JP7236370B2 - Ｈａｐｓのマルチフィーダリンクにおけるスペクトル拡散パイロット信号を用いた伝搬路応答測定及び干渉キャンセリング - Google Patents

Description

本発明は、３次元化ネットワークの構築に適したＨＡＰＳ等の空中浮揚型の無線中継装置のマルチフィーダリンクにおける伝搬路応答測定及び干渉キャンセリングに関するものである。

従来、空中に浮揚して滞在可能な高高度プラットフォーム局（ＨＡＰＳ）（「高高度疑似衛星」ともいう。）等の通信中継装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この空中浮揚型の通信中継装置における通信回線は、その通信中継装置と移動通信網側のゲートウェイ（ＧＷ）局との間のフィーダリンクと、通信中継装置と端末装置との間のサービスリンクとで構成される。

米国特許出願公開第２０１６／００４６３８７号明細書

上記空中浮揚型の通信中継装置（以下「上空中継装置」という。）のサービスリンクの通信容量はその中継周波数であるフィーダリンクの通信容量に依存するため、フィーダリンクの周波数有効利用は必要不可欠である。そのため、地上のＧＷ局を互いに離れた場所に複数設置し、それぞれのＧＷ局から同一周波数で異なるフィーダリンク信号を送受信するマルチフィーダリンクを形成する方式が考えられる。しかし、上空中継装置は固定局と異なり所定の空域内を飛び回るので、上空中継装置と複数のＧＷ局と間の同一周波数のマルチフィーダリンクにおいて動的な干渉が発生するおそれがあり、このマルチフィーダリンクにおける動的な干渉の抑制を簡易な構成で実現したいという課題がある。

本発明の一態様に係るシステムは、端末装置の無線通信を中継する中継通信局を含む空中滞在型の通信中継装置を備えるシステムである。このシステムは、互いに時間同期され、前記空中滞在型の通信中継装置の前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信する複数のゲートウェイ局と、前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間で、互いに直交する複数の拡散符号を用いてスペクトル拡散した複数のパイロット信号を送受信する手段と、前記複数のパイロット信号をスペクトル逆拡散した受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の伝搬路応答を推定する手段と、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算する手段と、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算する手段と、を備える。

前記システムにおいて、前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、前記複数のゲートウェイ局は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を前記中継通信局に送信し、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記複数のゲートウェイ局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算してもよい。

前記システムにおいて、前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、前記複数のゲートウェイ局は、前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置は、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記伝搬路応答の推定結果を前記中継通信局に送信し、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記いずれか一つのゲートウェイ局又前記共通装置から送信された前記複数の伝搬路応答を受信し、前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算してもよい。

前記システムにおいて、前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、前記複数のゲートウェイ局は、前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を前記中継通信局に送信し、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記複数のゲートウェイ局それぞれから送信された前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を受信し、前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、前記複数のゲートウェイ局それぞれから受信した前記複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算してもよい。

前記システムにおいて、前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、前記複数のゲートウェイ局は、前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置は、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記ウェイトの計算結果を前記中継通信局に送信し、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記いずれか一つのゲートウェイ局又前記共通装置から送信された前記複数のウェイトの計算結果を受信し、前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算してもよい。

前記システムにおいて、前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、前記複数のゲートウェイ局は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を前記中継通信局に送信し、前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記複数のゲートウェイ局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算してもよい。

前記システムにおいて、前記中継通信局は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、前記複数のゲートウェイ局は、前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記ゲートウェイ局で受信した受信信号から、前記他のゲートウェイ局で受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算してもよい。

本発明の他の態様に係る中継通信局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局である。この中継通信局は、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備える。前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数類の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局から受信し、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記干渉抑圧部は、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算する。

本発明の更に他の態様に係る中継通信局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局である。この中継通信局は、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備える。前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局に送信し、前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて推定した前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答の推定結果を受信する。前記干渉抑圧部は、前記いずれか一つのゲートウェイ局又は前記共通装置から受信した前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する。

本発明の更に他の態様に係る中継通信局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局である。この中継通信局は、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備える。前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局に送信し、前記複数のゲートウェイ局が前記拡散後のパイロット信号の受信信号を前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を受信する。前記干渉抑圧部は、前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する。

本発明の更に他の態様に係る中継通信局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局である。この中継通信局は、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備える。前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局に送信し、前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて前記複数のゲートウェイ局それぞれについて計算した、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトの計算結果を受信する。前記干渉抑圧部は、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する。

本発明の更に他の態様に係る中継通信局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局である。この中継通信局は、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備える。前記フィーダリンク通信部は、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局から受信し、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散する。前記干渉抑圧部は、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する。

本発明の更に他の態様に係る空中滞在型の通信中継装置は、前記いずれかの中継通信局を有する。

本発明の更に他の態様に係るゲートウェイ局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局である。このゲートウェイ局は、前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期され、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信し、前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信し、自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記伝搬路応答の推定結果を前記中継通信局に送信する。

本発明の更に他の態様に係るゲートウェイ局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局である。このゲートウェイ局は、前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期され、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信し、前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信し、自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算する。

本発明の更に他の態様に係るゲートウェイ局は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局である。このゲートウェイ局は、前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期され、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信し、前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信し、自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記中継通信局から自局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、自局で受信した受信信号から、前記他のゲートウェイ局で受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する。

本発明の更に他の態様に係る干渉抑圧方法は、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局と、同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信する互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間におけるフィーダリンクの干渉抑圧方法である。この干渉抑圧方法は、前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間で、互いに直交する複数の拡散符号を用いてスペクトル拡散した複数のパイロット信号を送受信することと、前記複数のパイロット信号をスペクトル逆拡散した受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の伝搬路応答を推定することと、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算することと、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算することと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局から、互いに直交する複数類の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を受信するためのプログラムコードと、前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散するためのプログラムコードと、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算するためのプログラムコードと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局に、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号を前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて推定した前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答の推定結果を受信するためのプログラムコードと、前記いずれか一つのゲートウェイ局又は前記共通装置から受信した前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局に、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局が前記拡散後のパイロット信号の受信信号を前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を受信するためのプログラムコードと、前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局に、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号を前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて前記複数のゲートウェイ局それぞれについて計算した、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトの計算結果を受信するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、互いに時間同期された複数のゲートウェイ局から、複数のゲートウェイ局それぞれが互いに異なる送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号を受信するためのプログラムコードと、前記拡散後の複数のパイロット信号を前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散するためのプログラムコードと、前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号から、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期するためのプログラムコードと、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信するためのプログラムコードと、前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散するためのプログラムコードと、前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記伝搬路応答の推定結果を前記中継通信局に送信するためのプログラムコードと、
を含む

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期するためのプログラムコードと、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信するためのプログラムコードと、前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散するためのプログラムコードと、前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムである。このプログラムは、前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期するためのプログラムコードと、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信するためのプログラムコードと、前記中継通信局から送信された前記拡散後のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信した受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散するためのプログラムコードと、前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、前記複数の伝搬路応答に基づいて、前記中継通信局から自局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、自局で受信した受信信号から、前記他のゲートウェイ局で受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、を含む。

前記システム、前記中継通信局、前記空中滞在型の通信中継装置、前記ゲートウェイ局、前記干渉抑圧方法、前記フィーダリンク通信方法及び前記プログラムにおいて、前記複数の拡散符号は互いに直交し、前記複数のパイロット信号は、同一周波数で送受信してもよい。
また、前記複数のパイロット信号は、前記フィーダリンクの送信信号帯域の両隣に位置する複数のガードバンドに分散して送受信してもよい。
また、前記複数のパイロット信号は、前記フィーダリンクの送信信号帯域内で送受信してもよい。
また、前記フィーダリンクの送信信号帯域の中心周波数又はその周辺の周波数において、前記複数の伝搬路応答を推定して前記複数のウェイトを計算してもよい。
前記複数のウェイトはそれぞれ、前記伝搬路応答の行列を用いたＺＦ（Zero-Forcing）法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）法により計算してもよい。

前記複数のゲートウェイ局はそれぞれ、前記空中滞在型の通信中継装置を追尾するようにフィーダリンク用アンテナを制御するアンテナ制御部を備えてもよい。

前記空中滞在型の通信中継装置は、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数の指向性ビームを有するフィーダリンク用アンテナと、前記複数のビームがそれぞれ対応するゲートウェイ局の方向に向くように前記フィーダリンク用アンテナを制御するアンテナ制御部と、を備えてもよい。
前記フィーダリンク用アンテナは、互いに異なる方向に指向性ビームを有する複数のフィーダリンク用アンテナであり、前記アンテナ制御部は、前記複数のフィーダリンク用アンテナの指向性ビームがそれぞれ対応するゲートウェイ局の方向に向くように、前記複数のフィーダリンク用アンテナそれぞれを機械的に制御してもよい。
前記フィーダリンク用アンテナは、鉛直方向の仮想軸を中心とした任意の外方向に向けて前記複数の指向性ビームを形成可能なアレイアンテナであり、前記アンテナ制御部は、前記複数の指向性ビームがそれぞれ対応するゲートウェイ局の方向に向くように、前記アレイアンテナの複数のアンテナ素子に対する送受信信号の振幅及び位相を制御することを特徴とするシステム。
前記フィーダリンク用アンテナは、互いに異なる方向を中心とした所定の角度範囲に指向性ビームを形成可能な複数のアレイアンテナであり、前記アンテナ制御部は、前記複数のアレイアンテナの指向性ビームがそれぞれ対応するゲートウェイ局の方向に向くように、各アレイアンテナの複数のアンテナ素子に対する送受信信号の振幅及び位相の制御と前記複数のアレイアンテナの切替制御とを選択的に行ってもよい。

