JP7536206B1 - Apparatus, MEC device and system for wireless power supply - Google Patents
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Abstract
【課題】無線給電可能な対象装置の低消費電力化を図るとともに対象装置についての認証を行うことができるシステムを提供する。【解決手段】システムは、無線給電可能な一又は複数の対象装置と基地局とMEC装置とを備える。対象装置は、当該対象装置を識別可能な固有識別情報が格納されたIC装置を有し、IC装置に格納されている固有識別情報を、基地局を介してMEC装置に送信する。MEC装置は、無線給電可能な複数の対象装置のそれぞれについての認証に用いる複数の固有識別情報を記憶し、基地局を介して対象装置から固有識別情報を受信し、受信した固有識別情報と記憶されている固有識別情報とに基づいて対象装置についての認証を行う。【選択図】図5[Problem] To provide a system that can reduce power consumption of a target device capable of being wirelessly powered and can authenticate the target device. [Solution] The system includes one or more target devices capable of being wirelessly powered, a base station, and an MEC device. The target device has an IC device in which unique identification information capable of identifying the target device is stored, and transmits the unique identification information stored in the IC device to the MEC device via the base station. The MEC device stores multiple pieces of unique identification information used for authenticating each of multiple target devices capable of being wirelessly powered, receives unique identification information from the target device via the base station, and authenticates the target device based on the received unique identification information and the stored unique identification information. [Selected Figure] Figure 5
Description
本発明は、無線給電可能な端末装置等の対象装置についての認証に関する。 The present invention relates to authentication of target devices such as terminal devices capable of wireless power supply.
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(通信中継装置)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)。 Conventionally, a communication system is known in which communication is performed between a base station (communication relay device) and a terminal device using at least some of multiple radio resources set in a radio frame (see, for example, Patent Document 1).
従来の通信システムの基地局や無線LANアクセスポイント装置等の通信中継装置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。このように基地局などの通信中継装置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。 In conventional communication systems, terminal devices that communicate by connecting to communication relay devices such as base stations and wireless LAN access point devices include portable terminal devices that mainly use power supplied from an internal battery. These terminal devices require the cumbersome task of charging the internal battery when the remaining charge in the internal battery becomes low. Furthermore, terminal devices that use power supplied from a wired power line rather than from an internal battery are limited to use in locations where such a power line is available. As such, there is no power supply infrastructure in place that can supply power to various terminal devices that communicate by connecting to communication relay devices such as base stations.
特に、第5世代及びその後の次世代の通信システムでは、基地局や無線LANアクセスポイント装置等の通信中継装置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。 In particular, in fifth-generation and subsequent next-generation communication systems, a rapid increase in terminal devices (e.g., user devices, IoT devices, etc.) that communicate by connecting to communication relay devices such as base stations and wireless LAN access point devices is expected, and progress is being made in developing a communication infrastructure that can handle the huge amount of traffic. However, a power supply infrastructure capable of supplying power to the huge number of terminal devices that will be performing the above-mentioned communication remains underdeveloped.
上記給電インフラの一つとして、端末装置等の対象装置の方向に指向性を有する電磁波のビームを介して対象装置に給電する無線電力伝送システムが検討されている。この無線電力伝送システムでは、無線給電可能な対象装置の低消費電力化を図るとともに対象装置についての認証を行いたい、という課題がある。 As one type of power supply infrastructure, a wireless power transmission system is being considered that supplies power to a target device, such as a terminal device, via an electromagnetic wave beam that has directionality in the direction of the target device. This wireless power transmission system has the problem of reducing the power consumption of the target device that can be wirelessly powered, and of authenticating the target device.
本発明の一態様に係るシステムは無線給電を行うシステムである。このシステムは、無線給電可能な一又は複数の対象装置と、前記対象装置との通信及び前記対象装置への無線給電が可能な基地局と、前記基地局を介して前記対象装置と通信可能なMEC装置と、を備える。前記対象装置は、当該対象装置を識別可能な固有識別情報が格納されたIC装置を有し、前記IC装置に格納されている前記固有識別情報を、前記基地局を介して前記MEC装置に送信する。前記MEC装置は、無線給電可能な複数の対象装置のそれぞれを識別可能な複数の固有識別情報を記憶し、前記基地局を介して前記対象装置から前記固有識別情報を受信し、前記対象装置から受信した固有識別情報と前記記憶されている固有識別情報とに基づいて、前記対象装置についての認証を行う。 A system according to one aspect of the present invention is a system for wireless power supply. The system includes one or more target devices capable of wireless power supply, a base station capable of communicating with the target devices and supplying power wirelessly to the target devices, and an MEC device capable of communicating with the target devices via the base station. The target devices have an IC device in which unique identification information capable of identifying the target devices is stored, and the unique identification information stored in the IC device is transmitted to the MEC device via the base station. The MEC device stores multiple unique identification information capable of identifying each of multiple target devices capable of wireless power supply, receives the unique identification information from the target devices via the base station, and performs authentication of the target devices based on the unique identification information received from the target devices and the stored unique identification information.
前記システムにおいて、前記MEC装置は、前記複数の対象装置について、前記対象装置に関する情報及び前記対象装置の利用者に関する情報の少なくとも一方と前記固有識別情報とを含む対象関連情報を取得し、前記認証に成功した特定の対象装置について、前記対象関連情報に基づき、前記基地局アンテナでビームを形成して前記複数の対象装置に無線給電するための給電制御情報を生成し、前記給電制御情報を前記基地局に送信してもよい。前記基地局は、前記MEC装置から前記給電制御情報を受信し、前記給電制御情報に基づいて、前記ビームを形成し、前記ビームを介して前記特定の対象装置に無線電力伝送用の送信信号を送信してもよい。 In the system, the MEC device may acquire target-related information for the multiple target devices, the target device including at least one of information about the target device and information about the user of the target device, and the unique identification information, and for a specific target device that has been successfully authenticated, generate power supply control information for forming a beam with the base station antenna and wirelessly supplying power to the multiple target devices based on the target-related information, and transmit the power supply control information to the base station. The base station may receive the power supply control information from the MEC device, form the beam based on the power supply control information, and transmit a transmission signal for wireless power transmission to the specific target device via the beam.
前記システムにおいて、前記対象関連情報は、前記複数の対象装置それぞれのステータス情報及び前記複数の対象装置の利用者それぞれのステータス情報の少なくとも一方のステータス情報を含み、前記給電制御情報は、前記ビームの方向を指示するビーム方向指示情報を含んでもよい。 In the system, the target-related information may include at least one of status information for each of the plurality of target devices and status information for each user of the plurality of target devices, and the power supply control information may include beam direction indication information that indicates the direction of the beam.
前記システムにおいて、前記認証に成功した前記特定の対象装置が複数の対象装置であり、前記ビーム方向指示情報は、前記複数の対象装置の位置と前記複数の対象装置に対する無線給電の優先度とを識別可能な優先度ヒートマップを含んでもよい。ここで、前記MEC装置は、前記対象関連情報に基づいて、前記複数の対象装置それぞれに対して又は前記複数の対象装置の利用者それぞれに対してウェイトを付与し、前記複数の対象装置それぞれの位置情報と、前記複数の対象装置それぞれに又は前記複数の利用者それぞれに付与されたウェイトの情報とに基づいて、前記優先度ヒートマップを作成してもよい。 In the system, the specific target device that has been successfully authenticated may be a plurality of target devices, and the beam direction instruction information may include a priority heat map capable of identifying the positions of the plurality of target devices and the priority of wireless power supply to the plurality of target devices. Here, the MEC device may assign a weight to each of the plurality of target devices or each of the users of the plurality of target devices based on the target-related information, and create the priority heat map based on the position information of each of the plurality of target devices and information on the weight assigned to each of the plurality of target devices or each of the plurality of users.
前記システムにおいて、前記対象関連情報は、前記複数の対象装置それぞれに対して又は前記複数の対象装置の利用者それぞれに対して発行された給電サービス利用のための複数のトークンの情報と、前記複数の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報と、前記複数の対象装置それぞれの位置情報と、を含んでもよい。ここで、前記MEC装置は、前記複数のトークンの情報と、前記複数の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報とに基づいて、前記ウェイトを付与してもよい。 In the system, the target-related information may include information on a plurality of tokens issued to each of the plurality of target devices or to each of the users of the plurality of target devices for use in a power supply service, information on the remaining battery capacity of each of the plurality of target devices, and location information of each of the plurality of target devices. Here, the MEC device may assign the weight based on the information on the plurality of tokens and the information on the remaining battery capacity of each of the plurality of target devices.
前記システムにおいて、前記MEC装置を複数備え、前記複数のMEC装置はそれぞれ、前記MEC装置に対応する前記基地局から前記対象装置への無線給電の利用履歴情報を、ブロックチェーンネットワークシステムに構築されている分散台帳又は移動通信網のコアネットワーク若しくは外部のネットワークに設けられているサーバに転送して記録してもよい。 The system may include a plurality of the MEC devices, and each of the plurality of MEC devices may transfer and record usage history information of wireless power supply from the base station corresponding to the MEC device to the target device in a distributed ledger constructed in a blockchain network system or in a server provided in a core network of a mobile communication network or an external network.
前記システムにおいて、前記基地局及び前記MEC装置を複数組備え、前記複数のMEC装置が接続されたブロックチェーンネットワークシステムが構築され、前記複数のMEC装置の計算機領域を利用して前記ブロックチェーンネットワークシステムに分散台帳が構築されていてもよい。 In the system, a blockchain network system may be constructed that includes multiple sets of the base station and the MEC device, and the multiple MEC devices are connected, and a distributed ledger may be constructed in the blockchain network system using the computing areas of the multiple MEC devices.
本発明の他の態様に係る無線給電可能な対象装置は、当該対象装置を識別可能な固有識別情報が格納されたIC装置と、前記IC装置に格納されている前記固有識別情報を、基地局を介してMEC装置に送信する手段と、を備える。 A target device capable of being wirelessly powered according to another aspect of the present invention includes an IC device that stores unique identification information that can identify the target device, and a means for transmitting the unique identification information stored in the IC device to an MEC device via a base station.
