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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024006722
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】通信装置
(51)【国際特許分類】
H04B 7/06 20060101AFI20240110BHJP
【ＦＩ】
H04B7/06 956
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022107886
(22)【出願日】2022-07-04
(71)【出願人】
【識別番号】304021417
【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100109047
【弁理士】
【氏名又は名称】村田 雄祐
(74)【代理人】
【識別番号】100109081
【弁理士】
【氏名又は名称】三木 友由
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】阪口 啓
(72)【発明者】
【氏名】丸田 一輝
(72)【発明者】
【氏名】殷 越
(72)【発明者】
【氏名】前本 大輝
(72)【発明者】
【氏名】古山 卓宏
(72)【発明者】
【氏名】中田 恒夫
(57)【要約】
【課題】通信品質の悪化を抑制する技術を提供する。
【解決手段】空間相関係数導出部５４２は、第１位置における複数種類のＣＳＩパラメータと、第２位置における複数種類のＣＳＩパラメータとをもとに、第１位置と第２位置との間の空間相関係数を導出する。補間ウエイト導出部５４４は、空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する。予測値導出部５４８は、補間ウエイトと、第１ＣＳＩと前記第２ＣＳＩとをもとに、第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する。
【選択図】図３
【解決手段】空間相関係数導出部５４２は、第１位置における複数種類のＣＳＩパラメータと、第２位置における複数種類のＣＳＩパラメータとをもとに、第１位置と第２位置との間の空間相関係数を導出する。補間ウエイト導出部５４４は、空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する。予測値導出部５４８は、補間ウエイトと、第１ＣＳＩと前記第２ＣＳＩとをもとに、第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数種類のＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）パラメータが場所毎に示されるマップから、第１アンテナの第１位置における前記複数種類のＣＳＩパラメータと、第２アンテナの第２位置における前記複数種類のＣＳＩパラメータとを取得する第１取得部と、
前記第１取得部において取得した前記第１位置における前記複数種類のＣＳＩパラメータと、前記第２位置における前記複数種類のＣＳＩパラメータとをもとに、前記第１位置と前記第２位置との間の空間相関係数を導出する空間相関係数導出部と、
前記空間相関係数導出部において導出した前記空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する補間ウエイト導出部と、
前記第１アンテナにおいて取得した瞬時の第１ＣＳＩと、前記第２アンテナにおいて取得した瞬時の第２ＣＳＩとを取得する第２取得部と、
前記補間ウエイト導出部において導出した前記補間ウエイトと、前記第２取得部において取得した前記第１ＣＳＩと前記第２ＣＳＩとをもとに、前記第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する予測値導出部と、
前記予測値導出部において導出した前記ＣＳＩの予測値を使用して、前記第３位置における通信を実行する通信部と、
を備える通信装置。
前記第１取得部において取得した前記第１位置における前記複数種類のＣＳＩパラメータと、前記第２位置における前記複数種類のＣＳＩパラメータとをもとに、前記第１位置と前記第２位置との間の空間相関係数を導出する空間相関係数導出部と、
前記空間相関係数導出部において導出した前記空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する補間ウエイト導出部と、
前記第１アンテナにおいて取得した瞬時の第１ＣＳＩと、前記第２アンテナにおいて取得した瞬時の第２ＣＳＩとを取得する第２取得部と、
前記補間ウエイト導出部において導出した前記補間ウエイトと、前記第２取得部において取得した前記第１ＣＳＩと前記第２ＣＳＩとをもとに、前記第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する予測値導出部と、
