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JP7816526B2 - Wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication control device - Google Patents
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JP7816526B2 - Wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication control device - Google Patents

Wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication control device

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JP7816526B2 JP2024536579A JP2024536579A JP7816526B2 JP 7816526 B2 JP7816526 B2 JP 7816526B2 JP 2024536579 A JP2024536579 A JP 2024536579A JP 2024536579 A JP2024536579 A JP 2024536579A JP 7816526 B2 JP7816526 B2 JP 7816526B2
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Description

本開示は、無線通信システム、無線通信方法及び無線通信制御装置に関する。 The present disclosure relates to a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication control device.

5Gサービスで利用するミリ波帯や、6Gサービスに向けて開発が進められている更に高い周波数帯の電波は、直進性が高い。そのため、遮蔽物による通信障害を改善する手段として、RIS(Reconfigurable Intelligent Surface)技術の活用が期待されている(非特許文献1-3)。RIS技術では、電気的に位相を切り替える素子を反射板表面に配列することで、電波を特定の方向に反射させる。 Radio waves in the millimeter wave band used in 5G services and the even higher frequency bands being developed for 6G services have a high tendency to travel in a specific direction. For this reason, the use of RIS (Reconfigurable Intelligent Surface) technology is expected to be used as a means of improving communication interference caused by obstructions (Non-Patent Documents 1-3). RIS technology reflects radio waves in a specific direction by arranging electrically phase-switching elements on the surface of a reflector.

Using Any Surface to Realize a New Paradigm for Wireless Communications(Communications of the ACM, Volume 61, Issue 11, November 2018, p30-33)Using Any Surface to Realize a New Paradigm for Wireless Communications(Communications of the ACM, Volume 61, Issue 11, November 2018, p30-33) Wireless Communications Through Reconfigurable Intelligent Surfaces(IEEE Access, Volume 7, 13 August 2019, p116753-116773)Wireless Communications Through Reconfigurable Intelligent Surfaces(IEEE Access, Volume 7, 13 August 2019, p116753-116773) Intelligent Reflecting Surface Enhanced Wireless Network via Joint Active and Passive Beamforming(IEEE Transactions on Wireless Communications, Volume 18, Issue 11, November 2019, p5394-5409)Intelligent Reflecting Surface Enhanced Wireless Network via Joint Active and Passive Beamforming(IEEE Transactions on Wireless Communications, Volume 18, Issue 11, November 2019, p5394-5409)

RIS装置では、反射方向の制御を電気的に行うため、消費電力が多くなる。そのため、太陽光発電等の環境発電に接続した場合、発電量に限界があることから、RIS装置を常時稼働するのが困難となる課題があった。一方、外部電源に接続した場合、電力供給は十分に行えるものの、設置場所の制限が生じる課題があった。 RIS devices consume a lot of power because they electrically control the direction of reflection. Therefore, when connected to an environmental power generation system such as solar power generation, there is a limit to the amount of power that can be generated, making it difficult to operate the RIS device continuously. On the other hand, when connected to an external power source, although sufficient power can be supplied, there is an issue of limitations on where it can be installed.

本開示は、上述の問題を解決するため、RIS装置の稼働頻度を低減することで、消費電力を低減できる無線通信システムを提供することを第一の目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the primary objective of this disclosure is to provide a wireless communication system that can reduce power consumption by reducing the operating frequency of the RIS device.

また、本開示は、RIS装置の稼働頻度を低減することで、消費電力を低減できる無線通信方法を提供することを第二の目的とする。 A second objective of this disclosure is to provide a wireless communication method that can reduce power consumption by reducing the operating frequency of the RIS device.

更に、本開示は、RIS装置の稼働頻度を低減することで、消費電力を低減できる無線通信制御装置を提供することを第三の目的とする。 Furthermore, a third objective of this disclosure is to provide a wireless communication control device that can reduce power consumption by reducing the operating frequency of the RIS device.

本開示の第一の態様は、基地局と、基地局からの電波を端末装置に反射するRIS装置と、RIS装置を制御する制御装置を備える無線通信システムであって、制御装置が、エリア内の無線品質を事前推定する処理と、端末装置からの測位情報を受信する処理と、RIS装置の起動要否を判定するウェイクアップ判定を行う処理と、起動が必要と判定した場合、RIS装置に、起動を指示するウェイクアップ信号及びRISパラメータ信号を送信する起動処理とを実行するよう構成され、RIS装置が、ウェイクアップ信号を受信した場合、RIS装置を起動する処理と、RISパラメータ信号に基づき、RIS装置の反射部における電波の反射制御を行う処理を実行するよう構成されている無線通信システムであることが好ましい。 A first aspect of the present disclosure is a wireless communication system comprising a base station, a RIS device that reflects radio waves from the base station to a terminal device, and a control device that controls the RIS device, wherein the control device is configured to perform a process of pre-estimating the radio quality within the area, a process of receiving positioning information from the terminal device, a process of making a wake-up determination to determine whether the RIS device needs to be started, and, if it is determined that start-up is necessary, a startup process of sending a wake-up signal and a RIS parameter signal to the RIS device instructing it to start up; and preferably, when the RIS device receives the wake-up signal, a process of starting the RIS device and a process of controlling the reflection of radio waves at the reflecting section of the RIS device based on the RIS parameter signal.

