JP7240682B2 - 信号送信装置の地理的測位方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線信号送信装置の地理的測位を行うための方法の分野に関し、特にモノのインターネット（ＩｏＴ）の分野に属する信号送信装置の地理的測位を行うための方法の分野に関する。具体的には、本発明は複数のデータ収集ゲートウェイを含むネットワークにおける信号送信装置の地理的測位に関する。

ＩｏＴは、オブジェクトが無線ネットワークと自動的にデータをやりとりすることを可能にすることである。例えば、通信モジュールが備え付けられた水道メータは、水道使用量の課金を管理する会社へ水道読値を自動的に伝送することができる。

受信局とも称されるメッセージ収集ゲートウェイは、そのカバレッジゾーン内に存在する通信モジュールとデータを送受信し、例えばＩＰプロトコル（インターネットプロトコル）に基づきネットワーク上でアクセス可能なサーバ等の、そのデータの処理を担当する装置へ、当該データを中継するように構成されている。

通信モジュールのネットワークを実装するために多数の無線アクセス技術が提供されている。引用できるかかる技術の単なる例示かつ非限定的な例には、ＬｏＲａ（登録商標）、Ｓｉｇｆｏｘ（登録商標）、又はＷＭバス（Wireless Meter Bus）も含まれており、これらは特に、それぞれ異なる変調形式に基づいている。これらの技術は長距離通信を提供するという共通の特徴を有し、この長距離通信により、ゲートウェイのカバレッジを拡大してゲートウェイの数を削減することができる。

一部の状況では、無線信号を送信する特定のオブジェクトの地理的測位を行う必要があり得る。これは例えば、製品輸送パレット等の可動オブジェクトに送信器が関連付けられている場合に当てはまり得る。こうするために、実務上、ＧＰＳを利用することが公知となっている。しかし、ＧＰＳによって測位可能な構成要素を使用することは複雑かつ高コストであり、また信号送信装置に係るエネルギー消費量を増加させることにもなり得るので、全ての用途又は全ての信号送信装置に適している訳ではない。

また、例えばＵＳ２０１０／０１３８１８４Ａ１等から、１つの信号送信装置によって送信された無線信号の受信データを複数の無線受信器において利用する、三角測量法に基づく地理的測位方法が公知となっている。かかる受信データには例えば、複数の受信器によって受信された無線信号の受信日時又は無線信号の電力も含まれる。しかし、かかる三角測量ベースの方法によって提供される精度は、信号に使用される無線アクセス技術に依存する。それゆえ、長距離通信技術の場合には地理的測位精度が制限されてしまい、信号送信装置の地理的測位を常に所要精度で行えるとは限らなくなってしまう。

したがって、低い複雑性と、消費量削減と、適切な精度とを提供する、無線信号送信装置の地理的測位方法が必要とされている。

本発明により、上記の要請を満たすことができる。本発明の基礎となる１つの思想は、満足する精度で無線信号送信装置の地理的測位を可能にすることである。また、本発明の基礎となる１つの思想は、エネルギー消費量が低く上記要請に適した精度を提供する簡単な通信ネットワークのインフラストラクチャを利用して、無線信号送信装置の地理的測位を行うことである。とりわけ、本発明の基礎となる１つの思想は、当該信号送信装置が位置する地理的ゾーンに合わせて地理的測位の精度を適応することである。

こうするために、本発明は以下の信号送信装置の地理的測位方法を提供する。すなわち、
－信号送信装置によって第１の周波数で送信された第１の無線信号の受信によって得られた第１の受信データを、第１の地理的カバレッジゾーンを成す複数の第１の受信局によって、供給するステップと、
－前記第１の地理的カバレッジゾーン内における信号送信装置の第１の地理的位置を前記第１の受信データから計算するステップと、
－信号送信装置の地理的位置が、第１の地理的カバレッジゾーンに含まれる所定の第２の地理的ゾーン内に含まれていることを検出するステップと、
－第１の周波数とは異なる第２の周波数での信号送信装置による第２の無線信号の送信をトリガするための送信指令信号を信号送信装置へ送信するステップと、
－第２の無線信号の受信によって得られた第２の受信データを、第２の地理的ゾーンから第２の周波数の無線信号を受信できる複数の第２の受信局によって、供給するステップと、
－第２の地理的ゾーン内における信号送信装置の第２の地理的位置を第２の受信データから計算するステップと、
を含む地理的測位方法を提供する。

これらの特徴により、精度を適応し、ひいてはインフラストラクチャを適応することができ、信号送信装置の地理的測位を、当該信号送信装置が位置する地理的ゾーンに応じて行うことができる。よって、高い精度を要しないゾーン内に信号送信装置がある場合、例えば２つの保管ゾーン間を移動している場合には、第１の受信局による地理的測位は、到達範囲の観点と所望の地理的測位精度レベルの観点との両方から適したインフラストラクチャを提供し、より高い精度を要するゾーン内に送信装置が入った場合には、第２の受信局による地理的測位によって、このゾーンについては、当該ゾーンにのみ適したインフラストラクチャを要する精度を増大することができる。

また上述の特徴により、信号送信装置のエネルギー消費量を制限することもできる。実際には、信号送信装置が第２の地理的ゾーン内にあるとき、すなわち第２の受信局が第２の信号を受信できるゾーン内にあるときのみ、信号送信装置による第２の信号の送信をアクティベートする。このようにして、第１の無線信号を用いて測位することにより送信装置が第２の地理的ゾーン内にないと判断される限りは、送信装置は第２の無線信号を送信するためのエネルギーを消費することがなくなる。

