(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のデバイス及び第２のデバイスを有し、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスは、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの距離を測定するために飛行時間に基づく距離の測定を行うシステムであって、前記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さ及び得られる飛行時間の測定回数のうち、少なくとも、前記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さが前記距離の測定に必要とされる精度のレベルに従って決定され、
前記距離の測定に必要とされる前記精度のレベルが、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの間の距離が所定の距離にどの程度近いかに従って決定される、当該システム。
【請求項２】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスは、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定する、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの間の距離が所定の距離に近くない場合よりも、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの間の距離が所定の距離に近い場合に、高いレベルの精度の前記距離の測定が行われる、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のデバイス及び／又は前記第２のデバイスが、更に、
前記飛行時間に基づく距離の測定を用いて得られる距離の測定の不確かさを見積もり、
ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒを評価し、ここで、ｄが距離の測定値であり、ｕが不確かさの見積もりであり、Ｒが所定の距離であり、
ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒのどちらでもない事象においてより高いレベルの精度が必要とされることを決定し、更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得し、
ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒの一方又は両方である事象における前記距離の測定値ｄを用いて、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに前記所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定する
請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが、更に、前記更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得した後、
前記１つ以上の飛行時間の測定及び前記更に１つ以上の飛行時間の測定から距離の測定値ｄ′を決定し、
前記距離の測定値ｄ′における不確かさｕ′を見積もり、
ｄ′＋ｕ′＜Ｒ及びｄ′−ｕ′＞Ｒを評価し、
ｄ′＋ｕ′＜Ｒ及びｄ′−ｕ′＞Ｒのどちらでもない事象においてより高いレベルの精度が必要とされることを決定し、更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得し、
ｄ′＋ｕ′＜Ｒ及びｄ′−ｕ′＞Ｒの一方又は両方である事象における前記距離の測定値ｄ′を用いて、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに前記所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定する
請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが、更に、前記飛行時間に基づく距離の測定の手続きを行う前に、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で送られる信号の受信信号強度を測定し、
前記受信信号強度を閾値と比較し、
前記受信信号強度が前記閾値を上回る場合に、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに前記所定の距離の範囲内に存在することを決定し、
前記受信信号強度が前記閾値未満である場合に、前記飛行時間に基づく距離の測定を行う、
請求項２ないし５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが、更に、前記飛行時間に基づく距離の測定を用いて前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに前記所定の距離の範囲内に存在することが決定された場合に、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で送られる他の信号の受信信号強度を測定し、
前記他の信号の前記受信信号強度を以前の信号の前記受信信号強度と比較し、
前記他の信号の受信信号強度が前記以前の信号の前記受信信号強度未満である場合に、他の飛行時間に基づく距離の測定を行い、
前記他の信号の受信信号強度が前記以前の信号の前記受信信号強度よりも大きい場合に、前記他の信号の前記受信信号強度を前記閾値と比較し、
前記他の信号の受信信号強度が前記閾値よりも大きい場合に、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに前記所定の距離の範囲内に存在することを決定し、
前記他の信号の受信信号強度が前記閾値未満である場合に、更なる飛行時間に基づく距離の測定を行う、
請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記飛行時間に基づく距離の測定の間に前記第１のデバイス及び／又は前記第２のデバイスにより送られる前記信号の長さが、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の長さに設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の長さに設定され、前記第１の長さは前記第２の長さよりも短く、前記第１の精度は前記第２の精度未満である、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスによる前記飛行時間に基づく距離の測定の間に得られる飛行時間の測定回数が、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の数に設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の数に設定され、前記第１の数は前記第２の数よりも小さく、前記第１の精度は前記第２の精度未満である、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１のデバイス及び／又は前記第２のデバイスが、更に、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの距離の最初の見積もりを決定し、前記距離の前記最初の見積もりから前記距離の測定に必要とされる精度のレベルを決定する、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１のデバイス及び／又は前記第２のデバイスが、（ｉ）前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で送られる信号の受信信号強度から又は第１の長さの信号を用いて得られる１つ以上の飛行時間の測定値を用いて、前記距離の最初の見積もりを決定する、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で前記決定された長さの第１の信号を送り、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で応答信号を送り、前記第１の信号の送信から前記応答信号の受信までの経過時間と、前記第１の信号の受信と前記応答信号の送信との間の時間とから飛行時間を決定することにより、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の飛行時間の１つ以上の測定値を得ることにより前記飛行時間に基づく距離の測定を行う、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のデバイス及び／又は前記第２のデバイスが、更に、前記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定する、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１のデバイス及び／又は前記第２のデバイスが、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの送信電力を決定し、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスにおいて受け取られる信号の強度を決定し、前記送信電力及び前記受信信号強度を用いて前記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定することにより、前記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定する、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のデバイス及び／又は前記第２のデバイスが、更に、前記応答信号が反射された第１の信号の受信に応じて送られたことが決定された場合、直接的な応答信号の受信と反射された応答信号の受信との間の時間により前記応答信号を用いて得られる前記飛行時間の測定値を補正する、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが、前記飛行時間の測定値を補正した後、前記第１の信号を送るために用いられる前記送信電力を低減する、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
第１のデバイスと第２のデバイスとの距離を測定する方法であって、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの距離を測定するために飛行時間に基づく距離の測定を行うステップを有し、前記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さ及び得られる飛行時間の測定回数のうち、少なくとも、前記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さが前記距離の測定に必要とされる精度のレベルに従って決定され、