前記予測値導出部において導出した前記ＣＳＩの予測値を使用して、前記第３位置における通信を実行する通信部と、
を備える通信装置。
【請求項2】
複数種類のＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ＣＳＩパラメータが場所毎に取得され、２つの位置における前記複数種類のＣＳＩパラメータをもとに、前記２つの位置の間の空間相関係数が導出され、前記空間相関係数が場所毎に示されるマップから、第１位置と第２位置との間の空間相関係数を取得する第１取得部と、
前記第１取得部において導出した前記空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する補間ウエイト導出部と、
前記第１位置の第１アンテナにおいて取得した瞬時の第１ＣＳＩと、前記第２位置の第２アンテナにおいて取得した瞬時の第２ＣＳＩとを取得する第２取得部と、
前記補間ウエイト導出部において導出した前記補間ウエイトと、前記第２取得部において取得した前記第１ＣＳＩと前記第２ＣＳＩとをもとに、前記第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する予測値導出部と、
前記予測値導出部において導出した前記ＣＳＩの予測値を使用して、前記第３位置における通信を実行する通信部と、
を備える通信装置。
前記第１取得部において導出した前記空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する補間ウエイト導出部と、
前記第１位置の第１アンテナにおいて取得した瞬時の第１ＣＳＩと、前記第２位置の第２アンテナにおいて取得した瞬時の第２ＣＳＩとを取得する第２取得部と、
前記補間ウエイト導出部において導出した前記補間ウエイトと、前記第２取得部において取得した前記第１ＣＳＩと前記第２ＣＳＩとをもとに、前記第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する予測値導出部と、
前記予測値導出部において導出した前記ＣＳＩの予測値を使用して、前記第３位置における通信を実行する通信部と、
を備える通信装置。
【請求項3】
前記複数種類のＣＳＩパラメータは、パス数、各パスの利得、各パスの遅延、到来方向を少なくとも含む請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項4】
前記通信部は、前記ＣＳＩの予測値を使用して、前記第３位置におけるリソース制御を実行する請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項5】
前記マップは、複数の環境のそれぞれに対して保存されており、複数の前記マップのうちの１つを選択する選択部をさらに備える請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項6】
前記第３位置におけるＣＳＩの予測値は、前記第３位置の周囲における前記第１位置と前記第２位置以外の位置の値も反映して生成される請求項１または２に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信技術に関し、特に無線通信を実行する通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信においてはマルチパスの影響を受けて通信品質が悪化する。このような通信品質の悪化を抑制するために、周波数特性を含む電波マップが予め蓄積されており、移動情報をもとに予測された将来の走行位置における周波数特性を電波マップから取得して無線リソースの割当がなされる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１３９７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
Ｖ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）などの移動環境における無線通信では伝搬路が激しく変動する。また、直接波と反射波の合成により、受信点によってはそれらが逆位相で相殺され、受信レベルが激しく落ち込む瞬間が生じる。このような状況下においても通信品質の悪化を抑制することが求められる。
【0005】
