JP7174675B2 - 無線通信システムにおいて端末間直接通信を用いた端末間距離測定方法及びそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおいて端末間直接通信を用いた端末間距離測定方法及びそのための装置に関する。

本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例としてＥ－ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ－ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、既存のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）から進展したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ－ＵＭＴＳをＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ－ＵＭＴＳの技術規格（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照することができる。

図１を参照すると、Ｅ－ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、基地局（ｅＮｏｄｅＢ；ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ；ＡＧ）を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。

一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）データについて、基地局は下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅＱｕｅｓｔ）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）データについて、基地局は上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局同士の間には、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ）単位に端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、ＷＣＤＭＡに基づいてＬＴＥにまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求と期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適度な電力消耗などが要求される。

上述した議論に基づき、以下、無線通信システムにおいて端末間直接通信を用いた端末間距離測定方法及びそのための装置を提案する。

本発明の一様相に係る、無線通信システムにおいて端末が端末間直接通信のための信号を送信する方法は、基準基地局から下りリンクサブフレームを受信するステップと、前記下りリンクサブフレームの境界を基準に、相手端末に第１信号を送信するステップと、前記下りリンクサブフレームの境界より所定のオフセットだけ先行して前記相手端末に第２信号を送信するステップとを有することを特徴とする。

一方、本発明の他の様相である、無線通信システムにおいて端末間直接通信を行う端末装置は、基準基地局又は前記端末間直接通信の相手端末装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、前記信号を処理するためのプロセッサとを備え、前記プロセッサは、前記基準基地局から受信する下りリンクサブフレームの境界を基準に、前記相手端末装置に第１信号を送信し、前記下りリンクサブフレームの境界より所定のオフセットだけ先行して前記相手端末装置に第２信号を送信するように前記無線通信モジュールを制御することを特徴とする。

ここで、前記下りリンクサブフレームの境界は、前記基準基地局が送信した時点より、前記基準基地局との距離による伝搬遅延だけ遅れて受信されることを特徴とする。

好適には、前記第１信号は、前記オフセットに関する情報を含むことができる。又は、前記オフセットは、あらかじめ設定された値、例えば、前記基準基地局に上りリンク信号を送信するためのタイミングアドバンス（Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅ）値に設定されてもよい。ここで、前記端末は前記動作基地局から前記オフセットに関する情報を受信することが好ましい。

より好適には、前記第２信号は、該第２信号を送信した時点より、前記相手端末との距離による伝搬遅延だけ遅れて前記相手端末に受信されることを特徴とする。

本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいて端末間直接通信を用いて端末間距離をより一層効率的に測定することができる。

本発明から得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

無線通信システムの一例としてＥ－ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ－ＵＴＲＡＮ間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。 ＬＴＥシステムで用いられる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムにおいて用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。 ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムにおける上りリンク無線フレームと下りリンク無線フレームとの送受信タイミングを示す図である。 端末間直接通信の概念図である。 本発明の実施例によって、ターゲットＵＥがＤＳを送信する時点及びオペレーションＵＥがＤＳを受信する時点を説明する図である。 本発明の実施例によって算出された、ターゲットＵＥが位置可能な領域の一例を示す図である。 本発明の実施例によって算出された、ターゲットＵＥが位置可能な領域の他の例を示す図である。 本発明の実施例によって、端末間直接通信を用いた信号、すなわち、Ｄ２Ｄ信号を送受信する例を示す図である。 本発明の実施例によって、ターゲットＵＥの位置を把握する方法の一例を示す図である。 本発明の実施例によって、ターゲットＵＥの位置を把握する方法の他の例を示す図である。 本発明の実施例によって、ターゲットＵＥの位置を把握する方法の更に他の例を示す図である。 本発明の実施例によって、該当のＤＳ基準ｅＮＢとターゲットＵＥ間の距離に該当する円を追加することによってターゲットＵＥの候補位置を減らす例を示す図である。 本発明の実施例によって、ＤＳ信号の受信時間の差を用いてターゲットＵＥの位置又はターゲットＵＥとの距離を測定する一例を示す図である。 本発明の実施例によって、ＤＳ信号の受信時間の差を用いてターゲットＵＥの位置又はターゲットＵＥとの距離を測定する他の例を示す図である。 本発明の実施例によって、各基準ｅＮＢとターゲットＵＥとの距離を把握してターゲットＵＥとの距離を測定する例を示す図である。 本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

以下、添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。

本明細書ではＬＴＥシステム及びＬＴＥ－Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書は、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、Ｈ－ＦＤＤ（Ｈｙｂｒｉｄ－ＦＤＤ）方式又はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式にも容易に変形して適用することができる。

図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ－ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンとは、端末（ＵＥ）とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザプレーンとは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。

第１層である物理層は、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて上位層に情報送信サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該伝送チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを介してデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調され、上りリンクにおいてＳＣ－ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調される。

第２層の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して、上位層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は、信頼できるデータ送信を支援する。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックとしてもよい。第２層のＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを效率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダー圧縮（Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）機能を果たす。

第３層の最下部に位置する無線リソース制御（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＲＣ）層は、コントロールプレーンにのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラー（Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ－ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）に関連して、論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラー（ＲＢ）とは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第２層により提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層とはＲＲＣメッセージを互いに交換する。端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層間にＲＲＣ接続（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がある場合に、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）にある。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Ｎｏｎ－Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの機能を果たす。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つとして設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。

