JP6923002B2

JP6923002B2 - 無線通信装置、位置検知システム、無線通信方法、および位置検知データ通信方法

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Publication number: JP6923002B2
Application number: JP2019558970A
Authority: JP
Inventors: 西村　哲; 哲西村; 央樹本庄; 由貴丸野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2038-11-06
Also published as: WO2019116786A1; JPWO2019116786A1

Description

本発明は無線通信装置、位置検知システム、無線通信方法、および位置検知データ通信方法に関し、特には、位置検知に用いられるデータを伝送するためのネットワーク資源を節約する技術に関する。

位置が既知である複数の固定局のそれぞれから移動体までの距離を測定し、測定された距離に基づいて当該移動体の位置を推定する技術がある。固定局から移動体までの距離は、例えば、固定局及び移動体の一方が発した電波を他方で受信したときの当該電波の受信強度（ＲＳＳＩ：ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づいて測定される。

特許文献１では、３辺測量の考え方に基づいて、１つの移動体が発した電波の複数の固定局におけるＲＳＳＩを用いて移動体の位置を推定する技術を開示している。具体的に、移動体の推定位置を、複数の固定局の各々を中心とし、ＲＳＳＩに基づく最小距離と最大距離とで規定される複数の円環領域の重複部分に絞り込んでいる。また、ＲＳＳＩの差に基づいて複数の固定局の各々から移動体までの距離差を求め、移動体の推定位置を、求めた距離差が生じる領域にさらに絞り込んでいる。

移動体の位置の推定は、例えば、サーバで行ってもよい。サーバは、複数の固定局から無線ネットワークを介してＲＳＳＩデータを収集し、収集したＲＳＳＩデータを用いて移動体の位置を推定してもよい。

無線ネットワークを介してＲＳＳＩデータを収集する場合、無線パケットの衝突の可能性を低減し、ネットワーク資源を有効利用することは重要である。

特許文献２では、無線パケットをフラッディングによって転送する無線アドホックネットワークにおいて、ネットワーク資源を節約する技術を開示している。具体的に、受信されたパケットの受信パワーに応じて受信パワーを所定数にレベル化し、各レベルに応じてフラッディング前の待機時間を計算して、出発地ノードから遠く離れたノードから優先的にフラッディングを行う。これにより、無線パケットの衝突をより確実に防止し、パケットの送信速度を増加させ、ネットワーク資源を節約している。

特開２０１２−２５５６７３号公報特開２００４−３３６７８２号公報

しかしながら、特許文献２の技術は、フラッディングの待機時間に出発地ノードからの距離に応じた差を設けることにより無線パケットが衝突する可能性を減らして、ネットワーク資源を節約している。そのため、フラッディングされるべき無線パケットが大量に発生する場合、無線パケットの衝突を十分に防止することができず、ネットワーク資源の節約効果が十分に得られない可能性がある。

そこで、本発明は、他の１以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成し、ネットワーク資源をより確実に節約することができる無線通信装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る無線通信装置は、他の１以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置であって、１つの移動体から測定用信号を受信し、受信された測定用信号の受信強度を測定する受信部と、受信強度を含む電波受信強度情報を他の無線通信装置へ送信する送信部と、過去に測定された測定用信号の受信強度を示す第１の受信強度を記憶する記憶部と、第１の受信強度に基づき、新たに受信された測定用信号の受信強度を示す第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する制御部と、を備え、制御部は、第２の受信強度の第１の受信強度に対する差を求め、差が第１の所定値以上の場合、新たな電波受信強度情報を送信するよう制御し、差が第１の所定値未満の場合、新たな電波受信強度情報を送信しないよう制御する。

また、本発明の一態様に係る無線通信装置は、他の２以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置であって、１つの移動体から発せられた測定用信号の他の無線通信装置での受信強度を含む電波受信強度情報を受信する受信部と、受信された電波受信強度情報をさらに他の無線通信装置へ送信する送信部と、過去に受信された電波受信強度情報に含まれる第１の受信強度を記憶する記憶部と、第１の受信強度に基づき、新たに受信された電波受信強度情報に含まれる第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する制御部と、を備え、制御部は、第２の受信強度の第１の受信強度に対する差を求め、差が第１の所定値以上の場合、新たな電波受信強度情報を送信するよう制御し、差が第１の所定値未満の場合、新たな電波受信強度情報を送信しないよう制御する。

また、本発明の一態様に係る位置検知システムは、互いに異なる既知の位置に設置され、移動体から発せられた測定用信号の受信強度を測定する、複数の無線通信装置と、複数の無線通信装置のうちの１つの無線通信装置で測定された受信強度に基づき、移動体の推定位置を求める計算部と、を備える。複数の無線通信装置の各々には前述した無線通信装置が用いられる。

