WO2023062980A1 - 多数のアンテナによって構成されるｃｅｌｌ－ｆｒｅｅ ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯシステムにおける送信電力制御のための制御装置、端末装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

多数のアンテナによって構成されるｃｅｌｌ－ｆｒｅｅ ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯシステムにおける送信電力制御のための制御装置、端末装置、制御方法、及びプログラム Download PDF

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雅秋 伊藤
一生 菅野
武雄 大関
浩輔 山崎
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Definitions

  • the present invention relates to transmission power control technology in a cell-free massive MIMO system composed of multiple antennas.
  • a cell-free massive MIMO system in which a large number of antennas are arranged at high density and some of them are used to communicate with terminal devices is being studied.
  • a virtual cell is configured for each terminal device by selecting an antenna to be used for each terminal device, and the terminal device generally exists in the center of the virtual cell. It will happen.
  • a terminal device can obtain uniform communication quality regardless of its position.
  • Non-Patent Document 1 describes such transmission power control.
  • the terminal equipment autonomously determines the target transmission power based on the measurement result of the radio quality (for example, reference signal received power (RSRP)) of the radio signal transmitted from the base station equipment and transmits the signal. It includes open-loop control that performs power control and closed-loop control that performs transmission power control according to an instruction from the base station apparatus.
  • RSRP reference signal received power
  • transmission power control is performed based on the radio quality between the terminal device and any of the base station devices (cells) to which it is connected.
  • cells to which terminal devices are explicitly connected are not defined, so conventional transmission power control cannot be applied as is.
  • the present invention provides transmission power control technology in a cell-free massive MIMO system configured with multiple antennas.
  • a control device is a control device in a wireless communication system that provides communication services to terminal devices via some of a large number of antennas, the control device comprising: Among them, a notifying means for notifying the terminal device of information that enables identification of a radio signal to be measured to be used when the terminal device performs transmission power control.
  • a terminal device is a terminal device that receives communication service provision via a part of a large number of antennas, wherein the terminal device Receiving means for receiving information from a control device that enables identification of a radio signal to be measured that should be used when performing transmission power control, and radio quality of the radio signal to be measured that is identified based on the information and control means for measuring and controlling transmission power based on the radio quality.
  • the present invention it is possible to appropriately control the transmission power of terminal devices in a cell-free massive MIMO system configured with a large number of antennas.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration example of the device.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a control device;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of a terminal device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the flow of processing performed in a wireless communication system.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a wireless communication system according to this embodiment.
  • a large number of antennas 111 to 112 are arranged in a geographically wide area with high density, and these antennas 111 to 112 are respectively connected to base station devices and the like. It is connected to the control devices 101 and 102 using, for example, optical fibers.
  • the antennas 111 and 112 are referred to, but in addition to the antennas, they may be transmission/reception devices having communication functions capable of executing each process of the physical layer and upper layers. Note that one transmitting/receiving device may include only one antenna, or may include a plurality of antennas.
  • the control devices 101 and 102 are connected to the terminal device 121 via at least one antenna for communication.
  • the terminal device 121 In FIG. 1, only a few control devices 101 to 102 and terminal devices 121 are shown for the sake of simplicity of explanation, but naturally more of these devices than shown in FIG. 1 can exist.
  • the terminal device 121 communicates by connecting with at least one of the control devices 101 to 102 via some of the antennas 111 to 112 that are present in the vicinity.
  • the control devices 101 and 102 communicate with the terminal device 121 using at least part of the antennas connected to the control devices 101 and 121 when the connection with the terminal device 121 is established.
  • one or more of the control devices 101 to 102 form a virtual area centered on the terminal device 121, and provide high-quality and highly stable communication services regardless of the location of the terminal device 121. can be provided.
  • some of the many antennas forming the virtual area here are sometimes called user-centric clusters, and are simply called “clusters" in this embodiment.
  • the cluster when the terminal device 121 starts communication, the cluster is connected to the antenna with the best radio quality, and in a situation where the terminal device 121 should communicate, the terminal device 121 performs communication in a resource block that can be used.
  • the antenna is a transmitting/receiving device having an upper layer control function, for example, the control devices 101 and 102 inquire of each transmitting/receiving device about the resource usage status, and use the resource to be used.
  • a transmitting/receiving device that does not have a terminal device 121 may be selected as a transmitting/receiving device that provides communication services to the terminal device 121 .
  • the configuration of the cluster is not limited to this, and antennas to be used can be selected by an algorithm appropriately selected by the network operator.
  • the terminal device 121 determines transmission power when transmitting signals based on the downlink transmitted from the antennas 111-112.
  • this embodiment provides a procedure for the terminal device 121 to perform transmission power control in the system shown in FIG.
  • the terminal device 121 measures the radio quality of the radio signals from some of the antennas forming the cluster, and measures the radio quality of the radio signals to be measured. Execute control.
  • the radio quality is, for example, reference signal received power (RSRP), but is not limited thereto, and may be any radio quality that can identify propagation loss, such as signal-to-noise ratio (SNR).
  • RSRP reference signal received power
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the terminal device 121 obtains the received power of a plurality of radio signals to be measured, the total received power, the average received power, the minimum received power, the maximum received power, or the center of the received power distribution The value can be used as an index to perform transmit power control.
