JPH11113047A

JPH11113047A - ワイヤレスカードシステムおよびカード位置検出方法ならびにコンピュータが読み出し可能なプログラムを格納した記録媒体

Info

Publication number: JPH11113047A
Application number: JP9271549A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yamamoto; 英朗山本; Yoshimitsu Otani; 佳光大谷; Takafumi Suzuki; 尚文鈴木; Kazuhiko Takahashi; 和彦高橋; Hideki Nakajima; 秀樹中嶋
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ワイヤレスカードの位置検出を、高速かつ高
精度に行いうることである。【解決手段】まず、図７（ａ−１）のようにワイヤレ
ス基地局１０（＃１）と１０（＃２）の通信エリアを互
いの通信エリアの占有領域が重複せず、かつ、最大とす
るために接点２００（＃１）で接するようにホストコン
ピュータ２０で制御する。この状態ではワイヤレスカー
ド３０はワイヤレス基地局１０（＃２）に認識される。
次いで図７（ａ−２）のようにワイヤレス基地局１０
（＃１），１０（＃２）の両通信エリアを連携して変え
ると、ワイヤレスカード３０はワイヤレス基地局１０
（＃１）に認識される。このように２回のスキャンによ
り図７（ｂ）の斜線で示したエリア１００内にワイヤレ
スカード３０が位置することが検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤワイヤレス
カードとワイヤレス基地局で構成された、ワイヤレスカ
ードシステムおよびカード位置検出方法ならびにコンピ
ュータが読み出し可能な記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のマルチメディア化に伴い、情報通
信は一層の高度化，多様化，大容量化が進められてい
る。この中でもヒューマンインタフェースの観点から、
情報端末への通信媒体としてワイヤレス通信が注目され
ている。そのため、屋外の移動電話基地局、構内のＬＡ
Ｎ基地局等の様々な形態のワイヤレス基地局と、電話や
情報端末に代表される様々な形態の情報通信端末間をワ
イヤレス通信で接続する各種の情報通信システム、例え
ば、移動電話やＰＨＳ（Personal Handy Phone System
）等が急速に普及しつつある。また、情報通信のパー
ソナル化に伴い、携帯電話の大幅な普及と同時に、ＩＣ
（Integrated Circuit）カードと固定電話機を利用した
電話転送等のパーソナル電話システムが検討されてい
る。さらに、生産ラインＦＡ（Factory Automation）シ
ステム、あるいは流通のＰＯＳ（Point ofSale）システ
ムへ、ワイヤレス通信をベースにしたシステムが積極的
に導入されつつある。

【０００３】このようなワイヤレス通信システムに利用
されるカードとして、従来から、接点付きＩＣカードの
ような電極を介して通信するカードが用いられている
が、ヒューマンインタフェースの観点から、カードの出
し入れを必要としない、あるいは電極接点の腐食・信頼
性を考慮しなくてよい、電極接点のないワイヤレスカー
ドが将来有望になると考えられる。ワイヤレスカードは
現在、高速道路や鉄道といった輸送分野の料金徴収シス
テム，ＦＡ，物流，入退室を中心とした物品在庫・行動
管理システム等を中心に開発され、生活レベルで導入さ
れつつある。

【０００４】このようなワイヤレスカードとワイヤレス
基地局からなる従来のワイヤレスカードシステムにおい
て、例えば、入退室管理ではワイヤレスカードの位置情
報は、ワイヤレス基地局の通信エリア単位、あるいは管
理エリアの出入口にゲートを設け、その通過情報によ
り、管理エリア単位のカードの登録／抹消を行ってい
た。また、鉄道やスキー場の改札に代表される自動改札
では、一方向のゲートを設置し、そのゲートの通過をも
ってサービスエリア内にある、あるいはサービスエリア
外に出たとの認識を行っており、カードの移動方向を認
識させてはいなかった。そのため、ゲート設置によっ
て、カード所持者の自然な移動を制限していた。

【０００５】図１２に、従来の入退室管理システムに用
いられているワイヤレスカードシステム例を示す。１は
サービスエリア（部屋）、２はドア、３は部屋の天井の
中央付近に配置したワイヤレス基地局、４はワイヤレス
カードである。

【０００６】ワイヤレス基地局３の通信エリアを位置情
報の単位とした入退室管理サービスにおいて、ワイヤレ
スカード４がその部屋にあることは確認できても、その
部屋のどの辺りにあるかの情報は得られない。特に、こ
の部屋が簡易なパーティーションで区切られている場合
には、ワイヤレスカード４がどの区画にあるかという情
報も必要となる。これを改善するためには従来、ワイヤ
レス基地局３の通信エリアを減少させるとともに、この
ようなワイヤレス基地局３を複数設置することにより、
より狭いエリア単位での位置情報をサービス側に提供し
ていた。

【０００７】しかしながら、この方法はサービスエリア
に、必要な空間分解能に応じた多数のワイヤレス基地局
３を配置する必要があり、システムとしての経済性に問
題があった。あるサービスエリアでの位置情報の空間分
解能を向上させるには、各ワイヤレス基地局３の通信エ
リアを自動的にスキャンさせ、ワイヤレスカード４とワ
イヤレス基地局３間の距離をシステムが概算し、この手
順を少なくとも２台のワイヤレス基地局３が行えば、ワ
イヤレス基地局３の通信エリアより狭い範囲でカード位
置の特定が可能になる。

