JPH1094040A - 移動体無線通信システムとその移動局の位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動局の位置を正確且つ簡単に求めることが
できる無線移動局の位置検出方法を提供する。 【解決手段】 移動局101が、測定ポイントにおける複
数の基地局105、109、110からの受信電波強度を測定し
て、測定結果を基地局を通じて制御局111に伝える。制
御局は、複数の測定ポイントにおける測定結果と測定ポ
イント位置とから、受信電波強度と移動局の位置との相
関関係をニューラルネットワークを用いて学習する。移
動局が任意の地点で測定した受信電波強度を制御局に伝
えると、制御局は、学習で得た相関関係に基づいて、そ
の測定結果をもたらす移動局の位置を推定する。測定ポ
イントの位置とそこでの受信電波強度との相関関係を学
習することにより、移動局の位置推定が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体無線通信の
移動局を携帯している人あるいは移動局を付帯する物な
どの位置を検出することを可能にする移動局位置検出方
法及びそれを実行する無線通信システムに関し、特に、
移動局の位置を高精度に検出できるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話やＰＨＳなどの移動体通信で
は、移動局における受信電波強度が基地局からの距離に
応じて変化する。そのため、移動局での複数の基地局か
ら受信する信号の受信電波強度を検出することにより、
その移動局の位置、即ち、その移動局を携帯している人
や移動局を付帯している物などの位置を検出することが
可能となる。

【０００３】しかし、従来の携帯電話やＰＨＳなど、複
数の無線ゾーンによってサービスエリアを構成する無線
通信システムでは、移動局の現在位置が、その移動局が
位置登録を行なった基地局の無線ゾーンの範囲（または
位置登録した基地局の無線ゾーンを含む複数の無線ゾー
ンから成る一斉呼出エリアの範囲）という比較的広い領
域でしか特定することができなかった。

【０００４】この移動局の位置を精密に検出するため、
例えば、特開平２−４４９２９号公報「移動体位置検出
方法」では、複数の基地局の無線ゾーンが重なり合って
いることを利用して、移動局によって受信される複数の
基地局からの受信電波強度と、それぞれの基地局の無線
ゾーンにおける電界強度地図とから、１台の基地局の無
線ゾーンよりも狭い範囲に、移動局の現在位置を特定す
る方法が提示されている。以下、特開平２−４４９２９
号公報における位置検出方法の代表的な構成の概要を、
図８を用いて説明する。

【０００５】この移動体位置検出方法を実施する無線通
信システムは、図８に示すように、各無線ゾーン805、8
06、807を有する基地局802、803、804と、この無線ゾー
ンに位置する移動局801と、基地局間あるいは基地局と
有線回線網との通信を制御する移動通信制御局808と、
移動通信制御局808を通じて得られる情報に基づいて移
動局801の位置を検出する位置情報センタ809とを備えて
おり、位置情報センタ809は、各基地局802、803、804の
受信電波強度の情報を集める位置情報送受信装置810
と、各無線ゾーン805、806、807の電界強度分布を表し
た電界強度地図811とを具備している。

【０００６】移動局801は、複数の基地局802、803、804
の無線ゾーンの重なる場所に位置しており、各基地局か
ら送信される電波を受信できる位置にいる。

【０００７】移動局801が特定の基地局との通信接続を
していない状態であれば、これらの基地局802、803、80
4の電波信号（たとえば制御チャネルを用いて間欠送信
されている、基地局の識別子などが含まれた報知情報な
ど）を受信できる。

【０００８】基地局802、803、804から報知されている
電波信号を受信した移動局801は、これらの電波強度を
測定し、各基地局に関する受信電波強度を基地局識別子
とともに、いずれかの基地局を介して、移動通信制御局
808に送信する。

【０００９】移動通信制御局808は、移動局801から受信
した基地局802、803、804の受信電波強度を位置情報セ
ンタ809内の位置情報送受信装置810に伝える。位置情報
センタ810内には、移動通信制御局808が管理するすべて
の基地局の無線ゾーンにおける電界強度分布を等電界強
度線で示した電界強度地図811が予め作成され記憶され
ている。位置情報送受信装置810において、基地局802、
803、804の電界強度地図811を重ねあわせた上で、移動
局801から受信した基地局802、803、804の受信電波強度
に該当する等電界強度線を引き、それぞれの等電界強度
線が互いに交わった領域を求めると、この領域が、移動
局801の存在する位置として検出されたことになる。

【００１０】こうして、特開平２−４４９２９号公報に
よる位置検出方法によれば、１基地局の無線ゾーンより
も狭い範囲に移動局の位置を特定することができ、精度
の高い位置検出を実現できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この特開平２
−４４９２９号公報による位置検出方法を実施するため
には、サービスエリアを構成する基地局の電界強度地図
を、予め知っていなければならない。

【００１２】一般に、ある基地局の電界強度分布は、そ
の無線ゾーンに存在する様々な障害物や反射物（屋外で
あれば、道路、家屋・ビルの壁など。屋内であれば、
床、天井、隔壁など）の影響を受けるため、この電界強
度地図を、基地局の電波特性から予測することは非常に
困難であり、基地局ごとの電界強度地図を知るために
は、電界強度計などを用いて詳細な測定を行なわなけれ
ばならない。

【００１３】実際、たとえば、文献「ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ」
Ｎｏ．９（Ｖｏｌ．44）1995、ｐｐ．769（57）〜ｐ
ｐ．774（62）「ＰＨＳ端末の構成」（中村、赤沢、
岡、水鳥）の図４（ｐ．773（61））には、住宅内にお
けるＰＨＳ基地局（親機）の電界強度分布が示されてい
るが、これを参照すると、ＰＨＳの電界強度分布が室内
において非常に複雑な形になることが明らかである。

【００１４】そのため、この方法で位置検出の精度を上
げるには、より精密な電界強度地図を測定によって求め
る必要が生じる。しかし、全ての基地局に関して、電界
強度分布を測定するには、膨大な作業量が必要となる。

【００１５】従って、特開平２−４４９２９号公報の位
置検出方法により、１基地局の無線ゾーンより細かい精
度で移動体の位置を検出することは、この電界強度地図
作成のための作業量を考えると、その実現がほとんど不
可能か、あるいは非常に困難であると言える。

【００１６】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、移動局の位置を正確且つ簡単に求めるこ
とができる無線移動局の位置検出方法、及びそれを実施
する無線通信システムを提供することを目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の移動局
の位置検出方法では、移動局が、測定ポイントにおける
複数の基地局からの受信電波強度を測定して、測定結果
を制御局に伝え、制御局が、複数の測定ポイントにおけ
る測定結果と測定ポイントの位置データとから、受信電
波強度と移動局の位置との相関関係をニューラルネット
ワークを用いて学習する。そして、移動局から、任意の
地点で測定された複数の基地局からの受信電波強度の測
定結果が送られてくると、制御局は、学習で得た受信電
波強度と移動局位置との相関関係に基づいて、この測定
結果をもたらす移動局の位置を推定する。

【００１８】また、制御局が学習したニューラルネット
ワークの構成を移動局に伝え、移動局が、複数の基地局
からの受信電波強度を測定して、その測定結果を基に現
在位置を自ら検出する。

【００１９】また、複数の基地局が、測定ポイントにお
ける移動局からの受信電波強度を測定して、測定結果を
制御局に伝え、制御局が、各基地局の測定結果と測定ポ
イントの位置データとから、各基地局での受信電波強度
と移動局の位置との相関関係をニューラルネットワーク
を用いて学習し、各基地局から、任意の地点で移動局が
発した電波に対する受信電波強度の測定結果が送られて
くると、制御局が、学習で得た相関関係に基づいて、移
動局の位置を推定する。

【００２０】また、本発明の移動体無線通信システムで
は、移動局に、複数の基地局からの受信電波強度を測定
する電波強度測定手段を設け、制御局に、測定ポイント
の位置を入力する位置入力手段と、移動局により複数の
測定ポイントで測定された受信電波強度と位置入力手段
から入力された測定ポイントの位置との相関関係を、ニ
ューラルネットワークを用いて学習する位置学習処理手
段と、この位置学習処理手段の学習した相関関係に基づ
いて、任意の地点で移動局が測定した複数の基地局から
の受信電波強度から、その測定時点における移動局の位
置を推定する位置推定処理手段とを設けている。

【００２１】また、移動局に、制御局から伝えられたニ
ューラルネットワークのパラメータを記憶する学習結果
記憶手段と、このパラメータを使ってニューラルネット
ワークを構成し、自らの位置を検出する位置算出手段と
を設けている。

【００２２】また、各基地局に電波強度測定手段を設
け、制御局に、測定ポイントの位置を入力する位置入力
手段と、各基地局で測定された移動局からの受信電波強
度と測定ポイントの位置との相関関係をニューラルネッ
トワークを用いて学習する位置学習処理手段と、各基地
局で測定された移動局からの受信電波強度を基に移動局
の位置を推定する位置推定処理手段とを設けている。

【００２３】このように、本発明では、ニューラルネッ
トワークによる学習を通じて移動局の位置を検出してい
るため、準備段階の測定作業としては、代表的な測定ポ
イントで受信電波強度を測定すれば足りる。そのため、
準備段階の作業量が少なくて済む。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、移動局と基地局と制御局とを備える移動体無線通信
システムの移動局の位置を検出する位置検出方法におい
て、移動局が、測定ポイントにおける複数の基地局から
の受信電波強度を測定して、測定結果を制御局に伝え、
制御局が、複数の測定ポイントにおける測定結果と測定
ポイントの位置データとから、受信電波強度と移動局の
位置との相関関係をニューラルネットワークを用いて学
習し、移動局が、任意の地点で測定した複数の基地局か
らの受信電波強度の測定結果を基地局を通じて制御局に
伝えると、制御局が、学習で得た受信電波強度と移動局
位置との相関関係に基づいて、この測定結果をもたらす
移動局の位置を推定するようにしたものであり、移動局
の位置とその地点における複数の基地局からの受信電波
強度との相関関係を学習することにより、任意の地点で
移動局が受信した複数の基地局の電界強度から、移動局
の位置を推定することができる。

【００２５】請求項２に記載の発明は、この測定ポイン
トが、予め決められており、各移動局が、それぞれ自ら
に対応する測定ポイントで、複数の基地局からの受信電
波強度を測定するようにしたものであり、予め位置の分
かっている測定ポイント上で測定された受信電波強度と
そのポイント位置との相関関係の学習が行なわれる。請
求項３に記載の発明は、測定ポイントを、移動局を充電
する充電器の設置位置にしたものであり、移動局が位置
の分かっている充電器に置かれて充電されている間に、
受信電波強度を測定し、制御局に報告する。制御局は、
この充電器の位置データと報告された受信電波強度とか
ら前記相関関係を学習する。

【００２６】請求項４に記載の発明は、移動局が、測定
ポイントの位置データと、測定ポイントで測定した複数
の基地局からの受信電波強度とを基地局を通じて制御局
に伝えるようにしたものであり、移動局が複数基地局か
らの受信電波強度を測定し、これを制御局に報告する際
に、ユーザの入力や他の位置検出装置を用いて自らの位
置を入力し、ともに報告する。制御局は、移動局から入
力された位置とその地点での受信電波強度とから前記相
関関係の学習を行なう。

【００２７】請求項５に記載の発明は、移動局が、同一
測定ポイントまたは任意の地点において、複数の基地局
からの受信電波強度を複数回にわたって測定し、これら
複数の測定値に統計的処理を施して求めた単一の値を最
終的な測定結果として出力するようにしたものであり、
移動局での測定結果の精度を高めることができる。

【００２８】請求項６に記載の発明は、移動局が、任意
の地点で測定した複数の基地局からの受信電波強度の測
定結果を基地局を通じて制御局に伝えると、制御局が、
学習で得た受信電波強度と移動局位置との相関関係に基
づいて、測定結果をもたらす移動局の位置を推定し、推
定結果をこの移動局に伝えるようにしたものであり、移
動局を携帯するユーザは、制御局に問合せることによっ
て、自らの位置を知ることができる。