また、本発明の一態様に係る無線通信方法は、他の１以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置における無線通信方法であって、１つの移動体から測定用信号を受信し、受信された測定用信号の受信強度を測定し、受信強度を含む電波受信強度情報を他の無線通信装置へ送信し、過去に測定された測定用信号の受信強度を示す第１の受信強度を記憶し、第１の受信強度に基づき、新たに測定された測定用信号の受信強度を示す第２の受信強度が第１の受信強度より第１の所定値以上大きい場合に限り、第２の受信強度を送信する。

また、本発明の一態様に係る位置検知データ通信方法は、１つの移動体から発せられた測定用信号の受信強度を、互いに異なる既知の位置に設置された複数の無線通信装置で測定し、当該測定された受信強度を含む電波受信強度情報を送信する位置検知データ通信方法であって、複数の無線通信装置の各々は、１つの移動体から逐次に発せられた複数の測定用信号の各々の受信強度を測定し、当該測定された受信強度のうちの少なくとも２つの受信強度に基づき、受信強度が増加しているか、減少しているか、所定の増減にとどまっているかを判断することで、それぞれ、移動体が無線通信装置に対して接近しているか、遠ざかっているか、滞留しているかを判断する。

接近していると判断した場合には、第１頻度で電波受信強度情報を送信し、遠ざかっていると判断した場合には、第１頻度よりも低い第２頻度で電波受信強度情報を送信し、滞留していると判断した場合には、第１頻度よりも低く第２頻度よりも高い第３頻度で電波受信強度情報を送信する。

本発明によれば、過去の測定用信号の受信強度に基づいて、新たな測定用信号の受信強度を含む電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御し、もしくは送信頻度を制御するので、ネットワーク資源を従来よりも確実に節約できる無線通信装置、位置検知システム、無線通信方法、および位置検知データ通信方法が得られる。

図１は、実施の形態１に係る位置検知システムの設置例を示す概念図である。図２は、実施の形態１に係る通信ネットワークの構成例を示す模式図である。図３は、実施の形態１に係るＲＳＳＩと距離との対応関係の一例を示すグラフである。図４は、実施の形態１に係る推定位置の考え方の一例を示す図である。図５は、実施の形態１に係る推定位置の逐次の処理の一例を示す図である。図６は、実施の形態１に係る移動体の無線通信装置に対する位置移動の一例を示す図である。図７は、実施の形態１に係る電波受信強度情報の送信頻度の一例を示す図である。図８は、実施の形態１に係る無線通信装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図９は、実施の形態１に係るＲＳＳＩ測定用パケットのフォーマットの一例を示す図である。図１０は、実施の形態１に係るＲＳＳＩ報告用パケットのフォーマットの一例を示す図である。図１１は、実施の形態１に係るしきい値情報の一例を示す図である。図１２は、実施の形態１に係る無線通信方法の一例を示すフローチャートである。図１３は、実施の形態１に係る電波受信強度情報の送信および非送信の一例を示す図である。図１４は、実施の形態１に係る電波受信強度情報の送信および非送信の一例を示す図である。図１５は、実施の形態２に係る送信履歴情報の一例を示す図である。図１６は、実施の形態２に係る送信抑制基準情報の一例を示す図である。図１７は、実施の形態２に係る無線通信方法の一例を示すフローチャートである。図１８は、実施の形態２に係る電波受信強度情報の送信および非送信の一例を示す図である。図１９は、実施の形態２に係る電波受信強度情報の送信および非送信の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る位置検知システムは、互いに異なる既知の位置に設置された複数の無線通信装置で移動体から発せられる測定用信号（以下、ビーコン信号と言う）の信号強度を測定し、測定された信号強度に基づいて当該移動体の位置を検知するシステムである。

図１は、位置検知システムの設置例を示す概念図である。図１の例では、施設内を移動する移動体１０ａ〜１０ｃに、ビーコン信号を送信する送信器が取り付けられる。また、施設内に、無線通信装置２０ａ〜２０ｇが設置される。無線通信装置２０ａ〜２０ｇは、移動体１０ａ〜１０ｃから発せられたビーコン信号の信号強度を測定する受信部を有している。信号強度は、典型的には、受信信号強度指標ＲＳＳＩで表される。

図２は、位置検知システム１００に設けられる通信ネットワークの構成例を示す模式図である。図２に示されるように、無線通信装置２０ａ〜２０ｇは、無線メッシュネットワーク４０を構成しており、無線通信装置２０ｇは、インターネット上のサーバ３０と接続するゲートウェイ装置（ルータ）を有する。ゲートウェイ装置は、無線通信装置２０ａ〜２０ｇの何れが有していてもよく、また無線通信装置２０ａ〜２０ｇとは別体に設けられてもよい。無線通信装置２０ａ〜２０ｇ及びサーバ３０は、無線メッシュネットワーク４０を介して、互いに通信可能に接続される。

