(57)【要約】【課題】無線クライアント端末の位置推定の精度を向上可能な無線アクセスポイント装置を得ること。【解決手段】無線クライアント端末２から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する測定部１５と、機器種別毎に無線クライアント端末２の設置位置の候補が記載された位置候補情報と、測定部１５で測定された受信信号電力強度の測定結果と、各無線クライアント端末２で測定された受信信号電力強度の測定結果と、を用いて無線クライアント端末２の位置を推定する位置推定部１０と、を備える。【選択図】図４
2016156652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する測定部と、
機器種別毎に前記無線クライアント端末の設置位置の候補が記載された位置候補情報と、前記測定部で測定された受信信号電力強度の測定結果と、各無線クライアント端末で測定された受信信号電力強度の測定結果と、を用いて無線クライアント端末の位置を推定する位置推定部と、
を備えることを特徴とする無線アクセスポイント装置。
【請求項２】
前記位置推定部は、前記位置候補情報を保持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項３】
無線アクセスポイント装置と通信可能なサーバ装置が前記位置候補情報を保持する場合、
前記位置推定部は、前記サーバ装置から前記位置候補情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項４】
前記位置推定部は、前記無線クライアント端末が設置された建物の間取り情報に基づいて前記測定結果の信頼性を示す重みを決定し、前記重みの情報を用いて、無線クライアント端末の位置を推定する、
ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項５】
前記位置推定部は、前記無線アクセスポイント装置および前記無線クライアント端末における無線信号の出発時刻および到着時刻の情報に基づいて、前記無線アクセスポイント装置と前記無線クライアント端末との距離、および各無線クライアント端末間の距離を求め、各距離の情報を用いて、無線クライアント端末の位置を推定する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項６】
無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する測定部と、
前記無線クライアント端末の機器種別の情報と、前記測定部で測定された受信信号電力強度の測定結果と、各無線クライアント端末から取得した各々の無線クライアント端末における受信信号電力強度の測定結果と、を無線クライアント端末の位置を推定するサーバ装置へ送信する機器情報制御部と、
を備えることを特徴とする無線アクセスポイント装置。
【請求項７】
前記無線クライアント端末との通信を切断することを通知する切断通知フレームを送信する切断通知フレーム送信部、を備え、
前記測定部は、前記切断通知フレームを受信した前記無線クライアント端末から送信された、前記無線アクセスポイント装置への接続を要求する接続要求フレームの受信信号電力強度を測定する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の無線アクセスポイント装置。
【請求項８】
無線アクセスポイント装置および他の無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する測定部と、
前記測定部で測定された受信信号電力強度の測定結果を無線クライアント端末の位置を推定する前記無線アクセスポイント装置へ送信する測定結果送信部と、
を備えることを特徴とする無線クライアント端末。
【請求項９】
前記測定部は、接続要求フレームを受信した無線アクセスポイント装置から送信された接続応答フレームの受信信号電力強度を測定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の無線クライアント端末。
【請求項１０】
機器種別毎に無線クライアント端末の設置位置の候補が記載された位置候補情報を保持する記憶部と、
前記位置候補情報と、無線アクセスポイント装置で測定された受信信号電力強度の測定結果と、各無線クライアント端末で測定された受信信号電力強度の測定結果と、を用いて無線クライアント端末の位置を推定する位置推定部と、
を備えることを特徴とするサーバ装置。
【請求項１１】
前記位置推定部は、前記無線クライアント端末が設置された建物の間取り情報に基づいて前記測定結果の信頼性を示す重みを決定し、前記重みの情報を用いて、無線クライアント端末の位置を推定する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のサーバ装置。
【請求項１２】
前記位置推定部は、前記無線アクセスポイント装置および前記無線クライアント端末における無線信号の出発時刻および到着時刻の情報に基づいて、前記無線アクセスポイント装置と前記無線クライアント端末との距離、および各無線クライアント端末間の距離を求め、各距離の情報を用いて、無線クライアント端末の位置を推定する、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載のサーバ装置。
【請求項１３】
無線アクセスポイント装置と、
複数の無線クライアント端末と、
を備え、
前記無線クライアント端末は、
前記無線アクセスポイント装置および他の無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する端末側測定部と、
前記端末側測定部で測定された受信信号電力強度の測定結果を前記無線アクセスポイント装置へ送信する測定結果送信部と、
を備え、
前記無線アクセスポイント装置は、
前記無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する装置側測定部と、
機器種別毎に前記無線クライアント端末の設置位置の候補が記載された位置候補情報と、前記装置側測定部で測定された受信信号電力強度の測定結果と、各無線クライアント端末で測定された受信信号電力強度の測定結果と、を用いて無線クライアント端末の位置を推定する位置推定部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
無線クライアント端末が、無線アクセスポイント装置および他の無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定し、受信信号電力強度の測定結果を前記無線アクセスポイント装置へ送信する端末側測定ステップと、
前記無線アクセスポイント装置が、前記無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する装置側測定ステップと、
前記無線アクセスポイント装置が、機器種別毎に前記無線クライアント端末の設置位置の候補が記載された位置候補情報と、自装置で測定された受信信号電力強度の測定結果と、各無線クライアント端末で測定された受信信号電力強度の測定結果と、を用いて無線クライアント端末の位置を推定する位置推定ステップと、
を含むことを特徴とする位置推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を行う無線アクセスポイント装置、無線クライアント端末、サーバ装置、無線通信システムおよび位置推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＰＳ（Indoor  Positioning  System)と呼ばれる屋内における高精度位置測定技術の実用化が進んでいる。例えば、無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）を用いて、各施設に設置された無線アクセスポイント装置とスマートフォンなどの無線クライアント端末との間で無線信号を送受することにより、屋内にある無線クライアント端末の位置を推定する無線通信システムが挙げられる。このような無線通信システムは、位置案内、広告配信、資産管理など、様々なアプリケーションへの展開が期待されている。
