JPWO2020158103A1 - Active antenna controller, its control method, and communication control program - Google Patents

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Abstract

一実施の形態によれば、アクティブアンテナ制御装置(1)は、複数のアンテナ素子(A_1〜A_M)を介して指向性を持たせた複数の無線信号を送信可能に構成された複数のトランシーバ(11_1〜11_M)と、複数の移動体端末のうち未来位置の推定対象として選択された第1移動体端末の現在位置を取得する現在位置取得部(12)と、第1移動体端末の過去の位置を取得する過去位置取得部(13)と、第1移動体端末の現在位置及び過去の位置から第1移動体端末の未来位置を推定する未来位置推定部(14)と、第1移動体端末の未来位置に向けて複数の無線信号の何れかを放射したと仮定して、第1移動体端末以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、第1移動体端末の未来位置に向けて無線信号を放射させる制御部(15)と、を備える。 According to one embodiment, the active antenna control device (1) is a plurality of transceivers (1) configured to be capable of transmitting a plurality of directional radio signals via a plurality of antenna elements (A_1 to A_M). 11_1 to 11_M), the current position acquisition unit (12) that acquires the current position of the first mobile terminal selected as the estimation target of the future position among the plurality of mobile terminals, and the past of the first mobile terminal. The past position acquisition unit (13) for acquiring the position, the future position estimation unit (14) for estimating the future position of the first mobile terminal from the current position and the past position of the first mobile terminal, and the first mobile body. Assuming that any of a plurality of radio signals is emitted toward the future position of the terminal, the first is when the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminals other than the first mobile terminal is within the permissible range. (1) A control unit (15) for radiating a radio signal toward a future position of the mobile terminal is provided.

Description

本発明は、アクティブアンテナ制御装置、その制御方法、及び、通信制御プログラムに関し、例えば通信品質(変調精度(EVM;Error Vector Magnitude)や信号対雑音比(SNR:Singnal to Noise Ratio))を向上させるのに適したアクティブアンテナ制御装置、その制御方法、及び、通信制御プログラムに関する。 The present invention improves, for example, communication quality (modulation accuracy (EVM) and signal-to-noise ratio (SNR)) with respect to an active antenna control device, a control method thereof, and a communication control program. The present invention relates to an active antenna control device suitable for the above, a control method thereof, and a communication control program.

携帯電話等の移動体端末のトラフィック需要の増加に伴い、第5世代モバイルアクセス方式(5G)等の新しい通信方式には、ネットワークの伝送容量の拡大が求められている。 With the increase in traffic demand for mobile terminals such as mobile phones, new communication methods such as the 5th generation mobile access method (5G) are required to expand the transmission capacity of the network.

しかしながら、アナログの位相可変による方向調整を基本とするビームフォーミング技術を用いた通信方式では、建造物や大地からの反射波、及び、マルチパスの電波間の干渉によって干渉縞が生じてしまう。そのため、移動体端末の移動に対して安定した伝搬路(チャネル)の品質を維持するのが困難であることが、シミュレーションにおいて明らかになった。この課題は、特に波長の短い準ミリ波及びミリ波帯において顕著である。 However, in the communication method using the beamforming technology based on the direction adjustment by analog phase variation, interference fringes are generated due to the interference between the reflected waves from the building and the ground and the multipath radio waves. Therefore, it became clear in the simulation that it is difficult to maintain the quality of the propagation path (channel) that is stable with respect to the movement of the mobile terminal. This problem is particularly remarkable in the quasi-millimeter wave and millimeter wave bands with short wavelengths.

図10は、アナログの位相可変による方向調整を基本とするビームフォーミング技術を用いた無線通信の例を示す概略図である。また、図11は、図10に示す環境下での移動体端末の位置と変調精度(EVM;Error Vector Magnitude)との関係をシミュレーションした結果を示す図である。図10の例では、2つのビルに挟まれたビルの間隔が20mの通りにおいて、28GHz帯の無線通信が行われている。図11に示すように、図10の無線通信では、移動体端末が数十cm移動するだけで、変調精度が大きく劣化する。 FIG. 10 is a schematic view showing an example of wireless communication using a beamforming technique based on direction adjustment by analog phase variation. Further, FIG. 11 is a diagram showing a result of simulating the relationship between the position of the mobile terminal and the modulation accuracy (EVM; Error Vector Magnitude) under the environment shown in FIG. In the example of FIG. 10, wireless communication in the 28 GHz band is performed in a street where the distance between the buildings sandwiched between the two buildings is 20 m. As shown in FIG. 11, in the wireless communication of FIG. 10, the modulation accuracy is greatly deteriorated only by moving the mobile terminal by several tens of centimeters.

それに対し、デジタルドメインのMassive−MIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送技術を用いた通信方式がある。この通信方式では、マルチパスを利用したダイバーシティ効果によって、移動体端末の移動に伴う伝搬路の品質の変化が緩やかになることが、数学的に予見されていた(非特許文献1参照)。 On the other hand, there is a communication method using Massive-MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission technology of the digital domain. In this communication method, it has been mathematically predicted that the change in the quality of the propagation path due to the movement of the mobile terminal will be slow due to the diversity effect using multipath (see Non-Patent Document 1).

図12は、デジタルドメインのMassive−MIMO伝送技術を用いた無線通信の例を示す概略図である。また、図13は、図12に示す環境下での移動体端末の位置と変調精度との関係をシミュレーションした結果を示す図である。図12の例では、2つのビルに挟まれたビルの間隔が20mの通りにおいて、28GHz帯の無線通信が行われている。図13に示すように、図12の無線通信では、移動体端末が数十cm移動しても、変調精度の劣化は比較的小さい。 FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of wireless communication using the Massive-MIMO transmission technology of the digital domain. Further, FIG. 13 is a diagram showing a result of simulating the relationship between the position of the mobile terminal and the modulation accuracy in the environment shown in FIG. In the example of FIG. 12, wireless communication in the 28 GHz band is performed in a street where the distance between the buildings sandwiched between the two buildings is 20 m. As shown in FIG. 13, in the wireless communication of FIG. 12, even if the mobile terminal moves by several tens of centimeters, the deterioration of the modulation accuracy is relatively small.

また、時分割多重の無線通信方式において、アップリンク及びダウンリンクの伝搬路の相反性を利用して、アップリンクのパイロット信号に基づき基地局装置及び移動体端末間の伝搬路(伝搬行列)を計測する方法が検討及び開発されている(非特許文献2参照)。 Further, in the time-division multiplex wireless communication system, the propagation path (propagation matrix) between the base station device and the mobile terminal is set based on the uplink pilot signal by utilizing the reciprocity of the uplink and downlink propagation paths. A measuring method has been studied and developed (see Non-Patent Document 2).

さらに、この計測された伝搬行列を用いて、端末方向に信号強度を最大にしたり、信号純度(信号対雑音比(SNR))を高めたりする等のビームフォーミング技術、及び、アンテナ素子間の位相及び振幅の重みづけを行う技術が開発されている。これらの技術は、デジタルドメインのMassive−MIMO技術を用いた通信方式における周波数利用効率を向上させることができる(非特許文献3参照)。 Furthermore, using this measured propagation matrix, beamforming techniques such as maximizing the signal strength in the terminal direction and increasing the signal purity (signal-to-noise ratio (SNR)), and the phase between the antenna elements are used. And techniques for weighting the amplitude have been developed. These techniques can improve the frequency utilization efficiency in the communication method using the Massive-MIMO technology of the digital domain (see Non-Patent Document 3).

