JP2015064232A - Determination device, network node, determination method, and program - Google Patents

Determination device, network node, determination method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an erroneous reference position from being specified when estimating the location of a mobile device in a fingerprint positioning system.SOLUTION: Provided is a determination device for determining the location of a mobile device by comparing an observed value in a mobile device of the quality of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed and a reference value for observed values in which the quality of radio signal from each of the plurality of communication devices is previously observed at each of a plurality of reference positions and stored in memory. The determination device generates a plurality of distributions with regard to the observed value in the mobile device of the quality of the radio signal from each of the plurality of communication devices, calculates a correlation value between the plurality of distributions, specifies, on the basis of the correlation value, a reference position to be compared in determining the location of the mobile device from among the plurality of reference positions, and determines the location of the mobile device using a reference value relating to the specified reference position and the observed value.

Description

本発明は、移動体装置の位置推定技術に関する。   The present invention relates to a position estimation technique for a mobile device.

マルチパス環境や、見通し外環境において、移動体通信装置の位置を特定するための手法として、フィンガープリント測位方式が存在する(非特許文献1参照)。この方式では、事前に位置が既知の装置において、フィンガープリントとなり得るパラメータを取得し、そのパラメータを位置と関連付けて記憶することによりデータベースを構築する。具体的には、例えば、広範な地理的領域に対して、多くの既知の位置(参照位置)において、基地局等の複数の固定の通信装置からの無線信号の品質を予め観測し、その観測値と送信元の通信装置と参照位置とに関する情報をデータベース内に記憶しておく。なお、ここでの無線信号の品質は、例えば、電波伝搬損失、受信信号強度(Received Signal Strength Indication、RSSI)などである。   There is a fingerprint positioning method as a method for specifying the position of a mobile communication device in a multipath environment or a non-line-of-sight environment (see Non-Patent Document 1). In this method, a parameter that can be a fingerprint is acquired in a device whose position is known in advance, and a database is constructed by storing the parameter in association with the position. Specifically, for example, the quality of radio signals from a plurality of fixed communication devices such as base stations is observed in advance at a number of known positions (reference positions) in a wide geographical area, and the observation is performed. Information regarding the value, the transmission source communication device, and the reference position is stored in the database. Here, the quality of the radio signal is, for example, radio wave propagation loss, received signal strength indication (RSSI), or the like.

そして、フィンガープリント測位方式では、例えば基地局を介して移動体装置における無線信号の観測値が取得され、データベースに記憶されている情報とのパターンマッチングが行われることにより、その移動体通信装置の位置が推定される。フィンガープリント測位方式では、このようにして、予め参照位置における無線信号の品質に関する値を指紋として記憶しておき、記憶された指紋と、観測した無線信号の品質(判定対象の指紋)とを比較することにより、判定対象の移動体装置の位置を推定する。   In the fingerprint positioning method, for example, an observation value of a radio signal in a mobile device is acquired via a base station, and pattern matching with information stored in a database is performed, so that the mobile communication device's The position is estimated. In this way, in the fingerprint positioning method, a value related to the quality of the wireless signal at the reference position is stored in advance as a fingerprint, and the stored fingerprint is compared with the quality of the observed wireless signal (the fingerprint to be judged). By doing so, the position of the mobile device to be determined is estimated.

なお、特許文献1には、フィンガープリント測位方式において、複数の参照位置を領域ごとにクラスタ化して、一部のクラスタに属する参照位置を特定し、その参照位置に対応する参照値と、移動体装置における観測値とを比較する手法が記載されている。これにより、データベースに記憶されている全ての参照位置に対応する参照値についての観測値との比較を行わずに、一部の参照位置に対応する参照値についてのみ観測値との比較を行うため、測位に関する演算量を大幅に低減することができる。   In Patent Document 1, in the fingerprint positioning method, a plurality of reference positions are clustered for each region, reference positions belonging to some clusters are specified, reference values corresponding to the reference positions, and a moving object A technique for comparing the observed values with the apparatus is described. As a result, only the reference values corresponding to some reference positions are compared with the observed values without comparing with the observed values for the reference values corresponding to all the reference positions stored in the database. The amount of calculation related to positioning can be greatly reduced.

特表2012−512404号公報Special table 2012-512404 gazette

T.Wigren、“正確な位置観測値のクラスタ化による適応高度化セルIDフィンガープリンティングローカライゼーション(Adaptive Enhanced Cell−ID Fingerprinting Localization by Clustering of Precise Position Measurement)”、IEEE Trans. Vehicular Tech.、vol.56、no.5、pp3199−3209T. T. et al. Wigren, “Adaptive Enhanced Cell-ID Fingerprinting Localization of Precipitation Position MeasurementEs.EE, Adaptive Clustering of Accurate Location Observations”. Vehicular Technical. , Vol. 56, no. 5, pp 3199-3209

一方、参照位置のクラスタ化を行う場合、クラスタ境界付近における観測データは、互いに隣接するクラスタ間で近い値を有することとなる。このため、観測値との比較を行う対象となるクラスタとして、本来選択されるべきクラスタではなく、隣接クラスタを誤って選択してしまうことが起こり得る。そして、誤ったクラスタを選択することにより、移動体装置の位置推定精度が劣化してしまうという問題があった。   On the other hand, when the reference position is clustered, the observation data near the cluster boundary has a close value between adjacent clusters. For this reason, it may happen that an adjacent cluster is erroneously selected as a cluster to be compared with the observed value, not the cluster that should be originally selected. And there existed a problem that the position estimation precision of a mobile apparatus will deteriorate by selecting an incorrect cluster.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フィンガープリント測位方式において、移動体装置の位置を推定するのに誤った参照位置を特定するのを防ぐことを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent an erroneous reference position from being specified in estimating the position of a mobile device in a fingerprint positioning method.

上記目的を達成するため、本発明による判定装置は、位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の品質の移動体装置における観測値と、複数の参照位置のそれぞれにおいて、前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質が予め観測されて記憶された観測値の参照値とを比較して、前記移動体装置の位置を判定する判定装置であって、前記移動体装置における、前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質の観測値についての、複数の分布を生成する生成手段と、前記複数の分布間の相関値を算出する算出手段と、前記相関値に基づいて、前記複数の参照位置の中から、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象となる参照位置を特定する特定手段と、特定された参照位置に関する前記参照値と前記観測値とを用いて前記移動体装置の位置を判定する判定手段と、を有する。   In order to achieve the above object, the determination apparatus according to the present invention includes a plurality of communications at each of an observed value in a mobile device of radio signal quality from a plurality of communication devices whose positions are fixed and a plurality of reference positions. A determination device for determining a position of the mobile device by comparing a reference value of an observation value in which the quality of a radio signal from each of the devices is observed and stored in advance, in the mobile device, Based on the correlation value, a generation unit that generates a plurality of distributions for the observed value of the quality of the radio signal from each of the plurality of communication devices, a calculation unit that calculates a correlation value between the plurality of distributions, Among the plurality of reference positions, a specifying unit that specifies a reference position to be compared in the determination of the position of the mobile device, and the reference value and the observed value related to the specified reference position are used. Having a determination means for determining the position of the mobile device Te.

本発明によれば、フィンガープリント測位方式において、移動体装置の位置を推定するのに誤った参照位置を特定するのを防ぐことができる。   According to the present invention, it is possible to prevent an erroneous reference position from being specified in estimating the position of the mobile device in the fingerprint positioning method.

無線通信システムの例を示す図。1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system. 位置判定装置の機能構成例を示す図。The figure which shows the function structural example of a position determination apparatus. 移動体端末の位置と、分布間相関値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the position of a mobile terminal and the correlation value between distribution. 位置判定装置のハードウェア構成例を示す図。The figure which shows the hardware structural example of a position determination apparatus. 位置判定装置が実行する移動体装置の位置判定処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the position determination process of the mobile body apparatus which a position determination apparatus performs.