【０００３】
下記非特許文献１では、受信信号電力強度（ＲＳＳＩ：Received  Signal  Strength  Indicator)、電波到来時間差（ＴＤＯＡ：Time  Difference  0f  Arrival）、電波到来角（ＤＯＡ：Direction  Of  Arrival）の測定結果を用いた位置推定手法、これらの測定結果と位置指紋の手法を組み合わせた位置推定手法の技術が開示されている。このうち、ＲＳＳＩの測定結果を用いる手法は、安価な端末を含め、多くの無線機器が既にＲＳＳＩの測定機能を持っていることから、追加ハードウェアを用いずに利用できる利点がある。その一方で、ＲＳＳＩの測定精度は低い。このため、上記のようにＲＳＳＩの測定結果と位置指紋の手法を組み合わせた位置推定手法が数多く提案されている。
【０００４】
下記特許文献１では、ある無線クライアント端末の位置を推定する際、基準局となる複数の無線アクセスポイント装置で測定されたＲＳＳＩを用いて別の無線クライアント端末の位置を推定し、位置が推定された別の無線クライアント端末を仮想基準局として使用する技術が開示されている。仮想基準局で測定されたＲＳＳＩを用いて他の無線クライアント端末の位置を推定することで、無線クライアント端末の位置推定精度を向上させることができる。
【０００５】
また、下記特許文献２では、無線アクセスポイント装置が１つしかない環境において、無線クライアント端末での受信信号強度分布を利用して、無線クライアント端末の位置を高い確率で推定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１４−５０９３８１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７９９４６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】H.  Liu,  et  al,  “Survey  of  Wireless  Indoor  Positioning  Techniques  and  Systems,”  IEEE  TRANSACTIONS  ON  SYSTEMS,  MAN,  AND  CYBERNETICS,  PART  C:  APPLICATIONS  AND  REVIEWS,  VOL.  37,  NO.  6,pp.  1067−1080,  Nov.  2007.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１によれば、位置推定のために無線アクセスポイント装置が少なくとも３つ必要であり、位置推定精度の向上を考慮すると無線アクセスポイント装置の数は多いほどよい。そのため、無線アクセスポイント装置を１つしか備えていない一般家庭、オフィスでは、新たに無線アクセスポイント装置を増設する必要がありコスト負担が大きい、という問題があった。また、特許文献２によれば、受信信号強度分布は無線クライアント端末の受信性能にも依存する。そのため、無線アクセスポイント装置１つと無線クライアント端末間の測定結果を用いるだけでは、所望の位置推定精度が得られない可能性がある、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線クライアント端末の位置推定の精度を向上させることができる無線アクセスポイント装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の無線アクセスポイント装置は、無線クライアント端末から送信された無線信号の受信信号電力強度を測定する測定部を備える。また、無線アクセスポイント装置は、機器種別毎に無線クライアント端末の設置位置の候補が記載された位置候補情報と、測定部で測定された受信信号電力強度の測定結果と、各無線クライアント端末で測定された受信信号電力強度の測定結果と、を用いて無線クライアント端末の位置を推定する位置推定部を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、無線クライアント端末の位置推定の精度を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置と無線クライアント端末とが接続を開始する際の処理である接続処理を示すシーケンス図
【図３】実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置で登録されている無線クライアント端末のＭＡＣアドレスおよび機器種別を示すリストである端末リストを示す図
【図４】実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置および無線クライアント端末の構成例を示すブロック図
【図５】実施の形態１にかかる家庭用エアコン位置候補リストを示す図
【図６】実施の形態１にかかる冷凍冷蔵庫位置候補リストを示す図
【図７】実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置位置候補リストを示す図
【図８】実施の形態１にかかる無線通信システムにかかる位置推定処理を示すフローチャート
【図９】実施の形態１にかかる位置推定部で計算した各機器間のパスロス測定値を示す図
【図１０】実施の形態１にかかる各機器の機器設置パターンを示す図
【図１１】実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置のハードウェア構成を示す図
【図１２】実施の形態２にかかる無線アクセスポイント装置の構成例を示すブロック図
【図１３】実施の形態２にかかるＲＳＳＩの測定動作を示すシーケンス図
【図１４】実施の形態５にかかる無線通信システムにおいて無線アクセスポイント装置およびサーバ装置の構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態にかかる無線アクセスポイント装置、無線クライアント端末、サーバ装置、無線通信システムおよび位置推定方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システム１００の構成例を示す図である。無線通信システム１００は、住宅内などに設置される無線アクセスポイント装置１と、住宅内などに設置され、無線アクセスポイント装置１と無線通信を行う無線クライアント端末２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、住宅内などに設置された回線終端装置３と、住宅側へサービスなどを提供するサーバ装置５と、回線終端装置３とサーバ装置５とを接続する通信回線４と、を備える。無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２ａ〜２ｄにより無線ＬＡＮが構築されている。無線クライアント端末２ａ〜２ｄは、例えば、家庭用エアコン、冷凍冷蔵庫などの家電機器、住宅設備機器、温度などを測定する各種のセンサ機器など、住宅内において固定位置に設置されるものを主に想定する。
【００１５】
なお、無線クライアント端末２ａ〜２ｄについて、区別する必要のない場合、無線クライアント端末２と称する場合がある。図１では、無線クライアント端末２の数を４つとしているが、一例であり、４つ以外の数にすることも可能である。
【００１６】
無線通信システム１００は、ＩＥＥＥ（Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers）８０２．１１規格のインフラストラクチャモードに対応するように構成されている。図１では、無線アクセスポイント装置１は、回線終端装置３を介して通信回線４に接続されている。無線クライアント端末２ａ〜２ｄは、無線アクセスポイント装置１、回線終端装置３および通信回線４を介して、インターネット等に接続可能であり、インターネット等を経由して遠隔にあるサーバ装置５に接続可能である。なお、無線アクセスポイント装置１は、回線終端装置３と一体化した構成でもよく、ホームゲートウェイ装置相当の機能を持っていてもよい。
【００１７】