【０００８】図１３に、従来のゲートを利用し、サービ
スエリアでのカードの登録／抹消を行うワイヤレスカー
ドシステム例を示す。５はゲートで、このゲート中央付
近にワイヤレス基地局３が設置されている。ワイヤレス
カード４がゲート５を通過したことによる認識方法にお
いては、一方向のゲート５によりワイヤレスカード４の
移動方向を制限し、そのゲート通過に伴うオン／オフの
情報をもって、ワイヤレスカードシステムはワイヤレス
カード４がサービスエリア内にある／ないを認識する。
このようなワイヤレスカードシステムでは、カード所持
者の自然な移動を制限するゲート５を設置しているの
で、多数カードのゲート５への殺到と混雑を招くため、
結果としてサービスを低下させる原因となる。このた
め、人に優しいワイヤレスカードシステムでは、サービ
スエリアへの自然な移動を考慮したゲートと、そのシス
テムが必要となる。具体的には、流れの方向を制限しな
いゲートが重要と考えられ、これにはゲート付近に配置
したワイヤレス基地局３が、比較的長い時間（例えば、
数百ｍｓ程度）でその通信エリアを段階的にスキャン
し、カード位置の移動をベクトル的に表示させればよ
い。これにより、方向を制限しないゲートでも、ワイヤ
レスカード４がサービスエリア内にある／ないの認識が
可能になる。このような考え方は、例えば、博物館の音
声ガイドにもそのまま適用できる。しかしながら、従来
のゲートを利用したワイヤレスカードシステムでは、通
信エリアを段階的にスキャンさせるようなワイヤレス基
地局やカードの位置と移動方向を含んだ位置情報を認識
する方法は存在していなかった。

【０００９】この問題を解決するために、例えば特開平
９−２００１１２号公報に開示されたワイヤレスカード
システムがある。その動作の概要を以下に示す。

【００１０】図１は、特開平９−２００１１２号に開示
されたワイヤレスカードシステムの機能ブロック図であ
る。なお、後述するように図１のワイヤレスカードシス
テムは本発明にも用いるものである。図１において、１
０はワイヤレス基地局であり、通信エリア変化手段を含
みデータ処理や制御を行うコントローラ１１，データ変
換モジュール１２，変調モジュール１３，発信モジュー
ル１４，アンテナ１５，受信モジュール１６，復調モジ
ュール１７で構成される。２０は制御手段としてのパー
ソナルコンピュータで、システムとして演算，認識をす
るものであり、ワイヤレス基地局１０に接続される。３
０はワイヤレスカードを示す。なお、ワイヤレスカード
３０にもワイヤレス基地局と同様に各種モジュールやＣ
ＰＵ（中央演算処理装置）を備え、受信，送信可能とな
っているが、図示は省略している。ワイヤレスカード３
０のワイヤレス基地局１０との機能的な違いは、コント
ローラ１１の部分がＣＰＵ，メモリとなっていることで
あり、外部コンピュータとの有線インタフェースがない
点である。

【００１１】次に、動作の概要について説明する。パー
ソナルコンピュータ２０などのシステムホストは有線ケ
ーブルにより、ワイヤレス基地局１０のコントローラ１
１へ接続され、このコントローラ１１の信号はデータ変
換モジュール１２でデータ変換を行い、変調モジュール
１３，発信モジュール１４を通してアンテナ１５より、
高周波の信号としてワイヤレスカード３０へ伝搬され
る。高周波の信号を受信したワイヤレスカード３０は、
カード内の受信モジュール，復調モジュールを通して、
復調したデジタル信号（コマンド）をＣＰＵへ伝え、こ
のワイヤレスカード３０のＣＰＵはコマンドに応じたデ
ータを、ワイヤレスカード３０の変調モジュール，発信
モジュールを介してワイヤレス基地局１０へ返信する。
この高周波の返信信号はアンテナ１５を通して受信モジ
ュール１６へ入力され、さらに復調モジュール１７を通
してデジタル信号に復調される。さらにデータ変換モジ
ュール１２でデータ変換して、コントローラ１１を介し
てシステムを管理するパーソナルコンピュータ２０へ通
知される。以上の流れが、ワイヤレスカードシステムに
おけるデータ要求コマンドと返信データの流れである。

【００１２】図２に、ワイヤレス基地局１０の受信モジ
ュール１６の構成例を示す。受信モジュール１６では、
アンテナ１５からの高周波信号がまずフィルタ１６１を
通過し、さらにスイッチ１６２を介してその信号は前段
増幅器１６３＃１〜＃３のいずれかに入力される。増幅
された信号はデジタル系の復調モジュール１７へ伝搬さ
れる。このとき、増幅度の異なる＃１（大），２＃
（中），３＃（小）の３つの前段増幅器１６３を準備
し、フィルタ１６１の出力信号のパスを、これら３つの
前段増幅器１６３の１つに切り替えることにより、デジ
タルの復調系へ伝搬される信号の大きさを３段階で選択
する。デジタルの復調モジュール１７では、特定のしき
い値をもって信号をデジタル化するために、この前段増
幅器１６３の増幅度を切り替えることにより、受信感度
を段階的に変化させることができる。結果として、ある
特定の距離より遠くからの減衰した信号をカットするこ
とができる。これを段階的に繰り返すことにより、ワイ
ヤレス基地局１０からの通信（返信）エリアを段階的に
スキャンすることができる。このような前段増幅器１６
３の切り替えによる受信感度の変化は、基本的な考え方
を示したものであり、実際には増幅器は一つで増幅度を
変化させるフィードバック抵抗の値を段階的に変化させ
ることになる。

