WO2021192694A1 - 端末及び通信方法 - Google Patents

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WO2021192694A1
WO2021192694A1 PCT/JP2021/005055 JP2021005055W WO2021192694A1 WO 2021192694 A1 WO2021192694 A1 WO 2021192694A1 JP 2021005055 W JP2021005055 W JP 2021005055W WO 2021192694 A1 WO2021192694 A1 WO 2021192694A1
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metasurface
substrate
unit
dielectric substrate
terminal
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PCT/JP2021/005055
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French (fr)
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達樹 奥山
聡 須山
奥村 幸彦
信秀 野中
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株式会社Nttドコモ
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0086Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices having materials with a synthesized negative refractive index, e.g. metamaterials or left-handed materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/006Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces
    • H01Q15/0066Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces said selective devices being reconfigurable, tunable or controllable, e.g. using switches
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    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
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    • H01Q3/12Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
    • H01Q3/14Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying the relative position of primary active element and a refracting or diffracting device
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    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611Means for null steering; Adaptive interference nulling
    • HELECTRICITY
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    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element

Definitions

  • This disclosure relates to terminals and communication methods.
  • LTE Long Term Evolution
  • FAA FutureRadioAccess
  • 5G 5thgenerationmobilecommunication system
  • 5G + 5thgenerationmobilecommunication system
  • New-RAT RadioAccessTechnology
  • NR Radio
  • Radio waves in the high frequency band have high straightness, and the communication quality is significantly deteriorated in areas outside the line of sight from the base station.
  • a wireless communication system that combines a small cell that uses a high frequency band and Massive MIMO is being studied in order to cope with the explosively increasing mobile communication traffic. This enables wideband communication, compensation for propagation loss in a high frequency band, or spatial multiplexing of a plurality of streams.
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
  • the antenna space of a terminal which is a small device, is limited, the number of antenna elements is also limited, and it is difficult to form sharp directivity. Therefore, the influence of the interference wave (delayed wave, reflected wave) arriving from a direction other than the desired wave arriving direction cannot be sufficiently reduced, and there is a concern that the reception quality may be deteriorated.
  • One of the purposes of the present disclosure is to sufficiently reduce the influence of interference waves in terminals having a limited antenna space.
  • the terminal has a control unit that determines a direction in which radio waves are transmitted based on a desired wave arrival direction or an interference wave arrival direction, and limits the direction in which radio waves are transmitted according to the determination of the control unit. It is provided with a transmission direction limiting portion.
  • the communication method of the terminal determines the direction in which the radio wave is transmitted based on the arrival direction of the desired wave or the arrival direction of the interference wave, and limits the direction in which the radio wave is transmitted according to the determination.
  • the influence of interference waves can be sufficiently reduced in a terminal having a limited antenna space.
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of the wireless communication system according to the present embodiment.
  • the wireless communication system 1 shown in FIG. 1 includes a base station (sometimes referred to as a wireless base station or gNB) 100 including a plurality of transmission points 10a to 10i and a signal processing device 11, and at least one terminal (wireless terminal or UE). (Sometimes referred to as User Equipment) 200.
  • a base station sometimes referred to as a wireless base station or gNB
  • UE wireless terminal
  • User Equipment User Equipment
  • Each of the transmission points 10a to 10i has one or more antenna elements. Further, each of the transmission points 10a to 10i is connected to the signal processing device 11.
  • the transmission point 10 may be referred to as a "wireless transmitter / receiver", an “overhanging station”, or an "RRH (Remote Radio Head)". Further, the signal processing device is sometimes called "BBU (Baseband processing Unit)".
  • the transmission points 10a to 10i perform wireless communication with the terminal 200 under the control (for example, in the cell).
  • the base station 100 selects at least one transmission point 10 from the transmission points 10a to 10i according to the movement of the terminal 200.
  • the selected transmission point 10 transmits a signal to the terminal 200.
  • the signal processing device 11 performs signal processing of the signal to be transmitted to the terminal 200.
  • the signal-processed signal is output to at least one of the transmission points 10a to 10i and wirelessly transmitted to the terminal 200. Further, the signal processing device 11 receives the signals from the terminals 200 received by the transmission points 10a to 10i from the transmission points 10a to 10i, respectively.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the terminal 200.
  • the terminal 200 includes, for example, a receiving unit 201, a transmitting unit 202, a control unit 203, an antenna 204, and a transmission direction limiting unit 205.
  • the terminal 200 wirelessly communicates with the base station 100 (transmission point 10), for example.
  • the receiving unit 201 receives the downlink (DL) signal of the radio frequency transmitted from the base station 100 via the antenna 204, and under the control of the control unit 203, downconverts and demodulates the DL signal. Performs reception processing such as processing and compound processing.
  • DL downlink
  • the transmission unit 202 Under the control of the control unit 203, the transmission unit 202 performs transmission processing such as coding processing, modulation processing, and up-conversion on the uplink (UL), and transmits the UL signal of the radio frequency via the antenna 204. Is transmitted to the base station 100.
  • transmission processing such as coding processing, modulation processing, and up-conversion on the uplink (UL)
  • UL uplink
  • the control unit 203 controls the communication operation of the terminal 200, including the reception process in the reception unit 201 and the transmission process in the transmission unit 202.
  • the control unit 203 receives data, control information, and the like from the upper layer and outputs the data to the transmission unit 202. Further, the control unit 203 outputs, for example, the data received from the reception unit 201, the control information, and the like to the upper layer.
  • control unit 203 determines the direction in which the radio wave is transmitted based on the arrival direction of the desired wave or the arrival direction of the interference wave, and controls the transmission direction limiting unit 205 so as to transmit the desired wave and shield the interference wave. do.
  • the transmission direction limiting unit 205 is provided close to the antenna 204, and under the control of the control unit 203, limits the direction in which radio waves are transmitted, that is, the reception direction and transmission direction (radiation direction) of radio waves in the antenna 204. ..
  • the details of the configuration of the transmission direction limiting unit 205 will be described later.
  • the transmission direction limiting unit 205 uses a metasurface to limit the direction in which radio waves are transmitted.
  • a metasurface is a type of artificial medium (metamaterial) that realizes an arbitrary permittivity and magnetic permeability by periodically arranging structures small with respect to wavelength, and is an artificial surface in which the periodic arrangement of structures is two-dimensional. Is.
  • the metasurface has a feature that the reflection phase of radio waves incident on the surface can be controlled.
  • the transmission direction limiting unit 205 has a plurality of meta surface units 20.
  • FIG. 3A is a perspective view showing an example of the meta surface unit 20.
  • FIG. 3B is a perspective view showing an example of the dielectric substrate 21 of the meta surface unit 20.
  • FIG. 3C is a perspective view showing an example of the meta surface substrate 22 of the meta surface unit 20.
  • the meta surface unit 20 has a dielectric substrate 21 and a meta surface substrate 22.
  • the dielectric substrate 21 may be referred to as a movable substrate.
  • the metasurface substrate 22 may be referred to as a metasurface reflector or may be referred to as a metasurface.
  • the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 have, for example, a quadrangular shape.
  • the metasurface unit 20 has a connecting member that connects the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 (see, for example, FIGS. 5 and 6).
  • the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 are arranged to face each other as shown in FIG. 3A.
  • the radio wave transmitted from the base station 100 is incident on the surface of the metasurface substrate 22 opposite to the surface facing the dielectric substrate 21.
  • the radio wave transmitted from the base station 100 is incident from the direction shown by the arrow A11 in FIG. 3A.
  • the transmission direction limiting unit 205 changes the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 of each metasurface unit 20 to change the transmittance of radio waves.
  • the transmission direction limiting unit 205 changes the distance D between the surfaces of the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 facing each other, as shown in FIG. 3A.
  • the distance D is variable, for example, in the range of 0 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less when the frequency of the incident radio wave is 28 GHz.
  • the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be rephrased as the gap between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be formed by using, for example, glass, Teflon (registered trademark), or an acrylic resin material. Further, the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be formed by using a printed circuit board. Further, the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be formed of the same material or may be formed of different materials.
  • the dielectric constant of the dielectric substrate 21 is larger than the dielectric constant of the metasurface substrate 22.
  • the transmittance of the metasurface unit 20 changes significantly with respect to a small amount of change in the distance D. That is, the transmittance response to the distance D is improved.
  • No metal film is formed on the dielectric substrate 21.
  • a plurality of unit cells 22a are formed on the meta surface substrate 22.
  • the unit cell 22a is a metal film pattern.
  • the size of the unit cell 22a may differ depending on the position on the dielectric substrate 21.
  • the unit cell 22a may have the same shape, or may have a different shape depending on the position on the dielectric substrate 21.
  • the shape of the unit cell 22a differs depending on the position on the dielectric substrate 21, for example, the width of the gap described in FIGS. 4A-4D below may differ depending on the position on the dielectric substrate 21.
  • the unit cell 22a is formed on the surface of the metasurface substrate 22 facing the dielectric substrate 21.
  • the size (length x width) of the unit cell 22a is set to, for example, 1/10 or more and 1/5 or less of the wavelength of the incident radio wave.