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(無線通信システム)
図1に、本実施形態に係る無線通信システムを示す。本無線通信システムは、例えば、セルラネットワークに基づくシステムであり、基地局A、基地局B及び移動体端末を含む。また、本無線通信システムにおいては、基地局A及び基地局Bにネットワークを介して接続される位置判定装置が存在する。なお、以下では、位置判定装置を基地局A及び基地局Bと独立したネットワークノードとして説明するが、位置判定装置は、基地局内に備えられてもよい。また、本例では、説明の簡略化のため、2つの基地局と1つの移動体端末とを含むシステムについて説明するが、3つ以上の基地局が存在してもよいし、2つ以上の移動体端末が存在してもよいことは明らかである。
(Wireless communication system)
FIG. 1 shows a wireless communication system according to this embodiment. The wireless communication system is a system based on a cellular network, for example, and includes a base station A, a base station B, and a mobile terminal. Moreover, in this radio | wireless communications system, the position determination apparatus connected to the base station A and the base station B via a network exists. In the following description, the position determination device is described as a network node independent of the base station A and the base station B. However, the position determination device may be provided in the base station. Further, in this example, a system including two base stations and one mobile terminal will be described for simplification of explanation, but there may be three or more base stations, and two or more base stations may be present. It is clear that a mobile terminal may be present.

移動体端末は、移動可能であり位置が不定の無線通信装置である。移動体端末は、基地局A又は基地局Bの少なくともいずれかとの間で無線信号を送信または受信する。基地局A及び基地局Bは、固定された無線通信装置であり、自らの通信可能範囲(セル)において、移動体端末との間で通信を行う。本実施形態においては、基地局A及び基地局Bから送信され、各位置において観測された無線信号の品質が、指紋として使用され、移動体端末の位置が判定される。   A mobile terminal is a wireless communication device that can move and has an indefinite position. The mobile terminal transmits or receives a radio signal to / from the base station A or the base station B. Base station A and base station B are fixed wireless communication devices, and communicate with mobile terminals within their communicable range (cell). In the present embodiment, the quality of the radio signal transmitted from the base station A and the base station B and observed at each position is used as a fingerprint, and the position of the mobile terminal is determined.

図1には、さらに、位置判定装置で移動体端末の位置を判定するのに使用する、複数の参照位置が示されている。図1において、黒塗りの四角形と黒塗りの丸とにより、参照位置が示されている。本実施形態においては、参照位置において、予め複数の基地局からの無線信号の品質が観測されてデータベースに記憶される。なお、無線信号の品質は、例えば、電波伝搬損失、信号の受信電力(Reference Signal Received Power、RSRP)、信号対干渉及び雑音電力比(SINR)などを含む。また、データベースは、位置判定装置内に存在してもよいし、位置判定装置とは別のネットワークノードとして存在してもよいし、また、基地局内に存在してもよい。ここで、複数の参照位置のそれぞれについて観測された無線信号の品質は、その品質を示す値と、その値が生じた頻度(割合)とによって表される分布として記憶される。   FIG. 1 further shows a plurality of reference positions used for determining the position of the mobile terminal by the position determination device. In FIG. 1, the reference position is indicated by a black square and a black circle. In this embodiment, the quality of radio signals from a plurality of base stations is observed in advance at the reference position and stored in the database. Note that the quality of the radio signal includes, for example, radio wave propagation loss, received signal power (Reference Signal Received Power, RSRP), signal-to-interference and noise power ratio (SINR), and the like. Further, the database may exist in the position determination apparatus, may exist as a network node different from the position determination apparatus, or may exist in the base station. Here, the quality of the radio signal observed for each of the plurality of reference positions is stored as a distribution represented by a value indicating the quality and a frequency (ratio) at which the value occurs.

また、参照位置における無線信号の品質の観測は、例えば、GPS測位機能又はA−GPS測位機能を有する移動体端末によって実行される。この場合、GPS測位機能又はA−GPS測位機能による測位結果を参照位置として、その参照位置における無線信号の品質の観測値を観測値の参照値として、データベースに蓄積する。なお、この場合、移動体端末が完全に同じ位置で観測できるとは限らない。このため、例えば、地理的領域を例えば5m四方の領域に区切り、1つの領域内において観測されたデータは、同じ場所で観測されたものとして取り扱ってもよい。すなわち、5m四方の領域内で観測された品質をまとめて分布を生成し、その領域における1点を参照位置として、その分布をその参照位置に対応させてデータベースに蓄積するようにしてもよい。   In addition, the observation of the quality of the radio signal at the reference position is performed by, for example, a mobile terminal having a GPS positioning function or an A-GPS positioning function. In this case, the positioning result by the GPS positioning function or the A-GPS positioning function is used as a reference position, and the observed value of the quality of the radio signal at the reference position is stored in the database as the reference value of the observed value. In this case, the mobile terminal cannot always be observed at the same position. For this reason, for example, the geographical area may be divided into areas of 5 m square, for example, and the data observed in one area may be handled as being observed at the same place. That is, a distribution may be generated by collecting quality observed in a 5 m square area, and one point in the area may be used as a reference position, and the distribution may be stored in a database in association with the reference position.

移動体端末は、基地局Aと基地局Bとのそれぞれからの無線信号の品質を観測し、品質の情報を、その品質に対応する無線信号の送信元の基地局の情報(例えばセルID)と併せて、接続が確立されている基地局(例えばサービング基地局)へ通知する。なお、移動体端末は、一定期間、無線信号の品質を観測してその品質の情報を蓄積した後に、その蓄積された情報を基地局へ通知してもよい。情報を通知された基地局は、位置判定装置へ、この情報を転送する。   The mobile terminal observes the quality of the radio signal from each of the base station A and the base station B, and sends the quality information to the base station (eg, cell ID) of the radio signal source corresponding to the quality. In addition, the base station (for example, serving base station) with which the connection is established is notified. Note that the mobile terminal may observe the quality of the radio signal for a certain period, accumulate the quality information, and then notify the accumulated information to the base station. The base station notified of the information transfers this information to the position determination device.

そして、位置判定装置は、移動体端末から通知された情報に基づいて、移動体端末における無線信号の品質を示す値と、その値が生じた頻度(割合)とによる分布を生成し、その分布と、参照位置に対応して記憶された分布とを比較する。そして、位置判定装置は、例えば、移動体端末における無線信号の品質の分布との間の相関が最も高い分布に対応する参照位置により、移動体端末の位置を推定する。すなわち、例えば、位置判定装置は、移動体端末が、移動体端末における無線信号の品質の分布との間の相関が最も高い分布に対応する参照位置に存在すると判定する。   Then, the position determination device generates a distribution based on a value indicating the quality of the radio signal in the mobile terminal and a frequency (ratio) at which the value is generated based on the information notified from the mobile terminal, and the distribution And the distribution stored corresponding to the reference position. Then, for example, the position determination device estimates the position of the mobile terminal based on the reference position corresponding to the distribution having the highest correlation with the distribution of the radio signal quality in the mobile terminal. That is, for example, the position determination device determines that the mobile terminal exists at the reference position corresponding to the distribution having the highest correlation with the distribution of the quality of the radio signal in the mobile terminal.

このような測位方法では、広範囲にわたって細かく参照位置が存在することによって、測位の精度を向上させることができる。一方で、測位の精度を向上させるために参照位置を細かく設定すると、移動体端末の位置の判定において比較の対象となる参照位置が膨大となり、演算量が多大になるほか、位置を特定できるまでに要する時間が長時間化してしまう。このため、領域ごとに参照位置をクラスタ化(グループ化)して、粗く推定される移動体端末の位置に応じてクラスタを選択して、そのクラスタに含まれる参照位置を、移動体端末の位置の判定における比較の対象として特定することができる。すなわち、例えば、基地局Aがサービング基地局である場合、移動体端末は、基地局Aが展開するセル内に存在すると考えられる。   In such a positioning method, the accuracy of positioning can be improved because the reference position exists in a wide range. On the other hand, if the reference position is set finely in order to improve the positioning accuracy, the reference position to be compared in the determination of the position of the mobile terminal becomes enormous, the calculation amount becomes large, and the position can be specified. Takes a long time to complete. For this reason, the reference position is clustered (grouped) for each region, a cluster is selected according to the roughly estimated position of the mobile terminal, and the reference position included in the cluster is determined as the position of the mobile terminal. Can be specified as a comparison target in the determination. That is, for example, when the base station A is a serving base station, the mobile terminal is considered to exist in a cell that the base station A develops.