【００１３】また、このような前段増幅器１６３の切り
替えと等価な方法として、図３に示すような、前段増幅
器１６３は固定とし、その後段のデジタル復調系の直流
的なバイアスレベルを段階的に変える方法がある。すな
わち、スイッチ１６２により＃１〜＃３の抵抗値が大，
中，小の抵抗１６５＃１〜＃３を順次選択してスキャン
する方式である。この方法によっても同様に、段階的な
通信（返信）エリアをスキャンすることができる。な
お、図３の１６４はコンデンサ、１６６は抵抗、１６７
は増幅器を示す。

【００１４】図４に、受信モジュール１６の返信可能距
離を段階的に変化させた例を示す。１５Ａ，１５Ｂはワ
イヤレス基地局１０のアンテナで、１５Ａはダイポール
アンテナ、１５Ｂはパッチアンテナの例であり、実線は
返信可能エリアを示す。周波数，ワイヤレスカード３０
の返信方式（アクティブやパッシブ），送信パワー等に
よって異なるものの、例えば、図２に示した前段増幅器
１６３の増幅度を大きくした場合（図２の前段増幅器１
６３＃１のパス）、図４（ａ）の＃１に囲まれた通信エ
リアからの返信の信号を受信でき、増幅度を中（＃
２），小（＃３）と落すことにより、通信（返信エリ
ア）は段階的に減少していることがわかる。

【００１５】図４（ｂ）のパッチアンテナ１５Ｂの場合
においても、受信エリアの形状は異なるものの、通信
（受信）エリアが段階的に減少するという点では全く同
様である。

【００１６】図５に、ワイヤレス基地局１０の発信モジ
ュール１４の構成例を示す。コントローラ１１からデー
タ要求コマンドの信号を高周波チャネル用にデータ変換
した後、発信モジュール１４に変調をかけ、その変調さ
れた高周波信号は、変調方式（振幅変調，周波数変調，
位相変調）にかかわらず、増幅器１４４を通してアンテ
ナ１５から放射される。この放射パワーは法規制によっ
てその最大出力は制限されるものの、規制された最大パ
ワーの範囲内であれば可変とすることができる。具体的
には、増幅器１４４を＃１，＃２，＃３の３台準備し、
法規制の範囲内でそれらの増幅度を段階的に変化させ
る。例えば、増幅器１４４の増幅度を大（＃１），中
（＃２），小（＃３）に設定し、これらへのパスをスイ
ッチ１４３で切り替えることにより、アンテナ１５より
放射される送信パワーを段階的に切り替えることができ
る。この場合、ワイヤレスカード３０の送信パワーやワ
イヤレス基地局１０の受信モジュール１６の受信感度を
一定とすれば、通信（返信）エリアはワイヤレス基地局
１０の返信パワーで決定される。結果として、発信モジ
ュール１４の増幅器の増幅度を段階的に変えることによ
り、通信（返信）エリアを段階的に切り替えることがで
きる。このような増幅器１４４の切り替えは基本的な考
え方を示したものであり、実際には増幅器は１つで増幅
度を変化させるフィードバック抵抗の値を段階的に変化
させることになる。なお、図５中の１４１は局部発振
器、１４２は発振回路を示す。

【００１７】以上のワイヤレスカードシステムにおいて
は、各ワイヤレス基地局ごとに段階的に通信エリアをス
キャンする。したがって、各ワイヤレス基地局がスキャ
ンする通信エリアの分解能が各複数ワイヤレス基地局で
同一であるという条件では、スキャン回数の合計はワイ
ヤレス基地局数に比例するため、ワイヤレスカードの位
置検出高速化の障害となる。従来の技術ではこの問題を
解決することは困難であった。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のワイヤレスカードシステムには、ワイヤレス基地局数
に比例して、位置検出に要する時間が長くなるという問
題点があった。

【００１９】本発明の目的は、この問題点を解決すべ
く、複数ワイヤレス基地局間で互いに干渉を起こさずに
連携動作を行って通信エリアを制御することにより、位
置検出に要する時間を短縮し、高速かつ高精度な位置検
出を行うことが可能なワイヤレスカードシステムおよび
カード位置検出方法ならびにコンピュータが読み出し可
能なプログラムを格納した記録媒体を提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るワイヤレス
カードシステムは、ワイヤレスカードと複数のワイヤレ
ス基地局から構成され、前記ワイヤレス基地局が受信感
度あるいは送信出力の少なくとも一方を段階的に変化さ
せる通信エリア変化手段を備えてワイヤレスカードの位
置情報を検出するワイヤレスカードシステムにおいて、
前記複数のワイヤレス基地局は、相互の通信エリアが重
複せず、かつ、複数のワイヤレス基地局による通信エリ
アの占有領域が最大となるように、複数のワイヤレス基
地局が連携して通信エリアを段階的に変化させる制御手
段を備えたものである。

【００２１】また、本発明に係るカード位置検出方法
は、ワイヤレスカードと複数のワイヤレス基地局から構
成され、前記ワイヤレス基地局が受信感度あるいは送信
出力の少なくとも一方を段階的に変化させる通信エリア
変化手段を備えてワイヤレスカードの位置情報を検出す
るワイヤレスカードシステムのカード位置検出方法にお
いて、前記ワイヤレス基地局のうちの複数個を指定し、
それらのワイヤレス基地局による通信エリアが相互に重
複せず、かつ、通信エリアの占有領域が最大となるよう
に前記指定した複数のワイヤレス基地局を連携してそれ
らの通信エリアを段階的に変化させ、その時に各ワイヤ
レス基地局にワイヤレスカードの検出の有無を登録し、
次いで指定する複数のワイヤレス基地局の通信エリアを
変更してそれらのワイヤレス基地局による通信エリアが
相互に重複せず、かつ、通信エリアの占有領域が最大と
なるように前記変更したワイヤレス基地局を連携してそ
れらの通信エリアを段階的に変化させ、その時に各ワイ
ヤレス基地局にワイヤレスカードの検出の有無を登録す
る手順を所定数くり返し、前記ワイヤレスカードの登録
の有無からワイヤレスカードの位置を検出するようにし
たものである。

