JP2015102461A - Mobile terminal, device, control method, and program - Google Patents

Mobile terminal, device, control method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate, in a mobile terminal, the location of the mobile terminal itself by a fingerprint positioning technique while requiring a small storage capacity and arithmetic operation amount.SOLUTION: Provided is a mobile terminal for determining its own location by comparing an observation value at the mobile terminal of a wireless signal from a plurality of communication devices whose locations are fixed and a reference value that is the observation value or the prediction value of a wireless signal from each of the plurality of communication devices at each of a plurality of reference locations stored in a network including the plurality of communication devices, where the mobile terminal acquires a reference value corresponding to a geographical area including the location at which the mobile terminal is present from any of the plurality of communication devices, compares the acquired reference value corresponding to the geographical area and the observation value at the mobile terminal, and determines the location of the mobile terminal.

Description

本発明は、移動体端末の位置推定技術に関する。   The present invention relates to a position estimation technique for a mobile terminal.

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（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、広範な地理的領域の多数の既知の位置（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特徴量を予め観測又は予測し、その特徴量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特徴量は、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 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, at a number of known positions (reference positions) in a wide geographical area, feature quantities of radio signals from a plurality of fixed communication devices such as base stations are observed or predicted in advance, and the features Information about the quantity, the communication device of the transmission source and the reference position is stored in the database. Note that the feature amount of the radio signal here 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端末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特徴量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特徴量（判定対象の指紋）とを比較して、判定対象の移動体端末の位置を推定する。   In the fingerprint positioning method, for example, an observation value of a radio signal at a mobile terminal is acquired via a base station, and pattern matching with information stored in a database is performed. The position is estimated. In the fingerprint positioning method, the value related to the feature amount of the wireless signal at the reference position is stored in advance as a fingerprint in this way, and the stored fingerprint and the feature amount of the observed wireless signal (the fingerprint to be determined) Are compared to estimate the position of the mobile terminal to be determined.

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

フィンガープリント測位を移動体端末において実行する場合、移動体端末は、メモリなどの記憶装置を十分に確保できない場合があり、したがって、すべての参照位置における無線信号の特徴量を記憶しておくことができない場合がある。また、移動体端末は、すべての参照位置における無線信号の特徴量と、観測した無線信号の特徴量とのマッチングなどの演算を行うためのＣＰＵやバッテリなどのリソースを十分に確保できない場合がある。   When the fingerprint positioning is executed in the mobile terminal, the mobile terminal may not be able to sufficiently secure a storage device such as a memory. Therefore, it is possible to store the feature quantities of the radio signal at all reference positions. There are cases where it is not possible. In addition, the mobile terminal may not be able to sufficiently secure resources such as a CPU and a battery for performing operations such as matching between the feature quantity of the radio signal at all reference positions and the feature quantity of the observed radio signal. .

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、移動体端末において、少ない記憶容量及び演算量でフィンガープリント測位方式により、移動体端末自身の位置を推定することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to estimate the position of the mobile terminal itself by a fingerprint positioning method with a small storage capacity and a calculation amount in the mobile terminal.

上記目的を達成するため、本発明による移動体端末は、位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、前記複数の通信装置を含むネットワークにおいて記憶された、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、自らの位置を判定する前記移動体端末であって、前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかから取得する取得手段と、取得した前記地理的領域に対応する前記参照値と、前記移動体端末における前記観測値とを比較して前記移動体端末の位置を判定する判定手段と、を有する。   In order to achieve the above object, a mobile terminal according to the present invention stores observation values in a mobile terminal of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed, and a network that includes the plurality of communication devices. The mobile terminal that determines its own position by comparing a reference value that is an observed value or a predicted value of a radio signal from each of the plurality of communication devices at each of a plurality of reference positions, wherein the mobile terminal An acquisition means for acquiring the reference value corresponding to a geographical area including a position where a body terminal is present from at least one of the plurality of communication devices; the acquired reference value corresponding to the acquired geographical area; Determining means for comparing the observed value at the mobile terminal to determine the position of the mobile terminal.

また、上記目的を達成するため、本発明による装置は、位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、前記移動体端末が自らの位置を判定するシステムにおける装置であって、複数の前記参照値を記憶する記憶手段と、前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、複数の前記参照値から選択する選択手段と、選択された前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかを介して、前記移動体端末へ通知する通知手段と、を有する。   In order to achieve the above object, an apparatus according to the present invention provides an observation value of a radio signal from a plurality of communication apparatuses whose positions are fixed at a mobile terminal and a plurality of communication apparatuses at each of a plurality of reference positions. A device in a system for comparing the reference value, which is an observed value or a predicted value of each radio signal, and determining the position of the mobile terminal, and a storage unit for storing a plurality of the reference values; Selecting means for selecting the reference value corresponding to a geographical area including a position where the mobile terminal exists from a plurality of the reference values; and selecting the selected reference value at least one of the plurality of communication devices. A notification means for notifying the mobile terminal via

本発明によれば、移動体端末において、少ない記憶容量及び演算量でフィンガープリント測位方式により、移動体端末自身の位置を推定することができる。   According to the present invention, in the mobile terminal, the position of the mobile terminal itself can be estimated by the fingerprint positioning method with a small storage capacity and the amount of calculation.

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. 位置指紋提供装置と移動体端末と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 fingerprint provision apparatus and a mobile terminal. 位置指紋提供装置の機能構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the function structural example of a position fingerprint provision apparatus. 移動体端末の機能構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the function structural example of a mobile terminal. 位置指紋提供装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which a position fingerprint provision apparatus performs. 移動体端末が実行する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which a mobile terminal performs. 位置指紋提供装置が参照位置を提供すべき地理的領域の例を示す図。The figure which shows the example of the geographical area which a position fingerprint provision apparatus should provide a reference position.

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、基地局Ｃ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、基地局Ｂ及び基地局Ｃにネットワークを介して接続される位置指紋提供装置が存在する。なお、以下では、位置指紋提供装置を基地局Ａ〜基地局Ｃと独立したネットワークノードとして説明するが、位置指紋提供装置は、これらの基地局の内部に備えられてもよい。また、本例では、説明の簡略化のため、３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、４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。 (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, a base station C, and a mobile terminal. In the present wireless communication system, there is a position fingerprint providing device connected to the base station A, base station B, and base station C via a network. In the following, the position fingerprint providing apparatus will be described as a network node independent of the base stations A to C, but the position fingerprint providing apparatus may be provided inside these base stations. In this example, a system including three base stations and one mobile terminal will be described for the sake of simplification. However, four or more base stations may exist, and two or more base stations may exist. There may be a mobile terminal.

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〜基地局Ｃ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〜基地局Ｃは、位置が（少なくとも一定の期間）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。なお、基地局Ａ〜基地局Ｃは、セルラネットワークの基地局装置であってもよいし、無線ＬＡＮのアクセスポイントなどのような無線通信装置であってもよい。本実施形態においては、基地局Ａ〜基地局Ｃから送信され、各位置において観測された無線信号の特徴量の観測値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 at least one of the base station A to the base station C. Base station A to base station C are wireless communication devices whose positions are fixed (at least for a certain period), and communicate with mobile terminals in their communicable range (cell). The base station A to base station C may be cellular network base station devices or wireless communication devices such as wireless LAN access points. In the present embodiment, the observed value of the feature value of the radio signal transmitted from the base station A to the base station C and observed at each position is used as a fingerprint to determine the position of the mobile terminal.