図２は、実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２ａ〜２ｂとが接続を開始する際の処理である接続処理を示すシーケンス図である。ここでは、無線クライアント端末２ａが家庭用エアコンであると想定して説明する。無線クライアント端末２ａでは電源が投入される、すなわち電源がＯＮされると（ステップＳ１０１）、無線アクセスポイント装置１との無線ＬＡＮ接続および認証シーケンスを行う（ステップＳ１０２）。初回接続の場合は、例えば、ＷＰＳ  ＰＢＣ（Wi-Fi  Protected  Setup  Push  Button  Configuration）のシーケンス、およびその後のＷＰＡ２−ＰＳＫ（Wi-Fi  Protected  Access  ２-Pre  Shared  Key）の４−ｗａｙ  ｈａｎｄｓｈａｋｅが完了するまでのシーケンスであり、初回以降の接続の場合は、例えば、ＷＰＡ２−ＰＳＫの４−ｗａｙ  ｈａｎｄｓｈａｋｅが完了するまでのシーケンスである。
【００１８】
無線アクセスポイント装置１は、例えば、機器種別をクラスとするＥｃｈｏｎｅｔ  Ｌｉｔｅの規格によるＧｅｔフレームを無線クライアント端末２ａに送信する（ステップＳ１０３）。無線クライアント端末２ａは、無線アクセスポイント装置１からＧｅｔフレームを受信すると、クラスコードが「家庭用エアコン」、詳細には機器オブジェクト番号が「家庭用エアコン」に対応する「０１３０」と設定されたＧｅｔ＿Ｒｅｓフレームを無線アクセスポイント装置１に送信する（ステップＳ１０４）。無線アクセスポイント装置１は、無線クライアント端末２ａの機器種別がＧｅｔ＿Ｒｅｓフレームのクラスコードより「家庭用エアコン」であることを認識すると、例えば、ＭＡＣ（Media  Access  Control）アドレスなどの無線クライアント端末２ａを特定する識別子と機器種別「家庭用エアコン」とを組み合わせて登録する（ステップＳ１０５）。なお、無線クライアント端末２を特定する識別子をＭＡＣアドレスとしているが、一例であり、無線クライアント端末２を特定する識別子はＭＡＣアドレスに限定するものではない。
【００１９】
無線アクセスポイント装置１は、上記のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様の手順で、接続する無線クライアント端末２のうち、機器種別が判別できるものについては全て、識別子と機器種別の組み合わせの登録を行う。具体的に、無線クライアント端末２ｂ，２ｃが家庭用エアコン、無線クライアント端末２ｄが冷凍冷蔵庫であると想定すると、無線アクセスポイント装置１は、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０により無線クライアント端末２ｂのＭＡＣアドレスと機器種別「家庭用エアコン」を登録し、ステップＳ１１１〜Ｓ１１５により無線クライアント端末２ｃのＭＡＣアドレスと機器種別「家庭用エアコン」を登録し、ステップＳ１１６〜Ｓ１２０により無線クライアント端末２ｄのＭＡＣアドレスと機器オブジェクト番号が「０３Ｂ７」である機器種別「冷凍冷蔵庫」を登録する。
【００２０】
本実施の形態では、Ｅｃｈｏｎｅｔ  Ｌｉｔｅの規格によるプロトコルを使用した場合について説明したが、一例であり、これに限定するものではない。また、無線アクセスポイント装置１では、機器種別を特定するためのプロトコルをサポートしていないと判断した無線クライアント端末２については、機器種別が特定できない機器として登録しておく。
【００２１】
図３は、実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置１で登録されている無線クライアント端末２のＭＡＣアドレスおよび機器種別を示すリストである端末リストを示す図である。左側のＸ1〜Ｘ4は、無線アクセスポイント装置１において無線クライアント端末２を識別する識別番号である。識別番号Ｘ1〜Ｘ4が登録順に設定される場合、図２のシーケンス図に対応すると、識別番号Ｘ1〜Ｘ4は各々無線クライアント端末２ａ〜２ｄに対応する。図３に示す端末リストを機器種別の情報と称することがある。
【００２２】
本実施の形態では、無線アクセスポイント装置１が無線クライアント端末２ａ〜２ｄの位置を推定する際の前提として、上記手順により、無線アクセスポイント装置１が、図３に示す端末リストを参照できる状態にあることとする。端末リストは、後述する無線アクセスポイント装置１の構成において、位置推定部１０が記憶していてもよく、記憶部１７が記憶していてもよい。
【００２３】
つぎに、無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２の構成について説明する。図４は、実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２の構成例を示すブロック図である。なお、本実施の形態において特徴的な動作を行う構成のみを示し、一般的なその他の動作を行う構成については説明を省略する。
【００２４】
無線アクセスポイント装置１において、位置推定部１０では、図３に示す端末リストが参照できる状態にある。また、位置推定部１０は、図５〜図７に示す機器種別毎に設置位置の候補が記載された位置候補情報である位置候補リストを予め登録されて保持しているものとする。なお、記憶部１７が、前述の端末リストとともに、位置候補リストを記憶していてもよい。具体的に、位置候補リストとして、家庭用エアコン位置候補リスト、冷凍冷蔵庫位置候補リスト、無線アクセスポイント装置位置候補リストについて説明する。
【００２５】
図５は、実施の形態１にかかる家庭用エアコン位置候補リストを示す図である。住宅内に家庭用エアコン用コンセントが４つある場合を想定しており、図５の家庭用エアコン位置候補リストでは、住宅内にある基準点に対する家庭用エアコン用コンセント位置Ａ1〜Ａ4を縦、横、高さの３次元の座標系で表している。図３の端末リストによると無線クライアント端末２ａ〜２ｃの３つが家庭用エアコンであることから、無線クライアント端末２ａ〜２ｃは、図５に示すいずれかの家庭用エアコン用コンセントと接続することになる。
【００２６】
図６は、実施の形態１にかかる冷凍冷蔵庫位置候補リストを示す図である。住宅内に冷凍冷蔵庫用コンセントが１つあることを想定しており、図６の冷凍冷蔵庫位置候補リストでは、住宅内にある基準点に対する冷凍冷蔵庫用コンセント位置Ｂ1を縦、横、高さの３次元の座標系で表している。図３の端末リストによると無線クライアント端末２ｄの１つが冷凍冷蔵庫であることから、無線クライアント端末２ｄは、図６に示す冷凍冷蔵庫用コンセントと接続することになる。
【００２７】
図７は、実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置位置候補リストを示す図である。図７の無線アクセスポイント装置位置候補リストでは、住宅内にある光回線ケーブルの出口位置の高さに１ｍを加えた高さを、無線アクセスポイント装置１が設置される位置の候補とし、住宅内にある基準点に対する無線アクセスポイント装置設置位置Ｃ1を縦、横、高さの３次元の座標系で表している。無線アクセスポイント装置設置位置Ｃ1では、光回線ケーブルの出口位置の縦、横の位置は、そのまま、無線アクセスポイント装置１が設置される位置の候補として使用している。
【００２８】
なお、図５〜図７に示す位置候補リストが、無線アクセスポイント装置１と通信可能なサーバ装置５において予め登録されている場合、位置推定部１０では、図５〜図７に示す位置候補リストを備えていなくてもよい。予め位置候補リストを備えていない場合、位置推定部１０は、サーバ装置５から図５〜図７に示す位置候補リストの情報を適宜取得する。
【００２９】
位置推定部１０は、位置候補リストが予め登録されている機器種別を対象として図３の端末リストを探索し、検索して得られた無線クライアント端末２、ここでは家庭用エアコンおよび冷凍冷蔵庫に対して、位置推定のための測定を開始することを指示する測定開始パケットを送信するよう、測定開始パケット送信部１１に指示する。また、位置推定部１０は、ＲＳＳＩを測定する無線アクセスポイント装置１側の測定部であるＲＳＳＩ測定部１５に、各無線クライアント端末２から受信した無線信号について測定したＲＳＳＩの測定結果を、無線信号の送信元である無線クライアント端末２のＭＡＣアドレスと共に、位置推定部１０へ通知するよう指示する。なお、無線アクセスポイント装置１側の測定部であるＲＳＳＩ測定部１５は、装置側測定部である。
