[go: up one dir, main page]

WO2024150309A1 - 無線通信システム、無線通信方法及び端末装置 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法及び端末装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024150309A1
WO2024150309A1 PCT/JP2023/000418 JP2023000418W WO2024150309A1 WO 2024150309 A1 WO2024150309 A1 WO 2024150309A1 JP 2023000418 W JP2023000418 W JP 2023000418W WO 2024150309 A1 WO2024150309 A1 WO 2024150309A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base station
station device
terminal
terminal devices
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/000418
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
知哉 景山
淳 増野
理一 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2024569890A priority Critical patent/JPWO2024150309A1/ja
Priority to PCT/JP2023/000418 priority patent/WO2024150309A1/ja
Publication of WO2024150309A1 publication Critical patent/WO2024150309A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication method, and a terminal device.
  • Non-Patent Document 2 proposes a method of bundling multiple beams, searching them, and then performing a detailed beam search in order to reduce the overhead associated with beam searches.
  • the number of beam searches increases depending on the number of terminal devices.
  • the present invention aims to provide technology that can reduce the time and power consumption involved in beam search.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication system including a plurality of terminal devices and a base station device that performs wireless communication between the plurality of terminal devices, the base station device performing a beam search process by transmitting beams in a number of beam directions that are fewer than the plurality of beam directions that can be transmitted, among a plurality of beam directions that can be transmitted, and one of the plurality of terminal devices is a representative terminal in a group that is set in advance or dynamically, the representative terminal having a receiving unit that receives any of the beams transmitted from the base station device, an assignment unit that, in response to receiving any of the beams transmitted from the base station device, determines a beam index to be used for communication between the base station device and other terminal devices belonging to the group based on position information and beam index of the base station device obtained by communication with the base station device and position information of other terminal devices belonging to the group that is set in advance or dynamically, and a transmitting unit that notifies the base station device and the other terminal devices of information on the determined beam index.
  • One aspect of the present invention is a wireless communication method in a wireless communication system including a plurality of terminal devices and a base station device that performs wireless communication between the plurality of terminal devices, in which the base station device performs a beam search process by transmitting beams in a number of beam directions that is fewer than the plurality of beam directions that can be transmitted, among a plurality of beam directions that can be transmitted, and one of the plurality of terminal devices is a representative terminal in a group that is set in advance or dynamically, and the representative terminal receives any of the beams transmitted from the base station device, and in response to receiving any of the beams transmitted from the base station device, determines a beam index to be used for communication between the other terminal devices belonging to the group and the base station device based on the position information and beam index of the base station device obtained by communication with the base station device and the position information of the other terminal devices belonging to the group that is set in advance or dynamically, and notifies the base station device and the other terminal devices of the determined beam index information.
  • One aspect of the present invention is a terminal device that includes: a receiving unit that receives any of the beams transmitted in a number of beam directions that is fewer than the number of beam directions that the base station device can transmit among the number of beam directions that the base station device can transmit; an allocation unit that, in response to receiving any of the beams transmitted from the base station device, determines a beam index to be used for communication between the base station device and other terminal devices belonging to the group based on position information and beam index of the base station device obtained by communication with the base station device and position information of other terminal devices belonging to a group that is set in advance or dynamically; and a transmitting unit that notifies the base station device and the other terminal devices of information on the determined beam index.
  • the present invention makes it possible to reduce the time and power consumption involved in beam search.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a wireless communication system 100 according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a base station device 10 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a terminal device 20 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a sequence diagram showing a processing flow of the wireless communication system 100 according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a process for reorganizing groups.
  • the wireless communication system 100 includes a base station device 10 and a plurality of terminal devices 20. It should be noted that, according to the present invention, it is sufficient that the number of terminal devices 20 is more than one.
  • the base station device 10 is a base station device in a RAN (Radio Access Network).
  • the base station device 10 performs beam search processing by transmitting beams in a number of beam directions that is less than the number of beam directions that can be transmitted among the multiple beam directions that can be transmitted.
  • FIG. 1 shows a configuration in which the base station device 10 can transmit beams in nine directions, the directions in which the base station device 10 can transmit beams are not particularly limited.
  • the base station device 10 performs beam search processing by thinning out some directions from the nine directions and transmitting beams in the remaining directions, rather than transmitting beams in all nine directions.
  • the base station device 10 transmits beams B1, B5, and B9 shown by solid lines by switching them over time, and does not transmit beams B2, B3, B4, B6, B7, and B8 shown by dashed lines. Note that the base station device 10 may thin out the beams used for beam search at equal intervals, or may thin out specified beams.
  • a terminal device 20 forms a group with one or more other terminal devices 20.
  • the terminal devices 20 belonging to each group form wireless PAN (Personal Area Network) links between the terminal devices 20 belonging to the same group, forming a wireless PAN network.
  • a wireless PAN is a network made up of terminals located in close proximity, and is a low-power network compared to a RAN.
  • Figure 1 shows an example in which there are three groups G1, G2, and G3 in a wireless communication system 100, and three terminal devices 20 exist in each of groups G1, G2, and G3.
  • the terminal devices 20 belonging to each of the groups G1, G2, and G3 will receive one of the beams B1, B5, and B9 transmitted from the base station device 10.
  • the terminal device 20 that receives one of the beams transmitted from the base station device 10 sets itself as the representative terminal in the group to which it belongs (hereinafter referred to as "its group") and communicates with the base station device 10 on behalf of its group. Furthermore, the terminal device 20 that has become the representative terminal determines the beam index to be used for communication between the base station device 10 and other terminal devices 20 that belong to its group.
  • FIG. 2 shows an example focusing on one group in FIG. 1.
  • the base station device 10 thins out the beams to be searched from among the many beams, for example, at equal intervals, and transmits a different preamble signal for each beam.
  • the preamble signal is a known signal that includes the index of the beam in use.
  • the terminal device 20 that receives the preamble signal responds to the base station device 10 with a successful reception notification indicating that the preamble signal has been successfully received.
  • the terminal device 20 that receives the preamble signal sets itself as the representative terminal. In FIG. 2, it is assumed that the terminal device 20-1 is the representative terminal, and the terminal devices 20-2 and 20-2 are the other terminal devices.
  • the terminal device 20 that has received the beam with the highest reception sensitivity will be designated as the representative terminal, and the other terminal devices 20 will revoke their representative rights and stop future beam searches.
  • the beam search from the base station device 10 is performed periodically, but it is not necessary to perform the search with the same beam index every time, and switching may be performed.
  • the representative terminal may transfer the representative right to another terminal device 20 in its own group that has stronger reception power. For example, when a change condition is met, the representative terminal may acquire reception power information from the other terminal devices 20 in its own group, and transfer the representative right to the terminal device 20 with the highest reception power among the acquired reception power information.
  • the terminal device 20-1 communicates with the base station device 10 and selects, for example, the beam received with maximum power.
  • the base station device 10 notifies the terminal device 20-1, which is the representative terminal, of the position information of the base station device 10, and the terminal device 20-1 maintains the positional relationship between the base station device 10 and the terminal device 20-1. Furthermore, the base station device 10 notifies the terminal device 20-1 of the index and beam spacing (for example, angle) of the relevant beam.
  • the other terminal devices 20-2 and 20-3 notify the terminal device 20-1 of their own position information using a PAN or the like.
  • the terminal device 20-1 determines the beam indexes of the other terminal devices 20-2 and 20-3 based on the beam index information, beam interval, direction of arrival, and position information of the other terminal devices 20-2 and 20-3.
  • the terminal device 20-1 (representative terminal) notifies the base station device 10 and the other terminal devices 20-2 and 20-3 of the determined beam index information of the other terminal devices 20-2 and 20-3. This makes it possible to reduce the number of terminals performing beam searches.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a base station device 10 in an embodiment.
  • the base station device 10 includes an antenna 11, a transmitter 12, a receiver 13, and a controller 14.
