(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、
前記漏洩同軸ケーブルは、
前記基地局に電気信号を出力するように前記基地局に接続された終端である通信端と、  自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、
前記移動端末は、
前記漏洩同軸ケーブルに前記電気信号を送信する信号送信手段を備え、
前記基地局は、
前記移動端末から送信され前記漏洩同軸ケーブルが受波した電気信号であって、前記反射端で反射せずに前記漏洩同軸ケーブルから前記通信端に入力される電気信号である直接波を受信する直接波受信手段と、
前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後に前記通信端に入力される電気信号である反射波を受信する反射波受信手段と、
前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、前記移動端末の位置情報を算出する算出手段と、を備える
ことを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、
前記漏洩同軸ケーブルは、
前記基地局から電気信号を入力されるように前記基地局に接続された終端である通信端と、
自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、
前記移動端末は、
前記基地局から前記通信端を介して前記漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、前記反射端で反射する前に前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する直接波受信手段と、
前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後の電気信号によって前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する反射波受信手段と、
前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、自端末の位置情報を算出する算出手段と、を備え、
前記基地局は、
前記漏洩同軸ケーブルの前記通信端に接続され、当該漏洩同軸ケーブルを介して前記移動端末に前記電気信号を送信する信号送信手段と、を備える
ことを特徴とする位置検出システム。
【請求項３】
無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、
前記漏洩同軸ケーブルは、
前記基地局から電気信号を入力されるように前記基地局に接続された終端である通信端と、
自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、
前記移動端末は、
前記基地局から前記通信端を介して前記漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、前記反射端で反射する前に前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する直接波受信手段と、
前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後の電気信号によって前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する反射波受信手段と、
前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とを含む時間情報を生成して、前記基地局に送信する時間情報送信手段と、を備え、
前記基地局は、
前記漏洩同軸ケーブルの前記通信端に接続され、当該漏洩同軸ケーブルを介して前記移動端末に前記電気信号を送信する信号送信手段と、
前記時間情報送信手段から送信される時間情報を受信する時間情報受信手段と、
前記時間情報から検出される前記直接波受信時間情報と、前記反射波時間情報とに基づいて、前記移動端末の位置情報を算出する算出手段と、を備える
ことを特徴とする位置検出システム。
【請求項４】
前記算出手段は、前記漏洩同軸ケーブルをＸ軸とし、当該Ｘ軸と垂直方向をＹ軸とし、前記通信端を座標原点とした場合の、二次元座標におけるＸ座標の値とＹ座標の値とであって、Ｘ座標を（Ｘ〜）とし、Ｙ座標を（Ｙ〜）とし、前記直接波受信時間情報をｔ１とし、前記反射波受信時間情報をｔ２とし、前記漏洩同軸ケーブル内の前記電気信号の伝搬速度をｖとし、空間中の電気信号の伝搬速度をｃとし、前記漏洩同軸ケーブルの長さをｌとし、前記Ｙ軸と、前記移動端末と前記漏洩同軸ケーブルとの間の電気信号の伝搬路との成す角度をθとして、
【数１】
0005222506.tif 000007
を計算することによって位置情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の位置検出システム。
【請求項５】
無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムによる位置検出方法であって、
前記漏洩同軸ケーブルの、
終端である通信端が、前記基地局に電気信号を出力する工程と、
他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端が、自ケーブル内部を伝播する電気信号を反射する工程と、を備え、
前記移動端末の、
信号送信手段が、前記漏洩同軸ケーブルに前記電気信号を送信する工程を備え、
前記基地局の、
直接波受信手段が、前記移動端末から送信され前記漏洩同軸ケーブルが受波した電気信号であって、前記反射端で反射せずに前記漏洩同軸ケーブルから前記通信端に入力される電気信号である直接波を受信する工程と、
反射波受信手段が、前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後に前記通信端に入力される電気信号である反射波を受信する工程と、
算出手段が、前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、前記移動端末の位置情報を算出する工程と、を備える
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項６】
無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムによる位置検出方法であって、
前記漏洩同軸ケーブルの、
終端である通信端が、前記基地局から電気信号を入力される工程と、
他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端が、自ケーブル内部を伝播する電気信号を反射する工程と、を備え、
前記移動端末の、
直接波受信手段が、前記基地局から前記通信端を介して前記漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、前記反射端で反射する前に前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する工程と、
