JP7032363B2 - Mobile communication system, inter-base station control device, inter-base station control method and program - Google Patents

Mobile communication system, inter-base station control device, inter-base station control method and program Download PDF

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Description

本発明は、移動可能な端末による通信を行うことができる移動通信システム、並びに、その移動通信システムに用いられる基地局間制御装置、基地局間制御方法及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to a mobile communication system capable of performing communication by a mobile terminal, and a base station-to-base station control device, a base station-to-base station control method, and a program used in the mobile communication system.

近年の移動通信システムにおけるトラフィックの急増に対応すべく、従来のマクロセル基地局よりもセル（無線通信エリア）が狭いスモールセル基地局（「極小セル基地局」、「ピコセル基地局」、「フェムトセル基地局」などとも呼ばれる）の需要が高まっている。特に、トラフィック対策として、従来のマクロセル基地局のマクロセル内のホットスポット等の多くのトラフィックが集中しているエリアにスモールセルを面的に配置する異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ：Heterogeneous Network）構成が有効である。 Small cell base stations (“minimal cell base stations”, “picocell base stations”, “femtocells”) that have narrower cells (wireless communication areas) than conventional macrocell base stations in order to respond to the rapid increase in traffic in mobile communication systems in recent years. Demand for "base stations") is increasing. In particular, as a traffic countermeasure, a heterogeneous cellular network (HetNet:) in which small cells are arranged in an area where a lot of traffic is concentrated, such as hot spots in a macro cell of a conventional macro cell base station, is mixed with different cell sizes. Heterogeneous Network) configuration is valid.

従来、マクロセルとスモールセルとの間のセル間干渉を低減する技術として、マクロセル基地局とスモールセル基地局とが互いに時間同期していることを前提とした時間領域（サブフレーム単位）で無線フレームを調整制御するセル間干渉制御技術が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。このセル間干渉制御技術は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）－Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠した技術であり、ｅＩＣＩＣ（enhanced Inter-Cell Interference Coordination）とも呼ばれる。 Conventionally, as a technique for reducing cell-to-cell interference between a macro cell and a small cell, a wireless frame is used in a time domain (subframe unit) on the premise that the macro cell base station and the small cell base station are time-synchronized with each other. There is known an inter-cell interference control technique for adjusting and controlling (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). This inter-cell interference control technology is a technology compliant with the LTE (Long Term Evolution) -Advanced standard, and is also called eICIC (enhanced Inter-Cell Interference Coordination).

特開２０１２－１２９７９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-129793

「Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ３ＧＰＰ」，Ｒｅｌｅａｓｅ １０，Ｖ０．２．１（２０１４－０６）．"Overview of 3GPP", Release 10, V0.2.1 (2014-06).

また、上記ＨｅｔＮｅｔ構成において上記従来のセル間干渉制御技術を適用しようとすると、マクロセルとスモールセルで割り当てる時間リソース（タイムスロット）を完全に分けていることから、マクロセルとスモールセルとの間の干渉は回避できるが、マクロセルとスモールセルの最大伝送レート（ピークスループット）が低下するという課題がある。特に、スモールセルの伝送レートを上げるためにスモールセルに多くの時間リソースを割り当てると、ユーザが多く存在するマクロセルに割り当てる時間リソースが減少しマクロセルの伝送レートが低減する課題がある。そこで、本出願人は、マクロセル（第１セル）内に少なくともアンテナが配置されマクロセルと少なくとも一部が重複するスモールセル（第２セル）内に位置する移動局（端末）が受信するマクロセルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、マクロセルの基地局（第１基地局）からの送信信号に送信ウェイトを掛けてスモールセルの基地局（第２基地局）から送信する技術を提案した（特願２０１８－０２３５５９号）。この技術によれば、マクロセル及びスモールセルの伝送レートを低下させることなく、マクロセルからスモールセルへの送信干渉を抑制することができる。しかしながら、マクロセルに複数のスモールセルが重複している場合、マクロセル基地局からの送信信号に送信ウェイトを掛けてスモールセルの基地局から送信する送信信号が、自セル（スモールセル）以外の他のスモールセルへの干渉信号となり、各スモールセルでの通信品質（伝送レート）を劣化させるおそれがある。 Further, when the conventional cell-to-cell interference control technique is applied in the HetNet configuration, the time resources (time slots) allocated by the macro cell and the small cell are completely separated, so that the interference between the macro cell and the small cell is caused. However, there is a problem that the maximum transmission rate (peak throughput) of the macro cell and the small cell is lowered. In particular, if a large amount of time resources are allocated to a small cell in order to increase the transmission rate of the small cell, there is a problem that the time resource allocated to the macro cell in which many users exist is reduced and the transmission rate of the macro cell is reduced. Therefore, the applicant is from a macro cell received by a mobile station (terminal) located in a small cell (second cell) in which at least an antenna is arranged in the macro cell (first cell) and at least partially overlaps with the macro cell. We propose a technique to calculate the transmission weight for suppressing the interference signal, multiply the transmission signal from the macrocell base station (first base station) by the transmission weight, and transmit from the small cell base station (second base station). (Japanese Patent Application No. 2018-023559). According to this technique, it is possible to suppress transmission interference from the macro cell to the small cell without lowering the transmission rate of the macro cell and the small cell. However, when a plurality of small cells are duplicated in a macro cell, the transmission signal transmitted from the base station of the small cell by multiplying the transmission signal from the macro cell base station by the transmission weight is other than the own cell (small cell). It becomes an interference signal to the small cells and may deteriorate the communication quality (transmission rate) in each small cell.

本明細書に開示された一態様に係る移動通信システムは、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局とを備え、前記第１基地局と前記複数の第２基地局とは互いに送信タイミングに関して時間同期制御された移動通信システムであって、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末が受信する前記第１セルからの干渉信号と、他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信して前記端末が受信する干渉抑圧信号とを考慮し、前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信する。
前記移動通信システムにおいて、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信してもよい。 In the mobile communication system according to the embodiment disclosed in the present specification, the first base station forming the first cell and at least an antenna are arranged in the first cell and at least a part thereof overlaps with the first cell. A mobile communication system including a plurality of second base stations each forming a plurality of second cells, and the first base station and the plurality of second base stations are time-synchronized controlled with respect to transmission timing. For each of the plurality of second cells, the interference signal from the first cell received by the terminal located in the second cell and the interference signal from the first cell are suppressed by the other second cells. In consideration of the interference suppression signal transmitted by the second base station of the other second cell and received by the terminal, the transmission weight for suppressing the interference signal from the first cell is calculated, and the plurality of transmission weights are calculated. For each of the second cells, the transmission signal from the first base station is multiplied by the transmission weight and transmitted from the second base station.
In the mobile communication system, for each of the plurality of second cells, the transmission signal received from the first base station is multiplied by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal, and the transmission signal from the first base station is created. Even if the transmission time is adjusted so that the transmission time of the second base station and the transmission time of the transmission interference suppression signal from the second base station are the same, and the transmission interference suppression signal is transmitted from the second base station. good.

前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局と前記複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置を更に備えてもよい。
前記基地局間制御装置は、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記送信ウェイトを計算し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号に同期させて前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局に送信し、前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記基地局間制御装置から受信した前記送信干渉抑圧信号を送信してもよい。
また、前記基地局間制御装置は、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記送信ウェイトを計算して前記第２基地局に送信し、前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記基地局間制御装置から前記送信ウェイトを受信し、前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記第１基地局からの前記送信信号に同期させて前記送信干渉抑圧信号を送信してもよい。
前記基地局間制御装置において、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記複数の第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を、前記第２基地局を介して受信し、前記第２基地局を介して受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算してもよい。 The mobile communication system may further include an inter-base station control device that controls between the first base station and the plurality of second base stations.
The inter-base station control device calculates the transmission weight for each of the plurality of second cells, and multiplies the transmission signal received from the first base station by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal. The transmission interference suppression signal is transmitted to the second base station in synchronization with the transmission signal from the first base station, and each of the plurality of second base stations receives the transmission from the inter-base station control device. An interference suppression signal may be transmitted.
Further, the inter-base station control device calculates the transmission weight for each of the plurality of second cells and transmits the transmission to the second base station, and each of the plurality of second base stations controls the inter-base station. The transmission weight is received from the apparatus, the transmission signal received from the first base station is multiplied by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal, and the transmission signal is synchronized with the transmission signal from the first base station. A transmission interference suppression signal may be transmitted.
In the inter-base station control device, for each of the plurality of second cells, the propagation path characteristics of the first received signal from the first base station measured by the terminal located in the second cell and the plurality of firsts. Information on the propagation path characteristics of the second received signal from the two base stations is received via the second base station, and the transmission weight is calculated based on the information received via the second base station. May be good.

前記移動通信システムにおいて、前記第１基地局及び前記複数の第２基地局それぞれに通信回線を介して接続された共通のベースバンド処理部を更に備え、前記第１基地局及び前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記ベースバンド処理部で生成された送信信号を通信回線を介して受信し、各基地局のアンテナから送信してもよい。 The mobile communication system further includes a common baseband processing unit connected to each of the first base station and the plurality of second base stations via a communication line, and further includes the first base station and the plurality of second base stations. Each base station may receive the transmission signal generated by the base band processing unit via the communication line and transmit it from the antenna of each base station.

本明細書に開示された他の態様に係る基地局間制御装置は、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置であって、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末が受信する第１セルからの干渉信号と、他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信して前記端末が受信する干渉抑圧信号とを考慮し、前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算し、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局に送信する。 The inter-base station control device according to another aspect disclosed in the present specification forms a first base station forming a first cell and a plurality of second cells at least partially overlapping the first cell. An inter-base station control device that controls between a plurality of second base stations, and interference from a first cell received by a terminal located in the second cell for each of the plurality of second cells. Considering the signal and the interference suppression signal transmitted by the second base station of the other second cell and received by the terminal so as to suppress the interference signal from the first cell in the other second cell. The transmission weight for suppressing the interference signal from the first cell is calculated, and for each of the plurality of second cells, the transmission signal received from the first base station is multiplied by the transmission weight to obtain the transmission interference suppression signal. Created and transmitted so that the transmission time of the transmission signal from the first base station and the transmission time of the transmission interference suppression signal from the second base station are the same for each of the plurality of second cells. The time is adjusted to transmit the transmission interference suppression signal to the second base station.

