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公開番号2024016779
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-07
出願番号2022145416
出願日2022-09-13
発明の名称制御装置
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類H04J 99/00 20090101AFI20240130BHJP(電気通信技術)
要約【課題】軸ずれによるOAMモード多重伝送の特性劣化を送信ビーム制御で補償するための自動制御方法を提供可能な、制御装置を提供すること。
【解決手段】OAMモード多重送信装置(10)は、OAM送信処理部(11)と、位相調整部(12)と、送信無線部(13)と、UCA(Uniform Circular Array)アンテナ(14)と、制御部(制御装置)(20)とを有している。UCAアンテナ(14)は、複数の送信アンテナ素子(14-1~14-N)を有している。制御装置(20)において取得部(21)は、「送信側軸ずれに対応した情報」を取得する。ビーム制御部(22)は、取得した「送信側軸ずれに対応した情報」に基づいて、N個のOAMモード多重信号の位相を制御することによって、UCAアンテナ(14)のビームを制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置と通信するOAMモード多重送信装置を制御する制御装置であって、
前記OAMモード多重送信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の送信アンテナ素子を含む素子数Nが4以上の送信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信される複数(N以下)のOAM(Orbital Angular Momentum)モード多重信号を形成する固定ウェイトのOAM送信処理手段と、
前記複数の送信アンテナ素子と前記OAM送信処理手段との間に設けられ且つ前記複数のOAMモード多重信号の位相を調整する位相調整手段と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を取得する取得手段と、
前記取得された送信側軸ずれに対応した情報に基づいて、前記位相調整手段を制御する信号を出力するビーム制御手段と、
を具備する、
制御装置。
続きを表示(約 3,200 文字)【請求項2】
前記取得手段は、前記OAMモード多重受信装置から送信された前記送信側軸ずれに対応した情報を取得し、
前記送信側軸ずれに対応した情報は、前記OAMモード多重受信装置において適応制御化されたOAM受信処理手段から出力されるOAM受信ウェイトに基づいて形成される、
請求項1記載の制御装置。
【請求項3】
前記送信側軸ずれに対応した情報は、2つのOAM受信ウェイトの間の差についての極性を含む、
請求項2記載の制御装置。
【請求項4】
前記送信側UCAは、前記複数の送信アンテナ素子において前記回転対称中心を挟んで反対側に位置する垂直方向に配設された2つの送信アンテナ素子を含む第1送信側アンテナペアと、前記2つの送信アンテナ素子が位置する第1軸に交わる第2軸上に位置する水平方向に配設された他の2つの送信アンテナ素子を含む第2送信側アンテナペアと、を含み、
前記OAMモード多重受信装置の受信側UCAは、前記第1送信側アンテナペアに対応し且つ第3軸上に位置する2つの受信アンテナ素子を含む第1受信側アンテナペアと、前記第2送信側アンテナペアに対応し且つ前記第3軸に交わる第4軸上に位置する他の2つの受信アンテナ素子を含む第2受信側アンテナペアと、を含み、
前記送信側軸ずれに対応した情報は、前記第2受信側アンテナペアに対応する2つのOAM受信ウェイトの間の差についての極性を示す第1の極性情報、及び、前記第1受信側アンテナペアに対応する他の2つのOAM受信ウェイトの間の差についての極性を示す第2の極性情報を含む、
請求項3記載の制御装置。
【請求項5】
前記ビーム制御手段は、前記送信側軸ずれに対応した情報に基づいて、ビーム調整に使用する方向調整基準面を算出し、初期の方向調整基準面から前記算出された方向調整基準面への角度分だけ、前記送信側UCAのビーム放射方向を基準ビーム方向からずらす位相調整信号を形成し、形成した位相調整信号を前記位相調整手段に出力する、
請求項1記載の制御装置。
【請求項6】
前記ビーム制御手段は、
前記第1軸の回りについての第1角度調整値と、前記第2軸の回りについての第2角度調整値とを保持する保持手段と、
前記第1の極性情報に基づいて前記第1角度調整値を更新し、前記第2の極性情報に基づいて前記第2角度調整値を更新する更新手段と、
更新後の前記第1角度調整値及び前記更新後の第2角度調整値と、前記第1角度調整値の初期値及び前記第2角度調整値の初期値とに基づいて、前記送信側UCAのビーム放射方向を基準ビーム方向からずらす位相調整信号を形成する形成手段と、
を具備する、
請求項4記載の制御装置。
【請求項7】
前記OAMモード多重送信装置は、前記送信側軸ずれの値を検出する検出手段を具備し、
前記取得手段は、前記送信側軸ずれの値を、前記送信側軸ずれに対応した情報として取得する、
請求項1記載の制御装置。
【請求項8】
OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置を制御する制御装置であって、
前記OAMモード多重受信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の受信アンテナ素子を含む受信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の受信アンテナ素子にそれぞれ対応する複数の受信信号に対して、一のOAM(Orbital Angular Momentum)モードに対応する適応制御の結果として得られたOAM受信ウェイトベクトルを乗算することによって、前記一のOAMモードに対応する受信信号を抽出する適応制御化されたOAM受信処理手段と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記OAM受信ウェイトベクトルに含まれるOAM受信ウェイト振幅成分に基づいて、OAMモード多重送信装置の送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を形成する情報形成手段と、
