JP2004350088A - 無線局の位置推定システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の基地局と端末によって構成され、かつ複数のチャネルを有し、各端末が基地局と非同期でパケット通信を行う無線パケット通信システムにおいて、端末と基地局を同期させることなく基地局と端末間の信号伝搬時間を測定し、測定した伝搬時間を元に端末の位置を特定すること。
【解決手段】基地局が送信するパケットに対して端末が応答するＡＣＫパケットの応答時間を測定することで、基地局と端末の間の往復伝搬時間を推定する。
【選択図】 図２
【解決手段】基地局が送信するパケットに対して端末が応答するＡＣＫパケットの応答時間を測定することで、基地局と端末の間の往復伝搬時間を推定する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無線局によって構成される無線パケット通信システム及びそれに関連する技術に関し、特にＩＥＥＥ８０２．１１標準仕様で規定される無線通信方式を用いて通信する無線端末の位置を特定する機能を有するに無線ＬＡＮシステム及びそれに関連する技術関する。
【従来の技術】
無線による高速データ伝送を実現するシステムとして普及が進んでいる無線パケット通信システムに、無線ＬＡＮシステムがある。無線ＬＡＮシステムの代表的なものとして、ＩＥＥＥが標準仕様を決めているＩＥＥＥ８０２．１１がある（例えば、非特許文献１参照。）。このＩＥＥＥ８０２．１１で用いる物理レイヤの無線通信方式のオプション仕様としてＩＥＥＥ８０２．１１ａ及びＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどがある（例えば、非特許文献２及び非特許文献３参照。）。
【０００２】
これらのＩＥＥＥ８０２．１１に基づいた無線ＬＡＮシステムは、複数の無線局で一つの無線リンクを構成している。このような一つの無線リンクを構成している無線局は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）によって一つの無線チャネルを共用している。又、一つの無線リンクを構成している無線局の基地局と端末とは非同期で通信しており、共通の時計等は保持していない。
【０００３】
一方、近年、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づいた無線ＬＡＮシステムにおける端末の位置を特定する技術がいくつか提案されている。
【０００４】
例えば、複数の基地局において、位置を推定する対象である端末からの受信信号の受信電力ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を測定し、このＲＳＳＩの測定結果とあらかじめ測定しておいたＲＳＳＩとを比較することで、位置推定対象である端末の位置を推定する方法が提案されている（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００５】
また、基地局間を同期させ、複数の基地局において端末が送信するパケットの到着時刻差ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）を測定することで端末の位置を特定する方法も提案されている（例えば、非特許文献５参照。）。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ， ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ
【非特許文献２】
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ； Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ５ ＧＨｚ Ｂａｎｄ， ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９／Ａｍｄ １：２０００ Ｅｄｉｔｉｏｎ
【非特許文献３】
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ： Ｈｉｇｈｅｒ−ＳｐｅｅｄＰｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ２．４ ＧＨｚ Ｂａｎｄ， ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１， １９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ
【非特許文献４】
Ａｓｉｍ Ｓｍａｉｌａｇｉｃ 他、”Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｉｖａｃｙ ｉｎ ａ Ｃｏｎｔｅｘｔ−ａｗａｒｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”， ＩＥＥＥ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖｏｌｕｍｅ： ９， Ｉｓｓｕｅ： ５， Ｏｃｔ ２００２
【非特許文献５】
荻野 他、” 無線ＬＡＮ統合アクセスシステム（１）−位置検出システムの検討−”， 電子情報通信学会 ２００３年総合大会、Ｂ−５−２０３， ２００３年３月
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、文献５の表１にも記載されているように、文献４に記載されているＲＳＳＩを用いる方式は、周辺環境の影響を受けやすく、測定結果の信頼性が低いという問題がある。又、文献５に記載されているＴＤＯＡやＴＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）等の信号伝搬時間を用いる方式は、測定結果の信頼性は高いが基地局間、若しくは基地局と端末との間の同期が必要であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムのような非同期通信する無線パケット通信システムにおいて、基地局間、若しくは基地局と端末との間で同期させることなく、端末の位置特定を簡易に実現することである。
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、基地局と端末との間でパケットを交換し、一方の無線局がパケットを送出後、相手の無線局が応答パケットを返信するときに、パケット送出から応答パケットの受信までにかかる時間を測定し、相手の無線局側でのパケット受信終了から応答パケット送出までの時間を推定することで、２つの無線局間の無線信号の伝搬時間を推定し、その伝搬時間を元に距離を推定し、位置が既知である複数の基地局からの距離を用いて端末の位置を特定する。
【０００８】
ここで、無線信号の伝搬時間の測定は無線基地局が行うことも考えられるし、無線端末が行うことも考えられる。
【０００９】
無線局間の距離推定は、無線基地局が行う場合や無線端末が行う場合、もしくは各無線基地局と有線ネットワークで接続された測位サーバーが行う場合が考えられる。
【００１０】
推定した距離を用いた端末の位置推定は、測位サーバーが行う場合と、無線端末が行う場合が考えられる。
【００１１】
また、測定した伝搬時間や推定した位置には、各無線機器ごとの誤差や伝搬環境に依存する誤差が含まれるため、無線基地局、無線端末、測位サーバーは、これらの誤差を補正する手段を持つ。
【００１２】
より具体的には、上記本発明の目的を達成するための第一の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である既知無線局と、位置を推定する位置推定無線局との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記既知無線局と前記位置推定無線局との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記位置推定無線局の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の目的を達成するための第二の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の目的を達成するための第三の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記既知無線局が前記位置推定無線局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の目的を達成するための第四の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００１６】
上記本発明の目的を達成するための第五の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の目的を達成するための第六の発明は、上記第二の発明から第５の発明のいずれかにおいて、前記既知無線局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の目的を達成するための第七の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の目的を達成するための第八の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記位置推定無線局が前記既知無線局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００２０】
上記本発明の目的を達成するための第九の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００２１】
上記本発明の目的を達成するための第十の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００２２】
上記本発明の目的を達成するための第十一の発明は、上記第七から第十の発明のいずれかにおいて、前記位置推定無線局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００２３】
上記本発明の目的を達成するための第十二の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、測位サーバーとを有する無線パケット通信システムであって、
前記無線基地局は、
前記無線端末と送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段を有し、
前記測位サーバーは、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
上記本発明の目的を達成するための第十三の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
前記無線基地局は、
位置を推定する無線端末との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
を有し、
前記測位サーバーは、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段を有することを特徴とする。
【００２５】
上記本発明の目的を達成するための第十四の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を開始してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００２６】
上記本発明の目的を達成するための第十五の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を開始してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００２７】
上記本発明の目的を達成するための第十六の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を終了してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００２８】
上記本発明の目的を達成するための第十七の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を終了してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００２９】
上記本発明の目的を達成するための第十八の発明は、上記第十四から第十七のいずれかの発明において、前記無線基地局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００３０】
上記本発明の目的を達成するための第十九の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００３１】
上記本発明の目的を達成するための第二十の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００３２】
上記本発明の目的を達成するための第二十一の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００３３】
上記本発明の目的を達成するための第二十二の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００３４】
上記本発明の目的を達成するための第二十三の発明は、上記第十四から第二十一のいずれかの発明において、前記無線基地局は、
前記データパケットを受信した際、データパケットを正常に受信できたかどうかを判断し、データパケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００３５】
上記本発明の目的を達成するための第二十四の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段
を有し、
前記測位サーバーは、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００３６】
上記本発明の目的を達成するための第二十五の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
を有し、
前記測位サーバーは、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段を有することを特徴とする。
【００３７】
上記本発明の目的を達成するための第二十六の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
前記算出された距離に基づいて、自身の位置を推定し、その推定した位置を前記測位サーバーに送信する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００３８】
上記本発明の目的を達成するための第二十七の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を開始してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００３９】
上記本発明の目的を達成するための第二十八の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を開始してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線端末が前記無線基地局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００４０】
上記本発明の目的を達成するための第二十九の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を終了してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００４１】
上記本発明の目的を達成するための第三十の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を終了してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００４２】
上記本発明の目的を達成するための第三十一の発明は、上記第二十七から第三十のいずれかの発明において、前記無線端末は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を更に有することを特徴とする。
【００４３】
上記本発明の目的を達成するための第三十二の発明は、上記第一、第十二、第十三及び第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記伝播時間を、予め定められた補正時間に基づいて補正する補正手段
を有することを特徴とする。
【００４４】
上記本発明の目的を達成するための第三十三の発明は、上記第三十二の発明において、前記補正時間は、フロア情報に基づいて設定されることを特徴とする。
【００４５】
上記本発明の目的を達成するための第三十四の発明は、上記第三十二の発明において、前記補正時間は、電波伝搬情報に基づいて設定されることを特徴とする。
【００４６】
上記本発明の目的を達成するための第三十五の発明は、無線パケット通信システムにおける、無線局位置推定方法であって、
位置が既知である既知無線局と、位置を推定する対象である位置推定無線局との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定ステップと前記測定した伝播時間に基づいて、前記既知無線局と前記位置推定無線局との間の距離を推定する距離推定ステップと、
前記推定された距離に基づいて、前記位置推定無線局の位置を推定する位置推定ステップと
を有することを特徴とする。
【００４７】
上記本発明の目的を達成するための第三十六の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける無線基地局であって、
前記無線基地局は、前記位置を推定する無線端末と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記測位サーバーに送信する伝播時間測定手段を有することを特徴とする。
【００４８】
上記本発明の目的を達成するための第三十七の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける無線端末であって、
前記無線端末は、前記無線基地局と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記無線基地局に送信する伝播時間測定手段を有することを特徴とする。
【００４９】
上記本発明の目的を達成するための第三十八の発明は、ネットワーク内の無線端末の位置を推定する測位サーバーであって、
既知の無線基地局と位置を推定する無線端末との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を受信し、この伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００５０】
上記本発明の目的を達成するための第三十九の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける前記無線基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記無線基地局を、
前記位置を推定する無線端末と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記測位サーバーに送信する伝播時間測定手段として機能させることを特徴とする。
【００５１】
上記本発明の目的を達成するための第四十の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける前記無線端末のプログラムであって、前記プログラムは前記無線端末を、
前記無線基地局と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記無線基地局に送信する伝播時間測定手段として機能させることを特徴とする。
【００５２】
上記本発明の目的を達成するための第四十一の発明は、ネットワーク内の無線端末の位置を推定する測位サーバーのプログラムであって、前記プログラムは前記測位サーバーを、
既知の無線基地局と位置を推定する無線端末との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を受信し、この伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段として機能させることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
本発明における第一の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５３】
第一の実施の形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従い、互いに同期していない複数の無線局が同一無線チャネルを共有して通信し、他の無線局が通信していないと判断した時にデータを送信する、無線ＬＡＮシステムにおける基地局と端末との間で送受信されるデータの伝播時間を測定し、この測定結果に基づいて距離を推定し、端末の位置を推定する方法について説明する。尚、本実施の形態では、基地局と端末との間を測定する方法について説明するが、基地局間を測定する場合にも用いても良い。
【００５４】
図１は、無線ＬＡＮシステムを示す構成図である。図２〜図６は、基地局と端末との間の距離を推定するのに必要な、基地局間、若しくは基地局と端末との間のデータの伝播時間を測定する方法を説明するための図である。
【００５５】
図１において、１０１，１０２及び１０３は基地局であり、１０４，１０５，１０６及び１０７は端末であり、１０８はスイッチであり、１０９は測位サーバーである。尚、基地局、及び端末は、図示した以外にも複数あるものとする。
【００５６】
測位サーバー１０９は、端末１０４〜１０７の現在位置を特定する機能を有する制御装置である。
【００５７】
スイッチ１０８は、基地局１０１〜１０３の各々と、測位サーバー１０９と、他のネットワーク機器とを有線ネットワークで接続するためのものである。
【００５８】
上述の構成における、無線ＬＡＮ基地局と無線ＬＡＮ端末との間で送受信されるデータの伝播時間を推定する方法について説明する。尚、本実施形態において、無線ＬＡＮ基地局１０１〜１０３と無線ＬＡＮ端末１０４〜１０７とは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信を行うものとする。又、本実施形態では、測位サーバー１０９が各基地局、もしくは端末からの距離推定結果を収集して端末の位置を特定するものとする。
【００５９】
尚、各無線局の送受信制御（アクセスコントロール）の方式として、現在、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）とＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）とが標準化されているが、まず、図２〜図５を用いて、ＤＣＦを用いて通信している無線ＬＡＮシステムにおける、無線局間の伝搬時間を推定して距離を推定する方法を説明する。
【００６０】
尚、ＤＣＦによる通信において、送信側の無線局が特定の無線局宛（ＵＮＩＣＡＳＴ）のパケット（Ｆｒａｍｅ）を送信した場合、受信側の無線局は無線伝送路で生じる誤りが受信したデータパケットに含まれていないかどうかを確認する。誤りが含まれてない場合、応答パケットＡＣＫを送信元の無線局に対して返信する。ここで送信されるパケットは、データパケット若しくは、制御パケットである。
【００６１】
図２は、データパケットの送信側である無線局１とデータパケットの受信側である無線局２との間でのデータパケットの送受関係を示している。尚、ＤＣＦによる通信において基地局と端末との間の距離を推定する場合、基地局を送信側の無線局とする方法と基地局を受信側の無線局とする方法の２通りの場合を考えることができる。そのため、本実施例では、基地局と端末とを区別せずに、無線局１と無線局２として説明する。
【００６２】
図２において、Ｔ１は、無線局１から送信されたデータパケットが無線局２に到達するのに必要な伝搬遅延の時間である。Ｔ２は、無線局２から送信されたＡＣＫが無線局１まで到達するのに必要な伝搬遅延の時間である。Ｔ３は、無線局２がデータパケットの受信を終了してからＡＣＫを送信するまでに必要な時間である。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格においては、受信側のＡＣＫ応答までの時間としてＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）と定義されている。Ｔ４は、データパケットの送信に必要とされる時間であり、これはデータパケット長と伝送レートとに依存される。Ｔ５は、送信側の無線局１でデータパケット送信開始からＡＣＫ受信開始までの時間であり、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，及びＴ４を合わせた時間となる。