その他、特許文献1には、複数のアンテナ素子を備える無線基地局において、移動端末の現在位置を高精度に把握することで、多数の高速移動する移動端末へのビーム追従を可能とするアンテナ制御装置が開示されている。 In addition, Patent Document 1 describes antenna control in a radio base station provided with a plurality of antenna elements, which enables beam tracking to a large number of mobile terminals moving at high speed by grasping the current position of the mobile terminal with high accuracy. The device is disclosed.

特開2006−217228号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-217228

E. Bjornson, "Six Differences between MU-MIMO and Massive MIMO", [online], [平成31年1月25日検索] <URL:https://ma-mimo.ellintech.se/2017/10/17/six-differences-between-mu-mimo-and-massive-mimo/>E. Bjornson, "Six Differences between MU-MIMO and Massive MIMO", [online], [Search January 25, 2019] <URL: https://ma-mimo.ellintech.se/2017/10/17 / six-differences-between-mu-mimo-and-massive-mimo /> 侯 暁林 外2名, "高速移動環境に対応した拡張2次元DFT補間によるチャネル推定", [online], [平成31年1月25日検索] <URL:https://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol16_4/vol16_4_020jp.pdf>Hou Xiaolin 2 outside, "Channel estimation by extended 2D DFT interpolation corresponding to high-speed moving environment", [online], [Search on January 25, 2019] <URL: https://www.nttdocomo.co .jp / binary / pdf / corporate / technology / rd / technical_journal / bn / vol16_4 / vol16_4_020jp.pdf> Dhruv Malik, et al., "Comparison of various detection algorithms in a MIMO wireless communication receiver", [online], [平成31年1月25日検索] <URL:https://core.ac.uk/download/pdf/25799561.pdf>Dhruv Malik, et al., "Comparison of various detection algorithms in a MIMO wireless communication receiver", [online], [Search January 25, 2019] <URL: https://core.ac.uk/download/ pdf / 25799561.pdf> N. Tawa, et al., "28 GHz Downlink Multi-User MIMO Experimental Verification using 360 Element Digital AAS for 5G Massive MIMO", European Microwave Conference, Oct. 2018.N. Tawa, et al., "28 GHz Downlink Multi-User MIMO Experimental Verification using 360 Element Digital AAS for 5G Massive MIMO", European Microwave Conference, Oct. 2018. "ミリ波ビームフォーミング:アンテナアレイ設計の選択および特性", [online], [平成31年1月25日検索] <URL:https://seminars.rohde-schwarz.co.jp/download/jp/an/1MA276_0e_Beamform_mmW_AntArr-JA.pdf>"Millimeter Wave Beamforming: Antenna Array Design Selection and Characteristics", [online], [Searched January 25, 2019] <URL: https://seminars.rohde-schwarz.co.jp/download/jp/ an / 1MA276_0e_Beamform_mmW_AntArr-JA.pdf>

しかしながら、関連技術では、伝搬行列の計測、及び、アンテナ素子間の位相及び振幅の重み付けの計算などにおいて、有限の時間がかかる。そのため、移動体端末が移動している場合、伝搬行列の計測のために無線通信を開始した時点の移動体端末の位置と、伝搬行列の計測が完了した時点の移動体端末の位置と、が異なってしまう。つまり、計測された伝搬路の先には、移動体端末が存在しないことになる。そのため、関連技術では、高品質な無線通信を行うことができない、という課題があった。 However, in the related technology, it takes a finite amount of time to measure the propagation matrix and calculate the weighting of the phase and amplitude between the antenna elements. Therefore, when the mobile terminal is moving, the position of the mobile terminal at the time when wireless communication is started for the measurement of the propagation matrix and the position of the mobile terminal at the time when the measurement of the propagation matrix is completed are different. It will be different. That is, there is no mobile terminal at the end of the measured propagation path. Therefore, there is a problem that high-quality wireless communication cannot be performed with the related technology.

本開示の目的は、上述した課題を解決するアクティブアンテナ制御装置、その制御方法、及び、通信制御プログラムを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide an active antenna control device, a control method thereof, and a communication control program that solve the above-mentioned problems.

一実施の形態によれば、アクティブアンテナ制御装置は、複数のアンテナ素子を介して指向性を持たせた複数の無線信号を送信可能に構成された複数のトランシーバと、複数の移動体端末のうち未来位置の推定対象として選択された第1移動体端末の現在位置を取得する現在位置取得部と、前記第1移動体端末の過去の位置を取得する過去位置取得部と、前記第1移動体端末の現在位置及び過去の位置から、所定時間の経過後の前記第1移動体端末の未来位置を推定する未来位置推定部と、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記複数の無線信号の何れかを放射したと仮定して、前記第1移動体端末以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射させる制御部と、を備える。 According to one embodiment, the active antenna controller includes a plurality of transceivers configured to be capable of transmitting a plurality of directional radio signals via a plurality of antenna elements, and a plurality of mobile terminals. A current position acquisition unit that acquires the current position of the first mobile terminal selected as a future position estimation target, a past position acquisition unit that acquires the past position of the first mobile terminal, and the first mobile body. A future position estimation unit that estimates the future position of the first mobile terminal after a lapse of a predetermined time from the current position and the past position of the terminal, and the plurality of radios toward the future position of the first mobile terminal. Assuming that any of the signals is emitted, if the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminals other than the first mobile terminal is within the permissible range, the future position of the first mobile terminal is reached. A control unit for radiating the radio signal toward the user is provided.

また、他の実施の形態によれば、アクティブアンテナ制御装置の制御方法は、複数のアンテナ素子を介して指向性を持たせた複数の無線信号を、複数のトランシーバから送信するステップと、複数の移動体端末のうち未来位置の推定対象として選択された第1移動体端末の現在位置を取得するステップと、前記第1移動体端末の過去の位置を取得するステップと、前記第1移動体端末の現在位置及び過去の位置から、所定時間の経過後の前記第1移動体端末の未来位置を推定するステップと、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記複数の無線信号の何れかを放射したと仮定して、前記第1移動体端末以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射させるステップと、を備える。 Further, according to another embodiment, the control method of the active antenna control device includes a step of transmitting a plurality of directional radio signals from a plurality of transceivers via a plurality of antenna elements, and a plurality of steps. A step of acquiring the current position of the first mobile terminal selected as an estimation target of the future position of the mobile terminals, a step of acquiring the past position of the first mobile terminal, and the first mobile terminal. A step of estimating the future position of the first mobile terminal after a lapse of a predetermined time from the current position and the past position of the above, and one of the plurality of radio signals toward the future position of the first mobile terminal. When the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals other than the first mobile terminal is within the permissible range, the radio is directed toward the future position of the first mobile terminal. It comprises a step of radiating a signal.

