JP4870529B2 - Wireless positioning system, base station apparatus, positioning method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、無線測位システム、基地局装置、測位方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a wireless positioning system, a base station apparatus, a positioning method, and a program.
被測位物(移動局装置など)からの測位信号を3つ以上のアクセスポイント装置で受信することで測位を行う無線測位システムが知られている。具体的な例としては、室内に多数のアクセスポイント装置を設置しておき、被測位物からの測位信号をそのうち3つ以上のアクセスポイント装置で受信することにより、該被測位物の室内での位置を測位するものが挙げられる。なお、非特許文献1には、このような測位の原理についての説明が示されている。 There is known a wireless positioning system that performs positioning by receiving positioning signals from a positioning object (such as a mobile station device) by three or more access point devices. As a specific example, a large number of access point devices are installed in a room, and a positioning signal from a positioning object is received by at least three of the access point devices, so that the positioning object can be detected in the room. One that measures the position can be mentioned. Non-Patent Document 1 describes the principle of such positioning.
非特許文献1に示されるように、上記無線測位システムは、各アクセスポイント装置の位置と、被測位物が送信した測位信号を受信するまでに要した時間のアクセスポイント装置間での差(以下、測位信号受信時間差という。)と、に基づいて被測位物の位置を算出する。 As shown in Non-Patent Document 1, the wireless positioning system is configured such that the position of each access point device and the difference between the access point devices in the time required to receive the positioning signal transmitted by the object to be measured (hereinafter referred to as “the positioning device”) , The positioning signal reception time difference), and the position of the positioning object is calculated.
上記測位信号受信時間差の算出について説明する。まず、各アクセスポイント装置は、自身で保持しているクロックに基づいて、測位信号の受信時刻を測定する。上記無線測位システムは、この受信時刻の差を算出し、上記測位信号受信時間差とする。ただし、このような処理により正しく上記測位信号受信時間差を算出するためには、各アクセスポイント装置における測位信号の受信時刻を、共通のタイミングを基準とする時刻表記を用いて表す必要がある。そこで、各アクセスポイント装置は、共通のタイミングを共有するための処理(時刻同期処理という。)を行う。 The calculation of the positioning signal reception time difference will be described. First, each access point device measures the reception time of the positioning signal based on the clock held by itself. The wireless positioning system calculates the difference between the reception times and sets it as the positioning signal reception time difference. However, in order to correctly calculate the positioning signal reception time difference by such processing, it is necessary to express the reception time of the positioning signal in each access point device using a time notation based on a common timing. Therefore, each access point device performs a process for sharing a common timing (referred to as a time synchronization process).
特許文献1には、上記時刻同期処理の例が開示されている。この例では、時刻同期用の信号(基準信号という。)を送信する基準局装置が1つ設けられる。基準局装置は、アクセスポイント装置同様測位信号を受信し、測位信号を受信すると直ちに基準信号を送信する。各アクセスポイント装置は予め基準局装置との間の距離を記憶しており、基準局装置が送信した基準信号を受信して、その受信タイミングと、記憶している距離と、に基づき、上記共通のタイミングを取得する。そして、取得したタイミングを基準とする時刻表記を用いて、測位信号の受信時刻を取得する。
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術による場合、基準局装置を、測位対象エリア内のどの位置からも測位信号を受信可能な位置であって、かつ基準信号が全てのアクセスポイント装置に到達可能な位置に設置しなければならないため、設置位置の選定が容易でなく、かつ測位対象エリアの広さが限定されるという問題があった。また、このような設置位置の制限があるため、一旦各装置の設置が完了した後、アクセスポイント装置を増設することもまた容易でないという問題もあった。 However, according to the technique described in Patent Document 1, the reference station device is a position where a positioning signal can be received from any position within the positioning target area, and the reference signal can reach all access point devices. Since it has to be installed at a position, there is a problem that it is not easy to select the installation position and the area of the positioning target area is limited. Further, since there is such a restriction on the installation position, there is a problem that it is not easy to add an access point device once the installation of each device is once completed.
これらの問題は基準局装置を複数設置することによって解決されるようにも見えるが、上記特許文献1に記載の技術には、複数の基準局装置を設置することはできないという問題もあった。すなわち、複数の基準局装置を設置すると、1の測位信号を複数の基準局装置が受信し、結果としてアクセスポイント装置が2以上の基準信号を受信してしまうことがある(これを基準信号の衝突という。)。こうなると、各アクセスポイント装置は基準とする共通のタイミングを適切に取得できなくなってしまう。 Although these problems seem to be solved by installing a plurality of reference station apparatuses, the technique described in Patent Document 1 has a problem that a plurality of reference station apparatuses cannot be installed. That is, when a plurality of reference station devices are installed, a plurality of reference station devices receive one positioning signal, and as a result, the access point device may receive two or more reference signals (this is called a reference signal collision). .) In this case, each access point device cannot appropriately acquire the common timing as a reference.
従って、本発明の課題の一つは、基準信号の衝突発生を防止することによって基準局装置の複数設置を可能とする無線測位システム、基地局装置、測位方法、及びプログラムを提供することにある。 Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a wireless positioning system, a base station apparatus, a positioning method, and a program that allow a plurality of reference station apparatuses to be installed by preventing the occurrence of a reference signal collision.
上記課題を解決するための本発明にかかる無線測位システムは、複数の基地局装置を含み、該複数の基地局装置の少なくとも一部を用いて被測位物の位置を測位する無線測位システムであって、前記各基地局装置それぞれに基準信号送信の優先順位が割り当てられ、前記各基地局装置は、当該基地局装置に割り当てられた前記優先順位を取得する優先順位取得手段と、前記被測位物から測位信号を受信し、当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、その受信時刻を取得する測位信号受信手段と、前記測位信号受信手段による前記測位信号の受信後、前記優先順位取得手段により取得される優先順位に基づくタイミングで、前記基準信号を送信する基準信号送信手段と、他の前記基地局装置が送信した前記基準信号を受信し、前記クロックに基づき、その受信時刻を取得する基準信号受信手段と、を含み、当該無線測位システムは、前記各基地局装置において取得された前記測位信号の受信時刻と前記基準信号の受信時刻とに基づいて、前記被測位物の位置を決定する位置決定手段、を含む、ことを特徴とする。 A wireless positioning system according to the present invention for solving the above-described problems is a wireless positioning system that includes a plurality of base station devices and measures the position of an object to be measured using at least a part of the plurality of base station devices. A priority order of reference signal transmission is assigned to each of the base station apparatuses, and each base station apparatus acquires priority order acquisition means for acquiring the priority order assigned to the base station apparatus, and the measured object. Positioning signal receiving means for receiving a positioning signal from the base station apparatus and acquiring the reception time based on a clock held by the base station apparatus; and after receiving the positioning signal by the positioning signal receiving means, the priority order obtaining means The reference signal transmitting means for transmitting the reference signal and the reference signal transmitted by another base station apparatus at a timing based on the priority order acquired by the base station apparatus, and receiving the reference signal. Reference signal receiving means for acquiring the reception time based on the base station, and the radio positioning system is based on the reception time of the positioning signal and the reception time of the reference signal acquired in each base station device And position determining means for determining the position of the object to be measured.
これによれば、各基地局装置は優先順位に基づくタイミングで基準信号を送信しているので、基地局装置を複数設置したとしても、基準信号の衝突の発生が防止される。すなわち、基準局装置として機能する基地局装置を複数設置することが可能になる。 According to this, since each base station apparatus transmits the reference signal at the timing based on the priority, even if a plurality of base station apparatuses are installed, the occurrence of the collision of the reference signals is prevented. That is, a plurality of base station devices that function as reference station devices can be installed.
また、上記無線測位システムにおいて、前記各基地局装置は、前記基準信号受信手段により前記基準信号が受信された場合に、前記基準信号送信手段による前記基準信号の送信を制限する基準信号送信制限手段、を含む、こととしてもよい。 Further, in the wireless positioning system, each base station apparatus, when the reference signal is received by the reference signal receiving means, a reference signal transmission restricting means for restricting the transmission of the reference signal by the reference signal transmitting means. It is good also as including.
これによれば、各基地局装置は、他の基地局装置から基準信号が受信された場合には送信を制限しているので、基準信号の衝突がより確実に防止される。 According to this, since each base station apparatus restricts transmission when a reference signal is received from another base station apparatus, collision of the reference signals is more reliably prevented.