【００６３】
ここで、Ｔ４はデータパケット長と伝送レートによって決まる時間であり、送信側の無線局１では容易に算出できる時間である。Ｔ３で示されるＳＩＦＳは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では物理層に用いる規格で決まる値とされており、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格ではＳＩＦＳ時間として１６μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。同様にＩＥＥＥ８０２．１１Ｂ規格ではＳＩＦＳ時間として１０μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。よって、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信する無線ＬＡＮシステムにおいては、用いられる物理層の規格の違いによりＳＩＦＳの値が変わるものの、同一の物理層の規格に従って通信する無線局においてはＳＩＦＳの値は固定値である。よって、Ｔ５を構成する時間要素のうちＴ３，Ｔ４は、送信側の無線局１において容易に推定することができるので、時間（Ｔ１＋Ｔ２）を導出することができる。
【００６４】
更に、無線ＬＡＮを用いる場合、無線局１から無線局２への伝搬遅延Ｔ１と、無線局２から無線局１への伝搬遅延Ｔ２とは同一であると考えることができるので、送信側の無線局１においてはＴ５を測定することで無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。このことから、無線局１は、データパケット送信開始からＡＣＫ受信開始までの時間Ｔ５を測定し、無線局１と無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることで、無線局１と無線局２との間の伝搬時間を推定し、伝搬距離を推定することができる。
【００６５】
尚、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＤＣＦにおいては上述のデータパケット送信−ＡＣＫ受信というアクセス手順の他に、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）−ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）−データパケット−ＡＣＫというアクセス手順が規定されている。このＲＴＳ−ＣＴＳ−データパケット−ＡＣＫ手順においても、各パケットの送信間隔はＳＩＦＳで規定されている。よって、図２のデータパケットをＲＴＳに、ＡＣＫをＣＴＳに置き換えて、ＲＴＳ送信からＣＴＳ受信開始までの時間を計測することでも無線局１と無線局２との間の距離を推定することができる。また、同様に図２のデータパケットをＣＴＳ、ＡＣＫをデータパケットに置き換えて、ＣＴＳ送信からデータパケット受信開始までの時間を計測することで無線局１と無線局２との間の距離を推定することも可能である。これらの場合、Ｔ４のデータパケット送信時間をそれぞれＲＴＳ送信時間、若しくはＣＴＳ送信時間に置き換えればよい。
【００６６】
次に、ＤＣＦを用いて通信する無線ＬＡＮシステムにおける基地局と端末との間のデータの伝播時間を測定する別な方法を説明する。
【００６７】
図３は、無線局１をデータパケットの送信側とし、無線局２を受信側として、無線局１と無線局２との間でのパケットの送受信関係を示している。尚、ここでも、基地局と端末との間の距離を推定する場合には、基地局を送信側の無線局とする方法と受信側の無線局とする方法の２通りの場合を考えることができる。そのため、上述した方法と同様に、基地局と端末とを区別せずに、無線局１と無線局２として説明する。また、図３に示す方法は図２に示した方法とほぼ同一であるが、図２では測定時間がデータパケット送信開始からＡＣＫ受信開始までの時間Ｔ５であったが、図３では測定する時間がデータパケットの送信終了時点からＡＣＫの受信開始までの時間Ｔ６である点が異なる。
【００６８】
送信側である無線局１は、データパケットの送信終了時点からＡＣＫの受信開始までの時間Ｔ６を測定し、ＳＩＦＳであるＴ３をＴ６から減ずることで、無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。また、本方法を用いると、送信するデータパケット長や伝送レートの影響を考慮しなくてよいというメリットがある。
【００６９】
尚、図３に示した方法も図２に示した方法と同様に、図２のデータパケットをＲＴＳに、ＡＣＫをＣＴＳに置き換えることによって、ＲＴＳ−ＣＴＳ−データパケット−ＡＣＫ手順に適用することができる。この場合も、無線局１がＲＴＳ送信終了からＣＴＳ受信開始までの時間Ｔ６を測定し、ＳＩＦＳのＴ３をＴ６から減ずることで、無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることができ、無線局１と無線局２との間の伝搬時間を推定することができる。又、データパケットをＣＴＳに、ＡＣＫをデータパケットに置き換えることによっても、ＲＴＳ−ＣＴＳ−データパケット−ＡＣＫ手順に適用することができる。
【００７０】
次に、基地局と端末との間の伝搬時間を推定する別な方法を説明する。ここでは、基地局がＢｒｏａｄｃａｓｔパケットを端末に送信した時に、基地局への送信データパケットを保持している端末が、基地局のＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信終了後、ある時間だけ送信を延期した後、データパケットを送信する場合、基地局が端末にＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信を開始してから、端末からのデータパケット受信までの時間Ｔ９を測定することで、基地局と端末との間の伝搬時間を推定し、距離を推定する方法について説明する。
【００７１】
図４は、基地局と端末との間の送受信における時間関係を示した図である。
【００７２】
図４に示した通り、基地局がＢｒｏａｄｃａｓｔパケットを送信した場合、基地局への送信データパケットを保持している端末は、基地局のＢｒｏａｄｃａｓｔパケット送信が終わり、無線回線が未使用状態になってからＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）と呼ばれる固定時間と、Ｂａｃｋｏｆｆ（もしくはｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）と呼ばれるランダム時間とを足し合わせた時間Ｔ８だけ送信を延期した後、データパケットを送信する。
【００７３】
時間Ｔ８の内、ＤＩＦＳの時間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、ＳＩＦＳ時間にＳｌｏｔ ｔｉｍｅの２倍を足し合わせた時間となる。又、Ｓｌｏｔ ｔｉｍｅは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、物理層に用いる規格で決まる値とされており、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格ではＴａｂｌｅ１０１にＳｌｏｔＴｉｍｅとして２０μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。同様に、８０２．１１ａ規格ではＳｌｏｔＴｉｍｅとして９μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。よって、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信する無線ＬＡＮシステムにおいては、用いられる物理層の規格の違いによりＤＩＦＳの値が変わるものの、同一の物理層の規格に従って通信する無線局においてはＤＩＦＳの値は固定値である。
【００７４】
一方、時間Ｔ８の内、Ｂａｃｋｏｆｆの時間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、ＳｌｏｔＴｉｍｅにランダム値をかけた時間と規定されている。ここでランダム値を仮にｎとおくと、ランダム値ｎは整数であるため、Ｂａｃｋｏｆｆ時間はＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間となる。
【００７５】
このことから、図４に示すＴ８は、図５に示すように、ＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間とＤＩＦＳ時間との和となる。よって、図４において基地局がＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信を開始してから、端末から送信されたデータパケットを受信するまでの時間Ｔ９を測定すると、Ｔ９はＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信時間Ｔ７とＤＩＦＳ時間とＢａｃｋｏｆｆ時間と往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）との和となっている。ここで、Ｂｒｏａｄｃａｓｔパケット送信時間Ｔ７は、Ｂｒｏａｄｃａｓｔパケット長と伝送レートとから容易に算出できる。又、ＤＩＦＳ時間は、物理層の規格で決まる固定値であるため、Ｂａｃｋｏｆｆ時間を推定することで往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）を求めることができる。
【００７６】
上述した通り、Ｂａｃｋｏｆｆ時間はＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間となるため、このＳｌｏｔＴｉｍｅは、物理層の規格によって異なる値をとる。しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合、ＳｌｏｔＴｉｍｅは９μｓ（マイクロ秒）であり、この時間を距離に換算すると２７００ｍである。無線ＬＡＮにおける基地局のセル半径は大きくても数１００ｍ程度と考えられるので、往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）がＳｌｏｔＴｉｍｅを超えることはないと考えられる。よって、Ｔ９からＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信時間Ｔ７とＤＩＦＳ時間を減じた時間をＴ１０とすると、Ｔ１０はＢａｃｋｏｆｆ時間と往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）との和となる。Ｔ１０の内、Ｂａｃｋｏｆｆ時間は、上述した通り、ＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間であるため、ＳｌｏｔＴｉｍｅ×ｎがＴ１０を超えない、最大のｎを決めることで推定することができる。ここでｎはＴ１０をＳｌｏｔＴｉｍｅで割った値を超えない最大の整数値となる。このことから、Ｔ１０からＢａｃｋｏｆｆ時間（ＳｌｏｔＴｉｍｅ×ｎ）を推定し、Ｔ１０から減じることで、往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）を求めることができる。
【００７７】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂを物理層に用いると、ＳｌｏｔＴｉｍｅは２０μｓ（マイクロ秒）である。そして、測定結果から求めたＴ１０が１６１μｓ（マイクロ秒）であった場合、ｎ＝８であると推定することができ、Ｂａｃｋｏｆｆ時間（２０μｓ×８）を１６０μｓと推定することができる。よって、往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）は、Ｔ１０からＢａｃｋｏｆｆ時間を減じた１μｓと推定することができる。この、往復伝搬遅延時間１μｓから、基地局と端末との間の伝搬時間を推定することができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。
【００７８】
図４に示した方法は、端末がＲＴＳ−ＣＴＳ手順を用いてデータパケットを送信する場合に、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ送信後からＲＴＳ受信開始までの時間を測定することで、伝搬時間を推定している。また、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、ＤＣＦで規定されるアクセス手順においては、ＲＴＳパケットを送信する場合やＲＴＳ−ＣＴＳ手順を用いずにデータパケットを送信する場合には、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ受信後に限らず、図４に示したＤＩＦＳ＋Ｂａｃｋｏｆｆ時間待った後で送信開始することとなっている。よって、送信側の無線局がＡＣＫパケット送信後、次のＲＴＳパケットもしくはデータパケットを受信開始するまでの時間を測定することでも、２つの無線局間の距離を推定することができる。また、図４に示した方法は図２と同様に送信開始から受信開始までの時間を測定する場合を例として示したが、図３と同様に送信終了から受信開始までの時間を測定することでも伝搬時間を推定することは可能である。
【００７９】
図２から図５を用いてＤＣＦを用いて通信する無線ＬＡＮシステムにおける測定方法について説明したが、次に無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ基地局の間でＰＣＦを用いて通信する場合について説明する。
【００８０】
図６は、無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ基地局との間で、ＰＣＦを用いて通信する場合の、時間関係を示した図である。
【００８１】
ＰＣＦによる通信では、基地局が特定の端末宛にＰｏｌｌと呼ばれるパケットを送信し、そのＰｏｌｌを受信した端末のみがデータパケットを送信することができる。ＰＣＦの特徴は、基地局がＰｏｌｌパケットの送信を制御することで端末間のパケット送信の衝突を避けることができる。
【００８２】
図６に示すように、ＰＣＦを用いる場合には、Ｐｏｌｌパケットを受信した端末は、ＳＩＦＳ時間後にデータパケットを送信しなくてはならない。よって、図２の例と同様に、基地局側はＰｏｌｌパケット送信開始からデータパケット受信開始までの時間Ｔ１２を測定し、Ｐｏｌｌパケット送信時間Ｔ１１とＳＩＦＳ時間Ｔ３とをＴ１２から減ずることで、往復伝搬時間（Ｔ１＋Ｔ２）を求めることができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。
【００８３】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、基地局が送信するＰｏｌｌパケットは、データパケットと一緒に送信される場合もあり、端末が送信するＡＣＫパケットもデータパケットと一緒に送信される場合もある。しかしながら、どちらの場合にも、基地局のパケットの送信開始から、端末から送信されたパケットの受信開始までの時間を測定することで、端末までの伝搬時間を推定することができる。また、図６に示したＰＣＦにおける方法においても、図３と同様に、基地局のパケット送信終了から、端末から送信されたパケットの受信開始までの時間を測定することでも、基地局と端末との伝搬時間を推定することは可能である。
【００８４】
尚、図２から図６を用いて説明した基地局と端末との間の伝播時間の測定は、測位サーバー１０９の指示があった場合にのみに測定しても、端末もしくは基地局において通常送受信されるパケットの送受信処理時に常に行い、平均化等の統計をデータベースに保持しても、どちらでも良い。
【００８５】
図２から図６を用いて、伝播時間を推定して、伝搬距離を推定する方法について説明したが、上述した基地局と端末との伝搬時間測定において、応答パケットに誤りが含まれていた場合や、受信パケットが伝搬時間の測定のために受信を期待しているパケットでなかった場合、あらかじめ設定されている待ち時間を越えても応答パケットを受信することができなかった場合など、測定不能になる可能性がある。
【００８６】
例えば、図２、若しくは図３に示した伝搬時間測定方法において、無線局１が受信したＡＣＫパケットに誤りが含まれていた場合、無線局１は無線局２からのＡＣＫであるかどうかの判断ができないため、測定された伝搬時間を距離推定に用いることができない。また、無線局２が受信したＤａｔａパケットに誤りが含まれていた場合などには、無線局２はＡＣＫパケットを送信しない。そのため、無線局１はＡＣＫパケットを受信することができず、伝搬時間を測定することができない。同様に、図４から図６に示した伝搬時間測定方法においては、基地局が受信したＤａｔａパケットに誤りが含まれていた場合には、基地局は端末からのＤａｔａであるかどうかの判断ができないため、基地局は測定された伝搬時間を距離推定に用いることができない。本発明においては、そのような場合、測定を中止する、若しくは、再度測定するものとする。
【００８７】
次に、上述した基地局と端末との間の距離推定方法を用いて無線端末の位置を特定する方法について説明する。
【００８８】
図７は、３つの基地局からの距離と基地局の位置とを用いて端末位置を推定する方法を図示したものである。
【００８９】
端末の位置を特定するために、まず、３つの基地局から端末までの距離を推定する。尚、基地局と端末との距離の推定は、上述した方法の内、いずれかの方法で推定する。基地局７０１からの距離Ｒ１と、基地局７０２からの距離Ｒ２と、基地局７０３からの距離Ｒ３とを用い、それぞれの基地局からの円の交点を求めることで端末位置を特定することができる。無線ＬＡＮ基地局がビル内等に３次元的に配置される場合には、図７に示した円は球面となり３つの球面の交点を求めることで端末の位置が特定される。
【００９０】
図８は、基地局と端末との距離を測ることができた基地局が２つしかなかった場合に、フロア情報を用いて端末位置を特定する方法を説明するための図である。図８における四角形８０４は、無線ＬＡＮが設置される建物を示している。図８に示すように端末との距離を推定することができた基地局が２つしかない場合には、円を２つしか描くことができないため、端末位置の候補である円の交点は２点存在する。ここでフロア情報を用いることで端末位置を２点のうちの１点に絞り込むことができる場合がある。つまり、図８に示すように２つの交点のうち１点が建物の外に存在し、ビルの高層階である場合や電磁波をシールドする仕組みを窓や外壁に取り入れている場合など、建物外からのアクセスがないことが明らかである場合には、建物内に存在する交点を端末位置とすることができる。
【００９１】
また、建物内部の壁やパーティションなどの影響により、端末と基地局との直線距離と、無線信号の伝搬距離とが一致しない場合がある。一例を図９に示す。図９に示す例では基地局９０１と端末９０２との通信は、間に壁があるため廊下の壁で反射した信号を用いて行なわれている。このような場合、実際に電波が伝搬した距離Ｒ１は、端末と基地局との直線距離Ｒ２よりも長くなってしまう。そのため図７のように単純に伝搬距離を元に描いた円の交点を求める方法では、推定される端末の位置に誤差が生じる可能性がある。このような場合には、あらかじめ電波がどのように伝搬するかを、建物データを元に推定したり、実際に試験端末を持ち歩いて事前に測定したりして、ある基地局からの伝搬距離がどのように分布するかの伝搬距離マップを作成し、実運用時の端末位置の推定に利用する方法などが考えられる。
【００９２】
尚、上述した方法以外に、無線ＬＡＮ基地局が設置される建物のフロア情報、間取り図などを用いて、端末位置の特定を補助してもよい。
【００９３】
次に、図１０を用いて、上述した、パケット送信からパケット受信までの時間（Ｔ５，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２）の測定地点について説明する。
【００９４】
図１０は、無線ＬＡＮ端末の無線信号送受信部の一般的な構成を示す図である。
【００９５】
無線ＬＡＮ端末は、上位プロトコル処理部とのインターフェースを持ち、無線回線のアクセス制御を行うＭＡＣ部１００１と、信号を変復調するベースバンド部１００２と、無線周波数帯域との変換を行うＲＦ／ＩＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１００３とを有する。
【００９６】
無線ＬＡＮ基地局と無線ＬＡＮ端末との距離を推定するためには、無線局が測定する時間はパケットが空中を電波として伝搬している時間を測定する必要がある。つまり、パケットの送信開始もしくは送信完了、およびパケットの受信開始は、アンテナ部１００４における信号の送受信の時間を測定する必要がある。そのためには図１０の測定地点１でパケットの送受信の時間を測定する必要があるが、実際の回路においては測定地点１においてパケットの送受信の時間を測定することは困難である。そのため、実際の回路では測定地点２もしくは測定地点３で送受信の時間を測定することになる。
【００９７】
測定地点２もしくは測定地点３で送受信の時間を測定した場合には、アンテナ部と実際のパケット送受信の測定地点との間の遅延時間を考慮して測定結果を補正する必要がある。例えば、測定地点２で送受信の時間を測定した場合、測定結果の時間にはベースバンド部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３との処理遅延が含まれている。そのため、測定地点２において測定した時間を用いて算出した往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）には、空中をパケットが伝搬していた時間に加え、ベースバンド部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３とでの処理時間分の遅延時間が含まれており、推定する距離に誤差を生じることとなる。本誤差を修正する方法として、あらかじめＢａｓｅｂａｎｄ部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３とでの遅延時間を推定しておき、測定結果を補正する方法が考えられる。
【００９８】
上述した以外の遅延時間の推定方法として、測定地点２もしくは測定地点３とアンテナ部との間の送受信信号を処理する際の遅延時間を実際に測定する方法や、距離が既知である端末との間の往復伝搬遅延時間を測定地点２もしくは測定地点３で測定し、実際の距離を信号が伝搬するのに必要な時間との差を導出し、その差をベースバンド部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３との遅延時間とする方法を用いても良い。
【００９９】
上述した方法で推定した遅延時間を用いた往復伝搬遅延分の補正は、基地局等の無線局自身で行うことも考えられるし、測位サーバーで補正することも考えられる。無線ＬＡＮ基地局および無線ＬＡＮ端末の無線信号送受信機が図１０に示す以外の構成をとる場合にも、アンテナ部と実際のパケット送受信測定地点との間の遅延時間を考慮して測定結果を補正することが必要である。
【０１００】
そこで、次に、距離の測定対象である無線局の無線通信回路に依存する誤差補正方法に関して説明する。
【０１０１】
上述したように、パケット受信側の無線局が、パケットを受信終了してからパケットを送信開始するまでの時間Ｔ３、及びＴ８は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ではＳＩＦＳ時間、及びＳｌｏｔＴｉｍｅとして規定されている。しかし、実際の無線ＬＡＮ機器においては回路構成等の問題により規定されている時間と実際の回路における時間との間にずれが生じる場合がある。この場合、実際の回路における時間のずれは往復伝搬時間の誤差となり、推定する距離に誤差が生じることとなる。そのため、端末の位置を特定する際にはこの時間のずれを補正することで推定する端末位置の誤差を小さくすることができる。具体的には測定対象の無線ＬＡＮ端末ごとの時間のずれを測位サーバーもしくは各基地局で保持し、伝搬時間の推定結果を補正することにより、推定する端末位置の誤差を小さくすることができる。また、この時間のずれは回路構成によるものであるため、無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名が同じであれば時間のずれも同じである可能性が高い。そのため、測位サーバーもしくは基地局において、無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名ごとの時間のずれの情報を保持し、測定対象の無線ＬＡＮ端末の無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名を特定し、推定した伝搬時間を補正することにより、推定する端末位置の誤差を小さくすることができる。尚、無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名を特定する方法としては、測定対象の無線ＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスから推定する方法や、ＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって取得したＭＩＢ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）情報内のメーカー名や製品名を利用する方法、若しくは事前に測位サーバー、又は基地局に無線ＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスに対応したメーカー名および製品名のリストを持つ方法など、如何なる方法であっても良い。
