JP5235560B2 - 端末位置推定システム及び方法ならびに位置推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末と複数の基地局間の電波の到来方向を推定することで端末の位置を推定する端末位置推定システム及び方法ならびに位置推定装置に関する。

図５は、本発明の背景となった技術による無線装置（端末位置推定システム）の構成を示すブロック図である。この図に示す無線装置による端末位置推定方法では、複数の無線基地局Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎと１又は複数の端末Ｔ０を装備した無線装置において、端末と複数の無線基地局間の電波の到来方向を推定することで、端末の位置が推定される。
この場合、各無線基地局Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎは、複数のアンテナ＃１_１、＃２_１、…、＃Ｍ_１〜＃１_Ｎ、＃２_Ｎ、…、＃Ｍ_Ｎと無線部Ｒ１〜ＲＮと到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮとを装備している。各無線基地局Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎは、到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮにて、各々電波の到来方向を推定し、各無線基地局Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎの座標から到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎを決定し、端末位置推定部Ｄが、その到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎから端末Ｔ０の位置を求める。具体的には、無線基地局が二つの場合は各々の無線基地局Ｓ０−１、Ｓ０−２で算出した到来方向推定直線Ｌ_１、Ｌ_２の交点Ｐ_１２の座標を端末位置とする。無線基地局が３つ以上あった場合は各々の到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの交点Ｐ_１２、Ｐ_１３、Ｐ_２３、…、Ｐ_ＮＭが複数存在することから、該交点を幾何学平均した座標を端末位置とする（例えば、非特許文献１参照）。もしくは到来方向推定直線の方程式をそれぞれ正規化し、擬似逆行列演算にて求めた解を端末位置とする（例えば、非特許文献２（特に第８章）参照）。
Jun Terada, Takahashi, H. Sato, Y. Mutoh, S."A novel location-estimation method using direction-of-arrival estimation,"Vehicular Technology Conference, 2005. VTC-2005-Fall. 2005 IEEE 62nd, 28-25 Sept., 2005 Volume: 1, On page(s):424-428 Ben Noble, James W. Danie"Applied Linear Algebra,"Prentice Hall; 3 edition (November 11, 1987)

しかしながら、上述した非特許文献１や２に示されているような従来の技術では、無線伝搬環境において、特に無線基地局から遠く離れた場所では端末から送信された無線信号の電力が大きく減衰してしまい、雑音による影響が大きくなり無線信号の到来方向の推定誤差が大きくなる。したがって、そのような環境下では各々の無線基地局で算出した到来方向推定直線の信頼度がそれぞれ異なり、各々の到来方向推定直線から端末の位置を推定する際に、信頼度の低い到来方向推定直線の影響を受け測位精度が劣化する。本現象は、全ての到来方向推定直線の信頼度を同じとして端末の位置を算出する従来技術では改善できないという課題がある。

また、端末の位置検出の精度が悪化するため、無線システムにおいて位置検出を行う場合に基地局による無線セルサイズを大きくできず、広いエリアをカバーするには多数の基地局が必要だった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、端末と無線基地局間の無線通信信号に基づいて算出した到来方向推定直線から端末位置を推定する際に、端末の位置推定精度を向上させることができる端末位置推定システム及び方法ならびに位置推定装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、端末と、複数のアンテナを有し、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局と、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する、いずれかの前記基地局内にあるいは前記端末及び前記基地局とは独立に設置された位置推定装置とからなる端末位置推定システムであって、前記基地局は、複数のアンテナそれぞれにおいて受信された前記端末からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定手段と、前記受信信号から電波の到来方向を推定する到来方向推定手段と、を具備し、前記位置推定装置は、前記各基地局それぞれの到来方向推定直線を、前記基地局の前記到来方向推定手段で推定された電波の到来方向と、当該基地局の座標とから算出する到来方向推定直線算出手段と、前記到来方向推定直線算出手段で算出された前記各基地局の到来方向推定直線と、当該各基地局の前記受信電力測定手段で測定された受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで前記端末の位置を推定する端末位置推定手段とを具備し、前記端末位置推定手段が、前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定手段で測定した受信レベルを用いて重み付けし、前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する、ことを特徴とする端末位置推定システムである。

また、本発明は、上記端末位置推定システムにおいて、前記基地局が、前記基地局とは独立に設置された前記位置推定装置の代わりに前記到来方向推定直線算出手段を具備し、前記到来方向推定直線算出手段は、自基地局の前記到来方向推定手段で推定された到来方向と、自基地局の座標から到来方向推定直線を算出する、ことを特徴とする。

また、本発明は、複数のアンテナを有する端末と、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局とからなり、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する端末位置推定システムにおいて、前記端末は、複数のアンテナそれぞれにおいて受信された各基地局からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定手段と、前記各基地局からの受信信号より各電波の到来方向を推定する到来方向推定手段と、前記到来方向推定手段で推定された各電波の到来方向と、当該各電波の送信元の前記基地局の座標とから到来方向推定直線を算出する到来方向推定直線算出手段と、前記到来方向推定直線算出手段で算出された前記各基地局からの電波の到来方向推定直線と、前記受信電力測定手段で測定された当該基地局からの受信電力とに基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで自端末の位置を推定する端末位置推定手段とを具備し、前記端末位置推定手段が、前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定手段で測定した受信レベルを用いて重み付けし、前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する、ことを特徴とする端末位置推定システムである。

