WO2020004187A1 - 無線通信システム、無線通信方法および基地局装置 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法および基地局装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention is configured with one base station, a plurality of moving relay stations, and a plurality of terminal stations, and performs downlink multiple access via one or more relay stations to which the base station and each terminal station can be connected.
  • the present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication method, and a base station device.
  • the low orbit satellite (LEO) system communicates using a satellite with a low orbit ($ 800 to 2,000 km) compared to a geostationary satellite, and is compared with a geostationary satellite (GEO) system with a geosynchronous orbit (altitude of about 36,000 km). Therefore, there is an advantage that the characteristics of the communication are low delay and low attenuation.
  • the orbit of a satellite constantly changes when viewed from an earth station, it is necessary to construct a service area by forming a satellite constellation using a plurality of satellites. Therefore, the situation where a plurality of satellites can be received from the terminal station increases.
  • the LEO system deploys a plurality of LEO satellites having different frequency bands allocated to one service area, and each terminal station has the best condition among a plurality of satellites existing in a receivable area. For example, a handover control method of selecting a satellite having a high reception power is used. As a result, it is possible to improve the connectivity with the terminal station as the number of satellites increases. On the other hand, there is a problem in that the frequency utilization efficiency is reduced by allocating frequencies to a plurality of satellites. Since the frequency band used in one service area needs to be divided into the number of assumed satellites, the bandwidth allocated per satellite decreases as the number of satellites increases.
  • the LEO system since the LEO system has a relatively high moving speed as viewed from the terminal station and receives a large Doppler shift, it is necessary to set a guard band with an adjacent band in consideration of a large frequency deviation. This is a factor that further reduces efficiency.
  • Non-Patent Document 3 discloses a technique in which a base station (eNodeB) performs cooperative transmission using its own antenna or RRH.
  • eNodeB base station
  • the connection means between the base station and the RRH is based on a wired connection such as an optical fiber. It is possible to perform frequency synchronization in advance at the time of transmission.
  • the LEO system has a relative position between the satellite (relay station) and the terminal station. Since the relative speed varies depending on the relationship, it is difficult to perform time / frequency synchronization in advance in multiple access.
  • Non-Patent Document 4 focuses on the frequency asynchrony of a plurality of satellites (relay stations) performing MIMO transmission, and proposes a channel estimation and timing detection method using a long and distributed preamble.
  • the number of satellites used in the system can be fixedly set in advance.
  • the number of satellites that can be dynamically received in the service area is set. Fluctuates, and the number of multiplexed satellites fluctuates depending on the communication environment. For this reason, even in the same service area, a method that can dynamically change the number of multiplexed satellites based on the communication environment and the terminal performance of the terminal station is desirable.
  • the present invention relates to a radio communication system including a plurality of moving relay stations, wherein a base station can dynamically set a spatial multiplexing transmission band based on the number of receivable relay stations of a terminal station. It is an object to provide a communication method and a base station device.
  • a first invention includes one base station, a plurality of moving relay stations, and a plurality of terminal stations in a service area, and the base station transmits each terminal station via one or a plurality of relay stations.
  • a base station identifies a relay station that can receive a signal transmitted by each relay station in a service area based on the positions of the plurality of relay stations, and transmits the signal through the relay station.
  • Downlink multiple access means.
  • the downlink multiple access means of the base station includes means for transmitting a downlink control signal including a relay station ID in an individual frequency band from a relay station capable of receiving in a service area, The station receives and synchronizes a receivable downlink control signal, further estimates channel information between the relay station and the terminal station from the synchronized downlink control signal, and can receive based on the channel information.
  • Downlink multiple access means for selecting one or more relay stations and notifying them to the base station, wherein the downlink multiple access means of the base station transmits a data signal addressed to the terminal station via the relay station selected by the terminal station.
  • the downlink control signal and the data signal destined for the terminal station are generated from the same baseband signal and are synchronized, and the downlink multiple access means of the terminal station estimates from the downlink control signal. It includes means for separating and demodulating a spatially multiplexed data signal using channel information.
  • the downlink multiple access means of the terminal station monitors a downlink control signal of the relay station and, if there is a change in a receivable relay station, identifies a relay station requesting spatial multiplexing transmission. This is a configuration in which selection is made again and the base station is notified.
  • a second invention includes one base station, a plurality of moving relay stations, and a plurality of terminal stations in a service area, and the base station sends each terminal station via one or a plurality of relay stations.
  • the downlink multiple access means of the base station identifies a relay station capable of receiving a signal transmitted by each relay station in a service area based on a position of the plurality of relay stations.
  • the frequency division multiplexing transmission of the data signal in a different frequency band to each terminal station through the relay station, and a specific frequency band and a plurality of relay stations to the terminal station corresponding to the spatial multiplexing transmission.
  • the data signal is transmitted by spatial multiplexing.
  • the downlink multiple access means of the base station performs a process of transmitting a downlink control signal including a relay station ID in an individual frequency band from a relay station receivable in a service area.
  • the downlink multiple access means of the station receives and synchronizes a receivable downlink control signal, further estimates channel information between the relay station and the terminal station from the synchronized downlink control signal, and And performing a process of notifying the base station of one or more receivable relay stations based on the base station, and the downlink multiple access means of the base station transmits to the terminal station via the relay station selected by the terminal station.
  • a specific frequency band for spatially multiplexing the data signal is allocated, the information is notified to the terminal station by a downlink control signal, and the data signal addressed to the terminal station is spatially multiplexed and transmitted.
  • the downlink control signal and the data signal destined for the terminal station are generated from the same baseband signal and are synchronized, and the downlink multiple access means of the terminal station estimates from the downlink control signal.
