WO2025134212A1 - 中継装置、無線システム、および、中継方法 - Google Patents
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- H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
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Definitions
- This disclosure relates to a relay device, a wireless system, and a relay method.
- the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) is developing specifications for the 5th generation mobile communication system (5G, also known as New Radio (NR) or Next Generation (NG)) and is also developing specifications for the next generation, known as Beyond 5G, 5G Evolution or 6G.
- 5G also known as New Radio (NR) or Next Generation (NG)
- NG Next Generation
- Radio equipment such as RIS (Reconfigurable Intelligent Surface) is being considered to achieve higher data rates and wider coverage (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, in NR, it is being considered that radio equipment such as RIS will support sensing.
- One aspect of the present disclosure provides a relay device, a wireless system, and a relay method that can efficiently support sensing.
- a relay device includes a control unit that sets either a first beam that scans at a first granularity or a second beam that scans at a second granularity that is finer than the first granularity, and an antenna unit that forms a beam and transfers a signal based on the setting.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 illustrates an example of a distant user in the high frequency band.
- FIG. 1 illustrates an example of a non-line-of-sight user in the high frequency band.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of communication using the configuration of an NCR.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of communication using a RIS.
- FIG. 1 illustrates an example of a system architecture including a RIS. This figure shows an example of the near field (NF) and far field (FF) of a RIS.
- FIG. 1 illustrates an example of DFT-based beamforming (BF).
- FIG. 1 illustrates an example of beam focusing with optimal phase.
- FIG. 1 illustrates an example of beam focusing with near field (NF) steering vectors.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a precoder according to Example 1-1-1.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a reference point.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a precoder according to Example 1-1-2.
- FIG. 2 illustrates an example of a uniform grid in Cartesian coordinates.
- Diagram showing examples of active and passive imaging Diagram showing types of active and passive imaging Comparison of active imaging A diagram showing an example of the configuration of a phased array system.
- FIG. 1 shows an example of the configuration of an SAR.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of SSB transfer using RIS.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a precoder according to Example 1-1-1.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a reference point.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a system model of a RIS-assisted wireless imaging system. Diagram showing an example of the backprojection algorithm A diagram showing an example of a system in which reception and transmission are separated. A diagram showing an example of a system in which reception and transmission are integrated. Comparison of characteristics between a system with separate reception and transmission and an integrated system Diagram showing an example of grid division Diagram showing an example of grid division An example of the results of imaging with grid division.
- FIG. 1 shows an example of mode switching based on periodic instructions to a system including a RIS.
- FIG. 1 shows an example of mode switching based on a trigger-based instruction to a system including a RIS.
- Diagram showing an example of wireless imaging A diagram showing the relationship between the number of bits of phase shift quantization and the imaging result.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a system overview for implementation case 1.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a system overview for implementation case 2.
- FIG. 1 shows an example of a system overview for implementation case 3.
- FIG. 1 shows an example of a system overview for implementation case 4.
- FIG. 1 shows an example of a uniform grid RTC.
- FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a base station according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
- 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a base station, a terminal, and a wireless device according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle.
- existing technologies are used as appropriate.
- the existing technologies are, for example, existing LTE or existing NR, but are not limited to existing LTE and NR.
- SS Synchronization signal
- PSS Primary SS
- SSS Secondary SS
- PBCH Physical broadcast channel
- PRACH Physical random access channel
- PDCCH Physical Downlink Control Channel
- PDSCH Physical Downlink Shared Channel
- PUCCH Physical Uplink Control Channel
- PUSCH Physical Uplink Shared Channel
- NR corresponds to NR-SS, NR-PSS, NR-SSS, NR-PBCH, NR-PRACH, etc.
- NR- even if a signal is used in NR, it is not necessarily specified as "NR-".
- the duplex method may be a TDD (Time Division Duplex) method, an FDD (Frequency Division Duplex) method, or other methods (e.g., Flexible Duplex, etc.).
- TDD Time Division Duplex
- FDD Frequency Division Duplex
- other methods e.g., Flexible Duplex, etc.
- “configuring" wireless parameters and the like may mean that predetermined values are pre-configured, or that wireless parameters notified from a base station or terminal are configured.
- ⁇ Wireless communication system> 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system 10 according to an embodiment of the present disclosure.
- the wireless communication system 10 is a wireless communication system conforming to 5G NR or 6G NR, and includes a Next Generation-Radio Access Network 20 (hereinafter, NG-RAN 20) and a terminal 200 (hereinafter, also referred to as UE (User Equipment) 200).
- NG-RAN 20 Next Generation-Radio Access Network 20
- UE User Equipment
- the wireless communication system 10 may be a wireless communication system conforming to a method called Beyond 5G, 5G Evolution, or 6G.
- NG-RAN 20 includes a base station 100 (hereinafter also referred to as gNB 100). Note that the number of gNBs and UEs is not limited to the example shown in FIG. 1.
- NG-RAN 20 actually includes multiple NG-RAN nodes, specifically, gNBs (or ng-eNBs), and is connected to a core network conforming to 5G or 6G.
- gNB may be read as a network (NW).
- the gNB 100 is, as an example, a base station conforming to 5G or 6G and performs wireless communication conforming to 5G or 6G with the UE 200.
- a radio device 300 that transfers signals between the gNB 100 and the UE 200 is shown.
- the radio device 300 may be referred to as a RIS (Reconfigurable Intelligent Surface).
- the wireless device 300 performs a forwarding operation to forward, for example, a signal transmitted from the gNB 100 to the UE 200.
- the wireless device 300 may also perform a forwarding operation to forward a signal transmitted from the UE 200 to the gNB 100.
- forward may be replaced with “relay.”
- operation may be replaced with “processing,” “control,” etc.
- the RIS which is an example of the wireless device 300 being considered in NR, will be described below.
- the gNB 100 and UE 200 may support MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), which generates more directional beams by controlling radio signals transmitted from multiple antenna elements, carrier aggregation (CA: Carrier Aggregation), which bundles and uses multiple component carriers (CC: Component Carriers), and dual connectivity (DC: Dual Connectivity), which communicates between the UE and each of two NG-RAN nodes.
- MIMO Multiple-Input Multiple-Output
- CA Carrier Aggregation
- CC Component Carriers
- DC Dual Connectivity
- the wireless communication system 10 may be compatible with a plurality of frequency ranges (FR).
- the wireless communication system 10 may be compatible with FR1 and FR2.
- the frequency bands of each FR are as follows, for example. ⁇ FR1: 410MHz to 7.125GHz ⁇ FR2: 24.25GHz to 52.6GHz
- FR1 may use a sub-carrier spacing (SCS) of 15 kHz, 30 kHz or 60 kHz, and a bandwidth (BW) of 5 to 100 MHz.
- FR2 is a higher frequency than FR1, and may use an SCS of 60 kHz or 120 kHz (which may include 240 kHz), and a bandwidth (BW) of 50 to 400 MHz.
- SCS may also be interpreted as numerology. Numerology is defined in 3GPP TS 38.300 and corresponds to one subcarrier spacing in the frequency domain.
- the wireless communication system 10 may support a higher frequency band than the FR2 frequency band. Specifically, the wireless communication system 10 may support a frequency band exceeding 52.6 GHz up to 114.25 GHz. Such a high frequency band may be referred to as "FR2x" for convenience.
- FR2x frequency band exceeding 52.6 GHz
- CP-OFDM Cyclic Prefix - Orthogonal Frequency Division Multiplexing
- DFT-S-OFDM Discrete Fourier Transform - Spread - Orthogonal Frequency Division Multiplexing
- the time direction (t) may be called the time domain, symbol period, or symbol time, etc.
- the frequency direction may be called the frequency domain, resource block, subcarrier, bandwidth part (BWP), etc.
- the gNB100 transmits control information, configuration information, etc. of the gNB100 to the UE200 as a downlink (DL) signal.
- DL downlink
- the wireless device 300 performs a forwarding operation to forward the DL signal to the UE 200.
- the wireless device 300 also performs a forwarding operation to forward the UL signal to the gNB 100.
- the UL signal that the gNB 100 receives from the UE 200 and/or the DL signal that the UE 200 receives from the gNB 100 may be a signal forwarded by the wireless device 300.
- Sub-Terahertz e.g., 100 GHz to 300 GHz bands (spectrum), which are higher frequency bands than existing systems (e.g., NR Rel. 15/16/17), are being considered to achieve data rates of 100 Gbps while maintaining sufficient coverage.
- NR MIMO is designed for antenna far-field use, supporting only rank 1 transmission per polarization direction in LOS channels.
- Using dual polarization allows for rank 2 multiplexing, but no higher ranks are available.
- a bandwidth of tens of GHz is required, which is difficult to achieve in a practical system and places high demands on RF components.
- RIS in addition to the above-mentioned examples of sub-terahertz waves, is attracting much attention due to its flexible and cost-effective approach.
- RIS enables the achievement of very high data rates and wide coverage extension, and is being considered as a promising technology within the topology of 6G wireless networks.
- RIS is being studied in 3GPP Release 19 (Rel. 19).
- the RIS may be composed of multiple reconfigurable scattering components.
- the scattering components may be referred to as elements or antenna elements.
- the RIS may control the direction of the reflected signal or the direction of the transmitted (refracted) signal.
- reflection, transmission, and refraction may be interpreted as interchangeable.
- reflection, transmission, and refraction of a signal at a RIS may be understood as the RIS receiving a signal transmitted from a specific direction and transmitting (or) a signal in the same direction as the specific direction or in a direction different from the specific direction.
- the signal transmitted by the RIS may be the same signal as the signal received by the RIS, or may be a signal received by the RIS that has been subjected to specific processing.
- forwarding processing at a RIS may be understood as processing in which at least one of reflection, transmission, and refraction occurs at the RIS.
- the RIS may not require an RF amplifier. This can reduce power consumption.
- RIS can provide beam gain with narrowband beams, an increase in the number of RIS beams (beams reflected/refracted by the RIS) is required.
- the RIS may reflect/refract signals other than the target frequency.
- the RIS may be made of materials such as liquid crystal, metal, and semiconductor.
- a RIS using liquid crystal has a slower beam sweep speed than a semiconductor, and is considered unsuitable for current beam sweep operations.
- the RIS may be installed on objects such as buildings.
- FIG. 3A is a diagram showing an example of communication using the NCR configuration.
- the NCR may include an NCR-mobile termination (MT) and an NCR-forwarding (Fwd).
- the NCR-MT communicates with the BS (gNB) via a control link.
- gNB BS
- Communication between the NCR-MT and the BS may include at least one of receiving configuration/instruction/control information from the BS and sending requests/reports/responses to the BS.
- the NCR-Fwd relays communications between the BS and the UE by relaying/amplifying from the backhaul link to the access link and from the access link to the backhaul link.
- the RIS may also include a configuration for communicating with the BS (gNB).
- the configuration for communicating with the BS (gNB) may be referred to as RIS-MT.
- the RIS may also have a RIS-MT and a RIS-Fwd.
- the RIS-Fwd may simply be referred to as RIS.
- the operation of the RIS may be regarded as the operation of the RIS-Fwd or the operation of the RIS-MT.
- FIG. 3B is a diagram showing an example of communication using a RIS.
- the RIS relays communication between the BS and the UE by controlling the reflection angle in at least one of the reflection from the backhaul link to the access link and the reflection from the access link to the backhaul link.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of a system architecture including a RIS.
- the system architecture including a RIS will be described below with reference to Fig. 4, but this is merely an example.
- a system architecture including a RIS may include multiple (e.g., two) design phases.
- a system architecture including a RIS may include an aperture pre-adaptation phase.
- UE positioning may be performed first.
- the UE may report information about the UE's position/attitude to the network (NW).
- the NW base station
- the NW may estimate information about the UE's position/attitude based on a signal (e.g., UL RS) transmitted from the UE.
- UE positioning during the aperture pre-adaptation phase may be omitted.
- pre-adaptation of the aperture e.g., antenna elements
- pre-adaptation of the aperture e.g., antenna elements
- aperture adaptation may mean determining/determining/selecting which antenna elements/arrays to use.
- pre-adaptation of the BS aperture e.g., antenna elements
- the system architecture including the RIS may also include a beamforming phase.
- the beamforming phase may, for example, follow an aperture pre-adaptation phase.
- beamforming may first be performed at the BS.
- Beamforming may then be performed in the RIS during the beamforming phase.
- reception by the UE may occur in the beamforming phase.
- the UE may use a CSI reception (CSIR) based MIMO receiver.
- CTR CSI reception
- UE reception during the beamforming phase may be omitted.
- FIG. 5 is a diagram showing an example of the near field (NF) and far field (FF) of a RIS.
- FIG. 5 illustrates an example of a RIS array, radio wave propagation in the near field for the RIS array, and radio wave propagation in the far field.
- the RIS array may be regarded as an example of a surface in the RIS that transmits signals or a surface that radiates radio waves.
- the near field may also be replaced with a near distance.
- the far field may also be replaced with a far distance.
- a large aperture of the RIS exhibits certain characteristics that increase the range of the near field.
- a large aperture of the RIS increases the range of the near field because the boundary of the near field (e.g., the boundary between the near field and the far field) is proportional to the square of D, where D indicates the size associated with the aperture of the RIS.
- the boundary of the near field is inversely proportional to the wavelength ⁇ , so the shorter the wavelength, i.e., the higher the frequency, the larger the range of the near field.
- the phase delays for the various elements of the RIS become distinguishable. As a result, the assumption of a plane wavefront is not valid and spherical wavefronts must be considered.
- the radio waves emitted from each element of the RIS are assumed to be plane waves, but in the near field region, the wavefronts of the radio waves arising from each element are spherical.
- the beamforming method may be DFT-based beamforming (BF), beamfocusing with optimum phase, and beamfocusing with near-field (NF) steering vector.
- BF DFT-based beamforming
- NF near-field
- DFT-based BF may be used primarily for transmitting signals to terminals at long distances.
- DFT-based BF may use a precoder (matrix) based on angle-dependent linear phase.
- Figure 6A shows an example of DFT-based beamforming (BF). Note that Figure 6A shows an example of a uniform linear array. In this example, xn is the distance from the array center to element n in the array and the angle of the beam with respect to the axis normal to the array.
- Beam focusing with optimal phase may be used primarily for transmitting signals to terminals in close range. Beam focusing with optimal phase may use a precoder (matrix) based on position (distance)-dependent non-linear phase.
- Figure 6B shows an example of beam focusing with optimal phase. Note that Figure 6B shows an example of a uniform linear array.
- DF is the focal length and x' is the distance from the axis perpendicular to the array to the focal point.
- Beam focusing with short-range steering vectors may be used primarily for transmitting signals to short-range terminals. Beam focusing with short-range steering vectors may use a precoder (matrix) based on angle- & position (distance)-dependent quadratic phase.
- Figure 6C shows an example of beam focusing with a near field (NF) steering vector. Note that Figure 6C shows an example of a uniform linear array. In this example, D is the distance from the center of the array to the focal point, and ⁇ is the angle from an axis normal to the array to a line connecting the array center and the focal point.
- NF near field
- DFT codebooks Traditional codebooks for far-field beamforming, such as DFT codebooks, cannot be directly applied to the near-field due to a mismatch with the near-field channel. If DFT codebooks were applied to near-field beamforming, it could cause severe SNR loss.
- focused beamforming such as ring-type codebooks (RTC), which are a near-field form of the coherent beamformer, does not have the near-field limitation.
- RIS is adopted for data channel transmission
- the RTC described above generates a UE-specific focused beam, enabling high-speed transmission.
- Figure 7 is a diagram showing an example of SSB forwarding with RIS applied.
- Figure 7 shows that of SSBs #0 to #4 transmitted by the gNB, RIS forwards SSBs #2 to #4.
- a control channel e.g., SSB, etc.
- ⁇ Existing methods> The following describes an existing method of SSB transmission by a RIS.
- the RIS utilizes multiple narrow beams to transmit the SSB transmitted by the gNB. Therefore, the existing method requires a significant allocation of SSB resources or a significant change to the SSB scheme.
- Typical existing beam expansion techniques can be categorized into numerical optimization algorithm-based techniques, aperture adjustment-based techniques, logical subarray division-based techniques, and wide-area illumination approaches.
- technologies based on logical subarray division can result in significant fluctuations in beamforming gain across the entire area.
- the RIS may receive information for the precoder/codebook from the NW.
- the information may be, for example, information about the location of another node (e.g., a UE/NW node).
- the information about the location may be, for example, at least one of information about angle and information about distance.
- the first example is broadly divided into examples 1-1 and 1-2.
- Example 1-1 or example 1-2 may be applied, or a combination of examples 1-1 and 1-2 may be applied.
- Example 1-1 is broadly divided into Examples 1-1-1 to 1-1-4. Any of Examples 1-1-1 to 1-1-4 may be applied, or at least two of Examples 1-1-1 to 1-1-4 may be applied in combination.
- the precoder may be calculated, for example, as the output of a specific multiplication of multiple different precoders/matrices.
- Example 1-1-1 may be used, for example, for beamforming/focusing of an NCR including a RIS (RIS-NCR).
- RIS-NCR RIS-NCR
- the precoder in RIS may be calculated, for example, by the product (e.g., Hadamard product, e.g., element-wise product) of a distance-dependent precoder/matrix (e.g., WRing) and an angle-dependent precoder/matrix (e.g., WDFT).
- product e.g., Hadamard product, e.g., element-wise product
- a distance-dependent precoder/matrix e.g., WRing
- an angle-dependent precoder/matrix e.g., WDFT
- the precoder may be calculated using the following Equation 1.
- D F may be the axial distance between the array and the focal position.
- FIG. 8 is a diagram showing an example of a precoder according to Example 1-1-1.
- a precoder according to Example 1-1-1.
- FIG. 8 an example of a uniform and linear array is shown.
- first, beam focusing at the boresight is performed.
- the above-mentioned distance-dependent precoder may be used for the beam focusing.
- k is an index corresponding to the phase in the DFT.
- Example 1-1-1 by using angle-dependent terms and distance (position)-dependent terms, it is possible to transmit signals appropriately to targets at long and short distances, and it is also easy to implement.
- the precoder in the RIS may be a precoder that utilizes piecewise linear approximation with DFT vectors.
- the precoder may be a precoder that includes terms for each subarray (one or more arrays) and distance (position) dependent terms.
- Example 1-1-2 may be used, for example, for beamforming/focusing of an NCR including a RIS (RIS-NCR) and/or coherent transmission of multiple panels (e.g., widely spaced panels).
- RIS-NCR RIS-NCR
- panels e.g., widely spaced panels
- Example 1-1-2 is suitable for subarray-based RIS-NCR.
- the precoder in the RIS may be calculated, for example, by the product (e.g., the Hadamard product (e.g., element-wise product)) of a precoder for each subarray (one or more arrays) and an angle-dependent precoder.
- the product e.g., the Hadamard product (e.g., element-wise product)
- the angle-dependent precoder may be calculated, for example, by the product (e.g., the Hadamard product (e.g., element-wise product) of a precoder for each subarray (one or more arrays) and an angle-dependent precoder.
- the precoder for each subarray may be expressed, for example, as the product of the phase offset for each subarray and the angular offset of the subarray.
- the precoder may be calculated using Equation 2 below.
- ⁇ (i,j) PO may indicate the phase offset of subarray (i,j), which may be quantized with specific bits (e.g., b bits) that may take on specific values (e.g., values from 0 to 2 ⁇ ), and W (i,j) AO may indicate the angle offset of subarray (i,j).
- W(i,j)AO may be calculated based on the dot product of the vector from the array reference point to the reference point of subarray (i,j) and the vector from the reference point of subarray (i,j) to antenna element (m,n) in subarray (i,j).
- W (i,j) AO may be calculated by the following Equation 3.
- D may be the distance from the array (e.g., the array reference point) to the target (e.g., the UE)
- r (i,j) SA may denote the vector from the array reference point to the subarray (i,j) reference point
- r (m,n) AE may denote the vector from the subarray (i,j) reference point to the antenna element (m,n) in subarray (i,j) (see FIG. 9).
- FIG. 10 is a diagram showing an example of a precoder according to Example 1-1-2.
- FIG. 10 shows an example of a uniform and linear array.
- focusing of the beam direction is performed for multiple arrays (each subarray) using phase offsets (step 1).
- phase offsets step 1
- a precoder based on the above-mentioned phase offset and angle offset may be used.
- the focal position is then shifted by the DFT vector (step 2).
- the above-mentioned angle-dependent precoder may be used for this shifting.
- Example 1-1-2 by using terms for each subarray (one or more arrays) and distance (position) dependent terms, it is possible to transmit signals appropriately to targets at long and short distances.
- the precoder in the RIS may be a precoder in which a term relating to short distance and a term relating to long distance are utilized.
- Example 1-1-3 may be used, for example, to acquire CSI in either or both of FF and NF (not limited to FF and NF), or may be used for localization/sensing of NF.
- the precoder in the RIS may be calculated, for example, by multiplying a first precoder by a second precoder (e.g., a Kronecker product (e.g., an element-wise product)).
- the first/second precoder may include a term corresponding to a long distance (or angle dependency) and a term corresponding to a short distance (or distance dependency).
- the precoder in this example may be applied in a uniform planar array.
- the precoder W may be expressed by the following Equation 4.
- W is expressed as the Kronecker product of the first precoder W N_1, O_1, k_1, D, L_1 and the second precoder W N_2, O_2, k_2, D, L_2 .
- N_1 represents “N 1 ".
- Other notations besides “N_1” may also be expressed in the same way as “N_1”.
- W N_i, O_i, k_i, D, L_i may be expressed, for example, by the following Equation 5.
- the number of antenna elements (scattering elements) N i in the i-th axial direction in the RIS array and the oversampling number O i in the i-th axial direction may be the same as the NR DFT-based codebook defined in the existing NR.
- k i may be a codeword index
- k′ may represent a quadratic term.
- d RP -d 0 may represent the distance between a particular antenna element (eg, antenna element #0) and a reference point, and ⁇ d may represent the antenna element spacing.
- NRP may be 0 if the bottom left most element of the array is taken as the reference point.
- N RP may be calculated as N i ⁇ 1.
- D may represent the normalized distance between the reference point and the focal length.
- D may be calculated as (focal length)/ ⁇ .
- L may be a value related to the normalized equivalent aperture. L may be calculated, for example, as ON ⁇ d/ ⁇ .
- the precoder in the RIS may be a precoder that is used for the access link (between the UE and the RIS) and a precoder for the backhaul link (between the BS and the RIS).
- the precoder may be a precoder that includes terms for each subarray (one or more arrays) and distance (position) dependent terms.
- Example 1-1-4 may be used, for example, for beamforming/focusing of NCR including RIS (RIS-NCR) of the backhaul link/access link, and/or cascaded LoS-MIMO (e.g., LoS-MIMO requiring joint focal points indication).
- RIS-NCR RIS-NCR
- LoS-MIMO e.g., LoS-MIMO requiring joint focal points indication
- the precoder in the RIS may be calculated, for example, by the product (e.g., the Hadamard product (e.g., element-wise product)) of the precoder for the access link and the precoder for the backhaul link.
- the product e.g., the Hadamard product (e.g., element-wise product)
- the precoder may be calculated using the following Equation 6.
- W AC may indicate a precoder of a beam in an access link of the RIS-NCR (access beam, beam for the UE)
- W BH may indicate a precoder of a beam in a backhaul link of the RIS-NCR (backhaul beam, beam for the BS).
- At least one of W AC and W BH may be, for example, a precoder calculated by at least one of the methods described in Examples 1-1-1 to 1-1-3 above.
- the focal lengths of W AC and W BH may be selected/determined independently or jointly.
- the focal lengths of W AC and W BH may be selected/determined in a conjugate symmetric manner.
- Example 1-1-4 it is possible to appropriately design the precoder/codebook not only for the access link but also for the backhaul link.
- L may be a parameter related to an aperture (e.g., an antenna element). L may be reported as a capability of the RIS-NCR (NCR-MT).
- L may be reported by the RIS, for example, as antenna number/spacing in n dimensions (e.g., n is 2).
- L may be reported by the RIS, for example, as the length of a side of the RIS (e.g., antenna number x antenna spacing).
- Ni , Oi , kj , kip , and Di may be parameters related to the codebooks of the access link/backhaul link.
- N i and O i may be determined based on reports of the capabilities of the RIS or may be determined independently of the dimensionality of the RIS.
- D1 and D2 may be measured by RIS.
- the reference point for the RIS may be the location of an antenna/subarray at a particular location (e.g., bottom-left extreme).
- the reference point for the RIS may be the location of the center point of the RIS, which is suitable for a single large RIS or multiple separate sub-arrays.
- the RIS reference point may be reported by the RIS.
- the RIS reference point may be determined according to the reference point reported by the RIS.
- Parameters indicating an adaptation (aperture adaptation) mode may be defined. These parameters may be used for aperture control of the RIS.
- the parameter indicating the adaptation mode may be associated with a codebook of the RIS.
- the codebook of the RIS may be indicated to the RIS.
- Parameters may be defined that indicate the shape/size of the RIS. These parameters may be used to control the aperture of the RIS.
- the parameters indicating the shape/size of the RIS may be associated with a codebook of the RIS.
- the codebook of the RIS may be indicated to the RIS.
- the parameters may be indicated by a bitmap.
- the parameters may also be indicated by the direction and length of two sides of the aperture forming a parallelogram.
- the parameters may also be indicated by the arrangement of the subarrays (e.g., direction/spacing/subarray number/subarray size).
- the parameters may also be indicated by at least one of the direction/length of two sides of the aperture forming a parallelogram (which may be called the general mode), the subarray number (sampling rate), and the subarray size.
- a parameter may be specified indicating the roll-off factor.
- Parameters for conjugate symmetric RTC may be defined.
- the parameters may be parameters for a reference point for the UE's location.
- the reference point for the UE's location may, for example, refer to an antenna port of a particular UE (e.g., antenna port #0).
- the reference point for the UE's location may refer, for example, to a specific (e.g., central) UE array established by the BS.
- Example 1-2 describes quantization of angle (angle information) and distance (distance information) in codebook notification (to NW/RIS-NCR).
- Example 1-2 is broadly divided into Examples 1-2-1 and 1-2-2. Either of Examples 1-2-1 and 1-2-2 below may be applied, or Examples 1-2-1 and 1-2-2 below may be applied in combination.
- the NW may transmit angle information/distance information regarding the codebook/precoder quantized using at least one of examples 1-2-1 and 1-2-2 to the RIS-NCR (or NW).
- a specific quantization method may be used for the angles.
- the specific quantization method may be, for example, a DFT-based quantization method.
- a DFT-based method for angle quantization By using a DFT-based method for angle quantization, quantization suitable for a unified design for FF and NF can be performed.
- linear quantization may be used for distance. Using linear quantization makes it easier to implement in the device.
- logarithmic quantization may be used for distance. Using logarithmic quantization makes it possible to perform appropriate quantization regardless of whether the distance between the devices is long or short.
- Quantization of the distance may be performed using Equation 7 below.
- the range of NF may be related to the array area.
- the range of NF may be (approximately) proportional to the array area.
- the quantization of angles and distances may use a uniform grid in Cartesian coordinates (angles and distances may be quantized on a uniform grid). In this case, it is suitable for use in localization/position-based beam focusing.
