WO2021084592A1 - 情報処理装置、通信装置、情報処理方法、通信方法、情報処理プログラム、及び通信プログラム - Google Patents

情報処理装置、通信装置、情報処理方法、通信方法、情報処理プログラム、及び通信プログラム Download PDF

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WO2021084592A1
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    • H04B7/0621Feedback content
    • H04B7/063Parameters other than those covered in groups H04B7/0623 - H04B7/0634, e.g. channel matrix rank or transmit mode selection

Definitions

  • This disclosure relates to an information processing device, a communication device, an information processing method, a communication method, an information processing program, and a communication program.
  • a control device included in a communication device forms a directivity beam by controlling the directivity of a radio signal using an antenna device including a plurality of antenna elements.
  • the control device In order to achieve high communication performance (for example, high antenna gain, high throughput, etc.), the control device needs to accurately control the directivity of the radio signal. However, the control device may not be able to accurately control the directivity of the radio signal due to the characteristics peculiar to the device (for example, the difference in the material of the antenna device constituting the device and the length of the wiring).
  • the information processing apparatus uses the first polarization and the second polarization tilted by a predetermined angle with respect to the first polarization.
  • An acquisition unit that acquires measurement information of a plurality of antenna elements included in an antenna device that transmits a radio signal, and a generation unit that generates control information for controlling the directivity of the radio signal based on the measurement information.
  • the measurement information includes first information based on the measurement result of the first polarization transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements, and transmission from the first antenna element. Second information indicating the relative difference between the first polarization and the second polarization transmitted from the first antenna element, and the radio signal transmitted from the first antenna element. And a third piece of information indicating the relative difference between the radio signal transmitted from the second antenna element different from the first antenna element and the radio signal transmitted from the second antenna element.
  • the communication device of one form according to the present disclosure includes an antenna unit including a plurality of antenna elements and a radio signal transmitted from the antenna unit, which is at least the first polarization. And the acquisition unit that acquires control information for controlling the directivity of the radio signal transmitted using the second polarization tilted by a predetermined angle with respect to the first polarization, and the control information.
  • a communication control unit that controls the directivity of the radio signal transmitted from the antenna unit based on the antenna unit is provided, and the control information is the first antenna element transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements.
  • the first information based on the measurement result of polarization, the first polarization transmitted from the first antenna element, and the second polarization transmitted from the first antenna element.
  • the second information indicating the difference, the radio signal transmitted from the first antenna element, and the radio signal transmitted from the second antenna element different from the first antenna element.
  • the third information indicating the difference and the information generated based on the third information.
  • a plurality of components having substantially the same functional configuration may be distinguished by adding different alphabets after the same reference numerals.
  • a plurality of configurations having substantially the same functional configuration are distinguished as necessary, such as terminal devices 200A, 200B, and 200C.
  • terminal devices 200A, 200B, and 200C are distinguished as necessary, such as terminal devices 200A, 200B, and 200C.
  • only the same reference numerals are given.
  • the terminal device 200 when it is not necessary to distinguish between the terminal devices 200A, 200B and 200C, it is simply referred to as the terminal device 200.
  • MIMO Multiple-Input and Multiple-Output
  • the 5th generation (5G) mobile communication system following LTE / LTE-A has been studied.
  • a millimeter wave band (frequency band of 24.25 to 52.6 GHz), which has not been used in conventional cellular systems, is being studied.
  • a radio signal transmitted using the millimeter wave band may be simply referred to as a millimeter wave.
  • the higher the frequency the larger the path loss (spatial propagation loss).
  • the path loss becomes large, problems such as narrowing of coverage at one base station occur. Therefore, when millimeter waves are used for communication, an antenna having a high gain tends to be required.
  • a beam is a directional beam formed by a technique called beamforming.
  • beamforming technology an antenna device included in a base station or terminal device forms a radiated radio wave with a narrow beam width so as to have sharp directivity.
  • the beam formed by beamforming technology concentrates radio waves in a specific direction. Therefore, when the antenna device increases the directivity of the beam, the total antenna gain increases by the amount of the increase. This is generally called BF gain (beamforming gain).
  • This BF gain makes it possible to compensate for path loss even in the high frequency band (for example, in the millimeter wave band of 30 GHz or more).
  • Non-Patent Document 1 (Satoshi Suyama et al., “5G Multi-Antenna Technology”, NTT DOCOMO Technical Journal, Vol.23, No.4, 2016, p30-39). is there.
  • this document the content of a study on communication using millimeter waves in a 5G mobile communication system is disclosed, and in particular, the content of a study on the use of beamforming technology is disclosed.
  • controlling the directivity of wireless signals becomes a weight.
  • the antenna device has device-specific characteristics (hereinafter referred to as device characteristics) such as differences in materials and wiring lengths. Due to this device characteristic, the radio signal output from each of the plurality of antenna elements has an error (for example, phase shift) from the signal that should be originally. In particular, when a high frequency radio signal is used, the influence of the error caused by this device characteristic tends to be large.
  • device characteristics such as differences in materials and wiring lengths. Due to this device characteristic, the radio signal output from each of the plurality of antenna elements has an error (for example, phase shift) from the signal that should be originally. In particular, when a high frequency radio signal is used, the influence of the error caused by this device characteristic tends to be large.
  • the communication device of the present embodiment includes an antenna device (antenna unit) including a plurality of antenna elements.
  • the antenna device includes, for example, a first antenna element and a second antenna element as a plurality of antenna elements. If the antenna device includes four patch antennas, for example, any one of the four patch antennas is the first antenna element, and each of the remaining three patch antennas is the second antenna element.
  • the antenna device may be a dual polarization antenna.
  • the communication device may use vertically polarized waves (V polarized waves) and horizontally polarized waves (H polarized waves) when transmitting a radio signal. Then, the communication device may acquire control information for controlling the directivity of the radio signal transmitted by using the vertically polarized wave (V polarized wave) and the horizontally polarized wave (H polarized wave). At this time, the communication device (UE) may acquire the control information from the storage device inside the device. Then, the communication device (UE) may control the directivity of the radio signal transmitted from the antenna device based on the control information.
  • V polarized waves vertically polarized waves
  • H polarized waves horizontally polarized waves
  • the control information is generated by the information processing device (for example, a computer owned by the designer of the communication device) in consideration of the device characteristics of the antenna device. For example, the information processing device generates control information from the measurement information of the radio signal output by the antenna device. Specifically, the information processing device includes first measurement information of radio signals (for example, V-polarized light and H-polarized light) transmitted from the first antenna element included in the antenna device, and a second measurement information included in the antenna device. The control information is generated based on the second measurement information of the radio signal (for example, V polarization and H polarization) transmitted from the antenna element of the above. At this time, the second measurement information is a relative difference (for example, a difference in phase or amplitude) between the radio signal transmitted from the first antenna element and the radio signal transmitted from the second antenna element. It may be information indicating.
  • the information processing device for example, a computer owned by the designer of the communication device
  • the information processing device generates control information from the measurement information of the radio signal output by the antenna device.
  • the information processing apparatus includes first information based on the measurement result of the first polarization (either V polarization or H polarization) transmitted from the first antenna element, and the first information.
  • Relative difference eg, phase or amplitude
  • the control information is generated based on the third information indicating the above and the measurement information including.
  • the third information includes, for example, information indicating the phase difference between the V-polarized light output from the first antenna element and the V-polarized light output from the second antenna element, and the first information.
  • Information indicating the phase difference between the H-polarized light output from the antenna element of the above and the H-polarized light output from the second antenna element may be included.
  • the communication device can accurately control the directivity of the wireless signal by controlling the antenna device using the control information generated by the information processing device. As a result, the communication device can achieve high communication performance (eg, high antenna gain, etc.).
  • the communication system 1 includes a base station device and can be wirelessly connected to a terminal device.
  • the communication system 1 may be compatible with wireless access technology (RAT: Radio Access Technology) such as LTE (Long Term Evolution) and NR (New Radio).
  • RAT Radio Access Technology
  • LTE and NR are a kind of cellular communication technology, and enable mobile communication of a terminal device by arranging a plurality of areas covered by a base station in a cell shape.
  • LTE includes LTE-A (LTE-Advanced), LTE-A Pro (LTE-Advanced Pro), and EUTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access).
  • NR shall include NLAT (New Radio Access Technology) and FEUTRA (Further EUTRA).
  • a single base station may manage a plurality of cells.
  • the cell corresponding to LTE may be referred to as an LTE cell
  • the cell corresponding to NR may be referred to as an NR cell.
  • NR is the next generation (5th generation) wireless access technology (RAT) of LTE (4th generation communication including LTE-Advanced and LTE-Advanced Pro).
  • RAT wireless access technology
  • LTE 4th generation communication including LTE-Advanced and LTE-Advanced Pro
  • NR is a wireless access technology that can support various use cases including eMBB (Enhanced Mobile Broadband), mMTC (Massive Machine Type Communications) and URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications).
  • eMBB Enhanced Mobile Broadband
  • mMTC Massive Machine Type Communications
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the communication system 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • Communication system 1 is a wireless communication system that provides a wireless access network to a terminal device.
  • communication system 1 is a cellular communication system using wireless access technology such as LTE and NR.
  • the radio access network may be E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) or NG-RAN (Next Generation Radio Access Network).
  • the communication system 1 includes a base station device 100 and a terminal device 200.
  • Each base station device 100 includes an antenna device (antenna unit) including a plurality of antenna elements.
  • the communication system 1 provides a user with a wireless network capable of mobile communication by operating the wireless communication devices constituting the communication system 1 in cooperation with each other.
  • the wireless network of the present embodiment is composed of, for example, a wireless access network and a core network.
  • the wireless communication device is a device having a wireless communication function, and in the example of FIG. 1, the base station device 100 and the terminal device 200 correspond to the device. In the present embodiment, the wireless communication device may be simply referred to as a communication device.
  • the communication system 1 may include a plurality of base station devices 100 and a plurality of terminal devices 200, respectively.
  • the communication system 1 includes base station devices 100A, 100B, 100C and the like as the base station device 100, and terminal devices 200A, 200B, 200C and the like as the terminal device 200.
  • the device in the figure may be considered as a device in a logical sense. That is, a part of the devices in the figure may be realized by a virtual machine (VM: Virtual Machine), a container (Container), a docker (Docker), etc., and they may be implemented on physically the same hardware.
  • VM Virtual Machine
  • Container Container
  • Docker docker
  • the LTE base station may be referred to as eNodeB (Evolved Node B) or eNB.
  • the NR base station may be referred to as NGRAN Node (Next Generation RAN node), gNodeB or gNB.
  • a terminal device also referred to as a mobile station, mobile station device, or terminal
  • UE User Equipment
  • the terminal device is a kind of communication device, and is also referred to as a mobile station, a mobile station device, or a terminal.
  • the concept of a communication device includes not only a portable mobile device (terminal device) such as a mobile terminal, but also a device installed on a structure or a mobile body.
  • the structure or the moving body itself may be regarded as a communication device.
  • the concept of a communication device includes not only a terminal device but also a base station device and a relay device.
  • a communication device is a type of processing device and information processing device. Further, the communication device can be paraphrased as a transmission device or a reception device.
  • the base station device 100 is a wireless communication device that wirelessly communicates with the terminal device 200. As described above, the base station device 100 is a kind of communication device. The base station device 100 is also a type of information processing device.
  • the base station device 100 may be a device corresponding to a wireless base station (Base Station, NodeB, eNB, gNB, etc.) or a wireless access point (Access Point).
  • a wireless base station Base Station, NodeB, eNB, gNB, etc.
  • the base station device 100 may be referred to as 3GPP access (3GPP Access).
  • 3GPP Access 3GPP Access
  • non-3GPP access Non-3GPP Access
  • the base station device 100 may be a wireless relay station (Relay Node).
  • the base station device 100 may be an optical overhanging device called RRH (Remote Radio Head).
  • the base station device 100 may be a receiving station device such as an FPU (Field Pickup Unit). Further, the base station apparatus 100 is an IAB (Integrated Access and Backhaul) donor node or an IAB relay node that provides a wireless access line and a wireless backhaul line by time division multiplexing, frequency division multiplexing, or spatial division multiplexing. You may.
  • IAB Integrated Access and Backhaul
  • IAB relay node that provides a wireless access line and a wireless backhaul line by time division multiplexing, frequency division multiplexing, or spatial division multiplexing. You may.
  • the base station device 100 When the base station device 100 is gNB, the base station device may be referred to as a combination of gNB CU (Central Unit) and gNB DU (Distributed Unit), or any of these.
  • the base station of the wireless communication system may be referred to as a base station device.
  • the base station device 100 may be configured to be capable of wireless communication with another base station device 100.
  • the devices when a plurality of base station devices 100 are eNBs or a combination of eNBs and gNBs, the devices may be connected by an X2 interface. Further, when a plurality of base station devices 100 are gNBs or a combination of eNBs and gNBs, the devices may be connected by an Xn interface.
  • a plurality of base station devices 100 are a combination of gNB CU and gNB DU, the devices may be connected by an F1 interface.
  • the message information (RRC signaling or DCI information) described later may be communicated between the plurality of base station devices 100 (for example, via the X2, Xn, and F1 interfaces).
  • the wireless access technology used by the base station device 100 may be a cellular communication technology or a wireless LAN technology.
  • the wireless access technology used by the base station apparatus 100 is not limited to these, and may be another wireless access technology.
  • the wireless access technology used by the base station device 100 may be LPWA (Low Power Wide Area) communication technology.
  • LPWA communication is communication conforming to the LPWA standard. Examples of LPWA standards include ELTRES, ZETA, SIGFOX, LoRaWAN, NB-IoT and the like. Of course, the LPWA standard is not limited to these, and other LPWA standards may be used.
  • the wireless communication used by the base station apparatus 100 may be wireless communication using millimeter waves. Further, the wireless communication used by the base station device 100 may be wireless communication using radio waves, or wireless communication (optical wireless) using infrared rays or visible light.
  • the base station device 100 may be capable of MIMO (multiple-input and multiple-output) communication with the terminal device 200. Further, it may be possible to communicate with the terminal device 200 using a plurality of polarized waves (for example, vertically polarized waves and horizontally polarized waves). For example, the base station device 100 may be capable of communicating with the terminal device 200 using polarized MIMO.
  • the base station device 100 may be capable of NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access) communication with the terminal device 200.
  • NOMA communication refers to communication (transmission, reception, or both) using non-orthogonal resources.
  • the base station device 100 may be capable of communicating with a communication device other than the terminal device 200 (for example, another base station device 100) using MIMO or NOMA. Of course, the base station device 100 may be capable of communicating with a communication device other than the terminal device 200 using a plurality of polarized waves.
  • the base station device 100 may be able to communicate with each other via an interface between the base station device and the core network (for example, S1 Interface, etc.). This interface may be wired or wireless. Further, the base station devices may be able to communicate with each other via an interface between the base station devices (for example, X2 Interface, S1 Interface, etc.). This interface may be wired or wireless.
  • the plurality of base station devices 100 may be able to communicate with each other via a base station device-core network interface (for example, NG Interface, S1 Interface, etc.). This interface may be wired or wireless. Further, the base station devices may be able to communicate with each other via an interface between the base station devices (for example, Xn Interface, X2 Interface, etc.). This interface may be wired or wireless.
  • a base station device-core network interface for example, NG Interface, S1 Interface, etc.
  • This interface may be wired or wireless.
  • the base station devices may be able to communicate with each other via an interface between the base station devices (for example, Xn Interface, X2 Interface, etc.). This interface may be wired or wireless.
  • the base station device 100 may be composed of a set of a plurality of physical or logical devices.
  • the base station is classified into a plurality of devices of BBU (Baseband Unit) and RU (Radio Unit), and may be interpreted as an aggregate of these plurality of devices.
  • the base station apparatus 100 may be one or both of BBU and RU.
  • the RU may be a device integrally formed with the antenna.
  • An advanced antenna system (Advanced Antenna System) may be adopted as the antenna (for example, an antenna integrally formed with the RU) included in the base station device 100. Then, the base station apparatus 100 may support MIMO (for example, FD-MIMO) or beamforming.
  • MIMO for example, FD-MIMO
  • the antenna included in the base station apparatus 100 may include a plurality of transmitting antenna ports and a plurality of receiving antenna ports.
  • the antenna included in the base station apparatus 100 may include 64 transmitting antenna ports and 64 receiving antenna ports.
  • a plurality of base station devices 100 may be connected to each other.
  • One or a plurality of base station devices 100 may be included in a radio access network (Radio Access Network: RAN). That is, the base station may be simply referred to as a RAN, a RAN node, an AN (Access Network), or an AN node.
  • RAN in LTE is sometimes called EUTRAN (Enhanced Universal Terrestrial RAN).
  • RAN in NR is called NGRAN.
  • RAN in W-CDMA (UMTS) is sometimes referred to as UTRAN.
  • the LTE base station may be referred to as eNodeB (Evolved Node B) or eNB. That is, EUTRAN includes one or more eNodeBs (eNBs). Further, the base station of NR may be referred to as gNodeB or gNB. That is, NGRAN contains one or more gNBs. Further, the EUTRAN may include a gNB (en-gNB) connected to a core network (EPC) in the LTE communication system (EPS). Similarly, the NGRAN may include an ng-eNB connected to the core network 5GC in a 5G communication system (5GS).
  • EUTRAN includes one or more eNodeBs (eNBs).
  • gNodeB or gNB the base station of NR may be referred to as gNodeB or gNB. That is, NGRAN contains one or more gNBs.
  • the EUTRAN may include a gNB (en-gNB) connected to a core network (
  • the base station device 100 When the base station device 100 is eNB or gNB, the base station device 100 may be referred to as 3GPP access (3GPP Access). Further, when the base station device 100 is a wireless access point (Access Point), the base station device 100 may be referred to as non-3GPP access (Non-3GPP Access). Further, the base station device 100 may be an optical overhanging device called RRH (Remote Radio Head).
  • the base station device 100 is gNB, the base station device 100 may be either gNB CU (Central Unit) or gNB DU (Distributed Unit).
  • the base station device 100 When the base station device 100 is gNB, the base station device 100 may be composed of a combination of gNB CU (Central Unit) and gNB DU (Distributed Unit).
  • the base station device 100 can be used, operated, and / or managed by various entities.
  • the entities include a mobile network operator (MNO: Mobile Network Operator), a virtual mobile network operator (MVNO: Mobile Virtual Network Operator), a virtual mobile communication enabler (MVNE: Mobile Virtual Network Enabler), and a neutral host.
  • MNO Mobile Network Operator
  • MVNO Mobile Virtual Network Operator
  • MVNE Virtual Mobile Network Enabler
  • NTN Neutral Host Network
  • operators enterprises, educational institutions (school corporations, local government education committees, etc.), real estate (buildings, condominiums, etc.) managers, individuals, etc. can be assumed.
  • the base station device 100 may be installed and / or operated by one business operator, or may be installed and / or operated by one individual.
  • the installation / operation entity of the base station device 100 is not limited to these.
  • the base station device 100 may be jointly installed and operated by a plurality of businesses or a plurality of individuals.
  • the base station device 100 may be a shared facility used by a plurality of businesses or a plurality of individuals. In this case, the installation and / or operation of the equipment may be carried out by a third party different from the user.
  • the concept of a base station device includes not only a donor base station but also a relay base station (also referred to as a relay station, a relay base station, a relay station device, or a relay device). Further, the concept of a base station includes not only a structure having a function of a base station but also a device installed in the structure.
  • Structures are, for example, high-rise buildings, houses, steel towers, station facilities, airport facilities, port facilities, stadiums, and other buildings.
  • the concept of structure includes not only buildings but also non-building structures such as tunnels, bridges, dams, walls, and iron pillars, and equipment such as cranes, gates, and windmills.
  • the concept of a structure includes not only structures on land (above ground in a narrow sense) or underground, but also structures on water such as piers and mega floats, and structures underwater such as ocean observation facilities.
  • the base station device can be rephrased as a processing device or an information processing device.
  • the base station device 100 may be a donor station or a relay station (relay station). Further, the base station apparatus 100 may be a fixed station or a mobile station.
  • a mobile station is a wireless communication device (for example, a base station device) configured to be mobile.
  • the base station device 100 may be a device installed on the mobile body or may be the mobile body itself.
  • a relay station device having mobility can be regarded as a base station device 100 as a mobile station.
  • devices that are originally mobile devices such as vehicles, drones (Aerial Vehicles), and smartphones and that are equipped with the functions of base station devices (at least some of the functions of base station devices) are also bases as mobile stations. Corresponds to the station device 100.
  • the mobile body may be a mobile terminal such as a smartphone or a mobile phone.
  • the moving body may be a moving body (for example, a vehicle such as a car, a bicycle, a bus, a truck, a motorcycle, a train, a linear motor car, etc.) that moves on land (ground in a narrow sense), or in the ground (for example, a vehicle).
  • a moving body for example, a subway moving in a tunnel.
  • the moving body may be a moving body moving on water (for example, a ship such as a passenger ship, a cargo ship, or a hovercraft), or a moving body moving underwater (for example, a submersible, a submarine, an unmanned submarine, etc. Submersible).
  • a moving body moving on water for example, a ship such as a passenger ship, a cargo ship, or a hovercraft
  • a moving body moving underwater for example, a submersible, a submarine, an unmanned submarine, etc. Submersible).
  • the moving body may be a moving body moving in the atmosphere (for example, an aircraft such as an airplane, an airship, or a drone (Aerial Vehicle)), or a moving body moving outside the atmosphere (for example, an artificial satellite, space). It may be an artificial celestial body such as a ship, a space station, or a spacecraft).
  • a moving body that moves outside the atmosphere can be rephrased as a space moving body.
  • the base station device 100 may be a ground base station device (ground station device) installed on the ground.
  • the base station device 100 may be a base station device arranged on a structure on the ground, or may be a base station device installed on a mobile body moving on the ground.
  • the base station device 100 may be an antenna installed in a structure such as a building and a signal processing device connected to the antenna.
  • the base station device 100 may be a structure or a moving body itself. "Ground" is not only on land (ground in a narrow sense) but also on the ground in a broad sense including underground, water, and water.
  • the base station device 100 is not limited to the ground base station device.
  • the base station device 100 may be a non-ground base station device (non-ground station device) capable of floating in the air or in space.
  • the base station device 100 may be an aircraft station device or a satellite station device.
  • the aircraft station device is a wireless communication device that can float in the atmosphere (including the stratosphere) such as aircraft.
  • the aircraft station device may be a device mounted on an aircraft or the like, or may be an aircraft itself.
  • the concept of an aircraft includes not only heavy aircraft such as airplanes and gliders, but also light aircraft such as balloons and airships.
  • the concept of an aircraft includes not only heavy aircraft and light aircraft, but also rotary-wing aircraft such as helicopters and autogyros.
  • the aircraft station device (or the aircraft on which the aircraft station device is mounted) may be an unmanned aerial vehicle such as a drone (Aerial Vehicle).
  • the aircraft station device When the aircraft station device functions as a UE (User Equipment), the aircraft station device may be an Aerial UE.
  • unmanned aerial vehicle also includes unmanned aerial vehicle systems (UAS: Unmanned Aircraft Systems) and tethered unmanned aerial vehicles (tethered UAS).
  • UAS Unmanned Aircraft Systems
  • tethered UAS tethered unmanned aerial vehicles
  • unmanned aerial vehicle includes a light unmanned aerial vehicle system (LTA: Lighter than Air UAS) and a heavy unmanned aerial vehicle system (HTA: Heavier than Air UAS).
  • HAPs High Altitude UAS Platforms
  • the satellite station device is a wireless communication device that can float outside the atmosphere.
  • the satellite station device may be a device mounted on a space mobile body such as an artificial satellite, or may be a space mobile body itself.
  • the satellites that serve as satellite station equipment are low orbit (LEO: Low Earth Orbiting) satellites, medium orbit (MEO: Medium Earth Orbiting) satellites, geostationary (GEO: Geostationary Earth Orbiting) satellites, and high elliptical orbit (HEO: Highly Elliptical Orbiting). It may be any satellite.
  • the satellite station device may be a device mounted on a low earth orbit satellite, a medium earth orbit satellite, a geostationary satellite, or a high elliptical orbit satellite.
  • the size of the coverage of the base station apparatus 100 may be from a large one such as a macro cell to a small one such as a pico cell. Of course, the size of the coverage of the base station apparatus 100 may be extremely small, such as a femtocell. Further, the base station apparatus 100 may have a beamforming capability. In this case, the base station apparatus 100 may form a cell or a service area for each beam.
  • the cell provided by the base station apparatus 100 may be called a serving cell.
  • One downlink component carrier (Downlink Component Carrier) and one uplink component carrier (Uplink Component Carrier) may be associated with one cell.
  • the system bandwidth corresponding to one cell may be divided into a plurality of bandwidth parts (BWP: Bandwidth Part).
  • BWP Bandwidth Part
  • one or a plurality of BWPs may be set in the UE, and one BWP may be used in the UE as an active BWP (Active BWP).
  • the radio resources for example, frequency band, numerology (subcarrier spacing), slot format (Slot configuration)
  • one base station apparatus may provide a plurality of cells.
  • the terminal device 200 is a wireless communication device that wirelessly communicates with the base station device 100. As described above, the terminal device 200 is a kind of communication device. The terminal device 200 is also a type of information processing device.
  • the terminal device 200 is, for example, a mobile phone, a smart device (smartphone or tablet), a PDA (Personal Digital Assistant), or a personal computer. Further, the terminal device 200 may be a device such as a commercial camera provided with a communication function, or may be a motorcycle, a mobile relay vehicle, or the like equipped with a communication device such as an FPU (Field Pickup Unit). .. Further, the terminal device 200 may be an M2M (Machine to Machine) device or an IoT (Internet of Things) device. The terminal device 200 includes, for example, MTC UE, NB-IoT UE, Cat. Sometimes called M UE. Further, the terminal device may be referred to as MS (Mobile Station) or WTRU (Wireless Transmission Reception Unit).
  • MS Mobile Station
  • WTRU Wireless Transmission Reception Unit
  • the terminal device 200 may be capable of side link communication with another terminal device 200.
  • the terminal device 200 may be able to use an automatic retransmission technique such as HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) when performing side link communication.
  • the terminal device 200 may be capable of MIMO communication or NOMA communication with the base station device 100.
  • the terminal device 200 may be capable of communicating with the base station device 100 using a plurality of polarized waves (for example, vertically polarized waves and horizontally polarized waves).
  • another terminal device 200 may be capable of communicating with the terminal device 200 using polarized MIMO.
  • the terminal device 200 may also be capable of MIMO communication or NOMA communication in communication (side link) with another terminal device 200.
  • the terminal device 200 can also communicate with the other terminal device 200 (side link) using a plurality of polarized waves (for example, vertically polarized waves and horizontally polarized waves) with the terminal device 200. There may be.
  • the terminal device 200 may be capable of LPWA communication with another communication device (for example, the base station device 100 or another terminal device 200).
  • the wireless communication used by the terminal device 200 may be wireless communication using millimeter waves.
  • the wireless communication (including side link communication) used by the terminal device 200 may be wireless communication using radio waves or wireless communication using infrared rays or visible light (optical radio). Good.
  • the terminal device 200 may be a mobile device.
  • the mobile device is a mobile wireless communication device.
  • the terminal device 200 may be a wireless communication device installed on the mobile body or may be the mobile body itself.
  • the terminal device 200 may be a vehicle (Vehicle) moving on the road such as an automobile, a bus, a truck, or a motorcycle, or a wireless communication device mounted on the vehicle.
  • the moving body may be a mobile terminal, or may be a moving body that moves on land (ground in a narrow sense), in the ground, on the water, or in the water.
  • the moving body may be a moving body such as a drone (Aerial UE) or a helicopter that moves in the atmosphere, or a moving body that moves outside the atmosphere such as an artificial satellite.
  • the terminal device 200 does not necessarily have to be a device directly used by a person.
  • the terminal device 200 may be a sensor installed in a machine or the like in a factory, such as a so-called MTC (Machine Type Communication).
  • the terminal device 200 may be an M2M (Machine to Machine) device or an IoT (Internet of Things) device.
  • the terminal device 200 may be a device having a relay communication function, as typified by D2D (Device to Device) and V2X (Vehicle to everything).
  • the terminal device 200 may be a device called CPE (Client Premises Equipment) used in a wireless backhaul or the like.
  • CPE Customer Premises Equipment
  • each device constituting the communication system 1 will be specifically described.
  • the configuration of each device shown below is just an example.
  • the configuration of each device may differ from the configuration below.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the base station device 100 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the base station apparatus 100 can simultaneously perform data transmission and data reception using the same band.
  • the base station device 100 can perform in-band full-duplex communication with other wireless communication devices such as the terminal device 200.
  • the base station device 100 may be capable of MIMO communication or NOMA communication with another wireless communication device.
  • the base station device 100 may be capable of communicating with another wireless communication device using a plurality of polarized waves (for example, vertically polarized waves and horizontally polarized waves).
  • the base station device 100 includes a wireless communication unit 110, a storage unit 120, a network communication unit 130, and a control unit 140.
  • the configuration shown in FIG. 2 is a functional configuration, and the hardware configuration may be different from this. Further, the functions of the base station apparatus 100 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations.
  • the wireless communication unit 110 is a signal processing unit for wireless communication with another wireless communication device (for example, a terminal device 200 or another base station device 100).
  • the wireless communication unit can be rephrased as the communication unit.
  • the wireless communication unit 110 can simultaneously perform data transmission and data reception using the same band.
  • the base station device 100 is capable of full-band in-band full-duplex communication with other communication devices such as the terminal device 200.
  • the wireless communication unit 110 operates according to the control of the control unit 140.
  • the wireless communication unit 110 corresponds to one or a plurality of wireless access methods.
  • the wireless communication unit 110 supports both NR and LTE.
  • the wireless communication unit 110 may support W-CDMA and cdma2000 in addition to NR and LTE.
  • the wireless communication unit 110 may support communication using MIMO or NOMA.
  • the wireless communication unit 110 may support communication using polarized waves (for example, polarized wave MIMO).
  • the wireless communication unit 110 includes a reception processing unit 111, a transmission processing unit 112, and an antenna 113.
  • the wireless communication unit 110 may include a plurality of reception processing units 111, transmission processing units 112, and antennas 113, respectively.
  • each unit of the wireless communication unit 110 may be individually configured for each wireless access method.
  • the reception processing unit 111 and the transmission processing unit 112 may be individually configured by LTE and NR.
  • the reception processing unit 111 processes the uplink signal received via the antenna 113. For example, the reception processing unit 111 down-converts the uplink signal, removes unnecessary frequency components, controls the amplification level, orthogonal demodulation, converts to a digital signal, removes the guard interval (cyclic prefix), and performs high speed. The frequency domain signal is extracted by Fourier transform. Then, the reception processing unit 111 separates uplink channels such as PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) and PUCCH (Physical Uplink Control Channel) and uplink reference signals from the processed signal.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the reception processing unit 111 demodulates the received signal with respect to the modulation symbol of the uplink channel by using a modulation method such as BPSK (Binary Phase Shift Keying) or QPSK (Quadrature Phase shift Keying).
  • the modulation method used by the reception processing unit 111 may be 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM, or 256QAM.
  • the reception processing unit 111 performs decoding processing on the coded bits of the demodulated uplink channel.
  • the decoded uplink data and uplink control information are output to, for example, the control unit 140.
  • the transmission processing unit 112 performs downlink control information and downlink data transmission processing.
  • the transmission processing unit 112 encodes the downlink control information and the downlink data input from the control unit 140 by using a coding method such as block coding, convolutional coding, or turbo coding.
  • the transmission processing unit 112 may perform coding by a polar code (Polar code) and coding by an LDPC code (Low Density Parity Check Code). Then, the transmission processing unit 112 modulates the coding bit by a predetermined modulation method such as BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM.
  • the transmission processing unit 112 multiplexes the modulation symbol of each channel and the downlink reference signal and arranges them in a predetermined resource element. Then, the transmission processing unit 112 performs various signal processing on the multiplexed signal. For example, the transmission processing unit 112 converts to the time domain by fast Fourier transform, adds a guard interval (cyclic prefix), generates a baseband digital signal, converts to an analog signal, quadrature modulation, up-conversion, and extra. Performs processing such as removing frequency components and amplifying power. The signal generated by the transmission processing unit 112 is transmitted from the antenna 113.
  • a guard interval cyclic prefix
  • the antenna 113 is an antenna device (antenna unit) including a plurality of antenna elements. Beamforming is possible by the control unit 140 controlling the directivity of the radio signal using the antenna 113.
  • the antenna 113 can be regarded as the antenna device of the present embodiment.
  • a part or all of the wireless communication unit 110 including the antenna 113 may be regarded as the antenna device of the present embodiment.
  • the storage unit 120 is a storage device that can read and write data such as DRAM, SRAM, flash memory, and hard disk.
  • the storage unit 120 functions as a storage means for the base station device 100.
  • the storage unit 120 stores control information used by the control unit 140 to control the wireless communication unit 110 (or the antenna 113).
  • the control information is, for example, a LUT (Luck Up Table) for the control unit 140 to control the directivity of the radio signal. The control information will be described later.
  • the network communication unit 130 is a communication interface for communicating with a node located at a higher level on the network.
  • the network communication unit 130 may be a LAN interface such as a NIC.
  • the network communication unit 130 may be a wired interface or a wireless interface.
  • the network communication unit 130 functions as a network communication means for the base station device 100.
  • the control unit 140 is a controller that controls each unit of the base station device 100.
  • the control unit 140 is realized by, for example, a processor (hardware processor) such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit).
  • the control unit 140 is realized by the processor executing various programs stored in the storage device inside the base station device 100 using a RAM (Random Access Memory) or the like as a work area.
  • the control unit 140 may be realized by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the CPU, MPU, ASIC, and FPGA can all be regarded as controllers.
  • the control unit 140 may have a plurality of functional blocks.
  • the control unit 140 may have functional blocks such as an acquisition unit and a communication control unit.
  • These functional blocks may be software blocks or hardware blocks.
  • each of the above-mentioned functional blocks may be one software module realized by software (including a microprogram), or may be one circuit block on a semiconductor chip (die).
  • each functional block may be one processor or one integrated circuit. The method of configuring the functional block is arbitrary.
  • control unit 140 may be configured in a functional unit different from the above-mentioned functional block. Further, the operation of each block (for example, acquisition unit and communication control unit) constituting the control unit 140 is the same as the operation of each block (for example, acquisition unit and communication control unit) constituting the control unit of the terminal device 200. There may be. The configuration of the terminal device 200 will be described later.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the terminal device 200 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the terminal device 200 can simultaneously perform data transmission and data reception using the same band.
  • the terminal device 200 can perform in-band full-duplex communication with other wireless communication devices such as the base station device 100.
  • the terminal device 200 may be capable of MIMO communication or NOMA communication with another wireless communication device.
  • the terminal device 200 may be capable of communicating with another wireless communication device using a plurality of polarized waves (for example, vertically polarized waves and horizontally polarized waves).
  • the terminal device 200 includes a communication unit 210, a storage unit 220, a network communication unit 230, and a control unit 240.
  • the configuration shown in FIG. 9 is a functional configuration, and the hardware configuration may be different from this. Further, the functions of the terminal device 200 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations. In the configuration of the terminal device 200, the network communication unit 230 does not have to be an indispensable component.
  • the communication unit 210 is a signal processing unit for wireless communication with another wireless communication device (for example, a base station device 100 and another terminal device 200).