【００２９】請求項７に記載の発明は、移動局が、他の
移動局の位置を問合せると、制御局が、他の移動局に対
して、複数の基地局からの受信電波強度を測定して報告
するように指令し、測定結果が報告されると、その測定
結果に基づいて他の移動局の位置を推定し、推定結果を
問合せのあった移動局に伝えるようにしたものであり、
移動局を携帯するユーザは、制御局に問合せることによ
って、他の移動局を携帯する人の位置を知ることができ
る。

【００３０】請求項８に記載の発明は、制御局が、移動
局の位置の推定結果を順次記憶し、新たな測定結果に基
づいて移動局の位置を推定したときには、推定した移動
局の位置が移動局の過去の位置から判断して妥当か否か
を判定し、妥当でなければ、移動局に測定を再度行なう
ように指令するものであり、この手順によって推定結果
の信頼性を高めることができる。

【００３１】請求項９に記載の発明は、請求項８の検出
方法の場合に、移動局が、一定時間間隔で複数の基地局
からの受信電波強度を測定し、測定結果を基地局を通じ
て制御局に伝えるようにしたものであり、制御局が、こ
の測定結果に基づいて移動局の位置を一定時間間隔で求
め、それを時系列的に記憶することにより、新たに推定
した移動局の位置の妥当性をより的確に判定することが
できる。

【００３２】請求項１０に記載の発明は、制御局が、移
動局から伝えられた受信電波強度を基地局と移動局との
理論的距離に換算し、この理論的距離と移動局の位置と
の相関関係をニューラルネットワークを用いて学習する
ようにしたものであり、こうすることにより、学習処理
が容易になり、学習精度を向上させることが可能にな
る。

【００３３】請求項１１に記載の発明は、移動局と基地
局と制御局とを備える移動体無線通信システムの移動局
の位置を検出する位置検出方法において、移動局が、測
定ポイントにおける複数の基地局からの受信電波強度を
測定して、測定結果を制御局に伝え、制御局が、複数の
測定ポイントにおける測定結果と測定ポイントの位置デ
ータとから、受信電波強度と移動局の位置との相関関係
をニューラルネットワークを用いて学習し、学習で得ら
れたニューラルネットワークのパラメータを移動局に伝
え、移動局が、このパラメータを使ってニューラルネッ
トワークを構成し、このニューラルネットワークを用い
て、任意の地点で測定した複数の基地局からの受信電波
強度を基に自らの位置を検出するようにしたものであ
り、移動局が、制御局に問い合わせることなく、自らの
位置を検出することができる。

【００３４】請求項１２に記載の発明は、制御局が、ニ
ューラルネットワークを用いて、受信電波強度と移動局
の位置の２進表現した座標値との相関関係を学習するよ
うに構成したものであり、高精度の位置検出を行なうこ
とができる。

【００３５】請求項１３に記載の発明は、制御局が、ニ
ューラルネットワークとして、出力層ノード間に測定地
点の構造を反映した相互結合関係を持つ相互結合ネット
ワークを用いて受信電波強度と移動局の位置との相関関
係を学習するように構成したものであり、移動局の位置
検出精度を向上させることができ、また、統計的な処理
を施すことにより、信頼性の高い位置検出が可能とな
る。

【００３６】請求項１４に記載の発明は、制御局が、ニ
ューラルネットワークを用いて、受信電波強度と移動局
が位置する部屋や区域などの広がりを持った領域との相
関関係を学習するように構成したものであり、移動局を
携帯している人間の居る部屋や区域を検出することがで
き、また、複数の場所を居場所の候補として提示するこ
とができる。

【００３７】請求項１５に記載の発明は、移動局と基地
局と制御局とを備える移動体無線通信システムの移動局
の位置を検出する位置検出方法において、各基地局が、
測定ポイントに位置する移動局より発せられた電波の受
信電波強度を測定して、測定結果を制御局に伝え、制御
局が、複数の測定ポイントにおける測定結果と測定ポイ
ントの位置データとから、受信電波強度と移動局の位置
との相関関係をニューラルネットワークを用いて学習
し、各基地局が、任意の地点に位置する移動局より発せ
られた電波の受信電波強度を測定してその測定結果を制
御局に伝えると、制御局が、学習で得た受信電波強度と
移動局位置との相関関係に基づいて、測定結果をもたら
す移動局の位置を推定するようにしたものであり、自動
車電話のように、移動局の発する電波を複数基地局で測
定する仕組みを持つシステムに容易に適用することがで
きる。

【００３８】請求項１６に記載の発明は、移動局と基地
局と制御局とを備え、制御局で移動局の位置を検出する
ことが可能な移動体無線通信システムにおいて、移動局
に、複数の基地局からの受信電波強度を測定する電波強
度測定手段を設け、制御局に、測定ポイントの位置を入
力する位置入力手段と、移動局により複数の測定ポイン
トで測定された受信電波強度と位置入力手段から入力さ
れたそれらの測定ポイントの位置との相関関係を、ニュ
ーラルネットワークを用いて学習する位置学習処理手段
と、位置学習処理手段の学習した相関関係に基づいて、
任意の地点で移動局が測定した複数の基地局からの受信
電波強度から、その測定時点における移動局の位置を推
定する位置推定処理手段とを設けたものであり、移動局
の位置検出に際して、ニューラルネットワークによる学
習を取り入れた検出方法を実施することができる。

【００３９】請求項１７に記載の発明は、移動局に、複
数の基地局からの受信電波強度を測定する電波強度測定
手段を設け、制御局に、測定ポイントの各々の位置と測
定ポイントに対応づけられた移動局の識別子とを記憶す
る位置記憶手段と、測定ポイントに対応づけられた移動
局がその測定ポイントで測定した受信電波強度と位置記
憶手段に記憶されたその測定ポイントの位置との相関関
係を、ニューラルネットワークを用いて学習する位置学
習処理手段と、位置学習処理手段の学習した相関関係に
基づいて、任意の地点で移動局が測定した複数の基地局
からの受信電波強度から、その測定時点における移動局
の位置を推定する位置推定処理手段とを設けたものであ
り、このシステムでは、予め決められた測定ポイントで
予め決められた移動局により測定された受信電波強度を
用いて学習を行なう位置検出方法を実施することができ
る。

【００４０】請求項１８に記載の発明は、測定ポイント
の位置に、移動局を充電する充電器を配置したものであ
り、移動局は、充電中に測定した受信電波強度を制御局
に報告し、制御局は、その受信電波強度と予め分かって
いる充電器の位置とを用いて学習を行なう。

【００４１】請求項１９に記載の発明は、測定ポイント
の位置に、複数の基地局からの受信電波強度を測定する
電波強度測定手段と、これを基地局を介して制御局に報
告し制御局からの制御信号を受信する送受信手段とのみ
を具備する学習データ採集器を設置したものであり、制
御局は、この学習データ採集器から定期的に、または指
令に基づいて送られてくる受信電波強度を用いて学習を
行なうことができる。請求項２０に記載の発明は、移動
局に、複数の基地局からの受信電波強度を測定する電波
強度測定手段と、自らの位置情報を入力する位置入力手
段とを設け、制御局に、移動局の電波強度測定手段によ
って測定された受信電波強度と、位置入力手段から入力
された測定時点での移動局の位置との相関関係をニュー
ラルネットワークを用いて学習し記憶する位置学習処理
手段と、位置学習処理手段の学習した相関関係に基づい
て、任意の地点で移動局が測定した複数の基地局からの
受信電波強度から、その測定時点における移動局の位置
を推定する位置推定処理手段とを設けたものであり、こ
のシステムでは、移動局が、測定した受信電波強度と共
に、ユーザの操作や他の位置検出装置を用いて自らの位
置を入力し、制御局がこれらのデータを用いて学習する
位置検出方法を実施することができる。

【００４２】請求項２１に記載の発明は、制御局に、移
動局に対して、複数の基地局からの電波強度を測定し、
これを報告させるための電波強度報告要求メッセージを
送信する電波強度報告要求手段を設けたものであり、制
御局は、必要に応じて、任意の移動局から受信電波強度
の測定データを求めることができる。

【００４３】請求項２２に記載の発明は、移動局に、電
波強度測定手段に対して、電波強度の測定要求を発行す
る自移動局位置問合手段を設け、制御局が、この電波強
度測定手段の測定した受信電波強度を受信したとき、移
動局の位置を推定して、推定結果を移動局自身に通知す
るようにしたものであり、このシステムでは、移動局の
ユーザが、自移動局位置問合手段を操作して、自身の現
在位置を制御局に問い合わせることができる。

【００４４】請求項２３に記載の発明は、移動局に、制
御局に対して他の移動局の位置を問い合わせる要求を送
信する他移動局位置問合手段を設け、制御局が、この要
求を受信すると、電波強度報告要求手段から、位置を問
い合わせられた他の移動局に対して電波強度報告要求メ
ッセージを送信し、他の移動局から電波強度の測定結果
が報告されると、それを基に他の移動局の位置を推定
し、推定結果を問い合わせを行なった移動局に通知する
ようにしたものであり、このシステムでは、移動局を携
帯するユーザが、他移動局位置問合手段を操作して、他
の移動局を携帯している人の位置を制御局に問い合わせ
ることができる。

【００４５】請求項２４に記載の発明は、制御局に有線
または無線ネットワークを介して接続する端末が、制御
局に対して移動局の位置を問い合わせると、制御局が、
電波強度報告要求手段から、移動局に対して電波強度報
告要求メッセージを送信し、移動局から電波強度の測定
結果が報告されると、それを基に移動局の位置を推定
し、推定結果を端末に通知するようにしたものであり、
このシステムでは、インターネットなどに接続されたパ
ーソナルコンピュータや、通信機能を持つ携帯端末や公
衆電話網に接続された固定電話などの端末から、移動局
を携帯している人の位置を制御局に問い合わせることが
できる。

【００４６】請求項２５に記載の発明は、制御局に、位
置推定処理手段の推定した移動局の位置の情報を時系列
的に蓄積する位置蓄積手段と、位置推定処理手段の推定
した移動局の位置が、位置蓄積手段に蓄積されている移
動局の位置の時間的な推移から判断して妥当か否かを判
定する履歴判定手段とを設け、この履歴判定手段が妥当
でないと判定したとき、電波強度報告要求手段が、移動
局に対して電波強度報告要求メッセージを送信するよう
にしたものであり、このシステムでは、基地局の電界分
布の大きな揺らぎなどに起因して、不適切な推定結果が
得られた場合、測定をやり直すことにより、推定結果の
精度を高めることができる。

【００４７】請求項２６に記載の発明は、移動局に、少
なくとも２個の周波数シンセサイザを設け、１つの周波
数シンセサイザが通話時の通信用キャリアに同調してい
るときでも、電波強度測定手段が、他の周波数シンセサ
イザを用いて、複数の基地局からの電波強度を測定でき
るようにしたものであり、移動局において、受信電波強
度の測定を、通話に妨げられずに実行することができ
る。

【００４８】請求項２７に記載の発明は、制御局に、基
地局の出力及び周波数から求められる理論的な電界強度
の距離特性に基づいて、移動局で測定された複数の基地
局からの受信電波強度から、移動局と各基地局との間の
距離を算出する距離算出手段を設け、位置学習処理手段
が、算出された距離と測定ポイントの位置との相関関係
を、ニューラルネットワークを用いて学習するようにし
たものであり、このシステムでは、学習に際して、算出
した理論上の距離を用いることにより、高精度の位置推
定が可能になる。

【００４９】請求項２８に記載の発明は、移動局に、制
御局から伝えられたニューラルネットワークのパラメー
タを記憶する学習結果記憶手段と、学習結果記憶手段に
記憶されたパラメータを使ってニューラルネットワーク
を構成し、このニューラルネットワークを用いて、任意
の地点で測定した複数の基地局からの受信電波強度を基
に自らの位置を検出する位置算出手段とを設けたもので
あり、移動局が、制御局に問い合わせることなく、自ら
の位置を検出する請求項１１の位置検出方法を実施する
ことができる。