反射波受信手段が、前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後の前記電気信号によって前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する工程と、
時間情報送信手段が、前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、前記移動端末の位置情報を算出する工程と、を備え、
前記基地局の、
信号送信手段が、前記漏洩同軸ケーブルの前記通信端に接続され、当該漏洩同軸ケーブルを介して前記移動端末に前記電気信号を送信する工程と、
時間情報受信手段が、前記時間情報送信手段から送信される時間情報を受信する工程と、を備える
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項７】
無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムによる位置検出方法であって、
前記漏洩同軸ケーブルの、
終端である通信端が、前記基地局から電気信号を入力される工程と、
他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端が、自ケーブル内部を伝播する電気信号を反射する工程と、を備え、
前記移動端末の、
直接波受信手段が、前記基地局から前記通信端を介して前記漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、前記反射端で反射する前に前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する工程と、
反射波受信手段が、前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後の前記電気信号によって前記漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する工程と、
時間情報送信手段が、前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とを含む時間情報を生成して、前記基地局に送信する工程と、を備え、
前記基地局の、
信号送信手段が、前記漏洩同軸ケーブルの前記通信端に接続され、当該漏洩同軸ケーブルを介して前記移動端末に前記電気信号を送信する工程と、
時間情報受信手段が、前記時間情報送信手段から送信される時間情報を受信する工程と、
算出手段が、前記時間情報から検出される前記直接波受信時間情報と、前記反射波時間情報とに基づいて、前記移動端末の位置情報を算出する工程と、を備える
ことを特徴とする位置検出方法。
【請求項８】
無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、前記漏洩同軸ケーブルが、前記基地局に電気信号を出力するように前記基地局に接続された終端である通信端と、自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、前記移動端末が、前記漏洩同軸ケーブルに前記電気信号を送信する信号送信手段を備えた前記位置検出システムにおける前記基地局であって、
前記移動端末から送信され前記漏洩同軸ケーブルが受波した電気信号であって、前記反射端で反射せずに前記漏洩同軸ケーブルから前記通信端に入力される電気信号である直接波を受信する直接波受信手段と、
前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後に前記通信端に入力される電気信号である反射波を受信する反射波受信手段と、
前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、前記移動端末の位置情報を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩同軸ケーブルを用いて移動体の位置を検出する位置検出システム、位置検出方法及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）や第三世代携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）を始めとしたセルラーネットワークに加えて、近距離無線によりネットワークを形成するＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）が普及し、人や物をとりまく無線通信環境が変化している。これらによって無線を利用したサービスも多様化しており、その一つとして挙げられるのが、携帯端末や各種センサを利用した人や物の位置検出を行うサービスがある。
【０００３】
電気信号を用いた無線端末の位置検出システムとしては、例えば、人工衛星からの電波を用いたＧＰＳ（Global Positioning System）システム、セルラーシステムの基地局からの電波を用いるシステム、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイントの電波を用いるシステム、センサーネットワークにおいて無線ノードの電波を用いるシステムなど、三点測位の測位原理に基づく多数の位置検出システムが提案、提供されている。このように、位置検出システムには、カーナビゲーションや携帯電話で使われているＧＰＳを始めとして、無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）、超音波等を利用した技術が存在する。
【０００４】
上述のような無線技術を利用した位置検出システムのうち、基地局で電波の到達時間を測定し三点測位を行う技術は、ＴＤＯＡ（到達時間差方式：Time Difference Of Arrival）を用いており、ＧＰＳ方式やＣＤＭＡ方式の携帯電話ならびにＷｉＦｉ端末の位置検出に利用される。また、基地局（ＣＳ：Ce11Station）に接続する端末を発見するＣＳ−ＩＤ（IDentification）方式はＰＨＳで利用されている。さらに、基地局で電波強度を測定し三辺測位を行う技術は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を用いており、ＲＦＩＤによる位置検出に利用される。
【０００５】
ところで、例えばＧＰＳは屋外での位置検出を前提としており、トンネルや地下街などＧＰＳの電波を受信できない場所での利用はできない。また、センサーノードやセルラーシステムの基地局を用いる端末位置検出方式では、マルチパスフェージングや見通し外の伝搬路の影響により位置検出精度が低下するという共通の問題がある。
【０００６】
そこで、無線の送受信を行う基盤として漏洩同軸ケーブル（Leaky CoaXial cable、以下、ＬＣＸともいう）をアンテナとして利用することが考えられる。ＬＣＸによれば、数十メートルに渡って敷設するケーブルをアンテナとして利用することができる。地下鉄や地下街には少なからず電波遮へい空間が存在するが、火災や事故発生時の地上と地下の間の非常連絡網を確保することは消防法で義務づけられており、多くの建物内にＬＣＸが敷設されている。近年、２．４ＧＨｚ帯を伝送可能な高帯域なＬＣＸが登場しており、公共スペースにおける通信基盤は整備されつつある。
【０００７】
このようなＬＣＸによる通信基盤をそのまま利用して、端末の位置を検出することは、新たな敷設工事を必要とせず、迅速にサービスを提供できるなどの特徴を有するため、非常に汎用性が高いといえる。そこで、ＬＣＸを用いた端末位置検出方式が提案されている。
