JP7521611B2 - Radio relay control method and radio relay device - Google Patents
Radio relay control method and radio relay device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7521611B2 JP7521611B2 JP2022576908A JP2022576908A JP7521611B2 JP 7521611 B2 JP7521611 B2 JP 7521611B2 JP 2022576908 A JP2022576908 A JP 2022576908A JP 2022576908 A JP2022576908 A JP 2022576908A JP 7521611 B2 JP7521611 B2 JP 7521611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- information
- setting value
- wireless terminal
- wireless
- learning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/145—Passive relay systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Description
本発明は、無線基地局と無線端末とが行う無線通信の電波を動的反射板により反射させて中継を行う技術に関する。 The present invention relates to a technology for relaying radio waves of wireless communication between a wireless base station and a wireless terminal by reflecting them using a dynamic reflector.
無線アクセスの高速・大容量化を実現するため、広帯域を確保可能な高周波数帯の活用が注目されている。例えば、第5世代移動通信システムでは、28GHz帯を利用して高速・大容量通信を実現している。他の例として、無線LAN規格であるIEEE802.11ad(ミリ波無線LANシステム)では、60GHz帯を利用して高速・大容量通信が実現されている。 In order to realize high-speed, high-capacity wireless access, the use of high-frequency bands that can secure wide bandwidth is attracting attention. For example, the 5th generation mobile communication system realizes high-speed, high-capacity communication using the 28 GHz band. As another example, the wireless LAN standard IEEE802.11ad (millimeter wave wireless LAN system) realizes high-speed, high-capacity communication using the 60 GHz band.
高周波数帯の電波は、低周波数帯の電波よりも減衰しやすく、回折しづらいという特性を有する。そのため、高周波数帯を利用する場合、電波減衰により伝送距離が短くなること、障害物等の遮蔽により受信品質が劣化すること、等が課題である。 High-frequency radio waves are more susceptible to attenuation and diffraction than low-frequency radio waves. As a result, issues with using high-frequency bands include shorter transmission distances due to radio wave attenuation and poor reception quality due to obstructions such as obstacles.
電波の減衰を補償するためには、送受信局において多素子アンテナを用いたビームフォーミングが有効である。この場合、ビームフォーミング利得によって電波減衰を補償し、伝送距離を延ばすことができる。但し、ビームフォーミングの場合、受信局は、送信局から特定の方向に向けて集中的に送信された電波を主に受信する。つまり、受信局は、特定の方向からの電波を強く受信するため、受信電力の高い1つのパスの電波を主に受信することになる。その結果、空間多重数が1(偏波多重の場合は2)に留まるので、複数のパスから同一信号を受信することにより受信品質を高める空間ダイバーシチの効果が得られにくい。 To compensate for radio wave attenuation, beamforming using multi-element antennas at the transmitting and receiving stations is effective. In this case, the beamforming gain can compensate for radio wave attenuation and extend the transmission distance. However, in the case of beamforming, the receiving station mainly receives radio waves transmitted intensively from the transmitting station in a specific direction. In other words, since the receiving station receives strong radio waves from a specific direction, it mainly receives radio waves from one path with high reception power. As a result, the spatial multiplexing number remains at 1 (2 in the case of polarization multiplexing), so it is difficult to achieve the effect of spatial diversity, which improves reception quality by receiving the same signal from multiple paths.
一方、障害物等による遮蔽や見通し外における受信品質の劣化を改善するために、多数のアンテナを設置する方法がある。例えば、多数の送信アンテナを異なる位置に設置することにより、遮蔽や見通し外となる範囲を小さくし、受信品質を改善することができる。また、多数の送信アンテナを設置することにより、上述のビームフォーミングにおける課題を解決することも可能である。しかし、多数の送信アンテナを使用するため、ネットワークコストが増加し、設置規模の大きい場所の確保が難しいという問題が生じる。そこで、多数の送信点を設けるという観点において、より低コスト且つ設置規模の制約が小さい反射板等を利用することが有効である。On the other hand, there is a method of installing multiple antennas to improve the deterioration of reception quality due to obstruction by obstacles and out-of-line-of-sight. For example, by installing multiple transmitting antennas at different positions, the range of obstruction and out-of-line-of-sight can be reduced, improving reception quality. In addition, installing multiple transmitting antennas can solve the problems in beamforming mentioned above. However, using multiple transmitting antennas increases network costs and makes it difficult to secure a large installation site. Therefore, from the perspective of providing multiple transmission points, it is effective to use reflectors, etc., which are lower cost and have fewer installation size restrictions.
従来は、反射板の反射特性を動的に制御することは困難であったが、近年、反射方向等の反射特性を動的に制御可能なメタサーフェス反射板(動的反射板)等が開発され、動的反射板を用いて遮蔽や見通し外の範囲を小さくしつつ、空間多重化や空間ダイバーシチ利得を得る方法が実現可能となっている(例えば、非特許文献1,2,3参照)。
In the past, it was difficult to dynamically control the reflection characteristics of a reflector, but in recent years, metasurface reflectors (dynamic reflectors) that can dynamically control reflection characteristics such as the reflection direction have been developed, making it possible to realize a method of obtaining spatial multiplexing and spatial diversity gain while reducing occlusion and non-line-of-sight ranges using dynamic reflectors (see, for example, non-patent
動的反射板の反射特性を制御する方法として、動的反射板が電波を反射させるときに、電波の位相を制御することよって反射特性を変化させる方法がある。例えば、送受信局間のチャネル情報(CSI:Channel State Information)に基づいて、アレー素子構成の動的反射板が反射させる電波の位相を変化させる方法が考えられている(例えば、非特許文献3参照)。One method for controlling the reflection characteristics of a dynamic reflector is to change the reflection characteristics by controlling the phase of the radio waves when the dynamic reflector reflects them. For example, a method has been considered in which the phase of the radio waves reflected by a dynamic reflector configured as an array element is changed based on channel information (CSI: Channel State Information) between the transmitting and receiving stations (see, for example, Non-Patent Document 3).
しかしながら、送受信局間のチャネル情報に基づく従来方式では、受信局における特性を最適な状態にすることが可能であるが、電波が経由するアレー素子ごとのチャネル情報が必要である。例えば、動的反射板が100個のアレー素子からなる場合、100通りのチャネル情報に基づいて位相の変化量を算出する必要がある。つまり、チャネル情報を取得するために、大きなオーバーヘッドが生じるという課題がある。 However, while conventional methods based on channel information between transmitting and receiving stations can optimize the characteristics at the receiving station, they require channel information for each array element through which the radio waves pass. For example, if a dynamic reflector is made up of 100 array elements, it is necessary to calculate the amount of phase change based on 100 sets of channel information. In other words, there is an issue that a large overhead is generated in order to obtain the channel information.
また、アレー素子それぞれの位相の変化量を算出するためには、一定の計算リソースが必要であり、位相の変化量を無線基地局側で算出することが考えられる。この場合には、無線基地局に新たな機能を持たせなければ、動的反射板による品質改善を実現することができない。さらに、無線基地局と動的反射板とが離れた場所に設置される場合、無線基地局が算出した位相の変化量を動的反射板に反映させるための通信手段が必要になり、動的反射板側にも無線基地局と連携するための機能が必要である。 In addition, a certain amount of computational resources is required to calculate the amount of phase change for each array element, and it is conceivable that the phase change could be calculated on the wireless base station side. In this case, the wireless base station must be equipped with a new function in order to achieve quality improvement using a dynamic reflector. Furthermore, if the wireless base station and the dynamic reflector are installed in separate locations, a communication means is required to reflect the amount of phase change calculated by the wireless base station in the dynamic reflector, and the dynamic reflector also needs a function for linking with the wireless base station.
そこで、位相変化量を算出するにあたり、チャネル情報に代えて無線端末の位置情報を用いることによりオーバーヘッドを削減する方法が考えられる。さらに、位置情報を取得する機能を無線基地局ではなく動的反射板側が有することにより、無線基地局に新たな機能を追加する必要はなく、動的反射板との通信手段も不要になる。 A method of reducing overhead can be considered by using the location information of the wireless terminal instead of channel information when calculating the amount of phase change. Furthermore, by having the function of acquiring location information on the dynamic reflector rather than the wireless base station, there is no need to add a new function to the wireless base station, and no need for a means of communication with the dynamic reflector.