  • the communication unit can be rephrased as a wireless communication unit.
  • the communication unit 210 can simultaneously perform data transmission and data reception using the same band.
  • the communication unit 210 can perform in-band full-duplex communication with other communication devices such as the base station device 100 and the terminal device 200.
  • the communication unit 210 operates according to the control of the control unit 240.
  • the communication unit 210 corresponds to one or more wireless access methods.
  • the communication unit 210 corresponds to both NR and LTE.
  • the communication unit 210 may support W-CDMA and cdma2000 in addition to NR and LTE.
  • the communication unit 210 may support communication using MIMO or NOMA.
  • the communication unit 210 may support communication using polarization (for example, polarization MIMO).
  • the communication unit 210 includes a reception processing unit 211, a transmission processing unit 212, and an antenna 213.
  • the communication unit 210 may include a plurality of reception processing units 211, transmission processing units 212, and antennas 213, respectively.
  • the configurations of the reception processing unit 211 and the transmission processing unit 212 may be the same as those of the reception processing unit 111 and the transmission processing unit 112 of the base station apparatus 100.
  • the antenna 213 is an antenna device (antenna unit) including a plurality of antenna elements. Beamforming is possible by the control unit 240 controlling the directivity of the radio signal using the antenna 213.
  • the antenna 213 can be regarded as the antenna device of the present embodiment.
  • a part or all of the communication unit 210 including the antenna 113 may be regarded as the antenna device of the present embodiment.
  • the configuration of the antenna 213 may be the same as that of the antenna 113 of the base station apparatus 100.
  • the storage unit 220 is a storage device that can read and write data such as DRAM, SRAM, flash memory, and hard disk.
  • the storage unit 220 functions as a storage means for the terminal device 200.
  • the storage unit 220 stores control information used by the control unit 240 to control the communication unit 210 (or antenna 213).
  • the control information is, for example, a LUT (Lookup Table) for the control unit 240 to control the directivity of the radio signal. The control information will be described later.
  • the network communication unit 230 is a communication interface for communicating with a node located at a higher level on the network.
  • the network communication unit 230 may be a LAN interface such as a NIC.
  • the network communication unit 230 may be a wired interface or a wireless interface.
  • the network communication unit 230 functions as a network communication means of the terminal device 200.
  • the network communication unit 230 communicates with other devices according to the control of the control unit 240.
  • the control unit 240 is a controller that controls each unit of the terminal device 200.
  • the control unit 240 is realized by, for example, a processor (hardware processor) such as a CPU or MPU.
  • the control unit 240 is realized by the processor executing various programs stored in the storage device inside the terminal device 200 with the RAM or the like as a work area.
  • the control unit 240 may be realized by an integrated circuit such as an ASIC or FPGA.
  • the CPU, MPU, ASIC, and FPGA can all be regarded as controllers.
  • the control unit 240 may have a plurality of functional blocks.
  • the control unit 240 may have functional blocks such as an acquisition unit and a communication control unit.
  • These functional blocks may be software blocks or hardware blocks.
  • each of the above-mentioned functional blocks may be one software module realized by software (including a microprogram), or may be one circuit block on a semiconductor chip (die).
  • each functional block may be one processor or one integrated circuit. The method of configuring the functional block is arbitrary.
  • control unit 240 may be configured in a functional unit different from the above-mentioned functional block. Further, the operation of each block (for example, acquisition unit, communication control unit) constituting the control unit 240 is the same as the operation of each block (for example, acquisition unit, communication control unit) constituting the control unit of the base station apparatus 100. It may be.
  • the antenna device 250 is an antenna device (antenna unit) included in the communication device of the present embodiment.
  • the antenna device 250 may be an antenna device (antenna section) included in the base station device 100, or may be an antenna device (antenna section) included in the terminal device 200.
  • the antenna device 250 may be regarded as one device separate from the base station device 100 and the terminal device 200.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the antenna device 250 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the antenna device 250 shown in FIG. 4 is configured so that the directivity of the radio signal can be controlled by the beamforming technique.
  • FIG. 4 shows, as an example of the configuration of the antenna device 250, for controlling the communication unit 210 (or antenna 213) in the example shown in FIG. 3 and the communication unit 210 (or antenna 213) of the control unit 240.
  • An example of the configuration of the relevant portion and the corresponding portion is shown.
  • the antenna device 250 includes a plurality of antenna units 255, a mixer 251, an RF distributor (synthesizer) 253, a storage unit 220, and a communication control unit 241.
  • the antenna device 250 shown in FIG. 4 is configured to be capable of transmitting V-polarized wave and H-polarized wave as wireless signals. That is, in FIG. 4, the IF_V signal and the IF_H signal indicate, among the analog signals corresponding to the modulation result of the data to be transmitted, a signal corresponding to V polarization and a signal corresponding to H polarization, respectively. ing. Further, the LO signal schematically shows an output signal from a local oscillator (Local Oscillator) used for converting an IF_V signal and an IF_H signal into a millimeter-wave RF signal.
  • a local oscillator Local Oscillator
  • each of the IF_V signal and the IF_H signal is converted into a millimeter-wave RF signal by being mixed with the LO signal by the mixer 251. Then, each of the IF_V signal and the IF_H signal converted into the millimeter wave RF signal is supplied to each antenna unit 255 by the RF distributor (synthesizer) 253.
  • the antenna unit 255 schematically shows a configuration including a plurality of antenna elements included in the antenna device 250 and a circuit group for transmitting and receiving radio signals via the antenna elements.
  • the antenna unit 255 schematically shows a portion corresponding to each patch antenna.
  • the antenna unit 255 includes two systems, one for transmitting and receiving V-polarized light and the other for transmitting and receiving H-polarized wave, among the radio signals transmitted and received. It should be noted that each of these configurations has substantially the same configuration except that the polarization to be transmitted is different. Therefore, in the following, only the configuration related to transmission / reception of one polarized wave will be described, and detailed description of the configuration related to transmission / reception of the other polarized wave will be omitted.
  • the configuration for transmitting each polarized wave includes a phase device 257, RF switches 259a and 259b, amplifiers 261 and 263, and an antenna element 265.
  • the antenna element 265 schematically shows a portion of the antenna element included in the antenna unit 255 related to transmission / reception of the target polarized wave.
  • the antenna element 265 schematically shows a portion of the flat plate antenna element related to the transmission of the target polarized light. .. That is, the antenna element 265 radiates a millimeter-wave RF signal (transmission signal) supplied from the RF switch 259b side into space as a radio wave (radio signal). Further, the antenna element 265 converts a radio wave in space into a millimeter wave RF signal (received signal), and supplies the millimeter wave RF signal to the RF switch 259 side.
  • the phase device 257 controls the phase of the input signal. Specifically, the millimeter-wave RF signal (transmission signal) to be transmitted is input to the phase device 257 from the RF distributor (synthesis) device 253 side, the phase is adjusted by the phase device 257, and then the RF switch is used. It is input to 259a. Further, the millimeter-wave RF signal (received signal) obtained by converting the radio wave in space by the antenna element 265 is input to the phase device 257 from the RF switch 259a side, the phase is adjusted by the phase device 257, and then RF distribution is performed. It is input to the (synthesis) device 253.
  • Each of the amplifiers 261 and 263 amplifies the input signal (millimeter wave RF signal). Specifically, the amplifier 261 amplifies the transmission signal. The amplifier 263 also amplifies the received signal. Further, each of the amplifiers 261 and 263 may be configured to be able to control the gain related to the amplification of the signal.
  • the RF switches 259a and 259b switch the path through which the millimeter-wave RF signal is propagated. Specifically, when the antenna unit 255 transmits a radio signal, the RF switches 259a and 259b so that the transmission signal output from the phase device 257 is supplied to the antenna element 265 via the amplifier 261. Controls the route through which the transmitted signal is propagated. Further, when the antenna unit 255 receives the radio signal, the RF switches 259a and 259b so that the received signal obtained by converting the radio wave in space by the antenna element 265 is supplied to the phase controller 257 via the amplifier 263. In addition, the route through which the received signal is propagated is controlled.
  • the communication control unit 241 controls the phase of the millimeter-wave RF signal input to the phase device 257 by controlling the operation of each phase device 257 included in each antenna unit 255. Further, the communication control unit 241 may control the gain related to the amplification of the signal by the amplifiers 261 and 263 included in each antenna unit 255. With such a configuration, for example, the communication control unit 241 controls the directivity of the beam related to the transmission of the radio signal by the antenna device 250 by individually controlling each phase device 257 included in each antenna unit 255. Is possible. Further, at this time, the communication control unit 241 may individually control the operation of the amplifier 261 included in each antenna unit 255.
  • the communication control unit 241 can control the directivity of the beam related to the reception of the radio signal by the antenna device 250 by individually controlling each phase device 257 included in each antenna unit 255. Further, at this time, the communication control unit 241 may individually control the operation of the amplifier 263 included in each antenna unit 255.
  • the communication control unit 241 controls each antenna from the LUT (Lookup Table) held in the storage unit 220 when controlling the operation of at least one of the phase device 257, the amplifier 261 and the amplifier 263 included in each antenna unit 255. Information specific to the unit 255 may be read out and used. With such a configuration, the communication control unit 241 has a delay caused by a factor peculiar to each antenna unit 255 (for example, a delay caused by a difference in the wiring length of the millimeter wave antenna element on the substrate) and the like. It is possible to reduce (and thus suppress) the influence of. The details of the LUT will be described later. Further, the LUT corresponds to an example of "control information" for controlling the directivity of the radio signal transmitted from the antenna device.
  • the LUT corresponds to an example of "control information" for controlling the directivity of the radio signal transmitted from the antenna device.
  • the configuration of the antenna device 250 can be applied not only to the terminal device 200 but also to the base station device 100.
  • the antenna device 250 may be regarded as a device separate from the terminal device 200 or the base station device 100.
  • the antenna device 250 can also be regarded as a communication device.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a system configuration of a mobile communication system assumed in NSA.
  • C-plane control information
  • U-plane user data
  • 5GRAN Radio Access Network
  • millimeter wave such as 28 GHz or 39 GHz
  • millimeter wave a radio signal having a frequency called millimeter wave
  • millimeter waves have a relatively large spatial attenuation, and when millimeter waves are used for communication, an antenna having a high gain tends to be required.
  • a directional beam is formed by a technique called beamforming, so that the directional beam is used for communication between a base station and a terminal device. It is being considered to use it.
  • communication between a base station and a terminal device can be spatially multiplexed in addition to temporal and frequency multiplexing.
  • eMBB enhanced Mobile Broadband
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an outline of an example of cell arrangement design in 5G.
  • an existing cell 10A based on the LTE standard is used as an overlaid cell, and small cells 10B # 1 to 10B # 3 capable of communicating using millimeter waves in the cell 10A. Overlap to form a heterogeneous network (HetNet).
  • the small cells 10B # 1 to 10B # 3 indicate the small cells formed by the small cell base station devices 100B # 1 to 100B # 3, respectively.
  • Beam management Next, the procedure of beam management (BM: Beam Management) in 5G will be described with particular attention to the procedure for narrowing the beam used for communication between the base station and the terminal device.
  • 5G (NR) using the millimeter wave band is called FR2 (24.25G to 52.6GHz) from the frequency range in the specifications, and in TS38.11-2 (2018/09), the terminal device (5G terminal) Specifications have been made for the test items of the radio characteristics on the side and the minimum requirements for the test items.
  • FR2 5G NR
  • the coverage of one base station for example, eNB, gNB, TRP, etc.
  • the radio waves radiated from the antenna are concentrated in a desired direction to form a narrow beam width so as to have sharp directivity.
  • FR2 5G (NR) adopts the TDD method, and performs ping-pong transmission communication at the same frequency together with the DL signal and UL signal. Therefore, the beamforming function for compensating for the path loss in FR2 described above may be required not only on the base station side but also on the terminal device (5G terminal) side.
  • BM Beam Management
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the outline of the beam management procedure.
  • BM beam management
  • P1, P2, and P3 procedures the operation of beam management (BM) represented by the P1, P2, and P3 procedures is defined as the procedure for narrow beam formation.
  • BR Beam Refinement
  • the beam refinement (BR: Beam Refinement) between the base station and the terminal device is performed by the P1, P2, and P3 procedures.
  • the P1 procedure is defined by beam selection and beam reselection.
  • the P1 procedure it is basically assumed that the beam alignment operation at the time of initial access using a wide beam having a relatively wide beam width is used.
  • the P2 procedure is defined by Tx beam refinement.
  • the beam is refined (BR) with respect to the DL (Downlink) Tx beam on the base station side, and between the narrow beam on the base station side and the beam on the terminal device side with a narrower beam width. It is assumed that the alignment (Beam correspondence) will be performed at.
  • the P3 procedure is defined by Rx beam refinement.
  • beam refinement (BR) is performed on the DLRx beam on the terminal device side, and the position between the narrow beam on the base station side and the narrow beam on the terminal device side with a narrower beam width.
  • the operation of matching (Beam correspondence) is assumed.
  • FR2 5G 5G
  • the number of beams formed by a plurality of antenna elements included in the antenna device mounted on the terminal device and the phase and power characteristics of the beams depend on the form factor of the terminal device itself, the terminal design, and the terminal design. May be done. As an example of specific factors, the characteristics of the antenna element included in the antenna device mounted on the terminal device, how many antenna devices are provided per terminal device (5G terminal), and the position of the terminal where the antenna device is arranged.
  • the material of the material used for the terminal itself and the design of the terminal can be mentioned.
  • the influence of the above-mentioned factors peculiar to the terminal device is taken into consideration. It may be necessary to control the phase and power associated with signal transmission.
  • the information related to such phase and power control for example, a series of information obtained by measuring each beam in advance and associating each beam with the information acquired for the beam is obtained. , So-called LUT (Lookup Table), is held in a predetermined storage area (for example, the storage unit 220 shown in FIG. 4). That is, the terminal device is unique to the terminal device described above by controlling the phase and power related to the transmission of the radio signal from each antenna element included in the desired antenna device by using the information held in the LUT. It is possible to reduce the influence of the above factors.
  • the phase and power related to the transmission of the radio signal by each antenna element included in the antenna device at the time of forming the beam are measured. Is required. If the terminal device includes four antenna devices, it is necessary to measure the phase and power related to the transmission of the radio signal by each antenna element for each beam that can be formed by the antenna device for each antenna device. Therefore, the measurement time of the data related to the control of the phase and the power for creating the LUT becomes relatively long. In such a situation where the measurement takes a long time, the IF signal (that is, the IF_V signal and the IF_H signal shown in FIG.
  • each element for example, an amplifier
  • the LO is affected by the heat dissipation of each element (for example, an amplifier) included in the antenna device.
  • each element for example, an amplifier
  • 5G (NR) using the millimeter wave band adopts the TDD method, and both the DL signal and the UL signal communicate by ping-pong transmission at the same frequency. Therefore, the beamforming function for compensating for the path loss in FR2 may be required not only on the base station side but also on the terminal device (5G terminal) side.
  • the ability (Capability) to align the spatial positions of the beams with each other on the base station side and the terminal device (5G terminal) side.
  • the ability to align the spatial position of the beam (Capability) is called Beam Correspondence (BC) in 3GPP. That is, it is important that the terminal device (5G terminal) side in FR2 has this capability in order to quickly and stably communicate with the base station side in the millimeter wave band.
  • the above-mentioned Capability of Beam Correspondence is disclosed as a core specification that is the minimum requirement of UE RF characteristics in Section 6.6 Beam correspondence of TS38.101-2 of 3GPP.
  • the terminal device (5G terminal) can have the above-mentioned beam correspondence capability by holding the above-mentioned LUT generated as described above so as to be able to refer to the antenna device provided by the terminal device (5G terminal). ..
  • the generation of the LUT is particularly preferable.
  • the measurement system is configured so that the DUT (UE) and the measurement antenna are separated by a distance R that is a distant field in which the electromagnetic wave is directly regarded as a plane wave.
  • This distance R is represented by the following equation (1).
  • R indicates the minimum far field distance.
  • indicates the wavelength of the radio signal for which the RF characteristic is to be measured (that is, the wavelength of the radio signal corresponding to the frequency for which the RF characteristic is to be measured).
  • D indicates the diameter of the minimum sphere surrounding the radiating portion of the DUT.
  • D for example, the diagonal length of the housing of the terminal device (5G terminal) is used. In a general smartphone, the length of the diagonal line tends to be about 15 cm. Further, in the case of a tablet terminal, the length of the diagonal line tends to be about 30 cm.
  • the formula for calculating the distance that can be regarded as a distant field and the free space loss derived from the distance are disclosed in, for example, TR38.810 of 3GPP.
  • the size of the anechoic chamber that can be regarded as a distant field tends to be relatively large, and the free space loss tends to be large.
  • NFTF NFTF
  • the conversion from the near field to the far field is performed.
  • the 3D far-field pattern is obtained by using the spherical wave extension of the modal analysis, and the conversion between the near-field and the far-field is based on the Huygens principle.
  • the direct solution of the Helmholtz equation is obtained by applying boundary conditions at infinity from the DUT to the surface.
  • the mode coefficient can be determined from the tangent field on the surface of the sphere using the orthogonality of the mode expansion. Details of this case are disclosed in Annex F of TR38.810.
  • NFTF In the measurement of NFTF, it is possible to measure a 3D pattern accompanied by rotation of the azimuth angle (azimuth direction) by using a circular probe array. Further, by utilizing the electronic switching between the antenna elements of the probe array, it is possible to measure the point of the elevation angle (elevation direction) without rotating the DUT in the elevation angle plane.
  • the signal transmitted by the DUT is measured simultaneously using two probes. At this time, one corresponds to the probe for the measurement signal and the other corresponds to the probe for the reference signal. Based on such a configuration, the amplitude and absolute phase of the measurement signal are acquired by inputting the measurement results of the measurement signal and the reference signal by the above two probes to the PRU (Phase Recovery Unit). ..
  • the NFTF method tends to complicate the measurement system due to the characteristic of using PRF.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an example of a measurement system to which the IFF method is applied.
  • CATR CATR measurement system
  • the CATR shown in FIG. 8 has, for example, the following features (1) to (4).
  • the measurement antenna probe Before executing the beam lock function (UBF), the measurement antenna probe functions as a link antenna for maintaining the polarization reference with respect to the DUT.
  • the link with the SS (gNB emulator) side is passed to the link antenna side, and the link antenna can maintain a reliable signal level with respect to the DUT.
  • CATR as shown in FIG. 8 is generally used as a standard measurement system for the OTA (Over The Air) test method of UE RF characteristics in 5G (NR) of FR2.
  • the DUT radiates a spherical wave surface to a collimator (a system that parallelizes radio waves) that is within the range of focusing the propagation vector that coincides with the bore site direction of the reflector on the feed antenna.
  • the feeding antenna radiates a spherical wave surface to a reflector in a range in which radio waves are paralleled in the direction of DUT. That is, the CATR is a system that converts the spherical wavefront into a plane wavefront when the spherical wavefront is on the DUT side.
  • a plane wave plane (having uniform amplitude and phase) is a measurement system guaranteed for a specific cylinder size.
  • the size of the QZ depends mainly on the reflector, the taper of the feed antenna, and the design of the anechoic chamber.
  • the details of the concept of QZ in CATR and an example of the phase distribution in QZ of CATR designed for QZ size are disclosed in TR38.810 of 3GPP, so detailed description thereof will be omitted. ..
  • the total phase variation in QZ of CATR is characterized by being extremely smaller than the phase variation (22.5 degrees) with respect to general DFF.
  • the NR RF FR2 requirement CATR includes a link antenna for maintaining the NR link that enables off-center beam measurement.
  • this link antenna makes it possible to measure the entire radiation pattern of the UE RF characteristics at 5G (NR) of FR2.
  • NR 5G
  • the antenna probe for measurement functions as a link antenna that maintains a polarization reference with respect to the DUT.
  • the system simulator (SS: System Simulator) side and the terminal device (UE) side are in the CONCEPTED state, positioned in the Tx peak beam direction, and the Tx beam is beam-locked by the UBF, the above link is reliable with respect to the DUT. Passed towards the link antenna that maintains the signal level.
  • this link antenna also includes the LTE link antenna in the case of NSA and the 5G NR link antenna in order to correctly receive the 5G NR measurement reference signal (RMC) specified by 3GPP. Is. After that, even if the terminal device side is rotated, the entire radiation pattern can be measured without losing the link with the system simulator, that is, the connected mode.
  • the LTE link antenna in the case of NSA the link antenna for correctly receiving the 5G NR measurement reference signal (RMC), and the beam lock test function on the terminal device side make the CATR perform beam measurement. It is possible to make measurements both on the center side of the beam and off-center of the beam.
  • RMC 5G NR measurement reference signal
  • the link antenna for LTE as an anchor and the 5G NR measurement reference signal specified by 3GPP (Using a link antenna for 5G NR to correctly receive RMC), it is possible to provide a link with the (SS: System Simulator) side to the DUT side even if the beam is locked by the UBF.
  • Link antennas for LTE provide stable LTE signals without accurate path loss or polarization control.
  • the CATR is provided with such a link antenna for LTE and a link antenna for 5G NR for correctly receiving a 5G NR measurement reference signal (RMC) specified by 3GPP.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining an example of the EIPR measurement system using the CATR measurement system, and shows an example of the EIPR measurement system at the time of non-standalone (NSA).
  • NSA non-standalone
  • the terminal device (UE) side that has entered the test mode by the test SIM performs almost the same operation as during normal IA, and uses the antenna module group provided on the terminal device side to perform the NR system simulator ( Starts search reception of "SS Block” sent from the SS) side. Further, in Rel-15, for the terminal device, the "threshold information" of "SS Block” to be selected for the RSRP received by each antenna module from the LTE side of the anchor and the gNB side. "Tx transmission power information" and is transmitted.
  • the "Tx-Rx Reciprocity characteristic" is sufficiently established in the anechoic chamber chamber, so the direction in which the RSRP measurement result is the largest is set as the beam peak direction on the Tx-Rx side. It is possible to decide. It is agreed in 3GPP that the beam direction of PRACH is QCL (spatial) with "SS Block" having the largest RSRP value.
  • the terminal device (5G terminal) side uses a test SIM, but operates in almost the same way as during normal IA, receives the SS Block signal from the NR system simulator, and uses it as an EN-DC (NSA) anchor. Obtain “SIB1" information from the LTE side. Then, the terminal device performs a beamforming (BF) operation so that the RSRP value of the "SIB1" information is maximized. Specifically, the terminal device controls the direction in which the peak beam is directed so as to satisfy the beam correspondence (BC: Beam Correspondence) characteristic from the optimum antenna module.
  • BC Beam Correspondence
  • the Tx-Rx side beam peak direction is detected.
  • the transmission output is increased until the Tx peak beam is formed in the direction specified above by "UL RMC setting” and “power control by TPC” according to the DCI format.
  • UBF Beam Lock
  • the above measurement is performed for each of the V-polarized wave and the H-polarized wave for each frequency targeted by FR2.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining an example of the EIPR measurement system using the CATR measurement system.
  • FIG. 10 shows an example of the EIPR measurement system at the time of stand-alone (SA).
  • SA stand-alone
  • a link antenna for LTE as an anchor and 5G NR specified by 3GPP are used for measurement.
  • a link antenna for maintaining the NR link even off-center of the beam is included, using a link antenna for 5G NR to correctly receive and detect the reference signal (RMC).
  • RMC reference signal
  • the above-mentioned two link antennas can be used.
  • the "CONNECTED” state is maintained and the link is maintained between the terminal device (5G terminal) side and the system simulator (SS: System Simulator) side.
  • the terminal device (5G terminal) side generally corresponds to both the Sub6 (FR1) and millimeter-wave band (FR2) bands. It is reasonable enough to think that it is. Therefore, for the measurement of 5G NR specified by the link antenna for Sub6 (FR1) and 3GPP, as with LTE, which is the anchor in the measurement of UE RF characteristics in non-standalone (NSA) mode using the 1UL setting described above.
  • the beam is off-center between the terminal device (5G terminal) side and the system simulator (SS: System Simulator) side.
  • SS System Simulator
  • 5G (NR) FR1 in the 3GPP specifications operates in the same frequency band as LTE (for example, 7.125 GHz or less). Therefore, in general, the antenna on the terminal device (5G terminal) side can have an omni pattern.
  • the 5G (NR) side of FR1 whose antenna has an omni pattern first is in the "CONNECTED" state with the NR system simulator SS side. The call connection is made until.
  • SA stand-alone
  • NR 5G NR measurement reference signal
  • RMC 5G NR measurement reference signal
  • EIRP measurement and the like can be performed in both the non-standalone (NSA) mode and the stand-alone (SA) mode.
  • a common reference CLK (Ref_CLK) is used between the NR system simulator side for FR2 where beam forming is performed and the measuring instrument on the LTE system simulator side which is an anchor in NSA.
  • Ref_CLK a common reference CLK
  • the terminal device (5G terminal) side having an omni-pattern antenna is stable with respect to the measuring instruments on the LTE system simulator side and the FR1 NR system simulator side. It is possible to maintain a link with the measuring instrument side. Therefore, the CE (Channel Estimation) function and frequency tracking function of the BB (Base Band) modem inside the terminal device (5G terminal) operate autonomously, and the frequency is affected by heat dissipation due to the long measurement time. Even in a situation where a deviation can occur, the deviation of the frequency is autonomously compensated by the terminal device itself.
  • CE Channel Estimation
  • BB Base Band
  • TS36.101 which is a specification that describes the core specifications of LTE RF characteristics
  • TS38.101 which is a specification that describes the core specifications of 5G (NR) RF characteristics
  • Control information generation method >> Subsequently, a method of generating control information according to the first embodiment, which is an example of the present embodiment, will be specifically described.
  • an omni-pattern antenna is provided for the LTE system simulator side and the FR1 NR system simulator side measuring instrument in the anechoic chamber measurement system.
  • the terminal device (5G terminal) side can stably maintain a link with the measuring instrument side. That is, even in a situation where the CE (Channel Estimation) function and the frequency tracking function of the BB modem inside the terminal device (5G terminal) may cause a frequency shift due to the influence of heat dissipation due to a long measurement time. The frequency shift is autonomously compensated by the terminal device itself.
  • the influence of frequency shift due to heat dissipation (for example, phase shift of wireless signals) can be suppressed, and complicated operations are not required.
  • the terminal device when conducting a conformance test of UE RF characteristics in 3GPP, the "Black Box approach" that does not declare the location of the antenna device on the terminal device (5G terminal) side is currently RAN4. And RAN5.
  • the terminal device (UE) vendor side when the terminal device (UE) vendor side generates a LUT peculiar to the antenna device provided in the terminal device, the position where the antenna device is arranged can be clearly grasped.
  • such a characteristic is used to generate a LUT peculiar to the antenna device provided in the terminal device.
  • the terminal device will be provided with four antenna devices as shown in the example shown in FIG. 7. Further, as for the antenna device, as shown in the example shown in FIG. 4, each antenna element is configured to be able to transmit and receive V-polarized light and H-polarized wave, and the four antenna elements are arranged in an array. And.
  • VNA vector network analyzer
  • the 5G (NR) BB modem side has, for example, a setting for operating in a special test mode as a development test function.
  • a LUT for millimeter wave (FR2) is created for a non-standalone (NSA) mode and a stand-alone (SA) mode terminal device (5G terminal) will be described.
  • the system simulator side for LTE, which is an anchor, and the "CONCEPTED" state are first maintained, and then the antenna included in the antenna device is provided for each beam formed by each antenna device included in the terminal device.
  • test mode for measuring the phase and power of the radio signal transmitted by the element is set for each of the measuring instrument side and the terminal device (5G terminal) side in the measurement system of the CATR.
  • SA mode first, as Inter-band CA, the NR system simulator side of FR1 and the "CONNECTED" state are maintained, and then the antenna is formed for each beam formed by each antenna device provided in the terminal device.
  • a test mode for measuring the phase and power of the radio signal transmitted by the antenna element included in the device is set for each of the measuring device side and the terminal device (5G terminal) side in the measurement system of the CATR. It shall be.
  • a CW (Continuous Wave) signal which is an unmodulated carrier, is used as a signal for operating the antenna device in the same manner as the signal output from the VNA described above. It is assumed that the output is from the 5G (NR) BB modem side.
  • the phase device (Phase Shifter) inside the antenna device for millimeter waves is operating according to the IC design, and the antenna provided in the antenna device is provided for each beam formed by each antenna device.
  • the phase and power of the radio signal transmitted by the element is measured.
  • the QZ of the CATR has a cylindrical shape, and the amount of phase fluctuation in the QZ is smaller than the amount of phase fluctuation in the case of DFF.
  • a CATR measurement system having a QZ with a diameter of 30 cm has already been put into practical use.
  • VSA vector signal analyzer
  • the antenna included in the antenna device is provided for each beam that can be formed by the antenna device mounted on the terminal device (5G terminal) by using the VSA to which the high-speed ADC described above is applied in the CATR measurement system.
  • the radio signal phase and amplitude (power) transmitted by each element are measured. Further, at this time, the above measurement is performed while changing the posture of the terminal device (in other words, the antenna device) in the azimuth direction and the elevation direction with a measurement grid having a predetermined step size.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an example of the configuration of the information processing system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the information processing system (that is, the measurement system) 10 according to the present embodiment includes a terminal device 200, an attitude control device 281, a position controller 283, a reflector 285, a feed antenna 287, and the like.
  • the LTE link antenna 289, the vector signal analyzer (VSA) 291 and the LTE system simulator 293, and the control device 295 are included.
  • the attitude control device 281 includes a support portion configured to support the terminal device 200. Further, the support portion is supported by a member configured to be rotatable with respect to each of a plurality of rotation shafts different from each other. Based on such a configuration, the posture of the support portion is controlled by rotationally driving the member by driving an actuator or the like. That is, the posture of the terminal device 200 supported by the support portion is controlled.
  • the operation of the attitude control device 281 is controlled by, for example, the position controller 283, which will be described later.
  • the reflector 285 corresponds to a reflector for indirectly forming a far-field environment in the IFF measurement system.
  • the reflector 285 is arranged so as to face the terminal device 200 supported by the attitude control device 281 at a predetermined distance. Based on such a configuration, the reflector 285 reflects the radio signal transmitted from the antenna device included in the terminal device 200 toward the feed antenna 287.
  • the feed antenna 287 receives the radio signal transmitted by the antenna device included in the terminal device 200 and then reflected by the reflector 285, and outputs the reception result to the vector signal analyzer 291.
  • the LTE system simulator 293 and the LTE link antenna 289 play a role as the LTE system simulator and the LTE link antenna described with reference to FIG. That is, by using the LTE link antenna 289 as an anchor and maintaining the "CONNECTED" state with respect to the terminal device 200 and the LTE as an anchor, the link between the terminal device 200 and the LTE system simulator 293 is maintained. Dripping. That is, the LTE system simulator 293 autonomously performs wireless communication (LTE) with the terminal device 200 via the LTE link antenna 289 so that the frequency error is within ⁇ 0.1 PPM as described above. By operating, it is possible to solve the problem of phase measurement due to frequency shift due to heat dissipation of the element included in the antenna device. Further, the LTE system simulator 293 supplies the vector signal analyzer 291 with a control signal according to the control content of the operation of the terminal device 200, thereby notifying the vector signal analyzer 291 of information regarding the control of the terminal device 200. Is also possible.
  • CRS Cell Specific RS
  • PDSCH Downlink-transmitted in the payload data at a predetermined density
  • DMRS Demodulation RS
  • the LTE system simulator 293 is supplied with the same reference clock (Ref_CLK) as the vector signal analyzer 291 in the measurement system. It can be seen from this measurement system described above that the vector signal analyzer 291 and the LTE system simulator 293 and the terminal device 200 are always compensated to be synchronized in both the frequency domain and the time domain.
  • a CW signal which is an unmodulated carrier
  • the transmission timing can be recognized by the entire measurement system in time synchronization. That is, it can be seen that the terminal device 200 and the vector signal analyzer 291 can be synchronized with the timing related to the transmission of the CW signal which is the unmodulated carrier which is the test mode signal.
  • the vector signal analyzer 291 acquires the reception result of the radio signal from the feed antenna 287 and measures the phase and amplitude of the radio signal. As described above, since the entire measurement system is time-synchronized, the vector signal analyzer 291 always recognizes the transmission timing of the CW signal, which is the unmodulated carrier, which is the test mode signal by the terminal device 200. is made of. Of course, as long as the vector signal analyzer 291 can measure the phase of the CW radio signal based on the reception result of the CW signal which is the unmodulated carrier, the method is not limited to the above-mentioned example. Then, the vector signal analyzer 291 outputs the measurement result of the phase and the amplitude of the radio signal to the control device 295.
  • the position controller 283 controls the attitude of the terminal device 200 supported by the support portion of the attitude control device 281 by controlling the operation of the attitude control device 281.
  • the terminal device 200 for the reflector 285 is controlled. That is, with the control of the attitude control device 281 by the position controller 283, one of the plurality of antenna devices included in the terminal device 200 is controlled so as to face the reflector 285, and the reflection is performed.
  • the attitude of the antenna device with respect to the plate 285 is controlled.
  • the control device 295 controls the operation related to the measurement of the phase and amplitude of the radio signal transmitted from the antenna device of the terminal device 200, and generates the LUT specific to the antenna device based on the measurement result.
  • the control device 295 attaches the attitude control device to the position controller 283 so that the antenna device to be measured among the plurality of antenna devices included in the terminal device 200 faces the reflector 285.
  • the operation of 281 is controlled.
  • the control device 295 causes the position controller 283 to control the operation of the attitude control device 281 so that the attitude of the antenna device with respect to the reflector 285 is controlled according to the direction in which the antenna device forms a beam. You may.
  • control device 295 instructs the vector signal analyzer 291 to perform an operation related to the measurement of the phase and amplitude of the radio signal transmitted by the target antenna device.
  • the vector signal analyzer 291 operates in cooperation with the LTE system simulator 293 to execute a series of processes related to the above-mentioned measurement.
  • control device 295 acquires the information according to the measurement result of the phase and the amplitude from the vector signal analyzer 291
  • the control device 295 uses the information as information about the antenna device set as the measurement target at that time and information about the attitude of the antenna device.
  • the LUT is generated by associating it with (in other words, information about the direction in which the directivity of the beam is directed). The details of the operation related to the series of measurements described above and the operation related to the generation of the LUT according to the result of the measurement will be described later. Further, the control device 295 corresponds to an example of the "information processing device" related to the generation of the LUT.
  • the vendor side of the terminal device can grasp the location of the antenna device on the terminal device (5G terminal) side. Therefore, for example, the posture of the antenna device can be finely adjusted so that the measured value of the power of the beam formed by the antenna device by the vector signal analyzer 291 is maximized.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an example of the configuration of the antenna device included in the terminal device according to the present embodiment.
  • the antenna device 250 shown in FIG. 12 includes antenna elements 265a to 255d configured as a patch antenna (plane antenna).
  • antenna elements 265a to 255d when the antenna elements 265a to 255d are not particularly distinguished, they may be referred to as "antenna element 265".
  • the antenna element 265 is configured to be capable of transmitting V-polarized light and H-polarized wave.
  • reference numerals 271a to 271d and reference numerals 272a to 272d schematically indicate wiring for transmitting an electric signal related to transmission of a radio signal to each feeding point of the antenna elements 265a to 255d.
  • any one of the antenna elements 265a to 255d is set as the reference antenna element 265.