  • the antenna 11 receives radio waves transmitted from a terminal device 20 (e.g., a representative terminal), converts the received radio waves into electrical signals, and outputs them to the receiver 13.
  • the antenna 11 converts electrical signals output from the transmitter 12 into radio waves, and transmits them to the terminal device 20 (e.g., a representative terminal).
  • the transmission unit 12 is composed of a preamble generation unit 121 and a beam control unit 122.
  • the preamble generation unit 121 generates preamble signals for the number of beams for which beam search is to be performed in response to an instruction to perform beam search processing from the control unit 14.
  • Information on the number of beams for which beam search is to be performed may be stored in advance in the preamble generation unit 121, or may be notified by the control unit 14.
  • the beam control unit 122 superimposes the preamble signals, the number of which is equal to the number of beams generated by the preamble generation unit 121, on the transmission beams and transmits them from the antenna 11 in the direction in which the beam search is to be performed. At this time, the beam control unit 122 transmits from the antenna 11 in a number of beam directions that is fewer than the number of beam directions that the base station device 10 can transmit in.
  • the receiving unit 13 is composed of a receiving processing unit 131.
  • the receiving processing unit 131 demodulates the electrical signal output from the antenna 11. For example, the receiving unit 13 obtains a reception success response and information on the beam index of the terminal device 20 by demodulating the electrical signal.
  • the receiving unit 13 outputs the obtained information to the control unit 14.
  • the control unit 14 controls the overall functions of the base station device 10. When it is time to execute beam search processing, the control unit 14 instructs the transmission unit 12 to execute beam search processing.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a terminal device 20 in an embodiment.
  • the terminal device 20 includes a RAN communication unit 21, a PAN communication unit 22, and a control unit 23.
  • the RAN communication unit 21 is a wireless interface for the RAN.
  • the RAN communication unit 21 is composed of a RAN antenna 211, a RAN receiver 212, and a RAN transmitter 213.
  • the RAN antenna 211 receives radio waves transmitted from the base station device 10, converts the received radio waves into electrical signals, and outputs them to the RAN receiver 212.
  • the RAN antenna 211 converts electrical signals output from the RAN transmitter 213 into radio waves and transmits them to the base station device 10.
  • the RAN receiver 212 demodulates the electrical signal output from the RAN antenna 211. For example, the RAN receiver 212 acquires a preamble signal by demodulating the electrical signal. The RAN receiver 212 outputs the acquired preamble signal to the control unit 23. When the RAN receiver 212 is a representative terminal, it acquires the position information, beam index information, and beam spacing information of the base station device 10 by demodulating the electrical signal. The RAN receiver 212 outputs the acquired position information, beam index information, and beam spacing information of the base station device 10 to the control unit 23.
  • the RAN transmitter 213 transmits transmission data to the base station device 10 via the RAN antenna 211 according to instructions from the control unit 23.
  • the transmission data transmitted by the RAN transmitter 213 is, for example, a successful reception notification, beam index information of other terminal devices 20, etc.
  • the PAN communication unit 22 is a wireless interface for the PAN.
  • the PAN communication unit 22 is composed of a PAN antenna 221, a PAN receiver 222, and a PAN transmitter 223.
  • the PAN antenna 221 receives radio waves transmitted from other terminal devices 20 (terminal devices 20 that constitute the PAN), converts the received radio waves into electrical signals, and outputs them to the PAN receiver 222.
  • the PAN antenna 221 converts electrical signals output from the PAN transmitter 223 into radio waves and transmits them to the other terminal devices 20.
  • the PAN receiver 222 demodulates the electrical signal output from the PAN antenna 221. For example, if the PAN receiver 222 is not the representative terminal, it demodulates the electrical signal to obtain beam index information to be used for communication with the base station device 10. For example, if the PAN receiver 222 is the representative terminal, it demodulates the electrical signal to obtain position information of the other terminal devices 20. The PAN receiver 222 outputs the obtained beam index information and position information of the other terminal devices 20 to the control unit 23.
  • the PAN transmitter 223 transmits transmission data to other terminal devices 20 via the PAN antenna 221 according to instructions from the control unit 23.
  • the transmission data transmitted by the PAN transmitter 223 is, for example, a reference signal, location information, a successful reception notification, beam index information, etc.
  • the reference signal is a preamble signal that includes an ID for identifying the device, the reception power of the base station beam, the presence or absence of representation rights, etc.
  • the RAN antenna 211 and the PAN antenna 221 may be shared.
  • the control unit 23 controls the entire terminal device 20.
  • the control unit 23 is configured using one or more processors such as a CPU (Central Processing Unit) and one or more memories.
  • the control unit 23 realizes the functions of a location information acquisition unit 231, a notification signal generation unit 232, an allocation unit 233, and a management unit 234 by the execution of programs by the one or more processors.
  • the location information acquisition unit 231 acquires location information of the terminal device 20.
  • the location information acquisition unit 231 acquires location information by GPS (Global Positioning System).
  • GPS Global Positioning System
  • the location information acquisition unit 231 may acquire location information by other methods as long as it is possible to acquire the location information of the terminal device 20.
  • the notification signal generating unit 232 generates a notification signal for notifying the base station device 10 or other terminal devices 20 of information. For example, when the own device is a representative terminal, the notification signal generating unit 232 generates a notification signal for the base station device 10 indicating that a preamble signal has been received. For example, when the own device is a representative terminal, the notification signal generating unit 232 generates a notification signal for notifying the base station device 10 and other terminal devices 20 of beam index information. For example, when the own device is not a representative terminal, the notification signal generating unit 232 generates a notification signal for notifying the representative terminal of the location information acquired by the location information acquiring unit 231.
  • the allocation unit 233 is a functional unit that functions when the own device is the representative terminal.
  • the allocation unit 233 determines the beam index to be used for communication between the other terminal devices 20 belonging to the group and the base station device 10 based on the position information, beam index, and beam interval information of the base station device 10 obtained from the base station device 10, and the position information of the other terminal devices 20 belonging to the group.
  • the management unit 234 manages various types of information. For example, the management unit 234 manages information (such as MAC (Media Access Control) addresses) of the terminal devices 20 belonging to its own group. For example, if its own device is not the representative terminal, the management unit 234 holds information on the beam index notified from the representative terminal.
  • information such as MAC (Media Access Control) addresses
  • FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams for explaining the first method for determining the beam index of the other terminal device 20.
  • the position information of the base station device 10 is (x B , y B )
  • the position information of the representative terminal is (x U1 , y U1 )
  • the position information of the other terminal device 20 is (x U2 , y U2 ).
  • the allocation unit 233 calculates the angle d 12 based on the coordinates of the position information of the base station device 10, the position information of the representative terminal, and the position information of the other terminal device 20.
  • the interval between the beams emitted by the base station device 10 is ⁇ D.
  • the beam index used by the representative terminal is k.
  • the beam with beam index k+1 is directed to a location ⁇ D° away from the beam used by the representative terminal.
  • the allocation unit 233 sets n as an integer, n at which (n ⁇ D- d12 ) is minimum as nmin , and determines the beam index used by the other terminal devices 20 to be k+ nmin .
  • the second method is a method that takes into account that the other terminal devices 20 are located in the vicinity of the terminal device 20 that has become the representative terminal.
  • the allocation unit 233 randomly allocates to the other terminal devices 20 the beam index of the beam adjacent to the beam index used by the representative terminal. For example, when the representative terminal uses a beam with beam index k, the allocation unit 233 randomly selects from among beam indexes of k ⁇ 2, and allocates the selected beam index to the other terminal devices 20.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing a processing flow of the wireless communication system 100 in the embodiment.
  • the control unit 14 of the base station device 10 performs the beam search process by instructing the transmission unit 12 to execute the beam search process (step S101).
