JP7674287B2 - 位置推定精度の向上のための中継装置、ネットワークノード、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、中継装置を用いた無線通信システムにおける位置推定技術に関する。

セルラ通信システムでは、端末装置の位置を特定することにより、その位置に応じた通信サービスをその端末装置に提供することができる。端末装置は、例えば、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）を用いて、人工衛星から送出された電波を測定することにより自装置の位置を特定し、基地局装置を介してその情報をネットワークに通知しうる。一方で、端末装置がＧＮＳＳによる測位を使用できない場合や、ＧＮＳＳによる測位機能を無効化している場合などが生じうる。このような場合、例えば、端末装置から送出された電波を複数の基地局装置が測定し、その電波が到達したタイミング（伝搬時間）に基づいて、端末装置の位置を推定する手法を使用することができる。

セルラ通信システムでは、通信可能エリアを増やすために、基地局装置又は端末装置から到来した電波を増幅して出力する中継装置（例えば無線レピータ）が使用されうる。中継装置が使用される場合、その中継装置内部での中継動作によって、端末装置から送出された電波が基地局装置へ到達するまでの遅延が長期化してしまいうる。この遅延により、基地局装置から見て端末装置が実際よりも遠方に存在すると判定してしまい、その結果、測位誤差が大きくなってしまいうる。

本発明は、中継装置が使用される無線通信システムにおける測位精度を向上させる技術を提供する。

本発明の一態様による中継装置は、端末装置から受信した無線信号を基地局装置へ中継する中継手段と、第１の系列を用いて生成された所定の参照信号を前記端末装置から受信した場合に、当該第１の系列に対応する第２の系列であって、前記端末装置が前記所定の参照信号を生成する際に使用されることがない前記第２の系列を用いて生成される信号に対応する前記所定の参照信号を前記基地局装置へ中継するように前記中継手段を制御する制御手段と、を有し、前記中継手段は、前記所定の参照信号と異なる信号が前記端末装置から受信された場合に、当該信号の復調処理を実行することなく増幅して前記基地局装置へ転送する。

本発明の一態様によるネットワークノードは、端末装置から送出された所定の信号が基地局装置において検出されたタイミングを取得する取得手段と、前記タイミングに基づいて前記端末装置の位置を推定する推定手段と、を有し、前記推定手段は、第１の系列を用いて生成された前記所定の信号が前記基地局装置において検出された場合に、取得された前記タイミングを用いて前記端末装置の位置を推定し、前記第１の系列に対応する第２の系列であって、前記端末装置が前記所定の信号を生成する際に使用されることがない前記第２の系列を用いて生成される信号に対応する前記所定の信号が前記基地局装置において検出された場合に、中継装置における中継処理に関連する時間だけ、取得された前記タイミングより早く前記所定の信号が到来したこととなるように前記タイミングが補正された補正後のタイミングを用いて、前記端末装置の位置を推定する。

本発明によれば、中継装置が使用される無線通信システムにおける測位精度を向上させることができる。

無線通信システムの構成例を示す図である。 ＳＲＳの中継処理の例を説明する図である。 中継装置およびネットワークノードのハードウェア構成例を示す図である。 中継装置の機能構成例を示す図である。 ネットワークノードの機能構成例を示す図である。 無線通信システムにおいて実行される処理の流れの例を示す図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

（システム構成）
図１に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、端末装置が基地局装置と接続して無線通信を行うロングタームエボリューション（ＬＴＥ）や第５世代（５Ｇ）のセルラ通信規格に準拠したセルラ通信システムでありうる。なお、本無線通信システムは、セル端や不感地帯における無線品質を向上させるために中継装置を採用しているものとする。なお、図１では、基地局装置１０１～基地局装置１０３と端末装置１１１とが存在し、例えば基地局装置１０３の通信を中継するために中継装置１２１が用意されている例を示している。端末装置１１１は、基地局装置１０１～基地局装置１０３のいずれかと接続して通信を実行可能に構成されている。なお、端末装置１１１は、基地局装置１０３と接続する際には、中継装置１２１を介して接続を確立する。なお、中継装置１２１は、例えば、到来した信号に対して復調等を行わずに増幅して出力する非再生中継装置（無線レピータ）でありうる。

本無線通信システムでは、各基地局装置において、端末装置１１１から送出された所定の参照信号を検出して、その検出したタイミングに基づいて、端末装置１１１の位置を推定する。例えば、端末装置１１１から送出された所定の参照信号が基地局装置１０１～基地局装置１０３のそれぞれにおいて検出され、その検出されたタイミングが、いずれかの基地局装置又はこれらの基地局装置とは別個に用意された測位サーバなどのネットワークノードに集約される。そして、ネットワークノードは、例えば３つ以上の基地局装置において検出されたタイミングに基づいて、各基地局装置における所定の参照信号の受信タイミングの差に基づいて、端末装置１１１の位置を推定することができる。

