい。全地球測位システム（ＧＰＳ）を使用すれば、専
用受信機の位置を地球の表面上で決定することができる。ＧＰＳは送信を行いそ
れにより受信機の位置を決定するために、地球の周囲の軌道を回る衛星送信機の
固定ネットワークを使用する。移動電話機の位置を決定するために、既存の固定
基地局トランシーバのネットワークを使用するセルラー位置決めシステムがすで
に提案されている。移動電話機の位置を推定するために、固定基地局の変わらな
い位置およびＩＤ、および基地局からの移動電話機の距離が使用される。これら
両方のシステムは、数キロメートル以上の長距離で動作する。

【０００３】米国特許第５，１１９，１０４号が、短距離の範囲内の対象物を追跡するのに
適している無線位置決定システムを開示している。受信機の固定アレイがエリア
内に配置されていて、送信機が追跡する対象物に取り付けられている。分配受信
機のところでの送信信号の到着測定時刻が、対象物の位置を決定するために使用
される。無線で、しかし、無線受信機の専用固定ネットワークを使用しなくても、人ま
たは対象物の位置を決定することができるシステムがあれば便利である。位置の決定ができるように、異なる目的のために使用することができる現在の
無線技術を再利用できれば便利である。

【０００４】（発明の開示）第１の態様によれば、本発明は、請求項１記載の無線トランシーバ、請求項２
８記載の方法、および請求項２９記載の機構を提供する。この機構では、トラン
シーバの分布、数および／または識別が時間により変化する。機構内のトランシ
ーバは、近接するトランシーバと、適応的で特別なネットワークを形成すること
ができる。ネットワークを形成するトランシーバは、ネットワーク内の他のトラ
ンシーバからその位置を取得することができ、位置を取得した後で、その位置を
取得している近接トランシーバによりネットワーク内に位置させることができる
。これにより、ある種の固定インフラストラクチャではなく、現在の近接するト
ランシーバを位置決定のために使用することができる。

【０００５】第２の態様によれば、本発明は、請求項３０記載の無線トランシーバ、および
請求項３１記載の方法を提供する。トランシーバは、通信することができる1次
トランシーバの位置ばかりでなく、通信することができない２次トランシーバの
位置も考慮に入れることによりその位置を決定することができる。このことは、
1次および２次トランシーバが保持するＩＤおよび位置情報が頻繁に変化する場
合には特に役に立つ。

【０００６】第３の態様によれば、本発明は、請求項３２記載の無線トランシーバおよび請
求項３３記載の方法を提供する。トランシーバは、トランシーバから受信した1
次トランシーバの位置、および送信トランシーバの信頼性の表示を含む計算によ
りその位置を決定する。例えば、基準トランシーバは信頼性が高いが、その移動
トランシーバの信頼性は高くない。位置決めインフラストラクチャが固定されて
いて、信頼性が高い従来技術とは反対に、本発明の実施形態の位置を取得するた
めに使用される複数のトランシーバの位置は恐らく頻繁に変化し、その中のある
トランシーバは、他のトランシーバより信頼性が高い。本発明のこの点が上記問
題を解決する。

【０００７】第４の態様によれば、本発明は、請求項３４記載の受信機および請求項４４記
載の方法を提供する。これは、受信機の推定位置を計算するための、巧妙で、強
力な方法を提供する。本発明をもっとよく理解してもらうために、またその実行方法を理解してもら
うために添付の図面を参照するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

【０００８】（発明を実施するための最良の形態）図１は、低電力トランシーバの特別なネットワークを形成することができるオ
フィス環境２である。この図は、壁付け基準トランシーバ４、および他のトラン
シーバに対してホストとして機能する多数の事務機器を示す。これらの事務機器
は、プリンタ６、第１のコンピュータ８、卓上電話機１０、第２のコンピュータ
１２、および移動電話機のような手のひらサイズの通信デバイス１４である。こ
の例の場合の基準トランシーバ４は、壁上の既知の位置に固定されているが、別
な方法としては、このトランシーバは移動できるもので、ＧＰＳのような内蔵位
置決め技術を備えるものであってもよい。ホストが移動すると、プリンタ６のト
ランシーバ、コンピュータ８および１２のトランシーバ、および卓上電話機１０
のトランシーバも移動するが、このような事態は頻繁には起こらないものと考え
られる。ホストが移動すると、ポータブル・デバイス１４内の低電力トランシー
バも移動するが、このような事態は頻繁に起こると考えられる。基準トランシー
バ４はオプションであり、本発明の性能にとっては重要なものではない。この図
はオフィス環境２を示しているが、これは単に例示としてのものに過ぎない。他
のネットワークの場合には、ポータブル・デバイス１４として、他の車両内およ
び路傍に設置されている他のトランシーバを備える車両を使用することができる
。

【０００９】各低電力トランシーバは、通信範囲内に位置していて、この通信範囲内のトラ
ンシーバと特別なネットワークを形成している他のトランシーバと通信すること
ができる。トランシーバの１つは、ネットワークのマスタとしての働きをし、残
りのトランシーバはスレーブである。マスタは、ネットワークの中心に位置して
いて、通常、任意の時間に１台のスレーブと通信するが、すべてのスレーブに同
時に放送することもできる。ネットワークは、中心にマスタが位置していて、異
なる長さであってもよい各スポークの端部に、スレーブが位置する放射状ネット
ワークである。ネットワークの最大規模は、マスタがスレーブ・トランシーバと通信できなく
なる距離により決まる。ネットワークの大きさは、マスタが制御することができ
るスレーブ・トランシーバの数により決まる。ブルートゥース・システム（仕様
１．０）の場合には、スレーブ・トランシーバのこの数は７である。

【００１０】マスタにより形成される特別なネットワークは、マスタ・トランシーバの位置
を決定するために使用することができる。図１について説明すると、ポータブル
・デバイス１４の位置が必要な場合には、このデバイスによりホストされるトラ
ンシーバは、マスタとして動作し、通信範囲内のこれらのトランシーバにより特
別なネットワークを形成する。この例の場合には、それは、基準トランシーバ４
、およびプリンタ６、コンピュータ８および１２、および卓上電話機１０のトラ
ンシーバである。マスタは、各スレーブに問合わせを行い、受信した応答からそ
の位置を決定する。スレーブは、自己の位置の表示を記憶することができる。通常、各トランシー
バは、３次元でその位置の記録を記憶する。

【００１１】第１の実施形態の場合には、スレーブの位置は、マスタに送られ、マスタは、
既知の位置のスレーブと、自己との間の距離を推定する。通常、この推定は、既
知の電力によりスレーブからマスタへ送信された信号を受信し、マスタが受信し
た信号の電力を測定することにより行われる。信号の減衰が計算され、送信距離
が推定される。スレーブからマスタへの送信が直接行われた場合には、送信距離
はスレーブとマスタとの間の距離に対応する。別な方法としては、スレーブとマ
スタとの間の距離を決定するのに到着時間（ＴＯＡ）を使用することもできる。
その場合、マスタは、自己の実際の位置を推定するために、ローカル・トランシ
ーバの実際の位置のデータ、およびマスタからの個々の距離データを使用する。
都合のよいことに、この推定の場合、ファジー論理を使用することができる。

【００１２】第２の実施形態の場合には、各スレーブの位置はマスタに送られる。マスタは
、その位置を推定するために、各スレーブの位置、および各スレーブが通信範囲
内に位置するという事実を使用する。都合のよいことに、この推定の場合、ファ
ジー論理を使用することができる。この方法は、第１の実施形態の方法と比較す
ると精度は低いが、リソースに掛かる負担が少なく、受信信号の電力およびその
到着時間を測定するための特殊回路を必要としない。

【００１３】この推定の場合、各スレーブのために、あるスレーブの位置の不確かさを考慮
に入れることができる。この不確かさの値は、スレーブからマスタへ送られる。
この推定の場合には、各スレーブに対して、スレーブとマスタとの間の計算距離
の不確かさを考慮に入れることができる。この不確かさの値はマスタで計算され
る。この推定の場合には、各スレーブに対して、スレーブが移動した尤度を考慮
に入れることができる。何故なら、それがその位置を最後に記録しているからで
ある。すなわち、スレーブからマスタに送られた位置の記録が不正確であるから
である。トランシーバは、その信頼性によりランクづけすることができる。それ
故、基準トランシーバ４は、信頼性が高いとランクづけされ、プリンタ、コンピ
ュータおよび卓上電話機のトランシーバの信頼性は中程度にランクされ、ポータ
ブル・デバイスのトランシーバは信頼できないとランクづけされる。

