(57)【要約】【課題】ＨｅｔＮｅｔ構成のマクロセルからスモールセルへの送信干渉を抑制する。【解決手段】第１セルを形成する第１基地局と、第１セル内に少なくともアンテナが配置され第１セルと少なくとも一部が重複する第２セルを形成する一又は複数の第２基地局とを備え、第１基地局と第２基地局とは互いに送信タイミングに関して時間同期制御された移動通信システムであって、第２セル内に位置する移動局が受信する第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、第１基地局からの送信信号に送信ウェイトを掛けて第２基地局から送信する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する第２セルを形成する一又は複数の第２基地局とを備え、前記第１基地局と前記第２基地局とは互いに送信タイミングに関して時間同期制御された移動通信システムであって、
前記第２セル内に位置する移動局が受信する前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
請求項１の移動通信システムにおいて、
前記送信ウェイトは、前記第２セル内に位置する移動局によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性とに基づいて計算され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又は２の移動通信システムにおいて、
前記送信ウェイトは、前記送信ウェイトのベクトル方向を維持しながら所定の最大値を超えないように計算され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、
前記送信ウェイトは、前記第２基地局から送信される総送信電力が所定の最大送信電力を越えない条件下で前記移動局における信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲ（Signal power to Interference power and Noise power Ratio）を最大化するように計算される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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局と前記第２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、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を、前記第２基地局を介して受信し、
前記第２基地局を介して受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように、前記基地局間制御装置は送信時間を調整して前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、前記基地局間制御装置から受信した前記送信干渉抑圧信号を送信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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第２基地局は、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を前記端末から受信し、
前記端末から受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記第２基地局から前記送信干渉抑圧信号を送信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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第２セル内に位置する端末は、測定した前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性に基づいて前記送信ウェイトを計算し、その送信ウェイトの情報を前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、前記端末から前記送信ウェイトの情報を受信し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記第２基地局から前記送信干渉抑圧信号を送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局及び前記第２基地局それぞれに通信回線を介して接続された共通のベースバンド処理部を更に備え、
前記第１基地局及び前記第２基地局はそれぞれ、前記ベースバンド処理部で生成された送信信号を、通信回線を介して受信し、各基地局のアンテナから送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、前記第１セルを形成するように上空に位置する飛行体又は浮揚体又に設けられ、
前記第２基地局は、前記第２セルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局又はスモールセル基地局であることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１０】
請求項９の移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、人工衛星、ＨＡＰＳ、飛行船、気球又はドローンに設けられていることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１１】
第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する第２セルを形成する一又は複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置であって、
前記第２セル内に位置する移動局が受信する第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信することを特徴とする基地局間制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動可能な端末による通信を行うことができる移動通信システム並びにその移動通信システムに用いられる基地局及び基地局間制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の移動通信システムにおけるトラフィックの急増に対応すべく、従来のマクロセル基地局よりもセル（無線通信エリア）が狭いスモールセル基地局（「極小セル基地局」、「ピコセル基地局」、「フェムトセル基地局」などとも呼ばれる）の需要が高まっている。特に、トラフィック対策として、従来のマクロセル基地局のマクロセル内のホットスポット等の多くのトラフィックが集中しているエリアにスモールセルを面的に配置する異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ：Heterogeneous Network）構成が有効である。
【０００３】
従来、マクロセルとスモールセルとの間のセル間干渉を低減する技術として、マクロセル基地局とスモールセル基地局と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セル間干渉制御技術が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。このセル間干渉制御技術は、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】