図３は、ＲＳＳＩと距離との対応関係の一例を示すグラフである。図３では、横軸を無線通信装置から移動体までの距離とし、縦軸を無線通信装置で測定されるビーコン信号のＲＳＳＩとして、ＲＳＳＩの事前の実測値をドットで表し、ＲＳＳＩと距離との対応関係を回帰曲線で表している。回帰曲線は、ＲＳＳＩが従う物理式を、実測値の最大値に当てはめて決定されている。実測値の中には、例えばマルチパスなどの影響のために、著しく小さい実測値がある。そのため、物理式を実測値の最大値に当てはめることで、運用環境での本来のＲＳＳＩと距離との対応関係が得られる。図３の例によれば、例えば、ＲＳＳＩが−６０ｄＢｍと測定されたとき、移動体までの距離は４ｍと算出される。

移動体１０ａ〜１０ｃが発したビーコン信号の複数の無線通信装置２０ａ〜２０ｇにおけるＲＳＳＩを、無線メッシュネットワーク４０を介してサーバ３０で収集することにより、サーバ３０において、移動体１０ａ〜１０ｃの位置を推定することができる。

位置検知システム１００での移動体の位置推定は、例えば、本発明者らが考案し、関連特許出願である特願２０１６−２３１６８８号（本件出願時において未公開）にて提案した位置推定方法に基づいて行ってもよい。

当該位置推定方法は、無線通信装置２０ａ〜２０ｇの何れか１つにおいて、移動体１０ａ〜１０ｃのうちの１つの移動体が発したビーコン信号のＲＳＳＩが取得されるたびに、サーバ３０にて当該移動体の推定位置を逐次に更新していくものである。

図４は、移動体の推定位置の１回の更新処理の一例を示す図である。図４の更新処理は、当該移動体が発したビーコン信号の１つの無線通信装置で測定されたＲＳＳＩを用いて行われる。図４に示されるように、ＲＳＳＩに対応する距離をｄと表記するとき、移動体は、無線通信装置を中心とし半径が距離ｄの円（いわゆる、存在推定円）上にあるものと推定される。そこで、移動体の推定位置を、現在の推定位置Ｐ０から、無線通信装置へ向かって存在推定円上の位置Ｐ１へ更新する。このとき、現在の推定位置Ｐ０がすでに存在推定円内にある場合、つまり、無線通信装置から移動体の現在の推定位置Ｐ０までの距離Ｄが距離ｄよりも小さい場合は、移動体の推定位置を無線通信装置から遠ざけることはせず、現在の推定位置Ｐ０に維持する。

図５は、無線通信装置ａ、無線通信装置ｂ、無線通信装置ｃで測定されたＲＳＳＩを逐次に用いて行われる更新処理の一例を示している。無線通信装置ａ、無線通信装置ｂ、無線通信装置ｃは、限定はされないが、例えば、図１の無線通信装置２０ａ、無線通信装置２０ｂ、無線通信装置２０ｃにそれぞれ対応してもよい。

図５では、互いに異なる推定位置Ｐ０、Ｑ０、Ｒ０の各々から開始して、図４の更新処理を逐次行った場合の推定位置の移動例を一度に示している。図５に示されるように、移動体の推定位置は、初期位置に依らず、無線通信装置ごとに規定される存在推定円の重複領域（斜線部分）にある点Ｐ３、Ｑ３、Ｒ３に移動する。

前述した処理は、複数の無線通信装置のうちの１つの無線通信装置で測定された受信強度に基づき、移動体の推定位置を求める計算の一例であり、サーバ３０内で実行される。

上述した位置推定方法によれば、移動体の推定位置は、現在の推定位置がすでに存在推定円の内にある場合には更新されない。言い換えると、移動体の推定位置は、移動体が無線通信装置に近づいていく場合には更新されるが、無線通信装置から遠ざかっていく場合には更新されない。そのため、前回と比べて増加したＲＳＳＩは、移動体の位置推定に用いられるが、前回と比べて減少したＲＳＳＩは、移動体の推定位置の更新には用いられないことになる。

このように、移動体の位置検知において、移動体が無線通信装置に近づいていく状況でのＲＳＳＩが、移動体が無線通信装置から遠ざかっていく状況でのＲＳＳＩと比べて、より重要な情報として利用されることがある。

そこで、本発明者らは、ＲＳＳＩを含む電波受信強度情報の送信または非送信を、移動体の位置検知における重要性を考慮して制御することにより、無線ネットワーク全体で伝送される電波受信強度情報の総量を削減し、ネットワーク資源を節約する技術を提案する。当該技術は、次のように説明される。

