WO2023189230A1 - 受信機、通知方法及びプログラム - Google Patents

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WO2023189230A1
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大詩 渡辺
武雄 大関
浩輔 山崎
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Kddi株式会社
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    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems

Definitions

  • the present invention relates to a receiver, a notification method, and a program that perform processing corresponding to the presence or absence of a nonlinear distortion compensation function in a receiver in a situation where a repeater is present.
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 there are conventional technologies such as Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 regarding performing nonlinear distortion compensation of a power amplifier used in communication such as 5G (fifth generation mobile communication system) on the receiving side.
  • a pilot signal is used to compensate distortion generated in a power amplifier of a transmitter on the receiver side.
  • a repeater is a wireless relay device called a radio frequency repeater (RF repeater), and can be used to expand the area coverage of a receiver as a base station, or as a transmitter as a user terminal located in a dead spot within the area coverage. This will contribute to improving the communication environment of the world.
  • RF repeater radio frequency repeater
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing various situations depending on the presence or absence of distortion compensation, and shows three cases C1 to C3.
  • case C1 a radio signal from a transmitter is amplified by a repeater that is set to operate in a linear region, and then received by a receiver that is set not to perform distortion compensation.
  • case C1 no distortion occurs as a result of amplification in the repeater, so there is no particular problem even if the receiver does not perform distortion compensation, but there is a problem in that the power efficiency of the repeater decreases because it operates in the linear region.
  • the radio signal from the transmitter is amplified by a repeater that is configured to operate near the saturation region, where distortion occurs beyond the linear region, and then is configured not to perform distortion compensation. It is received by the receiver that is installed.
  • distortion compensation is performed in the receiver, which has the advantage of increasing the operating range and increasing the power efficiency of the repeater compared to case C1.
  • Case C3, like case C2 amplifies the radio signal from the transmitter with a repeater that is set to operate near the saturation region, where distortion occurs beyond the linear region, but unlike case C2, In contrast, the receiver is configured not to perform distortion compensation.
  • Case C3, like case C2 has the advantage of increasing the power efficiency of the repeater, but has the problem of lowering modulation accuracy and clearly deteriorating performance because distortion compensation is not performed in the receiver.
  • the present invention aims to provide a receiver, a notification method, and a program that can perform adaptive processing according to the aspect of the distortion compensation function of the receiver in the presence of a repeater. purpose.
  • the present invention provides a receiver that communicates with a transmitter by having a wireless signal relayed by a repeater, and in a case where the receiver has a nonlinear distortion compensation function, the present invention provides The present invention is characterized in that by executing notification processing to the transmitter or the transmitter, the amplifier included in the repeater is enabled to operate in a nonlinear region beyond the linear region. Further, the present invention is characterized in that the receiver is a notification method that executes the notification process, and is a program that causes a computer to function as the receiver.
  • the amplifier included in the repeater can operate in a nonlinear region beyond the linear region. Therefore, it is possible to realize adaptive measures that ensure both the power efficiency of the repeater and the modulation accuracy of the receiver.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing various situations depending on whether or not distortion compensation is performed.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system and a procedure performed in the configuration according to an embodiment.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment as a modification of the procedure of FIG. 2;
  • 1 is a diagram illustrating an example of a computer configuration having a wireless communication function.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the communication system 100 according to one embodiment and steps S1 to S3, which are procedures performed in the configuration.
  • the communication system 100 is a part of a cellular communication system (mobile communication network) in 5G, for example, and includes a transmitter 10 as a user terminal such as a mobile communication device such as a smartphone, a repeater 20 as a radio frequency repeater, and a base. A receiver 30 as a station device is provided.
  • the repeater 20 may be movable by being mounted on a drone or relay vehicle.
  • the repeater 20 is not an IAB (Integrated access and backhaul) that has the function of decoding data signals, but an AF that does not have a decoding function like a repeater. (Amplifier and Forward) relay, or may be a network-controlled repeater with a function of decoding only the control signal.
  • IAB Integrated access and backhaul
  • the repeater 20 is not an IAB (Integrated access and backhaul) that has the function of de
  • Steps S1 to S3 are shown as procedures executed between the transmitter 10, repeater 20, and receiver 30 in such a state.
  • Each step S1 to S3 will be explained below.