本発明の更に他の態様に係るMEC装置は、基地局を介して、無線給電可能な一又は複数の対象装置と通信可能なMEC装置である。このMEC装置は、無線給電可能な複数の対象装置のそれぞれを識別可能な複数の固有識別情報を記憶する手段と、前記対象装置が有するIC装置に格納されている固有識別情報を、前記基地局を介して前記対象装置から受信する手段と、前記対象装置から受信した固有識別情報と前記記憶されている固有識別情報とに基づいて、前記対象装置についての認証を行う手段と、を備える。 An MEC device according to yet another aspect of the present invention is an MEC device capable of communicating with one or more target devices capable of being wirelessly powered via a base station. This MEC device includes a means for storing multiple pieces of unique identification information capable of identifying each of multiple target devices capable of being wirelessly powered, a means for receiving the unique identification information stored in an IC device possessed by the target device from the target device via the base station, and a means for authenticating the target device based on the unique identification information received from the target device and the stored unique identification information.
前記MEC装置において、前記複数の対象装置について、前記対象装置に関する情報及び前記対象装置の利用者に関する情報の少なくとも一方と前記固有識別情報とを含む対象関連情報を取得する手段と、前記認証に成功した特定の対象装置について、前記対象関連情報に基づき、前記基地局アンテナでビームを形成して前記複数の対象装置に無線給電するための給電制御情報を生成する手段と、前記給電制御情報を前記基地局に送信する手段と、を備えてもよい。 The MEC device may include a means for acquiring target-related information for the plurality of target devices, the target device including at least one of information about the target device and information about the user of the target device, and the unique identification information; a means for generating power supply control information for a specific target device that has been successfully authenticated based on the target-related information, for forming a beam in the base station antenna and wirelessly supplying power to the plurality of target devices, and a means for transmitting the power supply control information to the base station.
前記MEC装置において、前記対象関連情報は、前記複数の対象装置それぞれのステータス情報及び前記複数の対象装置の利用者それぞれのステータス情報の少なくとも一方のステータス情報を含み、前記給電制御情報は、前記ビームの方向を指示するビーム方向指示情報を含んでもよい。 In the MEC device, the target-related information may include at least one of status information for each of the plurality of target devices and status information for each user of the plurality of target devices, and the power supply control information may include beam direction indication information that indicates the direction of the beam.
前記MEC装置において、前記認証に成功した前記特定の対象装置が複数の対象装置であり、前記ビーム方向指示情報は、前記複数の対象装置の位置と前記複数の対象装置に対する無線給電の優先度とを識別可能な優先度ヒートマップを含み、当該MEC装置は、前記対象関連情報に基づいて、前記複数の特定の対象装置それぞれに対して又は前記複数の特定の対象装置の利用者それぞれに対してウェイトを付与する手段と、前記複数の特定の対象装置それぞれの位置情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれに又は前記複数の利用者それぞれに付与されたウェイトの情報と、に基づいて、前記優先度ヒートマップを作成する手段と、を備えてもよい。 In the MEC device, the specific target device that has been successfully authenticated may be a plurality of target devices, the beam direction instruction information may include a priority heat map that can identify the positions of the plurality of target devices and the priority of wireless power supply to the plurality of target devices, and the MEC device may include a means for assigning a weight to each of the plurality of specific target devices or each user of the plurality of specific target devices based on the target related information, and a means for creating the priority heat map based on position information of each of the plurality of specific target devices and information on the weight assigned to each of the plurality of specific target devices or each of the plurality of users.
前記MEC装置において、前記対象関連情報は、前記複数の特定の対象装置それぞれに対して又は前記複数の特定の対象装置の利用者それぞれに対して発行された給電サービス利用のための複数のトークンの情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれの位置情報と、を含み、当該MEC装置は、前記複数のトークンの情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報とに基づいて、前記ウェイトを付与する手段を、備えてもよい。 In the MEC device, the target-related information includes information on a plurality of tokens issued to each of the plurality of specific target devices or to each user of the plurality of specific target devices for use in a power supply service, information on the remaining battery charge of each of the plurality of specific target devices, and location information of each of the plurality of specific target devices, and the MEC device may include a means for assigning the weight based on the information on the plurality of tokens and the information on the remaining battery charge of each of the plurality of specific target devices.
前記MEC装置において、当該MEC装置に対応する前記基地局から前記複数の対象装置への無線給電の利用履歴情報を、ブロックチェーンネットワークシステムに構築されている分散台帳又は移動通信網のコアネットワーク若しくは外部のネットワークに設けられているサーバに転送して記録する手段を備えてもよい。 The MEC device may include a means for transferring and recording usage history information of wireless power supply from the base station corresponding to the MEC device to the multiple target devices to a distributed ledger constructed in a blockchain network system or a server provided in a core network of a mobile communication network or an external network.
前記MEC装置において、当該MEC装置の計算機領域は、複数のMEC装置が接続されたブロックチェーンネットワークシステムにおける分散台帳の構築に利用されていてもよい。 In the MEC device, the computing area of the MEC device may be used to build a distributed ledger in a blockchain network system to which multiple MEC devices are connected.
前記給電制御情報(ビーム方向指示情報)の生成、前記ウェイトの付与及び前記優先度ヒートマップの作成に用いるプログラムは、機械学習によって作成された学習済モデルであってもよい。 The program used to generate the power supply control information (beam direction instruction information), assign the weights, and create the priority heat map may be a trained model created by machine learning.
本発明によれば、無線給電可能な対象装置の低消費電力化を図るとともに対象装置についての認証を行うことができる。 The present invention makes it possible to reduce the power consumption of a target device that can be wirelessly powered and to authenticate the target device.
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、ブロックチェーンネット(BCN)ワークシステム又はサーバと、対象装置(例えばIoT端末、IoTタグ)と通信可能な移動通信網の基地局と、MEC装置とが連携して、複数の対象装置(例えばIoT端末)のそれぞれに対して効果的に給電することができる無線電力伝送システムである。また、本実施形態のシステムでは、複数の対象装置のそれぞれに無線電力伝送用のビーム(以下「WPTビーム」ともいう。)を向けて基地局から各対象装置に効果的に給電することができる。また、本実施形態のシステムでは、MEC装置で自律分散制御することにより、複数の対象装置への給電をリアルタイムに低遅延で行うことができる給電サービスを実現することができる。更に、本実施形態のシステムでは、MEC装置で自律分散制御することにより、複数の対象装置に対して自律的に給電可能な複数の基地局を分散配置した自立分散型の基地局を提供することができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The system according to the embodiment described in this specification is a wireless power transmission system in which a blockchain network (BCN) system or server, a base station of a mobile communication network capable of communicating with a target device (e.g., an IoT terminal, an IoT tag), and an MEC device cooperate to effectively supply power to each of a plurality of target devices (e.g., an IoT terminal). In addition, in the system of this embodiment, a beam for wireless power transmission (hereinafter also referred to as a "WPT beam") is directed to each of the plurality of target devices, and power can be effectively supplied from the base station to each of the target devices. In addition, in the system of this embodiment, a power supply service in which power can be supplied to a plurality of target devices in real time with low latency can be realized by performing autonomous distributed control with the MEC device. Furthermore, in the system of this embodiment, an autonomous distributed base station in which a plurality of base stations capable of autonomously supplying power to a plurality of target devices are distributed can be provided by performing autonomous distributed control with the MEC device.
