(57)【要約】  無線通信装置の現在位置から特定される、ターゲット対象又は位置の相対方向を示すためのシステムを提供する。本システムは、アンテナアレイを使用した到来方向の特定を用いてターゲット装置の方向を示すと共に、ターゲット装置において位置を示す送信信号を作動させる機能、遠隔ターゲット装置において位置を示す送信信号が作動するように要求を行う能力、ターゲット装置からの関連情報の受信、並びに無線通信装置の有効送信距離内にある全ての潜在的ターゲット装置の表示を含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
探索装置からターゲットへ向かう相対方向を特定するための方法であって、
探索装置の送信距離内にあるターゲットから送信信号を受信するステップと、
送信信号を受信した送信元のターゲットのリストを前記探索装置上に表示するステップと、
所望のターゲットが前記ターゲットのリストから漏れている場合、前記所望のターゲットが前記ターゲットリストに現れることができるように、前記所望のターゲットにおいて送信信号を作動させるための、或いは送信信号の性質を変えるための無線要求メッセージを前記探索装置から送信するステップと、
前記探索装置上で、前記ターゲットリストからターゲットを選択するステップと、
前記探索装置上に、該探索装置の現在位置と関連して前記選択したターゲットへ向かう前記相対方向を示すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ターゲットからの前記送信信号は、短距離通信及び長距離通信からなるグループから選択される無線通信を介して受信される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記短距離無線通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、ＢＴＬＥＥ／ＢｌｕＬｉｔｅ、ＺｉｇＢｅｅ／ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４、ＷＬＡＮ、ＵＷＢ、及びＵＨＦ  ＲＦＩＤ通信からなるグループから選択される、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記送信信号は、少なくともターゲットの識別情報と、該送信信号の到来方向を特定するために用いられる情報とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記送信信号は、ターゲットの位置とは別にターゲットに関する特定の情報を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記装置が前記探索装置上で選択された場合、前記ターゲットに関する前記特定の情報が表示される、
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットにおいて送信信号を遠隔的に作動させるか、或いは前記所望のターゲットにおいて送信信号の性質を遠隔的に変えるために無線通信を介して送信される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットの所有者が、該ターゲットを位置測定することに対して許可を与えることを要求するために無線通信を介して送信され、この要求が受け入れられれば、この結果、前記所望のターゲットにおける送信信号の作動、或いは該所望のターゲットの前記送信信号の性質の変更が行われる、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ターゲットと関連して前記探索装置の現在位置を表示するステップ、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ターゲットへ向かう相対方向を特定するための装置であって、
複数のアンテナで構成されたアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに結合されて、前記アンテナアレイ内の前記複数のアンテナの各々を選択するための切り替え装置と、
前記切り替え装置に結合されて、前記アンテナアレイから送信情報を受信するための受信器と、
少なくとも前記受信器に結合されて、前記受信した送信情報に基づいて発信源の識別情報を特定すると共に、該発信源の識別情報に基づいてターゲットのリストを装置のディスプレイ上に表示するためのコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、到来方向の計算を用いて、ターゲットへ向かう前記相対方向をさらに特定し、該相対方向を前記装置のディスプレイ上に表示する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記アンテナアレイは前記装置内部に組み込まれる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記アンテナアレイは、決定可能な方向で前記装置に着脱可能に取り付けることができる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記切り替え装置は、前記アンテナアレイ内の前記複数のアンテナ間で高速で切り替えを行う、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記受信器は、前記ターゲットの識別情報を受信するための第１の受信器と、前記到来方向の計算を処理するための少なくとも第２の受信器とを含む２又はそれ以上の別個の受信器で構成される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、長距離通信、短距離通信、及び近距離通信のうちの少なくとも１つが可能な無線通信装置である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置は、オーディオ及びビデオ情報を送受信することができる、
ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
ＵＨＦ  ＲＦＩＤリーダをさらに備え、該ＵＨＦ  ＲＦＩＤリーダは、ターゲットにおける前記送信信号の作動をトリガするために用いられる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
探索装置からターゲットへ向かう相対方向を特定するための、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードを内蔵する、コンピュータで使用可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、
探索装置の送信距離内にあるターゲットから送信信号を受信するための、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
送信信号を受信した送信元のターゲットのリストを前記探索装置上に表示するための、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
所望のターゲットが前記ターゲットのリストから漏れている場合、前記所望のターゲットが前記ターゲットリストに現れることができるように、前記所望のターゲットにおいて送信信号を作動させるための、或いは送信信号の性質を変えるための無線要求メッセージを前記探索装置から送信するための、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
前記探索装置上で、前記ターゲットリストからターゲットを選択するための、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
前記探索装置上に、該探索装置の現在位置と関連して前記選択したターゲットへ向かう前記相対方向を示すための、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
前記装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、ＢＴＬＥＥ／ＢｌｕＬｉｔｅ、ＺｉｇＢｅｅ／ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４、ＷＬＡＮ、ＵＷＢ、及びＵＨＦ  ＲＦＩＤ通信からなるグループから選択される通信ができる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項２０】
前記送信信号は、少なくともターゲットの識別情報と、該送信信号の到来方向を特定するために用いられる情報とを含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２１】
前記送信信号は、ターゲットの位置とは別にターゲットに関する特定の情報を含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
前記装置が前記探索装置上で選択された場合、前記ターゲットに関する前記特定の情報が表示される、
ことを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットにおいて送信信号を遠隔的に作動させるか、或いは前記所望のターゲットにおいて送信信号の性質を遠隔的に変えるために無線通信を介して送信される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットの所有者が、該ターゲットを位置測定することに対して許可を与えることを要求するために無線通信を介して送信され、この要求が受け入れられれば、この結果、前記所望のターゲットにおける送信信号の作動が行われる、
ことを特徴とする請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２５】
前記ターゲットと関連して前記探索装置の現在位置を表示するステップ、
をさらに含む請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２６】
探索装置からターゲットへ向かう相対方向を特定するためのシステムであって、
ターゲットと、
探索装置と、
ユーザと、
を含み、
前記探索装置は、探索装置の送信距離内にある前記ターゲットから送信信号を受信し、
前記探索装置は、送信信号を受信した送信元の前記ターゲットのリストを前記探索装置上に表示し、
前記探索装置は、所望のターゲットが前記ターゲットのリストから漏れている場合、前記所望のターゲットが前記ターゲットリストに現れることができるように、前記所望のターゲットにおいて送信信号を作動させるための、或いは送信信号の性質を変えるための無線要求メッセージを前記探索装置から送信し、
前記ユーザは、前記探索装置上で、前記ターゲットリストからターゲットを選択し、
前記探索装置は、該探索装置の現在位置と関連して前記選択したターゲットへ向かう前記相対方向を示す、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２７】
前記探索装置は、長距離通信、短距離通信、及び近距離通信のうちの少なくとも１つが可能な無線通信装置である、
ことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
探索装置から建造物の内部にある位置マーカへ向かう相対方向を特定するための方法であって、
探索装置の受信距離内にある位置マーカから送信信号を受信するステップと、
無線通信を介して建造物の略図を受信するステップと、
送信信号を受信した送信元の位置マーカのリストを前記探索装置上に表示するステップと、
前記探索装置上で、前記位置マーカのリストから位置マーカを選択するステップと、
前記探索装置上に、前記建造物の前記略図と共に、該探索装置の現在位置と関連して前記選択された位置マーカへ向かう前記相対方向を示すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
探索装置から位置マーカへ向かう相対方向を特定するための方法であって、
探索装置の受信距離内にある位置マーカから送信信号を受信するステップと、
送信信号を受信した送信元の位置マーカのリストを前記探索装置上に表示するステップと、
前記探索装置上で、前記選択した位置マーカに関する情報を見るために、前記位置マーカリストから位置マーカを選択するステップと、
前記選択位置マーカに関する情報が入手可能であれば、該情報を前記探索装置上に表示するステップと、
前記探索装置上で、前記位置マーカのリストから位置をさらに選択するステップと、
前記探索装置上で、該探索装置の現在位置と関連して前記選択位置マーカへ向かう前記相対方向を示すステップと、
を含む方法。
【請求項３０】
