JP6029152B2 - 協働的な位置特定処理および関連する装置 - Google Patents

Description

本願発明は、協働的な位置特定処理および関連する装置に関する。特に本願発明は、無線装置が位置特定システムにアクセス出来ない、若しくは位置特定システムが動作していないか、または無効状態である場合において、既知でない位置を計算するためのデータの取得が周辺エリアに存在する装置の協働によって行われる、無線装置の位置の推定を可能とする処理および関連する装置に関する。

近年、ＬＢＳ（位置情報サービス）として知られるサービスに対する関心、および、緊急呼び出しに発呼者の位置データを付与することの必要性から、装置の位置を判断することの重要性が高まっている。無線装置の位置を判断する様々な処理およびシステムが研究され実施されてきている。そのうちのいくつかは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ＧＬＯｂａｌ ＮＡｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、（ＥＵで現在用いられている）ＧＡＬＩＬＥＯ、および（中国で現在用いられている）ＣＯＭＰＡＳＳなどの衛星システムの利用に基づいている。その他のものは、地上波無線システム、および特にセルラーシステムの利用に基づいている。

端末の位置を判断する最もよく知られた地上波処理は、
端末信号が発せられる無線セルの識別、
端末信号を同時に受信する複数の無線局に共通するカバーエリアの判断、
端末信号が発せられる無線セルの識別と、端末の無線基地局からの距離の推定との組み合わせ、
三角測量、若しくは、少なくとも２つの他の無線局における端末信号の発信源の方向の判断、および対応する線の交点の計算、
マルチラテレーション、若しくは、端末の、地理座標が既知である少なくとも３つの無線基地局からの距離の推定、および当該距離を満たす地点の計算、並びに、
端末と、ペアをなす２つの基地局との間の距離に差がある少なくとも２つの異なるケースの判断、および当該距離差を満たす地点の計算
である。

上述した地上波処理のいくつかにおいては、端末の無線局からの距離の推定が用いられる。当該推定は、
基地局−無線局方向または反対方向への受信信号の強度と送信信号の強度との割合（ＷＣＤＭＡ（登録商標）の場合、この割合はＲＳＣＰ ｐａｒａｍｅｔｅｒ−Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｄｅ Ｐｏｗｅｒに対応する）、
送信機と受信機との間の伝搬時間の測定、
電磁波の基地局と端末との間の往復時間の測定（ＧＳＭ（登録商標）を含むいくつかのシステムにおいては、当該往復時間は、ＴＡ（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ）、つまり端末が、その送信信号を確立された時間ウィンドウ内で基地局に到達させるべく送信を予定しておかなければならない時間から推測することが出来る）
同様の結果を得ることを可能とする他の何らかの技術、
など様々な技術を用いて得ることが出来る。

他の場合において、地上波処理では、端末と２つの無線局との間の３つ以上の距離差、およびこれらの差によって定まる双曲線の交点が用いられる。原則としてこれらの差は、無線信号の２つの異なる伝搬経路に沿った伝送の際に採用される時間差（Ｏｂｓｅｒｖｅｄ Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ、ＯＴＤ）を観察することにより計算され、技術の他の変形例においては、局の同期に用いられる処理が用いられ、若しくは、それぞれのクロック間の時間差が考慮される。

しかし、上記に示した従来の解決方法においては、いくつかの技術的課題および欠点があった。特に衛星位置特定システムにおいては、位置特定対象装置から多数の衛星が電磁的に可視でなければならなく、長い初期捕捉時間を要する。Ａ−ＧＰＳ（Ａｓｓｉｓｔｅｄ−ＧＰＳ）システムにおいては、セル局が端末に衛星システムに関する予備データを提供し、端末は当該予備データを用い、ＧＰＳ信号受信感度を上げ、初期捕捉を短時間で行うことが出来る。しかし、衛星により送信される信号の伝搬が自然または人工の障害物により遮られＧＰＳが利用可能でない場合には、その初期捕捉にかかる時間はそれでもかなり長いままである。

同様に、ただ１つの無線局を参照する技術を除き、セルラーネットワークに基づく位置特定システムは、多くの場所において用いることが出来ない。なぜなら、位置特定対象装置と、（上述した、正確性のそれ程高くない三角測量技術において必要となる）少なくとも２つの無線局、または双曲線またはマルチラテレーション技術に必要となる３つの無線局との間の電磁的可視性が常にあるとは限らないからである。ただ１つの無線局を参照する技術の場合には、通常、正確性が不十分であるので、結論としては、衛星位置特定システムおよび地上波位置特定システムは多くの場所において利用可能ではなく、若しくは、十分な正確性で端末位置を推定することが出来ないということとなる。

これらの欠点を補うべく、位置特定システムにアクセス出来ない装置の位置を近傍の他の装置の位置データを用いて推定する処理が提案されている。ＥＰ１２０６１５２に記載の処理がこのカテゴリーに属する。この処理によると、位置特定対象端末は、近傍の他の端末との２方向接続の確立を可能とする無線送受信システムを有する。位置特定対象端末は当該無線送受信システムを用い、近傍の端末のそれぞれに自身の位置に関するデータを当該位置特定対象端末へ送信させ、伝搬減衰を評価することにより、各端末の距離を推定する。位置特定対象端末は、このデータに基づき自身の位置を推定する。

当該処理の第１の実施形態において、それぞれ自身の位置を提供した端末の位置の平均として、既知でない位置が計算される。この場合、データの送信が待たれる周囲の端末のように、位置特定対象端末が一時的にアクセス出来ない位置特定システムがあることが想定される場合において特に、位置特定対象端末の近傍の端末に対する相対位置に関する情報がないので、計算される位置の正確性は保証されていない。この場合、位置特定対象端末に非常に近い端末も、外部の位置特定システムを用いて自身の位置を判断出来ない可能性が高い。よって、平均の計算に用いられる複数の位置は、位置特定対象端末からかなり遠く離れており、周囲に均等に配置されておらず、むしろ不均一に、バランス悪く配置されている地点に対応する可能性が高い。さらに、伝搬減衰に基づいて行われる距離の推定は、信号が建物内、若しくは、自然または人工の障害物があるエリア内を伝搬するといった条件を考慮した場合において特に、誤りを含んだものとなる。例えば、壁または天井に近いがそれらによって隔てられている端末は、遠くの外部の地点から窓を介して到達する信号を送信する端末よりも遠いように見え得る。よってＥＰ１２０６１５２に記載の処理を適用することにより、ある建物内部にある端末が、そうではなく外部にあるものとして計算を行う可能性がある。

ＥＰ１２０６１５２の処理の第２の実施形態において、既知でない位置は、自身の位置データの通信を行った端末の距離および位置のマルチラテレーションを用いて計算される。この場合、それぞれ自身の位置を知っており、位置特定対象端末にとって電磁的に可視である少なくとも３つの端末が利用可能である必要がある。この条件が満たされる確率はそれ程高くない。これらの状況において３つの端末が見つかったとしても、上述したようにそれらが位置特定対象端末の近くに位置しない可能性は高く、それら端末から受信する信号強度の測定によるそれらからの距離の判断は、誤りを含んだものとなる可能性が高い。よってＥＰ１２０６１５２の処理は信頼性が高くはない。

本願発明の目的は、自身の位置決めをリクエストする１以上の装置の位置計算を、それら装置が位置特定処理にアクセス出来ない場合であっても可能とする、協働的な位置特定処理および関連する装置を提供することにより、上述した従来技術の課題を解決することである。

本願発明の上述した目的、並びに以下の説明より明らかとなる他の目的および利点は、請求項１の主題を形成する協働的な位置特定処理により達成される。

さらに、本願発明の上述した目的、並びに他の目的および利点は、請求項１７〜２０の主題を形成する無線通信装置により達成される。

好ましい実施および自明でない変形例は、従属請求項の主題を形成する。

添付された全ての請求項は本開示の主要部分を形成するものとして理解されたい。

非限定的な例として添付の図面を参照して提供されるいくつかの好ましい実施形態を用い、本願発明を以下にさらに詳細に説明する。
図１ａは、ロケーションネットワークの第１の展開工程の例を表す図を示す。 図１ｂは、ロケーションネットワークの第２の展開工程の例を表す図を示す。 図１ｃは、ロケーションネットワークの第３の展開工程の例を表す図を示す。 図１ｄは、ロケーションネットワークの第４の展開工程の例を表す図を示す。 図２ａは、図１ａの例に係る距離表を示す。 図２ｂは、図１ｂの例に係る距離表を示す。 図２ｃは、図１ｃの例に係る距離表を示す。 図２ｄは、図１ｄの例に係る距離表を示す。 図３ａは、図１ａに係るデータ表を示す。 図３ｂは、図１ｂに係るデータ表を示す。 図３ｃは、図１ｃに係るデータ表を示す。 図３ｃは、図１ｄに係るデータ表を示す。 図４は、不十分な幾何学データに基づく位置計算の例を表す図を示す。 図５は、装置の位置を計算する手順に関するフローチャートを示す。 図６は、地理座標を計算する手順に関するフローチャートを示す。 図７は、スリープモードにある受信機のオン／オフサイクルを表す図を示す。

以下の説明においては、次の用語および関連する定義を用いる。
中継装置：他の複数の装置間の接続の中継局として動作する装置。
制御機（制御装置）：ある時点において位置特定手順を管理する役割を担う協働装置（以下を参照）。
協働機（協働装置）：位置特定処理において協働する装置。
検索機（検索装置）：制御機の命令に基づき、検索信号を出力し、当該信号に対する応答から収集したデータを当該制御機へ返信する装置。
アクティブ協働機：制御機機能、検索機機能、および中継装置機能を実行出来る協働装置。
パッシブ協働機：本願発明の処理を実行するための特定の手段を搭載しない協働装置。よって、制御装置、検索装置、または中継装置として動作出来ないが、当該パッシブ協働装置と同じ電気通信システムを搭載したアクティブ協働装置が距離を推定し、および／または、当該パッシブ協働装置から絶対位置に関するデータを受信および／または導出出来るようにする電気通信システムを搭載している。
イナート協働機：アクティブ協働機が当該イナート協働機から発せられたデータと少なくとも１つの他の情報源から発せられたデータとを相互参照することにより、その存在を検出し、そこからの距離を推定し、間接的にその位置についてデータを得ることを可能とする手段を搭載した協働装置。
ロケーショングリッド：複数の協働装置と、当該複数の協働装置が相互接続する際に用いる複数の無線リンクとで構成されるセットであり、既知である辺からなる隣接する三角形のグリッドを形成する。
ノード：ロケーショングリッドを構成する三角形のうち１つの三角形の頂点に位置する装置。
ロケーションネットワーク：複数の協働装置と、それらの考え得る接続とにより構成されるセット。
距離表：協働装置を隔てる距離、関連する不確実性、および測定を参照する時間を示すデータ行列。
データ表：以下に説明するように個々の協働装置に関する様々なデータを示す表。

アクティブ協働装置は好ましくは以下の特定の手段を搭載している。
本願発明に係る処理の実行に必要なメッセージおよびデータを送受信するのに適した無線送受信システム。
本願発明の必要条件に応じた相互の電磁的な可視性を有する装置間の距離を推定する手段。
距離表及びデータ表を少なくとも格納するデジタルメモリ。
本願発明に係る処理を実行するべく、コンピュータプログラムを実行し、受信データを処理し、必要な数値計算を実行する処理手段。

加えて、アクティブ協働装置は以下のものを好ましくは搭載している。
冗長である、または欠如しており、かつ不確実性により影響を受けるデータを有する座標計算を実行する最適化アルゴリズムを実行出来る計算手段。

以下の説明および添付図面において次の符号が用いられる。
Ｈ_Ｍ：協働装置から制御装置への無線リンクの最大数であり、超えると協働装置は検索機の役割を担えない。
Ｎ_Ｍ：位置決め手順に関与することが出来る装置の最大数であり、超えるとロケーションネットワーク展開手順が停止する。
Ｔ_ａ：スリープモードのサイクルにおいて受信機のスイッチがオンされる期間。
Ｔ_ｃ：受信機のスリープモードのサイクルの期間。
Ｔ_Ｅ：同じ装置に対し検索機の役割が割り当てられる２つの機会間の最小時間間隔。
Ｔ_Ｌ：時間制限であり、超えると、位置を計算する意図の確認がリクエストされる。
Ｔ_ｐ：受信機をアラートするべく検索信号のプリアンブルにおいて送信されるアラートコードの期間。
Ｔｓ：スリープモードのサイクルにおいて受信機のスイッチがオフされる期間。
Ｔ_Ｗ：装置が送信または受信を行った最も直近の時間から、装置の受信機がスリープモードに入る前までの時間間隔。

以下の説明よりさらに詳細に理解いただけるように、一般的に本願発明の処理は、その頂点がグリッドのノードとして知られ、位置決めにおいて協働する装置が位置する場所である隣接する三角形により構成されるロケーショングリッドの作成に基づいている。グリッドのノードに位置する装置に加え、これらのノードと直接的または間接的に接続を確立し、位置決め処理において協働するが、三角形の頂点を構成するには十分な数の制約を有さないが故にグリッドには属さない装置もある。リクエストされた位置計算において協働する全ての装置（協働装置）と、それら装置が確立出来る接続とのセットによりロケーションネットワークが構成される。協働装置が接続を確立する際に用いる無線リンクに関し、対応する装置間の距離が推定される。この距離の推定は、前述したものなど何らかの技術を用いて行うことが出来る。本願発明の目的においてどの技術を用いるかといった選択は重要ではないので、以下においてはその説明を省略する。

徐々に追加される装置を介して十分な量のデータを取得し、ロケーショングリッド、および結果としてそのノードを位置づけ、位置特定されるノード装置の位置を最終的に計算すべく、ロケーションネットワークは連続して段階的に徐々に拡大される。

ロケーションネットワークを構成する装置の１つが、位置特定処理において制御機機能を実行する。好ましくは制御機機能は、その位置の判断を行う必要がある装置の１つに割り当てられるが、位置決めのリクエスト装置に割り当てられてもよい。制御機機能は、ロケーションネットワークの作成および展開のフェーズにおいて、ある装置から他の装置へ割り当てが変更されてもよい。

制御装置により発行され、場合によっては、中継装置として機能する中間装置を介して転送される特殊な検索命令を受信したことを受け、協働装置が適切な「検索信号」を連続的に送信することによって、ロケーションネットワークの作成および展開が行われる。検索信号に応答する装置（応答装置）が協働装置のセットに追加される。検索装置が応答装置から受信し、必要であれば上述した中継装置を介して制御機へ転送する応答メッセージによって制御機は、協働装置の存在、および協働装置が他の協働装置と確立する直接的な接続について知らされる。

協働装置間の接続のトポロジーは、好ましくはツリータイプであるが、（グリッドなど）他のタイプのものであってもよい。ツリー構造を用いた例示的なケースにおいて、接続ツリーのルートは好ましくは、ロケーションネットワークの接続および作成の両方を管理し、かつ、ロケーションネットワークの展開が完了すると位置計算をリクエストする各装置の位置を計算し、計算した位置の当該各装置への通信を行う制御装置と一致している。