本開示の第二の態様は、基地局と、基地局からの電波を端末装置に反射するRIS装置と、RIS装置を制御する制御装置を備える無線通信システムが行う無線通信方法であって、エリア内の無線品質を事前推定する処理と、端末装置からの測位情報を受信する処理と、RIS装置の起動要否を判定するウェイクアップ判定を行う処理と、起動が必要と判定した場合、RIS装置に、起動を指示するウェイクアップ信号及びRISパラメータ信号を送信する処理と、ウェイクアップ信号を受信した場合、RIS装置を起動する処理と、RISパラメータ信号に基づき、RIS装置の反射部における電波の反射制御を行う処理を備える無線通信方法であることが好ましい。 A second aspect of the present disclosure is a wireless communication method performed by a wireless communication system including a base station, a RIS device that reflects radio waves from the base station to a terminal device, and a control device that controls the RIS device, and the wireless communication method preferably includes a process of estimating the radio quality within the area in advance, a process of receiving positioning information from the terminal device, a process of making a wake-up determination to determine whether the RIS device needs to be started, a process of sending a wake-up signal and a RIS parameter signal to the RIS device to instruct it to start up if it is determined that start-up is necessary, a process of starting the RIS device if the wake-up signal is received, and a process of controlling the reflection of radio waves at the reflecting section of the RIS device based on the RIS parameter signal.

本開示の第三の態様は、エリア内の無線品質を事前推定する処理と、端末装置からの測位情報を受信する処理と、RIS装置の起動要否を判定するウェイクアップ判定を行う処理と、起動が必要と判定した場合、RIS装置に、起動を指示するウェイクアップ信号及びRISパラメータ信号を送信する処理を実行するよう構成されている無線通信制御装置であることが好ましい。 A third aspect of the present disclosure is preferably a wireless communication control device configured to perform the following processes: a process for estimating wireless quality within an area in advance; a process for receiving positioning information from a terminal device; a process for making a wake-up determination to determine whether or not the RIS device needs to be started; and, if it is determined that startup is necessary, a process for transmitting a wake-up signal and a RIS parameter signal to the RIS device to instruct it to start up.

本開示の第一、第二及び第三の態様によれば、RIS装置の稼働頻度を低減することで、消費電力を低減することができる。 According to the first, second and third aspects of the present disclosure, power consumption can be reduced by reducing the operating frequency of the RIS device.

RIS装置を使用しない場合の、無線品質のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of wireless quality when a RIS device is not used. RIS装置の反射角度を30度とした場合の、無線品質のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of wireless quality when the reflection angle of the RIS device is set to 30 degrees. RIS装置の反射角度を60度とした場合の、無線品質のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of a simulation of wireless quality when the reflection angle of the RIS device is set to 60 degrees. 従来のRIS装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a conventional RIS device. 本開示の実施の形態1に係るRIS装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a RIS device according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態1に係る無線通信システムの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態1に係るRIS装置の起動手順を示すチャートである。1 is a chart showing a startup procedure of a RIS device according to the first embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態1に係る、ウェイクアップ判定の処理を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating a wake-up determination process according to the first embodiment of the present disclosure.

実施の形態1
図1は、RIS装置を使用しない場合の、無線品質のシミュレーション結果を示す図である。ここでは、あるエリアに遮蔽物が存在する場合に、無線品質をシミュレーションした結果を、上空から見た様子を示す。このエリアは、正方形に分割されたスポットを有する。そして、スポットごとに無線品質がシミュレーションされ、その結果が色の変化で示されている。
First Embodiment
Figure 1 shows the results of a wireless quality simulation when a RIS device is not used. The figure shows the results of a wireless quality simulation when an obstruction is present in a certain area, viewed from above. The area has spots divided into squares. The wireless quality is simulated for each spot, and the results are indicated by color changes.

エリアの左上には、基地局50が設置されている。エリアの中央付近には、遮蔽物52が設置されている。基地局50から送信された電波は、遮蔽物52により遮蔽される。そのため、エリア54では、無線品質が悪化している。以下では、無線品質が悪化しているスポットを、デッドスポットと称する。 Base station 50 is installed in the upper left of the area. Shielding object 52 is installed near the center of the area. Radio waves transmitted from base station 50 are blocked by shielding object 52. As a result, wireless quality deteriorates in area 54. Hereinafter, spots with poor wireless quality will be referred to as dead spots.