したがって、そのセルの領域内に含まれる参照位置を、移動体端末の位置の推定において比較の対象とする参照位置として特定することができる。このように、本実施形態では、参照位置がどのセルに含まれるかによって、参照位置をクラスタ化する。例えば、図1に示すように、基地局Aが展開するセル内の参照位置をクラスタAに、基地局Bが展開するセル内の参照位置をクラスタBに、それぞれ分類する。このようなクラスタ化により、演算量又は処理時間を低減することができる。   Therefore, the reference position included in the cell area can be specified as the reference position to be compared in the estimation of the position of the mobile terminal. Thus, in this embodiment, the reference positions are clustered depending on which cell the reference position is included in. For example, as shown in FIG. 1, the reference position in the cell developed by the base station A is classified into cluster A, and the reference position in the cell developed by the base station B is classified into cluster B. Such clustering can reduce the amount of calculation or the processing time.

しかしながら、例えば、移動体端末が、基地局Aが展開するセルと基地局Bが展開するセルとの境界付近に存在する場合、セル端付近で互いに近接する複数の参照位置では、無線信号の品質の分布に大きな差がない場合がある。このような場合に、本来選択されるべきクラスタとは異なる隣接クラスタが選択されると、移動体端末が存在する位置とは離れた参照位置との間で、分布の比較が行われることとなり、測位精度が劣化してしまう。   However, for example, when the mobile terminal exists near the boundary between the cell deployed by the base station A and the cell deployed by the base station B, the quality of the radio signal is determined at a plurality of reference positions close to each other near the cell edge. There may be no significant difference in the distribution of. In such a case, when an adjacent cluster different from the cluster to be originally selected is selected, a distribution comparison is performed between the position where the mobile terminal is located and the reference position apart from the position. Positioning accuracy will deteriorate.

このため、本実施形態では、移動体端末において観測された、複数の基地局のそれぞれからの無線信号の品質の分布を生成し、その分布間の相関値を計算し、その相関値の高低により、少なくとも1つのクラスタを選択して特定する。例えば、位置判定装置は、移動体端末において観測された、基地局Aからの無線信号の品質の分布と、基地局Bからの無線信号の品質の分布を生成する。   For this reason, in this embodiment, the distribution of the quality of the radio signal from each of the plurality of base stations observed in the mobile terminal is generated, the correlation value between the distributions is calculated, and the correlation value is , Select and identify at least one cluster. For example, the position determination apparatus generates the distribution of the quality of the radio signal from the base station A and the distribution of the quality of the radio signal from the base station B, which are observed in the mobile terminal.

そして、位置判定装置は、これらの分布間の相関値を算出し、その相関値が第1の所定値以上であるかを判定する。この結果、相関値が第1の所定値より小さい場合は、移動体端末が基地局Aと基地局Bとのいずれかに近く、他方に遠い位置に存在すると考えられる。したがって、この場合、位置判定装置は、分布の平均値が大きい方の分布に対応する基地局が展開するセル内に含まれる参照位置を、移動体端末の位置の判定において比較の対象とする参照位置として特定する。   Then, the position determination device calculates a correlation value between these distributions and determines whether the correlation value is equal to or greater than a first predetermined value. As a result, when the correlation value is smaller than the first predetermined value, it is considered that the mobile terminal is located at a position close to either the base station A or the base station B and far from the other. Therefore, in this case, the position determination apparatus uses the reference position included in the cell developed by the base station corresponding to the distribution with the larger average distribution as a reference for comparison in determining the position of the mobile terminal. Specify as location.

一方、算出された相関値が第1の所定値以上である場合は、移動体端末は、基地局A及び基地局Bのそれぞれから同程度離れていると考えられる。したがって、この場合、位置判定装置は、基地局A及び基地局Bにそれぞれが展開する2つのセル内に含まれる参照位置のうち、その少なくとも一部の参照位置を、移動体端末の位置の判定において比較の対象とする参照位置として特定する。これにより、移動体端末がセル端近辺に存在すると考えられる場合には、2つのクラスタに跨って参照位置における無線信号の品質の分布と、移動体端末における無線信号の品質の観測値の分布とに基づいて、移動体端末の位置が判定されることとなる。したがって、位置の判定に使用される参照位置を限定しながら、誤ったクラスタが選択されることによる位置推定精度の劣化を防ぐことが可能となる。   On the other hand, when the calculated correlation value is greater than or equal to the first predetermined value, the mobile terminal is considered to be approximately the same distance from each of the base station A and the base station B. Therefore, in this case, the position determination apparatus determines the position of the mobile terminal using at least a part of the reference positions included in the two cells respectively deployed in the base station A and the base station B. To specify a reference position to be compared. Thereby, when the mobile terminal is considered to exist in the vicinity of the cell edge, the distribution of the radio signal quality at the reference position across the two clusters and the distribution of the observed value of the radio signal quality at the mobile terminal Based on this, the position of the mobile terminal is determined. Therefore, it is possible to prevent deterioration in position estimation accuracy due to selection of an incorrect cluster while limiting the reference position used for position determination.

また、位置判定装置は、さらに、算出された相関値が、第1の所定値より大きい第2の所定値以上であるかを判定してもよい。算出された相関値が第2の所定値以上である場合は、相関値が第1の所定値以上であるが第2の所定値より小さい場合と比べて、移動体端末がセル端近辺に存在する確率が高いと考えられる。したがって、位置判定装置は、相関値が第1の所定値以上であるが第2の所定値より小さい場合に特定される参照位置の一部を、算出された相関値が第2の所定値以上である場合に移動体端末の位置の判定において比較の対象とする参照位置として特定する。これにより、例えば、セル端付近に存在する確度が高い移動体端末については、セル端付近に位置する限られた参照位置のみを用いて、位置が判定されることとなる。したがって、演算量又は処理時間を低減することができる。   The position determination device may further determine whether the calculated correlation value is equal to or greater than a second predetermined value that is greater than the first predetermined value. If the calculated correlation value is greater than or equal to the second predetermined value, the mobile terminal is present near the cell edge as compared to the case where the correlation value is greater than or equal to the first predetermined value but smaller than the second predetermined value. It is considered that there is a high probability of Therefore, the position determination apparatus determines a part of the reference position specified when the correlation value is equal to or greater than the first predetermined value but smaller than the second predetermined value, and the calculated correlation value is equal to or greater than the second predetermined value. In the case of determining the position of the mobile terminal, it is specified as a reference position to be compared. Thereby, for example, for a mobile terminal having a high probability of being present near the cell edge, the position is determined using only a limited reference position located near the cell edge. Therefore, the calculation amount or processing time can be reduced.

続いて、本実施形態に係る位置判定装置の構成及び処理について説明する。   Next, the configuration and processing of the position determination device according to this embodiment will be described.

(位置判定装置の機能構成)
図2は、位置判定装置の機能構成例を示すブロック図である。位置判定装置は、その機能として、例えば、情報取得部201、参照位置情報データベース(DB)202、比較対象特定部203、位置判定部204及び位置情報出力部205を有する。
(Functional configuration of position determination device)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the position determination device. The position determination apparatus includes, for example, an information acquisition unit 201, a reference position information database (DB) 202, a comparison target specifying unit 203, a position determination unit 204, and a position information output unit 205 as its functions.