  • 4A-4D is a diagram showing a pattern example of the unit cell 22a.
  • the unit cell 22a formed on the meta-surface substrate 22 may have the pattern shape shown in FIGS. 4A-4D.
  • the unit cell 22a has a pattern shape in which the electric field is locally concentrated.
  • the unit cell 22a has a gap G1 as shown in FIGS. 4A-4D.
  • the electric field is locally concentrated in the gap G1 of the unit cell 22a.
  • the pattern shape of the unit cell 22a formed on the meta surface substrate 22 may be one type or a combination of two or more types.
  • the unit cell 22a formed on the meta-surface substrate 22 may be a combination of two or more of the pattern shapes shown in FIGS. 4A-4D.
  • FIG. 5 is a side sectional view showing an example of the meta surface unit 20.
  • the same components as those in FIGS. 3A-3C are designated by the same reference numerals.
  • the meta-surface unit 20 has a connecting member 31.
  • the connecting members 31 are provided at the four corners of the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22, for example, and connect the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • the connecting member 31 has an adjusting unit 32.
  • the adjusting unit 32 may be, for example, a piezoelectric actuator.
  • the adjusting unit 32 expands and contracts according to the control of the control unit 203, and adjusts (changes) the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • the adjusting unit 32 may be paraphrased as an actuator.
  • the dielectric substrate 21 when the adjusting portion 32 is extended, the dielectric substrate 21 is separated from the metasurface substrate 22, and the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 is increased.
  • the adjusting portion 32 shrinks, the dielectric substrate 21 approaches the metasurface substrate 22, and the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 decreases.
  • the adjusting portions 32 of the four connecting members 31 provided at the four corners of the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be expanded and contracted with the same size, or each may be expanded and contracted with different sizes. ..
  • the adjusting portions 32 of the four connecting members 31 provided at the four corners of the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be partially elongated and the rest may be contracted.
  • the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be in a parallel state. Further, the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be changed in a parallel state.
  • the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be in a non-parallel state (for example, the dielectric substrate 21 is tilted with respect to the metasurface substrate 22). can). Further, the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be changed in a non-parallel state.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing another example of the meta surface unit 20.
  • the same components as those in FIGS. 3A-3C are designated by the same reference numerals.
  • the meta-surface unit 20 has a connecting member 41.
  • the connecting members 41 are provided at the four corners of the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22, for example, and connect the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • the connecting member 41 has an adjusting unit 42.
  • the adjusting unit 42 may be, for example, a piezoelectric actuator.
  • the adjusting unit 42 expands and contracts under the control of the control unit 203 to adjust the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • the dielectric substrate 21 approaches the metasurface substrate 22, and the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 becomes smaller.
  • the adjusting portion 42 contracts, the dielectric substrate 21 separates from the metasurface substrate 22, and the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 increases.
  • the adjusting portions 42 of the four connecting members 41 provided at the four corners of the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be expanded and contracted with the same size, or each may be expanded and contracted with different sizes. ..
  • the adjusting portions 42 of the four connecting members 41 provided at the four corners of the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 may be partially elongated and the rest may be contracted.
  • the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be in a parallel state. Further, the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be changed in a parallel state.
  • the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be in a non-parallel state based on the operation of the adjusting unit 42. Further, the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 can be changed in a non-parallel state.
  • connecting members 31 and 41 may be provided scattered around the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • the adjusting units 32 and 42 are not limited to the piezoelectric actuator.
  • the adjusting units 32 and 42 may be any as long as they can adjust the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • the adjusting units 32 and 42 may be tubes for taking in and out air.
  • 7A-7D are diagrams illustrating an example of the transmittance of the meta surface unit 20.
  • 7A-7D show the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22.
  • Arrow A21 shown in FIGS. 7A-7D indicates an incident wave of radio waves.
  • Arrow A22 indicates a reflected wave of radio waves.
  • Arrow A23 indicates a transmitted wave of radio waves.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C show graphs of the transmittance of the metasurface unit 20 with respect to the frequency.
  • the operating frequencies shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C are frequencies of radio waves incident on the metasurface unit 20.
  • the transmittance of the metasurface unit 20 is the smallest at the resonance frequency.
  • the shielding rate (reflectance) of the meta-surface unit 20 is the largest at the resonance frequency.
  • the resonant frequency of the transmittance of the metasurface unit 20 changes according to the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22. For example, as the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 decreases, the resonant frequency of the transmittance of the metasurface unit 20 decreases.
  • FIG. 7A shows a graph of the transmittance of the metasurface unit 20 when the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 is D1.
  • the resonance frequency of the transmittance of the metasurface unit 20 overlaps with the operating frequency.
  • the transmittance of the metasurface unit 20 is the smallest.
  • the shielding rate (reflectance) of the metasurface unit 20 is the largest.
  • the resonance frequency of the transmittance when the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 is D1 is adjusted to the operating frequency based on, for example, the pattern shape and size of the unit cell 22a.
  • FIG. 7B shows the transmission of the metasurface unit 20 when the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 is 0 (when the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 are in contact with each other). A graph of the rate is shown. When the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 is 0, the resonance frequency of the transmittance of the metasurface unit 20 shifts to a frequency lower than the operating frequency.
  • the transmittance of the metasurface unit 20 becomes large. In other words, the shielding rate (reflectance) of the meta surface unit 20 becomes smaller.
  • the transmittance when the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 is 0 can be adjusted to be the largest based on the pattern shape and size of the unit cell 22a.
  • FIG. 7C shows a graph of the transmittance of the metasurface unit 20 when the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 is greater than 0 and smaller than D1 (when the distance is D2).
  • the resonance frequency of the transmittance of the metasurface unit 20 is between the resonance frequency shown in FIG. 7A and the resonance frequency shown in FIG. 7B.
  • the meta-surface unit 20 can transmit a part of the incident radio wave and reflect a part of the radio wave.
  • the state in which the metasurface unit 20 transmits a part of the radio wave and reflects a part of the radio wave may be referred to as scattering.
  • FIG. 7D shows a state in which the dielectric substrate 21 is tilted with respect to the metasurface substrate 22.
  • the transmitted radio waves can be deflected.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the transmission direction limiting process. In the example of FIG. 8, it is assumed that the desired wave reaches the antenna 204 via the meta-surface unit 20-1 and the interference wave reaches the antenna 204 via the meta-surface unit 20-2.
  • the terminal 200 sets the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 of the metasurface unit 20-1 so that the transmittance of the metasurface unit 20-1 is maximized. Control. Further, the terminal 200 (control unit 203) controls the distance between the dielectric substrate 21 and the metasurface substrate 22 of the metasurface unit 20-2 so that the transmittance of the metasurface unit 20-2 is minimized. do.
  • the antenna 204 receives the radio wave (desired wave) transmitted through the meta surface unit 20-1.
  • the antenna 204 does not receive the interference wave due to the shielding of the meta surface unit 20-2.
  • the terminal 200 limits the direction in which radio waves are transmitted by controlling the transmission direction limiting unit 205 (metasurface unit 20).
  • the directivity (transmission direction) of radio waves can be controlled in the terminal 200 having a limited antenna space, so that sharp directivity can be formed and the influence of interference waves can be sufficiently reduced.
  • Variation 1 describes a case where the present disclosure is applied to a large antenna such as an in-vehicle antenna.
  • a large antenna can form a certain degree of sharp directivity in multiple directions. By applying the present disclosure to a large antenna, a sharper directivity can be formed.
  • FIG. 9 is a bird's-eye view of the large antenna 204a.
  • the large antenna 204a is arranged on the ceiling of a railway vehicle or the like, and has a cylindrical shape.
  • a transmission direction limiting portion 205a (metasurface unit 20a) is provided on the outer circumference of the large antenna 204a (cylinder side surface).
  • the device having the large antenna 204a controls the transmission direction limiting unit 205a (metasurface unit 20a) so that the transmittance of the desired wave is large and the transmittance of the interference wave is small.
  • the device having the large antenna 204a physically limits the direction in which the radio waves are transmitted by controlling the transmission direction limiting unit 205a (metasurface unit 20a).
  • the directivity (transmission direction) of radio waves can be physically controlled, so that the load of signal processing such as beam control can be reduced.
  • Variation 2 describes a case where the arrival direction of a desired wave is predicted when the terminal 200 moves and the directivity (transmission direction) of the radio wave is controlled based on the prediction result.
  • the terminal 200 stores the arrival direction of the desired desired wave in the past, and predicts the arrival direction of the next desired wave based on the amount of change in the arrival direction.
  • the terminal 200 predicts the arrival direction of the desired wave based on the amount of change in the arrival direction of the desired wave in the past, and the directivity (transmission direction) of the radio wave based on the prediction result. To control. As a result, the beam search time can be shortened.
  • each functional block may be realized by using one device that is physically or logically connected, or directly or indirectly (for example, by two or more devices that are physically or logically separated). , Wired, wireless, etc.) and may be realized using these plurality of devices.
  • the functional block may be realized by combining the software with the one device or the plurality of devices.