図６は、移動体１０の無線通信装置２０に対する位置移動の一例を示す図である。図６に示されるように、移動体１０は、無線通信装置２０に接近し、無線通信装置２０の傍で滞留し、無線通信装置２０から離反する。ここで、接近し、滞留し、離反するとは、近づいていくこと、略同じ距離に留まること、遠ざかっていくことを、それぞれ意味する。無線通信装置２０は、移動体１０から発せられるビーコン信号のＲＳＳＩを含む電波受信強度情報を、サーバ３０へ送信する。

図７は、電波受信強度情報の送信頻度の一例を示す図である。移動体１０は、ビーコン信号を周期的に送信しながら、無線通信装置２０に接近し、滞留し、離反する。無線通信装置２０では、一例として図７に示されるような複数のＲＳＳＩが逐次に測定される。無線通信装置２０は、移動体１０が無線通信装置２０に対して接近中、滞留中、および離反中の場合に測定されたＲＳＳＩを含む電波受信強度情報を、それぞれ高頻度、中頻度、および低頻度でサーバ３０へ送信する。

無線通信装置２０は、移動体１０が無線通信装置２０に対して接近中、滞留中、および離反中のいずれであるかを、過去または新たに測定された複数のＲＳＳＩのうちの少なくとも２つのＲＳＳＩに基づいて判断してもよい。

ここで高頻度は、第１頻度の一例であり、低頻度は、第１頻度よりも低い第２頻度の一例であり、中頻度は、第１頻度よりも低く第２頻度よりも高い第３頻度の一例である。

以下では、このような特徴を備えた無線通信装置２０について、具体的な構成例を挙げて説明する。

図８は、無線通信装置２０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。無線通信装置２０の構成は、図１の無線通信装置２０ａ〜２０ｇに適用される。図８に示されるように、無線通信装置２０は、受信部２１、送信部２２、記憶部２３、および制御部２４を有している。

受信部２１は、移動体１０から周期的に送信されるビーコン信号を受信し、受信のつど、ビーコン信号のＲＳＳＩを測定する。

送信部２２は、受信部２１で受信されたビーコン信号のＲＳＳＩの測定値を含む電波受信強度情報を送信する。

受信部２１および送信部２２は、一例として、有線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）に接続するネットワークアダプタであってもよい。また、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ｌｏｗｅｎｅｒｇｙといった、省電力性に優れた近距離無線通信規格に従って無線メッシュネットワーク４０を構成する無線装置であってもよい。

記憶部２３は、過去に測定されたビーコン信号のＲＳＳＩに関する第１の受信強度を記憶する。記憶される受信強度は、ＲＳＳＩそのものではなく、関数で処理されたもの、他の情報が付加されたものであってもよい。

制御部２４は、記憶部２３に記憶されている第１の受信強度に基づき、新たに受信されたビーコン信号について測定されたＲＳＳＩである第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する。

記憶部２３および制御部２４は、一例として、プロセッサ、メモリ、入出力ポートなどを有するワンチップマイコンで構成されてもよい。制御部２４は、メモリに記録されているプログラムをプロセッサが実行することにより果たされるソフトウェア機能によって、無線通信装置２０の動作を制御してもよい。

図９は、ビーコン信号のパケットフォーマットの一例を示す図である。図９の例では、ビーコン信号は、プリアンブルＰ、送信元ＩＤ、ブロードキャストフラグＢ、及びＲＳＳＩ測定用データの４つのフィールドを含むブロードキャストパケットである。

プリアンブルＰは、パケットの開始端を示すビット列である。

送信元ＩＤは、ビーコン信号を送信した移動体１０のＩＤを示す情報である。

ブロードキャストフラグＢは、パケットが特定の宛先ＩＤを含まず、すべてのノードを宛先としていることを示す。

ＲＳＳＩ測定用データは、ＲＳＳＩの測定に用いられる任意のデータである。

このように、ビーコン信号は、移動体を識別するための移動体ＩＤを含んでいてもよい。

移動体１０は、ビーコン信号として、図９に示される無線パケットを周期的に送信する。

図１０は、電波受信強度情報のパケットフォーマットの一例を示す図である。図１０の例では、電波受信強度情報は、プリアンブルＰ、送信元ＩＤ、宛先ＩＤ、及び測定結果の４つのフィールドを含むユニキャストパケットである。