以下のいずれかの場合において、ロケーションネットワークの展開は終了する。
ロケーショングリッドの位置および空間的方向を幾何学的に判断することを可能とする、十分な量の位置および距離データが見つかった場合。
過剰な数の装置が関与することを避けるべく、協働装置の数が所定の数値的制限ＮＭに到達したか、またはこれを超えた場合。
処理の開始から所定の時間制限ＴＬを超えた場合。

協働装置を制御装置へ接続するのに必要な無線リンクの数につき、制限ＨＭも定められる。任意の装置を接続するべく当該制限ＨＭ以上の数の無線リンクが必要であれば、当該任意の装置は、検索信号を出力することを禁止される。通常この禁止により、他の協働機が当該任意の協働装置に段階的に（ｉｎ ｃａｓｃａｄｅ）追加され得なくなるので、協働装置を制御装置へ接続するのに必要な無線リンクの数がＨＭに制限される。この制限は、協働装置の制御機への接続が中継装置を介して確立された場合、および伝搬条件の変化により当該中継装置の１つがロケーションネットワークから除外され、その経路が他の２以上の装置を用いた段階的な中継により置き換わられた場合などにおいて超えられ得る。

ロケーションネットワークの展開が、位置の判断をリクエストした装置の位置を幾何学的に判断するのに十分な数のデータ点を取得せず終わってしまった場合、不確実性を低減すべく無線の限界（ｒａｄｉｏ ｌｉｍｉｔ）、およびロケーションネットワークが位置するエリアのマップの関連付けが行われる（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ）。

装置間の接続の確立に用いられる無線送受信システムはアドホックで作成することが出来、若しくは、装置間の距離を十分な正確性で推定することを可能とするものであれば公知のもののうち１つであってもよい。加えて、ロケーションネットワークは一様でなくともよく、むしろ、ロケーションネットワークは、（ＧＳＭ（登録商標）／ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、ＲＦＩＤなど）互いに異なる送受信システムおよび規格によって実装される接続を含んでいてもよい。事実、装置の複数の組の間に接続を確立出来れば十分であり、よって、異なる送信システムを用いる装置の間のインタフェースとして動作する手段を搭載した装置があるといった意味で、２つの組のいずれかの装置間で同じ送受信システムが用いられていれば十分である。例えば、第１のセットの装置がＷｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐ送受信システムを用い、第２のセットの装置がＺｉｇＢｅｅ（登録商標）システムを用いる場合、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２およびＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の両方を有する装置が少なくとも１つ存在すれば、第１のセットに属する何れの装置も、第２のセットに属する何れかの装置へ相互接続が可能である。

特に本願発明に係る処理は、ロケーションネットワークを作成し展開する少なくとも１つのフェーズを備える。当該フェーズの説明は、位置特定システムにアクセス出来ないただ１つの装置の位置を計算する必要が想定される単純な例を用いて提供される。説明はその後、より複雑な状況を網羅するようにその対象を広げられる。

図１ａは、丸１１９で表される装置の地理座標を判断することを目的とするロケーションネットワークの作成／展開フェーズの例の第１工程を示す。

本例においては、電気通信システムにより接続されるユーザまたはエンティティから、装置１１９が何れの位置特定システムにもアクセス出来ない時に、または当該システムが何らかの理由により装置１１９の位置特定を行えない時に、装置１１９の位置を判断するよう装置１１９がリクエストを受信するものと想定されている。これらの条件下において、装置１１９は制御機としての役割を担い、自身の無線送受信システムにより本願発明にかかる処理に特有の検索命令を受信すると、装置１１９は、次のような意味を持つメッセージを含む第１の検索信号を出力する。「私は１１９です。このメッセージを受信した装置は、応答装置である自身の識別コード、および分かる場合、自身の絶対位置の識別を可能にするデータを示すレポートを返信してください。」

一般的に、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔなど本願発明を実施するのに好ましい無線システムが用いられた場合、応答装置からの応答が到達するだけで、検索機が装置間の距離を推定出来るようになる。他の無線システムが用いられた場合、検索信号には、当該距離を推定するために必要なデータ（例えば、送信強度、および／または応答の出力の時間に関する情報）を送信するよう指示するリクエストを含みうる。

検索信号は、応答装置が分かるようであれば他の、制御機１１９により実行されるタスクにおいて有用である補助データのリクエストを含むのも有利である。このことについてはより詳細に以下に説明する。無線システムが許容するのであれば、検索信号は、位置特定対象装置の位置特定を行うのに有用となり得る全てのデータのリクエストを含むのが好ましい。当該データは、１度の応答メッセージに含まれるのが好ましい。このことより、位置特定情報の取得に必要な時間およびメッセージの数を最小化出来る。しかし、用いられる特定の無線システム、および／または通信を行う装置の特性が原因となり、処理の一般的な検索段階においては、必要と考えられる、取得後には今度は制御装置に送信しなければならない全てのデータを応答装置から検索機が取得するには、メッセージの交換が複数回必要となり得る。

本例のロケーションネットワークを拡大する第１の段階に戻ると、装置１１９は、唯一の検索機としての役割を担い、かつ、唯一の協働装置としての役割を担う。説明を分かりやすくすべく、図１ａ、１ｂ、１ｃ、および１ｄにおいて検索信号を最後に出力した装置は、中心部に点が記されている。

本例において、検索装置１１９により出力された第１のメッセージは、装置１０７、１１１、１２７、１２３により応答され、装置１０７、１１１、１２７、１２３が協働機の役割を担う。この場合においては中間装置の補助なしで直接的に、何らかの距離推定技術を用いて受信されるこれらの装置からの応答により、装置１１９は、装置１０７、１１１、１２７、１２３のそれぞれからの距離１１２、１１８、１２１、１２２も取得する。その後当該距離は、距離表に入力される。現在検討中の状況については図２ａにおいて示されており、それぞれの四角は、対応する行および対応する列の最初に示される装置間の距離をメートル単位で示す。それぞれの入力される距離には、関連する測定の不確実性、および測定が行われた時間が付されている。距離表は明らかに対称的であり、主対角線上のアイテムは全てゼロである。よって実際的な実施形態においては、当該表は添付の図面に示されるものよりもよりコンパクトな形態で示すことも可能である。いずれの場合であっても、協働装置間で形成される接続のネットワーク、並びに、無線リンクおよび当該無線リンクを形成するノードの関連する特性パラメータを表すための、当業者には公知である様々な同等物のうちのいずれかが用いられる。なお一般的に距離表は、２つの関与する装置が通信を行う際に用いる複数の無線システム上でメッセージの交換が行われることに起因して複数のポイントツーポイント接続が確立される場合、距離および時間の複数の計算値も含みうる。特定の無線リンクに対応する距離に関して取得可能なデータのタイプ、信頼性、および正確性などに基づいて、必要であればどの接続を維持し更新するかを決定するのは制御装置である。説明を単純化すべく、本例においては、全てのネットワーク接続が単一のものであることが想定されている。

以下に説明されるデータ表で特定されているものと同じように距離表において特定されている時間は、送信遅延、および複数の装置のクロック間の不整合を考慮に入れている。これらの要素を考慮に入れる処理は、以下に説明する。

添付図面において提供される数値は純粋に例示を目的としており、何ら実際の状況を示すわけではない。

各応答装置の識別コードに加え、制御装置１１９は、各応答装置に関する特定のデータも取得する。当該データは応答装置により送信され、データ表内に収集される。図３ａは、図１ａに示されるシステムの状態に関する当該データ表の単純化したバージョンを示す。図３ａの表において、１番目の列は、装置の識別コードを列挙する。本例においては、他の添付図面のアイテムを識別するのに用いられたのと同じコードが識別コードとして用いられる。実際の適用において、装置のＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス、制御機と協働機との間で合意されたコード、または１対１の対応で装置に対し設定された他の識別コードを、識別コードとして用いることが出来る。

データ表の２番目の列は、装置が位置決めのリクエストを行ったかどうかを示す。この列において、添付される表の他のエントリーと同様に、「Ｙ」のシンボルは肯定を意味し、「Ｎ」のシンボルは否定を意味する。

以下より分かるように一般的に、装置はいずれの場合であっても識別されなければならなく、装置の１以上に関して、位置決めのリクエストが行われ得る。

ロケーションネットワークの展開に用いられる基準のうち、その位置決めを行うようリクエストがなされた装置をロケーショングリッドのノードに見えるようにするものがある。

３番目の列は、装置がグリッドのノードであるかどうかを示す。この情報は、第１の検索信号と同様の検索信号を出力するように指示されることになる装置の選択基準として用いられる。このことは以下の説明より分かるであろう。

４番目の列は、検討中の装置と制御装置とを分け隔てる無線リンクの数を含む。言及したように、（制御装置からの無線リンクの最大数である）ＨＭ以上の無線リンクを有する装置は、検索信号を出力することを禁じられる。この列において、「ゼロ」の値は制御装置を示し、値が入力されていない場合、エラーが生じている状況を示す。

５番目の列は、装置がモバイル装置であるかどうかを示す。この情報は、データを更新する必要性を示すのに用いられる。

次の８つの列は、位置特定データおよび速度データを示し、それぞれの後には対応する不確実性が示される。これらの列の後には、対応する行のデータが更新された時間を示す時間列が続く。各行には多数のデータアイテムが含まれるので、各行のデータ更新時間は、更新が最も古いデータアイテムについての更新時間であることが想定されている。

時間列の後には、様々なタイプであり、かつ、異なる用いられ方をする「補助データ」が入力されるその他の列が続く。例えば、
位置特定をリクエストするユーザおよびエンティティのリスト、
結果が送信されるべきアドレス、
最も直近で装置が検索機の役割を担った時間、
装置のタイプ（モバイル電話端末、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、コードレス電話、屋内家電など）、
衛星位置特定システムの利用可能性、
地上波位置特定システムの利用可能性、
距離測定処理の利用可能性
などが入力され得る。

この情報に基づき、当該検索信号を出力するよう指示される装置を選択する際に用いる優先基準を決定出来る。

位置決め手順の各工程において、特別なデータ処理プログラムにより制御装置は収集されたデータを分析し、次に進むべき段階を決定する。本例において、制御装置１１９は図３ａのデータ表のデータを分析し、固定地点に関する制約が装置１１９の位置決めを行うには不十分であることを知る。よって制御機は、他の装置を識別し、追加のデータを取得すべく、周辺エリアの検索を拡大することを決定する。検索の拡大は、装置１１９により出力される第１の検索信号と同様の第２の検索信号を出力するよう他の装置に指示し、検索信号に応答する装置と制御装置との間に介在する中継装置を場合によっては用いて、応答として収集されたデータが制御装置１１９に返信されることにより行われる。

この拡大段階は、多くの代替的なやり方で行うことが可能である。例えば、第１の検索信号に対する応答装置の全て、応答装置のサブセット、またはこれらの応答装置のうち特定の１つのみに第２の検索信号を出力するようリクエストしてもよい。よって選択された検索機のそれぞれには、自身を宛先とされ、制御装置により出力され、かつ場合によっては、介在する中継協働装置により転送される特殊な検索命令が到達する。検討中の本例においては、当該手順に関与する装置の数、および無線で送信されるメッセージの数を出来る限り制限することが好都合であるものと想定されている。この基準を適用すると、制御機は先行する段階における当該応答装置のうち１つのみに第２の検索信号を出力するよう指示する。

第２の検索信号を出力するよう指示される装置の選択には、状況に合わせて様々な基準を適用することが出来る。これらの基準のうちいくつかが純粋に非限定的なものとして本例において適用されるが、他の多くの基準を個別に、または組み合わせて適用することが出来ることを理解されよう。

まず初めに制御機は、どの装置が、例えば５であることが想定される制限ＨＭを超えない数の、制御装置１１９との無線リンクを有するかをチェックする。ＨＭの値は所定の値か、または処理を開始する際に設定されてもよい。図３ａの表に示される値の場合、制限ＨＭに基づいて除外される装置はない。

図２ａに示される距離表、および図３ａに示されるデータ表のデータによって特徴づけられる状態において、例えば、第１の検索信号に対する複数の応答装置を区別するのは、装置１１９からの距離のみであることが分かる。装置１１９が衛星位置特定システムを搭載していること（データ表の補助データから利用可能な情報）を想定し、これにも関わらず、装置１１９が自身の位置を知らないことを考慮すると、装置１１９は衛星システムのカバーエリア外に位置することが想定される。結果として、衛星位置特定システムへアクセス出来る可能性が最も高い装置は、装置１１９から最も離れている装置であり、検討中の例においては、装置１２３であることが想定されうる。結果として制御機は、第２の検索信号を出力する装置として装置１２３を選択し、装置１２３宛ての特殊な検索命令を出力する。代わりに、装置１１９が何ら位置特定システムを搭載していない場合、遠くの装置の距離よりも近くの装置の距離の方がより正確に推定出来得ることを想定すると、最も近い装置に第２の検索信号を出力させるのが最も賢明であり得る。この２番目の場合において、検索命令はその位置を判断する必要がある装置に最も近い協働装置（この場合、制御装置自身）を宛先とする。

なお、異なる様々な選択基準があり得るが、処理の説明より理解いただけるように、異なる基準を用い、異なる判断を採用することは一般的に所定の結果を得ることにおいて不利とはならず、処理に関与する段階の数および装置の数が異なるものとなり得るだけである。

よって、本例についての説明を進め、第２の検索信号を出力するのは装置１２３であると想定すると、図１ｂは、第２の検索信号の出力に続く仮定的な状況を表す。この状況は、既に第１の検索信号に応答した装置１０７、装置１０７と同様の特性を有する装置１０９、１２８、および応答メッセージに含められる、自身の位置に関するデータを同じく持つことを示す黒色の丸によって表される装置１２５から第２の検索信号に対する応答があった場合に対応する。明らかに、制御機１１９は、検索信号のヘッダから判断して検索命令を出力したのは自身であることを認識するので応答しない。またこの場合において、応答装置の識別コード、および第２の検索信号を出力した装置からの応答装置の距離１１３、１１４、１２４、１２６が、第２の検索信号に対する応答から取得される。

装置１２３は上述した情報の全てを直接、手順の制御機である装置１１９へ転送し、装置１１９は、図２ｂに示すように距離表、および図３ｂに示すようにデータ表を更新する。

図２ｂの距離表の分析から、装置１０７、１１９、１２３は既知である辺からなる三角形の頂点にあることが分かる（当該３つの装置の全ての組の間の距離に関し推定値が存在する）。よってロケーショングリッドの基礎が確立されたことになる。説明をより明確にすべく、三角形の辺を形成する無線リンクは影付きで示されている。絶対位置が知られている装置ノードからの既知である距離を横切る無線リンクは点線で示される。この結果は、装置１０７、１１９、１２３がノードとして分類されている図３ｂの表の「ノード」列に反映されている。このデータ表の分析により、装置１２５が自身の空間位置を知っていることが分かる。