また、本明細書に開示された更に他の態様に係る基地局間制御方法は、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御方法であって、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末が受信する第１セルからの干渉信号と、他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信して前記端末が受信する干渉抑圧信号とを考慮し、前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算することと、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信することと、を含む。
前記基地局間制御方法において、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成することと、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信することと、を含んでもよい。 Further, the inter-base station control method according to still another aspect disclosed in the present specification includes a first base station forming a first cell and a plurality of second cells having at least a part overlap with the first cell. This is an inter-base station control method for controlling between a plurality of second base stations forming the above cells, and the first cell received by a terminal located in the second cell for each of the plurality of second cells. The interference signal from the second cell and the interference suppression signal transmitted by the second base station of the other second cell and received by the terminal so as to suppress the interference signal from the first cell in the other second cell. In consideration of this, the transmission weight for suppressing the interference signal from the first cell is calculated, and the transmission weight from the first base station is multiplied by the transmission weight for each of the plurality of second cells. Includes transmitting from a second base station.
In the inter-base station control method, for each of the plurality of second cells, the transmission signal received from the first base station is multiplied by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal, and the plurality of second cells. For each, the transmission time is adjusted so that the transmission time of the transmission signal from the first base station and the transmission time of the transmission interference suppression signal from the second base station are the same time, and the transmission interference It may include transmitting the suppression signal from the second base station.

また、本明細書に開示された更に他の態様に係るプログラムは、第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局との間の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末が受信する第１セルからの干渉信号と、他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信して前記端末が受信する干渉抑圧信号とを考慮し、前記第１セルからの干渉信号を抑圧するための送信ウェイトを計算する工程と、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成する工程と、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局に送信する工程と、を前記コンピュータに実行させる。 Further, in the program according to still another aspect disclosed in the present specification, a first base station forming a first cell and at least an antenna are arranged in the first cell, and at least a part of the first cell and the first cell are arranged. It is a program for causing a computer to execute control between a plurality of second base stations forming a plurality of overlapping second cells, and is located in the second cell for each of the plurality of second cells. The terminal is transmitted by the second base station of the other second cell so as to suppress the interference signal from the first cell received by the terminal and the interference signal from the first cell in the other second cell. The step of calculating the transmission weight for suppressing the interference signal from the first cell in consideration of the interference suppression signal received by the first cell, and the transmission received from the first base station for each of the plurality of second cells. The step of multiplying the signal by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal, and for each of the plurality of second cells, the transmission time of the transmission signal from the first base station and the transmission from the second base station. The computer is made to perform the step of transmitting the transmission interference suppression signal to the second base station by adjusting the transmission time so that the transmission time of the interference suppression signal becomes the same time.

前記移動通信システム、基地局間制御装置、基地局間制御方法及びプログラムにおいて、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記送信ウェイトは、前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記複数の第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性とに基づいて計算してもよい。
また、前記移動通信システム、基地局間制御装置、基地局間制御方法及びプログラムにおいて、前記送信ウェイトは、前記送信ウェイトのベクトル方向を維持しながら所定の最大値を超えないように計算してもよい。
また、前記移動通信システム、基地局間制御装置、基地局間制御方法及びプログラムにおいて、前記複数の第２セルそれぞれについて、前記送信ウェイトは、前記第２基地局から送信される総送信電力が所定の最大送信電力を越えない条件下で前記端末における信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲ（Signal power to Interference power and Noise power Ratio）を最大化するように計算してもよい。 In the mobile communication system, the inter-base station control device, the inter-base station control method and the program, for each of the plurality of second cells, the transmission weight is measured by the terminal located in the second cell. It may be calculated based on the propagation path characteristic of the first received signal from the base station and the propagation path characteristic of the second received signal from the plurality of second base stations.
Further, in the mobile communication system, the inter-base station control device, the inter-base station control method and the program, the transmission weight may be calculated so as not to exceed a predetermined maximum value while maintaining the vector direction of the transmission weight. good.
Further, in the mobile communication system, the inter-base station control device, the inter-base station control method and the program, the transmission weight is determined by the total transmission power transmitted from the second base station for each of the plurality of second cells. The SINR (Signal power to Interference power and Noise power Ratio), which is the ratio of the signal power to the noise power in the terminal, may be calculated to be maximized under the condition that the maximum transmission power of the above is not exceeded.

前記第１基地局は、前記第１セルとしてマクロセルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局であり、前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記第２セルとしてスモールセルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたスモールセル基地局であってもよい。
また、前記第１基地局は、前記第１セルを形成するように上空に位置する飛行体又は浮揚体又に設けられ、前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記第２セルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局又はスモールセル基地局であってもよい。ここで、前記飛行体は、バッテリー及び太陽光発電システムの少なくとも一方を備え、電力で飛行するものであってもよい。
また、前記第１基地局は、人工衛星、ＨＡＰＳ、飛行船、気球又はドローンに設けられていてもよい。 The first base station is a macrocell base station in which at least an antenna is arranged on the ground or on the sea so as to form a macrocell as the first cell, and each of the plurality of second base stations is small as the second cell. It may be a small cell base station in which at least the antenna is arranged on the ground or at sea so as to form a cell.
Further, the first base station is provided on a flying object or a floating body or a floating body located in the sky so as to form the first cell, and the plurality of second base stations each form the second cell. At least the antenna may be a macrocell base station or a small cell base station located on the ground or at sea. Here, the flying object may include at least one of a battery and a photovoltaic power generation system, and may fly by electric power.
Further, the first base station may be provided on an artificial satellite, HAPS, an airship, a balloon or a drone.

本明細書に開示された移動通信システム、基地局間制御装置、基地局間制御方法及びプログラムによれば、第１セル（マクロセル）に複数の第２セル（スモールセル）が重複しているＨｅｔＮｅｔ構成において、マクロセル及びスモールセルの伝送レートを低下させることなく、マクロセルから複数のスモールセルそれぞれへの送信干渉を確実に抑制して各スモールセルでの通信品質（伝送レート）の劣化を防止することができる。 According to the mobile communication system, the inter-base station control device, the inter-base station control method and the program disclosed in the present specification, the HetNet in which a plurality of second cells (small cells) overlap in the first cell (macro cell). In the configuration, without lowering the transmission rate of the macro cell and the small cell, the transmission interference from the macro cell to each of the plurality of small cells is surely suppressed to prevent the deterioration of the communication quality (transmission rate) in each small cell. Can be done.

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of an overall configuration of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention. 図２は、従来例のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）におけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of arranging time slots of radio resources set in each of a macro cell and a small cell in the conventional inter-cell interference control technology (eICIC). 図３は、本実施形態に係る移動通信システムにおけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of arranging time slots of radio resources set in each of the macro cell and the small cell in the mobile communication system according to the present embodiment. 図４は、本実施形態に係る送信干渉抑圧技術を導入可能な通信システムの一構成例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration example of a communication system into which the transmission interference suppression technique according to the present embodiment can be introduced. 図５は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（下り回線）の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a basic operation (downlink) of transmission interference suppression control according to the present embodiment. 図６は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（上り回線）の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a basic operation (uplink) of transmission interference suppression control according to the present embodiment. 図７は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の他の例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing another example of transmission interference suppression control according to the present embodiment. 図８は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing still another example of transmission interference suppression control according to the present embodiment. 図９は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing still another example of transmission interference suppression control according to the present embodiment. 図１０は、本発明の他の実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of an overall configuration of a mobile communication system according to another embodiment of the present invention. 図１１は、図１０の移動通信システムにおける送信干渉抑圧制御の一例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of transmission interference suppression control in the mobile communication system of FIG.

以下、図面を参照して様々な実施形態について説明する。なお、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ及び位置関係のみに限定されるものではない。また、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。 Hereinafter, various embodiments will be described with reference to the drawings. It should be noted that each figure merely schematically shows the shape, size and positional relationship to the extent that the content of the present invention can be understood. Therefore, the present invention has the shape, size and position exemplified in each figure. It is not limited to relationships. Further, the numerical values exemplified below are merely preferable examples of the present invention, and therefore, the present invention is not limited to the exemplified numerical values.

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム（携帯電話システム）における異種セルサイズ混在型のヘテロジーニアスセルラネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）の構成の一例を示す図である。図１において、本実施形態の移動通信システムは、端末１０と無線通信可能な複数の基地局として、マクロセル基地局（第１基地局）２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局（第２基地局）３０Ａ，３０Ｂとを備えている。一方のマクロセル基地局２０Ａのマクロセル（第１セル）２００Ａ内の４箇所にそれぞれスモールセル基地局３０Ａの少なくともアンテナが配置され、他方のマクロセル基地局２０Ｂのマクロセル２００Ｂ内の６箇所にそれぞれスモールセル基地局３０Ｂの少なくともアンテナが配置されている。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a heterogeneous cellular network (HetNet) in which different cell sizes are mixed in a mobile communication system (mobile phone system) according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the mobile communication system of the present embodiment has macrocell base stations (first base stations) 20A and 20B and small cell base stations (second base stations) 30A as a plurality of base stations capable of wireless communication with the terminal 10. , 30B and. At least antennas of the small cell base station 30A are arranged at four locations in the macro cell (first cell) 200A of one macro cell base station 20A, and small cell bases are arranged at six locations in the macro cell 200B of the other macro cell base station 20B, respectively. At least the antenna of station 30B is arranged.

図１の移動通信システムの構成は、マクロセル２００Ａ，２００Ｂ内のホットスポット等の多くのトラフィックが集中しているエリアにスモールセル（第２セル）３００Ａ，３００Ｂを面的に配置した、トラフィック対策として有効な「ＨｅｔＮｅｔ構成」である。本システムではマクロセルとスモールセルは同一周波数を利用する。特に、図１の例のように高層ビル４０が立ち並ぶ市街地などでは、高層階の大規模オフィス内でトラフィックが集中的に発生するケースが多々あり、そのような場所にスモールセルを配置する「三次元空間ＨｅｔＮｅｔ構成（三次元空間セル構成）」が非常に有効である。図１の三次元空間セル構成では、面方向に複数の屋外スモールセルが配置され、高さ方向に複数の屋内スモールセルが配置されている。 The configuration of the mobile communication system shown in FIG. 1 is as a traffic countermeasure in which small cells (second cells) 300A and 300B are arranged in an area where a large amount of traffic such as hot spots in the macro cells 200A and 200B is concentrated. It is a valid "HetNet configuration". In this system, the macro cell and the small cell use the same frequency. In particular, in urban areas where high-rise buildings 40 are lined up as in the example of FIG. 1, there are many cases where traffic is concentrated in large-scale offices on high-rise floors, and small cells are placed in such places. "Original space HetNet configuration (three-dimensional space cell configuration)" is very effective. In the three-dimensional space cell configuration of FIG. 1, a plurality of outdoor small cells are arranged in the plane direction, and a plurality of indoor small cells are arranged in the height direction.

