JP2021125779A - 通信システムおよび制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)アナログ中継ノード
各アナログ中継ノード、つまり中継装置200には、アクセス側(端末側)とバックホール側(基地局側)が含まれる。各中継装置200は基地局装置100の位置を把握しているので、指向性は予め固定とする。一方で、端末側は端末装置400の位置に応じて、能動的に指向性制御する必要があり、例えば、理想的に端末装置400へ指向性制御できるものとする。
前述のごとく、マッシブMIMO伝送の効率的な実現手段としてアナログのビームフォーミングとディジタルのプリコーディング/ポストコーディングを組み合わせたハイブリッドビームフォーミングが使用される。シングルユーザマッシブMIMOシステムにおける時刻tにおける受信信号モデルは次のように示される。
ミリ波マッシブアナログ中継MIMOによる人工的に生成した伝搬路応答は、次のように示される。
基地局装置100のアンテナ116の指向性と端末装置400のアンテナ414の指向性を含めた伝搬路行列H(t)は次のように示される。
伝搬路行列を用いてシャノン容量の式による通信容量の上限は下式のように表すことができる。
基地局装置100の指向性パターンベクトルgBS、およびアナログビームフォーミングウェイト行列Waについて述べる。基地局装置100では予め用意した離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform:DFT)行列Dを用意して、それからビームを選択する。ここでaはビーム同士の間隔を決める係数である。このDFTによるウェイトベクトルと各アンテナ素子の指向性を掛け合わせたものがそれぞれのビームパターンである。
基地局装置100によるビーム選択に関して述べる。予めアナログビームフォーミング行列gBSを生成しておき、通信容量が大きくなるようにその中から選択するビームを逐次的に選択する。各ビーム選択数において通信容量を最大化するように逐次的に基地局装置100の指向性を選択する。ストリーム数を増やしながら順に求めることで最適なストリーム数(ビーム数)を決定する。
図6は、通信システム1000の構成を示す。通信システム1000は、第1中継装置200a、第2中継装置200b、第3中継装置200c、端末装置400、取得装置500、制御装置600を含む。
図7は、通信システム1000の構成を示す。通信システム1000は、基地局装置100、中継装置200と総称される第1中継装置200aから第4中継装置200d、端末装置400と総称される第1端末装置400a、第2端末装置400b、取得装置500、制御装置600を含む。
図8は、通信システム1000の構成を示す。通信システム1000は、基地局装置100と総称される第1基地局装置100a、第2基地局装置100b、中継装置200と総称される第1中継装置200aから第4中継装置200d、端末装置400と総称される第1端末装置400a、第2端末装置400b、取得装置500、制御装置600を含む。
Claims (10)
- 基地局装置と、
前記基地局装置と通信可能な複数の中継装置と、
前記複数の中継装置のうちの少なくとも2つによる中継によって、前記基地局装置と通信する端末装置と、
前記端末装置の位置に応じて、前記複数の中継装置のうち、中継に使用すべき2つ以上の中継装置を選択する制御装置とを備え、
前記基地局装置は、前記制御装置において選択された2つ以上の中継装置に向かうように指向性を制御し、
前記複数の中継装置のうち、選択された2つ以上の中継装置は、前記端末装置に向かうように指向性を制御することを特徴とする通信システム。 - 前記複数の中継装置のそれぞれは、
複数の基地局側アンテナと、
前記複数の基地局側アンテナのそれぞれに接続される複数の基地局側移相器と、
前記複数の基地局側移相器からの信号を合成する基地局側処理部と、
複数の端末側アンテナと、
前記複数の端末側アンテナのそれぞれに接続される複数の端末側移相器と、
前記複数の端末側移相器のそれぞれに信号を分配する端末側処理部と、
前記基地局側処理部と前記端末側処理部との間に配置される増幅器とを備え、
前記複数の基地局側アンテナ、前記複数の基地局側移相器、前記基地局側処理部、前記複数の端末側アンテナ、前記複数の端末側移相器、前記端末側処理部、前記増幅器は、アナログ信号を処理することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記端末装置は移動可能であり、
前記制御装置は、前記端末装置の位置が変わると、前記複数の中継装置のうち、中継に使用すべき2つ以上の中継装置を変更し、
前記基地局装置は、前記制御装置において、2つ以上の中継装置が変更されると、変更された2つ以上の中継装置に向かうように指向性を変更し、
前記複数の中継装置のうち、変更された2つ以上の中継装置は、前記端末装置に向かうように指向性を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の通信システム。 - 前記複数の中継装置のうち、2つ以上の中継装置は、前記基地局装置と前記端末装置との間においてマルチホップを実行することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の通信システム。
- 前記制御装置は、前記端末装置の位置に対応するように、選択すべき2つ以上の中継装置の情報、当該2つ以上の中継装置での指向性の情報、当該2つ以上の中継装置への前記基地局装置の指向性の情報が示されたテーブルを記憶しており、
前記制御装置は、前記端末装置の位置をもとに前記テーブルから、選択すべき2つ以上の中継装置の情報、当該2つ以上の中継装置での指向性の情報、当該2つ以上の中継装置への前記基地局装置の指向性の情報を選択し、
前記制御装置は、選択した2つ以上の中継装置のそれぞれに指向性の情報を出力するとともに、前記基地局装置に指向性の情報を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の通信システム。 - 前記端末装置は、第1端末装置と第2端末装置とを含み、
前記制御装置は、前記第1端末装置の位置に応じて、前記複数の中継装置のうち、前記第1端末装置の中継に使用すべき2つ以上の中継装置を第1グループの中継装置として選択し、前記第2端末装置の位置に応じて、前記複数の中継装置のうち、前記第2端末装置の中継に使用すべき2つ以上の中継装置を第2グループの中継装置として選択し、
前記基地局装置は、前記第1グループの2つ以上の中継装置に向かうように指向性を制御するとともに、前記第2グループの2つ以上の中継装置に向かうように指向性を制御し、
前記複数の中継装置のうち、第1グループの2つ以上の中継装置は、前記第1端末装置に向かうように指向性を制御し、