【００３０】
測定開始パケット送信部１１は、位置推定部１０の指示に基づいて、測定開始パケットを生成し、送信処理部１２、アンテナ１３を介して無線クライアント端末２に対して送信を行う。
【００３１】
ＲＳＳＩ測定部１５は、各無線クライアント端末２から送信された無線信号のＲＳＳＩを測定する。ＲＳＳＩの測定については、例えば、無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．４に基づく測定方法があり、また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に基づく測定方法があるが、これらに限定するものではない。ＲＳＳＩ測定部１５は、各無線クライアント端末２から受信した無線信号の受信強度を測定し、例えば、−８０（ｄＢｍ）などと表記する。ＲＳＳＩ測定部１５は、アンテナ１３および受信処理部１４を介して各無線クライアント端末２、具体的に図１に示す無線通信システム１００では各無線クライアント端末２から受信した無線信号について測定したＲＳＳＩの測定結果を、各無線クライアント端末２のＭＡＣアドレスと共に位置推定部１０へ一定時間の間報告する。
【００３２】
無線クライアント端末２では、測定開始パケット受信部２６が、アンテナ２３および受信処理部２４を介して、無線アクセスポイント装置１から送信された測定開始パケットを受信することにより、無線アクセスポイント装置１が無線クライアント端末２の位置推定を開始した情報を得たので、無線アクセスポイント装置１が無線クライアント端末２の位置推定を開始したことをＲＳＳＩ情報蓄積部２０に通知する。
【００３３】
通知を受け取ったＲＳＳＩ情報蓄積部２０は、ＲＳＳＩを測定する無線クライアント端末２側の測定部であるＲＳＳＩ測定部２５に、ＲＳＳＩ測定結果のＲＳＳＩ情報蓄積部２０への通知を開始するよう指示する。なお、無線クライアント端末２側の測定部であるＲＳＳＩ測定部２５は、端末側測定部である。
【００３４】
ＲＳＳＩ測定部２５は、アンテナ２３、受信処理部２４を介して、無線アクセスポイント装置１および他の無線クライアント端末２から受信した無線信号についてＲＳＳＩを測定し、測定したＲＳＳＩの測定結果を、無線信号送信元のＭＡＣアドレスと共にＲＳＳＩ情報蓄積部２０へ一定時間の間報告する。
【００３５】
具体的には、図１に示す無線通信システム１００において、無線クライアント端末２ａのＲＳＳＩ測定部２５は、無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２ｂ〜２ｄから受信した無線信号のＲＳＳＩを測定する。同様に、無線クライアント端末２ｂのＲＳＳＩ測定部２５は、無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２ａ，２ｃ，２ｄから受信した無線信号のＲＳＳＩを測定し、無線クライアント端末２ｃのＲＳＳＩ測定部２５は、無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２ａ，２ｂ，２ｄから受信した無線信号のＲＳＳＩを測定し、無線クライアント端末２ｄのＲＳＳＩ測定部２５は、無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２ａ〜２ｃから受信した無線信号のＲＳＳＩを測定する。
【００３６】
ＲＳＳＩ測定結果を受け取ったＲＳＳＩ情報蓄積部２０は、複数回の測定により測定されたＲＳＳＩ測定結果をＭＡＣアドレス毎に集計し、集計したＲＳＳＩ測定結果の最大値を求めるかまたは平均値を算出する、などの統計処理を実施し、無線アクセスポイント装置１および他の無線クライアント端末２について、位置推定処理に使用するＲＳＳＩ測定結果であるＲＳＳＩ測定値を決定する。ＲＳＳＩ情報蓄積部２０は、自端末でのＲＳＳＩ測定結果について、ＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ測定値の組をリスト化し、リスト化したＲＳＳＩ測定結果の情報を測定完了パケット送信部２１に通知する。
【００３７】
無線アクセスポイント装置１へ自端末でのＲＳＳＩ測定結果を送信する測定結果送信部である測定完了パケット送信部２１は、ＲＳＳＩ情報蓄積部２０から通知された情報を測定完了パケットに格納し、送信処理部２２、アンテナ２３を介して無線アクセスポイント装置１に送信する。
【００３８】
無線アクセスポイント装置１では、測定完了パケット受信部１６が、アンテナ１３、受信処理部１４を介して、無線クライアント端末２から送信された測定完了パケットを受信することにより、測定完了パケット送信元の無線クライアント端末２でＲＳＳＩの測定が完了した情報を得たので、測定完了パケット送信元の無線クライアント端末２でＲＳＳＩの測定が完了したことおよび測定完了パケットに格納されていた情報を位置推定部１０に報告する。
【００３９】
位置推定部１０は、無線クライアント端末２から取得したＲＳＳＩ測定結果の情報を保存すると共に、ＲＳＳＩ測定部１５から取得した自装置でのＲＳＳＩ測定結果をＭＡＣアドレス毎に集計し、集計したＲＳＳＩ測定結果の最大値を求めるかまたは平均値を算出する、などの統計処理を実施し、各無線クライアント端末２についてのＲＳＳＩ測定値を決定する。位置推定部１０は、自端末でのＲＳＳＩ測定結果について、ＭＡＣアドレス、ＲＳＳＩ測定値の組をリスト化し、リスト化したＲＳＳＩ測定結果の情報を保持する。そして、位置推定部１０では、各無線クライアント端末２の位置推定処理を実施する。
【００４０】
位置推定部１０における位置推定処理について、上記で説明した内容も含めてフローチャートに基づいて詳細に説明する。図８は、実施の形態１にかかる無線通信システムにかかる位置推定処理を示すフローチャートである。
【００４１】
位置推定部１０は、位置推定処理の開始において、前述のように、測定開始パケットを送信する対象の無線クライアント端末２を決定し（ステップＳ２０１）、測定開始パケット送信部１１に無線クライアント端末２への測定開始パケットの送信を指示すると共に、ＲＳＳＩ測定部１５に自装置でのＲＳＳＩの測定を開始するよう指示する。そして、無線クライアント端末２および無線アクセスポイント装置１は、ＲＳＳＩの測定を行う（ステップＳ２０２）。無線クライアント端末２では、さらに、ＲＳＳＩ測定結果を無線アクセスポイント装置１へ送信する。
【００４２】
なお、無線クライアント端末２において、無線アクセスポイント装置１および他の無線クライアント端末２から送信された無線信号のＲＳＳＩを測定し、ＲＳＳＩ測定結果を無線アクセスポイント装置１へ送信する手順、および無線アクセスポイント装置１において、無線クライアント端末２から送信された無線信号のＲＳＳＩを測定する手順は、前述のとおりである。
【００４３】
位置推定部１０は、無線クライアント端末２からの測定完了パケット受信待ちのタイマを起動し（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０１で対象とした無線クライアント端末２から送信される測定完了パケットを待ち受け（ステップＳ２０４）、タイマが満了するまでに測定完了パケットを受信したかどうか確認する（ステップＳ２０５）。位置推定部１０は、タイマが満了しているか否かを判定し、タイマが満了しておらず、測定完了パケットを受信した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６へ進み、タイマが満了している場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０７へ進む。
【００４４】
タイマが満了するまでに測定完了パケットを受信した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、位置推定部１０は、測定完了パケットに格納されている情報を保存すると共に、全ての対象の無線クライアント端末２から測定完了パケットを受信したかどうかを判定する（ステップＳ２０６）。位置推定部１０は、全ての対象の無線クライアント端末２から測定完了パケットを受信した場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、次のステップＳ２１０へ進み、全ての対象の無線クライアント端末２から測定完了パケットを受信していない場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、ステップＳ２０４に戻って測定完了パケットを待ち受ける。