他の有利な実施形態では、上述のような地理的測位方法は以下の特徴のうち１つ又は複数を有することができる。

一実施形態では、送信指令信号の送信前、第２の受信局は第２のゾーンから送信された第２の周波数の無線信号を受信できないインアクティブ状態にあり、当該方法はさらに、送信指令信号の送信前に、
－第２の地理的ゾーンから送信された第２の周波数の無線信号を受信するように第２の受信局が設定されるように第２の受信局をアクティベートするアクティベート信号を第２の受信局へ送信するステップ
を含む。

かかる特徴により、第２の受信局のエネルギー消費量を制限することができる。実際には、第１の無線信号を用いて信号送信装置が第２の地理的ゾーン内すなわち第２の受信局が第２の無線信号を受信できるゾーン内において測位された場合のみ、第２の受信局がアクティベートされてエネルギーを消費する。

一実施形態では、
－所定の第２の地理的ゾーンは複数の地理的サブゾーンを含み、
－複数の第２の受信局は第２の受信局の複数の群を含み、第２の受信局の各群は、１つの対応する地理的サブゾーンから送信された第２の周波数の無線信号を受信することができ、
－信号送信装置の地理的位置が所定の第２の地理的ゾーン内に含まれていることを検出するステップは、信号送信装置の地理的位置が複数の地理的サブゾーンのうち特定の地理的サブゾーンに含まれることを検出することを含み、
－第２の受信データは、当該特定の地理的サブゾーン内において第２の周波数で送信された無線信号を受信できる特定の群の第２の受信局による第２の無線信号の受信により得られるものである。

かかる特徴により、複数の各群の第２の受信局が設置されている複数の連結された地理的ゾーン内において信号送信装置の地理的測位を行うことができる。よって、信号送信装置が第２の地理的ゾーンの複数の異なるサブゾーン内を移動しているとき、複数の異なる群の第２局を用いて当該信号送信装置の地理的測位を行うことができる。

一実施形態では、送信指令信号の送信前、第２の受信局は、第２の地理的ゾーンから第２の周波数の無線信号を受信できないインアクティブ状態にあり、当該方法はさらに、送信指令信号の送信前であって、信号送信装置の地理的位置が前記特定の地理的サブゾーンに含まれていることを検出した後、
－第２の周波数の無線信号を受信するように第２の受信局を設定するように前記特定の群の第２の受信局をアクティベートするためのアクティベート信号を前記特定の群の第２の受信局へ送信するステップ
を含む。

かかる特徴により、第２の受信局の群のうち特定の地理的サブゾーン内の第２の信号を受信できる第２の受信局のみがアクティベートされ、これによりインフラストラクチャのエネルギー消費量が抑えられる。

一実施形態では、当該方法はさらに、信号送信装置の第２の地理的位置を計算した後、
－信号送信装置の地理的位置が前記特定の地理的サブゾーン外に位置することを検出するステップと、
－第２の受信局をインアクティブ状態にするためのデアクティベート信号を第２の受信局の前記特定の群の第２の受信局に対して送信するステップと、
を含む。

かかる特徴により、第２の受信局が第２の無線信号を受信できないサブゾーン以外のサブゾーンから当該第２の無線信号が送信されるとき、当該第２の受信局はデアクティベートされており、これにより当該第２の無線信号を受信するためのエネルギーを消費しなくなる。

一実施形態では、当該方法はさらに、信号送信装置の第２の地理的位置を計算した後に、
－信号送信装置の地理的位置が第２の地理的ゾーン外に位置することを検出するステップと、
－信号送信装置による第２の周波数の第２の無線信号の送信を中断するために送信指令信号の終了を信号送信装置へ送信するステップと、
を含む。

かかる特徴により、信号送信装置のエネルギー消費量が削減される。実際には、信号送信装置の地理的測位を第２の受信局によって行えるゾーン内に当該信号送信装置が存在しなくなったとき、信号送信装置は第２の信号を送信するためのエネルギーを消費することを終了する。

一実施形態では、当該方法はさらに、
－信号送信装置の地理的位置が第２の地理的ゾーン外に位置することを検出するステップと、
－第２の受信局をインアクティブ状態にするためのデアクティベート信号を第２の受信局へ送信するステップと、
を含む。

かかる特徴により、信号送信装置が第２の地理的ゾーン外にあるときに第２の受信局はデアクティベートされ、これにより第２の無線信号を受信するためのエネルギーを消費しなくなる。

一実施形態では、第１の信号の受信データは、当該第１の無線信号を受信した第１の受信局ごとに、当該第１の無線信号の識別データと、当該第１の無線信号の受信日時のデータと、当該第１の受信局の位置データと、を含む。

一実施形態では、第１の無線信号の受信データはさらに、当該第１の無線信号の受信強度のデータを含む。

一実施形態では、第２の信号の受信データは、複数の第２の受信局のうち当該第２の無線信号を受信した第２の受信局ごとに、当該第２の無線信号の識別データと、当該第２の無線信号の受信日時のデータと、当該第２の受信局の位置データと、を含む。