ここで、RIS装置56を、図1の位置に設置する。RIS装置56は、電波の反射方向を制御できるため、無線品質を改善できる。例えば、エリア58は反射角度0度、エリア60は反射角度20度、エリア62は反射角度30度、エリア64は反射角度60度で、無線品質を改善することができる。 Now, RIS device 56 is installed in the position shown in Figure 1. RIS device 56 can control the reflection direction of radio waves, improving wireless quality. For example, wireless quality can be improved by setting a reflection angle of 0 degrees in area 58, a reflection angle of 20 degrees in area 60, a reflection angle of 30 degrees in area 62, and a reflection angle of 60 degrees in area 64.

図2は、RIS装置の反射角度を30度とした場合の、無線品質のシミュレーション結果を示す図である。すなわち、RIS装置56が、基地局50から送信された電波28を、反射角度30度で反射した場合のシミュレーション結果を示す。このとき、エリア62の無線品質が改善していることが分かる。 Figure 2 shows the results of a simulation of wireless quality when the reflection angle of the RIS device is set to 30 degrees. That is, it shows the results of a simulation when the RIS device 56 reflects radio waves 28 transmitted from the base station 50 at a reflection angle of 30 degrees. It can be seen that the wireless quality in area 62 has improved.

図3は、RIS装置の反射角度を60度とした場合の、無線品質のシミュレーション結果を示す図である。すなわち、RIS装置56が、基地局50から送信された電波28を、反射角度60度で反射した場合のシミュレーション結果を示す。このとき、エリア64の無線品質が改善していることが分かる。 Figure 3 shows the results of a simulation of wireless quality when the reflection angle of the RIS device is set to 60 degrees. That is, it shows the results of a simulation when the RIS device 56 reflects radio waves 28 transmitted from the base station 50 at a reflection angle of 60 degrees. It can be seen that the wireless quality in area 64 has improved.

上述の通り、図1のエリアにおいて無線品質を改善する場合、RIS装置による反射制御が効果的なのはエリア54のみである。すなわち、エリアのデッドスポットを補償する場合、端末装置がデッドスポットに位置するときにRIS装置が起動していれば十分であり、常に起動させておく必要はない。As mentioned above, when improving wireless quality in the area of Figure 1, reflection control by the RIS device is effective only in area 54. In other words, when compensating for dead spots in an area, it is sufficient for the RIS device to be active when the terminal device is located in the dead spot; it does not need to be active all the time.

そこで、本開示では、デッドスポットの座標情報及びデッドスポットを補償するためのRISパラメータを、シミュレーションによって事前推定する。そして、端末を有するユーザがデッドスポットに近づいたときのみ、RIS装置を起動する。その後、そのデッドスポットに対応するRISパラメータを用いて、電波の反射制御を行う。これにより、起動が不要なときはRIS装置をスリープ状態で維持できるため、消費電力を低減できる。 In this disclosure, coordinate information for dead spots and RIS parameters for compensating for dead spots are estimated in advance through simulation. The RIS device is then activated only when a user with a terminal approaches a dead spot. The RIS parameters corresponding to that dead spot are then used to control radio wave reflection. This allows the RIS device to remain in a sleep state when activation is not required, thereby reducing power consumption.

図4は、従来のRIS装置の構成を示す図である。従来のRIS装置30は、通信部8を備える。通信部8は、外部からの必要な情報を受信する。必要な情報としては、外部で計算した位相変化量の情報、あるいはその位相変化量を算出するために必要な情報が例示できる。そして、その情報を、制御部10へ送信する。 Figure 4 shows the configuration of a conventional RIS device. The conventional RIS device 30 includes a communication unit 8. The communication unit 8 receives necessary information from the outside. Examples of the necessary information include information on the amount of phase change calculated externally, or information required to calculate that amount of phase change. This information is then transmitted to the control unit 10.

制御部10は、通信部8から得た情報に基づいて、後述する反射部12における位相変化量を決定する。そして、その位相変化量を、反射部12へ送信する。 The control unit 10 determines the amount of phase change in the reflecting unit 12 (described below) based on the information obtained from the communication unit 8. Then, it transmits this amount of phase change to the reflecting unit 12.

反射部12は、反射板の表面に備える複数の素子により、電波を反射させる。各素子で電波を反射させるのに用いる位相の変化量は、制御部10により調整される。これにより、電波の反射特性を動的に切り替えることができる。 The reflector 12 reflects radio waves using multiple elements provided on the surface of the reflector. The amount of phase change used to reflect radio waves by each element is adjusted by the control unit 10. This allows the radio wave reflection characteristics to be dynamically switched.

電源部32は、外部電源から供給された電力を、通信部8、制御部10及び反射部12へ供給する。 The power supply unit 32 supplies power from an external power source to the communication unit 8, the control unit 10, and the reflection unit 12.

上述の通り、RIS装置による電波の反射方向制御には、電源が必要である。RIS装置が常時稼働する場合、電気を必要とする機能部が多いことから、消費電力が増加する。多数の素子を用いて反射部12を大規模化する場合、または多数のRIS装置を設置する場合、消費電力の総和はさらに増加する。このため、有線による外部電源への接続が必要となり、RIS装置の設置場所が制限される課題が生じる。As mentioned above, a power source is required for the RIS device to control the reflection direction of radio waves. When the RIS device is constantly operating, the power consumption increases due to the large number of functional parts that require electricity. When the reflecting unit 12 is made larger using a large number of elements, or when multiple RIS devices are installed, the total power consumption increases even further. This requires a wired connection to an external power source, which creates the problem of limiting the locations where the RIS device can be installed.

