JP2023122332A - 移動通信システム、及び基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】コストが増加することを抑制しつつ高精度に端末を測位する移動通信システム及び基地局を提供する。【解決手段】一態様に係る移動通信システムは、集約ユニット２１０と、集約ユニット２１０に接続された分散ユニット２２０と、分散ユニッ２２０トに接続された無線ユニット２３０と、無線ユニット２３０に接続された少なくとも３つのアンテナ２５０とを有する基地局２００と、端末１００とを備える移動通信システム１０である。基地局２００は、各アンテナを時分割で切り替えて、各アンテナを介して第１位置測定用信号を端末１００へ送信する、及び各アンテナを介して第２位置測定用信号を端末１００から受信することの少なくともいずれかを行う切替部２４０を含む。また、第１位置測定用信号に対する第１測定結果及び第２位置測定用信号に対する第２測定結果の少なくともいずれかに基づいて、端末１００の位置を測位する測位部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信システム、及び基地局に関する。

昨今、地域ニーズ又は個別ニーズに応じて様々な主体が利用可能な第５世代移動通信システムが注目されつつある。このような移動通信システムを、例えば、ローカル５Ｇ（5th Generation）と称する場合がある。

ローカル５Ｇでは、携帯通信事業者による全国向けの５Ｇシステムとは別に、地域企業や自治体等の様々な主体が自ら建物や敷地内でスポット的にネットワークを構築することが可能である。そのため、ローカル５Ｇは、地域などに密着した様々なニーズに用いられることが期待されている。

他方、移動機の位置を３点測位の手法で推定する位置推定システムが提案されている。例えば、以下のような技術がある。すなわち、移動機が発する無線信号を受信する無指向性アンテナを有する３台以上の無指向性固定機と、移動機が発する無線信号を受信する指向性アンテナを有する指向性固定機とを備え、指向性固定機は、受信した無線信号の受信信号強度を３台以上の無指向性固定機の中から位置推定に用いる無指向性固定機を特定する補完情報として用いる技術がある（例えば、特許文献１）。

再表２０１８－０５６１４９号公報

しかしながら、上述した技術では、３台以上の無指向性固定機に加え、指向性アンテナを有する指向性固定機が用いられている。

そのため、３台の無指向性固定機を用いた場合と比較して、コストが増加するという問題が発生する場合がある。

そこで、本発明の一態様は、コストが増加することを抑制しつつ高精度に端末を測位する移動通信システム及び基地局を提供することにある。

第１の態様に係る移動通信システムは、集約ユニットと、集約ユニットに接続された分散ユニットと、分散ユニットに接続された無線ユニットと、無線ユニットに接続された少なくとも３つのアンテナとを有する基地局と、端末とを有する移動通信システムである。前記移動通信システムにおいて、基地局は、各アンテナを時分割で切り替えて、各アンテナを介して第１位置測定用信号を端末へ送信する、及び各アンテナを介して第２位置測定用信号を端末から受信することの少なくともいずれかを行う切替部を含む。また、前記移動通信システムは、第１位置測定用信号に対する第１測定結果及び第２位置測定用信号に対する第２測定結果の少なくともいずれかに基づいて、端末の位置を測位する測位部を有する。

第２の態様に係る基地局は、集約ユニットと、集約ユニットに接続された分散ユニットと、分散ユニットに接続された無線ユニットと、無線ユニットに接続された少なくとも３つのアンテナとを有する基地局である。前記基地局は、各アンテナを時分割で切り替えて、各アンテナを介して第１位置測定用信号を端末へ送信する、及び各アンテナを介して第２位置測定用信号を端末から受信することの少なくともいずれかを行う切替部を有する。また、前記基地局は、第１位置測定用信号に対する第１測定結果及び第２位置測定用信号に対する第２測定結果の少なくともいずれかに基づいて、端末の位置を測位する測位部を有する。

一態様によれば、コストが増加することを抑制しつつ高精度に端末を測位する移動通信システム及び基地局を提供できる。

図１は、第１実施形態に係る移動通信システム１０の構成例を表す図である。 図２（Ａ）は第１実施形態に係るＣＵの構成例、図２（Ｂ）は第１実施形態に係るＤＵの構成例をそれぞれ表す図である。 図３（Ａ）は第１実施形態に係るＲＵの構成例、図３（Ｂ）は第１実施形態に係る端末の構成例をそれぞれ表す図である。 図４（Ａ）は第１実施形態に係るＳＳＢの構成例、図４（Ｂ）は第１実施形態に係る各アンテナの切替例をそれぞれ表す図である。 図５は、第１実施形態に係る各アンテナの位置関係の例を表す図である。 図６は、第１実施形態に係る動作例を表す図である。

[第１実施形態]
以下、図面を参照しながら、実施形態について具体的に説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（移動通信システムの構成例）
図１は、第１実施形態に係る移動通信システム１０の構成例を表す図である。

図１に示すように、移動通信システム１０は、ＵＥ（User Equipment）１００と基地局２００とを有する。

ＵＥ１００は、例えば、工場内を移動する移動車両である。移動車両は有人移動車両でもよいし、無人移動車両でもよい。移動車両としては、例えば、フォークリフト、又は牽引車両などがある。移動車両は、工場外を移動する移動車両であってもよい。ＵＥ１００は、ＩｏＴ（Internet of Things）機器又はＩｏＴセンサであってもよい。また、ＵＥ１００は、スマートフォン、フィーチャーフォン、又はパーソナルコンピュータなどであってもよい。更に、ＵＥ１００は、移動車両に取り付けられたＩｏＴ機器、ＩｏＴセンサ、スマートフォン、フィーチャーフォン、又はパーソナルコンピュータなどであってもよいし、ＩｏＴ機器、ＩｏＴセンサ、スマートフォン、フィーチャーフォン、又はパーソナルコンピュータなどが取り付けられた移動車両であってもよい。