一実施形態では、第２の無線信号の受信データはさらに、第２の受信局ごとに、当該第２の無線信号の受信角度と受信強度とを含む。

一実施形態では、第１の周波数は第２の周波数より低い。

一実施形態では、第１の無線信号はＬｏＲａ通信プロトコルのフレームである。

一実施形態では、第１の周波数は４３３ＭＨｚ、８６８ＭＨｚ及び９１５ＭＨｚの周波数群に含まれるものである。

一実施形態では、第２の無線信号はＵＷＢ通信プロトコルのフレームである。

一実施形態では、第２の周波数は３ＧＨｚ～１０ＧＨｚの間に含まれるものであり、好適には６ＧＨｚ～８ＧＨｚの間に含まれるものである。

一実施形態では、本発明はさらに、信号送信装置の地理的測位を行うためのシステムも提供し、当該地理的測位システムは、
－第１の地理的カバレッジゾーンを成す複数の第１の受信局であって、信号送信装置によって第１の周波数で第１の地理的カバレッジゾーンから送信された第１の無線信号を受信し、当該第１の無線信号の受信により得られる第１の受信データを生成するように構成された第１の受信局と、
－第１の地理的カバレッジゾーンに含まれる所定の第２の地理的ゾーンから第１の周波数とは異なる第２の周波数で当該信号送信装置によって送信された第２の無線信号を受信するように構成された複数の第２の受信局であって、第２の無線信号の受信により得られる第２の受信データを生成するように構成された第２の受信局と、
－通信ネットワークであって、第１の受信局が当該通信ネットワークに接続されて、当該通信ネットワークを介して遠隔サーバへ第１の受信データを送信するように構成されていると共に、第２の受信局が当該通信ネットワークに接続されて、当該通信ネットワークを介して当該遠隔サーバへ第２の受信データを送信するように構成されている通信ネットワークと、
を備えており、遠隔サーバは、
－前記第１の地理的カバレッジゾーン内における信号送信装置の第１の地理的位置を前記第１の受信データから計算し、
－信号送信装置の地理的位置が所定の第２の地理的ゾーン内に含まれていることを検出し、
－信号送信装置による第２の無線信号の送信をトリガするための送信指令信号を信号送信装置へ送信し、
－第２の地理的ゾーン内における信号送信装置の第２の地理的位置を第２の受信データから計算する
ように構成されている。

一実施形態では第２の受信局は、第２の周波数の無線信号を第２のゾーンから受信することができないインアクティブ状態、又は、第２の周波数の無線信号を第２の地理的ゾーンから受信できるアクティブ状態をとることができるように構成されている。

一実施形態では遠隔サーバは、送信指令信号の送信前、第２の受信局に対するアクティベート信号を送信するように構成されている。

一実施形態では、所定の第２の地理的ゾーンは複数の地理的サブゾーンを含み、複数の第２の受信局は第２の受信局の複数の群を含み、第２の受信局の各群は、各対応する地理的サブゾーンから送信された第２の周波数の無線信号を受信することができる。

一実施形態では遠隔サーバは、信号送信装置の地理的位置が複数の地理的サブゾーンのうち特定の地理的サブゾーンに含まれることを検出し、特定の地理的サブゾーンに関連付けられた第２受信局群の第２の受信局に対してアクティベート信号を送信するように構成されている。

一実施形態では遠隔サーバは、信号送信装置の地理的位置が前記特定の地理的サブゾーン外に位置することを検出し、前記特定の群の第２受信局に対してデアクティベート信号を送信するように構成されている。

一実施形態では遠隔サーバは、信号送信装置の地理的位置が第２の地理的ゾーン外に位置することを検出し、信号送信装置による第２の周波数の第２の無線信号の送信を中断するために送信指令信号の終了を信号送信装置へ送信するように構成されている。

一実施形態では遠隔サーバは、信号送信装置の地理的位置が第２の地理的ゾーン外に位置することを検出し、第２の受信局へデアクティベート信号を送信するように構成されている。

一実施形態では、本発明は信号送信装置も提供し、当該信号送信装置は、
－第１の無線信号を第１の周波数で送信できる第１の通信モジュールと、
－第１の周波数とは異なる第２の周波数で第２の無線信号を送信できる第２の通信モジュールであって、当該信号送信装置が第１の無線信号のみ送信できるインアクティブ状態、又は、当該信号送信装置が第１の無線信号及び第２の無線信号を送信できるアクティブ状態をとるように設定可能である第２の通信モジュールと、
－第２の無線信号の送信を指令する信号を受信できる受信モジュールであって、当該送信指令信号の受信に基づき、第２の通信モジュールをインアクティブ状態からアクティブ状態に切り替えるように構成された受信モジュールと、
を備えている。

一実施形態では受信モジュールは、送信指令信号の終了を受信することができ、送信指令信号の前記終了の受信に基づき、第２の通信モジュールをアクティブ状態からインアクティブ状態に切り替えるように構成されている。

添付図面を参酌して、本発明の幾つかの特定の実施形態についての以下の説明を読めば、本発明をより良好に理解することができ、また、本発明の他の目的、詳細、構成及び利点がより明らかとなる。以下の説明は単なる例示であって非限定的なものである。

複数の第１の受信局を含むワイドエリア通信ネットワークにおける無線信号送信オブジェクトの概略図であり、当該ワイドエリア通信ネットワークのカバレッジゾーンには、複数の第２の受信局が配置された第２の地理的ゾーンが含まれている。 図１の信号送信装置の地理的測位を行うための方法の連続したステップを示す図である。 第２の地理的ゾーン内を巡回する図１の信号送信装置の概略図であり、当該第２の地理的ゾーンは複数の地理的サブゾーンに分割されており、各地理的サブゾーン内には第２局の一群が配置されている。 信号送信装置の地理的測位中に当該信号送信装置によって実施される連続したステップを示す図である。

図１は、地理的測位対象の無線信号送信装置１を示している。かかる装置１は、無線信号を用いてデータ通信を行うことができる任意の種類のものであり、例えばＩｏＴに属する装置１等である。かかる装置１には無線通信モジュールが備え付けられているので、その特性に応じて測定データ又は計算データをやりとりすることができる。ＩｏＴに属する上記装置１は、消費エネルギーが少なく、通常は「低消費」と評価され、また、例えば２Ｋｂｐｓ未満等の非常に低いビットレート通信手段を用いるという格別な特徴を有する。