ネットワークから端末にデータを送信する下り伝送チャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングメッセージを送信するＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージは、下りＳＣＨを介して送信されてもよく、別の下りＭＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）がある。伝送チャネルの上位に存在し、伝送チャネルにマップされる論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）としては、ＢＣＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＣＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＴＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。

端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取るなどの初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ）作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は、基地局から１次同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｐ－ＳＣＨ）及び２次同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｓ－ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得することができる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信し、セル内放送情報を取得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＤＬ ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認することができる。

初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＣＣＨ）、及び該ＰＤＣＣＨに載せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得することができる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に初めて接続したり信号送信のための無線リソースがない場合には、端末は、基地局にランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；ＲＡＣＨ）を行うことができる（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介して、プリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨの場合、衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）をさらに行うことができる。

上述の手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨの受信（Ｓ３０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＣＣＨ）の送信（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末はＰＤＣＣＨを介して下りリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割り当て情報のような制御情報を含んでおり、その使用目的によってフォーマットが異なる。

一方、端末が上りリンクで基地局に送信する又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク／上りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、端末は、これらのＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを介して送信することができる。

図４は、下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。

図４を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭における１個～３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残りの１３個～１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。同図で、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）又はパイロット信号（Ｐｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌ））を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域にかかわらず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルも、データ領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ－ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）などがある。

ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、毎サブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、最初のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは４個のＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）で構成され、それぞれのＲＥＧはセルＩＤ（Ｃｅｌｌ ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。１個のＲＥＧは４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＲＥは、１個の副搬送波×１個のＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理リソースを表す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって、１乃至３、又は２乃至４の値を示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。

ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ－Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルであり、上りリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを表す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブルされる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）で変調する。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散因子（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ；ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨはＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散コードの個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／又は時間領域においてダイバーシティ利得を得るために３回反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）される。

ＰＤＣＣＨは、物理下りリンク制御チャネルであり、サブフレームの先頭におけるｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ以上のＣＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＰＤＣＣＨは、伝送チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ－ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ－ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割り当てに関する情報、上りリンクスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｇｒａｎｔ）、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ及びＤＬ－ＳＣＨは、ＰＤＳＣＨを介して送信される。そのため、基地局と端末は、一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるか、それらの端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信してデコードしなければならないかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが「Ａ」というＲＮＴＩ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）でＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）マスクされており、「Ｂ」という無線リソース（例、周波数位置）及び「Ｃ」という伝送形式情報（例、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームで送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自身が持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨをモニタし、「Ａ」のＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があると、当該端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて、「Ｂ」と「Ｃ」が示すＰＤＳＣＨを受信する。

図５は、ＬＴＥシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。

図５を参照すると、上りリンクサブフレームは、制御情報を運ぶＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域とに分けられる。周波数領域の中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域においてデータ領域の両側部分がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上で送信される制御情報としては、ＨＡＲＱに用いられるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、下りリンクチャネル状態を示すＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯのためのＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、上りリンクリソース割り当て要請であるＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）などがある。１つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットで互いに異なる周波数を占める１つのリソースブロックを使用する。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックは、スロット境界で周波数ホップ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）する。特に、図５は、ｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられる例を示している。

図６は、ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおける無線フレームの構造を例示する。ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて無線フレームは２個のハーフフレーム（ｈａｌｆ ｆｒａｍｅ）で構成され、各ハーフフレームは、２個のスロットを含む４個の一般サブフレームと、ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）、保護区間（Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ、ＧＰ）及びＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）を含む特別サブフレーム（ｓｐｅｃｉａｌ ｓｕｂｆｒａｍｅ）とで構成される。

特別サブフレームにおいて、ＤｗＰＴＳは、端末における初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。ＵｐＰＴＳは、基地局におけるチャネル推定及び端末との上りリンク送信同期化に用いられる。すなわち、ＤｗＰＴＳは、下りリンク送信に、ＵｐＰＴＳは上りリンク送信に用いられ、特に、ＵｐＰＴＳは、ＰＲＡＣＨプリアンブルやＳＲＳ送信の用途に用いられる。また、保護区間は、上りリンクと下りリンク間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。

一方、ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて上りリンク／下りリンクサブフレーム設定（ＵＬ／ＤＬ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は、下記の表１のとおりである。

上記の表１で、Ｄは下りリンクサブフレーム、Ｕは上りリンクサブフレームを表し、Ｓは特別サブフレームを意味する。また、上記の表１では、各上りリンク／下りリンクサブフレーム設定において下りリンク－上りリンクスイッチング周期（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ－ｔｏ－Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｗｉｔｃｈ－ｐｏｉｎｔ ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）も示している。

図７は、ＬＴＥシステムにおける上りリンク無線フレームと下りリンク無線フレームとの送受信タイミングを示す図である。

図８は、端末間直接通信の概念図である。

図８を参照すると、ＵＥ１とＵＥ２が相互間の端末間直接通信を行っており、ＵＥ３とＵＥ４も相互間の端末間直接通信を行っている。ｅＮＢは、適切な制御信号を用いてＵＥ間の直接通信のための時間／周波数リソースの位置、送信電力などを制御することができる。しかし、ｅＮＢのカバレッジの外部にＵＥが存在する場合、ＵＥ間の直接通信はｅＮＢの制御信号無しにも行われるように設定されてもよい。以下では、端末間直接通信をＤ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ－ｔｏ－ｄｅｖｉｃｅ）通信と呼ぶ。