なお、以下では、ＵＥ１００を端末１００と称する場合がある。ＵＥ１００は、ユーザ装置と称される場合もある。

基地局２００は、端末１００と無線通信を行って、端末１００に様々なサービスを提供できる。第１実施形態では、基地局２００は、少なくとも３つのアンテナ２５０（２５０－１,２５０－２,…,２５０－６）を利用して、端末１００の位置を測位する。基地局２００は、端末１００の位置を端末１００へ送信してもよい。

基地局２００は、５Ｇシステムにおける基地局（すなわち、ｇＮＢ（next generation Node B））であってもよい。また、基地局２００は、４Ｇシステムにおける基地局（すなわち、ｅＮＢ（evolved Node B））と接続可能なｅｎ－ｇＮＢであってもよい。更に、基地局２００は、６Ｇシステム以降の基地局であってもよい。

なお、基地局２００は、ＣＮ（Core Network）と接続されてもよい。ＣＮは、基地局２００とＣＮ内の機能ユニット（又は機能エンティティ）との間のネットワークである。ＣＮ内の機能ユニットとして、例えば、ＬＭＦ（Location Management Function）又はロケーションサーバが含まれてもよい。ＬＭＦ（又はロケーションサーバ）は、基地局２００から送信された情報に基づいて端末１００の位置を測位する機能ユニット（又はサーバ）である。第１実施形態では、基地局２００が端末１００の位置を測位するが、ＬＭＦ（又はロケーションサーバ）が端末１００の位置を測位してもよい。

（基地局の構成例）
図１に示すように、基地局２００は、ＣＵ（Central Unit）２１０と、ＤＵ（Distribution Unit）２２０と、ＲＵ（Radio Unit）２３０と、ＳＷ（Switch）２４０と、少なくとも３つ以上のアンテナ２５０（２５０－１,２５０－２,…,２５０－６）とを有する。

ＣＵ２１０は、例えば、集約ユニットと称される場合がある。ＣＵ２１０は、ＤＵ２２０と接続されて、ＤＵ２２０を制御する。ＤＵ２２０が複数存在する場合、ＣＵ２１０は、複数のＤＵ２２０からいずかのＤＵ２２０を選択して、選択したＤＵ２２０を制御することも可能である。ＣＵ２１０は、ＣＮとの間でデータなどを送受信するとともに、ＤＵ２２０との間でデータなどを送受信することができる。

ＤＵ２２０は、例えば、分散ユニットと称される場合がある。ＤＵ２２０は、ＣＵ２１０と接続されるともに、ＲＵ２３０と接続される。ＤＵ２２０は、複数存在してもよい。ＤＵ２２０は、例えば、スケジューラを含み、端末１００と無線通信を行う場合、端末１００に対して無線リソースを割り当てるなどのスケジューリング処理を行う。

ＲＵ２３０は、例えば、無線ユニットと称される場合がある。ＲＵ２３０は、ＤＵ２２０と接続され、ＤＵ２２０の制御により、ＵＥ１００と無線通信を行う。ＲＵ２３０は、複数存在してもよい。この場合、１つのＤＵ２２０に対して複数のＲＵ２３０が接続される構成となる。

ＳＷ２４０は、例えば、切替部と称される場合がある。ＳＷ２４０は、各アンテナ２５０を時分割で切り替えて、各アンテナ２５０を介して、端末１００との間で信号を送受信する。すなわち、ＳＷ２４０は、各アンテナ２５０を介して位置測定用信号（例えば、第１位置測定用信号）を端末１００へ送信する、及び各アンテナ２５０を介して位置測定用信号（例えば、第２位置測定用信号）を端末１００から受信することの少なくともいずれかを行う。具体的には、例えば、ＳＷ２４０は以下の処理を行う。

第１に、ＳＷ２４０は、ＤＵ２２０で生成された位置測定用信号を、ＲＵ２３０を介して入力する。ＳＷ２４０は、ＤＵ２２０から出力された切替制御信号に従って、第１通信スロットのタイミングでアンテナ＃１（２５０－１）へ位置測定用信号を出力する。また、ＳＷ２４０は、ＤＵ２２０から出力された切替制御信号に従って、第１通信スロットとは異なる通信スロット（又は第１通信スロットとは異なるタイミング）である第２通信スロットのタイミングでアンテナ＃２（２５０－２）へ位置測定用信号を出力する。更に、ＳＷ２４０は、ＤＵ２２０から出力された切替制御信号に従って、第２通信スロットとは異なる通信スロット（又は第２通信スロットとは異なるタイミング）である第３通信スロットのタイミングでアンテナ＃２（２５０－３）へ位置測定用信号を出力する。以降、同様に、ＳＷ２４０は、切替制御信号に従って、各通信スロットのタイミングで、位置測定用信号を各アンテナ２５０へ出力する。

第２に、ＳＷ２４０は、端末１００から送信されてアンテナ＃１（２５０－１）で受信した位置測定用信号（例えば、第２位置測定用信号）を、ＤＵ２２０からの切替制御信号に従って、第１通信スロットのタイミングでアンテナ＃１（２５０－１）から入力する。また、ＳＷ２４０は、端末１００から送信されてアンテナ＃２（２５０－２）で受信した位置測定用信号を、ＤＵ２２０からの切替制御信号に従って、第２通信スロットのタイミングでアンテナ＃２（２５０－２）から入力する。更に、ＳＷ２４０は、端末１００から送信されてアンテナ＃３（２５０－３）で受信した位置測定用信号を、ＤＵ２２０からの切替制御信号に従って、第３通信スロットのタイミングでアンテナ＃３（２５０－３）から入力する。以降、同様に、ＳＷ２４０は、切替制御信号に従って、各通信スロットのタイミングで、位置測定用信号を各アンテナ２５０から入力する。ＳＷ２４０は、入力した位置測定用信号をＲＵ２３０へ出力する。

このように、ＳＷ２４０は、ＤＵ２２０からの切替制御信号に従って、各アンテナ２５０を時分割で切り替えることで、各アンテナ２５０において端末１００との無線通信を行わせるようにしている。

