JP2017532811A - 指向性ワイヤレス通信システムにおける既知の地理的情報の使用 - Google Patents

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Abstract

指向性ワイヤレス通信システムにおいて既知の地理的情報を使用するための方法、システム、および装置が説明される。いくつかの態様では、送信機に対する受信機の推定位置が、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて決定され得、送信機から受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向が、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて探索され得る。

Description

相互参照
本特許出願は、各々が本出願の譲受人に譲渡された、2015年1月21日に出願された、「Using Known Geographical Information in Directional Wireless Communication Systems」と題する、Zhangらによる米国特許出願第14/601,820号、および2014年8月18日に出願された、「Using Known Geographical Information in Directional Wireless Communication Systems」と題する、Zhangらによる米国仮特許出願第62/038,564号の優先権を主張する。
本開示は、たとえば、ワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、指向性ワイヤレス通信において既知の地理的情報を使用することに関する。
ワイヤレス通信システムは、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャストなどの様々なタイプの通信コンテンツを提供するために広く展開されている。これらのシステムは、利用可能なシステムリソース(たとえば、時間、周波数、および電力)を共有することによって複数のユーザとの通信をサポートすることができる多元接続システムであり得る。そのような多元接続システムの例は、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、および直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムを含む。
例として、ワイヤレス多元接続通信システムは、場合によってはユーザ機器(UE)と呼ばれる複数の通信デバイスのための通信を、各々が同時にサポートするいくつかの基地局を含み得る。基地局は、ダウンリンク(DL)チャネル(たとえば、基地局からUEへの送信用)上およびアップリンク(UL)チャネル(たとえば、UEから基地局への送信用)上でUEと通信し得る。
ワイヤレス多元接続通信システムは、システムの特定の必要性に応じて、いくつかの異なる周波数帯域のいずれかを使用し得る。たとえば、いくつかのシステムでは、多数のUEが、比較的互いに近く位置することがある(たとえば、公共交通旅客列車の中)。ミリ波周波数帯域(20〜300GHzであり得る)が、この周波数帯域で利用可能である比較的大量の帯域幅のために、UEの集中を伴うこれらの状況において使用され得る。しかしながら、ミリ波は、しばしば、高い経路損失に遭遇し、その結果、基地局とUEとの間のUL送信および/またはDL送信のために指向性ビームフォーミング技法が使用され得る。
指向性ビームフォーミングを利用するために、基地局および/またはUEは、所望のビーム方向を探索および追跡する必要があり得る。しかしながら、360度フィールド全体にわたって所望のビーム方向を探索および追跡することは、大量の周波数および時間リソースを消費する場合がある。
説明される特徴は、一般に、ワイヤレス通信システムにおいて地理的情報を使用するための、1つまたは複数の改善されたシステム、方法、および/または装置に関する。送信機、受信機、および/またはコアネットワークは、既知の地理的情報を使用して、ビーム探索プロセス、ビーム追跡プロセス、およびハンドオーバプロセスを簡略化し得る。たとえば、基地局は、ミリ波技術を使用する指向性通信において使用するための所望のビームを求める探索のフィールドを制限するために、旅客列車の既知の軌跡を使用し得る。別の例として、UE受信機は、基地局との指向性通信のためのビーム探索用の開始点として、基地局の既知の地理的ロケーションをそれ自体の決定された地理的ロケーションと一緒に使用し得る。ビーム探索およびビーム追跡の範囲を限定し、異なる送信機間でのハンドオーバを簡略化することによって、場合によっては包括的なビーム探索およびビーム追跡のために使用されることになる時間および周波数リソースが、他の目的のために利用可能となり得る。
ワイヤレス通信のための方法がそのように説明され、方法は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定することと、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、送信機から受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索することとを含む。
また、ワイヤレス通信のための装置が説明され、装置は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定するための手段と、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、送信機から受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索するための手段とを含む。
また、ワイヤレス通信のための別の装置が説明され、装置は、プロセッサと、プロセッサと電子通信するメモリと、メモリに記憶された命令とを含み、命令は、プロセッサによって、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定し、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、送信機から受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索するように実行可能である。
また、ワイヤレスデバイスにおけるワイヤレス通信のための非一時的コンピュータ可読媒体が説明され、非一時的コンピュータ可読媒体は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定し、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、送信機から受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索するためのコンピュータ実行可能コードを記憶する。
方法、装置、および/またはコンピュータ可読媒体のいくつかの例では、所望のビーム方向を探索することは、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて制限され得る。また、受信機に対する送信機の推定ロケーションは、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて決定され得、受信機から送信機へのワイヤレス通信のための第2の所望のビーム方向が、送信機の推定ロケーションに少なくとも部分的に基づいて探索され得る。送信機、受信機、またはコアネットワークのうちの1つまたは複数が、推定位置を決定し得、かつ/または、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、探索で使用するための初期ビーム方向および初期ビーム範囲を決定し得る。また、推定位置の決定ならびに/または初期ビーム方向および初期ビーム範囲の決定は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて制限され得る。たとえば、初期ビーム方向の決定は、可能性のある方向の所定のサブセットに制限され得る。
いくつかの例では、所望のビーム方向は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、ワイヤレス通信中の時間の関数として追跡され得る。受信機の推定位置は、第1の現在時刻における受信機の第1の推定位置であり得、所望のビーム方向を追跡することは、受信機の現在の速度、受信機の現在の位置、および受信機の既知の軌跡に少なくとも部分的に基づいて、第2の将来時刻における受信機の第2の推定位置を決定することを含み得る。受信機の既知の軌跡は、履歴情報に少なくとも部分的に基づいて推定され得、履歴情報は、以前の時間期間中の他の受信機の実際の動きを含み得る。受信機の既知の軌跡は、同じくまたは代替的に、既知の地理的特徴に少なくとも部分的に基づいて推定され得る。
いくつかの例では、送信機は、第1の送信機であり得、ワイヤレス通信は、既知の地理的情報を利用して、第1の送信機から第2の送信機へハンドオーバされ得る。所望のビーム方向は、第1の送信機に関連する第1の所望のビーム方向であり得、ワイヤレス通信のハンドオーバは、第2の送信機に対する第1の送信機の既知の位置に関連する受信ビーム方向に沿って、第2の送信機において第1の送信機からのウェイクアップ信号をリッスンすることと、ウェイクアップ信号、および受信機に関する情報を第1の送信機から受信することとを含み得、ウェイクアップ信号、および受信機に関する情報は、第1の送信機に対する第2の送信機の既知の位置に関連する送信ビーム方向に沿って、第1の送信機によって第2の送信機へ送られる。さらに、ハンドオーバすることは、第1の送信機から受信された、受信機に関する情報に少なくとも部分的に基づいて、第2の送信機に関連する第2の所望のビーム方向を探索することを含み得る。受信機に関する情報は、受信機の識別番号、受信機の現在の位置、受信機の現在の速度、提案されたビーム探索方向、またはハンドオフ時刻のうちの1つまたは複数を含み得、第2の送信機に関する情報は、第2の送信機の識別番号、第2の送信機の既知のロケーション、またはハンドオフ時刻のうちの1つまたは複数を含み得る。第1の送信機からのバッファリングされたデータは、受信機への送達のために第2の送信機へ送信され得る。
いくつかの例では、既知の地理的情報は、受信機の現在のロケーション、受信機の現在の速度、受信機による現在のチャネル測定値、履歴情報、または受信機の既知の軌跡のうちの1つまたは複数を含み得る。ワイヤレス通信は、アップリンク送信および/またはダウンリンク送信を含み得、ミリ波周波数帯域におけるものであり得る。送信機は基地局であってよく、受信機はユーザ機器(UE)または中継モジュールであってよく、受信機はワイヤレス通信中に移動し得る。代替または追加として、送信機がユーザ機器(UE)または中継モジュールであってよく、受信機が基地局であってよい。いくつかの例では、受信機は受信機のグループのうちの1つであってよく、推定位置は送信機に対する受信機の集合的なグループに対して決定され得る。