図１に示されている装置１は地理的に可動である。装置１は例えば、貨物を輸送するコンテナの識別装置である。よって、図１に示されているこの装置１は、第１の位置２から第２の位置３へ移動する。この可動の装置１の移動を追跡するため、装置１の地理的測位が行われる。

例えばＧＰＳの使用を回避すること等によって信号送信装置１の複雑性を抑えてエネルギー消費量を抑えるためには、装置１によって送信された無線信号を用いて当該装置１の地理的測位を行うことが好適である。

装置１は自己の地理的測位を行えるようにするため、第１の無線信号４を定期的及び／又は不定期的に送信する。この第１の無線信号４は、図１にて矢印６により示されているように、装置１の領域内に位置する複数の第１局５によって受信される。これらの第１局５は、受信した第１の無線信号４に関連するデータを、当該第１の無線信号４の受信側である遠隔の装置へ送信するため、例えばインターネット又はこれに類する種類のワイドエリア通信ネットワーク等のネットワーク７に接続されている。地理的測位システムにおいては、これらの第１局５はネットワーク７を介して遠隔サーバ８に接続されており、この遠隔サーバ８は、装置１の地理的位置を計算できるようにするものである。

こうするために、遠隔サーバ８は測位アプリケーション（例えばＬＢＳタイプのもの。ＬＢＳとは「Location-Based Service（位置情報サービス）」の略である）を備えている。この測位アプリケーションにより、第１の無線信号４が複数の第１局５により受信されたときに、この第１の無線信号４を送信した信号送信装置１の地理的測位を行うことができる。この地理的測位は多くの態様で行うことができ、例えば、複数の異なる局における信号の到達時点に基づくＴＤｏＡタイプ（ＴＤｏＡは「Time Differential of Arrival」の略である）三角測量ベースの地理的測位法、信号品質ＲＳＳＩ（「Received Signal Strength Indication」の略）及び／若しくはＳＮＲ（「Signal to Noise Ratio（信号雑音比）」の略）に基づく三角測量ベースの地理的測位法、又は、異なる局における信号の到達角度に基づく三角測量ベースの地理的測位法ＡｏＡ（「Angle of Arrival」の略）等により行うことができる。

よって、第１局５が第１の無線信号４を受信すると、各第１局５は遠隔サーバ８へ当該第１の無線信号４の第１の受信データを送信する。第１の無線信号４のこの第１の受信データは例えば、第１の無線信号４の識別子、第１の無線信号４の受信日時、第１の無線信号４の受信品質についての情報、第１の無線信号４の受信角度、第１局５の識別子及び／又は地理的位置等である。このようにして、第１の無線信号４のこれらの受信データにより遠隔サーバ８は装置１の地理的位置を計算することができる。

通信モジュールのネットワークを実装するため、複数の無線アクセス技術が利用可能となっている。引用できる技術の単なる例示かつ非限定的な例には、ＬｏＲａ（登録商標）、Ｓｉｇｆｏｘ（登録商標）、又はＷＭバス（Wireless Meter Bus）も含まれており、これらは特に、それぞれ異なる変調形式に基づいている。これらの技術は長距離通信を提供するという共通の特徴を有し、この長距離通信により、局のカバレッジを拡大して局数を削減することができる。

図１には、長距離受信技術を用いる３つの第１局５が示されており、本明細書ではその一例としてＬｏｒａＷａｎ技術を例示する。信号送信装置１は第１の通信モジュールを備えており、この第１の通信モジュールもＬｏｒａＷａｎ技術に適した特性に基づく第１の無線信号４を送信することにより、第１局５がこの第１の無線信号４を受信できるようになっている。装置１はまた、第１の通信モジュール又は別の受信モジュールを用いてＬｏｒａＷａｎ技術に適した特性の信号を受信することもできる。よって、図１に示されており上述の技術を用いる第１局５が合わさって、当該第１局５により第１の無線信号４を受信できる第１の地理的カバレッジゾーンを成す。

しかし、装置１の地理的測位を行うために要する精度は、信号送信装置の位置に依存して異なり得る。よって、装置１の地理的測位の所要精度は、当該装置１が外にあるとき、例えば２国間又は２つの遠隔地域間を移動している間と、当該装置１が屋内又は特定のゾーン内に位置しているとき、例えば保管倉庫又は積荷ドック又は商業港に位置するときとでは異なる。

装置１の地理的測位の精度はとりわけ、装置１と第１局５との間で使用される通信技術に依存する。実際には、長距離通信が地理的測位用途において提供する精度は限られている。よって、例えばＬｏｒａＷａｎ技術により、各局の周囲１５ｋｍ等の距離にわたるカバレッジを実現することができ、また５０ｍ等のオーダの地理的測位精度を実現することができる。

逆に、格段に高い精度を提供するが局の周囲のカバレッジ範囲が格段に小さい技術も存在する。例えば、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）技術は５０ｃｍのオーダの地理的測位精度を実現できるが、当該技術を使用したときの信号送信装置と受信局との間の通信距離は１０～２０ｍに減少する。

図１は、第１の地理的ゾーンに含まれる第２の地理的ゾーン９を示している。この第２の地理的ゾーン９は第１の地理的ゾーンより小さいサイズであり、装置１の地理的測位精度に関する要求が第１の地理的ゾーンの他の部分より厳しいゾーンに該当する。一例として、この第２の地理的ゾーンは、例えば倉庫等の建物１０内部又は港保管ゾーン等の所定の外部ゾーンに位置するゾーンに該当し得る。