  • the procedure in FIG. 3 is also possible as a modification of the procedure shown in FIG. 2, and by omitting step S1 in FIG. 2 and changing steps S2 and S3 to steps S20 and S30 in FIG. 3, respectively, The procedure of FIG. 3 is implemented.
  • the procedure in FIG. 3 as a modification thereof will also be explained as appropriate.
  • step S1 as a preliminary setting, the amplifier of the repeater 20 is set to operate in a linear region.
  • This advance setting may be made by wirelessly transmitting a control signal to operate in the linear region from the transmitter 10 to the repeater 20, or by setting other control signals in the repeater 20 itself. It may be set to operate in the linear region unless received.
  • this step S1 assumes that the first method described later is applied and that the repeater 20 has a power control function.
  • the second method described later is applied and it is assumed that the repeater 20 does not have a power control function, so this step S1 is omitted.
  • step S2 if the receiver 30 is a device that has a distortion compensation function, it notifies the repeater 20 of this fact (that the receiver 30 has a distortion compensation function) by a wireless signal.
  • step S20 as a modification, if the receiver 30 is a device that has a distortion compensation function, it notifies the transmitter 10 of the same content (that the receiver 30 has a distortion compensation function).
  • the relay 20 may be used to relay the notification. Details of the notifications in steps S2 and S20 will be described later in the first to fourth embodiments.
  • the receiver 30 including a computer has its own model information as fixed information, and the model information can include information on the presence or absence of a distortion compensation function in advance.
  • the receiver 30 can automatically determine whether or not it has a distortion compensation function, and if it is determined that it has a distortion compensation function, the notification process of steps S2 and S20 can be performed.
  • step S3 the repeater 20, which received the notification from the receiver 30 in step S2 that it has a distortion compensation function, sets the maximum input power in the amplifier to the preset distortion compensation function as a setting for the receiver 30.
  • the amplifier By switching to the value of (a predetermined value larger than the maximum input power when it was set to operate in the linear region in step S1), the amplifier is operated near the saturation region (nonlinear region beyond the linear region). Do it like this.
  • step S30 since the receiver 30 transmits a signal to the transmitter 10 in step S20 (including information indicating that the receiver 30 has a distortion compensation function), the repeater 20 side Rather than limiting the input power, the transmitter 10 controls the power of the signal sent by the transmitter 10. That is, in the transmitter 10, the amplifier of the repeater 20 operates even in the nonlinear region, assuming that distortion compensation is performed when the transmitter 10 transmits its own transmission signal after being relayed by the repeater 20 and received by the receiver 30. The output power at the transmitter 10 is operatively controlled.
  • the input to the power amplifier of the repeater 20 can be controlled by one of the following two methods, the first method is adopted in the procedure of FIG. 2, and the first method is adopted in the procedure of FIG. Two methods are used.
  • the repeater 20 has a power control function, and controls power through internal processing of the repeater 20 itself, such as AGC (automatic gain control).
  • AGC automatic gain control
  • the repeater 20 does not have a power control function, and by controlling the output power of the transmitter 10 as a user terminal, the power of the radio wave reaching the repeater 20 is brought into the linear range of the amplifier. This makes it possible to change the behavior of the repeater 20, such as making the repeater 20 fit within the range, or allowing it to operate even in the nonlinear region of the amplifier.
  • the receiver 30 when the receiver 30 notifies the repeater 20 in step S2, the first method described above is applied.
  • the receiver 30 when the receiver 30 notifies the transmitter 10 in step S20 in the procedure of FIG. Then, the amplifier of the repeater 20, which receives and relays the radio signal from the transmitter 10, is controlled so that it operates even in the nonlinear region.
  • step S2 or S20 when the receiver 30 has a distortion compensation function in step S2 or S20, this is notified to the repeater 20 or the transmitter 10, and the process is performed in step S3 or Since the amplifier of the repeater 20 is operated beyond the linear region in S30, the above-described case C2 in FIG.
  • step S2 when using the procedure in FIG. 2, in step S2, if the receiver 30 itself is a device that does not have a distortion compensation function, the above-mentioned notification is not performed, so the execution of step S3 is skipped. As a result, the repeater 20 operates the amplifier in the linear region as set in step S1. As a result, case C1 in FIG. 1 described above is adaptively realized for the combination of individual repeaters 20, etc. and receivers 30. Similarly, when using the procedure shown in FIG. 3 as a modified example, in step S20, if the receiver 30 itself is a device that does not have a distortion compensation function, the above-mentioned notification is not performed. By skipping execution, the amplifier of the repeater 20 operates in the linear region.
