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課題・解決手段

時間反転測位ステムは、複数の位置から送出されるプローブ信号から導出されたチャネルインパルス応答を表す第1のデータと、当該複数の位置の座標を表す第2のデータとを格納する記憶装置を含む。データプロセッサは、格納済みのチャネルインパルス応答と、端末装置から送出されたチャネルプロービング信号に基づいて推定されるチャネルインパルス応答の時間反転バージョンに基づいて判定された時間反転信号とに基づいて、当該端末装置の位置を判定する。

概要

背景

新規無線信号伝送プロトコルを使用して将来解決されるだろう1つの課題は、近接する可能性のある非常に多くの装置間での効率的な高速無線データ転送である。近年、高速遅延無線通信機能に対する需要激増した。無線トラフィック量は、2020年までに2010年の約1000倍に増加すると予想されている。これらのトラフィックに対する需要をサポートすることは、今後の無線ネットワークの課題である。1つの課題は、割り当てられたスペクトル内でのデータ転送速度の高速化が求められ続ける中で、膨大な数の無線装置をサポートすることである。別の課題はスケジューリング遅延であり、それに伴って多数の共存する無線装置がネットワークサービスを求めて競合すること、並びに遅延の影響を受けやすい多くの用途においてユーザエクスペリエンスが大幅に低下することが予想される。一部のネットワークユーザは、数百台の他の装置が周囲に存在して無線ネットワークへのアクセスが困難である空港会議場及び競技場等のロケーションでそのような遅延の影響を既に感じ始めている。予測される無線トラフィックの増加に対処するための新規の技術が導入されない場合、そのような不十分なユーザエクスペリエンスが標準になる可能性がある。

本課題に取り組むために、いくつかの技術が提案されている。1つの簡単な方法は、所定の有効範囲領域内に設置するアクセスポイントAP)を増加して各APがサービスを提供するユーザ(TD)の数を減少することであり、これにより有線バックホールネットワークに対するトラフィックを軽減できる。しかし、広く採用され且つ活用されるOFDMプロトコルを使用するAPは、配置される離間距離が近すぎる場合に干渉する可能性がある。離間距離の短いAPが複数のユーザに対応できるようにするために、高度な干渉緩和リソース割り当てアルゴリズムが使用されてもよい。例えばIEEE802.11(WiFi)規格において、現在の使用可能なスペクトル全体は2.4GHz帯で約72MHzであるが、隣接するAPは相互干渉及びTDとの干渉を軽減するために異なるスペクトル帯で動作する必要があるため、使用可能なスペクトルのうち22MHz以下のスペクトルを使用するように制限される場合がある。しかし、この種の周波数分割多重化は、離間距離の短いAPが使用可能なスペクトルを完全に使用することを妨げ、予測される将来のユーザからの需要をサポートすることの障害になるだろう。更に、そのような方式では、チャネル計画に時間がかかり、複数のAP間の通信及び/又は調整の不足、あるいはトラフィック需要をサポートするのに十分な独立したスペクトル帯の不足により、チャネル計画が完全に失敗する場合がある。APがネットワークに対して追加又は除去される場合、チャネル計画を最初からやり直す必要がある場合があるため、システムに不具合が生じる場合がある。フェムトセルネットワークは、マクロ基地局及び/又はフェムト基地局の間の干渉又は複数のフェムト基地局間の干渉をネットワークリソースの分割により調整して緩和する必要があり、それにより個々のユーザ又はセルに対するスペクトル割り当てが減少するため、同様の問題から不具合が生じる場合がある。したがって、所定の無線有効範囲領域内に設置されるOFDM(又は同様の既存のプロトコル)を使用するアクセスポイントを増加することは簡単であり、いくつかの用途に対する適切な解決策であるだろうが、この解決策単独では、予測される将来の無線ネットワーク機能のトラフィック需要の増加を満たすのに拡張性が十分でないと思われる。

別の可能な方法は、スペクトル効率を向上し且つ/又は無線ネットワークのスケジューリング遅延を減少するために、WiFi及びLTE(Long Term Evolution)等のいくつかの既存のOFDMを使用する方式に組み込まれているような多入力多出力MIMO)技術を使用することである。例えばマルチユーザ向け多入力多出力(MU−MIMO)技術は、複数の同時送信をサポートできる。しかし、複数のアンテナを動作するのが困難であることに加えて、サポートされる同時送信の数が制限される場合がある。したがって、この解決策単独では、上述したネットワークの高密化問題に対して十分でない場合がある。近年、研究者達は、有効な端末より多くのアンテナを使用することにより、余剰アンテナが無線信号エネルギーをより狭い領域にフォーカスさせ且つ周波数多重化に加えてある程度の空間多重化をサポートするのに役立つ、いわゆるマッシブMIMO技術の研究を開始した。マッシブMIMO技術は従来のMIMOシステムを超えるいくつかの特有の利点をもたらすが、これらの方式を実現するコスト及び複雑性はアンテナの数と共に増加するため、広範な採用の妨げになるだろう。余剰アンテナの使用の原理は、いくつかの追加アンテナがユーザの近くに配置される分散アンテナシステムに同様に適用可能である。ローカルアンテナを調整することにより無線信号エネルギーを狭い領域にフォーカスさせることができ、したがって、システムは特定の端末装置に対する高速データ転送速度を提供できてもよい。しかし、システムの複雑性及びアンテナ調整の複雑性はシステムの規模と共に増加し、このことは本解決策の拡張性を制限するだろう。したがって、インターネットへの無線アクセスに対する増加し続ける需要を効果的に且つコスト効率よく満たすことができる無線通信技術が必要とされる。

新規の無線信号伝送プロトコルを使用して解決されるだろう別の課題は、屋内位置の正確な識別及び追跡である。全地球測位システム(GPS)は、衛星からの信号を使用して、GPS機器装備したユーザ及び装置のロケーション/時間情報を提供する。ユーザが建物内部を移動している場合、GPS信号が弱いか又は使用不能である場合がある。いくつかの例において、粗位置を判定するために、無線アクセスポイントからのWi−Fi信号を使用できる。例えば無線装置は平均受信信号強度RSS)を測定し、受信無線信号のRSSインジケータ(RSSI)を使用して無線アクセスポイントからの距離を推定できる。そのようなシステムは、装置がアクセスポイントから一定の距離に存在することを推定できる場合はあるが、装置の相対的向き、すなわち装置がアクセスポイントの前方に存在するのか、後方に存在するのか又は横に存在するのかを示すことができない場合がある。いくつかの状況において、複数の無線アクセスポイントからの信号を使用して三角測量を用いて装置の位置を推定できるが、そのような方式は数メートルより高い屋内測位精度報告されていない。屋内環境において装置の位置を判定する他の既知の技術は、いわゆる到達時間(ToA)又は飛行時間(ToF)技術、到達時間差(TDoA)、並びに到来角(AoA)技術を含む。これらの技術も数メートルの測位精度を達成する。したがって、ユーザ又は装置の位置を高分解能精度で判定し且つ/又は追跡できる測位技術が必要とされる。

高精度屋内測位技術は、ジェスチャ認識ホームセキュリティ及び屋内監視システム等の他の用途に採用されてもよい。放射レベルの低い無線システムは安全であり、送信機受信機との間の見通しを必要とせず、現在の市販の構成要素を使用して実現されうるため、無線又は「電波」技術を使用することは現在の解決策より利点を有するだろう。

概要

時間反転測位システムは、複数の位置から送出されるプローブ信号から導出されたチャネルインパルス応答を表す第1のデータと、当該複数の位置の座標を表す第2のデータとを格納する記憶装置を含む。データプロセッサは、格納済みのチャネルインパルス応答と、端末装置から送出されたチャネルプロービング信号に基づいて推定されるチャネルインパルス応答の時間反転バージョンに基づいて判定された時間反転信号とに基づいて、当該端末装置の位置を判定する。

目的

これらのトラフィックに対する需要をサポートすることは、今後の無線ネットワークの課題である

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

方法であって、第1の装置において、第2の装置から送出されたプローブ信号マルチパスチャネルを介して受信することと、ここで、前記第1の装置において受信される前記プローブ信号は、前記マルチパスチャネルの影響により、前記第2の装置によって送出された波形と異なる波形を有し、前記第1の装置において受信された前記プローブ信号に基づいて、チャネルインパルス応答推定することと、前記推定されたチャネルインパルス応答に基づいて、時間反転信号を判定することと、前記時間反転信号と、記憶装置に格納されている格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて、第2の装置の位置を判定することを含む、方法。

請求項2

請求項1に記載の方法であって、前記格納済みチャネルインパルス応答は、複数の位置から送出されたプローブ信号から導出され、各格納済みチャネルインパルス応答は、対応する位置から送出された対応するプローブ信号から導出され、各格納済みチャネルインパルス応答は、前記対応するプローブ信号が送出された位置と関連付けられている、方法。

請求項3

請求項1又は2に記載の方法であって、複数の位置のそれぞれについて、前記時間反転信号と、当該位置に関連付けられた前記格納済みチャネルインパルス応答との関数に基づいて、特徴値を判定することと、複数の特徴値のうちの最大の特徴値と関連付けられた位置に基づいて、前記第2の装置の位置を判定することを含む、方法。

請求項4

請求項3に記載の方法であって、位置と関連付けられた前記特徴値は、更に、1つ以上の隣接する位置と関連付けられた1つ又は複数の前記格納済みチャネルインパルス応答の関数である、方法。

請求項5

請求項3に記載の方法であって、位置と関連付けられた前記特徴値は、複数の期間に前記位置から送出されたプローブ信号から導出された前記格納済みチャネルインパルス応答の関数である、方法。

請求項6

請求項3に記載の方法であって、位置と関連付けられた前記特徴値を判定することは、前記時間反転信号と、前記位置と関連付けられた前記格納済みチャネルインパルス応答との畳み込みを計算することを含む、方法。

請求項7

請求項1から6のいずれかに記載の方法であって、前記プローブ信号は、搬送波により変調され、前記第2の装置の位置を判定することは、前記搬送波の1波長以内の精度で前記第2の装置の位置を判定することを含む、方法。

請求項8

請求項1から7のいずれかに記載の方法であって、前記プローブ信号は、搬送波により変調され、前記第2の装置の位置を判定することは、前記搬送波の1/2波長以内の精度で前記第2の装置の位置を判定することを含む、方法。

請求項9

請求項1から8のいずれかに記載の方法であって、前記プローブ信号は、搬送波により変調され、前記第2の装置の位置を判定することは、前記搬送波の1/10波長以内の精度で前記第2の装置の位置を判定することを含む、方法。

請求項10

請求項1から9のいずれかに記載の方法であって、前記プローブ信号は、1つ以上のパルス信号を含む、方法。

請求項11

請求項1から10のいずれかに記載の方法であって、前記プローブ信号は、1つ以上の擬似ランダム符号を含む、方法。

請求項12

請求項1から11のいずれかに記載の方法であって、前記プローブ信号は、1つ以上のゴレイ系列を含む、方法。

請求項13

請求項1から12のいずれかに記載の方法であって、前記第2の装置の位置に関する情報を、前記第2の装置へ送信することを含む、方法。

請求項14

請求項13に記載の方法であって、前記第2の装置の位置に関する情報を、時間反転無線通信を使用して前記第2の装置へ送信することを含む、方法。

請求項15

請求項1から14のいずれかに記載の方法であって、前記第2の装置から粗測位データを受信することと、前記粗測位データに基づいて、前記格納済みチャネルインパルス応答のサブセットを選択することと、前記時間反転信号及び前記格納済みチャネルインパルス応答の前記サブセットに基づいて、前記第2の装置の位置を判定することを含む、方法。

請求項16

装置であって、複数の位置から送出されたプローブ信号から導出されたチャネルインパルス応答を表す第1のデータと、前記複数の位置の座標を表す第2のデータと、を格納する記憶装置を備える、装置。

請求項17

請求項16に記載の装置であって、端末装置から送出されたチャネルプロービング信号に基づいて推定されるチャネルインパルス応答の時間反転バージョンに基づいて判定された時間反転信号と、前記格納されたチャネルインパルス応答とに基づいて、前記端末装置の位置を判定するように構成されたデータプロセッサを備える、装置。

請求項18

装置であって、第2の装置から送出されたプローブ信号を、マルチパスチャネルを介して受信するように構成された回路であって、前記装置において受信される前記プローブ信号は、前記マルチパスチャネルの影響により、前記第2の装置によって送出された波形と異なる波形を有する、前記回路と、データプロセッサを備え、当該データプロセッサは、前記受信されたプローブ信号に基づいて、チャネルインパルス応答を推定し、前記推定されたチャネルインパルス応答に基づいて、時間反転信号を判定し、前記時間反転信号と、記憶装置に格納された格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて、第2の装置の位置を判定するように構成されている、装置。

請求項19

請求項18に記載の装置であって、前記格納済みチャネルインパルス応答は、複数の位置から送出されたプローブ信号から導出され、各格納済みチャネルインパルス応答は、対応する位置から送出された対応するプローブ信号から導出され、各格納済みチャネルインパルス応答は、前記対応するプローブ信号が送出された位置と関連付けられている、装置。

請求項20

請求項19に記載の装置であって、前記データプロセッサは、複数の位置のそれぞれについて、前記時間反転信号と、当該位置に関連付けられた前記格納済みチャネルインパルス応答との関数に基づいて、特徴値を判定し、、複数の特徴値のうちの最大の特徴値と関連付けられた位置に基づいて、前記第2の装置の位置を判定するように構成されている、装置。

請求項21

請求項19又は20に記載の装置であって、位置と関連付けられた前記特徴値は、更に、1以上の隣接する位置に関連付けられた前記格納済みチャネルインパルス応答の関数である、装置。

請求項22

請求項19から21のいずれかに記載の装置であって、位置と関連付けられた特徴値は、複数の期間に前記位置から送出されたプローブ信号から導出された前記格納済みチャネルインパルス応答の関数である、装置。

請求項23

請求項19から22のいずれかに記載の装置であって、位置と関連付けられた前記特徴値を判定することは、前記時間反転信号と前記位置と関連付けられた前記格納済みチャネルインパルス応答との畳み込みを計算することを含む、装置。

請求項24

請求項18から23のいずれかに記載の装置であって、前記プローブ信号は、1つ以上のパルス信号を含む、装置。

請求項25

請求項18から24のいずれかに記載の装置であって、前記プローブ信号は、1つ以上の擬似ランダム符号を含む、装置。

請求項26

請求項18から25のいずれかに記載の装置であって、前記プローブ信号は、1つ以上のゴレイ系列を含む、装置。

請求項27

請求項18から26のいずれかに記載の装置であって、前記第2の装置の位置に関する情報を、前記第2の装置へ送信することを含む、装置。

請求項28

巨視的物体の配置において少なくとも1つの巨視的物体を監視するシステムであって、a.それぞれ異なる空間的位置に存在し、且つ、1つ以上の無線信号を送信するようにそれぞれ構成された1つ以上の無線送信機であって、各無線信号が帯域幅及び中心周波数を有する、前記1つ以上の無線送信機と、b.それぞれ異なる空間的位置に存在し、且つ、各無線送信機から送信された1つ以上の無線信号のうちの少なくとも1つを受信するように構成された1つ以上の無線受信機と、c.少なくとも1つ以上の無線受信機と接続された電子プロセッサと、を備え、当該電子プロセッサは、i.前記受信された1つ以上の無線信号から導出された情報とデータベース内の情報とを比較し、 ii.前記比較に基づいて、巨視的物体の前記配置に関する情報を判定し、iii.前記判定された情報に基づいて出力を生成するように構成されており、d.前記1つ以上の送信機の数はMであり、m番目の送信機に対する1つ以上の無線信号の数はNmであり、1つ以上の無線受信機の数はKであり、k番目の無線受信機により受信される、m番目の送信機からのn番目の無線信号の帯域幅はbmnkであり、前記システムは、50MHzより広い総帯域幅Bを有し、であり、e.前記データベース内の前記情報と比較される、前記導出された情報は、前記総帯域幅に及ぶ、システム。

請求項29

請求項28に記載のシステムであって、前記1つ以上の無線受信機は、前記1つ以上の無線送信機から1つ以上の無線チャネルを介して送信される2つ以上の無線信号を受信し、前記受信した1つ以上の無線信号から導出された情報とデータベース内の情報とを比較することは、前記受信した2つ以上の無線信号から導出された複合チャネル応答と、又は前記受信した2つ以上の無線信号から導出された前記複合チャネル応答から導出された情報と、前記データベースに格納された情報とを比較することを含む、システム。

請求項30

請求項28又は29に記載のシステムであって、前記1つ以上の無線受信機は、異なる中心周波数を有する2つ以上の無線信号を受信する、システム。

請求項31

請求項29又は30に記載のシステムであって、前記データベースに格納された前記情報は、以前に受信した2つ以上の無線信号からそれぞれ導出された複合チャネル応答、又は以前に受信した2つ以上の無線信号からそれぞれ導出された複合チャネル応答から導出された情報を含む、システム。

請求項32

請求項28から31のいずれかに記載のシステムであって、前記データベースに格納された前記情報は、広帯域チャネル応答を含み、前記方法は、より狭帯域チャネル応答シミュレートするために広帯域チャネル応答を処理することを含む、システム。

請求項33

請求項31に記載のシステムであって、前記複合チャネル応答と前記データベース内の情報とを比較することは、前記受信した2つ以上の無線信号から導出された前記複合チャネル応答と、前記データベースに格納された前記複合チャネル応答との間の、複数の時間反転共振強度を判定することを含む、システム。

請求項34

請求項31又は33に記載のシステムであって、最大の時間反転共振強度を得られる、前記格納された複合チャネル応答を識別することを含む、システム。

請求項35

請求項34に記載のシステムであって、前記最大の時間反転共振強度を得られる、前記格納された複合チャネル応答は、特定のロケーションと関連付けられており、前記比較に基づいて巨視的物体の前記配置に関する情報を判定することは、前記2つ以上の無線信号を受信する前記1つ以上の受信機が、前記特定のロケーション又は前記特定のロケーションの近傍に存在すると判定することを含む、システム。

請求項36

請求項34又は35に記載のシステムであって、前記最大の時間反転共振強度を得られる、前記格納された複合チャネル応答は、巨視的物体の特定の配置に関連付けられており、前記比較に基づいて巨視的物体の前記配置に関する情報を判定することは、前記巨視的物体が前記特定の配置を有すると判定することを含む、システム。

請求項37

請求項28から36のいずれかに記載のシステムであって、巨視的物体の前記配置に関する前記情報は、巨視的物体の前記配置の変化のインジケーションを含む、システム。

請求項38

請求項28から37のいずれかに記載のシステムであって、前記巨視的物体は、前記1つ以上の無線送信機及び前記1つ以上の無線受信機を含まない、システム。

請求項39

請求項28から38のいずれかに記載のシステムであって、前記1つ以上の無線受信機は、前記1つ以上の無線送信機に対して静止している、システム。

請求項40

請求項28から37及び請求項39のいずれかに記載のシステムであって、前記巨視的物体は、前記1つ以上の無線送信機及び無線受信機のうちの少なくとも1つを含み、巨視的物体の前記配置の変化は、他の巨視的物体に対する前記1つ以上の無線送信機及び無線受信機のうちの1つについてのロケーションの変化である、システム。

請求項41

請求項28から40のいずれかに記載のシステムであって、巨視的物体の前記配置は、マルチパス豊富会場位置付けられる、システム。

請求項42

請求項41に記載のシステムであって、前記会場は、密閉された構造又は部分的に密閉された構造の少なくとも1つを含む、システム。

請求項43

請求項42に記載のシステムであって、前記密閉された構造は建物を含む、システム。

請求項44

請求項43に記載のシステムであって、前記建物は、壁、扉又は窓のうちの少なくとも1つを含む、システム。

請求項45

請求項44に記載のシステムであって、巨視的物体の前記配置に関する情報を判定することは、扉又は窓の少なくとも1つの配置に関する情報を判定することを含む、システム。

請求項46

請求項44又は45に記載のシステムであって、前記1つ以上の無線送信機及び前記1つ以上の無線受信機は、壁の一方の側に位置付けられており、巨視的物体の前記配置に関する情報を判定することは、前記壁の他方の側に位置する巨視的物体の前記配置に関する情報を判定することを含む、システム。

請求項47

請求項28から46のいずれかに記載のシステムであって、前記総帯域幅Bは、60MHzより広い、システム。

請求項48

請求項28から47のいずれかに記載のシステムであって、前記総帯域幅Bは、80MHzより広い、システム。

請求項49

請求項28から48のいずれかに記載のシステムであって、前記総帯域幅Bは、100MHzより広い、システム。

請求項50

請求項28から49のいずれかに記載のシステムであって、前記総帯域幅Bは、125MHzより広い、システム。

請求項51

請求項28から50のいずれかに記載のシステムであって、前記総帯域幅Bは、500MHzより広い、システム。

請求項52

請求項28から51のいずれかに記載のシステムであって、前記総帯域幅Bは、1GHzより広い、システム。

請求項53

請求項28から52のいずれかに記載のシステムであって、前記1つ以上の無線送信機は、第1の無線装置に収容されている、システム。

請求項54

請求項28から53のいずれかに記載のシステムであって、前記1つ以上の無線送信機は、異なるアンテナを有するが共通の符号器共有している、システム。

請求項55

請求項28から54のいずれかに記載のシステムであって、前記1つ以上の無線受信機は、第2の無線装置に収容されている、システム。

請求項56

請求項28から55のいずれかに記載のシステムであって、前記1つ以上の無線受信機は、異なるアンテナを有するが共通の復号器を共有している、システム。

請求項57

請求項28から56のいずれかに記載のシステムであって、前記受信された無線信号から導出された前記情報は、チャネル状態情報を含む、システム。

請求項58

請求項28から57のいずれかに記載のシステムであって、前記1つ以上の無線送信機は、2つ以上のチャネルで2つ以上の無線信号を送信し、前記導出された情報は、2つ以上のチャネルを介して送信された信号から導出された情報の部分を含み、各チャネルは、50MHzより狭い帯域幅を有し、導出された情報の各部分は、それぞれのチャネルのチャネル応答情報を含み、情報の前記部分に関連する前記2つ以上のチャネルの前記帯域幅は、全体で50MHzより広い帯域に及ぶ、システム。

請求項59

請求項28から58のいずれかに記載のシステムであって、前記1つ以上の無線送信機は、IEEE802.11規格準拠して2つ以上のチャネルで2つ以上の無線信号を送信し、各チャネルは、約20MHz、約22MHz又は約40MHzの帯域幅を有する、システム。

請求項60

請求項28から59のいずれかに記載のシステムであって、前記導出された情報は、異なる中心周波数を有する2つ以上のチャネルを介して送信された信号から導出された情報の部分を含む、システム。

請求項61

請求項60に記載のシステムであって、前記2つ以上のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有する、システム。

