JP2016504000A - 複数のアンテナを有する通信システムにおける不連続受信装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、無線ネットワークにおける不連続受信をサポートするユーザ装置（ＵＥ）及び方法に関する。本発明による方法は、複数のサブフレームを有するＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ時間に目覚めることを含む。また、ダウンリンク通信のための時間周期の前に受信ビームトレーニングを行うかを決定することを含む。ダウンリンク通信のために時間周期の間データを受信することを含む。

Description

本発明は、無線通信に関し、特に、複数のアンテナを有する通信システムにおける不連続受信装置及び方法に関する。

近代史において無線通信は非常に革新的な発展を遂げてきた。近年、無線通信サービスに加入した加入者数が５百万を超えて急激に増加し続けている。スマートフォン及びタブレット、「ノートパッド」コンピュータ、ネットブック及び電子ブックリーダのような他の移動データ装置の消費者及び事業者の急激な増加によって無線データトラフィックに対する要求が急激に増大している。モバイルデータトラフィックでの迅速な成長のために、無線インタフェースの効率及び新しいスペクトルの割り当ての改善が非常に重要になっている。

本発明は、無線通信システム内の多重ＲＸビームを使用する装置がＤＲＸモードから復帰した時に使用するＲＸビームパターンを決定し、ＤＲＸをサポートできるようにすることを目的とする。

無線ネットワークにおいてユーザ装置（ＵＥ）で不連続受信（ＤＲＸ）をサポートする方法が提供される。前記方法は、複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間に目覚めるステップを含む。前記方法は、また、ダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うように決定するステップを含む。前記方法は、また、前記ダウンリンク通信のための時間周期の間データを受信するステップを含む。

無線ネットワークで不連続受信（ＤＲＸ）をサポートする移動局装置が提供される。前記装置は、少なくとも１つのアンテナ及び前記少なくとも１つのアンテナに連結されたプロセッサを含む。前記プロセッサは、複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間に目覚め、ダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うことを決定し、前記ダウンリンク通信のための時間周期の間データを受信する。

無線ネットワークでユーザ装置（ＵＥ）と通信する基地局で不連続受信（ＤＲＸ）をサポートする方法が提供される。前記方法は、複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間に前記ＵＥが目覚めるように指示するステップを含む。前記方法は、また、前記ＵＥがダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うことを決定するように指示するステップを含む。また、前記方法は、前記ダウンリンク通信のための時間周期の間前記ＵＥにデータを伝送するステップを含む。

無線ネットワークでユーザ装置（ＵＥ）と通信する基地局装置が含まれる。前記装置は不連続受信（ＤＲＸ）をサポートし、少なくとも１つのアンテナ及び前記少なくとも１つのアンテナに連結されたプロセッサを含む。前記プロセッサは、複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間にＵＥが目覚めるように指示し、前記ＵＥがダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うことを決定するように指示し、前記ＵＥが前記ダウンリンク通信のための時間周期の間データを伝送する。

下記の本発明の具体的な説明を記載する前に、本特許文献全般にわたって用いられる特定の単語（ｗｏｒｄｓ）及び句（ｐｈｒａｓｅｓ）について定義することが効果的であろう。用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及びそれらの派生語らは制限なく含む（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ｗｉｔｈｏｕｔ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）ことを意味する。用語「又は（ｏｒ）」は包括的な意味であって、「及び／又は」を意味する。「〜と関連付けられた（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ）」及び「それとともに関連付けられた（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｔｈｅｒｅｗｉｔｈ）」だけでなくそれらの派生語は「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「何かの内に含まれる（ｂｅ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）」、「何かと互いに接続する（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｗｉｔｈ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」 、「何かの内部に含まれる（ｂｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈｉｎ）」、「何かに、あるいは何かと接続される（ｃｏｎｎｅｃｔ ｔｏ ｏｒ ｗｉｔｈ）」、「何かに、あるいは何かと結合される（ｃｏｕｐｌｅ ｔｏ ｏｒ ｗｉｔｈ）」、「何かと通信可能である（ｂｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｂｌｅ ｗｉｔｈ）」、「何かと協力する（ｃｏｏｐｅｒａｔｅ ｗｉｔｈ）」、「挟まれる（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）」、「〜と並置する（ｊｕｘｔａｐｏｓｅ）」、「何かに隣接する（ｂｅ ｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｔｏ）」、「何かに、あるいは何かと縛られる（ｂｅ ｂｏｕｎｄ ｔｏ ｏｒ ｗｉｔｈ）」、「持つ（ｈａｖｅ）」、「ある特性を持つ（ｈａｖｅ ａｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ）」、あるいはそれと類似したものを意味する場合がある。そして、用語「制御機（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）」は少なくとも１つの動作を制御するある装置（ｄｅｖｉｃｅ）、システム（ｓｙｓｔｅｍ）またはその一部（ｓｙｓｔｅｍ ｏｒ ｐａｒｔ ｔｈｅｒｅｏｆ）を意味し、そのような装置は、ハードウェア、ファームウェアまたはソフトウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ、ｆｉｒｍｗａｒｅ ｏｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ）に、またはそれらの少なくとも２つの組み合わせに具現されることもできる。ある特定の制御器に関連づけられた機能は、局所的か、又は遠隔か（ｌｏｃａｌｌｙ ｏｒ ｒｅｍｏｔｅｌｙ）によって集中化または分散化されることもできる（ｂｅ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｏｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）。特定の単語及び句に対する定義は本特許文書全般にわたって提供され、当該分野の通常の知識を有する者であれば、多くの場合、そのような定義がそのように定義された単語及び句に対する従来の使用だけでなく、将来にも適用されるということを理解すべきである。

本発明の上述の実施形態及び付加的な実施形態をより深く理解するために、図面全体を通して類似の図面符号が対応する部分を示す以下の図面と共に、実施形態に対する説明を参照するべきである。
本発明の実施形態による無線通信ネットワークを示す図である。 本発明の実施形態による直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）又はミリ波送信経路のハイレベル図である。 本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ又はミリ波受信経路のハイレベル図である。 本発明の実施形態による複数のアンテナを有するアナログビームフォーミング及びＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）基底帯域処理のための送信経路を示す図である。 本発明の実施形態による複数のアンテナを有するアナログビームフォーミング及びＭＩＭＯ基底帯域処理のための他の送信経路を示す図である。 本発明の実施形態による複数のアンテナを有するアナログビームフォーミング及びＭＩＭＯ基底帯域処理のための受信経路を示す図である。 本発明の実施形態による複数のアンテナを有するアナログビームフォーミング及びＭＩＭＯ基底帯域処理のための他の受信経路を示す図である。 本発明の実施形態によるアンテナアレイを使用する無線通信システムを示す図である。 本発明の一実施形態によるセクタ又はセル内の様々な目的のために異なる形態を有する様々なビームを示す図である。 本発明の実施形態によるセル内の移動局又は基地局に同じ又は異なる情報を伝達するビームを使用する場合を示す図である。 本発明の実施形態によるミリ波システムにおける送信機及び受信機での信号処理を示す図である。 本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム構造及びダウンリンクチャネルを示す図である。 本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム構造及びダウンリンクチャネルを示す図である。 本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム構造及びダウンリンクチャネルを示す図である。 本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム構造及びダウンリンクチャネルを示す図である。 本発明の実施形態による不連続受信（ＤＲＸ）モードの例を示す図である。 本発明の実施形態による持続（ｏｎ−ｄｕｒａｔｉｏｎ）及び非活性（ｉｎａｃｔｉｖｉｔｙ）タイマーを有するＤＲＸモードの例を示す図である。 本発明の実施形態によるＤＲＸモードで目覚めた時に行われる様々な動作を示す図である。 本発明の実施形態による目覚めた後、以前に使用されていた受信（ＲＸ）ビームを使用する場合に対する例を示す図である。 本発明の実施形態によるトレーニングされたＲＸビームを使用して通信するＵＥの例を示す図である。 本発明の実施形態による目覚めてＲＸビームに対するトレーニングを行うＵＥの例を示す図である。 本発明の実施形態による目覚めてＲＸビームに対するトレーニングを行うＵＥの例を示す図である。 本発明の実施形態による目覚めてＲＸビームに対するトレーニングを行うＵＥの例を示す図である。 本発明の実施形態による予定された時間に目覚める前にＲＸビームに対するトレーニングを行うＵＥの例を示す図である。 本発明の実施形態によるトレーニングビームを使用して通信するＵＥの例を示す図である。 本発明の実施形態によるＤＲＸモードで目覚め、ＲＸビームトレーニングを行い、通信を再開するＵＥの例を示す図である。 本発明の実施形態によるビームトレーニングのための信号の例を示す図である。 本発明の実施形態によるビームトレーニングのための信号の例を示す図である。 本発明の実施形態によるサブフレームの開始点でダウンリンク制御チャネルでのトレーニングのための基準信号の例を示す図である。 本発明の実施形態による同じサブフレーム内でのビームトレーニング及びデータ通信の例を示す図である。 本発明の実施形態による同じサブフレーム内でのビームトレーニング及びデータ通信の例を示す図である。 本発明の実施形態によるＵＥが接続モード又は正常モード時のデータ通信の例を示す図である。

本特許明細書で本発明の原理を説明するために用いられる図１乃至図２１及び様々な実施形態は、単に例示のためのものであって、発明の範囲を制限するいかなるものとしても解釈されてはならない。当該分野における通常の知識を有する者は本発明の原理が適切に配列された無線通信システムでも実施され得ることを理解できる。

以下の説明で（ｉ）Ｆ．Ｋｈａｎ ａｎｄ Ｚ．Ｐｉ、“ＭｍＷａｖｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ（ＭＭＢ）：Ｕｎｌｅａｓｈｉｎｇ Ｔｈｅ ３−３００ ＧＨｚ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ”、ｉｎ Ｐｒｏｃ．Ｓａｒｎｏｆｆ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、２０１１（以下、“ＲＥＦ１”；Ｚ．Ｐｉ ａｎｄ Ｆ．Ｋｈａｎ、“Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｏ Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−Ｗａｖｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ”、ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ、Ｊｕｎｅ ２０１１（以下、“ＲＥＦ２”）；及びＺ．Ｐｉ ａｎｄ Ｆ．Ｋｈａｎ、“Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｆｏｒ Ａ Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ−Ｗａｖｅ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ（ＭＭＢ） Ｓｙｓｔｅｍ”、ｉｎ Ｐｒｏｃ．Ｓａｒｎｏｆｆ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、２０１１（以下、“ＲＥＦ３”）のような文献を参照する。