図１には、さらに、移動体端末が自ら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では、黒塗りの丸により参照位置が示されている。本実施形態では、参照位置のそれぞれにおける複数の基地局からの無線信号の特徴量の観測値または計算によって得られる予測値である参照値が、予め位置指紋提供装置内に存在するデータベースに記憶される。なお、無線信号の特徴量は、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。ここで、複数の参照位置のそれぞれについての観測値は、例えば、その参照位置における無線信号の特徴量を示す値と、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てもよい。なお、無線信号の特徴量は、特徴量の平均値、上述の分布の中央値、または最頻値として表されてもよい。   FIG. 1 further shows a plurality of reference positions that the mobile terminal uses to determine its position. In FIG. 1, the reference position is indicated by a black circle. In the present embodiment, reference values that are observation values or predicted values obtained by calculation of feature values of radio signals from a plurality of base stations at each reference position are stored in advance in a database existing in the position fingerprint providing apparatus. The The feature amount of the radio signal includes, for example, radio wave propagation loss, signal received power (Reference Signal Received Power, RSRP), signal-to-interference and noise power ratio (SINR), and the like. Here, the observed value for each of the plurality of reference positions is stored as a distribution represented by, for example, a value indicating the feature amount of the radio signal at the reference position and the frequency (ratio) at which the value occurred. Also good. Note that the feature value of the radio signal may be expressed as an average value of feature values, a median value of the above-described distribution, or a mode value.

参照位置における無線信号の特徴量の観測は、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特徴量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特徴量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。   The observation of the feature quantity of the radio signal at the reference position is executed 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 feature value 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 feature quantities 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. .

本実施形態では、位置指紋提供装置は、上述のようにして蓄積した、参照位置に対応する無線信号の特徴量の参照値との中から、フィンガープリント測位を実行する移動体端末に対して通知すべき参照値を選択する。このとき、位置指紋提供装置は、移動体端末が存在することが想定される位置を含む地理的領域を特定して、その地理的領域に対応する参照値を、移動体端末へ通知すべき参照値として選択する。このようにして、位置指紋提供装置は、蓄積された全参照値のうち、一部の参照値のみを、複数の基地局の少なくともいずれかを通じて移動体端末へと通知する。移動体端末は、基地局Ａ〜基地局Ｃのそれぞれからの無線信号の特徴量を観測し、その観測値と、通知された参照値とに基づいて、移動体端末自身の位置を判定する。これにより、移動体端末においては、広範な領域に対応する全参照値を記憶しておくことなく、一部の参照値のみの提供を受けて、フィンガープリント測位を実行することができる。この結果、移動体端末は、少ない記憶容量と演算量とで、フィンガープリント測位により、自らの位置を特定することが可能となる。   In the present embodiment, the position fingerprint providing apparatus notifies the mobile terminal that performs fingerprint positioning from the reference values of the feature values of the radio signal corresponding to the reference position accumulated as described above. Select a reference value to be used. At this time, the position fingerprint providing apparatus specifies a geographical area including a position where the mobile terminal is assumed to exist, and a reference value corresponding to the geographical area should be notified to the mobile terminal. Select as value. In this way, the position fingerprint providing apparatus notifies only some of the stored reference values to the mobile terminal through at least one of the plurality of base stations. The mobile terminal observes the feature amount of the radio signal from each of the base station A to the base station C, and determines the position of the mobile terminal itself based on the observed value and the notified reference value. Thereby, in the mobile terminal, it is possible to perform fingerprint positioning by receiving provision of only some reference values without storing all reference values corresponding to a wide area. As a result, the mobile terminal can specify its own position by fingerprint positioning with a small storage capacity and calculation amount.

以下では、このような位置指紋提供装置と移動体端末との構成及び処理について説明する。   Hereinafter, the configuration and processing of such a position fingerprint providing apparatus and a mobile terminal will be described.

（位置指紋提供装置及び移動体端末のハードウェア構成）
位置指紋提供装置及び移動体端末は、一例において、図２に示すようなハードウェア構成を有し、例えば、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、外部記憶装置２０４、及び入出力装置２０５を有する。位置指紋提供装置及び移動体端末では、例えばＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及び外部記憶装置２０４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ＣＰＵ２０１により実行される。なお、ＣＰＵ２０１は、位置指紋提供装置及び移動体端末の全体の機能を制御する制御装置でもある。そして、位置指紋提供装置は、入出力装置２０５を用いて、例えば、ネットワークを介して接続された基地局に対して、さらには移動体端末へ、参照位置と参照値に関する情報を通知し、また、基地局から、移動体端末の位置の情報などを取得する。同様に、移動体端末は、基地局を介して、位置指紋提供装置からフィンガープリント測位のための情報を取得し、判定した自らの位置を、位置指紋提供装置へ送信する。 (Hardware configuration of location fingerprint providing device and mobile terminal)
The position fingerprint providing apparatus and the mobile terminal have a hardware configuration as shown in FIG. 2, for example, and include, for example, a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, an external storage device 204, and an input / output device 205. In the position fingerprint providing apparatus and the mobile terminal, the CPU 201 executes a program that realizes the above-described functions, which is recorded in any of the ROM 202, the RAM 203, and the external storage device 204, for example. The CPU 201 is also a control device that controls the overall functions of the position fingerprint providing device and the mobile terminal. Then, using the input / output device 205, the position fingerprint providing apparatus notifies the mobile terminal of information about the reference position and the reference value, for example, to the base station connected via the network. From the base station, information on the location of the mobile terminal is acquired. Similarly, the mobile terminal acquires information for fingerprint positioning from the position fingerprint providing apparatus via the base station, and transmits the determined position to the position fingerprint providing apparatus.

なお、位置指紋提供装置及び移動体端末は、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 fingerprint providing apparatus and the mobile terminal may include dedicated hardware for executing the above-described functions, or a part of the hardware may be executed by the hardware and the other part may be executed by the computer that operates the program. May be. Further, all the functions described above may be executed by a computer and a program.

（位置指紋提供装置の機能構成）
図３は、位置指紋提供装置の機能構成例を示すブロック図である。位置指紋提供装置は、その機能として、例えば、情報取得部３０１、提供情報選択部３０２、情報通知部３０３、及び参照位置情報データベース（ＤＢ）３０４を有する。参照位置情報ＤＢ３０４には、全参照位置と、その参照位置における、各基地局からの無線信号の測定値または予測値である参照値とが、対応付けられて記憶される。なお、位置指紋提供装置は、通信相手となる基地局が、どの地理的領域に対応するかに応じて、一部の参照位置についてのみ、その参照位置と参照値とを記憶しておいてもよい。すなわち、複数の位置指紋提供装置を用意し、ある位置指紋提供装置の通信相手ではない基地局に対応する地理的領域については、別の位置指紋提供装置が、基地局を通じて、移動体端末へ、参照位置と参照値の情報を提供するものとしてもよい。 (Functional structure of location fingerprint providing device)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the position fingerprint providing apparatus. The position fingerprint providing apparatus includes, for example, an information acquisition unit 301, a provision information selection unit 302, an information notification unit 303, and a reference position information database (DB) 304 as its functions. In the reference position information DB 304, all reference positions and reference values that are measured values or predicted values of radio signals from the respective base stations at the reference positions are stored in association with each other. Note that the position fingerprint providing apparatus may store the reference position and the reference value for only a part of the reference positions depending on which geographic region the base station serving as a communication partner corresponds to. Good. That is, a plurality of location fingerprint providing devices are prepared, and for a geographical area corresponding to a base station that is not a communication partner of a certain location fingerprint providing device, another location fingerprint providing device passes through the base station to the mobile terminal. Information on a reference position and a reference value may be provided.