前記距離の測定に必要とされる前記精度のレベルが、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの間の距離が所定の距離にどの程度近いかに従って決定される、当該方法。
【請求項１８】
当該方法が、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定するためのものである、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの間の距離が所定の距離に近くない場合よりも、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの間の距離が所定の距離に近い場合に、より高い精度のレベルの前記距離の測定が行われる、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さが、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の長さに設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の長さに設定され、前記第１の長さは前記第２の長さよりも短く、前記第１の精度は前記第２の精度未満である、請求項１７ないし１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記飛行時間に基づく距離の測定の間に得られる飛行時間の測定値の数が、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の数に設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の数に設定され、前記第１の数は前記第２の数よりも小さく、前記第１の精度は前記第２の精度未満である、請求項１７ないし２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの距離の最初の見積もりを決定するステップと、
前記距離の前記最初の見積もりから前記距離の測定に必要とされる精度のレベルを決定するステップと
を更に有する、請求項１７ないし２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記距離の前記最初の見積もりが、（ｉ）前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で送られる信号の受信信号強度から、又は（ｉｉ）第１の長さの信号を用いて得られる１つ以上の飛行時間の測定値を用いて決定される、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記飛行時間に基づく距離の測定を行うステップが、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間の飛行時間の１つ以上の測定値を取得するステップを有し、
飛行時間の測定値は、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で前記決定された長さの第１の信号を送るステップと、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で応答信号を送るステップと、
前記第１の信号の送信から前記応答信号の受信までの経過時間及び前記第１の信号の受信と前記応答信号の送信との間の時間から飛行時間を決定するステップと
により得られる、請求項１７ないし２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスの送信電力を決定するステップと、
前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスにおいて受け取られる信号の強度を決定するステップと、
前記送信電力及び前記受信信号強度を用いて前記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定するステップと
により、
前記応答信号が、直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定するステップを更に有する、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記応答信号が反射された第１の信号の受信に応じて送られたことが決定された場合、当該方法は、
直接的な応答信号の受信と反射された応答信号の受信との間の時間により前記応答信号を用いて得られる前記飛行時間の測定値を補正するステップ
を更に有する、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
デバイスであって、前記デバイスは、
他のデバイスとの通信を可能にするトランシーバ回路と、
前記デバイスと前記他のデバイスとの距離を測定するために飛行時間に基づく距離の測定を行う処理ユニットであって、前記距離の測定に必要とされる精度のレベルに従って、前記飛行時間に基づく距離の測定の間に前記トランシーバ回路により送られる信号の長さ及び得られる飛行時間の測定回数のうち、少なくとも、前記飛行時間に基づく距離の測定の間に前記トランシーバ回路により送られる信号の長さを決定する当該処理ユニットと
を有し、
前記距離の測定に必要とされる前記精度のレベルが、前記デバイス及び前記他のデバイスの間の距離が所定の距離にどの程度近いかに従って決定される、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザデバイスとベースユニットとのような第１のデバイスと第２のデバイスとの距離を決定する技術に関し、特に、改善された飛行距離に基づく距離の測定に関する。本発明は、また、ユーザが所定の安全地帯の範囲内に存在するかどうかを決定するために上記改善された飛行距離に基づく距離の測定を用いる個人追跡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
個人の所在位置を追跡又は監視するために用いられ得る幾つかの個人追跡システムが利用可能である。そのようなシステムのユーザは、年配者、子供、（徘徊しやすい）アルツハイマ病、認知症若しくは自閉症の人々又は介護施設若しくは病院内の患者を含んでいる。家庭内のようなユーザが自由に動くことが許可される安全又は受け入れ可能な領域又は逆にユーザが入るべきではない領域の境界を示す「ジオフェンス」が構築され、ユーザがそれらの安全地帯又は地理的フェンスの範囲内に存在するかどうかを確かめるために追跡システムが用いられ、追跡システムは、存在しない場合には、警報をトリガし、ユーザの所在位置を決定する。
【０００３】
これらのシステムは、典型的には、ユーザ装着型又はユーザ携帯型のデバイスと、安全地帯に置かれた（及び安全地帯を決定するのに役立つ）ベースユニットとを有している。ユーザデバイスは、ユーザの所在位置を監視するために用いられるセルラ方式通信又はＷｉＦｉのような他の無線通信技術と組み合わせたＧＰＳ受信機を含んでいる。しかしながら、これらのシステムは、（電力を節約するための）低い位置決定サンプリングレートによる性能不足、（サンプリングレートがより高く設定されている場合の）電池の寿命の不足又はデバイス内に大きい電池を含むことによりかなりの大きさを有していることにより妨げられる。
【０００４】
幾つかのケースでは、ベースユニットは、ユーザデバイスに対してビーコンとしての機能を果たし、ユーザデバイスは、ユーザデバイス（及び従ってユーザ）が安全地帯の範囲内に存在するかどうかを決定するためにベースユニットから送られる信号を用いる。幾つかのデバイスは、ベースユニットからの距離を測定し、従ってユーザデバイスが安全地帯の範囲内に存在するかどうかを決定するために、受信信号強度の測定（例えば、受信信号強度インジケータＲＳＳＩとして知られる受信される無線信号の出力の測定）を用いる。この技術は、ＧＰＳのような他の位置推定技術よりも少ない電力を消費することが多い。しかしながら、信号強度の測定に基づく距離の推定は、あまり頑強ではなく、矛盾した若しくは一貫性のない距離の測定を引き起こすか、又はＧＰＳのような他の位置決定技術からの助力若しくはセルラ方式のベースユニットを用いる三角測量を必要とする。
【０００５】
特に、ＲＳＳＩを使用する距離検出デバイスは、ユーザ及び／又はユーザデバイスの向きがベースユニットに対して変化するので矛盾した距離の結果をもたらす。これは、図１に示されている。この図では、ユーザデバイス４を携帯するユーザ２が、ベースユニット６から２つの異なる距離かつベースユニット６に対して２つの異なる向きで示されている。（「Ａ」で表示されている）第１の距離及び向きにおいては、ユーザ２及びユーザデバイス４は、ユーザデバイス４からベースユニット６まで見通し線が存在するように向けられており、これはベースユニットからかなり強い信号を受け取るユーザデバイス４をもたらす。ユーザ２及びユーザデバイス４のこの向きは、信号強度の測定を用いてユーザデバイス４とベースユニット６との距離のかなり信頼性の高い見積もりを与えることができる。しかしながら、（「Ｂ」で表示されている）第２の距離及び向きでは、ユーザ２はベースユニット６に非常に近いが、ユーザ２の体によりブロックされ／遮られているのでユーザデバイス４とベースユニット６との間に見通し線が存在しない。ユーザ２の体によるユーザデバイス４のこの遮断は、多くのデシベルだけベースユニット６から受け取られる信号の強度を減衰させ、従って、ユーザデバイス４が実際のケースよりもベースユニット６から遠いと決定することをもたらす（ユーザ２が減衰のレベルに依存して決定された安全地帯の範囲外に存在することさえも決定され得る）。
【０００６】
更に、ユーザの家庭又は医療環境における物体及びユーザの家庭又は医療環境を構築するために用いられる材料は、受信信号強度に影響を及ぼす。
【０００７】
ユーザデバイスとベースユニットとの距離を決定する代替の技術は、ユーザデバイスとベースユニットとの間の信号の飛行時間（ＴｏＦ）に基づくものである。この技術は、信号の減衰に対してはるかに頑強である。一般に、達成され得る精度は利用可能な帯域幅の量及び（クラメル−ラオの制限に従う）信号対雑音比に依存するので、飛行時間の測定は、超広帯域ＵＷＢ範囲（２．４−５ＧＨｚ）で送られる信号に基づいている。しかしながら、ＵＷＢ飛行時間又はＧＨｚ範囲の飛行時間の不利点は、（電力消費を低く抑える際の）制限された伝送の範囲又は（上記範囲を大きくしようとする際の）ユーザデバイスの高いエネルギー消費である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、より小さい電力しか必要とされず、上記範囲がＵＷＢよりも改善されるので、（例えば９００ＭＨｚの範囲内の）狭帯域通信を用いる飛行時間の測定を行うことが望ましく、そのようなシステムに関してサブメートルの精度が示されている。しかしながら、多数のメッセージは、正確な結果をもたらすためにユーザデバイスとベースユニットとの間でやり取りされることを必要とするが、これは、追加の電力消費を招き、幾つかの国及び／又は仕様では、送信器がアクティブであることを許可される全時間に対する規制限度が存在する（例えば、その時間のせいぜい１０％）。