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、通信品質の悪化を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の通信装置は、複数種類のＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）パラメータが場所毎に示されるマップから、第１アンテナの第１位置における複数種類のＣＳＩパラメータと、第２アンテナの第２位置における複数種類のＣＳＩパラメータとを取得する第１取得部と、第１取得部において取得した第１位置における複数種類のＣＳＩパラメータと、第２位置における複数種類のＣＳＩパラメータとをもとに、第１位置と第２位置との間の空間相関係数を導出する空間相関係数導出部と、空間相関係数導出部において導出した空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する補間ウエイト導出部と、第１アンテナにおいて取得した瞬時の第１ＣＳＩと、第２アンテナにおいて取得した瞬時の第２ＣＳＩとを取得する第２取得部と、補間ウエイト導出部において導出した補間ウエイトと、第２取得部において取得した第１ＣＳＩと第２ＣＳＩとをもとに、第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する予測値導出部と、予測値導出部において導出したＣＳＩの予測値を使用して、第３位置における通信を実行する通信部と、を備える。
【0007】
本発明の別の態様もまた、通信装置である。この装置は、複数種類のＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ＣＳＩパラメータが場所毎に取得され、２つの位置における複数種類のＣＳＩパラメータをもとに、２つの位置の間の空間相関係数が導出され、空間相関係数が場所毎に示されるマップから、第１位置と第２位置との間の空間相関係数を取得する第１取得部と、第１取得部において導出した空間相関係数をもとに第３位置における補間ウエイトを導出する補間ウエイト導出部と、第１位置の第１アンテナにおいて取得した瞬時の第１ＣＳＩと、第２位置の第２アンテナにおいて取得した瞬時の第２ＣＳＩとを取得する第２取得部と、補間ウエイト導出部において導出した補間ウエイトと、第２取得部において取得した第１ＣＳＩと第２ＣＳＩとをもとに、第３位置におけるＣＳＩの予測値を導出する予測値導出部と、予測値導出部において導出したＣＳＩの予測値を使用して、第３位置における通信を実行する通信部と、を備える。
【0008】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
【0009】
本発明のある態様によれば、通信品質の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例１に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図7】実施例２に係る無線通信システムでの処理の概要を示す図である。
【図9】実施例３に係る無線通信システムでの処理の概要を示す図である。
【図10】実施例４に係る無線通信システムでの処理の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。本実施例は、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。伝搬路が激しく変動する環境下においても、将来の伝搬路の状態を予測することができれば、伝搬路の特性が良好となるタイミングにあわせて、信号を伝送したり、無線リソースを制御したりできる。しかしながら、現実的には、伝搬路の情報のみを用いた予測は困難である。本実施例では、周波数特性を含むマップを予め蓄積しており、マップに蓄積された情報をもとに、伝搬路に関する２次の統計量を求めてから、２次の統計量を使ってウィナーフィルタにより予測値を求める。２次の統計量を使用するので、瞬時値を使用する場合と比較して、変化が緩やかにより、予測の精度が安定する。また、ウィナーフィルタにより予測値を求めるので、高精度な無線リソース制御が可能になる。
本発明の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概要を説明する。本実施例は、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。伝搬路が激しく変動する環境下においても、将来の伝搬路の状態を予測することができれば、伝搬路の特性が良好となるタイミングにあわせて、信号を伝送したり、無線リソースを制御したりできる。しかしながら、現実的には、伝搬路の情報のみを用いた予測は困難である。本実施例では、周波数特性を含むマップを予め蓄積しており、マップに蓄積された情報をもとに、伝搬路に関する２次の統計量を求めてから、２次の統計量を使ってウィナーフィルタにより予測値を求める。２次の統計量を使用するので、瞬時値を使用する場合と比較して、変化が緩やかにより、予測の精度が安定する。また、ウィナーフィルタにより予測値を求めるので、高精度な無線リソース制御が可能になる。
【0012】
以下、本発明を好適な実施例をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施例は、発明を限定するものではなく例示であって、実施例に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0013】