本発明によれば、空中浮揚型の通信中継装置と複数のゲートウェイ局との間の同一周波数のマルチフィーダリンクにおける干渉の動的な抑圧に用いる複数のパイロット信号として狭帯域のパイロット信号を用いる必要がないため、狭帯域のパイロット信号を送信するための高安定度の発信周波数回路を送信側に設ける必要なく、狭帯域のパイロット信号を受信側で分離する狭帯域受信フィルターが不要になる。よって、空中浮揚型の通信中継装置と複数のゲートウェイ局との間のマルチフィーダリンクにおける干渉の動的な抑制を簡易な構成で実現することができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムにおけるＨＡＰＳのセル構成の一例を示す説明図。 （ａ）は実施形態に係る複数ＧＷシステムの概略構成の一例を示す側面図。（ｂ）はＨＡＰＳの複数のフィーダリンク用アンテナと複数のＧＷ局との関係を上方から見た説明図。 実施形態に係る複数のＧＷ局のＧＷアンテナがＨＡＰＳを追尾する様子の一例を示す説明図。 実施形態に係るＨＡＰＳの複数のＦＬアンテナの指向性ビームの一例を示す説明図。 実施形態に係るＨＡＰＳにおけるＦＬアンテナの指向性ビーム制御の一例を示す説明図。 実施形態に係るＨＡＰＳにおけるＦＬアンテナの指向性ビーム制御の他の例を示す説明図。 実施形態に係るＨＡＰＳにおけるＦＬアンテナの指向性ビーム制御の更に他の例を示す説明図。 複数ＧＷシステムにおけるＧＷ局間（フィーダリンク間）のフォワードリンク干渉の一例の説明図。 複数ＧＷシステムにおけるＧＷ局間（フィーダリンク間）のリバースリンク干渉の一例の説明図。 ウェイトＷを近似式で求めて適用したＭＩＭＯ干渉キャンセラーの一例を示す説明図。 実施形態に係る複数ＧＷシステムのマルチフィーダリンクにおけるＨＡＰＳ側（受信側）に設けたフォワードリンクの干渉キャンセラー部の概略構成の一例を示す説明図。 ＺＦ法によりウェイトＷを求めて適用したＭＩＭＯ干渉キャンセラーの一例を示す説明図。 各ＧＷ局から送信される上り回線の送信信号帯域における狭帯域のパイロット信号の一例を示す説明図。 ＨＡＰＳで受信された上り回線の受信信号帯域における狭帯域のパイロット信号の一例を示す説明図。 伝搬路応答の導出に用いられる狭帯域のパイロット信号の一例を示す説明図。 フィーダリンクの伝搬路応答の導出モデルの一例を示す説明図。 実施形態に係るＧＷ局から送信される上り回線の送信信号帯域におけるスペクトル拡散されたパイロット信号の一例を示す説明図。 実施形態に係るＨＡＰＳで受信された上り回線の受信信号帯域におけるスペクトル拡散されたパイロット信号の一例を示す説明図。 実施形態に係るＨＡＰＳで受信されてフィルターで分離された逆拡散前のパイロット信号群の一例を示す説明図。 実施形態に係る逆拡散後のパイロット信号群の一例を示す説明図。 （ａ）は、ＧＷ局の送信機の一例を示す機能ブロック図。（ｂ）はＧＷ局の送信機から送信される送信信号における希望信号（Ｓ_ｉ）及びスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号（Ｃ_ｉＳ_ｐｉ）の一例を示すスペクトル図。 （ａ）は、ＨＡＰＳの中継通信局の受信機の一例を示す機能ブロック図。（ｂ）はＨＡＰＳの中継通信局の受信機で受信される受信信号における希望信号（Ｓ_ｉ）及びスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号（Ｃ_ｉＳ_ｐｉ）の一例を示すスペクトル図。 実施形態に係るＨＡＰＳの中継通信局の主要構成の一例を示す説明図。 実施形態に係るＧＷ局から送信される上り回線の送信信号帯域におけるスペクトル拡散されたパイロット信号の他の例を示す説明図。 （ａ）は、他の実施形態に係る複数ＧＷシステムのマルチフィーダリンクにおけるＧＷ局側（受信側）に設けたリバースリンクの干渉キャンセラー部の概略構成の一例を示す説明図。（ｂ）は送信信号Ｓと受信信号Ｙとの関係を示す説明図。 （ａ）は、更に他の実施形態に係る複数ＧＷシステムのマルチフィーダリンクにおけるＨＡＰＳ２０側（送信側）に設けたリバースリンクの干渉キャンセラー部の概略構成の一例を示す説明図。（ｂ）は送信信号Ｓと受信信号Ｙとの関係を示す説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る通信システムにおけるＨＡＰＳ２０のセル構成の一例を示す説明図である。本実施形態に係る通信システムは、多数の端末装置への同時接続や低遅延化などに対応する第５世代又はその後の世代の移動通信の３次元化ネットワークの実現に適する。また、本明細書に開示する通信システム、無線中継局、基地局、リピータ及び端末装置に適用可能な移動通信の標準規格は、第５世代の移動通信の標準規格、及び、第５世代以降の次々世代の移動通信の標準規格を含む。

図１に示すように、通信システムは、複数の空中浮揚型の通信中継装置（無線中継装置）としての高高度プラットフォーム局（ＨＡＰＳ）（「高高度疑似衛星」、「成層圏プラットフォーム」ともいう。）２０を備えている。ＨＡＰＳ２０は、所定高度の空域に位置して、所定高度のセル形成目標空域に３次元セル（３次元エリア）を形成する。ＨＡＰＳ２０は、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る浮揚体としての飛行船に、中継通信局２１が搭載されたものである。

ＨＡＰＳ２０の位置する空域は、例えば、地上（又は海や湖などの水上）の高度が１１［ｋｍ］以上及び５０［ｋｍ］以下の成層圏の空域である。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。

本実施形態の通信システムにおける１又は２以上のＨＡＰＳで３次元セルを形成する目標の空域であるセル形成目標空域は、ＨＡＰＳ２０が位置する空域と従来のマクロセル基地局等の基地局（例えばＬＴＥのｅＮｏｄｅＢ）がカバーする地面近傍のセル形成領域との間に位置する、所定高度範囲（例えば、５０［ｍ］以上１０００［ｍ］以下の高度範囲）の空域である。

なお、本実施形態の３次元セルが形成されるセル形成目標空域は、海、川又は湖の上空であってもよい。また、ＨＡＰＳ２０で形成する３次元セルは、地上又は海上に位置する端末装置６１との間でも通信できるよう地面又は海面に達するように形成してもよい。

ＨＡＰＳ２０の中継通信局はそれぞれ、サービスリンク用アンテナ（以下「ＳＬアンテナ」という。）２１５により、移動局である端末装置６１と無線通信するための複数のビームを地面に向けて形成する。端末装置６１は、遠隔操縦可能な小型のヘリコプター等の航空機であるドローンに組み込まれた通信端末モジュールでもよいし、飛行機の中でユーザが使用するユーザ装置であってもよい。セル形成目標空域においてビームが通過する領域が３次元セルである。セル形成目標空域において互いに隣り合う複数のビームは部分的に重なってもよい。

ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１はそれぞれ、例えば、地上（又は海上）側のコアネットワークに接続された中継局としてのゲートウェイ局（「フィーダ局」ともいう。）７０と無線通信する基地局、又は、地上（又は海上）側の基地局に接続された中継局としてのフィーダ局（リピータ親機）７０と無線通信するリピータ子機である。

ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１は、フィーダリンク用アンテナ（以下「ＦＬアンテナ」という。）２１１により無線通信可能な地上又は海上に設置されたフィーダ局７０を介して、移動通信網８０のコアネットワークに接続されている。ＨＡＰＳ２０とフィーダ局７０との間のフィーダリンクの通信は、マイクロ波又はミリ波などの電波による無線通信で行ってもよいし、レーザ光などを用いた光通信で行ってもよい。

ＨＡＰＳ２０はそれぞれ、内部に組み込まれたコンピュータ等で構成された制御部が制御プログラムを実行することにより、自身の浮揚移動（飛行）や中継通信局２１での処理を自律制御してもよい。例えば、ＨＡＰＳ２０はそれぞれ、自身の現在位置情報（例えばＧＰＳ位置情報）、予め記憶した位置制御情報（例えば、飛行スケジュール情報）、周辺に位置する他のＨＡＰＳの位置情報などを取得し、それらの情報に基づいて浮揚移動（飛行）や中継通信局２１での処理を自律制御してもよい。

また、ＨＡＰＳ２０それぞれの浮揚移動（飛行）や中継通信局２１での処理は、移動通信網の通信センター等に設けられた管理装置としての管理装置（「遠隔制御装置」ともいう。）によって制御できるようにしてもよい。管理装置は、例えば、ＰＣなどのコンピュータ装置やサーバ等で構成することができる。この場合、ＨＡＰＳ２０は、管理装置からの制御情報を受信したり管理装置に監視情報などの各種情報を送信したりできるように制御用通信端末装置（例えば、移動通信モジュール）が組み込まれ、管理装置８ら識別できるように端末識別情報（例えば、ＩＰアドレス、電話番号など）が割り当てられるようにしてもよい。制御用通信端末装置の識別には通信インターフェースのＭＡＣアドレスを用いてもよい。

また、ＨＡＰＳ２０はそれぞれ、自身又は周辺のＨＡＰＳの浮揚移動（飛行）や中継通信局２１での処理に関する情報、ＨＡＰＳ２０の状態に関する情報や各種センサなどで取得した観測データなどの監視情報を、管理装置等の所定の送信先に送信するようにしてもよい。制御情報は、ＨＡＰＳの目標飛行ルート情報を含んでもよい。監視情報は、ＨＡＰＳ２０の現在位置、飛行ルート履歴情報、対気速度、対地速度及び推進方向、ＨＡＰＳ２０の周辺の気流の風速及び風向、並びに、ＨＡＰＳ２０の周辺の気圧及び気温の少なくとも一つの情報を含んでもよい。

中継通信局２１と端末装置６１との無線通信の上りリンク及び下りリンクの複信方式は、特定の方式に限定されず、例えば、時分割複信（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：ＴＤＤ）方式でもよいし、周波数分割複信（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：ＦＤＤ）方式でもよい。また、中継通信局２１と端末装置６１との無線通信のアクセス方式は、特定の方式に限定されず、例えば、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、又は、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）であってもよい。また、前記無線通信には、ダイバーシティ・コーディング、送信ビームフォーミング、空間分割多重化（ＳＤＭ：Ｓｐａｔｉａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等の機能を有し、送受信両方で複数のアンテナを同時に利用することにより、単位周波数当たりの伝送容量を増やすことができるＭＩＭＯ（多入力多出力：Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ）技術を用いてもよい。また、前記ＭＩＭＯ技術は、１つの基地局が１つの端末装置と同一時刻・同一周波数で複数の信号を送信するＳＵ－ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ）技術でもよいし、１つの基地局が複数の異なる端末装置に同一時刻・同一周波数で信号を送信又は複数の異なる基地局が１つの端末装置に同一時刻・同一周波数で信号を送信するＭＵ－ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ－Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ）技術であってもよい。

なお、以下の実施形態では、端末装置６１と無線通信する中継通信局２１を有する通信中継装置が、無人飛行船タイプのＨＡＰＳ２０の場合について図示して説明するが、通信中継装置はソーラープレーンタイプのＨＡＰＳであってもよい。また、以下の実施形態は、ＨＡＰＳ以外の他の空中浮揚型の通信中継装置にも同様に適用できる。

また、ＨＡＰＳ２０とフィーダ局としてのゲートウェイ局（以下「ＧＷ局」と略す。）７０を介した基地局９０との間のリンクを「フィーダリンク」といい、ＨＡＰＳ１０と端末装置６１の間のリンクを「サービスリンク」という。特に、ＨＡＰＳ２０とＧＷ局７０との間の区間を「フィーダリンクの無線区間」という。また、ＧＷ局７０からＨＡＰＳ２０を経由して端末装置６１に向かう通信のダウンリンクを「フォワードリンク」といい、端末装置６１からＨＡＰＳ２０を経由してＧＷ局７０に向かう通信のアップリンクを「リバースリンク」ともいう。

図１において、通信中継装置は無人飛行船タイプのＨＡＰＳ２０であるが、ソーラープレーンタイプのＨＡＰＳあってもよい。また、図示の例において、ＨＡＰＳ２０の高度が約２０ｋｍの成層圏に位置し、ＨＡＰＳ２０が複数のセル２００Ｃ（１）～２００Ｃ（７）を形成し、その複数セル（７セル）構成のセル２００Ｃ（１）～２００Ｃ（７）のフットプリント２００Ｆ（１）～２００Ｆ（７）からなるサービスエリア２０Ａの直径は１００～２００ｋｍであるが、これらに限定されるものではない。

図１において、成層圏に位置するＨＡＰＳ２０を用いた地上（又は水上）の端末装置６１と直接通信する通信サービスは、サービスエリアの拡大、災害時の通信手段として非常に魅力的である。ＨＡＰＳ２０の通信回線はＧＷ局７０とＨＡＰＳ２０との間を結ぶフィーダリンクＦＬと、ＨＡＰＳ２０と端末装置６１との間を結ぶサービスリンクＳＬから成る。サービスリンクの通信容量はその中継周波数であるフィーダリンクの通信容量で決まることから、フィーダリンクの周波数利用効率を高める必要がある。特に図１に示すようにサービスリンクが多セル構成になった場合はフィーダリンクの通信容量が不足しやすくなるため、フィーダリンクの周波数有効利用技術が不可欠である。しかしながら、ＨＡＰＳ２０とＧＷ局７０を一対一で構成した場合、フィーダリンクの周波数利用効率を高めることが難しい。

