JP2017216567A - ビーコン装置、該ビーコン装置を用いた方向推定方法、位置推定方法及び通信端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信端末装置の方向や位置を高い精度で容易に推定することを可能にするビーコン装置を提供することである。【解決手段】所定の無線通信によりビーコン信号を発信するビーコン装置であって、１８０度ハイブリッドユニット１１と、９０度ハイブリッドユニット１２と、前記１８０度ハイブリッドユニットの２つの入力端子に第１信号及び第２信号を供給する信号供給部１３ａ、１３ｂと、前記９０度ハイブリッドユニットの２つの入力端子に第３信号及び第４信号を供給する信号供給部１３ｃ、１３ｄと、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃと、前記１８０度ハイブリッドユニットの２つの出力端子を前記第１アンテナ及び第２アンテナに結合する結合部及１５ａ、１４と、前記９０度ハイブリッドユニットの２つの出力端子を前記第２アンテナ及び第３アンテナに結合する結合部１４、１５ｂと有する構成となる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ブルートゥース（登録商標：以下同様）・ロー・エナジーの規格に従った近距離無線通信等の所定の無線通信によりビーコン信号を発信するビーコン装置、前記ビーコン信号を受信する通信端末装置の前記ビーコン装置から見た方向を推定する方向推定方法、前記受信装置の位置を推定する位置推定方法、及び前記ビーコン装置と無線通信を行って前記方向推定方法に従って前記ビーコン装置から見た方向を推定する通信端末装置及び前記ビーコン装置と無線通信を行って前記位置推定方法に従って位置を推定する通信端末装置に関する。

無線信号を用いた位置検出方法として、GPSに代表されるGNSS（全地球航法衛星システム）が広く利用されているが、この方法によると、衛星からの信号を受信できない屋内では位置検出を行うことができない。屋内における無線信号による位置検出システムとして、無線ビーコン信号送信装置を多数配置した位置検出方法が検討されている。例えば、非特許文献１には、受信信号強度（RSSI）を用いた方法について述べられている。この方法は、３か所以上のビーコン信号送信装置から発せられた信号のRSSIが観測され、強度のみに基づいて位置推定が行われる。しかし、実際の屋内環境ではマルチパス波が存在するため、信号強度は必ずしも距離に従って減衰するとは限らない。そのため、RSSIのみに基づいて位置推定を行う場合は推定精度が大きく劣化するという問題が発生する。

RSSIに依らない第一の位置推定方法として、広帯域の信号を利用する方法が知られている。これは、ビーコンから広帯域の信号を送信し、その到達時間を観測することで各ビーコンからの伝搬距離を計算する。全ビーコンの位置が既知であれば受信機は自らの位置を計算することが可能である。しかし、屋内等の短距離かつマルチパス環境では正確な伝搬距離を求めることが困難であり、またパルス幅を短くする必要があるため広い周波数帯域が必要になる。

RSSIに依らない第二の位置推定方法として、電波の伝搬方向情報を利用する方法が知られている。受信機はビーコンから発せられる信号の到来方向を推定する。複数のビーコンの位置が既知であれば、三角法によってビーコンとの相対位置を計算できる。ここで、受信機において到来方向推定を行うためには、受信機は、アレーアンテナを用いて観測された信号から到来波の方向を解析する必要がある。そのような信号の到来方向を求めるアルゴリズムとして、非特許文献２にて開示されているMUSIC(MUltiple SIgnal Classification) 法と呼ばれる方法が用いられる。

S. Maddio, A. Cidronal, and G. Manes, "RSSI/DOA based positioning systems for wireless sensor network," in New Approach of Indoor and Outdoor Localization Systems, 2012 R. Schmidt, "Multiple emitter location and signal parameter estimation," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 34, Issue 3, pp. 276 - 280, Mar. 1986.

上述したRSSIに依らない第一の位置推定方法では、距離を高精度に測定する必要があり、高精度な距離測定のためには広い周波数帯域の使用が必要になるという問題が生じる。また、上述した第二の位置推定方法では、受信機はアレーアンテナを具備する必要があるため、受信機が移動端末の場合は端末の形状が大型化するという問題がある。また、全ての受信アンテナで観測される信号の位相情報が必要になるため、受信機は位相情報を観測可能なものとしなければならない。

そこで、本発明は、上述したことに鑑みてなされたものであり、通信端末装置（受信機）の方向や位置を高い精度で容易に推定することを可能にするビーコン装置を提供するものである。また、本発明は、そのようなビーコン装置を用いた前記通信端末装置の方向推定方法及び前記通信端末装置の位置推定方法、更に、前記方向推定方法に従って方向の推定を行う、また、前記位置推定方法に従って位置の推定を行う、通信端末装置を提供するものである。