- quantization of angles and distances may use a non-uniform grid in spherical coordinates (angles and distances may be quantized on a non-uniform grid). This is favorable in terms of aperture/NF range at boresight, and allows for more uniform coverage and fewer beams by using wider beams at close range.
- quantization for angles and distances may be performed using Equation 8 below.
- FIG. 11 shows an example of a uniform grid in Cartesian coordinates.
- RIS-NCR uniform grid in Cartesian coordinates for RIS
- (x gi , y gi , z gi ) may denote the center coordinates of the i-th grid obtained from the grid index i.
- the uniform grid RTC may be calculated according to at least one of the following options 1 and 2:
- the RTC using a uniform grid may be calculated using Equation 9 below (option 1).
- the RTC using a uniform grid may be calculated using Equation 10 below (option 2).
- ⁇ may represent the azimuth angle and ⁇ may represent the elevation angle.
- ⁇ and ⁇ may be obtained by a specific coordinate transformation.
- the angle (angle information) and distance (distance information) can be appropriately quantized in the codebook notification.
- the second example is broadly divided into examples 2-1 and 2-2.
- the following examples 2-1 or 2-2 may be applied, or the following examples 2-1 and 2-2 may be applied in combination.
- the RIS-NCR may receive information (setting information) related to the control of apertures (e.g., antenna elements) from the NW. Based on the information, the RIS-NCR may determine the aperture/antenna element to be used for signals destined for the terminal.
- information setting information
- the RIS-NCR may determine the aperture/antenna element to be used for signals destined for the terminal.
- the RIS may select/decide/determine which aperture to use from among the apertures included in the RIS.
- Example 2-1 is broadly divided into Examples 2-1-1 and 2-1-2. The following Examples 2-1-1 or 2-1-2 may be applied, or the following Examples 2-1-1 and 2-1-2 may be applied in combination.
- the unwanted RIS elements may be configured to not scatter (or reflect/refract) the incident signal.
- the unwanted RIS elements may also be configured to scatter (or reflect/refract) the incident signal in a diffuse or random manner.
- the (desired, actually used) aperture may be represented by a value (e.g., an aperture function) indicating the on/off state of each RIS element.
- the (desired, actually used) aperture may be applied to the beamforming vector of that RIS.
- a value (e.g., an aperture function) corresponding to a RIS element when a value (e.g., an aperture function) corresponding to a RIS element is a first value (e.g., 0), the RIS element may be in an off state. Also, when a value (e.g., an aperture function) corresponding to a RIS element is a second value (e.g., 1), the RIS element may be in an on state.
- Aperture adaptation may be used to control the beam shape (e.g., at least one of the beam width, side lobes, main lobe, and focal spot shape/size).
- Example 2-2 aperture control in RIS (RIS-NCR) will be described.
- the second mode may be, for example, a mode in which some of the RIS elements are used in a parallelogram (diamond) shape.
- the second mode may be, for example, called a semi-continuous mode.
- Example 2-2-2> The shape/size of the aperture of the RIS-NCR to be used may be instructed in a specific manner, and information regarding the instruction may be included in the information regarding aperture control received from the NW.
- the shape/size of the aperture of the RIS-NCR used may be determined by a bitmap/parameter indicating the on/off state of the RIS elements used.
- the RIS elements/apertures to be used can be appropriately determined/selected.
- IMT-2030 is expected to serve as the basic infrastructure for integrating sensing and AI-related capabilities into communications and enabling new user and application trends.
- Sensing supports a variety of innovative applications. For example, imaging supports high-precision positioning and localization of devices and/or objects, high-resolution and real-time 3D mapping for automated and safe driving and transportation, digital twins, industrial automation, etc.
- Other applications supported by sensing include human activity (e.g. gesture) recognition, personal health sensing, sports analytics, environmental monitoring, material testing, etc.
- wireless sensing supports smart factories, smart homes, environmental sensing, and the like.
- a representative application of wireless sensing is called radio frequency sensing.
- a signal beam is customized to scan the position of a human being. This scanning of the position of a human being corresponds to detection.
- the wireless environment is adjusted to take the posture of a human being or the like. This sensing of the posture corresponds to imaging.
- sensing and imaging may be interchangeable.
- an object e.g., a target
- scanning, sensing, and imaging may be interchangeable.
- Radio Frequency (RF) sensing extends remote RF sensing (e.g., wireless sensing) by customizing the radio environment, improving accuracy. RF sensing also enables highly accurate localization and recognition of people and objects indoors.
- Imaging can be broadly classified into active imaging and passive imaging.
- FIG. 12 is a diagram showing examples of active imaging and passive imaging.
- a radar detector in FIG. 12
- emits electromagnetic waves to illuminate a detection area corresponding to an object in FIG. 12
- receives and records data of the electromagnetic waves reflected from the detection area The radar processes the recorded electromagnetic wave data to obtain an image or feature that characterizes the reflection properties of the detection area.
- Active imaging technology has the advantage of providing high SNR and high resolution. On the other hand, active imaging technology makes the system complex and costly.
- a device captures and records radiant energy emitted by objects (objects in Figure 12) within a detection area.
- the device performs information processing on the recorded information to obtain an image or signature that characterizes the radiative properties of the detection area.
- FIG. 13 is a diagram showing the types of active imaging and passive imaging.
- active imaging includes real beam imaging and synthetic aperture imaging.
- Real beam imaging includes narrow beam mechanical scanning and phased array.
- Synthetic aperture imaging also includes imaging methods using a single transmitter and multiple receivers, and imaging methods using multiple transmitters and multiple receivers.
- Figure 14 shows a comparison of active imaging.
- Figure 14 shows the characteristics and challenges of three types of imaging: SAR (Synthetic Aperture Radar), a phased array imaging system, and a metamaterial aperture imaging system.
- SAR Synthetic Aperture Radar
- phased array imaging system a phased array imaging system
- metamaterial aperture imaging system a metamaterial aperture imaging system
- SAR has high imaging accuracy. However, it has some drawbacks, such as slow imaging speed, the need for relative movement between the imaging system and the target, and the large size of the system.
- Phased array imaging systems have high imaging accuracy and fast imaging speed. On the other hand, the phased array system is complicated, and the phased array is costly. Also, the size of the imaging system is large.
- AF Tx AF Tx , AF Rx , and AF are expressed as in the following equation (12).
- the SAR aperture scans the target along a specific trajectory.
- Proposal 1 the following two-step RIS beam scanning is performed: At least one of the following two-step RIS beam scanning may use a near-field ring-type codebook (RTC).
- RTC near-field ring-type codebook
- step 1 Methods of switching granularity in beam scanning using an RTC (for example, RTC-Based Beam Scanning Granularity Switching) will be described later. Also, in the two steps mentioned above, “coarse” and “fine” refer to the relative differences in granularity. In other words, of the two steps, the granularity of step 1 is intended to be coarser than that of step 2.
- step 1 for example, detection of a person's posture is realized.
- step 2 gesture recognition is realized.
- step 2 for example, gestures around the hand are recognized.
- the RIS-assisted wireless sensing system may perform these two steps in order, or may be configured to perform only one of them.
- the RIS sets either a beam to be used in coarse beam scanning or a beam to be used in fine beam scanning, and forms a beam and transfers a signal based on the setting.
- Coarse beam scanning corresponds to scanning with a first granularity, for example, and fine beam scanning corresponds to scanning with a second granularity that is finer than the first granularity.
- This two-step scanning allows a person's posture to be sensed relatively quickly, and gestures to be recognized with centimeter-level accuracy. This makes it possible to achieve centimeter-level wireless sensing accuracy with relatively low latency, enabling efficient sensing.
- the present disclosure is not limited to this.
- three or more types of beam scans with different granularity may be used.
- the RIS may select from any two or more of the three available types of beam scans.
- the types of beam scans available to the RIS may be reported as the capabilities of the RIS.
- FIG. 18 shows an example of a system model of a RIS-assisted wireless imaging system.
- a pair of transmitters (Tx) and receivers (Rx), a RIS, and an imaging target (object) are shown in FIG. 18.
- the RIS has a uniform rectangular array of M ⁇ N elements.
- Figure 18 shows the path distance from the transmitter to the RIS, the path distance of reflection (or refraction) from the RIS to the target, and the path distance from the target to the receiver.
- the signal received by the receiver is expressed as in equation (16).
- equation (16) represents the phase shifter of all RIS elements.
- G S represents the effect of time delay and path loss caused by signal propagation.
- the time delay induces a phase shift in the transmitted signal relative to the frequency of the sth subcarrier.
- the path loss is given by multiplying the signal amplitude by an attenuation factor.
- Pointwise compensation is performed to correct the phase difference of the echo signals caused by the spatial distance between the scattering point and the sampling point. Then, coherent summation is applied to the echo signals of each sampling point.
- backprojection algorithm as an example of an imaging algorithm.
- BP Back-Projection
- Echo data is data obtained from a signal reflected from the object being imaged.
- the signal reflected from the object being imaged may be referred to below as an echo signal.
- the RTC uses a coarse-grained grid division for tasks such as rough target positioning and/or pose detection.
- a coarse-grained grid division By using a coarse-grained grid division, the scan time can be effectively reduced.
- ⁇ Coarse-fine granularity grid division of RTC> 22A and 22B are diagrams showing examples of grid division.
- the RIS employs a uniform grid RTC for beam scanning.
- Fig. 22A shows an example of a relatively coarse grid division
- Fig. 22B shows an example of a relatively fine grid division.
- the subset of the beamforming codebook for the uniform grid RTC contains a total of (M/N) 3 .
- the choice of grid division granularity may be dynamically adjusted based on the actual system resolution requirements.
- the grid size of the grid division is uniform, the present disclosure is not limited to this.
- the grid size may be non-uniform.
- an area of the sensing object where detailed sensing is desired may be divided into a finer grid than other areas.
- the RIS has a configuration for switching between a plurality of modes.
- the RIS may have two modes, a communication mode and a sensing mode, and may switch between the two modes. This switching may be performed dynamically, for example, by an instruction.
- the sensing mode may be referred to as an imaging mode.
- the network side instructs the system, including the RIS, to switch modes periodically or on a trigger basis.
- the RIS sets the switching between sensing mode and communication mode, and transfers signals based on the set mode.
- the sensing mode is a mode for sensing the sensing area
- the communication mode is a mode for transmitting signals from a transmitting device (e.g., an AP) to a receiving device (e.g., a UE).
- the network side periodically instructs the system including the RIS to switch the mode.
- the network side may be, for example, an AP or a control device higher than the AP.
- Instruction information for instructing the system from the network side may include information regarding the selection of Tx, RIS, and Rx, relative spatial relationships, sensing area, beam scanning granularity, etc.
- the receiver e.g., UE
- the network side instructs the system to perform mode switching.
- the sensing result may be transmitted from the network side to the UE, or the UE, as a receiver, may receive the echo signal and process the sensing independently.
- the instruction information for the instruction from the network side to the system may include information on the selection of Tx, RIS, and Rx, the relative spatial relationship, the sensing area, the granularity of the beam scan, etc.
- FIG. 24A is a diagram showing an example of mode switching based on periodic instructions to a system including a RIS.
- FIG. 24A shows an example of switching from a communication mode to a sensing mode, and then switching from the sensing mode back to the communication mode.
- FIG. 24A shows the flow of signals or information between the AP, RIS, RIS-MT, and receiver (Rx).
- the AP transmits a communication signal (communication signal in FIG. 24A), and the RIS performs processing to forward the communication signal.
- the AP may receive a communication signal, or in one communication mode section, the AP may both transmit and receive communication signals.
- the AP instructs the RIS-MT and the receiver to switch the mode from the communication mode to the sensing mode.
- the mode switches from the communication mode to the sensing mode.
- the instruction is given by transmitting a control signal including control information instructing the mode switch from the AP to the RIS-MT and the receiver.
- the control information may include information regarding the configuration of the RIS and/or the receiver.
- the information regarding the configuration of the RIS and/or the receiver includes at least one of information regarding the selection of the transmitter (e.g., AP), RIS, and receiver, the relative spatial relationship, the sensing area, the granularity of the beam scan, and the control information used by the RIS (e.g., RTC).
- the RIS-MT instructs the configuration of the RIS based on the instruction.
- the RIS-MT instructs a change in the transfer destination of the RIS, a change in the direction in which the RIS transfers signals, a change in the control information used by the RIS (e.g., RTC), etc.
- the RIS that receives the instruction performs the setting based on the instruction.
- the receiver may also perform the setting based on the control information.
- the AP instructs the RIS-MT to switch modes, the RIS is configured, and the mode is switched from communication mode to sensing mode.
- the AP transmits a sensing signal (sensing signal in Figure 24A), and the RIS performs processing to transfer the sensing signal.
- An echo signal (echo signal in Figure 24A) of the sensing signal reflected from the target is received by the receiver. Note that the configuration may also be such that the AP receives the echo signal.
- the AP instructs the RIS-MT and receiver to switch modes from sensing mode to communication mode.
- the instruction is given by sending a control signal including control information instructing the mode switch from the AP to the RIS-MT and receiver.
- the RIS-MT instructs the configuration of the RIS based on the instruction.
- the RIS-MT instructs to change the direction in which the RIS transfers signals, to change the control information used by the RIS (for example, RTC), etc.
- the RIS that receives the instruction performs configuration based on the instruction.
- the receiver may perform configuration based on the control information.
- the AP instructs the RIS-MT and receiver to switch modes, the RIS is configured, and the mode is switched from sensing mode to communication mode.
- FIG. 24B is a diagram showing an example of mode switching based on a trigger-based instruction to a system including a RIS.
- FIG. 24B shows an example of switching from communication mode to sensing mode, and then switching from sensing mode back to communication mode.
- FIG. 24B shows the flow of signals or information between the AP, RIS, RIS-MT, and receiver (Rx).
- the AP transmits a communication signal (communication signal in FIG. 24B), and the RIS performs processing to forward the communication signal.
- the AP may receive a communication signal, or in one communication mode section, the AP may both transmit and receive communication signals.
- the UE requests the AP to switch modes from communication mode to sensing mode.
- the mode switches from communication mode to sensing mode.
- the AP that receives the request for mode switching instructs the RIS-MT and the UE to switch modes from communication mode to sensing mode.
- the instruction is made by sending a control signal including control information instructing the mode switching from the AP to the RIS-MT and the UE.
- the control information may include information regarding the configuration of the RIS and/or the UE.
- the information regarding the configuration of the RIS and/or UE includes at least one of information regarding the selection of a transmitter (e.g., AP, RIS, receiver (e.g., UE), relative spatial relationship, sensing area, beam scanning granularity, and control information (e.g., RTC) used by the RIS.
- a transmitter e.g., AP, RIS, receiver (e.g., UE)
- control information e.g., RTC
- the RIS-MT instructs the configuration of the RIS based on an instruction.
- the RIS-MT instructs a change in the forwarding destination of the RIS, a change in the direction in which the RIS forwards signals, a change in the control information (e.g., RTC) used by the RIS, etc.
- the RIS that receives the instruction performs configuration based on the instruction.
- the UE may also perform configuration based on the control information.
- the UE requests the AP to switch modes, the AP instructs the RIS-MT to switch modes, the RIS is configured, and the mode is switched from communication mode to sensing mode.
- the AP transmits a sensing signal (sensing signal in Figure 24B), and the RIS performs processing to forward the sensing signal.
- An echo signal (echo signal in Figure 24B), which is the sensing signal reflected by the target, is received by the receiver. Note that the configuration may also be such that the AP receives the echo signal.
- the network side e.g., AP
- information on the echo signal received by the UE may be transmitted to the network side.
- the network side that has acquired the information on the echo signal performs sensing processing and obtains the sensing result.
- the AP transmits the sensing result to the UE.
- the AP instructs the RIS-MT and the UE to switch the mode from the sensing mode to the communication mode.
- the instruction is given by transmitting a control signal including control information instructing the mode switch from the AP to the RIS-MT.
- the RIS-MT instructs the configuration of the RIS based on the instruction.
- the RIS-MT instructs the direction in which the RIS transfers signals, the control information (e.g., RTC) used by the RIS, and the like.
- the RIS that has received the instruction performs configuration based on the instruction.
- the UE may perform configuration based on the control information.
- the AP instructs the RIS-MT and receiver to switch modes, the RIS is configured, and the mode is switched from sensing mode to communication mode.
- a system including a RIS can efficiently perform both sensing and communication by switching between modes, and since a system including a RIS can efficiently perform both sensing and communication, it is not necessary to install both a system for sensing and a system for communication, and installation costs can be reduced.
- FIGS. 24A and 24B show an example in which the receiver receives an echo signal but does not receive a communication signal, the present disclosure is not limited to this.
- the receiver in FIGS. 24A and 24B may receive both an echo signal and a communication signal.
- a specific amount of time may be required from when a mode switching instruction is given until the mode is switched.
- a gap section for switching modes may be provided between the communication mode and the sensing mode.
- instructions from the AP to the RIS-MT, changes to RIS settings, etc. may be performed.
- the gap section may be instructed by the AP, or the RIS-MT may report the gap section to the AP as a RIS capability.
- the present disclosure is not limited to this.
- the sensing mode may be divided into a sensing mode with coarse beam scanning and a sensing mode with fine beam scanning, as shown in Proposal 1.
- a sensing system including RIS can realize wireless posture and gesture imaging, and different imaging resolutions can be obtained to meet different imaging requirements.
- FIG. 25 is a diagram showing an example of wireless imaging. In FIG. 25, an example of the results of posture or gesture imaging is shown.
- the quantization resolution of the RIS phase shift affects the imaging resolution. For example, to obtain better imaging results, it is preferable to have a better quantization resolution of the phase shift.
- Figure 26 shows the relationship between the number of quantization bits of the phase shift and the imaging result.
- Figure 26 shows the case where the quantization resolution is infinite, the case where the number of quantization bits is 2 bits, and the case where the number of quantization bits is 1 bit.
- a RIS with a phase shift quantization resolution (e.g., number of bits) of 2 bits or more is preferred.
- a resolution in the range dimension (e.g., depth dimension) can be achieved.
- the method described above can effectively suppress the impact of objects in different focal planes on the imaging resolution.
- FIG. 27 shows the results of imaging at different focal planes.
- the results of imaging for two cases with different focal planes are shown as Example 1 and Example 2.
- images located at different focal planes are displayed distinctly. Also, the influence from other focal planes is suppressed.
- centimeter-level imaging accuracy can be achieved using acceptable aperture sizes.
- the back-end signal processing requires minimal computational resources and the signal processing time can be very short. Overall, this improves the imaging speed and enables rapid imaging detection.
- the characteristics of the opening size are also evaluated here.
- FIG. 28 is a table showing an example of aperture size.
- R0 indicates the distance from the imaging target to the center of the RIS.
- ⁇ indicates the sensing (or imaging) resolution.
- L indicates the size of the RIS aperture (the length of a side of the RIS).
- centimeter-level resolution can be achieved with an aperture size of up to about 1 m.
- Case 1 describes the case where an echo signal is received by the RIS-MT.
- a refractive RIS is introduced to function as a "window" to extend coverage and for intrusion detection.
- the RIS-MT has the capability to receive a signal (e.g., an echo signal).
- the RIS-MT may have the capability to process the signal (e.g., an echo signal).
- Option 1 The RIS-MT forwards the echo signal to the AP.
- Option 2 The RIS-MT performs imaging processing on the received echo signals and transmits the processing results to the AP In this option 2, the RIS-MT has the capability of signal processing.
- FIG. 29A is a diagram showing an example of a system overview for implementation case 1.
- FIG. 29B is a sequence diagram showing signal exchanges for option 1 for implementation case 1 shown in FIG. 29A.
- FIG. 29C is a sequence diagram showing signal exchanges for option 2 for implementation case 1 shown in FIG. 29A.
- FIG. 29A shows the AP, RIS, RIS-MT, and target (object in FIG. 29A) in implementation case 1, and shows the signal flow.
- FIG. 29B shows the signal exchanges between the AP, RIS, RIS-MT, and target in the implementation case 1 shown in FIG. 29A for option 1.
- the AP instructs the RIS-MT to be in sensing mode (S11).
- the AP transmits a sensing signal (sensing signal in FIG. 29B) to the RIS (S12), and the RIS forwards the sensing signal (S13).
- the forwarded sensing signal is reflected by the target object, and the reflected echo signal is received by the RIS-MT (S14).
- the RIS-MT forwards the echo signal to the AP (S15).
- FIG. 29C shows the signal exchanges between the AP, RIS, RIS-MT, and target in the implementation case 1 shown in FIG. 29A for option 2. Note that in FIG. 29C, the same processes as in FIG. 29B are given the same reference numbers and will not be described.
- the RIS-MT transfers the echo signal to the AP
- the RIS-MT performs imaging processing of the echo signal (S21).
- the RIS-MT then transmits the processing result to the AP (S22).
- the echo signal is received by the AP.
- the RIS is deployed near a full-duplex AP.
- the full-duplex AP is used to transmit and receive the sensing signal and the echo signal.
- FIG. 30A is a diagram showing an example of a system overview of implementation case 2.
- FIG. 30B is a sequence diagram showing the signal flow of implementation case 2 shown in FIG. 30A.
- FIG. 30A shows the AP, RIS, RIS-MT, and target (object in FIG. 30A) in implementation case 2, and illustrates the signal flow.
- FIG. 30B shows the signal exchange between the AP, RIS, RIS-MT, and target in implementation case 2 shown in FIG. 30A.
- FIG. 30B the same processes as in FIG. 29B are given the same reference numbers, and descriptions are omitted.
- the process up to S13 in FIG. 30B is the same as in FIG. 29B.
- the sensing signal transferred by the RIS in S13 is reflected by the target object, and the reflected echo signal reaches the RIS (S34).
- the RIS transfers the echo signal to the AP (S35).
- the echo signal is received by a full-duplex AP. Because the AP has full-duplex functionality, both the transmission of the sensing signal and the reception of the echo signal are handled by the AP.
- the echo signals are received by distributed APs.
- Case 3 is typically realized by RIS-assisted distributed MIMO.
- a set of APs functions as a transmitter of a sensing signal and a receiver of an echo signal.
- FIG. 31A is a diagram showing an example of a system overview for implementation case 3.
- FIG. 31B is a sequence diagram showing the signal flow for implementation case 3 shown in FIG. 31A.
- FIG. 31A shows the distributed AP functioning as a transmitter (AP(Tx) in FIG. 31A), the distributed AP functioning as a receiver (AP(Rx) in FIG. 31A), the RIS, the RIS-MT, and the target (object in FIG. 31A) in implementation case 3, and illustrates the flow of signals.
- FIG. 31B shows the signal exchanges between the distributed AP, RIS, RIS-MT, and the target in implementation case 3 shown in FIG. 31A.
- the AP instructs the RIS-MT to be in sensing mode (S41).
- the AP transmits a sensing signal (sensing signal in FIG. 31B) to the RIS (S42), and the RIS forwards the sensing signal (S43).
- the forwarded sensing signal is reflected by the target object, and the reflected echo signal is received by the AP (Rx) (S44).
- the echo signal is received by the distributed AP.
- Case 3 by preferentially using the distributed AP close to the target as the receiver of the echo signal, the path loss that reduces the SNR of the echo signal can be reduced, and the imaging accuracy can be improved.
- Case 4 Echo signal received by UE
- an echo signal is received by the UE, typically where the RIS assists the UE with environmental sensing and/or fall detection, etc.
- the UE determines its relative position relationship with the RIS.
- FIG. 32A is a diagram showing an example of a system overview for implementation case 4.
- FIG. 32B is a sequence diagram showing the signal flow for implementation case 4 shown in FIG. 32A.
- FIG. 32A shows the AP functioning as a transmitter, the UE functioning as a receiver, the RIS, the RIS-MT, and the target (object in FIG. 32A) in implementation case 4, and illustrates the flow of signals.
- FIG. 32B shows the signal exchanges between the AP, UE, RIS, RIS-MT, and target in implementation case 4 shown in FIG. 32A.
- the UE requests sensing from the AP (S51).
- the AP transmits information about the RIS (RIS information in Figure 32B) to the UE (S52).
- the AP instructs the RIS-MT to be in sensing mode (S53).
- the AP transmits a sensing signal (sensing signal in Figure 32B) to the RIS (S54), and the RIS forwards the sensing signal (S55).
- the forwarded sensing signal is reflected by the target object, and the reflected echo signal is received by the UE (S56).
- the echo signal is received by the UE.
- the UE determines the relative positional relationship between the RIS and the UE before performing the imaging process.
- the network e.g., AP
- the above-mentioned four cases may be fixed or dynamically switched in a system including a RIS.
- one of the four cases may be selected based on at least one of the position and size of the target sensed by the system, the positions of the selected Tx, Rx, and RIS, and the capabilities of the Tx, Rx, and RIS, and sensing may be performed based on the selected case.
- the capabilities of the Tx and Rx may indicate, for example, at least one of whether full duplex is supported and whether imaging processing is possible.
- the capabilities of the RIS may indicate, for example, at least one of whether imaging processing is possible, whether coarse-grained grid division is supported, and whether fine-grained grid division is supported.
- the RIS can dynamically switch between communication mode and sensing (imaging) mode based on instructions, which include the following information: mode switching instruction, selection of Tx node, RIS, Rx node, and relative spatial relationships between the Tx node, RIS, sensing (imaging) area and Rx node.
- the network instructs the AP or UE whether to function as a Tx node and/or an Rx node for sensing.
- the RIS instructs the RIS whether to function as an assist node for sensing.
- the RIS-MT instructs the RIS whether to function as an Rx node for sensing.
- Mode switching instruction The network instructs the RIS-MT to switch between the communication mode and the sensing mode via control information such as RRC/MAC CE/DCI.
- control information such as RRC/MAC CE/DCI.
- different codebooks may be used in the communication mode and the sensing mode.
- the codebook shown in this disclosure may be used in the sensing mode, and a different codebook than that disclosed in this disclosure may be used in the communication mode.
- both the communication mode and the sensing mode may use the proposed codebook generation described above, and different beam granularities may be used.
- the network indicates the relative spatial relationship between the Tx node, RIS, sensing (imaging) area, and Rx node to the Tx node and Rx node.
- the relative spatial relationship is used by the Tx node to generate a codeword for transmission/transmission of the sensing signal, and the Rx node uses the relative spatial relationship for image processing.
- the network indicates the coordinates of the Tx node, RIS, sensing (imaging) area, and Rx node to the Tx node and Rx node.
- the RIS uses the RTC in both communication and sensing (imaging) modes. Different beam granularities may be used for communication and sensing modes. The granularity of the RTC beam scan is dynamically adjusted at different stages throughout the sensing (imaging) process.
- RTC utilizes coarse-grained grid division for tasks such as rough target positioning and/or pose detection, effectively reducing scan time.
- RTC uses fine grid division for tasks such as gesture recognition, improving scanning accuracy.
- the network instructs the RIS on the extent of the target area and the granularity of the grid division.
- the RIS may determine the coordinates of the target based on a "grid index" dictated by the network.
- the RIS determines the mapping between coordinates and "grid index” based on the extent of the target area and the granularity of the grid division.
- RIS-MT Functions When the RIS-MT function, such as receiving and processing the echo signal, is enhanced, the performance of the RIS-aided sensing (imaging) system can be further improved. In this case, the capability of the RIS-MT may be reported to the network.
