JP2023094263A - Radio communication method, radio communication system, base station device, and repeating device - Google Patents

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Tadashi Iwabuchi
友規 村上
Tomoki Murakami
雄一 川本
Yuichi Kawamoto
紘明 橋田
Hiroaki HASHIDA
寧 加藤
Yasushi Kato
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Abstract

To provide a radio communication method, a radio communication system, a base station device, and a repeating device, capable of restricting communication efficiency degradation.SOLUTION: A radio communication method in a radio communication system 1 includes an acquisition step, an allocation step, and a reflection control step. The acquisition step is a step for acquiring moving information for each of mobile terminals 4. The allocation step is a step for allocating at least one of repeating devices 5 to one of the mobile terminals 4. Each of the repeating devices 5 is a device capable of repeating a radio signal carrying radio communication between a base station deice 3 and each of the mobile terminals 4 by reflection. The reflection control step is a step that the repeating device 5 allocated to either one mobile terminal 4 in the allocation step controls reflection of radio signal so as to track moving of the mobile terminal 4 based on the moving information of the mobile terminal 4 acquired in the acquisition step.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、無線通信方法、無線通信システム、基地局装置、および中継装置に関する。 The present disclosure relates to a wireless communication method, wireless communication system, base station apparatus, and relay apparatus.

非特許文献１は、無線通信システムの例を開示する。無線通信システムにおいて、基地局装置および複数の端末の各々の間で無線信号による無線通信が行われる。無線通信システムにおいて、基地局装置および端末の間の無線信号を反射することによって中継する中継装置が複数設けられる。各々の中継装置は、多数の反射素子によってそれぞれ到来波の位相をシフトさせることなどによって、無線信号の反射の方向などを制御する。 Non-Patent Document 1 discloses an example of a wireless communication system. In a radio communication system, radio communication using radio signals is performed between a base station apparatus and each of a plurality of terminals. 2. Description of the Related Art In a radio communication system, a plurality of relay devices are provided for relaying radio signals between a base station device and a terminal by reflecting them. Each repeater controls the direction of reflection of the radio signal by shifting the phase of the incoming wave using a large number of reflection elements.

Qin Tao, Shuowen Zhang, Caijun Zhong and Rui Zhang, "Intelligent Reflecting Surface Aided Multicasting With Random Passive Beamforming," IEEE Wireless Communications Letters, Volume 10, Issue 1, January 2021.Qin Tao, Shuowen Zhang, Caijun Zhong and Rui Zhang, "Intelligent Reflecting Surface Aided Multicasting With Random Passive Beamforming," IEEE Wireless Communications Letters, Volume 10, Issue 1, January 2021.

しかしながら、非特許文献１の無線通信システムにおいて、端末が基地局装置と無線通信を行うための訓練データは、中継装置が反射の制御状態を変えるたびに送信される。一方、中継装置による反射の制御状態が変わらなければ、端末の移動先が無線信号による無線通信の範囲外となることがある。このため、非特許文献１の無線通信システムにおいて基地局装置が移動する端末と無線通信を行う場合に、中継装置が反射の制御状態を頻繁に変えると、訓練データによるオーバヘッドが大きくなることで無線通信システムの通信効率が低下しうる。 However, in the wireless communication system of Non-Patent Document 1, the training data for the terminal to wirelessly communicate with the base station apparatus is transmitted each time the relay apparatus changes the reflection control state. On the other hand, if the control state of reflection by the relay device does not change, the destination of the terminal may be out of the wireless communication range of the wireless signal. For this reason, when the base station device performs wireless communication with a mobile terminal in the wireless communication system of Non-Patent Document 1, if the relay device frequently changes the control state of reflection, the overhead due to the training data increases. Communication efficiency of the communication system may be degraded.

本開示は、このような課題の解決に係るものである。本開示は、通信効率の低下を抑えられる無線通信方法、無線通信システム、基地局装置、および中継装置を提供する。 The present disclosure relates to solving such problems. The present disclosure provides a wireless communication method, wireless communication system, base station apparatus, and relay apparatus capable of suppressing deterioration in communication efficiency.

本開示に係る無線通信方法は、複数の移動端末の各々の移動情報を取得する取得ステップと、基地局装置および前記複数の移動端末の各々の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継可能な複数の中継装置の少なくともいずれかを、前記複数の移動端末のいずれかに割り当てる割当ステップと、前記複数の中継装置のうち前記割当ステップで前記複数の移動端末のいずれかに割り当てられた中継装置が、前記取得ステップで取得された当該移動端末の移動情報に基づいて、無線信号の反射を当該移動端末の移動に追従するように制御する反射制御ステップと、を備える。 A wireless communication method according to the present disclosure includes an acquisition step of acquiring movement information of each of a plurality of mobile terminals, and a base station apparatus and a radio signal responsible for wireless communication between each of the plurality of mobile terminals can be relayed by reflection. an assigning step of assigning at least one of the plurality of relay devices to any one of the plurality of mobile terminals; and a reflection control step of controlling the reflection of the radio signal to follow the movement of the mobile terminal based on the movement information of the mobile terminal obtained in the obtaining step.

本開示に係る無線通信システムは、基地局装置と、前記基地局装置および複数の移動端末の各々の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継可能な複数の中継装置と、を備え、前記基地局装置は、前記複数の中継装置の少なくともいずれかを、前記複数の移動端末のいずれかに割り当て、前記複数の中継装置のうち前記複数の移動端末のいずれかに割り当てられた中継装置は、無線信号の反射を当該移動端末の移動に追従するように制御する。 A wireless communication system according to the present disclosure includes a base station device, and a plurality of relay devices capable of relaying radio signals for wireless communication between the base station device and a plurality of mobile terminals by reflection, and The base station apparatus assigns at least one of the plurality of relay apparatuses to any one of the plurality of mobile terminals, and the relay apparatus assigned to one of the plurality of mobile terminals among the plurality of relay apparatuses, The reflection of the radio signal is controlled so as to follow the movement of the mobile terminal.

本開示に係る基地局装置は、複数の移動端末の各々との間の無線通信を担う無線信号を送受信する通信部と、前記複数の移動端末のうち割り当てられた移動端末および前記通信部の間において当該移動端末の移動に追従するように当該無線信号の反射を制御することで当該無線信号を中継可能な複数の中継装置の少なくともいずれかを、前記複数の移動端末のいずれかに割り当てる割当部と、を備える。 A base station apparatus according to the present disclosure includes: a communication unit that transmits and receives radio signals for radio communication with each of a plurality of mobile terminals; assigning at least one of a plurality of relay devices capable of relaying the radio signal by controlling the reflection of the radio signal so as to follow the movement of the mobile terminal, to any of the plurality of mobile terminals. And prepare.

本開示に係る中継装置は、複数の移動端末のうち基地局装置によって割り当てられた移動端末および前記基地局装置の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継する反射体と、前記複数の移動端末のうち割り当てられた移動端末から取得された当該移動端末の移動情報に基づいて、当該移動端末の移動に追従するように、前記基地局装置および当該移動端末の間において無線信号の前記反射体による反射を制御する反射制御部と、を備える。 A relay device according to the present disclosure includes a reflector that relays a radio signal that is responsible for radio communication between a mobile terminal assigned by a base station device and the base station device among a plurality of mobile terminals; The reflector of radio signals between the base station apparatus and the mobile terminal so as to follow the movement of the mobile terminal based on the movement information of the mobile terminal acquired from the assigned mobile terminal among the terminals. and a reflection control unit that controls reflection by.

本開示に係る無線通信方法、無線通信システム、基地局装置、または中継装置によれば、通信効率の低下が抑えられる。 According to the wireless communication method, wireless communication system, base station apparatus, or relay apparatus according to the present disclosure, deterioration in communication efficiency can be suppressed.

実施の形態１に係る無線通信システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a radio communication system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１に係る無線通信システムの機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of a radio communication system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１に係る無線通信システムにおける無線信号のビームの制御の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of beam control of radio signals in the radio communication system according to Embodiment 1; 実施の形態１に係る無線通信システムにおける割当の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of allocation in the radio communication system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１に係る無線通信システムにおいて移動端末の移動を予測するモデルを説明する図である。2 is a diagram illustrating a model for predicting movement of a mobile terminal in the radio communication system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１に係る無線通信システムの動作の例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an example of the operation of the radio communication system according to Embodiment 1;

本開示の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化または省略する。なお、本開示は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are appropriately simplified or omitted. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and any combination of the embodiments, any modification of the constituent elements of the embodiments, or each Any component of the embodiment can be omitted.

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る無線通信システム１の構成図である。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a configuration diagram of a radio communication system 1 according to Embodiment 1. As shown in FIG.

無線通信システム１による無線信号は、例えば、ミリ波またはテラヘルツ波などを含む高周波数帯の信号などを含む。ここで、高周波数帯の信号は直進性が高いため、無線通信システム１において、遮蔽物によって無線信号が遮蔽されることへの対処が重要となる。この例の無線通信システム１による無線通信が行われる通信範囲において、複数の遮蔽物がある。この例において、複数の遮蔽物は、遮蔽物２ａ、遮蔽物２ｂ、および遮蔽物２ｃを含む。ここで、これらの遮蔽物を区別しない場合に、単に遮蔽物２と表記する。遮蔽物２は、無線通信システム１による無線信号を遮蔽する物などである。遮蔽物２は、例えば建物などの固定された物、または車両などの移動する物のいずれであってもよい。 Radio signals from the radio communication system 1 include, for example, high frequency band signals including millimeter waves or terahertz waves. Here, since signals in a high frequency band travel in a straight line, in the wireless communication system 1, it is important to deal with blocking of wireless signals by obstacles. There are a plurality of shields in the communication range where wireless communication is performed by the wireless communication system 1 of this example. In this example, the plurality of shields includes shield 2a, shield 2b, and shield 2c. Here, when these shields are not distinguished, they are simply referred to as shield 2 . The shield 2 is, for example, an object that shields radio signals from the wireless communication system 1 . The shield 2 may be either a fixed object, such as a building, or a moving object, such as a vehicle.

無線通信システム１は、基地局装置３を備える。基地局装置３は、無線信号を送受信する機能を搭載する。基地局装置３は、例えばアレイアンテナなどによって所望の方向に無線信号を集中させたビームを生成させる機能を搭載する。無線通信システム１は、基地局装置３および複数の移動端末などの間の無線通信を担う。 A radio communication system 1 includes a base station device 3 . The base station device 3 has a function of transmitting and receiving radio signals. The base station apparatus 3 has a function of generating a beam in which radio signals are concentrated in a desired direction using an array antenna, for example. The radio communication system 1 is responsible for radio communication between the base station device 3 and a plurality of mobile terminals.