仮に、RIS装置を、太陽光発電等の環境発電と接続したとしても、環境発電の発電量には限界がある。すなわち、RIS装置を常時稼働させるのは困難であり、必要なタイミングでRIS装置を機能させられなくなる可能性が高くなる課題が生じる。本開示は、上述の課題を解決する。Even if a RIS device were connected to an energy harvester such as solar power generation, there is a limit to the amount of power that can be generated by the energy harvester. This means that it is difficult to keep the RIS device running at all times, which creates the problem of increasing the likelihood that the RIS device will not be able to function when needed. This disclosure solves the above-mentioned problem.

図5は、本開示の実施の形態1に係るRIS装置の構成を示す図である。実施の形態1に係るRIS装置2は、外部電源ではなく環境発電を使用している点が、従来のRIS装置と異なる。 Figure 5 is a diagram showing the configuration of a RIS device according to embodiment 1 of the present disclosure. The RIS device 2 according to embodiment 1 differs from conventional RIS devices in that it uses environmental power generation instead of an external power source.

RIS装置2は、通信部8、制御部10及び反射部12を備える。通信部8、制御部10及び反射部12は、RIS装置30の場合と同じ機能を有する。さらにRIS装置は、発電部4を備える。発電部4は、RIS装置2の駆動に必要な電力を確保するため、発電を行い、得られた電力を給電部6へ送る。給電部6は、得られた電力を、通信部8、制御部10及び反射部12へ送る。これにより、外部電源に接続することなく、RIS装置を駆動することができる。 The RIS device 2 comprises a communication unit 8, a control unit 10, and a reflecting unit 12. The communication unit 8, the control unit 10, and the reflecting unit 12 have the same functions as those of the RIS device 30. The RIS device further comprises a power generation unit 4. The power generation unit 4 generates power to ensure the power necessary to drive the RIS device 2, and sends the obtained power to the power supply unit 6. The power supply unit 6 sends the obtained power to the communication unit 8, the control unit 10, and the reflecting unit 12. This allows the RIS device to be driven without being connected to an external power source.

発電部4から供給できる電力は、外部電源と比較して少ない。しかし、本開示では、電源制御によりRIS装置2の駆動時間を抑制する。より具体的には、ユーザが必要とするタイミングにのみ、RIS装置2が機能するようにする。これにより、消費電力を低減できるため、RIS装置2のような構成でも、ユーザの通信品質を改善できる。 The amount of power that can be supplied from the power generation unit 4 is less than that of an external power source. However, in this disclosure, the operating time of the RIS device 2 is reduced by power supply control. More specifically, the RIS device 2 functions only when needed by the user. This reduces power consumption, thereby improving the user's communication quality even with a configuration like the RIS device 2.

図6は、本開示の実施の形態1に係る無線通信システムの構成を示す図である。無線通信システム100は、端末装置14を備える。端末装置14は、基地局と無線通信を行うユーザ端末であり、センサ部16を有する。センサ部16は、端末装置14の測位情報を検出し、通信部18に送信する。通信部18は、測位情報を制御装置20に送信する。 Figure 6 is a diagram showing the configuration of a wireless communication system according to the first embodiment of the present disclosure. The wireless communication system 100 includes a terminal device 14. The terminal device 14 is a user terminal that performs wireless communication with a base station, and includes a sensor unit 16. The sensor unit 16 detects positioning information of the terminal device 14 and transmits it to the communication unit 18. The communication unit 18 transmits the positioning information to the control device 20.

なお、端末装置14は、ユーザ端末ではなく、固定設置されたセンサ端末でも良い。その場合、制御装置20に送信するのは、センサ端末自身の測位情報ではなく、センサ端末が検出するユーザ端末のセンサ情報となる。 The terminal device 14 may be a fixedly installed sensor terminal rather than a user terminal. In this case, what is transmitted to the control device 20 is not the positioning information of the sensor terminal itself, but rather the sensor information of the user terminal detected by the sensor terminal.

制御装置20は、通信部22を有する。通信部22は、端末装置14から送信された測位情報を受信する。 The control device 20 has a communication unit 22. The communication unit 22 receives positioning information transmitted from the terminal device 14.

また、制御装置20は、事前推定部24を有する。事前推定部24は、デッドスポットの事前推定等を行う。この事前推定には、シミュレーションを用いても良いし、サイトサーベイ結果を用いても良い。そして、事前推定結果を、RIS制御部26に送信する。 The control device 20 also has a pre-estimation unit 24. The pre-estimation unit 24 performs pre-estimation of dead spots, etc. This pre-estimation may be performed using simulation or site survey results. The pre-estimation results are then transmitted to the RIS control unit 26.