【００２２】また、本発明に係るコンピュータが読み出
し可能なプログラムを格納した記録媒体は、ワイヤレス
カードと複数のワイヤレス基地局から構成され、前記ワ
イヤレス基地局が受信感度あるいは送信出力の少なくと
も一方を段階的に変化させる通信エリア変化手段を備え
てワイヤレスカードの位置情報を検出するワイヤレスカ
ードシステムのカード位置検出方法に用いる記録媒体で
あって、前記ワイヤレス基地局のうちの複数個を指定
し、それらのワイヤレス基地局による通信エリアが相互
に重複せず、かつ、通信エリアの占有領域が最大となる
ように前記指定した複数のワイヤレス基地局を連携して
それらの通信エリアを段階的に変化させ、その時に各ワ
イヤレス基地局にワイヤレスカードの検出の有無を登録
し、次いで指定する複数のワイヤレス基地局の通信エリ
アを変更してそれらのワイヤレス基地局による通信エリ
アが相互に重複せず、かつ、通信エリアの占有領域が最
大となるように前記変更したワイヤレス基地局を連携し
てそれらの通信エリアを段階的に変化させ、その時に各
ワイヤレス基地局にワイヤレスカードの検出の有無を登
録する手順を所定数くり返し、前記ワイヤレスカードの
登録の有無からワイヤレスカードの位置を検出する手順
を実行させるプログラムを記録したものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係るワイヤレスカードシ
ステムおよびカード位置検出方法ならびにコンピュータ
が読み出し可能なプログラムを格納した記録媒体は、ワ
イヤレスカードシステムとワイヤレス基地局から構成さ
れるワイヤレスカードシステムにおいて、ワイヤレスカ
ードとワイヤレス基地局の通信エリアを相互の通信エリ
アが重複せず、かつ、複数のワイヤレス基地局による通
信エリアの占有領域が最大となるように、連携して通信
エリアを段階的に変化させ、ワイヤレスカードとワイヤ
レス基地局間の通信距離の推定、あるいは、位置と移動
方向を含んだベクトル量として位置情報をシステムに認
識させることにより、より高い空間分解能での位置情報
登録、ならびに移動方向も含んだ細かい位置情報を高速
にサービス側に提供できることを特徴としている。これ
によって、位置情報を利用した人にとって快適なサービ
スを行うことができる。

【００２４】

【実施例】本発明は、図１に示したワイヤレスカードシ
ステムを用いるが制御手段としてのパーソナルコンピュ
ータ２０による制御の仕方に特徴を有する。図６に、発
振モジュール１４の送信可能エリアを段階的に変化させ
た例を示す。１５Ａ，１５Ｂはワイヤレス基地局１０の
アンテナで、１５Ａはダイポールアンテナ、１５Ｂはパ
ッチアンテナの例であり、実線は送信可能エリアを示
す。実際のワイヤレス基地局通信エリアは、反射・回折
等により複雑な形状となっているが、本実施例において
は、送信電力に対応して図６（ａ）のように同心円状に
通信エリアが拡大・縮小を繰り返すものと仮定してい
る。周波数，ワイヤレスカード３０の返信方式（アクテ
ィブやパッシブ），受信感度によって異なるものの、例
えば、図５に示した増幅器１４４の増幅度を大きくした
場合（＃１の増幅パスをスイッチ１４３で選択）、ワイ
ヤレス基地局１０は図６（ａ）の＃１に囲まれた通信エ
リアまでのワイヤレスカード３０にコマンドを送信でき
る。このときワイヤレスカード３０はワイヤレス基地局
１０からの信号を認識できることから、ワイヤレス基地
局１０は＃１に囲まれた通信エリアにあるワイヤレスカ
ード３０からの返信を期待できる。増幅度を中（＃
２），小（＃３）と落すことにより、通信（返信）可能
エリアは段階的に減少し、結果としてワイヤレスカード
３０との通信距離を減少してゆく。

【００２５】図６（ｂ）のように、パッチアンテナ１５
Ｂの送信エリアの形状はダイポールアンテナ１５Ａとは
異なるものの、通信（返信）エリアが段階的に減少する
という意味では同様であり、ダイポールアンテナ１５Ａ
と同様に、通信エリアは段階的に変化させることができ
る。

【００２６】次に、ワイヤレス基地局１０の複数台を二
次元で表現されるサービスエリアに配置して、より精度
の高い位置検出を行う実施例について説明する。

【００２７】〔２台の場合〕図７に、本発明によるワイ
ヤレス基地局１０を２台用いたシステムの運用例を示
す。１０はワイヤレス基地局、１００は前記ワイヤレス
カード３０を位置登録したエリア、２００は１ワイヤレ
ス基地局における通信エリアの他のワイヤレス基地局に
おける通信エリアとの接点である。サービスエリアに２
台（＃１，＃２）のワイヤレス基地局１０を配置してい
る。＃１−１，＃１−２，＃２−１，＃２−２はそれぞ
れ、ワイヤレス基地局１０（＃１），１０（＃２）の段
階的通信エリアを示しており、末尾の数字が増えるにつ
れ、順番に通信エリアが広くなっている。