  • the median value of the received power distribution may be a predetermined percentile value of the received power (for example, the 10th percentile value, the 90th percentile value, etc.).
  • the terminal device 121 can identify the total amount of propagation loss between the antennas forming the cluster based on the total received power of the wireless signal to be measured, and performs transmission power control to compensate for the propagation loss. can be executed.
  • the terminal device 121 for example, the average received power of the radio signal to be measured, the minimum received power, the maximum received power, or the propagation loss corresponding to the median value of the received power distribution as a reference, between one antenna
  • the transmission power may be determined, and the transmission power may be multiplied by a constant corresponding to the number of antennas to determine the total transmission power.
  • control devices 101 and 102 can specify the wireless signal to be measured to be used when the terminal device 121 performs transmission power control via an antenna capable of communicating with the terminal device 121.
  • the terminal device 121 can be notified of information to be performed.
  • the radio signal is configured to be able to identify from which of a large number of antennas it was sent, and the control devices 101 and 102 notify the terminal device 121 of information identifying some of the antennas that provide communication services. sell.
  • the reference signals transmitted by each antenna are transmitted using mutually orthogonal resources such as frequency, time, and code, and the terminal device 121 is notified of the resources used to transmit the reference signals to be measured.
  • the radio signal transmitted from each antenna may include information that can identify the antenna that is the transmission source. Based on the notified information, the terminal device 121 can measure the radio quality of radio signals transmitted from some antennas that provide communication services to the terminal device 121, and execute transmission power control.
  • the terminal device 121 may identify the RSRP based on the reference signal transmitted from each antenna, identify the propagation loss based on the RSRP, and perform transmission power control.
  • the terminal device 121 may perform transmission power control using the index as described above.
  • the control devices 101 and 102 may, for example, notify the terminal device 121 of information specifying which of the above indicators should be used.
  • the control devices 101 and 102 collect propagation path estimation errors (estimation errors of propagation loss) for each antenna based on the actual communication performance, store the statistical values, and send the information to the terminal device 121. You may make it notify the information of a statistical value.
  • the propagation path estimation errors may be collected for each area where the terminal device 121 exists or for the entire area where the antennas under the control of the control device are arranged, and the statistical values may be held.
  • the terminal device 121 acquires this information, the terminal device 121 can use the channel estimation error as an offset value to perform transmission power control. For example, the power obtained by adding the offset value to the transmission power value corresponding to the estimated value of the propagation loss may be determined as the transmission power to be actually used.
  • the control devices 101 and 102 transmit the radio signal with the minimum received power or the maximum transmitted power. You may further notify information about. According to this, for example, as a result of receiving a radio signal from an antenna at a position distant from the terminal apparatus 121, the terminal apparatus 121 has the minimum received power, or the terminal apparatus 121 instantaneously reaches the minimum received power due to, for example, a shield. You can identify what happened.
  • the terminal device 121 can perform transmission power control more appropriately by, for example, acquiring setting information at the time of transmission of the radio signal in the antenna that is the transmission source of the radio signal with the maximum received power or the minimum received power. can be done. It should be noted that, even when another indicator is used, the terminal device 121 may be notified of information that enables identification of what kind of radio signal was transmitted from which antenna.
  • the control devices 101 and 102 may notify the terminal device 121 of the number of antennas forming a cluster that provides communication services to the terminal device 121, for example.
  • the terminal device 121 can, for example, measure the radio quality of the specified number of radio signals among the received radio signals, and execute transmission power control based on the radio quality.
  • the terminal device 121 can perform transmission power control, for example, based on the radio quality of the number of radio signals notified from the one with the better radio quality. According to this, the terminal device 121 measures radio signals in excess of the number of antennas belonging to a cluster that provides communication services to the terminal device 121, thereby detecting radio signals from antennas not belonging to the cluster. can reduce the probability of considering
  • the control devices 101 and 102 can notify the terminal device 121 of information on the reference value of radio quality. Then, the terminal device 121 can perform transmission power control based on the radio quality of radio signals that can obtain radio quality exceeding the reference value. It is assumed that radio signals from antennas belonging to a cluster that provides communication services to the terminal device 121 have sufficiently good radio quality. Therefore, by designating the radio quality reference value, the probability that the terminal device 121 can selectively use the radio quality of the radio signals from the antennas belonging to the cluster to execute transmission power control is improved. be able to. It should be noted that the information about the radio quality reference value may be specified as a reference value relative to any of the measured radio qualities, eg a 20 dB range from the best radio quality value.
  • the terminal device 121 specifies the RSRP based on the radio signal determined to be used for transmission power control as described above. Transmit power control may be performed by identifying propagation loss based on RSRP. Also, the terminal device 121 may perform transmission power control using the index as described above. At this time, the control devices 101 and 102 may, for example, notify the terminal device 121 of information specifying which of the above indicators should be used.
  • the control devices 101-102 described above may be provided in each of the antennas 111-112.
  • the antennas 111 to 112 are transmission/reception devices capable of executing communication processing of the physical layer and the upper layer
  • the processing described above may be executed by the control devices 101 to 102 in the transmission/reception device.