アンテナ２５０（２５０－１,２５０－２,…,２５０－６）は、時分割に端末１００と無線通信を行う。各アンテナ２５０は、各通信スロットに紐づけられている。例えば、アンテナ＃１（２５０－１）は第１通信スロットに紐づけられ、アンテナ＃２（２５０－２）は第２通信スロットに紐づけられ、アンテナ＃３（２５０－３）は第３通信スロットに紐づけられている。図１の例では、アンテナ２５０は６つ存在するため、各アンテナ２５０は、６つの通信スロットの各々に紐づけられている。そして、各アンテナ２５０は、ＳＷ２４０から出力された位置測定用信号などを各通信スロットのタイミングで端末１００へ送信する。また、各アンテナ２５０は、各通信スロットのタイミングで端末１００から送信された位置測定用信号などを受信する。

なお、第１実施形態においては、３点測位により、端末１００の位置を測位するため、アンテナ２５０の個数は、少なくとも３つ存在すればよい。また、各アンテナ２５０は、所定の位置に固定されているものとする。各アンテナ２５０の位置は、基地局２００のメモリ（例えば、ＤＵ２２０のメモリ）に記憶されているものとする。

（ＣＵ、ＤＵ、ＲＵの各構成例）
図２（Ａ）は、第１実施形態に係るＣＵ２１０の構成例を表す図である。

図２（Ａ）に示すように、ＣＵ２１０は、インタフェース部２１１と制御部２１２を有する。

インタフェース部２１１は、制御部２１２の制御の下、ＣＮとの間でメッセージなどを送受信したり、ＤＵ２２０との間でメッセージを送受信したりする。インタフェース部２１１は、例えば、ＣＮに対しては、ＮＧインタフェースのメッセージを送受信し、ＤＵ２２０に対しては、Ｆ１インタフェースのメッセージを送受信する。

制御部２１２は、ＣＵ２１０における各種制御を行う。ＣＵ２１０における動作又は処理は、制御部２１２において行われてもよい。制御部２１２は、少なくとも１つのメモリと、メモリと電気的に接続された少なくとも１つのプロセッサとを有してもよい。メモリは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含み、プロセッサにおける処理に用いる情報と、プロセッサにより実行されるプログラムとを記憶してもよい。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、制御部２１２で行われる各種制御又は各種処理を行ってもよい。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などであってもよい。

図２（Ｂ）は、第１実施形態に係るＤＵ２２０の構成例を表す図である。

図２（Ｂ）に示すように、ＤＵ２２０は、インタフェース部２２１と制御部２２２とを有する。

インタフェース部２２１は、制御部２２２の制御の下、ＣＵ２１０との間でメッセージなどを送受信したり、ＲＵ２３０との間でメッセージを送受信したりする。インタフェース部２２１は、例えば、ＣＵ２１０に対してはＦ１インタフェースのメッセージを送受信し、ＲＵ２３０に対してはＯ－ＲＡＮ（Open Radio Access Network）フロントホール仕様のメッセージを送受信する。

制御部２２２は、ＤＵ２２０における各種制御を行う。ＤＵ２２０における動作又は処理は、制御部２２２において行われてもよい。制御部２２２は、少なくとも１つのメモリと、メモリと電気的に接続された少なくとも１つのプロセッサとを有してもよい。メモリは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含み、プロセッサにおける処理に用いる情報と、プロセッサにより実行されるプログラムとを記憶してもよい。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、制御部２２２で行われる各種制御又は各種処理を行ってもよい。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡなどであってもよい。

測位部２２５は、基地局２００から送信された位置測定用信号（例えば、第１位置測定用信号）に対する測定結果（例えば、第１測定結果）を端末１００から受信し、当該測定結果に基づいて、端末１００の位置を測位する。また、測位部２２５は、端末１００から送信された位置測定用信号（例えば、第２位置測定用信号）を受信し、当該位置測定用信号に対する測定を行い、その測定結果（例えば、第２測定結果）に基づいて、端末１００の位置を測位する。

なお、測位部２２５は、例えば、図２（Ｂ）に示すように、制御部２２２の機能の一部として、制御部２２２に含まれる。測位部２２５は、制御部２２２とは別の構成部分として、ＤＵ２２０に含まれてもよい。この場合、測位部２２５は、制御部２２２に接続され、制御部２２２の制御の下で、端末１００の位置を測位してもよい。

図３（Ａ）は、第１実施形態に係るＲＵ２３０の構成例を表す図である。

図３（Ａ）に示すように、ＲＵ２３０は、インタフェース部２３１と無線処理部２３２とを有する。

インタフェース部２３１は、ＤＵ２２０との間でメッセージを送受信したり、無線処理部２３２との間でデータなどを入出力したりする。すなわち、インタフェース部２３１は、ＤＵ２２０から受信したメッセージからデータ又は制御信号などを抽出し、抽出したデータ又は制御信号などを無線処理部２３２へ出力する。また、インタフェース部２３１は、無線処理部２３２から出力されたデータ又は制御信号などに対して、これらを含む所定フォーマットのメッセージを生成し、当該メッセージをＤＵ２２０へ出力する。当該所定フォーマットのメッセージとしては、上述したＯ－ＲＡＮフロントホール仕様のメッセージであってもよい。

無線処理部２３２は、インタフェース部２３１から出力されたデータ又は制御信号などを、無線帯域の無線信号に変換（アップコンバート）し、当該無線信号をＳＷ２４０へ出力する。また、無線処理部２３２は、ＳＷ２４０から出力された無線信号をベースバンド帯域のデータ又は無線信号などに変換（ダウンコンバート）し、当該データ又は無線信号などをインタフェース部２３１へ出力する。

（端末の構成例）
図３（Ｂ）は、第１実施形態に係る端末１００の構成例を表す図である。

図３（Ｂ）に示すように、端末１００は、受信部１１０と、制御部１２０と、送信部１３０とを有する。

受信部１１０は、基地局２００の各アンテナ２５０から送信された無線信号を受信する。受信部１１０は、受信した無線信号をベースバンド帯域の受信信号に変換（ダウンコンバート）し、受信信号を制御部１２０へ出力する。そのため、受信部１１０は、無線信号を受信するアンテナと、アンテナで受信した無線信号を受信信号へ変換する無線処理部とを有してもよい。