  • Functions include judgment, decision, judgment, calculation, calculation, processing, derivation, investigation, search, confirmation, reception, transmission, output, access, solution, selection, selection, establishment, comparison, assumption, expectation, and assumption. Broadcasting, notifying, communicating, forwarding, configuring, reconfiguring, allocating, mapping, assigning, etc., but limited to these I can't.
  • a functional block (component) that functions transmission is called a transmitting unit or a transmitter.
  • the method of realizing each of them is not particularly limited.
  • the base station, terminal, etc. in the embodiment of the present disclosure may function as a computer that processes the wireless communication method of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the terminal according to the embodiment of the present disclosure.
  • the terminal 200 described above may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, and the like.
  • the word “device” can be read as a circuit, device, unit, etc.
  • the hardware configuration of the terminal 200 may be configured to include one or a plurality of each device, or may be configured not to include some devices.
  • the processor 1001 For each function in the terminal 200, by loading predetermined software (program) on hardware such as the processor 1001 and the memory 1002, the processor 1001 performs an calculation, controls communication by the communication device 1004, and controls the communication by the communication device 1004, the memory 1002, and the memory 1002. It is realized by controlling at least one of reading and writing of data in the storage 1003.
  • predetermined software program
  • Processor 1001 operates, for example, an operating system to control the entire computer.
  • the processor 1001 may be configured by a central processing unit (CPU: Central Processing Unit) including an interface with a peripheral device, a control device, an arithmetic unit, a register, and the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • the above-mentioned control unit 203 and the like may be realized by the processor 1001.
  • the processor 1001 reads a program (program code), a software module, data, etc. from at least one of the storage 1003 and the communication device 1004 into the memory 1002, and executes various processes according to these.
  • a program program code
  • a program that causes a computer to execute at least a part of the operations described in the above-described embodiment is used.
  • the control unit 203 of the terminal 200 may be realized by a control program stored in the memory 1002 and operating in the processor 1001, and may be realized in the same manner for other functional blocks.
  • Processor 1001 may be implemented by one or more chips.
  • the program may be transmitted from the network via a telecommunication line.
  • the memory 1002 is a computer-readable recording medium, and is composed of at least one such as a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and a RAM (Random Access Memory). May be done.
  • the memory 1002 may be referred to as a register, a cache, a main memory (main storage device), or the like.
  • the memory 1002 can store a program (program code), a software module, or the like that can be executed to implement the wireless communication method according to the embodiment of the present disclosure.
  • the storage 1003 is a computer-readable recording medium, and is, for example, an optical disk such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disk drive, a flexible disk, an optical magnetic disk (for example, a compact disk, a digital versatile disk, or a Blu-ray). It may consist of at least one (registered trademark) disk), smart card, flash memory (eg, card, stick, key drive), floppy (registered trademark) disk, magnetic strip, and the like.
  • the storage 1003 may be referred to as an auxiliary storage device.
  • the storage medium described above may be, for example, a database, server or other suitable medium containing at least one of the memory 1002 and the storage 1003.
  • the communication device 1004 is hardware (transmission / reception device) for communicating between computers via at least one of a wired network and a wireless network, and is also referred to as, for example, a network device, a network controller, a network card, a communication module, or the like.
  • the communication device 1004 includes, for example, a high frequency switch, a duplexer, a filter, a frequency synthesizer, and the like in order to realize at least one of frequency division duplex (FDD: Frequency Division Duplex) and time division duplex (TDD: Time Division Duplex). It may be composed of.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • TDD Time Division Duplex
  • the input device 1005 is an input device (for example, a keyboard, a mouse, a microphone, a switch, a button, a sensor, etc.) that receives an input from the outside.
  • the output device 1006 is an output device (for example, a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that outputs to the outside.
  • the input device 1005 and the output device 1006 may have an integrated configuration (for example, a touch panel).
  • each device such as the processor 1001 and the memory 1002 is connected by the bus 1007 for communicating information.
  • the bus 1007 may be configured by using a single bus, or may be configured by using a different bus for each device.
  • the terminal 200 includes hardware such as a microprocessor, a digital signal processor (DSP: Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), and an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • DSP Digital Signal Processor
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the hardware may realize a part or all of each functional block.
  • processor 1001 may be implemented using at least one of these hardware.
  • information notification includes physical layer signaling (for example, DCI (Downlink Control Information), UCI (Uplink Control Information)), upper layer signaling (for example, RRC (Radio Resource Control) signaling, MAC (Medium Access Control) signaling, etc. It may be carried out by notification information (MIB (Master Information Block), SIB (System Information Block)), other signals, or a combination thereof.
  • RRC signaling may be referred to as an RRC message, and may be, for example, an RRC Connection Setup message, an RRC Connection Reconfiguration message, or the like.
  • Each aspect / embodiment described in the present disclosure includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), SUPER 3G, IMT-Advanced, 4G (4th generation mobile communication system), and 5G (5th generation mobile communication). system), FRA (Future Radio Access), NR (New Radio), W-CDMA (registered trademark), GSM (registered trademark), CDMA2000, UMB (Ultra Mobile Broadband), IEEE 802.11 (Wi-Fi (registered trademark)) )), LTE 802.16 (WiMAX®), LTE 802.20, UWB (Ultra-WideBand), Bluetooth®, and other systems that utilize and extend based on these. It may be applied to at least one of the next generation systems. Further, a plurality of systems may be applied in combination (for example, a combination of at least one of LTE and LTE-A and 5G).
  • the specific operation performed by the base station in the present disclosure may be performed by its upper node.
  • various operations performed for communication with a terminal are performed by the base station and other network nodes other than the base station (for example, MME or). It is clear that it can be done by at least one of (but not limited to, S-GW, etc.).
  • S-GW network node
  • the case where there is one network node other than the base station is illustrated above, it may be a combination of a plurality of other network nodes (for example, MME and S-GW).
  • Information and the like can be output from the upper layer (or lower layer) to the lower layer (or upper layer). Input / output may be performed via a plurality of network nodes.
  • the input / output information and the like may be stored in a specific location (for example, a memory), or may be managed using a management table. Input / output information and the like can be overwritten, updated, or added. The output information and the like may be deleted. The input information or the like may be transmitted to another device.
  • the determination may be made by a value represented by 1 bit (0 or 1), by a boolean value (Boolean: true or false), or by comparing numerical values (for example, a predetermined value). It may be done by comparison with the value).
  • Software whether referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or other names, is an instruction, instruction set, code, code segment, program code, program, subprogram, software module.
  • Applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executable files, execution threads, procedures, functions, etc. should be broadly interpreted.
  • software, instructions, information, etc. may be transmitted and received via a transmission medium.
  • the software uses at least one of wired technology (coaxial cable, optical fiber cable, twisted pair, digital subscriber line (DSL: Digital Subscriber Line), etc.) and wireless technology (infrared, microwave, etc.) to create a website.
  • wired technology coaxial cable, optical fiber cable, twisted pair, digital subscriber line (DSL: Digital Subscriber Line), etc.
  • wireless technology infrared, microwave, etc.
  • Information, signal The information, signals, etc. described in the present disclosure may be represented using any of a variety of different techniques. For example, data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. that may be referred to throughout the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, light fields or photons, or any of these. It may be represented by a combination of.
  • a channel and a symbol may be a signal (signaling).
  • the signal may be a message.
  • the component carrier CC: Component Carrier
  • CC Component Carrier
  • the information, parameters, etc. described in the present disclosure may be expressed using absolute values, relative values from predetermined values, or using other corresponding information. It may be represented.
  • the radio resource may be one indicated by an index.
  • Base station wireless base station
  • Base Station Wireless Base Station
  • NodeB Wireless Base Station
  • eNodeB eNodeB
  • gNodeB gNodeB
  • Base stations are sometimes referred to by terms such as macrocells, small cells, femtocells, and picocells.
  • the base station can accommodate one or more (for example, three) cells.
  • a base station accommodates multiple cells, the entire coverage area of the base station can be divided into multiple smaller areas, each smaller area being a base station subsystem (eg, a small indoor base station (RRH:)).
  • Communication services can also be provided by Remote Radio Head)).
  • the term "cell” or “sector” refers to part or all of the coverage area of at least one of the base stations and base station subsystems that provide communication services in this coverage.
  • Mobile stations can be used by those skilled in the art as subscriber stations, mobile units, subscriber units, wireless units, remote units, mobile devices, wireless devices, wireless communication devices, remote devices, mobile subscriber stations, access terminals, mobile terminals, wireless. It may also be referred to as a terminal, remote terminal, handset, user agent, mobile client, client, or some other suitable term.
  • At least one of a base station and a mobile station may be referred to as a transmitting device, a receiving device, a communication device, or the like. At least one of the base station and the mobile station may be a device mounted on the mobile body, the mobile body itself, or the like.
  • the moving body may be a vehicle (for example, a car, an airplane, etc.), an unmanned moving body (for example, a drone, an autonomous vehicle, etc.), or a robot (manned or unmanned type). ) May be.
  • at least one of the base station and the mobile station includes a device that does not necessarily move during communication operation.