そこで、本実施形態では、ＨＡＰＳ２０との間の周波数分割複信（ＦＤＤ）方式のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信する複数のＧＷ局を備え、一つのＨＡＰＳ２０と複数のＧＷ局との間に形成したマルチフィーダリンクにおいて空間分割多重通信を行う複数ゲートウェイシステム（以下「複数ＧＷシステム」ともいう。）を構築している。この複数ＧＷシステムでは、複数のフィーダリンク間の干渉を除去することにより、設置するＧＷ局の数の分だけ周波数利用効率を向上できる。

なお、以下の実施形態では、ＨＡＰＳ２０と複数のＧＷ局との間の空間分割多重通信をフィーダリンクのフォワードリンクのみで行う場合について説明するが、当該空間分割多重通信は、フィーダリンクのリバースリンクのみで行ってもよいし、フォワードリンクとリバースリンクの両方で行うようにしてもよい。

図２（ａ）は実施形態に係る複数ＧＷシステムの概略構成の一例を示す側面図であり、図２（ｂ）はＨＡＰＳ２０の複数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）と複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）との関係を上方から見た説明図である。図示の例では、ＦＬアンテナの数（Ｎ）及びＧＷ局の数（Ｎ）はそれぞれ同数（図示の例では３）であり、同数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）及びＧＷ局７０（１）～７０（３）を互いに１対１で対応させて設けている。また、ＦＬアンテナ２１１及びＧＷ局７０の組数は２組でもよいし、４組以上であってもよい。また、図示の例では複数のＧＷ局７０は、ＨＡＰＳ２０からの距離及びＧＷ局間の間隔が互いに等しくなるように配置されているが、当該距離及び当該間隔の少なくとも一方は互いに異ならせてもよい。各ＧＷ局７０は、ＨＡＰＳ２０の各ＦＬアンテナ２１１（「ＨＡＰＳ局アンテナ」ともいう。）の受信する複素振幅が無相関となるように配置する。また、ＧＷ局７０（１）～７０（３）のフィーダリンク用アンテナ（以下「ＧＷアンテナ」という。）７１（１）～７１（３）は互いに直交する垂直偏波（Ｖ）及び水平偏波（Ｈ）の２偏波で送受信可能である。また、図示の例ではＨＡＰＳ２０の複数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）は、ＨＡＰＳ２０の中心からの距離及びＦＬアンテナ間の間隔が互いに等しくなるように配置されているが、当該距離及び当該間隔の少なくとも一方はＦＬアンテナ間で互いに異ならせてもよい。例えば、当該距離及び当該間隔はＦＬアンテナ間で互いに異ならせてもよい。

また、図３に示すように、複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）はそれぞれ、空中で移動するＨＡＰＳ２０を追尾するようにＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）を制御するアンテナ制御部を備えてもよい。図中の破線のＨＡＰＳ２０’は移動前の位置を示し、図中の実線のＨＡＰＳ２０は移動後の位置を示している。ＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）それぞれがＨＡＰＳ２０を追尾することにより、パラボラアンテナなどの高い指向性を有するＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）を用いた場合でも、ＨＡＰＳ２０の移動によるフィーダリンクの通信品質の低下を抑制できる。

また、図４に示すように、ＨＡＰＳ２０の複数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）はそれぞれ、ＧＷ局７０（１）～７０（３）に対応するアンテナ指向性ビーム（以下「指向性ビーム」又は「ビーム」という。）２１２（１）～２１２（３）を有し、ＨＡＰＳ２０は、複数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）がそれぞれ対応するＧＷ局７０（１）～７０（３）の方向に向くようにＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）を制御するアンテナ制御部を備えてもよい。ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）はそれぞれ、例えば、自身に最も対向しているＧＷ局７０の方向を向き、その他のＧＷ局には干渉を与えないように、すなわち、主ビームの利得と反対方向の利得の比（Ｆ／Ｂ）が十分に大きくなるように形成される。これにより、ＨＡＰＳ２０が移動したり回転したりした場合もで、そのＨＡＰＳ２０の移動及び回転によるフィーダリンクの通信品質の低下を抑制できる。

ＨＡＰＳ２０のアンテナ制御部による複数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）の制御方式としては、ジンバル方式、電気方式（３６０度のビームフォーミング制御方式）、電気方式（角度限定のビームフォーミング制御方式＋アンテナ切替）など、各種の方式を用いることができる。

例えば、図５のジンバル方式では、ＨＡＰＳ２０の上下方向の軸（ヨーイング軸、Ｚ軸）を中心とした回転（旋回）に応じて、その軸を中心として複数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の全体を機械的に回転駆動制御可能である。例えば、図５において、ＨＡＰＳ２０が左回転方向Ｒｂに約４５度回転すると、その回転方向とは逆の右回転方向Ｒａに複数のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の全体を機械的に回転駆動させる。

各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の角度調整の回転駆動制御は、ＨＡＰＳの位置や姿勢の情報を参照して行ってもよいが、ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の受信レベルの値を参照して各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の回転駆動制御を行ってもよい。例えば、各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）を小刻みに回転させ、各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の受信レベルが最大となるような角度を見つけ、その角度に向くように各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の回転駆動制御を行う。ここで、各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の受信レベルそれぞれに閾値を設定し、その値を下回ったときに各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）を既定の角度回転させ、上記受信レベルが最大となる角度へのＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の回転駆動制御を行ってもよい。上記受信レベルの閾値は例えば予め実験により求め、上記既定の角度は例えば３６０度／ＦＬアンテナ数（図示の例では１２０度）であってもよい。各また、ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）から対応するＧＷ局以外からの受信レベルを比較するためのモニタリングビームを作り、最大レベルとなるＧＷ局を選択し、その方向に指向性ビームが向くように各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）を回転駆動制御してもよい。

なお、図５では各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の水平方向の角度調整について示しているが、垂直方向についても同様に角度調整を行ってもよい。

上記ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の回転駆動制御により、ＨＡＰＳ２０が回転しても、ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）がそれぞれ対応するＧＷ局７０（１）～７０（３）の方向に向くので、フィーダリンクの通信品質の低下を防止できる。

また、図６の電気方式（３６０度のビームフォーミング制御方式）では、ＦＬアンテナとして、複数のアンテナ素子２１３ａを円周形状に沿って配置したサーキュラーアレイアンテナ２１３を備える。そして、ＨＡＰＳ２０の位置及び姿勢情報に基づいて、複数のアンテナ素子２１３ａそれぞれを介して送受信される信号（振幅、位相）に適用するウェイトを制御する。例えば、ＨＡＰＳ２０の位置及び姿勢の情報は、ＨＡＰＳ２０に組み込んだＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）システムと慣性測定ユニット（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）とを組み合わせたＧＮＳＳ慣性航法システム（ＧＮＳＳ／ＩＮＳ）の出力に基づいて取得してもよい。

上記サーキュラーアレイアンテナ２１３の各アンテナ素子２１３ａのウェイトの制御は、ＨＡＰＳの位置や姿勢の情報を参照して行ってもよいが、サーキュラーアレイアンテナ２１３の各アンテナ素子２１３ａの受信レベルの値を参照し、各ＧＷ局に対応する位置で最大の受信レベルとなる指向性ビームを形成するように、各アンテナ素子２１３ａのウェイトの制御を行ってもよい。例えば、サーキュラーアレイアンテナ２１３の各アンテナ素子２１３ａの位相を小刻みに変化させ、受信レベルが最大となるような角度を見つけ、その角度方向にビームが形成されるように各各アンテナ素子２１３ａのウェイトの制御を行う。また、サーキュラーアレイアンテナ２１３から対応するＧＷ局以外からの受信レベルを比較するためのモニタリングビームを作り、最大レベルとなるＧＷ局を選択し、その方向にビームを形成してもよい。

なお、図６では水平方向のビーム角度調整について示しているが、垂直方向についても同様にビーム角度調整を行ってもよい。

上記サーキュラーアレイアンテナ２１３の各アンテナ素子２１３ａのウェイトの制御により、複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）それぞれの方向に向く指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）を形成する。これにより、ＨＡＰＳ２０が回転しても、ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）がそれぞれ対応するＧＷ局７０（１）～７０（３）の方向に向くので、フィーダリンクの通信品質の低下を防止できる。

図７の電気方式（角度限定のビームフォーミング制御方式＋アンテナ切替）では、ＦＬアンテナとして、複数のアンテナ素子２１４ａを平面状に２次元配置した複数の平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）を備える。そして、ＧＮＳＳ／ＩＮＳなどによって取得されたＨＡＰＳ２０の位置及び姿勢情報に基づいて、複数の平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）の複数のアンテナ素子２１４ａそれぞれを介して送受信される信号（振幅、位相）に適用するウェイトを制御するビームフォーミング制御を行う。

上記平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）の切り替え及びビームフォーミングの制御は、ＨＡＰＳの位置や姿勢の情報を参照して行ってもよいが、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）の受信レベルの値を参照し、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）が最大の受信レベルとなるようにアンテナ切り替えとビームフォーミングの制御を行ってもよい。例えば、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）を小刻みに回転させ、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）の受信レベルが最大となるような角度を見つけ、その角度に向くように各の回転駆動制御を行う。ここで、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）の受信レベルそれぞれに閾値を設定し、その値を下回ったときに、平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）の切り替えを行うとともに、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）を既定の角度回転させ、上記受信レベルが最大となる角度へビームを形成するビームフォーミングを行ってもよい。上記受信レベルの閾値は例えば予め実験により求め、上記既定の角度は例えば３６０度／ＦＬアンテナ数（図示の例では１２０度）であってもよい。また、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）から対応するＧＷ局以外からの受信レベルを比較するためのモニタリングビームを作り、各平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）が最大レベルとなるＧＷ局を選択し、その方向にビームを形成するようにアンテナ切り替えとビームフォーミングを行ってもよい。

なお、図７では水平方向のビーム角度調整について示しているが、垂直方向についても同様にビーム角度調整を行ってもよい。

上記平面アレイアンテナ２１４（１）～２１４（３）の切り替え及びビームフォーミングの制御により、複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）それぞれの方向に向く指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）を形成する。ここで、例えば、平面アレイアンテナ２１４（１）の平面に垂直な法線方向に対して指向性ビーム２１２（１）が傾いている角度（図中のθ）が予め設定した所定角度θｔｈ度よりも大きくなったときに、ＧＷ局７０（１）に対応するＦＬアンテナを平面アレイアンテナ２１４（２）に切り替える。これにより、ＨＡＰＳ２０が回転しても、ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）の指向性ビーム２１２（１）～２１２（３）がそれぞれ対応するＧＷ局７０（１）～７０（３）の方向に向くので、フィーダリンクの通信品質の低下を防止できる。