【００４５】
一方、タイマが満了している場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、位置推定部１０は、タイマがタイムアウトしたと判定し（ステップＳ２０７）、タイムアウト回数をインクリメントして、これまでのタイムアウト回数が規定されたタイムアウト閾値を超えたかどうかを判定する（ステップＳ２０８）。
【００４６】
位置推定部１０は、タイムアウト閾値を超えた場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、測定完了パケット未受信の無線クライアント端末２は位置推定処理の対象外として（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１０へ進む。位置推定部１０は、位置推定処理の対象外とした無線クライアント端末２を特定する情報、例えば識別子の情報を位置推定部１０または記憶部１７に記憶し、位置推定処理の対象外とした無線クライアント端末２については、図８のフローチャートに示す今回の一連の位置推定処理では位置の推定を行わない。位置推定部１０は、タイムアウト閾値を超えていない場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、ステップＳ２０２に戻って、測定開始パケット送信部１１に測定開始パケットの送信を指示すると共に、ＲＳＳＩ測定部１５に自装置でのＲＳＳＩの測定を開始するよう指示する。
【００４７】
位置推定部１０は、各無線クライアント端末２より受信した測定完了パケットに格納されている情報から、各無線クライアント端末２における他の無線クライアント端末２についてのＲＳＳＩ測定値および無線アクセスポイント装置１についてのＲＳＳＩ測定値を取得できる。位置推定部１０は、位置推定対象の無線クライアント端末２についてのＲＳＳＩ測定値または無線アクセスポイント装置１に対するＲＳＳＩ測定値、すなわち、位置推定処理に使用するＲＳＳＩ測定値が全て揃っているかどうかを判定する（ステップＳ２１０）。位置推定処理に使用するＲＳＳＩ測定値が全て揃っているとは、無線アクセスポイント装置１が受信した無線クライアント端末２からの測定完了パケットに、無線アクセスポイント装置１および他の無線クライアント端末２についてのＲＳＳＩ測定値が全て含まれていることである。例えば、無線アクセスポイント装置１が受信した無線クライアント端末２ａからの測定完了パケットに、無線クライアント端末２ｂについてのＲＳＳＩ測定値が含まれていない場合は、位置推定処理に使用するＲＳＳＩ測定値は揃っていないことになる。
【００４８】
位置推定部１０は、位置推定処理に使用するＲＳＳＩ測定値が全て揃っている場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１３へ進み、位置推定処理に使用するＲＳＳＩ測定値が揃っていない場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、繰り返し処理を行う繰り返し回数が規定された繰り返し閾値を超えたかどうかを判定する（ステップＳ２１１）。
【００４９】
位置推定部１０は、繰り返し回数が繰り返し閾値を超えた場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、位置推定処理に使用するＲＳＳＩ測定値が含まれていない測定完了パケットを送信した無線クライアント端末２および測定完了パケットに含まれていなかったＲＳＳＩ測定値の対象の無線クライアント端末２について、すなわち、取得できなかったＲＳＳＩ測定値に関係する無線クライアント端末２は位置推定処理の対象外として（ステップＳ２１２）、ステップＳ２１３へ進む。前述のステップＳ２０９の処理と同様、位置推定部１０は、位置推定処理の対象外とした無線クライアント端末２を特定する情報、例えば識別子の情報を位置推定部１０または記憶部１７に記憶し、位置推定処理の対象外とした無線クライアント端末２については、図８のフローチャートに示す今回の一連の位置推定処理では位置の推定を行わない。位置推定部１０は、繰り返し回数が繰り返し閾値を超えていない場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、ステップＳ２０２に戻って、測定開始パケット送信部１１に測定開始パケットの送信を指示すると共に、ＲＳＳＩ測定部１５に自装置でのＲＳＳＩの測定を開始するよう指示する。
【００５０】
つぎに、位置推定部１０は、測定完了パケットから取得した各無線クライアント端末２間のＲＳＳＩ測定値および各無線クライアント端末２での無線アクセスポイント装置１についてのＲＳＳＩ測定値と、無線アクセスポイント装置１内で測定した各無線クライアント端末２から受信した無線信号のＲＳＳＩ測定値を用いて、式（１）により各機器間の経路損失であるパスロス測定値を計算する。
【００５１】
Ｐm（ｉ，ｊ）＝送信電力i−（ＲＳＳＩj−受信ゲインj）  …（１）
【００５２】
Ｐm（ｉ，ｊ）は、実測したＲＳＳＩ測定値から求められる機器Ｘi，Ｘj間のパスロス測定値を示すものとする。Ｘi，Ｘjの表記は図３に示す端末リストの表記と同様であり、ｉ，ｊは無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２を識別する値である。また、無線アクセスポイント装置１および各無線クライアント端末２の送信電力、主にアンテナ数に基づく受信ゲインは、無線アクセスポイント装置１において既知であるとする。この結果、位置推定部１０では、パスロス測定値を図９のように整理することができる。図９は、実施の形態１にかかる位置推定部１０で計算した各機器間のパスロス測定値を示す図である。ここで、識別番号Ｘ0は無線アクセスポイント装置１とし、識別番号Ｘ1〜Ｘ4は図３と同様、無線クライアント端末２ａ〜２ｄとする。
【００５３】
なお、Ｐm（ｉ，ｊ）は、ｉとｊを入れ替えた場合もパスロス測定値の対象は同じ２つの機器であることから、図９に示すように、各機器間のパスロス測定値が２個ずつ求められることになる。そのため、位置推定部１０は、式（２）によってパスロス測定値を平均化し、平均化した値で機器間のパスロス測定値を更新する。ただし、式（２）において、ｉ＜ｊとする。
【００５４】
Ｐm（ｉ，ｊ）＝（Ｐm（ｉ，ｊ）＋Ｐm（ｊ，ｉ））／２  …（２）
【００５５】
ここで、図３の端末リストおよび図５〜図７の位置候補リストが示す位置に基づいて、各機器が設置されるパターンについて検討する。図３および図５から、家庭用エアコンは、住宅内に３つあるが、住宅内に４か所設置可能な位置がある。そのため、各家庭用エアコンについて、複数の設置パターンが想定される。一方、図３および図６から、冷凍冷蔵庫は、住宅内に１つで、住宅内に設置可能な位置も１つである。そのため、冷凍冷蔵庫の設置位置は、図６の位置候補が示す位置となる。また、無線アクセスポイント装置１は、図１に示す無線通信システム１００では１つで、図７より住宅内に設置可能な位置も１つである。そのため、無線アクセスポイント装置１の設置位置は、図７の位置候補が示す位置となる。以上で説明した各機器の設置パターンを図１０に示す。図１０は、実施の形態１にかかる各機器の機器設置パターンを示す図である。家庭用エアコンの機器設置パターンは２４通りのパターンがあるが、冷凍冷蔵庫および無線アクセスポイント装置１は、設置位置の位置候補が各々１つのため、各機器設置パターンで同じである。図１０の例では、位置推定部１０は、まず、家庭用エアコンＸ1を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ1に固定して他の家庭用エアコンＸ2，Ｘ3を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ2，Ａ3，Ａ4に配置した機器設置パターンを作成し、つぎに、家庭用エアコンＸ1を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ2に固定して他の家庭用エアコンＸ2，Ｘ3を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ1，Ａ3，Ａ4に配置した機器設置パターンを作成し、同様に、家庭用エアコンＸ1を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ3に固定して他の家庭用エアコンＸ2，Ｘ3を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ1，Ａ2，Ａ4に配置した機器設置パターンを作成し、家庭用エアコンＸ1を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ4に固定して他の家庭用エアコンＸ2,Ｘ3を家庭用エアコン用コンセント位置Ａ1，Ａ2，Ａ3に配置した機器設置パターンを作成することで、２４通りの機器設置パターンを作成する。
