JP7014803B2 - 基地局制御型ビーム管理 - Google Patents

Description

本発明の様々な例は、一般に、１つまたは複数のビーム上で、少なくとも１つのパイロット信号を通信することに関する。本発明の様々な例は、具体的には、１つまたは複数のビーム上で、少なくとも１つのパイロット信号を通信するための構成情報を決定して提供することに関する。

無線送信のためのビームフォーミング技術が、ますます普及してきている。ビームフォーミングの１つの利点は、例えば、６ＧＨｚ超、さらには最高６０ＧＨｚまたはそれを超える高搬送周波数での伝送への適合性である。広帯域幅が達成され得る。ビームフォーミングのもう１つの利点は、空間多重化の利用可能性であり、それによってスペクトル効率が向上することである。

第３世代パートナーシッププロジェクト（Third Generation Partnership Project：３ＧＰＰ）の新無線（New Radio：ＮＲ）や第５世代通信システム（Fifth Generation：５Ｇ）において、ビームフォーミングの様々な用途が想定されている。

３ＧＰＰ ＮＲの範囲内で、端末／ユーザ装置（User Equipment：ＵＥ）や基地局（Base Station：ＢＳ）などのデバイスは、広帯域符号分割多重アクセス（Wideband Code Division Multiple Access：ＷＣＤＭＡ）やロングタームエボリューション（Long-Term Evolution：ＬＴＥ）などの既存の３ＧＰＰ規格よりも大幅に高い無線周波数で通信することができなければならない。 そのようなより高い周波数の例として、レガシー（旧来の）３ＧＰＰ規格に対して指定されている１～２ＧＨｚの通信帯域幅に加えて、２０～４０ＧＨｚの範囲内の周波数が挙げられる。そのようなより高い周波数は、波長がミリメートルと同程度のオーダーに近いため、「ミリ波（mmWave）」周波数と称されることがある。

これらの高周波数、したがって狭い帯域幅で通信を行う場合、各アンテナ素子の寸法は非常に小さくなる。したがって、モジュールまたはパネルと称されることもあるアンテナパッチの与えられた物理的サイズに対して、例えば１ＧＨｚモデムに対する場合よりもさらに多くのミリ波通信用アンテナ素子を単一のデバイス内に含める機会がある。さらに、電波の伝搬損失は周波数と共に変化するので、ミリ波周波数を使って通信する際に妥当なシステムカバレッジを提供するためには高いアンテナゲインが要求される。

これによって、結局、送信機と受信機の両方の側での典型的な実装がもたらされ、そこでは、アンテナパッチが同一のデータストリームのためにフェーズドアレイ送信／受信を複数のアンテナ素子と組み合わせて効率的にアンテナ指向性を生み出している。ここでは、特定の方向のアンテナゲインが、単一アンテナ素子からのゲインよりも数デシベル高いことが頻繁にある。アンテナパッチの複数のアンテナ素子上での送信および受信の少なくとも一方（通信）の位相コヒーレントな重ね合わせは、ビームフォーミングと称される。異なるアンテナ素子間の振幅と位相の関係は１セットのアンテナ重みによって規定される。ただし、各々のアンテナ重みはアンテナパッチの所与のアンテナ素子の振幅と位相を示す。アンテナ重みの異なるセットは異なるビームに関連付けられ、各ビームは方向、ビーム幅などが異なり得る。アンテナ重みのセットを変更するか、または異なるアンテナ素子を交互に使用してビームを形成することによって、異なるビームの切り替え（ビームスイッチング）をすることができる。

ビームフォーミングは、一般に、信号の受信（受信ビームフォーミング）および信号の送信（送信ビームフォーミング）の少なくとも一方のために使用され得る。

ビームフォーミングを使用する際、ビームの方向がリンクパフォーマンスに大きな影響を与える可能性がある。これは、ビームによって画定される空間伝搬経路が異なると伝送特性が変わるためである。例えば、見通し内空間伝搬チャネルに沿った伝送については、特に低い経路損失が期待され得る。一般に、正しい方向に向けられたビームは、何デシベルにもわたってリンクバジェットを改善する。適切なビームに切り替えるために、ビームスイープが用いられることがある。

ビームスイープでは、１つまたは複数のパイロット信号が、１つまたは複数のビーム上で、順次にまたは少なくとも部分的に並列に、例えば周波数分割複信（Frequency-division Duplexing：ＦＤＤ）を使用して送信され、その後、パイロット信号の受信特性に基づいて、適切なビームを識別することが可能である。ビーム管理は、適切なビーム構成を選択することや、ビームスイッチングが必要であることを指示することなどをサポートするためのシグナリング方法を含み得る。ビーム管理は、リンクパフォーマンスの劣化を回避するために繰り返されるビームスイープのためのルーチンを含み得る。

ビームスイープは特定期間内に実行されてもよく、ビームスイープ期間中のリンクパフォーマンスの変化を避けるために、期間は十分に短くてもよい。例えば、少なくとも１つのパイロット信号は、ビームスイープのすべてのビーム上で、５秒以下、または任意選択的に２秒以下、あるいはさらに任意選択的に５００ｍｓ以下の期間内に送信されてもよい。例えば、ビームスイープは、各フレームが複数の時間－周波数リソースを含む送信プロトコルの１つまたは複数のフレームに対応する期間内に完結してもよい。

ＵＥがアイドルモードにあるとき、すなわちネットワークによるページングは可能であるがデータ接続を維持していないとき、ＵＥはそれ自身でビーム管理、すなわち適切なビームの自律的な選択を行うことができる。ＵＥは、１つまたは複数のＢＳからのブロードキャスト信号をリッスンすることができ、ブロードキャスト信号は、ＢＳの異なるビームから来てもよい。このプロセスの間、ＵＥは依然としてそれ自身の受信（Ｒｘ）ビームに対するビーム選択を完全に制御している。

しかし、接続モードでは、データ接続はＵＥとネットワークとの間で維持され、ＵＥは多くの点でＢＳによって制御される。ビーム管理シグナリングによって、ＵＥは、別のビームの方がよいということを報告することができ、ＢＳは、ビームを切り替えることをＵＥに要求することができる。ＢＳはまた、ＵＥが別のセルへのハンドオーバを行うべきかどうかを制御し得るが、そのような決定はＵＥ測定に基づいている。ＢＳは、例えば、ＵＥに、他の近隣セルに関して検知した信号強度を報告するよう要求することができる。

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１＃８９文書Ｒ１－１７０９７７３には、ＵＥが同じ送信ビームを維持すべきか、またはサウンディング基準信号送信のために異なる送信ビームを使用すべきかを示す情報を含む通知がＢＳから提供されることが開示されている。

ビームフォーミングの先進技術が必要とされている。この必要性は、独立請求項の特徴によって満たされる。実施形態は、従属請求項によって規定される。

この必要性は、独立請求項の特徴によって満たされる。実施形態は、従属請求項の特徴によって規定される。

ネットワークノードを動作させる方法は、通信装置から通信装置のビームフォーミング能力を受信することを含む。方法は、ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビームの構成情報を決定することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビームの構成情報を通信装置に送信することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って少なくとも１つのパイロット信号を通信することをさらに含む。

コンピュータプログラム製品はプログラムコードを含む。プログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサによって実行され得る。プログラムコードを実行することによって、少なくとも１つのプロセッサが方法を実行する。方法は、通信装置から通信装置のビームフォーミング能力を受信することを含む。方法は、ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビームの構成情報を決定することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビームの構成情報を通信装置に送信することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って少なくとも１つのパイロット信号を通信することをさらに含む。

コンピュータプログラムはプログラムコードを含む。プログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサによって実行され得る。プログラムコードを実行することによって、少なくとも１つのプロセッサが方法を実行する。方法は、通信装置から通信装置のビームフォーミング能力を受信することを含む。方法は、ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビームの構成情報を決定することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビームの構成情報を通信装置に送信することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って少なくとも１つのパイロット信号を通信することをさらに含む。

ネットワークノードは、通信装置から通信装置のビームフォーミング能力を受信することと、ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビームの構成情報を決定することと、１つまたは複数のビームの構成情報を通信装置に送信することと、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って少なくとも１つのパイロット信号を通信することと、を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサを含む。

通信装置を動作させる方法は、通信装置のビームフォーミング能力をネットワークノードに送信することを含む。方法は、１つまたは複数のビームの構成情報をネットワークノードから受信することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って少なくとも１つのパイロット信号を通信することをさらに含む。