【０００８】
このような漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）を用いた位置検出の従来技術として、二種類のＰＮ（Pseudo Noise）信号を用いて位置検出を行う技術（例えば、特許文献１）や、道路をはさんだ二本のＬＣＸを用いて位置検出を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００９】
また、車両に搭載された送信部から出力する電気信号をアンテナが受波し、アンテナ（ＬＣＸ）の両端から出力される電気信号に基づいて位置検出を行う方式（例えば、特許文献３）や、二本のＬＣＸを用いてインパルス応答を測定し、長手方向の位置検出を行う技術（例えば、特許文献４）や、二本のＬＣＸと二つの無線周波数を用いて位置検出を行う技術がある（例えば、特許文献５）。
【特許文献１】特開平９−１６８８６号公報
【特許文献２】特開平１０−２８８６５７号公報
【特許文献３】特開平１１−１６１８９２号公報
【特許文献４】特開２００４−９８７７９号公報
【特許文献５】特開２００４−１２５６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＬＣＸを用いて位置検出を行う上述の従来技術は、送受信機の役割を担うＬＣＸが原理的に二本必要であったり、位置検出のための信号が二種類必要であったりすることで、送受信機の装置構成が複雑になるという問題を抱えている。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、一本のＬＣＸを用い、単一の周波数帯を用いて二次元測位による位置情報の検出を行う位置検出システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は、無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、漏洩同軸ケーブルは、基地局に電気信号を出力するように基地局に接続された終端である通信端と、自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、移動端末は、漏洩同軸ケーブルに電気信号を送信する信号送信手段を備え、基地局は、移動端末から送信され漏洩同軸ケーブルが受波した電気信号であって、反射端で反射せずに漏洩同軸ケーブルから通信端に入力される電気信号である直接波を受信する直接波受信手段と、漏洩同軸ケーブルの反射端に反射した後に通信端に入力される電気信号である反射波を受信する反射波受信手段と、直接波受信手段が直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、反射波受信手段が反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、移動端末の位置情報を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、漏洩同軸ケーブルは、基地局から電気信号を入力されるように基地局に接続された終端である通信端と、自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、移動端末は、基地局から通信端を介して漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、反射端で反射する前に漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する直接波受信手段と、漏洩同軸ケーブルの反射端に反射した後の電気信号によって漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する反射波受信手段と、直接波受信手段が直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、反射波受信手段が反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、自端末の位置情報を算出する算出手段と、を備え、基地局は、漏洩同軸ケーブルの通信端に接続され、漏洩同軸ケーブルを介して移動端末に電気信号を送信する信号送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、漏洩同軸ケーブルは、基地局から電気信号を入力されるように基地局に接続された終端である通信端と、自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、移動端末は、基地局から通信端を介して漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、反射端で反射する前に漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する直接波受信手段と、漏洩同軸ケーブルの反射端に反射した後の電気信号によって漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する反射波受信手段と、直接波受信手段が直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、反射波受信手段が反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とを含む時間情報を生成して、基地局に送信する時間情報送信手段と、を備え、基地局は、漏洩同軸ケーブルの通信端に接続され、漏洩同軸ケーブルを介して移動端末に電気信号を送信する信号送信手段と、時間情報送信手段から送信される時間情報を受信する時間情報受信手段と、時間情報から検出される直接波受信時間情報と、反射波時間情報とに基づいて、移動端末の位置情報を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記算出手段は、前記漏洩同軸ケーブルをＸ軸とし、当該Ｘ軸と垂直方向をＹ軸とし、前記通信端を座標原点とした場合の、二次元座標におけるＸ座標の値とＹ座標の値とであって、Ｘ座標を（Ｘ〜）とし、Ｙ座標を（Ｙ〜）とし、前記直接波受信時間情報をｔ１とし、前記反射波受信時間情報をｔ２とし、前記漏洩同軸ケーブル内の前記電気信号の伝搬速度をｖとし、空間中の電気信号の伝搬速度をｃとし、前記漏洩同軸ケーブルの長さをｌとし、前記Ｙ軸と、前記移動端末と前記漏洩同軸ケーブルとの間の電気信号の伝搬路との成す角度をθとして、
【数１】
0005222506.tif 000002