情報取得部201は、基地局から、ネットワークを通じて、基地局からの無線信号の無線品質の移動体端末における観測値の情報を取得する。このとき、観測値の情報は、どの基地局からの無線信号に関するものであるかを示す情報(例えばセルID)と共に取得される。情報取得部201は、例えばGPS測位機能を有する移動体端末から、GPS測位結果と共に、上述の観測値に関する情報を取得してもよい。この場合、情報取得部201は、GPS測位結果と無線信号の品質の観測値とを関連付けて、参照値として参照位置情報DB202に記憶させる。一方、GPS測位結果が存在せず、フィンガープリント測位方式の対象となる移動体端末から取得した観測値の情報は、比較対象特定部203へと渡される。   The information acquisition unit 201 acquires, from the base station, information on the observation value at the mobile terminal of the radio quality of the radio signal from the base station through the network. At this time, the observation value information is acquired together with information (for example, cell ID) indicating from which base station the radio signal is related. The information acquisition unit 201 may acquire information on the above-described observation values together with the GPS positioning result from a mobile terminal having a GPS positioning function, for example. In this case, the information acquisition unit 201 associates the GPS positioning result with the observed value of the quality of the radio signal, and stores it in the reference position information DB 202 as a reference value. On the other hand, observation value information obtained from a mobile terminal that is the target of the fingerprint positioning method without a GPS positioning result is passed to the comparison target specifying unit 203.

参照位置情報DB202は、参照位置と、その参照位置において観測された、各基地局からの無線信号の品質の強度とその頻度とを分布の参照値として予め記憶しておく。このとき、参照位置情報DB202は、例えば、品質の情報としてRSRPを記憶する。そして、参照位置情報DB202は、例えば1dBmの幅を有する複数のRSRPの範囲に対して、参照位置において観測されたRSRPの値が、その複数の範囲のいずれに含まれることとなるかの頻度分布の情報を記憶する。例えば、複数の範囲が、X[dBm]以上X+1[dBm]未満(ただしXは整数)で表され、RSRPが−89.5dBmである場合、このRSRPは、Xが−90で特定される範囲に含まれる。したがって、参照位置情報DB202は、X=−90の度数が1だけ増やして、頻度分布を更新する。これを繰り返すことにより、ある参照位置において観測されるRSRPがどのような分布を有することとなるかを特定することができ、参照位置情報DB202は、この分布の情報を参照値として保持する。   The reference position information DB 202 stores in advance the reference position, the strength of the quality of the radio signal from each base station, and the frequency observed at the reference position, as a distribution reference value. At this time, the reference position information DB 202 stores, for example, RSRP as quality information. The reference position information DB 202 is, for example, a frequency distribution indicating which RSRP values observed at the reference position are included in a plurality of ranges of RSRP having a width of 1 dBm. The information is memorized. For example, when a plurality of ranges are represented by X [dBm] or more and less than X + 1 [dBm] (where X is an integer) and RSRP is −89.5 dBm, this RSRP is a range in which X is specified by −90. include. Therefore, the reference position information DB 202 updates the frequency distribution by increasing the frequency of X = −90 by 1. By repeating this, it is possible to specify what distribution the RSRP observed at a certain reference position will have, and the reference position information DB 202 holds information on this distribution as a reference value.

参照位置は、例えば、領域を5m四方の小領域に区分し、その中心点を参照位置とすることができる。この場合、参照位置情報DB202は、ある小領域内に含まれるGPS測位結果と共に入力される無線信号の品質の観測値がすべてその小領域の中心点で観測されたものとみなして、上述の分布を生成して記憶する。   As for the reference position, for example, the area can be divided into small areas of 5 m square, and the center point can be set as the reference position. In this case, the reference position information DB 202 considers that all the observed values of the quality of the radio signal input together with the GPS positioning result included in a certain small area are observed at the center point of the small area, and the distribution described above. Is generated and stored.

参照位置情報DB202は、それぞれの参照位置について、基地局ごとに受信された無線信号の品質の分布を算出すると、その分布に基づいて、参照位置をクラスタ化しておく。例えば、参照位置情報DB202は、参照位置ごとに、分布の平均値、中央値、または最頻値などに基づいて、その参照位置において、最も強く受信されやすい無線信号の送信元の基地局を特定し、その特定された基地局に応じて参照位置をクラスタ化する。これにより、おおむね各基地局が展開するセルを単位としたクラスタ化が行われる。   When the reference position information DB 202 calculates the distribution of the quality of the radio signal received for each base station for each reference position, the reference position information is clustered based on the distribution. For example, the reference position information DB 202 specifies, for each reference position, the base station that is the source of the radio signal that is most easily received at the reference position based on the average value, median value, or mode value of the distribution. Then, the reference positions are clustered according to the specified base station. As a result, clustering is generally performed in units of cells developed by each base station.

比較対象特定部203は、複数の基地局のそれぞれからの無線信号の品質の、位置が未知の移動体端末における観測値を情報取得部201から受け取り、参照位置情報DB202が生成するのと同様に、品質の観測値の分布を送信元の基地局ごとに生成する。なお、比較対象特定部203は、分布を生成するのに十分な程度の所定数以上の観測値の情報を取得するものとする。そして、比較対象特定部203は、複数の基地局ごとに生成された分布について、分布間の相関値を計算する。この分布間の相関値は、移動体端末の大まかな位置に対応する。この様子を、図3に示す。   The comparison target specifying unit 203 receives, from the information acquisition unit 201, the observation value of the quality of the radio signal from each of the plurality of base stations at the mobile terminal whose position is unknown, and the reference position information DB 202 generates the same. Then, a distribution of quality observation values is generated for each source base station. Note that the comparison target specifying unit 203 acquires information on a predetermined number or more of observations enough to generate a distribution. And the comparison object specific | specification part 203 calculates the correlation value between distribution about the distribution produced | generated for every some base station. The correlation value between the distributions corresponds to the approximate position of the mobile terminal. This is shown in FIG.

図3は、移動体端末の位置と、分布間の相関値との関係を示す図である。図3には、3つの移動体端末(移動体端末A〜C)と、その移動体端末のそれぞれにおける無線信号の品質(RSRP)の分布とを示している。移動体端末Aは、基地局Aの近くに位置すると共に、基地局Bからの距離が遠い端末である。移動体端末Bは、基地局Aと基地局Bとのそれぞれとの距離がほぼ同等である位置に存在する端末である。移動体端末Cは、基地局Aへの距離よりは基地局Bへの距離が短いが、その差は大きくない位置に存在する端末である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position of the mobile terminal and the correlation value between distributions. FIG. 3 shows three mobile terminals (mobile terminals A to C) and radio signal quality (RSRP) distribution in each of the mobile terminals. The mobile terminal A is a terminal that is located near the base station A and is far from the base station B. The mobile terminal B is a terminal that exists at a position where the distances between the base station A and the base station B are approximately equal. The mobile terminal C is a terminal that exists at a position where the distance to the base station B is shorter than the distance to the base station A, but the difference is not large.

このとき、移動体端末Aにおいては、基地局Aからの無線信号は高い電力で受信される確率が高い一方で、基地局Bからの無線信号は低い電力で受信される確率が高い。したがって、基地局Aからの無線信号の品質の分布と、基地局Bからの無線信号の品質の分布とが重複する面積が極めて小さく、分布間の相関値は低くなる。そして、このとき、分布におけるRSRPの平均値、中央値、最頻値は、それぞれ基地局Aからの無線信号に関する分布の方が高いこととなるため、移動体端末Aが、基地局Aに近く、基地局Bからは遠い位置に存在することを推定することができる。   At this time, in mobile terminal A, the radio signal from base station A has a high probability of being received with high power, while the radio signal from base station B has a high probability of being received with low power. Therefore, the area where the radio signal quality distribution from the base station A overlaps with the radio signal quality distribution from the base station B is extremely small, and the correlation value between the distributions is low. At this time, the average value, median value, and mode value of the RSRP in the distribution are higher in the distribution related to the radio signal from the base station A, so that the mobile terminal A is closer to the base station A. It can be estimated that the base station B is located far from the base station B.