前記送信側軸ずれに対応した情報を前記OAMモード多重送信装置に送信する送信制御手段と、
を具備する、
制御装置。
【請求項9】
OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置と通信するOAMモード多重送信装置を制御する制御装置であって、
前記OAMモード多重送信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の送信アンテナ素子を含む素子数Nが4以上の送信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信される複数(N以下)のOAM(Orbital Angular Momentum)モード多重信号を形成する固定ウェイトのOAM送信処理手段と、
前記複数の送信アンテナ素子と前記OAM送信処理手段との間に設けられ且つ前記複数のOAMモード多重信号の位相を調整する位相調整手段と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記OAMモード多重受信装置から、第1の移相器位相情報の値及び第2の移相器位相情報の値の組を取得する取得手段と、
前記取得された第1の移相器位相情報の値から、各送信アンテナ素子についての第1の移相器位相情報の値を算出し、前記取得された第2の移相器位相情報の値から、各送信アンテナ素子についての第2の移相器位相情報の値を算出する換算手段と、
各送信アンテナ素子についての前記第1の移相器位相情報の値と前記第2の移相器位相情報の値とを加算することによって、各送信アンテナ素子に対応するOAMモード多重信号の位相調整に用いられる移相値を算出する加算手段と、
を具備し、
前記第1の移相器位相情報の値及び前記第2の移相器位相情報の値の組は、前記OAMモード多重受信装置において、前記送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報に基づいて算出される、
制御装置。
【請求項10】
OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置を制御する制御装置であって、
前記OAMモード多重受信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の受信アンテナ素子を含む受信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の受信アンテナ素子にそれぞれ対応する複数の受信信号に対して、一のOAM(Orbital Angular Momentum)モードに対応する適応制御の結果として得られたOAM受信ウェイトベクトルを乗算することによって、前記一のOAMモードに対応する受信信号を抽出する適応制御化されたOAM受信処理手段と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記OAM受信ウェイトベクトルに含まれるOAM受信ウェイト振幅成分に基づいて、OAMモード多重送信装置の送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を特定し、該送信側軸ずれに対応した情報に基づいて第1の移相器位相情報の値及び第2の移相器位相情報の値の組を算出する情報形成手段と、
前記第1の移相器位相情報の値及び前記第2の移相器位相情報の値の組を前記OAMモード多重送信装置に送信する送信制御手段と、
を具備する、
制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、制御装置、OAMモード多重送信装置、OAMモード多重受信装置、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
続きを表示(約 3,400 文字)【背景技術】
【0002】
近年、軌道角運動量(OAM:orbital angular momentum)を持つ電磁波を用いた無線伝送方式(つまり、OAMモード多重伝送方式)が注目されている(例えば、非特許文献1)。非特許文献1では、OAMモード多重伝送に用いられる送信側UCA(Uniform Circular Array)のアレー面と受信側UCAのアレー面との角度を持ったずれ(軸ずれ)によってOAMモード多重伝送の特性が劣化することが指摘されている。そして、非特許文献1では、この特性劣化を補償する方法の一例として、送信ビーム制御が挙げられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
櫻谷信彦・西村寿彦・大鐘武雄(北大)・旦代智哉・内田大輔(東芝),”OAMビーム制御によるUCA軸ずれ補償の検討”, IEICE Technical Report, RCS2020-260、2021年3月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、非特許文献1では、軸ずれによるOAMモード多重伝送の特性劣化をビーム制御で補償するために必要な軸ずれの種類と大きさを検出する手法については検討されていない。
【0005】
本開示の目的は、軸ずれによるOAMモード多重伝送の特性劣化を送信ビーム制御で補償するための自動制御方法を提供可能な、制御装置、OAMモード多重送信装置、OAMモード多重受信装置、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1の態様にかかる制御装置は、OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置と通信するOAMモード多重送信装置を制御する制御装置であって、
