本説明は、1つ以上の知的反射デバイスを伴う無線通信のためのシステム、装置、デバイス、および方法の種々の実施形態を説明する。そのような実施形態において、第1のノードが、1つ以上の知的反射デバイスを介して1つ以上の第2のノードと通信し得る。例えば、第1のノードは、信号を1つ以上の知的反射デバイスに伝送し得、1つ以上の知的反射デバイスは、第2のノードに向かってその信号を反射する。
種々の実施形態において、第2のノードは、第2のノードと知的反射デバイスとの間の1つ以上の通信パラメータに基づいて、ノードグループにグループ化され得る。第1のノードは、同じタイムスロットにおいて、知的反射デバイスを介して、同じノードグループにおける第2のノードに信号を伝送し得、異なるタイムスロットにおいて、知的反射デバイスを介して、異なるノードグループにおける第2のノードに信号を伝送し得る。
加えて、種々の実施形態において、知的反射デバイスの表面要素の表面要素領域が、決定され得、第1のノードが、表面要素領域に従って、知的反射デバイスを介して第2のノードに信号を伝送し得る。例えば、第1のノードおよび/または知的反射デバイスは、第1のノードと表面要素領域との間のそれぞれの通信に関する通信パラメータを独立して設定し得る。
加えて、種々の実施形態において、第1のノードは、複数の知的反射デバイスを介して第2のノードと通信し得る。そのような実施形態において、第2のノードの各々に関して、標的知的反射デバイス(第1のノードは、それを介して特定の第2のノードと通信することになる)が決定または選択され得る。ノードグループ化および/または表面要素領域決定が、次いで、同じ標的知的反射デバイスに関連付けられた第2のノードのサブセットに関して実施され得る。
加えて、種々の実施形態において、第1のノードは、複数の知的反射デバイスまたはそのチェーンを介して複数の第2のノードと通信し得る。例えば、第1のノードは、チェーンにおける第1の知的反射デバイスに信号を伝送し得、第1の知的反射デバイスは、信号をチェーンにおける第2の知的反射デバイスに信号を反射し、最後の知的反射デバイスが信号を所与の第2のノードに信号を反射するまで、以下同様である。そのような実施形態に関して、チャネル状態情報が、
チェーンにおける知的反射デバイスが感知能力を有するかどうか、および/または、チェーンにおけるどの知的反射デバイスが感知能力を有し、どの知的反射デバイスが感知能力を有しないかに応じて、チャネル推定、ビーム訓練または掃引、またはそれらの組み合わせを通して取得され得る。加えて、または代替として、比較的に低い複雑性のスキームが、実装され得、ノードグループ化および/または表面要素領域決定が、チェーンにおける最後の知的反射デバイスのみに関して、および/または、それに基づいて実施される。
本明細書に説明される種々の実施形態は、1つ以上の知的反射デバイスを介して無線通信システムにおける複数の第2のノードと通信する第1のノードのために、(時間ドメインおよび空間ドメインリソースを含む)リソースの改良されたより効率的な配分を含む改良されたより効率的な方法を提供し、および/または、第1のノードが、1つ以上の知的反射デバイスを介してより多数の第2のノードと効果的に通信することを可能にし得る。そのような改良および高められた効率は、下記にさらに詳細に説明されるように、表面要素グループ化および/または領域決定、ノードグループ化、チャネル状態情報入手、角度ドメイン情報の利用、チャネル相互性の利用、場所情報の利用、サービス(例えば、QoS)要件の利用、またはそれらの任意の種々の組み合わせを通して実現され得る。加えて、知的反射デバイスの表面要素を領域に分離することは、空間的自由度を改良し得る。さらに、複雑性と効率との間のトレードオフが、並列またはカスケード(直列)における複数の知的反射デバイスを介した通信のために決定され得る。種々の実施形態の詳細は、付随の図を参照して下記にさらに詳細に説明される種々の実施形態の実装を通してもたらされ得る利点、利益、および改良である。
図1は、互いに無線で通信するように構成された複数の通信ノード(または単にノード)を含む例示的無線通信システム100の略図を示す。一般に、通信ノードは、少なくとも1つのユーザデバイス102と、少なくとも1つの無線アクセスノード104とを含む。図1の例示的無線通信システム100は、2つのユーザデバイス102と、2つの無線アクセスノード104とを含むものとして示される。しかしながら、無線通信システム100の種々の他の例は、1つのみのユーザデバイス102および1つのみの無線アクセスノード104、1つのみのユーザデバイス102および2つ以上の無線アクセスノード104、いかなる無線アクセスノード104も伴わない2つ以上のユーザデバイス102、2つ以上のユーザデバイス102および1つ以上の無線アクセスノード104、またはいかなるユーザデバイス102も伴わない2つ以上の無線アクセスノード104を含むユーザデバイス102および無線アクセスノード104の種々の組み合わせのうちのいずれかを含む。
ユーザデバイス102は、ネットワークを経由して無線で通信することが可能な単一の電子デバイスまたは装置、または複数の電子デバイスまたは装置(例えば、そのネットワーク)を含み得る。ユーザデバイスは、ユーザ端末またはユーザ機器(UE)を備えているか、または、別様にそのように称され得る。加えて、ユーザデバイスは、限定ではないが、モバイルデバイス(非限定的例として、モバイル電話、スマートフォン、タブレット、またはラップトップコンピュータ等)または固定または、静止デバイス(非限定的例として、デスクトップコンピュータまたは家電製品、モノのインターネット(IoT)を含む他の比較的に重いデバイス、または商業的または産業的環境において使用されるコンピューティングデバイス等の長い期間にわたって通常移動させられない他のコンピューティングデバイス)であるか、または、それを含み得る。種々の実施形態において、ユーザデバイス102は、無線アクセスノード104との無線通信をもたらすために、アンテナ108に結合された送受信機回路網106を含み得る。送受信機回路網106はまた、プロセッサ110に結合され得、プロセッサ110は、メモリ112または他の記憶デバイスにも結合され得る。メモリ112は、プロセッサ110によって読み取られ、実行されると、本明細書に説明される方法のうちの種々のものをプロセッサ110に実装させる命令またはコードをその中に記憶し得る。
同様に、無線アクセスノード104も、単一の電子デバイスまたは装置、または複数の電子デバイスまたは装置(例えば、そのネットワーク)を含み得、1つ以上のユーザデバイスと、および/または、1つ以上の他の無線アクセスノード104とネットワークを経由して無線で通信することが可能な1つ以上の基地局または他の無線ネットワークアクセスポイントを備え得る。例えば、無線アクセスノード104は、種々の実施形態において、4G LTE基地局、5G NR基地局、5G中央ユニット基地局、5G分散ユニット基地局、次世代ノードB(gNB)、拡張ノードB(eNB)、または他の類似する(または、次世代(例えば、6G)の)基地局を備え得る。無線アクセスノード104は、アンテナ116に結合された送受信機回路網114を含み得、アンテナ116は、ユーザデバイス102または別の無線アクセスノード104との無線通信をもたらすために、種々のアプローチにおけるアンテナ塔118を含み得る。送受信機回路網114は、1つ以上のプロセッサ120にも結合され得、プロセッサ120は、メモリ122または他の記憶デバイスにも結合され得る。メモリ122は、プロセッサ120によって読み取られ、実行されると、本明細書に説明される方法のうちの1つ以上をプロセッサ120に実装させる命令またはコードをその中に記憶し得る。
種々の実施形態において、無線システム100における2つの通信ノード(ユーザデバイス102および無線アクセスノード104、無線アクセスノード104を伴わない2つのユーザデバイス102、またはユーザデバイス102を伴わない2つの無線アクセスノード104等)は、1つ以上の規格および/または仕様に従って、モバイルネットワークおよび/または無線アクセスネットワーク内で、またはそれを経由して、互いに無線で通信するように構成され得る。一般に、規格および/または仕様は、ルールまたはプロシージャを定義し得、そのルールまたはプロシージャの下、通信ノードは、無線で通信し得、規格および/または仕様は、種々の実施形態において、ミリ(mm)波帯で通信するためのそれら、および/または、マルチアンテナスキームおよびビーム形成機能に関するそれらを含み得る。加えて、または代替として、規格および/または仕様は、非限定的例として、第4世代(4G)ロングタームエボリューション(LTE)、第5世代(5G)新規無線(NR)、またはアンライセンス新規無線(NR-U)等の無線アクセス技術および/またはセルラー技術を定義するそれらである。
無線システム100では、通信ノードは、互いの間で信号を無線で通信するように構成される。一般に、2つの通信ノード間の無線システム100における通信は、伝送または受信であるか、または、それを含むことができ、概して、通信における特定のノードの観点に応じて、両方は、同時である。例えば、第1のノードと第2のノードとの間の所与の通信に関して、第1のノードが、信号を第2のノードに伝送しており、第2のノードが、第1のノードから信号を受信している場合、第1のノードは、送信ノードまたは送信デバイスと称され得、第2のノードは、受信ノードまたは受信デバイスと称され得、通信は、第1のノードに関して伝送であり、第2のノードに関して受信であると見なされ得る。当然ながら、無線システム100における通信ノードの両方は、信号を送信および受信することができるので、単一の通信ノードは、同時に、送信ノードおよび受信ノードの両方であるか、または、送信ノードと受信ノードとの間で切り替わり得る。
特定の信号が、アップリンク(UL)信号、ダウンリンク(DL)信号、またはサイドリンク(SL)信号のいずれかとして特徴付けられること、または定義されることもできる。アップリンク信号は、ユーザデバイス102から無線アクセスノード104に伝送される信号である。ダウンリンク信号は、無線アクセスノード104から移動局102に伝送される信号である。サイドリンク信号は、第1のユーザデバイス102から第2のユーザデバイス102に伝送される信号、または第1の無線アクセスノード104から第2の無線アクセスノード104に伝送される信号である。
加えて、無線通信システム100は、1つ以上の知的反射デバイス124のネットワークをさらに含むか、または、それと通信し得る。本明細書に使用されるように、知的反射デバイスは、信号を反射し得、1つ以上の可変反射角を有する表面を有するデバイスである。知的反射デバイスおよび/または知的反射デバイスの表面は、(または別様に、)知的反射表面(IRS)、大型知的表面(LIS)、大型知的メタサーフェス(LIM)、スマート反射アレイ、再構成可能知的表面(RIS)、ソフトウェア定義表面(SDS)、ソフトウェア定義メタサーフェス(SDM)、受動的知的表面(PIS)、または受動的知的ミラーとも称され得る。
一般に、知的反射デバイスの表面は、入射信号を受信し、入射信号を反射する。表面が反射に応答して、またはその結果として出力する信号は、反射信号と称される。言い換えると、反射信号は、表面によって反射された入射信号の反射バージョンである。
加えて、知的反射デバイスの表面は、1つ以上の可変反射角を伴って信号を反射するように構成され得る。反射角は、表面が反射信号を出力する角度である。反射角は、知的反射デバイスの表面または表面に垂直な線に対して決定または測定され得る。加えて、可変反射角は、経時的に変動し得る量または値を有する反射角である。故に、任意の時点で、知的反射デバイスは、反射信号の量を変化させること、またはそれを同じに保つことができる。
種々の実施形態において、知的反射デバイスは、同時に、複数の信号を反射し得、複数の信号の各々は、複数の可変反射信号のうちのそれぞれの1つを有する。下記にさらに詳細に説明されるように、種々の実施形態において、知的反射デバイスの表面は、複数の部分または領域に分離または分割され得る。各領域は、関連付けられた可変反射角で入射信号を反射するように構成され得る。任意の所与の時点で、異なる領域は、関連付けられた可変反射角で入射信号を反射し得、関連付けられた可変反射角は、互いに同じであるか、または異なる。知的反射デバイスは、種々の時点で異なる領域の可変反射角を独立して制御または設定するように構成され得る。
加えて、少なくともいくつかの実施形態に関して、知的反射デバイスの表面は、可変の反射の大きさで入射信号を反射するように構成され得る。一般に、反射の大きさは、表面が反射する入射信号の電力の量である(または、それを示す)。反射の大きさは、電力の単位(ワット等)における値であり得るか、または、入射信号の電力のパーセンテージまたは分数として表され得る。反射の大きさは、信号の受信および反射に応じて表面が吸収する信号のエネルギーの量に反比例し得る。可変の反射の大きさも、経時的に変動し得る量または値を有する反射の大きさである。故に、任意の時点で、知的反射デバイスは、反射の大きさの量を変化させること、またはそれを同じに保つことができる。