請求項62

請求項60に記載のシステムであって、前記2つ以上のチャネルは、オーバラップしない周波数帯域を有する、システム。

請求項63

請求項28に記載のシステムであって、M=1、K=1、N1=1、b111>50MHzである、システム。

請求項64

請求項28に記載のシステムであって、M=1、K=1、N1≧2、bn>50MHzである、システム。

請求項65

請求項28に記載のシステムであって、M=1、K≧2である、システム。

請求項66

請求項65に記載のシステムであって、N1=1である、システム。

請求項67

請求項28に記載のシステムであって、M≧2、K=1である、システム。

請求項68

請求項67に記載のシステムであって、各mに対してNm=1である、システム。

請求項69

請求項28に記載のシステムであって、M≧2、K≧2である、システム。

請求項70

請求項69に記載のシステムであって、各mに対してNm=1である、システム。

請求項71

請求項28から70のいずれかに記載のシステムであって、前記データベース内の前記情報は、前記巨視的物体が第1の配置を有する場合に以前に受信された1つ以上の無線信号から導出された情報を含む、システム。

請求項72

請求項71に記載のシステムであって、前記データベース内の前記情報は、以前に受信した1つ以上の無線信号から導出されたチャネル状態情報を含む、システム。

請求項73

請求項71又は72に記載のシステムであって、巨視的物体の前記配置に関する情報を判定することは、前記巨視的物体の現在の配置が前記第1の配置と異なるかを判定することを含む、システム。

請求項74

請求項73に記載のシステムであって、前記巨視的物体の前記現在の配置が前記第1の配置と異なるかを判定することは、1つ以上の扉又は窓の現在の配置が当該1つ以上の扉又は窓の以前の配置と異なるか否かを判定することを含む、システム。

請求項75

会場を監視するシステムであって、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報と、第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報との組み合わせ、又は前記第1のチャネル状態情報と前記第2のチャネル状態情報との前記組み合わせから導出された第1の情報、を格納するように構成された記憶装置と、前記第1のチャネルを介して送信された第3の無線信号及び前記第2のチャネルを介して送信された第4の無線信号を受信するように構成された受信機と、データプロセッサと、を備え、当該データプロセッサは、前記受信された第3の無線信号に基づいて第3のチャネル状態情報を判定し、前記受信された第4の無線信号に基づいて第4のチャネル状態情報を判定し、(i)前記第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせと、前記第1及び第2のチャネル状態情報についての前記格納された組み合わせとの比較、又は(ii)前記第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第2の情報と、前記格納された第1の情報との比較、の少なくとも1つを実行し、前記比較に基づいて、前記会場内の物体の配置に関する情報を判定し、物体の前記配置に関する前記判定された情報に基づいて出力を生成するように構成されている、システム。

請求項76

請求項75に記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有する、システム。

請求項77

請求項75又は76に記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、50MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は、50MHzより広い、システム。

請求項78

請求項75に記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、50MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの組み合わせは、50MHzより広い帯域に及ぶ、システム。

請求項79

請求項75から78のいずれかに記載のシステムであって、前記第1、第2、第3及び第4の無線信号は、IEEE802.11規格に準拠している、システム。

請求項80

請求項81

請求項75から80のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2の無線信号を送信する送信機を更に備え、前記送信機及び前記受信機は、前記第1及び第2の無線信号を送受信する1つ以上のアンテナを共有する、システム。

請求項82

請求項75から81のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2の無線信号は、1つ以上のアンテナの第1のセットから送信され、前記第1及び第2の無線信号は、1つ以上のアンテナの前記第1のセットとは異なる1つ以上のアンテナの第2のセットで受信される、システム。

請求項83

請求項75から82のいずれかに記載のシステムであって、扉又は窓の少なくとも1つの位置の変化を検出するように構成されている、システム。

請求項84

請求項75から83のいずれかに記載のシステムであって、前記記憶装置は、チャネル状態情報のレコードを格納するように構成されており、各レコードは、(i)各チャネルが複数のサブキャリアを使用するN1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号から導出された、N1個のチャネル状態情報、又は(ii)前記N1個のチャネル状態情報から導出された情報、の少なくとも一方を含み、N1は3以上であり、前記受信機は、前記N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されており、前記データプロセッサは、前記受信されたN1個の無線信号に基づいて、N1個のチャネル状態情報を判定し、(i)前記判定されたN1個のチャネル状態情報の組み合わせと、前記格納されたレコードとの比較、又は(ii)前記判定されたN1個のチャネル状態情報から導出された情報と、前記格納されたレコードとの比較、の少なくとも1つを実行し、前記比較に基づいて、前記会場内の物体の配置に関する情報を判定するように構成されている、システム。

請求項85

請求項84に記載のシステムであって、N1個のチャネルの前記組み合わせは、50MHzより広い帯域に及ぶ、システム。

請求項86

システムであって、IEEE802.11規格に準拠するフォーマットを有する1つ以上のフレームを含む第1の無線信号を受信するように構成された受信機であって、前記1つ以上のフレームの各々は、少なくとも1つのプリアンブルを有する、前記受信機と、データプロセッサと、を備え、当該データプロセッサは、前記第1の無線信号内の前記少なくとも1つのプリアンブルに基づいて、第1のチャネル状態情報を判定し、前記第1のチャネル状態情報と、物体の第1のロケーション又は第1の配置とを関連付け、前記第1のチャネル状態情報と、物体の前記第1のロケーション又は前記第1の配置に関する情報とをローカル記憶装置に格納するか、あるいは、前記第1のチャネル状態情報と物体の前記第1のロケーション又は前記第1の配置に関する情報とを格納するためにリモート記憶装置に提供するように構成されている、システム。

請求項87

請求項86に記載のシステムであって、前記受信機は、前記第1のチャネル状態情報と物体の前記第1のロケーション又は前記第1の配置に関する情報とが前記ローカル記憶装置又は前記リモート記憶装置に格納された後に、第2の無線信号を受信するよう構成されており、前記第2の無線信号は、前記IEEE802.11規格に準拠するフォーマットを有する1つ以上のフレームを含み、前記データプロセッサは、前記第2の無線信号内の前記少なくとも1つのプリアンブルに基づいて、第2のチャネル状態情報を判定し、前記ローカル記憶装置又は前記リモート記憶装置から前記第1のチャネル状態情報を検索し、前記第2のチャネル状態情報と前記第1のチャネル状態情報とを比較し、前記第2のチャネル状態情報が前記第1のチャネル状態情報と合致する場合に出力を生成するように構成されている、システム。

請求項88

請求項87に記載のシステムであって、前記第2の無線信号の前記少なくとも1つのプリアンブルはロングプリアンブルを含む、システム。

請求項89

請求項87又は88に記載のシステムであって、前記第2の無線信号の前記1つ以上のフレームの各々は、複数のプリアンブルを含む、システム。

請求項90

請求項87から89のいずれかに記載のシステムであって、前記データプロセッサは、前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の1つ又は両方を1つ以上のクラスタ分類するように更に構成されている、システム。

請求項91

請求項90に記載のシステムであって、前記データプロセッサは、前記1つ以上のクラスタを平均化するように更に構成されている、システム。

請求項92

請求項87から91のいずれかに記載のシステムであって、前記第2のチャネル状態情報と前記第1のチャネル状態情報とを比較することは、前記第1及び第2のチャネル状態情報に基づいて時間反転共振強度を判定することを含む、システム。

請求項93

請求項86から92のいずれかに記載のシステムであって、前記第1の無線信号は、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも1つから送出される、システム。

請求項94

請求項93に記載のシステムであって、前記受信機は、前記ネットワークルータ又はアクセスポイントにより提供されるネットワークに加わることなく前記第1の無線信号を受信する、システム。

請求項95

請求項86から94のいずれかに記載のシステムであって、前記データプロセッサは、物体の前記第1のロケーション又は前記第1の配置に関する情報をユーザが提供できるようにするための、ユーザインタフェースを提供するように構成されている、システム。

請求項96

請求項95に記載のシステムであって、前記ユーザインタフェースは、地図を表示して前記ユーザが当該地図上でロケーションを示せるようにし、前記データプロセッサは、前記ユーザにより示された前記ロケーションと前記第1のチャネル状態情報とを関連付けるように構成されている、システム。

請求項97

請求項86から96のいずれかに記載のシステムであって、前記第1の無線信号を送信する装置の第1の識別子を判定し、前記第1のチャネル状態情報と前記第1の識別子とを関連付け、前記第1のチャネル状態情報と共に前記第1の識別子を前記ローカル記憶装置又は前記リモート記憶装置に格納することを含む、システム。

請求項98

システムであって、IEEE802.11規格に準拠するフォーマットを有する1つ以上のフレームを含む第1の無線信号を受信するように構成された受信機であって、前記1つ以上のフレームの各々は、少なくとも1つのプリアンブルを有する、前記受信機と、データプロセッサと、を備え、当該データプロセッサは、前記第1の無線信号内の前記少なくとも1つのプリアンブルに基づいて、第1のチャネル状態情報を判定し、前記第1のチャネル状態情報と事前格納済みチャネル状態情報とを比較し、前記比較に基づいて、物体のロケーション又は配置に関する情報を判定するように構成されている、システム。

請求項99

請求項98に記載のシステムであって、前記第1のチャネル状態情報と前記事前格納済みチャネル状態情報とを比較することは、前記第1のチャネル状態情報及び前記事前格納済みチャネル状態情報に基づいて時間反転共振強度を判定することを含む、システム。

請求項100

請求項98又は99に記載のシステムであって、前記事前格納済みチャネル状態情報は、ローカル記憶装置又はリモート記憶装置の少なくとも1つに格納されている、システム。

請求項101

請求項98から100のいずれかに記載のシステムであって、前記第1の無線信号を送信する送信機の識別子を判定し、当該識別子と関連付けられた事前格納済みチャネル状態情報を検索することを含み、前記第1のチャネル状態情報と前記事前格納済みチャネル状態情報とを比較することは、前記第1のチャネル状態情報と、前記送信機の前記識別子と関連付けられた前記事前格納済みチャネル状態情報とを比較することを含む、システム。

請求項102

請求項101に記載のシステムであって、前記送信機は、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも1つを含み、前記識別子は、サービスセット識別子SSID)を含む、システム。

請求項103

システムであって、少なくとも1つの無線チャネルを介して送信され、且つ、全体で50MHzより広い帯域に及ぶ、少なくとも2つの無線信号の第1のセットを受信するように構成された受信機と、データプロセッサと、を備え、当該データプロセッサは、少なくとも2つの無線信号の前記第1のセットに基づいて、第1の複合チャネル応答を判定し、前記第1の複合チャネル応答と、物体の第1のロケーション又は第1の配置とを関連付け、前記第1の複合チャネル応答と、物体の前記第1のロケーション又は前記第1の配置に関する情報とをローカル記憶装置に格納するか、あるいは、前記第1の複合チャネル応答と物体の前記第1のロケーション又は前記第1の配置に関する情報とを格納するためにリモート記憶装置に提供するように構成されている、システム。

請求項104

請求項103に記載のシステムであって、前記受信機は、全体で50MHzより広い帯域に及ぶ少なくとも1つの無線チャネルを介して送信される少なくとも2つの無線信号の第2のセットを受信するように構成されており、前記データプロセッサは、少なくとも2つの無線信号の前記第2のセットに基づいて、第2の複合チャネル応答を判定し、前記ローカル記憶装置又は前記リモート記憶装置から前記第1の複合チャネル応答を検索し、前記第2の複合チャネル応答と前記第1の複合チャネル応答とを比較し、前記第2の複合チャネル応答が前記第1の複合チャネル応答と合致する場合に出力を生成するように構成されている、システム。

請求項105

請求項104に記載のシステムであって、前記データプロセッサは、前記第2の複合チャネル応答が前記第1の複合チャネル応答と合致しない場合に出力を生成するように更に構成されている、システム。

請求項106

請求項105に記載のシステムであって、前記第2の複合チャネル応答と最も合致する複合チャネル応答と関連付けられた特定のロケーションを判定し、前記出力は、前記受信機が前記特定のロケーションの付近に存在することを示すメッセージを生成させる、システム。

請求項107

請求項105又は106に記載のシステムであって、前記出力は、測位システムの分解能が調節される必要があることを示すメッセージを生成させる、システム。

請求項108

請求項105から107のいずれかに記載のシステムであって、前記出力は、少なくとも2つの無線信号の前記第2のセットの送信元のロケーションを判定するために前記システムによって少なくとも2つの無線信号の前記第2のセットの受信信号強度が使用されていることを示すメッセージを生成させる、システム。

請求項109

請求項104から108のいずれかに記載のシステムであって、前記第2の複合チャネル応答と前記第1の複合チャネル応答とを比較することは、前記第1の複合チャネル応答及び前記第2の複合チャネル応答に基づいて時間反転共振強度を判定することを含む、システム。

請求項110

請求項103から109のいずれかに記載のシステムであって、少なくとも2つの無線信号の前記第1のセットは、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも1つから送出される、システム。

請求項111

請求項110に記載のシステムであって、前記受信機は、前記ネットワークルータ又はアクセスポイントにより提供される無線ネットワークに加わることなく、少なくとも2つの無線信号の前記第1のセットを受信する、システム。

請求項112

請求項103から111のいずれかに記載のシステムであって、前記データプロセッサは、物体の前記第1のロケーション又は前記第1の配置に関する情報をユーザが提供できるようにするための、ユーザインタフェースを提供するように構成されている、システム。

請求項113

請求項112に記載のシステムであって、前記ユーザインタフェースは、地図を表示して前記ユーザが当該地図上でロケーションを示せるようにし、前記データプロセッサは、前記ユーザにより示された前記ロケーションと前記第1の複合チャネル応答とを関連付けるように構成されている、システム。

請求項114

請求項103から113のいずれかに記載のシステムであって、前記第1の無線信号を送信する装置の第1の識別子を判定し、前記第1の複合チャネル応答と前記第1の識別子とを関連付け、前記第1の複合チャネル応答と共に前記第1の識別子を前記ローカル記憶装置又は前記リモート記憶装置に格納することを含む、システム。

請求項115

システムであって、少なくとも1つの無線チャネルを介して送信され、且つ、全体で50MHzより広い帯域に及ぶ、2つ以上の無線信号の第1のセットを受信するように構成された受信機と、データプロセッサと、を備え、当該データプロセッサは、少なくとも2つの無線信号の前記第1のセットに基づいて、第1の複合チャネル応答を判定し、前記第1の複合チャネル応答と少なくとも1つの事前格納済み複合チャネル応答とを比較し、前記比較に基づいて、物体のロケーション又は配置に関する情報を判定するように構成されている、システム。

請求項116

請求項115に記載のシステムであって、前記第1の複合チャネル応答と事前格納済み複合チャネル応答とを比較することは、前記第1の複合チャネル応答と事前格納済み複合チャネル応答とに基づいて時間反転共振強度を判定することを含む、システム。

請求項117

請求項115又は116に記載のシステムであって、前記事前格納済み複合チャネル応答は、ローカル記憶装置又はリモート記憶装置の少なくとも1つに格納されている、システム。

請求項118

請求項115から117のいずれかに記載のシステムであって、少なくとも2つの無線信号の前記第1のセットを送信する送信機の識別子を判定し、当該識別子に関連付けられた少なくとも1つの事前格納済み複合チャネル応答を検索することを含み、前記第1の複合チャネル応答と前記少なくとも1つの事前格納済み複合チャネル応答とを比較することは、前記第1の複合チャネル応答と前記送信機の前記識別子に関連付けられた前記少なくとも1つの事前格納済みチャネル状態情報とを比較することを含む、システム。

請求項119

請求項118に記載のシステムであって、前記送信機は、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも1つを含み、前記識別子は、サービスセット識別子(SSID)を含む、システム。

請求項120

会場を監視するシステムであって、状態情報セットを格納する記憶装置であって、各状態情報各セットは、第1のチャネルのチャネル状態情報及び第2のチャネルのチャネル状態情報から導出され、前記第1のチャネルは、第1の複数のサブキャリアを使用し、前記第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用し、前記第1及び第2のチャネルは、異なる中心周波数を有し、各状態情報セットは、会場の状態と関連付けられており、異なる状態情報セットの少なくともいくつかは、前記会場の異なる状態と関連付けられており、当該異なる状態の少なくともいくつかは、前記会場内の物体の異なる配置を表す、前記記憶装置と、前記第1の複数のサブキャリアを使用する前記第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号と、前記第2の複数のサブキャリアを使用する前記第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号とを受信するように構成された受信機と、データプロセッサと、を備え、当該データプロセッサは、前記受信された第1の無線信号に基づいて第1のチャネル状態情報を判定し、前記受信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル状態情報を判定し、前記第1及び第2のチャネル状態情報の組み合わせに基づいて、現在の状態情報セットを判定し、前記現在の状態情報セットと、前記記憶装置に格納された前記状態情報セットとを比較し、前記比較に基づいて、前記会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定し、前記会場内の物体の前記現在の配置に関する前記判定された情報に基づいて出力を生成するように構成されている、システム。

請求項121

請求項120に記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有する、システム。

請求項122

請求項120又は121に記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、50MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は、50MHzより広い、システム。

請求項123

請求項120に記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、50MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの組み合わせは、50MHzより広い帯域に及ぶ、システム。

請求項124

請求項120から123のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2の無線信号は、IEEE802.11規格に準拠している、システム。

請求項125

請求項120から124のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2の無線信号を送信するように構成された送信機を更に備える、システム。

請求項126

請求項125に記載のシステムであって、前記送信機及び前記受信機は、前記第1及び第2の無線信号を送受信する1つ以上のアンテナを共有する、システム。

請求項127

請求項120から126のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2の無線信号は、1つ以上のアンテナの第1のセットから送信され、前記第1及び第2の無線信号は、1つ以上のアンテナの前記第1のセットとは異なる1つ以上のアンテナの第2のセットで受信される、システム。

請求項128

請求項120から127のいずれかに記載のシステムであって、前記システムは、移動電話、ネットワークルータ、ネットワークアクセスポイント、煙探知器、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、照明装置、電化製品、ロボット、テレビ、ラジオ、オーディオ装置、ビデオ装置、カメラ、ビデオカメラ又はプロジェクタのうちの少なくとも1つを含む、システム。

請求項129

請求項120から128のいずれかに記載のシステムであって、前記データプロセッサは、前記会場内の扉又は窓の少なくとも1つが、当該扉又は窓の以前の位置と比べて移動したか否かを判定するように構成されている、システム。

請求項130

請求項120から129のいずれかに記載のシステムであって、前記格納された状態情報セットは、前記会場内の位置と関連付けられており、前記データプロセッサは、前記現在の状態情報セットと前記記憶装置に格納された状態情報セットとの比較の結果に基づいて、前記会場内の前記受信機の位置を判定するように構成されている、システム。

請求項131

請求項120から130のいずれかに記載のシステムであって、各状態情報セットはN1個のチャネルのチャネル状態情報から導出され、各チャネルは複数のサブキャリアを使用し、異なるチャネルは異なる中心周波数を有し、N1は3以上であり、前記受信機は、前記N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されており、前記データプロセッサは、前記N1個のチャネル状態情報の組み合わせに基づいて、現在の状態情報セットを判定し、前記現在の状態情報セットと前記記憶装置に格納された前記状態情報セットとを比較し、前記比較に基づいて、前記会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定するように構成されている、システム。

請求項132

請求項131に記載のシステムであって、N1個のチャネルの組み合わせは、50MHzより広い帯域に及ぶ、システム。

請求項133

システムであって、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信し、第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信するように構成された受信機であって、前記第1及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有する、前記受信機と、前記第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報及び前記第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報に基づいて、会場内の状態を判定するように構成されたデータプロセッサと、を備え、当該判定は、(i)前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の組み合わせ、又は(ii)前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の前記組み合わせから導出された第1の情報、の少なくとも1つと、前記第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を含む格納済みレコードとを比較することを含む、システム。

請求項134

請求項133に記載のシステムであって、前記状態は、前記受信機のロケーション、前記会場内の物体の構成、又は前記会場内の人間の特徴のうちの少なくとも1つを含む、システム。

請求項135

請求項133又は134に記載のシステムであって、前記会場は、前記受信機が位置する部屋又は建物を含む、システム。

請求項136

請求項133から135のいずれかに記載のシステムであって、前記会場内の前記状態は、扉又は窓の少なくとも1つの構成を含む、システム。

請求項137

請求項136に記載のシステムであって、前記会場内の前記状態は、(i)前記扉の閉じた状態、(ii)前記扉の開いた状態、(iii)前記窓の閉じた状態、又は(iv)前記窓の開いた状態のうちの少なくとも1つを含む、システム。

請求項138

請求項133から137のいずれかに記載のシステムであって、前記会場内の前記状態は、前記会場内の特定のロケーションにおける特定の人間の存在を含む、システム。

請求項139

請求項133から138のいずれかに記載のシステムであって、前記データプロセッサは、(i)前記会場内の扉が開いているか若しくは閉じているか、(ii)前記会場内の窓が開いているか若しくは閉じているか、又は(iii)物体が以前の位置と比べて移動したか否か、のうちの少なくとも1つを判定するように構成されている、システム。

請求項140

請求項133から139のいずれかに記載のシステムであって、前記データプロセッサは、所定の人間グループから選択された特定の人間を識別するように構成されている、システム。

請求項141

請求項133から140のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2の無線信号は、IEEE802.11規格に準拠している、システム。

請求項142

請求項141に記載のシステムであって、前記IEEE802.11規格は、IEEE802.11a規格、IEEE802.11b規格、IEEE802.11g規格、IEEE802.11n規格、IEEE802.11ac規格又はIEEE802.11ad規格のうちの少なくとも1つを含む、システム。

請求項143

請求項133から142のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、少なくとも1つのガードバンドによって分離されている、システム。

請求項144

請求項133から143のいずれかに記載のシステムであって、前記第1のチャネル状態情報は、チャネル応答の振幅及び位相を含む、システム。

請求項145

請求項133から144のいずれかに記載のシステムであって、各格納済みレコードは、前記第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された、連結されたチャネル状態情報と、前記第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とを含む、システム。

請求項146

請求項133から145のいずれかに記載のシステムであって、各格納済みレコードは、前記第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報と前記第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とから導出された情報を含む、システム。

請求項147

請求項133から146のいずれかに記載のシステムであって、各格納済みレコードは、前記会場内の特定のロケーションに存在する装置から前記第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報から導出された情報を含み、格納済みレコードの少なくともいくつかは、前記会場の異なるロケーションと関連付けられている、システム。

請求項148

請求項147に記載のシステムであって、前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の前記組み合わせ又は前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の前記組み合わせから導出された第1の情報と、前記格納済みレコードのうちの1つに含まれる情報との合致は、当該合致したレコードと関連付けられているロケーション又は当該ロケーションの近傍に前記受信機が存在することを示す、システム。

請求項149

請求項133から148のいずれかに記載のシステムであって、前記受信機は第1の装置の一部であり、前記データプロセッサは第2の装置の一部であり、前記第1の装置は、前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報、又は前記第1及び第2のチャネル状態情報から導出された前記第1の情報を、前記会場内の前記状態を前記データプロセッサが判定できるようにするために前記第2の装置へ無線送信する、システム。

請求項150

請求項133から149のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有する、システム。

請求項151

請求項133から150のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は、60MHzより広い、システム。

請求項152

請求項133から149及び151のいずれかに記載のシステムであって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの組み合わせは、60MHzより広い帯域に及ぶ、システム。