  • the presence or absence of the distortion compensation function of the receiver 30 does not change (that is, whether each individual receiver 30 has a distortion compensation function or not is determined depending on the individual model).
  • the repeater 20 or transmitter 10 in the RRC (radio resource control) configuration.
  • the settings in the RRC configuration can be performed using the same processing as the transmitter 10, which is a user terminal with a decoding function. can.
  • the receiver 30 Information regarding whether or not distortion compensation is performed on the receiver 30 may be notified from the receiver 30 to the repeater 20 or the transmitter 10.
  • the presence or absence of the distortion compensation function is set to OFF by default (that is, the setting in step S1 causes the repeater 20 to set the receiver 30 to operate the amplifier in the linear region assuming that it does not have the distortion compensation function); If a setting notification indicating that the RRC config has a distortion compensation function is received in S2, the repeater 20 can be set to increase the maximum input level (voltage) in step S3.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • information on the presence or absence of a distortion compensation function may be added to the DCI (downlink control information) format defined in the above-mentioned Patent Document 2 by the present applicant.
  • a receiver 30 base station transmits DCI including an instruction of a beam pattern to be formed by the repeater 20 to a repeater 20 (wireless repeater) that can dynamically control the beam.
  • the repeater 20 relays between the transmitter 10 (user terminal) and the receiver 30, the optimum beam pattern is notified to the repeater 20.
  • Information on whether the device 30 has a distortion compensation function may be added.
  • an example of the DCI format in Patent Document 2 includes a format type, destination, beam instruction, and slot timing, but information on the presence or absence of a distortion compensation function may be added thereto.
  • MAC-CE control element for media access control
  • MAC-CE control element for media access control
  • MAC-CE control element for media access control
  • the receiver is included in this control signal.
  • Information on the presence or absence of the distortion compensation function of 30 may be added.
  • the repeater 20 when the repeater 20 has a power level detection function and the receiver 30 has a distortion compensation function, it sends a wireless signal of a preset specific level to the repeater 20,
  • the power level detection function detects the radio signal received from the receiver 30 at a predetermined level corresponding to a specific level (taking into account attenuation due to distance, etc., this predetermined level is stored in advance as one corresponding to the specific level). If it is determined that there is a distortion compensation function), it can be determined that the repeater 20 has received a notification that the receiver 30 has a distortion compensation function.
  • power level detection can be determined by averaging the level over a certain period of time, or by averaging the level over a specific period or moving average (processing such as taking the average of three seconds before every second). Bye.
  • the repeater 20 has a smart repeater function, that is, has a function of demodulating received wireless signals (control information, etc.). By demodulating the radio signal received from the receiver 30 at the repeater 20, it is possible to obtain information that the receiver 30 has a distortion compensation function.
  • the fourth embodiment does not require a demodulation function in the repeater 20.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a computer device 200 having a wireless communication function, and each of the transmitter 10, repeater 20, and receiver 30 in the wireless communication system 100 may It can be realized as having the configuration of the section.
  • the computer device 200 includes a processor 201 including a CPU (and GPU), a memory 202 as a temporary storage device that provides a work area for the processor 201, a storage 203 as a secondary storage device, and a modulation/demodulation circuit 204. , an antenna 205, an amplifier 206, and a bus BS that connects these so that digital data can be communicated with each other.
  • a processor 201 including a CPU (and GPU), a memory 202 as a temporary storage device that provides a work area for the processor 201, a storage 203 as a secondary storage device, and a modulation/demodulation circuit 204.
  • an antenna 205 an amplifier 206
  • a bus BS that connects these so that digital data can be communicated with each other.
  • the processor 201 executes a predetermined program stored in the storage 203 and read into the memory 202 to perform the processing (digital processing) of each of the transmitter 10, repeater 20, and receiver 30 in each of the embodiments described above. related matters). That is, when the receiver 30 determines that it has a nonlinear distortion compensation function in step S2, the processor 201 performs the process of notifying the repeater 20 that it has the function, the nonlinear distortion compensation process, etc. Run as a program. Further, in the repeater 20, in step S1, the amplifier 206 is set to operate in a linear region in advance, and upon receiving a notification from the receiver 30, in step S3, the amplifier 206 is set to operate in a non-linear region as well. Processing and the like are executed by the processor 201 as a predetermined program.