この例において、複数の移動端末は、移動端末４ａ、移動端末４ｂ、および移動端末４ｃを含む。ここで、これらの移動端末を区別しない場合に、単に移動端末４と表記する。移動端末４は、無線通信機能を搭載した移動する端末装置である。移動端末４は、例えばスマートフォン、タブレットコンピュータ、またはラップトップコンピュータなどの可搬な情報端末などである。このとき、移動端末４は、例えば当該移動端末４を所持する利用者によって持ち運ばれることで利用者とともに移動する。あるいは、移動端末４は、自動運転車またはドローンなどの移動機能を搭載した装置における通信モジュールなどであってもよい。このとき、移動端末４は、自律的にまたは操作者の遠隔操作などに従い、移動機能によって自ら移動する。 In this example, the plurality of mobile terminals includes mobile terminal 4a, mobile terminal 4b, and mobile terminal 4c. Here, when these mobile terminals are not distinguished, they are simply referred to as mobile terminal 4 . The mobile terminal 4 is a mobile terminal equipped with a wireless communication function. The mobile terminal 4 is, for example, a portable information terminal such as a smart phone, a tablet computer, or a laptop computer. At this time, the mobile terminal 4 moves together with the user, for example, by being carried by the user who owns the mobile terminal 4 . Alternatively, the mobile terminal 4 may be a communication module or the like in a device equipped with a mobile function such as an automatic driving car or a drone. At this time, the mobile terminal 4 moves by itself using the moving function, either autonomously or in accordance with the operator's remote control or the like.

無線通信システム１は、複数の中継装置を備える。この例において、複数の中継装置は、中継装置５ａ、中継装置５ｂ、中継装置５ｃ、中継装置５ｄ、および中継装置５ｅを含む。ここで、これらの中継装置を区別しない場合に、単に中継装置５と表記する。中継装置５は、基地局装置３および移動端末４の間で伝播する無線信号を中継しうるように、無線通信システム１による無線通信が行われる通信範囲に配置される。中継装置５は、例えば基地局装置３から移動端末４に送信される無線信号を反射することによって中継する。中継装置５は、例えば複数の反射素子によってそれぞれ到来波の位相をシフトさせることなどによって、到来波の反射方向などの反射特性を動的に制御する機能を搭載する。中継装置５において、例えばＩＲＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅ）などのデバイスによって、このような反射特性の動的制御の機能が実装される。無線通信システム１において、中継装置５の一部または全部は、いずれかの移動端末４に割り当てられる。中継装置５は、割り当てられた移動端末４および基地局装置３の間で伝播する無線信号を反射によって中継する。無線通信システム１において、中継装置５の一部または全部は、いずれの移動端末４にも割り当てられない空きの状態を取ってもよい。無線通信システム１において、複数の中継装置５が単一の移動端末４に割り当てられてもよい。 A wireless communication system 1 includes a plurality of relay devices. In this example, the plurality of relay devices includes relay device 5a, relay device 5b, relay device 5c, relay device 5d, and relay device 5e. Here, when these relay devices are not distinguished, they are simply referred to as relay device 5 . Relay device 5 is arranged in a communication range where radio communication is performed by radio communication system 1 so as to be able to relay radio signals propagating between base station device 3 and mobile terminal 4 . The relay device 5 relays, for example, a radio signal transmitted from the base station device 3 to the mobile terminal 4 by reflecting it. The repeater 5 has a function of dynamically controlling the reflection characteristics such as the direction of reflection of the incoming wave by, for example, shifting the phase of the incoming wave using a plurality of reflecting elements. In the repeater 5, a device such as an IRS (Intelligent Reflecting Surface) implements such a function of dynamic control of reflection characteristics. In the radio communication system 1 , some or all of the relay devices 5 are assigned to any mobile terminal 4 . The relay device 5 relays radio signals propagating between the assigned mobile terminal 4 and the base station device 3 by reflection. In the wireless communication system 1 , some or all of the relay devices 5 may be idle and not assigned to any mobile terminal 4 . In the wireless communication system 1 , multiple relay devices 5 may be assigned to a single mobile terminal 4 .

この例の無線通信システム１において、基地局装置３は、マルチビーム伝送を行う。この場合に、同時に複数の中継装置５を経由した伝搬経路を形成することができるため、空間多重もしくは空間ダイバーシチの効果が得られるようになる。あるいは、無線通信システム１において、基地局装置３は、シングルビーム伝送を行ってもよい。このとき、複数の中継装置５が割り当てられた移動端末４に対して、基地局装置３は、当該移動端末４に割り当てられた複数の中継装置５を介した複数の経路の候補から、１つの経路をビームにより選択する。また、基地局装置３は、中継装置５を経由せずに移動端末４と直接通信を行ってもよい。基地局装置３は、マルチビーム伝送によりマルチユーザ伝送を行ってもよい。 In the radio communication system 1 of this example, the base station device 3 performs multi-beam transmission. In this case, it is possible to simultaneously form a propagation path via a plurality of repeaters 5, so that the effect of spatial multiplexing or spatial diversity can be obtained. Alternatively, in the radio communication system 1, the base station device 3 may perform single beam transmission. At this time, for a mobile terminal 4 to which a plurality of relay devices 5 are assigned, the base station device 3 selects one route candidate from a plurality of route candidates via the plurality of relay devices 5 assigned to the mobile terminal 4. Paths are selected by beams. Also, the base station device 3 may directly communicate with the mobile terminal 4 without going through the relay device 5 . The base station apparatus 3 may perform multi-user transmission by multi-beam transmission.

この例において、移動端末４は、例えば基地局装置３から送信される参照信号などに基づいてＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を推定する機能を搭載する。ここで、基地局から移動端末４まで無線信号が伝播した無線チャネルのＣＳＩは、当該無線チャネルについての例えば位相回転量および減衰量などの情報を表す。基地局装置３は、移動端末４が推定したＣＳＩを取得する機能を搭載する。移動端末４によるＣＳＩの推定、およびＣＳＩの推定に基づく無線信号のビームの制御は、例えば次のように行われる。 In this example, the mobile terminal 4 has a function of estimating CSI (Channel State Information) based on reference signals transmitted from the base station apparatus 3, for example. Here, the CSI of the radio channel through which the radio signal propagates from the base station to the mobile terminal 4 represents information about the radio channel, such as the amount of phase rotation and the amount of attenuation. The base station device 3 has a function of acquiring the CSI estimated by the mobile terminal 4 . Estimation of CSI by the mobile terminal 4 and control of beams of radio signals based on the estimation of CSI are performed, for example, as follows.

基地局装置３は、無線信号の出力方向を走査するように順次変化させてビームを生成し、ビームごとに参照信号を送信する。中継装置５は、基地局装置３が送信するビームごとに、反射方向を走査するように反射特性を制御する。移動端末４は、基地局装置３からの出力方向および中継装置５における反射方向の組み合わせによるビームごとに受信電力を観測し、ＣＳＩを推定する。移動端末４は、観測した受信電力などに基づいて、通信に使用するビームを選択する。移動端末４は、選択したビームの情報、および推定したＣＳＩなどを、基地局装置３および中継装置５などにフィードバックする。無線通信システム１は、移動端末４からフィードバックされた情報に基づいて、選択されたチャネルを通じた移動端末４との無線通信を行う。この例において、移動端末４は、基地局装置３との間で直接通信する無線チャネルのＣＳＩ、および基地局装置３との間で中継装置５を介して通信する無線チャネルのＣＳＩをそれぞれ推定する。 The base station apparatus 3 sequentially changes the output direction of the radio signal so as to scan, generates beams, and transmits a reference signal for each beam. The relay device 5 controls reflection characteristics so as to scan the reflection direction for each beam transmitted by the base station device 3 . The mobile terminal 4 observes the received power for each beam in a combination of the output direction from the base station device 3 and the reflection direction at the relay device 5, and estimates the CSI. The mobile terminal 4 selects a beam to be used for communication based on the observed received power. The mobile terminal 4 feeds back the selected beam information, the estimated CSI, and the like to the base station device 3, the relay device 5, and the like. Based on the information fed back from the mobile terminal 4, the radio communication system 1 performs radio communication with the mobile terminal 4 through the selected channel. In this example, the mobile terminal 4 estimates the CSI of the radio channel directly communicating with the base station device 3 and the CSI of the radio channel communicating with the base station device 3 via the relay device 5. .

このように無線信号のビームの制御が行われる場合に、移動端末４は、中継装置５の数および各々の中継装置５が走査する反射方向の数の積の無線チャネルのうちから、通信に使用するビームを選択する。このため、このようなＣＳＩに基づく無線信号のビームの制御が頻繁に行われると、制御オーバヘッドが大きくなることで無線通信システム１の通信効率が低下する。 When the beam of the radio signal is controlled in this manner, the mobile terminal 4 selects a radio channel to be used for communication from among the radio channels obtained by multiplying the number of repeaters 5 by the number of reflection directions scanned by each repeater 5. Select the beam to Therefore, if such CSI-based radio signal beam control is frequently performed, the control overhead increases, and the communication efficiency of the radio communication system 1 decreases.

また、基地局装置３は、各々の移動端末４の移動情報を取得する機能を搭載する。移動端末４の移動情報は、当該移動端末４の移動を表す情報である。移動端末４の移動情報は、例えば、当該移動端末４の移動方向、移動速度、および位置などを含む。 Also, the base station device 3 has a function of acquiring movement information of each mobile terminal 4 . The movement information of the mobile terminal 4 is information representing movement of the mobile terminal 4 . The movement information of the mobile terminal 4 includes, for example, the movement direction, movement speed, and position of the mobile terminal 4 .

また、基地局装置３は、各々の中継装置５の情報を取得する機能を搭載する。中継装置５の情報は、例えば、当該中継装置５の位置の情報、および当該中継装置５の反射制御の状態の情報などを含む。 Also, the base station device 3 has a function of acquiring information of each relay device 5 . The information on the relay device 5 includes, for example, information on the position of the relay device 5 and information on the reflection control state of the relay device 5 .

図２は、実施の形態１に係る無線通信システム１の機能ブロック図である。 FIG. 2 is a functional block diagram of the radio communication system 1 according to the first embodiment.

基地局装置３は、第１通信部６と、第１取得部７と、第２取得部８と、第３取得部９と、推定部１０と、割当部１１と、を備える。 The base station device 3 includes a first communication unit 6 , a first acquisition unit 7 , a second acquisition unit 8 , a third acquisition unit 9 , an estimation unit 10 and an allocation unit 11 .