  • at least one of a base station and a mobile station may be an IoT (Internet of Things) device such as a sensor.
  • IoT Internet of Things
  • the base station in the present disclosure may be read by the user terminal.
  • the communication between the base station and the user terminal is replaced with the communication between a plurality of user terminals (for example, it may be called D2D (Device-to-Device), V2X (Vehicle-to-Everything), etc.).
  • D2D Device-to-Device
  • V2X Vehicle-to-Everything
  • Each aspect / embodiment of the present disclosure may be applied to the configuration.
  • the terminal 200 may have the functions of the above-mentioned base station.
  • words such as "up” and “down” may be read as words corresponding to communication between terminals (for example, "side”).
  • the upstream channel, the downstream channel, and the like may be read as a side channel.
  • the terminal in the present disclosure may be read as a base station.
  • the base station may have the functions of the terminal 200 described above.
  • determining and “determining” as used in this disclosure may include a wide variety of actions.
  • “Judgment” and “decision” are, for example, judgment, calculation, computing, processing, deriving, investigating, looking up, search, inquiry. (For example, searching in a table, database or another data structure), ascertaining may be regarded as “judgment” or “decision”.
  • judgment and “decision” are receiving (for example, receiving information), transmitting (for example, transmitting information), input (input), output (output), and access.
  • Accessing for example, accessing data in memory
  • judgment and “decision” mean that the things such as solving, selecting, choosing, establishing, and comparing are regarded as “judgment” and “decision”. Can include. That is, “judgment” and “decision” may include considering some action as “judgment” and “decision”. Further, “judgment (decision)” may be read as “assuming”, “expecting”, “considering” and the like.
  • connection means any direct or indirect connection or connection between two or more elements, and each other. It can include the presence of one or more intermediate elements between two “connected” or “combined” elements.
  • the connections or connections between the elements may be physical, logical, or a combination thereof.
  • connection may be read as "access”.
  • the two elements use at least one of one or more wires, cables and printed electrical connections, and, as some non-limiting and non-comprehensive examples, the radio frequency domain. Can be considered to be “connected” or “coupled” to each other using electromagnetic energy having wavelengths in the microwave and light (both visible and invisible) regions.
  • the reference signal can also be abbreviated as RS (Reference Signal), and may be called a pilot (Pilot) depending on the applicable standard.
  • RS Reference Signal
  • Pilot Pilot
  • references to elements using designations such as “first”, “second”, etc. does not generally limit the quantity or order of those elements. These designations can be used in the present disclosure as a convenient way to distinguish between two or more elements. Thus, references to the first and second elements do not mean that only two elements can be adopted, or that the first element must somehow precede the second element.
  • each of the above devices may be replaced with a "means”, a “circuit”, a “device”, or the like.
  • the wireless frame may be composed of one or more frames in the time domain. Each one or more frames in the time domain may be referred to as a subframe. Subframes may further consist of one or more slots in the time domain.
  • the subframe may have a fixed time length (eg, 1 ms) that is independent of numerology.
  • the numerology may be a communication parameter that applies to at least one of the transmission and reception of a signal or channel.
  • Numerology includes, for example, subcarrier interval (SCS: SubCarrier Spacing), bandwidth, symbol length, cyclic prefix length, transmission time interval (TTI: Transmission Time Interval), number of symbols per TTI, wireless frame configuration, transmission / reception.
  • SCS SubCarrier Spacing
  • TTI Transmission Time Interval
  • At least one of a specific filtering process performed by the machine in the frequency domain, a specific windowing process performed by the transmitter / receiver in the time domain, and the like may be indicated.
  • the slot may be composed of one or more symbols in the time domain (OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol, SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) symbol, etc.). Slots may be in numerology-based time units.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • the slot may include a plurality of mini slots. Each minislot may consist of one or more symbols in the time domain. Further, the mini slot may be referred to as a sub slot. A minislot may consist of a smaller number of symbols than the slot.
  • a PDSCH (or PUSCH) transmitted in a time unit larger than the minislot may be referred to as a PDSCH (or PUSCH) mapping type A.
  • the PDSCH (or PUSCH) transmitted using the minislot may be referred to as the PDSCH (or PUSCH) mapping type B.
  • the wireless frame, subframe, slot, minislot and symbol all represent the time unit when transmitting a signal.
  • the radio frame, subframe, slot, minislot and symbol may have different names corresponding to each.
  • one subframe may be called a transmission time interval (TTI), a plurality of consecutive subframes may be called TTI, and one slot or one minislot may be called TTI.
  • TTI transmission time interval
  • the unit representing TTI may be called a slot, a mini slot, or the like instead of a subframe.
  • TTI refers to, for example, the minimum time unit of scheduling in wireless communication.
  • the base station schedules each user terminal to allocate radio resources (frequency bandwidth that can be used in each user terminal, transmission power, etc.) in TTI units.
  • the definition of TTI is not limited to this.
  • the TTI may be a transmission time unit such as a channel-encoded data packet (transport block), a code block, or a code word, or may be a processing unit such as scheduling or link adaptation.
  • the time interval for example, the number of symbols
  • the transport block, code block, code word, etc. may be shorter than the TTI.
  • one or more TTIs may be the minimum time unit for scheduling. Further, the number of slots (number of mini-slots) constituting the minimum time unit of the scheduling may be controlled.
  • a TTI having a time length of 1 ms may be referred to as a normal TTI (TTI in LTE Rel. 8-12), a normal TTI, a long TTI, a normal subframe, a normal subframe, a long subframe, a slot, or the like.
  • a TTI shorter than a normal TTI may be referred to as a shortened TTI, a short TTI, a partial TTI (partial or fractional TTI), a shortened subframe, a short subframe, a minislot, a subslot, a slot, or the like.
  • the long TTI (for example, normal TTI, subframe, etc.) may be read as a TTI having a time length of more than 1 ms, and the short TTI (for example, shortened TTI, etc.) is less than the TTI length of the long TTI and 1 ms. It may be read as a TTI having the above TTI length.
  • the resource block (RB) is a resource allocation unit in the time domain and the frequency domain, and may include one or a plurality of continuous subcarriers in the frequency domain.
  • the number of subcarriers contained in the RB may be the same regardless of the numerology, and may be, for example, 12.
  • the number of subcarriers contained in the RB may be determined based on numerology.
  • the time domain of the RB may include one or more symbols, and may have a length of 1 slot, 1 mini slot, 1 subframe, or 1 TTI.
  • Each 1TTI, 1 subframe, etc. may be composed of one or a plurality of resource blocks.
  • One or more RBs include a physical resource block (PRB: Physical RB), a sub-carrier group (SCG: Sub-Carrier Group), a resource element group (REG: Resource Element Group), a PRB pair, an RB pair, and the like. May be called.
  • PRB Physical resource block
  • SCG Sub-Carrier Group
  • REG Resource Element Group
  • PRB pair an RB pair, and the like. May be called.
  • the resource block may be composed of one or a plurality of resource elements (RE: Resource Element).
  • RE Resource Element
  • 1RE may be a radio resource area of 1 subcarrier and 1 symbol.
  • Bandwidth Part (which may also be called partial bandwidth) may represent a subset of consecutive common resource blocks (RBs) for a neurology in a carrier. good.
  • the common RB may be specified by the index of the RB with respect to the common reference point of the carrier.
  • PRBs may be defined in a BWP and numbered within that BWP.
  • the BWP may include a BWP for UL (UL BWP) and a BWP for DL (DL BWP).
  • UL BWP UL BWP
  • DL BWP DL BWP
  • One or more BWPs may be set in one carrier for the UE.
  • At least one of the configured BWPs may be active, and the UE may not expect to send or receive a given signal / channel outside the active BWP.
  • “cell”, “carrier” and the like in this disclosure may be read as “BWP”.
  • the above-mentioned structures such as wireless frames, subframes, slots, minislots and symbols are merely examples.
  • the number of subframes contained in a wireless frame the number of slots per subframe or wireless frame, the number of minislots contained in a slot, the number of symbols and RBs contained in a slot or minislot, and included in the RB.
  • the number of subcarriers, the number of symbols in the TTI, the symbol length, the cyclic prefix (CP: Cyclic Prefix) length, and other configurations can be changed in various ways.
  • the term "A and B are different” may mean “A and B are different from each other”.
  • the term may mean that "A and B are different from C”.
  • Terms such as “separate” and “combined” may be interpreted in the same way as “different”.
  • each aspect / embodiment described in the present disclosure may be used alone, in combination, or switched with execution.
  • the notification of predetermined information (for example, the notification of "being X") is not limited to the explicit one, but is performed implicitly (for example, the notification of the predetermined information is not performed). May be good.
  • One aspect of the present disclosure is useful, for example, in a wireless communication system.