を計算することによって位置情報を算出することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして前記移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムによる位置検出方法であって、前記漏洩同軸ケーブルの、終端である通信端が、前記基地局に電気信号を出力する工程と、他端であり、予め定められた前記電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端が、自ケーブル内部を伝播する電気信号を反射する工程と、を備え、前記移動端末の、信号送信手段が、前記漏洩同軸ケーブルに前記電気信号を送信する工程を備え、前記基地局の、直接波受信手段が、前記移動端末から送信され前記漏洩同軸ケーブルが受波した電気信号であって、前記反射端で反射せずに前記漏洩同軸ケーブルから前記通信端に入力される電気信号である直接波を受信する工程と、反射波受信手段が、前記漏洩同軸ケーブルの前記反射端に反射した後に前記通信端に入力される電気信号である反射波を受信する工程と、算出手段が、前記直接波受信手段が前記直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、前記反射波受信手段が前記反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、前記移動端末の位置情報を算出する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムによる位置検出方法であって、漏洩同軸ケーブルの、終端である通信端が、基地局から電気信号を入力される工程と、他端であり、予め定められた電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端が、自ケーブル内部を伝播する電気信号を反射する工程と、を備え、移動端末の、直接波受信手段が、基地局から通信端を介して漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、反射端で反射する前に漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する工程と、反射波受信手段が、漏洩同軸ケーブルの反射端に反射した後の電気信号によって漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する工程と、時間情報送信手段が、直接波受信手段が直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、反射波受信手段が反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、移動端末の位置情報を算出する工程と、を備え、基地局の、信号送信手段が、漏洩同軸ケーブルの通信端に接続され、漏洩同軸ケーブルを介して移動端末に電気信号を送信する工程と、時間情報受信手段が、時間情報送信手段から送信される時間情報を受信する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムによる位置検出方法であって、漏洩同軸ケーブルの、終端である通信端が、基地局から電気信号を入力される工程と、他端であり、予め定められた電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端が、自ケーブル内部を伝播する電気信号を反射する工程と、を備え、移動端末の、直接波受信手段が、基地局から通信端を介して漏洩同軸ケーブルに出力された電気信号によって、反射端で反射する前に漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される直接波を受信する工程と、反射波受信手段が、漏洩同軸ケーブルの反射端に反射した後の電気信号によって漏洩同軸ケーブルから空間中に放射される反射波を受信する工程と、時間情報送信手段が、直接波受信手段が直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、反射波受信手段が反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とを含む時間情報を生成して、基地局に送信する工程と、を備え、基地局の、信号送信手段が、漏洩同軸ケーブルの通信端に接続され、漏洩同軸ケーブルを介して移動端末に電気信号を送信する工程と、時間情報受信手段が、時間情報送信手段から送信される時間情報を受信する工程と、算出手段が、時間情報から検出される直接波受信時間情報と、反射波時間情報とに基づいて、移動端末の位置情報を算出する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、無線通信の可能な移動端末と、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして移動端末と無線通信を行う基地局と、を備えた位置検出システムであって、漏洩同軸ケーブルが、基地局に電気信号を出力するように基地局に接続された終端である通信端と、自ケーブル内部を伝播する電気信号が反射するように構成された他端であり、予め定められた電気信号の周波数帯域のみを反射させるための帯域フィルタを備える反射端と、を備え、移動端末が、漏洩同軸ケーブルに電気信号を送信する信号送信手段を備えた位置検出システムにおける基地局であって、移動端末から送信され漏洩同軸ケーブルが受波した電気信号であって、反射端で反射せずに漏洩同軸ケーブルから通信端に入力される電気信号である直接波を受信する直接波受信手段と、漏洩同軸ケーブルの反射端に反射した後に通信端に入力される電気信号である反射波を受信する反射波受信手段と、直接波受信手段が直接波を受信した時間を示す直接波受信時間情報と、反射波受信手段が反射波を受信した時間を示す反射波受信時間情報とに基づいて、移動端末の位置情報を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、一本の漏洩同軸ケーブルを用い、単一の周波数である電気信号を用いて位置情報の検出を行うようにしたので、従来技術と比較して構成要素が少なく、簡単化された位置検出システムを提供することができる。
さらに、本発明によれば、位置検出のための電気信号を出力するのは移動端末と基地局とのいずれでも良く、特に、移動端末から電気信号を出力する場合には、移動端末は電気信号を送信するだけで良く、さらに簡単化された位置検出システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態による位置検出システムの概念を示す図である。
本実施形態による位置検出システムは、ユーザが携帯する移動端末３００と、移動端末３００と無線通信を行う基地局１００と、移動端末３００と基地局１００との無線通信を中継する漏洩同軸ケーブルであるＬＣＸ２００とを備える。ＬＣＸ２００の一端は、基地局１００に接続された通信端２２０であり、他端は、ＬＣＸ２００の内部を伝播する電気信号が反射するように構成された反射端２１０である。
【００２７】
例えば、移動端末３００から出力される信号が、角度θによる２箇所（Ａ点とＢ点）からＬＣＸ２００に受波される。Ａ点とＢ点のうち、基地局１００により近いＡ点からＬＣＸ２００に受波された直接波が、まず基地局１００に到着する。Ａ点とＢ点のうち、基地局１００から離れたＢ点からＬＣＸ２００に受波された信号は、反射端２１０で反射してから、反射波として基地局１００に到着する。この二つの経路の到来信号を基地局１００が受信し、直接波と反射波の伝搬時間または伝搬時間差により二次元位置の検出を行う。なお、基地局１００から信号を送信する場合にも適用可能である。
このように、本実施形態によれば、一本の漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ２００）を用いて移動端末３００の二次元位置を検出、算出することが可能である。
【００２８】
＜第１の実施形態：構成＞