【００１４】次に、マスタは、その新しく計算した位置をネットワーク内のスレーブに送信
することができる。これにより、スレーブのあるものは作動することができ、マ
スタとして動作することにより、その位置を再度取得することができる。すなわ
ち、ネットワーク全体が適応することができる。

【００１５】図２は、ネットワーク２０である。ネットワークは、中心にマスタ・トランシ
ーバ３０を備え、ネットワークの物理的広がりの周辺部２２内に位置するスレー
ブ・トランシーバ３２、３４、３６、３８および４０を備える。トランシーバ４
２、４４、４６、および４８は、ネットワーク２０の一部ではない。ネットワー
ク２０は、トランシーバ３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４
６または４８のどれがマスタ・トランシーバとして動作しているかにより決定さ
れる。各トランシーバが同じ電力で送信し、ネットワークの物理的範囲がその電
力により決定されることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。トランシ
ーバ３６がマスタ・トランシーバである場合には、ネットワークの周辺部が点線
２４で示され、トランシーバ３８、３０、３４、４０、４２および４４が、その
特別なネットワークに対してスレーブ・トランシーバになることを理解すること
ができるだろう。

【００１６】図３（ａ）は、トランシーバ３２、３４、３６、３８、４０の位置が分かって
いて、これらのトランシーバのマスタからの距離が分かっている場合の、図１の
ネットワークに対する、第１の実施形態によるマスタ３０の位置の推定方法であ
る。位置が既知の各スレーブ・トランシーバに対して、マスタは、そのスレーブ
・トランシーバとマスタ・トランシーバとの間の計算距離に等しい半径を持つス
レーブ・トランシーバの位置上に中心を持つ円上に位置していなければならない
。使用される位置が既知のスレーブ・トランシーバの数が多ければ多いほど、マ
スタ・トランシーバの潜在位置決め精度は高くなる。

【００１７】図３（ｂ）は、トランシーバ３２、３４、３６、３８、４０の位置が分かって
いて、マスタからこれらのトランシーバへの最大距離が分かっている場合の、図
１のネットワーク２０に対する、第２の実施形態によるマスタ３０の位置の推定
方法である。図の例の場合には、各トランシーバは同じ電力で送信し、そのため
各トランシーバは、同じ通信範囲を持つ。そのため、この例は簡単になっている
が、それは本質的なことではない。マスタにとって重要なことは、各スレーブの
最大通信範囲を知ることである。位置が既知である各スレーブ・トランシーバに
対して、マスタは、そのトランシーバの通信範囲に等しい半径を持つ、スレーブ
・トランシーバの位置上に中心を持つ円上に位置していなければならない。使用
する位置が既知であるスレーブ・トランシーバの数が多ければ多いほど、マスタ
・トランシーバの潜在位置決め精度は高くなる。

【００１８】図４（ａ）は、トランシーバ３０が位置取得を開始した後のネットワーク２０
であり、もちろんトランシーバ３０はマスタの役目をしている。しかし、新しい
トランシーバ５０が境界線２２内に入ってきて、ネットワーク２０内のスレーブ
・トランシーバになっている。図４（ｂ）は、トランシーバ３０が位置取得を開始した後のネットワーク２０
であり、もちろんトランシーバ３０はマスタの役目をしている。しかし、トラン
シーバ３２、３６および４４はすでに移動している。トランシーバ３２および３
６は、もはや境界線２２内に位置せず、ネットワーク２０の一部を形成していな
い。

【００１９】図４（ｃ）は、トランシーバ３０が位置取得を開始した後のネットワーク２０
であり、もちろんトランシーバ３０はマスタの役目をしている。図４（ａ）のネ
ットワーク２０内に存在するスレーブ・トランシーバ３２、３４、３６、３８お
よび４０は、依然として存在し、移動しているものの依然として境界線２２内に
残っている。ネットワーク２０は、構成トランシーバが交換可能であるという点で動的であ
る。ネットワークは、任意のトランシーバがマスタとして動作することができ、
ネットワークを形成することができ、通信範囲内の他のトランシーバがスレーブ
として機能するという点で特別なネットワークである。

【００２０】図５は、低電力無線周波数トランシーバ１００である。上記トランシーバは、
好適には、ブルートゥース・プロトコルにより動作することが好ましい。英国特
許出願第９８２０８５９−８号が、例示としてのＬＰＲＦトランシーバの一例を
開示している。その内容は、引用によって本明細書の記載に援用する。ブルートゥース・プロトコルの場合には、トランシーバは、あるネットワーク
を制御するマスタとしても、またはあるネットワーク内でスレーブとしても動作
することができる。マスタ・トランシーバおよびスレーブ・トランシーバは、デ
ータ・パケットにより通信する。ネットワーク内のトランシーバは、時分割二重
方式で動作し、あるトランシーバの送受信は、同時には行われない。

【００２１】本発明の実施形態の場合には、トランシーバ１００は、アンテナ１０２、送信
機回路１０４、受信機回路１０６、プロセッサ１２０、特別なネットワーク・デ
ータベース用のメモリ１４０、他のトランシーバに対して、そのトランシーバを
一意に識別するためのコードを記憶するためのメモリ１２２、トランシーバの現
在の位置を記憶するためのメモリ１２４、メモリ１２４内に記憶している値の精
度を表示する位置誤差を記憶するためのメモリ１２６、トランシーバが送信する
電力を示す値を記憶するためのメモリ１２８、およびメモリ１２４の内容の信頼
性を示す値を記憶するためのメモリ１３０を備える。

【００２２】一意のＩＤは、プロセッサ１２０により読み取ることができ、正しく識別する
ために送信ソースを送信する場合に、トランシーバが使用することができる。メモリ１２４内に記憶されている位置の値は、通常、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ
）であり、ここで、ｘ、ｙおよびｚは、一意に定義された原点からの位置を示す
、適当で、できれば異なる測定単位である。図１に、ｘ、ｙおよびｚ軸を示す。
１つの方法としては、値ｘおよびｙをメートルで測定することができ、値ｚをビ
ルの正確な階で示すことができる。位置の誤差は、それぞれ、ｘ、ｙおよびｚ軸
内の潜在的な誤差を示す、３つの値Ｘ、ＹおよびＺを持つこともできるし、また
は１つの値にすることもできる。プロセッサ１２０は、メモリ１２４および１２
６へ書き込んだり、これらのメモリから読み取ることができる。

【００２３】好適には、すべてのトランシーバは、同じ電力レベルで動作することが好まし
い。プロセッサ１２０は、送信機回路１０４の電力を表す値をメモリ１２８から
読み取る。メモリ１２８内のこの値は、必要ならば、信号１３２により調整する
ことができる。

【００２４】メモリ１３０内に記憶されている値は、その位置が最後に決定されてからトラ
ンシーバが移動した尤度、すなわち、メモリ１２４および１２６内の値が間違っ
ている尤度を示す。固定または永久的基準トランシーバは、値［１１］（信頼性
が高い）を持ち、移動できるかまたは半永久的ホストのトランシーバは、値［１
０］（中程度）を持ち、ポータブル・ホストのトランシーバは値［０１］（信頼
できない）を持つ。別な方法としては、ホスト内の移動検出装置も、信号１３４
により、メモリ１３０内の値を［００］（不正確）にリセットするために使用す
ることができる。プロセッサ１２０は、メモリ１３０を読み取ることができる。
メモリ１４０は、それに対してトランシーバが最後にマスタであったか、現在マ
スタである特別なネットワークの各スレーブ・トランシーバに対する入力を含む
データベースを記憶する。データベースは、各スレーブ・トランシーバに対する
行を有する。第１および第２の実施形態の場合には、各行は、好適には、５つの
フィールド、すなわち、スレーブＩＤ、スレーブ位置、スレーブ位置誤差、スレ
ーブ・ランキングおよび最終フィールドを含むことが好ましい。第１の実施形態
の場合には、このフィールドは、マスタとスレーブとの間の距離の測定値である
。スレーブの受信電力レベルであってもよいし、（例えば、ｄ＜２ｍ；２ｍ＜ｄ
＜４ｍのような）距離または距離の確率へのこの値の変換であってもよい。第２
の実施形態の場合には、最終フィールドは、各スレーブの最大送信範囲の測定値
であり、それ故、すべてのトランシーバが所定の電力で送信し、そのため所定の
通信範囲を持つ場合には、使用することができない。