しかし、位置情報に基づいて動的反射板を制御する場合、予め動的反射板の反射方向の設定値(入射角及び反射角など)を正確に把握する必要がある。もし、設定値が不正確である場合や、動的反射板の運用中になんらかの理由により反射方向に誤差が生じた場合、端末装置の位置情報に対する正しい方向に反射することができず、期待する機能を発揮することが困難になる、という課題がある。 However, when controlling a dynamic reflector based on position information, it is necessary to accurately determine the settings for the reflection direction of the dynamic reflector in advance (such as the angle of incidence and angle of reflection). If the settings are inaccurate, or if an error occurs in the reflection direction for some reason while the dynamic reflector is in operation, it will not be able to reflect in the correct direction relative to the position information of the terminal device, making it difficult to perform the expected function.
上記課題に鑑み、本発明は、反射方向の設定値と無線端末の位置情報および受信品質情報とを関連付けた情報を機械学習して生成した判別器により、無線端末の位置情報に応じて最適な反射方向の設定値を判別できる無線中継制御方法及び無線中継装置を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention aims to provide a wireless relay control method and a wireless relay device that can determine the optimal reflection direction setting value according to the position information of a wireless terminal using a discriminator generated by machine learning information that associates the reflection direction setting value with the position information and reception quality information of a wireless terminal.
本発明に係る無線中継制御方法は、動的反射板を有する無線中継装置により無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継制御方法であって、前記無線中継装置は、前記動的反射板により反射される電波の位相を前記電波の入射角及び反射角の情報を含む設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射処理と、前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射処理に出力する制御処理とを行うことを特徴とする。
また、本発明に係る無線中継制御方法は、動的反射板を有する無線中継装置により無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継制御方法であって、前記無線中継装置は、前記動的反射板により反射される電波の位相を設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射処理と、前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射処理に出力する制御処理とを行い、情報収集フェーズと、方向判定フェーズとを有し、前記情報収集フェーズでは、前記動的反射処理に学習用の前記設定値を出力する処理と、前記学習用の前記設定値が前記動的反射処理で設定されたときに通信する前記無線端末の前記位置情報及び前記受信品質情報を前記無線端末から取得する処理と、前記設定値と、前記位置情報と、前記受信品質情報と、を関連付けた学習情報を前記無線中継装置の内部または外部の情報処理部に送信する処理と、前記情報処理部が前記学習情報を記録して機械学習を行い、受信品質が最良となる前記設定値と前記無線端末の前記位置情報との組み合わせを判別する判別器を前記情報処理部から受信する処理を行い、前記判別器の生成においては、前記情報処理部は、同じ前記設定値となる複数の前記無線端末の前記位置情報を位置情報群とし、前記位置情報群に含まれる全ての前記位置情報の重心点を代表点として算出し、前記代表点の前記位置情報に1つの前記設定値を関連付けて前記判別器を生成し、前記方向判定フェーズでは、前記無線端末から受信する前記位置情報に対応する前記設定値を前記判別器により判別する処理と、前記判別器により判別した前記設定値を前記動的反射処理で設定することを特徴とする。
The wireless relay control method of the present invention is a wireless relay control method for relaying communications between a wireless base station and a wireless terminal using a wireless relay device having a dynamic reflector, wherein the wireless relay device performs a dynamic reflection process in which the phase of the radio waves reflected by the dynamic reflector is controlled based on a setting value including information on the angle of incidence and angle of reflection of the radio waves, and the incident radio waves are reflected in any direction, and a control process in which a discriminator generated by machine learning collects learning information that associates location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measured the reception quality information, and determines the optimal setting value corresponding to the location information of the wireless terminal, and outputs the setting value to the dynamic reflection process.
Further, a wireless relay control method according to the present invention is a wireless relay control method for relaying communication between a wireless base station and a wireless terminal by a wireless relay device having a dynamic reflector, the wireless relay device performing a dynamic reflection process of controlling a phase of a radio wave reflected by the dynamic reflector based on a setting value and reflecting an incident radio wave in an arbitrary direction, and a control process of determining an optimal setting value corresponding to the location information of the wireless terminal by a discriminator generated by machine learning by collecting learning information correlating location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measured the reception quality information, and outputting the setting value to the dynamic reflection process, the information collection phase having a process of outputting the setting value for learning to the dynamic reflection process, and a process of outputting the setting value for learning to the dynamic reflection process. The method includes a process of acquiring information from the wireless terminal, a process of transmitting learning information associating the setting value, the location information, and the reception quality information to an information processing unit inside or outside the wireless relay device, and a process in which the information processing unit records the learning information and performs machine learning, and a process of receiving from the information processing unit a discriminator that discriminates a combination of the setting value and the location information of the wireless terminal that results in the best reception quality, and in generating the discriminator, the information processing unit sets the location information of multiple wireless terminals that have the same setting value as a location information group, calculates the center of gravity of all the location information included in the location information group as a representative point, and generates the discriminator by associating one setting value with the location information of the representative point, and in the direction determination phase, a process of discriminating the setting value corresponding to the location information received from the wireless terminal by the discriminator, and setting the setting value discriminated by the discriminator in the dynamic reflection processing.
また、本発明に係る無線中継装置は、無線基地局と無線端末との間の通信を動的反射板により中継する無線中継装置において、前記動的反射板により反射される電波の位相を前記電波の入射角及び反射角の情報を含む設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射部と、前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射部に出力する制御部とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る無線中継装置は、無線基地局と無線端末との間の通信を動的反射板により中継する無線中継装置において、前記動的反射板により反射される電波の位相を設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射部と、前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射部に出力する制御部とを有し、情報収集フェーズと、方向判定フェーズとを有し、前記情報収集フェーズでは、前記制御部は、前記動的反射部に学習用の前記設定値を出力し、前記学習用の前記設定値が前記動的反射部に設定されたときに通信する前記無線端末の前記位置情報及び前記受信品質情報を前記無線端末から取得し、前記設定値と、前記位置情報と、前記受信品質情報と、を関連付けた学習情報を情報処理部に出力し、前記情報処理部が前記学習情報を記録して機械学習を行い、受信品質が最良となる前記設定値と前記無線端末の前記位置情報との組み合わせを判別する判別器を前記情報処理部から受信し、前記判別器の生成においては、前記情報処理部は、同じ前記設定値となる複数の前記無線端末の前記位置情報を位置情報群とし、前記位置情報群の重心点を代表点として算出し、前記代表点の前記位置情報に1つの前記設定値を関連付けて前記判別器を生成し、前記方向判定フェーズでは、前記制御部は、前記無線端末から受信する前記位置情報に対応する前記設定値を前記判別器により判別し、前記判別器により判別した前記設定値を前記動的反射部に設定することを特徴とする。
In addition, the wireless relay device of the present invention is a wireless relay device that relays communications between a wireless base station and a wireless terminal using a dynamic reflector, and is characterized in having a dynamic reflection unit that controls the phase of the radio waves reflected by the dynamic reflector based on a setting value including information on the angle of incidence and angle of reflection of the radio waves, and reflects the incident radio waves in any direction, and a control unit that determines the optimal setting value corresponding to the location information of the wireless terminal using a discriminator generated by machine learning by collecting learning information that associates location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measured the reception quality information, and outputs the setting value to the dynamic reflection unit.
Further, a wireless relay device according to the present invention is a wireless relay device that relays communication between a wireless base station and a wireless terminal using a dynamic reflector, the wireless relay device comprising: a dynamic reflector that controls a phase of a radio wave reflected by the dynamic reflector based on a setting value and reflects an incident radio wave in an arbitrary direction; and a control unit that collects learning information that associates location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measured the reception quality information, determines the optimal setting value corresponding to the location information of the wireless terminal using a discriminator generated by machine learning, and outputs the setting value to the dynamic reflection unit; and the wireless relay device has an information collection phase and a direction determination phase, and in the information collection phase, the control unit outputs the learning setting value to the dynamic reflection unit, and when the learning setting value is set to the dynamic reflection unit, the control unit outputs the location information of the wireless terminal that communicates with the dynamic reflection unit. and acquiring information about the wireless terminal and the reception quality information from the wireless terminal, outputting learning information associating the setting value, the location information, and the reception quality information to an information processing unit, the information processing unit recording the learning information and performing machine learning, and receiving from the information processing unit a discriminator that discriminates a combination of the setting value and the location information of the wireless terminal that provides the best reception quality, wherein in generating the discriminator, the information processing unit sets the location information of a plurality of the wireless terminals having the same setting value as a location information group, calculates a center of gravity of the location information group as a representative point, and generates the discriminator by associating one setting value with the location information of the representative point, and wherein in the direction determination phase, the control unit discriminates the setting value corresponding to the location information received from the wireless terminal by the discriminator, and sets the setting value discriminated by the discriminator to the dynamic reflection unit.