また、本発明は、端末と、複数のアンテナを有し、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局と、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する、いずれかの前記基地局内にあるいは前記端末及び前記基地局とは独立に設置された位置推定装置とからなる端末位置推定システムに用いられる端末位置推定方法であって、前記基地局が、複数のアンテナそれぞれにおいて受信された前記端末からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定過程と、前記受信信号から電波の到来方向を推定する到来方向推定過程と、前記位置推定装置が、前記各基地局それぞれの到来方向推定直線を、前記基地局の前記到来方向推定過程で推定された電波の到来方向と、当該基地局の座標とから算出する到来方向推定直線算出過程と、前記到来方向推定直線算出過程で算出された前記各基地局の到来方向推定直線と、当該各基地局の前記受信電力測定過程で測定された受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで前記端末の位置を推定する端末位置推定過程とを有し、前記端末位置推定過程で、前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定過程で測定した受信レベルを用いて重み付けし、前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定することを特徴とする端末位置推定方法である。

また、本発明は、上記端末位置推定方法において、前記基地局とは独立に設置された前記位置推定装置の代わりに前記基地局前記到来方向推定直線算出過程を前記基地局が行い、前記到来方向推定直線算出過程においては、前記到来方向推定過程で推定された到来方向と、自基地局の座標から到来方向推定直線を算出する、ことを特徴とする。

また、本発明は、複数のアンテナを有する端末と、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局とからなり、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する端末位置推定システムにおける端末位置推定方法であって、前記端末が、複数のアンテナそれぞれにおいて受信された各基地局からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定過程と、前記各基地局からの受信信号より各電波の到来方向を推定する到来方向推定過程と、前記到来方向推定過程で推定された各電波の到来方向と、当該各電波の送信元の前記基地局の座標とから到来方向推定直線を算出する到来方向推定直線算出過程と、前記到来方向推定直線算出過程で算出された前記各基地局からの電波の到来方向推定直線と、前記受信電力測定過程で測定された当該基地局からの受信電力とに基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する端末位置推定過程とを有し、前記端末位置推定過程で、前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定過程で測定した受信レベルを用いて重み付けし、前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定することを特徴とする端末位置推定方法である。

また、本発明は、端末と、複数のアンテナを有し、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局と、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する、いずれかの前記基地局内にあるいは前記端末及び前記基地局とは独立に設置された位置推定装置とからなる端末位置推定システムにおける前記位置推定装置であって、前記各基地局それぞれの到来方向推定直線を、当該基地局が複数のアンテナそれぞれにおいて受信した前記端末からの受信信号より推定した電波の到来方向と、当該基地局の座標とから算出する到来方向推定直線算出手段と、前記各基地局の到来方向推定直線と、前記各基地局において測定された前記受信信号の受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する端末位置推定手段とを具備し、前記端末位置推定手段が、前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記基地局装置が有する複数のアンテナそれぞれにおいて受信された前記端末からの受信信号の受信レベルを用いて重み付けし、前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定することを特徴とする位置推定装置である。

また、本発明は、上記位置推定装置において、前記基地局が、前記基地局とは独立に設置された当該位置推定装置の代わりに前記到来方向推定直線算出手段を具備し、前記端末位置推定手段は、前記各基地局が推定した電波の到来方向及び自基地局の座標から算出した到来方向推定直線と、前記各基地局において測定された前記受信電力とに基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する、ことを特徴とする。

この発明によれば、端末・基地局間の無線通信において、複数のアンテナで測定された受信電力に基づいて、推定された複数の到来方向に重み付けがなされ、その上で端末の位置が推定される。したがって、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

また、本発明によれば、到来方向推定直線の交点に、受信電力測定手段で測定された受信電力の例えば平均値、最大値または最小値に基づき重み付けを行い、複数の交点の位置を幾何学荷重平均し端末位置と決定する。したがって、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

また、本発明によれば、到来方向推定直線の方程式に受信電力測定手段で測定された受信電力に基づき重み付けを行い、該重み付けした方程式の解を擬似逆行列演算にて求め、該解を端末位置と決定する。したがって、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

また、本発明によれば、本発明適用前のものに比べて、同一セルサイズにおける端末の位置推定精度を向上させることができる。すなわち、無線セルサイズを拡大した場合でも位置推定精度の低下を抑えることができるので、無線セルサイズを拡大することができ、これによって基地局数を削減する効果を有する。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。
図１は本発明の第１実施形態による無線装置（端末位置推定システム）の構成を示すブロック図である。図１の無線装置は、複数の無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮと、各無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮと所定の通信回線で接続された重み付け端末位置推定部Ｃと、１又は複数の無線端末Ｔ０（図１では１台のみ示している）とから構成されている。なお、重み付け位置推定部Ｃ（位置推定装置）は、いずれかの無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮ内や無線端末内に設けられていてもよいし、あるいは無線基地局装置や無線端末から独立した装置内に設置されていてもよい。