  • the data signal that has been spatially multiplexed and transmitted is separated and demodulated using the channel information.
  • a third invention includes one base station, a plurality of moving relay stations, and a plurality of terminal stations in a service area, and the base station sends each terminal station via one or a plurality of relay stations.
  • a relay station capable of receiving a signal transmitted by each relay station in a service area is identified based on the positions of the plurality of relay stations. Frequency-division transmission of data signals in different frequency bands to each terminal station, and spatial multiplex transmission of data signals through a specific frequency band and multiple relay stations to terminal stations supporting spatial multiplex transmission.
  • Downlink multiple access means means.
  • the present invention is directed to a wireless communication system including a plurality of moving relay stations, in which a base station dynamically sets a MIMO transmission band based on the number of receivable relay stations of a terminal station, so that a plurality of relay stations can be provided. It is possible to share the frequency band for spatial multiplexing transmission at the station, and it is possible to expect an improvement in frequency use efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a base station 10.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of relay stations A, B, and C.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of terminal stations 1, 2, and 3.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a frame format of a downlink control signal.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a frame format of an uplink control signal. It is a flowchart which shows the example of a processing procedure of the base station 10 and terminal stations 1, 2, and 3 in this invention. It is a figure showing other allocation patterns in the present invention. It is a figure showing other allocation patterns in the present invention. It is a figure showing other allocation patterns in the present invention. It is a figure showing other allocation patterns in the present invention. It is a figure showing other allocation patterns in the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system of the present invention.
  • the wireless communication system includes one base station 10, a plurality of moving relay stations A, B, C,..., X, and a plurality of (here, three) terminal stations 1 in a service area.
  • a downlink configured to perform multiplex transmission to a plurality of terminal stations in a service area by the FDMA method and to perform MIMO (spatial multiplex) transmission only to terminal stations capable of equalizing / separating for each frequency band. It is a multiple access configuration.
  • Each terminal station has one or more antennas.
  • the terminal stations 1, 2, and 3 have 1, 2, and 3 antennas, respectively, and the terminal station 2 having two or more antennas. , 3 are available for MIMO transmission.
  • the control signal and the data signal are arranged in different frequency bands, the frequency band of the control signal is fixed and known by the terminal station, and the frequency bands W1, W2 and W3 of the data signal are dynamic. Can be changed.
  • the relay stations A, B, and C correspond one-to-one with the alphabets of the control signals A, B, and C and the data signals A, B, and C. Shall be transmitted.
  • the base station 10 knows the position information of the relay stations A to X, and identifies a receivable relay station in the service area based on the position of each relay station. Here, it is assumed that signals transmitted by the three relay stations A, B, and C can be received within the service area.
  • the base station 10 grasps the current position of each relay station from the orbit information. In the case of a relay station moving on the ground, the base station 10 obtains the position information obtained by each relay station using GPS or the like via a ground network.
  • the base station 10 transmits control signals A, B, and C allocated to different frequency bands from the relay stations A, B, and C that can be received in the service area.
  • the terminal stations 1, 2, and 3 in the service area receive the control signals receivable among the control signals A, B, and C transmitted from the relay stations A, B, and C, and perform synchronization processing. Know the possible relay stations and their number.
  • channel information between the relay station and the terminal station is estimated using a synchronized control signal, and information on a receivable relay station and a relay station requesting MIMO transmission are optionally determined based on the channel information.
  • the base station 10 allocates the required relay station of each terminal station and the frequency band of the data signal, notifies the information to each terminal station using a control signal, and starts MIMO transmission via the corresponding relay station.
  • the signal addressed to the terminal station 1 is transmitted from the relay station A in the frequency band W1.
  • the signal addressed to the terminal station 2 is transmitted by MIMO in the frequency band W2 from the relay stations A and B.
  • the signal addressed to the terminal station 3 is transmitted by MIMO in the frequency band W3 from the relay stations A, B, and C.
  • the relay stations A, B, and C basically have only a function of relaying and transmitting signals received from the base station 10 in a receivable state to the terminal stations 1, 2, and 3 by performing frequency conversion, amplification, and the like. .
  • the control signal and the data signal are generated from the same baseband signal, it is assumed that the signals are synchronized. For this reason, it is assumed that the data signal can also be synchronized by the synchronization using the control signal, and the terminal station receives and equalizes the data signal according to the notified information, and demodulates the data. Further, a weighting matrix for equalizing the MIMO signal is calculated from the channel information of the control signal, the spatially multiplexed signal of each relay station is separated, and the data is demodulated.
  • the relay station is a communication in a line-of-sight environment like a satellite and has channel characteristics with low frequency selectivity, it is assumed that synchronization / channel information by a control signal can be reflected in data signal equalization. At this time, by setting the guard band (G in the figure) between the FDMA signals to a value twice the maximum Doppler frequency ⁇ fmax assumed in the system, it is possible to avoid inter-carrier interference.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the base station 10.
  • the base station 10 includes a relay station position calculator 11 and a relay station frequency band allocator 12, and performs frequency allocation of downlink control signals according to the position of each relay station.
  • the base station 10 further includes a downlink control signal / data signal generator 13, an uplink control signal receiver 14, a terminal station detector 15, a required relay station detector 16, and a relay station selector 17.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the relay stations A, B, and C.
  • the relay stations A, B, and C include a signal receiving unit 21, a frequency conversion / amplification unit 22, and a signal transmitting unit 23.
  • the relay stations A, B, and C of the wireless communication system basically have a function of receiving a signal from the base station 10 and performing only frequency conversion and signal amplification for transmission to the terminal stations 1, 2, and 3.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the terminal stations 1, 2, and 3.
