JP7350956B1 - 無線電力伝送を行うシステム、基地局、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】端末装置からのフィードバック情報に基づいて端末装置への無線電力伝送を適切に制御することができるシステムを提供する。【解決手段】基地局は、移動通信の上りリンクを介して給電対象の端末装置からフィードバック情報を取得し、フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成し、制御信号に基づいてアンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、アンテナの無線電力伝送用ビームを介して無線電力伝送用信号を含む送信信号を端末装置に送信する。端末装置は、基地局から送信された無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信し、無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、無線電力伝送（ＷＰＴ）を行うことができるシステム、基地局、端末装置、方法及びプログラムに関するものである。

従来、無線フレームに設定された複数の無線リソースの少なくとも一部を用いて基地局と端末装置との間で通信を行う通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１７／１６４２２０号

従来の通信システムにおいて基地局に接続して通信する端末装置として、内蔵電池から供給される電力を主に利用する携帯型の端末装置がある。この端末装置では、内蔵電池の残量が少なくなったときに内蔵電池を充電する煩雑な作業が必要である。また、内蔵電池ではなく有線接続の電源ラインから供給される電力を利用する端末装置は、そのような電源ラインを利用可能な場所での使用に制限される。このように基地局に接続して通信を行う様々な端末装置への給電をまかなうことができるような給電インフラが未整備である。

第５世代及びその後の次世代の移動通信システムでは、基地局に接続して通信する端末装置（例えば、ユーザ装置、ＩｏＴデバイス等）が急増してくるのが予想され、膨大なトラフィックを捌く通信インフラの整備が進められている。しかしながら、上記通信を行う膨大な数の端末装置への給電をまかなうことができる給電インフラは未整備のままである。

上記端末装置へ給電する給電インフラとして、無線電力伝送（ＷＰＴ）を行うシステムが検討されているが、端末装置への無線電力伝送（ＷＰＴ）を適切に制御することが課題の一つになっている。

本発明の一態様に係るシステムは、基地局から無線電力伝送を行うシステムである。前記基地局は、移動通信の上りリンクを介して給電対象の端末装置から、前記端末装置への無線電力伝送に関するフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成する通信制御部と、前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末装置に送信する無線処理部と、を有する。前記端末装置は、前記基地局から送信された前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信する無線処理部と、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を、受電電力として出力する電力出力部と、を有する。

前記システムにおいて、前記基地局及び前記端末装置は、移動通信の上りリンクを介して互いに無線通信可能であり、前記基地局は、前記端末装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を前記端末装置から直接受信してもよい。

前記システムにおいて、有線又は無線の通信路を介して前記端末装置に接続され、前記基地局との間で移動通信の上りリンクを介して無線通信可能な中継装置を備え、前記基地局は、前記中継装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を受信してもよい。

前記システムにおいて、前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、前記基地局は、前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成してもよい。

前記システムにおいて、前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、前記基地局は、前記受電端末情報を含む前記フィードバック情報を外部プラットフォームに転送し、前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成した前記外部プラットフォームから前記制御情報を受信してもよい。

前記システムにおいて、前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報に基づいて前記端末装置が生成した前記制御情報を含んでもよい。

前記システムにおいて、前記受電端末情報は、前記端末装置への無線電力伝送を要求する要求情報、前記端末装置を識別可能な識別情報、前記端末装置の位置情報、前記端末装置における受信電力情報、前記端末装置における受電ビームの情報、前記端末装置における無線電力伝送の電波の到来方向の情報、前記端末装置に備える電池の残量情報及び前記端末装置への無線電力伝送を承認する承認情報の少なくとも１つの情報を含んでもよい。

前記システムにおいて、前記基地局は、複数の端末装置のそれぞれについて、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を生成し、前記端末装置ごとに異なる複数のビームを用いて前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を送信してもよい。

本発明の他の態様に係る基地局は、給電対象の端末装置と無線通信可能な基地局である。この基地局は、移動通信の上りリンクを介して前記端末装置から、前記端末装置への無線電力伝送に関するフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成する通信制御部と、前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末装置に送信する無線処理部と、を備える。

前記基地局において、移動通信の上りリンクを介して前記端末装置と無線通信可能であり、当該基地局は、前記端末装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を前記端末装置から直接受信する手段を備えてもよい。

前記基地局において、移動通信の上りリンクを介して、有線又は無線の通信路を介して前記端末装置に接続された中継装置と無線通信可能であり、当該基地局は、前記中継装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を受信する手段を備えてもよい。

前記基地局において、前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、当該基地局は、前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成する手段を備えてもよい。

前記基地局において、前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、当該基地局は、前記受電端末情報を含む前記フィードバック情報を外部プラットフォームに転送する手段と、前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成した前記外部プラットフォームから前記制御情報を受信する手段と、を備えてもよい。

前記基地局において、前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報に基づいて前記端末装置が生成した前記制御情報を含んでもよい。

前記基地局において、前記受電端末情報は、前記端末装置への無線電力伝送を要求する要求情報、前記端末装置を識別可能な識別情報、前記端末装置の位置情報、前記端末装置における受信電力情報、前記端末装置における受電ビームの情報、前記端末装置における無線電力伝送の電波の到来方向の情報、前記端末装置に備える電池の残量情報及び前記端末装置への無線電力伝送を承認する承認情報の少なくとも１つの情報を含んでもよい。

前記基地局において、複数の端末装置のそれぞれについて、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を生成する手段と、前記端末装置ごとに異なる複数のビームを用いて前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を送信する手段と、を備えてもよい。

本発明の更に他の態様に係る端末装置は、基地局と無線通信可能な端末装置である。この端末装置は、移動通信の上りリンクを介して無線電力伝送に関するフィードバック情報を前記基地局に送信し、前記基地局から送信された無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信する無線処理部と、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を、受電電力として出力する電力出力部と、を備える。

前記端末装置において、前記フィードバック情報は、当該端末装置における受電に関する受電端末情報に基づいて当該端末装置が生成した前記制御情報を含んでもよい。

本発明の更に他の態様に係る方法は、基地局から無線電力伝送を行う方法である。この方法は、前記基地局が、移動通信の上りリンクを介して給電対象の端末装置から、前記端末装置への無線電力伝送に関するフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成することと、前記基地局が、前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末装置に送信することと、前記端末装置が、前記基地局から送信された前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信することと、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を、受電電力として出力することと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、端末装置と無線通信可能な基地局に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、移動通信の上りリンクを介して給電対象の端末装置から、前記端末装置への無線電力伝送に関するフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成するためのプログラムコードと、前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末装置に送信するためのプログラムコードと、を含む。

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、基地局と無線通信可能な端末装置に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムである。このプログラムは、移動通信の上りリンクを介して無線電力伝送に関するフィードバック情報を前記基地局に送信し、前記基地局から送信された無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信するためのプログラムコードと、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を、受電電力として出力するためのプログラムコードと、を含む。