- imaging RIS-aided sensing
- Fig. 33 is a diagram showing an example of a uniform grid RTC.
- Fig. 33 shows that a three-dimensional orthogonal space of x, y, and z is divided into Nx elements in the x-axis direction, Ny elements in the y-axis direction, and Nz elements in the z-axis direction.
- Fig. 33 also shows that the RIS has N1 ⁇ N2 elements.
- the coefficient (e.g., RTC) w used for RTC-based beam scanning is expressed in Alt. 1 by the following equation (19).
- ( x0 , y0 , z0 ) represents the coordinates of the center point of the RIS
- ( xgi , ygi , zgi ) represents the coordinates of the i-th grid center that can be obtained from the grid index
- ⁇ and ⁇ represent the physical angles of azimuth and elevation, respectively, and are obtained by coordinate transformation based on the coordinates of the RIS elements and the coordinates of the sensing (imaging) area.
- Tx transmits sensing signals to RIS, which forwards the sensing signals to scan the target area by beamforming.
- the received echo signals are collected by Rx.
- the RIS-MT functions as the Rx.
- the AP is selected as the Tx.
- the AP acts as the Rx.
- a full-duplex AP is selected as both the Tx and Rx.
- distributed APs act as Rx.
- one AP is selected as Tx and another AP is selected as Rx.
- the network side needs to know the relative spatial relationship between RIS and AP (Rx).
- the UE is the Rx.
- the AP needs to be selected as the Tx.
- the UE needs to know the relative spatial relationship between the RIS and itself.
- control of the RIS by the UE may be considered, known as UE-controlled RIS.
- the RIS is fully controlled by the UE.
- the UE instructs the RIS with control information.
- the UE instructs the RIS-MT to switch modes, select the RIS, and switch the granularity of beam scanning via sidelink control information.
- the UE may give instructions in the same way as the network gives instructions above.
- both the network and the UE control the RIS.
- the network in communication mode, notifies the RIS of control information.
- the UE issues mode switching instructions, RIS selection, and beam scanning granularity switching instructions to the RIS.
- a configuration may be adopted in which a first RIS forwards a signal transmitted by the gNB to a second RIS, and the second RIS forwards the signal to the UE.
- the first RIS may generate multiple beams (for example, the multi-wide beam described above) and forward the signal to multiple second RISs, and each of the multiple second RISs may further forward the signal to the UE.
- the physical layer signaling may be, for example, Downlink Control Information (DCI), Uplink Control Information (UCI), etc.
- DCI Downlink Control Information
- UCI Uplink Control Information
- ⁇ Block diagram> 34 is a block diagram showing an example of a configuration of a base station 100 according to an embodiment of the present disclosure.
- the base station 100 includes, for example, a transmitting unit 101, a receiving unit 102, and a control unit 103.
- the base station 100 communicates with a terminal 200 (see FIG. 35) wirelessly.
- the transmitting unit 101 and the receiving unit 102 may be collectively referred to as a communication unit.
- the control unit may be referred to as a processing unit, a processor, or the like.
- the transmitting unit 101 transmits a DL signal to the terminal 200.
- the transmitting unit 101 transmits the DL signal under the control of the control unit 103.
- the DL signal may include information indicating scheduling regarding the signal transmission of the terminal 200 (for example, an UL grant), upper layer control information, etc.
- the receiving unit 102 receives the UL signal transmitted from the terminal 200.
- the receiving unit 102 receives the UL signal under the control of the control unit 103.
- the receiving unit 102 may also receive the UL signal transmitted from the wireless device 300.
- the receiving unit 102 receives, as UL signals, signals including terminal capability information (e.g., UE capability) of the terminal 200, various control signals, reference signals, data signals, etc. from the terminal 200.
- the receiving unit 102 may also receive signals including capability information (e.g., capability) of the wireless device 300.
- the control unit 103 controls the overall (communication) operation of the base station 100, including the transmission processing in the transmission unit 101 and the reception processing in the reception unit 102.
- control unit 103 acquires information such as data and control information from the upper layer and outputs it to the transmission unit 101.
- the control unit 103 also outputs data and control information received from the reception unit 102 to the upper layer.
- control unit 103 allocates resources to be used for transmitting and receiving DL signals and/or resources to be used for transmitting and receiving UL signals based on a signal (e.g., data and control information, etc.) received from the terminal 200 and/or data and control information, etc. acquired from a higher layer. Information regarding the allocated resources may be included in the control information transmitted to the terminal 200.
- a signal e.g., data and control information, etc.
- Information regarding the allocated resources may be included in the control information transmitted to the terminal 200.
- the control unit 103 performs operations other than the transmission and reception described in the above embodiment (note that these operations may be performed by the transmission unit 101 and/or the reception unit 102).
- the control unit 103 may also generate control information related to the forwarding operation of the wireless device 300.
- the control unit 103 may transmit instructions (e.g., control information) related to communication control of the wireless device 300 via the transmission unit 101.
- FIG. 35 is a block diagram showing an example of the configuration of a terminal 200 according to an embodiment of the present disclosure.
- the terminal 200 includes, for example, a receiving unit 201, a transmitting unit 202, and a control unit 203.
- the terminal 200 communicates with, for example, a base station 100 (see FIG. 34) wirelessly.
- the receiving unit 201 and the transmitting unit 202 may be collectively referred to as a communication unit.
- the receiving unit 201 receives a DL signal transmitted from the base station 100.
- the receiving unit 201 receives a DL signal under the control of the control unit 203.
- the receiving unit 201 receives various control signals, reference signals, data signals, etc., as DL signals from the base station 100.
- the receiving unit 201 receives various signals, channels, setting information, control information, etc., described in the above embodiments, as DL signals from the base station 100.
- the receiving unit 201 receives a signal from the base station 100.
- the transmitting unit 202 transmits the UL signal to the base station 100.
- the transmitting unit 202 transmits the UL signal under the control of the control unit 203.
- the transmitter 202 transmits, as UL signals, signals including information about the processing capabilities of the terminal 200, various control signals, reference signals, data signals, etc. to the base station 100.
- the control unit 203 controls the overall (communication) operation of the terminal 200, including the reception processing in the receiving unit 201 and the transmission processing in the transmitting unit 202.
- control unit 203 acquires information such as data and control information from a higher layer and outputs it to the transmission unit 202.
- the control unit 203 also outputs, for example, data and control information received from the reception unit 201 to the higher layer.
- the control unit 203 performs operations other than the transmission and reception described in the above embodiment (note that these operations may be performed by the receiving unit 201 and/or the transmitting unit 202).
- the signal that the terminal 200 receives from the base station 100 may be a signal transmitted directly from the base station 100, or may be a signal transmitted from the base station 100 and transferred by the wireless device 300.
- the signal that the terminal 200 transmits to the base station 100 may be received directly by the base station 100, or may be transferred by the wireless device 300 and received by the base station 100. In this case, the terminal 200 does not need to recognize whether the signal was transferred by the wireless device 300 or not.
- FIG. 36 is a block diagram showing an example of the configuration of a wireless device 300 according to an embodiment of the present disclosure.
- the wireless device 300 corresponds to an example of a RIS.
- the wireless device 300 includes, for example, a receiving unit 301, a transmitting unit 302, and a control unit 303.
- the wireless relay device 300 communicates wirelessly with, for example, a base station 100 (see FIG. 34) and a terminal 200 (see FIG. 35).
- the receiving unit 301 and the transmitting unit 302 may be collectively referred to as a communication unit.
- the communication unit has a radiation surface (for example, a RIS array) that radiates radio waves, and may transmit a signal from the radiation surface or receive a signal at the radiation surface.
- the radiation surface may be referred to as an antenna unit.
- the receiving unit 301 receives a DL signal transmitted from the base station 100.
- the receiving unit 301 also receives a UL signal transmitted from the terminal 200.
- the receiving unit 301 receives DL signals and UL signals under the control of the control unit 303.
- the received signals may include signals addressed to the base station 100, signals addressed to the terminal 200, and signals addressed to the wireless device 300.
- the receiving unit 301 receives a signal addressed to the terminal 200 from the base station 100 (e.g., a signal unique to the terminal 200).
- the forwarding process may include at least one of a process of transmitting a signal addressed to the terminal 200 received from the base station 100 to the terminal 200 and a process of receiving a signal addressed to the base station 100 from the terminal 200.
- the transmitting unit 302 transmits to the base station 100 a UL signal addressed to the base station 100 that is received from the terminal 200.
- the transmitting unit 302 also transmits to the terminal 200 a DL signal addressed to the terminal 200 that is received from the base station 100.
- the transmitting unit 302 transmits a UL signal under the control of the control unit 303.
- the transmitting unit 302 transfers a signal addressed to the terminal 200 that is received from the base station 100 to the terminal 200.
- the control unit 303 controls the overall (communication) operation of the wireless device 300, including the reception processing in the receiving unit 301 and the transmission processing in the transmitting unit 302.
- the control unit 303 sets either a first beam that scans with a first granularity (e.g., a beam for coarse beam scanning) or a second beam that scans with a second granularity that is finer than the first granularity (e.g., a beam for fine beam scanning).
- the RIS array an example of an antenna unit
- control unit 303 performs setting for switching between a first mode (e.g., sensing mode) for sensing the sensing area and a second mode (e.g., communication mode) for transmitting a signal from a transmitting device (e.g., base station 100) to a receiving device (e.g., terminal 200).
- a first mode e.g., sensing mode
- a second mode e.g., communication mode
- the RIS array an example of an antenna unit
- the control unit 303 performs operations other than the transmission and reception described in the above embodiment (note that these operations may be performed by the receiving unit 301 and/or the transmitting unit 302).
- the wireless device 300 in the present disclosure may be an example of a communication device.
- the wireless device 300 in the present disclosure may also be called by other names such as a relay device, a forwarding device, or a relay device.
- the wireless device 300 in the present disclosure may also be replaced with a terminal 200 (e.g., a UE).
- the wireless device 300 may be considered as a terminal 200 having a forwarding function (or a relay function).
- each functional block may be realized using one device that is physically or logically coupled, or may be realized using two or more devices that are physically or logically separated and directly or indirectly connected (for example, using wires, wirelessly, etc.).
- the functional blocks may be realized by combining the one device or the multiple devices with software.
- Functions include, but are not limited to, judgement, determination, judgment, calculation, computation, processing, derivation, investigation, search, confirmation, reception, transmission, output, access, resolution, selection, election, establishment, comparison, assumption, expectation, regard, broadcasting, notifying, communicating, forwarding, configuring, reconfiguring, allocating, mapping, and assignment.
- a functional block (component) that performs the transmission function is called a transmitting unit or transmitter.
- a base station, a terminal, a wireless device, etc. in one embodiment of the present disclosure may function as a computer that performs processing of the wireless communication method of the present disclosure.
- FIG. 37 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a base station, a terminal, and a wireless device in one embodiment of the present disclosure.
- the above-mentioned base station 100, terminal 200, and wireless device 300 may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, etc.
- the term "apparatus” can be interpreted as a circuit, device, unit, etc.
- the hardware configurations of the base station 100, the terminal 200, and the wireless device 300 may be configured to include one or more of the devices shown in the figures, or may be configured to exclude some of the devices.
- the functions of the base station 100, the terminal 200, and the wireless device 300 are realized by loading specific software (programs) onto hardware such as the processor 1001 and memory 1002, causing the processor 1001 to perform calculations, control communications by the communication device 1004, and control at least one of the reading and writing of data in the memory 1002 and the storage 1003.
- the processor 1001 for example, operates an operating system to control the entire computer.
- the processor 1001 may be configured as a central processing unit (CPU) including an interface with peripheral devices, a control device, an arithmetic unit, registers, etc.
- CPU central processing unit
- control unit 103, control unit 203, and control unit 303, etc. may be realized by the processor 1001.
- the processor 1001 also reads out programs (program codes), software modules, data, etc. from at least one of the storage 1003 and the communication device 1004 into the memory 1002, and executes various processes according to these.
- the programs used are those that cause a computer to execute at least some of the operations described in the above-mentioned embodiments.
- the control unit 203 of the terminal 200 may be realized by a control program stored in the memory 1002 and running on the processor 1001, and similarly may be realized for other functional blocks.
- the above-mentioned various processes have been described as being executed by one processor 1001, they may be executed simultaneously or sequentially by two or more processors 1001.
- the processor 1001 may be implemented by one or more chips.
- the programs may be transmitted from a network via a telecommunications line.
- Memory 1002 is a computer-readable recording medium and may be composed of, for example, at least one of a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), a RAM (Random Access Memory), etc.
- Memory 1002 may also be called a register, a cache, a main memory, etc.
- Memory 1002 can store executable programs (program codes), software modules, etc. for implementing a wireless communication method relating to one embodiment of the present disclosure.
- the input device 1005 is an input device (e.g., a keyboard, a mouse, a microphone, a switch, a button, a sensor, etc.) that accepts input from the outside.
- the output device 1006 is an output device (e.g., a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that performs output to the outside. Note that the input device 1005 and the output device 1006 may be integrated into one structure (e.g., a touch panel).
- each device such as the processor 1001 and memory 1002 is connected by a bus 1007 for communicating information.
- the bus 1007 may be configured using a single bus, or may be configured using different buses between each device.
- the base station 100, the terminal 200, and the wireless device 300 may be configured to include hardware such as a microprocessor, a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (PLD), or a field programmable gate array (FPGA), and some or all of the functional blocks may be realized by the hardware.
- the processor 1001 may be implemented using at least one of these pieces of hardware.
- LTE Long Term Evolution
- LTE-A LTE-Advanced
- SUPER 3G IMT-Advanced
- 4th generation mobile communication system 4th generation mobile communication system
- 5th generation mobile communication system 5G
- 6th generation mobile communication system 6th generation mobile communication system
- xth generation mobile communication system xG (x is, for example, an integer or a decimal)
- Future Radio Access FAA
- new Radio NR
- New radio access NX
- Future generation radio access Future generation radio access
- W-CDMA registered trademark
- GSM registered trademark
- UMB Ultra Mobile Broadband
- IEEE 802.11 Wi-Fi (registered trademark)
- IEEE 802.16 WiMAX (registered trademark)
- IEEE 802.17 WiMAX (registered trademark)
- IEEE 802.19 WiMAX (registered trademark)
- IEEE 802.20 WiMAX (registered trademark)
- IEEE 802.21 WiMAX (registered trademark)
- a specific operation performed by a base station may be performed by its upper node in some cases.
- various operations performed for communication with a terminal may be performed by at least one of the base station and other network nodes other than the base station (e.g., MME or S-GW, etc., but are not limited to these).
- MME Mobility Management Entity
- S-GW Serving Mobility Management Entity
- the above example illustrates a case where there is one other network node other than the base station, it may be a combination of multiple other network nodes (e.g., MME and S-GW).
- Information, etc. may be output from a higher layer (or a lower layer) to a lower layer (or a higher layer).
- Information may be input and output via multiple network nodes.
- the input and output information may be stored in a specific location (e.g., memory) or may be managed using a management table.
- the input and output information may be overwritten, updated, or added.
- the output information may be deleted.
- the input information may be transmitted to another device.
- the determination may be based on a value represented by one bit (0 or 1), a Boolean value (true or false), or a numerical comparison (e.g., comparison with a predetermined value).
- notification of predetermined information is not limited to being done explicitly, but may be done implicitly (e.g., not notifying the predetermined information).
- Software shall be construed broadly to mean instructions, instruction sets, code, code segments, program code, programs, subprograms, software modules, applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executable files, threads of execution, procedures, functions, etc., whether referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or otherwise.
- software, instructions, information, etc. may be transmitted and received via a transmission medium.
- a transmission medium For example, if the software is transmitted from a website, server, or other remote source using at least one of wired technologies (such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, Digital Subscriber Line (DSL)), and/or wireless technologies (such as infrared, microwave, etc.), then at least one of these wired and wireless technologies is included within the definition of a transmission medium.
- wired technologies such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, Digital Subscriber Line (DSL)
- wireless technologies such as infrared, microwave, etc.
- the information, signals, etc. described in this disclosure may be represented using any of a variety of different technologies.
- the data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. that may be referred to throughout the above description may be represented by voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, optical fields or photons, or any combination thereof.
- At least one of the channel and the symbol may be a signal (signaling).
- the signal may be a message.
- a component carrier (CC) may be called a carrier frequency, a cell, a frequency carrier, etc.
- the information, parameters, etc. described in the present disclosure may be represented using absolute values, may be represented using relative values from a predetermined value, or may be represented using other corresponding information.
- a radio resource may be indicated by an index.
- the names used for the above-mentioned parameters are not limiting in any respect. Furthermore, the formulas etc. using these parameters may differ from those explicitly disclosed in this disclosure.
- the various channels (e.g., PUCCH, PDCCH, etc.) and information elements may be identified by any suitable names, and therefore the various names assigned to these various channels and information elements are not limiting in any respect.
- Base station In the present disclosure, terms such as “base station (BS)”, “radio base station”, “fixed station”, “NodeB”, “eNodeB (eNB)”, “gNodeB (gNB)", “access point”, “transmission point”, “reception point”, “transmission/reception point”, “cell”, “sector”, “cell group”, “carrier”, “component carrier”, etc. may be used interchangeably.
- a base station may also be referred to by terms such as a macro cell, a small cell, a femto cell, a pico cell, etc.
- a base station can accommodate one or more (e.g., three) cells.
- a base station accommodates multiple cells, the entire coverage area of the base station can be divided into multiple smaller areas, and each smaller area can provide communication services by a base station subsystem (e.g., a small indoor base station (RRH: Remote Radio Head).
- RRH Remote Radio Head
- the term "cell” or “sector” refers to a part or the entire coverage area of at least one of the base station and base station subsystem that provides communication services in this coverage.
- the base station transmitting information to a terminal may be interpreted as the base station instructing the terminal to control and operate based on the information.
- MS Mobile Station
- UE User Equipment
- a mobile station may also be referred to by those skilled in the art as a subscriber station, mobile unit, subscriber unit, wireless unit, remote unit, mobile device, wireless device, wireless communication device, remote device, mobile subscriber station, access terminal, mobile terminal, wireless terminal, remote terminal, handset, user agent, mobile client, client, or some other suitable terminology.
- At least one of the base station and the mobile station may be a device that does not necessarily move during communication operations.
- at least one of the base station and the mobile station may be an IoT (Internet of Things) device such as a sensor.
- IoT Internet of Things
- the terminal in this disclosure may be interpreted as a base station.
- the base station 100 and relay station 300 may be configured to have the functions of the terminal 20 described above.
- FIG. 38 shows an example configuration of a vehicle 2001.
- the vehicle 2001 includes a drive unit 2002, a steering unit 2003, an accelerator pedal 2004, a brake pedal 2005, a shift lever 2006, front wheels 2007, rear wheels 2008, an axle 2009, an electronic control unit 2010, various sensors 2021-2029, an information service unit 2012, and a communication module 2013.
- a communication device mounted on the vehicle 2001 may be applied to the communication module 2013, for example.
- the information service unit 2012 is composed of various devices, such as a car navigation system, an audio system, speakers, a television, and a radio, for providing (outputting) various information such as driving information, traffic information, and entertainment information, and one or more ECUs for controlling these devices.
- the information service unit 2012 uses information acquired from external devices via the communication module 2013, etc., to provide various multimedia information and multimedia services to the occupants of the vehicle 2001.
- the driving assistance system unit 2030 is composed of various devices that provide functions for preventing accidents and reducing the driving burden on the driver, such as a millimeter wave radar, LiDAR (Light Detection and Ranging), a camera, a positioning locator (e.g., GNSS, etc.), map information (e.g., high definition (HD) maps, autonomous vehicle (AV) maps, etc.), a gyro system (e.g., IMU (Inertial Measurement Unit), INS (Inertial Navigation System), etc.), AI (Artificial Intelligence) chip, and AI processor, as well as one or more ECUs that control these devices.
- the driving assistance system unit 2030 transmits and receives various information via the communication module 2013 to realize driving assistance functions or autonomous driving functions.
- the communication module 2013 can communicate with the microprocessor 2031 and components of the vehicle 2001 via the communication port.
- the communication module 2013 transmits and receives data via the communication port 2033 between the drive unit 2002, steering unit 2003, accelerator pedal 2004, brake pedal 2005, shift lever 2006, front wheels 2007, rear wheels 2008, axle 2009, microprocessor 2031 and memory (ROM, RAM) 2032 in the electronic control unit 2010, and sensors 2021 to 29, which are provided in the vehicle 2001.
- the communication module 2013 is a communication device that can be controlled by the microprocessor 2031 of the electronic control unit 2010 and can communicate with an external device. For example, it transmits and receives various information to and from the external device via wireless communication.
- the communication module 2013 may be located either inside or outside the electronic control unit 2010.
- the external device may be, for example, a base station, a mobile station, etc.
- the communication module 2013 may transmit at least one of the signals from the various sensors 2021-2029 described above input to the electronic control unit 2010, information obtained based on the signals, and information based on input from the outside (user) obtained via the information service unit 2012 to an external device via wireless communication.
- the electronic control unit 2010, the various sensors 2021-2029, the information service unit 2012, etc. may be referred to as input units that accept input.
- the PUSCH transmitted by the communication module 2013 may include information based on the above input.
- the communication module 2013 receives various information (traffic information, signal information, vehicle distance information, etc.) transmitted from an external device, and displays it on the information service unit 2012 provided in the vehicle 2001.
- the information service unit 2012 may be called an output unit that outputs information (for example, outputs information to a device such as a display or speaker based on the PDSCH (or data/information decoded from the PDSCH) received by the communication module 2013).
- the communication module 2013 also stores various information received from external devices in memory 2032 that can be used by the microprocessor 2031. Based on the information stored in memory 2032, the microprocessor 2031 may control the drive unit 2002, steering unit 2003, accelerator pedal 2004, brake pedal 2005, shift lever 2006, front wheels 2007, rear wheels 2008, axles 2009, sensors 2021 to 2029, and the like provided on the vehicle 2001.
- determining and “determining” as used in this disclosure may encompass a wide variety of actions. “Determining” and “determining” may include, for example, judging, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up, searching, inquiring (e.g., searching in a table, database, or other data structure), ascertaining, and the like. “Determining” and “determining” may also include receiving (e.g., receiving information), transmitting (e.g., sending information), input, output, accessing (e.g., accessing data in a memory), and the like. “Determining” and “determining” may also include resolving, selecting, choosing, establishing, comparing, and the like. In other words, “judgment” and “decision” can include regarding some action as having been “judged” or “decided.” Also, “judgment (decision)” may be interpreted as “assuming,””expecting,””considering,” etc.
- connection refers to any direct or indirect connection or coupling between two or more elements, and may include the presence of one or more intermediate elements between two elements that are “connected” or “coupled” to each other.
- the coupling or connection between elements may be physical, logical, or a combination thereof.
- “connected” may be read as "access”.
- two elements may be considered to be “connected” or “coupled” to each other using at least one of one or more wires, cables, and printed electrical connections, as well as electromagnetic energy having wavelengths in the radio frequency range, microwave range, and optical (both visible and invisible) range, as some non-limiting and non-exhaustive examples.
- the reference signal may be abbreviated as RS (Reference Signal) or may be called a pilot depending on the applicable standard.
- a radio frame may be composed of one or more frames in the time domain. Each of the one or more frames in the time domain may be called a subframe. A subframe may further be composed of one or more slots in the time domain. A subframe may have a fixed time length (e.g., 1 ms) that is independent of numerology.
- Numerology may be a communication parameter that applies to at least one of the transmission and reception of a signal or channel. Numerology may indicate, for example, at least one of the following: Subcarrier Spacing (SCS), bandwidth, symbol length, cyclic prefix length, Transmission Time Interval (TTI), number of symbols per TTI, radio frame structure, a particular filtering process performed by the transceiver in the frequency domain, a particular windowing process performed by the transceiver in the time domain, etc.
- SCS Subcarrier Spacing
- TTI Transmission Time Interval
- radio frame structure a particular filtering process performed by the transceiver in the frequency domain, a particular windowing process performed by the transceiver in the time domain, etc.
- a slot may consist of one or more symbols in the time domain (such as Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbols, Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) symbols, etc.).
- OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
- SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
- a slot may be a time unit based on numerology.
- a slot may include multiple minislots. Each minislot may consist of one or multiple symbols in the time domain. A minislot may also be called a subslot. A minislot may consist of fewer symbols than a slot.
- a PDSCH (or PUSCH) transmitted in a time unit larger than a minislot may be called PDSCH (or PUSCH) mapping type A.
- a PDSCH (or PUSCH) transmitted using a minislot may be called PDSCH (or PUSCH) mapping type B.
- Radio frame, subframe, slot, minislot, and symbol all represent time units for transmitting signals. Radio frame, subframe, slot, minislot, and symbol may each be referred to by a different name that corresponds to the radio frame, subframe, slot, minislot, and symbol.
- one subframe may be called a Transmission Time Interval (TTI)
- TTI Transmission Time Interval
- multiple consecutive subframes may be called a TTI
- one slot or one minislot may be called a TTI.
- at least one of the subframe and the TTI may be a subframe (1 ms) in existing LTE, a period shorter than 1 ms (e.g., 1-13 symbols), or a period longer than 1 ms.
- the unit representing the TTI may be called a slot, minislot, etc., instead of a subframe.
- TTI refers to, for example, the smallest time unit for scheduling in wireless communication.
- a base station schedules each user terminal by allocating radio resources (such as frequency bandwidth and transmission power that can be used by each user terminal) in TTI units.
- radio resources such as frequency bandwidth and transmission power that can be used by each user terminal
- the TTI may be a transmission time unit for a channel-coded data packet (transport block), a code block, a code word, etc., or may be a processing unit for scheduling, link adaptation, etc.
- the time interval e.g., the number of symbols
- the time interval in which a transport block, a code block, a code word, etc. is actually mapped may be shorter than the TTI.
- one or more TTIs may be the minimum time unit of scheduling.
- the number of slots (minislots) that constitute the minimum time unit of scheduling may be controlled.
- a TTI having a time length of 1 ms may be referred to as a normal TTI (TTI in LTE Rel. 8-12), normal TTI, long TTI, normal subframe, normal subframe, long subframe, slot, etc.
- TTI shorter than a normal TTI may be referred to as a shortened TTI, short TTI, partial or fractional TTI, shortened subframe, short subframe, minislot, subslot, slot, etc.
- a long TTI (e.g., a normal TTI, a subframe, etc.) may be interpreted as a TTI having a time length of more than 1 ms
- a short TTI e.g., a shortened TTI, etc.
- TTI length shorter than the TTI length of a long TTI and equal to or greater than 1 ms.
- a resource block is a resource allocation unit in the time domain and frequency domain, and may include one or more consecutive subcarriers in the frequency domain.
- the number of subcarriers included in an RB may be the same regardless of the numerology, and may be, for example, 12.
- the number of subcarriers included in an RB may be determined based on the numerology.
