JP2007166448A - 無線通信システム及び基地局切り替え装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】無線通信システムで精度の高い位置検知を可能とする。
【解決手段】エリア40の複数のアクセスポイント(AP)10を用いて携帯端末(MT)20の位置を検知する無線通信システムであり、AP10の役割を固定せず、位置検知用のAP切り替え及び位置検知を、複数段階、実行する。位置検知装置(LD)は、複数の位置検知用のAP10をもとにMT20の位置を検知する。AP切り替え装置(APS)は、LDで検知したMT20の位置に基づいて位置検知用のAP10を切り替える。まずエリア40でMT20に接続していたAP10をMAPとし、離れた4台のAP10を第1SAPとして第1範囲(R1)81で第1の位置検知を行う。次にそれをもとにより狭い範囲となる4台のAP10を第2SAPとして第2範囲(R2)82で第2の位置検知を行い、結果MT20の座標及びMT範囲(r2)80を得る。
【選択図】図9
【解決手段】エリア40の複数のアクセスポイント(AP)10を用いて携帯端末(MT)20の位置を検知する無線通信システムであり、AP10の役割を固定せず、位置検知用のAP切り替え及び位置検知を、複数段階、実行する。位置検知装置(LD)は、複数の位置検知用のAP10をもとにMT20の位置を検知する。AP切り替え装置(APS)は、LDで検知したMT20の位置に基づいて位置検知用のAP10を切り替える。まずエリア40でMT20に接続していたAP10をMAPとし、離れた4台のAP10を第1SAPとして第1範囲(R1)81で第1の位置検知を行う。次にそれをもとにより狭い範囲となる4台のAP10を第2SAPとして第2範囲(R2)82で第2の位置検知を行い、結果MT20の座標及びMT範囲(r2)80を得る。
【選択図】図9
Description
本発明は、無線通信技術に関し、特に、無線LAN(Local Area Network)等の無線通信システム等における、アクセスポイント(APと略称する)等の無線基地局を用いた移動端末の位置検知や、通信のためのAP切り替えの技術に関する。
従来の技術において、無線LANを使用した無線通信システム、及び移動型の端末(MTとする)の位置検知を行うシステムでは、端末の無線通信及び位置検知が行われる対象となる場所・範囲がいくつかのエリアに分割されて管理される。従来、そのエリアごとに、使用するスレーブ基地局(SAPと略称する)やマスター基地局(MAPと略称する)を固定にしており、あるエリア内の端末の位置検知の処理に関し、すべてのSAPで受信したデータ(電波受信タイミング情報)を、位置検知用のデータとして用いて位置検知を行っている。
SAPは、端末(MT)の位置検知用に使用する複数(少なくとも3台)のAP(位置検知用AP)であり、MAPは、MTとのデータ通信(通常の接続)用に使用するAP(データ通信用AP)である。また、一般に無線通信システムでは、MTにより近いSAPを使用して位置検知を実行すれば、位置検知の精度が向上する。
特開2005−110314号公報(特許文献1)には、無線LANシステムにおいて端末にGPS受信機を追加せずに端末の位置を検出する技術について記載されている。
また、無線通信における受信タイミング生成の詳細と位置計算手法(位置検知方法)については、例えば特開2002−014152号公報(特許文献2)に記載されている。また、端末の位置計算の詳細については、例えば特開2002−243827号公報(特許文献3)に記載されている。
特開2005−110314号公報
特開2002−014152号公報
特開2002−243827号公報
前記背景のため、従来技術では、位置検知用APとするSAPは、エリアごとに固定、即ち静的な登録設定がなされており、位置検知精度確保などの理由から、SAP設置数の増減などを簡単には行うことができない。AP設置対象となる場所・範囲が大きければ、その分上記SAP及びエリア等の設定やその変更の手間も大きく、時間や労力がかかることになる。
同様の理由により、事前に設定されていなければ、端末位置検知を行う際に、端末の最も近くに存在するAPをSAPとして利用することはできず(例えば端末の近くにあるMAPをSAPには変更できない)、従って位置検知の算出結果の精度を下げる大きな原因となる。
本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線端末装置とAP等を有する無線通信システムにおいて、第1に、APを用いた高い精度での無線端末装置の位置検知を可能とし、また第2に、AP等の設置段階乃至設定の手間を削減できる技術を提供することにある。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記目的を達成するために、本発明は、無線端末装置(MT)及び無線基地局(AP)等を有しMTとAPとの間で無線通信が行われる無線通信システムの技術であって、以下に示す技術的手段を備えることを特徴とする。
設置段階で、無線通信対象のエリアには、複数のAPが設置される。各APは、システムの制御部を構成する、位置検知装置乃至手段(LD)及び基地局切り替え装置乃至手段(APS)と接続される。APは、MTとのデータ通信用基地局である第1種AP(MAP)と、MTの位置検知用基地局である第2種AP(SAP)との、少なくとも2つの種類又は機能を有する。
本技術では、主要な特徴として、エリアにおけるMTに対する、位置検知等のために使用するAPを、従来技術のようにエリアで固定的な設定にするのではなく、動的に自由に切り替える構成とする。前記使用するAPは、MTの位置検知の場合に、複数のSAPの組み合わせ、もしくは、複数のSAP及びMAPの組み合わせ等である。これにより様々な状況及び条件に応じた位置検知を実現する。本システムは、特に、MTに対し、複数(C)の段階乃至回数での制御及び処理によって、SAP含むAP切り替え乃至選択、及びそれらによる位置検知を行う。前記段階に応じて次第にMTのより近くにあるAPを切り替えて使用し位置検知を行わせる。これにより従来よりも高い精度での位置検知を実現する。より詳しくは以下である。