本発明に係るビーコン装置は、所定の無線通信によりビーコン信号を発信するビーコン装置であって、第１入力端子及び第２入力端子と、第１出力端子及び第２出力端子とを有し、前記第１入寮端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた同じ位相の２つの信号を前記第１出力端子及び前記第２出力端子から出力し、前記第２入力端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた互いに位相が１８０度異なる２つの信号を前記第１出力端子及び前記第２出力端子から出力する１８０度ハイブリッドユニットと、第１入力端子及び第２入力端子と、第１出力端子及び第２出力端子とを有し、前記第１入力端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた信号を前記第１出力端子から出力するとともに、前記第１出力端子から出力される信号に対して９０度位相の異なる信号を前記第２出力端子から出力し、前記第２入力端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた信号を前記第２出力端子から出力するとともに、前記第２出力端子から出力される信号に対して９０度位相の異なる信号を前記第１出力端子から出力する９０度ハイブリッドユニットと、前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第１入力端子に第１信号を供給する第１信号供給部と、前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第２入力端子に第２信号を供給する第２信号供給部と、前記９０度ハイブリッドユニットの前記第１入力端子に第３信号を供給する第３信号供給部と、前記９０度ハイブリッドユニットの前記第２入力端子に第４信号を供給する第４信号供給部と、第１アンテナ、第２アンテナ及び第３アンテナと、前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第１出力端子を前記第１アンテナに結合する第１結合部と、前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第２出力端子を前記第２アンテナに結合する第２結合部と、前記９０度ハイブリッドユニットの前記第１出力端子を前記第２アンテナに結合する第３結合部と、前記９０度ハイブリッドユニットの前記第２出力端子を前記第３アンテナに結合する第４結合部とを有し、前記第１信号供給部が前記第１信号を供給しているときに、当該第１信号に基づいた信号を前記第１アンテナ及び前記第２アンテナから前記ビーコン信号として発信し、前記第２信号供給部が前記第２信号を供給しているときに、当該第２信号に基づいた信号を前記第１アンテナ及び前記第２アンテナから前記ビーコン信号として発信し、前記第３信号供給部が前記第３信号を供給しているときに、当該第３信号に基づいた信号を前記第２アンテナ及び前記第３アンテナから前記ビーコン信号として発信し、前記第４信号供給部が前記第４信号を供給しているときに、当該第４信号に基づいた信号を前記第２アンテナ及び前記第３アンテナから前記ビーコン信号として発信する構成となる。

本発明に係る方向推定方法は、前記ビーコン装置から発信される前記ビーコン信号を前記無線通信により受信する通信端末装置の前記ビーコン装置から見た方向を推定する方向推定方法であって、前記ビーコン装置の第１アンテナ、第２アンテナ及び第３アンテナのそれぞれから発信され、前記通信端末装置にて受信されるビーコン信号から、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号それぞれの受信強度を取得するステップと、前記ビーコン装置の前記第１アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第２アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第３アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネルにて記述される３×３の相関行列を、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号の受信強度に基づいて計算するステップと、得られた相関行列に基づいて前記ビーコン装置から見た前記通信端末装置の方向を推定方向として演算するステップとを有する構成となる。

また、本発明に係る位置推定方法は、複数の前記ビーコン装置のそれぞれから発信される前記ビーコン信号を前記所定の無線通信により受信する通信端末装置の位置を推定する位置推定方法であって、前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向を前述した方向推定方法に従って得るステップと、前記複数のビーコン装置それぞれの位置を取得するステップと、前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向と、前記複数のビーコン装置それぞれの位置とに基づいて前記通信端末の位置を演算するステップとを有する構成となる。

また、本発明に係る通信端末装置は、前記ビーコン装置から発信される前記ビーコン信号を前記無線通信により受信する通信端末装置であって、前記ビーコン装置の第１アンテナ、第２アンテナ及び第３アンテナのそれぞれから発信され、前記通信端末装置にて受信されるビーコン信号から、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号それぞれの受信強度を取得する手段と、前記ビーコン装置の前記第１アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第２アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第３アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネルにて記述される３×３の相関行列を、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号の受信強度に基づいて計算する手段と、得られた相関行列に基づいて前記ビーコン装置から見た前記通信端末装置の方向を推定方向として演算する手段とを有する構成となる。

更に、本発明に係る通信端末装置は、複数の前記ビーコン装置のそれぞれから発信される前記ビーコン信号を前記所定の無線通信により受信する通信端末装置であって、前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向を前記方向推定方法に従って得る手段と、前記複数のビーコン装置それぞれの位置を取得する手段と、前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向と、前記複数のビーコン装置それぞれの位置とに基づいて前記通信端末の位置を演算する手段とを有する構成となる。

以上説明したように本発明によれば、３つのアンテナを用いたビーコン装置を利用することによって、通信端末装置（受信機）の方向や位置を高い精度で容易に推定することができる。

本発明の第１の実施形態に係るビーコン装置を含むシステムの基本的な構成を示す図である。 図１に示すシステムを利用した方向推定実験環境を示す平面図である。 方向推定実験の結果を示す累積確率分布を表すグラフ図である。 本発明の第２の実施形態に係るビーコン装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るビーコン装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の一形態に係るビーコン装置を含む基本的なシステムの構成を示す。

図１において、このシステムは、基本的に、ビーコン装置１０と、ビーコン装置１０から発信されるビーコン信号を受信することのできる携帯通信端末装置２０（例えば、スマートフォン）とから構成されている。ビーコン装置１０は、ブルートゥース・ロー・エナジー（以下、適宜ＢＬＥという）の規格に従った近距離無線通信により後述するようなビーコン信号を発信（放送）する。このビーコン装置１０は、ペリフェラル側機器（スレーブ側機器）として機能し、アドバタイジングにおいてビーコン信号を発信する。携帯通信端末装置２０は、ＢＬＥ通信ユニットを備えており、このＢＬＥ通信ユニットは、ＢＬＥで規定されるセントラル側機器（マスター側機器）として機能し、ビーコン装置１０から前記アドバタイジングにおいて放送されるビーコン信号を受信することができる。