無線データトラフィックでの迅速な成長のためには、無線インタフェースの効率の改善が重要である。そのための１つのアプローチは、複数のアンテナを使用することである。多くのセルラーシステムにおいて、受信機は全方向性である。受信装置が不連続受信（ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｅｃｅｉｖｅ、ＤＲＸ）モードから復帰すると（例えば、アイドルモードから目覚めてページングメッセージをモニターすると）、受信装置は自らの全方向性受信機を使用して伝送されているノード（例えば、基地局）からの信号を受信する。しかし、複数のアンテナを有するいくつかのシステムで、指向性ビームが通信に使用される場合がある。指向性ビームを使用するシステムで、基地局からの信号を受信するために以前に使用されていた受信方向を使用した場合、受信機は信号を受信できなくなる。例えば、直前にＤＲＸモードで使用していた受信（ＲＸ）パターンはこれ以上使用できなくなる。よって、多重ＲＸビームを使用する装置ではＤＲＸモードから復帰した時、どのＲＸビームパターンを使用するかを決定する必要がある。したがって、複数のアンテナを有する通信システムでどのようにＤＲＸをサポートするかという問題がある。

本発明は、複数のアンテナを有する通信システムにおける不連続受信方法及び装置に関する。本発明による実施形態がミリ波通信の観点から説明されるが、例えば、ミリ波と類似した特性を示す３ＧＨｚ−３０ＧＨｚ周波数を有する無線波の他の通信媒体にも適用できる。場合によっては、本発明の実施形態は、テラヘルツ周波数、赤外線、可視光及び他の光学媒体を有する電磁波に適用できる。例示のために、ここでは「セルラー帯域」及び「ミリ波帯域」という用語を使用し、ここで、「セルラー帯域」は約数百メガヘルツ乃至数ギガヘルツの周波数を示し、「ミリ波帯域」は約数十ギガヘルツ乃至数百ギガヘルツの周波数を示す。両者の違いは、セルラー帯域の無線波の方がより少ない伝播損失及び良好なカバレッジを有するが、複数のアンテナを必要とすることにある。一方、ミリ波帯域の無線波は一般に高い伝播損失を示すが、小さなフォームファクタ（ｆｏｒｍ ｆａｃｔｏｒ）で高利得アンテナ又はアンテナアレイ設計が可能である。

ここで説明される実施形態は、主に基地局と移動局間の通信（例えば、基地局から移動局への伝送）について記述される。当業者であればここで説明される実施形態が基地局間の通信（基地局から基地局への伝送）及び移動局間の通信（例えば、移動局から移動局への伝送）にも適用できることが理解できる。ここで説明される実施形態は、ＭＭＢ、ＲＦ帯域などのような複数のアンテナを有する通信システムに適用できる。

図１は、本発明の実施形態による無線通信ネットワークを示す図である。図１に示す実施形態の無線通信ネットワーク１００は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態の無線通信ネットワーク１００が使用されることができる。

図示の実施形態で、無線通信ネットワーク１００は、基地局（ＢＳ）１０１、基地局１０２、基地局１０３及び他の類似基地局（図示せず）を含む。基地局１０１は、基地局１０２及び基地局１０３と通信する。また、基地局１０１は、インターネット１３０又は類似ＩＰベースシステム（図示せず）とも通信する。

基地局１０２は、自らのカバレッジ領域１２０内で第１複数の加入者局（ここでは移動局とも称される）に（基地局１０１を介した）インターネット１３０への広帯域無線アクセスを提供する。本明細書によれば、移動局（ＭＳ）という用語は加入者局という用語と同じ意味として使用される。第１複数の加入者局は小さな事業場（ＳＢ）に位置する加入者局１１１、企業体（Ｅ）に位置する加入者局１１２、ＷｉＦｉホットスポット（ＨＳ）に位置する加入者局１１３、第１住居址（Ｒ）に位置する加入者局１１４、第２住居址（Ｒ）に位置する加入者局１１５及びセルフォン、無線ラップトップ、無線ＰＤＡなどのような移動装置（Ｍ）である加入者局１１６を含む。

基地局１０３は、自らのカバレッジ領域１２５内で第２複数の加入者局に（基地局１０１を介した）インターネット１３０への広帯域無線アクセスを提供する。第２複数の加入者局は加入者局１１５及び加入者局１１６を含む。例示的な実施形態で、基地局１０１−１０３は、ＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡ技術を使用して互いに通信し、加入者局１１１−１１６と通信する。

各基地局１０１−１０３は、全世界的に一意な基地局識別子（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、ＢＳＩＤ）を有する。ＢＳＩＤはＭＡＣ（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）ＩＤである場合もある。各基地局１０１−１０３は、複数のセル（例えば、１つのセクタが１つのセルである場合もある）を有し、それぞれ物理層セル識別子又は時々同期化チャネルに伝送されるプリアンブルシーケンスを有する。

図１では６個の加入者局のみが図示されたが、無線通信ネットワーク１００は追加的な加入者局に広帯域無線アクセスを提供できる。加入者局１１５及び加入者局１１６はカバレッジ領域１２０及びカバレッジ領域１２５のいずれのエッジにも位置する。加入者局１１５及び加入者局１１６は、それぞれ基地局１０２及び基地局１０３のいずれとも通信し、当業者に周知であるように、ハンドオフモードで動作していると言える。

加入者局１１１−１１６は、インターネット１３０を介して音声、データ、ビデオ、ビデオ会議及び／又は他の広帯域サービスに接続できる。例えば、加入者局１１６は、複数の無線対応ラップトップコンピュータ、個人用データ装置、ノートブックＰＣ、携帯用装置又は他の無線対応装置を含む複数の移動装置である場合がある。加入者局１１４，１１５は、例えば、無線対応パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータ、ゲートウェイ又は他の装置である場合がある。

図２Ａは、本発明の実施形態による直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）又はミリ波送信経路のハイレベル図である。図２Ｂは、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ又はミリ波受信経路のハイレベル図である。図２Ａ及び図２Ｂで、送信経路２００は、例えば、基地局（ＢＳ）１０２で具現され、受信経路２５０は、例えば、図１の加入者局１１６のような加入者局で具現される。しかし、受信経路２５０が基地局（例えば、図１の基地局１０２）で具現されることができ、送信経路２００が加入者局で具現されることもできる。送信経路２００及び受信経路２５０の全部又は一部は１つ以上のプロセッサを含む。

送信経路２００は、チャネルコーディング及び変調部２０５、直列−並列（Ｓ−ｔｏ−Ｐ）変換部２１０、サイズＮ ＩＦＦＴ２１５、並列−直列（Ｐ−ｔｏ−Ｓ）変換部２２０、サイクリックプレフィックス付加部２２５、アップコンバータ（ＵＣ）２３０を含む。受信経路２５０は、ダウンコンバータ（ＤＣ）２５５、サイクリックプレフィックス除去部２６０、直列−並列（Ｓ−ｔｏ−Ｐ）変換部２６５、サイズＮ ＦＦＴ２７０、並列−直列（Ｐ−ｔｏ−Ｓ）変換部２７５、チャネル復号及び復調部２８０を含む。

図２Ａ及び図２Ｂの構成要素の中の少なくとも一部はソフトウェアで具現されることができるが、他の構成要素はハードウェア又はソフトウェアと構成可能なハードウェアの組み合わせで具現できる。特に、ＦＦＴブロック及びＩＦＦＴブロックは、構成可能なソフトウェアアルゴリズムとして具現されることができ、ここで、サイズＮの値は具現によって変更できる。

さらには、本明細書がＦＦＴ及びＩＦＦＴを具現すると説明されているが、これは例示のためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。本発明の他の実施形態で、ＦＦＴ及びＩＦＦＴはＤＦＴ関数及びＩＤＦＴ関数でそれぞれ代替できる。ＤＦＴ及びＩＤＦＴ関数に対してサイズＮ変数の値は任意の整数（例えば、１，２，３，４，…）であるが、ＦＦＴ及びＩＦＦＴ関数でのサイズＮ変数の値は２の冪数である任意の整数（例えば、１，２，４，８，１６，…）である。

送信経路２００で、チャネルコーディング及び変調部２０５は、情報ビットセットを受信し、入力ビットを、コーディング（例えば、ＬＤＰＣコーディング）を適用し変調（例えば、ＱＰＳＫ又はＱＡＭ）して周波数−ドメイン変調シンボルシーケンスを生成する。直列−並列変換部２１０は、直列変調シンボルを並列データに変換（例えば、逆多重化）してＮ個の並列シンボルストリームを生成し、ここで、Ｎは、ＢＳ１０２及びＳＳ１１６で使用されたＩＦＦＴ／ＦＦＴサイズである。次に、サイズＮ ＩＦＦＴ２１５がＮ個の並列シンボルストリームにＩＦＦＴ演算を行って時間−ドメイン出力信号を生成する。並列−直列変換部２２０は、サイズＮ ＩＦＦＴ２１５から並列時間−ドメイン出力シンボルを変換（例えば、多重化）して直列時間−ドメイン信号を生成する。サイクリックプレフィックス付加部２２５で時間−ドメイン信号にサイクリックプレフィックスを挿入する。最後には、アップコンバータ２３０でサイクリックプレフィックス付加部２２５の出力を変調（例えば、アップコンバート）して無線チャネルに送信するためのＲＦ周波数に変換する。また、このような信号はＲＦ周波数への変換の前に基底帯域でフィルタリングされる。

伝送されたＲＦ信号は、無線チャネルを介してＳＳ１１６に到達し、ＢＳ１０２で行われた演算とは逆の演算過程を経る。ダウンコンバータ２５５が受信信号を基底帯域周波数にダウンコンバートし、サイクリックプレフィックス除去部２６０でサイクリックプレフィックスを除去して直列時間−ドメイン基底帯域信号を生成する。直列−並列変換部２６５が時間−ドメイン基底帯域信号を並列時間−ドメイン信号に変換する。サイズＮ ＦＦＴ２７０がＦＦＴアルゴリズムを行ってＮ個の並列周波数−ドメイン信号を生成する。並列−直列変換部２７５は、並列周波数−ドメイン信号を変調されたデータシンボルシーケンスに変換する。チャネル復号及び復調部２８０で変調シンボルを復調及び復号して元の入力データストリームを復元する。

各基地局１０１−１０３は、加入者局１１１−１１６へのダウンリンクで伝送するものと類似した送信経路を具現し、加入者局１１１−１１６からのアップリンクで受信するものと類似した受信経路を具現する。同様に、各加入者局１１１−１１６は、基地局１０１−１０３へのアップリンクで伝送するためのアーキテクチャに対応する送信経路を具現し、基地局１０１−１０３からのダウンリンクで受信するためのアーキテクチャに対応する受信経路を具現する。

本発明の実施形態で、基地局（ＢＳ）は、１つ以上のセルを含み、各セルは１つ以上のアンテナアレイを含み、各アレイはセル内で他のフレーム構造例えば、時分割複信（ＴＤＤ）システムで異なるアップリンク及びダウンリンク比を有する。複数のＴＸ／ＲＸ（送信／受信）チェーンが１つのアレイ又は１つのセルに適用され得る。１つ以上のアンテナアレイはセル内で同じダウンリンク制御チャネル（例えば、同期化チャネル、物理ブロードキャストチャネル等）伝送を有することができるが、他のチャネル（例えば、データチャネル）は各アンテナアレイに対して固有のフレーム構造で伝送される。

