JP2021534639A - 偏波情報共有のための方法 - Google Patents

Abstract

ビーム掃引（３１０）の複数のビーム（５０〜５５）を用いてラジオ波信号を送信するためにアクセスノード（２０）を動作させる方法であって、‐第１のビーム方向を有する第１のビーム（５４）の第１の偏波を使用して、第１のラジオ波信号（３０１）を送信すること（６０５）と、‐第１の偏波とは異なる第２の偏波を使用して、第２のビーム（５５）において第１のビーム方向に第２のラジオ波信号（３０２）を送信すること（６０５、６０７）と、を含み、ここで、第１のラジオ波信号の送信は、所定の規則に従って、第２のラジオ波信号の送信にリンクされる方法。このようなリンクによって、通信装置（３０）は、所定の規則に基づき、第１のビーム（５４）及び第２のビーム（５５）は共通の方向性を有するが、異なる偏波、好ましくは直行する偏波を用いた送信のために構成されていることを決定することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信システムを操作するための方法、特に、多入力多出力（Multiple Input And Multiple Output：ＭＩＭＯ）技術に従って、無線通信システムのアクセスノードを操作するための方法に関する。本発明はさらに、この方法をサポートするアクセスノード及び無線通信システムに関する。

モバイルでの音声及びデータ通信の使用を増やすには、利用可能なラジオ波周波数資源のより効率的な利用が必要とされ得る。データ送信の性能及び信頼性を向上させるために、いわゆる多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を無線ラジオ波遠隔通信システムで使用して、装置間、例えば基地局とユーザ機器間で情報を送信することができる。ユーザ機器には、携帯電話、モバイルコンピュータ、タブレットコンピュータ又はウェアラブル装置のようなモバイル装置、及びパーソナルコンピュータ又はキャッシュレジスタのような固定装置が包含され得る。ＭＩＭＯ技術を使用するシステムにおいて、これら装置は複数の送信アンテナ及び受信アンテナを使用することができる。例えば、基地局ならびにユーザ機器は、それぞれ複数の送信アンテナ及び受信アンテナを備えることができる。ＭＩＭＯ技術は、情報を送信するために、時間次元及び空間次元を使用する暗号化技術の基礎を形成する。ＭＩＭＯシステムで提供される向上した暗号化により、無線通信のスペクトル効率及びエネルギー効率を増大することができる。

空間次元は、空間多重化によって使用することができる。空間多重化は、ＭＩＭＯ通信における送信技術であり、複数の送信アンテナの各々又はそれらの組み合わせから、独立した個別にコード化されたデータ信号、いわゆるストリームを送信する。従って、空間次元は複数回再利用又は多重化される。

いわゆる全次元ＭＩＭＯ（Full Dimensional MIMO：ＦＤＭＩＭＯ）は、アンテナに送信される信号を、複数の受信機に３次元で電力を供給できるビームの形で配置する技術を言う。例えば、基地局は２次元グリッド内に多数のアクティブアンテナ素子を含む場合があり、ＦＤＭＩＭＯ技術の使用は、同じ時間／周波数資源ブロック上で、空間的に離れた多くのユーザを同時にサポートすることを可能にする。これにより、他の受信機への重複した送信による干渉が減少して、信号の電力を増大させることができる。このビームは、基地局から見て静的又は動的であり得る仮想セクターを形成することができる。基地局のアンテナの数が多いことは、送信ならびに方向性に敏感な受信において、ラジオ波エネルギーを空間的に集中させることを可能にし、これによりスペクトル効率及び放射エネルギー効率が改善される。現時点でアクティブな受信ユーザ機器に従って、基地局の個々のアンテナにおいて送信信号を適合させるために、基地局論理素子は、ユーザ機器と基地局のアンテナとの間のラジオ波チャネル特性に関する情報を必要とし得る。逆に、ユーザ機器の個々のアンテナにおいて送信信号を適合させるために、ユーザ機器論理素子は、基地局とユーザ機器のアンテナとの間のラジオ波チャネル特性についての情報を必要とし得る。この目的のために、いわゆるチャネルサウンディングを実行して、ユーザ機器と基地局との間のラジオ波チャネル特性を決定することができる。チャネルサウンディングは、事前に定義されたパイロット信号の送信を含むことができ、これは基地局及びユーザ機器が、ラジオ波エネルギーが集束するように信号を送信するために、又は特定の方向からのラジオ波信号を受信するために、それらの構成アンテナパラメータを設定することを可能にし得る。

動作周波数が増加し、結果的に波長が短くなるとアンテナ開口が小さくなり、従って、受信電力を増大させるために複数のアンテナを利用することができる。特に、例えば３０ＧＨｚ以上の高い送信周波数及び小さな開口を有する複数のアンテナの場合、受信感度は、送信されたラジオ波周波数信号の偏波に大きく依存し得る。しかしながら、特にユーザ機器がモバイル装置である場合、ユーザ機器アンテナの偏波は、基地局のアンテナ設備に対して変化し得る。

進化する規格、例えば３ＧＰＰ ＲＡＮ１リリース１５では、基地局がビームフォーミングされた同期信号（いわゆるＳＳバースト）をブロードキャストすることが定義されている。異なる方向を標的とする異なるＳＳバースト又は偏波は、各ビームが時間の経過とともに各サブ帯域で発生するように、時間ドメイン及び周波数ドメインの両方で分散される。ユーザ機器はＳＳバーストを傾聴し、受信した信号を使用して周波数及びタイミングを較正することがでる。ユーザ機器は、最も強いＳＳバーストに関連付けられた方向を見つけるために、受信したビームをスキャン又は調節することができる。ユーザ機器のアンテナの現時点での配置によっては、ＳＳバースト信号の偏波が、当該ユーザ機器にとって最適ではないことがあり得る。