コンピュータプログラム製品はプログラムコードを含む。プログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサによって実行され得る。プログラムコードを実行することによって、少なくとも１つのプロセッサが方法を実行する。方法は、通信装置のビームフォーミング能力をネットワークノードに送信することを含む。方法は、１つまたは複数のビームの構成情報をネットワークノードから受信することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って少なくとも１つのパイロット信号を通信することをさらに含む。

コンピュータプログラムはプログラムコードを含む。プログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサによって実行され得る。プログラムコードを実行することによって、少なくとも１つのプロセッサが方法を実行する。方法は、通信装置のビームフォーミング能力をネットワークノードに送信することを含む。方法は、１つまたは複数のビームの構成情報をネットワークノードから受信することをさらに含む。方法は、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って、少なくとも１つのパイロット信号を通信することをさらに含む。

通信装置は、通信装置のビームフォーミング能力をネットワークノードに送信することと、１つまたは複数のビームの構成情報をネットワークノードから受信することと、１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って、少なくとも１つのパイロット信号を通信することと、を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサを備える。

上記の特徴および以下に説明する特徴は、示されたそれぞれの組み合わせだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組み合わせで、または単独で、使用することができることを理解されたい。

図１は、様々な例に係る、ＵＥおよびＢＳを含むネットワークを概略的に示す。 図２は、図１のネットワークのより詳細を概略的に示す。 図３は、様々な例に係る方法のフローチャートである。 図４は、様々な例に係る方法のフローチャートである。 図５は、様々な例に係る、ＢＳとＵＥとの間の通信のシグナリング図である。 図６は、様々な例に係る、ＢＳとＵＥとの間の通信のシグナリング図である。 図７は、様々な例に係る方法のフローチャートである。 図８は、様々な例に係る、ＵＥによってサポートされる候補ビームを概略的に示す。 図９は、様々な例に係る、ＵＥによってサポートされる候補ビームを概略的に示す。 図１０は、様々な例に係る、ＵＥによってサポートされる候補ビームを概略的に示す。 図１１は、様々な例に係る、ＵＥのアンテナパッチを概略的に示す。 図１２は、様々な例に係る、複数のビーム上で１つまたは複数のパイロット信号を通信するために割り当てられたリソースを概略的に示す。 図１３Ａは、様々な例に係る、複数のビームスイープに関連する開き角を概略的に示す。 図１３Ｂは、構成情報に従って設定された複数のビームスイープの例示的なタイミングを概略的に示す。 図１４は、様々な例に係る方法のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態の説明は限定的な意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。本発明の範囲は、以下に説明される実施形態または図面によって限定されることを意図するものではなく、それらの実施形態または図面は単なる例にすぎないと見なされる。

図面は概略的表現であると見なされるべきであり、図面に示された要素は必ずしも原寸に比例して示されていない。むしろ、様々な要素は、それらの機能および一般的な目的が当業者に明らかになるように表されている。図面に示されるかまたは本明細書に記載される機能ブロック、デバイス、構成要素、または他の物理的もしくは機能的ユニット間のいかなる接続または結合も、間接的な接続または結合によって実装され得る。構成要素間の結合は、無線接続を介して確立されてもよい。機能ブロックは、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせの中に実装することができる。

以下、ネットワークにおける無線通信の技術を開示する。例えば、ネットワークは複数のセルを含むセルラーネットワークであってもよく、その中では、各セルは１つまたは複数のＢＳによって定義される。ネットワークアーキテクチャの例として、３ＧＰＰ ＬＴＥアーキテクチャが挙げられる。３ＧＰＰ ＬＴＥによれば、進化型ユニバーサル移動体通信システム地上無線アクセス（Evolved Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Terrestrial Radio Access：Ｅ－ＵＴＲＡＮ）に従って、無線チャネルが定義される。同様の技術が、３ＧＰＰ仕様の各種アーキテクチャおよび関連するセルラーネットワークの対応するアーキテクチャに容易に適用され得る。各種アーキテクチャとは、モバイル通信のためのグローバルシステム（Global Systems for Mobile Communications：ＧＳＭ）、広帯域符号分割多重通信（Wideband Code Division Multiplex：ＷＣＤＭＡ）、汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service：ＧＰＲＳ）、ＧＳＭ進化型高速データレート（Enhanced Data rates for GSM Evolution：ＥＤＧＥ）、拡張ＧＰＲＳ（Enhanced GPRS：ＥＧＰＲＳ）、ユニバーサル移動体通信システム（Universal Mobile Telecommunications System：ＵＭＴＳ）、および高速パケットアクセス（High-Speed Packet Access：ＨＳＰＡ）などのアーキテクチャである。特に、そのような技術は、３ＧＰＰの狭帯域モノのインターネット（Narrowband Internet of Things：ＮＢ－ＩｏＴ）または拡張された機械型コミュニケーション（enhanced Machine Type Communication：ｅＭＴＣ）ネットワーク、および３ＧＰＰの新無線（New Radio：ＮＲ）ネットワークに適用することができる。さらに、それぞれの技術は、ブルートゥース、衛星通信、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ、Ｗｉ－Ｆｉ技術などの非３ＧＰＰ仕様の各種アーキテクチャに容易に適用することができる。

本明細書に記載の技術は、例えば、アプリケーションデータなどのペイロードデータ、あるいはレイヤ２またはレイヤ３制御データのような制御データなどのデータの送信に使用されるビームの決定を容易にすることができる。よって、本明細書に記載の技術は一般に効率的なビームフォーミングを容易にすることができる。ビームフォーミングが容易になると、空間多重化および、例えば、６ＧＨｚ超または１０ＧＨｚ超、さらには５０ＧＨｚを超える広帯域幅も容易になり得る。特定のセットのアンテナ重みを使用することによって、一般的にビームと称される、複数のアンテナ素子を介した無線送信の明瞭な空間プロファイルを得ることができる。ビームは、そのようにして、送信および受信の少なくとも一方の指向性を定義し得る。空間プロファイルは、ビームの特定の幅および振幅を定義し得る。空間プロファイルは、ビームの中心ピークと比較した場合に抑制され得る副ローブを定義することができる。空間プロファイルは、それぞれの信号の伝搬チャネルに関連付けられていてもよく、ここでは、伝搬チャネルは１つまたは複数の反射などを含み得る。

本明細書に記載の技術は、複数のビーム上で１つまたは複数のパイロット信号を通信することによってビームの決定を容易にすることができる。よって、本明細書に記載の技術は、ビームスイープを使用することによってビームの決定を容易にすることができる。ビームスイープは、ペイロードデータの通信に適したそのようなビームを識別することに役立つ。

本明細書に記載の技術は、少なくとも部分的にネットワークによって遠隔制御されているＵＥにおけるビーム管理を容易にすることができる。例えば、ＢＳがビーム管理を遠隔制御してもよい。ただし、一般には、ネットワークのコアの他のノードがそのような遠隔制御機能を実行することも可能である。以下では、単純化のために、主として、ＵＥにおけるビーム管理を遠隔制御するＢＳについて述べる。

例えば、ＵＥとネットワークがデータ接続を維持し、ハンドオーバを含むＵＥモビリティが能動的に制御される接続モードにおいて、本明細書に記載の各種技術は適用可能である。いくつかの例では、本明細書に記載の技術をアイドルモードに適用することも可能であろう。

例によれば、ＵＥのビームフォーミング能力は、ＵＥからＢＳに信号で伝えられる。例えば、ＵＥのビームフォーミング能力を含むアップリンク（Uplink：ＵＬ）制御メッセージを送信、受信、あるいは送受信（通信）することができる。その後、ＢＳは、ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビームの構成情報を決定する。よって、ＢＳは、ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビームスイープのための構成情報を決定することができる。次に、ビームフォーミング能力がＢＳからＵＥに信号で伝えられる。例えば、１つまたは複数のビームに関するこの構成情報を含むダウンリンク（Downlink：ＤＬ）制御メッセージを通信することができる。その後、少なくとも１つのパイロット信号が、１つまたは複数のビーム上でそれぞれの構成情報に従って通信される。

１つまたは複数のビームは、１つまたは複数のビームスイープを実行することができる。１つまたは複数のビームは、ＵＥとＢＳとの間の無線リンクをサウンディングすることに役立ち得る。

そのような技術によって、ＢＳにおける少なくとも１つのパイロット信号の通信を構成するための決定論理を含めることが可能である。ＢＳは、少なくとも１つのパイロット信号の通信の実行方法について、少なくとも部分的にＵＥに指示することができる。それによって、ＵＥにおけるビーム管理は、例えばＢＳによって、遠隔制御され得る。