第１通信部６は、移動端末４および中継装置５との通信を行う機能を搭載する部分である。第１通信部６は、例えば、アレイアンテナなどを含む。第１通信部６は、例えば、無線信号の送受信を行う機能を搭載する。 The first communication unit 6 is a part having a function of communicating with the mobile terminal 4 and the relay device 5 . The first communication unit 6 includes, for example, an array antenna. The first communication unit 6 has, for example, a function of transmitting and receiving wireless signals.

第１取得部７は、ＣＳＩを取得する機能を搭載する部分である。第１取得部７は、例えば、移動端末４などが推定したＣＳＩを、第１通信部６を通じて当該移動端末４から取得する。 The first acquisition unit 7 is a part that has a function of acquiring CSI. The first acquisition unit 7 acquires, for example, the CSI estimated by the mobile terminal 4 or the like from the mobile terminal 4 through the first communication unit 6 .

第２取得部８は、各々の中継装置５の情報を取得する部分である。第２取得部８は、例えば、基地局装置３などにおいて予め記憶された情報を読み込むことで、各々の中継装置５の位置を取得する。あるいは、第２取得部８は、自己位置推定の機能を搭載する中継装置５から、第１通信部６などを通じて当該中継装置５の位置を取得してもよい。中継装置５に搭載される自己位置推定の機能は、例えば衛星測位システムなどによって実装されるものであってもよいし、無線通信システム１の無線信号を用いた測位技術などによって実装されるものであってもよい。 The second acquisition unit 8 is a part that acquires information of each relay device 5 . The second acquisition unit 8 acquires the position of each relay device 5 by, for example, reading information pre-stored in the base station device 3 or the like. Alternatively, the second acquisition unit 8 may acquire the position of the relay device 5 from the relay device 5 equipped with the self-position estimation function through the first communication unit 6 or the like. The self-position estimation function installed in the relay device 5 may be implemented by, for example, a satellite positioning system or the like, or may be implemented by positioning technology using radio signals of the wireless communication system 1. There may be.

第３取得部９は、各々の移動端末４の移動情報を取得する部分である。第３取得部９は、自己位置推定の機能を搭載する移動端末４から、第１通信部６などを通じて当該移動端末４の位置を取得する。このとき、移動端末４に搭載される自己位置推定の機能は、例えば衛星測位システムなどによって実装されるものであってもよいし、無線通信システム１の無線信号を用いた測位技術などによって実装されるものであってもよい。また、第３取得部９は、自己の運動状態の推定の機能を搭載する移動端末４から、第１通信部６などを通じて当該移動端末４の運動状態の情報を取得する。移動端末４の運動状態の情報は、例えば、当該移動端末４の移動方向および移動速度を含む。このとき、移動端末４に搭載される自己の運動状態の推定の機能は、例えば当該移動端末４に搭載されるセンサなどによって実装されるものであってもよい。 The third acquisition unit 9 is a part that acquires movement information of each mobile terminal 4 . The third acquisition unit 9 acquires the position of the mobile terminal 4 from the mobile terminal 4 equipped with the self-position estimation function through the first communication unit 6 or the like. At this time, the self-position estimation function installed in the mobile terminal 4 may be implemented by, for example, a satellite positioning system or the like, or may be implemented by positioning technology using radio signals of the wireless communication system 1. can be anything. Further, the third acquisition unit 9 acquires information on the state of motion of the mobile terminal 4 through the first communication unit 6 or the like from the mobile terminal 4 equipped with the function of estimating the state of motion of the mobile terminal 4 itself. Information on the motion state of the mobile terminal 4 includes, for example, the moving direction and moving speed of the mobile terminal 4 . At this time, the function of estimating the state of motion of the mobile terminal 4 may be implemented by a sensor or the like mounted on the mobile terminal 4, for example.

推定部１０は、現在時刻より後の時刻における移動端末４の移動先を推定する確率分布を算出する機能を搭載する部分である。推定部１０は、第３取得部９が取得した各々の移動端末４の移動情報などに基づいて確率分布を算出する。 The estimation unit 10 is a part that has a function of calculating a probability distribution for estimating the destination of the mobile terminal 4 at a time later than the current time. The estimation unit 10 calculates a probability distribution based on the movement information of each mobile terminal 4 acquired by the third acquisition unit 9 .

割当部１１は、複数の中継装置５の一部または全部をいずれかの移動端末４に割り当てる機能を搭載する部分である。割当部１１は、中継装置５および移動端末４の対応を表す割当パターンを複数生成する。ここで、生成される割当パターンのいずれかにおいて、いずれの移動端末４にも割り当てられない空きの中継装置５があってもよい。割当部１１は、生成した割当パターンについて、推定部１０が算出した確率分布に基づいて通信性能を算出する。通信性能は、基地局装置３および移動端末４の間で利用できる無線チャネルがある確率を表す見通し確率、およびスループットの少なくともいずれかを含む。割当部１１は、生成した割当パターンのうちから算出した通信性能に基づいて割当パターンを選択することで、中継装置５の割当を行う。 The allocation unit 11 is a part that has a function of allocating some or all of the plurality of relay devices 5 to one of the mobile terminals 4 . Allocation unit 11 generates a plurality of allocation patterns representing correspondence between relay device 5 and mobile terminal 4 . Here, in any of the generated allocation patterns, there may be an empty relay device 5 that is not allocated to any mobile terminal 4 . The allocation unit 11 calculates communication performance for the generated allocation pattern based on the probability distribution calculated by the estimation unit 10 . Communication performance includes at least one of throughput and line-of-sight probability, which indicates the probability that there is a wireless channel available between base station apparatus 3 and mobile terminal 4 . The allocation unit 11 allocates the relay device 5 by selecting an allocation pattern based on the calculated communication performance from among the generated allocation patterns.

各々の中継装置５は、第２通信部１２と、反射体１３と、追跡部１４と、反射制御部１５と、を備える。 Each relay device 5 includes a second communication section 12 , a reflector 13 , a tracking section 14 and a reflection control section 15 .

第２通信部１２は、基地局装置３および中継装置５との通信を行う機能を搭載する部分である。第２通信部１２は、例えば、アンテナなどを含む。第２通信部１２は、例えば、無線信号の送受信を行う機能を搭載する。 The second communication unit 12 is a part having a function of communicating with the base station device 3 and the relay device 5 . The second communication unit 12 includes, for example, an antenna. The second communication unit 12 has, for example, a function of transmitting and receiving radio signals.

反射体１３は、無線信号を反射する部分である。反射体１３は、例えばＩＲＳなどのデバイスを含む。 The reflector 13 is a part that reflects radio signals. Reflector 13 includes a device such as an IRS.

追跡部１４は、移動端末４の移動経路を追跡する機能を搭載する部分である。追跡部１４は、移動端末４について取得された移動情報に基づいて、当該移動端末４の移動経路を追跡する。追跡部１４は、例えば、自己の移動情報を取得する機能を搭載する移動端末４から、第２通信部１２などを通じて当該移動端末４の位置を取得する。あるいは、追跡部１４は、例えば、基地局装置３の第２取得部８が移動端末４から取得した移動情報を、第２通信部１２などを通じて基地局装置３から取得してもよい。 The tracking unit 14 is a part that has a function of tracking the movement route of the mobile terminal 4 . The tracking unit 14 tracks the movement route of the mobile terminal 4 based on the movement information acquired about the mobile terminal 4 . For example, the tracking unit 14 acquires the position of the mobile terminal 4 through the second communication unit 12 or the like from the mobile terminal 4 equipped with a function of acquiring movement information of the mobile terminal 4 itself. Alternatively, the tracking unit 14 may acquire, for example, the movement information acquired from the mobile terminal 4 by the second acquisition unit 8 of the base station device 3 from the base station device 3 through the second communication unit 12 or the like.

反射制御部１５は、反射体１３の反射特性を制御する機能を搭載する部分である。反射制御部１５は、基地局装置３から送信される無線信号が、中継装置５が割り当てられた移動体の方向に反射するように反射体１３の反射特性を動的に制御する。このとき、反射制御部１５は、反射体１３による無線信号の反射が移動体の移動に追従するように反射特性の制御を行う。この例において、反射制御部１５は、追跡部１４が追跡する移動体の移動経路に反射体１３による無線信号の反射が追従するように反射特性の制御を行う。 The reflection control unit 15 is a part that has a function of controlling the reflection characteristics of the reflector 13 . The reflection control unit 15 dynamically controls the reflection characteristics of the reflector 13 so that the radio signal transmitted from the base station device 3 is reflected in the direction of the moving object to which the relay device 5 is assigned. At this time, the reflection control unit 15 controls the reflection characteristics so that the reflection of the radio signal by the reflector 13 follows the movement of the moving body. In this example, the reflection control unit 15 controls the reflection characteristics so that the reflection of the radio signal by the reflector 13 follows the movement path of the moving object tracked by the tracking unit 14 .

図３は、実施の形態１に係る無線通信システム１における無線信号のビームの制御の例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of radio signal beam control in the radio communication system 1 according to the first embodiment.

基地局装置３の割当部１１は、設定された割当周期で中継装置５の割当を繰り返し行う。割当周期の長さは、中継装置５の割当の更新間隔に相当する。この例において、割当部１１が割当を行うときに、第１取得部７は、移動端末４が推定するＣＳＩを取得する。割当部１１は、第１取得部７が取得するＣＳＩを用いて中継装置５の割当を行う。この例において、ＣＳＩの推定の処理は、設定された割当周期で行われる。割当部１１は、例えば、第１通信部６を通じて各々の中継装置５および各々の移動端末４などに割当の結果を通知する。 The allocation unit 11 of the base station device 3 repeatedly allocates the relay device 5 at the set allocation cycle. The length of the allocation cycle corresponds to the allocation update interval of the relay device 5 . In this example, the first acquisition unit 7 acquires the CSI estimated by the mobile terminal 4 when the allocation unit 11 performs allocation. The allocation unit 11 allocates the relay device 5 using the CSI acquired by the first acquisition unit 7 . In this example, the CSI estimation process is performed at a set allocation cycle. The allocation unit 11 notifies each relay device 5 and each mobile terminal 4 of the allocation result through the first communication unit 6, for example.

割当部１１によって移動端末４に割り当てられた中継装置５の反射制御部１５は、無線信号の反射方向が当該移動端末４の位置に追従するように反射体１３の反射特性を制御する。その後、無線通信システム１において、基地局装置３および移動端末４の間で、中継装置５による中継などを通じて無線信号によるデータ通信が行われる。 The reflection control unit 15 of the relay device 5 assigned to the mobile terminal 4 by the assignment unit 11 controls the reflection characteristics of the reflector 13 so that the reflection direction of the radio signal follows the position of the mobile terminal 4 . After that, in the radio communication system 1, data communication is performed between the base station device 3 and the mobile terminal 4 using radio signals through relay by the relay device 5 or the like.