端末１０は、携帯電話機、スマートフォン、移動通信機能を有する携帯パソコン等であり、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、移動機、携帯型の通信端末とも呼ばれている。端末１０は、一方のマクロセル２００Ａ内に位置するときには、そのマクロセル２００Ａに対応するマクロセル基地局２０Ａを介して移動通信網側と通信する。また、端末１０は、マクロセル２００Ａ内で重複しているスモールセル３００Ａのいずれかに移動すると、スモールセル基地局３０Ａのいずれかを介して移動通信網側と通信する。同様に、端末１０は、もう一方のマクロセル２００Ｂ内に位置するときには、そのマクロセル２００Ｂに対応するマクロセル基地局２０Ｂを介して移動通信網側と通信する。また、端末１０は、マクロセル２００Ｂ内で重複しているスモールセル３００Ｂのいずれかに移動すると、スモールセル基地局３０Ｂを介して移動通信網側と通信する。 The terminal 10 is a mobile phone, a smartphone, a portable personal computer having a mobile communication function, or the like, and is also called a user device (UE), a mobile station, a mobile device, or a portable communication terminal. When the terminal 10 is located in one of the macro cells 200A, the terminal 10 communicates with the mobile communication network side via the macro cell base station 20A corresponding to the macro cell 200A. Further, when the terminal 10 moves to any of the overlapping small cells 300A in the macro cell 200A, the terminal 10 communicates with the mobile communication network side via any of the small cell base stations 30A. Similarly, when the terminal 10 is located in the other macro cell 200B, the terminal 10 communicates with the mobile communication network side via the macro cell base station 20B corresponding to the macro cell 200B. Further, when the terminal 10 moves to any of the overlapping small cells 300B in the macro cell 200B, the terminal 10 communicates with the mobile communication network side via the small cell base station 30B.

なお、図１において、マクロセル基地局及びスモールセル基地局それぞれの数は任意であり、例えば、マクロセル基地局は１箇所又は３箇所以上に設けてもよいし、スモールセル基地局は各マクロセル内において複数の２箇所～３箇所又は７箇所以上に設けてもよい。また、マクロセル基地局及びスモールセル基地局は互いに時間同期制御されている。 In FIG. 1, the number of each of the macro cell base station and the small cell base station is arbitrary. For example, the macro cell base station may be provided at one place or three or more places, and the small cell base station may be provided in each macro cell. It may be provided at a plurality of 2 to 3 places or 7 or more places. Further, the macro cell base station and the small cell base station are controlled in time synchronization with each other.

マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ、移動通信網において屋外に設置されている通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域の基地局であり、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏ ｅ－Ｎｏｄｅ Ｂ」、「ＭｅＮＢ」等と呼ばれる場合もある。マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂは、他の基地局と例えば有線の通信回線で接続され、所定の通信インターフェースで通信可能になっている。また、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂは、回線終端装置及び光回線や専用回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。 The macrocell base stations 20A and 20B are wide-area base stations that cover macrocells, which are usually installed outdoors in a mobile communication network and have a radius of several hundred meters to several kilometers, respectively, and are "macrocell base stations". , "Macro e-Node B", "MeNB" and the like. The macrocell base stations 20A and 20B are connected to other base stations by, for example, a wired communication line, and can communicate with a predetermined communication interface. Further, the macrocell base stations 20A and 20B are connected to the core network of the mobile communication network via a line termination device and a communication line such as an optical line or a dedicated line, and are connected to various nodes such as a server device on the core network. Communication is possible by a predetermined communication interface.

スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、広域のマクロセル基地局とは異なり、無線通信可能距離が数十ｍ乃至数百ｍ程度であり、一般家庭、店舗、オフィス等の屋内にも設置することができる小容量の基地局である。スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂは、移動通信網における広域のマクロセル基地局がカバーするエリアよりも小さなエリアをカバーするように設けられるため「スモールセル基地局」と呼ばれたり、「Ｓｍａｌｌ ｅ－Ｎｏｄｅ Ｂ」や「Ｓｍａｌｌ ｅＮＢ」と呼ばれたりする場合もある。スモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂについても、回線終端装置及び光回線や専用回線などの通信回線を介して移動通信網のコアネットワークに接続され、コアネットワーク上のサーバ装置などの各種ノードとの間で所定の通信インターフェースにより通信可能になっている。 Unlike wide-area macrocell base stations, the small cell base stations 30A and 30B have a wireless communication range of several tens to several hundreds of meters, and can be installed indoors in general homes, stores, offices, etc. It is a small-capacity base station that can be used. The small cell base stations 30A and 30B are called "small cell base stations" or "Small e-Node" because they are provided so as to cover an area smaller than the area covered by a wide area macro cell base station in a mobile communication network. It may also be called "B" or "Small eNB". The small cell base stations 30A and 30B are also connected to the core network of the mobile communication network via the line termination device and communication lines such as optical lines and dedicated lines, and are connected to various nodes such as server devices on the core network. Communication is possible by a predetermined communication interface.

マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれと端末１０との間の無線通信には、同一無線伝送方式及び同一周波数帯が使用されている。無線伝送方式としては、例えば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ－２０００等の第３世代移動通信システム（３Ｇ）の通信方式、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄの通信方式、第４世代携帯電話の通信方式、第５世代携帯電話の通信方式などを採用することができる。 The same wireless transmission method and the same frequency band are used for wireless communication between the macrocell base stations 20A and 20B and the small cell base stations 30A and 30B and the terminal 10. Examples of the wireless transmission method include communication methods of 3rd generation mobile communication systems (3G) such as WCDMA (registered trademark) (Wideband Code Division Multiple Access) and CDMA-2000, and LTE (Long Term Evolution) and LTE-Advanced. A communication method, a communication method of a 4th generation mobile phone, a communication method of a 5th generation mobile phone, or the like can be adopted.

端末１０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることによりマクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれとの間の無線通信等を行うことができる。また、マクロセル基地局２０Ａ，２０Ｂ及びスモールセル基地局３０Ａ，３０Ｂはそれぞれ、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、端末１０との間の無線通信やコアネットワーク側との通信を行ったりすることができる。 The terminal 10 is configured by using hardware such as a computer device having a CPU and a memory, a wireless communication unit, and the like, and the macro cell base stations 20A and 20B and the small cell base stations 30A and 30B are executed by executing a predetermined program. Wireless communication with each can be performed. Further, the macro cell base stations 20A and 20B and the small cell base stations 30A and 30B are configured by using hardware such as a computer device having a CPU and a memory, an external communication interface unit for a core network, and a wireless communication unit, respectively. By executing a predetermined program, it is possible to perform wireless communication with the terminal 10 and communication with the core network side.

端末１０は、自動車やドローンなどの移動体に組み込まれたモジュール状の移動局であってもよいし、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）向けデバイスの端末装置であってもよい。 The terminal 10 may be a modular mobile station incorporated in a mobile body such as an automobile or a drone, or may be a terminal device of a device for IoT (Internet of Things).

図１のような三次元空間セル構成では、図中矢印で示すように、マクロセル間、マクロセルとスモールセルと間及びスモールセル間における予干渉、被干渉の推定が非常に複雑である。また、空間的にセル間の離隔距離を取ることで、相互に干渉を回避する三次元空間セル構成の構築は極めて困難である。三次元空間セル構成を実現するためには、高度な干渉制御が不可欠である。 In the three-dimensional space cell configuration as shown in FIG. 1, as shown by the arrows in the figure, the estimation of pre-interference and interference between macro cells, between macro cells and small cells, and between small cells is very complicated. In addition, it is extremely difficult to construct a three-dimensional spatial cell configuration that avoids mutual interference by spatially separating cells from each other. Advanced interference control is indispensable for realizing a three-dimensional space cell configuration.

上記ＨｅｔＮｅｔ構成に適用可能なセル間干渉制御技術として、前述のＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ標準に準拠したｅＩＣＩＣと呼ばれるセル間干渉制御技術が知られている。 As an inter-cell interference control technology applicable to the HetNet configuration, an inter-cell interference control technology called eICIC based on the above-mentioned LTE-Advanced standard is known.

図２は、従来例のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）におけるマクロセル及びスモールセルそれぞれに設定される無線リソースの時間スロットの配置例を示す図である。図２に示すように、前述のｅＩＣＩＣと呼ばれるセル間干渉制御技術では、同一周波数帯の無線リソースを時分割して、マクロセル及びスモールセルそれぞれに互いに異なる時間スロットを割り当てる。これにより、マクロセルとスモールセルとの間の同一周波数帯における干渉を回避することができる。しかしながら、従来のセル間干渉制御技術（ｅＩＣＩＣ）では、マクロセル及びスモールセルそれぞれにおいて無線リソース（時間スロット）を分割し、相互にその一部を使用しないため、マクロセル及びスモールセルの最大伝送レート（ピークスループット）が低下するという課題がある。例えば、図２の例では、マクロセル及びスモールセルの最大伝送レートはともに無線リソースをすべて使用した場合に比して５／１０＝１／２に低下する。そのため、マクロセル及びスモールセルの最大伝送レートの低下を改善できる技術が望まれる。特に、ユーザ（端末）が多く存在するマクロセルの伝送レート（スループット）の低下を改善できる技術が望まれる。 FIG. 2 is a diagram showing an example of arranging time slots of radio resources set in each of a macro cell and a small cell in the conventional inter-cell interference control technology (eICIC). As shown in FIG. 2, in the above-mentioned cell-to-cell interference control technique called eICIC, radio resources in the same frequency band are time-divided, and different time slots are assigned to macro cells and small cells. This makes it possible to avoid interference between the macro cell and the small cell in the same frequency band. However, in the conventional cell-to-cell interference control technology (eICIC), the radio resource (time slot) is divided in each of the macro cell and the small cell, and a part of the radio resource (time slot) is not used for each other. Therefore, the maximum transmission rate (peak) of the macro cell and the small cell is used. There is a problem that the throughput) decreases. For example, in the example of FIG. 2, the maximum transmission rate of both the macro cell and the small cell is reduced to 5/10 = 1/2 as compared with the case where all the radio resources are used. Therefore, a technique capable of improving the decrease in the maximum transmission rate of the macro cell and the small cell is desired. In particular, a technology capable of improving the decrease in the transmission rate (throughput) of a macrocell having many users (terminals) is desired.