そのような技術は、少なくとも１つのＤＬパイロット信号の通信に適用可能であり得る。もしくは、あるいはさらに、そのような技術は少なくとも１つのＵＬパイロット信号の通信に適用可能であり得る。一般に、ＵＥは、それぞれの構成情報に従って、受信ビームフォーミングおよび送信ビームフォーミングの少なくとも一方を実行することができる。

本明細書に記載の各種技術は、一般にＢＳがビーム管理を制御するために利用可能な技術が現在存在しないという知見に基づいている。ＢＳによるビーム管理のそのような制御は、ＵＥが接続モードで動作しているとき、すなわちデータ接続が確立されているときに、特に有用であり得ると予想される。例えば、ＵＥがビームスイープを特定の方向に向けられた特定の開き角に制限する場合、ＵＥは特定の開き角に含まれない別の方向からのより強い信号を検出することができないであろう。例えば、本明細書に記載の技術によれば、ＢＳは、ＵＥが全方向またはほぼ全方向の開き角を有するグローバルビームスイープを特定の発生頻度で実行するようにＵＥを制御することができるであろう。

よって、一般に、例えば、ダウンリンクパイロット信号を通信するときのＵＥ受信チャネル測定およびＵＬパイロット信号を通信するときのＵＥ送信チャネルの測定のうち少なくとも一方のために、グローバルビームスイープのタイミング、あるいは具体的に発生頻度のネットワーク制御を実行することができる。

図１は、本明細書に開示された技術による恩恵を受けることができる無線通信ネットワーク１００を概略的に示す。ネットワークは、３Ｇ、４Ｇ、または来るべき５Ｇ ＮＲなどの３ＧＰＰ標準化ネットワークとすることができる。他の例としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ、Ｗｉ－Ｆｉプロトコルまたはブルートゥースプロトコルなどの電気電子技術者協会（Institute of Electrical and Electronics Engineers：ＩＥＥＥ）規定ネットワークなどのポイントツーポイントネットワークが挙げられる。さらなる例としては、３ＧＰＰ ＮＢ－ｌｏＴまたはｅＭＴＣネットワークが挙げられる。

ネットワーク１００は、ＢＳ１０１とＵＥ１０２を含む。例えば３ＧＰＰ ＮＲフレームワークにおける次世代無線アクセスネットワークノードＢ（Next-generation Radio Access Network Node B：ｇＮＢ）などのＢＳ１０１とＵＥ１０２との間には、無線リンク１１１が確立される。無線リンク１１１は、ＢＳ１０１からＵＥ１０２へのＤＬリンクを含み、さらに、ＵＥ１０２からＢＳ１０１へのＵＬリンクを含む。ＵＬとＤＬとの間の干渉を軽減するために、時分割複信（Time-Division Duplexing：ＴＤＤ）、周波数分割複信（ＦＤＤ）、および符号分割複信（Code-division Duplexing：ＣＤＤ）のうち少なくとも１つを使用することができる。同様に、無線リンク１１１（図１には図示せず）上で通信している複数のＵＥ間の干渉を軽減するために、ＴＤＤ、ＦＤＤ、およびＣＤＤのうち少なくとも１つを使用することができる。

ＵＥ１０２は、以下のうちの１つであり得る。スマートフォン、携帯電話、テーブル、ノートブック、コンピュータ、スマートテレビ、ＭＴＣデバイス、ｅＭＴＣデバイス、ＩｏＴデバイス、ＮＢ－ｌｏＴデバイス、センサ、アクチュエータなど。

図２は、ＢＳ１０１およびＵＥ１０２のより詳細を概略的に示す。ＢＳ１０１は、プロセッサ１０１１と、フロントエンドとも称されることがあるインタフェース１０１２を含む。インタフェース１０１２は、複数のアンテナ１０１４を含むアンテナパッチ１０１３に、アンテナポート（図２には図示せず）を介して結合される。いくつかの例では、アンテナパッチ１０１３は少なくとも３０個のアンテナ１０１４、任意選択的に少なくとも１１０個のアンテナ、あるいはさらに任意選択的に少なくとも２００個のアンテナを含み得る。多数のアンテナ１０１４を実装するシナリオは、全次元多入力多出力（Full Dimension Multiple Input Multiple Output：ＦＤ－ＭＩＭＯ）または大規模多入力多出力（Massive Multi-Input Multiple-Output：Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯまたはＭａＭｉ）と称されることがある。各アンテナ１０１４は、無線周波数電流を搬送するための１つまたは複数の電気トレースを含み得る。各アンテナ１０１４は、電気トレースによって実現される１つまたは複数のＬＣ発振器を含み得る。各トレースは、特定のビームパターンを持つ電磁波を放射することができる。

ＢＳ１０１は、例えば不揮発性メモリなどのメモリ１０１５をさらに含む。メモリは、プロセッサ１０１１によって実行され得るプログラムコードを記憶することができる。プログラムコードを実行することで、本明細書に開示されるように、プロセッサ１０１１に、１つまたは複数のパイロット信号の通信、ビームスイープ、およびＵＥビーム管理の遠隔制御に関する技術を実行させることができる。このように、プロセッサ１０１１とメモリ１０１５が制御回路を構成している。

ＵＥ１０２は、プロセッサ１０２１と、フロントエンドとも称されることがあるインタフェース１０２２を含む。インタフェース１０２２は、複数のアンテナ１０２４を含むアンテナパッチ１０２３に、アンテナポート（図２には図示せず）を介して結合される。いくつかの例では、アンテナパッチ１０２３は少なくとも６個のアンテナ、任意選択的に少なくとも１６個のアンテナ、あるいはさらに任意選択的に少なくとも３２個のアンテナを含み得る。一般に ＵＥ１０２のアンテナパッチ１０２３は、ＢＳ１０１のアンテナパッチ１０１３よりも少ないアンテナ１０２４を含み得る。各アンテナ１０２４は、無線周波数電流を搬送するための１つまたは複数の電気トレースを含み得る。各アンテナ１０２４は、電気トレースによって実現される１つまたは複数のＬＣ発振器を含み得る。各トレースは、特定のビームパターンを持つ電磁波を放射することができる。

ＵＥ１０２は、例えば不揮発性メモリなどのメモリ１０２５をさらに含む。メモリ１０２５は、プロセッサ１０２１によって実行され得るプログラムコードを記憶することができる。プログラムコードを実行することで、本明細書に開示されるように、プロセッサ１０２１に、１つまたは複数のパイロット信号の通信、ビームスイープ、およびビーム管理に関する技術を実行させることができる。このように、プロセッサ１０２１とメモリ１０２５が制御回路を構成している。

図２はまた、伝搬チャネル１５１に関する態様をも示す。図２は、異なる伝搬チャネル１５１（図２の破線）が無線リンク１１１上に実現されることを概略的に示す。異なる伝搬チャネル１５１は、異なるビーム３０１に関連付けられている（図２では、単純化のために、ＵＥ１０２によって実現される単一のビームだけが示されている）。例えば、ＤＬ通信用の特定の伝搬チャネル１５１を実現するために、特定のＤＬ送信ビームをＢＳ１０１のアンテナパッチ１０１３に対して選択してもよい。ここで、ビームは、一般に、それぞれのアンテナパッチ１０１３、１０２３のアンテナ１０１４、１０２４／アンテナポートの特定のアンテナ重みによって実現され得る。アンテナ重みはステアリングベクトルとも称されることがある。したがって、異なるビーム３０１は、それぞれのアンテナパッチ１０１３、１０２３の様々なアンテナ１０１４、１０２４／アンテナポートに対して異なる振幅および位相構成を用いることによってアドレス指定され得る。

図２では、見通し内伝搬チャネル１５１だけが示されているが、他の例では、見通し外伝搬チャネル１５１が可能である。

伝搬チャネル１５１のうちの異なるものは、反射数、経路損失、および一般に伝送信頼性や容量などの異なる伝送特性を有し得る。特に、異なる伝搬チャネル１５１は、それぞれの受信機の位置で異なるフェーディングプロファイルを有する可能性がある。フェーディングは、通常、受信機の位置で信号を搬送する反射電磁波の相殺的干渉によって発生する。したがって、リンク性能は、選択されたビーム３０１／伝搬チャネル１５１に応じて大幅に変動する。適切な伝搬チャネル１５１を使用することによって、すなわち、適切なビームを選択することによって、フェーディングを減らすためのダイバーシティを提供することができる。本明細書に記載の様々な例によれば、適切に調整されたビーム管理を通じて、適切な伝搬チャネル１５１の選択が容易になる。送信および受信の少なくとも一方に適したビームが選択される。