本発明に係る無線中継制御方法及び無線中継装置は、反射方向の設定値と無線端末の位置情報および受信品質情報とを関連付けた情報を機械学習して生成した判別器により、無線端末の位置情報に応じて最適な反射方向の設定値を判別することができる。これにより、設定値の誤差が低減され、チャネル情報に基づいて設定値を算出する方法よりも少ないオーバーヘッドで動的反射板の反射方向の制御が可能になる。The wireless relay control method and wireless relay device according to the present invention can determine the optimal reflection direction setting value according to the location information of a wireless terminal using a discriminator generated by machine learning information that associates the reflection direction setting value with the location information and reception quality information of a wireless terminal. This reduces the error in the setting value, and makes it possible to control the reflection direction of a dynamic reflector with less overhead than a method that calculates the setting value based on channel information.
以下、図面を参照して本発明に係る無線中継制御方法及び無線中継装置の実施形態について説明する。 Below, we will explain embodiments of the wireless relay control method and wireless relay device related to the present invention with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る無線通信システム10の構成例を示す。図1において、無線通信システム10は、無線基地局100、無線中継装置200、及び無線端末300を有する。無線通信システム10は、無線中継装置200を利用して無線基地局100と無線端末300との間で無線通信が行われる。無線通信は、例えば、ミリ波帯等の高周波数帯が用いられる。
Figure 1 shows an example of the configuration of a
図1において、無線基地局100は、例えば、複数のアンテナにより形成された送信ビームによって電波を送信する。In FIG. 1, a
無線中継装置200は、無線基地局100から送信された電波を、設定された反射方向に反射する。無線中継装置200は、動的反射板211を有し、入射する電波の反射方向を動的に制御可能である。図1の例では、無線中継装置200は、無線端末300の位置情報に基づいて反射方向を制御し、無線基地局100が送信する信号を無線端末300へ中継し、無線端末300が送信する信号を無線基地局100へ中継する。なお、無線中継装置200は、メタサーフェスを利用したメタサーフェス反射板を含む。本実施形態では、後述の情報収集フェーズにおいて、学習用の設定値に対応する無線端末300から位置情報及び受信品質情報を受信して、学習用の設定値と位置情報及び受信品質情報とを関連付け、無線中継装置200の内部又は外部に設けた後述の情報処理部240により機械学習を行う。そして、無線中継装置200は、機械学習により生成された判別器によって、無線端末300の位置情報に応じて最適な反射方向の設定値を判別し、動的反射板211の反射方向を制御する。The
無線端末300は、無線中継装置200によって反射された電波を受信する。なお、無線端末300から送信される電波についても同様に無線中継装置200で反射され、無線基地局100で受信される。ここで、無線端末300は、自局の位置を測定(測位)する機能を有し、測定した自局の位置を示す位置情報を無線中継装置200に送信する。なお、本実施形態では、無線端末300は、受信品質を測定し、測定した受信品質情報と位置情報とを無線中継装置200に送信する機能を有する。なお、本実施形態では、無線基地局100は特別な機能は有さない。The
このように、無線通信システム10は、無線中継装置200を経由した無線基地局100と無線端末300との間の伝搬路を形成して通信を行うことができる。In this way, the
ここで、図1では、無線基地局100、無線中継装置200、及び無線端末300は、それぞれ1台であるが、1台以上の無線基地局100と1台以上の無線端末300とが、反射方向の制御が可能な1台以上の無線中継装置200を介して無線通信を行う場合であっても本実施形態の適用が可能である。Here, in FIG. 1, there is one each of the
図2は、動的反射板211による反射方向の一例を示す。図2の例では、無線基地局100から送信された下りリンクの電波が動的反射板211で反射されて無線端末300で受信される。なお、上りリンクの場合は、入射方向と反射方向とが逆になり、入射する角度(入射角)と反射する角度(反射角)とを入れ替えて同様に考えることができる。
Figure 2 shows an example of the reflection direction by the
図2において、動的反射板211は、無線端末300から通知された位置情報に基づいて反射方向が制御される。ここで、反射方向は、予め決められた基準位置に対して入射角と反射角とで表され、一般的には、動的反射板211の面に対して垂直方向が基準方向(0度方向)となる。そして、無線基地局100から送信された電波の入射方向と基準方向とが為す角が入射角、動的反射板211で反射された電波の反射方向と基準方向とが為す角が反射角である。なお、図2では、二次元平面上に入射角と反射角の一例が描かれているが、実際には三次元空間上の任意の方向から入射する電波が任意の方向に反射される。In FIG. 2, the
[比較例の無線中継装置800]
図3は、比較例の無線中継装置800の構成例を示す。比較例の無線中継装置800は、図1に示す無線通信システム10の無線中継装置200に相当する。無線中継装置800は、無線端末300から通知される位置情報に基づいて、例えば入射角と反射角とを算出し、動的反射板211の反射方向を制御する。
[Comparative example wireless relay device 800]
Fig. 3 shows a configuration example of a
図3において、無線中継装置800は、動的反射板211を含む動的反射部210と、方向推定部920、及び通信部930とを有する。In FIG. 3, the
動的反射部210は、動的反射板211及び反射方向制御部212を有し、無線基地局100と無線端末300との間で通信される電波の反射方向を動的に制御する。動的反射板211は、複数の反射素子211-1~211-m(mは2以上の整数)を有し、各反射素子211-i(1≦i≦mの整数)は、反射方向制御部212により印加されるそれぞれの位相に応じて、入射する電波の反射方向が変えられる。また、位相を印加する代わりに、後述の位相変換部213-iは、反射素子211-iをアクティブ・非アクティブに切り替えるスイッチであってもよい。この場合、アクティブな反射素子211-iの組み合わせを変化させることにより、反射方向を制御することができる。The
反射方向制御部212は、位相変換部213-1~213-m及び位相制御部214を有する。各位相変換部213-iは、位相制御部214から出力される位相をそれぞれの反射素子211-iに印加する。位相制御部214は、m個の位相変換部213-iが反射素子211-iに印加するそれぞれの位相を制御する。制御される位相の大きさ(位相量)は、制御部220から通知される設定値(反射方向の情報)に基づいて決定される。The reflection
方向推定部920は、通信部930を介して無線端末300から通知された位置情報に基づいて、無線基地局100から動的反射板211に電波が入射される入射角及び動的反射板211から無線端末300に電波が反射される反射角を算出し、反射方向に応じた設定値を動的反射部210に出力する。Based on the location information notified from the
通信部930は、アンテナ931、RF部932、及び信号処理部933を有する。通信部930は、無線端末300から通知される位置情報を受信する。The communication unit 930 has an
RF部932は、アンテナ931で受信された高周波信号をベースバンド信号に変換する。
The
信号処理部933は、RF部932が出力するベースバンド信号を復調して、無線端末300から送信された位置情報を方向推定部920に出力する。なお、信号処理部933は、無線端末300から位置情報を取得するために用いられる任意の無線通信システムに対応する機能を有する。The
このように、比較例の無線中継装置800は、無線端末300から通知された端末自身の位置情報に基づいて、動的反射板211の入射角及び反射角を算出し、反射方向を制御する。In this way, the