制御部１２０は、端末１００における各種制御を行う。端末１００における動作又は処理は、制御部１２０において行われてもよい。制御部１２０は、少なくとも１つのメモリと、メモリと電気的に接続された少なくとも１つのプロセッサとを有してもよい。メモリは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含み、プロセッサにおける処理に用いる情報と、プロセッサにより実行されるプログラムとを記憶してもよい。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、制御部１２０で行われる各種制御又は各種処理を行ってもよい。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡなどであってもよい。

送信部１３０は、制御部１２０から出力された送信信号を無線帯域の無線信号へ変換（アップコンバート）し、無線信号を基地局２００の各アンテナ２５０へ向けて送信する。そのため、送信部１３０は、送信信号を無線信号へ変換する無線処理部と、無線信号を基地局２００へ送信するアンテナを有してもよい。

（端末における同期方法）
上述したように、基地局２００における各アンテナ２５０は、各通信スロットに紐づけられ、各通信スロットを利用して、位置測定用信号などを送信する。その際、端末１００は、各通信スロットに同期することで、各アンテナ２５０から送信された位置測定用信号などを受信することができる。

図４（Ａ）は、第１実施形態に係るＳＳＢ（Synchronization Signal/Physical Broadcast Channel Block）の構成例を表す図である。ＳＳＢは、同期信号（ＳＳ）と物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）が送信されるブロックである。ＳＳＢは、５Ｇにおいて、１つのブロックとしてグループ化されている。ＳＳＢは、４つの連続したＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）シンボルを含む。同期信号のうち、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）が「０」番目のシンボルに存在し、セカンダリ同期信号（ＳＳＳ）が「２」番目のシンボルの一部に存在する。また、物理ブロードキャストチャネルが「１」番目と「３」番目のシンボルの全部と、「２」番目のシンボルの一部に存在する。

図４では、ＳＳＢを１つの通信スロットとして、各通信スロットに各アンテナ２５０が紐づけられている例を表している。図４に示す各通信スロットは、ＳＳＢ用の通信スロットであってもよい。

端末１００は、第１通信スロットに同期することで、アンテナ＃１（２５０－１）と同期して、無線信号を送受信することが可能である。例えば、端末１００は、以下のような同期処理を行ってもよい。

すなわち、端末１００では、ある通信スロットに含まれるＳＳＢの同期信号を受信すると、メモリに記憶された既知の同期信号と相関演算を行う。その結果、端末１００は、受信したＳＳＢが第１通信スロットのＳＳＢであることを確認する。これにより、端末１００は、ＳＳＢに含まれる同期信号（ＳＳ）を利用して、第１通信スロットに同期することができる。その後、第１通信スロットが周期的（例えば、所定スロット毎）に表れるため、当該第１通信スロットを利用して、アンテナ＃１（２５０－１）と端末１００とが同期して無線信号を送受信することが可能となる。端末１００は、第２通信スロット以降についても、同様に、ＳＳＢに含まれる同期信号を利用することで、基地局２００の各アンテナ２５０と同期して、無線通信を行うことが可能となる。

（アンテナの切替例）
上述したように、基地局２００では、ＳＷ２４０によって、時分割で各アンテナ２５０の切替が行われる。

図４（Ｂ）は、第１実施形態に係る各アンテナ２５０の切替例を表す図である。切替のタイミングは、ＤＵ２２０からＳＷ２４０へ出力される切替制御信号のタイミング（すなわち、通信スロットのタイミング）で行われてもよい。ＤＵ２２０は、通信スロット毎に切替制御信号をＳＷ２４０へ出力してもよい。

なお、切替制御信号には、例えば、アンテナ２５０を指定する指定情報が含まれる。図４（Ｂ）の例では、６つのアンテナ２５０（２５０－１,２５０－２,…,２５０－６）が存在するため、指定情報は、３ビットで表されてもよい。ＳＷ２４０は、指定情報で示されたアンテナ２５０へ位置測定用信号を出力し、これを各アンテナに対して異なるタイミングで行うことで、時分割で各アンテナ２５０を切り替えるようにしてもよい。また、ＳＷ２４０は、指定情報で示されたアンテナ２５０から、位置測定用信号などを入力し、これを各アンテナ２５０に対して異なるタイミングで行うことで、時分割で各アンテナ２５０を切り替えるようにしてもよい。

（各アンテナの位置関係）
一般に、３点測位は、各アンテナ２５０から同時に信号を送信したり、端末１００から送信された信号を各アンテナ２５０で同時に受信したりすることで行われる。

しかし、第１実施形態では、各アンテナ２５０は時分割で位置測定用信号を送信したり、受信したりする。

そのため、端末１００が移動した場合を考慮すると、正確に端末１００の位置を測位できない場合も考えられる。

しかし、第１実施形態における端末１００の移動速度は、閾値速度以下となっており、低速で移動する。例えば、工場内の移動車両は、一般道路を走行するような速度よりも低速で移動する。そのため、測位による誤差も許容範囲内に収めることが可能となる。

図５は、第１実施形態に係る各アンテナ２５０の位置関係の例を表す図である。

図５に示すように、アンテナ＃１（２５０－１）とアンテナ＃２（２５０－２）とは隣接し、アンテナ＃２（２５０－２）とアンテナ＃３（２５０－３）とは隣接している。例えば、これら３つのアンテナ２５０（２５０－１,２５０－２,及び２５０－３）を利用して、端末１００を測位する場合、隣接するアンテナ２５０に対して紐づけられる通信スロットも隣接することが望ましい。すなわち、各アンテナ２５０には、互いに異なるタイミングの通信スロットが紐づけられ、隣接する各アンテナ２５０には、隣接するタイミングの各通信スロットが紐づけられる。