  • the control devices 101-102 may be included in the transmitting/receiving devices corresponding to the antennas 111-112, respectively, and arranged in a distributed manner.
  • each transmitting/receiving apparatus can exchange information with each other and transmit/receive information for selecting transmitting/receiving apparatuses forming a cluster.
  • the terminal device 121 receives data from one of the transmitting/receiving devices forming the cluster corresponding to the terminal device 121, for example, from the transmitting/receiving device to which the terminal device 121 was first connected before forming the cluster of the terminal device 121. , can be notified of the above information.
  • FIG. 2 shows a hardware configuration example of the control devices 101 and 102 and the terminal device 121.
  • the control devices 101-102 and the terminal device 121 have a processor 201, a ROM 202, a RAM 203, a storage device 204, and a communication circuit 205 in one example.
  • the processor 201 executes a computer-readable program for realizing each function of each device as described above, which is recorded in, for example, one of the ROM 202, the RAM 203, and the storage device 204. be.
  • processor 201 may be replaced by one or more processors such as ASICs (Application Specific Integrated Circuits), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), DSPs (Digital Signal Processors), and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • DSPs Digital Signal Processors
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the control device having one communication circuit 205, but the present invention is not limited to this.
  • Fig. 3 shows an example of the functional configuration of the control devices 101-102.
  • the functions shown in FIG. 3 are realized, for example, by processors 201 of control devices 101 and 102 executing programs stored in ROM 202, RAM 203, and storage device 204.
  • FIG. Note that the control devices 101 and 102 may have hardware corresponding to at least one of the functions described later. 3 selectively shows functional units particularly related to the present embodiment among functions of the control devices 101 to 102.
  • the control devices 101 to 102 form a user-centric cluster. It naturally has a function for communicating with the terminal device 121 .
  • the control devices 101 and 102 have a measurement object information notification section 301 as its function. Also, the control devices 101 and 102 may have an index information notification unit 302 as an option.
  • the measurement target information notification unit 301 transmits information that enables the terminal device 121 to specify the measurement target wireless signal to be used when the terminal device 121 performs transmission power control from among the wireless signals transmitted from each of a large number of antennas. 121.
  • the information is used for some antennas used when providing communication services to the terminal device 121. may include information identifying the
  • the reference signals transmitted from each antenna are transmitted using radio resources such as orthogonal frequencies, times, codes, etc., and the information may include information designating the radio resources.
  • a separate identifier can be given to each antenna, and the identifier can be included in the radio signal and transmitted.
  • the information can be information indicating the number of antennas used when providing communication services to the terminal device 121 .
  • the information may also include information on the reference value of radio quality.
  • the indicator information notification unit 302 notifies the terminal device 121 of information indicating an indicator related to the radio quality of the radio signal to be measured, which the terminal device 121 should use as a reference for transmission power control.
  • the index can include the total received power, average received power, minimum received power, maximum received power, or median value of received power distribution of the wireless signal to be measured.
  • FIG. 4 shows an example of the functional configuration of the terminal device 121.
  • the functions shown in FIG. 4 are implemented by the processor 201 of the terminal device 121 executing programs stored in the ROM 202, the RAM 203, and the storage device 204, for example.
  • the terminal device 121 may have hardware corresponding to at least one of the functions described later. 4 selectively shows functional units particularly related to the present embodiment among the functions of the terminal device 121, and the terminal device 121 naturally has functions as a general terminal device.
  • the terminal device 121 has a measurement target information receiving section 401 and a transmission power control section 402 as its functions. Also, the terminal device 121 may have an index information receiving section 403 as an option.
  • the measurement target information receiving unit 401 enables the terminal device 121 to specify the measurement target wireless signal to be used when the terminal device 121 performs transmission power control, which is transmitted from the control devices 101 to 102 by the measurement target information notification unit 301. receive information; For example, when the measurement target information receiving unit 401 receives information specifying some of the antennas used when providing communication services to the terminal device 121, the transmission power control unit 402 transmits from some of the antennas. The radio quality of the received radio signal is measured, the propagation loss is estimated, the transmission power is determined so as to compensate for the propagation loss, and the amplifier and the like are controlled.
  • transmission power control section 402 can estimate the radio quality of the radio signal without specifying from which antenna the signal was transmitted, and execute transmission power control. For example, when the measurement target information receiving unit 401 receives information indicating the number of antennas used when providing a communication service to the terminal device 121, the transmission power control unit 402 detects that the radio quality of the measured radio signal is Transmission power control may be performed based on the number of radio qualities specified in the information from the highest. Further, when measurement target information receiving section 401 receives information about a reference value of radio quality, transmission power control section 402 can perform transmission power control based on radio quality exceeding the reference value.
  • the reference value may be, for example, information that can identify a second value obtained by subtracting the reference value from the first value of the best radio quality. may perform transmit power control based on radio quality exceeding .
  • the indicator information receiving section 403 receives from the control devices 101 to 102 by the indicator information notifying section 302 information indicating the indicator relating to the radio quality of the radio signal to be measured, which the terminal device 121 should use as a reference for transmission power control.
  • the index can include the total received power, average received power, minimum received power, maximum received power, or median value of received power distribution of the wireless signal to be measured.