前記システム、前記基地局、前記端末装置、前記方法及び前記プログラムにおいて、前記制御情報は、前記基地局のアンテナから前記端末装置へ電力伝送を行うときのビームフォーミング制御に関する情報を含んでもよい。

前記システム、前記基地局、前記端末装置、前記方法及び前記プログラムにおいて、複数の端末装置のそれぞれについて、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を生成し、前記端末装置ごとに異なる複数のビームを用いて前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を送信してもよい。

前記システム、前記基地局、前記端末装置、前記方法及び前記プログラムにおいて、前記端末装置は、前記ダミー信号の受信電力を用いて充電される電池を有してもよい。

前記システム、前記基地局、前記端末装置、前記方法及び前記プログラムにおいて、前記端末装置は、通信用アンテナを介して前記基地局と無線通信を行い、受電用アンテナを介して前記基地局からの前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信してもよい。

前記システム、前記基地局、前記端末装置、前記方法及び前記プログラムにおいて、前記基地局と前記端末装置の通信における複数の無線リソースは、周波数軸上のサブキャリアと時間軸上のスロットとにより定義される複数のリソースブロックを含んでもよい。

前記システム、前記基地局、前記端末装置、前記方法及び前記プログラムにおいて、前記無線電力伝送用信号は、前記無線電力伝送用信号は、通信信号よりもＰＡＰＲ（ピーク電力対平均電力比）（「波高比」ともいう。）が小さい変調方式で変調して生成した信号であってもよい。例えば、前記無線電力伝送用信号は、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列の符号を用いて変調され、時間に対して振幅が一定で位相が変化する変調信号であってもよい。また例えば、前記無線電力伝送用信号は、デジタル変調方式の複数のシンボル点のうち振幅が最大又は最大近傍の一又は複数のシンボル点で変調された信号であってもよい。ここで、前記基地局からの送信信号の一次変調方式はＱＡＭ（直交振幅変調）方式であり二次変調方式はＯＦＤＭ（直交周波数多重変調）方式であり、前記無線電力伝送用のダミー信号は、前記ＱＡＭ方式の複数のシンボル点のうち振幅が最大のシンボル点で変調された信号であってもよい。

前記基地局から端末装置への無線電力伝送の制御情報を生成するプログラムは、機械学習に用いられる学習済モデルを含む。すなわち、無線電力伝送の制御情報の生成には、機械学習を用いてもよい。例えば、端末装置の位置情報、端末装置における受信電力情報、受電ビームの情報、端末装置における無線電力伝送の電波の到来方向の情報、端末装置に備える電池の残量情報等の情報と、基地局から端末装置に実際に給電したときの無線電力伝送に関する情報とを紐づけた教師データにより学習済モデルを構築した上で、この学習済モデルに対して、端末装置のフィードバック情報を入力し、端末装置に所定目標電力を給電できる制御情報を生成させてもよい。学習済みモデルを用いるプログラムは、例えば，前記外部プラットフォームに組み込んでもよい。

本発明によれば、給電対象の端末装置からのフィードバック情報に基づいて、端末装置への無線電力伝送を適切に制御することができる。

実施形態に係る無線電力伝送フィードバック制御を適用可能なシステムの全体構成の一例を示す説明図。 実施形態に係るシステムにおける通信ＵＬを介した無線電力伝送フィードバック制御の一例を示す説明図。 図２の無線電力伝送フィードバック制御を適用可能なシステムを構成する基地局及び端末装置の構成の一例を示すブロック図。 （ａ）は、実施形態に係る基地局から送信されるＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号の無線リソース（リソースブロック）におけるＷＰＴブロックの割り当ての一例を示す説明図である。（ｂ）は、実施形態に係る基地局から送信される送信信号のＯＦＤＭ方式の二次変調における周波数軸上のスペクトルの一例を示す説明図である。 （ａ）は、実施形態に係る基地局から送信される送信信号のＱＡＭ方式の一次変調におけるシンボル点の配置の一例を示す説明図である。（ｂ）は、実施形態に係る基地局から送信されるＷＰＴダミー信号の一次変調におけるシンボル点の配置の他の例を示す説明図である。 実施形態に係る基地局から複数の端末装置へのビームフォーミングによる端末装置毎の給電の一例を示す説明図。 図６のシステムにおける送信信号の無線リソース（リソースブロック）の割り当ての一例を示す説明図。 他の実施形態に係るシステムにおける通信ＵＬを介した無線電力伝送フィードバック制御の一例を示す説明図。 図８の無線電力伝送フィードバック制御を適用可能なシステムを構成する基地局、中継装置及び端末装置の構成の一例を示すブロック図。 実施形態に係るシステムにおける無線電力伝送フィードバック制御の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、移動通信の基地局から給電対象の端末装置（例えば、移動通信のＵＥ（移動局）やＩｏＴデバイス）に対して無線電力伝送（ＷＰＴ）することができるシステムである。実施形態のシステムは、例えば、ＵＥなどの端末装置への下りリンクの無線フレームに設定された複数の無線リソース（リソースブロック）のうち通信に使用されていない通信未使用の無線リソース（リソースブロック）を端末装置への無線電力伝送（ＷＰＴ）に有効活用したシステムである。実施形態のシステムは、基地局から端末装置への無線電力伝送（ＷＰＴ）機能を有する、基地局と端末装置との間の無線通信システムであってもよい。また、実施形態のシステムは、基地局と端末装置との間の無線通信機能を有する、基地局から端末装置への無線電力伝送（ＷＰＴ）システムであってもよい。

特に、本実施形態のシステムでは、給電対象の端末装置における無線電力伝送に関するフィードバック情報としての受電端末情報（例えば、受電電力、位置情報、受電ビーム情報（方向、幅）、ＷＰＴ電波の到来方向の情報、電池残量等の情報）を、通信信号（例えば、上りリンク（ＵＬ）の通信信号）を介して送信側の基地局にフィードバックし、フィードバックされた受電端末情報に基づいて基地局からの無線電力伝送（例えば、送信ビームの方向・幅、送信電力、給電に用いるアンテナ素子の分布など）を制御することにより、受電側の状態に応じて基地局からの無線電力伝送による給電を適切に行うことができる。

図１は、本実施形態に係るシステムの概略構成の一例を示す説明図である。本実施形態のシステムは、通信エリア（セル）１０Ａを形成するセルラー方式の基地局１０と、通信エリア１０Ａに在圏しているときに基地局１０に接続して基地局１０と無線通信可能な給電対象の端末装置（以下「ＵＥ」（ユーザ装置）ともいう。）２０と、を有する。

ＵＥ２０は、移動通信システムの移動局でもよいし、通信装置（例えば移動通信モジュール）と各種デバイスとを組み合わせたものであってもよい。ＵＥ２０は、例えば複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナを備える。ＵＥ２０はＩｏＴデバイス（「ＩｏＴ機器」ともいう。）であってもよい。また、ＵＥ２０は、ＩｏＴデバイス等の給電対象の端末装置（子機）と基地局１０との間の通信を中継する中継装置（親機）として機能してもよい。