さらに、制御装置20は、RIS制御部26を有する。RIS制御部26は、事前推定結果を用いて、後述するウェイクアップ判定の管理を行う。判定の結果、RISを駆動する必要が生じた場合は、必要な情報を通信部22に送信する。必要な情報としては、外部で計算した位相変化量の情報、あるいはその位相変化量を算出するために必要な情報が例示できる。通信部22は、端末装置、事前推定部24及びRIS制御部26から送信された情報を、RIS装置2に送信する。 The control device 20 further includes a RIS control unit 26. The RIS control unit 26 uses the results of advance estimation to manage the wake-up determination described below. If the determination indicates that the RIS needs to be driven, the necessary information is transmitted to the communication unit 22. Examples of the necessary information include information on the amount of phase change calculated externally, or information required to calculate that amount of phase change. The communication unit 22 transmits the information transmitted from the terminal device, advance estimation unit 24, and RIS control unit 26 to the RIS device 2.

なお、本開示の制御装置20は、コンピュータとプログラムによっても実現できる。また制御装置20は、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。 The control device 20 of the present disclosure can also be realized by a computer and a program. The control device 20 can also record the program on a recording medium or provide it via a network.

RIS装置2は、通信部22から送信された情報を通信部8で受信する。この情報に基づき、制御部10が、反射部12の位相変化量を決定する。反射部12は、電波28を、決定された位相変化量で反射させる。 The RIS device 2 receives information transmitted from the communication unit 22 via the communication unit 8. Based on this information, the control unit 10 determines the amount of phase change for the reflecting unit 12. The reflecting unit 12 reflects the radio wave 28 with the determined amount of phase change.

図7は、本開示の実施の形態1に係るRIS装置の起動手順を示すチャートである。まず制御装置20が、事前推定100を行う。ここでは、前述の通り、デッドスポット及びデッドスポットを補償するためのRISパラメータを、シミュレーションによって事前推定しておく。このシミュレーションは、無線通信システム100がサポートするエリア全域について行っても良いし、RIS装置2でサポートしたいエリアについてのみ行っても良い。 Figure 7 is a chart showing the startup procedure for the RIS device according to embodiment 1 of the present disclosure. First, the control device 20 performs a preliminary estimation 100. As mentioned above, dead spots and RIS parameters for compensating for the dead spots are estimated in advance through simulation. This simulation may be performed for the entire area supported by the wireless communication system 100, or may be performed only for the area that is desired to be supported by the RIS device 2.

次に、端末装置14が、測位102aを行う。すなわち、端末装置14が有するセンサ部16により、端末装置14の測位情報を取得する。そして、その測位情報を、制御装置20に送信する。測位情報の送信は、100ms周期あるいは1秒周期のように、任意の周期で定期的に送信しても良い。または、端末装置14自身の要求タイミングで、不定期に送信しても良い。要求タイミングとしては、通信品質が任意の値以下になった場合、あるいは高い通信品質を要求したい場合等が例示できる。 Next, the terminal device 14 performs positioning 102a. That is, the sensor unit 16 of the terminal device 14 acquires positioning information of the terminal device 14. The positioning information is then transmitted to the control device 20. The positioning information may be transmitted periodically at any cycle, such as every 100 ms or every second. Alternatively, the positioning information may be transmitted irregularly at a timing requested by the terminal device 14 itself. Examples of the timing at which the request is made include when the communication quality falls below a certain value, or when higher communication quality is desired.

次に、制御装置20が、ウェイクアップ判定104aを行う。これは、デッドスポットにユーザが近づいた場合に、RIS装置2を起動するための判定である。ウェイクアップ判定の詳細については後述する。Next, the control device 20 performs a wake-up determination 104a. This is a determination to start up the RIS device 2 when the user approaches a dead spot. Details of the wake-up determination will be described later.

RIS装置2を起動する判定がされた場合、制御装置20が、ウェイクアップ信号106a及びRISパラメータ信号108aを、通信部8へ送信する。このRISパラメータ信号108aは、例えば位相係数及びアクティブタイムを含む。アクティブタイムは、各装置をアクティブ状態で維持する時間を示す。 When a decision is made to start the RIS device 2, the control device 20 transmits a wake-up signal 106a and a RIS parameter signal 108a to the communication unit 8. This RIS parameter signal 108a includes, for example, a phase coefficient and an active time. The active time indicates the time for which each device is to be maintained in an active state.

通信部8は、ウェイクアップ信号106aを受信すると、スリープ状態110aからアクティブ状態111aにステータスを変更する。通信部8は通常スリープ状態であるが、、定期的にまたは指定されたタイミングで、アクティブ状態にステータスを変更するため、制御装置20からの信号を受信できる。そして通信部8は、起動信号112a及びRISパラメータ114aを、制御部10に送信する。 When the communication unit 8 receives the wake-up signal 106a, it changes its status from sleep state 110a to active state 111a. The communication unit 8 is normally in sleep state, but changes its status to active state periodically or at specified times, so that it can receive a signal from the control device 20. The communication unit 8 then transmits a wake-up signal 112a and RIS parameters 114a to the control unit 10.

