JP6962823B2 - ビームフォーミングを使用した初期セル探索および選択のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビームフォーミングを使用した初期セル探索および選択のための方法および装置に関する。

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年６月２５日に出願された米国特許仮出願第６２／１８４，５８０号、および２０１６年３月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／３０７，００５号の利益を主張し、これらの仮出願の内容は、参照によって本明細書に組み込まれている。

一般に５Ｇと称される、次世代のセルラ通信システムは、前世代よりも高いスループット（例えば、無線で最大１０Ｇｂｐｓまたはそれ以上）と、より低いレイテンシ（例えば、１ｍｓ）とを必要とするであろう。これらの要件を満たすために、付加的な帯域幅が必要とされることがある。そのような目的に現在使用されていない、５Ｇセルラ通信システムによる使用のために利用可能であり得る１つの帯域は、ミリメートル波（ｍｍＷ）帯域であり、ミリメートル波帯域は、６ＧＨｚ以上の周波数を含む。セルラシステムに対するそのような帯域の使用は、現在取り得るデータレートよりもはるかに高いデータレートを可能にすることができ、より小さな送信時間間隔（ＴＴＩ：ｔｒａｎｓｍｉｔ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ）の使用を可能にすることができ、これは、レイテンシを低減させることができる。

ビームフォーミングを使用した初期セル探索および選択のための方法および装置が説明される。装置は、複数の受信ビームにより構成され、アンテナとプロセッサとを含む。プロセッサは、アンテナに動作可能に結合され、予め定義されたスイープ時間およびドウェル期間を使用して、複数の同期サブフレーム各々の期間中に、複数の受信ビームのそれぞれをスイープして、同期信号を検出する。プロセッサは、検出された同期信号から、シンボルタイミング情報および同期信号インデックスも取得する。取得された同期信号インデックスは、セットの同期信号インデックスに対応する。プロセッサは、取得されたシンボルタイミング情報、取得された同期信号インデックス、および検出された同期信号と第１のブロードキャストチャネルとの間の予め定義されたまたはブラインド符号化されたシンボル距離を使用して、第１のブロードキャストチャネルを復号する。プロセッサは、第１のブロードキャストチャネルを復号することから取得された情報を使用して、第２のブロードキャストチャネルを復号する。

より詳細な理解は、添付の図面と共に例示として与えられる、下記の説明から得ることができる。
１つまたは複数の開示された実施形態が実装されることができる、例示的な通信システムのシステム図である。 図１Ａに例示される通信システム内で使用されることができる、例示的な無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｔ／ｒｅｃｅｉｖｅ ｕｎｉｔ）のシステム図である。 図１Ａに例示された通信システム内で使用されることができる、例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークのシステム図である。 例示的なプライマリ同期信号（ＰＳＳ：ｐｒｉｍａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）位置と、例示的なセカンダリ同期信号（ＳＳＳ：ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）位置とを示す、例示的な周波数分割複信（ＦＤＤ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）フレームの図である。 別の例示的なｍｍＷフレーム構造の図である。 セルごとにＭ個のビームを使用する３セクタｍｍＷ基地局サイトの例、および合計Ｎ個の受信ビームを有する例示的なＷＴＲＵの図である。 シングルビーム構成を有する信号ビームカバレッジ例を示す図である。 ２つの同時のビームが構成された信号ビームカバレッジ例を示す図である。 １つの同期領域において均一かつ完全なスイープを使用する例示的なサブフレームの図である。 複数ＴＴＩ同期領域において均一かつ完全なスイープを使用する例示的なサブフレームの図である。 例示的な同期領域再構成の図である。 別の例示的な同期領域再構成の図である。 柔軟なマッピングおよびドウェル時間再構成の例の図である。 ヘテロジニアスｅＮＢ送信ビームに対する同期信号の例示的なマッピングの図である。 異なるＴＴＩにおけるヘテロジニアス送信ビームに対する同期信号の例示的なマッピングの図である。 同じシンボルにおけるヘテロジニアスｅＮＢ送信ビームに対する同期信号タイプの例示的なマッピングの図である。 ビーム情報がセル全体にわたるｅＮＢ送信ビーム上で送信され、残りのマスタ情報ブロック（ＭＩＢ：ｍａｓｔｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）が狭い送信ビームで送信されるように、ＭＩＢが分割される、例示的なマッピングの図である。 ブロードキャストチャネルが１対１マッピングで同期信号タイプに関連付けられる、例示的なマッピングの図である。 ブロードキャストチャネルが１対多マッピングで同期信号タイプに関連付けられる、例示的なマッピングの図である。 ビームフォーミングを使用した初期セル探索および選択の例示的な方法のフロー図である。 全数探索および段階的探索の例を示す図である。 全数探索手続きおよび段階的探索手続きを使用して、回転の影響を調べるシミュレーションの第１のセットの結果を示すグラフである。 回転速度の関数として、全数探索手続きおよび段階的探索手続きの性能を調べるシミュレーションの第２のセットの結果を示すグラフである。

図１Ａは、１つまたは複数の開示される実施形態が実装されることができる、例示的な通信システム１００の図である。通信システム１００は、コンテンツ、例えば、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャスト等などを複数の無線ユーザに提供する多元接続システムであってもよい。通信システム１００は、無線帯域幅を含むシステムリソースの共有を通じて、そのようなコンテンツに複数の無線ユーザがアクセスすることを可能にすることができる。例えば、通信システム１００は、１つまたは複数のチャネルアクセス方法、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）等などを採用してもよい。

図１Ａに示されるように、通信システム１００は、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示された実施形態は、任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワークおよび／またはネットワーク要素を想定することが認識されるであろう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの各々は、無線環境において動作するように、および／または通信するように構成された、任意のタイプのデバイスであってよい。例示として、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信し、および／または受信するように構成されることができ、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定加入者ユニットまたは移動加入者ユニット、ページャ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、家電等を含んでもよい。

通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂも含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂの各々は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの少なくとも１つと無線でインターフェースして、１つまたは複数の通信ネットワーク、例えば、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２などへのアクセスを促進するように構成された、任意のタイプのデバイスとすることができる。例示として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、基地送受信局（ＢＴＳ：ｂａｓｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）、ノードＢ、ｅノードＢ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータ等であってもよい。基地局１１４ａ、１１４ｂは各々、単一の要素として描写されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含んでもよいことが認識されるであろう。

基地局１１４ａは、ＲＡＮ１０４の一部であってもよく、ＲＡＮ１０４は、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）、例えば、基地局コントローラ（ＢＳＣ：ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ：ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、中継ノード等も含んでもよい。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と称されることがある、特定の地理的領域内の無線信号を送信し、および／または受信するように構成されることができる。セルは、セルセクタへさらに分割されることができる。例えば、基地局１１４ａに関連付けられたセルは、３つのセクタへ分割されることができる。したがって、１つの実施形態において、基地局１１４ａは、３つの送受信機、すなわち、セルのセクタごとに１つの送受信機を含むことができる。別の実施形態において、基地局１１４ａは、多入力多出力（ＭＩＭＯ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）技術を採用することができ、したがって、セルのセクタごとに複数の送受信機を利用することができる。

基地局１１４ａ、１１４ｂは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数とエアインターフェース１１６上で通信することができ、エアインターフェース１１６は、任意の適切な無線通信リンク（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光線等）であってよい。エアインターフェース１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ：ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を使用して確立されることができる。

より詳細には、上記のように、通信システム１００は、多元接続システムであってもよく、１つまたは複数のチャネルアクセススキーム、例えば、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡ等を採用してもよい。例えば、ＲＡＮ１０４内の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、無線技術、例えば、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ：ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）を実装してもよく、これは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を使用して、エアインターフェース１１６を確立することができる。ＷＣＤＭＡは、通信プロトコル、例えば、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ：Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）および／または進化型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などを含んでもよい。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。

別の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、無線技術、例えば、進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）を実装してもよく、これは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）を使用して、エアインターフェース１１６を確立することができる。

他の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、無線技術、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、マイクロ波アクセスのための世界的な相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ ＩＸ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ−ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ−２０００）、暫定標準９５（ＩＳ−９５）、暫定標準８５６（ＩＳ−８５６）、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＧＳＭエボリューションのための拡張データレート（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）等などを実装してもよい。

図１Ａにおける基地局１１４ｂは、例えば、無線ルータ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、またはアクセスポイントであってもよく、局所的なエリア、例えば、事業所、家庭、車両、キャンパス等における無線接続性の促進のために、任意の適切なＲＡＴを利用することができる。１つの実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実装して、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立することができる。別の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実装して、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立することができる。また別の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルラベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ等）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立してもよい。図１Ａに示されるように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０に対する直接接続を有することができる。したがって、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスすることを必要とされなくてもよい。

ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信することができ、コアネットワーク１０６は、音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数に提供するように構成された、任意のタイプのネットワークであってよい。例えば、コアネットワーク１０６は、呼制御、課金サービス、モバイル位置情報サービス（mobile location-based services）、プリペイド通話、インターネット接続性、ビデオ配信等を提供することができ、および／またはユーザ認証などの高レベルのセキュリティ機能を実行することができる。図１Ａには図示されていないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用する他のＲＡＮと直接通信または間接通信してもよいことが認識されるであろう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用しているかもしれないＲＡＮ１０４に対して接続されることに加えて、コアネットワーク１０６は、ＧＳＭ無線技術を採用する別のＲＡＮ（図示せず）とも通信することができてもよい。

コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのためのゲートウェイとしての役割を果たして、ＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスすることもできる。ＰＳＴＮ１０８は、旧来の電話サービス（ＰＯＴＳ：ｐｌａｉｎ ｏｌｄ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する回路交換電話網を含んでもよい。インターネット１１０は、共通の通信プロトコル、例えば、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートにおける送信制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）およびインターネットプロトコル（ＩＰ）などを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有され、および／または運用される、有線通信ネットワークまたは無線通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１１２は、１つまたは複数のＲＡＮへ接続された別のコアネットワークを含んでもよく、それらは、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用してもよい。

通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの一部または全部は、マルチモード能力を含むことができ、すなわち、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線通信リンク上で異なる無線ネットワークと通信するために複数の送受信機を含むことができる。例えば、図１Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を採用することができる基地局１１４ａと通信するように、およびＩＥＥＥ８０２無線技術を採用することができる基地局１１４ｂと通信するように構成されることができる。

図１Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１Ｂに示されるように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、送受信機１２０、送信／受信要素１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、非リムーバブルメモリ１３０、リムーバブルメモリ１３２、電源１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態と調和したままで、前述の要素の任意のサブ組み合わせを含んでもよいことが認識されるであろう。

プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械等であってもよい。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境において動作することを可能にする任意の他の機能性を実行することができる。プロセッサ１１８は、送受信機１２０に結合されることができ、送受信機１２０は、送信／受信要素１２２に結合されることができる。図１Ｂは、プロセッサ１１８および送受信機１２０を別個の構成要素として描写しているが、プロセッサ１１８および送受信機１２０は、電子パッケージまたはチップ内に共に一体化されてもよいことが認識されるであろう。

送信／受信要素１２２は、エアインターフェース１１６上で、基地局（例えば、基地局１１４ａ）へ信号を送信し、または基地局から信号を受信するように構成されることができる。例えば、１つの実施形態において、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号を送信し、および／または受信するように構成されたアンテナであってもよい。別の実施形態において、送信／受信要素１２２は、例えば、ＩＲ信号、ＵＶ信号、または可視光線信号を送信し、および／または受信するように構成されたエミッタ／検出器であってもよい。また別の実施形態において、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号と光信号との両方を送信および受信するように構成されてもよい。送信／受信要素１２２は、無線信号の任意の組み合わせを送信し、および／または受信するように構成されることができることが、認識されるであろう。

さらに、送信／受信要素１２２は、図１Ｂでは単一の要素として描写されているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信要素１２２を含んでもよい。より詳細には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を採用することができる。したがって、１つの実施形態において、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６上で無線信号を送信および受信するために、２つ以上の送信／受信要素１２２（例えば、複数のアンテナ）を含んでもよい。

送受信機１２０は、送信／受信要素１２２によって送信されるべき信号を変調し、送信／受信要素１２２によって受信される信号を復調するように構成されることができる。上記のように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード能力を有することができる。したがって、送受信機１２０は、ＷＴＲＵ１０２が複数のＲＡＴ、例えば、ＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１などを介して通信することを可能にするために、複数の送受信機を含むことができる。

ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイユニットもしくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合されることができ、これらからユーザ入力データを受信することができる。プロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８へユーザ・データを出力することもできる。また、プロセッサ１１８は、任意のタイプの適切なメモリ、例えば、非リムーバブルメモリ１３０および／またはリムーバブルメモリ１３２の情報にアクセスし、任意のタイプの適切なメモリにデータを記憶することができる。非リムーバブルメモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含んでもよい。リムーバブルメモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリースティック、セキュアディジタル（ＳＤ）メモリーカード等を含んでもよい。他の実施形態において、プロセッサ１１８は、ＷＴＲＵ１０２上に物理的に位置しないメモリ、例えば、サーバ上のメモリまたはホームコンピュータ（図示せず）上のメモリなどの情報にアクセスし、このメモリにデータを記憶してもよい。

プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、ＷＴＲＵ１０２内の他の構成要素への電力を供給し、および／または制御するように構成されることができる。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力供給するための任意の適切なデバイスであってよい。例えば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（例えば、ニッケル−カドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）等）、太陽電池、燃料電池等を含んでもよい。

プロセッサ１１８は、ＧＰＳチップセット１３６にも結合されることができ、ＧＰＳチップセット１３６は、ＷＴＲＵ１０２の現行の位置に関する位置情報（例えば、経度および緯度）を提供するように構成されることができる。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、またはこの代わりに、ＷＴＲＵ１０２は、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインターフェース１１６上で位置情報を受信し、および／または２つ以上の近くの基地局から受信されている信号のタイミングに基づいて、その位置を決定することができる。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態と調和したままで、任意の適切な位置決定方法により位置情報を獲得することができることが、認識されるであろう。

プロセッサ１１８は、他の周辺装置１３８にさらに結合されることができ、他の周辺装置１３８は、付加的な特徴、機能性および／または有線接続性もしくは無線接続性を提供する、１つまたは複数のソフトウェアモジュールおよび／またはハードウェアモジュールを含むことができる。例えば、周辺装置１３８は、加速度計、ｅコンパス、衛星送受信機、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザ等を含んでもよい。

図１Ｃは、一実施形態に係るＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上記のように、ＲＡＮ１０４は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を採用して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとエアインターフェース１１６上で通信することができる。ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６とも通信することができる。

ＲＡＮ１０４は、ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、一実施形態と調和したままで、任意の数のｅノードＢを含んでもよいことが、認識されるであろう。ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは各々、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとエアインターフェース１１６上で通信するために、１つまたは複数の送受信機を含むことができる。１つの実施形態において、ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装することができる。したがって、ｅノードＢ １４０ａは、例えば、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ１０２ａへ無線信号を送信し、ＷＴＲＵ１０２ａから無線信号を受信することができる。

ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃの各々は、特定のセル（図示せず）に関連付けられることができ、無線通信リソース管理決定、ハンドオーバ決定、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリング等を扱うように構成されることができる。図１Ｃに示されるように、ｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｘ２インターフェース上で互いに通信することができる。

図１Ｃに示されるコアネットワーク１０６は、モビリティ管理エンティティゲートウエイ（ＭＭＥ）１４２、サービングゲートウェイ１４４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１４６を含むことができる。前述の要素の各々は、コアネットワーク１０６の一部として描写されているが、これらの要素のうちのいずれも、コアネットワーク運用者以外のエンティティによって所有され、および／または運用されてもよいことが、認識されるであろう。

ＭＭＥ１４２は、ＲＡＮ１０４内のｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃの各々へＳ１インターフェースを介して接続されることができ、制御ノードとしての役割を果たすことができる。例えば、ＭＭＥ１４２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザの認証、ベアラのアクティブ化／非アクティブ化、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期アタッチ期間中の特定のサービングゲートウェイの選択等に関与することができる。ＭＭＥ１４２は、ＲＡＮ１０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を採用する他のＲＡＮ（図示せず）との間の切り替えのために、制御プレーン機能も提供することができる。

サービングゲートウェイ１４４は、ＲＡＮ１０４内のｅノードＢ １４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃの各々へＳ１インターフェースを介して接続されることができる。サービングゲートウェイ１４４は、一般に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃへ／からユーザデータパケットをルーティングおよび転送することができる。サービングゲートウェイ１４４は、他の機能、例えば、ｅノードＢ間ハンドオーバの期間中にユーザプレーンをアンカリングすること、ダウンリンクデータがＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃについて利用可能である場合にページングをトリガすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストを管理および記憶すること等も実行することができる。

サービングゲートウェイ１４４は、インターネット１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができるＰＤＮゲートウェイ１４６へも接続されて、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応のデバイスとの間の通信を促進させることができる。

コアネットワーク１０６は、他のネットワークとの通信を促進させることができる。例えば、コアネットワーク１０６は、ＰＳＴＮ１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと伝統的な陸線通信デバイスとの間の通信を促進させることができる。例えば、コアネットワーク１０６は、コアネットワーク１０６とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェースとしての役割を果たすＩＰゲートウェイ（例えば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ：ＩＰ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）サーバ）を含んでも、またはＩＰゲートウェイと通信してもよい。また、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにネットワーク１１２へのアクセスを提供することができ、ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有され、および／または運用される、他の有線ネットワークまたは無線ネットワークを含んでもよい。

他のネットワーク１１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ベースの無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）１６０へさらに接続されることができる。ＷＬＡＮ１６０は、アクセスルータ１６５を含むことができる。アクセスルータは、ゲートウェイ機能性を含むことができる。アクセスルータ１６５は、複数のアクセスポイント（ＡＰ）１７０ａ、１７０ｂと通信することができる。アクセスルータ１６５とＡＰ１７０ａ、１７０ｂとの間の通信は、有線イーサネット（ＩＥＥＥ８０２．３標準）、または任意のタイプの無線通信プロトコルを介してもよい。ＡＰ１７０ａは、ＷＴＲＵ１０２ｄとエアインターフェース上で無線通信する。

６ＧＨｚ超の周波数は、室外環境において無線通信には好ましくないと見なされてきた伝播特性に起因して、セルラシステムに対しては伝統的に使用されてこなかった。より高い周波数送信は、一般に、より高い自由空間経路損失を被る傾向がある。降雨、大気中の気体（例えば、酸素）、および枝葉は、サブ６ＧＨｚ周波数と比較して、さらなる減衰を追加することがある。また、通過減衰および回折減衰は、サブ６ＧＨｚ周波数とは対照的に、ｍｍＷ周波数において、より深刻になることがある。

６ＧＨｚ超の周波数の上記に説明された伝播特性は、著しい非見通し線（ＮＬＯＳ：Ｎｏｎ Ｌｉｎｅ−Ｏｆ−Ｓｉｇｈｔ）伝搬経路損失をもたらすことがある。例えば、ｍｍＷ周波数においては、ＮＬＯＳ経路損失が、見通し線（ＬＯＳ：Ｌｉｎｅ−Ｏｆ−Ｓｉｇｈｔ）経路損失よりも２０ｄＢを超えて高くなることがあり、ｍｍＷ送信のカバレッジを厳しく限定することがある。

最近のチャネル測定は、ビームフォーミング技法の助けを借りて、室外のｍｍＷセルラカバレッジの実現可能性を実証してきている。測定データは、ビームフォーミング利得がＮＬＯＳ条件においてセルラ制御シグナリングのために必要なカバレッジを提供することを可能にすることができるだけでなく、ＬＯＳ条件において、より高いデータスループットを達成するためにリンク容量を上昇させることもできることを示す。そのようなビームフォーミング技法を実装したアンテナは、高い利得を提供する必要があることがあり、したがって、指向性が高くなることがあり、これは、送信器と受信器との両方において電子的に操作可能である、大きなアンテナアレイの使用を必要とすることがある。

６ＧＨｚ超の周波数チャネルの伝播特性および５Ｇセルラシステムの非常に高いデータスループット要件を前提として、５Ｇシステムは、すべての物理層信号およびチャネルに対するビームフォーミングにより、ビームフォーミングされたアクセスリンクを可能にするように最適に設計されることができる。物理層信号およびチャネルは、異なるビームフォーミング技法を適用することがあり、それら自体の固有のビームフォーミング構成（例えば、ビーム幅およびビームフォーミング利得）を有することもある。さらに、６ＧＨｚ超のシステム設計は、すべてのシステム手続きにビームフォーミング態様を組み込んでもよい。６ＧＨｚ超の周波数におけるアラインされたビームペアは、従来のセルラシステムと比較して、角領域において付加的な自由度を提供することができる。システム設計は、各物理層信号およびチャネルに固有のビームフォーミング特徴およびビームペアリング特徴を考慮に入れてもよく、対応する空間制御および操作を、例えば、セル探索、ランダムアクセス、および制御チャネル復号を含む、すべてのシステム手続きに組み込んでもよい。

