JP5385378B2 - モバイル通信及び位置測定機器 - Google Patents

Description

本発明は、モバイル通信及び位置測定機器に関する。

周知のように、現在多くの民間通信システムが使われている。これらは一般的に、警察官、建築作業員、救助隊員などの専門職ユーザ向けのモバイル無線システムであるプライベートモバイル無線（ＰＭＲ）システムと呼ばれる。

現在のＰＭＲシステムは、典型的に、一以上のリピータ（基地局）と、ＶＨＦ（超短波）又はＵＨＦ（極超短波）周波数帯内で互いに且つ基地局と通信可能なモバイル端末とも呼ばれる複数のモバイル機器と、を有する。

性能に関する限り、現在使われているＰＭＲシステムは、各モバイル機器を有するユーザ同士が数キロ離れていても通信することを可能として幅広いサービスエリアを提供する。

モバイル機器がモバイル機器同士により共有される無線チャネルにアクセスすることにより、通信が行われる。セキュリティ上の理由から、このアクセスは使用可能なモバイル機器のみに許可されており、これにより対応するＰＭＲシステムのユーザの閉じたグループが形成され、このグループの管理、即ちユーザ許可の付与もまた動的に行われる。

通信が一対一タイプ、即ちデータが第一モバイル機器から送信されて第二モバイル機器により受信されるだけであるようなセルラーネットワークとは異なり、ＰＭＲシステムでは、通信は一般的に一対多タイプであり、即ちデータが第一モバイル機器から送信されて同じグループに属するその他の全てのモバイル機器により受信される。さらに、通信は典型的に「押して話す、離して聞く」（ＰＴＴ式）のタイプであり、ユーザがモバイル機器自体に設けられたプッシュボタンを押すとモバイル機器が無線チャネルにアクセスする。

上記のＰＭＲシステムの枠組みの範囲内において、異なるモバイル機器間の通信は、地上基幹無線システム（ＴＥＴＲＡ）基準、プロジェクト２５基準、及びＭＰＴ１３２７基準（第一世代基幹無線基準）などの通信基準に準拠して行われる。

ＴＥＴＲＡ基準は、スイッチング及び管理基盤（ＳｗＭＩ）としても知られるネットワーク基盤を必要とし、このネットワーク基盤は、基地局（ＢＳ）のネットワークを有し、対応する無線源を配分することにより様々なモバイル機器間の通信を仲裁するよう構成されている。

ＴＥＴＲＡ基準によれば、異なるタイプの無線インターフェース、即ち異なる通信モード（プロトコル）が用いられてもよい。これらのモードに含まれるのは、モバイル機器が互いに直接通信するダイレクトモード（ダイレクトモード動作、ＤＭＯ）、モバイル機器がネットワーク基盤ＳｗＭＩを独占的に介して通信する基盤又は基幹モード（基幹モード動作、ＴＭＯ）、ＤＭＯモードで動作するモバイル機器により発信される信号のリピータとしてモバイル機器が作用してネットワーク範囲が拡大するリピータモード、ＤＭＯモードで動作するモバイル機器のグループとＴＭＯモードで動作するモバイル機器のグループとの間の仲裁手段としてモバイル機器が機能するゲートウェイモード（ゲートウェイモード動作、ＧＭＯ）である。さらに、音声及びデータトラフィックに最適化されたＴＥＴＲＡ無線インターフェース（音声プラスデータ、Ｖ＋Ｄ）、及びデータパケットトラフィックに最適化されたＴＥＴＲＡ無線インターフェース（パケットデータ最適化，ＰＴＯ）があり、特に、Ｖ＋Ｄ無線インターフェースを実行するモバイル機器の場合、モバイル機器は「トランキング(trunking)」モードで動作し、即ち無線チャネルを動的に使用及び切り離すことにより異なるユーザグループにより無線チャネルが有効に共有される。

ネットワーク基盤が存在することにより、ＴＥＴＲＡ基準に準拠するＰＭＲシステムは典型的に以下のサービスをユーザに提供することができ、これらのサービスは、半二重及びＰＴＴモードでのグループ音声電話、緊急電話、動的グループ管理、優先メカニズムを用いた階層通信、及び低ビットレートのデジタルデータ送信を含む。特に、ＴＥＴＲＡ基準により、該基準に対応するモバイル機器を、携帯電話即ちＳｗＭＩネットワーク基盤を介して公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続された端末として、動作させることができ、また、「通信指令係」即ち一つのモバイル機器から発信された信号を同一グループに属する他のモバイル機器へと分配するモバイル機器の選択を介するグループ電話を実現することができる。

北アメリカで一般的に使用されるプロジェクト２５通信基準は、ＴＥＴＲＡ基準に類似しているとともに八個の異なる通信インターフェースを有している。プロジェクト２５基準に適合したモバイル機器は従来の無線機器との間でアナログモードで通信可能であり、また、該モバイル機器同士の間でデジタル及びアナログで通信可能である。特に、モバイル機器間の通信はリピータによる仲介を介してデフォルト設定で行われるが、プロジェクト２５基準には「トークアラウンド」と呼ばれるモードがさらに含まれており、これによりモバイル機器同士がネットワーク基盤の仲介を必要とすることなく直接通信可能となる。