【００５６】
位置推定部１０は、図１０に示す各機器の機器設置パターンについて、式（２）より機器間のパスロス測定値を計算し、図３の端末リストおよび図５〜図７の位置候補リストが示す位置および想定されるパスロスモデルに基づいて機器間のパスロス計算値を計算し、さらに、評価関数である式（３）によるパスロス計算値とパスロス測定値とに基づく計算を行う。位置推定部１０は、パスロス計算値の計算および式（３）に示す計算を、図１０に示す全ての機器設置パターンについて実施する（ステップＳ２１３）。
【００５７】
【数１】
2016156652.tif 000003
【００５８】
Ｐc（ｉ，ｊ）は、パスロスモデルから求められる機器Ｘi，Ｘj間のパスロス計算値を示すものとする。ここで、パスロスモデルとは、単純に自由空間伝搬のパスロスを仮定した時は式（４）より求められる値であるが、見通し外環境（ＮＬＯＳ：Non  Line  Of  Sight）を考慮して、より適したパスロスモデルを規定してもよい。見通し外環境とは、上記の例では、機器Ｘiと機器Ｘjとの間に障害物が有り、通信相手の機器に対して直接波が到達しない環境のことである。例えば、実施の形態３で後述するように家の間取りの情報から、壁を何枚通過するかを考慮することで、機器間のパスロス計算値をより実測値に近い値とすることができる。なお、Ｐc（ｉ，ｊ）＝γ、機器間の距離＝ｄ（ｍ）、搬送波周波数＝ｆ（ＧＨｚ）とする。
【００５９】
γ＝２０ｌｏｇ10（ｄ）＋２０ｌｏｇ10（４０π／３）＋ｌｏｇ10（ｆ）  …（４）
【００６０】
位置推定部１０は、自由空間伝搬での減衰量であるパスロスγ（ｄＢ）を式（４）により求めることができる。
【００６１】
そして、位置推定部１０は、図１０の機器設置パターンから、評価関数である式（３）で求めた値が最小となる機器設置パターンを抽出することにより、抽出した機器設置パターンから各無線クライアント端末２の設置位置を推定することができる（ステップＳ２１４）。
【００６２】
なお、位置を推定した無線クライアント端末２を基準局とし、候補位置が予め登録されていない機器種別の無線クライアント端末２を含めて、再度、無線アクセスポイント装置１が、機器間のＲＳＳＩ測定値を取得し、非特許文献１などに示される手法を用いることで、全ての無線クライアント端末２の位置を推定することも可能である。
【００６３】
ここで、図４に示す無線アクセスポイント装置１のブロック図の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。図１１は、実施の形態１にかかる無線アクセスポイント装置１のハードウェア構成を示す図である。位置推定部１０、測定開始パケット送信部１１、ＲＳＳＩ測定部１５、測定完了パケット受信部１６は、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現される。送信処理部１２は、送信器９４により実現される。受信処理部１４は、受信器９３により実現される。記憶部１７は、メモリ９２により実現される。プロセッサ９１、メモリ９２、受信器９３および送信器９４は、システムバス９５により接続されている。無線アクセスポイント装置１では、複数のプロセッサ９１および複数のメモリ９２が連携して図４のブロック図に示す各構成の機能を実行してもよい。無線アクセスポイント装置１については、図１１に示すハードウェア構成により実現することができるが、ソフトウェアまたはハードウェアのいずれでも実装可能である。なお、無線クライアント端末２についても、図１１に示すハードウェア構成により実現することができる。また、以降の実施の形態で説明する各機器についても、図１１に示すハードウェア構成により実現することができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、無線アクセスポイント装置１では、位置推定部１０が、機器種別毎に無線クライアント端末２の設置位置の候補が記載された位置候補情報と、自装置および各無線クライアント端末２で測定されたＲＳＳＩの測定結果とを用いて、無線クライアント端末２の位置を推定することとした。これにより、無線アクセスポイント装置１が１つの場合でも、無線クライアント端末２の位置推定の精度を向上することができる。
【００６５】
実施の形態２．
本実施の形態では、無線アクセスポイント装置１ａおよび無線クライアント端末２ａ〜２ｄにおいてＲＳＳＩを測定する動作について説明する。
【００６６】
図１２は、本発明の実施の形態２にかかる無線アクセスポイント装置１ａの構成例を示すブロック図である。また、図１３は、実施の形態２にかかるＲＳＳＩの測定動作を示すシーケンス図である。なお、無線通信システムの構成は、図１に示す実施の形態１と同様とする。また、無線クライアント端末２の構成は図４と同様である。無線アクセスポイント装置１ａは、無線クライアント端末２との通信を切断することを通知するＩＥＥＥ８０２．１１規格の切断通知フレームであるＤｅａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ（以下、Ｄｅａｕｔｈとする）フレームを送信する切断通知フレーム送信部であるＤｅａｕｔｈフレーム送信部１８を備える。
【００６７】
無線アクセスポイント装置１ａでは、位置推定部１０ａが、測定開始パケット送信部１１およびＲＳＳＩ測定部１５にＲＳＳＩの測定を指示した後、さらに、Ｄｅａｕｔｈフレーム送信部１８に対して、測定開始パケット送信対象の無線クライアント端末２に対してＤｅａｕｔｈフレームを送信するよう指示する。指示を受け取ったＤｅａｕｔｈフレーム送信部１８は、測定開始パケット送信対象の無線クライアント端末２に対するＤｅａｕｔｈフレームを生成し、送信処理部１２ａ、アンテナ１３を介して対象となる無線クライアント端末２にＤｅａｕｔｈフレームを送信する（ステップＳ３０１）。
【００６８】
Ｄｅａｕｔｈフレームを受信した無線クライアント端末２ａは、無線アクセスポイント装置１ａへの再接続のため、無線アクセスポイント装置１ａへ接続を要求するＩＥＥＥ８０２．１１規格の接続要求フレームであるＰｒｏｂｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔフレームをブロードキャストする（ステップＳ３０２）。無線アクセスポイント装置１ａでは、ＲＳＳＩ測定部１５が、無線クライアント端末２ａから受信したＰｒｏｂｅ  ＲｅｑｕｅｓｔフレームのＲＳＳＩを測定する（ステップＳ３０３）。このとき、他の無線クライアント端末２ｂ，２ｃ，２ｄでも、ＲＳＳＩ測定部２５が、無線クライアント端末２ａから受信したＰｒｏｂｅ  ＲｅｑｕｅｓｔフレームのＲＳＳＩを測定する（ステップＳ３０４〜Ｓ３０６）。無線アクセスポイント装置１ａは、Ｐｒｏｂｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔフレームの応答そして、接続応答フレームであるＩＥＥＥ８０２．１１規格のＰｒｏｂｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームを無線クライアント端末２ａに返送する（ステップＳ３０７）。無線クライアント端末２ａでは、ＲＳＳＩ測定部２５が、無線アクセスポイント装置１ａから受信したＰｒｏｂｅ  ＲｅｓｐｏｎｓｅフレームのＲＳＳＩを測定する（ステップＳ３０８）。
【００６９】