【０１０２】
次に、図１１を用いて、測定対象である無線局の無線通信回路に依存する誤差補正に関する別な方法を説明する。
【０１０３】
図１１において、測定対象の無線ＬＡＮ端末１１０２が無線ＬＡＮインターフェースと有線ＬＡＮインターフェースの双方とを備える場合を考える。これは、近年のノートパソコンは有線ＬＡＮインターフェースを標準装備しているものが多く、無線ＬＡＮインターフェースと有線ＬＡＮインターフェースの双方を標準装備しているノートパソコンがあるためである。
【０１０４】
図１１の無線ＬＡＮ端末１１０２のように有線ＬＡＮインターフェースと無線ＬＡＮインターフェースの双方を備えている無線ＬＡＮ端末を利用している場合には、有線ＬＡＮが利用可能な場合に有線ＬＡＮを使う場合が考えられる。例えば会社で無線ＬＡＮを装備したノートパソコンを使っている場合に、自席にいるときには有線ＬＡＮに接続し、会議等でノートパソコンを持ち歩く場合に無線ＬＡＮを利用する場合などである。このような場合に、無線ＬＡＮ端末１１０２が有線ＬＡＮに接続されている場合には、測位サーバー１１０１は無線ＬＡＮ端末１１０２がネットワークスイッチ１１０６の特定のポートに接続された有線ＬＡＮケーブル１１０５を介して接続可能であることが容易に検出できる。よって、ネットワークスイッチ１１０６の特定のポートに接続された有線ＬＡＮケーブルがどの位置に配線されているかなどの配線情報を測位サーバー１１０１が入手可能であれば、有線ＬＡＮに接続中の無線ＬＡＮ端末１１０２の現在位置が配線情報を元に特定できる。一方、無線ＬＡＮ端末１１０２が有線ＬＡＮに接続されていても、無線ＬＡＮインターフェースを介して基地局１１０３と無線ＬＡＮ端末１１０２はパケットの送受が可能である。よって、基地局１１０３は無線ＬＡＮ端末１１０２との間の距離を推定することが可能である。一方、有線ＬＡＮの配線情報を用いて特定した無線ＬＡＮ１１０２の位置と基地局配置情報から得られる無線ＬＡＮ基地局１１０３の位置とを用いて、無線ＬＡＮ基地局１１０３と無線ＬＡＮ端末１１０２との距離を算出することができる。よって、無線ＬＡＮインターフェースを用いて無線ＬＡＮ基地局１１０３が測定を行った結果を用いて推定した距離と、有線ＬＡＮ配線情報と基地局配置情報を用いて算出した距離との差を出すことによって、無線ＬＡＮインターフェースを用いて距離推定を行う場合の誤差を推定することができる。この誤差情報を測位サーバー１１０１等に保持することによって、無線ＬＡＮ端末１１０２が有線ＬＡＮから切り離された場合に無線ＬＡＮインターフェースを用いて端末位置の推定を行う場合の推定結果に含まれる誤差を補正することができるようになる。
【０１０５】
次に、本発明における第二の実施の形態について説明する。第二の実施の形態では、基地局が位置推定対象である端末との間の伝搬時間を測定し、測位サーバーが端末の位置を推定する動作について説明する。
【０１０６】
図１２は測位サーバーの構成図であり、図１３は測位サーバーの動作を示すフロー図であり、図１４は基地局の動作を示すフロー図であり、図２０は基地局の構成図である。
【０１０７】
図１２に示すように測位サーバー１２０１は有線ＬＡＮインターフェース１２０３を介して有線ＬＡＮネットワークに接続されている。
【０１０８】
位置推定要求処理部１２０２は、端末やその他アプリケーションサーバなどから，端末の位置の推定を要求する位置推定要求を受け付けるものである。位置推定要求には、ＩＰアドレス、若しくはＭＡＣアドレスなどの端末ＩＤと、要求する端末の位置情報の精度である要求精度が含まれている。尚、要求精度は位置推定要求に含まれていなくても良い。更に、位置推定要求処理部１２０２は、推定された端末の位置を端末位置情報としてその他アプリケーションサーバなどに応答するものである。
【０１０９】
基地局・端末制御部１２０４は、基地局や端末などの位置推定処理に関する要求を送受信するものである。
【０１１０】
端末接続情報管理部１２０５は、各無線ＬＡＮ端末がどの基地局に接続しているかを管理するものである。
【０１１１】
位置推定部１２０６は、端末の位置を推定するものである。
【０１１２】
距離推定部１２０７は、基地局と端末との距離を推定するものである。
【０１１３】
データベース群１２０８は、無線ＬＡＮ基地局の設置位置などの各種データベースを保持するものである。
【０１１４】
データベース群１２０８は、以下のデータベースを保持しているものとする。無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９は、無線ＬＡＮ基地局がどこに配置されているかの配置情報を部屋番号や座標系として保持している。有線ネットワーク配線位置情報データベース１２１０は、有線ネットワークがどこに配線されているかという有線ＬＡＮの配線情報を部屋番号や座席位置および座標系として保持している。フロア情報データベース１２１１は、無線ＬＡＮおよび有線ＬＡＮが利用される建物の構造情報を保持している。補正情報データベース１２１２は、各基地局および端末における伝搬遅延の測定結果を補正するための補正情報もしくは各基地局および端末において測定された伝搬遅延から求められる無線局間距離を補正するための補正情報もしくは各ハードウェアメーカおよび各製品の補正情報を保持している。伝搬情報データベース１２１３は、電波伝搬解析や実測等によって得られた、各基地局とフロア内の各位置にある端末との間の実際の電波伝搬状態を伝搬情報として保持している。端末接続情報データベース１２１５は、各無線ＬＡＮ端末や各無線ＬＡＮ基地局のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスなどのネットワーク情報やハードウェアメーカなどの情報を保持する機器情報データベース１２１４、各端末がどの基地局に接続しているかという情報や、有線ＮＷに接続している場合にどのスイッチのどのポートに接続しているかなどの情報を保持している。尚、これらのデータベースは、測位サーバー内部で持っても、測位サーバー１２０１の外部で持っても、どちらでも良い。測位サーバー１２０１の外部にデータベースを保持する場合には、測位サーバー１２０１は専用インターフェース、もしくは有線ネットワークを介してデータベースにアクセスする。また、図１２に示したデータベースの中で最低限必要なのは、無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９であり、他のデータベースは必須ではない。
【０１１５】
外部アプリケーションインタフェース１２１６は、測位サーバー機能がＷｅｂサーバーやその他のアプリケーションと同一のハードウェア上で動作する場合にＷｅｂサーバー等の外部アプリケーションと通信するものである。
【０１１６】
図１３を用いて、図１２に示す測位サーバー１２０１の動作を説明する。
【０１１７】
位置推定要求処理部１２０２は、有線ＬＡＮインターフェース１２０３、若しくは外部アプリケーションインタフェース１２１６を介して、位置推定要求を他のネットワーク機器、端末、又は外部アプリケーションから受け取ると、位置推定要求を受け取ったことを位置推定部１２０６に伝える。位置推定部１２０６は、位置推定対象である端末の接続状態を端末接続情報管理部１２０５に問い合わせる。端末接続情報管理部１２０５は端末接続情報データベース１２１５を参照して端末の有無線ネットワークへの接続状態を確認し、特定の端末の接続情報を位置推定部１２０６に応答する（ステップ１３０１）。位置推定部１２０６は、特定の端末の接続情報を受信すると、受信した接続状態を確認する（ステップ１３０２）。
【０１１８】
ここで、位置推定部１２０６が、特定の端末が有線インターフェースを介して有線ネットワークに接続していると判断した場合（ステップ１３０２のＹｅｓ）、位置推定部１２０６は、有線ネットワーク配線位置情報のデータベース１２１０に特定の端末が接続している有線ネットワークの配線位置情報が利用可能かどうかを判断する（ステップ１３１３）。有線ネットワーク配線位置情報のデータベース１２１０内部に、該当する有線ネットワークの配線位置情報が保持されている場合には（ステップ１３１３のＹｅｓ）、有線ネットワークの配線位置を位置推定要求処理部１２０２に応答し、位置推定要求処理部１２０２は、外部アプリケーションインタフェース１２１６、もしくは有線ＬＡＮインターフェース１２０３を介して、外部アプリケーション、もしくは他のネットワーク機器や端末に応答する（ステップ１３１４）。
【０１１９】
一方、位置推定部１２０６が、位置推定対象の端末が有線インターフェースを介して有線ネットワークに接続されていないと判断した場合（ステップ１３０２のＮｏ）、もしくは端末が有線ＬＡＮインターフェースを介して接続している有線ネットワークの配線位置情報が利用できないと判断した場合（ステップ１３１３のＮｏ）、位置推定部１２０６は端末が無線ＬＡＮインターフェースを介して無線ネットワークに接続しているかどうかを確認する（ステップ１３０３）。
【０１２０】
ここで、位置推定部１２０６が、端末が無線ネットワークにも接続していないと判断した場合（ステップ１３０３のＮｏ）、測位サーバー１２０１は端末の位置を要求してきた他のネットワーク機器、端末、外部アプリケーション等にエラーを応答する（１３１５）。
【０１２１】
一方、位置推定部１２０６が、位置推定対象である特定の端末が無線ネットワークに接続していると判断した場合（ステップ１３０３のＹｅｓ）、端末が接続している無線ネットワークを管理している無線ＬＡＮ基地局の位置情報を、無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９から取得する（ステップ１３０４）。
【０１２２】
位置推定部１２０６は、無線ＬＡＮ基地局の位置情報を取得すると、
位置推定要求処理部１２０２が受け取った位置推定要求の中の要求精度が，無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９から取得した無線ＬＡＮ基地局の位置情報の精度より上であるかどうかを確認する（ステップ１３０５）。要求精度が無線ＬＡＮ基地局の位置情報の精度より上でない場合（ステップ１３０５のＮｏ）、位置推定部１２０６は、特定の端末が接続している無線ＬＡＮ基地局の位置情報を応答する（ステップ１３１６）。要求精度が無線ＬＡＮ基地局の位置情報の精度より上である場合には（ステップ１３０５のＹｅｓ）、位置推定部１２０６は、距離推定による端末の位置を特定するために、端末との距離を推定する基地局を選択する（ステップ１３０６）。尚、ステップ１３０６において、無線ＬＡＮ基地局配置データベース１２０９、フロア情報データベース１２１１などから得られる情報を元に、複数の無線ＬＡＮ基地局を選択する。
【０１２３】
次に位置推定部１２０６は、距離推定部１２０７に対して、選択した基地局の情報を通知する。距離推定部１２０７は、選択された基地局の情報を受け取ると、基地局・端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３とを介して、選択された無線ＬＡＮ基地局に対して、位置推定対象である特定の端末との間の伝搬遅延を測定するように伝播時間測定要求を送信する（ステップ１３０７）。尚、ステップ１３０７で送信される伝播時間測定要求には、測定対象である特定の端末の情報が含まれている。この特定の端末の情報としては、端末のＭＡＣアドレス等のアドレス情報や端末が使用している無線チャネルの番号などの情報が含まれている。また、伝播時間測定要求は、要求する伝搬遅延情報の要求鮮度情報を含む場合もある。要求鮮度情報とは、測位サーバー１２０１がどの程度以前に取得された遅延情報ならば許容できるかを示す情報であり、絶対時刻もしくは測定要求送信時刻からの相対時刻で表される。尚、この要求鮮度情報は、伝播時間測定要求に含めても、既定値としてあらかじめ各基地局が保持してもどちらでも良い。
【０１２４】
伝搬時間測定要求を受信した基地局の処理は、図１４を用いて後ほど説明する。
【０１２５】
距離推定部１２０７は、基地局における伝播時間の測定結果を基地局・端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３とを介して受信し（ステップ１３０８）、各基地局と端末との間の距離を推定する（ステップ１３０９）。尚、ステップ１３０９における各基地局と端末との間の距離推定では、各基地局から取得した伝搬時間情報を距離に換算する処理に加えて、補正情報データベース１２１２を用いた推定距離の誤差補正や、機器情報データベース１２１４を用いて、端末や基地局の無線ＬＡＮインターフェースが用いているハードウェアメーカ情報や製品情報を取得し、その情報を元に補正情報データベース１２１２から補正情報を取得して行う誤差補正、などの誤差補正処理も合わせて行なわれる。
【０１２６】
距離推定部１２０７は、各基地局と端末との距離推定結果を位置推定部１２０６に報告し、位置推定部１２０６は第一の形態に記載した方法で端末の位置を推定する（ステップ１３１０）。また、ステップ１３１０における位置推定処理に関して、フロア情報データベース１２１１を用いた位置推定処理や、電波伝搬状態を保持する伝搬情報データベース１２１３を用いて図９に示したような反射等の伝搬環境の影響を考慮した位置推定処理などを行うことで、端末の位置を推定する。
【０１２７】
伝搬時間を測定できた基地局が不足した場合や、測定誤差や電波伝搬などの影響によりステップ１３１０における位置の推定ができなかった場合など、端末位置の推定処理に失敗した場合には（ステップ１３１１のＮｏ）、測位サーバー１２０１は端末が接続している基地局の位置を応答する（ステップ１３１６）。一方、伝搬時間を用いた端末の位置推定処理が成功した場合には（ステップ１３１１のＹｅｓ）、伝搬時間から推定した端末の位置情報を応答する（ステップ１３１２）。
【０１２８】
次に、伝搬時間測定要求を受信した基地局の処理について説明する。
【０１２９】
図２０は、各無線ＬＡＮ基地局の構成を示す図であり、図１４は測定要求を受信したときの各無線ＬＡＮ基地局における処理である。
【０１３０】
図２０に示すように、無線ＬＡＮ基地局は、アンテナ部２００１、無線ＬＡＮインターフェース２００２、通信処理部２００３、有線ＬＡＮインターフェース２００４、伝搬時間測定部２００５、伝搬時間測定要求処理部２００６などから構成される。尚、有線ＬＡＮインターフェース２００４は必須ではない。
【０１３１】
図１４および図２０を用いて各無線ＬＡＮ基地局における処理を説明する。
【０１３２】
無線ＬＡＮ基地局の通信処理部２００３は、有線ＬＡＮインターフェース２００４を介して測位サーバー１２０１からの伝搬時間測定要求を受信すると、伝搬時間測定要求に書き込まれている端末との間の伝搬時間を測定するよう、伝搬時間測定要求処理部２００６に指示する。伝搬時間測定要求処理部２００６は、指示を受け取ると、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認する（ステップ１４０１）。要求鮮度情報があらかじめ基地局に登録されている、若しくは測位サーバー１２０１からの測定要求が要求鮮度情報を含んでいるなど、要求鮮度情報が利用可能な場合（１４０１のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認する（ステップ１４０２）。要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合（ステップ１４０２のＹｅｓ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は、その伝搬時間測定結果を通信処理部２００３と優先ＬＡＮインターフェース２００４を介して、測位サーバー１２０１に応答する（ステップ１４０７）。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ１４０１のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ１４０２のＮｏ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は伝搬時間測定要求で指定された端末との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２００５に指示する。伝搬時間測定部２００５は、図２から図６に示したような手段によって端末との間の伝搬時間を測定する（ステップ１４０３）。尚、基地局は端末が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間を測定する。伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ１４０４のＮｏ）、再測定するかどうかを判断し（ステップ１４０５）、再測定すると判断した場合には（ステップ１４０５のＹｅｓ）、再度測定する（ステップ１４０３）。
【０１３３】
一方、再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定しないと判断した場合には（ステップ１４０５のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ１４０６）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ１４０４のＹｅｓ）、測定結果を伝搬時間測定要求処理部２００６と通信処理部２００３と優先ＬＡＮインターフェース２００４とを介して測位サーバー１２０１に伝播時間の測定結果を応答する（ステップ１４０７）。尚、基地局における処理として、過去の測定結果が利用可能な場合には常にその測定結果を応答する方法をとってもよい。
【０１３４】
尚、第一の実施の形態の図２、もしくは図３に示した方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信してもよい。
【０１３５】
次に、本発明における第三の実施の形態について説明する。
【０１３６】
第二の実施の形態で説明した動作は、無線ＬＡＮ基地局が伝搬時間を測定し、測位サーバー１２０１が測定した伝搬時間に基づいて、距離と位置とを推定する場合について説明した。第三の実施の形態では、無線ＬＡＮ基地局が伝搬時間を測定して距離を推定し、この推定した距離を測位サーバー１２０１に応答する場合について説明する。
【０１３７】
図１９は、第三の実施の形態における測位サーバー１２０１の構成図である。尚、第二の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
【０１３８】
次に、第三の実施の形態における測位サーバー１２０１の動作について説明する。尚、第二の実施の形態におけるステップ１３０１〜ステップ１３０６と、ステップ１３１０〜１３１６と同様のため、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
図２２は、無線ＬＡＮ端末の位置を推定する動作のフローチャートである。
【０１４０】
位置推定部１２０６が各基地局に対して距離推定要求を送信する（ステップ２２０１）。距離推定要求を受信した基地局の処理は、後述する。
【０１４１】
距離推定結果を各基地局から受信し、受信した距離推定結果に基づいて、特定の端末の位置を推定する（ステップ２２０２）。
【０１４２】
次に基地局について説明する。
【０１４３】
図２１は、第三の実施の形態における基地局の構成図である。尚、第二の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
【０１４４】
距離推定要求処理部２１０１は、第二の実施の形態における距離推定部１２０７と同等のものである。
【０１４５】
次に、基地局における動作について説明する。
【０１４６】
図２９は、基地局における動作を示すフロー図である。
【０１４７】
無線ＬＡＮ基地局の通信処理部２００３は、有線ＬＡＮインターフェース２００４を介して測位サーバー１２０１からの距離推定要求を受信すると、距離推定要求に書き込まれている端末との間の伝搬時間を測定するよう、伝搬時間測定要求処理部２００６に指示する。伝搬時間測定要求処理部２００６は、指示を受け取ると、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認する（ステップ２９０１）。要求鮮度情報があらかじめ基地局に登録されている、若しくは測位サーバー１２０１からの測定要求が要求鮮度情報を含んでいるなど、要求鮮度情報が利用可能な場合（２９０１のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認する（ステップ２９０２）。要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合（ステップ２９０２のＹｅｓ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は、その伝搬時間測定結果を距離推定部に応答する（ステップ２９０７）。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ２９０１のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ２９０２のＮｏ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は測定要求で指定された端末との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２００５に指示する伝搬時間測定部２００５は、図２から図６に示したような手段によって端末との間の伝搬時間を測定する（ステップ２９０３）。尚、基地局は端末が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間を測定する。伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ２９０４のＮｏ）、再測定するかどうかを判断し（ステップ２９０５）、再測定すると判断した場合には（ステップ２９０５のＹｅｓ）、再度測定する（ステップ２９０３）。
【０１４８】
一方、再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定しないと判断した場合には（ステップ２９０５のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ２９０６）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ２９０４のＹｅｓ）、測定結果を距離推定部に応答する（ステップ２９０７）。距離推定部は、受け取った測定結果を距離に変換し、通信処理部２００３と優先ＬＡＮインターフェース２００４とを介して測位サーバー１２０１に推定距離を応答する（ステップ２９０８）。尚、推定距離の補正は、測位サーバー１２０１で行っても、基地局の距離推定要求処理部２１０１で行ってもよい。この場合、必要な補正情報は測位サーバー１２０１から各基地局に送信されるようにする。
【０１４９】
次に、本発明における第四の実施の形態について説明する。
【０１５０】
第四の実施の形態では、端末が基地局との伝搬時間を測定し、測位サーバー１２０１が基地局と端末との距離と位置とを推定する場合について説明する。
【０１５１】
第四の実施の形態における測位サーバーの構成は、第二の実施の形態と同じため、図１２を用いる。
【０１５２】
測位サーバー１２０１における動作について説明する。尚、第二の実施の形態におけるステップ１３０１から１３０６までと、１３０９から１３１６までと同様のため、詳細な説明は省略する。
【０１５３】
図１５は測位サーバー１２０１の動作を示すフロー図である。
【０１５４】
測位サーバー１２０１の位置推定部１２０６は、端末との距離を推定する基地局を選択すると（ステップ１３０６）、距離推定部１２０７に各基地局との距離推定を指示し、距離推定部１２０７は、基地局端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３を介して端末に対して、各基地局との伝搬時間測定要求を送信する（ステップ１５０１）。ステップ１５０１で送信される伝播時間測定要求には、ステップ１３０６で選択された基地局の情報が含まれている。基地局の情報としては、基地局のＭＡＣアドレス等のアドレス情報や基地局が使用している無線チャネルの番号などの情報が含まれている。測位サーバー１２０１からの伝播時間測定要求を受け取った無線ＬＡＮ端末端末の動作について後述する。
【０１５５】
測位サーバー１２０１は、無線ＬＡＮ端末端末での測定結果を受信すると（ステップ１５０２）、距離推定部１２０７において基地局と端末との間の距離を推定する（ステップ１３０９）。
【０１５６】
次に、無線ＬＡＮ端末端末について説明する。
【０１５７】
図２３は無線ＬＡＮ端末の構成を示す図である。
【０１５８】