  • terminal stations 1, 2, and 3 include a downlink control signal receiving / synchronizing unit 31, a relay station detecting unit 32, a downlink channel estimating unit 33, a channel correlation calculating unit 34, a request relay station selecting unit 35, an uplink control It includes a signal generation unit 36, a target terminal station detection unit 37, a reception equalization matrix generation unit 38, and a reception signal equalization / demodulation unit 39.
  • FIG. 5 shows a frame format of the downlink control signal.
  • the downlink control signal includes a known signal for synchronization / estimation, a relay station ID, a target terminal station ID, and data signal frequency band information.
  • a relay station is selected for the terminal station, a frequency band for transmitting a data signal is allocated, and a downlink control signal and a data signal are transmitted.
  • FIG. 6 shows a frame format of the uplink control signal.
  • the uplink control signal includes a known signal for synchronization, a terminal station ID, and a request relay station ID.
  • FIG. 7 shows a processing procedure example of the base station 10 and the terminal stations 1, 2, and 3 in the present invention.
  • relay stations A, B, and C exist at positions in the service area where communication with terminal stations 1, 2, and 3 is possible.
  • the relay station position calculation unit 11 of the base station 10 can receive within the service area of the wireless communication system based on the position of each relay station calculated from known orbit information, for example.
  • the relay stations A, B, and C are identified (S1).
  • the relay station frequency band allocator 12 of the base station 10 transmits the downlink control signals A, B, and C of FIG. 1 so that the downlink control signals A, B, and C transmitted from the relay stations A, B, and C do not interfere with each other. Assigned to different frequency bands like C.
  • the downlink control signal / data signal generation unit 13 of the base station 10 generates a downlink control signal unique to each relay station and transmits it to the service area via the relay stations A, B, and C (S2).
  • the terminal stations 1, 2, and 3 in the service area respectively receive downlink control signals A, B, and C transmitted from the relay stations A, B, and C by the downlink control signal reception / synchronization unit 31.
  • a signal is received, and a synchronization process is performed to obtain control information (S3).
  • the terminal station 1 can receive the downlink control signal A of the relay station A, and the terminal stations 2 and 3 can receive the downlink control signals A, B, and C of the relay stations A, B, and C.
  • the relay station detectors 32 of the terminal stations 1, 2, 3 detect a relay station based on the relay station ID of the downlink control signal that has been successfully received and synchronized, and the downlink channel estimator 33 detects the downlink control signal.
  • the channel information of the detected downlink between each relay station and the terminal station is estimated using the signal (S4).
  • the channel correlation calculation section 34 calculates the correlation from the channel information of each relay station, and the request relay station selection section 35 selects a relay station having a low channel correlation and requesting MIMO transmission (S5).
  • the presence or absence of MIMO transmission may be set based on the value of the determinant det
  • the relay station 2 in FIG. 1 can receive the downlink control signals A, B, and C transmitted from the relay stations A, B, and C, but the correlation between the relay stations B and C is high, the relay station It is also possible to request a MIMO transmission by selecting a combination of A and B (example of FIG. 1) or relay stations A and C (example of FIG. 8 described later). Further, since the number of antennas owned by the terminal stations 1 and 2 is less than the number of relay stations, it is necessary to select a relay station equal to or less than the number of antennas of the terminal station.
  • the uplink control signal generator 36 of each of the terminal stations 1, 2, 3 adds the requested relay station information to the requested relay station ID of the uplink control signal and notifies the base station 10 (S6).
  • the notification method at this time may be any method, and may be via any relay station concerned or via another transmission means.
  • the uplink control signal receiving unit 14 of the base station 10 receives the uplink control signals from each of the terminal stations 1, 2, 3, and detects the terminal station ID by the terminal station detecting unit 15;
  • the terminal station detects a request relay station requesting MIMO transmission (S7).
  • the relay station selector 17 assigns a frequency band and a relay station that transmits the data signal of each of the relay stations 1, 2, and 3, based on the request relay stations collected from each of the terminal stations 1, 2, and 3 (S8).
  • the downlink control signal / data signal generator 13 of the base station 10 generates a data signal addressed to the terminal stations 1, 2, and 3 to be transmitted in the frequency bands of the relay stations A, B, and C selected by the relay station selector 17. Further, it generates downlink control signals indicating the correspondence between the data signals addressed to the terminal stations 1, 2, and 3 and the frequency bands, and transmits them to the terminal stations 1, 2, and 3 via the corresponding relay stations (S9).
  • the data signal A transmitted from the relay station A is allocated to the frequency band W1.
  • the data signal addressed to the terminal station 2 multiplexes the data signals A and B transmitted from the relay stations A and B into the frequency band W2 and performs MIMO transmission.
  • the data signal addressed to the terminal station 3 is obtained by multiplexing the data signals A, B, and C transmitted from the relay stations A, B, and C into the frequency band W3 and performing MIMO transmission.
  • the data signal addressed to the terminal station 2 is obtained by multiplexing the data signals A and C transmitted from the relay stations A and C into the frequency band W2 and performing MIMO transmission.
  • the assignment of data signals to the terminal stations 1 and 3 is the same as in the example of FIG.
  • FIG. 9 is a case where each of the terminal stations 1, 2, and 3 is provided with three antennas and is a request relay station A, B, or C, respectively. Data signals addressed to the terminal stations 1, 2, and 3 are relayed. The data signals A, B, and C transmitted from the stations A, B, and C are multiplexed in the frequency bands W1, W2, and W3, respectively, and transmitted by MIMO.
  • the number of antennas of the terminal stations 1, 2, 3 is 1, and there is no terminal station capable of MIMO transmission.