複数の第２の受信局１１が、所望の地理的測位精度を提供する技術により上述の第２の地理的ゾーン９から送信された無線信号を受信するように構成されている。換言すると、第２の地理的ゾーン９は、第１局５と比較してカバレッジ範囲が小さいが地理的測位精度が良好である複数の第２局１１のカバレッジのゾーンに該当する。例えば第２局１１は、ＵＷＢ技術を用いて第２の地理的ゾーン９から送信された無線信号を受信するように構成されたＵＷＢ局である。上述の第２の受信局は、適切な精度を可能にする他の類似の技術、すなわち、第１局５により提供される精度より高い精度を可能にする他の類似の技術を用いることも可能であることが明らかである。例えばFaheem Zafari、Athanasios Gkelias及びKin K. Leungによる文献“A Survey of Indoor Localization Systems and Technologies”（発行日：２０１７年９月４日、参照番号ａｒＸｉｖ（アーカイヴ）：１９０９．０１０１５ｖ１）等に、使用できる他の高精度及び低精度の無線測位技術が記載されている。

装置１は有利には第２の通信モジュールを備えており、この第２の通信モジュールは、ＵＷＢ技術に適した特性の第２の無線信号２１を送信するように構成されており、第２局１１はこの第２の無線信号２１を受信することができる。しかし第２の通信モジュールは、装置１が第２の無線信号２１を送信しないインアクティブ状態、又は、装置１が第２の無線信号２１を送信するアクティブ状態をとることができる。このアクティブ状態では、装置１の要求及び所望のコンフィギュレーションに応じて第２の無線信号２１を不定期的又は定期的に送信することができる。好適には、装置１のエネルギー消費量を抑えるため、第２のモジュールはデフォルトでは、エネルギーを消費しない又はエネルギー消費量が僅かであるインアクティブ状態におかれる。

図２は、要求に適した精度で簡単かつ経済的に信号送信装置１の地理的測位を行える地理的測位方法の連続したステップを示す図である。装置が図１に示されているように第１の地理的ゾーン内かつ第２の地理的ゾーン９外の第１の位置２にあるとき、装置１は第１の無線信号４を送信する。上記にて説明したように、この第１の位置２から送信された第１の無線信号４は３つの第１局５によって受信される（ステップ１３）。第１局５による第１の無線信号４の受信に関する受信データは、遠隔サーバへ送信される（ステップ１４）。その後、この遠隔サーバ８はこの第１の無線信号４から装置１の位置を計算する（ステップ１５）。

その後、遠隔サーバ８は装置１の計算位置と第２の地理的ゾーン９の座標とを比較する（ステップ１６）。換言すると、遠隔サーバ８は装置１の計算位置を解析することにより、装置１が第２の地理的ゾーン９内に位置するか又は第２の地理的ゾーン９外に位置するかを判断する。こうするためには、遠隔サーバ８は、第２の地理的ゾーン９を定義する座標に関する情報を記憶したデータベースを備えることができ、又は、かかるデータベースを参照することができる。

装置１が高い精度を要するゾーン外にあることを遠隔サーバが検出した場合（ステップ１７）、例えば第１の位置２等の場合、遠隔サーバ８は、装置１が第２の地理的ゾーン９に移動したか否かを分析するため、もう１つの第１の無線信号４の受信に相当する第１の受信データが来るまで待機し続ける。場合によっては遠隔サーバ８は、装置１の位置に関する情報を必要とし得るサードパーティ装置へ、装置１の計算位置を送信する。

他方、図１において矢印１８により示されているように、装置１が移動して第２の地理的ゾーン９に入った場合には、図１にて第２の位置３により示されているように、第１の無線信号４は第２の地理的ゾーン９から送信される。よって、遠隔サーバが装置１の計算位置を第２の地理的ゾーン９の座標と比較すると（ステップ１６）、遠隔サーバ８は、この第２の位置３にある装置１が第２の地理的ゾーン９内に位置することを検出する（ステップ１９）。このことにより、遠隔サーバ８は、装置１によるＵＷＢ信号の送信を命令する指令信号を装置１へ送信する（ステップ２０）。

この指令信号は有利には、第１局５によって装置１へ中継される。よって、指令信号は第１局５によって装置１へ、すなわち、例えばＬｏｒａＷａｎ技術等の第１局５の技術に合致する無線特性に応じて、第１局５の第１の通信モジュール又は第１局５の別の受信モジュールから中継される。したがって、第１局５を経由して中継された指令信号を装置１が受信するためには、当該装置１の第２の通信モジュールを予めアクティベートする必要はない。よって装置１の第２の通信モジュールは、この指令信号を受信するまでインアクティブ状態に留まることができ、このことにより装置１の消費量が抑えられる。

装置１は、指令信号を受信すると、ＵＷＢ技術の特性に合致する第２の無線信号２１を送信するため、自己のＵＷＢ無線送信器すなわち第２の通信モジュールをアクティベートする。該当の指令信号を受信した後にＵＷＢ技術により第２の無線信号２１を送信するために第２の通信モジュールをアクティベートすることによって、装置１におけるエネルギーを削減することができ、第２の通信モジュールは当該指令信号を受信しない限り第２の無線信号２１を送信するためのエネルギーを消費しないことが可能になる。

この第２の無線信号２１は、図１にて矢印２３により示されているように、複数の異なる第２局１１によって受信される（ステップ２２）。第１局５と同様に、第２局１１は通信ネットワーク７を介して第２の受信データを遠隔サーバ８へ送信する（ステップ２４）。この第２の受信データには例えば、第２の無線信号２１の受信日時、当該第２の無線信号２１の受信角度、第２の無線信号２１の受信品質、第２局１１の地理的座標等が含まれる。これらの第２の受信データは、遠隔サーバ８によって信号送信装置１の高精度の位置を計算するために（ステップ２５）、すなわち、第１の無線信号４から計算された位置の精度より高い精度で計算するために使用される。この高精度の位置は場合によっては、要求に依存して遠隔サーバによって送信又は使用される。例えば、装置１の高精度の位置は、仕分けセンター倉庫において多数の他のオブジェクトの中から信号送信装置を検索するために、在庫管理アプリケーションへ送信される。