【００２５】特定の行について、上記複数のフィールド内の値は、ネットワークが最後に作
動した時の状況を記録する。スレーブＩＤは、特定のスレーブのメモリ１２２内
に記憶されている一意のＩＤであり、ネットワークを介してマスタに送られたも
のである。スレーブ位置およびスレーブ位置誤差は、ネットワークが最後に作動
した時に、その特定のスレーブのメモリ１２４および１２６にそれぞれ記憶され
、ネットワークを介してマスタに送られた値である。スレーブのランキングは、
ネットワークが最後に作動したときに、メモリ１３０に記憶され、ネットワーク
を介してマスタに送られた値である。

【００２６】例として、図２に示したトランシーバ３０用のデータベース１４０の内容は、
第１の実施形態によるトランシーバでは下記のようになる。

【表１】

【００２７】第３の次元ｚ、Ｚは未使用である。この例の場合には、トランシーバ３８は、
ブルートゥース・トランシーバであり、そのため、ネットワーク２０の一部を形
成することができるが、位置の取得を実行するかまたは助けるために必要な機能
を持っていない。それ故、フィールド１で識別済みであるが、残りのフィールド
は空白である。トランシーバ３４は、位置の取得を実行するかまたは助けるため
の正しい機能を含むブルートゥース・トランシーバであるが、まだそれ自身の位
置を取得していない。それ故、フィールド１および４で識別されているが、位置
決めに関するフィールドは空白である。

【００２８】データベース１４０は、トランシーバ１００がネットワークを形成するたびに
、完全に再構成される。異なるメモリとして説明してきたが、メモリ１２２、１２４、１３６、１２８
、１３０および１４０を、１つまたはそれ以上のメモリ内の異なる部分として実
装することができる。プロセッサ１２０は、アンテナ１０２を介して送信するためのデータ１０８を
送信機回路１０４に供給する。アンテナ１０２は、受信データ１１０をプロセッ
サ１２０に供給する受信機回路１０６に接続している。受信機回路１０６は、オプションとして、アンテナ１０２が受信する信号の電
力を測定するための追加回路（図示せず）を持つことができ、受信機回路は、信
号１１２を介してプロセッサに受信信号の強度の表示を供給する。

【００２９】第１の実施形態ネットワークのマスタ内で発生するイベントを示す図６、７および８、および
ネットワークの各スレーブ内で発生するイベントを示す図９、１０および１１を
参照しながら、第１の実施形態の位置取得プロセスについて以下にさらに詳細に
説明する。

【００３０】トランシーバは、マスタとして機能することにより特別なネットワークを形成
する。マスタとして機能しながら、トランシーバは位置取得モード２００に入る
ことによりその位置を決定する。マスタ・トランシーバは、特別なネットワーク
を形成するために、ローカル・トランシーバをポーリングする（ステップ２０２
）。マスタ・トランシーバは、ネットワーク内のスレーブ・トランシーバの数Ｍ
を決定する（ステップ２０４）。マスタ・トランシーバは、次に、各スレーブ・
トランシーバに対して、一連のステップ（ステップ２０６）を実行することによ
りネットワーク用のデータベース１４０を形成する。マスタ・トランシーバは、
第１のスレーブ・トランシーバにアドレスされた要求信号を送信する（ステップ
２０８）。次に、マスタ・トランシーバは、第１のスレーブ・トランシーバから
の応答を待機する（ステップ２１０）。応答がない場合は、第１のスレーブ・ト
ランシーバが、位置取得を助けるための適当な機能を持たないことを意味する。
既に自己の位置を取得した第１のスレーブ・トランシーバからの応答は、データ
ベース用のフィールド、すなわち、スレーブＩＤ、スレーブ位置、スレーブ位置
誤差およびスレーブ・ランキングを含む。この情報は、マスタおよびスレーブ間
の距離の計算値と一緒に、パケットのペイロードにより、第１のスレーブ・トラ
ンシーバからマスタ・トランシーバに送られ、データベース１４０の第１の行に
書き込まれる（ステップ２１６）。

【００３１】まだ自己の位置を取得していない第１のスレーブ・トランシーバからの応答は
、データベース用のフィールド、すなわち、スレーブＩＤ、スレーブ・ランキン
グを含む。この情報は、パケットのペイロードにより、第１のスレーブ・トラン
シーバからマスタ・トランシーバに送られ、データベース１４０の第１の行に書
き込まれる。

【００３２】スレーブ・トランシーバが、既に自己の位置を取得している場合には、データ
ベースの第５のフィールド、距離を決定するために、データベースに書き込みが
行われる前に、ステップ２１２および２１４が実行される。ステップ２１２にお
いて、第１のスレーブ・トランシーバからの入力信号強度の電力がサンプリング
され、サンプリングされたものは、ステップ２１４において、マスタと第１のス
レーブとの間の距離を推定するために使用される。第１のスレーブ・トランシー
バの送信電力は基準値であるか、またはその値はスレーブからマスタに送られる
かのどちらかである。第１のスレーブから送信された信号の受信電力と送信信号
の電力とを比較することにより減衰量を計算することができ、スレーブとマスタ
との間の距離を推定することができる。データベースの１つの行は、ループ２０６を循環することにより、各スレーブ
に対して完成される。その場合、データベースが完成すると、Ａのところでルー
プ２０６から抜け出す。

【００３３】図７について説明すると、次に、マスタは、データベース１４０のフィールド
２、３および５（スレーブ位置、スレーブ位置誤差および距離）内に記録してい
る情報からマスタの位置を計算（ステップ２２０）し、計算したマスタの位置の
誤差を推定する。誤差が十分に小さい場合は（ステップ２２２）、位置の値がメモリ１２４内に
記憶され、誤差の値が、プロセッサ１２０内に一時的に記憶されている古い値（
もしある場合）と一緒にメモリ１２６に記憶される。

【００３４】誤差が所定の値Ｅ１より大きい場合には、データベース１４０のフィールド２
、３、４および５（スレーブ位置、スレーブ位置誤差、スレーブ・ランキングお
よび距離）内に記憶されている情報に基づいてマスタ位置の加重計算が行われる
。加重計算の場合には、信頼性の高いスレーブに対する値（ランキング＝［１１
］）が２回入力され、信頼できないスレーブに対する値（ランキング＝［０１］
）または不正確なスレーブ（ランキング＝［００］）は無視される。加重計算に
より、マスタに対する新しい位置および新しい誤差の値が発生する。誤差が十分に小さい場合は（ステップ２２６）、位置の値がメモリ１２４に記
憶され、誤差の値が、プロセッサ１２０内に一時的に記憶されている古い値（も
しある場合）と一緒にメモリ１２６に記憶される。

【００３５】誤差が所定の値Ｅ２より大きい場合には、２次位置の計算が行われる。1次ネ
ットワークは、その位置を取得している現在マスタにより形成されたネットワー
クであり、ネットワーク内の他のトランシーバは、1次スレーブである。２次ネ
ットワークは、1次スレーブが２次マスタとして動作し、２次スレーブとネット
ワークを構成する場合に形成されるネットワークである。上記の位置計算は、こ
れらの計算が1次マスタ・ネットワークに対する1次スレーブ・トランシーバに関
する位置情報だけを使用したという点で1次計算である。２次計算は、マスタ・
ネットワークに対する1次スレーブ・トランシーバに関する位置情報を使用する
ほかに、２次スレーブ・トランシーバに関する情報も使用する。２次スレーブに
関する情報は、1次スレーブの各スレーブ・データベース１４０に記憶される。
この情報は、それが前に２次マスタであった場合に形成された、現在は1次スレ
ーブである最後の特別なネットワークについて記述する。1次マスタ・トランシ
ーバは、その各スレーブ・データベース１４０の転送を要求する。