装置１１９の位置を判断するには、この三角形の位置を計算するだけで十分であるが、この三角形は１つの距離（１２４）だけ離れた１つの固定点（装置１２５）のみに制約を受けており、結果として、幾何学的に位置決めを行えない。よって処理が継続され、ロケーションネットワークがさらに拡大される。

第２の検索信号の出力の場合のように、第３の検索信号がその後、ただ１つの装置から出力される。この場合も、図３ｂのデータ表にリストアップされる装置のいずれも無線リンクの数が制限ＨＭ＝５を超えず、制御装置１１９は、図３ｂの１番目の列にリストアップされる装置のうちから出力を実行させる装置を選択する。

説明を簡潔とするべく、第３の検索信号を出力するタスクを与えられる装置に関する様々な代替例および様々な選択基準については詳述しないが、装置１０７だけが、何らかの検索信号をまだ出力していない当該三角形の頂点にある唯一の装置である。よって制御装置１１９は、第３の検索信号を出力すべきなのは装置１０７であることを決定し、装置１０７宛ての特殊な検索命令を出力する。

その後、図１ｃに示すように装置１０１、１０２、１０９がこの第３の検索信号に応答し、これらの応答装置からの応答から得られるデータが検索機１０７により制御装置１１９に転送され、そのデータは図２ｃおよび図３ｃに示されるようなデータであることを想定する。

図２ｃに示される距離表の分析により、装置１２３、１０７、１０９を頂点として第２の三角形が形成されることが分かる。これに応じ、ここで装置１０９は図３ｃの表の「ノード」列でノードとして分類される。この新たな三角形は、三角形１１９−１２３−１０７の辺と一致する辺１１３を有しており、そのノードとして装置１１９、１２３、１０９、１０７を有する２つの三角形のグリッドが形成される。

図３ｃのデータ表の分析により、装置１０２が自身の空間位置を知っており、その結果、２つの三角形のグリッドが、装置１０２、１２５に関し距離１０５、１２４により定まる２つの制約を有することが分かる（図１ｃ）。これら２つの制約は、幾何学的にグリッドの位置決めをするのに十分ではない（一平面上の複数の三角形のグリッドは、３つの自由度を有する）。よって、さらにロケーションネットワークを拡大することが必要となる。

先行する拡大と同様に限界ＨＭを超えるかどうかのチェックを行った後、制御装置は関連した検索命令を用いることにより第４の検索信号が出力されるようにする。装置１０９が何らかの検索信号をまだ出力していないグリッド上の唯一のノードであるので、装置１０９を宛先の検索機として選択する。制御装置１１９から装置１０９への検索命令の送信、および反対方向の、応答装置から検索機への起こり得る応答は、装置１０７を通過するのではなく中継装置１２３を介して行われる。なぜなら、装置１２３を通過するとき、装置１２３に関する特定のデータ、装置１０７に関するデータよりいくらか古い、セグメント１１２に関するデータ（このことに関しては、図３ｃのデータ表を参照）、およびセグメント１２２に関するデータ（図２ｃの距離表に特定される）が更新されるからである。よって制御機は、装置１０９宛ての中継装置１２３を経由する検索命令を出力する。

図１ｄに示されるように、装置１０３、１１７、１２０、１２５、１２３、１０７がこの第４の検索信号に応答することが想定されており、これら装置の応答から取得したデータは図２ｄおよび３ｄに示されるデータである。このデータは、検索機１０９へ到達した検索命令が通った中継装置１２３を介して検索機１０９によって制御機１１９へ転送される。

図２ｄに示す距離表の分析により、５つのノードとして装置１１９、１２３、１２５、１０９、１０７を有する３つの三角形のグリッドが形成されることが分かる。５つのノードからなるこのグリッドは、距離１０５、１１０、および位置が既知であるノード１２５により定まる４つの制約を有し、これらは十分なだけでなく、３つの三角形のこのグリッドの位置決めの目的においては冗長でさえある。よってこのグリッドの全てのノードの座標、特にノード１１９の座標を幾何学的に計算することが可能である。これにより、制御機はロケーションネットワークの展開フェーズを停止することが出来、位置計算へと進むことが出来る。

ここまでの例において、ロケーションネットワークの作成フェーズは、位置特定対象装置の位置を計算するのに十分な量のデータが取得された時点で終了したが、ロケーションネットワークの展開は、以下の２つのイベント後に終了してもよい。 ａ）協働装置の数が制限ＮＭを超える。
ｂ）手順が開始されてからの時間が時間制限ＴＬを超える。

ａ）のイベントの場合に停止するのは、過剰な数の装置の関与を避ける必要性からであり、このことは、混雑した環境において特に発生し得、許容出来ないレベルの干渉および無線パケットの衝突を引き起こし得る。

しかしロケーションネットワークの展開フェーズの間、いくつかの協働機が過剰であるという条件が満たされることもあり得る（例えば、遠くに位置する協働機が識別される一方、位置特定データを有さない制御機に近い協働機など）。これらの場合、制御機は過剰な協働機を除外することが出来、もしくは、制限ＮＭを超えているかどうかのチェックの際に、計算手順においてそれら協働機が加わらないものとしてカウントしないでもよい。

ｂ）のイベントによって停止することにより、距離の推定の長時間の待機、地理座標データの取得、および、メッセージの誤受信の繰り返しなどが過剰な遅延を引き起こす場合において、もはや関心を持たれていない結果が届くことを避けることが出来る。

またａ）およびｂ）のイベントに伴う停止の場合、以下に説明するように、その時点で取得しているデータを用いて位置計算の処理を進める。

ここまでの例において、制御機の役割を担うのは装置１１９のままであった。しかし一般的には、ロケーションネットワークの作成の間には、制御機の役割はある装置から他の装置へと移り得る。制御機の変更は、例えば、制御機をロケーションネットワークの重心位置においておけるという利点から行われる。代替的に制御機の役割は、検索を担う装置にシステマティックに移されてもよい。他方、制御機の役割のある装置から他の装置への移し替えは、距離表およびデータ表の転送、および検討中の装置と制御装置とを接続する無線リンクの数を示す列の更新を伴う。よって、制御機の役割の移し替えの利点は、制御機の役割の移し替えを実行するのに必要なメッセージの数と、移し替えを実行した場合に計算手順において節約出来るメッセージ数の推定値とを比較する適切なアルゴリズムを用いて評価される。

第１のロケーションネットワークの展開の間、検索のある時点において、第２のロケーションネットワークの一部である、特に第２のロケーションネットワークに属する位置決め対象装置に出会うといった状況が発生し得る。このイベント発生時において、第１および第２のロケーションネットワークの展開は好ましくは、独立したやり方で進められる。代替的に、２つのネットワークを組み合わせることによって、協働機に関するデータのリクエストの重複を避けられるといった利点が得られる。しかしこのやり方の欠点としては、
位置特定対象装置が、可能であれば、独立して展開され得る２つの別々のロケーショングリッドよりも複雑な、同じロケーショングリッドに属することが求められ、
統合の結果生じるロケーションネットワークの制御機の選択の交渉が発生し、
単一の制御機への統合の時点までに収集されたデータの組み合わせおよび転送を行う必要がある、
などがある。

加えて、より複雑なネットワークの開発となり得る２つのネットワークの統合は、より多くの検索手順を伴い、かつ、制限ＮＭまたは時間制限ＴＬを超える確率が高くなる可能性が高い。

処理の説明において想定される好ましい代替例は、互いに出会い、互いに別々に貫通し合うロケーションネットワークを維持することである。しかし当業者であれば、ロケーションネットワークの統合がいかに行われるか、および続いて行われる、この統合により得られるロケーションネットワークの展開を容易に理解し得る。

互いに別々に独立して貫通し合うロケーションネットワークを維持することにより、２以上のロケーションネットワークに属する装置は、独立したやり方で、異なる複数の制御機のクエリに応答する。異なる複数の制御機から届くメッセージ間の起こり得る衝突は、以下に説明する無線送受信システムによって解決される。

本願発明の処理は、さらに、位置特定対象装置の位置を計算するフェーズを備える。

ロケーションネットワークの展開処理の最後に、現在の制御機の他に位置特定対象装置がある場合、位置特定対象装置の座標は、好ましくは当該制御機により計算され、その後、各装置へ送信される。代替的に制御機は、収集されたデータの全て、または各位置を計算するのに必要なデータを含むその一部を関与する装置へ転送し、当該関与する装置は、受信したデータに基づき、個別に自身の位置を計算する。

位置特定対象装置の位置計算を行うべくロケーションネットワークの展開が停止すると、以下の状況が生じ得る。
ｃ）（ここまでの例のように）幾何学的計算による位置計算に不可欠な最小の制約と比較した制約の冗長性。
ｄ）幾何学的計算に必要な数に等しい数の制約。
ｅ）幾何学的計算に必要な数より少ない数の制約。

ｃ）の場合、各データアイテムの信頼性、見つけられた距離の絶対値、またはそれらの割合、推定された位置または距離データの不確実性、装置の移動速度（説明される例に関しては、図２ｄの距離表、および図３ｄのデータ表に入力された値）を考慮にいれた最適化アルゴリズムを用いて位置計算が行われる。

ｄ）の場合、位置計算が、当業者には周知の幾何学的法則を用いて行われる。

ｃ）およびｄ）の両方の場合において、
収集されたデータの値の不確実性、
座標および距離の推定誤差、および、
異なる時間において測定され、よって、モバイル装置が移動した後には一致しないこともあり得る座標および距離の値、
によってエラーが起こり得る。

上述したエラーの原因によって、位置計算の結果は、一般的に不確実性によって影響を受け、不一致を含みうる。

ｅ）の場合、位置特定対象装置の位置決めにはｃ）およびｄ）の場合に存在する不確実性の原因に加え、少なくとも１つの自由度がある。自由度の存在、または、制約の不足により、装置の位置に関して不確実性が生じる。それらを低減すべく本願発明の処理においては、送信範囲および受信範囲、かつ利用可能であれば、エリアの設計図、および当該エリア内に存在する障害および物体により形成される境界線を考慮に入れて計算される装置の位置に関し制限が定められる。

図４の例は、図１ｄから装置１１１、１２７および距離１１２、１１８、１２１を除いて示されており、距離４０８が追加され、装置１２８がここでは装置１２５により近くなっている。図４においては装置１１９が装置１０７から遠く離れており、装置１１９と装置１０７との間の経路には無線波をブロックする障害４０１があるものとして想定されているので、距離１１２は示されていない。位置特定対象装置は依然として、符号１１９で識別される装置である。

ノード１２５の位置が既知であり、装置１０２からの距離１０５の制約があるので、三角形１０９、１０７、１２３、１２８、１２５のグリッドが幾何学的に位置決めされる。

しかし装置１１９は、距離１２２だけ離れた装置１２３におけるロケーショングリッドのみによって制約を受けるので、幾何学的な観点からは、その位置は、その中心に装置１２３を有し距離１２２に半径が等しい、円周４０５のいずれの地点でもあり得る。

しかし制御機（本例においては装置１１９自身）は、装置１１９が円周４０５の近くのノード１２８から近くのノード１２５までの範囲の円弧には位置し得ないことを判断出来る。なぜならこの円周が互いに他電磁的に可視である２つのノード１２８、１２５を繋ぐ線に近いからである。よって、もし装置１１９がこの円弧上にあるとすれば、２つのノード１２８、１２５の少なくとも１つと無線リンクを確立することが出来、それぞれからの距離を推定することが出来る。同様に制御機は、装置１１９が円周４０５の近くのノード１２５から近くのノード１０９までの範囲の円弧、または近くのノード１０９から近くのノード１０７の範囲の円弧には位置し得ないことを判断出来る。よって、ここまで行われた計算を考慮すると、装置１１９は円周４０５のノード１０７、１２８により画定される２つの円弧のうち短い方の上に位置するはずである。

制御機は、伝搬が障害により妨げられる場合に従来のように計算を行うことにより、ノード１０７、１２８の送信範囲および受信範囲を計算することも出来る。図４においてこの範囲は、ノード１０７およびノード１２８のそれぞれに関し、円周４０２、４０７の円弧によって表される。当該障害が存在した場合に引き起こされる減衰が計算において考慮されない場合、これらの円弧の半径は当然大きくなる。円弧４０２、４０７はそれぞれ、地点４０３、４０６において円周４０５と交差する。よってここまでに実行された計算を考慮すると、装置１１９は円周４０５の地点４０３、４０６によって画定される２つの円弧のうち短い方の上にあるはずである。

最後に、制御機がエリアのマップを有し、当該マップから障害４０１の存在および障害４０１とノード１０７との間の他の障害の不在を検出した場合、制御機は、ノード１０７の範囲が障害４０１まで到達することを計算することが出来、よって、ノード１０７に最も近い装置１１９の位置が地点４０４で表される。計算の最終的な結果は、円周４０５の地点４０４、４０６によって画定される２つの円弧のうち短い方の上に装置１１９があることを示す。その後、３つの三角形１０９、１０７、１２３、１２８、１２５のグリッドの位置の不確実性、特に、結果として生じるノード１２３、１２８の位置の不確実性、および、距離１２２の測定の不確実性を考慮し、制御機は装置１１９の位置の不確実性を計算することが出来る。

最後に、不確実性に影響を受ける数の確率分布を考慮して、当業者の公知の統計学処理を用い、制御機は装置１１９の位置の最も可能性の高い値、および空間分布を特徴づける統計パラメータを計算する。

図４を参照して説明した例は、装置の位置またはロケーショングリッドに関する制約の数が、ユークリッド幾何学において不可欠な最小値よりも少ない場合であっても、不確実性を実質的に制限することが出来ることを示す。

よって、ｃ）、ｄ）、およびｅ）の３つ全ての場合において、位置決めの不確実性および幾何学的不一致度を計算および制限することが出来る。

結果の不確実性および不一致度が許容される範囲内であれば、制御機は位置決めの結果をリクエスト装置へと提供し、さもなくば、制御機は、モバイル装置が移動する速度を現在のデータを参照する時間差で乗算することにより、このことから生じる不確実要因を計算し、利用可能なデータの全て、または一部のみを更新する必要があるかどうかを評価する。更新が必要であると見なされた場合、制御機は、責任を持つデータの更新を行う必要がある協働装置に対し更新のリクエストを送信する。この際、リクエストの出力と測定の実行との間に遅延が生じたとしても測定が同じ時点を参照するよう、データ取得を実行すべき時間が特定される。またこの場合、以下に説明するように制御機は、更新リクエストを送信する際、送信遅延、および複数の装置のクロック間の不整合を考慮に入れる。