【特許文献１】特開２０１２−１２９７９３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  ３ＧＰＰ」，Ｒｅｌｅａｓｅ  １０，Ｖ０．２．１（２０１４−０６）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、上記ＨｅｔＮｅｔ構成において上記従来のセル間干渉制御技術を適用しようとすると、マクロセルとスモールセルで割り当てる時間リソース（タイムスロット）を完全に分けていることから、マクロセルとスモールセル間の干渉は回避できるが、マクロセルとスモールセルの最大伝送レート（ピークスループット）が低下するという課題がある。特に、スモールセルの伝送レートを上げるためにスモールセルに多くの時間リソースを割り当てると、ユーザが多く存在するマクロセルに割り当てる時間リソースが減少しマクロセルの伝送レートが低減する課題がある。そこで、特にマクロセルの伝送レート（スループット）の低下を改善できる技術が望まれる。
【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、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する第２セルを形成する一又は複数の第２基地局とを備え、前記第１基地局と前記第２基地局とは互いに送信タイミングに関して時間同期制御された移動通信システムであって、前記第２セル内に位置する端末が受信する前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信する。
前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信してもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記第２基地局が複数の場合、前記第２基地局毎に前記送信ウェイトを個別に計算し、前記第２基地局毎に、前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを個別に掛けて送信してもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記送信ウェイトは、前記第２セル内に位置する移動局によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性とに基づいて計算してもよい。ここで、前記第２セル内に位置する端末が前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を前記第２基地局に送信し、その情報を受信した前記第２基地局が前記送信ウェイトを計算してもよい。又は、前記第２セル内に位置する端末が前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性に基づいて送信ウェイトを計算し、第２基地局にその送信ウェイトの情報を送信してもよい。
【０００８】
また、前記移動通信システムにおいて、前記送信ウェイトは、前記送信ウェイトのベクトル方向を維持しながら所定の最大値を超えないように計算してもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記送信ウェイトは、前記第２基地局から送信される総送信電力が所定の最大送信電力を越えない条件下で前記端末における信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲ（Signal power to Interference power and Noise power Ratio）を最大化するように計算してもよい。
【０００９】
前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局と前記第２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てもよい。
前記基地局間制御装置は、前記送信ウェイトを計算し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号に同期させて前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局に送信し、前記第２基地局は、前記基地局間制御装置から受信した前記送信干渉抑圧信号を送信してもよい。
また、前記基地局間制御装置は、前記送信ウェイトを計算して前記第２基地局に送信し、前記第２基地局は、前記基地局間制御装置から前記送信ウェイトを受信し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号に同期させて前記送信干渉抑圧信号を送信してもよい。
前記基地局間制御装置において、前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を、前記第２基地局を介して受信し、前記第２基地局を介して受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算してもよい。
【００１０】
前記移動通信システムにおいて、前記第２基地局は、自局で前記送信ウェイトを計算し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号に同期させて前記送信干渉抑圧信号を送信してもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記第２基地局は、前記第２セルに位置している端末から前記送信ウェイトを受信し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号に同期させて前記送信干渉抑圧信号を送信してもよい。
【００１１】
前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局及び前記第２基地局それぞれに通信回線を介して接続された共通のベースバンド処理部を更に備え、前記第１基地局及び前記第２基地局はそれぞれ、前記ベースバンド処理部で生成された送信信号を通信回線を介して受信し、各基地局のアンテナから送信してもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局は、前記第１セルとしてマクロセルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局であり、前記第２基地局は、前記第２セルとしてスモールセルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたスモールセル基地局であってもよい。
【００１２】
また、前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局は、前記第１セルを形成するように上空に位置する飛行体又は浮揚体又に設けられ、前記第２基地局は、前記第２セルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局又はスモールセル基地局であってもよい。ここで、前記飛行体は、バッテリー及び太陽光発電システムの少なくとも一方を備え、電力で飛行するものであってもよい。
また、前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局は、人工衛星、ＨＡＰＳ、飛行船、気球又はドローンに設けられていてもよい。
【００１３】
本明細書に開示された他の態様に係る基地局間制御装置は、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セルと少なくとも一部が重複する第２セルを形成する一又は複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置であって、前記第２セル内に位置する端末が受信する第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信する。