  • Terminal 201 Receiving unit 202 Transmitting unit 203 Control unit 204 Antenna 204a Large antenna 205, 205a Transmission direction limiting unit 20, 20a Metasurface unit 21 Dielectric substrate 22 Metasurface substrate 22a Unit cell 31 Connecting member 32 Adjusting unit 41 Connecting member 42 Adjustment part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)
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Abstract

端末(200)は、所望波の到来方向あるいは干渉波の到来方向に基づいて電波を透過させる方向を決定する制御部(203)と、アンテナ(204)の近傍に設けられ、制御部(203)の決定に従って、電波を透過させる方向を制限する透過方向制限部(205)と、を具備する。透過方向制限部(205)は、メタサーフェス基板と、前記メタサーフェス基板に対向して配置される誘電体基板と、を有する複数のメタサーフェスユニットを有する。制御部(203)は、各メタサーフェスユニットのメタサーフェス基板と誘電体基板との間の距離を調整する。

Description

端末及び通信方法
 本開示は、端末及び通信方法に関する。
 Universal Mobile Telecommunication System(UMTS)ネットワークにおいて、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション(Long Term Evolution(LTE))が仕様化された。また、LTEからの更なる広帯域化および高速化を目的として、LTEの後継システムも検討されている。LTEの後継システムには、例えば、LTE-Advanced(LTE-A)、Future Radio Access(FRA)、5th generation mobile communication system(5G)、5G plus(5G+)、Radio Access Technology(New-RAT)、New Radio(NR)などと呼ばれるシステムがある。
 5G以降の無線通信システムでは、高周波数帯(ミリ波帯)の電波を利用し、高速、大容量および低遅延の無線通信を実現する。高周波数帯の電波は、直進性が高く、基地局からの見通し外エリアにおいて通信品質が著しく劣化する。
 また、5Gでは、信号伝送の更なる高速化及び干渉低減を図るために、高周波数帯において多数のアンテナ素子(例えば、100素子以上)を用いて鋭い指向性を形成する大規模(Massive)MIMO(Multiple Input Multiple Output)が用いられている(例えば、非特許文献1)。
 さらに、5Gでは、爆発的に増加する移動通信トラヒックに対応するため、高周波数帯を使用するスモールセルとMassive MIMOとを組み合わせた無線通信システムが検討されている。これにより、広帯域の通信が可能となるとともに、高周波数帯での伝播損失の補償、または、複数ストリームの空間多重が可能となる。
 しかしながら、小型の装置である端末は、アンテナスペースが限られるため、アンテナ素子数も限られてしまい、鋭い指向性を形成しにくい。このため、所望波の到来方向以外から到来する干渉波(遅延波、反射波)の影響を十分に低減できず、受信品質の劣化が懸念される。
 本開示の目的の一つは、限られたアンテナスペースの端末において、干渉波の影響を十分に低減することにある。
 本開示の一態様に係る端末は、所望波の到来方向あるいは干渉波の到来方向に基づいて電波を透過させる方向を決定する制御部と、前記制御部の決定に従って、電波を透過させる方向を制限する透過方向制限部と、を具備する。
 本開示の一態様に係る端末の通信方法は、所望波の到来方向あるいは干渉波の到来方向に基づいて電波を透過させる方向を決定し、前記決定に従って、電波を透過させる方向を制限する。
 本開示によれば、限られたアンテナスペースの端末において、干渉波の影響を十分に低減できる。
無線通信システムの構成の一例を示す図である。 端末の構成の一例を示すブロック図である。 メタサーフェスユニットの一例を示した斜視図である。 メタサーフェスユニットの誘電体基板の一例を示した斜視図である。 メタサーフェスユニットのメタサーフェス基板の一例を示した斜視図である。 単位セルのパターン例を示した図である。 単位セルのパターン例を示した図である。 単位セルのパターン例を示した図である。 単位セルのパターン例を示した図である。 メタサーフェスユニットの一例を示した側断面図である。 メタサーフェスユニットの別の一例を示した側断面図である。 メタサーフェスユニットの反射率および透過率の一例を説明する図である。 メタサーフェスユニットの反射率および透過率の一例を説明する図である。 メタサーフェスユニットの反射率および透過率の一例を説明する図である。 メタサーフェスユニットの反射率および透過率の一例を説明する図である。 透過方向制限処理の一例を示す図である。 大型アンテナの俯瞰図である。 基地局及び端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
 以下、図面を適宜参照して、実施の形態について説明する。本明細書の全体を通じて同一要素には、特に断らない限り、同一符号を付す。添付の図面と共に以下に記載される事項は、例示的な実施の形態を説明するためのものであり、唯一の実施の形態を示すためのものではない。例えば、実施の形態において動作の順序が示された場合、動作の順序は、全体的な動作として矛盾が生じない範囲で、適宜に変更されてもよい。
 複数の実施形態及び/又は変形例を例示した場合、或る実施形態及び/又は変形例における一部の構成、機能及び/又は動作は、矛盾の生じない範囲で、他の実施形態及び/又は変形例に含まれてもよいし、他の実施形態及び/又は変形例の対応する構成、機能及び/又は動作に置き換えられてもよい。
 また、実施の形態において、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、説明が不必要に冗長になること、及び/又は、技術的な事項又は概念が曖昧になることを回避して当業者の理解を容易にするために、公知又は周知の技術的な事項の詳細説明を省略する場合がある。また、実質的に同一の構成、機能及び/又は動作についての重複説明を省略する場合がある。
 添付図面および以下の説明は、実施の形態の理解を助けるために提供されるものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。また、以下の説明で使われる用語は、当業者の理解を助けるために他の用語に適宜に読み替えられてもよい。
 <無線通信システムの構成>
 図1は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す。図1に示す無線通信システム1は、複数の送信点10a~10i及び信号処理装置11を含む基地局(無線基地局又はgNBと呼ぶこともある)100と、少なくとも1つの端末(無線端末又はUE(User Equipment)と呼ぶこともある)200を、を備える。
 送信点10a~10iの各々は、1以上のアンテナ素子を有する。また、送信点10a~10iの各々は、信号処理装置11と接続されている。なお、送信点10は、「無線送受信器」、「張出局」又は「RRH(Remote Radio Head)」と呼ばれることもある。また、信号処理装置は、「BBU(Baseband processing Unit)」と呼ばれることもある。
 送信点10a~10iは、配下(例えば、セル内)の端末200と無線通信を行う。基地局100は、端末200の移動に応じて、送信点10a~10iの中から少なくとも1つの送信点10を選択する。選択された送信点10が端末200に対して信号を伝送する。
 信号処理装置11は、端末200に送信する信号の信号処理を行う。信号処理された信号は、送信点10a~10iの少なくとも1つに出力され、端末200に無線送信される。また、信号処理装置11は、送信点10a~10iが受信した端末200からの信号を、送信点10a~10iからそれぞれ受信する。
 <端末の構成>
 図2は、端末200の構成の一例を示すブロック図である。端末200は、例えば、受信部201と、送信部202と、制御部203と、アンテナ204と、透過方向制限部205と、を含む。端末200は、例えば、基地局100(送信点10)と無線によって通信する。
 受信部201は、基地局100から送信された無線周波数の下り(downlink, DL)信号を、アンテナ204を介して受信し、制御部203による制御の下に、DL信号に対してダウンコンバート、復調処理、複合処理等の受信処理を行う。
 送信部202は、制御部203による制御の下に、上り(uplink, UL)に対して符号化処理、変調処理、アップコンバート等の送信処理を行い、無線周波数のUL信号を、アンテナ204を介して基地局100へ送信する。
 制御部203は、受信部201における受信処理、及び、送信部202における送信処理を含む、端末200の通信動作を制御する。例えば、制御部203は、上位レイヤからデータおよび制御情報等を受信し、送信部202へ出力する。また、制御部203は、例えば、受信部201から受信したデータおよび制御情報等を上位レイヤへ出力する。
 さらに、制御部203は、所望波の到来方向あるいは干渉波の到来方向に基づいて電波を透過させる方向を決定し、所望波を透過させ、干渉波を遮蔽するように透過方向制限部205を制御する。
 透過方向制限部205は、アンテナ204に近接して設けられ、制御部203による制御の下に、電波を透過させる方向、すなわち、アンテナ204における電波の受信方向および送信方向(放射方向)を制限する。なお、透過方向制限部205の構成の詳細については後述する。
 <透過方向制限部の構成>
 次に、透過方向制限部205の構成の詳細について説明する。
 透過方向制限部205は、メタサーフェスを用いて、電波を透過させる方向を制限する。メタサーフェスとは、波長に対して小さい構造体を周期配置して任意の誘電率・透磁率を実現する人工媒質(メタマテリアル)の一種であり、構造体の周期配置を2次元とした人工表面である。メタサーフェスは、表面に入射した電波の反射位相を制御できる特徴を有している。
 透過方向制限部205は、複数のメタサーフェスユニット20を有する。図3Aは、メタサーフェスユニット20の一例を示した斜視図である。図3Bは、メタサーフェスユニット20の誘電体基板21の一例を示した斜視図である。図3Cは、メタサーフェスユニット20のメタサーフェス基板22の一例を示した斜視図である。
 メタサーフェスユニット20は、誘電体基板21と、メタサーフェス基板22と、を有する。なお、誘電体基板21は、可動基板と称されてもよい。メタサーフェス基板22は、メタサーフェス反射板と称されてもよいし、メタサーフェスと称されてもよい。
 誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、例えば、四角形状を有する。なお、メタサーフェスユニット20は、図3A-図3Cに図示してないが、誘電体基板21とメタサーフェス基板22とを連結する連結部材を有する(例えば、図5および図6を参照)。
 誘電体基板21とメタサーフェス基板22とは、図3Aに示すように、対向して配置される。基地局100から送信された電波は、メタサーフェス基板22の、誘電体基板21と対向する面とは反対側の面から入射される。例えば、基地局100から送信された電波は、図3Aの矢印A11に示す方向から入射される。
 透過方向制限部205は、制御部203による制御の下に、各メタサーフェスユニット20の誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離を変え、電波の透過率を変える。例えば、透過方向制限部205は、図3Aに示す、誘電体基板21とメタサーフェス基板22とが対向する面の間の距離Dを変える。距離Dは、例えば、入射する電波の周波数が28GHzの場合、0μm以上、500μm以下の範囲で可変される。誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の間隙と言い換えられてもよい。
 誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、例えば、ガラス、テフロン(登録商標)、またはアクリル樹脂の材料を用いて形成されてもよい。また、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、プリント基板を用いて形成されてもよい。また、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、同じ材料によって形成されてもよいし、異なる材料によって形成されてもよい。