特に、実施形態に係るシステムは、無線給電による給電サービスの利用が許可された対象装置30を識別可能な固有識別情報(固有ID)が格納されたIC装置(認証IC)350を当該対象装置30に搭載し、外部装置(外部リソース)であるMEC装置20が基地局10を介して対象装置30から受信した固有識別情報(固有ID)に基づいて対象装置30の認証を行うことにより、対象装置30の低消費電力化を図るとともに対象装置30についての認証を行うことができる認証システムとしても機能する。
In particular, the system according to the embodiment is provided with an IC device (authentication IC) 350 in which unique identification information (unique ID) capable of identifying a
図1は、本実施形態に係るシステムの全体の概略構成の一例を示す説明図である。図2は、同システムの端末認証及び基地局アンテナ制御において送受信される各種情報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、MEC装置20と、を有する。本実施形態に係るシステムは、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と無線通信可能な対象装置30を更に有してもよい。
Figure 1 is an explanatory diagram showing an example of the overall schematic configuration of a system according to this embodiment. Figure 2 is an explanatory diagram showing an example of various information transmitted and received in terminal authentication and base station antenna control of the system. The system according to this embodiment has a
なお、図1、図2及び後述の図の例におけるシステムでは、基地局10の通信エリア(セル)10Aに6台の対象装置30(1)~30(3)、30(n)~30(n+2)が在圏しているが、対象装置30の数は1台~5台であってもよいし、7台以上であってもよい。複数の対象装置を互いに区別する場合は、対象装置30(1)~30(3)のように識別番号を付し、単数の対象装置について説明する場合又は複数の対象装置に共通する事項について説明する場合は、識別番号を付さないで説明する。
In the system shown in the examples of Figures 1, 2, and the figures described below, six target devices 30(1)-30(3), 30(n)-30(n+2) are present in the communication area (cell) 10A of the
基地局10は、例えば、現在の移動通信で運用されている第5世代などの移動通信システムの標準規格又はそれ以降の世代(例えばB5G(Beyond 5G)又は6G)の移動通信システムの標準規格に準拠した基地局(例えば、eNodeB、gNodeB)である。基地局10は、対象装置30との間でDL(下りリンク)及びUL(上りリンク)の通信を行う機能のほか、対象装置30に対するWPTの無線送電装置としての機能も有するので、以下の実施形態の説明においては、「WPT・モバイル通信基地局」ともいう。基地局10と対象装置30との間の通信及び基地局10から対象装置30へのWPTの無線媒体は、例えば、マイクロ波又はミリ波の電波である。
The
基地局10は、無線電力伝送(WPT)に用いることができる基地局アンテナ110を備える。例えば、基地局アンテナ110は、2次元配置又は3次元配置された複数のアンテナ素子を有する大開口(例えば数10cm×数10cmのサイズ)のアンテナ(レクテナアレイ)である。無線電力伝送(WPT)を行っているとき、基地局アンテナ(アレーアンテナ)110の複数のアンテナ素子それぞれの単体での送信電力は、例えば、数100μW~数10mWである。
The
なお、基地局アンテナ110は、単一のアンテナで構成してもよいし、複数のアンテナで構成してもよい。また、基地局アンテナ110は、対象装置30との間のデータ伝送と対象装置30への無線電力伝送(WPT)とに共用してもよいし、対象装置30との間のデータ伝送に用いられる通信用アンテナと対象装置30への無線電力伝送(WPT)に用いられるWPT用アンテナとを別々に設けて構成してもよい。
The
基地局アンテナ(アレーアンテナ)110は、マイクロ波又はミリ波の電波を介して複数の対象装置30との間でmassive MIMO(mMIMO)伝送方式の通信を行うアンテナ装置として兼用してもよい。
The base station antenna (array antenna) 110 may also be used as an antenna device that communicates with
基地局10の通信エリア(セル)10Aの全部又は一部は、基地局10から対象装置30に向けてビームフォーミングで形成したフォーカス・ビーム10Bを介して給電可能な無線電力伝送エリア(以下「WPTエリア」という。)になっている。基地局10から10m程度離れた位置にある対象装置30に向けて送信された給電用の電波がミリ波の場合は、WPTエリアにおける電界は、遠方界ではなく近傍界になっている。
All or part of the communication area (cell) 10A of the
基地局10は、対象装置30との間のUL通信により、対象装置30に関する対象関連情報を対象装置30から受信してMEC装置20に転送する。図1及び図2に示すように通信エリア(セル)10Aに複数の対象装置30(1)~30(3)、30(n)~30(n+2)が在圏する場合は、基地局10は、複数の対象装置30(1)~30(3)、30(n)~30(n+2)それぞれとの間のUL通信により、各対象装置30に関する対象関連情報を対象装置30から受信してMEC装置20に転送する。
The
前記対象関連情報は、例えば、対象装置30のステータス情報及び対象装置30を所有する利用者のステータス情報の少なくとも一方を含む情報(以下、「端末/ユーザステータス情報」ともいう。)と、対象装置30を識別可能な固有識別情報(以下「固有ID」又は「端末固有ID」ともいう。)と、を含む。対象装置30のステータス情報は、対象装置30の位置情報、対象装置30が有する充電可能なバッテリ(電池)の残量の情報、対象装置30に対して発行されているトークンの数などの情報である。利用者のステータス情報は、当該利用者に対して発行されているトークンの数などの情報である。
The target-related information includes, for example, information including at least one of the status information of the
前記トークンは、対象装置30に対して又は対象装置30の利用者それぞれに対して発行されたWPT給電サービス利用のためのトークンである。前記トークンは、WPT給電サービス利用に対する利用料金の課金要素(課金対象)として利用することができる。前記トークンは、ブロックチェーン上の代替不可能なデジタルデータであるNFT(非代替性トークン)であってもよい。
The token is a token issued to the
対象装置30についての認証は、例えば、固有IDを受信した対象装置30が、無線給電が許可された装置としてMEC装置20に予め登録されている端末装置であるか否かを確認する認証(端末認証)である。また、対象装置30についての認証は、固有IDを受信した対象装置30が、無線給電が許可された利用者、管理者又はオペレータに対応する装置としてMEC装置20に予め登録されている装置であるか否かを確認する認証(利用者認証、管理者認証又はオペレータ認証)であってもよい。
The authentication of the
前記固有IDは、対象装置30に搭載されたIC装置(以下「認証IC」ともいう。)から読み出され、対象装置30のUL通信により基地局10を介してMEC装置20に送信することができる。固有IDは、対象装置30に搭載可能な複数の認証ICのそれぞれに予め格納された、認証ICごとに異なる固有の識別情報である。固有IDが格納された認証ICを対象装置30に組み込むことにより、当該固有IDを、対象装置ごとに異なる固有の識別情報として用いることができる。
The unique ID can be read from an IC device (hereinafter also referred to as "authentication IC") mounted on the
基地局10は、基地局10の周辺に位置する対象装置30との間で近距離通信により信号を送受信し、対象装置30の方向及び対象装置30と基地局10との間の距離を測定して対象装置30の位置を特定することにより、対象装置30の位置情報を取得してもよい。近距離通信の無線通信方式は、例えば、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)通信方式、又は、無線媒体としてUWB(超広帯域)無線の電波を用いる通信方式である。UWB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。また、対象装置30の方向及び対象装置30と基地局10との間の距離の測定には、電波の受信角度(AoA:Angle of Arrival)検知方式、TDOA(Time Difference Of Arrival)方式等を用いてもよい。
The
前記対象装置30の位置は、基地局10に設けた単一又は複数のカメラ(撮像手段)により基地局10の周辺を撮影し、その撮影した画像を解析することによって特定してもよい。例えば、基地局10で撮影した画像上で対象装置30の方向の角度(所定基準方向からの角度)及び対象装置30までの距離を推定し、その推定結果に基づいて対象装置30の位置を特定してもよい。
The position of the
基地局10は、対象装置30の周辺における既知の位置座標に設置され基地局10と通信可能な固定端末装置(例えば、IoT端末又はIoTデバイス)を介して対象装置30の位置情報を取得してもよい。固定端末装置は、例えば、固定端末装置の周辺に位置する対象装置30との間で近距離通信により信号を送受信し、対象装置30の方向及び対象装置30と基地局10との間の距離を測定して対象装置30の位置を特定する。固定端末装置は、対象装置30の位置情報を基地局10に送信する。
The
前記固定端末装置は、移動通信の第1の無線通信方式によって基地局10との間で無線通信する第1の通信機能と、第2の無線通信方式によって対象装置30との間で無線通信する第2の通信機能と、を有する。第2の無線通信方式は、前記BLE通信方式又は前記無線媒体としてUWB(超広帯域)無線の電波を用いる通信方式等の近距離通信方式である。固定端末装置としてのIoT端末又はIoTデバイスは、例えば、固定センサ(例えば、温湿度センサ、照度センサ、人感センサなど)である。固定端末装置は、例えば、通信エリア(セル)10A内又はその近傍のエリアに固定配置された無線接続(例えば無線LAN接続)の固定アクセスポイント装置、又は、対象装置(子機)30に対する親機としての機能を有する移動通信の移動局としてのスマートフォンなどの端末装置(UE)であってもよい。
The fixed terminal device has a first communication function for wirelessly communicating with the
前記固定端末装置の位置は、基地局10に設けた単一又は複数のカメラ(撮像手段)により基地局10の周辺を撮影し、その撮影した画像を解析することによって特定してもよい。例えば、基地局10で撮影した画像上で固定端末装置の方向の角度(所定基準方向からの角度)及び固定端末装置までの距離を推定し、その推定結果に基づいて固定端末装置の位置を特定してもよい。
The position of the fixed terminal device may be identified by capturing an image of the periphery of the
MEC装置20は、基地局10に近い場所に計算機リソースを配置して各種サービスの処理を実施するMEC(「マルチアクセス・エッジ・コンピューティング」又は「モバイル・エッジ・コンピューティング」の略)の機能を有するサーバ(以下、略して「MEC」ともいう。)である。MEC装置20は、例えば、移動通信網のコアネットワーク40内のノード又はコアネットワーク40と基地局10との間の経路のノードに接続される。図1の例では、MEC装置20は、コアネットワーク40の基地局側に位置するUPF(User Plane Function)401に接続されている。UPF401はユーザーデータパケットの転送を行うU-planeのノードである。なお、MEC装置20は、単一の基地局に、又は、複数の基地局のそれぞれに設けてもよい。
The
MEC装置20は、基地局10から無線電力伝送可能な(無線給電可能な)対象装置30についての認証及びステータス管理を行う機能を有する。例えば、MEC装置20は、無線給電可能な複数の対象装置30についての認証に用いられる複数の固有IDを予め記憶し、基地局10を介して対象装置30から固有IDを受信し、対象装置30から受信した固有IDとMEC装置20に予め記憶されている固有IDとに基づいて、対象装置30についての認証を行う機能(手段)を有する。
The