【００２８】ここで、本発明のワイヤレス基地局１０を
採用することにより、各ワイヤレス基地局１０は段階的
な通信エリアをスキャンし、ワイヤレスカード３０と各
ワイヤレス基地局１０からの距離を推定することが可能
となる。各ワイヤレス基地局１０はそれぞれ互いに通信
エリアが重複しないように、かつ、複数のワイヤレス基
地局１０による通信エリアの占有領域が最大となるよう
に連携して段階的に通信エリアのスキャンを行い、ワイ
ヤレス基地局１０とワイヤレスカード３０の推定距離
を、段階的通信エリアの距離差の単位で、システムへ通
知する。システムは２つのワイヤレス基地局１０からの
推定距離を演算し、斜線を施したエリア１００にワイヤ
レスカード３０を位置登録することができる。

【００２９】ここで、通信エリアが重複しないように、
かつ複数のワイヤレス基地局１０による通信エリアの占
有領域が最大となるように連携して段階的に通信エリア
のスキャンを行う点について図１１を参照して説明す
る。

【００３０】例えば、図７のように２台のワイヤレス基
地局１０を用いた場合、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）
のような通信エリア占有領域（斜線を施した部分）は最
大とはいえない。図１１（ｄ）は占有領域が最大といえ
る。図１１（ｅ）は（ｄ）よりも占有領域が大きいが、
重複部分があるから不可である。

【００３１】各ワイヤレス基地局１０の通信エリアは他
のワイヤレス基地局１０と干渉を起こさないように、か
つ、連動して拡大または縮小を繰り返す。図７（ａ−
１）および（ａ−２）は通信エリアの時間変化を示した
例である。ワイヤレスカード３０は図で示された位置に
静止している。まず、図７（ａ−１）ではワイヤレス基
地局１０（＃１）の通信エリアとワイヤレス基地局１０
（＃２）の通信エリアは接点２００（＃１）で接してい
る。通信エリアが接する条件は、ワイヤレス基地局１０
の電界強度とワイヤレス基地局１０からの距離の関係に
よってホストコンピュータ２０から各ワイヤレス基地局
１０に与えられる。このとき、ワイヤレスカード３０は
ワイヤレス基地局１０（＃２）に認識される。次に、図
７（ａ−２）ではワイヤレス基地局１０（＃１）の通信
エリアとワイヤレス基地局１０（＃２）の通信エリアは
接点２００（＃２）で接している。このとき、ワイヤレ
スカード３０はワイヤレス基地局１０（＃１）に認識さ
れる。

【００３２】以上のように、本発明では２回スキャンす
ることによって図７（ｂ）の斜線で示したエリア１００
にワイヤレスカード３０を位置登録することができる。
複数ワイヤレス基地局が連動せずに個別にスキャンする
方法では、ワイヤレス基地局１０（＃１）が２回、ワイ
ヤレス基地局１０（＃２）が２回スキャンするため、計
４回のスキャンを行わなければならなかった。したがっ
て、スキャン速度が同じ場合、かつ、同様の空間分解能
を要求する場合、複数ワイヤレス基地局が連動せずに個
別にスキャンする方法の１／２の速さでワイヤレスカー
ド３０の存在するエリア１００を特定することができ
る。

【００３３】図８は、図７のようにワイヤレス基地局１
０を２台用いた場合のワイヤレスカード３０の位置検出
する方法のフローチャートであり、（１）〜（５）は各
ステップを示す。なお、ワイヤレスカード３０の確定エ
リアＡ〜Ｆを図８の下方に斜線を施して示した。

【００３４】まず、ワイヤレス基地局１０はワイヤレス
カード３０がエリア＃１−１内にあるかどうかをみて
（１）、あればエリアは確定（Ａ）とする。ステップ
（１）でワイヤレスカード３０がエリア＃１−１内にな
いときはエリア＃２−２内にあるかどうかをみて
（２）、あればさらにエリア＃１−２にあるかどうかみ
て（３）、あればワイヤレスカード３０の存在するエリ
アは確定（Ｂ）する。ステップ（２）で、エリア＃２−
２内にワイヤレスカード３０がない場合、エリア＃１−
２にあるかどうかをみて（４）、そのあるなしのいずれ
でもワイヤレスカード３０の存在するエリアは確定
（Ｃ，Ｄ）する。ステップ（３）において、エリア＃１
−２にないときはエリア＃１−２にあるかどうかをみて
（５）、そのあるなしのいずれでもワイヤレスカード３
０の存在するエリアは確定（Ｅ，Ｆ）する。

【００３５】〔３台の場合〕図９に、本発明によるワイ
ヤレス基地局１０を３台用いたシステムの運用例を示
す。１０はワイヤレス基地局、１００は前記ワイヤレス
カード３０を位置登録したエリア、２００は１ワイヤレ
ス基地局における通信エリアの他のワイヤレス基地局に
おける通信エリアとの接点である。サービスエリアに３
台（＃１〜＃３）のワイヤレス基地局１０を配置してい
る。＃１−１，＃１−２，＃２−１，＃２−２，＃３−
２はそれぞれ、ワイヤレス基地局１０（＃１），１０
（＃２），１０（＃３）の段階的通信エリアを示してお
り、末尾の数字が増えるにつれ、順番に通信エリアが広
くなっている。

【００３６】ここで、本発明のワイヤレス基地局１０を
採用することにより、各ワイヤレス基地局１０は段階的
な通信エリアをスキャンし、ワイヤレスカード３０と各
ワイヤレス基地局１０からの距離を推定することが可能
となる。各ワイヤレス基地局１０はそれぞれ互いに通信
エリアが重複しないように、かつ、複数のワイヤレス基
地局１０による通信エリアの占有領域が最大となるよう
に連携して通信エリアのスキャンを行い、ワイヤレス基
地局１０とワイヤレスカード３０の推定距離を、段階的
通信エリアの距離差の単位で、システムへ通知する。シ
ステムは２つのワイヤレス基地局１０からの推定距離を
演算し、斜線を施したエリア１００にワイヤレスカード
３０を位置登録することができる。