請求項153

請求項133から152のいずれかに記載のシステムであって、前記格納済みレコードは、テーブル又はデータベースの少なくとも1つのエントリを含む、システム。

請求項154

請求項133から153のいずれかに記載のシステムであって、前記受信機は、N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されており、各チャネルは複数のサブキャリアを使用し、異なるチャネルは異なる中心周波数を有しており、前記データプロセッサは、前記N1個の無線信号から導出された前記N1個のチャネル状態情報に基づいて、前記会場内の状態を判定するよう構成されており、当該判定は、(i)前記N1個のチャネル状態情報の組み合わせ、又は(ii)前記N1個のチャネル状態情報の前記組み合わせから導出された情報の少なくとも1つと、前記N1個のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を含む格納済みレコードとを比較することを含む、システム。

請求項155

請求項154に記載のシステムであって、N1個のチャネルの前記組み合わせは、60MHzより広い帯域に及ぶ、システム。

請求項156

システムであって、少なくとも第1のチャネル及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有するレコードを格納するように構成された記憶装置であって、前記第1のチャネルは第1の複数のサブキャリアを使用し、前記第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用し、前記第1及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有し、前記少なくとも第1のチャネル及び第2のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及ぶ、前記記憶装置と、前記第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報と第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報とに基づいて、扉又は窓の少なくとも1つの状態を判定するように構成されたデータプロセッサと、を備え、当該判定は、前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報、又は前記第1のチャネル及び前記第2のチャネルから導出された情報と、前記第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有する格納済みレコードとを比較することと、当該比較に基づいて出力を生成することを含む、システム。

請求項157

請求項156に記載のシステムであって、前記扉又は窓の少なくとも1つが移動したと判定することを含む、システム。

請求項158

請求項156又は157に記載のシステムであって、前記格納済みレコードのうちの第1の格納済みレコードは、前記扉又は窓が閉じている状態に関連付けられた情報を有し、前記格納済みレコードのうちの第2の格納済みレコードは、前記扉又は窓が所定量開いている状態に関連付けられた情報を有する、システム。

請求項159

請求項156から158のいずれかに記載のシステムであって、前記第1の無線信号は、IEEE802.11規格に準拠している、システム。

請求項160

請求項156から159のいずれかに記載のシステムであって、前記記憶装置は、チャネル状態情報のレコードを格納するように構成されており、各レコードは、(i)各チャネルが複数のサブキャリアを使用するN1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号から導出された、N1個のチャネル状態情報、又は(ii)前記N1個のチャネル状態情報から導出された情報、の少なくとも一方を含み、N1は3以上であり、前記N1個のチャネルの組み合わせは、60MHzより広い帯域に及び、前記受信機は、前記N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されており、前記データプロセッサは、前記N1個のチャネルを介して送信された前記N1個の無線信号から導出されたN1個のチャネル状態情報に基づいて、扉又は窓の少なくとも1つの状態を判定するように構成されており、当該判定は、前記N1個のチャネル状態情報、又は前記N1個のチャネル状態情報から導出された情報と、前記N1個のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有する格納済みレコードとを比較することを含む、システム。

請求項161

環境を監視する方法であって、複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信することと、前記受信された第1の無線信号に基づいて第1のチャネル状態情報を判定することと、複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルであって、前記第1のチャネルの中心周波数と異なる中心周波数を有する前記第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信することと、前記受信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル状態情報を判定することと、前記第1及び第2のチャネル状態情報の組み合わせ、又は前記第1及び第2のチャネル状態情報の前記組み合わせから導出された第1の情報を、記憶装置に格納することと、複数のサブキャリアを使用する前記第1のチャネルを介して送信された第3の無線信号を受信することと、前記受信された第3の無線信号に基づいて第3のチャネル状態情報を判定することと、複数のサブキャリアを使用する前記第2のチャネルを介して送信された第4の無線信号を受信することと、前記受信された第4の無線信号に基づいて第4のチャネル状態情報を判定することと、(i)前記第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせと、前記第1及び第2のチャネル状態情報の前記格納された組み合わせとを比較すること、又は(ii)前記格納された第1の情報と、前記第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第2の情報とを比較すること、の少なくとも1つを実行することと、前記比較に基づいて、前記環境内の物体の配置の変化を検出することと、前記環境内の物体の前記配置の変化を示す出力を生成することを含む方法。

請求項162

請求項161に記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有する、方法。

請求項163

請求項161又は162に記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は、60MHzより広い、方法。

請求項164

請求項161に記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの組み合わせは、60MHzより広い帯域に及ぶ、方法。

請求項165

請求項161から164のいずれかに記載の方法であって、前記第1、第2、第3及び第4の無線信号は、IEEE802.11規格に準拠している、方法。

請求項166

請求項161から165のいずれかに記載の方法あって、前記第1、第2、第3及び第4の無線信号は、移動電話、ネットワークルータ、ネットワークアクセスポイント、煙探知器、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、照明装置、電化製品、ロボット、テレビ、ラジオ、オーディオ装置、ビデオ装置、カメラ、ビデオカメラ又はプロジェクタのうちの少なくとも1つを使用して受信される、方法。

請求項167

請求項161から166のいずれかに記載の方法あって、前記第1及び第2の無線信号を受信する同一の装置を使用して前記第1及び第2の無線信号を送信することを含む、方法。

請求項168

請求項161から166のいずれかに記載の方法あって、前記第1及び第2の無線信号は、前記第1及び第2の無線信号を受信する第1の装置と異なる第2の装置によって送信される、方法。

請求項169

請求項161から168のいずれかに記載の方法であって、物体の配置の変化を検出することは、扉又は窓の少なくとも1つの位置の変化を判定することを含む、方法。

請求項170

環境を監視する方法であって、状態情報セットを記憶装置に格納することと、ここで、各状態情報各セットは、第1のチャネルのチャネル状態情報及び第2のチャネルのチャネル状態情報から導出され、前記第1のチャネルは、第1の複数のサブキャリアを使用し、前記第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用し、前記第1及び第2のチャネルは、異なる中心周波数を有し、各状態情報セットは、会場の状態と関連付けられており、異なる状態情報セットの少なくともいくつかは、前記会場の異なる状態と関連付けられており、当該異なる状態の少なくともいくつかは、前記会場内の物体の異なる配置を表し、前記第1の複数のサブキャリアを使用する前記第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信することと、前記受信された第1の無線信号に基づいて第1のチャネル状態情報を判定することと、前記第2の複数のサブキャリアを使用する前記第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信することと、前記受信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル状態情報を判定することと、前記第1及び第2のチャネル状態情報の組み合わせに基づいて、現在の状態情報セットを判定することと、前記現在の状態情報セットと、前記記憶装置に格納された前記状態情報セットとを比較することと、前記比較に基づいて、前記会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定することと、前記会場内の物体の前記現在の配置に関する前記判定された情報に基づいて、出力を生成することを含む方法。

請求項171

請求項170に記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有する、方法。

請求項172

請求項170又は171に記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は、60MHzより広い、方法。

請求項173

請求項170に記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの組み合わせは、60MHzより広い帯域に及ぶ、方法。

請求項174

請求項170から173のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2の無線信号は、IEEE802.11規格に従って送信される、方法。

請求項175

請求項170から174のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2の信号を受信する装置は、更に、前記第1及び第2の無線信号を送信する、方法。

請求項176

請求項170から175のいずれかに記載の方法あって、前記第1及び第2の無線信号を受信する同一の装置を使用して前記第1及び第2の無線信号を送信することを含む、方法。

請求項177

請求項170から174のいずれかに記載の方法あって、前記第1及び第2の無線信号は、前記第1及び第2の無線信号を受信する第1の装置と異なる第2の装置によって送信される、方法。

請求項178

請求項170から177のいずれかに記載の方法あって、前記第1及び第2の無線信号は、移動電話、ネットワークルータ、ネットワークアクセスポイント、煙探知器、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、照明装置、電化製品、ロボット、テレビ、ラジオ、オーディオ装置、ビデオ装置、カメラ、ビデオカメラ又はプロジェクタのうちの少なくとも1つを使用して受信される、方法。

請求項179

請求項170から178のいずれかに記載の方法であって、前記会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定することは、前記会場内の扉又は窓の少なくとも1つが前記扉又は窓の以前の位置と比べて移動したか否かを判定することを含む、方法。

請求項180

請求項170から179のいずれかに記載の方法であって、前記格納された状態情報セットは、前記会場内の位置に関連付けられており、前記会場内の物体の前記現在の配置に関する情報を判定することは、前記第1及び第2の無線信号を受信する装置の位置を判定することを含む、方法。

請求項181

方法であって、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信することと、第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信することと、ここで、前記第1のチャネル及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有しており、前記第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報及び前記第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報に基づいて、会場内の状態を判定すること、を含み、当該判定は、(i)前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の組み合わせ、又は(ii)前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の前記組み合わせから導出された第1の情報、の少なくとも1つと、前記第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を含む格納済みレコードとを比較することを含む、方法。

請求項182

請求項181に記載の方法であって、前記状態は、前記第1及び第2の無線信号を受信する装置のロケーション、前記会場内の物体の構成、又は前記会場内の人間の特徴のうちの少なくとも1つを含む、方法。

請求項183

請求項182に記載の方法であって、前記会場は、前記装置が位置する部屋又は建物を含む、方法。

請求項184

請求項181から183のいずれかに記載の方法であって、前記会場内の前記状態は、扉又は窓の少なくとも1つの構成を含む、方法。

請求項185

請求項184に記載の方法であって、前記会場内の前記状態は、(i)前記扉の閉じた状態、(ii)前記扉の開いた状態、(iii)前記窓の閉じた状態、又は(iv)前記窓の開いた状態のうちの少なくとも1つを含む、方法。

請求項186

請求項181から185のいずれかに記載の方法であって、前記会場内の前記状態は、前記会場内の特定のロケーションにおける特定の人間の存在を含む、方法。

請求項187

請求項181から186のいずれかに記載の方法であって、前記会場内の前記状態を判定することは、(i)前記会場内の扉が開いているか若しくは閉じているか、(ii)前記会場内の窓が開いているか若しくは閉じているか、又は(iii)物体が以前の位置と比べて移動したか否か、のうちの少なくとも1つを判定することを含む、方法。

請求項188

請求項181から186のいずれかに記載の方法であって、前記会場内の前記状態を判定することは、所定の人間グループから選択された特定の人間を識別することを含む、方法。

請求項189

請求項181から187のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2の無線信号は、IEEE802.11規格に従って送信される、方法。

請求項190

請求項189に記載の方法であって、前記IEEE802.11規格は、IEEE802.11a規格、IEEE802.11b規格、IEEE802.11g規格、IEEE802.11n規格、IEEE802.11ac規格又はIEEE802.11ad規格のうちの少なくとも1つを含む、方法。

請求項191

請求項181から190のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、少なくとも1つのガードバンドによって分離されている、方法。

請求項192

請求項181から191のいずれかに記載の方法であって、前記第1のチャネル状態情報は、チャネル応答の振幅及び位相を含む、方法。

請求項193

請求項181から192のいずれかに記載の方法であって、各格納済みレコードは、前記第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された、連結されたチャネル状態情報と、前記第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とを含む、方法。

請求項194

請求項181から193のいずれかに記載の方法であって、各格納済みレコードは、前記第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報と前記第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とから導出された情報を含む、方法。

請求項195

請求項181から194のいずれかに記載の方法であって、各格納済みレコードは、前記会場内の特定のロケーションに存在する装置から前記第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報から導出された情報を含み、格納済みレコードの少なくともいくつかは、前記会場の異なるロケーションと関連付けられている、方法。

請求項196

請求項181から195のいずれかに記載の方法であって、前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の前記組み合わせ又は前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報の前記組み合わせから導出された第1の情報と、前記格納済みレコードのうちの1つに含まれる情報との合致は、前記第1及び第2の無線信号を受信する装置が、当該合致したレコードに関連付けられたロケーションに存在することを示す、方法。

請求項197

請求項181から196のいずれかに記載の方法であって、第1の装置は、前記第1及び第2のチャネル状態情報を判定して、当該第1及び第2のチャネル状態情報を第2の装置へ送出し、前記第2の装置は、前記第1及び第2のチャネル状態情報に基づいて、前記会場内の前記状態を判定する、方法。

請求項198

請求項181から197のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネル状態情報を判定する装置が、更に、前記会場内の前記状態を判定する、方法。

請求項199

請求項181から198のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有する、方法。

請求項200

請求項181から199のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は、60MHzより広い、方法。

請求項201

請求項181から198のいずれかに記載の方法であって、前記第1及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、前記第1及び第2のチャネルは、それぞれ、60MHzより狭い帯域幅を有し、前記第1及び第2のチャネルの組み合わせは、60MHzより広い帯域に及ぶ、方法。

請求項202

請求項181から201のいずれかに記載の方法であって、前記格納済みレコードは、テーブル又はデータベースの少なくとも1つのエントリを含む、方法。

請求項203

方法であって、第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報と第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報とに基づいて、扉又は窓の少なくとも1つの状態を判定することと、ここで、前記第1のチャネルは第1の複数のサブキャリアを使用し、前記第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用し、前記第1及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有し、前記第1及び第2のチャネルは60MHzより広い帯域に及んでおり、前記判定は、前記第1のチャネル状態情報及び前記第2のチャネル状態情報、又は前記第1のチャネル及び前記第2のチャネルから導出された情報と、前記第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有する格納済みレコードとを比較することを含み、当該比較に基づいて出力を生成することを含む、方法。

請求項204

請求項203に記載の方法であって、前記扉又は窓の少なくとも1つが移動したと判定することを含む、方法。

請求項205

請求項203又は204に記載の方法であって、前記格納済みレコードのうちの第1の格納済みレコードは、前記扉又は窓が閉じている状態に関連付けられた情報を有し、前記格納済みレコードのうちの第2の格納済みレコードは、前記扉又は窓が所定量開いている状態に関連付けられた情報を有する、方法。

請求項206

請求項203から205のいずれかに記載の方法であって、前記第1の無線信号は、IEEE802.11規格に従って前記第1のチャネルを介して送信される無線パケットである、方法。

技術分野

0001

関連出願の相互参照
本願は、2014年7月17日に提出された米国特許出願第62/025,795号と、2014年10月27日に提出された米国特許出願第62/069,090号との優先権を主張する、2015年1月26日に提出された米国特許出願第14/605,611号の一部継続出願である。本願は、更に、2015年4月15日に提出された米国特許出願第62/148,019号の優先権を主張する。上記の出願の開示全体が本明細書において援用される。

0002

本発明は、無線通信測位セキュリティ及び認識のシステム、構成要素、方法及び装置で使用されるロケーション固有無線波形の収集及び処理に関する。

背景技術

0003

新規無線信号伝送プロトコルを使用して将来解決されるだろう1つの課題は、近接する可能性のある非常に多くの装置間での効率的な高速無線データ転送である。近年、高速遅延無線通信機能に対する需要激増した。無線トラフィック量は、2020年までに2010年の約1000倍に増加すると予想されている。これらのトラフィックに対する需要をサポートすることは、今後の無線ネットワークの課題である。1つの課題は、割り当てられたスペクトル内でのデータ転送速度の高速化が求められ続ける中で、膨大な数の無線装置をサポートすることである。別の課題はスケジューリング遅延であり、それに伴って多数の共存する無線装置がネットワークサービスを求めて競合すること、並びに遅延の影響を受けやすい多くの用途においてユーザエクスペリエンスが大幅に低下することが予想される。一部のネットワークユーザは、数百台の他の装置が周囲に存在して無線ネットワークへのアクセスが困難である空港会議場及び競技場等のロケーションでそのような遅延の影響を既に感じ始めている。予測される無線トラフィックの増加に対処するための新規の技術が導入されない場合、そのような不十分なユーザエクスペリエンスが標準になる可能性がある。

0004

本課題に取り組むために、いくつかの技術が提案されている。1つの簡単な方法は、所定の有効範囲領域内に設置するアクセスポイントAP)を増加して各APがサービスを提供するユーザ(TD)の数を減少することであり、これにより有線バックホールネットワークに対するトラフィックを軽減できる。しかし、広く採用され且つ活用されるOFDMプロトコルを使用するAPは、配置される離間距離が近すぎる場合に干渉する可能性がある。離間距離の短いAPが複数のユーザに対応できるようにするために、高度な干渉緩和リソース割り当てアルゴリズムが使用されてもよい。例えばIEEE802.11(WiFi)規格において、現在の使用可能なスペクトル全体は2.4GHz帯で約72MHzであるが、隣接するAPは相互干渉及びTDとの干渉を軽減するために異なるスペクトル帯で動作する必要があるため、使用可能なスペクトルのうち22MHz以下のスペクトルを使用するように制限される場合がある。しかし、この種の周波数分割多重化は、離間距離の短いAPが使用可能なスペクトルを完全に使用することを妨げ、予測される将来のユーザからの需要をサポートすることの障害になるだろう。更に、そのような方式では、チャネル計画に時間がかかり、複数のAP間の通信及び/又は調整の不足、あるいはトラフィック需要をサポートするのに十分な独立したスペクトル帯の不足により、チャネル計画が完全に失敗する場合がある。APがネットワークに対して追加又は除去される場合、チャネル計画を最初からやり直す必要がある場合があるため、システムに不具合が生じる場合がある。フェムトセルネットワークは、マクロ基地局及び/又はフェムト基地局の間の干渉又は複数のフェムト基地局間の干渉をネットワークリソースの分割により調整して緩和する必要があり、それにより個々のユーザ又はセルに対するスペクトル割り当てが減少するため、同様の問題から不具合が生じる場合がある。したがって、所定の無線有効範囲領域内に設置されるOFDM(又は同様の既存のプロトコル)を使用するアクセスポイントを増加することは簡単であり、いくつかの用途に対する適切な解決策であるだろうが、この解決策単独では、予測される将来の無線ネットワーク機能のトラフィック需要の増加を満たすのに拡張性が十分でないと思われる。

0005

別の可能な方法は、スペクトル効率を向上し且つ/又は無線ネットワークのスケジューリング遅延を減少するために、WiFi及びLTE(Long Term Evolution)等のいくつかの既存のOFDMを使用する方式に組み込まれているような多入力多出力MIMO)技術を使用することである。例えばマルチユーザ向け多入力多出力(MU−MIMO)技術は、複数の同時送信をサポートできる。しかし、複数のアンテナを動作するのが困難であることに加えて、サポートされる同時送信の数が制限される場合がある。したがって、この解決策単独では、上述したネットワークの高密化問題に対して十分でない場合がある。近年、研究者達は、有効な端末より多くのアンテナを使用することにより、余剰アンテナが無線信号エネルギーをより狭い領域にフォーカスさせ且つ周波数多重化に加えてある程度の空間多重化をサポートするのに役立つ、いわゆるマッシブMIMO技術の研究を開始した。マッシブMIMO技術は従来のMIMOシステムを超えるいくつかの特有の利点をもたらすが、これらの方式を実現するコスト及び複雑性はアンテナの数と共に増加するため、広範な採用の妨げになるだろう。余剰アンテナの使用の原理は、いくつかの追加アンテナがユーザの近くに配置される分散アンテナシステムに同様に適用可能である。ローカルアンテナを調整することにより無線信号エネルギーを狭い領域にフォーカスさせることができ、したがって、システムは特定の端末装置に対する高速データ転送速度を提供できてもよい。しかし、システムの複雑性及びアンテナ調整の複雑性はシステムの規模と共に増加し、このことは本解決策の拡張性を制限するだろう。したがって、インターネットへの無線アクセスに対する増加し続ける需要を効果的に且つコスト効率よく満たすことができる無線通信技術が必要とされる。

0006

新規の無線信号伝送プロトコルを使用して解決されるだろう別の課題は、屋内位置の正確な識別及び追跡である。全地球測位システム(GPS)は、衛星からの信号を使用して、GPS機器装備したユーザ及び装置のロケーション/時間情報を提供する。ユーザが建物内部を移動している場合、GPS信号が弱いか又は使用不能である場合がある。いくつかの例において、粗位置を判定するために、無線アクセスポイントからのWi−Fi信号を使用できる。例えば無線装置は平均受信信号強度RSS)を測定し、受信無線信号のRSSインジケータ(RSSI)を使用して無線アクセスポイントからの距離を推定できる。そのようなシステムは、装置がアクセスポイントから一定の距離に存在することを推定できる場合はあるが、装置の相対的向き、すなわち装置がアクセスポイントの前方に存在するのか、後方に存在するのか又は横に存在するのかを示すことができない場合がある。いくつかの状況において、複数の無線アクセスポイントからの信号を使用して三角測量を用いて装置の位置を推定できるが、そのような方式は数メートルより高い屋内測位精度報告されていない。屋内環境において装置の位置を判定する他の既知の技術は、いわゆる到達時間(ToA)又は飛行時間(ToF)技術、到達時間差(TDoA)、並びに到来角(AoA)技術を含む。これらの技術も数メートルの測位精度を達成する。したがって、ユーザ又は装置の位置を高分解能精度で判定し且つ/又は追跡できる測位技術が必要とされる。

0007

高精度屋内測位技術は、ジェスチャ認識ホームセキュリティ及び屋内監視システム等の他の用途に採用されてもよい。放射レベルの低い無線システムは安全であり、送信機受信機との間の見通しを必要とせず、現在の市販の構成要素を使用して実現されうるため、無線又は「電波」技術を使用することは現在の解決策より利点を有するだろう。

0008

例示的な測位システム(positioning systems)において、ユーザ又は装置はロケータに少なくとも1つのロケーション固有波形送出してもよく、ロケータは、ルータ、アクセスポイント、基地局、コンピュータ中継器及びハンドヘルド装置等のあらゆる種類の無線モジュールであってもよい。ロケータは、受信したロケーション固有波形と、特定のロケーション又は位置座標セットに関連付けられうるか又は関連付けられている予測波形、コンピュータにより生成された波形、格納済み波形及び以前に生成された波形等とを比較してもよい。受信したロケーション固有波形は、波形の類似度を判定するために、1つの波形と別の波形とを畳み込むこと、1つの波形と別の波形の時間反転バージョンとを畳み込むこと、それらの波形を相関処理すること、並びに正規化して一方の波形を他方の波形から減算することを含むがそれらに限定されない種々の方法で比較されてもよい。波形が十分に類似すると判定される場合、受信されたロケーション固有波形の送信側装置は、比較計算で使用された予測波形、コンピュータにより生成された波形、格納済み波形及び/又は以前に生成された波形に関連付けられた特定のロケーションに存在すると考えられる。無線測位システムの例示的な実施形態が説明され、その中で、ロケーション固有波形を使用する測位システムは本明細書において開示される本発明の装置及び方法を使用して5cmより高精度の位置特定を達成することが示される。

0009

一般に、一態様において、装置の位置を判定する方法が提供される。方法は、第1の装置において、第2の装置から送出されたプローブ信号マルチパスチャネルを介して受信することを含む。第1の装置において受信されるプローブ信号は、マルチパスチャネルの影響により、第2の装置により送出された波形と異なる波形を有する。方法は、第1の装置において受信したプローブ信号に基づいてチャネルインパルス応答を推定することを更に含む。方法は、推定チャネルインパルス応答に基づいて時間反転信号を判定することを更に含む。方法は、時間反転信号と記憶装置に格納された格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて第2の装置の位置を判定することを更に含む。

