(57)【要約】【課題】移動局での消費電力を抑えつつ、精度よく測位を行うことが可能な無線通信装置及び無線通信システムを提供する。【解決手段】第１の無線信号を受信する受信部と、前記第１の無線信号が前記受信部に受信されてから設定時間が経過した後に第２の無線信号を送信する送信部と、前記受信部により受信された前記第１の無線信号の信号強度が高くなるほど、前記設定時間の第１の時間長を短く設定する設定部と、を備える、無線通信装置を提供する。【選択図】図１１
2019134302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線信号を受信する受信部と、
前記第１の無線信号が前記受信部に受信されてから設定時間が経過した後に第２の無線信号を送信する送信部と、
前記受信部により受信された前記第１の無線信号の信号強度が高くなるほど、前記設定時間の第１の時間長を短く設定する設定部と、
を備える、
無線通信装置。
【請求項２】
前記設定部により設定される前記第１の時間長は、前記第１の無線信号の信号強度との和又は積が一定となる関係にある、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線通信装置は、所定の位置に固定されて設置される固定局である、請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第２の無線信号は、移動局に送信され、且つ、当該移動局の測位に用いられる、請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記設定部は、受信した前記第１の無線信号に含まれる、送信した前記第２の無線信号の前記移動局での受信記録に基づいて、前記第２の無線信号の受信からの経過時間が短くなるほど、前記設定時間の第２の時間長を長く設定する、請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記設定部により設定される前記第２の時間長は、前記第２の無線信号の受信からの経過時間との和又は積が一定となる関係にある、請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記受信記録は、前記無線通信装置の識別情報と、前記移動局における前記第２の無線信号の受信時刻の情報とを含む、請求項５又は６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを含む無線通信システムであって、
前記第１の無線通信装置は、
前記第２の無線通信装置から送信された第１の無線信号を受信する受信部と、
前記第１の無線信号が前記受信部に受信されてから設定時間が経過した後に第２の無線信号を前記第２の無線通信装置に送信する送信部と、
前記受信部により受信された前記第１の無線信号の信号強度が高くなるほど、前記設定時間の第１の時間長を短く設定する設定部と、
を有する、
無線通信システム。
【請求項９】
前記設定部により設定される前記第１の時間長は、前記第１の無線信号の信号強度との和又は積が一定となる関係にある、請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
複数の前記第１の無線通信装置を含む、請求項８又は９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記第２の無線通信装置は、
１つの前記第２の無線信号を受信した後に、所定の時間長の経過後、前記第２の無線信号の受信を停止するスリープ状態に設定される、
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記第１の無線通信装置は、所定の位置に固定されて設置される固定局であり、
前記第２の無線通信装置は、移動する移動局である、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記第２の無線通信装置は、複数の前記第２の無線信号の信号強度に基づいて、自身の位置を測位する、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記設定部は、受信した前記第１の無線信号に含まれる、送信した前記第２の無線信号の前記第２の無線通信装置での受信記録に基づいて、前記第２の無線信号の受信からの経過時間が短くなるほど、前記設定時間の第２の時間長を長く設定する、
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記設定部により設定される前記第２の時間長は、前記第２の無線信号の受信からの経過時間との和又は積が一定となる関係にある、請求項１４に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記受信記録は、前記第１の無線通信装置の識別情報と、前記第２の無線通信装置における前記第２の無線信号の受信時刻の情報とを含む、請求項１４又は１５に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近日、屋外における位置情報を取得する技術として、人工衛星から電波を受信することで位置を推定する全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が広く用いられている。ただし、ＧＰＳの電波が届かない屋内においては測位が困難となるため、屋内における測位技術としては、ビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）等の電波を利用した測位方法が用いられている。例えば、上位測位方法は、屋内の各所に設置された複数の固定局から定期的に発信されるビーコン電波や、無線ＬＡＮの複数のアクセスポイントから受信した電波を携帯端末等の移動局で受信し、受信した電波の電波強度に基づいて、固定局と移動局との距離を推定する。さらに、１つの移動局において、３つ以上の固定局からの距離が得られた場合には、当該移動局の位置を推定することができる。
【０００３】
上記移動局に対しては、安価な、低スペックのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で構成されることが望まれ、さらには、消費電力を抑えることが望まれている。従って、このような状況においては、移動局は、測位処理に時間がかかるようになることから、単位時間あたりに複数の固定局からの複数の電波を受信することができる場合であっても、１つずつ電波を受信し、処理を行うこととなる。
【０００４】
ここで、移動局での測位の精度を向上させるためには、測位処理を行う際に用いる電波として、電波強度が高い電波を選択することが有効である。ただし、どの固定局からの電波の電波強度が高いか否かは、移動局で電波を受信するまでわからないため、移動局は、複数の電波を受信するまで一定時間だけを受信待ちし、複数の電波を受信した後に、１つの電波を選択し、処理を行うこととなる。
【０００５】
下記特許文献１及び下記特許文献２には、無線通信システムの一例が開示されている。詳細には、下記特許文献１には、アクセスカテゴリの優先度が高いほど（電波強度が低いほど）、コンテンションウィンドウを小さくする無線通信システムが開示されている。また、下記特許文献２には、通信の品質基準に応じて、コンテンションウィンドウの大きさを変化させる無線通信システム（ネットワーク）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２３３０２０号公報
【特許文献２】特表２０１５−５１７２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先に説明したように、どの電波の電波強度が高いか否かは、電波を受信するまでわからないことから、移動局は、複数の電波を受信するまで一定時間を受信待ちする。従って、移動局においては、測位の精度を高めるために、実際の測位処理に用いることない電波であっても当該電波を受信するために一定時間だけ受信待ちを行うことから、消費電力を抑えることが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、移動局での消費電力を抑えつつ、精度よく測位を行うことが可能な、新規且つ改良された無線通信装置及び無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１の無線信号を受信する受信部と、前記第１の無線信号が前記受信部に受信されてから設定時間が経過した後に第２の無線信号を送信する送信部と、前記受信部により受信された前記第１の無線信号の信号強度が高くなるほど、前記設定時間の第１の時間長を短く設定する設定部と、を備える、無線通信装置が提供される。
【００１０】
前記設定部により設定される前記第１の時間長は、前記第１の無線信号の信号強度との和又は積が一定となる関係にあってもよい。
【００１１】
前記無線通信装置は、所定の位置に固定されて設置される固定局であってもよい。
【００１２】
前記第２の無線信号は、移動局に送信され、且つ、当該移動局の測位に用いられてもよい。
【００１３】
前記設定部は、受信した前記第１の無線信号に含まれる、送信した前記第２の無線信号の前記移動局での受信記録に基づいて、前記第２の無線信号の受信からの経過時間が短くなるほど、前記設定時間の第２の時間長を長く設定してもよい。
【００１４】
前記設定部により設定される前記第２の時間長は、前記第２の無線信号の受信からの経過時間との和又は積が一定となる関係にあってもよい。
【００１５】
前記受信記録は、前記無線通信装置の識別情報と、前記移動局における前記第２の無線信号の受信時刻の情報とを含んでいてもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを含む無線通信システムであって、前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置から送信された第１の無線信号を受信する受信部と、前記第１の無線信号が前記受信部に受信されてから設定時間が経過した後に第２の無線信号を前記第２の無線通信装置に送信する送信部と、前記受信部により受信された前記第１の無線信号の信号強度が高くなるほど、前記設定時間の第１の時間長を短く設定する設定部と、を有する、無線通信システムが提供される。
【００１７】