なお、通信部8は、RISパラメータ114aを送信すると、アクティブ状態111aからスリープ状態115aにステータスを変更する。これにより、消費電力を低減できる。 When the communication unit 8 sends the RIS parameter 114a, it changes its status from active state 111a to sleep state 115a. This reduces power consumption.

制御部10は、起動信号112aを受信すると、スリープ状態116aからアクティブ状態117aにステータスを変更する。そして制御部10は、RIS設定118aを、反射部12に送信する。 When the control unit 10 receives the wake-up signal 112a, it changes its status from sleep state 116a to active state 117a. The control unit 10 then transmits the RIS setting 118a to the reflector 12.

なお、制御部10は、RIS設定118aを送信すると、アクティブ状態117aからスリープ状態119aにステータスを変更する。これにより、消費電力を低減できる。 When the control unit 10 sends the RIS setting 118a, it changes the status from active state 117a to sleep state 119a. This reduces power consumption.

反射部12は、RIS設定118aを受信すると、スリープ状態120aからアクティブ状態122aにステータスを変更する。そして反射部12は、RIS設定118aを用いて、電波の反射制御を行う。 When the reflection unit 12 receives the RIS setting 118a, it changes its status from sleep state 120a to active state 122a. The reflection unit 12 then uses the RIS setting 118a to control the reflection of radio waves.

反射部12のアクティブタイムが延長される場合について述べる。図7では、端末装置14が、測位102aの一定時間後に、次の測位102bを行っている。これに伴い、制御装置20及びRIS装置2が、上述の処理を繰り返していく。 We will now describe the case where the active time of the reflector 12 is extended. In Figure 7, the terminal device 14 performs the next positioning 102b a certain time after the positioning 102a. Accordingly, the control device 20 and the RIS device 2 repeat the above-mentioned processing.

しかしここでは、反射部12の動作が、上述の処理と異なる。反射部12は、アクティブタイム中に次のRIS設定を受信しなければ、アクティブ状態からスリープ状態にステータスを変更する。しかし、反射部12が、次のRIS設定118bを受信しているのは、アクティブ状態122aの途中である。そのため、アクティブ状態122aから、アクティブ状態122bに移行することで、アクティブタイムを延長している。その後は、アクティブ状態122b中に、次のRIS設定を受信しなかったため、スリープ状態124bにステータスを変更している。 However, here, the operation of the reflection unit 12 differs from the above-mentioned process. If the reflection unit 12 does not receive the next RIS setting during the active time, it changes its status from the active state to the sleep state. However, the reflection unit 12 receives the next RIS setting 118b while in the active state 122a. Therefore, the active time is extended by transitioning from the active state 122a to the active state 122b. After that, because the next RIS setting is not received during the active state 122b, the status is changed to the sleep state 124b.

ウェイクアップ判定の結果、RIS装置2を起動しない場合について述べる。図7では、端末装置14が、測位102bの一定時間後に、次の測位102cを行っている。これに伴い、制御装置20が、ウェイクアップ判定104cを行っている。その結果、RIS装置2を起動しない判定が下されたため、それ以降にウェイクアップ信号等の送信は行われていない。 We will now describe the case where the wake-up determination result is that the RIS device 2 is not to be started. In Figure 7, the terminal device 14 performs the next positioning 102c a certain time after positioning 102b. Accordingly, the control device 20 performs a wake-up determination 104c. As a result, a determination is made not to start the RIS device 2, and therefore no wake-up signals or the like are transmitted thereafter.

なお、通信部8、制御部10及び反射部12は、スリープ状態を維持しつつ、間欠動作を行っている。これにより、定期的に信号を受信可能な状態となるため、スリープ状態を維持しながら各信号を受信できる。 The communication unit 8, control unit 10, and reflection unit 12 operate intermittently while maintaining a sleep state. This allows them to periodically receive signals, allowing them to receive each signal while maintaining a sleep state.

図8は、本開示の実施の形態1に係る、ウェイクアップ判定の処理を示すフローチャートである。まずステップ150で、サポートが必要なエリア内、あるいは付近にユーザがいるかを確認する。すなわち、ユーザがデッドスポット周辺にいるかを確認する。 Figure 8 is a flowchart showing the wake-up determination process according to the first embodiment of the present disclosure. First, in step 150, it is determined whether the user is in or near an area requiring support. In other words, it is determined whether the user is near a dead spot.