一般に、そのようなマルチビーム動作は、６ＧＨｚを超える搬送周波数で動作するＮＲネットワークで使用されることが予想される。ここで、信号損失を避けるために、ＢＳ１０１とＵＥ１０２の両方からのビームを整列させるべきである。無線リンク１１１および様々な伝搬チャネル１５２をサウンディングするために、１つまたは複数のパイロット信号１５２を様々な伝搬チャネル１５２に沿って送受信することができる。ビームスイープをこのために使用することができる。マルチビーム動作では、特に、ＢＳ１０１およびＵＥ１０２の少なくとも一方において送受信の相互関係がないかまたは限られているシナリオでは、ビームスイープ動作が必要となる可能性がある。

本明細書に記載されているようなそのようなパイロット信号は、一般に、パイロット信号の受信特性に基づいて無線リンクをサウンディングできるように、明確なシンボルシーケンスおよび送信電力のうち少なくとも一方を有し得る。パイロット信号は、基準信号や同期信号とも称されることがある。

本明細書では、好ましい伝送特性を提供するペイロードデータの伝送に使用されるビームの決定を可能にする技術を開示している。これは、１つまたは複数のビームスイープに基づいて行われる。ビームスイープにおいては、１つまたは複数のビームを同時にまたは次々と有効化して、１つまたは複数のビームのうちのどれが好ましい伝送特性を有する伝搬チャネル１５１に対応するかを見つけ出す。全方向指向性、すなわち３６０°のビーム幅を有するビームを使用して、１つまたは複数のパイロット信号を通信することによっても、ビームスイープを実行することができる。

図３は、様々な例に係る方法のフローチャートである。例えば、図３に従った方法は、ＢＳ１０１のプロセッサ１０１１によって実行され得る。

ブロック８００１において、ＵＥのビームフォーミング能力が、例えばＵＬ制御メッセージを用いて、受信される。

例えば、ＵＥのビームフォーミング能力は、ＵＥが一般にビームフォーミングを実行することができるかどうかを示し得る。例えば、ビームフォーミング能力は、ＵＥのアンテナ数を示し得る。例えば、ビームフォーミング能力は、ＵＥのアンテナパッチ数を示し得る。例えば、ビームフォーミング能力は、ＵＥの各アンテナパッチ内のパネル当たりのアンテナ数を示し得る。例えば、ビームフォーミング能力は、ＵＥの複数のパッチのうちの各パッチについて、それぞれのアンテナパッチに何個のアンテナが設けられているかを示し得る。そのような情報は、ＵＥによってサポートされる候補ビームの数および種類を暗黙的に示し得る。ビームフォーミング能力が、ＵＥによってサポートされる複数の候補ビームを明示的に示し、任意選択的に、候補ビームのそれぞれに対して個別のインデックスを提供することも可能であろう。例えば、ビームフォーミング能力は、複数の候補ビームの相互間の相対的空間配置を示し得る。もしくは、あるいはさらに、ビームフォーミング能力は、例えば、複数の候補ビームのビーム幅を示すことも可能である。もしくは、あるいはさらに、ビームフォーミング能力は、複数の候補ビームに関連するアンテナパッチを示すことも可能である。例えば、ビームフォーミング能力は、ＵＥがペイロードデータと同時に１つまたは複数のパイロット信号を通信できるかどうか、または１つまたは複数のパイロット信号の通信中にタイムギャップ（測定ギャップ）が必要かどうかを示し得る。例えば、ビームフォーミング能力は、ＵＥのＦＤＤ能力を示し得る。例えば、ビームフォーミング能力は、例えば各グループを形成する１つまたは複数のビームを識別する個別のインデックスを定義して、各インデックスがそのビームグループを参照することができるようにするような、サポートされるビームのグルーピングを示し得る。

例えば、ビームフォーミング能力は以下のようにアンテナパッチ数を表すことができる。例えば、３つのパッチＡ、Ｂ、およびＣがあり、パッチＡは６個アンテナを有し、パッチＢは２個のアンテナを有し、パッチＣは７個のアンテナを有する可能性がある。この情報は、ビームフォーミング能力によって示される可能性がある。例えば、ビームフォーミング能力は、例えばパッチの表面法線ベクトル間の角度のようなパッチの相対的空間配置を示し得る。

ブロック８００２において、１つまたは複数のビームの構成情報が決定される。例えば、１つまたは複数のビームは、少なくとも１つのパイロット信号を通信するために使用される１つまたは複数のビームスイープに対応し得る。

例えば、構成情報は、グローバルビームスイープが１つまたは複数のビームによって実行されるべきかどうかを示し得る。したがって、構成情報は、グローバルビームスイープが必要かどうかを示し得る。グローバルビームスイープは、サポートされる最大開き角によって特徴付けられ得る。例えば、グローバルビームスイープは、１８０°、任意選択的に２７０°、さらに任意選択的に３５０°より大きい開き角によって特徴付けることができる。例えば、ＢＳとＵＥとの間の同期が失われ、適切な空間伝搬チャネルが分からない場合、グローバルビームスイープによってビーム回復を容易にし得る。例えば、構成情報は、特定の１セットのビームを使用することによってビームスイープを実行すべきかどうかを示し得る。この構成情報は個々のビームインデックスまたはビームグループインデックスを示し得る。

構成情報は、１つまたは複数のビーム上で１つまたは複数のパイロット信号を通信するために用いられるタイミングを示し得る。

ここで、いくつかの例では、構成情報は１つまたは複数のビームを示し得る。例えば、構成情報は、グローバルビームスイープを実行する１つまたは複数のビームを示し得る。他の例では、構成情報が１つまたは複数のビームを示す必要はなく、ここでは、ＵＥが、グローバルビームスイープを実行するための適切なビームを選択する権限を持ち得る。

例えば、１つまたは複数のビームは、ビームフォーミング能力を使ってブロック８００１に示される候補ビームのサブセットであり得る。したがって、構成情報を決定することは、複数の候補ビームから１つまたは複数のビームを選択することに対応し得る。

もしくは、あるいはさらに、構成情報は、時間領域および周波数領域の少なくとも一方における複数のリソースを示し、かつ１つまたは複数のビーム上の１つまたは複数のパイロット信号の通信に割り当てられてもよい。例えば、再発生するリソースが示されてもよい。それによって、１つまたは複数のビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信の発生頻度を指定することが可能であり得る。

例えば、１つまたは複数のビームの相対的な空間配置、１つまたは複数のビームのビーム幅、および１つまたは複数のビームに関連付けられているアンテナパッチに応じて、１つまたは複数のビームにリソースを割り当てることが可能であろう。例えば、同じアンテナパッチに関連するそのようなビームに共有リソースを割り当てることが可能であろう。あるいは、異なるアンテナパッチに関連するそのようなビームに共有リソースを割り当てることが可能であろう。

いくつかの例では、１つまたは複数のビーム上で少なくとも１つのパイロット信号を通信する発生頻度を指定するためのリソースを割り当てる代わりに、１つまたは複数のビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信のタイミングをより一般的に指定することも可能である。 例えば、１つまたは複数のビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信の間の許容時間間隔を指定することが可能であろう。例えば、本明細書に記載の様々な例において、グローバルビームスイープ間の最大許容時間を指定することが可能であり得る。例えば、構成情報は、グローバルビームスイープがどの程度の頻度で必要とされるかを指定してもよい。もしくは、あるいはさらに、構成情報は、ＵＥのサポートされている候補ビームをすべて使用すべきか、あるいはより少ないビームのセットを使用すべきかを指定することもできる。

例えば、構成情報は、１回のビームスイープ内の１つまたは複数のビームの時間的順序を示し得る。それによって、ビームスイープの一部である、１つまたは複数のビームのタイムアライメントを設定することができる。

例えば、構成情報は、ＵＥによって実行されるビームスイープ内の１つまたは複数のビームの開き角を示し得る。ここで、構成情報は、ＵＥによって使用される特定のビームを示していなくてもよく、そうする代わりに、ＵＥが、例えば示された開き角を実現する複数の候補ビームから、適切なビームを選択する能力を有してもよい。もしくは、あるいはさらに、構成情報は、１つまたは複数のビームのビーム幅を示し得る。

例えば、構成情報は、ペイロードデータの通信のタイムギャップを示し得る。タイムギャップによって、ＵＥが１つまたは複数のビーム上で少なくとも１つのパイロット信号を通信することができる可能性がある。ＵＥのＦＤＤ能力は、１つまたは複数のビーム上で少なくとも１つのパイロット信号を同時に通信し、かつ１つまたは複数のさらなるビームでペイロードデータを通信することを可能にしないことがあるかもしれない。ＵＥによって示されたビームフォーミング能力に応じてタイムギャップを選択的に実現することが可能である。