前記送信信号は、少なくとも前記ターゲットの位置に関する情報を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記送信信号は、許可された装置によってのみアクセスされるように暗号化される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記送信信号は、少なくとも前記ターゲットの位置に関する情報を含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３３】
前記送信信号は、許可された装置によってのみアクセスされるように暗号化される、
ことを特徴とする請求項１８に記載のコンピュータプログラム。
【請求項３４】
前記探索装置の現在の方向を表示するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記切り替え装置は、前記コントローラにより信号情報を処理してターゲットへの相対方向を特定するために、該信号情報を前記アンテナアレイ内のアンテナから前記受信器へ順次供給する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互参照］
本国際出願は、２００６年２月２１日に出願された「携帯装置を用いた方向探知」という名称の米国出願番号第１１／３５７，１６５号に基づくと共に、該出願に対する優先権を主張するものであり、該出願の全体の内容は引用により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本発明は、無線方向探知及び位置測定のためのシステムに関し、より具体的には、探索装置の現在位置からターゲット装置へ向かう相対方向を決定するために、ターゲット装置及び関連するターゲット装置情報を特定するための自動化システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現代社会では、無線通信のための携帯装置が急速に普及し、それに依存するようになってきている。例えば、セルラ電話機は、通信品質及び装置の機能の両方における技術改善によって、世界市場で増え続けている。これらの無線通信装置（ＷＣＤ）は、個人使用及び業務使用の両方にとって一般的なものとなってきており、ユーザは、音声、テキスト、及びグラフィックデータを数多くの地理的な位置から送受信することが可能となっている。これらの装置が利用する通信ネットワークは、異なる周波数領域にわたり、異なる送信距離をカバーし、これらの通信ネットワークの各々は、様々な用途に対して望ましい強度を有している。
【０００４】
セルラネットワークは、広い地理上の区域にわたってＷＣＤによる通信を容易にする。これらのネットワーク技術は、一般に世代によって分けられてきており、１９７０年代末期から１９８０年代初期に、現代のデジタルセルラ電話機に音声通信の基礎をもたらした第１世代（１Ｇ）アナログセルラ電話機により始まったものである。ＧＳＭは、欧州では９００ＭＨｚ〜１．８ＧＨｚの帯域で、米国では１．９ＧＨｚの帯域で通信を行う、幅広く用いられている２Ｇデジタルセルラネットワークの一例である。このネットワークは音声通信を提供すると共に、ショートメッセージングサービス（ＳＭＳ）を介してテキストデータの送信もサポートする。ＳＭＳは、ＷＣＤが１６０文字までのテキストメッセージを送受信できるようにする一方、パケットネットワーク、ＩＳＤＮ、及びＰＯＴＳユーザに９．６Ｋｂｐｓでのデータ転送を提供する。単純なテキストに加えて、音、グラフィック、及びビデオファイルの送信を可能にする、機能強化されたメッセージングシステムであるマルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）もまた、特定の装置において利用可能になっている。携帯向けデジタルビデオ放送（ＤＶＢ−Ｈ）等の出現間近の技術により、デジタルビデオ及びその他の類似のコンテンツのストリーミングがＷＣＤへの直接送信を介して利用可能になる。ＧＳＭのような長距離通信ネットワークは、データ送受信のためによく受け入れられている手段ではあるが、これらのネットワークは、経費、トラフィック、及び法的な懸念により、全てのデータを利用するのに適したものではない場合がある。
【０００５】
短距離無線ネットワークは、大規模セルラネットワークで見られる問題のいくつかを回避する通信ソリューションを提供する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）は、市場において急速に受け入れられるようになってきている短距離無線技術の一例である。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）は、ＷＣＤが１０メートルの距離内において７２０Ｋｂｐｓのレートでデータを送受信できるようにし、さらに追加の出力引き上げにより１００メートルまでの送信を行うことができるようにする。ユーザは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）ネットワークを積極的に推進することはしない。その代わり、互いの動作距離内にある複数の装置が、「ピコネット」と呼ばれるネットワーク群を自動的に形成することになる。いずれかの装置が、自らをピコネットのマスタとすることができ、この装置は、７台までの「アクティブ」スレーブと、２５５台までの「パーク」スレーブとのデータ交換を制御することができるようになる。アクティブスレーブは、マスタのクロックタイミングに基づいてデータを交換する。パークスレーブは、マスタと同期状態を保つためにビーコン信号をモニタし、アクティブスロットが利用可能になるのを待つ。これらの装置は、他のピコネットメンバへデータを送信するために、様々なアクティブ通信モードと電力節約モードとの間で継続的に切り替わる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）に加えて、その他の一般的な短距離無線通信ネットワークには、ＷＬＡＮ（この中では、ＩＥＥＥ  ８０２．１１規格に従って通信を行う「Ｗｉ−Ｆｉ」ローカルアクセスポイントが一つの例である）、ＷＵＳＢ、ＵＷＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈローエンド拡張（ＢＴＬＥＥ）／ＢｌｕＬｉｔｅ、ＺｉｇＢｅｅ／ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４、及びＵＨＦ  ＲＦＩＤが含まれる。これらの無線媒体の全ては、該無線媒体を様々な用途に適したものとする特徴及び利点を有する。
【０００６】
最近になって、製造業者は、ＷＤＣ内に拡張機能を設けるために（至近距離無線情報交換を行うための構成要素及びソフトウェアなどの）様々なリソースを組み込むことも始めている。装置内に映像情報又は電子情報を読み込むためにセンサ及び／又はスキャナを用いることもできる。トランザクションとして、ユーザがターゲットの近くでＷＣＤを保持し、（写真を撮るためなどに）これらのＷＣＤを対象物に向けるか、或いはこの装置を印刷タグ又は文書の上で一掃するステップを含むことができる。ユーザによる手動入力を必要とせずに所望の情報をＷＣＤの中へ迅速に入力するために、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）、赤外線（ＩＲ）通信、光学文字認識（ＯＣＲ）、及び様々なその他の種類の映像、電子、及び磁気走査などのコンピュータで読み取り可能な技術が用いられる。
【０００７】
上述の特性を用いた無線通信装置を、基本的な音声通信以外の様々な用途において使用することができる。業務向けの例示的な用途として、スケジュール管理、文書処理、スプレッドシート、ファックス送信、連絡先管理等を含むことができる。また、ゲーム、インスタントメッセージング、ディスプレイの壁紙などのユーザの数多くの個人娯楽用の用途も存在する。
【０００８】
無線サービスプロバイダは、無線通信装置が、無線ネットワーク上でどのように通信を行っているかによって（例えば、セルラ電話機がネットワークに最後にアクセスを行ったセルを識別することによって）この無線通信装置の位置を特定することができる。緊急時などの特定の状況において通信装置を見つけることができる利点は明らかであるが、ユーザに位置関連情報を提供する能力もまた大きな利点となる。ここで想像する例示的なシステムは、ユーザが、自分のＷＣＤを用いて現在の位置を特定でき、他のアプリケーションと組み合わせて、現在の位置から地図上の別の位置への経路又は方向探知に役立つようにすることができるものである。
【０００９】
全地球測位システム（ＧＰＳ）等のサービスにより動作する現在の携帯用位置測定システムは、現在市場で入手可能である。これらのスタンドアローン装置は、住所又は経度／緯度で示した位置への方角及び方向を示すことができる。しかしながら、方角及び方向は、ＧＰＳ装置の移動方向に対してしか示すことができない。静止した装置では、これらを全く示すことができない。製造業者は、これらの位置探知機能を、従来の無線通信装置に一体化してきた。
【００１０】
しかしながら、装置の現在位置を特定する能力は有しているとしても、これらの台頭しつつあるナビゲーションシステムの有用性はある程度制限される。ユーザが行き先を決定していない場合はどうであろうか。ほとんどの現状の位置測定システムでは、ユーザは、まずナビゲーションシステムに対して検索対象物を示す必要がある。例えば、ユーザは、目的地の行き先住所を定める必要があり、そうすることでやっとナビゲーションシステムは方向情報を提供することができるようになる。しかしながら、馴染みのない地域に居る者は、関心を持てるかもしれない数多くの考え得る目的地のことを現時点では知らないという可能性がある。ユーザが、住所で設定することができない、建物内の部屋などの非常に小さな規模で位置の探知を望んだ場合はどうであろうか。行き先が、隣接区域内で最も近いタクシー又はパトカーを示す位置などの動く物である場合はどうであろうか。別の用途において、ターゲットが場所（行き先）ではなく物（物体）である場合はどうであろうか。ある者は、一組の鍵、財布、上着、別のユーザの無線通信装置などの現在位置を探知したいと望むことも考えられる。無線通信装置に組み込まれた現在の位置測定技術は、これらの別の状況に備えるように構想されてきたものではない。
【００１１】
【特許文献１】米国出願番号第１１／３５７，１６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って必要とされているのは、前提条件としてユーザが探知するものについてユーザ自身の知識を必要としない方向及び／又は位置探知システムである。その代わり、この方向及び／又は位置探知システムは、作動時に、ユーザが所望のターゲットを手動入力でき、現在作動していないターゲットを手動で作動できる（又は作動するように要求できる）ようにすると同時に、ターゲットが場所又は物体のいずれであっても、方向探索するターゲットをユーザが選択できるようにする潜在的ターゲットのリストをユーザに提示すべきである。発見したターゲットの一覧からターゲットを選択する場合、ユーザはターゲットを特定し、場合によっては、ターゲットの性質に関する追加情報を得ることもできる。ターゲットが示された後、ユーザの現在位置と、その位置からターゲットへの相対方向との両方を示すことができる単純なインタフェースを通じて、ユーザをターゲットに導くようにすべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、無線通信装置の現在位置からターゲットへ向かう相対方向を特定するための、少なくとも方法、装置、ソフトウェアプログラム、及びシステムを含む。このシステムは、ターゲットにおいて位置を示す送信信号を作動させる機能、ターゲットにおいて位置を示す送信信号が作動するよう要求する機能、複数の潜在的ターゲットからの情報の受信、探索装置の有効受信距離内にあるターゲットの表示、探索装置の有効受信距離内にあるターゲットの位置及びターゲットに関するその他の情報の表示、選択されたターゲット装置へ向かう相対方向の表示、及び探索装置の現在位置の表示を提供する。
【００１４】
本発明の第１の例では、ＷＣＤの有効無線送信距離内のターゲットへ向かう相対方向が特定される。公知の構造の複数のアンテナから成るアンテナアレイがＷＣＤと（又はその内部に）組み合わせられて、位置を示す送信信号を受信する。これらの送信信号が測定され、この測定値を用いて到来方向（ＤｏＡ）の計算が行われ、この計算によりターゲットへ向かう相対方向が決定される。その後、ターゲットへ向かう方向がユーザに対してＷＣＤ上に表示される。
【００１５】