【００３７】各ワイヤレス基地局１０の通信エリアは他
のワイヤレス基地局１０と互いに通信エリアが重複しな
いように、かつ、複数のワイヤレス基地局１０による通
信エリアの占有領域が最大となるように連携して拡大ま
たは縮小を繰り返す。図９（ａ−１），（ａ−２）およ
び（ａ−３）は通信エリアの時間変化を示した例であ
る。ワイヤレスカード３０は図で示された位置に静止し
ている。まず、図９（ａ−１）ではワイヤレス基地局１
０（＃１）の通信エリアとワイヤレス基地局１０（＃
２）の通信エリアは接点２００（＃１）で、ワイヤレス
基地局１０（＃２）の通信エリアとワイヤレス基地局１
０（＃３）の通信エリアは２００（＃２）でそれぞれ接
している。通信エリアが接する条件は、ワイヤレス基地
局１０の電界強度とワイヤレス基地局１０からの距離の
関係によってホストコンピュータ２０から各ワイヤレス
基地局１０に与えられる。このとき、ワイヤレスカード
３０はワイヤレス基地局１０（＃２）に認識される。次
に、図９（ａ−２）ではワイヤレス基地局１０（＃２）
の通信エリアとワイヤレス基地局１０（＃３）の通信エ
リアは接点２００（＃４）で、ワイヤレス基地局１０
（＃３）の通信エリアとワイヤレス基地局１０（＃１）
の通信エリアは２００（＃３）でそれぞれ接している。
このとき、ワイヤレスカード３０はいずれのワイヤレス
基地局１０にも認識されない。さらに、図９（ａ−３）
ではワイヤレス基地局１０（＃１）の通信エリアとワイ
ヤレス基地局１０（＃２）の通信エリアは接点２００
（＃５）で、ワイヤレス基地局１０（＃３）の通信エリ
アとワイヤレス基地局１０（＃１）の通信エリアは２０
０（＃６）でそれぞれ接している。このとき、ワイヤレ
スカード３０はワイヤレス基地局１０（＃１）に認識さ
れる。

【００３８】以上のように、本発明では３回スキャンす
ることによって図９（ｂ）の斜線で示したエリア１００
にワイヤレスカード３０を位置登録することができる。
複数ワイヤレス基地局が連動せずに個別にスキャンする
方法では、ワイヤレス基地局１０（＃１）が２回、ワイ
ヤレス基地局１０（＃２）が２回、ワイヤレス基地局１
０（＃３）が２回スキャンするため、計６回のスキャン
を行わなければならなかった。したがって、スキャン速
度が同じ場合、かつ、同様の空間分解能を要求する場
合、複数ワイヤレス基地局が連動せずに個別にスキャン
する方法の１／２の速さでワイヤレスカード３０の存在
するエリア１００を特定することができる。

【００３９】〔４台の場合〕図１０に、本発明によるワ
イヤレス基地局１０を４台用いたシステムの運用例を示
す。１０はワイヤレス基地局、１００は前記ワイヤレス
カード３０を位置登録したエリア、２００は１ワイヤレ
ス基地局における通信エリアと他のワイヤレス基地局に
おける通信エリアの接点である。サービスエリアに４台
（＃１〜＃４）のワイヤレス基地局１０を配置してい
る。＃１−１，＃１−２，＃２−１，＃２−２，＃３−
１，＃３−２，＃４−１，＃４−２はそれぞれ、ワイヤ
レス基地局１０（＃１），１０（＃２），１０（＃
３），１０（＃４）の段階的通信エリアを示しており、
末尾の数字が増えるにつれ、順番に通信エリアが広くな
っている。

【００４０】まずワイヤレス基地局１０（＃１）と、そ
れと対角線上にある基地局１０（＃３）との間で考え
る。＃１−１のように通信エリアを決定すると、これに
接するようにホストコンピュータ２０がワイヤレス基地
局１０（＃３）も制御して、通信エリア＃３−２が決定
される。このとき接点は２００（＃１）である。

【００４１】次に、これ以外の基地局１０（＃２），１
０（＃４）について考える。既に通信エリア＃１−１，
＃３−２は決定されているので、これらの通信エリアに
重複しないように、かつ、複数のワイヤレス基地局１０
による通信エリアの占有領域が最大となるようにホスト
コンピュータ２０が１０（＃２），１０（＃４）を制御
して、それぞれ通信エリア＃２−１，＃４−１を決定す
る。

【００４２】ここで、本発明のワイヤレス基地局１０を
採用することにより、各ワイヤレス基地局１０は段階的
な通信エリアをスキャンし、ワイヤレスカード３０と各
ワイヤレス基地局１０からの距離を推定することが可能
となる。各ワイヤレス基地局１０はそれぞれ互いに通信
エリアが重複しないように、かつ、複数のワイヤレス基
地局１０による通信エリアの占有領域が最大となるよう
に連携して通信エリアのスキャンを行い、ワイヤレス基
地局１０とワイヤレスカード３０の推定距離を、段階的
通信エリアの距離差の単位で、システムへ通知する。シ
ステムは２つのワイヤレス基地局１０からの推定距離を
演算し、斜線を施したエリア１００にワイヤレスカード
３０を位置登録することができる。