次に、ブロック８００３において、例えばＤＬ制御メッセージを用いて、ブロック８００２の構成情報が送信される。

その後、８００４において、少なくとも１つのパイロット信号が１つまたは複数のビーム上で構成情報に従って通信される。したがって、８００４においてビームスイープが実行され得る。少なくとも１つのパイロット信号を、１つまたは複数のビームのうちの異なるビーム上で、少なくとも部分的に同時に通信してもよい。少なくとも１つのパイロット信号を、逐次的に、かつ１つまたは複数のビームのうちの異なるビーム上で時間的にずらして通信することもできるであろう。

例えば、８００４において、サウンディング参照信号（Sounding Reference Signal：ＳＲＳ）などの１つまたは複数のＵＬパイロット信号が通信され得る。もしくは、あるいはさらに、８００４において、基準信号などの１つまたは複数のＤＬパイロット信号が通信され得る。

図３に従った方法に関連して例示されるような技術によって、ＢＳによる複数のビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信の特定の特性を制御することが可能である。例えば、１つまたは複数のビーム上で１つまたは複数のパイロット信号を通信するタイミングを指定することができる。例えばビームフォーミング能力によって示される候補ビームから適切なビームを選択することによって、例えば１つまたは複数のビームのうちの異なるビーム間の優先順位を指定することができる。また、複数のビームのうちの異なるビームにリソースを適切に割り当てることによっても、異なるビーム間の優先順位を指定することもできる。例えば、少なくとも１つのパイロット信号の通信に関してより重要な特定のビームは、より多くのリソースを割り当てられることができ、リソースは、他のより重要度の低いビームと比較してより頻繁に再発生し得る。それによって、例えば、少なくとも１つのパイロット信号の、ローカルビーム上の通信とグローバルビーム上の通信の間のバランスが確保され得る。

図４は、様々な例に係る方法のフローチャートである。例えば、図４に従った方法は、ＵＥ１０２のプロセッサ１０２１によって実行され得る。

ブロック８０１１は、図３に従った方法のブロック８００１と相互に関連している。

ブロック８０１２は、図３に従った方法のブロック８００３と相互に関連している。

ブロック８０１３は、図３に従った方法のブロック８００４と相互に関連している。

図５は、ＵＥ１０２とＢＳ１０１との間の無線リンク１１１上の通信のシグナリング図である。

まず、５００１において、ＵＥ１０２のビームフォーミング能力を含む制御メッセージ４００１がＵＥ１０２によって送信され、ＢＳ１０１によって受信される。これは、無線リソース制御（Radio Resource Control：ＲＲＣ）の制御シグナリング、または例えばＳＲＳ構成のための特定のレイヤ１シグナリングであり得る。その後、ＢＳ１０１は、ビームフォーミング能力に基づいて複数のビームの構成情報を決定することができる。５００２において、制御メッセージ４００２がＢＳ１０１によって送信され、ＵＥ１０２によって受信される。制御メッセージ４００２は構成情報を含む。制御メッセージ４００２は、ダウンリンク制御情報（Downlink Control Information：ＤＣＩ）、セル固有またはＵＥ固有のシステム情報、ＲＲＣシグナリング、またはレイヤ１上の特定のＳＲＳ構成として送信され得る。制御メッセージ４００２をブロードキャストすることも可能であろう。

その後、５００３において、１つまたは複数のＤＬパイロット信号４００３がＢＳ１０１によって送信され、ＵＥ１０２によって受信される。異なる受信ビームフォーミングを使用して、すなわち異なるビーム上で、パイロット信号４００３のうちの異なるものがＵＥ１０２によって受信される。特に、ＵＥ１０２は、５００２で構成情報が制御メッセージ４００２と共に提供されている複数のビーム上で、１つまたは複数のパイロット信号４００３を受信する。これによって、受信ビームスイープ３９９が実行される。

１つまたは複数のパイロット信号４００３の通信によって、無線リンク１１１のサウンディングを容易にし得る。特に、そのような空間伝搬チャネル１５１は、ペイロードデータの通信に適した１つまたは複数のパイロット信号４００３の受信特性によって識別され得る。

図６は、ＢＳ１０１とＵＥ１０２の間の無線リンク１１１上の通信のシグナリング図である。図６の例は、概して、図５の例に対応する。特に、５０１１は５００１に対応し、５０１２は５００２に対応する。

５０１３において、１つまたは複数のＵＬパイロット信号４０１３がＵＥ１０２によって送信され、ＢＳ１０１によって受信される。１つまたは複数のＵＬパイロット信号４０１３のうちの異なるものは、異なるビームを使用してＵＥ１０２によって送信される。特に、ＵＥ１０２は、５０１２で構成情報が制御メッセージ４００２と共に提供されている複数のビーム上で、１つまたは複数のパイロット信号４０１３を送信する。

１つまたは複数のパイロット信号４０１３の通信によって、無線リンク１１１のサウンディングを容易にし得る。特に、そのような空間伝搬チャネル１５１は、ペイロードデータの通信に適した１つまたは複数のパイロット信号４０１３の受信特性によって識別され得る。

図７は、様々な例に係る方法のフローチャートである。例えば、図７に従った方法は、ＢＳ１０１のプロセッサ１０１１によって実行され得る。

まず、ブロック８０２１において、ペイロードデータが通信される。例えば、ペイロードデータは、明確な空間伝搬経路１５１に沿って、すなわち適切な送信ビームおよび受信ビームの少なくとも一方を選択することによって、通信され得る。

その後、ブロック８０２２において、ペイロードデータの通信品質に基づいて、すなわち無線リンクの性能に基づいて、複数のビームの構成情報が決定される。言い換えれば、ビーム管理は、ペイロードデータの通信品質に依存し得る。例えば、ペイロードデータの通信品質の低下が観察された場合、比較的大きな開き角を有するビームスイープを実現するような１つまたは複数のビームの構成情報を決定することが可能であり得る。例えば、ペイロードデータの通信品質の大幅な低下が見られない場合、ブロック８０２１でペイロードデータを通信するために用いられる比較的小さな開き角を有するビームスイープを実現するような、１つまたは複数のビームの構成情報を決定することが可能であり得る。

８０２３において、１つまたは複数のビーム上で少なくとも１つのパイロット信号を８０２２の構成情報に従って通信することによって、ビームスイープが実行される。構成情報を示すＤＬ制御メッセージは、ＵＥにしかるべく通知するために事前に通信され得る（図７には図示せず）。

次に、ブロック８０２４において、少なくとも１つのパイロット信号の受信特性に基づいて、次に実施するペイロードデータの通信のための少なくとも１つのビームが決定される。これは、チャネルサウンディング、すなわち様々な空間伝搬経路１５１の通信特性の比較に対応し得る。

ブロック８０２５において、ブロック８０２４で決定された少なくとも１つのビーム上でペイロードデータが通信される。

図７の例から理解されるように、ペイロードデータの通信品質に依存するようにビーム管理を実行することで、ペイロードデータの通信の必要性に応じて１つまたは複数のビームスイープを調整することができる。不要なビームスイープを避けることができる。粗いビームスイープと微細なビームスイープを区別することができる。グローバルビームスイープとローカルビームスイープの発生頻度を調整することができる。よって、例えば、ＵＥがビーム管理の問題を報告する頻度およびＵＥがビーム回復の実行を必要とする頻度のうち少なくとも一方に基づいて、動的ビーム管理をサポートすることができる。

図８は、一般にＵＥ１０２によってサポートされる候補ビーム３０１～３０９に関する態様を示す。例えば、候補ビーム３０１～３０９は、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。例えば、候補ビーム３０１～３０９の、例えば互いに対するまたは基準フレームに対する空間的配置は、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。例えば、ビーム３０１～３０９の数は、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。例えば、候補ビーム３０１～３０９に関連するアンテナパッチは、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。

ビーム３０１～３０９は、すべて比較的小さいビーム幅を有するので、ペンシルビームと呼ぶことができる。図８には、例えばビームスイープにおいて、すべてのビーム３０１～３０９上で送信を行うことによって達成され得る開き角３５１が示されている。例えば、ビーム３１１～３１３は、共通のアンテナパッチ１０２３上に配置されたアンテナ１０２４と関連付けることができる。それは、それらがすべて同じ方向（図８のＵＥ１０２の左）に配置されているためである。