移動体端末Bにおいては、基地局Aからの無線信号と、基地局Bからの無線信号とは、それぞれ同程度の電力で受信される確率が高い。したがって、それぞれの無線信号の品質の分布はほぼ重なる。このため、分布間の相関値は大きくなる。この場合は、移動体端末Bの位置が、基地局Aからの無線信号と基地局Bからの無線信号とを同程度の強さで受信する位置、すなわちセル境界近辺であると推定することができる。   In the mobile terminal B, the radio signal from the base station A and the radio signal from the base station B have a high probability of being received with the same level of power. Therefore, the quality distributions of the respective radio signals almost overlap. For this reason, the correlation value between distributions becomes large. In this case, it may be estimated that the position of the mobile terminal B is a position where the radio signal from the base station A and the radio signal from the base station B are received with the same strength, that is, near the cell boundary. it can.

移動体端末Cにおいては、基地局Bからの無線信号が基地局Aからの無線信号より高い電力で受信される確率は高いが、距離差が大きくないため、分布間の差も大きくない。したがって、分布間で重畳する面積は大きくもないが小さくもない値となり、相関値も移動体端末Bにおける相関値と移動体端末Aにおける相関値の中間程度の値となる。したがって、この場合は、移動体端末Cの位置が、基地局Aよりは基地局Bに近いが、その距離の差が小さく、セル端に近い、と考えることができる。   In the mobile terminal C, there is a high probability that the radio signal from the base station B is received with higher power than the radio signal from the base station A, but since the distance difference is not large, the difference between the distributions is not large. Therefore, the area to be overlapped between the distributions is a value that is neither large nor small, and the correlation value is an intermediate value between the correlation value at the mobile terminal B and the correlation value at the mobile terminal A. Therefore, in this case, it can be considered that the position of the mobile terminal C is closer to the base station B than the base station A, but the distance difference is small and close to the cell edge.

したがって、比較対象特定部203は、この相関値の大きさによって、移動体端末の大まかな位置を特定することができ、この大まかな位置によって、フィンガープリント測位において比較の対象とする参照位置を特定することができる。比較対象特定部203は、例えば、移動体端末Aにおける無線信号の品質の分布のように、分布間の相関値が低く、第1の所定値より小さい場合は、RSRPの平均値、中央値、最頻値などが大きい方の分布に対応する基地局を特定する。そして比較対象特定部203は、その基地局が展開するセルに対応するクラスタを選択し、そのクラスタに属する参照位置を、フィンガープリント測位において比較の対象として特定する。   Therefore, the comparison target specifying unit 203 can specify the approximate position of the mobile terminal based on the magnitude of the correlation value, and specify the reference position to be compared in fingerprint positioning based on the approximate position. can do. For example, when the correlation value between the distributions is low and smaller than the first predetermined value, such as the distribution of the quality of the radio signal in the mobile terminal A, the comparison target specifying unit 203 has an RSRP average value, median value, A base station corresponding to a distribution having a larger mode is specified. Then, the comparison target specifying unit 203 selects a cluster corresponding to a cell deployed by the base station, and specifies a reference position belonging to the cluster as a comparison target in fingerprint positioning.

一方、例えば移動体端末Cにおける無線信号の品質の分布のように、分布間の相関値がある程度大きい場合、基地局Aが展開するセルと基地局Bが展開するセルとの境界に近い位置に移動体端末が存在すると判定できる。したがって、比較対象特定部203は、分布間の相関値が第1の所定値以上である場合は、その2つ以上の分布にそれぞれ対応する2つ以上の基地局がそれぞれ展開するセルに対応する、2つ以上のクラスタを選択する。そして、比較対象特定部203は、その2つ以上のクラスタに属する参照位置のうち、少なくとも一部を、フィンガープリント測位において比較の対象として特定する。   On the other hand, when the correlation value between the distributions is large to some extent, for example, the quality distribution of the radio signal in the mobile terminal C, the position is close to the boundary between the cell deployed by the base station A and the cell deployed by the base station B. It can be determined that there is a mobile terminal. Therefore, when the correlation value between the distributions is equal to or greater than the first predetermined value, the comparison target specifying unit 203 corresponds to a cell in which two or more base stations respectively corresponding to the two or more distributions are deployed. Select two or more clusters. Then, the comparison target specifying unit 203 specifies at least a part of the reference positions belonging to the two or more clusters as a comparison target in the fingerprint positioning.

例えば、比較対象特定部203は、図3の例において、基地局Aが展開するセルと基地局Bが展開するセルとの両方に対応する2つのクラスタに含まれる全ての参照位置を、移動体端末Cのフィンガープリント測位で比較の対象とする参照位置として特定する。または、図3の例では、移動体端末Cにおける受信信号の品質の分布において、基地局Bからの無線信号のRSRPの分布の方が、基地局Aに関する分布よりも、平均値、中央値、最頻値が高い。このため、比較対象特定部203は、基地局Bが展開するセルに対応するクラスタに属する参照位置の全部と、基地局Aが展開するセルに対応するクラスタに属する参照位置の一部とを、フィンガープリント測位で比較の対象とする参照位置として特定してもよい。なお、基地局Aが展開するセルに対応するクラスタに属する参照位置の一部は、そのクラスタに属する参照位置のうち、観測された基地局Bからの無線信号の分布の平均値、中央値、最頻値などが所定値以上であるような、一部の参照位置が特定されてもよい。   For example, in the example of FIG. 3, the comparison target specifying unit 203 moves all reference positions included in two clusters corresponding to both the cell deployed by the base station A and the cell deployed by the base station B to the mobile unit. It is specified as a reference position to be compared in the fingerprint positioning of the terminal C. Or, in the example of FIG. 3, in the distribution of the quality of the received signal at the mobile terminal C, the RSRP distribution of the radio signal from the base station B is more average, median, Mode is high. For this reason, the comparison target specifying unit 203 includes all of the reference positions belonging to the cluster corresponding to the cell developed by the base station B and part of the reference positions belonging to the cluster corresponding to the cell developed by the base station A. You may specify as a reference position made into the comparison object by fingerprint positioning. Note that some of the reference positions belonging to the cluster corresponding to the cell deployed by the base station A are the average value, median value, and distribution of the distribution of radio signals from the base station B observed among the reference positions belonging to the cluster, Some reference positions where the mode value or the like is equal to or greater than a predetermined value may be specified.

さらに、例えば移動体端末Bにおける無線信号の品質の分布のように、分布間の相関値が非常に高い場合は、基地局Aが展開するセルと基地局Bが展開するセルとの境界上又はそのごく近くに移動体端末が存在すると判定できる。したがって、比較対象特定部203は、分布間の相関値が第1の所定値より大きい値である第2の所定値以上である場合は、相関値が第1の所定値より大きく第2の所定値より小さい場合に特定される参照位置の一部を、比較の対象とする参照位置として特定する。すなわち、例えば、移動体端末Cの測位において、基地局Bが展開するセルに対応するクラスタ内の全ての参照位置が比較の対象とされている場合、比較対象特定部203は、その参照位置の一部のみを移動体端末Bの測位における比較の対象として特定する。また、比較対象特定部203は、移動体端末Cの測位において、基地局Aが展開するセルに対応するクラスタ内の一部の参照位置が選択されている場合、その一部の中のさらに一部のみを、移動体端末Bの測位における比較の対象として特定する。例えば、比較対象特定部203は、移動体端末Bの測位においては、2つのセルの境界近辺に位置する参照位置のみを、測位において比較の対象とする参照位置として特定する。これにより、分布間の相関値が非常に高く、セルの境界付近に存在することが分かっている移動体端末に対して、比較の対象とする参照位置を大幅に減らすことができ、測位精度を高く保ちながら、測位に係る演算量又は処理時間を大幅に低減することができる。   Further, when the correlation value between the distributions is very high, for example, the quality distribution of the radio signal in the mobile terminal B, on the boundary between the cell deployed by the base station A and the cell deployed by the base station B or It can be determined that there is a mobile terminal in the immediate vicinity. Therefore, when the correlation value between the distributions is greater than or equal to the second predetermined value that is greater than the first predetermined value, the comparison target specifying unit 203 has a correlation value that is greater than the first predetermined value and the second predetermined value. A part of the reference position specified when it is smaller than the value is specified as a reference position to be compared. That is, for example, in the positioning of the mobile terminal C, when all reference positions in the cluster corresponding to the cell deployed by the base station B are to be compared, the comparison target specifying unit 203 determines the reference position. Only a part is specified as a comparison target in the positioning of the mobile terminal B. In addition, in the positioning of the mobile terminal C, the comparison target specifying unit 203 further selects one of the reference positions in the cluster corresponding to the cell deployed by the base station A. Only the part is specified as a comparison target in the positioning of the mobile terminal B. For example, in the positioning of the mobile terminal B, the comparison target specifying unit 203 specifies only a reference position located near the boundary between two cells as a reference position to be compared in the positioning. As a result, the reference position to be compared can be greatly reduced for mobile terminals whose correlation values between distributions are very high and are known to exist near the cell boundary, and positioning accuracy is improved. While maintaining high, the calculation amount or processing time for positioning can be greatly reduced.