送信元ＩＤは、ビーコン信号を受信してＲＳＳＩを測定した無線通信装置２０のＩＤを示す情報である。

宛先ＩＤは、ゲートウェイ装置を有する無線通信装置２０ｇのＩＤを示す情報である。

測定結果は、ビーコン信号に含まれる移動体１０のＩＤおよびＲＳＳＩの測定値を表すデータである。

このように、電波受信強度情報は、ビーコン信号を送信した移動体を識別するための移動体ＩＤを含んでいてもよい。

電波受信強度情報は、無線通信装置２０ａ〜２０ｇ間で中継され、無線通信装置２０ｇからサーバ３０へ送信される。

図１１は、しきい値情報の一例を示す図である。図１１のしきい値情報は、記憶部２３に記録されてもよい。しきい値情報は、エントリごとに、移動体ＩＤとしきい値とを対応付けて保持している。移動体ＩＤは、ビーコン信号を送信した移動体１０のＩＤを示す。しきい値は、電波受信強度情報の送信または非送信を制御するために、新たに受信されたビーコン信号のＲＳＳＩと比較される値であり、過去に測定されたビーコン信号のＲＳＳＩに関する第１の受信強度の一例である。

図１２は、無線通信装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。図１２は、１つの移動体１０について電波受信強度情報の送信または非送信を制御する処理の一例である。図１２の処理は、異なる複数の移動体１０の各々について並行して行われてもよい。

無線通信装置２０は、ビーコン信号が受信されると（Ｓ１００でＹＥＳ）、しきい値情報に、移動体１０のＩＤとしきい値の初期値とを含むエントリを追加する（Ｓ１０１）。しきい値の初期値は、例えば、測定可能なＲＳＳＩの最小値よりも小さい値としてもよい。

続いて、受信したビーコン信号のＲＳＳＩを測定する（Ｓ１０２）。

無線通信装置２０は、ＲＳＳＩの測定値がしきい値よりも大きければ（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ＲＳＳＩの測定値を含む電波受信強度情報をサーバ３０へ送信し（Ｓ１０４）、送信されたＲＳＳＩの測定値に応じてしきい値を更新する（Ｓ１０５）。つまり、しきい値は、今回測定されたＲＳＳＩ、過去の電波受信強度情報に含まれるＲＳＳＩ、今回測定されたＲＳＳＩを含む電波受信強度情報を他の無線通信装置へ送信したこと、に基づいて、更新される。しきい値は、一例として、送信されたＲＳＳＩの測定値に６（ｄＢ）を加算した値に更新してもよい。

無線通信装置２０は、後続のビーコン信号が受信されるまで（Ｓ１０６でＮＯ）、一定時間ごとにしきい値を減らしながら、待機する。しきい値は、一例として、ビーコン信号の送信周期ごとに１（ｄＢ）デクリメントしてもよい。

後続のビーコン信号が受信されると（Ｓ１０６でＹＥＳ）、ステップＳ１０２へ進み、処理を繰り返す。

図１３および図１４は、図１２のフローチャートに従って制御される電波受信強度情報の送信および非送信の一例を示す図である。

図１３および図１４に示されるように、図１１のしきい値を、電波受信強度情報を送信したときに、例えば６（ｄＢ）上昇させ、その後ビーコン信号の送信周期ごとに、例えば１（ｄＢ）ずつ減じていく。新たに測定されたＲＳＳＩが記憶されたしきい値より大きい場合、新たに測定されたＲＳＳＩを含む電波受信強度情報が送信される。このようにすることで、ＲＳＳＩが増加しているときは高い頻度で、ＲＳＳＩの変化がわずかな増減にとどまるとき、または減少しているときは低い頻度で、電波受信強度情報が送信される。これにより、無線メッシュネットワーク４０全体で伝送される電波受信強度情報の総量がＲＳＳＩの増減に応じて柔軟に削減される。

なお、このようなＲＳＳＩの増減に応じて電波受信強度情報を送信または非送信とする制御は、電波受信強度情報の送信元となる無線通信装置２０において行うことが、ネットワーク資源の効果的な節約に有効であるが、その例には限られない。

例えば、電波受信強度情報を転送する無線通信装置２０が、過去に転送のために受信した電波受信強度情報、および電波受信強度情報を転送したことを示す情報に基づき、今回受信した電波受信強度情報を転送するかまたは非転送としてもよい。すなわち、過去に受信された電波受信強度情報に含まれる第１の受信強度を記憶し、第１の受信強度に基づき、新たに受信された電波受信強度情報で示される第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を転送するかまたは非転送とするかを制御してもよい。

このように、無線メッシュネットワーク４０において中継ノードとして機能する無線通信装置２０が、電波受信強度情報を転送せずに破棄してもよい。このような構成によっても、ネットワーク資源を節約することができる。なお、中継ノードとして機能する無線通信装置２０は、ビーコン信号の信号強度を測定する機能を備えていてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る無線通信装置は、過去に測定したビーコン信号のＲＳＳＩ、および電波受信強度情報を送信したことを示す情報に基づき、今回測定したビーコン信号のＲＳＳＩを含む電波受信強度情報の送信または非送信を制御する。

実施の形態２に係る無線通信装置は、実施の形態１に係る無線通信装置２０と比べて、機能的な構成（図８を参照）において同一であり、電波受信強度情報の送信または非送信を制御するための手順およびデータの細部が相違する。