基地局はビームフォーミングを行うための１つ以上のアンテナ又はアンテナアレイを使用する。アンテナアレイは様々な幅（例えば、広幅ビーム、狭幅ビーム等）を有するビームを形成する。ダウンリンク制御チャネル情報、ブロードキャスト信号とメッセージ、及びブロードキャストデータチャネルと制御チャネルは広幅ビームで伝送される。広幅ビームは一回伝送される単一の広幅ビーム又は連続する時間の間伝送される一連の狭幅ビームを含む。マルチキャストとユニキャストデータ及び制御チャネル信号とメッセージは狭幅ビームで伝送される。

セル識別子は同期化チャネルで伝送される。アレイ、ビームなどの識別子はダウンリンク制御チャネル（例えば、同期化チャネル、物理ブロードキャストチャネルなど）で暗示的又は明示的に伝送される。これらのチャネルは広幅ビームで伝送される。これらのチャネルを獲得することによって、移動局（ＭＳ）は識別子を検出する。

移動局（ＭＳ）は１つ以上のアンテナ又はアンテナアレイを使用してビームフォーミングを行う。ＢＳはアンテナアレイでのように、ＭＳでのアンテナアレイは様々な幅を有するビーム（例えば、広幅ビーム、狭幅ビーム等）を形成する。ブロードキャスト信号とメッセージ、及びブロードキャストデータチャネルと制御チャネルは広幅ビームで伝送される。マルチキャストとユニキャストデータ及び制御信号とメッセージは狭幅ビームで伝送される。

図３Ａは、本発明の実施形態による複数のアンテナを有する多重入出力（ＭＩＭＯ）基底帯域処理及びアナログビームフォーミングのための送信経路を示す図である。送信経路３００は、基底帯域処理を経た全ての信号出力がアンテナアレイの位相シフタ及び電力増幅器（ＰＡ）に連結されるビームフォーミングアーキテクチャを含む。

図３Ａに示すように、Ｎｓ情報ストリームは基底帯域プロセッサ（図示せず）によって処理されて基底帯域ＴＸ ＭＩＭＯ処理部３１０に入力される。基底帯域ＴＸ ＭＩＭＯ処理後、情報ストリームはデジタル及びアナログ変換器（ＤＡＣ）３１２で変換され、基底帯域信号をＲＦキャリア帯域に変換する中間周波数（ＩＦ）及び無線周波数（ＲＦ）アップコンバータ３１４によって処理される。いくつかの実施形態では、１つの情報ストリームは変調のためにＩ（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）及びＱ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）に分割されることができる。ＩＦ及びＲＦアップコンバータ３１４の後、信号はＴＸビームフォーミングモジュール３１６に入力される。

図３Ａは、ビームフォーミングモジュール３１６に対して可能な１つのアーキテクチャを示し、ここで、信号は送信アンテナの全ての位相シフタ及び電力増幅器（ＰＡ）にすべて連結される。ＩＦ及びＲＦアップコンバータ３１４からのそれぞれの信号は１つの位相シフト３１８と１つのＰＡ３２０を通過して、結合器３２２を経て全ての信号がＴＸアンテナアレイ３２４のアンテナの中の１つに入力されるように結合される。図３Ａで、ＴＸアレイ３２４にはＮｔ個の送信アンテナがある。各アンテナは無線で信号を伝送する。制御部３３０は、基底帯域プロセッサ、ＩＦ及びＲＦアップコンバータ３１４、ＴＸビームフォーミングモジュール３１６及びＴＸアンテナアレイモジュール３２４を含む送信部と通信する。受信部３３２は、フィードバック信号を受信し、このようなフィードバック信号は制御部３３０に入力される。制御部３３０は、フィードバック信号を処理して送信部を調節する。

図３Ｂは、本発明の実施形態による複数のアンテナを有するＭＩＭＯ基底帯域処理及びアナログビームフォーミングのための他の送信経路を示す図である。送信経路３０１は、基底帯域処理された信号出力であるアンテナアレイのサブアレイの位相シフタ及び電力増幅器（ＰＡ）に連結されるビームフォーミングアーキテクチャを有する。送信経路３０１は、ビームフォーミング部３１６での相違点を除いて図３Ａに示す送信経路３００と類似している。

図３Ｂに示すように、基底帯域からの信号はＩＦ及びＲＦアップコンバータ３１４を介して処理され、アンテナアレイ３２４のサブアレイの位相シフタ３１８及び電力増幅器３２０に入力されるが、ここで、サブアレイはＮｆ個のアンテナを有する。基底帯域処理からのＮｄ信号（例えば、ＭＩＭＯ処理の出力）に対し、それぞれの信号がＮｆ個のアンテナを有するサブアレイに進む場合、送信アンテナＮｔの総数はＮｄ×Ｎｆにならなければならない。送信経路３０１は、各サブアレイに対して同じ数のアンテナを含む。しかし、本発明はこれに限定されない。むしろ、各サブアレイに対するアンテナの数は全てのサブアレイに対して同じである必要はない。

送信経路３０１は、ＲＦ処理への入力がアンテナの１つのサブアレイを用いて行われるため、ＭＩＭＯ処理からの１つの出力信号を含む。しかし、本発明はこれに限定されない。むしろ、基底帯域処理からのＮｄ信号の１つ以上の信号出力（例えば、ＭＩＭＯ処理の出力）がサブアレイの中の１つに入力される。ＭＩＭＯ処理からの複数の出力信号がサブアレイの中の１つの入力される時、ＭＩＭＯ処理からの複数の出力信号はそれぞれサブアレイのアンテナの全部又は一部に連結される。例えば、アンテナの各サブアレイを用いたＩＦ及びＲＦ信号処理は、図３Ａのアンテナのアレイでの処理と同じであるか、またはアンテナアレイでのＩＦ及びＲＦ信号処理の中の任意の形態であり得る。アンテナの１つのサブアレイに関連づけられた処理は１つの「ＲＦチェーン」と称する。

図３Ｃは、本発明の実施形態による複数のアンテナを有するＭＩＭＯ基底帯域処理及びアナログビームフォーミングのための受信経路を示す図である。受信経路３５０は、ＲＸアンテナで受信された全ての信号が増幅器（例えば、低雑音増幅器（ＬＮＡ））及び位相シタを介して処理されるビームフォーミングアーキテクチャを含む。次に、このような信号は結合されてアナログストリームを形成し、このようなアナログストリームは基底帯域信号に変換されて基底帯域で処理される。

図３Ｃに示すように、ＲＸ受信アンテナ３６０は、伝送アンテナによって無線で伝送された信号を受信する。ＲＸアンテナからの信号はＬＮＡ３６２及び位相シフタ３６４を介して処理される。次に、信号は結合器３６６で結合されてアナログストリームを形成する。全体的には、Ｎｄ個のアナログストリームが形成される。各アナログストリームはＲＦ及びＩＦダウンコンバータ３６８及びアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３７０を介して基底帯域信号に変換される。変換されたデジタル信号は基底帯域ＲＸ ＭＩＭＯ処理部３７２及び他の基底帯域処理部で処理され、復元されたＮｓ個の情報ストリームを生成する。制御部３８０は、基底帯域プロセッサ、ＲＦ及びＩＦダウンコンバータ３６８、ＲＸビームフォーミング部３６３及びＲＸアンテナアレイ部３６０を含む受信部と通信する。制御部３８０は、送信部３８２に信号を伝送し、送信部はフィードバック信号を伝送する。制御部３８０は、受信部を制御してフィードバック信号を確認及び形成する。

図３Ｄは、本発明の実施形態による複数のアンテナを有するＭＩＭＯ基底帯域処理及びアナログビームフォーミングのための他の受信経路を示す図である。受信経路３５１は、アンテナアレイのサブアレイによって受信された信号が増幅器及び位相シフタによって処理されるビームフォーミングアーキテクチャを含み、基底帯域で変換されて処理され得るアナログストリームを形成する。受信経路３５１は、ビームフォーミング部３６３での相違点を除いて図３Ｃの受信経路３５０と類似している。

図３Ｄに示すように、アンテナアレイ３６０がサブアレイのＮｆＲ個のアンテナで受信した信号は、ＬＮＡ３６２及び位相シフタ３６４で処理され、結合器３６６で結合されてアナログストリームを形成する。ＮｄＲ個のサブアレイ（ＮｄＲ＝ＮＲ／ＮＦＲ）があることができ、各サブアレイは１つのアナログストリームを形成する。したがって、全体的にはＮｄＲ個のアナログストリームが形成され得る。各アナログストリームはＲＦ及びＩＦダウンコンバータ３６８及びＡＤＣ３７０を介して基底帯域信号に変換される。ＮｄＲ個のデジタル信号が基底帯域部３７２で処理されてＮｓ個の情報ストリームに復元される。受信経路３５１は、各サブアレイに対して同じ数のアンテナを含む。しかし、本発明はこれに限定されない。むしろ、各サブアレイに対するアンテナの数は全てのサブアレイに対して同じである必要はない。

受信経路３５１は、基底帯域処理に対する入力の中の１つのように、アンテナの１つのサブアレイでＲＦ処理された１つの出力信号を含む。しかし、本発明はこれに限定されない。むしろ、アンテナの１つのサブアレイでＲＦ処理された１つ以上の出力信号は基底帯域処理に入力されることができる。アンテナの１つのサブアレイでＲＦ処理された複数の出力信号が入力されると、アンテナの１つのサブアレイでＲＦ処理された複数の出力信号はそれぞれサブアレイのアンテナの全部又は一部に連結され得る。例えば、アンテナの各サブアレイで行われるＲＦ及びＩＦ信号処理は図３Ｃと同様にアンテナアレイでの処理又はアンテナアレイで行われるＲＦ及びＩＦ信号処理の任意の形態と同じ場合がある。アンテナのサブアレイに関連づけられた処理は１つの「ＲＦチェーン」と称する。

他の実施形態では、図３Ａ乃至図３Ｄでの送信及び受信経路と類似しているが、他のビームフォーミング構造を有する様々な送信及び受信経路が可能である。例えば、電力増幅器３２０が結合器３２２の後に位置することができ、それによって増幅器の数は減少できる。

図４は、本発明の実施形態によるアンテナアレイを使用する無線通信システムを示す図である。図４に示す無線通信システム４００の実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態の無線通信システム４００が使用可能である。

図４に示すように、システム４００は基地局４０１−４０３及び移動局４１０−４３０を含む。基地局４０１−４０３は図２の１つ以上の基地局１０１−１０３を示す。同様に、移動局４１０−４３０は図１の１つ以上の加入者局１１１−１１６を示す。

ＢＳ４０１は、３つのセル、ｃｅｌｌ ０、ｃｅｌｌ １及びｃｅｌｌ ２を含む。各セルは２つのアレイ、ａｒｒａｙ ０及びａｒｒａｙ １を含む。ＢＳ４０１のｃｅｌｌ ０で、ａｒｒａｙ ０及びａｒｒａｙ １は広幅ビームであって同じダウンリンク制御チャネルを伝送する。しかし、ａｒｒａｙ ０はａｒｒａｙ １とは異なるフレーム構造を有し得る。例えば、ａｒｒａｙ ０はＭＳ４２０からのアップリンクユニキャスト通信を受信するが、一方で、ａｒｒａｙ １はＢＳ４０２のｃｅｌｌ ２のａｒｒａｙ ０にダウンリンクバックホール通信を伝送する。ＢＳ４０２は１つ以上がバックホールネットワークに接続される有線バックホールを含む。同期化チャネル（ＳＣＨ）及びブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）は、図４に示すＢＳ４０１から最も広い伝送ビームのように広くはないビーム幅を有する多重ビームを介して伝送されることができる。ＳＣＨ及びＢＣＨに対するこれらの多重ビームはそれぞれユニキャストデータ通信のためのビームより広いビーム幅を有し、これは基地局と単一移動局間の通信のためのものである。