ビームフォーミング技法は、デジタルビームフォーミング、アナログビームフォーミングまたはハイブリッドビームフォーミングを含むことができる。デジタルビームフォーミングにより、各アンテナ素子は、専用の無線周波数（ＲＦ）チェーンを有することができ、この各々が、ＲＦ処理要素と、アナログ・デジタル変換器／デジタル・アナログ変換器（ＡＤＣ／ＤＡＣ）とを含むことができる。各アンテナ素子によって処理された信号は、チャネル容量を最適化するために、位相および振幅において独立して制御されることができる。ＲＦチェーンの数は、アンテナ素子の数と等しくすることができる。非常に高い性能を提供する一方で、デジタルビームフォーミング技法は、実装時に高いコストおよび複雑さを課し、動作時に高いエネルギー消費を引き起こすことがある。

アナログビームフォーミングは、位相アンテナアレイ（ＰＡＡ：Ｐｈａｓｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｒｒａｙ）を構成する複数のアンテナ素子に対して、１つのＲＦチェーンのみを必要とし得る。各アンテナ素子は、移相器を有することができ、移相器は、ＰＡＡのアンテナパターンのビームフォーミングおよび操作のために位相限定重み（phase-only weight）を設定するために使用されることができる。適用されるＲＦチェーンの数は、アンテナ素子の数よりも著しく少なくてもよく、ＲＦチェーンの数は、ＰＡＡの数と同じであっても、またはＰＡＡの数よりも少なくてもよい。例えば、複数のＰＡＡが、単一のＲＦチェーンへ接続されてもよく、各ＰＡＡは、固有の方位角および高さカバレッジのアンテナパターンを有してもよい。ＲＦチェーンは、一度に１つのＰＡＡへ切り替えられることができ、したがって、複数のＰＡＡを有する単一のＲＦチェーンは、異なる時間インスタンスにおいて異なる方向の１つのビームを使用することによって、広いカバレッジを提供することができる。

ハイブリッドビームフォーミングは、デジタルプリコーディングとアナログビームフォーミングとを組み合わせることができる。アナログビームフォーミングは、１つのＲＦチェーンへ接続されたＰＡＡのアンテナ素子上で実行されることができる。デジタルプリコーディングは、各ＲＦチェーンのベースバンド信号およびその関連付けられたＰＡＡに対して適用されることができる。ハイブリッドビームフォーミングの構成は、複数のデータストリームと、複数のＲＦチェーンと、複数のＰＡＡと、複数のアンテナ素子とを含むことができる。ＲＦチェーンへ接続された１つのＰＡＡは、アンテナポートに固有のビームフォーミングされた基準信号によって一意に識別されるアンテナポートによって表現されてもよい。

６ＧＨｚ超のシステム用のデジタルビームフォーミング技法の高い実装コストおよびエネルギー消費は、６ＧＨｚ超の５Ｇ無線システムについて固有の実装上の検討事項を導入することがある。例えば、６ＧＨｚ超の５Ｇビームフォーミング技法は、例えば、ＲＦチェーンの数がアンテナ素子の数よりも著しく少なくなり得るように、高度なアナログビームフォーミングと共にハイブリッドビームフォーミングに基づいていてもよい。アナログビームフォーミング技法の意味は、初期セル探索を含む、あらゆるシステム手続きに影響を及ぼすことがあり、新たな手続き上の振る舞いおよびイベントをもたらすことがある。指向性送信は、時間ドメインと空間ドメインとの両方において送信をカスタマイズするために、ｅＮＢに対して高度な柔軟性を提供して、信号オーバーヘッドおよびエネルギー消費を低減させることができる。

初期セル探索は、セルとの時間同期および周波数同期を獲得し、そのセルのセルＩＤを検出することによって、ネットワークに最初にアクセスしようとＷＴＲＵが試みることができる手続きである。この手続きは、１つまたは複数の同期信号によって促進されることができ、同期信号は、ネットワーク内のすべてのセルによって送信されてもよい。同期信号は、例えば、プライマリ同期信号（ＰＳＳ）と、第２の同期信号（ＳＳＳ）とを含むことができる。

図２は、例示的なＰＳＳ位置およびＳＳＳ位置を示す、例示的なロングタームエボリューション（ＬＴＥ）周波数分割複信（ＦＤＤ）フレーム２００の図である。図２に例示されるように、ＰＳＳ２０５およびＳＳＳ２１０は、あらゆる無線フレーム２００の０番目のサブフレーム２２０および５番目のサブフレーム２３０において送信され、初期設定期間中に時間同期および周波数同期のために使用されることができる。フレーム２００は、１０ｍｓのフレームとすることができ、各々が１ｍｓの１０個のサブフレームへ分割されることができる。

同期信号は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスに基づくことができ、ＷＴＲＵによって、ネットワーク内の適当なセルを発見し、そのダウンリンクフレームタイミングを決定し、その物理層アイデンティティを識別するために使用されることができる。より詳細には、システム獲得プロセスの一部として、ＷＴＲＵは、同期信号に基づいて、ＯＦＤＭシンボル、スロット、サブフレーム、ハーフフレーム、および無線フレームに対して順次同期することができる。ＬＴＥにおいて、例えば、ＰＳＳは、スロット、サブフレームおよびハーフフレーム境界同期を取得するために使用されてもよい。ＰＳＳは、セルアイデンティティグループ内の物理層（ＰＨＹ）セルアイデンティティ（ＰＣＩ）も提供することができる。ＬＴＥにおいては、例えば、５０４個の異なるＰＣＩが存在しており、ＰＣＩは、１６８個のグループへ分割され、各々が、３つの取り得るＰＳＳシーケンスに対してマッピングされる、３つの異なるアイデンティティに関連付けられる。このグループ化は、セル探索手続き全体の複雑さを低減させることができる。ＳＳＳは、無線フレーム境界を取得するために使用されることができ、０から１６７まで変化し得るセルアイデンティティグループをＷＴＲＵが決定することも可能にすることができる。同期成功およびＰＣＩ獲得に続いて、ＷＴＲＵは、例えば、セル固有の基準信号（ＣＲＳ：ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）の助けを借りて、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｈａｎｎｅｌ）を復号し、システムの帯域幅、システムフレーム番号（ＳＦＮ：ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅ ｎｕｍｂｅｒ）および物理的なハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：ｈｙｂｒｉｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｐｅａｔ ｒｅｑｕｅｓｔ）指標チャネル（ＰＨＩＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ＨＡＲＱ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ）構成に関するマスタ情報ブロック（МＩＢ：ｍａｓｔｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）情報を獲得することができる。

上記に説明された初期探索手続きは、セル全体にわたるカバレッジを有する固定されたビームパターンを仮定している。例えば、上記に説明されたＬＴＥ同期信号およびＰＢＣＨは、標準化された周期性に従って連続的に送信される。しかしながら、利用されるＲＦチェーンの数を最小化するために、アナログビームフォーミング技法またはハイブリッドビームフォーミング技法を使用する、デュアルエンドの指向性が高いリンクを採用するｍｍＷネットワークの場合、そのようなカバレッジは実際的ではないことがある。本明細書において説明される実施形態は、ネットワークとＷＴＲＵとの両方においてビームフォーミングが採用されることができる、初期セル探索および選択のための方法および装置を提供する。

上記に説明された初期探索手続きは、全方向性アンテナパターンの使用も仮定しており、これは、ＷＴＲＵ回転動作が大部分無視されることを可能にする。しかしながら、ｍｍＷシステムの場合、指向性が高いリンクのサポートは、アンテナが電子的に操作可能であることを必要とすることがあり、ｍｍＷシステムは、ビームペアリングが確立されることも必要とすることがある。ｍｍＷシステムのこれらの態様の両方は、これらをＷＴＲＵ回転動作に対して、より敏感にすることがある。例えば、全数探索手続きの初めにテストされたビームペアは、ビームペアリング決定が行われる探索の終了時には、同じ品質を有しないことがある。本明細書において説明される実施形態は、ネットワークとＷＴＲＵとの両方においてビームフォーミングが適用されることができる、初期セル探索および選択の方法を提供し、この方法は、ＷＴＲＵの回転動作を考慮に入れる。

ネットワーク端部において、ｍｍＷ ＷＴＲＵ（本明細書においては単純にＷＴＲＵとも称される）が同期信号およびＰＢＣＨを受信することができるような手法で、ネットワークが同期信号およびＰＢＣＨを提供することを可能にすることができる方法および装置が説明される。実施形態において、セルエッジにおけるユーザに到達し、高密度セル内のすべてのユーザにサービス提供するために、同期チャネルおよびブロードキャストチャネルは、複数のビーム上で送信されることができ、複数のビームは、時間的に連続的に送信されなくてもよい。実施形態において、ＰＳＳおよびＳＳＳは、異なるビーム上で送信されてもよい。同様に、ＰＳＳ／ＳＳＳおよびＰＢＣＨは、異なるビーム上で送信されてもよい。

本明細書において説明される実施形態は、ｍｍＷ同期信号設計、ならびに１つまたは複数の同期信号タイプ（例えば、ＰＳＳおよびＳＳＳ）を物理リソースに対してマッピングする方法を提供する。１つまたは複数の同期信号タイプは、例えば、シンボルタイミング、ＴＴＩタイミング、サブフレームタイミングおよびフレームタイミングを含む、１つまたは複数のタイミング情報を提供することができる。

実施形態において、ｍｍＷシステムは、（例えば、図２に例示されるような）ＬＴＥシステムと同じ長さのサブフレームを使用することができ、サブフレームタイミングアラインメントは、例えば、デュアル接続性を促進させることができる。そのような実施形態において、各サブフレームは、ｍｍＷ帯域の使用によって与えられたより広い帯域幅に起因して、複数のＴＴＩを有することができる。実施形態において、より短いＴＴＩ長さ（例えば、１００μｓ）が、レイテンシを低減するために使用されてもよい。

図３は、別の例示的なｍｍＷフレーム構造の図である。図３に例示された例示的なフレーム３００は、長さが１ｍｓであり、各々が０．１ｍｓの１０個のサブフレームを含む。例示的なフレーム３００は、同期サブフレーム３２０、３３０ごとに、複数すなわちＭ個の送信ビームを収容し、フレーム３００ごとに、１つの同期サブフレーム３２０、３３０のサブフレーム周期性を有する。例示された例において、同期信号は、下記でより詳細に説明されるように、各ダウンリンクフレーム３００の第１のサブフレーム３２０、３３０に位置しており、Ｍ個のビーム３０５〜３１０に対してマッピングされる。様々な実施形態において、異なるＭ個のビームがサブフレームごとに使用されてもよく、異なるサブフレーム周期性が使用されてもよい。