【００５０】請求項２９に記載の発明は、制御局が、複
数の基地局からの受信電波強度を入力する入力層のノー
ドと、部屋や区域などの検出対象範囲を区画する領域の
数に相当する出力層のノードとを具備するニューラルネ
ットワークを用いて、受信電波強度と移動局が位置する
領域との相関関係を学習するように構成したものであ
り、移動局を携帯している人間の居る部屋や区域を検出
したり、複数の場所を居場所の候補として提示したりす
る請求項１４の位置検出方法を実施することができる。

【００５１】請求項３０に記載の発明は、移動局と基地
局と制御局とを備え、制御局で移動局の位置を検出する
ことが可能な移動体無線通信システムにおいて、各基地
局に、移動局より発せられた電波の受信電波強度を測定
する電波強度測定手段を設け、制御局に、測定ポイント
の位置を入力する位置入力手段と、測定ポイントの移動
局より発せられた電波に対して基地局が測定した受信電
波強度と位置入力手段から入力された測定ポイントの位
置との相関関係をニューラルネットワークを用いて学習
する位置学習処理手段と、位置学習処理手段の学習した
相関関係に基づいて、移動局より発せられた電波の各基
地局における受信電波強度から、移動局の位置を推定す
る位置推定処理手段とを設けたものであり、移動局の発
する電波を複数基地局で測定して移動局の位置を検出す
る請求項１５の位置検出方法を実施することができる。

【００５２】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００５３】（第１の実施の形態）第１の実施形態の無
線移動局の位置検出方法では、複数の基地局の電波強度
と移動局との位置関係をニューラルネットワークを用い
て学習し、その結果を用いて、移動局が測定した電波強
度から移動局の位置を推定する。

【００５４】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図１に示すように、移動局101が、移動局の動作を
制御する移動局制御部102と、基地局から受信する信号
の電波強度を測定する電波強度測定部103と、信号の送
受信を行なう移動局送受信部104とを備え、基地局105
が、基地局の動作を制御する基地局制御部106と、移動
局101との間で信号を送受信する基地局送受信部107と、
有線回線を通じて制御局111との間で信号を送受信する
基地局入出力部108とを備え、また、制御局111は、制御
局111の動作を制御する制御局制御部112と、基地局105
との間の通信を制御する通信制御部113と、電波強度の
測定ポイントの座標データが入力される位置入力部114
と、移動局の位置とその位置での受信電波強度との相関
関係をニューラルネットワークを用いて学習し記憶する
位置学習処理部115と、この相関関係に基づいて電波強
度測定値から移動局101の位置を推定する位置推定処理
部116とを備えている。なお、109及び110は他の基地局
であり、その内部構成は基地局105と同じである。

【００５５】また、図２は、この無線通信システムのシ
ステム・イメージを表したものであり、移動局201と、
無線ゾーン205、206、207を有する基地局202、203、204
と、位置入力部209、位置学習処理部210及び位置推定処
理部211を具備する制御局208とから成る。

【００５６】このシステムでは、図２に示すように、移
動局201が、複数の基地局202、203、204の各無線ゾーン
205、206、207に同時に属するような場合に、移動局201
において測定される基地局202、203、204の電波信号の
強度を基に、制御局208の位置入力部209、位置学習処理
部210、位置推定処理部211の機能によって、移動局201
の位置が検出される。

【００５７】移動局の位置検出を行なうために、システ
ムの動作としては、２つのモードが存在する。学習モー
ドと推定モードとである。

【００５８】学習モードでは、まず、制御局111の位置
入力部114から、予め決められた複数の測定ポイントに
関して、それぞれの位置座標を入力し、位置学習処理部
115に記憶しておく。

【００５９】このとき、測定ポイントには測定順序を示
す番号を割り振っておく。また、測定ポイントの位置を
示す座標系は、位置検出を行なう領域で一意に決めてお
く。この測定ポイントが何らかの手段で移動局側に伝え
られると、移動局101は、例えば、測定ポイントが地図
上の点で表される場合に、測定順序に従って、すなわち
測定ポイントの番号順に、指示された地点に赴き、各測
定ポイント上で、移動局送受信部104が受信した基地局1
05、109、110からの信号の受信電波強度を電波強度測定
部103で測定する。そして、このデータを移動局送受信
部104から、最大の電波強度である基地局105へと送信す
る。

【００６０】基地局105では、基地局送受信部107で移動
局101からの受信電波強度データを受信すると、データ
の種別を基地局制御部106が判断し、これを入出力部108
を介して、制御局111に送信する。

【００６１】制御局111では、通信制御部113を介して、
基地局105から送られた、移動局101の受信電波強度デー
タを受信し、これを制御局制御部112が判別し、位置学
習処理部115に渡す。

【００６２】このようにして、位置学習処置部115に
は、移動局101からの受信電波強度データが、測定順序
に従って伝えられ、予め位置入力部114から入力されて
いた各測定ポイントの位置座標と、それぞれの測定ポイ
ントにおける移動局101の受信電波強度データとが対応
づけられる。

【００６３】位置学習処理部115における学習は、たと
えば図３に示すようなニューラルネットワークによって
行なわれる。図３において、301は入力層、302は中間
層、303は出力層を示している。このニューラルネット
ワークは、入力層301の各ノードに、移動局で受信され
た各基地局からの受信電波強度を入力した時に、その測
定地点における移動局の位置座標を出力層303から出力
する、階層型パーセプトロンの構成となっており、ノー
ドの入出力関数はシグモイド関数などの適当な連続関数
を用いる。

【００６４】なお、このニューラルネットワークの構成
は特殊なものではなく、参考書などで典型例として参照
される周知のものなので、詳細な説明は省略する。参考
書としては多数存在するが、甘利俊一「神経回路網の数
理」産業図書(1978)、麻生英樹「ニューラルネットワー
ク情報処理」産業図書(1988)を挙げておく。

【００６５】位置学習処理部115では、対応づけされ
た、測定ポイントの位置座標と、それぞれの測定ポイン
トにおける移動局101での受信電波強度とを、このニュ
ーラルネットワークの学習データとして用いる（受信電
波強度が入力信号、位置座標が教師信号となる）。

【００６６】まず、測定ポイントにおける移動局101で
の複数基地局に関する受信電波強度を、各基地局に対応
した入力層301のノードにそれぞれ入力する。このと
き、中間層302を通して、出力層303の各ノードの出力値
が、この測定ポイントの位置座標に一致するように、ニ
ューラルネットワークの学習を行なう。具体的には、実
際の出力（電波強度を入力層301に入力したとき、出力
層303から出力される値）と、正しい位置座標との誤差
が少なくなるように、入力層301と中間層302とのノード
間の結合荷重、及び、中間層302と出力層303とのノード
間の結合荷重を変更していく（この学習則は、一般にバ
ックプロパゲーション（逆誤差伝搬方法）と呼ばれるも
のであるが、これに限るものではない。学習則に関する
詳細についても、やはり周知の技術であるので解説は省
略する。前記の参考書を参照）。

【００６７】すべての測定ポイントに関して、各基地局
に関する移動局101での受信電波強度を入力とし、その
位置座標を出力させるための学習を、収束するまで行な
う（収束条件としては、各測定ポイントにおける誤差の
和がある一定値以下になったとき、などを用いる）。学
習終了後、位置学習処理部115では入力層301〜中間層30
2と、中間層302〜出力層303とにおける各ノード間の結
合荷重を、位置推定処理部116に渡して、位置推定処理
部116がこれを記憶する。以上が、学習モードにおける
動作である。

【００６８】推定モードでは、移動局の現在位置が推定
され、ここにおいて実際の位置検出の機能が実行され
る。

【００６９】移動局101において、ある任意地点におけ
るユーザの入力指示に従ったタイミング、あるいはシス
テム動作上のタイミング、あるいは一定の時間間隔で、
移動局送受信部104が、受信可能な複数基地局からの電
波信号をそれぞれ受信し、これを電波強度測定部103が
測定する（受信及び測定のタイミングについては移動局
制御部102が制御する）。この受信電波強度データを送
受信部103から、たとえば最大の電波強度である基地局1
05を選び、これに対し送信する。基地局105では、基地
局送受信部107で移動局101からの受信電波強度データを
受信すると、データの種別を基地局制御部106が判断
し、これを入出力部108を介して、制御局111に送信す
る。

【００７０】制御局111では、通信制御部113で、基地局
105から送られた移動局101の受信電波強度データを受信
して、これを制御局制御部112が判別し、位置推定処理
部116に渡す。

【００７１】位置推定処理部116では、学習モードにお
いて、位置学習処理部115から伝えられた結合荷重を用
いて、学習に用いたものと同じ構成のニューラルネット
ワークを構築し、移動局101の複数基地局からの受信電
波強度をこのニューラルネットワークに入力して、出力
として、移動局101が受信電波強度を測定し報告した時
点における移動局101の位置座標を得る。

【００７２】このようにして、移動局における複数基地
局の受信電波強度から、その移動局の位置を推定し、検
出することができる。位置検出の精度は、学習モードに
おける学習結果に依存し、ニューラルネットワークによ
る学習の特性上、一般的には、学習モードにおける測定
ポイント数を増やしたり、同じ測定ポイントにおける測
定回数を増やすことによって、精度を向上させることが
できる。

【００７３】上述した説明において、この無線通信シス
テムの動作を、学習モードと推定モードという２つに分
けたが、これらの動作モードの切替えは、制御局111に
おいて明示的に行なっても良いし、あるいは、移動局10
1の報告する受信電波強度データに、データ種別として
モード情報を付加し、制御局制御部112でこのデータ種
別を見て、動作を切替えるようにしても良い。

【００７４】また、学習モードで用いた移動局と、推定
モードで用いた移動局とは、同じ図１中の移動局101を
使って説明しているが、これは同一である必要はない。

【００７５】（第２の実施の形態）第２の実施形態の無
線移動局の位置検出方法では、移動局の充電器の位置を
測定ポイントとしてニューラルネットワークの学習を行
なう。

【００７６】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図４に示すように、移動局401、402、403と、移動
局の充電を行なう充電器404、405、406と、基地局407、
408、409と、制御局410とを備え、制御局410は、予め位
置の決まっている測定ポイントの位置情報を記憶する測
定位置記憶部411と、測定ポイントとそのポイント位置
での受信電波強度との相関関係をニューラルネットワー
クを用いて学習し記憶する位置学習処理部412と、この
相関関係に基づいて電波強度測定値から移動局の位置を
推定する位置推定処理部413とを具備している。なお、
図４において414は座標系を示している。

【００７７】このシステムでは、充電器がある決まった
位置に固定的に配置されている場合を想定している。た
とえば、オフィス内で各人の机の上に充電器が置かれて
いるような場合などである。

【００７８】このとき、それぞれの充電器の位置を予め
決められた座標系414で表現し（座標系414の設定は任
意）、その位置座標を制御局410の測定位置記憶部411に
記憶しておく。

【００７９】いま、移動局401、402、403が、基地局40
7、408、409の無線ゾーンに同時に属しており、それぞ
れ任意の充電器404、405、406に置かれ、充電されてい
る状態であるとする。

【００８０】このとき、移動局401、402、403は、充電
状態にあることを検知して、それぞれの充電器から充電
器の識別情報を取得し、同時に、基地局407、408、409
からの受信電波強度を測定する。

【００８１】次に、移動局401、402、403は、基地局40
7、408、409のいずれかを介して、制御局410に対し、充
電器識別情報と、基地局407、408、409からの受信電波
強度とを報告する。

【００８２】報告を受けた制御局410の位置学習処理部4
12では、測定位置記憶部411に予め記憶されている全充
電器の位置情報、すなわち座標系414で表現された位置
座標を参照し、移動局407、408、409が報告した受信電
波強度が測定された位置座標を求める。