図２３に示すように無線ＬＡＮ端末は、アンテナ部２３０１、無線ＬＡＮインターフェース２３０２、通信処理部２３０３、上位アプリケーション処理部２３０４、伝搬時間測定部２３０５、伝搬時間測定要求処理部２３０６、有線ＬＡＮインターフェース２３０７などから構成される。尚、有線ＬＡＮインターフェース２３０７は必須ではない。
【０１５９】
次に、無線ＬＡＮ端末における動作について説明する。
【０１６０】
図１６は、端末の動作を示すフロー図である。
【０１６１】
無線ＬＡＮ端末の通信処理部２３０３は、無線ＬＡＮインターフェース２３０２を介して測位サーバー１２０１から伝播時間測定要求を受信すると、伝搬時間測定要求処理部２３０６に測定要求に含まれている測定対象である基地局との伝搬時間の測定を指示する。伝搬時間測定要求処理部２３０６は、測定対象である基地局の中から未測定の基地局を選択する（ステップ１６０１）。
【０１６２】
次に、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認する（ステップ１６０２）。
【０１６３】
要求鮮度情報があらかじめ端末に登録されている場合や、測位サーバー１２０１からの測定要求が要求鮮度情報含んでいる場合など、要求鮮度情報が利用可能な場合には（ステップ１６０２のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認する（ステップ１６０３）。要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合には（ステップ１６０３のＹｅｓ）、その伝搬時間測定結果を利用する。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ１６０２のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ１６０３のＮｏ）には、伝搬時間測定要求処理部２３０６はステップ１６０１で選択した基地局との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２３０５に指示する。伝搬時間測定部２００５は、第一の実施の形態で示したような手段によって端末との間の伝搬時間の測定を行なう（ステップ１６０４）。ここで、伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ１６０５のＮｏ）、再測定を行なうかどうかを判断し（ステップ１６０６）、再測定を行なうと判断した場合には（ステップ１６０６のＹｅｓ）、再度測定を行なう（ステップ１６０４）。再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定を行なわないと判断した場合には（ステップ１６０６のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ１６０７）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ１６０５のＹｅｓ）、伝播時間測定要求で選択された全基地局との間の伝搬時間の測定が終了したかどうかを判断する（ステップ１６０８）。終了していない場合（ステップ１６０８のＮｏ）は、選択された全基地局との間の伝播時間の測定が終了するまでステップ１６０１からステップ１６０８を繰り返す。測定が終了すると（ステップ１６０８のＹｅｓ）、選択された全基地局との間の伝搬時間の測定結果を測位サーバー１２０１に応答する（ステップ１６０９）。尚、無線ＬＡＮ端末における伝播時間の測定において、過去の測定結果が利用可能な場合は、常にその伝播時間の測定結果を測位サーバー１２０１に応答しても良い。また、ステップ１６０４における伝搬時間測定処理においては、第一の実施の形態で説明した方法を用いて、基地局との間の伝搬時間を測定する。又、第一の実施の形態の図２若しくは図３で説明した方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信しても良い。更に、無線ＬＡＮ端末は測定対象の基地局が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間を測定する。
【０１６４】
次に、第五の実施の形態について説明する。
【０１６５】
第四の実施の形態では、無線ＬＡＮ端末が基地局との伝搬時間を測定し、即位サーバーが測定された伝搬時間に基づいて距離と位置とを推定する場合について説明した。第五の実施の形態では、無線ＬＡＮ端末が基地局との伝搬時間を測定して距離を推定し、測位サーバー１２０１が位置を推定する場合について説明する。
【０１６６】
第五の実施の形態における測位サーバー１２０１の構成は、第三の実施の形態と同じため、図１９を用いる。
【０１６７】
測位サーバー１２０１における動作について説明する。
【０１６８】
図２５は測位サーバー１２０１の動作のフロー図である。尚、第二の実施の形態におけるステップ１３０１から１３０６までと、１３１０から１３１６までと同様のため、詳細な説明は省略する。
【０１６９】
位置推定部１２０６が位置推定対象の無線ＬＡＮ端末に対して距離推定要求を送信する（ステップ２５０１）。測位サーバー１２０１からの距離推定要求を受け取った無線ＬＡＮ端末端末の動作について後述する。
【０１７０】
距離推定結果を無線ＬＡＮ端末から受け取る（ステップ２５０２）。
【０１７１】
次に、端末について説明する。
【０１７２】
図２４は、無線ＬＡＮ端末の構成図である。尚、第四の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して、詳細な説明は省略する。
【０１７３】
無線ＬＡＮ端末は距離推定要求処理部２４０１を持つ。
【０１７４】
次に、無線ＬＡＮ端末における動作について説明する。
【０１７５】
図２８は、端末における動作を示すフロー図である。
【０１７６】
無線ＬＡＮ端末の通信処理部２３０３は、無線ＬＡＮインターフェース２３０２を介して測位サーバー１２０１からの距離推定要求を受信すると、距離推定要求処理部２４０１に距離推定要求を受信したことを通知する。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局の中から距離推定処理が終わっていない基地局を選択し（ステップ２８０１）、伝搬時間測定要求処理部２３０６に選択した基地局との伝搬時間の測定処理を指示する。伝搬時間測定要求処理部２３０６は、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認し（ステップ２８０２）、要求鮮度情報があらかじめ端末に登録されている場合や、測位サーバー１２０１からの距離推定要求が要求鮮度情報を含んでいる場合など、要求鮮度情報が利用可能な場合には（ステップ２８０２のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認し（ステップ２８０３）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合には（ステップ２８０３のＹｅｓ）、その伝搬時間測定結果を利用する。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ２８０２のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ２８０３のＮｏ）には、伝搬時間測定要求処理部２３０６は基地局との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２３０５に指示する。伝搬時間測定部２３０５は、第一の実施の形態で示したような手段によって端末との間の伝搬時間を測定する（ステップ２８０４）。
【０１７７】
伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ２８０５のＮｏ）、再測定を行なうかどうかを判断し（ステップ２８０６）、再測定を行なうと判断した場合には（ステップ２８０６のＹｅｓ）、再度測定を行なう（ステップ２８０４）。再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定を行なわないと判断した場合には（ステップ２８０６のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ２８０７）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ２８０５のＹｅｓ）、測定結果を距離推定要求処理部２４０１に応答する。距離推定要求処理部２４０１は、伝搬時間に基づいて基地局との距離の推定処理を行う（ステップ２８０８）。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理を終了したかどうかを判断し（ステップ２８０９）、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了するまでステップ２８０１からステップ２８０９を繰り返す。測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了した場合には（ステップ２８０９のＹｅｓ）、距離推定要求処理部２４０１は、距離推定結果を測位サーバー１２０１に応答する（ステップ２８１０）。尚、推定距離の補正は、測位サーバー１２０１で行っても、基地局の距離推定要求処理部２１０１で行ってもよい。この場合、必要な補正情報は測位サーバー１２０１から各基地局に送信されるようにする。また、ステップ２８０４における伝搬時間測定処理においては、図２もしくは図３に示したような方法を用いて端末は基地局との間の伝搬時間を測定する。端末は測定対象の基地局が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間の測定を行う。第一の実施の形態において、図２もしくは図３に示す方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信してもよい。この場合、ダミーのデータとして、Ｎｕｌｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ／Ｎｕｌｌ ｆｒａｍｅを利用して伝搬時間を測定する。
【０１７８】
次に本発明における第六の実施の形態について説明する。
【０１７９】
第六の実施の形態では、位置推定対象である無線ＬＡＮ端末自身が、基地局との間の伝搬時間を測定し、測定した伝播時間に基づいて距離と位置とを推定する場合について説明する。
【０１８０】
図２６は、第六の実施の形態における測位サーバー１２０１の構成図である。尚、第二の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
【０１８１】
次に、測位サーバー１２０１における動作について説明する。
【０１８２】
図１７は、測位サーバー１２０１の動作を示すフロー図である。尚、第二の実施の形態のステップ１３０１から１３０６までは同様なステップであるため、同一の番号を付して、説明は省略する。
【０１８３】
測位サーバー１２０１は、基地局を選択すると、基地局端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３とを介して位置推定対象である無線ＬＡＮ端末に対して端末の位置の推定を要求するために、位置推定要求を送信する（ステップ１７０１）。この位置推定要求には、ステップ１３０６で選択された基地局が、伝搬時間を測定する基地局の情報として含まれている。この基地局の情報としては、基地局のＭＡＣアドレス等のアドレス情報や基地局が使用している無線チャネルの番号などの情報が含まれている。測位サーバー１２０１から位置推定要求を受け取った無線ＬＡＮ端末端末の動作については後述する。
【０１８４】
無線ＬＡＮ端末から位置推定結果を受信すると（ステップ１７０２）、推定結果を応答する。
【０１８５】
次に、第六の実施の形態における無線ＬＡＮ端末について説明する。
【０１８６】
図２７は、無線ＬＡＮ端末の構成図である。尚、第五の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して、詳細な説明は省略する。
【０１８７】
図２７に示すように無線ＬＡＮ端末は、アンテナ部２３０１、無線ＬＡＮインターフェース２３０２、通信処理部２３０３、上位アプリケーション処理部２３０４、伝搬時間測定部２３０５、伝搬時間測定要求処理部２３０６、有線ＬＡＮインターフェース２３０７、距離推定要求処理部２４０１、位置推定要求処理部２７０１などから構成される。但し、有線ＬＡＮインターフェース２３０７は必須ではない。
【０１８８】
次に、端末における動作について、説明する。
【０１８９】
図１８は、端末における処理フローを示す図である。
【０１９０】
無線ＬＡＮ端末の通信処理部２３０３は、無線ＬＡＮインターフェース２３０２を介して測位サーバー１２０１からの位置推定要求を受信すると、位置推定要求処理部２７０１に端末位置の推定処理を指示する。位置推定要求処理部２７０１は、距離推定要求処理部２４０１に測定要求に含まれていた基地局との伝搬距離の推定を指示する。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局の中から距離推定処理が終わっていない基地局を選択し（ステップ１８０１）、伝搬時間測定要求処理部２３０６に選択した基地局との伝搬時間の測定処理を指示する。伝搬時間測定要求処理部２３０６は、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認し（ステップ１８０２）、要求鮮度情報があらかじめ端末に登録されている場合や、測位サーバー１２０１からの位置推定要求が要求鮮度情報を含んでいる場合など、要求鮮度情報が利用可能な場合には（ステップ１８０２のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認し（ステップ１８０３）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合には（ステップ１８０３のＹｅｓ）、その伝搬時間測定結果を利用する。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ１８０２のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ１８０３のＮｏ）には、伝搬時間測定要求処理部２３０６は基地局との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２３０５に指示する。伝搬時間測定部２３０５は、第一の実施の形態で示したような手段によって端末との間の伝搬時間の測定を行なう（ステップ１８０４）。
【０１９１】
伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ１８０５のＮｏ）、再測定を行なうかどうかを判断し（ステップ１８０６）、再測定を行なうと判断した場合には（ステップ１８０６のＹｅｓ）、再度測定を行なう（ステップ１８０４）。再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定を行なわないと判断した場合には（ステップ１８０６のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ１８０７）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ１８０５のＹｅｓ）、測定結果を距離推定要求処理部２４０１に応答する。距離推定要求処理部２４０１は、伝搬時間に基づいて基地局との距離の推定処理を行う（ステップ１８０８）。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理を終了したかどうかを判断し（ステップ１８０９）、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了するまでステップ１８０１からステップ１８０９を繰り返す。測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了した場合には（ステップ１８０９のＹｅｓ）、距離推定要求処理部２４０１は、位置推定要求処理部２７０１に距離推定結果を応答する。位置推定要求処理部２７０１は、距離推定結果に基づき端末の位置推定処理を行ない（ステップ１８１０）、位置推定結果を測位サーバー１２０１に応答する（ステップ１８１１）。端末における位置推定処理の別な方法としては、過去の位置推定結果が利用可能な場合には常にその推定結果を応答する方法などが考えられる。また、ステップ１８０４における伝搬時間測定処理においては、図２もしくは図３に示したような方法を用いて端末は基地局との間の伝搬時間を測定する。端末は測定対象の基地局が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間の測定を行う。第一の実施の形態において、図２もしくは図３に示す方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信してもよい。この場合、ダミーのデータとして、Ｎｕｌｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ／Ｎｕｌｌ ｆｒａｍｅを利用して伝搬時間を測定する。
【０１９２】
上述した実施形態では、端末の位置を特定する方法について説明したが、設置位置が不明な基地局の位置を特定する場合に用いることも可能である。この場合、本実施形態において、測位サーバー１２０１、もしくは基地局が端末に対して行っていた処理を設置位置が不明な基地局に対して行ない、本実施例において端末が行っていた処理を設置位置が不明な基地局が行うことで、設置位置が不明な基地局の位置を特定することが可能となる。
【発明の効果】
本発明によると、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムのような非同期通信を行う無線パケット通信システムにおいて、基地局間、及び基地局と端末との間の同期をとることなく、信号伝搬時間を用いた端末の位置特定を簡易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態にかかる無線パケット通信システムの構成図である。
【図２】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図３】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図４】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図５】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図６】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図７】本発明の無線局の位置推定方法を示す図である。
【図８】本発明の無線局の位置推定方法を示す図である。
【図９】本発明の無線局の位置推定方法を示す図である。
【図１０】本発明の無線局の無線ＬＡＮインターフェースの構成を示す図である。
【図１１】本発明の無線局が有線ネットワークインタフェースを持つときの構成を示す図である。
【図１２】本発明の測位サーバーの構成を示す図である。
【図１３】本発明の測位サーバーの処理フローを示す図である。
【図１４】本発明の基地局の処理フローを示す図である。
【図１５】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図１６】本発明の無線端末の処理フローを示す図である。
【図１７】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図１８】本発明の無線端末の別な処理フローを示す図である。
【図１９】本発明の測位サーバーの別な構成を示す図である。
【図２０】本発明の基地局の構成を示す図である。
【図２１】本発明の基地局の別な構成を示す図である。
【図２２】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図２３】本発明の無線端末の構成を示す図である。
【図２４】本発明の無線端末の別な構成を示す図である。
【図２５】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図２６】本発明の測位サーバーの別な構成を示す図である。
【図２７】本発明の無線端末の別な構成を示す図である。
【図２８】本発明の無線端末の別な処理フローを示す図である。
【図２９】本発明の無線端末の別な処理フローを示す図である。
【符号の説明】
１０１、１０２、１０３ 無線基地局
１０４、１０５、１０６、１０７ 無線端末
１０８ ネットワークスイッチ
１０９ 測位サーバー
１１０、１１１、１１２ 無線基地局１０１、１０２、１０３の通信エリア
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無線局によって構成される無線パケット通信システム及びそれに関連する技術に関し、特にＩＥＥＥ８０２．１１標準仕様で規定される無線通信方式を用いて通信する無線端末の位置を特定する機能を有するに無線ＬＡＮシステム及びそれに関連する技術関する。
【従来の技術】
無線による高速データ伝送を実現するシステムとして普及が進んでいる無線パケット通信システムに、無線ＬＡＮシステムがある。無線ＬＡＮシステムの代表的なものとして、ＩＥＥＥが標準仕様を決めているＩＥＥＥ８０２．１１がある（例えば、非特許文献１参照。）。このＩＥＥＥ８０２．１１で用いる物理レイヤの無線通信方式のオプション仕様としてＩＥＥＥ８０２．１１ａ及びＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどがある（例えば、非特許文献２及び非特許文献３参照。）。
【０００２】
これらのＩＥＥＥ８０２．１１に基づいた無線ＬＡＮシステムは、複数の無線局で一つの無線リンクを構成している。このような一つの無線リンクを構成している無線局は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）によって一つの無線チャネルを共用している。又、一つの無線リンクを構成している無線局の基地局と端末とは非同期で通信しており、共通の時計等は保持していない。
【０００３】
一方、近年、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づいた無線ＬＡＮシステムにおける端末の位置を特定する技術がいくつか提案されている。
【０００４】
例えば、複数の基地局において、位置を推定する対象である端末からの受信信号の受信電力ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を測定し、このＲＳＳＩの測定結果とあらかじめ測定しておいたＲＳＳＩとを比較することで、位置推定対象である端末の位置を推定する方法が提案されている（例えば、非特許文献４参照。）。
【０００５】
また、基地局間を同期させ、複数の基地局において端末が送信するパケットの到着時刻差ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）を測定することで端末の位置を特定する方法も提案されている（例えば、非特許文献５参照。）。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ， ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ
【非特許文献２】
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ； Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ５ ＧＨｚ Ｂａｎｄ， ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９／Ａｍｄ １：２０００ Ｅｄｉｔｉｏｎ
【非特許文献３】
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ： Ｈｉｇｈｅｒ−ＳｐｅｅｄＰｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ２．４ ＧＨｚ Ｂａｎｄ， ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１， １９９９ Ｅｄｉｔｉｏｎ
【非特許文献４】
Ａｓｉｍ Ｓｍａｉｌａｇｉｃ 他、”Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｉｖａｃｙ ｉｎ ａ Ｃｏｎｔｅｘｔ−ａｗａｒｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”， ＩＥＥＥ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， Ｖｏｌｕｍｅ： ９， Ｉｓｓｕｅ： ５， Ｏｃｔ ２００２
【非特許文献５】
荻野 他、” 無線ＬＡＮ統合アクセスシステム（１）−位置検出システムの検討−”， 電子情報通信学会 ２００３年総合大会、Ｂ−５−２０３， ２００３年３月