また、上記各無線測位システムにおいて、前記各基地局装置相互間の距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段、を含み、前記位置決定手段は、前記各基地局装置において取得された前記基準信号及び前記測位信号の各受信時刻と、該各基地局装置と該基準信号を送信した前記基地局装置との間の距離を示す距離情報と、に基づき、前記被測位物の位置を決定する、こととしてもよい。 Each wireless positioning system includes distance information acquisition means for acquiring distance information indicating a distance between the base station apparatuses, and the position determination means includes the reference acquired in the base station apparatuses. The position of the positioning object is determined based on each reception time of the signal and the positioning signal and distance information indicating a distance between each base station apparatus and the base station apparatus that has transmitted the reference signal. It's good.
これによれば、距離情報に基づいて被測位物の位置を決定できる。 According to this, the position of a to-be-measured object can be determined based on distance information.
また、上記各無線測位システムにおいて、前記優先順位は、測位対象エリアの形状及び広さと、前記各基地局装置の設置位置と、に基づいて決定される、こととしてもよい。 In each of the wireless positioning systems, the priority order may be determined based on the shape and area of a positioning target area and the installation position of each base station device.
これによれば、1つの基地局装置により送信された基準信号が到達する基地局装置の数が多くなることが期待できる。 According to this, it can be expected that the number of base station apparatuses to which the reference signal transmitted by one base station apparatus reaches will increase.
また、上記各無線測位システムにおいて、前記優先順位は、前記各基地局装置が通信可能な他の基地局装置の数に基づいて決定される、こととしてもよい。 Further, in each of the radio positioning systems, the priority order may be determined based on the number of other base station apparatuses that can communicate with each base station apparatus.
これによっても、1つの基地局装置により送信された基準信号が到達する基地局装置の数が多くなることが期待できる。 Also by this, it can be expected that the number of base station apparatuses to which the reference signal transmitted by one base station apparatus reaches will increase.
また、上記各無線測位システムにおいて、前記優先順位は、前記各基地局装置のアンテナ放射パターンに基づいて決定される、こととしてもよい。 Further, in each of the radio positioning systems, the priority order may be determined based on an antenna radiation pattern of each base station device.
これによっても、1つの基地局装置により送信された基準信号が到達する基地局装置の数が多くなることが期待できる。 Also by this, it can be expected that the number of base station apparatuses to which the reference signal transmitted by one base station apparatus reaches will increase.
また、上記各無線測位システムにおいて、当該無線測位システムは、複数の被測位物それぞれの位置を予め記憶する記憶手段、を含み、前記優先順位は、該各被測位物それぞれについて前記記憶手段により記憶される位置に基づいて、前記被測位物ごとに決定される、こととしてもよい。 Further, in each of the wireless positioning systems, the wireless positioning system includes a storage unit that stores in advance the position of each of the plurality of positioning objects, and the priority is stored by the storage unit for each of the positioning objects. It is good also as being determined for every said to-be-measured object based on the position to be performed.
これによれば、各被測位物について記憶している位置(=各被測位物が在りそうな位置)に基づいて、被測位物ごとに優先順位が決定されるので、効率的な基準信号の送信を実現することができる。 According to this, since the priority order is determined for each positioning object based on the position stored for each positioning object (= the position where each positioning object is likely to exist), an efficient reference signal Transmission can be realized.
また、上記各無線測位システムにおいて、前記優先順位は、前記各基地局装置のいずれかが前記測位信号を受信した場合における、前記位置決定手段による位置決定が完了する割合に基づいて決定される、こととしてもよい。 Further, in each of the radio positioning systems, the priority is determined based on a rate at which position determination by the position determination unit is completed when any one of the base station apparatuses receives the positioning signal. It is good as well.
これによれば、過去に上手く位置決定できた割合の高い優先順位を、後に利用することができるようになる。 According to this, it becomes possible to use a priority with a high ratio that has been successfully determined in the past later.
また、上記各無線測位システムにおいて、前記各基地局装置相互間で所定の試験信号を送受信し、前記優先順位は、その通信状況に基づいて決定される、こととしてもよい。 In each of the wireless positioning systems, a predetermined test signal may be transmitted and received between the base station apparatuses, and the priority order may be determined based on the communication status.
これによれば、例えば、試験信号を好適に送受信可能な他の基地局装置の数が多い基地局装置ほど、優先順位を上げるようにすることができる。 According to this, for example, it is possible to increase the priority as the base station apparatus has a larger number of other base station apparatuses that can suitably transmit and receive the test signal.
また、本発明にかかる基地局装置は、当該基地局装置に割り当てられた基準信号送信の優先順位を取得する優先順位取得手段と、被測位物から測位信号を受信し、当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、その受信時刻を取得する測位信号受信手段と、前記測位信号受信手段による前記測位信号の受信タイミングと、前記優先順位取得手段により取得される優先順位と、に基づくタイミングで、基準信号を送信する基準信号送信手段と、を含むことを特徴とする。 Further, the base station apparatus according to the present invention receives priority order acquisition means for acquiring the priority order of reference signal transmission assigned to the base station apparatus, and receives a positioning signal from the positioning object, and the base station apparatus holds A positioning signal receiving means for acquiring the reception time based on the clock, a timing of receiving the positioning signal by the positioning signal receiving means, and a priority order obtained by the priority order obtaining means. And a reference signal transmitting means for transmitting the reference signal.
また、本発明にかかる測位方法は、複数の基地局装置を含む無線測位システムを用いて被測位物の位置を測位するための測位方法であって、前記各基地局装置それぞれに基準信号送信の優先順位が割り当てられ、前記各基地局装置が、当該基地局装置に割り当てられた前記優先順位を取得する優先順位取得ステップと、前記各基地局装置が、前記被測位物から測位信号を受信し、当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、その受信時刻を取得する測位信号受信ステップと、前記各基地局装置が、前記測位信号受信ステップにおける前記測位信号の受信タイミングと、前記優先順位取得ステップにおいて取得される優先順位と、に基づくタイミングで、前記基準信号を送信する基準信号送信ステップと、他の前記基地局装置が送信した前記基準信号を受信し、前記クロックに基づき、その受信時刻を取得する基準信号受信ステップと、を含むことを特徴とする。 A positioning method according to the present invention is a positioning method for positioning the position of a positioning object using a wireless positioning system including a plurality of base station devices, and transmits a reference signal to each of the base station devices. A priority order is assigned, and each base station apparatus obtains the priority order assigned to the base station apparatus, and each base station apparatus receives a positioning signal from the positioning object. A positioning signal receiving step for obtaining the reception time based on the clock held by the base station device, the base station device receiving the positioning signal in the positioning signal receiving step, and the priority A reference signal transmission step of transmitting the reference signal at a timing based on the priority order acquired in the acquisition step, and another base station device transmitted Receiving a serial reference signal, based on the clock and a reference signal reception step of acquiring the receiving time, comprising a.