【００８３】そして、第１の実施形態と同様に、各位置
における各基地局からの受信電波強度を入力とし、その
位置座標を出力とするニューラルネットワークを構成し
て、学習を行ない、学習結果としてニューラルネットワ
ークの各ノード間の結合荷重を位置推定処理部413に格
納する。

【００８４】このようにして、移動局における複数基地
局からの受信電波強度とその位置との相関関係の学習を
行なうためのデータを採集する際に、複数の移動局を用
いて、位置の分かっている充電器の地点で測定すること
により、測定ポイントの位置座標の入力を簡略化するこ
とができる。また、充電中であれば、常に受信電波強度
の測定を行なえるので、学習のためのデータを多数採集
でき、位置検出の精度を上げることが可能となる。

【００８５】また、この実施形態では、充電器の位置を
固定することによって、学習用データ（受信電波強度）
の測定ポイントの位置座標を求める構成となっている
が、充電器と移動局との対応づけを予め決めておくこと
によって、充電器から識別情報を取得することなく、各
移動局の学習用データ測定ポイントを特定する方法や、
あるいは、予め移動局ごとに学習用データの測定ポイン
トを決めておく方法も可能である。

【００８６】また、学習用データを集めるために、測定
ポイント上に、複数の基地局からの受信電波強度を測定
する電波強度測定部と、これを基地局を介して制御局に
報告し制御局からの制御信号を受信する送受信部のみを
備える学習データ採集器を設置するようにしてもよい。

【００８７】なお、この実施形態における無線通信シス
テムの位置推定モードの動作は、第１の実施形態におけ
る位置推定モードの動作と同一である。

【００８８】（第３の実施の形態）第３の実施形態の無
線移動局の位置検出方法では、移動局を携帯するユーザ
が移動局を使って現在位置や他の移動局の位置を知るこ
とができる。

【００８９】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図５に示すように、移動局Ａ501、Ｂ507が、移動局
の動作を制御する移動局制御部502、508と、基地局から
受信する信号の電波強度を測定する電波強度測定部50
3、509と、基地局との間で信号の送受信を行なう移動局
送受信部506、512と、ユーザが学習用データの測定位置
を入力する位置入力部504、510と、ユーザが位置の問い
合わせを行なう位置問合部505、511とを備え、また、制
御局516が、制御局516の動作を制御する制御局制御部51
7と、基地局との間の通信を制御する通信制御部518と、
移動局に対して電波強度の報告を要求する電波強度報告
要求部520と、移動局の位置とその位置での受信電波強
度との相関関係をニューラルネットワークを用いて学習
し記憶する位置学習処理部519と、この相関関係に基づ
いて電波強度測定値から移動局の位置を推定する位置推
定処理部521とを備えている。基地局513、514、515の構
成は第１の実施形態（図１）と変わりがない。

【００９０】まず、このシステムでの学習モードにおけ
る動作について説明する。

【００９１】移動局Ａ501を携帯するユーザは、学習用
データの測定位置で、その位置情報を位置入力部504か
ら入力する。移動局制御部502では、これを検知し、電
波強度測定部503に対して、複数基地局513、514、515な
ど、受信可能なすべての基地局からの電波強度を測定す
るように指示する（移動局Ｂについても同様である）。
電波強度測定部503は、測定を行なった後、送受信部506
を通して、最大の受信電波強度を示した基地局513に対
して、測定した複数基地局からの受信電波強度と、その
測定した位置の位置情報とを送信し、基地局513では、
これらのデータを制御局516に伝える。

【００９２】制御局516では、通信制御部518でこれらの
データを受けると、制御部517がデータの種別を判断
し、位置学習処理部519へとこれらのデータが伝えられ
る。こうして、ニューラルネットワークを用いた学習の
ためのデータが、位置学習処理部519に集められる。そ
の後の位置学習処理部519の動作は、第１、第２の実施
形態における無線通信システムの位置学習処理部の動作
と同様である。

【００９３】次に、推定モードでの動作を説明する。こ
こでは、移動局Ａ501のユーザが、自分の位置、あるい
は他の移動局である移動局Ｂ507の位置を知りたいとい
う場面を想定することにする。

【００９４】まず、移動局Ａ501のユーザは、位置問合
部505に対して、自分の位置を知りたい場合にはその指
示を、他の移動局Ｂの位置を知りたい場合には、移動局
Ｂの識別番号（電話番号など）を入力し、問い合わせの
指示を行なう。

【００９５】自分の位置を問い合わせる指示があった場
合には、位置問合部505は、移動局制御部502に依頼し
て、電波強度測定部503に、受信可能なすべての基地局
からの受信電波強度の測定を指示し、電波強度測定部50
3は、測定を行なった後、測定結果を基地局513を介して
制御局516に伝える。

【００９６】制御局516では通信制御部518でこれを受
け、データは位置推定処理部521へと渡される。そし
て、位置推定処理部521では、位置学習処理部519におい
て学習済みのニューラルネットワークに、移動局Ａ501
から報告された複数基地局に関する受信電波強度を入力
し、その位置座標を求める。こうして求めた位置座標を
通信制御部518へと渡して、基地局513を介して移動局50
1へと送信することにより、移動局Ａ501は自分の現在位
置を知ることができる。

【００９７】一方、移動局Ａにおいて、移動局Ｂの位置
を知りたいという指示が、移動局Ｂの識別番号とともに
入力された場合には、位置問合部505は、送受信部506に
対して、問い合わせ要求と対象移動局の識別番号とを、
基地局513を介して制御局516まで送信するように指示す
る。

【００９８】制御局516では通信制御部518でこれを受
け、制御部517で受信データが解析されて、移動局Ｂに
対する位置問い合わせ要求であることが判別され、デー
タは電波強度報告要求部520へと渡される。

【００９９】電波強度報告要求部520では、このデー
タ、すなわち移動局Ｂの識別番号と、これに対する位置
問い合わせ要求とを受けとると、移動局Ｂに対する電波
強度報告要求を発行し、通信制御部518に伝える。移動
局の位置登録による移動管理（携帯電話やＰＨＳの規格
に規定されている機能）を行なっている通信制御部518
では、移動局Ｂ507の一斉呼出エリア（複数基地局の無
線ゾーンから成る一斉呼出のためのエリアで、これによ
り移動局への着信が可能となる）を検索し、移動局Ｂ50
7に対して電波強度報告要求を送信する。

【０１００】電波強度報告要求を受信した移動局Ｂ507
では、電波強度測定部509が受信可能なすべての基地局
からの受信電波強度を測定し、これを適当な基地局を介
して、制御局516に報告する。

【０１０１】移動局Ｂ507からの電波強度報告を受けた
制御局516では、この報告データに基づいて、位置推定
処理部515が移動局Ｂ507の位置を求め、通信制御部518
により、移動局Ａ501に対して、これを送信する。こう
して、移動局Ａ501は移動局Ｂ507の位置を知ることがで
きる。

【０１０２】なお、いずれの場合でも、移動局501へと
伝えられた、自分の、あるいは他の移動局の位置座標デ
ータを、どのようにユーザに表示するかについては限定
しない。数値としてそのまま表示するか、あるいは地図
イメージ上にプロットして表示するなどの方法があり得
る。

【０１０３】（第４の実施の形態）第４の実施形態の無
線移動局の位置検出方法は、推定結果の信頼性が低い場
合に、測定をやり直すことにより、位置検出の精度を高
めている。

【０１０４】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図６に示すように、制御局608が、制御局608の動作
を制御する制御局制御部609と、基地局との間の通信を
制御する通信制御部610と、測定ポイントの位置を入力
する位置入力部611と、移動局の位置とその位置での受
信電波強度との相関関係をニューラルネットワークを用
いて学習し記憶する位置学習処理部612と、この相関関
係に基づいて電波強度測定値から移動局の位置を推定す
る位置推定処理部613と、移動局に対して電波強度の報
告を要求する電波強度報告要求部614と、移動局の過去
の位置座標を蓄積する位置蓄積部615と、推定した移動
局の現在位置が過去の位置から見て妥当かどうかを判定
する履歴判定部616とを備えている。なお、移動局601及
び基地局605、606、607の構成は第１の実施形態（図
１）と変わりがない。

【０１０５】このシステムの学習モードの動作は、第１
の実施形態と同様である。一方、推定モードでは、次の
ように動作する。

【０１０６】制御局608において、位置蓄積部615は、過
去に位置推定処理部613によって求められたすべての移
動局の位置座標を、移動局ごとに時系列データとして、
タイムスタンプとともに記憶している。

【０１０７】ここで、移動局601から、制御局608に対し
て、何らかの契機に従って（第１、第２、第３の実施形
態参照）、電波強度測定部603で測定された複数基地局
からの受信電波強度が基地局605を介して報告される
と、制御局608の通信制御部610でこれを受信し、制御部
609でデータ種が判別されて、位置推定処理部613へと送
られる。

【０１０８】位置推定処理部613では、位置学習処理部6
12で学習済みのニューラルネットワークを用いて、報告
された複数基地局からの受信電波強度から、移動局601
の位置座標を求め、これが履歴判定部616へと渡され
る。

【０１０９】履歴判定部616では、位置蓄積部615に蓄積
されている、移動局616の過去の位置座標を参照しなが
ら、位置推定処理部613で推定された移動局610の現在位
置の座標が妥当か否かを判断する。

【０１１０】このときの判断基準としては、様々な方法
があり得るが、たとえば、過去直近の推定された位置と
その時刻と、現在の位置及び時刻とから移動速度を算出
し、この速度が移動局を携帯しているユーザにとって妥
当なものか否かで判断したり、また、過去の位置履歴の
軌跡を描き、この軌跡の示す移動方向からの逸脱の度合
（移動ベクトルのなす角度など）で、妥当性を判断する
などの方法が考えられる。ただし、この実施形態におい
ては、この方法については限定しない。

【０１１１】ここで妥当と判断された場合には、この座
標を以って移動局601の現在位置として決定し、位置推
定処理部613の出力とする（出力先については、制御局
の表示装置や、移動局601自身、あるいは他の移動局な
どの場合があり得る）。

【０１１２】しかし、妥当でないと判断された場合に
は、履歴判定部616は電波強度報告要求部614に対して、
移動局601への電波強度報告要求を発行するように指示
する。電波強度強度報告部614は、この指示に従い、移
動局601に対して、改めて受信可能なすべての基地局の
受信電波強度を測定し、これを報告するよう要求するた
めに、電波強度報告要求を発信する。

【０１１３】基地局605を介して、これを受信した移動
局601は、要求に従って、電波強度測定部603で、受信可
能なすべての基地局の受信電波強度を測定し、制御局60
8にこれを報告する。

【０１１４】制御局608では、ふたたび位置推定処理部6
13によって、移動局601の現在位置が求められ、履歴判
定部616によってこの座標値の妥当性が判断される。

【０１１５】ここで、妥当でないと判断されると、先の
手順が繰り返される。ただし、移動局601への電波強度
報告要求の反復回数の上限は予め決めておく必要があ
り、妥当でないという判断が続いた場合には、この回数
分だけ位置の推定をやり直して打ち切る。この場合に
は、もっとも妥当性のある値を採用するか、あるいはそ
れまでに推定された値の平均を取るなどして、この位置
を決定する。

【０１１６】このように、この実施形態による位置検出
方法では、無線通信システムの基地局の電界分布に大き
なゆらぎがあった場合や学習精度が不十分であった場合
など、位置推定処理部で求められた移動局の位置精度の
信頼性が低いことが予想されるときに、再度移動局での
測定をやり直して、位置推定を繰り返す。こうすること
により、位置検出の精度と信頼性とを向上させることが
できる。

【０１１７】また、このシステムでは、移動局601に測
定間隔計測部を設け、この測定間隔計測部によって計ら
れる一定時間間隔ごとに、電波強度測定部603が複数基
地局からの電波強度を測定し、基地局を通じ制御部608
に報告するように構成してもよい。こうした場合には、
一定時間間隔ごとに移動局の位置の履歴を取ることがで
きるため、推定された移動局の位置座標の妥当性を、よ
り的確に判断することができる。