【００４３】各ワイヤレス基地局１０の通信エリアは他
のワイヤレス基地局１０と互いに通信エリアが重複しな
いように、かつ、複数のワイヤレス基地局１０による通
信エリアの占有領域が最大となるように連携して拡大ま
たは縮小を繰り返す。図１０（ａ−１），（ａ−２）お
よび（ａ−３）は通信エリアの時間変化を示した例であ
る。ワイヤレスカード３０は図で示された位置に静止し
ている。まず、図１０（ａ−１）では、ワイヤレス基地
局１０（＃１）の通信エリアとワイヤレス基地局１０
（＃３）の通信エリアは接点２００（＃１）で、ワイヤ
レス基地局１０（＃２）の通信エリアとワイヤレス基地
局１０（＃３）の通信エリアは接点２００（＃２）で、
ワイヤレス基地局１０（＃３）の通信エリアとワイヤレ
ス基地局１０（＃４）の通信エリアは２００（＃３）で
それぞれ接している。通信エリアが接する条件は、ワイ
ヤレス基地局１０の電界強度とワイヤレス基地局１０か
らの距離の関係によってホストコンピュータ２０から各
ワイヤレス基地局１０に与えられる。このとき、ワイヤ
レスカード３０はワイヤレス基地局１０（＃３）に認識
される。次に、図１０（ａ−２）ではワイヤレス基地局
１０（＃１）の通信エリアとワイヤレス基地局１０（＃
２）の通信エリアは接点２００（＃４）で、ワイヤレス
基地局１０（＃２）の通信エリアとワイヤレス基地局１
０（＃３）の通信エリアは２００（＃５）で、ワイヤレ
ス基地局１０（＃３）の通信エリアとワイヤレス基地局
１０（＃４）の通信エリアは２００（＃６）で、ワイヤ
レス基地局１０（＃４）の通信エリアとワイヤレス基地
局１０（＃１）の通信エリアは２００（＃７）でそれぞ
れ接している。このとき、ワイヤレスカード３０はいず
れのワイヤレス基地局１０にも認識されない。さらに、
図１０（ａ−３）ではワイヤレス基地局１０（＃１）の
通信エリアとワイヤレス基地局１０（＃２）の通信エリ
アは２００（＃８）で、ワイヤレス基地局１０（＃１）
の通信エリアとワイヤレス基地局１０（＃３）の通信エ
リアは２００（＃９）で、ワイヤレス基地局１０（＃
４）の通信エリアとワイヤレス基地局１０（＃１）の通
信エリアは２００（＃１０）でそれぞれ接している。こ
のとき、ワイヤレスカード３０はワイヤレス基地局１０
（＃１）に認識される。

【００４４】以上のように、本発明では３回スキャンす
ることによって図１０（ｂ）の斜線で示したエリア１０
０にワイヤレスカード３０を位置登録することができ
る。複数ワイヤレス基地局１０が連動せずに個別にスキ
ャンする方法では、ワイヤレス基地局１０（＃１）が２
回、ワイヤレス基地局１０（＃２）が２回、ワイヤレス
基地局１０（＃３）が２回、ワイヤレス基地局１０（＃
４）が２回スキャンするため、計８回のスキャンを行わ
なければならなかった。したがって、スキャン速度が同
じ場合、かつ、同様の空間分解能を要求する場合、複数
ワイヤレス基地局が連動せずに個別にスキャンする方法
の３／８の速さでワイヤレスカード３０の存在するエリ
ア１００を特定することができる。

【００４５】ワイヤレス基地局が２台，３台，４台の場
合について実施例を示したが、５台以上のワイヤレス基
地局を配置したシステムにおいても同様に、高速できめ
細かい位置検出を行うことが可能である。

【００４６】このようにリアルタイムな位置情報は個体
追尾システム等、リアルタイムな位置管理を必要とする
システムに対して、従来にない、きめ細かく、かつ、高
速な位置情報をサービス側に提供することができる。

【００４７】なお、図９、図１０に示す運用例のフロー
チャートも図８と同様にして作成できるが、図示は省略
した。

【００４８】また、本発明はパーソナルコンピュータ２
０が制御手段として機能する場合を述べたが、これは、
ワイヤレスカード３０の位置検出のプログラム（例えば
図８の手順）を記録したコンピュータが読み出し可能な
プログラムを格納した記録媒体（例えば、ＦＤ，ＣＤ−
ＲＯＭ等）であってもよい。

【００４９】以上のように、本発明によるワイヤレス基
地局とワイヤレスカード、ならびにこれらを利用したワ
イヤレスカードシステムでは、より高い空間分解能で、
かつ高速に位置情報が得られるとともに、位置と移動方
向とを含んだベクトル量で示される位置情報が得られ
る。本発明のワイヤレスカードシステムによる位置登録
方式を用いることにより、従来にない、きめ細かく、か
つ、高速な位置情報を提供でき、より人に優しい、利便
なサービスを提供することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるワ
イヤレスカードシステムおよびカード位置検出方法なら
びにコンピュータが読み出し可能なプログラムを格納し
た記録媒体は、ワイヤレスカードとワイヤレス基地局か
ら構成されるワイヤレスカードシステムにおけるもので
あって、前記ワイヤレス基地局は受信感度、あるいは送
信出力の少なくとも一方を段階的に変化させる通信エリ
ア変化手段を有し、複数のワイヤレス基地局を連携して
通信エリアを段階的に変化させ、この段階的な通信エリ
アをスキャンして、ワイヤレスカード位置情報の登録を
行うか、またはワイヤレスカード側に通信エリア変化手
段を設けて通信エリアをスキャンしてワイヤレスカード
位置情報の登録を行うので、高い空間分解能でワイヤレ
スカードの位置情報が得られる。