最後に、ＭＰＴ１３２７基準は産業ＰＭＲシステム用の通信基準である。モバイル機器に加え、ＭＰＴ１３２７はシステムコントローラ（トランキングシステムコントローラ）及びネットワーク基盤を必要とする。より詳細には、ＭＰＴ１３２７基準に基づくＰＭＲシステムはマルチ無線チャネルを有し、このうちの一つは制御チャネル（ＣＣ）として定義され、残りのチャネルは通話チャネル（ＴＣ）として定義される。モバイル機器及びネットワーク基盤間の通信は制御チャネル上で行われ、したがって一対一の電話及びグループ電話の両方が可能となる。

上記の通信基準は広い地理的範囲にわたってグループ通信を提供するが、モバイル機器の位置測定はサポートしておらず、また高ビットレートでのデジタル通信も可能でない。

上記の課題を解決するため、特にデジタルデータの通信速度を増大させるために、改善された通信システムが提案される。該通信システムには、前述したタイプのモバイル機器と、広帯域機器、即ち例えばワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）技術をサポートする機器などの高ビットレートでデジタル通信を提供する機器と、が組み込まれている。

いわゆるモバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）も開発され、これは一般的にノードと呼ばれるモバイル機器のネットワークであり、これは、調整アルゴリズムを分配型又は集中型で実行して従来ネットワーク基盤により実行された例えばデータルーティングなどの機能を実施する。そのようなモバイル機器のネットワークは、外部基盤がなくても動作可能であるが、ユーザに他のユーザの位置に関する情報を提供しないのでモバイル機器の相互位置測定を提供せず、したがって助けを必要としている可能性のあるユーザの迅速な位置測定が要求される専門的使用には不適切である。

一方で、例えばグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）又はもっと単純な無線自動識別機器（ＲＦＩＤ）ラベルなどのモバイル無線通信機器が知られている。また、携帯電話の識別装置により携帯電話がある携帯電話の位置を推測するＧＭＳ（グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ）に組み込まれたモバイル無線通信機器も知られている。

例えば、特許出願ＵＳ６３７３４３０には、ワイヤレスネットワークを介して通信する、自らの位置を示す無線信号を送信する少なくとも一つの第二のユニットを有するポータブルＧＰＳ／無線ユニットが開示されている。ＧＰＳ／無線ユニットは、複数のサテライトからサテライト信号を受信するＧＰＳ受信機、第二のユニットから送信された無線信号を受信する無線受信機、入力サテライト信号に依存するユニットの位置を算出するとともに入力無線信号に基づいて第二のユニットの位置を特定するプロセッサ、及び第二のユニットの位置を示す画像を有する。

同様に、特許出願ＥＰ１１６２４７４には、自らの現在の位置を別のポータブル機器に通信するＧＰＳ型位置決め装置を有するポータブル機器が記載されている。この機器は、地理的な地図を取得する装置とこの地理的な地図に基づいて別のポータブル機器の現在の位置を示す画像とをさらに有する。

一方で、特許出願ＥＰ１５７６３８６には、画像に組み込まれた地図作成位置測定装置、キーボード、ワイヤレスコミュニケーション手段、及びＧＰＳ位置測定手段が記載されている。

したがって、ＥＰ１５７６３８６、ＥＰ１１６２４７４、ＵＳ６３７３４３０、及びモバイル機器とネットワーク基盤とから構成されるシステムを有する周知のモバイル機器は、様々な問題を抱えている。特に、ＧＰＳシステムを用いるモバイル機器の場合、ＧＰＳ受信機を利用するので位置測定は非常に正確であるものの、衛星群からの信号を受信して関連付けることができるよう空空間(sky vault)の適切な視認性が必要となる。反対に、ＲＦＩＤラベルを用いる低コストのモバイル機器の場合、位置測定は狭い領域内でのみ可能であり、これはＲＦＩＤラベルが受け取る電力が少なく発信された信号が数メータ以上の距離まで到達できないからである。最後に、ＧＳＭネットワークによる位置測定システムは、しばしば大きな不正確さにより影響され、これによりＧＳＭネットワークは専門的使用には不適切となる。さらに、ＧＳＭネットワークによる位置測定システムは、ＧＳＭネットワークの携帯電話の地図製作が公知のものではないことから電話会社によってした実行可能でない。

また、当該分野で知られるモバイル機器は、サテライト型又は地上型のいずれかの位置測定システムがある時に、それ自体の及び他のモバイル機器の地理的位置の測定しかできない。そのため、上記したようなモバイル機器を有する通信及び位置測定システムは、閉空間又はネットワークサービスエリアの外の使用には一般的に適さない。さらに、上記のシステムのネットワークサービスエリアの有無に対して大きく依存することから、ネットワークサービスエリアの可能な妨害に起因するサービス提供の不確定さが許されないような、非常時の使用にも適さない。