ビーコン装置１０は、１８０度ハイブリッド素子（１８０度ハブリッドユニット）１１、９０度ハイブリッド素子（９０度ハイブリッドユニット）１２、第１信号発生部１３ａ、第２信号発生部１３ｂ、第３信号発生部１３ｃ、第４信号発生部１３ｄ、合成器１４、第１減衰器１５ａ、第２減衰器１５ｂ、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃを有している。１８０度ハイブリッド素子１１は、第１入力端子NI1及び第２入力端子IN2と、第１出力端子OUT1及び第２出力端子OUT2とを有している。この１８０度ハイブリッド素子１１は、第１入力端子IN1に信号が入力したときに、該信号に基づいた同じ位相の２つの信号を第１出力端子OUT１及び第２出力端子OUT2から出力し、第２入力端子IN2に信号が入力したときに、該信号に基づいた互いに位相が１８０度異なる２つの信号を第１出力端子OUT1及び第２出力端子OUT2から出力する。９０度ハイブリッド素子１２は、第１入力端子IN1及び第２入力端子IN2と、第１出力端子OUT1及び第２出力端子OUT2とを有している。この９０度ハイブリッド素子１２は、第１入力端子IN1に信号が入力したときに、該信号に基づいた信号を第１出力端子OUT1から出力するとともに、前記信号に基づいた第１出力端子OUT1の出力信号に対して９０度位相の遅れた（異なる）信号を第２出力端子OUT2から出力する。また、この９０度ハイブリッド素子１２は、第２入力端子IN2に信号が入力したときに、該信号に基づいた信号を第２出力端子OUT2から出力するとともに、前記信号に基づいた第２出力端子OUT2の出力信号に対して９０度位相の遅れた（異なる）信号を第１出力端子OUT1から出力する。

第１信号発生器１３ａ（第１信号供給部）は、１８０度ハイブリッド素子１１の第１入力端子IN1に接続され、所定の情報（例えば、識別情報）を含む第１信号Ｓ1を出力する。第２信号発生器１３ｂ（第２信号供給部）は、１８０度ハイブリッド素子１１の第２入力端子IN2に接続され、所定の情報（例えば、識別情報）を含む第２信号Ｓ2を出力する。第３信号発生器１３ｃ（第３信号供給部）は、９０度ハイブリッド素子１２の第１入力端子IN1に接続され、所定の情報（例えば、識別情報）を含む第３信号Ｓ3を出力する。第４信号発生器１３ｄ（第４信号供給部）は、９０度ハイブリッド素子１２の第２入力端子IN2に接続され、所定の情報（例えば、識別情報）を含む第４信号Ｓ4を出力する。１８０度ハイブリッド素子１１の第１出力端子OUT1は、第１減衰器１５ａ（第１結合部）を介して第１アンテナ１６ａに接続されている。１８０度ハイブリッド素子１１の第２出力端子OUT2及び９０度ハイブリッド素子１２の第１出力端子OUT1は、合成器１４（第２結合部、第３結合部）の入力端子に接続され、その合成器１４の出力端子が第２アンテナ１６ｂに接続されている。また、９０度ハイブリッド素子１２の第２出力端子OUT2は、第２減衰器１５ｂ（第４結合部）を介して第３アンテナ１６ｃに接続されている。第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃは、送信される電波の０．５波長程度の等間隔ｄで直線状に配列されたリニアアレイアンテナを構成している。

合成器１４として、２つの信号を、例えば、３dBの挿入損をもって等振幅で合成可能なものが考えられ、例えば、ウィルキンソンカプラやハイブリッドカプラを用いることができる。更に、各減衰器１５ａ、１５ｂの減衰量は、合成器１４の挿入損に対応した量に設定される。なお、合成器１４は非対称な不等合成を行うものであってもよい。その場合、１８０度ハイブリッド１１の第１出力端子OUT1からの信号及び第２出力端子OUT2からの信号が第１アンテナ１６ａ及び第２アンテナ１６ｂに等しい電力で供給されるように第１減衰器１５ａが調整される。また、同時に、９０度ハイブリッド１２の第１出力端子OUT1からの信号及び第２出力信号OUT2からの信号が第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃに等しい電力で供給されるように第２減衰器１５ｂが調整される。

第１信号発生器１３ａ、第２信号発生器１３ｂ、第３信号発生器１３ｃ及び第４信号発生器１３ｄは、制御部（図示略）による制御のもと、所定の時間間隔で、第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4を順次サイクリックに切換え出力する。第１信号発生器１３ａが第１信号Ｓ1を出力している期間（第１信号Ｓ1が１８０度ハイブリッド素子１１の第１入力端子IN1に供給される期間）では、１８０度ハイブリッド素子１１の第１出力端子OUT1と第２出力端子OUT2から第１信号Ｓ1に基づいた同じ位相の信号（Ｓ1）が出力される。そして、１８０度ハイブリッド素子１１の第１出力端子OUT1から出力される信号（Ｓ1）が第１減衰器１５ａを介して第１アンテナ１６ａに供給されるとともに、１８０度ハイブリッド素子１１の第２出力端子OUT2から出力される信号（Ｓ1）が合成器１４を介して第２アンテナ１６ｂに供給される。その結果、第１アンテナ１６ａ及び第２アンテナ１６ｂから第１信号Ｓ1に基づいた同じ位相の信号（Ｓ1）がビーコン信号として発信される。

第２信号発生器１３ｂが第２信号Ｓ2を出力している期間（第２信号Ｓ2が１８０度ハイブリッド素子１１の第２入力端子IN2に供給される期間）では、１８０度ハイブリッド素子１１の第１出力端子OUT1と第２出力端子OUT2から第２信号Ｓ2に基づいた互いに位相が１８０度異なる信号（Ｓ2）、（−Ｓ2）が出力される。そして、１８０度ハイブリッド素子１１の第１出力端子OUT1から出力される信号（例えば、Ｓ2）が第１減衰器１５ａを介して第１アンテナ１６ａに供給されるとともに、１８０度ハイブリッド素子１１の第２出力端子OUT2から出力される信号（例えば、−Ｓ2）が合成器１４を介して第２アンテナ１６ｂに供給される。その結果、第１アンテナ１６ａ及び第２アンテナ１６ｂから第２信号Ｓ2に基づいた相互に位相が１８０度異なる信号（Ｓ2）、（−Ｓ2）がビーコン信号として発信される。

