JP2022161742A - 通信中継装置、遠隔制御装置、システム、エリア制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
を含む。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、多セルから構成されるHAPSモバイル通信システムにおいて、HAPSが通信を中継する対象のエリアにおけるユーザのUE(端末装置)の位置を推定し、複数種類のアンテナパラメータを水平ビーム方向とそれ以外のアンテナパラメータとに分離し、UEの位置の推定結果に基づいて、水平ビーム方向についてはルールベースで決定し、他のアンテナパラメータについては遺伝的アルゴリズム等の所定のアルゴリズムを用いて最適解を探索することにより、エリア最適化にかかる時間の増加を抑制しつつ、ユーザ分布の変化に対応可能な動的エリア制御システムである。
C1.サービスエリア20A内に位置する複数のUE61の位置を推定する位置推定手段
C2.サービスエリア20Aを、複数のセル20Cを含む複数(M)個のサブエリア20Sに分割し、サブエリア20Sごとに、前記複数のUE61の位置の推定結果に基づいてSLアンテナ211の複数(L)種類のアンテナパラメータを最適化するパラメータ最適化手段
C3.複数(M)個のサブエリア20Sのすべてについてサブエリア20Sごとの最適化が完了した後の複数(L)種類のアンテナパラメータの最適値を、SLアンテナ211に適用するパラメータ適用手段
A.チルト角θtilt,i
B.垂直半値幅θ3dB,i
C.水平半値幅φ3dB,i
D.セルの水平指向方向ωi
(1-1)水平方向の角度ごとのUEのヒストグラムに基づいて、UEクラスタの発生位置を推定し、そのUEクラスタに対して優先的にビームを向ける。UEクラスタにビームを向けることでスループットを改善することができる。
(1-2)残りのビームはビーム同士の間隔がほぼ均等になるように逐一配置する。これにより、次の2段階目の探索の段階でビーム干渉による(特にビーム幅の)学習効率の悪化を防ぐことができる。
(vii):上記角度範囲A1,A2,...,Apをそれぞれ、各角度範囲のビール本数B1,B2,...,Bpで均等に分割して終了する。図10(c)は、角度範囲の均等分割が終了して6本のビームBm(1)~Bm(6)の水平方向が確定した最終状態を示している。
20A :サービスエリア
20C :セル
20F :フットプリント
20S :サブエリア
21 :中継通信局
60 :UE高密度部
61 :UE(端末装置)
70 :GW局
80 :基地局装置
90 :移動通信網
95 :遠隔制御装置
211 :サービスリンク用アンテナ(SLアンテナ)
212 :フィーダリンク用アンテナ(FLアンテナ)
Claims (18)
- 地上のサービスエリアに向けて形成した複数(N)個のセル内に位置する端末装置の無線通信を中継する中継通信局とサービスリンク用アンテナとを有する空中滞在型の通信中継装置であって、
前記サービスエリア内に位置する複数の端末装置の位置を推定する位置推定手段と、
前記サービスリンク用アンテナの複数(L)種類のアンテナパラメータを、複数のパラメータグループに分割し、前記パラメータグループごとに、前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づいて前記アンテナパラメータを最適化するパラメータ最適化手段と、
前記パラメータグループごとの最適化が完了した後の前記複数(L)種類のアンテナパラメータの最適値を、前記サービスリンク用アンテナに適用するパラメータ適用手段と、を備えることを特徴とする通信中継装置。 - 請求項1の通信中継装置において、
前記パラメータ最適化手段は、前記サービスリンク用アンテナの複数(L)種類のアンテナパラメータを、前記複数(N)個のセルを形成する複数(N)本のビームの水平ビーム方向が属する第1のパラメータグループと、前記複数(N)本のビームの水平ビーム方向以外の他の1種類又は複数種類のアンテナパラメータが属する第2のパラメータグループとに分割する、ことを特徴とする通信中継装置。 - 請求項2の通信中継装置において、
前記パラメータ最適化手段は、
前記第1のパラメータグループに属する前記複数(N)本のビームの水平ビーム方向を、前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づく所定の条件分岐で決定し、
前記第2のパラメータグループに属する前記他の1種類又は複数種類のアンテナパラメータの最適値は、探索ベースのアルゴリズムにより前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づいて決定する、ことを特徴とする通信中継装置。 - 請求項3の通信中継装置において、
前記第2のパラメータグループに属する前記複数種類のアンテナパラメータは、前記複数(N)本のビームのそれぞれのチルト角、水平ビーム幅及び垂直ビーム幅を含む、
ことを特徴とする通信中継装置。 - 請求項3又は4の通信中継装置において、
前記パラメータ最適化手段は、前記複数(N)本のビームのうちp(<N)本のビームを、前記端末装置のクラスタが発生している水平方向に配置し、残りのN-p本のビームを、前記p本のビームを除く水平方向の角度範囲における空間的な間隔が均等になるように配置するように、前記複数(N)本のビームの水平ビーム方向を決定する、ことを特徴とする通信中継装置。 - 請求項1乃至5のいずれかの通信中継装置において、
前記パラメータ最適化手段は、前記パラメータ最適化を複数回(T回)繰り返し実行する、ことを特徴とする通信中継装置。 - 請求項1乃至6のいずれかの通信中継装置において、
前記複数の端末装置の位置の推定と前記アンテナパラメータの最適化と前記アンテナパラメータの最適値の前記サービスリンク用アンテナへの適用とを、定期的に、又は、前記サービスエリアにおける前記端末装置の分布の変化量が所定変化量よりも大きくなったときに実行する、ことを特徴とする通信中継装置。 - 地上のサービスエリアに向けて形成した複数(N)個のセル内に位置する端末装置の無線通信を中継する中継通信局とサービスリンク用アンテナとを有する空中滞在型の通信中継装置と通信可能な遠隔制御装置であって、