【０００９】
従って、距離の測定に所望のレベルの精度を与える一方で電力消費を最小にし、ユーザが所定の安全地帯の範囲内に存在するかどうかを決定する個人追跡システムに用いて好適な飛行時間に基づく距離の測定を行う改善された技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点によれば、第１のデバイスと第２のデバイスとの距離を測定する方法であって、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの距離を測定するために飛行時間に基づく距離の測定を行うステップを有し、上記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さ及び／又は得られる飛行時間の測定値の数が上記距離の測定に必要とされる精度のレベルに従って決定される当該方法が提供される。
【００１１】
好ましくは、上記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さは、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の長さに設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の長さに設定され、上記第１の長さは上記第２の長さよりも短く、上記第１の精度は上記第２の精度未満である。
【００１２】
好ましくは、上記飛行時間に基づく距離の測定の間に得られる飛行時間の測定値の数は、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の数に設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の数に設定され、上記第１の数は上記第２の数よりも小さく、上記第１の精度は上記第２の精度未満である。
【００１３】
好ましくは、この方法は、更に、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの距離の最初の見積もりを決定するステップと、上記距離の上記最初の見積もりから上記距離の測定に必要とされる精度のレベルを決定するステップとを更に有している。
【００１４】
幾つかの実施形態では、前記距離の前記最初の見積もりは、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間で送られる信号の受信信号強度から決定される。他の実施形態では、前記距離の前記最初の見積もりは、第１の長さの信号を用いて得られる１つ以上の飛行時間の測定値を用いて決定される。
【００１５】
好ましくは、上記飛行時間に基づく距離の測定を行うステップは、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間の飛行時間の１つ以上の測定値を取得するステップを有し、飛行時間の測定値は、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で上記決定された長さの第１の信号を送るステップと、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で応答信号を送るステップと、上記第１の信号の送信から上記応答信号の受信までの経過時間及び上記第１の信号の受信と上記応答信号の送信との間の時間から飛行時間を決定するステップとにより得られる。
【００１６】
幾つかの実施形態では、上記方法は、上記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定するステップを更に有している。
【００１７】
好ましくは、上記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定するステップは、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスの送信電力を決定するステップと、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスにおいて受け取られる信号の強度を決定するステップと、上記送信電力及び上記受信信号強度を用いて上記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定するステップとを有している。
【００１８】
好ましくは、上記方法は、上記応答信号が反射された第１の信号の受信に応じて送られたことが決定された場合、直接的な応答信号の受信と反射された応答信号の受信との間の時間により上記応答時間を用いて得られる上記飛行時間の測定値を補正するステップを更に有する。
【００１９】
幾つかの実施形態では、上記方法は、上記飛行時間の測定値を補正した後、上記第１の信号を送るために用いられる送信電力を低減するステップを更に有している。
【００２０】
好ましい実施形態では、上記方法は、上記第１のデバイス及び第２のデバイスが互いに所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定する。
【００２１】
それらの実施形態では、上記方法は、好ましくは、前記飛行時間に基づく距離の測定を用いて得られる距離の測定の不確かさを見積もるステップと、ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒを評価するステップであって、ここで、ｄが距離の測定値であり、ｕが不確かさの見積もりであり、Ｒが所定の距離である、当該ステップと、ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒのどちらでもない事象においてより高いレベルの精度が必要とされることを決定し、更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得するステップと、さもなければ、前記第１のデバイス及び前記第２のデバイスが互いに前記所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定するために距離の測定値を用いるステップとを更に有している。
【００２２】
幾つかの実施形態では、上記第１の長さ又は第１の長さよりも長い第２の長さの信号を用いて更に１つ以上の飛行時間の測定値が得られる。
【００２３】
他の実施形態では、上記方法は、上記更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得した後、上記１つ以上の飛行時間の測定値及び上記更に１つ以上の飛行時間の測定値から距離の測定値ｄ′を決定するステップと、上記距離の測定値ｄ′における不確かさｕ′を見積もるステップと、ｄ′＋ｕ′＜Ｒ及びｄ′−ｕ′＞Ｒを評価するステップと、ｄ′＋ｕ′＜Ｒ及びｄ′−ｕ′＞Ｒのどちらでもない事象においてより高いレベルの精度が必要とされることを決定し、更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得するステップと、さもなければ、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定するために上記距離の測定値ｄ′を用いるステップとを有する。
【００２４】
幾つかの実施形態では、上記飛行時間に基づく距離の測定の手続きを行う前に、上記方法は、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で送られる信号の受信信号強度を測定するステップと、上記受信信号強度を閾値と比較するステップと、上記受信信号強度が上記閾値を上回る場合に、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在することを決定するステップと、さもなければ上記飛行時間に基づく距離の測定を行うステップとを有する。
【００２５】
幾つかの実施形態では、上記飛行時間に基づく距離の測定を用いて上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在することが決定された場合に、上記方法は、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で送られる他の信号の受信信号強度を測定するステップと、上記他の信号の上記受信信号強度を以前の信号の上記受信信号強度と比較するステップと、上記他の信号の受信信号強度が上記以前の信号の上記受信信号強度未満である場合に、他の飛行時間に基づく距離の測定を行うステップと、上記他の信号の受信信号強度が上記以前の信号の上記受信信号強度よりも大きい場合に、上記他の信号の上記受信信号強度を上記閾値と比較するステップと、上記他の信号の受信信号強度が上記閾値よりも大きい場合に、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在することを決定するステップと、さもなければ、更なる飛行時間に基づく距離の測定を行うステップとを更に有している。
【００２６】
本発明の第２の観点は、上記デバイスと他のデバイスとの距離を測定するためにデバイスを動作させる方法を提供し、この方法は、上記デバイスと上記他のデバイスとの距離を測定するために飛行時間に基づく距離の測定を行うステップを有し、上記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さ及び／又は得られる飛行時間の測定値の数は上記距離の測定に必要とされる精度のレベルに従って決定される。
【００２７】
上記デバイスが、上記の方法において規定された及び／又は以下の詳細な説明に説明されるような第１及び第２のデバイスのいずれか一方に従って動作する上記デバイスを動作させる方法の他の実施形態が考えられる。
【００２８】
本発明の第３の観点は、本発明の上記第２の観点の実施形態のいずれかに規定されるような「他のデバイス」を動作させる方法を提供する。
【００２９】
本発明の第４の観点によれば、第１のデバイス及び第２のデバイスを有し、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスは、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの距離を測定するために飛行時間に基づく距離の測定を行うシステムであって、上記飛行時間に基づく距離の測定の間に送られる信号の長さ及び／又は得られる飛行時間の測定の数が上記距離の測定に必要とされる精度のレベルに従って決定される当該システムが提供される。
【００３０】
好ましくは、上記飛行時間に基づく距離の測定の間に上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスにより送られる上記信号の長さは、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の長さに設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の長さに設定され、上記第１の長さは上記第２の長さよりも短く、上記第１の精度は上記第２の精度未満である。
【００３１】