本システムで、MTとAPとの間の無線通信は、データ通信と、位置検知用通信乃至電波受信とを有する。本システムで、各APはMAPとSAPの機能を有し、各APのMAP及びSAPの役割は状況及びAP切り替えに応じて随時変動させる。MTの位置検知用に、複数(n)のSAPを使用する。nは、適用する位置検知方法に応じた位置検知可能な最低数であり、少なくとも3台、位置検知精度を上げたい場合は4台以上である。
LDは、SAPでの検出情報を用いてMTの位置を検知(推定)する処理を行う。APSは、MTに対し使用するAPを切り替え乃至変更するか否かを判断してその判断に基づきAP切り替えする処理を行う。本システムでは、基本的に、APSの判断及び指示に基づいてAPSを中心に複数の各APの使用の切り替え乃至選択を行い、また、それら切り替え乃至選択されたAPを用いて、LDがMTの位置検知を行う。「使用」とは、換言すれば、制御部に制御情報を登録や設定更新などしてAPやMT等を制御することに対応する。
APSにおけるAP切り替えの制御及び処理は、エリア内の複数のAPを対象として、MTに係わる処理に対して使用するAP、即ち複数(n)のSAP、もしくは複数(n)のSAP及び1つのMAP、の切り替えを、複数(C)の段階乃至回数、実行する。各段階に応じて、選択される複数のAPがより狭い範囲やよりMTに近い配置となるようにする。各段階に応じてLDで位置検知を実行する。少なくともC=2段階で切り替える。なお、位置検知で得た位置情報(L)によりシステムでMTの位置が把握できる。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明によれば、無線通信システムにおいて、第1に、高い精度での位置検知を実現でき、第2に、設置段階で予めエリアごとに使用するMAPやSAP等を設定登録する手間を削減することができる、という効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。図1〜図9は、本実施の形態を説明するためのものである。
<システム構成>
まず、システム全体及び基本構成を説明する。図1は、本実施の形態の無線通信システムである無線LANシステムの全体構成を示す。無線通信対象となる場所・範囲に、1つ以上の区分されたエリア(無線エリア)40を有し、エリア40内には、携帯端末(MT)20、無線基地局である複数のアクセスポイント(AP)10を有する。また、ネットワーク300に、各AP10、位置検知装置(LD)100、AP切り替え装置(APS)200が接続されている。本システムの制御部500は、LD100とAPS200とを有する。
まず、システム全体及び基本構成を説明する。図1は、本実施の形態の無線通信システムである無線LANシステムの全体構成を示す。無線通信対象となる場所・範囲に、1つ以上の区分されたエリア(無線エリア)40を有し、エリア40内には、携帯端末(MT)20、無線基地局である複数のアクセスポイント(AP)10を有する。また、ネットワーク300に、各AP10、位置検知装置(LD)100、AP切り替え装置(APS)200が接続されている。本システムの制御部500は、LD100とAPS200とを有する。
なお、本システムでのAP10、MT20、LD100及びAPS200等の各装置乃至手段における各制御及び処理はそれぞれ関連しており、それらの相互動作によって総合的にMT20の位置検知及びAP10切り替えを含む処理機能を実現する。即ちその処理機能を担う部分的な制御及び処理機能などが各装置に実装される。
MT20は、ユーザが携帯することを想定しており、エリア40内での移動が発生する。本例では、エリア(#1)40内でMT(#1)20が移動する。なお簡単のためエリア40の形状を矩形としAP10の配置を等間隔としているが、任意形状及び配置が可能である。
エリア(#1)40内に設置されているAP10の例として、9台のAP{#1〜#9}10を有する。各AP10は、MT20との間で、通常の無線LANと同様に、情報の送受信を電波により行う。また、各AP10は、制御部500のLD100及びAPS200とネットワーク300で接続されている。
本システムにおいて、エリア40内におけるMT20の位置を検知することが可能である。即ち、位置検知時、AP10がMT20からの信号乃至電波を受信する。または、MT20がAP10からの信号乃至電波を受信する。これらの信号の受信タイミング(検出情報)を、ネットワーク300を介してLD100に送ってLD100で処理する。この処理で、複数のAP10における信号の授受における伝搬時間差などを計算することによりMT20の位置を特定(推定)することができる。なお、各AP10とネットワーク300との接続については一部のみ図示している。位置検知のための受信タイミング生成の詳細と位置計算手法などについては、例えば特開2002−014152号公報(特許文献2)に記載されている。
図2は、AP10の位置検知用AP(SAP)としての構成を示す。SAP12は、MT20との信号授受により、MT20の位置検知のための検出情報を得る。SAP12は、アンテナ201、信号受信部202、遅延プロファイル作成部203、受信タイミング生成部204、ネットワークI/F部205を有する。
アンテナ201で受信された信号(例えばスペクトル拡散信号)は、信号受信部202で高/中間周波数での受信処理と、ベースバンド信号の復調処理とが行われる。信号受信部202で処理を施された信号は、遅延プロファイル生成部203へ入力される。遅延プロファイル生成部203は、受信された信号とPN符号との相関値に応じた値を示す、遅延プロファイルを作成する。この遅延プロファイルから、閾値レベルとの比較などの手法を用いて、受信タイミング生成部204が受信タイミングを形成する。形成された受信タイミング(検出情報)は、それを受信したMT20を特定する情報、即ち端末ID(MT-ID)やMACアドレス等と共に、ネットワークI/F部205とネットワーク300を介して、LD100へ送られる。
図3は、AP10のデータ通信用APとしての構成を示す。MAP11は、MT20とデータ通信(通常の無線通信)を行う。MAP11は、CPU301、主記憶装置302、送信バッファ303、受信バッファ304、無線LANコントローラ305、変復調部306、アンテナ307、内部バス308、ネットワークI/F部310等から構成される。また無線LANコントローラ305は、エリアID311、マスタフラグ312、自MACアドレス313、登録テーブル309等をデータとして保持している。