第３信号発生器１３ｃが第３信号Ｓ3を出力している期間（第３信号Ｓ3が９０度ハイブリッド素子１２の第１入力端子IN1に供給される期間）では、９０度ハイブリッド素子１２の第１出力端子OUT1から第３信号Ｓ3に基づいた信号（Ｓ3）が出力されるとともに、９０度ハイブリッド素子１２の第２出力端子OUT2から前記信号（Ｓ3）に対して位相が９０度遅れた信号（ｊＳ3）が出力される。そして、９０度ハイブリッド素子１２の第１出力端子OUT1から出力される信号（Ｓ3）が合成器１４を介して第２アンテナ１６ｂに供給されるとともに、９０度ハイブリッド素子１２の第２出力端子OUT2から出力される信号（ｊＳ3）が第２減衰器１５ｂを介して第３アンテナ１６ｃに供給される。その結果、第２アンテナ１６ｂから第３信号Ｓ3に基づいた信号（Ｓ3）がビーコン信号として発信されるとともに、第３アンテナ１６ｃから前記信号（Ｓ3）に対して位相が９０度遅れた信号（ｊＳ3）がビーコン信号として発信される。

第４信号発生器１３ｄが第４信号Ｓ4を出力している期間（第４信号Ｓ4が９０度ハイブリッド素子１２の第２入力端子IN2に供給される期間）では、９０度ハイブリッド素子１２の第２出力端子OUT2から第４信号Ｓ4に基づいた信号（Ｓ4）が出力されるとともに、９０度ハイブリッド素子１２の第１出力端子OUT1から前記信号（Ｓ4）に対して位相が９０度遅れた信号（ｊＳ4）が出力される。そして、９０度ハイブリッド素子１２の第１出力端子OUT1から出力される信号（ｊＳ4）が合成器１４を介して第２アンテナ１６に供給されるとともに、９０度ハイブリッド素子１２の第２出力端子OUT2から出力される信号（Ｓ4）が第２減衰器１５ｂを介して第３アンテナ１６ｃに供給される。その結果、第３アンテナ１６ｃから第４信号Ｓ4に基づいた信号（Ｓ4）がビーコン信号として発信されるとともに、第２アンテナ１６ｂから前記信号（Ｓ4）に対して位相が９０度遅れた信号（ｊＳ4）がビーコン信号として発信される。

携帯通信端末装置２０は、ビーコン装置１０からビーコン信号として発信される第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4のそれぞれに基づいた信号を受信する。そして、携帯通信端末装置２０は、受信したビーコン信号から第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4についての受信強度情報（RSSI：Received Signal Strength Indication）を独立に測定する機能を備えている。携帯通信端末装置２０は、ビーコン装置１０から十分に離れた位置に存在しており、ビーコン装置１０の３つのアンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃから見て略同じ方向に位置しているとみなせるものとする。

上述したようなシステムにおいて、前記ビーコン信号を受信する携帯通信端末装置２０は、ビーコン装置１０から見た携帯通信端末装置２０の方向θを推定することができる。この方向θの推定に係る処理について以下説明する。

第１アンテナ１６ａと携帯通信端末装置２０の受信アンテナとの間の複素伝搬チャネルをｈ１、第２アンテナ１６ｂと携帯通信端末装置２０の受信アンテナとの間の複素伝搬チャネルをｈ２、第３アンテナ１６ｃと携帯通信端末装置２０の受信アンテナとの間の複素伝搬チャネルをｈ３とし、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃで構成されるアレーアンテナのブロードサイド方向を基準として角度θの位置に携帯通信端末装置２０が存在するものとする。

前記伝搬チャネルはまとめて、

と表記することができる。この伝搬チャネルを用いて相関行列、

を計算することがきる。ここで、記号Ｈは複素共役転置、記号＊は複素共役、この相関行列の対角項は実数、非対角項は通常は複素数となる。相関行列が分かればビーコン装置１０に対する携帯通信端末装置２０の方向を推定することができる。この方向推定アルゴリズムについては後述する。しかし、携帯通信端末装置２０（受信機）では、ＲＳＳＩのみを観測するため、（１）式の伝搬チャネルを直接観測することはない。そこで近似的に（２）式の相関行列を推定する方法について述べる。

（１）式の伝搬チャネルを用いると、携帯通信端末装置２０で測定される各信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4の振幅｜ｙ1｜、｜ｙ2｜、|ｙ3｜、｜ｙ4｜は、

と書くことができる。ここで、ｊは虚数単位、｜｜は絶対値を表す。以下説明を簡単にするため、

とし、見かけの伝搬チャネルの振幅を、

と定義する。すると、

と書くことができる。ここで＊は複素共役を表す。

次に（１１）式と（１２）式の差を考えると、

と計算することができる。ここで、

は複素数xの実部を意味し、αは複素数

の偏角である。

（１１）式と（１２）式の和を考えると、

の関係式が得られる。これは相加相乗平均の関係式と呼ばれ、等号が成立するのは

の場合である。

ここで、

の関係について考えると、図１に示す通り３つの送信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃから見て携帯通信端末装置２０の受信アンテナは十分遠方に存在し、チャネルの振幅は等しいものと仮定することができる。その場合、（１６）式の等号が成立するため、（１５）式に代入すると、