本発明は、従来技術の課題を少なくとも部分的に解決するモバイル通信及び位置測定機器を提供することを目的とする。

本発明は特許請求の範囲の請求項１に記載のモバイル通信及び位置測定機器を開示する。

本発明の実施形態に基づくモバイル通信及び位置測定機器のブロック図である。 複数のモバイル通信及び位置測定機器間の接続スキームの例を示す図である。 本発明の実施形態に基づくデータ構造の例を示す。 本発明の実施形態に基づくモバイル通信及び位置測定機器において、該モバイル通信及び位置測定機器がデータパケットを受信した時に実行されるステップを示すフローチャートである。 モバイル通信及び位置測定機器間のデータ送信シーケンスの例を示す図である。

本発明のより良い理解のために、本発明のいくつかの実施例を、本発明を限定することを意図しない図面を参照して説明する。

図１には、モバイル通信及び位置測定機器、以下モバイル機器１という、が示される。モバイル機器１はマイクロコントローラユニット２を有し、該マイクロコントローラユニット２には、ＧＰＳ受信機３、ＩＥＥＥ８０２．１５．４基準に準拠し且つ好ましくは２．４ＧＨｚ産業科学医療用（ＩＳＭ）周波数帯内で動作する短距離無線インターフェース４、典型的にヘッドセットとマイク（図１には図示せず）を有する音響インターフェース５、画像６、ＰＴＴ式押ボタン７ａ、緊急時押ボタン７ｂ、及びローカル時計８を含む周辺機器が接続されている。

マイクロコントローラユニット２は、とりわけ周辺機器と協動することで、モバイル機器のグループの作成、モバイル機器の追跡、グループ電話の処理、緊急時の信号発生、及び通信の暗号化などの機能をサポートするよう、設定されている。

具体的には、各モバイル機器にユニークな識別子を割り当てることでモバイル機器のグループを作成することができる。実用的観点から、コンピュータにより実行される設定ソフトウェアなどの前記識別子をマイクロコントローラユニット２に読み込ませる外部プログラミング装置を用いてモバイル機器１に識別子を割り当てることができる。この割り当ては周知の技術を用いて実行されてもよく、したがって詳細は記載しない。

モバイル機器の追跡はマイクロコントローラユニット２により実行される追跡アルゴリズムを介して達成される。このアルゴリズムについて図２の例を参照して説明する。図２は、符号１０〜８０で明確に示される八個のモバイル機器１からなるグループ１００を示す。与えられたモバイル機器１０〜８０のグループについて、追跡アルゴリズムにより、各モバイル機器１０〜８０は他のモバイル機器１０〜８０の相対位置を決定することができる。

図２は、モバイル機器１０がどの様に追跡アルゴリズムを実行するかを示す。また該アルゴリズムは残りのモバイル機器２０〜８０によっても同様に実行される。

追跡アルゴリズムによると、モバイル機器１０は、マイクロコントローラユニット２内に他のモバイル機器２０〜８０に関する情報を含むデータ構造を格納する。具体的には、データ構造には、モバイル機器１０にとって周知のモバイル機器２０〜８０、即ち図中においてモバイル機器１０により情報が有されるモバイル機器２０〜８０、の各々に対し一つのエントリーを含む。各エントリーは対応するモバイル機器に関する情報を含む。さらに、モバイル機器１０は周知のモバイル機器、この例においては全てのモバイル機器２０〜８０とされる、を以下の三つのカテゴリに分類する。
−第一カテゴリは、モバイル機器１０と直接通信可能な、即ちモバイル機器１０と電磁信号を交換して該モバイル機器１０と直接通信できる、モバイル機器２０及び３０を有する。
−第二カテゴリは、中間モバイル機器を仲介してモバイル機器１０と間接的に通信可能なモバイル機器４０、５０、６０を有する。したがってモバイル機器４０、５０、６０は、空間内にモバイル機器１０と考慮するモバイル機器４０、５０、６０との間に対応する経路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を形成するよう配される。各経路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は中間モバイル機器の連続（それぞれ、モバイル機器２０、モバイル機器３０、モバイル機器３０及び５０）により形成され、直前のモバイル機器及び次のモバイル機器と各中間モバイル機器とは前記連続内において直接通信可能である。
−第三カテゴリは、モバイル機器１０と直接的にも間接的にも通信不可能な、即ちモバイル機器１０とは通信不可能であるものの前情報に基づき周知の、モバイル機器７０及び８０を有し、以下に詳細に説明する。

各エントリーに含まれる情報は対応するモバイル機器２０〜８０が属するカテゴリによる。しかしながら、例えば、対応するモバイル機器２０〜８０の識別子、アラーム状態の表示、可能であれば対応するモバイル機器の絶対位置、及び後述するタイムスタンプなどのいくつかの情報は、全エントリー内で利用可能である。