割当部１１によって移動端末４に割り当てられた中継装置５の追跡部１４は、当該移動端末４の移動経路を追跡する。追跡部１４は、割当部１１による複数の中継装置５の割当が更新されるまで、当該移動端末４の移動経路の追跡を継続する。追跡部１４は、例えば、設定された頻度で当該移動端末４の移動情報を取得する。追跡部１４は、取得した移動情報に基づいて、当該移動端末４の移動経路を更新する。反射制御部１５は、更新された移動経路に基づいて、無線信号の反射方向が当該移動端末４の位置に追従するように反射体１３の反射特性を動的に制御する。その後、無線通信システム１において、基地局装置３および移動端末４の間で、中継装置５による中継などを通じて無線信号によるデータ通信が行われる。 The tracking unit 14 of the relay device 5 assigned to the mobile terminal 4 by the assigning unit 11 tracks the moving route of the mobile terminal 4 . The tracking unit 14 continues tracking the moving route of the mobile terminal 4 until the allocation of the plurality of relay devices 5 by the allocation unit 11 is updated. For example, the tracking unit 14 acquires movement information of the mobile terminal 4 at a set frequency. The tracking unit 14 updates the movement route of the mobile terminal 4 based on the acquired movement information. The reflection control unit 15 dynamically controls the reflection characteristics of the reflector 13 so that the reflection direction of the radio signal follows the position of the mobile terminal 4 based on the updated movement route. After that, in the radio communication system 1, data communication is performed between the base station device 3 and the mobile terminal 4 using radio signals through relay by the relay device 5 or the like.

このように、無線通信システム１において、移動端末４に割り当てられた中継装置５は移動端末４の移動を追従するように反射体１３の反射特性を動的に制御する。これにより、移動端末４が通信範囲外になる可能性を抑えながら、大きなオーバヘッドを伴うＣＳＩの推定などの処理の周期を長くすることができるようになる。ＣＳＩの推定などのオーバヘッドが削減されるので、無線通信システム１の通信効率の低下が抑えられるようになる。 Thus, in the wireless communication system 1, the relay device 5 assigned to the mobile terminal 4 dynamically controls the reflection characteristics of the reflector 13 so as to follow the movement of the mobile terminal 4. FIG. This makes it possible to lengthen the cycle of processing such as CSI estimation that involves a large overhead while suppressing the possibility that the mobile terminal 4 will be out of the communication range. Since overhead such as CSI estimation is reduced, deterioration in communication efficiency of the wireless communication system 1 can be suppressed.

一方、中継装置５が特定の移動端末４の移動を追従している間、当該中継装置５は他の移動端末４への無線信号を中継しないので、他の移動端末４は当該中継装置５を認識できない。このため、他の移動端末４は、当該中継装置５を経由する無線チャネルのＣＳＩを推定できない。したがって、割当部１１による割当が行われてから次の割当が行われるまでの割当周期の間、中継装置５は、追従の対象とする移動端末４を切り替えることができない。このため、割当部１１は、割当周期の間に移動端末４が移動してもいずれかの無線チャネルを当該移動端末４が利用できるように、各々の移動端末４の移動先を推定する確率分布を用いて割当を行う。 On the other hand, while the relay device 5 is following the movement of the specific mobile terminal 4 , the relay device 5 does not relay the radio signal to the other mobile terminal 4 , so the other mobile terminal 4 does not use the relay device 5 . Unrecognizable. Therefore, other mobile terminals 4 cannot estimate the CSI of the wireless channel that passes through the relay device 5 . Therefore, the relay device 5 cannot switch the mobile terminal 4 to be tracked during the allocation period from when allocation is performed by the allocation unit 11 until when the next allocation is performed. Therefore, the allocation unit 11 uses a probability distribution for estimating the destination of each mobile terminal 4 so that the mobile terminal 4 can use any radio channel even if the mobile terminal 4 moves during the allocation period. to make the assignment.

なお、中継装置５が特定の移動端末４の移動を追従している間に、当該中継装置５を経由する無線チャネルが遮蔽物２によって遮蔽されるときに、移動端末４は、空きの状態にある中継装置５を使用して基地局装置３との無線通信を継続してもよい。すなわち、空きの状態にある中継装置５は、バックアップとして機能する。 While the relay device 5 is following the movement of a specific mobile terminal 4, when the wireless channel passing through the relay device 5 is blocked by the shield 2, the mobile terminal 4 is in an empty state. A certain relay device 5 may be used to continue wireless communication with the base station device 3 . That is, the idle relay device 5 functions as a backup.

図４は、実施の形態１に係る無線通信システム１における割当の例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of allocation in the radio communication system 1 according to the first embodiment.

この例において、中継装置５ｂおよび中継装置５ｃが、移動端末４ａに割り当てられている。また、中継装置５ｄが、移動端末４ｃに割り当てられている。中継装置５ａおよび中継装置５ｅは、いずれの移動端末４にも割り当てられていない空きの状態である。 In this example, relay device 5b and relay device 5c are assigned to mobile terminal 4a. Also, the relay device 5d is assigned to the mobile terminal 4c. The relay device 5a and the relay device 5e are in a vacant state that is not assigned to any mobile terminal 4. FIG.

このとき、移動端末４ａは、中継装置５ｂを経由する無線チャネル、および中継装置５ｃを経由する無線チャネルを通じて基地局装置３との間の無線通信を行う。移動端末４ｃは、中継装置５を経由しない直接通信による無線チャネル、および中継装置５ｄを経由する無線チャネルを通じて基地局装置３との間の無線通信を行う。 At this time, the mobile terminal 4a performs wireless communication with the base station apparatus 3 through a wireless channel passing through the relay device 5b and a wireless channel passing through the relay device 5c. The mobile terminal 4c performs radio communication with the base station apparatus 3 through a radio channel for direct communication without passing through the relay device 5 and a radio channel through the relay device 5d.

一方、移動端末４ｂが図４の位置に移動すると、中継装置５を経由しない直接通信による無線チャネルが遮蔽物２ｂによって遮蔽され、中継装置５ｅを経由する無線チャネルが遮蔽物２ｃによって遮蔽される。このとき、移動端末４ｂおよび基地局装置３の間の無線通信は、使用できる無線チャネルがなくなるため切断してしまう。このとき、仮に中継装置５ｃが移動端末４ｂに割り当てられているか、または中継装置５ｃが空き状態にあるかすれば、中継装置５ｃを経由する無線チャネルは遮蔽物２に遮蔽されないため、通信切断は回避される。割当部１１は、このような通信切断が生じうる状況を回避するように、移動端末４の移動先を推定する確率分布を用いて割当を行う。 On the other hand, when the mobile terminal 4b moves to the position shown in FIG. 4, the wireless channel for direct communication not via the relay device 5 is blocked by the shield 2b, and the wireless channel via the relay device 5e is blocked by the shield 2c. At this time, the wireless communication between the mobile terminal 4b and the base station apparatus 3 is cut off because there is no available wireless channel. At this time, if the relay device 5c is assigned to the mobile terminal 4b, or if the relay device 5c is in an idle state, the wireless channel passing through the relay device 5c is not blocked by the shield 2, so communication disconnection is avoided. be done. The allocation unit 11 performs allocation using a probability distribution for estimating the destination of the mobile terminal 4 so as to avoid such a situation in which communication disconnection may occur.

図５は、実施の形態１に係る無線通信システム１において移動端末４の移動を予測するモデルを説明する図である。 FIG. 5 is a diagram explaining a model for predicting movement of the mobile terminal 4 in the radio communication system 1 according to the first embodiment.

この例の無線通信システム１において、Ｋ個の移動端末４およびＮ個の中継装置５が割当の対象として認識されている。ここで、Ｋ個の移動端末４およびＮ個の中継装置５のそれぞれに順に付した番号を用いて説明する。 In the wireless communication system 1 of this example, K mobile terminals 4 and N relay devices 5 are recognized as allocation targets. Here, the numbers assigned to the K mobile terminals 4 and the N relay devices 5 in order will be used for explanation.

推定部１０は、移動端末４の移動をモデル化することで、移動端末４の移動先を推定する確率分布を算出する。推定部１０は、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの移動先を推定する。ここで、時刻ｔ＝０は、割当部１１による割当が行われた直後の時刻である。また、時刻ｔ＝Ｔ０は、割当部１１による次の割当が行われる直前の時刻である。この例において、割当周期から割当部１１による割当処理のオーバヘッドに対応する時間を差し引くと、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの時間に相当する。推定部１０は、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの時間を複数に分割した時刻の各々における移動端末４の位置の確率分布を算出する。ここで、ｍ番目の時刻点ｔｍは、ｔｍ＝ｍΔｔであり、Ｍ番目の時刻点ｔＭは、ｔＭ＝ＭΔｔ＝Ｔ０である。また、ｍ番目の時刻点におけるｋ番目の移動端末４の位置は、位置ベクトルｒｋ，ｍ＝［ｘｋ，ｍ，ｙｋ，ｍ］Ｔによって表される。この例において、位置ベクトルの原点は、基地局装置３の位置またはいずれかの中継装置５の位置に取られる。また、ｍ番目の時刻点におけるｋ番目の移動端末４の速度は、速度ベクトルｖｋ，ｍによって表される。 The estimation unit 10 calculates a probability distribution for estimating the destination of the mobile terminal 4 by modeling the movement of the mobile terminal 4 . The estimation unit 10 estimates the destination from time t=0 to time t= T0 . Here, the time t=0 is the time immediately after allocation by the allocation unit 11 is performed. Further, time t= T0 is the time immediately before the allocation unit 11 performs the next allocation. In this example, subtracting the time corresponding to the overhead of allocation processing by the allocation unit 11 from the allocation cycle corresponds to the time from time t=0 to time t= T0 . The estimation unit 10 calculates the probability distribution of the position of the mobile terminal 4 at each time obtained by dividing the time from time t=0 to time t= T0 . Here, the m-th time point t m is t m =mΔt, and the M-th time point t M is t M =MΔt=T 0 . Also, the position of the k-th mobile terminal 4 at the m-th time point is represented by a position vector r k,m =[x k,m ,y k,m ] T . In this example, the origin of the position vector is taken at the position of the base station device 3 or the position of any relay device 5 . Also, the velocity of the k-th mobile terminal 4 at the m-th time point is represented by velocity vector v k,m .