３ＧＰＰ Ｒｅｌ．１５において、基地局は、専用資源においてビーム掃引を反復実行することが指定されている。送信される各ビームには、ＣＳＩ−ＲＳ（パイロット）、同期情報、及びビーム識別子（ビームＩＤ）が含まれる。異なる偏波が如何に扱われるべきかについては明確に定義されておらず、偏波のみが異なるビームに対して異なるビームＩＤを割り当てるのは基地局次第である。一方、この緩い定義は、ＵＥが、空間方向の観点から何れのビームが関連付けられているかを知る方法はないことを意味する。しかし、ユーザ機器にとっては、これは最初のアクセス時及び候補ビームリストにデータが入力されるときに、選択するビームを決定するための有益な情報である。

上記を考慮して、従来のＭＩＭＯシステムにおける上記欠点の少なくとも幾つかに対処する方法及び装置が、当技術分野で必要とされている。特に、当技術分野では、偏波の不整合による無線通信の電力損失を低減するために、無線通信システム内での装置の動作を改善する必要性が存在している。

本発明によれば、この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の実施形態を定義する。

第１の態様によれば、アクセスノードビーム掃引の複数のビームにおいて受信されたラジオ波信号に基づいて、アクセスノードへのビーム報告を決定するために通信装置を動作させるための方法であって、
‐第１のビーム方向を有する第１のビームにおいて、第１の偏波の第１のラジオ波信号を受信することと、
‐前記第１の偏波とは異なる第２の偏波の第２のラジオ波信号を、前記第１のビーム方向の第２のビームにおいて受信することと、
前記第１のラジオ波信号及び前記第２のラジオ波信号が、所定の規則に基づき、異なる偏波を用いて共通の方向に送信されたことを決定することとを含む方法が提供される。

第２の態様によれば、ビーム掃引の複数のビームにおいてラジオ波信号を送信するためにアクセスノードを動作させる方法であって、
‐第１のビーム方向を有する第１のビームにおいて、第１の偏波を使用して第１のラジオ波信号を送信することと、
‐前記第１のビーム方向の第２のビームにおいて、前記第１の偏波とは異なる第２の偏波を使用して第２のラジオ波信号を送信することとを含み、
ここでの前記第１のラジオ波信号の送信は、所定の規則に従って、前記第２のラジオ波信号の送信にリンクされる方法が提供される。

一実施形態において、前記第１のビームに割り当てられた第１のビームアイデンティティは前記第１のラジオ波信号に含められ、前記第２のビームに割り当てられた第２のビームアイデンティティは前記第２のラジオ波信号に含められる。

一実施形態において、前記第１のビーム及び前記第２のビームは共通のビームアイデンティティを有し、前記第１のラジオ波信号は第１の組のラジオ波資源を使用して送信され、また前記第２のラジオ波信号は第２の組のラジオ波資源を使用して送信され、ここで前記所定のルールは、前記第１の組のラジオ波資源を前記第２の組のラジオ波資源にリンクさせる。

一実施形態において、前記第１のラジオ波信号及び前記第２のラジオ波信号は、１回のビーム掃引の連続送信において、共通のビームアイデンティティと共に送信される。

一実施形態において、前記所定の規則は、前記第１のビームアイデンティティを前記第２のビームアイデンティティにリンクさせる。

一実施形態において、前記送信するステップは前記第１のビーム掃引において実行され、前記所定の規則は第２のビーム掃引を実行することを含み、ここでは前記第２のビームアイデンティティが前記第１のビームに割り当てられ、前記第１のビームアイデンティティが前記第２のビームに割り当てられる。

一実施形態において、当該方法は、前記アクセスノードから送信することと、前記通信装置（６０８）において、前記所定の規則に従って、前記第１及び前記第２のラジオ波信号間のリンクを識別するように構成された通信装置（３０）から送信されたラジオ波信号に基づいてビーム報告（６２０）を受信することを含み、ここで、前記ビーム報告（６２０）は、１つ又は複数の送信されたビームに割り当てられたラジオ波資源位置の表示を含む。

第３の態様によれば、
‐ビーム掃引の複数のビームでラジオ波信号を送信するためのアンテナ設備と、
‐アンテナ設備に結合された論理素子であって、
第１のビーム方向を有する第１のビームにおいて、第１の偏波を使用して第１のラジオ波信号を送信するように、且つ、
前記第１の偏波とは異なる第２の偏波を使用して、第２のビームにおいて前記第１のビーム方向に、第２のラジオ波信号を送信するように構成された論理素子とを備え、
ここで前記第１のラジオ波信号の送信は、所定の規則に従って、前記第２のラジオ波信号の送信にリンクされる、アクセスノードが提供される。

様々な実施形態において、通信装置の論理素子は、上記で概説した実施形態の何れかに従って前記通信装置を動作させるように構成される。

第４の態様によれば、
‐ビーム掃引の複数のビームにおいて送信されるラジオ波信号を受信するためのアンテナと、
‐前記アンテナ設備に結合された論理素子であって、
第１のビーム方向を有する第１のビームにおいて、第１の偏波の第１のラジオ波信号を受信するように構成され、及び、
前記第１のビーム方向の第２のビームにおいて、前記第１の偏波とは異なる第２の偏波の第２のラジオ波信号を受信するように構成され、
前記第１のラジオ波信号及び前記第２のラジオ波信号は、所定の規則に基づいて、異なる偏波で共通の方向に送信されたことを決定するように構成された論理素子とを備える通信装置が提供される。

様々な実施形態において、前記アクセスノードの論理素子は、上記で概説された実施形態の何れかに従って、前記通信装置を動作させるように構成される。

具体的な特徴を、上記の概要、ならびに本発明の特定の実施形態及び態様に関連して説明する以下の詳細な説明に記載するが、例示的な実施形態及び態様の特徴は、特に別途の記載がない限り、互いに組み合わせ得ることが理解されるべきである。