さらに、種々の実施形態において、知的反射デバイスは、複数の信号を同時に反射し得、各々は、複数の可変反射の大きさのうちのそれぞれの1つを有する。特に、知的反射デバイスの表面の複数の領域の各領域は、関連付けられた可変の反射の大きさで入射信号を反射し得る。任意の所与の時点で、異なる領域は、互いに同じであることも、異なることもある関連付けられた可変の反射の大きさで入射信号を反射し得る。知的反射デバイスは、種々の時点で異なる領域の可変の反射の大きさを独立して制御または設定するように構成され得る。
さらに詳細に、図2Aは図1の知的反射デバイス124の例示的構成を表す知的反射デバイス200の例示的構成のブロック図を示す。知的反射デバイス200は、表面202と、コントローラ204とを含む。表面202は、複数の表面要素(SE)(表面単位(SU)とも呼ばれる)206を含む。簡潔にするために、図2Aは、12個の表面要素206を示す。しかしながら、数百、数千、数万、またはそれを上回る数を含む任意の数の表面要素206が、種々の実施形態のうちのいずれかにおいて可能である。一般に、知的反射デバイス200の表面202の表面要素206は、関連付けられた可変反射角を有する表面の最も小さい単位または部分である。故に、知的反射デバイス200は、任意の2つの表面要素206が、それらのそれぞれの可変反射角を互いから独立して設定または制御され得るように構成され得る。
各表面要素206は、それが入射信号を反射する関連付けられた可変位相シフトも有し得る。位相シフトの量は、次に、反射角の量を決定し得る。故に、知的反射デバイス200は、所与の表面要素206に関連付けられたある量の反射角をもたらすために、所与の表面要素206の関連付けられた位相シフトをある量に設定し得る。加えて、知的反射デバイス200は、反射角の対応する変化をもたらすために、位相シフトを1つの量から第2の量に変化させ得る。
表面要素202の表面要素206は、1つ以上の表面要素領域(SER)208に分割、分離、または一緒にグループ化され得る。一般に、表面要素領域は、1つ以上の表面要素206のグループまたは組である。例証の目的のために、図2Aは、4つの表面要素領域208を示すが、種々の実施形態のうちのいずれかでは、表面202は、その表面要素206を任意の数の1つ以上の表面領域208に分割されることができる。さらに、少なくともいくつかの実施形態に関して、1つの表面要素208は、任意の所与の時点で1つのみの表面要素領域208内にあり得る。
加えて、いくつかの実施形態において、表面要素領域208は、固定されている(すなわち、表面要素領域208を形成する1つ以上の表面要素は、一定または不変である)。他の実施形態において、表面要素領域208は、可変または構成可能である。すなわち、1つ以上の表面要素206の組み合わせが、異なる時点で変化することができる。次に、表面202の表面要素領域208の数、形状、および/またはサイズは、異なる時点で変化し得る。例えば、図2Aは、各々が2つの表面要素206を伴う2つの表面要素領域208と、各々が4つの表面要素206を伴う2つの表面要素領域208とを含む4つの表面要素領域208を示す。別の時点で、知的反射デバイス200は、非限定的例として、各々が6つの表面要素206を伴う2つの表面要素領域208に12個の表面要素206を分割し得るか、または、等しくない数を伴うが2つの表面要素領域208に12個の表面要素206を分割し得るか、または、1つの表面要素領域208に12個の表面要素206の全てをグループ化しておき得る。また、種々の実施形態において、および/または種々の時点のうちのいずれかにおいて、所与の表面要素206は、任意の表面要素領域206の一部ではないこともある。
加えて、表面要素206は、特定の形状、サイズで所与の表面要素領域208を構成するように、および/または、表面要素領域208のために、特定の位置を有するように、または表面202のあるエリアに及ぶように構成されるように、所与の表面要素領域208に割り当てられ得る。長方形または多角形、星形、楕円形、無定形、または任意の他のタイプの形状等、表面202の1つ以上の表面要素206を用いて形成され得る種々の形状のうちのいずれかが、可能であり得る。所与の表面要素領域208のサイズは、所与の表面要素領域208のいくつかの表面要素206に依存するか、または、それに等しくあり得る。故に、表面要素領域206が複数の表面要素領域208に分割されている場合、種々の時点のうちのいずれかにおいて、任意の2つの表面要素領域208は、互いに、同じまたは異なるサイズ(および/または形状)を有し得る。加えて、種々の実施形態において、所与の表面要素領域208は、連続または不連続であり得る(例えば、所与の表面領域208は、互いに接続されていない2つ以上の部分を含む)。種々の実施形態において、または種々の時点のうちのいずれかにおいて、表面の表面要素領域208は、全て連続、全て不連続、または、連続および不連続の組み合わせであり得る。
一般に、各表面要素領域208は、関連付けられた可変反射角を有し得、知的反射デバイス200は、表面要素領域208の各々に関して可変反射角を独立して設定すること、制御すること、および/または変化させることを行うように構成され得る。故に、知的反射デバイス200は、異なる表面要素領域208が反射(それらのそれぞれの反射角でそれぞれの入射信号を同時に反射することを含む)するように構成されるために、異なる表面要素領域に関する反射角を独立して決定し、次に、異なる表面要素領域208の異なる表面要素206の位相シフトを設定し得る。
一例示的図示として、図2Bは、その表面要素が単一の表面要素領域208として構成される表面202を示し、単一の表面要素領域208は、入射信号si(t)を反射し、反射角Θrで反射信号sr(t)を出力する。知的反射デバイス200は、反射角Θrの量を決定し、次に、単一の表面要素領域208の一部である表面要素206の位相シフトを設定し得、それによって、単一の表面要素領域208が、決定された量における反射角Θrで反射信号sr(t)を出力する。
別の例示的図示として、図2Cは、その表面要素が2つの表面要素領域208(1)および208(2)として構成された表面202を示す。知的反射デバイス200は、第1の表面領域208(1)に関する第1の反射角Θr1の量および第2の表面領域208(2)に関する第2の反射角Θr2の量を独立して決定し得る。次に、知的反射デバイス200は、第1の表面要素領域208(1)が、第1の入射信号si1(t)を反射し、第1の反射角Θr1において第1の反射信号sr1(t)を出力し、第2の表面要素領域208(2)が、第2の入射信号si2(t)を反射し、第2の反射角Θr1において第2の反射信号sr2(t)を出力するように、第1および第2の表面要素領域208(1)、208(2)における表面要素206に関する位相シフトを設定し得る。
再び図2Aを参照すると、一般に、コントローラ204は、表面202および表面要素206を制御するように構成される。その制御機能性の一部として、コントローラ204は、表面要素204がある反射角で反射するために、種々の機能のうちのいずれかを実施するように、および/または種々の決定のうちのいずれかを行うように構成され得る。例として、コントローラ204は、表面要素領域208を決定し、表面要素206の各々が属する表面要素領域208を決定し、および/または、各表面要素206を表面要素領域208に割り当て得る。加えて、または代替として、コントローラ204は、表面要素領域208の各々に関する反射角を決定し、表面要素領域208が決定された反射角に従って反射するように、表面要素206の位相シフトを設定するように構成される。加えて、コントローラ204は、表面要素206が入射信号を反射する反射の大きさを制御するために、表面202および/または表面要素206を制御し得る。種々の実施形態において、コントローラ204は、無線通信システム100における他のノード間の通信のために、受信する入射信号および/または出力する反射信号に関連付けられた種々の通信パラメータのうちのいずれかを決定および/または設定するようにも構成され得る。非限定的例として、コントローラ204は、知的反射デバイス200が受信する入射信号および/または知的反射デバイス200が出力する反射信号に関連するチャネル状態情報および/または受信信号電力を決定するように構成され得る。コントローラ204に関連付けられた追加の機能性が、下記にさらに詳細に説明される。
図1の通信ノードと同様、コントローラ204は、プロセッサ208と、メモリ(または他の記憶デバイス)210とを含み得る。種々の実施形態において、メモリ210は、プロセッサ208によって読み取られ、実行されると、本明細書に説明される種々の機能のうちのいずれかおよび/または種々の方法のうちのいずれかをプロセッサ208に実施させる命令またはコードをその中に記憶し得る。
加えて、少なくともいくつかの例示的構成に関して、コントローラ204は、無線通信システム100における1つ以上の他の通信ノードと通信(信号および/または情報を送信および受信することを含む)するように構成された送受信機回路網212を含む。図2Aに示されるようないくつかの例示的実施形態に関して、知的反射デバイス200は、知的反射デバイス200が他の通信ノードと無線で通信する送受信機212に結合されたアンテナ214を含む。加えて、または代替として、知的反射デバイス200は、送受信機212を用いて、1つ以上の有線接続を通して1つ以上の他の通信ノードと通信するように構成され得る(知的反射デバイス200を1つ以上の他の通信ノードと電気的に接続する電気ワイヤまたはケーブル配線を用いて等)。故に、種々の実施形態において、知的反射デバイス200は、無線で、有線接続を通して、またはそれらの組み合わせで、1つ以上の通信ノードと外部的に通信することができる。
再び図1を参照すると、本説明は、知的反射デバイス124を介した第1のノードと複数の第2のノードとの間の通信のためのノードグループ化および表面要素領域分割スキームまたは方策を説明する。下記に説明されるノードグループ化および/または表面要素領域分割スキームは、極めて多い(大規模な)数の第2のノードが、低時間周波数リソース使用、最小時間周波数リソース費用、高スペクトル効率、および/または高データ伝送品質を伴う知的反射デバイス124の使用を通して、第1のノードから、またはそれによって、信号を受信すること、および/またはサービス提供されることを可能にし、それらを無線アクセスノード間の無線通信のために知的反射デバイス124を使用するときに採用するべき望ましいスキームにし得る。
第1のノードおよび複数の第2のノードに関する1つ以上のユーザデバイス102および/または1つ以上の無線アクセスノード104の種々の組み合わせのうちのいずれかが、可能であり得る。特定の実施形態において、第1のノードは、無線アクセスノード104であり、複数の第2のノードは、ユーザデバイス102であり、第1のノードと複数の第2のノードとの間の通信は、ダウンリンク伝送であり、無線アクセスノード104は、知的反射デバイス124を用いてダウンリンク信号を複数のユーザデバイス102に伝送する。しかしながら、他の実施形態において、第1のノードは、ユーザデバイス102であり得、複数の第2のノード104は、無線アクセスノード104であり得、ユーザデバイス102は、知的反射デバイス124を用いてアップリンク信号を無線アクセスノード104に伝送する。なおも他の実施形態において、第1のノードおよび複数の第2のノードの全ては、ユーザデバイス102であり、または第1のノードおよび複数の第2のノードの全ては、無線アクセスノード104であり、第1のユーザデバイス102は、知的反射デバイス124を用いてサイドリンク信号を複数の第2のノードに伝送する。また他の実施形態において、第1のノードと複数の第2のノードとの間の通信が、1つ以上のアップリンク伝送および1つ以上のサイドリンク伝送の組み合わせまたは1つ以上のダウンリンク伝送および1つ以上のサイドリンク伝送の組み合わせを含むように、第1のノードは、ユーザデバイス102または無線アクセスノード104であり、複数の第2のノードは、1つ以上のユーザデバイス102および1つ以上の無線アクセスノード104の組み合わせを含む。
図3は、ノードグループ化を含む無線通信のための例示的方法300を示す。一般に、第1のノードが、複数の第2のノードと通信することを意図しているとき、第1のノードは、各第2のノードが属し得る(および/または、各第2のノードが割り当てられ得る)複数のノードグループを決定し得る。ノードグループは、第1のノードが単一または共通のタイムスロットにおいて、または単一または共通のタイムスロット中に伝送する1つ以上の第2のノードのグループまたは集合である。同じノードグループにおける第2のノードの所与の組に関して、第1のノードは、同じタイムスロットにおいて、または同じタイムスロット中に同じノードグループにおけるそれらの第2のノードに信号を伝送することを決定し得る。加えて、異なるノードグループにおけるノードの所与の組に関して、第1のノードは、異なるタイムスロットにおいて、または異なるタイムスロット中にそれらのノードに信号を伝送することを決定し得る。