また、後述の他の構成例のように、給電対象の端末装置は、基地局１０との通信を中継する移動局等の中継装置（親機）に接続されたＩｏＴデバイス（子機）であってもよい。この場合、ＩｏＴデバイス（子機）２０と、基地局１０と無線通信可能な移動局等の中継装置（親機）との間は、例えば、データや情報の送受信ができるように有線又は無線の通信路で接続される。有線の通信路は例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のＬＡＮケーブルである。無線の通信路は例えばＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）等のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の無線通信路である。また、無線の通信路は、ＵＷＢ（超広帯域）通信の通信路であってもよい。ＵＷＢ通信は、広帯域（例えば、数ＧＨｚ帯中の任意の周波数を中心とした数百ＭＨｚの帯域幅）の微弱電波での通信技術であり、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で定義されている。

図１において、基地局１０は、多数のアンテナ素子を有する複数のアレーアンテナ１１０を備え、複数のＵＥ２０との間でｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ（以下「ｍＭＩＭＯ」ともいう。）伝送方式の通信を行うことができる。ｍＭＩＭＯは、アレーアンテナ１１０を用いてデータ送受信を行うことにより大容量・高速通信を実現する無線伝送技術である。また、複数のＵＥ２０のそれぞれに対して時分割で又は同時にビーム１０Ｂを形成するビームフォーミングを行うＭＵ（Multi User）－ＭＩＭＯ伝送方式で通信を行うことができる。多素子のアレーアンテナを用いてＭＵ－ＭＩＭＯ伝送を行うことにより、各ＵＥ２０の通信環境に応じてＵＥ２０ごとに適切なビームを向けて通信できるため、セル全体の通信品質を改善できる。また、同一の無線リソース（時間・周波数リソース）を用いて複数のＵＥ２０との通信ができるため、システム容量を拡大することができる。

また、図１において、通信エリア１０Ａ内の一部は、基地局１０から端末装置２０に向けて無線電力伝送を行う無線電力伝送エリア（以下「ＷＰＴエリア」という。）１０Ａ'になっている。ＷＰＴエリア１０Ａ'は図示のように通信エリア１０Ａよりも狭いエリアでもよいし、通信エリア１０Ａと同じ又はほぼ同じサイズ及び位置のエリアであってもよい。

ＷＰＴエリア１０Ａ'では、基地局１０からの下りリンクの無線フレームを構成する複数の無線リソース（時間・周波数リソース）であるリソースブロックのうち通信に用いられていない通信未使用の無線リソース（リソースブロック）を無線電力伝送ブロックとして活用している。基地局１０は、ＵＥ２０への下りリンクの無線フレームにおいて、通信未使用の無線リソースである無線電力伝送ブロック（ＷＰＴブロック）に無線電力伝送用のダミー信号（以下「ＷＰＴ用ダミー信号」ともいう。）を割り当てた送信信号を生成してＵＥ２０に送信する。

特に、第５世代又はそれ以降の世代の移動通信システムにおいては、無線フレームの一部のサブキャリアのみに必要最小限の参照信号（ＲＳ）や制御信号を配置するリーンキャリアという技術が提案されており、無線フレームにおける通信未使用の無線リソースの部分を有効活用してＵＥ２０への無線電力伝送を行うことが期待される。

基地局１０とＵＥ２０との間で送受信される通信の信号の電波及び基地局１０からＵＥ２０に送信されるＷＰＴ用ダミー信号を割り当てた送信信号の電波は、例えば、ミリ波又はマイクロ波である。

図２は、図１のシステムにおける通信の上りリンク（以下「通信ＵＬ」ともいう。）を介した無線電力伝送フィードバック制御の一例を示す説明図である。図２において、基地局１０は、基地局１０とＵＥ２０との間に構築された通信ＵＬを介して、ＵＥ２０への無線電力伝送に関するフィードバック情報を直接受信して取得する。

フィードバック情報は、例えば、端末装置（ＵＥ）２０における受電に関する受電端末情報（「ＷＰＴ受電情報」、「ＷＰＴ端末情報」、「ＷＰＴ情報」ともいう。）を含んでもよい。受電端末情報は、例えば、ＵＥ２０への無線電力伝送を要求する要求情報（ＷＰＴ要求）、ＵＥ２０を識別可能な識別情報、ＵＥ２０の位置情報、ＵＥ２０における受信電力情報、ＵＥ２０における受信電力情報、ＵＥ２０における受電ビーム情報（例えば、受電ビームの方向、幅などの情報）、ＵＥ２０におけるＷＰＴ電波の到来方向の情報、ＵＥ２０に備える電池の残量情報及びＵＥ２０への無線電力伝送を承認する承認情報の少なくとも１つの情報を含む。ここで、ＵＥ２０のアンテナを通る水平面を基準にしてアンテナの受電ビーム（アンテナ指向特性における主ビーム）の方位の情報と、天頂角又は仰角の情報である。また、ＷＰＴ電波の到来方向の情報は、ＵＥ２０のアンテナを通る水平面を基準にしてＷＰＴ電波の到来方向の方位の情報と、天頂角又は仰角の情報である。

基地局１０のアレーアンテナ１１０で受信したＵＥ２０からのフィードバック情報（ＦＢ情報）は、通信制御部１１５に送られる。通信制御部１１５は、ＵＥ２０からのフィードバック情報に基づいて制御情報を生成し、その制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号（ＷＰＴ信号）を含む下りリンク（ＤＬ）の送信信号と、基地局１０のアレーアンテナ１１０の無線電力伝送用ビームフォーミング（ＷＰＴビームフォーミング）の制御信号（ＢＦ制御信号）とを生成してアレーアンテナ１１０に送る。アレーアンテナ１１０は、ＢＦ制御信号に基づいてＵＥ２０の方向に無線電力伝送用ビーム（ＷＰＴビーム）を形成し、そのＷＰＴビームにより、下りリンク（ＤＬ）の無線リソースの一部を介してＷＰＴ信号を含む下りリンク（ＤＬ）の送信信号を送信する。

基地局１０の通信制御部１１５は、ＵＥ２０から受信したフィードバック情報を外部プラットフォーム５５のクラウドシステムやサーバ等に転送し、フィードバック情報に基づいて外部プラットフォーム５５で生成された制御情報を受信し、その制御情報に基づいて、ＷＰＴ信号を含む下りリンク（ＤＬ）の送信信号とＢＦ制御信号とを生成してもよい。

基地局１０の通信制御部１１５は、ＵＥ２０から受信したフィードバック情報に含まれる制御情報に基づいて、ＷＰＴ信号を含む下りリンク（ＤＬ）の送信信号とＢＦ制御信号とを生成してもよい。この場合、制御情報は、ＵＥ２０における受電に関する受電端末情報に基づいてＵＥ２０が生成する。