情報取得部３０１は、例えば、移動体端末から、各基地局及びネットワークを介して、その移動体端末において判定した位置の情報、移動速度、移動方向などの情報を取得する。また、情報取得部３０１は、基地局が、例えば無線ＬＡＮのアクセスポイントなどのように可搬式である場合は、その基地局自身が測定した位置を取得してもよい。なお、情報取得部３０１は、移動体端末の位置を取得して、その時間変化に基づいて、その移動体端末の移動速度、及び移動方向を推定してもよい。   The information acquisition unit 301 acquires, for example, information on the position, movement speed, movement direction, and the like determined at the mobile terminal from each mobile terminal via each base station and network. In addition, when the base station is portable, such as a wireless LAN access point, the information acquisition unit 301 may acquire the position measured by the base station itself. Note that the information acquisition unit 301 may acquire the position of the mobile terminal and estimate the moving speed and moving direction of the mobile terminal based on the change over time.

提供情報選択部３０２は、例えば、各基地局がブロードキャストすべき、参照値の情報を選択する。ここで、各基地局がブロードキャストすべき参照値の情報は、例えば、各基地局を中心とする所定の大きさの円、多角形形状の地理的領域に含まれる参照位置に関する参照値の情報として定められる。これにより、移動体端末は、例えばサービング基地局などの、所定の品質以上で受信可能な無線信号の送信元の基地局から、参照値の情報を取得することで、移動体端末自身の位置を含む地理的領域に対応する参照位置についての参照値を取得することができる。   For example, the provision information selection unit 302 selects reference value information to be broadcast by each base station. Here, the reference value information to be broadcast by each base station is, for example, reference value information regarding a reference position included in a circle or polygonal geographical area having a predetermined size centered on each base station. Determined. As a result, the mobile terminal obtains the reference value information from the base station that is the source of the radio signal that can be received with a predetermined quality or higher, such as a serving base station, for example, thereby determining the position of the mobile terminal itself. A reference value for a reference location corresponding to the containing geographic region can be obtained.

また、提供情報選択部３０２は、例えば、移動体端末の位置を取得した場合、その位置を含む円または多角形形状の地理的領域を特定し、その地理的領域に含まれる参照位置に関する参照値の情報を、移動体端末に通知すべき参照値の情報として選択する。このようにして、移動体端末は、移動体端末自身の位置を含む地理的領域に対応する参照位置についての参照値のみを取得することができるため、少ない記憶容量及び演算量で、フィンガープリント測位を実行することが可能となる。提供情報選択部３０２は、例えば、図７（ａ）のように、移動体端末の位置（ｐ）から半径ｄの円で囲まれる範囲を、通知する参照位置を特定するための地理的領域として定める。なお、この地理的領域は図７（ａ）のように真円形状でなくてもよく、例えば楕円でもよい。また、地理的領域が多角形により特定される場合も、例えば長方形形状など、正多角形形状でなくてもよい。   Further, for example, when the position of the mobile terminal is acquired, the provision information selection unit 302 specifies a circle or polygonal geographical area including the position, and a reference value related to a reference position included in the geographical area Is selected as reference value information to be notified to the mobile terminal. In this way, since the mobile terminal can obtain only the reference value for the reference position corresponding to the geographical area including the position of the mobile terminal itself, the fingerprint positioning can be performed with a small storage capacity and calculation amount. Can be executed. For example, as shown in FIG. 7A, the provided information selection unit 302 sets a range surrounded by a circle with a radius d from the position (p) of the mobile terminal as a geographical area for specifying the reference position to be notified. Determine. Note that this geographical area may not be a perfect circle as shown in FIG. 7A, and may be an ellipse, for example. Further, when the geographical area is specified by a polygon, it may not be a regular polygon such as a rectangular shape.

なお、この地理的領域は、移動体端末の移動速度に応じて、拡大または縮小されてもよい。例えば、移動体端末の移動速度が高速になるほど、この地理的領域を拡大し、一方で、移動速度が低速になるほど、この地理的領域を縮小する。提供情報選択部３０２は、例えば、図７（ｂ）の破線の円で示すように、移動体端末が高速移動している時には、図７（ａ）で定められた半径ｄの円より大きい半径ｄ’の円で囲まれる範囲を、通知する参照位置を特定するための地理的領域として定める。逆に言えば、提供情報選択部３０２は、移動体端末の移動速度が遅くなった場合は、半径ｄ’の円より小さい半径ｄの円で囲まれる範囲を、通知する参照位置を特定するための地理的領域として定める。これにより、フィンガープリント測位の実行前に移動体端末が高速移動することにより、移動体端末が、測位の実行時において取得した情報に対応する地理的領域に存在しなくなることを防ぐことが可能となる。また、移動体端末が低速移動している場合には、通知する情報の量を削減することにより、移動体端末における測位における演算量を低減することが可能となる。   This geographical area may be enlarged or reduced according to the moving speed of the mobile terminal. For example, the higher the moving speed of the mobile terminal, the larger the geographical area, while the lower the moving speed, the smaller the geographical area. For example, as shown by a dashed circle in FIG. 7B, the provision information selection unit 302 has a radius larger than the circle of the radius d defined in FIG. 7A when the mobile terminal is moving at high speed. A range surrounded by a circle of d ′ is determined as a geographical area for specifying a reference position to be notified. In other words, the provision information selection unit 302 specifies the reference position for notifying the range surrounded by the circle with the radius d smaller than the circle with the radius d ′ when the moving speed of the mobile terminal becomes slow. As a geographical area. As a result, it is possible to prevent the mobile terminal from being present in the geographical area corresponding to the information acquired at the time of positioning by moving the mobile terminal at high speed before executing the fingerprint positioning. Become. Further, when the mobile terminal is moving at a low speed, it is possible to reduce the amount of calculation in positioning at the mobile terminal by reducing the amount of information to be notified.

また、地理的領域は、移動体端末の移動方向に応じて、特定されてもよい。例えば、移動体端末が一定の方向に進行している場合は、その方向に地理的領域を拡大してもよい。また、移動しない場合に特定される地理的領域を、例えば、図７（ｃ）の破線の円で示すように、移動方向に向けてシフトしてもよい。これにより、測位の実行時に、移動体端末が、取得した情報に対応する地理的領域から外れた位置に存在することとなる確率を低減することができる。   Further, the geographical area may be specified according to the moving direction of the mobile terminal. For example, if the mobile terminal is traveling in a certain direction, the geographical area may be expanded in that direction. Moreover, you may shift toward the moving direction, for example, as shown by the broken-line circle | round | yen of FIG.7 (c), when the geographical area specified when not moving is shown. Thereby, at the time of performing positioning, the probability that a mobile terminal will exist in the position which remove | deviated from the geographical area corresponding to the acquired information can be reduced.

さらに、地理的領域は、移動体端末が存在する位置の属性に基づいて特定されてもよい。例えば、移動体端末の位置から、あるビルに入ったことが想定される場合は、例えば、そのビルの各階を含むように、地理的領域が特定されてもよい。同様に、移動体端末の移動方向及び移動速度から、例えば鉄道等に乗車したと考えられる場合は、その路線に沿った地理的領域が特定されてもよい。このように、位置の属性に応じて、移動体端末に通知する参照値に対応する地理的領域を限定することができ、この結果、移動体端末は、測位に要する記憶容量及び演算量を削減することができる。   Further, the geographical area may be specified based on an attribute of a location where the mobile terminal exists. For example, when it is assumed that a certain building has been entered from the position of the mobile terminal, for example, the geographical area may be specified so as to include each floor of the building. Similarly, when it is considered that the user has boarded a railway or the like based on the moving direction and moving speed of the mobile terminal, a geographical area along the route may be specified. Thus, according to the position attribute, the geographical area corresponding to the reference value notified to the mobile terminal can be limited, and as a result, the mobile terminal can reduce the storage capacity and calculation amount required for positioning. can do.