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Abstract
中継装置は、第1の粒度でスキャンする第1のビームと、第1の粒度よりも細かい第2の粒度でスキャンする第2のビームと何れかの設定を行う制御部と、設定に基づいて、ビームを形成して信号を転送するアンテナ部と、を備える。
Description
本開示は、中継装置、無線システム、および、中継方法に関する。
3rd Generation Partnership Project(3GPP)は、5th generation mobile communication system(5G、New Radio(NR)又はNext Generation(NG)とも呼ばれる)を仕様化し、さらに、Beyond 5G、5G Evolution又は6Gと呼ばれる次世代の仕様化も進めている。
NRでは、ユーザ端末(UE(User Equipment)又は単に端末と呼ばれてもよい)と無線基地局(単に基地局と呼ばれてもよい)の他に、より高いデータレートと広範囲なカバレッジの拡張を実現するためにRIS(Reconfigurable Intelligent Surface)等の無線装置を導入することが検討されている(例えば、特許文献1参照)。さらに、NRでは、RIS等の無線装置が、センシングを支援することが検討されている。
しかしながら、導入が検討されている無線装置が、効率良くセンシングを支援する方法については検討の余地がある。
本開示の一態様は、効率良くセンシングを支援することができる中継装置、無線システム、および、中継方法を提供する。
本開示の一態様に係る中継装置は、第1の粒度でスキャンする第1のビームと、前記第1の粒度よりも細かい第2の粒度でスキャンする第2のビームとの何れかの設定を行う制御部と、前記設定に基づいて、ビームを形成して信号を転送するアンテナ部と、を備える。
以下、本開示の一態様に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例であり、本開示が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られない。
本開示の実施の形態の無線通信システムの動作にあたっては、適宜、既存技術が使用される。ただし、当該既存技術は、例えば既存のLTE又は既存のNRであるが、既存のLTE、NRに限られない。
また、以下で説明する本開示の実施の形態では、既存のLTE又はNRで使用されているSS(Synchronization signal)、PSS(Primary SS)、SSS(Secondary SS)、PBCH(Physical broadcast channel)、PRACH(Physical random access channel)、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)、PUCCH(Physical Uplink Control Channel)、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)等の用語を使用する。これは記載の便宜上のためであり、これらと同様の信号、機能等が他の名称で呼ばれてもよい。また、NRにおける上述の用語は、NR-SS、NR-PSS、NR-SSS、NR-PBCH、NR-PRACH等に対応する。ただし、NRに使用される信号であっても、必ずしも「NR-」と明記しない。
また、本開示の実施の形態において、複信(Duplex)方式は、TDD(Time Division Duplex)方式でもよいし、FDD(Frequency Division Duplex)方式でもよいし、又はそれ以外(例えば、Flexible Duplex等)の方式でもよい。
また、本開示の実施の形態において、無線パラメータ等が「設定される(Configure)」とは、所定の値が予め設定(Pre-configure)されることであってもよいし、基地局又は端末から通知される無線パラメータが設定されることであってもよい。
<無線通信システム>
図1は、本開示の実施の形態に係る無線通信システム10の一例を示す図である。無線通信システム10は、5G NR又は6G NRに従った無線通信システムであり、Next Generation-Radio Access Network20(以下、NG-RAN20)と、端末200(以下、UE(User Equipment)200とも記載する)と、を含む。
図1は、本開示の実施の形態に係る無線通信システム10の一例を示す図である。無線通信システム10は、5G NR又は6G NRに従った無線通信システムであり、Next Generation-Radio Access Network20(以下、NG-RAN20)と、端末200(以下、UE(User Equipment)200とも記載する)と、を含む。
なお、無線通信システム10は、Beyond 5G、5G Evolution又は6Gと呼ばれる方式に従った無線通信システムであってもよい。
NG-RAN20は、基地局100(以下、gNB100とも記載する)を含む。なお、gNB及びUEの数は、図1に示す例に限定されない。
NG-RAN20は、実際には複数のNG-RANノード、具体的には、gNB(又はng-eNB)を含み、5G又は6Gに従ったコアネットワークと接続される。なお、NG-RAN20及びコアネットワークは、単に「ネットワーク」と表現されてもよい。また、以下において、gNBは、ネットワーク(NW)で読み替えられてもよい。
gNB100は、一例として、5G又は6Gに従った基地局であり、5G又は6Gに従った無線通信をUE200と実行する。
また、図1に示す例では、gNB100とUE200との間に、信号の転送を行う無線装置300が示されている。以下では、無線装置300は、RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)と称される場合がある。
無線装置300は、例えば、gNB100から送信された信号をUE200に向けて転送する転送動作を行う。また、無線装置300は、UE200から送信された信号をgNB100に向けて転送する転送動作を行ってもよい。なお、「転送(forward)」は、「中継」に置き換えられてもよい。また、「動作」は、「処理」、「制御」等に置き換えられてもよい。また、NRにおいて検討されている無線装置300の一例であるRISについては、以下で説明する。
gNB100及びUE200は、複数のアンテナ素子から送信される無線信号を制御することによって、より指向性の高いビームを生成するMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)、複数のコンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)を束ねて用いるキャリアアグリゲーション(CA:Carrier Aggregation)、及び、UEと2つのNG-RANノードそれぞれとの間において通信を行うデュアルコネクティビティ(DC:Dual Connectivity)等に対応してよい。
また、無線通信システム10は、複数の周波数レンジ(FR)に対応してよい。無線通信システム10は、FR1及びFR2に対応してよい。各FRの周波数帯は、例えば、以下のとおりである。
・FR1:410MHz~7.125GHz
・FR2:24.25GHz~52.6GHz
・FR1:410MHz~7.125GHz
・FR2:24.25GHz~52.6GHz
FR1では、15kHz、30kHz又は60kHzのサブキャリア間隔(SCS:Sub-Carrier Spacing)が用いられ、5~100MHzの帯域幅(BW:Bandwidth)が用いられてもよい。FR2は、FR1よりも高周波数であり、60kHz又は120kHz(240kHzが含まれてもよい)のSCSが用いられ、50~400MHzの帯域幅(BW)が用いられてもよい。
なお、SCSは、ニューメロロジー(numerology)と解釈されてもよい。ニューメロロジーは、3GPP TS 38.300において定義されており、周波数ドメインにおける1つのサブキャリア間隔と対応する。
さらに、無線通信システム10は、FR2の周波数帯よりも高周波数帯に対応してもよい。具体的には、無線通信システム10は、52.6GHzを超え、114.25GHzまでの周波数帯に対応してもよい。このような高周波数帯は、便宜上「FR2x」と呼ばれてもよい。52.6GHzを超える帯域を用いる場合、より大きなSCSを有するCP-OFDM(Cyclic Prefix - Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/DFT-S-OFDM(Discrete Fourier Transform - Spread - Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を適用してもよい。
時間方向(t)は、時間領域、シンボル期間又はシンボル時間等と呼ばれてもよい。また、周波数方向は、周波数領域、リソースブロック、サブキャリア、バンド幅部分(BWP:Bandwidth Part)等と呼ばれてもよい。
gNB100は、下りリンク(DL:Downlink)信号として、gNB100の制御情報、設定情報等をUE200へ送信する。
また、例えば、gNB100は、上りリンク(UL:Uplink)信号として、UE200から、制御情報、データ信号、UE200の処理能力に関する情報(端末能力(情報);例えば、UE capability)等を受信する。
無線装置300は、DL信号を、UE200へ転送する転送動作を行う。また、無線装置300は、UL信号を、gNB100へ転送する転送動作を行う。なお、以下では、gNB100がUE200から受信するUL信号及び/又はUE200がgNB100から受信するDL信号は、無線装置300によって転送された信号であってもよい。
UE200は、スマートフォン、携帯電話機、タブレット、ウェアラブル端末、M2M(Machine-to-Machine)用通信モジュール等の、無線通信機能を備えた通信装置である。
UE200は、DLで制御信号又はデータ信号をgNB100から受信し、ULで制御信号又はデータ信号をgNB100へ送信することで、無線通信システム10により提供される各種通信サービスを利用する。また、UE200は、gNB100から送信される各種の参照信号を受信し、当該参照信号の受信結果に基づいて伝搬路品質の測定を実行する。
DL信号の送信に使用されるチャネルには、例えば、データチャネル及び制御チャネルが含まれる。例えば、データチャネルには、物理下りリンク共有チャネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)が含まれてよく、制御チャネルには、物理下りリンク制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)が含まれてよい。例えば、gNB100は、UE200に対して、PDCCHを用いて制御情報を送信し、PDSCHを用いてDLのデータ信号を送信する。なお、PDSCHは下りリンク共有チャネルの一例であり、PDCCHは下りリンク制御チャネルの一例である。なお、PDCCHは、PDCCHにおいて送信される下りリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)、制御情報等で読み替えられてもよい。
DL信号に含まれる参照信号には、例えば、DMRS(Demodulation Reference Signal)、PTRS(Phase Tracking Reference Signal)、CSI-RS(Channel State Information - Reference Signal)、SRS(Sounding Reference Signal)及び位置情報用のPRS(Positioning Reference Signal)のうちの少なくとも1つが含まれてよい。例えば、DMRS、PTRS等の参照信号は、DLのデータ信号の復調に使用され、PDSCHを用いて送信される。
UL信号の送信に使用されるチャネルには、例えば、データチャネル及び制御チャネルが含まれる。例えば、データチャネルには、物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)が含まれてよく、制御チャネルには、物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)が含まれてよい。例えば、UE200は、PUCCHを用いて制御情報を送信し、PUSCHを用いてULのデータ信号を送信する。なお、PUSCHは上りリンク共有チャネルの一例であり、PUCCHは上りリンク制御チャネルの一例である。共有チャネルはデータチャネルと呼ばれてもよい。なお、PUSCH又はPUCCHは、PUSCH又はPUCCHにおいて送信される上りリンク制御情報(UCI:Uplink Control Information)、制御情報等で読み替えられてもよい。
UL信号に含まれる参照信号には、例えば、DMRS、PTRS、CSI-RS、SRSRS及び位置情報用のPRSのうちの少なくとも1つが含まれてよい。例えば、DMRS、PTRS等の参照信号は、ULのデータ信号の復調に使用され、PUSCHを用いて送信される。
<サブテラヘルツ波の利用>
将来の無線通信システム(例えば、6G以降)では、容量、カバレッジ、消費電力、その他の側面に関する厳しい要件が導入されている。既存のシステム(例えば、NR Rel.15/16/17)より高周波数帯域であるサブテラヘルツ(例えば、100GHzから300GHz)の帯域(スペクトラム)を利用して、十分なカバレッジを維持しながら100Gbpsのデータレートを実現することが検討されている。
将来の無線通信システム(例えば、6G以降)では、容量、カバレッジ、消費電力、その他の側面に関する厳しい要件が導入されている。既存のシステム(例えば、NR Rel.15/16/17)より高周波数帯域であるサブテラヘルツ(例えば、100GHzから300GHz)の帯域(スペクトラム)を利用して、十分なカバレッジを維持しながら100Gbpsのデータレートを実現することが検討されている。
その中で、100GHz、100Gbps、100m(のカバレッジ)を目標に、アクセスリンクに適した見通し内(line of sight(LOS))-MIMO(Multi Input Multi Output)の伝送方式を設計することが検討されている。
図2Aは、高周波数帯域における遠方のユーザの一例を示す図である。図2Aに示す例において、遠方のユーザに対しては、メガMIMOの基地局(BS)のサイズに制限があるため、正規直交伝送(Orthonormal transmission)はできない。
図2Bは、高周波数帯域における見通し外のユーザの一例を示す図である。見通し外(non-line of sight(NLOS))のユーザに対しては、ブロッケージ(例えば、建造物等)により効率的なLOS-MIMO伝送はできない。
既存のNRのMIMO(NR MIMO)では、LOS-MIMOはサポートされていない。既存のNRでは、100Gbpsのデータレートを達成するためには非常に大きな帯域幅を必要とし、その確保は困難である。
NR MIMOでは、LOSのチャネルにおいて偏波方向ごとにランク1の送信のみをサポートするアンテナ遠距離(antenna far-field)用に設計されている。二重偏波を利用することで、当該ランク2の多重が可能になるが、それ以上のランクは利用できない。100Gbpsを達成するためには、数十GHzの帯域幅が必要であるが、実用的なシステムにおいてこれを達成することは困難であり、RFコンポーネントにおいて要求が高い。
既に検討されているLOS-MIMOスキームは、送受信位置を固定する必要があるため、アクセスリンクに適さない、又は、必要なアレイサイズが大きすぎてしまう。
そのため、固定式の大間隔のアンテナアレイ、OAM(軌道角運動量(Orbital Angular Momentum))-MIMO、RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)を利用したメガMIMO(RIS-aided Mega MIMO)等の導入が検討されている。
上述したサブテラヘルツ波の例に限らず、RISは、ネットワーク展開の新しいデバイスとして、その柔軟でコスト効率の高いアプローチにより大きな注目を集めている。RISは、非常に高いデータレートと広範囲なカバレッジ拡張の達成を可能にし、6Gの無線ネットワークのトポロジ内で有望な技術として検討されている。例えば、3GPPリリース19(Rel.19)では、RISに関する検討が進められている。
<RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)>
RISは、バックホールリンクからアクセスリンクへの反射と、アクセスリンクからバックホールリンクへの反射と、の少なくとも1つにおいて、反射角を制御することによって、BSとUEの間の通信の中継を行う。RISは、Integrated Access and Backhaul(IAB)、RFレピータ、NCR(Network-controlled Repeater)等の新しいタイプのネットワーク(NW)ノードと比較して、柔軟かつコスト効率の高いアプローチでのネットワーク展開を行うための無線装置の一例である。
RISは、バックホールリンクからアクセスリンクへの反射と、アクセスリンクからバックホールリンクへの反射と、の少なくとも1つにおいて、反射角を制御することによって、BSとUEの間の通信の中継を行う。RISは、Integrated Access and Backhaul(IAB)、RFレピータ、NCR(Network-controlled Repeater)等の新しいタイプのネットワーク(NW)ノードと比較して、柔軟かつコスト効率の高いアプローチでのネットワーク展開を行うための無線装置の一例である。
RISは、再設定可能な複数の散乱要素(scattering components)によって構成されてもよい。以下、この散乱要素は、エレメント、または、アンテナエレメントと称される場合がある。
RISによって、反射信号の方向が制御されてもよいし、透過(屈折)信号の方向が制御されてもよい。
なお、本開示において、反射、透過、屈折は、互いに読み替えられてもよい。また、本開示において、RISにおける信号の反射、透過、屈折は、RISが、特定の方向から送信された信号を受信し、特定の方向と同じ方向、又は、特定の方向と異なる方向に信号を送信(又は)することと捉えてもよい。この場合、RISが送信する信号は、RISが受信した信号と同じ信号であってもよいし、RISが受信した信号に特定の処理が施された信号であってもよい。また、本開示においてRISにおける転送処理は、RISにおいて、反射、透過、及び、屈折の少なくとも1つが生じる処理と捉えてもよい。
NCRが中継する信号を増幅するのに対し、RISにはRFアンプが不要であってもよい。これにより、消費電力を低減することができる。
RISは、狭帯域のビームによるビームゲインを得ることができる一方、RISビーム(RISによって反射/屈折されるビーム)の数の増加が必要とされる。
RISは、ターゲット周波数以外の信号を反射/屈折してもよい。
RISには、液晶、金属、半導体等の材料が用いられてもよい。例えば、液晶を用いたRISでは、半導体と比較してビームスイープ速度が遅く、現在のビームスイープ動作には不向きであると考えられる。
RISは、その薄く柔軟な形状から、建物等の物体に設置されてもよい。
図3Aは、NCRの構成を利用した通信の一例を示す図である。NCRは、NCR-mobile termination(MT)と、NCR-forwarding(Fwd)と、を含んでもよい。NCR-MTは、コントロールリンクを介してBS(gNB)との通信を行う。
NCR-MTとBSとの通信は、BSから設定/指示/制御情報を受信することと、BSへ要求/報告/応答を送信することと、の少なくとも1つを含んでもよい。NCR-Fwdは、バックホールリンクからアクセスリンクへの中継/増幅と、アクセスリンクからバックホールリンクへの中継/増幅を行うことによって、BSとUEの間の通信の中継を行う。
なお、RISにおいても、NCRと同様に、BS(gNB)との通信を行う構成が含まれてもよい。RISにおいて、BS(gNB)との通信を行う構成は、RIS-MTと記載される場合がある。別言すると、RISについても、NCRと同様に、RIS-MTとRIS-Fwdとを有してもよい。また、RIS-Fwdは、単に、RISと記載される場合がある。以下の説明において、RISの動作は、RIS-Fwdの動作と捉えてもよいし、RIS-MTの動作と捉えてもよい。
図3Bは、RISを利用した通信の一例を示す図である。RISは、バックホールリンクからアクセスリンクへの反射と、アクセスリンクからバックホールリンクへの反射と、の少なくとも1つにおいて、反射角を制御することによって、BSとUEの間の通信の中継を行う。
<RISを含むシステムアーキテクチャ>
図4は、RISを含むシステムアーキテクチャの一例を示す図である。以下図4を用いて、RISを含むシステムアーキテクチャについて説明するが、これらはあくまで一例である。
図4は、RISを含むシステムアーキテクチャの一例を示す図である。以下図4を用いて、RISを含むシステムアーキテクチャについて説明するが、これらはあくまで一例である。
RISを含むシステムアーキテクチャは、複数(例えば、2つ)の設計フェーズを含んでもよい。
例えば、RISを含むシステムアーキテクチャは、アパチャー(aperture)事前アダプテーション(pre-adaptation)フェーズを含んでもよい。
アパチャー事前アダプテーションフェーズでは、まず、UEの測位(positioning)が行われてもよい。UEの測位において、UEは、UEの位置/姿勢(attitude)に関する情報を、ネットワーク(NW)に報告してもよい。また、UEの測位において、NW(基地局)が、UEから送信される信号(例えば、UL RS)に基づいて、UEの位置/姿勢に関する情報を推定してもよい。
なお、アパチャー事前アダプテーションフェーズにおけるUEの測位は省略されてもよい。
次いで、アパチャー事前アダプテーションフェーズにおいて、RISのアパチャー(例えば、アンテナ素子)の事前アダプテーションが行われてもよい。
本開示において、アパチャーアダプテーションとは、使用するアンテナ素子/アレイを決定/判断/選択することを意味してもよい。
次いで、アパチャー事前アダプテーションフェーズにおいて、BSのアパチャー(例えば、アンテナ素子)の事前アダプテーションが行われてもよい。
また、RISを含むシステムアーキテクチャは、ビームフォーミングフェーズを含んでもよい。
ビームフォーミングフェーズは、例えば、アパチャー事前アダプテーションフェーズに次いで行われてもよい。
ビームフォーミングフェーズでは、まず、BSにおけるビームフォーミングが行われてもよい。
次いで、ビームフォーミングフェーズにおいて、RISにおけるビームフォーミングが行われてもよい。
次いで、ビームフォーミングフェーズにおいて、UEによる受信が行われてもよい。UEは、CSI受信(CSIR)ベースのMIMOレシーバを用いてもよい。
なお、ビームフォーミングフェーズにおけるUEの受信は省略されてもよい。
<遠方界及び近傍界のビームフォーミング方法>
図5は、RISの近傍界(near field(NF))と、遠方界(far field(FF))の一例を示す図である。図5には、RISアレイと、RISアレイに対する近傍界での電波伝搬の様子と、遠方界での電波伝搬の様子とが例示される。なお、RISアレイは、RISにおいて、信号を送信する面、又は、電波を放射する面の一例と捉えてよい。また、近傍界は、近距離と置き換えられてもよい。また、遠方界は、遠距離と置き換えられてもよい。
図5は、RISの近傍界(near field(NF))と、遠方界(far field(FF))の一例を示す図である。図5には、RISアレイと、RISアレイに対する近傍界での電波伝搬の様子と、遠方界での電波伝搬の様子とが例示される。なお、RISアレイは、RISにおいて、信号を送信する面、又は、電波を放射する面の一例と捉えてよい。また、近傍界は、近距離と置き換えられてもよい。また、遠方界は、遠距離と置き換えられてもよい。
RISの大きなアパチャー(aperture)は、近傍界の範囲を拡大する特定の特性を示す。例えば、図5に示すように、RISのアパチャーに関連するサイズを示すDに対して、近傍界の境界(例えば、近傍界と遠方界との間の境界)は、Dの2乗に比例するため、RISの大きなアパチャーは、近傍界の範囲を拡大する。また、近傍界の境界は、波長λに反比例するため、波長が短いほど、つまり、周波数が高いほど、近傍界の範囲が拡大する。この近傍界の領域内では、RISのさまざまなエレメントに対する位相遅延が区別可能になる。結果として、平面波面の仮定は有効ではなく、球面波面の考慮が必要になる。図5に示すように、遠方界の領域内では、RISの各エレメントから放射された電波が平面波と仮定されるが、近傍界の領域内では、各エレメントから生じた電波の波面は、球面となる。
既存の遠方界(far-field(FF))及に近傍界(near-field(NF))のビームフォーミング(beamforming)方法として複数の方法が検討されている。
例えば、当該ビームフォーミング方法は、DFTベース(DFT-based)のビームフォーミング(BF)、最適位相(optimum phase)を伴うビームフォーカシング(beamfocusing)、及び、近距離(NF)のステアリングベクトルを伴うビームフォーカシングであってもよい。
DFTベースのBFは、主に遠距離の端末に対する信号の伝送に用いられてもよい。DFTベースのBFは、角度依存の線形位相(angle-dependent linear phase)に基づくプリコーダ(行列)が用いられてもよい。
図6Aは、DFTベースのビームフォーミング(BF)の一例を示す図である。なお、図6Aは、一様かつ線形のアレイの例を示している。この例において、xnは、アレイ中心からアレイ内の素子nまでの距離であり、アレイに垂直な軸に対するビームの角度である。
最適位相を伴うビームフォーカシングは、主に近距離の端末に対する信号の伝送に用いられてもよい。最適位相を伴うビームフォーカシングは、位置(距離)依存の非線形位相(position(distance)-dependent non-linear phase)に基づくプリコーダ(行列)が用いられてもよい。
図6Bは、最適位相を伴うビームフォーカシングの一例を示す図である。なお、図6Bは、一様かつ線形のアレイの例を示している。この例において、DFは、焦点距離であり、x’はアレイに垂直な軸から焦点までの距離である。
近距離のステアリングベクトルを伴うビームフォーカシング主に近距離の端末に対する信号の伝送に用いられてもよい。近距離のステアリングベクトルを伴うビームフォーカシングは、角度及び位置(距離)依存の二次位相(angle- & position(distance)-dependent quadratic phase)に基づくプリコーダ(行列)が用いられてもよい。
図6Cは、近距離(NF)のステアリングベクトルを伴うビームフォーカシングの一例を示す図である。なお、図6Cは、一様かつ線形のアレイの例を示している。この例において、Dは、アレイの中心から焦点までの距離であり、ωは、アレイに垂直な軸から、アレイ中心及び焦点を結ぶ直線までの角度である。
DFTコードブックなどの遠方界のビームフォーミング用の従来のコードブックは、近傍界のチャネルとのミスマッチであるため、近傍界に直接適用できない。仮に、DFTコードブックを近傍界のビームフォーミングに適用した場合、深刻なSNRの損失を引き起こす可能性がある。一方で、コヒーレントビームフォーマーの近傍界での形式であるリング型コードブック(ring-type codebook(RTC))などの集束ビームフォーミングには、近傍界に適用できないといった制限がない。
例えば、データチャネルの転送にRISを採用し、上述したようなRTCがUE固有の集束ビーム(UE-specific focused beam)を生成し、高速伝送を可能にする。
一方で、制御チャネル(例えば、SSB(Synchronization Signal Block)等)の転送にRISを採用することが検討される。
図7は、RISを適用したSSBの転送の一例を示す図である。図7には、gNBが送信したSSB#0~#4のうち、RISがSSB#2~#4を転送することが示される。
RISが制御チャネル(例えば、SSB等)を転送する場合には、ビームを拡大して転送を行うことが検討される。
ここで、RISによるSSBの転送の既存の方法、及び、既存のRISのビーム拡大技術について説明する。
<既存の方法>
以下では、RISによるSSBの転送の既存の方法について説明する。既存の方法では、RISは、多数のナロービームを利用して、gNBによって送信されたSSBを転送する。そのため、既存の方法では、SSBリソースの大幅な割り当てを必要とするか、あるいは、SSBのスキームへの大幅な変更を必要とする。
以下では、RISによるSSBの転送の既存の方法について説明する。既存の方法では、RISは、多数のナロービームを利用して、gNBによって送信されたSSBを転送する。そのため、既存の方法では、SSBリソースの大幅な割り当てを必要とするか、あるいは、SSBのスキームへの大幅な変更を必要とする。
既存の典型的なビーム拡大技術は、数値最適化アルゴリズムをベースにした技術、アパチャーの調整をベースとした技術、論理的なサブアレイの分割をベースとした技術、および、広域の照明のアプローチに分類される。
例えば、数値最適化アルゴリズムをベースとした技術では、アルゴリズムが複雑であるために、処理が複雑化してしまう。そのため、現実的な時間でビームフォーミングを達成することが困難である。
また、例えば、高域な照明のアプローチでは、実際のカバレッジの要件に応じてRISのワイドビームのパターンのシェイピングを正確に制御することが困難である。
また、例えば、アパチャーの調整をベースとした技術では、アパチャーの調整のために、アレイのビームフォーミングのゲインが低減してしまう。
また、例えば、論理的なサブアレイの分割をベースとした技術では、エリア全体のビームフォーミングゲインが大幅に変動してしまう。
ここで、アパチャーの調整及び論理的なサブアレイの分割を含むRISに関する関連技術の例を説明する。
<関連技術の第1の例>
第1の例は、コードブック/プリコーダ設計に関する。
第1の例は、コードブック/プリコーダ設計に関する。
当該コードブック/プリコーダは、近距離(NF)向けのコードブック/プリコーダであってもよいし、遠距離(FF)向けのコードブック/プリコーダであってもよい。
本開示において、近距離とは、特定の閾値より小さい(又は、以下)の距離を意味してもよい。本開示において、遠距離とは、特定の閾値より大きい(又は、以上)の距離を意味してもよい。
RIS(RIS-NCR)は、当該プリコーダ/コードブック用の情報をNWから受信してもよい。当該情報は、例えば、他のノード(例えば、UE/NWノード)の位置に関する情報であってもよい。当該位置に関する情報は、例えば、角度に関する情報、距離に関する情報、の少なくとも一方であってもよい。
第1の例は、例1-1及び1-2に大別される。例1-1又は例1-2が適用されてもよいし、例1-1及び例1-2が組み合わされて適用されてもよい。
<例1-1>
例1-1は、具体的なコードブック/プリコーダの設計に関する。
例1-1は、具体的なコードブック/プリコーダの設計に関する。
例1-1は、例1-1-1から1-1-4に大別される。例1-1-1から例1-1-4のいずれかが適用されてもよいし、例1-1-1から例1-1-4の少なくとも2つが組み合わされて適用されてもよい。
当該プリコーダは、例えば、異なる複数のプリコーダ/行列について特定の乗算を行った出力として算出されてもよい。
本開示において、コードブック、プリコーダ、コードワード、行列、項、ベクトル、要素、は互いに読み替えられてもよい。
<例1-1-1>
RISにおけるプリコーダは、角度依存項及び距離(位置)依存項のデカップリングを行うプリコーダであってもよい。
RISにおけるプリコーダは、角度依存項及び距離(位置)依存項のデカップリングを行うプリコーダであってもよい。
例1-1-1は、例えば、RISを含むNCR(RIS-NCR)のビームフォーミング/フォーカシングに用いられてもよい。
RISにおけるプリコーダは、例えば、距離依存のプリコーダ/行列(例えば、WRing)と角度依存のプリコーダ/行列(例えば、WDFT)との積(例えば、アダマール積(Hadamard product、例えば、要素ごとの積))で算出されてもよい。
ここで、DFは、アレイと焦点位置の軸方向距離であってもよい。
なお、本開示において、距離依存のプリコーダに係る位相のシフトは、リングタイプ(Ring-Type)位相分布と呼ばれてもよい。また、本開示において、距離依存のプリコーダに係るコードブックは、リングタイプコードブック(Ring-type codebook(RTC))と呼ばれてもよい。