好ましくは、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスによる上記飛行時間に基づく距離の測定の間に得られる飛行時間の測定値の数は、第１の精度レベルが必要とされる時は第１の数に設定され、第２の精度レベルが必要とされる時は第２の数に設定され、上記第１の数は上記第２の数よりも小さく、上記第１の精度は上記第２の精度未満である。
【００３２】
好ましくは、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、更に、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの距離の最初の見積もりを決定し、上記距離の上記最初の見積もりから上記距離の測定に必要とされる精度のレベルを決定する。
【００３３】
幾つかの実施形態では、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で送られる信号の受信信号強度上記距離の最初の見積もりを決定する。他の実施形態では、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、第１の長さの信号を用いて得られる１つ以上の飛行時間の測定値を用いて上記距離の最初の見積もりを決定する。
【００３４】
好ましくは、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスは、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で上記決定された長さの第１の信号を送り、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で応答信号を送り、上記第１の信号の送信から上記応答信号の受信までの経過時間及び上記第１の信号の受信と上記応答信号の送信との間の時間から飛行時間を決定することによって、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間の飛行時間の１つ以上の測定値を得ることにより上記飛行時間に基づく距離の測定を行う。
【００３５】
幾つかの実施形態では、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、更に、上記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定する。
【００３６】
それらの実施形態では、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、好ましくは、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスの送信電力を決定し、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスにおいて受け取られる信号の強度を決定し、上記送信電力及び上記受信信号強度を用いて上記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定することにより、上記応答信号が直接的な又は反射された第１の信号の受信に応じて送られたかどうかを決定する。
【００３７】
それらの実施形態では、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、好ましくは、更に、上記応答信号が反射された第１の信号の受信に応じて送られたことが決定された場合、直接的な応答信号の受信と反射された応答信号の受信との間の時間により上記応答時間を用いて得られる上記飛行時間の測定値を補正する。
【００３８】
幾つかの実施形態では、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスは、上記飛行時間の測定値を補正した後、上記第１の信号を送るために用いられる上記送信電力を低減する。
【００３９】
好ましくは、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定する。
【００４０】
幾つかの実施形態では、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスは、更に、上記飛行時間に基づく距離の測定を用いて得られる距離の測定の不確かさを見積もり、ｄが距離の測定値、ｕが不確かさの見積もり、Ｒが所定の距離である場合のｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒを評価し、ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒのどちらでもない事象においてより高いレベルの精度が必要とされることを決定して更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得し、ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒの一方又は両方である事象における上記距離の測定値ｄを用いて、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定する。
【００４１】
幾つかの実施形態では、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、上記第１の長さ又は第１の長さよりも長い第２の長さの信号を用いて更に１つ以上の飛行時間の測定値を得る。
【００４２】
幾つかの実施形態では、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスは、更に、上記更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得した後、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが、上記１つ以上の飛行時間の測定及び上記更に１つ以上の飛行時間の測定から距離の測定値ｄ′を決定し、上記距離の測定値ｄ′における不確かさｕ′を見積もり、ｄ′＋ｕ′＜Ｒ及びｄ′−ｕ′＞Ｒを評価し、ｄ′＋ｕ′＜Ｒ及びｄ′−ｕ′＞Ｒのどちらでもない事象においてより高いレベルの精度が必要とされることを決定し、更に１つ以上の飛行時間の測定値を取得し、ｄ＋ｕ＜Ｒ及びｄ−ｕ＞Ｒの一方又は両方である事象における上記距離の測定値ｄ′を用いて、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在するかどうかを決定するように構成される。
【００４３】
好ましくは、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、更に、上記飛行時間に基づく距離の測定の手続きを行う前に、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で送られる信号の受信信号強度を測定し、上記受信信号強度を閾値と比較し、上記受信信号強度が上記閾値を上回る場合に、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在することを決定し、上記受信信号強度が上記閾値未満である場合に、上記飛行時間に基づく距離の測定を行うように構成される。
【００４４】
幾つかの実施形態では、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスは、更に、上記飛行時間に基づく距離の測定を用いて上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在することが決定された場合に、上記第１のデバイス及び／又は上記第２のデバイスが、上記第１のデバイスと上記第２のデバイスとの間で送られる他の信号の受信信号強度を測定し、上記他の信号の上記受信信号強度を以前の信号の上記受信信号強度と比較し、上記他の信号の受信信号強度が上記以前の信号の上記受信信号強度未満である場合に、他の飛行時間に基づく距離の測定を行い、上記他の信号の受信信号強度が上記以前の信号の上記受信信号強度よりも大きい場合に、上記他の信号の上記受信信号強度を上記閾値と比較し、上記他の信号の受信信号強度が上記閾値よりも大きい場合に、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスが互いに上記所定の距離の範囲内に存在することを決定し、上記他の信号の受信信号強度が上記閾値未満である場合に、更なる飛行時間に基づく距離の測定を行うように構成される。
【００４５】
好ましい実現では、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスの一方が、ユーザにより装着又は携帯される持ち運び可能なデバイスであり、上記第１のデバイス及び上記第２のデバイスの他の一方がベースユニットである。
【００４６】
本発明の第５の観点によれば、他のデバイスとの通信を可能にするトランシーバ回路と、当該デバイスと前記他のデバイスとの距離を測定するために飛行時間に基づく距離の測定を行う処理ユニットであって、前記距離の測定に必要とされる精度のレベルに従って前記飛行時間に基づく距離の測定の間に前記トランシーバ回路により送られる信号の長さ及び／又は得られる飛行時間の測定値の数を決定する当該処理ユニットとを有するデバイスが提供される。
【００４７】
上記デバイスが、上記のシステムにおいて規定された及び／又は以下の詳細な説明に説明されるような第１及び第２のデバイスのいずれか一方に従って動作するように構成される上記デバイスの更なる実施形態が考えられる。
【００４８】
本発明の第６の観点は、上記第５の観点のデバイスを用いて飛行時間の距離の測定を行う上記本発明の第５の観点の任意の実施形態において規定されるような「他のデバイス」を与える。
【００４９】
本発明の第７の観点は、少なくとも上記第５の観点に係るデバイス及び上記第６の観点に係る「他のデバイス」の１つを与えることである。
【００５０】
本発明の例示的な実施形態が、以下の図面を参照して単に例としてこれから説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ユーザの向きが、信号強度測定技術を用いる距離の見積もりにどのように影響を及ぼすかの図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る第１のデバイス及び第２のデバイスのブロック図である。
【図３】本発明に係る第１のデバイスと第２のデバイスとの距離を測定する方法を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るユーザの位置を決定するために第１のデバイスを動作させる方法を示す流れ図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るユーザの位置を決定するために第２のデバイスを動作させる方法を示す流れ図である。
【図６】第１の距離及び不確かさの測定の図である。
【図７】第２の距離及び不確かさの測定の図である。
【図８】第２の距離及び不確かさの測定の図である。