図２は、第１の実施形態による位置検出システムの構成を示すブロック図である。本実施形態による位置検出システムは、基地局１００−１と、ＬＣＸ２００−１と、移動端末３００−１とを備えている。
【００２９】
基地局１００−１は、算出部１２０−１と、直接波受信部１４０−１と、反射波受信部１５０−１と、位置表示地図情報送信部１６０−１と、表示部１７０−１と、地図情報記憶部１８０−１とを備えている。
地図情報記憶部１８０-１は、ＬＣＸ２００−１の布設状況を、地図情報として予め記憶する。地図情報記憶部１８０-１が記憶する地図情報の例を、図２０に示す。
算出部１２０−１は、直接波受信部１４０−１と反射波受信部１５０−１とが受信する直接波時間情報と反射波時間情報とに基づいて、地図情報記憶部１８０−１に記憶された地図情報における移動端末３００−１の座標位置を示す位置情報を算出する。
【００３０】
位置表示地図情報生成部１９０−１は、算出部１２０−１が算出した位置情報に基づいて、地図情報記憶部１８０-１に記憶された地図情報上の対応する位置に、図２１に示すように、現在位置を示す印が表示された地図情報である位置表示地図情報を生成する。ここで、図２１には、現在位置を示す印として星印を示すが、どのような印でも良い。なお、位置表示地図情報には、現在位置を印として示すとともに、座標位置の数値情報などを表示するようにしても良い。表示部１７０−１は、液晶などによるディスプレイであり、位置表示地図情報を表示する。
【００３１】
直接波受信部１４０−１は、ＬＣＸ２００のスロット２３０−Ｎ（Ｎは任意の整数。例えば、スロット２３０−１）から角度θで受波される直接波を受信し、反射波受信部１５０−１は、ＬＣＸ２００−１のスロット２３０−Ｍ（Ｍは任意の整数。例えば、スロット２３０−２）から角度θで受波される反射波を受信する。
位置表示地図情報送信部１６０−１は、位置表示地図情報生成部１９０−１が生成した位置表示地図情報を、移動端末３００−１に送信する。
【００３２】
ＬＣＸ２００−１は、漏洩同軸ケーブルであり、反射端２１０−１と、通信端２２０−１と、スロット２３０−１、スロット２３０−２、・・・スロット２３０−Ｑ（Ｑは任意の整数）とを備えている。漏洩同軸ケーブルは、高周波信号を伝送する同軸ケーブルであり、ケーブル全体がアンテナとして機能するものである。図３に示すように、例えば、漏洩同軸ケーブルは、シース２９１、外部導体２９２、絶縁体２９３、内部導体２９４の四層で構成されている。そして、一般的な同軸ケーブルの外側の導体部分である外部導体２９２に複数のスロット（放射孔ともいう）と呼ばれる穴を開けることで電波が入放射され、隣接する複数のスロットは相互に作用して送受信アンテナとして機能する。
【００３３】
漏洩同軸ケーブル内を伝搬する電波の波長がスロットの大きさよりも十分に長い場合、スロットから放射される電波は微小ダイポールから放射されている電波と等価であり、漏洩同軸ケーブルの構造はケーブルの長手方向に微小ダイポールが放射孔の間隔で連続的に配置された構造となる。一方、スロットから放射される電波の位相は、ケーブル内を伝搬する電波の位相に依存するため、各スロットから放射される電波は位相が異なっている。このため漏洩同軸ケーブルから放射された空間中の電波は、各スロットから放射された位相のずれた電波の重ね合わせとなる。そのため、放射角度により電波の強め合いや弱め合いが発生することにより指向特性を持つ。ここで、漏洩同軸ケーブルの放射孔の間隔Ｐ／２（メートル）と漏洩同軸ケーブル内の搬送波の波長λＲＦ（メートル）によって電波の放射角度θｍが以下式（２）によって決まる。
【００３４】
【数２】
0005222506.tif 000003
【００３５】
ここで、放射波を得るためには、式（２）は実数である必要があり、その為には、ｍは負の整数となる必要がある。εｒは漏洩同軸ケーブル内部の絶縁体の比誘電率を表す。すなわち、漏洩同軸ケーブル内を伝搬して外部に漏洩する電磁波は、各スロットからの位相差が２Ｐｎπのときに同一の放射角度θｍを有する放射波となる。この条件を満足するＰｎは、式（２）が実数となる範囲でいくつも存在し、複数の放射モード（ｍ）が存在する事になる。これを、例えばｍ次モードの放射波といい、ｍ＝２ｎ、ｍ＝２ｎ＋１の関係となる（例えば、以下文献参照。岸本利彦、佐々木伸、ＬＣＸ通信システム、コロナ社）。すなわち、放射角度θｍは、波長（周波数）によって、ケーブルの半径方向を０度として、−９０度〜＋９０度まで変化する。これ以降、ｍ＝−１を前提とし、θｍを単にθと表記する。なお、式（１）を用いて位置検出を行う為には、式（２）のｍを一定にする必要がある。一般の漏洩同軸は、多くのモードの放射波が存在すると複数の放射波同士の干渉により、強度に変動が生ずる。これを避けるために通常の漏洩同軸ケーブルでは、ｍ＝−１のみを存在させるように、Ｐやスロット配列を工夫している（前記参考文献参照。）。本実施形態でも、この従来技術を用いてｍ＝−１の単一モードを使用することとする
【００３６】
通信端２２０−１は、基地局１００−１の直接波受信部１４０−１と反射波受信部１５０−１と接続され、信号の入出力を行う。ＬＣＸ２００−１には、上述のような放射孔である複数のスロット２３０（スロット２３０−１、スロット２３０−２、スロット２３０−３、・・・）が備えられている。反射端２１０−１は、ＬＣＸ２００−１内部を伝搬してきた信号を反射する構成となっている。反射端２１０−１は、例えば、開放終端となっている。また、例えば、無線信号反射装置を備える構成としても良い。あるいは、終端抵抗を接続しておき、位置検出を行うときのみ終端抵抗を外して開放終端とするように構成しても良い。
【００３７】
移動端末３００−１は、例えば、ユーザが携帯する端末であり、本実施形態では、信号送信部３４０−１と、無線通信部３５０−１と、位置表示地図情報受信部３６０−１と、表示部３７０−１とを備えている。
信号送信部３４０−１は、ＬＣＸ２００−１が移動端末３００−１の位置を検出するための電気信号を空間中に出力する。ここで、電気信号は、基地局１００−１が時間間隔を計測可能な情報であり、信号送信部３４０−１は、時間情報を識別可能な信号を送出する。電気信号を複数回送信する場合や常時送信し続ける場合には、直接波と反射波とのそれぞれが示す時間情報を比較することで、同一の電気信号によるものであるか否かを識別することができる。また、直接波と反射波が同一の電気信号によるものであるか否かは、他に、例えば、電気信号として出力する情報パケットのヘッダに識別情報を含め、基地局１００−１はこの識別情報を比較して対応関係を判定しても良い。
【００３８】
無線通信部３５０−１は、信号送信部３４０−１とは異なる周波数帯域によって、基地局１００−１と無線通信を行う。無線通信部３５０−１は、例えば、携帯電話通信や、ノートＰＣ（Personal Computer）やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのなどの移動可能な端末との無線通信を行う。
位置表示地図情報受信部３６０−１は、位置表示地図情報送信部１６０−１から送信される位置表示地図情報を受信する。表示部３７０−１は、液晶などによるディスプレイであり、位置表示地図情報受信部３６０−１が受信する位置表示地図情報を表示する。
【００３９】
次に、本実施形態による位置検出の動作原理について説明する。本実施形態による位置検出は、信号が特定の点から別の点に到達する時間に基づいて距離を決定するＴＯＡ（Time Of Arrival）方式に基づく。