図４は、３つのセル４５０Ａ、４５０Ｂおよび４５０Ｃの各々についてＭビーム３０５〜３１０を使用する３セクタｍｍＷ基地局サイト４１０と、合計Ｎ個の受信ビーム４４０を有するＷＴＲＵ４２０とを含む、例示的なシステム４００の図である。伝統的な六角形のセルカバレッジが示されているが、ｍｍＷカバレッジは、例えば、妨害物の影響に起因して、それほどはっきりした形で構造化されていないことがある。図４は、ＷＴＲＵ４２０の受信ビーム４４０Ａ（ビームインデックス１）と、セル４５０ＣからのｅＮＢ送信ビーム４３０（ビームインデックス２）との間の例示的なビームペアリングも強調している。簡単のために、図４は、単一のアレイを有するＷＴＲＵ４２０を示す。しかしながら、カバレッジを増加させるために、ＷＴＲＵは、２つ以上のアレイを有してもよい。

実施形態において、ＷＴＲＵは、ＰＳＳおよび／またはＳＳＳに対してマッピングされた固有のシーケンスを使用して、ビームおよび／またはセルアイデンティティを決定することができる。図３に例示された実施形態において、例えば、Ｍ個のビームの各々は、共通のセルアイデンティティと、一意のビーム固有のアイデンティティとの両方を搬送してもよい。実施形態において、各シーケンスは、セル、ビームまたはユーザを一意に識別するシグネチャを搬送してもよい。例えば、ＺＣシーケンスは、１つのセルを表す１つのＺＣルートシーケンスと共に使用されてもよく、セルの各ビームは、ルートシーケンスと予め設定された数の巡回シフトとに基づいたＺＣシーケンスを使用してもよい。別の例においては、所望の自己相関特性および相互相関特性を有する他のシーケンス、例えば、ＧｏｌａｙシーケンスおよびＧｏｌｄシーケンスなどが考慮されてもよい。シーケンスインデックスは、付加的なシステム情報を搬送してもよい。例えば、ＰＳＳは、セル固有のアイデンティティを搬送してもよく、ＳＳは、ビーム固有のアイデンティティを搬送してもよい。

同期信号は、別の同期信号の位置を突き止め、識別するために使用されることができる固有の情報も搬送することができる。例えば、ＰＳＳは、選択されたインデックスの観点から黙示的な情報を搬送することができ、これは、ＰＳＳとその関連付けられたＳＳＳとの間のシンボル距離を示すことができる。他の実施形態において、ＰＳＳと関連付けられたＳＳＳとの間のシンボル距離は、予め定義されていてもよい。また、１つまたは複数の特性、例えば、１つの同期信号タイプのリソースマッピングまたはスクランブリングシーケンス構成などは、その関連付けられた同期信号に基づいて導出されてもよい。

同期信号は、固有のビームフォーミング構成および特性も有することができ、これらは、例えば、ビーム幅および関連付けられた利得、サイドローブ抑圧レベルならびに各アンテナ素子の送信電力を含んでもよい。同期信号のビーム幅および特性は、固有の同期信号に適合されることができ、同期信号ビーム（またはビーム）は、関連付けられ、固定されても、または可変であってもよい。例えば、同期信号ビームが、例えば、セル全体にわたるカバレッジを提供するために使用されるのか、またはより小さなホットスポットをカバーするために使用されるのかに応じて、同期信号ビームは、異なる帯域幅および特性を有してもよい。

各同期信号は、予め定義されたシーケンスのセットを使用することができ、シーケンスの構成は、異なる同期信号間で異なってもよい（例えば、シーケンスの構成は、ＳＳＳについてのものと、ＰＳＳについてのものとで異なってもよい）。構成は、例えば、シーケンスタイプ、シーケンス長さ、および／またはシーケンス変調を含むことができる。シーケンスの属性は、例えば、セル固有のアイデンティティ、およびビーム固有のアイデンティティを含んでもよい。実施形態において、ビームフォーミングされた同期信号タイプのすべてが、同じセル固有のシーケンスを搬送してもよい。他の実施形態において、１つのセルについてのすべての同期信号タイプが、シーケンスの１つの予め定義されたセットからの異なるシーケンスを使用してもよく、シーケンスセットは、一定の特性を使用して、セル固有の情報とビーム固有の情報との両方を一意に識別することができる。例えば、セット内のすべてのシーケンスが、異なる巡回シフトを有する同じベースシーケンスに基づいてもよい。

特定の同期信号または同期信号タイプについて使用されるビームフォーミング構成および周期性は、エネルギーを節約するために、それが使用されているサービスのタイプに依存してもよい。例えば、超高速ストリーミングなどの拡張ブロードバンド関連サービスは、低容量とは異なる構成の、ただし信頼性が高いサービスを使用することができる。さらに、ユーザ密度およびトラフィックタイプに応じて、セルは、ホットスポットに対して異なるビームフォーミング構成を使用してもよい。

同期信号に対して使用される物理リソースは、物理リソース要素のグループを含むことができ、これは、ｍｍＷシステムの最小のスケジューリング可能な物理層リソースとすることができる。各物理リソース要素は、ＰＨＹ制御チャネル、ＰＨＹデータチャネル、同期信号または基準信号のうちの１つのシンボルを搬送することができる。さらに、各物理リソース要素は、１つまたは複数の最小の物理リソースユニットを含むことができ、これは、ｍｍＷシステムによって採用される波形、変調およびフレーム構造に従って定義され、指定されることができる。最小のリソースユニットは、例えば、最小の周波数リソースユニット、最小の時間リソースユニットおよび／または最小の変調ユニットを含んでもよい。最小の周波数リソースユニットは、例えば、ＯＦＤＭ、ＳＣ−ＯＦＤＭ、フィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ：ｆｉｌｔｅｒ ｂａｎｋ ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ）、ゼロテール拡散ＯＦＤＭ（ＺＴ−ｓ−ＯＦＤＭ：ｚｅｒｏ−ｔａｉｌ ｓｐｒｅａｄ−ＯＦＤＭ）、またはユニークワードＯＦＤＭ（ＵＷ ＯＦＤＭ：ｕｎｉｑｕｅ ｗｏｒｄ ＯＦＤＭ）などのマルチキャリア波形において適用されるサブキャリアであってもよい。最小の周波数リソースユニットの別の例は、時間ドメインシングルキャリア波形（ＳＣ）において適用される広帯域キャリアであってもよい。最小の時間リソースユニットは、例えばＳＣ波形において適用される時間領域高速フーリエ変換（ＦＦＴ）シンボル、またはＯＦＤＭベースの波形におけるＯＦＤＭシンボルであってもよい。最小の変調ユニットに関して、例えば、変調されたシンボルは、異なる変調スキーム、例えば、２位相偏移変調（ＢＰＳＫ：ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、直交ＰＳＫ（ＱＰＳＫ：ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＰＳＫ）、１６値直交増幅変調（１６−ＱＡＭ：１６ ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）および６４−ＱＡＭなどを使用してもよい。変調されたシンボルは、データシンボルを表現することができる最小の変調ユニットのシーケンスを有することができる。シーケンスの長さは、変調スキームに応じてもよい。

実施形態において、柔軟なマッピングが、同期信号を物理リソースに対してマッピングするために使用されることができる。例えば、異なる同期信号タイプ（例えば、ＰＳＳまたはＳＳＳ）は、ビーム固有の物理リソースマッピングに従って送信されることができる。マッピングは、例えば、ビーム固有の同期信号物理リソース割り当て、ドウェル時間、スイープ時間および周期性を含んでもよい。

同期信号のドウェル時間は、同じｅＮＢ送信ビームを使用して同期信号が連続的に送信される時間とすることができる。各ｅＮＢ送信ビームは、ビームステアリングベクトルと、そのビームカバレッジとによって一意に定義されることができる。ｅＮＢは、所定の順序またはパターンに従って、ｅＮＢ送信ビームのセット内の同期信号を送信することによって、スイープを実行することができる。ｅＮＢの能力に応じて、スイープは、１つの時間インスタンスにおいて、単一のビームまたは複数の同時のビームを適用することができる。周期性は、同じ送信ビームにおける同期信号タイプ送信と、過去の送信の終了以降との間の時間を決定することができる。

同期信号構成は、時間リソースユニット（例えば、ＴＴＩ内のシンボル、複数のＴＴＩまたは複数のサブフレーム、および時間リソースユニット（例えば、ＴＴＩの内のシンボル）の観点からのビームドウェル時間）の観点から最大のスイープ時間を含むことができる。スイープ時間は、例えば、ｅＮＢが１つのサイクルについてセル全体をカバーするためにその送信ビームをスイープするのに必要なＴＴＩの数であってもよい。ビームフォーミングされた同期信号の最大数、およびそれらのリソースマッピングは、予め定義されることができる。セルによってサポートされるビームの数が、ビームの最大数よりも小さい場合、ｅＮＢは、ビームを繰り返すことを選んでもよい。

図５は、シングルビーム構成による、信号ビームカバレッジ例５０２、５０４および５０６を示す図５００である。例示された例５０２において、ｅＮＢ５１０は、方位角平面において隣接し、連続するｅＮＢ送信ビーム５２０Ａ、５２０Ｂ、５２０Ｃ、５２０Ｄ、５２０Ｅのセットにおいて、同期信号タイプ（例えば、ＰＳＳまたはＳＳＳ）を送信して、その同期タイプについてのセル全体にわたるカバレッジを提供する。スイープ時間は、各ｅＮＢ送信ビームのドウェル時間の合計とすることができる。ｅＮＢは、例５０４に例示されるような仰角平面内の送信ビームカバレッジを用いて、異なるパターンの別のスイープを実行してもよい。

実施形態において、ｅＮＢは、例えば、セルのユーザ密度の分布および異なる部分のトラヒックタイプなどのセル固有の統計値に基づいて、同期信号に対して異なる物理リソースマッピングを使用することができる。図５の例５０６に示されるように、異なる同期信号タイプは、異なるビームカバレッジを有する送信ビームに対してマッピングされることができる。また、同期信号タイプの物理リソース割り当て、ドウェル時間、ビームスイープ時間および周期性は、柔軟であり、統計値に従って動的に調整されることができる。例えば、ｅＮＢ５１０は、セルと同期するために、より長いドウェル時間を有する１つの同期信号タイプを構成してもよい。他方で、ユーザがまばらとなり得る場合、ｅＮＢ５１０は、より短いドウェル時間およびより大きい面積を構成してもよい。動的再構成は、例えば、システムブロードキャスト情報内でシグナリングされても、または専用シグナリングを使用してシグナリングされてもよい。