そこで、本実施形態では、セル間の干渉を回避するとともにマクロセル及びスモールセルの最大伝送レートの低下を改善するという課題を解決するため、図３に示すようにマクロセル及びスモールセルそれぞれにおいて全無線リソース（全タイムスロット）の同時利用を実現しつつ、以下に示すようにマクロセルからスモールセルへの干渉を確実に抑圧（キャンセル）する送信干渉抑圧技術（送信干渉キャンセル技術）を全てのスモールセルに導入している。 Therefore, in the present embodiment, in order to solve the problem of avoiding interference between cells and improving the decrease in the maximum transmission rate of the macro cell and the small cell, as shown in FIG. 3, all radio resources in each of the macro cell and the small cell. Introduced transmission interference suppression technology (transmission interference canceling technology) that reliably suppresses (cancels) interference from macrocells to small cells as shown below while realizing simultaneous use of (all time slots). is doing.

図４は、本実施形態に係る送信干渉抑圧技術を導入可能な通信システムの一構成例を示す説明図である。なお、図４の通信システムは、Ｃ－ＲＡＮ（集中型無線アクセスネットワーク）構成を基本とした例を示しているが、Ｄ－ＲＡＮ（分散型無線アクセスネットワーク）などの他の構成の通信システムであってもよい。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration example of a communication system into which the transmission interference suppression technique according to the present embodiment can be introduced. The communication system of FIG. 4 shows an example based on a C-RAN (centralized radio access network) configuration, but a communication system having another configuration such as a D-RAN (distributed radio access network) can be used. There may be.

本実施形態のＣ－ＲＡＮ構成の通信システムにおいて、マクロセル基地局２０及びスモールセル基地局３０はそれぞれ、光ファイバ、基地局間インターフェース（例えばＬＴＥではｘ２インターフェース）等の有線通信回線又は無線通信回線などの通信回線９０を介して互いに接続された、ＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）（「張り出し基地局」、「光張り出し装置」ともいう。）２１，３１と、ベースバンド信号処理部を含む基地局送受信機（ベースバンド処理部）とを有する。各基地局２０，３０の基地局送受信機は、１箇所に設置された共通のＢＢＵ（ベースバンドユニット）５０に集約されている。各基地局２０，３０のＲＲＨ２１，３１は、基地局間ネットワーク連携制御装置（以下「基地局間制御装置」という。）６０と通信回線９０とを介してＢＢＵ５０に接続されている。ＲＲＨ２１，３１は、張り出し基地局とも呼ばれ、ＲＦ部や増幅装置等を有する。ＲＲＨ２１，３１は、ＢＢＵ５０からの送信信号を無線信号に変換して所定の送信電力でアンテナから送信したり、アンテナで受信した無線信号を受信信号に変換してＢＢＵ５０に送ったりする。基地局間制御装置６０は、以下に例示するマクロセルからスモールセルへの干渉を抑制する送信干渉キャンセラを実行する。 In the communication system having the C-RAN configuration of the present embodiment, the macrocell base station 20 and the small cell base station 30 are optical fibers, a wired communication line such as an inter-base station interface (for example, x2 interface in LTE), or a wireless communication line, respectively. RRH (remote wireless header) (also referred to as "overhanging base station" or "optical overhanging device") 21, 31 connected to each other via the communication line 90 of the above, and a base station transmitter / receiver including a base band signal processing unit. (Base band processing unit). The base station transceivers of the base stations 20 and 30 are integrated into a common BBU (baseband unit) 50 installed at one location. The RRHs 21 and 31 of the base stations 20 and 30 are connected to the BBU 50 via a base station-to-base station network linkage control device (hereinafter referred to as “base station-to-base station control device”) 60 and a communication line 90. The RRHs 21 and 31 are also called overhanging base stations and have an RF unit, an amplification device, and the like. The RRHs 21 and 31 convert the transmission signal from the BBU 50 into a radio signal and transmit it from the antenna with a predetermined transmission power, or convert the radio signal received by the antenna into a reception signal and send it to the BBU 50. The inter-base station control device 60 executes a transmission interference canceller that suppresses interference from the macro cell to the small cell illustrated below.

上記送信干渉キャンセラは、例えば、基地局間制御装置６０に設けられたプロセッサやメモリ等からなるコンピュータがプログラムを読み込んで動作することにより実行することができる。プログラムは、記録媒体に記録する方法やネットワークを介して送受信する方法などで供給してコンピュータに組み込むことができる。プログラムは、ネットワーク上のコンピュータとしてのサーバに組み込んでおき、基地局間制御装置６０などから遠隔的に実行してもよい。 The transmission interference canceller can be executed, for example, by reading a program and operating it by a computer including a processor, a memory, or the like provided in the inter-base station control device 60. The program can be supplied and incorporated into a computer by a method of recording on a recording medium or a method of transmitting and receiving via a network. The program may be incorporated in a server as a computer on the network and executed remotely from the inter-base station control device 60 or the like.

図５は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（下り回線）の一例を示す説明図である。ここで、マクロセル２００の基地局番号を「０」とし、複数のスモールセル３００の基地局番号をｎ（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）とする。なお、図５では、図示の都合上、ｎ＝１，２としている。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a basic operation (downlink) of transmission interference suppression control according to the present embodiment. Here, the base station number of the macro cell 200 is set to "0", and the base station number of the plurality of small cells 300 is set to n (n = 1,2, ---, N). In FIG. 5, for convenience of illustration, n = 1 and 2 are set.

図５において、各スモールセル３００の送信信号（スモールセル送信信号）ｓｎ（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）は、ＢＢＵ５０から基地局間制御装置６０を介して、各スモールセル基地局のＲＲＨ３１に送信される。マクロセル２００の送信信号（マクロセル送信信号）ｓ０は、ＢＢＵ５０から基地局間制御装置６０を介して、マクロセル基地局のＲＲＨ２１に送信されるとともに、各スモールセル基地局のＲＲＨ３１に送信される。ｎ番目のスモールセル基地局のＲＲＨ３１は、基地局間制御装置６０から受信したスモールセル送信信号ｓｎをアンテナから送信する。更に、各スモールセル基地局のＲＲＨ３１は、基地局間制御装置６０から受信したマクロセル送信信号ｓ０に所定の送信ウェイトｗｎを掛けて送信干渉抑圧信号（ｗｎｓ０）（「送信干渉キャンセル信号」ともいう。）を生成してアンテナから送信する。この送信干渉抑圧信号（ｗｎｓ０）により、スモールセル３００内に位置する端末１０が受信するマクロセル基地局２０からのマクロセル干渉信号（マクロセル送信信号ｓ０）を抑圧又はキャンセルすることができる。 In FIG. 5, the transmission signal (small cell transmission signal) sn ( n = 1, 2, ---, N) of each small cell 300 is transmitted from the BBU 50 to each small cell base via the inter-base station control device 60. It is transmitted to the RRH31 of the station. The transmission signal (macrocell transmission signal) s 0 of the macrocell 200 is transmitted from the BBU 50 to the RRH21 of the macrocell base station via the inter-base station control device 60, and is also transmitted to the RRH31 of each small cell base station. The nth small cell base station RRH31 transmits the small cell transmission signal sn received from the inter-base station control device 60 from the antenna. Further, the RRH 31 of each small cell base station multiplies the macrocell transmission signal s 0 received from the inter-base station control device 60 by a predetermined transmission wait w n to transmit the transmission interference suppression signal (w n s 0 ) (“transmission interference cancellation”. It is also called a "signal") and is transmitted from the antenna. The transmission interference suppression signal ( wn s 0 ) can suppress or cancel the macrocell interference signal (macrocell transmission signal s 0 ) from the macrocell base station 20 received by the terminal 10 located in the small cell 300.

本実施形態では、各スモールセル３００の各端末１０が受信するすべてのマクロセル干渉信号を抑圧又はキャンセルできるように送信ウェイトｗｎ（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）を決定している。すなわち、以下に示すように、マクロセル基地局２０から直接送信されるマクロセル干渉信号（ｓ０）と、各スモールセル３００でマクロセル干渉信号を抑圧又はキャンセルするように送信されたマクロセル信号の送信干渉キャンセル信号（ｗｎｓ０）を同時に考慮して、各スモールセル３００の各端末１０が受信するすべてのマクロセル干渉信号を抑圧又はキャンセルするように各スモールセル３００の送信ウェイトｗｎを決定する。 In the present embodiment, the transmission wait w n (n = 1,2, ---, N) is determined so that all the macrocell interference signals received by each terminal 10 of each small cell 300 can be suppressed or canceled. .. That is, as shown below, the transmission interference cancellation of the macrocell interference signal (s 0 ) directly transmitted from the macrocell base station 20 and the macrocell signal transmitted so as to suppress or cancel the macrocell interference signal in each small cell 300. The transmission weight wn of each small cell 300 is determined so as to suppress or cancel all the macrocell interference signals received by each terminal 10 of each small cell 300 in consideration of the signal (w n s 0 ) at the same time.

ｎ番目のスモールセル３００内の端末をＭｎとし、ｍ番目のスモールセル基地局３０からｎ番目のスモールセル３００内の端末Ｍｎへの伝搬路特性（チャネル特性）をｈｎｍとする。ｈ１０ｓ０，ｈ２０ｓ０，－－－，ｈＮ０ｓ０は、マクロセル基地局２０から送信されて各スモールセル３００内の端末で受信されるマクロセル干渉信号である。 Let Mn be the terminal in the nth small cell 300, and h nm be the propagation path characteristic (channel characteristic) from the mth small cell base station 30 to the terminal Mn in the nth small cell 300. h 10 s 0 , h 20 s 0 , ---, h N0 s 0 are macrocell interference signals transmitted from the macrocell base station 20 and received by the terminal in each small cell 300.

