JP7439763B2 - 通信装置及び制御装置 - Google Patents
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Description
1.構成例
1.1.システム構成の一例
1.2.基地局の構成例
1.3.端末装置の構成例
2.V2X通信
3.サイドリンクへのリソースの割り当て方式
4.送受信者間のサイドリンクV2V通信の制御
5.応用例
5.1.基地局に関する応用例
5.2.端末装置に関する応用例
6.まとめ
<1.1.システム構成の一例>
まず、図1を参照して、本開示の一実施形態に係るシステム1の概略的な構成の一例について説明する。図1は、本開示の一実施形態に係るシステム1の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
無線通信装置100は、配下の装置に無線通信サービスを提供する装置である。例えば、無線通信装置100Aは、セルラーシステム(又は移動体通信システム)の基地局である。基地局100Aは、基地局100Aのセル10Aの内部に位置する装置(例えば、端末装置200A)との無線通信を行う。例えば、基地局100Aは、端末装置200Aへのダウンリンク信号を送信し、端末装置200Aからのアップリンク信号を受信する。
端末装置200は、セルラーシステム(又は移動体通信システム)において通信可能である。端末装置200は、セルラーシステムの無線通信装置(例えば、基地局100A、マスタデバイス100B又は100C)との無線通信を行う。例えば、端末装置200Aは、基地局100Aからのダウンリンク信号を受信し、基地局100Aへのアップリンク信号を送信する。
以上、システム1の概略的な構成を示したが、本技術は図1に示した例に限定されない。例えば、システム1の構成として、マスタデバイスを含まない構成、SCE(Small Cell Enhancement)、HetNet(Heterogeneous Network)、MTCネットワーク等が採用され得る。またシステム1の構成の、他の一例として、マスタデバイスがスモールセルに接続し、スモールセルの配下でセルを構築してもよい。
次いで、図2を参照して、本開示の一実施形態に係る基地局100の構成を説明する。図2は、本開示の一実施形態に係る基地局100の構成の一例を示すブロック図である。図2を参照すると、基地局100は、アンテナ部110と、無線通信部120と、ネットワーク通信部130と、記憶部140と、制御部150とを含む。
アンテナ部110は、無線通信部120により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部110は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部120へ出力する。
無線通信部120は、信号を送受信する。例えば、無線通信部120は、端末装置へのダウンリンク信号を送信し、端末装置からのアップリンク信号を受信する。
ネットワーク通信部130は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク通信部130は、他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、上記他のノードは、他の基地局及びコアネットワークノードを含む。
記憶部140は、基地局100の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
制御部150は、基地局100の様々な機能を提供する。制御部150は、通信制御部151と、情報取得部153と、通知部155とを含む。なお、制御部150は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部150は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
次に、図3を参照して、本開示の実施形態に係る端末装置200の構成の一例を説明する。図3は、本開示の実施形態に係る端末装置200の構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、端末装置200は、アンテナ部210と、無線通信部220と、記憶部230と、制御部240とを含む。
アンテナ部210は、無線通信部220により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部210は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部220へ出力する。
無線通信部220は、信号を送受信する。例えば、無線通信部220は、基地局からのダウンリンク信号を受信し、基地局へのアップリンク信号を送信する。
記憶部230は、端末装置200の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
制御部240は、端末装置200の様々な機能を提供する。例えば、制御部240は、通信制御部241と、情報取得部243と、通知部247とを含む。なお、制御部240は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部240は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