前記OAMモード多重送信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の送信アンテナ素子を含む素子数Nが4以上の送信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信される複数(N以下)のOAM(Orbital Angular Momentum)モード多重信号を形成する固定ウェイトのOAM送信処理手段と、
前記複数の送信アンテナ素子と前記OAM送信処理手段との間に設けられ且つ前記複数のOAMモード多重信号の位相を調整する位相調整手段と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を取得する取得手段と、
前記取得された送信側軸ずれに対応した情報に基づいて、前記位相調整手段を制御する信号を出力するビーム制御手段と、
を具備する。
【0007】
第2の態様にかかる制御装置は、OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置を制御する制御装置であって、
前記OAMモード多重受信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の受信アンテナ素子を含む受信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の受信アンテナ素子にそれぞれ対応する複数の受信信号に対して、一のOAM(Orbital Angular Momentum)モードに対応する適応制御の結果として得られたOAM受信ウェイトベクトルを乗算することによって、前記一のOAMモードに対応する受信信号を抽出する適応制御化されたOAM受信処理手段と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記OAM受信ウェイトベクトルに含まれるOAM受信ウェイト振幅成分に基づいて、OAMモード多重送信装置の送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を形成する情報形成手段と、
前記送信側軸ずれに対応した情報を前記OAMモード多重送信装置に送信する送信制御手段と、
を具備する。
【0008】
第3の態様にかかる制御方法は、OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置と通信するOAMモード多重送信装置を制御する制御装置による制御方法であって、
前記OAMモード多重送信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の送信アンテナ素子を含む素子数Nが4以上の送信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信される複数(N以下)のOAM(Orbital Angular Momentum)モード多重信号を形成する固定ウェイトのOAM送信処理手段と、
前記複数の送信アンテナ素子と前記OAM送信処理手段との間に設けられ且つ前記複数のOAMモード多重信号の位相を調整する位相調整手段と、
を具備し、
前記制御方法は、
前記送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を取得することと、
前記取得された送信側軸ずれに対応した情報に基づいて、前記位相調整手段を制御する信号を出力することと、
を含む。
【0009】
第4の態様にかかる制御方法は、OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置を制御する制御装置による制御方法であって、
前記OAMモード多重受信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の受信アンテナ素子を含む受信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の受信アンテナ素子にそれぞれ対応する複数の受信信号に対して、一のOAM(Orbital Angular Momentum)モードに対応する適応制御の結果として得られたOAM受信ウェイトベクトルを乗算することによって、前記一のOAMモードに対応する受信信号を抽出する適応制御化されたOAM受信処理手段と、
を具備し、
前記制御方法は、
前記OAM受信ウェイトベクトルに含まれるOAM受信ウェイト振幅成分に基づいて、OAMモード多重送信装置の送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を形成することと、
前記送信側軸ずれに対応した情報を前記OAMモード多重送信装置に送信することと、
を含む。
【0010】
第5の態様にかかる非一時的なコンピュータ可読媒体は、OAM(Orbital Angular Momentum)モード多重受信装置と通信するOAMモード多重送信装置を制御する制御装置に処理を実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記OAMモード多重送信装置は、
回転対称状に且つ回転対称中心からの距離が等しい位置に配列された複数の送信アンテナ素子を含む素子数Nが4以上の送信側UCA(Uniform Circular Array)と、
前記複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信される複数(N以下)のOAM(Orbital Angular Momentum)モード多重信号を形成する固定ウェイトのOAM送信処理手段と、
前記複数の送信アンテナ素子と前記OAM送信処理手段との間に設けられ且つ前記複数のOAMモード多重信号の位相を調整する位相調整手段と、
を具備し、
前記処理は、
前記送信側UCAの基準面に対する前記送信側UCAのアレー面の偏移である送信側軸ずれに対応した情報を取得することと、
前記取得された送信側軸ずれに対応した情報に基づいて、前記位相調整手段を制御する信号を出力することと、
を含む。
(【0011】以降は省略されています)

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