  • the data signal addressed to the terminal station 1 is the data transmitted from the relay station A.
  • the signal A is assigned to the frequency band W1
  • the data signal addressed to the terminal station 2 is assigned to the data signal B transmitted from the relay station B to the frequency band W2
  • the data signal addressed to the terminal station 3 is assigned to the data transmitted from the relay station C.
  • the signal C is assigned to the frequency band W3.
  • the number of terminal stations is larger than that of relay stations, it is possible to cope by adopting a multiple access system such as TDMA for each frequency band.
  • a method of controlling the allocation of the frequency band according to the distribution of the number of required relay stations can be considered.
  • the target terminal station detector 37 of each of the terminal stations 1, 2, 3 detects a downlink control signal for the own station from the downlink control signals A, B, C, and the reception equalization matrix generator 38 generates a downlink channel estimator 33.
  • a reception weight matrix is generated by using the estimated channel information, and the reception signal equalization / demodulation section 39 performs reception equalization of the data signal addressed to the own station by using the reception weight matrix, and demodulates (S10).
  • terminal stations 1, 2, and 3 sequentially monitor the downlink control signal of the base station 10 and change the receivable request relay station along with the movement of the relay station or the terminal station as in step S3. Returns to step S4 and makes a request again (S11).
  • the terminal stations in the service area know the center frequency of the downlink control signal, but the relay station that transmits the downlink control signal receives the relay station ID of the downlink control signal described in FIG. Figure out.

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Abstract

１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムにおいて、基地局は、複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号をサービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備える。

Description

無線通信システム、無線通信方法および基地局装置
　本発明は、１つの基地局と、移動する複数の中継局と、複数の端末局で構成され、基地局と各端末局が接続可能な１以上の中継局を介してダウンリンク多元接続を行う無線通信システム、無線通信方法および基地局装置に関する。
　低軌道衛星（ＬＥＯ）システムは、静止衛星に比べて低軌道（ 800～2000ｋｍ）の衛星を用いて通信を行うことで、静止軌道（高度約36,000ｋｍ）の静止衛星（ＧＥＯ）システムと比較して、通信の特徴が低遅延・低減衰量となる長所がある。一方で地球局から見て常時衛星の軌道が変わるものであるため、複数の衛星を用いた衛星コンステレーションの形成によってサービスエリアを構築する必要がある。そのため端末局から複数衛星が受信可能な状況が多くなる。
（従来例１）
　非特許文献１によると、ＬＥＯシステムは、一つのサービスエリアに異なる周波数帯域を割り当てたＬＥＯ衛星を複数配備し、各端末局は受信可能領域に存在する複数の衛星の中で最も条件の良い、例えば受信電力の高い衛星を選択していくハンドオーバー制御の方法がとられている。これにより衛星数が多いほど端末局との接続性を向上させることが可能である。一方、複数の衛星に周波数を割り当てることによって生じる周波数利用効率の低下が問題となる。一つのサービスエリア内で利用される周波数帯域は想定される衛星数分に分割される必要があるため、衛星数が多いほど一衛星あたりに割り当てられる帯域幅が減少する。さらにＬＥＯシステムは端末局から見て相対的な移動速度が高速であり、多大なドップラーシフトを受けることから、隣接帯域とのガードバンドは大きな周波数偏差を考慮して設定する必要があり、周波数利用効率をさらに低下させる要因となる。
（従来例２）
　これに対し、複数の衛星を同じ帯域で利用し、信号処理によって分離させる方法が検討されている。非特許文献２によると、複数の静止衛星と複数の受信アンテナを所有する端末局との間のＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送により、伝送容量向上のためのアンテナ配置最適化が検討されている。しかし、本検討では静止衛星を想定しているため、ＬＥＯシステムを想定した動的なドップラー周波数の影響は考慮されていない。
（従来例３）
　一方、地上無線通信では、複数の中継局（ＲＲＨ）を用いた多重伝送としてＣｏＭＰ（Coordinated multipoint）という技術がある。非特許文献３では、基地局（eNodeB）が、自局アンテナかＲＲＨを用いて協調伝送を行う技術であるが、基地局とＲＲＨの接続手段は光ファイバー等の有線接続が前提となっているため、送信時に予め周波数同期を行うことが可能である。一方で今回想定しているＬＥＯ衛星を用いたＭＩＭＯ伝送では、衛星同士の同期手段も無線を経由せざるを得ない環境であるのに加え、ＬＥＯシステムは衛星（中継局）と端末局の相対関係によって異なる相対速度となるため、多元接続において時間・周波数同期を事前に行うことは困難である。
（従来例４）