前記設定部により設定される前記第１の時間長は、前記第１の無線信号の信号強度との和又は積が一定となる関係にあってもよい。
【００１８】
前記無線通信システムは、複数の前記第１の無線通信装置を含んでもよい。
【００１９】
前記第２の無線通信装置は、１つの前記第２の無線信号を受信した後に、所定の時間長の経過後、前記第２の無線信号の受信を停止するスリープ状態に設定されてもよい。
【００２０】
前記第１の無線通信装置は、所定の位置に固定されて設置される固定局であり、前記第２の無線通信装置は、移動する移動局であってもよい。
【００２１】
前記第２の無線通信装置は、複数の前記第２の無線信号の信号強度に基づいて、自身の位置を測位してもよい。
【００２２】
前記設定部は、受信した前記第１の無線信号に含まれる、送信した前記第２の無線信号の前記第２の無線通信装置での受信記録に基づいて、前記第２の無線信号の受信からの経過時間が短くなるほど、前記設定時間の第２の時間長を長く設定してもよい。
【００２３】
前記設定部により設定される前記第２の時間長は、前記第２の無線信号の受信からの経過時間との和又は積が一定となる関係にあってもよい。
【００２４】
前記受信記録は、前記第１の無線通信装置の識別情報と、前記第２の無線通信装置における前記第２の無線信号の受信時刻の情報とを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明によれば、移動局での消費電力を抑えつつ、精度よく測位を行うことが可能な、無線通信装置及び無線通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る測位システム１０の概要を説明するための説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る測位システム１０における測位方法を説明するための説明図である。
【図３】、本発明の実施形態における、受信した定期ビーコン信号５００ａの信号強度と距離推定の精度との関係を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るターゲットノード２００の動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るアンカーノード１００の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るターゲットノード２００の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る測位方法のシーケンス図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るアンカーノード１００で行われる測位方法のフローチャート図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係るターゲットノード２００で行われる測位方法のフローチャート図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の実施例１における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との位置関係の一例を説明する説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の実施例１における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の実施例２における、アンカーノード１００ｂとターゲットノード２００との動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との位置関係の一例を説明する説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るアンカーノード１００及びターゲットノード２００である無線通信装置９００のハードウェア構成例を示したブロック図である。
【図１６】比較例に係るターゲットノード６００の動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２８】
また、本明細書及び図面において、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
【００２９】
＜＜測位システム１０の概要について＞＞
＜測位システム１０の概要構成＞
まずは、図１を参照して、本発明の実施形態に係る測位システム（無線通信システム）１０の概要を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る測位システム１０の概要を説明するための説明図である。
【００３０】
以下に説明する本発明の実施形態は、電波を用いて屋内４００等に位置する人物３００の位置を、信号（電波）を用いて推定する測位システム１０に関するものである。詳細には、図１に示すように、例えば、屋内４００内に人物３００が存在し、当該人物３００は、スマートフォン、携帯電話等からなるターゲットノード（移動局）（第２の無線通信装置）２００を携帯しているものとする。また、屋内４００には、複数のビーコン装置等からなるアンカーノード１００（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）（第１の無線通信装置）が設けられている。さらに、測位システム１０は、上述のアンカーノード１００及びターゲットノード２００を含み、これらが無線通信により接続されている。
【００３１】
なお、以下の説明においては、アンカーノード１００から定期的にターゲットノード２００に送信されるビーコン信号５００を定期ビーコン信号（第２の無線信号）５００ａと呼び、定期ビーコン信号５００ａには、対応するアンカーノード１００の位置情報が含まれる。また、以下の説明においては、ターゲットノード２００が送信する、ターゲットノード２００の測位結果が含まれたビーコン信号５００を情報ビーコン信号（第１の無線信号）５００ｂと呼ぶ。
【００３２】
また、人物３００は、ターゲットノード２００を携帯して移動することにより、測位される対象である移動体（移動ノード）となる。なお、ターゲットノード２００が人物３００に携帯される場合、ターゲットノード２００及び人物の双方が移動体の概念に包含される。以下に、測位システム１０に含まれるアンカーノード１００及びターゲットノード２００の概要について説明する。
【００３３】
（アンカーノード１００）
アンカーノード１００は、所定の位置に固定して設置されたビーコン装置等の固定ノード（固定局）であり、ターゲットノード２００の位置の測位を行う際に、ターゲットノード２００に対して、アンカーノード１００の位置情報が含まれている定期ビーコン信号５００ａを送信することができる無線通信装置である。さらに、アンカーノード１００は、ターゲットノード２００からの情報ビーコン信号５００ｂを受信することもできる。従って、アンカーノード１００は、その位置の座標（世界座標系における位置座標又は相対座標）が予めわかっているものとする。具体的には、アンカーノード１００は、近傍のターゲットノード２００と無線通信ができる通信部１１０（図５  参照）を有する。なお、本発明の実施形態においては、通信部１１０は、例えば、汎用的な周波数である２．４ＧＨｚ帯の周波数を持つ定期ビーコン信号５００ａ及び情報ビーコン信号５００ｂを送受信することができるが、本実施形態においては、通信部１１０が利用する信号５００ａ、５００ｂの周波数は限定されるものではなく、任意の周波数の信号を用いることができる。なお、アンカーノード１００の詳細構成については後述する。
【００３４】
また、本実施形態においては、アンカーノード１００の設置場所は限定されるものではなく、例えば天井に設置されてもよいし、屋内及び屋外のいずれに設置されてもよい。ただし、アンカーノード１００が設置する場所によって、アンカーノード１００とターゲットノード２００との間の距離を算出する際に用いる計算式が異なることとなる。
【００３５】
（ターゲットノード２００）
ターゲットノード２００は、測位対象となる移動ノードとしての無線通信装置であり、近傍のアンカーノード１００と無線通信ができる通信部２１０（図６  参照）を有する。なお、本実施形態においては、通信部２１０は、例えば、汎用的な周波数である２．４ＧＨｚ帯の周波数を持つ定期ビーコン信号５００ａ及び情報ビーコン信号５００ｂを送受信することができる。しかしながら、本実施形態においては、通信部２１０が利用する信号５００ａ、５００ｂの周波数は限定されるものではなく、通信部２１０は任意の周波数を持つ信号を用いてもよい。
【００３６】
また、ターゲットノード２００が人物３００に携帯される場合、ターゲットノード２００の位置は人物３００の位置と等しいとみなすことができるため、ターゲットノード２００は、人物３００の位置を測位することが可能である。また、ターゲットノード２００は、スマートフォン、携帯端末、又はウェアラブル端末等であってもよい。なお、ターゲットノード２００の詳細構成については後述する。
【００３７】
上記測位システム１０は、１つ又は複数のターゲットノード２００と複数のアンカーノード１００を含み、例えば、工場、オフィス、病院等における各人物３００の位置をリアルタイムに推定する際に用いることができる。なお、以下の説明では、ターゲットノード２００を携帯する人物３００の測位を目的とするシステムであるとして説明するが、本発明の実施形態に係る測位システム１０は、これに限定されるものではなく、ターゲットノード２００と一体となった物体（例えば、部品、装置や自立歩行型ロボット等）を測位する際にも用いることができる。
【００３８】
＜測位システム１０の動作概要＞
次に、上述した測位システム１０における、ターゲットノード２００の測位の動作を、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態に係る測位システム１０における測位方法を説明するための説明図である。
【００３９】
図２に示すように、アンカーノード１００から送信される定期ビーコン信号５００ａには、対応するアンカーノード１００ｎの位置座標(ｘｎ、ｙｎ)の情報が含まれている。ターゲットノード２００は、定期ビーコン信号５００ａを受信すると、アンカーノード１００ｎの位置座標の情報とともに、当該定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐｎを取得する。なお、上述の位置座標は、世界座標系による絶対的位置座標であってもよく、予め設定された基準点からの相対的位置座標であってもよい。