Ｄｅａｕｔｈフレームを受信した無線クライアント端末２ｂについても、無線クライアント端末２ａと同様の手順を行うことにより、各機器間のＲＳＳＩを各々の機器で測定することができる（ステップＳ３０９〜Ｓ３１５）。同様に、Ｄｅａｕｔｈフレームを受信した無線クライアント端末２ｃについても、無線クライアント端末２ａと同様の手順を行うことにより、各機器間のＲＳＳＩを各々の機器で測定することができる（ステップＳ３１６〜Ｓ３２２）。また、Ｄｅａｕｔｈフレームを受信した無線クライアント端末２ｄについても、無線クライアント端末２ａと同様の手順を行うことにより、各機器間のＲＳＳＩを各々の機器で測定することができる（ステップＳ３２３〜Ｓ３２９）。その後、無線クライアント端末２ａ〜２ｄは、無線ＬＡＮ接続、認証シーケンスのための無線フレームをやりとりし（ステップＳ３３０〜Ｓ３３３）、無線アクセスポイント装置１ａに再接続する。
【００７０】
なお、本実施の形態では、各機器において、Ｐｒｏｂｅ  ＲｅｑｕｅｓｔフレームまたはＰｒｏｂｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームを受信した際にＲＳＳＩを測定する場合について説明したが、これに限定する必要はなく、その他の接続、認証のためのフレーム受信時にＲＳＳＩを測定してもよい。この際、各機器では、ＲＳＳＩを測定する対象のフレームをマネージメントフレームに限定してもよい。
【００７１】
また、無線アクセスポイント装置１ａからＤｅａｕｔｈフレームを複数回送信し、図１２で示すシーケンスを繰り返すことで、各機器でのＲＳＳＩの測定回数を増やしてもよい。その他の処理については、実施の形態１と同様である。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、無線アクセスポイント装置１ａと各無線クライアント端末２間での無線フレーム送受を発生させることができるため、ＲＳＳＩを測定できない無線クライアント端末２が発生することを防ぎ、かつ、各機器におけるＲＳＳＩの測定精度を向上することができる。
【００７３】
実施の形態３．
本実施の形態では、建物の間取り情報を用いて位置推定を行う方法について説明する。
【００７４】
無線アクセスポイント装置１の位置推定部１０では、各無線クライアント端末２が設置された建物の間取り情報から、機器Ｘi，Ｘj間で壁が何枚間に挟まるか、フロアが何階違うか、間に遮蔽物が無いかなどを判断した上で、機器Ｘi，Ｘj間、具体的には各無線クライアント端末２間または無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２との間のＲＳＳＩ測定結果に対する信頼性を示す、または建物の間取りの影響度を示す信頼性情報として重みＷ（ｉ，ｊ）を決定し、決定した重みＷ（ｉ，ｊ）を式（３）の値を求める際に用いてもよい。一般的に、機器Ｘi，Ｘj間にある壁の数が多いほどＲＳＳＩ測定結果の測定精度が低く、評価関数である式（３）を演算して得られる値は誤差の影響により大きくなり、機器Ｘi，Ｘj間にある壁の数が少ないほどＲＳＳＩ測定結果の測定精度が高く、評価関数である式（３）を演算して得られる値に対して誤差の影響は少ない。そのため、位置推定部１０は、機器Ｘi，Ｘj間にある壁の数が多いほど誤差の影響を低減させるため重みＷ（ｉ，ｊ）を小さく、機器Ｘi，Ｘj間にある壁の数が少ないほど重みＷ（ｉ，ｊ）を大きくすることを決定する。例えば、位置推定部１０は、機器Ｘi，Ｘj間に壁がないときの重みＷ（ｉ，ｊ）を「１」で固定し、機器Ｘi，Ｘj間にある壁の数が多くなるほど重みＷ（ｉ，ｊ）を「１」より小さい値にする。位置推定部１０は、重みＷ（ｉ，ｊ）によって建物の間取りの影響を相殺する。これにより、位置推定部１０は、式（３）を演算して得られた値が最小となる機器設置パターンを抽出するうえで、重みＷ（ｉ，ｊ）を使用しない場合と比較して、機器Ｘi，Ｘj間にある壁の数が多くても誤差の影響を低減させて抽出されやすくできる。この場合、位置推定部１０は、評価関数として、式（３）を式（５）に置き換えて値を計算する。その他の処理については、実施の形態１と同様である。
【００７５】
【数２】
2016156652.tif 000004
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、位置推定部１０は、壁が挟まる、フロアが異なるなどの場合、パスロス測定値とパスロス計算値との誤差が大きくなることが想定されるため、位置推定における評価関数の演算において、建物の間取り情報から決定した機器Ｘi，Ｘj間についての信頼性情報である重みＷ（ｉ，ｊ）によって重み付けを行うことにより、建物の間取りに基づく、パスロス測定値とパスロス計算値との誤差の影響を低減させることができる。なお、実施の形態１における無線アクセスポイント装置１の位置推定部１０について説明したが、実施の形態２における無線アクセスポイント装置１ａの位置推定部１０ａについても適用可能である。
【００７７】
実施の形態４．
本実施の形態では、無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２との間の距離、各無線クライアント端末２間の距離が計算できる場合の位置推定の処理について説明する。
【００７８】
無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２で無線信号の到着時刻（ＴｏＡ：Time  of  Arrival）および出発時刻（ＴｏＤ：Time  of  Departure）を各々求めることができ、無線アクセスポイント装置１で到着時刻および出発時刻の情報を各無線クライアント端末２から収集することができる場合、無線アクセスポイント装置１では、到着時刻および出発時刻の情報を用いて、無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２との間の距離、および各無線クライアント端末２間の距離を計算することができる。
【００７９】
例えば、無線アクセスポイント装置１および各無線クライアント端末２が時刻同期しており、無線クライアント端末２ａから無線クライアント端末２ｂへパケットを送信した場合を想定する。無線クライアント端末２ａは、無線クライアント端末２ｂへパケットを送信すると、送信した出発時刻Ｔ１の情報を、無線クライアント端末２ｂへ送信したパケットとは別のパケットで無線アクセスポイント装置１へ送信する。無線クライアント端末２ｂは、無線クライアント端末２ａからのパケットを受信した到着時刻Ｔ２の情報を含むパケットを無線アクセスポイント装置１へ送信する。出発時刻Ｔ１および到着時刻Ｔ２は、例えば、「××時××分××秒」と表記できるが、住宅内の環境において実際にはナノセカンド単位の精度が必要である。無線アクセスポイント装置１の位置推定部１０は、無線クライアント端末２ａから受信した出発時刻Ｔ１の情報、および無線クライアント端末２ｂから受信した到着時刻Ｔ２の情報を用いて、無線クライアント端末２ａから出発したパケットが無線クライアント端末２ｂに到着するまでの所要時間は（Ｔ２−Ｔ１）であるから、パケットが進む速度をｃ＝３×１０8ｍ／ｓとすると、無線クライアント端末２ａ，２ｂ間の距離を「ｃ×（Ｔ２−Ｔ１）」によって算出する。
【００８０】
なお、無線アクセスポイント装置１および各無線クライアント端末２が時刻同期していない場合でも、無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２との間の距離、および各無線クライアント端末２間の距離を計算することができる。例えば、無線クライアント端末２ａと無線クライアント端末２ｂとの間でパケットを送受信した場合を想定する。無線クライアント端末２ａは、無線クライアント端末２ｂへパケットを送信した出発時刻Ｔ１の情報を記憶する。無線クライアント端末２ｂは、無線クライアント端末２ａからパケット受信すると、無線クライアント端末２ａから受信したパケットの到着時刻Ｔ２、および無線クライアント端末２ａへ返信するパケットの出発時刻Ｔ３を記憶する。無線クライアント端末２ａは、無線クライアント端末２ｂから返信されたパケットの到着時刻Ｔ４を記憶する。無線クライアント端末２ａは、出発時刻Ｔ１および到着時刻Ｔ４の情報を含むパケットを無線アクセスポイント装置１へ送信する。無線クライアント端末２ｂは、到着時刻Ｔ２および出発時刻Ｔ３の情報を含むパケットを無線アクセスポイント装置１へ送信する。無線アクセスポイント装置１の位置推定部１０は、無線クライアント端末２ａから受信した出発時刻Ｔ１および到着時刻Ｔ４の情報、および無線クライアント端末２ｂから受信した到着時刻Ｔ２および出発時刻Ｔ３の情報を用いて、無線クライアント端末２ａから出発したパケットが無線クライアント端末２ｂに到着するまでの所要時間であって無線クライアント端末２ｂから出発したパケットが無線クライアント端末２ａに到着するまでの所要時間は「（（Ｔ４−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２））／２」であるから、無線クライアント端末２ａ，２ｂ間の距離を「ｃ×（（Ｔ４−Ｔ１）−（Ｔ３−Ｔ２））／２」によって算出する。ここで、（Ｔ４−Ｔ１）は、無線クライアント端末２ａにおいて無線クライアント端末２ｂへパケットを送信して無線クライアント端末２ｂから返信のパケットを受信するまでの時間であり、他の装置との同期の影響を受けない。また、（Ｔ３−Ｔ２）は、無線クライアント端末２ｂにおいて無線クライアント端末２ａからパケットを受信して無線クライアント端末２ａへ返信のパケットを送信するまでの時間であり、他の装置との同期の影響を受けない。