【図９】信号の反射を説明するための飛行時間の測定値を処理する方法を示す流れ図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るユーザの位置を決定する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明に係る例示的なシステム１０が図２に示されている。システム１０は、第１のデバイス１２及び第２のデバイス１４を有している。この例示的なシステム１０では、第１のデバイス１２は、ユーザにより携帯又は装着されることとなる持ち運び可能なデバイスであり、第２のデバイス１４は、一般に（システム１０が個人追跡システムである場合にユーザにとって安全であると見なされる領域又は環境のような）固定された場所を有するベースユニットであるが、第１及び第２のデバイス１０、１２の他の取り合わせも考えられる。第１のデバイス１２は、モバイルフォン若しくはスマートフォン、（典型的には、介助又は手伝いを要求するために用いるユーザ用のボタンを有している）個人緊急応答システム（ＰＥＲＳ）デバイス、ＰＥＲＳデバイス及びモバイルフォンの機能性を有するモバイルＰＥＲＳ（ＭＰＥＲＳ）デバイス、ユーザが落下して苦しんでいるかどうかを監視するユーザ装着型の落下検出器又は他のデバイス若しくは特定の場所からの距離を決定するのに有用な任意の他のタイプのデバイスである。
【００５３】
第１のデバイス１２は、第１のデバイス１２の動作を制御する処理ユニット１６と、第２のデバイス１４から信号を受け取る及び第２のデバイス１４へ信号を送るために用いられるトランシーバ回路１８及び関連するアンテナ２０と、本発明に係る第１のデバイス１２を制御するために必要とされる処理を行う処理ユニット１６により実行されるプログラムコードを記憶するメモリモジュール２２と、バッテリ又はバッテリパックのような電力源２４とを有している。
【００５４】
第２のデバイス１４は、第２のデバイス２６の動作を制御する処理ユニット２６と、第１のデバイス１２から信号を受け取る及び第１のデバイス１２へ信号を送るために用いられるトランシーバ回路２８及び関連するアンテナ３０と、本発明に係る第２のデバイス１４を制御するために必要とされる処理を行う処理ユニット２６により実行されるプログラムコードを記憶するメモリモジュール３２とを有している。
【００５５】
第２のデバイス１４はバッテリ又はバッテリパックであり得る（図示されていない）電力源を有しているか、又は第２のデバイス１４はコンセントを使用する電力供給部を用いるように構成され得ることが理解されるであろう。
【００５６】
本発明を説明するために必要な第１及び第２のデバイス１２、１４の構成要素のみが図２に示されており、実際には、第１及び／又は第２のデバイス１２、１４は追加の構成要素を有していてもよいことが理解されるであろう。
【００５７】
好ましい実施形態では、第１のデバイス１２のトランシーバ回路１８及び第２のデバイス１４のトランシーバ回路２８は、８６８ＭＨｚ／９１５ＭＨｚのＩＳＭバンド、４３０ＭＨｚ帯又は２１２ＭＨｚ帯のようなサブＧＨｚの無線領域の狭帯域で動作するように構成されている。幾つかの実施形態では、距離の測定のためにマルチパスの補正が必要とされる又は望まれる場合、トランシーバ回路２８及び／又は処理ユニット２６は、ソフトウェア定義型の（software-defined）レイク（レーク）受信器を実現する。
【００５８】
本発明によれば、第１のデバイス１２及び第２のデバイス１４は、デバイス１２、１４間の距離を決定するために飛行時間（ＴｏＦ）を用いる。例示的なＴｏＦの測定は、所定の信号を第１のデバイス１２に送る第２のデバイス１４により行われ、第１のデバイス１２は、所定の信号を受け取った後所定の時間間隔で対応する応答信号で応答する。第１のデバイス１２により送られる応答信号は、第２のデバイス１４により送られる所定の信号と同じであってもよいし、第２のデバイス１４により認識可能な他の所定の信号であってもよい。
【００５９】
所定の応答信号を受け取ると、第２のデバイス１４は、所定の信号が第２のデバイス１４から送られた時間から所定の信号が第１のデバイス１２から受け取られた時間までの経過時間を計算し、所定の応答信号を送る前に第１のデバイス１２が待つ所定の時間間隔を差し引くことによりＴｏＦを決定する。このＴｏＦの測定は、その後、距離＝ｃ×ｔＴｏＦ／２を用いて距離に変換される。ここで、ｃは光速であり、、ｔＴｏＦは第２のデバイス１４から第１のデバイス１２まで及び戻りの第１のデバイス１２から第２のデバイス１４までである。飛行時間の測定は、最初の所定の信号を第２のデバイス１４に送る第１のデバイス１２及びこの最初の所定の信号の受信後所定の時間間隔で対応する信号により応答する第２のデバイス１４によっても行われ得ることが理解されるであろう。
【００６０】
飛行時間の測定により測定される距離の精度は、幾つかのパラメータに依存する。
【００６１】
まず第１に、ソフトウェア定義型の無線の時間測定の分解能が精度に影響を及ぼす。２００ＭＨｚのサンプリングレートは５ｎｓの分解能を与え、これは約０．７５ｎｍの距離精度に変換される。ＧＰＳ位置測定の精度が３から５メートルの間であると考えると、ＴｏＦの場合もこの精度は十分である。従って、高速（例えば、１００ＭＨｚ／２００ＭＨｚ）でオーバーサンプリングすることにより、この問題は解決される。
【００６２】
ＴｏＦ測定の精度に影響を及ぼす他のパラメータは、第１のデバイス１２におけるクロックのクロック位相同期である。第１のデバイス１２のクロックは、第２のデバイス１４のクロックから独立して進み、位相差が存在し得る。しかしながら、この不正確さは幾つかのＴｏＦ測定を平均することにより解決される。更に、信号のビットレートがデバイスの別個の複数のクロック期間であることを確実にすることによって、信号のビット期間の長さを見ることにより第２のデバイスのクロックレートを見積もることが可能であり、従って、更に精度を向上させる。
【００６３】
第１のデバイス１２はユーザにより携帯又は装着されるので、第１のデバイス１２は、飛行時間の測定が行われる際、第２のデバイス１４の方へ動くか又は第２のデバイス１４から離れるように動き、ＴｏＦ測定の精度に影響を及ぼし得る、ユーザが専ら歩いている又は走っている（すなわち、乗り物で移動していない）と仮定すると、動きの速度は、かなり低いが、第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との信号のやりとりに制限を加える。結果として、第１のデバイス１２の動きによりもたらされる測定の不正確さを軽減するために、短い信号の頻繁なやり取りが望ましい。
【００６４】
ＴｏＦ測定の精度に関する他の制限は、効果的な信号対雑音比（ＳＮＲ）及び入力メッセージを検出する精度をチャンネルの帯域幅に関連付けるクラメル−ラオの制限により与えられる。
【００６５】
Lanzisera, S. M., Pister, K.による「RF Ranging for Location Awareness」Technical Report No.UCB/EECS-2009-69, University of California at Berkeley, May 2009に説明されているように、領域性能に限度を与えるＳＮＲを帯域幅とリンクさせる数式がクラメル−ラオの下限（ＣＲＢ）から得られる。ＣＲＢは、未知のパラメータの任意のバイアスされてない推定値に対して計算される。パラメータ推定の問題としての領域がレーダ及びソナーのアプリケーションとの関連で広く研究され、ＣＲＢは種々の条件の下で導かれている。上記に議論されているプロトタイプの「エッジ検出」測距システムに関して、ＣＲＢは、
【数１】
0006345715.tif 000002
のような範囲
【数２】
0006345715.tif 000003
についての推定の変動のために下限を計算するために用いられ得る。ここで、
【数３】
0006345715.tif 000004
は範囲の推定の変動、ｃは光速、Ｂはヘルツの単位の占有信号帯域幅、Ｅｓ／Ｎｏは信号エネルギー対雑音密度比である。ＳＮＲ及びＥｓ／Ｎｏは、
【数４】
0006345715.tif 000005
により関連付けられる。ここで、ｔｓは、帯域幅Ｂが占有される信号持続時間、すなわち、信号が送られている時間である。
【００６６】
従って、クラメル−ラオの制限は、信号測定により達成される精度が帯域幅及び比Ｅｓ／Ｎｏに依存することを示している。帯域幅は、固定され、デバイスが動作している帯域幅に依存する。約９００ＭＨｚ（８６８／９００／９１５ＭＨｚ）のより低い帯域幅において、帯域幅は、典型的には１２．５ｋＨｚ又は２５ｋＨｚである。
【００６７】
上記比Ｅｓ／Ｎｏは、信号の信号長対ノイズフロア（ＳＮＲ）によって及び（ｔｓＢの項により表されている）信号の一部として相関される符号の長さによっても決定される。
【００６８】
上記比は、（信号が存在するより長い時間ｔｓをもたらす）より長い相関符号により大きくされ得る（及び従って精度が高められる。）。これは、信号送信のビットパターンを拡張する（すなわち、ビットパターンのビット数を大きくする）ことにより及び／又は飛行時間の測定において複数の送信／応答ペアを用いることにより達成される。より長い符号及び複数の送信／応答ペアの両方が両方のデバイスのクロックを同期させるのを助けることが分かった。
【００６９】
明らかに、ＴｏＦの手続きの一部として送られる符号パターンの長さは、特により長い信号を送る必要のために送信側においてデバイス１２、１４のエネルギーの使用に影響を及ぼす。各追加の送信／応答のペアが追加のエネルギー消費をもたらすので、ＴｏＦに基づく距離を測定するために必要とされる送信／応答ペアの数もまたエネルギーの使用に直接的に影響を及ぼす。
【００７０】
優れた信号が信号の間欠的な妨害の存在下で他のデバイスに受け取られることはあまりなさそうなので、単一の信号送信を長くしすぎることは望ましくない。各送信／応答ペアがペア間において追加の時間を必要とし、従って、ＴｏＦに基づく距離測定の期間を長くしすぎてしまうので、送信／応答ペアの数を非常に大きい数に増やすこともまた望ましくない。
【００７１】
従って、本発明によれば、所定の符号信号の長さ及び／又は送信／応答ペアの数（すなわち、デバイスの１つが所定の符号信号を他のデバイスに送り、他のデバイスから所定の応答信号を受け取る回数）は、飛行時間に基づく距離測定についての精度の所望のレベルを実現するように構成される。
【００７２】
図３は、本発明に係る第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との距離を測定する方法を示している。第１のステップ、ステップ１０１において、距離の測定に必要とされる精度のレベルが決定される。
【００７３】
以下により詳細に説明されるように、ＴｏＦに基づく距離の測定が、安全地帯の境界のような特定の場所に対して第１のデバイス１２の位置を決定するために用いられる場合、必要とされる精度のレベルは第１のデバイス１２の位置の最初の見積もり又は第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との距離の最初の見積もりから決定される。
【００７４】