本明細書にわたって、送信ビームは、図３Ａ及び図３Ｂに示したような送信経路によって形成され得る。同様に、受信ビームは、図３Ｃ及び図３Ｄに示したような受信経路によって形成され得る。

図４に示す１つ以上の無線リンクは通信の維持には十分な強度ではないＬＯＳ（ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ）遮断（例えば、ＬＯＳ内に人又は自動車が移動する場合のような障害）又はＮＬＯＳ（ｎｏｎ−ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ）によって解除される。ＭＳがＢＳに近接してＭＳが非常に短い距離だけを移動しても、リンクは解除されるようになる。このような状況で、ＭＳは現在のリンクが復元できない場合はリンクを変更する必要がある。ＭＳがセルエッジに位置しなくてもリンクを変更する必要がある。

アレイ内の各アンテナが高い仰角に位置しない場合、実質的に球形のカバレッジを有するＴＸ又はＲＸビームが使用される。例えば、各ビームが鉛筆のような形態であれば、３６０度の円形方位角探索の各サンプリングポイントでは１８０度の仰角探索が必要である。選択的には、アンテナが高い仰角に位置する場合、３６０度の円形方位角探索の各サンプリングポイントでは１８０度以下の仰角探索でも十分である。

図５は、本発明の実施形態によるセクタ又はセル内の様々な目的によって異なるビーム形態及び幅を有する様々なビームの例を示す。図５に示す例は単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態が可能である。図５に示すセクタ／セルは図４に示す１つ以上の基地局セルを示す。本明細書によれば、（ＴＸビーム及びＲＸビームを含む）ビームは様々なビーム幅又は形態を有し、定形又は非定形である場合があり、図面に示した形態に限定されない。

セクタ又はセルで、１つ以上のＲＦチェーンを有する１つ以上のアレイは様々な目的のために異なる形態のビームを生成する。図５で、垂直軸は仰角を示し、水平軸は方位角を示す。図５に示すように、広幅ビームＢＢ１及びＢＢ２（ブロードキャストビーム又は「ＢＢ」と称する）は、物理データ制御チャネルがどこに位置するかを示す物理構成指示チャネル、物理ブロードキャストチャネル又は同期化チャネルを構成する。広幅ビームＢＢ１及びＢＢ２はセルに対して同じ情報を伝送する。

図５には２つの広幅ビームＢＢ１及びＢＢ２が図示されたが、セルは１つ以上のＢＢを構成できる。セル内に複数のＢＢが存在する場合、ＢＢは暗示的識別子又は明示的識別子によって区別され、このような識別子はＭＳによってＢＢをモニターし報告するために使用される。ＢＢビームはスイープ及び反復され得る。ＢＢビームに対する情報の反復はＢＢビームを受信するＲＸビームのＭＳの数による。すなわち、一実施形態では、ＢＢビームに対する情報の反復回数はＢＢビームを受信するＭＳでのＲＸビームの数である。

広幅制御チャネルビームＢ１−Ｂ４（包括的には、「Ｂビーム」）が制御チャネルに使用されることができる。制御チャネルビームＢ１−Ｂ４は広幅ビームＢＢ１及びＢＢ２と同じビーム幅を使用することもでき、異なるビーム幅を使用することもできる。ビームＢ１−Ｂ４は測定してモニターするＭＳに対する広幅ビームＢＢ１及びＢＢ２と同じ基準信号を使用することもでき、異なる基準信号を使用することもできる。広幅ビームＢ１−Ｂ４はＭＳグループに対するブロードキャスト又はマルチキャストに対して特別に使用されるだけでなく、例えば、ＭＳに対するリソース割り当てのようなＭＳ−固有制御情報である特定ＭＳに対する制御情報のために使用される。

図５には４つの制御チャネルビームＢ１−Ｂ４が図示されたが、１つのセルは１つ以上のＢビームを構成できる。１つのセルに複数のＢビームが存在する場合、Ｂビームは暗示的又は明示的識別子によって区別され、このような識別子はＭＳによってＢビームをモニターし測定するために使用される。Ｂビームはスイープ及び反復され得る。Ｂビームに対する情報の反復はＢビームを受信するＲＸビームのＭＳの数による。すなわち、一実施形態では、Ｂビームに対する情報の反復回数はＢビームを受信するＭＳでのＲＸビームの数である。ＭＳはビームＢＢ１及びＢＢ２に対する情報を使用してビームＢ１−Ｂ４を探索できる場合もあり、探索できない場合もある。

ビームｂ１１−ｂ４４（包括的には、「ｂビーム」）がデータ通信のために使用される。ｂビームは適応型ビーム幅を有する。いくつかのＭＳ（例えば、低い速度を有するＭＳ）に対して、狭幅ビームが使用され、いくつかのＭＳに対しては広幅ビームが使用される。基準信号はｂビームを介して伝送される。図５では１９個のｂビームが図示されたが、１つのセルは１つ以上のｂビームを構成できる。１つのセルに複数のｂビームが存在する場合、ｂビームは暗示的又は明示的識別子によって区別され、このような識別子はＭＳによってｂビームをモニターし報告するために使用される。ｂビームは反復され得る。ｂビームに対する情報の反復はｂビームを受信するＲＸビームのＭＳの数による。すなわち、一実施形態では、ｂビームに対する情報の反復回数はｂビームを受信するＭＳでのＲＸビームの数である。ＭＳがビームをモニターした後、ＴＸビームｂがＲＸビームとロック（ｌｏｃｋ）される。データ情報がロックされたＲＸビームを介して伝送されると、ｂビームの情報に対する反復は必要がなくなる。

図６は、本発明の一実施形態による１つのセル内の移動局又は基地局に同じ又は他の情報を伝送するビームを使用する場合をそれぞれ示す図である。図６に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態が可能である。

図６に示すように、ビームＢ１−Ｂ４（包括的には、「Ｂビーム」）は、ＭＳ及びＢＳのような装置グループへの制御情報ブロードキャスト／マルチキャストのような制御チャネルだけでなく、（例えば、ＭＳに対するリソース割り当てのようなＭＳ−又はＢＳ−固有制御情報のような）特定の装置に対する制御情報を構成する。制御チャネルは、例えば、物理ダウンリンク制御チャネル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ、ＰＤＣＣＨ）であって、セル内の全てのＭＳに対するシステム情報ブロック（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ、ＳＩＢ）のリソース割り当て情報及び特定のＭＳに対するリソース割り当てに関連づけられたＭＳ−固有情報を提供する。

セル内の全てのＢビームはセル内の全てのＭＳに同じ情報を伝送する。Ｂビームはモニター及び報告を目的に自らを識別するようにＭＳに対して識別子を暗示的又は明示的に伝送する。いくつかの実施形態では、Ｂビームはどの識別子情報も伝送しない場合もある。この場合、ＭＳは自らを識別できなくなり、Ｂビームはセル内の全てのＢビームのカバレッジを有する広幅ビームのように動作する。

いくつかの実施形態では、セル内のＢビームはセル内のＭＳに異なる情報を伝送する。このようなＢビームはモニター及び報告する目的のために、自らを識別するようにＭＳに対して識別子を暗示的又は明示的に伝送する。Ｂビームは自らのカバレッジ内でＭＳにデータビームに対するリソース割り当て（例えば、リソースブロック、電力制御等）のような自らのカバレッジ内のＭＳに関連づけられた情報を伝送する。

上記説明された内容に対する組み合わせも適用可能である。例えば、制御情報は２種のカテゴリーに分けられる。例えば、１つのカテゴリーはセル内の全てのＭＳに対して共通する共通情報で、他のカテゴリーは各Ｂビームのカバレッジ内のＭＳグループにのみ関連づけられた情報である。セル内の全体ＭＳグループに対する共通情報は全てのＢビームを介して伝送されるが、一方で、Ｂビームカバレッジ内のＭＳにのみ関連づけられた情報はこのようなＢビームを介してのみ伝送される。

セクタ又はセルで、１つ以上のＲＦチェーンを有する１つ以上のアレイは様々な目的によって異なる形態のビームを生成する。１つのＲＦチェーンは１つ以上のアンテナサブアレイのためのものである場合がある。１つのアンテナサブアレイは１つ以上のビームを形成できる。

デジタルビームフォーミングが基底帯域ＭＩＭＯ処理に対して行われ得る。アナログビームフォーミングは位相シフタ、電力増幅器（ＰＡ）又は他の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を調整することによって行うことができる。広幅ビームは、アナログビームフォーミング、又はアナログ及びデジタルビームフォーミングのいずれも使用して生成できる。狭幅ビームは、アナログ及びデジタルビームフォーミングによって生成される。

図７は、本発明の実施形態によるミリ波システムにおける送信部及び受信部での信号処理の例を示す。図７に示すミリ波システム７００は単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態が可能である。

図７で、ミリ波システム７００は、送信部７０１及び受信部７０２を含む。送信部７０１は、図４の１つ以上の基地局４０１−４０３又は移動局４１０−４３０を示す。同様に、受信部７０２は、１つ以上の基地局４０１−４０３又は移動局４１０−４３０を示す。送信部７０１は、複数の送信（ＴＸ）ＲＦチェーン１−ｎを含む。受信部７０２は、複数の受信（ＲＸ）ＲＦチェーン１−ｎを含む。ＴＸ ＲＦチェーン１はビームＢ１及びＢ２を形成する。Ｂ１及びＢ２はビーム調整によって形成される。すなわち、Ｂ１及びＢ２は同時に発生するビームではなく、これらは時間ドメインで順に形成される。ＴＸ ＲＦチェーン２はビームＢ３及びＢ４を形成する。Ｂ３及びＢ４はビーム調整によって形成される。ＲＸ ＲＦチェーン１はビームＵ１及びＵ２を形成する。Ｕ１及びＵ２はビーム調整によって形成される。ＲＸ ＲＦチェーン２はビームＵ３及びＵ４を形成する。Ｕ３及びＵ４はビーム調整によって形成される。図７に示すように、Ｕ２はＢ２を受信する。Ｕ３はＢ４がリフレクタによって反射された後、受信する。Ｂ３はＵ１に到達する。したがって、３つの可能なリンク（Ｂ２，Ｕ２）、（Ｂ３，Ｕ１）、（Ｂ４，Ｕ３）がある。各ＲＦチェーンからのビームがビーム調整によって形成されるので、３つのリンク（Ｂ２，Ｕ２）、（Ｂ３，Ｕ１）、（Ｂ４，Ｕ３）は同時に発生しない。２つの可能な同時発生連結は図７に示すように（Ｂ２，Ｕ２）と（Ｂ４，Ｕ３）である。

