(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と移動機との間で所定の信号を送受信し、測定される受信強度及び各基地局の位置情報に基づいて移動機の位置推定を行う方法において、
各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って測定される複数の受信強度に基づいて各基地局毎に受信強度の平均的な値を測定受信強度として求め、
複数の基地局のうちで、移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局を基準とした所定エリアを、移動機の存在する確率を得るべき位置の範囲とし、
移動機の存在する確率を得るべき位置の範囲として決められたエリアを格子状に区切って得られる各格子点の位置を、移動機が存在する確率を得るべき位置とし、
上記移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局の位置を少なくとも格子点とすると共に、当該測定受信強度に対応した確率分布特性のピーク点における当該基地局からの距離に基づいて格子間隔を決め、
上記の位置の範囲内で、基地局と移動機との間の距離に対する受信強度の地理的な変動を考慮して予め定められた各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性と、上記のように求められた各基地局に対応した測定受信強度とに基づいて、当該移動機が各位置に存在する確率を求め、
このように求められた各位置での当該移動機の存在しうる確率に基づいて、当該移動機の存在位置を推定するようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項２】
請求項１記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
測定される複数の受信強度の短区間中央値とみなし得る平均的な値を上記測定受信強度とし、
上記確率分布特性は、各基地局からの距離に対して受信強度の短区間中央値のとりうる確率を表す特性となる移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
上記確率分布特性に基づいて、各位置において各基地局毎に対応する測定受信強度のとり得る確率を求め、各基地局毎に求められた確率を結合して得られる結合確率に基づいて、移動機が各位置に存在する確率を得るようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項４】
請求項１記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
上記移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局を基準とした上記所定エリアは、上記測定受信強度に対応した確率分布特性において、ある距離以遠では移動機の存在確率が統計的に所定の閾値以下となる当該距離に基づいて決めるようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
各位置での当該移動機の存在する確率に基づいて、当該移動機の存在する位置の期待値を求め、該期待値を当該移動機が存在すると推定される位置とした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項６】
請求項１乃至４いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
各位置での当該移動機の存在する確率のうち、最も確率の高い位置を当該移動機が存在すると推定される位置とした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
第一のエリア内に隙間をもって配列された地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、その各地点での当該移動機の存在しうる確率に基づいて当該移動機の存在位置を推定し、
その後、その推定された存在位置が中央に位置する上記第一のエリアより狭い第二のエリア内に上記隙間より狭い隙間にて配列された地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、
その各地点での当該移動機の存在しうる確率に基づいて当該移動機の最終的な存在位置を推定するようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項８】
請求項１乃至６いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
設定されたエリア内に隙間をもって配列される各地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、その確率のうち最も高い確率が統計的に所定の閾値以上となるときに、その最も高い確率を与える地点が中央に位置する上記エリアより狭い他のエリアを設定し、その設定されたエリアに上記隙間より狭い隙間にて配列された各地点において当該移動機の存在し得る確率を求め、
上記のように求められた各地点での当該移動機の存在し得る確率に基づいて移動機の存在位置を推定するようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項９】
請求項８記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
上記求められた確率のうち最も高い確率が統計的に所定の閾値以上となるときに、その最も高い確率を与える地点が中央に位置する上記エリアより狭い他のエリアを設定し、その設定されたエリアに上記隙間より狭い隙間にて配列された各地点において当該移動機の存在し得る確率を求めることを繰り返し行う移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って所定数の受信強度が測定されなかったときに、その測定にて得られた受信強度に基づいて測定受信強度として求められた当該平均的な値は、当該移動機が各位置に存在しうる確率を求める際に用いないようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って所定数の受信強度が測定されなかったときに、上記各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性を、各基地局からの距離に対する受信強度の出現し得る範囲が広くなるように補正するようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、
上記各位置での当該移動機の存在し得る確率に基づいて、当該移動機が所定の確率以上の確率で存在し得る範囲を当該移動機の存在位置の推定結果として得るようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法。
【請求項１３】
複数の基地局と移動機との間で所定の信号を送受信し、測定される受信強度及び各基地局の位置情報に基づいて移動機の位置推定を行うシステムにおいて、
各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って測定される複数の受信強度に基づいて各基地局毎に受信強度の平均的な値を測定受信強度として求める受信強度平均化手段と、
複数の基地局のうちで、移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局を基準とした所定エリアを、移動機の存在する確率を得るべき位置の範囲として決定する対象エリア決定手段と、
上記対象エリア決定手段にて決定されたエリアを格子状に区切って得られる各格子点の位置を移動機が存在する確率を得るべき位置とし、
上記移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局の位置を少なくとも格子点とすると共に、当該測定受信強度に対応した確率分布特性のピーク点における当該基地局からの距離に基づいて格子間隔を決め、
上記対象エリア決定手段で決定された位置の範囲内で、基地局と移動機との間の距離に対する受信強度の地理的な変動を考慮して予め定められた各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性と、上記のように求められた各基地局に対応した測定受信強度とに基づいて、当該基地局が各位置に存在する確率を求める存在確率演算手段と、
このように求められた各位置での当該移動機の存在しうる確率に基づいて、当該移動機の推定される存在位置を演算する推定位置演算手段とを有する移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記受信強度平均化手段は、測定される複数の受信強度の短区間中央値とみなし得る平均的な値を上記測定受信強度として求め、
上記存在確率演算手段は、上記確率分布特性として、各基地局からの距離に対して受信強度の短区間中央値のとりうる確率を表す特性を用いるようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項１５】
請求項１３または１４記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記存在確率演算手段は、上記確率分布特性に基づいて、各位置において各基地局毎に対応する測定受信強度のとり得る確率を演算する演算手段と、
該演算手段にて各基地局毎に得られた確率を結合して結合確率を求める確率結合手段とを有し、該確率結合手段にて得られた結合確率に基づいて、移動機が各位置に存在する確率を得るようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項１６】
請求項１３記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記対象エリア決定手段は、上記移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局を基準とした上記所定エリアを、上記測定受信強度に対応した確率分布特性において、ある距離以遠では移動機の存在確率が統計的に所定の閾値以下となる当該距離に基づいて決めるようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記推定位置演算手段は、各位置での当該移動機の存在する確率に基づいて、当該移動機の存在する位置の期待値を演算する期待値演算手段を有し、該期待値を当該移動機が存在すると推定される位置とするようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項１８】