例えば、位置又は距離の最初の見積もりが第１のデバイス１２は安全地帯の境界に近い（又は位置若しくは距離の最初の見積もりについての誤差の範囲内に存在する境界の範囲内である）ことを示している場合、境界のどちらの側に第１のデバイス１２が存在するかを明らかにするために、最初の見積もりが境界から離れた第１のデバイス１２である場合よりも高いレベルの精度が必要とされる。幾つかのケースでは、第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との距離の最初の見積もりは、信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）の測定に基づき、他のケースでは、上記距離の最初の見積もりは、符号信号の長さ及び／又は送信／応答ペアの数についてのデフォルト値を用いるＴｏＦの測定に基づいている。更に他のケースでは、位置又は距離の最初の見積もりは、低精度セルラ基地局三角測量又は衛星測位システムの測定のような他のタイプの距離又は位置の推定技術を用いて決定され得る。
【００７５】
一度距離の測定に必要とされる精度のレベルが決定されると、その必要とされる精度のレベルは、飛行時間の測定に用いられる符号信号の長さを選択するために用いられ及び／又は距離を決定するために飛行時間の測定の回数（例えば、送信されるのに必要とされる送信／応答ペアの数）が得られ、飛行距離に基づく距離測定の手続きが、選択された数の送信／応答ペアを有する選択された長さの符号信号を用いて行われる（ステップ１０３）。幾つかの実施形態では、以下により詳細に説明されるように、所定の数の送信／応答ペア（飛行時間の測定）が、距離の最初の測定を与えるために選択される長さの符号信号とともに用いられ、測定の精度を改善するために更なる送信／応答ペアを用いてより多くの飛行時間の測定値を得ることが必要かどうかについて決定が行われる。
【００７６】
一般に、必要とされる精度のレベルが高いほど、より長い符号信号が用いられる（すなわち、符号信号はより低い精度が受け入れられる場合よりも多くのビットを含む）及び／又はより多くの送信／応答ペアが必要とされる。
【００７７】
一例では、距離の測定は１０メートル以内まで正確である。ＳＮＲは、当該環境における受信信号の実際の強度に対するノイズの量に依存する値である。ＳＮＲは、第２のデバイス１４からの信号が存在する時にＲＳＳＩを測定することによっても第２のデバイス１４からの信号が存在しない時にＲＳＳＩを測定することによっても推定される。これらの２つのＲＳＳＩの比は、ＳＮＲについての最初の見積もりを与える。
【００７８】
ＳＮＲの最初の見積もりが２０ｄＢであると仮定すると、Ｂ＝２５ｋＨｚ及び１０ｍの必要な精度の場合、式（２）は、ｔｓＢ・ＳＮＲが３６４５０よりも大きくなければならないことを与える。２０ｄＢのＳＮＲは上記ＳＮＲの１００倍と同じであり、従って、ｔｓ・２５０００×１００＞３６４５０であり、ｔｓ＞１４．６ミリ秒になる。
【００７９】
この１４．６ミリ秒の最初の見積もりの場合、送信デバイスのＩＤ及び十分な情報内容を持つ特定の量の時間に及ぶタイムスタンプのような符号化情報を含むビットパターンが作り出される。ＳＮＲは単に最初の見積もりであるので、実際には、信号長の見積もりをすぐに得ることは十分に正確ではない。従って、反復から受け取られる統計的ばらつきが、有効な見積もりが得られたことを示すまで、幾らかの反復がこのパターンで行われる。精度は反復数の平方根で改善されることに注意されたい。
【００８０】
図４及び図５は、第１のデバイス１２がユーザにとって所定の安全地帯の範囲内に存在するかどうかを決定するように飛行時間の測定を行い、使用するために第１及び第２のデバイス１２、１４それぞれを動作させる例示的な方法を示している。これらの実施形態では、第１のデバイス１２は、ユーザと共に移動するユーザ装着型又は携帯型のデバイスであり、第２のデバイス１４は、固定された場所に存在するベースユニットである。上記安全地帯は固定半径を持つ（例えば、ベースユニット１４がユーザの家の中に位置する場合に１５メートル）ベースユニット１４を中心とする円に対応する。
【００８１】
この実施形態では、他方のデバイス１２、１４からのデバイス１２、１４の一方において受け取られる信号の強さが、必要な精度の指示をＴｏＦに基づく距離の測定に与える。
【００８２】
第１のステップ、ステップ２０１では、第１のデバイス１２が、トランシーバ回路１８及びアンテナ２０を用いて第２のデバイス１４から信号を受け取る。この信号は、第２のデバイス１４のアンテナ３０及びトランシーバ回路２８により送られ（図５のステップ２３１）、第２のデバイス１４の送信電力を示すデータフィールドを含んでいる。第２のデバイス１４は、この信号を周期的又は高い頻度で、例えば０．５秒毎に送る。
【００８３】
信号を受け取った後、第１のデバイス１２の処理ユニット１６は、受信信号の信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）を測定し（ステップ２０３）、距離測定手続きにおいて用いる信号長に基づいて符号信号の長さを選択する（ステップ２０５）。２つの符号長（例えば短い符号及び長い符号）のみが利用可能である幾つかの実施形態では、測定された信号長（又は測定された信号強度から得られるＳＮＲ）が閾値を上回る（すなわち、より低い精度が受け入れ可能である）時は短い符号が選択され、測定された信号長（又は測定された信号強度から得られるＳＮＲ）が閾値を下回る（すなわち、より高い精度が望まれる）時は長い符号が選択される。他の実施形態では、２つ以上の符号長が対応する閾値とともに利用可能である。幾つかの実施形態では、符号系列は必要に応じて必要な長さで生成され得る疑似ランダムパターンであり、他の実施形態では、符号系列は予め決められており、メモリに記憶されている。
【００８４】
例えば図１０を参照して説明されるような後の実施形態では、測定される信号強度は、第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との間の距離の最初の測定を行うために第１のデバイス１２の処理ユニット１６によっても用いられる。
【００８５】
符号長を決定した後、第１のデバイス１２は、トランシーバ回路１８及びアンテナ２０を用いて選択された符号長及び測定された信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）の指示を第２のデバイス１４に送る（ステップ２０７）。
【００８６】
トランシーバ回路２８及びアンテナ３０により第１のデバイス１２から選択された符号長及び測定された信号強度の指示を受け取った（図５のステップ２３３）後、第２のデバイス１４は、トランシーバ回路２８及びアンテナ３０を用いて選択された符号信号を有する信号を第１のデバイス１２に送ることにより距離の測定を開始する（図５のステップ２３５）。送られる信号は、単に選択された符号信号を有していてもよいし、第１のデバイス１２からの第２のデバイス１４において受け取られる信号の信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）及び／又は送られる信号についての固有の識別子のような追加の情報を有していてもよい。例示的な実施形態では、送られる信号は、選択される符号信号、ＲＳＳＩ及び信号識別子には十分であるプリアンブルを加えて５バイトのサイズを有し、信号は、信号がわずか１ｍｓ続くことを意味する４．８ｋｂｐｓのレートで変調される。
【００８７】
第２のデバイス１４から信号を受け取ると（図４のステップ２０９）、第１のデバイス１２は第２のデバイス１４に対して応答信号を送ることにより応答する（ステップ２１１）。処理ユニット１６は、（第１のデバイス１２において処理ユニット１６の所定数のクロックサイクルの観点から規定され得る）第２のデバイス１４から信号を受け取った後所定の時間で応答信号を送るようにレシーバ回路１８を制御する。第１のデバイス１２により送られる応答信号は、第２のデバイス１４により送られる所定の信号と同じ信号であるか又は第２のデバイス１４により認識可能である他の所定の信号であり得る。幾つかの実施形態では、各デバイス１２、１４は符号信号／応答信号のサイドにおいて受信信号強度の指示を含んでいる。
【００８８】
第２のデバイス１４が第１のデバイス１２から応答信号を受け取る（図５のステップ２３７）と、第２のデバイス１４の処理ユニット２６は、受信信号についての飛行時間を計算する（ステップ２３９）。すなわち、処理ユニット２６は、ステップ２３５における信号の送信からステップ２３７における第１のデバイス１２からの応答信号の受信までの経過時間を計算し、ステップ２１１において応答信号を送る前に第１のデバイス１２が待つ所定の期間を差し引く。ステップ２３７では、処理ユニット２６が、受信信号を第１のデバイス１２からの符号信号で予想される既知のパターンと関連付け、最高の相関関係が得られるまでパターンをタイムシフトする。最高の相関関係が得られる点は、受信信号に受信時間を与える。受信時間の精度は、パターンのエッジの数に依存する。疑似ランダムパターンの使用は、パターンが固有であり、従って干渉により起こりそうになく、相関関係が処理され得る大きい数のエッジを同時に含むので、ここでは有利である。
【００８９】
式の形では、
ｔＴｏＦ＝ｔ２−ｔ１-ｔｗ      （３）
であり、ｔＴｏＦは飛行時間、ｔ２は応答信号が第２のデバイス１４において受け取られる時間、ｔ１は符号信号を有する信号が送られる時間、ｔｗは第１のデバイス１２が符号信号を有する信号を受け取るのと応答時間を送るのとの間の所定の期間である。
【００９０】
飛行時間の計算後、処理ユニット２６は、第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との間の距離を計算するために、十分な数の飛行時間の測定が行われたかどうかを決定する（ステップ２４１）。幾つかの実施形態では、一度の飛行時間の測定で十分であるが、他の実施形態では、複数の飛行時間の測定が行われる必要がある。必要とされる測定数は、デフォルト値又は初期値である。幾つかの実施形態では、行われる測定の初期値は、１０であり、これは３倍の精度の改善及び妥当な分散の統計的見積もりを与える。
【００９１】
十分な飛行時間の測定がまだ得られていないと決定されると、上記方法は、第２のデバイス１４が選択された符号を有する他の信号を第１のデバイス１２に送るステップ２３５に戻る。
【００９２】
ステップ２４１において十分な飛行時間の測定が第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との間の距離を計算するために得られていると決定されると、上記方法は、処理ユニット２６が飛行時間の測定の平均から第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との距離を計算するステップ２４３に移動する。上記距離は、
【数５】
0006345715.tif 000006
により与えられる。ここで、ｄは距離、Ｎは行われた飛行時間の測定数、ｔＴｏＦ（ｎ）はｎ回目の飛行時間の測定値、ｃは光の速度である。
【００９３】
処理ユニット２６は、ステップ２４１において飛行時間の不正確さも決定する。この不正確さは、
【数６】
0006345715.tif 000007
を用いて計算され得る。ここで、average（ｔＴｏＦ）は飛行時間の測定の平均値である。
【００９４】
計算された距離及び不正確さは、第１のデバイス１２に送られる（ステップ２４５）。
【００９５】