図2に戻り、位置判定部204は、比較対象特定部で特定された参照位置についての受信信号の品質の分布(参照値)と、測位対象の移動体端末において観測された無線信号の品質の分布とを比較して、移動体端末の位置を判定する。位置判定部204は、例えば、参照位置がI個存在する場合、それぞれの参照位置に対して以下のdi(1≦i≦I)を、

Figure 2015064232
のように計算する。ここで、Pは判定に用いる基地局の個数であり、上述の無線信号の品質の分布をP個分だけ考慮することを示す。Pは1以上の整数である。Jは、例えば、参照位置情報DB202に記憶される頻度分布における、RSRPの範囲の個数である。例えば、頻度分布において、全体で30dBmの幅を1dBmの幅で区切って度数をカウントした場合は、J=30となる。また、ρi,p,jは、i番目の参照位置についての、P個の基地局のうちのp番目の基地局からの無線信号の品質に関する、j番目のRSRPの区間における、頻度を示す。すなわち、ρi,p,jは、i番目の参照位置で観測されたp番目の基地局からの無線信号の品質の全観測値のうち、j番目のRSRPの区間に含まれる観測値が生じた確率である。また、rp,jは、測位対象の移動体端末における、p番目の基地局からの無線信号の品質の観測値が、j番目のRSRPの区間に含まれる確率を示している。 Returning to FIG. 2, the position determination unit 204 determines the quality distribution (reference value) of the received signal for the reference position specified by the comparison target specifying unit and the quality of the radio signal observed at the positioning target mobile terminal. The position of the mobile terminal is determined by comparing with the distribution. For example, when there are I reference positions, the position determination unit 204 calculates the following d i (1 ≦ i ≦ I) for each reference position:
Figure 2015064232
Calculate as follows. Here, P is the number of base stations used for the determination, and indicates that the above-described distribution of the quality of the radio signal is taken into consideration for P pieces. P is an integer of 1 or more. J is the number of RSRP ranges in the frequency distribution stored in the reference position information DB 202, for example. For example, in the frequency distribution, when the frequency is counted by dividing the entire width of 30 dBm by the width of 1 dBm, J = 30. Also, ρ i, p, j represents the frequency in the j-th RSRP section regarding the quality of the radio signal from the p-th base station among the P base stations for the i-th reference position. . That is, ρ i, p, j is an observed value included in the j-th RSRP section among all the observed values of the quality of the radio signal from the p-th base station observed at the i-th reference position. Is the probability. Also, r p, j indicates the probability that the observed value of the quality of the radio signal from the p-th base station in the positioning target mobile terminal is included in the j-th RSRP section.

上述のdiの計算により、参照位置に関して予め生成された、各基地局からの無線信号の品質の分布と、測位対象の移動体端末において観測された各基地局からの無線信号の品質の分布とがどれほど異なるかを判定することができる。そして、位置判定部204は、移動体端末において観測された分布との相違が最小となる分布に対応する参照位置を、移動体端末が存在する位置と判定する。すなわち、位置判定部204は、算出したI個のdi(1≦i≦I)のうち、値が最小となるi0を判定し、i0番目の参照位置に移動体端末が存在すると判定する。 The distribution of the quality of the radio signal from each base station generated in advance with respect to the reference position by the calculation of d i described above, and the distribution of the quality of the radio signal from each base station observed at the positioning target mobile terminal It can be determined how much is different. And the position determination part 204 determines the reference position corresponding to the distribution with the smallest difference from the distribution observed in the mobile terminal as the position where the mobile terminal exists. That is, the position determination unit 204 determines i 0 having the smallest value among the calculated I d i (1 ≦ i ≦ I), and determines that the mobile terminal exists at the i 0 th reference position. To do.

位置情報出力部205は、この判定結果を、ネットワークを介して各基地局(例えば、移動体端末のサービング基地局)へ通知する。判定結果は、移動体端末に通知されてもよい。また、移動体端末は、この判定結果を不図示のディスプレイに表示してユーザに通知してもよい。例えば、移動体端末は、地図アプリ上で、自らの位置を特定する指標を表示してもよい。   The location information output unit 205 notifies the determination result to each base station (for example, a serving base station of the mobile terminal) via the network. The determination result may be notified to the mobile terminal. Further, the mobile terminal may notify the user by displaying the determination result on a display (not shown). For example, the mobile terminal may display an index for specifying its own position on the map application.

(位置判定装置のハードウェア構成)
位置判定装置は、一例において、図4に示すようなハードウェア構成を有し、例えば、CPU401、ROM402、RAM403、外部記憶装置404、及び入出力装置405を有する。位置判定装置では、例えばROM402、RAM403及び外部記憶装置404のいずれかに記録された、上述の各機能を実現するプログラムがCPU401により実行される。そして、位置判定装置は、入出力装置405を用いて、例えば、ネットワークからの移動体端末における観測値の情報の取得と、ネットワークへの位置判定結果の出力とを行う。
(Hardware configuration of position determination device)
For example, the position determination apparatus has a hardware configuration as shown in FIG. 4, and includes, for example, a CPU 401, a ROM 402, a RAM 403, an external storage device 404, and an input / output device 405. In the position determination device, for example, the CPU 401 executes a program that realizes each of the functions described above, which is recorded in any of the ROM 402, the RAM 403, and the external storage device 404. Then, the position determination device uses the input / output device 405, for example, to acquire observation value information at the mobile terminal from the network and output the position determination result to the network.

なお、位置判定装置は、上述の各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、上述の全機能をコンピュータとプログラムにより実行させてもよい。   Note that the position determination device may include dedicated hardware for executing the above-described functions, or may be executed by a computer that executes a part of the hardware and executes the program. Further, all the functions described above may be executed by a computer and a program.

(位置判定装置における位置判定処理)
図5に、位置判定装置が実行する移動体端末の位置判定処理の流れを示す。なお、ここでは、参照位置に関する無線信号の品質に関する分布(参照値)の生成と、参照位置のクラスタ化はすでに終わっているものとする。クラスタは、上述の通り、各基地局が展開するセルに対応する。
(Position determination processing in the position determination device)
FIG. 5 shows the flow of the position determination process of the mobile terminal executed by the position determination apparatus. Here, it is assumed that the generation of the distribution (reference value) related to the quality of the radio signal related to the reference position and the clustering of the reference position have already been completed. As described above, the cluster corresponds to a cell deployed by each base station.