続いて、V2X通信について概要を説明する。V2X通信とは、Vehicle to X通信の略であり、車と“何か”が通信を行うシステムである。例えば、図4は、V2X通信の概要について示した図である。ここでの“何か”の例としては、例えば、図4に示すように、車両(Vehicle)、設備(Infrastructure)、ネットワーク(Network)、及び歩行者(Pedestrian)等が挙げられる(V2V、V2I、V2N、及びV2P)。
また、図5は、V2X通信の全体像の一例について説明するための説明図である。図5に示す例では、クラウドサーバとしてV2Xのアプリケーションサーバ(APPサーバ)が保有され、当該アプリケーションサーバにより、コアネットワーク側でV2X通信の制御が実施される。基地局は、端末装置とのUuリンクの通信を行う一方で、V2V通信やV2P通信等の直接通信の通信制御を実施する。また、基地局の他に、路肩のインフラストラクチャ(Infrastructure)としてRSU(Road Side Unit)が配置される。RSUとしては、基地局型のRSUと、UE型のRSUと、の二つが考えられる。RSUにおいてはV2Xアプリケーション(V2X APP)の提供やデータリレー等のサポートが行われる。
自動車向けの無線通信としては、これまで主に、802.11pベースのDSRC(Dedicated Short Range Communication)の開発が進められてきたが、近年になり、LTEベースの車載通信である“LTE-based V2X(LTEベースのV2X通信)”の標準規格化が行われた。LTEベースのV2X通信では、基本的なセーフティメッセージ等のやり取りなどがサポートされている。一方で、さらなるV2X通信の改善をめざし、近年5G技術(NR:New Radio)を用いたNR V2X通信の検討が行われている。例えば、図6は、V2X通信のユースケースの一例を示した図である。
複数の車両が隊列となり、同じ方向に走行する、隊列走行のユースケースであり、隊列走行を主導する車と他の車との間で隊列走行を制御するための情報のやり取りが行われる。これらの情報のやりとりにより、例えば、隊列走行の車間距離をより詰めることが可能となる。
センサ関連の情報(データ処理前のRawデータや、処理後のデータ)を車車間等において交換可能とするユースケースである。センサ情報は、ローカルセンサ、ライブビデオイメージ(例えば、周辺の車両、RSU、及び歩行者との間のライブビデオイメージ)、及びV2Xアプリケーションサーバ等を通して集められる。車両はこれらの情報交換により、自身のセンサ情報では得られない情報を入手することが可能となり、より広範囲の環境を認知/認識することが可能となる。なお、本ユースケースでは、多くの情報を交換する必要があるため、通信には高いデータレートが求められる。
準自動走行や、完全自動走行を可能とするユースケースである。本ユースケースでは、RSUが自身のセンサ等から得られた認知/認識情報を周辺車両へとシェアすることで、それぞれの車両が、軌道や操作を他の車両と同期、協調しながら調整することができる。また、それぞれの車両は、ドライビングの意図や意思を周辺車両とシェアすることも可能となる。
遠隔操縦者やV2Xアプリケーションに遠隔操縦させるユースケースである。遠隔操作は、運転を行うことが困難な人に替わって他者が運転を行う場合や、危険地域での車両の操作等に用いられる。ルートや走行する道がある程度決まっているような公共交通機関に対しては、例えば、クラウドコンピューティングベースの操縦を適用することも可能である。本ユースケースでは、高い信頼性と低い伝送遅延が通信に求められる。
上述した要求事項を達成するためには、LTE V2Xから物理レイヤのさらなるエンハンスメントが必要となる。対象となるリンクは、UuリンクやPC5リンク(サイドリンク)が挙げられる。Uuリンクは、基地局やRSU(Road Side Unit)等のインフラストラクチャと、端末装置との間のリンクである。また、PC5リンク(サイドリンク)は、端末装置間のリンクである。主なエンハンスメントのポイントを以下に示す。
・チャネルフォーマット
・サイドリンクフィードバック通信
・サイドリンクリソース割り当て方式
・車両位置情報推定技術
・端末間リレー通信
・ユニキャスト通信、マルチキャスト通信のサポート
・マルチキャリア通信、キャリアアグリゲーション
・MIMO/ビームフォーミング
・高周波周波数対応(例: 6GHz以上)
以下に、V2Xの通信オペレーションシナリオの一例について述べる。V2N通信においては、基地局-端末装置間のDL/UL通信のみでシンプルであった。これに対して、V2V通信では、多様な通信経路が考えられる。以降では、主にV2V通信の例に着目して、各シナリオの説明を行うが、V2PやV2Iについても同様の通信オペレーションを適用可能である。なお、V2PやV2Iにおいては、通信先がPedestrianやRSUとなる。
本実施形態では、NR V2X通信におけるV2V通信リンクのリソース割り当て方式にフォーカスする。LTEのサイドリンクコントロールチャネル(PSCCH:Physical Sidelink Control Channel)とデータチャネル(PSSCH:Physical Sidelink Shared Channel)においては、LTEの無線フレーム(radio frame)が使われている。NR V2Xは異なるサービスタイプをサポート、例えば一台の車に対して、高速大容量通信(eMBB)も低遅延高信頼(URLLC)通信も行う場合がある。特に、URLLC通信を行う時、LTEのフレーム構成を使うと、ultra-latencyの要求に満たせない可能性があるため、NRのnumerologyとフレーム構成を使用した方がよいと考えられる。つまり、NR V2Xにおいては、異なるサービスの要求を満たせるように、NRのnumerologyとフレーム構成をNRのサイドリンクに使うことが望ましい。