なお、この属性は、例えば、移動体端末の位置、移動速度及び移動方向から特定されてもよいし、移動体端末が、特定の通信装置と通信したことに基づいて特定されてもよい。例えば、移動体端末が、高速道路のインターチェンジのゲート等に設置された基地局と通信した場合、高速道路に乗ったこと、または降りたことを特定することができる。同様に、移動体端末が、ビルの入り口に設置された無線ＬＡＮのアクセスポイントと通信した場合、移動体端末が、そのビル内に入ったまたはそのビルから出たことを特定することができる。また、移動体端末が、店舗での電子決済などに使用された場合に、その決済に係る通信が行われた相手装置の位置から、移動体端末が、その店舗内に存在すること、そして、その店舗から出ることを予想することができる。   This attribute may be specified, for example, from the position, moving speed, and moving direction of the mobile terminal, or may be specified based on the fact that the mobile terminal has communicated with a specific communication device. For example, when a mobile terminal communicates with a base station installed at an interchange gate of an expressway, it can be specified that the mobile terminal has got on or taken off the expressway. Similarly, when a mobile terminal communicates with a wireless LAN access point installed at the entrance of a building, it can be identified that the mobile terminal has entered or exited the building. In addition, when the mobile terminal is used for electronic payment at a store, the mobile terminal is present in the store from the position of the counterpart device with which communication related to the payment is performed, and You can expect to leave the store.

また、位置指紋提供装置は、移動体端末から、移動体端末が受信した無線信号の特徴量の観測値の情報を取得してもよい。この場合、位置指紋提供装置は、例えば、予め参照位置をその地理的位置に応じてグループ化しておき、そのグループにおける代表の参照位置における特徴量の値と、取得した観測値の値との違いが所定値以下となる代表の参照位置を有するグループを特定する。そして、位置指紋提供装置は、そのグループに属する参照位置と、その対応する参照値とを、移動体端末へ通知する。   Further, the position fingerprint providing apparatus may acquire information on the observed value of the feature value of the radio signal received by the mobile terminal from the mobile terminal. In this case, the position fingerprint providing apparatus, for example, groups reference positions in advance according to the geographical position, and the difference between the feature value at the representative reference position in the group and the acquired observed value A group having a representative reference position where is less than or equal to a predetermined value is specified. The position fingerprint providing apparatus notifies the mobile terminal of the reference position belonging to the group and the corresponding reference value.

以上のように、移動体端末に対しては、特定の地理的領域に対応する参照位置と、その参照位置における無線信号の観測値または予測値である参照値のみが通知される。なお、この通知される情報の量は、移動体端末の記憶容量ごとに特定されてもよい。例えば、移動体端末の記憶容量が少ない場合は、通知される情報量が削減され、一方で、記憶容量が十分である場合は、十分な情報量が通知される。このとき、情報量の削減は、上述の地理的領域の縮減、または、参照位置の間引きなどにより行われてもよい。   As described above, the mobile terminal is notified only of the reference position corresponding to the specific geographical area and the reference value that is the observed value or the predicted value of the radio signal at the reference position. Note that the amount of information to be notified may be specified for each storage capacity of the mobile terminal. For example, when the storage capacity of the mobile terminal is small, the amount of information to be notified is reduced. On the other hand, when the storage capacity is sufficient, a sufficient amount of information is notified. At this time, the amount of information may be reduced by reducing the geographical area described above or by thinning out the reference position.

このようにして提供情報選択部３０２が選択した参照位置及びその参照位置に対応する参照値の情報は、情報通知部３０３によって、参照位置情報ＤＢ３０４から抽出され、基地局を通じて、移動体端末へ通知される。   Information on the reference position selected by the provision information selection unit 302 and the reference value corresponding to the reference position is extracted from the reference position information DB 304 by the information notification unit 303 and notified to the mobile terminal through the base station. Is done.

（移動体端末の機能構成）
図４は、移動体端末の機能構成例を示すブロック図である。移動体端末は、例えば、情報取得部４０１、参照情報記憶部４０２、信号観測部４０３、位置判定部４０４、及び位置情報送信部４０５を有する。なお、移動体端末は、不図示の表示部を有してもよく、例えば、判定された位置を、地図上などに表示してもよい。 (Functional configuration of mobile terminal)
FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the mobile terminal. The mobile terminal includes, for example, an information acquisition unit 401, a reference information storage unit 402, a signal observation unit 403, a position determination unit 404, and a position information transmission unit 405. Note that the mobile terminal may have a display unit (not shown), and for example, the determined position may be displayed on a map or the like.

情報取得部４０１は、基地局を介して位置指紋提供装置から、参照位置と、その参照位置における複数の基地局からの無線信号の観測値又は予測値である参照値とを取得する。なお、情報取得部４０１は、各基地局がブロードキャストしている参照位置及びその参照位置における参照値の情報を取得してもよい。情報取得部４０１は、取得した情報を、参照情報記憶部４０２に記憶させる。   The information acquisition unit 401 acquires a reference position and a reference value that is an observed value or a predicted value of radio signals from a plurality of base stations at the reference position from the position fingerprint providing apparatus via the base station. Note that the information acquisition unit 401 may acquire information on the reference position broadcast by each base station and the reference value at the reference position. The information acquisition unit 401 stores the acquired information in the reference information storage unit 402.

参照情報記憶部４０２は、情報取得部４０１から受け取った情報を記憶する。なお、参照情報記憶部４０２は、各参照情報（参照位置及びその対応する参照値の情報）に対して、情報取得部４０１から情報を受け取った時間を関連付けて記憶しておいてもよい。そして、参照情報記憶部４０２は、例えば、受け取ってから所定時間以上経過した参照情報を削除してもよく、又は、記憶している参照情報の量が所定量を超える場合に、受け取った時刻が古い順から削除して、記憶している参照情報を更新してもよい。また、参照情報記憶部４０２は、情報取得部４０１から情報を受け取るごとに、全参照情報を上書きしてもよい。すなわち、古い参照情報はすべて削除してもよい。さらに、参照情報記憶部４０２は、移動体端末の移動速度に応じて、参照情報の削除方法を切り替えてもよい。例えば、移動体端末が高速移動している場合は、最新の参照情報以外の参照情報に対応する地理的領域から外れた位置に存在する確率が高い。したがって、参照情報記憶部４０２は、移動体端末が所定の速度以上で移動している場合は、情報取得部４０１から受け取った情報で過去の情報を上書きし、移動速度が所定値未満である場合は、受け取った時刻が古い順から情報を削除するようにしてもよい。また、移動速度に応じて、削除される情報を定める時刻を変動させてもよい。すなわち、高速移動中は、現在時刻に近い時刻を、削除される情報を定める時刻として設定し、低速移動中は、現在時刻から遠い時刻を、削除される情報を定める時刻として設定してもよい。   The reference information storage unit 402 stores information received from the information acquisition unit 401. The reference information storage unit 402 may store each reference information (reference position and corresponding reference value information) in association with the time when the information is received from the information acquisition unit 401. Then, for example, the reference information storage unit 402 may delete the reference information that has passed a predetermined time or more after the reception, or when the amount of stored reference information exceeds a predetermined amount, the received time is The stored reference information may be updated by deleting from the oldest order. The reference information storage unit 402 may overwrite all reference information every time information is received from the information acquisition unit 401. That is, all old reference information may be deleted. Further, the reference information storage unit 402 may switch the reference information deletion method according to the moving speed of the mobile terminal. For example, when the mobile terminal is moving at high speed, there is a high probability that the mobile terminal is located at a position outside the geographical area corresponding to the reference information other than the latest reference information. Accordingly, the reference information storage unit 402 overwrites past information with the information received from the information acquisition unit 401 when the mobile terminal is moving at a predetermined speed or higher, and the moving speed is less than the predetermined value. May delete information from the oldest received time. Further, the time for determining the information to be deleted may be changed according to the moving speed. That is, during high speed movement, a time close to the current time may be set as a time for determining information to be deleted, and during low speed movement, a time far from the current time may be set as a time for determining information to be deleted. .