【００４０】
定期ビーコン信号５００ａを受信したターゲットノード２００は、取得した信号強度Ｐｎを用いて、自身からアンカーノード１００ｎまでの距離ｒｎを電波伝搬における実験的な統計結果に基づく下記数式（１）により推定することができる。
【００４１】
【数１】
2019134302.tif 000003
【００４２】
また、ターゲットノード２００は、複数のアンカーノード１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｎからそれぞれ定期ビーコン信号５００ａを受信することにより、各アンカーノード１００の位置座標(ｘｎ、ｙｎ)と、定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐｎを取得することができる。そして、上述と同様に、ターゲットノード２００は、各定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐｎに基づき、各アンカーノード１００からの距離ｒｎを推定することができる。
【００４３】
そして、ターゲットノード２００は、各アンカーノード１００の位置座標位置座標(ｘｎ、ｙｎ)を中心とする、半径ｒｎを持つ円の上に存在することを推定することができる。従って、ターゲットノード２００は、十分に短い時間内においてこれまで取得した、複数のアンカーノード１００の位置座標(ｘｎ、ｙｎ)と、推定した距離ｒｎを用いることにより、自身の位置を推定することができる。例えば、３つのアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを用いることにより、ターゲットノード２００は、三点測位の技術を用いて自身の位置を推定することができる。なお、ターゲットノード２００は、定期ビーコン信号５００ａを受信した時刻により重み付けした後に、位置の推定を行うことにより、直近に取得した定期ビーコン信号５００ａによる情報を位置の推定の際により多く反映させるようにすることで、位置推定の精度を高めることもできる。
【００４４】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る測位システム１０によれば、複数のアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを受信することにより、ターゲットノード２００は、自身の位置を推定することができる。
【００４５】
実際には、上記測位システム１０においては、受信した定期ビーコン信号５００ａの信号強度により、位置の推定の精度（詳細には、距離の推定の精度）が変化する。そこで、以下に、受信した定期ビーコン信号５００ａの信号強度と距離推定の精度との関係について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態における、受信した定期ビーコン信号５００ａの信号強度と距離推定の精度との関係を説明する説明図である。詳細には、図３は、様々な信号強度Ｐを持つターゲットノード２００で受信した定期ビーコン信号５００ａにおける、推定されたターゲットノード２００からアンカーノード１００までの距離ｒと、これらを統計的に処理することにより得られた確率密度との関係図である。
【００４６】
図３に示すように、ターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐが高くなるほど、ターゲットノード２００からアンカーノード１００までの距離ｒは短くなる。さらに、確率密度を検討すると、ターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐが高いほど、距離ｒが存在するとされる範囲は狭くなる（図３中の左右方向の広がりの幅に対応する）。一方、ターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐが低いほど、ターゲットノード２００からアンカーノード１００までの距離ｒは長くなる。さらに、上述と同様に確率密度を検討すると、ターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐが低いほど、距離ｒが存在するとされる範囲は広くなる（図３中の左右方向の広がりの幅に対応する）。
【００４７】
すなわち、信号強度Ｐが高いと、距離ｒが存在するとされる範囲が狭くなるということは、ターゲットノード２００が位置する距離の範囲をより限定することができることであることから、より精度よく距離ｒを推定することができることを意味する。一方、信号強度Ｐが低いと、距離ｒが存在するとされる範囲が広くなるということは、ターゲットノード２００が位置する距離の範囲をより限定することが難しいことであることから、より精度よく距離ｒを推定することが難しいことを意味する。従って、ターゲットノード２００の位置を推定する際には、精度の向上に貢献できるため、より信号強度Ｐの高い定期ビーコン信号５００ａを受信することが好ましい。言い換えると、ターゲットノード２００は、信号強度のＰの高い定期ビーコン信号５００ａを信号強度Ｐの低い定期ビーコン信号５００ａに比べて優先的に受信することが好ましい。
【００４８】
＜＜本発明の実施形態をなすに至った経緯＞＞
次に、本発明の実施形態の具体的な説明に先立ち、本発明者らが本発明の実施形態をなすに至った経緯について、図４及び図１６を参照して説明する。図４は、本発明の実施形態に係るターゲットノード２００の動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図であり、図１６は、比較例に係るターゲットノード６００の動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。ここで、比較例とは、本発明者らが本発明の実施形態をなす前に、検討を重ねていた測位システム及びそれに含まれるターゲットノード６００を意味する。
【００４９】
先に説明したように、ＧＰＳの電波が届かない屋内においては測位が困難となるため、屋内における測位技術としては、ビーコン信号５００（定期ビーコン信号５００ａ、上方ビーコン信号５００ｂ）を利用した測位システムを用いることができる。例えば、上記測位システムにおいては、複数のアンカーノード１００から定期的に発信される定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００（６００）で受信し、受信した定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐに基づいて、各アンカーノード１００とターゲットノード２００（６００）との間の距離ｒを推定する。さらに、１つのターゲットノード２００（６００）において、３つ以上のアンカーノード１００からの距離ｒが得られた場合には、三点測位法を用いてターゲットノード２００（６００）の位置を推定することができる。
【００５０】
上記ターゲットノード２００（６００）に対しては、先に説明したように、安価な、低スペックのＣＰＵを有していることが望まれ、さらには、消費電力を抑えることが望まれている。従って、ターゲットノード２００（６００）は、低スペックのＣＰＵを有していることから、測位処理には時間がかかることとなる。従って、ターゲットノード２００（６００）は、単位時間あたりに複数のアンカーノード１００からの複数の定期ビーコン信号５００ａを受信することができる場合であっても、１つずつ定期ビーコン信号５００ａを受信し、処理を行うこととなる。
【００５１】
このような状況において、ターゲットノード２００（６００）での測距の精度を向上させるためには、先に説明したように、処理を行う際に用いる定期ビーコン信号５００ａとして、信号強度Ｐが高い定期ビーコン信号５００ａを選択することは有効である。ただし、どのアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐが高いか否かは、ターゲットノード２００（６００）で定期ビーコン信号５００ａを受信するまでわからない。従って、図１６に示すように、比較例に係るターゲットノード６００においては、複数の定期ビーコン信号５００ａを受信するために、一定時間を受信待ちし、複数の定期ビーコン信号５００ａを受信した後に、信号強度Ｐの高い定期ビーコン信号５００ａを選択し、処理を行うこととなる。
【００５２】
さらに、図１６に示すように、比較例に係るターゲットノード６００は、複数の定期ビーコン信号５００ａを受信するまで、一定時間を受信待ち、その後、定期ビーコン信号５００ａの受信を停止するスリープ状態に切り替わることとなる。従って、比較例に係るターゲットノード６００においては、一定時間受信待ちを行うことから、言い換えると、定期ビーコン信号５００ａの受信を停止するスリープ状態を短くすることが難しいことから、消費電力を抑えることが難しい。
【００５３】
そこで、本発明者らは、このような状況を鑑みて、本発明の実施形態を創作するに至った。本発明の実施形態によれば、ターゲットノード２００での消費電力を抑えつつ、精度よく測位を行うことができる。詳細には、本発明の実施形態は、測距の精度の向上に効果的な信号強度Ｐの高い定期ビーコン信号５００ａを効率的にターゲットノード２００で受信することができ、それによって、ターゲットノード２００の消費電力を抑えることができる。より具体的には、図４に示すように、本発明の実施形態に係るターゲットノード２００は、単位時間に処理できる定期ビーコン信号５００ａの数が限定されている（少ない）ならば、測距の精度の向上に効果的な信号強度Ｐの高い定期ビーコン信号５００ａを優先的に受信する。さらに、本実施形態に係るターゲットノード２００は、１つの定期ビーコン信号５００ａを受信した後には、定期ビーコン信号５００ａの受信を停止するスリープ状態に切り替わる。従って、本実施形態に係るターゲットノード２００は、複数の定期ビーコン信号５００ａを受信するために長く受信待ちの状態を維持することがないことから、定期ビーコン信号５００ａの受信を停止するスリープ状態を長くすることが可能となり、消費電力を抑えることができる。以下に、本発明者らが創作した本発明の実施形態の詳細を順次説明する。
【００５４】