MEC装置20は、例えば、基地局10から無線電力伝送可能な(給電可能な)対象装置30についての認証及びステータス管理を仮想的に行う機能(例えば、仮想端末管理マシンとしての機能)を有してもよい。
The
また、MEC装置20は、基地局10から対象装置への無線電力伝送によるWPT給電を制御するWPT制御の機能を有する。WPT制御には、例えば、WPT給電のターゲットの対象装置30に関する対象関連情報(例えば、端末/ユーザステータス情報)を取得して処理することと、WPT給電のターゲットの対象装置30を選択することと、WPT給電のスケジューリングを決定することが含まれる。
The
図1及び図2において、MEC装置20は、基地局10を介して、複数の対象装置30(1)~30(3)、30(n)~30(n+2)のそれぞれについて固有IDと端末/ユーザステータス情報とを含む対象関連情報を取得し、その対象関連情報に基づいて、各対象装置についての認証を行うとともに、基地局アンテナ110でビーム10B(1),10B(n)を形成し、認証に成功した複数の特定の対象装置30(1)~30(3)、30(n)~30(n+2)に無線給電するための給電制御情報を自律的に生成し、その給電制御情報を基地局10に送信する。給電制御情報は、例えば、ビーム10B(1),10B(n)の方向を指示するビーム方向指示情報(例えば、後述の優先度ヒートマップ)を含む。
In FIG. 1 and FIG. 2, the
基地局10は、MEC装置20から給電制御情報を受信し、その給電制御情報に基づいて、ビーム10B(1),10B(n)を形成するWPTビームフォーミングを行い、そのビーム10B(1),10B(n)を介して上記複数の特定の対象装置30(1)~30(3)、30(n)~30(n+2)に無線電力伝送用の送信信号を送信する。
The
図1及び図2のシステムにおいて、複数の対象装置30の位置情報に基づいて、位置が互いに近い複数の対象装置をそれぞれ含むユーザ群である複数のグループG(1),G(n)が構成され、グループG毎にビーム10Bを形成するように基地局10の基地局アンテナ110が制御される。例えば、図1及び図2において、互いに近くに位置する複数の対象装置30(1)、30(2)、30(3)を含むように第1番目のグループG(1)が構成され、基地局10は、グループG(1)のエリアに向けて第1のビーム10B(1)を形成する。また、互いに近くに位置する複数の対象装置30(n)、30(n+1)、30(n+2)を含むように第n番目のグループG(n)が構成され、基地局10は、グループG(n)のエリアに向けて第n番目のビーム10B(n)を形成する。
In the system of FIG. 1 and FIG. 2, multiple groups G(1), G(n) are formed based on the location information of
また、図1及び図2のシステムにおいて、複数のMEC装置20が接続可能なブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50を備え、複数のMEC装置20の計算機領域を利用してBCNシステム50に分散台帳が構築されてもよい。
The systems of Figures 1 and 2 may also include a blockchain network (BCN)
ここで、分散台帳は、ブロックチェーンネットワーク(BCN)を構成する複数のノードが同一のデータベースを保持するように構成された分散型の台帳である。特に、BCNシステム50に構築される分散台帳は、所定のアルゴリズムに従い、任意のトランザクションおよびその集合体であるブロックの順序が決定され、BCNのノードである各MEC装置が正しいと認めた分散型の台帳である。BCNの分散台帳は、前記ブロックがハッシュによってリンクされ、トランザクションの記録がすべてそのまま残るため、改ざん耐性を備える。
The distributed ledger here is a distributed ledger configured so that multiple nodes constituting a blockchain network (BCN) maintain the same database. In particular, the distributed ledger constructed in the
複数のMEC装置20はそれぞれ、MEC装置20に対応する基地局10から複数の対象装置30への無線給電の利用履歴情報を、BCNシステム50に構築されている分散台帳に転送して記録することができる。利用履歴情報は、例えば表1に示すように、各ユーザのユーザ名と、各ユーザが所有するトークンの数、各ユーザが所有するIoT端末30の位置と、各ユーザが所有するIoT端末30が属するグループの識別番号とを含む。
なお、無線給電の利用履歴情報は、移動通信網のコアネットワーク40若しくは外部のネットワークに設けられている外部サーバに転送して記録してもよい。外部サーバは、単体のコンピュータ装置で構成されたサーバであってもよいし、ネットワークを介して互いに通信可能な複数のコンピュータ装置で構成されたクラウドサーバであってもよい。
The wireless power supply usage history information may be transferred to and recorded in an external server provided in the
対象装置30は、例えば、移動通信システムの移動局としての端末装置(以下「UE」(ユーザ装置)ともいう。)である。対象装置30は、基地局10と無線通信可能な通信装置(例えば移動通信モジュール)とセンサなどの各種デバイス(例えば、IoTデバイス、IoTタグなど)とを組み合わせたものであってもよい。
The
対象装置30は、GPS等のGNSS(全地球航法衛星システム)受信機を備え、その受信機の受信結果に基づいて、対象装置(自装置)30の位置(緯度、経度、高度)を特定してもよい。
The
対象装置30は、位置が既知の基地局10との間で前述のBLE通信方式又は無線媒体としてUWB(超広帯域)無線の電波を用いる通信方式等の近距離通信方式により信号を送受信し、基地局10の方向及び対象装置30と基地局10との間の距離を測定して対象装置(自装置)30の位置を特定してもよい。
The
対象装置30は、対象装置30の周辺における既知の位置座標に設置された固定端末装置(例えば、IoTデバイス)を介して対象装置(自装置)30の位置情報を特定してもよい。対象装置30は、例えば、対象装置30の周辺に位置する一又は複数の固定端末装置との間で近距離通信により信号を送受信し、固定端末装置の方向及び対象装置30と固定端末装置との間の距離を測定して対象装置(自装置)30の位置を特定する。
The
前記固定端末装置は、例えば、固定センサ(例えば、温湿度センサ、照度センサ、人感センサなど)などのIoTデバイス、固定アクセスポイント装置、又は、対象装置(子機)30に対する親機としての機能を有する移動通信の移動局としてのスマートフォンなどの端末装置(UE)であってもよい。 The fixed terminal device may be, for example, an IoT device such as a fixed sensor (e.g., a temperature and humidity sensor, an illuminance sensor, a human presence sensor, etc.), a fixed access point device, or a terminal device (UE) such as a smartphone that functions as a mobile station for mobile communications and has the function of a parent device for the target device (child device) 30.
対象装置30の位置は、対象装置(自装置)30に設けた単一又は複数のカメラ(撮像手段)により対象装置30の周辺を撮影し、その撮影した画像を解析することによって特定してもよい。例えば、対象装置30で撮影した画像上で基地局10の方向の角度(所定基準方向からの角度)及び基地局10までの距離を推定し、その推定結果に基づいて対象装置(自装置)30の位置を特定してもよい。また、対象装置30で撮影した画像上で前記固定端末装置の方向の角度(所定基準方向からの角度)及び前記固定端末装置までの距離を推定し、その推定結果に基づいて対象装置(自装置)30の位置を特定してもよい。
The position of the
以下の実施形態では、対象装置30が、基地局10を介してインターネットに接続可能な端末装置であるIoTデバイス(以下「IoT端末」ともいう。)である場合について説明する(後述の図6~図8においても同様)。
In the following embodiment, we will explain the case where the
図3は、実施形態に係るシステムにおける端末認証及び基地局アンテナ110の制御手順の一例を示す説明図である。図3に例示する基地局アンテナ110の制御手順S100は、固有ID及びステータス情報取得ステップS110と、ウェイト付与ステップS120と、優先度ヒートマップ作成ステップS130と、WPTビーム制御ステップS140とを含む。
Figure 3 is an explanatory diagram showing an example of terminal authentication and
固有ID及びステータス情報取得ステップS110において、WPT・モバイル通信基地局10は、ターゲットの通信エリア10Aに在圏する複数のIoT端末30を複数のグループ(ユーザ群)G(1),G(m),G(n)に分け、グループ毎に、IoT端末30の固有IDと、IoT端末30の位置情報を含む端末/ユーザステータス情報とを取得する。端末/ユーザステータス情報は、IoT端末30のバッテリ残量の情報と、IoT端末30を所有するユーザが有するトークンの数を含む。
In the unique ID and status information acquisition step S110, the WPT/mobile
図3の例では、各IoT端末30の位置情報として、地上の所定位置(例えば基地局10の位置)を原点とした2次元のxy座標系における座標(x1,y1),(x2,y2),(xn,yn),(xm,ym)を取得している。
In the example of Figure 3, the position information of each
なお、位置情報は、各IoT端末に組み込んだGPS等のGNSS(全地球航法衛星システム)受信機で受信された受信結果に基づいて測定(検出)された各IoT端末30の緯度、経度、高度の情報であってもよい。また、各IoT端末30の位置情報は、基地局10とIoT端末30との間の前述のUWB又はBLEの近距離通信を用いて取得した位置情報であってもよい。また、各IoT端末30の位置情報は、各IoT端末30に組み込まれたカメラ(撮像手段)で撮影した基地局10等を含む周囲の画像に基づいて、画像認識により取得してもよい。
The location information may be information on the latitude, longitude, and altitude of each
WPT・モバイル通信基地局10は、各IoT端末30との間の移動通信のUL通信により、各IoT端末30の固有IDと各IoT端末30の位置情報とを含む端末/ユーザステータス情報を各IoT端末30から受信し、MEC装置20に転送する。
The WPT/mobile
次に、ウェイト付与ステップS120において、MEC装置20は、各IoT端末30から受信した固有IDに基づいて各IoT端末30についての認証を行い、認証が成功した複数の特定のIoT端末30(MEC装置20に予め登録されているIoT端末30)に、ステータス情報(バッテリ残量、対応ユーザが所有するトークン数など)に応じたウェイトWを付与し、各IoT端末30の位置情報とウェイトWとの対応関係を示すウェイトリストLを作成する。ここで、ウェイトWは、IoT端末30へのWPT給電の優先度を示す指標値であり、ウェイトWの値が大きいほど、対応するIoT端末30へのWPT給電の優先度が高い。
Next, in the weighting step S120, the
次に、優先度ヒートマップ作成ステップS130において、MEC装置20は、各IoT端末の位置情報およびウェイトWの情報に基づき、優先度ヒートマップMを作成(生成)する。優先度ヒートマップMは、複数のIoT端末(対象装置)30の位置と複数のIoT端末30に対する無線給電の優先度とを識別可能なマップデータである。例えば、優先度ヒートマップMは、複数のグループG(1)、G(m)及びG(n)それぞれのIoT端末30の位置と、各基地局10がWPTビームを形成する給電ターゲットの優先度の分布とを示す2次元マップである。図示の優先度ヒートマップMの例では、各位置(x,y)の給電ターゲットの優先度f(x,y)を濃度の高低で示している。MEC装置20は、作成した優先度ヒートマップMをWPT・モバイル通信基地局10に送信する。
Next, in the priority heat map creation step S130, the
次に、WPTビーム制御ステップS140において、WPT・モバイル通信基地局10は、MEC装置から受信した優先度ヒートマップMに基づき、基地局アンテナ110の位相および振幅を制御することにより、WPTビーム10B(1)、10B(m)及び10B(n)の方向を制御する。
Next, in the WPT beam control step S140, the WPT/mobile
図4は、本実施形態に係るシステムにおける基地局アンテナ(WPTアンテナ)110の一例を示す説明図である。基地局アンテナ(WPTアンテナ)110は、所定の方向及び間隔で配置されたN個のアンテナ素子110E(1)~110E(N)を有する。前述のWPTビーム制御ステップS140では、基地局アンテナ110の各アンテナ素子110E(1)~110E(N)に供給される信号の振幅及び位相が制御される。