一般に、タイムスロットは、伝送のための時間ドメインにおいて定義される時間の単位である。タイムスロットを定義するパラメータは、通信規格または仕様に従って決定され得、それに基づいて、無線通信システムにおけるノードが、通信する。種々の実施形態において、タイムスロットは、サブフレームの一部であり得、直交周波数分割多重(OFDM)シンボル等の所定の数のシンボルを有し得る。例えば、5G NRにおいて、サブフレームが、タイムスロットに分割され得、各タイムスロットは、14個のOFDMシンボルを含む。タイムスロットを定義する種々の他の方法も、可能であり得る。
複数のノードグループを決定すると、第1のノードは、各第2のノードが属するノードグループを把握し得る。故に、複数のノードグループを決定すると、第1のノードは、第2のノードの各々が属するノードグループを把握し得る。次に、第1のノードは、第2のノードの各々が属するノードグループに基づいて、知的反射デバイス124を介して種々の第2のノードに信号を伝送すべきタイムスロットを把握し得る。
さらに詳細に、ブロック302において、ノードグループ割り当てノードが、複数の第2のノードと知的反射デバイスとの間の1つ以上の通信パラメータに基づいて、複数の第2のノードのうちの各々を複数のノードグループのうちの1つに割り当て得る。一般に、ノードグループ割り当てノードは、第2のノードを1つ以上のノードグループに割り当てることに関与する任意の通信ノードであり得る。割り当てノードは、信号を第2のノードに伝送すべきである第1のノード、知的反射デバイスを介して第1のノードから信号を受信すべきである第2のノード、知的反射デバイス、知的反射デバイスを介した第1のノードと複数の第2のノードとの間の通信に関与しない別の通信ノード、または、それらの種々の組み合わせのうちのいずれかであり得る。
一般に、本明細書に使用されるように、通信パラメータは、2つのノード間の通信を特徴付け得る(または、説明し得る)任意の情報である。通信パラメータの非限定的例は、信号電力(受信信号電力および/または伝送信号電力を含む);チャネル状態情報;ノードの場所情報(ノードが別のノードに対して位置する場所または1つのノードが別のノードからある距離を含む);表面要素グループ情報および表面要素グループ情報に関連付けられた重複情報(下記にさらに詳細に説明される);ノードタイプ(例えば、第2のノードのタイプ);複数のビームの中から選択された選択されたビームを含むビーム(信号を伝送するために使用される伝送ビームおよび/または信号を受信するために使用される受信ビームを含む);または、2つのノード間の通信に関連する、またはそれを説明または特徴付け得る種々のパラメータのうちの任意の他のもの(それに従って2つのノードが互いに通信すべきである標的パラメータおよび/または2つのノード間の1つ以上の通信から決定される実際の、または測定されたパラメータを含む)を含み、非限定的例は、信号対雑音比(SNR)、信号対干渉および雑音比(SINR)、データレート(またはデータ伝送レート)、容量、信号利得、信号エネルギー、または角度(または角度ドメイン)情報、またはサービス品質(QoS)パラメータを含む。
加えて、少なくともいくつかの例示的実施形態において、各第2のノードは、表面要素206の関連付けられた表面要素グループを有し得る。無線システム100では、表面要素グループ決定ノードとして指定されるノードのうちの1つ以上は、第2のノードに関する表面要素グループを決定し得る。表面要素グループ決定ノードは、知的反射デバイス124、第1のノード、第2のノードのうちの1つ、またはそれらの組み合わせ等の無線通信システムにおける種々のノードのうちのいずれかであり得る。
特定の実施形態において、表面要素グループ決定ノードは、知的反射デバイス124の表面要素206の受信信号電力に基づいて、第2のノードに関する表面要素グループを決定し得る。種々の実施形態において、所与の表面要素206の受信信号電力は、絶対電力値、表面要素206の全てに関する受信信号電力に対する所与の表面要素206に関する受信信号電力の電力比、合計信号電力に対する所与の表面要素206に関する受信信号電力の比率、または、所与の表面要素206に関する受信信号電力と1つ以上の他の表面要素206に関する1つ以上の受信信号電力との間の比較電力比を含む種々の方法のうちのいずれかにおいて特徴付けられ、または定量化され得る。
表面要素グループ決定ノードは、表面202の表面要素206の1つ以上の表面要素206の組を識別することによって、所与の第2のノードに関する表面要素グループを決定し得る。所与の第2のノードの表面要素グループは、所与の第2のノードと通信するときに電力閾値を上回る受信信号電力を有する知的反射デバイス124の表面202のそれらの表面要素206を含み得る。故に、所与の第2のノードに関する表面要素グループを決定するために、表面要素グループ決定ノードは、表面要素グループ決定ノードが所与の表面要素206が閾値電力レベルを上回る所与の第2のノードに関連付けられた受信信号電力を有すると決定する場合、所与の第2のノードに関して、所与の表面要素206が表面要素グループの一部であること、または、表面要素206を表面要素グループに追加することを決定し得る。加えて、表面要素グループ決定ノードが、所与の表面要素206が閾値電力レベルを上回る所与の第2のノードに関連付けられた受信信号電力を有していないと決定する場合、表面要素グループ決定ノードは、所与の第2のノードに関して、所与の表面要素206を表面要素グループに追加しないことを決定し得る。
加えて、種々の実施形態において、表面要素グループ決定ノードは、所与の第2のノードに関する表面要素グループを決定するために、1つ以上の他の(または、追加の)基準を使用し得る。1つ以上の他の(または、追加の)基準は、表面要素の所定の最大数および/または表面要素の所定の最小数を含み得る。例えば、所与の表面要素206に関する受信信号電力が電力閾値を満たすが、所与の第2のノードに関する表面要素グループに追加される表面要素206の数が表面要素の所定の最大数にすでに到達している場合、表面要素グループ決定ノードは、所定の最大数を超えないように、所与の表面要素206を表面要素グループに追加しないことを決定し得る。加えて、または代替として、所与の表面要素206に関する受信信号電力が、電力閾値を満たさないが、所与の第2のノードに関する表面要素グループに追加される表面要素206の数が表面要素の所定の最小数を下回る場合、表面要素グループ決定ノードは、所定の最小数を満たすために、所与の表面要素206を表面要素に追加することを決定し得る。
少なくともいくつかの実施形態に関して、表面要素グループ決定ノードは、チャネル状態情報に基づいて、受信信号電力を決定し得る。種々の実施形態において、知的反射デバイス124は、そのコントローラ204の使用を通して等、感知能力を有し得、それは、知的反射デバイス124が、最小二乗(LS)または最小平均二乗誤差(MMSE)等のチャネル推定アルゴリズムを通してチャネル状態情報を取得することを可能にする。知的反射デバイス124は、異なるタイムスロットにおいてチャネル推定を実施することによって、異なる第2のノードに関するチャネル状態情報を決定し得る。加えて、チャネルが、低密度である場合、知的反射デバイス124は、圧縮感知等の高度な信号処理技法を使用し得、それは、ミリメータ波および/またはテラヘルツ周波数帯において特に有利であり得る。他の実施形態において、知的反射デバイス124は、感知能力を有していないこともあり、表面要素グループ決定ノードは、チャネル推定を実施するために、ビーム探索および/またはビーム訓練技法を使用して、チャネル状態情報を決定し得る。例えば、ダウンリンク伝送に関して、無線アクセスノード104および知的反射デバイス124に関するコードブックは、固定され得、ビーム訓練プロセスは、所望の(または最適な)ビーム対を決定するために、異なるビーム対を使用して複数回の反復にわたって繰り返され得、それは、次に、所与の第2のノードに関する表面要素グループを決定するために表面要素グループ決定ノードが使用し得るチャネル状態情報を提供し得る。
いくつかの実施形態において、第2のノードをノードグループに割り当てるために使用される1つ以上の通信パラメータは、表面要素グループ情報を含み、表面要素グループ情報は、第2のノードの表面要素グループを識別する。そのような実施形態に関して、表面要素グループ決定ノードが第2のノードに関する表面要素グループを決定すると、ノードグループ割り当てモデルは、表面要素グループに基づいて、第2のノードをノードグループに割り当て得る。特に、これらの実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、表面要素グループに関連付けられた少なくとも1つの表面要素重複基準に基づいて、第2のノードをノードグループに割り当てる方法を決定し得る。
一般に、2つの表面要素グループは、それらが、互いに同じである(または、共通する)少なくとも1つの表面要素206を有する場合、互いに重複する。2つ以上の表面要素グループに共通する表面要素206は、共通表面要素または重複する表面要素と称され得る。表面要素状態は、2つ以上の表面要素グループの間の重複を示す(または、特徴付ける)。2つ以上の表面要素グループに関する「重複なし」表面要素状態は、2つ以上の表面要素グループが共通するいかなる表面要素も有していないことを示す。2つ以上の表面要素グループに関する「部分的重複」表面要素状態は、2つ以上の表面要素グループが、共通するそれらの表面要素のうちの全てではないが、少なくとも1つを有することを示す。種々の実施形態において、部分的重複表面要素状態は、表面要素グループ間の重複の量(共通する表面要素の合計数または表面要素グループのうちの一方または両方の表面要素の合計数のパーセンテージであり得る)も含むか、または、それを伴い得る。2つ以上の表面要素グループに関する「完全重複」表面要素状態は、2つ以上の表面要素グループがそれらの表面要素の全てを共通して有することを示す。
1つの表面要素重複基準は、共通する表面要素の閾値数に対応する重複閾値であり得る。種々の実施形態において、2つ以上の表面要素グループに関して、重複閾値は、共通する表面要素の絶対数、または2つ以上の表面要素グループの共通する表面要素の合計数のパーセンテージであり得る。2つの所与の第2のノードの2つの表面要素グループに関して、ノードグループ割り当てノードは、2つの表面要素グループに関する表面要素重複の量を決定し得る。表面要素重複の量が、重複閾値以下の場合、ノードグループ割り当てノードは、2つの所与の第2のノードを同じノードグループに割り当て得る。加えて、表面要素重複の量が、重複閾値を超える場合、ノードグループ割り当てノードは、2つの所与の第2のノードを異なるノードグループに割り当て得る。
種々の実施形態において、重複基準は、標的表面要素重複状態に対応し、それは、次に、重複閾値に対応し得る。例えば、標的表面要素状態が「重複なし」である実施形態に関して、重複閾値は、ゼロまたはゼロパーセントであり得る。別の例として、標的表面要素状態が「部分的重複」である実施形態に関して、重複閾値は、ゼロを上回る表面要素の数または表面要素のパーセンテージであり得る。
別の表面要素重複基準は、表面要素グループ境界基準であり得る。一般に、所与の表面要素グループの境界表面要素は、所与の表面要素グループの境界(または縁または外側周辺)を形成する表面要素である。故に、表面要素グループ境界基準は、それらの表面要素グループの共通の表面要素のみが、境界表面要素である場合、2つの第2のノードが、同じノードグループに割り当てられ得ることであり得る。一方、共通の表面要素のうちの少なくとも1つが、2つの表面要素グループののうちの少なくとも1つの境界表面要素ではない場合、2つの第2のノードは、異なるノードグループに割り当てられ得る。別の表面要素グループ境界基準は、境界表面要素である共通の表面要素の数であり得、それは、種々の実施形態において、表面要素の絶対数、または2つの表面要素グループの表面要素の合計数のパーセンテージであり得る。境界表面要素である共通の表面要素の数が、閾値以下の場合、ノードグループ割り当てノードは、2つの第2のノードを同じノードグループに割り当て得る。加えて、境界表面要素である共通の表面要素の数が、閾値を超える場合、ノードグループ割り当てノードは、2つの第2のノードを異なるノードグループに割り当て得る。