装置１が第２の無線信号２１を送信するときには、装置１は定期的又は不定期的に第１の無線信号４の送信も継続する。遠隔サーバ８は、第１の受信データから装置１の位置を計算して、第１の受信データから計算されたこの位置と第２の地理的ゾーン９の座標と比較することを継続する（ステップ２６）。このように第１の受信データを用いて装置１の位置を確認することにより（ステップ２６）、遠隔サーバ８は装置１の移動を確認することができ、とりわけ、装置１が第２の地理的ゾーン９外へ移動した時期を検出することができる。装置１が第２の地理的ゾーン９から離れたことを遠隔サーバが検出しない限り、遠隔サーバは、第２の受信データを用いた装置１の高精度の位置の計算と並行して、第１の受信データを用いて当該装置１の位置を確認し続ける（ステップ２７）。

第２の地理的ゾーン９外の位置に装置１が移動したことを遠隔サーバ８が検出した場合（ステップ２８）、遠隔サーバ８は送信を停止するためのＵＷＢ指令信号を装置１へ送信する（ステップ２９）。この停止信号は例えば第１局５によって中継される。実際には、装置１は第２の地理的ゾーン９から離れたので、装置１は第２局１１のカバレッジゾーン内にはいなくなり、それゆえ、前記第２局１１は第２の無線信号２１を受信して、装置１の高精度の位置の計算を行うための第２の受信データを遠隔サーバ８へ送信することができなくなる。装置１におけるエネルギーを削減するため、装置１は、送信を停止するためのＵＷＢ指令信号の受信に基づいて、ＵＷＢモードで送信を行う自己の第２の通信モジュールをデアクティベートして第２の無線信号２１の送信を停止する。

好適な一実施形態では、ＵＷＢモードで送信を行う装置１の第２の通信モジュールと同様に、第２局１１は、ＵＷＢ無線信号を受信できるアクティブ状態、又は、ＵＷＢモードで上述の無線信号を受信できないインアクティブ状態をとることができ、これによりエネルギー消費量を削減することができる。よって、第２局１１はエネルギー消費量を削減するため、デフォルトでは後者の状態におかれる。しかし、第２局１１はこのインアクティブ状態では、第１局５と装置１との通信技術、典型的にはＬｏｒａ技術を用いて、無線信号を聴取している。

装置１が第２の地理的ゾーン内にあることを遠隔サーバが検出した場合（ステップ１９）、遠隔サーバは第２局１１へアクティベート信号を送信する（ステップ３１）。このアクティベート信号は、ＵＷＢ送信指令信号を装置１へ送信する前又はそれと同時に送信することができる。この信号は、第１局５を介して装置１へ送信されるＵＷＢモード送信指令信号と共通の信号とすることもできる。

第２局１１は、このアクティベート信号を受信すると、第２の地理的ゾーン９内で送信された第２の無線信号２１を拾うことができるＵＷＢアクティブ聴取状態に切り替わる。

逆に、装置１が第２の地理的ゾーン９から離れたことを遠隔サーバ８が検出すると（ステップ２８）、遠隔サーバ８は第２局１１へデアクティベート信号を送信する（ステップ３３）。第２局１１は、このデアクティベート信号の受信に基づいてアクティブ状態からインアクティブ状態に切り替わり、これにより第２局１１のエネルギー消費量が削減される。

図３は、第２の地理的ゾーンが複数のサブゾーン３２に分割された一変形態様を示す。これらのサブゾーン３２は対で連結されており、場合によっては共通のカバレッジ部分を共有する。各サブゾーン３２は、第２の地理的ゾーン９をカバーする複数の第２局１１のうち特定の一群の第２局１１に関連付けられている。デフォルトでは、第２局１１の複数の群の第２局１１はインアクティブ状態におかれる。装置１が第２の地理的ゾーン９内にあることを遠隔サーバ８が検出すると（ステップ１９）、遠隔サーバ８は、第１の受信データから計算された装置１の位置と、複数のサブゾーン３２の地理的座標とを比較する。第２の地理的ゾーン９を構成する複数のサブゾーン３２の座標は、第２の地理的ゾーン９の座標と同様、データベースに記憶されている。遠隔サーバ８はこのようにして、装置１が位置する特定のサブゾーン３２を特定する。第２局１１のアクティベート信号（ステップ３１）は、この特定されたサブゾーン３２に関連付けられた第２局１１へのみ送信される。

遠隔サーバ８が装置１の位置を確認すると（ステップ２６）、遠隔サーバは、装置１が新たなサブゾーン３２へ移動したか否かを確認する。装置が新たなサブゾーン３２へ入ったことを遠隔サーバ８が検出した場合、遠隔サーバ８は、この新たなサブゾーン３２に関連付けられた第２局１１へアクティベート信号を送信する。また、アクティベートされた第２局１１の群に関連付けられているサブゾーン３２外へ装置１が移動したことを遠隔サーバ８が検出した場合には、遠隔サーバ８はこの群の第２局１１へデアクティベート信号を送信する。

上記の地理的測位システムにより、広範囲すなわち長距離では第１局５によって精度を下げて、なおかつ、より小さい範囲すなわち短距離では第２局１１によって精度を上げて、必要とされる地理的測位精度に依存して地理的測位を行うことができる。かかるシステムにより、設置が容易で低消費である低コストのインフラストラクチャを用いて所望の地理的測位精度を達成することができる。とりわけこのようなシステムにより、所定のゾーン内では、信号送信装置１に組み込まれたＧＰＳを必要とせずに高い地理的測位精度を達成することができる。