  • the phase and power of the radio signal measured for the reference antenna element 265 are set as reference values related to the measurement of the phase and power of the radio signal for the other antenna element 265.
  • the phase and power measurements are acquired as deviation measurements with respect to the reference value (ie, relative to the reference value).
  • the method of determining the reference antenna element 265 from the plurality of antenna elements 265 (for example, the antenna elements 265a to 255d) included in the antenna device 250 is not particularly limited.
  • the antenna element 265b (hereinafter, also referred to as “Patch 2”) is set as a reference.
  • the antenna element 265 included in the reference antenna element 265b corresponds to an example of the "first antenna element”.
  • the information corresponding to the reference value corresponds to an example of the "first information”.
  • a radio signal is transmitted from the antenna element 265b (Patch2), and the vector signal analyzer 291 is made to measure the phase and amplitude of the V polarization of the radio signal.
  • the measurement results of the phase and amplitude (power) are retained as reference values.
  • the settings of the CATR measurement system and the 5G (NR) BB modem side are controlled in advance so that the polarization plane of the antenna element 265 is used for the radiation signal of V polarization.
  • a radio signal is transmitted from the antenna element 265a (hereinafter, also referred to as “Patch 1”), and the vector signal analyzer 291 is made to measure the phase and amplitude (power) deviation of the V polarization of the radio signal with respect to the reference value.
  • the antenna element 265c hereinafter, also referred to as “Patch3”
  • the antenna element 265d hereinafter, also referred to as “Patch4”
  • the vector signal analyzer 291 is made to transmit the radio signal with respect to the reference value.
  • the phase and amplitude (power) deviation of the V polarization of the signal are measured.
  • An antenna element 265 other than the reference antenna element 265b, such as the antenna element 265a, corresponds to an example of the “second antenna element”. Further, the information according to the measurement result of the phase and amplitude (power) deviation corresponds to an example of "second information" about the antenna element 265a.
  • the other antenna element 265 may be invalidated when performing the above measurement for each antenna element 265. That is, the above measurement may be performed for each antenna element 265 while sequentially enabling each of the antenna elements 265b, 255a, 255c, and 255d.
  • a radio signal is transmitted from the antenna element 265b, and the vector signal analyzer 291 is made to measure the phase and amplitude of the H polarization of the radio signal.
  • the measurement results of the phase and amplitude (power) are retained as reference values.
  • a radio signal is transmitted for each of the antenna elements 265a, 255c, and 255d, and the vector signal analyzer 291 is made to measure the phase and amplitude (power) deviation of the H polarization of the radio signal with respect to the reference value.
  • the phases and amplitudes of V-polarized light and H-polarized light are measured for the antenna elements 265a to 255d included in the target antenna device 250.
  • the posture of the antenna device 250 is adjusted for each measurement grid having a predetermined step size in the azimuth direction and the elevation direction, and is executed for each posture. That is, for one antenna device, the measurement results of the phases and amplitudes of V-polarized light and H-polarized light are acquired for the antenna elements 265a to 255d for each posture in the azimuth direction and the elevation direction.
  • the measurement results acquired at this time are the measurement results of the phase and amplitude (power) of the V-polarized light and the H-polarized light transmitted from the reference antenna element 265b, and the measurement results as reference values.
  • the measurement results of the phase and amplitude deviations of the V-polarized light and the H-polarized light transmitted from the antenna elements 265a, 255c, and 255d, respectively, are included.
  • the LUT generated here corresponds to an example of the control information of the present embodiment.
  • the antenna device 250 shown in FIG. 12 is configured to be capable of transmitting V-polarized light (vertically polarized wave) and H-polarized wave (horizontally polarized wave), and includes four antenna elements 265. Further, the antenna device 250 is composed of each TXRU (Tx & Rx chain) including a plurality of antenna elements (for example, four antenna elements) as in the example described with reference to FIG.
  • a line routing (Feed line) to the feeding point of each antenna element 265 occurs due to the influence of size restrictions in the configuration and the like.
  • the form factor, peripheral members, materials, etc. of the terminal device 200 itself may differ depending on the position of the terminal device 200 in which the millimeter-wave antenna device 250 is arranged.
  • FIG. 12 shows the principle of controlling the spatial position of the beam in the assumed direction (beam steering).
  • the absolute phase and amplitude (power) values of the radio signal which is a millimeter wave transmitted from each of the four antenna elements 265, are not particularly required, and are configured as shown in FIG.
  • each TXRU Tx & Rx chain
  • the interval of the measurement grid the total measurement time and the accuracy related to the formation of the beam by each antenna device provided in the terminal device (in other words, the accuracy of phase and amplitude compensation based on the LUT). ) And, it is decided by the trade-off.
  • the trade-off As a specific example, when measuring the phase and power of a radio signal which is a millimeter wave for each antenna element included in each antenna device included in the terminal device with a measurement grid having a step size of 3 degrees. In proportion to the number of measurement points, the accuracy of beam formation during beamforming improves, but the measurement time becomes longer.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the measurement results of the phase and power of the antenna device related to the generation of the LUT according to the first embodiment.
  • the measurement result of the antenna element 265b (Patch2) among the antenna elements 265 of the antenna device 250 shown in FIG. 12 is set as a reference value.
  • the angle in the azimuth direction was set to 0 degrees, 3 degrees, and 6 degrees after changing the posture of the antenna device 250 on the measurement grid with the step size set to an angle of 3 degrees. Measurements are made for each case.
  • the measurement data as shown in FIG. 13 is acquired for each antenna device by performing the above-mentioned measurement for each antenna device. Will be done.
  • any one of the plurality of antenna elements 265 included in the antenna device 250 is set as the reference antenna element. Then, each antenna element 265 is sequentially activated to transmit a radio signal which is a millimeter wave, and then the phase and amplitude (power) of the radio signal are measured. At this time, the measurement result of the phase and amplitude (power) of the reference antenna element 265 is used as a reference value, and the deviation of the phase and amplitude (power) of the other antenna element 265 from the reference value is measured. To do.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a method of measuring the phase of a radio signal which is a millimeter wave in the information processing system according to the present embodiment.
  • a radio signal which is a millimeter wave is transmitted from the reference antenna element, and the radio signal is taken into the vector signal analyzer 291.
  • millimeter waves are generated from any of the antenna elements other than the reference antenna element (in other words, the antenna unit) (hereinafter, also referred to as “second antenna element”).
  • a radio signal is transmitted, and the radio signal is captured in the vector signal analyzer 291.
  • the vector signal analyzer 291 compares the millimeter-wave radio signal captured for the second antenna element with the millimeter-wave radio signal captured for the reference antenna element on the time axis.
  • the phase difference T12 is calculated. That is, the phase difference T12 corresponds to the relative phase difference between the radio signal which is a millimeter wave transmitted from each of the reference antenna element and the second antenna element. Then, the calculated phase difference T12 is held as phase measurement data for the second antenna element.
  • the third antenna element any other antenna element (hereinafter, also referred to as “third antenna element”) other than the reference antenna element (in other words, the antenna unit).
  • the radio signal is transmitted, and the radio signal is taken into the vector signal analyzer 291.
  • the vector signal analyzer 291 compares the millimeter-wave radio signal captured for the third antenna element with the millimeter-wave radio signal captured for the reference antenna element on the time axis.
  • the phase difference T12 is calculated. That is, the phase difference T13 corresponds to the relative phase difference between the radio signal which is a millimeter wave transmitted from each of the reference antenna element and the third antenna element. Then, the calculated phase difference T13 is held as phase measurement data for the third antenna element.
  • each antenna element (antenna unit) included in the antenna device is enabled and disabled in order, so that the phase difference of the radio signal which is a millimeter wave transmitted from the antenna element is measured. Data is retrieved.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a method of measuring the amplitude of a radio signal which is a millimeter wave in the information processing system according to the present embodiment.
  • a radio signal which is a millimeter wave is transmitted from the reference antenna element, and the radio signal is taken into the vector signal analyzer 291.
  • a radio signal which is a millimeter wave is transmitted from the second antenna element, and the radio signal is taken into the vector signal analyzer 291.
  • the vector signal analyzer 291 compares the millimeter-wave radio signal captured for the second antenna element with the millimeter-wave radio signal captured for the reference antenna element, thereby increasing the amplitude (power).
  • the difference A22 is calculated. That is, the amplitude difference A22 corresponds to the relative amplitude difference between the radio signal which is a millimeter wave transmitted from each of the reference antenna element and the second antenna element. Then, the calculated amplitude difference A22 is held as phase measurement data for the second antenna element.
  • each antenna element included in the antenna device is sequentially activated, and measurement data of the amplitude of the radio signal which is a millimeter wave transmitted from the antenna element is acquired.
  • the information processing system according to the present embodiment has a configuration as shown in FIG. 11, in which a hole is formed in the housing of the terminal device, and a cable is connected to the BB modem included in the terminal device via the hole. , It is not necessary to apply a configuration in which various signals related to the transmission of wireless signals are input from the VNA via the cable. Therefore, according to the information processing system according to the present embodiment, it is possible to construct a measurement system without requiring complicated and delicate work. Further, as described above, the terminal device 200 autonomously compensates for the frequency shift by channel estimation and frequency tracking based on the reference signal transmitted from the LTE link antenna 289. Therefore, even in a situation where a frequency shift may occur due to the influence of heat dissipation or the like due to a long measurement time, the terminal device 200 itself autonomously compensates for the frequency shift.
  • the terminal device has the ability (BC Capability) to align the spatial positions of the beams with each other on the base station side and the UE (5G terminal) side as the operation of the FR2 system. Therefore, it becomes possible to realize beamforming in a more preferable manner.
  • the measuring instrument (for example, vector signal analyzer 291) side and the terminal device (5G terminal) side are controlled when the measurement related to the generation of the LUT is performed. It is possible to selectively switch the method of doing so according to the situation.
  • An example of a method of controlling the measuring instrument side and the UE (5G terminal) side will be described below as Example 1 and Example 2.
  • both the measuring instrument and the terminal device may be controlled by using a dedicated test SIM.
  • control software When generating a LUT for each antenna device included in the terminal device (5G terminal), control software is operated on both the measuring instrument and the terminal device. At this time, on the measuring instrument side, the software may be controlled from an external device (for example, a PC or the like) via IEEE488 or Ethernet (registered trademark). Further, the terminal device side may be controlled from the external device via a cable connection using USB.
  • an external device for example, a PC or the like
  • IEEE488 or Ethernet registered trademark
  • the terminal device side may be controlled from the external device via a cable connection using USB.
  • the measurement system can be set so that the influence of the USB cable on the terminal device (5G terminal) side does not affect the measurement result of FR2), the above (Example 2).
  • the above Example 2
  • the above is just an example, and the method is not particularly limited as long as it is possible to control the measuring instrument side and the terminal device (5G terminal) side in time synchronization.
  • a hole is made in the housing of the terminal device, a cable is connected to the BB modem provided in the terminal device via the hole, and the cable is connected. It is not necessary to apply a configuration in which various signals related to the transmission of wireless signals are input from the VNA via the VNA. Due to such characteristics, it is possible to construct a measurement system without requiring complicated and delicate work.
  • the upper limit which is a general standard, is roughly divided into the following two types. ⁇ Upper limit value defined by ICNIRP: 10g Average SAR 2.0W / kg ⁇ Upper limit defined by FCC: 1g Average SAR 1.6W / kg
  • ICNIRP International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection
  • FCC Federal Communications Commission
  • an upper limit value that serves as a standard for radio wave protection is defined based on PD (incident power density: W / m 2).
  • a millimeter wave band (for example, FR2) is assumed as a part of the frequency band of 6 GHz or higher.
  • FCC in North America, the EU in Europe, Japan, etc. have newly defined upper limits as standards for the services of 5G NR millimeter-wave commercial terminals.
  • the upper limit and measurement method which are the standards for radio wave protection, differ from country to country.
  • the Rel-15 version of TS38.101-2 has been released as the core spec of RF for millimeter wave operation.
  • the core specifications regarding UL MIMO (Up Link MIMO) in millimeter waves in the smartphone type (PC3: power class 3) are shown.
  • TR38.810 A technical report (TR38.810) that summarizes the measurement method of millimeter-wave RF with OTA (Over The Air) has been updated and specified in 3GPP from time to time.
  • TR38.810 it is shown that the total UL signal power is measured by sequentially combining the signals received by single polarization without measuring the power measured by the two orthogonally polarized antennas at the same time. There is. With this measurement method, the characteristics of UL MIMO in millimeter wave operation cannot be measured correctly at the same time.
  • FIG. 16 is a diagram showing an image of the influence of the polarization mismatch on the transmission on the UE side.
  • the TE side switches between ⁇ (here, V polarization) and ⁇ (here, H polarization) for measurement.
  • here, V polarization
  • H polarization
  • the DL signal on the TE side is correct and has polarized light orthogonal to ⁇ (V) and ⁇ (H)
  • the UL signal on the UE side is correct at ⁇ (V) and ⁇ (H). It is possible that a beam with orthogonally polarized waves could not be generated.
  • the space will be due to the above-mentioned mismatch of polarization criteria.
  • the measurement result of PD for a beam having one dual polarization (V & H) in the same direction varies every time.
  • the result is that the variation in individual differences in the measurement results becomes large.
  • FIG. 17 and 18 are diagrams showing that the measurement results of PD vary due to the mismatch of the polarization reference, respectively.
  • FIG. 17 is an example showing that the maximum EIRP value of a pair of beam IDs having one dual polarization (V & H) becomes a different value due to a mismatch of polarization reference.
  • FIG. 18 shows that the PD measurement results vary when a pair of beam IDs having one dual polarization (V & H) is not generated with correctly orthogonal polarization due to the variation difference of EIRP. It is a figure which shows.
  • PD measurement results vary due to a mismatch in polarization criteria.
  • the variation in the PD measurement result causes a decrease in the communication performance of the communication device controlled by using the PD measurement result. For example, it results in degradation of MIMO throughput.
  • the second embodiment we propose a technique for solving the problem that the communication device cannot generate a beam having polarized waves correctly orthogonal to ⁇ (V) and ⁇ (H). More specifically, in the second embodiment, we propose a method for creating a LUT (look-up table) that can solve the above problems and that can comply with the regulations of millimeter-wave radio wave protection (MPE: Maximum Permissible Exposure). To do.
  • MPE millimeter-wave radio wave protection
  • an information processing device for example, a control device 295
  • a control device 295 generates a LUT so that the communication device can have polarizations that are correctly orthogonal to ⁇ (V) and ⁇ (H).
  • This LUT corresponds to the control information of this embodiment.
  • the communication device uses this LUT to output radio waves.
  • a communication device uses this LUT to perform UL MIMO using millimeter waves.
  • the communication device can compensate for the deviation of the phase and amplitude (power) of the radio signal due to the following factors. As a result, it is possible to spatially align the beam according to the originally assumed BC Capability. -Effect of line routing in the antenna device-Impact of the installation position of the antenna device-Impact of the material and design applied to the terminal device
  • the communication device can achieve high communication performance (for example, high MIMO throughput).
  • Control information generation method> the method of generating the control information in the second embodiment will be specifically described.
  • the system configuration and equipment configuration of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the configuration of the measurement system of the second embodiment is the same as the configuration of the measurement system (information processing system 10) of the first embodiment.
  • the information processing device that generates the control information is, for example, the control device 295.
  • the information processing device that generates control information is not limited to the control device 295.
  • the information processing apparatus measures the output of the remaining antenna elements using the output of one antenna element among the plurality of antenna elements as a reference value, as in the first embodiment. .. That is, the information processing device is information indicating the measurement result of the radio signal transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements, and the information processing device is the first of the plurality of antenna elements included in the antenna device. Relative between the measurement result of the radio signal transmitted from the antenna element and the radio signal transmitted from the first antenna element and the radio signal transmitted from the second antenna element different from the first antenna element. Generate control information based on the information indicating the difference.
  • the information processing device has the output of one patch antenna element (RF sine wave (continuous wave)) and the output of each of the other three remaining patch antenna elements (RF sine wave (continuous wave)). Measure the phase and / or amplitude (power) deviation.
  • This measurement may be performed by information processing using software.
  • the information processing apparatus may calculate a data set as a measurement result by performing a calculation based on the captured signal using software specialized in signal processing.
  • the information processing apparatus has ⁇ (V) and ⁇ (H) of a reference antenna element (for example, a patch antenna element for which measurement is performed first).
  • the relative phase and amplitude (power) deviation of is also measured (calculated). That is, in the second embodiment, the information indicating the measurement result of the radio signal transmitted from the first antenna element includes the first polarized light (for example, V polarized light) transmitted from the first antenna element.
  • the first information based on the measurement result of, the first polarization (for example, V polarization) transmitted from the first antenna element, and the second polarization (for example, V polarization) transmitted from the first antenna element. , H polarization) and a second piece of information indicating the relative difference between the two.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the measurement results of the phase and power of the antenna device related to the generation of the LUT according to the second embodiment.
  • the reference antenna element is Patch 2 (hereinafter, referred to as the first antenna element).
  • the first antenna element Patch 2
  • the phase and amplitude (power) of the H-polarized light of) are deviation information based on the phase and amplitude (power) of the V-polarized light of the first antenna element (Patch2).
  • the measurement information used by the information processing apparatus to generate the control information (LUT) includes information based on the measurement result of the phase and amplitude of the W polarization transmitted from the first antenna element (first information).
  • First information Information showing the relative difference between the phase and amplitude of V-polarized light transmitted from the first antenna element and the phase and amplitude of H-polarized light transmitted from the first antenna element (second information).
  • second information The phase and amplitude of the radio signal (V-polarized light and H-polarized light) transmitted from the first antenna element and the radio signal (V-biased) transmitted from the second antenna element (for example, Patch 1, 3, or 4).
  • Information (third information) indicating the relative difference between the phase and amplitude of the wave and H polarization) is included.
  • the third information includes the phase and amplitude of V-polarized light and H-polarized light transmitted from the first antenna element, and V-polarized light and H-polarized light transmitted from the second antenna element. May contain information indicating the relative difference between the phase and amplitude of.
  • the information processing apparatus also measures (calculates) the relative phase and amplitude (power) deviations of ⁇ (V) and ⁇ (H) of the reference antenna element. Since it can be expected that ⁇ (V) and ⁇ (H) on the information processing device side (TE side) are polarized waves that are exactly orthogonal to each other, ⁇ ( ⁇ (power) based on the ⁇ (V) phase and amplitude (power) is used. It can be expected that the measured values of the relative phase and amplitude (power) of H) are the correct values of the phase and amplitude (power).
  • the communication device is corrected so that the phase difference of ⁇ (H) is correctly 90 degrees. And / or it is possible to generate a coherent beam in which the amplitude (power) of ⁇ (H) is corrected to be equal to the amplitude (power) of ⁇ (V). This also improves the variation in PD measurement results each time.
  • the terminal device (UE) supports not only radios using a frequency band of 6 GHz or more but also radios using a frequency band of 6 GHz or less. Further, it can be assumed that the terminal device (UE) supports a plurality of radios having different standards such as 3G, 4G, 5G, Wifi, BT (Bluetooth (registered trademark)) and the like. In this case, it is necessary to evaluate the RF exposure required for all radios mounted on the UE side. As shown below, the evaluation of RF exposure is based on SAR (absorption rate) when the frequency is 6 GHz or less, and is evaluated by PD (incident power density) when the frequency is higher than 6 GHz. .. ⁇ 6GHz: 3G, 4G, 5G, Wifi, BT > 6 GHz: 5 GNR millimeter wave (28 GHz, 39 GHz, etc.)
  • a standard upper limit is also defined for radio wave protection when multiple radios mounted on the UE (for example, radios with different standards) are transmitted at the same time.
  • simultaneous transmission for example, simultaneous transmission of LTE and 5G of anchor in NSA of 5GNR, interband CA (Carrier Aggregation) of FR1 and FR2 in 5G, cellular radio such as LTE and 5G and Wifi, etc.
  • simultaneous transmission with wireless other than cellular such as BT (Bluetooth (registered trademark)), etc. can be mentioned.
  • the upper limit of RF exposure is expressed by the following formula (2).
  • SAR i is the SAR caused by exposure at frequency i.
  • SAR limit is the SAR limit.
  • PD limit is the limit of power density. Further, PD i is the power density at the frequency i.
  • the beam between the base station (gNB) side and the UE (5G terminal) side where BC is maintained and stable communication is performed in the “Connected state” is obtained. It may be necessary to reduce the transmission power to meet the PD limit. In this case, a beam failer may occur between the base station (gNB) side and the UE (5G terminal) side due to the sudden reduction in transmission power. In this case, if beam recovery is not possible, the link between the base station (gNB) side and the UE (5G terminal) side may be interrupted by the RLF (Radio Link Failure). Further, in order to satisfy the radio wave protection in millimeter wave operation, the area at the time of initial access and the coverage at the time of communication may be reduced.
  • RLF Radio Link Failure
  • the value of the "duty cycle” option is ⁇ 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100% ⁇ .
  • the evaluation period of "maxUplinkDutyCycle-FR2" is 1 second.
  • the UE side can apply P-MPR f according to UL scheduling.
  • "maxUplinkDutyCycle-FR2" shall be applicable to all power classes (PC) of FR2.
  • the Capability of "maxUplinkDutyCycle-FR2" is an option.
  • the P-MPR Power Management Maximum Power Reduction
  • FIG. 20 is a flowchart showing the basic operation of the terminal device related to radio wave protection. Specifically, FIG. 20 is a flowchart showing an operation when the above contents (contents of agreement regarding PD of 3GPP) are applied to a terminal device (UE). The following operations are executed, for example, when the terminal device 200 communicates with the base station device 100 using millimeter waves. Hereinafter, the operation of the terminal device 200 will be described with reference to FIG.
  • the terminal device 200 determines whether or not it has the ability (Capability) of "maxUplinkDutyCycle-FR2" (step S101). If it does not have the ability of "maxUplinkDutyCycle-FR2" (step 101: No), the processing after step S102 is not executed, and other processing is executed.
  • the terminal device 200 sets the desired duty cycle value to ⁇ 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, Select from 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100% ⁇ , and make a declaration to, for example, the base station apparatus 100 (step S102).
  • the terminal device 200 determines whether the% value of "maxUplinkDutyCycle-FR2" actually allocated from the base station device 100 is larger than the desired% value in the evaluation period of 1 second. When the value is larger than the desired% value, the terminal device 200 determines whether or not this% can satisfy the legal regulation of PD (step S103). When the resource-allocated% value is less than or equal to the desired% value, or when the resource-allocated% value cannot meet the PD legal regulations (step S103: No), the terminal device 200 is set to step S104 or later. Do not execute the process, but execute other processes.
  • step S103 If the resource-allocated% value does not meet the PD legislation (step S103: Yes), the terminal device 200 is required to comply with the UL schedule of the base station device 100 and to comply with the PD legislation. P-MPR (powerback off) is performed (step S104).
  • the SAR characteristics of the wireless unit (for example, the communication unit 210) that may be transmitted simultaneously can be grasped by actually measuring the SAR in each band at the development stage of the terminal device (UE). To do.
  • the terminal device refers to the LUT created based on the SAR characteristics.
  • the LUT referred to by the terminal device is previously held by the terminal device in the storage unit (for example, the storage unit 220).
  • This LUT is written with the required "powerback off value" for each band.
  • the terminal device performs the optimum "powerback off” that can meet the SAR limit value stipulated by the laws and regulations of each country.
  • the terminal device (UE) uses various sensors such as a proximity sensor and an acceleration sensor to distinguish between a call and a handheld case, and based on the result of the case, the power back off table (power back) actually used is used. Select the LUT in which the off value is written.
  • VoLTE Voice over LTE
  • power back the power back off table
  • FIG. 21 is a flowchart showing the selection operation of the powerback off table.
  • the terminal device 200 includes a proximity sensor (Proximity sensor) and an acceleration sensor (Accelerometer), and when triggering is performed, the case of talking and the case of handheld are classified based on the detection results of these sensors. I do. Then, the terminal device 200 selects the power back-off table according to the result of the case classification.
  • the process shown in FIG. 21 may differ depending on the country or region. In the following description, the processing shown in FIG. 21 will be different for each MCC (Mobile Country Code).
  • MCC Mobile Country Code
  • the terminal device 200 determines whether the object is near the sensor or far from the sensor based on the detection result of the proximity sensor (step S201). When the object is nearby (step S201: Yes), the terminal device 200 determines whether the state of the terminal device 200 is stable (Stable) or unstable (Unstable) based on the detection result of the acceleration sensor (step). S202). If it is stable (step S202: Stable), the terminal device 200 proceeds to step S214.
  • step S203 the terminal device 200 determines whether or not there is a voice input (step S203).
  • step S203: Yes the terminal device 200 determines whether or not its own state is condition A (step S204).
  • condition A the terminal device 200 selects the powerback-off table # 1 (step S205).
  • step S204: No the terminal device 200 selects the power back-off table # 2 (step S206).
  • step S207 when there is no voice input (step S203: No), the terminal device 200 determines whether or not its own state is condition A (step S207). In the case of condition A (step S207: Yes), the terminal device 200 selects the powerback-off table # 3 (step S208). On the other hand, when the condition is not A (step S207: No), the terminal device 200 selects the power back-off table # 4 (step S209).
  • the terminal device 200 determines whether or not the detection result of the acceleration sensor satisfies a predetermined criterion after waiting for 10 seconds (step 210). For example, the terminal device 200 determines whether the state of the terminal device 200 is stable (Stable) or unstable (Unstable).
  • step S210: Yes the terminal device 200 determines whether or not its own state is condition A (step S211). In the case of condition A (step S211: Yes), the terminal device 200 selects the powerback-off table # 5 (step S212). On the other hand, when the condition is not A (step S211: No), the terminal device 200 selects the powerback off table # 6 (step S213).
  • step S210 If the terminal device 200 returns to step S210 or step S202 and does not meet the predetermined criteria (step S210: No) or is stable (step S202: Unstable), the terminal device 200 determines whether or not its own state is condition A. (Step S214). In the case of condition A (step S214: Yes), the terminal device 200 selects the powerback-off table # 7 (step S214). On the other hand, when the condition is not A (step S214: No), the terminal device 200 selects the power back-off table # 8 (step S209).
  • FIG. 22 is a diagram for explaining a method for measuring PD characteristics. Especially in the case of PD characteristics, it depends on the arrangement of the millimeter wave antenna module on the UE side. Therefore, in order to comply with the strictest FCC, as shown in FIG. 22, each of the six surfaces on the UE side , It is necessary to perform simulation and actual measurement of PD characteristics in each band to identify the beam ID having the highest PD characteristics.
  • MPE Maximum Permissible Exposure
  • the information processing device describes the PD value at each option value of ⁇ 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100% ⁇ . , Calculate with a margin (Spec margin).
  • the LUT in which the P-MPR is written is held inside the terminal device 200.
  • the control device 295 may create the LUT.
  • the terminal device 200 can satisfy the MPE limit value stipulated by the laws and regulations of each country by referring to the LUT in the form according to the flowchart shown in FIG.
  • triggering is performed to actually activate "powerback off” based on the flow control based on the proximity sensor and the acceleration sensor.
  • a sensor capable of detecting obstacles in the spatial direction of all beams emitted from the millimeter wave antenna module mounted on the UE itself is used.
  • Flow control is required. Based on the flow control, it is possible to select the optimum LUT that can satisfy the MPE when the triggering is performed.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a LUT in which a power backoff value is written.
  • the LUT shown in FIG. 23 is a data table in the form of a flow (FIG. 20) for PD agreed in 3GPP.
  • the calculated P-MPR is written in each% of the “duty cycle”. More specifically, the LUT shown in FIG. 23 is a P required to satisfy the MPE for each duty cycle for all beams in each band emitted on all six surfaces on the UE side. -This is an example of a LUT in which the value of MPR is written.
  • FIG. 24 is a diagram showing a state in which the sensor is arranged in the terminal device 200.
  • FIG. 24 shows an image of a sensor capable of detecting obstructions in the spatial direction of all emitted beams.
  • SA1 to SA4 indicate the range of sensors capable of detecting obstacles in the spatial direction of all beams emitted from the millimeter wave antenna module.
  • the BM shows a transmission / reception beam for communication in which BC (Beam Correspondence) is correctly taken on the BS side and the UE side.
  • BC Beam Correspondence
  • the sensor included in the communication device (for example, the terminal device 200) is not limited to a specific sensor.
  • the sensor included in the communication device may be an obstruction sensor that can be realized in the future.
  • the communication device may include a plurality of sensors.
  • the combination of sensors included in the communication device is not limited to a specific combination.
  • the combination of sensors included in the communication device may be a combination of a radar and a camera.
  • the terminal device when triggering is performed, the terminal device (UE) can select the optimum LUT so as to satisfy the MPE stipulated by the laws and regulations of each country described above. ..
  • the terminal device (UE) has the capacity (Capability) of "maxUplinkDutyCycle-FR2".
  • Capability capacity of "maxUplinkDutyCycle-FR2”.
  • a terminal device (UE) that does not have the "maxUplinkDutyCycle-FR2" capability (Capability) will not be able to meet the MPE and will give up millimeter-wave operation.
  • the terminal device (UE) is more likely to HO (Hand Over) to 5G of FR1 or fall back to LTE.
  • FIG. 25 is a flowchart showing a control example using the detection result of the sensor. More specifically, FIG. 25 is a flowchart showing an example of control using a sensor capable of detecting obstacles in the spatial direction of all emitted beams.
  • the process shown in FIG. 25 may differ depending on the country or region. In the following description, the processing shown in FIG. 25 is different for each MCC (Mobile Country Code).
  • MCC Mobile Country Code
  • the terminal device 200 determines whether or not there is detection of a sensor that detects a radiated beam, which is arranged in the vicinity of each antenna module (step S301).
  • a sensor that detects a radiated beam, which is arranged in the vicinity of each antenna module.
  • P- The largest duty cycle having an MPR of 0 dB is selected (step S302).
  • the terminal device 200 is the% value of "maxUplinkDutyCycle-FR2" actually allocated from the base station device 100 larger than the% value of the duty cycle selected in step S302 in the evaluation period of 1 second? To determine. If the value is larger than the selected% value, the terminal device 200 determines whether or not this% can satisfy the legal regulation of PD (step 303).
  • step S303: No If the resource-allocated% value is less than or equal to the selected% value, or if the resource-allocated% value does not meet the PD legal regulations (step S303: No), the terminal device 200 is selected in step S302. The LUT value at the time of the% value is adopted (step S304). On the other hand, when the resource-allocated% value cannot meet the PD legal regulation (step S303: Yes), the terminal device 200 has a duty cycle corresponding to the% value of the resource-allocated “maxUplinkDutyCycle-FR2” from the base station device 100. The LUT value (including P-MPR) when the% value of is adopted (step S305).
  • step S301 the duty cycle in which the P-MPR is 0 dB in a certain LUT (for example, the LUT shown in FIG. 23) in which the value of each P-MPR required to satisfy the MPE is written for each duty cycle. It is determined whether or not there is (step S306). When there is no duty cycle having a P-MPR of 0 dB (step S306: No), the largest duty cycle having the smallest P-MPR is selected from the LUTs (step S307).
  • the terminal device 200 is the% value of "maxUplinkDutyCycle-FR2" actually allocated from the base station device 100 larger than the% value of the duty cycle selected in step S307 in the evaluation period of 1 second? To determine. If the value is larger than the selected% value, the terminal device 200 determines whether or not this% can satisfy the legal regulation of PD (step 308).
  • step S308: No If the resource-allocated% value is less than or equal to the selected% value, or if the resource-allocated% value does not meet the PD legal regulations (step S308: No), the terminal device 200 is selected in step S307.
  • the value of the LUT when the% value is set is adopted (step S309).
  • the terminal device 200 has a duty cycle corresponding to the% value of the resource-allocated “maxUplinkDutyCycle-FR2” from the base station device 100.
  • the LUT value (including P-MPR) when the% value of is adopted (step S310).
  • step S306 when there is a duty cycle having a P-MPR of 0 dB in the LUT (step S306: Yes), the largest duty cycle having a P-MPR of 0 dB is selected in the LUT (step S306: Yes). S311).
  • the terminal device 200 is the% value of "maxUplinkDutyCycle-FR2" actually allocated from the base station device 100 larger than the% value of the duty cycle selected in step S311 in the evaluation period of 1 second? To determine. When the value is larger than the selected% value, the terminal device 200 determines whether or not the terminal device 200 can satisfy the legal regulation of PD with this% (step 312).
  • step S312 If the resource-allocated% value is less than or equal to the selected% value, or if the resource-allocated% value does not meet the PD legal regulations (step S312: No), the terminal device 200 is selected in step S311. The LUT value at the time of the% value is adopted (step S313). On the other hand, when the resource-allocated% value cannot meet the PD legal regulation (step S312: Yes), the terminal device 200 has a duty cycle corresponding to the% value of "maxUplinkDutyCycle-FR2" resource-allocated from the base station device 100. The LUT value (including P-MPR) when the% value of is adopted (step S314).
  • FIG. 26 is a functional block diagram showing a configuration example of a hardware configuration of an information processing device constituting the system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the information processing device 900 constituting the system according to the present embodiment mainly includes a CPU 901, a ROM 902, and a RAM 903. Further, the information processing device 900 further includes a host bus 907, a bridge 909, an external bus 911, an interface 913, an input device 915, an output device 917, a storage device 919, a drive 921, and a connection port 923. And a communication device 925.
  • the CPU 901 functions as an arithmetic processing device and a control device, and controls all or a part of the operation in the information processing device 900 according to various programs recorded in the ROM 902, the RAM 903, the storage device 919, or the removable recording medium 927.
  • the ROM 902 stores programs, calculation parameters, and the like used by the CPU 901.
  • the RAM 903 primary stores a program used by the CPU 901, parameters that change as appropriate in the execution of the program, and the like. These are connected to each other by a host bus 907 composed of an internal bus such as a CPU bus.
  • the control unit 140 of the base station device 100 shown in FIG. 2 and the control unit 240 of the terminal device 200 shown in FIG. 3 may be configured by the CPU 901. Further, various functions of the control device 295 can be realized by the operation of the CPU 901.
  • the host bus 907 is connected to an external bus 911 such as a PCI (Peripheral Component Interconnect / Interface) bus via a bridge 909. Further, the input device 915, the output device 917, the storage device 919, the drive 921, the connection port 923, and the communication device 925 are connected to the external bus 911 via the interface 913.
  • PCI Peripheral Component Interconnect / Interface
  • the input device 915 is an operating means operated by the user, such as a mouse, keyboard, touch panel, buttons, switches, levers, and pedals. Further, the input device 915 may be, for example, a remote control means (so-called remote controller) using infrared rays or other radio waves, or an externally connected device such as a mobile phone or PDA that supports the operation of the information processing device 900. It may be 929. Further, the input device 915 is composed of, for example, an input control circuit that generates an input signal based on the information input by the user using the above-mentioned operating means and outputs the input signal to the CPU 901. By operating the input device 915, the user of the information processing device 900 can input various data to the information processing device 900 and instruct the processing operation.
  • a remote control means such as a mobile phone or PDA that supports the operation of the information processing device 900. It may be 929.
  • the input device 915 is composed of, for example, an input control circuit that generates an input signal
  • the output device 917 is composed of a device capable of visually or audibly notifying the user of the acquired information.
  • Such devices include display devices such as CRT display devices, liquid crystal display devices, plasma display devices, EL display devices and lamps, audio output devices such as speakers and headphones, and printer devices.