図１は、無線通信システム１０００の構成を示す。無線通信システム１０００は、車両１００、基地局装置２００、ネットワーク３００、サーバ４００を含む。車両１００は、移動可能であり、アンテナ５１０と総称される第１アンテナ５１０ａ、第２アンテナ５１０ｂを備える。ここでは、車両１００の前側に第１アンテナ５１０ａが設置され、車両１００の後側に第２アンテナ５１０ｂが設置される。第１アンテナ５１０ａと第２アンテナ５１０ｂとの間の距離は、無線通信システム１０００において使用される周波数の半波長以上であることが好ましい。車両１００には通信装置（図示せず）が搭載され、通信装置は第１アンテナ５１０ａと第２アンテナ５１０ｂに接続される。通信装置は、アンテナ５１０を使用して、基地局装置２００との間で無線通信を実行する。
【0014】
基地局装置２００は、通信装置と無線通信を実行するとともに、ネットワーク３００とも通信可能である。また、基地局装置２００は、ネットワーク３００を介して他の基地局装置２００（図示せず）と通信可能である。このような接続によって、通信装置は、基地局装置２００とネットワーク３００と他の基地局装置２００とを介して他の通信装置（図示せず）と通信可能である。そのため、無線通信システム１０００に含まれる通信装置と基地局装置２００の数は「１」に限定されない。本実施例においては、通信装置と基地局装置２００との通信に着目する。ネットワーク３００にはサーバ４００が接続されており、サーバ４００は基地局装置２００と通信可能である。
【0015】
本実施例では、通信装置と基地局装置２００との通信を開始する前に、マップが作成される。マップでは、複数種類のＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）パラメータが場所毎に示されている。ここでは、図２を使用してマップの作成を説明する。図２は、無線通信システム１０００での処理の概要を示す。無線通信システム１０００に含まれる基地局装置２００、サーバ４００は図１と同じである。
【0016】
測定用車両１０２は、マップを作成するために使用する車両である。測定用車両１０２は車両１００と同一であってもよい。測定用車両１０２には、測定装置（図示せず）とアンテナ（図示せず）が搭載される。測定装置は、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等の測位機能を有し、ＧＮＳＳから受信した信号をもとに測定装置の位置、つまり測定用車両１０２の位置を測位する。
【0017】
測定装置は、アンテナを介して基地局装置２００から定期的に送信される参照信号２１０を受信する。参照信号２１０は測定装置にとって既知の信号である。測定装置は、受信した参照信号２１０をもとに伝搬路特性を導出する。また、測定装置は、伝搬路特性をもとに、複数種類のＣＳＩパラメータを導出する。ＣＳＩパラメータは、例えば、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－Ｄｏｍａｉｎ（ＦＤ）－ＳＡＧＥアルゴリズム（B. H. Fleury, M. Tschudin, R. Heddergott, D. Dahlhaus and K. Ingeman Pedersen, "Channel parameter estimation in mobile radio environments using the SAGE algorithm," in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 17, no. 3, pp. 434-450, March 1999, doi: 10.1109/49.753729.）により導出される。また、ＣＳＩパラメータは、ビームフォーマ法またはＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の到来方向推定技術（菊間信良，“アレーアンテナによる適応信号処理，”科学技術出版，１９９８年１１月．）により導出されてもよい。ＣＳＩパラメータの導出方法はこれらに限定されない。複数種類のＣＳＩパラメータは、パス数：Ｌ(１、・・・、ｌ、・・・Ｌ)、各パスの利得：ｇｌ、各パスの遅延：τｌ、各パスの到来方向（方位角）：θｌ、各パスの到来方向（仰角）φｌ等である。
【0018】
無線通信システム１０００において複数の周波数帯（ミリ波，マイクロ波など）が使用される場合、ＣＳＩパラメータは周波数帯毎に導出される。また、測定用車両１０２は、移動するので、複数の場所のそれぞれにおいて、複数種類のＣＳＩパラメータと位置情報との組合せを取得する。測定装置は、複数種類のＣＳＩパラメータと位置情報との組合せを基地局装置２００、ネットワーク３００（図示せず）を介してサーバ４００に送信する。サーバ４００は、複数の場所のそれぞれにおける複数種類のＣＳＩパラメータと位置情報との組合せをマップ４１０として記憶する。