請求項１３乃至１６いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記推定位置演算手段は、各位置での当該移動機の存在する確率のうち、最も確率の高い位置を当該移動機が存在すると推定される位置とするようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項１９】
請求項１３乃至１８いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記存在確率演算手段は、第一のエリア内に隙間をもって配列された地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、その各地点での当該移動機の存在しうる確率に基づいて当該移動機の存在位置を推定する手段と、
その後、その推定された存在位置が中央に位置する上記第一のエリアより狭い第二のエリア内に上記隙間より狭い隙間にて配列された地点において当該移動機の存在しうる確率を求める手段とを有し、
上記推定位置演算手段は、上記存在確率演算手段にて得られた各地点での当該移動機の存在しうる確率に基づいて当該移動機の最終的な存在位置を推定するようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項２０】
請求項１３乃至１８いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記存在確率演算手段は、設定されたエリア内に隙間をもって配列される各地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、その確率のうち最も高い確率が統計的に所定の閾値以上となるときに、その最も高い確率を与える地点が中央に位置する上記エリアより狭い他のエリアを設定し、その設定されたエリアに上記隙間より狭い隙間にて配列された各地点において当該移動機の存在し得る確率を求め、
上記推定位置演算手段は、上記存在確率演算手段にて求められた各地点での当該移動機の存在し得る確率に基づいて移動機の存在位置を推定するようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項２１】
請求項２０記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記存在確率演算手段は、上記求められた確率のうち最も高い確率が統計的に所定の閾値以上となるときに、その最も高い確率を与える地点が中央に位置する上記エリアより狭い他のエリアを設定し、その設定されたエリアに上記隙間より狭い隙間にて配列された各地点において当該移動機の存在し得る確率を求めることを繰り返し行う移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項２２】
請求項１３乃至２１いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記存在確率演算手段は、各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って所定数の受信強度が測定されなかったときに、その測定にて得られた受信強度に基づいて測定受信強度として求められた当該平均的な値は、当該移動機が各位置に存在しうる確率を求める際に用いないようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項２３】
請求項１３乃至２１いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記存在確率演算手段は、各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って所定数の受信強度が測定されなかったときに、上記各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性を、各基地局からの距離に対する受信強度の出現し得る範囲が広くなるように補正する特性補正手段を有する移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【請求項２４】
請求項１３乃至２３いずれか記載の移動通信システムにおける移動機の位置推定システムにおいて、
上記推定位置演算手段は、各位置での当該移動機の存在し得る確率に基づいて、上記移動機が所定の確率以上の確率で存在し得る範囲を当該移動機の存在位置の推定結果として得るようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムにおける移動機の位置推定方法及びシステムに係り、詳しくは、複数の基地局と通信を行う移動機の位置をその送受信信号の状態から統計的手法により推定するようにした移動機の位置推定方法及びシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動機の位置を推定する手法として、例えば、複数の基地局からの下り信号の受信レベル（電界強度）を移動機にて測定し、その各基地局に対応した受信レベルに基づいて移動機の位置を推定する手法が提案されている。具体的には、次のようにして移動機の位置が推定される。
【０００３】
移動機にて複数の基地局のそれぞれからの下り信号（例えば、ＬＣＣＨ）の受信レベルを所定時間（例えば、数秒間）、所定周期（例えば、１００ミリ秒）にて測定し、その間に得られた測定値の平均値を各基地局に対応する受信レベルとしてセンタに報告する。センタでは、報告された各基地局に対応する受信レベル及び各基地局の位置情報を用いて、そのレベル内分点を移動機の推定位置として演算する。
【０００４】
即ち、各基地局ＣＳiの位置を（ｘi、ｙi）とし、各基地局ＣＳiに対応した受信レベルをＥiとしたときに、移動機ＰＳの推定位置（Ｘ、Ｙ）が、
【０００５】
【数１】
0003943339.tif 000002
に従って演算される。上式において、Ｍは、移動機ＰＳの位置推定のために下り信号が用いられる基地局の総数である。上記式に従った演算の結果、各基地局ＣＳ１〜ＣＳＭの重心位置に対して受信レベルにて重み付けした点が、移動機ＰＳの推定位置として得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
移動機と各基地局との間の無線伝送路の状態は、車両によるシャドウイングなどのように時間的に変動したり、地形、建造物の配置などによって地域的に変化したりする。そのため、移動機が複数の基地局に対して一定の相対的位置関係を維持したとしても、各基地局からの受信レベルは、時間的、地域的に変動してしまう。
【０００７】
上述した従来の手法では、所定時間内の測定された受信レベルの平均値を各基地局に対応した受信レベルとしているので、無線伝送路の状態の時間的な変動による影響はある程度除去することができる。しかし、地形、建造物の配置の違いに依存した無線伝送路の状態の地域的な変動の影響は除去することができず、移動する移動機の位置を精度よく推定することができない。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、移動機と基地局間との間の無線伝送路の状態が、地域的な要因等によって変化しても、より精度よく移動機の位置の推定ができるようにした移動通信システムにおける移動機の位置推定方法及びシステムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、複数の基地局と移動機との間で所定の信号を送受信し、測定される受信強度及び各基地局の位置情報に基づいて移動機の位置推定を行う方法において、各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って測定される複数の受信強度に基づいて各基地局毎に受信強度の平均的な値を測定受信強度として求め、基地局と移動機との間の距離に対する受信強度の地理的な変動を考慮して予め定められた各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性と、上記のように求められた各基地局に対応した測定受信強度とに基づいて、当該基地局が各位置に存在する確率を求め、このように求められた各位置での当該移動機の存在しうる確率に基づいて、当該移動機の存在位置を推定するように構成される。
【００１０】
このような移動通信システムにおける移動機の位置推定方法では、基地局と移動機との間の距離に対する受信強度の地理的な変動を考慮して予め定められた各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性と、実際に測定された複数の受信強度から求められる受信強度の平均的な値（測定受信強度）とに基づいて、移動機が各位置に存在しうる確率を求めている。この各位置にて移動機が存在しうる確率は、上記測定受信強度の地理的な変動に依存したものとなる。従って、実際に測定される複数の受信強度に基づいて得られる測定受信強度が、地域的に変化するものであっても、その変化を考慮した状態で当該移動機の存在位置の推定が行われる。
【００１１】
複数の受信強度に基づいて求められる受信強度の平均的な値は、当該複数の受信強度の瞬時値変動が無視できると見なし得る値となることが好ましい。そのような観点から、測定の回数、平均化のアルゴリズムが決められる。
【００１２】
特に、複数の受信強度の瞬時値変動が無視できると見なし得る値として、当該複数の受信強度の短区間中央値を用いることができる。この場合、本発明は、請求項２に記載されるように、上記移動機の位置推定方法において、測定される複数の受信強度の短区間中央値とみなし得る平均的な値を上記測定受信強度とし、上記確率分布特性は、各基地局からの距離に対して受信強度の短区間中央値のとりうる確率を表す特性となるように構成することができる。
【００１３】
上記移動機が各位置に存在する確率は、例えば、請求項３に記載されるように、上記移動機の位置推定方法において、上記確率分布特性に基づいて、各位置において各基地局毎に対応する測定受信強度のとり得る確率を求め、各基地局毎に求められた確率を結合して得られる結合確率に基づいて得ることができる。
【００１４】