ユーザがターゲットの識別情報を知っている場合もある。この場合、ユーザは、様々な周知の入力方式を介してターゲットの識別を示すことができる。場合によっては、ターゲットにおいて位置を示す送信信号を作動させる必要がある場合もある。これは、位置を示す送信信号を発する装置の種類による。ターゲットによっては、ユーザが、ターゲットへの無線メッセージを介して位置ビーコン（位置を示す送信信号）を遠隔的に作動することを可能にするものもある。他の位置ビーコンについては、ターゲットの所有者又は管理者による許可を通じてのみ遠隔作動が可能となる。第３の種類のターゲットは常に作動しており、従って遠隔作動を必要としない。
【００１６】
ＷＣＤの有効送信距離内で遭遇したターゲットをユーザに対して表示することができる。ユーザは、方向を特定するために、場合によってはターゲットに関する追加情報を見るために、表示されたターゲットのうちの任意のターゲットを選択することができる。その後ＷＣＤは、以前示された信号処理方法を用いて、ターゲット装置へ向かう相対方向を特定することができる。場合によっては、ＷＣＤはまた、様々なターゲットの位置を使用して、ＷＣＤの現在位置を三角測量することもできる。
【００１７】
さらに、本発明の例示的な用途を示す。本発明は、少なくとも１つの状況において、建造物内でのターゲット又は位置マーカの相対位置の特定に役立つことがある。位置マーカは、関心のある位置、及びこれらの位置に関する情報を示すものであってもよい。この関心のあるターゲット及び位置は、例えば、ショッピングモール内の店、又はスーパーマーケット内の商品を含むものであってもよい。ＷＣＤはまた、様々な位置マーカから提供される情報を用いて、建造物内における現在位置を推定できるようにすることもできる。
【００１８】
本発明はまた、屋外での方向及び位置の探知を目的とした用途も有する。屋外環境における様々な位置又はターゲットをリスト化するために本発明を利用することができ、これにより、ユーザは個々のターゲットに関する情報を見ることができるようになる。その後ユーザは、位置測定するターゲットのうちの１つを選択することができ、ＷＣＤは、ユーザの現在位置からターゲットへの相対方向を示すことになる。さらにＷＣＤは、様々なターゲット装置から提供される位置情報を用いて、（緯度及び経度などの）地球ベースで、又は（地図座標、住所情報、通りの名前などによる）地域ベースで現在位置を推定することができる。
【００１９】
添付図面と共に以下の好ましい実施形態の詳細な説明を解釈することにより、本発明についてさらに理解することになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
好ましい実施形態で本発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載する本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に様々な変更を加えることができる。
【００２１】
Ｉ．異なる通信ネットワークを介した無線通信
ＷＣＤは、速度、距離、品質（エラー補正）、セキュリティ（コード化）等に関して各々が異なる利点を有する様々な無線通信ネットワークを介して、情報の送信と受信の両方を行うことができる。これらの特性は、受信装置に転送できる情報量、及び情報転送時間を決定づけることになる。図１は、ＷＣＤ、及びＷＣＤが様々な種類の無線ネットワークとやりとりする方法についての図を含む。
【００２２】
図１に描いた例では、ユーザ１１０がＷＣＤ１００を所有している。この装置は、基本的なセルラ電話機から、無線対応パームトップ又はラップトップコンピュータのようなより複雑な装置に至るまでの任意のものとすることができる。近距離通信（ＮＦＣ）１３０には、通常、スキャニング装置のみが独自の電源を必要とする様々なトランスポンダタイプのやりとりが含まれる。ＷＣＤ１００は、短距離通信を介して発信源１２０をスキャンする。発信源１２０内のトランスポンダは、ＲＰＩＤ通信の場合のように、掃引信号内に含まれるエネルギー及び／又はクロック信号を用いて、トランスポンダに記憶されたデータを用いて応答を行うことができる。これらの種類の技術は、通常約１０フィートの有効送信距離を有するものであり、９６ビットからメガビット（又は１２５Ｋバイト）を超える量の記憶データを、比較的迅速に配信することができる。これらの特徴により、このような技術は、公共交通機関用の口座番号、自動電子ドアロック用の鍵コード、クレジット又はデビット取引用の口座番号等の受信などの識別目的に十分適したものになる。
【００２３】
両方の装置が出力を増強した通信を行うことができれば、２つの装置間の送信距離を延長することができる。短距離アクティブ通信１４０は、送信装置と受信装置の両方がアクティブとなるアプリケーションを含む。例示の状況は、ユーザ１１０が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、ＷＬＡＮ、ＵＷＢ、ＷＵＳＢ等のアクセスポイントの有効送信距離内に入ることを含むことになる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈローエンド拡張（ＢＴＬＥＥ）／ＢｌｕｅＬｉｔｅの場合、ネットワークを自動的に確立して、ユーザ１１０が所有するＷＣＤ１００へ情報を送信することができる。ＢＴＬＥＥ／ＢｌｕＬｉｔｅは電力消費が低いため、電池式のアクセスポイントに用いることができる。ＢＴＬＥＥアクセスポイントは、広告モードを用いて、ＷＣＤ１００の初期接続をより迅速に確立することができる。このデータは、有益な情報、教育情報、又は娯楽的性質の情報を含むことができる。送られる情報量には、ユーザ１１０がアクセスポイントの有効送信距離内に存在する時に全てが転送される必要があるという点を除いて制限はない。この継続期間は、ユーザが、例えば、ショッピングモールをぶらついていたり、或いは通りを歩いている場合には極めて限定される。これらの無線ネットワークの複雑さがより高いことによって、ＷＣＤ１００への初期接続の確立に追加の時間も必要となり、アクセスポイントに近接するエリア内に多くの装置がサービスを受けるために待機している場合には、この追加の時間は増える場合がある。これらのネットワークの有効送信距離は技術に依存し、約３０ｆｔから出力を追加増強して３００ｆｔ超までとすることができる。
【００２４】
長距離ネットワーク１５０は、ＷＣＤ１００に対してほぼ途切れのない通信可能エリアを提供するために用いられる。世界規模で様々な通信トランザクションを中継するために、地上無線局又は衛星が用いられる。これらのシステムは極めて機能的ではあるが、多くの場合、これらのシステムの使用には、データ転送（例えば無線インターネットアクセス）に対する追加請求とは別に、ユーザ１１０に対して分単位で課金が行われる。さらに、これらのシステムを対象とする規制により、ユーザとプロバイダとの両方に対して追加の経費が発生し、これらのシステムの使用がより面倒なものとなっている。
【００２５】
II．無線通信装置
前述したように、本発明は、様々な無線通信機器を用いて実施することができる。従って、本発明について検討する前に、ユーザ１１０が利用可能な通信手段を理解することが重要である。例えば、セルラ電話又は他の携帯無線装置の場合には、これらの装置の一体化されたデータ処理機能は、送信装置と受信装置との間のトランザクションを容易にする上で重要な役割を果たす。
【００２６】
図２は、本発明と共に使用可能な無線通信装置の例示的なモジュールレイアウトを示す図である。ＷＣＤ１００は、装置の機能面を表すモジュールに細分化されている。これらの機能は、下記に説明するソフトウェア及び／又はハードウェアコンポーネントの様々な組み合わせによって実行することができる。
【００２７】
制御モジュール２１０は装置の動作を規制する。ＷＣＤ１００内に含まれる様々な他のモジュールから入力信号を受信することができる。例えば、障害検出モジュール２２０は、当業で公知の様々な技術を用いて、無線通信装置の有効送信距離内にある環境障害を検出することができる。制御モジュール２１０は、これらのデータ入力信号を解析し、これに応じてＷＣＤ１００内の他のモジュールに制御コマンドを出すことができる。
【００２８】
通信モジュール２３０には、ＷＣＤ１００の通信面の全てが組み込まれる。図２に示すように、通信モジュール２３０は、例えば、長距離通信モジュール２３２、短距離通信モジュール２３４、及び（例えば、ＮＦＣ向けに）コンピュータで読み取り可能なデータモジュール２３６を含むことができる。通信モジュール２３０は、少なくともこれらのサブモジュールを利用して、多くの異なる種類の通信をローカルな及び長距離の発信源から受信し、ＷＣＤ１００の送信距離内にある受信側の装置へデータを送信する。制御モジュール２１０が通信モジュール２３０をトリガするか、或いは検出したメッセージ、環境の影響、及び／又はＷＣＤ１００に近接する他の装置に応答するモジュールに対してローカルな制御リソースが通信モジュール２３０をトリガすることができる。
【００２９】
ユーザインタフェースモジュール２４０は、ユーザ１１０が装置からデータを受け取り、及び装置にデータを入力できるようにする、映像、可聴、及び触覚要素を含む。ユーザ１１０が入力したデータは、制御モジュール２１０により解析されて、ＷＣＤ１００の動作に影響を与えることができる。また、通信モジュール２３０により、ユーザが入力したデータを有効送信距離内にある他の装置へ送信することもできる。送信距離内にある他の装置もまた、通信モジュール２３０を介してＷＣＤ１００へ情報を送信することができ、制御モジュール２１０は、この情報をユーザインタフェースモジュール２４０へ転送して、ユーザに提示されるようにすることができる。
【００３０】
アプリケーションモジュール２５０には、ＷＣＤ１００上の全ての他のハードウェア及び／又はソフトウェアアプリケーションが組み込まれる。これらのアプリケーションは、センサ、インタフェース、ユーティリティ、インタープリタ、データアプリケーション等を含むことができ、制御モジュール２１０によって呼び出され、ＷＣＤ１００内の様々なモジュールにより提供された情報を読み込み、要求するモジュールへ順に情報を提供することができる。
【００３１】
図３は、図２において上述したモジュールシステムの機能を実行するために使用することができる、本発明の実施形態によるＷＣＤ１００の例示的な構造レイアウトを示す図である。プロセッサ３００は装置の動作全体を制御する。図３に示すように、プロセッサ３００は、通信セクション３１０、３２０、及び３４０に結合される。プロセッサ３００は、メモリ３３０内に記憶されたソフトウェア命令を各々が実行できる１又はそれ以上のマイクロプロセッサにより実行することができる。
【００３２】
メモリ３３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、及び／又はフラッシュメモリを含むことができ、データ及びソフトウェアコンポーネント（本明細書ではモジュールとも呼ぶ）の形で情報を記憶する。メモリ３３０が記憶するデータを、特定のソフトウェアコンポーネントと関連付けることができる。加えて、これらのデータを、ブックマークデータベース、又はスケジュール管理や電子メール等のための業務データベースなどのデータベースに関連付けることができる。
【００３３】
メモリ３３０が記憶するソフトウェアコンポーネントには、プロセッサ３００が実行することができる命令が含まれる。様々な種類のソフトウェアコンポーネントをメモリ３３０内に記憶することができる。例えば、メモリ３３０は、通信セクション３１０、３２０、及び３４０の動作を制御するソフトウェアコンポーネントを記憶することができる。同様にメモリ３３０はまた、ファイアウォール、サービスガイドマネージャ、ブックマークデータベース、ユーザインタフェースマネージャ、及びＷＣＤ１００をサポートするために必要な任意の通信ユーティリティを含むソフトウェアコンポーネントを記憶することもできる。
【００３４】
長距離通信３１０は、広い地理的区域（セルラネットワーク等）にわたる情報交換に関する機能を、アンテナを介して実行する。これらの通信方法は、上述の１Ｇから３Ｇまでの技術を含む。（ＧＳＭなどを介した）基本的な音声通信に加えて、長距離通信３１０は、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）セッション及び／又は汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）セッションなどのデータ通信セッションを確立するように動作することができる。同様に長距離通信３１０は、ショートメッセージングサービス（ＳＭＳ）メッセージ及び／又はマルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）メッセージなどのメッセージを送受信するように動作することができる。
【００３５】