  • the preamble generation unit 121 of the transmission unit 12 generates preamble signals for the number of beams for which the beam search is performed.
  • the preamble generation unit 121 outputs the preamble signals for the number of beams generated to the beam control unit 122.
  • the beam control unit 122 superimposes the preamble signals, the number of which is the number of beams generated by the preamble generation unit 121, onto the transmission beams, and transmits them from the antenna 11 in a number of beam directions that is fewer than the number of beam directions that the base station device 10 can transmit in. In this way, during beam search processing, the base station device 10 thins out the beams used in the beam search and switches the beams over time for transmission. It is assumed that the beam transmitted from the base station device 10 was received by the terminal device 20-1, but was not received by the terminal device 20-2.
  • the RAN antenna 211 of the terminal device 20-1 receives the beam transmitted from the base station device 10.
  • the RAN antenna 211 converts the received beam into an electrical signal and outputs it to the RAN receiver 212.
  • the RAN receiver 212 acquires a preamble signal by demodulating the electrical signal output from the RAN antenna 211.
  • the RAN receiver 212 outputs the acquired preamble signal to the control unit 23.
  • the RAN transmitter 213 of the RAN communication unit 21 transmits a successful reception notification to the base station device 10 (step S101).
  • the successful reception notification includes information for identifying the received beam.
  • the management unit 234 of the control unit 23 sets its own device as the representative terminal (step S103).
  • the representative terminal transmits a reference signal to the surrounding terminal devices 20 through the PAN transmitter 223 and the PAN antenna 221 to notify that it is the representative terminal.
  • each representative terminal compares the other terminal reception power contained in the reference signal received from the other terminal devices 20 with its own reception power, and maintains the representative right when its own terminal has the maximum reception power, and the other terminal devices 20 abandon the representative right.
  • the other terminal reception power represents the reception power of the other terminal devices 20.
  • the control unit 14 of the base station device 10 When the control unit 14 of the base station device 10 receives a successful reception notification sent from the terminal device 20-1, it controls the transmission unit 12 to transmit base station information to the terminal device 20-1 using the beam indicated by the information for identifying the beam included in the successful reception notification.
  • the base station information is information about the base station device 10, and includes, for example, beam index information, beam spacing, and position information of the base station device 10.
  • the beam spacing is the spacing between beams that the base station device 10 can transmit. In other words, the beam spacing is not the beam spacing after thinning.
  • the RAN antenna 211 of the terminal device 20-1 receives the beam transmitted from the base station device 10.
  • the RAN antenna 211 converts the received beam into an electrical signal and outputs it to the RAN receiver 212.
  • the RAN receiver 212 acquires base station information by demodulating the electrical signal output from the RAN antenna 211.
  • the RAN receiver 212 outputs the acquired base station information to the control unit 23.
  • the management unit 234 of the control unit 23 holds the obtained base station information.
  • the management unit 234 controls the PAN communication unit 22 to transmit a reference signal.
  • the PAN communication unit 22 transmits the reference signal in accordance with the control of the management unit 234 (step S105).
  • the reference signal transmitted from terminal device 20-1 is received by a terminal device 20 (e.g., terminal device 20-2) located close to terminal device 20-1.
  • terminal device 20-2 transmits a successful reception notification to terminal device 20-1 indicating that the reference signal has been successfully received (step S106).
  • the PAN communication unit 22 of the terminal device 20-1 receives the reference signal transmitted from the terminal device 20-2.
  • the management unit 234 of the terminal device 20-1 adds the terminal device 20-1 to its own group (step S107). Note that if the terminal device 20-1 does not add the terminal device 20 to its own group, the processes from step S105 to step S107 may be omitted.
  • a terminal device 20 (here, terminal device 20-2) belonging to the own group transmits its own location information to terminal device 20-1 (step S108).
  • a terminal device 20 (here, terminal device 20-2) is newly added to the group, it may transmit its own location information to terminal device 20-1, which is the representative terminal, or may notify terminal device 20-1, which is the representative terminal, in response to a request from terminal device 20-1, which is the representative terminal, or may notify terminal device 20-1, which is the representative terminal, at periodic timing.
  • the assignment unit 233 of terminal device 20-1 assigns beam indexes to all terminal devices 20 belonging to its own group using either the first method or the second method described above, based on the base station information and the location information of all terminal devices 20 belonging to its own group (step S109). After assigning beam indexes to all terminal devices 20 belonging to its own group, the assignment unit 233 controls the RAN communication unit 21 and the PAN communication unit 22 to notify the base station device 10 and other terminal devices 20 of information on the assigned beam indexes (step S110).
  • the allocation unit 233 associates the assigned beam index information with the identification information of the terminal device 20.
  • the allocation unit 233 controls the RAN communication unit 21 to transmit association information between the beam index information and the identification information of the terminal device 20 to the base station device 10.
  • the RAN communication unit 21 transmits the association information to the base station device 10 in accordance with instructions from the allocation unit 233.
  • the allocation unit 233 controls the PAN communication unit 22 to transmit the assigned beam index information to each terminal device 20.
  • the PAN communication unit 22 transmits the beam index information to the terminal device 20 in accordance with instructions from the allocation unit 233. This allows the terminal device 20-2 to obtain the assigned beam index information.
  • the base station device 10 executes a beam search process by transmitting beams in a number of beam directions that is fewer than the number of beam directions that can be transmitted, among the multiple beam directions that can be transmitted, and one of the multiple terminal devices 20 is a representative terminal in the group, and the representative terminal device 20 is equipped with a RAN receiver 212 that receives any of the beams transmitted from the base station device 10, an assignment unit 233 that determines a beam index to be used for communication between the base station device 10 and other terminal devices 20 belonging to the group based on the position information and beam index of the base station device 10 obtained by communication with the base station device 10 and the position information of the other terminal devices 20 belonging to the group, in response to receiving any of the beams transmitted from the base station device 10, and a transmission unit (e.g., a RAN transmitter 213 and a PAN transmitter 223) that notifies the base station device 10 and the terminal device 20 of information on the determined beam index.
  • a transmission unit e.g., a RAN transmitter 213 and a P
  • the base station device 10 does not transmit beams in all possible beam directions, but transmits beams in some directions.
  • the terminal device 20 that has become the representative terminal communicates with the base station device 10 and determines the beam indexes of the other terminal devices 20 that belong to its own group. As a result, even if the number of terminal devices 20 increases, the representative terminal determines the beam indexes of the other terminal devices 20 on behalf of the other terminal devices 20, so the number of beam searches by the base station device 10 does not increase. This makes it possible to reduce the time and power consumption associated with beam searches.
  • the terminal device 20 that has become the representative terminal estimates the relative positional relationship between the base station device 10, the terminal device 20 that has become the representative terminal, and the other terminal devices 20 based on the position information of the other terminal devices 20 obtained within the group, and infers the beam pointed in the direction of the other terminal devices 20 from the estimated relative positional relationship.
  • the terminal device 20 that has become the representative terminal determines the beam index of the other terminal devices 20 by assigning to the other terminal devices 20 the index of the beam that is inferred to be pointed in the direction of the other terminal devices 20. This makes it possible to accurately determine the beam index of the other terminal devices 20.
  • the terminal device 20 that has become the representative terminal determines the beam indexes of the other terminal devices 20 that belong to its own group by randomly assigning the indexes of beams adjacent to the beam used by the terminal device 20 that has become the representative terminal to the other terminal devices 20 that belong to its own group. Belonging to its own group (a group that constitutes a PAN) means that the other terminal devices 20 are located in a position close in distance to the terminal device 20 that has become the representative terminal. Therefore, it is sufficient to assign the indexes of beams adjacent to the beam used by the terminal device 20 that has become the representative terminal. This makes it possible to determine the beam indexes of the other terminal devices 20 more easily than the first method.