  • a radio signal to be measured to be used when the terminal device 121 performs transmission power control is notified (S501).
  • the terminal device 121 is to be used as a reference for transmission power control radio quality index of the radio signal to be measured can be notified to the terminal device 121 (S502).
  • the antenna and control device used for information notification in S501 and the antenna and control device used for information notification in S502 may be different or the same.
  • a radio signal such as a reference signal is transmitted from each antenna (S503), and the terminal device 121 identifies a measurement target from among the incoming radio signals based on the information acquired in S501 (S504), The wireless quality of the measurement target is measured (S505). Then, the terminal device 121 controls transmission power based on the radio quality measured in S505 and, for example, the index information acquired in S502 (S506). Thereby, the transmission power is set so that the propagation loss is compensated and the received power at each antenna becomes the target power.

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Abstract

多数のアンテナの一部を介して端末装置に通信サービスを提供する無線通信システムにおける制御装置は、多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、端末装置が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を端末装置へ通知する。

Description

多数のアンテナによって構成されるｃｅｌｌ－ｆｒｅｅ　ｍａｓｓｉｖｅ　ＭＩＭＯシステムにおける送信電力制御のための制御装置、端末装置、制御方法、及びプログラム
　本発明は、多数のアンテナによって構成されるcell-free massive MIMOシステムにおける送信電力制御技術に関する。
　多数のアンテナを高密度に配置し、その多数のアンテナの一部を使用して端末装置と通信を行うcell-free massive MIMOシステムが検討されている。このcell-free massive MIMOシステムでは、端末装置ごとに使用されるアンテナが選択されることにより、端末装置ごとに仮想的にセルが構成され、端末装置は概ねその仮想的なセルの中心に存在することとなる。このような技術によれば、端末装置は、その位置によらずに均一な通信品質を得ることができるようになる。
　多数の端末装置が並行して信号を送信する場合、それらの複数の端末装置からの信号の相互の干渉の抑制等のために、端末装置からの信号の送信電力が適切に設定されることが重要である。非特許文献１には、そのような送信電力制御について記載されている。送信電力制御は、基地局装置から送信された無線信号の無線品質（例えば参照信号受信電力（ＲＳＲＰ））の端末装置における測定結果に基づいて端末装置が自律的にターゲット送信電力を決定して送信電力制御を行うオープンループ型の制御と、基地局装置による指示によって送信電力制御を行うクローズドループ型の制御とを含む。
３ＧＰＰ　ＴＳ３８．２１３、Ｖ１６．４．０、２０２０年１２月
　従来のシステムにおけるオープンループ型の送信電力制御では、端末装置が接続中の基地局装置（セル）のいずれかとの間の無線品質に基づいて送信電力制御を行う。一方で、cell-free massive MIMOシステムでは、端末装置が明示的に接続されているセルが定義されないため、従来の送信電力制御をそのまま適用することはできない。
　本発明は、多数のアンテナによって構成されるcell-free massive MIMOシステムにおける送信電力制御技術を提供する。
　本発明の一態様による制御装置は、多数のアンテナの一部を介して端末装置に通信サービスを提供する無線通信システムにおける制御装置であって、前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を前記端末装置へ通知する通知手段を有する。
　本発明の一態様による端末装置は、多数のアンテナの一部を介して通信サービスの提供を受ける端末装置であって、前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いられるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を制御装置から受信する受信手段と、前記情報に基づいて特定された前記測定対象の無線信号の無線品質を測定して、当該無線品質に基づいて送信電力を制御する制御手段と、を有する。
　本発明によれば、多数のアンテナによって構成されるcell-free massive MIMOシステムにおける端末装置の送信電力を適切に制御することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