  • the antenna 205 may be configured to include multiple antennas, and may be able to configure multiple beam patterns by switching the antennas used.
  • the modulation/demodulation circuit 204 performs modulation/demodulation of radio signals transmitted and received from the antenna 205.
  • the amplifier 206 is a configuration that is provided when the repeater 20 is implemented in the computer device 200, and uses the wireless signal received from the antenna 205 as an input signal, and transmits an amplified output signal from the antenna 205. , perform amplification of radio signals.
  • the amplifier 206 is configured to be able to switch settings between operating in a linear region and operating including a nonlinear region by receiving instructions from the processor 201 via the bus BS.
  • the power efficiency of the repeater 20 can be improved and the coverage between the base station 30 and the repeater 20 can be extended thereby, contributing to infrastructure development of information communication technology. can.
  • This will make it possible to contribute to Goal 9 of the Sustainable Development Goals (SDGs) led by the United Nations: ⁇ Build resilient infrastructure, promote sustainable industrialization, and expand innovation.'' .
  • SDGs Sustainable Development Goals
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, to set out the scope of the invention, the following claims are hereby appended.

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  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Abstract

中継器20によって無線信号を中継されて送信機と通信する受信機30であって、当該受信機30が非線形歪み補償機能を有する場合に、当該有する旨の前記中継器20または前記送信機10への通知処理を実行するS2ことにより、前記中継器20に備わる増幅器についてS3、線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせる。

Description

受信機、通知方法及びプログラム
 本発明は、中継器が存在する状況での受信機における非線形歪み補償機能の有無に対応した処理を行う受信機、通知方法及びプログラムに関する。
 5G(第5世代移動通信システム)などの通信において利用される電力増幅器の非線形歪み補償を受信側で行うことに関して、特許文献1や非特許文献1の従来技術が存在する。特許文献1や非特許文献1では、パイロット信号を利用し、送信機の電力増幅器で発生する歪みを受信機側で補償を行う。
 ここで、送信機と受信機との間に中継器が介在する場合に、中継器で発生する歪みに関しても同様に、歪み補償を受信機において行うことが考えられる。
 なお、中継器とは、無線周波数リピータ(RFリピータ)と呼ばれる無線中継装置であり、基地局としての受信機のエリアカバレッジの拡大や、エリアカバレッジ内のデッドスポットに位置するユーザ端末としての送信機の通信環境の改善に寄与するものである。
特表2021-507605号公報 特願2021-143374号
K. Mei, J. Liu, X. Zhang, K. Cao, N. Rajatheva, and J. Wei, 'A Low Complexity Learning-Based Channel Estimation for OFDM Systems With Online Training', IEEE Transactions on Communications, vol. 69, no. 10, pp. 6722-6733, Oct. 2021