上記のことは、以下の発明を実施するための形態がより良く理解され得るように、本開示による例の特徴および技術的利点をかなり広く概説した。さらなる特徴および利点が以下で説明される。開示する概念および特定の例は、本開示の同じ目的を実行するために他の構造を変更または設計するための基礎として容易に利用され得る。そのような等価な構造は、添付の特許請求の範囲から逸脱しない。本明細書で開示する概念の特性、それらの編成と動作方法の両方は、添付の図とともに検討されると、関連する利点とともに以下の説明からより良く理解されよう。図の各々は、例示および説明のために提供され、特許請求の範囲の限界を定めるものではない。
本発明の性質および利点のさらなる理解は、添付の図面を参照することによって実現され得る。添付の図面では、同様の構成要素または特徴は、同じ参照ラベルを有し得る。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、同様の構成要素を区別するダッシュおよび第2のラベルを参照ラベルに続けることによって区別され得る。第1の参照ラベルだけが本明細書で使用される場合、説明は、第2の参照ラベルにかかわらず、同じ第1の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれにも適用可能である。
本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信システムのブロック図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するために構成されたデバイスのブロック図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するために構成されたデバイスのブロック図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するために構成された指向性通信モジュールのブロック図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するための装置のブロック図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するための装置のブロック図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するためのビームフォーミングのいくつかの実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するためのビームフォーミングのいくつかの実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するためのビームフォーミングのいくつかの実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づくビーム探索の実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づくビーム探索の実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づくビーム追跡の実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づくビーム追跡の実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、受信機とのワイヤレス通信を2つの送信機間でハンドオーバすることの一実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、受信機とのワイヤレス通信を2つの送信機間でハンドオーバすることの一実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、受信機とのワイヤレス通信を2つの送信機間でハンドオーバすることの一実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、受信機とのワイヤレス通信を2つの送信機間でハンドオーバすることの一実施形態を示す図である。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための方法の一例を示すフローチャートである。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための方法の一例を示すフローチャートである。 本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための方法の一例を示すフローチャートである。
一般に、指向性ワイヤレス通信システムにおいて既知の地理的情報を使用することに関する特徴が開示される。以下でより詳細に説明するように、送信機に対する受信機の(または、受信機に対する送信機の)推定位置が、受信機の既知のロケーションおよび速度、受信機の既知の軌跡、受信機の動きに関する履歴情報、送信機と受信機との間のチャネル測定値などの、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて決定され得る。受信機の推定位置は、次いで、たとえば、ミリ波周波数帯域における指向性ワイヤレス通信のための所望のビーム方向を求める探索を制限するために使用され得る。さらに、既知の地理的情報に基づいて、受信機の推定位置が更新され得、かつ/または、受信機の将来の推定位置が決定され得、これらの更新済み/将来の推定位置は、ビーム追跡プロセスを簡略化するために使用され得る。また、いくつかの実施形態では、既知の地理的情報は、受信機との通信の2つの異なる送信機間でのハンドオーバの助けとなり得る-たとえば、送信機が互いに通信して、次のハンドオーバ機会をシグナリングし得、受信機の現在の位置および見込みのある将来の位置についての情報を交換し得、交換された情報に基づいてワイヤレス通信をハンドオーバし得る。
以下の説明は、例を提供し、特許請求の範囲に記載の範囲、適用性、または例を限定するものではない。説明される要素の機能および構成において、本開示の範囲から逸脱することなく変更が加えられ得る。様々な例は、適宜に、様々な手順または構成要素を省略、置換、または追加し得る。たとえば、説明する方法は、説明する順序とは異なる順序で実行されてよく、様々なステップが追加、省略、または組み合わせられてよい。また、いくつかの例に関して説明する特徴は、他の例において組み合わせられてよい。
図1は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信システム100の一例を示す。ワイヤレス通信システム100は、基地局105、UE115、およびコアネットワーク130を含む。コアネットワーク130は、ユーザ認証、アクセス許可、追跡、インターネットプロトコル(IP)接続性、および他のアクセス機能、ルーティング機能、またはモビリティ機能を提供し得る。基地局105は、バックホールリンク132(たとえば、S1など)を通じてコアネットワーク130とインターフェースし、UE115との通信のための無線構成およびスケジューリングを実行し得るか、または基地局コントローラ(図示せず)の制御下で動作し得る。様々な例では、基地局105は、ワイヤード通信リンクまたはワイヤレス通信リンクであり得るバックホールリンク134(たとえば、X1など)を介して、直接または間接的(たとえば、コアネットワーク130を通じて)のいずれかで互いに通信し得る。
基地局105は、1つまたは複数の基地局アンテナを介して、UE115とワイヤレス通信し得る。基地局105サイトの各々は、それぞれの地理的カバレージエリア110に通信カバレージを提供し得る。いくつかの例では、基地局105は、トランシーバ基地局、無線基地局、アクセスポイント、無線トランシーバ、ノードB、eノードB(eNB)、ホームノードB、ホームeノードB、または何らかの他の適切な用語で呼ばれることがある。基地局105のための地理的カバレージエリア110は、カバレージエリアの一部分だけを構成するセクタ(図示せず)に分割され得る。ワイヤレス通信システム100は、異なるタイプの基地局105(たとえば、マクロセル基地局および/またはスモールセル基地局)を含み得る。異なる技術のための重複する地理的カバレージエリア110があり得る。
いくつかの例では、ワイヤレス通信システム100はLTE/LTE-Aネットワークである。LTE/LTE-Aネットワークでは、eNBという用語が、一般に、基地局105を説明するために使用されることがあり、UEという用語が、一般に、UE115を説明するために使用されることがある。ワイヤレス通信システム100は、異なるタイプのeNBが様々な地理的領域のためのカバレージを提供するヘテロジニアスLTE/LTE-Aネットワークであり得る。たとえば、各eNBまたは基地局105は、マクロセル用、スモールセル用、および/または他のタイプのセル用の、通信カバレージを提供し得る。「セル」という用語は、文脈に応じて、基地局、基地局に関連するキャリアもしくはコンポーネントキャリア、またはキャリアもしくは基地局のカバレージエリア(たとえば、セクタなど)を説明するために使用され得る3GPP用語である。他の実施形態では、ワイヤレス通信システム100は、1つもしくは複数のミリ波基地局105、LTEとミリ波基地局105との組合せ、または任意の他のタイプの基地局105を含む。
マクロセルは、一般に、比較的大きい地理的エリア(たとえば、半径数キロメートル)をカバーし、ネットワークプロバイダを伴うサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にし得る。スモールセルは、マクロセルと比較すると、マクロセルと同じまたはマクロセルとは異なる(たとえば、認可、無認可などの)周波数帯域で動作し得る低電力基地局である。スモールセルは、様々な例に従って、ピコセル、フェムトセル、およびマイクロセルを含み得る。ピコセルは、比較的小さい地理的エリアをカバーし得、ネットワークプロバイダを伴うサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にし得る。フェムトセルも、比較的小さい地理的エリア(たとえば、自宅)をカバーし得、フェムトセルとの関連性を有するUE(たとえば、限定加入者グループ(CSG)の中のUE、自宅の中のユーザ用のUEなど)による制限付きアクセスを提供し得る。マクロセル用のeNBは、マクロeNBと呼ばれることがある。スモールセル用のeNBは、スモールセルeNB、ピコeNB、フェムトeNB、またはホームeNBと呼ばれることがある。eNBは、1つまたは複数(たとえば、2つ、3つ、4つなど)のセル(たとえば、コンポーネントキャリア)をサポートし得る。
ワイヤレス通信システム100は、同期動作または非同期動作をサポートし得る。同期動作の場合、基地局は、同様のフレームタイミングを有し得、異なる基地局からの送信は、時間的にほぼ整合され得る。非同期動作の場合、基地局は、異なるフレームタイミングを有し得、異なる基地局からの送信は、時間的に整合されない場合がある。本明細書で説明する技法は、同期動作または非同期動作のいずれかのために使用され得る。