図４に示すように、移動端末３００から空間中に出力され、ＬＣＸ２００に受波される信号は、移動端末３００がＡ地点とＢ地点にある場合、同時に通信端２２０に到着する。すなわち、信号が基地局１００に到着する到着時間が等しい移動端末３００の場所は、空間中の信号伝搬時間と、ＬＣＸ２００中の信号伝搬時間との和で表されるために、基地局１００に信号が同時に到着する空間中の場所は図４に示すようなラインＬ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を形成する。つまり、直接波だけの到着時間を計測しても、位置の特定はできない。
【００４０】
そこで、ＬＣＸ２００の反射端２１０で反射する反射波をも計測に用いる。すなわち、図５に示すように、ＬＣＸ２００が敷設された延びる方向をＸ軸として、ＬＣＸ２００と垂直方向をＹ軸とし、Ｘ方向の位置ｘとＹ方向の位置ｙとの値によって移動端末３００の位置を算出する場合に、ｘを直接波の到着時間と反射波との到着時間の差として算出することができ、また、ｙを移動端末３００から信号が出力されてから基地局１００が直接波と反射波との信号を受信するまでの時間の和として算出することができる。
【００４１】
すなわち、図６に示すように、直接波と反射波との到着間隔が短ければ短いほど、移動端末３００の位置が反射端２１０に近いことを示す。直接波がＬＣＸ２００に受波され、基地局１００に到着した後に、信号が反射端２１０で反射し、反射波が基地局１００に到着するまでに伝搬した距離が短いといえるからである。
また、図７に示すように、移動端末３００が信号を出力してから直接波が基地局１００に到達するまでの時間が長ければ長いほど、移動端末３００がＬＣＸ２００から離れていることを示す。以上を踏まえ、図８のように各値を定義すると、以下式（３）が成り立つ。
【００４２】
【数３】
0005222506.tif 000004
【００４３】
これを、以下式（４）のように解くと、以下式（１）が導かれる。
【００４４】
【数４】
0005222506.tif 000005
【００４５】
【数５】
0005222506.tif 000006
【００４６】
このように、上述の式（１）によれば、直接波の到着時間（ｔ１）と、反射波の到着時間（ｔ２）とをパラメータとして与えることで、移動端末３００の位置を算出することができる。算出部１２０は、上述の式（１）によって移動端末３００の位置を算出する。
【００４７】
＜第１の実施形態：動作＞
次に、図９を参照して、本発明による位置検出システムが、移動端末３００−１の位置情報を算出する動作例を説明する。
上述のように、地図情報記憶部１８０−１は、予め図２０に示すような地図情報を記憶する。
まず、移動端末３００−１の信号送信部３４０−１は、信号を空間中に出力する（ステップＳ１０）。そして、信号は、スロット２３０−１に受波され、ＬＣＸ２００−１内を直接波として伝搬する。（ステップＳ２０）。基地局１００−１の直接波受信部１４０−１は、直接波を受信すると、受信時間を直接波受信時間情報として記憶する。また、スロット２３０−２に受波された信号は、ＬＣＸ２００−１内を伝搬し、反射端２１０−１で反射し、反射波として基地局１００−１の反射波受信部１５０−１に受信される（ステップＳ３０）。
【００４８】
基地局１００−１の反射波受信部１５０−１は、反射波を受信すると、受信時間を反射波受信時間情報として記憶する。基地局１００−１の算出部１２０−１は、時間情報を受信すると、上述の式（１）を用いて、推定Ｘ座標値と推定Ｙ座標値との値を位置情報として算出する（ステップＳ４０）。そして、位置表示地図情報生成部１９０−１は、地図情報記憶部１８０−１に記憶された地図情報を読み出し、算出部１２０−１が算出した位置情報に対応する地図情報上の位置に、星印を付加した位置表示地図情報を生成する。位置表示地図情報送信部１６０−１は、位置表示地図情報生成部１９０−１が生成した位置表示地図情報を、移動端末３００−１に送信する（ステップＳ５０）。位置表示地図情報受信部３６０−１が位置表示地図情報を受信すると、表示部３７０−１が、受信した位置表示地図情報を表示させる。
【００４９】
また、位置表示地図情報生成部１９０−１が生成した位置表示地図情報は、基地局１００−１の表示部１７０−１に表示させても良いし、外部のサーバへ送信する構成としても良い。
以上説明したように、本実施形態によれば、移動端末３００−１は信号送信部３４０−１を備えるのみで位置検出を行うことができ、移動端末３００−１は安価な端末で足り、また、省電力に位置検出を行うことができる。
このような位置検出システムは、例えば、ビルの内部や地下などで作業を行う消防隊員に移動端末３００−１を携帯させ、地上の消防隊隊長などが消防隊員の位置情報を把握する場合に特に有効である。
【００５０】
＜第２の実施形態：構成＞
第１の実施形態において移動端末３００−１の信号送信部３４０−１が出力した位置検出のための信号は、基地局１００が出力するように構成しても良い。図１０は、第２の実施形態による位置検出システムの概念を示す図である。基地局１００から通信端２２０を介してＬＣＸ２００に送信された信号は、ＬＣＸ２００の線路にそって伝搬し、この進行方向に対して特定の角度θで放射され、直接波として移動端末３００に到着する。さらに、ＬＣＸ２００を伝搬する信号は、反射端２１０で反射し、直接波と同様に進行方向に対して決まった角度θで放射され、反射波として移動端末３００に到着する。この二つの経路の到来信号を移動端末３００が受信し、直接波と反射波の伝搬時間または伝搬時間差により二次元位置の検出を行う。なお、移動端末３００から信号を送信する場合にも適用可能である。
【００５１】
第２の実施形態による位置検出システムは、第１の実施形態と同様の構成をしており、同様の構成・処理については説明を省略する。以下、第２の実施形態に特有の構成・処理について説明する。図１１は、本実施形態による位置検出システムの構成を示すブロック図である。本実施形態による位置検出システムは、基地局１００−２と、ＬＣＸ２００−２と、移動端末３００−２とを備えている。
【００５２】
基地局１００−２は、ＬＣＸ２００−２を介して移動端末３００−２と通信を行う通信基地局であり、信号送信部１３０−２と、地図情報記憶部１８０−２とを備えている。信号送信部１３０−２は、ＬＣＸ２００−２の通信端２２０−２に接続され、通信端２２０−２と信号の入出力を行う。また、信号送信部１３０−２は、位置情報を検出するための信号とともに、地図情報記憶部１８０−２に記憶された地図情報を移動端末３００−２に送信する。
【００５３】
移動端末３００−２は、ユーザに携帯される端末であり、直接波受信部３２０−２と、反射波受信部３３０−２と、無線通信部３５０−２と、表示部３７０−２と、算出部３８０−２と、位置表示地図情報生成部３９０−２とを備えている。
算出部３８０−２は、直接波受信部３２０−２が直接波を受信した時間を示す直接波時間情報と反射波受信部３３０−２が反射波を受信した時間を示す反射波時間情報とに基づいて、移動端末３００−２の位置を示す位置情報を算出する。
【００５４】
＜第２の実施形態：動作＞
次に、図１２を参照して、本発明による位置検出システムが、移動端末３００−２の位置情報を算出する動作例を説明する。