移動機の推定位置を効率的に得ることができるという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、上記各移動機の位置推定方法において、移動機の存在する確率を得るべき位置の範囲となるエリアを上記複数の基地局の設置位置に基づいて決めるように構成することができる。
【００１５】
このような移動通信システムにおける移動機の位置推定方法では、決定されたエリア内だけを対象として移動機の存在確率が求められることになる。
【００１６】
移動機の存在位置を推定するためにより有効な情報が効率的に得られるという観点から、本発明は、請求項５に記載されるように、上記移動機の位置推定方法において、複数の基地局のうちで、移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局が中央に位置する所定エリアを、移動機の存在する確率を得るべき位置の範囲とするように構成することができる。
【００１７】
このような移動通信システムにおける移動機の位置推定方法では、移動機は、当該移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局の近傍に存在する確率が高いので、このようなエリアを設定することにより、そのエリアが比較的狭くても、得られる各位置での当該移動機の存在確率は比較的高い値となる。
【００１８】
更に、具体的にそのエリアを決定する手法を提供するという観点から、本発明は、請求項６に記載されるように、そのような移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、上記移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局が中央に位置する上記所定エリアは、上記測定受信強度に対応した確率分布特性において、ある距離以遠では移動機の存在確率が統計的に所定の閾値以下となる当該距離に基づいて決めるように構成することができる。
【００１９】
容易に移動機の存在確率を得るべき位置が指定できるという観点から、本発明は、請求項７に記載されるように、上記各移動機の位置推定方法において、移動機の存在する確率を得るべき位置の範囲として決められたエリアを格子状に区切って得られる各格子点の位置を、移動機が存在する確率を得るべき位置とするように構成することができる。
【００２０】
また、移動機の位置推定結果により大きな影響を与える位置を指定できるという観点から、本発明は、請求項８に記載されるように、上記移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、移動機の存在する確率を得るべき位置の範囲として決められたエリアを格子状に区切って得られる各格子点の位置を、移動機が存在する確率を得るべき位置とし、上記移動機との距離が最短とされる測定受信強度を与える基地局の位置を少なくとも格子点とすると共に、当該測定受信強度に対応した確率分布特性のピーク点における当該基地局からの距離に基づいて格子間隔を決めるように構成することができる。
【００２１】
統計的に精度の高い移動機の存在位置の推定が可能となるという観点から、本発明は、請求項９に記載されるように、上記各移動機の位置推定方法において、各位置での当該移動機の存在する確率に基づいて、当該移動機の存在する位置の期待値を求め、該期待値を当該移動機が存在すると推定される位置とするよう構成することができる。
【００２２】
また、比較的精度の高い移動機の存在位置の推定が簡便に行えるという観点から、本発明は、請求項１０に記載されるように、上記各移動機の位置推定方法において、各位置での当該移動機の存在する確率のうち、最も確率の高い位置を当該移動機が存在すると推定される位置とするように構成することができる。
【００２３】
精度の高い推定位置を得るための処理量を低減できるという観点から、本発明は、請求項１１に記載されるように、上記各移動機の位置推定方法において、第一のエリア内に隙間をもって配列された地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、その各地点での当該移動機の存在しうる確率に基づいて当該移動機の存在位置を推定し、その後、その推定された存在位置が中央に位置する上記第一のエリアより狭い第二のエリア内に上記隙間より狭い隙間にて配列された地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、その各地点での当該移動機の存在しうる確率に基づいて当該移動機の最終的な存在位置を推定するように構成することができる。
【００２４】
このような移動通信システムにおける移動機の位置推定方法では、比較的広い第一のエリアにおける比較的粗い隙間で位置する各点での移動機の存在確率に基づいて、移動機の大まかな位置が推定される。そして、その推定された位置を取り巻く比較的狭い第二のエリアにおいて比較的狭い隙間で位置する各点での移動機の存在確率に基づいて移動機のより正確な位置が推定される。
【００２５】
同様の観点から、本発明は、請求項１２に記載されるように、上記移動機の位置推定方法において、設定されたエリア内に隙間をもって配列される各地点において当該移動機の存在しうる確率を求め、その確率のうち最も高い確率が統計的に所定の閾値以上となるときに、その最も高い確率を与える地点が中央に位置する上記エリアより狭い他のエリアを設定し、その設定されたエリアに上記隙間より狭い隙間にて配列された各地点において当該移動機の存在し得る確率を求め、上記のように求められた各地点での当該移動機の存在し得る確率に基づいて移動機の存在位置を推定するように構成することができる。
【００２６】
このような移動機の位置推定方法では、より高い確率を与える地点の近傍領域のより多くの地点において求められる当該移動機の存在し得る確率を用いて当該移動機の存在位置の推定が行われる。そのため、移動機のより正確な位置推定が可能となる。
【００２７】
また、請求項１３に記載されるように、上記求められた確率のうち最も高い確率が統計的に所定の閾値以上となるときに、その最も高い確率を与える地点が中央に位置する上記エリアより狭い他のエリアを設定し、その設定されたエリアに上記隙間より狭い隙間にて配列された各地点において当該移動機の存在し得る確率を求めることを繰り返し行うことができる。
【００２８】
より精度の高い各位置での移動機の存在確率を得ることができるという観点から、本発明は、請求項１４に記載されるように、上記各移動機の位置推定方法において、各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って所定数の受信強度が測定されなかったときに、その測定にて得られた受信強度に基づいて測定受信強度として求められた当該平均的な値は、当該移動機が各位置に存在しうる確率を求める際に用いないように構成することができる。
【００２９】
本発明に係る方法では、各点での移動機の存在確率を、受信強度の平均的な値（測定受信強度）の地理的な変動を考慮して統計的な手法により求めている。このような手法では、複数回測定された受信強度の平均的な値に含まれる瞬時値変動の成分の影響が少ないということが、より精度の高い移動機の各点での存在確率を得ることの条件である。上記のように所定数の受信強度が測定されなかった際に得られた受信強度の平均的な値には、瞬時値変動の成分の影響が大きく残る可能性が高いと考え得る。従って、そのような受信強度の平均的な値を移動機が各位置に存在しうる確率を求める際に用いないことによって、より精度の高い移動機の各位置での存在確率を得ることができる。
【００３０】
上記受信強度の平均的な値を、当該移動機が各位置に存在しうる確率を求める際に用いるか否かの基準となる測定受信強度の数（所定数）は、その数の受信強度の平均的な値から受信強度の瞬時値変動の影響が除去されていると見なし得るか否かに基づいて定められる。
【００３１】
また、本発明は、請求項１５に記載されるように、上記各移動通信システムにおける移動機の位置推定方法において、各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って所定数の受信強度が測定されなかったときに、上記各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性を、各基地局からの距離に対する受信強度の出現し得る範囲が広くなるように補正するように構成することができる。
【００３２】
上述したように各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って所定数の受信強度が測定されなかった場合、その所定数に達しない受信強度の平均的な値には受信強度の瞬時値変動の影響がより多く含まれ、その平均的な値が出現するか否かは統計的により曖昧なものとなる。この場合、上記確率分布特性を、各基地局からの距離に対する受信強度の出現し得る範囲が広くなるように補正することにより、受信強度の平均的な値の曖昧さに則した当該確率分布特性を用いて当該移動機が各位置に存在する確率を求めることが可能となる。
【００３３】
請求項１６に記載されるように、上記各位置での当該移動機の存在し得る確率に基づいて、当該移動機が所定の確率以上の確率で存在し得る範囲を当該移動機の存在位置の推定結果として得るようにすることができる。
【００３４】
上記本発明の課題を解決するため、本発明は、請求項１７に記載されるように、複数の基地局と移動機との間で所定の信号を送受信し、測定される受信強度及び各基地局の位置情報に基づいて移動機の位置推定を行うシステムにおいて、各基地局と移動機との間において信号の送受信を複数回行って測定される複数の受信強度に基づいて各基地局毎に受信強度の平均的な値を測定受信強度として求める受信強度平均化手段と、基地局と移動機との間の距離に対する受信強度の地理的な変動を考慮して予め定められた各基地局からの距離と受信強度との統計的な関係を確率にて表した確率分布特性と、上記のように求められた各基地局に対応した測定受信強度とに基づいて、当該基地局が各位置に存在する確率を求める存在確率演算手段と、このように求められた各位置での当該移動機の存在しうる確率に基づいて、当該移動機の推定される存在位置を演算する推定位置演算手段とを有するように構成される。
【００３５】
上記受信強度平均化手段、存在確率演算手段及び推定位置演算手段の一部または全部は、移動通信システムにおける移動機、基地局及びその他のノードに設けることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３７】