図３は、図２の無線電力伝送フィードバック制御を適用可能なシステムを構成する基地局１０及び端末装置（ＵＥ）２０の主要構成の一例を示すブロック図である。基地局１０は、基地局装置１００とアンテナ１１０とを備える。アンテナ１１０は、例えば、図１及び図２に示すように多数のアンテナ素子を有するアレーアンテナである。アンテナ１１０は単数でもよいし複数であってもよい。例えば、アンテナ１１０は複数のセクタセルに対応させて複数配置してもよい。

基地局装置１００は、通信信号処理部１２０と無線処理部１３０と電力伝送制御部１４０とＮＷ通信部１５０とを備える。通信信号処理部１２０は、ＵＥ２０との間で送受信される各種のユーザデータや制御情報等の信号を処理する。無線処理部１３０は、通信信号処理部１２０で生成した送信信号をアンテナ１１０からＵＥ２０に送信したり、ＵＥ２０からアンテナ１１０を介して受信した受信信号を通信信号処理部１２０に出力したりする。

前述の通信制御部１１５は、通信信号処理部１２０及び電力伝送制御部１４０で構成される。電力伝送制御部１４０は、ＵＥ２０からのフィードバック情報に基づいて制御情報を生成して通信信号処理部１２０に送る。電力伝送制御部１４０は、制御情報に基づいてＢＦ制御信号を生成して無線処理部１３０に送る。通信信号処理部１２０は、電力伝送制御部１４０から受けた制御情報に基づいて、ＷＰＴ信号を含む下りリンク（ＤＬ）の送信信号を生成して無線処理部１３０に送る。

電力伝送制御部１４０は、ＵＥ２０からの受信したフィードバック情報をＮＷ通信部１５０に転送し、フィードバック情報に基づいて外部プラットフォーム５５で生成された制御情報をＮＷ通信部１５０から受信し、その制御情報に基づいて、ＷＰＴ信号を含む下りリンク（ＤＬ）の送信信号とＢＦ制御信号とを生成してもよい。

ＮＷ通信部１５０は、有線又は無線の通信回線を介して通信ネットワーク５０に接続され、外部プラットフォーム５５のクラウドシステム、サーバなどと通信することができる。ＮＷ通信部１５０は、ＵＥ２０から受信した通信データ又は情報を通信ネットワーク５０側に送信したり、ＵＥ２０に送信する通信データ又は情報を通信ネットワーク５０側から受信したりすることもできる。

特に、本実施形態において、通信信号処理部１２０は、ＵＥ２０に対する下りリンクの通信の際に、複数の無線リソースのうち通信に使用されていない通信未使用の無線リソースを用いたＷＰＴ用ダミー信号を含む下りリンクの送信信号を生成する。ＷＰＴ用ダミー信号を含む下りリンクの送信信号は、任意の変調方式で変調して生成することができる。例えば、ＷＰＴ用ダミー信号は、デジタル変調方式の複数のシンボル点のうち振幅が最大のシンボル点で変調された信号であってもよい。また例えば、送信信号の生成は、ＱＡＭ（直交振幅変調）等の一次変調及びＯＦＤＭ（直交周波数多重）変調等の二次変調を含んでもよい。また、ＵＥ２０に対する下りリンク通信の送信信号に、通信未使用の無線リソースを用いたＷＰＴ用ダミー信号を含める処理は、基地局１０が自律的に行ってもよいし、ＵＥ２０からの要求若しくは指示又は外部プラットフォーム５５からの要求若しくは指示に基づいて行ってもよい。

また、本実施形態において、無線処理部１３０は、ＢＦ制御信号に基づいてアレーアンテナ１１０で形成される一又は複数のビームを制御する。また、無線処理部１３０は、通信信号処理部１２０で生成されたＷＰＴ用ダミー信号を含む下りリンクの送信信号を、アンテナ１１０を介してＵＥ２０に送信する。

基地局１０は、ＵＥ２０に対する下りリンクの通信の際に、ＵＥ２０毎に又は複数のＵＥ２０が属するターゲットエリアのＵＥグループ毎に、個別のビーム１０Ｂを形成するビームフォーミング（ＢＦ）制御を行い、ＵＥ２０毎に又はＵＥグループ毎に無線電力伝送を行ってもよい。ＵＥ２０毎又はＵＥグループ毎のＢＦ制御は、通信信号処理部１２０における周波数領域のデジタルＢＦ制御で行ってもよいし、無線処理部１３０におけるアナログＢＦ制御で行ってもよい。

図３において、ＵＥ２０は、アンテナ２１０と無線処理部２２０と通信信号処理部２３０と電力出力部２４０と電池２５０とを含む。アンテナ２１０は、例えば複数のアンテナ素子を有する小型のアレーアンテナである。無線処理部２２０は、通信信号処理部２３０で生成したフィードバック情報やユーザデータ等の送信信号をアンテナ２１０から基地局１０に送信したり、基地局１０からアンテナ２１０を介して受信した受信信号を通信信号処理部２３０に出力したりする。

本実施形態において、無線処理部２２０は、基地局１０から送信されたＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号を受信する。また、電力出力部２４０は、例えば整流器を有し、基地局１０からのＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を、電池充電用の受電電力として出力する。電力出力部２４０から出力された受電電力により、電池２５０を充電することができる。

無線処理部２２０は、受電ビーム情報（例えば、受電ビームの方向、幅などの情報）、ＷＰＴ電波の到来方向の情報などの受電に関する情報を測定又は取得する機能を有してもよい。電力出力部２４０は、受電電力を測定する機能を有してもよい。通信信号処理部２３０は、送電（Ｔｘ）側の基地局におけるＷＰＴ制御情報を生成する機能を有してもよい。受電ビーム情報、ＷＰＴ電波の到来方向の情報などの受電に関する情報、受電電力の情報、制御情報の少なくとも１つは、基地局１０へのフィードバック情報に含めることができる。

図４（ａ）は、本実施形態に係る基地局１０から送信されるＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号の無線リソース（リソースブロック）におけるＷＰＴブロックの割り当ての一例を示す説明図である。また、図４（ｂ）は、本実施形態に係る基地局１０から送信される送信信号のＯＦＤＭ方式の二次変調における周波数軸上のスペクトルの一例を示す説明図である。図４（ａ）に示すように、本実施形態のシステムにおける下りリンク通信及び上りリンク通信で用いられる複数の無線リソースは、周波数軸上のサブキャリアと時間軸上のスロットとにより定義される複数のリソースブロック３０である。各リソースブロック３０は、図４（ｂ）に示すように周波数軸上で互いに直交する所定帯域幅のサブキャリア３３を有する。

図４（ａ）の無線リソースを構成するリソースブロック３０は、上りリンクのリソースブロック３１Ｕと下りリンクのリソースブロック３１Ｄ，３２とを含む。上りリンクの複数のリソースブロック３１Ｕは、ユーザデータの上りリンク通信の信号及びＷＰＴ用のフィードバック情報の通信の信号に割り当てられる。また、下りリンクの複数のリソースブロックのうち、一部のリソースブロック３１Ｄは、ユーザデータや情報の下りリンク通信の信号に割り当てられ、図中のクロスハッチングを付している残りの部分のリソースブロック３２はＷＰＴブロックとして割り当てられる。