次に、添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。

図１は、一実施形態による無線通信システムを概略的に示している。 図２は、複数のビームで送信するように構成された、アクセスノードの２つの異なるビームにおける信号の送信を概略的に示している。 図３は、アクセスノードによる様々な所定の規則に従ったビーム掃引における、ビーム構成の様々な実施形態を概略的に示している。 図４は、アクセスノードによる様々な所定の規則に従ったビーム掃引における、ビーム構成の様々な実施形態を概略的に示している。 図５は、アクセスノードによる様々な所定の規則に従ったビーム掃引における、ビーム構成の様々な実施形態を概略的に示している。 図６は、様々な実施形態による方法ステップを含んだフローチャートを示している。

以下では添付の図面を参照して本発明の実施形態をより完全に説明するが、そこで本発明の実施形態の全部ではないが、幾つかの実施形態が示される。実際に、本発明は多くの異なる形態で実施できるものであり、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示に適用可能な法的要件を満たし得るように提供されるものである。全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。

また、可能であれば、本明細書において記載及び／又は想定される本発明の実施形態の何れかの利点、特徴、機能、装置、及び／又は動作態様は何れも、本明細書において記載及び／又は想定された他の実施形態の何れかに含まれ得るものであり、その逆もあり得ることが理解されるであろう。加えて、可能であるならば、本明細書において単数形で表現された用語は、特に明記しない限り複数形も含むこと、及び／又はその逆をも意味する。本明細書で使用される場合、「少なくとも１つ」は「１つ又は複数」を意味するものとし、これらの句は互換的であることを意図している。従って、不定冠詞（「ａ」及び／又は「ａｎ」という用語）は、「１つ又は複数」又は「少なくとも１つ」という句が本明細書で別途使用されていたとしても、「少なくとも１つ」又は「１つ又は複数」を意味するものとする。本明細書で使用されるとき、明示的な言語又は必要な含意の故に文脈が別のことを必要とする場合を除き、「含む」との単語又は「具備する」又は「含んでいる」のような変形は、包含的意味で、即ち、本発明の様々な実施形態において陳述された特徴の存在を特定するために使用され、さらなる特徴の存在又は追加を排除するために使用されるものではない。本明細書で使用される場合、「１組」の項目は、１つ又は複数の項目の提供を意味することを意図する。

本明細書では、第１、第２などの用語を使用して様々な要素を記載することがあるが、これらの要素は、これら用語によって限定されるべきでないことがさらに理解されるであろう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。例えば、本発明の範囲を逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用される場合、「及び／又は」の用語は、これに付随して列挙された１つ又は複数の項目のありとあらゆる組み合わせを含むものである。

実施形態は、典型的にはラジオ波通信又は他の電磁通信によって動作する、無線通信システムにおけるラジオ波通信の文脈で説明される。従って、無線通信システムは、アクセスノードを介してネットワークと通信するように構成された、少なくとも１つの無線通信装置を含んでいる。当該ネットワークは、コアネットワークと、このコアネットワークに接続された複数のアクセスノードとを含むことができる。様々な実施形態において、無線システムはセルラー無線ネットワークを含むことができ、無線通信装置が１つのセルから別のセルに移動するときに、複数のアクセスノードが隣接領域をカバーし、通信又は接続を１つのアクセスノードから別のアクセスノードに引き渡すように構成され得る。このようなシステムにおいて、アクセスノードは一般に基地局と呼ばれる。ＬＴＥのための３ＧＰＰシステムではｅＮＢという用語が使用され、５Ｇ新無線（New Radio：ＮＲ）ではｇＮＢという用語が使用される。或いは、アクセスノードは不連続又は無相関のカバレッジを形成することがあり、また例えば１以上の３ＧＰＰ８０２．１１仕様の下では、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント又はホットスポットとして機能する。

本明細書において、アクセスノードの用語は、一般に、無線通信装置と通信するためのエアインターフェースを確立及び制御するために使用される、無線ネットワークのエンティティを指定するために用いられる。さらに、通信装置とは、おそらくは直接又は他の通信装置を介して、アクセスノードと通信するように構成された無線装置について用いられる用語である。３ＧＰＰに基づく仕様においては、このような通信装置は、一般にユーザ機器ＵＥと称される。

図１は、一実施形態による無線通信システム１０を示している。無線通信システム１０は、アクセスノード２０及び複数の通信装置を含む。図１には、２つの通信装置３０及び４０が示されている。アクセスノード２０は、いわゆる多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術をサポートすることができ、したがって、アクセスノード２０は多数のアンテナ、例えば、数十個又は１００個を超えるアンテナを有することができる。

アクセスノード２０は、図１の円で示される複数のアンテナを含むアンテナ設備２２を備える。複数のアンテナのうちの１つの例示的なアンテナは、参照記号２３によって参照される。アンテナ２３は、キャリア上の２次元又は３次元アンテナアレイで構成され得る。アクセスノード２０は、アンテナ２３のための、さらに関連付けられた（図示しない）トランシーバを含み得る。アクセスノード２０は、アクセスノード論理素子２１をさらに備える。アクセスノード論理素子２１は、アンテナ設備２２に結合され、例えばコントローラ、コンピュータ、又はマイクロプロセッサを備えている。論理素子２１はまた、コンピュータ可読記憶媒体を含むように構成されたデータ記憶装置を含むか、又はそれに接続され得る。データ記憶装置は、メモリを含むことができ、例えば、バッファ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、リムーバブルメディア、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）、又は他の適切な装置のうちの１つ又は複数であり得る。典型的な構成において、データ記憶装置は、長期データ記憶のための不揮発性メモリと、制御ユニットのためのシステムメモリとして機能する揮発性メモリとを含む。データ記憶装置は、データバスを介して論理素子２１のプロセッサとデータ交換をすることができる。データ記憶装置は、非一時的なコンピュータ可読媒体と見なされる。論理素子２１における１つ又は複数のプロセッサは、本明細書で概説するように、アクセスノード２０の動作を実行するために、データ記憶装置又は別個のメモリに格納された命令を実行することができる。アクセスノード２０は、より多くの構成部品、例えば電源を含むことができるが、明確化のために、これらの構成部品は図１には示されていない。図１では、１つのアンテナ設備２２のみが示されているが、アクセスノード２０は、複数のアンテナ設備、例えば、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上、例えば数十のアンテナ設備を含むことができ、これらは互いに協調し得るものであり、互いに近くに配置されてよく、又は離れて配置されてもよい。