図14を参照して、Mode4リソース割り当ての概要について説明する。図14は、Mode4リソース割り当てに基づき端末装置がパケットを送信する場合の動作タイムラインの一例について説明するための説明図である。図14に示すように、パケットを送信する端末装置は、まず、当該パケットの送信に利用するリソースをリソースプール内から発見するためにセンシングを行う。次いで、端末装置は、当該センシングの結果に基づき、当該リソースプール内からのリソースの選択を行う。そして、端末装置は、選択したリソースを利用してパケットの送信を行う。また、このとき端末装置は、必要に応じて、以降におけるパケットの送信に利用するリソースの予約を行う。
LTEに比べ、NRでは要求事項が厳しくなる。LTEでは、最小のリザベーション周期は20ミリ秒であるのに対し、NRではより厳しいレイテンシ要求(3ミリ秒)のあるユースケースがサポートされる。従って、LTEにおいて行われていた方法ではレイテンシ要求を満たせない可能性がある。また、LTEでは90%程度の信頼性が要求されていたのに対し、NRではほぼ100%の信頼性が要求されるため、LTEにおいて行われていた方法では信頼性の要求を満たせない可能性がある。
レベル1のMaster UEは、サイドリンク通信に必要な情報を収集し、Slave UEにシェアする。シャアされた情報は、Slave UEがどのように使用するか決定する。図17は、本開示の実施の形態に係る送受信者間のサイドリンクV2V通信の制御の概要を示す流れ図である。図17には、基地局100(Base Station)、レベル1のMaster UE、Slave UEの動作が示されている。
レベル2のMaster UEは、サイドリンク通信を行う端末装置の送信に関わるパラメータを制約する。つまりレベル2のMaster UEは、Slave UEのサイドリンク通信に必要なパラメータに対して、ある制限をかけることができる。例えば、レベル2のMaster UEは、あるパラメータの候補を設定することができる。Slave UEは、Master UEが設定したパラメータの候補の中から送信用のリソースを選ぶことができる。また、レベル2のMaster UEは、Slave UEがセンシングを行う領域を制限することができる。Slave UEは、Master UEによって制限されたセンシング領域内のリソースのみの利用状況をセンシングする。これによりSlave UEは、厳しいレイテンシ要求及び信頼性要求を満たせるサイドリンク通信が可能となる。
レベル3のMaster UEは、Slave UEのサイドリンク通信に必要なパラメータを確実に制御する。例えば、レベル3のMaster UEは、サイドリンク通信用の時間と周波数リソースをスケジュールする。
<5.1.基地局に関する応用例>
(第1の応用例)
図21は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第1の例を示すブロック図である。eNB800は、1つ以上のアンテナ810、及び基地局装置820を有する。各アンテナ810及び基地局装置820は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。
図22は、本開示に係る技術が適用され得るeNBの概略的な構成の第2の例を示すブロック図である。eNB830は、1つ以上のアンテナ840、基地局装置850、及びRRH860を有する。各アンテナ840及びRRH860は、RFケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置850及びRRH860は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。
(第1の応用例)
図23は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン900の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン900は、プロセッサ901、メモリ902、ストレージ903、外部接続インタフェース904、カメラ906、センサ907、マイクロフォン908、入力デバイス909、表示デバイス910、スピーカ911、無線通信インタフェース912、1つ以上のアンテナスイッチ915、1つ以上のアンテナ916、バス917、バッテリー918及び補助コントローラ919を備える。
図24は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置920の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置920は、プロセッサ921、メモリ922、GPS(Global Positioning System)モジュール924、センサ925、データインタフェース926、コンテンツプレーヤ927、記憶媒体インタフェース928、入力デバイス929、表示デバイス930、スピーカ931、無線通信インタフェース933、1つ以上のアンテナスイッチ936、1つ以上のアンテナ937及びバッテリー938を備える。
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、NR V2X通信において効率的にリソースのセンシングを行うことが可能な端末装置、及びその端末装置と無線通信を行う基地局装置が提供される。
