特許ウォッチ

公開番号2024155400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023070081
出願日2023-04-21
発明の名称地上局装置、中継局装置、無線通信システム及び無線通信方法
出願人株式会社NTTドコモ,株式会社Space Compass
代理人個人,個人
主分類H04B 7/155 20060101AFI20241024BHJP(電気通信技術)
要約【課題】5Gなどの既存設備を利活用しつつ、優れた可用性及び柔軟性を提供し得る地上局装置、中継局装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】HAPS地上システム100は、各セルの送受信に対応した2つ以上のアンテナポートを有するgNB50と接続される。HAPS地上システム100は、gNB50からアンテナポートそれぞれを介して送信された異なるセルまたは異なるアンテナポートの信号系列を搬送する複数の周波数ブロックを受信する受信部110と、所定の周波数帯域内に周波数ブロックが配置されるように、複数の周波数ブロックを多重する多重・分離部120と、所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号をHAPS中継システム200に向けて送信する送信部130とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
各セルの送受信に対応した２つ以上のアンテナポートを有する無線基地局と接続される地上局装置であって、
前記無線基地局から前記アンテナポートそれぞれを介して送信された異なるセルまたは異なるアンテナポートの信号系列を搬送する複数の周波数ブロックを受信する受信部と、
所定の周波数帯域内に前記周波数ブロックが配置されるように、前記複数の周波数ブロックを多重する多重化部と、
前記所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号を中継局装置に向けて送信する送信部と
を備える地上局装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記多重化部は、前記所定の周波数帯域内において、前記セルまたは前記アンテナポートを基準とした前記周波数ブロック間のオフセットを適用し、周波数領域において各周波数ブロックが重複しないように多重する請求項１に記載の地上局装置。
【請求項３】
各セルの送受信に対応した２つ以上のアンテナポートを有する無線基地局と接続された地上局装置と対向する中継局装置であって、
所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号を受信する受信部と、
前記周波数ブロック列を、セルまたはアンテナポートが異なる複数の周波数ブロックに分離する分離部と、
前記複数の周波数ブロックを、前記セルまたは前記アンテナポートを基準として複数のビーム生成部に配分し、各ビーム生成部に配分された単一または複数の周波数ブロックに対してそれぞれ送信アンテナビームを生成する生成部と
を備える中継局装置。
【請求項４】
前記複数のビーム生成部は、垂直偏波アンテナを利用するビーム生成部と、水平偏波アンテナを利用するビーム生成部とによって構成される請求項３に記載の中継局装置。
【請求項５】
端末から送信された無線信号を受信する受信部と、
前記無線信号に基づいて、セルまたは無線基地局のアンテナポートが異なる複数の周波数ブロックを、所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列に多重する多重化部と、
前記周波数ブロック列を含む無線信号を、各セルの送受信に対応した２つ以上の前記アンテナポートを有する前記無線基地局に向けて送信する送信部と
を備える中継局装置。
【請求項６】
各セルの送受信に対応した２つ以上のアンテナポートを有する無線基地局と接続される地上局装置と、前記地上局装置と対向する中継局装置とを含む無線通信システムであって、
前記地上局装置は、
前記無線基地局から前記アンテナポートそれぞれを介して送信された異なるセルまたは異なるアンテナポートの信号系列を搬送する複数の周波数ブロックを受信する受信部と、
所定の周波数帯域内に前記周波数ブロックが配置されるように、前記複数の周波数ブロックを多重する多重化部と、
前記所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号を前記中継局装置に向けて送信する送信部と
を備え、
前記中継局装置は、
前記無線信号を受信する受信部と、
前記周波数ブロック列を、セルまたはアンテナポートが異なる複数の周波数ブロックに分離する分離部と、
前記複数の周波数ブロック数を、前記セルまたは前記アンテナポートを基準として複数のビーム生成部に配分し、各ビーム生成部に配分された単一または複数の周波数ブロックに対してそれぞれ送信アンテナビームを生成する生成部と
を備える無線通信システム。
【請求項７】
各セルの送受信に対応した２つ以上のアンテナポートを有する無線基地局と接続される地上局装置による無線通信方法であって、
前記無線基地局から前記アンテナポートそれぞれを介して送信された異なるセルまたは異なるアンテナポートの信号系列を搬送する複数の周波数ブロックが、所定の周波数帯域内に配置されるように、前記複数の周波数ブロックを多重するステップと、
前記所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号を中継局装置に向けて送信するステップと
を含む無線通信方法。
【請求項８】
各セルの送受信に対応した２つ以上のアンテナポートを有する無線基地局と接続された地上局装置と対向する中継局装置による無線通信方法であって、
所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号の中から、前記周波数ブロック列をセルまたはアンテナポートが異なる複数の周波数ブロックに分離するステップと、