上記構成の複数ＧＷシステムでは、ＧＷ局間（フィーダリンク間）のフォワードリンク及びリバースリンクの少なくとも一方における干渉が大きくなるおそれがある。例えば、図８に示すように、ＧＷ局７０（１）から送信された希望信号（所望信号）Ｓ１がＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）で受信されているときに、他のＧＷ局７０（２），７０（３）から送信された信号が干渉信号Ｉ２，Ｉ３としてＦＬアンテナ２１１（１）で受信される。そのため、フィーダリンクのＳＩＮＲ特性が悪化するおそれがある。また、図９に示すように、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）から送信された希望信号（所望信号）Ｓ１がＧＷ局７０（１）で受信されているときに、ＨＡＰＳ２０の他のＦＬアンテナ２１１（２），２１１（３）から送信された信号が干渉信号Ｉ２，Ｉ３としてＧＷ局７０（１）で受信される。そのため、フィーダリンク（リバースリンク）のＳＩＮＲ特性が悪化するおそれがある。

そこで、本実施形態では、以下に示すように見通し環境（ＬＯＳ：Line-Of-Sight）対応のＭＩＭＯ干渉キャンセラーをＧＷ局間（フィーダリンク間）に適用し、ＧＷ局間（フィーダリンク間）のフォワードリンク及びリバースリンクの干渉を低減することにより、フィーダリンク（フォワード、リバースリンク）のＳＩＮＲ特性を向上させている。

まず、本実施形態の複数ＧＷシステムにおけるＧＷ局間（フィーダリンク間）のフォワードリンクの干渉を低減する構成及び方法について説明する。

［ＨＡＰＳ側（送信側）のフォワードリンクのＭＩＭＯ干渉キャンセラー（受信干渉キャンセラー）］
図１０は、ウェイトＷを近似式で求めて適用したＭＩＭＯ干渉キャンセラーの一例を示す説明図である。図１１は、実施形態に係る複数ＧＷシステムのマルチフィーダリンクにおけるＨＡＰＳ側（送信側）に設けたフォワードリンクの干渉キャンセラー部２２０の概略構成の一例を示す説明図。ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）は、ＧＷ局７０（１）から送信された希望信号Ｓ１（Ｙ１１）と、ＧＷ局７０（２）から送信された干渉信号Ｉ２（Ｙ１２）と、ＧＷ局７０（３）から送信された干渉信号Ｉ３（Ｙ１３）とを受信する。その受信信号ＡＮ１は、次式（１）で表される。

ＨＡＰＳ２０の干渉キャンセラー部２２０では、次式（２）に示すように他のＦＬアンテナ２１１（２）及び２１１（３）で受信された信号Ｓ２，Ｓ３にそれぞれ対応するウェイトＷ２，Ｗ３を掛け、減算することにより、上記干渉信号Ｉ２，Ｉ３をキャンセルした希望信号Ｓ１（Ｙ１１）を出力することができる。ＧＷ局７０（２），７０（３）から送信された希望信号Ｓ２（Ｙ２２）及びＳ３（Ｙ３３）についても同様に他のＧＷ局からの干渉信号をキャンセルすることができる。

図１２は、ＺＦ（Zero-Forcing）法によりウェイトＷを求めて適用したＭＩＭＯ干渉キャンセラーの一例を示す説明図である。例えばＧＷ局７０（１）から送信された信号は、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）で希望信号Ｓ１（Ｙ１１）として受信されるだけでなく、干渉信号Ｉ１（Ｙ１２），Ｉ１’（Ｙ１３）としてＦＬアンテナ２１１（２）及び２１１（３）に受信されル。更に、ＧＷ局７０（２）から送信された信号は、干渉信号Ｉ２（Ｙ２１）としてＦＬアンテナ２１１（１）に受信されるだけでなく、干渉信号Ｉ２’（Ｙ２３）としてＦＬアンテナ２１１（３）に受信される。更に、ＧＷ局７０（３）から送信された信号は、干渉信号Ｉ３（Ｙ３１）としてＦＬアンテナ２１１（１）に受信されるだけでなく、干渉信号Ｉ３’（Ｙ３２）としてＦＬアンテナ２１１（２）に受信される。図１２のＭＩＭＯ干渉キャンセラーでは、これらの干渉信号Ｉ１，Ｉ１’，Ｉ２’及びＩ３’を考慮し、例えば次式（３）に示すように希望信号Ｓ１（Ｙ１１）を出力する。これにより、ＧＷ局間（フィーダリンク間）の干渉抑圧の精度を高めることができる。

上記ＭＩＭＯ干渉キャンセラーに用いるウェイトＷを計算するには、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）との間の伝搬路応答Ｈを把握する必要がある。特に、本実施形態の複数ＧＷシステムでは、ＧＷ局７０（１）～７０（３）に対してＨＡＰＳ２０の機体が相対的に動くため、その動きに応じて伝搬路応答も変化する。

本実施形態では、伝搬路応答を動的に把握するため、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）からパイロット信号を送信している。

図１３は、参考例に係るＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信される上り回線の送信信号帯域における狭帯域のパイロット信号の一例を示す説明図である。図１４は、参考例に係るＨＡＰＳ２０で受信される上り回線の受信信号帯域における狭帯域のパイロット信号の一例を示す説明図である。図１５は、参考例に係るフィルターで分離され伝搬路応答の導出に用いられる狭帯域のパイロット信号の一例を示す説明図である。図１６は、図１３～図１５のパイロット信号を用いたフィーダリンクの伝搬路応答の導出モデルの一例を示す説明図である。

図示の例では、ＧＷ局７０（１）～７０（３）から希望信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が送信されるフィーダリンクの送信信号帯域ＦＢに低周波側及び高周波側から隣接する第１の隣接帯域である第１ガードバンドＧＢ１及び第２の隣接帯域である第２ガードバンドＧＢ２それぞれに、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信される複数のパイロット信号が分散配置されている。具体的には、第１ガードバンドＧＢ１に各ＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信される同一周波数の互いに周波数ｆ_１，ｆ_２，ｆ_３が異なるパイロット信号Ｓ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２，Ｓ_Ｐ３が位置している。また、第２ガードバンドＧＢ２に各ＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信される互いに周波数ｆ_１’，ｆ_２’，ｆ_３’が異なるパイロット信号Ｓ_Ｐ１’，Ｓ_Ｐ２’，Ｓ_Ｐ３’が位置している。ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１は、ＧＷ局７０（１）、７０（２）及び７０（３）から受信した第１ガードバンドＧＢ１の複数のパイロット信号Ｓ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２，Ｓ_Ｐ３をそれぞれフィルターで分離し、ＧＷ局７０（１）、７０（２）及び７０（３）から受信した第２ガードバンドＧＢ２の複数のパイロット信号Ｓ_Ｐ１’，Ｓ_Ｐ２’，Ｓ_Ｐ３’をそれぞれフィルターで分離する。

次に、ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１は、図１４に示すように受信信号から狭帯域受信フィルター２１８を用いて各パイロット信号Ｓ_Ｐｉ（ｉ＝１～３）を分離し（図１５参照）、分離したパイロット信号Ｓ_Ｐｉから、k番目のＧＷ局７０（ｋ）ＨＡＰＳ２０のｉ番目の送信機のＦＬアンテナ２１１（ｉ）への伝搬路応答ｈ_ｋｉを求める。中継通信局２１は、求めた伝搬路応答ｈｋｉの情報（次式（４）及び式（５）参照）を干渉キャンセラー部２２０に出力する。

例えば、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）及び２１１（２）が受信するパイロット信号ｈ_１１，ｈ_１１’，ｈ_２１及びｈ_２１’はそれぞれ次式（６）、（７）、（８）及び（９）で表され、それらの信号の比／及び／はそれぞれ、次式（１０）及び（１１）で表される。

上記式（６）～（１１）中のｄ_１はＧＷ局７０（１）とＦＬアンテナ２１１（１）との間の経路長であり、Δｄ_２１はＧＷ局７０（１）とＦＬアンテナ２１１（１）及び２１１（２）それぞれとの間の経路長の差（経路差）である。ＧＷ局７０（１）とＦＬアンテナ２１１（２）との間の経路長はｄ_１＋Δｄ_２１で表される。

上記式（１０）及び（１１）から、上記経路差Δｄ_２１は次式（１２）で求めることができる。なお、式（１２）中のθは、ｈ_１１’とｈ_１１の位相差と、ｈ_２１とｈ_２１’の位相差とを加算した位相差である。すなわち、θ＝（ｈ_１１’とｈ_１１の位相差）＋（ｈ_２１とｈ_２１’の位相差）である。

ＧＷ局７０（１）とＦＬアンテナ２１１（１）及び２１１（３）それぞれとの間の経路差Δｄ_３１及びその他の経路差Δｄ_１２，Δｄ_１３，Δｄ_２３，Δｄ_３２についても、同様に求めることができる。

上記経路差Δｄ_２１，Δｄ_３１，Δｄ_１２，Δｄ_１３，Δｄ_２３，Δｄ_３２を用いて、上記フィーダリンクの送信信号帯域の中心周波数ｆsｃにおける伝搬路応答Ｈ_ｆｃは、例えば次式（１３）のＨ_Ｐのように推定できる。

図１３及び図１４に示すようにＧＷ局７０（１）～７０（３）がそれぞれ複数のパイロット信号を送信する場合、各パイロット信号の波長λ_１、λ_２、λ_３以上の経路差を検知することができる。例えば、ＬＴＥを想定するとフィーダリンクの送信信号帯域ＦＢの帯域幅Ｂは１８ＭＨｚであるので、上記式（１２）に示すようにΔｄ_２１をパイロット周波数差Bの波長以内の範囲で推定可能となる。本例では、実装上必要な範囲である０＜Δｄ_２１＜１６［ｍ］の範囲まで精度よく推定することができる。

また、図１３及び図１４の例では、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信される互いに周波数ｆ_１，ｆ_２，ｆ_３，ｆ_１’，ｆ_２’，ｆ_３’が異なる複数のパイロット信号Ｓ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２，Ｓ_Ｐ３及びパイロット信号Ｓ_Ｐ１’，Ｓ_Ｐ２’，Ｓ_Ｐ３’が、第１ガードバンドＧＢ１及び第２ガードバンドＧＢ２に均等に分散されて配置されているので、各パイロット信号をフィルターで分離して容易に個別検出することができる。

なお、上記伝搬路応答の行列Ｈ_ｆｃ（上記式（１３）のＨ_Ｐ）を用いて、干渉キャンセラーに用いるウェイトは、例えば、伝搬路応答の行列を用いたＺＦ（Zero-Forcing）法又はＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）法により計算することができる。

例えば、ＺＦ法では、次式（１４）のように伝搬路応答の行列Ｈ_ｆｃの逆行列でウェイトＷを求めることができる。

また、ＭＭＳＥ法では、次式（１５）によりウェイトＷを用いることができる。ここで、Ｎ_Ｔは送信アンテナ数であり、γはＳＮＲである。

上記参考例では、ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１では、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信される異なる狭帯域周波数のパイロット信号を受信するために、複数のパイロット信号受信器及びパイロット信号を分離するための狭帯域受信フィルター２１８が必要である。例えば図１４の例ではガードバンドそれぞれにおいて３個の狭帯域受信フィルター２１８が必要である。また、空間多重するＧＷ局の数の増加に応じて、上記パイロット信号受信器の数も増やす必要がある。特に、パイロット信号の周波数が高い場合(例えば、ミリ波)、発信周波数の周波数安定度が劣化しやすいため、狭帯域周波数のパイロット信号を送信するために高安定度の発信周波数回路が不可欠となる。このように狭帯域周波数のパイロット信号を用いると、中継通信局２１の狭帯域受信フィルターの数が増えるともに高安定度の発信周波数回路が不可欠になるため、簡易な構成の中継通信局２１を実現することが難しい。