  • the group may be reorganized based on the beam index.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the process for reorganizing the group. As shown in FIG. 8, there are two groups G1 and G2, and the above-mentioned beam search process is completed in each group G1 and G2.
  • the representative terminal in each group G1 and G2 notifies the base station device 10 of the beam index information used by each terminal device 20 belonging to the group.
  • the base station device 10 knows the beam index information in each group G1 and G2. Therefore, the base station device 10 reorganizes the terminal devices having similar beam indexes so that they belong to the same group based on the beam index information obtained from each of the multiple groups.
  • control unit 14 of the base station device 10 compares the difference between the beam index of the representative terminal of the group G (e.g., group G2) to which a certain terminal device 20 currently belongs and the beam index of a certain terminal device 20 (e.g., terminal device 20-3) with the difference between the beam index of the representative terminal of an adjacent group G (e.g., group G2) and the beam index of a certain terminal device 20 (e.g., terminal device 20-3).
  • the control unit 14 determines that group G1 is a better group to which the certain terminal device 20 (e.g., terminal device 20-3) belongs.
  • the base station device 10 notifies each of groups G1 and G2 of this, and the representative terminals of each group G1 and G2 reorganize the groups in accordance with the instructions from the base station device 10. In this way, the base station device 10 performs reorganization in such a way that the terminal devices 20 other than the representative terminal are included in the group with the smallest difference value.
  • a terminal device 20 that belonged to group G2 is reorganized to belong to group G1.
  • terminal devices 20 that have a beam index close to the representative terminal are considered to be located at a close angle as seen from the base station device 10, and by grouping terminals that are close to the representative terminal into the same user group, it is possible to reduce the power involved in communication between terminals that share a beam index, for example.
  • the above-mentioned base station device 10 and terminal device 20 may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed to realize the function.
  • computer system here includes hardware such as the OS and peripheral devices.
  • computer-readable recording medium refers to portable media such as floppy disks, optical magnetic disks, ROMs, CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into computer systems.
  • “computer-readable recording medium” may include something that dynamically holds a program for a short period of time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, or something that holds a program for a fixed period of time, such as volatile memory within a computer system that serves as a server or client in that case.
  • the above program may be one that realizes part of the functions described above, or may be one that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system, or may be one that is realized using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the present invention can be applied to wireless access networks.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

複数の端末装置と、複数の端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備える無線通信システムであって、基地局装置は、送信可能な複数のビーム方向のうち、送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行し、複数の端末装置のいずれかは、予め又は動的に設定されたグループにおける代表端末であり、代表端末は、ビームを受信する受信部と、基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、基地局装置との間の通信により得られる基地局装置の位置情報及びビームインデックスと、予め又は動的に設定されたグループに属する他の端末装置の位置情報とに基づいて、グループに属する他の端末装置と基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定する割当部と、決定したビームインデックスの情報を基地局装置及び他の端末装置に通知する送信部と、を備える無線通信システム。

Description

無線通信システム、無線通信方法及び端末装置
　本発明は、無線通信システム、無線通信方法及び端末装置に関する。
　近年、ミリ波の活用による無線通信の高速大容量化が広く検討されている。特に、massive MIMO（Multiple Input and Multiple Output）等の技術により、基地局アンテナ数の多素子化、多ビーム化が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
W. Hong, et.al., "Multibeam Antenna Technologies for5G Wireless Communications", IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL.65, NO.12, DECEMBER 2017. J. Zhang, et.al., "Cooperative Multi-Subarray Beam Training in Millimeter Wave Communication Systems", Proc. of IEEE GLOBECOM 2017.
　端末装置の数が増えてくるとビームサーチに係る時間及び演算量も増加するため、ビームサーチの削減が必要である。非特許文献２では、ビームサーチに係るオーバヘッド削減のために、複数のビームを束ねてサーチしたのち、詳細なビームサーチを行う方式が提案されている。しかしながら、非特許文献２に記載の方法であったとしても端末装置の数に応じてビームサーチの回数は増加してしまうという問題があった。