(1)
基地局装置から、他装置同士のサイドリンク通信を制御するためのマスタとして動作するための情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記マスタとして動作するための処理を実行する制御部と、
を備える、通信装置。
(2)
前記取得部は、前記マスタの動作レベルとして複数の動作レベルの中のいずれかの動作レベルとして動作するための情報を取得する、前記(1)に記載の通信装置。
(3)
前記マスタの動作レベルは、サイドリンク通信のための情報を収集して前記他装置と共有する第1のレベル、前記他装置のサイドリンク通信の動作を制約する第2のレベル、前記他装置のサイドリンク通信の動作を制御する第3のレベルを少なくとも有する、前記(2)に記載の通信装置。
(4)
前記第1のレベルで動作する場合、前記制御部は、サイドリンク通信で使用されるリソースの使用状況に関する情報を前記他装置と共有する、前記(3)に記載の通信装置。
(5)
前記第1のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置と共有する情報のセンシングを実行する、前記(3)に記載の通信装置。
(6)
前記第1のレベルで動作する場合、前記取得部は、前記他装置と共有する情報を他の装置から取得する、前記(3)に記載の通信装置。
(7)
前記第2のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対してサイドリンク通信に関するパラメータを制約する、前記(3)に記載の通信装置。
(8)
前記第2のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対してセンシング領域を制約するための情報を提供する、前記(7)に記載の通信装置。
(9)
前記第3のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対してサイドリンク通信に関するパラメータを制御する、前記(3)に記載の通信装置。
(10)
前記第3のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対してサイドリンク通信のためのリソースのスケジュールを実行する、前記(9)に記載の通信装置。
(11)
通信装置が、他装置同士のサイドリンク通信を制御するためのマスタとして動作するための情報を設定する制御部と、
前記制御部が設定した情報を、前記通信装置を前記マスタとして動作させるために前記通信装置に送信する通信部と、
を備える、制御装置。
(12)
前記通信部は、前記マスタの動作レベルとして複数の動作レベルの中のいずれかの動作レベルとして動作するための情報を送信する、前記(11)に記載の制御装置。
(13)
前記マスタの動作レベルは、サイドリンク通信のための情報を収集して前記他装置と共有する第1のレベル、前記他装置のサイドリンク通信の動作を制約する第2のレベル、前記他装置のサイドリンク通信の動作を制御する第3のレベルを少なくとも有する、前記(12)に記載の制御装置。
(14)
前記制御部は、それぞれの動作レベルについて前記マスタが実行出来る動作を設定する、前記(12)または(13)に記載の制御装置。
(15)
前記通信部は、前記マスタとして動作させる前記通信装置がカバレッジ内にあれば、少なくとも前記動作レベルを前記通信装置に送信する、前記(12)~(14)のいずれかに記載の制御装置。
(16)
前記通信部は、前記通信装置が自装置に接続したタイミングでいずれかの動作レベルとして動作するための情報を送信する、前記(12)~(15)のいずれかに記載の制御装置。
(17)
前記制御部は、前記マスタとして動作させる前記通信装置の位置情報に基づいて、該通信装置の前記動作レベルを決定する、前記(12)~(16)のいずれかに記載の制御装置。
(18)
他装置とのサイドリンク通信を制御するためのマスタとして動作する通信装置から前記サイドリンク通信に関する情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記サイドリンク通信に関する処理を実行する制御部と、
を備える、通信装置。
(19)
前記制御部は、前記サイドリンク通信に関する情報の取得に先立って、前記マスタとして動作する通信装置を発見するための処理を実行する、前記(18)に記載の通信装置。
(20)
前記制御部は、前記通信装置から共有された情報を用いて前記サイドリンク通信を実行する、前記(18)または(19)に記載の通信装置。
(21)
前記制御部は、前記通信装置によって制約された情報に基づいて前記サイドリンク通信を実行する、前記(18)~(20)のいずれかに記載の通信装置。
(22)
前記制御部は、前記通信装置によって制約されたサイドリンク通信に関するパラメータに基づいて前記サイドリンク通信を実行する、前記(21)に記載の通信装置。
(23)
前記制御部は、前記通信装置によって制御された情報に基づいて前記サイドリンク通信を実行する、前記(18)~(20)のいずれかに記載の通信装置。
(24)
前記制御部は、前記通信装置によって制御された前記サイドリンク通信のためのリソースのスケジュールに基づいて前記サイドリンク通信を実行する、前記(23)に記載の通信装置。
(25)
基地局装置から、他装置同士のサイドリンク通信を制御するためのマスタとして動作する第1の通信装置と、
前記第1の通信装置から前記サイドリンク通信が制御されるスレーブとして動作する第2の通信装置と、