また、ｍ番目のスモールセル基地局３０に対する送信ウェイトをｗｍとおくと、ｍ番目のスモールセル基地局３０から送信されてｎ番目のスモールセル３００内の端末で受信される送信干渉キャンセル信号は、ｈｎｍｗｍｓ０（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ，ｍ＝１，２，－－－，Ｎ）で表される。例えば、すべてのスモールセル基地局３０（ｍ＝１，２，－－－，Ｎ）から送信されて１番目のスモールセル３００内の端末で受信される送信干渉キャンセル信号は、ｈ１１ｗ１ｓ０，ｈ１２ｗ２ｓ０，－－－，ｈ１ＮｗＮｓ０で表される。 Further, assuming that the transmission wait for the m-th small cell base station 30 is w m , the transmission interference cancel signal transmitted from the m-th small cell base station 30 and received by the terminal in the n-th small cell 300 is , H nm w m s 0 (n = 1,2, －－－, N, m = 1,2, －－－, N). For example, the transmission interference cancel signal transmitted from all the small cell base stations 30 (m = 1,2, －－－, N) and received by the terminal in the first small cell 300 is h 11 w 1 s. It is represented by 0 , h 12 w 2 s 0 , ---, h 1N w N s 0 .

従って、各スモールセル３００の各端末１０が受信するすべてのマクロセル干渉信号を抑圧又はキャンセルするための条件は、次式（１）で表される。

Figure 0007032363000001
Therefore, the condition for suppressing or canceling all the macrocell interference signals received by each terminal 10 of each small cell 300 is expressed by the following equation (1).
Figure 0007032363000001

上記式（１）を行列で表現すると、次式（２）で表される。

Figure 0007032363000002
When the above equation (1) is expressed by a matrix, it is expressed by the following equation (2).
Figure 0007032363000002

上記式（２）を送信ウェイトｗｎ（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）に関して解くと、次式（３）となる。ここで、Ｈ－１は行列Ｈの逆行列を与える。

Figure 0007032363000003
Solving the above equation (2) with respect to the transmission weight w n (n = 1,2, －－－, N) yields the following equation (3). Here, H -1 gives the inverse matrix of the matrix H.
Figure 0007032363000003

上記式（３）の送信ウェイトｗｎ（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）のいくつかはチャネル行列Ｈの特性によっては非常に大きくなり、その結果、スモールセル３００の送信干渉キャンセル信号の送信電力が非常に大きくなることがある。一般にスモールセル３００の基地局送信電力は制限があり、それを越えた送信電力で送信することはできない。そこで、現実な値として、送信ウェイトｗｎに制限を設けてもよい。この場合、スモールセル３００の送信ウェイトｗｎの最大値をｗｎ ｍａｘとおくと、制限された送信ウエイトｗｎｌｉｍは次式で与えられる。ここで、Ｍａｘ（ａ，ｂ）、Ｍｉｎ（ａ，ｂ）はそれぞれ、ａ、ｂの最大値、最小値を与える関数である。

Figure 0007032363000004
Some of the transmission weights w n (n = 1,2, －－－, N) in the above equation (3) become very large depending on the characteristics of the channel matrix H, and as a result, the transmission interference cancel signal of the small cell 300 Transmission power can be very high. Generally, the base station transmission power of the small cell 300 is limited, and transmission power exceeding the limit cannot be used for transmission. Therefore, as a realistic value, a limit may be set on the transmission wait w n . In this case, if the maximum value of the transmission weight w n of the small cell 300 is w n max , the limited transmission weight w n lim is given by the following equation. Here, Max (a, b) and Min (a, b) are functions that give the maximum and minimum values of a and b, respectively.
Figure 0007032363000004

上記送信ウェイトｗｎをｗｎｌｉｍに制限する制限制御は、送信ウェイトのベクトル方向を変えないことが特徴であり、各スモールセル３００の送信ウェイトｗｎがｗｎ ｍａｘを越えることはない。 The restriction control for limiting the transmission weight w n to w n lim is characterized in that the vector direction of the transmission weight is not changed, and the transmission weight w n of each small cell 300 does not exceed w n max .

図６は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の基本動作（上り回線）の一例を示す説明図である。
図６において、ｎ番目のスモールセル３００の端末１０（Ｍｎ）は、マクロセル基地局２０（Ｂ０）のＲＲＨ２１との間の伝搬路特性ｈｎ０と、ｍ番目のスモールセル基地局３０（Ｂｍ）との間の伝搬路特性ｈｎｍ（ｍ＝１，２，－－－，Ｎ）を測定する。例えば、ＬＴＥでは、各基地局から送信される送信信号内の制御信号にある基地局個別信号（パイロット信号）を基にして、伝搬路特性ｈｎ０とｈｎｍ（ｍ＝１，２，－－－，Ｎ）を測定する。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a basic operation (uplink) of transmission interference suppression control according to the present embodiment.
In FIG. 6, the terminal 10 ( Mn ) of the nth small cell 300 has a propagation path characteristic h n0 between the macrocell base station 20 (B 0 ) and the RRH 21 and the mth small cell base station 30 (B). Propagation path characteristic h nm (m = 1,2, －－－, N) between m ) is measured. For example, in LTE, propagation path characteristics h n0 and h nm (m = 1, 2, --- based on the base station individual signal (pilot signal) in the control signal in the transmission signal transmitted from each base station. -, N) is measured.

ｎ番目のスモールセルの端末Ｍｎは、ｎ番目のスモールセル基地局Ｂｎに、測定した伝搬路特性ｈｎ０，ｈｎｍの情報（フィードバック情報ＦＢ）を上り回線信号で送信する。 The terminal Mn of the nth small cell transmits information (feedback information FB) of the measured propagation path characteristics h n0 and h nm to the nth small cell base station B n as an uplink signal.

ｎ番目のスモールセル基地局Ｂｎは、端末Ｍｎから受信した伝搬路特性ｈｎ０，ｈｎｍの情報（フィードバック情報ＦＢ）を、基地局間制御装置６０内に設けられたスモールセルの送信ウェイト計算部６１に送信する。 The nth small cell base station B n receives information (feedback information FB) of propagation path characteristics h n0 and h nm received from the terminal Mn , and transmits the transmission weight of the small cell provided in the inter-base station control device 60. It is transmitted to the calculation unit 61.

スモールセルの送信ウェイト計算部６１は、スモールセル基地局Ｂｎから受信した伝搬路特性ｈｎ０，ｈｎｍの情報（フィードバック情報ＦＢ）に基づいて送信ウェイトｗｎを計算し、その送信ウェイトｗｎをマクロセル送信信号ｓ０に掛けて送信干渉キャンセル信号（送信干渉抑圧信号）ｗｎｓ０を生成する。 The transmission weight calculation unit 61 of the small cell calculates the transmission weight w n based on the information (feedback information FB) of the propagation path characteristics h n0 and h nm received from the small cell base station B n , and the transmission weight w n thereof. Is multiplied by the macrocell transmission signal s 0 to generate a transmission interference cancel signal (transmission interference suppression signal) w n s 0 .

図７は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の他の例を示すブロック図である。図７の例は、基地局間制御装置６０が送信ウェイトｗｎを計算して送信干渉抑圧信号（ｗｎ・ｓ０）を生成する例である。なお、図７において、前述の図１及び図４～図６と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。 FIG. 7 is a block diagram showing another example of transmission interference suppression control according to the present embodiment. The example of FIG. 7 is an example in which the inter-base station control device 60 calculates a transmission wait w n and generates a transmission interference suppression signal (w n · s 0 ). In FIG. 7, the same reference numerals are given to the parts common to those in FIGS. 1 and 4 to 6 described above, and the description thereof will be omitted.

図７において、基地局間制御装置６０は、スモールセルの送信ウェイト計算部６１と送信信号処理部６２とを備える。送信ウェイト計算部６１は、スモールセル基地局Ｂ１，Ｂｎ， ．．．から受信した前述のフィードバック情報ＦＢ１， ．．．，ＦＢｎ， ．．．に基づいて送信ウェイトｗ１， ．．．，ｗｎ， ．．．を計算する。 In FIG. 7, the inter-base station control device 60 includes a small cell transmission weight calculation unit 61 and a transmission signal processing unit 62. The transmission weight calculation unit 61 includes small cell base stations B 1 , B n ,. .. .. The above-mentioned feedback information FB 1 , received from. .. .. , FB n ,. .. .. Transmission weight w 1 , based on. .. .. , Wn ,. .. .. To calculate.

送信信号処理部６２は、送信ウェイト計算部６１で計算された送信ウェイトｗ１，．．．，ｗｎ， ．．．にマクロセル送信信号ｓ０を掛けて送信干渉抑圧信号ｗ１・ｓ０， ．．．，ｗｎ・ｓ０， ．．．を生成する。そして、その送信干渉抑圧信号ｗ１・ｓ０， ．．．，ｗｎ・ｓ０， ．．．に、ＢＢＵ６１から受信した各スモールセルの送信信号（希望信号）ｓ１，ｓ０， ．．．を加算してスモールセル送信信号ｓ１’（＝ｗ１・ｓ０＋ｓ１）， ．．．，ｓｎ’（＝ｗｎ・ｓ０＋ｓｎ）， ．．．を生成する。 The transmission signal processing unit 62 has the transmission weight w1, calculated by the transmission weight calculation unit 61. .. .. , Wn ,. .. .. Multiply the macrocell transmission signal s 0 by the transmission interference suppression signal w 1 · s 0 ,. .. .. , W n · s 0 ,. .. .. To generate. Then, the transmission interference suppression signal w 1 · s 0 ,. .. .. , W n · s 0 ,. .. .. In addition, the transmission signal (desired signal) of each small cell received from the BBU 61 is s 1 , s 0 ,. .. .. Small cell transmission signal s 1 '(= w 1 · s 0 + s 1 ) ,. .. .. , S n '(= w n · s 0 + s n ) ,. .. .. To generate.