 誘電体基板21およびメタサーフェス基板22に、異なる材料を用いる場合には、誘電体基板21の誘電率が、メタサーフェス基板22の誘電率より大きくなるように材料を選択するのが好ましい。誘電体基板21の誘電率を、メタサーフェス基板22の誘電率より大きくすると、メタサーフェスユニット20の透過率は、距離Dの小さな変化量に対し、大きく変化する。つまり、距離Dに対する透過率の応答が向上する。
 誘電体基板21上には、金属膜は形成されない。一方、メタサーフェス基板22上には、図3Cに示すように、単位セル22aが複数形成される。単位セル22aは、金属膜のパターンである。
 単位セル22aは、誘電体基板21上の位置によって大きさが異なってもよい。単位セル22aは、同一形状を有してもよいし、誘電体基板21上の位置によって形状が異なってもよい。単位セル22aは、誘電体基板21上の位置によって形状が異なる場合、例えば、以下の図4A-図4Dにて説明するギャップの幅が、誘電体基板21上の位置によって異なってもよい。
 単位セル22aは、メタサーフェス基板22の、誘電体基板21と対向する側の面に形成される。単位セル22aの大きさ(縦×横)は、例えば、入射する電波の波長の1/10以上、1/5以下に設定される。
 図4A-図4Dは、単位セル22aのパターン例を示した図である。メタサーフェス基板22上に形成される単位セル22aは、図4A-図4Dに示すパターン形状であってもよい。
 単位セル22aは、電界が局所的に集中するパターン形状を有する。例えば、単位セル22aは、図4A-図4Dに示すように、ギャップG1を有する。電界は、単位セル22aのギャップG1に局所的に集中する。この構成により、メタサーフェスユニット20の透過率は、距離Dの小さな変化量に対し、大きく変化する。
 メタサーフェス基板22上に形成される単位セル22aのパターン形状は、1種類であってもよいし、2種類以上の組み合わせてもよい。例えば、メタサーフェス基板22上に形成される単位セル22aは、図4A-図4Dに示すパターン形状のうちの2以上の組み合わせであってもよい。
 図5は、メタサーフェスユニット20の一例を示した側断面図である。図5において、図3A-図3Cと同じ構成要素には同じ符号が付してある。
 図5に示すように、メタサーフェスユニット20は、連結部材31を有する。連結部材31は、例えば、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22の四隅に設けられ、誘電体基板21とメタサーフェス基板22とを連結する。
 連結部材31は、調整部32を有する。調整部32は、例えば、圧電アクチュエータであってもよい。調整部32は、制御部203の制御に応じて伸縮し、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離を調整する(変える)。なお、調整部32は、アクチュエータと言い換えられてもよい。
 図5の例では、調整部32が伸びると、誘電体基板21がメタサーフェス基板22から離れ、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は大きくなる。調整部32が縮むと、誘電体基板21がメタサーフェス基板22に近づき、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は小さくなる。
 誘電体基板21およびメタサーフェス基板22の四隅に設けられた4つの連結部材31の調整部32は、各々が同じ大きさで伸縮してもよいし、各々が異なる大きさで伸縮してもよい。誘電体基板21およびメタサーフェス基板22の四隅に設けられた4つの連結部材31の調整部32は、4つのうちの一部が伸び、残りが縮んでもよい。
 この調整部32の動作に基づいて、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、平行状態をとることができる。また、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は、平行状態において変化させることができる。
 また、調整部32の動作に基づいて、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、非平行状態をとることができる(例えば、誘電体基板21を、メタサーフェス基板22に対して傾けた状態にできる)。また、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は、非平行状態において変化させることができる。
 図6は、メタサーフェスユニット20の別の一例を示した側断面図である。図6において、図3A-図3Cと同じ構成要素には同じ符号が付してある。
 図6に示すように、メタサーフェスユニット20は、連結部材41を有する。連結部材41は、例えば、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22の四隅に設けられ、誘電体基板21とメタサーフェス基板22とを連結する。
 連結部材41は、調整部42を有する。調整部42は、例えば、圧電アクチュエータであってもよい。調整部42は、制御部203の制御に応じて伸縮し、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離を調整する。
 図6の例では、調整部42が伸びると、誘電体基板21がメタサーフェス基板22に近づき、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は小さくなる。調整部42が縮むと、誘電体基板21がメタサーフェス基板22から離れ、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は大きくなる。
 誘電体基板21およびメタサーフェス基板22の四隅に設けられた4つの連結部材41の調整部42は、各々が同じ大きさで伸縮してもよいし、各々が異なる大きさで伸縮してもよい。誘電体基板21およびメタサーフェス基板22の四隅に設けられた4つの連結部材41の調整部42は、4つのうちの一部が伸び、残りが縮んでもよい。
 この調整部42の動作に基づいて、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、平行状態をとることができる。また、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は、平行状態において変化させることができる。
 また、調整部42の動作に基づいて、誘電体基板21およびメタサーフェス基板22は、非平行状態をとることができる。また、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離は、非平行状態において変化させることができる。
 なお、連結部材31,41は、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との周囲に点在して設けられてもよい。
 また、調整部32,42は、圧電アクチュエータに限られない。調整部32,42は、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離を調整できるものであればよい。例えば、調整部32,42は、空気を出し入れするチューブであってもよい。
 図7A-図7Dは、メタサーフェスユニット20の透過率の一例を説明する図である。図7A-図7Dには、誘電体基板21と、メタサーフェス基板22とが示してある。図7A-図7Dに示す矢印A21は、電波の入射波を示す。矢印A22は、電波の反射波を示す。矢印A23は、電波の透過波を示す。
 図7A、図7B、および図7Cには、メタサーフェスユニット20の周波数に対する透過率のグラフが示してある。図7A、図7B、および図7Cに示す動作周波数は、メタサーフェスユニット20に入射される電波の周波数である。
 図7A、図7B、および図7Cのグラフに示すように、メタサーフェスユニット20の透過率は、共振周波数において最も小さくなる。メタサーフェスユニット20の遮蔽率(反射率)は、共振周波数において最も大きくなる。
 メタサーフェスユニット20の透過率の共振周波数は、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離に応じて変化する。例えば、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離が近づくにつれ、メタサーフェスユニット20の透過率の共振周波数は、小さくなる。
 図7Aには、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離がD1の場合の、メタサーフェスユニット20の透過率のグラフが示してある。誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離がD1の場合、メタサーフェスユニット20の透過率の共振周波数は、動作周波数に重なっている。
 すなわち、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離がD1の場合、メタサーフェスユニット20の透過率は、最も小さくなる。別言すれば、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離がD1の場合、メタサーフェスユニット20の遮蔽率(反射率)は、最も大きくなる。
 なお、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離がD1のときの透過率の共振周波数は、例えば、単位セル22aのパターン形状および大きさ等に基づいて、動作周波数に合わせられる。
 図7Bには、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離が0の場合の(誘電体基板21とメタサーフェス基板22とが接触している場合の)、メタサーフェスユニット20の透過率のグラフが示してある。誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離が0の場合、メタサーフェスユニット20の透過率の共振周波数は、動作周波数より下方の周波数にずれる。
 すなわち、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離が0の場合、メタサーフェスユニット20の透過率は、大きくなる。別言すれば、メタサーフェスユニット20の遮蔽率(反射率)は、小さくなる。
 なお、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離が0の場合における透過率は、単位セル22aのパターン形状および大きさ等に基づいて、最も大きくなるように調整できる。
 図7Cには、誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離が0より大きく、D1より小さい場合(距離D2の場合)の、メタサーフェスユニット20の透過率のグラフが示してある。誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離がD2の場合、メタサーフェスユニット20の透過率の共振周波数は、図7Aに示した共振周波数と、図7Bに示した共振周波数との間に位置する。
 従って、メタサーフェスユニット20は、入射される電波の一部を透過し、電波の一部を反射できる。なお、メタサーフェスユニット20が、電波の一部を透過し、電波の一部を反射する状態を、散乱と称してもよい。
 図7Dには、誘電体基板21を、メタサーフェス基板22に対して傾けた状態が示してある。誘電体基板21を、メタサーフェス基板22に対して傾けた場合、透過する電波を偏向できる。
 図8は、透過方向制限処理の一例を示す図である。図8の例では、所望波がメタサーフェスユニット20-1を介してアンテナ204に到達し、干渉波がメタサーフェスユニット20-2を介してアンテナ204に到達しているものとする。
 この場合、端末200(制御部203)は、メタサーフェスユニット20-1の透過率が最も大きくなるように、メタサーフェスユニット20-1の誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離を制御する。また、端末200(制御部203)は、メタサーフェスユニット20-2の透過率が最も小さくなるように、メタサーフェスユニット20-2の誘電体基板21とメタサーフェス基板22との間の距離を制御する。
 これにより、アンテナ204は、メタサーフェスユニット20-1を透過した電波(所望波)を受信する。一方、アンテナ204は、メタサーフェスユニット20-2の遮蔽によって、干渉波を受信しない。
 以上のように、上述した実施の形態によれば、端末200(制御部203)が、透過方向制限部205(メタサーフェスユニット20)を制御することにより、電波を透過させる方向を制限する。
 これにより、限られたアンテナスペースの端末200において、電波の指向性(透過方向)を制御できるので、鋭い指向性を形成でき、干渉波の影響を十分に低減できる。
 なお、本開示では、電波を透過させる方向を、複数形成することができる。これにより、反射波を利用する受信処理を行う場合等に、受信品質をより向上させることができる。
 (バリエーション1)
 バリエーション1では、車載アンテナ等の大型のアンテナに本開示を適用する場合について説明する。
 大型アンテナは、複数の方向に、ある程度の鋭い指向性を形成できる。大型のアンテナに本開示を適用することにより、さらに鋭い指向性を形成できる。