本発明の実施の一形態に係る移動機の位置推定方法及びシステムが適用される移動無線システムは、例えば、図１に示すように構成される。このシステムは、簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ）である。
【００３８】
図１において、通信サービスエリアに設置された各基地局ＣＳは、公衆回線網１０に接続され、該公衆回線網を介して位置情報センタ２０と通信を行うことが可能となる。移動機ＰＳ（例えば、ＰＨＳ端末）は、通常の通信サービスを受ける場合、下り信号の受信レベルの最も高くなる基地局ＣＳ、公衆回線網１０を介して他の端末（電話端末、情報処理端末など）と通信（音声通信、データ通信）を行う。
【００３９】
位置情報センタ２０は、各基地局ＣＳの位置情報（緯度、経度）、送信アンテナ高、送信電力等の情報を蓄積したデータベースを備えている。そして、位置情報センタ２０は、移動機ＰＳにて測定された各基地局ＣＳからの下り信号の受信レベルを当該移動機ＰＳから基地局ＣＳ及び公衆回線網１０を介して受信し、その各基地局ＣＳに対応した受信レベル、各基地局ＣＳの位置情報等に基づいて移動機ＰＳの推定位置を演算する。この移動機ＰＳの推定位置の演算についての詳細は、後述する。
【００４０】
上述した移動機ＰＳの位置検索の処理は、例えば、次のような手順に従ってなされる。
【００４１】
移動機ＰＳの位置検索の依頼を受けた位置情報センタ２０は、当該移動機ＰＳに対して通話チャネルを通して位置検索要求がある旨を通知する。
【００４２】
移動機ＰＳは、各基地局ＣＳから制御チャネルで送信される報知信号を受信し、信号受信レベル（瞬時値）を測定する。また、上記報知信号には送信元となる各基地局ＣＳを特定するＣＳ−ＩＤが含まれている。この報知信号は、所定周期（例えば、１００ミリ秒）にて報知されており、所定時間（例えば、数秒）受信することで、各基地局ＣＳからの受信レベル（瞬時値）を複数回測定できる。
【００４３】
移動機ＰＳは、上記所定時間内で測定した各基地局ＣＳからの信号の受信レベル（瞬時値）の平均値を演算する。そして、この平均値を各基地局ＣＳi（ｉ＝１、２、…）に対する測定受信レベルＥiとする。
【００４４】
移動機ＰＳは、上記のようにして各基地局ＣＳiに対する測定受信レベルＥiを得ると、各基地局ＣＳiを特定するＣＳ−ＩＤと対応する測定受信レベルＥiを対にしたＣＳ情報を生成する。そして、移動機ＰＳは、通話チャネルを確立し、その通話チャネルを通して当該ＣＳ情報を位置情報センタ２０へ送信する。
【００４５】
位置情報センタ２０は、上述したように、位置検索対象移動機ＰＳに対して位置検索要求がある旨を通知した後、例えば、図２に示す手順に従って処理を行う。この位置情報センタ２０では、移動機ＰＳでの受信レベルが種々の要因にて変動することを考慮して、統計的な手法により各位置における移動機ＰＳの存在確率が演算され、その各位置での存在確率に基づいて移動機ＰＳの推定位置が演算される。
【００４６】
図２において、位置情報センタ２０は、移動機ＰＳからのＣＳ情報の受信待ち状態となっている（Ｓ１）。この状態で、上述したように、移動機ＰＳからのＣＳ情報を公衆回線網１０を介して受信すると（Ｓ１でＹＥＳ）、そのＣＳ情報に基づいて、移動機ＰＳの位置推定を行うために必要な基地局を決定する。例えば、測定受信レベルＥiが大きい上位所定数（例えば、３局）の基地局ＣＳが選択される。
【００４７】
なお、測定受信レベルＥiが所定レベル以上の場合、送信出力がより小さい基地局ＣＳを優先的に選択するようにしてもよい。これは、同じ測定受信レベルの場合、その送信元での送信出力が小さいほど、その送信元の基地局が移動機ＰＳに近いとみなし得るからである。
【００４８】
上記のようにして、移動機ＰＳの位置推定を行うために必要な基地局ＣＳが決定されると、その決定された基地局ＣＳの設置位置に基づいて、移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアが決定される（Ｓ３）。例えば、図３に示すように、移動機ＰＳの位置推定を行うために必要な基地局として決定された３つの基地局ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３に対して、矩形エリアＡ（例えば、５００メートル四方のエリア）が対象エリアとして決定される。この対象エリアの決定手法については後述する。
【００４９】
このように対象エリアが決定されると、その対象エリア内の位置ｓjが指定され（Ｓ４）、その指定された位置ｓjにおいて各基地局ＣＳiから受信レベルＥiにて信号受信がなされる確率Ｐ（Ｅi｜ｓj）が演算される（Ｓ５）。この演算は、次のようにしてなされる。
【００５０】
移動機ＰＳと基地局ＣＳiとの間の無線伝送路では、受信レベルは種々の要因で変動する。その変動は瞬時値変動と中央値変動に分類できる。中央値変動における中央値レベルは長区間中央値と短区間中央値に分類される。短区間中央値は瞬時値変動分布の中央値であり、伝搬距離が同じであっても建物等の場所的要因により値が変動する。この変動は、統計的に対数正規分布となる。そして、その平均値が長区間中央値である。
【００５１】
この例では、測定される受信レベルの平均値は、その受信レベルの瞬時値変動（人や自動車等の周囲の動くもの等の影響により電界強度が変わることに起因）の影響を除去するという観点から求められ、その平均値を得るための受信レベルの測定回数や、その平均化のアルゴリズムは、得られる平均値が受信レベルの短区間中央値として見なし得るように定められる。
【００５２】
また、移動機ＰＳと基地局ＣＳiとの間の無線伝送路における受信レベルの長区間中央値と伝搬距離との関係は、伝搬推定式ｆ（ｒ）にて表される。この伝搬推定式は、例えば、図４の特定Ｑ１、Ｑ２で示されるように、伝搬距離ｒ［ｍ］に対する受信レベルの長区間中央値Ｅ（＝ｆ（ｒ））を与えている。
【００５３】
なお、上述したように移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアは、各基地局ＣＳiに対応した測定受信レベルＥiを長区間中央値としてみなし、各基地局ＣＳiの送信能力（アンテナ高、送信出力など）で決まる伝搬推定式からその測定受信レベルに基づいて定まる移動機ＰＳまでの距離のうちで、最短の距離となる測定受信レベルを与える基地局ＣＳ１を中心とた所定矩形エリアＡに決定される。この矩形エリアＡが、例えば、図３に示すように、格子状に区切られ、各格子点ｓjが上記各基地局ＣＳiから受信レベルＥiにて信号受信を行う確率Ｐ（Ｅi｜ｓj）を演算すべき位置となる。
【００５４】
測定受信レベルが短区間中央値としてみなすことができ、上記のような、受信レベルの短区間中央値が、長区間中央値を平均値として所定の標準偏差を持つ対数正規分布となるという前提に基づいて、基地局ＣＳiからＲi,jだけ離れた（ｒ＝Ｒi,j）地点ｓjにおいて、受信レベルの短区間中央値（測定受信レベル）がＥi（ｄＢ値）になる確率Ｐ（Ｅi｜ｓj）は、
【００５５】
【数２】
0003943339.tif 000003
に従って演算される。この式において、ｆ（ｒ）は、上記伝搬推定式を表し、σは、短区間中央値変動の標準偏差［ｄＢ］を表す。
【００５６】
図３に示す例の場合、例えば、位置ｓ９において基地局ＣＳ１からの測定受信レベルがＥ１となる確率Ｐ（Ｅ1｜Ｒ1,9）、位置ｓ９において基地局ＣＳ２からの測定受信レベルがＥ２となる確率Ｐ（Ｅ2｜Ｒ2,9）、更に、位置ｓ９において基地局ＣＳ３からの測定受信レベルがＥ３となる確率Ｐ（Ｅ3｜Ｒ3,9）は、それぞれ次のようにして演算される。
【００５７】
【数３】
0003943339.tif 000004
このように、位置ｓjにおいて各基地局ＣＳiからの測定受信レベルがＥiとなる確率が演算されると、それらの演算値を用いて、Ｍ個（例えば、３個）の基地局から測定受信レベルＥ１、Ｅ２、…、ＥＭにて信号受信を行う移動機ＰＳが位置ｓjに存在する確率Ｐ（ｓj｜Ｅ1,E2,…,ＥM）が演算される（Ｓ６）。この確率Ｐ(ｓj｜Ｅ1,E2,…,ＥM)は、ベイズの定理を用いて、
【００５８】
【数４】
0003943339.tif 000005
のように変換される。上記式において、Ｐ（Ei）は測定受信レベルＥiとなる確率を表す。また、Ｐ（ｓj）は移動機ＰＳが位置ｓjに存在する確率であり、位置によらず一定の値であると仮定している。従って、Ｃは、位置によらないゼロでない定数となる。また、Ｐjは位置ｓjにおいてＭ個の基地局ＣＳ毎に求めた上記式２の確率を結合して得られる結合確率を表す。
【００５９】
上記式４より、測定受信レベルＥ1、Ｅ2、…、ＥMの組み合わせを条件とした移動機ＰＳが位置ｓjに存在する確率Ｐ（ｓj｜E1,E2,…,EM）は、各基地局について演算された位置ｓjにおいて測定受信レベルがＥiとなる確率Ｐ（Ｅi｜ｓj）の結合確率Ｐjに比例した値となる。従って、移動機ＰＳの位置ｓjでの存在確率Ｐ（ｓj｜Ｅ1,Ｅ2,…,ＥM）の演算は結合確率Ｐjの演算で置き換えることができる。
【００６０】
例えば、図３に示す例において、基地局ＣＳ１からｒの位置にて測定受信レベルＥ１となる確率Ｐ（Ｅ１｜ｒ）、基地局ＣＳ２からｒの位置にて測定受信レベルがＥ２となる確率Ｐ（Ｅ２｜ｒ）、及び基地局ＣＳ３からｒの位置にて測定受信レベルがＥ３となる確率Ｐ（Ｅ３｜ｒ）が、それぞれ、図５に示す特定Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３のように表される。この場合、基地局ＣＳ１から距離Ｒ1,9、基地局ＣＳ２から距離Ｒ2,9、基地局ＣＳ３から距離Ｒ3,9となる位置ｓ９での移動機ＰＳの存在する確率Ｐ（ｓ9｜Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3）は、
Ｐ（ｓ9｜Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3）∝Ｐ９
＝Ｐ（Ｅ１｜Ｒ1,9）×Ｐ（Ｅ２｜Ｒ2,9）×Ｐ（Ｅ３｜Ｒ3,9）
となり、結合確率Ｐ9に比例する。
【００６１】
上記のようにして演算された移動機ＰＳの位置ｓjでの確率Ｐjは、所定の記憶装置に格納される（Ｓ７）。そして、上記のように設定された対象エリア内の全ての位置ｓjについて確率Ｐjが得られたか否かが判定される（Ｓ８）。まだ、確率Ｐjの演算されていない位置ｓjがある場合（Ｓ８において、ＮＯ）、新たな位置ｓj+1が指定され（Ｓ４）、この新たに設定された位置ｓj+1について、上述したのと同様の処理が行われる（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）。そして、対象エリア内の全ての位置ｓjでの確率Ｐjが演算されて、記憶装置内に蓄積されると（Ｓ８において、ＹＥＳ）、各位置での確率Ｐjに基づいて、移動機ＰＳの推定位置演算が行われる（Ｓ９）。