具体的には、端末装置から送信された測位情報を、事前推定でシミュレーションしたデッドスポットの座標情報と照合する。固定設置されたセンサ端末を用いる場合は、センサ情報から推定した測位情報を用いる。ユーザがデッドスポット周辺にいる場合は、ステップ152に進む。ユーザがデッドスポット周辺にいない場合は、RIS装置2の起動処理は不要だと判定し、処理を終了する。 Specifically, the positioning information transmitted from the terminal device is compared with the coordinate information of the dead spot simulated in advance. When a fixedly installed sensor terminal is used, the positioning information estimated from the sensor information is used. If the user is near a dead spot, proceed to step 152. If the user is not near a dead spot, it is determined that the startup process of the RIS device 2 is unnecessary, and the process is terminated.

ステップ152では、RIS装置2にアクティブタイムを設定しているか確認する。アクティブタイムを設定している場合、ステップ154に進む。アクティブタイムを設定していない場合、ステップ166に進む。 In step 152, it is confirmed whether an active time has been set in the RIS device 2. If an active time has been set, proceed to step 154. If an active time has not been set, proceed to step 166.

ステップ154では、RIS装置2が設定したアクティブタイム中かを確認する。アクティブタイム中の場合、ステップ156に進む。アクティブタイム中でない場合は、ステップ162に進む。 In step 154, the RIS device 2 checks whether it is in the active time it has set. If it is in the active time, proceed to step 156. If it is not in the active time, proceed to step 162.

ステップ156では、位相係数に変更があるか確認する。変更がある場合、ステップ158に進む。変更がない場合、RIS装置2の起動処理は不要だと判定し、処理を終了する。すなわち、起動中のRIS装置2にさらに起動処理を行った結果、電力を無駄に消費することを防ぐ。 In step 156, it is checked whether there has been a change in the phase coefficient. If there has been a change, the process proceeds to step 158. If there has been no change, it is determined that startup processing of the RIS device 2 is not necessary, and the process ends. In other words, this prevents unnecessary power consumption as a result of performing further startup processing on an already running RIS device 2.

ステップ158では、位相係数を設定し、ステップ160に進む。ステップ160では、ウェイクアップ信号を送信し、処理を終了する。このウェイクアップ信号には、位相係数の情報が含まれる。 In step 158, the phase coefficient is set and the process proceeds to step 160. In step 160, a wake-up signal is sent and the process ends. This wake-up signal includes information about the phase coefficient.

ステップ162では、アクティブタイムを設定する。このアクティブタイムには、任意の値を設定して良い。設定が完了したら、ステップ164に進む。 In step 162, the active time is set. Any value can be set for this active time. Once the setting is complete, proceed to step 164.

ステップ164では、位相係数に変更があるか確認する。変更がある場合、ステップ166に進む。変更がない場合、ステップ170に進む。 In step 164, it is checked whether there are any changes to the phase coefficients. If there are any changes, proceed to step 166. If there are no changes, proceed to step 170.

ステップ166では、位相係数を設定し、ステップ168に進む。ステップ168では、ウェイクアップ信号を送信し、処理を終了する。このウェイクアップ信号には、アクティブタイム及び位相係数の情報が含まれる。 In step 166, the phase coefficient is set and processing proceeds to step 168. In step 168, a wake-up signal is sent and processing ends. This wake-up signal includes information on the active time and phase coefficient.

ステップ170では、ウェイクアップ信号を送信し、処理を終了する。このウェイクアップ信号には、アクティブタイムの情報が含まれる。 In step 170, a wake-up signal is sent and processing ends. This wake-up signal includes active time information.

ステップ172では、アクティブタイムを設定する。このアクティブタイムには、任意の値を設定して良い。設定が完了したら、ステップ172に進む。 In step 172, the active time is set. Any value can be set for this active time. Once the setting is complete, proceed to step 172.

ステップ172では、位相係数を設定し、ステップ174に進む。ステップ174では、ウェイクアップ信号を送信し、処理を終了する。このウェイクアップ信号には、アクティブタイム及び位相係数の情報が含まれる。 In step 172, the phase coefficient is set and processing proceeds to step 174. In step 174, a wake-up signal is sent and processing ends. This wake-up signal includes information on the active time and phase coefficient.

以上の通り、本開示の態様によれば、ユーザが通信品質の悪いエリアにいるときのみ、RIS装置を起動できる。これにより、RIS装置のスリープ状態を最大限維持できるため、RIS装置の消費電力を低減できる。さらに、環境発電によりRIS装置に給電する場合等、外部電源と比較して電力供給が少ない場合でも、RIS装置を長期間にわたり機能させることができる。As described above, according to the aspects of the present disclosure, the RIS device can be activated only when the user is in an area with poor communication quality. This allows the RIS device to maintain its sleep state to the maximum extent possible, thereby reducing the power consumption of the RIS device. Furthermore, even when the power supply to the RIS device is lower than that of an external power source, such as when powering the RIS device using environmental power generation, the RIS device can function for a long period of time.