エリアID311は、当該MAP11が含まれるエリア40のID(番号など)である。マスタフラグ312は、自身がMAPであるかSAPであるかを識別する情報であり、当該AP10がMAP11である場合に例えばオンとなる。自MACアドレス313は、当該MAP11自身の通信用のMACアドレスである。
登録テーブル309は、MACアドレス(MTアドレス)と親MACアドレス(MAPアドレス)の組を保持する。ここで保持するMACアドレス(MTアドレス)は、当該AP10の交信領域内に存在するMT20からの登録を受け付けたときの、そのMT20のMACアドレスであり、親MACアドレス(MAPアドレス)は、そのMT20の通信相手となる当該AP10(MAP12)のMACアドレスである。この登録テーブル309のデータは、一定時間経過すると消去されることにしてもよい。
無線LANコントローラ305は、後述するAPS200の指示を受けて、接続先のAP10を切り替えるべきMT20に対しAP切り替えを指示すると共に、登録テーブル309を書き換える。即ち、元の接続先(AP切り替え元)のAP10の登録テーブル309からは、AP切り替え対象のMT20のMACアドレスが消去され、AP切り替え先のAP10には、AP切り替え対象のMT20のMACアドレスが追加される。AP切り替えを行うMT20には、アンテナ307からAP切り替え命令、及び新たなMAP12を特定する情報(MAP-ID)、例えばエリアIDやMAP12のMACアドレス等、が送信される。
AP10の送信するデータは、CPU301により主記憶装置302から内部バス308、無線LANコントローラ305を経由して送信バッファ303に送られる。送信バッファ303に送られたデータは、無線LANコントローラ305により、マスタフラグ312が付加され、登録テーブル309の内容によって自分の交信領域内にあるMT20または隣接するMAP12に、変復調部306を経由してアンテナ307から送信される。また、アンテナ307によって受信されたデータは、変復調部306を経由して無線LANコントローラ305により受信バッファ304に送られる。受信したデータの宛先が自分宛の場合、そのデータは無線LANコントローラ305、内部バス308を経由して主記憶装置302に送られ、CPU301によって処理される。受信したデータの宛先が自分宛でない場合、登録テーブルの309の内容によって自分の交信領域内にあるMT20または隣接するMAP12に、送信バッファ303、無線LANコントローラ305、変復調部306及びアンテナ307を経由して、再度送信される。
図4は、MT20の構成を示す。MT20は、CPU401、主記憶装置402、送信バッファ403、受信バッファ404、無線LANコントローラ405、変復調部406、アンテナ407及び内部バス408等により構成されている。
無線LANコントローラ405には、自MACアドレス411、自エリアID412、MAP-SSID(MAPアドレス)413等のデータが保持される。
MT20の送信するデータは、CPU401により主記憶装置402から内部バス408、無線LANコントローラ405を経由して送信バッファ403に送られる。送信バッファ403に送られたデータは、無線LANコントローラ405により、変復調部406を経由してアンテナ407から送信される。
自MACアドレス411は、自MT20のMACアドレスである。自エリアID412は、自MT20がいるエリア40のIDである。MAP-SSID(MAPアドレス)413は、自MT20が接続するAP10即ちMAP12のID乃至アドレスである。
図5は、LD100の構成を示す。LD100は、ネットワークI/F部501、制御部502、記憶装置503、ユーザI/F部504、アプリケーション部505等を有する。また、記憶装置503にDBを有し、DBに、設置情報を管理する設置管理テーブル(T0)90や、位置検知管理テーブル91等のデータを保持する。
ネットワークI/F部501は、ネットワーク300とLD100とのI/Fである。制御部502は、位置検知制御部である。ユーザI/F部504は、LD100とそのアプリケーション部505との間のI/Fであり、表示装置等の出力装置やキーボード等の入力装置とのI/Fとなる。アプリケーション部505は、LD100で得たMT20の位置情報(L)を利用してユーザに応じたアプリケーション処理を行う部分である。アプリケーション処理は、例えばLを用いた地図表示サービス等、各種存在する。制御部502は、ネットワーク300を介して送受信される信号の生成及び解析、送受信制御及びMT20の位置計算などの処理を行う。位置計算の詳細については、例えば特開2002−243827号公報(特許文献3)などに記載されている。
位置検知管理テーブル91は、LD100での位置検知処理に必要な各情報を管理する。位置検知管理テーブル91は、例えば、エリアID、MT-ID、位置情報(L)となる座標、MAP-SSID、SAP-SSID等の対応関係を保持する。座標は、位置検知で特定される該当MT20の座標(x,y)である。MAP-SSIDは、該当MT20がデータ通信接続するMAP11のIDであり、SAP-SSIDは、該当MT20の位置検知用の複数のSAP12のIDである。
図6は、APS200の構成を示す。APS200は、ネットワークI/F部601、制御部602、記憶装置603等を有する。また、記憶装置603にDBを有し、DBに、設置管理テーブル(T0)90や、AP切り替え管理テーブル92等のデータを保持する。
ネットワークI/F部601は、ネットワーク300とAPS200とのI/Fである。制御部602は、AP切り替え制御部であり、ネットワーク300を介してLD100から送られる、各MT20のMACアドレス乃至ID(端末ID等)と位置情報(L)の組から、設置情報テーブル90やAP切り替え管理テーブル92におけるエリア情報を検索することにより、特定のMT20の位置するエリア40等を検出できる。そして、AP切り替えが必要な場合は、切り替え先のMAP11のMACアドレス等を特定し、特定されたMAP11に、その接続相手であるMT20のMACアドレス等を通知する。