以下では、実施の形態２に係る無線通信装置の細部に関して、実施の形態１に係る無線通信装置と相違する事項を主に説明する。

図１５は、送信履歴情報の一例を示す図である。図１５の送信履歴情報は、記憶部２３に記録されてもよい。送信履歴情報は、エントリごとに、移動体ＩＤと、送信済ＲＳＳＩと、非送信回数とを対応付けて保持している。移動体ＩＤは、ビーコン信号を送信した移動体１０のＩＤを示す。送信済ＲＳＳＩは、電波受信強度情報に含めて最後にサーバ３０へ送信したＲＳＳＩである。非送信回数は、電波受信強度情報を非送信とした回数を示す。

図１６は、非送信上限情報の一例を示す図である。図１６の非送信上限情報は、記憶部２３に記録されてもよい。非送信上限情報は、エントリごとに、ＲＳＳＩ差分値範囲と、非送信上限数とを対応付けて保持している。ＲＳＳＩ差分値範囲は、送信済ＲＳＳＩと今回測定されたＲＳＳＩとの差分値の分類条件を示す。非送信上限数は、分類された差分値に対応して電波受信強度情報を連続して非送信としてよい上限回数を示す。

図１７は、無線通信装置２０の実施の形態２に係るフローチャートである。１つの移動体１０について受信信号強度情報の送信または非送信を制御する処理の一例を示す。図１７の処理は、異なる複数の移動体１０の各々について並行して行われてもよい。

無線通信装置２０は、ビーコン信号が受信されると（Ｓ２００でＹＥＳ）、送信履歴情報に、移動体１０のＩＤと送信済ＲＳＳＩの初期値と非送信回数の初期値とを含むエントリを追加する（Ｓ２０１）。送信済ＲＳＳＩの初期値は、例えば、ＲＳＳＩの測定値の最小値よりも小さい値としてもよく、また、非送信回数の初期値は、例えば、０としてもよい。

受信したビーコン信号のＲＳＳＩを測定し（Ｓ２０２）、ＲＳＳＩの測定値の送信済ＲＳＳＩからの差分値を算出する（Ｓ２０３）。非送信上限情報から、算出された差分値が分類されるＲＳＳＩ差分値範囲に対応する非送信上限数を参照する（Ｓ２０４）。

非送信回数が非送信上限数に達しているかまたは上回っていれば（Ｓ２０５でＹＥＳ）、ＲＳＳＩの測定値を含む電波受信強度情報をサーバ３０へ送信し（Ｓ２０６）、送信履歴情報の送信済ＲＳＳＩを送信されたＲＳＳＩの測定値で更新し、非送信回数を初期化する（Ｓ２０７）。

他方、非送信回数が非送信上限数に達していなければ（Ｓ２０５でＮＯ）、非送信回数を１インクリメントする（Ｓ２０８）。

その後、後続のビーコン信号が受信されるまで待ち合わせ（Ｓ２０９でＮＯ）、後続のビーコン信号が受信されると（Ｓ２０９でＹＥＳ）、ステップＳ２０２へ進み、処理を繰り返す。

図１８および図１９は、図１７のフローチャートに従って制御される電波受信強度情報の送信および非送信の一例を示す図である。

図１８および図１９に示されるように、電波受信強度情報に含めて最後に送信したＲＳＳＩからの差分値が大きいほど少ない非送信上限数を設定し、電波受信強度情報の非送信回数が非送信上限数に到達したときに、電波受信強度情報を送信している。このようにすることで、ＲＳＳＩが増加しているときは高い頻度で、ＲＳＳＩの変化がわずかな増減にとどまるとき、または減少しているときは低い頻度で、電波受信強度情報が送信される。これにより、無線メッシュネットワーク４０全体で伝送される電波受信強度情報の総量がＲＳＳＩの増減に応じて柔軟に削減される。

以上、本発明の実施の形態に係る無線通信装置、位置検知システム、無線通信方法、および位置検知データ通信方法について説明したが、本発明は、個々の実施の形態には限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、より単純に、無線通信装置２０で受信したビーコン信号のＲＳＳＩの測定値が、前回受信したビーコン信号のＲＳＳＩの測定値よりも増加していたら電波受信強度情報を送信し、増加していなかったら電波受信強度情報を非送信としてもよい。

また、ＲＳＳＩの測定値が増加しているか否かは、２つのＲＳＳＩの比較だけで判断する他にも、ＲＳＳＩの複数の測定値の微分値に応じて判断してもよい。

（まとめ）
以上説明したように、本発明の一態様に係る無線通信装置は、他の１以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置であって、１つの移動体から測定用信号を受信し、受信された測定用信号の受信強度を測定する受信部と、受信強度を含む電波受信強度情報を他の無線通信装置へ送信する送信部と、過去に測定された測定用信号の受信強度を示す第１の受信強度を記憶する記憶部と、第１の受信強度に基づき、新たに受信された測定用信号の受信強度を示す第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する制御部と、を備える。