また、本発明にかかるプログラムは、複数の基地局装置を含み、該複数の基地局装置の少なくとも一部を用いて被測位物の位置を測位する無線測位システムにおいて、1又は複数のコンピュータを前記各基地局装置として機能させるためのプログラムであって、前記各基地局装置それぞれに基準信号送信の優先順位が割り当てられ、前記各コンピュータを、当該基地局装置に割り当てられた前記優先順位を取得する優先順位取得手段、当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、前記被測位物から受信される測位信号の受信時刻を取得する測位信号受信時刻取得手段、前記測位信号が受信された後、前記優先順位取得手段により取得される優先順位に基づくタイミングで、送信手段に前記基準信号を送信させる基準信号送信制御手段、及び前記クロックに基づき、他の前記基地局装置から受信される前記基準信号の受信時刻を取得する基準信号受信手段、としてさらに機能させるためのプログラムである。 A program according to the present invention includes a plurality of base station devices, and in the wireless positioning system that measures the position of a positioning object using at least a part of the plurality of base station devices, A program for causing each base station apparatus to function, wherein each of the base station apparatuses is assigned a priority order of reference signal transmission, and each of the computers acquires the priority order assigned to the base station apparatus. Priority acquisition means, positioning signal reception time acquisition means for acquiring a reception time of a positioning signal received from the positioning object based on a clock held by the base station apparatus, after the positioning signal is received, Reference signal transmission control means for causing the transmission means to transmit the reference signal at a timing based on the priority order acquired by the priority order acquisition means; Based on the fine said clock is a program for further functions as a reference signal receiving means, for obtaining a reception time of the reference signal received from another of said base station apparatus.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態にかかる無線測位システム1のシステム構成図である。同図に示すように、無線測位システム1は、複数の基地局装置10(図1では、基地局装置10−1から基地局装置10−6までの6つの基地局装置10を示している。)、測位計算サーバ装置20、被測位物としての被測位端末装置30、及びネットワーク40を含んで構成される。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a wireless positioning system 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the radio positioning system 1 shows a plurality of base station devices 10 (in FIG. 1, six
各基地局装置10は、ここではある部屋(本実施の形態における測位対象エリア)の中に分散設置されており、ネットワーク40を介して測位計算サーバ装置20と通信可能に構成されている。また、各基地局装置10は、被測位端末装置30が放射状に無線送信する測位信号(図1においては、この測位信号を矢印Rで示している。)を受信する。
Each
さらに、各基地局装置10は、相互間で無線通信を行うことができるように構成される。具体的には、基地局装置10間の時刻同期をとるための基準信号(同期信号。図1においては、この基準信号を矢印Bで示している。)を、基地局装置10相互間で無線送受信可能に構成される。
Furthermore, each
各基地局装置10は現在時刻を取得するための計時手段を備えており、該計時手段を用いて測位信号受信時刻や基準信号送受信時刻を取得し、測位計算サーバ装置20に送信する処理も行う。
Each
測位計算サーバ装置20は、各基地局装置10から測位信号受信時刻及び基準信号送受信時刻を受信し、これらに基づいて、被測位端末装置30の位置を算出する。
The positioning
以下、基地局装置10のハードウェア構成について説明する。図2は、基地局装置10のハードウェア構成図である。同図に示すように、基地局装置10は、アンテナ11、無線部(RF; Radio Frequency)12、信号処理部(DSP; Digital Signal Processing unit)13を含んで構成される。また、信号処理部13は、その内部にマイクロコントローラ(MPU; Micro Processing Unit)131、記憶媒体(MEM; Memory)132、カウンタ(COUNT; Counter)133、ベースバンド信号処理部(BB; Base Band)134を含んで構成される。
Hereinafter, the hardware configuration of the
信号処理部13は、パケット生成処理、演算処理、信号処理(変復調など)、及び計時処理の各処理を行う。具体的には、マイクロコントローラ131は、種々の演算処理及び上記各処理中の状態遷移管理を行う。カウンタ133は、図示しないクロックが発振するタイミングパルスをカウントすることにより、現在時刻を取得するための計時処理を行う。
The
ベースバンド信号処理部134は、パケット生成処理と、データの変復調や拡散・逆拡散などベースバンドの信号処理と、を行う。このパケット生成処理に関し、記憶媒体132は、当該基地局装置10の上記部屋の中における位置を示す座標、後述する基地局プライオリティ(BP)、当該基地局装置10の識別情報(ID)などを格納しており、ベースバンド信号処理部134は、この記憶媒体132に記憶される情報に基づいてパケットを生成する。より具体的には、上記基準信号を構成するパケット(以下、基準信号パケットという。)や、上記測位信号受信時刻及び上記基準信号送受信時刻を含むパケット(以下、受信時刻パケットという。)を生成する。ここで、各パケットはプリアンブル部、ヘッダ部、及びデータ部から構成されており、基準信号パケットは、そのデータ部に当該パケットが基準信号であることを示す情報を含む。また、受信時刻パケットは、そのデータ部に各受信時刻を含む。
The baseband
無線部12は、信号処理部13によって生成・変調されたパケットの入力を受け付け、増幅及び周波数変換の各処理を施した上で、アンテナ11を介して空中に放射する。また、アンテナ11に到来した信号の入力を受け付け、増幅及び周波数変換の各処理を施した上で、信号処理部13に出力する。
The
以下、基地局装置10、測位計算サーバ装置20、及び被測位端末装置30の機能について、各装置の機能ブロック図を参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, functions of the
図3は、基地局装置10、測位計算サーバ装置20、及び被測位端末装置30の機能ブロックを示す概略ブロック図である。なお、同図では、簡単のため基地局装置10を1つだけ記載しているが、実際には、各基地局装置10が同様な機能ブロックを含んで構成される。
FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating functional blocks of the
図3に示すように、基地局装置10は、アンテナ11、測位信号受信部50、時刻送信部51、BP記憶部52、基準信号送信部53、基準信号受信部54、基準信号送信制限部55を含んで構成される。また、測位計算サーバ装置20は、距離情報記憶部21、位置決定部22を含んで構成される。さらに、被測位端末装置30は、測位信号送信部31及びアンテナ32を含んで構成される。
As shown in FIG. 3, the
測位信号送信部31は、図示しないタイマーなどによる時間的なトリガー、もしくは基地局装置10などからの測位開始命令などにより、アンテナ32を用いて、測位信号を構成するパケット(以下、測位信号パケットという。)を無線送信する。ここで、測位信号パケットは、そのデータ部に当該パケットが測位信号であることを示す情報を含むパケットである。
The positioning
測位信号受信部50は、アンテナ11を用いて、被測位端末装置30が無線送信した測位信号パケットを受信する。その際、カウンタ133を用いてその受信時刻(測位信号受信時刻)を取得し、時刻送信部51に出力する。時刻送信部51は、測位信号受信部50から入力された測位信号受信時刻を一時記憶する。
The positioning
BP記憶部52は、当該基地局装置10に割り当てられているBP(基準局プライオリティ)を記憶する。BPは、基準信号送信の優先順位を示す情報であり、予め各基地局装置10に割り当てられている。BPの具体的な内容については後述するが、一例では、0〜20の整数が、BPとして各基地局装置10に割り当てられる。
The
基準信号送信部53は、BP記憶部52から当該基地局装置10に割り当てられたBPを取得し、測位信号受信部50による測位信号パケットの受信後、該BPに基づくタイミングで、アンテナ11を用いて、基準信号パケットを無線送信する。具体的な例では、基準信号送信部53は、BPに基づいて待機時間を決定し、測位信号受信部50により測位信号パケットが受信された後、決定した待機時間が経過したら、基準信号パケットを送信する。
The reference
基準信号受信部54は、他の基地局装置10が送信した基準信号パケットを受信する。具体的には、信号処理部13(図2)により復調されたパケットのデータ部に基準信号であることを示す情報が含まれている場合に、基準信号受信部54は該パケットを基準信号パケットとして受信する。その際、カウンタ133を用いてその受信時刻(基準信号受信時刻)を取得し、時刻送信部51に出力する。時刻送信部51は、当該基地局装置10の識別情報と、基準信号受信部54から入力された基準信号受信時刻と、一時記憶していた測位信号受信時刻と、を含む受信時刻パケットを生成し、測位計算サーバ装置20に対して送信する。
The reference
なお、基準信号受信部54は、測位信号パケット受信後一定時間内に受け取ったパケットのうち最初のものを基準信号パケットであるとみなすこととしてもよい。このようにする場合、基準信号受信部54は、信号処理部13の復調処理の完了を待たずに処理を進めることができるので、受信時刻パケット送信処理をより迅速に送信できるようになる。なお、この場合、基準信号パケットのデータ部に基準信号であることを示す情報を含めなくてもよい。
Note that the reference
基準信号送信制限部55は、基準信号受信部54により基準信号パケットが受信された場合に、基準信号送信部53による基準信号パケットの送信を制限する。すなわち、基準信号受信部54により基準信号パケットが受信された時点で、基準信号送信部53が未だ基準信号パケットを送信していない場合、基準信号送信部53に、基準信号パケットの送信を中止させる。
The reference signal
