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公開番号2025100287
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2024072314
出願日2024-04-26
発明の名称方向推定装置、無線通信装置、方向推定方法、及び、プログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類G01S 3/32 20060101AFI20250626BHJP(測定;試験)
要約【課題】高精度に電波の伝搬方向を推定することを可能にする。
【解決手段】方向推定装置は、伝搬路を介して受信された複数のビームの受信電力に関する情報を取得する取得部と、記複数のビームの受信電力とビーム利得との類似度を、複数の方向に対して計算する計算部と、計算された類似度に基づいて、伝搬路における電波の伝搬方向を推定する推定部と含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
伝搬路を介して受信された複数のビームの受信電力に関する情報を取得する取得部と、
前記複数のビームの前記受信電力とビーム利得との類似度を、複数の方向に対して計算する計算部と、
前記類似度に基づいて、前記伝搬路における電波の伝搬方向を推定する推定部と、
を備える方向推定装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記複数のビームの前記受信電力に関する情報は、
参照信号受信電力（ＲＳＲＰ：Reference Signal Received Power）、参照信号受信品質（ＲＳＲＱ：Reference Signal Received Quality）、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）、及び信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference plus Noise Ratio）のうちの少なくとも１つである、
請求項１に記載の方向推定装置。
【請求項３】
前記取得部又は前記計算部は、
前記受信電力に関する情報を取得していないビームに対応する前記受信電力に、予め定めた所定値を代入する、
請求項１又は２に記載の方向推定装置。
【請求項４】
前記類似度は、
前記複数のビームの前記受信電力と前記ビーム利得とのコサイン類似度である、
請求項１又は２に記載の方向推定装置。
【請求項５】
前記類似度は、
前記複数のビームに含まれる２つのビームの前記受信電力の比と前記ビーム利得の比との差を基に計算される、
請求項１又は２に記載の方向推定装置。
【請求項６】
前記計算部は、
前記複数のビームの送信に使用されるアンテナの位置、向き、及び指向性の少なくとも１つに基づいて、前記複数の方向を限定する、
請求項１又は２に記載の方向推定装置。
【請求項７】
前記推定部は、
前記類似度が最大となる方向を、前記電波の伝搬方向と推定する、
請求項１又は２に記載の方向推定装置。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の方向推定装置と、
前記電波の伝搬方向に基づいてビームフォーミングウェイトを生成する生成部と、
を備える無線通信装置。
【請求項９】
伝搬路を介して受信された複数のビームの受信電力に関する情報を取得し、
前記複数のビームの前記受信電力とビーム利得との類似度を、複数の方向に対して計算し、
前記類似度に基づいて、前記伝搬路における電波の伝搬方向を推定することを有する方向推定方法。
【請求項１０】
伝搬路を介して受信された複数のビームの受信電力に関する情報を取得し、
前記複数のビームの前記受信電力とビーム利得との類似度を、複数の方向に対して計算し、
前記類似度に基づいて、前記伝搬路における電波の伝搬方向を推定することを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおける方向推定装置、無線通信装置、方向推定方法、及び、プログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
第５世代（５Ｇ：5th Generation）移動通信システムのような無線通信システムでは、電波の受信品質を改善するために、特定の方向に向けて電波を送受信するビームフォーミングが用いられる。ビームフォーミングによる受信品質の改善効果を得るためには、伝搬路における電波の伝搬方向に応じてビームを形成する必要がある。
【０００３】
受信電力の大きい電波の伝搬方向を推定する方法として、複数の方向にビームを形成しながら参照信号を送受信し、参照信号の受信電力が最大となる方向を求める方法がある。しかしながら、この方法は、伝搬方向の推定精度と処理時間や消費電力との間のトレードオフが問題となる。すなわち、ビームの数を多くしてビームの間隔を狭くすれば、伝搬方向の推定精度は高くなるものの、処理に要する処理時間や消費電力は大きくなる。反対に、ビームの数を少なくしてビームの間隔を広くすれば、処理時間や消費電力は小さくできるものの、伝搬方向の推定精度が低くなる。
【０００４】
関連技術として、特許文献１は、ビーム生成方法を開示する。特許文献１に記載のビーム生成装置は、多数の受信ビームの中で、端末から最も大きいサイズを有する受信信号が受信される第１の受信ビームと、端末から２番目に大きいサイズを有する受信信号が受信される第２の受信ビームとを導出する。ビーム生成装置は、第１の受信ビームを介して受信された受信信号の大きさと第２の受信ビームを介して受信された受信信号の大きさとの比率値に基づいて、端末の方向を推定する。すなわち、特許文献１に記載のビーム生成装置は、参照信号の受信電力が大きい２つのビームの受信電力比に基づいて、ビーム伝搬方向を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６４８３２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のビーム生成装置は、ビームの数を増やさずに、電波の伝搬方向の推定精度を改善できる。しかしながら、特許文献１に記載のビーム生成装置では、伝搬方向の推定値は、受信電力が大きい２つのビームの方向を結んだ線上に限定される。そのため、伝搬方向が受信電力の大きい２つのビームの方向を結んだ線上でない場合には、伝搬方向の推定誤差が大きい可能性がある。
【０００７】
本開示の目的の１つは、高精度に電波の伝搬方向を推定することが可能な方向推定装置、無線通信装置、方向推定方法、及び、プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の第１の態様に係る方向推定装置は、伝搬路を介して受信された複数のビームの受信電力に関する情報を取得する取得部と、前記複数のビームの前記受信電力とビーム利得との類似度を、複数の方向に対して計算する計算部と、前記類似度に基づいて、前記伝搬路における電波の伝搬方向を推定する推定部とを含む。
【０００９】
本開示の第２の態様に係る無線通信装置は、上記方向推定装置と、前記電波の伝搬方向に基づいてビームフォーミングウェイトを生成する生成部とを含む。
【００１０】
本開示の第３の態様に係る方向推定方法は、伝搬路を介して受信された複数のビームの受信電力に関する情報を取得し、前記複数のビームの前記受信電力とビーム利得との類似度を、複数の方向に対して計算し、前記類似度に基づいて、前記伝搬路における電波の伝搬方向を推定することを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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