位置判定装置は、まず、ネットワークと基地局とを介して、移動体端末における無線信号の品質の観測値に関する情報を取得する(S501)。ここで、無線信号の品質の観測値と共に、その無線信号の送信元の基地局に関する情報(セルID)が取得される。なお、この観測値に関する情報の取得は所定期間にわたって複数回実行されてもよいし、移動体端末から複数の観測値の情報をまとめて取得するようにしてもよい。   First, the position determination device acquires information on the observed value of the quality of the radio signal in the mobile terminal via the network and the base station (S501). Here, information (cell ID) related to the base station that is the transmission source of the wireless signal is acquired together with the observation value of the quality of the wireless signal. Note that the acquisition of information on the observed value may be executed a plurality of times over a predetermined period, or information on a plurality of observed values may be acquired collectively from the mobile terminal.

その後、位置判定装置は、取得した観測値に基づいて、複数の基地局からの無線信号について、それぞれ、無線信号の品質の分布を生成する(S502)。分布は、例えば、上述のような、頻度分布であり、ある基地局からの無線信号について、ある範囲の無線品質の値が観測された回数を、無線品質を観測した総回数で除算した結果として得られる。ここで、複数の基地局のそれぞれに対して分布が生成されるため、複数の分布が存在することとなる。   Thereafter, the position determination device generates a radio signal quality distribution for each of the radio signals from the plurality of base stations based on the acquired observation values (S502). The distribution is a frequency distribution as described above, for example, as a result of dividing the number of times a certain range of radio quality values are observed for a radio signal from a certain base station by the total number of times the radio quality is observed. can get. Here, since a distribution is generated for each of a plurality of base stations, a plurality of distributions exist.

その後、位置判定装置は、生成した複数の分布について、分布間の相関値を算出する(S503)。なお、複数の分布のうち、平均値、中央値、または最頻値などの値が所定値以上である分布を選択し、選択した分布間の相関値のみが算出されてもよい。これは、例えば平均値などの値が極めて小さい分布を含めて相関値を算出すると、平均値が低い分布に対応する2つのセルが存在する場合、これらのセルとは遠い位置に存在するにも関わらず、これらのセルの分布間の相関値が高くなる場合がある。この結果、移動体端末は、実際にはセル端に存在するわけではないにもかかわらず、これらのセルの境界付近に存在すると判定されてしまう場合がある。これに対して、平均値などの値が所定値以上の分布のみを対象として相関値を算出することにより、移動体端末とは遠い位置にあるセルを考慮しないこととなり、これらの遠方のセルによる誤った判定を防ぐことが可能となる。   Thereafter, the position determination device calculates a correlation value between the distributions for the plurality of generated distributions (S503). Note that a distribution in which a value such as an average value, a median value, or a mode value is greater than or equal to a predetermined value among a plurality of distributions may be selected, and only a correlation value between the selected distributions may be calculated. This is because, for example, if a correlation value is calculated including a distribution with a very small value such as an average value, if there are two cells corresponding to a distribution with a low average value, these cells are located far from these cells. Regardless, the correlation value between the distributions of these cells may be high. As a result, the mobile terminal may not be present at the cell edge but may be determined to exist near the boundary between these cells. On the other hand, by calculating a correlation value only for a distribution in which the average value or the like is a predetermined value or more, cells that are far from the mobile terminal are not taken into account. It is possible to prevent erroneous determination.

分布間の相関値を算出した後、位置判定装置は、相関値に基づいて、比較対象となる参照位置を特定する(S504)。例えば、位置判定装置は、図3の移動体端末Aのように、相関値が第1の所定値より小さい場合は、相関値を算出した対象の分布のうち、平均値、中央値、最頻値などが最大となる分布に対応する基地局を特定する。そして、位置判定装置は、その基地局が展開するセルに対応するクラスタを特定し、そのクラスタに含まれる参照位置を、移動体端末の位置の判定に使用する参照位置として特定する。一方、位置判定装置は、図3における移動体端末Cのように、相関値が第1の所定値以上である場合、相関値を算出した対象の分布にそれぞれ対応する複数の基地局を特定する。そして、それらの複数の基地局がそれぞれ展開するセルに対応する複数のクラスタを特定し、その複数のクラスタ内の参照位置の少なくとも一部を、移動体端末の測位で比較の対象とする参照位置として特定する。また、位置判定装置は、図3における移動体端末Bのように、相関値が第1の所定値よりも大きい第2の所定値以上である場合、相関値が第1の所定値以上かつ第2の所定値より小さい場合に特定される複数の参照位置のうちの一部を、比較対象の参照位置とする。このようにすることにより、移動体端末の粗い位置に応じて、比較対象の参照位置を特定することができる。   After calculating the correlation value between the distributions, the position determination device specifies a reference position to be compared based on the correlation value (S504). For example, when the correlation value is smaller than the first predetermined value as in the mobile terminal A of FIG. 3, the position determination device, among the distributions of the objects for which the correlation value is calculated, the average value, the median value, the mode The base station corresponding to the distribution with the maximum value is identified. Then, the position determination device specifies a cluster corresponding to a cell deployed by the base station, and specifies a reference position included in the cluster as a reference position used for determining the position of the mobile terminal. On the other hand, when the correlation value is equal to or higher than the first predetermined value, as in the mobile terminal C in FIG. 3, the position determination device specifies a plurality of base stations respectively corresponding to the distribution of the target for which the correlation value is calculated. . Then, a plurality of clusters corresponding to cells deployed by each of the plurality of base stations are identified, and at least a part of the reference positions in the plurality of clusters are compared with reference positions to be compared in the positioning of the mobile terminal As specified. Further, the position determination device, when the correlation value is greater than or equal to the second predetermined value larger than the first predetermined value, as in the mobile terminal B in FIG. A part of the plurality of reference positions specified when the value is smaller than a predetermined value of 2 is set as a reference position to be compared. By doing in this way, the reference position for comparison can be specified according to the rough position of the mobile terminal.

続いて、位置判定装置は、特定された参照位置に基づいて、移動体端末の位置を判定する(S505)。具体的には、位置判定装置は、参照位置に関して予め記憶された各基地局からの無線信号の品質の分布と、移動体端末が観測した各基地局からの無線信号の品質の分布とを比較し、その差が最も小さい分布に対応する参照位置を、移動体端末の位置として判定する。   Subsequently, the position determination device determines the position of the mobile terminal based on the identified reference position (S505). Specifically, the position determination device compares the distribution of the radio signal quality from each base station stored in advance with respect to the reference position and the distribution of the radio signal quality from each base station observed by the mobile terminal. Then, the reference position corresponding to the distribution having the smallest difference is determined as the position of the mobile terminal.

以上のようにすることで、フィンガープリント測位方式において、移動体端末の位置を受信信号の品質の分布間の相関値を算出することで粗く推定した後に、その結果に応じて比較対象となる参照位置を限定することが可能となる。このとき、場合によっては、参照位置のクラスタを跨って、比較対象の参照位置が特定される。この結果、移動体端末に位置に応じて、比較対象となる参照位置を、クラスタを跨って選択することにより、クラスタ選択誤りによる、位置測定品質の劣化を防ぐことが可能となる。また、比較対象の参照位置が限定されるため、測位に関する演算量又は処理時間を低減することが可能となる。   As described above, in the fingerprint positioning method, after roughly estimating the position of the mobile terminal by calculating the correlation value between the distributions of the received signal quality, the reference to be compared according to the result The position can be limited. At this time, in some cases, the reference position to be compared is specified across the clusters of the reference positions. As a result, it is possible to prevent degradation in position measurement quality due to a cluster selection error by selecting a reference position to be compared across clusters in accordance with the position of the mobile terminal. In addition, since the reference position to be compared is limited, it is possible to reduce the calculation amount or processing time related to positioning.