距離情報記憶部21は、各基地局装置10相互間の距離を示す距離情報を記憶している。この距離情報は、具体的な距離であってもよいし、一方の基地局装置10から他方の基地局装置10に対して信号を送信した場合の信号到達に要する時間であってもよい。この距離情報は、ユーザにより、距離情報記憶部21に書き込まれる。
The distance
なお、距離情報記憶部21は、各基地局装置10の位置を所定の座標系で表してなる基地局装置座標情報を記憶することとしてもよい。この場合、ユーザは、各基地局装置10の基地局装置座標情報を、距離情報記憶部21に書き込む。
The distance
位置決定部22は、各基地局装置10から測位信号受信時刻及び基準信号受信時刻を受信すると、距離情報記憶部21から距離情報を取得し、各基地局装置10それぞれにおける基準信号パケット及び測位信号パケットの各受信タイミングと、該各基地局装置10と該基準信号パケットを送信した基地局装置10との間の距離を示す距離情報と、に基づき、被測位端末装置30の位置を決定する。
When receiving the positioning signal reception time and the reference signal reception time from each
なお、距離情報記憶部21が基地局装置座標情報を記憶している場合、位置決定部22は、各基地局装置10の基地局装置座標情報に基づいて各基地局装置10相互間の距離を算出することにより、距離情報を取得する。
When the distance
位置決定部22の処理について、詳細に説明する。図4は、位置決定部22の処理について説明するための説明図である。同図では、被測位端末装置30がタイミングT1において測位信号パケットを送信し、基地局装置10−1がタイミングT2において基準信号パケットを送信し、基地局装置10−2,3,4が測位信号パケット及び基準信号パケットの受信時刻を測位計算サーバ装置20に対して送信したものとしている。
The processing of the
以下では、被測位端末装置30が測位信号パケットを送信したタイミングT1を、被測位端末装置30のクロックに基づく時刻でt0と表し、位置決定部22が基地局装置10−n(n=2,3,4)から受信した測位信号受信時刻及び基準信号受信時刻をそれぞれtn及びsnとし、基地局装置10−nと基地局装置10−1との距離を示す距離情報を時間lnで表すこととする。
Hereinafter, the timing T1 at which the
位置決定部22が被測位端末装置30の位置を決定するために求めなければならないのは、被測位端末装置30が送信した測位信号パケットを受信するまでに要した時間の基地局装置10−n間での差(測位信号受信時間差)である。これを求めるための1つの方法として、位置決定部22が、まず被測位端末装置30が測位信号パケットを送信してから各基地局装置10−nで受信されるまでの時間Anを求め、さらに基地局装置10−nと基地局装置10−m(m=2,3,4。ただしm≠n。)の間での測位信号受信時間差Bm,n=An−Amを算出する方法が考えられる。しかしながら、各測位信号受信時刻tnは各基地局装置10−nのクロックに基づいて表された時刻なので、図4のように被測位端末装置30及び各基地局装置10−nの間で同期が取れていない状態ではAn=tn−t0の関係が成り立たない。このため、位置決定部22は、このような計算により時間Anを求めることはできない。従って、Bm,nを求めることもできない。
The
そこで、位置決定部22は、次のようにしてBm,nを算出する。すなわち、位置決定部22は、まず、基地局装置10−1が基準信号パケットを送信したタイミングT2を、各基地局装置10−nのクロックに基づいて表す。具体的には、各基地局装置10−nについて時刻sn−lnを算出する。こうして算出された時刻sn−lnは、どの基地局装置10−nのものであっても、共通のタイミングT2を示している。
Therefore, the
次に、位置決定部22は、各基地局装置10−nについて、測位信号受信時刻tnから、共通のタイミングT2に対応する時刻sn−lnまでの経過時間{(sn−ln)−tn}を算出する。さらに、位置決定部22は、基地局装置10−nと基地局装置10−mの間での上記経過時間の差{(sn−ln)−tn}−{(sm−lm)−tm}を算出する。こうして算出された値は、Bm,nとなる。位置決定部22は、こうしてBm,nを算出し、算出した各Bm,nに基づいて、被測位端末装置30の位置を決定する。
Then, the
ただし、位置決定部22が各Bm,nに基づいて被測位端末装置30の位置を決定するためには、3つの基地局装置10−n相互間での測位信号受信時間差Bm,nが必要である。これが得られない場合、例えば測位信号受信時刻tnと基準信号受信時刻snの両方を送信した基地局装置10が3つに満たない場合、位置決定部22による位置決定は失敗する。
However, in order for the
以上説明した処理について、無線測位システム1の処理シーケンスを参照しながら、再度より詳細に説明する。 The processing described above will be described in more detail again with reference to the processing sequence of the wireless positioning system 1.
図5は、無線測位システム1の処理シーケンスを示す図である。同図に示すように、まず被測位端末装置30が測位信号パケットを送信する(S1)。各基地局装置10は、この測位信号パケットを受信すると、その受信時刻を測定し、一時記憶する(S2)。
FIG. 5 is a diagram showing a processing sequence of the wireless positioning system 1. As shown in the figure, first, the
また、基地局装置10は、測位信号パケットを受信すると、当該基地局装置10に割り当てられているBPを取得する(S3)。なお、基地局装置10は、BPを測位信号パケットが受信される前に取得しておいてもよい。また、基準信号パケットを送信するタイミングを示す情報(BPに基づいて決定される待機時間)を、測位信号パケットが受信される前に取得しておいてもよい。このようにすれば、測位信号パケットを受信してからの基地局装置10の処理を少なくすることができるので、基準信号パケットの送信遅延が抑制される。これは、測位信号パケット受信後直ちに(反射的に)基準信号を送信しようとする場合などには特に有効である。
Further, when receiving the positioning signal packet, the
次に、基地局装置10は、BPに基づいて決定した待機時間だけ基準信号パケットの送信を待機し(S4)、待機時間の経過後基準信号パケットを送信する(S5)。他の基地局装置10から基準信号パケットを受信した基地局装置10は、該基準信号パケットの受信時刻を測定し、一時記憶していた測位信号パケットの受信時刻とともに測位計算サーバ装置20に対して送信する(S6)とともに、基準信号パケットの送信を取りやめる。
Next, the
測位計算サーバ装置20は、基地局装置10相互間の距離を示す距離情報を取得し(S7)、該距離情報と、各基地局装置10から受信した測位信号受信時刻及び基準信号受信時刻とに基づき、被測位端末装置30の位置を決定する(S8)。
The positioning
次に、基地局装置10の処理に着目し、再度より詳細に説明する。
Next, paying attention to the processing of the
図6は、基地局装置10の処理フローを示す図である。同図に示すように、基地局装置10は、測位信号パケットを受信すると(S11)、自装置内のカウンタ133に基づいて測位信号受信時刻を測定し、一時記憶する(S12)。次に、基地局装置10はBPに基づいて決定される待機時間t_wait_syncを取得し、該待機時間t_wait_syncが経過するまでの間、他の基地局装置10からの基準信号パケットの到来を待つ(S13)。なお、待機時間t_wait_syncは、BPに基づいて決定される待機時間に、例えばガウス分布に従うランダム値に基づいて決定される時間(正又は負)を加算したものとしてもよい。
FIG. 6 is a diagram illustrating a processing flow of the
S13の待機中に基準信号パケットが受信された場合(S14の肯定判定)、基地局装置10は、その受信時刻を測定し、一時記憶していた測位信号受信時刻とともに測位計算サーバ装置20に対して送信し(S16)、処理を終了する。一方、受信されなかった場合、基地局装置10は基準信号パケットを送信し(S15)、処理を終了する。なお、S17において送信を待機するのは、測位対象エリア内に同一のBPが割り当てられた基地局装置10が存在することがあるからである。ランダム値に基づいて決定される待ち時間だけ待機するのが最適であるが、この待ち時間は、BPに基づいて決定される待機時間を逆転させないような範囲で設定される。
When the reference signal packet is received during the standby in S13 (Yes determination in S14), the
次に、測位計算サーバ装置20の処理に着目し、再度より詳細に説明する。
Next, paying attention to the processing of the positioning
図7は、測位計算サーバ装置20の処理フローを示す図である。同図に示すように、測位計算サーバ装置20は、まず各基地局装置10から測位信号受信時刻及び基準信号受信時刻を受信する(S21)。そして、1つ目の測位信号受信時刻受信タイミングから所定時間内に3つ以上の基地局装置10から測位信号受信時刻及び基準信号受信時刻を受信したか否かを判定する(S22)。
FIG. 7 is a diagram illustrating a processing flow of the positioning
S22において受信しなかったと判定した場合、測位計算サーバ装置20は測位NGと判定し(S23)、処理を終了する。位置決定のためには3つ以上の基地局装置10相互間について測位信号受信時間差が必要であるからである。
When it determines with not having received in S22, the positioning
一方、S22において受信したと判定した場合、測位計算サーバ装置20は距離情報を取得し(S24)、被測位端末装置30の位置を決定し(S25)、処理を終了する。
On the other hand, when it determines with having received in S22, the positioning
以上説明したように、無線測位システム1によれば、各基地局装置10は優先順位BPに基づくタイミングで基準信号パケットを送信しているので、基地局装置10を複数設置したとしても、基準信号パケットの衝突の発生が防止される。すなわち、基準局装置として機能する基地局装置10を複数設置することが可能になる。
As described above, according to the radio positioning system 1, each
また、各基地局装置10は、他の基地局装置10から基準信号パケットが受信された場合には送信を制限しているので、基準信号パケットの衝突がより確実に防止される。
Further, each
さらに、無線測位システム1では、基地局装置10をアクセスポイント装置としても機能させることができる。
Furthermore, in the radio positioning system 1, the
次に、BPの具体的な内容及びその決定方法について説明する。なお、以下では、0〜20の整数をBPとして使用し、BP0が最も高い優先順位を示す値(最高値)であり、BPの値が大きくなるに従い、基準信号送信の優先順位が下がるものとする。 Next, specific contents of the BP and a determination method thereof will be described. In the following, an integer of 0 to 20 is used as BP, and BP0 is a value (highest value) indicating the highest priority, and the priority of reference signal transmission decreases as the value of BP increases. To do.