図において、無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮは、それぞれ複数の受信アンテナ＃１_１、＃２_１、…、＃Ｍ_１〜＃１_Ｎ、＃２_Ｎ、…、＃Ｍ_Ｎと、無線信号を送受信するための無線部Ｒ１〜ＲＮと、受信アンテナ＃１_１、＃２_１、…、＃Ｍ_１〜＃１_Ｎ、＃２_Ｎ、…、＃Ｍ_Ｎ毎に受信された、無線端末Ｔ０からの受信信号の電波についての各無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮにおける受信電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎを算出する受信電力算出部Ａ１〜ＡＮと、複数の受信アンテナ＃１_１、＃２_１、…、＃Ｍ_１〜＃１_Ｎ、＃２_Ｎ、…、＃Ｍ_Ｎを介して無線部Ｒ１〜ＲＮで受信された無線信号から各無線端末Ｔ０からの電波の到来方向を推定する到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮを装備し、互いに離れた場所に配置されている。無線端末Ｔ０から送信された無線信号は各無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮで受信され、それぞれの到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮにて周知の方法（後述）により、無線信号の到来方向を算出する。この到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮで算出した到来方向と各無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮの座標とから到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎ（ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎ）を算出することができるが、この到来方向推定直線の方程式Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの算出は、無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮで各々算出してから重み付け端末位置推定部Ｃに渡しても、各々算出した到来方向情報を重み付け端末位置推定部Ｃに渡して重み付け端末位置推定部Ｃで全無線基地局装置分の方程式をまとめて算出してもどちらでもよい。この重み付け端末位置推定部Ｃは、後述するようにして、受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する。

また、各々の無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮに装備されている受信電力算出部Ａ１〜ＡＮにて各無線基地局装置Ｓ１〜ＳＮにおける測定対象となっている無線端末Ｔ０からの受信信号の電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎを算出する。受信電力は、アナログ信号処理でＡＧＣ（Automatic Gain Control）などを用いて算出しても、ディジタル信号処理で複素信号の二乗成分の移動平均などを用いて算出しても良く、受信電力を算出する任意の方法で良い。また受信電力算出処理はＲＦ（Radio Frequency）信号のまま行っても、ベースバンド信号で行っても良い。

本実施形態の重み付け端末位置推定部Ｃは、受信電力算出部Ａ１〜ＡＮで算出された受信電力に基づき、到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮで算出された電波の到来方向を用いて無線端末Ｔ０の端末推定位置Ｚ_ｅｓｔを算出する。

なお、到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮでの到来方向推定方法としてはＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法など複数アンテナを用いて到来方向推定を行うあらゆる方法が考えられる。

ここで、重み付け端末位置推定部Ｃにおける端末位置の算出の方法について詳細に説明する。

（１）第１の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｃによる第１の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図２（算出方法（１））に示すように到来方向推定直線Ｌ_１とＬ_２の交点Ｐ_１２に受信電力Ｗ_１とＷ_２の平均値Ｗ_{ａｖｅ１２}＝ｍｅａｎ（Ｗ_１，Ｗ_２）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_２とＬ_３の交点Ｐ_２３に受信電力Ｗ_２とＷ_３の平均値Ｗ_{ａｖｅ２３}＝ｍｅａｎ（Ｗ_２，Ｗ_３）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_Ｎ−１とＬ_Ｎの交点Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}に受信電力Ｗ_Ｎ−１とＷ_Ｎの平均値Ｗ_{ａｖｅ（Ｎ−１）Ｎ}＝ｍｅａｎ（Ｗ_Ｎ−１，Ｗ_Ｎ）の重みを、というように、それぞれ交点座標に乗算していき、複数の交点の位置を、ｍｅａｎ（Ｗ_{ａｖｅ１２}Ｐ_１２＋Ｗ_{ａｖｅ２３}Ｐ_２３＋…＋Ｗ_{ａｖｅ（Ｎ−１）Ｎ}Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}）と幾何学荷重平均し、最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔと決定する。

なお、図２に示す例では、重み付け端末位置推定部Ｃが、交点算出部Ｃ−１と重み乗算部Ｃ−２とから構成されている。この交点算出部Ｃ−１は、到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮから到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの方程式（連立方程式）ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２， …，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎの情報を受け取り、各到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの各交点Ｐ_１２、Ｐ_１３、…、Ｐ_ＮＭを算出して出力する。重み乗算部Ｃ−２は、受信電力算出部Ａ１〜ＡＮから受信電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎの情報を受け取るとともに交点算出部Ｃ−１で算出された各交点Ｐ_１２、Ｐ_１３、…、Ｐ_ＮＭの情報に基づいて、例えば上記の方法で端末推定位置Ｚ_ｅｓｔ（推定端末位置座標（ｘ_ｅｓｔ，ｙ_ｅｓｔ））を算出する。

（２）第２の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｃによる第２の重み付け端末佐原推定方法としては、例えば、図２（算出方法（２））に示すように到来方向推定直線Ｌ_１とＬ_２の交点Ｐ_１２に受信電力Ｗ_１とＷ_２の最大値Ｗ_{ｍａｘ１２}＝ｍａｘ（Ｗ_１，Ｗ_２）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_２とＬ_３の交点Ｐ_２３に受信電力Ｗ_２とＷ_３の最大値Ｗ_{ｍａｘ２３}＝ｍａｘ（Ｗ_２，Ｗ_３）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_Ｎ−１とＬ_Ｎの交点Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}に受信電力Ｗ_Ｎ−１とＷ_Ｎの最大値Ｗ_{ｍａｘ（Ｎ−１）Ｎ}＝ｍａｘ（Ｗ_Ｎ−１，Ｗ_Ｎ）の重みを、というように、それぞれ交点座標に乗算していき、複数の交点の位置を、ｍｅａｎ（Ｗ_{ｍａｘ１２}Ｐ_１２＋Ｗ_{ｍａｘ２３}Ｐ_２３＋…＋Ｗ_{ｍａｘ（Ｎ−１）Ｎ}Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}）と幾何学荷重平均し、最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔと決定する。