  • the output device 917 outputs, for example, the results obtained by various processes performed by the information processing device 900.
  • the display device displays the results obtained by various processes performed by the information processing device 900 as text or an image.
  • the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data, acoustic data, and the like into an analog signal and outputs the signal.
  • the storage device 919 is a data storage device configured as an example of the storage unit of the information processing device 900.
  • the storage device 919 is composed of, for example, a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, an optical magnetic storage device, or the like.
  • the storage device 919 stores a program executed by the CPU 901, various data, and the like.
  • the storage unit 120 of the base station device 100 shown in FIG. 2 and the storage unit 220 of the terminal device 200 shown in FIG. 3 are any of the storage devices 919, ROM 902, and RAM 903, or the storage devices 919, ROM 902, and It may consist of a combination of two or more of the RAM 903s.
  • the drive 921 is a reader / writer for a recording medium, and is built in or externally attached to the information processing device 900.
  • the drive 921 reads the information recorded on the removable recording medium 927 such as the mounted magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, or semiconductor memory, and outputs the information to the RAM 903.
  • the drive 921 can also write a record to a removable recording medium 927 such as a mounted magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, or semiconductor memory.
  • the removable recording medium 927 is, for example, DVD media, HD-DVD media, Blu-ray (registered trademark) media, or the like.
  • the removable recording medium 927 may be a compact flash (registered trademark) (CF: Compact Flash), a flash memory, an SD memory card (Secure Digital memory card), or the like. Further, the removable recording medium 927 may be, for example, an IC card (Integrated Circuit card) or an electronic device equipped with a non-contact type IC chip.
  • CF Compact Flash
  • SD memory card Secure Digital memory card
  • the connection port 923 is a port for directly connecting to the information processing device 900.
  • the connection port 923 there are a USB (Universal Serial Bus) port, an IEEE1394 port, a SCSI (Small Computer System Interface) port, and the like.
  • Another example of the connection port 923 is an RS-232C port, an optical audio terminal, an HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface) port, and the like.
  • the communication device 925 is, for example, a communication interface composed of a communication device or the like for connecting to a communication network (network) 931.
  • the communication device 925 is, for example, a communication card for a wired LAN, a wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), WUSB (Wireless USB), or the like.
  • the communication device 925 may be a router for optical communication, a router for ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), a modem for various communications, or the like.
  • the communication device 925 can transmit and receive signals and the like to and from the Internet and other communication devices in accordance with a predetermined protocol such as TCP / IP.
  • the communication network 931 connected to the communication device 925 is configured by a network connected by wire or wireless, and may be, for example, the Internet, a home LAN, infrared communication, radio wave communication, satellite communication, or the like. ..
  • the wireless communication unit 110 and the network communication unit 130 of the base station device 100 shown in FIG. 2, and the communication unit 210 of the terminal device 200 shown in FIG. 3 may be configured by the communication device 925.
  • the above is an example of a hardware configuration capable of realizing the functions of the information processing device 900 constituting the system according to the embodiment of the present disclosure.
  • Each of the above-mentioned components may be configured by using general-purpose members, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. Therefore, it is possible to appropriately change the hardware configuration to be used according to the technical level at each time when the present embodiment is implemented.
  • FIG. 26 various configurations corresponding to the information processing apparatus 900 constituting the system are naturally provided.
  • the recording medium is, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a flash memory, or the like.
  • the above computer program may be distributed via, for example, a network without using a recording medium.
  • the number of computers for executing the computer program is not particularly limited. For example, a plurality of computers (for example, a plurality of servers, etc.) may execute the computer program in cooperation with each other.
  • IoT Internet of Things
  • FIG. 27 is an explanatory diagram for explaining an application example of the communication device according to the present embodiment.
  • FIG. 27 is an example of a case where the technique of the present disclosure is applied to a camera device.
  • the outer surfaces of the housing of the camera device 300 are located in the vicinity of the surfaces 301 and 302 facing in different directions.
  • the antenna device is held.
  • reference numeral 311 schematically shows an antenna device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the camera device 300 shown in FIG. 27 can transmit or receive, for example, a radio signal propagating in a direction substantially matching the normal direction of the surfaces 301 and 302, respectively. ..
  • the antenna device 311 may be provided not only on the surfaces 301 and 302 shown in FIG. 27 but also on other surfaces.
  • FIG. 28 is an explanatory diagram for explaining another application example of the communication device according to the present embodiment.
  • FIG. 28 shows an example in which the technique according to the present disclosure is applied to a camera device installed under the drone.
  • the radio signal millimeter wave
  • FIG. 28 one implementation of the present disclosure is made so that the outer surface 401 of the housing of the camera device 400 installed under the drone is located in the vicinity of each portion facing different directions.
  • the antenna device according to the form is held.
  • reference numeral 411 schematically shows an antenna device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the present invention is not limited to the camera device 400, and for example, an antenna device 411 may be provided in each part of the housing of the drone itself. Even in this case, it is particularly preferable that the antenna device 411 is provided on the lower side of the housing.
  • each partial region in the curved surface is formed.
  • the antenna device 411 is held in the vicinity of each of the plurality of partial regions where the normal directions intersect with each other or the normal directions are twisted with each other.
  • the camera device 400 shown in FIG. 28 can transmit or receive a radio signal propagating in a direction substantially coincide with the normal direction of each partial region.
  • the examples described with reference to FIGS. 27 and 28 are merely examples, and the application destination of the technology according to the present disclosure is not particularly limited as long as it is a device that performs communication using millimeter waves.
  • the application destination of the technology according to the present disclosure is not particularly limited as long as it is a device that performs communication using millimeter waves.
  • application destinations of the technology according to the present disclosure include head-mounted wearable devices used for realizing AR and VR, and various wearable devices used in telemedicine and the like. ..
  • the technology according to the present disclosure can be applied to a so-called portable game device, a camcorder for a broadcasting station, etc., if wireless communication is possible. ..
  • various so-called autonomous robots such as customer service robots, pet-type robots, work robots, etc. have been proposed, and even for such robots, if they have a communication function, they have been proposed.
  • the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure may be applied not only to the drone described above but also to various moving objects such as automobiles, motorcycles, bicycles and the like.
  • the beamforming procedure in the IEEE802.11ad standard is mainly divided into two stages, SLS (Sector Level Sweep) and BRP (Beam Refinement Protocol).
  • the SLS searches for a communication partner and starts communication.
  • the maximum number of sectors is defined as 64 for one ANT and 128 for the total of all ANTs.
  • BRP is appropriately carried out after the end of SLS, for example, after the ring is broken.
  • the BPL is established by the wide beam, and the narrow beam is operated by the BR (Beam Refinement) operation in the BM (Beam Management) in the CONCEPTED mode. It is similar to the mechanism by which BPL is established.
  • the IEEE802.11ay standard is currently being formulated, but the data rate will be based on a combination of channel bonding technology and higher-order modulation, similar to the "contiguous" "intra-CA” in communication using millimeter waves in 5G. Speeding up is being considered.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the standards that succeed the various standards described above when communication using the directional beam is assumed.
  • beamforming technology is applied because it is affected by free space attenuation, absorption by the atmosphere, rainfall attenuation, etc. more than communication using millimeter waves. It is presumed that there is a high possibility that this will occur.
  • the antenna element included in the antenna device 250 has been described as being a patch antenna, but the antenna element is not limited to the patch antenna, and may be, for example, a dipole antenna.
  • the antenna device 250 has been described as being a dual polarized antenna corresponding to vertically polarized waves and horizontally polarized waves, but the polarized waves corresponding to the antenna device 250 are vertically polarized and horizontally biased. Not limited to waves.
  • the antenna device 250 may support non-orthogonal polarization.
  • the antenna device 250 may support three or more polarized waves.
  • the information processing device (control device) that controls the base station device 100, the terminal device 200, or the control device 295 of the present embodiment may be realized by a dedicated computer system or a general-purpose computer system.
  • a communication program for executing the above operation is stored and distributed in a computer-readable recording medium such as an optical disk, a semiconductor memory, a magnetic tape, or a flexible disk.
  • the information processing apparatus is configured by installing the program on a computer and executing the above-mentioned processing.
  • the information processing device may be an external device (for example, a personal computer) of the base station device 100, the terminal device 200, or the control device 295.
  • the information processing device may be a device inside the base station device 100, the terminal device 200, or the control device 295 (for example, a control unit 140, a control unit 240, or a processor inside the control device 295).
  • the above communication program may be stored in a disk device provided in a server device on a network such as the Internet so that it can be downloaded to a computer or the like.
  • the above-mentioned functions may be realized by collaboration between the OS (Operating System) and the application software.
  • the part other than the OS may be stored in a medium and distributed, or the part other than the OS may be stored in the server device so that it can be downloaded to a computer or the like.
  • each component of each device shown in the figure is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or part of the device is functionally or physically dispersed / physically distributed in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured.
  • the present embodiment includes a device or any configuration constituting the system, for example, a processor as a system LSI (Large Scale Integration) or the like, a module using a plurality of processors, a unit using a plurality of modules, or a unit. It can also be implemented as a set or the like (that is, a part of the configuration of the device) to which other functions are added.
  • a processor as a system LSI (Large Scale Integration) or the like, a module using a plurality of processors, a unit using a plurality of modules, or a unit. It can also be implemented as a set or the like (that is, a part of the configuration of the device) to which other functions are added.
  • LSI Large Scale Integration
  • the system means a set of a plurality of components (devices, modules (parts), etc.), and it does not matter whether all the components are in the same housing. Therefore, a plurality of devices housed in separate housings and connected via a network, and a device in which a plurality of modules are housed in one housing are both systems. ..
  • the present embodiment can have a cloud computing configuration in which one function is shared and jointly processed by a plurality of devices via a network.
  • the information processing apparatus is based on the measurement result of the first polarized light (either V-polarized light or H-polarized light) transmitted from the first antenna element. Relative between the first information and the first polarization transmitted from the first antenna element and the second polarization (the other of V polarization or H polarization) transmitted from the first antenna element.
  • the second information indicating the difference (for example, the difference in phase and amplitude), the radio signal transmitted from the first antenna element, and the radio signal transmitted from the second antenna element different from the first antenna element.
  • the control information is generated based on the measurement information including the radio signal and the third information indicating the relative difference between the radio signal and the radio signal.
  • the third information includes, for example, information indicating the phase difference between the V-polarized light output from the first antenna element and the V-polarized light output from the second antenna element, and the first information.
  • Information indicating the phase difference between the H-polarized light output from the antenna element of the above and the H-polarized light output from the second antenna element may be included.
  • the communication device can accurately control the directivity of the wireless signal by controlling the antenna device using the control information generated by the information processing device. As a result, the communication device can achieve high communication performance (eg, high antenna gain, etc.).
  • the present technology can also have the following configurations.
  • An acquisition unit that acquires measurement information of a plurality of antenna elements included in an antenna device that transmits a radio signal using the first polarized wave and the second polarized wave that is tilted by a predetermined angle with respect to the first polarized wave.
  • a generation unit that generates control information for controlling the directivity of the radio signal based on the measurement information is provided.
  • the measurement information includes The first information based on the measurement result of the first polarization transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements, and Second information indicating the relative difference between the first polarized wave transmitted from the first antenna element and the second polarized wave transmitted from the first antenna element, and A third piece of information indicating the relative difference between the radio signal transmitted from the first antenna element and the radio signal transmitted from a second antenna element different from the first antenna element.
  • Information processing device includes Information regarding the measurement result of the phase of the first polarized wave transmitted from the first antenna element.
  • the second information includes the relative phase of the first polarized wave transmitted from the first antenna element and the phase of the second polarized wave transmitted from the first antenna element.
  • the third information includes the relative phase of the second polarized wave transmitted from the first antenna element and the phase of the second polarized wave transmitted from the second antenna element. Contains information that shows the difference, The information processing device according to (2) above.
  • the first information includes information regarding the measurement result of the amplitude of the first polarization transmitted from the first antenna element.
  • the second information includes the relative amplitude of the first polarized wave transmitted from the first antenna element and the amplitude of the second polarized wave transmitted from the first antenna element. Contains information that shows the difference, The information processing device according to (2) or (3) above.
  • the third information includes the relative amplitude of the second polarized wave transmitted from the first antenna element and the amplitude of the second polarized wave transmitted from the second antenna element. Contains information that shows the difference, The information processing device according to (4) above. (6) The second polarized wave is a polarized wave inclined by 90 ° with respect to the first polarized wave. The information processing device according to any one of (1) to (5) above. (7) The control information is any one of the above (1) to (6) generated based on the first information, the second information, and the third information acquired for each posture of the antenna device. The information processing device according to item 1.
  • the generation unit generates a plurality of the control information for each radio wave output mode, and associates each of the plurality of control information with power backoff information for satisfying a predetermined criterion regarding the influence of the radio wave on the human body.
  • the information processing device according to any one of (1) to (7) above.
  • the output mode includes at least a duty cycle indicating the ratio of radio wave output to non-output.
  • the generation unit generates a plurality of the control information for each of the plurality of duty cycles, and associates the power back-off information with each of the control information.
  • An antenna unit that includes multiple antenna elements and Directivity of the radio signal transmitted from the antenna unit using at least the first polarization and the second polarization tilted by a predetermined angle with respect to the first polarization. And the acquisition unit that acquires control information for controlling A communication control unit that controls the directivity of the radio signal transmitted from the antenna unit based on the control information is provided.
  • the control information is The first information based on the measurement result of the first polarization transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements, and Second information indicating the relative difference between the first polarized wave transmitted from the first antenna element and the second polarized wave transmitted from the first antenna element, and A third piece of information indicating the relative difference between the radio signal transmitted from the first antenna element and the radio signal transmitted from a second antenna element different from the first antenna element.
  • Each of the plurality of control information for each radio wave output mode is associated with powerback-off information for satisfying a predetermined criterion regarding the influence of radio waves on the human body.
  • the communication control unit selects the control information to be used for transmitting the radio signal from the plurality of control information according to the output mode of the radio wave.
  • the communication device according to (10) above.
  • (12) Acquiring measurement information of a plurality of antenna elements included in an antenna device that transmits a radio signal using the first polarized wave and the second polarized wave tilted by a predetermined angle with respect to the first polarized wave. , Including generating control information for controlling the directivity of the radio signal based on the measurement information.
  • the measurement information includes The first antenna element among a plurality of antenna elements included in the antenna device that transmits the radio signal using the first polarization and the second polarization inclined at a predetermined angle with respect to the first polarization.
  • Information processing method (13)
  • the control information is The first information based on the measurement result of the first polarization transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements, and Second information indicating the relative difference between the first polarized wave transmitted from the first antenna element and the second polarized wave transmitted from the first antenna element, and A third piece of information indicating the relative difference between the radio signal transmitted from the first antenna element and the radio signal transmitted from a second antenna element different from the first antenna element.
  • (14) Computer An acquisition unit that acquires measurement information of a plurality of antenna elements included in an antenna device that transmits a radio signal using the first polarized wave and the second polarized wave that is tilted by a predetermined angle with respect to the first polarized wave.