　非特許文献４は、ＭＩＭＯ伝送を行う複数の衛星（中継局）の周波数非同期性に着目し、ロング・分散プリアンブルを用いたチャネル推定、タイミング検出方法を提案している。
伊藤泰彦監修，"低軌道衛星通信システム，"電子通信学会，1999． R.T. Schworz, A. Knopp, D. Ogermann, C.A. Hofmann, B. Lankl,"Optimum-capacity MIMO satellite link for fixed and mobile services, " in Int. ITG Work. Smart Antennas, WSA 2008, pp.209-216, Feb. 2008. S. Sun, Q. Gao, Y. Peng, Y. Wang, and L. Song,"Interference management through CoMP in 3GPP LTE- advanced networks," IEEE Wireless Communications, vol.20, no.1, pp.59-66, 2013. 五藤大介，山下史洋，"複数衛星マルチビームMIMOシステムにおけるユニークワードチャネル推定を用いた伝送容量評価，"電子情報通信学会技術研究報告，SAT ，衛星通信，vol.117 ，no.174，pp.69-74，Aug. 2017 ．
　従来例４では、同じ周波数帯域で同期することを前提としているため、チャネル間干渉に伴うチャネル推定精度の低下を防ぐために多大なプリアンブル長が必要となり、周波数利用効率が低下する。さらに、本方式では静止衛星を想定しているため、あらかじめシステムで利用する衛星数を固定的に設定することが可能であるが、ＬＥＯシステムの場合は動的にサービスエリアで受信可能な衛星数が変動するため、多重する衛星数が通信環境によって変動するため、固定的に設定することが困難である。このことから、同サービスエリアだとしても、端末局の通信環境および端末性能に基づいて、多重する衛星数を動的に変更できる方法が望ましい。
　本発明は、移動する複数の中継局を含む無線通信システムにおいて、基地局が端末局の受信可能な中継局数に基づいて空間多重伝送帯域を動的に設定することができる無線通信システム、無線通信方法および基地局装置を提供することを目的とする。
　第１の発明は、１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムにおいて、基地局は、複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号をサービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備える。
　第１の発明の無線通信システムにおいて、基地局のダウンリンク多元接続手段は、サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する手段を含み、端末局は、受信可能な下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して基地局に通知するダウンリンク多元接続手段を備え、基地局のダウンリンク多元接続手段は、端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する特定の周波数帯域を割り当て、その情報を下り制御信号により端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する手段を含む。
　第１の発明の無線通信システムにおいて、端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、端末局のダウンリンク多元接続手段は、下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う手段を含む。
　第１の発明の無線通信システムにおいて、端末局のダウンリンク多元接続手段は、中継局の下り制御信号を監視し、受信可能な中継局に変化があれば、空間多重伝送を要求する中継局を選択しなおして基地局に通知する構成である。
　第２の発明は、１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信方法において、基地局のダウンリンク多元接続手段は、複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号をサービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送する。
　第２の発明の無線通信方法において、基地局のダウンリンク多元接続手段は、サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する処理を行い、端末局のダウンリンク多元接続手段は、受信可能な下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して基地局に通知する処理を行い、基地局のダウンリンク多元接続手段は、端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する特定の周波数帯域を割り当て、その情報を下り制御信号により端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する。
　第２の発明の無線通信方法において、端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、端末局のダウンリンク多元接続手段は、下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う。
　第３の発明は、１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムの基地局装置において、複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号をサービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備える。
　本発明は、移動する複数の中継局を含む無線通信システムにおいて、基地局が端末局の受信可能な中継局数に基づいてＭＩＭＯ伝送帯域を動的に設定することで、可能な限り複数の中継局で空間多重伝送する周波数帯域をシェアすることが可能となり、周波数利用効率の向上を期待できる。
本発明の無線通信システムの構成例を示す図である。 基地局１０の構成例を示す図である。 中継局Ａ，Ｂ，Ｃの構成例を示す図である。 端末局１，２，３の構成例を示す図である。 下り制御信号のフレームフォーマットを示す図である。 上り制御信号のフレームフォーマットを示す図である。 本発明における基地局１０および端末局１，２，３の処理手順例を示すフローチャートである。 本発明における他の割当パターンを示す図である。 本発明における他の割当パターンを示す図である。 本発明における他の割当パターンを示す図である。
＜システム構成＞
　図１は、本発明の無線通信システムの構成例を示す。
　図１において、本無線通信システムは、１台の基地局１０と、移動する複数の中継局Ａ，Ｂ，Ｃ，…，Ｘと、サービスエリアの複数（ここでは３台）の端末局１，２，３により構成され、サービスエリアの複数の端末局に対してＦＤＭＡ方式で多重伝送するとともに、周波数帯域ごとに等化・分離が可能な端末局にのみＭＩＭＯ（空間多重）伝送を行うダウンリンク多元接続構成である。各端末局は１～複数のアンテナを備え、ここでは簡単のため、端末局１，２，３は、それぞれアンテナを１，２，３本備えており、２本以上のアンテナを有する端末局２，３に対してＭＩＭＯ伝送が可能になっている。