【0019】
図３は、車両１００に搭載される通信装置５００の構成を示す。通信装置５００は、通信部５２０、処理部５３０、測位部５５０を含む。処理部５３０は、第１取得部５４０、空間相関係数導出部５４２、補間ウエイト導出部５４４、第２取得部５４６、予測値導出部５４８を含む。
【0020】
測位部５５０は、ＧＮＳＳ等の測位機能を有し、ＧＮＳＳから受信した信号をもとに測定装置の位置、つまり車両１００の位置を測位する。測位部５５０は、測位した位置情報を処理部５３０に出力する。
【0021】
処理部５３０は、測位部５５０から位置情報を受けつける。図４（ａ）－（ｂ）は、車両１００における位置の定義を示す。図４（ａ）は、現在の車両１００の状態を示す。前述のごとく、車両１００の前側に第１アンテナ５１０ａが設置され、車両１００の後側に第２アンテナ５１０ｂが設置される。処理部５３０は、位置情報で示される車両１００内の位置と、第１アンテナ５１０ａの位置（以下、「第１位置」という）と第２アンテナ５１０ｂの位置（以下、「第２位置」という）との相対的な関係を保持する。そのため、処理部５３０は、位置情報から第１位置と第２位置とを導出する。図４（ａ）では、第１位置が「Ａ」と示され、第２位置が「Ｂ」と示される。第１位置と第２位置の間の位置、例えば第１位置と第２位置の間を２等分する位置（以下、「第３位置」という）は「Ｐ」と示される。図４（ｂ）は後述して、図３に戻る。
【0022】
通信部５２０は、第１アンテナ５１０ａ、第２アンテナ５１０ｂに接続され、第１アンテナ５１０ａと第２アンテナ５１０ｂの少なくとも１つを介して基地局装置２００との無線通信を実行する。通信部５２０は、基地局装置２００を介してサーバ４００からマップ４１０を受信する。処理部５３０の第１取得部５４０は、マップ４１０から、第１位置「Ａ」における複数種類のＣＳＩパラメータと、第２位置「Ｂ」における複数種類のＣＳＩパラメータとを取得する。前述のごとく、複数種類のＣＳＩパラメータは、パス数、各パスの利得、各パスの遅延、到来方向を少なくとも含む。
【0023】
空間相関係数導出部５４２は、第１位置「Ａ」における複数種類のＣＳＩパラメータと、第２位置「Ｂ」における複数種類のＣＳＩパラメータとをもとに、第１位置「Ａ」と第２位置「Ｂ」との間の空間相関係数ρＡＢ（ｘ）を導出する。ここで、「ｘ」は、位置「Ａ」の位置情報を示す。図５は、車両１００における位置と角度の定義を示す。図面の左側が車両１００の前側に相当する。第１位置「Ａ」の位置情報を「ｘ」と示す場合、第２位置「Ｂ」の位置情報は「ｘ＋Δｘ」と示される。図３に戻る。
【0024】
空間相関係数導出部５４２は、あらかじめ取得・作成したマップ４１０からＣＳＩの平均値を次のように導出する。
ここで、「ｘ」は位置情報を示し、「θ」は方位角を示し、「φ」は仰角を示し、「ｔ」は遅延を示し、「ｆ」は周波数を示す。このＣＳＩはマップ４１０に記憶したＣＳＩパラメータから再構成したものであるが、任意の形式でかまわない。
【数1】
【数2】
【0025】
平面波近似を仮定すると、式（２）は次のように示される。
そのため、空間相関係数ρＡＢ（ｘ）は次のように示される。
ここで、「＊」は複素共役である。空間相関係数は、電力の到来角度分布、つまり２次統計量による表現である。
【数3】
【数4】
【0026】
補間ウエイト導出部５４４は、ウィナーフィルタにより、空間相関係数導出部５４２において導出した空間相関係数ρＡＢ（ｘ）をもとに第３位置「Ｐ」における補間ウエイトＷを次のように導出する。
α、βは規格化係数である。
【数5】
【0027】
第２取得部５４６は、第１位置「Ａ」の第１アンテナ５１０ａにおいて取得した瞬時の第１ＣＳＩと、第２位置「Ｂ」の第２アンテナ５１０ｂにおいて取得した瞬時の第２ＣＳＩとを取得する。これらは次のように示される。
ここで、「（．）Ｔ」は行列の転置を意味する。式（６）は、例えば変調方式としてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いるのであれば、サブキャリア毎に推定した瞬時のＣＳＩ（振幅および位相）である。瞬時の第１ＣＳＩと瞬時の第２ＣＳＩは、図４（ａ）にも示される。
【数6】
【0028】
予測値導出部５４８は、補間ウエイト導出部５４４において導出した補間ウエイトＷと、第２取得部５４６において取得した第１ＣＳＩと第２ＣＳＩとをもとに、第３位置「Ｐ」におけるＣＳＩの予測値を導出する。
ＣＳＩの予測値は、図４（ａ）にも示される。
【数7】
【0029】
処理部５３０は、ＣＳＩの予測値を周波数領域に変換する。図６は、処理部５３０における処理の概要を示す。横軸が周波数を示し、縦軸が強度を示す。ここでは、ＣＳＩの予測値が示される。処理部５３０はＣＳＩの予測値のうち、しきい値以上となる周波数成分を特定する。処理部５３０は、特定した周波数成分において信号を送信することを通信部５２０に指示する。