  • the measurement information includes The first information based on the measurement result of the first polarization transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements, and Second information indicating the relative difference between the first polarized wave transmitted from the first antenna element and the second polarized wave transmitted from the first antenna element, and A third piece of information indicating the relative difference between the radio signal transmitted from the first antenna element and the radio signal transmitted from a second antenna element different from the first antenna element.
  • Information processing program is included, Information processing program.
  • the radio signal transmitted from an antenna unit including a plurality of antenna elements which is transmitted using at least the first polarization and the second polarization inclined by a predetermined angle with respect to the first polarization.
  • Acquisition unit that acquires control information for controlling the directivity of wireless signals, It functions as a communication control unit that controls the directivity of the radio signal transmitted from the antenna unit based on the control information.
  • the control information is The first information based on the measurement result of the first polarization transmitted from the first antenna element among the plurality of antenna elements, and Second information indicating the relative difference between the first polarized wave transmitted from the first antenna element and the second polarized wave transmitted from the first antenna element, and A third piece of information indicating the relative difference between the radio signal transmitted from the first antenna element and the radio signal transmitted from a second antenna element different from the first antenna element.
  • Communication system 10 Information processing system 100 Base station equipment 110 Wireless communication unit 111, 211 Reception processing unit 112, 212 Transmission processing unit 113, 213 Antenna 120, 220 Storage unit 130, 230 Network communication unit 140, 240 Control unit 200 Terminal device 210 Communication unit 241 Communication control unit 250 Antenna device 251 Mixer 253 RF distributor (synthesis) device 255 Antenna unit 257 Phase device 259a, 259b Switch 261 Amplifier 263 Amplifier 265 Antenna element 281 Attitude control device 283 Position controller 285 Reflector plate 287 Feed antenna 289 Link antenna for LTE 291 Vector signal analyzer 293 System simulator for LTE 295 Control device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

情報処理装置は、第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得する取得部と、測定情報に基づいて無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成する生成部と、を備える。測定情報には、複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、が含まれる。

Description

情報処理装置、通信装置、情報処理方法、通信方法、情報処理プログラム、及び通信プログラム
 本開示は、情報処理装置、通信装置、情報処理方法、通信方法、情報処理プログラム、及び通信プログラムに関する。
 高周波帯の電波の利用が進んでいる。高周波帯の電波の利用のため、近年では、いわゆるビームフォーミングと呼ばれる技術が注目されている。ビームフォーミング技術では、例えば通信装置が備える制御装置が、複数のアンテナ素子を備えるアンテナ装置を使って無線信号の指向性を制御することで、指向性ビームを形成する。
須山聡他,「5Gマルチアンテナ技術」,NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル,Vol.23,No.4,2016年,p30-39
 高い通信パフォーマンス(例えば、高いアンテナ利得や高いスループット等)を実現するためには、制御装置は、無線信号の指向性を精度よく制御する必要がある。しかし、デバイス固有の特性(例えば、デバイスを構成するアンテナ装置の材質や配線の長さの違い等)により、制御装置は、無線信号の指向性を精度よく制御できない場合がある。
 そこで、本開示では、高い通信パフォーマンスを実現可能にするための技術を提案する。
 上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の情報処理装置は、第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って前記無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得する取得部と、前記測定情報に基づいて前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成する生成部と、を備え、前記測定情報には、前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、が含まれる。
 また、上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の通信装置は、複数のアンテナ素子を含むアンテナ部と、該アンテナ部から送信される無線信号であって少なくとも第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って送信される前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得する取得部と、前記制御情報に基づいて前記アンテナ部から送信される前記無線信号の指向性を制御する通信制御部と、を備え、前記制御情報は、前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、に基づき生成された情報である。
本開示の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る基地局装置の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る端末装置の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図である。 NSAにおいて想定される移動体通信システムのシステム構成の一例を示した図である。 5Gにおけるセル配置の設計の一例について概要を説明するための説明図である。 ビームマネジメントの手順について概要を説明するための説明図である。 IFF方式を適用した測定系の一例について説明するための説明図である。 CATRの測定系を用いたEIPR測定系の一例について説明するための説明図である。 CATRの測定系を用いたEIPR測定系の一例について説明するための説明図である。 実施形態に係る情報処理システムの構成の一例について説明するための説明図である。 実施形態に係る端末装置が備えるアンテナ装置の構成の一例について説明するための説明図である。 第1の実施例に係るLUTの生成に係るアンテナ装置の位相及びパワーの測定結果の一例を示す図である。 実施形態に係る情報処理システムにおける無線信号の位相の測定方法について説明するための説明図である。 実施形態に係る情報処理システムにおける無線信号の振幅の測定方法について説明するための説明図である。 偏波のミスマッチがUE側の送信に与える影響のイメージを示す図である。 偏波基準のミスマッチによりPDの測定結果がばらつくことを示す図である。 偏波基準のミスマッチによりPDの測定結果がばらつくことを示す図である。 第2の実施例に係るLUTの生成に係るアンテナ装置の位相及びパワーの測定結果の一例を示す図である。 電波防護に関する端末装置の基本動作を示すフローチャートである。 パワーバックオフテーブルの選択動作を示すフローチャートである。 PD特性の測定方法を説明するための図である。 パワーバックオフ値を書き込んだLUTの一例を示す図である。 端末装置にセンサを配置した様子を示す図である。 センサの検出結果を用いた制御例を示すフローチャートである。 実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。 実施形態に係る通信装置の応用例について説明するための説明図である。 実施形態に係る通信装置の応用例について説明するための説明図である。
 以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
 また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて端末装置200A、200B及び200Cのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、端末装置200A、200B及び200Cを特に区別する必要が無い場合には、単に端末装置200と称する。
 また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
  1.はじめに
   1-1.ビームフォーミング技術の利用
   1-2.本実施形態の概要
  2.通信システムの構成
   2-1.通信システムの全体構成
   2-2.基地局装置の構成例
   2-3.端末装置の構成例
   2-4.アンテナ装置の構成例
  3.制御情報の生成(第1の実施例)
   3-1.ミリ波の利用を想定した通信の概要
   3-2.ビームフォーミング技術の適用に関する検討
   3-3.LUTの生成に係る測定系の一例
   3-4.制御情報の生成方法
  4.制御情報の生成(第2の実施例)
   4-1.制御情報の作成における問題点
   4-2.制御情報の生成方法
   4-3.パワーバックオフの実行
  5.ハードウェア構成例
  6.変形例
   6-1.他の通信装置への適用例
   6-2.他の通信規格に基づく通信への適用例
   6-3.その他の変形例
  7.まとめ
<<1.はじめに>>
<1-1.ビームフォーミング技術の利用>
 LTE/LTE-A(Advanced)と呼ばれる通信規格に基づく移動体通信システムにおいては、主に、700MHz~3.5GHz前後の極超短波と呼ばれる周波数の無線信号が通信に利用されている。
 また、上記通信規格のような極超短波を利用した通信では、いわゆるMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)と呼ばれる技術を採用することで、フェージング環境下においても、通信性能を向上させることが可能となっている。MIMOでは、複数のアンテナを使用することとなるため、複数のアンテナをより好適な態様で配設する手法についても検討されている。
 また、近年では、LTE/LTE-Aに続く第5世代(5G)移動体通信システムについて検討がなされている。例えば、同移動体通信システムでは、従来のセルラーで用いられなかったミリ波帯域(24.25~52.6GHzの周波数帯)の利用が検討されている。なお、以下の説明では、ミリ波帯域を使用して送信される無線信号のことを、単にミリ波と呼ぶことがある。
 一般的に周波数が高くなるほど、パスロス(空間伝搬損失)が大きくなる。パスロスが大きくなると、1つの基地局でのカバレッジが狭くなる等の問題が生じる。そのため、ミリ波を通信に利用する場合には、ゲインの高いアンテナが求められる傾向にある。
 このような要求を実現するために、基地局と端末装置との間の通信に、ビームを利用することが検討されている。ビームとは、ビームフォーミングと呼ばれる技術により形成される指向性ビームのことである。ビームフォーミング技術では、基地局又は端末装置が備えるアンテナ装置は、放射される電波を鋭い指向性を持つように狭いビーム幅に形成する。
 ビームフォーミング技術により形成されるビームは、電波をある特定の方向に集中させたものである。そのため、アンテナ装置がビームの指向性を高めると、その高めた分だけ、トータルのアンテナゲインが増加する。これを一般にBFゲイン(ビームフォーミング・ゲイン)と呼んでいる。このBFゲインによって、高周波帯域でも(例えば30GHz以上のミリ波帯域でも)、パスロスを補償することが可能となる。
 なお、ビームフォーミング技術に関しては、例えば、非特許文献1(須山聡他,「5Gマルチアンテナ技術」,NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル,Vol.23,No.4,2016年,p30-39)に記載がある。この文献では、5Gの移動体通信システムにおけるミリ波を利用した通信に関する検討内容が開示されており、特に、ビームフォーミング技術の利用に関する検討内容が開示されている。
 ビームフォーミング技術では無線信号の指向性の制御が重量となる。指向性の制御の精度を高めるためには、例えば、アンテナ装置が備える複数のアンテナ素子それぞれから送信される無線信号の制御の精度(例えば、位相制御の精度)を高めることが重要となる。
 しかしながら、アンテナ装置には、材質の違いや配線の長さの違いといったデバイス固有の特性(以下、デバイス特性という。)がある。このデバイス特性により、複数のアンテナ素子それぞれから出力される無線信号は、本来あるべき信号から、誤差(例えば、位相ずれ)が生じたものとなる。特に、高周波数の無線信号を使用する場合には、このデバイス特性により生じる誤差の影響が大きくなる傾向がある。
<1-2.本実施形態の概要>
 そこで、本実施形態では、無線信号の指向性の制御におけるアンテナ装置のハードウェア構成に起因する誤差の影響をより好適な態様で低減可能とする技術を提案する。
 例えば、本実施形態の通信装置は、複数のアンテナ素子を含むアンテナ装置(アンテナ部)を備える。アンテナ装置は、複数のアンテナ素子として、例えば、第1のアンテナ素子と第2のアンテナ素子とを備える。アンテナ装置が4つのパッチアンテナを備えるのであれば、例えば、4つのパッチアンテナのいずれか1つが第1のアンテナ素子であり、残りの3つのパッチアンテナそれぞれが第2のアンテナ素子である。なお、アンテナ装置は、デュアル偏波アンテナであってもよい。
 アンテナ装置がデュアル偏波アンテナの場合、通信装置は、無線信号の送信にあたり、垂直偏波(V偏波)と水平偏波(H偏波)とを使用してもよい。そして、通信装置は、垂直偏波(V偏波)と水平偏波(H偏波)とを使って送信される無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得してもよい。このとき、通信装置(UE)は、制御情報を装置内部にある記憶装置から取得してもよい。そして、通信装置(UE)は、制御情報に基づいて、アンテナ装置から送信される無線信号の指向性を制御してもよい。
 制御情報は、情報処理装置(例えば、通信装置の設計者が有するコンピュータ)が、アンテナ装置のデバイス特性を考慮して生成する。例えば、情報処理装置は、アンテナ装置が出力する無線信号の測定情報により制御情報を生成する。具体的には、情報処理装置は、アンテナ装置が備える第1のアンテナ素子から送信される無線信号(例えば、V偏波とH偏波)の第1の測定情報と、アンテナ装置が備える第2のアンテナ素子から送信される無線信号(例えば、V偏波とH偏波)の第2の測定情報と、に基づき制御情報を生成する。このとき、第2の測定情報は、第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違い(例えば、位相や振幅の違い)を示す情報であってもよい。
 より具体的には、情報処理装置は、第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波(V偏波或いはH偏波の一方)の測定結果に基づく第1の情報と、第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波(V偏波或いはH偏波の他方)との相対的な違い(例えば、位相や振幅の違い)を示す第2の情報と、第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、が含まれる測定情報に基づき制御情報を生成する。このとき、第3の情報には、例えば、第1のアンテナ素子から出力されたV偏波と第2のアンテナ素子から出力されたV偏波との位相の違いを示す情報、及び、第1のアンテナ素子から出力されたH偏波と第2のアンテナ素子から出力されたH偏波との位相の違いを示す情報が含まれていてもよい。
 通信装置は、情報処理装置が生成した制御情報を使用してアンテナ装置を制御することにより、無線信号の指向性を精度よく制御することが可能になる。結果として、通信装置は、高い通信パフォーマンス(例えば、高いアンテナ利得等)を実現できる。
 以上、本実施形態の概要を述べたが、以下、本実施形態の技術が適用され得る通信システム1の構成を具体的に説明する。
<<2.通信システムの構成>>
 通信システム1は、基地局装置を備え、端末装置と無線接続が可能である。
 なお、通信システム1は、LTE(Long Term Evolution)、NR(New Radio)等の無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)に対応していてもよい。LTE及びNRは、セルラー通信技術の一種であり、基地局がカバーするエリアをセル状に複数配置することで端末装置の移動通信を可能にする。
 なお、以下の説明では、「LTE」には、LTE-A(LTE-Advanced)、LTE-A Pro(LTE-Advanced Pro)、及びEUTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)が含まれるものとする。また、NRには、NRAT(New Radio Access Technology)、及びFEUTRA(Further EUTRA)が含まれるものとする。なお、単一の基地局は複数のセルを管理してもよい。以下の説明において、LTEに対応するセルはLTEセルと呼称され、NRに対応するセルはNRセルと呼称されることがある。
 NRは、LTE(LTE-Advanced、LTE-Advanced Proを含む第4世代通信)の次の世代(第5世代)の無線アクセス技術(RAT)である。NRは、eMBB(Enhanced Mobile Broadband)、mMTC(Massive Machine Type Communications)及びURLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications)を含む様々なユースケースに対応できる無線アクセス技術である。NRは、これらのユースケースにおける利用シナリオ、要求条件、及び配置シナリオなどに対応する技術フレームワークを目指して検討されている。
 以下、通信システム1の構成を具体的に説明する。
<2-1.通信システムの全体構成>
 図1は、本開示の実施形態に係る通信システム1の構成例を示す図である。通信システム1は、端末装置に無線アクセスネットワークを提供する無線通信システムである。例えば、通信システム1は、LTE、NR等の無線アクセス技術を使ったセルラー通信システムである。ここで、無線アクセスネットワークは、E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)やNG-RAN(Next Generation Radio Access Network)であってもよい。
 通信システム1は、図1に示すように、基地局装置100と、端末装置200と、を備える。基地局装置100は、それぞれ、複数のアンテナ素子を備えるアンテナ装置(アンテナ部)を備える。通信システム1は、通信システム1を構成する各無線通信装置が連携して動作することで、ユーザに対し、移動通信が可能な無線ネットワークを提供する。本実施形態の無線ネットワークは、例えば、無線アクセスネットワークとコアネットワークとで構成される。なお、無線通信装置は、無線通信の機能を有する装置のことであり、図1の例では、基地局装置100、及び端末装置200が該当する。本実施形態では、無線通信装置のことを単に通信装置ということがある。
 通信システム1は、基地局装置100、及び端末装置200をそれぞれ複数備えていてもよい。図1の例では、通信システム1は、基地局装置100として基地局装置100A、100B、100C等を備えており、端末装置200として端末装置200A、200B、200C等を備えている。
 なお、図中の装置は、論理的な意味での装置と考えてもよい。つまり、同図の装置の一部が仮想マシン(VM:Virtual Machine)、コンテナ(Container)、ドッカー(Docker)などで実現され、それらが物理的に同一のハードウェア上で実装されてもよい。
 なお、LTEの基地局は、eNodeB(Evolved Node B)又はeNBと称されることがある。また、NRの基地局は、NGRAN Node(Next Generation RAN node)、gNodeB又はgNBと称されることがある。また、LTE及びNRでは、端末装置(移動局、移動局装置、又は端末ともいう。)はUE(User Equipment)と称されることがある。なお、端末装置は、通信装置の一種であり、移動局、移動局装置、又は端末とも称される。
 本実施形態において、通信装置という概念には、携帯端末等の持ち運び可能な移動体装置(端末装置)のみならず、構造物や移動体に設置される装置も含まれる。構造物や移動体そのものを通信装置とみなしてもよい。また、通信装置という概念には、端末装置のみならず、基地局装置及び中継装置も含まれる。通信装置は、処理装置及び情報処理装置の一種である。また、通信装置は、送信装置又は受信装置と言い換えることが可能である。
 (基地局装置)
 基地局装置100は、端末装置200と無線通信する無線通信装置である。上述したように、基地局装置100は通信装置の一種である。また、基地局装置100は情報処理装置の一種でもある。
 基地局装置100は、無線基地局(Base Station、NodeB、eNB、gNB、など)や無線アクセスポイント(Access Point)に相当する装置であってもよい。なお、基地局装置100がeNB、gNBなどである場合、基地局装置100が3GPPアクセス(3GPP Access)と称されてもよい。また、基地局装置100が無線アクセスポイント(Access Point)である場合、非3GPPアクセス(Non-3GPP Access)と称されてもよい。また、基地局装置100は、無線リレー局(Relay Node)であってもよい。また、基地局装置100は、RRH(Remote Radio Head)と呼ばれる光張り出し装置であってもよい。また、基地局装置100は、FPU(Field Pickup Unit)等の受信局装置であってもよい。また、基地局装置100は、無線アクセス回線と無線バックホール回線を時分割多重、周波数分割多重、或いは、空間分割多重で提供するIAB(Integrated Access and Backhaul)ドナーノード、或いは、IABリレーノードであってもよい。
 なお、基地局装置100がgNBである場合、基地局装置はgNB CU(Central Unit)とgNB DU(Distributed Unit)の組み合わせ又はこれらのいずれかと称されてもよい。本実施形態では、無線通信システムの基地局のことを基地局装置ということがある。基地局装置100は、他の基地局装置100と無線通信可能に構成されていてもよい。例えば、複数の基地局装置100がeNB同士、又はeNBとgNBの組み合わせである場合、当該装置間はX2インタフェースで接続されてもよい。また、複数の基地局装置100がgNB同士又はeNBとgNBの組み合わせである場合、当該装置間はXnインタフェースで接続されてもよい。また、複数の基地局装置100がgNB CUとgNB DUの組み合わせである場合、当該装置間はF1インタフェースで接続されてもよい。後述されるメッセージ・情報(RRCシグナリング又はDCIの情報)は複数の基地局装置100間で(例えばX2、Xn、F1インタフェースを介して)通信されてもよい。
 なお、基地局装置100が使用する無線アクセス技術は、セルラー通信技術であってもよいし、無線LAN技術であってもよい。勿論、基地局装置100が使用する無線アクセス技術は、これらに限定されず、他の無線アクセス技術であってもよい。例えば、基地局装置100が使用する無線アクセス技術は、LPWA(Low Power Wide Area)通信技術であってもよい。ここで、LPWA通信とは、LPWA規格に準拠した通信のことである。LPWA規格としては、例えば、ELTRES、ZETA、SIGFOX、LoRaWAN、NB-Iot等が挙げられる。勿論、LPWA規格はこれらに限定されず、他のLPWA規格であってもよい。その他、基地局装置100が使用する無線通信は、ミリ波を使った無線通信であってもよい。また、基地局装置100が使用する無線通信は、電波を使った無線通信であってもよいし、赤外線や可視光を使った無線通信(光無線)であってもよい。
 基地局装置100は、端末装置200とMIMO(multiple-input and multiple-output)通信が可能であってもよい。また、端末装置200と複数の偏波(例えば、垂直偏波、水平偏波)を使った通信が可能であってもよい。例えば、基地局装置100は、端末装置200と偏波MIMOを使った通信が可能であってもよい。基地局装置100は、端末装置200とNOMA(Non-Orthogonal Multiple Access)通信が可能であってもよい。ここで、NOMA通信は、非直交リソースを使った通信(送信、受信、或いはその双方)のことである。なお、基地局装置100は、端末装置200以外の通信装置(例えば、他の基地局装置100)とMIMOやNOMAを使った通信が可能であってもよい。勿論、基地局装置100は、端末装置200以外の通信装置と複数の偏波を使った通信が可能であってもよい。
 なお、基地局装置100は、基地局装置-コアネットワーク間インタフェース(例えば、S1 Interface等)を介してお互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。また、基地局装置は、基地局装置間インタフェース(例えば、X2 Interface、S1 Interface等)を介して互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。
 なお、複数の基地局装置100は、基地局装置-コアネットワーク間インタフェース(例えば、NG Interface、S1 Interface等)を介してお互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。また、基地局装置は、基地局装置間インタフェース(例えば、Xn Interface、X2 Interface等)を介して互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。
 さらに、基地局装置100は、複数の物理的又は論理的装置の集合で構成されていてもよい。例えば、本実施形態において基地局は、BBU(Baseband Unit)及びRU(Radio Unit)の複数の装置に区別され、これら複数の装置の集合体として解釈されてもよい。さらに、本開示の実施形態において基地局装置100は、BBU及びRUのうちいずれか又は両方であってもよい。なお、RUはアンテナと一体的に形成された装置であってもよい。
 基地局装置100が有するアンテナ(例えば、RUと一体的に形成されたアンテナ)はアドバンスドアンテナシステム(Advanced Antenna System)を採用していてもよい。そして、基地局装置100は、MIMO(例えば、FD-MIMO)やビームフォーミングをサポートしていてもよい。なお、基地局装置100がアドバンスドアンテナシステムを採用する場合、基地局装置100が有するアンテナは、複数の送信用アンテナポート及び複数の受信用アンテナポートを備えていてもよい。例えば、基地局装置100が有するアンテナは、64個の送信用アンテナポート及び64個の受信用アンテナポートを備えていてもよい。
 なお、基地局装置100は、複数が互いに接続されていてもよい。1つ又は複数の基地局装置100は無線アクセスネットワーク(Radio Access Network: RAN)に含まれていてもよい。すなわち、基地局は単にRAN、RANノード、AN(Access Network)、ANノードと称されてもよい。LTEにおけるRANはEUTRAN(Enhanced Universal Terrestrial RAN)と呼ばれることがある。NRにおけるRANはNGRANと呼ばれる。W-CDMA(UMTS)におけるRANはUTRANと呼ばれることがある。
 なお、LTEの基地局は、eNodeB(Evolved Node B)又はeNBと称されることがある。すなわち、EUTRANは1又は複数のeNodeB(eNB)を含む。また、NRの基地局は、gNodeB又はgNBと称されることがある。すなわち、NGRANは1又は複数のgNBを含む。さらに、EUTRANは、LTEの通信システム(EPS)におけるコアネットワーク(EPC)に接続されたgNB(en-gNB)を含んでいてもよい。同様にNGRANは5G通信システム(5GS)におけるコアネットワーク5GCに接続されたng-eNBを含んでいてもよい。
 なお、基地局装置100がeNB、gNBである場合、基地局装置100は3GPPアクセス(3GPP Access)と称されてもよい。また、基地局装置100が無線アクセスポイント(Access Point)である場合、基地局装置100は非3GPPアクセス(Non-3GPP Access)と称されてもよい。さらに、基地局装置100は、RRH(Remote Radio Head)と呼ばれる光張り出し装置であってもよい。なお、基地局装置100がgNBである場合、基地局装置100は、gNB CU(Central Unit)とgNB DU(Distributed Unit)のうちのいずれかであってもよい。また、基地局装置100がgNBである場合、基地局装置100はgNB CU(Central Unit)とgNB DU(Distributed Unit)の組み合わせで構成されていてもよい。
 基地局装置100は、さまざまなエンティティ(主体)によって利用、運用、及び/又は管理されうる。例えば、エンティティとしては、移動体通信事業者(MNO:Mobile Network Operator)、仮想移動体通信事業者(MVNO:Mobile Virtual Network Operator)、仮想移動体通信イネーブラ(MVNE:Mobile Virtual Network Enabler)、ニュートラルホストネットワーク(NHN:Neutral Host Network)事業者、エンタープライズ、教育機関(学校法人、各自治体教育委員会、等)、不動産(ビル、マンション等)管理者、個人などが想定されうる。
 勿論、基地局装置100の利用、運用、及び/又は管理の主体はこれらに限定されない。基地局装置100は1事業者が設置及び/又は運用を行うものであってもよいし、一個人が設置及び/又は運用を行うものであってもよい。勿論、基地局装置100の設置・運用主体はこれらに限定されない。例えば、基地局装置100は、複数の事業者または複数の個人が共同で設置・運用を行うものであってもよい。また、基地局装置100は、複数の事業者または複数の個人が利用する共用設備であってもよい。この場合、設備の設置及び/又は運用は利用者とは異なる第三者によって実施されてもよい。
 なお、基地局装置(基地局ともいう。)という概念には、ドナー基地局のみならず、リレー基地局(リレー局、中継基地局、中継局装置、或いは中継装置ともいう。)も含まれる。また、基地局という概念には、基地局の機能を備えた構造物(Structure)のみならず、構造物に設置される装置も含まれる。
 構造物は、例えば、高層ビル、家屋、鉄塔、駅施設、空港施設、港湾施設、スタジアム等の建物である。なお、構造物という概念には、建物のみならず、トンネル、橋梁、ダム、塀、鉄柱等の構築物(Non-building structure)や、クレーン、門、風車等の設備も含まれる。また、構造物という概念には、陸上(狭義の地上)又は地中の構造物のみならず、桟橋、メガフロート等の水上の構造物や、海洋観測設備等の水中の構造物も含まれる。基地局装置は、処理装置、或いは情報処理装置と言い換えることができる。
 基地局装置100は、ドナー局であってもよいし、リレー局(中継局)であってもよい。また、基地局装置100は、固定局であってもよいし、移動局であってもよい。移動局は、移動可能に構成された無線通信装置(例えば、基地局装置)である。このとき、基地局装置100は、移動体に設置される装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、移動能力(Mobility)をもつリレー局装置は、移動局としての基地局装置100とみなすことができる。また、車両、ドローン(Aerial Vehicle)、スマートフォンなど、もともと移動能力がある装置であって、基地局装置の機能(少なくとも基地局装置の機能の一部)を搭載した装置も、移動局としての基地局装置100に該当する。
 ここで、移動体は、スマートフォンや携帯電話等のモバイル端末であってもよい。また、移動体は、陸上(狭義の地上)を移動する移動体(例えば、自動車、自転車、バス、トラック、自動二輪車、列車、リニアモーターカー等の車両)であってもよいし、地中(例えば、トンネル内)を移動する移動体(例えば、地下鉄)であってもよい。
 また、移動体は、水上を移動する移動体(例えば、旅客船、貨物船、ホバークラフト等の船舶)であってもよいし、水中を移動する移動体(例えば、潜水艇、潜水艦、無人潜水機等の潜水船)であってもよい。
 また、移動体は、大気圏内を移動する移動体(例えば、飛行機、飛行船、ドローン等の航空機(Aerial Vehicle))であってもよいし、大気圏外を移動する移動体(例えば、人工衛星、宇宙船、宇宙ステーション、探査機等の人工天体)であってもよい。大気圏外を移動する移動体は宇宙移動体と言い換えることができる。
 また、基地局装置100は、地上に設置される地上基地局装置(地上局装置)であってもよい。例えば、基地局装置100は、地上の構造物に配置される基地局装置であってもよいし、地上を移動する移動体に設置される基地局装置であってもよい。より具体的には、基地局装置100は、ビル等の構造物に設置されたアンテナ及びそのアンテナに接続する信号処理装置であってもよい。勿論、基地局装置100は、構造物や移動体そのものであってもよい。「地上」は、陸上(狭義の地上)のみならず、地中、水上、水中も含む広義の地上である。なお、基地局装置100は、地上基地局装置に限られない。基地局装置100は、空中又は宇宙を浮遊可能な非地上基地局装置(非地上局装置)であってもよい。例えば、基地局装置100は、航空機局装置や衛星局装置であってもよい。
 航空機局装置は、航空機等、大気圏(成層圏を含む)内を浮遊可能な無線通信装置である。航空機局装置は、航空機等に搭載される装置であってもよいし、航空機そのものであってもよい。なお、航空機という概念には、飛行機、グライダー等の重航空機のみならず、気球、飛行船等の軽航空機も含まれる。また、航空機という概念には、重航空機や軽航空機のみならず、ヘリコプターやオートジャイロ等の回転翼機も含まれる。なお、航空機局装置(又は、航空機局装置が搭載される航空機)は、ドローン(Aerial Vehicle)等の無人航空機であってもよい。なお、航空機局装置がUE(User Equipment)として機能する場合、当該航空機局装置は、Aerial UEであってもよい。
 なお、無人航空機という概念には、無人航空システム(UAS:Unmanned Aircraft Systems)、つなぎ無人航空システム(tethered UAS)も含まれる。また、無人航空機という概念には、軽無人航空システム(LTA:Lighter than Air UAS)、重無人航空システム(HTA:Heavier than Air UAS)が含まれる。その他、無人航空機という概念には、高高度無人航空システムプラットフォーム(HAPs:High Altitude UAS Platforms)も含まれる。
 衛星局装置は、大気圏外を浮遊可能な無線通信装置である。衛星局装置は、人工衛星等の宇宙移動体に搭載される装置であってもよいし、宇宙移動体そのものであってもよい。衛星局装置となる衛星は、低軌道(LEO:Low Earth Orbiting)衛星、中軌道(MEO:Medium Earth Orbiting)衛星、静止(GEO:Geostationary Earth Orbiting)衛星、高楕円軌道(HEO:Highly Elliptical Orbiting)衛星の何れであってもよい。勿論、衛星局装置は、低軌道衛星、中軌道衛星、静止衛星、又は高楕円軌道衛星に搭載される装置であってもよい。
 基地局装置100のカバレッジの大きさは、マクロセルのような大きなものから、ピコセルのような小さなものであってもよい。勿論、基地局装置100のカバレッジの大きさは、フェムトセルのような極めて小さなものであってもよい。また、基地局装置100はビームフォーミングの能力を有していてもよい。この場合、基地局装置100はビームごとにセルやサービスエリアが形成されてもよい。
 基地局装置100により提供されるセルはサービングセル(Serving cell)と呼ばれることがある。1つのセルには、1つのダウンリンクコンポーネントキャリア(Downlink Component Carrier)と1つのアップリンクコンポーネントキャリア(Uplink Component Carrier)が対応付けられてもよい。また、1つのセルに対応するシステム帯域幅は、複数の帯域部分(BWP:Bandwidth Part)に分割されてもよい。この場合、1又は複数のBWPがUEに設定され、1つのBWPがアクティブBWP(Active BWP)として、UEに使用されてもよい。また、セルごと、コンポーネントキャリアごと、又はBWPごとに、端末装置200が使用できる無線資源(例えば、周波数帯域、ヌメロロジー(サブキャリアスペーシング)、スロットフォーマット(Slot configuration))が異なっていてもよい。また、一つの基地局装置が複数のセルを提供してもよい。
 (端末装置)
 端末装置200は、基地局装置100と無線通信する無線通信装置である。上述したように、端末装置200は通信装置の一種である。また、端末装置200は情報処理装置の一種でもある。
 端末装置200は、例えば、携帯電話、スマートデバイス(スマートフォン、又はタブレット)、PDA(Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータである。また、端末装置200は、通信機能が具備された業務用カメラといった機器であってもよいし、FPU(Field Pickup Unit)等の通信機器が搭載されたバイクや移動中継車等であってもよい。また、端末装置200は、M2M(Machine to Machine)デバイス、又はIoT(Internet of Things)デバイスであってもよい。端末装置200は、例えば、MTC UE、NB-IoT UE、Cat.M UEと称されることがある。また、端末装置は、MS(Mobile Station)やWTRU(Wireless Transmission Reception Unit)と称されることがある。
 また、端末装置200は、他の端末装置200とサイドリンク通信が可能であってもよい。端末装置200は、サイドリンク通信を行う際、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)等の自動再送技術を使用可能であってもよい。端末装置200は、基地局装置100とMIMO通信やNOMA通信が可能であってもよい。また、端末装置200は、基地局装置100と複数の偏波(例えば、垂直偏波、水平偏波)を使った通信が可能であってもよい。例えば、他の端末装置200は、端末装置200と偏波MIMOを使った通信が可能であってもよい。なお、端末装置200は、他の端末装置200との通信(サイドリンク)においてもMIMO通信やNOMA通信が可能であってもよい。勿論、端末装置200は、他の端末装置200との通信(サイドリンク)においても、また、端末装置200と複数の偏波(例えば、垂直偏波、水平偏波)を使った通信が可能であってもよい。
 また、端末装置200は、他の通信装置(例えば、基地局装置100、又は他の端末装置200)とLPWA通信が可能であってもよい。その他、端末装置200が使用する無線通信は、ミリ波を使った無線通信であってもよい。なお、端末装置200が使用する無線通信(サイドリンク通信を含む。)は、電波を使った無線通信であってもよいし、赤外線や可視光を使った無線通信(光無線)であってもよい。
 また、端末装置200は、移動体装置であってもよい。ここで、移動体装置は、移動可能な無線通信装置である。このとき、端末装置200は、移動体に設置される無線通信装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、端末装置200は、自動車、バス、トラック、自動二輪車等の道路上を移動する車両(Vehicle)、或いは、当該車両に搭載された無線通信装置であってもよい。なお、移動体は、モバイル端末であってもよいし、陸上(狭義の地上)、地中、水上、或いは、水中を移動する移動体であってもよい。また、移動体は、ドローン(Aerial UE)、ヘリコプター等の大気圏内を移動する移動体であってもよいし、人工衛星等の大気圏外を移動する移動体であってもよい。
 なお、端末装置200は、必ずしも人が直接的に使用する装置である必要はない。端末装置200は、いわゆるMTC(Machine Type Communication)のように、工場の機械等に設置されるセンサであってもよい。また、端末装置200は、M2M(Machine to Machine)デバイス、又はIoT(Internet of Things)デバイスであってもよい。また、端末装置200は、D2D(Device to Device)やV2X(Vehicle to everything)に代表されるように、リレー通信機能を具備した装置であってもよい。また、端末装置200は、無線バックホール等で利用されるCPE(Client Premises Equipment)と呼ばれる機器であってもよい。
 以下、実施形態に係る通信システム1を構成する各装置の構成を具体的に説明する。なお、以下に示す各装置の構成はあくまで一例である。各装置の構成は、以下の構成とは異なっていてもよい。
<2-2.基地局装置の構成例>
 次に、基地局装置100の構成を説明する。図2は、本開示の実施形態に係る基地局装置100の構成例を示す図である。基地局装置100は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、基地局装置100は、端末装置200等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。基地局装置100は、他の無線通信装置とMIMO通信やNOMA通信が可能であってもよい。また、基地局装置100は、他の無線通信装置と複数の偏波(例えば、垂直偏波、水平偏波)を使った通信が可能であってもよい。
 基地局装置100は、無線通信部110と、記憶部120と、ネットワーク通信部130と、制御部140と、を備える。なお、図2に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、基地局装置100の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
 無線通信部110は、他の無線通信装置(例えば、端末装置200、又は他の基地局装置100)と無線通信するための信号処理部である。無線通信部は通信部と言い換えることができる。無線通信部110は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、基地局装置100は、端末装置200等の他の通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。無線通信部110は、制御部140の制御に従って動作する。無線通信部110は1又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、無線通信部110は、NR及びLTEの双方に対応する。無線通信部110は、NRやLTEに加えて、W-CDMAやcdma2000に対応していてもよい。また、無線通信部110は、MIMOやNOMAを使った通信に対応していてもよい。また、無線通信部110は、偏波を使った通信(例えば、偏波MIMO)に対応していてもよい。
 無線通信部110は、受信処理部111と、送信処理部112と、アンテナ113と、を備える。無線通信部110は、受信処理部111、送信処理部112、及びアンテナ113と、をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、無線通信部110が複数の無線アクセス方式に対応する場合、無線通信部110の各部は、無線アクセス方式毎に個別に構成されうる。例えば、受信処理部111と、送信処理部112は、LTEとNRとで個別に構成されてもよい。
 受信処理部111は、アンテナ113を介して受信された上りリンク信号の処理を行う。例えば、受信処理部111は、上りリンク信号に対して、ダウンコンバート、不要な周波数成分の除去、増幅レベルの制御、直交復調、デジタル信号への変換、ガードインターバル(サイクリックプレフィックス)の除去、高速フーリエ変換による周波数領域信号の抽出等を行う。そして、受信処理部111は、この処理が行われた信号から、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)等の上りリンクチャネル及び上りリンク参照信号を分離する。そして、受信処理部111は、上りリンクチャネルの変調シンボルに対して、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase shift Keying)等の変調方式を使って受信信号の復調を行う。受信処理部111が使用する変調方式は、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM、又は256QAMであってもよい。受信処理部111は、復調された上りリンクチャネルの符号化ビットに対して、復号処理を行う。復号された上りリンクデータ及び上りリンク制御情報は、例えば、制御部140へと出力される。
 送信処理部112は、下りリンク制御情報及び下りリンクデータの送信処理を行う。例えば、送信処理部112は、制御部140から入力された下りリンク制御情報及び下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化等の符号化方式を用いて符号化を行う。なお、送信処理部112は、ポーラ符号(Polar code)による符号化、LDPC符号(Low Density Parity Check Code)による符号化を行ってもよい。そして、送信処理部112は、符号化ビットをBPSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等の所定の変調方式で変調する。送信処理部112は、各チャネルの変調シンボルと下りリンク参照信号とを多重化し、所定のリソースエレメントに配置する。そして、送信処理部112は、多重化された信号に対して、各種信号処理を行う。例えば、送信処理部112は、高速フーリエ変換による時間領域への変換、ガードインターバル(サイクリックプレフィックス)の付加、ベースバンドのデジタル信号の生成、アナログ信号への変換、直交変調、アップコンバート、余分な周波数成分の除去、電力の増幅等の処理を行う。送信処理部112で生成された信号は、アンテナ113から送信される。