前記複数の中継装置のうち、第2グループの2つ以上の中継装置は、前記第2端末装置に向かうように指向性を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信システム。 - 前記制御装置は、前記第1端末装置の位置と前記第2端末装置の位置との組合せに対応するように、第1グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第1グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第1グループの2つ以上の中継装置への前記基地局装置の指向性の情報、第2グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第2グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第2グループの2つ以上の中継装置への前記基地局装置の指向性の情報が示されたテーブルを記憶しており、
前記制御装置は、前記第1端末装置の位置と前記第2端末装置の位置との組合せをもとに前記テーブルから、第1グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第1グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第1グループの2つ以上の中継装置への前記基地局装置の指向性の情報、第2グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第2グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第2グループの2つ以上の中継装置への前記基地局装置の指向性の情報を選択し、
前記制御装置は、選択した第1グループの2つ以上の中継装置のそれぞれに指向性の情報を出力するとともに、第1グループの2つ以上の中継装置への指向性の情報を前記基地局装置に出力し、
前記制御装置は、選択した第2グループの2つ以上の中継装置のそれぞれに指向性の情報を出力するとともに、第2グループの2つ以上の中継装置への指向性の情報を前記基地局装置に出力することを特徴とする請求項6に記載の通信システム。 - 前記基地局装置は、第1基地局装置と第2基地局装置とを含み、
前記端末装置は、前記第1基地局装置と通信する第1端末装置と、前記第2基地局装置と通信する第2端末装置とを含み、
前記制御装置は、前記第1端末装置の位置に応じて、前記複数の中継装置のうち、前記第1端末装置の中継に使用すべき2つ以上の中継装置を第1グループの中継装置として選択し、前記第2端末装置の位置に応じて、前記複数の中継装置のうち、前記第2端末装置の中継に使用すべき2つ以上の中継装置を第2グループの中継装置として選択し、
前記第1基地局装置は、前記第1グループの2つ以上の中継装置に向かうように指向性を制御し、
前記第2基地局装置は、前記第2グループの2つ以上の中継装置に向かうように指向性を制御し、
前記複数の中継装置のうち、第1グループの2つ以上の中継装置は、前記第1基地局装置に向かうように指向性を制御するとともに、前記第1端末装置に向かうように指向性を制御し、
前記複数の中継装置のうち、第2グループの2つ以上の中継装置は、前記第2基地局装置に向かうように指向性を制御するとともに、前記第2端末装置に向かうように指向性を制御することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信システム。 - 前記制御装置は、前記第1端末装置の位置と前記第2端末装置の位置との組合せに対応するように、前記第1基地局装置の情報、第1グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第1グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第1グループの2つ以上の中継装置への前記第1基地局装置の指向性の情報、前記第2基地局装置の情報、第2グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第2グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第2グループの2つ以上の中継装置への前記第2基地局装置の指向性の情報が示されたテーブルを記憶しており、
前記制御装置は、前記第1端末装置の位置と前記第2端末装置の位置との組合せをもとに前記テーブルから、前記第1基地局装置の情報、第1グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第1グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第1グループの2つ以上の中継装置への前記第1基地局装置の指向性の情報、前記第2基地局装置の情報、第2グループとして選択すべき2つ以上の中継装置の情報、第2グループの2つ以上の中継装置での指向性の情報、第2グループの2つ以上の中継装置への前記第2基地局装置の指向性の情報を選択し、
前記制御装置は、選択した第1グループの2つ以上の中継装置のそれぞれに指向性の情報を出力するとともに、第1グループの2つ以上の中継装置への指向性の情報を前記第1基地局装置に出力し、
前記制御装置は、選択した第2グループの2つ以上の中継装置のそれぞれに指向性の情報を出力するとともに、第2グループの2つ以上の中継装置への指向性の情報を前記第2基地局装置に出力することを特徴とする請求項8に記載の通信システム。 - 基地局装置と、
前記基地局装置と通信可能な複数の中継装置と、
前記複数の中継装置のうちの少なくとも2つによる中継によって、前記基地局装置と通信する端末装置とを含む通信システムにおける制御装置であって、
前記制御装置は、
前記端末装置の位置に応じて、前記複数の中継装置のうち、中継に使用すべき2つ以上の中継装置を選択する選択部と、
選択した2つ以上の中継装置に対して、前記端末装置に向かうように指向性を制御する出力部とを備えることを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020017442A JP2021125779A (ja) | 2020-02-04 | 2020-02-04 | 通信システムおよび制御装置 |
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JP (1) | JP2021125779A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023139846A1 (ja) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | コニカミノルタ株式会社 | 無線通信システム、そのための管理装置、中継装置、通信制御方法、および通信制御プログラム |
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2020
- 2020-02-04 JP JP2020017442A patent/JP2021125779A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023139846A1 (ja) * | 2022-01-18 | 2023-07-27 | コニカミノルタ株式会社 | 無線通信システム、そのための管理装置、中継装置、通信制御方法、および通信制御プログラム |
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