0010

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。格納済みチャネルインパルス応答は、複数の位置から送出されたプローブ信号から導出でき、各格納済みチャネルインパルス応答は、対応する位置から送出された対応するプローブ信号から導出され、各格納済みチャネルインパルス応答は、対応するプローブ信号が送出された位置に関連付けられている。方法は、複数の位置のうちの各位置について、時間反転信号と位置に関連付けられた格納済みチャネルインパルス応答との関数に基づいて特徴値を判定することと、特徴値のうちで最大の特徴値に関連する位置に基づいて第2の装置の位置を判定することとを含みうる。位置に関連する特徴値はまた、1つ以上の隣接する位置に関連付けられた格納済みチャネルインパルス応答の関数であってもよい。位置に関連する特徴値は、複数の期間に位置から送出されたプローブ信号から導出された格納済みチャネルインパルス応答の関数であってもよい。位置に関連する特徴値を判定することは、時間反転信号と位置に関連付けられた格納済みチャネルインパルス応答との畳み込みを計算することを含みうる。プローブ信号は搬送波により変調されてもよく、第2の装置の位置は、搬送波の1波長、1/2波長又は1/10波長以内の精度で判定されうる。プローブ信号は、1つ以上のパルス信号を含みうる。プローブ信号は、1つ以上の擬似ランダム符号を含みうる。プローブ信号は、1つ以上のゴレイ系列を含みうる。第2の装置の位置に関する情報は、例えば時間反転無線通信を使用して、第2の装置へ送信されうる。方法は、第2の装置から粗い測位データを受信することと、粗い測位データに基づいて格納済みチャネルインパルス応答のサブセットを選択することと、時間反転信号及び格納済みチャネルインパルス応答のサブセットに基づいて第2の装置の位置を判定することとを含みうる。

0011

実施形態において、特徴値は装置の位置を判定するために使用されてもよい。例えば特徴値が測定チャネルインパルス応答の時間反転バージョンと多くの参照チャネルインパルス応答の各々とに実行される数学関数の結果を表す場合、各参照チャネルインパルス応答と測定チャネル応答(の時間反転バージョン)との合致度を説明する特徴値のセットが生成されてもよい。それらの実施形態において、最も高い特徴値を生じた参照チャネルインパルス応答は、測定された装置と同一の位置座標に関連すると考えられてもよい。いくつかの実施形態において、特徴値は正規化されてもよく、1に最も近い特徴値を生じた参照チャネルインパルス応答は、測定された装置と同一の座標に関連する参照チャネルインパルス応答であると考えられてもよい。実施形態において、計算された特徴値がいずれも特定の閾値を上回らない場合、システムは装置のロケーションが判定不能であるか又は高い確実度で判定不能であると報告してもよい。実施形態において、参照チャネルインパルス応答が測定チャネルインパルス応答と十分正確に合致するものであると判定するためには、0.5、0.75、0.8、0.9、0.95又は0.98より大きい正規化特徴値が必要とされてもよい。実施形態において、参照チャネルインパルス応答がいずれも測定チャネルインパルス応答と十分類似して合致するものでないと判定するためには、1、0.95、0.9、0.8、0.75、0.5、0.25又は0.1より小さい正規化特徴値が必要とされてもよい。

0012

実施形態において、特徴値は装置の位置を判定するために使用されてもよい。例えば特徴値が測定チャネルインパルス応答と多くの参照チャネルインパルス応答の各々の時間反転バージョンとに実行される数学関数の結果を表す場合、各参照チャネルインパルス応答と測定チャネル応答(の時間反転バージョン)との合致度を説明する特徴値のセットが生成されてもよい。それらの実施形態において、最も高い特徴値を生じた参照チャネルインパルス応答は、測定された装置と同一の位置座標に関連すると考えられてもよい。いくつかの実施形態において、特徴値は正規化されてもよく、1に最も近い特徴値を生じた参照チャネルインパルス応答は、測定された装置と同一の座標に関連する参照チャネルインパルス応答であると考えられてもよい。実施形態において、計算された特徴値がいずれも特定の閾値を上回らない場合、システムは装置のロケーションが判定不能であるか又は高い確実度で判定不能であると報告してもよい。実施形態において、参照チャネルインパルス応答が測定チャネルインパルス応答と十分正確に合致するものであると判定するためには、0.5、0.75、0.8、0.9、0.95又は0.98より大きい正規化特徴値が必要とされてもよい。実施形態において、参照チャネルインパルス応答のいずれも測定チャネルインパルス応答と十分類似する合致するものでないと判定するためには、1、0.95、0.9、0.8、0.75、0.5、0.25又は0.1より小さい正規化特徴値が必要とされてもよい。

0013

一般に、別の態様において、装置の位置の判定を容易にする装置が提供される。装置は、複数の位置から送出されたプローブ信号から導出されたチャネルインパルス応答を表す第1のデータと、位置の座標を表す第2のデータとを格納する記憶装置を含む。

0014

装置の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。装置は、端末装置から送出されたチャネルプロービング信号に基づいて推定されるチャネルインパルス応答の時間反転バージョンに基づいて判定された時間反転信号と、格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて、端末装置の位置を判定するように構成されたデータプロセッサを含みうる。

0015

一般に、別の態様において、位置情報を判定する装置が提供される。装置は、マルチパスチャネルを介して基地局にチャネルプロービング信号を送出するように構成された送信モジュールと、装置の位置の座標に関する情報を有する位置データを基地局から受信する受信モジュールとを含む。この場合、基地局は、受信チャネルプロービング信号から導出されるチャネルインパルス応答の時間反転バージョンから導出された時間反転信号と格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて装置の位置を判定する。

0017

一般に、別の態様において、装置の位置を判定する方法が提供される。方法は、会場(venue)内の複数の位置の各々からマルチパスチャネルを介して基地局へプローブ信号を送信することと、基地局において、受信プローブ信号毎にチャネルインパルス応答を推定し且つチャネルインパルス応答と対応するプローブ信号が送出された位置とを関連付けることと、推定チャネルインパルス応答を表す第1のデータとチャネルインパルス応答に関連付けられた位置を表す第2のデータとを記憶装置に格納することとを含む。

0018

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。複数の位置をプローブ信号の搬送波の1波長、1/2波長又は1/10波長以下で離間されうる。プローブ信号が基地局へ送信される際に複数の伝搬パス散乱させるために、散乱要素が使用されうる。複数の位置の各々において、位置座標はレーザビームを使用して判定されうる。第2のデータは、各位置の座標を含みうる。方法は、複数の位置の各々にロボットを移動することと、ロボットから基地局へプローブ信号を送信することとを含みうる。方法は、複数の位置の各々に無人航空機を移動することと、無人航空機から基地局へプローブ信号を送信することとを含みうる。方法は、会場内の各位置において、複数の期間に基地局へプローブ信号を送信することと、基地局において、複数の期間に送信されたプローブ信号に対応するチャネルインパルス応答を表す第1のデータを格納することとを含みうる。方法は、格納された第1のデータ及び第2のデータに基づいて会場内の装置の位置を判定することを含みうる。会場は、家屋美術館、建物、ショッピングモール遊園地コンベンションセンタホテル地下鉄駅鉄道駅、空港、地下領域クルーズ船トンネル、又は、複数の構造若しくは建物を有する領域、のうちの少なくとも1つを含みうる。

0019

一般に、別の態様において、端末装置の位置を判定する方法が提供される。方法は、端末装置において、各々が複数の位置のうちの1つに関連付けられたチャネルインパルス応答を格納した記憶装置を有する基地局へマルチパスチャネルを介して無線周波数信号を送出することと、基地局から端末装置の位置に関する情報を受信することとを含む。この場合、基地局は、端末装置から送出された無線周波数信号から導出された時間反転信号と格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて端末装置の位置を判定する。

0020

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。無線周波数信号は、0.1GHz〜100GHzの周波数を有してもよい。無線周波数信号は、20MHz以上の帯域幅を有してもよい。方法は、Wi−Fi、Bluetooth(登録商標)又はセルラ信号のうちの少なくとも1つを使用して端末装置の粗位置を判定することと、粗位置に関する情報を基地局に送出することと、基地局から精位置情報を受信することとを含みうる。基地局は、粗位置情報に基づいて格納済みチャネル応答の中から格納済みチャネル応答のサブセットを選択してもよく、時間反転信号と格納済みチャネルインパルス応答のサブセットとに基づいて端末装置の精位置を判定してもよい。

0021

一般に、別の態様において、装置の位置を判定する方法が提供される。方法は、Wi−Fi、Bluetooth又はセルラ信号のうちの少なくとも1つを使用して会場内の装置の粗位置を判定することと、時間反転信号と各々が既知の位置に関連付けられている格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて会場内の装置の精位置を判定することとを含む。

0022

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。方法は、装置から送出されたプローブ信号を受信することと、受信プローブ信号に基づいてチャネルインパルス応答を推定することと、推定チャネルインパルス応答の時間反転バージョンに基づいて時間反転信号を判定することとを含みうる。各格納済みチャネル応答は、格納済みチャネルインパルス応答に関連する既知の位置から送出されたプローブ信号から導出されうる。

0023

一般に、別の態様において、方法は、端末装置において、時間反転無線通信を使用して第1の基地局と通信リンク確立することと、時間反転無線通信を使用して第1の基地局から端末装置の位置に関する第1の情報を含む第1のダウンリンク信号を受信することとを含む。

0024

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1の基地局と通信リンクを確立することは、端末装置から第1の基地局にチャネルプロービング信号を送出することを含みうる。方法は、端末装置において、時間反転無線通信を使用して第2の基地局と通信リンクを確立することと、時間反転無線通信を使用して第2の基地局から端末装置の位置に関する第2の情報を含む第2のダウンリンク信号を受信することと、第1の情報及び第2の情報に基づいて端末装置の位置を判定することとを含みうる。

0025

一般に、別の態様において、装置の位置を判定する方法が提供される。方法は、第1の装置において、マルチパスチャネルを介して第2の装置から送出されたプローブ信号を受信することと、第1の装置において受信されたプローブ信号に基づいてチャネルインパルス応答を推定することと、推定チャネルインパルス応答と各々が既知の位置に関連付けられている格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて第2の装置の位置を判定するために時間反転分類器を適用することとを含む。

0026

方法の実現例は、以下の特徴を含んでもよい。方法は、第2の装置の位置に関する情報を第2の装置に送出することを含みうる。

0027

一般に、別の態様において、方法は、基地局において、各々が特定の位置に関連する座標データを有し且つ特定の位置でフォーカスする(focus)ように構成された波形を有する複数のダウンリンク信号の組み合わせである複合信号ブロードキャストすることを含む。

0028

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。方法は、端末装置が複合信号のブロードキャストのタイミングを判定するのに有用なタイミング情報を提供するために端末装置とのハンドシェイク処理を実行することを含みうる。

0029

一般に、別の態様において、端末装置の位置を判定する方法が提供される。方法は、端末装置において、各々が特定の位置に関連する座標データを有し且つ特定の位置でフォーカスするように構成された波形を有する複数のダウンリンク信号の組み合わせである複合信号のブロードキャストのタイミングを判定するのに有用なタイミング情報を受信するために基地局とのハンドシェイク処理を実行することと、端末装置が位置する特定の位置でフォーカスするように構成された波形を有するダウンリンク信号を基地局から受信することと、受信ダウンリンク信号に基づいて端末装置の位置の座標を判定することとを含む。

0030

一般に、別の態様において、装置の位置を判定する方法が提供される。方法は、端末装置の粗位置を判定することと、粗位置を表すデータをサーバに送出することと、粗位置又はその周辺の位置に関連付けられたチャネルインパルス応答に関する情報をサーバからダウンロードすることと、ビーコンからチャネルプロービング信号を受信することと、受信チャネルプロービング信号に基づいてチャネルインパルス応答を推定することと、推定チャネルインパルス応答に基づいて時間反転信号を判定することと、時間反転信号及びダウンロードしたチャネルインパルス応答に基づいて端末装置の精位置を判定することとを含む。

0031

別の態様において、装置は、マルチパスチャネルを介して第2の装置から送出されたプローブ信号を受信する回路を含む。装置において受信されるプローブ信号は、マルチパスチャネルの影響により、第2の装置により送出された波形と異なる波形を有する。装置は、受信プローブ信号に基づいてチャネルインパルス応答を推定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。データプロセッサは、推定チャネルインパルス応答に基づいて時間反転信号を判定するように更に構成される。データプロセッサは、時間反転信号と記憶装置に格納される格納済みチャネルインパルス応答とに基づいて第2の装置の位置を判定するように更に構成される。

0032

装置の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。格納済みチャネルインパルス応答は、複数の位置から送出されたプローブ信号から導出でき、各格納済みチャネルインパルス応答は、対応する位置から送出された対応するプローブ信号から導出され、各格納済みチャネルインパルス応答は、対応するプローブ信号が送出された位置に関連付けられている。データプロセッサは、複数の位置のうちの各位置に対して時間反転信号と位置に関連付けられた格納済みチャネルインパルス応答との関数に基づいて特徴値を判定し、特徴値の中で最大の特徴値に関連する位置に基づいて第2の装置の位置を判定するように構成されうる。位置に関連する特徴値はまた、1つ以上の隣接する位置に関連付けられた格納済みチャネルインパルス応答の関数であってもよい。位置に関連する特徴値は、複数の期間に位置から送出されたプローブ信号から導出された格納済みチャネルインパルス応答の関数であってもよい。位置に関連する特徴値を判定することは、時間反転信号と位置に関連付けられた格納済みチャネルインパルス応答との畳み込みを計算することを含みうる。プローブ信号は、1つ以上のパルス信号を含みうる。プローブ信号は、1つ以上の擬似ランダム符号を含みうる。プローブ信号は、1つ以上のゴレイ系列を含みうる。装置は、第2の装置の位置に関する情報を第2の装置へ送信する送信回路を含みうる。

0033

別の態様において、巨視的物体(macroscopic object)の配置において少なくとも1つの巨視的物体を監視するシステムは1つ以上の無線送信機を含む。各無線送信機は異なる空間的位置に存在し、各無線送信機は1つ以上の無線信号を送信するように構成される。各無線信号は帯域幅及び中心周波数を有する。システムは1つ以上の無線受信機を更に含む。各無線受信機は異なる空間的位置に存在し、各無線受信機は、各無線送信機から送信された1つ以上の無線信号のうちの少なくとも1つを受信するように構成される。システムは、少なくとも1つ以上の無線受信機に接続された電子プロセッサを更に含む。電子プロセッサは、受信した1つ以上の無線信号から導出された情報とデータベース内の情報とを比較するように構成される。電子プロセッサは、当該比較に基づいて巨視的物体の配置に関する情報を判定するように更に構成される。電子プロセッサは、判定された情報に基づいて出力を生成するように更に構成される。1つ以上の送信機の数はMであり、m番目の送信機に対する1つ以上の無線信号の数はNmであり、1つ以上の無線受信機の数はKであり、k番目の無線受信機により受信されるm番目の送信機からのn番目の無線信号の帯域幅はbmnkである。システムは50MHzより広い総帯域幅Bを有し、次式成立する。

データベース内の情報と比較される、導出された情報は、総帯域幅に及ぶ。

0034

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。1つ以上の無線受信機は、1つ以上の無線送信機から1つ以上の無線チャネルを介して送信される2つ以上の無線信号を受信してもよく、受信した1つ以上の無線信号から導出された情報とデータベース内の情報とを比較することは、受信した2つ以上の無線信号から導出された複合チャネル応答と、又は受信した2つ以上の無線信号から導出された複合チャネル応答から導出された情報と、データベース内に格納された情報とを比較することを含みうる。1つ以上の無線受信機は、異なる中心周波数を有する2つ以上の無線信号を受信しうる。データベースに格納された情報は、以前に受信した2つ以上の無線信号からそれぞれ導出された複合チャネル応答、又は以前に受信した2つ以上の無線信号からそれぞれ導出された複合チャネル応答から導出された情報を含みうる。データベースに格納された情報は広帯域チャネル応答を含んでもよく、方法は、より狭帯域のチャネル応答をシミュレートするために広帯域チャネル応答を処理することを含みうる。複合チャネル応答とデータベース内の情報とを比較することは、受信した2つ以上の無線信号から導出された複合チャネル応答とデータベースに格納された複合チャネル応答との間の複数の時間反転共振強度を判定することを含みうる。電子プロセッサは、最大の時間反転共振強度を得られる格納済み複合チャネル応答を識別するように構成されうる。最大の時間反転共振強度を得られる格納済み複合チャネル応答を特定のロケーションに関連付けてもよく、比較に基づいて巨視的物体の配置に関する情報を判定することは、2つ以上の無線信号を受信する1つ以上の受信機が特定のロケーション又はその近傍に存在すると判定することを含みうる。最大の時間反転共振強度を得られる格納済み複合チャネル応答を巨視的物体の特定の配置に関連付けてもよく、比較に基づいて巨視的物体の配置に関する情報を判定することは、巨視的物体が特定の配置を有すると判定することを含みうる。

0035

巨視的物体の配置に関する情報は、巨視的物体の配置の変化のインジケーションを含みうる。巨視的物体は、1つ以上の無線送信機及び1つ以上の無線受信機を含まなくてもよい。1つ以上の無線受信機は1つ以上の無線送信機に対して静止しうる。巨視的物体は1つ以上の無線送信機及び無線受信機のうちの少なくとも1つを含んでもよく、その場合、巨視的物体の配置の変化は、他の巨視的物体に対する1つ以上の無線送信機及び無線受信機のうちの1つについてのロケーションの変化であってもよい。巨視的物体の配置は、マルチパス豊富な会場に位置付けられうる。会場は、密閉された構造又は部分的に密閉された構造の少なくとも1つを含みうる。密閉構造は建物を含みうる。建物は、壁、扉又は窓のうちの少なくとも1つを含みうる。巨視的物体の配置に関する情報を判定することは、扉又は窓の少なくとも1つの配置に関する情報を判定することを含みうる。1つ以上の無線送信機及び1つ以上の無線受信機は壁の一方の側に位置付けられてもよく、巨視的物体の配置に関する情報を判定することは、壁の他方の側に位置する巨視的物体の配置に関する情報を判定することを含みうる。

0036

総帯域幅Bは、60MHz、80MHz、100MHz、125MHz、500MHz又は1GHzより広くてもよい。1つ以上の無線送信機は第1の無線装置に収容されうる。1つ以上の無線送信機は、異なるアンテナを有するが共通の符号器共有しうる。1つ以上の無線受信機は第2の無線装置に収容されうる。1つ以上の無線受信機は、異なるアンテナを有するが共通の復号器を共有しうる。受信無線信号から導出された情報は、チャネル状態情報を含みうる。1つ以上の送信機は、2つ以上のチャネルで2つ以上の無線信号を送信し、導出された情報は、2つ以上のチャネルを介して送信された信号から導出された情報の部分を含み、各チャネルは、50MHzより狭い帯域幅を有し、導出された情報の各部分は、それぞれのチャネルのチャネル応答情報を含み、情報の部分に関連する2つ以上のチャネルの帯域幅は、全体で50MHzより広い帯域に及びうる。1つ以上の送信機は、IEEE802.11規格に準拠して2つ以上のチャネルで2つ以上の無線信号が送信されてもよく、各チャネルは約20MHz、約22MHz又は約40MHzの帯域幅を有してもよい。導出された情報は、異なる中心周波数を有する2つ以上のチャネルを介して送信された信号から導出された情報の部分を含みうる。2つ以上のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有してもよい。2つ以上のチャネルは、オーバラップしない周波数帯域を有してもよい。上述したシステムにおいて、いくつかの例では、M=1、K=1、N1=1及びb111>50MHzである。いくつかの例では、M=1、K=1、N1≧2及び

である。いくつかの例では、M=1及びK≧2である。いくつかの例では、N1=1である。いくつかの例では、M≧2及びK=1である。いくつかの例では、各mに対してNm=1である。いくつかの例では、M≧2及びK≧2である。いくつかの例では、各mに対してNm=1である。

0037

データベース内の情報は、巨視的物体が第1の配置を有する場合に以前に受信した1つ以上の無線信号から導出された情報を含みうる。データベース内の情報は、以前に受信した1つ以上の無線信号から導出されたチャネル状態情報を含みうる。巨視的物体の配置に関する情報を判定することは、巨視的物体の現在の配置が第1の配置と異なるか否かを判定することを含みうる。巨視的物体の現在の配置が第1の配置と異なるか否かを判定することは、1つ以上の扉又は窓の現在の配置が1つ以上の扉又は窓の以前の配置と異なるか否かを判定することを含みうる。

0038

別の態様において、会場を監視するシステムは、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報と、第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報との組み合わせ、又は第1のチャネル状態情報と第2のチャネル状態情報との組み合わせから導出された第1の情報、を格納するように構成された記憶装置を含む。システムは、第1のチャネルを介して送信された第3の無線信号及び第2のチャネルを介して送信された第4の無線信号を受信するように構成された受信機を更に含む。システムは、受信した第3の無線信号に基づいて第3のチャネル状態情報を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。データプロセッサは、受信した第4の無線信号に基づいて第4のチャネル状態情報を判定するように更に構成される。データプロセッサは、(i)第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせと、第1及び第2のチャネル状態情報についての格納された組み合わせとの比較、又は(ii)第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第2の情報と、格納された第1の情報との比較、の少なくとも1つを実行するように更に構成される。データプロセッサは、当該比較に基づいて会場内の物体の配置に関する情報を判定するように更に構成される。データプロセッサは、判定された物体の配置に関する情報に基づいて出力を生成するように更に構成される。

0039

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1のチャネル及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有しうる。第1のチャネル及び第2のチャネルはそれぞれ50MHzより狭い帯域幅を有し、第1のチャネル及び第2のチャネルの帯域幅の総和は50MHzより広くてもよい。第1のチャネル及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、第1のチャネル及び第2のチャネルはそれぞれ50MHzより狭い帯域幅を有し、第1のチャネル及び第2のチャネルの組み合わせは、50MHzより広い帯域に及びうる。第1の無線信号、第2の無線信号、第3の無線信号及び第4の無線信号はIEEE802.11規格に準拠しうる。システムは、移動電話、ネットワークルータネットワークアクセスポイント煙探知器ノートブックコンピュータデスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、照明装置電化製品、ロボット、テレビ、ラジオ、オーディオ装置ビデオ装置、カメラ、ビデオカメラ又はプロジェクタのうちの少なくとも1つを含みうる。システムは、第1の無線信号及び第2の無線信号を送信する送信機を含み、送信機及び受信機は、第1の無線信号及び第2の無線信号を送受信する1つ以上のアンテナを共有してもよい。第1の無線信号及び第2の無線信号は1つ以上のアンテナの第1のセットから送信され、第1の無線信号及び第2の無線信号は1つ以上のアンテナの第1のセットとは異なる1つ以上のアンテナの第2のセットにおいて受信されてもよい。システムは、扉又は窓の少なくとも一つの位置の変化を検出するように構成されうる。記憶装置は、チャネル状態情報のレコードを格納するように構成され、各レコードは、(i)各々が複数のサブキャリアを使用するN1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号から導出された、N1個のチャネル状態情報、又は(ii)N1個のチャネル状態情報から導出された情報、の少なくとも1つを含みうる。この場合、N1は3以上であり、受信機はN1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されてもよい。データプロセッサは、受信したN1個の無線信号に基づいてN1個のチャネル状態情報を判定し、(i)判定されたN1個のチャネル状態情報の組み合わせと、格納済みレコードとの比較、又は(ii)判定されたN1個のチャネル状態情報から導出された情報と格納済みレコードとの比較の少なくとも1つを実行し、当該比較に基づいて会場内の物体の配置に関する情報を判定するように構成されてもよい。N1個のチャネルの組み合わせは、50MHzより広い帯域に及びうる。