さらに、他の実施の形態によれば、通信制御プログラムは、複数のアンテナ素子を介して指向性を持たせた複数の無線信号を、複数のトランシーバから送信させる処理と、複数の移動体端末のうち未来位置の推定対象として選択された第1移動体端末の現在位置を取得する処理と、前記第1移動体端末の過去の位置を取得する処理と、前記第1移動体端末の現在位置及び過去の位置から、所定時間の経過後の前記第1移動体端末の未来位置を推定する処理と、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記複数の無線信号の何れかを放射したと仮定して、前記第1移動体端末以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射させる処理と、をコンピュータに実行させる。 Further, according to another embodiment, the communication control program performs a process of transmitting a plurality of directional radio signals from a plurality of transceivers via a plurality of antenna elements, and a plurality of mobile terminals. Among them, the process of acquiring the current position of the first mobile terminal selected as the estimation target of the future position, the process of acquiring the past position of the first mobile terminal, the current position of the first mobile terminal, and the process. It is said that the process of estimating the future position of the first mobile terminal after a lapse of a predetermined time from the past position and the emission of any of the plurality of radio signals toward the future position of the first mobile terminal. Assuming that, when the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminal other than the first mobile terminal is within the permissible range, the radio signal is emitted toward the future position of the first mobile terminal. Let the computer perform the processing.

前記一実施の形態によれば、通信品質を向上させることが可能なアクティブアンテナ制御装置、その制御方法、及び、通信制御プログラムを提供することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to provide an active antenna control device capable of improving communication quality, a control method thereof, and a communication control program.

実施の形態1に係るアクティブアンテナ制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the active antenna control apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかるアクティブアンテナ制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the active antenna control device which concerns on Embodiment 1. FIG. 基地局装置に対する移動体端末の過去及び現在の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the past and present positional relationship of a mobile terminal with respect to a base station apparatus. 基地局装置に対する移動体端末の過去、現在及び未来の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the past, present and future positional relationship of a mobile terminal with respect to a base station apparatus. 実施の形態1にかかるアクティブアンテナ制御装置に設けられたトランシーバの数が8個である場合における、現在時刻及び未来時刻における移動体端末の位置と、変調精度と、の関係をシミュレーションした結果を示す図である。The result of simulating the relationship between the position of the mobile terminal at the present time and the future time and the modulation accuracy when the number of transceivers provided in the active antenna control device according to the first embodiment is eight is shown. It is a figure. 実施の形態1にかかるアクティブアンテナ制御装置に設けられたトランシーバの数が16個である場合における、現在時刻及び未来時刻における移動体端末の位置と、変調精度と、の関係をシミュレーションした結果を示す図である。The result of simulating the relationship between the position of the mobile terminal at the present time and the future time and the modulation accuracy when the number of transceivers provided in the active antenna control device according to the first embodiment is 16. It is a figure. 実施の形態1にかかるアクティブアンテナ制御装置に設けられたトランシーバの数が32個である場合における、現在時刻及び未来時刻における移動体端末の位置と、変調精度と、の関係をシミュレーションした結果を示す図である。The result of simulating the relationship between the position of the mobile terminal at the present time and the future time and the modulation accuracy when the number of transceivers provided in the active antenna control device according to the first embodiment is 32 is shown. It is a figure. 実施の形態1にかかるアクティブアンテナ制御装置の他の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows other operation of the active antenna control apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 通信制御用プロセッサのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware composition of the communication control processor. アナログの位相可変による方向調整を基本とするビームフォーミング技術を用いた無線通信の例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the example of the wireless communication using the beamforming technology which is based on the direction adjustment by analog phase variable. 図10に示す環境下での移動体端末の位置と変調精度との関係をシミュレーションした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of simulating the relationship between the position of a mobile terminal under the environment shown in FIG. 10 and the modulation accuracy. デジタルドメインのMassive−MIMO技術を用いた無線通信の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the wireless communication using the Massive-MIMO technology of the digital domain. 図12に示す環境下での移動体端末の位置と変調精度との関係をシミュレーションした結果を示す図である。It is a figure which shows the result of simulating the relationship between the position of a mobile terminal under the environment shown in FIG. 12 and the modulation accuracy.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として実施の形態の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Since the drawings are simple, the technical scope of the embodiment should not be narrowly interpreted based on the description of the drawings. Further, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。ただし、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 In the following embodiments, when it is necessary for convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not unrelated to each other, and one has a relationship of a part or all of the other, a modified example, an application example, a detailed explanation, a supplementary explanation, and the like. In addition, in the following embodiments, when the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.) is referred to, when it is specified in particular, or when it is clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, the number is not limited to the specific number, and may be more than or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(動作ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等(個数、数値、量、範囲等を含む)についても同様である。 Furthermore, in the following embodiments, the components (including operation steps and the like) are not necessarily essential unless otherwise specified or clearly considered to be essential in principle. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape is substantially the same unless otherwise specified or when it is considered that it is not apparent in principle. Etc., etc. shall be included. This also applies to the above numbers (including the number, numerical value, quantity, range, etc.).

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1にかかるアクティブアンテナ制御装置1の構成例を示すブロック図である。アクティブアンテナ制御装置1は、例えば基地局装置(BS;Base Station)に搭載され、複数の移動体端末(UE;User Equipment)2_1〜2_K(Kは2以上の整数)と同時に無線通信可能に構成されている。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the active antenna control device 1 according to the first embodiment. The active antenna control device 1 is mounted on, for example, a base station device (BS; Base Station), and is configured to enable wireless communication at the same time as a plurality of mobile terminals (UE; User Equipment) 2_1 to 2_K (K is an integer of 2 or more). Has been done.

具体的には、アクティブアンテナ制御装置1は、M(Mは2以上の整数)個のアンテナ素子A_1〜A_Mに対応して設けられたM個のトランシーバ11_1〜11_Mと、たすき掛け乗算部20と、を備える。たすき掛け乗算部20は、L(Lは2以上の整数)個のユーザ毎送信データ入力部16_1〜16_Lと、M個のトランシーバ11_1〜11_Mと、を互いにたすき掛け結線するように設けられたL×M個の乗算器17_1〜17_L×Mを有する。また、アクティブアンテナ制御装置1は、現在位置取得部12と、過去位置取得部13と、未来位置推定部14と、制御部15と、をさらに備える。 Specifically, the active antenna control device 1 includes M transceivers 11_1 to 11_M provided corresponding to M (M is an integer of 2 or more) antenna elements A_1 to A_M, and a cross-linking multiplication unit 20. , Equipped with. The cross-linking multiplication unit 20 is provided so as to cross-connect L (L is an integer of 2 or more) transmission data input units 16_1 to 16_L for each user and M transceivers 11_1 to 11_M to each other. It has × M multipliers 17_1 to 17_L × M. Further, the active antenna control device 1 further includes a current position acquisition unit 12, a past position acquisition unit 13, a future position estimation unit 14, and a control unit 15.

トランシーバ11_1〜11_Mは、それぞれ、指向性を持たせた無線信号(ビーム)を、アンテナ素子A_1〜A_Mを介して空中に放射したり、移動体端末からの無線信号を、アンテナ素子A_1〜A_Mを介して無線受信したりする。 The transceivers 11_1 to 11_M respectively radiate a directional radio signal (beam) into the air via the antenna elements A_1 to A_M, or emit a radio signal from a mobile terminal to the antenna elements A_1 to A_M. Receive wirelessly via.