図９は、ＵＥ１０２によってサポートされるビーム３１１～３１３に関する態様を示す。例えば、候補ビーム３０１～３０９は、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。例えば、候補ビーム３１１～３１３の、例えば互いに対するまたは基準フレームに対する空間的配置は、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。例えば、ビーム３１１～３１３の数は、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。例えば、候補ビーム３１１～３１３に関連するアンテナパッチは、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。

ビーム３１１～３１３は、ビーム３０１～３０９と比較した場合、より大きなビーム幅を有する。それにもかかわらず、例えばビームスイープにおいて、図９の例に従ったビーム３１１～３１３を使用して達成可能な開き角３５１は、図８の例に従ったビーム３０１～３０９を使用して達成可能な開き角３５１に対応する。例えば、ビーム３１１～３１３は、共通のアンテナパッチ１０２３上に配置されたアンテナ１０２４と関連付けることができる。それは、それらがすべて同じ方向（図９のＵＥ１０２の左）に配置されているためである。

図１０は、ＵＥ１０２によってサポートされる候補ビーム３１６に関する態様を示す。候補ビーム３１６は、ビームフォーミング能力としてＢＳ１０１に対して示され得る。

ビーム３１６を使用して３６０°の開き角３５１が達成できるように、ビーム３１６は全方向性とされる。ここで、ビーム幅３５２は開き角３５１に対応する。

そして、ＢＳ１０１は、候補ビーム３０１～３０９、３１１～３１３、３１６を示すビームフォーミング能力に基づいて、ビームスイープ３９９を実行するための１つまたは複数のビームを選択し得る。ビームスイープ３９９を実行するために選択される特定の１つまたは複数のビームは、例えばペイロードデータの通信品質のような状況に依存し得る。

図１１は、ＵＥ１０２に関する態様を示す。具体的には、図１１は、ＵＥ１０２の上面図である。ＵＥ１０２は、ディスプレイ９０９、ハウジング９０１、およびボタン９０２～９０４を有する。図１１は、異なるアンテナパッチ１０２３－１～１０２３－４がハウジング９０１の異なる側に配置されていることを示している。したがって、異なるパッチ１０２３－１～１０２３－４によって画定されるビームは、効果的に異なる向きを有することになる。例えば、パッチ１０２３－１のアンテナを使用して送信されたビームは、図１１の下部に向かって効果的に配向されることができ、一方、パッチ１０２３－４のアンテナを使用して送信されたビームは、図１１の上部に向かって効果的に配向されることができる。各々のアンテナパッチ１０２３－１～１０２３－４は、アンテナ素子のフェーズドアレイを画定する（単純化のために、図１１はアンテナ素子を図示していない）。

様々な例では、アンテナパッチ１０２３－１～１０２３－４を示すことによって候補ビームを示すことが可能である。そこで、ＢＳ１０１は、１つまたは複数のビームの構成情報を決定する際に、異なるアンテナパッチ１０２３－１～１０２３－４の中から選択することができる。

この、アンテナパッチを示すという手法は、１つの指標で１つまたは複数のビームを示すために、すなわちサブセットを定義するために、ビームグループを使用する１つの技術であり得る。そのような実装形態では、サブセットは、同一のアンテナパッチ内のアンテナ要素を介して送信される複数のビームと関連付けられ得る。あるいは、サブセットはビームと関連付けられてもよく、その場合、同じサブセットの異なるビームは異なるアンテナパッチと関連付けられる。これは以下の例によって例示される。ＵＥがパッチＡ、Ｂ、およびＣを有し、各パッチが２つの異なるビーム（Ａ－ａ、Ａ－ｂ、Ｂ－ａ、Ｂ－ｂ、Ｃ－ａ、Ｃ－ｂ）を形成することができる場合、例えば、例（Ｉ）としてサブセットＸ：Ａ－ａおよびＡ－ｂ、サブセットＹ：Ｂ－ａおよびＢ－ｂ、サブセットＺ：Ｃ－ａおよびＣ－ｂ、または例（ＩＩ）としてサブセットＸ：Ａ－ａ、Ｂ－ａ、およびＣ－ａ、サブセットＹ：Ａ－ｂ、Ｂ－ｂ、およびＣ－ｂを形成することができる。例（Ｉ）では、アンテナパッチごとに１つのサブセットがある。例（ＩＩ）では、サブセット内の各ビームは異なるアンテナパッチと関連付けられる。

図１２は、ビームスイープの１つまたは複数のビーム上での１つまたは複数のパイロット信号の送信に割り当てられ得る時間－周波数リソース８５５、８５６に関する態様を示す。リソース８５５、８５６は、１つまたは複数のビームの構成情報を用いて、ＢＳ１０１からＵＥ１０２に提供され得る。

図１２は、時間－周波数リソースグリッド８５１を示す。時間－周波数リソースグリッド８５１の異なるリソース要素は、無線リンク１１１上で通信するために使用される直交周波数分割多重方式（Orthogonal Frequency-Division Multiplex：ＯＦＤＭ）変調のサブキャリアによって周波数領域で定義されてもよく、変調のシンボル期間によって時間領域で定義されてもよい。図１２に示すように、時間－周波数リソースグリッドの全リソース要素のサブセットに対応する特定のリソース８５５、８５６は、ビームスイープ３９９の１つまたは複数のビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信に割り当てられる。

いくつかの例では、異なるリソースが異なるビームに割り当てられ得る（図１２には図示せず）。言い換えれば、構成情報は、１つまたは複数のビームの各ビームについて、それぞれのビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信に割り当てられた複数のリソースのうちの少なくとも１つのリソースを示すことが可能であり、異なるビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信に対して異なるリソースが割り当てられる。そうすると、ＵＥにおいて適切なリソースを選択するためのロジックを提供することは不要であり得る。そうする代わりに、リソースはビームごとにＢＳ１０１によって選択され得る。

それとは異なり、図１２では、リソース８５５は、少なくとも１つのパイロット信号を通信するためにＵＥ１０２によって使用されるすべてのビーム３０１～３０９、３１６のうちのサブセット３７１を形成する複数のビーム３０１～３０９に割り当てられ、一方、リソース８５６は、少なくとも１つのパイロット信号を通信するためにＵＥ１０２によって使用されるすべてのビーム３０１～３０９、３１６のうちの別のサブセット３７２を形成するビーム３１６に割り当てられる。図１２から理解されるように、この例では、ＵＳ１０２がビーム３１１～３１３上で１つまたは複数のパイロット信号を通信しないように、ＢＳ１０１は候補ビーム３１１～３１３の構成情報を提供しない。そうする代わりに、ＢＳ１０１は、少なくとも１つのパイロット信号を通信するために、ビーム３０１～３０９、３１６を選択している。

リソース８５５内で、ＵＥ１０２は、このサブセット３７１の各ビーム３０１～３０９ごとに、それぞれのビーム３０１～３０９上で少なくとも１つのパイロット信号を通信するための少なくとも１つのリソースを自由に選択することができる。これは、それぞれのビーム３０１～３０９とそれぞれのサブセット３７１との間の関連付けに基づいて実行することができ、そのような関連は、構成情報に明示的に含まれてもよい。例えば、ＵＥ１０２によって使用される各ビーム３０１～３０９、３１６は、対応するインデックスを有することができ、各インデックスは、与えられたサブセット３７１、３７２に関連付けられ得る。そうすると、ＵＥ１０２に提供されるリソース８５５、８５６は、再び、様々なサブセット３７１、３７２と関連付けられ得る。例えば、関連付けは、１つまたは複数のビームの各ビームについて、どのリソースを使用すべきかを示すポインタによっても実現することができ、そうすると、同じポインタを、共通のリソースを共有する同一のサブセットに関連する複数のビームに使用することができる。これはサブセットを暗黙的に示す。理解されるように、図１２の例におけるリソースは、サブセット３７１、３７２ごとに割り当てられる。すなわち、異なるリソース８５５、８５６は、ビーム３０１～３０９、３１６の異なるサブセット３７１、３７２に割り当てられる。

サブセット３７１、３７２を定義するために使用され得る様々な基準がある。ビームをサブセット３７１、３７２にグルーピングするための基準の例として、１つまたは複数のビームのそれぞれの相対的空間配置、１つまたは複数のビームのそれぞれのビーム幅、および１つまたは複数のビームのそれぞれに関連付けられているアンテナパッチが挙げられる。例えば、ビームが類似または対応する特性を有する場合、ビームは共通サブセット３７１、３７２にグルーピングされてもよい。

リソース８５５および８５６は再発生している、すなわち半永久的にスケジューリングされている。それによって、ビーム８１６上での少なくとも１つのパイロット信号の通信の特定の発生頻度８６２が定義される。この発生頻度８６２は、ビーム３０１～３０９上での少なくとも１つのパイロット信号の通信の発生頻度８６１よりも低い。このような技術は、時々グローバルビームスイープ３９９が実行されることを確実にする。これにより、ペイロードデータの安定した通信が容易になる。