図５の例では、アンテナ＃１（２５０－１）とアンテナ＃２（２５０－２）とは隣接するため、アンテナ＃１（２５０－１）に紐づけられる第１通信スロットと、アンテナ＃２（２５０－２）に紐づけられる第２通信スロットとは隣接することが望ましい。また、アンテナ＃２（２５０－２）とアンテナ＃３（２５０－３）とは隣接するため、アンテナ＃２（２５０－２）に紐づけられる第２通信スロットとアンテナ＃３（２５０－３）に紐づけられる第３通信スロットとは隣接することが望ましい。

例えば、アンテナ＃１（２５０－１）から第１通信スロットのタイミングで位置測定用信号が送信され、アンテナ＃２（２５０－２）から第２通信スロットの次の通信スロットである第３通信スロットのタイミングで位置測定用信号が送信され、アンテナ＃３（２５０－３）から第４通信スロットのタイミングで位置測定用信号が送信されるケースを考える。

このようなケースでは、第１通信スロットでの位置測定用信号と、第３通信スロットでの位置測定用信号とが利用され、第２通信スロットが利用されない。そのため、第２通信スロットの１通信スロット分の時間だけ位置測位が行われない空白時間が存在し、その時間分、端末１００が移動する。その移動分、端末１００の位置を測位する場合において測定誤差が生じる。

一方、アンテナ＃１（２５０－１）から第１通信スロットのタイミングで位置測定用信号が送信され、アンテナ＃２（２５０－２）から第２通信スロットのタイミングで位置測定用信号が送信され、アンテナ＃３（２５０－３）から第３通信スロットのタイミングで位置測定用信号が送信されるケースを考える。

このようなケースでは、時分割で測位が行われるため、各通信スロットの時間分、端末１００は移動するものの、１通信スロット分の空白時間は存在しない。従って、隣接するアンテナ２５０は通信スロットも隣接させた方が、空白時間が存在する場合と比較して、端末１００の測位による測定誤差を抑制させることができる。

（位置測位方法）
ここで、第１実施形態における位置測位方法の具体例について説明する。

位置測位方法は、第１に、少なくとも３つのアンテナ２５０の位置から端末１００までの距離を求め、第２に、以下の方程式を計算することで、端末１００の位置（ｘ,ｙ）を測位する。

（ｘ－ｐ１）^２＋（ｙ－ｑ１）^２＝（ｒ１）^２ ・・・（１）

（ｘ－ｐ２）^２＋（ｙ－ｑ２）^２＝（ｒ２）^２ ・・・（２）

（ｘ－ｐ３）^２＋（ｙ－ｑ３）^２＝（ｒ３）^２ ・・・（３）
ここで、アンテナ＃１（２５０－１）の位置は（ｐ１,ｑ１）、アンテナ＃２（２５０－２）の位置は（ｐ２,ｑ２）、アンテナ＃３（２５０－３）の位置は（ｐ３,ｑ３）である。また、アンテナ＃１（２５０－１）から端末１００までの距離はｒ１、アンテナ＃２（２５０－２）から端末１００までの距離はｒ２、アンテナ＃３（２５０－３）から端末１００までの距離はｒ３である。

また、距離に代えて、少なくとも３つのアンテナ２５０の各々において、位置測定用信号の発射角（ｄｅｐａｒｔｕｒｅ ａｎｇｌｅ）又は到来角（ａｒｉｖａｌ ａｎｇｌｅ）を求め、その交点を計算することで、端末１００の位置（ｘ,ｙ）を測位してもよい。

（ダウンリンク方向の位置測定用信号を利用した位置測位方法）
位置測位方法として、各アンテナ２５０から送信される（すなわち、ダウンリンク方向の）位置測定用信号を利用する方法がある。具体的には、第１に、各アンテナ２５０から位置測定用信号（例えば、第１位置測定用信号）が時分割に送信される。第２に、基地局２００のＳＷ２４０（例えば、切替部）は、位置測定用信号に対する測定結果（例えば、第１測定結果）を、各アンテナ２５０を介して端末１００から受信する。第３に、測位部２２５は、当該測定結果に基づいて、端末１００の位置を測位する。

ダウンリンク方向での位置測定用信号を利用した位置測位方法として、例えば、ＤＬ－ＴＤＯＡ（Downlink Time Difference Of Arrival）と、ＤＬ－ＡｏＤ（Downlink Angle-of-Departure）とがある。

（ＤＬ－ＴＤＯＡ）
最初に、ＤＬ－ＴＤＯＡについて説明する。

ＤＬ－ＴＤＯＡは、基地局２００から送信される位置参照信号（ＤＬ ＰＲＳ（Positioning Reference Signal））（例えば、第１位置測定用信号）の到達時間差（ＤＬ ＲＳＴＤ（Reference Signal Time Difference））に基づいて、端末１００の位置を推定する方法である。具体的には、例えば、以下により行われる。

すなわち、各アンテナ２５０からは、各通信スロットを利用して、位置参照信号を送信する。端末１００は、各アンテナ２５０に紐づけられた各通信スロットを利用して、当該各アンテナ２５０から送信された各位置参照信号を受信する。端末１００は、各アンテナ２５０から送信された位置参照信号を各々受信し、各位置参照信号に基づいて、各位置参照信号に対する到達時間差（ＤＬ ＲＳＴＤ）を測定する。この場合、端末１００では、基地局２００から受信したアシスト情報を利用して、到達時間差を測定してもよい。アシスト情報には、位置参照信号が当該所定のアンテナ２５０から送信される送信タイミングが含まれる。端末１００は、位置参照信号を受信した受信タイミングと、アシスト情報に含まれる送信タイミングとに基づいて、当該位置参照信号の到達時間差を測定してもよい。そして、端末１００は、測定結果（例えば、第１位置測定用信号に対する第１測定結果）として、当該到達時間差を送信する。この際、端末１００は、当該位置参照信号を送信した当該所定のアンテナ２５０に紐づけられた通信スロットを利用して、当該到達時間差を、基地局２００へ送信する。基地局２００の測位部２２５は、到達時間差に基づいて、各アンテナ２５０から端末１００への距離を計算する。そして、測位部２２５は、上述した式（１）から式（３）を利用して、端末１００の位置を計算（又は測位）する。