一方で、基地局装置１０３は、端末装置１１１から送出された所定の参照信号を、中継装置１２１を介して受信する。このため、例えば中継装置１２１による増幅および出力などの処理遅延によって、端末装置１１１から送出された所定の参照信号が基地局装置１０３において受信されるまでの時間が、中継装置１２１を介した基地局装置１０３と端末装置１１１との間の電波の伝搬経路の長さに対応しなくなり、端末装置１１１の位置の推定結果の誤差が大きくなってしまう。一方で、所定の参照信号が中継装置１２１を介して基地局装置１０３に到達したことをネットワークノードが認識することが可能であれば、中継装置１２１における処理遅延の分だけ早く所定の参照信号が基地局装置１０３に到達したものとして、基地局装置１０３における所定の参照信号の受信タイミングを補正することができる。この補正後のタイミングが、中継装置１２１を介した基地局装置１０３と端末装置１１１との間の電波の伝搬経路の長さに対応するタイミングとなる。この場合、ネットワークノードは、例えば、その補正後のタイミングにおいて端末装置１１１からの所定の参照信号が基地局装置１０３に直接到達したものとして扱って位置推定を行いうる。また、ネットワークノードは、例えば、補正後のタイミングを、基地局装置１０３と中継装置１２１との間の距離に対応する時間だけさらに早めたタイミングに補正して、その再補正後のタイミングにおいて中継装置１２１に所定の参照信号が到達したものとして扱いうる。そして、ネットワークノードは、基地局装置１０１、基地局装置１０２、及び中継装置１２１における受信タイミングの差に基づいて端末装置１１１の位置推定を行うことにより、位置推定精度を向上させることができる。

一方で、中継装置１２１が到来した無線信号を増幅して復調せずに送出するように構成される無線レピータである場合、基地局装置１０３に到達した信号が、端末装置１１１から直接到達したものであるか中継装置１２１を介して到達したものかが区別可能でない。このため、ネットワークノードは、受信タイミングの適切な補正を行うことができない。本実施形態では、このような事情に鑑み、中継装置１２１の処理によって、基地局装置１０３に到達した信号が、端末装置１１１から直接到達した信号であるか、中継装置１２１を介して到達した信号であるかを判別可能とし、受信タイミングの適切な補正を行うことを可能とする。

本実施形態の中継装置１２１は、端末装置１１１から所定の参照信号を受信した場合には、そのまま増幅して出力するのではなく、所定の処理を実行した後の信号を基地局装置１０３に向けて送信する。例えば、端末装置１１１から送出される所定の参照信号は、ネットワーク側から端末装置１１１に対して指定した第１の系列を用いて生成される。この場合、基地局装置１０３は、その所定の参照信号が所定電力レベル以上で到来した場合には、その第１の系列を用いて、その所定の参照信号を検出することができる。本実施形態では、中継装置１２１も、第１の系列を用いて、その所定の参照信号を検出することができるようにする。そして、中継装置１２１は、この第１の系列を用いて生成された所定の参照信号を受信した場合には、その第１の系列に対応すると共に第１の系列とは異なる第２の系列を用いて生成された所定の参照信号を基地局装置１０３へ中継する。ここで、第２の系列は、端末装置１１１によって所定の参照信号が送信される際には使用されることのない系列でありうる。これによれば、基地局装置１０３は、第１の系列を用いて所定の参照信号を検出した場合には、その所定の参照信号が端末装置１１１から直接到達したものと判定し、第２の系列を用いて所定の参照信号を検出した場合には、その所定の参照信号が中継装置１２１を介して到達したものと判定することができる。