アンテナ設備２２は、本明細書でビームと称するラジオ波周波数信号、又は略してラジオ波信号を、特定の方向へと送信するように構成することができる。これらのビームのうち５つを図１に示し、参照記号５０〜５４で示す。ビームの構成は静的であっても動的であってもよい。ラジオ波周波数信号の特定の方向への送信は、ＭＩＭＯ技術で知られているビームフォーミング技術によって実現できる。接続モードにおいて、通信装置は１つのビーム、場合によっては複数のビームを介して、アクセスノード２０と通信できる可能性がある。しかしながら、アクセスノード２０は、そのビームをビーム掃引によって継続的にアナウンスすることができ、ここでのビームは、一度に１つずつのように、異なる資源で個別にアナウンスされ、その後、通信装置はアクセスノード２０に報告する機会を提供されて、検出された１つ又は複数のビームを表示する。これは、ビーム掃引と称され得る。

アンテナ設備２２は、デュアル偏波アンテナを装備することができ、従って任意の偏波、例えば、第１の偏波及び第２の偏波（これら第１及び第２の偏波は互いに直交する）を有する信号を、送信及び／又は受信する能力を有することができる。さらに、特に空間的に分散されたアンテナ設備は、第１の偏波に直交し且つ第２の偏波に直交する第３の偏波をも有する無線周波数信号を送信できる可能性がある。

通信システム１０には、図１に示すように、携帯電話、移動式及び固定式コンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートウェアラブルデバイス又はスマートモバイルデバイスのような、複数の通信装置を配置することができる。図１には、２つの例示的な通信装置３０及び４０が示されている。通信装置３０及び４０の各々は、アクセスノード２０と通信するように構成することができる。

以下、通信装置３０についてさらに詳しく説明する。しかし、通信装置４０は、通信装置３０と同様の特徴を備えることができ、従って、同様に動作することができる。通信装置３０は、１つ又は複数のアンテナを具備する。図１に示す例示的な実施形態において、通信装置３０は、２つのアンテナ３２及び３３を備えている。例えば、アンテナ３２、３３は、各々、アンテナパネル又はアンテナアレイを含み得るか、或いは、アンテナ３２、３３は、複数のアンテナを含むアンテナアレイで形成されてよい。さらに、通信装置３０は、論理素子３１を備える。論理素子３１は、例えば、コントローラ又はマイクロプロセッサを含み得る。論理素子３１はまた、コンピュータ可読記憶媒体を含むように構成されたデータ記憶装置を含むか、又はそれに接続され得る。このデータ記憶装置は、メモリを含むことができ、例えば、バッファ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、リムーバブルメディア、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、又は他の適切な装置のうちの１つ又は複数であり得る。典型的な構成において、データ記憶装置には、長期データ記憶のための不揮発性メモリと、制御ユニットのためのシステムメモリとして機能する揮発性メモリとが含まれる。データ記憶装置は、データバスを介して論理素子３１のプロセッサとデータを交換することができる。データ記憶装置は、非一時的なコンピュータ可読媒体と見なされる。論理素子３１の１つ又は複数のプロセッサは、本明細書で概説されるように、通信装置３０の動作を実行するために、データ記憶装置又は別個のメモリに格納された命令を実行することができる。通信装置３０は、さらなる構成要素、例えば、グラフィックユーザインターフェース及びバッテリーを含み得るが、明確化のために、これらの構成要素は図１には示されていない。通信装置３０のアンテナ３２、３３は、互いに離間して配置することができ、例えば、２つのアンテナ３２及び３３は、通信装置の端部近くの頂部面に配置することができる。別の方法として、１つ又は複数のアンテナを通信装置３０の頂部面に配置し、他の幾つかのアンテナを底部面に配置することができる。２以上のアンテナ３２、３３は、アンテナ設備を形成し、それにより、通信装置３０は複数の装置ビーム３４、３５、例えば複数の受信ビーム及び複数の送信ビーム（本明細書では単に装置ビーム３４、３５と呼ぶ）において、ラジオ波信号を受信するように構成され得る。例えば、１つの装置ビーム３４は、第１の位相シフトを伴ったラジオ波信号を受信及び／又は送信するために構成でき、第２の装置ビーム３５は、第２の位相シフトを伴ったラジオ波信号を受信及び／又は送信するために構成され得る。様々な実施形態において、これは、第１のビーム３４が第１の方向においてラジオ波信号を受信及び／又は送信するように構成され、第２のビームが第２の方向においてラジオ波信号を受信及び／又は送信するように構成されることを意味し得る。これにより、通信装置３０は、空間方向性を備えた通信用に構成される。そのような方向は、アンテナ構造によって、又はアンテナ設備３２、３３に接続された１つ又は複数の移相シフタによる位相適応によって設定することができる。通信装置３０は移動可能であり、またアクセスノード２０に関して回転可能であり得るので、装置ビームの適合及び／又は選択が繰り返し必要とされる可能性がある。

上記の設定は、例えば、以下のシナリオにおいて有利に使用することができる。例えば、アクセスノード２０は、任意の偏波で通信できる可能性がある。例えばユーザ機器の形態の通信装置３０は、単一の偏波に制限されるか、又は異なる偏波において区別して選択的に通信できる可能性がある。さらに、通信装置３０のように、少なくとも１つの装置は移動可能であり得る。さらに、相反性が適用され得ないように、又はアップリンク対ダウンリンクのリンクの数が異なるように、アップリンク及びダウンリンクのアンテナ（複数）／アンテナパネル（複数）は同じでなくてよい。