加えて、または代替として、第2のノードに関するノードグループが割り当てられる通信パラメータは、チャネル状態情報を含み得る。種々の実施形態において、チャネル状態情報は、知的反射デバイス124と第2のノードとの間のチャネルに関連付けられた角度情報(または角度ドメイン情報)および/または利得情報(チャネル利得情報および/または経路利得情報を含む)を含み得る。そのような実施形態に関して、ノードグループ割り当てノードは、角度情報または利得情報のうちの少なくとも1つに基づいて、ノードグループを決定し得る。そのような実施形態では特に、ノードグループ割り当てノードは、第2のノードの角度の広がりおよび/または第2のノードの中心角に基づいて、ノードグループを決定する。これらの実施形態のうちの少なくともいくつかに関して、ノードグループ割り当てノードは、角度の広がりおよび/または中心角に関連付けられた少なくとも1つの角度重複基準に基づいて、ノードグループを決定する。
さらに詳細に、所与の第2のノードに関連付けられた角度情報は、入射または到着の1つ以上の角度を含むか、またはそれを示し得る。1つ以上の角度は、角度の広がりまたは角度の範囲を含むか、または、それとして特徴付けられ得る。信号の所与の伝送に関して、受信ノード(伝送しているノードおよび受信しているノードに応じて、所与の第2のノードまたは知的反射デバイス124)が、単一の経路にわたって伝送信号の単一のバージョンを受信する場合、角度の広がりは、単一の信号に関する単一の到着の角度を含む。加えて、受信ノードが、複数の経路にわたって伝送信号の複数のバージョンを受信する(すなわち、伝送が、マルチパス伝送である)場合、受信ノードは、複数の到着の角度において信号の複数のバージョンを受信し得、その場合、角度の広がりは、複数の角度を含む。関連付けられた到着の角度を有することに加えて、関連付けられた経路にわたって受信される各信号バージョンは、関連付けられた信号エネルギーを有し得、および/または関連付けられた経路は、関連付けられた経路利得を有し得る。また、所与の第2のノードに関して、角度情報および/または角度の広がりは、中心(または中央)角を含み、それは、最も高い信号エネルギーおよび/または経路利得に関連付けられた角度の広がりを構成する複数の角度のうちの角度である。
種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、第2のノードの角度の広がりおよび/または中心角に基づいて、ノードグループを決定し得る。特定の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、角度の広がり、および/または、中心角、および1つ以上の角度重複基準に基づいて、ノードグループを決定し得る。いくつかの実施形態において、角度重複基準は、2つのノードの2つの角度の広がり間のパーセント重複等の重複の量に基づき得る。2つの所与の第2のノードの2つの角度の広がりの間の重複の量が、角度の広がり重複閾値以下の場合、ノードグループ割り当てノードは、所与の第2のノードを同じノードグループに割り当て得る。代替として、2つの角度の広がりの間の重複の量が、角度の広がり重複閾値を上回る場合、ノードグループ割り当てノードは、所与の2つの第2のノードを異なるノードグループに割り当て得る。他の実施形態において、角度重複基準は、2つのノードの中心角間の重複に基づき得る。所与の2つのノードの中心角が、異なるか、または差異閾値を上回る差異を有する場合、ノードグループ割り当てノードは、所与の2つのノードを同じノードグループに割り当て得る。代替として、所与の2つのノードの中心角が、合致するか、または差異閾値以下の差異を有する場合、ノードグループ割り当てノードは、所与の2つのノードを異なるノードグループに割り当て得る。
加えて、比較的に高い周波数を伴うそれらを含む種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、角度の広がりを無視し、第2のノードをノードグループにグループ化する方法を決定するために、中心角のみを使用し得る。
加えて、少なくともいくつかの実施形態に関して、ノードグループ割り当てノードがノードグループを決定するために決定または使用する中心角および角度の広がりは、電力またはエネルギー閾値に基づいて決定される有効中心角および角度の広がりである。特に、関連付けられた経路にわたって受信された所与の受信信号が電力またはエネルギー閾値を上回る信号電力またはエネルギーを有する場合、および/または関連付けられた経路が経路利得閾値を上回る関連付けられた経路利得を有する場合、ノードグループ割り当てノードは、関連付けられた到着角度を所与の第2のノードの有効角度の広がりに追加し得る。代替として、信号電力またはエネルギーが電力またはエネルギー閾値を下回る場合、および/または関連付けられた経路利得が経路利得閾値を下回る場合、ノードグループ割り当てノードは、関連付けられた到着角度を所与の第2のノードの有効角度の広がりに追加しないこともある。
種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、チャネルが低密度である場合、知的反射デバイス124と第2のノードとの間のチャネルに関する角度および利得情報にも基づいて、ノードグループを決定し得る。加えて、または代替として、ノードグループ割り当てノードは、相互性に基づいて、角度および/または利得情報を決定し得る。ノードグループ割り当てノードが、完全な相互性の下で動作する場合、ノードグループ割り当てノードが知的反射デバイス124と第2のノードとの間のチャネルに関する理想的なチャネル状態情報を決定する場合、ノードグループ割り当てノードは、第1のノードから第2のノードへの伝送に関する角度および利得情報が、第2のノードから第1のノードへの伝送に関するものと同じであると識別し得る。加えて、ノードグループ割り当てノードが、完全な相互性の下で動作し、決定されたチャネル状態情報が、理想的ではない場合、ノードグループ割り当てノードは、第1のノードから第2のノードへの伝送に関する角度および利得情報が、第2のノードから第1のノードへの伝送に関するそれにある程度の補正を加えたものと同じであると識別し得る(例えば、チャネル状態情報が理想的ではない場合、パイロット信号が、チャネル相互性によって取得されたチャネル状態情報を補正するために通信され得る)。加えて、ノードグループ割り当てノードが部分的な相互性の下で動作する場合、相互性が部分的にすぎず、完全ではないことに起因して、そうでなければ取得されることができない1つ以上のチャネル状態パラメータを取得するために、知的反射デバイス124を介して、第1のノードが、パイロット信号等の信号を第2のノードに伝送し得るか、または、第2のノードが、信号を第1のノードに伝送し得る。加えて、ノードグループ割り当てノードが非相互性の下で動作する場合、角度および利得情報を決定または回復するために、知的反射デバイス124を介して、第1のノードが、パイロット信号等の信号を第2のノードに伝送し得るか、または、第2のノードが、信号を第1のノードに伝送する。部分的または非相互性の下で、第2のノードが信号を第1のノードに伝送する実施形態に関して、第1のノードは、応答して、角度および利得情報を直接決定することができる。加えて、第1のノードが信号を第2のノードに伝送する実施形態に関して、第2のノードは、角度および利得情報を第1のノードにフィードバックすることができ、応答して、第1のノードは、第2のノードからのフィードバック情報に基づいて、角度および利得情報を決定することができる。種々の実施形態において、信号伝送(例えば、パイロット信号伝送)と併せて、ノードグループ割り当てノードは、最小二乗(LS)、最小平均二乗誤差(MMSE)、多重信号分類(MUSIC)、または回転不変法を介した信号パラメータの推定(ESPRIT)等の角度および利得情報を決定するための種々のチャネル状態情報アプローチまたはアルゴリズムのうちのいずれかも採用し得る。
加えて、または代替として、種々の実施形態において、通信パラメータは、2つの第2のノードに関するチャネル間の直交性を含み得る。すなわち、種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、知的反射デバイス124と第2のノードとの間のチャネル間の直交性に基づいて、ノードグループを決定し得る。特定の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、知的反射デバイス124と第2のノードとの間のチャネルが低密度ではないノードグループを決定するために、直交性情報を使用する。所与の2つの第2のノードに関する2つのチャネル間の直交性を決定すると、ノードグループ割り当てノードは、決定された直交性を所定の直交性閾値と比較し得る。決定された直交性が、所定の直交性閾値を上回る場合、ノードグループ割り当てノードは、所与の2つの第2のノードを同じノードグループに割り当てることを決定し得る。代替として、決定された直交性が、所定の直交性閾値を下回る場合、ノードグループ割り当てノードは、所与の2つのノードを別個のノードグループに割り当てることを決定し得る。
加えて、種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、完全なチャネル情報に基づいて、直交性を決定し得る。ノードグループ割り当てノードが完全な相互性の下で動作する実施形態に関して、ノードグループ割り当てノードは、第1のノードから第2のノードへの方向におけるチャネルに関するチャネル状態情報を第2のノードから第1のノードへの方向におけるチャネルに関するチャネル状態情報から直接決定し得る。例えば、第1のノードが、無線アクセスノード104であり、第2のノードが、ユーザデバイス102である場合、ノードグループ割り当てノードは、無線アクセスノード104からユーザデバイス102へのダウンリンクチャネルに関するチャネル状態情報をユーザデバイス102から無線アクセスノード104へのアップリンクチャネルに関するチャネル状態情報から直接決定し得る。加えて、ノードグループ動作ノードが非相互性の下で動作する場合、完全なチャネル状態情報を決定するために、第1のノードが、1つ以上の信号(例えば、パイロット信号)を第2のノードに伝送し得るか、または、第2のノードが、1つ以上の信号(例えば、パイロット信号)を第1のノードに伝送し得る。部分的または非相互性の下で第2のノードが信号を第1のノードに伝送する実施形態に関して、第1のノードは、応答して、完全なチャネル状態情報を直接決定することができる。加えて、第1のノードが信号を第2のノードに伝送する実施形態に関して、第2のノードは、チャネル状態情報を第1のノードにフィードバックすることができ、応答して、第1のノードは、第2のノードからのフィードバック情報に基づいて、チャネル状態情報を決定することができる。種々の実施形態において、信号伝送(例えば、パイロット信号伝送)と併せて、ノードグループ割り当てノードは、非限定的例として、最小二乗(LS)または最小平均二乗誤差(MMSE)等の角度および利得情報を決定するための種々のチャネル状態情報アプローチまたはアルゴリズムのうちのいずれかも採用し得る。
加えて、または代替として、種々の実施形態において、通信パラメータは、第2のノードの場所情報を含む。すなわち、種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、第2のノードの場所情報に基づいて、ノードグループを決定し得る。場所情報は、知的反射デバイス124に対する2次元または3次元空間内の第2のノードの相対位置、および/または知的反射デバイスからの第2のノードの相対距離を含み得る。所与の2つの第2のノードに関して、ノードグループ割り当てノードは、ノードグループ割り当てノードが2つの第2のノードの場所情報から決定し得る2つの第2のノード間の場所差に基づいて、2つの第2のノードをグループ化する方法を決定し得る。2つのノード間の場所差が、場所差閾値を超える場合、ノードグループ割り当てノードは、同じノードグループにおいて2つのノードをグループ化することを決定し得る。代替として、2つのノード間の場所差が、場所差閾値を超えない場合、ノードグループ割り当てノードは、異なるノードグループにおいて2つのノードをグループ化することを決定し得る。絶対距離差、または水平距離差または垂直(または高さ)距離差等の2次元または3次元空間内の1つの方向ベクトルの距離差を含む種々の場所パラメータのうちのいずれかが、2つの第2のノード間の場所差および場所差閾値を決定するために使用され得る。
加えて、または代替として、種々の実施形態において、通信パラメータは、第2のノードのデバイスタイプを含む。そのような実施形態に関して、ノードグループ割り当てノードは、同じデバイスタイプの第2のノードを同じノードグループにおいてグループ化することまたは割り当てること、異なるデバイスタイプの第2のノードを異なるノードグループにおいて割り当てることを決定し得る。ノードグループ割り当てノードは、同じタイプのデバイスが同じサービスを要求するという仮定、および/または伝送率または遅延等の類似する通信パラメータ下で通信するという仮定の下、第2のノードをデバイスタイプに基づいてノードグループにおいてグループ化し得る。例示的デバイスタイプは、ユーザデバイスタイプを含み得、その非限定的例は、拡張モバイルブロードバンド(eMBB)および超高信頼低遅延通信(URLLC)を含む。デバイスタイプによるグループ化は、大規模な量のユーザデバイスが一度に基地局と通信することを伴うmMTCシナリオにおいて特に有利であり得る。