なお、本例では、LD100とAPS200の両方に設置管理テーブル(T0)90を有し、またAP切り替え管理テーブル92の内容と位置検知管理テーブル91の内容とを同じにしている。これに限らず、LD100−APS200間で通信して情報を取得するようにすれば、同じ情報を保持しなくともよい。
本例では、制御部500のLD100とAPS200を別々の装置(サーバ)の構成としてネットワーク300に接続した形態であるが、LD100とAPS200とを一体化した同一の装置(サーバ等)とした形態なども可能である。即ち制御部500を制御装置として本実施の形態と同様に制御する形態などが可能である。
図7は、設置管理テーブル(T0)90の構成例であり、(a)AP座標管理表90−1と、(b)エリア−AP管理表90−2とを示す。(a)AP座標管理表90−1において、AP10が設置される座標を管理しており、AP-IDはAP10のID(番号など)であり、X座標とY座標は当該AP10の設置位置を示す。(b)エリア−AP管理表90−2において、エリア40と設置されるAP10との対応を管理しており、エリアIDはエリア40のID(番号など)であり、AP-IDは当該エリア40内に設置される各AP10のIDである。AP-IDをSAP12やMAP11のIDで設定する必要はない。本例ではエリア40を2次元の矩形で規定している。これら設置管理テーブル(T0)90のデータは、設置段階に計測等により設定登録するものとする。
<基本的な制御及び処理の手法>
上記基本構成を踏まえて、本実施の形態の無線通信システムにおける制御及び処理におけるいくつかの方法を説明する。本システムにおいて、下記(0)の設置段階及び下記(1)〜(6)の運用段階のような各手段、手順、環境(状態)等に従い、AP10を制御する、制御部500を構成するLD及びAPSを中心に、MT20(端末)の位置検知及びそれに係わるAP切り替えを含む処理の制御を行う。
上記基本構成を踏まえて、本実施の形態の無線通信システムにおける制御及び処理におけるいくつかの方法を説明する。本システムにおいて、下記(0)の設置段階及び下記(1)〜(6)の運用段階のような各手段、手順、環境(状態)等に従い、AP10を制御する、制御部500を構成するLD及びAPSを中心に、MT20(端末)の位置検知及びそれに係わるAP切り替えを含む処理の制御を行う。
(0)設置段階において、エリア40ごとにSAP12及びMAP11として利用可能なAP10をすべて設置及び登録する。事前に、初期環境構築のためのハードウェア及びソフトウェアの設置及び設定の作業が行われる。作業者が設置管理テーブル90に必要な情報を設定登録などする。設置段階後、運用段階(実際の制御及び処理の実行)へ移行可能となる。運用段階では、適用可能な下記複数の方法があり、少なくともいずれか1つの方法が適用される。複数の方法の併用や組み合わせ等も可能である。
<第1の方法> まず、下記(1)及び(2)の、大別して2段階(回数)の制御及び処理により、本システムにおける基本制御(第1の方法とする)が実現される。LD100及びAPS200を中心に以下の制御及び処理を行う。
(1)第1環境(第1段階): 運用段階において、第1ステップとして、まず対象エリア40において最初にMT20と接続している1台のAP10をMAP11(第1MAP)として使用し、そのエリア40内において適当な4台、例えば互いに最も離れている4台のAP10(但しMAP11ではないもの)を、4台のSAP12(第1SAP)として使用し、これらを用いてLD100により第1の位置検知を実行する。過去からのMAP12を第1MAPとして継続使用してもよい。第1の位置検知により第1位置情報(L1)が得られる。
なお、「使用」とは、制御部500のDBに制御情報として登録乃至設定更新されることに対応する。また、本例では位置検知方法として、互いに重複しない1台のMAP11と4台のSAP12との計5台(最低AP数)を条件として位置検知する方法を用いているが、他の位置検知方法を用いる場合はこの限りではない。
(2)第2環境(第2段階): さらに、前記第1の位置検知によりMT20が存在すると特定した範囲(MT範囲)の全体を、内側におさめる配置となる複数(4台)のAP10を、新たなSAP12(第2SAP)として使用するように切り替える。前記MT範囲は、例えば前記第1位置情報(L1)の位置座標を中心とした所定誤差半径による円状範囲である。前記内側におさめる配置とは、完全に内包する範囲でなくとも、対応面積がより小さくなる範囲としてもよい。前記4台の第1SAPによる第1範囲(R1)と前記4台の第2SAPによる第2範囲(R2)とでは、後者の方が狭くなるように、即ちMT20と第2SAPとが相対的により近くなるように選択する。
また、上記第2SAPの判断及び決定の際には、第2SAP候補として検索(判断)されたAP10が、既にMAP11(前記第1MAP)として使用されている場合は、そのAP10のMAP11(第1MAP)の役割を、SAP12(第2SAP)として使用していないAP10が担うように切り替える。即ち未使用AP10のうち1台を第2MAPにする。そして、これらAP10(第2SAP及び第2MAP)を用いてLD100により第2の位置検知を実行する。第2の位置検知により第2位置情報(L2)が得られる。また、必要ならば上記制御の段階をさらに増やして実行することで更に位置検知の精度を上げるようにしてもよい。
<第2の方法> 次に、第2の方法は時間分割で処理するものである。下記(3)により、第2の方法が実現される。第2の方法は、その概要は、第1の方法を基本としつつ、エリア40内の複数のMT20の処理にあたり、区切られた時間ごとに1台のMT20の処理、即ち第1の方法と同様処理(第1及び第2段階)を、時間及びMT20を変えて繰り返すものである。ここでは、役割の割り当ての条件(第1条件とする)として、SAP12については、1台のMT20の位置検知用に専用するようにし、他の目的(MAP11、他MT20用など)のために重複しないようにする。即ちエリア40内のAP10に対し、未使用AP10、SAP12、MAP11等のいずれかの状態となるように、役割が重複しないように登録する。
(3)第3環境: 前記第1の方法に基づき複数のMT20を対象として位置検知を実行する場合に、下記(3−1)〜(3−3)の順に処理を行う。