この例において、推定部１０は、各々の移動端末４の移動をＯｒｎｓｔｅｉｎ－Ｕｈｌｅｎｂｅｃｋ過程によってモデル化する。推定部１０は、時刻ｔｍにおけるｋ番目の移動端末４の速度ｖｋ，ｍを、直前の時刻ｔｍ－１における速度ｖｋ，ｍ－１を引き継いだドリフト成分にランダム成分を加えたものとして、次の式（１）のように表す。 In this example, the estimator 10 models the movement of each mobile terminal 4 by the Ornstein-Uhlenbeck process. The estimating unit 10 obtains the velocity v k,m of the k-th mobile terminal 4 at time t m by adding a random component to the drift component inheriting the velocity v k,m−1 at the immediately preceding time t m−1. , and is represented by the following formula (1).

Figure 2023094263000002
Figure 2023094263000002

ここで、係数αは、ドリフト成分として直前の時刻から引き継がれる速度成分の割合を表すパラメータである。また、パラメータσは、ランダム成分の大きさを表す。また、ベクトルｗｋ，ｍ－１は、平均が０で単位行列を共分散行列とする等方な２次元ガウス分布に従う。 Here, the coefficient α is a parameter representing the ratio of the velocity component inherited from the immediately preceding time as the drift component. Also, the parameter σ represents the magnitude of the random component. The vector w k,m−1 follows an isotropic two-dimensional Gaussian distribution whose mean is 0 and whose identity matrix is the covariance matrix.

このようなモデルにより、推定部１０は、確率分布として、時刻ｔｍにおけるｋ番目の移動端末４の位置ベクトルの確率密度関数ｆｋ，ｍ（ｒ）を、次の式（２）のように算出する。 Based on such a model, the estimating unit 10 calculates the probability density function f k,m (r) of the position vector of the k-th mobile terminal 4 at time tm as the probability distribution as shown in the following equation (2). do.

Figure 2023094263000003
Figure 2023094263000003

ここで、ｋ番目の移動端末４の位置ベクトルの確率密度関数ｆｋ，ｍ（ｒ）は、ｘ方向およびｙ方向の移動が互いに独立であるとして、各々の方向についての確率密度関数φｋ，ｍ（ｚ）の積によって表される。ここで、変数ｚは、移動端末４のｘ座標またはｙ座標のいずれかを表す。また、ｒｋ，０（ｚ）およびｖｋ，０（ｚ）は、時刻ｔ０におけるｋ番目の移動端末４の位置および速度のｘ成分またはｙ成分を表す。このように、推定部１０は、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの間の各時刻点における各々の移動端末４の移動先の確率分布を算出する。 Here, the probability density function f k,m (r) of the position vector of the k-th mobile terminal 4 is the probability density function φ k, It is represented by the product of m (z). Here, the variable z represents either the x-coordinate or the y-coordinate of the mobile terminal 4 . Also, r k,0 (z) and v k,0 (z) represent the x-component or y-component of the position and velocity of the k-th mobile terminal 4 at time t 0 . In this way, the estimation unit 10 calculates the probability distribution of the destination of each mobile terminal 4 at each time point from time t=0 to time t= T0 .

割当部１１は、推定部１０が算出した確率分布を用いて、例えば次のように見通し確率を算出する。割当部１１は、時刻ｔｍにおいてｎ番目の中継装置５およびｋ番目の移動端末４の間で無線信号が遮蔽物２に遮蔽されない確率の期待値Ｅ［Ｐｎ，ｋ，ＬｏＳ（ｔｍ）］を、次の式（３）のように算出する。 The allocating unit 11 uses the probability distribution calculated by the estimating unit 10 to calculate the line-of-sight probability as follows, for example. The allocation unit 11 calculates the expected value E[P n,k,LoS (t m ) of the probability that the radio signal is not blocked by the shield 2 between the n-th relay device 5 and the k-th mobile terminal 4 at the time t m . ] is calculated as in the following equation (3).

Figure 2023094263000004
Figure 2023094263000005
Figure 2023094263000004
Figure 2023094263000005

ここで、位置ベクトルｒｎは、ｎ番目の中継装置５の位置を原点とする位置ベクトルである。すなわち、確率ｆｋ，ｍ（ｒｎ）ｄｘｎｄｙｎは、時刻ｔｍにおいてｋ番目の移動端末４がｎ番目の位置を原点とした位置ｒｎの周りの面積要素ｄｘｎｄｙｎの内にいる確率を表す。また、パラメータψは、遮蔽物２の密度に対応する。パラメータψは、例えば遮蔽物２の分布を２次元のポアソン点過程によってモデル化したときの平均密度などである。パラメータψは、面積の逆数の次元を持つ。また、期待値Ｅ［ｌｋ］は、遮蔽物２の長さの期待値である。期待値Ｅ［ｌｋ］は、例えばパラメータとして予め与えられる。また、割当部１１は、時刻ｔｍにおいて基地局装置３およびｋ番目の移動端末４の間で無線信号が遮蔽物２に遮蔽されない確率の期待値Ｅ［ＰＢ，ｋ，ＬｏＳ（ｔｍ）］を、式（３）と同様に算出する。 Here, the position vector r n is a position vector with the position of the n-th relay device 5 as the origin. That is, the probability f k,m (r n )dx n dy n is the area element dx n dy n around the position r n where the k-th mobile terminal 4 takes the n-th position as the origin at time t m . represents the probability of being in Also, the parameter ψ corresponds to the density of the shield 2 . The parameter ψ is, for example, the average density when the distribution of the shielding objects 2 is modeled by a two-dimensional Poisson point process. The parameter ψ has the dimension of the reciprocal of the area. Also, the expected value E[l k ] is the expected value of the length of the shield 2 . The expected value E[l k ] is given in advance as a parameter, for example. Further, the allocation unit 11 calculates the expected value E[P B, k, LoS (t m ) of the probability that the radio signal is not blocked by the shield 2 between the base station device 3 and the k-th mobile terminal 4 at the time t m . ] is calculated in the same manner as in Equation (3).

割当部１１は、生成した割当パターンについて、無線通信システム１の通信性能として見通し確率を算出する。割当部１１は、ｋ番目の移動端末４について、見通し外確率ＰＢ，ｋを次の式（４）のように算出する。 The allocation unit 11 calculates the line-of-sight probability as the communication performance of the wireless communication system 1 for the generated allocation pattern. The allocation unit 11 calculates the non-line-of-sight probability P B,k for the k-th mobile terminal 4 using the following equation (4).

Figure 2023094263000006
Figure 2023094263000006

ここで、集合Ｎａ（ｔｍ）は、時刻ｔｍにおいていずれの移動端末４にも割り当てられていない空き状態にある中継装置５の集合を表す。式（４）において、積（＊１）は、時刻ｔｍにおいてｎ番目の中継装置５およびｋ番目の移動端末４の間で無線信号が遮蔽物２に遮蔽される確率を、空き状態にある中継装置５について乗算したものである。すなわち、積（＊１）は、時刻ｔｍにおいて、空き状態にありｋ番目の移動端末４が使用できる中継装置５が無くなる確率を表す。また、積（＊２）は、積（＊１）についての余事象の確率を、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの時間について乗算したものである。すなわち、積（＊２）は、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの時間において、空き状態にありｋ番目の移動端末４が使用できる中継装置５が少なくとも１つある確率を表す。また、積（＊３）は、時刻ｔｍにおいて基地局装置３およびｋ番目の移動端末４の間で無線信号が遮蔽物２に遮蔽されない確率を、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの時間について乗算したものである。すなわち、積（＊３）は、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの時間において、中継装置５を経由しない直接通信による無線チャネルを通じて、ｋ番目の移動端末４が基地局装置３と通信できる確率を表す。したがって、見通し外確率ＰＢ，ｋは、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝Ｔ０までの少なくともいずれかの時刻において、ｋ番目の移動端末４が使用できる全ての無線チャネルが遮蔽物２によって遮蔽される確率に相当する。割当部１１は、見通し外確率ＰＢ，ｋについての余事象の確率（１－ＰＢ，ｋ）を、ｋ番目の移動端末４についての見通し確率とする。この例において、割当部１１は、Ｋ個の移動端末４にわたる見通し確率の平均値を、無線通信システム１の通信性能として算出する。一般に、割当パターンにおいて空き状態にある中継装置５が多くなるほど、バックアップとして使用できる中継装置５が多くなるので、通信性能としての見通し確率は高くなる傾向にある。 Here, the set N a (t m ) represents the set of idle relay devices 5 that are not assigned to any mobile terminal 4 at time t m . In equation (4), the product (*1) is the probability that the radio signal is shielded by the shield 2 between the n-th relay device 5 and the k-th mobile terminal 4 at time tm . It is obtained by multiplying the relay device 5 . That is, the product (*1) represents the probability that there will be no relay device 5 that is idle and usable by the k-th mobile terminal 4 at time tm . The product (*2) is obtained by multiplying the probability of the co-event for the product (*1) for the time from time t=0 to time t= T0 . That is, the product (*2) represents the probability that there is at least one relay device 5 that is idle and available to the k-th mobile terminal 4 during the time from time t=0 to time t= T0 . Further, the product (*3) is the probability that the radio signal between the base station apparatus 3 and the k-th mobile terminal 4 is not blocked by the shield 2 at time tm from time t=0 to time t= T0 . is multiplied for the time of That is, the product (*3) indicates that the k-th mobile terminal 4 communicates with the base station device 3 through a radio channel by direct communication without passing through the relay device 5 during the time from time t=0 to time t= T0 . represents the probability that Therefore, the non-line-of-sight probability P B,k is such that all radio channels that can be used by the k-th mobile terminal 4 are blocked by the shield 2 at least at any time from time t=0 to time t= T0 . is equivalent to the probability that The allocating unit 11 sets the probability (1−P B,k ) of the residual event for the non-line-of-sight probability P B ,k as the line-of-sight probability for the k-th mobile terminal 4 . In this example, the allocation unit 11 calculates the average value of line-of-sight probabilities over K mobile terminals 4 as the communication performance of the wireless communication system 1 . In general, the more relay devices 5 that are idle in the allocation pattern, the more relay devices 5 that can be used as backups, so the probability of communication performance tends to increase.

また、割当部１１は、生成した割当パターンについて、無線通信システム１の通信性能としてスループットを算出する。割当部１１は、ｋ番目の移動端末４について、スループットの期待値Ｅ［γｋ］を次の式（５）のように算出する。 Also, the allocation unit 11 calculates throughput as the communication performance of the wireless communication system 1 for the generated allocation pattern. The allocation unit 11 calculates the expected throughput value E[γ k ] for the k-th mobile terminal 4 as shown in the following equation (5).