＜＜第１の実施形態＞＞
＜アンカーノード１００の詳細構成＞
まずは、本発明の第１の実施形態に係るアンカーノード１００の詳細構成について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係るアンカーノード１００の構成例を示すブロック図である。図５に示すように、本発明の第１の実施形態に係るアンカーノード１００は、通信部１１０と、制御部（設定部）１２０とを主に有する。さらに、当該アンカーノード１００においては、通信部１１０は、受信部１１２と、送信部１１４とを主に有する。以下に、当該アンカーノード１００の各機能ブロックについて説明する。
【００５５】
（通信部１１０）
通信部１１０は、アンカーノード１００とターゲットノード２００とを接続するインタフェースであり、ターゲットノード２００との間で信号をパケット通信する。図５に示すように、通信部１１０は、ターゲットノード２００からの情報ビーコン信号５００ｂを受信する受信部１１２と、当該受信部１１２が情報ビーコン信号５００ｂを受信してから所定の時間長を持つ設定時間Ｔが経過した後に、定期ビーコン信号５００ａを送信する送信部１１４とを有する。詳細には、受信部１１２は、パケット受信した情報ビーコン信号５００ｂに基づいて、当該情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐとして、例えば、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値を算出して、算出したＲＳＳＩ値を後述する制御部１２０へ出力する。また、送信部１１４は、後述する制御部１２０からの制御に従って、定期ビーコン信号５００ａをパケット送信する。先に説明したように、送信部１１４が送信する定期ビーコン信号５００ａは、対応するアンカーノード１００の識別情報（例えば、ＭＡＣアドレス（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｄｄｒｅｓｓ）、ＩＰアドレス（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ａｄｄｒｅｓｓ）、ホスト名等）とその位置情報（詳細には、アンカーノード１００の位置座標情報）を含むことができる。
【００５６】
（制御部１２０）
制御部１２０は、アンカーノード１００に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のハードウェアを用いて、アンカーノード１００の各機能部を制御する機能を有する。具体的には、制御部１２０は、受信部１１２により受信された情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐが高いことに応じて、送信部１１４が定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの時間、すなわち、当該受信部１１２が情報ビーコン信号５００ｂを受信してから定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの待ち時間（設定時間）Ｔの時間長を短く設定することができる。さらに、送信部１１４は、制御部１２０が設定した設定時間Ｔに基づき、定期ビーコン信号５００ａを送信する。
【００５７】
（記憶部１３０）
記憶部１３０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）装置等の記憶装置から実現され、アンカーノード１００の位置情報を格納する。また、記憶部１３０は、上述した制御部１２０が処理を実行するための様々なデータやプログラムを格納していてもよい。
【００５８】
＜ターゲットノード２００の詳細構成＞
以上、本実施形態に係るアンカーノード１００の詳細構成を説明した。次に、本発明の第１の実施形態に係るターゲットノード２００の構成について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の第１の実施形態に係るターゲットノード２００の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、本発明の第１の実施形態に係るターゲットノード２００は、通信部２１０と、制御部２２０と、算出部２３０とを主に有する。以下に、当該ターゲットノード２００の各機能ブロックについて説明する。
【００５９】
（通信部２１０）
通信部２１０は、アンカーノード１００とターゲットノード２００とを接続するインタフェースであり、アンカーノード１００との間で信号をパケット通信する。図６に示すように、通信部２１０は、アンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを受信する受信部２１２と、アンカーノード１００へ情報ビーコン信号５００ｂを送信する送信部２１４とを有する。詳細には、受信部２１２は、パケット受信した定期ビーコン信号５００ａに基づいて、当該定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐとして、ＲＳＳＩ値を算出して、算出したＲＳＳＩ値を後述する算出部２３０へ出力する。出力されたＲＳＳＩ値は、ターゲットノード２００の位置を測位する際に用いることができる。また、受信部２１２は、後述する制御部２２０からの制御に従って、１つの定期ビーコン信号５００ａを受信した後に、所定の時間長の間、定期ビーコン信号５００ａの受信を停止するスリープ状態に設定されることができる。さらに、送信部２１４は、制御部２２０からの制御に従って、情報ビーコン信号５００ｂをパケット送信する。なお、情報ビーコン信号５００ｂは、受信部２１２で受信した定期ビーコン信号５００ａの送信元であるアンカーノード１００の識別情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス等）と、受信した時刻の受信時刻情報等の受信記録とを含んでいてもよい。
【００６０】
（制御部２２０）
制御部２２０は、ターゲットノード２００に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等のハードウェアを用いて、ターゲットノード２００の各機能部を制御する機能を有する。具体的には、制御部２２０は、受信部２１２を、当該受信部２１２が１つの定期ビーコン信号５００ａを受信した後に、所定の時間長の間、定期ビーコン信号５００ａの受信を停止するスリープ状態に設定することができる。
【００６１】
（算出部２３０）
算出部２３０は、ターゲットノード２００に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等のハードウェアを用いて、ターゲットノード２００の位置を測位する機能を有する。具体的には、受信部２１２が受信した定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐと、当該定期ビーコン信号５００ａに対応するアンカーノード１００の位置情報とに基づいて、ターゲットノード２００の位置情報を算出する。なお、本実施形態においては、上記ＣＰＵは、低スペックのＣＰＵであってもよく、この場合、ターゲットノード２００の位置を短い時間の間で測位処理するための十分な計算リソースがないこととなる。
【００６２】
＜測位方法＞
以上、本実施形態に係るターゲットノード２００の詳細構成について説明した。次に、本実施形態に係る測位方法を、図７から図９を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る測位方法のシーケンス図である。図８は、本実施形態に係るアンカーノード１００で行われる測位方法のフローチャート図であり、図９は、本実施形態に係るターゲットノード２００で行われる測位方法のフローチャート図である。
【００６３】
（測位システム１０におけるシーケンス）
図７に示すように、本実施形態に係る測位システム１０における測位方法のシーケンスは、ステップＳ１００からステップＳ１０００までの複数のステップを含む。以下に、本実施形態に係るシーケンスの各ステップの詳細を説明する。なお、図７においては、２つのアンカーノード１００ａ、１００ｂが示されているが、実際には、測位システム１０においては、３つ以上のアンカーノード１００が存在するものとする。また、以下の説明においては、アンカーノード１００ｂは、アンカーノード１００ａに比べて、ターゲットノード２００から遠い位置のあるものとする。
【００６４】
−ステップＳ１００−
ターゲットノード２００は、アンカーノード１００ａ、１００ｂへ情報ビーコン信号５００ｂを送信する。より具体的には、ターゲットノード２００は、情報ビーコン信号５００ｂをブロードキャストにより一定間隔でアンカーノード１００ａ、１００ｂへ送信する。
【００６５】
−ステップＳ２００−
アンカーノード１００ａは、ターゲットノード２００からの情報ビーコン信号５００ｂを受信する。さらに、アンカーノード１００ａは、例えば、受信した情報ビーコン信号５００ｂに基づいて、当該情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐとして、ＲＳＳＩ値を算出する。
【００６６】
−ステップＳ３００−
アンカーノード１００ａは、受信された情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐが所定の値よりも高いことに応じて、定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの時間、すなわち、情報ビーコン信号５００ｂを受信してから定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの送信待ち時間（設定時間）Ｔの時間長を短く設定する。なお、この設定の詳細については、後述する。
【００６７】
−ステップＳ４００−
上述のステップＳ２００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６８】
−ステップＳ５００−