一度データが更新されると、制御機はリクエストされた位置および関連した不確実性を計算する。結果の不確実性および不一致度が許容される範囲内であれば、制御機は位置決め結果をリクエスト装置へ提供する。さもなくば、時間制限ＴＬを超えてなければ、制御機はロケーションネットワークの展開を再開し、上述したようにネットワーク展開フェーズの検索段階をさらに実行する。このさらなる検索段階が停止すると、ロケーションネットワークの展開フェーズも再び停止し、結果的に位置特定対象装置の座標を計算するフェーズに入る。

代わりに時間制限ＴＬを超えていた場合、結果の信頼性に係る警告、および位置決め情報をリクエストしたユーザおよびエンティティに対し、それらが計算を改善することを希望するかどうかを示すよう指示するリクエストと併せて、得られた位置決めの結果および関連した不確実性をリクエスト装置に対して提供することにより手順が続けられる。少なくとも１つのリクエスト装置が改善の希望を示す場合、検索をさらに実行しロケーションネットワークを展開する段階の処理が再開される。時間制限は、好ましくは以前と同じ値であるＴＬに、または新たな値にリセットされ、位置決めを中止するリクエスト装置は、リクエスト装置のリストから除外される。

必要であれば、結果を希望することを示すリクエスト装置がなくなるまで反復して処理が繰り返される。

モバイル装置の移動などにより引き起こされる条件の変化に起因する更新、または続いて行われるロケーションネットワークの展開に伴い、以前は検出された装置または距離が見つからなくなっているということが起こり得る。これらの場合において、見つからない装置およびデータは表から取り除かれ、それらが存在しなかったかのように手順が継続される。

特に、図５および図６のフローチャートは、本願発明に係る処理の、ロケーションネットワークを作成し展開する段階、および、位置を計算する段階を示す。

図５は、手順の開始（段階５０１）から、例においては制御装置１１９である結果をリクエストする装置に対し対応する結果を利用可能とする終了時点（段階５１６）まで、手順の全体的な方式を表す。

段階５１７は、位置計算リクエストを待っている状態を表す。説明を単純にすべく、原則として、従来の位置特定システムにアクセス出来る可能性が全くないものと想定し、若しくは従来の位置特定システムが失敗するか、または代替的な位置特定処理により正確性をチェックすることが必要となるような不十分な情報しか供給しなかったものと想定し、リクエストされた位置を従来の位置特定システムによって取得出来る可能性のチェックを省略する。

位置特定リクエストが到達すると（段階５１８）、位置特定をリクエストするユーザにより介入されることなく部分的または全体的に事前に定められているか、若しくは人間−機械間の通信インタフェースによって割り当てられてもよい、初期設定が行われる段階５０２へと進む。特に、制御機の役割および検索機の役割の両方が、処理が開始される装置に対して割り当てられる。位置決めリクエスト装置が計算の継続をまだ希望するかどうか尋ねる処理をそれ以降は行わない時間制限ＴＬは、好ましくは事前に定められているが、上述したインタフェースにより位置決めリクエスト装置によってリクエストされてもよい。

段階５０２におけるデータ設定により、検索段階５０３が開始される。この段階により、応答装置に関するデータ、および検索機と応答装置との間の距離が取得される。検索に対する応答装置がない可能性のチェックは、以下に説明されるように全体として手順により暗黙に取り扱われるので、検索段階５０３の後には行われない。

ここで、位置特定処理の最初に制御機により実行された第１の検索に応答する、若しくは、続いて行われるロケーションネットワークの展開の際に実行される一般的な検索に応答する、検索信号に対する応答装置があるものと想定すると、検索階５０３で収集されたデータが段階５０５で分析され、この分析の結果を用いて、リクエストされた位置を幾何学的に計算するのに十分なデータがあるかどうかのチェックが行われる（段階５０７）。利用可能なデータが、リクエストされた位置を幾何学的に計算するのに十分ではない場合、時間ＴＬ、または、手順に関与することが出来る装置の最大数の制限ＮＭを超えているかどうかのチェックが行われる（段階５１１）。ＴＬもＮＭも超えていない場合、ロケーションネットワークを拡大する新たな段階を実行する、検索機を選択する段階５０６の制御へと進む。以下より分かるように、検索機選択段階５０６においても、それまでに検索機の役割を担ったことがある装置を選択することが出来るが、このことが可能であるのは、その役割を担った時点から少なくともＴＥに等しい時間が過ぎている場合のみである。一般的にＴＥはＴＬよりも短く、かつ、一方では段階５０３〜５０５〜５０７〜５１１〜５０６により形成されるサイクルが過度に頻繁に繰り返されるのを避け、他方では、たとえ任意の協働装置が検索機としての役割を担ったことがあるとしても、当該協働装置を検索機として再度考慮し、当該装置または他のオブジェクトの移動に伴う環境条件の変化を検証することが出来るよう、長さが決められる。

図５のフローチャートに戻ると、検索機を選択した後（段階５０６）、検索が実行され（段落５０３）、利用可能なデータが分析される（段階５０５）。ここで、リクエストされた位置を幾何学的に計算するのに、制約がもはや不十分ではないことを想定すると、段階５０７から、図６を参照してさらに説明される段階５０８へと進み制御が行われる。位置および距離の推定誤差により引き起こされる何らかの不一致も考慮に入れた関連する不確実性を含みながら位置が計算された後、図５の段落５０９において、不確実性が許容可能であるかどうかのチェックが行われる。不確実性が許容可能である場合、結果が供給され（段階５１６）、処理が終了する。代わりに不確実性が許容可能でない場合、考えられる環境変化に関して（装置およびオブジェクトの移動）、データがあまりにも異なる時点で得られたものであるか、若しくは古すぎるものかのチェックが行われる（段階５１０）。更新されるデータがある場合、その更新が行われ（段階５０４）、利用可能なデータを分析すべく段階５０５が再び行われる。代わりに、更新されるデータがない場合、段階５１２に進んで制御が行われ、ＮＭを超えたかどうかのチェックが行われる。ＮＭを超えている場合、段階５１６において処理が終了し、得られた結果、および、供給される結果が許容範囲外の不確実性により影響を受けている旨の警告の供給が行われる。代わりにＮＭを超えていない場合、段階５１５に進んで制御が行われ、時間ＴＬを超えているかどうかのチェックが行われる。

時間ＴＬを超えていない場合、段階５０６に戻って制御が行われ、上述したように、新たな検索機が選択され、ロケーションネットワークの拡大の試みが新たになされる。代わりに時間ＴＬを超えている場合、段階５１４に進んで制御が行われ、位置決めリクエスト装置が、計算の改善を希望するかどうかのチェックが行われる。例示を単純にすべく、暫定的な結果を位置決めリクエスト装置へ送信し、結果の改善の希望に関するクエリを提示し、応答を待つ段階は図５に示されていない。しかしながら当業者であれば、グラフでの図示を単純化すべく図５のフローチャートのこの点および他の点から省略された段階を理解されるであろう。図５の段階５１４に戻ると、結果を改善することを希望すれば、ＴＬがリセットされ（段階５１３）、検索機選択段階へ進んで制御が行われ（段階５０６）、ロケーションネットワークを拡大する試みが新たになされる。代わりに、結果を改善することを希望しなければ、取得した結果を供給して手順は終了する（段落５１６）。

ここで、検索段階５０３において検索信号に対する応答装置がない場合について考慮する。制御機により出力された第１の検索信号に対する応答装置がない場合、利用可能なデータの分析（段階５０５）、および、取得されたデータが位置を幾何学的に計算するのに十分であるか不十分であるかを判断する段階５０７を経て、時間ＴＬまたは数ＮＭを超えているかのチェックが行われる段階５１１の制御に進む。ＴＬもＮＭも超えていない場合、検索機選択段階５０６の制御に進む。最も直近の検索の時間以外に、制御機に関するデータは変更されていないので、検索機の役割は同じ装置、つまり制御機自身に割り当てられるが、説明したように、このことが行われるのは前回に同じ役割を割り当てられてから時間ＴＥが経過した後である。環境条件または近傍に存在する装置の距離が変化し、検索信号に対する応答装置が見つかったか、若しくはＴＬまたはＮＭを超えたことにより異なる条件が見つかるまで段階５０３〜５０５〜５０７〜５１１〜５０６のサイクルが繰り返される。

検索信号に対する応答装置が見つかった場合、上述した一般的なケースの状況となる。代わりに、応答装置が見つからず、ＴＬまたはＮＭを超えていない場合、段階５１１の制御へと進み、明らかに有用な結果をもたらさない座標の計算（段階５０８）が行われ、段階５０９の制御から段階５１０の制御へと進む。更新するデータは明らかにないので、段階５１２の制御へ進む。ＮＭを超えた場合、段階５１６で処理は終了し、得られた結果、および不確実性が許容範囲を超えている旨の警告の供給が行われる。代わりにＮＭを超えていない場合、段階５１５の制御へと進み、上述した一般的なケースの手順が続けられる。

検索段階５０３の後、最も直近の検索におけるもの以外、制御機以外の装置から出力された検索信号に対する応答装置がない場合、検索手順のメッセージの送受信に関与した装置間の距離に関するデータのみが変化し得、よって、ロケーションネットワークの幾何学的制約は変更せず、制御機によりブロードキャストされる第１の検索信号に対する応答装置がない上述したケースのように、段階５０３〜５０５〜５０７〜５１１の第１の反復が展開される。一方、段階５０６において、検索機として選択され得る装置が多数ある場合、検索装置のセットは変化し得、検索信号に対する応答装置がある上述した、より一般的なケースへと戻ることも考えられ得る。代わりに段階５０５において、前回の割り当てからの時間間隔ＴＥを考慮したうえで、同じ装置に検索機の役割が与えられた場合、制御機によりブロードキャストされた第１の検索信号に対する応答装置がないケースのように検索が反復して行われる。

ＴＬまたはＮＭを超えたことにより段階５１１においてサイクル５０３〜５０５〜５０７〜５１１〜５０６を抜け、段階５０８において位置計算手順の一般的なケースに入る。段階５０９において許容可能な不確実性を見つける可能性、および、段階５１６における希望する装置への結果の供給など代替的な手順は全て上述した通りである。

上述した例で既に説明した検索機５０３を検索する段階は、取得した時点のネットワークのステータスおよびデータに応じて適用される様々な基準を含む。 検索機の役割が与えられる装置の選択に関する好ましい条件および基準のいくつか例としては、
位置特定手段を有する装置、
位置特定手段を有する装置から地理的に遠いが、自身の位置を直接的に取得する可能性がない装置、
位置特定手段を有さない装置に地理的に近い装置、
ロケーショングリッドのノードと一致する装置、
少なくとも時間ＴＥの間、検索機の役割を担っていない装置、
固定装置、および
移動速度の遅いモバイル装置
などが挙げられるが、これらの例は網羅的でも限定的でもない。

なお好ましくは、検索機の役割はＨＭ以上の数の制御機との無線リンクを有する装置へは割り当てられ得ない。

検索段階５０３については、上述した例を用いて説明した。無線送受信システムの説明に関連して、詳細をさらに説明する。

データ分析段階５０５において、公知の数学的および幾何学的基準が適用され、当該基準を用いて、見つけられた制約がリクエストされた位置を幾何学手段により計算するのに十分であるかどうかの判断が行われる。

上述の例において既に説明されたデータ更新段階において、測定された値を更新するよう、古すぎる可能性のあるデータを提供した装置にリクエストする。それら更新されたデータは、上記で既に説明した処理により収集および分析を行うべく制御装置１１９に転送される。

位置計算段階については図４も参照し、上述の例を用いて説明した。図６は模式的な図を表す。

上述の例の説明において述べたように位置計算段階（図５の段階５０８）は、過剰な数の幾何学的制約、厳密に十分な数の幾何学的制約、または不十分な数の幾何学的制約を用いて実行され得る。図６において、最初の段階６０１の後、幾何学的制約が多すぎるかどうかのチェックが行われる（段階６０２）。幾何学的制約の数が多すぎる場合、ロケーションネットワークのデータに対し、利用可能なデータおよびそれぞれの不確実性に基づき各位置特定対象装置の最も可能性の高い位置を判断し、これらの計算される位置に関連する不確実性を、必要であれば統計学的特徴付けパラメータを用いて計算するための最適化アルゴリズムが適用される（段階６０３）。不確実性および統計パラメータは、ロケーションネットワークのデータに含まれる値の推定誤差により引き起こされ得る不一致も考慮に入れる。これらの誤差は、結果の不確実性を増幅させる影響を持つ。最後に段階６０８において、取得された結果が、不確実性の許容可能性をチェックする次の段階５０９へと出力される。

幾何学的制約の数が多すぎない場合、段階６０４の制御へと進む。ここで幾何学的制約が厳密に十分である場合、ロケーションネットワークのデータは、幾何学的計算により位置を判断する位置計算段階６０５へと出力される。またこの場合、幾何学的制約の数が多すぎる場合に関連して説明したように、位置特定データの不確実性および不一致を考慮に入れて計算された位置の不確実性が計算される。取得された結果は段階６０８において出力される。

段階６０４において、制約の数が厳密に十分でないことが分かった場合、段階６０６の制御へと進み、ここで最初に、幾何学的に位置計算を行うのに不可欠な最小値と比較した制約の不足が不確実性へと変換される。図４に示す例の場合、装置１２３により構成されるノードの位置を中心とする極座標のシステムを用い、まず、装置１１９の位置に関する制約の不足を、このノード１１９の位置の角座標に関する全体的な不確実性に対応させる。この例で説明される考慮がなされた後、この角座標の不確実性が、ノード１２３の位置を離れ地点４０４、４０６を通る半直線により画定される凸角へと分解（ｒｅｄｕｃｅｄ）される。上記で言及された例のように図６の段階６０６は、送信範囲および受信範囲、およびエリア内に存在する障害から導出される限定により不確実性を限定することにより、制約の不足から生じる不確実性を最小にする。段階６０６の次に段階６０７へと進み、段階６０５のアルゴリズムと似ているが、大きな不確実性の値も扱うべくより包括的であるアルゴリズムを用いて、位置計算を行う。最後に、段階６０８において結果が出力される。

本願発明は、装置間でデータパケットを交換するための少なくとも１つの無線送受信システムを備える協働的な位置特定装置にも関する。この無線送受信システムはアドホックで設計される必要がなく、下記で説明するように、以下の特性を有してさえいれば公知のシステムの１つであり得る。その特性とは、
短いデータパケットの装置間の送信を出来ること、
無線パケットの衝突に対応するメカニズムが利用可能であること、
対象である適用に予想される動作条件に関して十分な送信範囲および受信範囲、
リクエストされた位置決めサービスに関わる装置間の距離を推定出来ること、
受信機を低エネルギー消費で動作させられること
である。

例として本願発明の処理が、緊急の状況におけるモバイル電話装置の位置特定に適用される場合、必要となる送信範囲および受信範囲は、屋内において３０〜４０ｍ程度であり、屋外において１００〜１５０ｍである。加えて、装置の位置に関する不確実性が±１０ｍでなくてはならないとすると、距離測定の不確実性は、異常な伝搬条件により誘発されるものを含む互いに組み合わさり得る様々な誤差要因を考慮すると、およそ±２ｍでなくてはならない。