ここで、方向推定部920は、図2で説明したように、予め基準方向(0度方向)を決定する。また、方向推定部920は、動的反射板211の位置情報(ここでは、直交座標[x0,y0,z1]とする)も有している。そして、無線端末300から通知された位置情報(ここでは、直交座標[x1,y1,z1]とする)を用いて反射角を算出する。この場合、水平方向の反射角は幾何学的にarctan((y1-y0)/(x1-x0))として求めることができる。垂直方向の反射角はarctan((z1-z0)/sqrt((x1-x0)2+(y1-y0)2))として求めることができる。同様に、入射角は、無線端末300の位置情報に代えて無線基地局100の位置情報を用いて算出することができる。
Here, the
なお、位置情報から算出される角度に推定誤差がある場合、無線端末300の方向又は無線基地局100の方向に電波を精度よく反射することができない。例えば、角度推定誤差の要因として、無線端末300の位置推定誤差、動的反射板211の実際の設置角度と基準方向との差などが考えられる。つまり、上記の算出方法は、動的反射板211の面に対して垂直となる方向を正確に基準方向として設定されている場合に有効であり、基準方向に誤差がある場合には入射角及び反射角は誤差を含むことになる。結果として、期待する方向に電波が反射されなくなる。
If there is an estimation error in the angle calculated from the position information, the radio waves cannot be reflected accurately in the direction of the
これに対して、本実施形態に係る無線中継装置200は、学習用の設定値に対する無線端末300の位置情報と受信品質情報とを関連付けた学習情報を機械学習することにより、無線端末300の位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別することができる。つまり、本実施形態では、比較例のように、無線端末300(又は無線基地局100)の位置情報に基づいて、幾何学的に入射角及び反射角を算出する必要がなく、また基準角度の誤差による影響を受けることなく、無線端末300の位置情報から反射方向の設定値を得ることができる。In contrast, the
[無線中継装置200]
図4は、本実施形態に係る無線中継装置200の構成例を示す。無線中継装置200は、動的反射部210、制御部220、通信部230-1、及び通信部230-2を有する。なお、後述の情報処理部240は、無線中継装置200の内部に含めてもよいし、外部に別の装置として設けてもよい。無線中継装置200は、比較例の無線中継装置800と異なり、無線端末300の位置情報に基づいて、幾何学的に入射角及び反射角を算出する必要がなく、学習用の設定値に対する無線端末300の位置情報と受信品質情報とを関連付けた学習情報を機械学習することにより、無線端末300の位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別することができる。さらに、本実施形態に係る無線中継装置200は、複数の反射素子211-iの全てに対するチャネル情報を用いることなく、また反射素子211-iの全てに対するチャネル情報を処理する高度な信号処理機能を有することなく、従来技術に比べて少ないオーバーヘッドで電波の反射方向を動的に制御することができる。
[Wireless relay device 200]
FIG. 4 shows an example of the configuration of the
(動的反射部210)
動的反射部210は、基本的に図3で説明した比較例の無線中継装置800の同符号のブロックと同じ構成であり、複数の反射素子211-1~211-m及び反射方向制御部212を有し、無線基地局100と無線端末300との間で通信される電波の反射方向を動的に制御する(動的反射処理)。
(Dynamic reflection section 210)
The
動的反射板211は、複数の反射素子211-1~211-mを有し、各反射素子211-iに印加されるそれぞれの位相に応じて、無線基地局100と無線端末300との間で通信される電波を動的に任意の方向に反射させることができる。また、位相を印加する代わりに、後述の位相変換部213-iは、反射素子211-iをアクティブ・非アクティブに切り替えるスイッチであってもよい。この場合、アクティブな反射素子211-iの組み合わせを変化させることにより、反射方向を制御することができる。The
反射方向制御部212は、位相変換部213-1~213-m及び位相制御部214を有する。The reflection
各位相変換部213-iは、位相制御部214から出力される位相をそれぞれの反射素子211-iに印加する。
Each phase conversion unit 213-i applies the phase output from the
位相制御部214は、m個の位相変換部213-iが反射素子211-iに印加するそれぞれの位相を制御する。制御される位相の大きさ(位相量)は、制御部220から通知される設定値(反射方向の情報)に基づいて決定される。The
なお、本実施形態に係る無線中継装置200では、電波の位相を動的に制御する例について説明するが、電力増幅器を有するリピータによって電波を中継する無線中継装置として構成されてもよい。また、無線中継装置200は、任意に設定されたタイミングで電波の反射方向を動的に制御してもよい。In the
(通信部230)
通信部230は、通信部230-1と通信部230-2の2系統を有する。なお、ここでは、通信部230-1と通信部230-2の2系統を有する場合について説明するが、1系統にして時分割で用いるようにしてもよい。
(Communication unit 230)
The
通信部230-1は、アンテナ231-1、RF部232-1、及び信号処理部233-1を有する。通信部230-1は、無線端末300から送信された通知情報:1(第1の通知情報)を受信する。ここで、通知情報:1は、例えば、無線端末300の位置情報及び受信品質情報を含む。The communication unit 230-1 has an antenna 231-1, an RF unit 232-1, and a signal processing unit 233-1. The communication unit 230-1 receives notification information: 1 (first notification information) transmitted from the
RF部232-1は、アンテナ231-1で受信された高周波信号をベースバンド信号に変換する。 The RF unit 232-1 converts the high-frequency signal received by the antenna 231-1 into a baseband signal.
信号処理部233-1は、RF部232-1が出力するベースバンド信号を復調して、無線端末300から送信された通知情報:1を制御部220に出力する。なお、信号処理部233-1は、無線端末300から通知情報:1を取得するために用いられる任意の無線通信システムに対応する機能を有する。The signal processing unit 233-1 demodulates the baseband signal output by the RF unit 232-1 and outputs the notification information: 1 transmitted from the
通信部230-2は、アンテナ231-2、RF部232-2、及び信号処理部233-2を有する。通信部230-2は、制御部220が出力する通知情報:2(第2の通知情報)を情報処理部240に送信するとともに、情報処理部240が送信する通知情報3(第3の通知情報)を受信する機能を有する。ここで、通知情報:2は、通知情報:1(無線端末300の位置情報及び受信品質)と、受信品質の測定時の反射方向の設定値とを関連付けた情報(学習情報)である。また、通知情報:3は、情報処理部240が学習情報を機械学習して作成した判別器の情報である。なお、判別器は、運用中において、無線端末300から通知される位置情報から最良の受信品質の得られる反射方向の設定値を判別するためのソフトウェア的な処理ブロック(又は判別テーブル)である。The communication unit 230-2 has an antenna 231-2, an RF unit 232-2, and a signal processing unit 233-2. The communication unit 230-2 has a function of transmitting notification information: 2 (second notification information) output by the
RF部232-2は、アンテナ231-2で受信された高周波信号をベースバンド信号に変換して信号処理部233-2に出力するとともに、信号処理部233-2が出力するベースバンド信号を高周波信号に変換してアンテナ231-2から送信する。The RF unit 232-2 converts the high-frequency signal received by the antenna 231-2 into a baseband signal and outputs it to the signal processing unit 233-2, and also converts the baseband signal output by the signal processing unit 233-2 into a high-frequency signal and transmits it from the antenna 231-2.