加えて、または代替として、種々の実施形態において、通信パラメータは、1つ以上のサービス品質(QoS)パラメータを含み、その非限定的例は、最小SINR、最小データレート、最小容量、表面要素グループが有し得る表面要素の最小数、セキュアな通信率、または最小ユーザ間干渉を含む。種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、各第2のノードに関する1つ以上のQoSパラメータに基づいて、QoS目標を決定し得る。次に、所与の2つの第2のノードに関して、ノードグループ割り当てノードが、2つの第2のノードに関するQoS目標が合致する、または互いに十分に近い(例えば、それらの差異がQoS目標閾値を下回ることによって等)と決定する場合、ノードグループ割り当てノードは、2つの第2のノードを同じノードグループに割り当てることを決定し得る。加えて、ノードグループ割り当てノードが、2つの第2のノードに関するQoS目標が互いから十分に離れている(例えば、それらの差異がQoS目標閾値を上回る)と決定する場合、ノードグループ割り当てノードは、2つの第2のノードを異なるノードグループに割り当てることを決定し得る。
種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、ノード分配基準にも基づいて、第2のノードをユーザグループに割り当て得る。具体的に、ノードグループ割り当てノードは、ノードグループにおける第2のノードの分配が可能な限り均一であることを達成するために、第2のノードをノードグループに割り当て得る。故に、上記に識別される基準のうちの1つ以上に従って、第2のノードをノードグループに割り当てた後、ノードグループ割り当てノードは、グループを分析し、ノードグループにおける第2のノードの数が、可能な限り均一に分配されているかどうかを決定し得る。該当しない場合、ノードグループ割り当てノードは、ノードグループにおける第2のノードの数のより均一な分配を達成するために、少なくとも1つの第2のノードの割り当てを元の(または、現在の)ノードグループから異なるノードグループに変更し得る。ノードグループ割り当てノードは、ノードグループにおける第2のノードの数の最適に均一な分配が達成されるまで、1つ以上の第2のノードを1つ以上の異なるノードグループの中に移動させる複数回の反復を実施し得る。
加えて、種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードが第2のノードに関するノードグループを決定した後、ノードグループ割り当てノードまたは別のノードであり得るノードグループ通知ノードが、第2のノードにそれらが属するノードグループを通知し得る。種々の実施形態において、ノードグループ通知ノードは、ノードグループ情報を第2のノードにブロードキャストすることによって、第2のノードに通知し得る。特定の実施形態において、ノードグループ通知ノードは、ブロードキャスト信号のヘッダにノードグループ情報を含み得る。ブロードキャスト信号の受信に応答して、第2のノードは、ブロードキャスト信号のヘッダをチェックし、それが属するノードグループを識別する。種々の実施形態において、ノードグループは、各々、ノードグループを一意に識別する関連付けられたノードグループ識別子(ID)を有し得る。これらの実施形態のうちの少なくともいくつかに関して、ノードグループ通知ノードは、ノードグループIDを使用し、第2のノードにノードグループを通知し得る。
加えて、種々の実施形態において、ノードグループ通知ノードは、第1のノードが信号を第2のノードに伝送する前、第2のノードに通知し得る。例えば、ノードグループ通知ノードは、第1のノードが知的反射デバイス124を介して第2のノードに伝送すべき他の信号に先立って、ノードグループ情報を第1のノードにブロードキャストし得る。他の実施形態に関して、第1のノードは、それが第2のノードに伝送する信号内にグループノード情報を含む。信号が知的反射デバイス124によって反射された後、第2のノードは、反射信号を受信する。反射信号を受信する所与の第2のノードが、反射信号のヘッダ等の反射信号の一部をチェックし、それが属するノードグループを識別し得る。
ノードグループ割り当てノードが知的反射デバイス124ではない種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、知的反射デバイス124にもノードグループ情報を通知し得る。ノードグループ割り当てノードは、それが知的反射デバイス124に通信可能に接続される方法に応じて、無線で、または有線接続を通してのいずれかで、知的反射デバイスに通知し得る。
ブロック304において、ノードグループ割り当てノードが第2のノードの各々を複数のノードグループのうちの1つに割り当てた後、第1のノードは、知的反射デバイス124を介して複数の第2のノードに伝送すべき複数の信号を決定し得る。第1のノードが信号を伝送するために、スケジューリングノードが、信号を伝送するタイミングスケジュールを決定し得る。スケジューリングノードは、第1のノードまたは別のノードであり得る。タイミングスケジュールは、信号の各々を伝送する時間を識別し得る。特に、タイミングスケジュールは、1つ以上のタイムスロットを識別し、1つ以上のタイムスロットの各タイムスロットを第1のノードが伝送すべきである信号のうちの1つに関連付け得る。タイミングスケジュールにおける所与の信号に関連付けられた所与のタイムスロットは、第1のノードが所与のタイムスロットにおいて、または所与のタイムスロット中に所与の信号を伝送すべきであることを示す。スケジューリングノードは、ブロック302において決定されたノードグループに基づいて、タイミングスケジュールを発生させ得る。特に、スケジューリングノードは、信号をタイムスロットに関連付け得、それによって、タイミングスケジュールは、同じノードグループの第2のノードによる受信のために、同じタイムスロットにおいて信号を伝送し、異なるノードグループの第2のノードによる受信のために、異なるタイムスロットにおいて信号を伝送することを示す。
例証するために、第2のノードAおよび第2のノードBが、同じノードグループ内にあると仮定し、第1のノードが、第1の信号を第2のノードAに伝送し、第2の信号を第2のノードBに伝送すべきであると仮定する。第2のノードAおよび第2のノードBは、同じノードグループ内にあるので、スケジューリングノードは、同じタイムスロットにおいて第1および第2の信号を伝送することを示すようにタイミングスケジュールを発生させ得る。別の例証として、第2のノードAと第2のノードCとが、異なるノードグループ内にあると仮定し、第1のノードが、第3の信号を第2のノードCに伝送すべきであると仮定する。第2のノードAと第2のノードCとは、異なるノードグループ内にあるので、スケジューリングノードは、異なるタイムスロットにおいて第1の信号と第3の信号とを伝送することを示すようにタイミングスケジュールを発生させ得る。
ブロック306において、第1のノードは、タイミングスケジュールに従って、知的反射デバイス126を介して信号を第2のノードに伝送し得る。そうすることにおいて、第1のノードは、信号の各々が関連付けられたタイムスロットにおいて信号を伝送する。加えて、信号は、所与の第2のノードによって受信されるべき所与の信号が第1のノードによって伝送された後、所与の信号が所与の第2のノードによって受信される前、所与の信号が知的反射デバイス124によって反射される点において、知的反射デバイス124を介して第2のノードに伝送される。
図4は、ノードグループ化に基づいて、ダウンリンクおよびアップリンクデータ伝送を実施するための例示的タイミングスキームを図示する、例示的タイミング図を示す。そのようなタイミング図は、第1のノードが無線アクセスノード104であり、第2のノードがユーザデバイス102である場合に実装され得る。類似するタイミングスキームが、第1および第2のノードが、それぞれ、無線アクセスノード104およびユーザデバイス102以外である他の構成のために実装され得る。図4に示されるように、ノードは、チャネル状態情報を決定し得、チャネル状態情報は、アップリンクチャネル推定に続いてダウンリンクチャネル推定を含み得る。チャネル状態情報を決定した後、ノードグループ割り当てノードは、既に説明されたような1つ以上の通信パラメータに基づいて、第2のノード(ユーザデバイス102)に関するノードグループを決定し得る。ノードグループを決定した後、無線アクセスノード104は、既に説明されたように、ノードグループに基づくタイミングスケジュールに従って等、ノードグループ毎に複数のタイムスロットにわたって、知的反射デバイス124を介してユーザデバイス102にダウンリンク信号を伝送し得る。ダウンリンク信号をユーザデバイス102の最後のノードグループに伝送した後、ユーザデバイス102は、アップリンク信号を無線アクセスノード104に伝送し得る。
ノードグループ割り当てノードによって実施されるノードグループ化に加えて、またはその代替として、領域決定ノード(それは、ノードグループ割り当てノードと同じであるか、または異なり得、および/または、それは、無線通信システム100における第1のノードまたは別のノードであり得る)が、知的反射デバイス200の複数の表面要素206に関する複数の表面要素領域208を決定し得る。領域決定ノードは、表面要素206を表面要素領域208に分割、グループ化、または分離することによって、複数の表面要素領域208を決定し得る。
複数の表面要素領域208を決定すると、第1のノードは、第1のノードと複数の表面要素領域208との間のそれぞれの通信に関する通信パラメータを独立して設定し得る。例示的通信パラメータは、第1のノードが選択し、第1のノードが信号を伝送するために使用する伝送ビーム等のビームである。例証するために、第1のノードが、第1の信号を第1の表面要素領域に伝送し、第2の信号を第2の表面要素領域に伝送すべきである場合、第1のノードは、第1の信号を第1の表面要素領域に伝送するために使用すべき第1のビームおよび第2の信号を第2の表面要素領域に伝送するために使用すべき第2のビームを独立して選択し得る。第1および第2のビームは、互いに同じであることも、異なることもある。別の例示的通信パラメータは、表面要素領域が入射信号を反射する(または、表面要素領域が反射信号を出力する)反射角である。例証するために、第1のノードは、第1の反射角において第1の反射信号を出力するための第1の表面要素領域、および第2の反射角において第2の反射信号を出力するための第2の表面要素領域を独立して制御し得る。
図5は、表面要素領域決定を含む無線通信のための例示的方法500を示す。ブロック502において、領域決定ノードが、知的反射デバイス200の表面202の複数の表面要素206の複数の表面要素領域208を決定し得る。領域決定ノードは、複数の表面要素206を複数の表面領域208に分割することによって、複数の表面要素領域208を形成し得る。表面要素206を表面要素領域208に分割するために、領域決定ノードは、各表面要素206を複数の表面領域208のうちの1つに割り当てまたは関連付け得る。故に、表面要素206を表面要素領域208に分割すると、各表面要素206が属する表面要素領域208が、把握され得る。領域決定ノードは、種々の基準のうちのいずれかに基づいて、種々の方法のうちのいずれかにおいて表面要素206を分割し得、その例が、下記にさらに詳細に説明される。
いくつかの実施形態に関して、領域決定ノードは、表面要素206を分割する表面要素領域208の数を決定し得る。例えば、領域決定ノードは、表面要素領域206の数を決定し得、次いで、領域割り当てノードは、表面要素206の各々を表面要素領域208の数のうちの1つ以上に割り当て得る。これらの実施形態のうちの少なくともいくつかに関して、領域決定ノードは、第2のノードの数に基づいて、表面要素領域の数を決定し得る。数は、第2のノードの数に対する表面要素領域208の数の所定の比率にさらに基づき得る。種々の実施形態において、比率は、1を下回り、1に等しく、または1を上回り、それは、表面領域208の数が、比率に従って、第2のノードの数を下回ること、第2のノードの数に等しいこと、または第2のノードの数を上回り得ることを意味する。
加えて、または代替として、表面領域208の数は、第2のノードの数に正比例し得る。故に、第2のノードの数が増加するにつれて、表面領域208の数の数も、増加し、第2のノードの数が減少するにつれて、表面領域208の数も、減少する。