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、文献５の表１にも記載されているように、文献４に記載されているＲＳＳＩを用いる方式は、周辺環境の影響を受けやすく、測定結果の信頼性が低いという問題がある。又、文献５に記載されているＴＤＯＡやＴＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）等の信号伝搬時間を用いる方式は、測定結果の信頼性は高いが基地局間、若しくは基地局と端末との間の同期が必要であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムのような非同期通信する無線パケット通信システムにおいて、基地局間、若しくは基地局と端末との間で同期させることなく、端末の位置特定を簡易に実現することである。
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、基地局と端末との間でパケットを交換し、一方の無線局がパケットを送出後、相手の無線局が応答パケットを返信するときに、パケット送出から応答パケットの受信までにかかる時間を測定し、相手の無線局側でのパケット受信終了から応答パケット送出までの時間を推定することで、２つの無線局間の無線信号の伝搬時間を推定し、その伝搬時間を元に距離を推定し、位置が既知である複数の基地局からの距離を用いて端末の位置を特定する。
【０００８】
ここで、無線信号の伝搬時間の測定は無線基地局が行うことも考えられるし、無線端末が行うことも考えられる。
【０００９】
無線局間の距離推定は、無線基地局が行う場合や無線端末が行う場合、もしくは各無線基地局と有線ネットワークで接続された測位サーバーが行う場合が考えられる。
【００１０】
推定した距離を用いた端末の位置推定は、測位サーバーが行う場合と、無線端末が行う場合が考えられる。
【００１１】
また、測定した伝搬時間や推定した位置には、各無線機器ごとの誤差や伝搬環境に依存する誤差が含まれるため、無線基地局、無線端末、測位サーバーは、これらの誤差を補正する手段を持つ。
【００１２】
より具体的には、上記本発明の目的を達成するための第一の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である既知無線局と、位置を推定する位置推定無線局との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記既知無線局と前記位置推定無線局との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記位置推定無線局の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の目的を達成するための第二の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の目的を達成するための第三の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記既知無線局が前記位置推定無線局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の目的を達成するための第四の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００１６】
上記本発明の目的を達成するための第五の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の目的を達成するための第六の発明は、上記第二の発明から第５の発明のいずれかにおいて、前記既知無線局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の目的を達成するための第七の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の目的を達成するための第八の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記位置推定無線局が前記既知無線局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００２０】
上記本発明の目的を達成するための第九の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００２１】
上記本発明の目的を達成するための第十の発明は、上記第一の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする。
【００２２】
上記本発明の目的を達成するための第十一の発明は、上記第七から第十の発明のいずれかにおいて、前記位置推定無線局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００２３】
上記本発明の目的を達成するための第十二の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、測位サーバーとを有する無線パケット通信システムであって、
前記無線基地局は、
前記無線端末と送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段を有し、
前記測位サーバーは、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
上記本発明の目的を達成するための第十三の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
前記無線基地局は、
位置を推定する無線端末との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
を有し、
前記測位サーバーは、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段を有することを特徴とする。
【００２５】
上記本発明の目的を達成するための第十四の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を開始してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００２６】
上記本発明の目的を達成するための第十五の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を開始してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００２７】
上記本発明の目的を達成するための第十六の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を終了してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００２８】
上記本発明の目的を達成するための第十七の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を終了してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００２９】
上記本発明の目的を達成するための第十八の発明は、上記第十四から第十七のいずれかの発明において、前記無線基地局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００３０】
上記本発明の目的を達成するための第十九の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００３１】
上記本発明の目的を達成するための第二十の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００３２】
上記本発明の目的を達成するための第二十一の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００３３】
上記本発明の目的を達成するための第二十二の発明は、上記第十二又は第十三の発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００３４】
上記本発明の目的を達成するための第二十三の発明は、上記第十四から第二十一のいずれかの発明において、前記無線基地局は、
前記データパケットを受信した際、データパケットを正常に受信できたかどうかを判断し、データパケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする。
【００３５】
上記本発明の目的を達成するための第二十四の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段
を有し、
前記測位サーバーは、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００３６】
上記本発明の目的を達成するための第二十五の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
を有し、
前記測位サーバーは、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段を有することを特徴とする。
【００３７】
上記本発明の目的を達成するための第二十六の発明は、無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
前記算出された距離に基づいて、自身の位置を推定し、その推定した位置を前記測位サーバーに送信する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００３８】
上記本発明の目的を達成するための第二十七の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を開始してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００３９】
上記本発明の目的を達成するための第二十八の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を開始してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線端末が前記無線基地局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００４０】
上記本発明の目的を達成するための第二十九の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を終了してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする。
【００４１】
上記本発明の目的を達成するための第三十の発明は、上記第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を終了してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする。
【００４２】
上記本発明の目的を達成するための第三十一の発明は、上記第二十七から第三十のいずれかの発明において、前記無線端末は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を更に有することを特徴とする。
【００４３】
上記本発明の目的を達成するための第三十二の発明は、上記第一、第十二、第十三及び第二十四から第二十六のいずれかの発明において、前記伝播時間測定手段は、
前記伝播時間を、予め定められた補正時間に基づいて補正する補正手段
を有することを特徴とする。
【００４４】
上記本発明の目的を達成するための第三十三の発明は、上記第三十二の発明において、前記補正時間は、フロア情報に基づいて設定されることを特徴とする。
【００４５】
上記本発明の目的を達成するための第三十四の発明は、上記第三十二の発明において、前記補正時間は、電波伝搬情報に基づいて設定されることを特徴とする。
【００４６】
上記本発明の目的を達成するための第三十五の発明は、無線パケット通信システムにおける、無線局位置推定方法であって、
位置が既知である既知無線局と、位置を推定する対象である位置推定無線局との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定ステップと前記測定した伝播時間に基づいて、前記既知無線局と前記位置推定無線局との間の距離を推定する距離推定ステップと、
前記推定された距離に基づいて、前記位置推定無線局の位置を推定する位置推定ステップと
を有することを特徴とする。
【００４７】
上記本発明の目的を達成するための第三十六の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける無線基地局であって、
前記無線基地局は、前記位置を推定する無線端末と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記測位サーバーに送信する伝播時間測定手段を有することを特徴とする。
【００４８】
上記本発明の目的を達成するための第三十七の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける無線端末であって、
前記無線端末は、前記無線基地局と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記無線基地局に送信する伝播時間測定手段を有することを特徴とする。
【００４９】
上記本発明の目的を達成するための第三十八の発明は、ネットワーク内の無線端末の位置を推定する測位サーバーであって、
既知の無線基地局と位置を推定する無線端末との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を受信し、この伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする。
【００５０】
上記本発明の目的を達成するための第三十九の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける前記無線基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記無線基地局を、
前記位置を推定する無線端末と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記測位サーバーに送信する伝播時間測定手段として機能させることを特徴とする。
【００５１】
上記本発明の目的を達成するための第四十の発明は、位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける前記無線端末のプログラムであって、前記プログラムは前記無線端末を、
前記無線基地局と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記無線基地局に送信する伝播時間測定手段として機能させることを特徴とする。
【００５２】
上記本発明の目的を達成するための第四十一の発明は、ネットワーク内の無線端末の位置を推定する測位サーバーのプログラムであって、前記プログラムは前記測位サーバーを、
既知の無線基地局と位置を推定する無線端末との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を受信し、この伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段として機能させることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
本発明における第一の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５３】
第一の実施の形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従い、互いに同期していない複数の無線局が同一無線チャネルを共有して通信し、他の無線局が通信していないと判断した時にデータを送信する、無線ＬＡＮシステムにおける基地局と端末との間で送受信されるデータの伝播時間を測定し、この測定結果に基づいて距離を推定し、端末の位置を推定する方法について説明する。尚、本実施の形態では、基地局と端末との間を測定する方法について説明するが、基地局間を測定する場合にも用いても良い。
【００５４】
図１は、無線ＬＡＮシステムを示す構成図である。図２〜図６は、基地局と端末との間の距離を推定するのに必要な、基地局間、若しくは基地局と端末との間のデータの伝播時間を測定する方法を説明するための図である。
【００５５】
図１において、１０１，１０２及び１０３は基地局であり、１０４，１０５，１０６及び１０７は端末であり、１０８はスイッチであり、１０９は測位サーバーである。尚、基地局、及び端末は、図示した以外にも複数あるものとする。
【００５６】
測位サーバー１０９は、端末１０４〜１０７の現在位置を特定する機能を有する制御装置である。
【００５７】
スイッチ１０８は、基地局１０１〜１０３の各々と、測位サーバー１０９と、他のネットワーク機器とを有線ネットワークで接続するためのものである。
【００５８】
上述の構成における、無線ＬＡＮ基地局と無線ＬＡＮ端末との間で送受信されるデータの伝播時間を推定する方法について説明する。尚、本実施形態において、無線ＬＡＮ基地局１０１〜１０３と無線ＬＡＮ端末１０４〜１０７とは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信を行うものとする。又、本実施形態では、測位サーバー１０９が各基地局、もしくは端末からの距離推定結果を収集して端末の位置を特定するものとする。
【００５９】
尚、各無線局の送受信制御（アクセスコントロール）の方式として、現在、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）とＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）とが標準化されているが、まず、図２〜図５を用いて、ＤＣＦを用いて通信している無線ＬＡＮシステムにおける、無線局間の伝搬時間を推定して距離を推定する方法を説明する。
【００６０】
尚、ＤＣＦによる通信において、送信側の無線局が特定の無線局宛（ＵＮＩＣＡＳＴ）のパケット（Ｆｒａｍｅ）を送信した場合、受信側の無線局は無線伝送路で生じる誤りが受信したデータパケットに含まれていないかどうかを確認する。誤りが含まれてない場合、応答パケットＡＣＫを送信元の無線局に対して返信する。ここで送信されるパケットは、データパケット若しくは、制御パケットである。
【００６１】
図２は、データパケットの送信側である無線局１とデータパケットの受信側である無線局２との間でのデータパケットの送受関係を示している。尚、ＤＣＦによる通信において基地局と端末との間の距離を推定する場合、基地局を送信側の無線局とする方法と基地局を受信側の無線局とする方法の２通りの場合を考えることができる。そのため、本実施例では、基地局と端末とを区別せずに、無線局１と無線局２として説明する。
【００６２】
図２において、Ｔ１は、無線局１から送信されたデータパケットが無線局２に到達するのに必要な伝搬遅延の時間である。Ｔ２は、無線局２から送信されたＡＣＫが無線局１まで到達するのに必要な伝搬遅延の時間である。Ｔ３は、無線局２がデータパケットの受信を終了してからＡＣＫを送信するまでに必要な時間である。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格においては、受信側のＡＣＫ応答までの時間としてＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）と定義されている。Ｔ４は、データパケットの送信に必要とされる時間であり、これはデータパケット長と伝送レートとに依存される。Ｔ５は、送信側の無線局１でデータパケット送信開始からＡＣＫ受信開始までの時間であり、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，及びＴ４を合わせた時間となる。
【００６３】
ここで、Ｔ４はデータパケット長と伝送レートによって決まる時間であり、送信側の無線局１では容易に算出できる時間である。Ｔ３で示されるＳＩＦＳは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では物理層に用いる規格で決まる値とされており、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格ではＳＩＦＳ時間として１６μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。同様にＩＥＥＥ８０２．１１Ｂ規格ではＳＩＦＳ時間として１０μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。よって、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信する無線ＬＡＮシステムにおいては、用いられる物理層の規格の違いによりＳＩＦＳの値が変わるものの、同一の物理層の規格に従って通信する無線局においてはＳＩＦＳの値は固定値である。よって、Ｔ５を構成する時間要素のうちＴ３，Ｔ４は、送信側の無線局１において容易に推定することができるので、時間（Ｔ１＋Ｔ２）を導出することができる。
【００６４】
更に、無線ＬＡＮを用いる場合、無線局１から無線局２への伝搬遅延Ｔ１と、無線局２から無線局１への伝搬遅延Ｔ２とは同一であると考えることができるので、送信側の無線局１においてはＴ５を測定することで無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。このことから、無線局１は、データパケット送信開始からＡＣＫ受信開始までの時間Ｔ５を測定し、無線局１と無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることで、無線局１と無線局２との間の伝搬時間を推定し、伝搬距離を推定することができる。
【００６５】
尚、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、ＤＣＦにおいては上述のデータパケット送信−ＡＣＫ受信というアクセス手順の他に、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）−ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）−データパケット−ＡＣＫというアクセス手順が規定されている。このＲＴＳ−ＣＴＳ−データパケット−ＡＣＫ手順においても、各パケットの送信間隔はＳＩＦＳで規定されている。よって、図２のデータパケットをＲＴＳに、ＡＣＫをＣＴＳに置き換えて、ＲＴＳ送信からＣＴＳ受信開始までの時間を計測することでも無線局１と無線局２との間の距離を推定することができる。また、同様に図２のデータパケットをＣＴＳ、ＡＣＫをデータパケットに置き換えて、ＣＴＳ送信からデータパケット受信開始までの時間を計測することで無線局１と無線局２との間の距離を推定することも可能である。これらの場合、Ｔ４のデータパケット送信時間をそれぞれＲＴＳ送信時間、若しくはＣＴＳ送信時間に置き換えればよい。
【００６６】
次に、ＤＣＦを用いて通信する無線ＬＡＮシステムにおける基地局と端末との間のデータの伝播時間を測定する別な方法を説明する。
【００６７】
図３は、無線局１をデータパケットの送信側とし、無線局２を受信側として、無線局１と無線局２との間でのパケットの送受信関係を示している。尚、ここでも、基地局と端末との間の距離を推定する場合には、基地局を送信側の無線局とする方法と受信側の無線局とする方法の２通りの場合を考えることができる。そのため、上述した方法と同様に、基地局と端末とを区別せずに、無線局１と無線局２として説明する。また、図３に示す方法は図２に示した方法とほぼ同一であるが、図２では測定時間がデータパケット送信開始からＡＣＫ受信開始までの時間Ｔ５であったが、図３では測定する時間がデータパケットの送信終了時点からＡＣＫの受信開始までの時間Ｔ６である点が異なる。
【００６８】
送信側である無線局１は、データパケットの送信終了時点からＡＣＫの受信開始までの時間Ｔ６を測定し、ＳＩＦＳであるＴ３をＴ６から減ずることで、無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。また、本方法を用いると、送信するデータパケット長や伝送レートの影響を考慮しなくてよいというメリットがある。
【００６９】
尚、図３に示した方法も図２に示した方法と同様に、図２のデータパケットをＲＴＳに、ＡＣＫをＣＴＳに置き換えることによって、ＲＴＳ−ＣＴＳ−データパケット−ＡＣＫ手順に適用することができる。この場合も、無線局１がＲＴＳ送信終了からＣＴＳ受信開始までの時間Ｔ６を測定し、ＳＩＦＳのＴ３をＴ６から減ずることで、無線局２との間の伝搬遅延（Ｔ１＝Ｔ２）を求めることができ、無線局１と無線局２との間の伝搬時間を推定することができる。又、データパケットをＣＴＳに、ＡＣＫをデータパケットに置き換えることによっても、ＲＴＳ−ＣＴＳ−データパケット−ＡＣＫ手順に適用することができる。
【００７０】