 しかしながら、従来技術では、複数の受信機において歪み補償の有無(歪み補償を行うか否かの設定)が様々に存在しうる状況に対して、個別状況に適応的に対応させることで中継器を効率的に活用することが考慮されていなかった。
 図1は、歪み補償の有無による様々な状況を模式的に示す図であり、ケースC1~C3の3通りの場合分けを示す。ケースC1では、送信機からの無線信号を、線形領域で動作するように設定されている中継器で増幅したうえで、歪み補償を行わないように設定されている受信機において受信する。ケースC1では中継器での増幅結果として歪みは発生しないため、受信機で歪み補償を行わなくとも特に問題はないが、線形領域で動作させることから中継器の電力効率が下がるという問題がある。
 ケースC2では、送信機からの無線信号を、線形領域を超えて歪みが発生する飽和領域付近で動作するように設定されている中継器で増幅したうえで、歪み補償を行わないように設定されている受信機において受信する。ケースC2では中継器での増幅結果として歪みは発生するため、受信機で歪み補償を行っており、ケースC1と比べて動作領域が増え、中継器の電力効率が上がるという利点がある。
 ケースC3は、ケースC2と同様に、送信機からの無線信号を、線形領域を超えて歪みが発生する飽和領域付近で動作するように設定されている中継器で増幅するが、ケースC2とは異なり、受信機は歪み補償を行わないように設定されている。ケースC3の場合、ケースC2と同様に中継器の電力効率は上がるという利点はあるが、受信機において歪み補償を行わないため、変調精度が低下し、明確に性能が劣化するという問題がある。
 以上の図1の例に示される通り、中継器に関しては飽和領域付近で動作させた方が電力効率は上がるものの、受信機に関しては歪み補償を行う機能に対応しているものと非対応のものとが混在して存在し、非対応の場合はケースC3のように性能劣化につながってしまう。従来技術ではこのような様々な設定状況(中継器の動作領域を飽和領域付近まで増やすかの設定と、受信機の歪み補償の有無の設定)に対して適応的に対処することができなかった。
 上記従来技術の課題に鑑み、本発明は、中継器の存在下において受信機の歪み補償機能の態様に応じた適応的な処理を行うことのできる受信機、通知方法及びプログラムを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明は、中継器によって無線信号を中継されて送信機と通信する受信機であって、当該受信機が非線形歪み補償機能を有する場合に、当該有する旨の前記中継器または前記送信機への通知処理を実行することにより、前記中継器に備わる増幅器について線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせることを特徴とする。また、本発明は、前記受信機が前記通知処理を実行する通知方法であることや、コンピュータを前記受信機として機能させるプログラムであることを特徴とする。
 本発明によれば、受信機が非線形歪み補償機能を有する場合には、その旨を中継器または送信機へと通知することで、中継器に備わる増幅器について線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせるので、中継器の電力効率と、受信機の変調精度と、の両方を確保した適応的な対処を実現することができる。
 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。
歪み補償の有無による様々な状況を模式的に示す図である。 一実施形態に係る通信システムの構成及び当該構成において実施される手順を示す図である。 図2の手順の変形例としての一実施形態を示す図である。 無線通信機能を有するコンピュータ構成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。
 図2は、一実施形態に係る通信システム100の構成及び当該構成において実施される手順であるステップS1~S3を示す図である。通信システム100は、例えば5Gにおけるセルラ通信システム(移動通信ネットワーク)の一部分であり、スマートフォン等の移動体通信装置であるユーザ端末としての送信機10と、無線周波数リピータとしての中継器20と、基地局装置としての受信機30と、を備える。中継器20はドローンや中継車に搭載されることで移動可能なものであってもよい。中継器20は、IAB(Integrated access and backhaul、無線アクセスネットワークと無線バックホールを統合したもの)のようなデータ信号までの復号機能を持つものではなく、レピータのような復号機能をもたないAF(Amplifier and Forward)中継をするものであってよく、あるいは、制御信号のみを復号する機能をもつNetwork-controlled repeaterであってもよい。
 これら送信機10、中継器20及び受信機30のそれぞれは複数存在しうるが、図2では、当該複数存在しうるものの中から、相互に無線通信可能な状態にある任意の1台がそれぞれ示され、このような状態にある送信機10、中継器20及び受信機30の間で実行される手順としてステップS1~S3が示されている。以下、各ステップS1~S3を説明する。なお、図2に示す手順の変形例として図3の手順も可能であり、図2のステップS1を省略したうえで、ステップS2,S3をそれぞれ図3のステップS20,S30に変更することで、図3の手順が実現される。以下、この対応関係を前提として、図2の手順を説明しながら、適宜、その変形例としての図3の手順についても説明する。図2の手順では通知を中継器20に対して行うことにより、図3の手順では通知を送信機10に対して行うことにより、直接あるいは間接に、中継器20の動作を制御することができる。