なお、端末１００は、ＣＮのＬＭＦから送信された位置測位要求に従って、到達時間差の測定と測定結果の送信とを行ってもよい。又は、端末１００は、位置測位要求を受信することなく、到達時間差の測定と測定結果の送信とを行ってもよい。また、アシスト情報は、ＬＭＦで生成されて、基地局２００を介して端末１００において受信されてもよい。

（ＤＬ－ＡｏＤ）
次に、ＤＬ－ＡｏＤについて説明する。

ＤＬ－ＡｏＤは、各アンテナ２５０から送信された位置参照信号（ＤＬ－ＰＲＳ）（例えば、第１位置測定用信号）の受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）に基づいて、端末１００の位置を推定する方法である。具体的には、例えば、以下のようにして位置測位が行われる。

すなわち、ＤＬ－ＴＤＯＡと同様に、各アンテナ２５０から位置参照信号（ＤＬ－ＰＲＳ）が送信される。端末１００は、各アンテナ２５０から受信した位置参照信号の受信電力を各々測定する。この場合、端末１００は、基地局２００から送信されたアシスト情報を利用して、当該受信電力を測定してもよい。端末１００は、測定結果（例えば、第１位置測定用信号に対する第１測定結果）として、当該受信電力を、基地局２００へ送信する。この際、端末１００は、当該位置参照信号を送信した当該所定のアンテナ２５０に紐づけられた通信スロットを利用して、当該受信電力を、基地局２００へ送信する。基地局２００の測位部２２５は、受信電力に基づいて、各アンテナ２５０から端末１００へ送信されたＰＲＳの方向（又は発射角（ＡｏＤ））を計算する。そして、測位部２２５は、３方向の交点位置を、端末１００の位置として推定する。

なお、端末１００は、ＣＮのＬＭＦから送信された位置測位要求に従って、受信電力の測定と測定結果の送信とを行ってもよいし、位置測位要求を受信することなく、受信電力の測定と測定結果の送信とを行ってもよい。アシスト情報は、ＬＭＦで生成され、基地局２００を介して端末１００において受信されてもよい。

（アップリンク方向の位置測定用信号を利用した位置測位方法）
位置測位は、端末１００から各アンテナ２５０へ（すなわち、アップリンク方向へ）送信される位置測定用信号を利用して行われてもよい。具体的には、第１に、端末１００は、各通信スロットを利用して、位置測定用信号（例えば、第２位置測定用信号）を基地局２００の各アンテナ２５０へ送信する。第２に、基地局２００のＳＷ２４０（例えば、切替部）は、各アンテナを介して位置測定用信号を端末１００から受信する。第３に、測位部２２５は、当該位置測定用信号に対する測定結果（例えば、第２測定結果）に基づいて、端末１００の位置を測位する。

アップリンク方向へ送信される位置測定用信号を利用して行われる位置測位として、例えば、ＵＬ－ＴＤＯＡ（Uplink Time Difference Of Arrival）と、ＵＬ－ＡｏＡ（Uplink Angle of Arrival）とがある。

（ＵＬ－ＴＤＯＡ）
最初に、ＵＬ－ＴＤＯＡについて説明する。

ＵＬ－ＴＤＯＡは、端末１００から送信されたＳＲＳ（Sounding Reference Signal：サウンディング参照信号）（例えば、第２位置測定用信号）の相対的な到着時間（ＵＬ ＲＴＯＡ（Uplink Relative Time of Arrival））に基づいて、端末１００の位置を推定する方法である。具体的には、例えば、以下により行われる。

すなわち、端末１００は、各通信スロットを利用して、ＳＲＳを各アンテナ２５０へ送信する。基地局２００の測位部２２５は、各アンテナ２５０で受信したＳＲＳの相対的な到着時間を測定する。この場合、測位部２２５は、ＬＭＦから送信されたアシスト情報に基づいて、相対的な到着時間を測定してもよい。例えば、測位部２２５は、アシスト情報から端末１００から送信されたＳＲＳの送信時間を取得する。そして、測位部２２５は、当該送信時間と、各アンテナ２５０で受信したＳＲＳの受信時間とから、端末１００から送信されたＳＲＳの送信時間を基準とした相対的な到着時間を測定してもよい。その後、測位部２２５は、各アンテナ２５０と端末１００との間のＳＲＳの相対的な到着時間（例えば、第２測定結果）に基づいて、各アンテナ２５０から端末１００までの距離を算出する。測位部２２５は、上述した式（１）から式（３）を利用して、端末１００の位置を計算（又は測位）する。

（ＵＬ－ＡｏＡ）
次に、ＵＬ－ＡｏＡについて説明する。

ＵＬ－ＡｏＡは、端末１００から送信されたＳＲＳ（例えば、第２位置測定用信号）の到来角（ＡｏＡ）に基づいて、端末１００の位置を推定する方法である。具体的には、例えば、以下のようにして位置測位が行われる。

すなわち、測位部２２５は、各アンテナ２５０において受信したＳＲＳに基づいて、当該ＳＲＳの到来角を測定する。測位部２２５は、ＬＭＦから受信したアシストデータ及び／又は設定データに基づいて、当該ＳＲＳの到来角を測定してもよい。例えば、測位部２２５は、当該ＳＲＳの受信電力に基づいて、端末１００から送信された当該ＳＲＳの各アンテナ２５０における到来角を測定してもよい。到来角は、方位角と仰角とを含んでもよい。そして、測位部２２５は、３つの到来角の交点位置を、端末１００の位置として推定する。

（ダウンリンク方向の位置測定用信号とアップリンク方向の位置測定用信号との双方を利用した位置測位方法）
ダウンリンク方向の位置測定用信号（例えば、第１位置測定用信号）とアップリンク方向の位置測定用信号（例えば、第２位置測定用信号）との双方を利用した位置測位方法として、ＲＴＴ（ｍｕｌｔｉ－ＲＴＴ（Round Trip Time）測定）がある。ＲＴＴは、端末１００と各アンテナ２５０における測定結果に基づいて、端末１００の位置を推定する方法である。