なお、端末装置１１１が所定の参照信号を送信する際には、例えばネットワーク側から通知された第１の系列を使用するが、この第１の系列として使用可能な系列は複数のパターンを有しうる。例えば、所定の参照信号がサウンディング参照信号（ＳＲＳ）である場合、端末装置１１１は、事前に用意された所定の系列をそのまま第１の系列として用いるか、又は、その所定の系列に対して所定のシフト量だけサイクリックシフトを施した系列を第１の系列として使用しうる。なお、サイクリックシフトとは、所定の系列の先頭位置を変更し、その先頭位置より前に存在する部分系列を系列の末尾に付加することによって得られる。例えば、それぞれのシンボルに０～９９のインデクスが付された長さが１００の系列に対して、シフト量１０のサイクリックシフトを施すことにより、先頭位置が１０となり、インデクスが９９のシンボルの後に、インデクスが０～９の部分系列が付加された系列が得られる。ここで、ＳＲＳは、所定数のサブキャリアごとに送信されるが、２サブキャリアごとにＳＲＳが送信される場合、８通りのシフト量が規定されており、そのシフト量にそれぞれ対応する８通りの系列が第１の系列として使用されうる。これに対して、中継装置１２１は、その８通りの系列のいずれとも異なる系列を第２の系列として使用しうる。例えば８通りの第１の系列にそれぞれ対応する８通りの第２の系列が用意されうる。そして、中継装置１２１は、端末装置１１１から受信した参照信号がその８通りの第１の系列のうちのいずれを用いて生成されたかを特定し、その特定した系列に対応する系列を第２の系列の中から特定して、その特定した第２の系列を用いて所定の参照信号を生成して基地局装置１０３へ転送しうる。なお、第２の系列は、第１の系列を生成する際に使用される所定の系列とは無関係の系列でありうる。また、第２の系列は、一例において、第１の系列を生成する際に使用される所定の系列と直交する系列でありうる。第１の系列として使用可能な複数の系列のそれぞれに対応する第２の系列を用意しておくことにより、基地局装置１０３において検出された所定の参照信号が、第１の系列として使用可能な複数の系列のいずれに対応するものであるか、そして、どの端末装置によって送信された所定の参照信号に対応するかを特定することができるようになる。

なお、上述のように、所定の参照信号はＳＲＳでありうる。この場合に、第１の系列が上述のように所定の系列そのもの又はその所定の系列に対して第１のシフト量だけサイクリックシフトを施して得られる系列である。この場合、その第１のシフト量として取りえない第２のシフト量だけ、所定の系列に対してサイクリックシフトを施して得られる系列を第２の系列としうる。例えば、第１のシフト量が、０、１０、２０、３０、及び４０である場合に、第２のシフト量が５０、６０、７０、８０、及び９０に設定されうる。この場合、例えば、（第１のシフト量＋５０）が第２のシフト量として用いられうる。なお、中継装置１２１は、受信したＳＲＳに対応する第１のシフト量から第２のシフト量を特定し、その第２のシフト量に対応する系列を用いて新たにＳＲＳを生成しうる。ただし、この場合、中継装置１２１は、受信したＳＲＳにおける受信品質などが反映された形式で、すなわち、端末装置１１１から受信したＳＲＳの特性を失わせない形式で、新規に生成したＳＲＳを変形して基地局装置１０３へ送出しうる。なお、中継装置１２１は、受信したＳＲＳに対して対応するシフト量のサイクリックシフトを施すことにより、その受信したＳＲＳを変形して、新規にＳＲＳを生成することなく、第２のシフト量に対応するＳＲＳを基地局装置１０３へ送信するようにしてもよい。

既知の系列を用いた相関検出により算出された値のピークを検出することにより、その既知の系列を用いた所定の信号が送信されたことが検出される。これに対して、所定の系列に対してサイクリックシフトを施すことにより別の系列が生成される場合、その別の系列を用いて生成された所定の信号に対しても、その所定の系列による相関検出を行った際に、シフト量に対応する時間だけずれたタイミングでピークが発生しうる。このとき、所定の系列による相関検出のピークが発生するタイミングのずれが、１つのＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）シンボルに対して付加されるサイクリックプリフィクスの範囲内に含まれる場合、いずれのシフト量に対応するかの判定に誤りが生じうる。すなわち、ある系列によって生成されたＯＦＤＭシンボルに対して、一定の遅延波が発生することが想定されており、そのためにサイクリックプリフィクスが付加されるため、その系列を用いて相関検出を行った場合、そのサイクリックプリフィクスの範囲内で遅延波に対応するピークが検出される。一方で、その系列に対してサイクリックシフトを施すことによって得られる異なる系列を用いて相関検出を行った場合、タイミングがずれてピークが発生する。この時に、サイクリックシフトのシフト量が十分に大きくない場合、そのタイミングのずれが大きくなく、例えば、遅延波と同様のタイミングでピークが発生してしまうことがある。この場合、出現したピークがサイクリックシフト前の系列に対応するのか、サイクリックシフト後の系列に対応するのかが判別できなくなってしまう。このため、本実施形態では、ピーク出現タイミングのずれが、ＳＲＳのサイクリックプリフィクスの長さを超えるように、シフト量が設定されうる。なお、このシフト量は、２つの第２の系列の間の関係にも適用されうる。

