JP7346474B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
また、前記基地局において、前記アンテナは、当該アンテナを中心とした仮想垂直面内のビームの方向を連続的に変化させることができるアンテナであってもよく、前記アンテナの仮想垂直面内のビームの方向の水平面に対する上向きの角度が所定角度以上の場合に、前記第二セル内の端末装置の高度が前記所定高度以上となったと判断してもよい。
また、前記基地局において、前記アンテナは、当該アンテナを中心とした仮想垂直面内の互いに異なる方向に指向性を有する複数のビームを形成可能なアンテナであってもよく、前記第一セルを形成する一又は複数のビームと前記第二セルを形成する一又は複数のビームを形成するよう前記アンテナのビームフォーミング制御を行う制御部を有してもよい。
また、前記基地局において、前記アンテナは、複数のアンテナ素子が配列されたMissiveアンテナであってもよく、前記制御部は、予め設定された互いに異なる方向の複数のビーム候補について前記アンテナの各アンテナ素子に対する振幅及び位相の値を記憶し、前記端末装置から受信したビーム選択情報に基づいて前記複数のビーム候補の一つを選択し、前記選択したビーム候補について記憶されている各アンテナ素子の振幅及び位相に基づいて、前記端末装置との通信に用いるビームを形成するようにビームフォーミング制御を行ってもよい。
また、前記基地局において、前記アンテナは、複数のアンテナ素子が配列されたMissiveアンテナであってもよく、前記制御部は、前記アンテナを中心とした仮想垂直面内で前記アンテナの指向方向を変化させながら前記端末装置からの電波を受信し、前記端末装置からの電波の受信電力が最大となる方向を検出し、前記検出した方向に、前記端末装置との通信に用いるビームを形成するようにビームフォーミング制御を行ってもよい。
また、前記基地局において、前記第二セル内の端末装置のアンテナで形成されるビームが当該基地局に向かうように前記端末装置に制御情報を送信する端末制御部を有してもよい。
また、本発明の更に他の態様に係る無線通信システムは、上述した基地局が同一エリア内に複数配置されている。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、携帯通信の地上サービスエリアとともに、ドローン、空飛ぶ自動車(タクシー)等の実現により期待される携帯通信の「上空サービスエリア」を構築するにあたって、地上セルと上空セルで同一周波数共用を実現する無線通信システムである。
本実施形態に係る無線通信システム10は、複数の基地局20A~20Cを含む。無線通信システム10は、複数の基地局20A~20Cと、これらの基地局と無線通信を行う複数の端末装置30A~30C,40A~40Cとを含んでもよい。なお、図1には、3つの基地局20A~20Cと6つの端末装置30A~30C,40A~40Cが図示されているが、基地局や端末装置の数は任意である。
図5において、基地局20A~20Cの基地局装置21は、スケジューラ22と、アンテナ26を介して端末装置40A~40Cとの間で無線通信を行う無線通信部23とを備えている。なお、そのほか、基地局装置21の全体の制御、処理を担う制御部や記憶部なども備えている。なお、図5に示す基地局装置21は、上空セル200A及び地上セル100Aを形成する基地局20Aのものを例示しているが、他の基地局20B,20Cの基地局装置も図5と同様な主要部構成を備える。
また、端末装置30A,40A側の送信電力を低く抑えることで、電波の届く範囲を狭めることができる。したがって、例えば、上空セル200A内の上空端末40Aからの上り回線の電波が、周辺の他セルの基地局に到達しにくくなり、電波干渉が抑制できる。
図6は本実施形態に係る無線通信システムの一構成例(構成例1)における三次元空間セル構成の一例を示す説明図である。図6を参照して、本実施形態における無線リソースの割当処理によって形成する三次元空間セル構成の一例(以下、本例を「構成例1」という。)について説明する。
次に、本実施形態における無線リソースの割当処理によって形成する三次元空間セル構成の他の例(以下、本例を「構成例2」という。)について説明する。なお、本構成例2の説明においては、基地局20Aを例にあげて説明するが、他の基地局20B,20Cにおいても同様である。
次に、本実施形態における無線リソースの割当処理によって形成する三次元空間セル構成の更に他の例(以下、本例を「構成例3」という。)について説明する。なお、本構成例3の説明においても、基地局20Aを例にあげて説明するが、他の基地局20B,20Cにおいても同様である。
本構成例3に係る基地局装置21は、上述した図8に示した時分割処理と図9に示した同時通信処理とを組み合わせて実行することができる。
20A~20C:基地局
21 :基地局装置
22 :スケジューラ
23 :無線通信部
23-1 :上空セル用無線通信部
23-2 :地上セル用無線通信部
23a-1,23a-2:送受信部
23b-1,23b-2:プリコーディング制御部
23c-1,23c-2:ビーム制御部
23d :高度特定部
23e :切替制御部
23f :切替スイッチ
26 :アンテナ
26a :アンテナ素子
30A~30C:端末装置(地上端末)
40A~40C:端末装置(上空端末)
50A~50C:ドローン
100A~100C:地上セル
105 :地上用ビーム
200A~200C:上空セル
205 :上空用ビーム
A1 :地上エリア
A2 :上空エリア
Claims (9)
- 複数の基地局が同一サービスエリア内に配置された移動通信セルラー構成の無線通信システムであって、
前記複数の基地局はそれぞれ、
アンテナと、
同一周波数帯を使用可能な、前記アンテナの下方に位置する地上側のセルラーを構成する第一セルと前記第一セルの上方に位置する上空側のセルラーを構成する第二セルとを形成し、前記第一セル内の端末装置及び前記第二セル内の端末装置との間で前記アンテナを介して無線通信を行う無線通信部と、