具体的には、第１に、各アンテナ２５０から送信される位置測定用信号（例えば、第１位置測定用信号）は位置参照信号（ＰＲＳ）である。この場合、端末１００からは、位置参照信号の送信と受信の第１時間差が測定結果（例えば、第１測定結果）として送信される。第２に、端末１００から送信される位置測定用信号（例えば、第２位置測定用信号）はＳＲＳである。この場合、測位部２２５は、ＳＲＳの送信と受信の第２時間差とを測定する。第３に、測位部２２５は、第１時間差と第２時間差とに基づいて、端末１００の位置を測位する。

端末１００では、第１時間差を算出する際に、基地局２００（又はＬＭＦ）から送信されたアシスト情報（例えば、位置測定用信号の送信時間）に基づいて、第１時間差を測定してもよい。また、基地局２００の測位部２２５では、ＳＲＳの送信時間を把握しており、当該送信時間と、ＳＲＳを受信した受信時間とに基づいて、第２時間差を算出してもよい。測位部２２５は、第１時間差と第２時間差とに基づいて、各アンテナ２５０から端末１００までの距離を算出する。例えば、測位部２２５は、第１時間差と第２時間差とに基づいて、平均時間差を算出し、当該平均時間差から、アンテナ２５０から端末１００までの距離を各々算出してもよい。そして、測位部２２５は、上述した式（１）から式（３）を用いて、端末１００の位置を測位する。

（第１実施形態に係る動作例）
次に、第１実施形態に係る動作例について説明する。

図６は、第１実施形態に係る動作例を表す図である。図６では、ＤＬ－ＴＤＯＡを例にして説明する。

図６に示すように、ステップＳ１０において、基地局２００のＣＵ２１０は、通信を開始する。

ステップＳ１１において、基地局２００のＳＷ２４０は、切替制御信号に従って、通信スロットに紐づけられた各アンテナ２５０を時分割に切り替える。各アンテナ２５０は、端末１００と時分割に通信を行う。各アンテナ２５０からは、位置測定用信号として位置参照信号が送信される。

ステップＳ１２において、基地局２００の測位部２２５は、端末１００から測定結果を取得する。測定結果として、例えば、各アンテナ２５０から送信された位置参照信号に対する到達時間差がある。

ステップＳ１３において、測位部２２５は、測定結果に基づいて、各アンテナ２５０から端末１００までの距離を算出する。例えば、測位部２２５は、３つのアンテナ２５０から送信された位置参照信号に対する、３つの到達時間差（測定結果）に基づいて、３つのアンテナ２５０から端末１００までの３つの距離を算出する。

ステップＳ１４において、測位部２２５は、算出値から端末１００の位置を測位する。例えば、測位部２２５は、上述した式（１）から式（３）に各距離を代入することで、端末１００の位置を測位する。

そして、ステップＳ１５において、基地局２００は一連の処理を終了する。

（第１実施形態の効果）
次に、第１実施形態における効果について説明する。

上述したように、移動通信システム１０において、基地局２００は、少なくとも３つのアンテナ２５０を時分割で切り替えて、端末１００と通信を行い、位置測定用信号に対する測定結果に基づいて、端末１００の位置を測位する。

そのため、移動通信システム１０では、少なくとも３つのアンテナ２５０以外に、指向性アンテナを有する指向性固定機など、他の機能を有する装置を用いなくても、端末１００の位置を測位することができる。

また、移動通信システム１０では、端末１００と直接通信を行って、端末１００の位置を測位するため、端末１００の位置を高精度に測位できる。

よって、移動通信システム１０では、コストの増加を抑制しつつ、端末１００の位置を高精度に測位することができる。

また、移動通信システム１０において、複数のアンテナ２５０に代えて、複数の基地局を設置することも考えられる。しかし、基地局を複数設置する場合、アンテナ２５０を複数設置する場合と比較して、コストが増加してしまう。移動通信システム１０では、複数の基地局を設置するのではなく、複数のアンテナ２５０を設置することで、前者と比較してコスト増を抑制させることが可能となる。

更に移動通信システム１０では、位置測位の際に、隣接するアンテナ２５０間においては通信スロットも隣接させるようにしている。そのため、移動通信システム１０では、端末１００の移動による測定誤差を抑制させることができる。

更に、移動通信システム１０では、ＤＬ－ＴＤＯＡ、ＤＬ－ＡｏＤ、ＵＬ－ＴＤＯＡ、ＵＬ－ＡｏＡ、及びＲＴＴのいずれかを用いて、端末１００の測位を行っているため、高精度な測位を行うことが可能となる。

（第１実施形態の変形例１）
次に、第１実施形態の変形例１について説明する。

上述した第１実施形態では、測位部２２５がＤＵ２２０に含まれる例について説明した。例えば、測位部２２５は、ＣＵ２１０に含まれてもよい。この場合、測位部２２５は、制御部２１２内に設けられてもよいし、制御部２１２とは別にＣＵ２１０内に設けられてもよい。測位部２２５は、制御部２１２による制御の下で、端末１００の測位を行ってもよい。

この場合、端末１００で測定された測定結果は、各アンテナ２５０と、ＳＷ２４０と、ＲＵ２３０と、ＤＵ２２０とを介して、ＣＵ２１０の測位部２２５で受信される。また、端末１００から送信された位置測定用信号も、各アンテナ２５０と、ＳＷ２４０と、ＲＵ２３０と、ＤＵ２２０とを介して、ＣＵ２１０の測位部２２５で受信される。

（第１実施形態の変形例２）
次に、第１実施形態の変形例２について説明する。

上述した第１実施形態では、測位部２２５がＤＵ２２０に含まれる例について説明した。例えば、測位部２２５は、端末１００に含まれてもよい。この場合、測位部２２５は、制御部１２０内に設けられてもよいし、制御部１２０とは別に端末１００内に設けられてもよい。測位部２２５は、制御部２１２による制御の下で、端末１００の測位を行ってもよい。