本発明では、図８のようにＵＥが他のＵＥとの端末間直接通信信号を用いて相手ＵＥの位置或いは相手ＵＥとの距離を測定する方法を提案する。

ＵＥが他のＵＥの位置や他のＵＥとの距離を把握できる場合には、様々な有用なサービスを提供することができる。例えば、他のユーザのＵＥとの距離が把握でき、当該他のユーザが一定の距離以内に位置する場合に、ユーザにその旨を知らせて、近くに位置している他のユーザが誰であるかを把握可能にするサービスを提供することができる。他の例として、複数のＵＥが広告のようなメッセージを送信する際、ユーザは自身のＵＥと一定の距離以内に存在する広告メッセージのみを受信するように設定する動作を可能にすることもできる。更に他の例として、自身に関心対象として登録されたＵＥが自身から一定の領域以内に存在するか或いはどれくらい離れているかなどを観察してユーザに知らせるサービスを提供することもできる。

無線通信システムにおいてＵＥの位置情報を把握する技術として、ｅＮＢの送信する信号をＵＥが受信してそれに基づいて自身の位置を把握する方案が提案されている。この技術では、ＵＥは、ｅＮＢが送信する信号、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムのＰＲＳ（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）を測定し、各ｅＮＢ送信信号の到着時間、又は２つのｅＮＢからの送信信号の到着時間の差を測定することによって、ＵＥの位置を把握する。より具体的に、ＵＥが２つのｅＮＢからの送信信号の到着時間の差を測定すると、これら両ｅＮＢからの距離の差を把握することができ、両ｅＮＢからの距離の差が一定である曲線上の一点にＵＥが位置するようになるという事実がわかる。この過程を他の２つのｅＮＢに対しても反復すると、ＵＥが位置できる曲線を複数個得るようになり、これらの曲線が出合う地点にＵＥが位置していると把握できる。実際に、この動作のためには、ＵＥが測定するｅＮＢの位置情報が必要である。しかし、ネットワークは、どのｅＮＢがどこに位置するかを既に知っているので、ＵＥが上述のｅＮＢ送信信号の到着時間又は２つのｅＮＢからの送信信号の到着時間の差をネットワークに報告すると、ネットワークは当該ＵＥの位置を把握することができる。

無線通信システムにおいてＵＥの位置情報を把握する他の技術として、ＵＥの送信する信号をｅＮＢが受信し、それに基づいてネットワークが当該ＵＥの位置を把握する方案も提案されている。この技術において、ＵＥは特定の信号、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥのＳＲＳ（ｓｏｕｎｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）を送信し、これを複数のｅＮＢが受信し、各ｅＮＢで信号の到着時間或いは２つのｅＮＢでの到着時間の差を測定する。その後、ネットワークは、事前に保有している各ｅＮＢの位置情報に基づいて、各ｅＮＢにおけるＵＥとの距離、又は２つのｅＮＢにおける当該ＵＥとの距離の差を計算することができ、この動作を複数のｅＮＢに反復して共通に現れる地点を当該ＵＥの位置する地点と把握することができる。

上述した既存の動作は、あるＵＥが特定の他のＵＥの位置を把握するために広く活用するには不具合がある。

まず、２つの方式とも最終的にはネットワークがＵＥの位置を把握することから、特定ＵＥが他のＵＥの位置情報を活用するには、ネットワークが位置測定の対象となるＵＥとの一連の動作を通じて位置を測定した後、これを所望するＵＥに該当の情報を伝達しなければならない。この過程でネットワークとＵＥとの間にシグナリングオーバーヘッドが発生する他、ＵＥの個数が非常に増加する場合には、各ＵＥの位置をネットワークが計算するにかかる計算複雑度も大きく増加してしまう。特に、ＵＥの所望する情報がターゲットＵＥの正確な位置ではなく、自身との距離のように部分的な情報に該当する場合には、このようなシグナリングオーバーヘッドや計算複雑度は不要な費用として作用する可能性が高い。

この問題を解決するために、本発明では、ＵＥとＵＥとの間に直接信号、すなわち、端末間直接通信を用いた信号を送受信することによってシグナリングオーバーヘッド及びネットワークにとっての計算複雑度を最小化する、ＵＥ間の位置及び距離測定方式を提案する。

まず、本発明において、各ＵＥは、一定の規則にしたがって、自身の存在を知らせる信号を送信すると仮定する。この信号をＤＳ（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｓｉｇｎａｌ）と呼ぶ。ＤＳ送信の規則にしたがって特定のＤＳを受信したＵＥは、このＤＳを送信したＵＥを把握できるように設計される。例えば、ＤＳは、送信ＵＥの識別（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）情報を含むことができる。ここで、ＤＳ送信規則は、各ＵＥがＤＳを生成する方法及びＤＳを送信する時間／周波数リソースを生成する方法を含む。また、ネットワークはＤＳ送信規則を放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）し、ＤＳ送受信に参加するＵＥにとってその規則を把握できるようにすることができる。