(3−1) 前記(1)の構成に基づき、それぞれのMT20が存在する位置乃至範囲(MT範囲)を特定する。
(3−2) 上記(3−1)で特定した各MT20の第1位置情報による位置乃至MT範囲の全体を内におさめる配置となり、かつエリア40内において互いに最も離れている条件を満たす、4台のAP10を、第1SAPとして使用するように切り替える。
(3−3) 制御のために区切られた時間単位ごとに、MT範囲の全部を内におさめる配置となる4台のAP10を、第2SAPに切り替えて、再度、位置検知(即ち第2の位置検知)を実行する。
<第3の方法> 次に、第3の方法はエリア分割で処理するものである。下記(4)により、第3の方法が実現される。第3の方法は、その概要は、第1の方法を基本としつつ、エリア40内の複数のMT20の処理にあたり、エリア40を範囲で区切って、その区切った範囲(サブエリア)ごとに1台以上のMT20の処理を行う。これによりあるエリア40内で同時並行的に複数のMT20の処理を可能とする。ここでも前記第1条件と同様の条件を適用し、1つのSAP12については1台のMT20の処理用に使用するようにし重複しないようにする(下記(4−2))。
(4)第4環境: 前記第1〜第2の方法に基づき複数のMT20を対象として位置検知を実行してさらに処理速度を上げたい場合に、本第4の方法では、それぞれのMT20ごとに別のAP10を使用して位置検知を実行することで、処理時間の短縮を行う。この場合、下記(4−1),(4−2)の2つの条件を満たすようにする。
(4−1) 1台のMT20ごとに、最低でも、1台のMAP11及び3台のSAP11の計4台(最低AP数)を使用する。なお、この最低AP数の確保が不可能な場合は、他の方法として下記第4の方法を用いて制御するようにする。
(4−2) 常に、MAP11,SAP12として使用するAP10が重複しないようにする。
<第4の方法> 次に、第4の方法は前記時間分割かつ前記エリア分割で処理するものである。下記(5)により、第4の方法が実現される。第4の方法は、その概要は、第1の方法を基本としつつ、複数のMT20の処理にあたり、前記第2及び第3の方法を組み合わせたものであり、時間及びエリア40を区切って、各時間単位及び範囲(サブエリア)ごとにMT20を処理するものである。ここでも前記第1条件と同様の条件を適用する。
(5)第5環境: 前記第1〜第3の方法に基づき複数のMT20を対象として位置検知を実行してさらに処理速度を上げたいが、MT20数が多いため1台のMT20ごとに最低AP数(例えば前記計4台)を確保できない場合、下記(5−1)〜(5−4)の順に処理を行う。前記最低AP数が確保できない場合とは、即ちSAP12やMAP11の役割を重複させないと確保できない場合に対応する。
(5−1) 前記(1)の構成に基づき、それぞれのMT20の位置乃至MT範囲を特定する。
(5−2) 上記(5−1)で特定したMT20の位置乃至MT範囲に基づき、エリア40内で、複数のMT20をグループ分けし、即ち当該グループに対応する区切られた範囲(サブエリア、換言すれば対応するAP10の集合)ごとにMT20が属するように決定する。即ち、サブエリアごとにMT20(1台以上)を対応付け、下記のように各グループ対応のサブエリアごとに、前記時間分割も利用してMT20(1台以上)の処理を行う。
(5−3) それぞれのグループのサブエリアごとに、互いに最も離れている4台のAP10を、SAP12(前記第1又は第2SAP)として切り替える。
(5−4) 区切られた時間単位ごとに、再度、位置検知(前記第1又は第2の位置検知)を実行する。
<第5の方法> 次に、第5の方法は前記第1の方法をより限定するものである。下記(6)により、第5の方法が実現される。第5の方法は、その概要は、第1の方法を基本としつつ、制御部500のDBに、各エリア40、MT20、AP10(SAP12、MAP11)等の情報、特に各役割のAP10のSSIDの対応付けの情報を登録して処理する。SSIDは、AP識別情報である。
(6)第6環境: 前記第1の方法の(2)に基づき4台のAP10を第2SAPとして切り替える際に、下記(6−1)〜(6−3)の手順で切り替えを実施する。
(6−1) 次にSAP12(第2SAP)として使用する予定のAP10(SAP候補)を、既にMAP11(第1MAP)として使用している場合、今までMAP11(第1MAP)として使用していたAP10のSSIDを、別のSSID、即ち代わりに新たにMAP11(第2MAP)として使用するAP10のSSIDに変更する。
(6−2) エリア40内のAP10のうちSAP12として使用していないものの中で、その時一番MT20に近い位置にあるAP10を、上記代わりのMAP11として選択し、そのAP10のSSIDを、MAP11のSSIDに変更する。
(6−3) 上記(6−1),(6−2)に従い、制御部500のLD100等に持つDB内に制御情報として登録されているMAP11とSAP12のSSIDの対応付けを変更する。
<処理の流れ>
図8は、本システムにおけるAP切り替え及び位置検知を中心とした制御及び処理の概略(第1の方法に従ったもの)を示す。制御部500のLD100とAPS200とでの処理が中心となるが、AP10とMT20での一部処理も含まれる。
図8は、本システムにおけるAP切り替え及び位置検知を中心とした制御及び処理の概略(第1の方法に従ったもの)を示す。制御部500のLD100とAPS200とでの処理が中心となるが、AP10とMT20での一部処理も含まれる。
処理ステップは、大きくは以下となる。第1に、LD100が、位置検知(第1の位置検知)によるMT20の位置情報(L)を入手する。第2に、APS200がLD100から位置情報(L)を入手する。第3に、APS200は、SAP12等の切り替えが必要か判断する。第4に、APS200によりSAP12等の切り替えを実行し、再度、指示して位置検知(第2の位置検知)を実行する。第5に、必要に応じて、前記第2〜第4のステップを繰り返して実行する。