この構成によれば、第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を、過去に測定された測定用信号の受信強度を示す第１の受信強度に基づき、非送信とすることができる。つまり、移動体から測定用信号を最初に受信した無線通信装置が、電波受信強度情報を他の無線通信装置に対して非送信とすることができる。その結果、無線通信装置が送信する電波受信強度情報の総量が削減されるので、ネットワーク資源を従来よりも確実に節約できる。

また、本発明の一態様に係る無線通信装置は、他の２以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置であって、１つの移動体から発せられた測定用信号の他の無線通信装置での受信強度を含む電波受信強度情報を受信する受信部と、受信された電波受信強度情報をさらに他の無線通信装置へ送信する送信部と、過去に受信された電波受信強度情報に含まれる第１の受信強度を記憶する記憶部と、第１の受信強度に基づき、新たに受信された電波受信強度情報に含まれる第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する制御部と、を備える。

この構成によれば、第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を、過去に受信された電波受信強度情報に含まれる第１の受信強度に基づき、非送信とすることができる。つまり、電波受信強度情報を中継する無線通信装置が、電波受信強度情報を他の無線通信装置に対して非送信とすることができる。その結果、無線通信装置が送信する電波受信強度情報の総量が削減されるので、ネットワーク資源を従来よりも確実に節約できる。

また、制御部は、第２の受信強度の第１の受信強度に対する差を求め、差が第１の所定値以上の場合、新たな電波受信強度情報を送信するよう制御し、差が第１の所定値未満の場合、新たな電波受信強度情報を送信しないよう制御してもよい。

第２の受信強度の第１の受信強度に対する差が第１の所定値以上となる第１及び第２の受信強度は、一般に、移動体が無線通信装置に近づいていく状況で得られるものである。例えば、移動体の位置検知において、移動体が無線通信装置に近づいていく状況での電波受信強度情報は、移動体が無線通信装置から遠ざかっていく状況での電波受信強度情報と比べて、より重要な情報として利用されることがある。その点、この構成によれば、移動体の位置検知においてより重要な電波受信強度情報を送信し、重要ではない電波受信強度情報を非送信とすることができる。これにより、無線ネットワーク全体で伝送される電波受信強度情報の総量を、移動体の位置検知に適した基準で削減して、ネットワーク資源を節約できる。

また、制御部は、新たな電波受信強度情報を送信しなかった場合、第１の所定値を、第１の所定値より小さい第２の所定値に更新し、新たな電波受信強度情報を送信した場合、第１の所定値を、第２の受信強度に応じた値に更新してもよい。

この構成によれば、移動体が無線通信装置に近づいていく状況において、電波受信強度情報が比較的高い頻度で送信されるよう構成することができる。一方、移動体が無線通信装置に対して滞留するか遠ざかっていく状況において、電波受信強度情報が比較的低い頻度で送信されるよう構成することができる。このように、電波受信強度情報の送信および非送信に応じて更新されるしきい値を用いて、電波受信強度情報の送信頻度を制御できる。

この構成によれば、前述した無線通信装置の効果に基づき、ネットワーク資源を従来よりも確実に節約することができる位置検知システムが得られる。

また、本発明の一態様に係る無線通信方法は、他の１以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置における無線通信方法であって、１つの移動体から測定用信号を受信し、受信された測定用信号の受信強度を測定し、受信強度を含む電波受信強度情報を他の無線通信装置へ送信し、過去に測定された測定用信号の受信強度を示す第１の受信強度を記憶し、第１の受信強度に基づき、新たに測定された測定用信号の受信強度を示す第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する。

この方法によれば、第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を、過去に測定された測定用信号の受信強度に関する第１の受信強度に基づき、非送信とすることができる。その結果、無線通信装置が送信する電波受信強度情報の総量が削減されるので、ネットワーク資源を従来よりも確実に節約できる。

また、本発明の一態様に係る位置検知データ通信方法は、１つの移動体から発せられた測定用信号の受信強度を、互いに異なる既知の位置に設置された複数の無線通信装置で測定し、当該測定された受信強度を含む電波受信強度情報を送信する位置検知データ通信方法であって、複数の無線通信装置の各々は、１つの移動体から逐次に発せられた複数の測定用信号の各々の受信強度を測定し、当該測定された受信強度のうちの少なくとも２つの受信強度に基づき、移動体が無線通信装置に対して接近しているか、遠ざかっているか、滞留しているかを判断する。