そこで、本実施形態では、ＧＷ局７０（１）～７０（３）とＨＡＰＳ２０の中継通信局２１との間で送受信される複数のパイロット信号をスペクトル拡散して拡散することにより、パイロット信号を受信する中継通信局２１において狭帯域受信フィルターが不要な簡易な構成を実現している。

図１７は、実施形態に係るＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信される上り回線の送信信号帯域におけるスペクトル拡散されたパイロット信号の一例を示す説明図である。図１８は、実施形態に係るＨＡＰＳ２０で受信された上り回線の受信信号帯域におけるスペクトル拡散されたパイロット信号の一例を示す説明図である。図１９は、実施形態に係るＨＡＰＳ２０で受信されてフィルターで分離された逆拡散前のパイロット信号の一例を示す説明図である。図２０は、実施形態に係る逆拡散後のパイロット信号群の一例を示す説明図である。

各ＧＷ局７０（１）～７０（３）は、図１７に示すように送信対象の複数のパイロット信号Ｓ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２，Ｓ_Ｐ３，Ｓ_Ｐ１’，Ｓ_Ｐ２’，Ｓ_Ｐ３’を、互いに直交する（符号系列が互いに異なる）複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散し、各ガードバンドにおいて拡散後の複数のパイロット信号を同一周波数で送信している。ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１は、図１８に示すように各ガードバンドにおいてフィルター２１６を使用して拡散後のパイロット信号群を抽出し、抽出したパイロット信号群から、上記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号（逆拡散符号）を用いたスペクトル逆拡散し、各パイロット信号（図１９参照）を分離する。ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１は、逆拡散して分離した各ＧＷ局７０（１）～７０（３）からのパイロット信号に基づいて、前述の伝搬路応答ｈ_ｋｉを算出する。

上記スペクトル拡散したパイロット信号を用いた伝搬路応答ｈ_ｋｉの算出は、例えば次のように行うことができる。

上記スペクトル拡散の拡散長をＮ、互いに直交する複数の拡散符号をＣ_ｉ（ｎ）とおくと、拡散符号間では直交の定義より次式（１６）の関係が成り立つ。ここで、ｉ，ｊは、ＧＷ局７０（ＧＷアンテナ７１）を識別する番号（本例の場合、ｉ，ｊ＝１，２，３）であり、ｎは、拡散符号（符号系列）中の複数の符号の識別番号（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）である。

ｉ番目のＧＷ局７０（ｉ）から送信する送信対象のパイロット信号をＳ_ｐｉ、拡散符号をＣ_ｉ（ｎ）とおくと、スペクトル拡散した拡散後のパイロット信号の送信信号はＣ_ｉ（ｎ）Ｓ_ｐｉ（ｎ＜Ｎ）となる。ここで、ＧＷ局７０（ｉ）からＨＡＰＳ２０の中継通信局２１のｋ番目のＦＬアンテナ２１１（ｋ）の伝搬路応答をｈ_ｋｉとおくと、ｋ番目のＦＬアンテナ２１１（ｋ）で受信する逆拡散前のパイロット信号の受信信号Ｘ_ｋ（ｎ）は次式（１７）で表せる。

ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１のｋ番目のＦＬアンテナ２１１（ｋ）のＧＷ局７０（ｉ）からのパイロット信号の逆換算後の受信信号をＰ_ｋｉとおくと、Ｐ_ｋｉは受信したパイロット信号の受信信号Ｘ_ｉ（ｎ）に、ｊ番目のＧＷ局７０（ｊ）の拡散符号Ｃ_ｊ（ｎ）で逆拡散（乗算）することにより、次式（１８）で求められる。

送信対象のパイロット信号Ｓ_ｐｉは既知なので、伝搬路応答ｈ_ｋｉは、前述の式（５）で求められる。

図２１（ａ）は、ＧＷ局７０（ｉ）の送信機７１１（ｉ）の一例を示す機能ブロック図である。図２１（ｂ）はＧＷ局７０（ｉ）の送信機７１１（ｉ）から送信される送信信号Ｘ_ｉにおける希望信号（Ｓ_ｉ）及びスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号（Ｃ_ｉＳ_ｐｉ）の一例を示すスペクトル図である。なお、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）では、前述の低周波数側の第１ガードバンドＧＢ１で送受信されるパイロット信号Ｓ_ｐｉについて例示しているが、高周波数側の第２ガードバンドＧＢ２のパイロット信号Ｓ_ｐｉ’について同様にスペクトル拡散されて送受信される。

図２１（ａ）及び図２１（ｂ）において、ｉ番目のＧＷ局７０（ｉ）の送信対象のパイロット信号Ｓ_ｐｉは、ｉ番目の送信機７１１（ｉ）において送信側の拡散符号Ｃ_ｉ（ｎ）が乗算されてスペクトル拡散される。拡散後のパイロット信号Ｃ_ｉＳ_ｐｉは、中継信号である希望信号Ｓ_ｉに加算されて送信信号Ｘ_ｉが生成される。拡散後のパイロット信号Ｃ_ｉＳ_ｐｉを含む送信信号Ｘ_ｉは、高周波増幅器７１２（ｉ）で所定の電力に増幅され、ＧＷアンテナ７１（ｉ）からＨＡＰＳ２０に送信される。

図２２（ａ）は、ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１の受信機２１０（ｋ）の一例を示す機能ブロック図である。図２２（ｂ）はＨＡＰＳ２０の中継通信局２１の受信機２１０（ｋ）で受信される受信信号Ｘ_ｉにおける希望信号（Ｓ_ｉ）及びスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号（Ｃ_ｉＳ_ｐｉ）の一例を示すスペクトル図である。なお、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）では、前述の低周波数側の第１ガードバンドＧＢ１で送受信されるパイロット信号Ｓ_ｐｉについて例示しているが、高周波数側の第２ガードバンドＧＢ２のパイロット信号Ｓ_ｐｉ’について同様にスペクトル拡散されて送受信される。

図２２（ａ）及び図２２（ｂ）において、ＨＡＰＳ２０の中継通信局２１のｋ番目のＦＬアンテナ２１１（ｋ）で受信されたｉ番目のＧＷ局７０（ｉ）からの受信信号Ｘ_ｉは、受信機２１０（ｋ）の高周波増幅器２１９（ｋ）で増幅された後、フィルター２１６（ｋ），２１７（ｋ）により、拡散後（逆拡散前）のパイロット信号Ｃ_ｉＳ_ｐｉと、中継信号である希望信号Ｓ_ｉとに分離される。希望信号Ｓ_ｉは干渉抑圧部（干渉キャンセラー）に出力される。

一方、受信信号Ｘ_ｉに含まれていた拡散後（逆拡散前）のパイロット信号の受信信号は、ｉ番目の送信機７１１（ｉ）で使用された送信側の拡散符号Ｃ_ｉ（ｎ）に対応する受信側の拡散符号Ｃ_ｉ（ｎ）が乗算されてスペクトル逆拡散される。逆拡散後のパイロット信号の受信信号は、既知信号である送信対象のパイロット信号Ｓ_ｐｉの逆数（１／Ｓ_ｐｉ）が乗算されることにより、フィーダリンクの伝搬路を伝搬した後のパイロット信号ｈ_ｋｉに変換され、干渉抑圧部（干渉キャンセラー）で使用される伝搬路応答Ｈの要素として出力される。

図２３は、本実施形態に係るＨＡＰＳ２０の中継通信局２１の主要構成の一例を示す説明図である。図２３において、中継通信局２１は、フィーダリンク通信部２２１とサービスリンク通信部２２２と周波数変換部２２３と各部を制御する制御部２２４と干渉抑圧部２２５を備える。

フィーダリンク通信部２２１は、ＧＷ局７０の数（ＦＬアンテナ２１１の数）に対応する複数の受信機（図２２（ａ）参照）を備え、ＦＬアンテナ２１１を介してＧＷ局７０との間でフィーダリンク用の第１周波数Ｆ１の無線信号を送受信する。

また、フィーダリンク通信部２２１の複数の受信機２１０は、複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）それぞれから送信された同一周波数の拡散後の複数のパイロット信号を受信し、拡散後の複数のパイロット信号が重複したパイロット信号群をフィルターで分離する。また、各受信機２１０は、上記フィルターで分離された拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、逆拡散後のパイロット信号を、フィーダリンクの伝搬路を伝搬してきたパイロット信号ｈ_ｋｉの受信結果として干渉抑圧部２２５に出力する。

サービスリンク通信部２２２は、サービスリンク用アンテナ１１５を介して端末装置６１との間でサービスリンク用の第２周波数Ｆ２の無線信号を送受信する。周波数変換部２２３は、フィーダリンク通信部２２１とサービスリンク通信部２２２との間で第１周波数Ｆ１と第２周波数Ｆ２との周波数変換を行う。中継通信局２１で中継される無線信号は、例えば、ＬＴＥ又はＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄの標準規格に準拠したＯＦＭＤＡ通信方式を用いて送受信してもよい。この場合は、無線信号の遅延が異なるマルチパスが発生しても良好な通信品質を維持できる。

制御部２２４は、予め組み込まれたプログラムを実行することにより各部を制御することができる。

干渉抑圧部２２５は、予め組み込まれたプログラムを実行することにより、フィーダリンク通信部２２１から出力された逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果（ｈ_ｋｉ）に基づいて、前述の伝搬路応答の推定、ウェイトの計算及び干渉キャンセル信号処理を行う。

なお、移動通信網の通信オペレータの遠隔制御装置（制御元）からの制御情報を受信したり遠隔制御装置に情報を送信したりする場合は、制御部２２４に接続されたユーザ端末（移動局）２２６を備えてもよい。制御部２２４は、例えば、遠隔制御装置から送信されてきた制御情報をユーザ端末（移動局）２２６で受信し、その制御情報に基づいて各部を制御してもよい。ここで、遠隔制御装置とユーザ端末（移動局）２２６との間の通信は、例えば遠隔制御装置及びユーザ端末（移動局）２２６それぞれに割り当てられたＩＰアドレス（又は電話番号）を用いて行ってもよい。

また、上記フォワードリンクにおける干渉キャンセラーでは、複数のスペクトル拡散後のパイロット信号Ｓ_ｐｉ及びＳ_ｐｉ’を、送信信号帯域ＦＢ外の第１ガードバンドＧＢ１及び第２ガードバンドＧＢ２のそれぞれに振り分けて送受信しているが、複数のスペクトル拡散後のパイロット信号Ｓ_ｐｉ及びＳ_ｐｉ’の少なくとも一方を、送信信号帯域ＦＢ内で送受信してもよい。例えば、図２４に示すように、複数のスペクトル拡散後のパイロット信号Ｓ_ｐｉ及びＳ_ｐｉ’のうち、その一方の低周波数側のパイロット信号Ｓ_ｐｉを送信信号帯域ＦＢ内で送受信し、他方の高周波数側のパイロット信号Ｓ_ｐｉ’を送信信号帯域ＦＢ外の第２ガードバンドＧＢ２で送受信してもよい。このように送信信号帯域ＦＢ内でパイロット信号を送受信する場合においても、その送信信号帯域ＦＢ内で送受信されるパイロット信号はスペクトル拡散されているため、送信信号帯域ＦＢ内の希望信号Ｓ_ｉに対するパイロット信号の干渉を低減することができ、受信側において分離/誤り訂正により狭帯域信号（パイロット信号）による送信信号帯域内への干渉を解決することができる。