本発明において、ＵＥはＤＳを送信する際に、送信時点決定の基準となるｅＮＢが存在すると仮定する。これをＤＳ基準ｅＮＢと呼ぶ。ＵＥは複数のＤＳ基準ｅＮＢを有することができる。例えば、ＵＥは、時点１ではｅＮＢ１をＤＳ基準ｅＮＢとしてＤＳを送信し、時点２ではｅＮＢ２をＤＳ基準ｅＮＢとしてＤＳを送信することができる。以下では、ＤＳを受信して他のＵＥの位置を測定しようとするＵＥをオペレーションＵＥと呼び、オペレーションＵＥが位置を測定しようとするＵＥをターゲットＵＥと呼ぶ。すなわち、オペレーションＵＥは、ターゲットＵＥの送信したＤＳを測定することによって、ターゲットＵＥの位置或いは自身とターゲットＵＥとの距離を測定する。ただし、本発明で説明する動作は、ＤＳを用いる場合に制限されるものではなく、ＵＥとＵＥ間に直接送受信される任意の信号を用いる場合にも適用可能であるということは明らかである。

図９は、本発明の実施例によって、ターゲットＵＥがＤＳを送信する時点及びオペレーションＵＥがＤＳを受信する時点を説明する図である。

図９を参照すると、ｅＮＢ_nがＤＳ基準ｅＮＢとして与えられる場合、ターゲットＵＥは、ｅＮＢ_nの下りリンクサブフレーム境界を受信した時点に基づいてＤＳの送信時点を決定する。ｅＮＢ_nが時点ｔ_nで下りリンクサブフレーム境界を送信し、ｅＮＢ_nとターゲットＵＥとの伝搬遅延（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ）がｋ_nであれば、ターゲットＵＥがｅＮＢ_nの下りリンクサブフレーム境界を受信する時点は、ｔ_n＋ｋ_nになる。ターゲットＵＥは上記ｔ_n＋ｋ_nの時点からＦ_nだけの前の時点で自身のＤＳを送信する。このＦ_n値は、事前に固定された値であってもよく、或いは、ｅＮＢの指示によって与えられてもよい。Ｆ_n値がｅＮＢの指示によって与えられる場合、Ｆ_n値は、当該ＵＥがｅＮＢにＵＬ信号を送信する時に適用するＴＡ（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ）値と同じ値と決定されてもよい。万一Ｆ_n値が事前に固定されている場合には、全てのＤＳ基準ｅＮＢに対して同一の値として固定されてもよい。

このように、ターゲットＵＥがｔ_n＋ｋ_n－Ｆ_nで送信した信号は、ターゲットＵＥとオペレーションＵＥ間の伝搬遅延ｘを経てオペレーションＵＥに時点ｕ_n＝ｔ_n＋ｋ_n－Ｆ_n＋ｘに到達するようになる。ＤＳ基準ｅＮＢ_nとオペレーションＵＥ間の伝搬遅延はｄ_nと仮定する。

以下、上述した過程でＤＳが送信されるとき、オペレーションＵＥとターゲットＵＥ間の距離の上限及び下限を求める方法を説明する。

図１０は、本発明の実施例によって算出された、ターゲットＵＥが位置可能な領域を示す図である。特に、図１０は、

である場合を仮定する。図１０を参照すると、オペレーションＵＥがターゲットＵＥのＤＳを受信する時点の最大値と最小値はそれぞれ、ターゲットＵＥ位置１及びターゲットＵＥ位置２で現れる。

ターゲットＵＥが位置１にいる場合、下記の式１のような条件が成立可能である。

式１を整理すると、下記の式２のようにｘに関する条件を導出することができる。

ターゲットＵＥが位置２にいる場合には、下記の式３のような条件が成立可能であり、特に、ｘとは関係のない条件であることが分かる。

図１１は、本発明の実施例によって算出された、ターゲットＵＥが位置可能な領域の他の例を示す図である。特に、図１１は、

である場合を仮定する。図１１を参照すると、オペレーションＵＥがターゲットＵＥのＤＳを受信する時点の最大値と最小値はそれぞれ、ターゲットＵＥ位置１とターゲットＵＥ位置２で現れる。

ターゲットＵＥが位置１にいる場合、下記の式４のような条件が成立可能である。

また、ターゲットＵＥが位置２にいる場合、下記の式５のような条件が成立可能である。

式５を整理すると、下記の式６のようにｘに関する条件を導出することができる。

上述した式２及び式６をまとめると、オペレーションＵＥとターゲットＵＥ間の伝搬遅延ｘは下記の式７の条件を満たすようになる。

式７で、ｕ_nは、ターゲットＵＥの送信したＤＳをオペレーションＵＥが受信した時点であるから、オペレーションＵＥによる測定が可能であり、（ｔ_n＋ｄ_n）も同様、オペレーションＵＥがｅＮＢ_nの下りリンクサブフレーム境界を受信した時点であるから、測定可能である。Ｆ_nは、あらかじめ定められた値であれば、オペレーションＵＥが既に知っている値であり、ｅＮＢがターゲットＵＥに指示した値であれば、ｅＮＢがその値を伝達したりターゲットＵＥが直接オペレーションＵＥに知らせたりすることができる。例えば、ＤＳの一部のフィールドを用いてＦ_nを伝達することができる。

（ｔ_n－ｄ_n）は、（ｔ_n＋ｄ_n）の測定値に基づくものであり、オペレーションＵＥがｄ_nを把握することによって計算することができる。例えば、オペレーションＵＥはＤＳ基準ｅＮＢ_nにランダムアクセス（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ）を試み、この時にｅＮＢ_nが知らせるＴＡ値を、オペレーションＵＥとｅＮＢ_nとのＲＴＤ（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）、すなわち、２＊ｄ_nと見なすことができる。