具体的には、各トランシーバ11_1〜11_Mは、DA変換器、AD変換器、及び、必要とする無線周波数に応じた周波数変換器を有する。たすき掛け乗算部20に設けられた各乗算器17_1〜17_L×Mは、無線送信時、予め計算されたビームフォーミング用の重み付け(位相及び振幅の重み付け)に応じたデジタル信号と、デジタルの無線信号と、を乗算する。つまり、無線信号に指向性を持たせる。その後、DA変換器は、乗算されたデジタルの無線信号をアナログ信号に変換する。このアナログの無線信号は、アンテナ素子を介して通信対象の移動体端末に向けて放射される。また、無線受信時、AD変換器は、アンテナ素子を介して無線受信された無線信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換する。その後、デジタルの無線信号と、予め計算されたビームフォーミング用の重み付けに応じたデジタル信号と、が乗算される。それにより、移動体端末から送信された無線信号から指向性成分が取り除かれる。このような構成により、アクティブアンテナ制御装置1は、複数のトランシーバを用いて、複数の移動体端末のそれぞれに向けた複数のビームを同時に形成することができる(非特許文献4及び非特許文献5参照)。 Specifically, each transceiver 11_1 to 11_M has a DA converter, an AD converter, and a frequency converter according to a required radio frequency. Each multiplier 17_1 to 17_L × M provided in the multiplication unit 20 has a digital signal according to a pre-calculated beamforming weighting (phase and amplitude weighting) and a digital radio signal at the time of wireless transmission. And, multiply. That is, the radio signal is given directivity. The DA converter then converts the multiplied digital radio signal into an analog signal. This analog radio signal is radiated toward the mobile terminal to be communicated via the antenna element. Further, at the time of wireless reception, the AD converter converts the wireless signal (analog signal) wirelessly received via the antenna element into a digital signal. Then, the digital radio signal is multiplied by the pre-calculated digital signal according to the weight for beamforming. As a result, the directional component is removed from the radio signal transmitted from the mobile terminal. With such a configuration, the active antenna control device 1 can simultaneously form a plurality of beams directed at each of the plurality of mobile terminals by using a plurality of transceivers (Non-Patent Documents 4 and 5). reference).

ここで、アクティブアンテナ制御装置1には、例えば、数十〜数百の多くのアンテナ素子A_1〜A_Mを介して無線通信を行うデジタルドメインのMassive−MIMO伝送技術が採用されている。それにより、マルチパスを利用したダイバーシティ効果によって、移動体端末の移動に伴う伝搬路の品質の変化が緩やかになる。一例を挙げると、アナログ方式の単一ビームの場合、干渉縞に対して垂直に横切る移動体端末の移動に伴って伝搬路のSNR及びEVMは最も急峻に変化する。この場合、干渉縞に平行なビーム(即ち、移動端末の移動方向に対して直交するビーム)を追加することにより、伝搬路の品質の変化を和らげることができる。 Here, for the active antenna control device 1, for example, Massive-MIMO transmission technology of a digital domain that performs wireless communication via many tens to hundreds of antenna elements A_1 to A_M is adopted. As a result, the change in the quality of the propagation path due to the movement of the mobile terminal becomes gradual due to the diversity effect using multipath. For example, in the case of an analog single beam, the SNR and EVM of the propagation path change most steeply as the mobile terminal moves perpendicularly to the interference fringes. In this case, by adding a beam parallel to the interference fringes (that is, a beam orthogonal to the moving direction of the mobile terminal), it is possible to mitigate the change in the quality of the propagation path.

なお、本例では、アンテナ素子A_1〜A_Mの個数Mと、移動体端末2_1〜2_Kの個数Kと、後述する未来位置が推定された移動体端末の個数K’と、の関係が、概ねM≧(K+K’)×4を満たすように構成されている。 In this example, the relationship between the number M of the antenna elements A_1 to A_M, the number K of the mobile terminals 2_1 to 2_K, and the number K'of the mobile terminals whose future position is estimated, which will be described later, is approximately M. It is configured to satisfy ≧ (K + K') × 4.

また、本実施の形態では、時分割多重の無線通信方式において、アップリンク及びダウンリンクの伝搬路の相反性を利用して、アップリンクのパイロット信号に基づいて基地局装置と移動体端末との間の伝搬路(伝搬行列)を計測する方法が採用されている。 Further, in the present embodiment, in the time division multiplexing wireless communication system, the reciprocity of the uplink and downlink propagation paths is utilized, and the base station device and the mobile terminal are connected based on the uplink pilot signal. A method of measuring the propagation path (propagation matrix) between them is adopted.

さらに、本実施の形態では、この計測された伝搬行列を用いて、端末方向に信号強度を最大にしたり、信号純度を高めたりする等のビームフォーミング技術、及び、アンテナ素子間の位相及び振幅の重みづけを行う技術が採用されている。それにより、デジタルドメインのMassive−MIMO技術を用いた通信方式における周波数利用効率を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the measured propagation matrix is used to perform beamforming techniques such as maximizing the signal strength and increasing the signal purity in the terminal direction, and the phase and amplitude between the antenna elements. The technique of weighting is adopted. Thereby, the frequency utilization efficiency in the communication method using the Massive-MIMO technology of the digital domain can be improved.

現在位置取得部12は、移動体端末2_1〜2_Kのうち、未来位置の推定対象として選択された移動体端末2_i(iは1〜Kの何れか)の現在の位置情報を、例えば現在の伝搬路情報から取得する。過去位置取得部13は、移動体端末2_iの過去の位置情報を、例えば過去の伝搬路情報から取得する。なお、伝搬路の測定方法には、例えば最大比合成やゼロフォーシング等の手法がある。 The current position acquisition unit 12 propagates the current position information of the mobile terminal 2_i (i is any of 1 to K) selected as the estimation target of the future position among the mobile terminals 2_1 to 2_K, for example, the current position. Obtained from road information. The past position acquisition unit 13 acquires the past position information of the mobile terminal 2_i from, for example, the past propagation path information. As a method for measuring the propagation path, for example, there are methods such as maximum ratio synthesis and zero forcing.

未来位置推定部14は、現在位置取得部12によって取得された移動体端末2_iの現在の位置情報と、過去位置取得部13によって取得された移動体端末2_iの過去の位置情報とから、所定時間の経過後の移動体端末2_iの未来位置を推定する。 The future position estimation unit 14 determines a predetermined time from the current position information of the mobile terminal 2_i acquired by the current position acquisition unit 12 and the past position information of the mobile terminal 2_i acquired by the past position acquisition unit 13. Estimate the future position of the mobile terminal 2_i after the lapse of.

制御部15は、移動体端末2_iの未来位置に向けて無線信号を放射したと仮定して、移動体端末2_i以外の他の移動体端末の通信品質(SNR及びEVMの少なくとも何れか)を計測する。そして、制御部15は、移動体端末2_i以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、移動体端末2_iの未来位置に向けて当該無線信号を放射させる。 The control unit 15 measures the communication quality (at least one of SNR and EVM) of the mobile terminal other than the mobile terminal 2_i, assuming that the radio signal is emitted toward the future position of the mobile terminal 2_i. do. Then, when the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminal other than the mobile terminal 2_i is within the permissible range, the control unit 15 radiates the radio signal toward the future position of the mobile terminal 2_i.