Figure 2023094263000007
Figure 2023094263000007

ここで、集合Ｎｋ（ｔｍ）は、時刻ｔｍにおいてｋ番目の移動端末４に割り当てられている中継装置５の集合を表す。受信電力ＳＢ，ｋは、中継装置５を経由しない直接通信による無線チャネルについての、ｋ番目の移動端末４における受信電力を表す。受信電力Ｓｎ，ｋは、ｎ番目の中継装置５を経由する無線チャネルについての、ｋ番目の移動端末４における受信電力を表す。受信電力の情報は、例えば、移動端末４から第１取得部７がＣＳＩを取得するときに、例えば第１通信部６を通じて各々の移動端末４から取得される。すなわち、分子の第１項（＊４）は、中継装置５を経由しない直接通信による無線チャネルを通じた信号の強度を表す。また、分子の第２項（＊５）は、中継装置５を経由する無線チャネルを通じた信号の強度を表す。また、Ｔ、Ｅ［Ｉ］、およびσｔｈ ２は、それぞれスロット長、干渉電力の期待値、および熱雑音を表す。この例において、割当部１１は、Ｋ個の移動端末４にわたるスループットの平均値を、無線通信システム１の通信性能として算出する。一般に、割当パターンにおいて空き状態にある中継装置５が少ないほど、各々の移動端末４が使用できる中継装置５の数は平均的に多くなるので、マルチビーム伝送などによって大容量の通信が可能になる。すなわち、通信性能としてのスループットは高くなる傾向にある。 Here, the set N k (t m ) represents the set of relay devices 5 assigned to the k-th mobile terminal 4 at time t m . The received power S B,k represents the received power at the k-th mobile terminal 4 with respect to the radio channel for direct communication without passing through the relay device 5 . The received power S n,k represents the received power at the k-th mobile terminal 4 for the radio channel passing through the n-th relay device 5 . The received power information is obtained from each mobile terminal 4 through the first communication section 6, for example, when the first obtaining section 7 obtains CSI from the mobile terminal 4, for example. That is, the first term (*4) of the numerator represents the strength of the signal through the radio channel by direct communication without passing through the relay device 5 . Also, the second term (*5) in the numerator represents the strength of the signal through the radio channel via the repeater 5 . Also, T, E[I], and σ th 2 represent the slot length, expected value of interference power, and thermal noise, respectively. In this example, allocation section 11 calculates the average value of throughput over K mobile terminals 4 as the communication performance of wireless communication system 1 . In general, the smaller the number of idle relay devices 5 in the allocation pattern, the greater the average number of relay devices 5 that each mobile terminal 4 can use. . In other words, throughput as communication performance tends to increase.

このように、通信性能としての見通し確率およびスループットは、中継装置５の割当に関してトレードオフの関係にある。このため、割当部１１は、次の式（６）のように多目的最適化によって、生成した複数の割当パターンＶのうちから採用する割当パターンを選択する。 Thus, the line-of-sight probability and throughput as communication performance are in a trade-off relationship with respect to the allocation of the relay device 5 . For this reason, the allocation unit 11 selects an allocation pattern to be adopted from among the plurality of generated allocation patterns V by multi-objective optimization as shown in the following equation (6).

Figure 2023094263000008
Figure 2023094263000008

ここで、Ｆ１（Ｖ）は、見通し確率に対応する目的関数である。また、Ｆ２（Ｖ）は、スループットに対応する目的関数である。割当部１１は、これらの目的関数について弱パレート最適な割当パターンのうちから、採用する割当パターンを選択する。割当部１１は、例えば最も早く探索された弱パレート最適な割当パターンを選択してもよいし、探索された弱パレート最適な複数の割当パターンについて追加の条件を課すことでいずれか１つの割当パターンを選択してもよい。 Here, F 1 (V) is an objective function corresponding to line-of-sight probability. Also, F 2 (V) is an objective function corresponding to throughput. The allocation unit 11 selects an allocation pattern to be adopted from allocation patterns that are weakly Pareto-optimal for these objective functions. The allocation unit 11 may select, for example, the earliest weak Pareto-optimal allocation pattern, or may select any one of the weak Pareto-optimal allocation patterns by imposing an additional condition on a plurality of found weak Pareto-optimal allocation patterns. may be selected.

続いて、図６を用いて、無線通信システム１の動作の例を説明する。
図６は、実施の形態１に係る無線通信システム１の動作の例を示すフローチャートである。 Next, an example of the operation of the radio communication system 1 will be described using FIG.
FIG. 6 is a flow chart showing an example of the operation of the radio communication system 1 according to the first embodiment.

ステップＳ０１において、第１取得部７は、無線通信システム１において考慮される全ての無線チャネルについてＣＳＩを取得する。ここで、ＣＳＩは、例えば基地局装置３から送信される参照信号に基づいて、各々の移動端末４において推定される。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０２に進む。 In step S<b>01 , the first acquisition unit 7 acquires CSI for all radio channels considered in the radio communication system 1 . Here, CSI is estimated in each mobile terminal 4 based on reference signals transmitted from the base station apparatus 3, for example. After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S02.

ステップＳ０２において、第２取得部８は、無線通信システム１において考慮される全ての中継装置５について、位置などの情報を取得する。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０３に進む。 In step S<b>02 , the second acquisition unit 8 acquires information such as positions of all the relay devices 5 considered in the wireless communication system 1 . After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S03.

ステップＳ０３において、第３取得部９は、無線通信システム１において考慮される全ての移動端末４について、移動情報を取得する。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０４に進む。 In step S<b>03 , the third acquisition unit 9 acquires movement information for all mobile terminals 4 considered in the radio communication system 1 . After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S04.

ステップＳ０４において、推定部１０は、各々の移動端末４について、移動先を推定する確率分布を、例えば式（２）などに基づいて算出する。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０５に進む。 In step S04, the estimation unit 10 calculates a probability distribution for estimating the destination of each mobile terminal 4 based on, for example, Equation (2). After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S05.

ステップＳ０５において、割当部１１は、中継装置５および移動端末４の対応を表す割当パターンを複数生成する。ここで、割当部１１は、中継装置５および移動端末４の可能な対応を含む割当パターンを全て生成してもよいし、例えば移動端末４における受信電力が予め設定された閾値より小さい無線チャネルを使用しないように絞り込んで割当パターンを生成してもよい。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０６に進む。 In step S<b>05 , allocation unit 11 generates a plurality of allocation patterns representing correspondence between relay device 5 and mobile terminal 4 . Here, the allocation unit 11 may generate all allocation patterns including possible correspondences between the relay device 5 and the mobile terminal 4, or, for example, select a radio channel in which the received power at the mobile terminal 4 is smaller than a preset threshold. Allocation patterns may be generated by narrowing down the allocation patterns so that they are not used. After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S06.

ステップＳ０６において、割当部１１は、生成した割当パターンのいずれかについて、無線通信システム１の通信性能を例えば式（３）から式（５）などに基づいて算出する。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０７に進む。 In step S06, the allocation unit 11 calculates the communication performance of the wireless communication system 1 for any of the generated allocation patterns based on, for example, equations (3) to (5). After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S07.

ステップＳ０７において、割当部１１は、生成した割当パターンの全てについて、通信性能を算出したかを判定する。判定結果がＮｏの場合に、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０６に進む。判定結果がＹｅｓの場合に、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０８に進む。 In step S07, the allocation unit 11 determines whether the communication performance has been calculated for all of the generated allocation patterns. If the determination result is No, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S06. If the determination result is Yes, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S08.

ステップＳ０８において、割当部１１は、例えば式（６）のような多目的最適化によって、生成した割当パターンのいずれかを、採用する割当パターンとして選択する。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０９に進む。 In step S08, the allocating unit 11 selects one of the generated allocation patterns as the allocation pattern to be adopted, for example, by multi-objective optimization such as Equation (6). After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S09.

ステップＳ０９において、中継装置５は、割当部１１が選択した割当パターンに従って、割り当てられた移動端末４および基地局装置３の間において無線信号を中継する。このとき、中継装置５の反射制御部１５は、当該移動端末４の移動に追従するように反射体１３の反射特性を制御する。その後、無線通信システム１の処理は、ステップＳ１０に進む。 In step S<b>09 , relay device 5 relays radio signals between allocated mobile terminal 4 and base station device 3 according to the allocation pattern selected by allocation section 11 . At this time, the reflection control unit 15 of the relay device 5 controls the reflection characteristics of the reflector 13 so as to follow the movement of the mobile terminal 4 . After that, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S10.

ステップＳ１０において、割当部１１は、直前の割当を行ってから割当周期が経過したかを判定する。判定結果がＮｏの場合に、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０９に進む。判定結果がＮｏの場合に、無線通信システム１の処理は、ステップＳ０１に進む。 In step S10, the allocation unit 11 determines whether an allocation cycle has passed since the previous allocation. If the determination result is No, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S09. If the determination result is No, the processing of the wireless communication system 1 proceeds to step S01.