図２は、図１のアクセスノード２０を示している。図１を参照して配置されたものに加えて、アクセスノード２０は、装置ビームの偏波を識別するように構成され得る。これは、例えば、移相シフタとアンテナ設備２２の間に接続された偏波ポートによって構成される。アクセスノード２０は、１つのビーム５４が、第１の偏波でラジオ波信号３０１を受信及び／又は送信するように構成され得る一方、別のビーム５５が、第１の偏波とは異なる第２の偏波でラジオ波信号３０２を受信及び／又は送信するように構成され得るように、構成することができる。より具体的には、第１及び第２の偏波は直交することができる。

本明細書で提供される解決策は、何れのアクセスノードビームが、そのようなビームが正に同じ方向特性を有するが偏波が異なるという意味で関連付けられているかについての知識を、通信装置３０が入手することが有益であり得るとの概念に基づく。次に、通信装置３０は、任意の偏波を有する受信ビームについて決定されたリンク品質測定基準レベルだけでなく、ビーム対、即ち、１つのアクセスノードビーム及び１つの装置ビームの能力を判断することができる。多くのシナリオにおいて、環境は、単一の偏波を促進する方法で、アクセスノード２０と通信装置３０との間の送信チャネルに影響を与える可能性がある。アクセスノードビームがこの偏波と整合されていないなら、通信装置３０はそのようなビームを考慮しない。したがって、本明細書において、アクセスノード２０は、反対の偏波を有するが、それ以外の点では同じ設定を有する少なくとも２つの異なるビーム５４、５５を、そのような共通の方向に送信されるように仕向け、通信装置３０がこれを知るための手段を提供することが示唆される。それにより、通信装置３０は、最適な偏波を有するアクセスノードビームが与える潜在的な性能を決定することができる。

アクセスノード２０が偏波関連ビームのリストを明示的に共有するのであれば、これはオーバーヘッドを増加させ、また全体的なスループットを低下させるであろう。これもまた、初期アクセスでの使用に適した方法ではない。

したがって、偏波関連ビームの情報の暗示の共有が提供される方法及びアクセスノード２０が提案される。一般的なレベルにおいて、提案される解決策の１態様は、ビーム掃引の複数のビーム５０〜５５においてラジオ波信号を送信するために、アクセスノード２０を動作させるための方法に関連している。

様々な実施形態において、ビーム５０〜５５は１組の特定のラジオ波資源に割り当てられるか、又は関連付けられることができ、アンテナ設備２２は、論理素子２１によって、かかる１組のラジオ波資源を特定の方向及び特定の偏波で送信するように構成され得る。ビームにおいて送信されるラジオ波信号３０１、３０２は、当該ビームのラジオ波資源を使用して、当該信号で運ばれる情報又はデータにより特徴付けることができる。

この方法は、第１のビーム５４の第１の偏波を使用して、アクセスノード２０から第１のラジオ波信号３０１を送信することを含む。第１のビーム５４は、アクセスノード２０のアンテナ設備２２によって、第１のビーム方向を有するように構成される。この方法は、第１の偏波とは異なる第２の偏波を使用して、第２のラジオ波信号３０２を送信することをさらに含む。第２のラジオ波信号３０２は第２のビーム５５で送信され、第２のビーム５５は、アクセスノード２０のアンテナ設備２２によって、同じ第１のビーム方向を有するように構成される。即ち、第１のラジオ波信号３０１及び第２のラジオ波信号３０２は、共通の位相及び位相シフト等の共通の方向性を有するが、偏波は異なるという共通の設定で構成される。特定の実施形態において、第１及び第２の偏波は直交している。さらに、第１のラジオ波信号３０１の送信は、所定の規則に従って、第２のラジオ波信号３０２の送信にリンクされる。

次に、図面を参照して、この方法に関連した様々な実施形態を説明する。

図３は、アクセスノード２０に関連した掃引における送信及び受信スケジューリングを概略的に示しており、幾つかの実施形態を説明するために使用される。図３のスケジューリングは例示的なものであり、排他的ではないことに留意されたい。

第１のビーム掃引３１０が実行されると、アクセスノード２０によってダウンリンク（ＤＬ）送信が実行され得る。具体的に言えば、ラジオ波信号は、異なるビームインデックスＢＩの異なるビームに割り当てられたラジオ波資源で送信することができる。図において、各ビームの送信は時間及び／又は周波数であり得る軸ｘに沿って、別々の機会に実行される。特定の場合、典型的には完了したＤＬ掃引３１０の後に、通信装置３０、４０は、ビーム報告を送信するためのアップリンク（ＵＬ）機会を提供され得る。そのようなビーム報告は、少なくとも、それぞれの通信装置によって検出された先行するビーム掃引期間３１０における、１つ又は複数の受信されたＤＬ送信についてのＢＩの表示を含むことができる。ビーム報告は、アクセスノードが、通信装置３０との間で信号及びデータを通信するビーム対を選択するための基礎を形成し得る。期間３３０では第２のビーム掃引が実行され、ここでは再度、異なるＢＩをもつ異なるビームに割り当てられたラジオ波資源においてラジオ波信号が送信され得る。

ラジオ波信号の送信に使用されるビームのうちで、少なくとも２つは、異なる偏波を用いて同じ方向又は相関する方向に送信されるという意味で関連付けられている。一例として、第１のビームに割り当てられた第１のビームアイデンティティは、当該ビームにおいて送信される第１のラジオ波信号に含められ、第２のビームに割り当てられる第２のビームアイデンティティは、当該第２のビームで送信される第２のラジオ波信号に含められる。