　上記事情に鑑み、本発明は、ビームサーチに係る時間及び消費電力を削減することができる技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、複数の端末装置と、前記複数の端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備える無線通信システムであって、前記基地局装置は、送信可能な複数のビーム方向のうち、前記送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行し、前記複数の端末装置のいずれかは、予め又は動的に設定されたグループにおける代表端末であり、前記代表端末は、前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信する受信部と、前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、前記基地局装置との間の通信により得られる前記基地局装置の位置情報及びビームインデックスと、予め又は動的に設定されたグループに属する他の端末装置の位置情報とに基づいて、前記グループに属する他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定する割当部と、決定した前記ビームインデックスの情報を前記基地局装置及び前記他の端末装置に通知する送信部と、を備える無線通信システムである。
　本発明の一態様は、複数の端末装置と、前記複数の端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記基地局装置が、送信可能な複数のビーム方向のうち、前記送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行し、前記複数の端末装置のいずれかは、予め又は動的に設定されたグループにおける代表端末であり、前記代表端末が、前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信し、基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、前記基地局装置との間の通信により得られる前記基地局装置の位置情報及びビームインデックスと、予め又は動的に設定されたグループに属する他の端末装置の位置情報とに基づいて、前記グループに属する他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定し、決定した前記ビームインデックスの情報を前記基地局装置及び前記他の端末装置に通知する無線通信方法である。
　本発明の一態様は、基地局装置が送信可能な複数のビーム方向のうち、前記送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向に送信されたいずれかのビームを受信する受信部と前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、前記基地局装置との間の通信により得られる前記基地局装置の位置情報及びビームインデックスと、予め又は動的に設定されたグループに属する他の端末装置の位置情報とに基づいて、前記グループに属する他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定する割当部と、決定した前記ビームインデックスの情報を前記基地局装置及び前記他の端末装置に通知する送信部と、を備える端末装置である。
　本発明により、ビームサーチに係る時間及び消費電力を削減することが可能となる。
本発明における無線通信システム１００の構成例を示す図である。 本発明の概要について説明するための図である。 実施形態における基地局装置１０の構成例を示す図である。 実施形態における端末装置２０の構成例を示す図である。 他の端末装置２０のビームインデックスを決定する第１の方法を説明するための図である。 他の端末装置２０のビームインデックスを決定する第１の方法を説明するための図である。 実施形態における無線通信システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。 グループを再編成するための処理を説明するための図である。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明における無線通信システム１００の構成例を示す図である。無線通信システム１００は、基地局装置１０と、複数の端末装置２０とを備える。なお、本発明において、端末装置２０の台数は複数であればよい。
　基地局装置１０は、ＲＡＮ（Radio Access Network）における基地局装置である。基地局装置１０は、送信可能な複数のビーム方向のうち、送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行する。図１では、基地局装置１０が９つの方向にビームを送信可能な構成を示しているが、基地局装置１０がビームを送信可能な方向は特に限定されない。基地局装置１０が９つの方向にビームを送信可能な構成である場合、基地局装置１０は、９つの方向全てにビームを送信するのではなく、９つの方向から一部の方向を間引いて、残りの方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行する。例えば、基地局装置１０は、実線で示すビームＢ１，Ｂ５，Ｂ９を時間的に切り替えて送信し、破線で示すビームＢ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８を送信しない。なお、基地局装置１０は、ビームサーチに利用するビームを等間隔に間引いてもよいし、指定されたビームを間引いてもよい。
　端末装置２０は、１台以上の他の端末装置２０とグループを構成する。各グループに属する端末装置２０は、同一グループに属する端末装置２０間に無線ＰＡＮ（Personal Area Network：パーソナルエリアネットワーク）のリンクを形成し、無線ＰＡＮネットワークを構成する。無線ＰＡＮは、近距離に位置する端末間で構成されるネットワークであり、ＲＡＮに比べると小電力なネットワークである。図１では、無線通信システム１００に３つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３があり、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３それぞれ内に３台の端末装置２０が存在する場合を一例として示している。
　各グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３に属する端末装置２０は、基地局装置１０から送信されたビームＢ１，Ｂ５，Ｂ９のうちいずれかのビームを受信することになる。基地局装置１０から送信されたいずれかのビームを受信した端末装置２０は、自装置が属するグループ（以下「自グループ」という。）における代表端末として設定し、自グループを代表して基地局装置１０との間で通信を行う。さらに、代表端末となった端末装置２０は、自グループに属する他の端末装置２０と基地局装置１０との間の通信に利用するビームインデックスを決定する。
　次に、図２を用いて本発明の概要について説明する。なお、図２では、図１における１つのグループに着目した例を示している。基地局装置１０は、多数あるビームの中から、例えばサーチするビームを等間隔に間引き、ビーム毎に異なるプリアンブル信号を送信する。プリアンブル信号は、使用ビームのインデックスを含む既知信号である。プリアンブル信号を受信した端末装置２０は、プリアンブル信号の受信が成功したことを示す受信成功通知を基地局装置１０に応答する。プリアンブル信号を受信した端末装置２０は、自装置を代表端末に設定する。図２において、端末装置２０－１が代表端末であり、端末装置２０－２，２０－２が他の端末装置であるとする。
　グループ内に複数の代表端末がある場合は、より受信感度が高くビームを受信した端末装置２０を代表端末とし、それ以外の端末装置２０は代表権を破棄し、以後のビームサーチを停止する。基地局装置１０からのビームサーチは定期的に行うが、毎回同じビームインデックスでサーチを行う必要はなく、切り替えを行ってもよい。また、代表端末の使用するビームの受信電力がある一定の値を下回った場合等の変更条件が満たされた場合、代表端末は自グループ内の受信電力がより強い他の端末装置２０に代表権を移してもよい。例えば、代表端末は、変更条件が満たされた場合に、自グループ内の他の端末装置２０から受信電力の情報を取得して、取得した受信電力の情報の中で最も高い受信電力の端末装置２０に代表権を移してもよい。
　端末装置２０－１は、基地局装置１０との間で通信を行い、例えば最大電力で受信されたビームを選択する。基地局装置１０は、基地局装置１０の位置情報を代表端末である端末装置２０－１に通知し、端末装置２０－１は基地局装置１０と端末装置２０－１との間の位置関係を保持する。さらに、基地局装置１０は、該当ビームのインデックス及びビーム間隔（例えば角度）を端末装置２０－１に通知する。他の端末装置２０－２，２０－３は、ＰＡＮ等を用いて、自装置の位置情報を端末装置２０－１に通知する。
　端末装置２０－１（代表端末）は、ビームのインデックス情報と、ビーム間隔と、到来方向と、他の端末装置２０－２，２０－３の位置情報とに基づいて、他の端末装置２０－２，２０－３のビームインデックスを決定する。端末装置２０－１（代表端末）は、決定した他の端末装置２０－２，２０－３のビームインデックスの情報を基地局装置１０及び他の端末装置２０－２，２０－３に通知する。これにより、ビームサーチを行う端末数を減らすことができる。
　図３は、実施形態における基地局装置１０の構成例を示す図である。基地局装置１０は、アンテナ１１と、送信部１２と、受信部１３と、制御部１４とを備える。
　アンテナ１１は、端末装置２０（例えば、代表端末）から送信された無線電波を受信し、受信した無線電波を電気信号に変換して受信部１３に出力する。アンテナ１１は、送信部１２から出力された電気信号を無線電波に変換して端末装置２０（例えば、代表端末）に送信する。
　送信部１２は、プリアンブル生成部１２１と、ビーム制御部１２２とで構成される。プリアンブル生成部１２１は、制御部１４からのビームサーチ処理実行の指示に応じて、ビームサーチを行うビーム数分のプリアンブル信号を生成する。ビームサーチを行うビーム数の情報は、予めプリアンブル生成部１２１に記憶されていてもよいし、制御部１４から通知されてもよい。
　ビーム制御部１２２は、プリアンブル生成部１２１によって生成されたビーム数分のプリアンブル信号をそれぞれ送信ビームに重畳して、ビームサーチを行う方向にアンテナ１１から送信する。この際、ビーム制御部１２２は、基地局装置１０が送信可能な複数のビーム方向のうち、送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にアンテナ１１から送信する。
　受信部１３は、受信処理部１３１で構成される。受信処理部１３１は、アンテナ１１から出力された電気信号を復調する。例えば、受信部１３は、電気信号を復調することによって、受信成功応答や端末装置２０のビームインデックスの情報を取得する。受信部１３は、取得した情報を制御部１４に出力する。