信号観測部４０３は、複数の基地局からそれぞれ受信した無線信号（電波）の特徴量を観測により取得する。ここで、特徴量は、例えば、移動体端末と通信を行った基地局（サービング基地局）又はその隣接基地局などの移動体端末の周囲の基地局の識別子と、各基地局に対する電波伝搬損失、受信信号強度（ＲＳＳＩ、ＲＳＲＰ）、ＳＩＮＲなどを含む。   The signal observation unit 403 acquires the characteristic amount of radio signals (radio waves) received from a plurality of base stations by observation. Here, the feature amount is, for example, an identifier of a base station around the mobile terminal such as a base station (serving base station) that communicated with the mobile terminal or its adjacent base station, and a radio wave propagation loss for each base station. , Received signal strength (RSSI, RSRP), SINR, and the like.

位置判定部４０４は、観測により得られた無線信号の特徴量と、参照情報記憶部４０２に記憶された参照値とを比較して、フィンガープリント測位によって、移動体端末の位置を判定する。   The position determination unit 404 compares the feature amount of the radio signal obtained by observation with the reference value stored in the reference information storage unit 402, and determines the position of the mobile terminal by fingerprint positioning.

ここで、具体的な位置の判定方法の例について、観測値及び参照値として、特徴量の分布が用いられる場合について説明する。分布は、特徴量の値が、複数に区分された値域のうちのどの値域に含まれるかの頻度（度数をサンプル数で除算したもの）として表される。位置判定部４０４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 2015102461
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る。ここで、複数の基地局のそれぞれが送信した信号について、受信点において観測された特徴量の分布が存在する。このため、上述の式は、複数の基地局についてそれぞれ存在する分布のうち、Ｐ個の基地局についての分布のみを判定において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、参照情報記憶部４０２に記憶される分布における、特徴量（例えばＲＳＲＰ）の値域の個数である。例えば、分布において、全体で３０ｄＢｍの幅を１ｄＢｍの幅で区切って、その区切られた区間（値域）に含まれる特徴量が生じた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番目の基地局についての分布に関する、ｊ番目の値域に含まれる特徴量が生じた頻度（確率）を示す。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特徴量の観測値が、ｊ番目の特徴量の値域に含まれる確率を示している。 Here, a specific example of the position determination method will be described in the case where the distribution of the feature amount is used as the observation value and the reference value. The distribution is expressed as a frequency (a value obtained by dividing the frequency by the number of samples) in which value range of the feature value is included in a plurality of value ranges. For example, when there are I reference positions, the position determination unit 404 calculates the following d i (1 ≦ i ≦ I) for each reference position:
Figure 2015102461
Calculate as follows. Here, P is the number of base stations used for determination. Here, there is a distribution of feature quantities observed at the reception point for signals transmitted from each of the plurality of base stations. For this reason, the above formula indicates that only the distributions for P base stations are considered in the determination among the distributions existing for the plurality of base stations. P is an integer of 1 or more. J is the number of feature value (for example, RSRP) value ranges in the distribution stored in the reference information storage unit 402, for example. For example, in the distribution, when a total width of 30 dBm is divided by a width of 1 dBm and the frequency of occurrence of the feature amount included in the divided section (value range) is counted, J = 30. Further, ρ i, p, j indicates the frequency (probability) that the feature amount included in the j-th range occurs with respect to the distribution for the p-th base station for the i-th reference position. Further, r p, j indicates the probability that the observed value of the feature value of the radio signal from the p-th base station in the positioning target mobile terminal is included in the range of the j-th feature value.

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特徴量の分布と、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特徴量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４０４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４０４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。なお、上述の方法は一例であり、分布ではなく、例えば、参照位置における無線信号の特徴量の平均値を参照値として記憶しておき、その参照値と、移動体端末で測定した無線信号の特徴量の観測値との差分に基づいて、位置判定が行われてもよい。 The distribution of the feature quantity of the radio signal from each base station, which is generated in advance with respect to the reference position by the calculation of d i described above, and the feature quantity of the radio signal from each base station observed at the positioning target mobile terminal It is possible to determine how different the distribution is. Then, the position determination unit 404 determines the reference position corresponding to the distribution with the smallest difference from the distribution observed at the mobile terminal as the position where the mobile terminal exists. That is, the position determination unit 404 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. Note that the above-described method is an example, not a distribution, for example, an average value of feature values of a radio signal at a reference position is stored as a reference value, and the reference value and a radio signal measured by a mobile terminal are stored. The position determination may be performed based on a difference from the observed feature value.

位置情報送信部４０５は、例えば、判定された位置の情報を、基地局を介して位置指紋提供装置へ通知する。また、位置情報送信部４０５は、各基地局の少なくともいずれかに対して、参照位置と参照値に関する情報を要求する要求信号を送信してもよい。この場合、各基地局は、自らが有する参照位置と参照値とを、この要求信号に応じて、移動体端末へ通知する。なお、要求信号に、それまでの移動体端末における測位の結果が含まれてもよい。なお、ここで通知される測位の結果は、フィンガープリント測位の結果に限らず、例えばＧＰＳなどの他の測位方法による測位の結果が通知されてもよい。このような測位の結果を通知することにより、移動体端末は、自らの位置を含む地理的領域に対応する参照位置及び参照値の情報を取得することができる。なお、移動体端末が、各基地局がブロードキャストした情報のみを使用する場合など、位置情報の通知と、参照位置及び参照値の要求とをする必要がない場合は、位置情報送信部４０５はなくてもよい。   For example, the position information transmission unit 405 notifies the position fingerprint providing apparatus of the determined position information via the base station. Further, the position information transmission unit 405 may transmit a request signal for requesting information on the reference position and the reference value to at least one of the base stations. In this case, each base station notifies the mobile terminal of its own reference position and reference value according to this request signal. The request signal may include the positioning result at the mobile terminal so far. Note that the positioning result notified here is not limited to the result of fingerprint positioning, but the result of positioning by another positioning method such as GPS may be notified. By notifying the result of such positioning, the mobile terminal can acquire information on a reference position and a reference value corresponding to a geographical area including its own position. If the mobile terminal does not need to notify the location information and request the reference location and reference value, such as when using only the information broadcast by each base station, the location information transmission unit 405 is not provided. May be.

なお、移動体端末は、自らの位置の時間変化に基づいて、自らの移動速度と移動方向とを推定し、位置情報送信部４０５は、これらの情報の少なくともいずれかを、基地局または位置指紋提供装置へ通知してもよい。また、これらの情報は、上述の要求信号に含まれてもよい。移動速度の情報を通知することにより、移動体端末は、高速移動中であっても、フィンガープリント測位を実行する時点で、取得した情報に対応する地理的領域の外に位置することとなることを防ぐことが可能となる。また、低速移動中は、取得する情報を抑えながらも、高精度なフィンガープリント測位を実行することが可能となる。同様に、移動方向の情報を通知することにより、移動方向に対して広い地理的領域に対応する参照位置と参照値を取得することができるため、移動体端末は、測位時に、取得した情報に対応する地理的領域の外に位置することとなることを防ぐことが可能となる。   Note that the mobile terminal estimates its moving speed and moving direction based on the time change of its position, and the position information transmitting unit 405 uses at least one of these pieces of information as a base station or a position fingerprint. You may notify a providing apparatus. Further, these pieces of information may be included in the above-described request signal. By notifying the information on the moving speed, the mobile terminal will be located outside the geographical area corresponding to the acquired information at the time of performing the fingerprint positioning even when moving at high speed. Can be prevented. In addition, during low-speed movement, it is possible to execute highly accurate fingerprint positioning while suppressing the information to be acquired. Similarly, since the reference position and reference value corresponding to a wide geographical area with respect to the movement direction can be acquired by notifying the information on the movement direction, the mobile terminal uses the acquired information at the time of positioning. It is possible to prevent being located outside the corresponding geographical area.