次に、本実施形態の複数ＧＷシステムにおけるＧＷ局間（フィーダリンク間）のリバースリンクの干渉を低減する構成及び方法について説明する。

［ＧＷ局側（受信側）のリバースリンクのＭＩＭＯ干渉キャンセラー（受信干渉キャンセラー）］
図２５（ａ）は、実施形態に係る複数ＧＷシステムのマルチフィーダリンクにおけるＧＷ局側（受信側）に設けたリバースリンクの干渉キャンセラー部７２０の概略構成の一例を示す説明図であり、図２５（ｂ）は送信信号Ｓと受信信号Ｙとの関係を示す説明図である。干渉キャンセラー部７２０は、例えば、複数のＧＷ局７０（１），７０（２），７０（３）のＧＷアンテナ７１（１），７１（２），７１（３）の送受信機との間が通信回線（インターフェース）で接続された共通装置７００に設けられる。

なお、共通装置７００は、複数のＧＷ局７０（１），７０（２），７０（３）から情報を集中させる場所に設置された装置（例えば、移動通信網の通信センター、コントロールセンター等に設けられた遠隔制御装置、サーバなど）であってもよい。また、干渉キャンセラー部７２０は、通信回線（インターフェース）で互いに接続されたＧＷ局７０（１），７０（２），７０（３）のいずれか一つに設け、ＧＷ局間で干渉キャンセルのための受信結果、伝搬路応答、ウェイトなどのデータを共有してもよい。

図２５において、例えば、ＧＷアンテナ７１（１）は、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）から送信された希望信号Ｓ１（Ｙ１１）と、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（２）から送信された干渉信号Ｉ２（Ｙ１２）と、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（３）から送信された干渉信号Ｉ３（Ｙ１３）とを受信する。その受信信号ＡＮ１は、前述の式（１）で表される。

干渉キャンセラー部７２０では、前述の式（２）に示すように他のＧＷアンテナ７１（２）及び７１（３）で受信された信号Ｓ２，Ｓ３にそれぞれ対応するウェイトＷ２，Ｗ３を掛け、加算又は減算することにより、上記干渉信号Ｉ２，Ｉ３をキャンセルした希望信号Ｓ１（Ｙ１１）を出力することができる。ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（２），２１１（３）から送信された希望信号Ｓ２（Ｙ２２）及びＳ３（Ｙ３３）についても同様に他のＦＬアンテナからの干渉信号をキャンセルすることができる。

干渉キャンセラー部７２０は、ＺＦ（Zero-Forcing）法により伝搬路応答の行列（伝搬路応答行列Ｈ）を用いて計算したウェイトＷを用いることができる。例えばＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）から送信された信号は、ＧＷアンテナ７１（１）で希望信号Ｓ１（Ｙ１１）として受信されるだけでなく、干渉信号Ｉ１（Ｙ１２），Ｉ１’（Ｙ１３）としてＧＷアンテナ７１（２）及び７１（３）に受信される。更に、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（２）から送信された信号は、干渉信号Ｉ２（Ｙ２１）としてＧＷアンテナ７１（１）に受信されるだけでなく、干渉信号Ｉ２’（Ｙ２３）としてＧＷアンテナ７１（３）に受信される。更に、ＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（３）から送信された信号は、干渉信号Ｉ３（Ｙ３１）としてＧＷアンテナ７１（１）に受信されるだけでなく、干渉信号Ｉ３’（Ｙ３２）としてＧＷアンテナ７１（２）に受信される。干渉キャンセラー部７２０では、これらの干渉信号Ｉ１，Ｉ１’，Ｉ２’及びＩ３’を考慮し、例えば前述の式（３）に示すように希望信号Ｓ１（Ｙ１１）を出力する。これにより、ＧＷ局間（フィーダリンク間）のリバースリンクにおける干渉抑圧の精度を高めることができる。

上記干渉キャンセラー部（ＭＩＭＯ干渉キャンセラー）７２０に用いるウェイトＷを計算するには、ＧＷ局７０（１）～７０（３）のＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）とＨＡＰＳ２０のＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）との間の伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）を把握する必要がある。特に、本実施形態の複数ＧＷシステムでは、ＧＷ局７０（１）～７０（３）のＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）に対してＨＡＰＳ２０の機体が相対的に動くため、その動きに応じて伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）も変化する。

そこで、本実施形態では、伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）を把握するため、ＨＡＰＳ２０の各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）から、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でスペクトル拡散し、拡散後の複数のパイロット信号を同一周波数で送信している。干渉キャンセラー部７２０では、各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）から受信した拡散後のパイロット信号を、複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、逆拡散後のパイロット信号の受信結果に基づいて、フィーダリンクの送信信号帯域の中心周波数ｆｓｃの伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）を推定し、ウェイトＷを導出する。

ＨＡＰＳ２０の各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）から送信される拡散後の複数のパイロット信号は、例えば、希望信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が送信されるフィーダリンクの送信信号帯域ＦＢに低周波側から隣接する第１の隣接帯域である第１ガードバンドＧＢ１に配置してもよいし、送信信号帯域ＦＢに高周波側から隣接する第２の隣接帯域である第２ガードバンドＧＢ２に配置してもよい。また、拡散後の複数のパイロット信号は、第１ガードバンドＧＢ１及び第２ガードバンドＧＢ２の両方に配置してもよい。また、各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）から送信されるパイロット信号は、単一のパイロット信号でもよいし、複数のパイロット信号でもよい。

図２５のＧＷ局側（受信側）に設けた干渉キャンセラー部７２０では、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）のＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）は（例えば５０～１００ｋｍの離間距離で）互いに遠く離れているため、例えば、共通装置７００又はＧＷ局７０（１）～７０（３）のいずれかが次の処理を行う。
（１）各ＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）で拡散後の複数のパイロット信号を受信して測定した伝搬路応答を収集して又はＧＷ局間で相互に交換して伝搬路応答行列Ｈを作成する。
（２）干渉キャンセラーのウェイトＷを決定し、各受信機で受信されるリバースリンクの受信信号の干渉を除去する。

また、各ＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）は互いに遠く離れているため、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）の受信機間の遅延が発生する。従って、共通装置７００と各ＧＷ局７０（１）～７０（３）の受信機との離間距離又は各ＧＷ局７０（１）～７０（３）の受信機間の離間距離を考慮したＧＷ局７０（１）～７０（３）間の精度の高い時間同期が必要である。また、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）の伝搬路応答を集める又はＧＷ局間で相互に交換するための伝送路も必要となり、干渉キャンセラー部７２０の処理が複雑になる。

そこで、以下に示すように、マルチフィーダリンクにおけるリバースリンクの干渉キャンセラーをＨＡＰＳ２０側に搭載してもよい。

［ＨＡＰＳ搭載のリバースリンクのＭＩＭＯ干渉キャンセラー（送信干渉キャンセラー）］
図２６（ａ）は、更に他の実施形態に係る複数ＧＷシステムのマルチフィーダリンクにおけるＨＡＰＳ２０側（送信側）に設けたリバースリンクの干渉キャンセラー部２２０の概略構成の一例を示す説明図であり、図２６（ｂ）は送信信号Ｓと受信信号Ｙとの関係を示す説明図である。図２６の干渉キャンセラー部２２０は、送信機間の距離が短い（例えば数ｍ）ＨＡＰＳ２０内の各送信機の送信信号にウェイト（以下「送信ウェイト」という。）Ｗを掛けて送信することにより、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）の受信信号に対するＨＡＰＳ２０内の他送信機からの干渉を抑圧する送信干渉キャンセラーの機能を有する。

図２６の干渉キャンセラー部２２０の例では、ＨＡＰＳ２０の送信機で干渉キャンセル処理を行い、受信機間の距離が遠い（５０～１００ｋｍ）ＧＷ局側の受信機では干渉キャンセル処理を行わない。干渉キャンセラー部２２０で送信ウェイトＷを算出するには、フィーダリンクのリバースリンクであるＨＡＰＳ２０から各ＧＷ局７０（１）～７０（３）に向かう下り回線の伝搬路における伝搬路応答行列Ｈが必要である。

前述のようにＧＷ局７０（１）～７０（３）のＧＷアンテナ７１（１）～７１（３）に対してＨＡＰＳ２０の機体が相対的に動くため、その動きに応じて、下り回線の伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）も変化する。そこで、本例においても、伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）を把握するため、互いに直交している複数の拡散符号でスペクトル拡散して送受信される複数のパイロット信号を用いている。干渉キャンセラー部２２０では、パイロット信号に基づいて、フィーダリンクの送信信号帯域の中心周波数ｆｓｃの伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）を推定し、送信ウェイトＷを導出する。

パイロット信号は、例えば、前述の図１７及び図１８に示す希望信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が送信されるフィーダリンクの送信信号帯域ＦＢに隣接する第１ガードバンドＧＢ１、第２ガードバンドＧＢ２又はその両方に配置される。

フィーダリンクの伝搬路応答（伝搬路応答行列Ｈ）を推定して送信ウェイトＷを計算する方法として、例えば、下り回線のパイロット信号を用いる方法と、上り回線のパイロット信号を用いる方法がある。

［下り回線のパイロット信号を用いた送信ウェイトＷの計算方法］
まず、下り回線のパイロット信号を用いる場合について説明する。
本計算方法では、ＨＡＰＳ２０の各送信機から各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）を介してＧＷ局７０（１）～７０（３）に、送信信号帯域ＦＢ外のガードバンドに配置された、互いに直交した拡散符号Ｃ_ｉ（ｎ）でスペクトル拡散された同一周波数のパイロット信号Ｃ_ｉ（ｎ）Ｓ_Ｐｉ（ｉ＝１～３）が送信される。

次に、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）は、ＨＡＰＳ２０から受信した受信信号を逆拡散して各パイロット信号Ｓ_Ｐｉ（ｉ＝１～３）を分離し（前述の図１５参照）、分離したパイロット信号Ｓ_ＰｉからＨＡＰＳ２０のｉ番目の送信機のＦＬアンテナ２１１（ｉ）からk番目のＧＷ局７０（ｋ）への伝搬路応答ｈｋｉを求める。各ＧＷ局７０（１）～７０（３）は、求めた伝搬路応答ｈｋｉの情報（前述の式（４）及び式（５）参照）を、上り回線の制御信号を用いて、フィードバック情報として、ＨＡＰＳ２０の送受信機を介して干渉キャンセラー部２２０に転送する。

次に、ＨＡＰＳ２０の干渉キャンセラー部２２０は、上り回線の制御信号で転送された各ＧＷ局７０（１）～７０（３）の下り伝搬路応答ｈ_ｋｉ（前述の式（６）参照）に基づいて、パイロット信号Ｓ_Ｐｉの下り伝搬路応答行列Ｈ_Ｐ（次式（１９）参照）を求める。

ＨＡＰＳ２０の干渉キャンセラー部２２０は、パイロット信号Ｓ_Ｐｉの伝搬路応答行列Ｈｐ（上記式（７）参照）に基づいて、送信信号帯域ＦＢ内の任意の周波数ｆ_ｄの伝搬路応答行列Ｈ（ｆ_ｄ）（次式（２０）参照）を推定する。