【００６２】
この移動機ＰＳの推定演算は、例えば、次のように行われる。
【００６３】
上記のようにして、図３に示すような対象エリア内における各格子点での移動機ＰＳの存在する確率を用いて、移動機ＰＳの存在位置の期待値を推定位置として演算する。これは、各基地局からの測定受信レベルの組み合わせが（E1,E2,…,EM）である際に生じうる誤差（判定位置と実際の位置との距離）の２乗平均値を最小にするものであるからである。具体的な計算は、格子点の総数をＮ、各格子点ｓjの座標を（ｘj、ｙj）とすると、その推定位置（Ｘ、Ｙ）は、
【００６４】
【数５】
0003943339.tif 000006
に従って与えられる。ここで、分母は、上記式４を全ての対象エリアで積分すると１となるという条件を満たすために必要となる。ただし、対象エリアに設定さされた格子１マス中の各位置での移動機ＰＳの存在する確率を、各格子点での移動機ＰＳの存在する確率で代表している。また、対象エリア外での上記式４の値は、「０」としている。
【００６５】
上述したような例では、各基地局からの測定受信レベル（短区間中央値と見なし得る平均値）が、長区間中央値を平均値として所定の標準偏差を持つ対数正規分布となるという統計的な特性を用いて、各地点ｓjで各基地局ＣＳiからの測定受信レベルがＥiになる確率Ｐ（Ｅi｜ｓj）を求め、それらの確率に基づいて、複数の基地局から測定受信レベルE1,E2,…,EMにて信号受信を行っている移動機ＰＳの各位置ｓjに存在する確率Ｐ（ｓj｜Ｅ1,Ｅ2,…,ＥM）を求めている。そして、それら各位置ｓjでの移動機ＰＳの存在確率Ｐ（ｓj｜Ｅ1,Ｅ2,…,ＥM）から、存在位置の期待値が当該移動機ＰＳの推定位置として演算される。
【００６６】
位置情報センタ２０は、上記のように移動機ＰＳの推定位置が得られると、その推定位置を要求元に対して当該指定された移動機ＰＳの位置情報として供給する。
【００６７】
なお、上記例においては、各地点での移動機ＰＳの存在確率に基づいて得られる当該移動機ＰＳの存在位置の期待値を推定位置としたが、移動機ＰＳの推定位置を得るための手法は、これに限られない。例えば、移動機ＰＳの存在確率が最大となる地点を当該移動機ＰＳの推定位置としても、また、存在確率が大きくなる上位所定数の地点の重心位置に対して存在確率により重み付けした点を推定位置とすることもできる。
【００６８】
上記例では、複数の受信レベル（瞬時値）の平均値を短区間中央値として扱っている。これは、複数の受信レベルの平均値は、受信レベルの瞬時値変動の影響が無視でき、主に地理的な変動を含むものと考え得るからである。実際にその平均値が短区間中央値として扱うことの信頼度は、平均化に用いられた受信レベルの測定数（受信レベルのサンプル数）に依存する。何らかの影響により、各基地局からの信号の受信レベルの測定数が減少した場合には、その平均値となる測定受信レベルを上述した各確率の演算に用いないことが好ましい。そこで、移動機ＰＳから位置情報センタ２０に提供されるＣＳ情報に測定受信レベルを得るために用いた受信レベル（瞬時値）の数を含めておき、その数が所定数に達しない場合には、その測定受信レベルを上記確率演算に用いないような条件設定を行うこともできる。
【００６９】
また、上記のように各基地局からの信号の受信レベルの測定数が上記所定数に達しない場合、その平均値が出現するか否かは統計的により曖昧なものとなる。この場合、上記２式における標準偏差値σを大きくなるように変更することができる。これは、測定される受信レベルの平均値の出現するか否かがより曖昧になった分、基地局からの距離に対するその受信レベルの平均値のとり得る範囲を広げることを意味する。これにより、受信レベルの平均値の曖昧さに則した当該受信レベルの平均値と基地局−移動機間距離との統計的関係を用いて、基地局ＣＳiからＲだけ離れた地点ｓjにおいて、受信レベルの平均値がＥiとなる確率Ｐ（Ｅi|ｓj）を演算できるようになる。
【００７０】
なお、上記例では、移動機ＰＳで測定した受信レベルを位置情報センタ２０に報告し、その位置情報センタ２０にて当該移動機ＰＳの位置の推定演算を行うようにしたが、この位置の推定演算を移動機ＰＳが行うこともできる。この場合、移動機ＰＳと通信を行う複数の基地局ＣＳから各基地局ＣＳに関する情報（設置位置、送信出力、伝搬推定式など）が当該移動機ＰＳに伝送される。
【００７１】
更に、上記例では、各基地局ＣＳから制御チャネルＬＣＣＨを用いて移動機ＰＳに送信される信号の受信レベルを移動機ＰＳにて測定したが、移動機ＰＳから送信される上り信号の受信レベルを各基地局において測定することもできる。
【００７２】
また、上記例では、移動機ＰＳにおいて各基地局ＣＳから複数得られた信号の受信レベルの平均化処理を行っているが、その得られた受信レベル（瞬時値）全てを移動機ＰＳから位置情報センタ２０に伝送し、位置情報センタ２０において平均化の処理を行って測定受信レベルを得るようにしてもよい。
【００７３】
上述したように移動機ＰＳの推定位置は、統計的に求められた各地点での当該移動機ＰＳの存在しうる確率に基づいて演算されることから、その位置を厳密に求めようとすると、無限に広いエリアに渡って連続的な位置（格子間隔０）に対して上記確率の演算を行なわなければならない。従って、厳密に求められる移動機ＰＳの推定位置により近い推定位置を得るためには、より広いエリアにわたってより多くの地点に対して上述したような確率の演算を行なうことが好ましい。
【００７４】
しかし、このようにより広いエリアにわたってより多くの地点に対して上述したような確率の演算を行なうと当該確率計算の処理量が多くなって処理時間が大きくなると共に処理資源（ハードウエア、ソフトウエア）の規模も大きくなってしまう。そこで、上記移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアの広さ及びその中において存在確率を求める地点は、得られる推定位置を厳密に求められる推定位置にどの程度近づけるべきか、許容される処理時間、処理資源などに基づいて適正なものに決められる。
【００７５】
以下、確率計算の処理量をできるだけ少なくして厳密に求められる移動機ＰＳの推定位置により近い推定位置が得られるような上記エリアの決定手法及びそのエリア内における上記存在確率を演算すべき地点の決定手法について説明する。
【００７６】
上記移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアを当該移動機ＰＳの推定位置に大きく寄与する存在確率が得られると見込まれる範囲に限定しても、得られる推定位置は厳密に求められた推定位置に比較的近いものとなると考えられる。このような観点から、測定受信レベルＥiに基づいて、そのような測定受信レベルＥiを得る移動機ＰＳが存在しうる確率が比較的高いと見込まれるエリアを決定し、そのエリアに基づいて上記移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアを決定する。
【００７７】
基地局ＣＳiからの距離とある受信電界強度が得られる確率との関係（確率分布特性）は、前述したように測定受信レベルＥiの変動が対数正規分布に従うという仮定から（式２参照）、基地局ＣＳiからの測定受信レベルＥiが移動機ＰＳにて得られたときに、その測定受信レベルＥｉが当該基地局ＣＳiからの各距離位置にて得られる確率、即ち、そのような測定受信レベルＥiを得る移動機ＰＳの存在する各距離位置での確率は、例えば、図６に示すような分布特性にて表される。図６では、基地局ＣＳiの位置Ｃ１を中心に全方位（東西南北平面）の各位置について測定受信レベルＥiを得る移動機ＰＳの存在確率（縦軸）が表される。この確率分布特性において、基地局ＣＳi（位置Ｃ１）からある距離離れた円Ｃ２上に移動機ＰＳが存在する確率が最も高くなる。
【００７８】
この図６に示す確率分布特性を一方向について表すと、図７に示すようになる。このような確率分布特性において確率が最大値（Ｍ）となる基地局ＣＳiからの距離（図６の円Ｃ２に対応）を伝搬距離推定値と定義する。この伝搬距離推定値は、測定受信レベルＥiを得る移動機ＰＳの存在する確率の最も高くなる基地局ＣＳiからの距離を表す。
【００７９】
ところで、移動機ＰＳと基地局ＣＳiとの間の無線伝送路における受信レベルの長区間中央値と伝搬距離との関係は、前述したように伝搬推定式ｆ（ｒ）にて表される。この伝搬推定式ｆ（ｒ）は、図８の特性Ｑのように表される。移動機ＰＳにてある測定受信レベルＥ１が得られたときに、この特性Ｑ（伝搬推定式）に従ってその測定受信レベルＥ１に対応した基地局ＣＳ１からの距離ｒ１（伝搬距離）が求められる。この距離ｒ１は、測定受信レベルＥ１を得る移動機ＰＳの基地局ＣＳ１からの各距離位置での存在確率を表した確率分布特性ＱＰ１の伝搬距離推定値と一致する。また、同様に、移動機ＰＳにて測定受信レベルＥ２が得られたときに上記特性Ｑ（伝搬推定式）に従って求められた当該測定受信レベルＥ２に対応した距離ｒ２が伝搬距離推定値となる確率分布特性ＱＰ２が、当該移動機ＰＳの基地局ＣＳ２からの各距離位置での存在確率を表すことになる。このように、基地局ＣＳiからの電波の測定受信レベルＥiが移動機ＰＳにて得られると、対応する確率分布特性が決まる。
【００８０】
このように決まる確率分布特性において、ある距離以遠では移動機ＰＳの存在確率が統計的に所定の閾値Ｐｔｈ以下となる当該距離が最大伝搬距離として定義される。例えば、図８において、移動機ＰＳが測定受信レベルＥ１を得た場合、対応する確率分布特性ＱＰ１が決まる。そして、その確率分布特性ＱＰ１において、基地局ＣＳ１からの距離Ｒ１以遠では移動機ＰＳの存在確率が閾値Ｐｔｈ以下となる。この距離Ｒ１がこの場合の最大伝搬距離となる。また、同様に、移動機ＰＳが測定受信レベルＥ２を得た場合、対応する確率分布特性ＱＰ２が決まる。そして、その確率分布特性ＱＰ２において、基地局ＣＳ２からの距離Ｒ２以遠では移動機ＰＳの存在確率が閾値Ｐｔｈ以下となる。この距離Ｒ２がこの場合の最大伝搬距離となる。
【００８１】
上記のような最大伝搬距離は、次のようにして決定することができる。
【００８２】
図８に示すように、移動機ＰＳで得られた測定受信レベルＥi（Ｅ１またはＥ２）に対応した確率分布特性（ＱＰ１またはＱＰ２）において、確率が閾値Ｐｔｈに対応した基地局ＣＳi（ＣＳ１またはＣＳ２）からの距離である最大伝搬距離Ｒi（Ｒ１またはＲ２）は、電波伝搬の特性を表す特性Ｑにおいて、測定受信レベルＥｉ（Ｅ１またはＥ２）から偏差Ｅｄi（Ｅｄ１またはＥｄ２）だけ変動（減少）した受信レベルに対応した距離となる。従って、電波伝搬の特性を表す数式から最大伝搬距離Ｒiを求めることができる。