また、本明細書に開示された更に他の態様に係る基地局間制御装置は、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する第２セルを形成する一又は複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置であって、前記第２セル内に位置する端末が受信する第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、前記送信ウェイトを前記第２基地局に送信する。
【００１４】
本明細書に開示された移動通信システム、基地局及び基地局間制御装置によれば、ＨｅｔＮｅｔ構成のマクロセルからスモールセルへの送信干渉を抑制することができるため、マクロセルとスモールセルで割り当てる時間リソース（タイムスロット）を分ける必要がなくなり、マクロセル及びスモールセルの最大伝送レート（ピークスループット）の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、従来例のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）におけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る移動通信システムにおけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る送信干渉抑圧技術を導入可能な通信システムの一構成例を示す説明図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（下り回線）の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（上り回線）の一例を示す説明図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の他の例を示すブロック図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１の移動通信システムにおける送信干渉抑圧制御の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して様々な実施形態について説明する。なお、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ及び位置関係のみに限定されるものではない。また、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム（携帯電話システム）における異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）の構成の一例を示す図である。図１において、本実施形態の移動通信システムは、端末１０と無線通信可能な複数の基地局として、マクロセル基地局（第１基地局）２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局（第２基地局）３０Ａ，３０Ｂとを備えている。一方のマクロセル基地局２０Ａのマクロセル（第１セル）２００Ａ内の４箇所にそれぞれスモールセル基地局３０Ａの少なくともアンテナが配置され、他方のマクロセル基地局２０Ｂのマクロセル２００Ｂ内の６箇所にそれぞれスモールセル基地局３０Ｂの少なくともアンテナが配置されている。
【００１８】
図１の移動通信システムの構成は、マクロセル２００Ａ，２００Ｂ内のホットスポット等の多くのトラフィックが集中しているエリアにスモールセル（第２セル）３００Ａ，３００Ｂを面的に配置した、トラフィック対策として有効な「ＨｅｔＮｅｔ構成」である。本システムではマクロセルとスモールセルは同一周波数を利用する。特に、図１の例のように高層ビル４０が立ち並ぶ市街地などでは、高層階の大規模オフィス内でトラフィックが集中的に発生するケースが多々あり、そのような場所にスモールセルを配置する「三次元空間ＨｅｔＮｅｔ構成（三次元空間セル構成）」が非常に有効である。図１の三次元空間セル構成では、面方向に複数の屋外スモールセルが配置され、高さ方向に複数の屋内スモールセルが配置されている。
【００１９】
端末１０は、携帯電話機、スマートフォン、移動通信機能を有する携帯パソコン等であり、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、移動機、携帯型の通信端末とも呼ばれている。端末１０は、一方のマクロセル２００Ａ内に位置するときには、そのマクロセル２００Ａに対応するマクロセル基地局２０Ａを介して移動通信網側と通信する。また、端末１０は、マクロセル２００Ａ内で重複しているスモールセル３００Ａのいずれかに移動すると、スモールセル基地局３０Ａのいずれかを介して移動通信網側と通信する。同様に、端末１０は、もう一方のマクロセル２００Ｂ内に位置するときには、そのマクロセル２００Ｂに対応するマクロセル基地局２０Ｂを介して移動通信網側と通信する。また、端末１０は、マクロセル２００Ｂ内で重複しているスモールセル３００Ｂのいずれかに移動すると、スモールセル基地局３０Ｂを介して移動通信網側と通信する。
【００２０】
なお、図１において、マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれの数は任意であり、例えば、マクロセル基地局は１箇所又は３箇所以上に設けてもよいし、スモールセル基地局は各マクロセル内において１箇所〜３箇所又は７箇所以上に設けてもよい。また、マクロセル基地局及びスモールセル基地局は互いに時間同期制御されている。
【００２１】
マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ、移動通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏ  ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂは、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂは、回線終端装置及び光回線や専用回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
【００２２】
スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、広域のマクロセル基地局とは異なり、無線通信可能距離が数十ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂは、移動通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「スモールセル基地局」と呼ばれたり、「Ｓｍａｌｌ  ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ」や「Ｓｍａｌｌ  ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂについても、回線終端装置及び光回線や専用回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。
【００２３】
マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれと端末１０との間の無線通信には、同一無線伝送方式及び同一周波数帯が使用されている。無線伝送方式としては、例えば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ−２０００等の第３世代移動通信システム（３Ｇ）の通信方式、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの通信方式、第４世代携帯電話の通信方式、第５世代携帯電話の通信方式などを採用することができる。