さらに、移動体端末は、自らの位置の属性の情報を推定し、位置情報送信部４０５は、この情報を位置指紋提供装置へ通知することができる。例えば、高速道路のインターチェンジのゲートに備えられた通信装置と通信したことに応じて、高速道路上に位置することを、位置指紋提供装置へ通知してもよい。同様に、移動体端末は、ビル内へ入ったこと、鉄道に乗車したことなどを推定することができる場合は、それを位置指紋提供装置へ通知することができる。これにより、移動体端末は、例えば高速道路若しくは線路沿いの地理的領域、又はビルの各階に対応する参照位置と参照値などの、適切な情報を取得することができ、取得する情報量を抑えながら、高精度なフィンガープリント測位を実行することができる。   Further, the mobile terminal estimates the information of its position attribute, and the position information transmission unit 405 can notify the position fingerprint providing apparatus of this information. For example, in response to communication with a communication device provided at an interchange gate on a highway, the position fingerprint providing device may be notified of being located on the highway. Similarly, when the mobile terminal can estimate that the mobile terminal has entered the building or boarded the railway, the mobile terminal can notify the location fingerprint providing apparatus of this. As a result, the mobile terminal can acquire appropriate information such as a reference area and a reference value corresponding to each geographical area of a highway or a track, or each floor of a building, and suppresses the amount of information to be acquired. However, highly accurate fingerprint positioning can be performed.

（位置指紋提供装置と移動体端末が実行する処理）
図５に、位置指紋提供装置が実行する、提供する参照位置の特定と、参照値の通知処理の流れを示す。位置指紋提供装置は、まず、基地局がブロードキャストする参照位置の範囲または移動体端末の位置を含む地理的領域を特定する（Ｓ５０１）。このとき、基地局がブロードキャストする参照位置の範囲は、例えば、その基地局が展開するセルの地理的領域、またはそれより大きい地理的領域として特定される。このようにすることにより、その基地局からブロードキャストされた参照位置と参照値との情報を受信できる移動体端末であれば、その位置が通知された情報に対応する地理的領域に含まれることとなる。なお、基地局が無線ＬＡＮのアクセスポイントなどの可搬装置である場合は、位置指紋提供装置は、基地局の位置の情報を、その基地局から取得して、その取得した位置に応じて、地理的領域を特定することもできる。 (Processing executed by the location fingerprint providing device and the mobile terminal)
FIG. 5 shows the flow of the identification process of the reference position to be provided and the reference value notification process executed by the position fingerprint providing apparatus. First, the location fingerprint providing apparatus identifies a geographical area including a reference location range broadcast by a base station or a location of a mobile terminal (S501). At this time, the range of the reference position broadcast by the base station is specified as, for example, a geographical area of a cell deployed by the base station or a larger geographical area. By doing in this way, if it is a mobile terminal that can receive the information of the reference position and the reference value broadcast from the base station, that position is included in the geographical area corresponding to the notified information, Become. When the base station is a portable device such as a wireless LAN access point, the position fingerprint providing device acquires the location information of the base station from the base station, and according to the acquired location, A geographic region can also be specified.

また、位置指紋提供装置は、移動体端末の位置を含む地理的領域を特定する場合は、例えば、移動体端末からの参照情報の要求信号に含まれた位置の情報に基づいて、その位置を含む円または多角形の地理的領域を特定する。このとき、位置指紋提供装置は、要求信号に移動体端末の移動速度と移動方向とのいずれかが含まれている場合は、これらを考慮して、地理的領域の拡大と縮小、及び変形を行ってもよい。なお、位置指紋提供装置は、移動体端末の位置の情報の時間変化に応じて、移動速度及び移動方向を推定してもよい。また、位置指紋提供装置は、移動体端末から、移動体端末が受信した無線信号の特徴量の観測値の情報を取得して、その観測値に基づいて、地理的領域（例えば参照位置のグループ）を特定してもよい。さらに、位置指紋提供装置は、例えば、移動体端末が所定の通信装置と通信したことを把握し、高速道路若しくは鉄道に乗ったことまたはビルへ入ったことなどを特定することができる。そして、位置指紋提供装置は、その特定結果に応じて、道路若しくは線路沿いの領域またはビルの各階などを、参照情報を提供する対象となる地理的領域として特定することができる。   Further, when specifying the geographical area including the position of the mobile terminal, the position fingerprint providing device, for example, determines the position based on the position information included in the reference information request signal from the mobile terminal. Identify the geographic area of the circle or polygon to contain. At this time, if the request signal includes either the moving speed or the moving direction of the mobile terminal, the position fingerprint providing apparatus considers these to expand, reduce, and deform the geographical area. You may go. Note that the position fingerprint providing apparatus may estimate the moving speed and the moving direction according to the time change of the position information of the mobile terminal. Further, the position fingerprint providing apparatus acquires information on the observed value of the feature value of the radio signal received by the mobile terminal from the mobile terminal, and based on the observed value, the geographical region (for example, a group of reference positions) ) May be specified. Furthermore, the location fingerprint providing apparatus can identify, for example, that a mobile terminal has communicated with a predetermined communication apparatus, and can enter a highway or a railroad or enter a building. Then, the position fingerprint providing apparatus can identify an area along a road or a track or each floor of a building as a geographical area to which reference information is provided, according to the identification result.

次に、位置指紋提供装置は、特定した地理的領域に対応する参照位置と、その参照位置に対応する参照値とを、ＤＢから抽出する（Ｓ５０２）。そして、抽出された参照位置及び参照値の情報が、移動体端末へ通知される（Ｓ５０３）。このようにして、位置指紋提供装置は、ＤＢに記憶された参照情報の一部のみを、移動体端末へ通知することができる。   Next, the position fingerprint providing apparatus extracts a reference position corresponding to the identified geographical area and a reference value corresponding to the reference position from the DB (S502). Then, the information on the extracted reference position and reference value is notified to the mobile terminal (S503). In this way, the position fingerprint providing apparatus can notify the mobile terminal of only a part of the reference information stored in the DB.

図６に、移動体端末が実行する、参照情報の取得と、位置の判定処理の流れを示す。まず、移動体端末は、位置指紋提供装置から、複数の基地局の少なくともいずれかを介して、移動体端末自身の位置を含む地理的領域に対応する参照位置と、その参照位置における参照値の情報とを取得する（Ｓ６０１）。移動体端末は、例えば、まだ測位を実行しておらず、自らの位置の情報が不明である場合は、基地局からブロードキャストされる情報から、この参照位置と対応する参照値の情報とを取得する。また、移動体端末は、すでにフィンガープリント測位を実行している場合はその結果を、又は、ＧＰＳ等による測位が可能である場合は、その測位結果を、参照情報を要求するための要求信号に含めて、基地局を通じて位置指紋提供装置へ送信してもよい。また、移動体端末は、測位結果の時間変化に応じて、自らの移動速度と移動方向とを推定して、その推定結果を位置指紋提供装置へ通知してもよい。また、移動体端末は自らの位置等に代えて、受信した無線信号の特徴量の観測値を、位置指紋提供装置へ通知してもよい。   FIG. 6 shows the flow of reference information acquisition and position determination processing executed by the mobile terminal. First, the mobile terminal transmits a reference position corresponding to a geographical area including the position of the mobile terminal itself and a reference value at the reference position from at least one of a plurality of base stations from the position fingerprint providing apparatus. Information is acquired (S601). For example, if the mobile terminal has not yet performed positioning and its position information is unknown, the mobile terminal obtains the reference position information corresponding to this reference position from the information broadcast from the base station. To do. In addition, if the mobile terminal has already performed the fingerprint positioning, the result is used as a request signal for requesting reference information. In addition, it may be transmitted to the location fingerprint providing apparatus through the base station. Further, the mobile terminal may estimate its own moving speed and moving direction in accordance with the time change of the positioning result, and notify the position fingerprint providing apparatus of the estimated result. Further, the mobile terminal may notify the position fingerprint providing apparatus of the observed value of the feature amount of the received radio signal instead of its own position and the like.