ターゲットＵＥがオペレーションＵＥに直接Ｆ_n値を知らせる方法をより具体的に説明する。上述したように、ターゲットＵＥは、自身が送信するＤＳ或いはその他の端末間直接通信信号における一部のフィールドを用いて、自身が使用しているＦ_n値を送信することができる。Ｆ_n値は、図９で説明したように、信号を送信するターゲットＵＥが基準ｅＮＢから受信した下りリンクサブフレーム境界とＤ２Ｄ信号を送信する時点との間隔を表す。

このとき、Ｆ_n値を含んでいる端末間信号そのものは、Ｆ_n値を適用しないで送信することが好ましい。これは、Ｄ２Ｄ信号を受信するオペレーションＵＥにとって、Ｆ_n値を知っていない状況でＦ_n値の適用された端末間信号を受信するためには非常に広い時間領域で端末間信号の検出を試みなければならないからである。例えば、ターゲットＵＥは、Ｆ_nを適用していない（すなわち、Ｆ_nを０とする。）状態又はオペレーションＵＥが事前に把握している固定された他の値を適用した状態で端末間信号を送信し、その端末間信号における一部のフィールドを用いて、後にオペレーションＵＥが端末間信号送信に適用するＦ_n値を知らせることができる。オペレーションＵＥは、まず、基準ｅＮＢから受信した下りリンクサブフレーム境界時点（図９でｕ_n）を中心に、Ｆ_nが適用されていない端末間信号の受信を試み、検出された信号からＦ_n値を読み取った後、端末間信号の受信にはＦ_n値が適用されたと見なすことができる。

図１２は、本発明の実施例によって、端末間直接通信を用いた信号、すなわち、Ｄ２Ｄ信号を送受信する例を示す図である。図１２を参照すると、ターゲットＵＥは、Ｆ_n値が含まれたＤ２Ｄ信号＃１をＦ_nを適用しないで送信し、その次には、Ｆ_nを適用してＤ２Ｄ信号＃２を送信している。

一方、オペレーションＵＥは、上述したとおり、ターゲットＵＥとの伝搬遅延ｘの上限及び下限を把握することができる。このように把握した上限及び下限は、ＤＳ基準ｅＮＢ別に異なる値を有することができる。このため、オペレーションＵＥは、まず、各ＤＳ基準ｅＮＢに対してｘの上限と下限を計算した後、計算されたｘの領域に対する積集合を取ることによって、ｘの存在する領域の範囲をより一層縮めることができる。オペレーションＵＥとターゲットＵＥとの伝搬遅延ｘに関する情報が得られると、ここに電磁気波の進行速度をかけることによって、オペレーションＵＥとターゲットＵＥとの距離として換算することができる。

次に、ＤＳ基準ｅＮＢの位置情報及びＤＳ受信時点を用いてターゲットＵＥの位置を測定する方法を説明する。

図９で説明したように、ｕ_n＝ｔ_n＋ｋ_n－Ｆ_n＋ｘと与えられるので、オペレーションＵＥの観点からは、２つの地点で送信したＤＳが同一時点に受信されるということは、両地点から計算されるｋ_n＋ｘが同一値を有するということを意味する。図面を参照して説明する。

図１３は、本発明の実施例によってターゲットＵＥの位置を把握する一方法を示す図である。

図１３を参照すると、ｋ_n＋ｘは、ＤＳ基準ｅＮＢ_nからターゲットＵＥを経てオペレーションＵＥに到達する信号の伝搬遅延を意味するので、同一のｕ_nを生成するターゲットＵＥの位置は、ＤＳ基準ｅＮＢ_nとオペレーションＵＥの位置を焦点とする楕円の形態で表される。すなわち、オペレーションＵＥがｕ_nを測定し、それに基づいてｋ_n＋ｘを計算する場合には、オペレーションＵＥは一つの楕円を形成し、当該楕円上のある地点にターゲットＵＥが位置するということがわかる。

図１４は、本発明の実施例によってターゲットＵＥの位置を把握する他の方法を示す図である。特に、図１４では、図１３で説明した原理に基づいて２つのＤＳ基準ｅＮＢに対して楕円を形成し、両楕円の交点に該当する位置にターゲットＵＥが存在可能であるという事実を把握する。

図１５は、本発明の実施例によって、ターゲットＵＥの位置を把握する更に他の方法を示す図である。特に、図１５では、３つのＤＳ基準ｅＮＢに対して上記の動作を反復する。３つの楕円の交点は単一点として現れるので、ターゲットＵＥの位置を１つに固定することができる。

上述したように、ターゲットＵＥが位置可能な楕円を２つ以上のＤＳ基準ｅＮＢに対して形成することによってターゲットＵＥの位置を把握することができる。そのために、オペレーションＵＥにとっては各ＤＳ基準ｅＮＢの位置に関する情報が必要となり、この情報は、ネットワークが事前にＵＥに放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）などの方法で知らせることができる。