次に、基地局と端末との間の伝搬時間を推定する別な方法を説明する。ここでは、基地局がＢｒｏａｄｃａｓｔパケットを端末に送信した時に、基地局への送信データパケットを保持している端末が、基地局のＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信終了後、ある時間だけ送信を延期した後、データパケットを送信する場合、基地局が端末にＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信を開始してから、端末からのデータパケット受信までの時間Ｔ９を測定することで、基地局と端末との間の伝搬時間を推定し、距離を推定する方法について説明する。
【００７１】
図４は、基地局と端末との間の送受信における時間関係を示した図である。
【００７２】
図４に示した通り、基地局がＢｒｏａｄｃａｓｔパケットを送信した場合、基地局への送信データパケットを保持している端末は、基地局のＢｒｏａｄｃａｓｔパケット送信が終わり、無線回線が未使用状態になってからＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）と呼ばれる固定時間と、Ｂａｃｋｏｆｆ（もしくはｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）と呼ばれるランダム時間とを足し合わせた時間Ｔ８だけ送信を延期した後、データパケットを送信する。
【００７３】
時間Ｔ８の内、ＤＩＦＳの時間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、ＳＩＦＳ時間にＳｌｏｔ ｔｉｍｅの２倍を足し合わせた時間となる。又、Ｓｌｏｔ ｔｉｍｅは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、物理層に用いる規格で決まる値とされており、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格ではＴａｂｌｅ１０１にＳｌｏｔＴｉｍｅとして２０μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。同様に、８０２．１１ａ規格ではＳｌｏｔＴｉｍｅとして９μｓ（マイクロ秒）という値が規定されている。よって、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って通信する無線ＬＡＮシステムにおいては、用いられる物理層の規格の違いによりＤＩＦＳの値が変わるものの、同一の物理層の規格に従って通信する無線局においてはＤＩＦＳの値は固定値である。
【００７４】
一方、時間Ｔ８の内、Ｂａｃｋｏｆｆの時間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、ＳｌｏｔＴｉｍｅにランダム値をかけた時間と規定されている。ここでランダム値を仮にｎとおくと、ランダム値ｎは整数であるため、Ｂａｃｋｏｆｆ時間はＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間となる。
【００７５】
このことから、図４に示すＴ８は、図５に示すように、ＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間とＤＩＦＳ時間との和となる。よって、図４において基地局がＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信を開始してから、端末から送信されたデータパケットを受信するまでの時間Ｔ９を測定すると、Ｔ９はＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信時間Ｔ７とＤＩＦＳ時間とＢａｃｋｏｆｆ時間と往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）との和となっている。ここで、Ｂｒｏａｄｃａｓｔパケット送信時間Ｔ７は、Ｂｒｏａｄｃａｓｔパケット長と伝送レートとから容易に算出できる。又、ＤＩＦＳ時間は、物理層の規格で決まる固定値であるため、Ｂａｃｋｏｆｆ時間を推定することで往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）を求めることができる。
【００７６】
上述した通り、Ｂａｃｋｏｆｆ時間はＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間となるため、このＳｌｏｔＴｉｍｅは、物理層の規格によって異なる値をとる。しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合、ＳｌｏｔＴｉｍｅは９μｓ（マイクロ秒）であり、この時間を距離に換算すると２７００ｍである。無線ＬＡＮにおける基地局のセル半径は大きくても数１００ｍ程度と考えられるので、往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）がＳｌｏｔＴｉｍｅを超えることはないと考えられる。よって、Ｔ９からＢｒｏａｄｃａｓｔパケットの送信時間Ｔ７とＤＩＦＳ時間を減じた時間をＴ１０とすると、Ｔ１０はＢａｃｋｏｆｆ時間と往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）との和となる。Ｔ１０の内、Ｂａｃｋｏｆｆ時間は、上述した通り、ＳｌｏｔＴｉｍｅの整数倍の時間であるため、ＳｌｏｔＴｉｍｅ×ｎがＴ１０を超えない、最大のｎを決めることで推定することができる。ここでｎはＴ１０をＳｌｏｔＴｉｍｅで割った値を超えない最大の整数値となる。このことから、Ｔ１０からＢａｃｋｏｆｆ時間（ＳｌｏｔＴｉｍｅ×ｎ）を推定し、Ｔ１０から減じることで、往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）を求めることができる。
【００７７】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂを物理層に用いると、ＳｌｏｔＴｉｍｅは２０μｓ（マイクロ秒）である。そして、測定結果から求めたＴ１０が１６１μｓ（マイクロ秒）であった場合、ｎ＝８であると推定することができ、Ｂａｃｋｏｆｆ時間（２０μｓ×８）を１６０μｓと推定することができる。よって、往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）は、Ｔ１０からＢａｃｋｏｆｆ時間を減じた１μｓと推定することができる。この、往復伝搬遅延時間１μｓから、基地局と端末との間の伝搬時間を推定することができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。
【００７８】
図４に示した方法は、端末がＲＴＳ−ＣＴＳ手順を用いてデータパケットを送信する場合に、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ送信後からＲＴＳ受信開始までの時間を測定することで、伝搬時間を推定している。また、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、ＤＣＦで規定されるアクセス手順においては、ＲＴＳパケットを送信する場合やＲＴＳ−ＣＴＳ手順を用いずにデータパケットを送信する場合には、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ受信後に限らず、図４に示したＤＩＦＳ＋Ｂａｃｋｏｆｆ時間待った後で送信開始することとなっている。よって、送信側の無線局がＡＣＫパケット送信後、次のＲＴＳパケットもしくはデータパケットを受信開始するまでの時間を測定することでも、２つの無線局間の距離を推定することができる。また、図４に示した方法は図２と同様に送信開始から受信開始までの時間を測定する場合を例として示したが、図３と同様に送信終了から受信開始までの時間を測定することでも伝搬時間を推定することは可能である。
【００７９】
図２から図５を用いてＤＣＦを用いて通信する無線ＬＡＮシステムにおける測定方法について説明したが、次に無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ基地局の間でＰＣＦを用いて通信する場合について説明する。
【００８０】
図６は、無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ基地局との間で、ＰＣＦを用いて通信する場合の、時間関係を示した図である。
【００８１】
ＰＣＦによる通信では、基地局が特定の端末宛にＰｏｌｌと呼ばれるパケットを送信し、そのＰｏｌｌを受信した端末のみがデータパケットを送信することができる。ＰＣＦの特徴は、基地局がＰｏｌｌパケットの送信を制御することで端末間のパケット送信の衝突を避けることができる。
【００８２】
図６に示すように、ＰＣＦを用いる場合には、Ｐｏｌｌパケットを受信した端末は、ＳＩＦＳ時間後にデータパケットを送信しなくてはならない。よって、図２の例と同様に、基地局側はＰｏｌｌパケット送信開始からデータパケット受信開始までの時間Ｔ１２を測定し、Ｐｏｌｌパケット送信時間Ｔ１１とＳＩＦＳ時間Ｔ３とをＴ１２から減ずることで、往復伝搬時間（Ｔ１＋Ｔ２）を求めることができる。無線信号の伝搬速度は光速であるため、伝搬時間に光速を乗じることで伝搬距離を求めることができる。
【００８３】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格において、基地局が送信するＰｏｌｌパケットは、データパケットと一緒に送信される場合もあり、端末が送信するＡＣＫパケットもデータパケットと一緒に送信される場合もある。しかしながら、どちらの場合にも、基地局のパケットの送信開始から、端末から送信されたパケットの受信開始までの時間を測定することで、端末までの伝搬時間を推定することができる。また、図６に示したＰＣＦにおける方法においても、図３と同様に、基地局のパケット送信終了から、端末から送信されたパケットの受信開始までの時間を測定することでも、基地局と端末との伝搬時間を推定することは可能である。
【００８４】
尚、図２から図６を用いて説明した基地局と端末との間の伝播時間の測定は、測位サーバー１０９の指示があった場合にのみに測定しても、端末もしくは基地局において通常送受信されるパケットの送受信処理時に常に行い、平均化等の統計をデータベースに保持しても、どちらでも良い。
【００８５】
図２から図６を用いて、伝播時間を推定して、伝搬距離を推定する方法について説明したが、上述した基地局と端末との伝搬時間測定において、応答パケットに誤りが含まれていた場合や、受信パケットが伝搬時間の測定のために受信を期待しているパケットでなかった場合、あらかじめ設定されている待ち時間を越えても応答パケットを受信することができなかった場合など、測定不能になる可能性がある。
【００８６】
例えば、図２、若しくは図３に示した伝搬時間測定方法において、無線局１が受信したＡＣＫパケットに誤りが含まれていた場合、無線局１は無線局２からのＡＣＫであるかどうかの判断ができないため、測定された伝搬時間を距離推定に用いることができない。また、無線局２が受信したＤａｔａパケットに誤りが含まれていた場合などには、無線局２はＡＣＫパケットを送信しない。そのため、無線局１はＡＣＫパケットを受信することができず、伝搬時間を測定することができない。同様に、図４から図６に示した伝搬時間測定方法においては、基地局が受信したＤａｔａパケットに誤りが含まれていた場合には、基地局は端末からのＤａｔａであるかどうかの判断ができないため、基地局は測定された伝搬時間を距離推定に用いることができない。本発明においては、そのような場合、測定を中止する、若しくは、再度測定するものとする。
【００８７】
次に、上述した基地局と端末との間の距離推定方法を用いて無線端末の位置を特定する方法について説明する。
【００８８】
図７は、３つの基地局からの距離と基地局の位置とを用いて端末位置を推定する方法を図示したものである。
【００８９】
端末の位置を特定するために、まず、３つの基地局から端末までの距離を推定する。尚、基地局と端末との距離の推定は、上述した方法の内、いずれかの方法で推定する。基地局７０１からの距離Ｒ１と、基地局７０２からの距離Ｒ２と、基地局７０３からの距離Ｒ３とを用い、それぞれの基地局からの円の交点を求めることで端末位置を特定することができる。無線ＬＡＮ基地局がビル内等に３次元的に配置される場合には、図７に示した円は球面となり３つの球面の交点を求めることで端末の位置が特定される。
【００９０】
図８は、基地局と端末との距離を測ることができた基地局が２つしかなかった場合に、フロア情報を用いて端末位置を特定する方法を説明するための図である。図８における四角形８０４は、無線ＬＡＮが設置される建物を示している。図８に示すように端末との距離を推定することができた基地局が２つしかない場合には、円を２つしか描くことができないため、端末位置の候補である円の交点は２点存在する。ここでフロア情報を用いることで端末位置を２点のうちの１点に絞り込むことができる場合がある。つまり、図８に示すように２つの交点のうち１点が建物の外に存在し、ビルの高層階である場合や電磁波をシールドする仕組みを窓や外壁に取り入れている場合など、建物外からのアクセスがないことが明らかである場合には、建物内に存在する交点を端末位置とすることができる。
【００９１】
また、建物内部の壁やパーティションなどの影響により、端末と基地局との直線距離と、無線信号の伝搬距離とが一致しない場合がある。一例を図９に示す。図９に示す例では基地局９０１と端末９０２との通信は、間に壁があるため廊下の壁で反射した信号を用いて行なわれている。このような場合、実際に電波が伝搬した距離Ｒ１は、端末と基地局との直線距離Ｒ２よりも長くなってしまう。そのため図７のように単純に伝搬距離を元に描いた円の交点を求める方法では、推定される端末の位置に誤差が生じる可能性がある。このような場合には、あらかじめ電波がどのように伝搬するかを、建物データを元に推定したり、実際に試験端末を持ち歩いて事前に測定したりして、ある基地局からの伝搬距離がどのように分布するかの伝搬距離マップを作成し、実運用時の端末位置の推定に利用する方法などが考えられる。
【００９２】
尚、上述した方法以外に、無線ＬＡＮ基地局が設置される建物のフロア情報、間取り図などを用いて、端末位置の特定を補助してもよい。
【００９３】
次に、図１０を用いて、上述した、パケット送信からパケット受信までの時間（Ｔ５，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２）の測定地点について説明する。
【００９４】
図１０は、無線ＬＡＮ端末の無線信号送受信部の一般的な構成を示す図である。
【００９５】
無線ＬＡＮ端末は、上位プロトコル処理部とのインターフェースを持ち、無線回線のアクセス制御を行うＭＡＣ部１００１と、信号を変復調するベースバンド部１００２と、無線周波数帯域との変換を行うＲＦ／ＩＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１００３とを有する。
【００９６】
無線ＬＡＮ基地局と無線ＬＡＮ端末との距離を推定するためには、無線局が測定する時間はパケットが空中を電波として伝搬している時間を測定する必要がある。つまり、パケットの送信開始もしくは送信完了、およびパケットの受信開始は、アンテナ部１００４における信号の送受信の時間を測定する必要がある。そのためには図１０の測定地点１でパケットの送受信の時間を測定する必要があるが、実際の回路においては測定地点１においてパケットの送受信の時間を測定することは困難である。そのため、実際の回路では測定地点２もしくは測定地点３で送受信の時間を測定することになる。
【００９７】
測定地点２もしくは測定地点３で送受信の時間を測定した場合には、アンテナ部と実際のパケット送受信の測定地点との間の遅延時間を考慮して測定結果を補正する必要がある。例えば、測定地点２で送受信の時間を測定した場合、測定結果の時間にはベースバンド部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３との処理遅延が含まれている。そのため、測定地点２において測定した時間を用いて算出した往復伝搬遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）には、空中をパケットが伝搬していた時間に加え、ベースバンド部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３とでの処理時間分の遅延時間が含まれており、推定する距離に誤差を生じることとなる。本誤差を修正する方法として、あらかじめＢａｓｅｂａｎｄ部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３とでの遅延時間を推定しておき、測定結果を補正する方法が考えられる。
【００９８】
上述した以外の遅延時間の推定方法として、測定地点２もしくは測定地点３とアンテナ部との間の送受信信号を処理する際の遅延時間を実際に測定する方法や、距離が既知である端末との間の往復伝搬遅延時間を測定地点２もしくは測定地点３で測定し、実際の距離を信号が伝搬するのに必要な時間との差を導出し、その差をベースバンド部１００２とＲＦ／ＩＦ部１００３との遅延時間とする方法を用いても良い。
【００９９】
上述した方法で推定した遅延時間を用いた往復伝搬遅延分の補正は、基地局等の無線局自身で行うことも考えられるし、測位サーバーで補正することも考えられる。無線ＬＡＮ基地局および無線ＬＡＮ端末の無線信号送受信機が図１０に示す以外の構成をとる場合にも、アンテナ部と実際のパケット送受信測定地点との間の遅延時間を考慮して測定結果を補正することが必要である。
【０１００】
そこで、次に、距離の測定対象である無線局の無線通信回路に依存する誤差補正方法に関して説明する。
【０１０１】
上述したように、パケット受信側の無線局が、パケットを受信終了してからパケットを送信開始するまでの時間Ｔ３、及びＴ８は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格ではＳＩＦＳ時間、及びＳｌｏｔＴｉｍｅとして規定されている。しかし、実際の無線ＬＡＮ機器においては回路構成等の問題により規定されている時間と実際の回路における時間との間にずれが生じる場合がある。この場合、実際の回路における時間のずれは往復伝搬時間の誤差となり、推定する距離に誤差が生じることとなる。そのため、端末の位置を特定する際にはこの時間のずれを補正することで推定する端末位置の誤差を小さくすることができる。具体的には測定対象の無線ＬＡＮ端末ごとの時間のずれを測位サーバーもしくは各基地局で保持し、伝搬時間の推定結果を補正することにより、推定する端末位置の誤差を小さくすることができる。また、この時間のずれは回路構成によるものであるため、無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名が同じであれば時間のずれも同じである可能性が高い。そのため、測位サーバーもしくは基地局において、無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名ごとの時間のずれの情報を保持し、測定対象の無線ＬＡＮ端末の無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名を特定し、推定した伝搬時間を補正することにより、推定する端末位置の誤差を小さくすることができる。尚、無線ＬＡＮ送受信機のメーカーや製品名を特定する方法としては、測定対象の無線ＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスから推定する方法や、ＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって取得したＭＩＢ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）情報内のメーカー名や製品名を利用する方法、若しくは事前に測位サーバー、又は基地局に無線ＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスに対応したメーカー名および製品名のリストを持つ方法など、如何なる方法であっても良い。
【０１０２】
次に、図１１を用いて、測定対象である無線局の無線通信回路に依存する誤差補正に関する別な方法を説明する。
【０１０３】
図１１において、測定対象の無線ＬＡＮ端末１１０２が無線ＬＡＮインターフェースと有線ＬＡＮインターフェースの双方とを備える場合を考える。これは、近年のノートパソコンは有線ＬＡＮインターフェースを標準装備しているものが多く、無線ＬＡＮインターフェースと有線ＬＡＮインターフェースの双方を標準装備しているノートパソコンがあるためである。
【０１０４】
図１１の無線ＬＡＮ端末１１０２のように有線ＬＡＮインターフェースと無線ＬＡＮインターフェースの双方を備えている無線ＬＡＮ端末を利用している場合には、有線ＬＡＮが利用可能な場合に有線ＬＡＮを使う場合が考えられる。例えば会社で無線ＬＡＮを装備したノートパソコンを使っている場合に、自席にいるときには有線ＬＡＮに接続し、会議等でノートパソコンを持ち歩く場合に無線ＬＡＮを利用する場合などである。このような場合に、無線ＬＡＮ端末１１０２が有線ＬＡＮに接続されている場合には、測位サーバー１１０１は無線ＬＡＮ端末１１０２がネットワークスイッチ１１０６の特定のポートに接続された有線ＬＡＮケーブル１１０５を介して接続可能であることが容易に検出できる。よって、ネットワークスイッチ１１０６の特定のポートに接続された有線ＬＡＮケーブルがどの位置に配線されているかなどの配線情報を測位サーバー１１０１が入手可能であれば、有線ＬＡＮに接続中の無線ＬＡＮ端末１１０２の現在位置が配線情報を元に特定できる。一方、無線ＬＡＮ端末１１０２が有線ＬＡＮに接続されていても、無線ＬＡＮインターフェースを介して基地局１１０３と無線ＬＡＮ端末１１０２はパケットの送受が可能である。よって、基地局１１０３は無線ＬＡＮ端末１１０２との間の距離を推定することが可能である。一方、有線ＬＡＮの配線情報を用いて特定した無線ＬＡＮ１１０２の位置と基地局配置情報から得られる無線ＬＡＮ基地局１１０３の位置とを用いて、無線ＬＡＮ基地局１１０３と無線ＬＡＮ端末１１０２との距離を算出することができる。よって、無線ＬＡＮインターフェースを用いて無線ＬＡＮ基地局１１０３が測定を行った結果を用いて推定した距離と、有線ＬＡＮ配線情報と基地局配置情報を用いて算出した距離との差を出すことによって、無線ＬＡＮインターフェースを用いて距離推定を行う場合の誤差を推定することができる。この誤差情報を測位サーバー１１０１等に保持することによって、無線ＬＡＮ端末１１０２が有線ＬＡＮから切り離された場合に無線ＬＡＮインターフェースを用いて端末位置の推定を行う場合の推定結果に含まれる誤差を補正することができるようになる。
【０１０５】
次に、本発明における第二の実施の形態について説明する。第二の実施の形態では、基地局が位置推定対象である端末との間の伝搬時間を測定し、測位サーバーが端末の位置を推定する動作について説明する。
【０１０６】
図１２は測位サーバーの構成図であり、図１３は測位サーバーの動作を示すフロー図であり、図１４は基地局の動作を示すフロー図であり、図２０は基地局の構成図である。
【０１０７】
図１２に示すように測位サーバー１２０１は有線ＬＡＮインターフェース１２０３を介して有線ＬＡＮネットワークに接続されている。
【０１０８】
位置推定要求処理部１２０２は、端末やその他アプリケーションサーバなどから，端末の位置の推定を要求する位置推定要求を受け付けるものである。位置推定要求には、ＩＰアドレス、若しくはＭＡＣアドレスなどの端末ＩＤと、要求する端末の位置情報の精度である要求精度が含まれている。尚、要求精度は位置推定要求に含まれていなくても良い。更に、位置推定要求処理部１２０２は、推定された端末の位置を端末位置情報としてその他アプリケーションサーバなどに応答するものである。
【０１０９】
基地局・端末制御部１２０４は、基地局や端末などの位置推定処理に関する要求を送受信するものである。
【０１１０】
端末接続情報管理部１２０５は、各無線ＬＡＮ端末がどの基地局に接続しているかを管理するものである。
【０１１１】
位置推定部１２０６は、端末の位置を推定するものである。
【０１１２】
距離推定部１２０７は、基地局と端末との距離を推定するものである。
【０１１３】
データベース群１２０８は、無線ＬＡＮ基地局の設置位置などの各種データベースを保持するものである。
【０１１４】
データベース群１２０８は、以下のデータベースを保持しているものとする。無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９は、無線ＬＡＮ基地局がどこに配置されているかの配置情報を部屋番号や座標系として保持している。有線ネットワーク配線位置情報データベース１２１０は、有線ネットワークがどこに配線されているかという有線ＬＡＮの配線情報を部屋番号や座席位置および座標系として保持している。フロア情報データベース１２１１は、無線ＬＡＮおよび有線ＬＡＮが利用される建物の構造情報を保持している。補正情報データベース１２１２は、各基地局および端末における伝搬遅延の測定結果を補正するための補正情報もしくは各基地局および端末において測定された伝搬遅延から求められる無線局間距離を補正するための補正情報もしくは各ハードウェアメーカおよび各製品の補正情報を保持している。伝搬情報データベース１２１３は、電波伝搬解析や実測等によって得られた、各基地局とフロア内の各位置にある端末との間の実際の電波伝搬状態を伝搬情報として保持している。端末接続情報データベース１２１５は、各無線ＬＡＮ端末や各無線ＬＡＮ基地局のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスなどのネットワーク情報やハードウェアメーカなどの情報を保持する機器情報データベース１２１４、各端末がどの基地局に接続しているかという情報や、有線ＮＷに接続している場合にどのスイッチのどのポートに接続しているかなどの情報を保持している。尚、これらのデータベースは、測位サーバー内部で持っても、測位サーバー１２０１の外部で持っても、どちらでも良い。測位サーバー１２０１の外部にデータベースを保持する場合には、測位サーバー１２０１は専用インターフェース、もしくは有線ネットワークを介してデータベースにアクセスする。また、図１２に示したデータベースの中で最低限必要なのは、無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９であり、他のデータベースは必須ではない。