のように求めることができる。つまり、

となる。ここで、

である。なお、（１８）式はαの符号が不定であるため２通りの解を導く。

次に、（１３）式と（１４）式の差を考えると、

と計算することができる。ここで、

は複素数xの虚部を意味し、βは複素数

の偏角である。

（１３）式と（１４）式の和を考えると、(１６)式と同様に、

の関係式が得られる。

と

もほぼ等しいと考えられるので、等号が成立すると考えられる。その場合、（２０）式の等号が成立するため、（１９）式に代入すると、

のように２通りの解が求められる。つまり、βを用いて、

と書くことができる。ここで、

である。β が２通りの解を有することから（２２）式も２通りの結果を与える。ここで、βの２つの解と（１８）式のαの２つの解とを比較し、αとβの差が最も小さい解の組み合わせを選択する。この理由は次のようになる。

理想的にはｈ１、ｈ２、ｈ３の振幅は全て等しい値になる。これは、３つの送信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃと携帯通信端末装置２０の受信アンテナは十分に離れており、伝搬損は等しいとみなすことができるからである。同様に、送信アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃから見た携帯通信端末装置２０の受信アンテナの方向は全て等しくθである。アンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは等間隔ｄに整列しているため、ｈ１とｈ２との間の位相遅延の差と、ｈ２とｈ３との間の位相遅延の差とは等しくなる。（１８）式に着目すると、αはｈ１とｈ２の位相遅延の差を表していることが分かり、（２２）式のβもｈ２とｈ３の位相遅延の差を表していることが分かる。つまり、αとβは理想的には一致していなければならない。実際には多重波や雑音によって観測したＲＳＳＩに誤差が生じαとβに差異が発生するが、最も近いαとβの組み合わせを選択すればよい。

以上に述べた計算手順により得られた情報をもとに、（２）式に示す相関行列の推定について説明する。

（２）式において、対角項について考えると、これまでに用いたｈ１≒ｈ２≒ｈ３という近似を再度利用すると、

となり、｜ｈ２｜は｜ｈ１｜か｜ｈ２｜のどちらかの値を選択すればよい。あるいはｈ１〜ｈ３の多少のばらつきを考慮するなら、

となるよう平均値を用いてもよい。

次に非対角項について考えると、

が未知数として残っている。これは、

によって計算することができる。（２）式の相関行列は対称であるため、以上の手順によって、全ての要素が求められたことになる。

相関行列を用いた方向推定には様々なアルゴリズムが存在するが、ここでは一例としてMUSIC（Multiple Signal Classification）法を用いた方向推定アルゴリズムについて述べる。

相関行列は、固有値分解によって、

であり、ここで、

であり、diag [ ]は対角行列を表し、

は、それぞれ第１、第２、第３固有ベクトル、

は、それぞれ第１、第２、第３固有値であり、

であるものとする。図１に示すシステムのように１波のみが到来する状況では、λ1は信号を含んだ電力、λ2、λ3は、雑音電力に対応する。MUSIC法では、このような固有ベクトルを用いて、評価式

によって推定する。ここで、

はステアリングベクトルと呼ばれ、ｄはアンテナの間隔、λは波長である。（３０）式を用い、θ0に様々な値を代入しＰmusicが最大になる方向が信号の出発方向であると判断する。つまり、この場合はθ0＝θのときにＰmusicが最大になる。ここで述べた方法に基づく出発角推定は全て、携帯通信端末装置２０（受信機）にて処理を行うものである。携帯通信端末装置２０は、ビーコン信号を受信可能とするハードウェア以外は特段のハードウェアを用いることなく自らの方向を推定できる。

（１８）式が得られた状態で次の相関行列

を用いて出発角の推定を行うことができる。推定アルゴリズムは例えば前述のMUSICアルゴリズムを用いることができる。この状態角度を推定すると、αが２通り存在するため推定角度も２通り存在し、これらをθＡ１、θＡ２とする。

次に、（２２）式で得られる相関行列

から、方向推定を行い、この場合も解が２通り存在し、推定した方向をθＢ１、θＢ２とする。正しい出発角は一つであるから、（３２）式から求めた結果と、（３３）式から求めた結果で近い値となった角度を正しい出発角として選択する。しかし、実際には選択した２つの解は完全に一致しないため、どちらか一方の解を選択するか、これらの解の平均値を出発角として算出してもよい。 ここで述べた方法に基づく出発角推定も全て、携帯通信端末装置２０（受信機）にて処理を行うものである。携帯通信端末装置２０は、ビーコン信号を受信可能とするハードウェア以外は特段のハードウェアを用いることなく自らの方向を推定できる。

図２は、図１に示すシステムを適用して、屋内環境にて推定実験を行ったその環境を示している。ここで、実験は、周波数２．４７ＧＨｚにて行われており、アンテナ素子間隔ｄは０．５波長、ビーコンアンテナ１６は、３素子（第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ、第３アンテナ１６ｂ）のパッチアンテナである。ビーコンアンテナ１６は部屋中央方向を向くように床面から高さ１ｍの位置に置かれている。また、〇印で示された場所の何れかに端末アンテナ２０ａ（携帯通信端末装置２０）を配置して方向推定実験を行った。端末アンテナ２０ａの床面からの高さは１ｍである。また、送信電力は0 dBmとした。

図３は、上述したような計算方法を用いて出発角θを推定し、その角度誤差の累積確率分布を計算した結果を示している。ここで、角度誤差とは、実際に端末の受信アンテナ（端末アンテナ２０ａ）が存在する方向角と推定した出発角の差異である。また、前述の通り方向推定にはMUSIC法を用いている。本願発明者等が既に提案している手法（特願２０１５−１６５２２５）で得られた累積確率分布Ｑ１では、累積確率分布値が５０％となる角度誤差が５．６６度であったのに対して、上述した本願発明に係る手法にて得られた累積確率分布Ｑ２では、累積確率分布値が５０％となる角度誤差が３．９６度であり、推定誤差角度を３０％（１．７０度）改善することが分かった。