長距離通信３１０のサブセットとして、或いはプロセッサ３００に別個に接続された独立モジュール（図示せず）として動作する送信信号受信器３１２は、ＷＣＤ１００が携帯向けデジタルビデオ放送（ＤＶＢ−Ｈ）などの媒体を介して送信メッセージを受信できるようにする。これらの送信信号は、特定の指定受信装置のみが送信内容にアクセスできるようにコード化することができると共に、テキスト、オーディオ、又はビデオ情報を含むことができる。少なくとも１つの例では、ＷＣＤ１００は、これらの送信信号を受信し、送信信号内に含まれる情報を用いて、装置が受信内容を見ることを許可されているかどうかを判定することができる。
【００３６】
短距離通信３２０は、短距離無線ネットワークにわたる情報交換を含む機能に関与する。上述し、図３に示すように、このような短距離通信３２０の例は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、ＷＬＡＮ、ＵＷＢ、及び無線ＵＳＢ接続に限定されるものではない。従って、短距離通信３２０は、短距離接続の確立に関する機能だけでなく、このような接続を介した情報の送受信に関する処理も行う。
【００３７】
同じく図３に示す短距離入力装置３４０は、（例えばＮＦＣ用の）コンピュータで読み取り可能なデータの短距離走査に関する機能を提供することができる。例えば、プロセッサ３００は、短距離入力装置３４０を制御して、ＲＦＩＤトランスポンダを作動させるためのＲＦ信号を発生させることができ、次にＲＦＩＤトランスポンダからの受信を制御することができる。短距離入力装置３４０がサポートできる、コンピュータで読み取り可能なデータを読み取るための他の短距離走査方法は、ＩＲ通信、（ＵＰＣラベルの解釈に関する処理を含む）線形及び（ＱＲなどの）２Ｄバーコードリーダ、並びに、適切なインクを用いてタグ内に設けることができる、磁気、ＵＶ、導電性、又は他の種類のコード化データを読み取るための光学文字認識装置に限定されるものではない。短距離入力装置３４０が、前述の種類のコンピュータで読み取り可能なデータを走査するために、この入力装置は、光学検出器、磁気検出器、ＣＣＤ、又はコンピュータで読み取り可能な情報を解析するための、当業で公知のその他のセンサを含むことができる。
【００３８】
さらに図３に示すように、ユーザインタフェース３５０はプロセッサ３００にも結合される。ユーザインタフェース３５０はユーザとの情報交換を容易にする。図３は、ユーザインタフェース３５０が、ユーザ入力３６０とユーザ出力３７０とを含むことを示している。ユーザ入力３６０は、ユーザが情報を入力できるようにする１又はそれ以上の構成要素を含むことができる。このような構成要素の例には、キーパッド、タッチスクリーン、及びマイクが含まれる。ユーザ出力３７０は、ユーザが装置から情報を受信できるようにする。従って、ユーザ出力部３７０は、ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、接触エミッタ、及び１又はそれ以上のオーディオスピーカなどの様々な構成要素を含むことができる。例示のディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び他のビデオディスプレイを含む。
【００３９】
ＷＣＤ１００はまた、１又はそれ以上のトランスポンダ３８０を含むこともできる。基本的にトランスポンダ３８０は、外部発信源からの走査に応じて配信される情報を、プロセッサ３００によりプログラムすることができる受動装置である。例えば、通路に取り付けられたＲＦＩＤスキャナは、継続的に高数波を発することができる。トランスポンダ３８０を含む装置を有する人物がドアを通り抜けると、トランスポンダが作動して、装置、人物等を識別する情報に反応することができる。或いは、スキャナをＷＣＤ内に装着して、近くにあるトランスポンダから情報を読み取ることができるようにしてもよい。
【００４０】
通信セクション３１０、３１２、３２０、及び３４０に対応するハードウェアは、信号の送受信を行う。従って、これらの部分は、変調、復調、増幅、及びフィルタリングなどの機能を実行する（電子機器などの）構成要素を含むことができる。これらの部分をローカルに制御するか、或いはメモリ３３０内に記憶されたソフトウェアに従ってプロセッサ３００により制御することができる。
【００４１】
図２において説明した機能を実現するために、様々な技術に従って図３に示す要素を構成し、結合することができる。１つのこのような技術は、プロセッサ３００、通信セクション３１０、３１２、及び３２０、メモリ３３０、短距離入力装置３４０、ユーザインタフェース３５０、トランスポンダ３８０などに対応する別個のハードウェア構成要素を、１又はそれ以上のバスインタフェースを通じて結合することを含む。或いは、個々の構成要素のいずれか及び／又は全てを、スタンドアローン装置の機能を再現するようにプログラムされた、プログラム可能論理装置、ゲートアレイ、ＡＳＩＣ、マルチチップモジュール等の形態の集積回路に置き換えることができる。さらに、これらの構成要素の各々は、着脱可能な及び／又は再充電可能な電池（図示せず）などの電源に結合される。
【００４２】
ユーザインタフェース３５０は、同様にメモリ３３０内に含まれる、長距離通信３１０及び／又は短距離通信３２０を用いてサービスセッションを確立する通信ユーティリティソフトウェアコンポーネントとやりとりを行うことができる。この通信ユーティリティコンポーネントは、無線アプリケーション媒体（ＷＡＰ）、コンパクトＨＴＭＬ（ＣＨＴＭＬ）のようなハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）の変種などの媒体に従って、サービスを遠隔装置から受信できるようにする様々なルーチンを含むことができる。
【００４３】
III．位置探知又は方向情報を提供するための現行システム
今日の市場には、いくつかの位置探知又は方向探知システムが存在する。図４では、この技術分野において２つの両極端を表すことができる２つの例を開示する。これらの２つの技術は、全く異なる目的を果たすべく実施されてきたものであり、従って異なる長所と短所とを有する。
【００４４】
全地球測位システムは、（緯度及び経度の測定値などの）正確な地理的位置をユーザに配信することができる。従来、これらのシステムは車両に装着されてきたが、現在では歩行者が携帯できる、より小型のコンパクトバージョンが入手可能である。これらのシステムは、衛星４００又は地上無線ネットワーク４１０を用いて、経度及び緯度などの地球座標の形で受信器の位置を特定する。これらのシステムの明らかな利点は、ＧＰＳ装置の絶対位置を特定する能力である。大部分の市販の装置は、人物の正しい位置を数メートルの範囲内で計算することができる。
【００４５】
しかしながら、これらのシステムは地球的な位置情報の配信は行うものの、この技術にはいくつかの制限がある。ＧＰＳは、衛星４００から信号を受信する必要があるため、屋外でのみ使用可能である。ネットワーク支援ＧＰＳ（ＡＧＰＳ）システムも、限定された室内のサービス範囲しか有さず、一般的に性能は十分ではない。精度が良過ぎると、位置測定装置をどのように悪用できるかということに関するセキュリティ上の懸念から、政府の規制により、精度が意図的に制限される場合がある。ＧＰＳ測位信号はまた、特に密集した都市環境においては、位置特定誤差を引き起こしがちなマルチパス（反射）又は環境障害の影響を受け易い。この問題点を正すために、衛星４００と地上システム４１０との両方を組み合わせた差動システムを用いることができるが、これらのシステムは運用に高額な経費がかかり、この追加経費は消費者に転嫁される可能性がある。さらに、ＧＰＳ方向システムを実行するのに必要なソフトウェアは複雑となる場合があり、正しく機能するために十分なハードウェアサポートが必要となる。
【００４６】
一連の技術の対極には、信号強度にのみ基づく単一アンテナ無線位置測定がある。追跡装置４２０は、１又はそれ以上の公知の信号発信器の周波数に同調することができる。最も単純な実施構成では、任意のターゲットの存在、及び場合によっては追跡装置の位置を示すために、全方向性アンテナを用いて、付近の任意のターゲットの信号を受信することにより、それらのターゲットを発見する。精度を改善するために、追跡装置４２０上の単方向性アンテナを用いて各受信信号の強度を測定することができ、この場合の受信強度は視覚的な又は聴覚的な方法を用いて示される。ユーザは、装置を掃引パターンで物理的に移動させ、信号強度インジケータをモニタする。最も強い信号を受信した方向が、ターゲットへ向かう方向であるとみなされる。ＲａｄａｒＧｏｌｆ（商標）はこの手の装置の例である。同様に、Ｂｌｕｅｓｐａｎ（登録商標）Ｉｏｎ−Ｋｉｄｓ（登録商標）などの、専有技術に基づくより高度な方向及び距離追跡装置が存在する。
【００４７】
この種類のシステムは非常に経済的に運用することができるが、限定された用途しか有していない。追跡装置４２０は、比較的短い距離にわたって既知の物体のみしか位置測定できない。この装置のユーザは、ターゲットの方向を特定するために、装置を物理的に前後に掃引する必要がある。ターゲット又は追跡装置４２０の絶対位置を特定する方法は存在しない（例えば、追跡器又はターゲットのいずれかの経度及び緯度を推定する方法は存在しない）。さらに、使用する技術によっては、追跡装置４２０は電磁及び環境障害の影響を受け易くなり、この種の障害が多い場所、例えば建造物内では効果的でなくなる。
【００４８】
III．マルチアンテナによる到来方向追跡システム
本発明の少なくとも１つの実施形態は、ＷＣＤ１００からターゲットへの相対方向を特定するために、到来方向（「ＤｏＡ」）信号処理スキームにおいて複数のアンテナで受信した信号を使用する。
この技術では、アンテナアレイの要素により受信される信号の位相及び場合によっては振幅差に基づいて、（位置を示す送信信号などの）入射信号の到来方向が決定される。
Ｂａｒｔｌｅｔｔ  Ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒとして歴史的に知られている最も単純な方法では、各アレイの指向方向（θ）における正規化受信電力は、次の関係を用いて計算される。
2009527757.tif 000003
この場合、式（１）では、ａ（θ）は、いわゆるアレイのステアリングベクトルであり、Ｒは、受信信号の空間共分散行列である。Ｌは、アンテナアレイにおける要素番号である。ａHは、行列ａの共役転置を意味する。ここでは最も高い電力を与える方向が、ターゲットの方向であると仮定される。
【００４９】
共分散行列Ｒは次式で得られる。
2009527757.tif 000004
この場合Ｘ（ｔ）は、時間ｔの関数としてアンテナ要素から受信される信号ベクトルである。
【００５０】
ステアリングベクトル要素ａ（θ）は、アレイ要素が方向θから平面波を受信するときのアレイ要素の出力信号である。このステアリングベクトル要素は次式で定義される。
2009527757.tif 000005
この場合ｇｎ（θ）は、要素ｎの複素放射パターンであり、ｋは（λを中心周波数における波長とした場合、２π／λと定義される）波数であり、ｒnは、要素ｎの位置ベクトルであり、さらにｕrは、入射波方向θへ向かう放射ベクトルである。線形アレイが、同一の均等に離隔した要素であるという単純なケースでは、ステアリングベクトルは次式に単純化される。
2009527757.tif 000006
この場合ｄは、アレイ内で均等に離隔した線形のアンテナ要素の要素間の間隔であり、θは、線形に設置されたアンテナ要素を結ぶ線と入射波方向との間の角度である。
【００５１】
小型の携帯装置では、これらの要素の放射パターンは、装置の金属シャーシにより影響を受けるため、通常同一のものではない。この要素もまた、装置内の空間制限に起因して、異なるように方向付けられることがある。この場合には、式（３）を用いる必要があるか、或いはステアリングベクトルを較正測定で直接測定することができるか、若しくは電磁シミュレーションツールを用いてこのステアリングベクトルを算出することができるかのいずれかを行うことになる。
【００５２】
ＤｏＡ推定の精度は、多重伝搬又はノイズの存在により低下する。ノイズの多い多重無線伝搬チャネルでは、更なるアンテナ要素の追加によるアレイサイズの拡大を通じてアレイの分解能を改善することにより精度を高めることができる。さらに、明確なＤｏＡ推定値を得るために、アレイ内の任意の２つのアンテナ要素間の距離は、波長の半分を超えてはならない。
【００５３】
多重無線伝搬は、ＤｏＡ推定値の急激な変化及び一時的な誤指示につながる恐れがあるフェーディングを引き起こす。この問題を解決するために、本発明の１つの態様では追跡アルゴリズムが用いられる。この追跡アルゴリズムは、いくつかのＤｏＡ推定値の登録を保持するステップと、選択すべき最も高い平均電力を有するＤｏＡ推定値を実際の出力値として選択するステップとに基づくものである。
【００５４】