図8は、例1-1-1に係るプリコーダの一例を示す図である。図8では、一様かつ線形のアレイの例が示される。図8に示す例では、まず、ボアサイトにおけるビームフォーカシングが行われる。当該ビームフォーカシングには、上述の距離依存のプリコーダが利用されてもよい。kは、DFTにおいて位相に対応するインデックスである。
図8に示す例において、次いで、DFTベクトルによる焦点位置のシフティングが行われる。当該シフティングには、上述の角度依存のプリコーダが利用されてもよい。
例1-1-1によれば、角度依存項及び距離(位置)依存項を利用することで、遠距離及び近距離の対象に対して適切に信号を送信することができるうえ、実装観点でも容易である。
<例1-1-2>
RISにおけるプリコーダは、DFTベクトルによる区分的線形近似法(piecewise linear approximation with DFT vectors)が利用されるプリコーダであってもよい。
RISにおけるプリコーダは、DFTベクトルによる区分的線形近似法(piecewise linear approximation with DFT vectors)が利用されるプリコーダであってもよい。
例えば、当該プリコーダは、サブアレイ(1つ以上のアレイ)ごとの項及び距離(位置)依存項を含むプリコーダであってもよい。
例1-1-2は、例えば、RISを含むNCR(RIS-NCR)のビームフォーミング/フォーカシング、及び、複数のパネル(例えば、広い間隔で配置されるパネル)のコヒーレント送信、の少なくとも一方に用いられてもよい。
また、例1-1-2は、サブアレイベースのRIS-NCRに適している。
RISにおけるプリコーダは、例えば、サブアレイ(1つ以上のアレイ)ごとのプリコーダと角度依存のプリコーダとの積(例えば、アダマール積(Hadamard product、例えば、要素ごとの積))で算出されてもよい。
サブアレイ(1つ以上のアレイ)ごとのプリコーダは、例えば、サブアレイごとの位相オフセットと、サブアレイの角度オフセットとの積で表されてもよい。
ここで、φ(i,j)
POは、サブアレイ(i,j)の位相オフセットを示してもよい。サブアレイ(i,j)の位相オフセットは、特定の値(例えば、0から2πの値)を取り得る特定のビット(例えば、bビット)で量子化されてもよい。また、W(i,j)
AOは、サブアレイ(i,j)の角度オフセットを示してもよい。
W(i,j)AOは、アレイの参照ポイントからサブアレイ(i,j)の参照ポイントまでのベクトルと、サブアレイ(i,j)の参照ポイントからサブアレイ(i,j)におけるアンテナエレメント(m,n)までのベクトルの内積に基づいて算出されてもよい。
ここで、Dはアレイ(例えば、アレイの参照ポイント)から対象(例えば、UE)までの距離であってもよい。また、r(i,j)
SAはアレイの参照ポイントからサブアレイ(i,j)の参照ポイントまでのベクトルを示し、r(m,n)
AEはサブアレイ(i,j)の参照ポイントからサブアレイ(i,j)におけるアンテナエレメント(m,n)までのベクトルを示してもよい(図9参照)。
図10は、例1-1-2に係るプリコーダの一例を示す図である。図10では、一様かつ線形のアレイの例が示される。図8に示す例では、まず、複数のアレイ(サブアレイごと)について位相オフセットによるビーム方向のフォーカシングが行われる(ステップ1)。当該ビームフォーカシングには、上述の位相オフセット及び角度オフセットに基づくプリコーダが利用されてもよい。
図10に示す例において、次いで、DFTベクトルによる焦点位置のシフティングが行われる(ステップ2)。当該シフティングには、上述の角度依存のプリコーダが利用されてもよい。
例1-1-2によれば、サブアレイ(1つ以上のアレイ)ごとの項及び距離(位置)依存項を利用することで、遠距離及び近距離の対象に対して適切に信号を送信することができる。
<例1-1-3>
RISにおけるプリコーダは、近距離に関する項と遠距離に関する項とが利用されるプリコーダであってもよい。
RISにおけるプリコーダは、近距離に関する項と遠距離に関する項とが利用されるプリコーダであってもよい。
例1-1-3は、例えば、FF及びNFのいずれか又は両方(FF及びNFに限られない)におけるCSIの取得に用いられてもよいし、NFのローカライゼーション/センシングに用いられてもよい。
RISにおけるプリコーダは、例えば、第1のプリコーダと第2のプリコーダとの積(例えば、クロネッカ積(Kronecker product、例えば、要素ごとの積))で算出されてもよい。当該第1/第2のプリコーダは、遠距離(又は、角度依存)に対応する項と、近距離(又は、距離依存)に対応する項と、を含んでもよい。
本例におけるプリコーダは、均一平面アレイ(uniform planar array)において適用されてもよい。
ここで、Wは、第1のプリコーダであるWN_1,O_1,k_1,D,L_1と第2のプリコーダであるWN_2,O_2,k_2,D,L_2とのクロネッカ積で表される。なお、「N_1」は、「N1」を表す。「N_1」以外の他の表記についても、「N_1」と同様に表す場合がある。
ここで、RISアレイにおけるi番目の軸方向のアンテナ素子(散乱要素)数Niとi番目の軸方向のオーバーサンプリング数Oiとは、既存のNRで規定されるNR DFTベースのコードブックと同じであってもよい。i=1はx軸方向(水平方向)に対応してもよい。i=2はz軸方向(垂直方向)に対応してもよい。また、kiは、コードワードインデックスであり、k’は2次項を表してもよい。
また、NRPは、RISアレイの参照ポイントに依存する値であってもよい。例えば、NRPは、NRP=2(dRP-d0)/Δdで算出されてもよい。
例えば、dRP-d0は特定のアンテナ素子(例えば、アンテナ素子#0)と参照ポイントとの距離を示し、Δdはアンテナ素子間隔を示してもよい。
例えば、アレイの最も左下の素子を参照ポイントとする場合、NRPは0であってもよい。
例えば、アレイの中心座標を参照ポイントとする場合、NRPはNi-1で算出されてもよい。
Dは、参照ポイントと焦点距離との正規化された距離を示してもよい。例えば、Dは、(焦点距離(focal length))/λで算出されてもよい。
Lは、正規化された等価のアパチャー(equivalent aperture)に関する値であってもよい。Lは、例えば、ON・Δd/λで算出されてもよい。
<例1-1-4>
RISにおけるプリコーダは、アクセスリンク(UE及びRIS間)に関するプリコーダとバックホールリンク(BS及びRIS間)に関するプリコーダとが利用されるプリコーダであってもよい。
RISにおけるプリコーダは、アクセスリンク(UE及びRIS間)に関するプリコーダとバックホールリンク(BS及びRIS間)に関するプリコーダとが利用されるプリコーダであってもよい。
例えば、当該プリコーダは、サブアレイ(1つ以上のアレイ)ごとの項及び距離(位置)依存項を含むプリコーダであってもよい。
例1-1-4は、例えば、バックホールリンク/アクセスリンクのRISを含むNCR(RIS-NCR)のビームフォーミング/フォーカシング、及び、カスケードされたLoS-MIMO(例えば、ジョイント焦点指示(joint focal points indication)を要するLoS-MIMO)、の少なくとも一方に用いられてもよい。
RISにおけるプリコーダは、例えば、アクセスリンクに関するプリコーダとバックホールリンクに関するプリコーダとの積(例えば、アダマール積(Hadamard product、例えば、要素ごとの積))で算出されてもよい。
ここで、WACは、RIS-NCRのアクセスリンクにおけるビーム(アクセスビーム、UE向けのビーム)のプリコーダを示してもよい。また、WBHは、RIS-NCRのバックホールリンクにおけるビーム(バックホールビーム、BS向けのビーム)のプリコーダを示してもよい。
WAC及びWBHの少なくとも一方は、例えば、上記例1-1-1から1-1-3に記載される少なくとも1つの方法によって算出されたプリコーダであってもよい。
WAC及びWBHの焦点距離は、それぞれ独立して選択/決定されてもよいし、同時に(jointlyに)選択/決定されてもよい。例えば、WAC及びWBHの焦点距離は、共役対称に選択/決定されてもよい。
例1-1-4によれば、アクセスリンクだけでなく、バックホールリンクにおけるプリコーダ/コードブックの設計を適切に行うことができる。
<コードブック/プリコーダに係る各パラメータ>
以下では、上述の例1-1における各数式のパラメータについて説明する。
以下では、上述の例1-1における各数式のパラメータについて説明する。
Lは、アパチャー(例えば、アンテナ素子)に関するパラメータであってもよい。当該Lは、RIS-NCR(NCR-MT)の能力として報告されてもよい。
Lは、例えば、n次元(例えば、nは2)におけるアンテナ番号(数)/間隔としてRISによって報告されてもよい。
Lは、例えば、RISの辺の長さ(例えば、アンテナ番号×アンテナ間隔)としてRISによって報告されてもよい。
Ni、Oi、ki、kip、Di(i=1又は2)は、アクセスリンク/バックホールリンクのコードブックに関するパラメータであってもよい。
Ni及びOiは、RISのコードブックに関連してもよい。当該RISのコードブックは予めRISに対し設定されてもよいし、仕様で予め規定されてもよい。
Ni及びOiは、RISの能力に関する報告に基づいて決定されてもよいし、RISの次元とは無関係に決定されてもよい。
kiは、RISのコードブックに関連してもよい。当該RISのコードブックはRISに対し指示されてもよい。
kipは、RISに対する特定の設定/指示に基づいてRISにおいて算出されてもよい。
Di(例えば、i=1)はBSとRIS間の距離に関するパラメータであってもよい。Di(例えば、i=2)はUEとRIS間の距離に関するパラメータであってもよい。
例えば、D1は、RISに対しBSによって予め設定されてもよいし、D2は、RISに対しBSによって指示されてもよい。
例えば、D1及びD2は、BSによって(単一のCW(compound CW)を用いて)指示されてもよい。
例えば、D1は、RISに対しBSによって予め設定されてもよいし、D2は、RISによって測定されてもよい。
例えば、D1及びD2は、RISによって測定されてもよい。
例えば、D1及びD2の決定に、対数量子化(logarithmicquantization)が用いられてもよい。
NRPは、RISの参照ポイントに関するパラメータであってもよい。NRPは、例えば、RISの参照ポイントのオフセットに関するパラメータであってもよい。
NRPは、RISのコードブックに関連してもよい。当該RISのコードブックはRISに対し指示されてもよい。
RISの参照ポイントは、特定の位置を意味してもよい。
例えば、RISの参照ポイントは、特定の位置(例えば、最も左下)のアンテナ/サブアレイの位置であってもよい。
例えば、RISの参照ポイントは、RISの中心点の位置であってもよい。この場合、単一の大型RIS、又は、複数の分離したサブアレイに適している。
例えば、RISの参照ポイントが、RISが報告してもよい。RISの参照ポイントは、RISによって報告される参照ポイントに従って決定されてもよい。
アダプテーション(アパチャーアダプテーション)モードを示すパラメータが規定されてもよい。当該パラメータは、RISのアパチャー制御に用いられてもよい。
アダプテーションモードを示すパラメータは、RISのコードブックと関連してもよい。当該RISのコードブックは、RISに対して指示されてもよい。
RISの形状/サイズを示すパラメータが規定されてもよい。当該パラメータは、RISのアパチャー制御に用いられてもよい。
RISの形状/サイズを示すパラメータは、RISのコードブックと関連してもよい。当該RISのコードブックは、RISに対して指示されてもよい。
当該パラメータは、ビットマップで指示されてもよい。また、当該パラメータは、平行四辺形を形成するアパチャーの2辺の方向及び長さによって指示されてもよい。また、当該パラメータは、サブアレイの配置(例えば、方向/間隔/サブアレイ番号/サブアレイの大きさ)によって指示されてもよい。また、当該パラメータは、平行四辺形を形成するアパチャーの2辺の方向/長さ(general modeと呼ばれてもよい)、サブアレイ番号(サンプリングレート)、及び、サブアレイサイズ、の少なくとも1つによって指示されてもよい。
ロールオフファクタを示すパラメータが規定されてもよい。
共役対称(conjugate symmetric)のRTCに関するパラメータが規定されてもよい。当該パラメータは、UEの位置に関する参照ポイントに関するパラメータであってもよい。
UEの位置に関する参照ポイントは、例えば、特定のUEのアンテナポート(例えば、アンテナポート#0)を意味してもよい。
UEの位置に関する参照ポイントは、例えば、BSによって設定された特定の(例えば、中心の)UEアレイを意味してもよい。
<例1-2>
例1-2では、(NW/RIS-NCRに対する)コードブックの通知における、角度(角度情報)及び距離(距離情報)についての量子化について説明する。
例1-2では、(NW/RIS-NCRに対する)コードブックの通知における、角度(角度情報)及び距離(距離情報)についての量子化について説明する。
例1-2は、例1-2-1及び1-2-2に大別される。下記例1-2-1及び1-2-2のいずれかが適用されてもよいし、下記例1-2-1及び1-2-2が組み合わされて適用されてもよい。
NW(又は、RIS-NCR)は、RIS-NCR(又は、NW)に対し、例1-2-1及び1-2-2の少なくとも一方を用いて量子化されたコードブック/プリコーダに関する角度情報/距離情報を送信してもよい。
<例1-2-1>
角度に関する量子化と、距離に関する量子化と、が別々に(独立して)行われてもよい。
角度に関する量子化と、距離に関する量子化と、が別々に(独立して)行われてもよい。
角度については、特定の量子化方法が用いられてもよい。当該特定の量子化方法は、例えば、DFTベース(DFT-based)の量子化方法であってもよい。角度の量子化についてDFTベースを用いることで、FF及びNFについて統一した設計に適し量子化を行うことができる。
例えば、距離については、線形量子化が用いられてもよい。線形量子化を用いることで、装置における実装が容易となる。例えば、距離については、対数量子化が用いられてもよい。対数量子化を用いることで、装置間の距離が遠距離/近距離に関わらず、適切な量子化を行うことができる。
本開示において、NFの範囲は、アレイ面積と関連してもよい。例えば、NFの範囲は、アレイ面積と(ほぼ)比例してもよい。
<例1-2-2>
角度に関する量子化と、距離に関する量子化と、がジョイントして行われてもよい。
角度に関する量子化と、距離に関する量子化と、がジョイントして行われてもよい。
例えば、角度及び距離に関する量子化は、直交座標(Cartesiancoordinates)における一様な(uniform)グリッドを用いてもよい(角度及び距離は、一様なグリッド上に量子化されてもよい)。この場合、ローカライゼーション/ポジションベースのビームフォーカシングにおいて好適に利用できる。
例えば、角度及び距離に関する量子化は、球面座標(sphericalcoordinates)における非一様な(non-uniform)グリッドを用いてもよい(角度及び距離は、非一様なグリッド上に量子化されてもよい)。この場合、ボアサイトにおけるアパチャー/NFレンジ観点で好適であるとともに、近距離においてより広いビームを使用することで、より均一なカバレッジとビーム数の削減とを実現することができる。
図11は、直交座標における一様なグリッドの一例を示す図である。図11に示す例では、RIS(RIS-NCR)に対する直交座標の一様なグリッドが示される。
図11において、(xgi,ygi,zgi)は、グリッドインデックスiから得られたi番目のグリッドの中心座標を示してもよい。
一様な(uniform)グリッドを用いるRTC(uniform grid RTC)は、以下の選択肢1及び2の少なくともいずれかによって算出されてもよい。
ここで、μは方位角、νは仰角、のそれぞれを表してもよい。μ及びνは、特定の座標変換によって得られてもよい。
例1-2によれば、コードブックの通知における、角度(角度情報)及び距離(距離情報)についての量子化を適切に行うことができる。
<関連技術の第2の例>
第2の例は、RISにおけるアパチャーのアダプテーションに関する。
第2の例は、RISにおけるアパチャーのアダプテーションに関する。
第2の例は、例2-1及び2-2に大別される。下記例2-1又は2-2が適用されてもよいし、下記例2-1及び2-2が組み合わされて適用されてもよい。
RIS-NCRは、NWから、アパチャー(例えば、アンテナ素子)の制御に関する情報(設定情報)を受信してもよい。RIS-NCRは、当該情報に基づいて、端末向けの信号に用いるアパチャー/アンテナ素子を決定してもよい。
<例2-1>
RIS(RIS-NCR)は、RISに含まれるアパチャーのうち、使用するアパチャーを選択/決定/判断してもよい。
RIS(RIS-NCR)は、RISに含まれるアパチャーのうち、使用するアパチャーを選択/決定/判断してもよい。
例2-1は、例2-1-1及び2-1-2に大別される。下記例2-1-1又は2-1-2が適用されてもよいし、下記例2-1-1及び2-1-2が組み合わされて適用されてもよい。
<例2-1-1>不要なRISの素子(例えば、アンテナ素子)がオフに設定されてもよい。当該設定に関する情報は、NWから受信するアパチャーの制御に関する情報に含まれてもよい。
不要なRISの素子は、入射信号を散乱(又は、反射/屈折)しないよう構成されてもよい。また、不要なRISの素子は、入射信号を拡散、又は、ランダムに散乱(又は、反射/屈折)するよう構成されてもよい。
<例2-1-2>
ビームフォーミングとアパチャーアダプテーションが組み合わされて用いられてもよい。
ビームフォーミングとアパチャーアダプテーションが組み合わされて用いられてもよい。
当該ビームフォーミングに関する情報は、例えば、RISのビームフォーミングベクトルに関する情報を含んでもよい。
例えば、(所望の(desired)、実際に使用される)アパチャーは、各RIS素子のオン/オフ状態を示す値(例えば、アパチャー関数)で表されてもよい。加えて、(所望の(desired)、実際に使用される)アパチャーは、当該RISのビームフォーミングベクトルに適用されてもよい。
例えば、RIS素子に対応する値(例えば、アパチャー関数)が第1の値(例えば、0)の場合、当該RIS素子はオフ状態とすることを示してもよい。また、例えば、RIS素子に対応する値(例えば、アパチャー関数)が第2の値(例えば、1)の場合、当該RIS素子はオン状態とすることを示してもよい。
アパチャーアダプテーションは、ビーム形状(例えば、ビーム幅、サイドローブ、メインローブ、及び、焦点の形状/サイズの少なくとも1つ)を制御するために用いられてもよい。
<例2-2>
例2-2では、RIS(RIS-NCR)におけるアパチャーの制御について説明する。
例2-2では、RIS(RIS-NCR)におけるアパチャーの制御について説明する。
例2-2は、例2-2-1及び2-2-2に大別される。下記の例2-2-1又は2-2-2が適用されてもよいし、下記の例2-2-1及び2-2-2が組み合わされて適用されてもよい。
<例2-2-1>
RIS-NCRのアパチャーに関するモードが規定されてもよい。
RIS-NCRのアパチャーに関するモードが規定されてもよい。
RIS-NCRは、当該モードに基づいて、使用するアパチャーを判断してもよい。当該モードは、例えば、第1から第3のモードを含んでもよい。
第1のモードは、RISの素子の一部/全部を正方形状に使用するモードであってもよい。第1のモードは、例えば、フォールバックモードと呼ばれてもよい。
第2のモードは、例えば、RISの素子の一部を平行四辺形(ひし形)状に使用するモードであってもよい。第2のモードは、例えば、半連続モード(semi-continuous mode)と呼ばれてもよい。
第3のモードは、RISの素子のうち、特定のRISのみを使用するモードであってもよい。当該特定のRISは、RISの素子の一部を平行四辺形(ひし形)状に選択し、その中から決定されてもよい。第3のモードは、例えば、離散的モード(discrete mode)と呼ばれてもよい。
<例2-2-2>
使用されるRIS-NCRのアパチャーの形状/サイズが特定の方法によって指示されてもよい。当該指示に関する情報は、NWから受信するアパチャーの制御に関する情報に含まれてもよい。
使用されるRIS-NCRのアパチャーの形状/サイズが特定の方法によって指示されてもよい。当該指示に関する情報は、NWから受信するアパチャーの制御に関する情報に含まれてもよい。
例えば、使用されるRISの素子のオン/オフ状態を示すビットマップ/パラメータによって、使用されるRIS-NCRのアパチャーの形状/サイズが決定されてもよい。
上記第2/第3のモードにおけるアパチャー(例えば、平行四辺形(ひし形)状のアパチャー)の形状/サイズが、特定の方法で示されてもよい。当該特定の方法は、例えば、RISの素子(選択されるRISの素子)の特定のポイント(例えば、参照ポイント)を基準とする2辺の長さ及び角度に基づく方法であってもよい。
上記第3のモードでは、使用されるサブアレイのサイズ/個数を追加で示されてもよい。
以上第2の例によれば、使用するRISの素子/アパチャーを適切に決定/選択することができる。
<6Gでの新たな要求>
IMT-2030は、センシングとAI関連の機能を通信に統合し、新しいユーザとアプリケーションのトレンドを実現するための基本的なインフラストラクチャとして機能する、と期待される。
IMT-2030は、センシングとAI関連の機能を通信に統合し、新しいユーザとアプリケーションのトレンドを実現するための基本的なインフラストラクチャとして機能する、と期待される。
センシングは、様々な革新的なアプリケーションをサポートする。例えば、イメージングは、デバイス及び/又はオブジェクトの高精度な位置決めと位置の特定、自動化された安全な運転及び輸送のための高解像度およびリアルタイムな3Dマッピング、デジタルツイン、産業オートメーションなどをサポートする。その他には、人間の活動(ジェスチャなど)の認識、個人の健康センシング、スポーツ分析、環境モニタリング、材料検査などが、センシングによってサポートされる。
<ワイヤレスセンシング>
生活環境は、ワイヤレス信号でシームレスに囲まれている。その中で、ユビキタス信号がワイヤレスセンシングを支える。典型例としては、ワイヤレスセンシングは、スマートファクトリー、スマートホーム、環境センシングなどを支える。ワイヤレスセンシングの代表的なアプリケーションは、無線周波数センシングと称される。例えば、人間の位置をスキャンするために信号ビームがカスタマイズされる。この人間の位置のスキャンは、検出(detection)に対応する。また、例えば、人間等の姿勢をするために、無線環境を調整する。この姿勢のセンシングは、イメージング(imaging)に対応する。なお、本開示では、センシングとイメージングとは、相互に置き換えられてよい。また、センシング(イメージング)において、対象物(例えば、ターゲット)がスキャンされるため、スキャンとセンシングとイメージングとは、相互に置き換えられてもよい。
生活環境は、ワイヤレス信号でシームレスに囲まれている。その中で、ユビキタス信号がワイヤレスセンシングを支える。典型例としては、ワイヤレスセンシングは、スマートファクトリー、スマートホーム、環境センシングなどを支える。ワイヤレスセンシングの代表的なアプリケーションは、無線周波数センシングと称される。例えば、人間の位置をスキャンするために信号ビームがカスタマイズされる。この人間の位置のスキャンは、検出(detection)に対応する。また、例えば、人間等の姿勢をするために、無線環境を調整する。この姿勢のセンシングは、イメージング(imaging)に対応する。なお、本開示では、センシングとイメージングとは、相互に置き換えられてよい。また、センシング(イメージング)において、対象物(例えば、ターゲット)がスキャンされるため、スキャンとセンシングとイメージングとは、相互に置き換えられてもよい。
無線周波数(RF)センシングでは、無線環境をカスタマイズすることでリモートRFセンシング(例えば、ワイヤレスセンシング)が拡張され、精度が向上する。また、RFセンシングでは、屋内の人間と物体の高精度な位置特定と認識を可能にする。
<イメージングの方法>
イメージングには、大別して、アクティブイメージングと、パッシブイメージングとが存在する。
イメージングには、大別して、アクティブイメージングと、パッシブイメージングとが存在する。
図12は、アクティブイメージングと、パッシブイメージングの例を示す図である。図12に示すように、アクティブイメージングでは、レーダー(図12ではdetector)は、検出エリア(図12のObjectに対応)を照らすために電磁波を放射し、検出エリアから反射された電磁波のデータを受信して記録する。レーダーは、記録した電磁波のデータのデータ処理を行い、検出エリアの反射特性を特徴付けるイメージまたは特徴を取得する。
アクティブイメージングテクノロジーは、高いSNRと高い解像度とが得られるという利点を有する。一方で、アクティブイメージングテクノロジーでは、システムが複雑になり、コストがかかる。
図12に示すように、パッシブイメージングでは、或るデバイス(図12ではdetector)が、検出エリア内の物体(図12のObject)から放射される放射エネルギーを捕捉し、それを記録する。パッシブイメージングでは、デバイスが、記録した情報の情報処理を行い、検出エリアの放射特性を特徴付けるイメージまたは特徴を取得する。
パッシブイメージングテクノロジーは、リアルタイムのイメージングと高い隠蔽性という利点を有する。一方で、パッシブイメージングテクノロジーでは、低い解像度となり、周囲の環境の影響を受けやすい。
図13は、アクティブイメージングとパッシブイメージングの種類を示す図である。図13に示すように、アクティブイメージングには、リアルビームイメージングと、合成開口イメージングとが含まれる。リアルビームイメージングには、ナロービームメカニカルスキャンと、フェーズドアレイとが含まれる。また、合成開口イメージングには、単一の送信機と複数の受信機とによるイメージング方法と、複数の送信機と複数の受信機とによるイメージング方法とが含まれる。
また、図13に示すように、パッシブイメージングには、リアル開口イメージング(例えば、焦点面のイメージング)と、干渉合成開口イメージングとが含まれる。
図14は、アクティブイメージングの比較を示す図である。図14には、SAR(Synthetic Aperture Radar)、フェーズドアレイイメージングシステム、及び、メタマテリアルアパーチャイメージングシステムの3種類のイメージングの特徴と課題とが示される。
SARは、高いイメージング精度を有する。一方で、SARは、遅いイメージング速度、イメージングシステムと対象物との間の相対的な動きが必要であること、システムが大規模になる、といった課題を有する。
フェーズドアレイイメージングシステムは、高いイメージング精度と、速いイメージング速度とを有する。一方で、フェーズドアレイシステムは、システム全体が複雑であり、フェーズドアレイにコストがかかってしまう。また、イメージングシステムのサイズが大きくなってしまう。
メタマテリアルアパーチャイメージングシステムは、高いイメージング精度、速いイメージング速度、シンプルなシステム、低コスト、コンパクトなサイズといった特徴を有する。一方で、メタマテリアルアパーチャイメージングシステムは、自己干渉が存在すること、イメージングエリアが限定されてしまうこと、メタマテリアルアパーチャアンテナの設計が困難である、といった課題が存在する。
<RIS支援ワイヤレスセンシング(RIS aided wireless sensing)>
上述したイメージング(又はセンシング)に対しては、低い製造コスト、簡単かつ柔軟な導入が可能であること、センシングと位置特定のための6Gの要件との互換性といったことが実現できる新たな技術が期待される。
上述したイメージング(又はセンシング)に対しては、低い製造コスト、簡単かつ柔軟な導入が可能であること、センシングと位置特定のための6Gの要件との互換性といったことが実現できる新たな技術が期待される。
上述したRISは、このような新たな技術の1つとしても着目されている。RISは、メタマテリアルを利用し、製造と展開においてコスト効率が高く、無線環境の制御と無線環境のカスタマイズを可能にする。また、RISは、無線データ収集による高精度の接触および非接触のセンシングを提供し得る。
そのため、RISをセンシング(イメージング)システムをサポートするために導入するRIS支援ワイヤレスセンシングシステムが検討されている。
RISは、無線環境を制御し、良好なRFセンシングの環境を作り出すことができる。そのため、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムが検討され、特に、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムを人間の姿勢認識へ応用することによって、人間のさまざまな姿勢をイメージングすることを可能とする。
ここで、イメージングの既存の方法として、フェーズドアレイイメージングシステムと、
<フェーズドアレイイメージングシステム>
フェーズドアレイシステムは、機械的なスキャン方法よりも高速かつ効率的な電子スキャンを実行する。このスキャンの速度は、迅速なターゲットの検出と追跡が不可欠なレーダーなどのアプリケーションにとって非常に重要である。
フェーズドアレイシステムは、機械的なスキャン方法よりも高速かつ効率的な電子スキャンを実行する。このスキャンの速度は、迅速なターゲットの検出と追跡が不可欠なレーダーなどのアプリケーションにとって非常に重要である。
フェーズドアレイイメージングの利点には、高解像度の画像を作成できること、変化する状況に迅速に適応できること、機械的スキャンの必要性が軽減されることが含まれる。一方で、フェーズドアレイイメージングにおいて、開口の大きいフェーズドアレイアンテナを使う場合、コストと消費電力が高くなってしまう。
図15は、フェーズドアレイシステムの構成の一例を示す図である。図15には、x、yzの3次元の直交空間における、送信の開口と、受信の開口と、z=0に存在するスキャンの対象物とが示される。
遠方界である条件では、送信アレイの分布がat(x,y)と表され、受信アレイの分布がar(x,y)と表される。AFTx及びAFRxは、それぞれ、送信アレイ及び受信アレイのアレイ係数である。全体のアレイ係数AFは、送信アレイのアレイ係数と受信アレイのアレイ係数の積で表される。また、at(x,y)とar(x,y)との畳み込みは、有効開口または等価アレイと呼ばれる。
ここで、Rはターゲットからアレイの中心までの距離を表す。Lt
xとLt
yとは、x方向とy方向の送信アレイの次元を表す。Lr
xとLr
yとは、x方向とy方向の受信アレイの次元を表す。
<SAR>
SARでは、或るシーンの2次元画像を再構成するにX-Y平面内の軌道に沿ってレーダーを移動することによって、データ収集が実行され、測定点の長方形のグリッドが作成される。
SARでは、或るシーンの2次元画像を再構成するにX-Y平面内の軌道に沿ってレーダーを移動することによって、データ収集が実行され、測定点の長方形のグリッドが作成される。
SARの利点には、開口の小さいアンテナを使用して高解像度のイメージングを実現できることが含まれる。一方で、SARにおいて、大きな開口部で合成開口を実現するには、アンテナで機械的なスキャンが必要となってしまう。
図16は、SARの構成の一例を示す図である。図16には、(a)として、システム全体の構成が示され、(b)として、開口の構成が示される。
図16に示すように、ターゲットに対して、SARの開口が、特定の軌跡に沿って、スキャンを行う。
ここで、SAR等で使用される2次元のイメージングのアルゴリズムを説明する。
ここで、FT2D及びFT-1
2Dは、それぞれ、x-y平面での2次元のフーリエ変換及び逆フーリエ変換を表す。f(x,y)は、2次元のターゲットの反射率の関数を表し、s(x,y)は、測定されたレーダーの信号を表す。h(x,y)は、各(x,y)の測定点に対して次の式(15)のように計算されたイメージングシステムのインパルス応答または点広がり関数を表す。
<検討事項>
上述したように、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムは、コスト効率、センシングの精度等の様々な利点を提供する可能性がある。一方で、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムにおいて、RISが、効率良くセンシングを支援する方法については検討の余地がある。
上述したように、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムは、コスト効率、センシングの精度等の様々な利点を提供する可能性がある。一方で、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムにおいて、RISが、効率良くセンシングを支援する方法については検討の余地がある。
例えば、RISから出力されるスキャン用のビームをどのように制御することによって、高いセンシングの精度と、速いセンシングの速度を実現するかについては検討の余地がある。