アンカーノード１００ｂが、アンカーノード１００ａに比べて、ターゲットノード２００から遠い場合には、アンカーノード１００ｂにおいては、受信された情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐが所定の値よりも低い又は同一となる。そこで、アンカーノード１００ｂは、定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの時間、すなわち、情報ビーコン信号５００ｂを受信してから定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの送信待ち時間（設定時間）Ｔの時間長を当初設定された時間長に維持するように設定する。
【００６９】
すなわち、アンカーノード１００ｂにおいては、受信された情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐは、アンカーノード１００ａと比べて低くなる。従って、アンカーノード１００ｂにおいては、送信待ち時間（設定時間）Ｔの時間長は、ステップＳ３００で設定されたアンカーノード１００ａの設定時間Ｔの時間長と比べて、長くなることとなる。
【００７０】
なお、本実施形態においては、アンカーノード１００ｂにおいては、受信された情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐは、アンカーノード１００ａと比べて低くなることから、信号強度Ｐに応じて、送信待ち時間（設定時間）Ｔの時間長を長くしてもよい。
【００７１】
−ステップＳ６００−
アンカーノード１００ａは、ステップＳ３００で設定された設定時間Ｔが経過した後に、定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００へ送信する。先に説明したように、定期ビーコン信号５００ａは、対応するアンカーノード１００ａの識別情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ホスト名等）とその位置情報（詳細には、アンカーノード１００の位置座標情報）とを含むことができる。なお、本実施形態においては、アンカーノード１００ａは、アンカーノード１００ｂに比べて設定時間Ｔが短いことから、定期ビーコン信号５００ａをアンカーノード１００ｂよりも先にターゲットノード２００に到着させることができる。
【００７２】
−ステップＳ７００−
ターゲットノード２００は、定期ビーコン信号５００ａを受信する。さらに、ターゲットノード２００は、受信した定期ビーコン信号５００ａに基づいて、当該定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐとして、ＲＳＳＩ値を算出する。
【００７３】
−ステップＳ８００−
ターゲットノード２００は、アンカーノード１００ａからの１つの定期ビーコン信号５００ａを受信した後に、所定の時間長の経過後、定期ビーコン信号５００ａの受信を停止するスリープ状態に切り替わる。
【００７４】
−ステップＳ９００−
上述のステップＳ６００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７５】
−ステップＳ１０００−
ターゲットノード２００は、受信した定期ビーコン信号５００ａの信号強度Ｐと、当該定期ビーコン信号５００ａに対応するアンカーノード１００の位置情報とに基づいて、ターゲットノード２００の位置情報（詳細には、距離）を算出する。
【００７６】
そして、本実施形態に係る測位システム１０は、上述のようなシーケンスを繰り返して、３つのアンカーノード１００からのターゲットノード２００の距離ｒが算出できた場合には、ターゲットノード２００の位置情報を取得するための測位処理を行うこととなる。
【００７７】
（アンカーノード１００で行われる測位方法）
次に、アンカーノード１００で行われる測位方法の詳細について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係るアンカーノード１００で行われる測位方法のフローチャート図である。詳細には、図８で示されるフローチャートは、ステップＳ２００、ステップＳ３００及びステップＳ６００を含み、これらステップは、図７に示されるステップＳ２００、ステップＳ３００及びステップＳ６００に対応する。以下に、本実施形態に係るアンカーノード１００の測位方法の各ステップの詳細を説明する。
【００７８】
−ステップＳ２００−
上述のステップＳ２００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７９】
−ステップＳ３００−
アンカーノード１００は、ターゲットノード２００から定期的に送られた情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐを測定する。そして、アンカーノード１００は、測定した信号強度Ｐに応じて、上記情報ビーコン信号５００ｂを受信してからターゲットノード２００へ定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの送信待ち時間（設定時間）ＴとしてコンテンションウィンドウＷ（第１の時間長）（図１１  参照）を算出する。アンカーノード１００は、測定した信号強度Ｐが高いほど（大きくなるほど）、コンテンションウィンドウＷが短くなるように算出する。例えば、アンカーノード１００は、以下の数式（２）を用いて、コンテンションウィンドウＷを算出する。
【００８０】
【数２】
2019134302.tif 000004
【００８１】
なお、数式（２）においては、ＷがコンテンションウィンドウＷであり、Ａが定数であり、Ｐが信号強度である。より詳細には、Ｐは、例えば、受信した情報ビーコン信号５００ｂのＲＳＳＩ値（ＲＳＳＩ値（ｄＢｍ）を電力値（Ｗ）に換算した値とする）であることができる。すなわち、数式（２）からわかるように、コンテンションウィンドウＷ（第１の時間長）は、受信した情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐ（詳細には、信号強度Ｐの絶対値）との積が一定（定数Ａ）となる関係にある。
【００８２】
なお、本実施形態においては、コンテンションウィンドウＷを算出する際の数式は、上記数式（２）に限定されるものではなく、受信した情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐが高くなるほど（大きくなるほど）、コンテンションウィンドウＷが小さく（短く）なる数式であれば、特に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、コンテンションウィンドウＷは、コンテンションウィンドウＷと信号強度Ｐとの和が一定（所定の定数）になるように設定されてもよい。
【００８３】
また、本実施形態においては、信号強度Ｐとともに、受信した情報ビーコン信号５００ｂの信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）や、ビットエラーレート（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）等の値を使用して、コンテンションウィンドウＷを算出してもよい。より具体的には、例えば、Ｓ／Ｎ比が低くなるほど、もしくは、ビットエラーレートが低くなるほど、コンテンションウィンドウＷを小さくするような数式を用いればよい。
【００８４】
そして、アンカーノード１００は、算出したコンテンションウィンドウＷに従って、設定時間Ｔを設定する。
【００８５】
−ステップＳ６００−
アンカーノード１００は、上述のステップＳ３００で設定された設定時間Ｔが経過した後に、ターゲットノード２００へ定期ビーコン信号５００ａを送信する。
【００８６】
本実施形態においては、ターゲットノード２００から近い位置にあるアンカーノード１００ほど、受信する情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐが高くなる。従って、受信した情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐが高いほど、コンテンションウィンドウＷが小さくなることから、ターゲットノード２００から近い位置にあるアンカーノード１００ほど、はやく定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００に送信することができる。その結果、ターゲットノード２００から近い位置にあるアンカーノード１００ほど、送信した定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００へ早く到達させることができる。
【００８７】
（ターゲットノード２００で行われる測位方法）
次に、ターゲットノード２００で行われる測位方法の詳細について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係るターゲットノード２００で行われる測位方法のフローチャート図である。詳細には、図９で示されるフローチャートは、ステップＳ１００、ステップＳ７００、ステップＳ８００、ステップＳ１００２及びステップＳ１００４を含み、これらステップは、図７に示されるステップＳ１００、ステップＳ７００、ステップＳ８００及びステップＳ１０００に対応する。以下に、本実施形態に係るターゲットノード２００の測位方法の各ステップの詳細を説明する。
【００８８】
−ステップＳ１００−
上述のステップＳ１００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８９】
−ステップＳ７００−
上述のステップＳ７００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９０】
−ステップＳ８００−
上述のステップＳ８００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９１】
−ステップＳ１００２−
上述のステップＳ１０００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９２】
−ステップＳ１００４−
ターゲットノード２００は、上述のステップＳ１００２でターゲットノード２００自身の測位ができたかどうかを判断する。測位ができた場合には、処理を終了し、測位ができなかった場合には、上述のステップＳ１００へ戻る。なお、ターゲットノード２００における測位方法の詳細は、上述したため、ここでは説明を省略する。
【００９３】