図１は、無線通信システムの構成例を示す図である。 図２は、装置のハードウェア構成例を示す図である。 図３は、制御装置の機能構成例を示す図である。 図４は、端末装置の機能構成例を示す図である。 図５は、無線通信システムで実行される処理の流れの例を示す図である。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　（システム構成）
　図１に、本実施形態の無線通信システムの構成例を示す。図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、多数のアンテナ１１１～１１２が地理的に広範囲に高密度に配置され、それらのアンテナ１１１～１１２が、それぞれ、基地局装置等の制御装置１０１～１０２に、例えば光ファイバ等を用いて接続される。なお、本実施形態では、アンテナ１１１～１１２と呼ぶが、アンテナに加えて、物理レイヤや上位レイヤの各処理を実行可能な通信機能を有する送受信装置でありうる。なお、１つの送受信装置が、１つのアンテナのみを含んでもよいし、複数のアンテナを含んでもよい。制御装置１０１～１０２は、少なくとも１つのアンテナを介して端末装置１２１と接続して通信を行う。なお、図１では、説明を簡単にするために少数の制御装置１０１～１０２及び端末装置１２１のみを示しているが、これらの装置は図１に示すより当然に多く存在しうる。
　端末装置１２１は、近傍に存在するアンテナ１１１～１１２の一部を介して制御装置１０１～１０２の少なくともいずれかと接続して通信を行う。制御装置１０１～１０２は、端末装置１２１と接続が確立した状態において、自装置と接続されているアンテナの少なくとも一部を用いて、端末装置１２１と通信を行う。これにより、制御装置１０１～１０２のうちの１つ以上が、端末装置１２１を中心とした仮想的なエリアを構成し、端末装置１２１の位置によらずに、高品質かつ安定性の高い通信サービスを提供することができる。なお、ここでの仮想的なエリアを構成するための多数のアンテナのうちの一部は、ユーザセントリッククラスタと呼ばれることがあり、本実施形態では単に「クラスタ」と呼ぶ。クラスタは、例えば、端末装置１２１が通信を開始する際に無線品質が最良のアンテナと接続し、端末装置１２１が通信すべき状況において、その端末装置１２１が利用可能なリソースブロックでの通信を行っていないアンテナを選択して、端末装置１２１への通信サービスを提供するアンテナとして選択することによって構成される。なお、アンテナが例えば上位レイヤの制御機能を有している送受信装置である場合は、例えば制御装置１０１～１０２が、各送受信装置に対してリソースの使用状況を問い合わせ、使用されるべきリソースを使用していない送受信装置が端末装置１２１へ通信サービスを提供する送受信装置として選択されうる。なお、クラスタの構成については、これに限られず、ネットワーク事業者によって適宜選択されたアルゴリズムによって使用されるアンテナの選択が行われうる。
　ここで、端末装置１２１は、アンテナ１１１～１１２から送信された下りリンクに基づいて、信号を送信する際の送信電力を決定する。しかしながら、図１のようなシステムでは、従来のような接続先の「セル」が存在しないため、端末装置１２１がどのような基準で送信電力制御を実行するかが明確でない。このため、本実施形態では、図１のようなシステムにおいて端末装置１２１が送信電力制御を行う手順を提供する。
　本実施形態では、端末装置１２１は、例えば、クラスタを形成する一部のアンテナからの無線信号を測定対象として、その測定対象の無線信号の無線品質を測定し、その無線品質に基づいて送信電力制御を実行する。無線品質は、例えば、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）であるが、これに限られず、例えば信号対雑音比（ＳＮＲ）など、伝搬損失を特定可能な任意の無線品質であってもよい。ここで、端末装置１２１は、例えば、複数の測定対象の無線信号の受信電力を取得して、その総受信電力、平均受信電力、最小受信電力、最大受信電力、又は、受信電力の分布の中央値を、指標として用いて、送信電力制御を実行しうる。なお、受信電力の分布の中央値は、受信電力の所定のパーセンタイル値（例えば、１０パーセンタイル値や９０パーセンタイル値など）であってもよい。
　端末装置１２１は、例えば、測定対象の無線信号の総受信電力に基づいてクラスタを形成するアンテナとの間の伝搬損失の総量を特定することができ、その伝搬損失を補償するように送信電力制御を実行することができる。また、端末装置１２１は、例えば、測定対象の無線信号の平均受信電力、最小受信電力、最大受信電力又は受信電力の分布の中央値に対応する伝搬損失を基準として、１つのアンテナとの間の送信電力を決定し、アンテナの本数分に対応する定数をその送信電力に乗じて、総送信電力を決定してもよい。
　本実施形態では、制御装置１０１～１０２は、端末装置１２１との通信を行うことができるアンテナを介して、端末装置１２１が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を、端末装置１２１へ通知しうる。
　例えば、無線信号は、多数のアンテナのいずれから送出されたかを特定可能に構成され、制御装置１０１～１０２は、通信サービスを提供する一部のアンテナを特定する情報を、端末装置１２１へ通知しうる。例えば、各アンテナが送出する参照信号が、周波数・時間・符号などの相互に直交するリソースを用いて送信され、端末装置１２１へ、測定対象とすべき参照信号の送信に使用されるリソースが通知されてもよい。また、各アンテナから送信される無線信号が、その送信元のアンテナを特定可能な情報を含んでもよい。端末装置１２１は、通知された情報に基づいて、自装置に対して通信サービスを提供する一部のアンテナから送信された無線信号の無線品質を測定し、送信電力制御を実行しうる。例えば、端末装置１２１は、各アンテナから送信された参照信号に基づいてＲＳＲＰを特定し、そのＲＳＲＰに基づいて伝搬損失を特定して、送信電力制御を実行しうる。また、端末装置１２１は、上述のような指標を用いて送信電力制御を実行してもよい。