【０１１８】（第５の実施の形態）第５の実施形態の無
線移動局の位置検出方法では、測定された電波強度を移
動局と基地局との間の距離に換算し、この距離によって
ニューラルネットワークの学習を行なう。

【０１１９】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図７に示すように、制御局708が、制御局708の動作
を制御する制御局制御部709と、基地局との間の通信を
制御する通信制御部710と、測定ポイントの位置を入力
する位置入力部711と、移動局の位置とその位置での受
信電波強度との相関関係をニューラルネットワークを用
いて学習し記憶する位置学習処理部712と、この相関関
係に基づいて電波強度測定値から移動局の位置を推定す
る位置推定処理部713と、移動局と基地局との距離を理
論的に計算する距離算出部714とを備えている。なお、
移動局701及び基地局705、706、707の構成は第１の実施
形態（図１）と変わりがない。

【０１２０】このシステムでは、制御局708の距離算出
部714が、基地局の理論的な電波距離特性（基地局から
の距離と電界強度との関係であり、理想的な条件では、
距離の２乗に反比例して電波強度が減衰していく）を記
憶しており、これに基づき、移動局701より報告された
複数基地局705、706、707からの受信電波強度を基に、
移動局701と、各基地局705、706、707との理論的な距離
を計算する。そして、学習モードにおいては、位置学習
処理部712に対して、また、推定モードにおいては、位
置推定処理部713に対して、前記距離を出力する（もし
前記理論的距離と実際の距離とが一致していれば、幾何
学的な計算のみによって、移動局の位置を特定すること
ができるが、実際には反射波やノイズなどの影響によ
り、一致することはほとんどあり得ない。そのため、理
論的な距離からの「ずれ」を、位置学習処理部712にお
いて学習する必要がある）。

【０１２１】学習モードにおいては、位置学習処理部71
2が、距離算出部714から伝えられた移動局701と各基地
局との理論的距離と、第１の実施形態と同様に位置入力
部711から入力された移動局701の学習用の測定ポイント
の位置座標との間の相関関係を、ニューラルネットワー
クによって学習し、学習結果であるニューラルネットワ
ークの結合荷重を位置推定処理部713に伝え、位置推定
処理部713がこれを記憶する。

【０１２２】推定モードにおいては、位置推定処理部71
3が、距離算出部714から伝えられた移動局701と各基地
局との理論的距離を、位置学習処理部712において学習
済みの結合荷重を用いて構築したニューラルネットワー
クに対して入力し、出力として、移動局701の位置座標
を得る。

【０１２３】そのため、位置学習処理部713における学
習に関して、理論的な知識が導入されることになり、第
１の実施形態の場合（受信電波強度と位置との相関を学
習する）と比べて、ニューラルネットワークによる学習
処理が容易になり、学習精度を向上させることが可能に
なる。

【０１２４】このように、この実施形態の移動局位置検
出方法では、移動局において測定される複数基地局から
の受信電波強度から、移動局〜各基地局間の理論的距離
を計算し、この理論的距離と、移動局の位置との相関関
係を、ニューラルネットワークを用いて学習し、これに
基づいて移動局の位置を推定している。こうすることに
より、第１の実施形態に比べて高精度な位置推定が可能
となる。

【０１２５】また、これまでに説明した各実施形態は、
適宜変更することが可能である。例えば、移動局が、受
信電波強度の測定結果を出力する場合に、同一地点で複
数回の測定を行ない、それらの測定値を統計的に処理し
て求めた単一の値を最終的な測定値として出力するよう
にしても良い。この統計的処理で、測定精度が大幅に向
上する。

【０１２６】また、移動局に２個の周波数シンセサイザ
を設け、通話中に、その１つを通信用キャリアに同調さ
せているときでも、他の周波数シンセサイザを用いて複
数基地局からの電波強度を測定できるようにしても良
い。

【０１２７】また、移動局が、測定間隔計測部の計測す
る一定時間ごとに、受信電波強度の測定結果を制御局に
送り、これを基に、制御局が、移動局の位置を定期的に
検出し、管理するシステムとすることもできる。また、
同様のシステムを、制御局の電波強度報告要求部から、
移動局に対して、定期的に電波強度の報告を求めること
によって実現することもできる。これらのシステムで
は、制御局の位置蓄積部を移動局の位置管理に活用する
ことができる。

【０１２８】（第６の実施の形態）第６の実施形態の位
置検出方法では、無線移動局が位置する部屋あるいは地
区など、広がりを持った領域を検出する。

【０１２９】この位置検出方法では、制御局の位置学習
処理部において、図９に示すニューラルネットワークを
構成する。図９において、1001は入力層、1002は中間
層、1003は出力層を示しており、この内、第１の実施形
態で用いたニューラルネットワーク（図３）とは、出力
層1003の部分が異なっている。

【０１３０】この実施形態では、移動局の「位置」につ
いて、その所在地を示す場所の名称や記号、例えば屋内
であれば部屋名称や部屋番号、屋外であれば住所、地番
などで表現する。そして、出力層1003のノード数を、位
置検出の対象となる領域に含まれる「場所」の数（部屋
数や同一住所の地区数など）に一致させ、出力層1003の
各ノードが、それぞれの「場所」に１対１で対応するよ
うに、ニューラルネットワークを構成する。図９では、
出力層1003の各ノードを部屋に対応させる場合を示して
いる。

【０１３１】各出力層の出力値としては、例えば０〜１
のように、ある一定の範囲の連続値を出力させたり、０
または１のように、ある決まった２値の内のいずれか一
方を出力させることができる。この出力の形態は、出力
層ノードの入出力関数の選び方に依存し、入出力関数と
してシグモイド関数（ｆ（ｘ）＝１／｛１＋ｅｘｐ（−
αｘ）｝，α：定数）などを用いることにより、前者の
形式で表現することができ、また、閾関数（ｘ＜θのと
きｆ（ｘ）＝０，ｘ≧θのときｆ（ｘ）＝１θは定数）
などを用いることにより、後者の形式で表現することが
できる。以下の説明では、前者の形式で表現する場合を
例に説明する。

【０１３２】こうして構成したニューラルネットワーク
を用いて、まず学習モードでは、予め設定された測定地
点において移動局が測定した複数基地局の電界強度を、
各基地局に対応する入力層の各ノードに入力したとき、
その測定地点が属する場所（部屋や地区など）に対応す
る出力層のノードが１を、その他の出力層ノードが０を
出力するように、学習を行なう。

【０１３３】このとき、一つの場所に関して、その広さ
に応じて、複数の測定地点を設定してもよいし、比較的
狭い場所であれば、１つの測定地点でその場所を代表さ
せてもよい（あるいは、複数設定した測定地点での測定
値の平均を学習に用いてもよい）。領域が広い場合に
は、測定地点がその領域内に万遍なく分布するように複
数の地点を設定することが望ましい。このとき、出力層
から座標値を出力するニューラルネットワークと違っ
て、測定地点の特定には、それが領域内に位置してさえ
いれば、それ程の厳密さを必要としない。

【０１３４】次に、推定モードでは、移動局が任意地点
で測定した複数基地局の電波強度を、学習を終了したニ
ューラルネットワークに対して入力すると、出力層1003
の各ノードは０〜１の間の値を出力する。

【０１３５】ここで、移動局の位置を１つの場所に特定
する場合には、１に最も近い値が出力された一つのノー
ドに対応する「場所」、即ち、部屋や地区を、移動局の
位置として検出する。また、場所を特定する必要がな
く、何ヶ所かの場所の候補を答えれば十分である場合に
は、出力値の比較的大きい（１に近い）複数のノードに
対応する複数の場所を答えることもできる。さらに、出
力値の大きさと、そのノードに対応する場所に実際に移
動局が存在する確率（検出結果の信頼性）との間には相
関があるため、どの場所にどの程度の確率で存在する
か、という存在確率として、位置検出結果を提示するこ
とも可能である。

【０１３６】このように、この実施形態の位置検出方法
では、ニューラルネットワークにおける出力層の各ノー
ドを各場所に対応させて持つことにより、移動局の位置
検出を、部屋あるいは地区など、ある広がりを持った領
域を単位として行なうことができる。

【０１３７】なお、この位置検出方法は、各実施形態の
システムにおいて実施することができ、また、ここで説
明した以外の動作は、各実施形態で述べた動作に準じて
行なわれる。

【０１３８】（第７の実施の形態）第７の実施形態の無
線移動局の位置検出方法では、移動局が自局内の処理に
より自分の現在位置を求めることができる。

【０１３９】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図１０に示すように、移動局901が、移動局の動作
を制御する移動局制御部902と、基地局から受信する信
号の電波強度を測定する電波強度測定部903と、基地局9
07との間で信号の送受信を行なう移動局送受信部904
と、制御局913から送られた学習済みニューラルネット
ワークのパラメータを記憶する学習結果記憶部905と、
学習結果記憶部905に記憶されたパラメータを用いてニ
ューラルネットワークを構成し、移動局自身の位置を算
出する位置算出部906とを備えている。基地局907、91
1、912及び制御局913の構成は第１の実施形態（図１）
と変わりがない。

【０１４０】このシステムの動作について説明する。

【０１４１】制御局913の位置学習処理部917は、複数の
測定地点において移動局901が測定した複数基地局から
の受信電波強度とその測定地点の位置との相関関係につ
いて、ニューラルネットワークを用いて学習する。ここ
までの処理は第１の実施形態と変わりがない。

【０１４２】この制御局913の位置学習処理部917で学習
の終了したニューラルネットワークを表現するパラメー
タ、即ち、各ノード間の結合荷重値などが、何らかの方
法で移動局901に伝達され、このデータが移動局901の学
習結果記憶部905に記憶される。

【０１４３】学習済みニューラルネットワークを表現す
るパラメータデータを移動局901に伝送する方法として
は、無線通信システムの通信路を利用して、基地局907
を介して、このデータを移動局901に無線伝送し、学習
結果記憶部905に伝達するオンライン的な方法、あるい
は、移動局901がＣＤＲＯＭやフロッピーディスク、Ｉ
Ｃカードなどの記憶媒体のインターフェースを有する
（例えば通信機能つき携帯情報端末や、無線通信モデム
を組み入れたノート型パソコン等）場合には、このパラ
メータデータを記憶媒体に一旦記憶させ、移動局901を
用いるユーザにこれを配布し、記憶媒体から移動局901
の学習結果記憶部905にこのデータを吸い上げるオフラ
イン的な方法などを採ることができるが、これらの方法
だけに限定されるものではない。

【０１４４】移動局901を携帯するユーザが、自分の位
置の検出要求を何らかの入力手段（ボタンによるコマン
ドなど）を通じて移動局制御局902に指示すると、移動
局制御部902は、電波強度測定部903に対して測定可能な
すべての基地局に関する受信電波強度の測定を指示し、
電波強度測定部903は、指示に従って測定した結果を位
置算出部906に伝える。

【０１４５】位置算出部906は、学習結果記憶部905に記
憶されているデータを用いて、自らニューラルネットワ
ークを構成し、このニューラルネットワークに、電波強
度測定部903から伝えられた測定結果を入力して、移動
局901自身の位置を求める。

【０１４６】このように、この実施形態のシステムで
は、制御局の位置学習処理部で学習された結果を予め移
動局に保持させることによって、移動局を携帯するユー
ザが自分の位置を知りたい場合に、通信によって制御局
にそのつど問い合わせることなく、移動局内部の処理だ
けで自分の位置を検出することが可能となる。

【０１４７】（第８の実施の形態）第８の実施形態の位
置検出方法では、移動局が発する電波を複数の基地局で
測定し、その測定結果に基づいて移動局の位置を検出す
る。

【０１４８】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図１１に示すように、移動局1101が、移動局の動作
を制御する移動局制御部1102と、信号の送受信を行なう
移動局送受信部1103とを備え、基地局1104が、基地局の
動作を制御する基地局制御部1105と、移動局1101との間
で信号を送受信する基地局送受信部1106と、有線回線を
通じて制御局1111との間で信号を送受信する基地局入出
力部1107と、移動局から受信する信号の電波強度を測定
する電波強度測定部1108とを備えている。制御局1111の
構成は第１の実施形態（図１）と変わりがない。