前記サービスエリア内に位置する複数の端末装置の位置を推定する位置推定手段と、
前記サービスリンク用アンテナの複数(L)種類のアンテナパラメータを、複数のパラメータグループに分割し、前記パラメータグループごとに、前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づいて前記アンテナパラメータを最適化するパラメータ最適化手段と、
前記パラメータグループごとの最適化が完了した後の前記複数(L)種類のアンテナパラメータの最適値を、前記通信中継装置に送信するパラメータ送信手段と、を備えることを特徴とする遠隔制御装置。 - 請求項8の遠隔制御装置において、
前記パラメータ最適化手段は、前記サービスリンク用アンテナの複数(L)種類のアンテナパラメータを、前記複数(N)個のセルを形成する複数(N)本のビームの水平ビーム方向が属する第1のパラメータグループと、前記複数(N)本のビームの水平ビーム方向以外の他の1種類又は複数種類のアンテナパラメータが属する第2のパラメータグループとに分割する、ことを特徴とする遠隔制御装置。 - 請求項9の遠隔制御装置において、
前記パラメータ最適化手段は、
前記第1のパラメータグループに属する前記複数(N)本のビームの水平ビーム方向を、前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づく所定の条件分岐で決定し、
前記第1のパラメータグループに属する前記他の1種類又は複数種類のアンテナパラメータの最適値は、探索ベースのアルゴリズムにより前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づいて決定する、ことを特徴とする遠隔制御装置。 - 請求項10の遠隔制御装置において、
前記第2のパラメータグループに属する前記複数種類のアンテナパラメータは、前記複数(N)本のビームのそれぞれのチルト角、水平ビーム幅及び垂直ビーム幅を含む、ことを特徴とする遠隔制御装置。 - 請求項10又は11の遠隔制御装置において、
前記パラメータ最適化手段は、前記複数(N)本のビームのうちp(<N)本のビームを、前記端末装置のクラスタが発生している水平方向に配置し、残りのN-p本のビームを、前記p本のビームを除く水平方向の角度範囲における空間的な間隔が均等になるように配置するように、前記複数(N)本のビームの水平ビーム方向を決定する、ことを特徴とする遠隔制御装置。 - 請求項8乃至12のいずれかの遠隔制御装置において、
前記パラメータ最適化手段は、前記パラメータ最適化を複数回(T回)繰り返し実行する、ことを特徴とする遠隔制御装置。 - 請求項8乃至13のいずれかの遠隔制御装置において、
前記複数の端末装置の位置の推定と前記アンテナパラメータの最適化と前記アンテナパラメータの最適値の前記サービスリンク用アンテナへの適用とを、定期的に、又は、前記サービスエリアにおける前記端末装置の分布の変化量が所定変化量よりも大きくなったときに実行する、ことを特徴とする遠隔制御装置。 - 請求項8乃至14のいずれかの遠隔制御装置と、前記空中滞在型の通信中継装置とを備えるシステム。
- 空中滞在型の通信中継装置から地上に向けて形成した複数(N)個のセルからなるサービスエリアに対するエリア制御方法であって、
前記サービスエリア内に位置する複数の端末装置の位置を推定することと、
前記サービスリンク用アンテナの複数(L)種類のアンテナパラメータを、複数のパラメータグループに分割し、前記パラメータグループごとに、前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づいて前記アンテナパラメータを最適化することと、
前記パラメータグループごとの最適化が完了した後の前記複数(L)種類のアンテナパラメータの最適値を、前記サービスリンク用アンテナに適用することと、
を含むことを特徴とするエリア制御方法。 - 地上のサービスエリアに向けて形成した複数(N)個のセル内に位置する端末装置の無線通信を中継する中継通信局とサービスリンク用アンテナとを有する空中滞在型の通信中継装置に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
前記サービスエリア内に位置する複数の端末装置の位置を推定するためのプログラムコードと、
前記サービスリンク用アンテナの複数(L)種類のアンテナパラメータを、複数のパラメータグループに分割し、前記パラメータグループごとに、前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づいて前記アンテナパラメータを最適化するためのプログラムコードと、
前記パラメータグループごとの最適化が完了した後の前記複数(L)種類のアンテナパラメータの最適値を、前記サービスリンク用アンテナに適用するためのプログラムコードと、
を含むことを特徴とするプログラム。 - 地上のサービスエリアに向けて形成した複数(N)個のセル内に位置する端末装置の無線通信を中継する中継通信局とサービスリンク用アンテナとを有する空中滞在型の通信中継装置と通信可能な遠隔制御装置に設けられたコンピュータ又はプロセッサで実行されるプログラムであって、
前記サービスエリア内に位置する複数の端末装置の位置を推定するためのプログラムコードと、
前記サービスリンク用アンテナの複数(L)種類のアンテナパラメータを、複数のパラメータグループに分割し、前記パラメータグループごとに、前記複数の端末装置の位置の推定結果に基づいて前記アンテナパラメータを最適化するためのプログラムコードと、
前記パラメータグループごとの最適化が完了した後の前記複数(L)種類のアンテナパラメータの最適値を、前記通信中継装置に送信するためのプログラムコードと、
を含むことを特徴とするプログラム。
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