 アンテナ113は、複数のアンテナ素子を備えるアンテナ装置(アンテナ部)である。制御部140がアンテナ113を使って無線信号の指向性を制御することにより、ビームフォーミングが可能となる。なお、アンテナ113を本実施形態のアンテナ装置とみなすことが可能である。アンテナ113を含む無線通信部110の一部又は全部を本実施形態のアンテナ装置とみなしてもよい。
 記憶部120は、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部120は、基地局装置100の記憶手段として機能する。記憶部120は、制御部140が無線通信部110(又はアンテナ113)を制御するために使用する制御情報を記憶する。制御情報は、例えば、制御部140が無線信号の指向性を制御するためのLUT(Luck Up Table)である。制御情報については後述する。
 ネットワーク通信部130は、ネットワーク上で上位に位置するノードと通信するための通信インタフェースである。ネットワーク通信部130は、NIC等のLANインタフェースであってもよい。なお、ネットワーク通信部130は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部130は、基地局装置100のネットワーク通信手段として機能する。
 制御部140は、基地局装置100の各部を制御するコントローラ(controller)である。制御部140は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)により実現される。例えば、制御部140は、基地局装置100内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM(Random Access Memory)等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部140は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、及びFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
 制御部140は、複数の機能ブロックを有していてもよい。例えば、制御部140は、取得部、通信制御部、等の機能ブロックを有していてもよい。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア(マイクロプログラムを含む。)で実現される1つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ(ダイ)上の1つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ1つのプロセッサ又は1つの集積回路であってもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。
 なお、制御部140は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。また、制御部140を構成する各ブロック(例えば、取得部、通信制御部)の動作は、端末装置200の制御部を構成する各ブロック(例えば、取得部、通信制御部)の動作と同様であってもよい。端末装置200の構成は後述する。
<2-3.端末装置の構成例>
 次に、端末装置200の構成を説明する。図3は、本開示の実施形態に係る端末装置200の構成例を示す図である。端末装置200は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、端末装置200は、基地局装置100等の他の無線通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。端末装置200は、他の無線通信装置とMIMO通信やNOMA通信が可能であってもよい。また、端末装置200は、他の無線通信装置と複数の偏波(例えば、垂直偏波、水平偏波)を使った通信が可能であってもよい。
 端末装置200は、通信部210と、記憶部220と、ネットワーク通信部230と、制御部240と、を備える。なお、図9に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、端末装置200の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。なお、端末装置200の構成において、ネットワーク通信部230は必須の構成要素でなくてもよい。
 通信部210は、他の無線通信装置(例えば、基地局装置100、及び他の端末装置200)と無線通信するための信号処理部である。通信部は無線通信部と言い換えることができる。通信部210は、同一帯域を使ってデータ送信とデータ受信とを同時に行うことが可能である。例えば、通信部210は、基地局装置100及び端末装置200等の他の通信装置と、帯域内全二重通信が可能である。通信部210は、制御部240の制御に従って動作する。通信部210は1又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、通信部210は、NR及びLTEの双方に対応する。通信部210は、NRやLTEに加えて、W-CDMAやcdma2000に対応していてもよい。また、通信部210は、MIMOやNOMAを使った通信に対応していてもよい。また、通信部210は、偏波を使った通信(例えば、偏波MIMO)に対応していてもよい。
 通信部210は、受信処理部211と、送信処理部212と、アンテナ213と、を備える。通信部210は、受信処理部211、送信処理部212、及びアンテナ213をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、受信処理部211及び送信処理部212の構成は、基地局装置100の受信処理部111及び送信処理部112と同様であってもよい。
 アンテナ213は、複数のアンテナ素子を備えるアンテナ装置(アンテナ部)である。制御部240がアンテナ213を使って無線信号の指向性を制御することにより、ビームフォーミングが可能となる。なお、アンテナ213を本実施形態のアンテナ装置とみなすことが可能である。アンテナ113を含む通信部210の一部又は全部を本実施形態のアンテナ装置とみなしてもよい。その他、アンテナ213の構成は、基地局装置100のアンテナ113と同様であってもよい。
 記憶部220は、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部220は、端末装置200の記憶手段として機能する。記憶部220は、制御部240が通信部210(又はアンテナ213)を制御するために使用する制御情報を記憶する。制御情報は、例えば、制御部240が無線信号の指向性を制御するためのLUT(Lookup Table)である。制御情報については後述する。
 ネットワーク通信部230は、ネットワーク上で上位に位置するノードと通信するための通信インタフェースである。ネットワーク通信部230は、NIC等のLANインタフェースであってもよい。なお、ネットワーク通信部230は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部230は、端末装置200のネットワーク通信手段として機能する。ネットワーク通信部230は、制御部240の制御に従って、他の装置と通信する。
 制御部240は、端末装置200の各部を制御するコントローラである。制御部240は、例えば、CPU、MPU等のプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)により実現される。例えば、制御部240は、端末装置200内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがRAM等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部240は、ASICやFPGA等の集積回路により実現されてもよい。CPU、MPU、ASIC、及びFPGAは何れもコントローラとみなすことができる。
 制御部240は、複数の機能ブロックを有していてもよい。例えば、制御部240は、取得部、通信制御部、等の機能ブロックを有していてもよい。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア(マイクロプログラムを含む。)で実現される1つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ(ダイ)上の1つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ1つのプロセッサ又は1つの集積回路であってもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。
 なお、制御部240は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。また、制御部240を構成する各ブロック(例えば、取得部、通信制御部)の動作は、基地局装置100の制御部を構成する各ブロック(例えば、取得部、通信制御部)の動作と同様であってもよい。
<2-4.アンテナ装置の構成例>
 次に、アンテナ装置250の構成を説明する。アンテナ装置250は、本実施形態の通信装置が備えるアンテナ装置(アンテナ部)である。このとき、アンテナ装置250は、基地局装置100が備えるアンテナ装置(アンテナ部)であってもよいし、端末装置200が備えるアンテナ装置(アンテナ部)であってもよい。勿論、アンテナ装置250を基地局装置100や端末装置200とは別体の一つの装置とみなしてもよい。
 図4は、本開示の実施形態に係るアンテナ装置250の構成例を示す図である。図4に示すアンテナ装置250は、ビームフォーミング技術により無線信号の指向性を制御可能に構成されている。なお、図4には、アンテナ装置250の構成の一例として、図3に示す例における通信部210(又は、アンテナ213)と、制御部240のうち通信部210(又は、アンテナ213)の制御に係る部分と、に相当する部分の構成の一例が示されている。
 図4に示すように、アンテナ装置250は、複数のアンテナユニット255と、ミキサ251と、RF分配(合成)器253と、記憶部220と、通信制御部241と、を備える。
 図4に示すアンテナ装置250は、無線信号としてV偏波及びH偏波を送信可能に構成されているものとする。即ち、図4において、IF_V信号及びIF_H信号は、送信対象となるデータの変調結果に応じたアナログ信号のうち、V偏波に対応する信号と、H偏波に対応する信号と、をそれぞれ示している。また、LO信号は、IF_V信号及びIF_H信号をミリ波のRF信号に変換するために使用される局部発振器(Local Oscillator)からの出力信号を模式的に示している。即ち、IF_V信号及びIF_H信号のそれぞれは、ミキサ251によりLO信号とミキシングされることで、ミリ波のRF信号に変換される。そして、ミリ波のRF信号に変換されたIF_V信号及びIF_H信号のそれぞれは、RF分配(合成)器253により、各アンテナユニット255に供給される。
 アンテナユニット255は、アンテナ装置250が備える複数のアンテナ素子と、当該アンテナ素子を介して無線信号を送受信するための回路群と、を含む構成を模式的に示している。具体的な一例として、アンテナ装置250が複数のパッチアンテナにより構成されている場合には、アンテナユニット255は、個々のパッチアンテナに相当する部分を模式的に示している。また、アンテナユニット255は、送受信される無線信号のうち、V偏波を送受信するための構成と、H偏波を送受信するための構成と、の2系統を含む。なお、これらの各構成は、送信対象となる偏波が異なる点を除けば実質的に同様の構成を有する。そのため、以降では、一方の偏波の送受信に係る構成ついてのみ説明し、他方の偏波の送受信に係る構成については詳細な説明は省略する。
 各偏波を送信するための構成は、位相器257と、RFスイッチ259a及び259bと、アンプ261及び263と、アンテナ素子265とを含む。
 アンテナ素子265は、アンテナユニット255が備えるアンテナ素子のうち、対象となる偏波の送受信に係る部分を模式的に示している。具体的な一例として、アンテナユニット255がパッチアンテナとして構成されている場合には、アンテナ素子265は、平板状のアンテナ素子のうち対象となる偏波の送信に係る部分を模式的に示している。即ち、アンテナ素子265は、RFスイッチ259b側から供給されたミリ波のRF信号(送信信号)を電波(無線信号)として空間に放射する。また、アンテナ素子265は、空間の電波をミリ波のRF信号(受信信号)に変換し、当該ミリ波のRF信号をRFスイッチ259側に供給する。
 位相器257は、入力される信号の位相を制御する。具体的には、送信対象となるミリ波のRF信号(送信信号)は、RF分配(合成)器253側から位相器257に入力され、当該位相器257により位相が調整されたうえでRFスイッチ259aに入力される。また、アンテナ素子265により空間の電波が変換されたミリ波のRF信号(受信信号)は、RFスイッチ259a側から位相器257に入力され、当該位相器257により位相が調整されたうえでRF分配(合成)器253に入力される。
 アンプ261及び263のぞれぞれは、入力された信号(ミリ波のRF信号)を増幅する。具体的には、アンプ261は、送信信号を増幅する。また、アンプ263は、受信信号を増幅する。また、アンプ261及び263のそれぞれは、信号の増幅に係る利得を制御可能に構成されていてもよい。
 RFスイッチ259a及び259bは、ミリ波のRF信号が伝搬される経路を切り替える。具体的には、アンテナユニット255が無線信号を送信する際には、RFスイッチ259a及び259bは、位相器257から出力される送信信号がアンプ261を介してアンテナ素子265に供給されるように、当該送信信号が伝搬される経路を制御する。また、アンテナユニット255が無線信号を受信する際には、RFスイッチ259a及び259bは、アンテナ素子265により空間の電波が変換された受信信号が、アンプ263を介して位相器257に供給されるように、当該受信信号が伝搬される経路を制御する。
 通信制御部241は、各アンテナユニット255が備える各位相器257の動作を制御することで、当該位相器257に入力されるミリ波のRF信号の位相を制御する。また、通信制御部241は、各アンテナユニット255が備えるアンプ261及び263による信号の増幅に係る利得を制御してもよい。このような構成により、例えば、通信制御部241は、各アンテナユニット255が備える各位相器257を個別に制御することで、アンテナ装置250による無線信号の送信に係るビームの指向性を制御することが可能である。また、このとき通信制御部241は、各アンテナユニット255が備えるアンプ261の動作を個別に制御してもよい。同様に、通信制御部241は、各アンテナユニット255が備える各位相器257を個別に制御することで、アンテナ装置250による無線信号の受信に係るビームの指向性を制御することが可能である。また、このとき通信制御部241は、各アンテナユニット255が備えるアンプ263の動作を個別に制御してもよい。
 また、通信制御部241は、各アンテナユニット255が備える位相器257、アンプ261、及びアンプ263の少なくともいずれかの動作の制御に際し、記憶部220に保持されたLUT(Lookup Table)から、各アンテナユニット255に固有の情報を読み出して利用してもよい。このような構成により、通信制御部241は、アンテナユニット255ごとに固有の要因に応じて生じる遅延(例えば、ミリ波アンテナ素子の基板上での配線の長さの違いに応じて生じる遅延)等の影響を低減する(ひいては、抑制する)ことが可能となる。なお、上記LUTについては詳細を別途後述する。また、当該LUTが、アンテナ装置から送信される無線信号の指向性を制御するための「制御情報」の一例に相当する。
 なお、アンテナ装置250の構成は、端末装置200のみならず、基地局装置100にも適用可能である。勿論、アンテナ装置250を、端末装置200又は基地局装置100とは別体の装置とみなしてもよい。この場合、アンテナ装置250も通信装置とみなすことができる。
<<3.制御情報の生成(第1の実施例)>>
 次に、このようなアンテナ装置250を制御するための制御情報の生成方法の一例(第1の実施例)を説明する。なお、制御情報の生成方法について説明する前に、ミリ波の利用を想定した通信の概要を説明する。
<3-1.ミリ波の利用を想定した通信の概要>
 近年、LTE/LTE-Aに続く第5世代(5G)移動体通信システムについて各種検討がされており、次世代の無線アクセス方式として、NR(New Radio)とも称される、LTEとは異なるRAT(Radio Access Technology)の導入も検討されている。
 また、NRの導入にあたり、既存のLTEのネットワークとの併用を想定したNSA(Non-standalone)とも称される規格の検討も進められている。例えば、図5は、NSAにおいて想定される移動体通信システムのシステム構成の一例を示した図である。図5に示すように、NSAでは、既存のLTEをアンカーとして、マクロセル基地局装置100Aと端末装置200との間でC-plain(制御情報)の送受信が行われる。また、U-plain(ユーザデータ)については、スモールセル基地局装置100Bと端末装置200との間で、NRによって送受信が行われる。このような構成により、U-plainの送受信をより高いスループットで実現することが可能となる。また、5GRAN(Radio Access Network)は、EPC190によってS1インタフェースを介して制御される。
 特に、5Gの移動体通信システムでは、28GHzや39GHzといったミリ波と呼ばれる周波数の無線信号(以下、単に「ミリ波」とも称する)を利用した通信の利用が検討されている。また、一般的にはミリ波は空間減衰が比較的大きく、ミリ波を通信に利用する場合には、利得の高いアンテナが求められる傾向にある。このような要求を実現するために、5Gの移動体通信システムでは、いわゆるビームフォーミングと呼ばれる技術により指向性ビームを形成することで、基地局と端末装置との間の通信に当該指向性ビームを利用することが検討されている。このような技術を利用することで、例えば、基地局と端末装置との間の通信を、時間及び周波数での多重に加えて空間的にも多重することも可能となる。このような構成により、5Gの移動体通信システムでは、非常に高いデータレートで同時にEnd-to-Endでの通信が可能なユーザ数を増大させることが可能となり、セル容量が飛躍的に増大するため、サービスのさらなるブロードバンド化(eMBB:enhanced Mobile Broadband)の実現が期待されている。
 (セル配置の設計の概要)
 ここで、図6を参照して、5Gにおけるセル配置の設計の一例について概要を説明する。図6は、5Gにおけるセル配置の設計の一例について概要を説明するための説明図である。図6に示す例では、LTE規格に基づく既存のセル10Aをオーバーレイドセル(Overlaid Cell)として利用し、当該セル10A内において、ミリ波を利用した通信が可能なスモールセル10B#1~10B#3がオーバラップすることで、ヘテロジーニアス・ネットワーク(HetNet)を形成している。なお、スモールセル10B#1~10B#3は、スモールセル基地局装置100B#1~100B#3が形成するスモールセルをそれぞれ示している。このような構成に基づき、スモールセル基地局装置100B#1~100B#3のそれぞれと、スモールセル10B#1~10B#3内に位置する端末装置200#1~200#3それぞれとの間で、U-plain(ユーザデータ)の送受信が行われる。これにより、U-plain(ユーザデータ)の送受信に係るスループットをより向上させることが可能となる。
 (ビームマネジメント)
 続いて、5Gにおけるビームマネジメント(BM:Beam Management)の手順について特に、基地局と端末装置との間でそれぞれが通信に利用するビームをナロービーム化するための手順に着目して説明する。
 ミリ波帯域を用いた5G(NR)は、仕様上、周波数範囲からFR2(24.25G~52.6GHz)と称されており、TS38.101-2(2018/09)において、端末装置(5G端末)側の無線特性のテスト項目や、当該テスト項目での最小要件について仕様化が行われている。
 NSAの場合には、例えば、アンカーであるLTE側から、5Gについての同期に必要なタイミングや周波数に関する情報を、C-plain(制御情報)のやりとりによって獲得することが可能である。本件については、例えば、TS38.331(2018/09)においてRRCパラメータとして規定されている。
 FR2の5G(NR)では、パスロスにより1つの基地局(例えば、eNB、gNB、TRP等)でのカバレッジが狭くなってしまう場合がある。そのため、例えば、ビームフォーミングにより、アンテナから放射される電波を所望の方向に集中させることで、鋭い指向性を持つように狭いビーム幅に形成する。このような制御が適用されることで、ビームフォーミングゲインにより、FR2におけるパスロスを補償することが可能となる。
 また、FR2の5G(NR)ではTDD方式を採用しており、DL信号とUL信号とともに、同じ周波数によるピンポン伝送の通信を行っている。そのため、上述したFR2におけるパスロスを補償するためのビームフォーミングの機能は、基地局側だけでなく、端末装置(5G端末)側においても必要となり得る。
 加えて、FR2のシステムの動作として、RAN1において、ビームマネジメント(BM:Beam Management)動作に関して、多くの議論や検討が行われている。
 ここで、図7を参照して、ビームマネジメントの手順について概要を説明する。図7は、ビームマネジメントの手順について概要を説明するための説明図である。3GPPでは、ナロービーム化を行うための手順として、前述したように、P1、P2、及びP3手順に代表されるビームマネジメント(BM)の動作を定義している。この、P1、P2、及びP3手順により、基地局-端末装置間におけるビームの精密化(BR:Beam Refinement)が行われる。
 P1手順は、ビームセレクション(Beam selection)とビームリセレクション(Beam reselection)とで定義される。P1手順では、基本的には比較的ビーム幅の広いワイドビームを利用した、初期アクセス時におけるビームアライメント(Beam Alignment)の動作が想定されている。
 P2手順は、Txビームリファインメント(Tx beam refinement)で定義される。P2手順では、基地局側でのDL(Downlink)Txビームに関してビームの精密化(BR)が行われ、ビーム幅がより絞られた基地局側のナロービームと、端末装置側のビームとの間での位置合わせ(Beam correspondence)が行われる動作が想定されている。
 P3手順は、Rxビームリファインメント(Rx beam refinement)で定義される。P3手順では、端末装置側でのDLRxビームに関してビームの精密化(BR)が行われ、基地局側のナロービームと、ビーム幅がより絞られた端末装置側のナロービームとの間での位置合わせ(Beam correspondence)が行われる動作が想定されている。
<3-2.ビームフォーミング技術の適用に関する検討>
 続いて、本実施形態に係るシステムの技術的課題について、特に、ビームフォーミング技術の適用に着目して以下に説明する。
 前述の通り、FR2の5G(NR)ではパスロスを補償するために、端末装置(5G端末)側においてもビームフォーミングを行う必要が生じる場合がある。即ち、FR2のシステム動作として、端末装置(5G端末)側においても、ビームマネジメント動作を行う必要が生じ得る。
 一方で、端末装置に搭載されたアンテナ装置が備える複数のアンテナ素子により形成されるビームの数や当該ビームの位相及びパワー特性は、当該端末装置自身のフォームファクタ、端末デザイン、及び端末設計に依存する場合がある。具体的な要因の一例として、端末装置に搭載されたアンテナ装置が備えるアンテナ素子の特性、端末装置(5G端末)当たりいくつのアンテナ装置が設けられているか、端末のどの位置にアンテナ装置が配置されているか、端末自体に用いられる素材の材質や当該端末のデザインがどのようになっているか、等が挙げられる。
 そのため、端末装置自身に搭載された各アンテナ装置が備えるアンテナ素子それぞれが生成するビームごとに、上述した端末装置に固有の要因(換言すると、アンテナ装置に固有の要因)による影響を考慮した、無線信号の送信に係る位相及びパワーの制御が必要となる場合がある。このような位相及びパワーの制御に係る情報については、例えば、あらかじめビームごとに測定されることで取得され、各ビームと、当該ビームについて取得された当該情報と、が関連付けられた一連の情報が、いわゆるLUT(Lookup Table)として所定の記憶領域(例えば、図4に示す記憶部220)に保持される。即ち、端末装置は、当該LUTに保持された情報を利用して、所望のアンテナ装置が備える各アンテナ素子からの無線信号の送信に係る位相やパワーを制御することで、上述した端末装置に固有の要因による影響を低減することが可能となる。
 一方で、上述したLUTを生成するためには、アンテナ装置が形成し得るビームごとに、当該ビームの形成時における、当該アンテナ装置が備える各アンテナ素子による無線信号の送信に係る位相及びパワーの測定が必要となる。仮に、端末装置が4つのアンテナ装置を備える場合には、アンテナ装置ごとに、当該アンテナ装置が形成し得るビームそれぞれについて、各アンテナ素子による無線信号の送信に係る位相及びパワーを測定することが必要になるため、前記LUTを作成するための位相及びパワーの制御に係るデータの測定時間が、比較的長くなってしまう。このように測定が長時間に及ぶような状況下では、アンテナ装置が備える各素子(例えば、アンプ等)の放熱の影響により、IF信号(即ち、図4に示すIF_V信号及びIF_H信号)やLO信号等の周波数にずれが生じてしまう。即ち、このような周波数のずれが生じることで、ビームの形成に際し各アンテナ素子が送信する無線信号の位相及びパワーを正確に測定することが困難となる状況が想定され得る。
 前述したように、ミリ波帯域を利用する5G(NR)ではTDD方式を採用しており、DL信号及びUL信号がともに同じ周波数によるピンポン伝送での通信を行っている。そのため、FR2におけるパスロスを補償するためのビームフォーミングの機能は、基地局側のみに限らず、端末装置(5G端末)側においても必要となり得る。
 また、FR2のシステムの動作として、基地局側と端末装置(5G端末)側とにおいて、お互いにビームの空間的位置をあわせる能力(Capability)を有することが必要となる。このビームの空間的位置をあわせる能力(Capability)を、3GPPでは、ビームコレスポンデンス(BC:Beam Correspondence)と称している。即ち、FR2における端末装置(5G端末)側が当該能力を有することが、基地局側と速やかにかつ安定してミリ波帯域での通信を行うために重要となる。参考として、上述したビームコレスポンデンスの能力(Capability)は、3GPPのTS38.101-2のセクション6.6 Beam correspondenceにおいて、UE RF特性の最小要件となるコアスペックとして、試験項目が開示されている。
 端末装置(5G端末)は、自身が備えるアンテナ装置に対して、前述したように生成した上記LUTを参照可能となるように保持することで、上述したビームコレスポンデンスの能力を有することが可能となる。
 一方で、前述したように、上記LUTの生成に係る位相やパワーの測定については比較的長い時間を要するので、アンテナ装置が備える素子の放熱等が生じ、結果として測定値に誤差が生じてしまうという問題点がある。
 以上のような状況を鑑み、本開示では、アンテナ装置のハードウェア構成に起因する誤差の影響をより好適な態様で低減可能とする技術の一例として、特に上記LUTの生成をより好適な態様で実現可能とする技術を提案する。具体的には、上述した素子の放熱等に伴う周波数のずれによる誤差の発生を抑制し、かつ煩雑な操作を伴わずに上述したLUTの生成を可能とする測定系の一例について提案する。
<3-3.LUTの生成に係る測定系の一例>
 ここで、本開示の一実施形態に係る技術の特徴をよりわかりやすくするために、端末装置のRF(Radio Frequency)特性(例えば、位相やパワー等)の検証方法の一例として、特に、OTA(Over The Air)テストに着目して以下に説明する。
 3GPPのTR38.810において、FR2の5G(NR)におけるUE RF特性のOTA(Over The Air)テスト方法についての検討結果がまとめられている。UE RF特性のOTAテスト方法論の考え方としては、遠方界環境に対する同等性基準を満たすことが要求されている。UE RF特性のOTAテスト方法の一例として、以下に示す3つの手法が挙げられる。
 ・DFF(Direct far field)
 ・IFF(Indirect far field)
 ・NFTF(Near field to far field transform)
 以下、これら3つの手法をそれぞれ説明する。
 (DFF)
 DFF方式は、DUT(UE)と測定用アンテナとが、電磁波が直接的に平面波とみなされる遠方界となる距離Rだけ離間するよう測定系が構成される。この距離Rは、以下に示す式(1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 式(1)において、Rは、最小となる遠方界距離を示している。また、λは、RF特性の測定対象となる無線信号の波長(即ち、RF特性の測定対象となる周波数に応じた無線信号の波長)を示している。また、Dは、DUTの放射部分を囲む最小球の直径を示している。当該Dの値としては、例えば、端末装置(5G端末)の筐体の対角線の長さが用いられる。一般的なスマートフォンでは、当該対角線の長さは概ね15cm程度となる傾向にある。また、タブレット端末の場合には、当該対角線の長さは概ね30cm程度となる傾向にある。以上を踏まえた、遠方界とみなせる距離の計算式と、当該距離から導出される自由空間ロスについては、例えば、3GPPのTR38.810において開示されている。なお、DFF方式では、その特性上、遠方界と見なせる電波暗室の大きさが比較的大きくなる傾向にあり、自由間ロスも大きくなる傾向にある。
 (NFTF)
 NFTF方式の測定システムでは、DUTの周囲の表面(この場合には球面)上の振幅と位相とを測定した後に、近傍界から遠方界への変換を行う。具体的には、3Dの遠方界パターンは、モード解析の球面波の拡張を用いることによって得られ、近傍界と遠方界との間の変換は、ホイヘンス(Huygens)の原理に基づく。ヘルムホルツ方程式の直接解は、DUTから無限遠の距離にある境界条件を表面に適用することによって求められる。モード係数については、球面表面上の接線フィールドから、モード展開の直交性を用いて決定することが可能である。本件の詳細については、TR38.810のAnnex Fに開示されている。
 NFTFの測定においては、円形プローブアレイを利用することで、方位角(アジマス方向)の回転を伴う3Dパターンを測定することが可能である。また、当該プローブアレイのアンテナエレメント間の電子スイッチングを利用することで、仰角(エレベーション方向)のポイントについては、仰角平面内でDUTを回転させることなく測定することが可能である。
 NFTF方式においては、DUTによって送信された信号を、2つのプローブを用いて同時に測定する。このとき、一方が測定信号用のプローブに相当し、他方が基準信号用のプローブに相当する。このような構成の基で、上記2つのプローブによる測定信号及び基準信号の測定結果が、PRU(Phase Recovery Unit)に入力されることで、測定信号の振幅と絶対的な位相とが取得される。
 以上のように、NFTF方式は、PRFを利用するという特性から、測定系が複雑になる傾向にある。
 (IFF)
 IFF方式は、パラボラ的な反射板による変換を用いて、間接的に遠方界環境を構成する。このような構成は、例えば、コンパクトアンテナテストレンジ(CATR)として知られている。ここで、図8を参照して、IFF方式を適用した測定系の一例について説明する。図8は、IFF方式を適用した測定系の一例について説明するための説明図である。図8の例では、いわゆるCATR測定系(以降では、単に「CATR」とも称する)の構成の一例を示している。
 図8に示すCATRは、例えば、以下の(1)~(4)に示す特徴を備えている。
 (1)デュアル偏波測定アンテナとDUTとの間の角度において、少なくとも2つの自由度の回転軸を有し、偏波リファレンスを維持するような位置決めシステムを提供可能である。
 (2)3GPPのTR38.810において、EIRP、TRP、EIS、EVM、スプリアスエミッション、及びブロッキングの試験項目をテスト可能であることが合意されている。
 (3)ビームロックファンクション(UBF)を実行する前では、測定用アンテナプローブは、DUTに対して偏波リファレンスを維持するためのリンク用アンテナとして機能している。一方で、UBFによって、ビームがロックされると、SS(gNBエミュレータ)側とのリンクは、リンクアンテナ側に渡され、リンクアンテナはDUTに関して信頼できる信号レベルを維持することが可能である。
 (4)1UL構成のNSAモードでのUE RF特性の測定を目的としたセットアップでは、LTE用のリンクアンテナを用いて、アンカーとなるLUT側とのリンクをDUTに提供することが可能である。
 上記に示す特徴から、FR2の5G(NR)におけるUE RF特性のOTA(Over The Air)テスト方法の標準的な測定系としては、図8に示すようなCATRが一般的に用いられている。CATRのセットアップにおけるTx測定では、DUTは、反射板のボアサイト方向と一致する伝搬ベクトルをフィードアンテナに集束させる範囲にあるコリメータ(電波を並行にするシステム)に球面波面を放射する。一方で、Rx測定においては、給電アンテナはDUTの方向に電波を並行にする範囲にある反射板に球面波面を放射する。即ち、CATRとは、球面波面が、DUT側にある場合には、その球面波面を平面波面へと変換するシステムである。
 CATRを設計する場合には、要件を満たすために、主に以下のパラメータが考慮される。
  ・QZ(Quiet Zone)
  ・焦点距離
  ・オフセット角
  ・フィードアンテナの位置
 基本的に、平面波面(均一な振幅と位相をもつ)は、ある特定の円柱の大きさにおいて保証される測定系である。QZのサイズは、主に反射板、フィードアンテナのテーパ、及び電波暗室の設計に依存する。なお、CATRにおけるQZの概念の詳細と、QZサイズ用に設計されたCATRのQZ内における位相分布の一例と、については、3GPPのTR38.810に開示されているため、詳細な説明は省略する。CATRのQZにおけるトータルの位相変動分は、一般的なDFFに対する位相変動分(22.5度)よりも極めて小さいという特徴がある。
 CATRの特長の1つとして、NR RF FR2要件のCATRでは、オフセンタービーム測定を可能にするNRのリンクを維持するためのリンクアンテナが含まれていることが挙げられる。UEビームロック機能(UBF)によるテストと共に、このリンクアンテナは、FR2の5G(NR)におけるUE RF特性の放射パターン全体を測定することを可能にする。ここで、測定定順について概要を以下に説明する。
 まず、UBFが実行される前においては、測定用のアンテナプローブは、DUTに対して、偏波のリファレンスを維持したリンクアンテナとして機能している。システムシミュレータ(SS:System Simulator)側と端末装置(UE)側がCONNECTED状態となり、Txピークビーム方向に位置決めされて、TxビームがUBFによりビームロックされると、上記リンクは、DUTに対して信頼できる信号レベルを維持するリンクアンテナの方へとパスされる。このリンクアンテナには、NSAの場合のLTE用リンクアンテナと3GPPで仕様化された5GNRの測定用リファレンス信号(RMC)を正しく受信するために、5GNR用のリンクアンテナも含まれることに注意が必要である。その後は、端末装置側を回転させても、システムシミュレータとのリンク、つまり接続モード(Connected mode)を失うことなく、放射パターン全体を測定することが可能となる。
 このような特徴から、NSAの場合のLTE用リンクアンテナと5GNRの測定用リファレンス信号(RMC)を正しく受信するためのリンクアンテナと端末装置側におけるビームロックテスト機能とにより、CATRはビーム測定において、ビームのセンター側と、ビームのオフセンターと、の双方で測定を行うことが可能である。
 また、1UL設定を用いたノンスタンドアロン(NSA)モードでのUE RF特性の測定を目的としたセットアップにおいては、アンカーとなるLTE用のリンクアンテナと3GPPで仕様化された5GNRの測定用リファレンス信号(RMC)を正しく受信するための5GNR用のリンクアンテナを用いて、UBFによりビームロックされていても(SS:System Simulator)側とのリンクをDUT側に対して提供することが可能である。LTE用のリンクアンテナは、正確なパスロスまたは偏波制御を行うことなく、安定したLTE信号を提供する。CATRには、このようなLTE用のリンクアンテナと3GPPで仕様化された5GNRの測定用リファレンス信号(RMC)を正しく受信するための5GNR用のリンクアンテナが提供されている。
 ここで、図9を参照して、CATRの測定系を用いたEIPR測定系の一例について概要を説明する。図9は、CATRの測定系を用いたEIPR測定系の一例について説明するための説明図であり、ノンスタンドアロン(NSA)時におけるEIPR測定系の一例について示している。また、一般的な測定手順について以下に説明する。
 まず、テストSIMによってテストモードに入った端末装置(UE)側は、通常時のIA時とほぼ同様の動作を行い、端末装置側に備えられたアンテナモジュール群を用いて、NR用システムシミュレータ(SS)側から送信される“SS Block”のサーチ受信を開始する。また、Rel-15では、端末装置に対して、アンカーのLTE側より、各アンテナモジュールで受信されたRSRPに対して、選択すべき“SS Block”の“しきい値情報”と、gNB側での“Tx送信パワー情報”と、が送信される。
 一方、スタンドアロン(SA)では、RMSIに“NR-SIB”情報が運ばれているため、CSS(Common Search Space)から“T-F Mapping”上の位置を特定することで、上記“SS Block”を受信することが可能である。当該RSRP測定により、しきい値を満たす“SS Block”に基づいて、“PL(パスロス)見積もり”、Msg1送信における在圏セル内での最適な“SS Block”、当該“SS Block”に対応する(空間的に)QCL化された“PRACHリソース”、及び当該“PRACHリソース”を送信するタイミングであるPRACH機会(RO)等の選択が可能となる。
 FR2では、TDD方式が採用されているため、無響室チャンバー内において、“Tx-Rx Reciprocity特性”が十分に成り立つため、RSRP測定結果が最も大きい方向を、Tx-Rx側のビームピーク方向として決定することが可能である。なお、PRACHのビーム方向は、RSRP値が最も大きい“SS Block”と(空間的に)QCL化されていることが、3GPPにおいて合意されている。
 端末装置(5G端末)側は、テストSIMを用いるが、通常のIA時とほぼ同様な動作を行い、NR用システムシミュレータからのSS Block信号を受信して、EN-DC(NSA)のアンカーとなるLTE側から“SIB1”情報を入手する。そして、端末装置は、当該“SIB1”情報のRSRP値が最大となるように、ビームフォーミング(BF)動作を行う。具体的には、端末装置は、最適なアンテナモジュールからビームコレスポンディング(BC:Beam Correspondence)特性を満たすように、ピークビームを向ける方向を制御する。
 ここで、さらに測定システム的に3Dポジショナーを微調整することで、Tx-Rx側ビームピーク方向の検出が行われる。“CONNECTED”状態に遷移すると、DCIフォーマットにより、“UL RMCの設定”と”TPCによるパワーコントロール”と、により、上記で特定された方向にTxピークビームが形成されるまで送信出力があげられ、その後、UBF(ビームロック)が行われる。なお、上記の測定は、FR2の対象となる周波数ごとについて、V偏波及びH偏波のそれぞれについて行われる。
 また、図10は、CATRの測定系を用いたEIPR測定系の一例について説明するための説明図である。図10には、スタンドアロン(SA)時におけるEIPR測定系の一例が示されている。前述したように、図9におけるNR RF FR2要件のCATRの測定系においては、オフセンタービーム測定を可能にするために、アンカーとなるLTE用のリンクアンテナと3GPPで仕様化された5GNRの測定用リファレンス信号(RMC)を正しく受信および検波するための5GNR用のリンクアンテナを用いて、ビームのオフセンターにおいてもNRのリンクを維持するためのリンクアンテナが含まれている。即ち、1UL設定を用いたノンスタンドアロン(NSA)モードでのUE RF特性の測定と同じ原理の測定方法を用いることによって、UBFによりビームロックされていても上述した2つのリンクアンテナを用いることで、端末装置(5G端末)側とシステムシミュレータ(SS:System Simulator)側に対して、“CONNECTED”状態が維持されたままとなり、リンクが保たれている。
 一方で、スタンドアロン(SA)モードでのUE RF特性の測定では、一般的には、端末装置(5G端末)側は、Sub6(FR1)とミリ波帯域(FR2)との双方のバンドに対応しているものと考えるのが十分に妥当である。そこで、上述した1UL設定を用いたノンスタンドアロン(NSA)モードのUE RF特性の測定におけるアンカーであるLTEと同じように、Sub6(FR1)用のリンクアンテナと3GPPで仕様化された5GNRの測定用リファレンス信号(RMC)を正しく受信および検波するための5GNR用のリンクアンテナを用いることで、端末装置(5G端末)側と、システムシミュレータ(SS:System Simulator)側との間では、ビームのオフセンターにおいても“CONNECTED”状態が維持されたままとなるという、同様な考え方が用いることができる。
 3GPPの仕様上における5G(NR)のFR1は、LTEと同様の周波数帯(例えば、7.125GHz以下)で動作する。そのため、一般的には、端末装置(5G端末)側のアンテナは、オムニパターンを持つことが可能である。換言すると、スタンドアロン(SA)モードでのUE RF特性の測定では、最初にアンテナがオムニパターンをもつFR1の5G(NR)側に対して、NR用システムシミュレータSS側との間で“CONNECTED”状態となるまで呼接続が行われる。これにより、ノンスタンドアロン(NSA)モードのアンカーとなるLTE側と同様に、電波暗室の測定系の内部において、FR1のNR用システムシミュレータ側とのリンクを保ち続けることが可能となる。また、3GPPで仕様化された5GNRの測定用リファレンス信号(RMC)を正しく受信および検波するための5G(NR)用のリンクアンテナも一緒に用いることにより、ノンスタンドアロン(NSA)モードと同様に、FR2の5G(NR)におけるUE RF特性のオフセンタービーム測定が可能となる。
 上述したように、CATRの測定系を用いることで、ノンスタンドアロン(NSA)モードとスタンドアロン(SA)モードとの双方において、EIRP測定等が可能となる。
 図9に示すように、ビームフォーミングが行われるFR2用のNRシステムシミュレータ側と、NSAでのアンカーとなるLTE用システムシミュレータ側の測定器と、の間は、共通のリファレンスCLK(Ref_CLK)を用いてクロック同期がとられることにより、上記2つの測定器間の周波数同期が完全にとることが可能となる。上述したことは、図10における、スタンドアロン(SA)における、FR2用のNRシステムシミュレータ側と、最初に“CONNECTED”状態とされるFR1用のNRシステムシミュレータ側の測定器と、の間についても同様な仕組みで構成可能である。
 上述したように、電波暗室の測定系内において、LTE用システムシミュレータ側や、FR1用のNRシステムシミュレータ側の測定器に対して、オムニパターンのアンテナを持つ端末装置(5G端末)側は、安定して測定器側とリンクを維持することが可能である。そのため、端末装置(5G端末)内部のBB(Base Band)モデムのCE(Channel Estimation)機能と周波数トラッキング機能が自律的に動作することにより、測定の長時間化に伴う放熱等の影響により周波数のずれが生じ得る状況下においても、当該周波数のずれは、端末装置自身によって自律的に補償されることになる。ちなみに、LTEのRF特性のコアスペックを記述している仕様書である、TS36.101と、5G(NR)のRF特性のコアスペックを記述している仕様書である、TS38.101ともに、“CONNECTED”状態が維持されている場合での周波数誤差のコアスペックは±0.1PPM以内になることが規定されている。
<<3-4.制御情報の生成方法>>
 続いて、本実施形態の一例である第1の実施例に係る制御情報の生成方法を具体的に説明する。
 (概要)
 最初に、制御情報の生成方法の概要を説明する。
 前述したように、CATRの測定系を用いることにより、電波暗室の測定系内で、LTE用システムシミュレータ側や、FR1のNR用システムシミュレータ側の測定器に対しては、オムニパターンのアンテナを持つ端末装置(5G端末)側は、安定して測定器側とリンクを維持することが可能となる。即ち、端末装置(5G端末)内部のBBモデムのCE(Channel Estimation)機能と周波数トラッキング機能とにより、測定の長時間化に伴う放熱等の影響により周波数のずれが生じ得る状況下においても、当該周波数のずれが端末装置自身によって自律的に補償されることになる。
 本実施形態に係るシステムでは、上述したCATRの測定系の利点を利用することで、放熱による周波数のずれの影響(例えば、無線信号の位相ずれ)を抑制し、かつ煩雑な操作を伴わずに前述したLUTの生成を可能とする仕組みを提供する。
 前述したように、3GPPにおけるUE RF特性の適合試験(Conformance test)を行う際には、端末装置(5G端末)側におけるアンテナ装置の配置場所を宣言しない、“Black Box approach”が現時点では、RAN4及びRAN5において合意されている。一方で、端末装置(UE)ベンダー側が端末装置に備えられたアンテナ装置に特有のLUTを生成する場合には、当該アンテナ装置が配置された位置は明確に把握できていることとなる。本実施形態に係るシステムでは、このような特性を利用して、当該端末装置に備えられたアンテナ装置に特有のLUTの生成を行う。なお、以降では、便宜上、端末装置は、図7に示す例のように4つのアンテナ装置を備えているものとする。また、当該アンテナ装置については、図4に示す例のように、各アンテナ素子がV偏波及びH偏波を送受信可能に構成され、4つの当該アンテナ素子がアレイ化されて構成されているものとする。
 端末装置に備えられた各アンテナ装置が形成するビームごとにミリ波である無線信号の位相及びパワーを測定する方法として、ベクトルネットワークアナライザ(VNA)を利用する方法が挙げられる。この場合には、例えば、端末装置(5G端末)の筐体に対して穴をあけ、当該端末装置が備える各アンテナ装置に対して当該穴を介してケーブルを接続し、当該ケーブルを介して無線信号の送信に係る各種信号(例えば、図4におけるIF_V偏波信号、IF_H偏波信号、及びRFLO信号に相当する信号)をVNAから入力する。このような構成により、当該端末装置が備える各アンテナ装置による、無線信号の送信に係る位相やパワーをより正確に測定することが可能となる。
 しかしながら、上述したVNAを利用する方法では、端末装置の筐体に穴をあけ、当該穴を介して各アンテナ装置にケーブルを接続するという特性上、当該穴のあけ方やケーブルの引き回しに依存して、測定データが変動する可能性がある。また、端末装置の筐体に穴をあける作業やケーブルの引き回しに係る作業等において人為的なミスが生じる可能性があり、このようなミスが測定結果に影響を及ぼす可能性も想定され得る。また、上述した各作業が3Dポジショナーの回転測定系に影響を与えないように行われる必要があるため、煩雑かつ繊細な作業が要求され、端末ベンダー側の開発においても、とても非効率的な方法である。
 本開示においては、5G(NR)のBBモデム側は、例えば、開発用テスト機能として、特別なテストモードで動作する設定を有しているものとする。具体的な一例として、ノンスタンドアロン(NSA)モード及びスタンドアロン(SA)モードの端末装置(5G端末)について、ミリ波(FR2)用のLUTを作成する場合について説明する。例えば、NSAモードの場合には、まずアンカーとなるLTE用のシステムシミュレータ側と“CONNECTED”状態が維持されてから、端末装置が備える各アンテナ装置が形成するビームごとに、当該アンテナ装置が備えるアンテナ素子が送信する無線信号の位相及びパワーを測定するためのテストモードが、CATRの測定系における測定器側と、端末装置(5G端末)側と、のそれぞれに対して設定されるものとする。また、SAモードの場合には、まずInter-band CAとして、FR1のNR用システムシミュレータ側と“CONNECTED”状態が維持されてから、端末装置が備える各アンテナ装置が形成するビームごとに、当該アンテナ装置が備えるアンテナ素子が送信する無線信号の位相及びパワーを測定するためのテストモードが、CATRの測定系における測定器側と、端末装置(5G端末)側と、のそれぞれに対して設定されるものとする。
 上記のアンカーとなるリンクが保たれた状態において、前述のVNAから出力される信号と同様に、アンテナ装置が動作するための信号として、無変調キャリアであるCW(Continuous Wave)信号を用いて、5G(NR)のBBモデム側から出力されるものとする。
 (測定系の構成例)
 続いて、測定系の構成例を説明する。
 本実施形態では、ミリ波用のアンテナ装置内部の位相器(Phase Shifter)が、IC設計どおりに動作しているものと想定し、各アンテナ装置が形成するビームごとに、当該アンテナ装置が備えるアンテナ素子が送信する無線信号の位相及びパワーが測定される。なお、前述したように、CATRのQZは円柱形となっており、当該QZ内における位相変動量は、DFFの場合における位相変動量に比べて小さい。例えば、直径30cmのQZを有するCATR測定系は、既に実用化されている。また、位相及び振幅(パワー)の測定に利用されるベクトルシグナルアナライザ(VSA)についても、最新の処理速度の速いADCを搭載しており、アップコンバーターを必要とせずに、直接的に85GHzまでの周波数を最大2GHzのBW(帯域幅)で測定可能な測定器が既に実用化されている。