理解されるように、ＢＳ１０１がリソース８５５および８５６を割り当てる場合、ＵＥ１０２のビームフォーミング能力に含まれるそれぞれの指標によって必要とされるなら、測定ギャップを実装することが可能である。例えば、ＵＥ１０２がペイロードデータを同時に通信しながら１つまたは複数のビーム上で少なくとも１つのパイロット信号を通信することができない場合、リソース８５５および８５６と同時にペイロードデータが送信されないように、測定ギャップを実装することが可能であろう。ペイロードデータの通信をスケジューリングするときに、リソース８５５および８５６を考慮に入れることができる。

図１１の例では、各サブセット３７１、３７２は対応するビームスイープを定義することができる。したがって、サブセット３７１に関連するビームスイープ３９９が新たに実行される前にそれぞれのビームスイープ３９９を完了するために、サブセット３７１のすべてのビーム３０１～３０９上で１つまたは複数のパイロット信号が通信されることが可能であろう。そのような技術は、ＢＳ１０１に候補ビーム３０１～３０９、３１１～３１３、３１６をサブセット３７１、３７２にグルーピングする能力を提供し、それによってビームスイープを定義する。これは、ビームスイープ３９９の開き角３５１の調整に役立つ。例えば、ビームスイープ３９９を画定する共通のサブセット３７１にオフセットビーム３０１～３０９をグルーピングすることによって、開き角３５１は比較的大きくなる。ビーム３１１～３１３の開き角はビーム３０１～３０９の開き角３５１に対応するので、ペイロード信号の通信のために候補ビーム３１１～３１３も選択する必要はない。

図１３Ａは、対応するビームスイープ３９９の開き角３５１－１～３５１－４に関する態様を示す。ビームスイープ３９９は、ＵＥ１０２によってサポートされる候補ビーム３０１～３０９、３１１～３１３、３１６をそれぞれのサブセットにグルーピングすることによって調整され得る。各ビームスイープ３９９は１つまたは複数のビームを含み得る。理解されるように、異なるビームスイープ３９９は異なる開き角３５１－１～３５１－４を有し、異なるビームスイープ３９９を適切に使用することによって、無線リンク１１１の効果的なサウンディングが可能である。ビームスイープ３９９およびそれらの開き角３５１－１～３５１－４は、構成情報を使用することによって調整可能である。

図１３Ｂは、異なるビームスイープ３９９のタイミングに関する態様を示す。図１３Ｂでは、異なるビームスイープ３９９の発生頻度は、ＢＳ１０１によってＵＥ１０２に提供された構成情報を使用して構成される。理解されるように、比較的小さい開き角３５１－１を有するローカルビームスイープ３９９の発生頻度８６１は、全方向開き角３５１－１を有するグローバルビームスイープ３９９の発生頻度８６２よりも高い。

図１３Ｂから明らかなように、各ビームスイープ３９９の期間は比較的制限されている。これによって、各ビームスイープ中のリンク性能のドリフト（変動）が回避される。

図１４は、様々な例に係る方法のフローチャートである。

ブロック８０４１において、ＵＥは、ＵＬ制御メッセージを用いてそのビームフォーミング能力を示す。ビームフォーミング能力は、ＵＥ１０２が１つまたは複数のパイロット信号を通信するために使用することができる候補ビーム３０１～３０９、３１１～３１３、３１６を示し得る。例えば、ビームフォーミング能力は、候補ビーム３０１～３０９、３１１～３１３、３１６の相対的空間配置と、それらのビーム幅３５２と、候補ビーム３０１～３０９、３１１～３１３、３１６に関連付けられているそれぞれのアンテナパッチ１０２３、１０２３－１～１０２３－４のうち少なくともどれかを示し得る。

次に、ブロック８０４２において、ＢＳ１０２は、１つまたは複数のパイロット信号を通信するために使用される１つまたは複数のビームの構成情報を示す。

構成情報は、複数の候補ビーム３０１～３０９、３１１～３１３、３１６から選択された１つまたは複数のビーム３０１～３０９、３１６を示し得る。この目的のために、ビームインデックスを使用することができる。例えば、候補ビームはビーム固有のインデックスと関連付けられることができ、次いで、選択された１つまたは複数のビームはそれぞれのビームインデックスを構成情報に含めることによってシグナリングされ得る。

構成情報は、１つまたは複数のビーム上で少なくとも１つのパイロット信号を通信するために用いられるタイミングを示し得る。

例えば、構成情報は、少なくとも１つのパイロット信号の通信に割り当てられた、時間領域および周波数領域の少なくとも一方において複数の再発生するリソース８５１、８５２を示し得る。よって、構成情報は、パイロット信号送信のための１つまたは複数のビームスイープに使用される複数の再発生するリソースを示し得る。

それによって、１つまたは複数のビームスイープで使用される特定のビームの発生頻度を調整することが可能である。

いくつかのシナリオでは、構成情報は、１つまたは複数のビームのうちのビームとサブセット３７１、３７２との間の関連付けを示し得る。例えば、異なるサブセット３７１、３７２同士を区別するためにインデックスが使用され得る。そのようなシナリオでは、サブセットごとに、１つまたは複数のビーム上で１つまたは複数のパイロット信号を通信するために使用されるリソース８５５、８５６を示すことが可能である。ＵＥ１０２は、ビームとサブセット３７１、３７２の間の関連付けを考慮に入れることによって、利用可能なリソース８５５、８５６から特定のリソースを選択することができる。これによって、低いオーバーヘッドで、効率的なリソーススケジューリングが容易になる。

いくつかの例では、異なるサブセット３７１、３７２が異なるビームスイープ３９９に対応することが可能であり得る。これによって、異なるビームスイープ３９９間の優先順位付けが容易になり得る。例えば、グローバルビームスイープ３９９およびローカルビームスイープ３９９の発生頻度が適切に設定され得る。８０４３において、１つまたは複数のビームスイープ３９９が実行される。

その後、８０４４において、例えばペイロードデータの通信品質に関連する無線リンク１１１の性能が十分であるかどうかがチェックされる。この場合には、１つまたは複数のビームに関する更新された構成情報をＢＳ１０１からＵＥ１０２に提供する必要はなく、そうする代わりに、１０４３の別の繰り返しにおいて、レガシー構成情報を再使用してもよい。そうではなく、無線リンク１１１のリンク性能が著しく劣化している場合、８０４５で、１つまたは複数のビームに関する更新された構成情報を提供することが必要となり得る。例えば、利用可能な候補ビームをサブセットに適切にグルーピングすることによって、新規または別のビームスイープ３９９を定義することができる。例えば、ローカルビームスイープ３９９からよりグローバルなビームスイープへの切り替えを実行することができる。これらの様々な戦略が考えられる。

要約すると、ＵＥがビームフォーミング能力についてネットワークに通知することを可能にする技術が上記に示された。例えば、ＵＥは、ＵＥによる１つまたは複数のパイロット信号の送信および受信の少なくとも一方に利用可能な候補ビームのセットをネットワークに通知し得る。例えば、ＵＥは、そのようなビームに関する相対的なＵＥビーム方向についてネットワークに通知し得る。そのような技術は、ＵＬの１つまたは複数のパイロット信号の送信を実行する際には、ＵＬの１つまたは複数のパイロット信号の送信中に使用されるビームに関して予想されるＵＥ送信仕様をネットワークが認識することが有益であろうという知見に基づいている。特定のビームが使用されると、ＵＬの１つまたは複数のパイロット信号の送信はローカルであり得る、すなわち、特定のビーム方向に制限され得るか、もしくは、ＵＬの１つまたは複数のパイロット信号のほぼ全方向への送信をもたらすビームを選択することによって、グローバルビームスイープが実行され得る。

その後、ＢＳは、構成情報をＵＥに送信することができる。構成情報は、ＵＬパイロット信号送信のためのビームインデックスを示すことができ、それによって期待される開き角を制御し得る。もしくは、あるいはさらに、ＢＳは、ネットワークによって割り当てられたリソースを使用して全方向送信を達成するためにＵＥアンテナを選択する要求をＵＥに提示することができる。これによって、ビームスイープを構成する際にＵＥをサポートするために、様々な例によれば、ビーム管理の特定の決定論理がＢＳにおいて提供される。対応するビームスイープがグローバルまたはローカルのいずれであるか、すなわち全方向性または指向性のいずれの開き角を有するかを制御するために、ネットワークは少なくとも１つのパイロット信号の通信を構成することができなければならない。