開示する様々な例のうちのいくつかに適応し得る通信ネットワークは、階層化プロトコルスタックに従って動作するパケットベースネットワークであり得る。ユーザプレーンでは、ベアラまたはパケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)レイヤにおける通信は、IPベースであり得る。無線リンク制御(RLC)レイヤは、論理チャネルを介して通信するために、パケットのセグメント化および再アセンブリを実行し得る。媒体アクセス制御(MAC)レイヤは、優先度処理、およびトランスポートチャネルへの論理チャネルの多重化を実行し得る。MACレイヤはまた、MACレイヤにおける再送信を行ってリンク効率を改善するために、ハイブリッドARQ(HARQ)を使用し得る。制御プレーンでは、無線リソース制御(RRC)プロトコルレイヤが、UE115と、ユーザプレーンデータのための無線ベアラをサポートする基地局105またはコアネットワーク130との間の、RRC接続の確立、構成、および維持を行い得る。物理(PHY)レイヤにおいて、トランスポートチャネルは物理チャネルにマッピングされ得る。
UE115は、ワイヤレス通信システム100全体にわたって分散され、各UE115は、静止していてよく、またはモバイルであってもよい(すなわち、基地局105との1つまたは複数のワイヤレス通信セッションの経過中に移動してよい)。UE115はまた、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、もしくは何らかの他の適切な用語を含むことがあり、または当業者によってそのように呼ばれることがある。UE115は、セルラーフォン、携帯情報端末(PDA)、ワイヤレスモデム、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルドデバイス、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コードレスフォン、ワイヤレスローカルループ(WLL)局などであり得る。UEは、マクロeNB、スモールセルeNB、中継基地局などを含む、様々なタイプの基地局およびネットワーク機器と通信できる場合がある。
ワイヤレス通信システム100に示される通信リンク125は、UE115から基地局105へのアップリンク(UL)送信、および/または基地局105からUE115へのダウンリンク(DL)送信を含み得る。このようにして、UE115と基地局105の両方は、UL通信またはDL通信が行われているかどうかに応じて、送信機と受信機の両方である。ダウンリンク送信は順方向リンク送信と呼ばれることもあり、アップリンク送信は逆方向リンク送信と呼ばれることもある。各通信リンク125は、1つまたは複数のキャリアを含んでよく、ここで、各キャリアは、上記で説明した様々な無線技術に従って変調された複数のサブキャリア(たとえば、異なる周波数の波形信号)からなる信号であり得る。各被変調信号は、異なるサブキャリア上で送られてよく、制御情報(たとえば、基準信号、制御チャネルなど)、オーバーヘッド情報、ユーザデータなどを搬送し得る。通信リンク125は、周波数分割複信(FDD)動作(たとえば、対スペクトルリソースを使用する)または時分割複信(TDD)動作(たとえば、不対スペクトルリソースを使用する)を使用して、双方向通信を送信し得る。FDD用のフレーム構造(たとえば、フレーム構造タイプ1)およびTDD用のフレーム構造(たとえば、フレーム構造タイプ2)が定義され得る。
ワイヤレス通信システム100のいくつかの実施形態では、基地局105および/またはUE115は、アンテナダイバーシティ方式を採用して基地局105とUE115との間の通信品質および信頼性を改善するための複数のアンテナを含み得る。追加または代替として、基地局105および/またはUE115は、アンテナのアレイを使用して指向性通信を可能にするビームフォーミング技法を採用するための複数のアンテナを含み得る。追加または代替として、基地局105および/またはUE115は、同じまたは異なるコード化データを搬送する複数の空間レイヤを送信するためにマルチパス環境を利用し得る多入力多出力(MIMO)技法を採用し得る。
ワイヤレス通信システム100は、キャリアアグリゲーション(CA)またはマルチキャリア動作と呼ばれることがある特徴である、複数のセルまたはキャリア上の動作をサポートし得る。キャリアは、コンポーネントキャリア(CC)、レイヤ、チャネルなどと呼ばれることもある。「キャリア」、「コンポーネントキャリア」、「セル」、および「チャネル」という用語は、本明細書で互換的に使用され得る。UE115は、キャリアアグリゲーションのための複数のダウンリンクCCおよび1つまたは複数のアップリンクCCとともに構成され得る。キャリアアグリゲーションは、FDDコンポーネントキャリアとTDDコンポーネントキャリアの両方とともに使用され得る。
いくつかの実施形態では、基地局105のうちの少なくともいくつかは、上述のようなミリ波周波数帯域においてUE115と通信するように構成され得る。図1に示す一例では、UE115-aは、公共交通ライトレールまたは地下鉄システムなどの旅客列車内で使用されていることがある。簡単のために図1に示さないが、旅客列車は、数十人または数百人さえの乗客を実際に含むことがあり、乗客の各々が1つまたは複数のUEを使用することがある。比較的小さい地理的境界におけるUEのこの高密度な集中は、比較的大量の帯域幅を必要とし得、したがって、上記で説明したようにUEをサービスするために指向性ワイヤレス通信が使用され得る。いくつかの実施形態では、指向性ミリ波通信が採用され得るが、他の実施形態では、LTE/LTE-Aなどの他の無線アクセス技術(RAT)が採用され得る。
図2は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するためのデバイス205のブロック図200を示す。デバイス205は、図1を参照しながら上記で説明したUE115の1つもしくは複数の態様の一例、および/または図1を参照しながら上記で説明した基地局105の1つもしくは複数の態様の一例、および/または図1を参照しながら上記で説明したコアネットワーク130の1つもしくは複数の態様の一例であり得る。他の実施形態では、デバイス205は、図7Cを参照しながら以下でより詳細に説明するような、旅客列車上に設置された中継モジュールであり得る。デバイス205は、受信機モジュール210、指向性通信モジュール215、および/または送信機モジュール220を含み得る。デバイス205はまた、プロセッサ(図示せず)を含み得る。これらのモジュールの各々は、互いに通信し得る。
デバイス205の構成要素は、適用可能な機能の一部または全部をハードウェアで実行するように適合された1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)を使用して、個別にまたは集合的に実装され得る。代替的に、機能は、1つまたは複数の集積回路上で、1つまたは複数の他の処理ユニット(または、コア)によって実行されてもよい。他の例では、当技術分野で知られている任意の方法でプログラムされ得る他のタイプの集積回路(たとえば、ストラクチャード/プラットフォームASIC、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、および他のセミカスタムIC)が使用され得る。各モジュールの機能はまた、全体的または部分的に、1つまたは複数の汎用プロセッサまたは特定用途向けプロセッサによって実行されるようにフォーマットされた、メモリの中で具現化される命令を用いて実装され得る。
受信機モジュール210は、様々な情報チャネル(たとえば、制御チャネル、データチャネルなど)に関連するパケット、ユーザデータ、および/または制御情報などの情報を受信し得る。デバイス205がUE115である場合、受信機モジュール210は、ユーザデータおよび制御シグナリングを基地局105からワイヤレス受信するように構成され得る。制御シグナリングは、基地局105に関係する地理的データ、ハンドオーバ情報などを含み得る。デバイス205がUE115であるとき、受信機モジュール210はまた、デバイス205自体についての地理的情報を受信するように構成され得る-たとえば、受信機モジュール210は、デバイス205に関連する全地球測位システム(GPS)(図2に示さず)からデバイス205の位置および速度を受信し得る。受信機モジュール210はまた、履歴情報、その上にデバイス205がある経路の既知の軌跡などを受信し得る。
デバイス205が基地局105である場合、受信機モジュール210は、UE115に渡されるべきユーザデータを図1におけるコアネットワーク130から受信するように構成され得る。受信機モジュール210はまた、たとえば、それらの既知のロケーション、速度、軌跡などを含む、UEについての地理的情報を受信するように構成され得る。
デバイス205の受信機モジュール210によって受信された情報は、指向性通信モジュール215に、またデバイス205の他の構成要素に渡され得る。指向性通信モジュール215は、(受信機モジュール210によって受信され得る)既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機(たとえば、基地局105)に対する受信機(たとえば、UE115)の推定位置を決定するように構成され得、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、送信機から受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向(および、随意に所望のビーム幅)をデバイス205に探索させるようにさらに構成され得る。指向性通信モジュール215は、いくつかの実施形態では、受信機の推定位置および/または既知の地理的情報を使用して、所望のビーム方向(および/または所望のビーム幅)を求める探索を制限し得る-すなわち、360度よりも少ないスイープが実行されるように、推定位置および/または既知の地理的情報は、探索されることを必要とする方向の数を低減し得る。いくつかの実施形態では、ずっと大きく限定された探索スイープ、-たとえば、1、2、5、10、15、20、30、45、60、90、135、または180度でのスイープが使用される。
一例では、デバイス205は基地局送信機であり、UE115は基地局105にワイヤレス結合された受信機であり、したがって、指向性通信モジュール215は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機/基地局105に対する受信機/UE115の推定位置を決定し、UE115の推定位置および/または既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機/基地局105から受信機/UE115へのDL送信ビームを探索する。さらに、受信機/UE115に対する送信機/基地局105の推定ロケーションも、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて決定され得、受信機/UE115から送信機/基地局105へのULワイヤレス通信のための第2の所望のビーム方向が、送信機/基地局105の相対位置および/または既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて探索され得る。この例では、送信機が受信機からデータを受信し、受信機がデータを送信機へ送信する-したがって、特定のデバイス205を指すために、送信機および受信機がここで使用されているにすぎないことが諒解されよう。