　このとき、制御装置１０１～１０２は、例えば、上述のような指標のうちのいずれを用いるべきかを指定する情報を端末装置１２１へ通知してもよい。また、制御装置１０１～１０２は、例えば、通信の実績に基づいて、アンテナごとに伝搬路推定誤差（伝搬損失の推定誤差）を収集してその統計値を保持しておき、端末装置１２１へその統計値の情報を通知するようにしてもよい。なお、伝搬路推定誤差は、例えば、端末装置１２１の存在する領域ごとや、制御装置の配下のアンテナが配置されているエリア全体に対して収集され、その統計値が保持されてもよい。端末装置１２１は、この情報を取得した場合、その伝搬路推定誤差をオフセット値として用いて、送信電力制御を実行しうる。例えば、伝搬損失の推定値に対応する送信電力値に、そのオフセット値を加算した電力を、実際に使用する送信電力として決定してもよい。
　また、制御装置１０１～１０２は、例えば測定対象の無線信号の最小受信電力や最大受信電力を端末装置１２１が送信電力制御に用いる場合、その最小受信電力又は最大送信電力の無線信号を送出したアンテナに関する情報をさらに通知してもよい。これによれば、端末装置１２１は、例えば、自装置から離れた位置のアンテナから無線信号を受信した結果、最小受信電力となったのか、又は、例えば遮蔽物等によって瞬時的に最小受信電力となったかを特定することができる。また、端末装置１２１は、例えば、その最大受信電力や最小受信電力の無線信号の送信元のアンテナにおける無線信号の送信時の設定情報を取得することにより、より適切に送信電力制御を実行することができる。なお、他の指標が用いられる場合にも、どのアンテナからどのような無線信号が送信されたかを特定可能とする情報が端末装置１２１へ通知されてもよい。
　なお、無線信号は、多数のアンテナのいずれから送出されたかを特定可能でないことも想定されうる。この場合、制御装置１０１～１０２は、例えば、端末装置１２１に対して通信サービスを提供するクラスタを構成するアンテナの数を、端末装置１２１に通知するようにしてもよい。この場合、端末装置１２１は、例えば、受信した無線信号のうち、その指定された数だけの無線信号の無線品質を測定し、その無線品質に基づいて送信電力制御を実行しうる。端末装置１２１は、例えば、無線品質の良好な方から通知された数の無線信号に関するその無線品質に基づいて、送信電力制御を実行しうる。これによれば、端末装置１２１は、端末装置１２１に対して通信サービスを提供するクラスタに属するアンテナの本数を超えた数の無線信号を測定することによって、そのクラスタに属しないアンテナからの無線信号を考慮する確率を低下させることができる。
　また、制御装置１０１～１０２は、無線品質の基準値に関する情報を端末装置１２１へ通知しうる。そして、端末装置１２１は、その基準値を超える無線品質を得られる無線信号についてのその無線品質に基づいて送信電力制御を実行しうる。端末装置１２１へ通信サービスを提供するクラスタに属するアンテナからの無線信号は、無線品質が十分に良好であることが想定される。このため、無線品質の基準値を指定することによって、端末装置１２１が、そのクラスタに属するアンテナからの無線信号の無線品質を選択的に用いて送信電力制御を実行することができる確率を向上させることができる。なお、無線品質の基準値に関する情報は、例えば最良の無線品質の値から２０ｄＢの範囲など、測定された無線品質のいずれかに対する相対的な基準値として指定されてもよい。
　なお、端末装置１２１は、多数のアンテナのいずれから送出されたかを特定可能でない場合にも、例えば、上述のようにして送信電力制御に用いると決定した無線信号に基づいてＲＳＲＰを特定し、そのＲＳＲＰに基づいて伝搬損失を特定して、送信電力制御を実行しうる。また、端末装置１２１は、上述のような指標を用いて送信電力制御を実行してもよい。このとき、制御装置１０１～１０２は、例えば、上述のような指標のうちのいずれを用いるべきかを指定する情報を端末装置１２１へ通知してもよい。
　なお、上述の制御装置１０１～１０２は、アンテナ１１１～１１２のそれぞれに備えられてもよい。例えば、アンテナ１１１～１１２が、物理レイヤ及び上位レイヤの通信処理を実行可能な送受信装置である場合、その送受信装置において、制御装置１０１～１０２によって実行されると上述した処理が実行されてもよい。すなわち、制御装置１０１～１０２が、アンテナ１１１～１１２にそれぞれ対応する送受信装置に含まれ、分散されて配置されてもよい。なお、その場合、各送受信装置のそれぞれが相互に情報交換を行い、クラスタを構成する送受信装置の選択のための情報の送受信等を実行しうる。なお、この場合、端末装置１２１は、自装置に対応するクラスタを形成する送受信装置のうちの１つから、例えば端末装置１２１のクラスタを形成する前に端末装置１２１が最初に接続した送受信装置から、上述の情報の通知を受けることができる。
　（装置構成）
　続いて、上述の制御装置１０１～１０２と端末装置１２１の構成について説明する。図２に、制御装置１０１～１０２及び端末装置１２１のハードウェア構成例を示す。制御装置１０１～１０２及び端末装置１２１は、一例において、プロセッサ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、及び通信回路２０５を有する。制御装置１０１～１０２及び端末装置１２１では、例えばＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及び記憶装置２０４のいずれかに記録された、上述のような各装置の各機能を実現するコンピュータが可読のプログラムがプロセッサ２０１により実行される。なお、プロセッサ２０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等の１つ以上のプロセッサによって置き換えられてもよい。制御装置１０１～１０２及び端末装置１２１は、例えばプロセッサ２０１により通信回路２０５を制御して、他の装置との間の通信を行う。なお、図２では、制御装置は、１つの通信回路２０５を有するような概略図を示しているが、これに限られない。