実施形態において、複数のＲＦチェーンを有するｅＮＢは、所望のセルおよびホットスポットカバレッジ、ユーザ密度分布およびトラフィックタイプを含むセル固有の統計値、ならびに他のリアルタイムパラメータに基づいて、同時の複数の送信ビームに対する同期信号タイプマッピングを再構成して、同期信号送信に適応させることができる。実施形態において、ｅＮＢは、２つの同時の同期信号を送信することができ、これらは、同じまたは異なる同期信号タイプであってもよい。例えば、同時に送信された同期信号が同じタイプである場合、それらは、異なるスウェル時間およびスイープ時間を有することができる。実施形態において、各同期信号は、異なるカスタマイズされたビームカバレッジに対してマッピングされることができる。

図６は、２つの同時のビーム６１０、６２０が構成された信号ビームカバレッジ例の図６００である。図６の例６５０および例６９０に例示されるように、ｅＮＢ６３０は、１つの同期信号タイプを、類似したビームカバレッジエリアを有する２つの送信ビーム６１０Ａ、６１０Ｅおよび６２０Ａ、６２０Ｅに対してマッピングすることができ、ｅＮＢ６３０は、これらの２つのビーム６１０Ａ、６１０Ｅおよび６２０Ａ、６２０Ｅを使用して、セルの異なるセクタまたは部分をカバーすることができる。同期信号の他の構成は、ビーム固有であり、例えば、周波数リソース割り当て、ビームドウェル時間および周期性に関して異なってもよい。ｅＮＢ６３０は、例えば、ユーザ密度などの統計値によって、必要に応じて異なるカバレッジエリアを提供するように、マッピングを構成することができる。例えば、例６５０および例６９０において、ｅＮＢ６３０は、セルの一定領域において、例えば、セルのユーザがこれらの領域においてより集中されるという条件で、より長いドウェル時間を適用してもよい。

図６の例６６０に例示されるような、一実施形態において、ｅＮＢ６３０は、セル中心のユーザのために、低電力および広いビーム幅を有する１つの同期信号６１０Ｂを送信することができ、セルエッジのユーザのために、高電力および狭い帯域幅を有する別の同期信号６２０Ｂを同時に送信することができる。ｅＮＢ６３０は、同期信号のカバレッジおよび利用可能性をさらにカスタマイズするために、異なる同期信号タイプマッピングパラメータ、例えば、ドウェル時間、スイープ時間、および同期領域などを構成してもよい。

図６の例６７０に例示される実施形態において、ｅＮＢ６３０は、２つのホットスポットカバレッジ６１０Ｃ、６２０Ｃに、例えば、セル内のユーザ分布がそれらの２つの領域において高いという条件で、狭いビームおよび長いドウェル時間を有する両方の同期信号を提供する。図６の例６８０に例示される実施形態において、ｅＮＢ６３０は、別の同期信号ビーム６２０Ｄをアドホックホットスポットカバレッジに対して使用しながら、１つの同期信号ビーム６１０Ｄをセル全体にわたるカバレッジを実行するために適用することができる。

上記で説明したように、図３のフレーム構造において、同期信号は、各フレーム３００の第１のサブフレーム３２０、３３０の同期領域において送信され、フレームおよびサブフレームは各々、１ｍｓおよび０．１ｍｓの短縮された長さをそれぞれ有する。しかしながら、上記で説明したような、ＬＴＥサブフレームと同じ長さを有するサブフレーム（例えば、サブフレームは、長さが１ｍｓである）を使用するｍｍＷ実施形態において、同期領域は、別様に構成されてもよい。例えば、同期領域は、１つのＴＴＩ内に複数の最小のリソースユニット（例えば、シンボル）を含んでもよい。これらのシンボルは、連続していても、または断続的であってもよく、同期領域は、ＴＴＩの始まりまたは終わりから開始してもよい。シンボルの数、または同期領域の長さは、例えば、どれだけの数の同期信号タイプが送信されるべきであるか、および各ＴＴＩ内の各同期信号ビームのドウェル時間に応じて、変化し得る。したがって、同期領域は、ＴＴＩに固有であってもよく、セル内のビーム利用可能性および／またはユーザ分布に応じて、ｅＮＢによって柔軟に設定されてもよい。ｅＮＢは、１つまたは複数のセル固有の統計値、例えば、所望のカバレッジエリア、ユーザ密度の分布、トラフィックタイプの分布およびビーム間干渉などに基づいて、上記に説明されたように、同期領域、ならびにｅＮＢ送信カバレッジ、ビームドウェル時間、ビームスイープ時間および周期性を動的に構成して、各同期信号タイプのカバレッジおよび利用可能性をカスタマイズすることができる。

ｅＮＢは、１つまたは複数の同期信号タイプを、１つの同期領域または１つもしくは複数の連続するシンボルに対してマッピングすることができる。ｅＮＢは、ｅＮＢ能力、同期信号タイプ、マッピングされたビームドウェル時間およびスイープ時間、ユーザ密度のセル固有の分布、トラフィックタイプのセル固有の分布、ビーム間干渉ならびに他のリアルタイムのセル固有の統計値に基づいて、ＴＴＩの始まりおよび終わりなどのＴＴＩ内の同期領域の位置、ならびにシンボルの数などの同期領域の持続期間を構成することができる。

ｅＮＢは、静的で予め定義された構成、より上位の層のシグナリングによる半静的な構成、または、より上位の層のシグナリングによる動的な構成に従って、同期信号タイプマッピングを、ｅＮＢ送信ビーム内の物理リソースに対して適用することができる。ｅＮＢは、半静的または動的な同期信号タイプマッピング再構成情報を、システム情報ブロードキャストおよび／または専用シグナリングにおいて送信してもよい。

ｅＮＢは、同期領域内の各シンボル位置において、対応するｅＮＢ送信ビームを使用して、同期信号を送信することができる。時間ドメインにおける（例えば、同期領域内のシンボル位置に対する）、および空間ドメインにおける（例えば、ｅＮＢ送信ビームに対する）同期信号のマッピングは、下記の表１に下に示されるようなものであってもよい。同期信号タイプは、異なるシンボルまたは異なる送信ビーム間で、同じであっても、または異なってもよい。

例えば、１つのタイプの同期信号マッピングは、同じ同期信号タイプを、同期領域の各シンボルに対して、およびセル全体の結合されたカバレッジを有する複数の隣接するｅＮＢ送信ビームに対して、マッピングすることによって、１つの同期信号タイプのスイープ動作を可能にすることができる。上記の表１などに提供されるような、一実施形態において、ｅＮＢは、同じ同期信号タイプ（例えば、ＰＳＳなど）を５つの送信ビームの各々に対してマッピングすることができ、それらを、連続するシンボルを使用して、１つのＴＴＩ内の同期領域に対して（例えば、各ビームにＴＴＩの始まりから１つのシンボルドウェル時間を）マッピングすることができる。この実施形態は、図７に関して、下記でより詳細に説明されるであろう。

別の実施形態において、同期信号マッピングは、下記の表２に提供されるようなものであってもよい。この実施形態において、ｅＮＢは、２つの同期信号タイプ（例えば、ＰＳＳおよびＳＳＳ）をビーム１およびビーム２に対してマッピングすることができ、それらを、一方のビームは１つのシンボルドウェル時間を有し、他方のビームは３つのシンボルドウェル時間を有する状態で、１つのＴＴＩ内の同期領域に割り当ててもよい。この実施形態は、図１２に関して、下記でより詳細に説明されるであろう。

実施形態において、ｅＮＢは、固有の周波数リソース割り当て、例えば、所定のサブキャリアのグループなどに従って、各同期信号をマッピングすることができる。同期信号タイプは、例えば、スケジューリングパラメータおよびビーム間干渉に基づいて、異なる周波数リソース割り当てを有することができる。同期信号タイプの周波数およびリソース割り当ては、予め定義されていてもよく、ならびに／またはシステムブロードキャスト情報および／もしくは専用シグナリングにおいてシグナリングされてもよい。

同期領域は、例えば、変化するセル特性に基づいて、構成され、および再構成されることができる。実施形態において、ｅＮＢが、均一のセル全体にわたるカバレッジを提供するために、同じドウェル時間を有する隣接するｅＮＢ送信ビームのセット内の各連続するシンボル位置において同じ同期信号タイプを送信することができるように、同期領域は、単一のＴＴＩ内に複数の隣接するシンボル位置を含むことができる。

図７は、１つの同期領域において均一かつ完全なスイープを使用する例示的なサブフレームの図７００である。図７において、各サブフレーム７２０Ａ、７２０Ｂは、複数のＴＴＩ ７１５Ａ、７１５Ｂ；７１６Ａ、７１６Ｂ；７１７Ａ、７１７Ｂを含む。同期領域７０５Ａ、７０５Ｂは、Ｍ個のサブフレームごとに周期的に送信され、５個の連続するシンボルを含む。例示される例７１０および例７５０の各々において、５つのシンボルの各々は、５つのｅＮＢ送信ビームのうちの１つに対してマッピングされ、同期領域７０５Ａ、７０５Ｂの持続期間は、各使用される送信ビームのドウェル時間の合計である。図７に示される例７１０において、同期領域７０５Ａは、サブフレーム７２０Ａ内の第１のＴＴＩ ７１５Ａの初めにおいて始まる。しかしながら、例７５０に示されるように、ｅＮＢは、ＴＴＩ（例えば、ＴＴＩ ７１５Ｂ）の終わり７３０から逆方向へ伸びる同期領域７０５Ｂを送信してもよい。

実施形態において、時間リソースユニットは、予め定義された時間ユニット、ＴＴＩ、サブフレームまたはフレームであってもよい。ｅＮＢは、時間リソースユニットの終わりにわたって延びる同期領域の持続期間を柔軟に調整することができ、ＷＴＲＵは、同期領域および各ＴＴＩ、サブフレームまたはフレームについての基準時間リソースユニット（例えば、シンボル）の予め定義された数に基づいて、ＴＴＩ、サブフレームまたはフレーム開始タイミングを検出することができる。実施形態において、ＷＴＲＵは、検出された同期信号タイプ、ならびに予め定義された、および／またはビーム固有のシグナリングされた同期信号タイプマッピングに基づいて、ＴＴＩタイミングを導出してもよい。例えば、ＷＴＲＵは、例えばブラインド検出を使用して、ＴＴＩ７１５内のシンボル３におけるＰＳＳを検出することができ、検出されたＰＳＳシンボルタイミングおよび２つのシンボル持続期間のオフセットに基づいて、ＴＴＩの始まりのタイミングを推測してもよい。他の実施形態において、ＰＳＳと物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）との間のビーム固有のシンボル距離は、予め定義されていてもよく、ＷＴＲＵは、まずＰＢＣＨを復号し、コンテンツを読み出して、ＴＴＩの始まりおよびＴＴＩ番号を決定してもよい。