を備え、
前記第1の通信装置は、
基地局装置から、前記マスタとして動作するための情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記マスタとして動作するための処理を実行する制御部と、
を備え、
前記第2の通信装置は、
前記マスタとして動作する前記第1の通信装置から前記サイドリンク通信に関する情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記サイドリンク通信に関する処理を実行する制御部と、
を備える、通信システム。
100 基地局
110 アンテナ部
120 無線通信部
130 ネットワーク通信部
140 記憶部
150 制御部
151 通信制御部
153 情報取得部
155 通知部
200 端末装置
210 アンテナ部
220 無線通信部
230 記憶部
240 制御部
241 通信制御部
243 情報取得部
247 通知部
Claims (16)
- 基地局装置のカバレッジ内にいる場合、前記基地局装置から、他装置同士のサイドリンク通信を制御するためのマスタとして動作する動作レベル、及び、前記動作レベルで実施できるオペレーションの内容を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記内容に基づいて、前記マスタとして動作するための処理を実行する制御部と、
を備え、
前記動作レベルは、複数の動作レベルの中から前記基地局装置によって設定され、
前記オペレーションは、前記基地局装置によって設定される、通信装置。 - 前記マスタの前記動作レベルは、前記サイドリンク通信のための情報を収集して前記他装置と共有する第1のレベル、前記他装置の前記サイドリンク通信の動作を制約する第2のレベル、前記他装置の前記サイドリンク通信の動作を制御する第3のレベルを少なくとも有する、請求項1に記載の通信装置。
- 前記第1のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記サイドリンク通信で使用されるリソースの使用状況に関する情報を前記他装置と共有する、請求項2に記載の通信装置。
- 前記第1のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置と共有する情報のセンシングを実行する、請求項2に記載の通信装置。
- 前記第2のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対して前記サイドリンク通信に関するパラメータを制約する、請求項2に記載の通信装置。
- 前記第2のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対してセンシング領域を制約するための情報を提供する、請求項5に記載の通信装置。
- 前記第3のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対して前記サイドリンク通信に関するパラメータを制御する、請求項2に記載の通信装置。
- 前記第3のレベルで動作する場合、前記制御部は、前記他装置に対して前記サイドリンク通信のためのリソースのスケジュールを実行する、請求項7に記載の通信装置。
- 通信装置が、他装置同士のサイドリンク通信を制御するためのマスタとして動作するための動作レベル、及び、前記動作レベルで実施できるオペレーションを設定する制御部と、
前記制御部が設定した前記動作レベル、及び、前記動作レベルで実施できるオペレーションの内容を、カバレッジ内にいる前記通信装置に送信する通信部と、
を備える、制御装置。 - 前記マスタの前記動作レベルは、前記サイドリンク通信のための情報を収集して前記他装置と共有する第1のレベル、前記他装置の前記サイドリンク通信の動作を制約する第2のレベル、前記他装置の前記サイドリンク通信の動作を制御する第3のレベルを少なくとも有する、請求項9に記載の制御装置。
- 前記通信部は、前記通信装置が自装置に接続したタイミングでいずれかの動作レベルとして動作するための情報を送信する、請求項9に記載の制御装置。
- 前記制御部は、前記マスタとして動作させる前記通信装置の位置情報に基づいて、該通信装置の前記動作レベルを決定する、請求項9に記載の制御装置。
- 他装置とのサイドリンク通信を制御するためのマスタとして動作するための動作レベル、及び、前記動作レベルで実施できるオペレーションの内容を、基地局装置のカバレッジ内にいる場合、当該基地局装置から取得して、前記マスタとして動作するマスタ通信装置から前記サイドリンク通信に関する情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した情報に基づいて、前記サイドリンク通信に関する処理を実行する制御部と、
を備え、
前記動作レベルは、複数の動作レベルの中から前記基地局装置によって設定され、
前記オペレーションは、前記基地局装置によって設定される、通信装置。 - 前記制御部は、前記サイドリンク通信に関する情報の取得に先立って、前記マスタ通信装置を発見するための処理を実行する、請求項13に記載の通信装置。
- 前記制御部は、前記マスタ通信装置から共有された情報を用いて前記サイドリンク通信を実行する、請求項13に記載の通信装置。
- 前記制御部は、前記マスタ通信装置によって制約された情報に基づいて前記サイドリンク通信を実行する、請求項13に記載の通信装置。
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