信号処理部233-2は、RF部232-2が出力するベースバンド信号を復調して、情報処理部240から送信された通知情報:3を制御部220に出力するとともに、制御部220が出力する通知情報:2をベースバンド信号に変調してRF部232-2に出力する。なお、信号処理部233-2は、情報処理部240に通知情報:2を通知し、情報処理部240から通知情報:3を取得するために用いられる任意の無線通信システムに対応する機能を有する。The signal processing unit 233-2 demodulates the baseband signal output by the RF unit 232-2 and outputs notification information: 3 transmitted from the
ここで、上述の説明では、無線端末300から通知情報:1を受信するための通信部230-1と、情報処理部240に通知情報:2を送信し、情報処理部240から通知情報:3を受信するための通信部230-2とを別々に設けたが、1つの通信部230として構成してもよい。
In the above explanation, a communication unit 230-1 for receiving notification information: 1 from the
また、情報処理部240が無線中継装置200と同じ場所に設置される場合、あるいは、無線中継装置200に搭載される場合、通信部230-2と情報処理部240との接続は、無線ではなく有線で行われてもよい。
In addition, when the
(制御部220)
制御部220は、方向推定部221及び情報転送部222を有する。制御部220は、無線端末300から通知された位置情報及び受信品質と、動的反射部210に設定した学習用の設定値とを関連付けて情報処理部240に通知する情報収集フェーズと、情報処理部240からダウンロードした判別器に基づいて最良の受信品質が得られる反射方向の設定値を決定し、当該設定値を動的反射部210に送信する方向判定フェーズとを実行する(制御処理)。
(Control unit 220)
The
方向推定部221は、方向判定フェーズにおいて、通信部230-1を介して取得した通知情報:1(本フェーズでは無線端末300の位置情報のみでもよい)と、情報処理部240からダウンロードした通知情報:3(無線端末300の位置情報から反射方向の設定値を得る判別器)とに基づいて、反射方向の設定値を決定し、当該設定値を動的反射部210に出力する。In the direction determination phase, the
情報転送部222は、情報収集フェーズにおいて、無線端末300から通知情報:1を取得し、情報処理部240に通知情報:2を送信する。具体的には、情報転送部222は、通信部230-1を介して取得した通知情報:1に含まれる情報(無線端末300の位置情報及び受信品質)と、方向推定部221が動的反射部210に設定した反射方向の設定値とを関連付けて、通知情報:2を生成し、通信部230-2を介して情報処理部240に送信する。In the information collection phase, the
このように、無線中継装置200は、無線端末300から通知される位置情報および受信品質情報を少なくとも含む通知情報:1と、動的反射部210の反射方向の設定値とを関連付けた通知情報:2により学習処理して作成された判別器を用いて、最良の受信品質が得られる反射方向の設定値を決定する。これにより、無線端末300の位置に応じた精度の高い反射方向を動的反射部210に設定することができる。In this way, the
図5は、本実施形態に係る無線通信システム10全体の動作例を示す。図5において、図1及び図4と同符号のブロックは同じものを示す。
Figure 5 shows an example of the operation of the entire
図5において、無線基地局100から送信された電波(高周波のデータ信号)は、無線中継装置200の動的反射部210で反射されて無線端末300で受信される。なお、図5では、無線基地局100から無線端末300への下りリンクの例を示すが、無線端末300から無線基地局100への上りリンクについても同様である。以下、図5に示す(1)から(7)までの各動作について説明する。In Figure 5, radio waves (high frequency data signals) transmitted from the
動作(1)無線中継装置200の制御部220は、学習用の設定値を動的反射部210に出力する。Operation (1) The
動作(2)無線端末300は、動的反射部210で反射された無線基地局100のデータ信号を受信したときの受信品質を測定する。ここで、受信品質は、例えば受信電力、SNR、誤り率、スループット、及び再送回数などである。なお、受信品質の測定は、予め決められた既知の信号で行われてもよいし、通常の通信信号で行われてもよい。
Operation (2) The
動作(3)無線端末300は、測定した受信品質に関する情報(受信品質情報)と、受信品質測定時の位置情報とを無線中継装置200に通知する(通知情報:1)。なお、通知情報:1は、無線基地局100と無線端末300との間の通信システムとは異なる通信システムで送信される。例えば、無線LANなどで用いられるWi-Fi(登録商標)、低消費電力の近距離通信方式であるBLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy) 、デバイス間通信のD2D(device to device)などの利用が考えられる。
Operation (3) The
動作(4)無線端末300から送信された通知情報:1は、無線中継装置200の通信部230(通信部230-1)で受信され、制御部220に出力される。制御部220は、通知情報:1と、動作(1)で動的反射部210に設定した学習用の設定値とを関連付ける(通知情報:2)。
Operation (4) Notification information: 1 transmitted from the
動作(5)制御部220は、通知情報:2を通信部230(通信部230-2)から情報処理部240に送信する。情報処理部240は、通知情報:2を学習情報としてデータ収集する。なお、通知情報:2は、無線基地局100と無線端末300との間の通信システムとは異なる通信システムで送信される。例えば、無線LANなどで用いられるWi-Fi(登録商標)、セルラ通信などの無線通信の利用、あるいは光通信などの有線通信の利用が考えられる。また、情報処理部240は、無線端末300から通知情報:1を直接受信してもよい。この場合、情報処理部240は、無線端末300から受信する通知情報:1と、制御部220から受信する設定値とを関連付ける機能を有する。
Operation (5) The
動作(6)情報処理部240は、制御部220から収集する学習情報により機械学習を行う。そして、情報処理部240は、学習用の設定値に対する無線端末300の位置情報と受信品質情報とを関連付けた学習情報を機械学習することにより、無線端末300の位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別する判別器を学習結果として生成する。なお、情報処理部240は、無線中継装置200に含めて動的反射部210と同じ場所に設置してもよいし、無線中継装置200とは別にして動的反射部210と異なる場所に設置してもよい。
Operation (6) The
動作(7)制御部220は、通信部230(通信部230-2)を介して情報処理部240から判別器を通知情報:3としてダウンロードする。Operation (7) The
このようにして、本実施形態に係る無線中継装置200は、学習時の情報収集フェーズにおいて、学習用の設定値に対する無線端末300の位置情報と受信品質情報とを関連付けた学習情報を機械学習することにより、無線端末300の位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別する判別器を生成することができる。そして、無線中継装置200は、運用中の方向判定フェーズにおいて、学習処理で生成された判別器により、無線端末300から通知される位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別し、動的反射部210に設定することができる。In this way, in the information collection phase during learning, the
ここで、図5に示す(1)から(5)までの動作は繰り返し実行されてもよい。その場合、学習用の設定値は、順番に切り替えられ、予め決められた範囲の複数の反射方向に対する学習情報を収集する。情報処理部240は、データ収集して記録された学習情報を機械学習して、無線端末300の位置情報に対応する最適な反射方向の設定値を判別する判別器を生成する。例えば、情報処理部240は、統計的に受信品質が最も良くなる無線端末300の位置情報と反射方向の設定値との組み合わせを判別する判別器を生成することができる。これにより、無線中継装置200の制御部220は、無線端末300の位置情報から最適な反射方向の設定値を得ることができる。Here, the operations from (1) to (5) shown in FIG. 5 may be executed repeatedly. In this case, the learning setting value is switched in sequence, and learning information for a plurality of reflection directions within a predetermined range is collected. The
図6は、情報収集フェーズの処理例を示す。なお、図6では、[収集処理-1]を中心に説明するが、[収集処理-1]から[収集処理-n](nは正の整数)まで同じ処理が反射方向を逐次的に変えながら繰り返し実行される。以下、情報収集フェーズの処理の流れを順番に説明する。 Figure 6 shows an example of the processing in the information gathering phase. Note that in Figure 6, the explanation focuses on [Collection Process-1], but the same processing is repeatedly executed from [Collection Process-1] to [Collection Process-n] (n is a positive integer) while sequentially changing the reflection direction. Below, the processing flow of the information gathering phase will be explained in order.
ステップS10において、制御部220は、受信品質を評価する反射方向を決定する。ここで、[収集処理-1]から[収集処理-n]まで、予め決められた範囲の複数の反射方向を切り替えながら、同様の処理が実行される。In step S10, the
ステップS11において、制御部220は、受信品質を評価する反射方向に対応する設定値を動的反射部210に設定する。In step S11, the
ステップS12において、動的反射部210は、制御部220から設定された設定値に基づいて、動的反射板211の反射方向を切り替える。In step S12, the
ステップS13において、無線端末300は、動的反射板211で反射された電波の受信品質を測定する。In step S13, the
ステップS14において、無線端末300は、ステップS13で測定した受信品質の情報(受信品質情報)と測定時の自装置の位置情報とを含む通知情報:1を通信部230(通信部230-1)に送信する。通信部230-1で受信された通知情報:1は制御部220に出力される。In step S14, the
ステップS15において、制御部220は、通知情報:1に含まれる受信品質情報及び位置情報と、ステップS11で動的反射部210に設定した設定値とを関連付けて、通知情報:2を作成する。In step S15, the
ステップS16において、制御部220は、通知情報:2を通信部230(通信部230-2)から情報処理部240に送信する。
In step S16, the
ステップS17において、情報処理部240は、通知情報:2に含まれる受信品質情報及び位置情報に関連付けられた設定値を学習情報としてメモリなどの記憶媒体に記録する。In step S17, the
このようにして、ステップS10からステップS17までの[収集処理-1]が実行される。そして、ステップS10で決定される反射方向及びステップS11で動的反射部210に設定する設定値を変えながら、[収集処理-2]から[収集処理-n]まで同様の処理が実行される。そして、[収集処理-n]が実行された後、ステップS18の処理が実行される。In this manner, [Collection Process-1] is executed from step S10 to step S17. Then, similar processes are executed from [Collection Process-2] to [Collection Process-n] while changing the reflection direction determined in step S10 and the setting value set in the
ステップS18において、情報処理部240は、[収集処理-1]から[収集処理-n]までの処理により収集され、情報処理部240の記憶媒体に蓄積された学習情報に基づいて機械学習による学習処理を行う。そして、情報処理部240は、機械学習により、無線端末300の位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別する判別器を生成する。In step S18, the
図7は、方向判定フェーズの処理例を示す。なお、図7は、図6で説明した情報収集フェーズに続いて実行される。以下、情報収集フェーズのステップS18の処理に続く処理を順番に説明する。 Figure 7 shows an example of processing in the direction determination phase. Note that Figure 7 is executed following the information collection phase described in Figure 6. Below, the processing following the processing of step S18 in the information collection phase will be explained in order.