本発明の第２の実施の形態に係るビーコン装置は、図４に示すように構成される。

図４において、このビーコン装置１０は、前述した第１の実施の形態（図１参照）と同様に、１８０度ハイブリッド素子１１、９０度ハイブリッド素子１２、第１信号発生部１３ａ、第２信号発生部１３ｂ、第３信号発生部１３ｃ、第４信号発生部１３ｄ及び第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃ（３つのアンテナ）を有している。第１信号発生部１３ａ、第２信号発生部１３ｂ、第３信号発生部１３ｃ及び第４信号発生部１３ｄは、第１の実施の形態（図１参照）と同様に、制御部（図示略）による制御のもと、所定の時間間隔で、第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4を順次サイクリックに切換え出力する。また、このビーコン装置１０は、第１合成器１４ａ、第２合成器１４ｂ及び第３合成器１４ｃの３つの合成器と、第１終端器１７ａ及び第２終端器１７ｂの２つの終端器とを有している点で、前述した第１の実施の形態（図１参照）に係るビーコン装置とは異なる。

図４において、前述したビーコン装置（第１の実施の形態に係るビーコン装置：図１参照）と同様に、第１信号Ｓ1を出力する第１信号発生器１３ａ及び第２信号Ｓ2を出力する第２信号発生器１３ｂは、それぞれ、１８０度ハイブリッド素子１１の第１入力端子IN1及び第２入力端子IN2に接続され、第３信号Ｓ3を出力する第３信号発生器１３ｃ及び第４信号Ｓ4を出力する第４信号発生器１３ｄは、それぞれ、９０度ハイブリッド素子１２の第１入力端子IN1及び第２入力端子IN2に接続されている。また、前述したビーコン装置（図１参照）と同様に、１８０度ハイブリッド素子１１の第２出力端子OUT2及び９０度ハイブリッド素子１２の第１出力端子OUT1は、第２合成器１４ｂの入力端子に接続され、第２合成器１４ｂ（第２結合器、第３結合器）の出力端子が第２アンテナ１６ｂに接続されている。

このビーコン装置１０では、特に、第１終端器１７ａ及び１８０度ハイブリッド素子１１の第１出力端子OUT1が、第１合成器１４ａ（第１結合器）の入力端子に接続され、第１合成器１４ａの出力端子が第１アンテナ１６ａに接続されている。また、第２終端器１７ｂ及び９０度ハイブリッド１２の第２出力端子OUT2が、第３合成器１４ｃ（第４結合器）の入力端子に接続され、第３合成器１４ｃの出力端子が第３アンテナ１６ｃに接続されている。

このような構成では、第１終端器１７ａが接続される第１合成器１４ａの出力信号は、１８０度ハイブリッド素子１１の第１出力端子OUT1から出力される信号と実質的に同じである。また、第２終端器１７ｂが接続される第３合成器１４ｃの出力信号は、９０度ハイブリッド素子１２の第２出力端子OUT2から出力される信号と実質的に同じである。従って、第１信号発生器１３ａが第１信号Ｓ1を出力している期間、第２信号発生器１３ｂが第２信号Ｓ2を出力している期間、第３信号発生器１３ｃが第３信号Ｓ3を出力している期間、及び第４信号発生器１３ｄが第４信号Ｓ4を出力している期間のそれぞれの期間において、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃから、第１の実施の形態（図１参照）の場合と同様の、第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4のそれぞれに基づいたビーコン信号が発信される。

このように、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃから第１の実施の形態（図１参照）の場合と同様のビーコン信号が発信されることから、前述したのと同様の手法により、ビーコン信号を受信する携帯通信端末装置２０は、当該携帯通信端末装置２０のビーコン装置１０から見た方向（出発角θ）を推定することがきる。

特に、本発明の第２の実施の形態に係るビーコン装置１０では、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃのそれぞれの直下に特性の等しい第１合成器１４ａ、第２合成器１４ｂ及び第３合成器１４ｃの３つの合成器を配置することによって、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃから放射されるビーコン信号の振幅や位相に誤差が生じにくいという利点が得られる。また、前述した第１の実施の形態の場合（図１参照）、合成器１４の挿入損と各減衰器１５ａ、１５ｂの減衰量を正確に合わせる必要がった。しかし、第２の実施の形態の場合（図４参照）、特性の揃った第１合成器１４ａ、第２合成器１４ｂ及び第３合成器１４ｃの３つの合成器を用いることで、設計、製造時に位相や振幅の調整が不要となり、扱い易いビーコン装置を実現させることができる。

また、第１の実施の形態に係るビーコン装置（図１参照）では、第１減衰器１５ａ、第２減衰器１５ｂの２つの減衰器が用いられていた。各減衰器１５ａ、１５ｂが位相遅延を有する場合には、第２アンテナ１６ｂからのビーコン信号の位相を遅らせる手段を追加する必要がるなど、設計が煩雑になる可能性があるが、上述した第２の実施の形態に係るビーコン装置１０では、そのような不都合はない。

本発明の第３の実施の形態に係るビーコン装置は、図５に示すように構成される。

図５において、このビーコン装置１０は、前述した第１の実施の形態（図１参照）と同様に、１８０度ハイブリッド素子１１、９０度ハイブリッド素子１２、合成器１４、第１減衰器１５ａ、第２減衰器１５ｂの２つの減衰器及び第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃの３つのアンテナを有している。そして、これら１８０度ハイブリッド素子１１、９０度ハイブリッド素子１２、合成器１４、２つの減衰器１５ａ、１５ｂ及び３つのアンテナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、第１の実施の形態の場合（図１参照）と同様に接続されている。