本発明を特定の好適な実施形態に関して示しかつ説明してきたが、本明細書を読み、理解することにより、当業者には均等物および修正物が想起されるであろう。本発明は、そのような均等物および修正物すべてを含み、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

例えば、ＵＥにおいてビーム管理の遠隔制御を実行するＢＳに関して様々な技術を説明したが、いくつかの例では、中継ノードのような別のネットワークノードを通じて、ＵＥにおいてビーム管理の遠隔制御を実行することも可能である。

例えば、上記の様々な技術は、少なくとも１つのパイロット信号を通信するために使用される１つまたは複数のビームのうちの少なくとも１つのビームがグルーピングされるサブセットに関して説明されてきた。少なくとも１つのパイロット信号の通信のためのリソースの割り当てがサブセットごとに実行され得る。すなわち、異なるサブセットのビーム上での少なくとも１つのパイロット信号の通信を、異なるリソースを使用して実行することができる。いくつかの例では、ビームとサブセットの間の関連付けを明示的にシグナリングすることなく、サブセットごとにそのようなリソース割り当てを直接実行することが可能であろう。したがって、サブセットの形成は、リソースの割り当てを目的とするＢＳのようなネットワークノードへの内部論理であり得るが、ＵＥはサブセットについて知らされないかもしれない。

いくつかの例では、ビームのサブセットへのグルーピングをＵＥが実行することも可能であろう。そして、ＵＥは、サブセットとの関連付けによって複数の候補ビームをシグナリングし得る。既に上述したように、ここでは、サブセットは、例えばアンテナパッチなどに関して定義され得る。

一般に、ビームのサブセットはビームグループとも称される。

Claims (21)

1. ネットワークノード（１０１）を動作させる方法であって、
   通信装置（１０２）から前記通信装置（１０２）のビームフォーミング能力を受信することと、
   前記ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の構成情報を決定することと、前記ビームフォーミング能力が、前記１つまたは複数のビームの相対的空間配置に基づいて、前記１つまたは複数のビームをグルーピングする能力を示し、
   前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の前記構成情報を前記通信装置（１０２）に送信することと、
   前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）上で前記構成情報に従って、少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）を通信することと、を含む方法。
2. 通信装置（１０２）を動作させる方法であって、
   前記通信装置（１０２）のビームフォーミング能力をネットワークノード（１０１）に送信することと、
   前記ネットワークノード（１０１）から、１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の構成情報を受信することと、
   前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）上で前記構成情報に従って、少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）を通信することと、を含む方法。
3. 前記構成情報は、時間領域および周波数領域の少なくとも一方における複数のリソース（８５５、８５６）を示し、前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）上での前記通信に割り当てられる、請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のリソース（８５５、８５６）は前記時間領域で再発生している、請求項３に記載の方法。
5. 前記構成情報は、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の各ビーム（３０１～３０９、３１６）について、前記それぞれのビーム（３０１～３０９、３１６）上での前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信に割り当てられた前記複数のリソース（８５５、８５６）のうちの少なくとも１つのリソースを示し、
   少なくとも部分的に異なるリソース（８５５、８５６）が、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）のうちの少なくとも２つの異なるビーム（３０１～３０９、３１６）上での前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信に割り当てられる、請求項３または４に記載の方法。
6. 前記通信装置（１０２）によって、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の各ビーム（３０１～３０９、３１６）について、前記それぞれのビーム（３０１～３０９、３１６）上での前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信のために、前記複数のリソース（８５５、８５６）から少なくとも１つのリソースを選択することをさらに含む、請求項３または４に記載の方法。
7. サブセット（３７１、３７２）は、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、１３６）を含み、前記構成情報は、各前記サブセット（３７１、３７２）について、前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）を前記それぞれのサブセット（３７１、３７２）の前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）上で前記通信することに割り当てられる少なくとも１つのリソース（８５５、８５６）を示し、
   少なくとも２つの異なる前記サブセット（３７１、３７２）の前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）上の前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信に、少なくとも部分的に異なるリソース（８５５、８５６）が任意選択的に割り当てられる、請求項３または４に記載の方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、
   前記構成情報は、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の各ビーム（３０１～３０９、３１６）と前記サブセット（３７１、３７２）の間の関連付けを示し、
   前記方法は、前記通信装置（１０２）によって、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の各ビーム（３０１～３０９、３１６）について、前記それぞれのビーム（３０１～３０９、３１６）上での前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信のために、前記それぞれのビーム（３０１～３０９、３１６）とそれぞれの前記サブセット（３７１、３７２）の間の関連付けに応じて、前記複数のリソース（８５５、８５６）から少なくとも１つのリソース（８５５、８５６）を選択することをさらに含む、方法。
9. 前記サブセット（３７１、３７２）は、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の相対的空間配置と、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）のビーム幅（３５２）と、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）に関連付けられているアンテナパッチ（１０２３、１０２３－１、１０２３－２、１０２３－３、１０２３－４）のうちの少なくとも１つに基づいて形成される、請求項７または８に記載の方法。
10. 第１のサブセット（３７１、３７２）の前記１つまたは複数のビーム上の前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信に割り当てられたリソース（８５５、８５６）の第１の発生頻度（８６１、８６２）は、第２のサブセット（３７１、３７２）の前記１つまたは複数のビーム上の前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信に割り当てられたリソース（８５５、８５６）の第２の発生頻度（８６１、８６２）とは異なる、請求項７から９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）は、前記サブセット（３７１、３７２）によって定義された１つまたは複数のビームスイープ（３９９）で通信される、請求項７から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記ネットワークノード（１０１）と前記通信装置（１０２）との間でペイロードデータを通信することと、
    前記ビームフォーミング能力に応じて、１つまたは複数のビーム上での前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の前記通信に割り当てられた前記リソース（８５５、８５６）に従って、前記ペイロードデータの前記通信のためのタイムギャップを選択的に実現することと、をさらに含む、請求項３から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記ビームフォーミング能力は、前記通信装置（１０２）によってサポートされる複数の候補ビーム（３０１～３０９、３１１～３１３、３１６）を示す、請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記ビームフォーミング能力は、前記複数の候補ビーム（３０１～３０９、３１１～３１３、３１６）の相互または基準フレームに対する相対的空間配置と、前記複数の候補ビーム（３０１～３０９、３１１～３１３、３１６）のビーム幅と、前記複数の候補ビーム（３０１～３０９、３１１～３１３、３１６）と任意選択的に関連付けられたアンテナパッチと、前記アンテナパッチの相対的空間配置のうちの少なくとも１つを示す、請求項１３に記載の方法。
15. 前記構成情報は、前記１つまたは複数のビームのビームスイープ（３９９）内における時間的順序を示す、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。
16. ペイロードデータを通信することをさらに含み、
    前記構成情報は、前記ペイロードデータの前記通信の品質に基づいて決定される、請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）の受信特性に基づいて選択される少なくとも１つのビーム上でペイロードデータを通信することをさらに含む、請求項１～１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記構成情報は、前記１つまたは複数のビームの開き角（３５１）および前記１つまたは複数のビームのビーム幅（３５２）のうちの少なくとも一方を示す、請求項１～１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記構成情報は、前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）によってグローバルビームスイープ（３９９）が実行されるべきかどうかを示す、請求項１～１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 少なくとも１つのプロセッサ（１０１１）を備えるネットワークノード（１０１）であって、
    通信装置（１０２）から前記通信装置（１０２）のビームフォーミング能力を受信することと、
    前記ビームフォーミング能力に基づいて１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の構成情報を決定することと、前記ビームフォーミング能力が、前記１つまたは複数のビームの相対的空間配置に基づいて、前記１つまたは複数のビームをグルーピングする能力を示し、
    前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の前記構成情報を前記通信装置（１０２）に送信することと、
    前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）上で前記構成情報に従って、少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）を通信することを実行するように構成された、ネットワークノード（１０１）。
21. 少なくとも１つのプロセッサ（１０２１）を備える通信装置（１０２）であって、
    前記通信装置（１０２）のビームフォーミング能力をネットワークノード（１０１）に送信することと、
    前記ネットワークノード（１０１）から、１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）の構成情報を受信することと、前記ビームフォーミング能力が、前記１つまたは複数のビームの相対的空間配置に基づいて、前記１つまたは複数のビームをグルーピングする能力を示し、
    前記１つまたは複数のビーム（３０１～３０９、３１６）上で前記構成情報に従って、少なくとも１つのパイロット信号（１５２、４００３、４０１３）を通信することと、を実行するように構成された、通信装置（１０２）。

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