更に、送信信号処理部６２は、マクロセル送信信号ｓ０及びスモールセル送信信号ｓ１’， ．．．，ｓｎ’， ．．．について、マクロセル送信信号ｓ０と送信干渉抑圧信号ｗ１・ｓ０， ．．．，ｗｎ・ｓ０， ．．．の送信時刻が同一となるように送信タイミングに関して時刻同期調整制御を行う。この時刻同期調整制御は、例えば、マクロセル送信信号ｓ０及びスモールセル送信信号ｓ１’， ．．．，ｓｎ’， ．．．それぞれを各セル対応の遅延調整器（ソフトウェアによる遅延時間設定）を介して所定の遅れ時間τ０，τ１，・・・，τｎ， ．．．だけずらして各基地局Ｂ０，Ｂ１，・・・，Ｂｎ， ．．．に送信する。例えば、マクロセル送信信号ｓ０の遅れ時間τ０及びスモールセル送信信号ｓ１’， ．．．，ｓｎ， ．．．の遅れ時間τ１， ．．．，τｎ， ．．．は、マクロセル基地局Ｂ０とスモールセル基地局Ｂ１， ．．．，Ｂｎ， ．．．との間の空間的な位置関係に関する情報や各基地局と端末との間の伝搬遅れ時間差などの情報に基づいて予め決定しておくことができる。マクロセル送信信号ｓ０の遅れ時間τ０は０秒に設定しておいてもよい。 Further, the transmission signal processing unit 62 includes a macro cell transmission signal s 0 and a small cell transmission signal s 1 ',. .. .. , S n ',. .. .. The macrocell transmission signal s 0 and the transmission interference suppression signal w 1 · s 0 ,. .. .. , W n · s 0 ,. .. .. Time synchronization adjustment control is performed with respect to the transmission timing so that the transmission times of are the same. This time synchronization adjustment control is, for example, a macro cell transmission signal s 0 and a small cell transmission signal s 1',. .. .. , S n ',. .. .. Each cell has a predetermined delay time τ 0 , τ 1 , ..., τ n , via a delay adjuster (delay time setting by software) corresponding to each cell. .. .. Each base station B 0 , B 1 , ..., B n ,. .. .. Send to. For example, the delay time τ 0 of the macro cell transmission signal s 0 and the small cell transmission signal s 1 ',. .. .. , Sn ,. .. .. Delay time τ 1 , .. .. .. , Τ n ,. .. .. Is a macrocell base station B 0 and a small cell base station B 1 ,. .. .. , B n ,. .. .. It can be determined in advance based on information such as the spatial positional relationship between the base station and the propagation delay time difference between each base station and the terminal. The delay time τ 0 of the macrocell transmission signal s 0 may be set to 0 seconds.

本制御例によれば、干渉送信電力に制限がないため、端末Ｍ１， ．．．，Ｍｎ， ．．．の受信信号におけるマクロセルからの干渉を完全に抑圧（キャンセル）できる。 According to this control example, since there is no limit to the interference transmission power, the terminal M1 ,. .. .. , M n ,. .. .. It is possible to completely suppress (cancel) the interference from the macro cell in the received signal of.

図８は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。図８の例は、基地局間制御装置６０が、前述の制限された送信ウェイトを用いて送信干渉抑圧信号（ｗ１ｌｉｍ・ｓ０， ．．．， ｗｎｌｉｍ・ｓ０， ．．．）を生成する例である。なお、図８において、前述の図１及び図４～図７と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。 FIG. 8 is a block diagram showing still another example of transmission interference suppression control according to the present embodiment. In the example of FIG. 8, the inter-base station control device 60 uses the above-mentioned limited transmission weight to suppress the transmission interference signal (w 1 lim · s 0 , ..., w n lim · s 0 ,. ) Is an example of generating. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the parts common to those in FIGS. 1 and 4 to 7, and the description thereof will be omitted.

図８の例では、送信ウェイト計算部６１で計算された前述の制限された送信ウェイトｗ１ｌｉｍ， ．．．， ｗｎｌｉｍ， ．．．にマクロセル送信信号ｓ０を掛けて送信干渉抑圧信号ｗ１ｌｉｍ・ｓ０，ｗｎｌｉｍ・ｓ０， ．．．を生成する。 In the example of FIG. 8, the above-mentioned limited transmission weight w 1 lim calculated by the transmission weight calculation unit 61 ,. .. .. , Wn lil ,. .. .. Multiply the macrocell transmission signal s 0 by the transmission interference suppression signal w 1 lim · s 0 , w n lim · s 0 ,. .. .. To generate.

本例の制御例によれば、制限された送信ウェイトｗｎｌｉｍにより送信ウェイトｗｎがｗｎ ｍａｘを越えないようにすることができるので、スモールセル基地局Ｂ１， ．．．， Ｂｎ， ．．．の送信電力を所定以下にするとともに、端末Ｍ１，・・・，Ｍｎ， ．．．の受信信号におけるマクロセル２００からの干渉を制限された送信電力内で適宜抑圧（キャンセル）できる。 According to the control example of this example, since the transmission weight w n can be prevented from exceeding w n max by the limited transmission weight w n lim, the small cell base station B 1 ,. .. .. , B n ,. .. .. The transmission power of the terminal M 1 , ..., M n ,. .. .. Interference from the macro cell 200 in the received signal of the above can be appropriately suppressed (cancelled) within the limited transmission power.

図９は、本実施形態に係る送信干渉抑圧制御の更に他の例を示すブロック図である。図９の例は、基地局間制御装置６０が、前述の端末Ｍ１， ．．．， Ｍｎ， ．．．のＳＩＮＲを最大化するように送信干渉抑圧信号（α１・ｗ１・ｓ０， ．．．， αｎ・ｗｎ・ｓ０， ．．．）を生成するとともにスモールセル送信信号（β１・ｓ１， ．．．， βｎ・ｓｎ， ．．．）を生成する例である。なお、図９において、前述の図１及び図４～図７と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。 FIG. 9 is a block diagram showing still another example of transmission interference suppression control according to the present embodiment. In the example of FIG. 9, the inter-base station control device 60 is the above - mentioned terminal M1 ,. .. .. , M n ,. .. .. A transmission interference suppression signal (α 1 · w 1 · s 0 , ..., α n · w n · s 0 , ...) Is generated so as to maximize the SINR of, and a small cell transmission signal (β 1 ) is generated.・ This is an example of generating s 1 , ..., β n · s n , ...). In FIG. 9, the same reference numerals are given to the parts common to those in FIGS. 1 and 4 to 7, and the description thereof will be omitted.

図９の例において、送信ウェイト計算部６１は、前述の端末Ｍ１， ．．．， Ｍｎ， ．．．のＳＩＮＲを最大化するように計算した補正後の送信ウェイトα１・ｗ１， ．．．， αｎ・ｗｎ， ．．．、及び、補正係数β１， ．．．， βｎ， ．．．を決定し、マクロセル送信信号ｓ０を掛けて補正後の送信干渉抑圧信号α１・ｗ１・ｓ０， ．．．， αｎ・ｗｎ・ｓ０， ．．．を生成し、また及びＢＢＵ６１からの補正前のスモールセル送信信号ｓ１， ．．．， ｓｎ， ．．．を掛けて、補正後のスモールセル送信信号β１・ｓ１，βｎ・ｓｎ， ．．．を生成する。送信信号処理部６２は、これらの補正後の信号を用いて、各スモールセル基地局Ｂ１，Ｂｎ， ．．．に実際に送信する補正後のスモールセル送信信号ｓ１’（＝β１・ｓ１＋α１・ｗ１・ｓ０）， ．．．， ｓｎ’（＝βｎ・ｓｎ＋αｎ・ｗｎ・ｓ０）， ．．．を生成する。 In the example of FIG. 9 , the transmission weight calculation unit 61 is the terminal M1 ,. .. .. , M n ,. .. .. Corrected transmission weight α 1 , w 1 , calculated to maximize the SINR of. .. .. , Α n · w n ,. .. .. , And the correction coefficient β 1 , .. .. .. , Β n ,. .. .. Is determined, and the macrocell transmission signal s 0 is multiplied to correct the transmission interference suppression signal α 1・ w 1・ s 0 ,. .. .. , Α n・ w n・ s 0 ,. .. .. And also the small cell transmission signal s 1 before correction from BBU61 ,. .. .. , S n ,. .. .. Small cell transmission signal after correction β 1 · s 1 , β n · s n ,. .. .. To generate. The transmission signal processing unit 62 uses these corrected signals to make each small cell base station B 1 , B n ,. .. .. Corrected small cell transmission signal s 1 '(= β 1 · s 1 + α 1 · w 1 · s 0 ), which is actually transmitted to. .. .. , S n '(= β n · s n + α n · w n · s 0 ) ,. .. .. To generate.

本制御例によれば、端末Ｍ１， ．．．，Ｍｎ， ．．．のＳＩＮＲを最大化する条件の下で、端末Ｍ１，Ｍｎ， ．．．の受信信号におけるマクロセル２００からの干渉を制限された送信電力内で最適に抑圧（キャンセル）できる。 According to this control example, the terminal M 1 ,. .. .. , M n ,. .. .. Under the condition of maximizing the SINR of the terminals M 1 , M n ,. .. .. Interference from the macrocell 200 in the received signal of the above can be optimally suppressed (cancelled) within the limited transmission power.

図１０は、本発明の他の実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す図である。図１１は、図１０の移動通信システムにおける送信干渉抑圧制御の一例を示すブロック図である。なお、図１０及び図１１において、前述の図１及び図４～図９と共通する部分については同じ符号を付し、それらの説明は省略する。 FIG. 10 is a diagram showing an example of an overall configuration of a mobile communication system according to another embodiment of the present invention. FIG. 11 is a block diagram showing an example of transmission interference suppression control in the mobile communication system of FIG. 10. In FIGS. 10 and 11, the same reference numerals are given to the parts common to those in FIGS. 1 and 4 to 9 described above, and the description thereof will be omitted.

一般のマクロセル基地局Ｂ０は地上に設置されているが、人工衛星７１、ソーラプレーン型のＨＡＰＳ（「高高度疑似衛星」、「高高度プラットフォーム局」）７２、飛行船型のＨＡＰＳ７３、ドローン７４、気球７５、飛行機など、様々な高度に浮揚する浮揚体や飛行体などの機体７０に、中継無線装置７００を搭載してもよい。機体７０は、バッテリー及び太陽光発電システム等を備えてもよい。 The general macrocell base station B 0 is installed on the ground, but artificial satellite 71, solar plane type HAPS ("high altitude pseudo satellite", "high altitude platform station") 72, airship type HAPS 73, drone 74, The relay radio device 700 may be mounted on an aircraft 70 such as a floating body or an airship that floats at various altitudes such as a balloon 75 or an airplane. The machine 70 may include a battery, a solar power generation system, and the like.