第一カテゴリに属するモバイル機器（モバイル機器２０及び３０）について、エントリーは、モバイル機器２０、３０のモバイル機器１０からの推定相対距離をさらに含む。

第二カテゴリに属するモバイル機器（モバイル機器４０、５０及び６０）について、エントリーは、最短経路長さを含み、該最短経路長さは該最短経路を構成する中間モバイル機器の数として表わされる。

第三カテゴリに属するモバイル機器（モバイル機器７０、８０）についてはさらなる情報はない。

図３は、図２の接続スキームを参照して、モバイル機器１０による上記データ構造の考えられる実行の定性的な例を示す。

モバイル機器１０は例えば約一秒の周期で周期的にデータパケットを送信して、モバイル機器２０〜８０の位置を測定するとともにモバイル機器１０自体のデータ構造に含まれる情報を前記モバイル装置２０〜８０に送信する。このデータパケット又はより正確にはこれに対応する電磁信号は、周期的に異なる送信電力Ｐｅで送信される。

各データパケットには以下のデータが含まれる。
−モバイル機器１０の識別子
−離散的な電力レベルで表わされる、データパケット送信時の送信電力Ｐｅ
−可能であれば、典型的にはモバイル機器１０自体のＧＰＳ受信機３を用いて任意の位置測定技法で取得されるモバイル機器１０の最新推定絶対位置
−緊急時押ボタン７ｂを押すことでユーザによりセットされていてもよい、モバイル機器１０のアラーム状態の表示

上記の情報に加え、データパケットには、上記データ構造から得られるモバイル機器に関する追加情報がさらに含まれる。

モバイル機器１０と直接通信可能なモバイル機器２０、３０の場合、上記追加情報には考慮している各モバイル機器２０、３０について以下の情報が含まれる。
−モバイル機器１０と考慮しているモバイル機器２０、３０との間の最新推定距離
−前記最新推定距離が算出された時点とデータパケットが送信された時点との間の経過時間
−可能であれば、考慮しているモバイル機器２０、３０の絶対位置
−考慮しているモバイル機器２０、３０の可能なアラーム状態に関する表示

モバイル機器１０と間接通信可能なモバイル機器４０、５０、６０の場合、上記追加情報には、考慮している各モバイル機器４０〜６０について以下の情報が含まれる。
−モバイル機器１０と考慮しているモバイル機器４０〜６０との間の最新最短距離長さ
−第一中間モバイル機器がそれ自体のデータ構造内に対応するエントリーを作成するために用いたデータパケットを間接通信可能なモバイル機器４０〜６０が送信した時点と、モバイル機器１０がデータパケットを送信した時点との間の経過時間
−可能であれば、考慮しているモバイル機器４０〜６０の絶対位置、及び
−考慮しているモバイル機器４０〜６０の可能なアラーム状態に関する表示

最後に、直接的にも間接的にも通信不可能なモバイル機器７０、８０の場合、各々について上記追加情報には以下の情報が含まれる。
−考慮するモバイル機器７０、８０の通信不可状態に関する表示
−モバイル機器１０が考慮するモバイル機器７０、８０に関する情報を少なくとも一つ含む前回データパケットを受信した時点からの経過時間
−可能であれば、モバイル機器１０に周知の考慮するモバイル機器７０、８０の前回絶対位置

モバイル機器１０は上記した種類のデータパケットを周期的に送信する。直接通信可能なモバイル機器（以下、これをセンダーモバイル機器といい、図２のモバイル機器２０及び３０に対応する）は、そのようなパケットを受信し、以下で説明するように該パケットの内容に基づいて自らのデータ構造を更新する。したがって、グループ１００に属するモバイル機器１０〜８０は、自らの空間的位置に関する情報をブロードキャスト送信してモバイル機器１０〜８０の各々が他のモバイル機器１０〜８０の位置を知ることができるよう、互いに協動する。

図２を参照して、モバイル機器１０〜８０がデータパケットを受信した時にモバイル機器１０〜８０により実行されるデータ構造更新手順を説明する。簡単のために、モバイル機器２０により実行される更新手順を以下に記載するが、同様の手順が残りのモバイル機器１０、３０〜８０によっても実行される。さらに、モバイル機器２０により受信されたデータパケットはモバイル機器１０により送信されたものと仮定し、該データパケットはモバイル機器３０及び５０に関する情報、特にモバイル機器３０がモバイル機器１０と直接通信可能であるという情報及びモバイル機器５０が一つの中間ユニット即ちモバイル機器３０を有する経路を介してモバイル機器１０と間接通信可能であるという情報を含むとする。さらに、データパケットはモバイル機器１０により送信電力Ｐｅで送信され且つ受信電力Ｐｒでモバイル機器２０により受信されたとする。