＜第１の実施形態に係る実施例＞
以上、第１の実施形態における測位方法の詳細について説明した。次に、具体的な実施例を示しながら、第１の実施形態に係る測位方法の例についてより具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、第１の実施形態に係る測位方法のあくまでも一例であって、第１の実施形態に係る測位方法が下記の例に限定されるものではない。
【００９４】
（実施例１）
まずは、１つのターゲットノード２００と、２つのアンカーノード１００（アンカーノード１００ａ、１００ｂ）を含む測位システム１０における測位に関する実施例を、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、本実施形態の実施例１における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との位置関係の一例を説明する説明図である。また、図１１は、本実施形態の実施例１における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【００９５】
本実施例１においては、図１０に示すように、ある時刻において、アンカーノード１００ａは、アンカーノード１００ｂに比べてターゲットノード２００に近い場所に存在しているものとする。なお、説明の便宜上、ターゲットノード２００の周囲には、２つのアンカーノード１００が存在するものとして説明するが、実際には、ターゲットノード２００の周囲には、３つ以上のアンカーノード１００が存在するものとする。
【００９６】
本実施例においては、図１１に示すように、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂは、いずれもターゲットノード２００から送信された情報ビーコン信号５００ｂを受信することができる。
【００９７】
しかしながら、アンカーノード１００ａはアンカーノード１００ｂに比べて、ターゲットノード２００に近い位置に存在するため、より高い信号強度（ＲＳＳＩ値）Ｐで情報ビーコン信号５００ｂを受信することができる。例えば、アンカーノード１００ａがターゲットノード２００からの情報ビーコン信号５００ｂを受信したときのＲＳＳＩ値が−３０ｄＢｍ（０．００１ｍＷ）であり、アンカーノード１００ｂがターゲットノード２００からの情報ビーコン信号５００ｂを受信したときのＲＳＳＩ値が−４０ｄＢｍ（０．０００１ｍＷ）であるものとする。
【００９８】
そこで、このような状況において、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂにおけるコンテンションウィンドウＷは、上記式（２）を用いて算出される。この際、例えば、式（２）における定数Ａを０．１とした場合、アンカーノード１００ａのコンテンションウィンドウＷａは、１００となり、アンカーノード１００ｂのコンテンションウィンドウＷｂは、１０００となる。従って、図１１に示すように、アンカーノード１００ａは、アンカーノード１００ｂに比べてコンテンションウィンドウＷが小さいことから、アンカーノード１００ｂに比べて早くターゲットノード２００に定期ビーコン信号５００ａを送信することができる。その結果、ターゲットノード２００は、アンカーノード１００ｂからの定期ビーコン信号５００ａに比べて、アンカーノード１００ａからの定期ビーコン信号５００ａを先に受信することができる。
【００９９】
ここで、先に説明したように、ターゲットノード２００において測位処理を行う際に用いる算出部２３０は、低スペックのＣＰＵであるものとする。従って、当該ターゲットノード２００は、例えば、１つの定期ビーコン信号５００ａを用いてしか処理を行うことができない。言い換えると、ターゲットノード２００は、複数の定期ビーコン信号５００ａを同時に処理することができない。そこで、図１１に示すように、ターゲットノード２００は、先に受信したアンカーノード１００ａからの定期ビーコン信号５００ａのみを用いて処理を実行することとなる。さらに、ターゲットノード２００は、処理を行った後に、定期ビーコン信号５００ａを受信しないスリープ状態に移行する。このようにすることで、ターゲットノード２００における消費電力を抑えることができる。
【０１００】
従って、図１１に示すように、ターゲットノード２００がスリープ状態にある際に、アンカーノード１００ｂから定期ビーコン信号５００ａが届くこととなるが、ターゲットノード２００は、スリープ状態にあることから、当該定期ビーコン信号５００ａを受信せず、さらに、当該定期ビーコン信号５００ａを用いて処理を行うこともない。また、本実施形態においては、ターゲットノード２００は、近くに位置するアンカーノード１００ａから定期ビーコン信号５００ａのみを受信して、処理を行うことから、信号強度Ｐの高い定期ビーコン信号５００ａを優先的に使用して処理を実行することができ、その結果、測距の精度を高めることができる。
【０１０１】
（実施例２）
次に、１つのターゲットノード２００と、ターゲットノード２００から遠い距離ｒに位置する１つのアンカーノード１００（アンカーノード１００ｂ）を含む測位システム１０における測位に関する実施例を、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態の実施例２における、アンカーノード１００ｂとターゲットノード２００との動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【０１０２】
本実施例２においては、ターゲットノード２００は、いずれかのアンカーノード１００から定期ビーコン信号５００ａが届くまで受信待ちを継続する。従って、図１２では、ターゲットノード２００は、アンカーノード１００ｂからの定期ビーコン信号５００ａが届くまで受信待ちの状態を継続し、アンカーノード１００ｂからの定期ビーコン信号５００ａが受信できた場合には、当該定期ビーコン信号５００ａを用いて処理を行うこととなる。ただし、図１２に示すように、本実施例においては、図１１に示す実施例１に比べて、ターゲットノード２００は、受信待ちの状態が長く、すなわち、スリープ状態にある時間が短くなるため、消費電力を効率的に抑えることはできない。従って、本実施例においては、ターゲットノード２００が受信する定期ビーコン信号強度（ＲＳＳＩ値）Ｐが低い場合には、ターゲットノード２００は、消費電力を抑えることよりも、精度良く測距を行うことを優先するように動作する。
【０１０３】
以上のように、本実施形態においては、アンカーノード１００は、ターゲットノード２００から送信された情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐを測定し、その信号強度Ｐが高いほどコンテンションウィンドウＷを小さくするようにすることで、より信号強度Ｐの高い定期ビーコン信号５００ａがターゲットノード２００で優先的に受信することができるようにした。そして、本実施形態においては、ターゲットノード２００が、優先的に信号強度Ｐが高い定期ビーコン信号５００ａを受信し、測距（測位）処理を行い、スリープ状態に移行することから、ターゲットノード２００での消費電力を抑えつつ、精度よく測距及び測位を行うことができる。さらに、本実施形態によれば、消費電力を抑えることができることから、ターゲットノード２００の動作時間を伸ばすことができる。
【０１０４】
＜＜第２の実施形態＞＞
上述した本発明の第１の実施形態においては、ターゲットノード２００から２つのアンカーノード１００までの距離ｒに差があった場合、近いアンカーノード１００ａからの定期ビーコン信号５００ａがターゲットノード２００へ優先的に送信されるようにしていた。
【０１０５】
しかしながら、実際には、本実施形態に係る測位システム１０においては、複数のアンカーノード１００がターゲットノード２００からみて同一の距離ｒに存在する場合がある。このような場合、第１の実施形態においては、上述のように算出したコンテンションウィンドウＷに従って、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂは定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００へ送信することとなる。その結果、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂからの２つの定期ビーコン信号５００ａは、同一タイミングでターゲットノード２００へ到達し、ターゲットノード２００において、信号処理の衝突が生じることとなる。その結果、ターゲットノード２００は、優先的に一方の定期ビーコン信号５００ａを処理することができないこととなる。
【０１０６】
そこで、本発明の第２の実施形態として、複数のアンカーノード１００がターゲットノード２００からみて同一の距離ｒに存在する場合であっても、ターゲットノード２００での消費電力を抑えつつ、精度よく測距及び測位を行うことができる実施形態を、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、本発明の第２の実施形態における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との位置関係の一例を説明する説明図である。また、図１４は、本実施形態における、アンカーノード１００ａ、１００ｂとターゲットノード２００との動作のタイムスケジュールの一例を説明するための説明図である。
【０１０７】
詳細には、本実施形態においては、図１３に示すように、ある時刻において、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂは、ターゲットノード２００から見て同一の距離ｒに存在しているものとする。なお、説明の便宜上、ターゲットノード２００の周囲には、２つのアンカーノード１００が存在するものとして説明するが、実際には、ターゲットノード２００の周囲には、３つ以上のアンカーノード１００が存在するものとする。
【０１０８】
なお、本実施形態においては、測位システム１０及び測位システム１０に含まれるアンカーノード１００及びターゲットノード２００の詳細構成は、図５及び図６に示す第１の実施形態に係るアンカーノード１００及びターゲットノード２００の詳細構成と共通であるため、ここでは共通する内容の説明を省略する。
【０１０９】