例えば、高いセンシングの精度を得るためには、細かい粒度でスキャンを行うことが望まれるが、必要以上に細かい粒度でスキャンを行ってしまうと、センシングの遅延が生じ、効率が落ちてしまう。そのため、スキャンの対象(センシング(イメージング)の対象)、スキャンに要求される精度、スキャンに要する時間等に応じて、適切なスキャンを行うことが望まれる。
また、例えば、RISを含むシステムにおいて、センシングと通信とをどのように実現するかについては検討の余地がある。例えば、RISを含むシステムが、センシングと、通信とを両立することによって、センシングと通信との両方を効率良く行うことが考えられる。また、RISを含むシステムが、センシングと、通信とを両立することによって、センシング用のシステムと、通信用のシステムとの両方を設置することがないため、設置コストを削減できる。
そこで、以下の本実施の形態の提案1では、RISにおける、スキャンの粒度を調整する方法を説明する。また、提案2では、RISを含むシステムにおいて、センシングと通信とを効率良く両立する方法を説明する。
<提案1>
図17は、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムの概要を示す図である。図17に示すように、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムでは、RISが、1対のTx-Rx AP間の反射ビームを制御することによって、ワイヤレスセンシングを支援する。
図17は、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムの概要を示す図である。図17に示すように、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムでは、RISが、1対のTx-Rx AP間の反射ビームを制御することによって、ワイヤレスセンシングを支援する。
なお、AP(access point)は、無線通信装置の一例であるが、本開示におけるシステムでは、無線通信装置は、APに限定されない。例えば、APの代わりに、BS(例えば、gNB)、UE、分散AP等が、用いられてもよい。
提案1では、以下の2ステップのRISビームスキャンが実行される。以下の2ステップのRISビームスキャンの少なくとも一方では、ニアフィールドリングタイプコードブック(RTC)が使用されてもよい。
・ステップ1:粗いビームスキャン(Coarse beam scanning)
・ステップ2:細かいビームスキャン(Fine beam scanning)
・ステップ1:粗いビームスキャン(Coarse beam scanning)
・ステップ2:細かいビームスキャン(Fine beam scanning)
なお、RTCを用いたビームスキャンでの粒度の切り替えの方法(例えば、RTC-Based Beam Scanning Granularity Switching)については後述する。また、上述の2つのステップにおける、「粗い」、「細かい」は、相対的な粒度の違いを意図している。つまり、2つのステップのうち、ステップ1の粒度は、ステップ2の粒度よりも粗いことを意図している。
上述したステップ1では、例えば、人の姿勢の検出を実現する。また、ステップ2では、ジェスチャの認識を実現する。ステップ2では、例えば、手の周囲のジェスチャが認識される。なお、提案1では、RIS支援ワイヤレスセンシングシステムが、この2つのステップを順に行ってもよいし、何れか一方を行う構成であってもよい。
例えば、RISは、粗いビームスキャンで使用するビームと、細かいビームスキャンで使用するビームとの何れかを設定し、その設定に基づいて、ビームを形成して信号を転送する。粗いビームスキャンとは、例えば、第1の粒度でスキャンすることに対応し、細かいビームスキャンは、第1の粒度よりも細かい第2の粒度でスキャンすることに対応する。
このような2ステップのスキャンにより、人の姿勢は比較的高速にセンシングでき、ジェスチャの認識は、センチメートルレベルの精度で行うことができる。これにより、比較的低い遅延でセンチメートルレベルのワイヤレスセンシング精度を達成でき、効率良いセンシングを行うことができる。
なお、上述では、2つのステップである例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、粒度の細かさが互いに異なる3通り以上のビームスキャンが用いられてもよい。また、RISが、使用可能な3通りのビームスキャンのうち、何れか2つ以上を選択し得る状態で、選択してもよい。RISが使用可能なビームスキャンの種類は、RISのcapabilityとして、報告されてもよい。
図18は、RIS支援ワイヤレスイメージングシステムのシステムモデルの一例を示す図である。図18には、1対の送信機(Tx)と受信機(Rx)と、RISと、イメージングのターゲット(object)が示される。なお、RISは、均一な長方形アレイのM×N素子の構成を有する。
図18には、送信機からRISまでのパスの距離と、RISからターゲットまでの反射(又は屈折)のパスの距離と、ターゲットから受信機までのパスの距離とが示される。
GSは、信号伝搬によって生じる時間遅延とパスロスの影響を表す。例えば、時間遅延は、s番目のサブキャリアの周波数に関連する送信信号の位相シフト量を誘発する。また、パスロスは、信号の振幅に減衰係数を乗算することによって与えられる。
点ごとの補償は、散乱点とサンプリング点の間の空間距離によって生じるエコー信号の位相差を補正するために実行される。その後、コヒーレント加算が各サンプリング点のエコー信号に適用される。ここで、イメージングのアルゴリズムの一例として、逆投影アルゴリズムを説明する。
<逆投影アルゴリズム(Back-Projection(BP) algorithm)>
図19は、逆投影アルゴリズムの例を示す図である。逆投影アルゴリズムのプロセスは、イメージング領域を複数のイメージングの単位(ユニット)に再分割することから始まる。各イメージングユニットについて、すべてのサンプリング点までの空間距離を計算し、異なる周波数に関連する位相変化を決定する。
図19は、逆投影アルゴリズムの例を示す図である。逆投影アルゴリズムのプロセスは、イメージング領域を複数のイメージングの単位(ユニット)に再分割することから始まる。各イメージングユニットについて、すべてのサンプリング点までの空間距離を計算し、異なる周波数に関連する位相変化を決定する。
この位相変化を変換ルールとして使用して、エコーデータに位相補償を適用する。エコーデータとは、イメージングの対象物から反射した信号から得られるデータである。イメージングの対象物から反射した信号は、以下では、エコー信号と記載される場合がある。
次に、3次元の複素ベクトル行列をコヒーレントに合計して、そのイメージングユニットの反射率係数の強度を表す大きさを取得する。
3次元イメージング領域内のすべてのイメージングユニットに跨って、ターゲットの反射係数の強度を反映した3次元のイメージングの結果を取得する。BPアルゴリズムのイメージングプロセスは次の式(18)のように表す。
RISは、受信と送信とが分離したシステムと、受信と送信が統合したシステムの両方を支援する。受信と送信とが分離したシステムと、受信と送信とが統合したシステムの両方が効果的にワイヤレスイメージングを実現できる。
図20Aは、受信と送信とが分離したシステムの一例を示す図である。図20Aには、送信機(Tx)と受信機(Rx)とが別々に設けられるシステムが示される。図20Aに示すシステムでは、送信機から送信され、RISによって反射された信号が、ターゲットにおいて反射する。ターゲットにおいて反射した反射信号は、送信機とは別の受信機によって受信される。
図20Bは、受信と送信とが統合したシステムの一例を示す図である。図20Bには、送信機(Tx)と受信機(Rx)とが一体となった通信装置を含むシステムが示される。図20Bに示すシステムでは、通信装置から送信され、RISによって反射された信号が、ターゲットにおいて反射する。ターゲットにおいて反射した反射信号は、RISによって反射され、通信装置によって受信される。
図21は、受信と送信とが分離したシステムと、統合したシステムとの特性の比較図である。図21には、例示的、受信と送信とが分離したシステムと、受信と送信とが統合したシステムとのそれぞれにおける、ターゲットのイメージングの結果が示される。図21の例によれば、受信と送信とが統合したシステムの方が、より良いイメージングの精度が得られる。
<RTCベースビームスキャン粒度切り替え(RTC-Based Beam Scanning Granularity Switching)>
次に、上述した粒度の異なるビームスキャンの方法の例として、RTCを用いた方法を説明する。RISは、通信モードとセンシング(イメージング)モードの両方でRTCを使用する。
次に、上述した粒度の異なるビームスキャンの方法の例として、RTCを用いた方法を説明する。RISは、通信モードとセンシング(イメージング)モードの両方でRTCを使用する。
センシングプロセスを通して、RTCのビームスキャンの粒度をさまざまな段階で動的に調整する。
RTCは、ターゲットの大まかな位置決め及び/又は姿勢検出などのタスクにおいては、粗い粒度のグリッド分割を使用する。粗い粒度のグリッド分割を使用することによって、スキャン時間を効果的に短縮できる。
RTCは、ジェスチャ認識などのタスクにおいては、細かいグリッド分割を使用する。細かいグリッド分割を使用することによって、スキャン精度を向上できる。
<RTCの粗細粒度グリッド分割(coarse-fine granularity grid division)>
図22A、図22Bは、グリッド分割の例を示す図である。センシング(イメージング)モードでは、RISは、ビームスキャンに均一グリッドRTCを採用する。図22Aは、相対的に粗いグリッド分割の例を示し、図22Bは、相対的に細かいグリッド分割の例を示す。
図22A、図22Bは、グリッド分割の例を示す図である。センシング(イメージング)モードでは、RISは、ビームスキャンに均一グリッドRTCを採用する。図22Aは、相対的に粗いグリッド分割の例を示し、図22Bは、相対的に細かいグリッド分割の例を示す。
RTCベースのビームスキャンでは、センシング(イメージング)のさまざまな段階で異なる粒度が使用される。
グリッド分割の粒度は、ターゲットエリアのサイズと合わせて、均一なグリッドRTCビームスキャン用のビームフォーミングコードブックのサブセット内のコードワードの数を決定する。
ターゲットエリアのサイズが大きいほど、コードワードの数は多い。また、コードワードの数は、グリッド分割の粒度(例えば、グリッド分割のサイズ)が小さいほど、コードワードの数は多い。
ターゲットエリアのサイズが、M×M×M立方メートルであり、グリッド分割の粒度がN×N×N立方メートルの場合、均一グリッドRTCのビームフォーミングコードブックのサブセットには、合計(M/N)3が含まれる。
上述した、グリッド分割の粒度は画像の解像度に直接影響する。
図23は、グリッド分割でのイメージングの結果の一例を示す図である。図23には、細かい粒度のグリッド分割でのイメージングの結果の一例を示す図である。3通りのターゲットのイメージングの結果が示される。3通りのターゲットは、互いに共通である。図23に示すように、粗いグリッド分割では、粗いイメージングとなり、細かいグリッド分割では、精度の高いイメージングが実現できる。
グリッド分割の粒度の選択は、実際のシステムの解像度の要件に基づいて動的に調整されてよい。
なお、上述では、グリッド分割のグリッドのサイズが均一である例を示したが、本開示はこれに限定されない。グリッドのサイズが不均一であってもよい。例えば、センシングの対象物の中で、詳細なセンシングが望まれるエリアにおいて、他のエリアよりも細かいグリッドに分割されてもよい。
<提案2:モード切替>
提案2では、RISが、複数のモードを切り替える構成を有する。例えば、RISは、通信モードとセンシングモードをいう2つのモードを有し、2つのモードを切り替えてよい。この切り替えは、例えば、指示によって動的に行われてよい。センシングモードは、イメージングモードと称されてもよい。
提案2では、RISが、複数のモードを切り替える構成を有する。例えば、RISは、通信モードとセンシングモードをいう2つのモードを有し、2つのモードを切り替えてよい。この切り替えは、例えば、指示によって動的に行われてよい。センシングモードは、イメージングモードと称されてもよい。
ネットワーク側は、周期的にまたはトリガーベースでRISを含むシステムにモードの切り替えを実行するよう指示する。
RISは、センシングモードと、通信モードとの切り替えの設定を行い、設定したモードに基づいて、信号を転送する。センシングモードとは、センシングする領域をセンシングするモードであり、通信モードは、送信装置(例えば、AP)から受信装置(例えば、UE)へ信号を送信するモードである。
周期的にモードが切り替えられるケースでは、ネットワーク側は、周期的にRISを含むシステムにモードの切り替えを実行するよう指示する。ネットワーク側は、例えば、APであってもよいし、APよりも上位の制御装置であってもよい。ネットワーク側からシステムへの指示のための指示情報には、Tx、RIS、Rxの選択に関する情報、相対的な空間関係、センシングエリア、ビームスキャンの粒度などが含まれてよい。
トリガーベースでモードが切り替えられるケースでは、受信機(例えば、UE)は、モード切り替え要求をネットワークに送信し、ネットワーク側はシステムにモード切り替えを実行するように指示する。このケースでは、センシング結果はネットワーク側からUEに送信されてもよいし、UEが、受信機として、エコー信号を受信して独立してセンシングを処理してもよい。ネットワーク側からシステムへの指示のための指示情報には、Tx、RIS、Rxの選択に関する情報、相対的な空間関係、センシングエリア、ビームスキャンの粒度などが含まれてよい。
図24Aは、RISを含むシステムへの周期的な指示に基づくモードの切り替えの例を示す図である。図24Aには、通信モードからセンシングモードへ切り替わり、センシングモードから再び通信モードに切り替わる例が示される。図24Aには、AP、RIS、RIS-MT、受信機(Rx)の信号又は情報の流れが示される。
図24Aの例では、通信モードにおいて、APが通信用の信号(図24Aのcommunication signal)を送信し、RISが、通信用の信号を転送する処理を行う。なお、APが、通信用の信号(communication signal)を受信してもよいし、1つの通信モードの区間で、APは通信用の信号の送受信の両方を行ってもよい。
図24Aの例では、通信モードの終端において、APが、RIS-MT及び受信機に、通信モードからセンシングモードへのモード切り替えの指示を行う。別言すると、モード切り替えの指示が行われた場合に、通信モードからセンシングモードへモードが切り替わる。例えば、モード切り替えを指示する制御情報を含む制御信号がAPからRIS-MT及び受信機に送信されることによって、指示が行われる。制御情報には、RIS及び/又は受信機の設定に関する情報が含まれてもよい。RIS及び/又は受信機の設定に関する情報には、送信機(例えば、AP)、RIS、受信機の選択に関する情報、相対的な空間関係、センシングエリア、ビームスキャンの粒度、RISが使用する制御情報(例えば、RTC)との少なくとも1つが含まれる。例えば、RIS-MTは、指示に基づいて、RISの設定(Configuration)を指示する。例えば、RISの転送先の変更、RISが信号を転送する方向の変更、RISが使用する制御情報(例えば、RTC)の変更等が、RIS-MTによって指示される。指示を受けたRISは、指示に基づいて、設定を行う。また、受信機は、制御情報に基づいて、設定を行ってもよい。
図24Aの例では、APが、RIS-MTにモード切り替えの指示を行い、RISの設定が行われて、通信モードからセンシングモードに切り替えられる。センシングモードに切り替えられた後、APは、センシング用の信号(図24Aのsensing signal)を送信し、RISが、センシング用の信号を転送する処理を行う。センシング用の信号がターゲットにおいて反射したエコー信号(図24Aのecho signal)が、受信機によって受信される。なお、APが、エコー信号を受信する構成であってもよい。
図24Aの例では、センシングモードの終端において、APが、RIS-MT及び受信機に、センシングモードから通信モードへのモード切り替えの指示を行う。例えば、モード切り替えを指示する制御情報を含む制御信号がAPからRIS-MT及び受信機に送信されることによって、指示が行われる。RIS-MTは、指示に基づいて、RISの設定(Configuration)を指示する。例えば、RISが信号を転送する方向の変更、RISが使用する制御情報(例えば、RTC)の変更等が、RIS-MTによって指示される。指示を受けたRISは、指示に基づいて、設定を行う。受信機は、制御情報に基づいて、設定を行ってもよい。
このように、図24Aでは、APが、RIS-MT及び受信機にモード切り替えの指示を行い、RISの設定が行われて、センシングモードから通信モードに切り替えられる。
図24Bは、RISを含むシステムへのトリガーベースでの指示に基づくモードの切り替えの例を示す図である。図24Bには、通信モードからセンシングモードへ切り替わり、センシングモードから再び通信モードに切り替わる例が示される。図24Bには、AP、RIS、RIS-MT、受信機(Rx)の信号又は情報の流れが示される。
図24Bの例では、通信モードにおいて、APが通信用の信号(図24Bのcommunication signal)を送信し、RISが、通信用の信号を転送する処理を行う。なお、APが、通信用の信号(communication signal)を受信してもよいし、1つの通信モードの区間で、APは通信用の信号の送受信の両方を行ってもよい。
図24Bの例では、通信モードの終端において、UEが、APに、通信モードからセンシングモードへのモード切り替えを要求する。別言すると、モード切り替えの要求が行われた場合に、通信モードからセンシングモードへモードが切り替わる。モード切り替えの要求を取得したAPは、RIS-MT及びUEに、通信モードからセンシングモードへのモード切り替えの指示を行う。例えば、モード切り替えを指示する制御情報を含む制御信号がAPからRIS-MT及びUEに送信されることによって、指示が行われる。制御情報には、RIS及び/又はUEの設定に関する情報が含まれてもよい。RIS及び/又はUEの設定に関する情報には、送信機(例えば、AP、RIS、受信機(例えば、UE)の選択に関する情報、相対的な空間関係、センシングエリア、ビームスキャンの粒度、RISが使用する制御情報(例えば、RTC)との少なくとも1つが含まれる。例えば、RIS-MTは、指示に基づいて、RISの設定(Configuration)を指示する。例えば、RISの転送先の変更、RISが信号を転送する方向の変更、RISが使用する制御情報(例えば、RTC)の変更等が、RIS-MTによって指示される。指示を受けたRISは、指示に基づいて、設定を行う。また、UEは、制御情報に基づいて、設定を行ってもよい。
図24Bの例では、UEが、APにモード切り替えの要求を行い、APが、RIS-MTにモード切り替えの指示を行い、RISの設定が行われて、通信モードからセンシングモードに切り替えられる。センシングモードに切り替えられた後、APは、センシング用の信号(図24Bのsensing signal)を送信し、RISが、センシング用の信号を転送する処理を行う。センシング用の信号がターゲットにおいて反射したエコー信号(図24Bのecho signal)が、受信機によって受信される。なお、APが、エコー信号を受信する構成であってもよい。
上述したように、ネットワーク側(例えば、AP)がセンシングの処理を行う場合、UEが受信したエコー信号に関する情報が、ネットワーク側に送信されてもよい。エコー信号に関する情報を取得したネットワーク側が、センシングの処理を行い、センシングの結果を得る。図24Bの例では、センシングモードの終端において、APが、UEに、センシングの結果を送信する。そして、APは、RIS-MT及びUEに、センシングモードから通信モードへのモード切り替えの指示を行う。例えば、モード切り替えを指示する制御情報を含む制御信号がAPからRIS-MTに送信されることによって、指示が行われる。RIS-MTは、指示に基づいて、RISの設定(Configuration)を指示する。例えば、RISが信号を転送する方向の変更、RISが使用する制御情報(例えば、RTC)の変更等が、RIS-MTによって指示される。指示を受けたRISは、指示に基づいて、設定を行う。UEは、制御情報に基づいて、設定を行ってもよい。
このように、図24Bでは、APが、RIS-MT及び受信機にモード切り替えの指示を行い、RISの設定が行われて、センシングモードから通信モードに切り替えられる。
このように、RISを含むシステムが、モード切り替えによって、センシングと、通信とを両立することによって、センシングと通信との両方を効率良く行うことができる。また、RISを含むシステムが、センシングと、通信とを両立することによって、センシング用のシステムと、通信用のシステムとの両方を設置することがないため、設置コストを削減できる。
なお、図24A及び図24Bでは、受信機が、エコー信号を受信し、通信用の信号を受信しない例を示したが、本開示はこれに限定されない。図24A及び図24Bの受信機が、エコー信号と通信用の信号との両方を受信してもよい。
また、図24A及び図24Bにおいて、モード切り替えの指示が行われてから、モードが切り替わるまで、特定の時間を要してもよい。
また、図24A及び図24Bにおいて、通信モードと、センシングモードとの間に、モードを切り替えるためのギャップ区間が設けられてもよい。ギャップ区間において、APからRIS-MTへの指示、RISの設定の変更等が行われてもよい。ギャップ区間は、APから指示されてもよいし、RIS-MTが、RISのcapabilityとして、ギャップ区間をAPに報告してもよい。
また、上述では、通信モードと、センシングモードとの2つのモードが存在する例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、通信モードと、センシングモードとは異なるモードが1つ以上存在してもよい。例えば、APとUEとの間の通信を行う通信モードの他に、APがRIS―MTと通信を行うモードが存在してもよい。また、センシングモードが、提案1に示したように、粗いビームスキャンでのセンシングモードと、細かいビームスキャンでのセンシングモードとに分けられてもよい。
<特性の例>
RISの支援により、RISを含むセンシングシステムは、姿勢及びジェスチャの、ワイヤレスイメージングを実現できる。また、様々なイメージングの要件に合わせて、様々なイメージングの解像度が得られる。
RISの支援により、RISを含むセンシングシステムは、姿勢及びジェスチャの、ワイヤレスイメージングを実現できる。また、様々なイメージングの要件に合わせて、様々なイメージングの解像度が得られる。
図25は、ワイヤレスイメージングの例を示す図である。図25では、姿勢又はジェスチャのイメージングの結果の例が示される。
なお、上述した方法において、RISの位相シフトの量子化の分解能は、イメージングの解像度に影響を及ぼす。例えば、より良いイメージングの結果を得るには、位相シフトの量子化の分解能をより良いことが好ましい。
図26は、位相シフトの量子化のビット数と、イメージング結果との関係を示す図である。図26には、量子化の分解能が無限であるケースと、量子化のビット数が2ビットのケースと、1ビットのケースとが示される。
図26に示すように、良いイメージングの結果を得るには、位相シフトの量子化の分解能(例えば、ビット数)が2ビット以上のRISが好ましい。
上述したイメージングの方法に基づいて、距離の次元(range dimension)(例えば、奥行きの次元)での解像度を達成することができる。例えば、上述した方法は、異なる焦点面にある物体のイメージングの解像度への影響を効果的に抑制できる。
図27は、異なる焦点面でのイメージングの結果を示す図である。図27には、焦点面が異なる2つのケースに対してイメージングを行った結果が、例1、例2として示される。図27の例1、例2に示すように、異なる焦点面に位置するイメージは、区別して表される。また、他の焦点面からの影響が、抑制されている。
次に、上述した方法でのイメージングの処理時間の例を説明する。上述した方法では、毎秒24フレームのイメージングの速度を達成できる。この値は、高速セキュリティ検査のイメージングのベンチマークとなる。
ミリ波周波数では、許容範囲内の開口サイズを使用して、センチメートルレベルのイメージングの精度を達成できる。
ここで、イメージングの要する時間を評価する。
高周波スイッチ(例えば、PINスイッチ)のスイッチング時間は、約100nsである。これは、ビームが、空間中の点をスキャンするために要する時間である。スキャンエリアが1m×2mであり、各ピクセルのサイズが5mm×5mmであると仮定した場合、合計スキャン時間Tは、T={(1000mm×2000mm)/(5mm×5mm)}×100×10-9s=0.008sとなる。
実際のビームイメージング法として、バックエンド信号処理に必要な計算リソースは最小限で済み、信号処理時間が非常に短くできる。全体として、これにより、イメージングの速度が向上し、迅速なイメージングの検出が可能となる。
また、ここで、開口サイズの特性を評価する。
図28は、開口サイズの一例を示すテーブルである。図28において、R0は、イメージングのターゲットからRISの中央までの距離を示す。δは、センシング(又はイメージング)の解像度を示す。Lは、RISの開口のサイズ(RISの辺の長さ)を示す。
図28に示すように、センチメートルレベルの解像度が、最大で1m程度の開口のサイズで実現できる。
<実装の例>
<ケース1:エコー信号がRIS-MTによって受信>
ケース1では、エコー信号が、RIS-MTによって受信されるケースを説明する。この場合、典型例としては、導入される屈折型RISは、カバレッジを拡大するための「窓」として、及び、侵入検知として機能する。このケース1の場合、RIS-MTは、信号(例えば、エコー信号)を受信する能力を有する。さらに、このケース1の場合、RIS-MTは、信号(例えば、エコー信号)を処理する能力を有してもよい。
<ケース1:エコー信号がRIS-MTによって受信>
ケース1では、エコー信号が、RIS-MTによって受信されるケースを説明する。この場合、典型例としては、導入される屈折型RISは、カバレッジを拡大するための「窓」として、及び、侵入検知として機能する。このケース1の場合、RIS-MTは、信号(例えば、エコー信号)を受信する能力を有する。さらに、このケース1の場合、RIS-MTは、信号(例えば、エコー信号)を処理する能力を有してもよい。
RIS-MTにおけるエコー信号の扱いの違いについて、2つのオプションが考えられる。
オプション1:RIS―MTは、エコー信号をAPに転送する。
オプション2:RIS―MTは、受信したエコー信号に対してイメージング処理を実行し、処理結果をAPに送信する。このオプション2の場合、RIS-MTは、信号処理の能力を有する。
オプション1:RIS―MTは、エコー信号をAPに転送する。
オプション2:RIS―MTは、受信したエコー信号に対してイメージング処理を実行し、処理結果をAPに送信する。このオプション2の場合、RIS-MTは、信号処理の能力を有する。
図29Aは、実装のケース1のシステムの概要の例を示す図である。図29Bは、図29Aに示した実装のケース1のオプション1の信号のやり取りを示すシーケンス図である。図29Cは、図29Aに示した実装のケース1のオプション2の信号のやり取りを示すシーケンス図である。
図29Aには、実装のケース1における、AP、RIS、RIS-MT、及び、ターゲット(図29Aのobject)が示され、信号の流れが示される。
図29Bには、図29Aに示した実装のケース1においてオプション1の場合の、AP、RIS、RIS-MT、及び、ターゲットの信号のやり取りが示される。
図29Bに示すように、APは、RIS-MTにセンシングモードであることを指示する(S11)。次に、APは、RISに向けてセンシング用の信号(図29Bのsensing signal)を送信し(S12)、RISは、センシング用の信号を転送する(S13)。転送されたセンシング用の信号は、ターゲットであるobjectにおいて反射し、反射後のエコー信号が、RIS-MTによって受信される(S14)。オプション1では、RIS-MTは、エコー信号をAPに転送する(S15)。
図29Cには、図29Aに示した実装のケース1においてオプション2の場合の、AP、RIS、RIS-MT、及び、ターゲットの信号のやり取りが示される。なお、図29Cにおいて、図29Bと同様の処理については、同一の符番を付し、説明を省略する。
図29Bでは、RIS-MTは、エコー信号をAPに転送するのに対して、図29Cでは、RIS-MTは、エコー信号のイメージング処理を行う(S21)。そして、RIS-MTは、処理結果をAPに送信する(S22)。
<ケース2:エコー信号がAPによって受信>
ケース2では、エコー信号がAPによって受信される。典型例としては、RISは、全二重のAPの近くに導入される。このケース2の場合、センシング信号とエコー信号の送受信に全二重のAPが用いられる。
ケース2では、エコー信号がAPによって受信される。典型例としては、RISは、全二重のAPの近くに導入される。このケース2の場合、センシング信号とエコー信号の送受信に全二重のAPが用いられる。
図30Aは、実装のケース2のシステムの概要の例を示す図である。図30Bは、図30Aに示した実装のケース2の信号の流れを示すシーケンス図である。
図30Aには、実装のケース2における、AP、RIS、RIS-MT、及び、ターゲット(図30Aのobject)が示され、信号の流れが示される。図30Bには、図30Aに示した実装のケース2における、AP、RIS、RIS-MT、及び、ターゲットの信号のやり取りが示される。図30Bにおいて、図29Bと同様の処理については、同一の符番を付し、説明を省略する。
図30BのS13までは、図29Bと同様である。図30Bでは、S13において、RISによって転送されたセンシング用の信号は、ターゲットであるobjectにおいて反射し、反射後のエコー信号が、RISに到達する(S34)。ケース2では、RISが、エコー信号をAPに転送する(S35)。
ケース2では、図30A、図30Bに示すように、エコー信号は全二重のAPによって受信される。APが全二重の機能を備えているため、センシング用の信号の送信とエコー信号の受信とは、両方ともAPによって処理される。
ケース2では、APの比較的近くにRISを設置することによって、エコー信号に対して十分なSNRを確保でき、イメージングの精度を向上できる。
<ケース3:エコー信号が分散APによって受信>
ケース3では、エコー信号が分散APによって受信される。ケース3は、典型例としては、RIS支援の分散MIMOによって実現される。ケース3の場合、1組のAPが、センシング用の信号の送信機と、エコー信号の受信機として機能する。
ケース3では、エコー信号が分散APによって受信される。ケース3は、典型例としては、RIS支援の分散MIMOによって実現される。ケース3の場合、1組のAPが、センシング用の信号の送信機と、エコー信号の受信機として機能する。
図31Aは、実装のケース3のシステムの概要の例を示す図である。図31Bは、図31Aに示した実装のケース3の信号の流れを示すシーケンス図である。
図31Aには、実装のケース3における、送信機として機能する分散AP(図31Aでは、AP(Tx))、受信機として機能する分散AP(図31Aでは、AP(Rx))、RIS、RIS-MT、及び、ターゲット(図31Aのobject)が示され、信号の流れが示される。図31Bには、図31Aに示した実装のケース3における、分散AP、RIS、RIS-MT、及び、ターゲットの信号のやり取りが示される。
図31Bに示すように、AP(Tx)は、RIS-MTにセンシングモードであることを指示する(S41)。次に、APは、RISに向けてセンシング用の信号(図31Bのsensing signal)を送信し(S42)、RISは、センシング用の信号を転送する(S43)。転送されたセンシング用の信号は、ターゲットであるobjectにおいて反射し、反射後のエコー信号が、AP(Rx)によって受信される(S44)。
図31A、図31Bに示すように、エコー信号は分散APによって受信される。ケース3によれば、ターゲットに近い分散APを、エコー信号の受信機として優先的に使用することによって、エコー信号のSNRを低下させるパスロスを削減でき、イメージングの精度を向上できる。
<ケース4:エコー信号がUEによって受信>
ケース4では、エコー信号がUEによって受信される。ケース4は、典型例としては、RISは、環境センシング及び/又は落下検出などUEを支援する。ケース4の場合、UEは、RISとの相対位置の関係を決定する。
ケース4では、エコー信号がUEによって受信される。ケース4は、典型例としては、RISは、環境センシング及び/又は落下検出などUEを支援する。ケース4の場合、UEは、RISとの相対位置の関係を決定する。