明らかであるが、上述したように、距離は当技術分野で公知の処理の１つを用いて推定出来る。

受信機のエネルギー消費に関しては、当業者には「スリープモード」として知られる、多くのシステムにおいて用いられるものと同様の技術が適用される。これらの技術によると受信機は、協働的な位置特定に関与する期間である「アクティブモード」および「スリープモード」の２つの動作モードを有する。アクティブモードにおいては、データを提供するよう、またはメッセージを送信するようリクエストを受けると即座に応答が出来るよう受信機の回路に常に電力が供給される。他方スリープモードにおいては、受信機の回路は繰り返されるサイクル継続期間Ｔｃのうち、時間Ｔａの間スイッチオンされ、時間Ｔｓの間スイッチオフされる。図７に示すようにＴｃ＝Ｔａ＋Ｔｓである。

受信機は、以下に説明するようにアラート信号を受信するとスリープモードからアクティブモードに移行し、協働的な位置特定手順に関するメッセージまたはデータの送受信に装置が最後に関与してからＴＷに等しい時間が経過した後、アクティブモードからスリープモードに移行する。代わりに制御装置の受信機は、進行中の位置特性手順が終了すると、スリープモードに移行するのが好ましい。

代わりに各協働装置の送信機は、通常スイッチオフされたままであり、
装置が、自身の位置を直接的に供給出来るシステムにアクセス出来ず、自身の位置を計算するための手順の最初において、第１の検索信号を出力する必要があり、
装置が、他の装置の位置特定のために必要なメッセージを送信するよう制御機からリクエストを受信した
時のみデータパケットを送信すべく起動させられる。

制御機による信号の出力は、判断すべき位置に関する計算段階が終わるまで継続される。制御機に命令されない限り他の装置は信号を出力しないので、制御機が出力を停止すると、全ての協働装置も出力を停止する。

受信機のスリープモードからアクティブモードへの移行は、様々なやり方で行われる。

非限定的な例として、検索信号、および一般的には、ＴＷよりも長い時間、非アクティブのままであった装置宛ての全ての信号は、プリアンブル、およびそれに続く情報コンテンツにより構成される。プリアンブルは、本願発明の処理を実行する特徴的な機能を有する装置の受信機全てによって知られている、Ｔａ／ｎよりも短い継続時間Ｔｐの「アラートコード」を含む。ここでｎは１よりも大きい整数である。このアラートコードは、比率ｎＴｃ／Ｔｐよりも大きな整数以上の回数だけ繰り返される。このやり方により、受信機の周期的なスイッチオンの間隔Ｔａにおいてｎ回のアラートコードが繰り返され、そのうちｎ−１回は必ず中断されず、１回は、第１の反復の最初の部分および第２の反復の最後の部分から構成されていてもよい。間隔Ｔａにおいてアラートコードの複数回の反復を受信出来ることにより、アラートコードの非検出、若しくは誤検出の確率を下げることが出来る。他方、アラートコードの期間を設定した後、間隔Ｔａ内に繰り返され得る反復回数が多ければ多い程、Ｔａの期間もより長くなる。アラートコードを受信し復号化した後、受信機はスリープモードからアクティブモードへ移行する。

無線チャネルを介して送信されるメッセージのそれぞれは、アドレスに関する情報を含み、特に、メッセージを受信する「全ての」装置に対するメッセージであるのか、若しくは定められたセットの装置のみに対するメッセージであるのかを示すデータフィールドを含む。このやり方で、位置特定をリクエストした装置の位置特定を達成するのに必要ではないメッセージの意味のないドミノ効果の増殖を避けるよう、メッセージの宛先ではない装置はメッセージを出力しない。

主なタイプのメッセージは以下に列挙する通りであるが、これらは非限定的な例である。
ｍ０１：全ての装置に対し受信確認を送信するよう指示するリクエスト。このリクエストに対する応答は、当該確認をリクエストする装置のみが宛先となる。
ｍ０２：ｍ０１リクエストの出力を示し、収集されたデータのリクエスト装置への返信を指示する検索リクエスト。
ｍ０３：データリクエスト（距離、極座標など）。
ｍ０４：全ての装置に対し受信確認を送信するよう指示するリクエスト。このリクエストに対する応答は、ｍ０１リクエストを含む。
ｍ０５：受信確認。

これらのメッセージｍ０１〜ｍ０５に対する応答メッセージもあり、説明を簡潔にするべくリストアップされていないその他のメッセージもある。

データ表および距離表内に示されるデータアイテムは、それらが検出された時間によって特徴付けられる。これらの時間は共通の時間を参照すべきであるが、複数の装置のクロック間には不整合があり得る。これらの時間が共通の時間を参照するように整合させるには、当業者には公知の技術を用いることが出来る。例えば、装置が測定を実行した時間を自身のクロックに基づいて送信する代わりに、当該装置は当該任意の測定を実行した時間と、自身のアンテナから当該任意の測定の値を伝搬させる信号を出力した時間との間の時間間隔の長さとして定義される自身の処理時間の長さを送信する。この値を発した協働機と制御機との間にリピータ（中継装置）として挿入された協働機はこの処理時間に対し、それぞれ自身の処理時間を加え、若しくは、自身の受信アンテナにおけるこの値を伝搬する信号の受信から、自身の送信アンテナからのこの値を伝搬する信号の再送信までに経過する時間を加える。制御機は自身の処理時間をこれらの処理時間に加え、かつ、信号が到達する際に通った無線リンクを介して電磁波が伝搬するのに必要な時間も既に知られているので加える。このやり方で制御機は、この特定の測定が行われた時間と、この特定の測定に対し処理を行えるようになった時間との間の合計時間を計算する。制御機は例えば、自身のクロックにより示される時間からこの合計時間を減算することにより、自身のクロックにより示される時間を参照してこの測定が行われた時間を取得し、他の測定毎にこの処理を繰り返すことが出来る。位置計算手順の間、制御機の役割が第１のクロックを有する第１の装置から、第１のクロックとは整合してないことも考えられる第２のクロックを有する第２の装置へ切り替えられる場合、第１の装置は、自身のデータ表および距離表に格納された時間を、参照クロックとして見なされる自身のクロックに関して時間差に変換し、当該時間差を含むこれらの表を送信する。この特定の測定から得られる値の送信に関して説明したやり方と同様に送信が行われ、第２の装置は、全ての格納された時間が第２のクロックを参照するようにすることが出来る。

対称的に、設定された時間に測定値を更新するよう協働機に指示するリクエストを制御機が送信した場合、制御機はこの設定された時間の自身のクロックを参照する値を送信せず、この協働機がリクエストを受信してから測定が行われるまでに経過する時間遅延を送信する。協働機から制御機への参照時間の通信に関して上述したケースと同様に制御機は、自身の処理時間および無線伝搬に必要な時間を考慮に入れた遅延値を送信し、当該リクエスト信号を中継し得る協働機は、受信するメッセージに含まれる遅延値から自身の処理時間を除算し、遅延値がこのように訂正された当該リクエストメッセージを転送する。

なお、本願発明に係るシステムにおいて、本願発明に係る処理を行うための特定の無線送受信システムを搭載する固定またはモバイルの装置は、アクティブ協働装置となり得、または制御機または検索機の役割を担うことが出来る。

本願発明に係るシステムの好ましい実施形態は、属するセルラーネットワークの適切な無線送受信システムに加えて、「Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ」、「Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ」、または「Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐ」として知られる無線送受信システムも有するモバイル電話端末における上述した処理の実施である。

当業者には公知であるように、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐにより、伝搬条件によってはおよそ４０〜１５０ｍの範囲の装置間の直接的な通信が可能になる。さらに、その送受信システムは不十分な伝搬条件、信号強度の不足、干渉、およびパケット衝突などによりダメージを受けた受信パケットを修復出来るかなり良好な性能を有する。よってＷｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐは、本願発明の処理を実施するのに十分な性能を有する。

多くのタイプのモバイル電話端末は既にＷｉ−Ｆｉを搭載しているので、適切なソフトウェアモジュールを追加するとこれらのタイプの端末は、提供される処理手段、格納手段、および距離計算手段を組み合わせて用いることにより、本願発明の処理を実施することが出来る。Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントを含むＷｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐを搭載した全ての装置、Ｗｉ−Ｆｉを搭載したパーソナルコンピュータ、および、データ転送に用いるＷｉ−Ｆｉを搭載した（プリンタなど）あらゆる周辺機器が、１以上のモバイル電話端末の位置を計算する段階において協働機になり得る。

上述した説明において、位置特定処理に関与する装置の数、および無線を介して送信されるメッセージの数は好ましくは最小化されなければならないものと想定した。この目的を達成すべく、出力される検索信号の宛先である装置の数はある時点において１つである。これにより、さらなる検索手順を開始する必要があるかどうかの決定を、データを収集し分析した後、行うことが出来る。より迅速に結果を得たい場合には、メッセージの数および関与する装置の数に関する効率の最大化を犠牲にし、いずれかの検索段階において、複数の装置に対し検索信号を同時に出力し、より多くのデータを同時に収集してもよい。

示される例においては制御装置１１９が、協働装置同士が交換する無線メッセージを用いてロケーションネットワークを構成し、収集されたデータに基づいて、位置特定対象装置の位置を計算出来るかどうか、当該ネットワークのそれぞれの展開段階においてチェックすることを想定した。 さらに、計算が不可能である場合、制御装置が特定の処理および格納手段を用いて、利用可能なデータの完全性および正確性に応じて必要であれば近似および最適化技術により、判断すべき位置の推定を実際に行う。代替的に収集されたデータを、制御装置１１９が通信により到達することが出来る他の装置に送信し、計算を実行するタスクを当該他の装置に移譲してもよい。計算を実行する当該他の装置はその後、結果を制御装置へ送信し、当該制御装置は手順の制御を引き続き行い、特に位置特定手順を終了するか継続するか決定する。

Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐは本願発明の処理を実行するのに非常によく適しているが、長期的には無線送受信システムはアドホックで設計されてもよく、またはセキュリティおよびショートメッセージサービスの特定的な必要条件を考慮し開発されてもよい。重要な市場が予期され、本願発明の処理を行う無線送受信システムを共有することが有益である、これらの必要条件を有する機械間の処理における適用例は多い。一般的かつ汎用的な方法で、無線電気通信ネットワークにアクセスし、トラフィックチャネルの割り当ての前に送受信の性能を交渉するのに必要なメッセージの送受信を満足行くように取り扱う無線シグナリングネットワークの研究提案もある。このタイプのネットワークの必要条件は、説明される本願発明の必要条件ともよく適合するので、そのようなネットワークが実装されるのであれば送受信装置は、モバイルおよび固定のかなり多くの装置に搭載されることとなり、本願発明の処理は、最小かつわずかなコストで非常に大規模に実施することが可能となる。

説明を単純にすべく、本願発明の説明においては、位置特定システムに属し、関連する位置特定処理に関与する全ての要素が平面上に存在するものと想定しているが、当業者であれば、処理は３次元空間に対しても、つまり装置および参照地点が位置する緯度および経度だけでなく、高度も考慮に入れる場合に関しても等しく適用することが出来ることが理解されよう。

加えて、説明を単純にするべく、アクティブ協働装置、パッシブ協働装置、およびイナート協働装置の区別はここまで説明してこなかった。しかしながら一般的に、これらの３つのタイプの装置は、「ロケーションネットワーク」の一部であり得、位置計算手順において協働し、以下に説明する特性を有する。

アクティブ協働装置は、
メッセージおよびデータの直接的な装置間送受信を行う第１の無線システム、
電磁的に可視である他の装置の距離を推定する手段、
格納手段、および
任意選択的に最適化アルゴリズムを備えていてもよい処理手段
を搭載する。加えて、アクティブ協働機は任意選択的に自身の位置に関するデータを有していてよい。

本願発明の処理を行う特定の手段の全てを有することによりアクティブ協働装置は、制御機の役割、検索機の役割、および中継装置の役割を担うことが出来る。

アクティブ協働機になることが出来る装置の網羅的でも限定的でもない例としては、本願発明の特性機能を備えたＷｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐ端末、および、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐおよび本願発明の特性機能を搭載したモバイル電話端末が挙げられる。

パッシブ協働装置は、自身の位置に関するデータを有するが、本願発明の処理を行う特定の手段を搭載していない装置である。よってそれらは、制御機の役割、検索機の役割、または中継装置の役割を担えない。

パッシブ協働機は第１の無線システムとは異なるものでなくてもよい、第２の２方向無線システムを少なくとも搭載している。 この第２の無線システムは、
同じくこの第２の無線システムを搭載したアクティブ協働機とのデータおよびメッセージの交換、および
当該データおよびメッセージの当該アクティブ協働機との交換に用いられる信号の伝搬経路に対応する距離の、同じくこの無線システムを搭載するアクティブ協働機による推定
を可能とする。

任意選択的にパッシブ協働機は、当該データおよびメッセージの当該アクティブ協働機との交換に用いられる信号の伝搬経路に対応する距離の推定、およびこれらの推定値の当該アクティブ協働機への送信を行うことが出来る。

パッシブ協働機になることが出来る装置の網羅的でも限定的でもない例としては、
セルラーシステムの無線基地局、
ＷｉＭａｘシステムの無線基地局、
Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、
Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの１以上の双方向送受信システムを搭載したパーソナルコンピュータ、
一般的に、他の装置と２方向接続を確立することが出来る手段を有するが、制御機または検索機としては動作出来ないあらゆる装置
が挙げられる。

本願発明の処理を説明するのに上述した例において、図１ｄに示すアンテナを有するパイロンとして描かれている装置１１７は、パッシブ協働機として見なすことが出来る。特に、装置１１７は、ＬＴＥネットワークのセルラー基地局であると想定することが出来る。この場合、装置１０９は、装置１１７から出力される受信信号を用いて、装置１０９と装置１１７との間の距離１１０を推定出来る。加えて装置１１７は、装置１１７と装置１０９との間に確立され得る通常のセルラー接続の１つを介して、自身の絶対位置に関するデータを装置１０９へ送信することが出来る。代替的に、基地局１１７によりカバーエリアにおいてブロードキャストされる基地局１１７のコードを識別した後、装置１０９は、装置１０９がアクセス出来るデータベースから装置１１７の位置に関するデータを取得することが出来る。

イナート協働装置は、アクティブ協働機がその存在を検出出来、その距離を推定し、その位置に関するデータを間接的に取得出来るようにする手段のみを搭載する。イナート協働機の位置に関する当該データは、イナート協働機の識別コードを読み取った後、アクティブ協働機がアクセス出来、かつイナート協働機によって直接的には提供されないが、他の情報源から取得されるデータベースからイナート協働機の位置データをアクティブ協働機が取得するので間接的に見つけられるものとしている。