【0030】
通信部５２０の処理を説明するために、ここでは図４（ｂ）も使用する。図４（ｂ）は図４（ａ）に続く状態である。車両１００が前側に向かって移動することによって、第２アンテナ５１０ｂが第３位置「Ｐ」に到達する。図３の通信部５２０は、処理部５３０を介して測位部５５０から受けつけた位置情報をもとに、第２アンテナ５１０ｂが第３位置「Ｐ」に到達することを検出する。そのタイミングにおいて、通信部５２０は、処理部５３０に特定された周波数成分において信号を第２アンテナ５１０ｂから基地局装置２００に送信する。つまり、通信部５２０は、予測値導出部５４８において導出したＣＳＩの予測値を使用して、第３位置「Ｐ」における通信を実行する。特に、通信部５２０は、ＣＳＩの予測値を使用して、第３位置「Ｐ」におけるリソース制御を実行する。リソース制御により、強度が高い周波数成分にのみ信号が割り当てられる。
【0031】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ)、その他のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）で実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【0032】
本実施例によれば、マップとして記憶した複数種類のＣＳＩパラメータをもとに空間相関係数を導出するので、２次の統計量を使用できる。また、２次の統計量が使用されるので、瞬時値を使用する場合と比較して、変化が緩やかにより、予測の精度を安定させることができる。また、空間相関係数に対してウィナーフィルタを実行することによって予測値を求めるので、無線リソース制御を高精度化できる。また、無線リソース制御が高精度化されるので、通信品質の悪化を抑制できる。また、複数種類のＣＳＩパラメータは、パス数、各パスの利得、各パスの遅延、到来方向を少なくとも含むので、伝搬路特性を正確に表現できる。
【0033】
（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。実施例１では、位置毎のＣＳＩパラメータがマップとしてサーバに記憶される。通信装置は、サーバから受信したＣＳＩパラメータをもとに空間相関係数を導出し、空間相関係数をもとに補間ウエイト、ＣＳＩの予測値を順に導出する。一方、実施例２では、位置毎の空間相関係数がマップとしてサーバに記憶される。通信装置は、サーバから受信した空間相関係数をもとに補間ウエイト、ＣＳＩの予測値を順に導出する。以下では、実施例１との差異を中心に説明する。
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。実施例１では、位置毎のＣＳＩパラメータがマップとしてサーバに記憶される。通信装置は、サーバから受信したＣＳＩパラメータをもとに空間相関係数を導出し、空間相関係数をもとに補間ウエイト、ＣＳＩの予測値を順に導出する。一方、実施例２では、位置毎の空間相関係数がマップとしてサーバに記憶される。通信装置は、サーバから受信した空間相関係数をもとに補間ウエイト、ＣＳＩの予測値を順に導出する。以下では、実施例１との差異を中心に説明する。
【0034】
実施例２でも、実施例１と同様に、通信装置と基地局装置２００との通信を開始する前に、マップが作成される。図７は、無線通信システム１０００での処理の概要を示す。これは、マップを作成するための処理を示し、無線通信システム１０００に含まれる測定用車両１０２、基地局装置２００、サーバ４００は図２と同様である。
【0035】
測定用車両１０２に搭載された測定装置は、測定装置の位置、つまり測定用車両１０２の位置を測位する。測定装置は、アンテナを介して基地局装置２００から定期的に送信される参照信号２１０を受信する。測定装置は、受信した参照信号２１０をもとに伝搬路特性を導出し、導出した伝搬路特性をもとに複数種類のＣＳＩパラメータを導出する。さらに、測定装置は、前述の空間相関係数導出部５４２と同様に、複数種類のＣＳＩパラメータとをもとに空間相関係数を導出する。
【0036】
無線通信システム１０００において複数の周波数帯（ミリ波，マイクロ波など）が使用される場合、空間相関関数は周波数帯毎に導出される。また、測定用車両１０２は、移動するので、複数の場所のそれぞれにおいて、空間相関関数と位置情報との組合せを取得する。測定装置は、空間相関関数と位置情報との組合せを基地局装置２００、ネットワーク３００（図示せず）を介してサーバ４００に送信する。サーバ４００は、複数の場所のそれぞれにおける空間相関関数と位置情報との組合せをマップ４２０として記憶する。
【0037】
図８は、車両１００に搭載される通信装置５００の構成を示す。通信装置５００は、通信部５２０、処理部５３０、測位部５５０を含む。処理部５３０は、第１取得部５４０、補間ウエイト導出部５４４、第２取得部５４６、予測値導出部５４８を含む。
【0038】
