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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024064294
(43)【公開日】2024-05-14
(54)【発明の名称】制御装置、通信システム、制御方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04B 7/022 20170101AFI20240507BHJP
H04L 27/26 20060101ALI20240507BHJP
H04W 16/28 20090101ALI20240507BHJP
H04W 84/06 20090101ALI20240507BHJP
H04W 56/00 20090101ALI20240507BHJP
H04W 72/20 20230101ALI20240507BHJP
H04B 7/15 20060101ALI20240507BHJP
【ＦＩ】
H04B7/022
H04L27/26 114
H04W16/28 130
H04W16/28 150
H04W84/06
H04W56/00 130
H04W72/04 136
H04B7/15
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022172779
(22)【出願日】2022-10-27
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．３ＧＰＰ
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ研究開発促進事業／次世代の５次元モバイルインフラ技術の研究開発」産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】若藤 健司
(72)【発明者】
【氏名】船田 純一
(72)【発明者】
【氏名】吉田 昂平
(72)【発明者】
【氏名】小野 真和
(72)【発明者】
【氏名】林 和幸
【テーマコード（参考）】
5K067
5K072
【Ｆターム（参考）】
5K067AA23
5K067DD25
5K067EE02
5K067EE07
5K067EE10
5K067EE71
5K067KK03
5K072DD01
5K072DD13
5K072EE24
5K072FF24
5K072FF25
(57)【要約】
【課題】地上系通信装置と非地上系通信装置とを用いたハイブリッドなモバイル通信システムにおいてダイバーシティ効果を発揮することができる制御装置を提供すること。
【解決手段】本開示に係る制御装置１０は、非地上系通信装置及び地上系通信装置と通信する通信部１１と、地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部１２と、非地上系通信装置及び地上系通信装置を用いて通信端末とMIMO通信を行う場合に、遅延時間に基づいて、非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部１３と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本開示に係る制御装置１０は、非地上系通信装置及び地上系通信装置と通信する通信部１１と、地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部１２と、非地上系通信装置及び地上系通信装置を用いて通信端末とMIMO通信を行う場合に、遅延時間に基づいて、非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部１３と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非地上系通信装置及び地上系通信装置と通信する通信部と、
前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を備える制御装置。
前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を備える制御装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列のいずれか一方に前記参照信号を挿入して送信しているタイミングには、前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列の他方には前記参照信号を挿入しない、請求項１に記載の制御装置。
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列のいずれか一方に前記参照信号を挿入して送信しているタイミングには、前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列の他方には前記参照信号を挿入しない、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記制御部は、
前記遅延時間に基づいて、前記通信端末が実質的に同一のタイミングに受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のデータと、前記第２の信号系列に含まれる第２のデータとを特定し、前記第１のデータと、前記第２のデータとのいずれか一方に前記参照信号を挿入する、請求項２に記載の制御装置。
前記遅延時間に基づいて、前記通信端末が実質的に同一のタイミングに受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のデータと、前記第２の信号系列に含まれる第２のデータとを特定し、前記第１のデータと、前記第２のデータとのいずれか一方に前記参照信号を挿入する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、それぞれ複数のフレームによって構成され、
前記制御部は、
前記フレーム単位に前記参照信号を挿入する信号系列を切り替える、請求項２又は３に記載の制御装置。
前記制御部は、
前記フレーム単位に前記参照信号を挿入する信号系列を切り替える、請求項２又は３に記載の制御装置。
【請求項5】
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、時間軸方向の通信リソースを有する信号系列であり、
前記制御部は、
時間軸方向において、前記非地上系通信装置へ送信する前記参照信号と、前記地上系通信装置へ送信する前記参照信号とを交互に配置する、請求項２又は３に記載の制御装置。
前記制御部は、
時間軸方向において、前記非地上系通信装置へ送信する前記参照信号と、前記地上系通信装置へ送信する前記参照信号とを交互に配置する、請求項２又は３に記載の制御装置。
【請求項6】
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、それぞれ複数のフレームによって構成され、
前記制御部は、
前記通信端末が受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のフレームと前記第２の信号系列に含まれる第２のフレームとのそれぞれの先頭タイミングを一致させるように、前記第１の信号系列を前記非地上系通信装置へ送信するタイミングと、及び前記第２の信号系列を前記地上系通信装置へ送信するタイミングと、を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記制御部は、
前記通信端末が受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のフレームと前記第２の信号系列に含まれる第２のフレームとのそれぞれの先頭タイミングを一致させるように、前記第１の信号系列を前記非地上系通信装置へ送信するタイミングと、及び前記第２の信号系列を前記地上系通信装置へ送信するタイミングと、を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項7】
前記推定部は、
前記非地上系通信装置と前記地上系通信装置との間におけるデータの伝搬時間に関する情報に基づいて、前記遅延時間を推定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記非地上系通信装置と前記地上系通信装置との間におけるデータの伝搬時間に関する情報に基づいて、前記遅延時間を推定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項8】
非地上系通信装置と、
地上系通信装置と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置と通信する通信部と、前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を有する制御装置と、を備える通信システム。