上記距離及び不正確さを受け取る（ステップ２１３）と、第１のデバイス１２の処理ユニット１６は、距離の測定の精度を改善するために更なる飛行時間の測定値を得ることが有効であるかどうかを決定する。特に、処理ユニット１６は、距離の測定の不正確さが、ユーザが安全地帯に存在するか否かが明らかではないことを意味しているかどうかを決定する。距離の測定の不正確さは、第１のデバイス１２から第２のデバイス１４までの実際の距離ｄａｃｔｕａｌが範囲［ｄ−ｕ、ｄ＋ｕ］内のどこかに存在し得ることを意味することが理解されるであろう。ここで、ｕは距離の測定値ｄの不正確さである。
【００９６】
図６、図７及び図８は、半径ＲＺの安全地帯４０が第２のデバイス１４を中心とする３つの異なるシナリオを説明している。図６では、第１のデバイス１２を携帯しているユーザ２は、ｕＡの距離の測定の不確かさで第２のデバイス１４から距離ｄＡであると第２のデバイス１４により決定されている。距離の測定のこの不確かさは、ユーザ２及び第１のデバイス１２が第２のデバイス１４からｄＡ−ｕＡとｄＡ＋ｕＡとの間の任意の距離であることを意味し、これは第１のデバイス１２を中心とする円４２により示されている。この場合、ｄＡ＋ｕＡ＜ＲＺであり、距離の測定の不確かさにもかかわらず、ユーザ２及び第１のデバイス１２は安全地帯４０の範囲内に存在することが明らかである。
【００９７】
しかしながら、図７では、ユーザ２及び第１のデバイス１２は安全地帯４０の境界に非常に近い（及び／又は距離の不確かさがより大きい）。第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との距離は、安全地帯４０内にユーザ２及び第１のデバイス１２を置くｄＢ（ｄＢ＜ＲＺ）である。しかしながら、測定の不確かさは（第１のデバイス１２を中心とする円４４により示されている）ｕＢであり、ｄＢ＋ｕＢ＞ＲＺであるので、ユーザ２及び第１のデバイス１２が安全地帯内に存在するか否かは確実ではない。
【００９８】
図８では、ユーザ２及び第１のデバイス１２は、同様に安全地帯４０の境界に近いが、このケースでは、第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との距離の測定値ｄＣ（ｄＣ＞ＲＺ）は、安全地帯４０の外側にユーザ２及び第１のデバイス１２を置く。しかしながら、測定の不確かさは（第１のデバイス１２を中心とする円４６により示されている）ｕＣであり、ｄＣ−ｕＣ＜ＲＺであるので、ユーザ２及び第１のデバイス１２が安全地帯の外側に存在するか否かは確実ではない。
【００９９】
図４を参照すると、ステップ２１５において、第１のデバイス１２の処理ユニット１６は以下の基準、すなわち、
ｄ＋ｕ＜Ｒ      （６）
ｄ−ｕ＞Ｒ      （７）
が確かであるかどうかを決定する。ここで、Ｒは安全地帯の所定の半径である。
【０１００】
これらの基準の一方又は両方が確かである場合は、ステップ２１７において、処理ユニット１６は、（安全地帯の径Ｒに対する距離の測定値ｄの比較に基づいて必要に応じて）距離の測定値及び／又は第１のデバイス１２が安全地帯の内側に存在するのか外側に存在するのかの指示を出力する。
【０１０１】
どちらの基準も確かではない（すなわち、図７及び図８のシナリオの１つが当てはまる）場合、測定値の不確かさを低減すること及び確信的な距離の測定を作り出すことを試みるために更なる飛行時間の測定を行うことが必要である。例えば、図７のシナリオでは、測定の不確かさは（図７の円４８により示された）ｄＢ＋ｕＢ′＜ＲＺであるｕＢ′まで低減され、図８のシナリオでは、測定の不確かさは（図８の円５０により示された）ｄＣ−ｕＣ′＞ＲＺであるｕＣ′まで低減され、距離の測定又は第１のデバイス１２が安全地帯４０内に存在するか否かの指示を出力することが可能である。
【０１０２】
従って、第１のデバイス１２は、更なる飛行時間の測定値のセットを要求するためにステップ２１９において第２のデバイス１４にリクエストを送り、ステップ２０９に戻って、符号を有する第２のデバイス１４からの信号の受信を待つ。
【０１０３】
第２のデバイス１４では、第１のデバイス１２により更なる飛行時間の測定がリクエストされる（図５のステップ２４７）と、この方法はステップ２３５に戻り、符号を有する信号を送る。更なる飛行時間の測定がリクエストされない場合、第２のデバイス１４におけるこの方法は終わる（ステップ２４９）。
【０１０４】
一度更なる飛行時間の測定が行われると、距離及び不確かさは第２のデバイス１４により再計算され（ステップ２４３）、ステップ２１５の基準の一方又は両方が満たされている場合は（ステップ２１７において）第１のデバイスにより決定が出力され、ステップ２１５の基準が両方ともに満たされていない場合は更に一層の測定が要求される（ステップ２１９）。
【０１０５】
図４及び図５には示されていないが、距離の測定の精度を改善するためにステップ２１９において更なる飛行時間の測定が要求されると、飛行時間の測定の最初のセットよりも長い符号信号を使用する送信及び応答信号を用いて更なる飛行時間の測定が行われることも可能である。図４の方法のステップ２０５において長い符号信号が選択されたか短い符号信号が選択されたかどうかに関わらず、より長い符号信号の使用が可能である。
【０１０６】
上記のように、図４及び図５は、２つのデバイス１２、１４間における本発明に係る飛行時間の測定の手続きの例示的な実現を示している。しかしながら、特定のデバイス１２、１４により行われる図４及び図５に示された種々のステップは、代替の実現では他のデバイスにおいて実現され得ることが理解されるであろう。
【０１０７】
例えば、幾つかの実現では、（コンセントを使用する電力供給部に接続されるベースユニットである）第２のデバイス１４により行われる（符号長を選択する）ステップ２０５及び（更なる飛行時間の測定が必要であるかどうかを決定し、それらの測定を要求する信号を送る）ステップ２１５ないしステップ２１９のようなステップを有することにより、（電池式の持ち運び可能なユーザデバイスである）第１のデバイス１２によって行われる処理の量が最小限にされ得る。この場合、第２のデバイス１４は、第１のデバイス１２において測定される信号強度に基づいて（及び第１のデバイス１２により第２のデバイス１４へ報告される）符号長を選択し、選択された符号の指示を、第１のデバイス１２に送る。代替又は追加として、第２のデバイス１４は、距離の測定値を示す出力又は第１のデバイス１２が安全地帯の内側にいるのか外側にいるのかを与える。
【０１０８】
他の例では、上記処理ステップは（例えば、第１のデバイス１２がスマートフォン又は十分に強力な処理ユニット１６を含む他のデバイスである場合、）第１のデバイス１２において行われ、これは第２のデバイス１４の複雑さを低減する。この場合、第１のデバイス１２は、選択された符号信号を有する第１の信号を送ることにより飛行時間の測定を開始し、（例えばステップ２３９において）飛行時間を計算する及び／又は（例えばステップ２４３において）第１のデバイス１２は、ＴｏＦ測定から距離及び不確かさを計算する。
【０１０９】
当業者であれば、本発明に係る飛行時間の測定の手続きを行うために上記方法のステップが第１及び第２のデバイス１２、１４の間で分配される他のやり方が存在することを理解するであろう。
【０１１０】
（例えば、９００ＭＨｚ又は約９００ＭＨｚの周波数における）狭帯域信号を用いて飛行時間の測定を行うことの不都合は、第１及び第２のデバイス１２、１４の間で送られる信号が介在する物体に反射し、受信デバイス１２、１４は、最短（例えば、直線）経路を得た信号ではなく信号の反射成分に反応する（飛行時間の測定又は応答信号の送信である反応）結果を有することが分かっている。これは、信号の第１の受信成分が信号の最も強い受信成分ではない場合に特に問題である。
【０１１１】
従って、このマルチパスを扱うために、好ましくは、第２のデバイス１４はレイク受信器（例えば、ソフトウェア定義型の電波を実現するレイク受信器又は異なる時点で同じ符号系列の検出を可能にする他のタイプの相関レシーバを備えている）。第２のデバイス１４におけるレイク受信器の使用は、一般的には、それが、ベースユニットであり、電池を使用して電力供給される装着型とは違ってコンセントを使用して電力供給される場合に受け入れ可能である。レイク受信器は、第２のデバイス１４において第１のデバイス１２から受け取られる「最も早い信号」及び最も強い信号の両方の検出を可能にする。最も早い信号と最も強い信号との時間のずれの存在が、第１のデバイス１２と第２のデバイス１４との間の経路における強い反射の指示である。第１のデバイス１２は、典型的には、持ち運び可能なデバイスであり、単純な無線トランシーバ１８及びアンテナ２０を有しているので、このマルチパスを容易に検出することはできず、第１のデバイス１２が直接成分ではなく信号の反射成分に応じて選択された符号信号を有する応答信号を送ることが可能である。従って、飛行時間を計算する際、第１のデバイス１２が直接の信号に応答したのか反射した信号に応答したのかは、第２のデバイス１４に知られない。
【０１１２】
従って、本発明の実施形態では、第２のデバイス１４は、第１のデバイス１２が信号の直接成分に応答したのか反射成分に応答したのかを決定するために図９に示されている方法を実行する。この方法は、第１のデバイスからの応答信号の受信後（例えば、図５のステップ２３７の後）に行われることが理解されるであろう。
【０１１３】
第１のステップ、ステップ３０１では、第２のデバイス１４は、第１のデバイス１２において受け取られるような第２のデバイス１４からの信号強度の指示及び応答信号を送るために第１のデバイス１２により用いられる電力の指示を受け取る。
【０１１４】
次のステップ、ステップ３０３では、第２のデバイス１４が、第１のデバイス１２から受け取られた信号強度を測定する。この測定は、好ましくは、ステップ２３７において受け取られた応答信号で行われる。
【０１１５】
その後、ステップ３０５において、第２のデバイス１４は、ステップ２３７において受け取られた信号が第１のデバイス１２及び第２のデバイス１４において受け取られる信号強度の指示並びに第１のデバイス１２及び第２のデバイス１４の既知の送信電力を用いる直接信号又は反射信号の受け取りに応じて送られたかどうかを見積もる。
【０１１６】
ステップ３０５では、信号の直接成分及び反射成分の両方により辿られる経路が双方向性であると仮定される。すなわち、第１のデバイス１２は直接経路及び反射経路の両方を介して第２のデバイス１４に送り、第２のデバイス１４は直接経路及び反射経路の両方を介して第１のデバイス１２に送ると仮定される。
【０１１７】
上述した実施形態では、第１のデバイス１２（すなわち、ユーザにより装着又は形態されるデバイス）は、どれが直接経路であり、どれが反射経路であるかを識別する処理能力を有していない。その代わりに、第１のデバイス１２は、（直接経路又は反射経路からである）十分な強度を持つ信号を受け取るときにだけ（応答信号を送るために）反応する。
【０１１８】
第２のデバイス１４（基地局）は、ステップ３０５において、どの経路がどの相関による信号かを決定し、その後、到達される直接経路（Ｐｄｉｒｅｃｔ）の強度及び反射経路（Ｐｒｅｆｌｅｃｔｅｄ）の強度についての情報を用いる。第２のデバイス１４は、ステップ３０１において受け取られた情報から第１のデバイス１２の伝送電力（Ｐｆｉｒｓｔｄｅｖｉｃｅ）を認識する。
【０１１９】
上記直接経路及び反射経路を横切る相対的な減衰は、