Figure 4 is an explanatory diagram showing an example of a base station antenna (WPT antenna) 110 in a system according to this embodiment. The base station antenna (WPT antenna) 110 has
基地局アンテナ(WPTアンテナ)110は、フェイズアレイアンテナ又は分散協調型アンテナにより構築される。フェイズアレイアンテナは、各アンテナ素子110E(1)~110E(N)に入力する信号の振幅及び位相の調整により任意の方向にビームステアリングするアンテナである。分散協調型アンテナは、各アンテナ素子110E(1)~110E(N)に入力する信号の振幅及び位相により任意のエリアにホットスポットを生成するアンテナである。
The base station antenna (WPT antenna) 110 is constructed using a phased array antenna or a distributed cooperative antenna. A phased array antenna is an antenna that steers beams in any direction by adjusting the amplitude and phase of the signal input to each
図5は、実施形態に係るシステムの端末認証、ウェイト付与及び優先度ヒートマップ作成の方法におけるブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50とMEC装置20と対象装置(IoT装置)30との間で送受信される情報の一例を示す説明図である。図5のウェイト付与及び優先度ヒートマップ作成の方法は、トークン付与ステップS210と、ユーザ固有リストの生成ステップS220と、固有ID及びバッテリ残量情報を含むステータス情報の転送ステップS230と、ウェイトリスト・優先度ヒートマップの生成ステップS240と、利用履歴情報(取引履歴情報)の転送・記録ステップS250とを含む。なお、図5の例では、MEC装置20に構築された仮想端末管理マシンにより、ユーザ固有リストの生成ステップS220と、固有ID及びステータス情報の転送ステップS230と、ウェイトリスト・優先度ヒートマップの生成ステップS240と、が実行される。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of information transmitted and received between a blockchain network (BCN)
トークン付与ステップS210において、ブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50は、複数のユーザ1~nのそれぞれに対してトークン(例えば、NFT)を発行し、コアネットワーク40のUPF401を介して各ユーザのIoT端末30(1),30(m),30(n)に配布する。トークン(例えば、NFT)は、例えば、ユーザ、IoT端末又はその両方のブロックチェーンネットワーク(BCN)システムへの寄与に応じて配布される。
In the token granting step S210, the blockchain network (BCN)
次に、ユーザ固有リストの生成ステップS220において、MEC装置20は、複数のユーザ1~nのそれぞれについてユーザ固有リストを生成する。ユーザ固有リストには、例えば表2に示すように、各ユーザについて、ユーザの無線給電が許可された複数のIoT端末のそれぞれについて、IoT端末の識別情報としての端末固有IDと、IoT端末に対して付与されたトークンの数と、IoT端末のバッテリ残量[%]の情報とが記録される。バッテリ残量の情報は、次のステップS230でステータス情報を取得したタイミングで更新される。
次に、固有ID及びステータス情報の転送ステップS230において、MEC装置20は、WPT・モバイル通信基地局10の通信エリア(セル)10Aに在圏する各ユーザのIoT端末30(1),30(m),30(n)から、IoT端末30の認証IC350に格納されている端末固有IDと、端末/ユーザステータス情報とを取得する。端末/ユーザステータス情報は、各ユーザのIoT端末30(1),30(m),30(n)のトークン所有状況(例えばトークン数)、各ユーザのIoT端末30(1),30(m),30(n)のバッテリ残量情報及び位置情報を含む。
Next, in a unique ID and status information transfer step S230, the
次に、ウェイトリスト・優先度ヒートマップの生成ステップS240において、MEC装置20は、ターゲットの通信エリア10Aのセルに在圏する複数のIoT端末30のうち、前述の各ユーザのユーザ固有リストに端末固有IDが予め登録されている特定のIoT端末30についてセル内端末リストを生成する。そして、MEC装置20は、セル内端末リスト中の各端末固有IDのIoT端末30(1),30(m),30(n)に付与するウェイトWを計算する。例えば、図5中のIoT端末30(1),30(m),30(n)の端末固有IDがセル内端末リストに含まれている場合、MEC装置20は、各ユーザのIoT端末30(1),30(m),30(n)から取得した端末/ユーザステータス情報に基づき、次の(1)式により、各IoT端末30(1),30(m),30(n)に付与するウェイトWを計算する。また、MEC装置20は、各ユーザのIoT端末30(1),30(m),30(n)の位置情報とウェイトWとが対応付けられたウェイトリストLを生成する。
ここで、Ntは対象のユーザのIoT端末に配布されたトークンの数であり、N0は通信エリア(セル)10Aに在圏するすべてのIoT端末30に配布されたトークンの総数である。また、Brは対象のIoT端末30のバッテリの残量であり、B0は、通信エリア(セル)10Aに在圏するすべてのIoT端末30のバッテリの総残量である。また、C1はトークンに対する係数であり、C2はバッテリの残量に対する係数であり、αはウェイトWの調整値である。
Here, Nt is the number of tokens distributed to the IoT terminal of the target user, and N0 is the total number of tokens distributed to all
MEC装置20は、ウェイトリストLに基づき優先度ヒートマップを生成し、その優先度ヒートマップを含むWPTビーム方向指示及びWPT送電指示をWPT・モバイル通信基地局10に送信する。WPT・モバイル通信基地局10は、MEC装置20から受信した優先度ヒートマップに基づいて、基地局アンテナ110の各アンテナ素子に適用する位相と振幅のリストであるアンテナ素子位相振幅リストを生成し、複数のビームを介して各IoT端末に給電するためのWPT電波の照射を行う。
The
次に、利用履歴情報(取引履歴情報)の転送・記録ステップS250において、MEC装置20は、WPT給電サービスの利用履歴情報を、取引履歴情報として、ブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50の分散台帳に転送して記録する。
Next, in step S250 of transferring and recording usage history information (transaction history information), the
図6は、実施形態に係るシステムにおける端末認証の一例を示す説明図である。図6において、WPT・モバイル通信基地局(以下、本例において「基地局」という。)10は、通信用アンテナ111とWPT用アンテナ112とを別々に設けて構成した基地局アンテナ110を備える。通信用アンテナ111及びWPT用アンテナ112はそれぞれ、例えば多数のアンテナ素子を有するアレーアンテナである。また、基地局アンテナ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。
Figure 6 is an explanatory diagram showing an example of terminal authentication in a system according to an embodiment. In Figure 6, a WPT/mobile communication base station (hereinafter referred to as "base station" in this example) 10 is equipped with a
基地局10は、更に、通信用アンテナ111を介して対象装置としてのIoT端末30との間でデータ伝送を行う無線通信部120と、WPT用アンテナ112を介してIoT端末30に対するエネルギー伝送である無線電力伝送(WPT)を行うWPT送電部130とを備える。無線通信部120は、例えば、通信信号処理部と無線処理部とを備える。通信信号処理部は、IoT端末30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。無線処理部は、通信信号処理部で生成した送信信号を通信用アンテナ111からIoT端末30に送信したり、IoT端末30から通信用アンテナ111を介して受信した受信信号を通信信号処理部に出力したりする。
The
無線通信部120は、複数のIoT端末30に対する下りリンクの通信の際に、IoT端末30毎に又は複数のIoT端末30が属するターゲットエリアの端末グループ毎に、個別のビームを形成するビームフォーミング(BF)制御を行ってもよい。BF制御は、通信信号処理部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、無線処理部におけるアナログBF制御で行ってもよい。
When communicating on the downlink to
また、本実施形態において、無線通信部120は、IoT端末30から受信した固有ID及びバッテリの残量情報を含む対象関連情報をMEC装置20に転送する。
In addition, in this embodiment, the
WPT送電部130は、例えば、MEC装置20から受信した給電制御情報(例えば、前述の優先度ヒートマップを含むWPTビーム方向指示及び送電指示)に基づいて、WPT用アンテナ112の各アンテナ素子に適用する位相と振幅のリストであるアンテナ素子位相振幅リストを生成し、WPT用アンテナ112で形成される複数のビームを介して、各IoT端末30に給電するためのWPT電波の照射を行う。なお、アンテナ素子位相振幅リストは、MEC装置20で生成して基地局10のWPT送電部130に送信してもよい。
The WPT
WPT送電部130は、複数のIoT端末30に対するエネルギー伝送(WPT伝送)の際に、IoT端末30毎に又は複数のIoT端末30が属するターゲットエリアの端末グループ毎に、個別のビームを形成するビームフォーミング(BF)制御を行い、IoT端末30毎に又は端末グループ毎にエネルギー伝送(WPT伝送)を行ってもよい。BF制御は、周波数領域のデジタルBF制御で行ってもよいし、アナログBF制御で行ってもよい。
When transmitting energy (WPT transmission) to
図6において、IoT端末30は、通信用アンテナ311とWPT用アンテナ312とを別々に設けて構成した端末アンテナ310を備える。通信用アンテナ311及びWPT用アンテナ312はそれぞれ、例えば多数のアンテナ素子を有するアレーアンテナである。
In FIG. 6, the
IoT端末30は、更に、通信用アンテナ311を介して基地局10との間でデータ伝送を行う無線通信部320と、WPT用アンテナ312を介した基地局10からのエネルギー伝送である無線電力伝送(WPT)を受けるためのWPT受電部330と、WPT受電部330で受けた電気エネルギーで充電可能なバッテリ340と、認証IC350を有する制御部360と、を備える。バッテリ340は、制御部360等の端末内の各部に電力を供給する。
The
無線通信部320は、通信信号処理部で生成した送信信号を通信用アンテナ311から基地局10に送信したり、基地局10から通信用アンテナ311を介して受信した受信信号を通信信号処理部に出力したりする。
The
また、本実施形態において、無線通信部320は、制御部360の認証IC350から読み出した固有ID及び制御部360で測定したバッテリの残量情報を含む対象関連情報を、基地局10に送信する。
In addition, in this embodiment, the
WPT受電部330は、基地局10から送信されたWPT電波を受信する。また、WPT受電部330は、例えば整流器を有し、基地局10からのWPT用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。WPT受電部330から出力された受電電力により、バッテリ340を充電することができる。
The WPT
制御部360は、アプリケーション実行処理部(アプリケーション実行環境)で実行されている無線電力伝送(WPT)サービスを利用するためのアプリケーションプログラム(以下「WPTアプリケーション」ともいう。)の実行内容に応じて、端末内の各部を制御する。制御部360は、外部装置で実行されている外部のWPTアプリケーションの実行内容に応じて、端末内の各部を制御してもよい。
The
制御部360は、例えば、バッテリ340の出力電圧を測定し、その測定結果に基づいてバッテリ340の残量を推定するように制御することができる。また、制御部360は、認証IC350に予め書き込まれている固有IDを読み出し、当該IoT端末30を識別する端末識別情報として出力するように制御することができる。制御部360から出力された固有ID及びバッテリの残量情報は、無線通信部320及び通信用アンテナ311を介して基地局10に送信される。