以上に説明したように、実施の形態１に係る無線通信方法は、取得ステップと、割当ステップと、反射制御ステップと、を備える。取得ステップは、各々の移動端末４の移動情報を取得するステップである。割当ステップは、少なくともいずれかの中継装置５を、いずれかの移動端末４に割り当てるステップである。各々の中継装置５は、基地局装置３および各々の移動端末４の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継可能な装置である。反射制御ステップは、割当ステップでいずれかの移動端末４に割り当てられた中継装置５が、取得ステップで取得された当該移動端末４の移動情報に基づいて、無線信号の反射を当該移動端末４の移動に追従するように制御するステップである。
また、実施の形態１に係る無線通信システム１は、基地局装置３と、複数の中継装置５と、を備える。基地局装置３は、少なくともいずれかの中継装置５を、いずれかの移動端末４に割り当てる。いずれかの移動端末４に割り当てられた中継装置５は、無線信号の反射を当該移動端末４の移動に追従するように制御する。
また、実施の形態１に係る基地局装置３は、通信部と、割当部１１と、を備える。通信部は、各々の移動端末４との間の無線通信を担う無線信号を送受信する。割当部１１は、少なくともいずれかの中継装置５を、いずれかの移動端末４に割り当てる。
また、実施の形態１に係る中継装置５は、反射体１３と、反射制御部１５と、を備える。反射体１３は、基地局装置３によって割り当てられた移動端末４および基地局装置３の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継する。反射制御部１５は、割り当てられた移動端末４から取得された当該移動端末４の移動情報に基づいて、当該移動端末４の移動に追従するように、基地局装置３および当該移動端末４の間において無線信号の反射体１３による反射を制御する。 As described above, the wireless communication method according to Embodiment 1 includes an acquisition step, an allocation step, and a reflection control step. The obtaining step is a step of obtaining movement information of each mobile terminal 4 . The allocation step is a step of allocating at least one of the relay devices 5 to one of the mobile terminals 4 . Each relay device 5 is a device capable of relaying radio signals for radio communication between the base station device 3 and each mobile terminal 4 by reflection. In the reflection control step, the relay device 5 assigned to one of the mobile terminals 4 in the assignment step controls the reflection of the radio signal of the mobile terminal 4 based on the movement information of the mobile terminal 4 acquired in the acquisition step. This is the step of controlling to follow the movement.
Also, the radio communication system 1 according to Embodiment 1 includes a base station device 3 and a plurality of relay devices 5 . The base station device 3 allocates at least one of the relay devices 5 to one of the mobile terminals 4 . The relay device 5 assigned to one of the mobile terminals 4 controls the reflection of the radio signal so as to follow the movement of the mobile terminal 4 .
Also, the base station apparatus 3 according to Embodiment 1 includes a communication section and an allocation section 11 . The communication unit transmits and receives radio signals for radio communication with each mobile terminal 4 . The allocation unit 11 allocates at least one of the relay devices 5 to one of the mobile terminals 4 .
Moreover, the relay device 5 according to the first embodiment includes a reflector 13 and a reflection control section 15 . The reflector 13 relays, by reflection, a radio signal responsible for radio communication between the mobile terminal 4 and the base station device 3 assigned by the base station device 3 . Based on the movement information of the mobile terminal 4 acquired from the allocated mobile terminal 4, the reflection control unit 15 controls the movement of the mobile terminal 4 between the base station apparatus 3 and the mobile terminal 4 so as to follow the movement of the mobile terminal 4. , the reflection of the radio signal by the reflector 13 is controlled.

このような構成により、いずれかの移動端末４に割り当てられた中継装置５は、当該移動端末４の移動を追従するように反射特性を動的に制御する。中継装置５がいずれかの移動端末４に固定的に割り当てられるので、ＣＳＩの推定に必要な情報を通信される情報フレームから削減することが可能になる。これにより、移動端末４が通信範囲外になる可能性を抑えながらＣＳＩの推定などのオーバヘッドが削減されるので、無線通信システム１の通信効率の低下が抑えられるようになる。 With such a configuration, the relay device 5 assigned to any mobile terminal 4 dynamically controls the reflection characteristics so as to follow the movement of the mobile terminal 4 . Since the relay device 5 is fixedly assigned to one of the mobile terminals 4, it is possible to reduce the information required for CSI estimation from the information frame to be communicated. This reduces overhead such as CSI estimation while suppressing the possibility that the mobile terminal 4 will be out of the communication range.

また、実施の形態１に係る無線通信方法は、追跡ステップを備える。追跡ステップは、取得ステップで取得された移動情報に基づいて、各々の移動端末４の移動経路を追跡するステップである。反射制御ステップは、追跡ステップで追跡される移動経路に追従するように無線信号の反射を制御することを含む。 Also, the wireless communication method according to Embodiment 1 includes a tracking step. The tracking step is a step of tracking the movement route of each mobile terminal 4 based on the movement information acquired in the acquisition step. The reflection control step includes controlling the reflection of the radio signal to follow the movement path tracked in the tracking step.

このような構成により、取得される移動情報に基づいて、中継装置５が中継する無線信号がより確実に移動端末４に追従するように反射特性が制御されるようになる。これにより、移動端末４が通信範囲外になる可能性がより抑えられる。 With such a configuration, the reflection characteristics are controlled so that the radio signal relayed by the relay device 5 more reliably follows the mobile terminal 4 based on the acquired movement information. This further reduces the possibility that the mobile terminal 4 will be out of the communication range.

また、割当ステップは、取得ステップで取得された移動情報に基づいて、各々の移動端末４の移動先を推定する確率分布を算出することを含む。割当ステップは、算出した確率分布に基づいて、複数の中継装置５の割当パターンごとに見通し確率およびスループットの少なくともいずれかを含む通信性能を算出することを含む。割当ステップは、算出した通信性能に基づいて、いずれかの割当パターンを選択することを含む。 Also, the allocation step includes calculating a probability distribution for estimating the destination of each mobile terminal 4 based on the movement information acquired in the acquisition step. The allocation step includes calculating communication performance including at least one of line-of-sight probability and throughput for each allocation pattern of a plurality of relay devices 5 based on the calculated probability distribution. The allocation step includes selecting one of the allocation patterns based on the calculated communication performance.

このような構成により、移動端末４の移動を考慮して、割当が行われる時点より先の状況を考慮した割当が行われるようになる。これにより、移動端末４の移動によって無線通信システム１の通信性能が低下する可能性が抑えられる。また、移動端末４の移動などの変化を考慮することで割当における解空間が広がり、見通し確率およびスループットのトレードオフ関係におけるパレートフロンティアが改善される。なお、割当ステップは、見通し確率およびスループットのいずれか一方を通信性能として評価し、評価した当該通信性能に基づいて割当てパターンの選択を行ってもよい。また、通信性能の評価において、式（３）から式（５）の他の評価式が用いられてもよい。例えば、式（３）から式（５）の近似式、または他の評価方法による式が用いられてもよい。 With such a configuration, allocation is performed in consideration of the situation prior to the allocation, taking into account the movement of the mobile terminal 4 . This reduces the possibility that the communication performance of the wireless communication system 1 is degraded due to the movement of the mobile terminal 4 . In addition, by considering changes such as the movement of the mobile terminal 4, the solution space for allocation is expanded, and the Pareto frontier in the trade-off relationship between line-of-sight probability and throughput is improved. In addition, in the allocation step, either one of the visibility probability and throughput may be evaluated as communication performance, and an allocation pattern may be selected based on the evaluated communication performance. Also, in evaluating communication performance, other evaluation formulas of formulas (3) to (5) may be used. For example, approximation formulas (3) to (5) or formulas based on other evaluation methods may be used.

なお、実施の形態１に係る無線通信方法は、予測ステップを備えてもよい。予測ステップは、例えば、追跡ステップに代えて、または追跡ステップと並行して実行される。予測ステップは、例えば、基地局装置３によって実行される。このとき、基地局装置３は、予測ステップを実行する図示されない予測部を備えてもよい。予測ステップは、取得ステップで取得された移動情報に基づいて、各々の移動端末４の移動経路を予測するステップである。このとき、反射制御ステップは、予測ステップで予測される移動経路に追従するように無線信号の反射を制御することを含む。 Note that the wireless communication method according to Embodiment 1 may include a prediction step. The prediction step is performed, for example, instead of or in parallel with the tracking step. A prediction step is performed by the base station apparatus 3, for example. At this time, the base station device 3 may include a prediction unit (not shown) that executes the prediction step. The prediction step is a step of predicting the movement route of each mobile terminal 4 based on the movement information acquired in the acquisition step. At this time, the reflection control step includes controlling the reflection of the radio signal so as to follow the movement route predicted in the prediction step.

基地局装置３は、例えば、移動端末４の位置および速度に基づいて、移動端末４が同じ速度を維持すると仮定して移動端末４の移動経路を予測してもよい。あるいは、基地局装置３は、例えば、移動端末４の移動をＯｒｎｓｔｅｉｎ－Ｕｈｌｅｎｂｅｃｋ過程によってモデル化することで移動経路を予測してもよい。このとき、基地局装置３は、例えば式（２）のような確率分布に従ってサンプリングすることで、移動端末４の移動経路を予測してもよい。 The base station apparatus 3 may predict the moving route of the mobile terminal 4 based on the position and speed of the mobile terminal 4, for example, assuming that the mobile terminal 4 maintains the same speed. Alternatively, the base station apparatus 3 may predict the movement path by modeling the movement of the mobile terminal 4 using the Ornstein-Uhlenbeck process, for example. At this time, the base station device 3 may predict the moving route of the mobile terminal 4 by sampling according to the probability distribution as shown in Equation (2), for example.

このように、予測される移動経路に従って中継装置５の反射特性を動的に制御することで、移動端末４の移動情報を取得する頻度を抑えることができる。これにより、移動情報の取得に必要な情報を通信される情報フレームから削減することが可能になるので、無線通信システム１におけるオーバヘッドがより削減される。 In this way, by dynamically controlling the reflection characteristics of the relay device 5 according to the predicted movement route, the frequency of acquiring the movement information of the mobile terminal 4 can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the information necessary for acquiring the movement information from the information frame to be communicated, so the overhead in the wireless communication system 1 is further reduced.

また、割当ステップは、取得ステップで取得された移動情報に基づいて、複数の中継装置５の割当の更新間隔を動的に設定することを含んでもよい。例えば、基地局装置３の割当部１１は、割当を行うときに、各々の移動端末４の移動情報に基づいて、次の割当までの期間として割当周期の長さを設定してもよい。割当部１１は、例えば、移動端末４の移動速度がより速いほど、割当周期の長さをより短くなるように設定する。あるいは、割当部１１は、例えば、移動端末４の移動速度が予め設定された閾値より速いときに、割当周期の長さを通常の長さより短くなるように設定してもよい。また、あるいは、割当部１１は、例えば、移動端末４の移動速度が予め設定された閾値より遅いときに、割当周期の長さを通常の長さより長くなるように設定してもよい。ここで、移動端末４の移動速度は、複数の移動端末４の平均速度または最大速度などであってもよいし、複数の移動端末４のうちのいずれかの速度であってもよい。 Further, the allocation step may include dynamically setting an update interval of the allocation of the plurality of relay devices 5 based on the movement information acquired in the acquisition step. For example, the allocation unit 11 of the base station device 3 may set the length of the allocation cycle as the period until the next allocation based on the movement information of each mobile terminal 4 when performing allocation. For example, the allocation unit 11 sets the length of the allocation cycle to be shorter as the moving speed of the mobile terminal 4 is faster. Alternatively, the allocation unit 11 may set the length of the allocation cycle to be shorter than the normal length when the moving speed of the mobile terminal 4 is faster than a preset threshold, for example. Alternatively, for example, when the moving speed of the mobile terminal 4 is lower than a preset threshold, the allocation unit 11 may set the length of the allocation period to be longer than the normal length. Here, the moving speed of the mobile terminal 4 may be the average speed or the maximum speed of the plurality of mobile terminals 4, or may be the speed of any one of the plurality of mobile terminals 4. FIG.