このように、アクティブアンテナ制御装置1は、移動体端末2_iの過去及び現在の位置情報から未来位置を推定することにより、基地局装置と移動体端末2_iとの間の伝搬路をより正確に計測することができる。それにより、基地局装置と移動体端末2_iとの間の通信品質を向上させることができる。ここで、アクティブアンテナ制御装置1は、移動体端末2_iの未来位置に向けて無線信号を放射したと仮定して、移動体端末2_i以外の他の移動体端末の通信品質の劣化が許容範囲内である場合にのみ、移動体端末2_iの未来位置に向けて無線信号を放射する。それにより、移動体端末2_i以外の他の移動体端末の通信品質の劣化も抑制される。 In this way, the active antenna control device 1 more accurately measures the propagation path between the base station device and the mobile terminal 2_i by estimating the future position from the past and present position information of the mobile terminal 2_i. can do. Thereby, the communication quality between the base station apparatus and the mobile terminal 2_i can be improved. Here, assuming that the active antenna control device 1 radiates a radio signal toward the future position of the mobile terminal 2_i, the deterioration of the communication quality of the mobile terminals other than the mobile terminal 2_i is within the permissible range. Only when is, the radio signal is emitted toward the future position of the mobile terminal 2_i. As a result, deterioration of communication quality of mobile terminals other than mobile terminal 2_i is also suppressed.

続いて、図2、図3及び図4を用いて、基地局装置に搭載されたアクティブアンテナ制御装置1の動作について説明する。図2は、アクティブアンテナ制御装置1の動作を示すフローチャートである。図3は、基地局装置に対する移動体端末の過去及び現在の位置関係を示す図である。図4は、基地局装置に対する移動体端末の過去、現在及び未来の位置関係を示す図である。 Subsequently, the operation of the active antenna control device 1 mounted on the base station device will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the active antenna control device 1. FIG. 3 is a diagram showing the past and present positional relationships of the mobile terminal with respect to the base station device. FIG. 4 is a diagram showing the past, present, and future positional relationships of the mobile terminal with respect to the base station device.

なお、ここでは、基地局装置10と3個の移動体端末2_1〜2_3との間で同時に無線通信が行われ、かつ、未来位置の推定対象として移動体端末2_2が選択された場合を例に説明する。 Here, an example is taken in the case where wireless communication is simultaneously performed between the base station device 10 and the three mobile terminals 2_1 to 2_3, and the mobile terminal 2_2 is selected as the estimation target of the future position. explain.

まず、制御部15は、伝搬路の相反性(Reciprocity)を利用して、基地局装置10と移動体端末2_1〜2_3との間のそれぞれの伝搬路の計測を行う(ステップS101)。 First, the control unit 15 measures the respective propagation paths between the base station device 10 and the mobile terminals 2_1 to 2_3 by utilizing the reciprocity of the propagation paths (step S101).

その後、現在位置取得部12は、未来位置の推定対象として選択された移動体端末2_2の現在(時刻t11)の位置情報を取得し、かつ、過去位置取得部13は、移動体端末2_2の過去(時刻t10<t11)の位置情報を取得する(ステップS102)。 After that, the current position acquisition unit 12 acquires the current position information (time t11) of the mobile terminal 2_2 selected as the estimation target of the future position, and the past position acquisition unit 13 acquires the past position of the mobile terminal 2_2. The position information (time t10 <t11) is acquired (step S102).

その後、未来位置推定部14は、移動体端末2_2の現在の位置情報及び過去の位置情報から、移動体端末2_2の未来(時刻t12>t11)の位置情報を推定する(ステップS103)。 After that, the future position estimation unit 14 estimates the future position information of the mobile terminal 2_2 (time t12> t11) from the current position information and the past position information of the mobile terminal 2_2 (step S103).

その後、制御部15は、基地局装置10と、移動体端末2_2の未来位置と、の間の伝搬路の計測を行う(ステップS104)。具体的には、例えば、移動体端末2_2の未来位置の方向に指向性を持たせるような無線信号の振幅及び位相の重み付けの計算などが行われる。以下、未来位置の移動体端末2_2を便宜的に移動体端末2_2’とも称す。 After that, the control unit 15 measures the propagation path between the base station device 10 and the future position of the mobile terminal 2_2 (step S104). Specifically, for example, the calculation of the amplitude and phase weighting of the radio signal so as to have directivity in the direction of the future position of the mobile terminal 2_2 is performed. Hereinafter, the mobile terminal 2_2 at the future position will also be referred to as a mobile terminal 2_2'for convenience.

ここで、制御部15は、移動体端末2_2の未来位置に向けて無線信号を放射したと仮定して、移動体端末2_2以外の他の移動体端末2_1,2_3のそれぞれの通信品質(SNR及びEVMの少なくとも何れか)を計測する(ステップS105)。そして、制御部15は、移動体端末2_1,2_3のそれぞれの通信品質の劣化度合いが許容範囲内であるか否かを判定する(ステップS106)。なお、許容範囲は、例えば予め設定された閾値によって規定される。 Here, assuming that the control unit 15 radiates a radio signal toward the future position of the mobile terminal 2_2, the communication qualities (SNR and SNR and) of the other mobile terminals 2_1, 2_3 other than the mobile terminal 2_2 are assumed. At least one of the EVMs) is measured (step S105). Then, the control unit 15 determines whether or not the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1 and 2_3 is within the permissible range (step S106). The permissible range is defined by, for example, a preset threshold value.

例えば、移動体端末2_1,2_3の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合(ステップS106のYES)、制御部15は、移動体端末2_2’(移動体端末2_2の未来位置)に向けて無線信号を放射させる(ステップS107)。 For example, when the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1 and 2_3 is within the permissible range (YES in step S106), the control unit 15 faces the mobile terminal 2_2'(future position of the mobile terminal 2_2). The radio signal is radiated (step S107).

それに対し、移動体端末2_1,2_3の通信品質の劣化度合いが許容範囲外である場合(ステップS106のNO)、制御部15は、移動体端末2_2’に向けて無線信号を放射させない(ステップS108)。 On the other hand, when the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1 and 2_3 is out of the permissible range (NO in step S106), the control unit 15 does not radiate the radio signal toward the mobile terminal 2_2'(step S108). ).

このように、アクティブアンテナ制御装置1は、移動体端末2_2の過去及び現在の位置情報から未来位置を推定する。そして、アクティブアンテナ制御装置1は、移動体端末2_2の未来位置に向けて無線信号を放射したと仮定して、移動体端末2_2以外の他の移動体端末の通信品質の劣化が許容範囲内である場合にのみ、移動体端末2_2の未来位置に向けて無線信号を放射する。それにより、移動体端末2_2以外の他の移動体端末の通信品質の劣化も抑制される。その結果、例えば、準ミリ波やミリ波などの高SHF(Super High Frequency)帯を用いた広帯域伝送と、移動体端末の高速移動時の伝搬路を安定性との相克を図ることで、最適点の見出し、又は、両立させることができる。 In this way, the active antenna control device 1 estimates the future position from the past and present position information of the mobile terminal 2_2. Then, assuming that the active antenna control device 1 radiates a radio signal toward the future position of the mobile terminal 2_2, the deterioration of the communication quality of the mobile terminals other than the mobile terminal 2_2 is within the permissible range. Only in certain cases will the radio signal be emitted towards the future position of the mobile terminal 2_2. As a result, deterioration of communication quality of other mobile terminals other than the mobile terminal 2_2 is also suppressed. As a result, for example, wideband transmission using a high SHF (Super High Frequency) band such as quasi-millimeter wave or millimeter wave and stability of the propagation path during high-speed movement of the mobile terminal are optimized. The heading of points or both can be made compatible.

なお、特許文献1のアンテナ制御装置では、移動端末の現在位置を高精度に把握することで、高速移動する移動端末へのビーム追従が行われているが、高速移動する移動端末へのビーム追従による他の移動端末の通信品質の劣化については考慮されていない。そのため、高速移動する移動端末の将来位置も含めてビーム放射することにより発生する干渉によって他の移動端末の通信品質が劣化してしまう可能がある。それに対し、本実施の形態にかかるアクティブアンテナ制御装置1ではそのような問題を解決する対策を施している。 In the antenna control device of Patent Document 1, the beam tracking to the mobile terminal moving at high speed is performed by grasping the current position of the mobile terminal with high accuracy, but the beam tracking to the mobile terminal moving at high speed is performed. No consideration is given to the deterioration of communication quality of other mobile terminals due to this. Therefore, the communication quality of other mobile terminals may deteriorate due to the interference generated by radiating the beam including the future position of the mobile terminal moving at high speed. On the other hand, the active antenna control device 1 according to the present embodiment takes measures to solve such a problem.

(シミュレーション結果)
続いて、図5、図6及び図7を用いて、アクティブアンテナ制御装置1に設けられたトランシーバの個数が、移動体端末の移動に伴って変化するEVMの変化量に与える影響について説明する。
(simulation result)
Subsequently, with reference to FIGS. 5, 6 and 7, the influence of the number of transceivers provided in the active antenna control device 1 on the amount of change in EVM that changes with the movement of the mobile terminal will be described.

図5、図6及び図7は、トランシーバの個数MがそれぞれM=8,16,32である場合における、現在時刻及び未来時刻における移動体端末の位置と、EVMと、の関係をシミュレーションした結果を示す図である。 FIGS. 5, 6 and 7 show the results of simulating the relationship between the position of the mobile terminal at the current time and the future time and the EVM when the number M of the transceivers M is M = 8, 16 and 32, respectively. It is a figure which shows.

なお、ここでは、基地局装置10と2個の移動体端末2_1,2_2との間で同時に無線通信が行われ、かつ、未来位置の推定対象として移動体端末2_1が選択された場合を例に説明する。 Here, an example is taken in the case where wireless communication is simultaneously performed between the base station device 10 and the two mobile terminals 2_1 and 2, and the mobile terminal 2_1 is selected as the estimation target of the future position. explain.

図5に示すように、トランシーバの個数Mが8個の場合、現在位置の移動体端末2_1のEVMが−21dBであるのに対し、未来位置の移動体端末2_1(移動体端末2_1’とも称す)のEVMは、−18dBに劣化している。また、図6に示すように、トランシーバの個数Mが16個の場合、現在位置の移動体端末2_1のEVMが−25dBであるのに対し、未来位置の移動体端末2_1のEVMは、−25dBを維持している。さらに、図7に示すように、トランシーバの個数Mが32個の場合、現在位置の移動体端末2_1のEVMが−25dBであるのに対し、未来位置の移動体端末2_1のEVMは、−25dBを維持している。これらのシミュレーション結果から、M=16又は32、K=2、K’=1の場合等のように、M≧(K+K’)×4を満たす場合に、EVMの劣化度合いが抑制されていることが分かる。 As shown in FIG. 5, when the number of transceivers M is 8, the EVM of the mobile terminal 2_1 at the current position is -21 dB, whereas the EVM of the mobile terminal 2_1 at the future position is also referred to as the mobile terminal 2_1 (mobile terminal 2_1'). ) EVM has deteriorated to -18 dB. Further, as shown in FIG. 6, when the number of transceivers M is 16, the EVM of the mobile terminal 2_1 at the current position is -25 dB, whereas the EVM of the mobile terminal 2_1 at the future position is -25 dB. Is maintained. Further, as shown in FIG. 7, when the number of transceivers M is 32, the EVM of the mobile terminal 2_1 at the current position is -25 dB, whereas the EVM of the mobile terminal 2_1 at the future position is -25 dB. Is maintained. From these simulation results, the degree of deterioration of EVM is suppressed when M ≧ (K + K') × 4 is satisfied, such as when M = 16 or 32, K = 2, K'= 1. I understand.

(アクティブアンテナ制御装置1の他の動作)
続いて、図8を用いて、アクティブアンテナ制御装置1の他の動作について説明する。図8は、アクティブアンテナ制御装置1の他の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、基地局装置10と3個の移動体端末2_1〜2_3との間で同時に無線通信が行われ、かつ、未来位置の推定対象として移動体端末2_2が最初に選択された場合を例に説明する。また、ここでは、主に図2に示す内容と異なる部分について説明する。
(Other operations of active antenna controller 1)
Subsequently, other operations of the active antenna control device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing another operation of the active antenna control device 1. Here, the case where wireless communication is simultaneously performed between the base station device 10 and the three mobile terminals 2_1 to 2_3, and the mobile terminal 2_2 is first selected as the future position estimation target. Let's take an example. Further, here, a part different from the content shown in FIG. 2 will be mainly described.

本例では、移動体端末2_1,2_3の通信品質の劣化度合いが許容範囲外の場合(ステップS106のNO)、制御部15が移動体端末2_2の移動距離の推定値及び移動体端末2_2’に仮想送信される無線信号の強度の何れかを調整する(ステップS109)。 In this example, when the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1 and 2_3 is out of the permissible range (NO in step S106), the control unit 15 sets the estimated value of the moving distance of the mobile terminal 2_2 and the mobile terminal 2_2'. Adjust any of the strengths of the virtually transmitted radio signals (step S109).

具体的には、例えば、移動体端末2_2の移動距離の推定値を短くする。なお、移動体端末2_2の移動距離の推定値を短くする代わりに、現在時刻から未来時刻までの経過時間の推定値を短くしてもよい。あるいは、例えば、移動体端末2_2の未来位置に向けて仮想的に送信される無線信号の信号強度を弱くする。それにより、移動体端末2_2の現在位置から未来位置への移動に伴うSNR及びEVMの劣化度合いが抑制される可能性が高くなる。 Specifically, for example, the estimated value of the moving distance of the mobile terminal 2_2 is shortened. Instead of shortening the estimated value of the moving distance of the mobile terminal 2_2, the estimated value of the elapsed time from the current time to the future time may be shortened. Alternatively, for example, the signal strength of the radio signal virtually transmitted toward the future position of the mobile terminal 2_2 is weakened. As a result, there is a high possibility that the degree of deterioration of SNR and EVM accompanying the movement of the mobile terminal 2_2 from the current position to the future position is suppressed.

その後、制御部15は、移動体端末2_2の未来位置に向けて無線信号を放射したと仮定して、移動体端末2_2以外の他の移動体端末2_1,2_3のそれぞれの通信品質を再び計測する(ステップS105)。そして、制御部15は、移動体端末2_1,2_3のそれぞれの通信品質の劣化度合いが許容範囲内であるか否かを判定する(ステップS106)。このような動作は、移動体端末2_1,2_3の通信品質の劣化度合いが許容範囲内になるまで繰り返される。 After that, the control unit 15 again measures the communication quality of each of the mobile terminals 2_1, 2_3 other than the mobile terminal 2_2, assuming that the radio signal is emitted toward the future position of the mobile terminal 2_2. (Step S105). Then, the control unit 15 determines whether or not the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1 and 2_3 is within the permissible range (step S106). Such an operation is repeated until the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1, 2_3 is within the permissible range.

そして、移動体端末2_1,2_3の通信品質の劣化度合いが許容範囲内になると(ステップS106のYES)、制御部15は、移動体端末2_2の未来位置に向けて、設定された強度の無線信号を放射させる(ステップS107)。 Then, when the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1 and 2_3 is within the permissible range (YES in step S106), the control unit 15 directs the radio signal of the set intensity toward the future position of the mobile terminal 2_2. Is radiated (step S107).

なお、制御部15は、移動体端末2_1,2_3の通信品質の劣化度合いが許容範囲内となるような移動距離を、所定の関数を用いて回帰算出するように構成されても良い。或いは、制御部15は、移動体端末2_1,2_3の通信品質の劣化度合いが許容範囲内となるような強度の無線信号を、所定の関数を用いて回帰算出するように構成されても良い。回帰算出の方法としては、例えば、線形、最小二乗法、多項式等がある。 The control unit 15 may be configured to perform regression calculation using a predetermined function for a moving distance such that the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1, 2_3 is within an allowable range. Alternatively, the control unit 15 may be configured to perform regression calculation using a predetermined function for a radio signal having a strength such that the degree of deterioration of the communication quality of the mobile terminals 2_1, 2_3 is within an allowable range. Examples of the regression calculation method include linear, least squares, and polynomials.

その後、全ての移動体端末が未来位置の推定対象として選択されていなければ(ステップS110のNO)、未だ未来位置の推定対象として選択されていない別の移動体端末を未来位置の推定対象として選択する(ステップS111)。その後、ステップS102の処理に戻る。そして、全ての移動体端末が未来位置の推定対象として選択されると(ステップS110のYES)、処理が終了する。 After that, if all the mobile terminals are not selected as the future position estimation target (NO in step S110), another mobile terminal that has not yet been selected as the future position estimation target is selected as the future position estimation target. (Step S111). After that, the process returns to the process of step S102. Then, when all the mobile terminals are selected as the estimation targets of the future position (YES in step S110), the process ends.

図8に示すフローチャートのそれ以外の内容については、図2に示すフローチャートの内容と同様であるため、その説明を省略する。 Since the contents of the flowchart shown in FIG. 8 are the same as those of the flowchart shown in FIG. 2, the description thereof will be omitted.

(アクティブアンテナ制御装置1の通信制御機能のハードウェア構成)
なお、アクティブアンテナ制御装置1に設けられた現在位置取得部12、過去位置取得部13、未来位置推定部14及び制御部15の全部又は一部によって実現される通信制御処理は、汎用的なコンピュータシステムにより実現可能である。以下、図9を用いて簡単に説明する。
(Hardware configuration of communication control function of active antenna control device 1)
The communication control process realized by all or part of the current position acquisition unit 12, the past position acquisition unit 13, the future position estimation unit 14, and the control unit 15 provided in the active antenna control device 1 is a general-purpose computer. It can be realized by the system. Hereinafter, a brief description will be given with reference to FIG.

図9は、アクティブアンテナ制御装置1の通信制御機能のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。コンピュータ100は、例えば、制御装置であるCPU(Central Processing Unit)101と、RAM(Random Access Memory)102と、ROM(Read Only Memory)103と、を備える。コンピュータ100は、さらに、外部とのインターフェースであるIF(Inter Face)104と、不揮発性記憶装置の一例であるHDD(Hard Disk Drive)105と、を備える。さらに、コンピュータ100は、その他図示しない構成として、キーボードやマウス等の入力装置やディスプレイ等の表示装置を備えていても良い。 FIG. 9 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the communication control function of the active antenna control device 1. The computer 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 101, which is a control device, a RAM (Random Access Memory) 102, and a ROM (Read Only Memory) 103. The computer 100 further includes an IF (Inter Face) 104, which is an interface with the outside, and an HDD (Hard Disk Drive) 105, which is an example of a non-volatile storage device. Further, the computer 100 may be provided with an input device such as a keyboard and a mouse and a display device such as a display as other configurations (not shown).

HDD105には、OS(Operating System)(不図示)と、通信制御処理プログラム106と、が記憶されている。通信制御処理プログラム106は、本実施の形態に係る通信制御処理が実装されたコンピュータプログラムである。 The HDD 105 stores an OS (Operating System) (not shown) and a communication control processing program 106. The communication control processing program 106 is a computer program in which the communication control processing according to the present embodiment is implemented.

CPU101は、コンピュータ100における各種処理、RAM102,ROM103,IF104及びHDD105へのアクセス等を制御する。コンピュータ100は、CPU101がHDD105に記憶されたOS及び通信制御処理プログラム106を読み込み、実行する。これにより、コンピュータ100は、本実施の形態にかかるアクティブアンテナ制御装置1の通信制御機能を実現する。 The CPU 101 controls various processes in the computer 100, access to the RAM 102, ROM 103, IF 104, HDD 105, and the like. The computer 100 reads and executes the OS and the communication control processing program 106 stored in the HDD 105 by the CPU 101. As a result, the computer 100 realizes the communication control function of the active antenna control device 1 according to the present embodiment.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various changes can be made without departing from the gist thereof. It goes without saying that it is possible.

上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。 また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non−transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 In the above-described embodiment, the present invention has been described as a hardware configuration, but the present invention is not limited thereto. The present invention can also be realized by causing a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program. In addition, the programs described above can be stored and supplied to a computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transient computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory) CD-Rs, CDs. -R / W, including semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of temporary computer readable media. Examples of temporary computer-readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the invention of the present application has been described above with reference to the embodiments, the invention of the present application is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the invention in the configuration and details of the invention of the present application.

この出願は、2019年1月31日に出願された日本出願特願2019−015923を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2019-015923 filed on January 31, 2019, and incorporates all of its disclosures herein.