明らかにイナート協働機は、制御機の役割、検索機の役割、または中継装置の役割を担うことが出来ない。イナート協働機になることが出来る装置の網羅的でも限定的でもない例としては、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が組み込まれ、位置が提供され得る装置が挙げられる。

以下は、ロケーションネットワーク内にイナート協働機が含まれる例である。ＲＦＩＤリーダを搭載し、「ＲＦＩＤデータベース」にアクセスが可能なアクティブ協働機が検索機の役割を担う場合、当該アクティブ協働機は、自身のＲＦＩＤリーダを起動し、制御機により発せられる命令を受信すると、ＲＦＩＤ無線システムを介して検索信号を出力する。検索機がＲＦＩＤデバイスの存在を検出すると検索機は、「ＲＦＩＤデータベース」に問い合わせ、ＲＦＩＤを搭載したこのデバイスの絶対位置データをＲＦＩＤデバイスのデータベースが有する場合、検索機は、イナート協働機の１つとして、この読み取られたＲＦＩＤで識別されるオブジェクトを、当該「ＲＦＩＤデータベース」から取得した当該オブジェクトの位置と共に含める。加えてアクティブ協働機は、受信信号のレベル、およびこの信号を出力したＲＦＩＤのタイプ（電力を供給されていないＲＦＩＤ、内部バッテリーを搭載するＲＦＩＤ、電力グリッドに接続された電源システムを搭載したＲＦＩＤなど）、および／または分かるようであればＲＦＩＤデバイスの無線出力特性に基づいてＲＦＩＤデバイスからの自身の距離を推定する。ＲＦＩＤが検出可能である距離は通常短いので、ＲＦＩＤの推定距離の絶対誤差は小さい。代替的に、検索機が受信し利用することが出来る、他の無線送受信装置により出力されるメッセージ内でのＲＦＩＤデバイス周辺の特定エリア内での当該位置の送信など他のやり方で、ＲＦＩＤデバイスの位置を検索機に利用可能とすることも出来る。

上述の例に戻ると、図１ｃの検索装置１０７がＲＦＩＤリーダを搭載し、装置１０２には最大送信範囲が３メートルであるＲＦＩＤが組み込まれていることを想定する。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔなど任意の無線システムを介して検索命令を受信した後、検索機の役割を担うアクティブ協働機１０７は、ＲＦＩＤ無線システムを介して検索信号も出力し、自身の識別コードを送信することによりＲＦＩＤデバイス１０２から応答を受信する。その後、検索機１０７は、このデバイス１０２の識別コードをその絶対位置と関連付けるローカルの、または遠隔のデータベースに問い合わせることにより、デバイス１０２の絶対位置を識別することが出来る。アクティブ協働機１０７は、（応答遅延、範囲情報、受信信号の強度など）何れかの公知の処理を用いて、装置１０２からの距離１０５を推定し、上述したやり方を用いて、イナート協働機となった装置１０２の距離および位置を制御機へ送信する。

上述した３つのタイプ（アクティブ、パッシブ、イナート）のいずれかへの装置の分類は、説明を単純にすべく上述していないが、任意選択的に、データ表の特定の列に示されてもよい。この列は、図３ａ〜３ｄのデータ表の一番上の行において「補助データ」としてグループ化される列のセットの一部である。

よって本願発明に係る処理および装置は、位置特定システムが利用可能でない場合において、若しくは位置特定システムが非アクティブであるか信頼出来ない場合において、装置の位置計算を行うことを可能とする。特に、本願発明に係る処理を実行するために本願発明を実施する装置が有していなければならないのは、直接的な装置間接続の確立を可能とする無線送受信システム、および特定のアプリケーションソフトウェアのみである。例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐが無線送信システムとして完全に適しており、Ｗｉ−Ｆｉは既に多くのタイプのモバイル電話端末を含む多くの電気通信装置に組み込まれているので、本願発明の処理は、ソフトウェアアプリケーションを追加するだけで広く実施することが可能である。

さらに本願発明に係る処理は、処理を実行する装置の位置計算を可能とするだけでなく、本願発明の処理を行うことが出来ない装置の位置計算も、これら装置が本願発明に係るアクティブ協働機の特性を有する少なくとも１つの装置に接続することが出来、当該装置へ自身の位置計算を指示するリクエストを送信出来る場合において可能とする。事実、アクティブ協働機の特性を有する装置と無線接続を確立出来る送受信装置は、当該送受信装置を囲むアクティブ協働機により形成され得るロケーショングリッドに含められ得る。ロケーショングリッドの位置および方向を計算し、結果として、当該送受信装置の位置を計算した後、制御装置は当該送受信装置の位置に関するデータを当該送受信装置に送信する。

かなりの割合の緊急呼び出しが位置特定システムが到達出来ない場所から発信されていることを考えると、モバイル電話端末において上記で説明した処理を実装することにより、その呼び出しが発信されるセルのおよその位置を見積もる以外には発信地点の位置特定を行うことが出来ない状況においても、発呼者の位置に関する正確なデータを提供することが可能である。

また説明された処理は、本願発明の特定の無線送受信システムの通信性能のみを用いて、装置の位置を計算することを可能とする。よって、位置特定システムおよび他の電気通信システムのうちいずれを用いることも必要とせず、当該通信性能を有するあらゆる装置の位置特定を行うことが可能である。例えば、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐを搭載したあらゆるＰＣが、公衆電気通信ネットワークとの接続を確立することなく、自身の位置を判断することが出来る。