　中継局からのダウンリンクの信号は、制御信号とデータ信号を異なる周波数帯域に配置し、制御信号の周波数帯域は固定かつ端末局で既知であり、データ信号の周波数帯域Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は動的に変更可能とする。ここで、中継局Ａ，Ｂ，Ｃと、制御信号Ａ，Ｂ，Ｃおよびデータ信号Ａ，Ｂ，Ｃのアルファベットは１対１で対応しており、中継局Ａは制御信号Ａとデータ信号Ａを送信することとする。
　基地局１０は、中継局Ａ～Ｘの位置情報を把握しており、各中継局の位置に基づいてサービスエリア内で受信可能な中継局を識別する。ここでは、３台の中継局Ａ，Ｂ，Ｃが送信する信号がサービスエリア内で受信可能とする。なお、中継局が所定の軌道を移動する人工衛星の場合には、基地局１０はその軌道情報から各中継局の現在位置を把握する。地上を移動する中継局の場合には、基地局１０は各中継局がＧＰＳ等を利用して取得した位置情報を地上ネットワークを介して入手する。
　基地局１０は、サービスエリア内で受信可能な中継局Ａ，Ｂ，Ｃから、互いに異なる周波数帯域に割り当てた制御信号Ａ，Ｂ，Ｃを送信する。一方、サービスエリアの端末局１，２，３は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信された制御信号Ａ，Ｂ，Ｃのうち受信可能な制御信号を受信して同期処理を行い、それぞれ受信可能な中継局とその数を把握する。さらに、同期をとった制御信号を用いて当該中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、受信可能な中継局とそのチャネル情報に基づいてＭＩＭＯ伝送を要求する中継局の情報を任意のアップリンクを介して基地局１０に通知する。
　基地局１０は、各端末局の要求中継局とデータ信号の周波数帯域を割り当て、その情報を制御信号を用いて各端末局に通知するとともに、対応する中継局を介してＭＩＭＯ伝送を開始する。図１の例では、端末局１宛の信号は、中継局Ａから周波数帯域Ｗ１で送信される。端末局２宛の信号は、中継局Ａ，Ｂから周波数帯域Ｗ２でＭＩＭＯ伝送される。端末局３宛の信号は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから周波数帯域Ｗ３でＭＩＭＯ伝送される。中継局Ａ，Ｂ，Ｃは、基本的に基地局１０から受信した信号を周波数変換および増幅などを行うことで、端末局１，２，３に受信可能な状態で中継伝送する機能のみを有する。
　なお、制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成されるため、信号間は同期しているものとする。このため、制御信号を用いた同期によってデータ信号も同期できるものとし、端末局は通知された情報に従ってデータ信号の受信、等化処理を行ってデータを復調する。さらに、制御信号のチャネル情報からＭＩＭＯ信号の等化のための重み行列を算出し、空間多重された各中継局の信号を分離し、データを復調する。また、中継局が衛星のように見通し環境での通信であり、周波数選択性が小さいチャネル特性を有する場合は、制御信号による同期・チャネル情報をデータ信号の等化に反映できるものとする。このとき、各ＦＤＭＡ信号間のガードバンド（図中Ｇ）は、システムで想定される最大ドップラー周波数Δfmaxの２倍の値に設定することで、キャリア間干渉を回避することが可能である。
＜基地局１０の構成＞
　図２は、基地局１０の構成例を示す。
　図２において、基地局１０は、中継局位置算出部１１、中継局周波数帯域割当部１２を備え、各中継局の位置に応じて、下り制御信号の周波数割当を行う。基地局１０は、さらに、下り制御信号・データ信号生成部１３、上り制御信号受信部１４、端末局検出部１５、要求中継局検出部１６、中継局選択部１７を備える。
＜中継局Ａ，Ｂ，Ｃの構成＞
　図３は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃの構成例を示す。
　図３において、中継局Ａ，Ｂ，Ｃは、信号受信部２１、周波数変換・増幅部２２、信号送信部２３を備える。本無線通信システムの中継局Ａ，Ｂ，Ｃは、基本的に基地局１０からの信号を受信し、端末局１，２，３に送信するための周波数変換および信号増幅のみ行う機能を有する。
＜端末局１，２，３の構成＞
　図４は、端末局１，２，３の構成例を示す。
　図４において、端末局１，２，３は、下り制御信号受信・同期部３１、中継局検出部３２、ダウンリンクチャネル推定部３３、チャネル相関算出部３４、要求中継局選択部３５、上り制御信号生成部３６、対象端末局検出部３７、受信等化行列生成部３８、受信信号等化・復調部３９を備える。
＜下り制御信号、上り制御信号のフレームフォーマット＞
　図５は、下り制御信号のフレームフォーマットを示す。
　図５において、下り制御信号は、同期・推定用既知信号、中継局ＩＤ、対象端末局ＩＤ、データ信号周波数帯域情報により構成される。ここでは、端末局から受信した上り制御信号に基づき、当該端末局への中継局の選定とデータ信号を送信する周波数帯域を割り当て、下り制御信号およびデータ信号の送信を行う。
　図６は、上り制御信号のフレームフォーマットを示す。
　図６において、上り制御信号は、同期用既知信号、端末局ＩＤ、要求中継局ＩＤで構成される。
＜実施例＞
　図７は、本発明における基地局１０および端末局１，２，３の処理手順例を示す。ここでは、図１に示すようにサービスエリア内の端末局１，２，３と通信可能な位置に中継局Ａ，Ｂ，Ｃが存在するものとする。
　図１～図４および図７において、基地局１０の中継局位置算出部１１は、例えば既知の軌道情報から算出された各中継局の位置に基づき、無線通信システムのサービスエリア内で受信可能な中継局Ａ，Ｂ，Ｃを識別する（Ｓ１）。基地局１０の中継局周波数帯域割当部１２は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信する下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃが互いに干渉し合わないように、図１の下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃのように異なる周波数帯域に割り当てる。基地局１０の下り制御信号・データ信号生成部１３は、各中継局固有の下り制御信号を生成し、中継局Ａ，Ｂ，Ｃを介してサービスエリアに送信する（Ｓ２）。
　当該サービスエリアの端末局１，２，３は、それぞれ下り制御信号受信・同期部３１にて中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信された下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃのうち受信可能な下り制御信号を受信し、制御情報を取得するために同期処理を行う（Ｓ３）。例えば、図１の場合は、端末局１では中継局Ａの下り制御信号Ａを受信可能とし、端末局２，３では中継局Ａ，Ｂ，Ｃの下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃを受信可能とする。
　端末局１，２，３の中継局検出部３２は、受信および同期処理ができた下り制御信号の中継局ＩＤに基づいて中継局を検出し、ダウンリンクチャネル推定部３３で下り制御信号の既知信号を用いて、検出した各中継局と端末局との間のダウンリンクのチャネル情報を推定する（Ｓ４）。チャネル相関算出部３４は、各中継局のチャネル情報から相関を計算し、要求中継局選択部３５にてチャネル相関が低くＭＩＭＯ伝送を要求する中継局を選択する（Ｓ５）。例えば、中継局Ａ，Ｂ，Ｃと端末局３の３アンテナ間のチャネル情報で生成される３×３のチャネル行列をＨとすると、行列式 det｜Ｈ｜が大きいほどチャネル相関が低くなり、伝送容量が大きくなる傾向があるため、端末局３でチャネル情報を推定して生成される行列Ｈ’の行列式 det｜Ｈ’｜の値に基づいてＭＩＭＯ伝送の有無を設定してもよい。