地上系通信装置と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置と通信する通信部と、前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を有する制御装置と、を備える通信システム。
【請求項9】
地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、制御方法。
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、制御方法。
【請求項10】
地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、ことをコンピュータに実行させるプログラム。
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、ことをコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は制御装置、通信システム、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地上系通信装置と非地上系通信装置とを用いたハイブリッドなモバイル通信システムの適用が検討されている。通信端末が地上系通信装置及び非地上系通信装置から信号を受信することによって、ダイバーシティ効果が発生することが期待されている。これにより、通信端末が受信する信号品質の向上が期待されている。
【0003】
特許文献１には、衛星送信機、地上基地局、衛星受信機、及び地上ユーザ送受信機を含む通信システムが開示されている。特許文献１に開示されている通信システムにおいては、地上ユーザ送受信機は、地上基地局との間においてMIMO（Multiple Input Multiple Output）通信を行う。地上ユーザ送受信機は、地上基地局から受信するMIMO地上信号を最大化し、衛星送信機から受信する衛星信号を最小化し、MIMO地上信号に対する衛星信号の干渉を減少させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０１１－５１２０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献１に開示されている通信システムにおいては、地上ユーザ送受信機は、衛星送信機から受信する衛星信号を最小化している。そのため、地上ユーザ送受信機は、地上基地局から受信するMIMO地上信号と、衛星信号とを受信することによって期待されるダイバーシティ効果を得ることができないという問題がある。
【0006】
本開示の目的の一つは、上述した課題に鑑み、地上系通信装置と非地上系通信装置とを用いたハイブリッドなモバイル通信システムにおいてダイバーシティ効果を発揮することができる制御装置、通信システム、制御方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の第１の態様にかかる制御装置は、非地上系通信装置及び地上系通信装置と通信する通信部と、前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を備える。
【0008】
本開示の第２の態様にかかる通信システムは、非地上系通信装置と、地上系通信装置と、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置と通信する通信部と、前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を有する制御装置と、を備える。
【0009】
本開示の第３の態様にかかる制御方法は、地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する。
【0010】
本開示の第４の態様にかかるプログラムは、地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、ことをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【0011】
本開示により、地上系通信装置と非地上系通信装置とを用いたハイブリッドなモバイル通信システムにおいてダイバーシティ効果を発揮することができる制御装置、通信システム、制御方法、及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１にかかる制御装置の構成図である。
【図2】実施の形態１にかかる制御装置において実行される通信処理の流れを示す図である。
【図3】実施の形態２にかかる通信システムの構成図である。
【図4】実施の形態２にかかるCU/DUの構成図である。
【図5】実施の形態２にかかるUEが、NTN RUを介して受信した信号系列と、地上RUを介して受信した信号系列を示す図である。
【図6】実施の形態２にかかるUEが、NTN RUを介して受信した信号系列と、地上RUを介して受信した信号系列を示す図である。
【図7】実施の形態２にかかるCU/DUからNTN RU及び地上RUへ送信される信号系列を示す図である。
【図8】実施の形態２にかかるOFDM信号におけるパイロット信号の配置例を示す図である。
【図9】実施の形態２にかかるNTN RUの構成図である。
【図10】実施の形態２にかかる地上RUの構成図である。
【図11】実施の形態２にかかるUEの構成図である。
【図12】実施の形態２にかかるCU/DUにおける通信処理の流れを示す図である。
【図13】実施の形態２にかかるUEにおける受信処理の流れを示す図である。
【図14】それぞれの実施の形態にかかるNTN RU及び地上RUの構成図である。
【図15】それぞれの実施の形態にかかるUEの構成図である。
【図16】それぞれの実施の形態にかかる制御装置１０構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。図１を用いて実施の形態１にかかる制御装置１０の構成例について説明する。制御装置１０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。図１を用いて実施の形態１にかかる制御装置１０の構成例について説明する。制御装置１０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。
【0014】
制御装置１０は、通信部１１、推定部１２、及び制御部１３を有している。通信部１１、推定部１２、及び制御部１３は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信部１１、推定部１２、及び制御部１３は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【0015】
通信部１１は、非地上系通信装置及び地上系通信装置と通信する。非地上系通信装置は、NTN（Non Terrestrial Network）を構成する通信装置であり、衛星通信をサポートする通信装置であってもよい。もしくは、非地上系通信装置は、HAPS（High Altitude Platform Station）と称される無人飛行装置であってもよい。
【0016】
地上系通信装置は、例えば、モバイル通信に用いられる基地局であってもよい。無線アクセスネットワークは、無線周波数を処理するRRH（Remote Radio Head）、及び、ベースバンド処理を行うBBU（Baseband Unit）によって構成される。ここで、地上系通信装置は、RRH及びBBUを含む処理を実行する通信装置であってもよく、RRHを含む処理のみを実行する通信装置であってもよい。
【0017】
推定部１２は、地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する、非地上系通信装置を介した通信端末との通信の遅延時間を推定する。通信端末は、例えば、携帯電話端末、スマートフォン端末、もしくはIoT（Internet Of Things）端末等であってもよい。もしくは、通信端末は、通信機能を有する車両等であってもよい。もしくは、通信端末は、移動せずに固定的に設置される端末であってもよい。
【0018】
遅延時間は、例えば、通信端末が地上系通信装置を介して信号もしくはメッセージを受信したタイミングと、非地上系通信装置を介して信号もしくはメッセージを受信したタイミングとの差を示す時間であってもよい。通信端末が時間差を有して受信する信号もしくはメッセージは、制御装置１０から、非地上系通信装置及び地上系通信装置へ実質的に同時に送信された信号もしくはメッセージとする。実質的に同時とは、非地上系通信装置及び地上系通信装置へそれぞれ信号を送信するタイミングに所定の差が発生する場合も含む。例えば、所定の差とは、制御装置１０から送信された信号が、非地上系通信装置もしくは地上系通信装置を介して通信端末へ到達する時間よりも十分に短い程度の時間の差である場合を含んでもよい。
【0019】