中継無線装置７００は、第１基地局としてのマクロセル基地局７１１（Ｂ０）と、中継用送受信機７１２とを有する。機体７０に搭載された中継無線装置７００のマクロセル基地局７１１（Ｂ０）により、広域の二次元又は三次元の第１セルとしてのマクロセル７０１を構成することができる。なお、マクロセル７０１に含まれる地上の第２セルは、図１１に示すように地上のスモールセル基地局３０で形成されるスモールセル３００でもよいし、前述の地上のマクロセル基地局２０で形成されるマクロセル２００であってもよい。 The relay radio device 700 has a macrocell base station 711 (B 0 ) as a first base station and a relay transceiver 712. The macrocell base station 711 ( B0 ) of the relay radio device 700 mounted on the machine body 70 can form a macrocell 701 as a wide-area two-dimensional or three-dimensional first cell. The second cell on the ground included in the macro cell 701 may be the small cell 300 formed by the small cell base station 30 on the ground as shown in FIG. 11, or may be formed by the above-mentioned macro cell base station 20 on the ground. It may be a macro cell 200.

マクロセル基地局７１１（Ｂ０）と基地局間制御装置６０とは光ファイバ等の有線の通信回線で接続することはできないので、無線中継システムを利用する。無線中継システムは、例えば、アンテナと中継用送受信機で構成されるゲート局（「ゲートウェイ局」、「ＧＷ局」、「リピータ親機」、「フィーダ局」ともいう。）８０と、アンテナと中継用送受信機で構成され上空の機体７０に搭載された中継無線装置７００の中継用送受信機７１２とを用いて構成される。ゲート局８０と中継用送受信機７１２との間のフィーダリンクの中継周波数ｆ１としては、マクロセル基地局７１１（Ｂ０）とマクロセル７０１内の端末１０との通信で使用するサービスリンクの周波数ｆ２とは異なる周波数を用いてもよい。 Since the macrocell base station 711 (B 0 ) and the inter-base station control device 60 cannot be connected by a wired communication line such as an optical fiber, a wireless relay system is used. The wireless relay system includes, for example, a gate station (also referred to as "gateway station", "GW station", "repeater master unit", "feeder station") 80 composed of an antenna and a transceiver for relay, and an antenna and relay. It is configured by using the relay transceiver 712 of the relay radio device 700 mounted on the aircraft 70 in the sky. The relay frequency f1 of the feeder link between the gate station 80 and the relay transceiver 712 is the frequency f2 of the service link used for communication between the macrocell base station 711 (B 0 ) and the terminal 10 in the macrocell 701. Different frequencies may be used.

中継無線装置７００を搭載する機体７０は、例えば、自律制御又は外部から制御により地面又は海面から１００［ｋｍ］以下の高高度の空域（浮揚空域）に浮遊あるいは飛行して位置するように制御されてもよい。機体７０の位置する空域は、例えば、高度が１１［ｋｍ］以上及び５０［ｋｍ］以下の成層圏の空域であってもよい。この空域は、気象条件が比較的安定している高度１５［ｋｍ］以上２５［ｋｍ］以下の空域であってもよく、特に高度がほぼ２０［ｋｍ］の空域であってもよい。 The airframe 70 equipped with the relay radio device 700 is controlled to float or fly in a high altitude airspace (floating airspace) of 100 [km] or less from the ground or sea surface by autonomous control or external control, for example. You may. The airspace in which the aircraft 70 is located may be, for example, an airspace in the stratosphere having an altitude of 11 [km] or more and 50 [km] or less. This airspace may be an airspace with an altitude of 15 [km] or more and 25 [km] or less in which the weather conditions are relatively stable, and in particular, an airspace with an altitude of approximately 20 [km].

以上、各実施形態によれば、ＨｅｔＮｅｔ構成のマクロセル２００から複数のスモールセル３００への送信干渉を抑制することができるため、マクロセル２００と複数のスモールセル３００で割り当てる時間リソース（タイムスロット）を分ける必要がなくなり、マクロセル２００及び複数のスモールセル３００の最大伝送レート（ピークスループット）の低下を確実に抑制することができる。 As described above, according to each embodiment, since transmission interference from the macro cell 200 having the HetNet configuration to the plurality of small cells 300 can be suppressed, the time resources (time slots) allocated to the macro cell 200 and the plurality of small cells 300 are separated. This is no longer necessary, and a decrease in the maximum transmission rate (peak throughput) of the macro cell 200 and the plurality of small cells 300 can be reliably suppressed.

なお、本明細書で説明された処理工程並びに通信システム、無線装置、基地局、無線中継局（フィーダ局）及び端末（ユーザ装置、移動局、移動機）の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの処理工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。 The processing process described herein and the components of the communication system, wireless device, base station, wireless relay station (feeder station) and terminal (user device, mobile station, mobile device) are implemented by various means. can do. For example, these processing steps and components may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof.

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種の無線通信装置、無線中継装置、ＮｏｄｅＢ、サーバ、ゲートウェイ、交換機、コンピュータ、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。 Regarding hardware implementation, in order to realize the above steps and components in an entity (for example, various wireless communication devices, wireless relay devices, NodeBs, servers, gateways, exchanges, computers, hard disk drive devices, or optical disk drive devices). The means such as the processing unit used in the above are one or more application-specific ICs (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), fields. A programmable gate array (FPGA), processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other electronic unit, computer, or combination thereof designed to perform the functions described herein. It may be implemented in.

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。 Also, for firmware and / or software implementation, the means used to implement the above components are codes such as programs (eg, procedures, functions, modules, instructions, etc.) that perform the functions described herein. ) May be implemented. In general, any computer / processor readable medium that clearly embodies the firmware and / or software code is a means such as a processing unit used to implement the steps and components described herein. May be used to implement. For example, the firmware and / or software code may be stored in memory and executed by a computer or processor, for example, in a control device. The memory may be mounted inside the computer or processor, or it may be mounted outside the processor. The firmware and / or software code may be, for example, a random access memory (RAM), a read-only memory (ROM), a non-volatile random access memory (NVRAM), a programmable read-only memory (PROM), or an electrically erasable PROM (EEPROM). ), FLASH memory, floppy (registered trademark) discs, compact discs (CDs), digital versatile discs (DVDs), magnetic or optical data storage devices, etc. good. The code may be executed by one or more computers or processors, or the computers or processors may be made to perform functional embodiments described herein.

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。 Further, the medium may be a non-temporary recording medium. Further, the code of the program may be read and executed by a computer, a processor, or another device or device machine, and the format thereof is not limited to a specific format. For example, the code of the program may be any of source code, object code, and binary code, or may be a mixture of two or more of these codes.

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。 Also, the description of the embodiments disclosed herein is provided to allow one of ordinary skill in the art to manufacture or use the present disclosure. Various amendments to this disclosure will be readily apparent to those of skill in the art and the general principles defined herein are applicable to other variations without departing from the spirit or scope of this disclosure. Therefore, this disclosure is not limited to the examples and designs described herein, but should be perceived in the broadest range consistent with the principles and novel features disclosed herein.

１０ 端末（移動局）
２０，２０Ａ，２０Ｂ マクロセル基地局
２１ マクロセル基地局のＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）
２００，２００Ａ，２００Ｂ マクロセル
３０，３０Ａ，３０Ｂ スモールセル基地局
３００，３００Ａ，３００Ｂ スモールセル
３１ ＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）
４０ 高層ビル
５０ ＢＢＵ（ベースバンドユニット）
６０ 基地局間ネットワーク連携制御装置（基地局間制御装置）
６１ 送信ウェイト計算部
６２ 送信信号処理部
７０ 上空の機体
７００ 中継無線装置
７０１ マクロセル
７１１ マクロセル基地局のＲＲＨ（遠隔無線ヘッダ）
７１２ 中継用送受信機
８０ ゲート局
９０ 通信回線 10 terminals (mobile stations)
20, 20A, 20B Macrocell base station 21 RRH (remote radio header) of macrocell base station
200, 200A, 200B Macrocell 30,30A, 30B Small cell base station 300, 300A, 300B Small cell 31 RRH (remote radio header)
40 skyscrapers 50 BBU (baseband unit)
60 Inter-base station network linkage control device (inter-base station control device)
61 Transmission weight calculation unit 62 Transmission signal processing unit 70 Aircraft in the sky 700 Relay radio device 701 Macrocell 711 Macrocell RRH (remote radio header) of base station
712 Transceiver for relay 80 Gate station 90 Communication line

Claims (13)