The
なお、認証IC350が制御部360の機能を有してもよい。認証IC350は、任意の形態(例えば、チップ、モジュール、デバイス、カード等の形態)を有してもよい。また、認証IC350は、IoT端末30の本体に対して着脱可能であってもよい。
The
図6のシステムにおいて、認証IC350を有する制御部360は、認証IC350が搭載されているIoT端末30に固有IDを付与する機能と、IoT端末30が有するバッテリ340の出力電圧を測定する機能とを有する。これらの機能により、給電/バッテリ残量状態のステータスを認識しつつ、認証IC350が、IoT端末30に固有の個別情報を、基地局10を介したMEC装置20への通信データにアドオンすることができる。
In the system of FIG. 6, the
また、図6のシステムにおいて、MEC装置20は、基地局10を介して対象エリアのセル内の複数のIoT端末30のそれぞれから受信した固有IDに基づいて、各IoT端末30についての端末認証を行い、認証が成功した特定のIoT端末30について前述のセル内全端末リストを生成する機能を有する。更に、MEC装置20は、セル内全端末リストに基づいて、対象エリアのセル内に在圏する特定のIoT端末30に対してWPTビームを形成して無線給電を行うWPT送電指示を基地局10に送信する機能を有する。また、MEC装置20は、BCNシステム50に対して(又は、外部サーバに対して)、WPT給電サービスを利用するIoT端末30の情報及びユーザの情報を参照する機能を有する。
In the system of FIG. 6, the
図7は、実施形態に係るシステムにおける端末認証の他の例を示す説明図である。図7の例は、基地局10とIoT端末30がそれぞれ通信・WPT用アンテナ(共用アンテナ)を備え、基地局10とIoT端末30との間のデータ伝送及びエネルギー伝送(WPT)を時分割多重方式(TDM)で行う例である。なお、図7において、図6と共通する部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
Figure 7 is an explanatory diagram showing another example of terminal authentication in the system according to the embodiment. The example in Figure 7 is an example in which the
図7において、WPT・モバイル通信基地局(以下、本例において「基地局」という。)10は、基地局アンテナとして、通信用アンテナとWPT用アンテナとに共用される通信・WPT用アンテナ(以下、本例において「基地局アンテナ」という。)110を備える。基地局アンテナ110は、例えば多数のアンテナ素子を有するアレーアンテナである。また、基地局アンテナ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。
In FIG. 7, the WPT/mobile communication base station (hereinafter referred to as the "base station" in this example) 10 is equipped with a communication/WPT antenna (hereinafter referred to as the "base station antenna" in this example) 110, which is used as a communication antenna and a WPT antenna, as a base station antenna. The
基地局10は、更に、無線通信・WPT送電部140を備える。無線通信・WPT送電部140は、基地局アンテナ110を介して対象装置としてのIoT端末30との間でデータ伝送を行うとともに、基地局アンテナ110を介してIoT端末30に対するエネルギー伝送である無線電力伝送(WPT)を行う。
The
無線通信・WPT送電部140は、通信信号処理部と無線処理部とを備える。通信信号処理部は、IoT端末30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。無線処理部は、通信信号処理部で生成した送信信号を基地局アンテナ110からIoT端末30に送信したり、IoT端末30から基地局アンテナ110を介して受信した受信信号を通信信号処理部に出力したりする。
The wireless communication and WPT
無線通信・WPT送電部140の通信信号処理部は、IoT端末30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、IoT端末30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、IoT端末30からの要求若しくは指示又は管理サーバからの要求若しくは指示に基づいて行ってもよい。
The communication signal processing unit of the wireless communication and WPT
また、無線通信・WPT送電部140の無線処理部は、上記通信信号処理部で生成されたWPT用ダミー信号を含む下りリンクの送信信号を、基地局アンテナ110を介してIoT端末30に送信する。
In addition, the wireless processing unit of the wireless communication and WPT
基地局10は、IoT端末30に対する下りリンクの通信の際に、IoT端末30毎に又は複数のIoT端末30が属するターゲットエリアの端末グループ毎に、個別のビームを形成するビームフォーミング(BF)制御を行い、IoT端末30毎に又は端末グループ毎に無線電力伝送を行ってもよい。IoT端末30毎又は端末グループ毎のBF制御は、周波数領域のデジタルBF制御で行ってもよいし、アナログBF制御で行ってもよい。
When communicating with the
また、本実施形態において、無線通信・WPT送電部140は、IoT端末30から受信した固有ID及びバッテリの残量情報を含む対象関連情報をMEC装置20に転送する。
In addition, in this embodiment, the wireless communication and WPT
無線通信・WPT送電部140は、例えば、MEC装置20から受信した給電制御情報(例えば、前述の優先度ヒートマップを含むWPTビーム方向指示及び送電指示)に基づいて、基地局アンテナ110の各アンテナ素子に適用する位相と振幅のリストであるアンテナ素子位相振幅リストを生成し、基地局アンテナ110で形成される複数のビームを介して、各IoT端末30に給電するためのWPT電波の照射を行う。なお、アンテナ素子位相振幅リストは、MEC装置20で生成して基地局10の無線通信・WPT送電部140に送信してもよい。
The wireless communication and WPT
無線通信・WPT送電部140は、複数のIoT端末30に対するエネルギー伝送(WPT伝送)の際に、IoT端末30毎に又は複数のIoT端末30が属するターゲットエリアの端末グループ毎に、個別のビームを形成するビームフォーミング(BF)制御を行い、IoT端末30毎に又は端末グループ毎にエネルギー伝送(WPT伝送)を行ってもよい。BF制御は、周波数領域のデジタルBF制御で行ってもよいし、アナログBF制御で行ってもよい。
When transmitting energy (WPT transmission) to
図7において、IoT端末30は、端末アンテナとして、通信用アンテナとWPT用アンテナとに共用される通信・WPT用アンテナ(以下、本例において「端末アンテナ」という。)310を備える。端末アンテナ310は、例えば多数のアンテナ素子を有するアレーアンテナである。
In FIG. 7, the
IoT端末30は、更に、無線通信部320と、WPT受電部330と、バッテリ340と、認証IC350を有する制御部360と、スイッチ390とを備える。スイッチ390は、端末アンテナ310と無線通信部320との間に設けられ、時分割多重方式(TDM)における送信側の基地局10のデータ伝送タイミングとエネルギー伝送(WPT)のタイミングに同期させて、無線通信部320への受信経路とWPT受電部330への受信経路との間のスイッチング(経路切り替え)を行う。
The
図7のシステムにおいて、認証IC350を有する制御部360は、認証IC350が搭載されているIoT端末30に固有IDを付与する機能と、IoT端末30が有するバッテリ340の出力電圧を測定する機能とを有する。これらの機能により、給電/バッテリ残量状態のステータスを認識しつつ、認証IC350が、IoT端末30に固有の個別情報を、基地局10を介したMEC装置20への通信データにアドオンすることができる。
In the system of FIG. 7, the
また、図7のシステムにおいて、MEC装置20は、基地局10を介して対象エリアのセル内の複数のIoT端末30のそれぞれから受信した固有IDに基づいて、各IoT端末30についての端末認証を行い、認証が成功した特定のIoT端末30について前述のセル内全端末リストを生成する機能を有する。更に、MEC装置20は、セル内全端末リストに基づいて、対象エリアのセル内に在圏する特定のIoT端末30に対してWPTビームを形成して無線給電を行うWPT送電指示を基地局10に送信する機能を有する。また、MEC装置20は、BCNシステム50に対して(又は、外部サーバに対して)、WPT給電サービスを利用するIoT端末30の情報及びユーザの情報を参照する機能を有する。
In the system of FIG. 7, the
図8は、実施形態に係るシステムにおけるブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50、MEC装置20及び基地局10を介した対象装置(IoT装置)30への無線電力伝送の一例を示すシーケンス図である。なお、図8の例では、MEC装置20は利用履歴情報(取引履歴情報)をBCNシステム50に送信しているが、利用履歴情報(取引履歴情報)を前述の外部サーバに送信してもよい。
Figure 8 is a sequence diagram showing an example of wireless power transmission to a target device (IoT device) 30 via a blockchain network (BCN)
図8において、まず、ユーザのIoT端末30へのWPT給電サービスを開始する前に、MEC装置20は、そのMEC装置(自装置)20が有する最新の利用履歴情報(取引履歴情報)とともに台帳情報要求及び更新要求をBCNシステム50に送信する(S301)と、BCNシステム50は、MEC装置20から受信した利用履歴情報(取引履歴情報)に基づいて分散台帳を更新し(S302)、更新後の台帳情報をMEC装置20に送信する(S303)。MEC装置20は、BCNシステム50から受信した台帳情報をMEC装置(自装置)20内に保存する。
In FIG. 8, first, before starting a WPT power supply service to a user's
次に、ユーザのIoT端末30へのWPT給電サービスを利用するためのループが実行される。このループにおいて、まず、MEC装置20は、WPT・モバイル通信基地局10を介して、対象の通信エリア在圏する複数のIoT端末30について、固有ID(端末識別情報)及びバッテリ残量情報を含む端末/ユーザステータス情報を取得する(S304~S310)。MEC装置20は、そのMEC装置(自装置)20内に保存されている台帳(前述の各ユーザのユーザ固有リスト)を参照し、各IoT端末30から取得した固有IDを含む端末/ユーザステータス情報に基づいて台帳(各ユーザのユーザ固有リスト)を更新する(S311)。
Next, a loop is executed to use the WPT power supply service for the user's
ここで、IoT端末30から受信した固有ID(端末識別情報)が台帳になかった場合(S312でNo)、MEC装置20は、固有IDを含む端末/ユーザステータス情報、台帳情報要求及び更新要求をBCNシステム50に送信し、BCNシステム50は、MEC装置20から受信した情報に基づいて分散台帳を更新してもよい(S313)。
Here, if the unique ID (terminal identification information) received from the
次に、MEC装置20は、各IoT端末30から取得した固有IDに基づいて認証処理を実行し、認証が成功した複数の特定のIoT端末30について、IoT端末30から取得したバッテリの残量情報を含む端末/ユーザステータス情報に基づいて、各IoT端末30に対するウェイトWを計算して各IoT端末30に付与し(S314)、各IoT端末30に付与されたウェイトWと各IoT端末30の位置情報とに基づいて、対象の通信エリアについて優先度ヒートマップMを作成して生成する(S315)。MEC装置20は、所定のスケジューリングで規定されたタイミングに、給電制御情報として、生成した優先度ヒートマップMとWPTビーム方向指示及びWPT送電指示をWPT・モバイル通信基地局10に送信する(S316)。
Next, the