S901(Sは処理ステップを示す)において、まず、エリア40内でMT20と最初に接続しているAP10をMAP11(第1MAP)とし、そのMAP11と同じエリア40内で互いに最も離れている複数(n=3又は4)の位置検知用AP10(第1SAP)において、MT20からの信号を受信し、受信タイミングを測定する。この時、どのMT20からの信号であるか(MT-ID)も特定する。
S902において、複数の各位置検知用AP10(第1SAP)は、LD100に、前記信号の受信タイミングと、その信号の発信元であるMT-IDとの情報(検出情報)を送信する。
S903において、位置検知用AP10(第1SAP)からの受信タイミング等の検出情報を得たLD100は、該当MT20の位置情報(L)乃至それを含むMT範囲(r)を計算により検出する。この位置情報(L)の特定は、本例で示す位置検知方法以外にも、例えばMT20が定期的にビーコンを発射して自位置を知らせる方法などを利用してもよい。
S904において、LD100は、MT-IDとその位置情報(L)を、ネットワーク300を介してAPS200へ送信する。APS200がLD100から入手する情報は、少なくとも、MT20を特定する情報(MT-ID、例えばMACアドレスや番号など)及び位置情報(L)である。位置情報(L)としては、システム設定領域(設置情報管理テーブル90)に定義付けされた、絶対座標あるいは相対座標などが考えられる。APS200は、LD100での位置検知結果をもとに、その計測点(座標)を囲む、複数の位置検知用AP10(第2SAP)を、DB(テーブル)から読み込んで決定する。
S905において、APS200は、SAP12(第2SAP)として設定予定(候補)のAP10が、その現在時点でMAP11として使用されているかどうかを確認・判断する。それにより、該当AP10が既にMAP11として使用されている場合は、そのMAP11を他のAP10へ切り替えるために、新しくMAP11として使用する、該当MT20の近くに存在する、SAP12(第2SAP)として使用しないAP10を、DB(テーブル)から読み込んで決定する。
S906において、MT20の位置を包囲して新しく設定するMAP11(第2MAP)と複数のSAP12(第2SAP)との組み合わせが、DBのテーブルに記録されているデータ(即ち第1MAP及び第1SAP)と異なっている場合は、該当テーブルを書き換えて、AP切り替えの実行のために、APS200からAP10、MT20、LD100等へ、AP切り替えの指示を行う。即ち、(1)MAP11を切り替える場合に、APS200からAP10を経由して該当MT20へ、MAP11の切り替えを指示する。また(2)SAP12を切り替える場合に、APS200からLD100へ、位置検知用に信号を受信するSAP12の切り替えを指示する。
S907において、指示を受けたMT20は、自分の無線LANコントローラ405内の自エリアID412を書き換えて、新たなMAP11(第2MAP)へ接続を切り替える。S908において、MT20からの応答を受けたAP10である新たなMAP11は、自己の無線LANコントローラ305の登録テーブル309を書き換えて該当MT20とデータ通信する。また、S909において、指示を受けたLD100は、位置検知用に信号を受信するSAP11を切り替える。
<処理例>
図9は、本システムにおける制御及び処理の一例を示すためのものである。前述した基本構成の上で、第1の方法により、例えば前記エリア(#1)40内に存在する1台のMT(#1)20の位置を検知する場合である。制御単位として、2段階でAP切り替え及び位置検知を行う。例えばMT20の位置情報(L)を、エリア40内の座標(x,y)として求め、またMT範囲(r)を、位置情報(L)の座標中心の誤差半径による円状範囲として求める。エリア(#1)40内のすべてのAP(#1〜#9)10は、機能的に、MAP11及びSAP12の両方を備え、状況に応じてこれら役割が重複しないように切り替えされる。位置検知では、2段階とも、4台のSAP12及び1台のMAP11、計5台のAP10を用い、MAP11とMT20とのデータ通信(例えばD1,D2)等の電波を4台のSAP12で検出し、この検出情報によりLD100で位置検知処理して位置情報(L)等を得る。図9中、1台の第1MAPをM1、第2MAPをM2とし、4台の第1SAPを{S1-1,……,S1-4}、第2SAPを{S2-1,……,S2-4}としている。
図9は、本システムにおける制御及び処理の一例を示すためのものである。前述した基本構成の上で、第1の方法により、例えば前記エリア(#1)40内に存在する1台のMT(#1)20の位置を検知する場合である。制御単位として、2段階でAP切り替え及び位置検知を行う。例えばMT20の位置情報(L)を、エリア40内の座標(x,y)として求め、またMT範囲(r)を、位置情報(L)の座標中心の誤差半径による円状範囲として求める。エリア(#1)40内のすべてのAP(#1〜#9)10は、機能的に、MAP11及びSAP12の両方を備え、状況に応じてこれら役割が重複しないように切り替えされる。位置検知では、2段階とも、4台のSAP12及び1台のMAP11、計5台のAP10を用い、MAP11とMT20とのデータ通信(例えばD1,D2)等の電波を4台のSAP12で検出し、この検出情報によりLD100で位置検知処理して位置情報(L)等を得る。図9中、1台の第1MAPをM1、第2MAPをM2とし、4台の第1SAPを{S1-1,……,S1-4}、第2SAPを{S2-1,……,S2-4}としている。
制御単位において、まず、第1ステップ、制御の第1段階は以下である。エリア(#1)40内でMT(#1)20が最初にデータ通信(D1)接続する、一番近い位置にあるAP#6を、M1にする。APS200による第1回目のAP切り替えとして、MT20がいるエリア(#1)40内で、第1範囲(R1)81となるように、4台の第1SAP{S1-1,……,S1-4}を選択決定する。本例では、エリア(#1)40内で互いに最も離れた4台のAP{#1,#3,#7,#9}(M1であるAP#6を除く)を第1SAPとして選択する。そして、それら第1SAP及びM1を用いて、LD100により、該当MT20についての第1の位置検知を実行する。即ちMT20とM1とのデータ通信(D1)の電波を4台の第1SAPで検出して処理し、その結果、図示していない第1位置情報(座標)及び第1MT範囲を得る。