【００８３】
この電波伝搬の特性を表す数式(基地局の参照番号を示すｉを省略する)は、上記伝搬推定式ｆ（ｒ）を距離ｒについて解いた形式となり、
【００８４】
【数６】
0003943339.tif 000007
にて表される。
【００８５】
そして、最大伝搬距離Ｒは、上記式における測定受信レベルＥを、上記変動成分（最大偏差）Ｅｄを考慮した（Ｅ−Ｅｄ）に変えることにより、次式
【００８６】
【数７】
0003943339.tif 000008
に従って得ることができる。
【００８７】
上記６式及び７式において、
Ｖａ＝Ｘａ＋Ｙａ＋３Ｚａ
Ｘａ＝１１３＋１０log１０８Ｐｏ−Ａｔ−Ｌｃ＋Ｇａｔ＋Ｇａｒ＋Ａ＋Ｔ−６９．５５−２６．１６log１０Ｆ＋１３．８２log１０Ｈ１
Ｙａ＝（１．１log１０Ｆ−０．７）Ｈ２−（１．５６log１０Ｆ−０．８）
Ｚａ＝４４．９−６．５５log１０Ｈ１
Ｅ：基地局からの測定受信レベル（単位：ｄＢμＶ）
Ｐｏ：基地局からの送信電力（単位：ｍW）
Ｈ１：基地局の送信アンテナ高（単位：ｍ）
Ｅｄ：測定受信レベルに見込まれる最大偏差（単位：ｄＢ）
（図８参照）
Ａｔ：アッテネータ挿入量（単位：ｄＢ）
Ｌｃ：送信アンテナケーブル損失（単位：ｄＢ）
Ｇａｔ：送信アンテナ利得（単位：ｄＢｉ）
Ｇａｒ：受信アンテナ利得（単位：ｄＢｉ）
Ａ：エリアランク補正値（単位：ｄＢ）
Ｆ：搬送波周波数（単位：ＭＨｚ）
Ｈ２：受信アンテナ高（単位：ｍ）
である。
【００８８】
基地局ＣＳｉからの電波の測定受信レベルＥiが移動機ＰＳにて得られると、その測定受信レベルＥiと対応する確率分布特性の閾値Ｐｔｈを決める最大偏差Ｅｄiとを上記７式に代入することにより、最大伝搬距離Ｒiが演算される。
【００８９】
移動機ＰＳにおいて、複数の基地局ＣＳi（例えば、ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の３つ）からの測定受信レベルＥ１、Ｅ２、Ｅ３が得られると、その測定受信レベルに基づいた上述した手法により、例えば、図９に示すように、各基地局ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３を中心にしたそれぞれ半径が伝搬距離推定値ｒ１、ｒ２、ｒ３となる円形のエリアａ１、ａ２、ａ３が得られる。そして、最小となる伝搬距離推定値ｒ１を与える基地局ＣＳ１を中心とした半径が最大伝搬距離Ｒ１となるエリアＡ１が移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアの基礎となる。
【００９０】
上記最小となる伝搬距離推定値ｒ１を与える基地局ＣＳ１は、移動機ＰＳに最も近い基地局であると推定される（図８における確率分布特性ＱＰ１参照）。従って、この移動機ＰＳに最も近いと推定されるこの基地局ＣＳ１を中心とした半径が最大伝搬距離Ｒ１となる円形のエリアＡ１に当該移動機ＰＳが存在する確率は比較的高いとものと見込まれる。このようなエリアＡ１に基づいて上記移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアが決定される。
【００９１】
更に、上記のように最小となる伝搬距離推定値ｒ１を与える基地局ＣＳ１を中心としたエリア内において移動機ＰＳの上記存在確率Ｐ（ｓj｜Ｅ１、Ｅ２、…ＥＭ）を演算すべき地点は、次のようにして決定される。
【００９２】
対象エリアに設定された格子点（図３参照）における移動機ＰＳの存在確率は、格子点を中心とするある区域にある各地点での存在確率を代表している。従って、その区域内に当該格子点での存在確率から著しく異なる存在確率が得られる地点がなければ、各格子点での存在確率に基づいて厳密解に近い当該移動機ＰＳの推定位置を得ることができる。移動機ＰＳの存在する確率は、複数の基地局ＣＳiそれぞれからの測定受信レベルＥiにより導出される確率の結合確率で表されるため、その移動機ＰＳの存在確率はどこでどのように変化するかは推定が困難である。
【００９３】
しかし、少なくとも、上記のように移動機ＰＳに最も近いと推定される基地局ＣＳ１からの電波の測定受信レベルＥ１から得られる確率分布特性（最も急峻に変化する。図８参照）のピークとなる地点での確率（最大値）は、最終的に演算される移動機ＰＳの推定位置に大きく寄与することが見込まれる。従って、上記のように決定された最小となる伝搬距離推定値ｒ１を与える基地局ＣＳ１を中心として最大伝搬距離Ｒ１を半径とする円形のエリアにおいて、少なくとも、中心に位置する基地局ＣＳ１からの電波の測定受信レベルＥ１に基づいて得られる確率分布特性ＱＰ１のピークとなる地点が当該移動機ＰＳの存在確率を演算すべき格子点に含まれるようにする。その具体的な決定は、図１０に示す手順に従って行なわれる。なお、図９において最小となる伝搬距離推定値ｒ１を与える基地局ＣＳ１を中心に最大伝搬距離Ｒ１を半径とした円形のエリアＡ１について移動機ＰＳの存在確率（結合確率）を演算すべき地点となる格子点（図３参照）を決定する場合を例に説明する。
【００９４】
図１０において、上記のように決定されたエリアＡ１の中心（座標原点）に位置する基地局ＣＳ１からの伝搬距離推定値ｒ１に所定の係数を乗算して一次格子間隔が演算される（Ｓ１）。この所定の係数は０より大きい実数で例えば「１」に設定されている。この一次格子間隔が予め定めた格子密度（存在確率を求めるべき地点の密度）に対応した閾値（０より大きい実数）以下となるか否かが判定される（Ｓ２）。
【００９５】
その一次格子間隔が上記閾値以下となる場合（Ｓ２でＹＥＳ）、その一次格子間隔が最終的な格子間隔として決定される（Ｓ３）。一方、上記一次格子間隔が上記閾値より大きくなる場合（Ｓ２でＮＯ）、その一次格子間隔の値を正の整数で割った値のうち上記閾値以下で最大となる値が最終的な格子間隔として決定される（Ｓ４）。例えば、一次格子間隔が９００（ｍ）となり、閾値が５００（ｍ）である場合、その一次格子間隔９００（ｍ）を正の整数で割った値のうち閾値５００（ｍ）以下で最大となる４５０（ｍ）が格子間隔として決定される。また、一次格子間隔が１２００（ｍ）となり、閾値が５００（ｍ）である場合、その一次格子間隔１２００（ｍ）を正の整数で割った値のうち閾値５００（ｍ）以下で最大となる４００（ｍ）が格子間隔として決定される。
【００９６】
上記のようにして格子間隔が決定されると、原点に位置する基地局ＣＳ１に対応する最大伝搬距離Ｒ１以上で当該格子間隔の倍数である値のうちの最小値Ｗｄが演算される（Ｓ５）。上記のように演算されたWｄに基づいて、基地局ＣＳ１を原点とした、
−Ｗｄ≦ｘ≦Ｗｄ
−Ｗｄ≦ｙ≦Ｗｄ
で表される図１１に示す矩形領域Ａ１０が移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアとして決定され、当該対象エリアＡ１０において原点（格子点）を基準に上記のように決定された格子間隔にて格子点が決定される（Ｓ６）。例えば、原点に位置する基地局ＣＳ１に対応する最大伝搬距離Ｒ１が１２３．５ｍ、格子間隔が２５ｍであるとすると、格子間隔の倍数である値のうち最小となる値Ｗｄは、
Ｗｄ＝２５×５＝１２５（ｍ）
に決定される。この場合、移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアは、基地局ＣＳ１を原点として
−１２５≦ｘ≦＋１２５
−１２５≦ｙ≦＋１２５（単位：ｍ）
の矩形領域Ａ１０となり、この矩形領域Ａ１０内において移動機ＰＳの存在確率を演算すべき地点が２５ｍ間隔の格子点となる。
【００９７】
上記のようにＷｄが原点に位置する基地局ＣＳ１に対応する最大伝搬距離Ｒ１以上で当該格子間隔の倍数である値のうちの最小値であるので、上記のように決定された対象エリア（−Ｗｄ≦ｘ≦Ｗｄ、−Ｗｄ≦ｙ≦Ｗｄ）は、上記基地局ＣＳ１を中心に最大伝搬距離Ｒ１を半径とした円形のエリアＡ１を含むできるだけ小さいエリアとなる。
【００９８】
更に、具体的に格子点の決定手法を説明する。
【００９９】
図１１に示すように基地局ＣＳ１を原点とした−Wd≦ｘ≦＋Wd及び−Wd≦ｙ≦＋Wdで囲まれる正方形エリアＡ１０に設定される格子点は、例えば、図１２のテーブルを参照して指定することができる。
【０１００】
図１０で示した−Wd〜＋Wd（単位：ｍ）の範囲を格子間隔Δで除算し、メッシュ位置番号ｃ（整数）を得る。上述した例では、−Wd（−１２５ｍ）〜＋Wd（＋１２５ｍ）、Δ＝２５ｍであるので、−Wd／Δ≦ｃ≦＋Wd／Δにより、メッシュ位置番号ｃは、−５〜＋５（整数）までの範囲の値が得られる。
【０１０１】
さらに、ｘ＝ｃΔ（ｍ）とｙ＝ｃΔ（ｍ）は、メッシュ位置番号ｃと格子間隔Δを乗算した値となる。このとき、ｘ＝ｃΔ（−Wd≦ｙ≦＋Wd）で表されるｙ軸に平行な成分とｙ＝ｃΔ（−Wd≦ｘ≦＋Wd）で表されるｘ軸に平行な成分との交点が移動機の存在する確率を求める格子点として指定される。例えば、ｘ＝ｃΔにおけるｃの値を−３とした場合、ｘ＝−３×２５＝−７５ｍ、即ち、線分Ｌ1（図１１参照）が決まり、一方、ｙ＝ｃΔにおけるｃの値を＋１とした場合、ｙ＝＋１×２５＝＋２５ｍ、即ち、線分Ｌ２（図１１参照）が決まり、それぞれの線分の交点、G（格子点）が移動機の存在しうる確率を求める点となる。
【０１０２】
上述のような手法を用いて移動機の位置推定を行う対象エリア及び格子間隔を決定することにより、移動機ＰＳの推定位置に大きく寄与することが見こまれる確率をもつエリアを簡易に絞り込んで対象エリアとして確定することができる。また、上記対象エリア内に移動機の存在する確率が比較的高いとみなせる位置に格子点及び格子間隔が設定される。
【０１０３】
その結果、厳密に求められる推定位置により近い推定位置が得られると共に、移動機の存在しうる確率計算の処理量を低減することができる。
【０１０４】
上述したような手法や、他の手法に従って、移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリア及びその中において存在確率を求めるべき地点（格子点）が決定された後に、移動機ＰＳの推定位置を求めるためにその対象エリアにおけるその各地点での移動機ＰＳの存在確率（結合確率）が前述したように演算される（図２におけるＳ４〜Ｓ８参照）。その際、ある地点（格子点）での存在確率が非常に高い場合、その地点とその周囲の存在確率を求めるべき他の地点との隙間に移動機ＰＳの推定位置の決定に大きく寄与する地点（存在確率が高い地点）が含まれることが考えられる。
【０１０５】