ステップS19において、情報処理部240は、ステップS18で生成した判別器を含む通知情報:3を通信部230(通信部230-2)に送信し、通知情報:3は、通信部230から制御部220に出力される。ここで、通知情報:3のオーバーヘッドを削減するために事前処理を行ってもよい。例えば、同じ反射方向の設定値となる複数の無線端末300の位置情報を位置情報群とし、位置情報群に含まれる全ての位置情報の重心点を代表点として算出し、当該代表点の位置情報に1つの設定値を関連付けて判別器を生成してもよい。In step S19, the
ステップS20において、制御部220は、情報処理部240により生成された判別器を内部のメモリなどの記憶媒体に記録する。In step S20, the
ここまでの処理により、無線中継装置200の制御部220は、無線端末300から通知される位置情報に対して受信品質が最良となる反射方向を決定できるようになり、無線中継装置200は、以下のように、運用中の方向判定処理を行う。
Through the processing up to this point, the
ステップS21において、無線端末300は、図6で説明したステップS14と同様に、自装置の位置情報を少なくとも含む通知情報:1を通信部230(通信部230-1)に送信する。通信部230-1で受信された通知情報:1は制御部220に出力される。なお、通知情報:1は、情報収集フェーズと同様に受信品質情報を含んでいてもよいし、位置情報だけでもよい。さらに、通知情報:1は、無線端末300の識別番号(シリアル番号やMAC(Media Access Control)アドレスなど)を含んでいてもよい。これにより、無線端末300ごとの管理が可能になる。In step S21, the
ここで、図7に示したステップS22、ステップS23、及びステップS24は、実行しなくてもよいが、方向判定フェーズ中にも情報収集を行う場合は、ステップS22、ステップS23、及びステップS24を実行してもよい。これにより、情報処理部240は、運用中においても学習情報を収集することができるので、より精度の高い判別器を生成することができる。この場合、情報処理部240は、定期的又は学習情報がある程度蓄積されたときに、制御部220に記録された判別器を更新するようにしてもよい。更新は、情報処理部240側から制御部220に新たな判別器が生成されたことを通知してもよいし、制御部220側から定期的にポーリングするようにしてもよい。なお、ステップS22、S23、及びS24は、図6のステップS15、S16、及びS17にそれぞれ対応する。いずれの場合においても、方向判定フェーズでは、次のステップS25を実行する。Here, steps S22, S23, and S24 shown in FIG. 7 may not be executed, but if information collection is performed during the direction determination phase, steps S22, S23, and S24 may be executed. This allows the
ステップS25において、制御部220は、ステップS21で無線端末300から通知された通知情報:1に含まれる位置情報に対応する反射方向をステップS20で取得した判別器により判別し、反射方向を決定する。In step S25, the
ステップS26において、制御部220は、ステップS25で決定された反射方向に対応する設定値を動的反射部210に設定する。In step S26, the
ステップS27において、動的反射部210は、制御部220から設定された設定値に基づいて、動的反射板211の反射方向を切り替える。In step S27, the
このようにして、本実施形態に係る無線中継装置200は、学習時の情報収集フェーズにおいて、学習用の設定値に対する無線端末300の位置情報と受信品質情報とを関連付けた学習情報を機械学習することにより、無線端末300の位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別する判別器を生成することができる。そして、無線中継装置200は、運用中の方向判定フェーズにおいて、学習処理で生成された判別器により、無線端末300から通知される位置情報に対して受信品質が最良となる設定値を判別し、動的反射部210に設定することができる。In this way, in the information collection phase during learning, the
以上、実施形態で説明したように、本発明に係る無線中継制御方法及び無線中継装置は、反射方向の設定値と無線端末の位置情報および受信品質情報とを関連付けた情報を機械学習して生成した判別器により、無線端末の位置情報に応じて最適な反射方向の設定値を判別することができる。これにより、設定値の誤差が低減され、チャネル情報に基づいて設定値を算出する方法よりも少ないオーバーヘッドで動的反射板の反射方向の制御が可能になる。As described above in the embodiments, the wireless relay control method and wireless relay device according to the present invention can determine the optimal reflection direction setting value according to the position information of the wireless terminal using a discriminator generated by machine learning information that associates the reflection direction setting value with the position information and reception quality information of the wireless terminal. This reduces the error in the setting value, and makes it possible to control the reflection direction of the dynamic reflector with less overhead than a method that calculates the setting value based on channel information.
10・・・無線通信システム;100・・・無線基地局;200,800・・・無線中継装置;210・・・動的反射部;211・・・動的反射板;211-i・・・反射素子;212・・・反射方向制御部;213-i・・・位相変換部;214・・・位相制御部;220・・・制御部;221,920・・・方向推定部;222・・・情報転送部;230,230-1,230-2,930・・・通信部;231-1,231-2,931・・・アンテナ;232-1,232-2,932・・・RF部;233-1,233-2,933・・・信号処理部;240・・・情報処理部;300・・・無線端末10: Wireless communication system; 100: Wireless base station; 200, 800: Wireless relay device; 210: Dynamic reflector; 211: Dynamic reflector; 211-i: Reflection element; 212: Reflection direction control unit; 213-i: Phase conversion unit; 214: Phase control unit; 220: Control unit; 221, 920: Direction estimation unit; 222: Information transfer unit; 230, 230-1, 230-2, 930: Communication unit; 231-1, 231-2, 931: Antenna; 232-1, 232-2, 932: RF unit; 233-1, 233-2, 933: Signal processing unit; 240: Information processing unit; 300: Wireless terminal
Claims (12)
前記無線中継装置は、
前記動的反射板により反射される電波の位相を前記電波の入射角及び反射角の情報を含む設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射処理と、
前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射処理に出力する制御処理と
を行うことを特徴とする無線中継制御方法。 A wireless relay control method for relaying communication between a wireless base station and a wireless terminal by a wireless relay device having a dynamic reflector, comprising the steps of:
The wireless relay device includes:
a dynamic reflection process for controlling a phase of the radio wave reflected by the dynamic reflector based on a set value including information on an incident angle and a reflection angle of the radio wave , and reflecting the incident radio wave in an arbitrary direction;
a control process of determining the optimal setting value corresponding to the location information of the wireless terminal using a discriminator generated by machine learning by collecting learning information that associates location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measured the reception quality information, and outputting the setting value to the dynamic reflection process.