　図３に、制御装置１０１～１０２の機能構成例を示す。図３に示される機能は、例えば制御装置１０１～１０２のプロセッサ２０１が、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４に記憶されているプログラムを実行することによって実現される。なお、制御装置１０１～１０２は、後述の機能の少なくともいずれかに対応するハードウェアを有してもよい。なお、図３は、制御装置１０１～１０２の機能のうち、本実施形態に特に関連する機能部を選択的に示したものであり、制御装置１０１～１０２は、ユーザセントリッククラスタを形成して端末装置１２１と通信するための機能を当然に有する。制御装置１０１～１０２は、その機能として、測定対象情報通知部３０１を有する。また、制御装置１０１～１０２は、指標情報通知部３０２をオプションとして有してもよい。
　測定対象情報通知部３０１は、多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、端末装置１２１が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を端末装置１２１へ通知する。なお、上述のように、無線信号が多数のアンテナのいずれから送出されたかを特定可能に構成されている場合、その情報は、端末装置１２１に通信サービスを提供する際に用いられる一部のアンテナを特定する情報を含みうる。例えば、各アンテナから送信される参照信号が、直交する周波数・時間・符号等の無線リソースを用いて送信され、情報は、その無線リソースを指定する情報を含みうる。また、各アンテナに対してそれぞれ別個の識別子が付与され、無線信号にその識別子が含められて送信されるようにしうる。また、情報は、端末装置１２１に通信サービスを提供する際に用いられるアンテナの数を示す情報でありうる。また、情報は、無線品質の基準値に関する情報を含んでもよい。指標情報通知部３０２は、端末装置１２１が送信電力制御の基準として用いるべき測定対象の無線信号の無線品質に関する指標を示す情報を端末装置１２１へ通知する。ここで、指標は、測定対象の無線信号の総受信電力、平均受信電力、最小受信電力、最大受信電力、又は、受信電力の分布の中央値を含みうる。
　図４に、端末装置１２１の機能構成例を示す。図４に示される機能は、例えば端末装置１２１のプロセッサ２０１が、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４に記憶されているプログラムを実行することによって実現される。なお、端末装置１２１は、後述の機能の少なくともいずれかに対応するハードウェアを有してもよい。なお、図４は、端末装置１２１の機能のうち、本実施形態に特に関連する機能部を選択的に示したものであり、端末装置１２１は、一般的な端末装置としての機能を当然に有する。端末装置１２１は、その機能として、測定対象情報受信部４０１及び送信電力制御部４０２を有する。また、端末装置１２１は、指標情報受信部４０３をオプションとして有してもよい。
　測定対象情報受信部４０１は、上述の測定対象情報通知部３０１によって制御装置１０１～１０２から送信された、端末装置１２１が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を受信する。送信電力制御部４０２は、例えば、端末装置１２１に通信サービスを提供する際に用いられる一部のアンテナを特定する情報を測定対象情報受信部４０１が受信した場合に、その一部のアンテナから送信された無線信号の無線品質を測定して、伝搬損失を推定し、その伝搬損失を補償するように送信電力を決定して増幅器等の制御を実行する。また、送信電力制御部４０２は、無線信号の送信元を特定可能でない場合、どのアンテナから送信されたかを特定せずに無線信号の無線品質を推定して、送信電力制御を実行しうる。送信電力制御部４０２は、例えば、端末装置１２１に通信サービスを提供する際に用いられるアンテナの数を示す情報を測定対象情報受信部４０１が受信した場合、例えば、測定した無線信号の無線品質が高い方から情報で指定された数の無線品質に基づいて、送信電力制御を実行しうる。また、送信電力制御部４０２は、測定対象情報受信部４０１が無線品質の基準値に関する情報を受信した場合に、その基準値を超える無線品質に基づいて、送信電力制御を実行しうる。なお、基準値は、例えば最良の無線品質の第１の値からその基準値を減じた第２の値を特定可能な情報であってもよく、送信電力制御部４０２は、その第２の値を超える無線品質に基づいて送信電力制御を実行しうる。指標情報受信部４０３は、指標情報通知部３０２によって制御装置１０１～１０２から、端末装置１２１が送信電力制御の基準として用いるべき測定対象の無線信号の無線品質に関する指標を示す情報を受信する。ここで、指標は、測定対象の無線信号の総受信電力、平均受信電力、最小受信電力、最大受信電力、又は、受信電力の分布の中央値を含みうる。
　（処理の流れ）
　図５を用いて、無線通信システムで実行される処理の流れの例について説明する。なお、処理の詳細については上述の通りであるため、ここでは、処理の流れを概説するにとどめる。
　本処理では、まず、制御装置１０１～１０２のいずれかから、アンテナ１１１～１１２のいずれかを介して、端末装置１２１へ、端末装置１２１が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報が通知される（Ｓ５０１）。また、必要に応じて、制御装置１０１～１０２のいずれかから、アンテナ１１１～１１２のいずれかを介して、端末装置１２１が送信電力制御の基準として用いるべき測定対象の無線信号の無線品質に関する指標を示す情報が、端末装置１２１へ通知されうる（Ｓ５０２）。なお、Ｓ５０１の情報通知に用いられるアンテナや制御装置と、Ｓ５０２の情報通知に用いられるアンテナや制御装置とが異なってもよいし、同じであってもよい。
　その後、例えば、各アンテナから参照信号等の無線信号が送出され（Ｓ５０３）、端末装置１２１は、到来した無線信号の中から、Ｓ５０１で取得した情報に基づいて測定対象を特定し（Ｓ５０４）、その測定対象の無線品質を測定する（Ｓ５０５）。そして、端末装置１２１は、Ｓ５０５で測定した無線品質と、例えばＳ５０２で取得した指標情報とに基づいて、送信電力を制御する（Ｓ５０６）。これにより、伝搬損失を補償し、各アンテナにおける受信電力がターゲットの電力となるように送信電力が設定される。