このような観点から、対象エリア内に上記のように非常に高い存在確率が得られた地点がある場合に、その地点の近傍領域において更に高い密度で分布する各地点（格子点）での存在確率を求め、その各地点での存在確率を移動機ＰＳの推定位置の決定に反映させることが好ましい。
【０１０６】
そこで、例えば、図１３及び図１４に示す手順に従った処理がなされる。
【０１０７】
図１３において、まず、リトライ回数カウンタが「１」にセットされる（Ｓ１１）。次いで、対象エリア及び格子点（地点）が決定される（Ｓ１２）。上記リトライ回数カウンタが「１」にセットされた直後では、この対象エリア及び格子点は、例えば、前述した手順に従って決定される（図１０参照）。
【０１０８】
このように対象エリアとその中の格子点が決定されると、その対象エリア内の全ての格子点での当該移動機ＰＳの存在確率、即ち、結合確率が演算される（Ｓ１３：図２に示すＳ４〜Ｓ８参照）。上記対象エリア内の全ての格子点での結合確率が得られると、その得られた結合確率のうちの最大値を正規化した値が所定の閾値以上であるか否かが判定される（Ｓ１４）。この結合確率のうちの最大値を正規化した値は、その最大値を全格子点に対する結合確率の和で割った値であり、０より大きく１未満の値となる。また、上記所定の閾値は、結合確率が突出していると判定するための基準値であり、０以上かつ１以下の実数、例えば、「０．９」に設定される。
【０１０９】
上記結合確率の最大値を正規化した値が上記所定の閾値（例えば、０．９）以上であると判定される（結合確率が突出していると判定される：Ｓ１４でＹＥＳ）と、更に、上記のように得られた各格子点の間隔が予め定められた最小格子間隔以上であるか否かが判定される（Ｓ１５）。この最小格子間隔は、その最小格子間隔の各格子点にて求められた結合確率に基づいて得られる移動機ＰＳの推定位置が厳密に求められるべき推定位置にどの程度近づけるべきかという要求に基づいて定められ、その要求を満足するような格子間隔に設定される。最小格子間隔は、例えば、「１メートル」に設定される。
【０１１０】
上記のように得られた各格子点の間隔が上記最小格子間隔以上であると判定されると（Ｓ１５でＹＥＳ）、更に、リトライ回数カウンタのカウント値が最大リトライ回数未満であるか否かが判定される（Ｓ１６）。この最大リトライ回数は、処理の繰り返し回数を制限して処理時間が必要以上に長くなることを防止するために設定される。この最大リトライ回数が、例えば、「４」に設定されと、その処理回数が４回に制限されることになる。
【０１１１】
上記リトライ回数カウンタのカウント値が最大リトライ回数未満であると（Ｓ１６でＹＥＳ）、リトライ回数カウンタが＋１だけインクリメントされ（Ｓ１７）、その後、再び、対象エリア及び格子点を決定するための処理が行われる（Ｓ１２）。
【０１１２】
２回目以降の（リトライ回数カウンタのカウント値が２以上での）対象エリア及び格子点を決定するための処理は、例えば、図１４に示す手順に従って行われる。
【０１１３】
図１４において、前回、結合確率（存在確率）を演算すべき格子点を決めるために用いられた格子間隔Δｉ−１を予め定められた設定値Ｃ１で割った値（Δｉ−１／Ｃ１）が今回使用すべき格子間隔Δｉとして得られる（Ｓ１２１）。この設定値Ｃ１は、１以上の整数であり、例えば、２に設定される。このように設定値Ｃ１が「２」に設定される場合、今回用いられるべき格子間隔Δｉは、前回用いられた格子間隔Δｉ−１の半分となる。即ち、この新たな格子間隔Δｉを用いて決められる格子点の分布密度は、前回、格子間隔Δｉ−１を用いて決められた格子点の分布密度の４倍になる。
【０１１４】
次に、このようにして得られた格子間隔Δｉに予め定められた設定値Ｃ２を乗じて、値Ｗｄ（＝Ｃ２・Δｉ）が得られる（Ｓ１２２）。そして、上記結合確率の最大値を与える格子点の座標（ＸＭ，ＹＭ）を中心とした１辺が２Ｗｄの正方形領域
−Ｗｄ＋ＸＭ≦ｘ≦Ｗｄ＋ＸＭ
−Ｗｄ＋ＹＭ≦ｙ≦Ｗｄ＋ＹＭ
が今回の対象エリアとして決定される（Ｓ１２３）。
【０１１５】
上記のような処理からも明らかなように、設定値Ｃ２は対象エリアの大きさを決めるパラメータである。この設定値Ｃ２が例えば「４」となる場合、図１５に示すように、今回決定される対象エリアは、上記結合確率の最大値を与える格子点（ＸＭ，ＹＭ）を中心とした一辺８Δｉの矩形領域Ａ１’となる。更に、前述したように、設定値Ｃ１が「２」となる場合、今回決定される対象エリアＡ１’は、前回決定された対象エリアＡ１（格子間隔Δｉ−１で分布される格子点を含む）より狭くなり、その格子点の分布密度は前回決定された対象エリアＡ１内の格子点の分布密度の４倍になる。
【０１１６】
このように対象エリアＡ１’が決定されると、上記格子間隔Δｉを用いて結合確率を演算すべき格子点が次のようにして決定される。
【０１１７】
ｘ＝ｃΔｉ＋ＸＭ（−Ｗｄ＋ＹＭ≦ｙ≦Ｗｄ＋ＹＭ）
で表されるｙ軸に平行な線分と、
ｙ＝ｃΔｉ＋ＹＭ（−Ｗｄ＋ＸＭ≦ｘ≦Ｗｄ＋ＸＭ）
で表されるｘ軸に平行な線分との交点が格子点として決定される。なお、上記ｃは、−Ｃ２、−Ｃ２＋１、…、Ｃ２（例えば、Ｃ２＝４の場合、−４、−２、−１、０、１、２、３、４）となる。
【０１１８】
上記のようにして対象エリアＡ１’の各格子点が決定されると（Ｓ１２）、そのように決定された各格子点での結合確率（存在確率）が演算される（Ｓ１３）。その後、前述したのと同様に、そのようにして得られた結合確率のうちの最大値を正規化した値が上記閾値以上となるか否かの判定（Ｓ１４）、格子間隔Δｉが最小格子間隔以上であるか否かの判定（Ｓ１５）及びリトライ回数が最大リトライ回数未満であるか否かの判定（Ｓ１６）の各処理が行われる。
【０１１９】
上述した処理（Ｓ１２〜Ｓ１７）は、繰り返し行われる。その過程で、ステップＳ１２（図１４に示すＳ１２１〜Ｓ１２３）での処理にて決定される対象エリアが順次狭くなると共にその対象エリア内の格子間隔が順次小さくなる。そして、決定された格子間隔が最小格子間隔より小さくなる（Ｓ１５でＮＯ）、または、リトライ回数が最大リトライ回数に達すると（Ｓ１６でＮＯ）、処理が終了する。
【０１２０】
上記図１３に示す手順での処理が終了すると、その時点で得られている各格子点での結合確率（存在確率）に基づいて移動機ＰＳの推定位置が演算される（図２におけるＳ９参照）。
【０１２１】
上述したように、対象エリア内に突出した存在確率を与える格子点がある場合、その格子点を含むより狭い対象エリア内の更に小さい格子間隔で分布される格子点について存在確率を演算する処理を繰り返し行うことにより、より高い存在確率となる格子点の位置をより多く考慮して移動機の推定位置を演算することができる。その結果、得られる移動機ＰＳの推定位置は、厳密に求められる推定位置により近いものとすることができる。
【０１２２】
また、その処理の繰り返しの都度、突出した存在確率を与える格子点を含む対象エリアを狭すると共に格子間隔を小さくしているので、効率的に処理を行うこと（計算量の削減）も可能となる。
【０１２３】
上述した各例では、移動機ＰＳの位置の推定結果は、単一の地点（推定位置）として得られていたが、移動機ＰＳの存在する確率がある値以上の範囲を推定結果として得ることも可能である。
【０１２４】
例えば、図１６に示すように、対象エリアＡ内で格子間隔Δで分布する各格子点Ｇにて演算される存在確率（結合確率）は、その格子点を中心としたセルＣ（Δ×Δ）での代表値であると仮定する。また、
ｘ≦Ｘｅ、ｙ≦Ｙｅ
の範囲で最も推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）に近い格子点を基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）として定義する。
【０１２５】
そして、基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）を中心としたセル及び推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）を含み、複数のセルで構成されるエリアＢ（後述する積算範囲に対応）が決められる。
【０１２６】
推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）を中心として半径Ｒｄの円は、推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）が上記のように定義される基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）とどのような位置関係（例え一致していても）にあっても、
Ｒｄ≧√２・Δ（Ｎ＋１／２）
の条件を満足するとき、エリアＢ内の全ての格子点を中心としたセルを含むことになる。上記Ｎは、基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）から対象エリアＢのＸ方向（Ｙ方向）における最も遠方の端部の格子点までの格子間隔Δの繰り返し回数である。図１６に示す例の場合、Ｎ＝１である。
【０１２７】
上記のような推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）を中心とした格子間隔Δと値Ｎで決まる半径Ｒｄの円にて移動機ＰＳがある確率以上で存在する領域を特定する場合、例えば、図１７に示す手順に従って処理が行われる（以下、必要に応じて、上記移動機ＰＳがある確率以上で存在する領域を囲む円を推定円、その半径を推定円半径という）。この図１７に示す手順に従った処理は、上述したように、対象エリア及び格子点の決定、各格子点での結合確率（存在確率）の演算、その各格子点での結合確率に基づいた推定位置の演算が行われた（図２参照）後に行われる。
【０１２８】
図１７において、まず、最大繰り返し回数Ｎｍａｘが演算される（Ｓ２１）。予め定められた推定円半径の最大値Ｒｄｍａｘ（例えば、５００メートル）を用いて、
Ｒｄｍａｘ／（√２・Δ）−１／２
の演算を行い、その演算結果の小数点以下を切り上げた値が上記最大繰り返し回数Ｎｍａｘとして得られる。この演算は、図１６に示すＲｄをＲｄｍａｘに置き換え、ＮをＮｍａｘに置き換えたときに得られる上記条件
Ｒｄｍａｘ≧√２・Δ（Ｎｍａｘ＋１／２）
に基づいてなされるものである。
【０１２９】
上記推定円半径の最大値Ｒｄｍａｘは、例えば、移動機ＰＳが所定の確率（閾値：例えば、０．９）で存在すると見込まれる推定円の最大の半径として統計的に定められる。
【０１３０】