最後に、当業者には理解いただけるように本願発明に係る処理は、絶対位置特定データが存在しない場合であっても、限られたセットの装置の相対位置の計算に適用することも可能である。この限られたセットの装置の相対位置は、（ＬＣＤ、ＯＬＥＤなど）ディスプレイ手段を搭載した１以上の端末に表示され、位置情報サービス（ＬＢＳ）のようなタイプの民間利用向けの専門サービスの提供に用いられてもよい。一般的に本願発明によれば、この可視化は、これらのディスプレイ手段を搭載するあらゆる協働装置に適用することが出来る。
［項目１］
少なくとも１つの位置特定対象装置の絶対位置を計算する協働的な位置特定方法であり、
前記位置特定対象装置は、前記位置特定対象装置の前記位置特定方法においてメッセージおよびデータの交換により協働出来る複数の協働装置に属しており、
前記複数の協働装置は、前記メッセージおよびデータを直接送受信する少なくとも１つの装置間無線送受信システム、および、前記複数の協働装置のセットに含まれる協働装置間の距離を推定するための距離推定手段を搭載しており、
前記セットは、前記位置特定方法を行うための格納手段および処理手段も搭載する少なくとも１つの制御装置を含み、
前記位置特定方法は、
ａ）前記制御装置が、１セットの検索装置を前記複数の協働装置の前記セットから選択する段階であって、前記検索装置は、それぞれ自身の周囲エリア内で無線信号をブロードキャストおよび受信出来る少なくとも１つの無線送受信システムを搭載している前記１セットの検索装置を選択する段階と、
ｂ）前記制御装置が前記検索装置のそれぞれに対し、検索信号を出力するよう命令する段階であり、前記検索信号は、前記検索信号を受信出来る全ての装置を宛先とし、応答リクエストを含む前記検索信号を出力させる段階と、
ｃ）前記制御装置が、前記検索信号を受信することにより前記複数の協働装置に含まれる装置となる、前記距離推定手段を用いて前記複数の協働装置間の距離を計算する応答装置から届く前記検索信号に対する応答メッセージを、少なくとも１つの無線送受信システムを介して収集し、前記複数の協働装置間には信号およびメッセージの送受信を行うための無線リンクが確立され、前記無線リンクと、前記無線リンクが接続される前記複数の協働装置とのセットによりロケーションネットワークとしてネットワークが構成される段階と、
ｄ）前記制御装置の前記格納手段および前記処理手段により、前記ロケーションネットワークの表示を作成すべく前記応答メッセージおよび前記距離の取得および処理を行い、前記複数の協働装置のうちの１つがその絶対位置により特徴付けられると、関連する前記応答メッセージに前記絶対位置が挿入される段階と、
ｅ）前記ｄ）の段階で取得および処理が行われたデータのセットが、前記位置特定対象装置の絶対位置を計算するのに十分であるかチェックする段階と、
ｆ）前記ｅ）の段階の前記チェックの結果が肯定的である場合、利用可能な前記データに基づいて、前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算する段階と、
ｇ）前記ｅ）の段階の前記チェックの結果が否定的である場合、所定のイベントがさらに発生しない限り前記ａ）、ｂ）、ｃ）、およびｄ）の段階を繰り返す段階と
を備える、位置特定方法。
［項目２］
前記ａ）の段階の前記制御装置による前記検索装置の前記１セットの前記選択において、
前記ロケーションネットワーク内の個々の装置の絶対位置を計算する必要性、
ロケーショングリッドである隣接する三角形のグリッドを形成出来る、前記ロケーションネットワークの一部であるノードと、前記ロケーションネットワーク内の個々の協働装置との一致度、
前記ロケーションネットワーク内の前記個々の装置の移動可能性、および移動速度、
前記ロケーションネットワークの現在の構成、
前記ロケーショングリッドの現在の構成、
前記ロケーションネットワーク内の前記個々の装置間の推定される距離の値、
前記ロケーションネットワーク内の前記個々の装置、位置特定データ、位置特定手段、および前記距離推定手段の利用可能性、
前記検索装置の前記セットへ含める候補としての協働装置にアクセスすべく前記制御装置が利用可能な前記無線リンクの最小数に関する最大閾値レベルの超過、
前記ロケーションネットワークに含まれる前記ロケーショングリッドの拡大の最大化、および
所定の閾値よりも前の時点で行われた検索装置の役割の前回の割り当て
のうち少なくとも１つが考慮に入れられる、項目１に記載の位置特定方法。
［項目３］
前記制御装置により、前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算する前記段階は、
ｈ）利用可能なデータの量が、前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算するのに厳密に必要な量よりも多いかどうかチェックする段階と、
ｉ）前記ｈ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、前記利用可能なデータおよび前記利用可能なデータのそれぞれの不確実性に基づき、前記位置特定対象装置の最も可能性が高い位置を計算し、前記最も可能性が高い位置に関する不確実性を計算する最適化アルゴリズムを用いて前記絶対位置を計算する段階と、
ｊ）前記ｈ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、前記利用可能なデータの量が、前記位置特定対象装置の前記位置を計算するのに厳密に必要な量と等しいかどうかチェックする段階と、
ｋ）前記ｊ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、前記利用可能なデータに基づき、かつ、前記絶対位置に関する不確実性に応じて前記絶対位置を計算する段階と、
ｌ）前記ｊ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、
前記絶対位置を幾何学的に計算するのに必要な最小数のデータアイテムが欠如していることに起因する不確実性を計算する段階、
ｉ）前記複数の協働装置の送信範囲および受信範囲との相関性、および
ｉｉ）前記複数の協働装置のうち個々の装置が存在するエリアの物理的および幾何学的構成との相関性
の計算のうち少なくとも１つの結果に基づき前記不確実性の制限範囲を求め、前記利用可能なデータの前記欠如から生じる前記不確実性を最小化する段階、および、
前記利用可能なデータおよび前記制限に基づいて、前記位置特定対象装置の最も確からしい位置、ならびに、
前記絶対位置に関する前記不確実性を計算する段階
を実行する段階と
を有する、項目１に記載の位置特定方法。
［項目４］
前記所定のイベントは、
４ａ）前記位置特定方法の始まりから経過した時間の所定の経過時間制限の超過、および
４ｂ）前記ロケーションネットワークに含まれる複数の協働装置の合計数に関する所定の制限の超過
のうち少なくとも１つをチェックすることを含む、項目１に記載の位置特定方法。
［項目５］
前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算する前記ｆ）の段階の後に、
ｍ）前記絶対位置に関して計算された不確実性が、所定の閾値レベルよりも高いかどうかチェックする段階と、
ｎ）前記ｍ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、前記絶対位置をリクエストした前記装置に対し、前記絶対位置を利用可能とする段階と、
ｏ）前記ｍ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、前記利用可能なデータのうち更新出来るデータがあるかどうかをチェックする段階と、
ｐ）前記ｏ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、古くなったデータを提供した前記複数の協働装置に前記利用可能なデータを更新させ、前記ｄ）の段階の実行に進む段階と、
ｑ）前記ｏ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、前記４ａ）および４ｂ）のうち少なくとも１つをチェックし、前記所定のイベントが発生したかどうかをチェックする段階と、
を備える、項目４に記載の位置特定方法。
［項目６］
前記４ｂ）の条件がチェックされ、
ｒ）結果が肯定的な場合、前記絶対位置をリクエストした前記装置に対し前記絶対位置が利用可能とされ、
ｑ）結果が否定的な場合、前記４ａ）の条件がチェックされ、
ｓ）結果が肯定的な場合、位置決めをリクエストした前記装置が、位置特定される前記絶対位置の計算を改善することを希望するかどうかチェックし、
結果が否定的な場合前記ａ）の段階の実行に進み、
前記ｓ）の段階における前記チェックの結果が肯定的な場合、場合によってはリクエストを受けたうえで、前記位置特定方法の始まりから経過した時間の前記所定の経過時間制限をリセットして、前記ａ）の段階へジャンプし、
前記ｓ）の段階における前記チェックの結果が否定的な場合、前記絶対位置をリクエストした前記装置に対し前記絶対位置を利用可能とする、項目５に記載の位置特定方法。
［項目７］
前記複数の協働装置のうちの装置の複数の組の間の送信範囲および受信範囲の推定、および、
前記複数の協働装置が存在するエリアの物理的および幾何学的構成との相関
の計算結果のうち少なくとも１つの結果に基づき、前記複数の協働装置の位置に関する不確実性を制限する段階を備える、項目１に記載の位置特定方法。
［項目８］
前記ロケーションネットワークにおける第１の協働装置と第２の協働装置との間の通信が、少なくとも部分的に、中継装置としての前記複数の協働装置のうち少なくとも１つを介して行われる段階を備える、項目１から７のいずれか１項に記載の位置特定方法。
［項目９］
前記第１の協働装置と前記第２の協働装置との間の無線リンクの数、
前記格納手段に格納された特性データを参照する時間から経過した時間間隔、
前記格納手段に格納された推定距離を参照する時間から経過した時間間隔、および、
前記無線リンクの長さ
を含む優先選択基準のうち１以上に応じて前記中継装置を選択する段階を備える、項目８に記載の位置特定方法。
［項目１０］
全ての前記複数の協働装置の前記セットは、
前記制御装置の役割、前記検索装置の役割、および前記中継装置の役割を担うことが出来るアクティブ協働装置、
前記制御装置の役割、前記検索装置の役割、または前記中継装置の役割を担うことは出来ないが、前記アクティブ協働装置と無線接続を確立することが出来、前記アクティブ協働装置からの距離の推定を可能とし、自身の位置に関するデータを直接、前記アクティブ協働装置へ提供出来るパッシブ協働装置、および、
前記制御装置の役割、前記検索装置の役割、または前記中継装置の役割を担うことが出来ず、自身の位置を直接、前記アクティブ協働装置に提供出来ないが、少なくとも１つの前記アクティブ協働装置が、イナート協働装置として分類される協働装置を認識出来るようにし、前記少なくとも１つの前記アクティブ協働装置と前記イナート協働装置との間の距離を推定出来るようにし、前記イナート協働装置の位置を間接的に取得出来るようにする、前記イナート協働装置
のうちの少なくとも１つのタイプを含む、項目８に記載の位置特定方法。
［項目１１］
前記複数の協働装置のそれぞれの位置を計算する必要があるかどうかの表示、
前記複数の協働装置のそれぞれの位置特定をリクエストするパーティのリスト、
前記複数の協働装置の位置計算の結果が送信される前記パーティのアドレス、
ロケーショングリッドのノードの前記複数の協働装置のそれぞれとの一致度または不一致度、
前記複数の協働装置のそれぞれと前記制御装置とを分け隔てる無線リンクの数、
前記複数の協働装置のそれぞれの移動可能性または移動不可能性、
アクティブ協働装置、パッシブ協働装置、およびイナート協働装置の分類に応じた前記複数の協働装置のそれぞれの分類、
前記複数の協働装置のそれぞれが最も直近で前記検索装置の役割を担った時間、
前記複数の協働装置のそれぞれのタイプ（モバイル電話端末、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、コードレス電話、屋内家電など）
各衛星位置特定システム装置の利用可能性、
各地上波位置特定システム装置の利用可能性、および、
各距離測定システム装置の利用可能性
のうちの１以上のデータアイテムを含むデータセットを前記格納手段に格納する段階を備える、項目１から１０のいずれか１項に記載の位置特定方法。
［項目１２］
前記制御装置が前記処理手段を用いて、
前記ロケーションネットワークの展開の現在の状態に基づき計算される前記絶対位置の不確実性の程度（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）、
前記格納手段に格納された前記距離の推定値を参照する時間、
前記格納手段に格納された特性データの読み取りを参照する時間、
それぞれの位置が前記絶対位置の前記計算のデータに影響を与える前記ロケーションネットワークの前記複数の協働装置の、前記格納手段に格納された移動速度、
を含むデータアイテムのうち少なくとも１つに基づき、前記絶対位置の前記計算を更新する段階を備える、項目１に記載の位置特定方法。
［項目１３］
前記計算のデータの更新を割り当てられた前記ロケーションネットワークの前記複数の協働装置に対し前記制御装置がブロードキャストする命令メッセージに、前記更新を割り当てられた前記複数の協働装置のうち各装置に関して別々に計算される遅延値を挿入することにより、前記制御装置が、前記絶対位置を計算するべく、共通の時間において前記利用可能なデータの全てまたは一部を更新するよう指示する段階を備え、
前記遅延値は、前記制御装置から前記更新が割り当てられた前記協働装置へ前記命令メッセージを伝搬する信号の伝搬時間を補うよう計算される、項目１に記載の位置特定方法。
［項目１４］
前記更新を指示する前記命令メッセージが通過する中継装置がそれぞれ、前記更新を指示する前記命令メッセージに含まれる前記遅延値から、前記中継装置の受信アンテナから送信アンテナまでの前記命令メッセージの通過時間に対応する処理時間を減算する段階を備える、項目１３に記載の位置特定方法。
［項目１５］
前記応答装置のうち１つが自身の識別コードを送信することにより検索信号に応答し、
前記応答に基づき前記検索装置は、前記識別コードと絶対位置との間の関連性を含むアクセス可能なデータベースに問い合わせを行うことにより、前記応答装置の前記絶対位置を計算する、項目１から１４のいずれか１項に記載の位置特定方法。
［項目１６］
前記複数の協働装置の少なくとも１つは、特定のメッセージおよびデータを第１の無線通信システムにより前記ロケーションネットワークの装置の第１のグループと交換し、他のメッセージおよびデータを第２の無線通信システムにより前記ロケーションネットワークの装置の第２のグループと交換し、
前記複数の協働装置の前記少なくとも１つは、前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムのうち一方を介して受信したメッセージおよびデータを、前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムのうち他方により出力されるメッセージおよびデータに変換することが出来る、項目１から１５のいずれか１項に記載の位置特定方法。
［項目１７］
メッセージおよびデータの直接的な装置間無線送受信を行う少なくとも１つのシステムを搭載した無線通信装置であり、
位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働する他の装置のセットに含まれる装置からの距離を推定する手段と、
処理手段と、
格納手段と
を備え、
項目１から１６のいずれか１項に記載の位置特定方法において協働装置として動作することが出来る、無線通信装置。
［項目１８］
自身が属し、かつ、１以上の位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働出来る１セットの複数の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行う少なくとも１つの無線送受信システムと、
他の装置からの自身の距離を推定する手段と、
処理手段と、
格納手段と
を備え、
ａ）検索装置として１セットの装置を前記複数の協働装置のセットから選択し、前記検索装置は、それぞれの周囲エリア内で無線信号をブロードキャストおよび受信出来る少なくとも１つの無線送受信システムを搭載しており、
ｂ）前記検索装置のそれぞれに対し、検索信号を出力するよう命令し、前記検索信号は、前記検索信号を受信出来る全ての装置を宛先とし、応答リクエストを含んでおり、
ｃ）前記検索信号を受信することにより前記複数の協働装置に含まれる装置となり、信号およびメッセージの送受信のために無線リンクが確立される前記複数の協働装置間の距離を計算する応答装置から届く前記検索信号に対する応答メッセージに含まれるデータを、少なくとも１つの無線送受信システムを介し収集し、前記無線リンクと、前記無線リンクが接続される前記複数の協働装置とのセットによりネットワークがロケーションネットワークとして構成され、
ｄ）前記ロケーションネットワークの表示を作成すべく前記格納手段および前記処理手段により前記応答メッセージおよび前記距離の取得および処理を行い、前記複数の協働装置のうちの１つの装置が自身の絶対位置に関する情報を有すると、関連する前記応答メッセージに前記絶対位置が挿入され、
ｅ）前記ｄ）で取得および処理が行われた利用可能なデータのセットが、前記位置特定対象装置の絶対位置を計算するのに十分であるかチェックし、
ｆ）前記ｅ）の前記チェックの結果が肯定的である場合、前記利用可能なデータに基づいて前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算し、
ｇ）前記ｅ）の前記チェックの結果が否定的である場合、所定のイベントがさらに発生しない限り前記ａ）、ｂ）、ｃ）、およびｄ）を繰り返す、無線通信装置。
［項目１９］
自身が属し、かつ、１以上の位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働出来る１セットの複数の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行う少なくとも１つの無線送受信システムと、
他の装置からの自身の距離を推定する手段と
を備え、
前記絶対位置の判断において協働し得る他の装置の存在をチェックするべく少なくとも１つの検索信号を出力するよう指示する、制御装置としての無線通信装置から出力される検索命令を受信し、
前記検索信号を受信し得る全ての装置宛てに、応答リクエストを含む前記検索信号を出力し、
前記検索信号を受信することにより前記複数の協働装置に含まれる装置となる応答装置から届く前記検索信号に対する、絶対位置に関する情報を有する応答装置の当該絶対位置を含む応答メッセージを、少なくとも１つの無線送受信システムを介して収集し、他の装置からの自身の距離を推定する前記手段を用いて前記応答装置からの距離を計算し、
少なくとも１つの無線送受信システムを用いて、前記応答装置からの距離の推定値、および受信した前記応答装置の絶対位置を前記制御装置へ送信する、無線通信装置。
［項目２０］
自身が属し、かつ、１以上の位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働出来る１セットの複数の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行う少なくとも１つの無線送受信システムを備え、
前記絶対位置の判断において協働し得る他の装置の存在をチェックするべく少なくとも１つの検索信号を出力するよう指示する検索装置としての第３の協働装置宛ての、制御装置としての無線通信装置から出力される検索命令を第１の協働装置から受信し、
前記検索装置の方向の第２の協働装置へ前記検索命令を転送し、
応答装置により前記検索装置へ出力された前記検索信号に対する前記制御装置宛ての応答を含む前記検索装置から届く、前記応答装置からの距離の推定値、および既知であり得る前記応答装置の前記絶対位置の推定値を含むメッセージを、少なくとも１つの無線送受信システムを介して、前記第２の協働装置から受信し、
少なくとも１つの無線送受信システムを用いて、前記制御装置の方向に、前記応答装置の前記距離の前記推定値、および受信された前記応答装置の前記絶対位置を、前記第１の協働装置に送信する、無線通信装置。
［項目２１］
自身の他の装置からの距離を推定する手段を備え、
前記自身の他の装置からの距離を推定する手段が、前記第１の協働装置および前記第２の協働装置から受信したメッセージを用い、自身の前記第１の協働装置および前記第２の協働装置からの距離を推定し、
少なくとも１つの無線送受信システムを用いて、前記制御装置の方向に、自身と前記第１の協働装置および前記第２の協働装置との間の推定された前記距離を前記第１の協働装置へ送信する、項目２０に記載の無線通信装置。
［項目２２］
前記複数の協働装置の前記セットのうちの第１のグループの装置と無線送受信システムを介し接続を確立し、
前記複数の協働装置の前記セットのうちの第２のグループの装置と他の無線送受信システムを介し他の接続を確立し、
前記無線送受信システムおよび前記他の無線送受信システムのうち一方を介して受信したメッセージを、前記無線送受信システムおよび前記他の無線送受信システムのうち他方により出力されるメッセージに変換することが出来る、項目１７から２１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
［項目２３］
「Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ」、「Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ」、および「Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐ」として知られる技術を用いた無線送受信システムを搭載する、項目１７から２１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
［項目２４］
前記無線送受信システムが他の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行っていない時間間隔において、前記無線送受信システムの受信機の回路が、Ｔｃ＝Ｔａ＋Ｔｓである繰り返されるサイクル継続期間Ｔｃのうち、時間Ｔａの間スイッチオンされ、時間Ｔｓの間スイッチオフされる動作モードに入る、項目１７から２１のいずれか１項に記載の無線通信装置。

Claims (24)

