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公開番号2025103625
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221140
出願日2023-12-27
発明の名称通信制御装置、通信システム、通信制御プログラム、及び通信制御方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人
主分類H04W 16/28 20090101AFI20250702BHJP(電気通信技術)
要約【課題】ビームを用いた通信における周波数帯域の利用効率を向上させることできる通信制御装置を実現する。
【解決手段】通信制御装置は、通信装置を制御する制御部を備えるものであって、通信装置は、アンテナから電波のビームを複数の通信端末へ照射することにより、当該複数の通信端末と通信することが可能であり、制御部は、複数の通信端末の位置を示す端末位置情報と、前記通信装置の位置を示す装置位置情報と、前記アンテナの物理的な制約を示す情報を含む制約情報と、を含む制御情報を取得する取得部と、制御情報に基づいて、ビームを生成する際のアンテナの指向性パターンと、ビームへの周波数帯域の割り当てと、を決定する決定部と、を備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
通信装置を制御する制御部を備える通信制御装置であって、
前記通信装置は、アンテナから電波のビームを複数の通信端末へ照射することにより、当該複数の通信端末と通信することが可能であり、
前記制御部は、
前記複数の通信端末の位置を示す端末位置情報と、
前記通信装置の位置を示す装置位置情報と、
前記アンテナの物理的な制約を示す情報を含む制約情報と、
を含む制御情報を取得する取得部と、
前記制御情報に基づいて、
前記ビームを生成する際の前記アンテナの指向性パターンと、
前記ビームへの周波数帯域の割り当てと、
を決定する決定部と、
を備える通信制御装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記決定部は、複数のビームによって形成されることになる複数のセルの位置関係に基づいて、それぞれの前記ビームへの前記周波数帯域の割り当てを決定する、
請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記決定部は、
前記制御情報に基づいて、複数の通信端末のクラスタリングを行い、
得られたクラスタの数を、前記通信装置が照射する前記ビームの数として決定し、
それぞれの前記ビームの形状を、各クラスタにおける前記通信端末の分布に応じて決定する、
請求項１又は２に記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記決定部は、
それぞれ条件が異なる複数パターンのクラスタリングを行い、
前記ビームの数の候補、前記ビームの形状の候補、前記ビームを照射する角度の候補、及び前記アンテナの利得の候補の組であって、前記複数パターンのクラスタリングの結果に基づいて決定された複数の組の中から、最適化指標が最も向上する組を選択し、前記通信装置が照射する前記ビームの数、前記ビームの形状、前記ビームを照射する角度、及び前記アンテナの利得として決定する、
請求項３に記載の通信制御装置。
【請求項５】
前記最適化指標は、
前記複数の通信端末のそれぞれが必要とする通信路容量の合計であるシステムレートと、
前記複数の通信端末のそれぞれが行う通信の用途に応じたサービス品質と、
の少なくともいずれかを含む、
請求項４に記載の通信制御装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記クラスタにおける前記通信端末の分布に応じて決定された前記ビームの形状が、前記制約情報が規定する前記アンテナの物理的な制約の下では生成できないものである場合、当該クラスタ、又は当該クラスタに照射するビームを補正する、
請求項４に記載の通信制御装置。
【請求項７】
前記制御情報は、
生成可能な前記ビームの数の上限値である最大ビーム数と、
前記ビームを生成するのに要する消費電力と、
の少なくともいずれかを更に含む、
請求項１又は２に記載の通信制御装置。
【請求項８】
前記取得部は、
前記通信装置が備えるバッテリが供給可能な電力の残量である残電力を取得し、
前記残電力に基づいて、前記最大ビーム数、及び前記消費電力の少なくともいずれかを算出する、
請求項７に記載の通信制御装置。
【請求項９】
前記決定部は、
過去に得られた過去の制御情報と、
当該過去の制御情報が得られたときの通信装置におけるアンテナの指向性パターン、及び周波数帯域の割り当てと、
の組を教師データとする機械学習により構築された学習済みモデルへ前記制御情報を入力し、
前記学習済みモデルが出力した各予測値を、前記アンテナの指向性パターン、及び前記周波数帯域の割り当てとして決定する、
請求項１又は２に記載の通信制御装置。