【００２４】
端末１０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることによりマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれとの間の無線通信等を行うことができる。また、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、端末１０との間の無線通信やコアネットワーク側との通信を行ったりすることができる。
【００２５】
端末１０は、自動車やドローンなどの移動体に組み込まれたモジュール状の移動局であってもよいし、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）向けデバイスの端末装置であってもよい。
【００２６】
図１のような三次元空間セル構成では、図中矢印で示すように、マクロセル間、マクロセルとスモールセルと間及びスモールセル間における予干渉、被干渉の推定が非常に複雑である。また、空間的にセル間の離隔距離を取ることで、相互に干渉を回避する三次元空間セル構成の構築は極めて困難である。三次元空間セル構成を実現するためには、高度な干渉制御が不可欠である。
【００２７】
上記ＨｅｔＮｅｔ構成に適用可能なセル間干渉制御技術として、前述のＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠したｅＩＣＩＣと呼ばれるセル間干渉制御技術が知られている。
【００２８】
図２は、従来例のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）におけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。図２に示すように、前述のｅＩＣＩＣと呼ばれるセル間干渉制御技術では、同一周波数帯の無線リソースを時分割して、マクロセル及びスモールセルそれぞれに互いに異なる時間スロットを割り当てる。これにより、マクロセルとスモールセルとの間の同一周波数帯における干渉を回避することができる。しかしながら、従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）では、マクロセル及びスモールセルそれぞれにおいて無線リソース（時間スロット）を分割し、相互にその一部を使用しないため、マクロセル及びスモールセルの最大伝送レート（ピークスループット）が低下するという課題がある。例えば、図２の例では、マクロセル及びスモールセルの最大伝送レートはともに無線リソースをすべて使用した場合に比して５／１０＝１／２に低下する。そのため、マクロセル及びスモールセルの最大伝送レートの低下を改善できる技術が望まれる。特に、ユーザ（端末）が多く存在するマクロセルの伝送レート（スループット）の低下を改善できる技術が望まれる。
【００２９】
そこで、本実施形態では、セル間の干渉を回避するとともにマクロセル及びスモールセルの最大伝送レートの低下を改善するという課題を解決するため、図３に示すようにマクロセル及びスモールセルそれぞれにおいて全無線リソース（全タイムスロット）の同時利用を実現しつつ、以下に示すようにマクロセルからスモールセルへの干渉を抑圧（キャンセル）する送信干渉抑圧技術（送信干渉キャンセル技術）を全てのスモールセルに導入している。
【００３０】
図４は、本実施形態に係る送信干渉抑圧技術を導入可能な通信システムの一構成例を示す説明図である。なお、図４の通信システムは、Ｃ−ＲＡＮ（集中型無線アクセスネットワーク）構成を基本とした例を示しているが、Ｄ−ＲＡＮ（分散型無線アクセスネットワーク）などの他の構成の通信システムであってもよい。
【００３１】
本実施形態のＣ−ＲＡＮ構成の通信システムにおいて、マクロセル基地局２０及びスモールセル基地局３０はそれぞれ、光ファイバ、基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではｘ２インターフェース）等の有線通信回線又は無線通信回線などの通信回線９０を介して互いに接続された、ＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）（「張り出し基地局」、「光張り出し装置」ともいう。）２１，３１と、ベースバンド信号処理部を含む基地局送受信機（ベースバンド処理部）とを有する。各基地局２０，３０の基地局送受信機は、１箇所に設置された共通のＢＢＵ（ベースバンドユニット）５０に集約されている。各基地局２０，３０のＲＲＨ２１，３１は、基地局間ネットワーク連携制御装置（以下「基地局間制御装置」という。）６０と通信回線９０とを介してＢＢＵ５０に接続されている。ＲＲＨ２１，３１は、張り出し基地局とも呼ばれ、ＲＦ部や増幅装置等を有する。ＲＲＨ２１，３１は、ＢＢＵ５０からの送信信号を無線信号に変換して所定の送信電力でアンテナから送信したり、アンテナで受信した無線信号を受信信号に変換してＢＢＵ５０に送ったりする。基地局間制御装置６０は、以下に例示するマクロセルからスモールセルへの干渉を抑制する送信干渉キャンセラを実行する。
【００３２】
図５は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（下り回線）の一例を示す説明図である。
図５において、各スモールセル３００の送信信号（スモールセル送信信号）ｓｉ（ｉ＝１，２，−−−）は、ＢＢＵ５０から基地局間制御装置６０を介して、各スモールセル基地局のＲＲＨ３１に送信される。マクロセル２００の送信信号（マクロセル送信信号）ｓ０は、ＢＢＵ５０から基地局間制御装置６０を介して、マクロセル基地局のＲＲＨ２１に送信されるとともに、各スモールセル基地局のＲＲＨ３１に送信される。ｉ番目のスモールセル基地局のＲＲＨ３１は、基地局間制御装置６０から受信したスモールセル送信信号ｓｉをアンテナから送信する。尚、図中ではｉ＝１、２としている。更に、各スモールセル基地局のＲＲＨ３１は、基地局間制御装置６０から受信したマクロセル送信信号ｓ０に所定の送信ウェイトｗｉを掛けて送信干渉抑圧信号（ｗｉ・ｓ０）（「送信干渉キャンセル信号」ともいう。）を生成してアンテナから送信する。この送信干渉抑圧信号（ｗｉ・ｓ０）により、スモールセル３００内に位置する端末１０が受信するマクロセル基地局２０からの干渉信号（マクロセル送信信号ｓ０）を抑圧又はキャンセルすることができる。
【００３３】
図６は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（上り回線）の一例を示す説明図である。
図６において、ｉ番目のスモールセル３００の端末１０（Ｍｉ）は、マクロセル基地局２０（Ｂ０）のＲＲＨ２１との間の伝搬路特性ｈｉ０と、ｉ番目のスモールセル基地局３０（Ｂｉ）との間の伝搬路特性ｈｉｉを測定する。
【００３４】
ｉ番目のスモールセルの端末Ｍｉは、ｉ番目のスモールセル基地局Ｂｉに、下記の（１）又は（２）のフィードバック情報ＦＢを送信する。なお、下記の（２）のＦＢ情報は（１）のＦＢ情報より送信情報量が少ない利点を有する。
（１）端末Ｍｉが測定した伝搬路特性ｈｉ０，ｈｉｉの情報
（２）端末Ｍｉが測定した伝搬路特性ｈｉ０，ｈｉｉから計算した送信ウェイトｗｉ
【００３５】
ｉ番目のスモールセル基地局Ｂｉは、端末ＭｉからＦＢ情報を受信して取得し、そのＦＢ情報を、基地局間制御装置６０内に設けられたスモールセルの送信ウェイト計算部６１に送信する。
【００３６】
スモールセルの送信ウェイト計算部６１は、スモールセル基地局Ｂｉから受信したＦＢ情報に基づいて送信ウェイトｗｉを計算し、その送信ウェイトｗｉをマクロセル送信信号ｓ０に掛けて送信干渉抑圧信号（ｗｉ・ｓ０）を生成する。
【００３７】