1 アクティブアンテナ制御装置
2_1〜2_K 移動体端末
10 基地局装置
11_1〜11_M トランシーバ
12 現在位置取得部
13 過去位置取得部
14 未来位置推定部
15 制御部
16_1〜16_L ユーザ毎送信データ入力部
17_1〜17_L×M 乗算器
20 たすき掛け乗算部
100 コンピュータ100
101 CPU
102 RAM
103 ROM
104 IF
105 HDD
106 通信制御処理プログラム
A_1〜A_M アンテナ素子
1 Active antenna control device 2_1 to 2_K Mobile terminal 10 Base station device 11_1 to 11_M Transceiver 12 Current position acquisition unit 13 Past position acquisition unit 14 Future position estimation unit 15 Control unit 16_1 to 16_L Transmission data input unit for each user 17_1 to 17_L × M Multiplier 20 Multiply Multiplier 100 Computer 100
101 CPU
102 RAM
103 ROM
104 IF
105 HDD
106 Communication control processing program A_1 to A_M Antenna element

Claims (10)

複数のアンテナ素子を介して指向性を持たせた複数の無線信号を送信可能に構成された複数のトランシーバと、
複数の移動体端末のうち未来位置の推定対象として選択された第1移動体端末の現在位置を取得する現在位置取得手段と、
前記第1移動体端末の過去の位置を取得する過去位置取得手段と、
前記第1移動体端末の現在位置及び過去の位置から、所定時間の経過後の前記第1移動体端末の未来位置を推定する未来位置推定手段と、
前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記複数の無線信号の何れかを放射したと仮定して、前記第1移動体端末以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射させる制御手段と、
を備えた、アクティブアンテナ制御装置。
A plurality of transceivers configured to be able to transmit a plurality of directional radio signals via a plurality of antenna elements, and a plurality of transceivers.
A current position acquisition means for acquiring the current position of the first mobile terminal selected as a future position estimation target among a plurality of mobile terminals, and a current position acquisition means.
The past position acquisition means for acquiring the past position of the first mobile terminal, and
A future position estimating means for estimating the future position of the first mobile terminal after a lapse of a predetermined time from the current position and the past position of the first mobile terminal.
Assuming that any of the plurality of radio signals is radiated toward the future position of the first mobile terminal, the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminals other than the first mobile terminal is within the permissible range. When the inside is inside, the control means for radiating the radio signal toward the future position of the first mobile terminal, and
Active antenna controller with.
前記制御手段は、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲外である場合、前記第1移動体端末の現在位置から未来位置への移動距離を短く推定し直したうえで、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射したと仮定して、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内であるか否かを再度判定するように構成されている、
請求項1に記載のアクティブアンテナ制御装置。
When the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is out of the permissible range, the control means re-estimates the moving distance from the current position to the future position of the first mobile terminal and then re-estimates it. Assuming that the radio signal is radiated toward the future position of the first mobile terminal, it is determined again whether or not the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is within the permissible range. It is configured,
The active antenna control device according to claim 1.
前記制御手段は、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内となるような前記移動距離を所定の関数を用いて算出するように構成されている、
請求項2に記載のアクティブアンテナ制御装置。
The control means is configured to calculate the moving distance using a predetermined function so that the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is within an allowable range.
The active antenna control device according to claim 2.
前記制御手段は、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲外である場合、現在時刻から未来時刻への経過時間を短く推定し直したうえで、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射したと仮定して、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内であるか否かを再度判定するように構成されている、
請求項1に記載のアクティブアンテナ制御装置。
When the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is out of the permissible range, the control means re-estimates the elapsed time from the current time to the future time, and then re-estimates the elapsed time of the first mobile terminal. Assuming that the radio signal is emitted toward a future position, it is configured to redetermine whether or not the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is within the permissible range.
The active antenna control device according to claim 1.
前記制御手段は、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内となるような前記経過時間を所定の関数を用いて算出するように構成されている、
請求項4に記載のアクティブアンテナ制御装置。
The control means is configured to calculate the elapsed time using a predetermined function so that the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is within an allowable range.
The active antenna control device according to claim 4.
前記制御手段は、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲外である場合、さらに、前記第1移動体端末の未来位置に向けて仮想的に放射される前記無線信号の強度を調整するように構成されている、
請求項2〜5の何れか一項に記載のアクティブアンテナ制御装置。
When the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is out of the permissible range, the control means further enhances the strength of the radio signal virtually radiated toward the future position of the first mobile terminal. Is configured to adjust,
The active antenna control device according to any one of claims 2 to 5.
前記複数の移動体端末の個数をK、前記複数の移動体端末のうち第1移動体端末として未来位置が推定された移動体端末の個数をK’、前記複数のトランシーバの個数をMとすると、
M>(K+K’)×4
が成り立つように構成されている、
請求項1〜6の何れか一項に記載のアクティブアンテナ制御装置。
Let K be the number of the plurality of mobile terminals, K'be the number of mobile terminals whose future position is estimated as the first mobile terminal among the plurality of mobile terminals, and M be the number of the plurality of transceivers. ,
M> (K + K') x 4
Is configured to hold,
The active antenna control device according to any one of claims 1 to 6.
前記制御手段は、前記他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲外を維持する場合、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射させないように構成されている、
請求項1〜7の何れか一項に記載のアクティブアンテナ制御装置。
The control means is configured so as not to radiate the radio signal toward the future position of the first mobile terminal when the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminal is maintained outside the permissible range. ,
The active antenna control device according to any one of claims 1 to 7.
複数のアンテナ素子を介して指向性を持たせた複数の無線信号を、複数のトランシーバから送信するステップと、
複数の移動体端末のうち未来位置の推定対象として選択された第1移動体端末の現在位置を取得するステップと、
前記第1移動体端末の過去の位置を取得するステップと、
前記第1移動体端末の現在位置及び過去の位置から、所定時間の経過後の前記第1移動体端末の未来位置を推定するステップと、
前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記複数の無線信号の何れかを放射したと仮定して、前記第1移動体端末以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射させるステップと、
を備えた、アクティブアンテナ制御装置の制御方法。
A step of transmitting a plurality of directional radio signals from a plurality of transceivers via a plurality of antenna elements,
A step of acquiring the current position of the first mobile terminal selected as an estimation target of the future position among a plurality of mobile terminals, and
The step of acquiring the past position of the first mobile terminal and
A step of estimating the future position of the first mobile terminal after a lapse of a predetermined time from the current position and the past position of the first mobile terminal, and
Assuming that any of the plurality of radio signals is radiated toward the future position of the first mobile terminal, the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminals other than the first mobile terminal is within the permissible range. In the case of, the step of radiating the radio signal toward the future position of the first mobile terminal, and
A control method for an active antenna controller.
複数のアンテナ素子を介して指向性を持たせた複数の無線信号を、複数のトランシーバから送信させる処理と、
複数の移動体端末のうち未来位置の推定対象として選択された第1移動体端末の現在位置を取得する処理と、
前記第1移動体端末の過去の位置を取得する処理と、
前記第1移動体端末の現在位置及び過去の位置から、所定時間の経過後の前記第1移動体端末の未来位置を推定する処理と、
前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記複数の無線信号の何れかを放射したと仮定して、前記第1移動体端末以外の他の移動体端末の通信品質の劣化度合いが許容範囲内である場合に、前記第1移動体端末の未来位置に向けて前記無線信号を放射させる処理と、
をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
Processing to transmit multiple radio signals with directivity through multiple antenna elements from multiple transceivers,
The process of acquiring the current position of the first mobile terminal selected as the target for estimating the future position among a plurality of mobile terminals, and
The process of acquiring the past position of the first mobile terminal and
A process of estimating the future position of the first mobile terminal after a lapse of a predetermined time from the current position and the past position of the first mobile terminal, and
Assuming that any of the plurality of radio signals is radiated toward the future position of the first mobile terminal, the degree of deterioration of the communication quality of the other mobile terminals other than the first mobile terminal is within the permissible range. In the case of being inside, the process of radiating the radio signal toward the future position of the first mobile terminal, and
A non-transitory computer-readable medium containing a program that causes a computer to execute.
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