0040

別の態様において、システムは、IEEE802.11規格に準拠するフォーマットを有する1つ以上のフレームを含む第1の無線信号を受信するように構成された受信機を含む。1つ以上のフレームの各々は、少なくとも1つのプリアンブルを有する。システムは、無線信号内の少なくとも1つのプリアンブルに基づいて、第1のチャネル状態情報を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。データプロセッサは、第1のチャネル状態情報と、物体の第1のロケーション又は第1の配置とを関連付けるように更に構成される。データプロセッサは、第1のチャネル状態情報と物体の第1のロケーション又は第1の配置に関する情報とをローカル記憶装置に格納するか、あるいは第1のチャネル状態情報と物体の第1のロケーション又は第1の配置に関する情報とを格納するためにリモート記憶装置に提供するように更に構成される。

0041

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。受信機は、第1のチャネル状態情報と物体の第1のロケーション又は第1の配置に関する情報とがローカル記憶装置又はリモート記憶装置に格納された後に第2の無線信号を受信するように構成されてもよく、第2の無線信号は、IEEE802.11規格に準拠するフォーマットを有する1つ以上のフレームを含んでもよく、1つ以上のフレームの各々は少なくとも1つのプリアンブルを有する。データプロセッサは、第2の無線信号内の少なくとも1つのプリアンブルに基づいて第2のチャネル状態情報を判定し、ローカル記憶装置又はリモート記憶装置から第1のチャネル状態情報を検索し、第2のチャネル状態情報と第1のチャネル状態情報とを比較し、第2のチャネル状態情報が第1のチャネル状態情報と合致する場合に出力を生成するように構成されうる。第2の無線信号の少なくとも1つのプリアンブルはロングプリアンブルを含みうる。第2の無線信号の1つ以上のフレームの各々は、複数のプリアンブルを含みうる。データプロセッサは、第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の一方又は双方を1つ以上のクラスタに分類するように更に構成されうる。データプロセッサは、1つ以上のクラスタを平均化するように更に構成されうる。第2のチャネル状態情報と第1のチャネル状態情報とを比較することは、第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報に基づいて時間反転共振強度を判定することを含みうる。第1の無線信号は、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも一方から送出されうる。受信機は、ネットワークルータ又はアクセスポイントにより提供されるネットワークに加わることなく第1の無線信号を受信しうる。データプロセッサは、物体の第1のロケーション又は第1の配置に関する情報をユーザが提供できるようにするための、ユーザインタフェースを提供するように構成されうる。ユーザインタフェースは、地図を表示して当該ユーザが地図上でロケーションを示せるようにしてもよく、データプロセッサは、ユーザにより示されたロケーションと第1のチャネル状態情報とを関連付けるように構成されうる。データプロセッサは、第1の無線信号を送信する装置の第1の識別子を判定し、第1のチャネル状態情報と第1の識別子とを関連付け、第1のチャネル状態情報と共に第1の識別子をローカル記憶装置又はリモート記憶装置に格納するように構成されうる。

0042

別の態様において、システムは、IEEE802.11規格に準拠するフォーマットを有する1つ以上のフレームを含む第1の無線信号を受信するように構成された受信機を含む。1つ以上のフレームの各々は少なくとも1つのプリアンブルを有する。システムは、無線信号内の少なくとも1つのプリアンブルに基づいて第1のチャネル状態情報を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。データプロセッサは、第1のチャネル状態情報と事前格納済みチャネル状態情報とを比較するように更に構成される。データプロセッサは、当該比較に基づいて物体のロケーション又は配置に関する情報を判定するように更に構成される。

0043

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1のチャネル状態情報と事前格納済みチャネル状態情報とを比較することは、第1のチャネル状態情報及び事前格納済みチャネル状態情報に基づいて時間反転共振強度を判定することを含みうる。事前格納済みチャネル状態情報は、ローカル記憶装置又はリモート記憶装置の少なくとも一方に格納されうる。データプロセッサは、第1の無線信号を送信する送信機の識別子を判定し、当該識別子と関連付けられた事前格納済みチャネル状態情報を検索するように構成されうる。第1のチャネル状態情報と事前格納済みチャネル状態情報とを比較することは、第1のチャネル状態情報と送信機の識別子に関連付けられた事前格納済みチャネル状態情報とを比較することを含みうる。送信機は、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも一方を含んでもよく、識別子はサービスセット識別子SSID)を含む。

0044

別の態様において、システムは、全体で50MHzより広い帯域に及ぶ少なくとも1つの無線チャネルを介して送信される少なくとも2つの無線信号の第1のセットを受信するように構成された受信機を含む。システムは、少なくとも2つの無線信号の第1のセットに基づいて第1の複合チャネル応答を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。データプロセッサは、第1の複合チャネル応答と物体の第1のロケーション又は第1の配置とを関連付けるように更に構成される。データプロセッサは、第1の複合チャネル応答と物体の第1のロケーション又は第1の配置に関する情報とをローカル記憶装置に格納するか、あるいは第1の複合チャネル応答と物体の第1のロケーション又は第1の配置に関する情報とを格納するためにリモート記憶装置に提供するように更に構成される。

0045

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。受信機は、全体で50MHzより広い帯域に及ぶ少なくとも1つの無線チャネルを介して送信される少なくとも2つの無線信号の第2のセットを受信するように構成されてもよく、データプロセッサは、少なくとも2つの無線信号の第2のセットに基づいて第2の複合チャネル応答を判定し、ローカル記憶装置又はリモート記憶装置から第1の複合チャネル応答を検索し、第2の複合チャネル応答と第1の複合チャネル応答とを比較し、第2の複合チャネル応答が第1の複合チャネル応答と合致する場合に出力を生成するように構成されてもよい。データプロセッサは、第2の複合チャネル応答が第1の複合チャネル応答と合致しない場合に出力を生成するように更に構成されてもよい。データプロセッサは、第2の複合チャネル応答と最も合致する複合チャネル応答に関連付けられた特定のロケーションを判定するように構成されてもよく、その場合、出力は、受信機が特定のロケーションの付近に存在することを示すメッセージを生成させる。出力は、測位システムの分解能が調節される必要があることを示すメッセージを生成させうる。出力は、少なくとも2つの無線信号の第2のセットの送信元のロケーションを判定するためにシステムによって少なくとも2つの無線信号の第2のセットの受信信号強度が使用されていることを示すメッセージを生成させうる。第2の複合チャネル応答と第1の複合チャネル応答とを比較することは、第1の複合チャネル応答及び第2の複合チャネル応答に基づいて時間反転共振強度を判定することを含みうる。少なくとも2つの無線信号の第1のセットは、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも一方から送出されうる。受信機は、ネットワークルータ又はアクセスポイントにより提供される無線ネットワークに加わることなく、少なくとも2つの無線信号の第1のセットを受信しうる。データプロセッサは、物体の第1のロケーション又は第1の配置に関する情報をユーザが提供できるようにするためのユーザインタフェースを提供するように構成されうる。ユーザインタフェースは、地図を表示してユーザが地図上でロケーションを示せるようにしてもよく、データプロセッサは、ユーザにより示されたロケーションと第1の複合チャネル応答とを関連付けるように構成されうる。データプロセッサは、第1の無線信号を送信する装置の第1の識別子を判定し、第1の複合チャネル応答と第1の識別子とを関連付け、第1の複合チャネル応答と共に第1の識別子をローカル記憶装置又はリモート記憶装置に格納するように構成されうる。

0046

別の態様において、システムは、少なくとも1つの無線チャネルを介して送信され且つ全体で50MHzより広い帯域に及ぶ2つ以上の無線信号の第1のセットを受信するように構成された受信機を含む。システムは、少なくとも2つの無線信号の第1のセットに基づいて第1の複合チャネル応答を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。データプロセッサは、第1の複合チャネル応答と少なくとも1つの事前格納済み複合チャネル応答とを比較するように更に構成される。データプロセッサは、当該比較に基づいて物体のロケーション又は配置に関する情報を判定するように更に構成される。

0047

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1の複合チャネル応答と事前格納済み複合チャネル応答とを比較することは、第1の複合チャネル応答と事前格納済み複合チャネル応答とに基づいて時間反転共振強度を判定することを含みうる。事前格納済み複合チャネル応答は、ローカル記憶装置又はリモート記憶装置の少なくとも一方に格納されうる。データプロセッサは、少なくとも2つの無線信号の第1のセットを送信する送信機の識別子を判定し、当該識別子に関連付けられた少なくとも1つの事前格納済み複合チャネル応答を検索するように構成されうる。第1の複合チャネル応答と少なくとも1つの事前格納済み複合チャネル応答とを比較することは、第1の複合チャネル応答と送信機の識別子に関連付けられた少なくとも1つの事前格納済みチャネル状態情報とを比較することを含みうる。送信機は、無線ネットワークルータ又は無線ネットワークアクセスポイントの少なくとも一方を含んでもよく、識別子はサービスセット識別子(SSID)を含む。

0048

別の態様において、会場を監視するシステムは、状態情報セットを格納する記憶装置を含む。各状態情報セットは、第1のチャネルのチャネル状態情報及び第2のチャネルのチャネル状態情報から導出される。第1のチャネルは第1の複数のサブキャリアを使用し、第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用する。第1のチャネル及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有する。各状態情報セットは会場の状態に関連付けられ、異なる状態情報セットの少なくともいくつかは会場の異なる状態に関連付けられる。異なる状態の少なくともいくつかは、会場内の物体の異なる配置を表す。システムは、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号と第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号とを受信するように構成された受信機を更に含む。システムは、受信した第1の無線信号に基づいて第1のチャネル状態情報を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。データプロセッサは、受信した第2の無線信号に基づいて第2のチャネル状態情報を判定するように更に構成される。データプロセッサは、第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせに基づいて、現在の状態情報セットを判定するように更に構成される。データプロセッサは、現在の状態情報セットと記憶装置に格納された状態情報セットとを比較するように更に構成される。データプロセッサは、当該比較に基づいて、会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定するように更に構成される。データプロセッサは、会場内の物体の現在の配置に関する判定された情報に基づいて、出力を生成するように更に構成される。

0049

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1のチャネル及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を使用しうる。第1のチャネル及び第2のチャネルはそれぞれ50MHzより狭い帯域幅を有し、第1のチャネル及び第2のチャネルの帯域幅の総和は50MHzより広くてもよい。第1のチャネル及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有し、第1のチャネル及び第2のチャネルはそれぞれ50MHzより狭い帯域幅を有し、第1のチャネル及び第2のチャネルの組み合わせは50MHzより広い帯域に及びうる。第1の無線信号及び第2の無線信号はIEEE802.11規格に準拠しうる。システムは、第1の無線信号及び第2の無線信号を送信するように構成された送信機を含みうる。送信機及び受信機は、第1の無線信号及び第2の無線信号を送受信する1つ以上のアンテナを共有しうる。第1の無線信号及び第2の無線信号は1つ以上のアンテナの第1のセットから送信され、第1の無線信号及び第2の無線信号は1つ以上のアンテナの第1のセットとは異なる1つ以上のアンテナの第2のセットにおいて受信されうる。システムは、移動電話、ネットワークルータ、ネットワークアクセスポイント、煙探知器、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、照明装置、電化製品、ロボット、テレビ、ラジオ、オーディオ装置、ビデオ装置、カメラ、ビデオカメラ又はプロジェクタのうちの少なくとも1つを含みうる。データプロセッサは、会場内の扉又は窓の少なくとも1つが、当該扉又は窓の以前の位置と比べて移動したか否かを判定するように構成されうる。格納済み状態情報セットは、会場内の位置に関連付けられるてもよく、データプロセッサは、現在の状態情報セットと記憶装置に格納された状態情報セットとの比較の結果に基づいて会場内の受信機の位置を判定するように構成されうる。各状態情報セットはN1個のチャネルのチャネル状態情報から導出でき、各チャネルは複数のサブキャリアを使用し、異なるチャネルは異なる中心周波数を有してもよい。この場合、N1は3以上であってもよい。受信機は、N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されてもよく、データプロセッサは、N1個のチャネル状態情報の組み合わせに基づいて現在の状態情報セットを判定し、現在の状態情報セットと記憶装置に格納された状態情報セットとを比較し、当該比較に基づいて会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定するように構成可能されうる。N1個のチャネルの組み合わせは、50MHzより広い帯域に及びうる。

0050

別の態様において、システムは、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信し、第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信するように構成された受信機を含む。第1のチャネル及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有する。システムは、第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報及び第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報に基づいて、会場内の状態を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。当該判定は、(i)第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせ、又は(ii)第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第1の情報の少なくとも一方と、第1のチャネル及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を含む格納済みレコードとを比較することを含む。

0051

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。上記の状態は、受信機のロケーション、会場内の物体の構成又は会場内の人間の特徴のうちの少なくとも1つを含みうる。会場は、受信機が位置する部屋又は建物を含みうる。会場内の状態は、扉又は窓の少なくとも1つの構成を含みうる。会場内の状態は、(i)扉の閉じた状態、(ii)扉の開いた状態、(iii)窓の閉じた状態、又は(iv)窓の開いた状態のうちの少なくとも1つを含みうる。会場内の状態は、会場内の特定のロケーションにおける特定の人間の存在を含みうる。データプロセッサは、(i)会場内の扉が開いているか若しくは閉じているか、(ii)会場内の窓が開いているか若しくは閉じているか、又は(iii)物体が以前の位置と比べて移動したか否かのうちの少なくとも1つを判定するように構成されうる。データプロセッサは、所定の人間グループから選択された特定の人間を識別するように構成されうる。第1の無線信号及び第2の無線信号はIEEE802.11規格に準拠しうる。IEEE802.11規格は、IEEE802.11a規格、IEEE802.11b規格、IEEE802.11g規格、IEEE802.11n規格、IEEE802.11ac規格又はIEEE802.11ad規格のうちの少なくとも1つを含みうる。第1のチャネル及び第2のチャネルは、少なくとも1つのガードバンドにより分離されうる。第1のチャネル状態情報は、チャネル応答の振幅及び位相を含みうる。各格納済みレコードは、第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された、連結されたチャネル状態情報と、第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とを含みうる。各格納済みレコードは、第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報と第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とから導出された情報を含みうる。各格納済みレコードは、会場内の特定のロケーションに存在する装置から第1のチャネル及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報から導出された情報を含んでもよく、格納済みレコードの少なくともいくつかは会場の異なるロケーションに関連付けられる。第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせ又は第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第1の情報と格納済みレコードのうちの1つに含まれる情報との合致は、合致したレコードと関連付けられているロケーション又はその近傍に受信機が存在することを示しうる。受信機は第1の装置の一部であり、データプロセッサは第2の装置の一部であり、第1の装置は、第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報、又は第1及び第2のチャネル状態情報から導出された第1の情報を、会場内の状態をデータプロセッサが判定できるようにするために第2の装置へ無線送信してもよい。第1のチャネル及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有しうる。第1のチャネル及び第2のチャネルは、それぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1のチャネル及び第2のチャネルの帯域幅の総和は60MHzより広い。第1のチャネル及び第2のチャネルはオーバラップする周波数帯域を有してもよく、第1のチャネル及び第2のチャネルはそれぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1のチャネル及び第2のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及ぶ。格納済みレコードは、テーブル又はデータベースの少なくとも1つのエントリを含みうる。受信機は、N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されてもよく、各チャネルは複数のサブキャリアを使用し、異なるチャネルは異なる中心周波数を有してもよい。データプロセッサは、N1個の無線信号から導出されたN1個のチャネル状態情報に基づいて会場内の状態を判定するように構成されてもよく、これは(i)N1個のチャネル状態情報の組み合わせ、又は(ii)N1個のチャネル状態情報の組み合わせから導出された情報の少なくとも1つと、N1個のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を含む格納済みレコードとを比較することを含む。N1個のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及びうる。

0052

別の態様において、システムは、少なくとも第1のチャネル及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有するレコードを格納するように構成された記憶装置を含む。第1のチャネルは第1の複数のサブキャリアを使用し、第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用し、第1のチャネル及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有し、少なくとも第1のチャネル及び第2のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及ぶ。システムは、第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報と第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報とに基づいて、扉又は窓の少なくとも1つの状態を判定するように構成されたデータプロセッサを更に含む。当該判定は、第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報、又は第1のチャネル及び第2のチャネルから導出された情報と、第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有する格納済みレコードとを比較することを含む。データプロセッサは、当該比較に基づいて出力を生成するように更に構成される。

0053

システムの実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。データプロセッサは、扉又は窓の少なくとも1つが移動したと判定するように構成されうる。格納済みレコードのうちの第1の格納済みレコードは、扉又は窓が閉じている状態に関連付けられた情報を有してもよく、格納済みレコードのうちの第2の格納済みレコードは、扉又は窓が所定量開いている状態に関連付けられた情報を有してもよい。第1の無線信号はIEEE802.11規格に準拠しうる。記憶装置はチャネル状態情報のレコードを格納するように構成されてもよく、各レコードは、(i)各チャネルが複数のサブキャリアを使用するN1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号から導出されたN1個のチャネル状態情報、又は(ii)N1個のチャネル状態情報から導出された情報の少なくとも一方を含んでもよく、N1は3以上であり、N1個のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及ぶ。受信機は、N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号を受信するように構成されてもよく、データプロセッサは、N1個のチャネルを介して送信されたN1個の無線信号から導出されたN1個のチャネル状態情報に基づいて、扉又は窓の少なくとも1つの状態を判定するように構成されてもよく、これはN1個のチャネル状態情報、又はN1個のチャネル状態情報から導出された情報と、N1個のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有する格納済みレコードとを比較することを含む。

0054

別の態様において、環境を監視する方法は、複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信することを含む。方法は、受信された第1の無線信号に基づいて第1のチャネル状態情報を判定することを更に含む。方法は、複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信することを更に含む。第2のチャネルは、第1のチャネルの中心周波数と異なる中心周波数を有する。方法は、受信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル状態情報を判定することを更に含む。方法は、第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせ又は第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第1の情報を、記憶装置に格納することを更に含む。方法は、複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第3の無線信号を受信することを更に含む。方法は、受信した第3の無線信号に基づいて第3のチャネル状態情報を判定することを更に含む。方法は、複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第4の無線信号を受信することを更に含む。方法は、受信した第4の無線信号に基づいて第4のチャネル状態情報を判定することを更に含む。方法は、(i)第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせと、第1及び第2のチャネル状態情報の格納された組み合わせとを比較すること、又は(ii)格納済みの第1の情報と、第3及び第4のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第2の情報とを比較すること、の少なくとも1つを実行することを更に含む。方法は、当該比較に基づいて、環境内の物体の配置の変化を検出することを更に含む。方法は、環境内の物体の配置の変化を示す出力を生成することを更に含む。

0055

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を使用しうる。第1及び第2のチャネルは、それぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は60MHzより広くてもよい。第1及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有してもよく、第1及び第2のチャネルはそれぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1及び第2のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及びうる。第1の無線信号、第2の無線信号、第3の無線信号及び第4の無線信号はIEEE802.11規格に従って送信されうる。第1の無線信号、第2の無線信号、第3の無線信号及び第4の無線信号は、移動電話、ネットワークルータ、ネットワークアクセスポイント、煙探知器、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、照明装置、電化製品、ロボット、テレビ、ラジオ、オーディオ装置、ビデオ装置、カメラ、ビデオカメラ又はプロジェクタのうちの少なくとも1つを使用して受信されてもよい。方法は、第1及び第2の無線信号を受信する同一の装置を使用して第1及び第2の無線信号を送信することを含みうる。第1の無線信号及び第2の無線信号は、第1及び第2の無線信号を受信する第1の装置と異なる第2の装置により送信されうる。物体の配置の変化を検出することは、扉又は窓の少なくとも1つの位置の変化を判定することを含みうる。

0056

別の態様において、環境を監視する方法は、状態情報セットを記憶装置に格納することを含む。各状態情報セットは、第1のチャネルのチャネル状態情報及び第2のチャネルのチャネル状態情報から導出される。第1のチャネルは第1の複数のサブキャリアを使用し、第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用する。第1のチャネル及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有する。各状態情報セットは会場の状態に関連付けられ、異なる状態情報セットの少なくともいくつかは会場の異なる状態に関連付けられる。異なる状態の少なくともいくつかは、会場内の物体の異なる配置を表す。方法は、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信することを更に含む。方法は、受信された第1の無線信号に基づいて第1のチャネル状態情報を判定することを更に含む。方法は、第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信することを更に含む。方法は、受信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル状態情報を判定することを更に含む。方法は、第1及び第2のチャネル状態情報の組み合わせに基づいて、現在の状態情報セットを判定することを更に含む。方法は、現在の状態情報セットと、記憶装置に格納された状態情報セットとを比較することを更に含む。方法は、当該比較に基づいて、会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定することを更に含む。方法は、会場内の物体の現在の配置に関する判定された情報に基づいて、出力を生成することを更に含む。

0057

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1のチャネル及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を使用しうる。第1のチャネル及び第2のチャネルはそれぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1のチャネル及び第2のチャネルの帯域幅の総和は60MHzより広い。第1のチャネル及び第2のチャネルは、オーバラップする周波数帯域を有してもよく、第1のチャネル及び第2のチャネルはそれぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1のチャネル及び第2のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及ぶ。第1の無線信号及び第2の無線信号はIEEE802.11規格に従って送信されうる。第1及び第2の信号を受信する装置は、第1及び第2の無線信号を送信してもよい。方法は、第1の無線信号及び第2の無線信号を受信する同一の装置を使用して第1の無線信号及び第2の無線信号を送信することを含みうる。第1の無線信号及び第2の無線信号は、第1の無線信号及び第2の無線信号を受信する第1の装置と異なる第2の装置により送信されうる。第1の無線信号及び第2の無線信号は、移動電話、ネットワークルータ、ネットワークアクセスポイント、煙探知器、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、照明装置、電化製品、ロボット、テレビ、ラジオ、オーディオ装置、ビデオ装置、カメラ、ビデオカメラ又はプロジェクタのうちの少なくとも1つを使用して受信してもよい。会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定することは、会場内の扉又は窓の少なくとも1つが、当該扉又は窓の以前の位置と比べて移動したか否かを判定することを含みうる。方法は、会場内の位置に関連付けられる状態情報セットを格納することを含んでもよく、会場内の物体の現在の配置に関する情報を判定することは、第1及び第2の無線信号を受信する装置の位置を判定することを含みうる。

0058

別の態様において、方法は、第1の複数のサブキャリアを使用する第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号を受信することを含む。方法は、第2の複数のサブキャリアを使用する第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号を受信することを更に含む。第1及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有する。方法は、第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報及び第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報に基づいて、会場内の状態を判定することを更に含む。当該判定は、(i)第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせ、又は(ii)第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第1の情報、の少なくとも1つと、第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を含む格納済みレコードとを比較することを含む。