本実施形態では、電力増幅器１３１の高出力電力及び高効率の領域でＷＰＴ用ダミー信号を増幅できるように、ＷＰＴ用ダミー信号として、図５（ａ）及び図５（ｂ）に例示するようなＰＡＰＲ（ピーク電力対平均電力比）が通信信号よりも低いＯＦＤＭ変調信号を用いてもよい。

図５（ａ）は、本実施形態に係る基地局１０から送信される送信信号のＱＡＭ方式の一次変調におけるシンボル点４０の配置の一例を示す説明図である。図５（ａ）は、６４ＱＡＭ方式の場合の複数のシンボル点（６４値のシンボル点）の配置を示すコンスタレーションの図であり、横軸は同相チャネル成分を示し，縦軸は直交チャネル成分を示している。本実施形態において、ＱＡＭ方式の複数のシンボル点４０の任意のシンボル点で変調されたＷＰＴ用ダミー信号を用いることができる。例えば、ＱＡＭ方式の複数のシンボル点４０のうち、振幅が最大である最外周のいずれか一又は複数のシンボル点４１で変調されたＷＰＴ用ダミー信号を用いてもよい。この場合は、ＵＥ２０等の端末装置への伝送電力を最大化することができる。また、例えば伝送電力を最大化する必要のない場合は、最外周のシンボル点以外の任意のシンボル点で変調してもよい。例えば、ＵＥ２０などの端末装置から受信したフィードバック情報に含まれる電力制御情報で指示された伝送電力に基づいて、ＷＰＴ用ダミー信号の変調に用いるシンボル点を判断して選択してもよいし、ＵＥ２０等の端末装置２０から受信した受電端末情報に含まれる受電ビーム情報（例えばビーム方向やビーム幅の情報）、ＷＰＴ電波の到来方向の情報、電池残量情報などに基づいて、ＷＰＴ用ダミー信号の変調に用いるシンボル点を判断して選択してもよい。

図５（ｂ）は、本実施形態に係る基地局１０から送信されるＷＰＴダミー信号の一次変調におけるシンボル点の配置の他の例を示す説明図である。図５（ｂ）のコンスタレーション図に示すように、時間に対して振幅が一定の条件で位相が変化するシンボル点４２で変調されたＯＦＤＭ変調信号からなるＷＰＴ用ダミー信号を用いてもよい。図５（ｂ）のシンボル点４２でＯＦＤＭ変調信号は、例えばＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕ系列の符号を用いて生成することができる。図５（ｂ）の変調信号で生成したＷＰＴ用ダミー信号を用いる場合も、ＵＥ２０等の端末装置への伝送電力を最大化することができる。この場合も、例えば、ＵＥ２０などの端末装置から受信したフィードバック情報に含まれる電力制御情報で指示された伝送電力に基づいて、ＷＰＴ用ダミー信号の変調に用いるシンボル点の数などを判断して設定してもよいし、ＵＥ２０等の端末装置２０から受信した受電端末情報に含まれる受電ビーム情報（例えばビーム方向やビーム幅の情報）、ＷＰＴ電波の到来方向の情報、電池残量情報などに基づいて、ＷＰＴ用ダミー信号の変調に用いるシンボル点の数などを判断して設定してもよい。

図１～図５のシステムによれば、基地局１０からＵＥ２０への下りリンク通信において、通信未使用の無線リソースを無線電力伝送ブロック（ＷＰＴブロック）として有効活用し、基地局１０からＵＥ２０への無線電力伝送（ＷＰＴ）を行うことができる。また、上りリンク通信を用いて、ＵＥ２０の受電端末情報などのフィードバック情報を基地局１０にアップロードすることができる。

図６は、本実施形態に係る基地局１０から複数のＵＥ２０へのビームフォーミングによるＵＥ毎の給電の一例を示す説明図である。図７は、図６のビームフォーミングによるＵＥ毎の給電を行うときのＷＰＴブロックの割り当ての一例を示す説明図である。図６及び図７は、通信エリア１０Ａ内のＷＰＴエリア１０Ａ'（前述の図１参照）に複数のＵＥ２０（１）～２０（３）が在圏し、ＵＥ毎に形成したビーム１０Ｂ（１）～１０Ｂ（３）を介して各ＵＥ２０（１）～２０（３）に給電する例を示している。

図６において、基地局１０の基地局装置１００は、通信信号処理部１２０又は無線処理部１３０においてＵＥ毎のビームフォーミング（ＢＦ）制御で行う。各ＵＥ２０（１）～２０（３）に対するＷＰＴブロックの割り当ては、例えば図７に示すように行うことができる。図７において移動通信で用いられる複数のリソースブロック３０の一部分が、下りリンク通信の信号が割り当てられる通信用リソースブロック３１Ｄ及び複数のＷＰＴブロック３２（１）～３２（３）として用いられる。図中の第１のハッチングを付している６つのＷＰＴブロック３２（１）が第１のＵＥ２０（１）へのビーム１０Ｂ（１）を介した給電に用いられ、第２のハッチングを付している４つのＷＰＴブロック３２（２）が第２のＵＥ２０（２）へのビーム１０Ｂ（２）を介した給電に用いられる。また、図中のクロスハッチングを付している４つのＷＰＴブロック３２（３）が第３のＵＥ２０（３）へのビーム１０Ｂ（３）を介した給電に用いられる。リソースブロック３０の残りの部分が、上りリンク通信の信号が割り当てられる通信用リソースブロック３１Ｕとして用いられる。

図８は、他の実施形態に係るシステムにおける通信ＵＬを介した無線電力伝送フィードバック制御の一例を示す説明図である。なお、図８において、前述の図２と同様な部分については説明を省略する。図８の例において、給電対象の端末装置は、基地局１０との通信を中継する中継装置（親機）６０に接続されたＩｏＴデバイス（子機）２１である。中継装置（親機）６０は、基地局１０と無線通信を行うことができる移動通信システムの移動局（ＵＥ）等である。ＩｏＴデバイス（子機）２１と中継装置（親機）６０との間は、例えば、データや情報の送受信ができるように有線又は無線の通信路７０で接続される。有線の通信路は例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のＬＡＮケーブルである。無線の通信路は例えばＢＬＥ等のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等の無線通信路である。給電対象の端末装置であるＩｏＴデバイス２１の受電端末情報を含むフィードバック情報は、通信路２２を介して中継装置６０に送られ、ＵＬ通信を介して中継装置６０から基地局１０に転送される。