例えば、推定部１２は、通信端末から遅延時間を示す情報を受信してもよい。もしくは、推定部１２は、通信端末における遅延時間を推定する測定装置等から通信端末における遅延時間を示す情報を受信してもよい。測定装置は、例えば、地上系通信装置であってもよい。
【0020】
制御部１３は、非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、地上系通信装置へ送信する第２の信号系列とに参照信号を挿入する。参照信号は、通信端末において、無線区間の伝送路の状態、例えば、伝送路の品質を推定するために用いられる。
【0021】
ここで、通信端末は、非地上系通信装置及び地上系通信装置とMIMO（Multiple Input Multiple Output）通信を行うことを前提とする。MIMO通信は、送信装置及び受信装置が、複数のアンテナ素子を用いて通信する通信方式である。例えば、通信端末を受信装置とすると、送信装置として、非地上系通信装置及び地上系通信装置によって構成される通信システムを、複数のアンテナ素子を有する通信装置とみなすことができる。また、通信端末を送信装置とすると、受信装置として、非地上系通信装置及び地上系通信装置によって構成される通信システムを、複数のアンテナ素子を有する通信装置とみなすことができる。つまり、制御装置１０、非地上系通信装置、及び地上系通信装置は、非地上系通信装置及び地上系通信装置をアンテナとする通信システムとみなされる。
【0022】
MIMO通信においては、例えば、Scattered型を用いた場合、送信側の装置が、各アンテナから参照信号を送信する。この時、あるアンテナが参照信号を送信するタイミングにおいては、他のアンテナは参照信号を送信しない。つまり、受信側においては、所定のタイミングにおいて、送信側の特定のアンテナから送信された信号にのみ、参照信号が設定されており、特定のアンテナ以外のアンテナから送信された信号には、参照信号が設定されていない。そのため、制御部１３は、遅延時間を用いて、通信端末が、非地上系通信装置及び地上系通信装置のそれぞれから、実質的に同一のタイミングに参照信号を受信することが無いように、参照信号を第１の信号系列及び第２の信号系列へ挿入するタイミングを制御する。言い換えると、制御部１３は、遅延時間を用いて、通信端末が、所定の期間内において非地上系通信装置及び地上系通信装置のいずれか一方から参照信号を受信するように、参照信号を第１の信号系列及び第２の信号系列へ挿入するタイミングを制御する。
【0023】
続いて、図２を用いて実施の形態１にかかる制御装置１０において実行される通信処理の流れについて説明する。はじめに、推定部１２は、地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する（Ｓ１１）。次に、制御部１３は、遅延時間に基づいて、非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する（Ｓ１２）。ここで、通信端末は、地上系通信装置及び非地上系通信装置とMIMO通信を行っていることを前提とする。
【0024】
以上説明したように、実施の形態１にかかる制御装置１０は、通信端末とMIMO通信を行う非地上系通信装置及び地上系通信装置へ、参照信号を挿入した信号系列を送信する。さらに、制御装置１０は、非地上系通信装置及び地上系通信装置へ送信する信号系列に参照信号を挿入するタイミングを制御する。これにより、通信端末は、信号を受信するタイミングにおいて、非地上系通信装置及び地上系通信装置のいずれか一方から送信された信号にのみ設定された参照信号を受信することができる。その結果、通信端末は、参照信号を用いて、MIMO通信を行う非地上系通信装置及び地上系通信装置との間の無線空間の伝送路の状態を推定することができるため、MIMO通信によるダイバーシティ効果を得ることができる。
【0025】
（実施の形態２）
続いて図３を用いて実施の形態２にかかる通信システムの構成例について説明する。図３の通信システムは、CU/DU（Centralized Unit/Distributed Unit）装置２０（以下、CU/DU２０とする）、NTN RU（Radio Unit）装置３０（以下、NTN RU３０とする）、地上RU装置４０（以下、地上RU４０とする）、及びUE（User Equipment）５０を有している。
続いて図３を用いて実施の形態２にかかる通信システムの構成例について説明する。図３の通信システムは、CU/DU（Centralized Unit/Distributed Unit）装置２０（以下、CU/DU２０とする）、NTN RU（Radio Unit）装置３０（以下、NTN RU３０とする）、地上RU装置４０（以下、地上RU４０とする）、及びUE（User Equipment）５０を有している。
【0026】
CU/DU２０、NTN RU３０、地上RU４０、及びUE５０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。
【0027】
CU/DU２０は、無線周波数以外の処理、つまり、ベースバンド処理を行うBBUを有する。NTN RU３０及び地上RU４０は、無線周波数に関する処理を行うRRHを有する。図３においては、CU/DU２０、NTN RU３０、及び地上RU４０がそれぞれ１つであることが示されているが、例えば、CU/DU２０は、NTN RU３０及び地上RU４０を含む複数のNTN RU及び地上RUと通信を行ってもよい。さらに、NTN RU３０及び地上RU４０は、複数のUE５０と通信を行ってもよい。また、NTN RU３０及び地上RU４０は、CU/DU２０を含む複数のCU/DUと通信を行ってもよい。
【0028】
【0029】
NTN RU３０は、通信衛星であってもよく、もしくは、無人飛行装置であるHAPSであってもよい。NTN RU３０は、通信エリアを形成する際に地理的な制約を受けない空間において、地上に設置される基地局装置よりも広い通信エリアを形成することが可能な装置である。NTN RU３０が形成する通信エリアは、地上に限定されず、空、海、宇宙空間等に拡張されてもよい。NTN RU３０は、CU/DU２０及びUE５０と無線通信を行う。さらに、NTN RU ３０は、地上RU ４０とも無線通信を行う。CU/DU２０とNTN RU３０との無線通信に用いられる周波数帯は、NTN RU３０とUE５０との無線通信に用いられる周波数帯と異なってもよい。地上RU４０とNTN RU３０との無線通信に用いられる周波数帯は、NTN RU３０とUE５０との無線通信に用いられる周波数帯と同じであってもよく、異なってもよい。
【0030】
地上RU４０は、地上に配置される装置であり、RRHを有する基地局装置であってもよい。地上RU４０は、CU/DU２０と無線通信を行ってもよく、光通信等の固定通信を行ってもよい。地上RU４０は、例えば、3GPP（3rd Generation Partnership Project）において定められている無線通信規格である、5Gをサポートしてもよい。5Gは、NRと称されてもよい。地上RU４０は、UE５０と5Gを用いて無線通信を行ってもよい。
【0031】
UE５０は、3GPPにおいて通信端末の総称として用いられる。UE５０は、複数のアンテナを有し、NTN RU３０及び地上RU４０とMIMO通信を行う。UE５０を受信装置とする場合、CU/DU ２０、NTN RU３０、及び地上RU４０を含む通信システムは、複数のアンテナを有する送信装置とみなされる。また、UE５０を送信装置とする場合、CU/DU ２０、NTN RU３０、及び地上RU４０を含む通信システムは、複数のアンテナを有する受信装置とみなされる。
【0032】
続いて、図４を用いて実施の形態２にかかるCU/DU２０の構成例について説明する。CU/DU２０は、通信部２１、推定部２２、信号系列複製部２３、及びパイロット信号挿入部２４を有している。通信部２１、推定部２２、信号系列複製部２３、及びパイロット信号挿入部２４は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信部２１、推定部２２、信号系列複製部２３、及びパイロット信号挿入部２４は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【0033】
【0034】
通信部２１は、NTN RU３０及び地上RU４０と通信を行う。通信部２１は、NTN RU３０と無線通信を行い、地上RU４０とケーブル等を介した固定通信を行ってもよい。もしくは、通信部１１は、NTN RU３０及び地上RU４０と無線通信を行ってもよい。通信部１１は、NTN RU３０との通信を行うための通信制御部及び地上RU４０と通信を行うための通信制御部をそれぞれ有してもよい。通信制御部は、例えば、変調、復調、符号化処理等を実行してもよい。
【0035】
推定部２２は、実質的に同一のタイミングにNTN RU３０及び地上RU４０へ送信されたデータが、UE５０へ到達する時間差を推定する。言い換えると、実質的に同一のタイミングに送信された二つのデータがUE５０へ到達した際に、一方のデータが到達してから他方のデータが到達するまでの遅延時間を推定する。ここでは、NTN RU３０を経由する通信経路は、地上RU４０を経由する通信経路よりも長い。そのため、NTN RU３０を経由してUE５０へ到達したデータは、地上RU４０を経由してUE５０へ到達したデータに対して遅延する。
【0036】
推定部２２は、地上RU４０から、遅延時間の計測結果を受信し、受信した遅延時間を、実質的に同一のタイミングに送信された二つのデータがUE５０へ到達した際の遅延時間と推定してもよい。例えば、地上RU４０は、測定用の信号をNTN RU３０へ送信してから、NTN RU３０から応答信号を受信するまでの時間を測定してもよい。
【0037】
または、地上RU４０が屋内に設置され、地上RU４０がNTN RU３０から送信される測定用の信号を受信できない場合、推定部２２は、屋外に設置された地上RUから、遅延時間の計測結果を受信してもよい。
【0038】
推定部２２は、このように測定された時間を、実質的に同一のタイミングに送信された二つのデータがUE５０へ到達した際の遅延時間と推定してもよい。ここでは、CU/DU２０から地上RU４０を経由してUE５０へ到達する通信経路の長さは、CU/DU２０からNTN RU３０を経由してUE５０へ到達する通信経路の長さと比較して、十分に短いことを前提としている。十分に短いとは、無視できるほどに短いと言い換えられてもよい。
【0039】
もしくは、推定部２２は、NTN RU３０の軌道情報を有していてもよい。この場合、推定部２２は、軌道情報に従って、ある時刻におけるNTN RU３０と地表との間の距離を算出してもよい。推定部２２は、NTN RU ３０と地表との間の距離の２倍を、CU/DU２０から、NTN RU３０を経由してUE５０へ到達するまでの距離と推定し、NTN RU ３０と地表との間の2倍の距離を伝搬するデータの伝搬時間を算出してもよい。推定部２２は、地上RU４０を経由するCU/DU２０とUE５０との間の距離を無視できるほど小さいとみなして、算出した伝搬時間を、実質的に同一のタイミングに送信された二つのデータがUE５０へ到達した際の遅延時間と推定してもよい。
【0040】
図５は、UE５０が、NTN RU３０を介して受信した信号系列と、地上RU４０を介して受信した信号系列とを示している。図５は、それぞれの信号系列を構成するデータとして、複数のフレームが用いられていることを示している。図５において、それぞれの信号系列を構成する数字は、フレームの識別番号を示している。CU/DU２０は、フレーム＃１を先頭とする信号系列を、実質的に同一のタイミングに、NTN RU３０及び地上RU４０へ送信する。図５においては、地上RU４０を介して伝搬された信号系列が、NTN RU３０を介して伝搬された信号系列よりも早くUE５０へ到達したことを示している。具体的には、地上RU４０を介して伝搬された信号系列は、NTN RU３０を介して伝搬された信号系列よりも2フレーム分早くUE５０へ到達したことを示している。図５の横軸は、時刻を示しており、右側へ行くほどフレームを受信した時刻が古いことを示している。図６においても同様である。UE５０は、フレーム＃１から順番にそれぞれの信号系列を受信する。
【0041】
図５においては、UE５０は、時刻T1において、地上RU４０を介してフレーム＃３を受信し、NTN RU３０を介してフレーム＃１を受信したことを示している。
【0042】
推定部２２は、フレーム単位の時間を遅延時間として推定してもよい。例えば、図５の例においては、推定部２２は、実質的に同一のタイミングに送信された二つのデータがUE５０へ到達した際の遅延時間が２フレームであると推定してもよい。フレームの長さは、予め定められており、例えば、1msもしくは0.5msのように定められていてもよい。
【0043】
図４に戻り、信号系列複製部２３は、通信部２１を介してNTN RU３０及び地上RU４０へデータを送信するために、送信するデータである信号系列を複製する。信号系列複製部２３は、信号系列を複製した後に、パイロット信号挿入部２４へ、NTN RU３０へ送信するための信号系列と地上RU４０へ送信するための信号系列とを出力する。NTN RU３０へ送信するための信号系列と地上RU４０へ送信するための信号系列とは、同じ信号系列である。同じ信号系列は、同じフレームの構成を有する信号系列である。
【0044】
パイロット信号挿入部２４は、NTN RU３０へ送信するための信号系列と地上RU４０へ送信するための信号系列とのそれぞれにパイロット信号を挿入する。パイロット信号は、参照信号に相当する。また、パイロット信号は、既知信号と称されてもよい。例えば、パイロット信号は、信号系列を構成するそれぞれのフレーム、もしくは、フレームに含まれるパケットの先頭に配置されるプリアンブルに設定される信号であってもよい。
【0045】
パイロット信号は、NTN RU３０及び地上RU４０から、UE５０へ送信された信号系列を、UE５０が分離するために用いられる。具体的には、パイロット信号は、NTN RU３０及び地上RU４０とUE５０との間の空間に関するチャネル行列を構成するそれぞれの要素を推定するために用いられる。推定するとは、特定する、もしくは決定すると言い換えられてもよい。例えば、UE５０が２つのアンテナを有する場合、NTN RU３０及び地上RU４０から、UE５０へ送信される信号は、２×２のチャネル行列を用いて表される。UE５０は、NTN RU３０及び地上RU４０のそれぞれから受信したパイロット信号を用いてチャネル行列を推定する。UE５０は、推定したチャネル行列を用いてそれぞれのアンテナにおいて受信したデータを分離し、NTN RU３０から受信した信号系列及び地上RU４０から受信した信号系列を得る。チャネル行列は、伝達係数行列、伝達関数等と称されてもよい。
【0046】
Scattered型のMIMO通信においては、送信側の装置が複数のアンテナを有する場合、いずれかのアンテナからパイロット信号が送信されるタイミングにおいては、他のアンテナからパイロット信号は送信されない。一方、図３の通信システムは、CU/DU２０から、アンテナとみなされるNTN RU３０までの距離と、CU/DU２０からアンテナとみなされる地上RU４０までの距離とは大きく離れている。そのため、CU/DU２０からNTN RU３０及び地上RU４０へ実質的に同一のタイミングに送信された信号系列がNTN RU３０へ到達するタイミングは、地上RU４０へ到達するタイミングよりも遅延する。
【0047】
図３の通信システムにおいてScattered型のMIMO通信を適用する場合、パイロット信号挿入部２４は、CU/DU２０から、NTN RU３０及び地上RU４０へ実質的に同一のタイミングに送信されるフレームのうち、一方のフレームへパイロット信号を挿入する。例えば、CU/DU２０から、NTN RU３０及び地上RU４０へ、実質的に同一のタイミングに、フレーム＃１が送信される場合について説明する。このような場合、パイロット信号挿入部２４は、NTN RU３０へ送信するフレーム＃１にパイロット信号を挿入した場合、地上RU４０へ送信するフレーム＃１にはパイロット信号を挿入しない。また、パイロット信号挿入部２４は、他のフレームにおいては、NTN RU３０へ送信するフレームへパイロット信号を挿入せずに、地上RU４０へ送信するフレームへパイロット信号を挿入してもよい。
【0048】
さらに、パイロット信号挿入部２４は、推定部２２において推定された遅延時間を用いて、パイロット信号を挿入するフレームを制御する。制御するとは、調整する、選択する、決定する等と言い換えられてもよい。
【0049】
具体的には、パイロット信号挿入部２４は、UE５０が、NTN RU３０及び地上RU４０から信号系列を受信する際に、所定のタイミングにおいては、いずれか一方の信号系列に含まれるフレームにのみパイロット信号が挿入された状態とする。
【0050】
ここで、パイロット信号挿入部２４におけるパイロット信号の挿入について、図６を用いてより詳細に説明する。図６は、図５と同様に、CU/DU ２０から実質的に同一のタイミングに送信されたフレームに関して、UE ５０が、NTN RU３０を介して送信されたフレームを、地上RU４０を介して送信されたフレームに対して、２フレーム遅れて受信することを示している。図６に示されるように、UE５０は、時刻T1において、NTN RU３０からフレーム＃１を受信するとともに、地上RU４０からフレーム＃３を受信する。この場合に、パイロット信号挿入部２４は、UE５０が時刻T1に実質的に同一のタイミングに受信するNTN RU３０を経由するフレーム＃１及び地上RU４０を経由するフレーム＃３のいずれか一方にパイロット信号を挿入するように制御する。
【0051】
UE５０は、受信したパイロット信号を用いて、MIMO受信処理を行う。具体的には、UE５０は、受信したパイロット信号を用いてチャネル行列を推定する。さらに、UE ５０は、推定したチャネル行列を用いてNTN RU３０から受信したフレーム＃１及び地上RU４０から受信したフレーム＃３を分離する。
【0052】
ここで、パイロット信号挿入部２４におけるパイロット信号の挿入について、図７を用いて説明する。図７は、CU/DU２０からNTN RU３０及び地上RU４０へ送信される信号系列が示されている。図７の横軸は時刻を示しており、右側へ行くほど、信号系列を送信した時刻が古いことを示している。図７に示されるように、CU/DU２０から、NTN RU３０及び地上RU４０へ送信される信号系列は、実質的に同一のタイミングに送信される。図７の各フレームに向けられている矢印は、パイロット信号挿入部２４がパイロット信号を挿入するフレームを示している。例えば、パイロット信号挿入部２４は、NTN RU３０へ送信する信号系列に含まれるフレーム＃１、フレーム＃３にパイロット信号を挿入する。さらに、パイロット信号挿入部２４は、地上RU４０へ送信する信号系列に含まれるフレーム＃２、フレーム＃４にパイロット信号を挿入する。
【0053】
つまり、パイロット信号挿入部２４は、遅延時間がｎ（ｎは正の整数）フレームである場合、ｎフレーム前と同じパターンにてパイロット信号を挿入する信号系列を決定する。具体的には、遅延時間が２フレームである場合、パイロット信号挿入部２４は、フレーム＃３にパイロット信号を挿入する際には、２フレーム前のフレーム＃１と同様に、NTN RU３０へ送信する信号系列にパイロット信号を挿入する。また、パイロット信号挿入部２４は、フレーム＃４にパイロット信号を挿入する際には、２フレーム前のフレーム＃２と同様に、地上RU４０へ送信する信号系列にパイロット信号を挿入する。
【0054】
ここで、通信部２１が、実質的に同一のタイミングに、信号系列をNTN RU３０及び地上RU４０へ送信した場合に、UE５０がNTN RU３０及び地上RU４０から受信した信号系列に含まれるフレームの先頭位置がずれる場合がある。フレームの先頭位置のずれは、例えば、１フレーム分の時間よりも短く、OFDMシンボルにおけるサイクリックプレフィックスの時間よりも長い時間のずれであってもよい。このようなずれが発生した場合、UE５０は、NTN RU３０及び地上RU４０のそれぞれから受信したフレームを正常に分離することができない可能性がある。そのため、通信部２１は、UE５０が受信する信号系列に含まれるフレームの先頭位置がずれないように、NTN RU３０及び地上RU４０のいずれか一方に送信する信号のタイミングを他方に送信する信号のタイミングとずらしてもよい。例えば、CU/DU２０は、フレームの先頭位置のずれに関する情報をUE５０からフィードバック情報として受信してもよい。または、NTN RU３０もしくは地上RU４０が、UE５０からフィードバック情報を受信し、NTN RU ３０もしくは地上RU ４０の通信部が、CU/DU２０から受信した信号系列をUE５０へ送信するタイミングを意図的に遅らせてもよい。
【0055】
図７に示すようにパイロット信号が挿入されることによって、UE５０がNTN RU３０及び地上RU４０から信号系列を受信する際に、実質的に同一のタイミングに受信することとなる２つのフレームのいずれか一方のみにパイロット信号が挿入される。
【0056】
図８は、OFDM信号におけるパイロット信号の配置例について説明する。図８は、時間及び周波数によって定まる無線リソースを示している。時間は、シンボルを用いて示されてもよい。つまり、OFDM信号における無線リソースは、シンボル及び周波数によって定められてもよい。また、１つのフレームが３シンボルであることが示されている。１つのフレームを構成するシンボル数は、３シンボルに限定されず、様々な値を取り得る。
【0057】
図８は、網掛けされている無線リソースに、パイロット信号が挿入されていることが示されている。例えば、図８は、NTN RU３０を経由して送信されるフレームのうち、フレーム＃１、＃３、及び＃５に割り当てられる無線リソースの先頭シンボルに、パイロット信号が挿入されていることが示されている。また、地上RU４０を経由して送信されるフレームのうち、フレーム＃２及び＃４に割り当てられる無線リソースの先頭シンボルに、パイロット信号が挿入されていることが示されている。パイロット信号が挿入される位置及びパイロット信号の数は、図８に示される例に限定されない。
【0058】
続いて、図９を用いて実施の形態２にかかるNTN RU３０の構成例について説明する。NTN RU３０は、通信部３１及び計測部３２を有している。通信部３１及び計測部３２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信部３１及び計測部３２は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【0059】
通信部３１は、CU/DU２０、地上RU４０、及びUE５０と無線通信を行う。通信部３１は、CU/DU２０との通信を行うための通信制御部、地上RU４０と通信を行うための通信制御部、及びUE５０と通信を行うための通信制御部をそれぞれ有してもよい。通信部３１が、CU/DU２０、地上RU４０、及びUE５０と無線通信を行う際に、全て同じ周波数帯が用いられてもよく、全て異なる周波数帯が用いられてもよい。もしくは、通信部３１は、CU/DU２０と無線通信を行う際の周波数帯と、地上RU４０及びUE５０と無線通信を行う際の周波数帯とを分けてもよい。
【0060】
通信部３１は、CU/DU２０から受信した信号系列を、UE５０へ送信する。また、計測部３２は、UE５０において発生する遅延時間を測定するために用いられる計測用信号を地上RU４０へ送信する。計測部３２は、地上RU４０から計測用信号の送信を要求するための要求信号を受信した場合に、要求信号への応答として計測用信号を地上RU４０へ送信してもよい。つまり、計測用信号は、地上RU４０から受信した要求新語に対する応答信号であってもよい。もしくは、計測部３２は、地上RU４０から要求信号を受信したか否かに関わらず、要求信号を地上RU４０へ送信してもよい。
【0061】
続いて、図１０を用いて実施の形態２にかかる地上RU４０の構成例について説明する。地上RU４０は、通信部４１及び計測部４２を有している。通信部４１及び計測部４２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信部４１及び計測部４２は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【0062】
通信部４１は、CU/DU２０、NTN RU３０、及びUE５０と無線通信を行う。通信部４１は、CU/DU２０との通信を行うための通信制御部、NTN RU３０と通信を行うための通信制御部、及びUE５０と通信を行うための通信制御部をそれぞれ有してもよい。通信部４１が、CU/DU２０、NTN RU３０、及びUE５０と無線通信を行う際に、全て同じ周波数帯が用いられてもよく、全て異なる周波数帯が用いられてもよい。もしくは、通信部４１は、CU/DU２０と無線通信を行う際の周波数帯と、NTN RU３０及びUE５０と無線通信を行う際の周波数帯とを分けてもよい。
【0063】
通信部４１は、CU/DU２０から受信した信号系列を、UE５０へ送信する。また、計測部４２は、UE５０において発生する遅延時間を測定する。例えば、計測部４２は、通信部４１を介して、NTN RU３０へ、計測用信号の送信を要求するための要求信号を送信する。その後、計測部４２は、要求信号に対する応答信号として、計測用信号を、通信部４１を介して受信する。
【0064】
計測部４２は、要求信号を送信してから計測用信号を受信するまでの時間を、遅延時間として推定してもよい。もしくは、計測部４２は、要求信号を送信することなく、計測用信号を受信した場合、例えば、計測用信号に含まれる、NTN RU３０が計測用信号を送信した時刻を示す情報を用いて、計測用信号のNTN RU３０から地上RU４０への伝搬時間を算出してもよい。この場合、計測部４２は、算出した伝搬時間を２倍した時間を、遅延時間として推定してもよい。計測部４２は、推定した遅延時間を、通信部４１を介してCU/DU２０へ送信する。
【0065】
続いて、図１１を用いて実施の形態２にかかるUE５０の構成例について説明する。UE５０は、通信部５１及びMIMO処理部５２を有している。通信部５１及びMIMO処理部５２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって処理が実行されるソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、通信部５１及びMIMO処理部５２は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。
【0066】
通信部５１は、NTN RU３０及び地上RU４０のそれぞれから信号系列を受信する。例えば、通信部５１は、二つのアンテナを有し、それぞれのアンテナにおいてNTN RU３０及び地上RU４０から送信された信号系列を受信する。つまり、通信部５１は、一方のアンテナにおいてNTN RU３０及び地上RU４０から送信された信号系列を受信し、さらに、他方のアンテナにおいてもNTN RU３０及び地上RU４０から送信された信号系列を受信する。
【0067】
信号系列を受信することは、信号系列に含まれるフレームを受信することと言い換えられてもよい。例えば、通信部５１は、図６に示されるように、時刻T1において、NTN RU３０からフレーム＃１を受信し、地上RU４０からフレーム＃３を受信したとする。
【0068】
MIMO処理部５２は、フレーム＃１及びフレーム＃３のいずれかに挿入されたパイロット信号を用いて、チャネル行列を推定する。例えば、CU/DU２０が、図７に示されるようにパイロット信号を挿入した場合、NTN RU３０から受信したフレーム＃１に挿入されたパイロット信号を用いて、チャネル行列を推定する。
【0069】
さらに、MIMO処理部５２は、推定したチャネル行列を用いて、それぞれのアンテナにおいて受信したデータを分離して、フレーム＃１及びフレーム＃３を得る。
【0070】
続いて、図１２を用いて、実施の形態２にかかるCU/DU２０における通信処理の流れについて説明する。はじめに、推定部２２は、UE５０において、NTN RU３０を介して受信されたフレームと、地上RU４０を介して受信されたフレームとの遅延時間を推定する（Ｓ２１）。推定部２２は、地上RU ４０から受信した遅延情報を用いて、UE ５０において生じる遅延時間を推定してもよい。もしくは、推定部２２は、NTN RU３０の軌道情報を用いて、UE５０において生じる遅延時間を算出してもよい。
【0071】
次に、信号系列複製部２３は、UE５０へ送信すべき信号系列を複製する（Ｓ２２）。信号系列複製部２３は、信号系列を複製して、UE５０へ信号系列を送信する際の経路と同じ数の信号系列を生成する。
【0072】
次に、パイロット信号挿入部２４は、NTN RU３０及び地上RU４０へ送信するそれぞれの信号系列にパイロット信号を挿入する（Ｓ２３）。パイロット信号挿入部２４は、遅延時間に基づいて、CU/DU２０から実質的に同一のタイミングに送信されたフレームが、UE５０において到達する際にどの程度のフレームの差が生じるかを特定する。パイロット信号挿入部２４は、UE５０において、実質的に同一のタイミングに受信することになるフレームについて、どちらかのフレームにパイロット信号を挿入するように、パイロット信号を送信するフレームを選択する。パイロット信号が挿入されたフレーム及びパイロット信号が挿入されなかったフレームは、NTN RU３０及び地上RU４０を介してUE５０へ送信される。
【0073】
続いて、図１３を用いて、実施の形態２にかかるUE５０における信号の受信処理の流れについて説明する。はじめに、通信部５１は、NTN RU３０及び地上RU４０のそれぞれから、信号系列に含まれるフレームを受信する（Ｓ３１）。次に、MIMO処理部５２は、フレームに含まれるパイロット信号を用いてチャネル行列を推定し、フレームの分離処理を行う（Ｓ３２）。
【0074】
次に、MIMO処理部５２は、複数のアンテナ、例えば、２本のアンテナにおいて受信した信号のうち、少なくともいずれかのアンテナにおいて受信した信号の分離処理が成功したか否かを判定する（Ｓ３３）。例えば、MIMO処理部５２は、分離処理後の信号に関するCRCチェックを行い、エラーが発生しなかった場合に、分離処理が成功したと判定し、エラーが発生した場合に、分離処理が失敗したと判定してもよい。
【0075】
MIMO処理部５２は、信号の分離処理が成功した場合、分離した信号を保存する（Ｓ３４）。次に、MIMO処理部５２は、受信した信号のダイバーシティ処理を行い、信号の補正等を行う（Ｓ３５）。例えば、MIMO処理部５２は、複数のアンテナにおいて受信した同じ信号を用いて、ダイバーシティ処理を行ってもよい。もしくは、MIMO処理部５２は、受信した信号と同じ信号が既に保存されている場合、受信した信号と保存されている信号とを用いてダイバーシティ処理を行ってもよい。MIMO処理部５２は、エラーを含まない信号として保存されている信号との間においてダイバーシティ処理を行ってもよく、エラーを含む信号として保存されている信号との間においてダイバーシティ処理を行ってもよい。ここで、MIMO処理部５２は、受信した信号と同じ信号が存在しない場合、ダイバーシティ処理を行うことなく、信号の受信処理を終了してもよい。
【0076】
MIMO処理部５２は、全てのアンテナにおける信号の分離処理が失敗したと判定した場合、分離処理を失敗したフレームを保存する（Ｓ３６）。
【0077】
以上説明したように、実施の形態２にかかるCU/DU２０は、実質的に同一のタイミングに送信した信号系列が、UE５０へ、どの程度遅延して到達するかを推定する。さらに、CU/DU２０は、遅延時間を用いて、UE５０がNTN RU３０及び地上RU４０を介して受信するそれぞれのフレームの両方にパイロット信号が挿入されることの無いように、パイロット信号を挿入するフレームを選択する。これにより、UE５０は、NTN RU３０及び地上RU４０とのMIMO通信を行う際に、NTN RU３０及び地上RU４０のそれぞれから受信した信号系列を分離して受信することができる。その結果、UE５０は、MIMO通信を行うことによるダイバーシティ効果を得ることができるため、無線区間における信号品質の劣化を防止することができる。
【0078】
図１４は、NTN RU３０及び地上RU４０（以下、NTN RU３０等とする）の構成例を示すブロック図である。図１４を参照すると、NTN RU３０等は、RFトランシーバ１００１、ネットワークインタフェース１００３、プロセッサ１００４、及びメモリ１００５を含む。RFトランシーバ１００１は、UEsと通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１００１は、複数のトランシーバを含んでもよい。RFトランシーバ１００１は、アンテナ１００２及びプロセッサ１００４と結合される。RFトランシーバ１００１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をプロセッサ１００４から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１００２に供給する。また、RFトランシーバ１００１は、アンテナ１００２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをプロセッサ１００４に供給する。
【0079】
ネットワークインタフェース１００３は、ネットワークノード（e.g., 他のコアネットワークノード）と通信するために使用される。ネットワークインタフェース１００３は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。
【0080】
プロセッサ１００４は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理を含むデータプレーン処理とコントロールプレーン処理を行う。デジタルベースバンド信号処理は、他の通信装置において実行されてもよい。
【0081】
プロセッサ１００４は、複数のプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサ１００４は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., DSP）、及びコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., CPU又はMPU）を含んでもよい。
【0082】
メモリ１００５は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１００５は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。メモリ１００５は、プロセッサ１００４から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１００４は、ネットワークインタフェース１００３又は図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１００５にアクセスしてもよい。
【0083】
メモリ１００５は、上述の複数の実施形態で説明されたNTN RU３０等による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、プロセッサ１００４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１００５から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明された基地局１０等の処理を行うよう構成されてもよい。
【0084】
図１５は、UE５０の構成例を示すブロック図である。Radio Frequency（RF）トランシーバ１１０１は、NTN RU３０及び地上RU４０と通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１１０１により行われるアナログRF信号処理は、周波数アップコンバージョン、周波数ダウンコンバージョン、及び増幅を含む。RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２及びベースバンドプロセッサ１１０３と結合される。すなわち、RFトランシーバ１１０１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をベースバンドプロセッサ１１０３から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１１０２に供給する。また、RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをベースバンドプロセッサ１１０３に供給する。
【0085】
ベースバンドプロセッサ１１０３は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理（データプレーン処理）とコントロールプレーン処理を行う。デジタルベースバンド信号処理は、(a) データ圧縮／復元、(b) データのセグメンテーション／コンカテネーション、(c) 伝送フォーマット（伝送フレーム）の生成／分解、(d) 伝送路符号化／復号化、(e) 変調（シンボルマッピング）／復調、及び(f) Inverse Fast Fourier Transform（IFFT）によるOFDMシンボルデータ（ベースバンドOFDM信号）の生成などを含む。一方、コントロールプレーン処理は、レイヤ１、レイヤ２、及びレイヤ３の通信管理を含む。
【0086】
ベースバンドプロセッサ１１０３は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., Digital Signal Processor（DSP））とコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., Central Processing Unit（CPU）、又はMicro Processing Unit（MPU））を含んでもよい。この場合、コントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサは、後述するアプリケーションプロセッサ１１０４と共通化されてもよい。
【0087】
アプリケーションプロセッサ１１０４は、CPU、MPU、マイクロプロセッサ、又はプロセッサコアとも呼ばれる。アプリケーションプロセッサ１１０４は、複数のプロセッサ（複数のプロセッサコア）を含んでもよい。アプリケーションプロセッサ１１０４は、メモリ１１０６又は図示されていないメモリから読み出されたシステムソフトウェアプログラム（Operating System（OS））及び様々なアプリケーションプログラム（例えば、通話アプリケーション、WEBブラウザ、メーラ、カメラ操作アプリケーション、音楽再生アプリケーション）を実行することによって、UE５０の各種機能を実現する。
【0088】
いくつかの実装において、図１５に破線（１１０５）で示されているように、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのチップ上に集積されてもよい。言い換えると、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのSystem on Chip（SoC）デバイス１１０５として実装されてもよい。SoCデバイスは、システムLarge Scale Integration（LSI）またはチップセットと呼ばれることもある。
【0089】
メモリ１１０６は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリ又はこれらの組合せである。メモリ１１０６は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。例えば、メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３、アプリケーションプロセッサ１１０４、及びSoC１１０５からアクセス可能な外部メモリデバイスを含んでもよい。メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３内、アプリケーションプロセッサ１１０４内、又はSoC１１０５内に集積された内蔵メモリデバイスを含んでもよい。さらに、メモリ１１０６は、Universal Integrated Circuit Card（UICC）内のメモリを含んでもよい。
【0090】
メモリ１１０６は、上述の複数の実施形態で説明されたUE５０による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、ベースバンドプロセッサ１１０３又はアプリケーションプロセッサ１１０４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１１０６から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明されたUE５０の処理を行うよう構成されてもよい。
【0091】
図１６は、制御装置１０及びCU/DU２０（以下、制御装置１０等とする）の構成例を示すブロック図である。図１６を参照すると、制御装置１０等は、ネットワークインタフェース１２０１、プロセッサ１２０２、及びメモリ１２０３を含む。ネットワークインタフェース１２０１は、ネットワークノード（e.g., eNB、MME、P-GW、）と通信するために使用される。ネットワークインタフェース１２０１は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインタフェースカード（NIC）を含んでもよい。ここで、eNBはevolved Node B、MMEはMobility Management Entity、P-GWはPacket Data Network Gatewayを表す。IEEEは、Institute of Electrical and Electronics Engineersを表す。
【0092】
プロセッサ１２０２は、メモリ１２０３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてフローチャートを用いて説明された制御装置１０等の処理を行う。プロセッサ１２０２は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU、又はCPUであってもよい。プロセッサ１２０２は、複数のプロセッサを含んでもよい。
【0093】
メモリ１２０３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１２０３は、プロセッサ１２０２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１２０２は、図示されていないI/O（Input/Output）インタフェースを介してメモリ１２０３にアクセスしてもよい。
【0094】
図１６の例では、メモリ１２０３は、ソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１２０２は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１２０３から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明された制御装置１０等の処理を行うことができる。
【0095】
図１６を用いて説明したように、上述の実施形態における制御装置１０等が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを実行する。
【0096】
上述の例において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。
【0097】
なお、本開示における技術的思想は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【0098】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
非地上系通信装置及び地上系通信装置と通信する通信部と、
前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を備える制御装置。
（付記２）
前記制御部は、
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列のいずれか一方に前記参照信号を挿入して送信しているタイミングには、前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列の他方には前記参照信号を挿入しない、請求項１に記載の制御装置。
（付記３）
前記制御部は、
前記遅延時間に基づいて、前記通信端末が実質的に同一のタイミングに受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のデータと、前記第２の信号系列に含まれる第２のデータとを特定し、前記第１のデータと、前記第２のデータとのいずれか一方に前記参照信号を挿入する、請求項２に記載の制御装置。
（付記４）
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、それぞれ複数のフレームによって構成され、
前記制御部は、
前記フレーム単位に前記参照信号を挿入する信号系列を切り替える、請求項２又は３に記載の制御装置。
（付記５）
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、時間軸方向の通信リソースを有する信号系列であり、
前記制御部は、
時間軸方向において、前記非地上系通信装置へ送信する前記参照信号と、前記地上系通信装置へ送信する前記参照信号とを交互に配置する、請求項２から４のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記６）
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、それぞれ複数のフレームによって構成され、
前記制御部は、
前記通信端末が受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のフレームと前記第２の信号系列に含まれる第２のフレームとのそれぞれの先頭タイミングを一致させるように、前記第１の信号系列を前記非地上系通信装置へ送信するタイミングと、及び前記第２の信号系列を前記地上系通信装置へ送信するタイミングと、を制御する、請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記７）
前記推定部は、
前記非地上系通信装置と前記地上系通信装置との間におけるデータの伝搬時間に関する情報に基づいて、前記遅延時間を推定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記８）
前記推定部は、
前記非地上系通信装置と前記地上系通信装置との間における距離に基づいて、前記遅延時間を推定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記９）
非地上系通信装置と、
地上系通信装置と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置と通信する通信部と、前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を有する制御装置と、を備える通信システム。
（付記１０）
前記制御部は、
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列のいずれか一方に前記参照信号を挿入して送信しているタイミングには、前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列の他方には前記参照信号を挿入しない、請求項９に記載の通信システム。
（付記１１）
地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、制御方法。
（付記１２）
地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、ことをコンピュータに実行させるプログラム。
（付記１）
非地上系通信装置及び地上系通信装置と通信する通信部と、
前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を備える制御装置。
（付記２）
前記制御部は、
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列のいずれか一方に前記参照信号を挿入して送信しているタイミングには、前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列の他方には前記参照信号を挿入しない、請求項１に記載の制御装置。
（付記３）
前記制御部は、
前記遅延時間に基づいて、前記通信端末が実質的に同一のタイミングに受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のデータと、前記第２の信号系列に含まれる第２のデータとを特定し、前記第１のデータと、前記第２のデータとのいずれか一方に前記参照信号を挿入する、請求項２に記載の制御装置。
（付記４）
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、それぞれ複数のフレームによって構成され、
前記制御部は、
前記フレーム単位に前記参照信号を挿入する信号系列を切り替える、請求項２又は３に記載の制御装置。
（付記５）
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、時間軸方向の通信リソースを有する信号系列であり、
前記制御部は、
時間軸方向において、前記非地上系通信装置へ送信する前記参照信号と、前記地上系通信装置へ送信する前記参照信号とを交互に配置する、請求項２から４のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記６）
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列は、それぞれ複数のフレームによって構成され、
前記制御部は、
前記通信端末が受信する、前記第１の信号系列に含まれる第１のフレームと前記第２の信号系列に含まれる第２のフレームとのそれぞれの先頭タイミングを一致させるように、前記第１の信号系列を前記非地上系通信装置へ送信するタイミングと、及び前記第２の信号系列を前記地上系通信装置へ送信するタイミングと、を制御する、請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記７）
前記推定部は、
前記非地上系通信装置と前記地上系通信装置との間におけるデータの伝搬時間に関する情報に基づいて、前記遅延時間を推定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記８）
前記推定部は、
前記非地上系通信装置と前記地上系通信装置との間における距離に基づいて、前記遅延時間を推定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記９）
非地上系通信装置と、
地上系通信装置と、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置と通信する通信部と、前記地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する前記非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定する推定部と、前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する制御部と、を有する制御装置と、を備える通信システム。
（付記１０）
前記制御部は、
前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列のいずれか一方に前記参照信号を挿入して送信しているタイミングには、前記第１の信号系列及び前記第２の信号系列の他方には前記参照信号を挿入しない、請求項９に記載の通信システム。
（付記１１）
地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、制御方法。
（付記１２）
地上系通信装置を介した通信端末との通信に対する非地上系通信装置を介した前記通信端末との通信の遅延時間を推定し、
前記非地上系通信装置及び前記地上系通信装置を用いて前記通信端末とMIMO通信を行う場合に、前記遅延時間に基づいて、前記非地上系通信装置へ送信する第１の信号系列と、前記地上系通信装置へ送信する第２の信号系列と、に挿入する参照信号の挿入タイミングを制御する、ことをコンピュータに実行させるプログラム。
【0099】
なお、本開示にかかる技術的思想は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【0100】
１０ 制御装置
１１ 通信部
１２ 推定部
１３ 制御部
２０ CU/DU
２１ 通信部
２２ 推定部
２３ 信号系列複製部
２４ パイロット信号挿入部
３０ NTN RU
３１ 通信部
３２ 計測部
４０ 地上RU
４１ 通信部
４２ 計測部
５０ UE
５１ 通信部
５２ MIMO処理部
１１ 通信部
１２ 推定部
１３ 制御部
２０ CU/DU
２１ 通信部
２２ 推定部
２３ 信号系列複製部
２４ パイロット信号挿入部
３０ NTN RU
３１ 通信部
３２ 計測部
４０ 地上RU
４１ 通信部
４２ 計測部
５０ UE
５１ 通信部
５２ MIMO処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】