 ステップS1では、事前設定として、中継器20の増幅器を線形領域で動作するように設定する。この事前設定は、線形領域で動作させる旨の制御信号を送信機10から中継器20へと無線送信して設定するようにしてもよいし、中継器20自身における設定として、その他の制御信号を受信しない限り、線形領域で動作するように設定しておいてもよい。なお、このステップS1は、後述する第1手法が適用され、中継器20が電力制御機能を有していることを前提とする。図2の手順の変形例である図3の手順では、後述する第2手法が適用され、中継器20が電力制御機能を有していない前提であるため、このステップS1は省略される。
 ステップS2では、受信機30が、自身が歪み補償機能を持つ機器である場合に、その旨(受信機30が歪み補償機能を有する旨)を中継器20へと無線信号により通知する。変形例としてのステップS20では、受信機30が、自身が歪み補償機能を持つ機器である場合に、同内容(受信機30が歪み補償機能を有する旨)を送信機10へと通知する。送信機10に通知する場合、中継器20で中継して通知すればよい。ステップS2,S20での通知の詳細については第1~第4実施形態として後述する。
 なお、コンピュータを含んで構成される受信機30は、自身の機種情報を固定的な情報として有しており、当該機種情報に歪み補償機能の有無の情報を予め含めておくことができるため、受信機30において自身が歪み補償機能を有するか否かを自動判断し、有する判断の場合にステップS2,S20の通知処理を行うことができる。
 ステップS3では、ステップS2での受信機30からの歪み補償機能有りとの通知を受けた中継器20が、この受信機30に対する設定として、増幅器における最大入力電力を事前に設定された歪補償用の値(ステップS1において線形領域で動作するように設定されていた際の最大入力電力よりも大きい所定値)に切り替えることで、増幅器を飽和領域付近(線形領域を超えた非線形領域)で動作させるようにする。
 一方で、変形例としてのステップS30では、ステップS20で受信機30から送信器10に信号送信(受信機30が歪み補償機能を有する旨の情報を含む)を行っているため、中継器20側で入力電力を制限するのではなく、送信機10側で送る信号の電力をコントロールするように、送信機10で制御を行う。すなわち、送信機10では、自身の送信信号が中継器20で中継されたうえで受信機30において受信された際に、歪み補償が行われることを前提として、中継器20の増幅器が非線形領域でも動作可能なように送信機10における出力電力を制御する。
 ここで具体的に、中継器20の電力増幅器への入力は以下の2つの手法のいずれかで制御でき、図2の手順では第1手法を採用し、変形例としての図3の手順では第2手法を採用している。
(第1手法)中継器20は電力制御機能を有しており、AGC(自動利得制御)などで中継器20自身の内部処理で電力を制御する。
(第2手法)中継器20は電力制御機能を有しておらず、ユーザ端末としての送信機10の出力電力を制御することにより、中継器20に届いた電波の電力が増幅器の線形領域に収まるようにするか、あるいは、増幅器の非線形領域まで含めて動作させるようにするといった、中継器20の挙動の変化を可能とする。
 図2の手順においてステップS2で受信機30から中継器20に通知を行う場合は、上記の第1手法が適用される。一方、図3の手順においてステップS20で受信機30から送信機10に通知を行う場合は、上記の第2手法が適用され、送信機10の出力電力をより大きな範囲となるように制御することで、この送信機10からの無線信号を受信して中継する中継器20の増幅器が結果的に、非線形領域でも動作するように制御を行う。
 このように、図2または図3の手順によれば、ステップS2やS20で受信機30が歪み補償機能を有する場合に、その旨を中継器20や送信機10へと通知し、ステップS3やS30において線形領域を超えて中継器20の増幅器を動作させるようにするので、前述の図1のケースC2等が個別の中継器20と受信機30の組み合わせに対して適応的に実現される。これにより、中継器20の増幅器の最大入力レベルを上げることが可能となり、中継器20の電力効率を向上させ、それにより基地局30と中継器20の間のカバレッジを延伸できる。
 なお、図2の手順を用いる場合において、ステップS2において、受信機30が、自身が歪み補償機能を持たない機器である場合には前述の通知を行わないため、ステップS3の実行はスキップされることにより、中継器20はステップS1で設定した通りの線形領域で増幅器を動作させることとなる。これにより、前述の図1のケースC1が個別の中継器20等と受信機30の組み合わせに対して適応的に実現される。変形例としての図3の手順を用いる場合においても同様に、ステップS20において、受信機30が、自身が歪み補償機能を持たない機器である場合には前述の通知を行わないため、ステップS30の実行はスキップされることにより、中継器20は線形領域で増幅器が動作することとなる。
 以下、ステップS2やS20における、受信機30において自身が歪み補償機能を持つ旨を通知する第1~第4実施形態を説明する。