 図9は、大型アンテナ204aの俯瞰図である。図9の例において、大型アンテナ204aは、鉄道車両の天井部等に配置されるものであり、円柱形状を有するものとする。
 図9に示すように、大型アンテナ204a(円柱側面)の外周には、透過方向制限部205a(メタサーフェスユニット20a)が設けられる。
 この場合、大型アンテナ204aを有する装置は、所望波の透過率が大きく、かつ、干渉波の透過率が小さくなるように、透過方向制限部205a(メタサーフェスユニット20a)を制御する。
 以上のように、バリエーション1によれば、大型アンテナ204aを有する装置が、透過方向制限部205a(メタサーフェスユニット20a)を制御することにより、電波を透過させる方向を物理的に制限する。
 これにより、電波の指向性(透過方向)を物理的に制御できるので、ビーム制御等の信号処理の負荷を削減できる。
 (バリエーション2)
 バリエーション2では、端末200が移動する場合に、所望波の到来方向を予測し、予測結果に基づいて電波の指向性(透過方向)を制御する場合について説明する。
 この場合、端末200は、過去の所望波の到来方向を記憶し、到来方向の変化量に基づいて、次回の所望波の到来方向を予測する。
 例えば、過去の受信タイミングt-1における所望波の到来方向がθ-1であり、現在の受信タイミングtにおける所望波の到来方向がθである場合、受信タイミングt-1から受信タイミングtまでの到来方向の変化量αは、α=θ-θ-1となる。
 端末200は、次の受信タイミングtにおける所望波の到来方向θを、θ=θ+α=2θ-θ-1と予測する。そして、端末200は、予測した所望波の到来方向において電波を透過させるように、電波の指向性(透過方向)を制御する。
 以上のように、バリエーション2によれば、端末200が、過去の所望波の到来方向の変化量に基づいて所望波の到来方向を予測し、予測結果に基づいて電波の指向性(透過方向)を制御する。これにより、ビームサーチの時間を短縮できる。
 以上、実施の形態について説明した。
 (ハードウェア構成)
 なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
 機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信部(transmitting unit)または送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。
 例えば、本開示の一実施の形態における基地局、端末などは、本開示の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図10は、本開示の一実施の形態に係る端末のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の端末200は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
 なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。端末200のハードウェア構成は、各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
 端末200における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることによって、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信を制御したり、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。
 プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)によって構成されてもよい。例えば、上述の制御部203などは、プロセッサ1001によって実現されてもよい。
 また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール、データなどを、ストレージ1003及び通信装置1004の少なくとも一方からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態において説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、端末200の制御部203は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001において動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001によって実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップによって実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
 メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つによって構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本開示の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
 ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つによって構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及びストレージ1003の少なくとも一方を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
 通信装置1004は、有線ネットワーク及び無線ネットワークの少なくとも一方を介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。通信装置1004は、例えば周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)及び時分割複信(TDD:Time Division Duplex)の少なくとも一方を実現するために、高周波スイッチ、デュプレクサ、フィルタ、周波数シンセサイザなどを含んで構成されてもよい。例えば、上述の受信部201および送信部202などは、通信装置1004によって実現されてもよい。
 入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
 また、プロセッサ1001、メモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007によって接続される。バス1007は、単一のバスを用いて構成されてもよいし、装置間ごとに異なるバスを用いて構成されてもよい。
 また、端末200は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つを用いて実装されてもよい。
 (情報の通知、シグナリング)
 情報の通知は、本開示において説明した態様/実施形態に限られず、他の方法を用いて行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
 (適用システム)
 本開示において説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、FRA(Future Radio Access)、NR(New Radio)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて(例えば、LTE及びLTE-Aの少なくとも一方と5Gとの組み合わせ等)適用されてもよい。
 (処理手順等)
 本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
 (基地局の動作)
 本開示において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つ又は複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局及び基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MME又はS-GWなどが考えられるが、これらに限られない)の少なくとも1つによって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MME及びS-GW)であってもよい。
 (入出力の方向)
 情報等(※「情報、信号」の項目参照)は、上位レイヤ(又は下位レイヤ)から下位レイヤ(又は上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
 (入出力された情報等の扱い)
 入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
 (判定方法)
 判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
 (ソフトウェア)
 ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
 また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)及び無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。
 (情報、信号)
 本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
 なお、本開示において説明した用語及び本開示の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及びシンボルの少なくとも一方は信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)は、キャリア周波数、セル、周波数キャリアなどと呼ばれてもよい。
 (「システム」、「ネットワーク」)
 本開示において使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
 (パラメータ、チャネルの名称)
 また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスによって指示されるものであってもよい。
 上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的な名称ではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本開示で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)及び情報要素は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的な名称ではない。
 (基地局(無線基地局))
 本開示においては、「基地局(BS:Base Station)」、「無線基地局」、「固定局(fixed station)」、「NodeB」、「eNodeB(eNB)」、「gNodeB(gNB)」、「アクセスポイント(access point)」、「送信ポイント(transmission point)」、「受信ポイント(reception point)」、「送受信ポイント(transmission/reception point)」、「セル」、「セクタ」、「セルグループ」、「キャリア」、「コンポーネントキャリア」などの用語は、互換的に使用され得る。基地局は、マクロセル、スモールセル、フェムトセル、ピコセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
 基地局は、1つ又は複数(例えば、3つ)のセルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局(RRH:Remote Radio Head))によって通信サービスを提供することもできる。「セル」又は「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局及び基地局サブシステムの少なくとも一方のカバレッジエリアの一部又は全体を指す。
 (端末)
 本開示においては、「移動局(MS:Mobile Station)」、「ユーザ端末(user terminal)」、「ユーザ装置(UE:User Equipment)」、「端末」などの用語は、互換的に使用され得る。
 移動局は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、又はいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
 (基地局/移動局)
 基地局及び移動局の少なくとも一方は、送信装置、受信装置、通信装置などと呼ばれてもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、移動体に搭載されたデバイス、移動体自体などであってもよい。当該移動体は、乗り物(例えば、車、飛行機など)であってもよいし、無人で動く移動体(例えば、ドローン、自動運転車など)であってもよいし、ロボット(有人型又は無人型)であってもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、必ずしも通信動作時に移動しない装置も含む。例えば、基地局及び移動局の少なくとも一方は、センサなどのIoT(Internet of Things)機器であってもよい。