（３）第３の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｃによる第３の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図２（算出方法（３））に示すように到来方向推定直線Ｌ_１とＬ_２の交点Ｐ_１２に受信電力Ｗ_１とＷ_２の最小値Ｗ_{ｍｉｎ１２}＝ｍｉｎ（Ｗ_１，Ｗ_２）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_２とＬ_３の交点Ｐ_２３に受信電力Ｗ_２とＷ_３の最小値Ｗ_{ｍｉｎ２３}＝ｍｉｎ（Ｗ_２，Ｗ_３）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_Ｎ−１とＬ_Ｎの交点Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}に受信電力Ｗ_Ｎ−１とＷ_Ｎの最小値Ｗ_{ｍｉｎ（Ｎ−１）Ｎ}＝ｍｉｎ（Ｗ_Ｎ−１，Ｗ_Ｎ）の重みを、というように、それぞれ交点座標に乗算していき、複数の交点の位置を、ｍｅａｎ（Ｗ_{ｍｉｎ１２}Ｐ_１２＋Ｗ_{ｍｉｎ２３}Ｐ_２３＋…＋Ｗ_{ｍｉｎ（Ｎ−１）Ｎ}Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}）と幾何学荷重平均し、最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔと決定する。

以上（１）〜（３）のように、各到来方向推定直線の各交点に対して、受信レベルを用いて重み付けすることで、受信レベルが低い無線基地局装置、つまり無線端末との距離が大きく到来方向に誤差が大きいと考えられる基地局から得られる交点の重みを低くすることで、より正確な端末位置の推定を実現する。

（４）第４の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｃによる第４の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図３に示すように到来方向推定直線Ｌ_１，Ｌ_２，〜，Ｌ_Ｎの方程式のａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎ、受信電力の振幅|Ｗ_１|〜|Ｗ_Ｎ|を用いて重み付けして、

として、ＡＺ＝Ｃと表現できることより、行列式Ａの擬似逆行列をＡ^＋とし、Ａ^＋を左側から乗算し、

より求めた解Ｚを最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔとする。

なお、図３は、図１の重み付け端末位置推定部Ｃを、重み付け端末位置推定部Ｃａとして示したものである。この例では重み付け端末位置推定部Ｃａが重み乗算部Ｃａ−３から構成されている。この重み乗算部Ｃａ−３は、到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮから到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの方程式（連立方程式）ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎの情報を受け取るとともに、受信電力算出部Ａ１〜ＡＮから受信電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎの情報を受け取り、上記のようにして擬似逆行列演算を行い、解を求めることで、端末推定位置Ｚ_ｅｓｔ（推定端末位置座標（ｘ_ｅｓｔ，ｙ_ｅｓｔ））を算出する。すなわち、重み乗算部Ｃａ−３は、到来方向推定直線の方程式に対して測定した受信電力のレベルを用いて重み付けし、重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する。

（５）第５の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｃによる第５の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図４に示すように到来方向推定直線Ｌ_１，Ｌ_２，〜，Ｌ_Ｎの方程式ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎ、受信信号の振幅√|Ｗ_１|〜√|Ｗ_Ｎ|を用いて重み付けして、

として、ＡＺ＝Ｃと表現できることより、行列式Ａの擬似逆行列をＡ^＋とし、Ａ^＋を左側から乗算し、

より求めた解Ｚを最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔとする。

なお、図４は、図１の重み付け端末位置推定部Ｃを、重み付け端末位置推定部Ｃｂとして示したものである。この例では重み付け端末位置推定部Ｃｂが重み乗算部Ｃｂ−３から構成されている。この重み乗算部Ｃｂ−３は、到来方向推定部Ｂ１〜ＢＮから到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの方程式（連立方程式）ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎの情報を受け取るとともに、受信電力算出部Ａ１〜ＡＮから受信電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎの情報を受け取り、上記のようにして擬似逆行列演算を行い、解を求めることで端末推定位置Ｚ_ｅｓｔ（推定端末位置座標（ｘ_ｅｓｔ，ｙ_ｅｓｔ））を算出する。すなわち、重み乗算部Ｃｂ−３は、到来方向推定直線の方程式に対して測定した受信電力のレベルを用いて重み付けし、重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する。

以上（４）、（５）のように、到来方向推定直線自体に受信レベルを用いて重み付けすることで、到来方向の推定精度を向上させることができ、精度の高い到来方向直線の方程式を用いた交点の導出により正確な端末位置の推定を実現する。

上述した第１の実施形態によれば、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

なお、実施例では複数アンテナを持つ基地局が無線端末が送信した信号を受信し、その受信レベルと到来方向から端末の位置を推定する方法を説明したが、本発明の位置推定方法は、複数アンテナを持つ無線端末が、複数の基地局からの信号を受信し、受信レベルと到来方向を推定して、その情報を本発明における重み付け端末位置推定部に通知することで端末位置を推定してもよい。以下、そのような構成について第２実施形態として説明する。