Ｂビームは他のＢビームのカバレッジ内のｂビームの情報を含む。例えば、図６及び図７を参照すると、データ制御ビームＢ１は、基地局が、データビームｂ２１がデータ通信のために使用されると決定した場合、データビームｂ２１に関する情報を含む。移動局は、ビームＢ１を受信してＢ１を復号し、ビームｂ２１がデータ通信のためにスケジューリングされることを決定する。

１つのＲＦチェーンは１つ以上のアンテナサブアレイに対するものである場合がある。１つのアンテナサブアレイは１つ以上のビームを形成する。デジタルビームフォーミングは基底帯域ＭＩＭＯ処理で行われる。アナログビームフォーミングは位相シフタ、電力増幅器（ＰＡ）又は低雑音増幅器（ＬＮＡ）を調整して行われる。広幅ビームＢＢ、Ｂは、アナログビームフォーミング、又はアナログとデジタルビームフォーミングの両方によって形成される。狭幅ビームは、アナログとデジタルビームフォーミングの両方によって形成される。

以下の実施形態では、ＢＳとＵＥ（又はＭＳ）間の通信の観点から記述する。このような実施形態はＢＳと他のＢＳ又はＵＥと他のＵＥ間の通信にも適用され得る。

一実施形態では、ＢＳはＤＬビーム又はビームパターンに対する共通基準信号又はセル固有基準信号（ＣＲＳ）を使用する。ＣＲＳはそれぞれの異なるＤＬビーム又はビームパターンの信号強度（例えば、基準信号受信電力、基準信号受信品質、信号対干渉比、信号対干渉及び雑音比、信号対雑音比等）を測定するためにＵＥが使用する。ＣＲＳは物理ＤＬ制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）のようなＤＬ制御のためにビームに対して行われる。また、ＣＲＳはＤＬ制御チャネルとは異なるリソースに対して行われる。

ＣＲＳはＣＲＳを有するビームに関する情報を復号するためのチャネル測定のためにも使用される。例えば、ＰＳＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｈａｎｎｅｌ）とＣＲＳは同じビーム又はビームパターンに対して行われ（ＣＲＳはＰＢＣＨと同時に又は異なる時間に送信され）、ＰＢＣＨはＣＲＳを介してチャネルに対する推定によって復号される。例えば、第１ビーム又はビームパターンのＰＢＣＨは第１ビーム又はビームパターンに対するＣＲＳによるチャネル推定によって復号される。

ＢＳはＤＬ同期化（“ｓｙｎｃ”）チャネルを伝送する。ｓｙｎｃチャネルは１つ以上のＤＬビームに調整される。各ＤＬビームは独自のビーム識別子を有する。ｓｙｎｃチャネルはＤＬプリアンブル又はセル識別子を有する。ＤＬビームは一度調整され、その後、複数のＲＸビームを有するＵＥサポートのために特定の回数が達成されるまで数回反復して調整される。選択的には、ＤＬビームは１つのビームに対して最初に伝達された情報を反復し、続いて２番目のビームに対して調整して情報を反復し、他のビームに移動して全てのＤＬ ｓｙｎｃに対するビームが伝送されるまで反復する。ＵＥはＵＥが初期ネットワークエントリ又はネットワーク再エントリ、隣接セルモニター、アイドルモードからシステムへ復帰する時又はリンク失敗からの復帰する時のように、必要に応じてＤＬ ｓｙｎｃチャネルをモニター及び復号する。一旦ＵＥがＤＬ ｓｙｎｃを復号すると、ＵＥはＤＬビーム識別子、フレーム及びサブフレームに対するＤＬタイミングなど及びＢＳに対するセル識別子を知るようになる。この時点に到達すると、ＵＥはセル固有基準信号（ＣＲＳ）を得る時点及び位置を知るようになる。ＤＬ基準信号はセルＩＤ又はセルＩＤのようなシーケンス及びＤＬビーム識別子を共に使用する。ＵＥはＣＲＳを使用してチャネルを測定又は推定する。

ＰＳＢＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｈａｎｎｅｌ）がＰＤＣＣＨリソース位置を指示するために使用される。ＰＳＢＣＨはＰＣＦＩＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒｍａｔ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ）のように異なるように指摘され得る。ＰＳＢＣＨは各ビームに対するＰＤＣＣＨが現在のサブフレームにスケジュールされたか、または存在するかを示し、存在する場合はビームのＰＤＣＣＨに対してリソースが割り当てられた位置又は領域を指示する。

ＵＥがＰＳＢＣＨを復号する時、ＵＥは各ビームに対するＰＤＣＣＨが現在のサブフレームに位置するかを確認する。全てのＰＤＣＣＨが同じサブフレームに存在するわけではない。ＰＤＣＣＨ（例えば、特定ＵＥに対するユニキャストデータのためのＰＤＣＣＨ）が現在のサブフレームにスケジュールされなかった場合は、ＰＳＢＣＨはそのビームに対するＰＤＣＣＨが現在のサブフレームに存在しないことを指示し、これによってＵＥがビームに対するＰＤＣＣＨと現在関連があればＰＤＣＣＨを復号する必要はない。そうではない場合、ＵＥが、現在関連があるＰＤＣＣＨが現在のサブフレームでスケジュールされたことを確認した場合、ＵＥはＰＤＣＣＨを追加的に復号して自らのデータがスケジュールされたかを確認する。

ＵＥが１つ以上のビームに対する１つ以上のＰＤＣＣＨに関連づけられることに注目する。ＵＥが１つのＰＤＣＣＨビームに関連づけられると、ＰＤＣＣＨはそのＵＥのデータリソース割り当てなどに関する情報を伝達するか、又は、そのＵＥがスケジュールされた場合はそのＵＥのユニキャストデータに関する情報を伝達する。

ＰＳＢＣＨは、ＰＤＣＣＨに対する１つ以上の領域を指示するための共通領域を有する。ＰＳＢＣＨはＰＤＣＣＨ領域のそれぞれに対する個別領域を有する。ＰＳＢＣＨは、例えば、所定の物理チャネルのような所定のリソースを有する。ＵＥは所定のリソースに対して予め知ることができる。ＰＳＢＣＨに対して複数の領域が存在し、それぞれの領域がリソースに対して予め定義され、ＵＥが予めリソース割り当てを知ることができる場合、ＵＥはＵＥがＰＤＣＣＨに関連づけられない領域に行く必要がない。選択的には、ＵＥは各ビームに対する領域を知るためにブラインド（ｂｌｉｎｄ）デコードする。

ＰＳＢＣＨは、特定のスライス上のＰＤＣＣＨがサブフレームに位置するか及びＰＤＣＣＨを知ることができる位置に関する情報をＵＥに提供する。例えば、ビットマップが使用され、このようなビットマップの大きさはＰＤＣＣＨビームの数であって、各ビットはビームがこのようなサブフレームで伝達されるかを指示する。ブロードキャスト情報のために、全てのビームが使用されることができ、よって、ビットマップはすべて１である。マルチキャスト又はユニキャストのために、一部のビームが使用されることができ、よって、ビットマップは、一部は１で一部は０を含むことができる。他の様々な設計によって同じ結果を得ることができる。

複数のＲＦチェーン図はデジタルチェーンが存在する場合、ビームは、例えば、１つのビームが１つの周波数領域内に位置し、他のビームは他の周波数領域に位置するようなＦＤＭ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に関連付けられる。
「フレーム」、「サブフレーム」、「スーパーフレーム」又は「スロット」という用語が短い持続時間を指示するために代替可能に使用される。

図８Ａ乃至図８Ｄは、本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム構造及びダウンリンクチャネルの例を示す図である。図８Ａ乃至図８Ｄに示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。

図８Ａは、ダウンリンクに使用される例示的なフレーム構造を示す。ＴＤＤ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）システムの場合、アップリンク部分はＤＬサブフレーム又はＤＬフレームと同じインターバルで発生する。

図８Ｂは、ＰＤＣＣＨの異なる領域を指示する共通ＰＳＢＣＨの例を示し、図８Ｃは、それぞれが異なるＰＤＣＣＨ領域を指示する個別ＰＳＢＣＨ領域の例を示す。ＰＤＣＣＨが特定のビームを指示しない場合、ＰＳＢＣＨが指示できる。例えば、ＰＳＢＣＨがビームＢ４上のＰＤＣＣＨがスケジュールされなかったことを指示する場合、ビームＢ４上のＰＤＣＣＨは図面に図示されない。

図８Ｄは、ｓｙｎｃチャネルビームの例を示す。図面はｓｙｎｃビームが一度調整されたことを示し、各ビームで情報（例えば、ビーム識別子、セルＩＤ等）が複数のＲＸビームを有するＵＥをサポートするために数回反復される。他の構成としては、ｓｙｎｃビームが数回調整され、一回の調整で情報が一回のみ伝送される構成が可能である。

図９は、本発明の実施形態による不連続受信（ＤＲＸ）モードの例を示す図である。図９に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態が可能である。

ＤＲＸは電力節約を容易にするためのメカニズムであり、与えられたＵＥに対する構成であり得る。ＤＲＸモードでＵＥは（ＵＥがＤＬチャネル又はモニターするか又はデータを送受信する）活性周期及びどの伝送もスケジュールされない非活性周期を有する。「活性周期」に進入するために、ＵＥは、ＢＳが、ＵＥが受信モードにあると予想するウエイクアップ（ｗａｋｅ−ｕｐ）周期をスケジューリングする。ＵＥは再同期化のためにこのようなスケジューリングされた周期の前に目覚める。ＢＳが目覚める時間及び活性／非活性持続時間をシグナリングするようにする構成をプログラムできる。ＵＥは活性及び非活性時間／時間周期を決定又は抽出するための特定のアルゴリズムを使用することができる。ＤＲＸが構成されると、ＵＥはＰＤＣＣＨを不連続的にモニターすることが許可される。

図１０は、本発明の実施形態による持続時間及び非活性タイマーを有するＤＲＸモードの例を示す図である。図１０に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。

図１０で、ＵＥはＤＲＸスリープから目覚めて持続時間１００１を有する。持続時間はＵＥがＤＲＸモードから目覚めてＰＤＣＣＨを受信するために待機するダウンリンクサブフレームでの持続時間である。ＵＥがＰＤＣＣＨの復号に成功すると、ＵＥは目覚めた状態を維持して（図１０の１００３で示したように）非活性タイマーを開始する。非活性タイマーはＰＤＣＣＨの最後の復号に成功してからＰＤＣＣＨの復号に成功するために待機するダウンリンクサブフレームの持続時間を追跡し、失敗すると、ＵＥはＤＲＸモードに再進入する。ＵＥは最初の伝送に対してのみＰＤＣＣＨの一回の復号に成功した後、非活性タイマーを開始する。ＤＲＸモードでの活性タイマーはＵＥが目覚めている全体持続時間である。これはＤＲＸサイクルの「持続時間」、ＵＥが連続受信を行うが非活性タイマーが終了していない時間及びＵＥが連続受信を行うがＤＬ再送のために待機する時間を含む。基地局は、ＵＥに持続時間及び非活性タイマー持続時間をシグナリングできる。また、基地局はＤＲＸサイクルをシグナリングする。