0059

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。状態は、第1及び第2の無線信号を受信する装置のロケーション、会場内の物体の構成、又は会場内の人間の特徴のうちの少なくとも1つを含みうる。会場は、装置が位置する部屋又は建物を含みうる。会場内の状態は、扉又は窓の少なくとも1つの構成を含みうる。会場内の状態は、(i)扉の閉じた状態、(ii)扉の開いた状態、(iii)窓の閉じた状態、又は(iv)窓の開いた状態のうちの少なくとも1つを含みうる。会場内の状態は、会場内の特定のロケーションにおける特定の人間の存在を含みうる。会場内の状態を判定することは、(i)会場内の扉が開いているか若しくは閉じているか、(ii)会場内の窓が開いているか若しくは閉じているか、又は(iii)物体が以前の位置と比べて移動したか否か、のうちの少なくとも1つを判定することを含みうる。会場内の状態を判定することは、所定の人間グループから選択された特定の人間を識別することを含みうる。第1の無線信号及び第2の無線信号はIEEE802.11規格に従って送信されうる。IEEE802.11規格は、IEEE802.11a規格、IEEE802.11b規格、IEEE802.11g規格、IEEE802.11n規格、IEEE802.11ac規格又はIEEE802.11ad規格のうちの少なくとも1つを含みうる。第1及び第2のチャネルは、少なくとも1つのガードバンドにより分離されうる。第1のチャネル状態情報は、チャネル応答の振幅及び位相を含みうる。各格納済みレコードは、第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された、連結されたチャネル状態情報と、第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とを含みうる。各格納済みレコードは、第1のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報と第2のチャネルを介して以前に送信された別の無線信号から導出されたチャネル状態情報とから導出された情報を含みうる。各格納済みレコードは、会場内の特定のロケーションに存在する装置から第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出されたチャネル状態情報から導出された情報を含んでもよく、格納済みレコードの少なくともいくつかは、当該会場の異なるロケーションに関連付けられる。第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせ又は第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報の組み合わせから導出された第1の情報と、格納済みレコードのうちの1つに含まれる情報との合致は、第1及び第2の無線信号を受信する装置が、当該合致したレコードに関連付けられたロケーションに存在することを示してもよい。第1の装置は、第1及び第2のチャネル状態情報を判定して、当該第1及び第2のチャネル状態情報を第2の装置へ送出し、第2の装置は、第1及び第2のチャネル状態情報に基づいて、会場内の状態を判定してもよい。第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報を判定する装置が会場内の状態を判定してもよい。第1及び第2のチャネルは、オーバラップしない異なる周波数帯域を占有しうる。第1及び第2のチャネルはそれぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1及び第2のチャネルの帯域幅の総和は60MHzより広くてもよい。第1及び第2のチャネルはオーバラップする周波数帯域を有してもよく、第1及び第2のチャネルはそれぞれ60MHzより狭い帯域幅を有してもよく、第1及び第2のチャネルの組み合わせは60MHzより広い帯域に及びうる。格納済みレコードは、テーブル又はデータベースの少なくとも1つのエントリを含みうる。

0060

別の態様において、方法は、第1のチャネルを介して送信された第1の無線信号から導出された第1のチャネル状態情報と第2のチャネルを介して送信された第2の無線信号から導出された第2のチャネル状態情報とに基づいて扉又は窓の少なくとも1つの状態を判定することを含む。第1のチャネルは第1の複数のサブキャリアを使用し、第2のチャネルは第2の複数のサブキャリアを使用し、第1及び第2のチャネルは異なる中心周波数を有し、第1及び第2のチャネルは60MHzより広い帯域に及ぶ。当該判定は、第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報又は第1のチャネル状態情報及び第2のチャネル状態情報から導出された情報と、第1及び第2のチャネルを介して以前に送信された無線信号から導出された情報を有する格納済みレコードとを比較することを含む。方法は、当該比較に基づいて出力を生成することを更に含む。

0061

方法の実現例は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。方法は、扉又は窓の少なくとも1つが移動したと判定することを含みうる。格納済みレコードのうちの第1の格納済みレコードは、扉又は窓が閉じている状態に関連付けられた情報を有してもよく、格納済みレコードのうちの第2の格納済みレコードは、扉又は窓が所定量開いている状態に関連付けられた情報を有してもよい。第1の無線信号は、IEEE802.11規格に従って第1のチャネルを介して送信される無線パケットであってもよい。

0062

他の態様は、上述した特徴の他の組み合わせ、並びに方法、装置、システム、プログラムとして又は他の方法で示された他の特徴を含む。

0063

定義されない限り、本明細書中で使用されるあらゆる技術用語及び科学用語は、本発明が属する分野の当業者により一般に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書で援用される特許出願と矛盾する場合、定義を含めて本明細書が優先する。

図面の簡単な説明

0064

図1Aは、2つの送受信機を含む無線システムの例示的な一実施形態を示す図である。

0065

図1Bは、広帯域チャネルを介して送信される無線信号を示す図である。

0066

図1Cは、例示的な時間反転通信システムの動作原理を示す図である。

0067



図2A図2Cは、測位システムの例示的な実施形態を示す図である。

0068

図3は、アンテナの周囲に配置された例示的な散乱要素を示す図である。

0069

図4は、測位システムの例示的な一実施形態を示す図である。

0070

図5は、例示的なマッピングトレーニング段階に関連するロケーションを示す図である。

0071

図6は、時間反転屋内測位システムの一実現例を示す図である。

0072

図7は、例示的な時間反転チャネル応答と例示的な参照チャネル応答との畳み込みの例示的な結果を示すグラフである。

0073


図8A及び図8Bは、オフィス環境の例示的な間取り図である。

0074

図9Aは、例示的な順方向チャネルの振幅及び位相を示すグラフである。

0075

図9Bは、例示的な逆方向チャネルの振幅及び位相を示すグラフである。

0076

図10は、順方向チャネルのチャネルインパルス応答と逆方向チャネルのチャネルインパルス応答との間の相互相関を示すグラフである。

0077

図11は、例示的な順方向チャネル測定値と逆方向チャネル測定値との間の時間反転共振強度を示すグラフである。

0078

図12は、短期間の異なる時間間隔において測定された例示的なチャネルインパルス応答のうちのいずれか2つのチャネルインパルス応答の間の時間反転共振強度を示すグラフである。

0079

図13は、長期間の異なる時間間隔において測定された例示的なチャネルインパルス応答のうちのいずれか2つのチャネルインパルス応答の間の時間反転共振強度を示すグラフである。

0080

図14は、動的環境において収集されたチャネル応答の間の時間反転共振強度を示すグラフである。

0081

図15は、種々の格子点における例示的なフォーカシング利得を示すグラフである。

0082

図16は、1cmの格子間隔を使用して評価された仮想空間的フォーカシング効果を示す図である。

0083




図17A図17Dは、1つ以上の送信アンテナと1つ以上の無線受信アンテナとの間の例示的な無線通信リンクを示す図である。

0084

図18Aは、装置のロケーションを判定できる例示的なWiFiシステムを示すブロック図である。

0085

図18Bは、例示的な非オーバラップチャネル調整方式及び例示的なオーバラップチャネル調整方式を示す図である。

0086




























図19〜図25は、種々のロケーションにおける格納済みチャネル応答と新規に測定されたチャネル応答との間の計算された共振強度を示す図である。

0087

図26は、2つの汎用コンピュータを含む例示的な測位システムを示す図である。

0088

図27は、トレーニング段階の方法を示すフローチャートである。

0089

図28は、位置特定段階の方法を示すフローチャートである。

0090












図29図40は、図26の測位システムの種々の実施形態に係る共振強度を表す混同行列を示す図である。

0091












図41図52は、図26の測位システムの種々の実施形態の性能を示す受信者動作特性(ROC)曲線を示す図である。

0092

図53は、ロケータ及び複数の端末装置を含む例示的なマルチユーザ測位システムを示す図である。

0093

図54は、測位システムにより認識されてもよいジェスチャの例を示す図である。

0094



図55図57は、チャネルプローブ信号及びルートレイズドコサインフィルタによりフィルタリングした後のチャネルプローブ信号の表現の例を示す図である。

0095



図58図60は、種々のロケーション及び種々の信号帯域幅におけるロケーション固有シグニチャの例を示す図である。

0096

図61は、チャネルプロービング信号の一例を示す図である。

0097

図62は、図61のチャネルプローブ信号の少なくとも一部分を変調する技術の一例を示す図である。

0098

図63は、図61のチャネルプロービング信号のトレーニング系列の部分の一例を示す図である。

0099

図64は、同期インデックスを判定する技術の一例を示す図である。

0100

図65は、同期を確認する技術の一例を示す図である。

0101

図66は、テプリッツ行列を示す図である。

0102

図67は、同期ミスマッチヒストグラムの一例を示す図である。

0103

図68は、擬似ランダム符号の自己相関関数の一例を示す図である。

0104



図69図71は、最小二乗に基づく方法を使用して判定された推定チャネル応答の例を示す図である。

0105

図72は、実際のチャネル応答及び推定チャネル応答の実数部及び虚数部に対する波形を示すグラフである。

0106

図73は、2つの送信機アンテナから2つの受信機アンテナへの信号の例示的な送信を示す図である。

0107



図74図76及び図78は、種々の数のクラスタを使用して送信アンテナと受信アンテナとの間のリンクのCSIアンサンブルに対してK平均クラスタリングを実行した結果を示すグラフである。

0108



図75図77及び図79は、図74図76及び図78のリンクに対するK平均クラスタリングの重心を示すグラフである。

0109

同一の図中符号は同一の素子を示す。

実施例

0110

本発明は、例えば通信システム、測位システム、認識システム及びセキュリティシステムを向上するためにロケーション固有無線シグニチャ(signatures)を利用してもよい無線システム、装置及び方法に関する。当該技術は、無線信号伝搬において豊富なマルチパスを利用し、環境と共振して信号エネルギーを特定の位置にフォーカスする逆応答物理学を更に利用してもよい。本明細書中で説明する技術及び技法は、屋内測位システムの分解能を向上し、所定の環境における何らかの物理的変化の検出を提供してもよく、5cm以下の空間分解能で空間内の物理的物体離散的な移動を監視するために使用可能である。更に、当該技術は、無線ネットワーク内の複数の接続された装置が同一の物理的スペクトルに存在する他の装置又は他の無線ネットワークからの影響を殆ど受けずに物理的にセキュリティ保護された状態で最大限又はほぼ最大限のデータ転送速度で通信するようにサポートできる。また、当該技術は、例えば対象を見ないコンピュータビジョンによる無線でのイベント物体認識に使用可能である。

0111

ロケーション固有シグニチャは、アンテナにより発射された無線信号が移動する物理環境により散乱され且つ/又は反射され且つ/又は拡散される場合に生成されてもよい。発射された信号の部分が見通し伝搬パス外に散乱される場合にマルチパス伝搬が生じてもよい。これらの信号の散乱成分は最終的に所定の受信機アンテナに到達し且つ/又は送信側アンテナに戻ってもよいが、それらは様々な振幅で異なる時間に到達してもよい。従来の無線ネットワークでは、そのような信号の反射、回折反響又は「マルチパス」は、それらが補正されない場合、通信リンクの範囲が減少し且つ信頼性が低下するため、問題であると考えられるだろう。本開示において、マルチパス無線信号伝搬を利用してもよく且つ例えば通信、屋内測位及び/又は追跡、認識、並びにセキュリティシステムの用途で使用されてもよいシステム、技術及び技法を説明する。

0112

本開示において、用語「ユーザ」は装置及び/又はアンテナを示してもよい。例えば基地局と通信している複数の装置を有するシステムにおいて、用語「マルチユーザアップリンク」は複数の装置からのアップリンク又は複数のアンテナを有する1つの装置からのアップリンクを示してもよく、用語「マルチユーザダウンリンク」は複数の装置へのダウンリンク又は複数のアンテナを有する1つの装置へのダウンリンクを示してもよく、用語「ユーザ間干渉」は種々の装置間の干渉を示してもよい。

0113

本開示において、無線信号は2つの装置間を伝搬してもよく、一方の装置から伝搬し、反射及び/又は散乱された後に当該装置に戻ってもよい。いくつかの実施形態において、装置を基地局、アクセスポイント、ロケータ、送信機、受信機、送受信機、送信元、ルータ、時間反転装置、起点、コンピュータ、ノードゲートウェイブリッジ及びアンテナ等と呼ぶ場合もある。いくつかの実施形態おいて、装置をユーザ、端末装置、移動装置電話、コンピュータ、タブレット、並びに時計、バンドリストバンドアンクルバンドベルトセンサ及び衣服の一部等のウェアラブル電子装置電子カードフォブ(fob)、ドングル等、「ピンガーpinger)」、ボット(bot)、アンテナ等と呼ぶ場合もある。2つ以上の装置及び/又は2つ以上のアンテナを含むいくつかの実施形態において、1つの装置に関して説明する役割は別の装置に関して説明する役割と交換されてもよい。2つの装置、あるいは1つのアクセスポイント及び1つの端末装置を有すると説明される実施形態又は同様の記述において、それらの実施形態は3つ以上の装置を含んでもよいと理解されるべきである。例えば1つのアクセスポイント及び1つの装置を有すると説明される実施形態は、複数の装置を有してもよく且つ/又は複数のアクセスポイントを有してもよい。同様に、実施形態は、複数の基地局、ロケータ、ルータ、送受信機、送信元、送信機、受信機、移動装置、電話、タブレット、コンピュータ、ウェアラブル電子構成要素カード、フォブ、ドングル、ピンガ、装置、アンテナ、時間反転装置、起点及びボット等を有してもよい。

0114

ロケーション固有シグニチャ
図1Aは、2つの送受信機を備える無線システムの例示的な一実施形態を示す。本実施形態において、アンテナを備える送受信機A108は無線信号104を発射し、当該信号は無線チャネル110を伝搬し、アンテナを備える送受信機B106にマルチパス無線信号102として到着する。例示的な実施形態において、少なくとも1つのアンテナは少なくとも1つの無線信号をチャネルに発射してもよく、少なくとも1つのアンテナは無線チャネルから信号を受信してもよい。実施形態において、送信アンテナ及び受信アンテナは互いに離間して配置されてもよく、いくつかの実施形態において、それらは一緒に位置付けられてもよい。同一場所に設置されてもよい。例えば、装置、コンピュータ、移動装置及びアクセスポイント等は2つ以上のアンテナを備えてもよく、アンテナは送信アンテナ及び受信アンテナのいずれか又は双方として動作されてもよい。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのアンテナは、チャネルへの無線信号の発射及びチャネルからのマルチパス信号の受信の双方に使用されてもよい単一アンテナであってもよい。実施形態において、アンテナは、異なる時間スロット、異なる周波数帯域、異なる方向及び/又は異なる偏波で信号を送受信してもよく、あるいは同一又は同様の時間、同一又は同様の周波数帯域、同一又は同様の方向及び/又は同一又は同様の偏波で信号を送受信してもよい。いくつかの実施形態において、アンテナ及び/又はアンテナを備える装置は、信号送信及び信号受信のタイミング、搬送周波数、方向及び/又は偏波を調節してもよい。

0115

本開示中、システム、技術及び/又は方法が送信アンテナ及び受信アンテナを使用すると説明される場合、いくつかの実施形態において、送信アンテナ及び受信アンテナは物理的に同一のアンテナであってもよく、物理的に非常に近接するアンテナであってもよいことが理解されるべきである。いくつかの実施形態において、送信アンテナ及び受信アンテナは互いに離間してもよい。実施形態において、送信アンテナ及び受信アンテナの離間距離は、約1mm、約5mm、約1cm、約5cm、約10cm、約50cm、約1m、約5m、約10m、約50m又は約100mであってもよい。実施形態において、アンテナは1mm〜100m離間してもよい。実施形態において、アンテナは100m以上離間してもよい。実施形態において、送信アンテナと受信アンテナとの間に何らかの隔離を提供するため及び/又は放射パターンを形成するために、導電面が使用されてもよい。

0116

例示的な実施形態におけるアンテナは、電気出力又は電気信号を電波、マイクロ波マイクロ波信号又は無線信号に変換し且つ電波、マイクロ波、マイクロ波信号又は無線信号を電気出力又は電気信号に変換するあらゆる種類の電気装置であってもよい。例えば少なくとも1つのアンテナは指向性アンテナ又は全方向アンテナとして構成されてもよいが、それらに限定されない。少なくとも1つのアンテナは、何らかの種類のモノポールアンテナダイポールアンテナ及びクワドラポールアンテナ等であってもよい。少なくとも1つのアンテナは、何らかの種類のループアンテナであってもよく且つ/又は1本のワイヤから形成されてもよい。少なくとも1つのアンテナは、パッチアンテナパラボラアンテナホーンアンテナ八木アンテナ折り返しダイポールアンテナマルチバンドアンテナ短波アンテナマイクロ波アンテナ同軸アンテナメタマテリアルアンテナ衛星アンテナ誘電共振アンテナフラクタルアンテナヘリカルアンテナ等方性放射体、Jポールアンテナスロットアンテナマイクロストリップアンテナコンフォーマルアンテナ、皿型アンテナ、テレビアンテナラジオアンテナランダムワイヤアンテナ、セクタアンテナセルラアンテナスマートアンテナ及び傘形アンテナ等であってもよい。少なくとも1つのアンテナは、直線アレイアンテナ、フェーズドアレイアンテナ反射アレイアンテナ及び指向性アレイアンテナ等のアンテナアレイの一部であってもよい。少なくとも1つのアンテナは、狭帯域アンテナ又は広帯域アンテナ高利得アンテナ又は低利得アンテナ、調節可能アンテナ又はチューナブルアンテナ、あるいは固定アンテナであってもよい。あらゆる種類のアンテナは、本明細書中で説明するシステム、方法及び技術において使用されるように構成されてもよい。実施形態において、例示的なアンテナに関連する放射パターンは調整可能であってもよく、本明細書中で説明する例示的なシステム、方法及び技術の性能を向上するように調整されてもよい。

0117

実施形態において、電気信号は無線送信のために1つ以上のアンテナに適用されてもよく、処理するために1つ以上のアンテナから受信されてもよい。実施形態において、無線信号は電波又はマイクロ波であってもよい。実施形態において、無線信号はキロヘルツからテラヘルツの範囲のいずれかの搬送周波数を有してもよい。実施形態において、アンテナは、フィルタ増幅器、スイッチ、モニタポート及びインピーダンス整合回路等のうちの少なくとも1つを備えてもよい。いくつかの実施形態において、電気信号はアナログ回路網及び/又はデジタル回路網を使用して生成されてもよく、少なくとも1つのアンテナを駆動するために使用されてもよい。実施形態において、少なくとも1つのアンテナから受信された電気信号は、アナログ回路網及び/又はデジタル回路網を使用して処理されてもよい。本明細書中で開示される発明の例示的な実施形態において、電気信号は、サンプリングデジタル化、格納、比較、相関、時間反転、増幅減衰、調節、補償統合及び処理等が行われてもよい。

0118

本開示において、チャネルの特性をプロービングするために送信アンテナにより発射される信号は、場合によってはプローブ信号、チャネルプローブ信号又はチャネルプローブ波形と呼ばれてもよい。図1Bは、第1の装置108から広帯域チャネル110を介して第2の装置106へ送信される無線信号104を示す。チャネルプローブ信号104は広帯域無線チャネル110を横断し、本例では装置106である第2の装置106に受信プローブ波形102とも呼ばれるものとして到着してもよい。当該受信プローブ波形102は、少なくとも1つのアンテナと受信機電子機器のセットとを備える受信機により受信され且つ処理されてもよい。例示的な実施形態において、受信プローブ波形102を処理することは、装置108と装置106との間の広帯域チャネルに対する推定チャネル応答を生成してもよい。実施形態において、プローブ信号及び受信信号デジタル信号に変換されるアナログ信号であってもよく(また、アナログ信号に変換されるデジタル信号であってもよく)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)、ARM(AdvancedRISCMachine)プロセッサマイクロプロセッサ、コンピュータ及び特定用途向け集積回路ASIC)等を使用して処理され且つ/又は生成されてもよい。

0119

時間領域において、通信リンクのチャネルインパルス応答は以下のようにモデル化可能である。

(式1)
式中、hi[k]は長さLを有するCIRのk番目のタップであり、δ[ ]はディラックのデルタ関数である。尚、チャネル応答の時間領域表現h及びチャネル応答の周波数領域表現Hはフーリエ変換により関連付けられる。この双対性図1Cにおいて記号で示し、本開示中で後述する。チャネル応答が2つの分離したアンテナiとアンテナjとの間で判定される実施形態において、チャネル応答関数の表記は一方又は双方のインデックスを下付き文字として含んでもよい。例えば単一のアクセスポイントが複数の装置iから信号を受信している場合、チャネル応答はhi(又は周波数領域でHi)と示されてもよい。複数のアクセスポイントjが複数の装置iから信号を受信している場合、チャネル応答はhij(又は周波数領域でHij)と示されてもよい。単一アンテナがプローブ信号を送信し且つプローブ信号波形を受信している実施形態において、インデックスi及びjは時間スロット、周波数及び偏波等を表してもよい。

0120

例示的な実施形態において、チャネルインパルス応答が既知である場合、受信プローブ波形は、チャネルプローブ信号とチャネルインパルス応答とを畳み込むことにより予測されてもよい。チャネルインパルス応答又は推定チャネル応答は、実際のチャネルインパルス応答の近似値又は推定値であってもよい。例えば推定チャネル応答は、チャネルの「十分に正確な」推定値と考えられるか又はチャネルの特定の特性を優先的にプロービングするように選択される特定のチャネル長切り捨てられてもよい。更に、推定チャネル応答は、特定の用途に対して「十分に正確である」と判定された離散化信号の時間/振幅分解能を用いて受信プローブ波形の離散化近似値から導出されてもよい。推定チャネル応答は、実際のチャネル応答のフィルタリングされたバージョンであってもよく、チャネルの十分に正確な推定値であってもよい。何が「十分に正確である」かの判定は、用途、無線装置で使用されるハードウェア構成要素、装置の処理能力、装置の許容電力消費及びシステム性能の所望の精度等に依存してもよい。

0121

装置により送信されるプローブ信号が単一のパルス信号又はインパルス信号である場合、受信プローブ波形はチャネルインパルス応答の十分に正確な推定値であってもよく、推定チャネル応答を取得するために受信プローブ波形の受信、離散化及び格納以外の追加処理は殆ど不要であってもよい。装置により送信されるプローブ信号が単一のパルス信号又はインパルス信号以外の波形である場合、受信機は、推定チャネル応答を判定するために受信プローブ波形に追加処理を実行する必要がある場合がある。例示的な一実施形態において、受信機が受信プローブ波形を検出し且つ離散化してもよい。アナログデジタル(A/D)変換器が離散化を実行するために使用されてもよい。実施形態において、デコンボリューション処理は、離散化された受信プローブ波形とチャネルプローブ信号の表現とを使用して推定チャネル応答を得てもよい。実施形態において、推定チャネル応答を得るために他の数学関数が使用されてもよい。チャネルインパルス応答(CIR)は、本明細書においてチャネル応答(CR)、CR信号CIR信号、チャネルプローブ信号応答及び推定チャネル応答と呼ばれてもよい。チャネル応答は測定され且つ/又は計算されてもよく、且つ/又は測定及び計算の組み合わせにより生成されてもよい。本開示において、チャネル応答及び受信プローブ波形をロケーション固有シグニチャと呼ぶ場合もある。