【請求項１０】
複数の通信端末と、
軌道上を周回し、前記複数の通信端末と通信する通信装置である人工衛星と、
請求項１に記載の通信制御装置と、
を備える通信システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信制御装置、通信システム、通信制御プログラム、及び通信制御方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の電波のビームを用いた通信において、ビーム間で電波干渉を発生さないようにするため、各ビームに異なる周波数帯域を割り当てる技術が知られている。周波数帯域を割り当てる技術の一例としては、例えば、特許文献１に記載の無線通信システムが挙げられる。この無線通信システムは、無線基地局が、無線環境情報を取得し基地局装置情報とともに集中制御局に通知する情報通知手段と、集中制御局が設定するパラメータによりアンテナパタン、送信電力値、ＣＣＡ閾値、ＲＳ閾値、チャネル及び帯域幅を制御するパラメータ制御手段と、を備える。そして、集中制御局が、複数の無線基地局から通知される無線環境情報及び基地局装置情報に基づいてアンテナパタンにより通信エリアを制御する第１のパラメータと、送信電力値、ＣＣＡ閾値、ＲＳ閾値の少なくとも１つにより通信エリアを制御する第２のパラメータと、チャネル及び帯域幅を設定する第３のパラメータとを算出し、複数の無線基地局に各パラメータを設定するパラメータ算出・制御手段を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１０３５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通信装置は、複数のビームを照射する際、通信端末の密度が低い場所、ある通信端末が存在しない場所等にもビームを照射してセルを形成する場合がある。このとき、特許文献１に記載の無線通信システムでは、このような利用率の低いセルを形成するビームに対しても、他とは異なる周波数帯域を割り当てることになる。これでは、せっかく割り当てた周波数帯域がほとんど利用されないことになり、効率の観点から問題がある。また、このような問題は、人工衛星による通信においても当てはまる。特に、低軌道（Low Earth Orbit：ＬＥＯ）を周回するＬＥＯ衛星は、近年その増加が顕著であり、Ｋｕ帯、Ｋａ帯の周波数帯域が逼迫してきているという事情もある。
【０００５】
本開示は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その一例示的目的は、ビームを用いた通信における周波数帯域の利用効率を向上させ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】
本開示の一例示的側面に係る通信制御装置は、通信装置を制御する制御部を備える通信制御装置であって、前記通信装置は、アンテナから電波のビームを複数の通信端末へ照射することにより、当該複数の通信端末と通信することが可能であり、前記制御部は、前記複数の通信端末の位置を示す端末位置情報と、前記通信装置の位置を示す装置位置情報と、前記アンテナの物理的な制約を示す情報を含む制約情報と、を含む制御情報を取得する取得部と、前記制御情報に基づいて、前記ビームを生成する際の前記アンテナの指向性パターンと、前記ビームへの周波数帯域の割り当てと、を決定する決定部と、を備える。
【０００７】
本開示の一例示的側面に係る通信システムは、複数の通信端末と、軌道上を周回し、前記複数の通信端末と通信する通信装置である人工衛星と、上記の通信制御装置と、を備える。
【０００８】
本開示の一例示的側面に係る通信制御プログラムは、上記の通信制御装置としてコンピュータを機能させるための通信制御プログラムであって、上記取得部、及び上記決定部としてコンピュータを機能させる。
【０００９】
本開示の一例示的側面に係る通信制御方法は、通信装置を制御する通信制御方法であって、前記通信装置は、アンテナから電波のビームを複数の通信端末へ照射することにより、当該複数の通信端末と通信することが可能であり、コンピュータが、前記複数の通信端末の位置を示す端末位置情報と、前記通信装置の位置を示す装置位置情報と、前記アンテナの物理的な制約を示す情報を含む制約情報と、を含む制御情報を取得する取得処理と、前記コンピュータが、前記制御情報に基づいて、前記ビームを生成する際の前記アンテナの指向性パターンと、前記ビームへの周波数帯域の割り当てと、を決定する決定処理と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一例示的側面によれば、ビームを用いた通信における周波数帯域の利用効率を向上させる技術を提供することができるという一例示的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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