測位部５５０は、図３と同様の処理を実行する。通信部５２０は、第１アンテナ５１０ａ、第２アンテナ５１０ｂに接続され、第１アンテナ５１０ａと第２アンテナ５１０ｂの少なくとも１つを介して基地局装置２００との無線通信を実行する。通信部５２０は、基地局装置２００を介してサーバ４００からマップ４２０を受信する。処理部５３０の第１取得部５４０は、マップ４２０から、第１位置「Ａ」と第２位置「Ｂ」との間の空間相関係数を取得する。これに続いて、補間ウエイト導出部５４４、第２取得部５４６、予測値導出部５４８、通信部５２０は、図３と同じ処理を実行する。
【0039】
本実施例によれば、複数の場所のそれぞれにおける空間相関係数をマップとして記憶するので、マップの情報容量を削減できる。また、通信装置は空間相関係数を導出しなくてもよいので、ＣＳＩの予測値の導出期間を短縮できる。
【0040】
（実施例３）
次に、実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様に、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。実施例１では、位置毎のＣＳＩパラメータがマップとしてサーバに記憶され、実施例２では、位置毎の空間相関係数がマップとしてサーバに記憶される。実施例３では、これらのマップがシナリオ別にサーバに記憶される。天候、車両の混雑度によって伝搬環境は異なる。そのため、天候、車両の混雑度等のシナリオ毎にマップが用意される。通信装置は、サーバから受信した空間相関係数をもとに補間ウエイト、ＣＳＩの予測値を順に導出する。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
次に、実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様に、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。実施例１では、位置毎のＣＳＩパラメータがマップとしてサーバに記憶され、実施例２では、位置毎の空間相関係数がマップとしてサーバに記憶される。実施例３では、これらのマップがシナリオ別にサーバに記憶される。天候、車両の混雑度によって伝搬環境は異なる。そのため、天候、車両の混雑度等のシナリオ毎にマップが用意される。通信装置は、サーバから受信した空間相関係数をもとに補間ウエイト、ＣＳＩの予測値を順に導出する。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
【0041】
実施例３でも、これまでと同様に、通信装置と基地局装置２００との通信を開始する前に、マップが作成される。図９は、無線通信システム１０００での処理の概要を示す。これは、マップを作成するための処理を示し、無線通信システム１０００に含まれる測定用車両１０２、基地局装置２００、サーバ４００は図２、図７と同様である。
【0042】
測定用車両１０２に搭載された測定装置は、測定装置の位置、つまり測定用車両１０２の位置を測位する。測定装置は、アンテナを介して基地局装置２００から定期的に送信される参照信号２１０を受信する。測定装置は、受信した参照信号２１０をもとに伝搬路特性を導出し、導出した伝搬路特性をもとに複数種類のＣＳＩパラメータを導出する。測定装置は、複数種類のＣＳＩパラメータと位置情報との組合せを基地局装置２００、ネットワーク３００（図示せず）を介してサーバ４００に送信する。サーバ４００は、複数の場所のそれぞれにおける複数種類のＣＳＩパラメータと位置情報との組合せをマップ４３０として記憶する。マップ４３０は、複数の場所のそれぞれにおける空間相関係数と位置情報との組合せを記憶してもよい。その際、天候、混雑度等のシナリオについてのラベル付けがなされる。例えば、『「天候：雨天」かつ「混雑度：低」』、『「天候：快晴」かつ「混雑度：高」』、『「天候：快晴」かつ「混雑度：低」』のようなラベル付けがなされる。このようなラベル付けは人為的になされてもよいし、測定装置またはサーバ４００においてなされてもよい。
【0043】
通信装置５００は、センサ等の検出機能を備え、天候、混雑度等を検出する。検出機能については公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。また、通信部５２０が基地局装置２００、ネットワーク３００を介して情報サーバ（図示せず）にアクセスし、天候、混雑度等の情報を情報サーバから受信することによって、通信装置５００は天候、混雑度等の情報を取得してもよい。情報サーバはサーバ４００と同一であってもよいし、別であってもよい。
【0044】
処理部５３０には選択部（図示せず）が備えられる。選択部は、複数の環境のそれぞれに対して保存された複数種類のマップ４３０のうち、取得した天候、混雑度に対応した１つのマップ４３０を選択する。通信部５２０は、選択部において選択したマップ４３０をサーバ４００から受信する。これに続く処理はこれまでと同様である。