【０１４９】このシステムの動作について説明する。

【０１５０】このシステムの学習モードでは、予め設定
した地点において移動局1101が電波（着呼応答信号や発
呼信号などの上り制御信号）を発し、この電波を基地局
1104が受信し、基地局の電波強度測定部1104が電波強度
を測定して、測定結果を、基地局入出力部1107を介し
て、制御局1111に報告する。このとき、他の基地局110
9、1110も、移動局1101が発する同じ電波を同様に受信
・測定して、制御局1111に報告する。こうした移動局の
発する電波強度の測定が予め設定した複数の地点におい
て行なわれる。

【０１５１】制御局1111では、各基地局から報告された
移動局1101に関する電界強度データを通信制御部1113で
受けて、位置学習処理部1115に渡す。

【０１５２】位置学習処理部1115は、これらのデータを
一旦蓄積した後、移動局1101の同じ電波に対する各基地
局の測定結果を入力層ノードの入力とし、そのときの移
動局の位置を出力とするニューラルネットワークを構成
し、蓄積されたデータを基に、複数基地局で測定された
移動局1101の電波に対する受信電波強度と、その測定時
の移動局の位置との相関関係を学習する（予め設定され
た複数の測定地点に関する位置情報は、第１の実施形態
と同様に、位置入力部1114から位置学習処理部1115に入
力する。また、基地局での測定結果データとこの位置情
報との対応づけに関しても、第１の実施形態と同様の方
法で実施する）。

【０１５３】一方、推定モードでは、任意の地点で移動
局1101が発した何らかの電波信号（制御信号）を、基地
局1104、1109、1110が受信・測定し、制御局1111にこれ
を報告する。制御局1111は、各基地局から報告された移
動局1101の電波に対する電界強度データを通信制御部11
13で受けて、位置推定処理部1116に渡す。

【０１５４】位置推定処理部1116は、これらの電界強度
データを一旦集め、位置学習処理部1115によって学習さ
れたニューラルネットワークに、これらの電界強度デー
タを入力し、その出力として、移動局1101の位置を得
る。

【０１５５】このように、この実施形態のシステムで
は、移動局が発する電波を複数基地局で測定することに
より、移動局の位置を検出することができる。

【０１５６】自動車電話の無線通信システムでは、移動
局の在圏エリア決定時に、移動局の発する電波を複数基
地局で測定し、最大の電波強度を示した基地局の無線ゾ
ーンを在圏エリアとして特定するという仕組みが取られ
ているが、この実施形態のシステムは、そうした仕組み
を実装している無線通信システムに対して、特に高い親
和性を持ち、有効である。

【０１５７】なお、ここでは、移動局が発した電波に対
して複数基地局が測定した受信電波強度をそのままニュ
ーラルネットワークに入力するように説明しているが、
移動局の送信電波強度のばらつきによる検出誤差を無く
すために、各基地局が測定した受信電波強度の比をニュ
ーラルネットワークの入力値とするように構成してもよ
い。

【０１５８】また、ここでは、説明の便宜上、学習モー
ドと推定モードとで同一の移動局1101を用いているが、
実際には、両モードにおける移動局が同一である必要性
はない。このことは第１の実施形態と同じである。

【０１５９】（第９の実施の形態）第９の実施形態の位
置検出方法では、移動局の位置として２進表現された座
標値を検出する。

【０１６０】この位置検出方法では、制御局の位置学習
処理部において、図１２または図１３に示すニューラル
ネットワークを構成する。図１２において、1201は入力
層、1202は中間層、1203は出力層を示し、また、図１３
において、1301は入力層、1302は中間層、1303は出力層
を示しており、この内、第１の実施形態で用いたニュー
ラルネットワーク（図３）とは、出力層の部分が異なっ
ている。

【０１６１】この実施形態では、移動局の位置の座標
を、例えば「０１１０１１０１」というように、２進符
号で表示する。図１２は、例えば細長い地下道のよう
に、位置がＸ座標だけで表現できる一次元モデルのニュ
ーラルネットワークである。この出力層1203は、一次元
モデルのＸ座標を２進表現するのに十分な桁数であるＮ
＋１のノードを持ち、各ノードは出力値として０または
１のいずれか一方を出力する。

【０１６２】図１３は、移動局のＸ座標及びＹ座標を２
進符号で表わす２次元モデルのニューラルネットワーク
である。この出力層1303は、Ｘ、Ｙそれぞれの座標系を
２進表現するのに十分な桁の（Ｌ＋１）＋（Ｍ＋１）個
のノードを持ち、各ノードは０または１の出力値を出力
する。ここでは、図１３に示す、２次元モデルのニュー
ラルネットワークについて説明する。

【０１６３】このニューラルネットワークの学習モード
では、移動局が測定地点で測定した複数基地局の電界強
度を、入力層1301の各基地局に対応するノードに入力し
たとき、出力層の各ノードが、その測定地点のＸＹ座標
の２進表現に対応する０または１の値を取るように学習
を行なう。

【０１６４】なお、出力層の出力値は、第６の実施形態
で説明した、シグモイド関数や閾関数などを用いて表現
することができる。

【０１６５】次に、推定モードでは、移動局が任意地点
で測定した複数基地局の電波強度を、学習が終了したニ
ューラルネットワークの入力層1301に入力する。このと
き、シグモイド関数を用いた場合では、出力層1303の各
ノードが０〜１の間の値を出力する。この各ノードの出
力値に、適当なθを定めて、閾関数（ｘ＜θのときｆ
（ｘ）＝０，ｘ≧θのときｆ（ｘ）＝１）を施すと、各
ノードは０または１の値を出力する。

【０１６６】このように、この実施形態の位置検出方法
では、ニューラルネットワークにおける出力層の各ノー
ドを２進表現した座標値に対応させて持つことにより、
出力ノードの数が位置検出の精度に反映され、移動局の
位置を高精度に検出することができる。

【０１６７】なお、この位置検出方法は、各実施形態の
システムにおいて実施することができることは明らかで
ある。

【０１６８】（第１０の実施の形態）第１０の実施形態
の位置検出方法では、ニューラルネットワークの出力層
に測定地点の構造を反映するノードを設けて、無線移動
局の位置を検出する。

【０１６９】この位置検出方法では、制御局の位置学習
処理部において、図１４に示すニューラルネットワーク
を構成する。図１４において、1401は入力層、1402は中
間層、1403は出力層を示しており、この内、第１の実施
形態で用いたニューラルネットワーク（図３）とは、出
力層1403の部分が異なっている。

【０１７０】この出力層1403のノード数は、位置検出の
対象となる領域に含まれる測定地点の数と一致させてお
り、出力層1403の各ノードは、それぞれの測定地点と１
対１で対応させている。このように構成したニューラル
ネットワークは、測定地点間の構造に基づく受信電波強
度の相関を、ノード間の相互結合の形で反映することが
できる。

【０１７１】ここで、測定地点間の構造に基づく相関に
ついて、矩形の建物のフロアを対象領域とする場合を例
に説明する。フロア内は、レイアウトにより幾つかの部
屋に区切られており、机、ロッカーなどの什器や各種設
備、機器が配置されている。このようなフロア内に設定
された測定地点で基地局からの電波の電界強度を測定す
る場合には、電波の反射や干渉などが、これらの周囲の
環境に大きく影響される。そのため、２つの隣接する測
定地点で測定される電界強度であっても、その２つの地
点が同じ部屋に属する場合には似通った値となり、その
２つの地点が別の部屋に属する場合には異なる値とな
る。このように、それぞれの測定地点間の相関は、フロ
アの構造に密接に関係している。

【０１７２】この実施形態のニューラルネットワークの
出力層1403では、こうした測定地点間の関係を、対応す
るノード間の結合度合で表現し、測定地点の構造を反映
した学習を行なう。

【０１７３】出力層の各出力値としては、第６の実施形
態と同様、例えば０〜１のように、ある一定の範囲の連
続値を出力させたり、０または１のように、ある決まっ
た２値の内のいずれか一方を出力させることができる。
ここでは入出力関数としてシグモイド関数を用いる場合
を例に説明する。

【０１７４】学習モードでは、測定地点の構造から、例
えば初期値として測定地点間の結合度合いをパラメータ
で設定しておく。そして、移動局が測定地点で測定した
複数基地局の電界強度を、各基地局に対応する入力層14
01の各ノードに入力して、その測定地点に対応する出力
のノードが１を、その他の出力層ノードが０を出力する
ように学習を行なう。このとき、例えばバックプロパゲ
ーションや焼きなましなどの方法を使って学習する。こ
のような相互結合ネットワークの構成や学習方法は周知
のものであり、ここではその詳細な説明は省略する。

【０１７５】次に、推定モードでは、移動局が任意地点
で測定した複数基地局の電波強度を、学習が終了したニ
ューラルネットワークに入力すると、出力層1403の各ノ
ードが０〜１の間の値を出力する。

【０１７６】ここで、移動局の位置を１つに特定する場
合には、１に最も近い値が出力された一つのノードに対
応する地点を、移動局の位置として検出する方法があ
る。

【０１７７】また、複数の活性化されたノード（出力値
がθより大であるノード。０＜θ＜１、θは適当な値）
を利用する方法では、出力値の大きさと、そのノードに
対応する場所に実際に移動局が存在する確率（検出結果
の信頼性）との間には相関があるため、例えばその確率
に応じて重みを付け、統計的な処理を行なうなどの補間
を行なうことにより、移動局の存在位置を絞り込んだ
り、どの場所にどの程度の確率で存在するか、という存
在確率として、位置検出結果を提示することが可能とな
る。

【０１７８】このように、この実施形態の位置検出方法
では、ニューラルネットワークにおける出力層の各ノー
ドを測定地点に対応させて持ち、領域内の地点の構造を
反映させることにより、移動局の位置検出精度を向上さ
せることができる。また、移動局の存在位置の候補であ
る複数の地点に統計的な処理を施すことにより、信頼性
の高い位置検出が可能となる。

【０１７９】なお、この位置検出方法は、各実施形態の
システムにおいて実施することができる。また、ここで
説明した以外の動作は、各実施形態で述べた動作に準じ
て行なわれる。

【０１８０】（第１１の実施の形態）第１１の実施形態
の無線移動局の位置検出方法では、有線または無線ネッ
トワークを介して接続する位置検出端末から移動局の位
置を知ることができる。

【０１８１】この検出方法を実施する無線通信システム
は、図１５に示すように、有線または無線ネットワーク
を介して制御局1531に接続する検出要求端末1511を備え
ている。この検出要求端末1511は、制御局1531との間で
信号の送受信を行なう検出要求端末送受信部1514と、ユ
ーザが位置の問い合わせを行なう位置問合部1513と、検
出要求端末1511の動作を制御する検出要求端末制御部15
12とを具備している。なお、移動局1501、基地局1521、
1522、1523及び制御局1531の構成は第３の実施形態（図
５）と変わりがない。

【０１８２】このシステムでの学習モードにおける動作
は、第３の実施形態と同じである。次に、推定モードで
の動作を説明する。ここでは、検出要求端末1511のユー
ザが、他の移動局1501の位置を知りたいという場面を想
定することにする。検出要求端末1511は例えばインター
ネットなどに接続されたパーソナルコンピュータや、通
信機能を持つ携帯端末、公衆電話網に接続されている固
定電話などが考えられるが、それに限定されない。

【０１８３】まず、検出要求端末1511のユーザは、位置
問合部1513に対して、位置を知りたい移動局の識別番号
（電話番号など）を入力し、問い合わせの指示を行な
う。

【０１８４】問い合わせの指示を受けた位置問合部1513
は、送受信部1514に対して、問い合わせ要求と対象移動
局の識別番号とを、ネットワークを介して制御局1531ま
で送信するように指示する。

【０１８５】制御局1531では、通信制御部1533でこれを
受け、制御部1532で受信データが解析されて、移動局に
対する位置問い合わせ要求であることが判別され、デー
タは電波強度報告要求部1534へと渡される。