図８において、受電（Ｒｘ）側から基地局１０に送信されるフィードバック情報は、ＩｏＴデバイス（端末装置）２１における受電に関する受電端末情報を含んでもよい。この受電端末情報は、例えば、ＩｏＴデバイス２１への無線電力伝送を要求する要求情報（ＷＰＴ要求）、ＩｏＴデバイス２１を識別可能な識別情報、ＩｏＴデバイス２１の位置情報、ＩｏＴデバイス２１における受信電力情報、ＩｏＴデバイス２１における受電ビーム情報（例えば、受電ビームの方向、幅などの情報）、ＩｏＴデバイス２１におけるＷＰＴ電波の到来方向の情報、ＩｏＴデバイス２１に備える電池の残量情報及びＩｏＴデバイス２１への無線電力伝送を承認する承認情報の少なくとも１つの情報を含む。ここで、受電ビームの方向の情報は、例えば、ＩｏＴデバイス２１のアンテナを通る水平面を基準にしてアンテナの受電ビーム（アンテナ指向特性における主ビーム）の方位の情報と、天頂角又は仰角の情報である。また、ＷＰＴ電波の到来方向の情報は、ＩｏＴデバイス２１のアンテナを通る水平面を基準にしてＷＰＴ電波の到来方向の方位の情報と、天頂角又は仰角の情報である。

図９は、図８の無線電力伝送フィードバック制御を適用可能なシステムを構成する基地局、中継装置及び端末装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、図９において、前述の図３と同様な部分については説明を省略する。

図９において、一又は複数の端末装置としてのＩｏＴデバイス２１は有線又は無線の通信路７０を介して中継装置６０に接続される。ＩｏＴデバイス２１は、有線又は無線の通信路７０を介して中継装置６０との間で情報を送受信するための通信するためのローカル通信部２７０を備える。

中継装置６０は、アンテナ６１０と無線処理部６２０と通信信号処理部６３０とローカル通信部６４０とを含む。アンテナ６１０は、例えば複数のアンテナ素子を有する小型のアレーアンテナである。無線処理部６２０は、通信信号処理部２３０で生成したユーザデータやＩｏＴデバイス２１から受けたフィードバック情報や等の送信信号をアンテナ６１０から基地局１０に送信したり、基地局１０からアンテナ６１０を介して受信した受信信号を通信信号処理部６３０に出力したりする。ローカル通信部６４０は、有線又は無線の通信路７０を介してＩｏＴデバイス２１との間で情報を送受信する。

図１０は、実施形態に係るシステムにおける無線電力伝送フィードバック制御の一例を示すフローチャートである。なお、図１０において、Ｔｘ側は基地局１０（特に、通信制御部１１５）を含む。また、Ｒｘ側は、給電対象のＵＥ２０（図２、図３参照）を含み、又は、中継装置６０及び給電対象のＩｏＴデバイス２１を含む。また、図１０の無線電力伝送フィードバック制御は、基地局１０の通信制御部１１５で用いる制御情報を生成する処理（以下「ＷＰＴデータ処理」ともいう。）をＲｘ側で行う場合、ＷＰＴデータ処理をＴｘ側の通信制御部１１５で行う場合及びＷＰＴデータ処理を外部プラットフォーム５５で行う場合のそれぞれに対応している。

図１０において、無線電力伝送フィードバック制御は、Ｔｘ側の制御フロー（Ｓ１００）と、Ｒｘ側の制御フロー（Ｓ２００）とを含む。Ｔｘ側の制御フロー（Ｓ１００）において、まず、Ｔｘ側は、無線電力伝送の制御条件（例えば、ＷＰＴビームの方向、出力電力、送信アンテナのＷＰＴに用いるアンテナ素子の分布、ＷＰＴブロックの割り当て）を初期条件及び初期値に設定する初期設定を実行する（Ｓ１０１）。

次に、フィードバック制御を行わない場合（Ｓ１０２でＯＦＦ）、Ｔｘ側は、初期設定の制御条件で基地局１０の無線処理部１３０を制御し（Ｓ１０３）、ＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号を生成し、基地局１０のアンテナ１１０からＲｘ側の給電対象の端末装置２０、２１にＷＰＴの電波を放射する（Ｓ１０４）。

一方、フィードバック制御を行う場合（Ｓ１０２でＯＮ）、Ｔｘ側は、移動通信の通信ＵＬを介して、Ｒｘ側からのフィードバック情報を受信して取得する（Ｓ１０５）。ここで、Ｒｘ側でＷＰＴデータ処理が行われ、そのＲｘ側でのＷＰＴデータ処理で生成された制御情報（以下「ＷＰＴ制御情報」という。）がフィードバック情報に含まれている場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）は、Ｔｘ側は、Ｒｘ側のＷＰＴ制御情報に基づいて設定された制御条件で基地局１０の無線処理部１３０を制御し（Ｓ１０３）、ＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号を生成し、基地局１０のアンテナ１１０からＲｘ側の給電対象の端末装置２０、２１にＷＰＴの電波を放射する（Ｓ１０４）。

また、Ｒｘ側でＷＰＴデータ処理が行われず（Ｓ１０６でＮｏ）、Ｔｘ側でＷＰＴデータ処理を行う場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）、Ｔｘ側は、Ｒｘ側から受信したフィードバック情報に含まれる受信端末情報（以下「ＷＰＴ端末情報」という。）に基づいて、対応する端末装置についてＷＰＴデータ処理を行ってＷＰＴ制御情報を生成する（Ｓ１０８）。Ｔｘ側は、ＷＰＴデータ処理で生成したＷＰＴ制御情報に基づいて設定された制御条件で基地局１０の無線処理部１３０を制御し（Ｓ１０３）、ＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号を生成し、基地局１０のアンテナ１１０からＲｘ側の給電対象の端末装置２０、２１にＷＰＴの電波を放射する（Ｓ１０４）。

また、Ｒｘ側でＷＰＴデータ処理が行われず（Ｓ１０６でＮｏ）、外部プラットフォーム５５でＷＰＴデータ処理を行う場合（Ｓ１０７でＮＯ）、Ｔｘ側は、Ｒｘ側から受信したフィードバック情報を外部プラットフォーム５５に転送する。外部プラットフォーム５５は、フィードバック情報に含まれるＷＰＴ端末情報に基づいて、対応する端末装置についてＷＰＴデータ処理を行ってＷＰＴ制御情報を生成する（Ｓ１０９）。Ｔｘ側は、ＷＰＴデータ処理で生成されたＷＰＴ制御情報を外部プラットフォーム５５から受信し、そのＷＰＴ制御情報に基づいて設定された制御条件で基地局１０の無線処理部１３０を制御し（Ｓ１０３）、ＷＰＴ用ダミー信号を含む送信信号を生成し、基地局１０のアンテナ１１０からＲｘ側の給電対象の端末装置２０、２１にＷＰＴの電波を放射する（Ｓ１０４）。