他の実施形態において、ｅＮＢは、各ＴＴＩの同期領域内のシンボルに対して異なるｅＮＢ送信ビームを使用して、複数のＴＴＩにまたがるスイープを実行することができる。図８は、複数ＴＴＩ同期領域８０５Ａ、８０５Ｂにおいて均一かつ完全なスイープを使用する例示的なサブフレームの図８００である。例示された例８０２においては、２つのＴＴＩ同期領域８０５Ａが構成されている。ＴＴＩ８１５において、ｅＮＢ送信ビーム１および２は、同期領域８０５Ａの最初の２つのシンボルに対してマッピングされている。ＴＴＩ８１６において、ｅＮＢは、各シンボルがｅＮＢ送信ビーム３、４および５に対してマッピングされた状態で、３つのシンボル領域を構成している。例示された例８０４において、同期領域８０５Ｂは、５個の連続するＴＴＩ８３１、８３２、８３３、８３４、８３５の各々において、１つのシンボルを含む。図７の例において構成された同期領域と比較して、ｅＮＢは、各ＴＴＩ内に短い同期領域を構成して、例えば、データ送信のためにより多くのシンボルを許容することができる。しかしながら、セル全体をカバーするための、結果として生じるスイープには、より多くの時間がかかることがあり、したがって、同期レイテンシを増加させることがある。

ｅＮＢは、サポートされるｅＮＢ送信ビームの数の観点からのｅＮＢ能力、またはどれだけの数のシンボルが同期領域に対して利用可能となり得るかに関するシステム制約および要件、同期信号タイプによって意図されるカバレッジ、ならびに同期信号タイプによって意図されるユーザ密度の分布およびトラフィックタイプに基づいて、複数の最小時間リソースユニット（またはシンボル）を有する同期領域を動的に構成することができる。

ｅＮＢは、同期領域を再構成し、物理リソースに対する同期信号タイプマッピングを動的に変化させることができる。柔軟なマッピングは、ｅＮＢに対して、干渉が低減された適合されたカバレッジ、ユーザ密度の分布およびトラフィックタイプに対する適応性、低減されたシグナリングオーバーヘッド、ならびに、より低いエネルギー消費を提供することができる。ｅＮＢは、例えば、より少ないもしくはより多くのシンボルを有する同期領域を低減または増加させること、１つのＴＴＩ内もしくは複数のＴＴＩにまたがるｅＮＢ送信ビームをスイープし、マッピングされたｅＮＢ送信ビームに固有のスイープ時間を変化させること、ビームに対して同期領域内のより少ないもしくはより多くのシンボルを割り当てること（１つもしくは複数のｅＮＢ送信ビームをオンおよびオフにすることを含む）によって、各マッピングされたｅＮＢ送信ビームのドウェル時間を低減もしくは増加させること、同期領域のシンボルに対してｅＮＢ送信ビームの新しい順序またはパターンによりマッピングすること、ならびに／または、１つもしくは複数の異なるビームフォーミング特性（例えば、ビーム幅、ビーム利得、ビーム送信電力、ビーム形状、および／もしくはビームサイドローブ抑圧比など）を有するｅＮＢ送信ビームを適用することによって、同期信号タイプマッピングを再構成することができる。

図９は、例示的な同期領域再構成の図９００である。図９に例示される例において、ｅＮＢは、４つのシンボルにわたってそれぞれを送信ビーム１、２、３および４に対してマッピングして、９１０における同期領域９１５Ａを最初に構成する。９５０において、ｅＮＢは、ｅＮＢ送信ビーム３および４における同期をオフにすることによって、同期領域９１５Ｂを再構成して、同期領域９１５を４つのシンボルから２つのシンボルに低減する。これは、例えば、ビームカバレッジ内のユーザの非アクティブ性に起因して行われてもよい。

図１０は、別の例示的な同期領域再構成の図１０００である。図１０に例示される例において、ｅＮＢは、例えば、ビームカバレッジ内の低減されたアクティビティに起因して、２つのシンボル分の増加したドウェル時間を有するビーム４のみに対して同期マッピングして、１０１０における同期領域１０１５Ａを最初に構成する。１０５０において、ｅＮＢは、例えば、ｅＮＢ送信ビーム３のカバレッジ内の増加したユーザ密度に起因して、ｅＮＢ送信ビーム３をオンにすることによって、同期領域１０１５Ｂを再構成する。この例において、ｅＮＢは、同期領域持続期間を維持し、ｅＮＢ送信ビーム４のドウェル時間を再構成して、同期領域においてｅＮＢ送信ビーム３の追加を可能にすることができる。実施形態において、ｅＮＢは、ｅＮＢ送信ビーム４上で搬送される同期信号タイプのスイープ時間を変化させなくてもよい。

同期領域の再構成の結果、除去された同期信号タイプによって過去に使用されたシンボルは、他の目的に利用されることができる。ｅＮＢは、他の目的に利用されるシンボルにおいて同じマッピングされたｅＮＢ送信ビームにおいて１つまたは複数の同期信号タイプを繰り返す（例えば、マッピングされた同期信号タイプのドウェル時間を増加させる）ことによって、同期領域長さを維持することができる。他の実施形態において、ｅＮＢは、これらのシンボルを、ダウンリンクデータチャネル送信、例えば、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）に使用してもよい。ｅＮＢは、これらのシンボルにおいて不連続送信（ＤＴＸ：ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を適用して、エネルギー消費を低減させることができる。

ｅＮＢは、システム情報ブロードキャストにおいて、または専用シグナリングを使用して、同期信号タイプマッピング再構成をシグナリングすることができる。ＷＴＲＵは、その同期信号タイプ検出および測定を、再構成に従って調整することができ、データチャネル復号のために、任意の他の目的に利用されるシンボルを含むことができる。

ｅＮＢは、同期領域の持続期間を変化させること、および／または複数のＴＴＩ間で同期領域を分割することの両方によって、同期信号タイプマッピングを再構成することができる。図１１は、柔軟なマッピングおよびドウェル時間再構成の例の図１１００である。図１１に例示される例において、ｅＮＢは、ＴＴＩ １１２０Ａ内の４つのシンボルの同期領域１１１５Ａを最初に構成する。１１５０において、ｅＮＢは、ｅＮＢ送信ビーム１に対してマッピングされたＴＴＩ １１２０Ｂ内の１つのシンボルの１つの領域と、ｅＮＢ送信ビーム１に対してマッピングされたＴＴＩ １１２１内の１つのシンボルの１つの領域と、ｅＮＢ送信ビーム２に対してマッピングされたＴＴＩ １１２２内の２つのシンボルの１つの領域とを含む、３つの領域へ、同期領域１１１５Ｂを分割する。再構成は、ｅＮＢ送信ビームの利用可能性および使用法におけるバリエーションに起因して、スケジューラによって行われてもよい。

上記で説明されたように、ｅＮＢは、異なる特性（例えば、ビーム幅、送信電力、サイドローブ抑制、および／またはビーム形状）を有する送信ビームのヘテロジニアスセットを採用することができ、送信ビームの特性のうちの１つまたは複数に基づいて、セット内の１つまたは複数の固有の送信ビームに対して同期信号をマッピングすることができる。実施形態において、全方向性ビームは、例えば、セル中心のユーザまたは高品質無線リンクを有するそれらのＷＴＲＵのために使用されることができる。これらのユーザは、より頻繁に送信され得る、全方向性の同期信号を利用することができ、セルアクセスレイテンシが低減されることができる。

実施形態において、全方向性のかつビームフォーミングされた同期信号は、異なるビームに存在してもよいが、異なるシンボル位置における同じＴＴＩ、または同じシンボル位置における異なるＴＴＩに配置されてもよい。ｍｍＷセルのセル選択基準は、対応するビームタイプが全方向か、広いか、または狭いかどうかに基づいて、測定されたセル受信レベルのスケーリングを可能にすることによって拡張されることができ、キャンピングのための最も適当なセルの選択を確実にする。

ビームフォーミングされたセルアクセスに関して、選択されたビーム／セルは、ランダムアクセス（ＲＡＣＨ）手続きに対して直接的な影響を与えることができる。ｍｍＷシステムにおいて、ネットワークが効率的に動作するためには、ｍｍＷセルが、ＲＡＣＨ送信をそれらの対応するＲＡＣＨリソース上で受信するために使用するべき、１つまたは複数の適当な受信ビームを認識するべきである。ｍｍＷセルは、ダウンリンク送信ビームと、対応する空間カバレッジを有する、その関連付けられたアップリンク受信ビームとの間のリンケージに基づいて、１つまたは複数のＲＡＣＨリソースセットを各ダウンリンク送信ビームに対して割り当てることができる。柔軟なセルアクセスにより、ＲＡＣＨリソース構成、例えば、プリアンブルシーケンス、周波数割り当て、送信機会等などは、それらの固有のニーズに基づいて、異なるビームタイプのために最適化されることができ、したがって、ユーザの異なるグループに対して、高い成功率および低いレイテンシを確実にすることができる。初期アクセス手続きとは別に、ｍｍＷシステムのための隣接セル測定オーバーヘッドは、接続モードでは著しく高くなることがある。ｍｍＷセルが、異なるシーケンス、周期性、および時間ドメイン配置を使用して、複数のビームタイプを送信するための柔軟性は、ＷＴＲＵ測定オーバーヘッドを著しく低減し、必要なロバスト性を犠牲にせずにスループットを改善することができる。

図１２は、ヘテロジニアスｅＮＢ送信ビームに対する同期信号の例示的なマッピングの図１２００である。図１２に例示される例において、ｅＮＢ１２０５は、セル全体にわたるカバレッジを有するビーム１と、セルの一部のカバレッジを有するビーム２とを採用している。ビーム１は、同期領域１２１５において最初のシンボルに対してマッピングされ、ビーム２は、同期領域１２１５において後続の３つのシンボルに対してマッピングされる。一実施形態において、ｅＮＢ１２０５は、セル全体のカバレッジを有する送信ビーム１に対してＰＳＳをマッピングし、より狭い送信ビーム２に対してＳＳＳをマッピングしてもよい。