このようなＤＳ基準ｅＮＢの位置情報は、各ｅＮＢの経度及び緯度のような絶対的な座標の形態で表現することができ、この場合、オペレーションＵＥはターゲットＵＥの絶対的な座標が把握できる。一方、ターゲットＵＥとオペレーションＵＥとの距離を測定する場合のように絶対的な座標を必要としない場合には、相対的な位置だけを必要とする。一例として、ＤＳ基準ｅＮＢ間の距離情報のみがオペレーションＵＥに提供されてもよい。

図１５を参照すると、ａ_nmは、ＤＳ基準ｅＮＢ_nとｅＮＢ_m間の距離を表すので、ターゲットＵＥがこの情報を取得すると、各ｅＮＢの相対的な位置が把握できる。この方式においてもオペレーションＵＥは各ＤＳ基準ｅＮＢとの距離を把握しなければならないが、これは、上述したように、ランダムアクセス過程で取得したＴＡから把握してもよく、或いは、各ＤＳ基準ｅＮＢの送信した信号（例えば、ＰＲＳ）から取得してもよい。

一方、オペレーションＵＥがターゲットＵＥとＤＳ基準ｅＮＢとの距離を把握できる場合も、ターゲットＵＥとの距離を測定したりターゲットＵＥの位置を把握するのに役立つ。一例として、ネットワークがターゲットＵＥと特定ＤＳ基準ｅＮＢ間の距離をオペレーションＵＥに知らせたり、又はターゲットＵＥがＤ２Ｄ通信を用いて、例えば、ＤＳの一部のビットを用いてオペレーションＵＥに自身と特定ＤＳ基準ｅＮＢ間の距離を知らせたと仮定する。

上述したように、ターゲットＵＥがＤ２Ｄ信号の送信に使用するＦ_n値が、上りリンク信号送信に使用するＴＡ値と同じ値に設定され、このＦ_n値が端末間直接送受信信号でオペレーションＵＥに伝達されると、このＦ_n値から、オペレーションＵＥはターゲットＵＥと基準ｅＮＢ間の距離が把握できる。これは、一般に特定ＵＥのＴＡ値がＵＥと基準ｅＮＢ間の伝搬遅延の２倍に該当する値に設定されるからである。すなわち、オペレーションＵＥは、ターゲットＵＥから伝達されたＦ_n値を半分にした値がターゲットＵＥと基準ｅＮＢ間の伝搬遅延に該当すると見なすことができる。

その後、オペレーションＵＥは、当該ＤＳ基準ｅＮＢを基準にターゲットＵＥが送信したＤＳからターゲットＵＥの候補位置が把握でき、ここに当該ＤＳ基準ｅＮＢとターゲットＵＥ間の距離に該当する円を追加することによってターゲットＵＥの候補位置を減らす。図１６に、本発明の実施例によって、ＤＳ基準ｅＮＢとターゲットＵＥ間の距離に該当する円を追加することによってターゲットＵＥの候補位置を減らす例を示す。

次に、ＤＳ信号の受信時間の差を用いて、ターゲットＵＥの位置又はターゲットＵＥとの距離を測定する方法を説明する。

図９で説明したように、ｕ_n＝ｔ_n＋ｋ_n－Ｆ_n＋ｘと与えられるので、ターゲットＵＥが２つのＤＳ基準ｅＮＢであるｅＮＢ_nとｅＮＢ_mを基準に送信したＤＳに対してオペレーションＵＥがそれぞれｕ_nとｕ_mを測定した場合、これら２つの値の差から、ターゲットＵＥと２つのＤＳ基準ｅＮＢとの距離が把握できる。具体的に、ｕ_n－ｕ_m＝ｔ_n－ｔ_m＋ｋ_n－ｋ_m－Ｆ_n＋Ｆ_mになるが、ここで、共通要素であるターゲットＵＥとオペレーションＵＥ間の距離ｘが消える。上述したように、オペレーションＵＥはＦ_nとＦ_mを事前に把握しており、或いは動作の便宜のために２つの値は同一に説明されてもよく、この場合、２つの成分はなくなる。

ｔ_n及びｔ_mの情報は、ターゲットＵＥが各ＤＳ基準ｅＮＢを基準にＤＳを送信する時点情報（例えば、無線フレームとサブフレームインデックス）から誘導することができ、一定レベル以下の時間単位（例えば、サブフレームを構成する１ｍｓ単位）ではＤＳ基準ｅＮＢが同期化されていると仮定してもよい。すなわち、１ｍｓ単位で２つのＤＳ基準ｅＮＢが同期化されていると仮定すれば、オペレーションＵＥは、２つのＤＳ基準ｅＮＢが送信する下りリンクサブフレーム境界は同一時点に該当すると仮定することができる。

このような動作によって、オペレーションＵＥはｕ_n－ｕ_mから、ターゲットＵＥとＤＳ基準ｅＮＢ間の距離の差に該当するｋ_n－ｋ_mが計算できる。

図１７は、本発明の実施例によって、ＤＳ信号の受信時間の差を用いてターゲットＵＥの位置又はターゲットＵＥとの距離を測定する一例を示す図である。

図１７を参照すると、２つのＤＳ基準ｅＮＢの位置情報に基づいて、ターゲットＵＥが位置できる候補地域を表す曲線を形成している。ここで、曲線は、２つのＤＳ基準ｅＮＢからの距離の差が一定に与えられる点の集合として表される。この動作を別の２つのｅＮＢ組合せに対して行うと別の曲線を形成することができ、２つの曲線の交点がターゲットＵＥの位置となる。