この場合、測位部２２５は、各アンテナ２５０から送信された位置測定用信号（例えば、第１位置測定用信号）に基づいて測定結果（例えば、第１測定結果）を取得する。そして、測位部２２５は、測定結果に基づいて、端末１００の位置を測位する。測位部２２５は、端末１００の位置を示す位置情報を、基地局２００（又はＬＭＦ）へ向けて送信してもよい。

（第１実施形態の変形例３）
次に、第１実施形態の変形例３について説明する。

第１実施形態では、ＳＷ２４０がＲＵ２３０と各アンテナ２５０との間に設けられている例について説明した。例えば、ＳＷ２４０は、ＲＵ２３０内に含まれてもよい。この場合、ＳＷ２４０は、ＲＵ２３０内であって、無線処理部２３２と各アンテナ２５０との間に設けられてもよい。ＳＷ２４０は、ＤＵ２２０から切替制御信号を入力し、当該切替制御信号に従って、各アンテナ２５０を時分割に切り替えてもよい。

［その他の実施形態］
上述した実施形態に係る各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。このような記録媒体は、ＣＵ２１０の制御部２１２、ＤＵ２２０の制御部２２２、及び端末１００の制御部１２０に含まれてもよい。ＣＵ２１０の制御部２１２、ＤＵ２２０の制御部２２２、及び端末１００の制御部１２０は、記録媒体からプログラムを読み出して、当該プログラムを実行することで、上述した実施形態で説明した機能を実現してもよい。

以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。また、矛盾しない範囲で、各実施形態、各動作例、又は各処理を組み合わせることも可能である。

１０ ：移動通信システム １００ ：ＵＥ（端末）
１２０ ：制御部 ２００ ：基地局
２１０ ：ＣＵ ２１２ ：制御部
２２０ ：ＤＵ ２２２ ：制御部
２２５ ：測位部 ２３０ ：ＲＵ
２４０ ：ＳＷ ２５０ ：アンテナ

Claims (13)

1. 集約ユニットと、前記集約ユニットに接続された分散ユニットと、前記分散ユニットに接続された無線ユニットと、前記無線ユニットに接続された少なくとも３つのアンテナとを有する基地局と、
   端末と
   を備える移動通信システムにおいて、
   前記基地局は、前記各アンテナを時分割で切り替えて、前記各アンテナを介して第１位置測定用信号を前記端末へ送信する、及び前記各アンテナを介して第２位置測定用信号を前記端末から受信することの少なくともいずれかを行う切替部を含み、
   前記第１位置測定用信号に対する第１測定結果及び前記第２位置測定用信号に対する第２測定結果の少なくともいずれかに基づいて、前記端末の位置を測位する測位部を有する
   移動通信システム。
2. 前記測位部は、前記集約ユニット及び前記分散ユニットのいずれかに含まれ、
   前記切替部は、前記第１位置測定用信号に対する前記第１測定結果を、前記各アンテナを介して前記端末から受信し、
   前記測位部は、前記第１測定結果に基づいて、前記端末の位置を測位する、
   請求項１記載の移動通信システム。
3. 前記第１位置測定用信号は位置参照信号であり、前記第１測定結果は前記端末において前記各アンテナから受信した前記位置参照信号の到達時間差である、
   請求項２記載の移動通信システム。
4. 前記第１位置測定用信号は位置参照信号であり、前記第１測定結果は前記端末において前記各アンテナから受信した前記位置参照信号の受信電力である、
   請求項２記載の移動通信システム。
5. 前記測位部は、前記集約ユニット及び前記分散ユニットのいずれかに含まれ、
   前記切替部は、前記各アンテナを介して前記第２位置測定用信号を前記端末から受信し、
   前記測位部は、前記第２位置測定用信号に対する前記第２測定結果に基づいて、前記端末の位置を測位する、
   請求項１記載の移動通信システム。
6. 前記第２位置測定用信号はサウンディング参照信号であり、前記第２測定結果は前記端末と前記各アンテナとの間の前記サウンディング参照信号の相対的な到着時間である、
   請求項５記載の移動通信システム。
7. 前記第２位置測定用信号は前記端末から送信されたサウンディング参照信号であり、前記第２測定結果は前記サウンディング参照信号の到来角である、
   請求項５記載の移動通信システム。
8. 前記測位部は、前記端末に含まれ、
   前記測位部は、前記第１位置測定用信号に対する前記第１測定結果に基づいて、前記端末の位置を測位する、
   請求項１記載の移動通信システム。
9. 前記第１位置測定用信号は位置参照信号であり、前記第１測定結果は前記端末において前記各アンテナから受信した前記位置参照信号の到達時間差である、
   請求項８記載の移動通信システム。
10. 前記第１位置測定用信号は参照信号であり、前記第１測定結果は前記端末において前記各アンテナから受信した前記参照信号の受信電力である、
    請求項８記載の移動通信システム。
11. 前記第１位置測定用信号は位置参照信号であり、前記第１測定結果は前記位置参照信号の送信と受信の第１時間差であり、
    前記第２位置測定用信号は前記端末から送信されたサウンディング参照信号であり、前記第２測定結果は前記サウンディング参照信号の送信と受信の第２時間差であり、
    前記測位部は、前記第１時間差と前記第２時間差とに基づいて、前記端末の位置を測位する、
    請求項１記載の移動通信システム。
12. 前記各アンテナには、互いに異なるタイミングの通信スロットが紐づけられ、
    隣接する前記各アンテナは、隣接するタイミングの前記各通信スロットが紐づけられる、
    請求項１記載の移動通信システム。
13. 集約ユニットと、前記集約ユニットに接続された分散ユニットと、前記分散ユニットに接続された無線ユニットと、前記無線ユニットに接続された少なくとも３つのアンテナとを有する基地局において、
    前記各アンテナを時分割で切り替えて、前記各アンテナを介して第１位置測定用信号を端末へ送信する、及び前記各アンテナを介して第２位置測定用信号を前記端末から受信することの少なくともいずれかを行う切替部と、
    前記第１位置測定用信号に対する第１測定結果及び前記第２位置測定用信号に対する第２測定結果の少なくともいずれかに基づいて、前記端末の位置を測位する測位部と、を有する
    基地局。
    

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