まず、基地局１００−２の信号送信部１３０−２は、地図情報記憶部１８０−２に記憶された地図情報と、位置を検出するための信号とを通信端２２０−２に出力する（ステップＳ１１０）。ここで、信号送信部１３０−２は、さらに、座標位置情報から地図情報上の位置を検出するための計算アルゴリズムを送信することとしても良い。そして、信号送信部１３０から出力された情報は、ＬＣＸ２００−２内を伝搬する。そして、角度θによってスロット２３１−１から直接波が放射される（ステップＳ１２０）。移動端末３００−２の直接波受信部３２０−２が直接波を受信すると、受信時間を直接波受信時間情報として記憶する。そして、ＬＣＸ２００−２内を伝搬する信号は、反射端２１０−２で反射し、さらに角度θによってスロット２３１−２から反射波が放射される（ステップＳ１３０）。
【００５５】
そして、移動端末３００−２の反射波受信部３３０−２が反射波を受信すると、受信時間を反射波受信時間情報として記憶する。そして、算出部３８０−２は、直接波受信時間情報と反射波受信時間情報との時間情報に基づいて、上述の式（１）を用いて、推定Ｘ座標値と推定Ｙ座標値との値を位置情報として算出する（ステップＳ１４０）。そして、位置表示地図情報生成部３９０−２は、位置を検出するための信号とともに信号送信部１３０−２から送信された地図情報を読み出し、算出部１２０−１が算出した位置情報に対応する地図情報上の位置に、星印を付加した位置表示地図情報を生成する。
位置表示地図情報生成部３９０−２が生成した位置表示地図情報は、移動端末３００−２の表示部３７０−２に表示される。
【００５６】
このように、第２の実施形態によれば、基地局１００−２が電気信号を出力し、移動端末３００−２は、受信する電気信号の直接波と反射波との受信時間に基づいて位置情報を算出して位置表示地図情報を生成するので、基地局１００−１が算出した位置情報を移動端末３００−１が受信する第１の実施形態に比べて、時間の誤差が少なくなる。
このような位置検出システムは、例えば、ビルの内部や地下などで、消防隊員が移動端末３００−２を携帯し、自分の位置情報を確認する場合に特に有効である。
【００５７】
＜第３の実施形態：構成＞
第３の実施形態は、基地局１００−３が出力する電気信号を、移動端末３００−３が受信し、受信した時間情報を基地局１００−３に送信して、基地局１００−３が位置情報の算出を行う。
第３の実施形態による位置検出システムは、第２の実施形態と同様の構成をしており、同様の構成・処理については説明を省略する。以下、第３の実施形態に特有の構成・処理について説明する。図１３は、本実施形態による位置検出システムの構成を示すブロック図である。本実施形態による位置検出システムは、基地局１００−３と、ＬＣＸ２００−３と、移動端末３００−３とを備えている。
【００５８】
基地局１００−３は、ＬＣＸ２００−３を介して移動端末３００−３と通信を行う通信基地局であり、時間情報受信部１１０−３と、算出部１２０−３と、信号送信部１３０−３と、位置表示地図情報送信部１６０−３と、地図情報記憶部１８０−３とを備えている。時間情報受信部１１０−３は、移動端末３００−３から送信される時間情報、すなわち移動端末３００がＬＣＸ２００−３から直接波を受信する直接波時間情報と反射波を受信する反射波時間情報とを含む時間情報を受信する。
【００５９】
算出部１２０−３は、移動端末３００−３から時間情報受信部１１０−３が受信する直接波時間情報と反射波時間情報とに基づいて、移動端末３００−３の位置を示す位置情報を算出する。
信号送信部１３０−３は、ＬＣＸ２００−３の通信端２２０−３に接続され、通信端２２０−３と信号の入出力を行う。
【００６０】
移動端末３００−３は、例えば、ユーザに携帯される端末であり、直接波受信部３２０−３と、反射波受信部３３０−３と、時間情報送信部３１０−３と、無線通信部３５０−３と、位置表示地図情報受信部３６０−３と、表示部３７０−３とを備えている
直接波受信部３２０−３は、ＬＣＸ２００−３のスロット２３２（例えば、スロット２３２−１）から角度θで放射される直接波を受信し、反射波受信部３３０−３は、ＬＣＸ２００−３のスロット２３２（例えば、スロット２３２−２）から角度θで放射される反射波を受信する。時間情報送信部３１０−３は、直接波受信部３２０−３が直接波を受信した時間情報である直接波時間情報と、反射波受信部３３０−３が反射波を受信した時間情報である反射波時間情報とを含む時間情報を、基地局１００−３に送信する。
【００６１】
＜第３の実施形態：動作＞
次に、図１４を参照して、本発明による位置検出システムが、移動端末３００の位置情報を算出する動作例を説明する。
まず、基地局１００−３の信号送信部１３０−３は、信号を通信端２２０−３に出力する（ステップＳ２１０）。そして、信号は、ＬＣＸ２００−３内を伝搬する。そして、角度θによってスロット２３２−１から直接波が放射される（ステップＳ２２０）。移動端末３００−３の直接波受信部３２０−３が直接波を受信すると、受信時間を直接波受信時間情報として記憶する。そして、ＬＣＸ２００−３内を伝搬する信号は、反射端２１０−３で反射し、さらに角度θによってスロット２３２−２から反射波が放射される（ステップＳ２３０）。
【００６２】
そして、移動端末３００−３の反射波受信部３３０−３が反射波を受信すると、受信時間を反射波受信時間情報として記憶する。そして、時間情報送信部３１０−３は、直接波受信時間情報と反射波受信時間情報との時間情報を、基地局１００−３に送信する（ステップＳ２４０）。基地局１００−３の時間情報受信部１１０−３は、時間情報を受信すると、上述の式（１）を用いて、推定Ｘ座標値と推定Ｙ座標値との値を位置情報として算出する（ステップＳ２５０）。
【００６３】
そして、位置表示地図情報生成部１９０−３は、地図情報記憶部１８０−３に記憶された地図情報を読み出し、算出部１２０−１が算出した位置情報に対応する地図情報上の位置に、星印を付加した位置表示地図情報を生成する。位置表示地図情報送信部１６０−３は、位置表示地図情報生成部１９０−３が生成した位置表示地図情報を、移動端末３００−３に送信する（ステップＳ２６０）。移動端末３００−３の位置表示地図情報受信部３６０−３が、位置表示地図情報を受信すると、位置表示地図情報が表示部３７０−３に表示される。
また、位置表示地図情報生成部１９０−３が生成した位置表示地図情報は、例えば、基地局１００−３に表示部を設けて表示しても良いし、外部のサーバへ送信する構成としても良い。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態によれば、通信端２２０−３からＬＣＸ２００−３を介して空間中に伝搬した信号である直接波が移動端末３００−３に到着する到着時間と、同信号がＬＣＸ２００−３の通信端２２０−３の他端である反射端２１０−３で反射してからの反射波が移動端末３００−３に到着する到着時間をパラメータとすることで、一本の漏洩同軸ケーブルを用いて、単一周波数によって、移動端末３００−３の二次元位置を検出、算出することが可能である。
【００６５】
＜他の実施形態＞
なお、図１５に示すように、上述の反射端２１０は、サーキュレータ２１１と帯域フィルタ２１２と吸収抵抗２１３とによって構成しても良い。すなわち、ＬＣＸ２００の終端をサーキュレータ２１１の第１の端子に接続し、サーキュレータ２１１の第２の端子を、帯域フィルタ２１２と吸収抵抗２１３とに接続する。帯域フィルタ２１２の他端は、サーキュレータ２１１の第３の端子に接続する。ここで、帯域フィルタ２１２は、位置検出のための信号のみを通過させるように予め設定する。