BPは、各基地局装置10の座標、各基地局装置10の周辺環境(通信可能な基地局装置10の台数やこれらの基地局装置10の座標)、アンテナ11の指向性、及び被測位端末装置30の予測座標、位置決定部22による位置決定の結果(測位結果)のうちのいずれか1つ若しくはこれらの組み合わせに基づいて決定される。また、BPは、少なくとも隣接する2つの基地局装置10や互いに通信可能な2つの基地局装置10に同一のBPが割り当てられることのないよう、決定される。以下、具体的に説明する。
BP is the coordinates of each
図8は、BPの決定処理にかかる基地局装置10及び測位計算サーバ装置20の機能ブロックを示す概略ブロック図である。なお、同図では、図3と同様に、簡単のため基地局装置10を1つだけ記載しているが、実際には、各基地局装置10が同様な機能ブロックを含んで構成される。
FIG. 8 is a schematic block diagram illustrating functional blocks of the
図8に示すように、基地局装置10は、図3にも示したアンテナ11及びBP記憶部52に加え、テスト制御部56、試験信号送信部57、試験信号受信部58を含んで構成される。また、測位計算サーバ装置20は、図3にも示した位置決定部22に加え、測位結果情報記憶部23、座標情報記憶部24、通信距離情報記憶部25、アンテナ放射パターン情報記憶部26、位置情報記憶部27、BP算出部28を含んで構成される。
As shown in FIG. 8, the
測位結果情報記憶部23は、基地局装置10ごとに、位置決定部22による位置決定成功数と、同失敗数と、を示す測位結果情報を記憶する。位置決定部22は、上述のようにして被測位端末装置30の位置を決定するが、位置決定の都度、基準信号パケットを送信した基地局装置10について、該位置決定の結果(成功又は失敗)に基づき、測位結果情報記憶部23に記憶される測位結果情報を更新する。
The positioning result
座標情報記憶部24は、測位対象エリア(部屋)の形状や広さを所定の座標系で表してなる測位対象エリア座標情報と、各基地局装置10の位置を該座標系で表してなる基地局装置座標情報と、を記憶する。各座標情報は、ユーザにより、座標情報記憶部24に書き込まれる。
The coordinate
通信距離情報記憶部25は、各基地局装置10の通信可能距離を示す通信距離情報を記憶する。通常、通信可能距離は基地局装置10ごとに異なるものではないので、通信距離情報記憶部25は通信距離情報を1つだけ記憶する。ただし、通信可能距離が基地局装置10ごとに異なる場合には、通信距離情報記憶部25は、基地局装置10ごとに通信距離情報を記憶することが望ましい。
The communication distance
アンテナ放射パターン情報記憶部26は、各基地局装置10に備えられるアンテナ11の放射パターン(アンテナ指向性)を示すアンテナ放射パターン情報を記憶する。通常、アンテナ11の放射パターンはアンテナ11ごとに異なるものではないので、アンテナ放射パターン情報記憶部26はアンテナ放射パターン情報を1つだけ記憶する。ただし、アンテナ11の放射パターンがアンテナ11ごとに異なる場合には、アンテナ放射パターン情報記憶部26は、基地局装置10ごとにアンテナ放射パターン情報を記憶することが望ましい。
The antenna radiation pattern
なお、座標情報記憶部24、通信距離情報記憶部25、及びアンテナ放射パターン情報記憶部26に記憶される各情報は、ユーザが測位計算サーバ装置20に書き込むこととしてもよいし、各基地局装置10がそれぞれ自装置分について記憶している情報であることとしてもよい。後者の場合、各基地局装置10が測位計算サーバ装置20に上記各情報を送信する。
In addition, each information memorize | stored in the coordinate
位置情報記憶部27は、被測位端末装置30の位置を上記座標系で表してなる被測位端末装置位置情報を記憶する。この被測位端末装置位置情報は、ユーザにより、座標情報記憶部24に書き込まれることとしてもよい。または、位置情報記憶部27は、過去に位置決定部22により決定された被測位端末装置30の位置を上記座標系で表してなる情報を、被測位端末装置位置情報として記憶することとしてもよい。
The position
テスト制御部56は、後述するBP算出部28からの指示に従い、所定の試験信号を無線送信するよう、試験信号送信部57に指示する。試験信号送信部57は、テスト制御部56からの指示に従い、アンテナ11を用いて、上記試験信号を無線送信する。
The
試験信号受信部58は、他の基地局装置10が送信した上記試験信号を受信し、テスト制御部56に出力する。テスト制御部56は、試験信号受信部58から入力された試験信号の送信元である基地局装置10を判定し、該基地局装置10と当該基地局装置10とは通信可能であると判定する。テスト制御部56は、こうして得た判定結果をBP算出部28に出力する。
The test
BP算出部28は、測位結果情報記憶部23に記憶される測位結果情報、座標情報記憶部24に記憶される各座標情報、通信距離情報記憶部25に記憶される通信距離情報、アンテナ放射パターン情報記憶部26に記憶されるアンテナ放射パターン情報、位置情報記憶部27に記憶される位置情報を取得する。また、BP算出部28は、BPを算出しようとする際、テスト制御部56に対して試験信号の無線送信を指示し、その結果入力される判定結果を示す判定結果情報を取得する。そして、BP算出部28は、このようにして取得される測位結果情報、測位対象エリア座標情報、基地局装置座標情報、通信距離情報、アンテナ放射パターン情報、被測位端末装置位置情報、判定結果情報の一部又は全てに基づき、各基地局装置10のBPを算出し、算出結果に基づいて、各基地局装置10のBPを決定する。
The
BP算出部28によるBPの算出について、いくつかの例を挙げながら、具体的に説明する。
The calculation of BP by the
1つ目の例は、測位対象エリア座標情報及び基地局装置座標情報に基づくBPの算出例である。図9は、この例について説明するための説明図である。同図に示す例では、測位対象エリアは2つの長方形を結合した形状をしており、6つの頂点を有している。測位対象エリア座標情報は各頂点の座標により構成されており、ここでは、順に(0,0)、(0,100)、(120,100)、(120,40)、(200,40)、(200,0)である。 The first example is a calculation example of BP based on positioning target area coordinate information and base station apparatus coordinate information. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining this example. In the example shown in the figure, the positioning target area has a shape obtained by combining two rectangles, and has six vertices. The positioning target area coordinate information is composed of the coordinates of each vertex. Here, (0, 0), (0, 100), (120, 100), (120, 40), (200, 40), (200, 0).