送信機/基地局105から受信機/UE115への所望のDL送信ビーム、および受信機/UE115から送信機/基地局105への所望のUL送信ビームを探索するために使用されることに加えて、送信機/基地局105および受信機/UE115のそれぞれの相対位置ならびに/または既知の地理的情報は、受信機/UE115が送信機/基地局105からのDL送信をそれに沿って受信すべきDL受信方向、および同様に送信機/基地局105が受信機/UE115からのUL送信をそれに沿って受信すべきUL受信方向を探索するために使用され得る。
図2における指向性通信モジュール215をさらに参照すると、それはまた、以下でより詳細に説明するように、ワイヤレス通信中の時間の関数として、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて所望のビーム方向(および、随意にビーム幅)を追跡するように構成され得、かつ/または、既知の地理的情報を利用して2つの送信機間でのワイヤレス通信のハンドオーバを容易にするように構成され得る。
図2に戻ると、送信機モジュール220は、デバイス205の他の構成要素から受信された1つまたは複数の信号を送信し得る。たとえば、デバイス205が基地局105である場合、送信機モジュール220は、コアネットワーク130から受信されたDLユーザデータを1つまたは複数のUE115へ送信し得る。デバイス205がUE115である場合、送信機モジュール220は、ULユーザデータを基地局105へ送信し得る。DL通信およびUL通信は、ビームフォーミング技法を使用して送信されてよく、ここで、送信のために使用されるビームの方向は、指向性通信モジュール215によって実行される、所望のビームを求める探索に基づく。いくつかの例では、送信機モジュール220は、トランシーバモジュールの中に受信機モジュール210と一緒に置かれてよい。
上述のように、いくつかの実施形態では、図2におけるデバイス205は、1つまたは複数の基地局105と1つまたは複数のUE115との間の媒介物として使用するための、旅客列車上に設置された中継モジュールであり得る。中継モジュールは、たとえば、旅客列車の金属およびガラスの筐体をワイヤレス通信送信が透過できない場合に使用され得る。この場合、旅客列車の外部に配置された中継モジュールの一部分は、1つまたは複数の基地局105とワイヤレス結合され得、旅客列車内に配置された中継モジュールの第2の部分は、1つまたは複数のUE115とワイヤレス結合され得、中継モジュールの第1および第2の部分は、旅客列車の外板を貫通する1つまたは複数のワイヤを介して互いに結合され得る。
図3は、様々な例による、ワイヤレス通信において使用するためのデバイス205-aのブロック図300を示す。デバイス205-aは、図2を参照しながら説明したデバイス205の1つまたは複数の態様の一例であり得る。デバイス205-aは、受信機モジュール210-a、指向性通信モジュール215-a、および/または送信機モジュール220-aを含み得、それらはデバイス205の対応するモジュールの例であり得る。デバイス205-aはまた、プロセッサ(図示せず)を含み得る。これらの構成要素の各々は、互いに通信し得る。指向性通信モジュール215-aは、探索モジュール305、追跡モジュール310、ハンドオーバモジュール315、および地理的モジュール320を含み得る。受信機モジュール210-aおよび送信機モジュール220-aは、それぞれ、図2の受信機モジュール210および送信機モジュール220の機能を実行し得る。
図3における指向性通信モジュール215-aの探索モジュール305は、上記で説明したように、互いに対する送信機および/もしくは受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、ならびに/または既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、指向性ワイヤレス通信のための所望のビーム方向(および、随意に所望のビーム幅)を探索するように構成され得る。探索モジュール305は、たとえば、推定位置および/または既知の地理的情報に基づき得る初期ビーム探索方向および初期ビーム探索範囲を使用して、所望のビームを求める探索を制限し得る。いくつかの実施形態では、所望のビーム幅および/または初期ビーム探索範囲は、既知の地理的情報および/または推定位置に基づいて決定され得るが、他の実施形態では、所望のビーム幅は既知の地理的情報および/または推定位置に関する確実性に基づいてよい。所望のビーム方向を求める探索に基づいて、送信機モジュール220-aは、受信機/送信機との指向性ワイヤレス通信のためのDL/UL送信ビームをステアリングし得る-たとえば、受信機とのUL送信および/またはDL送信のために使用されるべきビームフォーミング角度を定義し得る。
図3における指向性通信モジュール215-aの追跡モジュール310は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、指向性ワイヤレス通信のための所望のビーム方向を追跡するように構成され得る。所望のビーム方向の追跡に基づいて、送信機モジュール220-aは、受信機/送信機との指向性ワイヤレス通信のためのDL/UL送信ビームをステアリングし得る-たとえば、ビームフォーミング角度を時間の関数として変更し得る。
図3における指向性通信モジュール215-aのハンドオーバモジュール315は、既知の地理的情報を利用して、受信機とのワイヤレス通信を第1の送信機から第2の送信機へハンドオーバするように構成され得る。
図3における指向性通信モジュール215-aの地理的モジュール320は、1つもしくは複数の受信機および/または1つもしくは複数の送信機の現在のロケーション(たとえば、GPS座標、経度、および緯度など)、1つまたは複数の受信機の現在の速度(進行方向を含む)、1つまたは複数の受信機によるそれぞれのワイヤレスリンクの現在のチャネル測定値、1つもしくは複数の受信機および/または1つもしくは複数の基地局に関する履歴情報、1つまたは複数の受信機の既知の軌跡または見込みのある軌跡などの、既知の地理的情報を受信し、生成し、処理し、記憶し、または送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、地理的情報は、ワイヤレス通信システム100に、またはワイヤレス通信システム100内で、受信機および/または送信機によって自己報告されるが、他の実施形態では、地理的情報は、他のソースから導出される。たとえば、旅客列車上に配置されている1つまたは複数の受信機の予測されるロケーション、速度などを導出するために、旅客列車のスケジュール、速度、停車などに関する履歴情報が使用され得る。
図4は、様々な例による、ワイヤレス通信において使用するための指向性通信モジュール215-bのブロック図400を示す。指向性通信モジュール215-bは、図2および図3を参照しながら上記で説明した指向性通信モジュール215の1つまたは複数の態様の一例であり得る。指向性通信モジュール215-aは、探索モジュール305-a、追跡モジュール310-a、ハンドオーバモジュール315-a、および地理的モジュール320-aを含み得、それらは図2におけるデバイス205-aの対応するモジュールの例であり得る。
図4における探索モジュール305-aは、位置推定サブモジュール405、およびビーム方向探索サブモジュール410を含む。位置推定サブモジュール405は、送信機に対する受信機の推定位置および/または受信機に対する送信機の推定位置を決定するように構成され得、両方が本明細書で説明するような既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づく。位置推定サブモジュール405によって決定される推定位置は、いくつかの実施形態では、個々のUE115/受信機に対応し得るが、他の実施形態では、推定位置は、送信機に対するUE115/受信機の集合的なグループに対応し得(たとえば、推定位置はUE115/受信機の包絡線に対応し得る)、その逆も同様である。さらに他の実施形態では、推定位置は、-たとえば、上記で説明したような旅客列車の事例では、中継モジュールに対応し得る。
ビーム方向探索モジュール410は、位置推定サブモジュール405からの推定位置、および/または既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、所望のビーム方向(たとえば、DL送信および/またはUL送信を受信および/または送信するための)を探索するように構成され得る。いくつかの実施形態では、所望のビーム方向を求める探索が推定位置および/または既知の地理的情報によって制限されるという点で、所望のビーム方向を求める探索は、推定位置および/または既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づき得る。たとえば、所望のビーム方向を求める探索は、推定位置に対応する初期ビーム探索方向とともに開始してよく、推定位置の確実性に基づいて、探索で使用するための初期ビーム範囲に制限されてよい。別の例として、所望のビーム方向を求める探索は、推定位置および/または既知の地理的情報に基づいて、可能性のある方向の所定のサブセットに制限されてよい。
図4における追跡モジュール310-aは、将来位置推定サブモジュール415を含み、将来位置推定サブモジュール415は、たとえば、受信機の現在の速度、受信機の現在の位置、受信機の既知の軌跡などに少なくとも部分的に基づいて、第2の将来時刻における受信機の第2の将来推定位置を決定することによって、(当初、上記で説明したビーム方向探索サブモジュール410から取得されている)所望のビーム方向を時間の関数として追跡するように構成され得る。将来位置推定サブモジュールは、送信機と受信機との間でのワイヤレス通信の経過中、そのように受信機の動きに適応する。いくつかの実施形態では、受信機の既知の軌跡は、履歴情報(たとえば、以前の時間期間中の他の受信機の動き)に少なくとも部分的に基づいて推定されるが、他の実施形態では、受信機の既知の軌跡は、旅客列車用の軌道の既知のロケーション、既知のハイウェイインフラストラクチャ(車両の中に位置する受信機の場合)などに基づいて推定される。
図4におけるハンドオーバモジュール315-aは、リスニングサブモジュール420、および通知サブモジュール425を含む。リスニングサブモジュール420は、第2の送信機に実装されたとき、たとえば、第1の送信機に対する第2の送信機の既知の位置に関連する受信ビーム方向に沿って、送信している第1の送信機からのウェイクアップ信号をリッスンするように構成され得る。リスニングサブモジュール420はまた、ウェイクアップ信号、および受信機に関する情報(たとえば、受信機の識別番号、受信機の現在の位置、受信機の現在の速度、提案されたビーム探索方向、ハンドオフ時刻などのうちの1つまたは複数)を、第1の送信機に対する第2の送信機の既知の位置に関連する送信ビーム方向に沿って第1の送信機から受信するように構成され得る。
第1および第2の送信機を伴う例を続けると、通知サブモジュール425は、第1の送信機に実装されてよく、上記で説明したように、ウェイクアップ信号、および受信機に関する情報を第2の送信機へ送信するように構成され得る。通知サブモジュール425はまた、第2の送信機に関する情報(たとえば、第2の送信機の識別番号、第2の送信機の既知のロケーション、ハンドオフ時刻などのうちの1つまたは複数)を有する通知信号を受信機へ送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、通知サブモジュール425はまた、受信機へ送信されるべきデータをバッファリングし、受信機への最終的な送達のために、バッファリングされたデータを第2の送信機へ送信するように構成され得る。