【0045】
本実施例によれば、複数のシナリオのそれぞれに対するマップが記憶されるので、シナリオに合ったマップを使用できる。また、複数のシナリオのそれぞれに対するマップのうちの１つを選択してしようするので、ＣＳＩの予測値の精度を向上できる。また、ＣＳＩの予測値の精度が向上するので、通信品質の悪化を抑制できる。
【0046】
（実施例４）
次に、実施例４を説明する。実施例４は、これまでと同様に、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。測位には誤差がともなう。そのため、作成したマップには位置情報の不確定性が含まれる。位置情報の不確定性はＣＳＩの予測値の精度を低下させる。実施例４に係る通信装置は、マップから取得した情報を周辺地点の２次統計量で加重平均して使用する。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
次に、実施例４を説明する。実施例４は、これまでと同様に、移動可能な車両に搭載された通信装置と、基地局装置との間で無線通信が実行される無線通信システムに関する。測位には誤差がともなう。そのため、作成したマップには位置情報の不確定性が含まれる。位置情報の不確定性はＣＳＩの予測値の精度を低下させる。実施例４に係る通信装置は、マップから取得した情報を周辺地点の２次統計量で加重平均して使用する。以下では、これまでとの差異を中心に説明する。
【0047】
図１０は、無線通信システム１０００での処理の概要を示す。無線通信システム１０００は、車両１００、基地局装置２００を含む。実施例４におけるマップは、実施例１から３のいずれかと同じである。通信装置５００の第１取得部５４０は、これまでと同様にマップからＣＳＩパラメータを取得する。第１取得部５４０は、第３位置の周囲における第１位置と第２位置以外の位置におけるＣＳＩパラメータも取得し、次のように加重平均を計算する。
ここで、ｗｉ，ｊは重み係数である。具体的には次のように示される。
これに続く処理はこれまでと同様であるので、説明を省略する。
【数8】
【数9】
【0048】
加重平均は、到来角度分布、空間相関係数、ＣＳＩの予測値であってもよい。つまり、第３位置におけるＣＳＩの予測値は、第３位置の周囲における第１位置と第２位置以外の位置の値も反映して生成される。
【0049】
本実施例によれば、周囲の位置の値も反映させて、ＣＳＩの予測値を導出するので、位置精度の不確定性を安定化できる。また、位置精度の不確定性が安定化されるので、ＣＳＩの予測値の精度を向上できる。また、ＣＳＩの予測値の精度が向上するので、通信品質の悪化を抑制できる。
【0050】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0051】
実施例１から４に係る通信装置５００は、ウィナーフィルタを使用してＣＳＩの予測値を導出している。しかしながらこれに限らず例えば、通信装置５００は、加重平均を使用してＣＳＩの予測値を導出してもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
【0052】
実施例１から４に係る通信装置５００は、第３位置に対するＣＳＩの予測値を導出している。しかしながらこれに限らず例えば、位置ではなく、空間を点群として表現し、それら点群をインデックスとした予測に拡張されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
【0053】
実施例１から４に係るマップは更新されてもよい。電力分布は長期間で見ると環境の変動等の影響により変化するので、これに追従するためである。例えば、定期的にマップが更新されてもよい。また、過去のマップの情報を蓄積しておき、平均化するなどして空間相関係数が算出されてもよい。本変形例によれば、環境の変動等に追従するので、マップの精度を向上できる。
【0054】
実施例１から４における基地局装置２００または通信装置５００がビームフォーミング機能を有する場合、ビーム方向（ビームインデックス(ＩＤ)）もマップに記憶されてもよい。その際、通信装置５００は、ＣＳＩの予測値を導出する差異に、ビームインデックス(ＩＤ)をマップから取得する。本変形例によれば、ビームフォーミング機能を使用するので、通信品質を改善できる。
【符号の説明】
【0055】
１００ 車両、 １０２ 測定用車両、 ２００ 基地局装置、 ２１０ 参照信号、 ３００ ネットワーク、 ４００ サーバ、 ４１０，４２０，４３０ マップ、 ５００ 通信装置、 ５１０ アンテナ、 ５２０ 通信部、 ５３０ 処理部、 ５４０ 第１取得部、 ５４２ 空間相関係数導出部、 ５４４ 補間ウエイト導出部、 ５４６ 第２取得部、 ５４８ 予測値導出部、 ５５０ 測位部、 １０００ 無線通信システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