 第1実施形態では、受信機30の歪み補償機能の有無は変わらないので、(すなわち、個別の受信機30のそれぞれについて、歪み補償機能があるかないかはその個別機種に応じて決まっているので、)中継器20または送信機10にRRC(無線リソース制御)コンフィグで設定することができる。なお、中継器20には制御信号について復号等の処理が可能なもの(Network-controlled repeater)を用いることで、復号機能を有するユーザ端末としての送信機10と同様の処理により、RRCコンフィグで設定できる。
 RRCコンフィグでは、中継器20または送信機10が受信機30に接続状態にあるか、接続せずに待機状態にあるかを管理することができるので、接続状態に遷移する際に、受信機30から中継器20または送信機10へと向けて、受信機30の歪み補償有無についての情報を通知するようにすればよい。
 なお、歪み補償機能の有無に関して、デフォルトではオフとし(すなわち、ステップS1の設定により中継器20は受信機30が歪み補償機能がないものとして増幅器を線形領域で動作するように設定させ)、ステップS2にてRRCコンフィグで歪み補償機能がある旨の設定通知を受けた場合に、ステップS3において中継器20は最大入力レベル(電圧)を上げるように設定することができる。
 第2実施形態では、受信機30から中継器20または送信機10へとPDCCH(物理ダウンリンク制御チャネル)で歪み補償機能がある旨を通知することができる。既知のように、PDCCHは5Gにおける受信機30(基地局)と送信機10(端末)間または受信機30と中継器20間の通信を行うチャネルであり、下りリンクL1/L2制御信号の伝送用に用いられる。
 具体的に例えば、本出願人による前掲の特許文献2において定義されるDCI(ダウンリンク制御情報)フォーマットに、歪み補償機能の有無の情報を追加するようにしてもよい。特許文献2では、動的にビーム制御可能な中継器20(無線リピータ)に対して、この中継器20が形成すべきビームパターンの指示を含むDCIを受信機30(基地局)から送信することで、中継器20が送信機10(ユーザ端末)と受信機30との間の中継を行う際に最適なビームパターンを中継器20に通知するようにしており、このDCIに追加情報として、受信機30の歪み補償機能の有無の情報を付加するようにすればよい。例えば、特許文献2のDCIフォーマットの一例として、フォーマットタイプ、宛先、ビーム指示、スロットタイミングを含むものがあるが、これにさらに、歪み補償機能の有無の情報を追加するようにしてよい。
 第3実施形態では、受信機30から中継器20または送信機10へとMAC-CE(メディアアクセス制御の制御要素)で歪み補償機能がある旨を通知することができる。既知のように、MAC-CEはMAC(メディアアクセス制御)レイヤの制御を行うための制御信号として規定されており、第2実施形態と同様に第3実施形態でも、この制御信号内に受信機30の歪み補償機能の有無の情報を付加するようにすればよい。
 第4実施形態では、中継器20が電力レベル検出機能を有するものとし、受信機30は歪み補償機能を有する場合に、予め設定された特定レベルの無線信号を中継器20へと送品し、中継器20において電力レベル検出機能により、受信機30から受信した無線信号に特定レベルに対応する所定レベル(距離による減衰等を考慮してこの所定レベルを特定レベルに対応するものとして予め記憶しておくことができる)が存在すると判定された場合に、中継器20において受信機30が歪み補償機能を有する旨の通知を受け取ったものとして判断することができる。ここで、電力レベル検出は、一定期間でのレベル平均を行って判断したり、特定の期間でのレベル平均や移動平均(一秒ごとに三秒前の平均をとるなどの処理)により判断すればよい。
 なお、以上の第1~第4実施形態のうち、第1~第3実施形態は、中継器20がスマートリピータ機能を有する、すなわち、受信した無線信号(制御情報等)を復調する機能を有することが前提であり、受信機30から受信した無線信号を中継器20において復調することで、受信機30が歪み補償機能を有する旨の情報を得ることができる。第4実施形態は、中継器20における復調機能は必要としない。
 図4は、無線通信機能を有するコンピュータ装置200の構成の例を示す図であり、無線通信システム100内の送信機10、中継器20及び受信機30の各々は、コンピュータ装置200の全部または一部の構成を有するものとして実現することができる。
 コンピュータ装置200は、CPU(及びGPU)等で構成されるプロセッサ201と、プロセッサ201にワークエリアを提供する一時記憶装置としてのメモリ202と、二次記憶装置としてのストレージ203と、変復調回路204と、アンテナ205と、増幅器206と、これらの間でデジタルデータを相互に通信可能なように接続するバスBSと、を備える。
 プロセッサ201は、ストレージ203に記憶されメモリ202に読み込まれた所定のプログラムを実行することによって、以上説明してきた各実施形態における送信機10、中継器20及び受信機30の各々の処理(デジタル処理に関するもの)を実行するものである。すなわち、受信機30ではステップS2の、自身が非線形歪み補償機能を有すると判断した場合に、中継器20へ当該機能を有する旨を通知する処理や、非線形歪み補償処理などを、プロセッサ201が所定プログラムとして実行する。また、中継器20ではステップS1の、予め線形領域で増幅器206を動作させるよう設定する処理と、受信機30からの通知を受けてステップS3で増幅器206を非線形領域も含めて動作させるようにする処理などを、プロセッサ201が所定プログラムとして実行する。