図１８は、本発明の実施例によって、ＤＳ信号の受信時間の差を用いてターゲットＵＥの位置又はターゲットＵＥとの距離を測定する他の例を示す図である。特に、図１８では、ｅＮＢ２とｅＮＢ３に対してさらに図１７の距離測定を行っている。

図１７及び図１８で、オペレーションＵＥは各ＤＳ基準ｅＮＢとの距離を把握しなければならないが、これは、上述したように、ランダムアクセス過程で取得したＴＡから把握することもでき、各ＤＳ基準ｅＮＢが送信した信号（例えば、ＰＲＳ）から取得することもできる。

一方、オペレーションＵＥがターゲットＵＥからＦ_n、Ｆ_m値を直接受け取り、これに基づいて各基準ｅＮＢとターゲットＵＥとの距離を把握したとすれば、これを活用してターゲットＵＥとの距離を測定することも可能である。例えば、図１７で取得したターゲットＵＥの候補位置は、各基準ｅＮＢとターゲットＵＥとの距離情報を用いてさらに減らすことができる。図１９に、本発明の実施例によって、各基準ｅＮＢとターゲットＵＥとの距離を把握してターゲットＵＥとの距離を測定する例を示す。

一方、ターゲットＵＥが各基準ｅＮＢとのＴＡ値を取得してこれらをそれぞれ端末間信号として送信する場合には、ターゲットＵＥにとって多数のｅＮＢへの接続を試みることが要求されるため、過度な複雑性及びオーバーヘッドを招きうる。この場合には、少数の基準ｅＮＢに基準を合わせて端末間信号を送信する時には、上りリンク送信に適用するＴＡ値と同じＦ_n値を用いるが、その他の基準ｅＮＢに基準を合わせる時には、あらかじめ定められた値、すなわち、０、又はオペレーションＵＥが事前に把握している固定された別の値をＦ_n値として設定することができる。例えば、ターゲットＵＥのサービングセル（ｓｅｒｖｉｎｇ ｃｅｌｌ）に同期を合わせるときには、Ｆ_nを、上りリンク送信に適用するＴＡ値にするが、残りのｅＮＢに同期を合わせるときには、Ｆ_nを０に設定することができる。この場合には、Ｆ_nを送信する際、このＦ_n値が、ターゲットＵＥが上りリンク送信に適用するＴＡ値と同一であるか否かを知らせることができる。

上述した一連の動作が可能となるには、ターゲットＵＥがいつどのｅＮＢをＤＳ基準ｅＮＢとして想定してＤＳを送信するかを、オペレーションＵＥが把握可能でなければならない。このような情報をネットワークがオペレーションＵＥに伝達することができる。

上述した方式によって、オペレーションＵＥはターゲットＵＥの位置を計算することができる。この計算する動作は、ネットワークがＤＳ基準ｅＮＢの位置情報をオペレーションＵＥに提供し、これに基づいてオペレーションＵＥが直接計算してもよい。或いは、オペレーションＵＥの単純化のために、オペレーションＵＥは、各ＤＳ基準ｅＮＢに対応するターゲットＵＥ ＤＳの受信時間又は特定ＤＳ基準ｅＮＢ組合せに対するターゲットＵＥ ＤＳの受信時間の差を測定してネットワークに報告し、これに基づいてネットワークがターゲットＵＥの位置を把握できるようにしてもよい。特に、後者の場合は、ターゲットＵＥに別途の位置把握能力がなく、ネットワークがオペレーションＵＥを介してターゲットＵＥの位置を把握しようとする場合に用いることができる。

図２０は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

図２０を参照すると、通信装置２０００は、プロセッサ２０１０、メモリ２０２０、ＲＦモジュール２０３０、ディスプレイモジュール２０４０、及びユーザインターフェースモジュール２０５０を備えている。

通信装置２０００は説明の便宜のために示されたもので、一部のモジュールは省略されてもよい。また、通信装置２０００は必要なモジュールをさらに備えることができる。また、通信装置２０００において、一部のモジュールは、より細分化したモジュールに区分することができる。プロセッサ２０１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ２０１０の詳細な動作は、図１乃至図１９に記載された内容を参照することができる。

メモリ２０２０は、プロセッサ２０１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。ＲＦモジュール２０３０は、プロセッサ２０１０に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換する機能を果たす。そのために、ＲＦモジュール２０３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップコンバート又はこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール２０４０は、プロセッサ２０１０に接続し、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール２０４０は、これに制限されるものではないが、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のような周知の要素を用いることができる。ユーザインターフェースモジュール２０５０は、プロセッサ２０１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組合せで構成可能である。

以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは明らかである。

本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態として具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定すべきであり、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

上述したような無線通信システムにおいて端末間直接通信のための同期信号送受信方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの他、様々な無線通信システムにも適用可能である。

Claims (4)