本実施形態においては、ターゲットノード２００が送信する情報ビーコン信号５００ｂに、ターゲットノード２００において前回受信した定期ビーコン信号５００ａの受信時刻と、当該定期ビーコン信号５００ａを送信したアンカーノード１００の識別情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス等）とを、互いに紐づけて受信記録として追加する。このような情報ビーコン信号５００ｂを用いることにより、本実施形態においては、特定のアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００で優先的に受信できるようにする。
【０１１０】
より具体的には、ターゲットノード２００は、ターゲットノード２００において前回受信した定期ビーコン信号５００ａの受信時刻と、当該定期ビーコン信号５００ａを送信したアンカーノード１００ｂの識別情報とを互いに紐づけて、受信記録として情報ビーコン信号５００ｂに追加する。例えば、図１４の左側に示される情報ビーコン信号５００ｂは、ターゲットノード２００における前回までの受信記録として、アンカーノード１００ｂの識別情報及びターゲットノード２００がアンカーノード１００ｂからの定期ビーコン信号５００ａを既に受信した際の受信時刻の情報を含んでいる。そして、図１４に示すように、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂは、上記識別情報及び受信時刻情報を含む情報ビーコン信号５００ｂを受信する。
【０１１１】
ところで、図１３に示すように、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂは、ターゲットノード２００から見て同一の距離ｒに存在している。従って、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂで受信された、上記識別情報及び受信時刻情報を含む情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐは同一であり、上述した第１の実施形態におけるコンテンションウィンドウＷの値も同一となることとなる。
【０１１２】
このような場合、第１の実施形態によるコンテンションウィンドウＷに従って、アンカーノード１００ａ及びアンカーノード１００ｂが定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００へ送信した場合には、両者からの信号は同一タイミングでターゲットノード２００へ到達する。その結果、ターゲットノード２００において、信号処理の衝突が生じることとなる。
【０１１３】
そこで、本実施形態においては、上記衝突を回避するために、上記情報ビーコン信号５００ｂを受信してからターゲットノード２００へ定期ビーコン信号５００ａを送信するまでの送信待ち時間（設定時間）Ｔとして、第１の実施形態に係るコンテンションウィンドウＷに、ペナルティコンテンションウィンドウ（第２の時間長）Ｗｐを追加した値を用いる。すなわち、以下の説明においては、上述のコンテンションウィンドウＷに追加される追加コンテンションウィンドウをペナルティコンテンションウィンドウＷｐと呼ぶ。従って、本実施形態においては、送信待ち時間（設定時間）Ｔは、以下の数式（３）で示すことができる。
【０１１４】
【数３】
2019134302.tif 000005
【０１１５】
そして、本実施形態においては、直近（前回）の処理においてターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａに係るアンカーノード１００ｂからのさらなる定期ビーコン信号５００ａの受信の優先順位を下げるために、以下のように処理を行う。詳細には、アンカーノード１００ｂは、送信待ち時間（設定時間）Ｔに含まれるペナルティコンテンションウィンドウＷｐｂを、アンカーノード１００ａにおける送信待ち時間（設定時間）Ｔに含まれるペナルティコンテンションウィンドウＷｐａに比べて長くするように、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐｂを算出する。このようなペナルティコンテンションウィンドウＷｐｂの算出は、情報ビーコン信号５００ｂに追加された、ターゲットノード２００において前回受信した定期ビーコン信号５００ａの受信時刻と、当該定期ビーコン信号５００ａを送信したアンカーノード１００ｂの識別情報とが互いに紐づけられて構成された受信記録を用いて行うことができる。
【０１１６】
本実施形態においては、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐは、例えば、下記の式（４）を用いて算出することができる。
【０１１７】
【数４】
2019134302.tif 000006
【０１１８】
数式（４）においては、Ｂが定数、Ｔ１が、アンカーノード１００がターゲットノード２００から情報ビーコン信号５００ｂを受信した時刻であり、Ｔ２が、当該情報ビーコン信号５００ｂに含まれる、ターゲットノード２００が該当するアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを受信した受信時刻である。すなわち、数式（４）からわかるように、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐ（第２の時間長）は、ターゲットノード２００での定期ビーコン信号５００ａの受信から、アンカーノード１００での情報ビーコン信号５００ｂの受信（現在）までの経過時間（Ｔ１−Ｔ２）との積が一定（定数Ｂ）となる関係にある。従って、上記数式（４）によれば、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐは、ターゲットノード２００での定期ビーコン信号５００ａの受信から、アンカーノード１００での情報ビーコン信号５００ｂの受信（現在）までの経過時間（Ｔ１−Ｔ２）が短いことに応じて、その時間長が長くなる。
【０１１９】
なお、本実施形態においては、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐを算出する際の数式は、上記数式（４）に限定されるものではなく、直近の処理においてターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａに係るアンカーノード１００からのさらなる定期ビーコン信号５００ａの受信の優先順位を下げるように、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐが大きくなる数式であれば、特に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐは、ペナルティコンテンションウィンドウＷｐと経過時間（Ｔ１−Ｔ２）との和が一定（所定の定数）になるように設定されてもよい。
【０１２０】
そして、上述のような数式（３）及び数式（４）を用いることにより、アンカーノード１００における送信待ち時間（設定時間）Ｔは、直近の処理においてターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａに係るアンカーノード１００ほど、長くなることとなる。従って、本実施形態においては、直近の処理においてターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａに係るアンカーノード１００ｂからのさらなる定期ビーコン信号５００ａの受信の優先順位を下がり、直近の処理においてターゲットノード２００で定期ビーコン信号５００ａが受信されていないアンカーノード１００ａからの定期ビーコン信号５００ａが優先的にターゲットノード２００で受信されることとなる。
【０１２１】
従って、本実施形態によれば、複数のアンカーノード１００がターゲットノード２００からみて同一の距離ｒに存在する場合であっても、ターゲットノード２００は、一方のアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを優先的に受信することができ、ターゲットノード２００において信号処理の衝突が生じることはない。また、本実施形態においては、ターゲットノード２００は、１つのアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを優先的に、且つ、継続的に受信するのではなく、複数のアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを順番で受信することができることから、ターゲットノード２００の測位を精度よく行うことができる。
【０１２２】
なお、図１４の右側に示す情報ビーコン信号５００ｂは、前回処理において、ターゲットノード２００でアンカーノード１００ａからの定期ビーコン信号５００ａが受信されたことを示す受信記録が含まれることとなる。従って、アンカーノード１００ａにおける送信待ち時間（設定時間）Ｔは、直近の処理において自身から送信した定期ビーコン信号５００ａがターゲットノード２００で受信されていることから、長くなる。一方、アンカーノード１００ｂにおける送信待ち時間（設定時間）Ｔは、直近の処理において自身から送信した定期ビーコン信号５００ａがターゲットノード２００で受信されていないことから、短くなる。その結果、本実施形態においては、直近の処理においてターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａに係るアンカーノード１００ａからのさらなる定期ビーコン信号５００ａの受信の優先順位を下がり、直近の処理においてターゲットノード２００で定期ビーコン信号５００ａが受信されていないアンカーノード１００ｂからの定期ビーコン信号５００ａが優先的にターゲットノード２００で受信されることとなる。
【０１２３】
すなわち、本実施形態においては、複数のアンカーノード１００がターゲットノード２００からみて同一の距離ｒに存在する場合であっても、ターゲットノード２００は、一方のアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを優先的に受信することができ、ターゲットノード２００において信号処理の衝突が生じることはない。また、本実施形態においては、ターゲットノード２００は、１つのアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを優先的に、且つ、継続的に受信するのではなく、複数のアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａを順番で受信することができることから、ターゲットノード２００の測位を精度よく行うことができる。