ｅＮＢ１２０５は、送信ビーム特性に従って、同期信号に対してシンボル位置をマッピングすることもできる。図１２に例示される例において、例えば、ＰＳＳは、１つのシンボル（短いドウェル時間を有する）に対してマッピングされることができ、ＳＳＳは、３つのシンボル（長いドウェル時間を有する）を割り当てられることができる。これが行われることができる理由は、ｅＮＢ送信ビーム１によって提供される、セル全体にわたるカバレッジにより、ＷＴＲＵが、ｅＮＢ送信ビーム２において搬送されるＳＳＳと比較して、ｅＮＢ送信ビーム１においてＰＳＳをより簡単に受信することができるからである。

図１３は、異なるＴＴＩにおけるヘテロジニアスｅＮＢ送信ビームに対する同期信号の例示的なマッピングの図１３００である。図１３に例示される例において、同期信号タイプは、ＴＴＩ１３０１および１３０３にわたって分割される同期領域１３１５に位置する。実施形態において、各同期信号タイプは、専用のＴＴＩ内に専用の同期領域を有してもよい。

図１３に例示される例などのような、実施形態において、ｅＮＢは、異なる同期信号タイプ間にリンケージを埋め込むことができ、ＷＴＲＵは、１つの同期信号（例えば、ＰＳＳ）をまず検出し、続いて別の同期信号（例えば、ＳＳＳ）の位置を突き止め、検出するためにリンケージ情報を使用することができる。リンケージ情報は、データパケット内で明示的に搬送されてもよく、または、例えば、選択されたシーケンス、適用される時間および周波数リソース、もしくは使用されるｅＮＢ送信ビームなどを使用して、黙示的に埋め込まれてもよい。リンケージ情報は、例えば、リンクされた同期信号へのシンボル距離、同期信号によって使用される送信ビームのｅＮＢ送信ビームインデックス、リンクされた同期信号に対する周波数リソースオフセットおよび／またはリンクされた同期信号に対して使用されるシーケンスインデックスを含んでもよい。

別の例において、複数の同期信号タイプは、同じ時間リソースユニット（例えば、同じシンボル）において送信されることができる。１つの同期信号タイプは、セル全体にわたるカバレッジを提供することができる、広いｅＮＢ送信ビームを使用することができ、同じ場所に位置する別の同期信号タイプは、セルの一部をカバーする、狭いｅＮＢ送信ビームを使用することができる。同じ場所に位置する同期信号タイプは、ＷＴＲＵが検出するように、異なるシーケンスおよび／または周波数リソースを採用してもよい。

図１４は、同じシンボルにおけるヘテロジニアスｅＮＢ送信ビームに対する同期信号タイプの例示的なマッピングの図１４００である。図１４に例示される例において、ｅＮＢ１４０５は、ＴＴＩ１４０１の同じ最初の４つのシンボルにおいて、送信ビーム１４１０と送信ビーム１４１５との両方において、ＰＳＳおよび／またはＳＳＳをマッピングすることができる。送信ビーム１４１０は、セル全体にわたるカバレッジを提供することができ、送信ビーム１４１５は、より高いビームフォーミング利得と、スイープするカバレッジとを有する、改善されたリンクバジェットを有することができる。

ＷＴＲＵは、検出のための異なるシーケンスを使用する同じシンボル位置において、または異なる周波数リソースにおいて、両方の同期信号タイプを検出することができる。ＷＴＲＵは、予め定義されたルールおよび／または予め構成されたルールに従って、検出された同期信号タイプ間で選択してもよい。例えば、セル中心のＷＴＲＵは、ｅＮＢに対する低い経路損失に起因して、複数の同期信号タイプを検出することがあり、ＷＴＲＵは、後続のブロードキャストチャネル復号がビームスイープおよびペアリングを必要とせず、したがって、より低いレイテンシを有することができるように、セル全体をカバーするｅＮＢ送信ビームにおいて搬送される同期信号タイプを選択してもよい。この場合において、選択された同期信号タイプは、ＷＴＲＵにおいて検出される最も高いエネルギーを有しないことがあり得るが、予め定義された閾値を超えるエネルギーを有することができる。セルエッジＷＴＲＵは、複数の同期タイプを検出することがあり、それらは、同期信号タイプに関連付けられた後続のブロードキャストチャネルをよりうまく検出するために、最も高い検出されたエネルギーを有する同期信号タイプを選択することもできる。

ブロードキャストチャネルは、セルに固有の、および／または、ＷＴＲＵがセルにアクセスするために、ブロードキャストチャネルを搬送することができるビームに固有の、あらゆる必要な情報を提供することができる。ブロードキャストチャネルの情報コンテンツは、マスタ情報ブロック（ＭＩＢ）情報と称されることがある。ビームフォーミングされたブロードキャストチャネルは、デジタルビームフォーミングおよび／またはアナログビームフォーミングを使用して送信されて、改善されたブロードキャストチャネルリンク性能を提供することができる。形成されたｅＮＢ送信ビームは、ブロードキャストチャネルに対して適用されたビームフォーミング重みに応じて、セル全体、またはセルの一部をカバーすることができる。本明細書において説明される実施形態において、ブロードキャストチャネルは、例えばＰＢＣＨであってもよい。

ビームフォーミングされたブロードキャストチャネルにおいて搬送されるセル固有および／またはビーム固有の情報は、例えば、ビーム情報、セル情報、タイミング情報、および／または関連付けられた制御チャネルリンケージを含んでもよい。ビーム情報は、例えば、ビームアイデンティティ、セルのビームの数、ビームドウェル時間、ビームスイープ時間、ビームシーケンスインデックス、ビームスイープ／スケジュール、および／またはビームスクランブリングを含んでもよい。セル情報は、例えば、セルシステム帯域幅および／またはシステムフレーム番号（ＳＦＮ）を含むことができる。タイミング情報は、例えば、セル、ビームおよび関連付けられたチャネルの様々なタイミングをＷＴＲＵが決定するのに必要なあらゆる情報を含むことができる。そのようなタイミング情報は、例えば、ＴＴＩ番号、サブフレーム番号、フレーム番号、システム番号、時間リソースユニットの観点からのタイミングオフセット（例えば、ブロードキャストチャネルと、ＴＴＩ／サブフレーム／フレームもしくこれらの任意の組み合わせの開始との間のシンボルの数）、および／または時間リソースユニットの数の観点からのタイミングオフセット（例えば、ブロードキャストチャネルと、ダウンリンクリンクフォーマット、ダウンリンク制御チャネル、および／もしくはダウンリンクＨＡＲＱフィードバックチャネルを含む、その関連付けられた制御チャネルとの間のシンボルの数）を含んでもよい。

関連付けられた制御チャネルリンケージは、例えば、関連付けられた制御チャネルおよびデータまたは共有チャネルの位置をＷＴＲＵが突き止め、復調するのに必要なあらゆる情報を含むことができる。ＰＤＣＣＨなどの、ブロードキャストチャネルに関連付けられた制御チャネルのリソース割り当ておよび構成は、同じｅＮＢ送信ビームと同じ場所に位置することができ、例えば、シンボルの数の観点からの制御チャネル領域のサイズ、および周波数リソース割り当てを含むことができる。関連付けられた制御チャネルは、別のｅＮＢ送信ビームを使用してもよく、ブロードキャストチャネルは、制御チャネルビームのために上記に列挙されたビーム情報を提供してもよい。制御チャネルが、ブロードキャストチャネル復調のために異なる基準信号を適用する場合、関連付けられた制御チャネルリンケージは、関連付けられた制御チャネルを復調するために使用された基準信号のリソース割り当ておよび構成を含むことができる。情報は、例えば、基準信号タイプ、シーケンス長さ、シンボル位置、および／または周波数リソース割り当てを含んでもよい。実施形態において、ブロードキャストチャネルは、ビーム固有の基準信号をビーム内の関連付けられた制御チャネルに対してマッピングするための情報を含んでもよい。制御チャネルの構成は、物理リソース、例えば、制御チャネルに使用されるシンボルの数および／または制御チャネルを搬送するビームのインデックスなどに対する、固定されたマッピングおよび柔軟なマッピングも含んでもよい。

関連付けられたチャネルリンケージは、フォーマット表示チャネル、例えば、関連付けられた制御チャネル構成が見出され得る物理制御フォーマットインジケータチャネル（ＰＣＦＩＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒｍａｔ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ）などのリソース割り当ておよび構成も含むことができる。構成は、ビーム固有の情報、例えば、フォーマット表示チャネル復調のためのビームインデックスおよびビーム固有の基準信号などを含んでもよい。関連付けられたチャネルリンケージは、ダウンリンクＨＡＲＱフィードバックチャネル、例えば、ダウンリンク肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が送信され得るＰＨＩＣＨなどの、リソース割り当ておよび構成も含むことができる。構成は、ダウンリンクＨＡＲＱフィードバックチャネルに固有のビーム情報、例えば、ＨＡＲＱフィードバックチャネル復調のためのビームインデックスおよびビーム固有の基準信号などを含んでもよい。

ビームフォーミングされたシステムにおいて、ｅＮＢは、１つのセルに対して複数のビームフォーミングされたブロードキャストチャネルを送信し、各ビームフォーミングされたブロードキャストチャネル内でＭＩＢ情報の異なる部分を送信することができる。図１５は、ビーム情報（プレＭＩＢとも称される）がセル全体にわたるｅＮＢ送信ビーム上で送信され、残りのＭＩＢが狭い送信ビームで送信されるように、ＭＩＢが分割される、例示的なマッピングの図１５００である。図１５に例示される例において、ｅＮＢ１５０１は、広いビーム１５０２と、細いビーム１５０３とにより構成される。図１５に例示されるようなマッピングを使用して、ＷＴＲＵは、同期領域１５０５内で１つまたは複数の同期信号タイプ（例えば、ＰＳＳ／ＳＳＳ）をまず受信することができる。同期領域１５０５は、上記で説明されたように、広いビームまたは細いビームのいずれかに対してマッピングされることができる。ＷＴＲＵは、同期信号から取得されたリンケージ情報、または予め構成された情報、例えば、シンボル距離オフセット１５２５および／またはＴＴＩ開始までのシンボル距離オフセット１５２０を使用して、第１の（広いビームの）ＰＢＣＨ領域１５１０を検出し、復号することができる。同期領域１５０５と第１のＰＢＣＨ領域１５１０との間のリンケージは、矢印１５３５によって図１５に例示されている。