図４は、信号送信装置の地理的測位中に当該信号送信装置によって行われる連続したステップを示す図である。

上記にて示したように信号送信装置１は、第１の無線信号４を第１の周波数で送信するように構成された第１の通信モジュールと、第１の周波数とは異なる第２の周波数で第２の無線信号２１を送信するように構成された第２の通信モジュールと、を備えている。エネルギーを削減するため、第２の通信モジュールはデフォルトではインアクティブ状態におかれる。

装置１は、定期的又は要求に応じて第１の無線信号４を送信する（ステップ３４）。上記にて説明したように、この第１の無線信号は装置１の地理的測位を可能にするものである。

第１の通信モジュール又は第１の通信モジュールから独立した受信モジュールは、装置１に対する指令無線信号を連続的に聴取するようにも構成されている（ステップ３５）。

装置１は、この送信指令信号を受信すると（ステップ３６）第２の通信モジュールをアクティベートする（ステップ３７）。これにより、装置１は第１の無線信号４の送信を継続しながら（ステップ３４）、不定期的又は定期的に第２の無線信号２１を送信する（ステップ３８）。

また、装置１は送信終了指令信号を受信すると（ステップ３９）、第２の通信モジュールをデアクティベートして（ステップ４０）第２の無線信号２１の送信を終了し（ステップ４１）、第１の無線信号（４）の送信のみを継続する。

複数の特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、ここに記載されている手段の技術的な均等手段及びその提供される組み合わせは、本発明の範囲に属することを条件として、全て本発明に含まれることと明確に解される。

ここで表現されている要素の一部、とりわけ信号送信装置のゲートウェイ又は通信モジュール及び／若しくは受信モジュールの構成要素は、種々の形式で、個別又は分散形式で、ハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素を用いて製造することができる。使用できるハードウェア構成要素は、特定用途集積回路ＡＳＩＣ、プログラマブルロジックアレイＦＰＧＡ又はマイクロプロセッサである。ソフトウェア構成要素は種々のプログラミング言語で記述することができ、例えばＣ言語、Ｃ＋＋言語、Ｊａｖａ又はＶＨＤＬ等で記述することができる。上記記載は限定列挙ではない。

動詞「含む」又は「備える」及びこれらの活用形の使用は、請求項に記載されている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。

請求項では、括弧内の符号は当該請求項の限定と解釈すべきものではない。

Claims (14)