1つの例では、BP算出部28は、上記各頂点の座標に基づき、測位対象エリアの最大辺中心位置を決定する。例えば、図9では、図面横方向の最大辺及び図面縦方向の最大辺が、それぞれ図面上側の辺及び図面上側の辺となるので、これらの中心である最大辺中心位置は図9に示される位置A(100,50)となる。BP算出部28は、この位置Aと、基地局装置座標情報により示される各基地局装置10の位置と、に基づいて、各基地局装置10のBPを算出する。具体的には、位置Aに近いほど高いBPが割り当てられるよう、各基地局装置10のBPを算出する。
In one example, the
また、他の1つの例では、BP算出部28は、上記各頂点の座標に基づき、測位対象エリアの隅々まで見通すことのできる位置を決定する。例えば、図9に示される位置B(120,40)がこの位置に該当する。そして、BP算出部28は、この位置Bと、基地局装置座標情報により示される各基地局装置10の位置と、に基づいて、各基地局装置10のBPを算出する。具体的には、位置Bに近いほど高いBPが割り当てられるよう、各基地局装置10のBPを算出する。
In another example, the
また、さらに他の1つの例では、BP算出部28は、各基地局装置10について測位対象エリアの隅との近接度を算出し、算出した近接度に基づいて、各基地局装置10のBPを算出する。具体的には、測位対象エリアの隅に近いほど高いBPが割り当てられるよう、各基地局装置10のBPを算出する。或いは、通信においては、直接電波が到達可能、すなわち見通せることが重要となることから、BP算出部28は、各基地局装置10についての見通し可能な角(隅)の数に基づいてBPを進出することとしてもよい。
In yet another example, the
2つ目の例は、通信距離情報及び基地局装置座標情報に基づくBPの算出例である。図10は、この例について説明するための説明図である。同図に示す例における測位対象エリアは図9のものと同様である。また、各基地局装置10は図10に示すように配置されており、通信距離情報により示される各基地局装置10の通信可能距離が60であるとする。なお、この通信可能距離は、シミュレーション検討結果や過去の実測データを踏まえて設定されるものである。
The second example is a calculation example of BP based on communication distance information and base station apparatus coordinate information. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining this example. The positioning target area in the example shown in the figure is the same as that in FIG. Each
BP算出部28は、基地局装置座標情報を用い、各基地局装置10について、その位置から通信可能距離60の範囲内にある他の基地局装置10の数を取得する。例えば、基地局装置10−5から通信可能距離60の範囲(図10では円D5で示している。)内には4つの他の基地局装置10があるので、BP算出部28は、基地局装置10−5について4を取得する。同様に、基地局装置10−7から通信可能距離60の範囲(図10では円D7で示している。)内には1つの他の基地局装置10があるので、BP算出部28は、基地局装置10−7について1を取得する。そして、BP算出部28は、こうして取得した基地局装置10の数に基づいて、各基地局装置10のBPを算出する。具体的には、取得した基地局装置10の数が多いほど高いBPが割り当てられるよう、各基地局装置10のBPを算出する。
The
3つ目の例は、アンテナ放射パターン情報及び基地局装置座標情報に基づくBPの算出例である。図11は、この例について説明するための説明図である。同図に示す例における測位対象エリアは図9及び図10のものと同様である。また、基地局装置10の配置は図10と同様である。
The third example is a BP calculation example based on antenna radiation pattern information and base station apparatus coordinate information. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining this example. The positioning target area in the example shown in the figure is the same as that in FIGS. The arrangement of the
BP算出部28は、アンテナ放射パターン情報及び基地局装置座標情報を用い、各基地局装置10について、そのアンテナ11から放射される電波の到達範囲内にある他の基地局装置10の数を取得する。例えば、基地局装置10−5のアンテナ11から放射される電波の到達範囲(図10では閉曲線P5で示している。)内には1つの他の基地局装置10があるので、BP算出部28は、基地局装置10−5について1を取得する。同様に、基地局装置10−7のアンテナ11から放射される電波の到達範囲(図10では閉曲線P7で示している。)内には2つの他の基地局装置10があるので、BP算出部28は、基地局装置10−5について2を取得する。
The
4つ目の例は、判定結果情報に基づくBPの算出例である。この例では、BP算出部28は、判定結果情報に基づき、各基地局装置10について、通信可能な他の基地局装置10の数を取得する。そして、BP算出部28は、取得した基地局装置10の数に基づいて、各基地局装置10のBPを算出する。具体的には、取得した基地局装置10の数が多いほど高いBPが割り当てられるよう、各基地局装置10のBPを算出する。
The fourth example is a calculation example of BP based on the determination result information. In this example, the
5つ目の例は、被測位端末装置位置情報及び基地局装置座標情報に基づくBPの算出例である。この例では、BP算出部28は、被測位端末装置位置情報及び基地局装置座標情報に基づき、各基地局装置10について、被測位端末装置30との距離を算出する。そして、BP算出部28は、算出した距離に基づいて、各基地局装置10のBPを算出する。具体的には、算出した距離が短いほど高いBPが割り当てられるよう、各基地局装置10のBPを算出する。
The fifth example is a calculation example of BP based on the measured terminal apparatus position information and the base station apparatus coordinate information. In this example, the
6つ目の例は、測位結果情報に基づくBPの算出例である。この例では、BP算出部28は、測位結果情報に基づき、過去に各基地局装置10が基準局装置として関わった位置決定が成功した割合を基地局装置10ごとに算出し、算出した割合に基づいて、各基地局装置10のBPを算出する。具体的には、算出した割合が高いほど高いBPが割り当てられるよう、各基地局装置10のBPを算出する。
The sixth example is a calculation example of BP based on positioning result information. In this example, based on the positioning result information, the
7つ目の例は、上記各例の組み合わせによるBPの算出例である。この例では、BP算出部28は、上記各例により算出したBPを基地局装置10ごとに合計し、規格化した上で、各基地局装置10のBPとする。なお、BP算出部28は、上記各例により算出したBPに所定の重み付けをした上で、それらの合計を算出してもよい。
The seventh example is a calculation example of BP by combining the above examples. In this example, the
なお、BP算出部28は、以上のようにして算出したBPが、互いに通信可能な2つの基地局装置10の間で同じ値となった場合、いずれか少なくとも一方のBPを変更し、同じ値とならないようにすることが望ましい。
When the BP calculated as described above has the same value between the two
BP算出部28は、以上のようにして算出した各基地局装置10についてのBPを、各基地局装置10のBP記憶部52に書き込む。なお、BP算出部28は、BPの算出及びBP記憶部52への書き込みを1度だけ行うのではなく、定期的なタイミングや基地局装置10の配置が変更となったタイミングなど、適宜のタイミングで繰り返し行うことが望ましい。特に、判定結果情報や測位結果情報に基づくBPの算出を繰り返し行うことにより、ある時点からBPの高い基地局装置10の周りに電波の遮蔽物が設置された場合や、なんらかの理由で特定の基地局装置10の性能が劣化したなどに、適切にBPを更新していくことができるようになる。
The
最後に、BPに基づくタイミングでの基準信号送信について、包括的な観点から再度説明を行う。図12は、BPによる基準信号送信タイミングの相違を説明するための説明図である。同図(a)は、BPが上述した最高値である基地局装置10の基準信号送信タイミングを、同図(b)は、最高値でない基地局装置10の基準信号送信タイミングを、それぞれ示している。
Finally, reference signal transmission at timing based on BP will be described again from a comprehensive point of view. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a difference in reference signal transmission timing due to BP. FIG. 4A shows the reference signal transmission timing of the
例えば測位対象エリアの真ん中あたりに設置された基地局装置10に、BPの最高値0が割り当てられるとする。最高値0のBPを割り当てられた基地局装置10は、測位信号パケットを受信後、反射的に基準信号パケットを送信する(図12(a))。一方、最高値でないBPを割り当てられた基地局装置10は、測位信号パケットを受信後、BPに応じた時間内で基準信号パケットを待ち受ける。そして、基準信号パケットが受信されない場合には基準信号パケットを送信する(図12(b))が、基準信号パケットが受信された場合には、基準信号パケットを送信しない。
For example, it is assumed that the
また、最高値0のBPがいずれの基地局装置10にも割り当てられない場合も考えられる。この場合にも、測位信号パケットを受信した各基地局装置10は、BPに応じた時間内で基準信号パケットを待ち受ける。そして、基準信号パケットが受信されない場合には基準信号パケットを送信する(図12(b))が、基準信号パケットが受信された場合には、基準信号パケットを送信しない。
In addition, there may be a case where the BP with the
これらいずれの場合においても、BPが同一の値が割り当てられた基地局装置10が存在する場合があり得る。そこで、本実施形態では、各基地局装置10は、BPに応じた時間内で基準信号パケットを待ち受け、さらにランダム値に基づく時間だけ待った後、基準信号パケットを送信するようにしている。
In any of these cases, there may be a
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、被測位端末装置30が測位信号を送信する場合に本発明を適用したが、各基地局装置10が測位信号を送信する場合に適用することも可能である。この場合、位置決定部22は、各基地局装置10から各基地局装置10のクロックに基づいて測定された測位信号送信時刻及び基準信号受信時刻を受信し、被測位端末装置30から該被測位端末装置30のクロックに基づいて測定された各測位信号の受信時刻を受信する。位置決定部22は、こうして受信した各時刻に基づき、次のようにして各基地局装置10間での測位信号受信時間差を算出し、算出した測位信号受信時間差に基づいて、被測位端末装置30の位置を決定する。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied when the measured
すなわち、位置決定部22は、基地局装置10−nと基地局装置10−m(m≠n)の間での測位信号受信時間差Bm,nを、{(sn−ln)−tns}−{(sm−lm)−tms}−(tnr−tmr)により算出する。ただし、基地局装置10−nについての測位信号送信時刻をtns、同基準信号受信時刻をsn、同測位信号の受信時刻をtnr、基地局装置10−nと基準信号パケットを送信した基地局装置10との距離を示す距離情報を時間の単位でlnとし、基地局装置10−mについての測位信号送信時刻をtms、同基準信号受信時刻をsm、同測位信号の受信時刻をtmr、基地局装置10−mと基準信号パケットを送信した基地局装置10との距離を示す距離情報を時間の単位でlmとする。このように、各基地局装置10が測位信号を送信する場合についても、本発明を適用することができる。
That is, the
また、上記実施形態では被測位端末装置30は1つであるとして説明したが、実際には複数の被測位端末装置30があることが多い。このような場合、位置情報記憶部27は、上記被測位端末装置位置情報を、被測位端末装置30ごとに記憶する。BP算出部28は、被測位端末装置30ごとに、該被測位端末装置30について位置情報記憶部27に記憶される被測位端末装置位置情報に基づいてBPを算出し、BP記憶部52も被測位端末装置30ごとにBPを記憶する。そして、基準信号送信部53は、測位信号を送信した被測位端末装置30を判定し、該被測位端末装置30についてBP記憶部52に記憶されるBPに基づいて、基準信号送信タイミングを決定する。
Moreover, although the said embodiment demonstrated that the to-be-measured
また、上記実施形態では測位信号送信時刻と基準信号受信時刻の両方を1つのパケットにまとめて送信したが、別々のパケットに含めて送信することとしてもよい。 In the above embodiment, both the positioning signal transmission time and the reference signal reception time are transmitted together in one packet. However, they may be transmitted in separate packets.