その後、移動体端末は、無線信号の特徴量を観測し、取得した参照値と、無線信号の特徴量の観測値とを比較して、その比較の結果、例えば最も近い値の参照値に対応する参照位置を移動体端末自身の位置として判定する（Ｓ６０２）。このとき、比較対象の参照位置及びその対応する参照値は、移動体端末の位置を含む部分的な地理的領域に関するものに限定されているため、移動体端末は、演算量と記憶容量とを抑えながら位置を判定することが可能となる。なお、比較の結果、参照値と観測値との差の絶対値が所定値以上となるような場合、すなわち、観測値と近い参照値がない場合は、移動体端末は、位置指紋提供装置に対して、参照値を再度要求する要求信号を送信してもよい。   After that, the mobile terminal observes the feature value of the radio signal, compares the acquired reference value with the observed value of the feature value of the radio signal, and as a result of the comparison, for example, corresponds to the reference value of the closest value The reference position to be determined is determined as the position of the mobile terminal itself (S602). At this time, since the reference position to be compared and the corresponding reference value are limited to those related to the partial geographical area including the position of the mobile terminal, the mobile terminal has the calculation amount and the storage capacity. The position can be determined while suppressing. As a result of the comparison, when the absolute value of the difference between the reference value and the observed value is greater than or equal to a predetermined value, that is, when there is no reference value close to the observed value, the mobile terminal transmits to the position fingerprint providing device. On the other hand, a request signal for requesting the reference value again may be transmitted.

以上のように、位置指紋提供装置は、全参照情報（参照位置及びその対応する参照値の情報）のうち、一部の参照位置に対応するもののみを移動体端末へ通知する。そして、移動体端末は、その通知された参照情報のみを記憶し、その記憶された情報のみを用いてフィンガープリント測位を実行するため、少ない記憶容量と演算量とで、高精度な測位を実行することが可能となる。   As described above, the position fingerprint providing apparatus notifies the mobile terminal of only all of the reference information (reference position and corresponding reference value information) corresponding to a part of the reference positions. Since the mobile terminal stores only the notified reference information and performs fingerprint positioning using only the stored information, the mobile terminal performs high-precision positioning with a small storage capacity and calculation amount. It becomes possible to do.

Claims (20)