【００３６】２次データベースから、マスタが1次スレーブとして識別された２次スレーブ
を持っていないために、マスタの位置決めが不可能なエリアを決定する。次に、
マスタは、マスタの位置決定が可能なエリアを決定するために、そのデータベー
ス内の1次スレーブの位置に関する情報を使用する。マスタは、マスタとの通信
範囲の外側に位置していて、そのため1次スレーブでない２次スレーブを識別す
るために、1次スレーブのデータベースから送った２次スレーブに関する情報を
使用する。マスタは、識別された２次スレーブの通信範囲の外側に位置している
ために、マスタの位置を決定することができない新しく決定したそのエリアの一
部を除外する。結果は、関連する誤差の値を含む位置の値に変換される。位置の
値はメモリ１２４に記憶され、誤差の値は、プロセッサ１２０内に一時的に記憶
されている古い値（もしある場合）と一緒にメモリ１２６に記憶される。

【００３７】位置の古い値と新しい値との間の差異が比較され（ステップ２３２）、それが
しきい値より大きい場合には、更新ルーチン２４０がＢでスタートする。Ｂにお
いては、新しい値がマスタのスレーブに送られ、そのデータベース１４０を更新
することができ、必要な場合には、新しい情報に基づいてその位置を再度取得す
ることができる。位置の差異がしきい値を超えない場合には、誤差の差異が計算
される。位置の差異がしきい値を超える場合には、Ｂで更新ルーチン２４０に入
る。差異がしきい値Ｅ２を超えない場合には、位置取得モードから抜け出し（ス
テップ２３６）、プログラムに戻る（ステップ２３８）。

【００３８】図８は、更新ルーチン２４０である。マスタは更新パケットをネットワーク内
の各スレーブに送信する。パケットは、（マスタのメモリ１２２から読み取った
）ＩＤ、（マスタのメモリ１２４から読み取った）位置、マスタのメモリ１２６
から読み取った）位置誤差、（マスタのメモリ１２８から読み取った）送信電力
、および（マスタのメモリ１３０から読み取った）ランキングを含むペイロード
を持つ。

【００３９】図９は、スレーブ内で発生する要求−応答のプロセスである。トランシーバが
スレーブ・モードであり（ステップ３０２）、マスタ・トランシーバから位置取
得要求を受信する場合には（ステップ３０４）、スレーブはそのメモリ１２２、
１２４、１２６、１２８および１３０から読み取って、パケットをマスタに送信
することにより応答する（ステップ３０６）。パケットは、（スレーブのメモリ
１２２から読み取った）スレーブＩＤ、（スレーブのメモリ１２４から読み取っ
た）スレーブ位置、（スレーブのメモリ１２６から読み取った）スレーブ位置誤
差、（スレーブのメモリ１２８から読み取った）送信電力、および（スレーブの
メモリ１３０から読み取った）スレーブ・ランキングを含むペイロードを持つ。

【００４０】図１０は、マスタからの更新パケットの受信に対するスレーブの応答方法であ
る（図８参照）。トランシーバがスレーブ・モードである場合で（ステップ３１
０）、マスタから更新パケットを受信した場合（ステップ３１２）には、トラン
シーバは、一時的にそのプロセッサ１２０内のその情報内容を記憶する。次に、
プロセッサ１２０は、同じＩＤを持つトランシーバについての記録が存在するか
どうかを判断するために、スレーブのデータベース１４０をチェックする。その
ような記録がない場合には、スレーブは、図６、７および８のところで説明した
位置取得モード３２０に入る。記録がすでに存在する場合には、トランシーバの
古い位置と新しい位置との間の距離の比較が行われる。しきい値以上の差異があ
る場合には、位置取得モードに入る（３２０）。その違いがしきい値以下である
場合には、古い記録と比較した新しい記録の誤差の値の差異が比較される。差異
がしきい値より大きい場合には、位置取得モードに入り、そうでない場合には、
スレーブはアイドル状態に戻る。図１１は、２次位置取得要求へのスレーブ・トランシーバの応答方法を示す。
スレーブはそのデータベース１４０の内容をマスタに送信する。

【００４１】第２の実施形態図６、７および８のところですでに説明した、第１の実施形態によるマスタに
よる位置取得手順は、第２の実施形態の手順に類似している。違いは、ステップ
２１０の後で、ステップ２１６の前に、マスタが、Ｎ番目のスレーブの最大通信
範囲を決定する１つのステップを実行することである。この最大通信範囲は、後
でステップ２１６において、データベースの５番目のフィールド内に記憶される
。誤差を含むマスタの新しい位置の計算ステップ２２０は、データベース１４０
のフィールド２、３および５（スレーブ位置、スレーブ位置誤差および最大範囲
）内に記録されている情報を使用する、図３（ｂ）に関連してすでに説明したス
テップと同じである。

【００４２】第２の実施形態によるスレーブ内で発生する要求−応答のプロセスは、図９、
１０および１１のところですでに説明したプロセスと同じである。スレーブが一
定の電力で送信した場合（すなわち、一定の通信範囲を持っている場合）、スレ
ーブは、マスタにパケットを送信する。パケットは、（スレーブのメモリ１２２
から読み取った）スレーブＩＤ、（スレーブのメモリ１２４から読み取った）ス
レーブ位置、（スレーブのメモリ１２６から読み取った）スレーブ位置誤差、お
よび（スレーブのメモリ１３０から読み取った）スレーブ・ランキングを含むペ
イロードを持つ。

【００４３】スレーブが、異なる電力レベルで送信した場合には、各ペイロードは、さらに
、（スレーブのメモリ１２８から読み取った）送信電力を含んでいなければなら
ない。その送信電力レベルの表示は、またその送信範囲の表示でもある。

【００４４】上記説明から、その位置を取得する必要があるトランシーバは、近くのトラン
シーバと通信することによりその位置を取得できることを理解できるだろう。ト
ランシーバは、割込みに応じて位置取得モードに入ることができる。この割込み
は、ユーザ・インターフェースを介して、またはトランシーバ内のクロックから
、ユーザが手動で生成することができる。例えば、このような割込みは、３０分
毎にクロックにより定期的に生成することができる。割込み間の時間の長さは、
プログラム可能である。オプションとして、トランシーバが新しいローカル・ト
ランシーバによりポーリングを受けている場合、またはトランシーバが新しいロ
ーカル・トランシーバをポーリングしているときに、割込みを生成することがで
きる。トランシーバは、また図１０のステップ３２０で位置取得モードに入る。

【００４５】ネットワークは、他の位置決め技術を含むポータブル・トランシーバにより設
定および／または校正することができる。位置決め技術としては、地球座標によ
りデバイスの位置を示すＧＰＳ回路を使用することができる。少し不利になるが
、位置決め技術として、固定無線基地局のセルラ・ネットワークで使用するため
のものであり、その位置を推定するためのローカル固定基地局からの距離の推定
値を使用することができる移動無線電話回路を使用することもできる。このよう
なデバイスは、基準デバイスとしてランクづけすることができ、その位置の情報
を提供することによりローカル・トランシーバを設定する。基準デバイスは、図
６に示すように、位置取得モードに入る。ステップ２２０において、基準デバイ
スは、新しい位置を計算するためにその位置決め技術を使用し、次に、ステップ
２３０にジャンプする。同様に、基準デバイスが、ステップ３０６においてマス
タに応答すると、基準デバイスは、その位置を計算するためにその位置決め技術
を使用し、マスタにそれを送るときにこの位置を使用する。基準デバイスは、特
定のネットワーク・ゾーン内に留まる必要はなく、相互を校正する多くのネット
ワーク・ゾーンを移動することができる。特別なネットワークが基準トランシー
バを持つことは本質的なことではない。

【００４６】別の第２の実施形態別の第２の実施形態の場合には、各スレーブの位置は、確率関数としてマスタ
に送られる。マスタは、スレーブからマスタへの送信の成功の可能性を示す確率
関数を推定または導き出す。マスタは、その位置を推定するために、各スレーブ
の推定位置および送信の成功の可能性を示す確率関数を使用する。

【００４７】この別の実施形態に対応するためには、上記データベースを若干修正しなけれ
ばならない。推定位置を正規分布として表すことができる場合には、スレーブ位
置およびスレーブ位置誤差は、平均および標準偏差であり、そうでない場合には
、スレーブ位置およびスレーブ位置誤差の代わりにスレーブ位置を示す確率関数
を使用しなければならない。最終フィールドは、スレーブからスレーブへ変化す
る場合には、送信の成功の可能性を示す確率関数を記録するために使用される。

【００４８】図１２は、トランシーバＴｊとの無線通信により、特別なネットワーク２を形
成することができるトランシーバＴｉを示す。ネットワークは、スレーブとして
機能するトランシーバＴｊおよび、マスタとして機能するＴｉにより形成するこ
とができる。好適には、トランシーバは、ブルートゥース・トランシーバであり
、ネットワークはピコネットであることが好ましい。トランシーバＴｉがその位
置を取得すると、トランシーバＴｉは、すでにその位置を取得している近隣のト
ランシーバＴｊと一緒にネットワークを形成する。トランシーバＴｉの通信範囲
は円４で示す。通信範囲４の外側に位置していて、ネットワーク２に参加できな
い多数のトランシーバＴｊが存在する。

【００４９】一度その位置を取得したトランシーバＴｉは、他のトランシーバが形成する他
のネットワークにスレーブとして参加してその位置を取得できる。各トランシー
バＴは同じものである。各トランシーバは、位置を取得する目的で、スレーブ・
トランシーバと一緒にネットワークを形成するためにマスタとして機能し、次に
、その位置を取得するために、他のトランシーバが形成する他のネットワークに
スレーブとして参加することができる。トランシーバＴはインフラストラクチャ
ではない。トランシーバＴは、好適には、移動電話機、卓上電話機、コンピュー
タ等のようなホスト・デバイスに内蔵させることが好ましい。それ故、ネットワ
ークに参加できるトランシーバは、トランシーバがマスタ・トランシーバの通信
範囲に出入りするのに応じて変化する。

【００５０】図１２について説明すると、トランシーバＴｉは、その位置を決定しようとし
ていて、Ｎ個のトランシーバＴｊとネットワークを形成する。ここで、ｊ＝１，
２，３，．．．，Ｎである。距離ｙだけ離れている場合に、トランシーバＴｊがトランシーバＴｉへの送信
に成功する確率はｐｒｏｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．ｊｉ}［ｙ］で表す
ことができる。トランシーバＴｊがトランシーバＴｉへの送信に成功する確率を
表す確率密度関数はｐｄｆ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．ｊｉ}［ｙ］で表さ
れる。ここで、

【数１】である。

【００５１】すべての送信機Ｔｊが同じものである場合には、ｐｒｏｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃ} _{ｅｓｓｆｕｌ．ｊｉ} ［ｙ］を、距離ｙだけ離れている場合に、トランシーバＴｊ
のうちの何れか１つが、トランシーバＴｉへの送信に成功する確率を表すｐｒｏ
ｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ}［ｙ］で置き換えることができる。トランシ
ーバＴｊが、トランシーバＴｉのうちの何れか１つへの送信に成功する確率を表
す確率密度関数はｐｄｆ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．ｊｉ}［ｙ］で表され
る。ここで、

【数２】である。

【００５２】図１３は、送信機と受信機との間の距離が変化する場合の、送信機と受信機Ｔ
ｉとの間の通信が成功する可能性を表す例示としての確率密度関数である。確率
密度関数は、例えば、送信機と受信機との間の通信チャネルを測定することによ
る測定値に基づくこともできる。確率密度関数は、以降の計算を容易にするため
に選択した近似であってもよい。図の確率密度関数は、以降の計算を容易にする
近似である。送信機のある一定の範囲内においては、受信の可能性は高く、一定
しているが、送信機からある一定のしきい距離のところでは、しきい値から遠く
なるにつれて受信の可能性がそれに比例して少なくなるものと仮定する。

【００５３】トランシーバＴは、好適には、３本の直交する直線軸に対して、３次元で表示
することが好ましい。これは本質的なことではないが、上記のように表示すると
、上記軸の１本に対するトランシーバの位置決めが、他の２本の軸に対する位置
決めとは独立して行うことができるので有利である。それ故、トランシーバは、
各軸に対して別々に位置決めすることにより３次元で表示される。以下の説明に
おいては、１本の軸に対するトランシーバＴｉの位置決めについて説明する。他
の軸に対しても同じような手順が実行される。

【００５４】各トランシーバは、確率密度関数により、直線軸に対して位置決めされる。ト
ランシーバＴｊは、ｐｄｆ_ｊ［ｚ］により、直線軸に対して位置決めされる。こ
の場合、引数は、トランシーバＴｊに共通の原点からのトランシーバＴｊの位置
を示す。関数ｐｄｆ_ｊ［ｚ］は、トランシーバＴｊの最も可能性の高い取得位置
が存在する最大値を持つ引数が変化すると、それにつれて変化する。トランシー
バＴｉは、自己に対する確率密度関数ｐｄｆ_i［ｚ］を計算することによりその
位置を取得する。

【００５５】図１４は、ｘ軸上のトランシーバの推定位置を示す例示としての確率密度関数
ｐｄｆ_i［ｚ］である。ここで、ｚはｘ軸に沿った距離を表す。トランシーバＴｉがその位置を取得している時、このトランシーバは、Ｎ個の
各トランシーバＴｊからｐｄｆ_ｊ［ｚ］を受信する。ここで、ｊ＝１，２，３，
．．Ｎである。すなわち、このトランシーバは、Ｔ１からｐｄｆ_１［ｚ］を、Ｔ
２からｐｄｆ_２［ｚ］を、Ｔ３からｐｄｆ_３［ｚ］を受信する。以下同じ。

【００５６】すべてのトランシーバＴｊが同じものである場合には、各送信機Ｔｊは、ｐｒ
ｏｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．ｊｉ}［ｙ］を送信する必要はない。ｐｒ
ｏｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ}［ｙ］の値は、Ｔｉに記憶される。しかし
、送信機Ｔｊが異なる送信電力レベルのような異なる送信特性を持っている場合
には、各トランシーバＴｊは、トランシーバＴｉに対してｐｒｏｂ_{ＴｒａｎｓＳ} _{ｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．ｊｉ} ［ｙ］を送信するほうがよい場合がある。

【００５７】この情報に基づいて、トランシーバＴｉは、１次計算に従ってその位置を計算
することができる。この１次計算は、トランシーバＴｉが直接通信することがで
きるトランシーバＴｊを考慮に入れる。上記計算により、トランシーバＴｉの大
体の位置を決定することができる。何故なら、トランシーバＴｉは、トランシー
バＴｊと通信することができるからである。

【００５８】トランシーバＴｉは、計算した中間確率密度関数ｐｄｆ_ｉｊ［ｙ］を結合する
ことにより、すべてのトランシーバＴｊを考慮に入れるその位置密度関数ｐｄｆ _ｉ［ｚ］を計算することができる。何故なら、特定のトランシーバＴｊは、すべ
てのｊについて、Ｔｉと通信することができるからである。

【００５９】特定のトランシーバＴｊはＴｉと通信することができるので、下式により、中
間確率密度関数ｐｄｆ_ｉｊ［ｙ］を計算することができる。

【数３】

【００６０】上記式は数学を使用して下式に変換することができる。

【数４】

【００６１】それ故、受信機Ｔｉの位置を表す確率密度関数は、送信機から受信機への送信
の成功の尤度を示す確率密度関数による、送信機Ｔｊの位置を表す確率密度関数
の畳み込みによって与えられる。

【００６２】トランシーバＴｉは、計算した中間確率密度関数ｐｄｆ_ｉｊ［ｙ］を結合する
ことにより、すべてのトランシーバＴｊを考慮に入れるその位置密度関数ｐｄｆ _i ［ｚ］を計算することができる。何故なら、特定のトランシーバＴｊは、下記
のようにＴｉと通信することができるからである。

【数５】

【００６３】ここで、α_ｊは、トランシーバＴｊの信頼性を表すパラメータである。例えば
、トランシーバＴｊが基準局である場合には値は高く、一方、トランシーバＴｊ
が非常に頻繁に移動する場合には値は低くなる。値α_ｊをトランシーバＴｊによ
り、トランシーバＴｉへ送信することができること（ただし、Σα_ｊ＝１のよう
な再度の正規化が必要）、またはその信頼性の他の表示のような、トランシーバ
Ｔｊから受信した情報に基づいてα_ｊの値をＴｊにより計算することができるこ
とを理解されたい。

【００６４】すべてのｊについてα_ｊ＝１と設定することにより、計算の際に信頼性を使用
できなくなる。ｐｄｆ_ｉ［ｚ］の上記計算により、（適当な場合には、その信頼性を考慮に入
れて）確率密度関数ｐｄｆ_ｉｊ［ｚ］の再正規化した重畳を効果的に決定するこ
とができる。しかし、確率密度関数ｐｄｆ_ｉｊ［ｚ］が重畳しない場合には、１
つの問題が起こる。

【００６５】中間確率密度関数ｐｄｆ_ｉｊ［ｙ］を結合する好適な方法は、中間確率密度関
数ｐｄｆ_ｉｊ［ｙ］のすべてが重畳するとは限らないことを考慮に入れている。
上記方法は、ペアで中間確率密度関数を結合する。結合する確率密度関数のペア
が重畳する場合には、上記方法は２つの中間確率密度関数の再正規化重畳を計算
する。しかし、結合する確率密度関数のペアが重畳しない場合には、上記方法は、上
記２つの確率密度関数の加重合計を計算する。

【００６６】好適な方法を実行するための１つの方法について以下に説明する。この好適な
方法の場合には、トランシーバＴｉは、その新しい位置を取得する前に、現在位
置を持たない場合もあるし、無効になった位置を持っている場合もある。現在の
位置が無効になっている場合には、変数ｐｄｆ_{i（ｏｌｄ）}［ｙ］が、ｐｄｆ_i［
ｙ］の現在の古い値と等しく設定される。現在位置がない場合には、変数ｐｄｆ _{i（ｏｌｄ）} ［ｙ］はゼロに設定される。一時的な変数ｐｄｆ_{iＴｅｍｐ．ｊ}［ｙ
］が、計算に使用するために割り当てられる。上記変数は、最初に、ｊ＝０に対
してｐｄｆ_{i（ｏｌｄ）}［ｙ］に設定される。一時的な変数ｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．}
_ｊ−１［ｙ］は、ペアで、ｐｄｆ_ｉ．ｊ［ｙ］と結合され、ｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．} _１［ｙ］を生成するために、変数ｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．０}［ｙ］とｐｄｆ_ｉ．１［
ｙ］とのペア結合からスタートして、ｐｄｆ_{iＴｅｍｐ．２}［ｙ］を生成するた
めに、変数ｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．１}［ｙ］とｐｄｆ_ｉ．２［ｙ］とのペア結合が行
われ、最後に、ｊ＝１，２，３，．．．，Ｎに対する１次トランシーバＴｊだけ
を考慮に入れるＴｉ（ｐｄｆ_i［ｙ］）の位置であるｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．２}［ｙ
］を生成するために、変数ｐｄｆ_{iＴｅｍｐ．Ｎ−１}［ｙ］とｐｄｆ_i．Ｎ［ｙ］
とのペア結合が行われる。

【００６７】この方法は下記のようにコード化することができる。スタート・コード：初期条件：ｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．０}［ｙ］＝ｐｄｆ_{ｉ（ｏｌｄ）}［ｙ］ｊ＝１でスタートし、ｊ＝Ｎで終了するループ本体｛（ｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．ｊ−１}［ｙ］とｐｄｆ_ｉｊ［ｙ］との間の重畳の試験）

【００６８】

【数６】

【００６９】ならば、（重畳がある場合には、再正規化した重畳を計算せよ）

【数７】

【００７０】そうでなければ、（重畳がない場合には、加重合計を計算せよ）

【数８】｝ループの終り最終結果：ｐｄｆ_ｉ［ｙ］＝ｐｄｆ_{ｉＴｅｍｐ．Ｎ}［ｙ］エンド・コード

【００７１】これまで、トランシーバＴｉの位置を表すｐｄｆ_i［ｙ］の値は、トランシー
バＴｉと直接通信することができるトランシーバＴｊ｛ｊ＝１，２，．．．，Ｎ
｝だけを考慮に入れている。各トランシーバＴｊは、トランシーバＴｉが直接通
信することができないトランシーバと直接通信することができる場合がある。こ
のようなトランシーバは２次トランシーバである。何故なら、その位置を取得し
ているトランシーバＴｉは、それらと直接通信できないが、通信することができ
るトランシーバからそれらについての情報を受信することができるからである。
２次トランシーバに関する情報は、さらに、ｐｄｆ_ｉ［ｙ］の精度をあげるため
に使用することができ、その結果、トランシーバＴｊと直接通信することができ
るためにトランシーバＴｊが位置する可能性がある位置ばかりでなく、２次トラ
ンシーバと通信できないために、位置を決定する可能性がない位置も考慮に入れ
る。

【００７２】各２次トランシーバをＴｋで表すことにしよう。ここで、ｋ≠ｊであり、ｋ≠
ｉであり、ｋ＝１，２，．．．，Ｍである。上記コーディングでは、コーディングは、ループの直後にあり、「最終結果」
の直前にある。ｋ＝１でスタートし、ｋ＝Ｍで終了するループ本体｛

【００７３】

【数９】｝ループの終り

【００７４】トランシーバは、２次トランシーバと通信する１次トランシーバを介してｐｄ
ｆ_ｋ［ｙ］の値を受信する必要がある。同様に、ｐｒｏｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．ｋｉ}［ｙ］も、１次トラ
ンシーバＴｊを介してＴｉに送信しなければならない。しかし、すべての２次ト
ランシーバが同じものである場合には、ｐｒｏｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕ} _ｌ．ｋｉ［ｙ］は一定になり、記憶することができる。１つの実施形態の場合に
は、１次計算の際に使用された近似値ｐｒｏｂ_{ＴｒａｎｓＳｕｃｃｅｓｓｆｕｌ} ［ｙ］も、２次計算の際に使用される。あるトランシーバの位置を表す確率密度関数は、通常、図１４に示す正規分布
を持つ。このようなｐｄｆは正規分布を持つと仮定すると、種々の利点が得られ
る。正規分布を定義するために必要な完全な情報は、平均値および標準偏差であ
る。それ故、あるトランシーバの位置を表す確率密度関数を、２つのパラメータ
、すなわち、平均値および標準偏差だけを使用して送信することができる。

【００７５】図１５は、本発明を実行するのに適しているトランシーバである。このトラン
シーバは、送信機回路、受信機回路、プロセッサおよびメモリを備える。メモリ
は上記アルゴリズムを記憶する。プロセッサは、上記アルゴリズムを実行する。
上記アルゴリズムへの入力として使用されたパラメータは、メモリに記憶され、
アルゴリズムの結果、トランシーバの位置もメモリに記憶される。その位置を取
得するために、トランシーバが受信機として動作する場合には、トランシーバは
、通信しているトランシーバからアルゴリズムのために必要なパラメータを受信
し、それらをメモリに記憶する。トランシーバが送信機として動作している場合
には、トランシーバは、その送信回路により受信トランシーバに、その記憶して
いる位置を送信するように動作することができる。ＣＤ−ＲＯＭまたはフロッピ
ー（登録商標）ディスクのような媒体により、トランシーバに送るために、アル
ゴリズムを持ち運ぶことができる。

【００７６】上記トランシーバは、従来のように移動電話機に内蔵することができ、移動電
話機を付加価値サービスの供給などを行うネットワーク内または他の場所で使用
される無線インターフェースを介して位置を取得した電話と通信するために使用
することができる。マスタとして機能している時のトランシーバは、２つまたは
それ以上の曖昧な位置間における選択のような位置の取得の際に、それを支援す
るように何らかのユーザ入力を要求することができる。種々の実施形態を参照しながら、今迄本発明を説明してきたが、本発明の精神
および範囲から逸脱することなしに、上記実施形態を種々に修正および変更する
ことができることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】低電力トランシーバの特別なネットワークを形成することができるオフィス環
境を示す図である。

【図２】１台のマスタと複数のスレーブを含む無線ネットワークを示す図である。

【図３】個々の実施形態によるスレーブが提供する情報からマスタの位置を決定する方
法を示す図である。

【図４】ネットワークを動的に変更する方法を示す図である。

【図５】トランシーバの略図である。

【図６】位置取得モードでのマスタの動作を示す図である。

【図７】位置取得モードでのマスタの動作を示す図である。

【図８】位置取得モードでのマスタの動作を示す図である。

【図９】マスタが位置を取得する際のスレーブの動作を示す図である。

【図１０】マスタが位置を取得する際のスレーブの動作を示す図である。

【図１１】マスタが位置を取得する際のスレーブの動作を示す図である。

【図１２】トランシーバＴの分布を示す図である。

【図１３】送信機および受信機間の距離が変化する場合の、送信機および受信機間の送信
の成功の可能性を表す模範的な確率密度関数を示す図である。

【図１４】ｘ軸上にトランシーバの推定位置を示す模範的な確率密度関数を示す図である
。

【図１５】トランシーバを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷＦターム(参考） 5J062 AA08 BB05 CC11 EE04 5K011 JA01 5K067 AA34 BB04 BB21 DD20 DD51 EE02 EE10 HH22 HH23 JJ52 JJ55 JJ62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の無線トランシーバを含む可変的な機構で使用される無
線トランシーバであって、前記複数のトランシーバの近接するトランシーバと、無線ネットワークを形成
し、前記ネットワークを制御し、ネットワークを制御している時に、前記ネットワーク内の近接するトランシー
バから受信した位置関連のメッセージを処理することによりその位置を計算し、前記複数の無線トランシーバの近接する１つのトランシーバにより制御されて
いるネットワーク内に位置し、前記近接する制御無線トランシーバにより制御されているネットワーク内に位
置する時に、前記近接する制御無線トランシーバに少なくとも１つの位置関連メ
ッセージを送信するように動作可能であることを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項２】請求項１記載の無線トランシーバにおいて、前記位置関連の
各メッセージが、所定のフォーマットと、そこから送信される前記無線トランシ
ーバの位置に依存する内容を有し、メモリと、前記無線トランシーバが前記ネットワークを制御する時に、前記ネットワーク
内に位置する前記各近接トランシーバから位置関連メッセージを受信するように
動作可能な受信機回路と、前記受信した位置関連メッセージから、前記無線トランシーバの位置を識別す
る位置データを決定し、前記メモリに前記決定された位置データを記憶するよう
に動作可能な処理手段と、前記無線トランシーバがネットワーク内に位置する時に、前記近接制御無線ト
ランシーバに、前記所定のフォーマットおよび前記メモリ内に記憶された前記無
線トランシーバの決定した位置データに依存する内容を含む、少なくとも１つの
位置関連メッセージを送信するように動作可能な送信機回路とを備えることを特
徴とする無線トランシーバ。
【請求項３】請求項１または２記載の無線トランシーバにおいて、前記位
置関連の各メッセージが、そこから送信される前記無線トランシーバの位置の表
示を含むことを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項４】請求項３記載の無線トランシーバにおいて、前記位置関連の
各メッセージが、さらに、位置の誤差の表示を含むことを特徴とする無線トラン
シーバ。
【請求項５】請求項１乃至４の何れか記載の無線トランシーバにおいて、
ネットワーク内に位置している場合に、それが送信する前記位置関連のメッセー
ジの推定精度に関連する信頼性の表示を記憶するように構成されていることを特
徴とする無線トランシーバ。
【請求項６】請求項５記載の無線トランシーバにおいて、前記信頼性の表
示が、前記無線トランシーバをポータブルであると識別することを特徴とする無
線トランシーバ。
【請求項７】請求項５記載の無線トランシーバにおいて、前記信頼性の表
示が、信頼できる位置を有する基準のタイプとして前記無線トランシーバを識別
することを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項８】請求項５乃至７の何れか記載の無線トランシーバにおいて、
前記トランシーバが送信した前記位置関連のメッセージが、前記信頼性の表示を
含むことを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項９】請求項１乃至８の何れか記載の無線トランシーバにおいて、
前記無線トランシーバを一意に識別する識別データを記憶するように構成され、
前記トランシーバが送信した位置関連のメッセージが前記識別データを含むこと
を特徴とする無線トランシーバ。
【請求項１０】請求項１乃至９の何れか記載の無線トランシーバにおいて
、前記位置関連のメッセージが、前記位置関連のメッセージが送信される電力の
表示、または前記トランシーバの送信範囲の表示を含むことを特徴とする無線ト
ランシーバ。
【請求項１１】請求項１乃至１０の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記受信した位置関連のメッセージからの位置計算が、前記近接無線トラン
シーバの位置に基づく1次計算を含み、それぞれが、前記無線トランシーバとの
送受信により直接通信することができる無線トランシーバであることを特徴とす
る無線トランシーバ。
【請求項１２】請求項１乃至１１の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記受信した位置関連のメッセージからの位置計算が、前記複数の無線トラ
ンシーバの近接しないトランシーバの位置に基づく計算を含む２次計算を含み、
それぞれが、送受信により前記近接するトランシーバの少なくとも１つと直接通
信でき、前記無線トランシーバとは直接通信できないことを特徴とする無線トラ
ンシーバ。
【請求項１３】請求項１乃至１２の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記受信した位置関連のメッセージからの位置計算が、前記第１の複数の近
接する各トランシーバの、位置および最大通信範囲に基づく計算を含むことを特
徴とする無線トランシーバ。
【請求項１４】請求項１乃至１２の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記受信した位置関連のメッセージからの位置計算が、前記第１の複数の近
接する各トランシーバの位置および前記無線トランシーバまでの推定距離に基づ
く計算を含むことを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項１５】請求項１４記載の無線トランシーバにおいて、さらに、受
信信号の電力を検出する電力検出回路と、受信信号の前記検出電力から、前記信
号を送信した前記第１の複数の近接するトランシーバの１つまでの距離を推定す
る推定手段とを含むことを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項１６】請求項１乃至１２の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記受信した位置関連のメッセージからの位置計算が、前記近接するトラン
シーバの位置を表し、受信した位置関連のメッセージに含まれる確率密度関数の
、前記近接する送信トランシーバからの送信を前記無線トランシーバがうまく受
信する可能性を表す確率密度関数による畳込みを含むことを特徴とする無線トラ
ンシーバ。
【請求項１７】請求項１乃至１６の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記受信した位置関連のメッセージからの位置計算が、前記近接するトラン
シーバの少なくとも１つの信頼性に依存する計算を含むことを特徴とする無線ト
ランシーバ。
【請求項１８】請求項１乃至１７の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記受信した位置関連のメッセージからの位置計算が、前記近接するトラン
シーバの信頼性に依存する加重計算を含むことを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項１９】請求項１乃至１８の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記近接する各トランシーバに要求を送信するように構成されていることを
特徴とする無線トランシーバ。
【請求項２０】請求項１乃至１９の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、受信した要求に応じて、前記要求を行った前記トランシーバへ、前記位置関
連のメッセージを送信するように構成されていることを特徴とする無線トランシ
ーバ。
【請求項２１】請求項１乃至２０の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、さらに、マスタとして機能し、スレーブとしての前記近接トランシーバと無
線ネットワークを形成するように、前記トランシーバを制御するための制御手段
を備えることを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項２２】請求項１乃至２１の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、さらに、無線ネットワーク内に位置するスレーブとして機能するように、前
記トランシーバを制御する制御手段を備えることを特徴とする無線トランシーバ
。
【請求項２３】請求項１乃至２２の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、ブルートゥース無線プロトコルに準拠して動作することを特徴とする無線ト
ランシーバ。