このビーコン装置１０は、４つの個別の信号発生器（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）に代えて、例えば、識別子によって区別される第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4を所定時間間隔で順次サイクリックに切換え出力する単一の信号発生器１８と、信号発生器１８からの信号Ｓを入力し、信号発生器１８の信号Ｓの切り換えに同期して、当該入力信号Ｓを４つの出力端子の１つ１つに順番に振り分けるSP4Tスイッチ１９（スイッチ部）とを有している。具体的には、信号発生器１８が第１信号Ｓ1を出力する期間では、SP4Tスイッチ１９は、その第１信号Ｓ1を１８０度ハイブリッド素子１１の第１入力端子IN1に振り分け、信号発生器１８が第２信号Ｓ2を出力する期間では、SP4Tスイッチ１９は、その第２信号Ｓ2を１８０度ハイブリッド素子１１の第２入力端子IN2に振り分ける。また、信号発生器１８が第３信号Ｓ3を出力する期間では、SP4Tスイッチ１９は、その第３信号Ｓ3を９０度ハイブリッド素子１２の第１入力端子IN1に振り分け、信号発生器１８が第４信号Ｓ4を出力する期間では、SP4Tスイッチ１９は、その第４信号Ｓ4を９０度ハイブリッド素子１２の第２入力端子IN2に振り分ける。このように、信号発生部１８とSP4Tスイッチ１９により、第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4を供給する第１信号供給部、第２信号供給部、第３信号供給部及び第４信号供給部が構成される。

このような構成のビーコン装置１０では、信号発生器１８が第１信号Ｓ1を出力する期間では、その第１信号Ｓ1がSP4Tスイッチ１９を介して１８０度ハイブリッド素子１１の第１入力端子IN1に入力し、信号発生器１８が第２信号Ｓ2を出力する期間では、その第２信号Ｓ2がSP4Ｔスイッチ１９を介して１８０度ハイブリッド素子１１の第２入力端子IN2に入力し、信号発生器１８が第３信号Ｓ3を出力する期間では、その第３信号Ｓ3がSP4Tスイッチ１９を介して９０度ハイブリッド素子１２の第１入力端子IN1に入力し、そして、信号発生器１８が第４信号Ｓ4を出力する期間では、その第４信号Ｓ4がSP4Tスイッチ１９を介して９０度ハイブリッド素子１２の第２入力端子IN2に入力する。このように、１８０度ハイブリッド素子１１の２つの入力端子IN1、IN2及び９０度ハイブリッド素子１２の２つの入力端子IN1、IN2への信号の入力態様は、前述した第１の実施の形態の場合（図１参照）と同じであるので、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃからは、第１の実施の形態（図１参照）の場合と同様に、第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ3及び第４信号Ｓ4のそれぞれに基づいたビーコン信号が発信される。

この第３の実施の形態に係るビーコン装置１０では、信号発生器１８の出力信号の切り換えに同期して、第１アンテナ１６ａ、第２アンテナ１６ｂ及び第３アンテナ１６ｃから第１の実施の形態（図１参照）と同様に切換るビーコン信号が発信される。従って、このようなビーコン信号を受信する携帯通信端末装置２０は、前述したのと同様の手法により、当該携帯通信端末装置２０のビーコン装置１０から見た方向（出発角θ）を推定することがきる。

特に、本発明の第３の実施の形態に係るビーコン装置１０では、単一の信号発生器１８で済むためビーコン装置１０を安価に構成することが可能になる。また、単一の信号発生器１９であるため、信号発生器どうしの信号が干渉し受信不可能になることが避けられるという利点も得られる。更に、信号発生器の個体差により入力端子に入力される信号電力がばらつくことを避けられるという利点も得られる。

それぞれが図１、図４及び図５のいずれかに示す構成となる複数のビーコン装置１０から、前述したように第１信号Ｓ1、第２信号Ｓ2、第３信号Ｓ３及び第４信号Ｓ4に基づいたビーコン信号を受信する携帯通信端末装置２０は、前述した方法に従って推定した各ビーコン装置１０から見た方向（出発角）θと、各ビーコン装置１０の位置とを用いた既知の推定演算手法により、自機（携帯通信端末装置２０）の推定位置を得ることができる。この場合、携帯通信端末装置２０は、各ビーコン装置１０の位置を、ビーコン信号に含められた位置情報により、予め記憶部に格納しておくことにより、インターネット等のネットワークを介した他の機器からの配信により、あるいは、操作者による入力操作により、得ることができる。

以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

１０ ビーコン装置
１１ １８０度ハイブリッド素子
１２ ９０度ハイブリッド素子
１３ａ 第１信号発生器
１３ｂ 第２信号発生器
１３ｃ 第３信号発生器
１３ｄ 第４信号発生器
１４ 合成器
１４ａ 第１合成器
１４ｂ 第２合成器
１４ｃ 第３合成器
１５ａ 第１減衰器
１５ｂ 第２減衰器
１６ａ 第１アンテナ
１６ｂ 第２アンテナ
１６ｃ 第３アンテナ
１７ａ 第１終端器
１７ｂ 第２終端器
１８ 信号発生器
１９ SP4Ｔスイッチ
２０ 携帯通信端末装置

Claims (9)