 アンテナ205は、複数アンテナを含んで構成され、用いるアンテナを切り替えられることで複数のビームパターンを構成可能なものであってもよい。変復調回路204は、アンテナ205から送受信する無線信号の変復調を行う。
 増幅器206は、本実施形態ではコンピュータ装置200で中継器20を実現する場合に備わる構成であり、アンテナ205から受信する無線信号を入力信号としてこれを増幅した出力信号をアンテナ205から送信させることで、無線信号の増幅を行う。増幅器206は、プロセッサ201からの指示をバスBSを介して受け付けることで、線形領域で動作するか、非線形領域も含めて動作するかの設定を切り替え可能に構成されている。
 本実施形態の通信システム100によれば、中継器20の電力効率を向上させ、それにより基地局30と中継器20の間のカバレッジを延伸できるので、情報通信技術のインフラ整備に寄与することができる。これにより、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。 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
 本願は、2022年3月31日提出の日本国特許出願特願2022-060104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 (10)

  1.  中継器によって無線信号を中継されて送信機と通信する受信機であって、
     当該受信機が非線形歪み補償機能を有する場合に、当該有する旨の前記中継器または前記送信機への通知処理を実行することにより、前記中継器に備わる増幅器について線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせる受信機。
  2.  前記通知処理を、前記中継器または前記送信機が前記受信機に対して接続状態にあるか、前記中継器または前記送信機が接続の待機状態にあるかを管理する無線リソース制御(RRC)の設定の際に実行する請求項1に記載の受信機。
  3.  前記通知処理を、前記受信機から前記中継器または前記送信機へと送信するダウンリンク制御情報(DCI)内に、前記受信機が非線形歪み補償機能を有する旨の情報を含めることによって実行する請求項1に記載の受信機。
  4.  前記通知処理を、メディアアクセス制御の制御要素(MAC-CE)の制御信号内に、前記受信機が非線形歪み補償機能を有する旨の情報を含めることによって実行する請求項1に記載の受信機。
  5.  前記中継器は、電力制御機能を有しており、
     前記通知処理は、前記中継器に向けて実行されることで、当該通知を受信した前記中継器において、前記電力制御機能により、増幅器の最大入力電圧を上げた設定に切り替えることにより、増幅器について線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせる請求項1ないし4のいずれか1項に記載の受信機。
  6.  前記中継器は、電力制御機能を有しておらず、
     前記通知処理は、前記送信機に向けて実行されることで、当該通知を受信した前記送信機において、出力電圧を上げるように制御することで、当該送信機から送信された無線信号を中継する前記中継器において、増幅器について線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせる請求項1ないし4のいずれか1項に記載の受信機。
  7.  前記通知処理は、前記中継器に対して実行されるものであり、
     前記通知処理を、前記受信機から前記中継器へと特定レベルの無線信号を送信することで、前記中継器において当該特定レベルに対応する所定レベルの無線信号が受信されたと判定された場合に、前記中継器において当該受信機が非線形歪み補償機能を有する旨の通知を受けたものと判断させることによって実行する請求項1に記載の受信機。
  8.  前記中継器に備わる増幅器は線形領域で動作するように予め設定しておき、
     前記受信機が非線形歪み補償機能を有さない場合には前記通知処理をスキップすることによって、前記中継器に備わる増幅器が線形領域で動作する設定を継続させる請求項1に記載の受信機。
  9.  中継器によって無線信号を中継されて送信機と通信する受信機が実行する通知方法であって、
     当該受信機が非線形歪み補償機能を有する場合に、当該有する旨の前記中継器または前記送信機への通知処理を実行することにより、前記中継器に備わる増幅器について線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせる通知方法。
  10.  中継器によって無線信号を中継されて送信機と通信する受信機としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
     当該受信機が非線形歪み補償機能を有する場合に、当該有する旨の前記中継器または前記送信機への通知処理を実行することにより、前記中継器に備わる増幅器について線形領域を超えた非線形領域での動作を可能とさせるプログラム。
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