ＤｏＡ推定アルゴリズムは方位電力スペクトルを計算、すなわち受信した信号電力を方位から計算する。追跡アルゴリズムは、この方位電力スペクトルから最大値を抽出する。追跡アルゴリズムは、例えば５つの最も強い方向を追跡する。新しく抽出された最大値のうちの１つがこれらの方向のうちの１つに近ければ（例えば１０度以内）、追跡される方向に信号電力及び方向を加算する。そうでなければ新しい方向を追跡する。追跡される方向の全ての信号電力値は忘却曲線を用いてフィルタリングされ、この追跡器に関して抽出された方向の重み付け平均値を用いて個々の追跡された方向のＤｏＡが計算される。各追跡器の更新後、例えば１０度よりも近い追跡方向は併合され、追跡方向数は５つの最も強い方向へと削減される。
【００５５】
この追跡アルゴリズムを用いなければ、最も強い最大値がＤｏＡとして選ばれることになり、このことがフェーディングによって推定ＤｏＡの急激な変化につながる可能性がある。
【００５６】
図５は、本発明で使用可能な例示のＷＣＤ１００の構成を示す図である。図２及び図３において上述した要素及び特徴に加えて、本発明はアンテナアレイを含むこともできる。ＷＣＤ１００の簡略化した３次元透視図を、装置１００の例示的な外観図の下に示す。この３次元透視図はアンテナＡ１〜Ａ６を含んでいる。アンテナ数は必ずしも６つである必要はなく、１より大きな任意の数とすることができる。アンテナＡ１〜Ａ６をＷＣＤ１００の外側ハウジング内に配置して、図示のようなアレイを形成することができる。このアレイによって方向場を感知できるようになり、この感知した方向場を解析して、ＷＣＤ１００上のディスプレイの方向が決まる。信号発信器５００は、アンテナアレイを介して受信可能な、位置を示す送信信号を発信することができる。これらのアンテナの配置及び方向により、ユーザはＷＣＤ１００を水平方向に保つことができるようになり、この場合、ディスプレイは空へ向かって上の方を向くようになる。後述するように、この方向は、オリエンテーリング時に従来のコンパスを使用する場合のように、方向を示すポインタをより自然に表示するのに役立つものとなる。
【００５７】
別の例（図示せず）では、ＷＣＤ１００に着脱可能に取り付けることができる外部構成要素内にアンテナアレイ及び／又はサポート回路を収納することができる。ユーザ１１０は、方向又は位置を特定したいと望む時にこの外部構成要素すなわち取り付け具を接続することができ、この接続により、ＷＣＤ１００に位置又は方向探知モードに入るように自動的にシグナリングすることができる。アンテナアレイが、取り付け可能な外部ユニットに収納される場合、アンテナアレイの周知の方向を確立するために、外部ユニットのＷＣＤ１００に対する方向は、ＷＣＤ１００のハウジングに対して固定された所定の方向となることに留意されたい。このようにして、このアンテナアレイは、ＷＣＤ１００に取り付けられる時には常に同じ（又は周知の）構成になる。
【００５８】
図５はまた、ユーザ１００が見ることができる、ＷＣＤ１００上に示される例示的なディスプレイも含んでいる。このディスプレイは、該ディスプレイを適用する用途に応じて異なる構成で実装することができる。この例では、ディスプレイは、使用可能なターゲット対象のリストと矢印ポインタとの両方を示している。１つの領域内に、同時に１又は複数のアクティブな信号発信器５００が存在することができる。複数のビーコンは、複数のアクセス方法（コード、周波数、又は時間）を用いて同じ通信媒体を共有することができる。現在「鍵」というターゲット対象が選択されている。この対象は、信号発信器５００によっても図５に表されており、鍵の組に結ばれたキーチェーンとしてこの対象を含むことができる。鍵という対象が選択されたため、ＷＣＤ１００は、鍵として指定されたターゲットへ向かう相対方向を定めようと試みるようになる。ディスプレイは、鍵の方向を指す方向矢印を示し、鍵へ向かって−９０°という相対方向の測定値を示す。ユーザが、選択したターゲットへ向かって移動するにつれて、ＷＣＤ１００は、継続的にターゲット装置の信号を測定し、適宜ディスプレイを更新し、矢印及び方向の測定値が鍵へ向かう相対方向を示し続けるようにする。
【００５９】
図６はＷＣＤ１００の構造図を含む図である。この場合も、ＷＣＤ１００は、前回図２及び図３において開示した要素及び特徴のいずれか及び又は全てを含む。図６には、スタンドアローン装置で構成することができ、或いはＷＣＤ１００内に存在するハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによりエミュレートすることができる追加の要素及び特徴が含まれている。アンテナＡ１〜Ａ６は、アンテナ制御スイッチ６１０に結合することができる。制御スイッチ６１０は、１つの受信器６２０が、全てのアンテナから到来する送信信号をモニタできるようにアンテナを多重化する。アンテナＡ１〜Ａ６において受信される信号は、ＷＣＤ１００からターゲットへの相対方向を特定する。（位置を示す送信信号などの）入射信号の到来方向は、それぞれのアンテナＡ１〜Ａ６が受信する信号の位相、及び場合によっては振幅差に基づいて決定される。制御スイッチ６１０は、信号を各アンテナから受信器６２０へ順次供給し、到来方向（「ＤｏＡ」）信号処理が、信号位相及び場合によっては振幅情報に作用して、ＷＣＤ１００からターゲットへの相対方向が特定される。この情報は受信器６２０に提供される。例えば、ＧａＡｓ  ＦＥＴ対ＰＩＮダイオードのスイッチにおいて用いられる技術により、スイッチは異なる速度で動作することができる。現在の技術であれば、全アンテナに対して１０μｓの走査時間を想定できると思われる。切り替え時間が速いと、短い送信信号からＤｏＡ推定ができるようになり、無線チャネルの定常性に対して高度の要件を設けないため有益である。
【００６０】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、受信器６２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、又はＢｌｕＬｉｔｅとしても知られているＢｌｕｅｔｏｏｔｈローエンド拡張（ＢＴＬＥＥ）受信器である。ＢＴＬＥＥとは、特に単純な装置用に構成された、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）コマンドセットへのアドオン拡張のことである。この特殊なコマンドセットにより、ローエンド装置は、著しく低い電力要件で無線通信を行えるようになる。ＢＴＬＥＥは、ローエンド装置においてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）の実装をより経済的にするためにチップ形態で実装することができる。ＢＴＬＥＥの使用は、個人的な品物の位置測定により適したものとなり得る。下記に説明するように、ＢＴＬＥＥチップセットをキーチェーン、或いは財布又は衣類の裏地の中に組み込んで、無線通信を介した位置測定を可能にすることができる。上述したように、ＢＴ／ＢＴＬＥＥ受信器６２０は、アンテナＡ１〜Ａ６から多重化された信号を受信し、これらの情報を使用し、ＤｏＡ信号処理を用いて相対方向を特定する。場合によっては、受信器はまた、位置を示す送信信号内に含まれる情報を受信することもできる。これらの場合、主受信器６２０が情報受信及びＤｏＡ特定の両方をマルチタスク処理しようと試みるため、方向の特定及び信号内で搬送される情報の受信は遅延することがある。この状況は、図７に開示する別の例によって解決することができる。
【００６１】
図７の構造配置例は、ＤｏＡ特定を決定する役割とＢＴＬＥＥ受信を決定する役割とを２つの別個の受信モジュールに分離した図である。アンテナＡ１は、迅速な復号のために、位置を示す送信信号からリアルタイムで情報を受信できるように、ＢＴＬＥＥ受信器７２０に直接結合される。後述するように、この情報は、装置がターゲット候補であることを告げる識別情報、ターゲットの識別、及びその他のターゲット関連のデータを含むことができる。次に、専用ＤｏＡ受信器７３０を解放して、アンテナアレイ内の様々なアンテナにおいて位置を示す送信信号を受信する間の時間関係及び空間関係の導出に集中させることができ、これらの関係は、対象の相対方向をＷＣＤ１００から特定するために用いられる。例えば、ＢＴＬＥＥ受信器７２０からＤｏＡ受信器７０３へ送信される制御情報及びＤｏＡタイミング情報により、両装置が受信した情報を同期させることができる。さらにその後、両受信装置は、中央プロセッサ３００へ情報を転送することができ、この中央プロセッサ３００は、ＷＣＤ１００上に表示するためにこれらの情報を組み合わせ、処理し、フォーマットすることができる。図７には２つの受信器７２０と７３０とを示しているが、本発明の別の実施形態では、２よりも多い数の受信器を有することができる。
【００６２】
図７はまた、本発明の少なくとも１つの実施形態で使用可能な２つの例示のアンテナ構成も示す図である。このアンテナ構成７００及び７１０を実現して、装置における信号受信及び方向指示を改善することができる。より適したアンテナ構成は、装置のサイズ、（材質、配置、複雑さなどの）装置の構成、各アンテナのアンテナ放射特性、アンテナ間隔等を含む様々な要因に依存することになる。
【００６３】
IV．方向信号
図８は、例示的な位置を示す送信信号及び異なる種類の位置を示す信号の構成を示す図である。信号記述８００は、ＢＴＬＥＥ／  ＢｌｕＬｉｔｅ送信信号からのフレーム例を含む。この例ではＢＴＬＥＥ／  ＢｌｕＬｉｔｅを使用しているが、前述の通信媒体のうちの任意のものを適用することもできる。最初に、位置を示す送信信号として送信信号を識別する必要がある。１６ビットのプリアンブルは、パケットの開始を示すと共に受信器を同期させるために用いられる（１０１０１０１０１０１０１０１０などの）コードを含むことができる。この指示により、ＷＣＤ１００は測定を開始できるようになり、その結果、８ビットのサービスフィールドが送信信号である場合、ＷＣＤ１００内のアンテナＡ１〜Ａ６がプリアンブルとサービスフィールドの一方又は両方を測定できるようになる。下記に説明するように、送信信号８００はまた、位置を示す送信装置についての識別情報、又はその他の装置のターゲット関連情報を含むこともできる。
【００６４】
さらに、図８に示すように異なる種類の位置を示す送信戦略も存在する。低電力の影響により自身の信号発信器５００が制限される可能性のあるターゲットは、遠隔的に作動する位置送信信号８０２を使用することができる。キーチェーン内の、財布内の、ＩＤバッジの中に埋め込まれた、自動車、単車、スクーター、自転車等の車両内に装着された、或いは衣服の中の電池式送信器などのこれらの装置を、ユーザは必要に応じて遠隔的に作動させることができる。例えば、この装置は、位置を示す送信信号を作動させるよう装置に命令するメッセージを受信するまでは、低電力又は省電力モードで動作することができる。前述の無線媒体のうちの任意の無線媒体が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）メッセージ等を介してこのメッセージを受信することができる。或いは、信号発信器５００は、ＷＣＤ１００からの走査信号によって作動するトランスポンダを含むことができる。この走査信号は、例えばＵＨＦ  ＲＦＩＤ信号であってもよい。この信号は、５〜１０メートルの距離内にあるトランスポンダを作動させることができ、このトランスポンダは、物体の相対位置を特定するのに使用できる信号で応答することができるか、或いは信号発信器５００内の別のサブシステムをトリガして、位置を示す送信信号を送信することができる。
【００６５】
８０４において、作動するための要求を必要とする装置へ向かう相対方向を特定することができる。これらの装置は、通常、別のユーザが所有する駆動装置である。例えば、ユーザ１１０が、隣接区域内にいると思われる友人を位置測定しようと望む場合がある。ユーザ１１０は、位置を示す送信信号の作動を要求するメッセージを友人のＷＣＤへ送信することができる。このメッセージは、上述した長距離媒体のうちの任意の媒体を介して（例えばＳＭＳを介して）、或いは短距離媒体のうちの任意の媒体を介して発生させることができる。この友人がユーザ１１０と親しいかどうかによって、又は他のセキュリティ関連の理由で、この友人は、ＷＣＤの位置を示す機能を作動させる要求を承諾又は拒否することができる。友人が拒否した場合には、友人が位置測定要求を拒否したことを示すメッセージがＷＣＤ１００へ返される。或いは、この友人は要求を承諾し、位置ビーコンを作動させることができ、そしてＷＣＤ１００は位置を示す送信信号を受信することができる。この機能は、商用機能においても同様に利用することができる。ＷＣＤ１００は、隣接区域内にタクシーが存在する旨を示すことができる。ユーザ１１０は、タクシーを利用したい旨、及び位置表示を要求するメッセージをタクシーへ送信することができる。タクシーが既に賃走中であるか、或いは休憩中である場合、ドライバはこの要求を断るか、或いは無視することができる。これに対して、ドライバが乗客を探している場合、ドライバはこの要求を承諾することができ、タクシーの相対位置が料金情報などの他の関連情報と共にＷＣＤ１００に表示される。