様々な実施形態において、所定の規則は、そのような逆の又は少なくとも異なる偏波を有する方向的に相関したビーム間のリンクを規定することができる。このリンクは、例えば、ビームの必須構成のような仕様によって規定され得る。このようにして、ＭＩＭＯ通信システムで動作するように構成された通信装置３０、４０もまた、異なる偏波をもった方向的に関連付けられたビームに関して、予想されたビーム構成を認識する。別の実施形態では、規定は仕様において必須であることができ、それによって、そのような必須の規定を利用する通信装置のみが、何れのビームが異なる偏波と方向的に関連付けられているかに関する情報を取得するように構成され得る。さらに別の実施形態において、送信信号３０１、３０２又は他のブロードキャスト信号で送信されるコードは、このような信号を受信する通信装置に、アクセスノード２０がビーム構成のリンク規定について所定の規則を採用する旨を通知することができる。

一実施形態において、所定の規則は、ビームが当該ビームＩＤ、即ちＢＩに関して関連付けられた対をなす偏波であることを規定することができる。一例として、ＢＩ［０及び１］のビームは、［２及び３］と［４及び５］等に関連付けられる。この方法は、何れか他のＩＤ対であることができる。別の例では、特定の数を超えるＢＩが、ＢＩからこの数を引いたビームに関連付けられることができるであろう。従って、［０及び６４］、［１及び６５］、［ｋ及び（ｋ＋６４）］である。そのような対ごとに、第１の方向及び第１の偏波を有する１つのビーム５５は、方向又は相関方向は同じであるが偏波の異なる第２のビーム５６に一意にリンクされる。従って、所定の規則は、第１のビームアイデンティティを第２のビームアイデンティティにリンクさせる。このリンクは、受信されたラジオ波信号３０１、３０２において検出されたＢＩに基づいて、受信する通信装置３０により取得され得る。

この実施形態は、構成の追加の通信を必要とせずに、方向的に関連付けられたビームの効率的なマッピングを提供する。それはＢＩにリンクされており、それにもかかわらず、このＢＩは好ましくは当該ビームのラジオ波信号３０１、３０２送信に含まれるので、それはさらに容易に実施される。同じ理由で、このリンクはまた、受信されたラジオ波信号３０１、３０２を読み取るか、又はデコードすることにより、通信装置３０、４０によっても容易に取得される。

図４は、図３の実施形態と同様の別の実施形態を示している。しかし、図４の実施形態において、アクセスノード２０は、共通の方向性を有するが偏波が異なるビームについて、同じＢＩを使用するように構成される。好ましくは、そのようなビームは、時間及び／又は周波数において異なる１組のラジオ波資源に割り当てられる。具体的には、第１のビーム５４及び第２のビーム５５は、共通のビームアイデンティティ、例えばＢＩ０を有する。第１のラジオ波信号３０１は第１の組のラジオ波資源を使用して送信され、第２のラジオ波信号は第２の組のラジオ波資源を使用して送信され、これらは両者共にＢＩ０と標識されたビームの中にある。両方のラジオ波信号３０１、３０２が１回のビーム掃引において通信装置３０で受信される場合、この通信装置は、第１の組のラジオ波資源を第２の組のラジオ波資源にリンクさせる所定の規則によって、これら２つのラジオ波信号３０１、３０２が共通の方向性を備え、且つ偏波に関しては異なるビームを表すと推定するように構成され得る。

先の実施形態に関して概説した利点に加えて、図４を参照して説明した実施形態は、所定の規則がビームインデックスの使用を制限しないという追加の技術的効果を有する。例えば合計で１２６個のＢｉｓが使用可能であれば、この実施形態では、半分だけではなく、かかるＢｉｓの全部を使用することができる。

図４に示されるように、このような共通のビームインデックスＢＩと関連付けられた送信は、連続する対、即ち、０、０、１、１、２、２等で提供され得る。別の実施形態において、共通の方向で共通のビームインデックスＢＩを有するが偏波の異なる送信は、掃引における他のタイプの構成の対において提供され得る。一例として、ラジオ波信号は先ず、掃引において第１の偏波において提供された全てのＢＩを用いて送信でき、その後、ラジオ波信号は、掃引における第２の偏波において全ての提供されたＢＩで送信できる。

この実施形態によれば、通信装置３０は異なる資源内の同じＩＤを検出でき、それらは異なってはいるが、例えば直行性によって偏波が関連付けられていることを直接知ることができる。前述のように、この方法は、ビーム総数を増加させないという追加の利点を有している。

図５は、図３及び図４の実施形態と概ね重複する別の実施形態を示している。しかし、関連するビームをリンクさせるための異なる規則が提供される。即ち、第１のビーム５５では第１の偏波のラジオ波信号が送信され、第２のビーム５６では第２の偏波のラジオ波信号が送信され、ここでの第１及び第２のビーム５５、５６は共通の方向性を有する。この実施形態は、アクセスノード２０のビームが、通常は時間と共に反復されるパターンでスキャンされるとの概念に基づいている。次に、典型的には、ＢＩが所定のラジオ波資源位置に割り当てられる。図５の実施形態において、アクセスノード２０は、関連付けられたビーム及びＢＩの間で資源位置をスワップするように構成される。図５の例示的な図面に示されるように、少なくとも最初の２つのラジオ波信号のＢＩは、場所がスワップされている。言い換えると、受信する通信装置３０は、第１の掃引３１０では第１の資源位置でＢＩ＃０を検出し、第２の資源位置ではＢＩ＃１を検出することができる。後続の掃引３３０においては、同じ受信する通信装置３０が、かかる第２の資源位置にあるＢＩ＃０、及びかかる第１の資源位置にあるＢＩ＃１を検出することができる。資源位置及びＢＩの両方が通信装置によって取得されるため、スワップは簡単に検出される。これにより、所定の規則に従って、これら２つのビームは共通の方向性を有するが、逆の偏波に関連付けられるものとして識別される。従って、当該所定の規則は第２のビーム掃引の実行を含むことができ、ここでは第２のビームアイデンティティが第１のビームに割り当てられ、第１のビームアイデンティティが第２のビームに割り当てられる。