前述したように、例えば、移動体の位置検知において、移動体が無線通信装置に近づいていく状況での電波受信強度情報は、移動体が無線通信装置から遠ざかっていく状況での電波受信強度情報と比べて、より重要な情報として利用されることがある。その点、この方法によれば、移動体が無線通信装置に近づいていく状況での電波受信強度情報の送信頻度を最も高くし、移動体が無線通信装置に対して滞留している状態での電波受信強度情報、移動体が無線通信装置から遠ざかっていく状況での電波受信強度情報の順に送信頻度を低下させることができる。これにより、無線ネットワーク全体で伝送される電波受信強度情報の総量を、移動体の位置検知に適した基準で削減することにより、ネットワーク資源を節約できる。

本発明は、例えば、各種施設における物品及び人員の位置の管理など、移動体の位置推定に広く利用できる。

１０、１０ａ〜１０ｃ移動体
２０、２０ａ〜２０ｇ無線通信装置
２１受信部
２２送信部
２３記憶部
２４制御部
３０サーバ
４０無線メッシュネットワーク
１００位置検知システム

Claims

他の１以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置であって、
１つの移動体から測定用信号を受信し、受信された測定用信号の受信強度を測定する受信部と、
前記受信強度を含む電波受信強度情報を他の無線通信装置へ送信する送信部と、
過去に測定された測定用信号の受信強度を示す第１の受信強度を記憶する記憶部と、
前記第１の受信強度に基づき、新たに受信された測定用信号の受信強度を示す第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２の受信強度の前記第１の受信強度に対する差を求め、前記差が第１の所定値以上の場合、前記新たな電波受信強度情報を送信するよう制御し、前記差が前記第１の所定値未満の場合、前記新たな電波受信強度情報を送信しないよう制御する、
無線通信装置。
他の２以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置であって、
１つの移動体から発せられた測定用信号の他の無線通信装置での受信強度を含む電波受信強度情報を受信する受信部と、
受信された前記電波受信強度情報をさらに他の無線通信装置へ送信する送信部と、
過去に受信された電波受信強度情報に含まれる第１の受信強度を記憶する記憶部と、
前記第１の受信強度に基づき、新たに受信された電波受信強度情報で示される第２の受信強度を含む新たな電波受信強度情報を送信するかまたは非送信とするかを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２の受信強度の前記第１の受信強度に対する差を求め、前記差が第１の所定値以上の場合、前記新たな電波受信強度情報を送信するよう制御し、前記差が前記第１の所定値未満の場合、前記新たな電波受信強度情報を送信しないよう制御する、
無線通信装置。
前記制御部は、前記新たな電波受信強度情報を送信しなかった場合、前記第１の所定値を、前記第１の所定値より小さい第２の所定値に更新し、前記新たな電波受信強度情報を送信した場合、前記第１の所定値を、前記第２の受信強度に応じた値に更新する、
請求項１または２に記載の無線通信装置。
互いに異なる既知の位置に設置され、移動体から発せられた測定用信号の受信強度を測定する、請求項１に記載の複数の無線通信装置と、
前記複数の無線通信装置のうちの１つの無線通信装置で測定された受信強度に基づき、前記移動体の推定位置を求める計算部と、
を備える位置検知システム。
他の１以上の無線通信装置とともに無線ネットワークを構成する無線通信装置における無線通信方法であって、
１つの移動体から測定用信号を受信し、受信された測定用信号の受信強度を測定し、
前記受信強度を含む電波受信強度情報を他の無線通信装置へ送信し、
過去に受信された測定用信号の受信強度を示す第１の受信強度を記憶し、
前記第１の受信強度に基づき、新たに測定された測定用信号の受信強度を示す第２の受信強度が前記第１の受信強度より第１の所定値以上大きい場合に限り、前記第２の受信強度を送信する、
無線通信方法。
１つの移動体から発せられた測定用信号の受信強度を、互いに異なる既知の位置に設置された複数の無線通信装置で測定し、当該測定された受信強度を含む電波受信強度情報を送信する位置検知データ通信方法であって、
前記複数の無線通信装置の各々は、
１つの移動体から逐次に発せられた複数の測定用信号の各々の受信強度を測定し、
当該測定された受信強度のうちの少なくとも２つの受信強度に基づき、前記受信強度が増加しているか、減少しているか、所定の増減にとどまっているかを判断することで、それぞれ、前記移動体が前記無線通信装置に対して接近しているか、遠ざかっているか、滞留しているかを判断し、
接近していると判断した場合には、第１頻度で前記電波受信強度情報を送信し、
遠ざかっていると判断した場合には、第１頻度よりも低い第２頻度で前記電波受信強度情報を送信し、
滞留していると判断した場合には、第１頻度よりも低く第２頻度よりも高い第３頻度で前記電波受信強度情報を送信する、
位置検知データ通信方法。