Ｒｘ側の制御フロー（Ｓ２００）では、まず、Ｒｘ側の端末装置（以下「ＷＰＴ端末」ともいう。）は、Ｔｘ側から放射されてＷＰＴの電波を受信して電力を受電し（Ｓ２０１）、ＷＰＴ受電情報を測定する（Ｓ２０２）。ＷＰＴ受電情報は、Ｔｘ側へのフィードバック情報に含めるＷＰＴ端末情報の一部になる。

ここで、Ｒｘ側でＷＰＴデータ処理を行う場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、Ｒｘ側は、ＷＰＴデータ処理を行ってＷＰＴ制御情報を生成する（Ｓ２０４）。ＷＰＴ制御情報は、ＷＰＴ端末情報の一部になり、フィードバック情報に含められる。一方、Ｒｘ側でＷＰＴデータ処理を行わない場合（Ｓ２０３でＮＯ）、Ｒｘ側は、ＷＰＴデータ処理を行わず、ＷＰＴ制御情報はフィードバック情報に含められない。

次に、Ｒｘ側は、Ｔｘ側の基地局１０に対する通信上りリンク（通信ＵＬ）の情報に、ＷＰＴ端末情報を含むフィードバック情報を設定する（Ｓ２０５）。

なお、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、Ｒｘ側から受信したフィードバック情報のＷＰＴ端末情報に受信電力情報を含む場合、基地局１０の電力伝送制御部１４０は、その受信電力情報に基づいてＷＰＴ用ダミー信号の数又は送信電力を制御してもよい。例えば、受信電力が低い場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を多く又は送信電力を高くし、受信電力が高い場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を少なく又は送信電力を低くするように制御してもよい。

また、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、Ｒｘ側から受信したフィードバック情報のＷＰＴ端末情報に受電ビーム情報（ビーム方向、ビーム幅）を含む場合、基地局１０の電力伝送制御部１４０は、その受信ビーム情報に基づいてＷＰＴ用ダミー信号の数又は送信電力を制御してもよい。例えば、端末装置２０，２１を基準にして受電ビーム（アンテナ指向特性における主ビーム）の方向と基地局のアンテナ方向との角度差が所定角度以上の場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を多く又は送信電力を高くし、受電ビームの方向と基地局のアンテナ方向との角度差が所定角度未満の場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を少なく又は送信電力を低くするように制御してもよい。

また、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、Ｒｘ側から受信したフィードバック情報のＷＰＴ端末情報にＷＰＴ電波の到来方向の情報を含む場合、基地局１０の電力伝送制御部１４０は、そのＷＰＴ電波の到来方向の情報に基づいてＷＰＴ用ダミー信号の数又は送信電力を制御してもよい。例えば、端末装置２０，２１を基準にしてＷＰＴ電波の到来方向と事前測定した受電ビーム（アンテナ指向特性における主ビーム）の方向との角度差が所定角度以上の場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を多く又は送信電力を高くし、ＷＰＴ電波の到来方向と受電ビームの方向との角度差が所定角度未満の場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を少なく又は送信電力を低くするように制御してもよい。

また、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、Ｒｘ側から受信したフィードバック情報にＷＰＴ要求を含む場合、Ｔｘ側の基地局１０は、そのＷＰＴ要求をトリガーにしてＲｘ側の端末装置２０，２１への無線電力伝送の制御を開始してもよい。

また、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、Ｒｘ側から受信したフィードバック情報のＷＰＴ端末情報が端末装置２０．２１の識別情報を含む場合、Ｔｘ側の基地局１０の電力伝送制御部１４０は、その識別情報に基づいて端末データベースを参照し、ＷＰＴ要求を送信してきた端末装置２０．２１が無線電力伝送対象の端末装置又は許可された端末装置であるか否かを判断し、その判断の肯定の場合のみＷＰＴ用ダミー信号を送信信号に含めるように制御してもよい。

また、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、ＷＰＴ端末情報が端末装置２０．２１の位置情報を含む場合は、基地局１０の電力伝送制御部１４０は、その位置情報に基づいて、端末装置２０．２１が予め許可されたエリアに位置する場合のみＷＰＴ用ダミー信号を送信信号に含めるように制御してもよい。

また、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、ＷＰＴ端末情報が端末装置２０．２１の電池２５０の残量情報を含む場合は、基地局１０の電力伝送制御部１４０は、その残量情報に基づいて、電池２５０の残量が少ない場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を多くし、電池２５０の残量が多い場合は送信信号に含めるＷＰＴ用ダミー信号の数を少なくするように制御してもよい。

また、実施形態の無線電力伝送フィードバック制御において、ＷＰＴ端末情報が端末装置２０．２１の承認情報を含む場合は、基地局１０の電力伝送制御部１４０は、その承認情報に基づいて、当該端末装置２０．２１が予め承認されている端末装置である場合のみＷＰＴ用ダミー信号を送信信号に含めるように制御してもよい。

以上、本実施形態によれば、端末装置（ＵＥ２０、ＩｏＴデバイス２１）における無線電力伝送に関する受電端末情報等のフィードバック情報に基づいて、基地局１０から端末装置２０、２１への無線電力伝送を適切に制御することができる。

また、本実施形態によれば、端末装置２０、２１からのフィードバック情報を、基地局１０への通信ＵＬを介してフィードバックできるので、基地局１０へのフィードバック回線を別途設ける必要がない。

また、本実施形態によれば、複数の端末装置２０、２１のそれぞれについて、端末装置２０、２１のフィードバック情報に基づいて基地局１０から端末装置２０、２１への給電を動的に制御することにより、受電側の状態（例えば、端末装置の位置、受電電力、受電ビーム方向、電池の残量など）に応じて基地局１０からの無線電力伝送による給電を効率的に行うことができる。

特に、本実施形態において、基地局１０で用いる無線電力伝送の制御情報を、外部プラットフォーム５５で決定して生成する場合、端末承認情報及び端末装置２０、２１の移動予測に基づいて、無線電力伝送のビームフォーミング対象の端末装置２０、２１及びビーム方向を決定することができ、高度な無線電力伝送制御が可能になる。

特に、本実施形態において、基地局１０で用いる無線電力伝送の制御情報を基地局１０で決定して生成する場合、リアルタイム性に優れた無線電力伝送制御が可能になる。

特に、本実施形態において、基地局１０で用いる無線電力伝送の制御情報を端末装置２０、２１で決定して生成し、基地局１０にフィードバック情報として送信する場合、上りリンク（ＵＬ）のフィードバック情報の情報量を少なくすることができる。

また、本実施形態によれば、基地局１０と端末装置２０、２１との間の通信未使用の無線リソースを利用して端末装置２０、２１への給電を行うことができる。

また、本発明は、基地局１０から送信された電波を受信可能な多数の端末装置２０、２１への給電をまかなうことができる給電インフラを提供できるため、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。

なお、本明細書で説明された処理工程並びにシステム、端末装置（ＵＥ、ＩｏＴデバイス）、基地局、移動局、中継装置及び制御装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、基地局装置（Ｎｏｄｅ Ｂ、Ｎｏｄｅ Ｇ）、端末装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