図４に示されるとおり、データパケットがある受信時点で受信された後、モバイル機器２０はデータパケットに含まれる識別子からモバイル機器１０を識別するとともに自らのデータ構造を以下のステップで更新する。
−モバイル機器２０は自らのローカル時計８を使用してデータパケットの受信時点を算出する（ブロック１９０）
−本明細書には記載しない周知の技法を用いて、データパケットに示された送信電力Ｐｅとモバイル機器２０により測定された受信電力Ｐｒとの間の差分に等しい電力損失△Ｐに基づいて、モバイル機器２０とモバイル機器１０との間の推定距離を算出する（ブロック２００）
−モバイル機器１０を直接通信可能と分類する（ブロック２１０）
−前回エントリーを更新（ブロック２２０）又は新しいエントリーを作成（ブロック２３０）することにより、モバイル機器２０とモバイル機器１０との間の推定距離をモバイル機器２０自らのデータ構造の対応するエントリー内に格納し（ブロック２２０、２３０）、そして、前記エントリー（新しい又は更新されたエントリー）内にデータパケットの受信時点を示すタイムスタンプを入力する
−データパケットに含まれるモバイル機器３０及び５０に関する情報に基づいて、発生時点、即ち前記情報が参照する時点、を、パケット受信時点からデータパケット自体に含まれる各時間間隔を差し引くことにより算出する（ブロック２４０）。前記発生時点はパケット送信と前記情報の発生との間の経過時間を示す。
−データパケットに情報が含まれる各モバイル機器３０、５０について、モバイル機器２０自体のデータ構造内に対応するエントリーが存在するか検証する（ブロック２５０）
−整合するエントリーが存在しない場合、対応するエントリーを作成し（ブロック２６０）、考慮しているモバイル機器３０、５０を間接通信可能と分類し（ブロック２７０）、そして経路長さ（図４中の符号１）に関する情報及び前回算出された発生時点を入力する（ブロック２８０、２９０）。経路長さの情報は考慮するモバイル機器３０、５０のタイプに依存し、モバイル機器３０については最短経路長さに関する情報は１にセットされ（ブロック２８０）、モバイル機器５０については、最短経路に関する情報は、図４でＩ_pと示されるパケットに示された値を1単位増加させることにより２にセットされる（ブロック２９０）
−反対に、整合するエントリーがすでに存在する場合には、発生時点とエントリー内に含まれるタイムスタンプとを比較し（ブロック３００）、続いて、以下の場合のみエントリーを更新する（ブロック３１０）
−ｉ）発生時点がエントリー内に含まれるタイムスタンプの後である場合、又は
−ｉｉ）発生時点がタイムスタンプに整合した場合、ｉｉ．ａ）モバイル１０と直接通信可能なモバイル機器３０について、モバイル機器３０が、前回、１よりも長い最短経路長さを介して間接通信可能であったことを、対応するエントリーが示す場合、又はｉｉ．ｂ）モバイル機器１０と間接通信可能なモバイル機器５０について、データパケット内に示された１単位増加した最短経路長さが、対応するエントリー内に格納された最短経路長さよりも短い場合
−可能であれば、モバイル機器１０及びモバイル機器３０〜８０両方の絶対位置に関する情報を格納する（ブロック３２０）
−任意のモバイル機器に関するアラーム状態の情報を格納する（ブロック３３０）

モバイル機器２０がモバイル機器１０、３０〜８０に関する情報を含むデータパケットを所定閾値よりも長い間受信しなければ、モバイル機器２０は、その様なモバイル機器１０、３０〜８０を通信不可能と分類することで自らのデータ構造内の対応するエントリーを更新する。

換言すれば、データ構造の各エントリーのタイムスタンプは、ローカル時計に対して算出された、対応する情報が参照する時点を示す。

実際、直接通信可能なモバイル機器においては、タイムスタンプはデータパケットの受信時点を示す。反対に、間接通信可能なモバイル機器においては、タイムスタンプは、最短経路に沿って続いて伝達される情報を決定するために使用されたデータパケットを、最短経路の第一機器が、考慮するモバイル機器から受信した時点、即ち伝達時間が無視できると仮定すると考慮するモバイル機器による送信時点、を示す。

例として、図３には、三つのモバイル機器１０、２０、３０が示され、各モバイル機器１０、２０、３０は初期状態では他のモバイル機器の位置に関する情報を有していない。また、モバイル機器１０、２０、３０は、モバイル機器１０、２０、３０とセンダーモバイル機器との間の推定距離をデータパケットの受信直後に算出するよう構成されているとともにデータパケットの伝達時間は無視できるものと仮定する。

時間ｔ₀において、モバイル機器１０が、モバイル機器２０によってのみ受信される第一データパケットを送信する（実線）とすると、続いてモバイル機器２０は、この第一データパケットに基づいてモバイル機器１０に関するエントリーを入力するとともにモバイル機器１０との間の推定距離を関連付けることにより自らのデータ構造を更新する。したがってこのエントリーに関連するタイムスタンプは前記パケットの受信時点、即ち時間ｔ₀となる。