様々な実施形態において、通信装置３０は、例えば３２０において、ＵＬでビーム報告を送信するように構成され得る。アクセスノード２０が多数のビームでラジオ波信号を送信するように構成され得る場合でも、通常は、それらのサブセットのみが通信装置によって検出されるであろう。概説したように、通信装置は、複数の装置ビーム３４、３５でラジオ波信号を受信するようにさらに構成され得る。ビーム報告は、ビーム対の識別を含むことができ、各々の対は、アクセスノードからの１つの受信ビーム５０〜５５（そのＢＩによって識別され、場合によっては装置ビーム３４、３５によって識別される）の組み合わせを含むことができる。アクセスノード２０は、送信されたラジオ波信号に基づいて、通信装置３０からそのようなビーム報告を受信するように構成され得る。具体的には、本明細書で概説するように、アクセスノードからの関連付けられたＤＬビームの暗示的に通知された組み合わせに基づいて、そのようなＤＬビームをリンクさせるための幾つかの異なる規則に従って、通信装置は、方向性は共通であるが偏波の異なるビームの第１のラジオ波信号の間のリンクを識別するように構成され得る。この情報は、報告するビーム対を選択するときに、通信装置３０によって使用され得る。例えば、通信装置３０は、最適な偏波を備えた１つ又は複数のアクセスノードビームが与える潜在的な性能を決定することができ、それによって、例えばラジオ波リンクの品質又は強度の点で最良の能力を与える殆どのビームのＢＩを含むことができ、又はこれらビームのみを含むことができる。

一実施形態において、ビーム掃引の各ビームには、１組のラジオ波資源が割り当てられる。しかしながら、通信装置３０はＢＩを報告するのではなく、資源位置を報告するように構成される。そのような実施形態において、ビーム報告が１つ又は複数の送信ビームのラジオ波資源位置を含み、且つ好ましくはＢＩを含まない場合に、方法は、オーバーヘッドのさらなる削減を可能にするであろう。そのような実施形態において、異なる資源位置は、所定の規則が資源位置の対を偏波は異なるが方向性は共通であるビームに一意にリンクさせる方法で、好ましくは偏波に関連付けられる。

図６は、本発明の実施形態におけるステップ及び送受信される信号を示している。左側には、無線通信ネットワークのアクセスノード２０によって実行されるステップが示されている。右側には、通信装置３０によって実行されるステップが示されている。図示及び説明されているステップは、図１〜５を参照して、この仕様全体で提供される説明と一致している。

様々な実施形態において、１つ又は複数のビーム掃引３１０、３３０の複数のビーム５０〜５５を用いてラジオ波信号を送信するために、アクセスノード２０を動作させるための方法が提供される。さらに、アクセスノードビーム掃引３１０の複数のビーム５０〜５５で受信されたラジオ波信号に基づいて、アクセスノード２０へのビーム報告６２０を決定するために、通信装置３０を動作させるための方法が提供される。

第１のビーム掃引３１０のステップ６０５において、アクセスノード２０は、第１のビーム方向を有する第１のビーム（５４）における第１の偏波を使用して第１のラジオ波信号（３０１）を送信し、第２の偏波を使用して第２のラジオ波信号３０２を送信する。第１のラジオ波信号と第２のラジオ波信号との間では偏波が異なり、好ましくは直交している。しかしながら、それらは共通の方向性をもったビーム５４、５５で送信される。さらに、第１のラジオ波信号の送信は、所定の規則に従って、第２のラジオ波信号の送信にリンクされる。

ステップ６１０において、通信装置３０は、アクセスノード２０により送信された少なくとも幾つかのラジオ波信号（第１の信号３０１及び第２の信号３０２を含む）を受信する。受信されたラジオ波信号は、第１のラジオ波信号３０１及び第２のラジオ波信号３０２を搬送するビーム５４、５５に関連したビームインデックスＢＩを含むことができる。

図５を参照して上記で概説した幾つかの実施形態のために実行されるステップ６０７では、第２のビーム掃引３３０が実行され、ここでは第１のビーム５４と第２のビーム５５との間で偏波がスワップされる。

ステップ６０７が実行される場合に実行されるステップ６１２において、通信装置は、ビーム５４、５５のラジオ波信号を受信し、それにより、ビームインデックスＢＩ０及びＢＩ１は、ステップ６１０及び６１２において交番の資源位置で受信される。

ステップ６１４において、通信装置３０は、第１のラジオ波信号３０１及び第２のラジオ波信号３０２の送信をリンクさせる所定の規則に基づいて、これらが、偏波は異なるが共通の方向性で、アクセスノード２０から送信されることを決定できる。言い換えると、通信装置は、所定の規則に基づいて、第１のラジオ波信号及び第２のラジオ波信号が異なる偏波で共通の方向に送信されたことを決定するように構成され得る。

ステップ６１６において、通信装置は、アップリンク報告のための１つ又は複数の受信ビーム５４、５５、又は通信装置３０の１組のアンテナ３２、３３により構成される各々が１つの受信ビームと１つの装置ビームを含むビーム対を決定するように構成され得る。このステップには、例えば、受信したラジオ波信号３０１、３０２の信号強度測定によって決定される満足なリンク品質を提供するビーム、又はビーム対の選択が含まれ得る。

ステップ６１８において、通信装置３０は、受信されたラジオ波信号３０１、３０２に基づき、例えばステップ６１６で決定されたような、選択されたビームを示すビーム報告６２０を送信することができる。これは、幾つかのビームにおけるアクセスノード送信の第１のビーム掃引３１０と、第２のビーム掃引３３０との間の期間３２０において発生し得る。通信装置３０は、かかる所定の規則に従って、第１のラジオ波信号と第２のラジオ波信号との間のリンクを識別するように構成されるので、関連のラジオ波信号３０１、３０２の一方又は両方が最適又は満足な信号強度で受信されなかったとしても、ビーム報告は、方向性が共通で且つ偏波の異なる受信ビームの表示（例えばＢＩ）を含むように構成され得る。ビーム掃引３１０の各ビーム５４、５５が１組のラジオ波資源に割り当てられる幾つかの実施形態において、ビーム報告６２０は、１つ又は複数の送信ビームのラジオ波資源位置を含み得る。特に、ビーム報告には、ビームインデックスＢＩの代わりに資源位置の表示が含まれ得る。