1. 所定の無線通信によりビーコン信号を発信するビーコン装置であって、
   第１入力端子及び第２入力端子と、第１出力端子及び第２出力端子とを有し、前記第１入寮端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた同じ位相の２つの信号を前記第１出力端子及び前記第２出力端子から出力し、前記第２入力端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた互いに位相が１８０度異なる２つの信号を前記第１出力端子及び前記第２出力端子から出力する１８０度ハイブリッドユニットと、
   第１入力端子及び第２入力端子と、第１出力端子及び第２出力端子とを有し、前記第１入力端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた信号を前記第１出力端子から出力するとともに、前記第１出力端子から出力される信号に対して９０度位相の異なる信号を前記第２出力端子から出力し、前記第２入力端子に信号が入力したときに、該信号に基づいた信号を前記第２出力端子から出力するとともに、前記第２出力端子から出力される信号に対して９０度位相の異なる信号を前記第１出力端子から出力する９０度ハイブリッドユニットと、
   前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第１入力端子に第１信号を供給する第１信号供給部と、
   前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第２入力端子に第２信号を供給する第２信号供給部と、
   前記９０度ハイブリッドユニットの前記第１入力端子に第３信号を供給する第３信号供給部と、
   前記９０度ハイブリッドユニットの前記第２入力端子に第４信号を供給する第４信号供給部と、
   第１アンテナ、第２アンテナ及び第３アンテナと、
   前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第１出力端子を前記第１アンテナに結合する第１結合部と、
   前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第２出力端子を前記第２アンテナに結合する第２結合部と、
   前記９０度ハイブリッドユニットの前記第１出力端子を前記第２アンテナに結合する第３結合部と、
   前記９０度ハイブリッドユニットの前記第２出力端子を前記第３アンテナに結合する第４結合部とを有し、
   前記第１信号供給部が前記第１信号を供給しているときに、当該第１信号に基づいた信号を前記第１アンテナ及び前記第２アンテナから前記ビーコン信号として発信し、
   前記第２信号供給部が前記第２信号を供給しているときに、当該第２信号に基づいた信号を前記第１アンテナ及び前記第２アンテナから前記ビーコン信号として発信し、
   前記第３信号供給部が前記第３信号を供給しているときに、当該第３信号に基づいた信号を前記第２アンテナ及び前記第３アンテナから前記ビーコン信号として発信し、
   前記第４信号供給部が前記第４信号を供給しているときに、当該第４信号に基づいた信号を前記第２アンテナ及び前記第３アンテナから前記ビーコン信号として発信するビーコン装置。
2. 前記第１結合部及び前記第４結合部のそれぞれは、減衰器で構成され、
   前記第２結合部及び前記第３結合部は、共通の合成器で構成される請求項１記載のビーコン装置。
3. 前記第１結合部は、第１終端器と前記１８０度ハイブリッドの前記第２出力端子とを前記第１アンテナに結合させる第１合成器で構成され、
   前記第２結合部及び前記第３結合部は、共通の第２合成器で構成され、
   前記第４結合部は、第２終端器と前記９０度ハイブリッドの前記第１出力端子とを前記第３アンテナに結合させる第３合成器で構成される請求項１記載のビーコン装置。
4. 前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記第３アンテナは、直線状に等間隔に配置されたリニアアレーアンテナを構成する請求項１乃至３のいずれかに記載のビーコン装置。
5. 前記第１信号供給部、前記第２信号供給部、前記第３信号供給部及び前記第４信号供給部は、
   前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号を所定の時間間隔で切換え出力する信号発生部と、
   前記信号発生部から切換え出力される前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号を前記１８０度ハイブリッドユニットの前記第１入力端子、前記第２入力端子、前記９０度ハイブリッドユニットの前記第１入力端子及び前記第２入力端子に振り分けるスイッチ部とによって構成される請求項１乃至４のいずれかに記載のビーコン装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のビーコン装置から発信される前記ビーコン信号を前記無線通信により受信する通信端末装置の前記ビーコン装置から見た方向を推定する方向推定方法であって、
   前記ビーコン装置の第１アンテナ、第２アンテナ及び第３アンテナのそれぞれから発信され、前記通信端末装置にて受信されるビーコン信号から、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号それぞれの受信強度を取得するステップと、
   前記ビーコン装置の前記第１アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第２アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第３アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネルにて記述される３×３の相関行列を、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号の受信強度に基づいて計算するステップと、
   得られた相関行列に基づいて前記ビーコン装置から見た前記通信端末装置の方向を推定方向として演算するステップとを有する方向推定方法。
7. 請求項１乃至５のいずれかに記載の複数のビーコン装置のそれぞれから発信される前記ビーコン信号を前記所定の無線通信により受信する通信端末装置の位置を推定する位置推定方法であって、
   前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向を請求項６に記載の方向推定方法に従って得るステップと、
   前記複数のビーコン装置それぞれの位置を取得するステップと、
   前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向と、前記複数のビーコン装置それぞれの位置とに基づいて前記通信端末の位置を演算するステップとを有する位置推定方法。
8. 請求項１乃至５のいずれかに記載のビーコン装置から発信される前記ビーコン信号を前記無線通信により受信する通信端末装置であって、
   前記ビーコン装置の第１アンテナ、第２アンテナ及び第３アンテナのそれぞれから発信され、前記通信端末装置にて受信されるビーコン信号から、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号それぞれの受信強度を取得する手段と、
   前記ビーコン装置の前記第１アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第２アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネル、前記ビーコン装置の前記第３アンテナと前記通信端末装置の受信アンテナとの間の複素伝搬チャンネルにて記述される３×３の相関行列を、前記第１信号、前記第２信号、前記第３信号及び前記第４信号の受信強度に基づいて計算する手段と、
   得られた相関行列に基づいて前記ビーコン装置から見た前記通信端末装置の方向を推定方向として演算する手段とを有する通信端末装置。
9. 請求項１乃至５のいずれかに記載の複数のビーコン装置のそれぞれから発信される前記ビーコン信号を前記所定の無線通信により受信する通信端末装置であって、
   前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向を請求項６に記載の方向推定方法に従って得る手段と、
   前記複数のビーコン装置それぞれの位置を取得する手段と、
   前記複数のビーコン装置それぞれから見た前記通信端末の方向と、前記複数のビーコン装置それぞれの位置とに基づいて前記通信端末の位置を演算する手段とを有する通信端末装置。

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