ここで、上記式（２０）中のΔｄ_ｋｉ（ｋ＝１～３，ｉ＝１～３）は、下り回線における送信側のｉ番目のＦＬアンテナ２１１（ｉ）と受信側のｋ番目のＧＷ局７０（ｋ）のＧＷアンテナ７１（ｋ）との間の経路長の差（経路差）である。ｉ番目のＦＬアンテナ２１１（ｉ）に最も対向しているＧＷ局７０のＧＷアンテナ７１の番号ｋ（＝ｉ）を便宜的にｉと表記すると、ｉ番目のＧＷアンテナ７１（ｉ）とそれに最も対向しているｉ番目のＦＬアンテナ２１１（ｉ）との間の所望信号の経路長ｄ_ｉｉを基準にして、ｋ番目のＧＷアンテナ７１（ｋ）とｉ（≠ｋ）番目のＦＬアンテナ２１１（ｉ）との間の干渉信号の経路長をｄ_ｋｉとしたとき、上記Δｄ_ｋｉは、所望信号の経路長ｄ_ｉｉを基準にした、所望信号の経路長ｄ_ｉｉと干渉信号の経路長をｄ_ｋｉとの差（経路差）である。例えば、Δｄ_１２は、１番目のＧＷアンテナ７１（１）とそれに最も対向している１番目のＦＬアンテナ２１１（１）との間の経路長ｄ_１１を基準にし、その基準の経路長ｄ_１１と、１番目のＧＷアンテナ７１（１）と２番目のＦＬアンテナ２１１（２）との間の経路長ｄ_１２との差（経路差）である。また、Δｄ_２１は、２番目のＧＷアンテナ７１（２）とそれに最も対向している２番目のＦＬアンテナ２１１（２）との間の経路長ｄ_２２を基準にし、その基準の経路長ｄ_２２と、２番目のＧＷアンテナ７１（２）と１番目のＦＬアンテナ２１１（１）との間の経路長ｄ_２１との差（経路差）である。

上記Δｄ_ｋｉは、次式（２１）のように干渉信号の伝搬路応答ｈ_ｋｉと所望信号の伝搬路応答ｈ_ｉｉとの位相差Δθ_ｋｉで表すことができる。

上記式（２１）中のΔθ_ｋｉは伝搬路応答のｈ_ｋｉとｈ_ｉｉとの位相差であり、Δθ’_ｋｉは伝搬路応答のｈ’_ｋｉとｈ’_ｉｉとの位相差である（次式（２２）及び（２３）参照）。

また、次式（２４）に例示するように、ガードバンドに配置したパイロット信号Ｓ_Ｐｉの周波数ｆ_Ｐｉでの伝搬路応答ｈ_ｋｉ（ｆ_Ｐｉ）と、送信信号帯域ＦＢ内の周波数ｆ_ｄでの伝搬路応答ｈ_ｋｉ（ｆ_ｄ）とは互いに等価であると仮定している。

ＨＡＰＳ２０の干渉キャンセラー部２２０は、上記式（２０）に示す送信信号帯域ＦＢ内の周波数ｆ_ｄの伝搬路応答Ｈ（ｆ_ｄ）の推定結果に基づいて、各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）から送信する送信信号帯域ＦＢ内の周波数ｆ_ｄの送信信号に掛ける送信ウェイトＷ（ｆ_ｄ）を計算する。例えば、ＺＦ（Zero-Forcing）法では、次式（２５）のように伝搬路応答行列Ｈ（ｆ_ｄ）の逆行列でウェイトＷ_ＺＦ（ｆ_ｄ）を求めることができる。

実際の通信への適用時には、上記ＺＦ法で求めたウェイトＷ_ＺＦ（ｆ_ｄ）に対して、送信電力を増大させないために相対電力１となるように規格化した次式（２６）の送信ウェイトＷ（ｆ_ｄ）を用いてもよい。

送信信号帯域ＦＢ内の周波数ｆ_ｄの送信信号に上記ウェイトＷ（ｆ_ｄ）を掛けて各ＦＬアンテナ２１１（１）～２１１（３）それぞれから送信すると、ＧＷ局７０（１）～７０（３）での受信信号は例えば次式（２７）のようになる。式（２７）中のＳ_ｄは、送信信号帯域ＦＢ内の周波数ｆ_ｄでＨＡＰＳ２０からＧＷ局７０に送信される送信信号（希望信号）であり、Ｎはノイズである。

上記式（２７）に例示するように、ＨＡＰＳ２０との間のマルチフィーダリンクのリバースリンクにおいてＧＷ局７０（１）～７０（３）それぞれが受信する受信信号Ｙでは、ＨＡＰＳ２０の対応する送信機（ＦＬアンテナ）以外の他の送信機（ＦＬアンテナ）からの干渉をキャンセルすることができる。

［上り回線のパイロット信号を用いたウェイトＷの計算方法］
次に、上り回線のパイロット信号を用いる場合について説明する。
本計算方法では、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）が、互いに直交する複数の送信側の拡散符号でパイロット信号Ｓ_Ｐｉ，Ｓ_Ｐｉ’を拡散して送信する。拡散後のパイロット信号Ｓ_Ｐｉ，Ｓ_Ｐｉ’が送信される回線は、ＨＡＰＳ２０から送信信号が送信される下り回線（リバースリンク）とは逆方向の上り回線（フォワードリンク）であるので、パイロット信号Ｓ_Ｐｉ，Ｓ_Ｐｉ’はリバースリンクの送信信号帯域ＦＢ内に配置してもよい。

ＨＡＰＳ２０は、各ＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信された上り回線（フォワードリンク）の拡散後のパイロット信号Ｓ_Ｐｉ，Ｓ_Ｐｉ’を受信し、送信側の拡散符号に対応する受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散する。干渉キャンセラー部２２０は、自由空間送信を考慮した伝搬路モデルにより、逆拡散後の上りパイロット信号Ｓ_Ｐｉ，Ｓ_Ｐｉ’の受信結果に基づいて上りパイロット信号の伝搬路応答行列を求める。更に、干渉キャンセラー部２２０は、その上りパイロット信号の伝搬路応答行列を用いて、下り回線（リバースリンク）の送信信号帯域ＦＢ内の送信信号の伝搬路応答行列を推定する。

上りパイロット信号Ｓ_Ｐｉによる伝搬路応答行列Ｈ_Ｐ、上りパイロット信号に基づいて推定した下り送信信号帯域の周波数ｆ_ｄの伝搬路応答行列Ｈ（ｆ_ｄ）、ＺＦ法で求めたウェイトＷ_ＺＦ（ｆ_ｄ）、規格化した送信ウェイトＷ（ｆ_ｄ）及びＧＷ局７０での受信信号はそれぞれ、前述の式（１９）、式（２０）、式（２５）、式（２６）及び式（２７）と同様になるので、それらの説明は省略する。

上り回線のパイロット信号を用いたウェイトＷの計算する場合も、ＨＡＰＳ２０との間のマルチフィーダリンクのリバースリンクにおいてＧＷ局７０（１）～７０（３）それぞれが受信する受信信号Ｙでは、ＨＡＰＳ２０の対応する送信機（ＦＬアンテナ）以外の他の送信機（ＦＬアンテナ）からの干渉をキャンセルすることができる。

以上、フィーダリンクの下り回線であるリバースリンクの信号を送信するＨＡＰＳ２０に設けた干渉キャンセラー部２２０を用いる構成は、ウェイトＷを適用する信号を送信する送信機間の距離が短く（数ｍ）、ＨＡＰＳ２０上の各送信機の送信信号にウェイト（Ｗ）を掛けて、各ＧＷ局７０の受信信号の他送信機からの干渉を抑圧する送信干渉キャンセラーであり、受信機間の距離が遠い（５０～１００ｋｍ）ＧＷ局側の受信機では干渉キャンセル処理を行わないことから、システム構成が簡易になる。

特に、上り回線（フォワードリンク）のパイロット信号を用いた下り回線（リバースリンク）の送信ウェイトＷの計算法では、下り回線に伝搬路応答行列を推定するために送信帯域外にパイロット信号を挿入することなどが不要となり、システム構成が更に簡易になる。

なお、実施形態に係るＨＡＰＳ２０の中継通信局２１が希望信号の送信側としてリバースリンクの干渉を抑圧する場合、中継通信局２１の主要構成は前述の図２３と同様な構成であってもよい。

この場合、図２３のフィーダリンク通信部２２１は、ＧＷ局７０の数（ＦＬアンテナ２１１の数）に対応する複数の受信機や送信機を備え、予め組み込まれたプログラムを実行することにより、次の（１）～（６）に例示するようなパイロット信号の受信処理や送信処理を行う。
（１）複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）から送信された同一周波数の拡散後の複数のパイロット信号を受信する処理
（２）拡散後の複数のパイロット信号が重複したパイロット信号群をフィルターで分離する処理
（３）拡散後の複数のパイロット信号をスペクトル逆拡散する処理
（４）逆拡散後のパイロット信号を、フィーダリンクの伝搬路を伝搬してきたパイロット信号ｈ_ｋｉの受信結果として干渉抑圧部２２５に出力する処理
（５）下り回線（リバースリンク）の送信対象の複数のパイロット信号を、互いに直交する（符号系列が互いに異なる）複数の送信側の拡散符号を用いて同一周波数でスペクトル拡散する処理
（６）拡散後のパイロット信号が重複したパイロット信号群を複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）に送信する処理

また、図２３の干渉抑圧部２２５は、前述の干渉キャンセラー部２２０に対応し、予め組み込まれたプログラムを実行することにより、次の（１）～（３）に例示するように前述の複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）との間に形成する複数のフィーダリンク間のリバースリンクの干渉を抑圧する処理を行う。
（１）逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて複数の伝搬路応答を推定する処理
（２）推定した複数の伝搬路応答に基づいてウェイトＷを計算する処理、又は、複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）のいずれか若しくは共通装置から受信した複数の伝搬路応答に基づいてウェイトＷを計算する処理
（３）複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）それぞれについて、ＧＷ局に対する送信信号から、他のＧＷ局に対応する送信信号に他のＧＷ局に対応するウェイトＷを掛けて加算又は減算する信号処理

以上、本実施形態によれば、ＨＡＰＳ２０と複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）との間の同一周波数のマルチフィーダリンクにおける複数のフィーダリンク間の干渉を動的に抑圧することができる。

特に本実施形態によれば、ＨＡＰＳ２０と複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）との間で送受信される複数のパイロット信号として狭帯域のパイロット信号を用いる必要がないため、狭帯域のパイロット信号を送信するための高安定度の発信周波数回路を送信側に設ける必要なく、狭帯域のパイロット信号を受信側で分離する狭帯域受信フィルターが不要になる。よって、ＨＡＰＳのマルチフィーダリンクにおける干渉の動的な抑制を簡易な構成で実現することができる。

また、本実施形態によれば、マルチフィーダリンクにおける干渉の動的な抑圧に必要となるＨＡＰＳ２０と複数のＧＷ局７０（１）～７０（３）との経路差を実装上必要な範囲まで推定して把握することができるので、マルチフィーダリンクにおける干渉を精度よく抑圧することができる。

また、本実施形態によれば、ＨＡＰＳ２０のフィーダリンクのリバースリンクのＳＮＩＲの低下を抑制しつつ、フィーダリンクの周波数利用効率の向上を図ることができる。

なお、本明細書で説明された処理工程並びにＨＡＰＳ等の通信中継装置の中継通信局、フィーダ局、ゲートウェイ局、管理装置、監視装置、遠隔制御装置、サーバ、端末装置（ユーザ装置、移動局、通信端末）、基地局及び基地局装置の構成要素は、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。

ハードウェア実装については、実体（例えば、無線中継局、フィーダ局、ゲートウェイ局、基地局、基地局装置、無線中継局装置、端末装置（ユーザ装置、移動局、通信端末）、管理装置、監視装置、遠隔制御装置、サーバ、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）において前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。