図７は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の一例を示す説明図である。図７の例は、マクロセル２００内にスモールセルが複数あり、端末Ｍｉが送信ウェイトｗｉを計算して送信干渉抑圧信号（ｗｉ・ｓ０）を生成する例である。なお、図７において、前述の図１及び図４〜図６と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３８】
図７において、マクロセル基地局２０のＲＲＨ２１をマクロセル基地局Ｂ０、そのマクロセル２００に在圏する端末１０をＭ０、マクロセル２００の送信信号（マクロセル送信信号）をｓ０とする。また、ｉ番目のスモールセル基地局３０のＲＲＨ３１をスモールセル基地局Ｂｉ、そのスモールセル３００に在圏する端末１０をＭｉ、スモールセル３００の送信信号（スモールセル送信信号）をｓｉとする。また、ｉ番目のスモールセル基地局Ｂｉ以外のスモールセル基地局３０のＲＲＨ３１をスモールセル基地局Ｂｊ（ｉ≠ｊ）とする。
【００３９】
また、マクロセル基地局Ｂ０とｉ番目のスモールセルの端末Ｍｉとの間の伝搬路特性をｈｉ０、スモールセル基地局Ｂｉと端末Ｍｉとの間の伝搬路特性をｈｉｉ、他のスモールセル基地局Ｂｊと端末Ｍｉの伝搬路特性をｈｉｊとする。
【００４０】
ｉ番目のスモールセルの端末Ｍｉの受信信号ｙｉは次式となる。
【数１】
2019140584.tif 000003
【００４１】
ここで、ｈｉｉ・ｓｉはｉ番目のスモールセルから送信された端末Ｍｉの受信信号である。
【００４２】
ｉ番目のスモールセルの端末Ｍｉは、マクロセル送信信号の干渉抑圧に必要な情報として、マクロセル送信信号ｓ０の伝搬路特性ｈｉ０と、スモールセル送信信号の伝搬路特性ｈｉｉを測定する。そして、端末Ｍｉは、マクロセル送信信号を抑圧するための送信ウェイトｗｉ＝−ｈｉ０／ｈｉｉを計算する。
【００４３】
次に、ｉ番目のスモールセルの端末Ｍｉは、ｉ番目のスモールセル基地局Ｂｉに、フィードバック信号により、（Ａ）端末Ｍｉで測定した伝搬路特性ｈｉ０及びｈｉｉの情報を送信する、又は、（Ｂ）端末Ｍｉで計算した送信ウェイトｗｉの情報を送信する。
【００４４】
次に、スモールセル基地局Ｂｉは、上記（Ａ）の場合は端末Ｍｉから送信されたｈｉ０とｈｉｉの情報に基づいて送信ウェイトｗｉ＝−ｈｉ０／ｈｉｉを計算（決定）し、上記（Ｂ）の場合は端末Ｍｉから送信された送信ウェイトｗｉ（＝−ｈｉ０／ｈｉｉ）を用いて、送信ウェイトｗｉにマクロセル送信信号ｓ０を掛け合わせた送信干渉抑圧信号（−ｈｉ０／ｈｉｉ・ｓ０）を作成し、その送信干渉抑圧信号をスモールセル基地局Ｂｉから送信する。
【００４５】
次に、スモールセル基地局Ｂｉからの送信信号ｓｉと送信干渉抑圧信号を同時に送信された場合の端末Ｍｉの受信信号をｙｃｉと置くと、受信信号ｙｃｉはｙｉにＢｉからの干渉抑圧信号ｈｉｉ・ｗｉ・ｓ０が加算されて受信されるため、次式となる。
【数２】
2019140584.tif 000004
【００４６】
その結果、ｙｃｉ＝ｈ１１・ｓ１＋Ｉとなり、端末Ｍｉの受信信号におけるマクロセル２００からの干渉は完全に抑圧（キャンセル）できる。
【００４７】
なお、本実施形態の送信干渉抑圧制御において、送信ウェイトｗｉ＝−ｈｉ０／ｈｉｉに対して、ｈｉ０が非常に大きい場合又はｈｉｉが非常に小さい場合がある。このような場合、送信ウェイトｗｉは非常に大きな値となり、送信干渉抑圧信号の送信電力が非常に大きくなる。一般に基地局の送信電力は制限があるため、それを越えた送信電力で送信することはできない。
【００４８】
そこで、本実施形態の送信干渉抑圧制御の他の制御例では、現実な値として、送信ウェイトｗに制限を設けてもよい。例えば、送信ウェイトｗの最大値をｗｍａｘと置くと、制限された送信ウェイトｗｉｌｉｍは次式で与えられる。ここで、Ｍｉｎ（ａ，ｂ）はａ、ｂの最小値を与える関数である。
【数３】
2019140584.tif 000005
【００４９】
本例の制御例によれば、送信ウェイトｗｉのベクトル方向を変えることなく、制限された送信ウェイトｗｉｌｉｍにより送信ウェイトｗがｗｍａｘを越えないようにすることができる。従って、スモールセル基地局Ｂｉの送信電力を所定以下にするとともに、端末Ｍｉの受信信号におけるマクロセル２００からの干渉をｗｍａｘの範囲内で抑圧（キャンセル）できる。
【００５０】
また、本実施形態の送信干渉抑圧制御の更に他の制御例では、端末Ｍｉの信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲを最大化するように最適送信ウェイトｗｉを決定してもよい。
【００５１】
本制御例において、ｉ番目のスモールセル基地局Ｂｉは、スモールセルの最大送信電力が規定されている場合、スモールセル送信信号ｓｉと送信干渉抑圧信号ｓ０の送信電力を最適配分し、それに応じた最適送信ウェイトを各信号に乗算し、端末Ｍｉに送信する。
【００５２】
最適送信ウェイトの規範は、端末Ｍｉの信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲを最大化するウェイトとする。ここで、最大送信電力が規定されている場合のスモールセル送信信号をβｉ・ｓｉ、送信干渉抑圧信号をαｉ・（ｗｉ・ｓ０）、総送信電力をＰとおくと、次式（１）を満たす必要がある。ここで、βｉは、スモールセル送信信号ｓｉに対する補正係数であり、αｉは、理想的な送信干渉抑圧信号（ｗｉ・ｓ０）に対する補正係数である。
【００５３】
最適送信ウェイトは下記の手順で決定する。
先ず、ｉ番目のスモールセルの最大送信電力の規範として次式（１）を設定する。
【数４】
2019140584.tif 000006
【００５４】
次に、端末ＭｉのＳＩＮＲをλｉと置くと、λｉは次式（２）で表せる。但し、端末Ｍｉの熱雑音電力を１として規格化している。
【数５】
2019140584.tif 000007
【００５５】
式（１）を条件として、式（２）の最大化を図るαｉ、βｉを決定する。αｉ、βｉの決定する手順として、一例を以下に示す。
【００５６】
上記式（１）において、例えば一般性を損なうことなくＰ＝１（基準値）とおくことができる。式（１）を式（２）に代入すると、λｉは次式で表せる。
【数６】
2019140584.tif 000008
【００５７】
また、上記式（１）を式（２）に代入すると次式となる。
【数７】
2019140584.tif 000009
【００５８】
式（３）において、λｉが最大となるαｉ、βｉは次式となる。
【数８】
2019140584.tif 000010
【００５９】
式（４）を用いて、スモールセル基地局Ｂｉからの送信信号はβｉ・ｓｉとなり、送信干渉抑圧信号はαｉ・（ｗｉ・ｓ０）となる。
【００６０】
本制御例によれば、スモールセル基地局Ｂｉの最大送信電力が決まっている場合において、端末Ｍｉのスモールセル基地局Ｂｉからの受信信号の通信品質（ＳＩＮＲ）を最大化するように、端末Ｍｉのマクロセル２００からの干渉信号を最適に抑圧（キャンセル）できる。
【００６１】
なお、本実施形態において、送信ウェイトｗｉの計算及び送信干渉抑圧信号（ｗｉ・ｓ０）の生成は、スモールセル基地局Ｂｉ以外の装置（例えば、基地局間制御装置６０）で行ってもよい。
【００６２】
図８は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の他の例を示すブロック図である。図８の例は、基地局間制御装置６０が送信ウェイトｗｉを計算して送信干渉抑圧信号（ｗｉ・ｓ０）を生成する例である。なお、図８において、前述の図１及び図４〜図７と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６３】
図８において、基地局間制御装置６０は、スモールセルの送信ウェイト計算部６１と送信信号処理部６２とを備える。送信ウェイト計算部６１は、スモールセル基地局Ｂ１，Ｂｉ， ．．．から受信した前述のフィードバック情報ＦＢ１，．．．，ＦＢｉ， ．．．に基づいて送信ウェイトｗ１，．．．，ｗｉ， ．．．を計算する。
【００６４】