【００６６】
第３の種類のターゲットは、常時作動している、位置を示す送信信号８０６を含む。これらの信号発信器は、距離が拡大された、外部電源を有する装置、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）アクセスポイントであってもよい。ＷＣＤ１００がこれらの装置の位置マーカを表示することにより、ユーザ１１０は所望のサービスを位置測定できるようになる。例えば、常時作動している位置インジケータをパトカーに含めることにより、歩行者は緊急時にそれらを発見できるようになる。この同じ例を、病院の救急室に適用することもできる。非緊急状況では、これらの常時作動している装置８０６は、ユーザが短距離無線通信を介してインターネットに接続できる無線アクセスポイントを示すことができる。ランドマーク、バス及び列車等の通勤交通手段、小売施設（食堂及び店舗）、並びに娯楽場もまた、常時作動している、位置を示す送信信号発信器を利用して、自分たちのサービスを通知することができる。常時作動している装置８０４の使用に関する具体的な用途について以下説明する。
【００６７】
図９は、本発明の少なくとも１つの実施形態についての動作過程を説明するいくつかのフロー図を含む。ステップ９００において、ユーザ１００はターゲット位置の探知を望む。続いてユーザは、ターゲットへ向かう相対方向の特定に利用する探索アプリケーションを作動させる。ステップ９２０において、潜在的ターゲットが表示され、必要に応じて所望のターゲット位置を示す送信信号（位置ビーコン）を作動させることができる。
【００６８】
ステップ９２０において位置測定信号の作動が必要となるかどうかの判定をステップ９２２〜９３８に詳述する。ユーザ１１０は最初に、所望のターゲットから出される位置を示す送信信号をＷＣＤ１００が検出したかどうかを判断することができる。この判断には、ユーザ１１０が、ＷＣＤ１００の有効送信距離内で発見された潜在的ターゲットのリストを見ることが必要となる場合がある。有効送信距離は、使用中の無線媒体により指示される場合がある。媒体が、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）である場合、距離は１００メートルまでとすることができる。ユーザ１１０は９２４において、所望のターゲットが既に作動しているかどうかを、ターゲット装置リスト内の存在をチェックすることにより判定する。この装置が作動していれば、ユーザ１１０はこの装置を選択することができ、ステップ９２６において、ＷＣＤ１００はこの装置へ向かう相対方向を特定することができる。或いはステップ９２８において、作動していない装置は、このターゲット装置が、位置を示す送信システムを遠隔作動できるように構成されているかどうかについての更なる判定に従うことになる。ターゲット装置が遠隔作動できるように構成されていれば、ステップ９３０において、前述の無線通信方法のうちの任意の方法を介して、作動メッセージがターゲット装置へ送られる。ＷＣＤ１００が信号を認識すると、表示されたターゲットのリスト内にこのターゲットが出現するはずである。その後、ユーザ１１０はこのターゲットを選択することができ、ＷＣＤ１００は、ステップ９２６においてこの装置へ向かう相対方向を特定することができる。ターゲットが遠隔作動を許可しない場合でも、ユーザ１１０は、ターゲットの所有者又は管理者がこの位置ビーコンを作動させるよう要求することができる。ステップ９３２において、ターゲットの位置を示す送信信号を作動させる許可を入手できるかどうかについて判定が行われる。この機能を入手できなければ、このターゲットの位置は現在入手できないことになる（ステップ９３８）。一方、この機能を入手できるのであれば、ステップ９３４において、位置を示す送信信号の送信開始を要求するメッセージがターゲットの所有者又は管理者へ送信される。所有者は、この要求を承諾又は拒否することができ、承諾すれば、位置ビーコンが作動し、かつＷＣＤ１００上に表示されるリストにターゲットが出現する。その後、ユーザ１１０はこの装置を選択することができ、ステップ９２６において、ＷＣＤ１００はこのターゲットへ向かう相対方向を特定することができる。要求が拒否されれば、このターゲットの位置は現在入手できないことになる（ステップ９３８）。或いは、この要求は、（パケットの反復率などの）送信信号の性質を変更してＤｏＡを特定できる可能性を高めるためのものであってもよい。例えば、位置マーカがパークモードにある可能性があり、その場合該位置マーカは毎秒１パケットしか送信を行わない。作動要求を受信した後、上記位置マーカは、方向探知を迅速化するために、より頻繁にパケットを送信し始めるようになる。
【００６９】
ステップ９４０において、位置を示す送信信号がＷＣＤ１００のアンテナＡ１〜Ａ６のうちの任意のアンテナにおいて受信される。ステップ９４２〜９４６はこの過程についてさらに説明するものである。まずステップ９４２において、ＷＣＤ１００が位置を示す送信信号として認識することができる、プリアンブルを含む送信信号が受信される。送信を行っているターゲットを識別する情報、（８ビットのサービスフィールドなどの）ＤｏＡを特定するためにモニタされる情報、及び任意の他のターゲット関連情報を含む追加情報を、この信号から復号化することができる（ステップ９４４）。受信した情報を処理し（ステップ９４６）、内容関連情報と方向情報との両方を用いてユーザ１１０に情報を提示することができる。ターゲットの識別情報を含むこの内容関連情報と方向情報との両方は暗号化することができ、これにより、これらの情報は、この暗号を復号化する手段を有する許可された装置に対してのみ利用可能となる。常時作動している、位置を示す送信信号発信器については、この暗号化は特に重要である。
【００７０】
ステップ９６０において、処理済みの情報をユーザ１１０に対して表示することができる。これらの情報は、ターゲットの名称、及びＷＣＤ１００の現在位置からターゲットへ向かう相対方向を示すことができる。さらに、受信した情報は、ターゲットに関する追加情報を含むものであってもよい。
ユーザ１１０が、ＷＣＤ１００上に表示されたリストからターゲットを選択した場合に、これらの情報を入手できるようにしてもよい。考えられる追加情報の内容について以下後述する。さらに、ＷＣＤ１００の有効送信距離内で発見した様々な潜在的ターゲット装置から受信した情報を用いて、（緯度及び経度などの）絶対表現で、或いは（ターゲットから１５０メートル北などの）相対表現で、ＷＣＤ１００のおおよその位置を三角測量することができる。
【００７１】
Ｖ．建造物内での方向特定のための例示的な用途
本発明は、数多くの実際的な用途を有する。本発明の少なくとも１つの実施形態では、建造物内で現在位置とターゲットへの相対方向との両方を特定するためのシステムを開示する。
【００７２】
図１０は、建造物のフロア平面図１０００を含む図である。このフロア平面図は、高層オフィスビル、政府施設、教育施設等の中の任意の建造物フロア平面図を例示したものである。建造物１０００への客は、建造物内にある重要な目印の位置に気付かない可能性がある。例えば、建造物内の来訪者は、化粧室、会議室、主要受付エリア、エレベータ、車庫、及び最も重要なことには非常口がどこにあるかを知らない可能性がある。さらに来訪者は、特定の連絡担当者を何処で見つけることができるか知らない可能性がある。現在、来訪者は、標識と自らの記憶との組み合わせに依拠して行き先を判断する必要がある。しかしながら、多くの似た様に見える場所を備えた大きな施設では、上記の判断では、客又は来訪者はやはり迷子になる場合がある。
【００７３】
本発明は、この問題の解決に役立つことができる。建造物は、短距離通信を介して位置を示す情報を送信する様々な位置マーカ１０１０を含むことができる。位置マーカ１０１０は、前に示した短距離通信技術のうちの任意の技術を用いて、それ自体の識別情報の送信と、相対方向及び／又は相対位置のＤｏＡ特定との両方を行うことができる。例えば、ユーザ１１０は大きな複合商業施設内の来訪者であるとする。ユーザ１１０は、会議が開催されている会議室名、ユーザ１１０が会う予定にしている人物名のような何らかの関連情報を知ることができる。最初に、ユーザ１１０は、建造物１０００内で利用可能なターゲット（位置マーカ１０１０）の特定を支援するために、ＷＣＤ１００上で探索アプリケーションを作動させることができる。場合によっては、ＷＣＤ１００が建造物内部に存在することにより、探索プログラムに建造物の略図を無線でダウンロードよう促すことができる。この情報は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、ＷＬＡＮ、ＧＰＲＳ等のような通信媒体を用いて、無線アクセスポイントを介して入手することができる。探索プログラムは、選択した様々なターゲットの方向及び位置の測定において、この建造物の略図を用いることができる。そうでなければ、この探索アプリケーションは、上述したポインタ矢印表示などを用いて進むべき正しい方向を単純に示すことができる。例えば、セキュリティ又は業務上の理由で、位置又はサービス関連情報への無許可のアクセスを防止するために、必要な鍵を有するＷＣＤ１００のみがアクセスできるように、位置マーカ１０１０が送信する情報を暗号化することができる。
【００７４】
ユーザ１１０が、最初に「化粧室」を選択した場合、ＷＣＤ１００は、最も近い化粧室への相対方向を示すことができる。その後、ユーザ１１０は会議室を選択するか、或いは会う予定の個人を選択して、その個人への相対方向を特定することができる。さらに、ターゲットを選択するステップは、その特定のターゲットについての追加情報を与えることができる。例えば会議室をターゲットとした場合、ＷＣＤ１００は、この会議室のフロア位置、現在この会議室を予約している従業員名、この会議室の使用予定、この会議室の最大収容人数、この会議室で利用可能なプレゼンテーション用設備等についての追加情報を得ることができる。個人の場合、その人物は、自分の机に信号発信器５００を取り付けられるか、及び／又はその人物自身が、（例えば、認識票に埋め込まれた）低電力信号発信器を有することができる。人物に関する情報は、その人物の名前、役職、オフィスの位置、及び場合によってはその人物を探しているあらゆる者に対するメッセージ（例えば、「本日は病欠」、「出張中」、「休暇中」、「会議中」等）を含むことができる。
【００７５】
さらに、ＷＣＤ１００において、特定の装置モードを自動的にトリガすることができる。例えば、建造物内で火災警報器が作動した場合、送信された送信信号は、ＷＣＤ１００における探索プログラムを自動的にトリガして、最も近くの検出された（位置マーカ１０１０によってマーキングされた）非常口を作動させ、選択し、及びこの出口へ向かう方向を示すようにすることができる。さらに、緊急事態の間に安全な状態でいる方法に関して指示する一般的な情報をこの信号で提供することができる。
【００７６】
図１１では、建造物のナビゲーションシステムにおける位置特定の例を開示する。ユーザ１１０は探索プログラムを実行して、ターゲットへ向かう相対方向とＷＣＤ１００の現在位置との両方を示すことができる。例えば、少なくとも３つの位置マーカ１０１０に関する位置の三角測量を通じてＷＣＤ１００の現在位置を概算することができる。図１１は、ユーザ１１０及び３つの位置マーカ１０１０に関して概算されたユーザ１１０の位置を示す図である。この位置は、例えばユーザ１１０が特定の位置マーカからある距離にいるというような、或いはこのユーザがある棟のあるフロアのある廊下にいるというような相対表現で提供することができる。これらの機能は、上述したようなＷＣＤ１００にダウンロードされた建造物の略図と共に使用することができる。
【００７７】
図１２は、本発明の少なくとも１つの実施形態による処理フロー図を示している。ステップ１２００において、ユーザは探索プログラムを作動させて、位置を示す送信信号を現在発信しているターゲットを求めて建物内を走査することができる。任意のステップ１２０４では、建造物の略図のような情報がＷＣＤ１００にとって入手可能となる場合、無線通信を介してこの略図をダウンロードすることができる。さらなるセキュリティ上の選択肢としてステップ１２０８では、ステップ１２１０で規定するように、ＷＣＤ１００が許可を受けている場合にのみ、建造物の略図内の発見した位置マーカ１０１０をＷＣＤ１００上にリスト表示することができる。ダウンロードされた情報を符号化することにより、ステップ１２０８における許可を実施することができ、その結果、例えば予め記憶された許可プログラムによってＷＣＤ１００が許可されていれば、上記情報を受信するＷＣＤ１００によってのみ該情報が使用可能となる。ＷＣＤ１００はまた、少なくとも３つの位置マーカ１０１０を検知すると共に、これらの情報をステップ１２２０において三角測量処理の中で使用することによって、自身の現在位置を推定することもできる。このおおよその位置情報もまた、ＷＣＤ１００上に表示することができる。その後ユーザ１１０は、ＷＣＤ１００上に示された、発見した位置マーカ１０１０の中から選択を行うことができ（ステップ１２３０）、ＷＣＤ１００は、自身の現在位置からこの位置マーカへ向かう相対方向を示すことができる。