図６、図７は本発明の第２実施形態による無線装置の構成を示すブロック図であり、図６が無線端末Ｔと複数の無線基地局装置Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎとからなる無線装置（端末位置推定システム）を、図７がその無線端末Ｔの内部構成の本発明に係る部分をそれぞれ示している。なお、図６では１台のみ示しているが、無線端末Ｔは１又は複数台設けられるものである。

図６及び図７において、無線端末Ｔはそれぞれ複数の受信アンテナ＃１_Ｔ，＃２_Ｔ，…，＃Ｍ_Ｔを装備している。各無線基地局装置（以下、基地局とも記す。）Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎから送信された無線信号は無線端末Ｔで受信され、基地局判別部Ｉにてどの基地局からの受信信号かを判別または分離した後、到来方向推定部Ｅにて周知の方法により（後述）、各基地局からの無線信号の到来方向を算出する。ここで基地局判別部Ｉにてどの基地局かを判別、分離する方法として、基地局毎に電波の送信時間を変えることで時分割しても、送信周波数を変えることで周波数分割しても、符号により空間分割しても良く、基地局からの信号を判別、分離する任意の方法で良い。

また、無線端末Ｔに装備されている受信電力算出部Ｇにて、アンテナ＃１_Ｔ，＃２_Ｔ，…，＃Ｍ_Ｔ毎に受信された、各無線基地局装置Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎからの受信信号の電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎを算出する。受信電力は、アナログ信号処理でＡＧＣなどを用いて算出しても、ディジタル信号処理で複素信号の二乗成分の移動平均などを用いて算出しても良く、受信電力を算出する任意の方法で良い。また受信電力算出処理はＲＦ信号のまま行っても、ベースバンド信号で行っても良い。

受信電力算出部Ｇで算出された受信電力に基づき、到来方向推定部Ｅで算出された電波の到来方向を用いて重み付け端末位置推定部Ｆで無線端末Ｔの端末推定位置Ｚ_ｅｓｔを算出する。この重み付け端末位置推定部Ｆは、後述するようにして、受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する。

到来方向推定方法としてはＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）やＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）、ＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法など複数アンテナを用いて到来方向推定を行うあらゆる方法が考えられる。

なお、比較のため、本実施の形態の特徴となる構成を有しない場合の従来の無線端末Ｔ１の構成例を図１１に示した。この構成例では、無線端末Ｔ１は、複数の受信アンテナ＃１_Ｔ，＃２_Ｔ，…，＃Ｍ_Ｔと基地局判別部Ｉと到来方向推定部Ｅと端末位置推定部Ｈとから構成されている。この構成では、無線端末Ｔ１は、到来方向推定部Ｅにて、各無線基地局からの電波の到来方向を推定し、各無線基地局の座標から到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎを決定し、端末位置推定部Ｈが、その到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎから当該無線端末Ｔ１の位置を求める。

ここで、重み付け端末位置推定部Ｆにおける端末位置の算出の方法について詳細に説明する。

（１）第１の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｆによる第１の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図８に示すように到来方向推定直線Ｌ_１とＬ_２の交点Ｐ_１２に受信電力Ｗ_１とＷ_２の平均値Ｗ_{ａｖｅ１２}＝ｍｅａｎ（Ｗ_１，Ｗ_２）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_２とＬ_３の交点Ｐ_２３に受信電力Ｗ_２とＷ_３の平均値Ｗ_{ａｖｅ２３}＝ｍｅａｎ（Ｗ_２，Ｗ_３）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_Ｎ−１とＬ_Ｎの交点Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}に受信電力Ｗ_Ｎ−１とＷ_Ｎの平均値Ｗ_{ａｖｅ（Ｎ−１）Ｎ}＝ｍｅａｎ（Ｗ_Ｎ−１，Ｗ_Ｎ）の重みを、それぞれ交点座標に乗算していき、複数の交点の位置を、ｍｅａｎ（Ｗ_{ａｖｅ１２}Ｐ_１２＋Ｗ_{ａｖｅ２３}Ｐ_２３＋…＋Ｗ_{ａｖｅ（Ｎ−１）Ｎ}Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}）と幾何学荷重平均し、最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔと決定する。

なお、図８に示す例では、重み付け端末位置推定部Ｆが、交点算出部Ｆ−１と重み乗算部Ｆ−２とから構成されている。この交点算出部Ｆ−１は、到来方向推定部Ｅから各無線基地局装置Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎからの無線信号の到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの方程式（連立方程式）ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎの情報を受け取り、各到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの各交点Ｐ_１２、Ｐ_１３、…、Ｐ_ＮＭを算出して出力する。なお、到来方向推定部Ｅは、推定された各無線基地局装置Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎからの電波の到来方向と、各無線基地局Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎの座標から到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎを決定する。重み乗算部Ｆ−２は、受信電力算出部Ｇから各無線基地局装置Ｓ０−１〜Ｓ０−Ｎからの無線信号の受信電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎの情報を受け取るとともに交点算出部Ｆ−１で算出された各交点Ｐ_１２、Ｐ_１３、…、Ｐ_ＮＭの情報に基づいて、例えば上記の方法で端末推定位置Ｚ_ｅｓｔ（推定端末位置座標（ｘ_ｅｓｔ，ｙ_ｅｓｔ））を算出する。