また、上記実施形態では、各基地局装置10に割り当てるBPの算出を測位計算サーバ装置20で行ったが、いずれかの基地局装置10で行うこととしてもよい。この場合、BPの算出を行った基地局装置10は、算出したBPを測位計算サーバ装置20に対し送信し、測位計算サーバ装置20は、受信したBPを他の基地局装置10のBP記憶部52に書き込むようにすることが好適である。
Moreover, in the said embodiment, although calculation of BP allocated to each
また、基地局装置10、測位計算サーバ装置20、被測位端末装置30の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上記各処理を行ってもよい。
Further, a program for realizing the functions of the
ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、この「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。 Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 Furthermore, the “computer-readable recording medium” includes a volatile memory (for example, DRAM (DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Dynamic Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
さらに、上記プログラムは、上述した各機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した各機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 Further, the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve each function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
1 無線測位システム、
10 基地局装置、
11 アンテナ、
12 無線部、
13 信号処理部、
20 測位計算サーバ装置、
21 距離情報記憶部、
22 位置決定部、
23 測位結果情報記憶部、
24 座標情報記憶部、
25 通信距離情報記憶部、
26 アンテナ放射パターン情報記憶部、
27 位置情報記憶部、
28 BP算出部、
30 被測位端末装置、
31 測位信号送信部、
32 アンテナ、
40 ネットワーク、
50 測位信号受信部、
51 時刻送信部、
52 BP記憶部、
53 基準信号送信部、
54 基準信号受信部、
55 基準信号送信制限部、
56 テスト制御部、
57 試験信号送信部、
58 試験信号受信部、
131 マイクロコントローラ、
132 記憶媒体、
133 カウンタ、
134 ベースバンド信号処理部。
1 wireless positioning system,
10 base station equipment,
11 Antenna,
12 Radio section,
13 Signal processor,
20 positioning calculation server device,
21 distance information storage unit,
22 Position determination unit,
23 positioning result information storage unit,
24 coordinate information storage unit,
25 communication distance information storage unit,
26 Antenna radiation pattern information storage unit,
27 position information storage unit,
28 BP calculation unit,
30 Positioned terminal device,
31 Positioning signal transmitter,
32 antenna,
40 network,
50 Positioning signal receiver,
51 Time transmitter,
52 BP storage unit,
53 reference signal transmitter,
54 Reference signal receiver,
55 Reference signal transmission limiter,
56 test controller,
57 test signal transmitter,
58 test signal receiver,
131 microcontroller,
132 storage media,
133 counter,
134 Baseband signal processing unit.
Claims (11)
前記各基地局装置は、
優先順位算出手段によって算出され当該基地局装置に割り当てられた基準信号送信の優先順位を記憶する優先順位記憶手段と、
前記被測位物から測位信号を受信し、当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、その受信時刻を取得する測位信号受信手段と、
前記測位信号受信手段による前記測位信号の受信後、前記優先順位記憶手段から取得される優先順位に基づくタイミングで、前記基準信号を送信する基準信号送信手段と、
他の前記基地局装置が送信した前記基準信号を受信し、前記クロックに基づき、その受信時刻を取得する基準信号受信手段と、
を含み、
当該無線測位システムは、
測位対象エリアの形状を表す測位対象エリア座標情報と前記各基地局装置の位置を表す基地局装置座標情報とを記憶する座標情報記憶手段と、
前記測位対象エリア座標情報および前記基地局装置座標情報を参照することにより求まる前記各基地局装置から前記測位対象エリアを見通した際の見通し位置関係に基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する前記優先順位算出手段と、
前記各基地局装置において取得された前記測位信号の受信時刻と前記基準信号の受信時刻とに基づいて、前記被測位物の位置を決定する位置決定手段、
を含む、
ことを特徴とする無線測位システム。 A wireless positioning system that includes a plurality of base station devices and measures the position of a positioning object using at least a part of the plurality of base station devices ,
Before Symbol each base station apparatus,
Priority order storage means for storing the priority order of the reference signal transmission calculated by the priority order calculation means and assigned to the base station apparatus;
Positioning signal receiving means for receiving a positioning signal from the positioning object and acquiring the reception time based on a clock held by the base station device;
After receiving the positioning signal by the positioning signal receiving means, a reference signal transmitting means for transmitting the reference signal at a timing based on the priority order acquired from the priority order storage means;
Reference signal receiving means for receiving the reference signal transmitted by the other base station apparatus and acquiring the reception time based on the clock;
Including
The wireless positioning system
Coordinate information storage means for storing positioning target area coordinate information representing the shape of the positioning target area and base station apparatus coordinate information representing the position of each base station apparatus;
Based on the line-of-sight position relationship when the positioning target area is viewed from each base station apparatus obtained by referring to the positioning target area coordinate information and the base station apparatus coordinate information, the priority order for each base station apparatus The priority order calculating means for calculating
Position determining means for determining the position of the positioning object based on the reception time of the positioning signal and the reception time of the reference signal acquired in each base station device;
including,
A wireless positioning system characterized by that.
当該無線測位システムは、
前記位置決定手段によって決定された被測位物の位置を表す被測位物位置情報を記憶する位置情報記憶手段、
を含み、
前記優先順位算出手段は、前記被測位物位置情報および前記基地局装置座標情報に基づいて前記被測位物と前記各基地局装置との距離を算出し、算出した距離に基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する
ことを特徴とする無線測位システム。 The wireless positioning system according to claim 1,
The wireless positioning system
Position information storage means for storing position measurement object position information representing the position of the position determination object determined by the position determination means;
Including
The priority calculation means calculates a distance between the measured object and each base station apparatus based on the measured object position information and the base station apparatus coordinate information, and based on the calculated distance, each base station A wireless positioning system , wherein the priority order is calculated for a station device .