【００７８】
VI．屋外環境における方向特定のための例示的な用途
本発明はまた、屋外における方向及び位置特定に容易に適用することもできる。図１３は、その一例を示す図である。このシナリオでは、ユーザ１１０は、（図１０と同様に）位置マーカ１０１０が存在する場所に進入する。しかしながら、これらのターゲットは、様々なサービスプロバイダに対する、及び一般市民の関心がある位置に対する方向探知を行うために、この区域全体にわたって様々な位置に設置されている。
【００７９】
図１３は、屋外の位置探知システムにおいて存在することができる位置マーカの例を示す図である。これらの位置マーカは、ユーザ１１０が探知したいと望む位置又は品物の近くに置くことができ、またこれらのユニットは外部電源に有線接続できるため、距離が延長された常時作動タイプの位置を示す送信信号発信器を含むことができる。この位置マーカは、個々の位置マーカの経度及び緯度などの絶対位置座標を含むことができる。この情報は、三角測量を通じてユーザ１１０の実際の位置を推定するために用いることができる。この現在位置は、ユーザ１１０が区域全体にわたって移動するにつれて更新することができる。
【００８０】
例えば、バス又は列車のような公共交通手段の駅に位置マーカを含めることができる。ユーザ１１０は外へ出て、送信距離内の全ての入手可能なターゲットに関する情報を収集する探索アプリケーションを作動させることができる。この情報の表示は、ユーザが区域全体にわたって移動するにつれて、定期的に更新することができる。ユーザが、ＷＣＤ１００のディスプレイ上でバス又は列車の駅を選択すると、駅又は停留所の住所、定期券料金、時刻表、次のバス／列車の到着時刻、遅延通報などの、これらの位置に関する追加情報を見ることができる。同様に、他の種類の位置インジケータに関しては他の情報を入手することができる。アクセスを許可済みの装置のみに制限するために、位置マーカが送信する情報は暗号化することができる。
【００８１】
小売店は、位置マーカ１０１０を通じて位置表示を実施できる実体の別の例である。図１３はレストラン及び生花店の例を含むが、本発明はこれらの種類の店舗に全く限定されるものではない。レストラン「Ｌｕｉｇｉ’ｓ」は、メニュー品目又は日替わり特別メニューに関する（位置情報以外の）追加情報を提供することができる。これらの情報は、ユーザ１１０がこの食事施設をひいきにするかどうかを判断する上で有用なものとなり得る。同様に生花店は、セールの一環として現在割り引きができる品目を含む追加情報を送信することができる。これらの情報は位置を示す送信信号の構成要素であり、ユーザが位置マーカ１０１０に関する更なる情報を見るための選択を行う時にＷＣＤ１００上で入手可能となる。
【００８２】
例示の屋外位置測定システムを介して、ユーザ１１０がイベント情報を入手できるようにもすることができる。ＷＣＤ１００は、映画館、劇場、競技場等における位置マーカから位置を示す送信信号を受信することができる。この送信信号はまた、イベントの予定、映画の上映時間、及び様々な作品のチケット価格を含むこともできる。ＷＣＤ１００が自身の現在位置から位置マーカ１０１０への相対方向を示すようにするには、ユーザ１１０は、ＷＣＤ１００上の上記位置マーカを選択するだけでよい。
【００８３】
一般的な緊急事態の場合には、緊急サービスを自動的に示すことができ、或いは個人的な緊急事態、事故等の場合には、ユーザ１１０が緊急サービスを選択することができる。一般的な緊急事態における探索アプリケーションの自動的な作動、及び特定の位置マーカ１０１０への方向指示は、災害管理局からの長距離又は短距離送信信号によりトリガすることができる。位置マーカ１０１０は、病院の救急室などの静止した位置、又はパトカーなどの動いている物体に設置することができる。本発明の１つの利点として、相対位置及び絶対位置の両方を表示することができ、動いている物体の追跡を可能にする点が挙げられる。現在位置に最も近いパトカーの現在位置を追跡する能力は、命に係わる状況では不可欠なものとなり得る。緊急サービスに関する位置マーカ１０１０は、位置関連情報、及び特定の緊急事態（火災、悪天候、テロ攻撃等）の処置に関する指示情報をさらに含むことができる。
【００８４】
図１４は、図１３のシステムによる例示的な処理フローを示す図である。ステップ１４００において、ユーザ１１０はＷＣＤ１００上で探索アプリケーションを作動させ、潜在的ターゲットを求めて隣接区域を走査する。潜在的ターゲットのリストがまとめられ、表示された（ステップ１４１０）後、ユーザ１１０は位置マーカ１０１０のうちの任意の位置マーカを選択して、これらのターゲットが、ターゲットを「支援する」位置に関連する追加情報を含んでいるかどうかを判定することができる。位置を示す送信信号に追加情報が含まれていれば、これらの追加情報は、ステップ１４３０においてユーザに表示されることになる。含まれていなければ、システムはステップ１４４０へ進み、ここで、例えば少なくとも３つの検知した位置マーカから決定される三角測量により、ＷＣＤ１００の現在位置を概算することができる。ステップ１４５０において、ユーザ１１０は、示された位置マーカ１０１０の中から選択を行って、相対方向が探索されたターゲットをＷＣＤ１００に示す。ステップ１４６０において、ＷＣＤ１００は、選択した位置マーカからの位置を示す送信信号をモニタし、処理することによって応答を行い、この位置マーカへ向かう相対方向を示す。
【００８５】
図１５は、角度に基づく三角測量を示す図である。位置マーカ（ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３）の座標（ｘ１，ｙ１）、（Ｘ２，ｙ２）、及び（Ｘ３，ｙ３）は先験的に既知であるものとする。α１２、α２３、及びα１３が測定される。次に、ＷＣＤ１００（ｘ，ｙ）の位置を計算することができる。装置が羅針盤を有する場合、２つの位置マーカの方向だけを測定すればよい。位置に加えて、本発明は装置の方向を解明することができる。この方向は相対表現で解明することができ、また位置マーカの緯度及び経度が既知である場合には、（北に対する）測地系でも解明することができる。
【００８６】
サービス位置に設置された位置マーカから直接受信される信号に基づく探知サービスに加えて、本発明の別の態様は以下の実施構成を含む。
【００８７】
・ユーザは、現在システムの動作範囲の外側にあるサービスについての情報も取得することができる。これは、少なくとも３つの方法で行われる。
【００８８】
１．位置マーカは、それ自体についての情報だけでなく、装置が信号を受信するにはまだ遠すぎる位置マーカを有する他の近隣サービスについての情報も同報通信する。また、位置マーカの位置を含む、地域の地図／建造物のフロア平面図情報を送信することもできる。
【００８９】
２．装置は、遠隔データベースから、例えばＧＰＲＳ、ＷＬＡＮ、又は何らか他の接続を通じて、ある特定の区域内のサービス情報、並びに地域の地図／建造物のフロア平面図、さらにこれらに位置マーカの位置を加えてダウンロードする。これらの情報は、タクシー及びバスなどの、動いている潜在的ターゲットの位置及びその他の情報を含むことができる。これらの情報は、ＧＰＳシステム又は何らかの他の位置測定システムを発信源とすることができる。
【００９０】
３．任意の固定サービス及びその他の潜在的ターゲットの情報、並びに地図及び建造物のフロア平面図を、ユーザ装置内にローカルに存在させることもできる。
【００９１】
・リスト又は地図からサービス又は位置を選択した後、位置マーカにより提供される、現在のユーザ位置とターゲット位置との間での位置及び方向を特定する能力を用いて、ユーザは、現在方向探知システムの動作範囲外にあると思われる場所を含む、（上述の３つの手段のいずれかなどによりユーザに知られている）区域内の任意のサービス位置へ向かうナビゲーション指示を受けることができる。
【００９２】
・上記ナビゲーション指示は、例えば、（実際のユーザの方向に従って方向が定められた）地図又はフロア平面図を示すことと、所望の行き先に到達するためにユーザが進むべき方向を示すポインタ矢印とによって与えられる。
【００９３】
・ターゲットの近くに到着した時に、ターゲットに位置マーカが備えられていれば、ユーザは、ターゲットに設置された位置マーカを用いることにより直接ターゲットへと案内される。
【００９４】
本発明は、ユーザにとっての数多くの要件を満たす能力により、現行の位置測定システムに対する改善を実現する。本発明により、ユーザは位置及び対象の両方を探知できるようになる。個人的な対象については、それが低電力による位置を示す送信信号発信器を含む場合には、短い送信距離内で位置測定することができる。場合によっては、無線メッセージ又はトランスポンダ信号を介して、これらの信号発信器を作動させることができる。さらに、無線メッセージを介して許可を要求した後に、別のユーザが所有又は制御する無線通信装置を位置測定することができる。本発明はまた、その位置が現在ユーザに知られているか、又は知られていないかに関わらず、ユーザがそれらの場所を探知できるようにする。ユーザは、所定の区域内で発見した全ての潜在的ターゲットのリストから選択を行うことができ、位置表示信号の一部として受信されるこれらのターゲットの各々に関する情報を見ることができる。本発明の少なくとも１つの実施形態によれば、無線通信装置は、相対位置と絶対位置との両方を示すことができるため、移動するターゲットを追跡することができる。別の有益な用途では、緊急事態により無線通信装置を自動的にトリガして、安全への道筋を示すことができる。これらの組み合わせた特徴の全ては、構造物の内外部双方で、選択されたターゲットへ向かう方向と、探索装置の現在位置との両方の特定を可能にする本発明の実施形態を用いて実施することができる。結果として、本発明は、公知の位置特定システムの現行の能力を超えることになる。
【００９５】
従って、当業者にとっては、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、上記の特徴に大小様々な変更を加えることができることは明らかであろう。本発明の外延及び範囲は、上述した例示的な実施形態のうちのいかなる実施形態によっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びその均等物によってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の少なくとも１つの実施形態を説明するために使用可能な、短距離から長距離までの例示的な無線通信環境を示す図である。
【図２】本発明の少なくとも１つの実施形態において使用可能な例示的な無線通信装置のモジュールの記述を示す図である。
【図３】図２において前述した無線通信装置の例示的な構造記述を示す図である。
【図４】方向及び／又は位置を特定するために現在用いられている位置探知システム及び方向システムの例示的な形態を示す図である。
【図５】本発明の少なくとも１つの実施形態による、アンテナアレイの形態の一体化された方向探知機能を含む例示的な無線通信装置を示す図である。
【図６】本発明の少なくとも１つの実施形態による、位置を示す送信信号を受信するために使用可能な方向探知機能についての例示的な構造記述を示す図である。
【図７】本発明の少なくとも１つの実施形態による、位置を示す送信信号を受信するための例示的なアンテナ配置及び別の構造記述を示す図である。
【図８】本発明の少なくとも１つの実施形態による、例示的な位置を示す送信信号及び異なる送信方式を示す図である。
【図９】本発明の少なくとも１つの実施形態を作動させるために使用可能な処理のフロー図である。
【図１０】位置マーカを用いて建造物内の位置をマーキングする、本発明の例示的な用途を示す図である。
【図１１】図１０において説明した用途による、方向及び／又は位置探知の例を示す図である。
【図１２】図１０の例示的な用途を実行するための処理フロー図である。
【図１３】位置マーカ用いて屋外のターゲットをマーキングする、本発明の別の例示的な用途を示す図である。
【図１４】図１３の例示的な用途を実行するための処理フロー図である。
【図１５】角度に基づく三角測量を示する図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００  ＷＣＤ
３００  ホストプロセッサ
６１０  アンテナ制御スイッチ
７００  アンテナ構成
７１０  アンテナ構成
７２０  従来のＢＴＬＥＥ受信器
７３０  専用ＤｏＡ受信器
【図１】
2009527757.tif 000007
【図２】
2009527757.tif 000008