0122

実施形態において、広帯域チャネルのチャネル応答の推定値の精度を向上又は低下するために、異なるチャネルプローブ信号が選択されてもよい。例示的な実施形態において、チャネルプローブ信号はパルス又はインパルスであってもよい。更に、チャネルプローブ信号は、規則的なパターン、任意のパターン又は不規則的なパターンを有する一連のパルスであってもよい。チャネルプローブ信号は波形であってもよい。波形は、実質的に矩形波形二乗余弦波形、ガウス波形ローレンツ波形、あるいは何らかの最適又は所望の方法でチャネルをプロービングするように設計された形状を有する波形であってもよい。例えばチャネルプローブ波形は、周波数がチャープされてもよく、あるいは何らかの最適又は所望の方法でチャネルをプロービングするように適合される周波数スペクトルを有してもよい。プローブ波形は、異なる中心周波数及び帯域幅を有する複数の波形であってもよい。プローブ波形は、振幅変調位相変調周波数変調パルス位置変調偏波変調されてもよく、あるいは振幅、位相、周波数、パルス位置及び偏波の何らかの組み合わせで変調されてもよい。

0123

波形は、関連する通信チャネルを介して交換されることを意図してもよいデータストリームビット持続時間とほぼ等しい時間幅を有してもよい。波形は、関連する通信チャネルを介して交換されることを意図するデータストリームのビット持続時間の略半分、略4分の1、略10分の1、略100分の1又はそれ以下の時間幅を有してもよい。プローブ信号/波形はデータパターンであってもよく、反復するデータパターンであってもよい。プローブ信号は、パケット及び/又はフレーミング情報、同期及び/又はクロック回復情報、ストリーム取り込み情報、装置ID及びネットワーク/リンク層動作情報を含んでもよい。プローブ信号は、動作環境、並びに/又はシステムの送信機及び/又は受信機内の電子構成要素に対して適合された周波数スペクトルを有してもよい。プローブ信号はチャネルインパルス応答の推定値であってもよく、あるいはチャネルインパルス応答の推定値の変更されたバージョンであってもよい。例えばプローブ信号は、推定チャネル応答の時間反転バージョンであってもよい。プローブ信号は、送信機及び/又は受信機内の特定の電子構成要素及び/又は特定の環境要素により生じる信号歪みを補償し且つ/又は強調するように設計されてもよい。

0124

チャネルプロービング信号の1つの例示的な種類は、周期的パルス系列である。そのようなチャネルプロービング信号を用いる場合、受信プローブ波形は周期チャネルパルス応答ノイズバージョンであってもよい。実施形態において、ノイズを抑制してチャネル応答を抽出するために時間平均化法を使用できる。

0125

いくつかの実施形態において、時間平均化法はチャネル応答の信頼できる測定値を提供しない場合がある。チャネル応答推定を向上するためには、ノイズを抑制するために更に長いパルス系列を使用できる。システムの性能を更に向上するために、短い擬似ランダムパルス系列をチャネルプロービング信号として使用できる。そのような場合、受信プローブ波形は、擬似ランダム系列とチャネル応答との畳み込みであってもよい。

0126

実施形態において、プロービング信号として使用される擬似ランダム系列は、受信機が既知であってもよい。その場合、チャネル応答は、受信信号が擬似ランダム系列と畳み込まれる相関に基づく方法を使用して推定可能である。一般に、擬似ランダム系列の自己相関は、シンボル間干渉が生じて推定チャネル応答に誤差が存在する場合があるため、理想的なデルタ関数でない場合がある。実施形態において、シンボル間干渉によるそのような種類のチャネル推定誤差は、擬似ランダム系列でなく、自己相関関数に対する理想的なデルタ形状を有してもよい直交ゴレイ相補系列を使用することにより最小化又は回避されてもよい。

0127

実施形態において、無線装置は、f1GHzの中心周波数を有する第1の無線信号を送信してもよい。実施形態において、第1の無線信号はチャネルプローブ信号、パルス信号、フレーム信号擬似ランダムノイズ(PN)系列及びプリアンブル信号等であってもよい。実施形態において、無線信号の帯域幅は、約10MHz、約20MHz、約40MHz、約60MHz、約125MHz、約250MHz、約500MHz及び約1GHz等であってもよい。実施形態において、無線装置は、f2GHzの中心周波数を有する第2の無線信号を送出してもよい。実施形態において、第2の無線信号はチャネルプローブ信号、パルス信号、フレーム信号、PN系列及びプリアンブル信号等であってもよい。実施形態において、無線信号の帯域幅は、約10MHz、約20MHz、約40MHz、約60MHz、約125MHz、約250MHz、約500MHz及び約1GHz等であってもよい。実施形態において、第1の無線信号の周波数スペクトル及び第2の無線信号の周波数スペクトルはオーバラップする周波数を含んでもよい。いくつかの実施形態において、2つの無線信号の間にオーバラップする周波数が存在しなくてもよい。いくつかの実施形態において、異なる無線信号の周波数スペクトルは、いわゆるガードバンド又はガードバンド周波数により分離されてもよい。第1の無線信号(例えば、周波数f1における)を使用してプロービングされたチャネルに対するチャネル応答はHij(f1)と表されてもよい。第2の無線信号(例えば、プローブ周波数f2における)を使用してプロービングされたチャネルに対するチャネル応答はHij(f2)と表されてもよい。実施形態において、3つ以上のプローブ周波数信号がチャネルをプロービングするために使用されてもよい。3つ以上のプローブ周波数信号は何らかのオーバラップする周波数を有してもよく、あるいはオーバラップする周波数を有さなくてもよい。

0128

実施形態において、無線装置は、異なる無線信号搬送周波数に同調して無線チャネルをプロービングするために、チャネル同調及び/又は周波数ホッピングを使用してもよい。いくつかの実施形態において、無線装置は、指定された周波数帯域内の異なるチャネルに同調して無線チャネルをプロービングしてもよい。例えば無線装置は、最初にWiFi(IEEE802.11)信号伝送帯域幅内の1つのチャネルに同調した後に無線帯域内の別のチャネルに同調してもよい。周波数同調は、1つのチャネルから次のチャネルに順次行われてもよいが、WiFi帯域内で1つのチャネルから別のチャネルにランダムホップしてもよい。実施形態において、異なるチャネルは異なるチャネル帯域幅を有してもよい。実施形態において、プローブ信号を生成するため及び/又は受信信号内のチャネル情報解析するために、あらゆる無線プロトコルが使用されてもよい。

0129

実施形態において、チャネルをプロービングするために複数のチャネルプローブ信号が使用されてもよい。いくつかの実現例において、同一のプローブ信号が複数回送出されてもよく、受信プローブ波形が平均化され且つ/又は比較されてもよい。例えばプローブ信号は2回、5回、10回、30回、50回、100回、500回又は1000回送出されてもよい。実施形態において、プローブ信号は1回送出されてもよく、2回〜1000回のいずれかの回数送出されてもよい。実施形態において、プローブ信号は1001回以上送出されてもよい。例えば何らかの監視及びセキュリティ用途において、プローブ信号は継続的に送出されてもよい。空間を監視してプロービングするために、例えば毎秒1個、毎秒10個、毎秒100個等のプローブ信号が継続的に送出されてもよい。プローブ信号が継続的に送出される速度は、環境の変化が検出される必要のある速度により判定されてもよい。

0130

実施形態において、一部の受信プローブ波形のみが更なる処理に使用されてもよい。例えば一部の受信プローブ波形及び/又は推定チャネル応答が廃棄又は削除されてもよい。廃棄及び/又は削除される波形及び/又は応答は、他の受信波形及び/又は推定応答と十分に異なるため、外れ値(outliers)でありチャネルの十分に正確な表現でないと考えられてもよいものであってもよい。いくつかの実施形態において、異なるプローブ信号は異なる時間に送出されてもよく且つ/又は受信機からのフィードバックに応答して送出されてもよい。例えば送信機におけるプローブ信号は、受信プローブ波形、推定チャネル応答、並びに/又は受信プローブ波形及び/又は推定チャネル応答の類似性を向上するように調整されてもよい。実施形態において、送信機は少なくとも2つの異なるプローブ信号を送出してもよく、受信機は少なくとも2つの異なる受信プローブ波形のいずれか1つ、いくつか又は全てに基づいてチャネル応答を推定してもよい。実施形態において、プローブ信号は、以前に測定され且つ/又は計算されたチャネル応答のバージョン及び/又は測定され且つ/又は計算されたチャネル応答の時間反転バージョンであってもよい。

0131

本開示中で以下に更に詳細に説明するように、波形、シグニチャ及び/又は応答の類似性、合致又は相関は、仮想時間反転処理技術、時間反転共振強度、パターン認識及び/又はパターン照合線形及び/又は非線形サポートベクトルマシン及び/又はサポートベクトルネットワーク、機械学習データマイニング、分類、統計的分類タギング及びカーネルトリック(例えば、カーネル関数を適用するカーネル法)等を使用して判定されてもよい。

0132

実施形態において、受信プローブ波形を処理することは、受信信号のいずれか一部分を増幅又は減衰することを含んでもよい。実施形態において、チャネルは1回プロービングされてもよく、あるいはチャネルは2回以上プロービングされてもよい。実施形態において、複数の受信プローブ波形の測定、処理及び記録等が行われてもよい。実施形態において、いくつかのチャネル応答が他のチャネル応答と平均化されてもよい。実施形態において、いくつかのチャネル応答が廃棄されてもよく又は記録されなくてもよい。実施形態において、いくつかのチャネル応答が異なる環境条件で測定されて格納されてもよい。そのような格納された応答信号は、元の測定値に関連する環境条件を示すための参照信号として使用されてもよい。実施形態において、新規に測定されたチャネル応答は、以前に格納されたチャネル応答の中で新規に測定されたチャネル応答と最も合致するものを判定するために、多くの以前に格納されたチャネル応答と比較されてもよい。その場合、最も密接に相関するか又は最も合致する以前に格納されたチャネル応答の環境パラメータが新規に測定されたチャネル応答に関連付けられてもよい。例示的な実施形態において、環境条件は、温度、物体のロケーション又は配置、人間のロケーション又は配置、物体の姿勢、人間の姿勢、アクセスポイントのロケーション及び/又は姿勢、端末装置、センサの位置及び/又は姿勢、信号反射体の位置及び/又は姿勢、信号散乱体の位置及び/又は姿勢、並びに信号減衰体の位置及び/又は姿勢等を含んでもよいが、それらに限定されなくてもよい。

0133

例示的な一実施形態において、推定チャネル応答は、会場又は特定の環境における特定の位置に存在する2つの装置間のチャネル応答又は装置と物体及び/又は構造との間のチャネル応答を表すため、ロケーション固有波形及び/又はシグニチャであると考えられてもよい。図1Bに示すように、本例では装置108である第1の装置又は本例では装置106である第2の装置が移動される場合、信号が伝搬する複数の伝搬パスのうちの少なくともいくつかが変化することによりチャネル応答が変化する可能性がある。信号の送信及び受信の双方に対して単一アンテナが使用される場合、環境の会場内の物体及び/又は構造が移動すると、信号が伝搬する複数の伝搬パスが変更され、それによりチャネル応答が変化する場合がある。推定チャネル波形の特性、並びに位置及び/又は向きの関数としての推定チャネル波形の変化量は、会場、環境及びシステム内のハードウェア構成要素等に依存してもよい。

0134

図2Aは、第1の無線装置208が第2の無線装置210からロケーション固有シグニチャを受信してもよい測位システムの例示的な一実施形態を示す図である。ロケーション固有シグニチャは、無線信号を1回以上反射させる場合がある構造又は物体を有する環境において生成されてもよい。例えば図2Aに示すように、会場200は第1の部屋202及び第2の部屋206を有してもよい。第1の部屋202内の第1の装置208が第2の部屋206内の第2の装置210へ信号を送信する場合、信号は複数の方向に伝搬し、例えば212、214及び216である複数の伝搬パスを通って移動することにより第2の装置210に到達できる。複数の伝搬パスを通って移動する信号をマルチパス信号と呼ぶ。広帯域チャネルを介して第1の装置により送信されている信号がチャネル応答をプロービングするために使用される場合、信号をチャネルプローブ信号と呼んでもよい。信号が伝搬パス(広帯域チャネル)を通って移動する際、信号は歪む場合がある。第2の装置210により受信されるマルチパス信号は、受信プローブ波形と呼ばれてもよく、第1の装置208により送信された信号と非常に異なる場合がある。受信プローブ波形は、当該会場又は環境における第1の無線装置及び第2の無線装置の相対位置に固有であるため、ロケーション固有シグニチャである。

0135

図2Bは、第1の無線装置アンテナ208が第2の無線装置アンテナ210からロケーション固有シグニチャを受信してもよく、双方のアンテナが共通の筐体、装置又は回路基板等を共有する例示的な一実施形態を示す。図2Bに示す例示的な実施形態において、会場200は第1の部屋202及び第2の部屋206を有してもよい。第2の部屋206内の第1の装置アンテナ208が第2の部屋206内の第2の装置アンテナ210へ信号を送信する場合、信号は複数の方向に伝搬し、例えば222、224及び226である複数の伝搬パスを通って移動することにより第2の装置アンテナ210に到達できる。第2の装置アンテナ210により受信されるマルチパス信号は、受信プローブ波形と呼ばれてもよく、第1の装置アンテナ208により送信された信号と非常に異なる場合がある。受信プローブ波形は、当該会場又は環境における第1の無線装置アンテナ及び第2の無線装置アンテナの相対位置に固有であるため、ロケーション固有シグニチャである。

0136

図2Cは、第1の無線装置アンテナ238が無線信号を送受信してもよい例示的な一実施形態を示す。本実施形態において、アンテナ238はチャネルプローブ信号を送信してもよく且つ受信プローブ波形を受信してもよい。実施形態において、送信信号及び受信信号は時間多重化、周波数多重化及び/又は偏波多重化されてもよい。実施形態において、無線装置アンテナ238は、アンテナに接続された回路の少なくとも一部分を送信機回路構成要素と受信機回路構成要素との間で切り替えるために使用されてもよいスイッチを備えてもよい。図2Cに示す例示的な実施形態において、会場200は第1の部屋202及び第2の部屋206を有してもよい。第2の部屋206内の装置アンテナ238が信号を送信する場合、信号は複数の方向に伝搬し、例えば232、234及び236である複数の伝搬パスを通って移動することにより装置アンテナ238に到達できる。装置アンテナ238により受信されるマルチパス信号は、受信プローブ波形と呼ばれてもよく、装置アンテナ238により送信された信号と非常に異なる場合がある。受信プローブ波形は、当該会場又は環境における無線装置アンテナの位置に固有であるため、ロケーション固有シグニチャである。

0137

例示的な一実施形態において、システムの位置精度は、図3に示すように端末装置300の送信機アンテナ304の周囲に1つ以上の散乱要素302を配置することにより向上可能である。散乱要素302を使用することにより、測位システムの位置特定(localization)精度を搬送信号波長の約1/30(例えば、測位システムが5GHz周波数で動作されている場合、約2mm)に向上できる。

0138

例えば図2Aの例示的な測位システムの特徴は、装置208、210が、Wi−Fi、Bluetooth又はセルラ信号に基づく無線システム等の従来の無線周波数に基づく無線システムと比較して広い帯域幅を使用してもよいことである。広い帯域幅を使用する場合、測定されたチャネル応答の細かい構造をより明確に区別できることにより、異なるロケーションにおけるチャネル応答の間の相関又は類似度が低下する。その結果、帯域幅が広くなるほど、ロケーション固有シグニチャの位置特定精度が向上してもよい。高い位置特定精度を必要としない用途の場合、ロケーション固有シグニチャは帯域幅の狭い信号を使用して判定されてもよく、且つ/又は異なるロケーションにおけるチャネル応答の相関を増大させるために受信信号パスにフィルタ又は信号平滑化構成要素を提供してもよい。更に高い位置特定精度を必要とする用途の場合、ロケーション固有シグニチャは、帯域幅が更に広い信号及び/又は更に高い帯域幅及び/又は分解能が更に高いアナログ/デジタル変換器を使用して判定されてもよい。

0139

測位システム
本明細書は、無線チャネル応答情報を使用することにより、センチメートル級又はミリメートル級(又はそれ以上)の位置精度と共にメートル級の位置精度も達成できる測位システムを開示する。チャネルインパルス応答(CIR)及び推定チャネル応答とも呼ばれるチャネル応答は、2つの装置間又は単一の装置とその環境との間の無線チャネル及びそれらの装置の相対位置を特徴付けるロケーション固有シグニチャであってもよい。チャネル応答は測定され且つ/又は計算されてもよく、且つ/又は測定及び計算の組み合わせにより生成されてもよい。

0140

無線測位システムの例示的な一実施形態において、第1の装置は基地局、アクセスポイント又はロケータと呼ばれてもよく、チャネルプローブ信号を送信する第2の装置からプローブ波形を受信してもよい。ロケータは、ロケータと測位される装置との間のチャネルに対するチャネル推定値を生成するために受信プローブ波形を処理できてもよい。ロケータは更に、対応するロケーション情報を有する以前に判定されたチャネル応答のリスト又はデータベースにアクセスできてもよく、あるいはロケータは、ロケータに対して種々のロケーションに存在する装置に対する予測チャネル応答を生成できるツールにアクセスできてもよい。ロケータは、測位される装置の受信プローブ波形からのチャネル推定値と格納済みチャネル推定値及び/又は生成されたチャネル推定値とを比較してもよく、推定チャネル応答が格納済みチャネル推定値及び/又は生成されたチャネル応答と十分に類似する場合、ロケーションと測位された装置とを関連付けてもよい。

0141

いくつかの実現例において、各チャネル応答が会場内の複数の位置のうちの1つに関連付けられたチャネル応答のデータベースが確立されてもよい。チャネル応答のデータベースは、測定、推定、シミュレーション、計算及び予測等のうちのいずれか、全て又はそれらの組み合わせにより確立されてもよい。例示的な測定技術において、装置は会場内の種々の位置に配置されてもよく、各位置において、装置の座標は、レーザ干渉計位置測定システム等の参照位置測定システムを使用して、あるいは空間の2D/3D視覚化において自身の位置を識別するユーザ又は装置により判定されてもよい。各位置において、装置は、ロケータにより受信及び/又は検出される1つ又は複数のプローブ信号を送出してもよい。ロケータは、受信プローブ波形に基づいてチャネル応答を判定してもよく、座標及び対応するチャネル応答をデータベースに格納してもよい。例えば会場内の床、天井、壁及び物体からの反射のため、プローブ信号は複数のパス(マルチパス)を通ってロケータに伝搬してもよい。装置が会場内の異なるロケーションに存在する場合、端末装置からロケータへ送信されたプローブ信号は異なるマルチパスを伝搬してもよく、その結果、異なるチャネル応答がロケータにおいて受信又は検出される。したがって、データベースに格納された情報は、検出されたチャネル応答と会場内の対応する座標との間のマッピングを表してもよい。その後、装置が会場内の位置に配置される場合、装置は別のプローブ信号又はプローブ信号のセットをロケータに送出してもよい。ロケータは、受信プローブ波形に基づいてチャネル応答を判定してもよく、最も合致するチャネル応答に対応する位置座標を識別するためにデータベースを探索してもよい。測位システムは、信号が複数回反射しやすい屋内環境において特に有用だろう。測位システムは、高い建物、種々の構造又は他の物が電磁信号を反射し且つ/又は散乱することによりロケータにおいてマルチパス信号が生成される場合のある屋外環境においても特に有用だろう。

0142

実施形態において、チャネル応答のデータベースはローカルに及び/又はリモートに格納されてもよい。例えば設置されたアクセスポイントは、それが設置される領域又は会場に関連するチャネル応答情報のデータベースを備えてもよい。別の例において、設置されたアクセスポイントは、格納済みチャネル応答関数のデータベースを備えてもよいネットワーク内のリモートノードと通信してもよい。実施形態において、装置のロケーションを判定するために実行される処理はローカルに実行されてもよく、ロケータにおいて又はロケータの周囲で実行されてもよく、あるいは処理はリモートリソースにおいて実行されてもよい。実施形態において、格納及び処理リソースは単一の装置に含まれてもよく且つ/又は同一場所に存在してもよく且つ/又はネットワーク内に分散されてもよい。実施形態において、チャネル応答のデータベースは、インターネット又はワールドワイドウェブ上でアクセス可能であってもよい。実施形態において、チャネル応答情報は、複数のサーバ及び/又は複数のロケーションに格納されてもよい。実施形態において、装置及びそれらのロケーションに関する情報は、収集され且つ/又は処理され且つ/又は格納され且つ/又は複数のロケーションにいる複数のユーザがアクセスできるようにされてもよい。実施形態において、チャネル応答のデータベースは、マッピング及び屋内ロケーション情報を提供するために使用されてもよい。実施形態において、そのようなデータベースは屋内でマッピング機能を提供できる。例えばユーザは、自身の装置でアプリケーションを実行してもよく、あるいはユーザに屋内マッピング情報を送出するリモートサーバにアクセスしてもよい。ユーザは、マッピング情報の解像度を変更し、マッピング情報のビューを変更し、ローカルに及び/又はネットワークリソースから導出されたチャネル応答情報を使用してマッピング情報を「拡大」及び「縮小」できてもよい。

0143

ロケータがデータベースを「探索し(look through)」且つ格納済みチャネル応答と最近判定されたチャネル応答との相関性を「識別する(identify)」ために使用してもよい複数の例示的な技術が存在する。それらの技術は、格納済みデータ及び/又は受信データを処理すること、処理されたデータと閾値とを比較すること、並びに特定の閾値を有する等の特定の基準を満たすデータを識別すること等を含んでもよいが、それらに限定されない。特定のチャネル応答が合致するか否か、相関するか否か及び関連するか否か等を判定するために、機械学習技術が適用されてもよい。例えばチャネル情報を特徴として使用するか又はチャネル情報から特徴を抽出することにより、サポートベクトルマシン、決定木等の機会学習技術を使用して、ロケーションを識別するための分類子(classifier)を学習できる。格納済みデータ及び/又は受信データを処理することは、データをサンプリングすること、データを収集すること、データを除去すること、データを統計的に解析すること、乗算、畳み込み、相関、整合フィルタリング、統合、平均、加算、減算、正規化、分類、トレーニング及びカーネルトリック等の数学関数をデータに実行することを含んでもよいが、それらに限定されない。

0144

例示的な実施形態において、ロケータは装置からロケーション固有シグニチャを測定してもよい。例示的な実施形態において、チャネルインパルス応答が既知である場合、受信プローブ波形は、チャネルプローブ信号とチャネルインパルス応答とを畳み込むことにより予測されてもよい。実施形態において、無線測位システムは、Wi−Fi、Bluetooth又はセルラ信号に基づく無線システム等の従来の無線周波数に基づく無線システムと比較して広い帯域幅を使用してもよい。広い帯域幅を使用する場合、測定されたチャネル応答の細かい構造をより明確に区別できることにより、異なるロケーションにおけるチャネル応答の間の相関が低下する。その結果、帯域幅が広くなるほど、位置特定の精度又は分解能が向上してもよい。高い位置特定精度を必要としない用途の場合、ロケーション固有シグニチャに基づく測位システムは帯域幅の狭い信号を使用してもよく、且つ/又は異なるロケーションにおけるチャネル応答の相関を増大させるために信号パスにフィルタ又は信号平滑化構成要素を提供してもよい。更に高い位置特定精度を必要とする用途の場合、ロケーション固有シグニチャに基づく測位システムは、帯域幅が更に広い信号及び/又は更に高い帯域幅及び/又は分解能が更に高いアナログ/デジタル変換器を使用してもよい。いくつかの実施形態において、チャネル応答は、測位システムの位置特性精度を調整するために切り捨てられてもよい。