位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、前記複数の通信装置を含むネットワークにおいて記憶された、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、自らの位置を判定する前記移動体端末であって、
前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかから取得する取得手段と、
取得した前記地理的領域に対応する前記参照値と、前記移動体端末における前記観測値とを比較して前記移動体端末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移動体端末。 Observation values at mobile terminals of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed, and each of the plurality of communication devices at each of a plurality of reference positions stored in a network including the plurality of communication devices Compared with a reference value that is an observed value or predicted value of a radio signal of the mobile terminal for determining its position,
Obtaining means for obtaining the reference value corresponding to a geographical area including a position where the mobile terminal is present from at least one of the plurality of communication devices;
Determination means for comparing the acquired reference value corresponding to the geographical area and the observed value at the mobile terminal to determine the position of the mobile terminal;
A mobile terminal characterized by comprising: 前記取得手段は、前記複数の通信装置の少なくともいずれかがブロードキャストしている前記参照値を、前記地理的領域に対応する前記参照値として取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体端末。 The acquisition means acquires the reference value broadcasted by at least one of the plurality of communication devices as the reference value corresponding to the geographical area.
The mobile terminal according to claim 1. 前記取得手段は、前記複数の通信装置の少なくともいずれかに対して要求信号を送信することにより、前記地理的領域に対応する前記参照値を取得する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動体端末。 The acquisition means acquires the reference value corresponding to the geographic region by transmitting a request signal to at least one of the plurality of communication devices.
The mobile terminal according to claim 1 or 2, characterized in that 前記取得手段は、判定された前記移動体端末の位置を前記要求信号に含め、前記地理的領域に対応する前記参照値を前記複数の通信装置の少なくともいずれかから取得する、
ことを特徴とする請求項３に記載の移動体端末。 The acquisition means includes the determined position of the mobile terminal in the request signal, and acquires the reference value corresponding to the geographical area from at least one of the plurality of communication devices.
The mobile terminal according to claim 3. 判定された前記移動体端末の位置に基づいて、前記移動体端末の移動速度を推定する推定手段をさらに有し、
前記取得手段は、前記移動速度を前記要求信号に含め、前記移動体端末の位置と前記移動速度に応じた前記地理的領域に対応する前記参照値を前記複数の通信装置の少なくともいずれかから取得する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の移動体端末。 Further comprising estimation means for estimating a moving speed of the mobile terminal based on the determined position of the mobile terminal;
The acquisition means includes the moving speed in the request signal, and acquires the reference value corresponding to the geographical area corresponding to the position of the mobile terminal and the moving speed from at least one of the plurality of communication devices. To
The mobile terminal according to claim 3 or 4, characterized by the above-mentioned. 前記推定手段は、さらに、判定された前記移動体端末の位置に基づいて、前記移動体端末の移動方向を推定し、
前記取得手段は、前記移動方向をさらに前記要求信号に含め、前記移動体端末の位置と前記移動速度と前記移動方向とに応じた前記地理的領域に対応する前記参照値を前記複数の通信装置の少なくともいずれかから取得する、
ことを特徴とする請求項５に記載の移動体端末。 The estimating means further estimates a moving direction of the mobile terminal based on the determined position of the mobile terminal,
The acquisition means further includes the movement direction in the request signal, and the reference values corresponding to the geographical area according to the position of the mobile terminal, the movement speed, and the movement direction are the plurality of communication devices. From at least one of the
The mobile terminal according to claim 5. 位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、前記移動体端末が自らの位置を判定するシステムにおける装置であって、
複数の前記参照値を記憶する記憶手段と、
前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、複数の前記参照値から選択する選択手段と、
選択された前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかを介して、前記移動体端末へ通知する通知手段と、
を有することを特徴とする装置。 Observed values at a mobile terminal of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed, and reference values that are observed values or predicted values of radio signals from the plurality of communication devices at a plurality of reference positions, respectively. And a device in a system in which the mobile terminal determines its position,
Storage means for storing a plurality of the reference values;
Selection means for selecting the reference value corresponding to a geographical area including a position where the mobile terminal exists from a plurality of the reference values;
Notification means for notifying the mobile terminal of the selected reference value via at least one of the plurality of communication devices;
A device characterized by comprising: 前記選択手段は、前記複数の通信装置の少なくともいずれかを介して前記移動体端末から、前記移動体端末の位置を取得した場合、当該移動体端末の位置に基づいて、前記地理的領域を特定し、当該地理的領域に対応する前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項７に記載の装置。 When the selection unit acquires the position of the mobile terminal from the mobile terminal via at least one of the plurality of communication devices, the selection unit specifies the geographical area based on the position of the mobile terminal. And selecting the reference value corresponding to the geographical area,
The apparatus according to claim 7. 前記移動体端末の位置の時間変化に基づいて、前記移動体端末の移動速度を推定する推定手段をさらに有し、
前記選択手段は、前記移動体端末の位置と前記移動速度に基づいて、前記地理的領域を特定し、当該地理的領域に対応する前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項８に記載の装置。 Further comprising estimation means for estimating a moving speed of the mobile terminal based on a time change of the position of the mobile terminal;
The selection means specifies the geographical area based on the position of the mobile terminal and the moving speed, and selects the reference value corresponding to the geographical area.
The apparatus according to claim 8. 前記推定手段は、さらに、前記移動体端末の位置の時間変化に基づいて、前記移動体端末の移動方向を推定し、
前記選択手段は、前記移動体端末の位置と前記移動速度と前記移動方向とに基づいて、前記地理的領域を特定し、当該地理的領域に対応する前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。 The estimating means further estimates a moving direction of the mobile terminal based on a temporal change in the position of the mobile terminal,
The selection means specifies the geographical area based on the position of the mobile terminal, the moving speed, and the moving direction, and selects the reference value corresponding to the geographical area.
The apparatus according to claim 9. 前記選択手段は、前記複数の通信装置の少なくともいずれかを介して前記移動体端末から、さらに、前記移動体端末の移動速度を取得し、前記移動体端末の位置と前記移動速度に基づいて、前記地理的領域を特定し、当該地理的領域に対応する前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項８に記載の装置。 The selection means further obtains the moving speed of the mobile terminal from the mobile terminal via at least one of the plurality of communication devices, and based on the position of the mobile terminal and the moving speed, Identifying the geographic region and selecting the reference value corresponding to the geographic region;
The apparatus according to claim 8. 前記選択手段は、前記複数の通信装置の少なくともいずれかを介して前記移動体端末から、さらに、前記移動体端末の移動方向を取得し、前記移動体端末の位置と前記移動速度と前記移動方向とに基づいて、前記地理的領域を特定し、当該地理的領域に対応する前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。 The selection means further obtains the moving direction of the mobile terminal from the mobile terminal via at least one of the plurality of communication devices, and the position of the mobile terminal, the moving speed, and the moving direction And identifying the geographical region and selecting the reference value corresponding to the geographical region.
The apparatus according to claim 11. 前記選択手段は、前記複数の通信装置の少なくともいずれかから、前記移動体端末における前記無線信号の観測値を取得し、前記観測値に基づいて、前記地理的領域を特定し、当該地理的領域に対応する前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項７に記載の装置。 The selection unit acquires an observation value of the radio signal in the mobile terminal from at least one of the plurality of communication devices, specifies the geographical region based on the observation value, and determines the geographical region. Select the reference value corresponding to
The apparatus according to claim 7. 前記選択手段は、前記移動体端末が、所定の通信装置と通信したかに応じて、前記地理的領域を特定し、当該地理的領域に対応する前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項７から１３のいずれか１項に記載の装置。 The selecting means specifies the geographical area according to whether the mobile terminal communicates with a predetermined communication device, and selects the reference value corresponding to the geographical area.
14. Apparatus according to any one of claims 7 to 13, characterized in that 前記選択手段は、前記複数の通信装置に含まれる１つの通信装置から、当該１つの通信装置の位置の情報を取得した場合、当該１つの通信装置の位置に基づいて、当該１つの通信装置がブロードキャストすべき前記参照値を選択する、
ことを特徴とする請求項７から１４のいずれか１項に記載の装置。 When the selection unit acquires information on the position of the one communication device from one communication device included in the plurality of communication devices, the one communication device is configured based on the position of the one communication device. Selecting the reference value to be broadcast;
15. An apparatus according to any one of claims 7 to 14, characterized in that 前記装置は、前記複数の通信装置における１つの通信装置の内部に備えられる、
ことを特徴とする請求項７から１５のいずれか１項に記載の装置。 The device is provided inside one communication device in the plurality of communication devices.
An apparatus according to any one of claims 7 to 15, characterized in that 位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、前記複数の通信装置を含むネットワークにおいて記憶された、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、自らの位置を判定する前記移動体端末の制御方法であって、
取得手段が、前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかから取得する取得工程と、
判定手段が、取得した前記地理的領域に対応する前記参照値と、前記移動体端末における前記観測値とを比較して前記移動体端末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制御方法。 Observation values at mobile terminals of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed, and each of the plurality of communication devices at each of a plurality of reference positions stored in a network including the plurality of communication devices A method of controlling the mobile terminal for determining a position of the mobile terminal by comparing a reference value that is an observed value or a predicted value of a radio signal of
An acquisition step in which an acquisition unit acquires the reference value corresponding to a geographical area including a position where the mobile terminal is present from at least one of the plurality of communication devices;
A determination step in which a determination unit determines the position of the mobile terminal by comparing the acquired reference value corresponding to the acquired geographical area and the observed value in the mobile terminal;
A control method characterized by comprising: 位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、前記移動体端末が自らの位置を判定するシステムにおける、複数の前記参照値を記憶する記憶手段を有する装置の制御方法であって、
選択手段が、前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、複数の前記参照値から選択する選択工程と、
通知手段が、選択された前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかを介して、前記移動体端末へ通知する通知工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 Observed values at a mobile terminal of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed, and reference values that are observed values or predicted values of radio signals from the plurality of communication devices at a plurality of reference positions, respectively. And a method for controlling an apparatus having a storage means for storing a plurality of the reference values in a system in which the mobile terminal determines its own position,
A selection step, wherein the selection means selects the reference value corresponding to a geographical area including a position where the mobile terminal exists from a plurality of the reference values;
A notification step of notifying the mobile terminal of the selected reference value via at least one of the plurality of communication devices;
A control method characterized by comprising: 位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、前記複数の通信装置を含むネットワークにおいて記憶された、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、自らの位置を判定する前記移動体端末に備えられたコンピュータに、
前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかから取得する取得工程と、
取得した前記地理的領域に対応する前記参照値と、前記移動体端末における前記観測値とを比較して前記移動体端末の位置を判定する判定工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。 Observation values at mobile terminals of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed, and each of the plurality of communication devices at each of a plurality of reference positions stored in a network including the plurality of communication devices Compared with a reference value that is an observed value or a predicted value of a radio signal of the computer, the computer provided in the mobile terminal to determine its position,
An acquisition step of acquiring the reference value corresponding to a geographical area including a position where the mobile terminal is present from at least one of the plurality of communication devices;
A determination step of determining the position of the mobile terminal by comparing the acquired reference value corresponding to the acquired geographical area and the observed value in the mobile terminal;
A program characterized by having executed. 位置が固定された複数の通信装置からの無線信号の移動体端末における観測値と、複数の参照位置のそれぞれ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観測値または予測値である参照値とを比較して、前記移動体端末が自らの位置を判定するシステムにおける、複数の前記参照値を記憶する記憶手段を有する装置に備えられたコンピュータに、
前記移動体端末が存在する位置を含む地理的領域に対応する前記参照値を、複数の前記参照値から選択する選択工程と、
選択された前記参照値を、前記複数の通信装置の少なくともいずれかを介して、前記移動体端末へ通知する通知工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。 Observed values at a mobile terminal of radio signals from a plurality of communication devices whose positions are fixed, and reference values that are observed values or predicted values of radio signals from the plurality of communication devices at a plurality of reference positions, respectively. In the system in which the mobile terminal determines its own position, a computer provided in an apparatus having storage means for storing a plurality of the reference values,
A selection step of selecting the reference value corresponding to a geographical area including a position where the mobile terminal exists from a plurality of the reference values;
A notification step of notifying the mobile terminal of the selected reference value via at least one of the plurality of communication devices;
A program characterized by having executed.
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