続いて、時間ｔ₁において、モバイル機器２０は、時間△ｔがｔ₁−ｔ₀である時間にモバイル機器１０がモバイル２０と直接通信したことを示す情報を含む第二データパケットを送信する（点線）。前記第二データパケットは、例えばモバイル機器１０が移動したためにモバイル機器２０がモバイル機器１０と通信できなくなるので、モバイル機器３０によってのみ受信される。前記第二データパケットに基づいて、モバイル機器３０は、モバイル機器３０とモバイル機器２０との間の推定距離と自らのローカル時計に基づいて決定された時間ｔ₁’に等しいタイムスタンプとを含むモバイル機器２０についてのエントリーを作成することにより、自らのデータ構造を更新する。

換言すれば、時間ｔ₁’はモバイル機器３０のローカル時計に基づいた時間ｔ₁を表わす。さらに、モバイル機器３０は、モバイル機器１０についてのエントリーをさらに作成し、ここでモバイル機器３０は間接接続を格納して最短経路１と時間ｔ₀’＝ｔ₁’−△ｔに対応するタイムスタンプとをセットする。これにより、モバイル機器のローカル時計を同期させる必要がなくなるとともに、全てのモバイル機器において正しい事象の連続が保たれる。

上記の追跡アルゴリズムを実行することにより、モバイル機器１０〜８０は他のモバイル機器１０〜８０の位置に関する情報を取得することができ、この中で、無線インターフェース４又は音声通信においては音声インターフェース５を用いるとともにそれら全てが各マイクロコントローラユニット２と協動して動作させることにより、モバイル機器１０〜８０間の通信が周知の技法により可能となる。

モバイル機器１０が正常に動作しているならば、他のモバイル機器１０〜８０の位置（絶対位置又は相対位置）に関する情報が画像６上に表示される。受信されたデータパケットに、モバイル機器のアラーム状態に関する表示が含まれている場合、マイクロプロセッサユニット２が音声インターフェース５及び／又は画像６を制御して音響及び／又は視覚警告を発生させる。マイクロプロセッサユニット２は、所定の時間が経過した後に前記警告信号を停止するよう構成されている。

同様にして、マイクロプロセッサユニット２は、有利には、モバイル機器のいずれかが通信不可と分類されたことを検知したときにも前記信号を発生するよう構成されている。

グループ電話管理に関する限りでいえば、上記したタイプのモバイル機器は通信チャネルを共有しており、即ちこれらのモバイル機器は同じ周波数帯を使用して互いに通信しているので、互いにモニタリングするだけでなくデータ（例えば音声データ）を交換することもできる。さらに、各モバイル機器は、通信チャネルを共有することにより、内蔵された音声インターフェース５を介して発生した音声情報などの情報を、一対多電話スキームに基づいて他の全てのモバイル機器にブロードキャスト送信することができる。

前記ブロードキャスト送信は、ユーザがＰＴＴ式押ボタン７ａを押すと初期化されるとともに通信チャネルへアクセスする可能性、即ち実際の周波数帯の使用の可能性の度合いに依存する。実際に、共用通信チャネルが当然ながら制限された周波数帯を有することから、単一のモバイル機器による通信チャネルへのアクセスは、仲裁アルゴリズムにしたがって仲裁される。

例として、仲裁アルゴリズムは、モバイル機器が所定の順番で一つずつ通信チャネルにアクセスすることに応じて使用され、これらのモバイル機器には異なる優先順位が割り当てられている。さらに、例えば仲裁アルゴリズムは緊急事態にあるモバイル機器に高い優先順位を与えることで前記順番を動的に変化させてもよく、これにより必要時に迅速に警告が発生する。複数の機器が緊急事態にある場合、そのような機器について、通信チャネルへのアクセスは所定の順番に基づいて処理され、即ちそのような機器がアラーム状態にない場合のように処理され、したがって通信チャネルへのアクセスは所定の優先順位を反映する。

セキュリティ上の理由から、モバイル機器間の通信は周知の暗号化技法を用いて暗号化されるが、本明細書には記載しない。

上記のモバイル機器を複数有するシステムにおいて、固定の基盤がなくとも、各モバイル機器が他のモバイル機器と通信してシステム自体の構成とモバイル機器の位置とに関する情報を協動して作成する。その上、上記のモバイル機器同士の同等の（即ち非階層的な）性質により、上記システムは一つのモバイル機器の異常に対して回復力を有するものとなる。

最後に、本明細書内に記載した通信及び位置測定機器１は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱しない限りで変更及び修正可能であることは、明らかである。具体的には、ＧＰＳ受信機３の換わりにガリレオシステムなどの異なる位置測定システムを用いてもよい。同様に、緊急時押ボタン７ｂの換わりに、音声認識装置などの別の機能的に等価な緊急時信号発生装置を用いてもよい。さらに、特定の実施形態においては、ＰＴＴ式押ボタン７ａ及び音声インターフェース５を省いてもよく、このようなモバイル機器１の実施形態においては、ユーザは緊急状態を通知することのみできる。最後に、画像６を省いてもよい。