ＵＥがＤＲＸモード時又はＵＥに対してＤＲＸが構成されている時、ＵＥは目覚めるようにスケジューリングされ得る（例えば、ＤＲＸモードで規則的なウエイクアップ周期を有し得る）。また、ＵＥは様々な原因、例えば、緊急メッセージの発生、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔｒｅ Ｑｕｅｓｔ）動作などによって（例えば、ＤＲＸサイクル中のどの時間にも）目覚めないようにスケジューリングされ得る。ここで説明された実施形態はＤＲＸから目覚めるようにスケジュールされるように使用することに限定されない。むしろ、説明された実施形態はＤＲＸから目覚める、または目覚めない２種のスケジュールを適用できる。

ＬＴＥセルラーシステムで、受信機は全方向性である。ＵＥがＤＲＸモードから復帰した時、ＵＥは伝送しているノード（例えば、基地局）から信号を受信するために自らの全方向性受信機を使用する。しかし、複数のアンテナを有するシステムに対して、指向性ビームが時々通信のために形成され、これにより、ＵＥがＢＳからの信号を受信するために以前に使用されていた受信方向を使用した場合、ＵＥは信号を受信できない場合もある。換言すれば、ＵＥがＲＸビームを使用すれば、ＵＥはＤＲＸモードから復帰した時、どのＲＸビームパターンを使用すべきかわからないが、これはＤＲＸモードの直前に使用したＲＸパターンがこれ以上使用できないからである。したがって、本発明の実施形態は、複数のアンテナを有する通信システムでＤＲＸをサポートするためのものである。

一実施形態では、ＤＲＸスリープから目覚めるためのＵＥの行動は、以下で説明される特定の条件を満足することによって異なる場合がある。目覚めた直後、ＵＥは簡単にＤＬ ＴＸビームから信号を受信するために以前に使用されていた受信ビームを使用する。ＵＥがＤＬ信号の受信に成功できると、ＵＥは通信を続ける。ＵＥが特定の持続時間（例えば、特定数のサブフレーム）の間信号を受信又は復号できなかった場合、ＵＥはＲＸビームトレーニング又はＲＸ及びＴＸビームトレーニングに入る。第１条件を満足した場合、ＵＥはＤＬ ＴＸビームからＤＬ信号を受信するために以前に使用されていた受信ビームを使用して、引き続き通信する。

第２条件を満足した場合、ＵＥは受信ビームのためのトレーニングを行ってＢＳは以前のＴＸビーム（すなわち、スリープ又は非活性状態の以前に使用したＴＸビーム）を引き続き使用する。ＵＥは以前に使用されていたＴＸビームに対してＲＸビームをトレーニングするために特定の信号（例えば、同期化チャネル、ブロードキャストチャネル又は基準信号）を使用する。ビームトレーニング後、ＵＥはＢＳと引き続き通信する。第２条件は第１条件が満足されなかった場合、ＵＥが以前に使用されていたＲＸビームを受信又は復号できなかった場合、又は他の適切な状況を含む。ＢＳはＵＥと通信するために以前に使用した良好なＤＬ ＴＸビームを使用する。

第３条件を満足した場合、ＲＸビーム及びＴＸビームに対するトレーニングが行われる。トレーニングは同期化信号、基準信号及びブロードキャスト信号のような特定の信号を使用する。トレーニング間、ＵＥは良好なＤＬ ＲＸビーム及びＤＬ ＴＸビームを決定する。次に、ＵＥは、例えば、任意の接続チャネル（ＲＡＣＨ）に対するＵＥの好みのＤＬ ＴＸビームをフィードバックすることでデータ通信を再開するために任意の接続と類似した過程を使用し、次いでＢＳはＵＥの好みのＤＬ ＴＸビームを介して信号を伝送する。第３条件は、第１及び第２条件がいずれも満たされなかった場合を含むか、ＵＥが以前に使用されていた良好なＤＬ ＴＸビームを受信するためにどのＤＬ ＲＸビームが優れているかを決定できなかった場合又はＵＥが以前に使用されていたＲＸビームを受信又は復号できなかった場合、ＵＥがビームトレーニング後、ＲＸビームを使用して受信又は復号できなかった場合、又は他の適切な状況を含む。

場合によっては、ＴＸビームトレーニングは行われるがＲＸビームトレーニングは行われない場合、ＵＥがＤＲＸから目覚める第４条件があり得る。例えば、このような状況はＵＥがＲＸビーム形成機能を使用しない時又は（到来角に該当する）ＲＸビームが（出射角に該当する）ＴＸビームに比べ緩やかに変化する場合を含む。ダウンリンク通信の場合、ＴＸビームはＲＸビームほど早く変化しない場合もあり、これはＲＸビームトレーニングが不要なシナリオを導くことができる。ＲＸビームトレーニングが不要なシナリオはこのような状況では一般的なものではない。

以上説明された第１条件は、例えば、ＵＥのスリーピングタイム（又は非活性周期）が非活性持続時間の第１範囲に属する、又はＵＥが第１速度範囲に属する速度を持つ場合を含む。第１非活性持続時間の範囲は第１速度範囲と関連する。

以上説明された第２条件は、例えば、ＵＥのスリーピングタイム（又は非活性周期）が非活性持続時間の第２範囲に属する、又はＵＥが第２速度範囲に属する速度を持つ場合を含む。第２非活性持続時間の範囲は第２速度範囲と関連する。同じ速度範囲に対して、第１非活性持続時間の範囲内の非活性周期は、第２非活性持続時間の範囲内の非活性持続時間に比べて短い。

以上説明された第３条件は、ＵＥが第３範囲の非活性持続時間に属するスリーピングタイム（又は非活性持続時間）又はＵＥが第３速度範囲に属する速度を持つ場合を含む。第３範囲の非活性持続時間は第３速度範囲と関連する。同じ速度範囲に対して、第１及び第２範囲の非活性持続時間内の非活性持続時間は第３範囲の非活性持続時間内の非活性持続時間に比べて短い。

図１１は本発明の実施形態によるＤＲＸスリープモードから目覚めて行う様々な動作を示す。図１１の実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。図１１に示すように、（ａ）どのビームトレーニングも不要な場合（図１１の１１０１参照）、（ｂ）ＲＸビームトレーニングのみが必要な場合（図１１の１１０２参照）又は（ｃ）ＴＸ及びＲＸビームの両方に対するトレーニングが必要な場合（図１１の１１０３参照）による様々な動作が行われる。

図１２は、本発明の実施形態による目覚めた後、以前に使用されていたＲＸビーム又はビームを使用する場合を示す。図１２に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。

以前に使用されていたＤＬ ＴＸビームが依然として良好であるが、以前に使用されていたＲＸビームが良好ではない状態で、ＵＥがＤＲＸモードから目覚めた場合（例えば、特定の条件が満足された場合）、ＵＥは良好なＤＬ ＴＸビーム又は以前に使用されていたＤＬ ＴＸビームに関連づけられた良好なＤＬ ＲＸビームを決定するためのＲＸビームトレーニングを行う。

ＵＥはＲＸビームトレーニングを行うためにｓｙｎｃチャネル又は基準信号（例えば、セル固有基準信号（ＣＲＳ）を使用する。ＤＬ ＴＸビームが依然として良好であるため、ＵＥはどのＲＸビームが良好なＤＬ ＴＸビームに対して良好であるかを知るために、ＲＸビームトレーニングを行うために（良好なＤＬ ＴＸビームに関連づけられた適正タイミング、周波数、空間リソースである）適正リソースをモニターする。例えば、ＵＥがＤＬ ＴＸビーム１及び３が良好なＤＬ ＴＸビームであると以前に決定した場合、ＵＥはＲＸビームトレーニングを行うためにＤＬ ＴＸビーム１及び３に対する最適リソース（例えば、ＤＬ ＴＸビーム１及び３に対する基準信号に対するリソース）をモニターできる。

ＵＥはＰＤＣＣＨを伝達するビームのような該当ＤＬ ＴＸビーム（例えば、以前に使用されていたＤＬ ＴＸビームに対する良好なＲＸビーム）を受信し、後続するサブフレーム又はサブフレームでデータを受信するために、トレーニングされたＲＸビームを使用する。

ＤＲＸモードから目覚めて、ＵＥは（ＣＳＩ−ＲＳ測定を使用するチャネル品質指示子（ＣＱＩ）のような）チャネル測定に対するフィードバックを行わない。この場合、ＢＳはＰＤＣＣＨ、ｓｙｎｃチャネル又はＢＣＨチャネルに使用されたものと同じ又は類似の広幅ビームにデータをスケジュールできる。

ＵＥがＣＱＩをフィードバックする必要があれば、ＵＥはＰＤＣＣＨを獲得してＢＳにＣＱＩをフィードバックするためのアップリンク許容（ｕｐｌｉｎｋ ｇｒａｎｔ）を獲得する。ＢＳがＣＱＩを受信した後、ＢＳはデータ通信のために狭幅ビームでＵＥをスケジュールする。ＵＥはＰＤＣＣＨを獲得して狭幅ビームでＤＬデータを獲得する。

図１３は、本発明の実施形態によるトレーニングされたＲＸビームを使用したＵＥの例を示す図である。図１３に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。図１３に示すように、ＵＥはＤＲＸモードで目覚めて、ＲＸビームトレーニングを行い、後続のサブフレームに対してトレーニングされたＲＸビームを使用して通信を再開する。

図１４Ａ乃至図１４Ｃは、本発明の実施形態によるＵＥが目覚めてＲＸビームに対するトレーニングを行う例を示す図である。図１４Ａ乃至図１４Ｃに示す例は単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。

図１４Ａで、ＵＥはＳＣＨ又はＢＣＨビームからＲＸビームトレーニングを行う。ＵＥはＤＲＸサイクルの開始時点ではなくＳＣＨ又はＢＣＨビームが伝送される時に目覚める。同様に、図１４Ｂで、ＵＥは最初の数個のシンボル（例えば、ダウンリンク制御のために使用されたシンボル）に対するビームからＲＸビームトレーニングを行う。ＵＥはＤＲＸサイクルの開始ではなく基準信号が伝送される時に目覚める。

図１４Ｃで、ＵＥは基準信号に関連づけられたビームからＲＸビームトレーニングを行う。基準信号はＫ個のビームを有する。各ビームはＵＥがトレーニングを行うＲＸビームを調整するように基準信号シーケンスを数回伝送する。基準信号は数回の調整が可能で調整される度にＫ個のビームがあり得る。ビームトレーニングのために１つ以上のＲＸビームを有するＵＥに対して数回の調整が使用される。

いくつかの実施形態では、ＲＸビームに対するＵＥのトレーニングはウエイクアップ時間（ウエイクアップ時間がスケジュールされている場合及びスケジュールされていない場合の両方を含む）の後、行われる。例えば、ＵＥのトレーニングは持続時間の間行われ、持続時間は図１０に示すとおりである。選択的には、ＲＸビームに対するＵＥのトレーニングはウエイクアップ時間以前に行われる。スケジュールされたウエイクアップ時間になると、ＵＥはＲＸビームに対して既にトレーニングされており、これはＵＥがＢＳからダウンリンク信号を受信する準備ができている時点である。