送信信号処理部６２は、送信ウェイト計算部６１で計算された送信ウェイトｗ１，．．．，ｗｉ， ．．．にマクロ送信信号ｓ０を掛けて送信干渉抑圧信号ｗ１・ｓ０，，．．．，ｗｉ・ｓ０， ．．．を生成する。そして、その送信干渉抑圧信号ｗ１・ｓ０， ．．．，ｗｉ・ｓ０， ．．．に、ＢＢＵ６１から受信した各スモールセルの送信信号（希望信号）ｓ１，ｓ０， ．．．を加算してスモールセル送信信号ｓ１’（＝ｗ１・ｓ０＋ｓ１）， ．．．，ｓｉ’（＝ｗｉ・ｓ０＋ｓｉ）， ．．．を生成する。
【００６５】
更に、送信信号処理部６２は、マクロ送信信号ｓ０及びスモールセル送信信号ｓ１’， ．．．，ｓｉ’， ．．．について、マクロ送信信号ｓ０と送信干渉抑圧信号ｗ１・ｓ０， ．．．，ｗｉ・ｓ０， ．．．の送信時刻が同一となるように送信タイミングに関して時刻同期調整制御を行う。この時刻同期調整制御は、例えば、マクロ送信信号ｓ０及びスモールセル送信信号ｓ１’， ．．．，ｓｉ’， ．．．それぞれを各セル対応の遅延調整器（ソフトウェアによる遅延時間設定）を介して所定の遅れ時間τ０，τ１，τｉ， ．．．だけずらして各基地局Ｂ０，Ｂ１，Ｂｉ， ．．．に送信する。例えば、マクロ送信信号ｓ０の遅れ時間τ０及びスモールセル送信信号ｓ１’， ．．．，ｓｉ， ．．．の遅れ時間τ１， ．．．，τｉ， ．．．は、マクロセル基地局Ｂ０とスモールセル基地局Ｂ１，．．．、Ｂｉ， ．．．との間の空間的な位置関係に関する情報や各基地局と端末との間の伝搬遅れ時間差などの情報に基づいて予め決定しておくことができる。マクロ送信信号ｓ０の遅れ時間τ０は０秒に設定しておいてもよい。
【００６６】
本制御例によれば、干渉送信電力に制限がないため前述の図７の場合と同様に、端末Ｍ１， ．．．，Ｍｉ， ．．．の受信信号におけるマクロセルからの干渉を完全に抑圧（キャンセル）できる。
【００６７】
図９は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。図９の例は、基地局間制御装置６０が、前述の制限された送信ウェイトを用いて送信干渉抑圧信号（ｗ１ｌｉｍ・ｓ０， ．．．， ｗｉｌｉｍ・ｓ０， ．．．）を生成する例である。なお、図９において、前述の図１及び図４〜図８と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６８】
図９の例では、送信ウェイト計算部６１で計算された前述の制限された送信ウェイトｗ１ｌｉｍ， ．．．， ｗｉｌｉｍ， ．．．にマクロ送信信号ｓ０を掛けて送信干渉抑圧信号ｗ１ｌｉｍ・ｓ０，ｗｉｌｉｍ・ｓ０， ．．．を生成する。
【００６９】
本例の制御例によれば、制限された送信ウェイトｗｉｌｉｍにより送信ウェイトｗがｗｍａｘを越えないようにすることができるので、スモールセル基地局Ｂ１， ．．．， Ｂｉ， ．．．の送信電力を所定以下にするとともに、端末Ｍ１，Ｍｉ， ．．．の受信信号におけるマクロセル２００からの干渉を制限された送信電力内で適宜抑圧（キャンセル）できる。
【００７０】
図１０は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。図１０の例は、基地局間制御装置６０が、前述の端末Ｍ１， ．．．， Ｍｉ， ．．．のＳＩＮＲを最大化するように送信干渉抑圧信号（α１・ｗ１・ｓ０， ．．．， αｉ・ｗｉ・ｓ０， ．．．）を生成するとともにスモールセル送信信号（β１・ｓ１， ．．．， βｉ・ｓｉ， ．．．）を生成する例である。なお、図１０において、前述の図１及び図４〜図８と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７１】
図１０の例において、送信ウェイト計算部６１は、前述の端末Ｍ１， ．．．， Ｍｉ， ．．．のＳＩＮＲを最大化するように計算した補正後の送信ウェイトα１・ｗ１， ．．．， αｉ・ｗｉ， ．．．、及び、補正係数β１， ．．．， βｉ， ．．．を決定し、マクロ送信信号ｓ０を掛けて補正後の送信干渉抑圧信号α１・ｗ１・ｓ０， ．．．， αｉ・ｗｉ・ｓ０， ．．．を生成し、また及びＢＢＵ６１からの補正前のスモール送信信号ｓ１， ．．．， ｓｉ， ．．．を掛けて、補正後のスモールセル送信信号β１・ｓ１，βｉ・ｓｉ， ．．．を生成する。送信信号処理部６２は、これらの補正後の信号を用いて、各スモールセル基地局Ｂ１，Ｂｉ， ．．．に実際に送信する補正後のスモールセル送信信号ｓ１’（＝β１・ｓ１＋α１・ｗ１・ｓ０）， ．．．， ｓｉ’（＝βｉ・ｓｉ＋αｉ・ｗｉ・ｓ０）， ．．．を生成する。
【００７２】
本制御例によれば、端末Ｍ１， ．．．，Ｍｉ， ．．．のＳＩＮＲを最大化する条件の下で、端末Ｍ１，Ｍｉ， ．．．の受信信号におけるマクロセル２００からの干渉を制限された送信電力内で最適に抑圧（キャンセル）できる。
【００７３】
図１１は、本発明の他の実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す図である。図１２は、図１１の移動通信システムにおける送信干渉抑圧制御の一例を示すブロック図である。なお、図１１及び図１２において、前述の図１及び図４〜図１０と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００７４】
一般のマクロセル基地局Ｂ０は地上に設置されているが、人工衛星７１、ソーラプレーン型のＨＡＰＳ（「高高度疑似衛星」、「高高度プラットフォーム局」）７２、飛行船型のＨＡＰＳ７３、ドローン７４、気球７５、飛行機など、様々な高度に浮揚する浮揚体や飛行体などの機体７０に、中継無線装置７００を搭載してもよい。機体７０は、バッテリー及び太陽光発電システム等を備えてもよい。
【００７５】
中継無線装置７００は、第１基地局としてのマクロセル基地局７１１（Ｂ０）と、中継用送受信機７１２とを有する。機体７０に搭載された中継無線装置７００のマクロセル基地局７１１（Ｂ０）により、広域の二次元又は三次元の第１セルとしてのマクロセル７０１を構成することができる。なお、マクロセル７０１に含まれる地上の第２セルは、図１１に示すように地上のスモールセル基地局３０で形成されるスモールセル３００でもよいし、前述の地上のマクロセル基地局２０で形成されるマクロセル２００であってもよい。
【００７６】
マクロセル基地局７１１（Ｂ０）と基地局間制御装置６０とは光ファイバ等の有線の通信回線で接続することはできないので、無線中継システムを利用する。無線中継システムは、例えば、アンテナと中継用送受信機で構成されるゲート局（「ゲートウェイ局」、「ＧＷ局」、「リピータ親機」、「フィーダ局」ともいう。）８０と、アンテナと中継用送受信機で構成され上空の機体７０に搭載された中継無線装置７００の中継用送受信機７１２とを用いて構成される。ゲート局８０と中継用送受信機７１２との間のフィーダリンクの中継周波数ｆ１としては、マクロセル基地局７１１（Ｂ０）とマクロセル７０１内の端末１０との通信で使用するサービスリンクの周波数ｆ２とは異なる周波数を用いてもよい。
【００７７】
中継無線装置７００を搭載する機体７０は、例えば、自律制御又は外部から制御により地面又は海面から１００［ｋｍ］以下の高高度の空域（浮揚空域）に浮遊あるいは飛行して位置するように制御されてもよい。機体７０の位置する空域は、例えば、高度が１１［ｋｍ］以上及び５０［ｋｍ］以下の成層圏の空域であってもよい。この空域は、気象条件が比較的安定している高度１５［ｋｍ］以上２５［ｋｍ］以下の空域であってもよく、特に高度がほぼ２０［ｋｍ］の空域であってもよい。
【００７８】
以上、各実施形態によれば、ＨｅｔＮｅｔ構成のマクロセル２００からスモールセル３００への送信干渉を抑制することができるため、マクロセル２００とスモールセル３００で割り当てる時間リソース（タイムスロット）を分ける必要がなくなり、マクロセル２００及びスモールセル３００の最大伝送レート（ピークスループット）の低下を抑制することができる。
【００７９】