　また、必ずしも受信可能な中継局の全てを選択する必要はない。例えば、図１の端末局２において中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信された下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃが受信可能であるが、中継局ＢとＣの相関が高くなる場合は、中継局ＡとＢ（図１の例）、または中継局ＡとＣ（後述する図８の例）の組み合わせを選択してＭＩＭＯ伝送を要求することも可能である。また、端末局１，２は所有するアンテナ数が中継局数を下回っているため、端末局のアンテナ数以下の中継局の選択は必須となる。
　端末局１，２，３の上り制御信号生成部３６は、要求する中継局情報を上り制御信号の要求中継局ＩＤに付与して基地局１０に通知する（Ｓ６）。この時の通知方法は任意の方法でよく、任意の当該中継局を経由しても、別の送信手段を経由してもよい。
　基地局１０の上り制御信号受信部１４は、各端末局１，２，３からの上り制御信号を受信し、端末局検出部１５で端末局ＩＤを検出し、要求中継局検出部１６で当該端末局がＭＩＭＯ伝送を要求している要求中継局を検出する（Ｓ７）。中継局選択部１７は、各端末局１，２，３から収集した要求中継局に基づき、各中継局１，２，３のデータ信号を送信する中継局と周波数帯域を割り当てる（Ｓ８）。
　基地局１０の下り制御信号・データ信号生成部１３は、中継局選択部１７で選択した中継局Ａ，Ｂ，Ｃの周波数帯域で送信する端末局１，２，３宛のデータ信号を生成し、さらに端末局１，２，３宛のデータ信号と周波数帯域の対応を示す下り制御信号を生成し、それぞれ対応する中継局を介して各端末局１，２，３に送信する（Ｓ９）。
　図１の例では、端末局１宛のデータ信号は、中継局Ａから送信するデータ信号Ａを周波数帯域Ｗ１に割り当てる。端末局２宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｂから送信するデータ信号Ａ，Ｂを周波数帯域Ｗ２に多重し、ＭＩＭＯ送信する。端末局３宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信するデータ信号Ａ，Ｂ，Ｃを周波数帯域Ｗ３に多重し、ＭＩＭＯ伝送する。
　図８の例では、端末局２宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｃから送信するデータ信号Ａ，Ｃを周波数帯域Ｗ２に多重し、ＭＩＭＯ伝送する。端末局１，３宛のデータ信号の割り当ては図１の例と同じである。
　図９の例は、端末局１，２，３がそれぞれ３アンテナを備え、かつそれぞれ要求中継局Ａ，Ｂ，Ｃとした場合であり、端末局１，２，３宛のデータ信号は、中継局Ａ，Ｂ，Ｃから送信するデータ信号Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ周波数帯域Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に多重し、ＭＩＭＯ伝送する。
　図１０の例は、端末局１，２，３のアンテナ数が１であり、ＭＩＭＯ伝送ができる端末局が存在しない場合であり、端末局１宛のデータ信号は、中継局Ａから送信するデータ信号Ａを周波数帯域Ｗ１に割り当て、端末局２宛のデータ信号は、中継局Ｂから送信するデータ信号Ｂを周波数帯域Ｗ２に割り当て、端末局３宛のデータ信号は、中継局Ｃから送信するデータ信号Ｃを周波数帯域Ｗ３に割り当てる。
　また、端末局の数が中継局より多い場合は、各周波数帯域をＴＤＭＡなどの多元接続方式を採用することで対応が可能である。この場合は要求中継局数の分布に従って周波数帯域の割当を制御する方法が考えられる。
　端末局１，２，３の対象端末局検出部３７は、下り制御信号Ａ，Ｂ，Ｃから自局向けの下り制御信号を検出し、受信等化行列生成部３８でダウンリンクチャネル推定部３３が推定したチャネル情報を用いて受信重み行列を生成し、受信信号等化・復調部３９でその受信重み行列を用いて自局宛のデータ信号の受信等化を行い、復調する（Ｓ10）。
　さらに、端末局１，２，３は、ステップＳ３と同様に、逐次基地局１０の下り制御信号をモニタリングし、中継局や端末局の移動などに伴って受信可能な要求中継局を変更する場合は、ステップＳ４に戻って再度要求を行う（Ｓ11）。
　なお、サービスエリア内の端末局は、下り制御信号の中心周波数を既知とするが、当該下り制御信号を送信する中継局は、図５に記載の下り制御信号の中継局ＩＤを受信することで把握する。
　１，２，３　端末局
　１０　基地局
　Ａ，Ｂ，Ｃ　中継局
　１１　中継局位置算出部
　１２　中継局周波数帯域割当部
　１３　下り制御信号・データ信号生成部
　１４　上り制御信号受信部
　１５　端末局検出部
　１６　要求中継局検出部
　１７　中継局選択部
　２１　信号受信部
　２２　周波数変換・増幅部
　２３　信号送信部
　３１　下り制御信号受信・同期部
　３２　中継局検出部
　３３　ダウンリンクチャネル推定部
　３４　チャネル相関算出部
　３５　要求中継局選択部
　３６　上り制御信号生成部
　３７　対象端末局検出部
　３８　受信等化行列生成部
　３９　受信信号等化・復調部

Claims (8)

  1. 　１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムにおいて、
    　前記基地局は、前記複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号を前記サービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備えた
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記基地局のダウンリンク多元接続手段は、前記サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する手段を含み、
    　前記端末局は、受信可能な前記下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して前記基地局に通知するダウンリンク多元接続手段を備え、
    　前記基地局のダウンリンク多元接続手段は、前記端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する前記特定の周波数帯域を割り当て、その情報を前記下り制御信号により前記端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する手段を含む
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、
    　前記端末局のダウンリンク多元接続手段は、前記下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて前記空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う手段を含む
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  4. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記端末局のダウンリンク多元接続手段は、前記中継局の前記下り制御信号を監視し、前記受信可能な中継局に変化があれば、前記空間多重伝送を要求する中継局を選択しなおして前記基地局に通知する構成である
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  5. 　１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信方法において、
    　前記基地局のダウンリンク多元接続手段は、前記複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号を前記サービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  6. 　請求項５に記載の無線通信方法において、