【００８１】
無線アクセスポイント装置１の位置推定部１０では、無線クライアント端末２との間の距離の情報を用いて、パスロスモデル、例えば、自由空間伝搬であれば式（４）からパスロス測定値を求め、ＲＳＳＩ測定値から求めたパスロス測定値の代わりに使用することができる。その他の処理については、実施の形態１と同様である。
【００８２】
また、位置推定部１０は、実施の形態３で説明した式（５）を用いる場合に、到着時刻および出発時刻の情報から計算した距離を用いることで、無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２の重みＷ（ｉ，ｊ）を大きい値に設定することもできる。位置推定部１０は、例えば、到着時刻および出発時刻の情報から計算した距離を用いる場合、計算した距離の長さに関係なく一定の割合で、実施の形態３で決定した重みＷ（ｉ，ｊ）を大きくすることで、簡易な処理で重みＷ（ｉ，ｊ）を設定できる。前述のように、位置推定部１０は、評価関数を演算して値が最小となる機器設置パターンを抽出するうえで、測定精度が高いと推定した場合には重みＷ（ｉ，ｊ）を大きくすることで、測定精度の影響を低減できる。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、位置推定部１０は、無線アクセスポイント装置１および無線クライアント端末２における無線信号の到着時刻および出発時刻の情報から、無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２間の距離、および各無線クライアント端末２間の距離を計算し、計算した距離を用いることで、無線アクセスポイント装置１と無線クライアント端末２のパスロス測定値の測定精度を向上することができ、位置推定精度を向上することができる。位置推定部１０は、実施の形態１で説明した位置推定の方法を行うことができ、さらに、本実施の形態による位置推定の方法もできるものとする。なお、実施の形態１における無線アクセスポイント装置１の位置推定部１０について説明したが、実施の形態２における無線アクセスポイント装置１ａの位置推定部１０ａについても適用可能である。
【００８４】
実施の形態５．
実施の形態１から４では、無線アクセスポイント装置１，１ａで無線クライアント端末２の位置を決定する方法について記載をしたが、本実施の形態では、無線アクセスポイント装置は、取得したＲＳＳＩ測定値、無線クライアント端末２を特定する識別子、実施の形態３においてサーバ装置が建物の間取り情報を備えていない場合はさらに建物の間取り情報、実施の形態４においてはさらにＴｏＡ／ＴｏＤの情報を遠隔にあるサーバ装置に全て送信し、サーバ装置にて無線クライアント端末２の位置を推定し、推定した結果を無線アクセスポイント装置に通知する。
【００８５】
図１４は、本発明の実施の形態５にかかる無線通信システムにおいて無線アクセスポイント装置１ｂおよびサーバ装置５ａの構成例を示すブロック図である。無線通信システムにおいて、無線アクセスポイント装置１ｂおよびサーバ装置５ａ以外の、複数の無線クライアント端末２ａ〜２ｄ、回線終端装置３、通信回線４、および無線通信システムの構成は実施の形態１における図４と同様である。
【００８６】
無線アクセスポイント装置１ｂは、無線アクセスポイント装置１から位置推定部１０を削除し、機器情報制御部１９を追加したものである。無線アクセスポイント装置１ｂにおいて、その他のＲＳＳＩ測定部１５などの構成は実施の形態１の図４と同様である。機器情報制御部１９は、位置推定部１０から無線クライアント端末２の位置推定機能を除いた機能を有している。機器情報制御部１９は、無線クライアント端末２ａ〜２ｄについての機器種別の情報、自装置で測定したＲＳＳＩ測定結果、および無線クライアント端末２ａ〜２ｄから取得した各々の無線クライアント端末２におけるＲＳＳＩ測定結果の各情報を、回線終端装置３、通信回線４経由で、無線クライアント端末２の位置を推定するサーバ装置５ａの位置推定部５１へ送信する。
【００８７】
サーバ装置５ａでは、記憶部５２が、図５〜図７に示す各機器の位置候補情報である位置候補リストが予め登録されて保持しているものとする。位置推定部５１は、無線アクセスポイント装置１ｂから取得した無線クライアント端末２ａ〜２ｄについての機器種別の情報を用いて、位置候補リストが予め登録されている機器種別を位置推定の対象として決定する。位置推定部５１は、位置候補情報と、無線アクセスポイント装置１ｂおよび各無線クライアント端末２で測定されたＲＳＳＩの測定結果と、を用いて無線クライアント端末２の位置を推定する。位置推定部５１における位置推定の方法は、これまでの実施の形態で説明してきた位置推定部１０，１０ａによる位置推定と同様である。
【００８８】
位置推定部５１では、実施の形態１の位置推定部１０または実施の形態２の位置推定部１０ａのように無線クライアント端末２の位置を推定し、実施の形態３の位置推定部１０のように、無線クライアント端末２が設置された建物の間取り情報に基づいて決定した重みの情報を用いて無線クライアント端末２の位置を推定し、実施の形態４の位置推定部１０のように、無線アクセスポイント装置１ｂおよび無線クライアント端末２における無線信号の出発時刻および到着時刻の情報に基づいて、無線アクセスポイント装置１ｂと無線クライアント端末２との距離、および各無線クライアント端末２間の距離を求め、各距離の情報を用いて無線クライアント端末２の位置を推定することができる。
【００８９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、無線アクセスポイント装置１ｂでは無線クライアント端末２の位置推定処理を実施しないため、無線アクセスポイント装置１ｂについて、位置推定処理に関するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）リソース、メモリリソースを消費しなくて済む簡易な構成にすることができる。
【００９０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１，１ａ，１ｂ  無線アクセスポイント装置、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  無線クライアント端末、３  回線終端装置、４  通信回線、５，５ａ  サーバ装置、１０，１０ａ，５１  位置推定部、１１  測定開始パケット送信部、１２，１２ａ，２２  送信処理部、１３，２３  アンテナ、１４，２４  受信処理部、１５，２５  ＲＳＳＩ測定部、１６  測定完了パケット受信部、１７，５２  記憶部、１８  Ｄｅａｕｔｈフレーム送信部、１９  機器情報制御部、２０  ＲＳＳＩ情報蓄積部、２１  測定完了パケット送信部、２６  測定開始パケット受信部、９１  プロセッサ、９２  メモリ、９３  受信器、９４  送信器、９５  システムバス、１００  無線通信システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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