1. 無線通信システムにおいてオペレーション端末（ＵＥ）がターゲットＵＥの位置を測定する方法であって、
   ネットワークから、（ｉ）第１の基地局（ＢＳ）の位置、（ｉｉ）第２のＢＳの位置、及び（ｉｉｉ）第３のＢＳの位置に関連する情報を受信するステップであって、前記第１のＢＳ、前記第２のＢＳ及び前記第３のＢＳは同期化されている、ステップと、
   前記ターゲットＵＥから、タイミング調整値を適用しないで、参照タイミングに基づいた第１のＤ２Ｄ信号を受信するステップであって、前記タイミング調整値は、前記参照タイミングとＤ２Ｄ信号の送信タイミングとの間の間隔を示し、前記第１のＤ２Ｄ信号は、Ｄ２Ｄリンクに対する前記タイミング調整値を含む、ステップと、
   前記ターゲットＵＥから、前記タイミング調整値を適用して、第２のＤ２Ｄ信号を受信するステップと、
   （ｉ）前記第１のＢＳから送信された測位参照信号（ＰＲＳ）に基づく前記第１のＢＳの位置と前記オペレーションＵＥとの間の第１の距離、（ｉｉ）前記第２のＢＳから送信されたＰＲＳに基づく前記第２のＢＳの位置と前記オペレーションＵＥとの間の第２の距離、及び（ｉｉｉ）前記第３のＢＳから送信されたＰＲＳに基づく前記第３のＢＳの位置と前記オペレーションＵＥとの間の第３の距離を決定するステップと、
   前記タイミング調整値に基づいて、（ｉ）前記第１のＢＳの位置と前記ターゲットＵＥとの間の第４の距離と前記第２のＢＳの位置と前記ターゲットＵＥとの間の第５の距離との第１の差、及び（ｉｉ）前記第５の距離と前記第３のＢＳの位置と前記ターゲットＵＥとの間の第６の距離との第２の差を決定するステップと、
   （ｉ）前記第１の差により形成される第１の曲線と前記第２の差により形成される第２の曲線の交点、及び（ｉｉ）前記第１の距離、前記第２の距離、前記第３の距離に基づいて、前記ターゲットＵＥの位置を決定するステップと、
   を有し、
   前記第２のＤ２Ｄ信号は、前記Ｄ２Ｄリンクに対する前記タイミング調整値を含まず、
   前記Ｄ２Ｄリンクに対する前記タイミング調整値は、前記第１のＢＳ、前記第２のＢＳ及び前記第３のＢＳへの上りリンクに対する同一のタイミング調整値と同じであり、
   前記参照タイミングは、前記第１のＢＳからの下りリンク受信タイミングである、方法。
2. 前記第１のＤ２Ｄ信号の送信タイミングは、前記下りリンク受信タイミングと一致する、請求項１に記載の方法。
3. 無線通信システムにおけるオペレーション端末装置（ＵＥ）であって、
   下りリンク若しくは上りリンクを介して基地局（ＢＳ）と、またはＤ２Ｄリンクを介してターゲットＵＥと信号を送受信するよう構成されたＲＦ通信モジュールと、
   前記信号を処理するよう構成されたプロセッサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、
   ネットワークから、（ｉ）第１の基地局（ＢＳ）の位置、（ｉｉ）第２のＢＳの位置、及び（ｉｉｉ）第３のＢＳの位置に関連する情報を受信し、前記第１のＢＳ、前記第２のＢＳ及び前記第３のＢＳは同期化されており、
   前記ターゲットＵＥから、タイミング調整値を適用しないで、参照タイミングに基づいた第１のＤ２Ｄ信号を受信し、前記タイミング調整値は、前記参照タイミングとＤ２Ｄ信号の送信タイミングとの間の間隔を示し、前記第１のＤ２Ｄ信号は、前記Ｄ２Ｄリンクに対する前記タイミング調整値を含み、
   前記ターゲットＵＥから、前記タイミング調整値を適用して、第２のＤ２Ｄ信号を受信するように前記ＲＦ通信モジュールを制御するよう構成され、
   前記プロセッサは、
   （ｉ）前記第１のＢＳから送信された測位参照信号（ＰＲＳ）に基づく前記第１のＢＳの位置と前記オペレーションＵＥとの間の第１の距離、（ｉｉ）前記第２のＢＳから送信されたＰＲＳに基づく前記第２のＢＳの位置と前記オペレーションＵＥとの間の第２の距離、及び（ｉｉｉ）前記第３のＢＳから送信されたＰＲＳに基づく前記第３のＢＳの位置と前記オペレーションＵＥとの間の第３の距離を決定し、
   前記タイミング調整値に基づいて、（ｉ）前記第１のＢＳの位置と前記ターゲットＵＥとの間の第４の距離と前記第２のＢＳの位置と前記ターゲットＵＥとの間の第５の距離との第１の差、及び（ｉｉ）前記第５の距離と前記第３のＢＳの位置と前記ターゲットＵＥとの間の第６の距離との第２の差を決定し、
   （ｉ）前記第１の差により形成される第１の曲線と前記第２の差により形成される第２の曲線の交点、及び（ｉｉ）前記第１の距離、前記第２の距離、前記第３の距離に基づいて、前記ターゲットＵＥの位置を決定するよう更に構成され、
   前記第２のＤ２Ｄ信号は、前記Ｄ２Ｄリンクに対する前記タイミング調整値を含まず、
   前記Ｄ２Ｄリンクに対する前記タイミング調整値は、前記第１のＢＳ、前記第２のＢＳ及び前記第３のＢＳへの上りリンクに対する同一のタイミング調整値と同じであり、
   前記参照タイミングは、前記第１のＢＳからの下りリンク受信タイミングである、端末装置。
4. 前記第１のＤ２Ｄ信号の送信タイミングは、前記下りリンク受信タイミングと一致する、請求項３に記載の端末装置。

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