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公開番号2025173354
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-27
出願番号2024078907
出願日2024-05-14
発明の名称無線基地局装置、無線端末装置、制御方法、及び、制御プログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類H04W 28/18 20090101AFI20251119BHJP(電気通信技術)
要約【課題】通信品質の劣化を抑制することが可能な無線基地局装置、無線端末装置、及び、制御プログラムを提供すること。
【解決手段】本開示にかかる無線基地局装置は、接続中のアンテナを含む1つ以上のアンテナのチャネル電力利得変動の情報を推定するチャネル利得変動推定部と、接続中のアンテナを含む1つ以上のアンテナに対するドップラー周波数変動の情報を推定するドップラー周波数変動推定部と、チャネル電力利得変動の情報とドップラー周波数変動の情報を基に無線端末に対する1つ以上の最適な接続アンテナを選択する最適アンテナ決定部と、を備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
接続中のアンテナを含む１つ以上のアンテナのチャネル電力利得変動の情報を推定するチャネル利得変動推定部と、
接続中のアンテナを含む１つ以上のアンテナに対するドップラー周波数変動の情報を推定するドップラー周波数変動推定部と、
前記チャネル電力利得変動の情報と前記ドップラー周波数変動の情報を基に無線端末に対する１つ以上の最適な接続アンテナを選択する最適アンテナ決定部と、
を備える無線基地局装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記ドップラー周波数変動推定部は、前記ドップラー周波数変動の情報として、切り替え先／追加候補のアンテナに対するドップラー周波数と接続中のアンテナに対するドップラー周波数とのドップラー周波数差を算出する、または／および、接続中のアンテナまたは／および切り替え先／追加候補のアンテナに対するドップラー周波数の時間的な変化や統計値を算出することを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記チャネル利得変動推定部は、前記チャネル電力利得変動の情報として、切り替え先／追加候補のアンテナのチャネル電力利得と接続中のアンテナのチャネル電力利得とのチャネル電力差を算出する、または／および、接続中のアンテナまたは／および切り替え先／追加候補のアンテナのチャネル電力利得の時間的な変化や統計値を算出することを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記ドップラー周波数変動推定部は、前記ドップラー周波数変動の情報として、前記チャネル電力利得変動の情報を用いて推定することを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記ドップラー周波数変動推定部は、前記ドップラー周波数変動の情報として、複数のアンテナ装置で受信された無線端末からの上りリンク参照信号の受信信号を用いて推定することを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記ドップラー周波数変動推定部は、前記ドップラー周波数変動の情報として、無線端末から基地局装置に報告された複数のアンテナ装置に対するドップラー周波数差の情報を用いることを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項７】
無線端末から報告されるドップラー周波数差の情報は、複数のアンテナ装置から送信される下りリンク参照信号を無線端末が受信し、その受信信号から推定したものを用いることを特徴とする、
請求項６に記載の無線基地局装置。
【請求項８】
前記ドップラー周波数変動推定部は、前記ドップラー周波数変動の情報として、基地局装置が過去に取得した無線端末情報や無線端末のチャネル電力利得情報を用いて、学習またはデータベースにより推定することを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項９】
前記最適アンテナ決定部は、前記チャネル電力利得変動の値の範囲と、前記ドップラー周波数変動の値の範囲から、最適アンテナ領域を定義し、前記最適アンテナ領域に含まれる１つ以上のアンテナを無線端末に対する最適な接続アンテナとして選択することを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項１０】
前記最適アンテナ決定部は、前記チャネル電力利得変動の値の範囲と、前記ドップラー周波数変動の値の範囲から、実験的に学習やデータベースを用いて統計的に最適アンテナ領域を定義し、前記最適アンテナ領域に含まれる１つ以上のアンテナを無線端末に対する最適な接続アンテナとして選択することを特徴とする、
請求項１に記載の無線基地局装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線基地局装置、無線端末装置、制御方法、及び、制御プログラムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