    　前記基地局のダウンリンク多元接続手段は、前記サービスエリアで受信可能な中継局から個別の周波数帯域で中継局ＩＤを含む下り制御信号を送信する処理を行い、
    　前記端末局のダウンリンク多元接続手段は、受信可能な前記下り制御信号を受信して同期をとり、さらに同期をとった下り制御信号から中継局と端末局との間のチャネル情報を推定し、該チャネル情報に基づいて受信可能な１以上の中継局を選択して前記基地局に通知する処理を行い、
    　前記基地局のダウンリンク多元接続手段は、前記端末局で選択された中継局を介して当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する前記特定の周波数帯域を割り当て、その情報を前記下り制御信号により前記端末局に通知するとともに、当該端末局宛のデータ信号を空間多重伝送する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  7. 　請求項６に記載の無線通信方法において、
    　前記端末局宛の下り制御信号とデータ信号は同じベースバンド信号から生成して同期しており、
    　前記端末局のダウンリンク多元接続手段は、前記下り制御信号から推定したチャネル情報を用いて前記空間多重伝送されたデータ信号の分離および復調を行う
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  8. 　１台の基地局と、移動する複数の中継局と、サービスエリア内の複数の端末局とを備え、基地局から１または複数の中継局を介して各端末局に対してダウンリンク多元接続を行う無線通信システムの基地局装置において、
    　前記複数の中継局の位置に基づき、各中継局が送信する信号を前記サービスエリアで受信可能な中継局を識別し、該中継局を介して各端末局に対してそれぞれ異なる周波数帯域でデータ信号を周波数多重伝送するとともに、空間多重伝送に対応する端末局に対して特定の周波数帯域と複数の中継局を介してデータ信号を空間多重伝送するダウンリンク多元接続手段を備えた
    　ことを特徴とする基地局装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114025309A (zh) * 2021-09-17 2022-02-08 中时讯通信建设有限公司 一种5g频段的mimo的物联网组网方法及系统
WO2023139679A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 日本電信電話株式会社 無線通信システム、通信装置、受信装置及び無線通信方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7410509B2 (ja) * 2020-02-03 2024-01-10 日本電信電話株式会社 受信局、無線通信システム、及び無線通信方法
JP7495643B2 (ja) * 2020-12-02 2024-06-05 日本電信電話株式会社 ドップラーシフト補償装置およびドップラーシフト補償方法
WO2022137518A1 (ja) * 2020-12-25 2022-06-30 日本電信電話株式会社 中継装置および中継方法
US11800422B2 (en) * 2021-01-12 2023-10-24 Cisco Technology, Inc. Optimization of communications in a low earth orbit (LEO) satellite network
US11711742B2 (en) 2021-02-24 2023-07-25 Qualcomm Incorporated Relay selection for cooperative relaying
US12580670B2 (en) * 2022-01-19 2026-03-17 Ntt, Inc. Wireless communication system, wireless communication method, and wireless device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170359117A1 (en) * 2015-12-11 2017-12-14 Pacific Telecom & Navigation Limited Multi-input and multi-output (mimo) system and method for providing satellite service
JP2018093478A (ja) * 2016-10-13 2018-06-14 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ 無線通信ネットワークを管理・最適化するための無線通信システム及び方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108353294B (zh) * 2015-11-23 2020-06-16 华为技术有限公司 用于选择通信中继的网络实体和方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170359117A1 (en) * 2015-12-11 2017-12-14 Pacific Telecom & Navigation Limited Multi-input and multi-output (mimo) system and method for providing satellite service
JP2018093478A (ja) * 2016-10-13 2018-06-14 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ 無線通信ネットワークを管理・最適化するための無線通信システム及び方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GOTO, DAISUKE ET AL.: "Capacity evaluation under channel estimation using unique word in multi-satellite/multi-beam MIMO systems", IEICE TECHNICAL REPORT, vol. 117, no. 174, 10 August 2017 (2017-08-10), pages 69 - 74 *
GOTO, DAISUKE ET AL: "Study on large capacity using low orbit satellite MIMO system", PROCEEDINGS OF THE 2018 IEICE GENERAL CONFERENCE, 6 March 2018 (2018-03-06), pages 216 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114025309A (zh) * 2021-09-17 2022-02-08 中时讯通信建设有限公司 一种5g频段的mimo的物联网组网方法及系统
WO2023139679A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 日本電信電話株式会社 無線通信システム、通信装置、受信装置及び無線通信方法
JPWO2023139679A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27
JP7680699B2 (ja) 2022-01-19 2025-05-21 日本電信電話株式会社 無線通信システム、通信装置、受信装置及び無線通信方法

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