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、前記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、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前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。

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であれよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

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。

２０ ＨＡＰＳ（通信中継装置）
２１ 中継通信局
６１ 端末装置
７０，７０（１）～７０（３） ゲートウェイ局（ＧＷ局）
７１，７１（１）～７１（３） フィーダリンク用アンテナ（ＧＷアンテナ）
２００Ｃ，２００Ｃ（１）～２００Ｃ（７） ３次元セル
２００Ｆ，２００Ｆ（１）～２００Ｆ（７） フットプリント
２１０ 受信機
２１１、２１１（１）～２１１（３） フィーダリンク用アンテナ（ＦＬアンテナ）
２１２、２１２（１）～２１２（３） アンテナ指向性ビーム
２１５ サービスリンク用アンテナ（ＳＬアンテナ）
２１６ パイロット信号用のフィルター
２１７ 希望信号用のフィルター
２１８ 狭帯域受信フィルター
２１９ 高周波増幅器
２２０ 干渉キャンセラー部
２２１ フィーダリンク通信部
２２２ サービスリンク通信部
２２３ 周波数変換部
２２４ 制御部
２２５ 干渉抑圧部
７００ 共通装置
７１１ 送信機
７１２ 高周波増幅器
７２０ 干渉キャンセラー部

Claims (29)

1. 端末装置の無線通信を中継する中継通信局を含む空中滞在型の通信中継装置を備えるシステムであって、
   互いに時間同期され、前記空中滞在型の通信中継装置の前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信する複数のゲートウェイ局と、
   前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間で、前記フィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送受信する手段と、
   前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いて前記拡散後の複数のパイロット信号をスペクトル逆拡散し、前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定する手段と、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応するウェイトを計算する手段と、
   前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号に対し、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算又は加算する手段と、
   を備えることを特徴とするシステム。
2. 請求項１のシステムにおいて、
   前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、
   前記複数のゲートウェイ局は、前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を前記中継通信局に送信し、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、
   前記複数のゲートウェイ局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、
   前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
   前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、
   前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算し、
   前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算する、
   ことを特徴とするシステム。
3. 請求項１又は２のシステムにおいて、
   前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、
   前記複数のゲートウェイ局は、
   前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、
   前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
   前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置は、
   前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果を前記中継通信局に送信し、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記いずれか一つのゲートウェイ局又前記共通装置から送信された前記複数の伝搬路応答の推定結果を受信し、
   前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
   前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
   ことを特徴とするシステム。
4. 請求項１又は２のシステムにおいて、
   前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、
   前記複数のゲートウェイ局は、
   前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、
   前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
   前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を前記中継通信局に送信し、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記複数のゲートウェイ局それぞれから送信された前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を受信し、
   前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、
   前記複数のゲートウェイ局それぞれから受信した前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
   前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
   ことを特徴とするシステム。
5. 請求項１又は２のシステムにおいて、
   前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、
   前記複数のゲートウェイ局は、
   前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、
   前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
   前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置は、
   前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
   前記ウェイトの計算結果を前記中継通信局に送信し、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、前記いずれか一つのゲートウェイ局又前記共通装置から送信された前記複数のウェイトの計算結果を受信し、
   前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
   ことを特徴とするシステム。
6. 請求項１又は２のシステムにおいて、
   前記中継通信局は、前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部とを備え、
   前記複数のゲートウェイ局は、前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を前記中継通信局に送信し、
   前記中継通信局の前記フィーダリンク通信部は、
   前記複数のゲートウェイ局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、
   前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
   前記中継通信局の前記干渉抑圧部は、
   前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
   前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
   ことを特徴とするシステム。
7. 請求項１又は２のシステムにおいて、
   前記中継通信局は、前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信し、
   前記複数のゲートウェイ局はそれぞれ、
   前記中継通信局から前記拡散後の複数のパイロット信号を受信し、
   前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
   前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
   前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
   前記ゲートウェイ局で受信した受信信号に対し、前記他のゲートウェイ局で受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
   ことを特徴とするシステム。
8. 請求項１乃至７のいずれかのシステムにおいて、
   前記複数の拡散符号は互いに直交し、
   前記複数のパイロット信号は、同一周波数で送受信されることを特徴とするシステム。
9. 請求項１乃至８のいずれかのシステムにおいて、
   前記拡散後の複数のパイロット信号は、前記フィーダリンクの送信信号帯域の両隣に位置する複数のガードバンドに分散されて送受信されることを特徴とするシステム。
10. 請求項１乃至８のいずれかのシステムにおいて、
    前記拡散後の複数のパイロット信号は、前記フィーダリンクの送信信号帯域内で送受信されることを特徴とするシステム。
11. 請求項１乃至１０のいずれかのシステムにおいて、
    前記フィーダリンクの送信信号帯域の中心周波数又はその周辺の周波数において、前記複数の伝搬路応答を推定して前記複数のウェイトを計算する、ことを特徴とするシステム。
12. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局であって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、
    前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部と、を備え、
    前記フィーダリンク通信部は、
    前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局から受信し、
    前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
    前記干渉抑圧部は、
    前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算し、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算する、
    ことを特徴とする中継通信局。
13. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局であって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、
    前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部と、を備え、
    前記フィーダリンク通信部は、
    前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局に送信し、
    前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて推定した前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答の推定結果を受信し、
    前記干渉抑圧部は、
    前記いずれか一つのゲートウェイ局又は前記共通装置から受信した前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
    ことを特徴とする中継通信局。
14. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局であって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、
    前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部と、を備え、
    前記フィーダリンク通信部は、
    前記互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局に送信し、
    前記複数のゲートウェイ局が前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を受信し、
    前記干渉抑圧部は、
    前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
    ことを特徴とする中継通信局。
15. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局であって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、
    前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部と、を備え、
    前記フィーダリンク通信部は、
    前記フィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局に送信し、
    前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて記複数のゲートウェイ局それぞれについて計算した、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトの計算結果を受信し、
    前記干渉抑圧部は、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
    ことを特徴とする中継通信局。
16. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局であって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するフィーダリンク通信部と、
    前記複数のゲートウェイ局との間に形成する複数のフィーダリンク間の干渉を抑圧する干渉抑圧部と、を備え、
    前記フィーダリンク通信部は、
    前記フィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号を、前記複数のゲートウェイ局から受信し、
    前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
    前記干渉抑圧部は、
    前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
    ことを特徴とする中継通信局。
17. 請求項１２乃至１６のいずれかの中継通信局を有することを特徴とする空中滞在型の通信中継装置。
18. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局であって、
    前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期され、
    前記フィーダリンクにおける前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信し、
    前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
    前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信し、
    自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果を前記中継通信局に送信する、
    ことを特徴とするゲートウェイ局。
19. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局であって、
    前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期され、
    前記フィーダリンクにおける前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信し、
    前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散し、
    前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信し、
    自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算する、
    ことを特徴とするゲートウェイ局。
20. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局であって、
    前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期され、
    前記フィーダリンクにおける前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信し、
    前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号でスペクトル逆拡散し、
    前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信し、
    自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記中継通信局から自局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算し、
    自局で受信した受信信号に対し、前記他のゲートウェイ局で受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算する、
    ことを特徴とするゲートウェイ局。
21. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局と、同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信する互いに時間同期された複数のゲートウェイ局との間におけるフィーダリンクの干渉抑圧方法であって、
    前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間で、前記フィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した複数のパイロット信号を送受信することと、
    前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いて前記拡散後の複数のパイロット信号をスペクトル逆拡散し、前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定することと、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対するウェイトを計算することと、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号に対し、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームを介して送受信される信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算又は加算することと、
    を含むことを特徴とする干渉抑圧方法。
22. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局から、前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を受信するためのプログラムコードと、
    前記拡散後の複数のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散して逆拡散するためのプログラムコードと、
    前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれに対応する複数のウェイトを計算するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号から、他のゲートウェイ局に対応する指向性ビームで受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて減算するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
23. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局に、前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号を前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて推定した前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答の推定結果を受信するためのプログラムコードと、
    前記いずれか一つのゲートウェイ局又は前記共通装置から受信した前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
24. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局に、前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局が前記拡散後のパイロット信号の受信信号を前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を受信するためのプログラムコードと、
    前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
25. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局に、前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を送信するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局のいずれか一つのゲートウェイ局又は各ゲートウェイ局に共通の共通装置が前記拡散後の複数のパイロット信号を前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて前記フィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて前記複数のゲートウェイ局それぞれについて計算した、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトの計算結果を受信するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
26. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    互いに時間同期された複数のゲートウェイ局から、前記中継通信局と前記複数のゲートウェイ局との間のフィーダリンクにおける前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いて前記ゲートウェイ局がスペクトル拡散した拡散後のパイロット信号を受信するためのプログラムコードと、
    前記拡散後の複数のパイロット信号を前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散するためのプログラムコードと、
    前記スペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における前記複数のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、
    前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記ゲートウェイ局に送信する送信信号に対し、他のゲートウェイ局に送信する送信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
27. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期するためのプログラムコードと、
    前記フィーダリンクにおける前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信するためのプログラムコードと、
    前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散して逆拡散するためのプログラムコードと、
    前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記送信側の複数の拡散符号に対応する受信側の複数の拡散符号でスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、
    自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定し、前記複数の伝搬路応答の推定結果を前記中継通信局に送信するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
28. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期するためのプログラムコードと、
    前記フィーダリンクにおける前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信するためのプログラムコードと、
    前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散して逆拡散するためのプログラムコードと、
    前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、
    自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記複数のゲートウェイ局それぞれについて、前記中継通信局から前記ゲートウェイ局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
29. 空中滞在型の通信中継装置に組み込まれ端末装置の無線通信を中継する中継通信局との間のフィーダリンクにおいて同一周波数で互いに異なる中継信号を送受信するゲートウェイ局に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
    前記中継通信局との間のフィーダリンクにおいて前記同一周波数で中継信号を送受信する他のゲートウェイ局と時間同期するためのプログラムコードと、
    前記フィーダリンクにおける前記ゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するための複数のパイロット信号を符号系列が互いに異なる互いに直交する複数の送信側の拡散符号を用いてスペクトル拡散した拡散後の複数のパイロット信号を、前記中継通信局から受信するためのプログラムコードと、
    前記中継通信局から送信された前記拡散後のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信した受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、
    前記拡散後のパイロット信号の受信信号を、前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散して逆拡散するためのプログラムコードと、
    前記拡散後の複数のパイロット信号を前記他のゲートウェイ局が受信して前記複数の送信側の拡散符号に対応する複数の受信側の拡散符号を用いてスペクトル逆拡散した逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果を、前記他のゲートウェイ局から受信するためのプログラムコードと、
    自局及び前記他のゲートウェイ局の前記逆拡散後の複数のパイロット信号の受信結果に基づいて、前記フィーダリンクの送信信号帯域における自局及び前記他のゲートウェイ局と前記通信中継装置の複数のフィーダリンク用アンテナとの間の複数の伝搬路応答を推定するためのプログラムコードと、
    前記複数の伝搬路応答の推定結果に基づいて、前記中継通信局から自局に送信した送信信号が他のゲートウェイ局で受信されて干渉する干渉信号を抑圧するためのウェイトを計算するためのプログラムコードと、
    自局で受信した受信信号に対し、前記他のゲートウェイ局で受信した受信信号に前記他のゲートウェイ局に対応する前記ウェイトを掛けて加算又は減算するためのプログラムコードと、
    を含むことを特徴とするプログラム。

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