なお、このようなシフト量は、例えばサイクリックプリフィクスの長さに基づいて特定され、一例において最大で１４個のシフト量のパターンを得ることができる。これを利用して、例えば、上述の端末装置１１１から送出されるＳＲＳにおいては、１４個のパターンのうちの７個（又はそれ以下）を第１のシフト量として使用し、中継装置１２１によって転送されるＳＲＳにおいては、１４個のパターンのうちの残りの７個（又はそれ以下）を第２のシフト量として使用することができる。例えば、１４個のパターンにそれぞれインデクス０～１３を付して、第１のシフト量として、インデクス０～６のパターンを使用し、第２のシフト量として、「第１のシフト量のインデクス＋７」のパターンを使用するようにしうる。これにより、インデクス０～６のシフト量のパターンに対応する第１の系列を用いて生成された参照信号が検出された場合は、その信号が端末装置１１１から直接到来した信号であり、インデクス７～１３のシフト量のパターンに対応する第２の系列を用いて生成された参照信号が検出された場合は、その信号が中継装置１２１によって中継された信号であると判定することが可能となる。なお、例えば、第１のシフト量の最大値を超えるシフト量をその第１のシフト量に加算したシフト量を、第２のシフト量としてもよい。すなわち、第１のシフト量の最大値を超えるシフト量の系列に対応する所定の参照信号が検出された場合、その信号は中継装置１２１によって中継された信号であると判定されるようにしてもよい。

中継装置１２１がこのような処理を行う場合の動作の概要を図２に示す。なお、ここでは、インデクスが０～Ｘ－１（Ｘ≧６）の系列が第１の系列として使用されるものとし、インデクスがＸ～２Ｘ－１の系列が第２の系列として使用されるものとする。なお、インデクス０～２Ｘ－１は、一例において、それぞれ異なるシフト量に対応しうる。この場合、第１の系列及び第２の系列が、同じ所定の系列に対してそれぞれ異なるシフト量だけサイクリックシフトを施して得られる系列として生成される。また、第１の系列と第２の系列は、それぞれ異なる所定の系列に対してサイクリックシフトを施して得られる系列であってもよい。また、第１の系列の範囲内で又は第２の系列の範囲内で異なるインデクスに対応する系列が、サイクリックシフトの関係にない相互に無関係の系列であってもよい。なお、図２では、所定の参照信号として、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）が使用されるものとし、第１の系列及び第２の系列は共通の所定の系列に対して異なるシフト量のサイクリックシフトを施すことによって得られる系列であるものとする。

図２において、端末装置１１１及び端末装置１１２が、中継装置１２１を介して基地局装置１０３と通信可能な位置に存在し、端末装置１１３が、基地局装置１０３と直接通信可能な位置に存在するものとする。このとき、各端末装置に対しては、例えば接続中の基地局装置から、ＳＲＳの生成の際に使用すべき系列として、インデクスが０～Ｘ－１の第１の系列を生成可能とする情報（例えば、第１のシフト量）がそれぞれ通知されうる。また、各中継装置に対しては、インデクスが０～Ｘ－１の第１の系列にそれぞれ対応する第２の系列を生成可能とする情報（例えば、第２のシフト量や、第１のシフト量に対して加算されるべきシフト量など）が、通信の中継対象の基地局装置から通知されうる。そして、端末装置１１１はインデクスが「１」の系列を、端末装置１１２はインデスクが「５」の系列を、端末装置１１３はインデクスが「３」の系列を、それぞれ用いて、ＳＲＳを生成して送出する。このとき、端末装置１１３から送出されたＳＲＳは、基地局装置１０３にそのまま直接到達する。基地局装置１０３は、インデクスが「１」～「Ｘ－１」の系列をそれぞれ用いてＳＲＳの検出処理を実行することにより、インデクスが「３」の系列を用いて生成された端末装置１１３からのＳＲＳを検出することができる。これにより、基地局装置１０３は、端末装置１１３からのＳＲＳは直接到来したものであり、中継装置１２１を介していないことを特定することができる。