図32Aは、実装のケース4のシステムの概要の例を示す図である。図32Bは、図32Aに示した実装のケース4の信号の流れを示すシーケンス図である。
図32Aには、実装のケース4における、送信機として機能するAP、受信機として機能するUE、RIS、RIS-MT、及び、ターゲット(図32Aのobject)が示され、信号の流れが示される。図32Bには、図32Aに示した実装のケース4における、AP、UE、RIS、RIS-MT、及び、ターゲットの信号のやり取りが示される。
図32Bに示すように、UEは、APに対して、センシングを要求する(S51)。APは、UEに対して、RISに関する情報(図32BのRIS information)を送信する(S52)。APは、RIS-MTにセンシングモードであることを指示する(S53)。次に、APは、RISに向けてセンシング用の信号(図32Bのsensing signal)を送信し(S54)、RISは、センシング用の信号を転送する(S55)。転送されたセンシング用の信号は、ターゲットであるobjectにおいて反射し、反射後のエコー信号が、UEによって受信される(S56)。
図32A、図32Bに示すように、エコー信号はUEによって受信される。ケース4では、UEはイメージング処理を行う前にRISとUEとの相対的な位置関係を決定する。例えば、位置関係の決定のために、ネットワーク(例えば、AP)は、RISの位置情報をUEに送信する。
なお、上述した4つのケースは、RISを含むシステムにおいて、固定されてもよいし、動的に切り替えられてもよい。例えば、システムがセンシングするターゲットの位置、サイズ、選択されるTx、Rx、RISの位置、Tx、Rx、RISのcapability等の少なくとも1つに基づいて、4つのケースの何れかが選択され、選択されたケースに基づいてセンシングが行われてもよい。Tx、Rxのcapabilityとは、例えば、全二重に対応しているか否か、イメージング処理が可能であるか否かの少なくとも1つを示してよい。また、RISのcapabilityは、例えば、イメージング処理が可能であるか否か、粗い粒度のグリッド分割に対応可能か否か、細かい粒度のグリッド分割に対応可能か否かの少なくとも1つを示してよい。
<仕様との関係>
上述した実施の形態は、仕様には、以下のような内容として記載される可能性がある。
上述した実施の形態は、仕様には、以下のような内容として記載される可能性がある。
<RIS支援通信モードとセンシング(イメージング)モード間の切り替え>
・RISは、指示に基づいて通信モードとセンシング(イメージング)モードを動的に切り替えることができる。指示には次のような情報が含まれる。:モード切り替えの指示、Txノード、RIS、Rxノードの選択、Txノードと、RISと、センシング(イメージング)エリアとRxノードとの相対的な空間関係。
・RISは、指示に基づいて通信モードとセンシング(イメージング)モードを動的に切り替えることができる。指示には次のような情報が含まれる。:モード切り替えの指示、Txノード、RIS、Rxノードの選択、Txノードと、RISと、センシング(イメージング)エリアとRxノードとの相対的な空間関係。
Txノード、RISおよびRxノードの選択方法:ネットワークは、センシングのためにTxノードおよび/またはRxノードとして機能するかどうかをAPまたはUEに指示する。RISがセンシングのアシスト(支援)ノードとして機能するかどうかをRISに指示する。RIS―MTが、センシング用のRxノードとして機能するかどうかをRISに指示する。
モード切り替え指示:ネットワークは、RRC/MAC CE/DCIの制御情報などを介して、通信モードとセンシングモードとの間のモード切り替えをRIS-MTに指示する。RISの場合、通信モードとセンシングモードでは異なるコードブックが使用される場合がある。例えば、センシングモードでは、本開示に示したコードブックが使用され、通信モードでは、本開示と異なるコードブックが使用されてもよい。あるいは、通信モードとセンシングモードとの両方が上述した提案のコードブック生成を使用し、異なるビーム粒度が使用されてよい。
相対的な空間関係:ネットワークは、Txノード、RIS、センシング(イメージング)エリア、Rxノードの相対的な空間関係をTxノードとRxノードとに指示する。相対的な空間関係は、Txノードによってセンシング信号の転送/送信用のコードワードを生成するために使用され、Rxノードは相対的な空間関係を画像処理に利用する。例えば、ネットワークは、Txノード、RIS、センシング(イメージング)エリア、Rxノードの座標をTxノードとRxノードとに指示する。
<RTCベースのビームスキャンの粒度切り替え>
RISは、通信モードとセンシング(イメージング)モードの両方でRTCを使用する。通信モードとセンシングモードとに異なるビーム粒度が使用されてもよい。RTCビームスキャンの粒度が、センシング(イメージング)プロセス全体のさまざまな段階で動的に調整される。
RISは、通信モードとセンシング(イメージング)モードの両方でRTCを使用する。通信モードとセンシングモードとに異なるビーム粒度が使用されてもよい。RTCビームスキャンの粒度が、センシング(イメージング)プロセス全体のさまざまな段階で動的に調整される。
RTCは、ターゲットの大まかな位置決め及び/又は姿勢検出などのタスクに粗い粒度のグリッド分割を利用し、スキャン時間を効果的に短縮する。
RTCはジェスチャ認識などのタスクに細かいグリッド分割を利用し、スキャン精度を向上させる。
指示:ネットワークは、ターゲットエリアの範囲とグリッド分割の粒度をRISに指示する。
RISは、ネットワークによって指示される「グリッドインデックス」に基づいてターゲットの座標を決定する場合がある。RISは、ターゲットエリアの範囲とグリッド分割の粒度とに基づいて、座標と「グリッドインデックス」との間のマッピングを決定する。
<RIS―MTの機能>
エコー信号の受信や処理など、RIS―MTの機能を強化した場合、RIS支援センシング(イメージング)システムのパフォーマンスをさらに向上させることができる。なお、この場合、RIS-MTのcapabilityがネットワークに報告されてもよい。
エコー信号の受信や処理など、RIS―MTの機能を強化した場合、RIS支援センシング(イメージング)システムのパフォーマンスをさらに向上させることができる。なお、この場合、RIS-MTのcapabilityがネットワークに報告されてもよい。
<RTC-Based Beam Scanning Granularity Switching>
図33は、一様なユニフォームグリッドRTCの例を示す図である。図33には、x、y、zの3次元の直交空間を、x軸方向にNx個、y軸方向にNy個、z軸方向にNz個に分割することが示される。また、図33には、RISが、N1×N2のエレメントを有することが示される。
図33は、一様なユニフォームグリッドRTCの例を示す図である。図33には、x、y、zの3次元の直交空間を、x軸方向にNx個、y軸方向にNy個、z軸方向にNz個に分割することが示される。また、図33には、RISが、N1×N2のエレメントを有することが示される。
なお、上述した各式において、(x0、y0、z0)は、RISの中心点の座標を表す。(xgi、ygi、zgi)は、グリッドインデックスから取得できるi番目のグリッド中心の座標を表す。また、ここで、αとνはそれぞれ方位角と仰角の物理的な角度を表し、RISのエレメントの座標とセンシング(イメージング)エリアの座標に基づく座標変換によって取得される。
<センシング(イメージング)モードにおけるTx、RIS、Rx間の連携>
センシング(イメージング)モードでは、Tx、RIS、Rx間の連携が望まれる。Txはセンシング信号を RISに送信し、RISはビームフォーミングでターゲット領域をスキャンするためにセンシング信号を転送する。受信されたエコー信号は、Rxによって収集される。
センシング(イメージング)モードでは、Tx、RIS、Rx間の連携が望まれる。Txはセンシング信号を RISに送信し、RISはビームフォーミングでターゲット領域をスキャンするためにセンシング信号を転送する。受信されたエコー信号は、Rxによって収集される。
Tx、RIS、Rx間の連携としては、以下のケースが取り得る。
ケース1では、RIS―MTがRxとして機能する。このケースでは、APがTxとして選択される。
ケース2では、APがRxとして機能する。このケースでは、TxとRxの両方として全二重APが選択される。
ケース3では、分散APが、Rxとして機能する。このケースでは、1つのAPをTxとして選択し、別のAPをRxとして選択する。ネットワーク側は、RISとAP(Rx)の間の相対的な空間関係を知る必要がある。
ケース4では、UEがRxとなる。このケースでは、APをTxとして選択する必要がある。UEは、RISとUE自体の間の相対的な空間関係を認識する必要がある。
ケース4では、UE制御RIS(UE-controlled RIS)として知られる、UEによるRISの制御を考慮してもよい。
ケース4では、2つのオプションが考えられる。
オプション1では、RISはUEによって完全に制御される。このオプションでは、通信モードとセンシングモードの両方で、UEは制御情報をRISに指示する。また、センシングの場合、UEは、サイドリンクの制御情報を介して、モード切り替え指示、RISの選択、ビームスキャンの粒度の切り替え指示を RIS―MTに指示する。例えば、上述における、ネットワークの指示と同様に、UEが指示してよい。
オプション2では、ネットワークとUEの両方が、RISを制御する。このオプションでは、通信モードでは、ネットワークが制御情報を RISに通知する。センシングのために、UEは、モード切り替え指示、RISの選択、ビームスキャンの粒度の切り替えの指示をRISに指示する。
以上のような事項が、今度の仕様において規定される可能性がある。
また、上述した実施の形態では、RISが、gNBとUEとの間に1つ設けられる例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、gNBとUEとの間に、複数のRISが設けられてもよい。例えば、第1のRISが、gNBによって送信された信号を、第2のRISに転送し、第2のRISが、当該信号を、UEに転送する構成であってもよい。また、この場合、第1のRISが、マルチビーム(例えば、上述したマルチワイドビーム)を生成して、複数の第2のRISに信号を転送し、複数の第2のRISのそれぞれが、更に、信号をUEに転送してもよい。
なお、本開示において、「A/B」及び「A及びBの少なくとも一方」は、互いに読み替えられてもよい。また、本開示において、「A/B/C」は、「A、B及びCの少なくとも1つ」を意味してもよい。
本開示において、通知、アクティベート、ディアクティベート、指示(又は指定(indicate))、選択(select)、設定(configure)、更新(update)、決定(determine)などは、互いに読み替えられてもよい。本開示において、サポートする、制御する、制御できる、動作する、動作できるなどは、互いに読み替えられてもよい。
本開示において、無線リソース制御(Radio Resource Control(RRC))、RRCパラメータ、RRCメッセージ、上位レイヤパラメータ、フィールド、情報要素(Information Element(IE))、設定などは、互いに読み替えられてもよい。本開示において、Medium Access Control制御要素(MAC Control Element(CE))、更新コマンド、アクティベーション/ディアクティベーションコマンドなどは、互いに読み替えられてもよい。
本開示において、上位レイヤシグナリングは、例えば、Radio Resource Control(RRC)シグナリング、Medium Access Control(MAC)シグナリング、ブロードキャスト情報、その他のメッセージ(例えば、測位用プロトコル(例えば、NR Positioning Protocol A(NRPPa)/LTE Positioning Protocol(LPP))メッセージなどの、コアネットワークからのメッセージ)などのいずれか、又はこれらの組み合わせであってもよい。
本開示において、MACシグナリングは、例えば、MAC制御要素(MAC Control Element(MAC CE))、MAC Protocol Data Unit(PDU)などを用いてもよい。ブロードキャスト情報は、例えば、マスタ情報ブロック(Master Information Block(MIB))、システム情報ブロック(System Information Block(SIB))、最低限のシステム情報(Remaining Minimum System Information(RMSI))、その他のシステム情報(Other System Information(OSI))などであってもよい。
本開示において、物理レイヤシグナリングは、例えば、下りリンク制御情報(Downlink Control Information(DCI))、上りリンク制御情報(Uplink Control Information(UCI))などであってもよい。
本開示において、アパチャー、アンテナアレイ、アレイ、サブアレイ(複数のアンテナ素子、アレイの一部)、パネル、RIS、RISアレイ、散乱要素アレイ、等は互いに読み替えられてもよい。本開示において、アンテナ、アンテナ素子、散乱要素、等は互いに読み替えられてもよい。
本開示において、NCR、RIS、RISを含むNCR、ネットワークノード、装置、IAB、IAB-MT(Mobile Termination)、IAB-DU(Distribution Unit)、IAB-CU(Central Unit)、端末、基地局、中継局、中継装置、レピータ、反射板、透過板、RIS-NCR、RISタイプNCR、拡張NCR、等は互いに読み替えられてもよい。
<ブロック構成図>
図34は、本開示の一実施の形態に係る基地局100の構成の一例を示すブロック図である。基地局100は、例えば、送信部101と、受信部102と、制御部103と、を含む。基地局100は、端末200(図35参照)と無線によって通信する。なお、送信部101及び受信部102は、あわせて通信部と称されてもよい。また、制御部は、処理部、プロセッサ等と称されてもよい。
図34は、本開示の一実施の形態に係る基地局100の構成の一例を示すブロック図である。基地局100は、例えば、送信部101と、受信部102と、制御部103と、を含む。基地局100は、端末200(図35参照)と無線によって通信する。なお、送信部101及び受信部102は、あわせて通信部と称されてもよい。また、制御部は、処理部、プロセッサ等と称されてもよい。
送信部101は、DL信号を端末200へ送信する。例えば、送信部101は、制御部103による制御の下に、DL信号を送信する。例えば、DL信号には、端末200の信号送信に関するスケジューリングを示す情報(例えば、ULグラント)、上位レイヤの制御情報等が含まれてよい。
例えば、送信部101は、DL信号として、各種の制御信号(上位レイヤ等の制御信号等)、参照信号、データ信号等を端末200及び/又は無線装置300へ送信する。送信部101は、例えば、DL信号として、上記の実施の形態において説明した各種の信号、チャネル、設定情報、制御情報等を端末200へ送信する。
例えば、送信部101は、制御部103によって生成された、端末200の制御に関する情報を端末200へ送信する。また、例えば、送信部101は、制御部103によって生成された、無線装置300の制御に関する情報を無線装置300へ送信する。また、送信部101は、制御部103によって生成されたデータ信号を端末200へ送信する。
受信部102は、端末200から送信されたUL信号を受信する。例えば、受信部102は、制御部103による制御の下に、UL信号を受信する。また、受信部102は、無線装置300から送信されたUL信号を受信してもよい。
例えば、受信部102は、UL信号として、端末200の端末能力情報(例えば、UE capability)を含む信号、各種の制御信号、参照信号、データ信号等を端末200から受信する。また、受信部102は、無線装置300の能力情報(例えば、capability)を含む信号を受信してもよい。
制御部103は、送信部101における送信処理及び受信部102における受信処理を含む、基地局100の(通信)動作全般を制御する。
例えば、制御部103は、上位レイヤからデータ及び制御情報といった情報を取得し、送信部101へ出力する。また、制御部103は、受信部102から受信したデータ及び制御情報等を上位レイヤへ出力する。
例えば、制御部103は、端末200から受信した信号(例えば、データ及び制御情報等)及び/又は上位レイヤから取得したデータ及び制御情報等に基づいて、DL信号の送受信に用いるリソース及び/又はUL信号の送受信に用いるリソースの割り当てを行う。割り当てたリソースに関する情報は、端末200に送信する制御情報に含まれてよい。
制御部103は、上記の実施の形態において説明した送信及び受信以外の動作を実行する(なお、当該動作は、送信部101及び/又は受信部102によって実行されてもよい)。
また、制御部103は、無線装置300の転送動作に関する制御情報を生成してもよい。制御部103は、無線装置300の通信制御に関する指示(例えば、制御情報)を、送信部101を介して、送信してもよい。
図35は、本開示の一実施の形態に係る端末200の構成の一例を示すブロック図である。端末200は、例えば、受信部201と、送信部202と、制御部203と、を含む。端末200は、例えば、基地局100(図34参照)と無線によって通信する。なお、受信部201及び送信部202は、あわせて通信部と称されてもよい。
受信部201は、基地局100から送信されたDL信号を受信する。例えば、受信部201は、制御部203による制御の下に、DL信号を受信する。
例えば、受信部201は、DL信号として、各種の制御信号、参照信号、データ信号等を基地局100から受信する。受信部201は、例えば、DL信号として、上記の実施の形態において説明した各種の信号、チャネル、設定情報、制御情報等を基地局100から受信する。
例えば、受信部201は、基地局100から信号を受信する。
送信部202は、UL信号を基地局100へ送信する。例えば、送信部202は、制御部203による制御の下に、UL信号を送信する。
例えば、送信部202は、UL信号として、端末200の処理能力に関する情報を含む信号、各種の制御信号、参照信号、データ信号等を基地局100へ送信する。
制御部203は、受信部201における受信処理及び送信部202における送信処理を含む、端末200の(通信)動作全般を制御する。
例えば、制御部203は、上位レイヤからデータ及び制御情報といった情報を取得し、送信部202へ出力する。また、制御部203は、例えば、受信部201から受信したデータ及び制御情報等を上位レイヤへ出力する。
制御部203は、上記の実施の形態において説明した送信及び受信以外の動作を実行する(なお、当該動作は、受信部201及び/又は送信部202によって実行されてもよい)。
なお、端末200が基地局100から受信する信号は、基地局100から直接送信された信号であってもよいし、基地局100から送信され、無線装置300によって転送された信号であってもよい。また、端末200が基地局100へ送信する信号は、基地局100によって直接受信されてもよいし、無線装置300によって転送されて基地局100によって受信されてもよい。この場合、端末200は、無線装置300によって転送された信号か否かを認識しなくてよい。
図36は、本開示の一実施の形態に係る無線装置300の構成の一例を示すブロック図である。無線装置300は、RISの一例に対応する。無線装置300は、例えば、受信部301と、送信部302と、制御部303と、を含む。無線継装置300は、例えば、基地局100(図34参照)及び端末200(図35参照)と無線によって通信する。なお、受信部301及び送信部302は、あわせて通信部と称されてもよい。通信部は、電波を放射する放射面(例えば、RISアレイ)を有し、放射面から信号を送信してもよいし、放射面において信号を受信してもよい。放射面は、アンテナ部と称されてもよい。
受信部301は、基地局100から送信されたDL信号を受信する。また、受信部301は、端末200から送信されたUL信号を受信する。例えば、受信部301は、制御部303による制御の下に、DL信号及びUL信号を受信する。なお、受信する信号には、基地局100宛の信号、端末200宛の信号、及び、無線装置300宛の信号が含まれてよい。例えば、受信部301は、基地局100から端末200宛に送信された信号(例えば、端末200に固有の信号)を受信する。なお、転送処理には、基地局100から受信した端末200宛の信号を端末200へ送信する処理と、基地局100宛の信号を端末200から受信する処理との少なくとも一方が含まれてよい。
送信部302は、端末200から受信した、基地局100宛のUL信号を基地局100へ送信する。また、送信部302は、基地局100から受信した、端末200宛のDL信号を端末200へ送信する。例えば、送信部302は、制御部303による制御の下に、UL信号を送信する。例えば、送信部302は、基地局100から受信した端末200宛の信号を端末200に転送する。
制御部303は、受信部301における受信処理及び送信部302における送信処理を含む、無線装置300の(通信)動作全般を制御する。
例えば、制御部303は、第1の粒度でスキャンする第1のビーム(例えば、粗いビームスキャン用のビーム)と、第1の粒度よりも細かい第2の粒度でスキャンする第2のビーム(例えば、細かいビームスキャン用のビーム)との何れかの設定を行う。この場合、RISアレイ(アンテナ部の一例)は、制御部303の設定に基づいて、ビームを形成して信号を転送する。
また、例えば、制御部303は、センシング領域をセンシングする第1のモード(例えば、センシングモード)と、送信装置(例えば、基地局100)から受信装置(例えば、端末200)へ信号を送信する第2のモード(例えば、通信モード)との切り替えの設定を行う。この場合、RISアレイ(アンテナ部の一例)は、制御部が設定したモードに基づいて、信号を転送する。
制御部303は、上記の実施の形態において説明した送信及び受信以外の動作を実行する(なお、当該動作は、受信部301及び/又は送信部302によって実行されてもよい)。
なお、本開示における無線装置300(例えば、RIS)は、通信装置の一例であってよい。また、本開示における無線装置300は、中継装置、転送装置、リレー装置等の別の呼称で呼ばれてもよい。また、本開示における無線装置300は、端末200(例えば、UE)に置き換えられてもよい。例えば、無線装置300は、転送機能(又は中継機能)を有する端末200と捉えてもよい。
以上、本開示について説明した。なお、上記の説明における項目の区分けは本開示に本質的ではなく、2以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。
<ハードウェア構成等>
上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信部(transmitting unit)や送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。
例えば、本開示の一実施の形態における基地局、端末、及び無線装置などは、本開示の無線通信方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図37は、本開示の一実施の形態に係る基地局、端末、及び無線装置のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の基地局100、端末200、及び無線装置300は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、通信装置1004、入力装置1005、出力装置1006、バス1007などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。基地局100、端末200、及び無線装置300のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
基地局100、端末200、及び無線装置300における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることによって、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信を制御したり、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。
プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)によって構成されてもよい。例えば、上述の制御部103、制御部203、及び制御部303などは、プロセッサ1001によって実現されてもよい。
また、プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール、データなどを、ストレージ1003及び通信装置1004の少なくとも一方からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態において説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、端末200の制御部203は、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001において動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、1つのプロセッサ1001によって実行される旨を説明してきたが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップによって実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つによって構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本開示の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blue-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つによって構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ1002及びストレージ1003の少なくとも一方を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
通信装置1004は、有線ネットワーク及び無線ネットワークの少なくとも一方を介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。通信装置1004は、例えば周波数分割複信(FDD:Frequency Division Duplex)及び時分割複信(TDD:Time Division Duplex)の少なくとも一方を実現するために、高周波スイッチ、デュプレクサ、フィルタ、周波数シンセサイザなどを含んで構成されてもよい。例えば、上述の送信部101、受信部102、受信部201、送信部202、受信部301、及び送信部302などは、通信装置1004によって実現されてもよい。
入力装置1005は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど)である。出力装置1006は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。なお、入力装置1005及び出力装置1006は、一体となった構成(例えば、タッチパネル)であってもよい。
また、プロセッサ1001、メモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバス1007によって接続される。バス1007は、単一のバスを用いて構成されてもよいし、装置間ごとに異なるバスを用いて構成されてもよい。
また、基地局100、端末200、及び無線装置300は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つを用いて実装されてもよい。
<情報の通知、シグナリング>
情報の通知は、本開示において説明した実施の形態に限られず、他の方法を用いて行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
情報の通知は、本開示において説明した実施の形態に限られず、他の方法を用いて行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
<適用システム>
本開示において説明した実施の形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、6th generation mobile communication system(6G)、xth generation mobile communication system(xG)(xG(xは、例えば整数、小数))、FRA(Future Radio Access)、NR(new Radio)、New radio access(NX)、Future generation radio access(FX)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張、修正、作成、規定された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて(例えば、LTE及びLTE-Aの少なくとも一方と5Gとの組み合わせ等)適用されてもよい。
本開示において説明した実施の形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4th generation mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication system)、6th generation mobile communication system(6G)、xth generation mobile communication system(xG)(xG(xは、例えば整数、小数))、FRA(Future Radio Access)、NR(new Radio)、New radio access(NX)、Future generation radio access(FX)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張、修正、作成、規定された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて(例えば、LTE及びLTE-Aの少なくとも一方と5Gとの組み合わせ等)適用されてもよい。
<処理手順等>
本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
<基地局の動作>
本開示において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つ又は複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局及び基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MME又はS-GWなどが考えられるが、これらに限られない)の少なくとも1つによって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MME及びS-GW)であってもよい。
本開示において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つ又は複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局及び基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MME又はS-GWなどが考えられるが、これらに限られない)の少なくとも1つによって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MME及びS-GW)であってもよい。
<入出力の方向>
情報等(<情報、信号>の項目参照)は、上位レイヤ(又は下位レイヤ)から下位レイヤ(又は上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
情報等(<情報、信号>の項目参照)は、上位レイヤ(又は下位レイヤ)から下位レイヤ(又は上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
<入出力された情報等の扱い>
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
<判定方法>
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