Claims (15)

1. モバイルネットワーク機器（１０〜８０）のグループと協動して動作するよう構成された該グループに属するモバイル通信及び位置測定機器（１）において、
   プロセッシングユニット（２）と、
   モバイルネットワーク機器（１０〜８０）に関する情報とタイムスタンプとを各々が有する複数のエントリーを含むデータ構造と、ここで、該タイムスタンプは、前記モバイル通信及び位置測定機器（１）のローカル時計に基づく前記情報が参照する時点を示すものであり、
   前記モバイルネットワーク機器（１０−８０）のグループの他のモバイルネットワーク機器の位置に対する各モバイルネットワーク機器の位置に関する位置特定データを推定する手段と、
   データパケットを所定の送信時点で送信する手段（４）と、ここで、各送信データパケットは、前記モバイル通信及び位置測定機器（１）のローカル時計に基づく、前記前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の一つに関連する少なくとも一部の情報と、送信された前記一部の情報に関するタイムスタンプと前記データパケットの送信時点との間の経過時間と、を有し、
   前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）のグループに属するモバイルネットワーク機器（１０〜８０）から送信されたデータパケットを受信する手段（４）と、ここで、各受信データパケットは、送信したモバイルネットワーク機器のローカル時計に基づく、前記前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の一つに関連する少なくとも一部の情報と、前記送信したモバイルネットワーク機器のデータ構造に格納された前記一部の情報に関するタイムスタンプと前記送信したモバイルネットワーク機器による前記データパケットの送信時点との間の経過時間と、を有し、
   前記推定された位置特定データと前記受信データパケットに含まれた受信データとを前記データ構造に格納する手段と、
   前記データ構造に含まれる前記位置特定データに基づいて、前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の互いに対する位置を測定する手段（１９０〜３１０）と、
   を有し、
   前記送信データパケット及び前記受信データパケットには前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）のアラーム状態の表示が含まれ、
   前記データ構造に含まれる情報は各モバイルネットワーク機器のローカル時計で管理され、各前記データパケットに含まれる情報は、前記送信したモバイルネットワーク機器のデータ構造に格納された前記関連する一部の情報に関するタイムスタンプと前記送信したモバイルネットワーク機器のローカル時計に基づく前記データパケットの送信時点との間の経過時間で管理される
   ことを特徴とするモバイル通信及び位置測定機器。
2. 前記プロセッシングユニット（２）が、データパケットを送信する前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）のグループのモバイルネットワーク機器からの前記モバイル通信及び位置測定機器（１）の推定距離を算出する手段（２００）を有し、
   前記推定距離は、前記データパケットの受信時点において算出される
   ことを特徴とする請求項１に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
3. 各送信データパケット及び各受信データパケットは、関連のあるデータパケットが送信された該データパケットの送信電力（Ｐｅ）を示す電力データを有し、
   前記推定距離は前記受信データパケットに含まれる前記電力データに基づいて算出される
   ことを特徴とする請求項２に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
4. 受信データパケットに関連する受信電力（Ｐｒ）を測定し、前記送信電力（Ｐｅ）と前記受信電力（Ｐｒ）との間の差分に等しい電力損失（△Ｐ）を算出することにより、前記推定距離が算出されることを特徴とする請求項３に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
5. 前記データ構造の各エントリーに含まれるモバイルネットワーク機器（１０〜８０）に関する情報には、
   直接通信可能なモバイルネットワーク機器（１０−８０）に関連するデータの場合は、前記直接通信可能なモバイルネットワーク機器（１０〜８０）からの推定距離と、前記推定距離に関するタイムスタンプとしての、前記推定距離を算出するために用いられる前記送信電力（Ｐｅ）の値を含むデータパケットの受信時点とが含まれ、
   前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の連続に属し該連続を介して間接通信可能な間接通信可能なモバイルネットワーク機器（１０〜８０）に関連するデータの場合は、最短経路長さ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）と、前記モバイル通信及び位置測定機器（１）のローカル時計に基づく、前記最短経路長さ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）に関するタイムスタンプとしての、受信時点と前記受信データパケットに含まれる前記経過時間との差とが含まれる
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
6. 前記モバイル通信及び位置測定機器（１）により送信された各データパケットは、各位置特定データについて、前記データ構造に格納された前記位置特定データに関連するタイムスタンプと、前記データパケットの送信時点との間の経過時間をさらに有し、
   前記各位置特定データには、
   直接通信可能なモバイルネットワーク機器（１０−８０）に関連するデータの場合は、前記直接通信可能なモバイルネットワーク機器（１０〜８０）からの前記のモバイル通信及び位置測定機器（１）の推定距離が含まれ、
   前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の連続に属するとともに該連続を介して間接通信可能な間接通信可能なモバイルネットワーク機器（１０〜８０）の場合は最短経路長さ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が含まれる
   ことを特徴とする請求項５に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