上記の例はリスニングモジュール420が第2の送信機に実装される一実施形態を説明したが、受信機もリスニングモジュール420を含んでよい。リスニングモジュール420は、受信機に実装されるとき、第1の送信機から受信された同期情報に応答し、そうした同期情報を受け入れるように構成され得る(たとえば、現在のロケーション、識別番号などの情報を有するランダムアクセスチャネル(RACH)信号を送り返すことによって)。
図4における地理的モジュール320-aは、ロケーションサブモジュール430、速度サブモジュール435、リンクサブモジュール440、履歴サブモジュール445、および軌跡サブモジュール450を含む。ロケーションサブモジュール430は、1つまたは複数の送信機および/または受信機に関連する1つまたは複数の現在のロケーションを受信し、生成し、処理し、記憶し、または送信するように構成され得る。速度サブモジュール435は、1つまたは複数の送信機および/または受信機に関連する現在の速度(進行方向を含む)を受信し、生成し、処理し、記憶し、または送信するように構成され得る。リンクサブモジュール440は、1つまたは複数の送信機および/または受信機からのチャネル測定値情報を受信し、生成し、処理し、記憶し、または送信するように構成され得る。履歴サブモジュール445は、1つまたは複数の送信機および/または受信機に関する動き、トラフィック需要などに関する履歴データを受信し、生成し、処理し、記憶し、または送信するように構成され得る。軌跡サブモジュール450は、軌跡情報(たとえば、1つまたは複数の送信機および/または受信機によって取られる典型的な経路)を受信し、生成し、処理し、記憶し、または送信するように構成され得る。地理的モジュール320-aの様々なサブモジュール430、435、440、445、450において受信され、生成され、処理され、または記憶される情報は、図4に示す指向性通信モジュール215-bの他の構成要素によって、それらそれぞれの機能を実行するために使用されてもよい。
図5は、様々な例による、ワイヤレス通信において使用するための装置のブロック図500を示す。図5に示す装置は、図1のUE115、115-aの一例であり得る、UE115-bであり得る。UE115-bも、図2および図3のデバイス205の1つまたは複数の態様の一例であり得る。上記で説明したように、UE115-bは、基地局105からDL送信を受信しているときは受信機として働き、UL送信を基地局105へ送っているときは送信機として働く。
UE115-bは、一般に、通信を送信するための構成要素および通信を受信するための構成要素を含む、双方向ボイスおよびデータ通信のための構成要素を含み得る。UE115-bは、アンテナ540、トランシーバモジュール535、プロセッサモジュール505、およびメモリ515(ソフトウェア(SW)520を含む)を含み得、それらはそれぞれ、互いに直接または間接的に通信し得る(たとえば、1つまたは複数のバス545を介して)。トランシーバモジュール535は、上記で説明したように、アンテナ540および/または1つもしくは複数のワイヤードリンクもしくはワイヤレスリンクを介して、1つまたは複数のネットワークと双方向に通信するように構成され得る。たとえば、トランシーバモジュール535は、基地局105と双方向に通信するように構成され得る。トランシーバモジュール535は、パケットを変調するとともに被変調パケットを送信のためにアンテナ540に供給し、アンテナ540から受信されたパケットを復調するように構成されたモデムを含み得る。UE115-bは単一のアンテナ540を含んでよいが、UE115-bは、複数のワイヤレス送信を同時に送信および/または受信することができる複数のアンテナ540を有してもよい。トランシーバモジュール535は、複数のコンポーネントキャリアを介して1つまたは複数の基地局105と同時に通信することが可能であり得る。
UE115-bは、探索モジュール305、305-aについて上記で説明した機能を実行し得る探索モジュール305-bを含み得る。UE115-bはまた、リスニングモジュール420について上記で説明した機能を実行し得るリスニングサブモジュール420-aを含む。また、UE115-bは、地理的モジュール320、320-aについて上記で説明した機能を実行し得る地理的モジュール320-bを含む。
メモリ515は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および読取り専用メモリ(ROM)を含み得る。メモリ515は、実行されたとき、本明細書で説明する様々な機能をプロセッサモジュール505に実行させるように構成されている命令を含む、コンピュータ可読コンピュータ実行可能ソフトウェア/ファームウェアコード520を記憶し得る。代替的に、コンピュータ可読コンピュータ実行可能ソフトウェア/ファームウェアコード520は、プロセッサモジュール505によって直接実行可能でなくてよいが、コンピュータに(たとえば、コンパイルおよび実行されたとき)本明細書で説明する機能を実行させるように構成されてもよい。プロセッサモジュール505は、インテリジェントハードウェアデバイス、たとえば、中央処理装置(CPU)、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)などを含んでもよい。
図6は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信において使用するための基地局105-aのブロック図600を示す。いくつかの例では、基地局105-aは、図2〜図4を参照しながら上記で説明したように、上記で説明した1つもしくは複数の基地局105の態様、および/または基地局として構成されたときの1つもしくは複数のデバイス205の態様の一例であり得る。
基地局105-aは、基地局プロセッサモジュール610、基地局メモリモジュール620、少なくとも1つの基地局トランシーバモジュール(基地局トランシーバモジュール650によって表される)、少なくとも1つの基地局アンテナ(基地局アンテナ655によって表される)、および/または指向性通信モジュール215-cを含み得る。基地局105-aはまた、基地局通信モジュール630および/またはネットワーク通信モジュール640のうちの1つまたは複数を含み得る。これらのモジュールの各々は、1つまたは複数のバス635を介して直接または間接的に互いに通信し得る。
基地局メモリモジュール620は、ランダムアクセスメモリ(RAM)および/または読取り専用メモリ(ROM)を含み得る。基地局メモリモジュール620は、実行されたとき、ワイヤレス通信に関して本明細書で説明する様々な機能を基地局プロセッサモジュール610に実行させるように構成されている命令を含む、コンピュータ可読コンピュータ実行可能ソフトウェア/ファームウェアコード625を記憶し得る。代替的に、コンピュータ可読コンピュータ実行可能ソフトウェア/ファームウェアコード625は、基地局プロセッサモジュール610によって直接実行可能でなくてよいが、基地局605に(たとえば、コンパイルおよび実行されたとき)本明細書で説明する様々な機能を実行させるように構成されてもよい。
基地局プロセッサモジュール610は、インテリジェントハードウェアデバイス、たとえば中央処理装置(CPU)、マイクロコントローラ、ASICなどを含み得る。基地局プロセッサモジュール610は、基地局トランシーバモジュール650、基地局通信モジュール630、および/またはネットワーク通信モジュール640を通じて受信された情報を処理し得る。基地局プロセッサモジュール610はまた、アンテナ655を通じた送信のためにトランシーバモジュール650へ、1つもしくは複数の他の基地局105-bおよび105-cへの送信のために基地局通信モジュール630へ、ならびに/またはコアネットワーク645への送信のためにネットワーク通信モジュール640へ送られるべき情報を処理し得、コアネットワーク645は、図1を参照しながら説明したコアネットワーク130の1つまたは複数の態様の一例であり得る。基地局プロセッサモジュール610は、単独で、または指向性通信モジュール215-cとともに、ビーム方向を探索および追跡し複数の基地局間でハンドオーバするためを含む、指向性ワイヤレス通信において既知の地理的情報を使用することの様々な態様を取り扱い得る。
基地局トランシーバモジュール650は、パケットを変調するとともに被変調パケットを送信のために基地局アンテナ655に供給し、基地局アンテナ655から受信されたパケットを復調するように構成されたモデムを含み得る。基地局トランシーバモジュール650は、いくつかの例では、1つまたは複数の基地局送信機モジュールおよび1つまたは複数の別個の基地局受信機モジュールとして実装され得る。基地局トランシーバモジュール650は、第1の無線周波数スペクトル帯域および/または第2の無線周波数スペクトラム帯域の中の通信をサポートし得る。基地局トランシーバモジュール650は、アンテナ655を介して、図1〜図5において説明した1つまたは複数のUEまたは装置と双方向に通信するように構成され得る。基地局105-aは、たとえば、複数の基地局アンテナ655(たとえば、アンテナアレイ)を含み得る。基地局105-aは、ネットワーク通信モジュール640を通じてコアネットワーク645と通信し得る。基地局105-aはまた、基地局通信モジュール630を使用して、基地局105-bや105-cなどの他の基地局と通信し得る。
指向性通信モジュール215-cは、デバイス205が基地局である実施形態における図2〜図4を参照しながら説明した特徴および/または機能の一部または全部を実行および/または制御するように構成され得る。たとえば、指向性通信モジュール215-cは、探索モジュール305-c、追跡モジュール310-b、および/またはハンドオーバモジュール315-bを含み得、それらは、図3および図4に示すそれぞれのモジュール305、310、315を参照しながら上記で説明した機能を実行し得る。
図7A〜図7Cは、本開示の様々な態様による、図1のワイヤレス通信システム100において使用するためのビームフォーミングのいくつかの実施形態を示す。図2〜図4を参照しながら上記で説明したように、本開示の様々な態様は、指向性ワイヤレス通信のための所望のビーム(たとえば、方向および/または幅)を探索することと、指向性ワイヤレス通信のための所望のビームを追跡することと、同様に様々なビームを使用して受信機との指向性ワイヤレス通信の2つの異なる送信機間でのハンドオーバを容易にすることとを含み得る。ただし、指向性通信のために使用される、得られたビームは、多くの異なる形態のうちの1つを取り得る。たとえば、図7Aに示すように、基地局105-dが送信機として働いておりUE115-cが個々のそれぞれの受信機として働いている一例では、指向性ビーム710は、1つのUE115-cに特有であってよく、旅客列車705の中のようにたとえ他のUE115-cがその1つのUE115-cに密に位置していても、他のUE115-cにはそれら自体のそれぞれのビームが割り当てられる。この例では、指向性通信モジュール215によって(たとえば、図11に関して以下で説明する動作1105において)決定される推定位置は、UE115-cの個々の位置に関連し得、所望のビーム方向および/またはビーム幅は、個々のUE115-cに対し得、以下同様である。