<態様のバリエーション等>
本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
本開示において説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
<ソフトウェア>
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)及び無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。
<情報、信号>
本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本開示において説明した用語及び本開示の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及びシンボルの少なくとも一方は信号(シグナリング)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC:Component Carrier)は、キャリア周波数、セル、周波数キャリアなどと呼ばれてもよい。
<システム、ネットワーク>
本開示において使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
本開示において使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
<パラメータ、チャネルの名称>
また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスによって指示されるものであってもよい。
また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスによって指示されるものであってもよい。
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的な名称ではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本開示で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)及び情報要素は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的な名称ではない。
<基地局>
本開示においては、「基地局(BS:Base Station)」、「無線基地局」、「固定局(fixed station)」、「NodeB」、「eNodeB(eNB)」、「gNodeB(gNB)」、「アクセスポイント(access point)」、「送信ポイント(transmission point)」、「受信ポイント(reception point)、「送受信ポイント(transmission/reception point)」、「セル」、「セクタ」、「セルグループ」、「キャリア」、「コンポーネントキャリア」などの用語は、互換的に使用され得る。基地局は、マクロセル、スモールセル、フェムトセル、ピコセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
本開示においては、「基地局(BS:Base Station)」、「無線基地局」、「固定局(fixed station)」、「NodeB」、「eNodeB(eNB)」、「gNodeB(gNB)」、「アクセスポイント(access point)」、「送信ポイント(transmission point)」、「受信ポイント(reception point)、「送受信ポイント(transmission/reception point)」、「セル」、「セクタ」、「セルグループ」、「キャリア」、「コンポーネントキャリア」などの用語は、互換的に使用され得る。基地局は、マクロセル、スモールセル、フェムトセル、ピコセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
基地局は、1つ又は複数(例えば、3つ)のセルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局(RRH:Remote Radio Head)によって通信サービスを提供することもできる。「セル」又は「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局及び基地局サブシステムの少なくとも一方のカバレッジエリアの一部又は全体を指す。本開示において、基地局が端末に情報を送信することは、基地局が端末に対して、情報に基づく制御・動作を指示することと読み替えられてもよい。
<移動局>
本開示においては、「移動局(MS:Mobile Station)」、「ユーザ端末(user terminal)」、「ユーザ装置(UE:User Equipment)」、「端末」などの用語は、互換的に使用され得る。
本開示においては、「移動局(MS:Mobile Station)」、「ユーザ端末(user terminal)」、「ユーザ装置(UE:User Equipment)」、「端末」などの用語は、互換的に使用され得る。
移動局は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、又はいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
<基地局/移動局>
基地局及び移動局の少なくとも一方は、送信装置、受信装置、通信装置などと呼ばれてもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、移動体に搭載されたデバイス、移動体自体などであってもよい。当該移動体は、移動可能な物体をいい、移動速度は任意である。また移動体が停止している場合も当然含む。当該移動体は、例えば、車両、輸送車両、自動車、自動二輪車、自転車、コネクテッドカー、ショベルカー、ブルドーザー、ホイールローダー、ダンプトラック、フォークリフト、列車、バス、リヤカー、人力車、船舶(ship and other watercraft)、飛行機、ロケット、人工衛星、ドローン(登録商標)、マルチコプター、クアッドコプター、気球、およびこれらに搭載される物を含み、またこれらに限らない。また、当該移動体は、運行指令に基づいて自律走行する移動体であってもよい。乗り物(例えば、車、飛行機など)であってもよいし、無人で動く移動体(例えば、ドローン、自動運転車など)であってもよいし、ロボット(有人型又は無人型)であってもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、必ずしも通信動作時に移動しない装置も含む。例えば、基地局及び移動局の少なくとも一方は、センサなどのIoT(Internet of Things)機器であってもよい。
基地局及び移動局の少なくとも一方は、送信装置、受信装置、通信装置などと呼ばれてもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、移動体に搭載されたデバイス、移動体自体などであってもよい。当該移動体は、移動可能な物体をいい、移動速度は任意である。また移動体が停止している場合も当然含む。当該移動体は、例えば、車両、輸送車両、自動車、自動二輪車、自転車、コネクテッドカー、ショベルカー、ブルドーザー、ホイールローダー、ダンプトラック、フォークリフト、列車、バス、リヤカー、人力車、船舶(ship and other watercraft)、飛行機、ロケット、人工衛星、ドローン(登録商標)、マルチコプター、クアッドコプター、気球、およびこれらに搭載される物を含み、またこれらに限らない。また、当該移動体は、運行指令に基づいて自律走行する移動体であってもよい。乗り物(例えば、車、飛行機など)であってもよいし、無人で動く移動体(例えば、ドローン、自動運転車など)であってもよいし、ロボット(有人型又は無人型)であってもよい。なお、基地局及び移動局の少なくとも一方は、必ずしも通信動作時に移動しない装置も含む。例えば、基地局及び移動局の少なくとも一方は、センサなどのIoT(Internet of Things)機器であってもよい。
また、本開示における基地局は、端末で読み替えてもよい。例えば、基地局及び端末間の通信を、複数の端末間の通信(例えば、D2D(Device-to-Device)、V2X(Vehicle-to-Everything)などと呼ばれてもよい)に置き換えた構成について、本開示の実施の形態を適用してもよい。この場合、上述の基地局100が有する機能を端末200及び無線装置300が有する構成としてもよい。また、「上り」及び「下り」などの文言は、端末間通信に対応する文言(例えば、「サイド(side)」)で読み替えられてもよい。例えば、上りチャネル、下りチャネルなどは、サイドチャネルで読み替えられてもよい。
同様に、本開示における端末は、基地局で読み替えてもよい。この場合、上述の端末20が有する機能を基地局100及び中継局300が有する構成としてもよい。
図38に車両2001の構成例を示す。図38に示すように、車両2001は駆動部2002、操舵部2003、アクセルペダル2004、ブレーキペダル2005、シフトレバー2006、前輪2007、後輪2008、車軸2009、電子制御部2010、各種センサ2021~2029、情報サービス部2012と通信モジュール2013を備える。本開示において説明した各態様/実施形態は、車両2001に搭載される通信装置に適用されてもよく、例えば、通信モジュール2013に適用されてもよい。
駆動部2002は例えば、エンジン、モータ、エンジンとモータのハイブリッドで構成される。操舵部2003は、少なくともステアリングホイール(ハンドルとも呼ぶ)を含み、ユーザによって操作されるステアリングホイールの操作に基づいて前輪及び後輪の少なくとも一方を操舵するように構成される。
電子制御部2010は、マイクロプロセッサ2031、メモリ(ROM、RAM)2032、通信ポート(IOポート)2033で構成される。電子制御部2010には、車両2001に備えられた各種センサ2021~2029からの信号が入力される。電子制御部2010は、ECU(Electronic Control Unit)と呼んでも良い。
各種センサ2021~2029からの信号としては、モータの電流をセンシングする電流センサ2021からの電流信号、回転数センサ2022によって取得された前輪や後輪の回転数信号、空気圧センサ2023によって取得された前輪や後輪の空気圧信号、車速センサ2024によって取得された車速信号、加速度センサ2025によって取得された加速度信号、アクセルペダルセンサ2029によって取得されたアクセルペダルの踏み込み量信号、ブレーキペダルセンサ2026によって取得されたブレーキペダルの踏み込み量信号、シフトレバーセンサ2027によって取得されたシフトレバーの操作信号、物体検知センサ2028によって取得された障害物、車両、歩行者等を検出するための検出信号等がある。
情報サービス部2012は、カーナビゲーションシステム、オーディオシステム、スピーカー、テレビ、ラジオといった、運転情報、交通情報、エンターテイメント情報等の各種情報を提供(出力)するための各種機器と、これらの機器を制御する1つ以上のECUとから構成される。情報サービス部2012は、外部装置から通信モジュール2013等を介して取得した情報を利用して、車両2001の乗員に各種マルチメディア情報及びマルチメディアサービスを提供する。
情報サービス部2012は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ、タッチパネルなど)を含んでもよいし、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプ、タッチパネルなど)を含んでもよい。
運転支援システム部2030は、ミリ波レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging)、カメラ、測位ロケータ(例えば、GNSS等)、地図情報(例えば、高精細(HD)マップ、自動運転車(AV)マップ等)、ジャイロシステム(例えば、IMU(Inertial Measurement Unit)、INS(Inertial Navigation System)等)、AI(Artificial Intelligence)チップ、AIプロセッサといった、事故を未然に防止したりドライバの運転負荷を軽減したりするための機能を提供するための各種機器と、これらの機器を制御する1つ以上のECUとから構成される。また、運転支援システム部2030は、通信モジュール2013を介して各種情報を送受信し、運転支援機能又は自動運転機能を実現する。
通信モジュール2013は通信ポートを介して、マイクロプロセッサ2031および車両2001の構成要素と通信することができる。例えば、通信モジュール2013は通信ポート2033を介して、車両2001に備えられた駆動部2002、操舵部2003、アクセルペダル2004、ブレーキペダル2005、シフトレバー2006、前輪2007、後輪2008、車軸2009、電子制御部2010内のマイクロプロセッサ2031及びメモリ(ROM、RAM)2032、センサ2021~29との間でデータを送受信する。
通信モジュール2013は、電子制御部2010のマイクロプロセッサ2031によって制御可能であり、外部装置と通信を行うことが可能な通信デバイスである。例えば、外部装置との間で無線通信を介して各種情報の送受信を行う。通信モジュール2013は、電子制御部2010の内部と外部のどちらにあってもよい。外部装置は、例えば、基地局、移動局等であってもよい。
通信モジュール2013は、電子制御部2010に入力された上述の各種センサ2021~2029からの信号、当該信号に基づいて得られる情報、及び情報サービス部2012を介して得られる外部(ユーザ)からの入力に基づく情報、の少なくとも1つを、無線通信を介して外部装置へ送信してもよい。電子制御部2010、各種センサ2021~2029、情報サービス部2012などは、入力を受け付ける入力部と呼ばれてもよい。例えば、通信モジュール2013によって送信されるPUSCHは、上記入力に基づく情報を含んでもよい。
通信モジュール2013は、外部装置から送信されてきた種々の情報(交通情報、信号情報、車間情報等)を受信し、車両2001に備えられた情報サービス部2012へ表示する。情報サービス部2012は、情報を出力する(例えば、通信モジュール2013によって受信されるPDSCH(又は当該PDSCHから復号されるデータ/情報)に基づいてディスプレイ、スピーカーなどの機器に情報を出力する)出力部と呼ばれてもよい。
また、通信モジュール2013は、外部装置から受信した種々の情報をマイクロプロセッサ2031によって利用可能なメモリ2032へ記憶する。メモリ2032に記憶された情報に基づいて、マイクロプロセッサ2031が車両2001に備えられた駆動部2002、操舵部2003、アクセルペダル2004、ブレーキペダル2005、シフトレバー2006、前輪2007、後輪2008、車軸2009、センサ2021~2029等の制御を行ってもよい。
<用語の意味、解釈>
本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。
本開示で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up、search、inquiry)(例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。また、「判断(決定)」は、「想定する(assuming)」、「期待する(expecting)」、「みなす(considering)」などで読み替えられてもよい。
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、「接続」は「アクセス」で読み替えられてもよい。本開示で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及びプリント電気接続の少なくとも一つを用いて、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどを用いて、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
<参照信号>
参照信号は、RS(Reference Signal)と略称することもでき、適用される標準によってパイロット(Pilot)と呼ばれてもよい。
参照信号は、RS(Reference Signal)と略称することもでき、適用される標準によってパイロット(Pilot)と呼ばれてもよい。
<「に基づいて」の意味>
本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
<「第1の」、「第2の」>
本開示において使用する「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第1及び第2の要素への参照は、2つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
本開示において使用する「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第1及び第2の要素への参照は、2つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
<手段>
上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
<オープン形式>
本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
<TTI等の時間単位、RBなどの周波数単位、無線フレーム構成>
無線フレームは時間領域において1つ又は複数のフレームによって構成されてもよい。時間領域において1つ又は複数の各フレームはサブフレームと呼ばれてもよい。サブフレームは更に時間領域において1つ又は複数のスロットによって構成されてもよい。サブフレームは、ニューメロロジー(numerology)に依存しない固定の時間長(例えば、1ms)であってもよい。
無線フレームは時間領域において1つ又は複数のフレームによって構成されてもよい。時間領域において1つ又は複数の各フレームはサブフレームと呼ばれてもよい。サブフレームは更に時間領域において1つ又は複数のスロットによって構成されてもよい。サブフレームは、ニューメロロジー(numerology)に依存しない固定の時間長(例えば、1ms)であってもよい。
ニューメロロジーは、ある信号又はチャネルの送信及び受信の少なくとも一方に適用される通信パラメータであってもよい。ニューメロロジーは、例えば、サブキャリア間隔(SCS:SubCarrier Spacing)、帯域幅、シンボル長、サイクリックプレフィックス長、送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)、TTIあたりのシンボル数、無線フレーム構成、送受信機が周波数領域において行う特定のフィルタリング処理、送受信機が時間領域において行う特定のウィンドウイング処理などの少なくとも1つを示してもよい。
スロットは、時間領域において1つ又は複数のシンボル(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボル、SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)シンボル等)で構成されてもよい。スロットは、ニューメロロジーに基づく時間単位であってもよい。
スロットは、複数のミニスロットを含んでもよい。各ミニスロットは、時間領域において1つ又は複数のシンボルによって構成されてもよい。また、ミニスロットは、サブスロットと呼ばれてもよい。ミニスロットは、スロットよりも少ない数のシンボルによって構成されてもよい。ミニスロットより大きい時間単位で送信されるPDSCH(又はPUSCH)は、PDSCH(又はPUSCH)マッピングタイプAと呼ばれてもよい。ミニスロットを用いて送信されるPDSCH(又はPUSCH)は、PDSCH(又はPUSCH)マッピングタイプBと呼ばれてもよい。
無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット及びシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット及びシンボルは、それぞれに対応する別の呼称が用いられてもよい。
例えば、1サブフレームは送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)と呼ばれてもよいし、複数の連続したサブフレームがTTIと呼ばれてよいし、1スロット又は1ミニスロットがTTIと呼ばれてもよい。つまり、サブフレーム及びTTIの少なくとも一方は、既存のLTEにおけるサブフレーム(1ms)であってもよいし、1msより短い期間(例えば、1-13シンボル)であってもよいし、1msより長い期間であってもよい。なお、TTIを表す単位は、サブフレームではなくスロット、ミニスロットなどと呼ばれてもよい。
ここで、TTIは、例えば、無線通信におけるスケジューリングの最小時間単位のことをいう。例えば、LTEシステムでは、基地局が各ユーザ端末に対して、無線リソース(各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅、送信電力など)を、TTI単位で割り当てるスケジューリングを行う。なお、TTIの定義はこれに限られない。
TTIは、チャネル符号化されたデータパケット(トランスポートブロック)、コードブロック、コードワードなどの送信時間単位であってもよいし、スケジューリング、リンクアダプテーションなどの処理単位となってもよい。なお、TTIが与えられたとき、実際にトランスポートブロック、コードブロック、コードワードなどがマッピングされる時間区間(例えば、シンボル数)は、当該TTIよりも短くてもよい。
なお、1スロット又は1ミニスロットがTTIと呼ばれる場合、1以上のTTI(すなわち、1以上のスロット又は1以上のミニスロット)が、スケジューリングの最小時間単位となってもよい。また、当該スケジューリングの最小時間単位を構成するスロット数(ミニスロット数)は制御されてもよい。
1msの時間長を有するTTIは、通常TTI(LTE Rel.8-12におけるTTI)、ノーマルTTI、ロングTTI、通常サブフレーム、ノーマルサブフレーム、ロングサブフレーム、スロットなどと呼ばれてもよい。通常TTIより短いTTIは、短縮TTI、ショートTTI、部分TTI(partial又はfractional TTI)、短縮サブフレーム、ショートサブフレーム、ミニスロット、サブスロット、スロットなどと呼ばれてもよい。
なお、ロングTTI(例えば、通常TTI、サブフレームなど)は、1msを超える時間長を有するTTIで読み替えてもよいし、ショートTTI(例えば、短縮TTIなど)は、ロングTTIのTTI長未満かつ1ms以上のTTI長を有するTTIで読み替えてもよい。
リソースブロック(RB)は、時間領域及び周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域において、1つ又は複数個の連続した副搬送波(subcarrier)を含んでもよい。RBに含まれるサブキャリアの数は、ニューメロロジーに関わらず同じであってもよく、例えば12であってもよい。RBに含まれるサブキャリアの数は、ニューメロロジーに基づいて決定されてもよい。
また、RBの時間領域は、1つ又は複数個のシンボルを含んでもよく、1スロット、1ミニスロット、1サブフレーム、又は1TTIの長さであってもよい。1TTI、1サブフレームなどは、それぞれ1つ又は複数のリソースブロックで構成されてもよい。
なお、1つ又は複数のRBは、物理リソースブロック(PRB:Physical RB)、サブキャリアグループ(SCG:Sub-Carrier Group)、リソースエレメントグループ(REG:Resource Element Group)、PRBペア、RBペアなどと呼ばれてもよい。
また、リソースブロックは、1つ又は複数のリソースエレメント(RE:Resource Element)によって構成されてもよい。例えば、1REは、1サブキャリア及び1シンボルの無線リソース領域であってもよい。
帯域幅部分(BWP:Bandwidth Part)(部分帯域幅などと呼ばれてもよい)は、あるキャリアにおいて、あるニューメロロジー用の連続する共通RB(common resource blocks)のサブセットのことを表してもよい。ここで、共通RBは、当該キャリアの共通参照ポイントを基準としたRBのインデックスによって特定されてもよい。PRBは、あるBWPで定義され、当該BWP内で番号付けされてもよい。
BWPには、UL用のBWP(UL BWP)と、DL用のBWP(DL BWP)とが含まれてもよい。UEに対して、1キャリア内に1つ又は複数のBWPが設定されてもよい。
設定されたBWPの少なくとも1つがアクティブであってもよく、UEは、アクティブなBWPの外で所定の信号/チャネルを送受信することを想定しなくてもよい。なお、本開示における「セル」、「キャリア」などは、「BWP」で読み替えられてもよい。
上述した無線フレーム、サブフレーム、スロット、ミニスロット及びシンボルなどの構造は例示に過ぎない。例えば、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレーム又は無線フレームあたりのスロットの数、スロット内に含まれるミニスロットの数、スロット又はミニスロットに含まれるシンボル及びRBの数、RBに含まれるサブキャリアの数、並びにTTI内のシンボル数、シンボル長、サイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)長などの構成は、様々に変更することができる。
<最大送信電力>
本開示に記載の「最大送信電力」は、送信電力の最大値を意味してもよいし、公称最大送信電力(the nominal UE maximum transmit power)を意味してもよいし、定格最大送信電力(the rated UE maximum transmit power)を意味してもよい。
本開示に記載の「最大送信電力」は、送信電力の最大値を意味してもよいし、公称最大送信電力(the nominal UE maximum transmit power)を意味してもよいし、定格最大送信電力(the rated UE maximum transmit power)を意味してもよい。
<冠詞>
本開示において、例えば、英語でのa、an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
本開示において、例えば、英語でのa、an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
<「異なる」>
本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
本開示の一態様は、無線通信システムに有用である。
10 無線通信システム
20 NG-RAN
100 基地局(gNB)
200 端末(UE)
300 無線装置(RIS)
101,202,302 送信部
102,201,301 受信部
103,203,303 制御部
1001 プロセッサ
1002 メモリ
1003 ストレージ
1004 通信装置
1005 入力装置
1006 出力装置
1007 バス
20 NG-RAN
100 基地局(gNB)
200 端末(UE)
300 無線装置(RIS)
101,202,302 送信部
102,201,301 受信部
103,203,303 制御部
1001 プロセッサ
1002 メモリ
1003 ストレージ
1004 通信装置
1005 入力装置
1006 出力装置
1007 バス
Claims (7)
- 第1の粒度でスキャンする第1のビームと、前記第1の粒度よりも細かい第2の粒度でスキャンする第2のビームとの何れかの設定を行う制御部と、
前記設定に基づいて、ビームを形成して信号を転送するアンテナ部と、
を備える中継装置。 - 前記制御部は、前記信号を送信する送信装置からの指示に基づいて、前記設定を行う、
請求項1に記載の中継装置。 - 前記第1のビームが設定される場合、前記アンテナ部は、スキャン領域を、前記第1の粒度で分割した領域を前記第1のビームでスキャンし、
前記第2のビームが設定される場合、前記アンテナ部は、前記スキャン領域を、前記第2の粒度で分割した領域を前記第2のビームでスキャンする、
請求項1に記載の中継装置。 - 前記制御部は、前記設定に応じたコードワードを設定する、
請求項1に記載の中継装置。 - 送信装置と、中継装置と、受信装置とを備え、
前記送信装置は、スキャン用の信号を前記中継装置に向けて送信する送信部を備え、
前記中継装置は、
第1の粒度でスキャンする第1のビームと、前記第1の粒度よりも細かい第2の粒度でスキャンする第2のビームとの切り替えの設定を行う制御部と、
前記設定に基づいて、ビームを形成して前記スキャン用の信号を転送するアンテナ部と、
を備え、
前記受信装置は、
前記アンテナ部から転送された前記スキャン用の信号を受信する受信部と、
前記受信した前記スキャン用の信号に基づいて、イメージング処理を行う処理部と、
を備える無線システム。 - 前記受信装置は、端末である、
請求項5に記載の無線システム。 - 中継装置が、
第1の粒度でスキャンする第1のビームと、前記第1の粒度よりも細かい第2の粒度でスキャンする第2のビームとの何れかの設定を行う制御部と、
前記設定に基づいて、ビームを形成して信号を転送する、
中継方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/045384 WO2025134212A1 (ja) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 中継装置、無線システム、および、中継方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/045384 WO2025134212A1 (ja) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 中継装置、無線システム、および、中継方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025134212A1 true WO2025134212A1 (ja) | 2025-06-26 |
Family
ID=96137368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/045384 Pending WO2025134212A1 (ja) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 中継装置、無線システム、および、中継方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025134212A1 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019093014A1 (ja) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | ソニー株式会社 | 通信装置、通信方法、及びプログラム |
| WO2022156997A1 (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Vestel Elektronik Sanayi Ve Ticaret A.S. | Adaptive frame selection for sensing and joint sensing and communication applications |
-
2023
- 2023-12-18 WO PCT/JP2023/045384 patent/WO2025134212A1/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019093014A1 (ja) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | ソニー株式会社 | 通信装置、通信方法、及びプログラム |
| WO2022156997A1 (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Vestel Elektronik Sanayi Ve Ticaret A.S. | Adaptive frame selection for sensing and joint sensing and communication applications |
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|---|---|---|---|
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