 本実施形態では、CATR測定系において上述した高速のADCを適用したVSAを利用して、端末装置(5G端末)に搭載されているアンテナ装置が形成可能なビームごとに、当該アンテナ装置が備えるアンテナ素子それぞれが送信する無線信号位相及び振幅(パワー)の測定が行われる。また、このとき端末装置(換言すると、アンテナ装置)の姿勢をアジマス方向及びエレベーション方向に所定のステップサイズの測定グリッドで変化させながら上記の測定が行われる。
 例えば、図11は、本開示の一実施形態に係る情報処理システムの構成の一例について説明するための説明図である。図11に示すように、本実施形態に係る情報処理システム(即ち、測定系)10は、端末装置200と、姿勢制御装置281と、ポジションコントローラ283と、反射板285と、フィードアンテナ287と、LTE用リンクアンテナ289と、ベクトルシグナルアナライザ(VSA)291と、LTE用システムシミュレータ293と、制御装置295とを含む。
 姿勢制御装置281は、端末装置200を支持可能に構成された支持部を備える。また、当該支持部は、互いに異なる複数の回転軸それぞれに対して回転可能に構成された部材に支持されている。このような構成の基で、アクチュエータ等の駆動により当該部材が回転駆動されることで、支持部の姿勢が制御される。即ち、当該支持部に支持された端末装置200の姿勢が制御される。姿勢制御装置281の当該動作については、例えば、後述するポジションコントローラ283により制御される。
 反射板285は、IFF方式の測定系において間接的に遠方界環境を構成するための反射板に相当する。反射板285は、姿勢制御装置281により支持された端末装置200と所定の距離だけ離間して対向するように配設される。このような構成の基で、反射板285は、端末装置200が備えるアンテナ装置から送信された無線信号をフィードアンテナ287に向けて反射させる。
 フィードアンテナ287は、端末装置200が備えるアンテナ装置から送信された後に反射板285により反射された無線信号を受信し、受信結果をベクトルシグナルアナライザ291に出力する。
 LTE用システムシミュレータ293及びLTE用リンクアンテナ289は、図9を参照して説明したLTE用システムシミュレータ及びLTE用リンクアンテナとしての役割を担う。即ち、アンカーとなるLTE用リンクアンテナ289を用い、端末装置200とアンカーとなるLTEに対して“CONNECTED”状態が維持されることで、当該端末装置200とLTE用システムシミュレータ293とのリンクが保たれる。即ち、LTE用システムシミュレータ293は、LTE用リンクアンテナ289を介して端末装置200と無線通信(LTE)を行うことで、前述したように、±0.1 PPM以内の周波数誤差となるように自律的に動作することにより、アンテナ装置が備える素子の放熱等による周波数ずれによる位相測定が抱える問題を解決することが可能となる。また、LTE用システムシミュレータ293は、端末装置200の動作の制御内容に応じた制御信号をベクトルシグナルアナライザ291に供給することで、当該端末装置200の制御に関する情報をベクトルシグナルアナライザ291に通知することも可能である。
 具体的な一例として、LTE用システムシミュレータ293側からは、“CONNECTED”状態が維持されている場合には、3GPPの仕様で定義された信号フォーマット上で、CRS(Cell Specific RS)や、PDSCHのペイロードデータの中に所定の密度でDMRS(Demodulation RS)が常にダウンリンク送信されているので、端末装置200側では自律的に周波数のずれを補償することが可能となる。前述したように、係る位相やパワーの測定については、比較的長い時間を要するので、アンテナ装置が備える素子の放熱等が生じるために、周波数のずれが発生し、結果としての位相の測定値に誤差が生じさせる懸念があった。
 しかし、“CONNECTED”状態が維持されている端末装置200側では、上述したように、お互いに既知であるRS信号を受信することによって、当該周波数のずれを自律的に補償することが可能である。また、LTE用システムシミュレータ293は、ベクトルシグナルアナライザ291とは、ともに測定系において、同じリファレンスクロック(Ref_CLK)が供給されている。この上述した測定系により、ベクトルシグナルアナライザ291と、LTE用システムシミュレータ293と、端末装置200とが、常に周波数ドメインとタイムドメインの両方において、同期していることが補償されていることがわかる。端末装置200では、LUT生成用の特別なテストモード状態下においては、搭載している各アンテナ装置に対して、無変調キャリアであるCW信号が、5GのBBモデム側から出力されて、IF_V偏波信号及びIF_H偏波信号となる。また、前記のLUT生成用の特別なテストモード状態下においては、上記の送信タイミングを当該測定系全体に対して、時間同期して認識させることが可能となる。即ち、端末装置200とベクトルシグナルアナライザ291との間で、テストモード信号である無変調キャリアであるCW信号の送信に係るタイミングとの同期を行うことが可能であることがわかる。
 ベクトルシグナルアナライザ291は、フィードアンテナ287から無線信号の受信結果を取得し、当該無線信号の位相及び振幅を測定する。上述したように、当該測定系全体は、全て時間同期がとれているので、端末装置200による前記テストモード信号である無変調キャリアであるCW信号の送信タイミングを、ベクトルシグナルアナライザ291は、常に認識できている。もちろん、ベクトルシグナルアナライザ291が、上記無変調キャリアであるCW信号の受信結果に基づき当該CW無線信号の位相を測定することが可能であれば、その方法は上述した例には限定されない。そして、ベクトルシグナルアナライザ291は、無線信号の位相及び振幅の測定結果を制御装置295に対して出力する。
 ポジションコントローラ283は、姿勢制御装置281の動作を制御することで、当該姿勢制御装置281の支持部に支持された端末装置200の姿勢を制御する。これにより、反射板285に対する端末装置200が制御される。即ち、ポジションコントローラ283による姿勢制御装置281の制御に伴い、端末装置200が備える複数のアンテナ装置のうちいずれかのアンテナ装置が反射板285と対向する状態となるように制御されるとともに、当該反射板285に対する当該アンテナ装置の姿勢が制御される。このような構成を利用することで、例えば、反射板285と対向するアンテナ装置(換言すると、反射板285に向けて無線信号を送信するアンテナ装置)を選択的に切り替えることが可能となる。
 制御装置295は、端末装置200のアンテナ装置から送信される無線信号の位相及び振幅の測定に係る動作の制御と、当該測定結果に基づき当該アンテナ装置に固有の上記LUTの生成と、を行う。
 具体的には、制御装置295は、端末装置200が備える複数のアンテナ装置のうち測定の対象とするアンテナ装置が反射板285と対向するように状態となるように、ポジションコントローラ283に姿勢制御装置281の動作を制御させる。また、このとき制御装置295は、アンテナ装置がビームを形成する方向に応じて、反射板285に対する当該アンテナ装置の姿勢が制御されるように、ポジションコントローラ283に姿勢制御装置281の動作を制御させてもよい。
 また、制御装置295は、ベクトルシグナルアナライザ291に対して対象となるアンテナ装置が送信する無線信号の位相及び振幅の測定に係る動作を指示する。当該指示を受けて、ベクトルシグナルアナライザ291は、LTE用システムシミュレータ293と連携して動作することで、上述した測定に係る一連の処理を実行する。
 制御装置295は、ベクトルシグナルアナライザ291から位相及び振幅の測定結果に応じた情報を取得すると、当該情報を、そのときの測定対象として設定されたアンテナ装置に関する情報や、当該アンテナ装置の姿勢に関する情報(換言すると、ビームの指向性が向けられる方向に関する情報)と関連付けることで、上記LUTを生成する。なお、上述した一連の測定に係る動作や、当該測定の結果に応じた上記LUTの生成に係る動作については、詳細を別途後述する。また、制御装置295が、LUTの生成に係る「情報処理装置」の一例に相当する。
 (測定の流れ)
 続いて、端末装置200が備えるアンテナ装置ごとの、当該アンテナ装置から送信される無線信号の位相及び振幅の測定に係る一連の動作の流れについて説明する。
 上述したように端末装置のベンダー側は、端末装置(5G端末)側におけるアンテナ装置の配置場所を把握できている。そのため、例えば、ベクトルシグナルアナライザ291による当該アンテナ装置が形成するビームのパワーの測定値が最大となるように、当該アンテナ装置の姿勢を微調整することが可能である。
 具体的な一例として、直径30cmのQZを有するCATR測定系において、位相器(Phase Shifter)を0度に設定した場合における、アンテナ装置により形成されるビームがブロードなビーム幅を有しているものとする。このような場合においても、当該アンテナ装置の放射パターンに従った目視的な位置合わせに続いて、ベクトルシグナルアナライザ291の測定値を基にしたアンテナ装置(換言すると、端末装置200)の姿勢の調整を行うことで、上記ビームのパワーが最大となる位置を特定することが可能となる。即ち、このときの姿勢を、例えば、当該アンテナ装置の、“Phase Shifter=0度”におけるリファレンスのポジションとして決定することが可能である。
 ここで、図12を参照して、測定の対象となるアンテナ装置の構成の一例について説明する。図12は、本実施形態に係る端末装置が備えるアンテナ装置の構成の一例について説明するための説明図である。図12に示すアンテナ装置250は、パッチアンテナ(平面アンテナ)として構成されたアンテナ素子265a~255dを備える。なお、以降の説明では、アンテナ素子265a~255dを特に区別しない場合には、「アンテナ素子265」と称する場合がある。アンテナ素子265は、V偏波及びH偏波を送信可能に構成されている。また、参照符号271a~271d、及び参照符号272a~272dは、アンテナ素子265a~255dそれぞれの給電点に対して無線信号の送信に係る電気信号を伝送するための配線を模式的に示している。
 なお、アンテナ素子265a~255dそれぞれが放射する電波(無線信号)の絶対的な位相をベクトルシグナルアナライザ291において測定することは困難である。このような特性から、本開示の一実施形態に係る情報処理システム10では、アンテナ素子265a~255dのうちのいずれかを基準のアンテナ素子265として設定する。そして、当該情報処理システム10では、当該基準となるアンテナ素子265について測定される無線信号の位相及びパワーを、他のアンテナ素子265についての無線信号の位相及びパワーの測定に係るリファレンス値として設定される。このような設定の基で、他のアンテナ素子265については、位相及びパワーの測定値が、当該リファレンス値に対するずれの測定値(即ち、リファレンス値に対する相対的な測定値)として取得される。なお、アンテナ装置250が備える複数のアンテナ素子265(例えば、アンテナ素子265a~255d)の中から、基準となるアンテナ素子265を決定する方法については特に限定されない。なお、本説明では、アンテナ素子265b(以下「Patch2」とも称する)が、基準として設定されたものとする。なお、基準となるアンテナ素子265bが備えるアンテナ素子265が、「第1のアンテナ素子」の一例に相当する。また、上記リファレンス値に応じた情報が、「第1の情報」の一例に相当する。
 まず、アンテナ素子265b(Patch2)から無線信号を送信させ、ベクトルシグナルアナライザ291に、当該無線信号のV偏波の位相及び振幅を測定させる。当該位相及び振幅(パワー)の測定結果については、リファレンス値として保持される。なお、このとき、アンテナ素子265の偏波面が、V偏波の放射信号用となるように、CATR測定系や5G(NR)のBBモデム側の設定があらかじめ制御されているものとする。
 次いで、アンテナ素子265a(以下「Patch1」とも称する)から無線信号を送信させ、ベクトルシグナルアナライザ291に、上記リファレンス値に対する当該無線信号のV偏波の位相及び振幅(パワー)のずれを測定させる。同様に、アンテナ素子265c(以下「Patch3」とも称する)と、アンテナ素子265d(以下「Patch4」とも称する)と、についても、無線信号を送信させ、ベクトルシグナルアナライザ291に、上記リファレンス値に対する当該無線信号のV偏波の位相及び振幅(パワー)のずれを測定させる。なお、アンテナ素子265aのように、基準となるアンテナ素子265b以外の他のアンテナ素子265が、「第2のアンテナ素子」の一例に相当する。また、当該位相及び振幅(パワー)のずれの測定結果に応じた情報が、アンテナ素子265aについての「第2の情報」の一例に相当する。
 なお、アンテナ素子265ごとに上記測定を行う際に、他のアンテナ素子265が無効化されていてもよい。即ち、アンテナ素子265b、255a、255c、及び255dのそれぞれを順次有効化しながら、アンテナ素子265ごとに上記測定が行われてもよい。
 次いで、H偏波についても同様に上記測定を行う。具体的には、アンテナ素子265bから無線信号を送信させ、ベクトルシグナルアナライザ291に、当該無線信号のH偏波の位相及び振幅を測定させる。当該位相及び振幅(パワー)の測定結果については、リファレンス値として保持される。次いで、アンテナ素子265a、255c、及び255dそれぞれについて、無線信号を送信させ、ベクトルシグナルアナライザ291に、上記リファレンス値に対する当該無線信号のH偏波の位相及び振幅(パワー)のずれを測定させる。
 以上のようにして、対象となるアンテナ装置250が備えるアンテナ素子265a~255dについて、V偏波及びH偏波の位相及び振幅が測定される。このような測定を1セットとして、アンテナ装置250の姿勢をアジマス方向及びエレベーション方向に所定のステップサイズの測定グリッドごとに調整しながら、当該姿勢ごとに実行する。即ち、1つのアンテナ装置について、アジマス方向及びエレベーション方向の姿勢ごとに、アンテナ素子265a~255dについてV偏波及びH偏波の位相及び振幅の測定結果が取得されることとなる。また、このとき取得される測定結果は、上述の通り、基準となるアンテナ素子265bから送信されるV偏波及びH偏波の位相及び振幅(パワー)の測定結果と、当該測定結果をリファレンス値とした、アンテナ素子265a、255c、及び255dそれぞれから送信されるV偏波及びH偏波の位相及び振幅のずれの測定結果と、が含まれる。
 以上のようにして取得された測定結果に基づき、対象となるアンテナ装置250に固有のLUTが生成される。
 また、上述した一連の測定を、端末装置200が備える各アンテナ装置250について逐次実行することで、アンテナ装置250ごとに当該アンテナ装置250に固有のLUTを生成することも可能である。
 (LUTの生成)
 続いて、上述した測定の結果を利用したLUTの生成について以下に詳細に説明する。ここで生成されるLUTが、本実施形態の制御情報の一例に相当する。
 図12に示すアンテナ装置250は、前述の通り、V偏波(垂直偏波)及びH偏波(水平偏波)を送信可能に構成され、4つのアンテナ素子265を備える。また、アンテナ装置250は、図4を参照して説明した例のように、複数のアンテナ素子(例えば、4つのアンテナ素子)を含む、それぞれのTXRU(Tx&Rxチェーン)から構成されている。
 一方で、図12に示す例のように、アンテナ装置250は、構成上のサイズの制約等の影響により、各アンテナ素子265の給電点までのラインの引き回し(Feed line)が発生する。また、ミリ波用のアンテナ装置250を端末装置200のどの位置に配設するかに応じて、端末装置200自体のフォームファクタ、周辺部材、材料等に違いが生じ得る。
 基地局側と端末装置(5G端末)側とで、ビームの空間的位置を合わせる能力(BC Capability)を有するためには、例えば以下に示す条件等に依存した、端末装置に固有のLUTが必要となる。
  ・アンテナ装置が備えるアンテナ素子の特性
  ・アンテナ装置の数、
  ・アンテナ装置が設けられた位置
  ・端末装置に適用されている材質やデザイン
 これに対して、上述したLUTを利用することで、以下に示すような要因による、無線信号の位相や振幅(パワー)のずれを補償して、本来想定されるBC Capabilityの通り、ビームの空間的な位置合わせが可能となる。
  ・アンテナ装置におけるライン(Feed line)の引き回しの影響
  ・アンテナ装置の設置位置の影響
  ・端末装置に適用される材質やデザインの影響
 例えば、図12には、想定される方向に向けたビームの空間的位置の制御(ビームステアリング)の原理が示されている。図12に示すように、4つのアンテナ素子265それぞれから送信されるミリ波である無線信号の絶対的な位相及び振幅(パワー)の値が特別に必要であることはなく、図4に構成として示したように、各TXRU(Tx&Rxチェーン)において、アンテナ素子265ごとに位相や振幅(パワー)の値を個別に制御することが可能である。そのため、4つのアンテナ素子265間における相対的な位相や振幅(パワー)の情報が既知であれば、ビームステアリングの際に、ビームフォーミングに伴い形成されるビームが、想定される方向にコヒーレントな平面波になるように補償を行うことが可能となる。
 前述した測定の手順において、測定グリッドの間隔については、トータルの測定時間と、端末装置に設けられた各アンテナ装置によるビームの形成に係る精度(換言すると、LUTに基づく位相及び振幅の補償の精度)と、のトレードオフで決定される。具体的な一例として、ステップサイズを3度の角度とした測定グリッドで、端末装置が備える各アンテナ装置に含まれるアンテナ素子ごとにミリ波である無線信号の位相及びパワーを測定する場合には、測定ポイントの数に比例して、ビームフォーミング時におけるビームの形成に係る精度は向上するが、測定時間はより長くなる。これに対して、ステップサイズを10度の角度とした測定グリッドで、端末装置が備える各アンテナ装置に含まれるアンテナ素子ごとにミリ波である無線信号の位相及びパワーを測定する場合には、測定ポイントの数の減少に伴い、ビームフォーミング時におけるビームの形成に係る精度は低下するが、測定時間はより短くなる。
 以下に一例として、ステップサイズを3度の角度とした測定グリッドで、端末装置が備える各アンテナ装置に含まれるアンテナ素子ごとに無線信号の位相及びパワーを測定する場合について説明する。図13は、第1の実施例に係るLUTの生成に係るアンテナ装置の位相及びパワーの測定結果の一例を示す図である。図13に示す例では、図12に示すアンテナ装置250の各アンテナ素子265のうち、アンテナ素子265b(Patch2)の測定結果をリファレンス値として設定している。また、図13に示す例では、ステップサイズを3度の角度とした測定グリッドで、アンテナ装置250の姿勢を変化させたうえで、アジマス方向の角度を0度、3度、及び6度とした場合のそれぞれについて測定を行っている。
 なお、図7に示す例のように、端末装置が複数のアンテナ装置を備える場合には、各アンテナ装置について前述した測定を行うことで、アンテナ装置ごとに図13に示すような測定データを取得することとなる。
 (位相及び振幅の測定)
 ここで、図13に示すような測定データを取得するための、アンテナ装置ごとの位相及び振幅(パワー)の測定方法の一例について、詳細を以下に説明する。
 前述したように、本開示に係る情報処理システムでは、アンテナ装置250が備える複数のアンテナ素子265のうちいずれかを基準のアンテナ素子として設定する。そのうえで、各アンテナ素子265を順次有効化して、ミリ波である無線信号を送信させたうえで、当該無線信号の位相及び振幅(パワー)を測定する。また、このとき、基準となるアンテナ素子265についての位相及び振幅(パワー)の測定結果をリファレンス値として、他のアンテナ素子265の位相及び振幅(パワー)については、当該リファレンス値とのずれを測定する。
 例えば、図14は、本実施形態に係る情報処理システムにおけるミリ波である無線信号の位相の測定方法について説明するための説明図である。図14に示すように、最初の測定期間において、基準となるアンテナ素子からミリ波である無線信号が送信され、当該無線信号がベクトルシグナルアナライザ291に取り込まれる。
 次いで、2番目の測定期間において、基準となるアンテナ素子(換言すると、アンテナユニット)以外の他のアンテナ素子のうちのいずれか(以下、「2番目のアンテナ素子」とも称する)からミリ波である無線信号が送信され、当該無線信号がベクトルシグナルアナライザ291に取り込まれる。このとき、ベクトルシグナルアナライザ291は、2番目のアンテナ素子について取り込んだミリ波である無線信号を、基準となるアンテナ素子について取り込んでおいたミリ波である無線信号と時間軸上で比較することで位相差T12を算出する。即ち、位相差T12は、基準となるアンテナ素子と2番目のアンテナ素子とのそれぞれから送信されるミリ波である無線信号の間の相対的な位相差に相当する。そして、算出された位相差T12が、2番目のアンテナ素子についての位相の測定データとして保持される。
 次いで、3番目の測定期間において、基準となるアンテナ素子(換言すると、アンテナユニット)以外の他のアンテナ素子のうちの他のいずれか(以下、「3番目のアンテナ素子」とも称する)からミリ波である無線信号が送信され、当該無線信号がベクトルシグナルアナライザ291に取り込まれる。このとき、ベクトルシグナルアナライザ291は、3番目のアンテナ素子について取り込んだミリ波である無線信号を、基準となるアンテナ素子について取り込んでおいたミリ波である無線信号と時間軸上で比較することで位相差T12を算出する。即ち、位相差T13は、基準となるアンテナ素子と3番目のアンテナ素子とのそれぞれから送信されるミリ波である無線信号の間の相対的な位相差に相当する。そして、算出された位相差T13が、3番目のアンテナ素子についての位相の測定データとして保持される。
 以上のようにして、アンテナ装置が備える各アンテナ素子(アンテナユニット)がそれぞれ、順番に有効化および無効化されることで、当該アンテナ素子から送信されるミリ波である無線信号の位相差分の測定データが取得される。
 また、図15は、本実施形態に係る情報処理システムにおけるミリ波である無線信号の振幅の測定方法について説明するための説明図である。図15に示すように、最初の測定期間において、基準となるアンテナ素子からミリ波である無線信号が送信され、当該無線信号がベクトルシグナルアナライザ291に取り込まれる。
 次いで、2番目の測定期間において、2番目のアンテナ素子からミリ波である無線信号が送信され、当該無線信号がベクトルシグナルアナライザ291に取り込まれる。このとき、ベクトルシグナルアナライザ291は、2番目のアンテナ素子について取り込んだミリ波である無線信号を、基準となるアンテナ素子について取り込んでおいたミリ波である無線信号と比較することで振幅(パワー)差A22を算出する。即ち、振幅差A22は、基準となるアンテナ素子と2番目のアンテナ素子とのそれぞれから送信されるミリ波である無線信号の間の相対的な振幅差に相当する。そして、算出された振幅差A22が、2番目のアンテナ素子についての位相の測定データとして保持される。
 以上のようにして、アンテナ装置が備える各アンテナ素子が順次有効化され、当該アンテナ素子から送信されるミリ波である無線信号の振幅の測定データが取得される。
 (補足)
 本実施形態に係る情報処理システムは、図11に示すような構成により、端末装置の筐体に対して穴をあけ、当該端末装置が備えるBBモデムに対して当該穴を介してケーブルを接続し、当該ケーブルを介して無線信号の送信に係る各種信号をVNAから入力するといった構成を適用する必要がなくなる。そのため、本実施形態に係る情報処理システムに依れば、煩雑で繊細な作業を必要とせずに、測定系を構築することが可能となる。また、前述したように、端末装置200は、LTE用リンクアンテナ289から送信されるリファレンス信号に基づくチャネルエスティメーションや周波数トラッキングにより、当該周波数のずれ自律的に補償する。そのため、測定の長時間化に伴う放熱等の影響により周波数のずれ生じ得る状況下においても、端末装置200自身により当該周波数のずれが自律的に補償されることとなる。
 また、端末装置が上述したLUTを保持することで、FR2のシステムの動作として、基地局側とUE(5G端末)側とで、互いにビームの空間的位置を合わせる能力(BC Capability)を有することとなり、より好適な態様でビームフォーミングを実現することが可能となる。
 一方、3GPPでのFR2のコンフォーマンス測定評価方法としては、3GPPRAN5において、バッテリー駆動のDUTについては、電源ケーブル無しでnominal電圧のみでテストすることが合意されている。より具体的には、extreme電圧が適用されず、かつ「ダミーバッテリー」や「USBケーブルによる充電」を適用することなく、単体のバッテリーを用いて測定を行うことになっている。この理由としては、「ダミーバッテリー」や「USBケーブルによる充電」の適用に伴う接続ケーブルの影響が、FR2の測定結果に影響を及ぼす可能性があるためである。
 このような状況を鑑み、本実施形態に係る情報処理システムでは、上記LUTの生成に係る測定の実施に際し、測定器(例えば、ベクトルシグナルアナライザ291)側と端末装置(5G端末)側とを制御する方法を状況に応じて選択的に切り替えることが可能である。測定器側とUE(5G端末)側とを制御する方法の一例について、以下に、例1及び例2として説明する。
 (例1)
 端末装置(5G端末)が備えるアンテナ装置ごとのLUTの生成に際し、専用のテストSIMを利用することで、測定器と端末装置とをともに制御してもよい。
 (例2)
 端末装置(5G端末)が備えるアンテナ装置ごとのLUTの生成に際し、制御用のソフトウェアを、測定器と端末装置との双方で動作させる。この際に、測定器側については、外部装置(例えば、PC等)から、IEEE4 88やイーサネット(登録商標)を介して上記ソフトウェアの制御が行われてもよい。また、端末装置側については、上記外部装置から、USBを利用してケーブル接続を介して制御が行われてもよい。
 例えば、3GPPRAN5で合意されたように、「ダミーバッテリー」や「USBケーブルによる充電」の適用に伴う接続ケーブルの影響が、FR2の測定結果に影響を及ぼすことが懸念される場合には、例えば、上記(例1)の適用が推奨される。
 これに対して、端末装置(5G端末)側におけるUSBケーブルの影響が、)FR2の測定結果に影響を及ぼすことが回避できるように測定系のセッティングが可能な場合には、上記(例2)を適用することで、当該USBケーブルを介して端末装置に電源供給を行うことが可能である。即ち、この場合には、測定時間が長時間に及ぶ場合においても、端末装置が動作するための電力が枯渇するような事態の発生を防止することが可能となる。
 もちろん上記はあくまで一例であり、測定器側と端末装置(5G端末)側とを時間的に同期して制御することが可能であれば、その方法は特に限定されない。
 (作用効果)
 以上のように、本開示の一実施形態に係る情報処理システムに依れば、測定の長時間化に伴う放熱等の影響により周波数のずれ生じ得る状況下においても、端末装置200自身により当該周波数のずれが自律的に補償される。このような特性から、LUTの生成に係る測定データの取得に際し、放熱等の環境的な要因に起因する測定誤差の発生を防止することが可能となる。
 また、本実施形態に係る情報処理システムに依れば、端末装置の筐体に対して穴をあけ、当該端末装置が備えるBBモデムに対して当該穴を介してケーブルを接続し、当該ケーブルを介して無線信号の送信に係る各種信号をVNAから入力するといった構成を適用する必要がなくなる。このような特性から、煩雑で繊細な作業を必要とせずに、測定系を構築することが可能となる。
<<4.制御情報の生成(第2の実施例)>>
 次に、制御情報の生成方法の他の例(第2の実施例)を説明する。
<4-1.制御情報の作成における問題点>
 制御情報の生成方法について説明する前に、本実施例に係る課題を説明する。具体的には、通信装置(例えば、端末装置200等の5G端末)がミリ波動作を行うために使用するLUTの作成における問題点を説明する。
 (電波防護に関する基準)
 電波の人体に対する影響は、以前から懸念されている。6GHz以下の周波数では、SAR(比吸収率:W/kg)に基づき、電波防護の基準となる上限値が定義される。
 一般的な基準となる上限値は、大きく、以下の2種類に分けられる。
  ・ICNIRPで定められる上限値:10g平均SAR 2.0W/kg
  ・FCCで定められる上限値:1g平均SAR 1.6W/kg
 ここで、ICNIRPは、国際非電離放射線防護委員会(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection)のことであり、FCCは、連邦通信委員会(Federal Communications Commission)のことである。なお、上記の電波防護に対しては、世界各国で、その基準となる上限値と測定方法が異なっている。
 同様に、6GHz以上の周波数でも電波の人体に対する影響が懸念されている。6GHz以上の周波数では、6GHz以下の周波数とは異なり、PD(入射電力密度:W/m)に基づき、電波防護の基準となる上限値が定義される。
 6GHz以上の周波数帯域の一部として、ミリ波帯域(例えば、FR2)が想定される。現在、北米のFCC、欧州のEU、日本等で、5GNRのミリ波の商用化端末のサービスに向けて、新規にその基準となる上限値が定義されている。ミリ波の場合も、世界各国で、電波防護の基準となる上限値と測定方法が異なる。
 例えば、ICNIRPの場合、最大10GHzまでは、6分間の“時間-平均化”を用いることになっている。FCCの場合、24GHz<f<42GHz の場合には、4秒間の“時間-平均化”を用いることになっている。また、日本の電波法の場合、6GHz<f<30GHzの場合には、6分間の“時間-平均化”を用いることになっている。このように、世界各国で、電波防護の基準となる上限値と測定方法が異なっている。
 なお、3GPPでは、ミリ波動作のRFのコアスペックとして、Rel-15版のTS38.101-2が公開されている。ここでは、スマートホンタイプ(PC3:パワークラス3)における、ミリ波でのUL MIMO(Up Link MIMO)に関するコアスペックが示されている。
 UEベンダーが、ミリ波でのUL MIMOに対応可能な、スマートホンタイプ(PC3:パワークラス3)の5GNR端末を製品化する場合には、PD(入射電力密度:W/m)を使用して規定された、国又は地域毎の基準(上限値と測定方法)に準拠しなければならない。
 (複数の偏波を使った通信での問題点)
 近年、複数の偏波を使った通信が注目されている。複数の偏波を使った通信としてデュアル偏波アンテナを使った通信(例えば、デュアル偏波MIMO)が知られている。
 ミリ波のRFのOTA(Over The Air)での測定方法をまとめたテクニカルレポート(TR38.810)が、随時、3GPPにおいてアップデートされて仕様書化されている。TR38.810では、2つの直交偏波アンテナによって測定された電力を、同時に測定しないで、シングル偏波で受信した信号を順次組み合わせることによって、トータルでのUL信号電力を測定することが示されている。この測定方法では、ミリ波動作でのUL MIMOの特性を、同時に正しく測定することができない。
 その大きな要因の1つとして挙げられているのが、UE(User Equipment)側とTE(Test Environment)側との偏波基準のミスマッチの存在である。図16は、偏波のミスマッチがUE側の送信に与える影響のイメージを示す図である。図16の例では、TE側はθ(ここではV偏波とする)とφ(ここではH偏波とする)をスイッチで切り替えて測定する。仮に、TE側のDL信号が、正しく、θ(V)とφ(H)で直交した偏波を持っていたとしても、UE側のUL信号が、θ(V)とφ(H)で正しく直交した偏波をもったビームを生成できていない可能性がある。
 この場合には、UL MIMO時にBS(Base Station)側とUE側とで、BC(Beam Correspondence)が正しくとれたとしても、理想的な偏波ゲインを得ることができないために、実際のMIMOスループットが劣化してしまう。
 上述したように、UEベンダーが、ミリ波でのUL MIMOに対応する5GNR端末を製品化する場合には、PD(入射電力密度:W/m)を使用して規定された、国又は地域毎の基準(上限値と測定方法)に準拠しなければならない。
 しかし、UE側が生成するUL信号が、θ(V)とφ(H)に対して、正しく直交した偏波をもったビームとなっていない場合には、上述した偏波基準のミスマッチにより、空間的に同一方向にある1つのデュアル偏波(V&H)をもったビームに対するPDの測定結果が、毎回ばらつく、といった結果をもたらしてしまう。また、測定結果における個体差のばらつきが大きくなる、といった結果をもたらしてしまう。
 図17と図18は、それぞれ、偏波基準のミスマッチによりPDの測定結果がばらつくことを示す図である。図17は、偏波基準のミスマッチにより、1つのデュアル偏波(V&H)をもったビームIDのペアの最大EIRPの値がそれぞれ異なる値となることを示す例である。また、図18は、EIRPのばらつき差分によって、1つのデュアル偏波(V&H)をもったビームIDのペアが、正しく直交した偏波をもって生成されていない場合に、そのPD測定結果がばらつくことを示す図である。
 図17と図18に示すように、偏波基準のミスマッチによりPDの測定結果がばらつく。PD測定結果のばらつきは、そのPD測定結果を使用して制御される通信装置の通信パフォーマンスの低下をもたらす。例えば、MIMOスループットの劣化をもたらす。
 そこで、第2の実施例では、通信装置がθ(V)とφ(H)に対して正しく直交した偏波をもったビームを生成できてない問題を解決するための技術を提案する。より具体的には、第2の実施例では、ミリ波の電波防護(MPE:Maximal Permissible Exposure)の法規制に準拠可能な、上記問題を解決可能なLUT(ルックアップテーブル)の作成方法を提案する。
 例えば、情報処理装置(例えば、制御装置295)は、通信装置がθ(V)とφ(H)に対して正しく直交した偏波を持つことができるように、LUTを生成する。このLUTが本実施形態の制御情報に相当する。通信装置は、このLUTを使用して電波出力を行う。例えば、通信装置は、このLUTを使用して、ミリ波を使ったUL MIMOを行う。
 これにより、通信装置は、以下に示す要因による、無線信号の位相や振幅(パワー)のずれを補償することが可能になる。結果として、本来想定されるBC Capabilityの通りの、ビームの空間的な位置合わせが可能となる。
  ・アンテナ装置におけるライン(Feed line)の引き回しの影響
  ・アンテナ装置の設置位置の影響
  ・端末装置に適用される材質やデザインの影響
 この結果として、通信装置は、高い通信パフォーマンス(例えば、高いMIMOスループット)を実現できる。
<4-2.制御情報の生成方法>
 以下、第2の実施例での制御情報の生成方法を具体的に説明する。
 なお、第2の実施例のシステム構成及び機器構成は第1の実施例と同様である。例えば、第2の実施例の測定系の構成は第1の実施例の測定系(情報処理システム10)の構成と同様である。第2の実施例でも、制御情報を生成する情報処理装置は、例えば、制御装置295である。勿論、制御情報を生成する情報処理装置は制御装置295に限定されない。
 第2の実施例でも、情報処理装置は、第1の実施例と同様に、複数のアンテナ素子のうちの1つのアンテナ素子の出力をリファレンス値として、他の残りのアンテナ素子の出力を計測する。すなわち、情報処理装置は、複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された無線信号の測定結果を示す情報と、情報処理装置は、アンテナ装置が備える複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された無線信号の測定結果と、第1のアンテナ素子から送信された無線信号と第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す情報と、に基づいて制御情報を生成する。
 例えば、アンテナ装置が4つのパッチアンテナエレメントを備えているとする。このとき、情報処理装置は、ある1つのパッチアンテナエレメントの出力(RF正弦波(連続波))と、他の残り3つのパッチアンテナエレメントそれぞれの出力(RF正弦波(連続波))と、の位相及び/又は振幅(パワー)のずれを測定する。この測定は、ソフトウェアを使った情報処理により行ってもよい。例えば、情報処理装置は、信号処理に特化したソフトウェアを使って、取り込んだ信号に基づき計算することで、測定結果となるデータセットを算出してもよい。
 なお、第2の実施例では、情報処理装置は、第1の実施例とは異なり、リファレンスとなるアンテナ素子(例えば、最初に測定を行うパッチアンテナエレメント)のθ(V)とφ(H)の相対的な位相と振幅(パワー)のずれも測定(算出)する。すなわち、第2の実施例では、第1のアンテナ素子から送信された無線信号の測定結果を示す情報には、第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波(例えば、V偏波)の測定結果に基づく第1の情報と、第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波(例えば、V偏波)と、第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波(例えば、H偏波)と、の相対的な違いを示す第2の情報と、により構成される。
 図19は、第2の実施例に係るLUTの生成に係るアンテナ装置の位相及びパワーの測定結果の一例を示す図である。図19の例でも、第1の実施例と同様に、リファレンスとなるアンテナ素子はPatch2(以下、第1のアンテナ素子という。)である。図19に示す第2の実施例での測定結果と図13に示す第1の実施例での測定結果とを比較すれば分かるように、第2の実施例では、第1のアンテナ素子(Patch2)のH偏波の位相と振幅(パワー)は、第1のアンテナ素子(Patch2)のV偏波の位相と振幅(パワー)を基準としたずれの情報となっている。
 すなわち、情報処理装置が制御情報(LUT)の生成に使用する測定情報には、第1のアンテナ素子から送信されたW偏波の位相と振幅の測定結果に基づく情報(第1の情報)と、第1のアンテナ素子から送信されたV偏波の位相と振幅と第1のアンテナ素子から送信されたH偏波の位相と振幅との相対的な違いを示す情報(第2の情報)と、第1のアンテナ素子から送信された無線信号(V偏波及びH偏波)の位相と振幅と第2のアンテナ素子(例えば、Patch1、3、又は4)から送信された無線信号(V偏波及びH偏波)の位相と振幅と、の相対的な違いを示す情報(第3の情報)と、が含まれる。ことのき、第3の情報には、第1のアンテナ素子から送信されたV偏波及びはH偏波の位相及び振幅と、第2のアンテナ素子から送信されたV偏波及びH偏波の位相及び振幅と、の相対的な違いを示す情報が含まれていてもよい。
 図16に示すように、情報処理装置(TE側)がθ(V)とφ(H)を切り替えて測定するとする。ここで、θ(V)とφ(H)は、空間的に同一方向を向いているデュアル偏波のビームペアである。図19を使用して説明したように、情報処理装置は、リファレンスとなるアンテナ素子のθ(V)とφ(H)の相対的な位相と振幅(パワー)のずれも測定(算出)する。情報処理装置側(TE側)のθ(V)とφ(H)は、正確に直交した偏波となっていると期待できるので、θ(V)位相と振幅(パワー)を基準したφ(H)の相対的な位相と振幅(パワー)の測定値は、正しい位相と振幅(パワー)の値となっていると期待できる。
 通信装置は、このような正確な測定情報に基づき生成された制御情報(LUT)を使用してアンテナ装置を制御することで、φ(H)の位相差が正しく90度になるように補正された、及び/又は、φ(H)の振幅(パワー)がθ(V)の振幅(パワー)と等しくなるように補正された、コヒーレントなビームを生成することが可能となる。これにより、PDの測定結果が毎回ばらつくことも改善される。
<4-3.パワーバックオフの実行>
 (電波防護に関する基準)
 ところで、上述したように、6GHz以上の周波数帯(例えば、ミリ波帯)での電波防護に関しては、世界各国において、PD(入射電力密度:W/m)によって、その基準となる上限値が定義されている。
 なお、端末装置(UE)が、6GHz以上の周波数帯を使った無線のみならず、6GHz以下の周波数帯を使った無線をサポートすることが想定されうる。また、端末装置(UE)が、3G、4G、5G、Wifi、BT(Bluetooth(登録商標))等、規格等が異なる複数の無線をサポートすることも想定されうる。この場合、UE側に搭載された全ての無線に必要なRF曝露の評価が必要となる。RF曝露の評価は、例えば以下に示すように、周波数が6GHz以下の場合にはSAR(吸収比率)による評価となり、6GHzよりも大きい周波数の場合には、PD(入射電力密度)による評価となる。
 ・ ≦6GHz:3G、4G、5G、Wifi、BT
 ・ >6GHz:5GNRミリ波(28GHz、39GHz等)
 また、UEに搭載される複数の無線(例えば、規格の異なる無線)が同時送信された場合の電波防護に関しても、基準となる上限値が定義されている。同時送信の例としてと、例えば、5GNRのNSAでのアンカーのLTEと5Gとの同時送信、5GにおけるFR1とFR2とのインターバンドCA(Carrier Aggregation)、LTEや5G等のセルラーの無線とWifiやBT(Bluetooth(登録商標))等のセルラー以外の無線との同時送信、等が挙げられる。
 これら無線の同時送信が行われた場合の電波防護に関しても、以下に示すように、RF曝露の上限値を、設計上において考慮しなければならない。
 ・ 3G+4G+5GNR(≦6GHz)+Wifi+BT+5GNR(>6GHz)
 ・ SAR(≦6GHz)+PD(>6GHz)
 なお、RF曝露の上限値は、以下の式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 式(2)において、SARは周波数iでの曝露によって引き起こされたSARである。また、SARlimitはSARリミットである。また、PDlimitは電力密度の限界である。また、PDは周波数iにおける電力密度である。
 (電波防護に関する基本動作)
 一方で、ミリ波動作での電波防護に対しては、3GPPのRAN4において合意されている内容がある。上述したように、ミリ波動作を行うUE(5G端末)側にとって、基地局(gNB)側と、素早く、そして安定してミリ波帯域での通信を行うためには、ビームの空間的位置を合わせる能力(Capability)であるBC(Beam Correspondence)の能力(Capability)を持つことが、非常に重要な特性および機能となってくる。
 しかし“Connected状態”で、BCが保たれて安定した通信が行われている基地局(gNB)側とUE(5G端末)側との間のビームに対して、上述の電波防護の観点から、PDの制限値を満たすために送信パワーを下げる必要性が生じることがある。この場合、突然の送信パワーの低減により、基地局(gNB)側とUE(5G端末)側との間でビームフェイラが発生する可能性がある。この場合、ビームリカバリーできないと、RLF(Radio Link Failure)により、基地局(gNB)側とUE(5G端末)側とのリンクが途切れてしまう可能性がある。また、ミリ波動作での電波防護を満たすために、初期アクセス時のエリアや通信時のカバレッジが縮小される可能性がある。
 このような観点から、3GPPのRAN4において、ミリ波動作での電波防護に対して、基地局(gNB)側とUE(5G端末)側とのリンクやカバレッジを維持するための合意がなされている。より具体的には、RAN4#91では、ミリ波(FR2)動作での電波防護に関して、UE(5G端末)側の能力(Capability)として、“maxUplinkDutyCycle-FR2”をオプションとすることが認められている。この内容は、以下の(1)~(5)のようにまとめられる。
 (1)“dutycycle”のオプションの値は、{15%,20%,25%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%}とする。
 (2)“maxUplinkDutyCycle-FR2”の評価期間は1秒とする。
 (3)上記の評価期間でのUplink Duty Cycleが、“maxUplinkDutyCycle-FR2”より大きい場合には、UE側はULスケジューリングに従ってP-MPRを適用できる。
 (4)“maxUplinkDutyCycle-FR2”はFR2の全てのパワークラス(PC)に適用できるものとする。
 (5)“maxUplinkDutyCycle-FR2”の能力(Capability)は、オプションとなる。
 なお、以下の説明では、上記(3)で示したP-MPR(Power Management Maximum Power Reduction)のことをパワーバックオフということがある。
 図20は、電波防護に関する端末装置の基本動作を示すフローチャートである。具体的には、図20は、上記の内容(3GPPのPDに関する合意内容)を端末装置(UE)に適用した場合の動作を示すフローチャートである。以下の動作は、例えば、端末装置200が基地局装置100とミリ波を使った通信を行う場合に実行される。以下、図20を参照しながら端末装置200の動作を説明する。
 まず、端末装置200は、自身が“maxUplinkDutyCycle-FR2”の能力(Capability)を有しているか否か判別する(ステップS101)。“maxUplinkDutyCycle-FR2”の能力を有していない場合(ステップ101:No)、ステップS102以降の処理を実行せず、他の処理を実行する。
 “maxUplinkDutyCycle-FR2”の能力を有している場合(ステップ101:Yes)、端末装置200は希望するデューティーサイクル(dutycycle)の値を{15%,20%,25%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%}の中から選択して、例えば基地局装置100に対して宣言を行う(ステップS102)。
 端末装置200は、基地局装置100から実際にリソースアロケーションされた“maxUplinkDutyCycle-FR2”の%値が、1秒の評価期間において、希望の%値よりも大きい値となっているかを判別する。希望の%値よりも大きい値となっている場合、端末装置200は、この%ではPDの法規制を満たせないか、を判別する(ステップS103)。リソースアロケーションされた%値が希望の%値以下の場合、或いは、リソースアロケーションされた%値でPDの法規制を満たせなくはない場合(ステップS103:No)、端末装置200は、ステップS104以降の処理を実行せず、他の処理を実行する。
 リソースアロケーションされた%値ではPDの法規制を満たせない場合(ステップS103:Yes)、端末装置200は、基地局装置100のULスケジュールに従うために、また、PDの法規制に準拠するために、P-MPR(パワーバックオフ)を実施する(ステップS104)。
 (センサの検出結果を用いた制御例1)
 上述したように、UE側に搭載された全ての無線でRF曝露の評価が必要となる。この場合、6GHz以下の周波数の場合にはSARによる評価となり、6GHzよりも大きい周波数の場合には、PDによる評価となる。
 上述したように、同時送信の可能性のある無線部(例えば、通信部210)のSAR特性については、端末装置(UE)の開発段階で、予めそれぞれのバンドでSARの実測を行うことで把握する。上述の式(2)に示した同時送信時の電波防護の計算式を満たすためにパワーバックオフを行う必要がある場合には、端末装置は、SAR特性に基づき作成されたLUTを参照する。このとき、端末装置が参照するLUTは、端末装置が記憶部(例えば、記憶部220)に予め保持するものである。このLUTは、それぞれのバンドで、必要となる“パワーバックオフする値”を書き込んだものである。端末装置は、このLUTを参照することにより、各国の法規制で規定されているSARの制限値を満たすことが可能な、最適な“パワーバックオフ”を行う。
 端末装置(UE)側で、上記の“パワーバックオフ”を実際に発動させる方法の一例として、通話時(例えば、VoLTE(Voice over LTE))と手持ち時(例えば、データ通信時)の場合分けを使った方法が想定される。端末装置(UE)は、近接センサ、加速度センサ等の各種センサを使って通話時と手持ち時の場合分けを行い、その場合分けの結果に基づいて、実際に使用するパワーバックオフテーブル(パワーバックオフ値が書き込まれたLUT)を選択する。
 図21は、パワーバックオフテーブルの選択動作を示すフローチャートである。図21の例では、端末装置200は近接センサ(Proximity sensor)と加速度センサ(Accelerometer)とを備え、トリガリングが行われた時に、これらセンサの検出結果に基づいて通話時と手持ち時の場合分けを行う。そして、端末装置200は、その場合分けの結果に応じてパワーバックオフテーブルの選択を行う。なお、図21に示す処理は、国や地域毎に異なっていてもよい。以下の説明では、図21に示す処理は、MCC(Mobile Country Code)毎に異なるものとする。
 まず、端末装置200は、近接センサの検出結果に基づいて物体がセンサの近くにあるかセンサの遠くにあるかを判別する(ステップS201)。物体が近くにある場合(ステップS201:Yes)、端末装置200は、加速度センサの検出結果に基づいて端末装置200の状態が安定的(Stable)か非安定的(Unstable)かを判別する(ステップS202)。安定的な場合(ステップS202:Stable)、端末装置200は、ステップS214に処理を進める。
 非安定的な場合(ステップS202:Unstable)、端末装置200は音声入力があるか否かを判別する(ステップS203)。音声入力がある場合(ステップS203:Yes)、端末装置200は、自身の状態がコンディションAであるか否かを判別する(ステップS204)。コンディションAの場合(ステップS204:Yes)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯1を選択する(ステップS205)。一方、コンディションAでない場合(ステップS204:No)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯2を選択する(ステップS206)。
 ステップS203に戻り、音声入力がない場合(ステップS203:No)、端末装置200は、自身の状態がコンディションAであるか否かを判別する(ステップS207)。コンディションAの場合(ステップS207:Yes)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯3を選択する(ステップS208)。一方、コンディションAでない場合(ステップS207:No)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯4を選択する(ステップS209)。