図１５は、本発明の実施形態によるスケジュールされたウエイクアップ時間以前のＲＸビームに対するＵＥトレーニングの例を示す図である。図１５に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。

以前に使用されていたＤＬ ＴＸビームが依然として良好であるが、以前に使用されていたＲＸビームは良好ではない状態でＵＥがＤＲＸモードから目覚めた場合（例えば、特定の条件が満足された場合）、ＵＥは良好なＤＬ ＴＸビーム又は以前に使用されていたＤＬ ＴＸビームに関連づけられた良好なＤＬ ＲＸビームを決定するためにＲＸビームトレーニングを行う。

ＵＥはＲＸビームトレーニングを行うためにｓｙｎｃチャネル又は基準信号（例えば、セル固有基準信号（ＣＲＳ））を使用する。ＤＬ ＴＸビームが依然として良好であるため、ＵＥは良好なＤＬ ＴＸビームに対してどのＲＸビームが良好であるかを知るために、ＲＸビームトレーニングを行うための適正リソース（例えば、良好なＤＬ ＴＸビームに対して割り当てられた適正タイミング、周波数、空間リソース）をモニターする。

ＵＥはサブフレームの開始でＲＸビームトレーニングを行う（例えば、サブフレーム開始で特定のシンボルに対してトレーニング目的のための基準信号を有する）。ＵＥはＰＤＣＣＨを伝達するビームのような該当ＤＬ ＴＸビーム（例えば、以前に使用されていたＤＬ ＴＸビームに対する良好なＲＸビーム）を受信し、同じサブフレームにスケジュールされたデータを受信するためにトレーニングされたＲＸビームを使用する。ＲＸビームトレーニングを必要とし、スケジュールされたデータがあるＵＥに対するＰＤＣＣＨビームはＲＸビームトレーニング後であり得る。

ＤＲＸモードから目覚めた後、ＵＥは（ＣＳＩ−ＲＳ測定を使用するチャネル品質指示子（ＣＱＩ）のような）チャネル測定に対するフィードバックを行う必要がない。この場合、ＢＳはＰＤＣＣＨ、ｓｙｎｃチャネル又はＢＣＨに対して使用されたビームと同じ又は類似の広幅ビームにデータをスケジューリングする。

ＵＥがＣＱＩをフィードバックする必要があれば、ＵＥはＰＤＣＣＨを獲得し、ＢＳにＣＱＩをフィードバックするためのアップリンク許容を獲得する。ＢＳがＣＱＩを受信した後、ＢＳはデータ通信のための狭幅ビームをスケジュールする。次に、ＵＥはＰＤＣＣＨを獲得して狭幅ビームにＤＬデータを獲得する。

図１６は、本発明の他の実施形態によるトレーニングビームを使用したＵＥ通信の例を示す図である。図１６に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。図１６に示すように、ＵＥはＤＲＸモードで目覚めてＲＸビームトレーニングを行い、同じサブフレームでトレーニングされたＲＸビームを使用して通信を再開する。

以前に使用されていたＤＬ ＴＸビーム及びＲＸビームがこれ以上良好ではない時、ＵＥがＤＲＸモードから目覚めれば（すなわち、所定の条件を満足した場合）、ＵＥは良好なＤＬ ＴＸビームに関連づけられた良好なＤＬ ＲＸビームを決定するか又は良好なＤＬ ＴＸ及びＲＸビームのペアを決定するためにＤＬ ＴＸ及びＲＸビームトレーニングを行う。

ビームトレーニングはｓｙｎｃチャネル、ＢＣＨチャネル、基準信号などを伝達するビームを使用する。ビームトレーニング後、ＵＥはＤＬ ＴＸビームに関するフィードバック情報を伝送する必要がある。ＤＬ ＴＸビームのフィードバックは任意の接続過程と類似の過程に基づく。任意の接続過程はＵＥがシステムで依然として存在するため、非競合方式（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｆｒｅｅ ｆａｓｈｉｏｎ）で行われる。

いくつかの実施形態では、ＤＬ ＴＸ及びＲＸビームに対するＵＥのトレーニングはウエイクアップ時間後行われる。例えば、ＵＥのトレーニングは持続時間の間行われ、このような持続時間は図１０に示すとおりである。選択的には、ＴＸ及びＲＸビームに対するＵＥのトレーニングはスケジュールされたウエイクアップ時間以前に行われることができる。スケジュールされたウエイクアップ時間になると、ＵＥは既にＲＸビームに対するトレーニングを行った状態でなければならず、これはＵＥがＢＳからダウンリンク信号を受信する準備ができている状態にする。

図１７は、本発明の実施形態によるＵＥがＤＲＸモードで目覚め、ＲＸビームトレーニングを行い、通信を再開する例を示す図である。図１７に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。

図１７に示すように、初期のＵＥはＤＲＸモードである。ＵＥがＤＲＸモードで目覚めると持続時間が適用される。持続時間はＵＥがＤＲＸモードから目覚めた後、ＰＤＣＣＨを受信するために待機するダウンリンクサブフレーム内の持続時間である。ＵＥはＰＤＣＣＨを受信しようとする。ＵＥがＰＤＣＣＨの復号に成功すると、ＵＥは目覚めている状態を維持して非活性タイマーを開始する。

ＵＥのスリーピングタイムが長い場合、ＰＤＣＣＨに対して以前に使用されていたＲＸビームは今後のＰＤＣＣＨを受信するためにはこれ以上良好なＲＸビームではない。したがって、ＲＸビームは再度トレーニングされる必要がある。ビームのトレーニングはｓｙｎｃチャネル、ＢＣＨチャネル、基準信号などを伝達するＤＬビームを使用する。選択的には、ＵＥのスリーピング時間が短ければ、ＰＤＣＣＨに対する以前に使用されていたＲＸビームは依然として使用可能である。ＵＥは以前のＲＸビームを使用することができる。

一実施形態では、ＵＥはＤＲＸモードで特定の条件が満たされると目覚めてＳＣＨ及び／又はＢＣＨチャネルを受信する。このような条件はスリープ時間がＵＥの速度によって他の値に設定されるしきい値より長い場合を含むが、これに限定されたものではない。

一実施形態では、ＦＤＭ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）制御領域はトレーニング遂行のためにＵＥにさらに長い時間を与える。ＦＤＭ制御領域をサポートするために、複数のＲＦチェーンが使用され、その結果、制御ビーム及びデータビームが連続して（時間領域に）伝送される。

図１８Ａ及び図１８Ｂは、本発明の実施形態によるビームトレーニング目的の信号の例を示す図である。図１８Ａ及び図１８Ｂに示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。

図１８Ａは、ＤＲＸサポートのためのビームトレーニング目的のＦＤＭ制御領域を使用する例を示す図である。ＵＥが目覚めてサブフレームでビームトレーニングを行うようにするために、各サブフレームはトレーニング目的のためのいくつかの信号を含む。このような信号は各サブフレーム内の第１スロット又は第１スロットら内に位置し得る。このような信号は、例えば、基準信号を含む。基準信号はトレーニングのためのものである。

制御領域内の基準信号はＲＸビームトレーニングのために使用される。ＵＥのためのＴＸは同じであるが（変化がなく、長時間変化がある）ＲＸは変わる。よって、基準信号はＲＸビームトレーニングを繰り返し許可する。図１８Ｂは、トレーニングのための長い基準信号を使用する例を示す図である。

図１９は、本発明の実施形態によるサブフレームの開始でダウンリンク制御チャネルでのトレーニングのための基準信号の例を示す図である。図１９に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。図１９に示すように、ＵＥのＲＸビームトレーニングのために、サブフレーム開始でダウンリンク制御チャネルに多くの基準信号があり得る。

いくつかの実施形態では、ＤＲＸはＵＥ毎にＤＲＸを限定する場合とは逆にＲＦチェーン毎に構成される。特定ＲＦチェーンの伝送又は受信が効率的でない場合（すなわち、ＲＦチェーンから又はＲＦチェーンへの信号を遮断する物体又は障害物があるため）、ＤＲＸはＵＥのＲＦチェーンに対して適用されて構成される。ＵＥの異なるＲＦチェーンに対して異なるＤＲＸ構成が可能である。ＵＥ毎に１つ以上のＤＲＸパターンがあり得る。ＢＳはＵＥの様々なＲＦチェーンに基づいてＵＥに対して様々なＤＲＸ構成を構成できる。

一実施形態では、ビームトレーニングはサブフレームの開始で行われる。ＵＥが目覚めてＲＸビームに対するトレーニングに使用した基準信号はＵＥ ＲＸビームトレーニングに使用されなかった正規基準信号に比べ長い持続時間を有する。接続モードでＵＥによって使用された正規ＤＬ制御チャネルに加えて、ＲＸトレーニングに必要なスリープモードから目覚めるＵＥに対して追加のＤＬチャネルが提供され得る。ＵＥは最も早くＲＸビームトレーニングを獲得する。その後、同じサブフレーム内の以降の時間にＰＤＣＣＨチャネルを受信するためにトレーニングされたＲＸビーム又は良好なＲＸビームを使用する。

図２０Ａ及び図２０Ｂは、本発明の実施形態による同じサブフレーム内のビームトレーニング又はデータ通信の例を示す図である。図２０Ａ及び図２０Ｂに示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。図面で、ＲＸビームトレーニングを要求するＵＥはＵＥがビームトレーニングを行う同じサブフレーム内のデータ通信と関連する。図２０Ａは、ＴＤＭモードでの例を示す図である。図２０ＢはＦＤＭモードでの例を示す図である。
本発明による実施形態はＵＥが接続モード（ＤＲＸ−構成モード含む）又は正常モード（ＤＲＸ−構成モードなし）時にデータ通信のために適用され得る。

図２１は、本発明の実施形態によるＵＥが接続モード又は正常モード時のデータ通信の例を示す。図２１に示す実施形態は、単に例示のためのものである。本発明の範囲から逸脱しない様々な実施形態が可能である。
本発明の様々な実施形態は、後述の１つ以上の特徴を含む。
ＵＥはＵＥがスリープモードから目覚めた後、チャネル伝送以前にＤＬ ｓｙｎｃ及びｕｐ−ｔｏ−ｄａｔｅシステム情報を処理する。

ＵＥはＤＲＸモードから目覚めてＤＬ ＴＸビームから信号を受信するために以前に使用した受信ビームを使用する。ＵＥがＤＬビームを受信すると、ＵＥは通信を続ける。ＵＥがＢＳから信号を受信又は復号できない場合（例えば、特定数のサブフレームである所定の持続時間の間試みた後）、ＵＥはＲＸビームをトレーニングする、又はＲＸ及びＴＸビームの両方をトレーニングする。

スリープモードから目覚めて、ＵＥがＤＬ ＴＸビームからの信号を受信するために以前に使用した受信ビームを使用するための第１条件を満足した場合、ＵＥは通信を続けるために受信ビームを使用する。例えば、ＵＥは特定のＴＸビームから特定の信号を受信するために以前に使用した受信ビームを使用する。