　上記構成により、本実施形態によれば、多数のアンテナによって構成されるcell-free massive MIMOシステムにおける端末装置の送信電力を適切に制御することができる。よって、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
　発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
　本願は、２０２１年１０月１５日提出の日本国特許出願特願２０２１－１６９８３２を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (16)

  1. 　多数のアンテナの一部を介して端末装置に通信サービスを提供する無線通信システムにおける制御装置であって、前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を前記端末装置へ通知する通知手段を有する制御装置。
  2. 　前記無線信号は、前記多数のアンテナのいずれから送出されたかを特定可能に構成され、
    　前記情報は、前記端末装置に通信サービスを提供する際に用いられる前記多数のアンテナの前記一部を特定する情報を含む、請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記情報は、前記端末装置に通信サービスを提供する際に用いられる前記多数のアンテナの前記一部の数を示す情報を含む、請求項１に記載の制御装置。
  4. 　前記情報は、無線品質の基準値に関する情報を含み、
    　前記端末装置は、前記多数のアンテナから送信された無線信号のうち、前記基準値を超える無線品質を得られる無線信号を、前記測定対象の無線信号とする、請求項１に記載の制御装置。
  5. 　前記通知手段は、前記端末装置が前記送信電力制御の基準として用いるべき前記測定対象の無線信号の無線品質に関する指標を示す情報をさらに前記端末装置へ通知する、請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 　前記指標は、前記測定対象の無線信号の総受信電力、平均受信電力、最小受信電力、最大受信電力、又は、受信電力の分布の中央値を含む、請求項５に記載の制御装置。
  7. 　多数のアンテナの一部を介して通信サービスの提供を受ける端末装置であって、
    　前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いられるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を制御装置から受信する受信手段と、
    　前記情報に基づいて特定された前記測定対象の無線信号の無線品質を測定して、当該無線品質に基づいて送信電力を制御する制御手段と、
    　を有する端末装置。
  8. 　前記無線信号は、前記多数のアンテナのいずれから送出されたかを特定可能に構成され、
    　前記情報は、前記端末装置に通信サービスを提供する際に用いられる前記多数のアンテナの前記一部を特定する情報を含み、
    　前記制御手段は、前記情報によって示された前記多数のアンテナの前記一部から送信された前記無線信号の無線品質を測定して、当該無線品質に基づいて送信電力を制御する、請求項７に記載の端末装置。
  9. 　前記情報は、前記端末装置に通信サービスを提供する際に用いられる前記多数のアンテナの前記一部の数を示す情報を含み、
    　前記制御手段は、前記情報によって示される前記数の前記無線信号の無線品質を測定して、当該無線品質に基づいて送信電力を制御する、請求項７に記載の端末装置。
  10. 　前記情報は、無線品質の基準値に関する情報を含み、
    　前記制御手段は、前記多数のアンテナから送信された無線信号のうち、前記基準値を超える無線品質を得られる無線信号の当該無線品質に基づいて送信電力を制御する、請求項７に記載の端末装置。
  11. 　前記受信手段は、前記端末装置が前記送信電力制御の基準として用いるべき前記測定対象の無線信号の無線品質に関する指標を示す情報をさらに前記制御装置から受信し、
    　前記制御手段は、前記情報に基づいて特定された前記測定対象の無線信号の無線品質と当該指標とに基づいて送信電力を制御する、請求項７から１０のいずれか１項に記載の端末装置。
  12. 　前記指標は、前記測定対象の無線信号の総受信電力、平均受信電力、最小受信電力、最大受信電力、又は、受信電力の分布の中央値を含む、請求項１１に記載の端末装置。
  13. 　多数のアンテナの一部を介して端末装置に通信サービスを提供する無線通信システムにおける制御装置によって実行される制御方法であって、前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を前記端末装置へ通知することを含む制御方法。
  14. 　多数のアンテナの一部を介して通信サービスの提供を受ける端末装置によって実行される制御方法であって、
    　前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を制御装置から受信することと、
    　前記情報に基づいて特定された前記測定対象の無線信号の無線品質を測定して、当該無線品質に基づいて送信電力を制御することと、
    　を含む制御方法。
  15. 　多数のアンテナの一部を介して端末装置に通信サービスを提供する無線通信システムにおける制御装置に備えられたコンピュータに、前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を前記端末装置へ通知させるためのプログラム。
  16. 　多数のアンテナの一部を介して通信サービスの提供を受ける端末装置に備えられたコンピュータに、
    　前記多数のアンテナのそれぞれから送信された無線信号の中から、前記端末装置が送信電力制御を行う際に用いるべき測定対象の無線信号を特定可能とする情報を制御装置から受信させ、
    　前記情報に基づいて特定された前記測定対象の無線信号の無線品質を測定して、当該無線品質に基づいて送信電力を制御させる、
    　ためのプログラム。
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