　制御部１４は、基地局装置１０全体の機能を制御する。制御部１４は、ビームサーチ処理を実行するタイミングにおいて、送信部１２に対してビームサーチ処理の実行を指示する。
　図４は、実施形態における端末装置２０の構成例を示す図である。端末装置２０は、ＲＡＮ通信部２１と、ＰＡＮ通信部２２と、制御部２３とを備える。
　ＲＡＮ通信部２１は、ＲＡＮ用の無線インタフェースである。ＲＡＮ通信部２１は、ＲＡＮアンテナ２１１と、ＲＡＮ受信機２１２と、ＲＡＮ送信機２１３とで構成される。
　ＲＡＮアンテナ２１１は、基地局装置１０から送信された無線電波を受信し、受信した無線電波を電気信号に変換してＲＡＮ受信機２１２に出力する。ＲＡＮアンテナ２１１は、ＲＡＮ送信機２１３から出力された電気信号を無線電波に変換して基地局装置１０に送信する。
　ＲＡＮ受信機２１２は、ＲＡＮアンテナ２１１から出力された電気信号を復調する。例えば、ＲＡＮ受信機２１２は、電気信号を復調することにより、プリアンブル信号を取得する。ＲＡＮ受信機２１２は、取得したプリアンブル信号を制御部２３に出力する。ＲＡＮ受信機２１２は、自装置が代表端末である場合、電気信号を復調することにより、基地局装置１０の位置情報、ビームインデックスの情報及びビーム間隔の情報を取得する。ＲＡＮ受信機２１２は、取得した基地局装置１０の位置情報、ビームインデックスの情報及びビーム間隔の情報を制御部２３に出力する。
　ＲＡＮ送信機２１３は、制御部２３からの指示に従って、ＲＡＮアンテナ２１１を介して送信データを基地局装置１０に送信する。ＲＡＮ送信機２１３が送信する送信データは、例えば受信成功通知、他の端末装置２０のビームインデックスの情報等である。
　ＰＡＮ通信部２２は、ＰＡＮ用の無線インタフェースである。ＰＡＮ通信部２２は、ＰＡＮアンテナ２２１と、ＰＡＮ受信機２２２と、ＰＡＮ送信機２２３とで構成される。
　ＰＡＮアンテナ２２１は、他の端末装置２０（ＰＡＮを構成する端末装置２０）から送信された無線電波を受信し、受信した無線電波を電気信号に変換してＰＡＮ受信機２２２に出力する。ＰＡＮアンテナ２２１は、ＰＡＮ送信機２２３から出力された電気信号を無線電波に変換して他の端末装置２０に送信する。
　ＰＡＮ受信機２２２は、ＰＡＮアンテナ２２１から出力された電気信号を復調する。例えば、ＰＡＮ受信機２２２は、自装置が代表端末ではない場合、電気信号を復調することにより、基地局装置１０との通信に利用するビームインデックスの情報を取得する。例えば、ＰＡＮ受信機２２２は、自装置が代表端末である場合、電気信号を復調することにより、他の端末装置２０の位置情報を取得する。ＰＡＮ受信機２２２は、取得したビームインデックスの情報及び他の端末装置２０の位置情報を制御部２３に出力する。
　ＰＡＮ送信機２２３は、制御部２３からの指示に従って、ＰＡＮアンテナ２２１を介して送信データを他の端末装置２０に送信する。ＰＡＮ送信機２２３が送信する送信データは、例えば参照信号、位置情報、受信成功通知、ビームインデックスの情報等である。参照信号は、デバイスを特定するためのＩＤ、基地局ビームの受信電力、代表権の有無等を含むプリアンブル信号である。
　なお、周波数帯が近接していればＲＡＮアンテナ２１１とＰＡＮアンテナ２２１は共用してもよい。
　制御部２３は、端末装置２０全体を制御する。制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の１以上のプロセッサと１以上のメモリとを用いて構成される。制御部２３は、１以上のプロセッサがプログラムを実行することによって、位置情報取得部２３１、通知信号生成部２３２、割当部２３３及び管理部２３４の機能を実現する。
　位置情報取得部２３１は、端末装置２０の位置情報を取得する。例えば、位置情報取得部２３１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）により位置情報を取得する。なお、位置情報取得部２３１は、端末装置２０の位置情報を取得することができれば他の方法で位置情報を取得してもよい。
　通知信号生成部２３２は、基地局装置１０又は他の端末装置２０に対して情報を通知するための通知信号を生成する。例えば、通知信号生成部２３２は、自装置が代表端末である場合、基地局装置１０に対してプリアンブル信号を受信したことを示す通知信号を生成する。例えば、通知信号生成部２３２は、自装置が代表端末である場合、基地局装置１０及び他の端末装置２０に対してビームインデックスの情報を通知するための通知信号を生成する。例えば、通知信号生成部２３２は、自装置が代表端末ではない場合、位置情報取得部２３１により取得された位置情報を代表端末に通知するための通知信号を生成する。
　割当部２３３は、自装置が代表端末である場合に機能する機能部である。割当部２３３は、基地局装置１０から得られる基地局装置１０の位置情報、ビームインデックス及びビーム間隔の情報と、グループに属する他の端末装置２０の位置情報とに基づいて、グループに属する他の端末装置２０と基地局装置１０との通信に利用するビームインデックスを決定する。
　管理部２３４は、各種情報を管理する。例えば、管理部２３４は、自グループに属する端末装置２０の情報（例えばＭＡＣ（Media Access Control）アドレスなど）を管理する。例えば、管理部２３４は、自装置が代表端末ではない場合、代表端末から通知されたビームインデックスの情報を保持する。
　次に、代表端末による他の端末装置２０のビームインデックスの決定方法について説明する。他の端末装置２０のビームインデックスを決定する方法は、２つの方法が挙げられる。図５及び図６は、他の端末装置２０のビームインデックスを決定する第１の方法を説明するための図である。図５に示すように、基地局装置１０の位置情報、代表端末の位置情報及び他の端末装置２０の位置情報を２次元座標系で表す。ここで、基地局装置１０の位置情報を（ｘＢ，ｙＢ）、代表端末の位置情報を（ｘＵ１，ｙＵ１）及び他の端末装置２０の位置情報を（ｘＵ２，ｙＵ２）とする。なお、端末装置２０の高さを考慮した３次元座標系でもよい。割当部２３３は、基地局装置１０の位置情報、代表端末の位置情報及び他の端末装置２０の位置情報の座標に基づいて、角度ｄ１２を計算する。
　図６に示すように、基地局装置１０が放射するビームの間隔をΔＤとする。代表端末の用いるビームインデックスをｋとする。ここで、ビームインデックスｋ＋１のビームは、代表端末が利用するビームとΔＤ°離れた場所に向いている。割当部２３３は、ｎを整数とし、（ｎΔＤ－ｄ１２）が最小となるｎをｎｍｉｎとし、他の端末装置２０が利用するビームインデックスをｋ＋ｎｍｉｎと決定する。
　次に、他の端末装置２０のビームインデックスを決定する第２の方法について説明する。第２の方法は、代表端末となった端末装置２０の近傍に他の端末装置２０が位置していることを踏まえた方法である。割当部２３３は、代表端末が使用するビームインデックスの隣接ビームのビームインデックスをランダムに他の端末装置２０に割り当てる。例えば、割当部２３３は、代表端末がビームインデックスｋのビームを用いる場合、ｋ±２のビームインデックスの中からランダムに選択し、選択したビームインデックスを他の端末装置２０に割り当てる。
　図７は、実施形態における無線通信システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。
　基地局装置１０の制御部１４は、ビームサーチ処理を実行するタイミングになると、送信部１２に対してビームサーチ処理の実行を指示することでビームサーチ処理を行う（ステップＳ１０１）。送信部１２のプリアンブル生成部１２１は、制御部１４からのビームサーチ処理実行の指示に応じて、ビームサーチを行うビーム数分のプリアンブル信号を生成する。プリアンブル生成部１２１は、生成したビーム数分のプリアンブル信号をビーム制御部１２２に出力する。
　ビーム制御部１２２は、プリアンブル生成部１２１によって生成されたビーム数分のプリアンブル信号をそれぞれ送信ビームに重畳して、基地局装置１０が送信可能な複数のビーム方向のうち、送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にアンテナ１１から送信する。このように、基地局装置１０は、ビームサーチ処理の際に、ビームサーチに利用するビームを間引きしてビームを時間的に切り替えて送信する。基地局装置１０から送信されたビームは、端末装置２０－１で受信されて、端末装置２０－２で受信できなかったものとする。
　端末装置２０－１のＲＡＮアンテナ２１１は、基地局装置１０から送信されたビームを受信する。ＲＡＮアンテナ２１１は、受信したビームを電気信号に変換してＲＡＮ受信機２１２に出力する。ＲＡＮ受信機２１２は、ＲＡＮアンテナ２１１から出力された電気信号を復調することによってプリアンブル信号を取得する。ＲＡＮ受信機２１２は、取得したプリアンブル信号を制御部２３に出力する。
　ＲＡＮ通信部２１のＲＡＮ送信機２１３は、ＲＡＮ受信機２１２により正しく復調ができた場合、基地局装置１０に対して受信成功通知を送信する（ステップＳ１０１）。受信成功通知には、受信したビームを特定するための情報が含まれる。制御部２３の管理部２３４は、自装置を代表端末に設定する（ステップＳ１０３）。代表端末は、ＰＡＮ送信機２２３、ＰＡＮアンテナ２２１を通して、自身が代表端末であることを通知するための参照信号を周辺の端末装置２０に送信する。ここで、複数の端末装置２０が自装置を代表端末と設定した場合、各代表端末は、他の端末装置２０から受信した参照信号に含まれる他端末受信電力と自端末の受信電力とを比較し、自端末が受信電力最大の場合に代表権を維持し、それ以外の端末装置２０は代表権を破棄する。他端末受信電力は、他の端末装置２０の受信電力を表す。
　基地局装置１０の制御部１４は、端末装置２０－１から送信された受信成功通知が受信されると、送信部１２を制御して、受信成功通知に含まれるビームを特定するための情報で示されるビームを用いて、基地局情報を端末装置２０－１に対して送信させる。基地局情報とは、基地局装置１０に関する情報であり、例えばビームインデックスの情報、ビーム間隔及び基地局装置１０の位置情報を含む。ビーム間隔は、基地局装置１０が送信可能なビームの間隔である。すなわち、ビーム間隔は、間引いた後のビーム間隔ではない。
　端末装置２０－１のＲＡＮアンテナ２１１は、基地局装置１０から送信されたビームを受信する。ＲＡＮアンテナ２１１は、受信したビームを電気信号に変換してＲＡＮ受信機２１２に出力する。ＲＡＮ受信機２１２は、ＲＡＮアンテナ２１１から出力された電気信号を復調することによって基地局情報を取得する。ＲＡＮ受信機２１２は、取得した基地局情報を制御部２３に出力する。
　制御部２３の管理部２３４は、得られた基地局情報を保持する。管理部２３４は、ＰＡＮ通信部２２を制御して参照信号を送信させる。ＰＡＮ通信部２２は、管理部２３４の制御に従って、参照信号を送信する（ステップＳ１０５）。端末装置２０－１から送信された参照信号は、端末装置２０－１の近距離に位置する端末装置２０（例えば、端末装置２０－２）で受信される。端末装置２０－２は、参照信号の受信に応じて、参照信号の受信に成功をしたことを示す受信成功通知を端末装置２０－１に送信する（ステップＳ１０６）。