12 反射部
14 端末装置
20 制御装置
28 電波
50 基地局
100 無線通信システム
12 Reflection unit 14 Terminal device 20 Control device 28 Radio wave 50 Base station 100 Wireless communication system

Claims (4)

基地局と、前記基地局からの電波を端末装置に反射するRIS装置と、前記RIS装置を制御する制御装置を備える無線通信システムであって、
前記制御装置が、
エリア内の無線品質を事前推定する処理と、
前記端末装置からの測位情報を受信する処理と、
前記RIS装置の起動要否を判定するウェイクアップ判定を行う処理と、
起動が必要と判定した場合、前記RIS装置に、起動を指示するウェイクアップ信号及びRISパラメータ信号を送信する起動処理と
を実行するよう構成され、
前記RIS装置が、
前記ウェイクアップ信号を受信した場合、前記RIS装置を起動する処理と、
前記RISパラメータ信号に基づき、前記RIS装置の反射部における電波の反射制御を行う処理と
を実行するよう構成され
前記RISパラメータ信号が、前記RIS装置をアクティブ状態にする時間であるアクティブタイムと、前記反射制御に用いる位相係数の内少なくとも一つを含む
無線通信システム。
A wireless communication system including a base station, a RIS device that reflects radio waves from the base station to a terminal device, and a control device that controls the RIS device,
The control device
A process of estimating wireless quality in an area in advance;
a process of receiving positioning information from the terminal device;
A process of performing a wake-up determination to determine whether or not the RIS device needs to be started;
When it is determined that activation is necessary, the RIS device is configured to execute an activation process of transmitting a wake-up signal and an RIS parameter signal to the RIS device,
The RIS device
When the wake-up signal is received, the RIS device is started up;
and a process of controlling the reflection of radio waves in a reflecting unit of the RIS device based on the RIS parameter signal ,
The RIS parameter signal includes at least one of an active time, which is a time for putting the RIS device into an active state, and a phase coefficient used for the reflection control.
Wireless communication system.
前記起動処理が、
前記RIS装置に前記アクティブタイムを設定しており、かつ前記RIS装置が前記アクティブタイム中でない場合、前記ウェイクアップ信号及び前記RISパラメータ信号を送信する処理を含む
請求項に記載の無線通信システム。
The startup process
The wireless communication system according to claim 1 , further comprising a process of transmitting the wake-up signal and the RIS parameter signal when the active time is set in the RIS device and the RIS device is not in the active time.
基地局と、前記基地局からの電波を端末装置に反射するRIS装置と、前記RIS装置を制御する制御装置を備える無線通信システムが行う無線通信方法であって、
前記制御装置が、
エリア内の無線品質を事前推定する処理と、
前記端末装置からの測位情報を受信する処理と、
前記RIS装置の起動要否を判定するウェイクアップ判定を行う処理と、
起動が必要と判定した場合、前記RIS装置に、起動を指示するウェイクアップ信号及びRISパラメータ信号を送信する処理と、
を実行し、
前記RIS装置が、
前記ウェイクアップ信号を受信した場合、前記RIS装置を起動する処理と、
前記RISパラメータ信号に基づき、前記RIS装置の反射部における電波の反射制御を行う処理と
を実行し、
前記RISパラメータ信号が、前記RIS装置をアクティブ状態にする時間であるアクティブタイムと、前記反射制御に用いる位相係数の内少なくとも一つを含む
無線通信方法。
A wireless communication method performed by a wireless communication system including a base station, a RIS device that reflects radio waves from the base station to a terminal device, and a control device that controls the RIS device,
The control device
A process of estimating wireless quality in an area in advance;
a process of receiving positioning information from the terminal device;
A process of performing a wake-up determination to determine whether or not the RIS device needs to be started;
If it is determined that activation is necessary, a process of transmitting a wake-up signal and a RIS parameter signal to the RIS device to instruct activation;
Run
The RIS device
When the wake-up signal is received, the RIS device is started up;
A process of controlling the reflection of radio waves in a reflecting unit of the RIS device based on the RIS parameter signal;
Run
The RIS parameter signal includes at least one of an active time, which is a time for putting the RIS device into an active state, and a phase coefficient used for the reflection control.
Wireless communication method.
エリア内の無線品質を事前推定する処理と、
電波の反射先である端末装置からの測位情報を受信する処理と、
制御するRIS装置の起動要否を判定するウェイクアップ判定を行う処理と、
起動が必要と判定した場合、前記RIS装置に、起動を指示するウェイクアップ信号及びRISパラメータ信号を送信する処理と、
を実行するよう構成され
前記RISパラメータ信号が、前記RIS装置をアクティブ状態にする時間であるアクティブタイムと、反射制御に用いる位相係数の内少なくとも一つを含む
無線通信制御装置。
A process of estimating wireless quality in an area in advance;
A process of receiving positioning information from a terminal device that is the destination of the radio wave reflection;
A process of performing a wake-up determination to determine whether or not the RIS device to be controlled needs to be started;
If it is determined that activation is necessary, a process of transmitting a wake-up signal and a RIS parameter signal to the RIS device to instruct activation;
configured to run
The RIS parameter signal includes at least one of an active time, which is a time for putting the RIS device into an active state, and a phase coefficient used for reflection control.
Wireless communication control device.
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