 ステップS201に戻り、物体が遠くにある場合(ステップS201:No)、端末装置200は、10秒のウェイト後、加速度センサの検出結果が所定の基準を満たすか否か判別する(ステップ210)。例えば、端末装置200は、端末装置200の状態が安定的(Stable)か非安定的(Unstable)かを判別する。
 所定の基準を満たす場合(ステップS210:Yes)、端末装置200は、自身の状態がコンディションAであるか否かを判別する(ステップS211)。コンディションAの場合(ステップS211:Yes)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯5を選択する(ステップS212)。一方、コンディションAでない場合(ステップS211:No)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯6を選択する(ステップS213)。
 ステップS210又はステップS202に戻り、所定の基準を満たさない場合(ステップS210:No)、又は、安定的な場合(ステップS202:Unstable)、端末装置200は、自身の状態がコンディションAであるか否かを判別する(ステップS214)。コンディションAの場合(ステップS214:Yes)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯7を選択する(ステップS214)。一方、コンディションAでない場合(ステップS214:No)、端末装置200は、パワーバックオフテーブル♯8を選択する(ステップS209)。
 (パワーバックオフを考慮したLUTの構成例)
 上述したように、6GHzよりも大きい周波数の場合はPDによる評価となる。また、ミリ波動作での電波防護に対しては、図20に示したようなフローが、3GPPのRAN4において合意されている。
 同時送信の可能性のある無線部におけるSAR特性については、例えば図21に示したフローを使用することで、最適な“パワーバックオフ”を行うことが可能である。
 ミリ波動作での電波防護に対しても、同時送信の可能性のある無線部(例えば、通信部210)におけるPD特性について、各国の法規制で規定されているMPE(Maximal Permissible Exposure)を満たすようにしなければならない。図22は、PD特性の測定方法を説明するための図である。特にPD特性の場合には、ミリ波用アンテナモジュールのUE側での配置にも依存するので、一番厳しいFCCに準拠するためには、図22に示すように、UE側の各6面における、それぞれのバンドでのPD特性のシミュレーションおよび実測を行って、PD特性が一番高いビームIDを特定する必要がある。
 上記のUE側の各6面における、それぞれのバンドでの、PD特性が一番高いビームIDの特定ができたら、上述の式(2)の計算式に照らし合わせて、MPE値を満たすかどうかを順次チェックしていく。この時、“maxUplinkDutyCycle-FR2”の“dutycycle”を100%に設定してPDの実測を行う。そして、情報処理装置は、{15%,20%,25%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%}の各オプション値でのPD値について、マージン(Spec余裕)分を持たせて計算して求める。15%,20%,25%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%それぞれでのPD値が分かれば、P-MPRをどの“dutycycle”の%から適用すればよいのかが分かる。なお、“P-MPR”“パワーバックオフ”と同じ意味をもつ。
 つまり、15%,20%,25%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%の各オプション値に対して、MPE値を満たすために必要となるP-MPRを書き込んだLUTを、端末装置200の内部に保持しておく。LUTの作成は制御装置295が行ってもよい。そして、端末装置200が、図20に示したフローチャートに沿った形でそのLUTを参照することで、各国の法規制で規定されているMPEの制限値を満たすことが可能となる。
 なお、従来のLTEでは、近接センサおよび加速度センサを元にしたフロー制御に基づいて、“パワーバックオフ”を実際に発動させるためのトリガリングを行っている。しかし、ミリ波動作での5G端末(UE)の場合、UE自身に搭載されたミリ波用アンテナモジュールから放射される全てのビームの空間的方向上にある妨害物を検出できるセンサを用いた、フロー制御が必要となる。そのフロー制御に基づいて、トリガリングが行われた時に、MPEを満たすことができる最適なLUTの選択が可能となる。
 図23は、パワーバックオフ値を書き込んだLUTの一例を示す図である。図23に示すLUTは、3GPPで合意されたPDに対するフロー(図20)に沿った形のデータテーブルとなっている。図23に示すLUTには、“dutycycle”の%それぞれに、算出されたP-MPRが書き込まれている。より具体的に説明すると、図23に示すLUTは、UE側の6面全部において放射される、それぞれのバンドでの全てのビームに関して、各dutycycleごとに、MPEを満たすために必要となる各P-MPRの値を書き込んだLUTの1例である。
 図24は、端末装置200にセンサを配置した様子を示す図である。図24には、放射される全てのビームの空間的方向上にある妨害物を検出できるセンサのイメージが示されている。図24において、SA1~SA4は、ミリ波用アンテナモジュールから放射される全てのビームの空間的方向上にある妨害物を検出できるセンサの範囲を示している。また、図24において、BMは、BS側とUE側とで、BC(Beam Correspondence)が正しくとれている、通信用送受信ビームを示している。
 なお、通信装置(例えば、端末装置200)が備えるセンサは特定のセンサに限定されない。例えば、通信装置が備えるセンサは、将来的に実現可能な妨害物センサであってもよい。また、通信装置が複数のセンサを備えていてもよい。このとき、通信装置が備えるセンサの組み合わせは特定の組み合わせに限定されない。例えば、通信装置が備えるセンサの組み合わせは、レーダーとカメラの組み合わせであってもよい。
 (センサの検出結果を用いた制御例2)
 上述したように、ミリ波動作を行う端末装置(5G端末)の場合、搭載されたミリ波用アンテナモジュールから放射される全てのビームの空間的方向上にある妨害物を検出できるセンサを用いたフロー制御が必要となる。
 そのフロー制御に基づいて、トリガリングが行われた時に、端末装置(UE)は、上述した各国の法規制で規定されているMPEを満たせるように、最適となるLUTの選択を行うことができる。
 ここでは、端末装置(UE)が、“maxUplinkDutyCycle-FR2”の能力(Capability)を持っている場合を前提としている。逆にいえば、“maxUplinkDutyCycle-FR2”の能力(Capability)を持ってない端末装置(UE)は、MPEを満たせなくなり、ミリ波動作をあきらめることになる。この場合、端末装置(UE)は、FR1の5GへHO(Hand Over)するか、LTEへフォールバックする可能性が高くなる。
 図25は、センサの検出結果を用いた制御例を示すフローチャートである。より具体的には、図25は、放射される全てのビームの空間的方向上にある妨害物を検出できるセンサを用いた制御の一例を示すフローチャートである。なお、図25に示す処理は、国や地域毎に異なっていてもよい。以下の説明では、図25に示す処理は、MCC(Mobile Country Code)毎に異なるものとする。
 まず、端末装置200は、各アンテナモジュールの近傍に配置された、放射ビームを検出するセンサの検出があるか否か判別する(ステップS301)。センサの検出がない場合(ステップS302)、MPEを満たすために必要となる各P-MPRの値を各dutycycleごとに書き込んだあるLUT(例えば、図23に示したLUT)の中で、P-MPRが0dBとなる一番大きなdutycycleを選択する(ステップS302)。
 端末装置200は、基地局装置100から実際にリソースアロケーションされた“maxUplinkDutyCycle-FR2”の%値が、1秒の評価期間において、ステップS302で選択したdutycycleの%値よりも大きい値となっているかを判別する。選択した%値よりも大きい値となっている場合、端末装置200は、この%でPDの法規制を満たせないか、を判別する(ステップ303)。
 リソースアロケーションされた%値が選択した%値以下の場合、或いは、リソースアロケーションされた%値でPDの法規制を満たせなくはない場合(ステップS303:No)、端末装置200は、ステップS302で選択した%値のときのLUTの値を採用する(ステップS304)。一方、リソースアロケーションされた%値ではPDの法規制を満たせない場合(ステップS303:Yes)、端末装置200は、基地局装置100からリソースアロケーションされた“maxUplinkDutyCycle-FR2”の%値に対応したdutycycleの%値のときのLUTの値(P-MPRを含む。)を採用する(ステップS305)。
 ステップS301に戻り、MPEを満たすために必要となる各P-MPRの値を各dutycycleごとに書き込んだあるLUT(例えば、図23に示したLUT)の中に、P-MPRが0dBとなるdutycycleがあるか否かを判別する(ステップS306)。P-MPRが0dBとなるdutycycleがない場合(ステップS306:No)、当該LUTの中で、P-MPRが最小となる一番大きなdutycycleを選択する(ステップS307)。
 端末装置200は、基地局装置100から実際にリソースアロケーションされた“maxUplinkDutyCycle-FR2”の%値が、1秒の評価期間において、ステップS307で選択したdutycycleの%値よりも大きい値となっているかを判別する。選択した%値よりも大きい値となっている場合、端末装置200は、この%でPDの法規制を満たせないか、を判別する(ステップ308)。
 リソースアロケーションされた%値が選択した%値以下の場合、或いは、リソースアロケーションされた%値でPDの法規制を満たせなくはない場合(ステップS308:No)、端末装置200は、ステップS307で選択した%値のときのLUTの値を採用する(ステップS309)。一方、リソースアロケーションされた%値ではPDの法規制を満たせない場合(ステップS308:Yes)、端末装置200は、基地局装置100からリソースアロケーションされた“maxUplinkDutyCycle-FR2”の%値に対応したdutycycleの%値のときのLUTの値(P-MPRを含む。)を採用する(ステップS310)。
 ステップS306に戻り、LUTの中に、P-MPRが0dBとなるdutycycleがある場合(ステップS306:Yes)、当該LUTの中で、P-MPRが0dBとなる一番大きなdutycycleを選択する(ステップS311)。
 端末装置200は、基地局装置100から実際にリソースアロケーションされた“maxUplinkDutyCycle-FR2”の%値が、1秒の評価期間において、ステップS311で選択したdutycycleの%値よりも大きい値となっているかを判別する。選択した%値よりも大きい値となっている場合、端末装置200は、端末装置200は、この%でPDの法規制を満たせないか、を判別する(ステップ312)。
 リソースアロケーションされた%値が選択した%値以下の場合、或いは、リソースアロケーションされた%値でPDの法規制を満たせなくはない場合(ステップS312:No)、端末装置200は、ステップS311で選択した%値のときのLUTの値を採用する(ステップS313)。一方、リソースアロケーションされた%値ではPDの法規制を満たせない場合(ステップS312:Yes)、端末装置200は、基地局装置100からリソースアロケーションされた“maxUplinkDutyCycle-FR2”の%値に対応したdutycycleの%値のときのLUTの値(P-MPRを含む。)を採用する(ステップS314)。
<<5.ハードウェア構成例>>
 続いて、図26を参照しながら、前述した基地局装置100、端末装置200、及び制御装置295のように、本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一例について、詳細に説明する。図26は、本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。
 本実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置900は、主に、CPU901と、ROM902と、RAM903と、を備える。また、情報処理装置900は、更に、ホストバス907と、ブリッジ909と、外部バス911と、インタフェース913と、入力装置915と、出力装置917と、ストレージ装置919と、ドライブ921と、接続ポート923と、通信装置925とを備える。
 CPU901は、演算処理装置及び制御装置として機能し、ROM902、RAM903、ストレージ装置919又はリムーバブル記録媒体927に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置900内の動作全般又はその一部を制御する。ROM902は、CPU901が使用するプログラムや演算パラメタ等を記憶する。RAM903は、CPU901が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメタ等を一次記憶する。これらはCPUバス等の内部バスにより構成されるホストバス907により相互に接続されている。例えば、図2に示す基地局装置100の制御部140や、図3に示す端末装置200の制御部240は、CPU901により構成され得る。また、制御装置295の各種機能については、CPU901の動作により実現され得る。
 ホストバス907は、ブリッジ909を介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バスなどの外部バス911に接続されている。また、外部バス911には、インタフェース913を介して、入力装置915、出力装置917、ストレージ装置919、ドライブ921、接続ポート923及び通信装置925が接続される。
 入力装置915は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ、レバー及びペダル等、ユーザが操作する操作手段である。また、入力装置915は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段(いわゆる、リモコン)であってもよいし、情報処理装置900の操作に対応した携帯電話やPDA等の外部接続機器929であってもよい。さらに、入力装置915は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、CPU901に出力する入力制御回路などから構成されている。情報処理装置900のユーザは、この入力装置915を操作することにより、情報処理装置900に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
 出力装置917は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、CRTディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置及びランプ等の表示装置や、スピーカ及びヘッドホン等の音声出力装置や、プリンタ装置等がある。出力装置917は、例えば、情報処理装置900が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、情報処理装置900が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
 ストレージ装置919は、情報処理装置900の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置919は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置919は、CPU901が実行するプログラムや各種データ等を格納する。例えば、図2に示す基地局装置100の記憶部120や、図3に示す端末装置200の記憶部220は、ストレージ装置919、ROM902、及びRAM903のいずれか、もしくは、ストレージ装置919、ROM902、及びRAM903のうちの2以上の組み合わせにより構成され得る。
 ドライブ921は、記録媒体用リーダライタであり、情報処理装置900に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ921は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体927に記録されている情報を読み出して、RAM903に出力する。また、ドライブ921は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体927に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体927は、例えば、DVDメディア、HD-DVDメディア又はBlu-ray(登録商標)メディア等である。また、リムーバブル記録媒体927は、コンパクトフラッシュ(登録商標)(CF:Compact Flash)、フラッシュメモリ又はSDメモリカード(Secure Digital memory card)等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体927は、例えば、非接触型ICチップを搭載したICカード(Integrated Circuit card)又は電子機器等であってもよい。
 接続ポート923は、情報処理装置900に直接接続するためのポートである。接続ポート923の一例として、USB(Universal Serial Bus)ポート、IEEE1394ポート、SCSI(Small Computer System Interface)ポート等がある。接続ポート923の別の例として、RS-232Cポート、光オーディオ端子、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)ポート等がある。この接続ポート923に外部接続機器929を接続することで、情報処理装置900は、外部接続機器929から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器929に各種のデータを提供したりする。
 通信装置925は、例えば、通信網(ネットワーク)931に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。通信装置925は、例えば、有線LAN、無線LAN、Bluetooth(登録商標)又はWUSB(Wireless USB)用の通信カード等である。また、通信装置925は、光通信用のルータ、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)用のルータ又は各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置925は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばTCP/IP等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置925に接続される通信網931は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内LAN、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。例えば、図2に示す基地局装置100の無線通信部110及びネットワーク通信部130や、図3に示す端末装置200の通信部210は、通信装置925により構成され得る。
 以上、本開示の実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置900の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。なお、図26では図示しないが、システムを構成する情報処理装置900に対応する各種の構成を当然備える。
 なお、上述のような本実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置900の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。また、当該コンピュータプログラムを実行させるコンピュータの数は特に限定されない。例えば、当該コンピュータプログラムを、複数のコンピュータ(例えば、複数のサーバ等)が互いに連携して実行してもよい。
<<6.変形例>>
 上述の各実施形態はそれぞれ一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。
<6-1.他の通信装置への適用例>
 例えば、本開示の技術は、スマートフォンのような通信端末以外の装置に対しても適用可能である。
 近年では、IoT(Internet of Things)と呼ばれる、多様なモノをネットワークにつなげる技術が注目されており、スマートフォンやタブレット端末以外の装置についても、通信に利用可能となる場合が想定される。そのため、例えば、移動可能に構成された各種装置に対して、本開示に係る技術を応用することで、当該装置についても、ミリ波を利用した通信をより好適な態様で実現することが可能となる
 例えば、図27は、本実施形態に係る通信装置の応用例について説明するための説明図である。具体的には、図27は、本開示の技術をカメラデバイスに応用した場合の一例である。具体的には、図27に示す例では、カメラデバイス300の筐体の外面のうち、互いに異なる方向を向いた面301及び302それぞれの近傍に位置するように、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置が保持されている。例えば、参照符号311は、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示している。このような構成により、図27に示すカメラデバイス300は、例えば、面301及び302それぞれについて、当該面の法線方向と略一致する方向に伝搬する無線信号を送信または受信することが可能となる。なお、図27に示した面301及び302のみに限らず、他の面にもアンテナ装置311が設けられていてもよいことは言うまでもない。
 以上のような構成の基で、上述した本開示に係る技術に基づき、カメラデバイス300の姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した他の装置(例えば、基地局)との通信が制御されることで、ミリ波を利用した通信をより好適な態様で実現することが可能となる。
 また、本開示に係る技術は、ドローンと呼ばれる無人航空機等にも応用することが可能である。例えば、図28は、本実施形態に係る通信装置の他の応用例について説明するための説明図である。具体的には、図28は、本開示に係る技術を、ドローンの下部に設置されるカメラデバイスに応用した場合の一例を示している。具体的には、高所を飛行するドローンの場合には、主に、下方側において各方向から到来する無線信号(ミリ波)を送信または受信できることが望ましい。そのため、例えば、図28に示す例では、ドローンの下部に設置されるカメラデバイス400の筐体の外面401のうち、互いに異なる方向を向いた各部の近傍に位置するように、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置が保持されている。例えば、参照符号411は、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示している。また、図28では図示を省略しているが、カメラデバイス400のみに限らず、例えば、ドローン自体の筐体の各部にアンテナ装置411が設けられていてもよい。この場合においても、特に、当該筐体の下方側にアンテナ装置411が設けられているとよい。
 なお、図28に示すように、対象となる装置の筐体の外面のうち少なくとも一部が湾曲する面(即ち、曲面)として構成されている場合においては、当該湾曲する面中における各部分領域のうち、法線方向が互いに交差するか、または、当該法線方向が互いにねじれの位置にある複数の部分領域それぞれの近傍に、アンテナ装置411が保持されるとよい。このような構成により、図28に示すカメラデバイス400は、各部分領域の法線方向と略一致する方向に伝搬する無線信号を送信または受信することが可能となる。
 以上のような構成の基で、上述した本開示に係る技術に基づき、ドローンの姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した他の装置(例えば、基地局)との通信が制御されることで、ミリ波を利用した通信をより好適な態様で実現することが可能となる。
 もちろん、図27及び図28を参照して説明した例はあくまで一例であり、ミリ波を利用した通信を行う装置であれば、本開示に係る技術の応用先は特に限定されない。例えば、5Gで新たに加わるビジネス領域としては、例えば、自動車分野、産業機器分野、ホームセキュリティ分野、スマートメータ分野、及びその他IoT分野等のように多岐にわたり、各分野において適用される通信端末に対して本開示に係る技術を応用することが可能である。より具体的な一例として、本開示に係る技術の応用先として、ARやVRを実現するために利用される頭部装着型のウェアラブルデバイスや、遠隔医療等で使用される各種ウェアラブルデバイスが挙げられる。また、他の一例として、いわゆる携帯型のゲーム機器や、放送局用のカムコーダー等についても、無線通信が可能に構成されている場合には、本開示に係る技術を応用することが可能である。また、近年では、接客用ロボット、ペット型のロボット、作業用ロボット等のようないわゆる自律型のロボット等も各種提案されており、このようなロボットに対しても、通信機能を有する場合には、本開示に係る技術を応用することが可能である。また、上述したドローンに限らず、例えば、自動車、バイク、自転車等のような各種移動体に対して本開示に係る技術が適用されもよい。
<6-2.他の通信規格に基づく通信への適用例>
 なお、本開示の技術は、5Gにおけるミリ波を利用した通信以外の他の通信規格にも適用可能である。
 上述の実施形態では、主に、5Gの無線通信技術に着目して、基地局装置と端末装置との間におけるミリ波を利用した通信に対して、本開示の技術を適用する場合の一例について説明した。しかしながら、指向性ビームを利用する通信であれば、本開示に係る技術の適用先は、必ずしも基地局装置と端末装置との間の通信やミリ波を利用した通信のみには限定されない。
 具体的な一例として、Wi-Fi(登録商標)規格に基づく無線通信のうち、60GHz帯を利用するIEEE802.11ad規格に基づく通信や、標準化作業が進められているIEEE802.11ay規格に基づく通信等に、本開示の技術を応用することが可能である。
 IEEE802.11ad規格やIEEE802.11ay規格では、自由空間減、酸素による吸収、及び降雨減衰等の影響が大きいため、上述した5Gの無線通信技術と同様に、ビームフォーミング技術が利用されている。具体的な一例として、IEEE802.11ad規格におけるビームフォーミングの手順は、主に、SLS(Sector Level Sweep)とBRP(Beam Refinement Protocol)の2段階に分けられる。
 より具体的には、SLSにおいて通信相手の探索が行われ通信が開始される。セクター(Sector)数は、1つのANTにおいて最大64まで、全てのANTのトータルでも最大128までと規定されている。BRPについては、SLSの終了後において、例えば、リングが切れた後等に適宜実施される。このような動作は、5Gにおけるミリ波を利用した通信におけるIA手順に基づく動作において、ワイドビームによりBPLが確立され、CONNECTEDモードにおけるBM(Beam Management)におけるBR(Beam Refinement)の動作によりナロービームでのBPLが確立される仕組みと類似している。
 IEEE802.11ay規格については、現時点で各策定中ではあるが、5Gにおけるミリ波を利用した通信における“contiguous”な“intra-CA”と同様にチャネルボンディング技術や高次変調の組み合わせによるデータレートの高速化が検討されている。
 以上のような特性から、上述した本開示に係る技術を、IEEE802.11ad規格やIEEE802.11ay規格に基づく通信に適用することも可能である。
 もちろん、上述した各種規格の後継となる規格についても、指向性ビームを利用した通信が想定される場合には、本開示に係る技術を適用することが可能である。特に、ミリ波を超える周波数帯域を利用した無線通信においては、当該ミリ波を利用した通信以上に、自由空間減衰、大気による吸収、及び降雨減衰等の影響を受けるため、ビームフォーミング技術が適用される可能性が高いことが推測される。
<6-3.その他の変形例>
 上述の実施形態では、アンテナ装置250が備えるアンテナ素子はパッチアンテナであるものとして説明したが、アンテナ素子はパッチアンテナに限られず、例えば、ダイポールアンテナであってもよい。
 また、上述の実施形態では、アンテナ装置250は、垂直偏波と水平偏波に対応するデュアル偏波アンテナであるものとして説明したが、アンテナ装置250が対応する偏波は垂直偏波と水平偏波に限られない。例えば、アンテナ装置250は非直交の偏波に対応していてもよい。アンテナ装置250は3以上の偏波に対応していてもよい。
 本実施形態の基地局装置100、端末装置200、又は制御装置295を制御する情報処理装置(制御装置)は、専用のコンピュータシステム、又は汎用のコンピュータシステムによって実現してもよい。
 例えば、上述の動作を実行するための通信プログラムを、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布する。そして、例えば、該プログラムをコンピュータにインストールし、上述の処理を実行することによって情報処理装置を構成する。このとき、情報処理装置は、基地局装置100、端末装置200、又は制御装置295の外部の装置(例えば、パーソナルコンピュータ)であってもよい。また、情報処理装置は、基地局装置100、端末装置200、又は制御装置295の内部の装置(例えば、制御部140、制御部240、又は制御装置295内部のプロセッサ)であってもよい。
 また、上記通信プログラムをインターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、OS(Operating System)とアプリケーションソフトとの協働により実現してもよい。この場合には、OS以外の部分を媒体に格納して配布してもよいし、OS以外の部分をサーバ装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。
 また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
 また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
 また、上述の実施形態は、処理内容を矛盾させない領域で適宜組み合わせることが可能である。また、上述の実施形態のフローチャートに示された各ステップは、適宜順序を変更することが可能である。
 また、例えば、本実施形態は、装置またはシステムを構成するあらゆる構成、例えば、システムLSI(Large Scale Integration)等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等(すなわち、装置の一部の構成)として実施することもできる。
 なお、本実施形態において、システムとは、複数の構成要素(装置、モジュール(部品)等)の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、1つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている1つの装置は、いずれも、システムである。
 また、例えば、本実施形態は、1つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
<<7.まとめ>>
 以上、説明したように、本開示の一実施形態に係る情報処理装置は、第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波(V偏波或いはH偏波の一方)の測定結果に基づく第1の情報と、第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波(V偏波或いはH偏波の他方)との相対的な違い(例えば、位相や振幅の違い)を示す第2の情報と、第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、が含まれる測定情報に基づき制御情報を生成する。このとき、第3の情報には、例えば、第1のアンテナ素子から出力されたV偏波と第2のアンテナ素子から出力されたV偏波との位相の違いを示す情報、及び、第1のアンテナ素子から出力されたH偏波と第2のアンテナ素子から出力されたH偏波との位相の違いを示す情報が含まれていてもよい。
 通信装置は、情報処理装置が生成した制御情報を使用してアンテナ装置を制御することにより、無線信号の指向性を精度よく制御することが可能になる。結果として、通信装置は、高い通信パフォーマンス(例えば、高いアンテナ利得等)を実現できる。
 以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示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。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
 また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
 なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
 第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得する取得部と、
 前記測定情報に基づいて前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成する生成部と、を備え、
 前記測定情報には、
 前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
 が含まれる、
 情報処理装置。
(2)
 前記第1の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の位相の測定結果に関する情報が含まれ、
 前記第2の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の位相と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の位相と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
 前記(1)に記載の情報処理装置。
(3)
 前記第3の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の位相と、前記第2のアンテナ素子から送信された第2の偏波の位相と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
 前記(2)に記載の情報処理装置。
(4)
 前記第1の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の振幅の測定結果に関する情報が含まれ、
 前記第2の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の振幅と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の振幅と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
 前記(2)又は(3)に記載の情報処理装置。
(5)
 前記第3の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の振幅と、前記第2のアンテナ素子から送信された第2の偏波の振幅と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
 前記(4)に記載の情報処理装置。
(6)
 前記第2の偏波は、前記第1の偏波に対して90°傾いた偏波である、
 前記(1)~(5)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(7)
 前記制御情報は、前記アンテナ装置の姿勢ごとに取得された前記第1の情報、前記第2の情報、及び前記第3の情報に基づき生成される、前記(1)~(6)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(8)
 前記生成部は、電波の出力態様ごとの複数の前記制御情報を生成し、複数の前記制御情報それぞれに、人体への電波の影響に関する所定の基準を満たすためのパワーバックオフの情報を関連付ける、
 前記(1)~(7)のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(9)
 前記出力態様には、少なくとも、電波の出力と非出力の割合を示すデューティーサイクルが含まれ、
 前記生成部は、複数の前記デューティーサイクルごとに複数の前記制御情報を生成し、前記制御情報それぞれに前記パワーバックオフの情報を関連付ける、
 前記(8)に記載の情報処理装置。
(10)
 複数のアンテナ素子を含むアンテナ部と、
 該アンテナ部から送信される無線信号であって少なくとも第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って送信される前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得する取得部と、
 前記制御情報に基づいて前記アンテナ部から送信される前記無線信号の指向性を制御する通信制御部と、を備え、
 前記制御情報は、
 前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
 に基づき生成された情報である、
 通信装置。
(11)
 電波の出力態様ごとの複数の前記制御情報それぞれに、人体への電波の影響に関する所定の基準を満たすためのパワーバックオフの情報が関連付けられており、
 前記通信制御部は、電波の出力態様に応じて、複数の前記制御情報の中から前記無線信号の送信に使用する前記制御情報を選択する、
 前記(10)に記載の通信装置。
(12)
 第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得することと、
 前記測定情報に基づいて前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成することと、を含み、
 前記測定情報には、
 第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って前記無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
 が含まれる、
 情報処理方法。
(13)
 複数のアンテナ素子を含むアンテナ部から送信される無線信号であって少なくとも第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って送信される前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得することと、
 前記制御情報に基づいて前記アンテナ部から送信される前記無線信号の指向性を制御することと、を含み、
 前記制御情報は、
 前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
 に基づき生成された情報である、
 通信方法。
(14)
 コンピュータを、
 第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得する取得部、
 前記測定情報に基づいて前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成する生成部、として機能させ、
 前記測定情報には、
 前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
 が含まれる、
 情報処理プログラム。
(15)
 コンピュータを、
 複数のアンテナ素子を含むアンテナ部から送信される無線信号であって少なくとも第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って送信される前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得する取得部、
 前記制御情報に基づいて前記アンテナ部から送信される前記無線信号の指向性を制御する通信制御部、として機能させ、
 前記制御情報は、
 前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
 前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
 に基づき生成された情報である、
 通信プログラム。
 1 通信システム
 10 情報処理システム
 100 基地局装置
 110 無線通信部
 111、211 受信処理部
 112、212 送信処理部
 113、213 アンテナ
 120、220 記憶部
 130、230 ネットワーク通信部
 140、240 制御部
 200 端末装置
 210 通信部
 241 通信制御部
 250 アンテナ装置
 251 ミキサ
 253 RF分配(合成)器
 255 アンテナユニット
 257 位相器
 259a、259b スイッチ
 261 アンプ
 263 アンプ
 265 アンテナ素子
 281 姿勢制御装置
 283 ポジションコントローラ
 285 反射板
 287 フィードアンテナ
 289 LTE用リンクアンテナ
 291 ベクトルシグナルアナライザ
 293 LTE用システムシミュレータ
 295 制御装置

Claims (15)

  1.  第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得する取得部と、
     前記測定情報に基づいて前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成する生成部と、を備え、
     前記測定情報には、
     前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
     が含まれる、
     情報処理装置。
  2.  前記第1の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の位相の測定結果に関する情報が含まれ、
     前記第2の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の位相と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の位相と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
     請求項1に記載の情報処理装置。
  3.  前記第3の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の位相と、前記第2のアンテナ素子から送信された第2の偏波の位相と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
     請求項2に記載の情報処理装置。
  4.  前記第1の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の振幅の測定結果に関する情報が含まれ、
     前記第2の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の振幅と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の振幅と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
     請求項2に記載の情報処理装置。
  5.  前記第3の情報には、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波の振幅と、前記第2のアンテナ素子から送信された第2の偏波の振幅と、の相対的な違いを示す情報が含まれる、
     請求項4に記載の情報処理装置。
  6.  前記第2の偏波は、前記第1の偏波に対して90°傾いた偏波である、
     請求項1に記載の情報処理装置。
  7.  前記制御情報は、前記アンテナ装置の姿勢ごとに取得された前記第1の情報、前記第2の情報、及び前記第3の情報に基づき生成される、請求項1に記載の情報処理装置。
  8.  前記生成部は、電波の出力態様ごとの複数の前記制御情報を生成し、複数の前記制御情報それぞれに、人体への電波の影響に関する所定の基準を満たすためのパワーバックオフの情報を関連付ける、
     請求項1に記載の情報処理装置。
  9.  前記出力態様には、少なくとも、電波の出力と非出力の割合を示すデューティーサイクルが含まれ、
     前記生成部は、複数の前記デューティーサイクルごとに複数の前記制御情報を生成し、前記制御情報それぞれに前記パワーバックオフの情報を関連付ける、
     請求項8に記載の情報処理装置。
  10.  複数のアンテナ素子を含むアンテナ部と、
     該アンテナ部から送信される無線信号であって少なくとも第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って送信される前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得する取得部と、
     前記制御情報に基づいて前記アンテナ部から送信される前記無線信号の指向性を制御する通信制御部と、を備え、
     前記制御情報は、
     前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
     に基づき生成された情報である、
     通信装置。
  11.  電波の出力態様ごとの複数の前記制御情報それぞれに、人体への電波の影響に関する所定の基準を満たすためのパワーバックオフの情報が関連付けられており、
     前記通信制御部は、電波の出力態様に応じて、複数の前記制御情報の中から前記無線信号の送信に使用する前記制御情報を選択する、
     請求項10に記載の通信装置。
  12.  第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得することと、
     前記測定情報に基づいて前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成することと、を含み、
     前記測定情報には、
     第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って前記無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
     が含まれる、
     情報処理方法。
  13.  複数のアンテナ素子を含むアンテナ部から送信される無線信号であって少なくとも第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って送信される前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得することと、
     前記制御情報に基づいて前記アンテナ部から送信される前記無線信号の指向性を制御することと、を含み、
     前記制御情報は、
     前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
     に基づき生成された情報である、
     通信方法。
  14.  コンピュータを、
     第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って無線信号を送信するアンテナ装置に含まれる複数のアンテナ素子の測定情報を取得する取得部、
     前記測定情報に基づいて前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を生成する生成部、として機能させ、
     前記測定情報には、
     前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
     が含まれる、
     情報処理プログラム。
  15.  コンピュータを、
     複数のアンテナ素子を含むアンテナ部から送信される無線信号であって少なくとも第1の偏波と該第1の偏波に対して所定角度傾いた第2の偏波とを使って送信される前記無線信号の指向性を制御するための制御情報を取得する取得部、
     前記制御情報に基づいて前記アンテナ部から送信される前記無線信号の指向性を制御する通信制御部、として機能させ、
     前記制御情報は、
     前記複数のアンテナ素子のうち第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波の測定結果に基づく第1の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された第1の偏波と、前記第1のアンテナ素子から送信された第2の偏波と、の相対的な違いを示す第2の情報と、
     前記第1のアンテナ素子から送信された無線信号と、前記第1のアンテナ素子とは異なる第2のアンテナ素子から送信された無線信号と、の相対的な違いを示す第3の情報と、
     に基づき生成された情報である、
     通信プログラム。
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