【０１８６】電波強度報告要求部1534では、このデー
タ、すなわち移動局の識別番号と、これに対する位置問
い合わせ要求とを受けとると、移動局に対する電波強度
報告要求を発行し、通信制御部1533に伝える。移動局の
位置登録による移動管理（携帯電話やＰＨＳの規格に規
定されている機能）を行なっている通信制御部1533で
は、移動局1501の一斉呼出エリア（複数基地局の無線ゾ
ーンから成る一斉呼出のためのエリアで、これにより移
動局への着信が可能となる）を検索し、移動局1501に対
して電波強度報告要求を送信する。

【０１８７】電波強度報告要求を受信した移動局1501で
は、電波強度測定部1503が受信可能なすべての基地局か
らの受信電波強度を測定し、これを適当な基地局を介し
て、制御局1531に報告する。

【０１８８】移動局1501からの電波強度報告を受けた制
御局1531では、この報告データに基づいて、位置推定処
理部1536が移動局1501の位置を求め、その結果を、通信
制御部1533により、検出要求端末1511に送信する。こう
して、検出要求端末1511は移動局1501の位置を知ること
ができる。

【０１８９】なお、いずれの場合でも、移動局や検出要
求端末に伝えられた移動局の位置座標データを、どのよ
うにユーザに提示するかについては限定しない。数値と
してそのまま表示したり、あるいは地図イメージ上にプ
ロットして表示したり、音声表現に変換して伝える、な
どの方法があり得る。

【０１９０】また、簡単のため、制御局の通信制御部が
基地局や制御部などと直結している図を用いたが、これ
らの機能が分散されていて、ネットワークを介して接続
されている場合も考えられるが、ここでは特に限定しな
い。

【０１９１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の無線移動局の位置検出方法では、測定ポイントのデー
タを学習に用いて、移動局の位置を求めている。従っ
て、この方法では、基地局ごとの電界強度地図を予め作
成する必要がなく、幾つかの測定ポイントでの移動局の
受信電波強度を前以って測定するだけで、移動局の位置
の検出が可能となる。また、電界強度の変動などが生じ
た場合でも、再学習によって速やかに対応することがで
きる。

【０１９２】また、測定ポイントの位置を予め決めてい
る位置検出方法では、学習する際に必要となる、測定ポ
イントの位置入力が容易になる。

【０１９３】また、充電器の位置を測定ポイントとする
位置検出方法では、移動局が充電中に受信電波強度測定
を行なうことができるため、自動的に学習のための複数
基地局に関する受信電波強度が採集できるとともに、充
電器の位置が測定ポイントとなるので、測定ポイントの
位置入力が容易になる。

【０１９４】また、移動局から測定ポイントの位置デー
タを入力する位置検出方法では、測定ポイントを予め固
定することなく、任意の位置での受信電波強度を、学習
用データとして用いることができる。

【０１９５】また、複数回の測定結果から統計的処理を
施した後の値を測定値として出力する位置検出方法で
は、ノイズなどにより受信電波強度の測定誤差が大きい
場合でも、位置検出精度を高めることができる。

【０１９６】また、移動局から、自分の現在位置や他の
移動局を携帯する人の現在位置を知ることができる。

【０１９７】また、移動局の位置履歴を記憶する位置検
出方法では、この位置履歴を利用して、現在検出された
位置の妥当性を判断することで、位置検出の信頼性を向
上させることができる。

【０１９８】また、一定の時間間隔を置いて、移動局が
定期的に受信電波強度の測定結果を制御局に報告する位
置検出方法では、移動局の位置を定期的に検出し、これ
を管理するようなシステムを構築することができる。

【０１９９】また、受信電波強度を理論上の距離に換算
して学習を行なう位置検出方法では、ニューラルネット
ワークでの学習の精度を高めることができ、同時に位置
推定の精度も向上させることができる。

【０２００】また、移動局の位置座標を２進表現した値
で学習する位置検出方法では、ニューラルネットワーク
での学習の精度を高めることができ、同時に位置推定の
精度も向上させることができる。

【０２０１】また、出力層として測定地点の構造を反映
した相互結合を表現できる構造を持つニューラルネット
ワークで学習を行なう位置検出方法では、移動局の位置
検出精度を向上させることができる。また、移動局の存
在位置の候補である複数の地点に統計的な処理を施すこ
とにより、信頼性の高い位置検出が可能となる。

【０２０２】また、位置検出の結果を、部屋や地区な
ど、ある広さを持った領域で表す位置検出方法は、屋内
などで移動局を携帯する人間の居場所管理に適用した場
合に、検出結果を数値座標よりも分か易く提示すること
ができる。また、複数の場所を居場所の候補として提示
することも可能となり、特定の位置を提示するよりも、
信頼性の高い位置検出が可能となる。

【０２０３】また、学習が済んだニューラルネットワー
クを移動局内部に保持させる位置検出方法では、移動局
の位置を移動局自身で検出処理することができるため、
制御局に通信で問い合わせる必要が無く、通信資源を節
約することができ、また検出結果を得るまでのレスポン
スも速くなる。特に、本発明の位置検出方法を適用する
無線通信システムが公衆無線網を利用して構築される場
合には、位置検出時の利用者の通信料金を不要にするこ
とができる。

【０２０４】また、移動局の発する電波を複数基地局で
測定し、それを基に移動局の位置を検出する位置検出方
法は、自動車電話のように、移動局の発する電波を複数
基地局で測定する仕組みを持つ無線通信システムに容易
に適用することができ、自動車などの位置を複数基地局
の測定結果に基づいて検出することができる。

【０２０５】また、本発明の移動体無線通信システム
は、これらの位置検出方法の実施を可能にする。

【０２０６】また、学習データ採集器を設けた移動体無
線通信システムでは、定点観測的かつ永続的に学習デー
タの採集を行なうことができ、システムが運用状態であ
る途中でも、学習精度を向上させ、位置検出精度を高め
ることができる。

【０２０７】また、制御局に電波強度報告要求手段を設
けたシステムでは、制御局から移動局に対して電波強度
報告要求を発行することで、移動局に複数基地局からの
受信電波強度を測定させ、これを報告させることがで
き、制御局側での要請に従って、任意の時点における移
動局の現在位置を知ることができる。また、他の移動局
や、無線または有線のネットワークを介して接続する端
末が、この制御局を介して、移動局の現在位置情報を入
手することが可能となる。

【０２０８】また、移動局に複数のシンセサイザを設け
たシステムでは、通話中においても、学習用及び位置推
定用の受信電波強度の測定を行なうことによって、通話
中での学習や位置の推定を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の位置検出方法を実施する無線
通信システムの構成例、