【０１１５】
外部アプリケーションインタフェース１２１６は、測位サーバー機能がＷｅｂサーバーやその他のアプリケーションと同一のハードウェア上で動作する場合にＷｅｂサーバー等の外部アプリケーションと通信するものである。
【０１１６】
図１３を用いて、図１２に示す測位サーバー１２０１の動作を説明する。
【０１１７】
位置推定要求処理部１２０２は、有線ＬＡＮインターフェース１２０３、若しくは外部アプリケーションインタフェース１２１６を介して、位置推定要求を他のネットワーク機器、端末、又は外部アプリケーションから受け取ると、位置推定要求を受け取ったことを位置推定部１２０６に伝える。位置推定部１２０６は、位置推定対象である端末の接続状態を端末接続情報管理部１２０５に問い合わせる。端末接続情報管理部１２０５は端末接続情報データベース１２１５を参照して端末の有無線ネットワークへの接続状態を確認し、特定の端末の接続情報を位置推定部１２０６に応答する（ステップ１３０１）。位置推定部１２０６は、特定の端末の接続情報を受信すると、受信した接続状態を確認する（ステップ１３０２）。
【０１１８】
ここで、位置推定部１２０６が、特定の端末が有線インターフェースを介して有線ネットワークに接続していると判断した場合（ステップ１３０２のＹｅｓ）、位置推定部１２０６は、有線ネットワーク配線位置情報のデータベース１２１０に特定の端末が接続している有線ネットワークの配線位置情報が利用可能かどうかを判断する（ステップ１３１３）。有線ネットワーク配線位置情報のデータベース１２１０内部に、該当する有線ネットワークの配線位置情報が保持されている場合には（ステップ１３１３のＹｅｓ）、有線ネットワークの配線位置を位置推定要求処理部１２０２に応答し、位置推定要求処理部１２０２は、外部アプリケーションインタフェース１２１６、もしくは有線ＬＡＮインターフェース１２０３を介して、外部アプリケーション、もしくは他のネットワーク機器や端末に応答する（ステップ１３１４）。
【０１１９】
一方、位置推定部１２０６が、位置推定対象の端末が有線インターフェースを介して有線ネットワークに接続されていないと判断した場合（ステップ１３０２のＮｏ）、もしくは端末が有線ＬＡＮインターフェースを介して接続している有線ネットワークの配線位置情報が利用できないと判断した場合（ステップ１３１３のＮｏ）、位置推定部１２０６は端末が無線ＬＡＮインターフェースを介して無線ネットワークに接続しているかどうかを確認する（ステップ１３０３）。
【０１２０】
ここで、位置推定部１２０６が、端末が無線ネットワークにも接続していないと判断した場合（ステップ１３０３のＮｏ）、測位サーバー１２０１は端末の位置を要求してきた他のネットワーク機器、端末、外部アプリケーション等にエラーを応答する（１３１５）。
【０１２１】
一方、位置推定部１２０６が、位置推定対象である特定の端末が無線ネットワークに接続していると判断した場合（ステップ１３０３のＹｅｓ）、端末が接続している無線ネットワークを管理している無線ＬＡＮ基地局の位置情報を、無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９から取得する（ステップ１３０４）。
【０１２２】
位置推定部１２０６は、無線ＬＡＮ基地局の位置情報を取得すると、
位置推定要求処理部１２０２が受け取った位置推定要求の中の要求精度が，無線ＬＡＮ基地局配置情報データベース１２０９から取得した無線ＬＡＮ基地局の位置情報の精度より上であるかどうかを確認する（ステップ１３０５）。要求精度が無線ＬＡＮ基地局の位置情報の精度より上でない場合（ステップ１３０５のＮｏ）、位置推定部１２０６は、特定の端末が接続している無線ＬＡＮ基地局の位置情報を応答する（ステップ１３１６）。要求精度が無線ＬＡＮ基地局の位置情報の精度より上である場合には（ステップ１３０５のＹｅｓ）、位置推定部１２０６は、距離推定による端末の位置を特定するために、端末との距離を推定する基地局を選択する（ステップ１３０６）。尚、ステップ１３０６において、無線ＬＡＮ基地局配置データベース１２０９、フロア情報データベース１２１１などから得られる情報を元に、複数の無線ＬＡＮ基地局を選択する。
【０１２３】
次に位置推定部１２０６は、距離推定部１２０７に対して、選択した基地局の情報を通知する。距離推定部１２０７は、選択された基地局の情報を受け取ると、基地局・端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３とを介して、選択された無線ＬＡＮ基地局に対して、位置推定対象である特定の端末との間の伝搬遅延を測定するように伝播時間測定要求を送信する（ステップ１３０７）。尚、ステップ１３０７で送信される伝播時間測定要求には、測定対象である特定の端末の情報が含まれている。この特定の端末の情報としては、端末のＭＡＣアドレス等のアドレス情報や端末が使用している無線チャネルの番号などの情報が含まれている。また、伝播時間測定要求は、要求する伝搬遅延情報の要求鮮度情報を含む場合もある。要求鮮度情報とは、測位サーバー１２０１がどの程度以前に取得された遅延情報ならば許容できるかを示す情報であり、絶対時刻もしくは測定要求送信時刻からの相対時刻で表される。尚、この要求鮮度情報は、伝播時間測定要求に含めても、既定値としてあらかじめ各基地局が保持してもどちらでも良い。
【０１２４】
伝搬時間測定要求を受信した基地局の処理は、図１４を用いて後ほど説明する。
【０１２５】
距離推定部１２０７は、基地局における伝播時間の測定結果を基地局・端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３とを介して受信し（ステップ１３０８）、各基地局と端末との間の距離を推定する（ステップ１３０９）。尚、ステップ１３０９における各基地局と端末との間の距離推定では、各基地局から取得した伝搬時間情報を距離に換算する処理に加えて、補正情報データベース１２１２を用いた推定距離の誤差補正や、機器情報データベース１２１４を用いて、端末や基地局の無線ＬＡＮインターフェースが用いているハードウェアメーカ情報や製品情報を取得し、その情報を元に補正情報データベース１２１２から補正情報を取得して行う誤差補正、などの誤差補正処理も合わせて行なわれる。
【０１２６】
距離推定部１２０７は、各基地局と端末との距離推定結果を位置推定部１２０６に報告し、位置推定部１２０６は第一の形態に記載した方法で端末の位置を推定する（ステップ１３１０）。また、ステップ１３１０における位置推定処理に関して、フロア情報データベース１２１１を用いた位置推定処理や、電波伝搬状態を保持する伝搬情報データベース１２１３を用いて図９に示したような反射等の伝搬環境の影響を考慮した位置推定処理などを行うことで、端末の位置を推定する。
【０１２７】
伝搬時間を測定できた基地局が不足した場合や、測定誤差や電波伝搬などの影響によりステップ１３１０における位置の推定ができなかった場合など、端末位置の推定処理に失敗した場合には（ステップ１３１１のＮｏ）、測位サーバー１２０１は端末が接続している基地局の位置を応答する（ステップ１３１６）。一方、伝搬時間を用いた端末の位置推定処理が成功した場合には（ステップ１３１１のＹｅｓ）、伝搬時間から推定した端末の位置情報を応答する（ステップ１３１２）。
【０１２８】
次に、伝搬時間測定要求を受信した基地局の処理について説明する。
【０１２９】
図２０は、各無線ＬＡＮ基地局の構成を示す図であり、図１４は測定要求を受信したときの各無線ＬＡＮ基地局における処理である。
【０１３０】
図２０に示すように、無線ＬＡＮ基地局は、アンテナ部２００１、無線ＬＡＮインターフェース２００２、通信処理部２００３、有線ＬＡＮインターフェース２００４、伝搬時間測定部２００５、伝搬時間測定要求処理部２００６などから構成される。尚、有線ＬＡＮインターフェース２００４は必須ではない。
【０１３１】
図１４および図２０を用いて各無線ＬＡＮ基地局における処理を説明する。
【０１３２】
無線ＬＡＮ基地局の通信処理部２００３は、有線ＬＡＮインターフェース２００４を介して測位サーバー１２０１からの伝搬時間測定要求を受信すると、伝搬時間測定要求に書き込まれている端末との間の伝搬時間を測定するよう、伝搬時間測定要求処理部２００６に指示する。伝搬時間測定要求処理部２００６は、指示を受け取ると、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認する（ステップ１４０１）。要求鮮度情報があらかじめ基地局に登録されている、若しくは測位サーバー１２０１からの測定要求が要求鮮度情報を含んでいるなど、要求鮮度情報が利用可能な場合（１４０１のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認する（ステップ１４０２）。要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合（ステップ１４０２のＹｅｓ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は、その伝搬時間測定結果を通信処理部２００３と優先ＬＡＮインターフェース２００４を介して、測位サーバー１２０１に応答する（ステップ１４０７）。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ１４０１のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ１４０２のＮｏ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は伝搬時間測定要求で指定された端末との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２００５に指示する。伝搬時間測定部２００５は、図２から図６に示したような手段によって端末との間の伝搬時間を測定する（ステップ１４０３）。尚、基地局は端末が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間を測定する。伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ１４０４のＮｏ）、再測定するかどうかを判断し（ステップ１４０５）、再測定すると判断した場合には（ステップ１４０５のＹｅｓ）、再度測定する（ステップ１４０３）。
【０１３３】
一方、再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定しないと判断した場合には（ステップ１４０５のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ１４０６）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ１４０４のＹｅｓ）、測定結果を伝搬時間測定要求処理部２００６と通信処理部２００３と優先ＬＡＮインターフェース２００４とを介して測位サーバー１２０１に伝播時間の測定結果を応答する（ステップ１４０７）。尚、基地局における処理として、過去の測定結果が利用可能な場合には常にその測定結果を応答する方法をとってもよい。
【０１３４】
尚、第一の実施の形態の図２、もしくは図３に示した方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信してもよい。
【０１３５】
次に、本発明における第三の実施の形態について説明する。
【０１３６】
第二の実施の形態で説明した動作は、無線ＬＡＮ基地局が伝搬時間を測定し、測位サーバー１２０１が測定した伝搬時間に基づいて、距離と位置とを推定する場合について説明した。第三の実施の形態では、無線ＬＡＮ基地局が伝搬時間を測定して距離を推定し、この推定した距離を測位サーバー１２０１に応答する場合について説明する。
【０１３７】
図１９は、第三の実施の形態における測位サーバー１２０１の構成図である。尚、第二の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
【０１３８】
次に、第三の実施の形態における測位サーバー１２０１の動作について説明する。尚、第二の実施の形態におけるステップ１３０１〜ステップ１３０６と、ステップ１３１０〜１３１６と同様のため、詳細な説明は省略する。
【０１３９】
図２２は、無線ＬＡＮ端末の位置を推定する動作のフローチャートである。
【０１４０】
位置推定部１２０６が各基地局に対して距離推定要求を送信する（ステップ２２０１）。距離推定要求を受信した基地局の処理は、後述する。
【０１４１】
距離推定結果を各基地局から受信し、受信した距離推定結果に基づいて、特定の端末の位置を推定する（ステップ２２０２）。
【０１４２】
次に基地局について説明する。
【０１４３】
図２１は、第三の実施の形態における基地局の構成図である。尚、第二の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
【０１４４】
距離推定要求処理部２１０１は、第二の実施の形態における距離推定部１２０７と同等のものである。
【０１４５】
次に、基地局における動作について説明する。
【０１４６】
図２９は、基地局における動作を示すフロー図である。
【０１４７】
無線ＬＡＮ基地局の通信処理部２００３は、有線ＬＡＮインターフェース２００４を介して測位サーバー１２０１からの距離推定要求を受信すると、距離推定要求に書き込まれている端末との間の伝搬時間を測定するよう、伝搬時間測定要求処理部２００６に指示する。伝搬時間測定要求処理部２００６は、指示を受け取ると、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認する（ステップ２９０１）。要求鮮度情報があらかじめ基地局に登録されている、若しくは測位サーバー１２０１からの測定要求が要求鮮度情報を含んでいるなど、要求鮮度情報が利用可能な場合（２９０１のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認する（ステップ２９０２）。要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合（ステップ２９０２のＹｅｓ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は、その伝搬時間測定結果を距離推定部に応答する（ステップ２９０７）。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ２９０１のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ２９０２のＮｏ）、伝搬時間測定要求処理部２００６は測定要求で指定された端末との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２００５に指示する伝搬時間測定部２００５は、図２から図６に示したような手段によって端末との間の伝搬時間を測定する（ステップ２９０３）。尚、基地局は端末が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間を測定する。伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ２９０４のＮｏ）、再測定するかどうかを判断し（ステップ２９０５）、再測定すると判断した場合には（ステップ２９０５のＹｅｓ）、再度測定する（ステップ２９０３）。
【０１４８】
一方、再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定しないと判断した場合には（ステップ２９０５のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ２９０６）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ２９０４のＹｅｓ）、測定結果を距離推定部に応答する（ステップ２９０７）。距離推定部は、受け取った測定結果を距離に変換し、通信処理部２００３と優先ＬＡＮインターフェース２００４とを介して測位サーバー１２０１に推定距離を応答する（ステップ２９０８）。尚、推定距離の補正は、測位サーバー１２０１で行っても、基地局の距離推定要求処理部２１０１で行ってもよい。この場合、必要な補正情報は測位サーバー１２０１から各基地局に送信されるようにする。
【０１４９】
次に、本発明における第四の実施の形態について説明する。
【０１５０】
第四の実施の形態では、端末が基地局との伝搬時間を測定し、測位サーバー１２０１が基地局と端末との距離と位置とを推定する場合について説明する。
【０１５１】
第四の実施の形態における測位サーバーの構成は、第二の実施の形態と同じため、図１２を用いる。
【０１５２】
測位サーバー１２０１における動作について説明する。尚、第二の実施の形態におけるステップ１３０１から１３０６までと、１３０９から１３１６までと同様のため、詳細な説明は省略する。
【０１５３】
図１５は測位サーバー１２０１の動作を示すフロー図である。
【０１５４】
測位サーバー１２０１の位置推定部１２０６は、端末との距離を推定する基地局を選択すると（ステップ１３０６）、距離推定部１２０７に各基地局との距離推定を指示し、距離推定部１２０７は、基地局端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３を介して端末に対して、各基地局との伝搬時間測定要求を送信する（ステップ１５０１）。ステップ１５０１で送信される伝播時間測定要求には、ステップ１３０６で選択された基地局の情報が含まれている。基地局の情報としては、基地局のＭＡＣアドレス等のアドレス情報や基地局が使用している無線チャネルの番号などの情報が含まれている。測位サーバー１２０１からの伝播時間測定要求を受け取った無線ＬＡＮ端末端末の動作について後述する。
【０１５５】
測位サーバー１２０１は、無線ＬＡＮ端末端末での測定結果を受信すると（ステップ１５０２）、距離推定部１２０７において基地局と端末との間の距離を推定する（ステップ１３０９）。
【０１５６】
次に、無線ＬＡＮ端末端末について説明する。
【０１５７】
図２３は無線ＬＡＮ端末の構成を示す図である。
【０１５８】
図２３に示すように無線ＬＡＮ端末は、アンテナ部２３０１、無線ＬＡＮインターフェース２３０２、通信処理部２３０３、上位アプリケーション処理部２３０４、伝搬時間測定部２３０５、伝搬時間測定要求処理部２３０６、有線ＬＡＮインターフェース２３０７などから構成される。尚、有線ＬＡＮインターフェース２３０７は必須ではない。
【０１５９】
次に、無線ＬＡＮ端末における動作について説明する。
【０１６０】
図１６は、端末の動作を示すフロー図である。
【０１６１】
無線ＬＡＮ端末の通信処理部２３０３は、無線ＬＡＮインターフェース２３０２を介して測位サーバー１２０１から伝播時間測定要求を受信すると、伝搬時間測定要求処理部２３０６に測定要求に含まれている測定対象である基地局との伝搬時間の測定を指示する。伝搬時間測定要求処理部２３０６は、測定対象である基地局の中から未測定の基地局を選択する（ステップ１６０１）。
【０１６２】
次に、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認する（ステップ１６０２）。
【０１６３】
要求鮮度情報があらかじめ端末に登録されている場合や、測位サーバー１２０１からの測定要求が要求鮮度情報含んでいる場合など、要求鮮度情報が利用可能な場合には（ステップ１６０２のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認する（ステップ１６０３）。要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合には（ステップ１６０３のＹｅｓ）、その伝搬時間測定結果を利用する。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ１６０２のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ１６０３のＮｏ）には、伝搬時間測定要求処理部２３０６はステップ１６０１で選択した基地局との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２３０５に指示する。伝搬時間測定部２００５は、第一の実施の形態で示したような手段によって端末との間の伝搬時間の測定を行なう（ステップ１６０４）。ここで、伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ１６０５のＮｏ）、再測定を行なうかどうかを判断し（ステップ１６０６）、再測定を行なうと判断した場合には（ステップ１６０６のＹｅｓ）、再度測定を行なう（ステップ１６０４）。再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定を行なわないと判断した場合には（ステップ１６０６のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ１６０７）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ１６０５のＹｅｓ）、伝播時間測定要求で選択された全基地局との間の伝搬時間の測定が終了したかどうかを判断する（ステップ１６０８）。終了していない場合（ステップ１６０８のＮｏ）は、選択された全基地局との間の伝播時間の測定が終了するまでステップ１６０１からステップ１６０８を繰り返す。測定が終了すると（ステップ１６０８のＹｅｓ）、選択された全基地局との間の伝搬時間の測定結果を測位サーバー１２０１に応答する（ステップ１６０９）。尚、無線ＬＡＮ端末における伝播時間の測定において、過去の測定結果が利用可能な場合は、常にその伝播時間の測定結果を測位サーバー１２０１に応答しても良い。また、ステップ１６０４における伝搬時間測定処理においては、第一の実施の形態で説明した方法を用いて、基地局との間の伝搬時間を測定する。又、第一の実施の形態の図２若しくは図３で説明した方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信しても良い。更に、無線ＬＡＮ端末は測定対象の基地局が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間を測定する。
【０１６４】
次に、第五の実施の形態について説明する。
【０１６５】
第四の実施の形態では、無線ＬＡＮ端末が基地局との伝搬時間を測定し、即位サーバーが測定された伝搬時間に基づいて距離と位置とを推定する場合について説明した。第五の実施の形態では、無線ＬＡＮ端末が基地局との伝搬時間を測定して距離を推定し、測位サーバー１２０１が位置を推定する場合について説明する。
【０１６６】
第五の実施の形態における測位サーバー１２０１の構成は、第三の実施の形態と同じため、図１９を用いる。
【０１６７】
測位サーバー１２０１における動作について説明する。
【０１６８】
図２５は測位サーバー１２０１の動作のフロー図である。尚、第二の実施の形態におけるステップ１３０１から１３０６までと、１３１０から１３１６までと同様のため、詳細な説明は省略する。
【０１６９】
位置推定部１２０６が位置推定対象の無線ＬＡＮ端末に対して距離推定要求を送信する（ステップ２５０１）。測位サーバー１２０１からの距離推定要求を受け取った無線ＬＡＮ端末端末の動作について後述する。
【０１７０】
距離推定結果を無線ＬＡＮ端末から受け取る（ステップ２５０２）。
【０１７１】
次に、端末について説明する。
【０１７２】
図２４は、無線ＬＡＮ端末の構成図である。尚、第四の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して、詳細な説明は省略する。
【０１７３】
無線ＬＡＮ端末は距離推定要求処理部２４０１を持つ。
【０１７４】
次に、無線ＬＡＮ端末における動作について説明する。
【０１７５】
図２８は、端末における動作を示すフロー図である。
【０１７６】