なお、本明細書で説明された処理工程並びに通信システム、無線装置、基地局、無線中継局（フィーダ局）及び端末（ユーザ装置、移動局、移動機）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの処理工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【００８０】
ハードウェア実装については、実体（例えば、各種の無線通信装置、無線中継装置、ＮｏｄｅＢ、サーバ、ゲートウェイ、交換機、コンピュータ、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、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、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【００８１】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【００８２】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【００８３】
１０  端末（移動局）
２０，２０Ａ，２０Ｂ  マクロセル基地局
２１  マクロセル基地局のＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）
２００，２００Ａ，２００Ｂ  マクロセル
３０，３０Ａ，３０Ｂ  スモールセル基地局
３００，３００Ａ，３００Ｂ  スモールセル
３１  ＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）
４０  高層ビル
５０  ＢＢＵ（ベースバンドユニット）
６０  基地局間ネットワーク連携制御装置（基地局間制御装置）
６１  送信ウェイト計算部
６２  送信信号処理部
７０  上空の機体
７００  中継無線装置
７０１  マクロセル
７１１  マクロセル基地局のＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）
７１２  中継用送受信機
８０  ゲート局
９０  通信回線
【図１】
2019140584.tif 000011
【図２】
2019140584.tif 000012
【図３】
2019140584.tif 000013
【図４】
2019140584.tif 000014
【図５】
2019140584.tif 000015
【図６】
2019140584.tif 000016
【図７】
2019140584.tif 000017
【図８】
2019140584.tif 000018
【図９】
2019140584.tif 000019
【図１０】
2019140584.tif 000020
【図１１】
2019140584.tif 000021
【図１２】
2019140584.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月17日(2019.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に含まれる第２セルを形成する一又は複数の第２基地局とを備え、前記第１基地局と前記第２基地局とは互いに送信タイミングに関して時間同期制御された移動通信システムであって、
前記第２セル内に位置する移動局が受信する前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
請求項１の移動通信システムにおいて、
前記送信ウェイトは、前記第２セル内に位置する移動局によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性とに基づいて計算され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又は２の移動通信システムにおいて、
前記送信ウェイトは、前記送信ウェイトのベクトル方向を維持しながら所定の最大値を超えないように計算され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、
前記送信ウェイトは、前記第２基地局から送信される総送信電力が所定の最大送信電力を越えない条件下で前記移動局における信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲ（Signal power to Interference power and Noise power Ratio）を最大化するように計算される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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局と前記第２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、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を、前記第２基地局を介して受信し、
前記第２基地局を介して受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように、前記基地局間制御装置は送信時間を調整して前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、前記基地局間制御装置から受信した前記送信干渉抑圧信号を送信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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第２基地局は、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を前記端末から受信し、
前記端末から受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記第２基地局から前記送信干渉抑圧信号を送信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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第２セル内に位置する端末は、測定した前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性に基づいて前記送信ウェイトを計算し、その送信ウェイトの情報を前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、前記端末から前記送信ウェイトの情報を受信し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記第２基地局から前記送信干渉抑圧信号を送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局及び前記第２基地局それぞれに通信回線を介して接続された共通のベースバンド処理部を更に備え、
前記第１基地局及び前記第２基地局はそれぞれ、前記ベースバンド処理部で生成された送信信号を、通信回線を介して受信し、各基地局のアンテナから送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、前記第１セルを形成するように上空に位置する飛行体又は浮揚体又に設けられ、
前記第２基地局は、前記第２セルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局又はスモールセル基地局であることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１０】