1. 少なくとも１つの位置特定対象装置の絶対位置を計算する協働的な位置特定方法であり、
   前記位置特定対象装置は、前記位置特定対象装置の前記位置特定方法においてメッセージおよびデータの交換により協働出来る複数の協働装置に属しており、
   前記複数の協働装置は、前記メッセージおよびデータを直接送受信する少なくとも１つの装置間無線送受信システム、および、前記複数の協働装置のセットに含まれる協働装置間の距離を推定するための距離推定手段を搭載しており、
   前記セットは、前記位置特定方法を行うための格納手段および処理手段も搭載する少なくとも１つの制御装置を含み、
   前記位置特定方法は、
   ａ）前記制御装置が、１セットの検索装置を前記複数の協働装置の前記セットから選択する段階であって、前記検索装置は、それぞれ自身の周囲エリア内で無線信号をブロードキャストおよび受信出来る少なくとも１つの無線送受信システムを搭載している前記１セットの検索装置を選択する段階と、
   ｂ）前記制御装置が前記検索装置のそれぞれに対し、検索信号を出力するよう命令する段階であり、前記検索信号は、前記検索信号を受信出来る全ての装置を宛先とし、応答リクエストを含む前記検索信号を出力させる段階と、
   ｃ）前記制御装置が、前記検索信号を受信することにより前記複数の協働装置に含まれる装置となる、前記距離推定手段を用いて前記複数の協働装置間の距離を計算する応答装置から届く前記検索信号に対する応答メッセージを、少なくとも１つの無線送受信システムを介して収集し、前記複数の協働装置間には信号およびメッセージの送受信を行うための無線リンクが確立され、前記無線リンクと、前記無線リンクが接続される前記複数の協働装置とのセットによりロケーションネットワークとしてネットワークが構成される段階と、
   ｄ）前記制御装置の前記格納手段および前記処理手段により、前記ロケーションネットワークの表示を作成すべく前記応答メッセージおよび前記距離の取得および処理を行い、前記複数の協働装置のうちの１つがその絶対位置により特徴付けられると、関連する前記応答メッセージに前記絶対位置が挿入される段階と、
   ｅ）前記ｄ）の段階で取得および処理が行われたデータのセットが、前記位置特定対象装置の絶対位置を計算するのに十分であるかチェックする段階と、
   ｆ）前記ｅ）の段階の前記チェックの結果が肯定的である場合、利用可能な前記データに基づいて、前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算する段階と、
   ｇ）前記ｅ）の段階の前記チェックの結果が否定的である場合、所定のイベントがさらに発生しない限り前記ａ）、ｂ）、ｃ）、およびｄ）の段階を繰り返す段階と
   を備える、位置特定方法。
2. 前記ａ）の段階の前記制御装置による前記検索装置の前記１セットの前記選択において、
   前記ロケーションネットワーク内の個々の装置の絶対位置を計算する必要性、
   ロケーショングリッドである隣接する三角形のグリッドを形成出来る、前記ロケーションネットワークの一部であるノードと、前記ロケーションネットワーク内の個々の協働装置との一致度、
   前記ロケーションネットワーク内の前記個々の装置の移動可能性、および移動速度、
   前記ロケーションネットワークの現在の構成、
   前記ロケーショングリッドの現在の構成、
   前記ロケーションネットワーク内の前記個々の装置間の推定される距離の値、
   前記ロケーションネットワーク内の前記個々の装置、位置特定データ、位置特定手段、および前記距離推定手段の利用可能性、
   前記検索装置の前記セットへ含める候補としての協働装置にアクセスすべく前記制御装置が利用可能な前記無線リンクの最小数に関する最大閾値レベルの超過、
   前記ロケーションネットワークに含まれる前記ロケーショングリッドの拡大の最大化、および
   所定の閾値よりも前の時点で行われた検索装置の役割の前回の割り当て
   のうち少なくとも１つが考慮に入れられる、請求項１に記載の位置特定方法。
3. 前記制御装置により、前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算する前記段階は、
   ｈ）利用可能なデータの量が、前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算するのに厳密に必要な量よりも多いかどうかチェックする段階と、
   ｉ）前記ｈ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、前記利用可能なデータおよび前記利用可能なデータのそれぞれの不確実性に基づき、前記位置特定対象装置の最も可能性が高い位置を計算し、前記最も可能性が高い位置に関する不確実性を計算する最適化アルゴリズムを用いて前記絶対位置を計算する段階と、
   ｊ）前記ｈ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、前記利用可能なデータの量が、前記位置特定対象装置の前記位置を計算するのに厳密に必要な量と等しいかどうかチェックする段階と、
   ｋ）前記ｊ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、前記利用可能なデータに基づき、かつ、前記絶対位置に関する不確実性に応じて前記絶対位置を計算する段階と、
   ｌ）前記ｊ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、
   前記絶対位置を幾何学的に計算するのに必要な最小数のデータアイテムが欠如していることに起因する不確実性を計算する段階、
   ｉ）前記複数の協働装置の送信範囲および受信範囲との相関性、および
   ｉｉ）前記複数の協働装置のうち個々の装置が存在するエリアの物理的および幾何学的構成との相関性
   の計算のうち少なくとも１つの結果に基づき前記不確実性の制限範囲を求め、前記利用可能なデータの前記欠如から生じる前記不確実性を最小化する段階、および、
   前記利用可能なデータおよび前記制限に基づいて、前記位置特定対象装置の最も確からしい位置、ならびに、
   前記絶対位置に関する前記不確実性を計算する段階
   を実行する段階と
   を有する、請求項１に記載の位置特定方法。
4. 前記所定のイベントは、
   ４ａ）前記位置特定方法の始まりから経過した時間の所定の経過時間制限の超過、および
   ４ｂ）前記ロケーションネットワークに含まれる複数の協働装置の合計数に関する所定の制限の超過
   のうち少なくとも１つをチェックすることを含む、請求項１に記載の位置特定方法。
5. 前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算する前記ｆ）の段階の後に、
   ｍ）前記絶対位置に関して計算された不確実性が、所定の閾値レベルよりも高いかどうかチェックする段階と、
   ｎ）前記ｍ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、前記絶対位置をリクエストした前記装置に対し、前記絶対位置を利用可能とする段階と、
   ｏ）前記ｍ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、前記利用可能なデータのうち更新出来るデータがあるかどうかをチェックする段階と、
   ｐ）前記ｏ）の段階における前記チェックの結果が肯定的である場合、古くなったデータを提供した前記複数の協働装置に前記利用可能なデータを更新させ、前記ｄ）の段階の実行に進む段階と、
   ｑ）前記ｏ）の段階における前記チェックの結果が否定的である場合、前記４ａ）および４ｂ）のうち少なくとも１つをチェックし、前記所定のイベントが発生したかどうかをチェックする段階と、
   を備える、請求項４に記載の位置特定方法。
6. 前記４ｂ）の条件がチェックされ、
   ｒ）結果が肯定的な場合、前記絶対位置をリクエストした前記装置に対し前記絶対位置が利用可能とされ、
   ｑ）結果が否定的な場合、前記４ａ）の条件がチェックされ、
   ｓ）結果が肯定的な場合、位置決めをリクエストした前記装置が、位置特定される前記絶対位置の計算を改善することを希望するかどうかチェックし、
   結果が否定的な場合前記ａ）の段階の実行に進み、
   前記ｓ）の段階における前記チェックの結果が肯定的な場合、場合によってはリクエストを受けたうえで、前記位置特定方法の始まりから経過した時間の前記所定の経過時間制限をリセットして、前記ａ）の段階へジャンプし、
   前記ｓ）の段階における前記チェックの結果が否定的な場合、前記絶対位置をリクエストした前記装置に対し前記絶対位置を利用可能とする、請求項５に記載の位置特定方法。
7. 前記複数の協働装置のうちの装置の複数の組の間の送信範囲および受信範囲の推定、および、
   前記複数の協働装置が存在するエリアの物理的および幾何学的構成との相関
   の計算結果のうち少なくとも１つの結果に基づき、前記複数の協働装置の位置に関する不確実性を制限する段階を備える、請求項１に記載の位置特定方法。
8. 前記ロケーションネットワークにおける第１の協働装置と第２の協働装置との間の通信が、少なくとも部分的に、中継装置としての前記複数の協働装置のうち少なくとも１つを介して行われる段階を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の位置特定方法。
9. 前記第１の協働装置と前記第２の協働装置との間の無線リンクの数、
   前記格納手段に格納された特性データを参照する時間から経過した時間間隔、
   前記格納手段に格納された推定距離を参照する時間から経過した時間間隔、および、
   前記無線リンクの長さ
   を含む優先選択基準のうち１以上に応じて前記中継装置を選択する段階を備える、請求項８に記載の位置特定方法。
10. 全ての前記複数の協働装置の前記セットは、
    前記制御装置の役割、前記検索装置の役割、および前記中継装置の役割を担うことが出来るアクティブ協働装置、
    前記制御装置の役割、前記検索装置の役割、または前記中継装置の役割を担うことは出来ないが、前記アクティブ協働装置と無線接続を確立することが出来、前記アクティブ協働装置からの距離の推定を可能とし、自身の位置に関するデータを直接、前記アクティブ協働装置へ提供出来るパッシブ協働装置、および、
    前記制御装置の役割、前記検索装置の役割、または前記中継装置の役割を担うことが出来ず、自身の位置を直接、前記アクティブ協働装置に提供出来ないが、少なくとも１つの前記アクティブ協働装置が、イナート協働装置として分類される協働装置を認識出来るようにし、前記少なくとも１つの前記アクティブ協働装置と前記イナート協働装置との間の距離を推定出来るようにし、前記イナート協働装置の位置を間接的に取得出来るようにする、前記イナート協働装置
    のうちの少なくとも１つのタイプを含む、請求項８に記載の位置特定方法。
11. 前記複数の協働装置のそれぞれの位置を計算する必要があるかどうかの表示、
    前記複数の協働装置のそれぞれの位置特定をリクエストするパーティのリスト、
    前記複数の協働装置の位置計算の結果が送信される前記パーティのアドレス、
    ロケーショングリッドのノードの前記複数の協働装置のそれぞれとの一致度または不一致度、
    前記複数の協働装置のそれぞれと前記制御装置とを分け隔てる無線リンクの数、
    前記複数の協働装置のそれぞれの移動可能性または移動不可能性、
    アクティブ協働装置、パッシブ協働装置、およびイナート協働装置の分類に応じた前記複数の協働装置のそれぞれの分類、
    前記複数の協働装置のそれぞれが最も直近で前記検索装置の役割を担った時間、
    前記複数の協働装置のそれぞれのタイプ（モバイル電話端末、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、コードレス電話、屋内家電など）
    各衛星位置特定システム装置の利用可能性、
    各地上波位置特定システム装置の利用可能性、および、
    各距離測定システム装置の利用可能性
    のうちの１以上のデータアイテムを含むデータセットを前記格納手段に格納する段階を備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の位置特定方法。
12. 前記制御装置が前記処理手段を用いて、
    前記ロケーションネットワークの展開の現在の状態に基づき計算される前記絶対位置の不確実性の程度（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）、
    前記格納手段に格納された前記距離の推定値を参照する時間、
    前記格納手段に格納された特性データの読み取りを参照する時間、
    それぞれの位置が前記絶対位置の前記計算のデータに影響を与える前記ロケーションネットワークの前記複数の協働装置の、前記格納手段に格納された移動速度、
    を含むデータアイテムのうち少なくとも１つに基づき、前記絶対位置の前記計算を更新する段階を備える、請求項１に記載の位置特定方法。
13. 前記計算のデータの更新を割り当てられた前記ロケーションネットワークの前記複数の協働装置に対し前記制御装置がブロードキャストする命令メッセージに、前記更新を割り当てられた前記複数の協働装置のうち各装置に関して別々に計算される遅延値を挿入することにより、前記制御装置が、前記絶対位置を計算するべく、共通の時間において前記利用可能なデータの全てまたは一部を更新するよう指示する段階を備え、
    前記遅延値は、前記制御装置から前記更新が割り当てられた前記協働装置へ前記命令メッセージを伝搬する信号の伝搬時間を補うよう計算される、請求項１に記載の位置特定方法。
14. 前記更新を指示する前記命令メッセージが通過する中継装置がそれぞれ、前記更新を指示する前記命令メッセージに含まれる前記遅延値から、前記中継装置の受信アンテナから送信アンテナまでの前記命令メッセージの通過時間に対応する処理時間を減算する段階を備える、請求項１３に記載の位置特定方法。
15. 前記応答装置のうち１つが自身の識別コードを送信することにより検索信号に応答し、
    前記応答に基づき前記検索装置は、前記識別コードと絶対位置との間の関連性を含むアクセス可能なデータベースに問い合わせを行うことにより、前記応答装置の前記絶対位置を計算する、請求項１から１４のいずれか１項に記載の位置特定方法。
16. 前記複数の協働装置の少なくとも１つは、特定のメッセージおよびデータを第１の無線通信システムにより前記ロケーションネットワークの装置の第１のグループと交換し、他のメッセージおよびデータを第２の無線通信システムにより前記ロケーションネットワークの装置の第２のグループと交換し、
    前記複数の協働装置の前記少なくとも１つは、前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムのうち一方を介して受信したメッセージおよびデータを、前記第１の無線通信システムおよび前記第２の無線通信システムのうち他方により出力されるメッセージおよびデータに変換することが出来る、請求項１から１５のいずれか１項に記載の位置特定方法。
17. メッセージおよびデータの直接的な装置間無線送受信を行う少なくとも１つのシステムを搭載した無線通信装置であり、
    位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働する他の装置のセットに含まれる装置からの距離を推定する手段と、
    処理手段と、
    格納手段と
    を備え、
    請求項１から１６のいずれか１項に記載の位置特定方法において協働装置として動作することが出来る、無線通信装置。
18. 自身が属し、かつ、１以上の位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働出来る１セットの複数の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行う少なくとも１つの無線送受信システムと、
    他の装置からの自身の距離を推定する手段と、
    処理手段と、
    格納手段と
    を備え、
    ａ）検索装置として１セットの装置を前記複数の協働装置のセットから選択し、前記検索装置は、それぞれの周囲エリア内で無線信号をブロードキャストおよび受信出来る少なくとも１つの無線送受信システムを搭載しており、
    ｂ）前記検索装置のそれぞれに対し、検索信号を出力するよう命令し、前記検索信号は、前記検索信号を受信出来る全ての装置を宛先とし、応答リクエストを含んでおり、
    ｃ）前記検索信号を受信することにより前記複数の協働装置に含まれる装置となり、信号およびメッセージの送受信のために無線リンクが確立される前記複数の協働装置間の距離を計算する応答装置から届く前記検索信号に対する応答メッセージに含まれるデータを、少なくとも１つの無線送受信システムを介し収集し、前記無線リンクと、前記無線リンクが接続される前記複数の協働装置とのセットによりネットワークがロケーションネットワークとして構成され、
    ｄ）前記ロケーションネットワークの表示を作成すべく前記格納手段および前記処理手段により前記応答メッセージおよび前記距離の取得および処理を行い、前記複数の協働装置のうちの１つの装置が自身の絶対位置に関する情報を有すると、関連する前記応答メッセージに前記絶対位置が挿入され、
    ｅ）前記ｄ）で取得および処理が行われた利用可能なデータのセットが、前記位置特定対象装置の絶対位置を計算するのに十分であるかチェックし、
    ｆ）前記ｅ）の前記チェックの結果が肯定的である場合、前記利用可能なデータに基づいて前記位置特定対象装置の前記絶対位置を計算し、
    ｇ）前記ｅ）の前記チェックの結果が否定的である場合、所定のイベントがさらに発生しない限り前記ａ）、ｂ）、ｃ）、およびｄ）を繰り返す、無線通信装置。
19. 請求項１８に記載の無線通信装置と、
    自身が属し、かつ、１以上の位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働出来る１セットの複数の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行う少なくとも１つの無線送受信システムと、他の装置からの自身の距離を推定する手段とを有する検索装置と、
    を備え、
    前記検索装置は、
    前記絶対位置の判断において協働し得る他の装置の存在をチェックするべく少なくとも１つの検索信号を出力するよう指示する、制御装置としての前記無線通信装置から出力される検索命令を受信し、
    前記検索信号を受信し得る全ての装置宛てに、応答リクエストを含む前記検索信号を出力し、
    前記検索信号を受信することにより前記複数の協働装置に含まれる装置となる応答装置から届く前記検索信号に対する、絶対位置に関する情報を有する応答装置の当該絶対位置を含む応答メッセージを、少なくとも１つの無線送受信システムを介して収集し、他の装置からの自身の距離を推定する前記手段を用いて前記応答装置からの距離を計算し、
    少なくとも１つの無線送受信システムを用いて、前記応答装置からの距離の推定値、および受信した前記応答装置の絶対位置を前記制御装置へ送信する、システム。
20. 請求項１８に記載の無線通信装置と、
    自身が属し、かつ、１以上の位置特定対象装置の絶対位置の判断において協働出来る１セットの複数の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行う少なくとも１つの無線送受信システムを有する中継装置と
    を備え、
    前記中継装置は、
    前記絶対位置の判断において協働し得る他の装置の存在をチェックするべく少なくとも１つの検索信号を出力するよう指示する検索装置としての第３の協働装置宛ての、制御装置としての前記無線通信装置から出力される検索命令を第１の協働装置から受信し、
    前記検索装置の方向の第２の協働装置へ前記検索命令を転送し、
    応答装置により前記検索装置へ出力された前記検索信号に対する前記制御装置宛ての応答を含む前記検索装置から届く、前記応答装置からの距離の推定値、および既知であり得る前記応答装置の前記絶対位置の推定値を含むメッセージを、少なくとも１つの無線送受信システムを介して、前記第２の協働装置から受信し、
    少なくとも１つの無線送受信システムを用いて、前記制御装置の方向に、前記応答装置の前記距離の前記推定値、および受信された前記応答装置の前記絶対位置を、前記第１の協働装置に送信する、システム。
21. 前記中継装置は、自身の他の装置からの距離を推定する手段を有し、
    前記自身の他の装置からの距離を推定する手段が、前記第１の協働装置および前記第２の協働装置から受信したメッセージを用い、自身の前記第１の協働装置および前記第２の協働装置からの距離を推定し、
    少なくとも１つの無線送受信システムを用いて、前記制御装置の方向に、自身と前記第１の協働装置および前記第２の協働装置との間の推定された前記距離を前記第１の協働装置へ送信する、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記無線通信装置は、
    前記複数の協働装置の前記セットのうちの第１のグループの装置と無線送受信システムを介し接続を確立し、
    前記複数の協働装置の前記セットのうちの第２のグループの装置と他の無線送受信システムを介し他の接続を確立し、
    前記無線送受信システムおよび前記他の無線送受信システムのうち一方を介して受信したメッセージを、前記無線送受信システムおよび前記他の無線送受信システムのうち他方により出力されるメッセージに変換することが出来る、請求項１９から２１のいずれか１項に記載のシステム。
23. 前記無線通信装置は、
    「Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ」、「Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ」、および「Ｗｉ−Ｆｉ Ｐ２Ｐ」として知られる技術を用いた無線送受信システムを搭載する、請求項１９から２１のいずれか１項に記載のシステム。
24. 前記無線送受信システムが他の協働装置とメッセージおよびデータの交換を行っていない時間間隔において、前記無線送受信システムの受信機の回路が、Ｔｃ＝Ｔａ＋Ｔｓである繰り返されるサイクル継続期間Ｔｃのうち、時間Ｔａの間スイッチオンされ、時間Ｔｓの間スイッチオフされる動作モードに入る、請求項１９から２１のいずれか１項に記載のシステム。

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