次に、WPT・モバイル通信基地局10は、MEC装置20から受信した優先度ヒートマップMに基づいて、基地局アンテナ110の各アンテナ素子に適用する位相と振幅のリストであるアンテナ素子位相振幅リストを生成する(S317)。MEC装置20は、生成したアンテナ素子位相振幅リストに基づき、WPT給電時に基地局アンテナ(WPT用アンテナ)110の各アンテナ素子に入力する信号の位相及び振幅を設定し(S318)、複数のビームを介して各IoT端末に給電するためのWPT電波の照射を行う(S319)。
Next, the WPT/mobile
なお、アンテナ素子位相振幅リストは、MEC装置20で生成し、WPTビーム方向指示及びWPT送電指示とともにWPT・モバイル通信基地局10に送信してもよい。この場合、MEC装置20は、MEC装置20から受信したアンテナ素子位相振幅リストに基づき、WPT給電時に基地局アンテナ(WPT用アンテナ)110の各アンテナ素子に入力する信号の位相及び振幅を設定する。
The antenna element phase amplitude list may be generated by the
MEC装置20は、アンテナ素子位相振幅リストを含むWPTビーム方向指示と送電指示とをWPT・モバイル通信基地局10に送信した後、最新の利用履歴情報(取引履歴情報)とともに台帳情報要求及び更新要求をBCNシステム50に送信する(S320)。BCNシステム50は、MEC装置20から受信した利用履歴情報(取引履歴情報)に基づいて分散台帳を更新し(S321)、更新後の台帳情報をMEC装置20に送信する(S322)。一方、WPT電波の照射を受けた各IoT端末30は、IoT端末30に保存されている端末/ユーザステータス情報を更新する(S323)。
After transmitting a WPT beam direction instruction and a power transmission instruction including an antenna element phase amplitude list to the WPT/mobile
図9は、実施形態に係るシステムにおけるブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50及び分散台帳60の一例を示す説明図である。図7の例では、複数の基地局10に対応するように設けられた複数のMEC装置20がBCNシステム50を介して互いに通信可能なMEC間分散ネットワークが構築されている。BCNシステム50に構築された分散台帳60は、例えば、Proof of work/Proof of stake等のブロックチェーン技術により管理される。分散台帳60には、ユーザが所有するIoT端末の位置情報及びバッテリ残量、ユーザ(又はユーザが所有するIoT端末)に配布されたトークンの数などの、端末/ユーザステータス情報が記録される。ブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50及び分散台帳60は、各MEC装置20の計算機領域を利用して維持される。各MEC装置20は、分散台帳60に基づきWPT優先度ヒートマップを自律的に生成する。複数のMEC装置20のそれぞれについて、MEC装置20が生成したWPT優先度ヒートマップに基づいて、MEC装置20に対応する基地局10のWPTアンテナの制御が実行される。
9 is an explanatory diagram showing an example of a blockchain network (BCN)
以上、本実施形態によれば、固有識別情報(固有ID)が格納されたIC装置(認証IC)350を対象装置30に搭載し、IC装置(認証IC)350から読み出した端末識別情報(固有ID)に基づいて端末認証を行うことにより、対象装置30についての認証及びステータス管理を行うことができる。しかも、端末認証に用いる固有識別情報(固有ID)を格納するために対象装置30に追加搭載する装置は消費電力を低減可能なIC装置(認証IC)350であり、また、計算リソースの使用量が多い端末認証の処理を対象装置30で行わずMEC装置20で行うことができるため、対象装置30の低消費電力化を図ることができる。
As described above, according to this embodiment, the IC device (authentication IC) 350 storing unique identification information (unique ID) is mounted on the
また、本実施形態によれば、対象装置30の位置情報を含む対象関連情報に基づいて対象装置30に向かうビーム10Bを形成し、そのビーム10Bを介して対象装置30に給電するためのWPT電波の照射を行うことにより、MEC装置20において認証に成功した複数の特定の対象装置30のそれぞれに対して効果的に給電することができる。
In addition, according to this embodiment, a
また、本実施形態によれば、対象装置30に給電するWPT電波を照射するビームを形成する基地局アンテナ(WPTアンテナ)110の制御及び基地局10から対象装置30への給電の制御を、コアネットワーク40を介さずに、基地局10に対応するMEC装置20で自律的に行うことができるので、MEC装置20において認証に成功した複数の特定の対象装置30への給電をリアルタイムに低遅延で行うことができる給電サービスを実現することができる。
In addition, according to this embodiment, the control of the base station antenna (WPT antenna) 110 that forms a beam that irradiates WPT radio waves to supply power to the
本実施形態によれば、複数のMEC装置20から各対象装置のWPT給電の利用履歴情報を記録することができる分散台帳が構築されたブロックチェーンネットワーク(BCN)システム50を用いて、各MEC装置20において認証に成功した複数の特定の対象装置30に対して自律的に給電可能な複数の基地局10を分散配置した自立分散型の基地局10を提供することができる。
According to this embodiment, by using a blockchain network (BCN)
また、本発明は、多数の対象装置へ給電する給電インフラにおいて各対象装置に対して効果的に給電することができるため、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。 In addition, the present invention can effectively supply power to each target device in a power supply infrastructure that supplies power to a large number of target devices, thereby contributing to the achievement of Goal 9 of the Sustainable Development Goals (SDGs), which is to "build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization, and promote innovation and infrastructure."
なお、本明細書で説明された処理工程並びにブロックチェーンネットワークシステム、MEC装置、基地局、中継装置、対象装置、IC装置(認証IC)、通信システム、認証システム及び無線電力伝送システムの構成要素は、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。 The processing steps described in this specification and the components of the blockchain network system, MEC device, base station, relay device, target device, IC device (authentication IC), communication system, authentication system, and wireless power transmission system can be implemented by various means. For example, these steps and components may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
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。 Regarding hardware implementation, the processing units and other means used to realize the above steps and components in an entity (e.g., various wireless communication devices, base station devices (Node B, Node G), terminal devices, hard disk drive devices, or optical disk drive devices) may be implemented in one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processors (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, electronic devices, other electronic units designed to perform the functions described herein, computers, or combinations thereof.
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。 Also, for firmware and/or software implementations, the means such as processing units used to realize the above components may be implemented with programs (e.g., codes such as procedures, functions, modules, instructions, etc.) that perform the functions described herein. In general, any computer/processor readable medium tangibly embodying firmware and/or software code may be used to implement the means such as processing units used to realize the above steps and components described herein. For example, the firmware and/or software code may be stored in a memory and executed by a computer or processor, for example in a control device. The memory may be implemented inside the computer or processor or external to the processor. The firmware and/or software code may also be stored in a computer or processor readable medium, such as, for example, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), programmable read-only memory (PROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), flash memory, floppy disks, compact disks (CDs), digital versatile disks (DVDs), magnetic or optical data storage devices, etc. The code may be executed by one or more computers or processors and may cause the computers or processors to perform certain aspects of the functionality described herein.
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。 The medium may be a non-transitory recording medium. The program code may be in any format as long as it can be read and executed by a computer, processor, or other device or machine, and the format is not limited to a specific format. For example, the program code may be any of source code, object code, and binary code, or may be a mixture of two or more of these codes.