なお、上述の説明では、全ての処理を位置推定装置が実行するように説明したがこれに限られない。例えば、移動体端末が、自らが受信した、複数の基地局からの無線信号の品質の分布を生成し、分布間の相関値を算出し、無線信号の品質の観測値の情報と共に、その結果を位置推定装置へと通知してもよい。これによれば、移動体端末は、相関値の算出により、自らの粗い位置を推定することができる。そして、移動体端末は、その相関値の情報と観測値の情報とを基地局を介して位置推定装置へ通知することにより、必要に応じて、さらに詳細な位置を知ることが可能となる。   In the above description, the position estimation device has been described as executing all processing, but the present invention is not limited to this. For example, the mobile terminal generates a distribution of the quality of radio signals from a plurality of base stations received by itself, calculates a correlation value between the distributions, and information on the observation value of the quality of the radio signal along with the result May be notified to the position estimation device. According to this, the mobile terminal can estimate its own rough position by calculating the correlation value. Then, the mobile terminal can know the detailed position as necessary by notifying the position estimation apparatus of the correlation value information and the observation value information via the base station.

Claims (10)

位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の品質の移動体装置における観測値と、複数の参照位置のそれぞれにおいて、前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質が予め観測されて記憶された観測値の参照値とを比較して、前記移動体装置の位置を判定する判定装置であって、
前記移動体装置における、前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質の観測値についての、複数の分布を生成する生成手段と、
前記複数の分布間の相関値を算出する算出手段と、
前記相関値に基づいて、前記複数の参照位置の中から、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象となる参照位置を特定する特定手段と、
特定された参照位置に関する前記参照値と前記観測値とを用いて前記移動体装置の位置を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする判定装置。
The quality of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed is observed in the mobile device and the quality of radio signals from each of the plurality of communication devices is observed in advance at each of a plurality of reference positions. A determination device that compares the reference value of the stored observation value to determine the position of the mobile device,
Generating means for generating a plurality of distributions of observed values of the quality of radio signals from each of the plurality of communication devices in the mobile device;
Calculating means for calculating a correlation value between the plurality of distributions;
Based on the correlation value, a specifying unit that specifies a reference position to be compared in determination of the position of the mobile device from the plurality of reference positions;
Determination means for determining a position of the mobile device using the reference value and the observed value relating to the identified reference position;
The determination apparatus characterized by having.
前記複数の参照位置は、その位置に応じて複数のクラスタの1つに属し、
前記特定手段は、前記相関値に基づいて、前記複数のクラスタの少なくとも1つを特定し、特定されたクラスタの中に含まれる参照位置を、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象として特定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の判定装置。
The plurality of reference positions belong to one of a plurality of clusters according to the position,
The specifying means specifies at least one of the plurality of clusters based on the correlation value, and uses a reference position included in the specified cluster as a comparison target in determining the position of the mobile device. Identify,
The determination apparatus according to claim 1, wherein:
前記クラスタは、前記複数の通信装置のそれぞれの通信可能範囲に対応して定まる、
ことを特徴とする請求項2に記載の判定装置。
The cluster is determined corresponding to each communicable range of the plurality of communication devices.
The determination apparatus according to claim 2, wherein:
前記特定手段は、前記複数の通信装置のうちの2つの通信装置からの無線信号の品質の観測値に関する2つの分布間の前記相関値が第1の所定値より小さい場合、前記2つの通信装置のうち前記分布の平均値が大きい分布に対応する通信装置の通信可能範囲に応じたクラスタに含まれる参照位置を、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象として特定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の判定装置。
When the correlation value between two distributions relating to an observed value of the quality of a radio signal from two communication devices of the plurality of communication devices is smaller than a first predetermined value, the specifying means A reference position included in a cluster corresponding to a communicable range of a communication device corresponding to a distribution having a large average value of the distribution is specified as a comparison target in the determination of the position of the mobile device.
The determination apparatus according to claim 3.
前記特定手段は、前記2つの分布間の前記相関値が前記第1の所定値以上である場合、前記2つの通信装置のそれぞれの通信可能範囲に応じた2つのクラスタに含まれる参照位置の少なくとも一部を、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象として特定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の判定装置。
When the correlation value between the two distributions is greater than or equal to the first predetermined value, the specifying unit is configured to include at least reference positions included in two clusters corresponding to respective communicable ranges of the two communication devices. Identifying a portion as a comparison target in determining the position of the mobile device;
The determination apparatus according to claim 4.
前記特定手段は、前記2つの分布間の前記相関値が前記第1の所定値よりも大きい第2の所定値以上である場合、前記相関値が前記第1の所定値以上であるが前記第2の所定値より小さい場合に前記移動体装置の位置の判定に使用される参照位置の一部を、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象として特定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の判定装置。
When the correlation value between the two distributions is greater than or equal to a second predetermined value that is greater than the first predetermined value, the specifying means determines that the correlation value is greater than or equal to the first predetermined value. A part of a reference position used for determining the position of the mobile device when the value is smaller than a predetermined value of 2 is specified as a comparison target in determining the position of the mobile device;
The determination apparatus according to claim 5.
前記移動体装置から、前記複数の通信装置のそれぞれを特定する情報と、当該複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質に関する当該移動体装置における前記観測値とを取得する取得手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の判定装置。
The mobile device further includes acquisition means for acquiring information identifying each of the plurality of communication devices and the observed value in the mobile device regarding the quality of a radio signal from each of the plurality of communication devices. ,
The determination apparatus according to claim 1, wherein:
請求項1から7のいずれか1項に記載の判定装置を有することを特徴とするネットワークノード。   A network node comprising the determination device according to claim 1. 移動体装置における位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の品質の観測値と、複数の参照位置のそれぞれにおいて、前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質が予め観測されて記憶された観測値の参照値とを比較して、前記移動体装置の位置を判定する判定装置における、位置の判定方法であって、
生成手段が、前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質の前記移動体装置における観測値についての、複数の分布を生成する生成工程と、
算出手段が、前記複数の分布間の相関値を算出する算出工程と、
特定手段が、前記相関値に基づいて、前記複数の参照位置の中から、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象となる参照位置を特定する特定工程と、
判定手段が、特定された参照位置に関する前記参照値と前記観測値とを用いて前記移動体装置の位置を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする判定方法。
At each of the plurality of reference positions and the observed value of the quality of the radio signal from the plurality of communication devices whose positions in the mobile device are fixed, the quality of the radio signal from each of the plurality of communication devices is observed in advance. A determination method for a position in a determination apparatus that compares the reference value of the stored observation value and determines the position of the mobile device,
A generating step of generating a plurality of distributions of observation values in the mobile device of the quality of radio signals from each of the plurality of communication devices;
A calculating step of calculating a correlation value between the plurality of distributions;
A specifying step of specifying a reference position to be compared in determination of the position of the mobile device from the plurality of reference positions based on the correlation value;
A determination step of determining a position of the mobile device using the reference value and the observed value related to the identified reference position;
The determination method characterized by having.
移動体装置における位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の品質の観測値と、複数の参照位置のそれぞれにおいて、前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質が予め観測されて記憶された観測値の参照値とを比較して、前記移動体装置の位置を判定する判定装置に備えられたコンピュータに、
前記複数の通信装置のそれぞれからの無線信号の品質の前記移動体装置における観測値についての、複数の分布を生成する生成工程と、
前記複数の分布間の相関値を算出する算出工程と、
前記相関値に基づいて、前記複数の参照位置の中から、前記移動体装置の位置の判定における比較の対象となる参照位置を特定する特定工程と、
特定された参照位置に関する前記参照値と前記観測値とを用いて前記移動体装置の位置を判定する判定工程と、
を実行させるためのプログラム。
At each of the plurality of reference positions and the observed value of the quality of the radio signal from the plurality of communication devices whose positions in the mobile device are fixed, the quality of the radio signal from each of the plurality of communication devices is observed in advance. A computer provided in a determination device that compares the reference value of the stored observation value and determines the position of the mobile device,
Generating a plurality of distributions for the observed values in the mobile device of the quality of the radio signal from each of the plurality of communication devices;
A calculation step of calculating a correlation value between the plurality of distributions;
Based on the correlation value, a specifying step for specifying a reference position to be compared in determination of the position of the mobile device from the plurality of reference positions;
A determination step of determining the position of the mobile device using the reference value and the observed value relating to the identified reference position;
A program for running
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