0145

チャネルプロービング段階の間、ロケータは、システムの所要の測位精度を実現するために、十分に正確なチャネル情報を取得する必要があるだろう。例示的な実施形態において、装置の位置を判定するためにチャネル応答の時間反転バージョンが使用されてもよい。そのような実施形態は、時間反転システムのフォーカシング効果(focusing effect)を利用してもよい。データ通信システムのチャネルプロービング段階において無線チャネル情報を取得する装置及び方法を時間反転ハンドシェイクと呼んでもよい。実施形態において、チャネルプロービングはデータ通信システムにおけるハンドシェイク処理の一部であり、ハンドシェイク処理のチャネルプロービング部分の間に取得される情報は、例えば測位、セキュリティ監視及びジェスチャ認識に使用可能である。時間反転ハンドシェイクの技術は、2014年2月19日に出願され且つ本明細書で全体が援用される米国特許出願第14/183,648号「Handshaking Protocol For Time-Reversal System」において説明され、図61図73に関して以下に説明される。

0146

実施形態において、新規に測定されたチャネル応答は、以前に格納されたチャネル応答測定値のうち新規に測定されたチャネル応答と最も合致するものを判定するために、多くの以前に格納されたチャネル応答測定値と比較されてもよい。例えば装置の位置の変化は、異なる時間における装置の位置を比較することにより判定されてもよい。例えば装置は家屋の扉又は窓に装着可能であり、位置の変化(すなわち、推定チャネル応答の変化)を判定することは、扉又は窓が開けられたことを示すために使用されてもよい。そのようなシステムは、侵入者検出又は住宅監視の用途に使用可能である。実施形態において、高齢者シャツポケット又は手首に装着された装置は、高齢者が転倒したか否かを検出するために使用されてもよい。装置は、倉庫内の商品に付着され、商品の種類及びロケーションを検出し且つ在庫リアルタイム更新するために使用されてもよい。装置は、ショッピングモールを歩き回る人間により保持及び/又は携帯され、ターゲット広告又は店舗ナビゲーションに使用されてもよい。実施形態において、装置は訪問者により保持又は携帯され、ガイドツアー及び/又は屋内ナビゲーション命令を提供するために使用されてもよい。

0147

既知のロケーションを用いる参照ロケーション固有シグニチャの生成
例示的な実施形態において、既知のロケーションに対する参照ロケーション固有シグニチャは最近測定されたロケーション固有シグニチャと比較されてもよい。当該比較により、それらのロケーション固有シグニチャが互いに十分に類似すると示される場合、位置特定システムは最近測定された装置が厳密に合致した参照ロケーション固有シグニチャに対応する既知の位置に存在すると判定してもよい。実施形態において、既知のロケーションに対する参照ロケーション固有シグニチャを判定する種々の方法が存在する。

0148

例示的な一実施形態において、既知のロケーションに存在する会場内の装置はロケータにチャネルプローブ信号を送出してもよく、ロケータはそれらのロケーションにおける装置に対する推定チャネル応答を判定して当該データをデータベースに格納してもよい。いくつかの実現例において、会場内のロケーションと対応する参照チャネル応答との間のマッピングは実験的に又は測位システムの動作前の測定により確立されてもよく、その後、会場内の端末装置のロケーションを判定するためにマッピングが使用されてもよい。いくつかの実現例において、会場内のロケーションと対応する参照チャネル応答との間のマッピングは計算により確立されてもよく、その後、会場内の端末装置のロケーションを判定するためにマッピングが使用されてもよい。いくつかの実現例において、実験又は測定及び計算の組み合わせが使用される。

0149

いくつかの実現例において、参照チャネル応答は測位システムの動作前に確立されてもよく、あるいは測位システムが動作している現場で又は動作と同時に確立されてもよい。実施形態において、事前に確立された参照チャネル応答は、例えば最初に参照チャネル応答を生成するために使用された技術のうちのいくつか又は全てを実行した後に新規に推定されたチャネル応答が古い格納済みチャネル応答と合致するか否かを計算することにより、精度又は妥当性を定期的にチェックされてもよい。それらが十分に合致しない場合、データベース内の古いチャネル応答が新規のチャネル応答に置換されてもよい。2つ以上のチャネル応答が十分に合致するか否かの判定は、ユーザ及び/又は用途及び/又はシステムに固有であってもよい。また、システムが開始してもよいデータベース内のチャネル応答の置換等のステップも同様にユーザ及び/又は用途及び/又はシステムに固有であってもよい。いくつかの実施形態において、全ての参照チャネル応答がチェックされ且つ/又は較正されなくてもよい。

0150

いくつかの実施形態において、参照チャネル応答は継続的に拡張され且つ/又は向上されてもよい。例えば特定のセンサが会場中の既知のロケーションに配置されてもよい。ユーザがセンサに近付くと、ユーザ(又はユーザの装置)はロケータ及びユーザの装置と通信するようにセンサをトリガしてもよい。このことがユーザの装置にチャネルプローブ信号を送出させてもよく、それにより、ロケータはセンサの位置に関連付けられた現在の参照チャネル応答の精度をチェックしてもよく且つ/又はそれを既存のデータベースに追加してもよい。例示的な一実施形態において、床の圧力センサは、人間が当該位置に立っている際に装置からチャネルプローブ信号を収集するように測位システムをトリガしてもよい。その場合、ロケータはセンサの位置及び推定チャネル応答を格納してもよい。例えば温度センサ光センサ動きセンサ侵入センサ及びカメラ等である多くの種類のセンサが同様の実施形態において使用されてもよいと考えられる。更に、セキュリティカメラ及びNESサーモスタット等の監視システムが本明細書中で説明する測位システムにおけるセンサとして使用されてもよい。

0151

実施形態において、装置内のハードウェア構成要素が装置とロケータとの間のチャネル応答に影響を与える場合がある。例えば異なるアンテナ及び受信機電子回路を有する2つの装置は、それらとロケータとの間の異なるチャネル応答により特徴付けられてもよい。既知のロケーションに対する参照チャネル応答にアクセスできることに加えて、ロケータは既知のロケーション及びハードウェア仕様の種類に対する参照チャネルに更にアクセスできてもよい。実施形態において、装置はロケータと通信して自身のハードウェア構成を知らせてもよく、それによりロケータは、装置の位置を判定するために使用する適切な参照チャネル応答を選択できる。上述したように、ロケータは、継続的に、定期的に又はトリガイベントに応答して、装置の位置を判定するために使用される参照チャネル応答を追加又は修正してもよい。例えばロケータは、新しい種類の装置がプローブ信号を送出する場合に参照チャネル応答を更新してもよい。

0152

測位システムの例示的な一実施形態を図4に示す。本実施形態において、システムは、測位システムとしての動作前又は動作中に参照ロケーション固有チャネル応答のデータベースを構築するために更に使用されてもよい。端末装置454は、例えば部屋、オフィス廊下教室、家屋、ホテル、建物、倉庫、美術館、コンベンションセンタ、遊園地、競技場、地下鉄駅、鉄道駅、空港、ショッピングモール、地下領域、クルーズ船、トンネル、あるいは複数の構造又は建物を有する領域等である会場470内の第1の位置P1に配置されてもよい。端末装置454は、472a、472b、472c、472d(いくつかのパスのみを図示するが、更なるパスが存在できる)等の複数の伝搬パスを介してロケータ452にチャネルプローブ信号を送出してもよい。会場470は、プローブ信号を反射及び/又は散乱する可能性のある壁及び家具等の複数の物体(不図示)を有してもよい。ロケータ452はマルチパス信号を受信し、位置P1に関連するチャネル応答CR1を判定してもよい。

0153

レーザ干渉計位置測定システム等の参照位置測定システム(不図示)は、基準点478に対する位置P1の座標(例えば、(x1,y1,z1))を判定してもよい。基準点478は、会場470の中心又は会場470の隅等、任意に選択可能である。デカルト座標系を使用でき、その場合、基準点478は座標系原点(座標(0,0,0)を有する)に存在し、x軸、y軸及びz軸は全て互いに直交する。極座標系球座標系及び地理座標系等の他の座標系も使用できる。ロケータ452は、位置P1の座標(x1,y1,z1)及び関連するチャネル応答信号CR1をデータベースに格納してもよい。

0154

例示的な一実施形態において、端末装置454は会場470内の第2の位置P2に配置されてもよく、474a、474b等の複数の伝搬パスを介してロケータ452にプローブ信号を送出してもよい。ロケータ452はマルチパス信号を受信し、位置P2に関連するチャネル応答CR2を判定してもよい。参照位置測定システムは、基準点478に対する位置P2の座標(x2,y2,z2)を判定してもよい。ロケータ452は、位置P2の座標(x2,y2,z2)及び関連するチャネル応答CR2をデータベースに格納してもよい。

0155

例示的な一実施形態において、端末装置454は会場470内の第3の位置P3に移動されてもよく、476a、476b等の複数の伝搬パスを介してロケータ452にプローブ信号を送出してもよい。ロケータ452はマルチパス信号を受信し、位置P3に関連するチャネル応答CR3を判定してもよい。参照位置測定システムは、基準点478に対する位置P3の座標(x3,y3,z3)を判定してもよい。ロケータ452は、位置P3の座標(x3,y3,z3)及び関連するチャネル応答CR3をデータベースに格納してもよい。

0156

例示的な実施形態において、基地局452が種々の位置に関連するチャネル応答を判定できるように、端末装置454は会場内の種々の位置に配置されてもよい。例えば位置は、プローブ信号の搬送信号の1000波長、100波長、10波長、1波長、1/2波長又は1/10波長等の距離で離間される格子点の配列から選択可能である。格子点は、例えば0.1mm、0.5mm、1mm、1cm、10cm、1m、10m、100m又は例えば0.1mm〜100mの何らかの距離で離間されてもよい。格子点は、高精度が必要とされるロケーションで間隔が密であってもよく、低精度が許容されるロケーションで間隔が疎であってもよい。いくつかの実現例において、位置分解能は0.1mmより高くてもよく、100mより低くてもよい。例えば屋外測位システム又は大きい構造内での位置認識は、必要な分解能が数百メートルにすぎない何らかの用途を有してもよい。患者体内外科器具の識別又はシリコンウエハの識別及びプロービング等の高精度の用途は、約数ナノメートルの分解能を必要とする場合がある。本開示において説明する技術及び技法は、ナノメートル級の精度から数メートルの精度を必要とするシステムに対する要件を満たすように適合可能である。

0157

x軸、y軸及びz軸に沿う座標を判定できるように、格子点は会場470内の3次元空間に存在してもよい。測位システムが会場470内を歩行するユーザにより保持された装置(例えば、携帯電話)の位置を主に判定する場合、装置の標準的な使用に対応する高さの範囲、例えば床上1フィート〜6フィートの範囲に対して格子点の間隔を密にできる。したがって、例えば会場が20フィートの高さの天井を有するコンベンションセンタである場合、床上6フィートより高い位置に関連するチャネルインパルス応答を測定する必要はないだろう。

0158

実施形態において、測定段階の間の装置の配置は、人間、ロボット、移動ステージ、測位システム及び/又はコンピュータ制御により実行されてもよい。例えば装置を5cm間隔の格子点に配置できるようにする構造が会場内に組み立てられてもよい。その場合、測定値を取得できるように、人間又は機械が装置を構造上の種々の位置に移動してもよい。例えば構造は、チャネル応答に与える影響が小さくなるように設計されてもよい。いくつかの実施形態において、自律ロボット掃除機等の既知のロボットを含むロボットが測定に使用される装置を搬送してもよく、測定値を種々の位置で取得できるように空間内を移動してもよい。ロボットは、自身の制御の下で移動してもよく、あるいは遠隔制御又はコンピュータ制御されてもよい。ロボットは、会場の3次元マッピングが達成されてもよいように、装置を種々の床上高さに保持してもよいポールを装備してもよい。上述した技術はいずれも他の技術と組み合わされてもよく、あるいは個別に使用されてもよい。

0159

いくつかの実現例において、測位システムが工場における自律走行車両の位置を判定するために使用され且つ車両に端末装置を搭載できる場合、車両に搭載された端末装置の高さに対応する高さの範囲に対して格子点の間隔を密にできる。車両が移動するように設計されるロケーションに対応する運動面のx座標及びy座標の範囲に対して格子点の間隔を密にできる。

0160

いくつかの実現例において、測位システムが倉庫において航空機有人又は無人航空機(例えば、ドローン))の位置を判定するために使用され且つ端末装置が航空機に搭載される場合、格子点は航空機の可能な飛行高度に対応する高さの全範囲にわたり存在してもよい。航空機が移動するように設計されるロケーションに対応するx座標、y座標及びz座標の範囲に対して格子点の間隔を密にできる。

0161

いくつかの実現例において、会場内のロケーションと対応するチャネル応答との間のマッピングは計算により確立されてもよく、その後、会場内の端末装置のロケーションを判定するためにマッピングが使用されてもよい。例えば会場の3次元レンダリングがロケータに関連付けられた記憶装置に格納されるか又はダウンロードされてもよい。そのようなデータファイルが事前に使用可能でない場合、ロケータの構成要素により構成されてもよい。例えば会場の3次元(3D)モデルは、写真、画像、ビデオレーザ測距及び光コヒーレンストモグラフィ等の測距技術エコーロケーション及び/又は他の撮像技術及びコンピュータビジョン/グラフィック技術を使用して構成されてもよく、その後、環境内のロケーション固有推定チャネル応答のデータベースを生成するために3Dモデルが3D電磁EMシミュレータインポートされる。3D電磁シミュレータは、COMSOL、ANSYS、MATLAB、NEC、AN−SOF、EMPro、XF−tdt、Wireless Insite、XGtd及びEmpire XPU等の市販のシミュレーションスイートであってもよい。3D電磁シミュレータは、ロケータ、基地局及びアクセスポイント等において実行するようにカスタム開発されてもよい。会場内の送信機と受信機との間の複数のチャネルパスを正確に予測するために3D EMシミュレータにより使用される会場内の異なる物体の反射係数等のパラメータは、いくつかのロケーションにおけるチャネル応答を測定し且つ測定された応答と予測された応答とを比較することによりトレーニングし且つ/又は較正できる。実施形態において、会場内の異なる物体の反射係数等のパラメータは事前にロードされてもよく、温度、湿度及び煙霧等の環境要素を説明するために複数の値を有してもよい。

0162

座標とチャネル応答との間のマッピングに関する情報は、以下の表1等のテーブルに格納可能である。

0163

座標とチャネル応答との間のマッピングが確立された後、会場470内の端末装置の位置を判定するためにマッピングを使用できる。例えば端末装置454を会場470内の未知の位置に配置し、端末装置454はロケータ452により受信されるプローブ信号を送出し、ロケータ452は受信プローブ信号に基づいてチャネル応答CRxを判定しうる。ロケータ452はチャネル応答CRxとテーブル内の事前格納済みチャネル応答とを比較して、最も合致するものを識別しうる。本例において、事前格納済みチャネル応答CR3がチャネル応答CRxに最も合致すると仮定する。ロケータ452は、端末装置454が事前格納済みチャネル応答CR3に関連する座標(1,0,0)に存在すると判定しうる。

0164

いくつかの実施形態において、ロケータは、チャネル応答CRxと事前格納済みチャネル応答のうちの1つ、いくつか又は全てとの合致度を表す値を判定してもよい。最も合致する事前格納済みチャネル応答がチャネル応答CRxと十分に合致しない場合、ロケータは端末装置が会場内に存在しないか又はデータベース内のロケーションに位置しないと判定してもよい。ロケータは、2つのチャネル応答の合致度を判定する値が閾値等の特定の値を上回ることを必要とすることにより、そのような判定を行ってもよい。ロケータは、他のチャネル応答との比較により得られた値が閾値等の特定の値を下回るため、いくつかのチャネル応答は保持又は使用する価値がないという判定を更に行ってもよい。実施形態において、閾値はユーザが設定可能なパラメータであってもよく且つ/又は計算、命令セットの出力、フィードバックループ、システム及び/又は会場内の他の信号等の結果得られる値であってもよい。

0165

位置を判定するためにロケーション固有シグニチャを使用することの有効性は、チャネルの定常性が維持される度合いに依存する。チャネルの定常性は、既知のロケーションを有する比較シグニチャの生成時とロケータにプローブ信号を送出している装置に対するチャネル推定の判定時との間でチャネル応答が定常であることを必要とする。例示的な実施形態において、チャネルの定常性が維持されない場合、システム性能を維持するために、会場内のロケーションと対応するチャネル応答との間のマッピングの更新、再測定、再計算、変更及び処理等が行われてもよい。

0166

尚、上記の表1は、異なる位置座標に対して格納されたチャネル応答を示す。上述したように、データベースはチャネル応答を端末装置の種類、環境パラメータ、領域における特定の人間及び/又は物体の存在、並びにプローブ信号の帯域幅、搬送周波数、パターン及び偏波等の測定パラメータ及び/又は計算パラメータに関連付けてもよい。いくつかの実現例において、測位システムは、例えば特定の種類の移動電話(例えば、iPhone(登録商標))を保持する人間が位置1に存在し、特定の種類のタブレットコンピュータ(例えば、iPad(登録商標))を保持する子どもが位置2に存在し、異なる種類の移動電話(例えば、Samsung Galaxy S6)を保持する人間が位置3に存在することを判定して報告できてもよい。前出の例は、何らかの形で限定することを全く意図しない。識別されてもよい装置及び位置の数は制限されなくてもよく、あるいはデータベースの記憶容量及び/又はデータ処理を実行するために使用されている構成要素の計算能力により制限されてもよい。実施形態において、異なる装置により送出されるプローブ信号は、推定チャネル応答と別個に処理可能であるか又は推定チャネル応答から導出可能であってもよいデジタルID等の何らかの種類の識別情報を含んでもよい。例えばIDが表1に例示したようにデータベースに格納される場合、位置特定システムは特定の人間及び/又は装置が会場内の特定のロケーションに存在することを更に判定し且つ報告できてもよい。

0167

実施形態において、測位システムは、装置、人間、車両、物体及び構造等の移動を追跡するために使用されてもよい。例えば人間がモール内を歩く場合、その位置はその人間の装置によりロケータに送出されるプローブ信号により判定されてもよい。それらの位置が変化する際、ロケータは人間がいた位置を追跡してもよく、モールにおける人間の進路に関する情報を格納できてもよい。いくつかの実現例において(例えば、案内用途において)、ロケータはユーザの進路が店舗又はトイレ等の所望のロケーションに向かっていると判定し、ロケータは、ユーザが所望の目的地を通り過ぎたため方向転換して進路を変更するようにユーザに信号伝送してもよい。

0168

位置座標とチャネル応答との間のマッピングに関する情報を有するデータベースを構築する例示的なトレーニング段階を以下に説明する。図5を参照すると、いくつかの実現例において、所期のロケーション510毎に、所期のロケーション510の周辺のロケーションのセット(例えば、512a、512b)における一連のチャネル応答を異なる時間に取得してもよい。特に、所期のロケーションi毎に、チャネルインパルス応答情報を収集してもよい。

(式2)
式中、hi,j(t=tl)は時間tlにおける周辺位置jの推定チャネル応答情報を表し、hi,i(t=tl)は時間tlにおける所期のロケーションiの推定チャネル応答情報を表す。種々のロケーションにおけるチャネルインパルス応答のデータベースDは以下のように確立可能である。

(式3)

0169

時間反転分類器
図6に示すような例示的な時間反転分類器690を以下に説明する。図6は、時間反転屋内測位システム(TRIPS)600の一実現例を示す。本例において、端末装置654は、チャネル684を介して基地局又はアクセスポイント(AP)又はロケータ682へチャネルプロービング信号680を定期的に送信する。アクセスポイント682は、チャネル推定構成要素686を使用することによりチャネル応答(CR)を推定してもよい。推定チャネル応答688は、データベース692に格納されたロケーション情報と合致するものが存在するかを判定して端末装置654のロケーションを判定するために、時間反転分類器690を通されてもよい。

0170

推定チャネルインパルス応答情報を取得した後、分類技術を使用して推定チャネル応答情報とデータベース692に格納された情報とを照合することにより、ユーザ(すなわち、端末装置654)の位置が特定されてもよい。データベース692内の各ロケーションに対する情報量が多いため、生のチャネル応答情報に基づく分類は長い時間を要する場合がある。したがって、分類を容易にするために、チャネルインパルス応答情報を前処理して重要な特徴を取得することが有用である。

0171

上述したように、ロケータ682において受信される波形は、異なるロケーションに存在する端末装置654に対する異なる反射パス及び遅延を経るため、チャネル応答は一意のロケーション固有シグニチャであると考えられる。いくつかの実現例において、位置が未知である装置からの推定チャネル応答と既知の位置に関連する参照チャネル応答とを比較する有利な方法は、一方のチャネル応答を時間反転して他方のチャネル応答と畳み込むことである。時間反転チャネルインパルス応答とデータベース692内の参照チャネルインパルス応答とを畳み込む場合、あるいはチャネルインパルス応答と時間反転参照チャネルインパルス応答とを畳み込む場合、所期のロケーションにおけるチャネルインパルス応答に関連する畳み込みは、2つのチャネル応答が厳密に合致することを示すために使用できる大きいピーク信号を生成する。一方のチャネルインパルス応答の時間反転バージョン又は時間反転バージョンに関連するチャネルインパルス応答のバージョンと比較チャネル応答との畳み込みは、応答が互いに非常に類似する場合に密に分布する大きいピークを有する数学関数を生成する。比較されるチャネル応答が厳密に合致するほど、ピークは大きくなり且つ分布が密になってもよい。時間反転イメージング通信システムにおいて、チャネルインパルス応答の時間反転バージョンとチャネル自体とを畳み込んだ結果得られるピークは空間的フォーカシング効果として既知である。例示的な実施形態において、測位システム600は、位置特定のための効果的な特徴を抽出するために、時間反転に基づく次元縮小法を使用してもよい。計算において時間反転チャネル応答を使用することを仮想フォーカシング(virtual focusing)と呼んでもよい。そのような時間反転に基づく次元縮小法の一例を以下に説明する。

0172

説明を容易にするために、式2におけるチャネル応答の収集を以下のように簡略化できる。

(式4)
式中、hi(t=tl)は、時間tlにおけるロケーションPiの推定チャネルインパルス応答情報を意味する。式4において、周辺位置におけるチャネルインパルス応答情報は考慮されない。

0173

2つのチャネルインパルス応答

及び

の間の時間反転共振強度η(h1,h2)は、以下のように定義可能である。

(式5)
式中、

は、h2の時間反転共役バージョンとして定義される。これを以下に示す。

(式6)

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