（２）第２の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｆによる第２の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図８に示すように到来方向推定直線Ｌ_１とＬ_２の交点Ｐ_１２に受信電力Ｗ_１とＷ_２の最大値Ｗ_{ｍａｘ１２}＝ｍａｘ（Ｗ_１，Ｗ_２）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_２とＬ_３の交点Ｐ_２３に受信電力Ｗ_２とＷ_３の最大値Ｗ_{ｍａｘ２３}＝ｍａｘ（Ｗ_２，Ｗ_３）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_Ｎ−１とＬ_Ｎの交点Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}に受信電力Ｗ_Ｎ−１とＷ_Ｎの最大値Ｗ_{ｍａｘ（Ｎ−１）Ｎ}＝ｍａｘ（Ｗ_Ｎ−１，Ｗ_Ｎ）の重みを、それぞれ交点座標に乗算していき、複数の交点の位置を、ｍｅａｎ（Ｗ_{ｍａｘ１２}Ｐ_１２＋Ｗ_{ｍａｘ２３}Ｐ_２３＋…＋Ｗ_{ｍａｘ（Ｎ−１）Ｎ}Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}）と幾何学荷重平均し、最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔと決定する。

（３）第３の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｆによる第３の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図８に示すように到来方向推定直線Ｌ_１とＬ_２の交点Ｐ_１２に受信電力Ｗ_１とＷ_２の最小値Ｗ_{ｍｉｎ１２}＝ｍｉｎ（Ｗ_１，Ｗ_２）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_２とＬ_３の交点Ｐ_２３に受信電力Ｗ_２とＷ_３の最小値Ｗ_{ｍｉｎ２３}＝ｍｉｎ（Ｗ_２，Ｗ_３）の重みを、到来方向推定直線Ｌ_Ｎ−１とＬ_Ｎの交点Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}に受信電力Ｗ_Ｎ−１とＷ_Ｎの最小値Ｗ_{ｍｉｎ（Ｎ−１）Ｎ}＝ｍｉｎ（Ｗ_Ｎ−１，Ｗ_Ｎ）の重みを、それぞれ交点座標に乗算していき、複数の交点の位置を、ｍｅａｎ（Ｗ_{ｍｉｎ１２}Ｐ_１２＋Ｗ_{ｍｉｎ２３}Ｐ_２３＋…＋Ｗ_{ｍｉｎ（Ｎ−１）Ｎ}Ｐ_{（Ｎ−１）Ｎ}）と幾何学荷重平均し、最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔと決定する。

（４）第４の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｆによる第４の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図９に示すように到来方向推定直線Ｌ_１，Ｌ_２，〜，Ｌ_Ｎの方程式のａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎ、受信電力の振幅|Ｗ_１|〜|Ｗ_Ｎ|より、

として、ＡＺ＝Ｃと表現できることより、行列式Ａの擬似逆行列をＡ^＋とし、Ａ^＋を左側から乗算し、

より求めた解Ｚを最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔとする。

なお、図９は、図７の重み付け端末位置推定部Ｆを、重み付け端末位置推定部Ｆａとして示したものである。この例では重み付け端末位置推定部Ｆａが重み乗算部Ｆａ−３から構成されている。この重み乗算部Ｆａ−３は、到来方向推定部Ｅから到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの方程式（連立方程式）ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎの情報を受け取るとともに、受信電力算出部Ｇから受信電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎの情報を受け取り、上記のようにして擬似逆行列演算を行い、解を求めることで端末推定位置Ｚ_ｅｓｔ（推定端末位置座標（ｘ_ｅｓｔ，ｙ_ｅｓｔ））を算出する。

（５）第５の重み付け端末位置推定方法
重み付け端末位置推定部Ｆによる第5の重み付け端末位置推定方法としては、例えば、図１０に示すように到来方向推定直線Ｌ_１，Ｌ_２，〜，Ｌ_Ｎの方程式ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎ、受信信号の振幅√|Ｗ_１|〜√|Ｗ_Ｎ|より、

として、ＡＺ＝Ｃと表現できることより、行列式Ａの擬似逆行列をＡ^＋とし、Ａ^＋を左側から乗算し、

より求めた解Ｚを最終的な端末推定位置Ｚ_ｅｓｔとする。

なお、図１０は、図７の重み付け端末位置推定部Ｆを、重み付け端末位置推定部Ｆｂとして示したものである。この例では重み付け端末位置推定部Ｆｂが重み乗算部Ｆｂ−３から構成されている。この重み乗算部Ｆｂ−３は、到来方向推定部Ｅから到来方向推定直線Ｌ_１〜Ｌ_Ｎの方程式（連立方程式）ａ_１ｘ＋ｂ_１ｙ＝ｃ_１，ａ_２ｘ＋ｂ_２ｙ＝ｃ_２，…，ａ_Ｎｘ＋ｂ_Ｎｙ＝ｃ_Ｎの情報を受け取るとともに、受信電力算出部Ｇから受信電力Ｗ_１〜Ｗ_Ｎの情報を受け取り、上記のようにして擬似逆行列演算を行い、解を求めることで端末推定位置Ｚ_ｅｓｔ（推定端末位置座標（ｘ_ｅｓｔ，ｙ_ｅｓｔ））を算出する。

上述した第２の実施形態によれば、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

以上のように、この発明によれば、３つ以上の無線基地局を用いることにより、各々の無線基地局ごとに受信電力を算出し、無線基地局ごとの受信電力に基づいて、３つ以上の到来方向推定直線から端末の位置を推定することができる。したがって、この場合、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