7. 前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の前記相対位置を測定する手段（１９０〜３１０）が、
   各データパケットの受信時点を測定する手段（１９０）と、
   前記受信データパケット内に含まれる各位置特定データについて、前記受信データパケットの受信時点と前記受信データパケットに含まれる前記経過時間との間の差に等しいタイムスタンプを算出する手段（２４０）と、
   前記データ構造が前記特定されたモバイルネットワーク機器（１０〜８０）に関するエントリーを有するか否かを検証する手段（２５０）と、
   前記特定されたモバイルネットワーク機器（１０〜８０）についてエントリーがない場合に作動する、新しいエントリーを作成する手段（２６０）と、
   間接通信可能なモバイルネットワーク機器（１０〜８０）に関連するデータの場合は、前記受信データパケットに含まれる１単位増加された前記最短経路長さを関連づける手段と、
   前記特定されたモバイルネットワーク機器（１０〜８０）についての前記エントリーが既に存在し且つ前記格納されたタイムスタンプを含む場合に作動する、前記算出されたタイムスタンプと格納されたタイムスタンプとを比較する手段（３００、３１０）と、
   を有し、
   前記比較する手段は前記算出されたタイムスタンプが前記格納されたタイムスタンプの後であるならば前記エントリーを更新するよう構成されている
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
8. 前記比較する手段（３００、３１０）は、前記算出されたタイムスタンプが前記格納されたタイムスタンプに整合し、前記データパケットが前記エントリーに含まれる経路長さよりも短い経路を示すならば前記エントリーを更新するよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
9. 前記モバイル通信及び位置測定機器（１）自体の絶対位置を推定する位置測定手段（３）をさらに有し、
   前記送信データパケット及び前記受信データパケットは対応するモバイルネットワーク機器（１０〜８０）の推定絶対位置を含む
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
10. アラーム状態の信号を発生する手段（７ｂ）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
11. 前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の位置を表示する手段（６）をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のモバイル通信及び位置測定機器。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のモバイル通信及び位置測定機器（１０〜８０）のグループを有することを特徴とするモバイルコミュニケーションシステム（１００）。
13. 請求項１２に記載のモバイル通信及び位置測定機器（１０〜８０）グループを有し、
    前記モバイル通信及び位置測定機器（１０〜８０）が、仲裁アルゴリズムにしたがって前記通信チャネルにアクセスするよう構成されている
    ことを特徴とするモバイルコミュニケーションシステム（１００）。
14. 前記仲裁アルゴリズムが、前記モバイル通信及び位置測定機器（１０〜８０）がアラーム状態にあるか否かに基づいて前記モバイル通信及び位置測定機器（１０〜８０）に異なる優先順位を割り当てるよう構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のモバイルコミュニケーションシステム（１００）。
15. モバイルネットワーク機器（１０〜８０）のグループに属するモバイルネットワーク機器の位置を測定する方法において、
    各々がモバイルネットワーク機器（１０〜８０）に関する情報とタイムスタンプとを有する複数のエントリーを含むデータ構造を構築するステップと、ここで、該タイムスタンプは、前記データ構造がある前記モバイルネットワーク機器のローカル時計に基づく、前記情報が参照する時点を示すものであり、
    前記モバイルネットワーク機器（１０−８０）のグループに属するモバイルネットワーク機器の位置特定データを推定する手段と、ここで前記位置特定データは、前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の互いに対する位置を特定するのに適切であり、
    各々が前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の相対位置を特定する位置特定データを含むデータパケットを、所定の送信時点において送信するステップと、
    前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）のグループに属するモバイルネットワーク機器（１０〜８０）から送信されたデータパケットを受信するステップと、ここで、前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）に依って送信された各受信データパケットは、送信したモバイルネットワーク機器のローカル時計に基づく、前記前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の一つに関連する少なくとも一部の情報と、前記送信したモバイルネットワーク機器のデータ構造に格納された前記一部の情報に関するタイムスタンプと前記送信したモバイルネットワーク機器による前記データパケットの送信時点との間の経過時間と、を有し、
    前記推定された位置特定データと前記受信データパケットに含まれた受信データとを前記データ構造に格納するステップと、
    前記データ構造に含まれる前記位置特定データに基づいて、前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）の互いに対する位置を測定するステップ（１９０〜３１０）と、
    を有し、
    前記送信データパケット及び前記受信データパケットには前記モバイルネットワーク機器（１０〜８０）のアラーム状態の表示が含まれ、
    前記データ構造に含まれる情報は各モバイルネットワーク機器のローカル時計で管理され、各前記データパケットに含まれる情報は、前記送信したモバイルネットワーク機器のデータ構造に格納された前記関連する一部の情報に関するタイムスタンプと前記送信したモバイルネットワーク機器のローカル時計に基づく前記データパケットの送信時点との間の経過時間で管理される
    をことを特徴とするモバイルネットワーク機器（１０〜８０）の位置を測定する方法。

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