前記複数の周波数ブロック数を、前記セルまたは前記アンテナポートを基準として複数のビーム生成部に配分し、各ビーム生成部に配分された単一または複数の周波数ブロックに対してそれぞれ送信アンテナビームを生成するステップと
を含む
無線通信方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、5Gなどの既存設備との連携が可能であり、非地上ネットワークを構成する地上局装置、中継局装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
3rd Generation Partnership Project（3GPP：登録商標）は、5th generation mobile communication system（5G、New Radio（NR）またはNext Generation（NG）とも呼ばれる）を仕様化し、さらに、Beyond 5G、5G Evolution或いは6Gと呼ばれる次世代の仕様化も進めている。
【０００３】
また、これまでの主に地上ネットワークによる移動通信ネットワーク（PLMN：Public Land Mobile Network）ではカバーすることができなかったエリアへの様々なサービス提供を実現するため、非地上ネットワーク（NTN：Non-Terrestrial Network）の導入が想定されている。NTNの構成要素としては、静止軌道衛星(GEO：Geostationary Orbit satellites）、低軌道衛星(LEO：Low Earth Orbit satellites）、及び高高度擬似衛星（HAPS：High-Altitude Platform Station）などが挙げられる。
【０００４】
そこで、5G網を含む地上ネットワークと、HAPSによる成層圏ネットワークとを連携できる通信方式及びネットワークアーキテクチャが研究されている（非特許文献１参照）。このような5G網とHAPSとの連携によれば、無線基地局（gNB）など、5Gなどの既存設備を利活用しつつ、HAPSシステムを構築することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
小原日向、外５名、“高高度プラットフォーム（HAPS）による5G網と連携した38GHz帯の無線通信システム開発－地上ネットワーク設備の利活用による新規HAPSシステム構成”、信学総大、2022年3月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
5Gの無線基地局（gNB）は、Central Unit（CU）と、Distributed Unit（DU）とによって構成することができるが、gNBから張り出したアンテナ装置（RU：Radio Unit）とHAPSの地上局装置とを単純に接続しても、可用性の向上、及びMultiple-Input Multiple-Output（MIMO）対応などの柔軟性確保の観点からは、必ずしも十分ではない。
【０００７】
そこで、以下の開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、5Gなどの既存設備を利活用しつつ、優れた可用性及び柔軟性を提供し得る地上局装置、中継局装置、無線通信システム及び無線通信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様は、各セルの送受信に対応した２つ以上のアンテナポートを有す無線基地局（gNB50）と接続される地上局装置（HAPS地上システム100）であって、前記無線基地局から前記アンテナポートそれぞれを介して送信された異なるセルまたは異なるアンテナポートの信号系列を搬送する複数の周波数ブロックを受信する受信部（受信部110）と、所定の周波数帯域内に前記周波数ブロックが配置されるように、前記複数の周波数ブロックを多重する多重化部（多重・分離部120）と、前記所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号を中継局装置に向けて送信する送信部（送信部130）とを備える。
【０００９】
本開示の一態様は、各セルの送受信に対応した２つ以上のアンテナポートを有する無線基地局（gNB50）と接続された地上局装置（HAPS地上システム100）と対向する中継局装置（HAPS中継システム200）であって、所定の周波数帯域内に配置された周波数ブロック列を含む無線信号を受信する受信部（受信部210）と、前記周波数ブロック列を、セルまたはアンテナポートが異なる複数の周波数ブロックに分離する分離部（分離・多重部220）と、前記複数の周波数ブロック数を、前記セルまたは前記アンテナポートを基準として複数のビーム生成部に配分し、各ビーム生成部に配分された単一または複数の周波数ブロックに対してそれぞれ送信アンテナビームを生成する生成部（DBF230）とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、非地上ネットワークの構成例を示す図である。
図２は、無線通信システム10の構成例を示す図である。
図３は、gNB50の構成例を示す図である。
図４は、gNB50及びHAPS地上システム100の構成例を示す図である。
図５は、HAPS中継システム200の構成例を示す図である。
図６は、デジタルビームフォーミングの送信側アーキテクチャの例を示す図である。
図７は、デジタルビームフォーミングの受信側アーキテクチャの例を示す図である。
図８Ａは、HAPS中継システム200によるセル形成のバリエーション例（４セル形成）を示す図である。
図８Ｂは、HAPS中継システム200によるセル形成のバリエーション例（８セル形成）を示す図である。
図９Ａは、HAPS中継システム200によるセル形成のバリエーション例（４セル形成、一部セルのみ重畳）を示す図である。
図９Ｂは、HAPS中継システム200によるセル形成のバリエーション例（３セル形成の一例）を示す図である。
図１０は、gNB50、HAPS地上システム100、HAPS中継システム200及びUE300のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許