別の例では、図7Bに示すように、指向性ビーム715は、旅客列車705の中のようにやはり互いに極めて近接して配置され得るいくつかのUE115-cを包含し得る。この例では、指向性通信モジュール215によって(たとえば、図11に関して以下で説明する動作1105において)決定される推定位置は、-UE115-cのグループの中央、またはUE115-cのグループの包絡線などの、UE115-cのグループに関連し得る。同様に、所望のビーム方向および/またはビーム幅は、UE115-cのグループ全体に対し得る。
さらに別の例では、図7Cに示すように、指向性ビーム720は、(たとえば、ワイヤレス通信信号が旅客列車705を透過できないので)基地局105-dとUE115-cとの間の媒介物として働く外部中継モジュール725を包含し得る。上記で手短に述べたように、また図7Cに示すように、外部中継モジュール725は、有線接続を介して旅客列車705内の内部中継モジュール730に結合されている。外部中継モジュール725は、UE115-cのために基地局105-dからDL送信を(たとえば、ミリ波および/またはLTE技術を介して)受信し、それらを適切なUE115-cに中継する内部中継モジュール730にこれらのDL送信を(たとえば、同じまたは異なるRATを介して)渡す。同様に、内部中継モジュール730は、UE115-cからUL送信を受信し、それらを基地局105-dに中継する外部中継モジュール725にこれらのUL送信を渡す。このようにして、たとえ基地局105-dからのワイヤレス通信送信の透過を限定し得る旅客列車内または他の構造内にUE115-cが封じ込められていても、基地局105-dはUE115-cとワイヤレス通信することができる。旅客列車705が図7Cに示されるが、中継モジュール725、730が、一般に、ワイヤレス通信信号の透過を遮断または低減する構造を伴うものを含む、任意の状況において使用され得ることが諒解されよう。
さらに図7Cを参照すると、この例では、指向性通信モジュール215によって(たとえば、以下で説明する動作1105において)決定される推定位置は、外部中継モジュール725に関連し得る。同様に、所望のビーム方向および/またはビーム幅は、外部中継モジュール725に対し得る。
現在、図7A〜図7Cを参照すると、他のビーム構成も考えられ、一般に、図2〜図5におけるデバイス205を参照しながら上記で説明した動作が、任意の適切なビーム構成に対して実行され得ることが諒解されよう。
図8Aおよび図8Bは、本開示の様々な態様による、図1のワイヤレス通信システム100において使用するための(たとえば、図3における探索モジュール305による)ビーム探索の実施形態を示す。最初に図8Aにおける図800-aを参照すると、基地局105-eなどの送信機は、旅客列車705-aの中に配置された1つまたは複数の受信機(図示せず)へDL通信を送信することを必要とする場合がある。図8Aに示すように、旅客列車はトンネルを通過している場合がある(たとえば、地下鉄タイプのシステム)。本開示によれば、送信機/基地局105-eは、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、それ自体に対する受信機の推定位置を決定し得る。たとえば、基地局105-eは、列車軌道およびトンネルの既知の幾何形状、コアネットワーク130から取得される列車のロケーションの報告、または概して任意のタイプの地理的情報を使用して、列車705-aの中の受信機の位置を推定し得る。基地局105-eはまた、いくつかの実施形態では、受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、基地局105-eから受信機への指向性ワイヤレス通信(たとえば、DL送信)のための所望のビーム方向を探索し得る。たとえば、基地局105-eは、推定位置に基づくいくつかの方向でビーム探索を開始してよく、可能性のあるすべての方向にわたる包括的なビーム探索を行う代わりに、可能性のある方向のいくつかのサブセットにわたる探索を限定してよい(図8Aにおけるビームスイープ805によって図示されるように)。受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいてビーム探索を制限すること、および/または既知の地理的情報を使用することによって、基地局105-eは、場合によっては包括的なビーム探索を実行するために必要とされ得る時間および周波数リソースを温存し得る。
図8Bにおける図800-bは、既知の地理的情報を使用してビーム探索を制限することの別の適用例を示す。図8Bにおいて、大きいオフィスビル815およびスポーツアリーナ825が、基地局105-eの範囲内にあり得る。基地局105-eは、上記で説明したように、既知の地理的情報を利用してビーム探索を制限し得る。たとえば、基地局105-eは、平日の間、基地局105-eからの特定の放射状オフセットにおけるオフィスビル815の中にUEの大きい集中が存在するが、週末の間、オフィスビル815の中にUEがもしあってもほとんど存在しないことを示す履歴情報を使用し得る。したがって、基地局105-eは、平日の間、オフィスビル815の方向に向かうビーム探索(ビームスイープ810によって示される)を実行してよい。しかしながら、週末には、基地局105-eは、代わりにスポーツアリーナに向かうような異なる方向でそのビーム探索(ビームスイープ820によって示される)を開始してよい。このようにして、履歴情報を含む地理的情報が使用されて、基地局105-eによって実行されるビーム探索の複雑さを低減する助けとなり得る。
図9Aおよび図9Bは、本開示の様々な態様による、図1のワイヤレス通信システム100において使用するための(たとえば、図3における追跡モジュール310による)ビーム追跡の実施形態を示す。図9Aにおいて、旅客列車705-bは、矢印(ページの上部に向かう)によって示される方向でトンネルを通過している。旅客列車705-bが基地局105-fに対して移動するにつれて、旅客列車705-bの中の1つまたは複数の受信機との指向性通信のために使用されるビーム905は、追跡および調整される必要があり得る。したがって、図3における追跡モジュール310を参照しながら上記で説明したように、基地局105-fは、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、所望のビーム方向を追跡し得る。たとえば、基地局105-fは、受信機の現在の速度、受信機の現在の位置、および旅客列車705-b上の受信機の既知の軌跡に少なくとも部分的に基づいて、第2の(将来の)時刻における旅客列車705-bの中の受信機の第2の(将来の)推定位置を決定し得る。第2の(将来の)推定位置は、次いで、図9Aにおいて後続のビーム910、915によって示すように、旅客列車705-b上の受信機と一緒に移動するように初期ビーム905を調整するために、基地局105-fによって使用され得る。
図9Bは、受信機を搬送する旅客列車705-bがトンネルの中になく地上の軌道上にあることを除き、図9Aと同様である。したがって、基地局105-fは、コーナーを回って受信機を追跡するとともに、それに応じてビーム920、925、930を調整できる場合がある。
図10A〜図10Dは、本開示の様々な態様による、図1のワイヤレス通信システム100において使用するための(たとえば、様々な送信機および/または受信機に実装されるような図3におけるハンドオーバモジュール315によって)ワイヤレス通信をハンドオーバすることの一実施形態を示す。図10A〜図10Dは、旅客列車705-c上の1つまたは複数の受信機との通信が、第1の基地局105-g-1から第2の基地局105-g-2へ、次いで、第3の基地局105-g-3へハンドオフされるときの、トンネル内の軌道に沿った旅客列車705-cの進行を示す。
図10Aにおいて、旅客列車705-c上の受信機は、第1の基地局105-g-1からのビームによってサービスされている。第2の基地局105-g-2は、第2の基地局105-g-2に対する第1の基地局105-g-1の既知の位置に関連する受信ビーム方向に沿って、第1の基地局105-g-1からのウェイクアップ信号をリッスンしていてよい。同様に、第3の基地局105-g-3は、第3の基地局105-g-3に対する第2の基地局105-g-2の既知の位置に関連する受信ビーム方向に沿って、第2の基地局105-g-2からのウェイクアップ信号をリッスンしていてよい。まだ図10Aを参照すると、第1の基地局105-g-1は、ウェイクアップ信号、および現在第1の基地局105-g-1によってサービスされている受信機に関する情報を、第1の基地局105-g-1に対する第2の基地局105-g-2の既知の位置に関連する送信ビーム方向に沿って第2の基地局105-g-2へ送信し得る。第1の基地局105-g-1はまた、ハンドオフ時刻を含む、第2の基地局105-g-2に関する情報を有する通知信号を、旅客列車705-c上の受信機へ送信し得る。
次に図10Bを参照すると、第2の基地局105-g-2は、第1の基地局105-g-1から受信された、受信機に関する情報に少なくとも部分的に基づいて、所望のビーム方向を探索し得、旅客列車上の受信機は、第1の基地局105-g-1から受信された、第2の基地局105-g-2に関する情報に少なくとも部分的に基づいて、第2の基地局105-g-2からの同期信号をリッスンしてよい。第2の基地局105-g-2が旅客列車上の受信機との接続を獲得すると、第1の基地局105-g-1は、受信機との通信をやめてよく、受信機向けのバッファリングされたデータを第2の基地局105-g-2を通じて随意にトンネリングしてよい。
次に図10Cおよび図10Dを参照すると、旅客列車705-cが前進し続けるにつれて、第2の基地局105-g-2と第3の基地局105-g-3との間の別のハンドオフが、図10Aおよび図10Bを参照しながら説明したものと実質的に同じ方式で行われる。
現在、図8A、図9A、図9B、および図10A〜図10Dを参照すると、1つまたは複数の受信機(たとえば、UE115)が旅客列車上で移動している実施形態に対して参照がなされたが、動作中に受信機が移動する他のコンテキスト(民間航空フライト上、歩道上、高速道路上または他の道路上、建物内などの)に、同様に受信機が移動せず静止しているコンテキスト(たとえば、図8B参照)に、本開示の教示が等しく適用され得ることが諒解されよう。
図11は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための方法1100の一例を示すフローチャートである。明快のために、方法1100は、本明細書で説明するデバイス205、送信機、受信機、基地局105、および/またはUE115のうちの1つまたは複数の態様を参照しながら以下で説明される。いくつかの例では、基地局105などの送信機は、基地局の機能要素を制御して方法1100の一部または全部を実行するためのコードの1つまたは複数のセットを実行し得る。他の例では、送信機は、UE115であってよく、方法1100の一部または全部を実施するためのコードの1つまたは複数のセットを実行し得る。さらに他の例では、図1におけるコアネットワーク130が方法1100の一部または全部を実行してもよい。
ブロック1105において、方法1100は、既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機(たとえば、基地局105)に対する受信機(たとえば、UE115)の推定位置を決定することを含み得る。ブロック1105における動作は、図4を参照しながら上記で説明した位置推定サブモジュール405を使用して実行され得る。