加えて、少なくともいくつかの実施形態において、領域決定ノードは、表面要素領域208に関する形状を決定し得る。領域決定ノードは、形状を形成するために、表面要素領域208に関する境界表面要素としてある一定の表面要素206を割り当て得る。長方形または多角形、星形、楕円形、無定形、または任意の他のタイプの形状等、表面202の1つ以上の表面要素206で形成され得る種々の形状のうちのいずれかが、可能であり得る。
加えて、少なくともいくつかの実施形態に関して、表面要素領域208の決定時、領域決定ノードと同じノードまたは異なるノードであり得る領域割り当てノードが、第2のノードの各々を表面要素領域208のうちの1つ以上に割り当て(または、合致させ)得る。割り当てまたは合致を通して、領域割り当てノードは、表面要素領域208と第2のノードとの間の関連付けを確立する。次に、第1のノードが、所与の1つ以上の表面要素領域208に関連付けられた所与の第2のノードに信号を伝送すべきであるとき、第1のノードは、信号を1つ以上の関連付けられた表面要素領域208に伝送し得、1つ以上の関連付けられた表面要素領域208は、次に、所与の第2のノードに向かって信号を反射するであろう。反射に先立って、第1のノード(または別のノード)は、1つ以上の表面要素領域208の1つ以上の反射角を所与の第2のノードへの信号の反射のための最適な値に設定し得る。
種々の実施形態において、領域割り当てノードは、種々の通信パラメータのうちのいずれかに基づいて、第2のノードを表面要素領域208に割り当て得る。いくつかの実施形態に関して、領域割り当てノードは、知的反射デバイス124の表面要素206と第2のノードとの間のチャネルのチャネル状態情報に基づいて、第2のノードを表面要素領域208に割り当て得る。チャネル状態情報から、領域割り当てノードは、各第2のノードに関する各表面要素206に関する受信信号電力またはエネルギーを決定し得る。次に、領域割り当てノードは、チャネル状態情報の受信信号振幅等のチャネル状態情報から導出される受信信号電力またはエネルギーに基づいて、第2のノードを表面要素領域208のうちの1つ以上に割り当て得る。例えば、領域割り当てノードは、所与の第2のノードを所与の表面要素領域208に割り当て得、所与の表面要素領域208における表面要素206の受信信号電力またはエネルギーは、所与の第2のノードに関して、閾値を超えるか、または最も高いものであるか、または所定の数の最も高い受信信号電力またはエネルギーのうちの1つである。第2のノードと表面要素206との間のチャネルが、低密度である場合、領域割り当てノードは、角度および利得情報に基づいて、各第2のノードに関する各表面要素206に関する受信信号電力またはエネルギーを決定し得る。
加えて、または代替として、いくつかの実施形態に関して、領域割り当てノードは、第2のノードの表面要素グループに基づいて、第2のノードを表面要素領域208に割り当て得る。所与の第2のノードの所与の表面要素グループおよび所与の表面要素領域208に関して、所与の表面要素領域208の一部でもある所与の表面要素グループの表面要素206の数が、閾値を満たすか、またはそれを超える場合、領域割り当てノードは、所与の第2のノードを所与の表面要素領域に割り当て得る。種々の実施形態において、閾値は、表面要素の閾値数または所与の表面要素グループの表面要素の合計数のパーセンテージであり得る。例えば、閾値が5つの表面要素である場合、領域割り当てノードは、所与の第2のノードに関連付けられた表面要素グループが、所与の表面要素領域内にあるか、または、その一部である少なくとも5つの表面要素を有する場合、所与の第2のノードを所与の表面要素領域208に割り当て得る。別の例として、閾値が50%である場合、領域割り当てノードは、所与の第2のノードに関連付けられた表面要素グループが所与の表面要素領域内のその表面要素の少なくとも50%を有する(または、少なくとも50%部分である)場合、所与の第2のノードを所与の表面要素領域に割り当て得る。
さらに、いくつかの実施形態または状況では、所与の第2のノードの表面要素グループは、2つ以上の表面要素領域と重複し得る(すなわち、表面要素グループは、2つ以上の表面要素領域の一部である表面要素を含み得る)。これらの実施形態のうちの少なくともいくつかに関して、領域割り当てノードは、所与の第2のノードを割り当てる表面要素領域の所定の最大数を有し得る。表面要素グループによって重複される表面要素領域の数が所定の最大数を超える場合、領域割り当てノードは、表面要素グループが重複している表面要素領域の中から、所与の第2のノードに関して最も強い信号電力を有する(または、それが所与の第2のノードに関連するように)所定の最大数の表面要素領域を選択し、選択された表面要素領域を所与の第2のノードに割り当て得る。
加えて、または代替として、いくつかの実施形態に関して、領域割り当てノードは、非限定的例として、標的SINR、容量、またはデータレート等の標的通信パラメータに基づいて、表面要素領域208のうちの1つ以上に第2のノードを割り当て得る。これらの実施形態のうちの少なくともいくつかに関して、領域割り当てノードは、1つ以上の標的通信パラメータに基づいて、所与の第2のノードに割り当てるべき表面要素領域208の数を決定し得る。例えば、領域割り当てノードは、1つ以上の標的通信パラメータに基づいて、1つのみ、または1つを上回る(2つ以上等)表面要素領域を所与の第2のノードに割り当て得る。加えて、または代替として、領域割り当てノードは、1番目の第2のノードが、2番目の第2のノードより1つ以上のより高い標的通信パラメータを有する場合、2番目の第2のノードより1番目の第2のノードにより多くの表面要素領域208を割り当て得る。例証するために、1番目の第2のノードが、2番目の第2のノードより高い標的通信パラメータを有する場合、領域割り当てノードは、1番目の第2のノードを2つの表面要素領域208に割り当て、2番目の第2のノードを1つのみの表面要素領域208に割り当て得る。
加えて、または代替として、いくつかの実施形態に関して、領域割り当てノードは、第2のノードに関連付けられた場所情報に基づいて、表面要素領域208のうちの1つ以上に第2のノードを割り当て得る。これらの実施形態のうちの少なくともいくつかに関して、領域割り当てノードは、1番目の第2のノードが2番目の第2のノードより知的反射デバイス124から遠く離れている場合、2番目の第2のノードより1番目の第2のノードにより多くの表面要素領域208を割り当て得る。加えて、または代替として、領域割り当てノードは、表面要素領域208から離れた相対距離に基づいて、第2のノードを表面要素領域208に割り当て得る。特に、領域割り当てノードは、より遠くに離れている第2のノードより近い第2のノードを表面要素領域に割り当て得る。例えば、1番目の第2のノードが2番目の第2のノードより第1の表面要素領域に近く、2番目の第2のノードが、1番目の第2のノードより第2の表面要素領域に近い場合、領域割り当てノードは、1番目の第2のノードを第1の表面要素領域に割り当て、2番目の第2のノードを第2の表面要素領域に割り当て得る。
上で説明される表面要素領域決定は、決定される表面要素領域208が、第2のノードが表面要素領域に割り当てられる前、数、サイズ、および形状において固定され得る点において、固定表面要素領域決定と見なされ得る。他の実施形態において、領域決定ノードは、動的表面要素領域決定を実施し得る。動的表面要素領域決定下で、領域決定ノードは、第2のノードの表面要素グループの関数として、またはそれに応じて、「オンザフライ」で、または、動的に表面要素領域208を決定する。例えば、第2のノードの数が、既知である場合であっても、領域決定ノードは、第2のノードの表面要素グループが把握されるまで、または把握されない限り、表面要素領域208のサイズ、形状、相対位置、または、概して、どの表面要素206がどの表面要素領域208に属するかを決定しないこともある。対照的に、既に説明される固定アプローチ下で、表面要素領域208は、決定され(すなわち、どの表面要素206がどの表面要素領域208内にあるか)、次いで、第2のノードは、そのうちの1つが、既に説明されるように、第2のノードの表面要素グループであり得る1つ以上の基準に基づいて、表面要素領域208のうちの1つ以上に割り当てられる(または合致させられる)。
動的表面要素決定スキーム下で、領域決定ノードは、所与の第2のユーザの表面要素グループを含む領域として表面要素領域208を識別し得る。表面要素領域208は、表面要素グループ自体であり得るか、または、表面要素グループを包囲する他の表面要素206に加えた表面要素グループであり得る。特定の実施形態において、表面要素領域208は、表面要素グループの表面要素206の全てを含むが、他の実施形態において、表面要素グループの表面要素206の全てを下回るものを含む表面要素領域208も、可能であり得る。加えて、特定の実施形態において、領域決定ノードは、1対1対応、または表面要素グループ(または第2のノードと)に対する表面要素領域208の比率に従って、表面要素領域208を決定し得る。すなわち、そのような実施形態に関して、表面要素領域208は、1つのみの表面要素グループの表面要素206を含み、および/または領域割り当てノードは、1つのみの第2のノードを表面要素領域208に割り当てる(または、合致させる)。他の実施形態において、領域決定ノードは、2つ以上の表面要素グループを含む表面要素領域208を決定し得、および/または、領域割り当てノードは、2つ以上の第2のノードを表面要素領域208に割り当て得る(または、合致させ得る)。いずれの場合も、領域決定ノードが、1つ以上の表面要素グループを表面要素領域208の一部であると決定するとき、領域決定ノードは、他の表面要素グループの表面要素を除外しながら、1つ以上の表面要素グループを含む表面要素領域208の境界を決定し得る。このように、領域決定ノードは、所定または固定の様式ではなく、表面要素グループの関数として(例えば、領域決定ノードが表面要素グループを分析するとき)動的にそれらのサイズ、形状、および表面202上の相対的位置付けを含む表面要素領域208を決定する。
少なくともいくつかの実施形態に関して、所与の2つの第2のノードの2つの表面要素グループが重複し、領域決定ノードが2つの表面要素グループに関する2つの異なる表面要素領域208を形成することを決定する場合、領域決定ノードは、1つ以上の重複基準に基づいて、重複する表面要素206を割り当てるべき2つの表面要素領域208のうちの1つを決定し得る。1つの重複基準は、受信信号強度に基づき得る。具体的に、領域決定ノードは、より大きい受信信号電力を有する第2のノードの表面要素領域208に重複する表面要素を割り当てること、または合致させることを決定し得る。別の重複基準は、表面要素数に基づき得る。具体的に、領域決定ノードは、より少ない数の表面要素を有する表面要素領域208に重複する表面要素を割り当てること、または合致させることを決定し得る。他の実施形態において、領域決定ノードは、別のものの上の1つの表面要素領域208を選定しないこともある。代わりに、領域決定ノードは、重複する表面要素206を2つの表面要素領域208の両方に割り当て得る。他の実施形態において、領域決定ノードは、重複する表面要素領域206を2つの表面要素領域208のいずれにも割り当てず、代わりに、表面要素206を別の表面要素領域208の一部であるように利用可能である空き表面要素206として残すことを決定し得る。
加えて、動的領域決定スキームを実装する少なくともいくつかの実施形態に関して、領域決定ノードは、第2のノードの場所情報に基づいて、表面要素領域208のサイズ(表面要素206の数)を決定し得る。例えば、領域決定ノードは、知的反射デバイス124からの所与の第2のノードの距離の関数として、またはそれに応じて、所与の第2のノードに関する表面要素領域208のサイズを決定し得る。特定の実施形態において、領域決定ノードは、知的反射デバイス124により近い他の第2のノードと比較して、その他より知的反射デバイス124から遠く離れている第2のノードに関する表面要素領域208により多くの表面要素206を配分し得る。
加えて、または代替として、動的領域決定スキームを実装する少なくともいくつかの実施形態に関して、領域決定ノードは、1つ以上の標的通信パラメータ(例えば、標的SINR、標的容量、標的データレート)に基づいて、表面要素領域208のサイズを決定し得る。特定の実施形態において、領域決定ノードは、より低い標的通信パラメータを伴う他の第2のノードと比較して、1つ以上のより高い標的通信パラメータを伴う第2のノードに関する表面要素領域208により多くの表面要素206を配分し得る。
加えて、または代替として、動的領域決定スキームを実装する少なくともいくつかの実施形態に関して、領域決定ノードは、ノードグループに基づいて、表面要素領域を決定し得る。例えば、ノードグループ割り当てノードは、既に説明されるように、第2のノードの各々を複数のノードグループのうちの1つに割り当て得る。加えて、既に説明されるように、スケジューリングノードが、同じタイムスロットにおいて同じノードグループの第2のノードによる受信のために信号を伝送し、異なるタイムスロットにおいて異なるノードグループの第2のノードによる受信のために信号を伝送するように示すタイミングスケジュールを決定し得る。対応するタイミングスケジュールをグループ化するノードに従って、領域決定ノードは、ノードグループ毎に、またはタイムスロット毎に表面要素領域を決定し得る。特に、領域決定ノードは、各ノードグループに関する表面要素領域208の組を決定し得る。第1のノードは、異なるタイムスロットにおいて異なるノードグループに信号を伝送するので、領域決定ノードは、異なる組の表面要素領域208に関して同じ表面要素206を使用し得る。
図6A-6Cは、表面要素グループから決定されたノードグループに基づく動的領域決定の例を図示する。例では、第1のノードは、10個の第2のノードと通信すべきである。図6Aは、知的反射デバイスの表面202中に分配された10個の表面要素グループ(SEG)を示し、各表面要素グループは、10個の第2のノードのうちの1つに関連付けられている。例えば、第1の表面要素グループSEG1は、1番目の第2のノードに関連付けられ、第2の表面要素グループSEG2は、2番目の第2のノードに関連付けられ、以下同様である。図6Bを参照すると、ノードグループ決定ノードは、既に説明された基準のうちの1つ以上に基づいて等、10個の第2のノードの各々を複数のノードグループのうちの1つにグループ化し得る。図6Bの例では、第2のノードは、第1のノードグループ(ノードグループ1)および第2のノードグループ(ノードグループ2)を含む2つのノードグループにグループ化されている。具体的に、1番目、3番目、5番目、6番目、および10番目の第2のノードは、ノードグループ1にグループ化され、2番目、4番目、7番目、8番目、および9番目の第2のノードは、ノードグループ2にグループ化されている。図6Cを参照すると、領域決定ノードは、表面要素領域の複数の組を決定し、各組は、ノードグループのうちの1つに関する。例えば、ノードグループ決定ノードは、2つのノードグループを決定しているので、領域決定ノードは、各々が2つのノードグループのうちの1つに関する表面要素領域の2つの組を決定する。図6Cに示されるように、各組は、5つの表面要素領域(SER)を含み、1つの表面要素領域が、そのノードグループにおける5つの第2のノードの各々に関している。第1のノードグループに関して、第1の表面要素領域(SER1)は、1番目の第2のノード(SEG1)の表面要素グループを含み、第2の表面要素領域(SER2)は、10番目の第2のノード(SEG10)の表面要素グループを含み、以下同様である。同様に、第2のノードグループに関して、第1の表面要素領域(SER1)は、2番目の第2のノード(SEG2)の表面要素グループを含み、第2の表面要素領域(SER2)は、9番目の第2のノード(SEG9)の表面要素グループを含み、以下同様である。
表面要素領域の組を決定すると、第1のノードおよび/または知的反射デバイス124は、表面要素領域の同じ組内の異なる表面要素領域との通信のために1つ以上の通信パラメータを独立して設定し得、表面要素領域の異なる組内の異なる表面要素領域との通信のために1つ以上の通信パラメータも独立して設定し得る。例えば、図6Cに関して、第1のノードは、第1のタイムスロットにおいて、知的反射デバイス124を介して、第1のノードグループに信号の第1の組を伝送することを決定し得る。そのために、第1のノードは、表面要素領域の第1の組の5つの表面要素領域の各々に信号を伝送するための伝送ビームを独立して選択し得、および/または、知的反射デバイス124は、表面要素領域の第1の組の5つの表面要素領域の各々に関して反射角を独立して設定し得る。伝送ビームおよび/または反射角が独立して設定されると、第1のノードは、第1のタイムスロットにおいて、知的反射デバイスを介して、第1のノードグループにおける第2のノードに信号の第1の組を伝送し得る。加えて、第1のノードは、第2のタイムスロットにおいて、知的反射デバイス124を介して、第2のノードグループに信号の第2の組を伝送することを決定し得る。そのために、第1のノードは、表面要素領域の第2の組の5つの表面要素領域の各々に信号を伝送するための伝送ビームを独立して選択し得、および/または、知的反射デバイス124は、表面要素領域の第2の組の5つの表面要素領域の各々に関して反射角を独立して設定し得る。伝送ビームおよび/または反射角が独立して設定されると、第1のノードは、第2のタイムスロットにおいて、知的反射デバイスを介して、第2のノードグループにおける第2のノードに信号の第2の組を伝送し得る。
動的領域決定スキーム下で、領域決定ノードは、特定の第2のノードに関する表面要素領域208を決定または形成する。その結果、表面要素領域208への第2のノードの割り当ては、表面要素領域208を決定するときに本質的に行われる。したがって、固定領域決定スキームと異なり、動的領域スキームは、第2のノードを表面要素領域208に割り当てるための領域割り当てノードを明確に有していないこともある。
加えて、固定領域決定スキームまたは動的領域決定スキームのいずれかに関する種々の実施形態において、領域決定ノードおよび/または領域割り当てノードは、決定された表面領域208、および少なくともいくつかの実施形態に関して、決定された表面領域208の各々に割り当てられる、または合致させられる第2のノードを知的反射デバイス124に通知し得る。領域決定ノードおよび/または領域割り当てノードは、領域決定ノードおよび/または領域割り当てノードが知的反射デバイス124に通信可能に接続される方法に応じて、無線で、または有線接続を通してのいずれかで、知的反射デバイス124に通知し得る。
第2のノードが、知的反射デバイス124から十分に離れているとき、第2のノードの表面要素グループは、おそらく、または通常、表面202の全体的サイズと比較して、比較的に小さいであろう。結果として、第2のノードまたは第2のノードの少なくとも大部分は、非重複表面要素グループを有し、次に、多くの伝送損失を伴わずに、知的反射デバイス124を介した第1のノードと第2のノードとの間の通信を可能にし得る。動的領域決定は、比較的に大きい表面要素グループに関しても実行可能であり得る。
図7は、アップリンク通信フェーズ中に知的反射デバイス124を介して互いに通信する無線アクセスノード104および複数のユーザデバイス(UD)102の略図を示す。図6では、2つのユーザデバイス102(1)および102(2)は、同時にアップリンク信号を伝送し得る。第1のユーザデバイス102(1)は、知的反射デバイスの第1の表面要素領域SER1を介して無線アクセスノード104にアップリンク信号を伝送し得、第2のユーザデバイス102(2)は、知的反射デバイスの第2の表面要素領域SER2を介して無線アクセスノード104にアップリンク信号を伝送し得る。第1の表面要素領域SER1は、第1のユーザデバイス102(1)の表面要素グループを含み得、第2の表面要素領域SER2は、第2のユーザデバイス102(2)の表面要素グループを含み得る。知的反射デバイス124の表面要素領域SERは、全て同じエンティティ、すなわち、無線アクセスノード104に向いているビームを形成するので、第1および第2の表面要素領域SER1、SER2間の空間分離は、アップリンクフェーズにおいて比較的に重要ではないことも、少なくともダウンリンクフェーズにおけるほど重要ではないこともある。
再び図5の方法を参照すると、領域決定ノードが表面要素領域を決定した後、ブロック504において、第1のノードおよび/または知的反射デバイス104は、第1のノードと表面要素領域との間のそれぞれの通信に関する通信パラメータを独立して設定し得る。種々の実施形態において、通信パラメータは、第1のノードの伝送ビームまたは表面要素領域に関連付けられた反射角のうちの少なくとも1つを含む。例えば、知的反射デバイス124は、表面要素領域が、それらが関連付けられた、または合致させられる第2のノードに向かってそれらのそれぞれの入射信号を最適に反射するように、種々の表面要素領域に関する反射角を独立して設定し得る(種々の表面要素206の位相シフトを設定することを通して等)。別の例として、第1のノードは、異なる表面要素領域に信号を伝送するための伝送ビームを独立して選択し得る。例えば、異なる表面要素領域は、空間的に分離されているので、第1のノードが、異なる表面要素領域に伝送するとき、異なる伝送ビームを使用することが、望ましくあり得る。故に、第1のノードは、信号をそれぞれの異なる表面要素領域に伝送するために、最適な伝送ビームを独立して選択し得る。第1のノードおよび/または知的反射デバイス124が独立して設定し得る他の通信パラメータが、可能であり得る。
図8Aおよび8Bは、知的反射デバイス124を介して複数の第2のノードに伝送する第1のデバイスの略図を示す。図8Aおよび8Bに示される特定の状況では、第1のノードは、無線アクセスノード104であり、複数の第2のノードは、ユーザデバイス102であり、無線アクセスノード104およびユーザデバイス102は、ダウンリンク伝送フェーズを動作させている、すなわち、無線アクセスノード104が、ユーザデバイス102に伝送している。図8Aおよび8Bに示されるように、知的反射デバイス124の表面要素206は、3つの表面要素領域SER1、SER2、SER3に分割されている。3つの表面要素領域SER1、SER2、SER3の各々は、3つのユーザデバイス102(1)、102(2)、102(3)のうちのそれぞれのものに関連付けられ、それに信号を反射するように構成されている。
図8Aは、無線アクセスノード104と知的反射デバイス124との間の距離が、近距離条件を満たすために比較的に小さい状況を図示する。そのような近距離条件に関して、表面要素領域SERの全ては、図8Aに図示されるように、類似する信号を受信し得る。
図8Bは、無線アクセスノード104と知的反射デバイス124との間の距離が、遠距離条件を満たすために比較的に大きい状況を図示する。そのような遠距離条件に関して、第1のノード(例えば、無線アクセスノード104)は、信号を異なる表面要素領域SERに伝送するために、複数の(または、異なる)ビームを同時に独立して策定または使用し得る。さらに、知的反射デバイス124は、第1のノード(例えば、無線アクセスノード104)から表面要素領域SERへの経路および表面要素領域SERから第2のノード(例えば、ユーザデバイス102)への経路を含む全体的チャネル間の干渉を最小化するために、それらが関連付けられたそれらのそれぞれの第2のノード(例えば、ユーザデバイス102)に向かって入射信号を最適に反射するために、それぞれの表面要素領域の反射角を独立して設定し得る。
再び図5を参照すると、ブロック506において、それぞれの通信に関する通信パラメータを独立して設定した後、第1のノードは、知的反射デバイスの複数の表面要素領域を介して第2のノードに信号を伝送し得る。既に説明されるように、領域決定ノードが、ノードグループ毎に表面要素領域208を決定する場合、第1のノードおよび/または知的反射デバイスは、表面要素領域の異なる(または複数の)組に関する通信パラメータを独立して設定し、それらの異なる組に関する通信パラメータを独立して設定した後、異なるノードグループに信号を伝送し得る。
再び図1を参照すると、示されるように、無線通信システム100は、複数の知的反射デバイス124を含み得る。そのような実施形態に関して、第1のノードが複数の知的反射デバイス124を介して第2のノードと通信するために、知的反射デバイス選択ノード(第1のノード、知的反射デバイス、1つ以上の第2のノード、通信システム100における任意の他のノード、またはそれらの種々の組み合わせであり得る)が、最初に、第2のノードの各々に関して、複数の知的反射デバイスの中から、1つ以上の標的(またはサービス提供する)知的反射デバイスを選択または決定し得る。種々の実施形態において、知的反射デバイス選択ノードは、異なる第2のノードに関する知的反射デバイス124を独立して選択し得、それによって、各第2のノードは、それぞれの1つ以上の標的知的反射デバイスに関連付けられ、任意の2つの所与の第2のノードに関して、1つ以上の標的知的反射デバイスは、互いに同じであることも、異なることもある。例えば、第2のノードに関する標的知的反射デバイスを選択すると、知的反射デバイス選択ノードは、第1のノードが1つ以上の標的知的反射デバイスの第1の組を介して1番目の第2のノードと通信することを決定し、第1のノードが1つ以上の標的知的反射デバイスの第2の組を介して2番目の第2のノードと通信することを決定し得、1つ以上の標的知的反射デバイスの第1の組および1つ以上の標的知的反射デバイスの第2の組は、互いに同じであることも、異なることもある。1つ以上の標的知的反射デバイスの2つの組は、それらのそれぞれの組における標的知的反射デバイスの全てが、同じである場合、互いに同じであり得る。加えて、1つ以上の標的知的反射デバイスの2つの組は、一方の組における少なくとも1つの知的反射デバイスが、知的反射デバイスの他方の組の一部ではない場合、互いに異なり得る。
加えて、ノードグループ割り当てノードが第2のノードに関するノードグループを決定する実施形態に関して、ノードグループ割り当てノードは、知的反射デバイスの組に基づいて、第2のノードに関するノードグループを決定し得る(知的反射デバイス毎に等)。例えば、第1のノードが、複数の知的反射デバイス124を介して第2のノードのグループと通信すべきであると仮定する。さらに、知的反射デバイス選択ノードが、第1のノードが第1の標的知的反射デバイスを介して第2のノードのグループのサブセットのみと通信すべきであると決定すると仮定する。次に、ノードグループ割り当てノードは、サブセットの第2のノードを複数のノードグループにグループ化するとき、そのサブセットの一部ではない第2のノードを除外して、第2のノードのそのサブセットに関するノードグループを決定し得る。加えて、スケジューリングノードは、そのサブセットに関するノードグループに基づいて、タイミングスケジュールを決定し得、第1のノードは、タイミングスケジュールに従って、第1の標的知的反射デバイスを介して、第2のノードのサブセットに信号を伝送し得る。類似するノードグループ化、タイミングスケジューリング、および伝送アクションが、他の標的知的反射デバイスに対応する第2のノードの他のサブセットに関して実施され得る。
加えて、領域決定ノードが知的反射デバイス124の表面要素に関する表面要素グループを決定する実施形態に関して、領域決定ノードは、知的反射デバイスの組に基づいて、表面要素領域を決定し得る(知的反射デバイス毎に等)。例えば、第1のノードが、複数の知的反射デバイス124を介して第2のノードのグループと通信すべきであると仮定する。さらに、知的反射デバイス選択ノードが、第1のノードが第1の標的知的反射デバイスを介して第2のノードのグループのサブセットのみと通信すべきであると決定すると仮定する。次に、領域決定ノードは、そのサブセットの一部ではないグループの第2のノードを考慮することなく、第2のノードのそのサブセットのみに関連付けられた通信パラメータおよび/または表面要素グループに基づいて、第1の標的知的反射デバイスに関する表面要素領域を決定し得る。
加えて、標的知的反射デバイスを決定するこれらの実施形態の種々のものでは、知的反射デバイス選択ノードは、知的反射デバイス124に到着する信号電力に基づいて、所与の第2のノードに関する標的知的反射デバイスを選定し得る。そのために、第1のノードは、所与の第2のノードに関して、1つ以上の信号を複数の知的反射デバイス124に伝送し得る。信号の受信に応答して、複数の知的反射デバイス124の各々は、受信または到着信号電力を第1のノードにフィードバックし得る。いくつかの実施形態において、所与の第2のノードに関する所与の知的反射デバイスへの伝送に関して、所与の知的反射デバイスから受信された受信信号電力が、所定の閾値(例えば、20%)を上回る場合、知的反射デバイス選択ノードは、所与の第2のノードに信号を伝送するために、第1のノードが通信すべきである標的知的反射デバイスとして所与の知的反射デバイスを識別し得る。他の例示的実施形態において、知的反射デバイス選択ノードは、複数の知的反射デバイスに関する受信信号電力のうち、最も高い受信信号電力または所定の数の最も高い受信信号電力を有する知的反射デバイスとして所与の第2のノードに関する標的知的反射デバイスを選択し得る。
他の例示的実施形態において、第1のノードは、複数の知的反射デバイスを介して複数の第2のノードと通信し得る。そのような実施形態に関して、複数の知的反射デバイスは、チェーン知的反射デバイスであり得、チェーンにおける第1の知的反射デバイスは、第1のノードからの信号の組を反射するための第1の知的反射デバイスであり、チェーンにおける最後の知的反射デバイスは、信号の組が第2のノードによって受信される前に信号の組を反射するためのチェーンにおける最後の知的反射デバイスである。加えて、複数の知的反射デバイスを介した第1のノードから第2のノードへのチャネルは、複数のチャネルセグメントを含み得、各チャネルセグメントは、2つのノード間にあり、複数のチャネルセグメントは、第1のノードとチェーンの第1の知的反射デバイスとの間のチャネルセグメント、チェーンの最後の知的反射デバイスと第2のノードとの間のチャネルセグメント、および、各々がチェーンの複数の知的反射デバイスのうちのそれぞれの2つの間にある1つ以上のチャネルセグメントを含む。
いくつかの実施形態に関して、表面要素グループ決定ノードは、チェーンにおける各知的反射デバイスに関して、1つ以上の第2のノードの各々に関する表面要素グループを決定し得る。他の実施形態に関して、表面要素グループ決定ノードは、チェーンにおける最後の知的反射デバイスのみに関して、1つ以上の第2のノードの各々に関する表面要素グループを決定し得る。加えて、知的反射デバイスの各々が感知能力を有する実施形態に関して、表面要素グループノードは、既に説明されるように、LSまたはMMSE等のチャネル推定アルゴリズムに基づいて、各チャネルセグメントに関するチャネル状態情報を決定し得る。表面要素グループ決定ノードは、少なくともいくつかの実施形態に関して、圧縮感知も使用し得る。加えて、少なくともいくつかの実施形態に関して、表面要素グループ決定ノードは、異なるタイムスロットにおいて、第1の知的反射デバイス以外のチェーンにおける知的反射デバイスに関するチャネル状態情報を決定するために、チャネル推定を実施し得る。
加えて、最後の知的反射デバイスが感知能力を有するが、第1の知的反射デバイスが有していない実施形態に関して、最後の知的反射デバイスと第2のノードとの間のチャネルセグメントに関するチャネル状態情報は、LSまたはMMSEの使用を通して等、チャネル推定、および/または圧縮感知を通して取得され得る一方、他のチャネルセグメントに関するチャネル状態情報は、他のチャネルセグメントに関して、既に説明されるように、ビーム訓練またはビーム掃引プロセスの繰り返しを通して取得され得る。
加えて、第1の知的反射デバイスが感知能力を有するが、最後の知的反射デバイスが有していない実施形態に関して、第1のノードと第1の知的反射デバイスとの間のチャネルセグメント以外のチャネルセグメントに関するチャネル状態情報は、ビーム訓練またはビーム掃引の繰り返しを通して決定され得る。例えば、第1のノードおよび知的反射デバイスのうちの1つ以上に関するコードブックは、固定され得、異なるビーム対を使用する繰り返しプロシージャが、所望のビーム対を決定するために使用され得、それからチャネル状態情報が、取得され得る。
第1の知的反射デバイスが知的反射デバイスのチェーンを介して複数の第2のノードと通信する種々の実施形態において、ノードグループ割り当てノードは、複数の第2のノードとチェーンの最後の知的反射デバイスとの間の1つ以上の通信パラメータに基づいて、ノードグループを決定し得る。例えば、ノードグループ割り当てノードは、最後の知的反射デバイスを除くチェーンにおける他の知的反射デバイスのいずれかに関連付けられた通信パラメータに基づいて、ノードグループを形成することを控え得る。加えて、または代替として、領域決定ノードは、チェーンにおける最後の知的反射デバイスのみに関する表面要素領域を決定し得る。例えば、最後の知的反射デバイス以外の他の知的反射デバイスの各々に関して、他の知的反射デバイスの表面要素は、複数の第2のノードに集合的にサービス提供するために1つの反射角に従って反射する1つの全体的または一体的領域として構成され得る。対照的に、最後の知的反射デバイスは、その表面要素を異なる表面要素領域に分離され、各々は、関連付けられた反射角を伴って独立して制御および設定され、既に説明されるように、表面要素領域の各々に関連付けられたそれぞれの第2のノードに信号を独立して反射し得る。
故に、そのような実施形態に関して、チェーンにおける知的反射デバイスの各々は、表面要素の位相シフトを決定する関連付けられた位相シフトマトリクスを有し得る。最後の知的反射デバイス以外の他の知的反射デバイスは、各々、表面要素が単一のユニットとして動作し、単一の反射角に従って集合的に反射するように、表面の表面要素の全ての位相シフトを構成する関連付けられた位相シフトマトリクスを有し得る。一方、最後の知的反射デバイスは、最後の知的反射デバイスの表面の複数の表面要素領域に対応し、異なる表面要素領域が位相シフトマトリクスによって決定された位相シフトに従って、複数の独立して設定された反射角で反射するように、異なる表面要素領域の表面要素の位相シフトを設定する関連付けられた位相シフトマトリクスを有し得る。
ノードグループ化、表面要素領域決定、および/またはチェーンの最後の知的反射デバイスのみに関する異なる表面要素領域に関する独立した反射角/位相シフトの制御を実施する構成は、第1のノードと複数のノードとの間の通信の全体的複雑性を低減させ、それによって、知的反射デバイスのチェーンの使用をより実践的にするように、および/または、より容易に実装できるようにし得る。
上記の説明および付随の図面は、具体的例示的実施形態および実装を提供する。しかしながら、説明される主題は、種々の異なる形態において具現化され得、したがって、網羅または請求される主題は、本明細書に記載される任意の例示的実施形態に限定されないものとして解釈されることを意図している。請求または網羅される主題に関する合理的に広範な範囲が、意図されている。とりわけ、例えば、主題は、方法、デバイス、コンポーネント、システム、またはコンピュータコードを記憶するための非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体として具現化され得る。故に、実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、記憶媒体、またはそれらの任意の組み合わせの形態をとってもよい。例えば、上で説明される方法実施形態は、メモリおよびプロセッサを含むコンポーネント、デバイス、またはシステムによって、メモリ内に記憶されるコンピュータコードを実行することによって実装され得る。
本明細書および請求項全体を通して、用語は、明示的に記載される意味以外の文脈において示唆または含意される微妙な意味を有し得る。同様に、本明細書に使用されるような語句「一実施形態/実装では(in one embodiment/implementation)」は、必ずしも同じ実施形態を指さず、本明細書に使用されるような語句「別の実施形態/実装では(in another embodiment/implementation)」は、必ずしも異なる実施形態を指さない。例えば、請求される主題が、全体的または部分的に、例示的実施形態の組み合わせを含むことを意図している。
一般に、専門用語は、少なくとも部分的に、文脈における使用から理解され得る。例えば、本明細書に使用されるような「および」、「または」、または「および/または」等の用語は、少なくとも部分的に、そのような用語が使用される文脈に依存し得る種々の意味を含み得る。典型的に、「または」は、A、B、またはC等のリストを関連付けるために使用される場合、ここでは包括的な意味で使用されるA、B、およびC、およびここでは排他的な意味で使用されるA、B、またはCを意味することを意図している。加えて、本明細書に使用されるような用語「1つ以上の」は、少なくとも部分的に、文脈に応じて、単数形の意味で任意の特徴、構造、または特性を説明するために使用され得るか、または、複数形の意味で特徴、構造、または特性の組み合わせを説明するために使用され得る。同様に、「a」、「an」、または「the」等の用語は、少なくとも部分的に、文脈に応じて、単数形の使用を伝えるように、または複数形の使用を伝えるように理解され得る。加えて、用語「~に基づいて」は、必ずしも因子の排他的セットを伝えることを意図しないように理解され得、代わりに、再び、少なくとも部分的に、文脈に応じて、必ずしも明確に説明されない追加の因子の存在を可能にし得る。
本明細書全体を通した特徴、利点、または類似する言語の言及は、本解決策を用いて実現され得る特徴および利点の全てが、その任意の単一の実装に含まれるべきであること、または含まれることを含意しない。むしろ、特徴および利点に言及する言語は、ある実施形態に関連して説明される具体的特徴、利点、または特性が、本解決策の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味するように理解される。したがって、本明細書全体を通した特徴および利点の議論および類似する言語は、必ずしもそうではないが、同じ実施形態を指し得る。
さらに、本解決策の説明される特徴、利点、および特性は、1つ以上の実施形態において任意の好適な様式で組み合わせられ得る。当業者は、本明細書の説明に照らして、本解決策が、特定の実施形態の具体的特徴または利点のうちの1つ以上を伴わずに実践され得ることを認識するであろう。他の事例では、追加の特徴および利点が、本解決策の全ての実施形態において存在しないこともある、ある実施形態において認識され得る。