一方、端末装置１１１及び端末装置１１２から送出されたＳＲＳは、中継装置１２１において中継される。この場合、中継装置１２１は、端末装置１１１から受信したＳＲＳがインデクス「１」の第１の系列を用いて生成されたものであるため、インデクス「１」に対応するインデクス「１＋Ｘ」の第２の系列に対応するＳＲＳを基地局装置１０３へ転送する。なお、中継装置１２１は、インデクス「１＋Ｘ」の第２の系列を用いてＳＲＳを生成し、又は、インデクス「Ｘ」に対応するシフト量だけサイクリックシフトを施すことにより、受信したＳＲＳを変形し、その生成又は変形したＳＲＳを出力する。また、中継装置１２１は、同様にして、端末装置１１２から受信したＳＲＳがインデクス「５」の第１の系列を用いて生成されたものであるため、インデクス「５」に対応するインデクス「５＋Ｘ」の第２の系列に対応するＳＲＳを基地局装置１０３へ転送する。基地局装置１０３は、インデクスが「Ｘ」～「２Ｘ－１」の系列をそれぞれ用いてＳＲＳの検出処理を実行することにより、インデクスが「１＋Ｘ」や「５＋Ｘ」の系列に対応するＳＲＳを検出することができる。基地局装置１０３は、インデクスが「１＋Ｘ」の系列に対応するＳＲＳを検出すると、そのＳＲＳが中継装置１２１を介して受信されたものであることを特定することができる。また、基地局装置１０３は、インデクスが「１＋Ｘ」の第２の系列に対応するＳＲＳを検出した場合、そのＳＲＳは、インデクスが「１」の第１の系列に対応することを特定することができる。そして、インデクスが「１」の第１の系列を用いるように設定されているのが端末装置１１１であるため、基地局装置１０３は、そのＳＲＳが端末装置１１１から送出されて、中継装置１２１を介して受信されたことを特定することができる。同様に、基地局装置１０３は、インデクスが「５＋Ｘ」の系列に対応するＳＲＳを検出すると、そのＳＲＳが、端末装置１１２から送出されて、中継装置１２１を介して受信されたものであることを特定することができる。そして、基地局装置１０３又は測位を実行するネットワークノードは、中継装置１２１を介してＳＲＳが実際に受信された受信タイミングを、中継装置１２１による処理遅延の時間分だけ早いタイミングであったものとして扱う（受信タイミングを補正する）ことにより、端末装置１１１及び端末装置１１２の測位精度を向上させることができる。

なお、上述のＳＲＳは、所定の参照信号の一例であり、別の参照信号が用いられてもよい。例えば、位置測定のために新規に定義された参照信号が用いられてもよい。また、第１の系列及び第２の系列は、所定の系列に対してサイクリックシフトを施して生成される系列でなくてもよい。すなわち、基地局装置において検出可能であるように所定の候補の中から選択された系列によって所定の参照信号が生成され、かつ、第１の系列と第２の系列とが相互に異なり、かつ、第１の系列と第２の系列とが１対１でマッピングされる関係であれば足りる。

なお、中継装置１２１は、上述の処理を実行するために、少なくとも所定の参照信号を特定し、その所定の参照信号を変形及び増幅して出力する機能を有する。例えば、中継装置１２１は、受信した所定の参照信号についての復調処理を実行して第１の系列を特定し、その第１の系列に対してさらにサイクリックシフトを施すことによって、第２の系列を生成して、その第２の系列に基づく所定の参照信号を再生して中継しうる。なお、中継装置１２１は、受信した所定の参照信号が生成される際に用いられた第１の系列を特定した場合に、第１の系列に対応する第２の系列を用いて別途用意した所定の参照信号を、受信した参照信号に代えて基地局装置１０３へ送信するようにしうる。なお、中継装置１２１は、所定の参照信号の受信タイミングから所定時間経過後に、変形後の又は別途用意した第２の系列に基づく所定の参照信号を出力するように構成されうる。

また、中継装置１２１は、所定の参照信号と異なる信号に対しては、無線レピータとして、その信号の復調処理を実行することなく増幅して基地局装置１０３へ転送しうる。すなわち、中継装置１２１は、所定の参照信号に対して上述の処理を実行するための機能を有し、他の信号に対しては非再生中継を実行する無線レピータとして機能しうる。

（装置構成）
図３は、中継装置１２１のハードウェア構成例を示す図である。中継装置１２１は、一例において、プロセッサ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、記憶装置３０４、及び通信回路３０５を含んで構成される。プロセッサ３０１は、汎用のＣＰＵ（中央演算装置）や、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の、１つ以上の処理回路を含んで構成されるコンピュータであり、ＲＯＭ３０２や記憶装置３０４に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、装置の全体の処理や、上述の各処理を実行する。ＲＯＭ３０２は、中継装置１２１が実行する処理に関するプログラムや各種パラメータ等の情報を記憶する読み出し専用メモリである。ＲＡＭ３０３は、プロセッサ３０１がプログラムを実行する際のワークスペースとして機能し、また、一時的な情報を記憶するランダムアクセスメモリである。記憶装置３０４は、例えば着脱可能な外部記憶装置等によって構成される。通信回路３０５は、例えば、ＬＴＥや５Ｇの無線通信用の回路によって構成される。なお、図２では、１つの通信回路３０５が図示されているが、中継装置１２１は、複数の通信回路を有しうる。例えば、中継装置１２１は、ＬＴＥ用および５Ｇ用の無線通信回路とアンテナを有しうる。