情報収集フェーズと、方向判定フェーズとを有し、
前記情報収集フェーズでは、
前記動的反射処理に学習用の前記設定値を出力する処理と、
前記学習用の前記設定値が前記動的反射処理で設定されたときに通信する前記無線端末の前記位置情報及び前記受信品質情報を前記無線端末から取得する処理と、
前記設定値と、前記位置情報と、前記受信品質情報と、を関連付けた学習情報を前記無線中継装置の内部または外部の情報処理部に送信する処理と、
前記情報処理部が前記学習情報を記録して機械学習を行い、受信品質が最良となる前記設定値と前記無線端末の前記位置情報との組み合わせを判別する判別器を前記情報処理部から受信する処理を行い、
前記方向判定フェーズでは、
前記無線端末から受信する前記位置情報に対応する前記設定値を前記判別器により判別する処理と、
前記判別器により判別した前記設定値を前記動的反射処理で設定する
ことを特徴とする無線中継制御方法。 2. The wireless relay control method according to claim 1,
The method includes an information gathering phase and a direction determination phase,
In the information gathering phase,
A process of outputting the setting value for learning to the dynamic reflection process;
A process of acquiring, from the wireless terminal, the position information and the reception quality information of the wireless terminal that communicates when the setting value for learning is set by the dynamic reflection process;
a process of transmitting learning information, which associates the set value, the location information, and the reception quality information, to an information processing unit inside or outside the wireless relay device;
The information processing unit records the learning information and performs machine learning, and a discriminator that discriminates a combination of the setting value and the location information of the wireless terminal that provides the best reception quality is received from the information processing unit;
In the direction determination phase,
a process of determining, by the determiner, the setting value corresponding to the location information received from the wireless terminal;
The setting value determined by the discriminator is set in the dynamic reflection processing.
前記情報処理部は、前記方向判定フェーズにおいても、前記学習情報を取得して機械学習を行い、前記判別器を更新する
ことを特徴とする無線中継制御方法。 3. The wireless relay control method according to claim 2,
the information processing unit also acquires the learning information, performs machine learning, and updates the discriminator during the direction determination phase.
前記情報処理部は、同じ前記設定値となる複数の前記無線端末の前記位置情報を位置情報群とし、前記位置情報群に含まれる全ての前記位置情報の重心点を代表点として算出し、前記代表点の前記位置情報に1つの前記設定値を関連付けて前記判別器を生成する
ことを特徴とする無線中継制御方法。 4. The wireless relay control method according to claim 2, further comprising:
the information processing unit regards the location information of a plurality of the wireless terminals having the same setting value as a location information group, calculates a center of gravity of all the location information included in the location information group as a representative point, and associates one of the setting values with the location information of the representative point to generate the discriminator.
前記動的反射板により反射される電波の位相を前記電波の入射角及び反射角の情報を含む設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射部と、
前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射部に出力する制御部と
を有することを特徴とする無線中継装置。 A wireless relay device that relays communication between a wireless base station and a wireless terminal using a dynamic reflector,
a dynamic reflection unit that controls a phase of the radio wave reflected by the dynamic reflector based on a set value including information on an incident angle and a reflection angle of the radio wave , and reflects the incident radio wave in an arbitrary direction;
a control unit that determines the optimal setting value corresponding to the location information of the wireless terminal using a discriminator generated by machine learning by collecting learning information that associates location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measured the reception quality information, and outputs the setting value to the dynamic reflection unit.
情報収集フェーズと、方向判定フェーズとを有し、
前記情報収集フェーズでは、
前記制御部は、
前記動的反射部に学習用の前記設定値を出力し、
前記学習用の前記設定値が前記動的反射部に設定されたときに通信する前記無線端末の前記位置情報及び前記受信品質情報を前記無線端末から取得し、
前記設定値と、前記位置情報と、前記受信品質情報と、を関連付けた学習情報を情報処理部に出力し、
前記情報処理部が前記学習情報を記録して機械学習を行い、受信品質が最良となる前記設定値と前記無線端末の前記位置情報との組み合わせを判別する判別器を前記情報処理部から受信し、
前記方向判定フェーズでは、
前記制御部は、
前記無線端末から受信する前記位置情報に対応する前記設定値を前記判別器により判別し、
前記判別器により判別した前記設定値を前記動的反射部に設定する
ことを特徴とする無線中継装置。 6. The wireless relay device according to claim 5,
The method includes an information gathering phase and a direction determination phase,
In the information gathering phase,
The control unit is
outputting the setting value for learning to the dynamic reflection unit;
acquiring, from the wireless terminal, the position information and the reception quality information of the wireless terminal that communicates when the setting value for learning is set in the dynamic reflection unit;
outputting learning information that associates the setting value, the location information, and the reception quality information to an information processing unit;
The information processing unit records the learning information and performs machine learning, and receives from the information processing unit a discriminator that discriminates a combination of the setting value and the location information of the wireless terminal that provides the best reception quality;
In the direction determination phase,
The control unit is
determining, by the discriminator, the setting value corresponding to the location information received from the wireless terminal;
The setting value determined by the discriminator is set in the dynamic reflection unit.
前記情報処理部は、前記方向判定フェーズにおいても、前記学習情報を取得して機械学習を行い、前記判別器を更新する
ことを特徴とする無線中継装置。 7. The wireless relay device according to claim 6,
The wireless relay device, wherein the information processing unit acquires the learning information, performs machine learning, and updates the discriminator even during the direction determination phase.
前記情報処理部は、同じ前記設定値となる複数の前記無線端末の前記位置情報を位置情報群とし、前記位置情報群の重心点を代表点として算出し、前記代表点の前記位置情報に1つの前記設定値を関連付けて前記判別器を生成する
ことを特徴とする無線中継装置。 8. The wireless relay device according to claim 6,
The wireless relay device is characterized in that the information processing unit treats the location information of multiple wireless terminals that have the same setting value as a location information group, calculates a center of gravity of the location information group as a representative point, and associates one of the setting values with the location information of the representative point to generate the discriminator.
前記無線中継装置は、The wireless relay device includes:
前記動的反射板により反射される電波の位相を設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射処理と、A dynamic reflection process that controls the phase of the radio waves reflected by the dynamic reflector based on a set value and reflects the incident radio waves in an arbitrary direction;
前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射処理に出力する制御処理とa control process of determining an optimal setting value corresponding to the position information of the wireless terminal by a discriminator generated by machine learning by collecting learning information that associates location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measured the reception quality information, and outputting the setting value to the dynamic reflection process;
を行い、Do the following:
情報収集フェーズと、方向判定フェーズとを有し、The method includes an information gathering phase and a direction determination phase,
前記情報収集フェーズでは、In the information gathering phase,
前記動的反射処理に学習用の前記設定値を出力する処理と、A process of outputting the setting value for learning to the dynamic reflection process;
前記学習用の前記設定値が前記動的反射処理で設定されたときに通信する前記無線端末の前記位置情報及び前記受信品質情報を前記無線端末から取得する処理と、A process of acquiring, from the wireless terminal, the position information and the reception quality information of the wireless terminal that communicates when the setting value for learning is set by the dynamic reflection process;
前記設定値と、前記位置情報と、前記受信品質情報と、を関連付けた学習情報を前記無線中継装置の内部または外部の情報処理部に送信する処理と、a process of transmitting learning information, which associates the set value, the location information, and the reception quality information, to an information processing unit inside or outside the wireless relay device;
前記情報処理部が前記学習情報を記録して機械学習を行い、受信品質が最良となる前記設定値と前記無線端末の前記位置情報との組み合わせを判別する判別器を前記情報処理部から受信する処理を行い、The information processing unit records the learning information and performs machine learning, and a discriminator that discriminates a combination of the setting value and the location information of the wireless terminal that provides the best reception quality is received from the information processing unit;
前記判別器の生成においては、前記情報処理部は、同じ前記設定値となる複数の前記無線端末の前記位置情報を位置情報群とし、前記位置情報群に含まれる全ての前記位置情報の重心点を代表点として算出し、前記代表点の前記位置情報に1つの前記設定値を関連付けて前記判別器を生成し、In generating the discriminator, the information processing unit sets the location information of the plurality of wireless terminals having the same setting value as a location information group, calculates a center of gravity of all the location information included in the location information group as a representative point, and generates the discriminator by associating one of the setting values with the location information of the representative point;
前記方向判定フェーズでは、In the direction determination phase,
前記無線端末から受信する前記位置情報に対応する前記設定値を前記判別器により判別する処理と、a process of determining, by the determiner, the setting value corresponding to the location information received from the wireless terminal;
前記判別器により判別した前記設定値を前記動的反射処理で設定するThe set value determined by the discriminator is set in the dynamic reflection processing.
ことを特徴とする無線中継制御方法。A radio relay control method comprising:
前記情報処理部は、前記方向判定フェーズにおいても、前記学習情報を取得して機械学習を行い、前記判別器を更新するThe information processing unit also acquires the learning information, performs machine learning, and updates the classifier during the direction determination phase.