次に、第2ステップ、制御の第2段階は以下である。第1ステップで得た第1位置情報及び第1MT範囲などの結果に基づき、APS200による第2回目のAP切り替えとして、エリア(#1)40内で前記第1範囲(R1)81よりも狭い第2範囲(R2)82となるように、4台の第2SAP{S2-1,……,S2-4}を選択決定する。本例では、エリア(#1)40内で、前記第1位置情報の座標又は第1MT範囲全体を囲む(内包する)配置となる、かつMT20になるべく近くなる、4台のAP{#5,#6,#8,#9}(M1であるAP#6を除く)を、第2SAPとして選択する。そして、それら第2SAPを用いて、LD100により該当MT20についての第2の位置検知を実行する。即ちMT20とM2とのデータ通信(D2)の電波を4台の第2SAPで検出(d1〜d4)して処理し、その結果、第2位置情報(L2)となる座標(x,y)、及びそれを含むMT範囲(r2)80を得る。
上記第2SAPの判断及び決定の際、詳しくは以下のようにAP10を選択決定している。前記第1位置情報をもとに、MT20の近くにある4台のAP{#5,#6,#8,#9}が、第2SAP候補として検索される。ここで、SAP候補となったAP10のうちAP{#6}が、既に第1MAP(M1)として使用されている。そのため、当該AP{#6}の役割をMAP11からSAP12に切り替えるために、当該MAP11の役割を、エリア(#1)40内でその時に未使用となるAP10(第2SAP等と重複しないもの)から1台選択したAP10へ切り替える。本例では、未使用AP10である、AP{#1,#2,#3,#4,#7}のうちから、MT20と近い位置にあるAP{#3}を選択して、それを第2MAP(M2)として使用するように切り替えている。
上記第2ステップでのAP切り替えでは、換言すれば、前記第1SAPであったAP{#1,#3,#7}はSAP12の役割が取り消され、またAP{#9}はそのままSAP12状態を維持し、新たにAP{#5,#6,#8}はSAP12の役割が登録され、さらに、MAP11の役割がAP{#6}からAP{#3}へ切り替わることになる。
上記2段階の制御により、第1位置情報(L1)及びMT範囲よりも精度が良い第2位置情報(L2)及びMT範囲(r2)80を結果として得ることができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、例えば2段階の制御により高い精度でのMT20の位置検知を実現でき、例えば座標(x,y)のより正確な値を計測できる。また設置段階で予めエリア40ごとに使用するMAP11やSAP12等を設定登録する作業を省略でき、初期設置後もAP10を比較的自由に増減や移動も可能となる。また、位置検知によるログデータを解析すれば、状況ごとにどの程度の割合で正確な位置情報の数値を取得できるか等が判明するので、これによりAP10配置変更の必要の判断等も可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
10…アクセスポイント(AP)、11…データ通信用AP(MAP)、12…位置検知用AP(SAP)、20…携帯端末(MT)、30…ネットワーク、40…エリア、80…MT範囲(r2)、81…第1範囲(R1)、82…第2範囲(R2)、90…設置管理テーブル、90−1…AP座標管理表、90−2…エリア−AP管理表、91…位置検知管理テーブル、92…AP切り替え管理テーブル、100…位置検知装置(LD)、200…AP切り替え装置(APS)、201,307,407…アンテナ、202…信号受信部、203…遅延プロファイル作成部、204…受信タイミング生成部、205,310…ネットワークI/F部、300…ネットワーク、301,401…CPU、302,402…主記憶装置、303,403…送信バッファ、304,404…受信バッファ、305,405…無線LANコントローラ、306,406…変復調部、308,408…内部バス、309…登録テーブル、311…エリアID、312…マスタフラグ、313,411…自MACアドレス、412…自エリアID、413…MAP-SSID(MAPアドレス)、500…制御部、501,601…ネットワークI/F部、502,602…制御部、503,603…記憶装置、504…ユーザI/F部、505…アプリケーション部。
Claims (6)
- 無線端末装置と複数の無線基地局を有する無線通信システムであって、
前記無線基地局は、前記無線端末装置が接続する対象となる第1種基地局としての機能と、前記無線端末装置の位置を検知するために用いる第2種基地局としての機能とを有し、
前記無線基地局と通信接続され、前記第2種基地局を用いて前記無線端末装置の位置又は前記無線端末装置がいる範囲を検知する位置検知装置と、
前記無線基地局と通信接続され、前記第2種基地局の使用を切り替える基地局切り替え装置とを有し、
前記基地局切り替え装置は、
エリア内の前記無線端末装置に対して使用する3台以上の第2種基地局の切り替えを複数回実行し、
前記第2種基地局を切り替えるたびに、前記エリア内で前記3台以上の第2種基地局の配置による範囲が小さくなるように切り替えることを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムにおいて、
前記基地局切り替え装置は、前記位置検知装置で検知した位置情報に基づいて、前記第1種及び第2種基地局を切り替える判断を行い、前記第1種基地局と前記3台以上の第2種基地局の組み合わせの使用の切り替えを行い、
前記エリア内の前記無線端末装置に対して使用する前記第1種基地局と前記3台以上の第2種基地局の組み合わせの切り替えを複数回実行し、
前記基地局切り替え装置が、前記無線端末装置と接続する1つの前記第1種基地局を第1データ通信用基地局とし、前記第1データ通信用基地局と重複せずに前記エリア内で第1範囲となるように前記3台以上の第2種基地局を第1位置検知用基地局として選択決定し、前記位置検知装置が、前記第1データ通信用基地局及び第1位置検知用基地局を用いて前記無線端末装置についての第1の位置検知を実行し、その結果の第1位置情報を取得する第1ステップと、
前記基地局切り替え装置が、前記無線端末装置と接続する1つの前記第1種基地局を第2データ通信用基地局とし、前記第2データ通信用基地局と重複せずに前記エリア内で前記第1位置情報の位置を内包する前記第1範囲よりも狭い第2範囲となるように新たに3台以上の第2種基地局を第2位置検知用基地局として選択決定し、前記位置検知装置が、前記第2データ通信用基地局及び第2位置検知用基地局を用いて前記無線端末装置についての第2の位置検知を実行し、その結果の第2位置情報を取得する第2ステップとを有することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムにおいて、
前記位置検知装置における位置検知及び前記基地局切り替え装置における切り替えの制御及び処理は、
前記エリア内で最初に前記無線端末装置と接続している1つの前記無線基地局を第1データ通信用基地局として使用し、当該エリア内で互いに最も離れている4台の前記無線基地局を第1位置検知用基地局として使用するように切り替えし、前記第1の位置検知を実行する第1ステップと、
前記エリア内で前記第1の位置検知により特定した前記無線端末装置の位置を含む第1端末範囲の全体を内包する配置となる4台の前記無線基地局を、第2位置検知用基地局として使用し、前記無線端末装置と接続するなるべく近い1つの前記無線基地局を第2データ通信用基地局として使用するように切り替えし、前記第2の位置検知を実行する第2ステップとを有し、
前記第2ステップで前記切り替えを決定する際、前記第2位置検知用基地局として候補となった前記無線基地局が既に前記第1種基地局として使用されている場合は、当該無線基地局を前記第2位置検知用基地局の1つとして選択すると共に、前記エリア内でその時に前記第2位置検知用基地局と重複しない未使用の無線基地局から1つを選択してそれを前記第2データ通信用基地局として使用することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムにおいて、
前記位置検知装置における位置検知と前記基地局切り替え装置における切り替えの制御及び処理は、前記エリア内に前記無線端末装置が複数存在する場合に、区切られた時間ごとに、1つの前記無線端末装置についての処理を行うことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1記載の無線通信システムにおいて、
前記位置検知装置における位置検知と前記基地局切り替え装置における切り替えの制御及び処理は、前記エリア内に前記無線端末装置が複数存在する場合に、前記エリアが複数に区切られた範囲ごとに前記無線端末装置をグループ分けし、前記区切られた範囲及びグループごとに、1つ以上の前記無線端末装置についての処理を行うことを特徴とする無線通信システム。 - 無線端末装置と、前記無線端末装置が接続する対象となる第1種基地局としての機能と前記無線端末装置の位置を検知するために用いる第2種基地局としての機能とを有する複数の無線基地局を有する無線通信システムに備える基地局切り替え装置であって、
エリアの複数の前記無線基地局と、前記無線通信システム内に有する前記第2種基地局を用いて前記無線端末装置の位置又はその範囲を検知する位置検知装置とに通信接続され、
前記エリア内における複数の第2種基地局の切り替えを複数の段階実行し、そのそれぞれの段階に応じて前記位置検知装置で前記複数の第2種基地局を用いて前記無線端末装置の位置又はその範囲を検知する処理を行わせ、
第1ステップで、前記エリア内で第1範囲となるように前記複数の第2種基地局を第1位置検知用基地局として選択決定し、
第2ステップで、前記エリア内で前記第1範囲よりも狭い第2範囲となるように新たに複数の第2種基地局を第2位置検知用基地局として選択決定することを特徴とする基地局切り替え装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005362619A JP2007166448A (ja) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | 無線通信システム及び基地局切り替え装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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JP2007166448A true JP2007166448A (ja) | 2007-06-28 |
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Family Applications (1)
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JP2005362619A Pending JP2007166448A (ja) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | 無線通信システム及び基地局切り替え装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007166448A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011117880A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Rcs:Kk | 広域位置特定システム |
JP2016538529A (ja) * | 2013-09-30 | 2016-12-08 | クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated | ネットワークベースの測位のためのアクセスポイント選択 |
CN111615638A (zh) * | 2018-01-22 | 2020-09-01 | 克林科公司 | 一种用于对信号发射设备进行地理定位的方法 |
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-
2005
- 2005-12-16 JP JP2005362619A patent/JP2007166448A/ja active Pending
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