【００５１】また、本発明は、２台以上の複数ワイヤレ
ス基地局を二次元で表現されるサービスエリアに配置
し、互いに通信エリアが重複しないように連携して制御
してワイヤレスカードの位置検出を行っているので、各
複数ワイヤレス基地局が独立して段階的に通信エリアを
スキャンして位置検出を行う従来のワイヤレスカードシ
ステムよりも、位置検出に要する時間を短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来および本発明のワイヤレスカードシステム
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１におけるワイヤレス基地局の受信モジュー
ルの構成を示すブロック図である。

【図３】図１におけるワイヤレス基地局の他の受信モジ
ュールの構成を示すブロック図である。

【図４】図１における受信モジュールの返信可能距離を
段階的に変化させた場合の受信エリアを示す図である。

【図５】図１におけるワイヤレス基地局の発信モジュー
ルの構成を示すブロック図である。

【図６】図１における発信モジュールの送信可能距離を
段階的に変化させた場合の受信エリアを示す図である。

【図７】本発明のワイヤレス基地局を２台用いた場合の
ワイヤレスカードシステムの運用例を示す図である。

【図８】図７におけるワイヤレスカードの位置検出方法
の一実施例を示すフローチャートである。

【図９】本発明のワイヤレス基地局を３台用いた場合の
ワイヤレスカードシステムの運用例を示す図である。

【図１０】本発明のワイヤレス基地局を４台用いた場合
のワイヤレスカードシステムの運用例を示す図である。

【図１１】本発明の動作を説明するための図である。

【図１２】従来の入退室管理システムに用いるワイヤレ
スカードシステム例を示す図である。

【図１３】従来のゲート管理システムに用いるワイヤレ
スカードシステム例を示す図である。

【符号の説明】１サービスエリア２ドア３ワイヤレス基地局４ワイヤレスカード５ゲート１０ワイヤレス基地局１１コントローラ１２データ変換モジュール１３変調モジュール１４発信モジュール１５アンテナ１５Ａダイポールアンテナ１５Ｂパッチアンテナ１６受信モジュール１７復調モジュール２０パーソナルコンピュータ３０ワイヤレスカード１００登録位置エリア２００複数ワイヤレス基地局通信エリアの接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋和彦東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者中嶋秀樹東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤレスカードと複数のワイヤレス基
地局から構成され、前記ワイヤレス基地局が受信感度あ
るいは送信出力の少なくとも一方を段階的に変化させる
通信エリア変化手段を備えてワイヤレスカードの位置情
報を検出するワイヤレスカードシステムにおいて、前記
複数のワイヤレス基地局は、相互の通信エリアが重複せ
ず、かつ、複数のワイヤレス基地局による通信エリアの
占有領域が最大となるように、複数のワイヤレス基地局
が連携して通信エリアを段階的に変化させる制御手段を
備えたことを特徴とするワイヤレスカードシステム。
【請求項２】ワイヤレスカードと複数のワイヤレス基
地局から構成され、前記ワイヤレス基地局が受信感度あ
るいは送信出力の少なくとも一方を段階的に変化させる
通信エリア変化手段を備えてワイヤレスカードの位置情
報を検出するワイヤレスカードシステムのカード位置検
出方法において、前記ワイヤレス基地局のうちの複数個
を指定し、それらのワイヤレス基地局による通信エリア
が相互に重複せず、かつ通信エリアの占有領域が最大と
なるように前記指定した複数のワイヤレス基地局を連携
してそれらの通信エリアを段階的に変化させ、その時に
各ワイヤレス基地局にワイヤレスカードの検出の有無を
登録し、次いで指定する複数のワイヤレス基地局の通信
エリアを変更してそれらのワイヤレス基地局による通信
エリアが相互に重複せず、かつ、通信エリアの占有領域
が最大となるように前記変更したワイヤレス基地局を連
携してそれらの通信エリアを段階的に変化させ、その時
に各ワイヤレス基地局にワイヤレスカードの検出の有無
を登録する手順を所定数くり返し、前記ワイヤレスカー
ドの登録の有無からワイヤレスカードの位置を検出する
ことを特徴とするカード位置検出方法。
【請求項３】ワイヤレスカードと複数のワイヤレス基
地局から構成され、前記ワイヤレス基地局が受信感度あ
るいは送信出力の少なくとも一方を段階的に変化させる
通信エリア変化手段を備えてワイヤレスカードの位置情
報を検出するワイヤレスカードシステムのカード位置検
出方法に用いる記録媒体であって、前記ワイヤレス基地
局のうちの複数個を指定し、それらのワイヤレス基地局
による通信エリアが相互に重複せず、かつ、通信エリア
の占有領域が最大となるように前記指定した複数のワイ
ヤレス基地局を連携してそれらの通信エリアを段階的に
変化させ、その時に各ワイヤレス基地局にワイヤレスカ
ードの検出の有無を登録し、次いで指定する複数のワイ
ヤレス基地局の通信エリアを変更してそれらの通信基地
局による通信エリアが相互に重複せず、かつ、通信エリ
アの占有領域が最大となるように前記変更したワイヤレ
ス基地局を連携してそれらの通信エリアを段階的に変化
させ、その時に各ワイヤレス基地局にワイヤレスカード
の検出の有無を登録する手順を所定数くり返し、前記ワ
イヤレスカードの登録の有無からワイヤレスカードの位
置を検出する機能を実行させるプログラムを記録したこ
とを特徴とするコンピュータが読み出し可能なプログラ
ムを格納した記録媒体。