ことを特徴とする無線中継制御方法。A radio relay control method comprising:
前記動的反射板により反射される電波の位相を設定値に基づいて制御し、入射する電波を任意の方向に反射する動的反射部と、a dynamic reflection unit that controls a phase of the radio wave reflected by the dynamic reflection plate based on a set value and reflects the incident radio wave in an arbitrary direction;
前記無線端末から受信した位置情報及び受信品質情報と、前記無線端末が前記受信品質情報を測定したときの前記設定値とを関連付けた学習情報を収集して機械学習により生成された判別器によって、前記無線端末の前記位置情報に対応する最適な前記設定値を判別して、当該設定値を前記動的反射部に出力する制御部とa control unit that determines an optimal setting value corresponding to the location information of the wireless terminal by a discriminator generated by machine learning by collecting learning information that associates location information and reception quality information received from the wireless terminal with the setting value when the wireless terminal measures the reception quality information, and outputs the setting value to the dynamic reflection unit;
を有し、having
情報収集フェーズと、方向判定フェーズとを有し、The method includes an information gathering phase and a direction determination phase,
前記情報収集フェーズでは、In the information gathering phase,
前記制御部は、The control unit is
前記動的反射部に学習用の前記設定値を出力し、outputting the setting value for learning to the dynamic reflection unit;
前記学習用の前記設定値が前記動的反射部に設定されたときに通信する前記無線端末の前記位置情報及び前記受信品質情報を前記無線端末から取得し、acquiring, from the wireless terminal, the position information and the reception quality information of the wireless terminal that communicates when the setting value for learning is set in the dynamic reflection unit;
前記設定値と、前記位置情報と、前記受信品質情報と、を関連付けた学習情報を情報処理部に出力し、outputting learning information that associates the setting value, the location information, and the reception quality information to an information processing unit;
前記情報処理部が前記学習情報を記録して機械学習を行い、受信品質が最良となる前記設定値と前記無線端末の前記位置情報との組み合わせを判別する判別器を前記情報処理部から受信し、The information processing unit records the learning information and performs machine learning, and receives from the information processing unit a discriminator that discriminates a combination of the setting value and the location information of the wireless terminal that provides the best reception quality;
前記判別器の生成においては、前記情報処理部は、同じ前記設定値となる複数の前記無線端末の前記位置情報を位置情報群とし、前記位置情報群の重心点を代表点として算出し、前記代表点の前記位置情報に1つの前記設定値を関連付けて前記判別器を生成し、In generating the discriminator, the information processing unit regards the position information of a plurality of the wireless terminals having the same setting value as a position information group, calculates a center of gravity of the position information group as a representative point, and generates the discriminator by associating one of the setting values with the position information of the representative point;
前記方向判定フェーズでは、In the direction determination phase,
前記制御部は、The control unit is
前記無線端末から受信する前記位置情報に対応する前記設定値を前記判別器により判別し、determining, by the discriminator, the setting value corresponding to the location information received from the wireless terminal;
前記判別器により判別した前記設定値を前記動的反射部に設定するThe set value determined by the determiner is set in the dynamic reflection section.
ことを特徴とする無線中継装置。1. A wireless relay device comprising:
前記情報処理部は、前記方向判定フェーズにおいても、前記学習情報を取得して機械学習を行い、前記判別器を更新するThe information processing unit also acquires the learning information, performs machine learning, and updates the classifier during the direction determination phase.
ことを特徴とする無線中継装置。1. A wireless relay device comprising:
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/002283 WO2022157935A1 (en) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Wireless relay control method, and wireless relay device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022157935A1 JPWO2022157935A1 (en) | 2022-07-28 |
| JP7521611B2 true JP7521611B2 (en) | 2024-07-24 |
Family
ID=82549620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022576908A Active JP7521611B2 (en) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Radio relay control method and radio relay device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7521611B2 (en) |
| WO (1) | WO2022157935A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025083870A1 (en) * | 2023-10-20 | 2025-04-24 | 株式会社Nttドコモ | Relay device, base station, and wireless communication method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013031835A1 (en) | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 株式会社トヨタIt開発センター | Wireless communication device and wireless communication method |
| WO2019004885A1 (en) | 2017-06-29 | 2019-01-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A first radio node and methods therein for adjusting a set of beams for communication in a wireless communications network |
| JP2019134217A (en) | 2018-01-29 | 2019-08-08 | 日本電気株式会社 | Radio base station device, radio communication system, method and program |
| US10530453B1 (en) | 2017-08-15 | 2020-01-07 | Sprint Communications Company L.P. | Adaptive broadcast beam generation of FD-MIMO systems |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021024611A1 (en) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 株式会社Nttドコモ | Wireless communication system, phase control reflector, and wireless communication method |
-
2021
- 2021-01-22 JP JP2022576908A patent/JP7521611B2/en active Active
- 2021-01-22 WO PCT/JP2021/002283 patent/WO2022157935A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013031835A1 (en) | 2011-08-30 | 2013-03-07 | 株式会社トヨタIt開発センター | Wireless communication device and wireless communication method |
| WO2019004885A1 (en) | 2017-06-29 | 2019-01-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A first radio node and methods therein for adjusting a set of beams for communication in a wireless communications network |
| US10530453B1 (en) | 2017-08-15 | 2020-01-07 | Sprint Communications Company L.P. | Adaptive broadcast beam generation of FD-MIMO systems |
| JP2019134217A (en) | 2018-01-29 | 2019-08-08 | 日本電気株式会社 | Radio base station device, radio communication system, method and program |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BASAR, Ertugrul, et al.,Wireless Communications Through Reconfigurable Intelligent Surfaces,Electrical Engineering and Systems Science [online],Cornell University,2019年07月19日,インターネット:<https://arxiv.org/abs/1906.09490> [検索日:2024.02.16] |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022157935A1 (en) | 2022-07-28 |
| JPWO2022157935A1 (en) | 2022-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11637620B2 (en) | Coverage enhancement for distributed antenna systems and repeaters by time-division beamforming | |
| US10763941B2 (en) | Method and apparatus for line-of-sight antenna array | |
| KR101910852B1 (en) | Method and apparatus for trnasmitting and receiving random access information in a wireless communication system | |
| US8095069B2 (en) | Techniques for MMWAVE WPAN communications with high-directional steerable antennas combining omni-directional transmissions with beamforming training | |
| JP5048061B2 (en) | Radio apparatus and method using directional antennas for peer-to-peer networks in millimeter waves for adaptive beam manipulation | |
| JP5061248B2 (en) | Combination of omnidirectional and directional communication in high frequency wireless networks | |
| JP5119338B2 (en) | Optimal placement and configuration technology for infrastructure relay nodes in wireless networks | |
| CN113765550A (en) | Communication method and related device | |
| JPH0974375A (en) | Wireless communication system | |
| KR20170088658A (en) | The apparatus and method for determining properties of channel | |
| JP2010004570A (en) | System for efficiently providing coverage of sectorized cell | |
| JP7414927B2 (en) | Devices operating in wireless communication systems | |
| US7616555B2 (en) | Minimum variance location estimation in wireless networks | |
| US11777559B2 (en) | Restricting uplink MIMO assignment based on fading in an mmWAVE system | |
| CN115278526A (en) | Terminal positioning method and device, electronic equipment and storage medium | |
| US12250607B2 (en) | MmWave to Wi-Fi control signal offloading in the event of fading in the mmWave system | |
| US12471034B2 (en) | Optimizing coverage and power usage in a network deploying an unlicensed band | |
| EP3433943B1 (en) | A wireless communication node adapted to radiate antenna beams of different types | |
| JP7521611B2 (en) | Radio relay control method and radio relay device | |
| Song et al. | A fast relay selection algorithm over 60GHz mm-wave systems | |
| US20240373249A1 (en) | Relay control system, relay apparatus, and relay control method | |
| Chen et al. | An adaptive MAC protocol for wireless ad hoc networks using smart antenna system | |
| KR101934692B1 (en) | Access point apparatus and operating method thereof | |
| CN113747565B (en) | An antenna array to realize wireless terminal positioning system | |
| US20250374074A1 (en) | Electronic device and method for providing angle of arrival in wireless communication system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230518 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240220 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240411 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240611 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240624 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7521611 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |