JP7297497B2 - 無線測定システム、及び、電波可視化方法 - Google Patents
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Description
<検討>
世界各国において、第5世代移動通信システム(5G)の検討が精力的に行われており、従来よりも広い帯域幅を確保して高速及び大容量(eMBB:enhanced Mobile BroadBand)伝送を実現するために、6GHz以上の高周波数帯の利用を想定している。また、5Gでは、高速及び大容量を達成する技術に加えて、高信頼及び低遅延通信(URLLC:Ultra-Reliable and Low Latency Communications)を実現する技術、及び、IoT(Internet of Things)端末を多数収容(mMTC:massive Machine Type Communications)するための技術検討が行われる。3GPP(3rd Generation Partnership Project)では,5Gの要求条件を実現可能とする新たな無線通信方式であるNR(New Radio)の規格が策定され、世界各国の携帯電話事業者において導入が検討される。
図1は、無線測定システムの構成例を示す。無線測定システムは、電波伝搬特性の測定及び評価を行うシステムであり、チャネルサウンディングと呼ばれてもよい。
次に、図2を参照して、カメラ付きアンテナ装置10の構成について説明する。
次に、図7に示すフローチャート及び図8に示すタイミングチャートを参照して、SSB同期部101における処理について説明する。SSB同期部101は、アレーアンテナ12の各アンテナ素子にて受信した信号に基づいて、SSBタイミングサーチを行い、SSBに対する同期を行う。SSBタイミングサーチは、初期同期と呼ばれてもよい。例えば、SSB同期部101は、次の処理を行う。なお、以下にて説明するSSB同期部101の処理は、信号処理装置20からの指示に応じて行われてもよい。
チャネル推定部102は、アレーアンテナ12における4個のアンテナ素子を1セットとするアンテナセット#0、#1、…を、順次切り替えて、SSBを受信し、チャネル推定値を算出する。ただし、1セットに含めるアンテナ素子の数は4個に限られない。
次に、図3を参照して、信号処理装置20の構成について説明する。信号処理装置20は、遅延プロファイル生成部200、バッファ部201、BF(Beam Forming)部202、信号レベル検出部203、ピーク検出部204、及び、同期タイミングトラッキング部205を有する。
遅延プロファイル生成部200は、チャネル推定部102によって得られたチャネル推定値Rcv(sc,ant)をIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)し、遅延プロファイルを得る。
バッファ部201には、遅延プロファイル生成部200によって生成された遅延プロファイルT(t,ant)が格納される。
BF部202は、バッファ部201に格納された遅延プロファイルT(t,ant)を用いて、角度プロファイルを生成する。例えば、BF部202は、次の式(3)により、角度プロファイルBFe,a(bf(0)…bf(t))を算出する。
信号レベル検出部203は、仰角及び方位角の組み合わせ毎に、角度プロファイルBFe,a(bf(0))~BFe,a(bf(t))のうち最大電力値を、信号レベルPe,aとして検出する。
ピーク検出部204は、信号レベル検出部203によって検出された仰角及び方位角の組み合わせ毎の信号レベルPe,aから、パラメータの例であるノイズレベルオフセット及びピークインターバルに基づいて、信号レベルのピークポイントを検出する。
次に、図12を参照して、同期タイミングトラッキング部205について説明する。
次に、図13に例示するタイミングチャートを参照して、チャネル推定部102、遅延プロファイル生成部200、BF部202、信号レベル検出部203、及び、ピーク検出部204の処理タイミングの関係について説明する。
次に、図3を参照して、画像処理装置30の構成について説明する。画像処理装置30は、画像生成部301を有する。
画像生成部301は、信号処理装置20から受信した角度プロファイルに基づいて、信号レベルを示す画像(以下「信号レベル画像」という)を生成する。例えば、画像生成部は、仰角及び方位角の組み合わせ(つまり電波の到来角度)毎に、全て又は複数のアンテナ素子のビームフォーミング測定結果を加算して、各到来角度の信号レベルを算出する。ただし、角度プロファイルに基づいて生成される画像は、信号レベル画像に限られず、電波伝搬特性に関する情報を示すどのような画像であってもよい。
信号処理装置20は、中間データとして、各アンテナ素子の受信レベル、各アンテナ素子の遅延プロファイル、及び、角度プロファイルの情報を表示してもよい。
本実施の形態では、無線測定システム1は、カメラ装置と、複数のアンテナ素子を有するアンテナ装置と、複数のアンテナ素子の少なくとも一部において受信された同期信号のチャネル推定結果に基づいて、同期信号の到来角度毎の電波伝搬特性を示す情報を生成する信号処理装置と、各到来角度に応じた角度範囲をカメラ装置によって撮影した画像データと電波伝搬特性を示す情報とを合成して表示装置へ出力する画像処理装置と、を備える。
なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
情報の通知は、本開示において説明した態様/実施形態に限られず、他の方法を用いて行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
本開示において説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)、NR(new Radio)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて(例えば、LTE及びLTE-Aの少なくとも一方と5Gとの組み合わせ等)適用されてもよい。
本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
本開示において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つ又は複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局及び基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MME又はS-GWなどが考えられるが、これらに限られない)の少なくとも1つによって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MME及びS-GW)であってもよい。
情報等(※「情報、信号」の項目参照)は、上位レイヤ(又は下位レイヤ)から下位レイヤ(又は上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的に(例えば、当該所定の情報の通知を行わないことによって)行われてもよい。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
本開示において使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスによって指示されるものであってもよい。
本開示においては、「基地局(BS:Base Station)」、「無線基地局」、「固定局(fixed station)」、「NodeB」、「eNodeB(eNB)」、「gNodeB(gNB)」、「アクセスポイント(access point)」、「送信ポイント(transmission point)」、「受信ポイント(reception point)、「送受信ポイント(transmission/reception point)」、「セル」、「セクタ」、「セルグループ」、「キャリア」、「コンポーネントキャリア」などの用語は、互換的に使用され得る。基地局は、マクロセル、スモールセル、フェムトセル、ピコセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
本開示においては、「移動局(MS:Mobile Station)」、「ユーザ端末(user terminal)」、「ユーザ装置(UE:User Equipment)」、「端末」などの用語は、互換的に使用され得る。
基地局及び移動局の少なくとも一方は、送信装置、受信装置、通信装置などと呼ばれてもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、移動体に搭載されたデバイス、移動体自体などであってもよい。当該移動体は、乗り物(例えば、車、飛行機など)であってもよいし、無人で動く移動体(例えば、ドローン、自動運転車など)であってもよいし、ロボット(有人型又は無人型)であってもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、必ずしも通信動作時に移動しない装置も含む。例えば、基地局及び移動局の少なくとも一方は、センサなどのIoT(Internet of Things)機器であってもよい。
同様に、本開示におけるユーザ端末は、基地局で読み替えてもよい。この場合、上述のユーザ端末が有する機能を基地局が有する構成としてもよい。
本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。
参照信号は、RS(Reference Signal)と略称することもでき、適用される標準によってパイロット(Pilot)と呼ばれてもよい。
本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本開示において使用する「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第1及び第2の要素への参照は、2つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
無線フレームは時間領域において1つ又は複数のフレームによって構成されてもよい。時間領域において1つ又は複数の各フレームはサブフレームと呼ばれてもよい。
BWPには、UL用のBWP(UL BWP)と、DL用のBWP(DL BWP)とが含まれてもよい。UEに対して、1キャリア内に1つ又は複数のBWPが設定されてもよい。
本開示に記載の「最大送信電力」は、送信電力の最大値を意味してもよいし、公称最大送信電力(the nominal UE maximum transmit power)を意味してもよいし、定格最大送信電力(the rated UE maximum transmit power)を意味してもよい。
本開示において、例えば、英語でのa、an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
2 基地局
10 カメラ付きアンテナ装置
11 カメラ
12 アンテナアレイ
13 アンテナ装置
20 信号処理装置
30 画像処理装置
40 表示装置
101 SSB同期部
102 チャネル推定部
200 遅延プロファイル生成部
201 バッファ部
202 BF部
203 信号レベル検出部
204 ピーク検出部
205 同期タイミングトラッキング部
301 画像生成部
Claims (7)
- カメラ装置と、
複数のアンテナ素子を有するアンテナ装置と、
前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部において受信された同期信号を受信し、チャネル推定値を算出し、チャネル推定値に基づいて遅延プロファイルを得て、遅延プロファイルを用いて角度プロファイルを生成し、角度プロファイルに基づいて到来角度毎の電波伝搬特性を示す情報を生成する信号処理装置と、
前記各到来角度に応じた角度範囲を前記カメラ装置によって撮影した画像データと前記情報とを合成して表示装置へ出力する画像処理装置と、
を備え、
前記信号処理装置は、
前記複数のアンテナ素子のうち前記同期信号の受信を試行するアンテナ素子を周期的に切り替えるとともに、チャネル推定を所定回数だけ繰り返した場合に、前記同期信号に関する情報を含むシステム情報の検出を試行し、前記システム情報の検出に失敗した場合、前記アンテナ素子を切り替える制御を行う、
無線測定システム。 - 前記信号処理装置は、
前記チャネル推定結果に基づいて、前記到来角度毎の遅延プロファイルを生成し、前記各遅延プロファイルに基づいて、前記電波伝搬特性を示す情報である角度プロファイルを生成する、
請求項1に記載の無線測定システム。 - カメラ装置と、
複数のアンテナ素子を有するアンテナ装置と、
前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部において受信された同期信号を受信し、チャネル推定値を算出し、チャネル推定値に基づいて遅延プロファイルを得て、遅延プロファイルを用いて角度プロファイルを生成し、角度プロファイルに基づいて到来角度毎の電波伝搬特性を示す情報を生成する信号処理装置と、
前記各到来角度に応じた角度範囲を前記カメラ装置によって撮影した画像データと前記情報とを合成して表示装置へ出力する画像処理装置と、
を備え、
前記複数のアンテナ素子のうち前記同期信号の受信を試行するアンテナ素子を周期的に切り替えるとともに、チャネル推定を所定回数だけ繰り返した場合に、前記同期信号に関する情報を含むシステム情報の検出を試行し、前記システム情報の検出に失敗した場合、前記アンテナ素子を切り替える制御を行い、
前記複数のアンテナ素子は、円周に沿って配置され、
前記カメラ装置は、前記円周の中心点と前記カメラ装置の撮影の起点とが揃う位置に配置される、
無線測定システム。 - 複数のアンテナ素子の少なくとも一部において受信された同期信号を受信し、チャネル推定値を算出し、
チャネル推定を所定回数だけ繰り返した場合に、前記同期信号に関する情報を含むシステム情報の検出を試行し、前記システム情報の検出に失敗した場合、前記アンテナ素子を切り替え、
チャネル推定値に基づいて遅延プロファイルを得て、遅延プロファイルを用いて角度プロファイルを生成し、角度プロファイルに基づいて到来角度毎の電波伝搬特性を示す情報を生成し、
前記各到来角度に応じた角度範囲を撮影するカメラ装置による撮影画像と、前記情報と、を重ねて表示装置に表示する、
電波可視化方法。 - 前記情報は、前記同期信号の受信レベルに関する情報であり、
前記表示装置に表示する処理は、前記受信レベルに応じた色分け表示と前記受信レベルのピーク表示とを含む、
請求項4に記載の電波可視化方法。 - カメラ装置と、
複数のアンテナ素子を有するアンテナ装置と、
前記複数のアンテナ素子の少なくとも一部において受信された同期信号を受信し、チャネル推定値を算出し、チャネル推定値に基づいて遅延プロファイルを得て、遅延プロファイルを用いて角度プロファイルを生成し、角度プロファイルに基づいて到来角度毎の電波伝搬特性を示す情報を生成する信号処理装置と、
前記各到来角度に応じた角度範囲を前記カメラ装置によって撮影した画像データと前記情報とを合成して表示装置へ出力する画像処理装置と、
を備え、
前記表示装置に表示する処理は、前記同期信号の受信レベルのピーク表示に対する前記同期信号の送信元を示す情報を表示する処理を含む、
無線測定システム。 - 前記各到来角度に応じた角度範囲を撮影するカメラ装置による撮影画像と、前記情報と、を重ねて表示装置に表示する処理を、前記同期信号の検出タイミングに応じたタイミングにおいて行う、
請求項4に記載の電波可視化方法。
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