同一時間帯において、前記第一セル及び前記第二セルのいずれか一方のセル内の端末装置との通信に前記同一周波数帯の無線リソースを割り当て、他方のセル内の端末装置との通信に前記同一周波数帯の無線リソースを割り当てないリソース割当部と、を有し、
前記第二セル内の端末装置に前記同一周波数帯の無線リソースを割り当てたとき、前記同一周波数帯の無線リソースを割り当てた端末装置に対して、送信電力を低減させる送信電力制御を適用させる、ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数の基地局が同一サービスエリア内に配置された移動通信セルラー構成の無線通信システムであって、
前記複数の基地局はそれぞれ、
アンテナと、
同一周波数帯を使用可能な、前記アンテナの下方に位置する地上側のセルラーを構成する第一セルと前記第一セルの上方に位置する上空側のセルラーを構成する第二セルとを形成し、前記第一セル内の端末装置及び前記第二セル内の端末装置との間で前記アンテナを介して無線通信を行う無線通信部と、
同一時間帯において、前記第一セル内の端末装置との通信及び前記第二セル内の端末装置との通信のそれぞれに前記同一周波数帯の無線リソースを割り当てるリソース割当部と、を有し、
前記同一周波数帯の無線リソースを割り当てた前記第二セル内の端末装置に対して、送信電力を低減させる送信電力制御を適用させる、ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数の基地局が同一サービスエリア内に配置された移動通信セルラー構成の無線通信システムであって、
前記複数の基地局はそれぞれ、
アンテナと、
同一周波数帯を使用可能な、前記アンテナの下方に位置する地上側のセルラーを構成する第一セルと前記第一セルの上方に位置する地上側のセルラーを構成する第二セルとを形成し、前記第一セル内の端末装置及び前記第二セル内の端末装置との間で前記アンテナを介して無線通信を行う無線通信部と、
前記第二セル内の端末装置の高度を特定する高度特定部と、
前記第二セル内の端末装置の高度が所定高度未満となった場合に、前記第一セル内の端末装置及び前記第二セル内の端末装置が前記同一周波数帯を時分割利用し、前記第二セル内の端末装置の高度が前記所定高度以上となった場合に、前記第一セル内の端末装置及び前記第二セル内の端末装置が前記同一周波数帯を同時利用するように、前記第一セル内の端末装置との通信及び前記第二セル内の端末装置との通信のそれぞれに前記同一周波数帯の無線リソースを割り当てるリソース割当部と、を有し、
前記同一周波数帯の無線リソースを割り当てた前記第二セル内の端末装置に対して、送信電力を低減させる送信電力制御を適用させる、ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項3に記載の無線通信システムにおいて、
前記アンテナは、上下方向におけるビームの方向が互いに異なる複数のビームパターンの選択結果に基づく制御により前記端末装置に対するビームを形成可能なアンテナであり、
前記第二セル内の端末装置に対するビームを形成するときの制御で選択された前記ビームパターンの選択結果に基づいて、前記第二セル内の端末装置の高度が前記所定高度以上となったか否かを判断する、ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項3に記載の無線通信システムにおいて、
前記アンテナは、当該アンテナを中心とした仮想垂直面内のビームの方向を連続的に変化させることができるアンテナであり、
前記アンテナの仮想垂直面内のビームの方向の水平面に対する上向きの角度が所定角度以上の場合に、前記第二セル内の端末装置の高度が前記所定高度以上となったと判断する、ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の無線通信システムにおいて、
前記アンテナは、当該アンテナを中心とした仮想垂直面内の互いに異なる方向に指向性を有する複数のビームを形成可能なアンテナであり、
前記第一セルを形成する一又は複数のビームと前記第二セルを形成する一又は複数のビームを形成するよう前記アンテナのビームフォーミング制御を行う制御部を有することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項6に記載の無線通信システムにおいて、
前記アンテナは、複数のアンテナ素子が配列されたMissiveアンテナであり、
前記制御部は、
予め設定された互いに異なる方向の複数のビーム候補について前記アンテナの各アンテナ素子に対する振幅及び位相の値を記憶し、
前記端末装置から受信したビーム選択情報に基づいて前記複数のビーム候補の一つを選択し、
前記選択したビーム候補について記憶されている各アンテナ素子の振幅及び位相に基づいて、前記端末装置との通信に用いるビームを形成するようにビームフォーミング制御を行う、ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項6に記載の無線通信システムにおいて、
前記アンテナは、複数のアンテナ素子が配列されたMissiveアンテナであり、
前記制御部は、
前記アンテナを中心とした仮想垂直面内で前記アンテナの指向方向を変化させながら前記端末装置からの電波を受信し、
前記端末装置からの電波の受信電力が最大となる方向を検出し、
前記検出した方向に、前記端末装置との通信に用いるビームを形成するようにビームフォーミング制御を行う、ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の無線通信システムにおいて、
前記第二セル内の端末装置のアンテナで形成されるビームが当該基地局に向かうように前記端末装置に制御情報を送信する端末制御部を有することを特徴とする無線通信システム。
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