１０ ：基地局
１０Ａ ：通信エリア
１０Ａ' ：ＷＰＴエリア
１０Ｂ ：ビーム
２０ ：端末装置（ＵＥ）
２１ ：端末装置（ＩｏＴデバイス）
３０ ：リソースブロック
３１Ｄ ：通信用リソースブロック（下りリンク）
３１Ｕ ：通信用リソースブロック（上りリンク）
３２ ：ＷＰＴブロック（無線電力伝送用ブロック）
３２（１）～３２（３） ：ＷＰＴブロック（無線電力伝送用ブロック）
３３ ：サブキャリア
４０ ：シンボル点
４１ ：シンボル点
５０ ：通信網
５５ ：外部プラットフォーム
６０ ：中継装置としての端末装置（移動局、ＵＥ）
７０ ：有線又は無線の通信路
１００ ：基地局装置
１１０ ：アンテナ（アレーアンテナ）
１１５ ：通信制御部
１２０ ：通信信号処理部
１３０ ：無線処理部
１４０ ：電力伝送制御部
２１０ ：アンテナ（アレーアンテナ）
２３０ ：通信信号処理部
２４０ ：電力出力部
２５０ ：電池
２６０ ：ＩｏＴデバイス（内蔵）

Claims (18)

1. 基地局から無線電力伝送を行うシステムであって、
   前記基地局は、
   移動通信の上りリンクを介して給電対象の端末装置からフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成する通信制御部と、
   前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末装置に送信する無線処理部と、を有し、
   前記端末装置は、
   前記基地局から送信された前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信する無線処理部と、
   前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を、受電電力として出力する電力出力部と、を有する、
   ことを特徴とするシステム。
2. 請求項１のシステムにおいて、
   前記基地局及び前記端末装置は、移動通信の上りリンクを介して互いに無線通信可能であり、
   前記基地局は、前記端末装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を前記端末装置から直接受信する、
   ことを特徴とするシステム。
3. 請求項１のシステムにおいて、
   有線又は無線の通信路を介して前記端末装置に接続され、前記基地局との間で移動通信の上りリンクを介して無線通信可能な中継装置を備え、
   前記基地局は、前記中継装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を受信する、ことを特徴とするシステム。
4. 請求項１のシステムにおいて、
   前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、
   前記基地局は、前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成する、
   ことを特徴とするシステム。
5. 請求項１のシステムにおいて、
   前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、
   前記基地局は、
   前記受電端末情報を含む前記フィードバック情報を外部プラットフォームに転送し、
   前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成した前記外部プラットフォームから前記制御情報を受信する、
   ことを特徴とするシステム。
6. 請求項１のシステムにおいて、
   前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報に基づいて前記端末装置が生成した前記制御情報を含む、
   ことを特徴とするシステム。
7. 請求項４乃至６のいずれかのシステムにおいて、
   前記受電端末情報は、前記端末装置への無線電力伝送を要求する要求情報、前記端末装置を識別可能な識別情報、前記端末装置の位置情報、前記端末装置における受信電力情報、前記端末装置における受電ビームの情報、前記端末装置における無線電力伝送の電波の到来方向の情報、前記端末装置に備える電池の残量情報及び前記端末装置への無線電力伝送を承認する承認情報の少なくとも１つの情報を含む、
   ことを特徴とするシステム。
8. 請求項１乃至６のいずれかのシステムにおいて、
   前記基地局は、
   複数の端末装置のそれぞれについて、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を生成し、
   前記端末装置ごとに異なる複数のビームを用いて前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を送信する、
   ことを特徴とするシステム。
9. 給電対象の端末装置と無線通信可能な基地局であって、
   移動通信の上りリンクを介して端末装置からフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成する通信制御部と、
   前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末装置に送信する無線処理部と、
   を備える、ことを特徴とする基地局。
10. 請求項９の基地局において、
    当該基地局は、
    移動通信の上りリンクを介して前記端末装置と無線通信可能であり、
    前記端末装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を前記端末装置から直接受信する手段を備える、
    ことを特徴とする基地局。
11. 請求項９の基地局において、
    当該基地局は、
    移動通信の上りリンクを介して、有線又は無線の通信路を介して前記端末装置に接続された中継装置と無線通信可能であり、
    前記中継装置との間の上りリンクを介して、前記フィードバック情報を受信する手段を備える、
    ことを特徴とする基地局。
12. 請求項９の基地局において、
    前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、
    当該基地局は、前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成する手段を備える、
    ことを特徴とする基地局。
13. 請求項９の基地局において、
    前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報を含み、
    当該基地局は、
    前記受電端末情報を含む前記フィードバック情報を外部プラットフォームに転送する手段と、
    前記フィードバック情報に含まれる前記受電端末情報に基づいて前記制御情報を生成した前記外部プラットフォームから前記制御情報を受信する手段と、を備える、
    ことを特徴とする基地局。
14. 請求項９の基地局において、
    前記フィードバック情報は、前記端末装置における受電に関する受電端末情報に基づいて前記端末装置が生成した前記制御情報を含む、
    ことを特徴とする基地局。
15. 請求項１２乃至１４のいずれかの基地局において、
    前記受電端末情報は、前記端末装置への無線電力伝送を要求する要求情報、前記端末装置を識別可能な識別情報、前記端末装置の位置情報、前記端末装置における受信電力情報、前記端末装置における受電ビームの情報、前記端末装置における無線電力伝送の電波の到来方向の情報、前記端末装置に備える電池の残量情報及び前記端末装置への無線電力伝送を承認する承認情報の少なくとも１つの情報を含む、
    ことを特徴とする基地局。
16. 請求項９乃至１４のいずれかの基地局において、
    複数の端末装置のそれぞれについて、前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を生成する手段と、
    前記端末装置ごとに異なる複数のビームを用いて前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を送信する手段と、
    を備えることを特徴とする基地局。
17. 基地局から無線電力伝送を行う方法であって、
    前記基地局が、移動通信の上りリンクを介して給電対象の端末装置からフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成することと、
    前記基地局が、前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末装置に送信することと、
    前記端末装置が、前記基地局から送信された前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信することと、
    前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を受信した受信信号の電力を、受電電力として出力することと、
    を含む、ことを特徴とする方法。
18. 端末装置と無線通信可能な基地局に備えるコンピュータ又はプロセッサにおいて実行されるプログラムであって、
    移動通信の上りリンクを介して給電対象の端末装置から、前記端末装置の無線電力伝送に関するフィードバック情報を取得し、前記フィードバック情報に基づいて生成された制御情報に基づいて、無線電力伝送用信号を含む送信信号と前記基地局のアンテナの無線電力伝送用ビームフォーミングの制御信号とを生成するためのプログラムコードと、
    前記制御信号に基づいて前記アンテナの無線電力伝送用ビームを制御し、前記アンテナの無線電力伝送用ビームを介して前記無線電力伝送用信号を含む送信信号を前記端末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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