特許ウォッチ

公開番号2025002573
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102841
出願日2023-06-22
発明の名称移動通信システム
出願人ソフトバンク株式会社
代理人個人,個人
主分類H04W 72/0446 20230101AFI20241226BHJP(電気通信技術)
要約【課題】上空の飛行体等(UAV,HAPS,通信衛星を含む)に設けたアンテナを有する上空中継型基地局と地上基地局とを備える移動通信システムにおいて、周波数利用効率の向上を図り、端末の通信容量の低下を防止するとともに、各基地局のサービスリンクの上り回線及び下り回線における干渉を低減する。
【解決手段】上空中継型基地局及び地上基地局はそれぞれ、同一周波数を用いるTDD(時分割複信)方式により端末との間のサービスリンクの無線通信を行う。サービスリンクにおけるTDD方式の無線通信の送信タイミング及び受信タイミングは、上空中継型基地局と地上基地局との間で互いに逆である。地上基地局は、中継通信局のサービスリンクアンテナの方向を推定し、推定した中継通信局のサービスリンクアンテナの方向に地上基地局のサービスリンクアンテナの指向性ビームのヌルを向けるように制御する。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
上空に位置する飛行体又は浮揚体に設けられた中継通信局のサービスリンクアンテナを介して端末と無線通信する上空中継型基地局と、地上又は海上に配置されたサービスリンクアンテナを介して端末と無線通信する一又は複数の地上基地局とを備え、前記上空中継型基地局と前記地上基地局とは互いに時間同期制御された移動通信システムであって、
前記上空中継型基地局及び前記地上基地局はそれぞれ、同一周波数を用いるＴＤＤ（時分割複信）方式により端末との間のサービスリンクの無線通信を行い、
前記サービスリンクにおけるＴＤＤ方式の無線通信の送信タイミング及び受信タイミングは、前記上空中継型基地局と前記地上基地局との間で互いに逆とし、
前記地上基地局は、前記上空中継型基地局のサービスリンクアンテナの方向を推定し、推定した前記上空中継型基地局のサービスリンクアンテナの方向に、前記地上基地局のサービスリンクアンテナの指向性ビームのヌルを向けるように制御する、
ことを特徴とする移動通信システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１の移動通信システムにおいて、
前記飛行体又は前記浮揚体に搭載された前記中継通信局は送受信信号を再生せずに中継するリピータ中継装置で構成されている、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項３】
請求項１の移動通信システムにおいて、
前記飛行体又は前記浮揚体に搭載された前記中継通信局は、送受信信号を再生し、再生した信号を再変調して中継する基地局装置で構成されている、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記上空中継型基地局と前記地上基地局との間の制御を行う基地局間制御装置を更に備え、
前記基地局間制御装置は、前記上空中継型基地局で受信されゲートウェイ装置を介して受信したＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）の時刻情報と前記地上基地局で受信されたＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）の時刻情報とを用いて、それぞれ送信及び受信を逆とする送信タイミングの調整を行う、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記上空中継型基地局と前記地上基地局との間の制御を行う基地局間制御装置を更に備え、
前記飛行体又は前記浮揚体に搭載されたＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）受信機で取得された位置情報をゲートウェイ装置及び前記基地局間制御装置を介して、前記地上基地局に転送し、前記地上基地局は、自地上基地局の位置情報を基準にして前記中継通信局のサービスリンクアンテナの方向を推定する、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記地上基地局は、前記サービスリンクアンテナとしてアレイアンテナを有し、前記アレイアンテナを用いて前記中継通信局のサービスリンクアンテナからの電波到来方向を測定し、その測定結果から前記中継通信局のサービスリンクアンテナの方向を推定する、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記飛行体又は前記浮揚体は、通信衛星、高度１８ｋｍ以下を飛行するＵＡＶ（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ）、又は、高度１８ｋｍ以上の成層圏を飛行するＨＡＰＳである、ことを特徴とする移動通信システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末と無線通信可能な基地局を含む移動通信システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、上空に位置する飛行体又は浮揚体として、高度１８ｋｍ以下を飛行するＵＡＶ、高度１８ｋｍ以上の成層圏を飛行するＨＡＰＳが知られている。また、上空に位置するＵＡＶ、ＨＡＰＳ（飛行体）等の飛行体又は浮揚体に設けられた中継通信局のサービスリンクアンテナを介して端末と無線通信する第１基地局としての上空中継型基地局と、陸上又は海上に配置されたアンテナを介して端末と無線通信する第２基地局としての地上基地局を備え、上空中継型基地局と地上基地局のサービスリンクにおいて同一周波数を共用し、共通仕様の端末との間で無線通信できるようにした移動通信システムが知られている。
【０００３】
移動通信システムの上空中継型基地局と地上基地局との間の干渉の低減に適用可能な技術として、上空中継型基地局と地上基地局が互いに時間同期していることを前提とした時間領域（サブフレーム単位）で無線フレームを調整制御する干渉制御技術がある（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。この干渉制御技術は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）－Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠した技術であり、ｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）とも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－１２９７９３号公報
【非特許文献】
【０００５】
「Ｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆ３ＧＰＰ」，Ｒｅｌｅａｓｅ１０，Ｖ０．２．１（２０１４－０６）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の干渉制御技術を適用する場合、上空中継型基地局と地上基地局がサービスリンクに割り当てられた周波数を時分割で利用するので、上空中継型基地局と地上基地局が利用する無線信号が時間軸上で直交し、相互の干渉は発生しない。しかしながら、周波数の時分割利用により、上空中継型基地局と地上基地局は共にサービスリンクに割り当てられた全周波数を利用できないため、各サービスリンクの端末の通信容量（最大伝送レート、ピークスループット）が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示された一態様に係る移動通信システムは、上空に位置する飛行体又は浮揚体に設けられた中継通信局のサービスリンクアンテナを介して端末と無線通信する上空中継型基地局と、地上又は海上に配置された地上基地局とを備え、前記上空中継型基地局と前記地上基地局とは互いに時間同期制御された移動通信システムである。前記上空中継型基地局及び前記地上基地局はそれぞれ、同一周波数を用いるＴＤＤ（時分割複信）方式により端末との間のサービスリンクの無線通信を行う。前記サービスリンクにおけるＴＤＤ方式の無線通信の送信タイミング及び受信タイミングを前記上空中継型基地局と前記地上基地局との間で互いに逆とする。前記地上基地局は、前記上空中継型基地局のサービスリンクアンテナの方向を推定し、推定した前記上空中継型基地局のサービスリンクアンテナの方向に、前記地上基地局のサービスリンクアンテナの指向性ビームのヌルを向けるように制御する。
【０００８】
前記移動通信システムにおいて、前記上空中継型基地局と前記地上基地局はＧＮＳＳ（全球測位衛星システム）受信機で取得された時刻情報を用いてそれぞれ送信を逆とする送信タイミングの調整を行ってもよい。
【０００９】
前記移動通信システムにおいて、前記飛行体又は前記浮揚体に搭載された前記中継通信局は送受信信号を再生せずに中継するリピータ中継装置（周波数変換リピータ中継装置）で構成してもよい。
【００１０】
前記移動通信システムにおいて、前記飛行体又は前記浮揚体に搭載された前記中継通信局は、送受信信号を再生し、再生した信号を再変調して中継する基地局装置で構成してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許