また、本発明によれば、到来方向推定直線の交点に、該交点を算出した二つの無線基地局装置に係る受信電力の平均値、または最大値、または最小値に基づき重み付けを行い、複数の交点の位置を幾何学荷重平均し端末位置と決定する。したがって、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

また、本発明によれば、到来方向推定直線の方程式に受信電力に基づき重み付けを行い、該重み付けした方程式の解を擬似逆行列演算にて求め、該解を端末位置と決定する。したがって、それぞれの到来方向推定直線の信頼度に基づいた端末位置の推定を行うことが可能となり、端末位置推定精度を向上させることができる。

また、本発明を適用しない場合には、例えば、端末の位置検出の精度が悪化するため、無線システムにおいて位置検出を行う場合に基地局による無線セルサイズを大きくできず、広いエリアをカバーするには多数の基地局が必要だった。しかし、本発明によれば、無線セルサイズの拡大により基地局数を削減する効果を有する。

なお、本発明の実施の形態は上記に限定されず、例えば第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた構成として、基地局及び1又は複数の端末のどちらでも本発明による位置検出を行えるようにしたり、各ブロック図において示した各構成をさらに分割して構成したり、また分散して配置したり、あるいは統合して構成要素数を削減したり、さらには端末位置推定方法（例えば第１の実施形態の（１）〜（５）の推定方法）を複数用意して適宜切り替えてあるいは同時に使用できるようにして結果を選択的に採用したりする等の変更が適宜可能である。

図１２〜図１４を参照して上記実施形態の特性評価（シミュレーション）結果の一例について説明する。図１２は特性評価の際に用いた各基地局の配置その他の条件を示し、図１３は特性評価で用いた無線通信の仕様を示している。図１４は特性評価によって得られたセル半径と測位誤差のＲＭＳ値（実効値）の関係を示している。上記（４）第４の重み付け端末位置推定方法すなわち受信電力の絶対値｜Ｗ_１｜〜｜Ｗ_Ｎ｜を用いた場合を提案方法１（○印）として、（５）第５の重み付け端末位置推定方法すなわち受信電力の振幅√｜Ｗ_１｜〜√｜Ｗ_Ｎ｜を用いた場合を提案方法２（△印）として、また受信電力による重み付けを行わない場合を背景技術方式（□印）として示している。また、無雑音環境下を破線で、雑音環境下を実線で示している。方式による差はあるものの、提案方式は、背景技術方式よりも良好な特性を示している。

第１の実施形態による無線装置を示すブロック図である。 重み付け端末位置推定部Ｃにおける第１〜第３の重み付け端末位置推定方法の詳細を表わすブロック図である。 重み付け端末位置推定部Ｃにおける第４の重み付け端末位置推定方法の詳細を表わすブロック図である。 重み付け端末位置推定部Ｃにおける第５の重み付け端末位置推定方法の詳細を表わすブロック図である。 背景技術としての無線装置を示すブロック図である。 第２の実施形態による無線装置を示すブロック図である。 第２の実施形態による無線装置を示すブロック図である。 重み付け端末位置推定部Ｆにおける第１〜第３の重み付け端末位置推定方法の詳細を表わすブロック図である。 重み付け端末位置推定部Ｆにおける第４の重み付け端末位置推定方法の詳細を表わすブロック図である。 重み付け端末位置推定部Ｆにおける第５の重み付け端末位置推定方法の詳細を表わすブロック図である。 背景技術としての無線装置を示すブロック図である。 本発明の実施例による特性評価結果を説明するための図である。 本発明の実施例による特性評価結果を説明するための図である。 本発明の実施例による特性評価結果を説明するための図である。

符号の説明

＃１_１，＃２_１…，＃Ｍ_１，＃１_２，＃２_２，…＃Ｍ_２，…＃１_Ｎ，＃２_Ｎ，…＃Ｍ_Ｎ，＃１_Ｔ，＃２_Ｔ…，＃Ｍ_Ｔ 受信アンテナ
Ａ１，Ａ２，…，ＡＮ、Ｇ 受信電力算出部
Ｂ１，Ｂ２，…，ＢＮ、Ｅ 到来方向推定部
Ｃ、Ｃａ、Ｃｂ、Ｆ 重み付け端末位置推定部
Ｃ−１、Ｆ−１ 交点算出部
Ｃ−２、Ｃａ−３、Ｃｂ−３、Ｆ−２、Ｆａ−３、Ｆｂ−３ 重み乗算部
Ｄ、Ｈ 端末位置推定部
Ｉ 基地局判別部
Ｔ、Ｔ０ 無線端末
Ｓ０，…，ＳＮ 無線基地局装置

Claims (8)