セルラーシステム等の移動通信システムの大容量化を実現するために、広帯域な周波数帯域幅が使用可能なミリ波やテラヘルツ波等の高周波数帯を用いた無線通信の重要性が増している。高周波数帯を移動通信に用いる場合、広帯域な周波数帯域幅を活用できることで大容量な通信が可能になるという一方で、周波数に依存した伝搬損失が大きいという課題や、直進性が高く電波が回り込みにくいことから遮蔽物による影響が大きいという課題がある。
【０００３】
前者の伝搬損失の課題を解決する手段としては、多数のアンテナ素子から送信される無線信号に適切な位相制御を行うことで、通信対象が存在する方向に送信される無線信号の受信レベルを強めるビームフォーミング技術がある。ビームフォーミング技術を用いることで、高周波数帯による大きな伝搬損失を補償することが可能である。また、後者の直進性の課題を解決する手段としては、分散アンテナシステム（Distributed Antenna System, DAS）がある。基地局のアンテナを張出し、複数のアンテナを分散させて配置することで、アンテナと無線端末間の見通し通信が遮られる確率を下げる。
【０００４】
また、関連技術のマクロセルシステムでは、セル半径が大きく、セル端に位置する無線端末は、基地局からの距離が遠く受信電力が低くなる上に、隣接セルからの干渉を強く受けることから、通信品質が低下する課題がある。この課題を解決する手段の１つとしても、比較的高密度に設置した複数のアンテナ／セル／TRP (Transmission Reception Point) ／AP (以後、アンテナと呼称) を利用し、協調動作させる技術 (例えば、Coordinated Multi-Point (CoMP)、Multi-TRP、分散MIMO)が実用化、または検討されてきた。
【０００５】
ここで、例えば、鉄道や自動車など高速移動体に無線端末を搭載して大容量通信を行う車載端末の場合や、無線端末が高速に移動するような無線環境では、無線端末のこれら複数のアンテナ (アンテナ／セル／TRP／AP(アクセスポイント)) に対する切り替え頻度が相対的に多くなることから、複数のアンテナ間の協調動作や、切り替え制御が特に重要になる。
【０００６】
なお、これら無線通信システムにおいて、無線端末は、周辺の１つまたは複数の分散配置されたアンテナと通信を行う。無線端末がシステム内を移動する場合、通信を行うアンテナを、端末の移動やチャネル特性の変化に応じて切り替えることで、常に高いチャネル電力利得で、接続を維持することができる。無線端末との高い通信品質を維持するためには、適切なアンテナの選択と切り替えが必要不可欠である。
【０００７】
また、高い通信品質を維持するためには、アンテナと無線端末間の正確な同期が必要である。時分割複信(TDD: Time Division Duplex) システムの下りリンクでは通常、無線端末は、下りリンク参照信号(例えば、SSB (Synchronization Signal Block))に含まれる、PSS(Primary Synchronization Signal)の受信によりアンテナと無線端末の間の伝搬遅延を測定し、その後の受信時の受信タイミングを決定する。一方上りリンクでは、無線端末との間のランダムアクセスチャネル(RACH: Random Access Channel)手順により無線端末へタイミングアドバンス(TA: Timing Advance)コマンドが通知され、無線端末は、TAコマンドに従ったタイミングで上り信号を送信する。各無線端末がそれぞれの通知されたTAに従い送信することで、アンテナ受信時の時刻が無線端末間で同期される。
【０００８】
非特許文献１では、図１に示すように、接続中のアンテナと、切り替え候補のアンテナのそれぞれの下りリンク参照信号の受信電力(RSRP: Reference Signal Received Power)の電力差が、規定のオフセットOffを超えた状態が、一定時間(TTT: Time-to-Trigger)継続した場合に、接続先を切り替える方法が記載されている。RSRPの差に基づき接続アンテナを選択・切り替えすることで、利得の高いアンテナを選択し続けることができる。
【０００９】
なお、図１の例では、ｐ
１
[dB]－ｐ
２
[dB]＞Off の状態が時間TTT以上継続された場合に、基地局アンテナ＃２から基地局アンテナ＃１への切り替えが行われている。
【００１０】
非特許文献１に記載された技術では、受信電力の高いアンテナを選択し続けることができる一方で、アンテナの切り替えによる電波のドップラー周波数(ドップラーシフト)の変化が考慮されない。例えば、図２のように、高速移動中の無線端末に対する移動方向と各アンテナ方向との角度差の関係から、接続中のアンテナ＃２と無線端末の間のドップラー周波数ｆ
２
と、切り替え先のアンテナ＃１と無線端末の間のドップラー周波数ｆ
１
との差が大きい場合(｜ｆ
１
－ｆ
２
｜≫0)、アンテナ切り替え直後に、信号の受信周波数誤差が発生する可能性がある。受信周波数誤差は、下りリンクでは無線端末での信号受信時、上りリンクではアンテナでの信号受信時に発生する。受信周波数のずれは様々な問題を引き起こす。
（【００１１】以降は省略されています）

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