このような構成により、移動端末４の移動の状況に応じて割当の更新間隔が動的に設定されるので、移動端末４が通信範囲外になる可能性の抑制および通信効率の低下の抑制がバランスをとりながら両立されるようになる。 With such a configuration, the allocation update interval is dynamically set according to the movement status of the mobile terminal 4, so that the possibility that the mobile terminal 4 will be out of the communication range and the decrease in communication efficiency can be suppressed. It will be possible to be compatible while maintaining a balance.

また、基地局装置３の一部の機能は、各々の中継装置５に搭載されていてもよい。あるいは、各々の中継装置５の一部の機能は、基地局装置３に搭載されていてもよい。例えば、追跡部１４は、基地局装置３に搭載されていてもよい。このとき、移動端末４を追従するための移動端末４の位置または方向などの情報は、基地局装置３から各々の中継装置５に通知される。各々の中継装置５の反射制御部１５は、基地局装置３からの通知に従って、反射体１３の反射特性を制御する。 Also, some functions of the base station device 3 may be installed in each relay device 5 . Alternatively, some functions of each relay device 5 may be installed in the base station device 3 . For example, the tracking unit 14 may be installed in the base station device 3 . At this time, information such as the position or direction of the mobile terminal 4 for following the mobile terminal 4 is notified from the base station device 3 to each relay device 5 . The reflection controller 15 of each relay device 5 controls the reflection characteristics of the reflector 13 according to the notification from the base station device 3 .

また、無線通信システム１において、高周波数帯の信号の他の無線信号が併用されていてもよい。無線通信システム１において、通信されるデータの種類、または容量などに応じて、使用される信号の種類が使い分けられてもよい。また、無線通信システム１は、移動しない基地局装置３および中継装置５などの間の通信に、有線による通信を併用してもよい。 Further, in the radio communication system 1, radio signals other than high-frequency band signals may be used together. In the wireless communication system 1, different types of signals may be used depending on the type or capacity of data to be communicated. Moreover, the wireless communication system 1 may also use wired communication for communication between the base station device 3 and the relay device 5 that do not move.

続いて、基地局装置３および各々の中継装置５などを含む無線通信システム１の装置のハードウェア構成の例を説明する。無線通信システム１の装置は、ハードウェアとして、例えばプロセッサおよびメモリを備えた処理回路を有する。プロセッサは、例えばＣＰＵ、演算装置、マイクロプロセッサ、またはマイクロコンピュータなどである。メモリは、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、または、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、もしくはＤＶＤなどの記憶媒体が該当する。メモリは、例えばソフトウェアまたはファームウェアとしてのプログラムなどを記憶する。そして、無線通信システム１の装置は、メモリに記憶されたプログラムなどをプロセッサが実行することによって予め設定された処理を実施し、ハードウェアとソフトウェアとが協働した結果として各機能を実現する。無線通信システム１の装置の各機能は、それぞれ処理回路で実現されてもよい。あるいは、無線通信システム１の装置の各機能の一部または全部は、まとめて処理回路で実現されてもよい。また、処理回路は、例えば単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、もしくはＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現されてもよい。 Next, an example of the hardware configuration of the devices of the wireless communication system 1 including the base station device 3 and each relay device 5 will be described. The device of the radio communication system 1 has, as hardware, for example, a processing circuit with a processor and a memory. A processor is, for example, a CPU, an arithmetic unit, a microprocessor, or a microcomputer. The memory corresponds to non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EPROM and EEPROM, or storage medium such as magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk or DVD. . The memory stores programs such as software or firmware, for example. The device of the wireless communication system 1 performs preset processing by executing a program stored in the memory by the processor, and realizes each function as a result of cooperation between hardware and software. Each function of the device of the wireless communication system 1 may be realized by a processing circuit respectively. Alternatively, part or all of each function of the devices of the wireless communication system 1 may be collectively implemented in a processing circuit. Also, the processing circuitry may be implemented in, for example, single circuits, multiple circuits, programmed processors, parallel programmed processors, ASICs, or FPGAs, or combinations thereof.

１ 無線通信システム、 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ 遮蔽物、 ３ 基地局装置、 ４、４ａ、４ｂ、４ｃ 移動端末、 ５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ 中継装置、 ６ 第１通信部、 ７ 第１取得部、 ８ 第２取得部、 ９ 第３取得部、 １０ 推定部、 １１ 割当部、 １２ 第２通信部、 １３ 反射体、 １４ 追跡部、 １５ 反射制御部 1 wireless communication system 2, 2a, 2b, 2c shielding object 3 base station device 4, 4a, 4b, 4c mobile terminal 5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e relay device 6 first communication unit, 7 first acquisition unit 8 second acquisition unit 9 third acquisition unit 10 estimation unit 11 allocation unit 12 second communication unit 13 reflector 14 tracking unit 15 reflection control unit

Claims (8)

複数の移動端末の各々の移動情報を取得する取得ステップと、
基地局装置および前記複数の移動端末の各々の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継可能な複数の中継装置の少なくともいずれかを、前記複数の移動端末のいずれかに割り当てる割当ステップと、
前記複数の中継装置のうち前記割当ステップで前記複数の移動端末のいずれかに割り当てられた中継装置が、前記取得ステップで取得された当該移動端末の移動情報に基づいて、無線信号の反射を当該移動端末の移動に追従するように制御する反射制御ステップと、
を備える無線通信方法。 an acquisition step of acquiring movement information of each of a plurality of mobile terminals;
an assigning step of assigning at least one of a plurality of relay devices capable of relaying radio signals for radio communication between a base station device and each of the plurality of mobile terminals to one of the plurality of mobile terminals;
The relay device assigned to one of the plurality of mobile terminals in the assigning step among the plurality of relay devices reflects the radio signal based on the movement information of the mobile terminal obtained in the obtaining step. a reflex control step for controlling to follow the movement of the mobile terminal;
A wireless communication method comprising: 前記取得ステップで取得された移動情報に基づいて、前記複数の移動端末の各々の移動経路を追跡する追跡ステップ
を備え、
前記反射制御ステップは、
前記追跡ステップで追跡される移動経路に追従するように無線信号の反射を制御すること
を含む、
請求項１に記載の無線通信方法。 a tracking step of tracking the movement route of each of the plurality of mobile terminals based on the movement information obtained in the obtaining step;
The reflex control step includes:
controlling radio signal reflections to follow the movement path tracked in the tracking step;
The wireless communication method according to claim 1. 前記取得ステップで取得された移動情報に基づいて、前記複数の移動端末の各々の移動経路を予測する予測ステップ
を備え、
前記反射制御ステップは、
前記予測ステップで予測される移動経路に追従するように無線信号の反射を制御すること
を含む、
請求項１に記載の無線通信方法。 a prediction step of predicting the movement route of each of the plurality of mobile terminals based on the movement information obtained in the obtaining step;
The reflex control step includes:
controlling radio signal reflection to follow the movement path predicted in the prediction step;
The wireless communication method according to claim 1. 前記割当ステップは、
前記取得ステップで取得された移動情報に基づいて、前記複数の移動端末の各々の移動先を推定する確率分布を算出すること、
算出した前記確率分布に基づいて前記複数の中継装置の割当パターンごとに見通し確率およびスループットの少なくともいずれかを含む通信性能を算出すること、および
算出した前記通信性能に基づいて前記複数の中継装置の割当パターンのいずれかを選択すること
を含む、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線通信方法。 The allocating step includes:
calculating a probability distribution for estimating the destination of each of the plurality of mobile terminals based on the movement information obtained in the obtaining step;
calculating communication performance including at least one of line-of-sight probability and throughput for each allocation pattern of the plurality of relay devices based on the calculated probability distribution; and calculating communication performance of the plurality of relay devices based on the calculated communication performance. selecting one of the allocation patterns;
The wireless communication method according to any one of claims 1 to 3. 前記割当ステップは、
前記取得ステップで取得された移動情報に基づいて、前記複数の中継装置の割当の更新間隔を動的に設定すること
を含む、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の無線通信方法。 The allocating step includes:
dynamically setting an update interval for allocation of the plurality of relay devices based on the movement information obtained in the obtaining step;
The wireless communication method according to any one of claims 1 to 4. 基地局装置と、
前記基地局装置および複数の移動端末の各々の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継可能な複数の中継装置と、
を備え、
前記基地局装置は、前記複数の中継装置の少なくともいずれかを、前記複数の移動端末のいずれかに割り当て、
前記複数の中継装置のうち前記複数の移動端末のいずれかに割り当てられた中継装置は、無線信号の反射を当該移動端末の移動に追従するように制御する、
無線通信システム。 a base station device;
a plurality of relay devices capable of relaying radio signals for radio communication between the base station device and a plurality of mobile terminals by reflection;
with
the base station device assigns at least one of the plurality of relay devices to one of the plurality of mobile terminals;
the relay device assigned to one of the plurality of mobile terminals among the plurality of relay devices controls the reflection of the radio signal so as to follow the movement of the mobile terminal;
wireless communication system. 複数の移動端末の各々との間の無線通信を担う無線信号を送受信する通信部と、
前記複数の移動端末のうち割り当てられた移動端末および前記通信部の間において当該移動端末の移動に追従するように当該無線信号の反射を制御することで当該無線信号を中継可能な複数の中継装置の少なくともいずれかを、前記複数の移動端末のいずれかに割り当てる割当部と、
を備える基地局装置。 a communication unit that transmits and receives radio signals for radio communication with each of a plurality of mobile terminals;
A plurality of relay devices capable of relaying the radio signal by controlling the reflection of the radio signal between the assigned mobile terminal of the plurality of mobile terminals and the communication unit so as to follow the movement of the mobile terminal. to any one of the plurality of mobile terminals; and
A base station device comprising: 複数の移動端末のうち基地局装置によって割り当てられた移動端末および前記基地局装置の間の無線通信を担う無線信号を反射によって中継する反射体と、
前記複数の移動端末のうち割り当てられた移動端末から取得された当該移動端末の移動情報に基づいて、当該移動端末の移動に追従するように、前記基地局装置および当該移動端末の間において無線信号の前記反射体による反射を制御する反射制御部と、
を備える中継装置。 a reflector that relays, by reflection, a radio signal responsible for radio communication between a mobile terminal assigned by a base station apparatus and the base station apparatus among a plurality of mobile terminals;
radio signals between the base station apparatus and the mobile terminal so as to follow the movement of the mobile terminal based on the movement information of the mobile terminal acquired from the assigned mobile terminal among the plurality of mobile terminals; A reflection control unit that controls reflection by the reflector of
relay device.
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