　端末装置２０－１のＰＡＮ通信部２２は、端末装置２０－２から送信された参照信号を受信する。端末装置２０－１の管理部２３４は、参照信号の受信に応じて、端末装置２０－１を自グループに追加する（ステップＳ１０７）。なお、端末装置２０－１は、自グループに端末装置２０を追加しない場合には、ステップＳ１０５からステップＳ１０７までの処理を省略してもよい。
　自グループに属する端末装置２０（ここでは、端末装置２０－２）は、自装置の位置情報を端末装置２０－１に送信する（ステップＳ１０８）。端末装置２０（ここでは、端末装置２０－２）は、新たにグループに追加したことを契機に、自装置の位置情報を代表端末である端末装置２０－１に送信してもよいし、代表端末である端末装置２０－１からの要求に応じて通知してもよいし、周期的なタイミングで代表端末である端末装置２０－１に通知してもよい。
　代表端末である端末装置２０－１は、ビームインデックスの割当を行う前に、自グループに属する全ての端末装置２０の位置情報を取得しておくことが望ましい。端末装置２０－１の割当部２３３は、基地局情報と、自グループに属する全ての端末装置２０の位置情報とに基づいて、自グループに属する全ての端末装置２０に対して、上述した第１の方法又は第２の方法のいずれかによりビームインデックスを割り当てる（ステップＳ１０９）。割当部２３３は、自グループに属する全ての端末装置２０に対してビームインデックスを割り当てた後、ＲＡＮ通信部２１及びＰＡＮ通信部２２を制御して、割り当てたビームインデックスの情報を基地局装置１０及び他の端末装置２０に通知する（ステップＳ１１０）。
　具体的には、割当部２３３は、割り当てたビームインデックスの情報と端末装置２０の識別情報とを対応付ける。割当部２３３は、ＲＡＮ通信部２１を制御して、ビームインデックスの情報と端末装置２０の識別情報との対応付け情報を基地局装置１０に送信させる。ＲＡＮ通信部２１は、割当部２３３からの指示に従って、対応付け情報を基地局装置１０に送信する。さらに、割当部２３３は、ＰＡＮ通信部２２を制御して、割り当てたビームインデックスの情報を各端末装置２０に送信させる。ＰＡＮ通信部２２は、割当部２３３からの指示に従って、ビームインデックスの情報を端末装置２０に送信する。これにより、端末装置２０－２は、割り当てられたビームインデックスの情報を取得することができる。
　以上のように構成された無線通信システム１００によれば、基地局装置１０が、送信可能な複数のビーム方向のうち、送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行し、複数の端末装置２０のいずれかは、グループにおける代表端末であり、代表端末である端末装置２０は、基地局装置１０から送信されたいずれかのビームを受信するＲＡＮ受信機２１２と基地局装置１０から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、基地局装置１０との間の通信により得られる基地局装置１０の位置情報及びビームインデックスと、グループに属する他の端末装置２０の位置情報とに基づいて、グループに属する他の端末装置２０と基地局装置１０との通信に利用するビームインデックスを決定する割当部２３３と、決定したビームインデックスの情報を基地局装置１０及び端末装置２０に通知する送信部（例えば、ＲＡＮ送信機２１３及びＰＡＮ送信機２２３）を備える。
　このように、無線通信システム１００では、ビームサーチ処理時において基地局装置１０が送信可能なビーム方向全てに対してビームの送信を行わず、一部の方向に対してビームの送信を行う。代表端末となった端末装置２０は、基地局装置１０との間で通信を行って、自グループに属する他の端末装置２０のビームインデックスを決定する。これにより、端末装置２０が増加した場合であっても、代表端末が代表して他の端末装置２０のビームインデックスを決定するため、基地局装置１０によるビームサーチ回数は増加しない。そのため、ビームサーチに係る時間及び消費電力を削減することが可能になる。
　代表端末となった端末装置２０は、グループ内で得られる他の端末装置２０の位置情報に基づいて、基地局装置１０と、代表端末となった端末装置２０と、他の端末装置２０との相対位置関係を推定し、推定した相対位置関係から他の端末装置２０の方向に向けられたビームを推測する。そして、代表端末となった端末装置２０は、他の端末装置２０の方向に向けられたと推測されるビームのインデックスを他の端末装置２０に割り当てることで他の端末装置２０のビームインデックスを決定する。これにより、精度よく他の端末装置２０のビームインデックスを決定することができる。
　代表端末となった端末装置２０は、代表端末となった端末装置２０が使用するビームの隣接ビームのインデックスを、ランダムに自グループに属する他の端末装置２０に割り当てることで他の端末装置２０のビームインデックスを決定する。自グループ（ＰＡＮを構成するグループ）に属するということは、代表端末となった端末装置２０と距離的に近い位置に他の端末装置２０が位置していることを意味する。したがって、代表端末となった端末装置２０が使用するビームと隣接するビームのインデックスを割り当てれば済む。これにより、第１の方法よりも簡便に他の端末装置２０のビームインデックスを決定することができる。
（変形例）
　上述した実施形態において、ビームインデックスに基づいてグループを再編成するように構成されてもよい。図８は、グループを再編成するための処理を説明するための図である。図８に示すように、２つのグループＧ１，Ｇ２が存在し、各グループＧ１，Ｇ２内で、上記のビームサーチ処理が完了したものとする。各グループＧ１，Ｇ２における代表端末は、自グループに属する各端末装置２０が用いるビームインデックスの情報を基地局装置１０に通知する。これにより、基地局装置１０は、各グループＧ１，Ｇ２におけるビーインデックスの情報を把握している。そこで、基地局装置１０は、複数のグループそれぞれから得られるビームインデックスの情報に基づいて、ビームインデックスが近い端末装置同士が同一グループに属するように再編成を行わせる。
　例えば、基地局装置１０の制御部１４は、ある端末装置２０が現在所属するグループＧ（例えば、グループＧ２）の代表端末のビームインデックスとある端末装置２０（例えば、端末装置２０－３）のビームインデックスとの差分と、隣接グループＧ（例えば、グループＧ２）の代表端末のビームインデックスとある端末装置２０（例えば、端末装置２０－３）のビームインデックスとの差分とを比較する。制御部１４は、比較の結果、ある端末装置２０（例えば、端末装置２０－３）が現在属しているグループＧ（例えば、グループＧ２）よりも他のグループＧ（例えば、グループＧ１）のほうが、差分が小さい場合には、ある端末装置２０（例えば、端末装置２０－３）が属するグループは、グループＧ１のほうがよいと決定する。基地局装置１０は、その旨をグループＧ１，Ｇ２それぞれに通知し、各グループＧ１，Ｇ２の代表端末は基地局装置１０からの指示に応じたグループの再編成を行う。このように、基地局装置１０は、代表端末以外の端末装置２０を差分値が最も小さいグループに含める形で再編成を行わせる。
　図８に示す例では、グループＧ２に属していた端末装置２０が、グループＧ１に属するように再編成された例を示している。このように構成されることによって、代表端末とビームインデックスの近い端末装置２０は、基地局装置１０から見て近い角度に位置していると考えられ、代表端末との距離が近い端末同士を同一ユーザグループにまとめることによって、例えばビームインデックスを共有する端末間の通信に係る電力を抑えることができる。
　上述した基地局装置１０及び端末装置２０をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
　さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　本発明は、無線アクセスネットワークに適用できる。
１０…基地局装置，　１１…アンテナ，　１２…送信部，　１３…受信部，　１４…制御部，　２０、２０－１～２０－３…端末装置，　２１…ＲＡＮ通信部，　２２…ＰＡＮ通信部，　２３…制御部，　１００…無線通信システム，　１２１…プリアンブル生成部，　１２２…ビーム制御部，　１３１…受信処理部，　２１１…ＲＡＮアンテナ，　２１２…ＲＡＮ受信機，　２１３…ＲＡＮ送信機，　２２１…ＰＡＮアンテナ，　２２２…ＰＡＮ受信機，　２２３…ＰＡＮ送信機，　２３１…位置情報取得部，　２３２…通知信号生成部，　２３３…割当部，　２３４…管理部

Claims (8)

  1. 　複数の端末装置と、前記複数の端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備える無線通信システムであって、
    　前記基地局装置は、
    　送信可能な複数のビーム方向のうち、前記送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行し、
    　前記複数の端末装置のいずれかは、
    　予め又は動的に設定されたグループにおける代表端末であり、
    　前記代表端末は、
    　前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信する受信部と、
    　前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、前記基地局装置との間の通信により得られる前記基地局装置の位置情報及びビームインデックスと、予め又は動的に設定されたグループに属する他の端末装置の位置情報とに基づいて、前記グループに属する他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定する割当部と、
    　決定した前記ビームインデックスの情報を前記基地局装置及び前記他の端末装置に通知する送信部と、
    　を備える無線通信システム。
  2. 　前記割当部は、
    　前記代表端末が使用するビームの隣接ビームのインデックスを、ランダムに前記他の端末装置に割り当てることで前記他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定する、
    　請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記割当部は、
    　前記グループ内で得られる前記他の端末装置の位置情報に基づいて、前記基地局装置と、前記代表端末と、前記他の端末装置との相対位置関係を推定し、前記他の端末装置の方向に向けられたビームのインデックスを前記他の端末装置に割り当てることで前記他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定する、