 また、本開示における基地局は、ユーザ端末で読み替えてもよい。例えば、基地局及びユーザ端末間の通信を、複数のユーザ端末間の通信(例えば、D2D(Device-to-Device)、V2X(Vehicle-to-Everything)などと呼ばれてもよい)に置き換えた構成について、本開示の各態様/実施形態を適用してもよい。この場合、上述の基地局が有する機能を端末200が有する構成としてもよい。また、「上り」及び「下り」などの文言は、端末間通信に対応する文言(例えば、「サイド(side)」)で読み替えられてもよい。例えば、上りチャネル、下りチャネルなどは、サイドチャネルで読み替えられてもよい。
 同様に、本開示における端末は、基地局で読み替えてもよい。この場合、上述の端末200が有する機能を基地局が有する構成としてもよい。
 (用語の意味、解釈)
 本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。
 「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」で読み替えられてもよい。本開示で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及びプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
 参照信号は、RS(Reference Signal)と略称することもでき、適用される標準によってパイロット(Pilot)と呼ばれてもよい。
 本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
 「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第1及び第2の要素への参照は、2つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
 上記の各装置の構成における「部」を、「手段」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
 本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
 無線フレームは時間領域において1つ又は複数のフレームによって構成されてもよい。時間領域において1つ又は複数の各フレームはサブフレームと呼ばれてもよい。サブフレームは更に時間領域において1つ又は複数のスロットによって構成されてもよい。サブフレームは、ニューメロロジー(numerology)に依存しない固定の時間長(例えば、1ms)であってもよい。
 ニューメロロジーは、ある信号又はチャネルの送信及び受信の少なくとも一方に適用される通信パラメータであってもよい。ニューメロロジーは、例えば、サブキャリア間隔(SCS:SubCarrier Spacing)、帯域幅、シンボル長、サイクリックプレフィックス長、送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)、TTIあたりのシンボル数、無線フレーム構成、送受信機が周波数領域において行う特定のフィルタリング処理、送受信機が時間領域において行う特定のウィンドウイング処理などの少なくとも1つを示してもよい。
 スロットは、時間領域において1つ又は複数のシンボル(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル、SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)シンボル等)で構成されてもよい。スロットは、ニューメロロジーに基づく時間単位であってもよい。
 スロットは、複数のミニスロットを含んでもよい。各ミニスロットは、時間領域において1つ又は複数のシンボルによって構成されてもよい。また、ミニスロットは、サブスロットと呼ばれてもよい。ミニスロットは、スロットよりも少ない数のシンボルによって構成されてもよい。ミニスロットより大きい時間単位で送信されるPDSCH(又はPUSCH)は、PDSCH(又はPUSCH)マッピングタイプAと呼ばれてもよい。ミニスロットを用いて送信されるPDSCH(又はPUSCH)は、PDSCH(又はPUSCH)マッピングタイプBと呼ばれてもよい。
 無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット及びシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット及びシンボルは、それぞれに対応する別の呼称が用いられてもよい。
 例えば、1サブフレームは送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)と呼ばれてもよいし、複数の連続したサブフレームがTTIと呼ばれてよいし、1スロット又は1ミニスロットがTTIと呼ばれてもよい。つまり、サブフレーム及びTTIの少なくとも一方は、既存のLTEにおけるサブフレーム(1ms)であってもよいし、1msより短い期間(例えば、1-13シンボル)であってもよいし、1msより長い期間であってもよい。なお、TTIを表す単位は、サブフレームではなくスロット、ミニスロットなどと呼ばれてもよい。
 ここで、TTIは、例えば、無線通信におけるスケジューリングの最小時間単位のことをいう。例えば、LTEシステムでは、基地局が各ユーザ端末に対して、無線リソース(各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅、送信電力など)を、TTI単位で割り当てるスケジューリングを行う。なお、TTIの定義はこれに限られない。
 TTIは、チャネル符号化されたデータパケット(トランスポートブロック)、コードブロック、コードワードなどの送信時間単位であってもよいし、スケジューリング、リンクアダプテーションなどの処理単位となってもよい。なお、TTIが与えられたとき、実際にトランスポートブロック、コードブロック、コードワードなどがマッピングされる時間区間(例えば、シンボル数)は、当該TTIよりも短くてもよい。
 なお、1スロット又は1ミニスロットがTTIと呼ばれる場合、1以上のTTI(すなわち、1以上のスロット又は1以上のミニスロット)が、スケジューリングの最小時間単位となってもよい。また、当該スケジューリングの最小時間単位を構成するスロット数(ミニスロット数)は制御されてもよい。
 1msの時間長を有するTTIは、通常TTI(LTE Rel.8-12におけるTTI)、ノーマルTTI、ロングTTI、通常サブフレーム、ノーマルサブフレーム、ロングサブフレーム、スロットなどと呼ばれてもよい。通常TTIより短いTTIは、短縮TTI、ショートTTI、部分TTI(partial又はfractional TTI)、短縮サブフレーム、ショートサブフレーム、ミニスロット、サブスロット、スロットなどと呼ばれてもよい。
 なお、ロングTTI(例えば、通常TTI、サブフレームなど)は、1msを超える時間長を有するTTIで読み替えてもよいし、ショートTTI(例えば、短縮TTIなど)は、ロングTTIのTTI長未満かつ1ms以上のTTI長を有するTTIで読み替えてもよい。
 リソースブロック(RB)は、時間領域及び周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域において、1つ又は複数個の連続した副搬送波(subcarrier)を含んでもよい。RBに含まれるサブキャリアの数は、ニューメロロジーに関わらず同じであってもよく、例えば12であってもよい。RBに含まれるサブキャリアの数は、ニューメロロジーに基づいて決定されてもよい。
 また、RBの時間領域は、1つ又は複数個のシンボルを含んでもよく、1スロット、1ミニスロット、1サブフレーム、又は1TTIの長さであってもよい。1TTI、1サブフレームなどは、それぞれ1つ又は複数のリソースブロックで構成されてもよい。
 なお、1つ又は複数のRBは、物理リソースブロック(PRB:Physical RB)、サブキャリアグループ(SCG:Sub-Carrier Group)、リソースエレメントグループ(REG:Resource Element Group)、PRBペア、RBペアなどと呼ばれてもよい。
 また、リソースブロックは、1つ又は複数のリソースエレメント(RE:Resource Element)によって構成されてもよい。例えば、1REは、1サブキャリア及び1シンボルの無線リソース領域であってもよい。
 帯域幅部分(BWP:Bandwidth Part)(部分帯域幅などと呼ばれてもよい)は、あるキャリアにおいて、あるニューメロロジー用の連続する共通RB(common resource blocks)のサブセットのことを表してもよい。ここで、共通RBは、当該キャリアの共通参照ポイントを基準としたRBのインデックスによって特定されてもよい。PRBは、あるBWPで定義され、当該BWP内で番号付けされてもよい。
 BWPには、UL用のBWP(UL BWP)と、DL用のBWP(DL BWP)とが含まれてもよい。UEに対して、1キャリア内に1つ又は複数のBWPが設定されてもよい。
 設定されたBWPの少なくとも1つがアクティブであってもよく、UEは、アクティブなBWPの外で所定の信号/チャネルを送受信することを想定しなくてもよい。なお、本開示における「セル」、「キャリア」などは、「BWP」で読み替えられてもよい。
 上述した無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット及びシンボルなどの構造は例示に過ぎない。例えば、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレーム又は無線フレームあたりのスロットの数、スロット内に含まれるミニスロットの数、スロット又はミニスロットに含まれるシンボル及びRBの数、RBに含まれるサブキャリアの数、並びにTTI内のシンボル数、シンボル長、サイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)長などの構成は、様々に変更することができる。
 本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
 本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
 (態様のバリエーション等)
 本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
 以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
 本特許出願は2020年3月27日に出願した日本国特許出願第2020-058849号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2020-058849号の全内容を本願に援用する。
 本開示の一態様は、例えば、無線通信システムに有用である。
 200 端末
 201 受信部
 202 送信部
 203 制御部
 204 アンテナ
 204a 大型アンテナ
 205、205a 透過方向制限部
 20、20a メタサーフェスユニット
 21 誘電体基板
 22 メタサーフェス基板
 22a 単位セル
 31 連結部材
 32 調整部
 41 連結部材
 42 調整部

Claims (7)

  1.  所望波の到来方向あるいは干渉波の到来方向に基づいて電波を透過させる方向を決定する制御部と、
     前記制御部の決定に従って、電波を透過させる方向を制限する透過方向制限部と、
     を具備する端末。
  2.  前記透過方向制限部は、
     メタサーフェス基板と、前記メタサーフェス基板に対向して配置される誘電体基板と、を有する複数のメタサーフェスユニットを有し、
     前記制御部は、前記各メタサーフェスユニットの前記メタサーフェス基板と前記誘電体基板との間の距離を調整する、
     請求項1に記載の端末。
  3.  前記メタサーフェス基板は、前記距離に基づいて、電波の透過率の共振周波数が変化する、
     請求項2に記載の端末。
  4.  前記メタサーフェス基板と前記誘電体基板とは、前記距離の調整に基づいて、平行または非平行の状態をとる、
     請求項2または3に記載の端末。
  5.  前記誘電体基板の誘電率は、前記メタサーフェス基板の誘電率より大きい、
     請求項2から4のいずれか一項に記載の端末。
  6.  前記制御部は、過去の所望波の到来方向の変化量に基づいて前記所望波の到来方向を予測する、
     請求項1から5のいずれか一項に記載の端末。
  7.  所望波の到来方向あるいは干渉波の到来方向に基づいて電波を透過させる方向を決定し、
     前記決定に従って、電波を透過させる方向を制限する、
     端末の通信方法。
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