第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局とを備え、前記第１基地局と前記複数の第２基地局とは互いに送信タイミングに関して時間同期制御された移動通信システムであって、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末に、前記第１基地局が送信した前記第１セルからの干渉信号と、当該第２セル以外の他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信した前記他の第２セルからの干渉抑圧信号とが到達する場合に、当該端末に到達する前記第１セルからの干渉信号及び前記他の第２セルからの干渉抑圧信号の両方を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信することを特徴とする移動通信システム。 A first base station forming a first cell, and a plurality of second base stations each having a plurality of second cells in which at least an antenna is arranged in the first cell and at least partially overlapping with the first cell. The first base station and the plurality of second base stations are mobile communication systems controlled in time synchronization with respect to transmission timing.
For each of the plurality of second cells, the interference signal from the first cell transmitted by the first base station to the terminal located in the second cell and the second cell other than the second cell. When the interference suppression signal from the other second cell transmitted by the second base station of the other second cell arrives so as to suppress the interference signal from the first cell, the terminal is reached. The transmission weight for suppressing both the interference signal from the first cell and the interference suppression signal from the other second cell is calculated.
A mobile communication system characterized in that, for each of the plurality of second cells, a transmission signal from the first base station is multiplied by the transmission weight and transmitted from the second base station. 請求項１の移動通信システムにおいて、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記送信ウェイトは、前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記複数の第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性とに基づいて計算されることを特徴とする移動通信システム。 In the mobile communication system of claim 1,
For each of the plurality of second cells, the transmission weights are the propagation path characteristics of the first received signal from the first base station measured by the terminal located in the second cell and the plurality of second base stations. A mobile communication system characterized in that it is calculated based on the propagation path characteristics of the second received signal from. 請求項２の移動通信システムにおいて、
前記複数の第２セルの数がＮであり、
ｍ（ｍ＝１，２，－－－，Ｎ）番目の第２基地局からｎ（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）番目の第２セル内の端末への伝搬路特性をｈｎｍとし、
ｎ番目の第２基地局において前記第１基地局からの送信信号に掛ける送信ウェイトをｗｎとし、
次式のｈ０、ｗ、及びＨの行列を定義し、
Figure 0007032363000005
 Ｈ－１を前記行列Ｈの逆行列としたとき、
前記送信ウェイトｗｎ（ｎ＝１，２，－－－，Ｎ）を次式で算出する、ことを特徴とする移動通信システム。
Figure 0007032363000006
 In the mobile communication system of claim 2,
The number of the plurality of second cells is N,
The propagation path characteristic from the m (m = 1,2, －－－, N) th second base station to the terminal in the n (n = 1,2, －－－, N) th second cell is h. With nm
Let w n be the transmission wait applied to the transmission signal from the first base station in the nth second base station.
Define the matrix of h0, w, and H of the following equation,
Figure 0007032363000005
 When H -1 is the inverse matrix of the matrix H,
A mobile communication system characterized in that the transmission weight w n (n = 1,2, ---, N) is calculated by the following equation.
Figure 0007032363000006
 請求項１乃至３のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記送信ウェイトは、前記送信ウェイトのベクトル方向を維持しながら所定の最大値を超えないように計算されることを特徴とする移動通信システム。 In the mobile communication system according to any one of claims 1 to 3.
The mobile communication system is characterized in that the transmission weight is calculated so as not to exceed a predetermined maximum value while maintaining the vector direction of the transmission weight. 請求項１乃至４のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記送信ウェイトは、前記第２基地局から送信される総送信電力が所定の最大送信電力を越えない条件下で前記端末における信号電力対（雑音電力＋干渉電力）比であるＳＩＮＲ（Signal power to Interference power and Noise power Ratio）を最大化するように計算されることを特徴とする移動通信システム。 In the mobile communication system according to any one of claims 1 to 4.
For each of the plurality of second cells, the transmission weight is a signal power pair (noise power + interference power) in the terminal under the condition that the total transmission power transmitted from the second base station does not exceed a predetermined maximum transmission power. ) A mobile communication system characterized in that it is calculated to maximize SINR (Signal power to Interference power and Noise power Ratio). 請求項１乃至５のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局と前記複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置を更に備え、
前記基地局間制御装置は、前記複数の第２セルそれぞれについて、
前記第２セル内に位置する端末によって測定された前記第１基地局からの第１受信信号の伝搬路特性と前記第２基地局からの第２受信信号の伝搬路特性の情報を、前記第２基地局を介して受信し、
前記第２基地局を介して受信した前記情報に基づいて前記送信ウェイトを計算し、
前記第１基地局から受信した前記送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、
前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように、前記基地局間制御装置は送信時間を調整して前記第２基地局に送信し、
前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記基地局間制御装置から受信した前記送信干渉抑圧信号を送信することを特徴とする移動通信システム。 In the mobile communication system according to any one of claims 1 to 5.
Further, an inter-base station control device for controlling between the first base station and the plurality of second base stations is provided.
The inter-base station control device is used for each of the plurality of second cells.
Information on the propagation path characteristics of the first received signal from the first base station and the propagation path characteristics of the second received signal from the second base station, measured by the terminal located in the second cell, is the first. Received via 2 base stations,
The transmission weight is calculated based on the information received via the second base station.
The transmission signal received from the first base station is multiplied by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal.
The inter-base station control device adjusts the transmission time so that the transmission time of the transmission signal from the first base station and the transmission time of the transmission interference suppression signal from the second base station are the same time. And send it to the second base station
A mobile communication system characterized in that each of the plurality of second base stations transmits the transmission interference suppression signal received from the inter-base station control device. 請求項１乃至６のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局及び前記複数の第２基地局それぞれに通信回線を介して接続された共通のベースバンド処理部を更に備え、
前記第１基地局及び前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記ベースバンド処理部で生成された送信信号を、通信回線を介して受信し、各基地局のアンテナから送信することを特徴とする移動通信システム。 In the mobile communication system according to any one of claims 1 to 6.
Further, a common baseband processing unit connected to each of the first base station and the plurality of second base stations via a communication line is provided.
Each of the first base station and the plurality of second base stations receives a transmission signal generated by the baseband processing unit via a communication line and transmits the transmission signal from the antenna of each base station. Mobile communication system. 請求項１乃至７のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、前記第１セルを形成するように上空に位置する飛行体又は浮揚体又に設けられ、
前記複数の第２基地局はそれぞれ、前記第２セルを形成するように少なくともアンテナが地上又は海上に配置されたマクロセル基地局又はスモールセル基地局であることを特徴とする移動通信システム。 In the mobile communication system according to any one of claims 1 to 7.
The first base station is provided on an air vehicle or a floating body or a floating body located in the sky so as to form the first cell.
A mobile communication system, wherein each of the plurality of second base stations is a macro cell base station or a small cell base station whose antennas are arranged on the ground or at sea so as to form the second cell. 請求項８の移動通信システムにおいて、
前記第１基地局は、人工衛星、ＨＡＰＳ、飛行船、気球又はドローンに設けられていることを特徴とする移動通信システム。 In the mobile communication system of claim 8,
The first base station is a mobile communication system provided on an artificial satellite, a HAPS, an airship, a balloon, or a drone. 第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御装置であって、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末に、前記第１基地局が送信した前記第１セルからの干渉信号と、当該第２セル以外の他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信した前記他の第２セルからの干渉抑圧信号とが到達する場合に、当該端末に到達する前記第１セルからの干渉信号及び前記他の第２セルからの干渉抑圧信号の両方を抑圧するための送信ウェイトを計算し、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成し、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局に送信することを特徴とする基地局間制御装置。 A first base station forming a first cell, and a plurality of second base stations each having a plurality of second cells in which at least an antenna is arranged in the first cell and at least partially overlapping with the first cell. It is an inter-base station control device that controls between
For each of the plurality of second cells, the interference signal from the first cell transmitted by the first base station to the terminal located in the second cell and the second cell other than the second cell. When the interference suppression signal from the other second cell transmitted by the second base station of the other second cell arrives so as to suppress the interference signal from the first cell, the terminal is reached. The transmission weight for suppressing both the interference signal from the first cell and the interference suppression signal from the other second cell is calculated.
For each of the plurality of second cells, the transmission signal received from the first base station is multiplied by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal.
For each of the plurality of second cells, the transmission time is adjusted so that the transmission time of the transmission signal from the first base station and the transmission time of the transmission interference suppression signal from the second base station are the same time. A base station-to-base station control device comprising transmitting the transmission interference suppression signal to the second base station. 第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局との間の制御を行う基地局間制御方法であって、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末に、前記第１基地局が送信した前記第１セルからの干渉信号と、当該第２セル以外の他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信した前記他の第２セルからの干渉抑圧信号とが到達する場合に、当該端末に到達する前記第１セルからの干渉信号及び前記他の第２セルからの干渉抑圧信号の両方を抑圧するための送信ウェイトを計算することと、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの送信信号に前記送信ウェイトを掛けて前記第２基地局から送信することと、を含むことを特徴とする基地局間制御方法。 A first base station forming a first cell, and a plurality of second base stations each having a plurality of second cells in which at least an antenna is arranged in the first cell and at least partially overlapping with the first cell. It is a control method between base stations that controls between base stations.
For each of the plurality of second cells, the interference signal from the first cell transmitted by the first base station to the terminal located in the second cell and the second cell other than the second cell. When the interference suppression signal from the other second cell transmitted by the second base station of the other second cell arrives so as to suppress the interference signal from the first cell, the terminal is reached. To calculate the transmission weight for suppressing both the interference signal from the first cell and the interference suppression signal from the other second cell, and
A base station-to-base station control method comprising: for each of the plurality of second cells, the transmission signal from the first base station is multiplied by the transmission weight and transmitted from the second base station. 請求項１１の基地局間制御方法において、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成することと、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局から送信することと、を含むことを特徴とする基地局間制御方法。 In the inter-base station control method of claim 11,
For each of the plurality of second cells, the transmission signal received from the first base station is multiplied by the transmission weight to create a transmission interference suppression signal.
For each of the plurality of second cells, the transmission time is adjusted so that the transmission time of the transmission signal from the first base station and the transmission time of the transmission interference suppression signal from the second base station are the same time. A base station-to-base station control method comprising transmitting the transmission interference suppression signal from the second base station. 第１セルを形成する第１基地局と、前記第１セル内に少なくともアンテナが配置され前記第１セルと少なくとも一部が重複する複数の第２セルをそれぞれ形成する複数の第２基地局との間の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第２セル内に位置する端末に、前記第１基地局が送信した前記第１セルからの干渉信号と、当該第２セル以外の他の第２セルで前記第１セルからの干渉信号を抑圧するように前記他の第２セルの第２基地局が送信した前記他の第２セルからの干渉抑圧信号とが到達する場合に、当該端末に到達する前記第１セルからの干渉信号及び前記他の第２セルからの干渉抑圧信号の両方を抑圧するための送信ウェイトを計算する工程と、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局から受信した送信信号に前記送信ウェイトを掛けて送信干渉抑圧信号を作成する工程と、
前記複数の第２セルそれぞれについて、前記第１基地局からの前記送信信号の送信時刻と前記第２基地局からの前記送信干渉抑圧信号の送信時刻とが同一時刻となるように送信時間を調整して、前記送信干渉抑圧信号を前記第２基地局に送信する工程と、を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A first base station forming a first cell, and a plurality of second base stations each having a plurality of second cells in which at least an antenna is arranged in the first cell and at least partially overlapping with the first cell. A program that allows a computer to perform control between
For each of the plurality of second cells, the interference signal from the first cell transmitted by the first base station to the terminal located in the second cell and the second cell other than the second cell. When the interference suppression signal from the other second cell transmitted by the second base station of the other second cell arrives so as to suppress the interference signal from the first cell, the terminal is reached. The step of calculating the transmission weight for suppressing both the interference signal from the first cell and the interference suppression signal from the other second cell, and
A step of multiplying the transmission signal received from the first base station by the transmission weight for each of the plurality of second cells to create a transmission interference suppression signal.
For each of the plurality of second cells, the transmission time is adjusted so that the transmission time of the transmission signal from the first base station and the transmission time of the transmission interference suppression signal from the second base station are the same time. A program characterized by causing the computer to execute a step of transmitting the transmission interference suppression signal to the second base station.
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