請求項９の移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、人工衛星、ＨＡＰＳ、飛行船、気球又はドローンに設けられていることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１１】
第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に含まれる第２セルを形成する一又は複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置であって、
前記第２セル内に位置する移動局が受信する第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信することを特徴とする基地局間制御装置。
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月11日(2019.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に含まれる第２セルを形成する一又は複数の第２基地局とを備え、前記第１基地局と前記第２基地局とは互いに送信タイミングに関して時間同期制御された移動通信システムであって、
前記第２セル内に位置する端末が受信する前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局のベースバンド処理部から出力されアンテナから送信される前の送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信される送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信信号を前記第１基地局から送信し、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
請求項１の移動通信システムにおいて、
前記送信ウェイトは、前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性とに基づいて計算され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又は２の移動通信システムにおいて、
前記送信ウェイトは、前記送信ウェイトのベクトル方向を維持しながら所定の最大値を超えないように計算され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、
前記送信ウェイトは、前記第２基地局から送信される総送信電力が所定の最大送信電力を越えない条件下で前記端末における信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲ（Signal power to Interference power and Noise power Ratio）を最大化するように計算される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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局と前記第２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、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を、前記第２基地局を介して受信し、
前記第２基地局を介して受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局のベースバンド処理部から出力されアンテナから送信される前の前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信される送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように、前記第１基地局への前記送信信号の送信及び前記第２基地局への前記送信干渉抑圧信号の送信をそれぞれ所定の遅れ時間ずらして行い、
前記第１基地局は、前記基地局間制御装置から受信した前記送信信号を送信し、
前記第２基地局は、前記基地局間制御装置から受信した前記送信干渉抑圧信号を送信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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第２基地局は、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を前記端末から受信し、
前記端末から受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記第２基地局から前記送信干渉抑圧信号を送信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４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第２セル内に位置する端末は、測定した前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性に基づいて前記送信ウェイトを計算し、その送信ウェイトの情報を前記第２基地局に送信し、
前記第２基地局は、前記端末から前記送信ウェイトの情報を受信し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記第２基地局から前記送信干渉抑圧信号を送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局及び前記第２基地局それぞれに通信回線を介して接続された共通のベースバンド処理部を更に備え、
前記第１基地局及び前記第２基地局はそれぞれ、前記ベースバンド処理部で生成された送信信号を、通信回線を介して受信し、各基地局のアンテナから送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、前記第１セルを形成するように上空に位置する飛行体又は浮揚体又に設けられ、
前記第２基地局は、前記第２セルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局又はスモールセル基地局であることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１０】
請求項９の移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、人工衛星、ＨＡＰＳ、飛行船、気球又はドローンに設けられていることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１１】
第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に含まれる第２セルを形成する一又は複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置であって、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を、前記第２基地局を介して受信し、
前記第２基地局を介して受信した前記情報に基づいて、前記第２セル内に位置する端末が受信する第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局のベースバンド処理部から出力されアンテナから送信される前の送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信される送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信信号を前記第１基地局から送信し、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信することを特徴とする基地局間制御装置。