上記のように最大繰り返し回数Ｎｍａｘが得られると、この最大繰り返し回数Ｎｍａｘが１であるか否かが判定される（Ｓ２２）。この最大繰り返し回数Ｎｍａｘが１である場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、上記推定円半径の最大値Ｒｄｍａｘが推定円半径として決定される（Ｓ３１）。この場合、移動機ＰＳが所定の閾値以上の確率で存在する範囲が、その半径Ｒｄｍａｘの推定円であるという推定結果が得られる。
【０１３１】
一方、上記最大繰り返し回数Ｎｍａｘが１でなければ（Ｓ２２でＮＯ）、推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）に基づいて上述した条件を満足する基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）が決定される（Ｓ２３）（図１８（ａ）参照）。その後、カウンタｎが「１」にセットされる（Ｓ２４）。
【０１３２】
この状態で、推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）を含む積算範囲が決定される（Ｓ２５）。この積算範囲は、基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）、上記カウンタ値ｎ及び格子間隔Δに基づいて、
ＸＢ−（ｎ−１）Δ≦ｘ≦ＸＢ＋ｎΔ
ＹＢ−（ｎ−１）Δ≦ｙ≦ＹＢ＋ｎΔ
の条件を満足する矩形領域として決定される。上記のようにカウンタ値ｎが「１」の場合（ｎ＝１）、図１８（ａ）に示すように、基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）と他の３つの格子点で推定位置（Ｘｅ,Ｙｅ）を囲む矩形領域が積算範囲Ｂ１として決定される。
【０１３３】
このようにして積算範囲Ｂ１が決定されると、その積算範囲Ｂ１に含まれる格子点について演算された正規化結合確率（正規化存在確率）の総和が演算される（Ｓ２６）。この正規化結合確率（正規化存在確率）は、格子点での結合確率（存在確率）を対象エリア内の全格子点での結合確率（存在確率）の総和で割った値であり、０以上１以下の実数となる。
【０１３４】
なお、上記積算範囲の一部が対象エリアと重ならない場合がありうる。このような場合、積算範囲の対象エリアに重なった部分に含まれる格子点での正規化結合確率だけが、上記総和演算の対象となる。
【０１３５】
次いで、上記正規化結合確率の総和が予め定めた閾値（例えば、０．９）以上であるか否かが判定される（Ｓ２７）。この正規化結合確率の総和がその閾値に達していない場合（Ｓ２７でＮＯ）、更に、上記カウンタ値ｎに「１」を加算した値（ｎ＋１）が上記最大繰り返し回数Ｎｍａｘ未満であるか否かが判定される（Ｓ２８）。上記カウンタ値ｎがそのような条件を満足する場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、当該カウンタ値ｎが＋１だけインクリメントされ（Ｓ２９）、その新たなカウンタ値を用いて積算範囲が再度決定される（Ｓ２５）。カウンタ値ｎが「２」の場合（ｎ＝２）、図１８（ｂ）に示すように、上記積算範囲Ｂ１の更に外周に存在する格子点まで含む矩形領域が積算範囲Ｂ２として決定される。
【０１３６】
このように新たな積算範囲Ｂ２が決定されると、上述した処理と同様に、その積算範囲Ｂ２に含まれる各格子点での正規化結合確率の総和が演算され（Ｓ２６）、その総和が所定の閾値以上となるか否かが判定される（Ｓ２７）。そして、その正規化結合確率の総和がその閾値に達していない場合、更に、カウンタ値ｎが上記条件（ｎ＋１＜Ｎｍａｘ）を満足しているか否かの判定が行われる（Ｓ２８）。以後、カウンタ値ｎが上記条件を満足している状態で、カウンタ値ｎが＋１だけインクリメントされる（Ｓ２９）毎に、上記と同様の処理（Ｓ２５〜Ｓ２８）が実行される。
【０１３７】
その過程で、上記積算範囲内の各格子点での正規化結合確率の総和が上記閾値以上になると（Ｓ２７でＹＥＳ）、その積算範囲に基づいて推定円半径Ｒｄが演算される（Ｓ３０）。この推定円半径Ｒｄは次のようにして演算される。
【０１３８】
まず、一次推定円半径Ｒｄｆが、
Ｒｄｆ＝√２・Δ（Ｎｒ＋１／２）
に従って演算される。上記式において、Ｎｒは、上記積算範囲内の各格子点での正規化結合確率の総和が上記閾値以上となったと判定された際のカウンタ値ｎである。この演算は、図１６に示すＲｄとＮとの関係（Ｒｄ≧√２・Δ（Ｎ＋１／２）に基づいてなされるものである。
【０１３９】
上記のように一次推定円半径Ｒｄｆが決定されると、以下の条件に従って推定円半径Ｒｄが決定される。
【０１４０】
Ｒｄ＝Ｒｄｍｉｎ  （Ｒｄｆ＜Ｒｄｍｉｎ）
Ｒｄ＝Ｒｄｆ      （Ｒｄｍｉｎ≦Ｒｄｆ≦Ｒｄｍａｘ）
Ｒｄｍｉｎは、推定円半径の最小値であり、例えば、５０メートルに設定される。この推定円半径の最小値Ｒｄｍｉｎは、例えば、推定位置の演算アルゴリズムから、その推定円内に移動機ＰＳが存在する確率が上記閾値以上であることを保証しうる最小の半径として定められる。
【０１４１】
なお、図１７に示す処理において、積算範囲の再設定回数（カウント値ｎに対応）が最大繰り返し回数Ｎｍａｘに基づいて制限されているため（Ｓ２８参照）、Ｒｄｆ＞Ｒｄｍａｘとなることはない。
【０１４２】
上記のようにして推定円半径Ｒｄが演算されると、移動機ＰＳの存在位置が所定の閾値（例えば０．９）以上の確率で、その半径Ｒｄの推定円内に含まれるという推定結果が得られる。例えば、Ｎｒ＝２の場合、図１９に示すように、推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）を中心とした半径Ｒｄ＝５√２・Δ／２の推定円Ｄ内に移動機ＰＳが所定の閾値以上の確率で存在すると結果が得られる。上記推定円半径Ｒｄが小さければ小さいほど、利用者が移動機ＰＳの位置を特定し易くなる。
【０１４３】
なお、図１７に示す処理の過程において、カウント値ｎが条件（ｎ＋１＜Ｎｍａｘ）という条件を満足しなくなると（Ｓ２８でＮＯ）、最大繰り返し回数Ｎｍａｘが１となる場合と同様に、推定円半径の最大値Ｒｄｍａｘが推定円半径Ｒｄとして決定される（Ｓ３１）。
【０１４４】
また、上記例では、移動機ＰＳが所定の閾値以上の確率で存在する範囲として、推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）を中心とした推定円半径Ｒｄの推定円が用いられたが、各格子点での正規化結合確率の総和が所定閾値以上となる範囲を、例えば、上記積算領域にて表すなど、他の手法にて表すことも可能である。
【０１４５】
上記各例において、移動機ＰＳによる受信レベルの測定機能が上記受信強度平均化手段に対応し、図２に示すＳ２乃至Ｓ８での処理が存在確率演算手段に対応し、Ｓ９での処理が推定位置演算手段に対応する。、また、Ｓ５での処理が演算手段に対応し、Ｓ６での処理が確率結合手段に対応する。Ｓ３での処理が対象エリア決定手段に対応する。
【０１４６】
また、図１０に示す処理が格子点決定手段に対応する。
【０１４７】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、請求項１乃至３２記載の本願発明によれば、受信強度の平均的な値（測定受信強度）の地理的な変動の状況が反映される各位置での移動機の存在確率に基づいて当該移動機の存在位置が推定されるので、移動機と基地局間との間の無線伝送路の状態が、地域的な原因などで変化しても、より精度よく移動機の位置の推定ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る移動機の位置推定方法及びシステムが適用される移動通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】位置情報センタにおける移動機ＰＳの位置推定を行うための処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】移動機ＰＳの位置推定に必要な基地局として選択された複数の基地局と、移動機ＰＳの位置を推定する範囲となる対象エリアの例を示す図である。
【図４】伝搬推定式の例を表す図である。
【図５】基地局からの距離ｒと、該距離ｒの位置にて測定受信レベルＥｉを得る確率との関係を示す図である。
【図６】基地局からの測定受信レベルより求められる各地点における移動機ＰＳの存在確率を表す図である。
【図７】基地局からの測定受信レベルより求められる当該基地局からの距離に移動機が存在する確率を表す図である。
【図８】電波伝搬特性と確率分布特性との関係を示す図である。
【図９】移動機ＰＳの位置推定に必要な基地局として選択された複数の基地局と、その複数の基地局に対して生成されるエリアの例を示す図である。
【図１０】対象エリア内に設定される格子間隔を決めるための処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】対象エリアと格子点の一例を示す図である。
【図１２】格子点を指定する際に用いられるテーブルの一例を示す図である。
【図１３】対象エリアを順次狭くすると共に各対象エリアでの格子間隔を順次小さくする際の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】対象エリア及び格子間隔を決定するための処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１３及び図１４に示す手順に従って決定される対象エリアの一例を示す図である。
【図１６】基準格子点（ＸＢ，ＹＢ）を中心としたセル及び推定位置（Ｘｅ，Ｙｅ）を含み、複数のセルで構成されるエリアとそれを含む円の関係を示す図である。
【図１７】移動機が所定確率以上の確率で存在し得る推定円の半径を求めるための処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】積算範囲の推移の一例を示す図である。
【図１９】図１７の処理に従って演算された推定円半径の一例を示す図である。
【符号の説明】
ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３  基地局
ＰＳ  移動機
１０  公衆回線網
２０  位置情報センタ
【図１】
0003943339.tif 000009
【図２】
0003943339.tif 000010
【図３】
0003943339.tif 000011
【図４】
0003943339.tif 000012
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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