スリープモードから目覚めて、ＵＥが受信ビームトレーニングのみを行うための第２条件を満足した場合、ＵＥは受信ビームに対するトレーニングを行う。基地局はＵＥと通信するために以前に使用したＴＸビーム（すなわち、スリーピング又は非活性状態以前に使用したＴＸビーム）を使用する。ＵＥは以前に使用したＴＸビームに対するＲＸビームをトレーニングするために特定の信号（例えば、同期化チャネル、ブロードキャストチャネル又は基準信号）を使用する。ビームトレーニング後、ＵＥはＢＳと通信を続ける。第２条件は、第１条件が満たされなかった場合、又はＵＥが以前に使用したＲＸビームを使用して受信又は復号できない状態を含むが、これに限定されない。ＢＳはＵＥと通信するために以前に使用した良好なＤＬ ＴＸビームを使用する。

スリープモードから目覚めて、第３条件が満たされた場合、ＲＸ及びＴＸビームの両方に対するトレーニングを行う。トレーニングは同期化信号、基準信号及びブロードキャスト信号のような特定の信号を含む。トレーニングによって、ＵＥは良好なＤＬ ＲＸビーム及びＤＬ ＴＸビームを決定する。次に、ＵＥは任意の接続チャネル（ＲＡＣＨ）でＵＥが好むＤＬ ＴＸビームをフィードバックすることでデータ通信状態に再進入するために任意の接続と類似の過程を使用し、次にＢＳがＵＥの好みのＤＬ ＴＸビームを介して信号を伝送する。第３条件は、第１及び第２条件の両方が満たされなかった場合、ＵＥが以前に使用した良好なＤＬ ＴＸビームを受信するために任意の良好なＤＬ ＲＸビームを決定しなかった場合、又はＵＥが以前に使用したＲＸビームを使用して受信又は復号できない場合、又はＵＥがビームトレーニング後、ＲＸビームを使用して受信又は復号できない場合を含む。

以上説明された第１条件は、例えば、第１非活性持続時間の範囲内にＵＥが属するスリーピングモード（又は非活性持続時間）又はＵＥが第１速度範囲に属する速度を持つ時を含む。第１非活性持続時間の範囲は第１速度範囲と関連する。

以上説明された第２条件は、例えば、ＵＥが第２非活性持続時間の範囲のスリーピング時間（又は非活性持続時間）を含む、又はＵＥが第２速度範囲内に属する速度を有する。第２非活性持続時間の範囲は第２速度範囲と関連する。同じ速度範囲に対して、第１非活性持続時間の範囲内の非活性持続時間は第２非活性持続時間の範囲内の持続時間に比べて短い。

以上説明された第３条件は、例えば、ＵＥが第３非活性持続時間の範囲に属するスリーピング時間（又は非活性持続時間）を含む、又は第３速度範囲に属する速度を有する。第３非活性持続時間の範囲は第３速度範囲と関連する。同じ速度範囲に対して、第１及び第２非活性持続時間内の非活性持続時間は第３非活性持続時間内の非活性持続時間に比べて短い。

ＤＲＸモードでスケジュールされたウエイクアップの前に、ＵＥはビームトレーニングを行ってスケジュールされた時間に開始する可能なダウンリンク受信を準備する。
スケジュールされたウエイクアップ時間の前に、ＵＥは以前に使用したダウンリンクビームに対するビームトレーニングを行う。

ＤＲＸモードで、ＵＥはスリープ時間がしきい値に比べて長いなどのような特定の条件が満たされた場合、ｓｙｎｃ又はＢＣＨチャネルに到達した時に目覚める。しきい値はＵＥの様々な速度に対して異なる値であり得る。

ビームトレーニングはサブフレームの開始で行われる。基準信号が、ＵＥが目覚めてＲＸビームトレーニングを行うために使用される場合、基準信号はＵＥ ＲＸビームトレーニングに使用されない正常基準信号に比べさらに長い時間ドメインにいるようになる。

接続モードのＵＥによって使用された正常ＤＬ制御チャネルに加え、ＵＥが、ＲＸビームトレーニングが必要なスリープモードから出るために所定の追加のＤＬチャネルが必要である。ＵＥは同じサブフレーム内の以降時間にＰＤＣＣＨチャネルを受信するためにトレーニングされたＲＸビーム又は良好なＲＸビームを使用する。
ＲＦ−チェーンＤＲＸごとに：全体装置をＤＲＸモードに置くことより、ＤＲＸモードで特定のチェーンに対してのみ置くことが可能である。

本発明が例示的な実施形態によって説明されたが、当業者であれば様々な変形及び変化が可能であることが理解できるであろう。添付された請求項の範囲から逸脱しない変更及び変化が可能である。

１００ 無線通信ネットワーク
１０１−１０３ 基地局
１１１−１１６ 加入者局
１２０ カバレッジ領域
１２５ カバレッジ領域
１３０ インターネット
２００ 送信経路
２０５ チャネルコーディング及び変調部
２１０ 直列−並列変換部
２２０ 並列−直列変換部
２２５ サイクリックプレフィックス付加部
２３０ アップコンバータ
２５０ 受信経路
２５５ ダウンコンバータ
２６０ サイクリックプレフィックス除去部
２６５ 直列−並列変換部
２７０ ＦＦＴ
２７５ 並列−直列変換部
２８０ チャネル復号及び復調部
３００ 送信経路
３０１ 送信経路
３１０ 処理部
３１２ アナログ変換器
３１４ アップコンバータ
３１６ ビームフォーミング部
３１６ ビームフォーミングモジュール
３１８ 位相シフタ
３２０ 電力増幅器
３２２ 結合器
３２４ アンテナアレイ
３３０ 制御部
３３２ 受信部
３５０ 受信経路
３５１ 受信経路
３６０ アンテナアレイ
３６２ ＬＮＡ
３６３ ビームフォーミング部
３６４ 位相シフタ
３６６ 結合器
３６８ ＩＦダウンコンバータ
３７０ アナログ−デジタル変換器
３７２ 処理部
３７２ 基底帯域部
３８０ 制御部
３８２ 送信部
４００ 無線通信システム
４０１−４０３ 基地局
４１０−４３０ 移動局
４２０ ＭＳ
７００ ミリ波システム
７０１ 送信部
７０２ 受信部

Claims (12)

1. 無線ネットワークにおけるユーザ装置（ＵＥ）で不連続受信（ＤＲＸ）をサポートする方法であって、
   複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間に目覚めるステップ；
   ダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うように決定するステップ；及び
   前記ダウンリンク通信のための時間周期の間データを受信するステップを含むことを特徴とする方法。
2. 無線ネットワークにおける不連続受信（ＤＲＸ）をサポートする移動局装置であって、
   少なくとも１つのアンテナに連結されたプロセッサを含み、
   前記プロセッサは、
   複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間に目覚め、
   ダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うことを決定し、
   前記ダウンリンク通信のための時間周期の間データを受信することを特徴とする装置。
3. 前記ＤＲＸサイクルの開始は、前記ダウンリンクのための時間周期の開始と一致し、前記ウエイクアップ時間は前記ＤＲＸサイクル開始の前で、
   前記方法は、前記ＤＲＸサイクル開始の前に前記受信ビームトレーニングを行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１及び請求項2に記載の方法及び装置。
4. 前記ＤＲＸサイクルの開始は、前記ウエイクアップ時間と一致し、前記ウエイクアップ時間と前記ダウンリンク通信のための時間周期の開始の間の持続時間は第１条件が満たされることによって決定されることを特徴とする請求項１及び請求項2に記載の方法及び装置。
5. 前記目覚めるステップの後：
   前記第１条件が満たされた場合、前記ダウンリンク通信のために以前に受信されたビームパターンを使用するステップ；
   前記第１条件が満たされず前記第１条件とは異なる第２条件が満たされた場合、前記ダウンリンク通信の前に前記受信ビームトレーニングを行い、前記ダウンリンク通信のために以前に伝送されたビームを使用するステップ；及び
   前記第１及び第２条件がいずれも満たされなかった場合、前記ダウンリンク通信の前に前記受信ビームトレーニング及び送信ビームトレーニングをいずれも行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法及び装置。
6. 前記ＤＲＸサイクルの各サブフレームは前記受信ビームトレーニングのための第１ダウンリンクチャネル部及びＰＤＣＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）のための第２ダウンリンクチャネル部を含むことを特徴とする請求項１及び請求項2に記載の方法及び装置。
7. 無線ネットワークにおけるユーザ装置（ＵＥ）と通信する基地局で不連続受信（ＤＲＸ）をサポートする方法であって、
   複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間に前記ＵＥが目覚めることを指示するステップ；
   前記ＵＥがダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うように決定することを指示するステップ；及び
   前記ダウンリンク通信のための時間周期の間前記ＵＥにデータを伝送するステップを含むことを特徴とする方法。
8. 無線ネットワークにおけるユーザ装置（ＵＥ）と通信し、不連続受信（ＤＲＸ）をサポートする基地局装置であって、
   少なくとも１つのアンテナに連結されたプロセッサを含み、
   前記プロセッサは、
   複数のサブフレームを含むＤＲＸサイクルの開始に関連づけられたウエイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）時間にＵＥが目覚めることを指示し、
   前記ＵＥがダウンリンク通信のための時間周期の開始の前に受信ビームトレーニングを行うことを決定するように指示し、
   前記ＵＥが前記ダウンリンク通信のための時間周期の間データを伝送することを特徴とする装置。
9. 前記ＤＲＸサイクルの開始は、前記ダウンリンクのための時間周期の開始と一致し、前記ウエイクアップ時間は前記ＤＲＸサイクル開始の前で、
   前記方法は、前記ＤＲＸサイクル開始の前に前記ＵＥが前記受信ビームトレーニングを行うことを指示するステップをさらに含むことを特徴とする請求項7及び請求項8に記載の方法及び装置。
10. 前記ＤＲＸサイクルの開始は、前記ウエイクアップ時間と一致し、前記ウエイクアップ時間と前記ダウンリンク通信のための時間周期の開始の間の持続時間は第１条件が満たされることによって決定されることを特徴とする請求項 7及び請求項8に記載の方法及び装置。
11. 前記目覚めるステップの後：
    前記第１条件が満たされた場合、前記ダウンリンク通信のために以前に受信されたビームパターンを使用するステップ；
    前記第１条件が満たされず前記第１条件とは異なる第２条件が満たされた場合、前記ダウンリンク通信の前に前記受信ビームトレーニングを行い、前記ダウンリンク通信のために以前に伝送されたビームを使用するステップ；及び
    前記第１及び第２条件がいずれも満たされなかった場合、前記ダウンリンク通信の前に前記受信ビームトレーニング及び送信ビームトレーニングをいずれも行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の方法及び装置。
12. 前記ＤＲＸサイクルの各サブフレームは、前記受信ビームトレーニングのための第１ダウンリンクチャネル部分及びＰＤＣＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）のための第２ダウンリンクチャネル部分を含むことを特徴とする請求項 7及び請求項8に記載の方法及び装置。

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