【図３】
2009527757.tif 000009
【図４】
2009527757.tif 000010
【図５】
2009527757.tif 000011
【図６】
2009527757.tif 000012
【図７】
2009527757.tif 000013
【図８】
2009527757.tif 000014
【図９】
2009527757.tif 000015
【図１０】
2009527757.tif 000016
【図１１】
2009527757.tif 000017
【図１２】
2009527757.tif 000018
【図１３】
2009527757.tif 000019
【図１４】
2009527757.tif 000020
【図１５】
2009527757.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月21日(2008.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探索装置の送信距離内にあるターゲットから送信信号を受信するステップと、
送信信号を受信した送信元のターゲットのリストを前記探索装置上に表示するステップと、
所望のターゲットが前記ターゲットのリストから漏れている場合、前記所望のターゲットが前記ターゲットリストに現れることができるように、前記所望のターゲットにおいて送信信号を作動させるための、或いは送信信号の性質を変えるための無線要求メッセージを前記探索装置から送信するステップと、
前記探索装置上で、前記ターゲットリストからターゲットを選択するステップと、
前記探索装置上に、該探索装置の現在位置と関連して前記選択したターゲットへ向かう前記相対方向を示すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ターゲットからの前記送信信号は無線通信を介して受信される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送信信号は、少なくともターゲットの識別情報と、該送信信号の到来方向を特定するために用いられる情報とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記送信信号は、ターゲットの位置とは別にターゲットに関する特定の情報を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記装置が前記探索装置上で選択された場合、前記ターゲットに関する前記特定の情報が表示される、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットにおいて送信信号を遠隔的に作動させるか、或いは前記所望のターゲットにおいて送信信号の性質を遠隔的に変えるために無線通信を介して送信される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットの所有者が、該ターゲットを位置測定することに対して許可を与えることを要求するために無線通信を介して送信され、この要求が受け入れられれば、この結果、前記所望のターゲットにおける送信信号の作動、或いは該所望のターゲットの前記送信信号の性質の変更が行われる、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ターゲットと関連して前記探索装置の現在位置を表示するステップ、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数のアンテナを備えたアンテナアレイと、
前記アンテナアレイ内の前記複数のアンテナの各々を選択するように構成された切り替え装置と、
前記アンテナアレイから送信情報を受信するように構成された受信器と、
前記受信した送信情報に基づいて発信源の識別情報を特定すると共に、該発信源の識別情報に基づいてターゲットのリストを装置のディスプレイ上に表示するように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、到来方向の計算を用いて、ターゲットへ向かう前記相対方向をさらに特定し、該相対方向を前記装置のディスプレイ上に表示するように構成された、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記アンテナアレイは前記装置内部に組み込まれる、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記アンテナアレイは、決定可能な方向で前記装置に着脱可能に取り付けることができる、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記切り替え装置は、前記アンテナアレイ内の前記複数のアンテナ間で高速で切り替えを行う、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記受信器は、前記ターゲットの識別情報を受信するための第１の受信器と、前記到来方向の計算を処理するための少なくとも第２の受信器とを含む２又はそれ以上の別個の受信器で構成される、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置は、長距離通信、短距離通信、及び近距離通信のうちの少なくとも１つが可能な無線通信装置である、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、オーディオ及びビデオ情報を送受信することができる、
ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
ＵＨＦ  ＲＦＩＤリーダをさらに備え、該ＵＨＦ  ＲＦＩＤリーダは、ターゲットにおける前記送信信号の作動をトリガするために用いられる、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１７】
コンピュータで読み取り可能なプログラムコードを内蔵する、コンピュータで読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、
探索装置の送信距離内にあるターゲットから送信信号を受信するように構成された、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
送信信号を受信した送信元のターゲットのリストを前記探索装置上に表示するための、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
所望のターゲットが前記ターゲットのリストから漏れている場合、前記所望のターゲットが前記ターゲットリストに現れることができるように、前記所望のターゲットにおいて送信信号を作動させるための、或いは送信信号の性質を変えるための無線要求メッセージを前記探索装置から送信するように構成された、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
前記探索装置上で、前記ターゲットリストからターゲットを選択するように構成された、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
前記探索装置上に、該探索装置の現在位置と関連して前記選択したターゲットへ向かう前記相対方向を示すように構成された、コンピュータで読み取り可能なプログラムコードと、
を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
前記送信信号は、少なくともターゲットの識別情報と、該送信信号の到来方向を特定するために用いられる情報とを含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
前記送信信号は、ターゲットの位置とは別にターゲットに関する特定の情報を含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
前記装置が前記探索装置上で選択された場合、前記ターゲットに関する前記特定の情報が表示される、
ことを特徴とする請求項１９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２１】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットにおいて送信信号を遠隔的に作動させるか、或いは前記所望のターゲットにおいて送信信号の性質を遠隔的に変えるために無線通信を介して送信される、
ことを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２２】
前記要求メッセージは、前記所望のターゲットの所有者が、該ターゲットを位置測定することに対して許可を与えることを要求するために無線通信を介して送信され、この要求が受け入れられれば、この結果、前記所望のターゲットにおける送信信号の作動が行われる、
ことを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
前記ターゲットと関連して前記探索装置の現在位置を表示するステップ、
をさらに含む請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
ターゲットと、
探索装置と、
ユーザと、
を含み、
前記探索装置は、探索装置の送信距離内にある前記ターゲットから送信信号を受信し、
前記探索装置は、送信信号を受信した送信元の前記ターゲットのリストを前記探索装置上に表示し、
前記探索装置は、所望のターゲットが前記ターゲットのリストから漏れている場合、前記所望のターゲットが前記ターゲットリストに現れることができるように、前記所望のターゲットにおいて送信信号を作動させるための、或いは送信信号の性質を変えるための無線要求メッセージを前記探索装置から送信し、
前記ユーザは、前記探索装置上で、前記ターゲットリストからターゲットを選択し、
前記探索装置は、該探索装置の現在位置と関連して前記選択したターゲットへ向かう前記相対方向を示す、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２５】
無線通信を介して建造物の略図を受信するステップと、
前記探索装置上に、前記建造物の前記略図と共に、該探索装置の現在位置と関連して前記選択されたターゲットへ向かう前記相対方向を示すステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記送信信号は、少なくとも前記ターゲットの位置に関する情報を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記送信信号は、許可された装置によってのみアクセスされるように暗号化される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記送信信号は、少なくとも前記ターゲットの位置に関する情報を含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
前記送信信号は、許可された装置によってのみアクセスされるように暗号化される、
ことを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータプログラム。
【請求項３０】
前記探索装置の現在の方向を表示するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記切り替え装置は、前記コントローラにより信号情報を処理してターゲットへの相対方向を特定するために、該信号情報を前記アンテナアレイ内のアンテナから前記受信器へ順次供給する、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項３２】
探索装置の送信距離内にあるターゲットから送信信号を受信するための手段と、
送信信号を受信した送信元のターゲットのリストを前記探索装置上に表示するための手段と、
所望のターゲットが前記ターゲットのリストから漏れている場合、前記所望のターゲットが前記ターゲットリストに現れることができるように、前記所望のターゲットにおいて送信信号を作動させるための、或いは送信信号の性質を変えるための無線要求メッセージを前記探索装置から送信するための手段と、
前記探索装置上で、前記ターゲットリストからターゲットを選択するための手段と、
前記探索装置上に、該探索装置の現在位置と関連して前記選択したターゲットへ向かう前記相対方向を示すための手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2009527757.tif 000022
2009527757.tif 000023
2009527757.tif 000024
2009527757.tif 000025