【０１２４】
なお、本実施形態においては、情報ビーコン信号５００ｂに含まれる受信記録は、前回、ターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａに係る１つの受信記録に限定されるものではなく、前回、前々回、前々々回にターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａに係る３つ以上の受信記録であってもよい。また、本実施形態においては、ターゲットノード２００で受信された定期ビーコン信号５００ａの情報、すなわち、どのアンカーノード１００からの定期ビーコン信号５００ａがどの時刻にターゲットノード２００で受信された旨の情報は、情報ビーコン信号５００ｂ以外の他の信号をターゲットノード２００とアンカーノード１００との間で送受信することにより、各アンカーノード１００に伝達してもよい。
【０１２５】
＜＜ハードウェア構成＞＞
以上、本発明の第１及び第２の実施形態について説明した。続いて、本発明の実施形態に係るハードウェア構成について説明する。上述した測位システム１０における測位方法は、ソフトウェアと、以下に説明するアンカーノード１００及びターゲットノード２００のハードウェアとの協働により実現される。
【０１２６】
図１５は、本発明の実施形態に係るアンカーノード１００及びターゲットノード２００である無線通信装置９００のハードウェア構成例を示したブロック図である。無線通信装置９００は、ＣＰＵ９０２と、ＲＯＭ９０４と、ＲＡＭ９０６と、を有する。また、無線通信装置９００は、入力部９０８と、出力部９１０と、ストレージ装置９１２と、ネットワークインタフェース９１４とを有する。以下に、当該無線通信装置９００の各ハードウェアブロックについて説明する。
【０１２７】
（ＣＰＵ９０２、ＲＯＭ９０４、ＲＡＭ９０６）
ＣＰＵ９０２は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従ってアンカーノード１００及びターゲットノード２００である無線通信装置９００内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ９０２は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ９０４は、ＣＰＵ９０２が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０６は、ＣＰＵ９０２の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバス９１６により相互に接続されている。ＣＰＵ９０２、ＲＯＭ９０４及びＲＡＭ９０６は、ソフトウェアとの協働により図５及び図６を参照して説明した、アンカーノード１００の制御部１２０及びターゲットノード２００の制御部２２０、算出部２３０の機能を実現し得る。
【０１２８】
（入力部９０８）
入力部９０８は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、センサ、スイッチおよびレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０２に出力する入力制御回路などから構成されている。ユーザは、当該入力部９０８を操作することにより、アンカーノード１００及びターゲットノード２００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【０１２９】
（出力部９１０）
出力部９１０は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、プロジェクター装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）装置およびランプなどの表示装置を含む。また、出力部９１０は、スピーカ及びヘッドホンなどの音声出力装置を含んでもよい。
【０１３０】
（ストレージ装置９１２）
ストレージ装置９１２は、データ格納用の装置である。ストレージ装置９１２は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置及び記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含んでもよい。ストレージ装置９１２は、例えば、ＨＤＤ又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔｒａｇｅ  Ｄｒｉｖｅ）、あるいは同等の機能を有するメモリ等で構成される。このストレージ装置９１２は、ストレージを駆動し、ＣＰＵ９０２が実行するプログラムや各種データを格納する。
【０１３１】
（ネットワークインタフェース９１４）
ネットワークインタフェース９１４は、例えば、ネットワークに接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。当該通信インタフェースは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の近距離無線通信インタフェースや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、または携帯通信網（ＬＴＥ、３Ｇ）等の通信インタフェースであることができる。また、ネットワークインタフェース９１４は、有線による通信を行う有線通信装置を含んでいてもよい。
【０１３２】
以上、本実施形態に係る本発明の実施形態に係るアンカーノード１００及びターゲットノード２００である無線通信装置９００のハードウェア構成例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。かかる構成は、実施する時々の技術レベルに応じて適宜変更されうる。
【０１３３】
＜＜まとめ＞＞
以上のように、上述の本発明の実施形態においては、アンカーノード１００は、ターゲットノード２００から送信された情報ビーコン信号５００ｂの信号強度Ｐを測定し、その信号強度Ｐが高いほどコンテンションウィンドウＷを小さくするようにすることで、より信号強度Ｐの高い定期ビーコン信号５００ａをターゲットノード２００で優先的に受信することができる。従って、本実施形態においては、ターゲットノード２００が、優先的に信号強度Ｐが高い定期ビーコン信号５００ａを受信し、処理を行い、すぐにスリープ状態に移行することができることから、ターゲットノード２００での消費電力を抑えつつ、精度よく測距及び測位を行うことができる。
【０１３４】
＜＜補足＞＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３５】
また、上述した各実施形態における動作又は処理は、必ずしも記載された順序に沿って動作又は処理されなくてもよい。例えば、各動作のステップは、適宜順序が変更されて処理されてもよい。また、各ステップは、時系列的に処理される代わりに、一部並列的に又は個別的に処理されてもよい。さらに、各ステップの動作方法又は処理方法についても、必ずしも記載された方法に沿って動作又は処理されなくてもよく、例えば、他の機能部によって他の方法で動作又は処理されていてもよい。
【０１３６】
さらに、上記の実施形態に係る動作又は処理の少なくとも一部は、コンピュータを機能させる情報処理プログラムとして、ソフトウェアで構成することが可能であり、ソフトウェアで構成する場合には、上記動作又は処理の少なくとも一部を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体に収納し、ターゲットノード２００等、もしくは、ターゲットノード２００等と接続された他の装置に読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。さらに、上記動作又は処理の少なくとも一部を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【符号の説明】
【０１３７】
１０    測位システム
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｎ    アンカーノード
１１０、２１０    通信部
１１２、２１２    受信部
１１４、２１４    送信部
１２０、２２０    制御部
１３０    記憶部
２００、６００    ターゲットノード
２３０    算出部
３００    人物
４００    屋内
５００    ビーコン信号
５００ａ    定期ビーコン信号
５００ｂ    情報ビーコン信号
９００    無線通信装置
９０２    ＣＰＵ
９０４    ＲＯＭ
９０６    ＲＡＭ
９０８    入力部
９１０    出力部
９１２    ストレージ装置
９１４    ネットワークインタフェース
９１６    ホストバス
Ｐ    信号強度
Ｔ    設定時間
Ｗ    コンテンションウィンドウ
Ｗｐ    ペナルティコンテンションウィンドウ
ｒ    距離
【図１】
2019134302.tif 000007
【図２】
2019134302.tif 000008
【図３】
2019134302.tif 000009
【図４】
2019134302.tif 000010
【図５】
2019134302.tif 000011
【図６】
2019134302.tif 000012
【図７】
2019134302.tif 000013
【図８】
2019134302.tif 000014
【図９】
2019134302.tif 000015
【図１０】
2019134302.tif 000016
【図１１】
2019134302.tif 000017
【図１２】
2019134302.tif 000018
【図１３】
2019134302.tif 000019
【図１４】
2019134302.tif 000020
【図１５】
2019134302.tif 000021
【図１６】
2019134302.tif 000022