ブロック1110において、方法1100は、ブロック1105において決定された受信機の推定位置に少なくとも部分的に基づいて、送信機から受信機への(DL)ワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索することを含み得る。所望のビーム方向は、送信機が受信機への送信をそれに沿って送信する送信ビーム方向であり得、または受信機が送信機からの送信をそれに沿って受信する受信ビーム方向であり得る。ブロック1110における動作は、図4を参照しながら上記で説明したビーム方向探索サブモジュール410を使用して実行され得る。
したがって、方法1100は、ワイヤレス通信を提供し得る。方法1100が単に一実装形態であること、および方法1100の動作が他の実装形態が可能であるように再配置または別の方法で修正され得ることに留意されたい。たとえば、いくつかの実施形態では、方法1100におけるものと同様の動作が、受信機から送信機へ戻る(UL)ワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索するために実行され得る。また、図7を参照しながら上記で説明したように、所望のビーム方向は、個々の受信機、受信機の集合的なグループ、1つまたは複数の受信機を含む旅客列車上の中継構造などに関して定義され得る。
図12は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための方法1200の一例を示すフローチャートである。明快のために、方法1200は、本明細書で説明するデバイス205、送信機、受信機、基地局105、および/またはUE115のうちの1つまたは複数の態様を参照しながら以下で説明される。いくつかの例では、基地局105などの送信機は、基地局の機能要素を制御して方法1200の一部または全部を実行するためのコードの1つまたは複数のセットを実行し得る。他の例では、送信機は、UE115であってよく、方法1200の一部または全部を実施するためのコードの1つまたは複数のセットを実行し得る。さらに他の例では、図1におけるコアネットワーク130が方法1200の一部または全部を実行してもよい。
ブロック1205において、方法1200は、受信機の軌跡を決定することを含み得る。ブロック1205における動作は、図4を参照しながら上記で説明した軌跡サブモジュール450を使用して実行され得る。
ブロック1210において、方法1200は、受信機の現在の速度、受信機の現在の位置、およびブロック1205において決定された受信機の軌跡に少なくとも部分的に基づいて、第2の将来時刻における受信機の第2の推定位置を決定することを含み得る。ブロック1210における動作は、図4を参照しながら上記で説明した将来位置推定サブモジュール415を使用して実行され得る。
したがって、方法1200はワイヤレス通信を提供し得る。方法1200が単に一実装形態であること、および方法1200の動作が他の実装形態が可能であるように再配置または別の方法で修正され得ることに留意されたい。たとえば、方法1200は、一般に、送信機から受信機へのDL送信のための所望の送信ビーム方向を追跡することに関するが、方法1200におけるものと同様の動作が、受信機から送信機へのUL送信のための所望の送信ビーム方向を追跡するために、ならびに/またはUL送信および/もしくはDL送信のための所望の受信ビーム方向を追跡するために実行され得る。
図13は、本開示の様々な態様による、ワイヤレス通信のための方法1300の一例を示すフローチャートである。明快のために、方法1300は、本明細書で説明するデバイス205、送信機、受信機、基地局105、および/またはUE115のうちの1つまたは複数の態様を参照しながら以下で説明される。いくつかの例では、基地局105などの送信機は、基地局の機能要素を制御して方法1300の一部または全部を実行するためのコードの1つまたは複数のセットを実行し得る。他の例では、送信機は、UE115であってよく、方法1300の一部または全部を実施するためのコードの1つまたは複数のセットを実行し得る。さらに他の例では、図1におけるコアネットワーク130が方法1300の一部または全部を実行してもよい。一般に、方法1300は、受信機とのワイヤレス通信を第1の送信機から第2の送信機へハンドオーバすることに関する。
ブロック1305において、方法1300は、第2の送信機に対する第1の送信機の既知の位置に関連する受信ビーム方向に沿って、第2の送信機において第1の送信機からのウェイクアップ信号をリッスンすることを含み得る。ブロック1310において、方法1300は、ウェイクアップ信号、および受信機に関する情報を第1の送信機から受信することを含み得、第1の送信機は、ウェイクアップ信号、および受信機に関する情報を、第1の送信機に対する第2の送信機の既知の位置に関連する送信ビーム方向に沿って送る。ブロック1315において、方法1300は、第1の送信機から受信された、受信機に関する情報に少なくとも部分的に基づいて、第2の送信機に関連する第2の所望のビーム方向を探索することを含み得る。ブロック1305〜1315における動作は、この例では、図4を参照しながら上記で説明したリスニングサブモジュール420を使用して実行され得る。
したがって、方法1300はワイヤレス通信を提供し得る。方法1300が単に一実装形態であること、および方法1300の動作が他の実装形態が可能であるように再配置または別の方法で修正され得ることに留意されたい。たとえば、図13に示す方法1300は、受信機とのワイヤレス通信が第1の送信機からハンドオフされている先の第2の送信機の観点からハンドオーバ手順を説明したが、対応する動作が第1の送信機に対して、また受信機に対して実行され得ることが諒解されよう。
いくつかの例では、方法1100、1200、1300のうちの2つ以上からの態様が組み合わせられてよい。方法1100、1200、1300が単に例示的な実装形態であること、および方法1100、1200、1300の動作が他の実装形態が可能であるように再配置または他の方法で修正され得ることに留意されたい。
添付の図面に関して上記に記載した詳細な説明は、例を説明しており、実装され得る例または特許請求の範囲内である例のみを表すものではない。「例」または「例示的」という用語は、この説明で使用されるとき、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味し、「好ましい」または「他の例よりも有利な」ことを意味しない。詳細な説明は、説明した技法の理解を与えるための具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細を伴わずに実践され得る。いくつかの事例では、説明した例の概念を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構造および装置がブロック図の形態で示される。
様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して、情報および信号が表され得る。たとえば、上記の説明全体にわたって参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
本明細書の開示に関して説明した様々な例示的なブロックおよび構成要素は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ASIC、FPGAもしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来型プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
本明細書で説明した機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。プロセッサによって実行されるソフトウェアで実施される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。他の例および実装形態は、本開示および添付の特許請求の範囲の範囲内および要旨内にある。たとえば、ソフトウェアの性質に起因して、上記で説明した機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤリング、またはそれらのいずれかの組合せを使用して実施され得る。機能を実施する特徴はまた、機能の部分が異なる物理的ロケーションにおいて実装されるように分散されることを含め、様々な位置に物理的に位置していてもよい。特許請求の範囲を含む本明細書において使用されるとき、「および/または」という用語は、2つ以上の項目のリストにおいて使用されるとき、列挙される項目のうちのいずれか1つが単独で採用され得ること、または列挙される項目のうちの2つ以上の任意の組合せが採用され得ることを意味する。たとえば、構成が、構成要素A、B、および/またはCを含むものとして説明される場合、その構成は、A単体、B単体、C単体、AとBを組み合わせて、AとCを組み合わせて、BとCを組み合わせて、またはA、B、およびCを組み合わせて含むことができる。また、特許請求の範囲の中を含む本明細書で使用されるとき、項目のリスト(たとえば、「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」などの句で始まる項目のリスト)の中で使用されるような「または」は、たとえば、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」というリストがAまたはBまたはCまたはABまたはACまたはBCまたはABC(すなわち、AおよびBおよびC)を意味するような、選言的リストを示す。
コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用コンピュータまたは専用コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であってよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、フラッシュメモリ、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を搬送もしくは記憶するために使用され得るとともに、汎用コンピュータもしくは専用コンピュータまたは汎用プロセッサもしくは専用プロセッサによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続も適切にコンピュータ可読媒体と呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線(DSL)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、データをレーザーを用いて光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
本開示の前述の説明は、当業者が本開示を作製または使用することを可能にするために提供される。本開示への様々な修正は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義される一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されず、本明細書で開示した原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