ステップ６０８において、アクセスノード２０は、送信されたラジオ波信号３０１、３０２に基づいて、かかる所定の規則に従って第１のラジオ波信号と第２のラジオ波信号との間のリンクを識別するように構成された通信装置３０から、ビーム報告６２０を受信する。

ステップ６０９は、ビーム掃引が反復性又は再発性の事象であることと、例えばビーム報告を送信するためにＵＬで送信する機会を通信装置３０に与える期間３２０の後に、ビーム掃引を送信する期間３１０、３３０を再開し得ることを示している。

Claims (10)

1. アクセスノードビーム掃引（３１０）の複数のビーム（５０〜５５）において受信されたラジオ波信号に基づいて、アクセスノード（２０）へのビーム報告（６２０）を決定するために通信装置（３０）を動作させる方法であって、
   ‐第１のビーム方向を有する第１のビーム（５４）において、第１の偏波の第１のラジオ波信号（３０１）を受信すること（６１０）と、
   ‐前記第１のビーム方向の第２のビーム（５５）において、前記第１の偏波とは異なる第２の偏波の第２のラジオ波信号（３０２）を受信すること（６０５、６０７）と、
   前記第１のラジオ波信号及び前記第２のラジオ波信号が、所定の規則に基づいて、異なる偏波を用いて共通の方向に送信されたことを決定することとを含む方法。
2. ビーム掃引（３１０）の複数のビーム（５０〜５５）を用いてラジオ波信号を送信するためにアクセスノード（２０）を動作させる方法であって、
   ‐第１のビーム方向を有する第１のビーム（５４）の第１の偏波を使用して、第１のラジオ波信号（３０１）を送信すること（６０５）と、
   ‐第１の偏波とは異なる第２の偏波を使用して、第２のビーム（５５）において前記第１のビーム方向に第２のラジオ波信号（３０２）を送信すること（６０５、６０７）と、を含み、
   ここで、前記第１のラジオ波信号の送信は、所定の規則に従って、前記第２のラジオ波信号の送信にリンクされる方法。
3. 前記第１のビーム（５４）に割り当てられた第１のビームアイデンティティ（ＢＩ）が前記第１のラジオ波信号に含まれ、前記第２のビーム（５５）に割り当てられた第２のビームアイデンティティ（ＢＩ）が前記第２のラジオ波信号に含まれる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第１のビーム（５４）及び前記第２のビーム（５５）が共通のビームアイデンティティ（ＢＩ０）を有し、前記第１のラジオ波信号（３０１）には第１の組のラジオ波資源が割り当てられ、前記第２のラジオ波信号には第２の組のラジオ波資源が割り当てられ、ここで前記所定の規則が、前記第１の組のラジオ波資源を前記第２の組のラジオ波資源にリンクさせる、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. 前記第１のラジオ波信号及び前記第２のラジオ波信号は、１回のビーム掃引（３１０）における連続送信において共通のビームアイデンティティ（ＢＩ）と共に送信される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記所定の規則が、前記第１のビームアイデンティティ（ＢＩ０）を第２のビームアイデンティティ（ＢＩ１）にリンクさせる、請求項３に記載の方法。
7. 前記送信するステップは前記第１のビーム掃引（３１０）で実行され、ここで、前記所定の規則は第２のビーム掃引（３３０）を実行することを含み、ここでの前記第２のビームアイデンティティ（ＢＩ１）は前記第１のビーム（５４）に割り当てられ、また前記第１のビームアイデンティティ（ＢＩ０）は前記第２のビーム（５５）に割り当てられる、請求項２に記載の方法。
8. 送信されたラジオ波信号に基づき、前記所定の規則に従って、前記第１のラジオ波信号と前記第２のラジオ波信号との間のリンクを識別するように構成された通信装置（３０）からビーム報告（６２０）を受信すること（６０８）を含み、前記ビーム報告（６２０）には、１つ又は複数の送信ビームに割り当てられたラジオ波資源位置の表示が含まれる、請求項２に記載の方法。
9. アクセスノード（２０）であって、
   ‐ビーム掃引の複数のビーム（５０〜５５）においてラジオ波信号を送信するためのアンテナ設備（２２）と、
   ‐前記アンテナ設備（２２）に結合され、且つ、
   第１のビーム方向を有する第１のビーム（５４）において、第１の偏波を使用して第１のラジオ波信号（３０１）を送信（６０５）するように構成されるとともに、
   前記第１の偏波とは異なる第２の偏波を使用して、第２のビーム（５５）において前記第１のビーム方向に、第２のラジオ波信号（３０２）を送信（６０５、６０７）するように構成された論理素子（２１）とを備え、
   ここで、前記第１のラジオ波信号の送信は、所定の規則に従って、前記第２のラジオ波信号の送信にリンクされるアクセスノード。
10. 通信装置（３０）であって、
    ‐ビーム掃引の複数のビーム（５０〜５５）において送信されるラジオ波信号を受信するためのアンテナ（３１、３２）と、
    ‐前記アンテナ設備（２２）に結合され、且つ、
    第１のビーム方向を有する第１のビーム（５４）において、第１の偏波の第１のラジオ波信号（３０１）を受信（６１０）するように構成され、
    前記第１のビーム方向の第２のビーム（５５）において、前記第１の偏波とは異なる第２の偏波の第２のラジオ波信号（３０２）を受信（６０５、６０７）するように構成され、また、
    前記第１のラジオ波信号及び前記第２のラジオ波信号は、所定の規則に基づいて、異なる偏波を用いて共通の方向に送信されたことを決定するように構成された論理素子（３１）を備える通信装置。

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