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。 Moreover, the description of the embodiments disclosed herein is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to the present disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other variations without departing from the spirit or scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the examples and designs described herein, but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
10 :基地局
10A :通信エリア
10B :ビーム
20 :MEC装置
30 :対象装置(IoT端末)
40 :コアネットワーク
50 :ブロックチェーンネットワークシステム
110 :基地局アンテナ(アレーアンテナ)
10:
40: Core network 50: Blockchain network system 110: Base station antenna (array antenna)
Claims (11)
無線給電可能な一又は複数の対象装置と、
前記対象装置との通信及び前記対象装置への無線給電が可能な基地局と、
前記基地局を介して前記対象装置と通信可能なMEC装置と、を備え、
前記対象装置は、
当該対象装置を識別可能な固有識別情報が格納されたIC装置を有し、
前記IC装置に格納されている前記固有識別情報を、前記基地局を介して前記MEC装置に送信し、
前記MEC装置は、
無線給電可能な複数の対象装置のそれぞれを識別可能な複数の固有識別情報を記憶し、
前記基地局を介して前記対象装置から前記固有識別情報を受信し、
前記対象装置から受信した固有識別情報と前記記憶されている固有識別情報とに基づいて、前記対象装置についての認証を行う、
ことを特徴とするシステム。 A system for wireless power supply,
One or more target devices capable of being wirelessly powered;
A base station capable of communicating with the target device and wirelessly supplying power to the target device;
a MEC device capable of communicating with the target device via the base station;
The target device is
an IC device storing unique identification information capable of identifying the target device;
Transmitting the unique identification information stored in the IC device to the MEC device via the base station;
The MEC device comprises:
storing a plurality of unique identification information capable of identifying each of a plurality of target devices capable of being wirelessly powered;
receiving the unique identification information from the target device via the base station;
performing authentication of the target device based on the unique identification information received from the target device and the stored unique identification information;
A system characterized by:
前記MEC装置は、
前記複数の対象装置について、前記対象装置に関する情報及び前記対象装置の利用者に関する情報の少なくとも一方と前記固有識別情報とを含む対象関連情報を取得し、
前記認証に成功した特定の対象装置について、前記対象関連情報に基づき、基地局アンテナでビームを形成して前記複数の対象装置に無線給電するための給電制御情報を生成し、
前記給電制御情報を前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記MEC装置から前記給電制御情報を受信し、
前記給電制御情報に基づいて、前記ビームを形成し、前記ビームを介して前記特定の対象装置に無線電力伝送用の送信信号を送信する、
ことを特徴とするシステム。 2. The system of claim 1,
The MEC device comprises:
acquiring, for the plurality of target devices, target-related information including at least one of information about the target device and information about a user of the target device, and the unique identification information;
generating power supply control information for forming a beam at a base station antenna and wirelessly supplying power to the plurality of target devices based on the target-related information for the specific target device that has been successfully authenticated;
Transmitting the power supply control information to the base station;
The base station,
receiving the power supply control information from the MEC device;
forming the beam based on the power supply control information, and transmitting a transmission signal for wireless power transmission to the specific target device via the beam;
A system characterized by:
前記対象関連情報は、前記複数の対象装置それぞれのステータス情報及び前記複数の対象装置の利用者それぞれのステータス情報の少なくとも一方のステータス情報を含み、
前記給電制御情報は、前記ビームの方向を指示するビーム方向指示情報を含む、
ことを特徴とするシステム。 In the system of claim 2,
the target-related information includes at least one of status information of each of the plurality of target devices and status information of each of the users of the plurality of target devices;
The power supply control information includes beam direction instruction information that indicates a direction of the beam.
A system characterized by:
前記認証に成功した前記特定の対象装置が複数の対象装置であり、
前記ビーム方向指示情報は、前記複数の対象装置の位置と前記複数の対象装置に対する無線給電の優先度とを識別可能な優先度ヒートマップを含み、
前記MEC装置は、
前記対象関連情報に基づいて、前記複数の対象装置それぞれに対して又は前記複数の対象装置の利用者それぞれに対してウェイトを付与し、
前記複数の対象装置それぞれの位置情報と、前記複数の対象装置それぞれに又は前記複数の利用者それぞれに付与されたウェイトの情報とに基づいて、前記優先度ヒートマップを作成する、
ことを特徴とするシステム。 In the system of claim 3,
the specific target device that has been successfully authenticated is a plurality of target devices,
the beam direction instruction information includes a priority heat map capable of identifying positions of the plurality of target devices and priorities of wireless power supply to the plurality of target devices;
The MEC device comprises:
assigning a weight to each of the plurality of target devices or to each user of the plurality of target devices based on the target-related information;
creating the priority heat map based on location information of each of the plurality of target devices and information on weights assigned to each of the plurality of target devices or each of the plurality of users;
A system characterized by:
前記対象関連情報は、前記複数の対象装置それぞれに対して又は前記複数の対象装置の利用者それぞれに対して発行された給電サービス利用のための複数のトークンの情報と、前記複数の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報と、前記複数の対象装置それぞれの位置情報と、を含み、
前記MEC装置は、前記複数のトークンの情報と、前記複数の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報とに基づいて、前記ウェイトを付与する、
ことを特徴とするシステム。 In the system of claim 4,
The target-related information includes information on a plurality of tokens issued to each of the plurality of target devices or to each of the users of the plurality of target devices for use in a power supply service, information on a remaining battery level of each of the plurality of target devices, and location information of each of the plurality of target devices;
The MEC device assigns the weight based on information on the plurality of tokens and information on remaining battery capacity of each of the plurality of target devices.
A system characterized by:
当該対象装置への無線給電のための認証に用いられる当該対象装置を識別可能な固有識別情報が格納されたIC装置と、
前記IC装置に格納されている当該対象装置への無線給電のための認証に用いられる前記固有識別情報を、基地局を介して、当該対象装置への無線給電のための認証を行うMEC装置に送信する手段と、
を備える、ことを特徴とする対象装置。 A target device capable of being wirelessly powered,
an IC device storing unique identification information capable of identifying a target device and used for authentication for wireless power supply to the target device ;
a means for transmitting the unique identification information used for authentication for wireless power supply to the target device , the unique identification information being stored in the IC device, to an MEC device that performs authentication for wireless power supply to the target device, via a base station;
A target device comprising:
無線給電可能な複数の対象装置のそれぞれを識別可能な複数の固有識別情報を記憶する手段と、
前記対象装置が有するIC装置に格納されている固有識別情報を、前記基地局を介して前記対象装置から受信する手段と、
前記対象装置から受信した固有識別情報と前記記憶されている固有識別情報とに基づいて、前記対象装置についての認証を行う手段と、
を備える、ことを特徴とするMEC装置。 A MEC device capable of communicating with one or more target devices capable of wirelessly supplying power via a base station,
A means for storing a plurality of unique identification information capable of identifying each of a plurality of target devices capable of being wirelessly powered;
means for receiving unique identification information stored in an IC device of the target device from the target device via the base station;
means for authenticating the target device based on unique identification information received from the target device and the stored unique identification information;
The MEC device comprises:
前記複数の対象装置について、前記対象装置に関する情報及び前記対象装置の利用者に関する情報の少なくとも一方と前記固有識別情報とを含む対象関連情報を取得する手段と、
前記認証に成功した特定の対象装置について、前記対象関連情報に基づき、基地局アンテナでビームを形成して前記複数の対象装置に無線給電するための給電制御情報を生成する手段と、
前記給電制御情報を前記基地局に送信する手段と、
を備える、ことを特徴とするMEC装置。 The MEC apparatus of claim 7,
means for acquiring, for the plurality of target devices, target-related information including at least one of information about the target device and information about a user of the target device, and the unique identification information;
a means for generating power supply control information for forming a beam by a base station antenna and wirelessly supplying power to the plurality of target devices based on the target-related information for the specific target device that has been successfully authenticated;
means for transmitting the power supply control information to the base station;
The MEC device comprises:
前記対象関連情報は、前記複数の対象装置それぞれのステータス情報及び前記複数の対象装置の利用者それぞれのステータス情報の少なくとも一方のステータス情報を含み、
前記給電制御情報は、前記ビームの方向を指示するビーム方向指示情報を含む、
ことを特徴とするMEC装置。 The MEC apparatus of claim 8,
the target-related information includes at least one of status information of each of the plurality of target devices and status information of each of the users of the plurality of target devices;
The power supply control information includes beam direction instruction information that indicates a direction of the beam.
1. An MEC device comprising:
前記認証に成功した前記特定の対象装置が複数の対象装置であり、
前記ビーム方向指示情報は、前記複数の対象装置の位置と前記複数の対象装置に対する無線給電の優先度とを識別可能な優先度ヒートマップを含み、
当該MEC装置は、
前記対象関連情報に基づいて、前記複数の特定の対象装置それぞれに対して又は前記複数の特定の対象装置の利用者それぞれに対してウェイトを付与する手段と、
前記複数の特定の対象装置それぞれの位置情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれに又は前記複数の利用者それぞれに付与されたウェイトの情報とに基づいて、前記優先度ヒートマップを作成する手段と、を備える、
ことを特徴とするMEC装置。 10. The MEC apparatus of claim 9,
the specific target device that has been successfully authenticated is a plurality of target devices,
the beam direction instruction information includes a priority heat map capable of identifying positions of the plurality of target devices and priorities of wireless power supply to the plurality of target devices;
The MEC device is
a means for assigning a weight to each of the plurality of specific target devices or to each user of the plurality of specific target devices based on the target-related information;
and creating the priority heat map based on location information of each of the plurality of specific target devices and information on weights assigned to each of the plurality of specific target devices or each of the plurality of users.
1. An MEC device comprising:
前記対象関連情報は、前記複数の特定の対象装置それぞれに対して又は前記複数の特定の対象装置の利用者それぞれに対して発行された給電サービス利用のための複数のトークンの情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれの位置情報と、を含み、
当該MEC装置は、前記複数のトークンの情報と、前記複数の特定の対象装置それぞれのバッテリの残量の情報とに基づいて、前記ウェイトを付与する手段を、備える、
ことを特徴とするMEC装置。 The MEC apparatus of claim 10,
The target-related information includes information on a plurality of tokens for use in a power supply service issued to each of the plurality of specific target devices or to each of users of the plurality of specific target devices, information on remaining battery capacity of each of the plurality of specific target devices, and location information of each of the plurality of specific target devices;
The MEC device includes a weighting unit that assigns the weight based on information on the plurality of tokens and information on remaining battery capacity of each of the plurality of specific target devices.
1. An MEC device comprising:
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JP2024064019A JP7536206B1 (en) | 2024-04-11 | 2024-04-11 | Apparatus, MEC device and system for wireless power supply |
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JP2023056738A (en) | 2021-10-08 | 2023-04-20 | ソフトバンク株式会社 | Communication and wireless power transmission system, base station, terminal device, method, and program |
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