    　請求項１に記載の無線通信システム。
  4. 　前記複数の端末装置は、小電力で通信可能なパーソナルエリアネットワークを構成し、
    　前記他の端末装置は、構成した前記パーソナルエリアネットワーク内において前記代表端末に対して位置情報を通知する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
  5. 　前記複数の端末装置のいずれかは、前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことを契機に自装置を前記代表端末として設定する管理部をさらに備え、
    　前記グループ内に前記代表端末が複数台ある場合、前記代表端末として設定した前記複数の端末装置のうち受信感度が最も高い端末装置は最終的に前記代表端末として設定し、前記代表端末として設定した他の端末装置は前記代表端末として設定しない、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
  6. 　前記基地局装置は、
    　複数のグループそれぞれから得られるビームインデックスの情報に基づいて、ビームインデックスが近い端末装置同士が同一グループに属するように再編成を行わせる、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
  7. 　複数の端末装置と、前記複数の端末装置との間で無線通信を行う基地局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
    　前記基地局装置が、送信可能な複数のビーム方向のうち、前記送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向にビームを送信することによりビームサーチ処理を実行し、
    　前記複数の端末装置のいずれかは、予め又は動的に設定されたグループにおける代表端末であり、
    　前記代表端末が、
    　前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信し、
    　前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、前記基地局装置との間の通信により得られる前記基地局装置の位置情報及びビームインデックスと、予め又は動的に設定されたグループに属する他の端末装置の位置情報とに基づいて、前記グループに属する他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定し、
    　決定した前記ビームインデックスの情報を前記基地局装置及び前記他の端末装置に通知する無線通信方法。
  8. 　基地局装置が送信可能な複数のビーム方向のうち、前記送信可能な複数のビーム方向よりも少ない数のビーム方向に送信されたいずれかのビームを受信する受信部と
    　前記基地局装置から送信されたいずれかのビームを受信したことに応じて、前記基地局装置との間の通信により得られる前記基地局装置の位置情報及びビームインデックスと、予め又は動的に設定されたグループに属する他の端末装置の位置情報とに基づいて、前記グループに属する他の端末装置と前記基地局装置との通信に利用するビームインデックスを決定する割当部と、
    　決定した前記ビームインデックスの情報を前記基地局装置及び前記他の端末装置に通知する送信部と、
    　を備える端末装置。
PCT/JP2023/000418 2023-01-11 2023-01-11 無線通信システム、無線通信方法及び端末装置 Ceased WO2024150309A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024569890A JPWO2024150309A1 (ja) 2023-01-11 2023-01-11
PCT/JP2023/000418 WO2024150309A1 (ja) 2023-01-11 2023-01-11 無線通信システム、無線通信方法及び端末装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2023/000418 WO2024150309A1 (ja) 2023-01-11 2023-01-11 無線通信システム、無線通信方法及び端末装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024150309A1 true WO2024150309A1 (ja) 2024-07-18

Family

ID=91896613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/000418 Ceased WO2024150309A1 (ja) 2023-01-11 2023-01-11 無線通信システム、無線通信方法及び端末装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2024150309A1 (ja)
WO (1) WO2024150309A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017092942A (ja) * 2015-11-09 2017-05-25 株式会社東芝 無線通信装置および無線通信方法
JP2018157284A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 シャープ株式会社 通信システム、基地局装置、通信方法、及びプログラム
WO2018230246A1 (ja) * 2017-06-14 2018-12-20 ソニー株式会社 通信装置、通信制御方法及びコンピュータプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017092942A (ja) * 2015-11-09 2017-05-25 株式会社東芝 無線通信装置および無線通信方法
JP2018157284A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 シャープ株式会社 通信システム、基地局装置、通信方法、及びプログラム
WO2018230246A1 (ja) * 2017-06-14 2018-12-20 ソニー株式会社 通信装置、通信制御方法及びコンピュータプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2024150309A1 (ja) 2024-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11632762B2 (en) Communication using dynamic spectrum access based on channel selection
US8594033B2 (en) Frequency band coordination method and radio communication apparatus in cognitive radio system
CN114424592B (zh) 利用现有基础设施进行被动资产追踪
JP2006501778A (ja) ワイヤレスモバイルユニット通信のロケーションベースの方法及びシステム
CN103152779A (zh) 加速切换
US20230388074A1 (en) Communication method based on reference signal, and related apparatus
US12177676B2 (en) Channel control for communication using dynamic spectrum access
Younis et al. Energy-latency-aware task offloading and approximate computing at the mobile edge
CN114424591B (zh) 利用现有基础设施进行被动资产追踪
US10082559B1 (en) PCI cell restriction and coarse geometry
US20260012971A1 (en) First electronic device, second electronic device, and information processing method
JP7605325B2 (ja) 無線通信システム、無線通信方法および基地局装置
US10805829B2 (en) BLE-based location services in high density deployments
WO2024150309A1 (ja) 無線通信システム、無線通信方法及び端末装置
CN110784244B (zh) 一种数据传输方法及全双工Ad Hoc网络系统
EP4118849A1 (en) Passive asset tracking using observations of wi-fi access points
US20250220623A1 (en) Seamless roaming in ultra-wideband
JP7536206B1 (ja) 無線給電の対象装置、ｍｅｃ装置及びシステム
US20230022225A1 (en) Methods and systems for managing reflecting surface
CN117295018A (zh) 定位广播的配置方法及通信装置
HK40063878A (en) Passive asset tracking with existing infrastructure
WO2025058839A1 (en) System and methods for untracked navigation using ultra-wideband devices
WO2025262936A1 (ja) 置局設計装置、置局設計方法及び置局設計プログラム
CN107925888B (zh) 通信控制设备、存储设备、通信控制判断设备和服务器设备
HK40063878B (en) Passive asset tracking with existing infrastructure

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23915933

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024569890

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23915933

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1