【数７】
0006345715.tif 000008
【数８】
0006345715.tif 000009
により与えられる。
【０１２０】
従って、第２のデバイス１４は、
【数９】
0006345715.tif 000010
【数１０】
0006345715.tif 000011
を用いて、直接信号及び反射信号が第１のデバイス１２に到達する信号強度を計算することができる。ここで、Ｐｓｅｃｏｎｄｄｅｖｉｃｅは第２のデバイス１４の伝送電力である。
【０１２１】
第２のデバイス１４は、第１のデバイス１２の感度及び第１のデバイス１２における受信信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）も認識するので、直接信号が直接経路又は反射経路の予想される強度に最も近いかどうかを調べることができる。直接信号が第１のデバイス１２の感度を下回る（すなわち、第１のデバイス１２は直接信号を受け取る及び／又は直接信号に応答することができない）場合、第２のデバイス１４は、第１のデバイス１２がより強い反射信号に応答したことを決定することができる。直接信号が第１のデバイス１２の感度を上回る場合には、信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）の最も近い近似が第１のデバイス１２からの応答信号にトリガする最も可能性の高い候補とみなされる。
【０１２２】
ステップ３０７では、第１のデバイス１２が直接信号に応答することが決定されると、上記方法は図５のステップ２３９（図９のステップ３０９）に戻り、飛行時間が計算される。
【０１２３】
第１のデバイス１２が反射信号に応答することが決定されると、第２のデバイス１４は、第２のデバイス１４のレイク受信器により受け取られる直接信号及び反射信号により示されるような直接信号と反射信号との時間差に基づいて飛行時間の測定値を計算する（ステップ３１１）。第２のデバイス１４は、受信信号のような信号の直接成分を選択するためにレイク受信器を用い、飛行時間の計算における当該ピークの到達時間を用いる。従って、飛行時間は、
ｔＴｏＦ＝ｔ２ｄ−ｔ１−ｔｗ−ｔｒ      （１２）
により与えられる。ここで、ｔＴｏＦは飛行時間であり、ｔ２ｄは直接応答信号が第２のデバイス１４において受け取られる時間であり、ｔ１は符号信号を有する信号が第２のデバイス１４により送られる時間であり、ｔｗは第１のデバイス１２の符号信号を有する信号の受信と応答信号の送信との間の所定の期間であり、ｔｒは直接信号と反射信号との時間差である。
【０１２４】
飛行時間を計算した後、上記方法は、図５のステップ２４１（図９のステップ３１３）に戻る。
【０１２５】
オプションのステップでは、第２のデバイス１４は、第１のデバイス１２が第１のデバイス１２に信号を送るために第２のデバイス１４により用いられる電力を低減することによってより強い反射信号に反応したことを確かめようとする（ステップ３１５）。送信電力の大きな低減は、第１のデバイス１２がもはや直接信号を受け取ることができず、毎回反射信号に応答することを意味すべきである。その場合、マルチパスの状況が解決するまで、補正値ｔｒが各飛行時間の測定に適用され得る。
【０１２６】
図１０は、本発明の他の実施形態に係るユーザの位置を決定するためにユーザデバイスを動作させる方法を示す流れ図である。この実施形態では、本発明は、個人追跡システムで実現され、第１のデバイスは持ち運び可能なユーザデバイスであり、第２のデバイスはベースユニットである。この個人追跡システムは、ベースユニットから所定の距離に伸びるユーザの安全地帯を規定する。
【０１２７】
上記個人追跡システムは、ユーザデバイス１２は、主に、ユーザデバイス１２とベースユニット１４との距離を決定するために受け取った信号の強度に基づく測定を使用する。この測定が、ユーザデバイス１２は安全地帯の範囲内であることを示すならば、更なる距離の測定は必要とされない。しかしながら、当該測定が結論に達しない（すなわち、測定が、ユーザはベースユニット１４からデバイス１２を遮っている可能性があるが、ユーザデバイス１２は安全地帯の外側に存在することを示唆する）場合、更なる距離の測定が飛行時間を用いて行われる。
【０１２８】
従って、ベースユニット１４は、ユーザデバイス１２が監視し得る信号を定期的に（例えば、ユーザが安全地帯を離れた時にユーザデバイス１２が素早く検出するできるように０．５秒又は１秒毎）送信する又はブロードキャストするように構成され得る。
【０１２９】
この方法の第１のステップ、ステップ４０１では、ユーザデバイス１２はベースユニット１４から信号を受け取る。
【０１３０】
ステップ４０３において、ユーザデバイス１２は、受け取った信号の信号強度（例えば、ＲＳＳＩ）を測定する。
【０１３１】
測定された信号強度は、ステップ４０５において閾値と比較される。信号強度が閾値よりも大きい場合には、ユーザデバイスは安全地帯の範囲内に存在すると決定される（ステップ４０７）。従って、閾値は、安全地帯の径を効果的に規定し、所望の径に適した値で設定されるべきである。
【０１３２】
信号強度が閾値よりも小さい場合には、ユーザデバイス１２は安全地帯の範囲外に存在する可能性、又は代替として、ユーザデバイス１２において受け取られた信号がユーザの体及び／又は当該環境中の他の物体又は壁部を通過して減衰した可能性がある。どちらにしても、信号強度の測定からユーザデバイス１２が位置する場所を結論付けることは可能ではなく、別々の距離の測定が行われなければならない。従って、ユーザデバイス１２は飛行距離に基づく距離の測定を要求する信号をベースユニット１４に送る（ステップ４０９）。
【０１３３】
ステップ４１１では、飛行時間の測定の手順が行われる。この手順は、図３ないし図５を参照して上述されたように行われる。すなわち、ステップ４１１は、図４の方法（又は上述したような変形例）に従ってユーザデバイス１２を動作させることと、図５の方法（又は上述したような変形例）に従ってベースユニット１４を動作させることとを有している。
【０１３４】
飛行時間の測定の手続きの結果は、ステップ４１３においてベースユニット１４から受け取られ、ステップ４１５において評価される。飛行時間に基づく距離の測定が、ユーザデバイス１２は安全地帯の範囲外に存在すると示した場合、この方法は、（例えば、ユーザが歩き回っている時にユーザへの助けを要求するために）警告が発せられるステップ４１７に移動する及び／又は安全地帯の範囲外に存在する間ユーザの位置をより正確に決定し、追跡するために（衛星を利用した位置決定システム、例えばＧＰＳのような）他の位置決定システムが作動する。
【０１３５】
飛行時間の測定が、ユーザデバイス１２は安全地帯内に存在することを示している場合、ユーザデバイス１２は現在の状態を安全地帯の内部としてであるが、受け取られる信号強度に影響を及ぼす向き又は位置とともに記録する。ユーザデバイス１２は、その後、ベースユニットにより定期的に送信又はブロードキャストされる信号の監視を再開する（ステップ４１９及び４２１）。
【０１３６】
ユーザデバイス１２は、信号の状態が改善している（例えば、向きが改善している及び／又はベースユニット１４から信号を遮る物体及び／又は壁の存在がより少ないようにユーザが動いたことを示している）か又は歩き回っている（例えば、ユーザデバイス１２がその時に安全地帯の範囲外に動いた可能性があることを示している）かどうかを示す変化について測定された信号強度を監視する。特に、ユーザデバイス１２は、飛行時間の測定の後にステップ４２１において測定された信号強度を飛行時間の測定の前にステップ４０３において測定された信号強度と比較する。
【０１３７】
信号強度がこのときステップ４０３においてよりも小さい場合、すなわち、信号強度が減少して、ユーザデバイス１２が安全地帯の範囲外に存在する可能性があることを示す場合、この方法はステップ４０９に戻り、他の飛行時間の距離の測定を要求する。その測定の後に、ステップ４２３の次の反復は、ステップ４２１の最新の繰り返しにおいて測定された新しい信号強度をステップ４２１の以前の繰り返しと比較する。信号強度のわずかな変化が存在する毎に更新を連続的に行うことを避けるために、変化がこの最小値よりも大きい場合のみ更新がトリガされるように最小の閾値が適用され得ることが理解されるであろう。
【０１３８】
ステップ４２３において、ステップ４２３で測定される信号強度がステップ４０３において測定された信号強度よりも大きい（すなわち、信号強度が大きくなった）と、この方法はステップ４０５に戻り、新しい信号強度が信号強度の閾値とどのように比較するかが決定される。
【０１３９】
図４及び図５に示されている方法と同様に、図１０に示されている方法は例示的であり、処理ステップが、図１０に示されている割り当てに対してユーザデバイス１２とベースユニット１４との間に異なって割り当てられるこの方法の代替の実現が可能である。
【０１４０】
従って、距離の測定に所望の精度のレベルを与える一方で電力消費を最小にする飛行時間の距離の測定を行う改善された技術が提供される。また、ユーザが所定の安全領域の範囲内に存在するかどうかを決定する個人追跡システムに用いる技術が提供される。
【０１４１】
本発明が図面及び前述の説明において詳細に例示及び説明されたが、そのような例示及び説明は実例又は典型的であると理解されるべきであり、限定的に理解されるべきではなく、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。
【０１４２】
開示された実施形態に対する他の変形形態が、図面、この開示及び添付の特許請求の範囲の研究から請求項に係る発明を実行する際に当業者により理解され、もたらされ得る。特許請求の範囲において、「有する」という用語は、他の構成要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に列挙された幾つかのアイテムの機能を満たしていてもよい。或る方策が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に用いられないことを示してはいない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又は他のハードウェアの一部として与えられる光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体に記憶／配布され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してのような他の形態でも配信され得る。特許請求の範囲おけるいかなる参照符号もが、範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【図１】
0006345715.tif 000012
【図２】
0006345715.tif 000013
【図３】
0006345715.tif 000014
【図４】
0006345715.tif 000015
【図５】
0006345715.tif 000016
【図６】
0006345715.tif 000017
【図７】
0006345715.tif 000018
【図８】
0006345715.tif 000019
【図９】
0006345715.tif 000020
【図１０】
0006345715.tif 000021