【図２】第１の実施形態の位置検出方法を実施する無線
通信システムのシステムイメージ、

【図３】第１の実施形態の位置検出方法を実施する無線
通信システムにおける位置学習処理部で用いられるニュ
ーラルネットワークの構成例、

【図４】第２の実施形態の位置検出方法を実施する無線
通信システムのシステムイメージ、

【図５】第３の実施形態の位置検出方法を実施する無線
通信システムの構成例、

【図６】第４の実施形態の位置検出方法を実施する無線
通信システムの構成例、

【図７】第５の実施形態の位置検出方法を実施する無線
通信システムの構成例、

【図８】従来の位置検出方法を実施する無線通信システ
ムの構成例、

【図９】第６の実施形態の位置検出方法におけるニュー
ラルネットワークの構成例、

【図１０】第７の実施形態の位置検出方法を実施する無
線通信システムの構成例、

【図１１】第８の実施形態の位置検出方法を実施する無
線通信システムの構成例、

【図１２】第９の実施形態の位置検出方法におけるニュ
ーラルネットワークの構成例、

【図１３】第９の実施形態の位置検出方法におけるニュ
ーラルネットワークの他の構成例、

【図１４】第１０の実施形態の位置検出方法におけるニ
ューラルネットワークの構成例、

【図１５】第１１の実施形態の位置検出方法を実施する
無線通信システムの構成例である。

【符号の説明】

101、201、401〜403、501、507、601、701、801、901、
1101、1501 移動局 102、502、508、602、702、902、1102、1502 移動局制
御部 103、503、509、603、703、903、1108、1503 電波強度
測定部 104、506、512、604、704、904、1103、1506 移動局送
受信部 105、109、110、202〜204、407〜409、513〜515、605〜
607、705〜707、802〜804、907、911、912、1104、110
9、1110、1521〜1523 基地局 106、908、1105 基地局制御部 107、909、1106 基地局送受信部 108、910、1107 基地局入出力部 111、208、410、516、608、708、913、1111、1531 制
御局 112、517、609、709、914、1112、1532 制御局制御部 113、518、610、710、915、1113、1533 通信制御部 114、209、611、711、916、1114 位置入力部 115、115、210、412、519、612、712、917、1115、1535
位置学習処理部 116、211、413、521、613、713、918、1116、1536 位
置推定処理部 205〜207、805〜807 無線ゾーン 301、1001、1201、1301、1401 入力層 302、1002、1202、1302、1402 中間層 303、1003、1203、1303、1403 出力層 404〜406 充電器 413 座標系 504、510、1504 位置入力部 505、511、1505 位置問合部 520、614、1534 電波強度報告要求部 615 位置蓄積部 616 履歴判定部 714 距離算出部 808 移動通信制御局 809 位置情報センタ 810 位置情報送受信装置 811 電界強度地図 1511 端末 1512 端末制御部 1513 端末位置問合部 1514 端末送受信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 徹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山口 一晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岡 夏樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局と基地局と制御局とを備える移動
   体無線通信システムの移動局の位置を検出する位置検出
   方法において、 移動局が、測定ポイントにおける複数の基地局からの受
   信電波強度を測定して、測定結果を制御局に伝え、 制御局が、複数の測定ポイントにおける前記測定結果と
   前記測定ポイントの位置データとから、前記受信電波強
   度と前記移動局の位置との相関関係をニューラルネット
   ワークを用いて学習し、 移動局が、任意の地点で測定した複数の基地局からの受
   信電波強度の測定結果を基地局を通じて制御局に伝える
   と、 制御局が、前記学習で得た受信電波強度と移動局位置と
   の相関関係に基づいて、前記測定結果をもたらす移動局
   の位置を推定することを特徴とする移動局の位置検出方
   法。
2. 【請求項２】 前記測定ポイントが、予め決められてお
   り、各移動局が、それぞれ自らに対応する測定ポイント
   で、複数の基地局からの受信電波強度を測定することを
   特徴とする請求項１に記載の移動局の位置検出方法。
3. 【請求項３】 前記測定ポイントが、移動局を充電する
   充電器の設置位置であることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の移動局の位置検出方法。
4. 【請求項４】 前記移動局が、前記測定ポイントの位置
   データと、前記測定ポイントで測定した複数の基地局か
   らの受信電波強度とを基地局を通じて制御局に伝えるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の移動局の位置検出方
   法。
5. 【請求項５】 前記移動局が、同一測定ポイントまたは
   任意の地点において、複数の基地局からの受信電波強度
   を複数回にわたって測定し、これら複数の測定値に統計
   的処理を施して求めた単一の値を最終的な測定結果とし
   て出力することを特徴とする請求項１乃至４に記載の移
   動局の位置検出方法。
6. 【請求項６】 前記移動局が、任意の地点で測定した複
   数の基地局からの受信電波強度の測定結果を基地局を通
   じて制御局に伝えると、前記制御局が、前記学習で得た
   受信電波強度と移動局位置との相関関係に基づいて、前
   記測定結果をもたらす移動局の位置を推定し、推定結果
   を前記移動局に伝えることを特徴とする請求項１乃至５
   に記載の移動局の位置検出方法。
7. 【請求項７】 前記移動局が、他の移動局の位置を問合
   せると、前記制御局が、前記他の移動局に対して、複数
   の基地局からの受信電波強度を測定して報告するように
   指令し、測定結果が報告されると、前記測定結果に基づ
   いて前記他の移動局の位置を推定し、推定結果を問合せ
   のあった前記移動局に伝えることを特徴とする請求項１
   乃至５に記載の移動局の位置検出方法。
8. 【請求項８】 前記制御局が、移動局の位置の推定結果
   を順次記憶し、新たな測定結果に基づいて前記移動局の
   位置を推定したときには、推定した移動局の位置が前記
   移動局の過去の位置から判断して妥当か否かを判定し、
   妥当でなければ、前記移動局に前記測定を再度行なうよ
   うに指令することを特徴とする請求項１乃至７に記載の
   移動局の位置検出方法。
9. 【請求項９】 前記移動局が、一定時間間隔で複数の基
   地局からの受信電波強度を測定し、測定結果を基地局を
   通じて前記制御局に伝えることを特徴とする請求項８に
   記載の移動局の位置検出方法。
10. 【請求項１０】 前記制御局が、移動局から伝えられた
    前記受信電波強度を基地局と移動局との理論的距離に換
    算し、前記理論的距離と前記移動局の位置との相関関係
    をニューラルネットワークを用いて学習することを特徴
    とする請求項１乃至９に記載の移動局の位置検出方法。
11. 【請求項１１】 移動局と基地局と制御局とを備える移
    動体無線通信システムの移動局の位置を検出する位置検
    出方法において、 移動局が、測定ポイントにおける複数の基地局からの受
    信電波強度を測定して、測定結果を制御局に伝え、 制御局が、複数の測定ポイントにおける前記測定結果と
    前記測定ポイントの位置データとから、前記受信電波強
    度と前記移動局の位置との相関関係をニューラルネット
    ワークを用いて学習し、学習で得られた前記ニューラル
    ネットワークのパラメータを移動局に伝え、 移動局が、前記パラメータを使ってニューラルネットワ
    ークを構成し、前記ニューラルネットワークを用いて、
    任意の地点で測定した複数の基地局からの受信電波強度
    を基に自らの位置を検出することを特徴とする移動局の
    位置検出方法。
12. 【請求項１２】 前記制御局が、前記ニューラルネット
    ワークを用いて、前記受信電波強度と前記移動局の位置
    の２進表現した座標値との相関関係を学習することを特
    徴とする請求項１乃至１１に記載の移動局の位置検出方
    法。
13. 【請求項１３】 前記制御局が、前記ニューラルネット
    ワークとして、出力層ノード間に測定地点の構造を反映
    した相互結合関係を持つ相互結合ネットワークを用いて
    前記受信電波強度と前記移動局の位置との相関関係を学
    習することを特徴とする請求項１乃至１１に記載の移動
    局の位置検出方法。
14. 【請求項１４】 前記制御局が、前記ニューラルネット
    ワークを用いて、前記受信電波強度と前記移動局が位置
    する部屋や区域などの広がりを持った領域との相関関係
    を学習することを特徴とする請求項１乃至１１に記載の
    移動局の位置検出方法。
15. 【請求項１５】 移動局と基地局と制御局とを備える移
    動体無線通信システムの移動局の位置を検出する位置検
    出方法において、 各基地局が、測定ポイントに位置する移動局より発せら
    れた電波の受信電波強度を測定して、測定結果を制御局
    に伝え、 制御局が、複数の測定ポイントにおける前記測定結果と
    前記測定ポイントの位置データとから、前記受信電波強
    度と前記移動局の位置との相関関係をニューラルネット
    ワークを用いて学習し、 各基地局が、任意の地点に位置する移動局より発せられ
    た電波の受信電波強度を測定してその測定結果を制御局
    に伝えると、 制御局が、前記学習で得た受信電波強度と移動局位置と
    の相関関係に基づいて、前記測定結果をもたらす移動局
    の位置を推定することを特徴とする移動局の位置検出方
    法。
16. 【請求項１６】 移動局と基地局と制御局とを備え、制
    御局で移動局の位置を検出することが可能な移動体無線
    通信システムにおいて、 前記移動局が、複数の基地局からの受信電波強度を測定
    する電波強度測定手段を具備し、 前記制御局が、 測定ポイントの位置を入力する位置入力手段と、 移動局により複数の前記測定ポイントで測定された前記
    受信電波強度と前記位置入力手段から入力された前記測
    定ポイントの位置との相関関係を、ニューラルネットワ
    ークを用いて学習する位置学習処理手段と、 前記位置学習処理手段の学習した前記相関関係に基づい
    て、任意の地点で移動局が測定した複数の基地局からの
    受信電波強度から、その測定時点における前記移動局の
    位置を推定する位置推定処理手段とを具備することを特
    徴とする移動体無線通信システム。
17. 【請求項１７】 移動局と基地局と制御局とを備え、制
    御局で移動局の位置を検出することが可能な移動体無線
    通信システムにおいて、 前記移動局が、複数の基地局からの受信電波強度を測定
    する電波強度測定手段を具備し、 前記制御局が、 測定ポイントの各々の位置と前記測定ポイントに対応づ
    けられた移動局の識別子とを記憶する位置記憶手段と、 前記測定ポイントに対応づけられた移動局が前記測定ポ
    イントで測定した前記受信電波強度と前記位置記憶手段
    に記憶された前記測定ポイントの位置との相関関係を、
    ニューラルネットワークを用いて学習する位置学習処理
    手段と、 前記位置学習処理手段の学習した前記相関関係に基づい
    て、任意の地点で移動局が測定した複数の基地局からの
    受信電波強度から、その測定時点における前記移動局の
    位置を推定する位置推定処理手段とを具備することを特
    徴とする移動体無線通信システム。
18. 【請求項１８】 前記測定ポイントの位置に、前記移動
    局を充電する充電器を配置したことを特徴とする請求項
    １６または１７に記載の移動体無線通信システム。
19. 【請求項１９】 前記測定ポイントの位置に、複数の基
    地局からの受信電波強度を測定する電波強度測定手段
    と、これを基地局を介して制御局に報告し制御局からの
    制御信号を受信する送受信手段とを具備する学習データ
    採集器を設置したことを特徴とする請求項１６または１
    ７に記載の移動体無線通信システム。
20. 【請求項２０】 移動局と基地局と制御局とを備え、制
    御局で移動局の位置を検出することが可能な移動体無線
    通信システムにおいて、 前記移動局が、 複数の基地局からの受信電波強度を測定する電波強度測
    定手段と、 自らの位置情報を入力する位置入力手段とを具備し、 前記制御局が、 前記移動局の前記電波強度測定手段によって測定された
    前記受信電波強度と、前記位置入力手段から入力された
    測定時点での前記移動局の位置との相関関係をニューラ
    ルネットワークを用いて学習し記憶する位置学習処理手
    段と、 前記位置学習処理手段の学習した前記相関関係に基づい
    て、任意の地点で移動局が測定した複数の基地局からの
    受信電波強度から、その測定時点における前記移動局の
    位置を推定する位置推定処理手段とを具備することを特
    徴とする移動体無線通信システム。
21. 【請求項２１】 前記制御局が、移動局に対して、複数
    の基地局からの電波強度を測定し、これを報告させるた
    めの電波強度報告要求メッセージを送信する電波強度報
    告要求手段を具備することを特徴とする請求項１６乃至
    ２０に記載の移動体無線通信システム。
22. 【請求項２２】 前記移動局が、前記電波強度測定手段
    に対して、電波強度の測定要求を発行する自移動局位置
    問合手段を具備し、前記制御局が、前記電波強度測定手
    段の測定した受信電波強度を受信したとき、前記移動局
    の位置を推定して、推定結果を前記移動局自身に通知す
    ることを特徴とする請求項１６乃至２１に記載の移動体
    無線通信システム。
23. 【請求項２３】 前記移動局が、制御局に対して他の移
    動局の位置を問い合わせる要求を送信する他移動局位置
    問合手段を具備し、前記制御局が、前記要求を受信する
    と、前記電波強度報告要求手段から、位置を問い合わせ
    られた他の移動局に対して電波強度報告要求メッセージ
    を送信し、前記他の移動局から電波強度の測定結果が報
    告されると、それを基に前記他の移動局の位置を推定
    し、推定結果を前記問い合わせを行なった移動局に通知
    することを特徴とする請求項２１に記載の移動体無線通
    信システム。
24. 【請求項２４】 前記制御局に有線または無線ネットワ
    ークを介して接続する端末が、前記制御局に対して移動
    局の位置を問い合わせると、前記制御局が、前記電波強
    度報告要求手段から、前記移動局に対して電波強度報告
    要求メッセージを送信し、前記移動局から電波強度の測
    定結果が報告されると、それを基に前記移動局の位置を
    推定し、推定結果を前記端末に通知することを特徴とす
    る請求項２１に記載の移動体無線通信システム。
25. 【請求項２５】 前記制御局が、前記位置推定処理手段
    の推定した移動局の位置の情報を時系列的に蓄積する位
    置蓄積手段と、前記位置推定処理手段の推定した移動局
    の位置が、前記位置蓄積手段に蓄積されている前記移動
    局の位置の時間的な推移から判断して妥当か否かを判定
    する履歴判定手段とを具備し、前記履歴判定手段が妥当
    でないと判定したとき、前記電波強度報告要求手段が、
    前記移動局に対して電波強度報告要求メッセージを送信
    することを特徴とする請求項２１乃至２４に記載の移動
    体無線通信システム。
26. 【請求項２６】 前記移動局が、少なくとも２個の周波
    数シンセサイザを具備し、１つの周波数シンセサイザが
    通話時の通信用キャリアに同調しているときでも、前記
    電波強度測定手段が、他の周波数シンセサイザを用い
    て、複数の基地局からの電波強度を測定できるようにし
    たことを特徴とする請求項１６乃至２５に記載の移動体
    無線通信システム。
27. 【請求項２７】 前記制御局が、基地局の出力及び周波
    数から求められる理論的な電界強度の距離特性に基づい
    て、移動局で測定された複数の基地局からの受信電波強
    度から、前記移動局と前記各基地局との間の距離を算出
    する距離算出手段を具備し、前記位置学習処理手段が、
    算出された前記距離と前記測定ポイントの位置との相関
    関係を、ニューラルネットワークを用いて学習すること
    を特徴とする請求項１６乃至２６に記載の移動体無線通
    信システム。
28. 【請求項２８】 前記移動局が、前記制御局から伝えら
    れたニューラルネットワークのパラメータを記憶する学
    習結果記憶手段と、前記学習結果記憶手段に記憶された
    パラメータを使ってニューラルネットワークを構成し、
    前記ニューラルネットワークを用いて、任意の地点で測
    定した複数の基地局からの受信電波強度を基に自らの位
    置を検出する位置算出手段とを具備することを特徴とす
    る請求項１６乃至２０に記載の移動体無線通信システ
    ム。
29. 【請求項２９】 前記制御局が、複数の基地局からの受
    信電波強度を入力する入力層のノードと、部屋や区域な
    どの検出対象範囲を区画する領域の数に相当する出力層
    のノードとを具備する前記ニューラルネットワークを用
    いて、前記受信電波強度と移動局が位置する前記領域と
    の相関関係を学習することを特徴とする請求項１６乃至
    ２８に記載の移動体無線通信システム。
30. 【請求項３０】 移動局と基地局と制御局とを備え、制
    御局で移動局の位置を検出することが可能な移動体無線
    通信システムにおいて、 各基地局が、移動局より発せられた電波の受信電波強度
    を測定する電波強度測定手段を具備し、 前記制御局が、 測定ポイントの位置を入力する位置入力手段と、 前記測定ポイントの移動局より発せられた電波に対して
    前記基地局が測定した受信電波強度と前記位置入力手段
    から入力された前記測定ポイントの位置との相関関係
    を、ニューラルネットワークを用いて学習する位置学習
    処理手段と、 前記位置学習処理手段の学習した前記相関関係に基づい
    て、移動局より発せられた電波の各基地局における受信
    電波強度から、前記移動局の位置を推定する位置推定処
    理手段とを具備することを特徴とする移動体無線通信シ
    ステム。