なお、端末装置１１１の位置を推定するネットワークノード（例えばいずれかの基地局装置又は測位サーバ）も、図３と同様のハードウェア構成を有しうる。

図４は、中継装置１２１の機能構成例を示す図である。中継装置１２１は、例えば、中継処理部４０１、ＳＲＳ検出部４０２、及びＳＲＳ変形部４０３を含む。なお、これらの機能部は、例えば、プロセッサ３０１が、ＲＯＭ３０２や記憶装置３０４に記憶されたプログラムを実行することによって実装されうる。ただし、これに限られず、例えばこれらの機能部の一部または全部が専用のハードウェアを用いて実装されてもよい。なお、中継装置１２１が実行すべき処理については上述したため、ここでは中継装置１２１の機能構成を大まかに概説するにとどめる。

中継処理部４０１は、端末装置１１１から受信した信号を増幅して基地局装置１０３へ送信し、また、基地局装置１０３から受信した信号を増幅して端末装置１１１へ送信する。中継装置１２１は例えば非再生中継装置（無線レピータ）であり、中継処理部４０１は、ＳＲＳなどの測位に用いる所定の参照信号以外の信号を復調・復号を行うことなく増幅して（必要に応じて周波数変換して）出力するように構成される。なお、中継装置１２１が再生中継装置である場合、中継処理部４０１は、受信した信号を復調・復号して、それにより得られたデータ系列を符号化・変調して無線信号を再生して出力するように構成されうる。

ＳＲＳ検出部４０２は、ＳＲＳ（所定の参照信号）が送信されうる周波数および時間リソースにおいて、ＳＲＳの検出処理を実行する。ＳＲＳ検出部４０２は、例えば、その周波数および時間リソースにおいて、端末装置１１１がＳＲＳを生成する際に使用されうる第１の系列を用いて相関検出を実行し、相関値にピークが出現した場合に、ＳＲＳが到来したと判定しうる。ＳＲＳ変形部４０３は、ＳＲＳ検出部４０２によってＳＲＳが検出された場合に、そのＳＲＳを、中継装置１２１を介してＳＲＳが到達したことを基地局装置１０３が特定可能な形式に変形する。例えば、ＳＲＳ変形部４０３は、受信したＳＲＳに対応する第１の系列に対して所定のシフト量だけサイクリックシフトを施して、端末装置１１１がＳＲＳの送信に使用することがない第２の系列に対応するＳＲＳを出力しうる。なお、ＳＲＳ変形部４０３は、例えば、ＳＲＳ検出部４０２においてＳＲＳの検出に使用された第１の系列に対応する第２の系列を用いて、ＳＲＳを新たに生成してもよい。ＳＲＳ変形部４０３によって出力された変形後の又は新たに生成されたＳＲＳは、中継処理部４０１を介して、基地局装置１０３へ送信される。

図５は、端末装置１１１の位置を推定するネットワークノードの機能構成例を示す図である。ネットワークノードは、例えば、タイミング情報取得部５０１と、位置推定部５０２とを含む。なお、これらの機能部は、例えば、プロセッサ３０１が、ＲＯＭ３０２や記憶装置３０４に記憶されたプログラムを実行することによって実装されうる。ただし、これに限られず、例えばこれらの機能部の一部または全部が専用のハードウェアを用いて実装されてもよい。

タイミング情報取得部５０１は、各基地局装置において、端末装置からのＳＲＳ（所定の参照信号）が検出されたタイミングに関する情報を取得する。タイミング情報取得部５０１は、例えば、端末装置１１１から直接ＳＲＳを受信した基地局から、実際にＳＲＳを受信したタイミングを示す情報を取得する。また、タイミング情報取得部５０１は、例えば、端末装置１１１から中継装置１２１を介してＳＲＳを受信した基地局から、中継装置１２１における中継処理に関連する時間だけ、実際にＳＲＳが受信されたタイミングより早くそのＳＲＳが到来したこととなるように補正されたタイミングを示す情報を取得する。なお、タイミング情報取得部５０１は、端末装置１１１から中継装置１２１を介してＳＲＳを受信した基地局から、実際にＳＲＳを受信したタイミングを示す情報と、中継装置１２１を介してそのＳＲＳが受信されたことを特定可能な情報とを取得してもよい。この場合、タイミング情報取得部５０１によって、中継装置１２１における中継処理に関連する時間だけ、実際にＳＲＳが受信されたタイミングより早くそのＳＲＳが到来したこととなるようにタイミングを補正して、補正後のタイミング情報を取得しうる。なお、中継装置１２１における中継処理に関連する時間は、中継処理そのものに要する時間でありうるが、それだけに限られない。例えば、端末装置１１１の位置から基地局装置の位置までの直線距離と、中継装置１２１を介してＳＲＳが受信される場合の端末装置１１１から基地局装置までの経路の距離との経路差の期待値に対応する時間が、中継処理に関連する時間として含まれてもよい。例えば、中継装置１２１によって通信が中継される端末装置の少なくとも一部について事前にＧＮＳＳ等を用いて位置を測定しておき、その結果の分布から、経路差の期待値が特定されうる。一例において、中継装置１２１による中継を経てＳＲＳが受信された場合には、この経路差の期待値分だけ実際の受信タイミングより早くＳＲＳが基地局装置に到達したこととなるように、タイミングの補正が行われうる。

位置推定部５０２は、例えば、到来時間差（ＴＤＯＡ）に基づく測位を実行する。すなわち、位置推定部５０２は、タイミング情報取得部５０１によって複数の（例えば３つの）基地局装置から取得された、端末装置１１１からのＳＲＳの受信タイミング差に基づいて、端末装置１１１の位置を推定する。なお、位置推定部５０２は、ＳＲＳが中継装置１２１による中継を介さずに基地局装置に到達した場合には実際にＳＲＳが受信されたタイミングを用いて、中継装置１２１による中継を介して受信された場合には上述のようにして得られる補正後のタイミングを用いて、ＴＤＯＡに基づく位置推定を実行する。

（処理の流れ）
続いて、図６を用いて、無線通信システムにおいて実行される処理の流れの例について説明する。なお、この例では、各基地局装置において、ＳＲＳを受信した際に、そのＳＲＳが中継装置１２１を介して受信されたか否かを判定し、中継装置１２１を介して受信された場合に受信タイミングの補正を行うまでの処理について説明する。すなわち、ネットワークノードが端末装置１１１の位置推定を実際に実行する際の処理については、中継装置１２１を介して受信されたＳＲＳについて補正後のタイミングを用いて位置推定を行う点のみが従来と異なるため、ここでの説明については省略する。

図６の例では、端末装置１１１が、第１の系列（例えばインデクスｎ（０≦ｎ≦Ｘ－１）の系列）を用いてＳＲＳを生成し、周囲に向けて送出する（Ｓ６０１）。基地局装置１０１及び基地局装置１０２は、ＳＲＳの検出処理を実行することにより、インデクスｎの系列に対応するＳＲＳが受信されたことを認識し、このＳＲＳは中継装置による中継が行われておらず、中継処理により遅延の影響がないと判定する（Ｓ６０２）。このため、基地局装置１０１及び基地局装置１０２は、受信タイミングの補正処理を実行しない。一方で、基地局装置１０３は、中継装置１２１を介してＳＲＳを受信することとなる。この場合、中継装置１２１は、インデクスｎの第１の系列を用いて生成されたＳＲＳを受信したことに応じて、そのＳＲＳを変形して又はそのインデクスｎに対応するインデクスｎ＋Ｘの第２の系列を用いて新たにＳＲＳを生成して、基地局装置１０３へその変形後又は生成されたＳＲＳを送信する（Ｓ６０３）。基地局装置１０３は、ＳＲＳの検出処理を実行することにより、インデクスｎ＋Ｘの系列に対応するＳＲＳが受信されたことを認識する。基地局装置１０３は、これにより、検出されたＳＲＳに対して中継装置１２１による中継が行われており、中継処理により遅延の影響があると判定する（Ｓ６０４）。そして、基地局装置１０３は、中継処理による遅延分だけ、受信タイミングが早かったものとして扱うために、受信タイミングの補正を行う（Ｓ６０５）。

一例において、基地局装置１０１～基地局装置１０２はＳＲＳを実際に受信したタイミングを所定のネットワークノード（例えば、いずれかの基地局装置又は測位用のサーバなど）へ提供し、また、基地局装置１０３は、補正後の受信タイミングをそのネットワークノードへ提供する。そして、ネットワークノードは、提供されたＳＲＳの受信タイミングの情報に基づいて、受信時間差に基づいて端末装置１１１の位置を推定しうる。また、基地局装置１０１～１０３は、ＳＲＳを実際に受信したタイミングを示す情報と、そのＳＲＳを検出する際に使用した系列を示す情報とをネットワークノードに提供し、ネットワークノードは、それらの情報に基づいて、タイミングの補正を行うか否かを決定し、端末装置１１１の位置推定を実行しうる。

このように、本実施形態では、中継装置１２１による中継処理に起因した遅延の影響を取り除いて端末装置１１１からのＳＲＳの受信タイミングが特定されるため、端末装置１１１の位置の推定精度を向上させることができる。よって、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims (10)

1. 中継装置であって、
   端末装置から受信した無線信号を基地局装置へ中継する中継手段と、
   第１の系列を用いて生成された所定の参照信号を前記端末装置から受信した場合に、当該第１の系列に対応する第２の系列であって、前記端末装置が前記所定の参照信号を生成する際に使用されることがない前記第２の系列を用いて生成される信号に対応する前記所定の参照信号を前記基地局装置へ中継するように前記中継手段を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記中継手段は、前記所定の参照信号と異なる信号が前記端末装置から受信された場合に、当該信号の復調処理を実行することなく増幅して前記基地局装置へ転送する、ことを特徴とする中継装置。
2. 前記第１の系列は、所定の系列に対して第１のシフト量だけサイクリックシフトを施して得られる系列または前記所定の系列そのものであり、前記第２の系列は、前記第１のシフト量として使用されることがない第２のシフト量だけ前記所定の系列に対してサイクリックシフトを施して得られる系列である、ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記第２のシフト量は、前記第１の系列を生成する際に使用可能な前記第１のシフト量の最大値を超えるシフト量を前記第１のシフト量に加算して得られる大きさを有する、ことを特徴とする請求項２に記載の中継装置。
4. 前記第１のシフト量および前記第２のシフト量のパターンの数は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のシンボルに付加されるサイクリックプリフィクスの長さに基づいて設定される、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の中継装置。
5. 前記所定の参照信号は、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）である、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の中継装置。
6. ネットワークノードであって、
   端末装置から送出された所定の信号が基地局装置において検出されたタイミングを取得する取得手段と、
   前記タイミングに基づいて前記端末装置の位置を推定する推定手段と、
   を有し、
   前記推定手段は、
   第１の系列を用いて生成された前記所定の信号が前記基地局装置において検出された場合に、取得された前記タイミングを用いて前記端末装置の位置を推定し、
   前記第１の系列に対応する第２の系列であって、前記端末装置が前記所定の信号を生成する際に使用されることがない前記第２の系列を用いて生成される信号に対応する前記所定の信号が前記基地局装置において検出された場合に、中継装置における中継処理に関連する時間だけ、取得された前記タイミングより早く前記所定の信号が到来したこととなるように前記タイミングが補正された補正後のタイミングを用いて、前記端末装置の位置を推定する、
   ことを特徴とするネットワークノード。
7. 端末装置から受信した無線信号を基地局装置へ中継する中継手段を有する中継装置によって実行される制御方法であって、
   第１の系列を用いて生成された所定の参照信号を前記端末装置から受信した場合に、当該第１の系列に対応する第２の系列であって、前記端末装置が前記所定の参照信号を生成する際に使用されることがない前記第２の系列を用いて生成される信号に対応する前記所定の参照信号を前記基地局装置へ中継するように前記中継手段を制御することを含み、
   前記中継装置は、前記所定の参照信号と異なる信号が前記端末装置から受信された場合に、当該信号の復調処理を実行することなく増幅して前記基地局装置へ転送する、制御方法。
8. ネットワークノードによって実行される制御方法であって、
   端末装置から送出された所定の信号が基地局装置において検出されたタイミングを取得することと、
   前記タイミングに基づいて前記端末装置の位置の推定を行うことと、
   を含み、
   前記推定において、
   第１の系列を用いて生成された前記所定の信号が前記基地局装置において検出された場合に、記録された前記タイミングを用いて前記端末装置の位置を推定し、
   前記第１の系列に対応する第２の系列であって、前記端末装置が前記所定の信号を生成する際に使用されることがない前記第２の系列を用いて生成される信号に対応する前記所定の信号が前記基地局装置において検出された場合に、中継装置における中継処理に関連する時間だけ、記録された前記タイミングより早く前記所定の信号が到来したこととなるように前記タイミングが補正された補正後のタイミングを用いて、前記端末装置の位置を推定する、
   ことを特徴とする制御方法。
9. コンピュータを、請求項１から５のいずれか１項に記載の中継装置として機能させるためのプログラム。
10. コンピュータを、請求項６に記載のネットワークノードとして機能させるためのプログラム。

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