このように構成すると、反射端２１０は、位置検出のための信号のみを反射するようになり、例えば、ＬＣＸ２００を、携帯電話の通信のためのアンテナとして併用しながら、位置検出を行うことができる。
【００６６】
なお、図１６に示すように、本発明による位置検出は、地下街等、曲がりくねった道路においてＬＣＸ２００を敷設する場合にも、適用が可能である。
【００６７】
＜本発明の実施例＞
図１７に、本発明の位置検出原理よる位置検出実験を行った環境を示す。図中の黒い点が測定点であり、図の左下（ＸとＹの交点）が原点となるように二次元座標を設定し、図の横方向がＸ軸、縦方向がＹ軸となるようにした。ＬＣＸは、長さが５ｍであり、床から１．４ｍの高さになるように設置し、移動端末の受信アンテナに無指向性のアンテナを用い、三脚を用いて、常にＬＣＸと同じ高さになるようにした。２．４ＧＨｚ帯の微弱電波を用いて、通信端と移動端末間のインパルス応答を測定した。
【００６８】
図１８は、ネットワークアナライザの本実験でのインパルス応答の測定例を示す波形図である。図中の直接波または反射波の振幅比が最大となった時の時間ｔ１およびｔ２をそれぞれの到着時間とする。
このような実験において、無指向性のアンテナで直接波の到着時間ｔ１と直接波と反射波の到着時間差ｔ２を測定した。ｔ１、ｔ２を式（１）に代入し、測定地点ごとの推定位置を計算した。図１９に算出結果の誤差の分布を示す。一箇所の測定点においてそれぞれ１６回平均のインパルス応答の観測から得られたｔ１とｔ２によって、およそ０．２５ｍ以下の位置検出誤差が得られた。このように、直接波の到着時間と反射波の到着時間の二つの数式を連立させることで、直接波と反射波のそれぞれの電波の放射範囲が重なるエリアで、位置検出が精度良く可能であることが確認できた。ここでは、ＬＣＸの中央に近いほど、精度の高い結果が得られた。
【００６９】
このように、一本のＬＣＸを用いて、単一周波数を用いて移動体端末の二次元位置を検出する方式について、位置検出実験にて誤差分散の観測を行い、２５ｃｍ以下の位置検出誤差を実現できることが分かった。
【００７０】
なお、本発明における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより位置検出を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００７１】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態による位置検出システムを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による位置検出システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態によるＬＣＸの構造を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による位置検出の原理を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による位置検出の原理を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による位置検出の原理を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による位置検出の原理を示す図である。
【図８】本発明の実施形態による位置検出の原理を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による動作例を示すシーケンス図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による位置検出システムを示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による位置検出システムを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態による動作例を示すシーケンス図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態による位置検出システムを示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態による動作例を示すシーケンス図である。
【図１５】本発明の実施形態による反射端を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態による位置検出システムを示す図である。
【図１７】本発明の位置検出システムの実験環境を示す図である。
【図１８】本発明の位置検出システムの実験による電気信号の振幅比を示す図である。
【図１９】本発明の位置検出システムの実験計測結果の誤差の分布を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態による地図情報の例を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態による位置表示地図情報の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００  基地局
１１０  時間情報受信部
１２０  算出部
１３０  信号送信部
１４０  直接波受信部
１５０  反射波受信部
１６０  位置表示地図情報送信部
１７０  表示部
１８０  地図情報記憶部
１９０  位置表示地図情報生成部
２００  ＬＣＸ
２１０  反射端
２１１  サーキュレータ
２１２  帯域フィルタ
２１３  吸収抵抗
２２０  通信端
２３０  スロット
２９１  シース
２９２  外部導体
２９３  絶縁体
２９４  内部導体
３００  移動端末
３１０  時間情報送信部
３２０  直接波受信部
３３０  反射波受信部
３４０  信号送信部
３５０  無線通信部
３６０  位置表示地図情報受信部
３７０  表示部
３８０  算出部
３９０  位置表示地図情報生成部
【図１】
0005222506.tif 000008
【図２】
0005222506.tif 000009
【図３】
0005222506.tif 000010
【図４】
0005222506.tif 000011
【図５】
0005222506.tif 000012
【図６】
0005222506.tif 000013
【図７】
0005222506.tif 000014
【図８】
0005222506.tif 000015
【図９】
0005222506.tif 000016
【図１０】
0005222506.tif 000017
【図１１】
0005222506.tif 000018
【図１２】
0005222506.tif 000019
【図１３】
0005222506.tif 000020
【図１４】
0005222506.tif 000021
【図１５】
0005222506.tif 000022
【図１６】
0005222506.tif 000023
【図１７】
0005222506.tif 000024
【図１８】
0005222506.tif 000025
【図１９】
0005222506.tif 000026
【図２０】
0005222506.tif 000027
【図２１】
0005222506.tif 000028