【請求項２４】請求項１乃至２３の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、前記トランシーバを位置取得モードにするための制御手段を備え、前記トランシーバが、前記第１の複数の近接する各トランシーバに要求を送信
し、前記トランシーバが、それに応じて、前記第１の複数の近接する各トランシー
バから位置関連のメッセージを受信し、前記トランシーバが、その位置を推定するために前記位置関連のメッセージを
処理することを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項２５】請求項１乃至２４の何れか記載の無線トランシーバにおい
て、その位置を計算した後で、前記第１の複数の各トランシーバに新しく計算し
た位置を知らせるために、前記各トランシーバに送信を行うように構成されてい
ることを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項２６】請求項２５記載の無線トランシーバにおいて、前記第１の
複数の各トランシーバに新しく計算した位置を知らせるための、前記各トランシ
ーバへの前記送信が、前に計算した位置とかなり異なる前記新しく計算した位置
を条件としていることを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項２７】請求項１乃至２６の何れか記載の無線トランシーバ用のチ
ップセットであって、前記チップセットが、前記無線トランシーバの位置を識別
する位置データを決定するために動作可能な処理手段と、前記位置データに基づ
いて、１つのメッセージまたは複数のメッセージを送信するように送信機回路を
制御するための制御手段とを提供することを特徴とするチップセット。
【請求項２８】その位置をまだ取得していない第１の無線トランシーバが
その位置をすでに取得し、その位置の取得の際に前記無線トランシーバを支援す
る複数の近接無線トランシーバと、特別な無線通信ネットワークを形成すること
によりその位置を取得できる方法であって、前記第１の無線トランシーバが、そ
の位置を取得した後で、それにより、特別な無線通信ネットワークの一部として
、その位置を取得するためにその位置をまだ取得していない第２の無線トランシ
ーバを支援することができ、その位置をまだ取得していない前記無線トランシーバが、無線ネットワークを
形成するステップと、その位置を取得している前記ネットワーク内に位置する前記無線トランシーバ
が、その位置をまだ取得していない前記無線トランシーバに、位置関連のメッセ
ージを送信するステップと、その位置を取得中の前記無線トランシーバが、前記送信された位置関連のメッ
セージを受信し、前記受信した位置関連のメッセージから計算によりその位置を
取得するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】少なくとも１つの移動無線トランシーバを含む複数の無線
トランシーバを備える機構であって、前記複数の各無線トランシーバが、前記複数のトランシーバの近接するトランシーバと、無線ネットワークを形成
し、前記ネットワークを制御し、ネットワークを制御している時に、前記ネットワーク内の近接するトランシー
バから受信した位置関連のメッセージを処理することによりその位置を計算し、前記複数の無線トランシーバの近接する１つのトランシーバにより制御されて
いるネットワーク内に位置し、前記近接する制御無線トランシーバにより制御されているネットワーク内に位
置する時に、前記近接する制御無線トランシーバに少なくとも１つの位置関連メ
ッセージを送信するように動作可能であることを特徴とする機構。
【請求項３０】可変的な機構で使用される無線トランシーバであって、前
記可変的な機構は、前記トランシーバが直接通信することができる1次トランシ
ーバと、前記トランシーバが直接通信することはできないが、前記1次トランシ
ーバを介して間接的に通信することができる２次トランシーバとを含み、前記無
線トランシーバは、前記1次トランシーバと直接通信することができるために、
前記トランシーバが位置している場所を考慮に入れ、前記２次トランシーバと直
接通信できないために、前記トランシーバが位置していない場所を考慮にいれる
計算によりその位置を決定するように構成されていることを特徴とする無線トラ
ンシーバ。
【請求項３１】その位置をまだ取得していない第１の無線トランシーバが
、前記トランシーバが直接通信することができる1次トランシーバと、前記トラ
ンシーバが直接通信することはできないが、1次トランシーバを介して間接的に
通信することができる２次トランシーバとを含む複数の無線トランシーバからそ
の位置を取得できる方法であって、前記第１の複数の各1次トランシーバが、その位置を送信するステップと、少なくとも１つの1次トランシーバが、少なくとも１つの２次トランシーバの
位置を送信するステップと、前記第１のトランシーバが、前記送信された位置を受信し、前記1次トランシ
ーバおよび前記少なくとも１つの２次トランシーバの位置を決定するステップと
、位置決めされた1次トランシーバと直接通信することができるために、前記ト
ランシーバが位置している場所を考慮にいれ、前記少なくとも１つの位置決めさ
れた２次トランシーバと直接通信できないために、前記トランシーバの位置して
いない場所を考慮にいれる計算により前記1次トランシーバがその位置を取得す
るステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】その位置を取得するために、前記トランシーバが直接通信
することができる1次トランシーバを含む複数の無線トランシーバを備える機構
で使用される無線トランシーバであって、前記1次トランシーバが送信した位置を受信し、前記1次トランシーバの少なくとも１つが送信した信頼性の表示を受信し、前記受信した位置および前記受信した信頼性の表示を考慮にいれた計算により
その位置を取得するように構成され、前記各1次トランシーバがその位置を表す位置を送信し、前記1次トランシーバ
が送信した前記信頼性の表示が、前記送信1次トランシーバの信頼性を表すこと
を特徴とする無線トランシーバ。
【請求項３３】その位置をまだ取得していない第１の無線トランシーバが
、複数のトランシーバと直接通信することよりその位置を取得できる方法であっ
て、前記第１の複数の各トランシーバが、その位置を送信するステップと、前記複数のトランシーバの少なくとも１つが、少なくとも１つのトランシーバ
の信頼性を表す信頼性の表示を送信するステップと、前記第１のトランシーバが、前記複数の送信された位置および前記少なくとも
１つの送信された信頼性表示を受信するステップと、前記第１のトランシーバが、前記受信した複数の位置および前記少なくとも１
つの受信した信頼性の表示を考慮に入れた計算によりその位置を取得するステッ
プとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】第１の送信機に基づいてその位置を計算する受信機であっ
て、（ｉ）前記第１の送信機により前記受信機に送信された前記第１の送信機の位
置を表す確率密度関数を、（ｉｉ）前記第１の送信機からの送信を前記受信機がうまく受信する可能性を
表す確率密度関数により畳み込むように構成されたプロセッサを備えることを特
徴とする受信機。
【請求項３５】第２の送信機に基づいてその位置を計算する請求項３４記
載の受信機であって、（ｉ）前記第２の送信機により前記受信機に送信された前記第２の送信機の位
置を表す確率密度関数を、（ｉｉ）前記第２の送信機からの送信を前記受信機がうまく受信する可能性を
表す確率密度関数により畳み込むように構成されたプロセッサを備えることを特
徴とする受信機。
【請求項３６】請求項３４または３５記載の受信機において、前記第１の
送信機からの送信を前記受信機がうまく受信する可能性を表す前記確率密度関数
が、処理を簡単にする近似であることを特徴とする受信機。
【請求項３７】請求項３５または３６記載の受信機において、前記第１の
送信機からの送信を前記受信機がうまく受信する可能性を表す前記確率密度関数
が、前記第２の送信機からの送信を前記受信機がうまく受信する可能性を表す前
記確率密度関数と同じであることを特徴とする受信機。
【請求項３８】複数の送信機に基づいてその位置を計算する請求項３４記
載の受信機であって、（ｉ）前記複数の送信機の１つにより前記受信機に送信された前記１つの送信
機の位置を表す確率密度関数を、（ｉｉ）前記１つの送信機からの送信を前記受信機がうまく受信する可能性を
表す確率密度関数により畳み込むことにより、前記複数の送信機の各々に対する
確率密度関数を計算するように構成され、また結果として得られる複数の確率密度関数を結合するように構成されている
プロセッサを有することを特徴とする受信機。
【請求項３９】請求項３８記載の受信機において、前記結果として得られ
る確率密度関数の組合わせが、確率密度関数のペアの組合わせを含むことを特徴
とする受信機。
【請求項４０】請求項３９記載の受信機において、前記ペアの組合わせが
、１つの確率密度関数ともう１つの確率密度関数との乗算を含むことを特徴とす
る受信機。
【請求項４１】請求項３８記載の受信機において、前記ペアの組合わせが
、１つの確率密度関数ともう１つの確率密度関数との加算を含むことを特徴とす
る受信機。
【請求項４２】請求項４０または４１記載の受信機において、前記組合わ
せが、加重組合わせであることを特徴とする受信機。
【請求項４３】請求項４２記載の受信機において、前記加重組合わせが、
信頼された送信機から取得した確率密度関数からの貢献を増大することを特徴と
する受信機。
【請求項４４】複数のトランシーバとの通信により受信機の位置を計算す
る方法であって、前記複数の送信機の各々に対して、（ｉ）前記送信機が前記受信機に送信した前記送信機の位置を表す確率密度関
数を、（ｉｉ）前記送信機からの送信を前記受信機がうまく受信する可能性を表す確
率密度関数により畳み込むステップと、前記複数の畳み込み積を組合わせるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】請求項４４記載の方法において、前記受信機がブルートゥ
ース・トランシーバの特別ネットワーク内のマスタ・トランシーバであり、前記
複数の送信機が、前記ブルートゥース・ネットワーク内のスレーブ・トランシー
バであることを特徴とする方法。