1. 端末と、複数のアンテナを有し、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局と、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する、いずれかの前記基地局内にあるいは前記端末及び前記基地局とは独立に設置された位置推定装置とからなる端末位置推定システムであって、
   前記基地局は、
   複数のアンテナそれぞれにおいて受信された前記端末からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定手段と、
   前記受信信号から電波の到来方向を推定する到来方向推定手段と、
   を具備し、
   前記位置推定装置は、
   前記各基地局それぞれの到来方向推定直線を、前記基地局の前記到来方向推定手段で推定された電波の到来方向と、当該基地局の座標とから算出する到来方向推定直線算出手段と、
   前記到来方向推定直線算出手段で算出された前記各基地局の到来方向推定直線と、当該各基地局の前記受信電力測定手段で測定された受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで前記端末の位置を推定する端末位置推定手段と
   を具備し、
   前記端末位置推定手段が、
   前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定手段で測定した受信レベルを用いて重み付けし、
   前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する、
   ことを特徴とする端末位置推定システム。
2. 前記基地局が、前記基地局とは独立に設置された前記位置推定装置の代わりに前記到来方向推定直線算出手段を具備し、
   前記到来方向推定直線算出手段は、自基地局の前記到来方向推定手段で推定された到来方向と、自基地局の座標から到来方向推定直線を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端末位置推定システム。
3. 複数のアンテナを有する端末と、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局とからなり、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する端末位置推定システムにおいて、
   前記端末は、
   複数のアンテナそれぞれにおいて受信された各基地局からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定手段と、
   前記各基地局からの受信信号より各電波の到来方向を推定する到来方向推定手段と、
   前記到来方向推定手段で推定された各電波の到来方向と、当該各電波の送信元の前記基地局の座標とから到来方向推定直線を算出する到来方向推定直線算出手段と、
   前記到来方向推定直線算出手段で算出された前記各基地局からの電波の到来方向推定直線と、前記受信電力測定手段で測定された当該基地局からの受信電力とに基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで自端末の位置を推定する端末位置推定手段とを具備し、
   前記端末位置推定手段が、
   前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定手段で測定した受信レベルを用いて重み付けし、
   前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する、
   ことを特徴とする端末位置推定システム。
4. 端末と、複数のアンテナを有し、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局と、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する、いずれかの前記基地局内にあるいは前記端末及び前記基地局とは独立に設置された位置推定装置とからなる端末位置推定システムに用いられる端末位置推定方法であって、
   前記基地局が、
   複数のアンテナそれぞれにおいて受信された前記端末からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定過程と、
   前記受信信号から電波の到来方向を推定する到来方向推定過程と、
   前記位置推定装置が、
   前記各基地局それぞれの到来方向推定直線を、前記基地局の前記到来方向推定過程で推定された電波の到来方向と、当該基地局の座標とから算出する到来方向推定直線算出過程と、
   前記到来方向推定直線算出過程で算出された前記各基地局の到来方向推定直線と、当該各基地局の前記受信電力測定過程で測定された受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで前記端末の位置を推定する端末位置推定過程と
   を有し、
   前記端末位置推定過程で、
   前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定過程で測定した受信レベルを用いて重み付けし、
   前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する
   ことを特徴とする端末位置推定方法。
5. 前記基地局とは独立に設置された前記位置推定装置の代わりに前記到来方向推定直線算出過程を前記基地局が行い、
   前記到来方向推定直線算出過程においては、前記到来方向推定過程で推定された到来方向と、自基地局の座標から到来方向推定直線を算出する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の端末位置推定方法。
6. 複数のアンテナを有する端末と、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局とからなり、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する端末位置推定システムにおける端末位置推定方法であって、
   前記端末が、
   複数のアンテナそれぞれにおいて受信された各基地局からの受信信号の受信電力を測定する受信電力測定過程と、
   前記各基地局からの受信信号より各電波の到来方向を推定する到来方向推定過程と、
   前記到来方向推定過程で推定された各電波の到来方向と、当該各電波の送信元の前記基地局の座標とから到来方向推定直線を算出する到来方向推定直線算出過程と、
   前記到来方向推定直線算出過程で算出された前記各基地局からの電波の到来方向推定直線と、前記受信電力測定過程で測定された当該基地局からの受信電力とに基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する端末位置推定過程と
   を有し、
   前記端末位置推定過程で、
   前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記受信電力測定過程で測定した受信レベルを用いて重み付けし、
   前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する
   ことを特徴とする端末位置推定方法。
7. 端末と、複数のアンテナを有し、互いに離れた場所に設置された３台以上の基地局と、前記端末及び前記基地局間の無線信号の到来方向に基づいて当該端末の位置を推定する、いずれかの前記基地局内にあるいは前記端末及び前記基地局とは独立に設置された位置推定装置とからなる端末位置推定システムにおける前記位置推定装置であって、
   前記各基地局それぞれの到来方向推定直線を、当該基地局が複数のアンテナそれぞれにおいて受信した前記端末からの受信信号より推定した電波の到来方向と、当該基地局の座標とから算出する到来方向推定直線算出手段と、
   前記各基地局の到来方向推定直線と、前記各基地局において測定された前記受信信号の受信電力に基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する端末位置推定手段と
   を具備し、
   前記端末位置推定手段が、
   前記到来方向推定直線の方程式に対して、該到来方向推定直線のベクトルの大きさで規格化した受信レベルであって前記基地局装置が有する複数のアンテナそれぞれにおいて受信された前記端末からの受信信号の受信レベルを用いて重み付けし、
   前記重み付け後の複数の到来方向推定直線方程式に対して擬似逆行列演算を行うことで端末の位置を推定する
   ことを特徴とする位置推定装置。
8. 前記基地局が、前記基地局とは独立に設置された当該位置推定装置の代わりに前記到来方向推定直線算出手段を具備し、
   前記端末位置推定手段は、前記各基地局が推定した電波の到来方向及び自基地局の座標から算出した到来方向推定直線と、前記各基地局において測定された前記受信電力とに基づいて、受信電力が高いほど重みを大きくする重み付けを行うことで端末の位置を推定する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の位置推定装置。

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