100 ワイヤレス通信システム
105 基地局
110 地理的カバレージエリア
115 UE
125 通信リンク
130 コアネットワーク
132 バックホールリンク
134 バックホールリンク
205 デバイス
210 受信機モジュール
215 指向性通信モジュール
220 送信機モジュール
305 探索モジュール
310 追跡モジュール
315 ハンドオーバモジュール
320 地理的モジュール
405 位置推定サブモジュール
410 ビーム方向探索サブモジュール
415 将来位置推定サブモジュール
420 リスニングサブモジュール
425 通知サブモジュール
430 ロケーションサブモジュール
435 速度サブモジュール
440 リンクサブモジュール
445 履歴サブモジュール
450 軌跡サブモジュール
505 プロセッサモジュール
515 メモリ
520 ソフトウェア
535 トランシーバモジュール
540 アンテナ
545 バス
610 基地局プロセッサモジュール
620 基地局メモリモジュール
630 基地局通信モジュール
635 バス
640 ネットワーク通信モジュール
645 コアネットワーク
650 基地局トランシーバモジュール
655 基地局アンテナ
705 旅客列車
725 外部中継モジュール
730 内部中継モジュール
815 オフィスビル
825 スポーツアリーナ

Claims (30)

  1. ワイヤレス通信のための方法であって、
    既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定するステップと、
    前記受信機の前記推定位置に少なくとも部分的に基づいて、前記送信機から前記受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索するステップと
    を備える方法。
  2. 前記受信機の前記推定位置に少なくとも部分的に基づいて、前記所望のビーム方向を探索する前記ステップを制限するステップ
    をさらに備える請求項1に記載の方法。
  3. 前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、前記受信機に対する前記送信機の推定ロケーションを決定するステップと、
    前記送信機の前記推定ロケーションに少なくとも部分的に基づいて、前記受信機から前記送信機へのワイヤレス通信のための第2の所望のビーム方向を探索するステップと
    をさらに備える請求項1に記載の方法。
  4. 前記送信機、前記受信機、またはコアネットワークのうちの1つまたは複数が、前記推定位置を決定し、かつ/または、前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、探索する前記ステップで使用するための初期ビーム方向および初期ビーム範囲を決定する、請求項1に記載の方法。
  5. 前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、前記推定位置の前記決定ならびに/または前記初期ビーム方向および初期ビーム範囲の前記決定を制限するステップ
    をさらに備える請求項4に記載の方法。
  6. 前記初期ビーム方向の前記決定が、可能性のある方向の所定のサブセットに制限される、請求項5に記載の方法。
  7. 前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレス通信中の時間の関数として前記所望のビーム方向を追跡するステップ
    をさらに備える請求項1に記載の方法。
  8. 前記受信機の前記推定位置が、第1の現在時刻における前記受信機の第1の推定位置であり、前記所望のビーム方向を追跡する前記ステップが、
    前記受信機の現在の速度、前記受信機の現在の位置、および前記受信機の既知の軌跡に少なくとも部分的に基づいて、第2の将来時刻における前記受信機の第2の推定位置を決定するステップを備える、
    請求項7に記載の方法。
  9. 前記受信機の前記既知の軌跡が、履歴情報に少なくとも部分的に基づいて推定され、前記履歴情報が、以前の時間期間中の他の受信機の実際の動きを備える、請求項8に記載の方法。
  10. 前記受信機の前記既知の軌跡が、既知の地理的特徴に少なくとも部分的に基づいて推定される、請求項8に記載の方法。
  11. 前記送信機が第1の送信機であり、前記方法が、
    前記既知の地理的情報を利用して、前記ワイヤレス通信を前記第1の送信機から第2の送信機へハンドオーバするステップ
    をさらに備える請求項1に記載の方法。
  12. 前記所望のビーム方向が、前記第1の送信機に関連する第1の所望のビーム方向であり、前記ワイヤレス通信の前記ハンドオーバが、
    前記第2の送信機に対する前記第1の送信機の既知の位置に関連する受信ビーム方向に沿って、前記第2の送信機において前記第1の送信機からのウェイクアップ信号をリッスンするステップと、
    前記ウェイクアップ信号、および前記受信機に関する情報を前記第1の送信機から受信するステップであって、前記ウェイクアップ信号、および前記受信機に関する情報が、前記第1の送信機に対する前記第2の送信機の既知の位置に関連する送信ビーム方向に沿って、前記第1の送信機によって前記第2の送信機へ送られる、ステップと
    を備える、請求項11に記載の方法。
  13. 前記第1の送信機から受信された、前記受信機に関する前記情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第2の送信機に関連する第2の所望のビーム方向を探索するステップ
    をさらに備える請求項12に記載の方法。
  14. 前記受信機に関する前記情報が、前記受信機の識別番号、前記受信機の現在の位置、前記受信機の現在の速度、提案されたビーム探索方向、またはハンドオフ時刻のうちの1つまたは複数を備え、前記第2の送信機に関する前記情報が、前記第2の送信機の識別番号、前記第2の送信機の既知のロケーション、または前記ハンドオフ時刻のうちの1つまたは複数を備える、請求項12に記載の方法。
  15. 前記受信機への送達のために、前記第1の送信機からのバッファリングされたデータを前記第2の送信機へ送信するステップ
    をさらに備える請求項12に記載の方法。
  16. 前記既知の地理的情報が、前記受信機の現在のロケーション、前記受信機の現在の速度、前記受信機による現在のチャネル測定値、履歴情報、または前記受信機の既知の軌跡のうちの1つまたは複数を備える、請求項1に記載の方法。
  17. 前記ワイヤレス通信が、アップリンク送信および/またはダウンリンク送信を備える、請求項1に記載の方法。
  18. 前記ワイヤレス通信がミリ波周波数帯域におけるものである、請求項1に記載の方法。
  19. 前記送信機が基地局を備え、前記受信機がユーザ機器(UE)または中継モジュールである、請求項1に記載の方法。
  20. 前記受信機が前記ワイヤレス通信中に移動する、請求項19に記載の方法。
  21. 前記送信機がユーザ機器(UE)または中継モジュールを備え、前記受信機が基地局である、請求項1に記載の方法。
  22. 前記受信機が受信機のグループのうちの1つであり、前記推定位置が、前記送信機に対する受信機の集合的なグループに対して決定される、請求項1に記載の方法。
  23. ワイヤレス通信のための装置であって、
    既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定するための手段と、
    前記受信機の前記推定位置に少なくとも部分的に基づいて、前記送信機から前記受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索するための手段と
    を備える装置。
  24. 前記受信機の前記推定位置に少なくとも部分的に基づいて、前記所望のビーム方向を求める前記探索を制限するための手段
    をさらに備える請求項23に記載の装置。
  25. 前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、前記受信機に対する前記送信機の推定ロケーションを決定するための手段と、
    前記送信機の前記推定ロケーションに少なくとも部分的に基づいて、前記受信機から前記送信機へのワイヤレス通信のための第2の所望のビーム方向を探索するための手段と
    をさらに備える請求項23に記載の装置。
  26. 前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ワイヤレス通信中の時間の関数として前記所望のビーム方向を追跡するための手段
    をさらに備える請求項23に記載の装置。
  27. ワイヤレス通信のための装置であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサと電子通信するメモリと、
    前記メモリに記憶された命令とを備え、前記命令が、前記プロセッサによって、
    既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定し、
    前記受信機の前記推定位置に少なくとも部分的に基づいて、前記送信機から前記受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索する
    ように実行可能である、装置。
  28. 前記メモリが、前記プロセッサによって、
    前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、前記受信機に対する前記送信機の推定ロケーションを決定し、
    前記送信機の前記推定ロケーションに少なくとも部分的に基づいて、前記受信機から前記送信機へのワイヤレス通信のための第2の所望のビーム方向を探索する
    ように実行可能である命令をさらに備える、請求項27に記載の装置。
  29. ワイヤレスデバイスにおけるワイヤレス通信のための非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
    既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、送信機に対する受信機の推定位置を決定し、
    前記受信機の前記推定位置に少なくとも部分的に基づいて、前記送信機から前記受信機へのワイヤレス通信のための所望のビーム方向を探索する
    ためのコンピュータ実行可能コードを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
  30. 前記既知の地理的情報に少なくとも部分的に基づいて、前記受信機に対する前記送信機の推定ロケーションを決定し、
    前記送信機の前記推定ロケーションに少なくとも部分的に基づいて、前記受信機から前記送信機へのワイヤレス通信のための第2の所望のビーム方向を探索する
    ためのコンピュータ実行可能コードをさらに記憶する請求項29に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
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