前記優先順位算出手段は、前記各基地局装置が通信可能な他の基地局装置の数に基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する
ことを特徴とする無線測位システム。 In the radio positioning system according to claim 1 or 2 ,
The priority calculation unit, a radio positioning system, wherein the each base station apparatus based on the number of other base station apparatus capable of communicating, to calculate the priority for each base station apparatus.
前記優先順位算出手段は、前記各基地局装置のアンテナ放射パターンに基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する
ことを特徴とする無線測位システム。 In radio positioning system according to any one of claims 1 to 3,
The wireless positioning system, wherein the priority order calculating means calculates the priority order for each base station apparatus based on an antenna radiation pattern of each base station apparatus .
前記優先順位算出手段は、前記各基地局装置のいずれかが前記測位信号を受信した場合における、前記位置決定手段による位置決定が完了する割合に基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する
ことを特徴とする無線測位システム。 In the radio positioning system according to any one of claims 1 to 4 ,
The priority calculation unit, in a case where any of the respective base station apparatus has received the positioning signal, based on said ratio position determination by the position determination unit is completed, the priority for each of the base station apparatus A wireless positioning system characterized by calculating .
前記各基地局装置相互間で所定の試験信号を送受信し、
前記優先順位算出手段は、前記試験信号を送受信した通信状況に基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する
ことを特徴とする無線測位システム。 The radio positioning system according to any one of claims 1 to 5 ,
Send and receive a predetermined test signal between the base station devices,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the priority calculation means calculates the priority for each of the base station devices based on a communication status of transmitting / receiving the test signal .
前記各基地局装置は、
前記基準信号受信手段により前記基準信号が受信された場合に、前記基準信号送信手段による前記基準信号の送信を制限する基準信号送信制限手段、
を含む、
ことを特徴とする無線測位システム。 The radio positioning system according to any one of claims 1 to 6 ,
Each of the base station devices
Reference signal transmission restricting means for restricting transmission of the reference signal by the reference signal transmitting means when the reference signal is received by the reference signal receiving means;
including,
A wireless positioning system characterized by that.
前記各基地局装置相互間の距離を示す距離情報を取得する距離情報取得手段、
を含み、
前記位置決定手段は、前記各基地局装置において取得された前記基準信号及び前記測位信号の各受信時刻と、該各基地局装置と該基準信号を送信した前記基地局装置との間の距離を示す距離情報と、に基づき、前記被測位物の位置を決定する、
ことを特徴とする無線測位システム。 In the radio positioning system according to any one of claims 1 to 7 ,
Distance information acquisition means for acquiring distance information indicating a distance between the base station devices;
Including
The position determining means is configured to determine a reception time of the reference signal and the positioning signal acquired in each base station device and a distance between each base station device and the base station device that has transmitted the reference signal. And determining the position of the positioning object based on the distance information shown.
A wireless positioning system characterized by that.
優先順位算出手段によって算出され当該基地局装置に割り当てられた基準信号送信の優先順位を記憶する優先順位記憶手段と、
被測位物から測位信号を受信し、当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、その受信時刻を取得する測位信号受信手段と、
前記測位信号受信手段による前記測位信号の受信タイミングと、前記優先順位記憶手段から取得される優先順位と、に基づくタイミングで、基準信号を送信する基準信号送信手段と、
測位対象エリアの形状を表す測位対象エリア座標情報と複数の基地局装置の位置を表す基地局装置座標情報とを記憶する座標情報記憶手段と、
前記測位対象エリア座標情報および前記基地局装置座標情報を参照することにより求まる前記各基地局装置から前記測位対象エリアを見通した際の見通し位置関係に基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する前記優先順位算出手段と、
を含むことを特徴とする基地局装置。 A base station device,
Priority order storage means for storing the priority order of the reference signal transmission calculated by the priority order calculation means and assigned to the base station apparatus;
Positioning signal receiving means for receiving a positioning signal from a positioning object and acquiring the reception time based on a clock held by the base station device;
A reference signal transmitting means for transmitting a reference signal at a timing based on the reception timing of the positioning signal by the positioning signal receiving means and the priority order obtained from the priority order storage means;
Coordinate information storage means for storing positioning target area coordinate information representing the shape of the positioning target area and base station apparatus coordinate information representing the positions of a plurality of base station apparatuses;
Based on the line-of-sight position relationship when the positioning target area is viewed from each base station apparatus obtained by referring to the positioning target area coordinate information and the base station apparatus coordinate information, the priority order for each base station apparatus The priority order calculating means for calculating
A base station apparatus comprising:
前記無線測位システムが、測位対象エリアの形状を表す測位対象エリア座標情報と前記各基地局装置の位置を表す基地局装置座標情報とを参照することにより求まる、前記各基地局装置から前記測位対象エリアを見通した際の見通し位置関係に基づいて、前記各基地局装置について基準信号送信の優先順位を算出して割り当てる優先順位算出ステップと、
前記各基地局装置が、前記被測位物から測位信号を受信し、当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、その受信時刻を取得する測位信号受信ステップと、
前記各基地局装置が、前記測位信号受信ステップにおける前記測位信号の受信タイミングと、前記優先順位算出ステップにおいて当該基地局装置に割り当てられた優先順位と、に基づくタイミングで、前記基準信号を送信する基準信号送信ステップと、
前記各基地局装置が、他の前記基地局装置が送信した前記基準信号を受信し、前記クロックに基づき、その受信時刻を取得する基準信号受信ステップと、
を含むことを特徴とする測位方法。 A positioning method for measuring a position of a positioning object using a wireless positioning system including a plurality of base station devices,
The wireless positioning system is obtained by referring to positioning target area coordinate information representing the shape of the positioning target area and base station apparatus coordinate information representing the position of each base station apparatus, from the base station apparatus to the positioning target A priority calculation step for calculating and assigning a priority of reference signal transmission for each of the base station devices, based on a line-of-sight position relationship when the area is viewed;
Each base station apparatus receives a positioning signal from the object to be measured, and based on the clock held by the base station apparatus, acquires a reception time of the positioning signal;
Each base station apparatus transmits the reference signal at a timing based on the positioning signal reception timing in the positioning signal receiving step and the priority assigned to the base station apparatus in the priority calculation step. A reference signal transmission step;
Each base station apparatus receives the reference signal transmitted by the other base station apparatus, and obtains the reception time based on the clock,
A positioning method comprising:
前記コンピュータを、
優先順位算出手段によって算出され当該基地局装置に割り当てられた基準信号送信の優先順位を記憶する優先順位記憶手段、
当該基地局装置が保持しているクロックに基づき、前記被測位物から受信される測位信号の受信時刻を取得する測位信号受信時刻取得手段、
前記測位信号が受信された後、前記優先順位記憶手段から取得される優先順位に基づくタイミングで、送信手段に前記基準信号を送信させる基準信号送信制御手段、
前記クロックに基づき、他の前記基地局装置から受信される前記基準信号の受信時刻を取得する基準信号受信手段、
測位対象エリアの形状を表す測位対象エリア座標情報と前記各基地局装置の位置を表す基地局装置座標情報とを記憶する座標情報記憶手段、及び
前記測位対象エリア座標情報および前記基地局装置座標情報を参照することにより求まる前記各基地局装置から前記測位対象エリアを見通した際の見通し位置関係に基づいて、前記各基地局装置について前記優先順位を算出する前記優先順位算出手段、
として機能させるためのプログラム。 Includes a plurality of base stations, in a radio positioning system which measures the position of the positioning thereof using at least part of a base station apparatus of said plurality of a program for functioning the computer as before Kimoto Chikyoku device There ,
The computer,
Priority order storage means for storing the priority order of the reference signal transmission calculated by the priority order calculation means and assigned to the base station apparatus;
Positioning signal reception time acquisition means for acquiring a reception time of a positioning signal received from the positioning object based on a clock held by the base station device;
Reference signal transmission control means for causing the transmission means to transmit the reference signal at a timing based on the priority order acquired from the priority order storage means after the positioning signal is received .
A reference signal receiving means for acquiring a reception time of the reference signal received from another base station apparatus based on the clock;
Coordinate information storage means for storing positioning target area coordinate information representing the shape of the positioning target area and base station apparatus coordinate information representing the position of each base station apparatus, and
Based on the line-of-sight position relationship when the positioning target area is viewed from each base station apparatus obtained by referring to the positioning target area coordinate information and the base station apparatus coordinate information, the priority order for each base station apparatus The priority calculating means for calculating
Program to function as a.
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