無線ＬＡＮ端末の通信処理部２３０３は、無線ＬＡＮインターフェース２３０２を介して測位サーバー１２０１からの距離推定要求を受信すると、距離推定要求処理部２４０１に距離推定要求を受信したことを通知する。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局の中から距離推定処理が終わっていない基地局を選択し（ステップ２８０１）、伝搬時間測定要求処理部２３０６に選択した基地局との伝搬時間の測定処理を指示する。伝搬時間測定要求処理部２３０６は、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認し（ステップ２８０２）、要求鮮度情報があらかじめ端末に登録されている場合や、測位サーバー１２０１からの距離推定要求が要求鮮度情報を含んでいる場合など、要求鮮度情報が利用可能な場合には（ステップ２８０２のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認し（ステップ２８０３）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合には（ステップ２８０３のＹｅｓ）、その伝搬時間測定結果を利用する。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ２８０２のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ２８０３のＮｏ）には、伝搬時間測定要求処理部２３０６は基地局との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２３０５に指示する。伝搬時間測定部２３０５は、第一の実施の形態で示したような手段によって端末との間の伝搬時間を測定する（ステップ２８０４）。
【０１７７】
伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ２８０５のＮｏ）、再測定を行なうかどうかを判断し（ステップ２８０６）、再測定を行なうと判断した場合には（ステップ２８０６のＹｅｓ）、再度測定を行なう（ステップ２８０４）。再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定を行なわないと判断した場合には（ステップ２８０６のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ２８０７）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ２８０５のＹｅｓ）、測定結果を距離推定要求処理部２４０１に応答する。距離推定要求処理部２４０１は、伝搬時間に基づいて基地局との距離の推定処理を行う（ステップ２８０８）。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理を終了したかどうかを判断し（ステップ２８０９）、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了するまでステップ２８０１からステップ２８０９を繰り返す。測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了した場合には（ステップ２８０９のＹｅｓ）、距離推定要求処理部２４０１は、距離推定結果を測位サーバー１２０１に応答する（ステップ２８１０）。尚、推定距離の補正は、測位サーバー１２０１で行っても、基地局の距離推定要求処理部２１０１で行ってもよい。この場合、必要な補正情報は測位サーバー１２０１から各基地局に送信されるようにする。また、ステップ２８０４における伝搬時間測定処理においては、図２もしくは図３に示したような方法を用いて端末は基地局との間の伝搬時間を測定する。端末は測定対象の基地局が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間の測定を行う。第一の実施の形態において、図２もしくは図３に示す方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信してもよい。この場合、ダミーのデータとして、Ｎｕｌｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ／Ｎｕｌｌ ｆｒａｍｅを利用して伝搬時間を測定する。
【０１７８】
次に本発明における第六の実施の形態について説明する。
【０１７９】
第六の実施の形態では、位置推定対象である無線ＬＡＮ端末自身が、基地局との間の伝搬時間を測定し、測定した伝播時間に基づいて距離と位置とを推定する場合について説明する。
【０１８０】
図２６は、第六の実施の形態における測位サーバー１２０１の構成図である。尚、第二の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
【０１８１】
次に、測位サーバー１２０１における動作について説明する。
【０１８２】
図１７は、測位サーバー１２０１の動作を示すフロー図である。尚、第二の実施の形態のステップ１３０１から１３０６までは同様なステップであるため、同一の番号を付して、説明は省略する。
【０１８３】
測位サーバー１２０１は、基地局を選択すると、基地局端末制御部１２０４と有線ＬＡＮインターフェース１２０３とを介して位置推定対象である無線ＬＡＮ端末に対して端末の位置の推定を要求するために、位置推定要求を送信する（ステップ１７０１）。この位置推定要求には、ステップ１３０６で選択された基地局が、伝搬時間を測定する基地局の情報として含まれている。この基地局の情報としては、基地局のＭＡＣアドレス等のアドレス情報や基地局が使用している無線チャネルの番号などの情報が含まれている。測位サーバー１２０１から位置推定要求を受け取った無線ＬＡＮ端末端末の動作については後述する。
【０１８４】
無線ＬＡＮ端末から位置推定結果を受信すると（ステップ１７０２）、推定結果を応答する。
【０１８５】
次に、第六の実施の形態における無線ＬＡＮ端末について説明する。
【０１８６】
図２７は、無線ＬＡＮ端末の構成図である。尚、第五の実施の形態と同様な構成のものについては、同一の番号を付して、詳細な説明は省略する。
【０１８７】
図２７に示すように無線ＬＡＮ端末は、アンテナ部２３０１、無線ＬＡＮインターフェース２３０２、通信処理部２３０３、上位アプリケーション処理部２３０４、伝搬時間測定部２３０５、伝搬時間測定要求処理部２３０６、有線ＬＡＮインターフェース２３０７、距離推定要求処理部２４０１、位置推定要求処理部２７０１などから構成される。但し、有線ＬＡＮインターフェース２３０７は必須ではない。
【０１８８】
次に、端末における動作について、説明する。
【０１８９】
図１８は、端末における処理フローを示す図である。
【０１９０】
無線ＬＡＮ端末の通信処理部２３０３は、無線ＬＡＮインターフェース２３０２を介して測位サーバー１２０１からの位置推定要求を受信すると、位置推定要求処理部２７０１に端末位置の推定処理を指示する。位置推定要求処理部２７０１は、距離推定要求処理部２４０１に測定要求に含まれていた基地局との伝搬距離の推定を指示する。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局の中から距離推定処理が終わっていない基地局を選択し（ステップ１８０１）、伝搬時間測定要求処理部２３０６に選択した基地局との伝搬時間の測定処理を指示する。伝搬時間測定要求処理部２３０６は、要求鮮度情報が利用可能かどうかを確認し（ステップ１８０２）、要求鮮度情報があらかじめ端末に登録されている場合や、測位サーバー１２０１からの位置推定要求が要求鮮度情報を含んでいる場合など、要求鮮度情報が利用可能な場合には（ステップ１８０２のＹｅｓ）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持しているかどうかを確認し（ステップ１８０３）、要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果を保持している場合には（ステップ１８０３のＹｅｓ）、その伝搬時間測定結果を利用する。要求鮮度情報が利用可能でない場合（ステップ１８０２のＮｏ）や要求鮮度情報を満たす伝搬時間測定結果が利用可能でない場合（ステップ１８０３のＮｏ）には、伝搬時間測定要求処理部２３０６は基地局との伝搬時間の測定を伝搬時間測定部２３０５に指示する。伝搬時間測定部２３０５は、第一の実施の形態で示したような手段によって端末との間の伝搬時間の測定を行なう（ステップ１８０４）。
【０１９１】
伝搬時間測定に測定対象の端末からのＡＣＫパケットもしくはＤａｔａパケット等の応答パケットを正常に受信できず伝搬時間の測定に失敗した場合には（ステップ１８０５のＮｏ）、再測定を行なうかどうかを判断し（ステップ１８０６）、再測定を行なうと判断した場合には（ステップ１８０６のＹｅｓ）、再度測定を行なう（ステップ１８０４）。再測定回数が上限値に達した等の理由で再測定を行なわないと判断した場合には（ステップ１８０６のＮｏ）、測位サーバーにエラーを応答する（ステップ１８０７）。伝搬時間の測定に成功した場合には（ステップ１８０５のＹｅｓ）、測定結果を距離推定要求処理部２４０１に応答する。距離推定要求処理部２４０１は、伝搬時間に基づいて基地局との距離の推定処理を行う（ステップ１８０８）。距離推定要求処理部２４０１は、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理を終了したかどうかを判断し（ステップ１８０９）、測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了するまでステップ１８０１からステップ１８０９を繰り返す。測位サーバー１２０１に指定された基地局すべてに対する距離推定処理が終了した場合には（ステップ１８０９のＹｅｓ）、距離推定要求処理部２４０１は、位置推定要求処理部２７０１に距離推定結果を応答する。位置推定要求処理部２７０１は、距離推定結果に基づき端末の位置推定処理を行ない（ステップ１８１０）、位置推定結果を測位サーバー１２０１に応答する（ステップ１８１１）。端末における位置推定処理の別な方法としては、過去の位置推定結果が利用可能な場合には常にその推定結果を応答する方法などが考えられる。また、ステップ１８０４における伝搬時間測定処理においては、図２もしくは図３に示したような方法を用いて端末は基地局との間の伝搬時間を測定する。端末は測定対象の基地局が使用している無線チャネルを用いて伝搬時間の測定を行う。第一の実施の形態において、図２もしくは図３に示す方法を用いて伝搬時間を測定する場合には、データパケットとしてダミーのデータを送信しても、ダミーの制御パケットを送信してもよい。この場合、ダミーのデータとして、Ｎｕｌｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ／Ｎｕｌｌ ｆｒａｍｅを利用して伝搬時間を測定する。
【０１９２】
上述した実施形態では、端末の位置を特定する方法について説明したが、設置位置が不明な基地局の位置を特定する場合に用いることも可能である。この場合、本実施形態において、測位サーバー１２０１、もしくは基地局が端末に対して行っていた処理を設置位置が不明な基地局に対して行ない、本実施例において端末が行っていた処理を設置位置が不明な基地局が行うことで、設置位置が不明な基地局の位置を特定することが可能となる。
【発明の効果】
本発明によると、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムのような非同期通信を行う無線パケット通信システムにおいて、基地局間、及び基地局と端末との間の同期をとることなく、信号伝搬時間を用いた端末の位置特定を簡易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態にかかる無線パケット通信システムの構成図である。
【図２】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図３】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図４】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図５】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図６】本発明の無線信号の伝搬時間の測定方法を示す図である。
【図７】本発明の無線局の位置推定方法を示す図である。
【図８】本発明の無線局の位置推定方法を示す図である。
【図９】本発明の無線局の位置推定方法を示す図である。
【図１０】本発明の無線局の無線ＬＡＮインターフェースの構成を示す図である。
【図１１】本発明の無線局が有線ネットワークインタフェースを持つときの構成を示す図である。
【図１２】本発明の測位サーバーの構成を示す図である。
【図１３】本発明の測位サーバーの処理フローを示す図である。
【図１４】本発明の基地局の処理フローを示す図である。
【図１５】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図１６】本発明の無線端末の処理フローを示す図である。
【図１７】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図１８】本発明の無線端末の別な処理フローを示す図である。
【図１９】本発明の測位サーバーの別な構成を示す図である。
【図２０】本発明の基地局の構成を示す図である。
【図２１】本発明の基地局の別な構成を示す図である。
【図２２】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図２３】本発明の無線端末の構成を示す図である。
【図２４】本発明の無線端末の別な構成を示す図である。
【図２５】本発明の測位サーバーの別な処理フローを示す図である。
【図２６】本発明の測位サーバーの別な構成を示す図である。
【図２７】本発明の無線端末の別な構成を示す図である。
【図２８】本発明の無線端末の別な処理フローを示す図である。
【図２９】本発明の無線端末の別な処理フローを示す図である。
【符号の説明】
１０１、１０２、１０３ 無線基地局
１０４、１０５、１０６、１０７ 無線端末
１０８ ネットワークスイッチ
１０９ 測位サーバー
１１０、１１１、１１２ 無線基地局１０１、１０２、１０３の通信エリア
Claims (41)
- 無線パケット通信システムであって、
位置が既知である既知無線局と、位置を推定する位置推定無線局との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記既知無線局と前記位置推定無線局との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記位置推定無線局の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記既知無線局が前記位置推定無線局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記既知無線局が、前記位置推定無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記位置推定無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記既知無線局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を開始してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記位置推定無線局が前記既知無線局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記位置推定無線局が、前記既知無線局に無線パケットの送信を終了してから、前記既知無線局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する算出手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線パケット通信システム。 - 前記位置推定無線局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 位置を推定する無線端末と、無線基地局と、測位サーバーとを有する無線パケット通信システムであって、
前記無線基地局は、
前記無線端末と送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段を有し、
前記測位サーバーは、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段とを有することを特徴とする無線パケット通信システム。 - 無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
前記無線基地局は、
位置を推定する無線端末との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
を有し、
前記測位サーバーは、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段を有することを特徴とする無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を開始してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を開始してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を終了してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末に無線パケットの送信を終了してから、前記無線端末からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記無線基地局は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末にブロードキャストパケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットの送信を開始してから、前記無線端末からのデータパケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線基地局が、前記無線端末にポーリングパケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の無線パケット通信システム。 - 前記無線基地局は、
前記データパケットを受信した際、データパケットを正常に受信できたかどうかを判断し、データパケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を有することを特徴とする請求項１４から請求項２１のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段
を有し、
前記測位サーバーは、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする無線パケット通信システム。 - 無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
を有し、
前記測位サーバーは、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段を有することを特徴とする無線パケット通信システム。 - 無線パケット通信システムであって、
位置が既知である無線基地局と、無線端末と、前記無線基地局と接続している測位サーバーとを有し、
位置を推定する無線端末は、
前記無線基地局との間で送受信する無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定手段と、
前記測定した伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と
前記算出された距離に基づいて、自身の位置を推定し、その推定した位置を前記測位サーバーに送信する位置推定手段と
を有することを特徴とする無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を開始してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を開始してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
前記無線端末が前記無線基地局に無線パケットを送信するのにかかる送信時間を算出する手段と、
前記算出した送信時間と、予め定められた時間である規定時間とを前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を終了してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段を有することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記無線端末が、前記無線基地局に無線パケットの送信を終了してから、前記無線基地局からの応答パケットの受信を開始するまでの受信開始時間を測定する手段と、
予め定められた時間である規定時間を前記受信開始時間から減じて伝播時間を算出する手段と
を有することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記無線端末は、
前記応答パケットを受信した際、応答パケットを正常に受信できたかどうかを判断し、応答パケットを正常に受信できなかったと判断した場合、伝搬時間の測定のやり直しを前記伝播時間測定手段に通知する手段
を更に有することを特徴とする請求項２７から請求項３０のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記伝播時間測定手段は、
前記伝播時間を、予め定められた補正時間に基づいて補正する補正手段
を有することを特徴とする請求項１，１２，１３及び２４から２６のいずれかに記載の無線パケット通信システム。 - 前記補正時間は、フロア情報に基づいて設定されることを特徴とする請求項３２に記載の無線パケット通信システム。
- 前記補正時間は、電波伝搬情報に基づいて設定されることを特徴とする請求項３２に記載の無線パケット通信システム。
- 無線パケット通信システムにおける、無線局位置推定方法であって、
位置が既知である既知無線局と、位置を推定する対象である位置推定無線局との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を測定する伝播時間測定ステップと前記測定した伝播時間に基づいて、前記既知無線局と前記位置推定無線局との間の距離を推定する距離推定ステップと、
前記推定された距離に基づいて、前記位置推定無線局の位置を推定する位置推定ステップと
を有することを特徴とする無線局位置推定方法。 - 位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける無線基地局であって、
前記無線基地局は、前記位置を推定する無線端末と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記測位サーバーに送信する伝播時間測定手段を有することを特徴とする無線基地局。 - 位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける無線端末であって、
前記無線端末は、前記無線基地局と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記無線基地局に送信する伝播時間測定手段を有することを特徴とする無線端末。 - ネットワーク内の無線端末の位置を推定する測位サーバーであって、
既知の無線基地局と位置を推定する無線端末との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を受信し、この伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段と
を有することを特徴とする測位サーバー。 - 位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける前記無線基地局のプログラムであって、前記プログラムは前記無線基地局を、
前記位置を推定する無線端末と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記測位サーバーに送信する伝播時間測定手段として機能させることを特徴とする無線基地局のプログラム。 - 位置を推定する無線端末と、無線基地局と、前記無線端末の位置を推定する測位サーバーとを有する無線パケット通信システムにおける前記無線端末のプログラムであって、前記プログラムは前記無線端末を、
前記無線基地局と送受信される無線パケットの伝搬時間を測定し、測定された伝搬時間を前記無線基地局に送信する伝播時間測定手段として機能させることを特徴とする無線端末のプログラム。 - ネットワーク内の無線端末の位置を推定する測位サーバーのプログラムであって、前記プログラムは前記測位サーバーを、
既知の無線基地局と位置を推定する無線端末との間で送受信される無線パケットの伝搬時間を受信し、この伝播時間に基づいて、前記無線基地局と前記無線端末との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出された距離に基づいて、前記無線端末の位置を推定する位置推定手段として機能させることを特徴とする測位サーバーのプログラム。
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