1. サーバによって実行される、信号送信装置（１）の地理的測位方法であって、
   －前記信号送信装置（１）によって第１の周波数で送信された第１の無線信号（４）を第１の地理的カバレッジゾーンを成す複数の第１の受信局（５）が受信すること（１３）で得られた第１の受信データを取得するステップ（１４）と、
   －前記第１の地理的カバレッジゾーン内における前記信号送信装置（１）の第１の地理的位置を前記第１の受信データから計算するステップ（１５）と、
   －計算された前記信号送信装置の前記第１の地理的位置と、前記第１の地理的カバレッジゾーンに含まれる所定の第２の地理的ゾーン（９）の座標と、を比較することにより（１６）、前記第２の地理的ゾーン（９）内に前記信号送信装置（１）の地理的位置が含まれていることを検出するステップ（１９）と、
   －前記信号送信装置の前記地理的位置が前記第２の地理的ゾーン内に含まれていることが検出されたことに応答して、前記第１の周波数とは異なり前記第１の周波数より高い第２の周波数での前記信号送信装置（１）による第２の無線信号（２１）の送信をトリガするための送信指令信号を前記信号送信装置（１）へ送信するステップ（２０）と、
   －前記第２の地理的ゾーン（９）から送信された前記第２の周波数の無線信号を受信できる複数の第２の受信局（１１）が前記第２の無線信号（２１）を受信すること（２２）で得られた第２の受信データを取得するステップ（２４）と、
   －前記第２の地理的ゾーン（９）内における前記信号送信装置（１）の第２の地理的位置を前記第２の受信データから計算するステップ（２５）と、
   を含むことを特徴とする地理的測位方法。
2. 前記送信指令信号の送信（２０）前、
   前記第２の受信局（１１）は、前記第２の地理的ゾーン（９）から送信された前記第２の周波数の無線信号を受信できないインアクティブ状態にあり、
   前記地理的測位方法はさらに、前記送信指令信号の送信（２０）前に、
   －前記第２の地理的ゾーン（９）から送信された前記第２の周波数の無線信号を受信するように前記第２の受信局（１１）が設定されるように前記第２の受信局（１１）をアクティベートするアクティベート信号を前記第２の受信局（１１）へ送信するステップ（３１）
   を含む、請求項１記載の地理的測位方法。
3. －所定の前記第２の地理的ゾーン（９）は複数の地理的サブゾーン（３２）を含み、
   －前記複数の第２の受信局（１１）は第２の受信局（１１）の複数の群を含み、第２の受信局（１１）の各群は、１つの対応する前記地理的サブゾーン（３２）から送信された前記第２の周波数の無線信号を受信することができ、
   －前記信号送信装置（１）の前記地理的位置が所定の前記第２の地理的ゾーン（９）内に含まれていることを検出するステップ（１９）は、前記信号送信装置（１）の前記地理的位置が前記複数の地理的サブゾーン（３２）のうち特定の地理的サブゾーン（３２）に含まれることを検出することを含み、
   －前記第２の受信データは、前記特定の地理的サブゾーン（３２）内において前記第２の周波数で送信された無線信号を受信できる特定の群の第２の受信局（１１）による前記第２の無線信号（２１）の受信により得られるものである、
   請求項１記載の地理的測位方法。
4. 前記送信指令信号の送信（２０）前、前記第２の受信局（１１）は、前記第２の地理的ゾーン（９）から前記第２の周波数の無線信号を受信できないインアクティブ状態にあり、
   前記地理的測位方法はさらに、前記送信指令信号の送信前であって、前記信号送信装置
   （１）の前記地理的位置が前記特定の地理的サブゾーン（３２）に含まれていることを検出した後（１９）に、
   －前記第２の周波数の前記第２の無線信号（２１）を受信するように前記第２の受信局（１１）を設定するためのアクティベート信号を前記特定の群の第２の受信局（１１）へ送信するステップ
   を含む、請求項３記載の地理的測位方法。
5. 前記地理的測位方法はさらに、前記信号送信装置（１）の前記第２の地理的位置を計算した後、
   －前記信号送信装置（１）の前記地理的位置が前記特定の地理的サブゾーン（３２）外に位置することを検出するステップと、
   －前記第２の受信局（１１）をインアクティブ状態にするためのデアクティベート信号を前記特定の群の第２の受信局（１１）に対して送信するステップと、
   を含む、請求項４記載の地理的測位方法。
6. 前記地理的測位方法はさらに、前記信号送信装置（１）の前記第２の地理的位置を計算した（２５）後に、
   －前記信号送信装置（１）の前記地理的位置が前記第２の地理的ゾーン（９）外に位置することを検出するステップ（２８）と、
   －前記信号送信装置（１）による前記第２の周波数の前記第２の無線信号（２１）の送信を中断するために送信指令信号の終了を前記信号送信装置（１）へ送信するステップ（２９）と、
   を含む、請求項１から５までのいずれか１項記載の地理的測位方法。
7. 前記地理的測位方法はさらに、
   －前記信号送信装置（１）の前記地理的位置が前記第２の地理的ゾーン（９）外に位置することを検出するステップ（２８）と、
   －前記第２の受信局（１１）をインアクティブ状態にするためのデアクティベート信号を前記第２の受信局（１１）へ送信するステップ（３３）と、
   を含む、請求項１から６までのいずれか１項記載の地理的測位方法。
8. 前記第１の受信データは、当該第１の無線信号を受信した前記第１の受信局（５）ごとに、当該第１の無線信号（４）の識別データと、当該第１の無線信号（４）の受信日時のデータと、当該第１の受信局（５）の位置データと、を含む、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の地理的測位方法。
9. 前記第１の無線信号（４）の受信データはさらに、当該第１の無線信号（４）の受信強度のデータを含む、
   請求項８記載の地理的測位方法。
10. 前記第２の受信データは、前記複数の第２の受信局（１１）のうち当該第２の無線信号（２１）を受信した前記第２の受信局（１１）ごとに、当該第２の無線信号（２１）の識別データと、当該第２の無線信号（２１）の受信日時のデータと、当該第２の受信局（１１）の位置データと、を含む、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の地理的測位方法。
11. 前記第２の無線信号（２１）の受信データはさらに、前記第２の受信局（１１）ごとに、当該第２の無線信号（２１）の受信角度と受信強度とを含む、
    請求項１０記載の地理的測位方法。
12. 前記第１の無線信号（４）はＬｏＲａＷａｎ通信プロトコルのフレームである、
    請求項１から１１までのいずれか１項記載の地理的測位方法。
13. 前記第２の無線信号（２１）はＵＷＢ通信プロトコルのフレームである
    請求項１から１２までのいずれか１項記載の地理的測位方法。
14. 信号送信装置（１）の地理的測位を行うためのシステムであって、
    －第１の地理的カバレッジゾーンを成す複数の第１の受信局（５）であって、前記信号送信装置（１）によって第１の周波数で前記第１の地理的カバレッジゾーンから送信された第１の無線信号（４）を受信し、当該第１の無線信号（４）の受信により得られる第１の受信データを生成するように構成された第１の受信局（５）と、
    －前記第１の地理的カバレッジゾーンに含まれる所定の第２の地理的ゾーン（９）から第１の周波数とは異なる第２の周波数で前記信号送信装置（１）によって送信された第２の無線信号（２１）を受信するように構成された複数の第２の受信局（１１）であって、前記第２の無線信号（２１）の受信により得られる第２の受信データを生成するように構成された第２の受信局と、
    －通信ネットワーク（７）であって、前記第１の受信局（５）が当該通信ネットワーク（７）に接続されて、当該通信ネットワーク（７）を介して遠隔サーバ（８）へ前記第１の受信データを送信するように構成されていると共に、前記第２の受信局（１１）が当該通信ネットワーク（７）に接続されて、当該通信ネットワーク（７）を介して当該遠隔サーバ（８）へ前記第２の受信データを送信するように構成されている通信ネットワーク（７）と、
    を備えており、
    前記遠隔サーバ（８）は、
    －前記第１の地理的カバレッジゾーン内における前記信号送信装置（１）の第１の地理的位置を前記第１の受信データから計算し、
    －計算された前記信号送信装置の前記第１の地理的位置と、前記第２の地理的ゾーン（９）の座標と、を比較することにより（１６）、前記信号送信装置（１）の地理的位置が前記所定の第２の地理的ゾーン（９）内に含まれていることを検出し、
    －前記信号送信装置の前記地理的位置が前記第２の地理的ゾーン内に位置することが検出されたことに応答して、前記信号送信装置（１）による前記第２の無線信号（２１）の送信をトリガするための送信指令信号を前記信号送信装置（１）へ送信し、
    －前記第２の地理的ゾーン（９）内における前記信号送信装置（１）の第２の地理的位置を前記第２の受信データから計算する
    ことを特徴とするシステム。
    

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