ＷＴＲＵは、セル全体にわたるブロードキャストチャネル内でプレＭＩＢを受信し、このプレＭＩＢ情報を使用して、狭いｅＮＢ送信ビーム１５０３に対してマッピングされた第２のＰＢＣＨ領域１５１５内の次のビームフォーミングされたチャネルを検出し、復号することができる。例えば、ＷＴＲＵは、第１のＰＢＣＨ領域１５１０と第２のＰＢＣＨ領域１５１５との間のシンボルオフセットを使用して、第２のＰＢＣＨ領域１５１５を検出し、復号することができる。２つのＰＢＣＨ領域間のリンケージは、図１５において矢印１５４０によって例示されている。この階層的なブロードキャストチャネル構成は、狭いｅＮＢ送信ビームにおいてビームフォーミングされたブロードキャストチャネルを受信するためにＷＴＲＵがビームをスイープし、ペアリングするために使用し得る時間を著しく低減することができる。

ビームフォーミングされたブロードキャストチャネルは、異なる同期信号タイプに、および、したがって、異なるｅＮＢ送信ビームに関連付けられてもよい。同期信号と、関連付けられたブロードキャストチャネルビームとの間には、明示的なリンケージまたは黙示的なリンケージが存在してもよい。ビームフォーミングされたブロードキャストチャネルは、１対１マッピングで、または１対多マッピングで、同期信号タイプに関連付けられてもよい。

図１６は、ブロードキャストチャネルが１対１マッピングで同期信号タイプに関連付けられる、例示的なマッピングの図１６００である。図１６に例示される例において、同期領域１６０５内の同期信号タイプ、およびブロードキャスト領域１６１０内の関連付けられたブロードキャストチャネルは、同じｅＮＢ送信ビームにおいて搬送される。しかしながら、実施形態において、同期タイプは、異なる送信ビームにおけるブロードキャストビームに関連付けられてもよい。

ブロードキャストチャネルと、関連付けられた同期信号との間には、同じビーム内の時間リソースユニットの数の観点から、固定されたビーム固有のオフセットが存在してもよい。オフセットは、同じビーム内の各同期信号タイプおよびブロードキャストチャネルペアチャネルについて同一であってもよい。固定されたオフセットは、同期信号タイプおよびブロードキャストチャネルが、異なるｅＮＢ送信ビームにおいて搬送される場合、同期信号タイプとブロードキャストチャネルとの間で異なってもよい。

実施形態において、ビームフォーミングされたブロードキャストチャネルは、ＴＴＩ、サブフレームまたはフレーム内に可変シンボル位置を有することができる。これらのシナリオにおいて、ＷＴＲＵは、ブラインド復号を適用して、ブロードキャストチャネルの位置を突き止め、復号することができる。

図１７は、ブロードキャストチャネルが１対多マッピングで同期信号タイプに関連付けられる、例示的なマッピングの図１７００である。図１７に例示される例において、ブロードキャストチャネルは、ブロードキャスト領域１７０４、１７０６内でセル全体にわたるビーム１７１０において搬送されることができ、同期領域１７０２内のビーム１７０８などの、異なる狭いｅＮＢ送信ビームにおいて搬送される各同期信号タイプに対してリンクされることができる。ブロードキャストチャネルと各同期信号タイプとの間のシンボル距離オフセットは、異なってもよく、ＷＴＲＵは、ブラインド復号を適用して、ブロードキャストチャネルの位置を突き止め、復号することができる。

実施形態において、ＷＴＲＵは、検出された同期信号位置に基づいて、セル全体にわたるビームのブロードキャストチャネル位置を決定するために、値の予め定義されたセットを使用することができる。オフセットは、例えば、同じ広いもしくは狭いｅＮＢ送信ビーム内の検出された同期信号タイプと、関連付けられたブロードキャストチャネルと間のシンボル距離を示してもよく、または、異なる広いもしくは狭いｅＮＢ送信ビーム内の検出された同期信号タイプと、関連付けられたブロードキャストチャネルと間のシンボル距離を示すことができる。オフセットは、セル全体にわたる送信ビームおよび狭い送信ビーム内のブロードキャストチャネルの周期性およびシンボル位置が異なり得ることを考慮に入れることができる。

実施形態において、オフセット値は、予め定義されても、もしくは予め構成されてもよく、またはブラインド復号によって取得されてもよい。また、オフセット値は、関連付けられた同期信号タイプの１つまたはいくつかの特性によって示されてもよい。したがって、同期信号タイプは、ブロードキャストチャネルの位置を突き止め、復号するために、同期信号タイプと、関連付けられたブロードキャストチャネルと間のリンケージ情報を示すことができる、１つまたは複数の特性を有することができる。特性は、同期信号タイプシーケンスインデックス、時間リソース割り当て（例えば、シンボル位置、ＴＴＩ番号、サブフレーム番号および／またはフレーム番号など）、周波数リソース割り当て（例えば、無線ベアラ（ＲＢ：ｒａｄｉｏ ｂｅａｒｅｒ）番号など）、ならびに空間リソース割り当て（例えば、ビームインデックスなど）を含んでもよい。リンケージ情報は、この情報と、予め定義されたまたは予め構成された、マッピングまたは表とに基づいてもよい。

同期信号タイプと、関連付けられたビームフォーミングされたブロードキャストチャネルとの間のリンケージは、ブロードキャストチャネルのリンク適応情報も含むことができる。例えば、リンケージ情報は、使用された符号化および変調などの、ブロードキャストチャネルの伝送フォーマット、および送信の周期性も示すことができる。例えば、広いｅＮＢ送信ビームにおいて搬送されるブロードキャストチャネルは、保守的なトランスポートフォーマットおよび小さい送信間隔を適用して、ＰＢＣＨ復号の信頼性を確実にすることができる。狭いｅＮＢ送信ビームにおいて同期信号タイプに関連付けられたブロードキャストチャネルは、より多くのシステム情報を搬送するために、積極的なトランスポートフォーマットを使用してもよい。

ビームフォーミングされたブロードキャストチャネルは、ブロードキャストチャネルを復調するためにＷＴＲＵによって使用される、ビーム固有および／またはセル固有の基準信号と多重化されることができる。ブロードキャストチャネルと同じビームフォーミング構成を有する基準信号は、時間リソースユニットの数（例えば、リンクされた同期信号からのシンボルの数）の観点から、固定されたオフセットに位置し得る。

基準信号は、ビームフォーミングされたブロードキャストチャネルを復調するために使用されることができる。それは、セル固有の基準信号であってもよく、ブロードキャストチャネルを搬送するすべてのビームによって使用されてもよい。基準信号は、ビームアイデンティティと共にスクランブルされ、ビームインデックスまたはビームアイデンティティによって決定された、ビーム固有の周波数リソースまたは符号リソースを使用して送信されることができる。

同期信号は、ＷＴＲＵがブロードキャストチャネルデータを復調するために基準信号に適用すべき基準信号構成を決定するための情報を提供することができる。ブロードキャストチャネルは、関連付けられた同期信号タイプの１つまたはいくつかの特性に基づいて、予め定義されたシーケンスマッピングを使用して、使用されたシーケンスを選択することができる。

例えば、同期信号タイプシーケンスインデックスと、関連付けられたブロードキャストチャネル基準信号シーケンスインデックスとの間の表が、存在してもよい。別の例において、ブロードキャストチャネル基準信号シーケンスは、シーケンスインデックスおよび／または時間リソース割り当てもしくは周波数リソース割り当て、例えば、検出された同期信号タイプのシンボル位置またはＲＢ数などの関数であってもよい。ＷＴＲＵは、この関数を使用して、ブロードキャストチャネル基準信号構成を決定することができる。

ＰＢＣＨは、リンクされた物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）ビームにＢＲＳについてのマッピング情報を提供することができる。同じ基準信号が、ＰＦＩＣＨとＰＤＣＣＨとに対して使用されてもよく、ＰＢＣＨは、ビームごとのＰＣＦＩＣＨリソース割り当てサイズおよびＰＤＣＣＨ構成を示すための情報を有してもよい。

ＷＴＲＵは、初期セル探索の異なる方法を使用して、同期信号を検出し、ブロードキャストチャネルを復号することができる。実施形態において、階層的なセル探索が使用されてもよい。

図１８は、ビームフォーミングを使用した初期セル探索および選択の例示的な方法のフロー図１８００である。図１８に例示される例において、ＷＴＲＵは、同期信号を検出する（１８１０）。一実施形態において、これは、予め定義されたスイープ時間およびドウェル期間を使用して、複数の同期サブフレームの各々の期間中に、複数の受信ビームのそれぞれをスイープして、同期信号を検出することによって行われてもよい。ＷＴＲＵは、例えば、検出された信号の特性を使用して、同期信号タイプおよびその関連付けられたブロードキャストチャネルを識別することができる。図１８に例示される例において、ＷＴＲＵは、検出された同期信号から、シンボルタイミング情報および同期信号インデックスを取得する（１８２０）。ＷＴＲＵは、同期信号インデックスのセットにより構成されてもよく、取得された同期信号インデックスは、このセット内の同期信号インデックスに対応し得る。ＷＴＲＵは、取得されたシンボルタイミング情報、取得された同期信号インデックス、および、検出された同期信号と第１のブロードキャストチャネルとの間の予め定義された、またはブラインド復号されたシンボル距離を使用して、第１のブロードキャストチャネルを復号することができる（１８３０）。ＷＴＲＵは、第１のブロードキャストチャネルを復号することから取得された情報を使用して、第２のブロードキャストチャネルを復号することができる（１８４０）。

実施形態において、シーケンスの固有のセットまたはサブセットは、広いカバレッジを提供するための広いビームにおいて使用される同期信号のみに対して使用されることができ、シーケンスの異なるセットは、狭いビームにおいて使用される同期信号に対して使用されることができる。実施形態において、ＷＴＲＵは、検出された同期信号の周波数リソース割り当てまたは時間リソース割り当てに基づいて、異なる同期信号タイプを検出することができる。

同期信号を検出するために、ＷＴＲＵは、階層的なセル探索を適用して、減少していく関連付けられた帯域幅を有する同期信号のセットを順次探索することができる。各同期信号タイプは、次の同期信号タイプに、固有のシーケンスおよびリンクを使用することができる。例えば、ＷＴＲＵは、ＰＳＳをそのシーケンスＩＤに基づいて識別することができ、ＰＳＳにおいて提供されるリンク情報を使用してＳＳＳを検出することができる。ＷＴＲＵは、例えば、各同期タイプに対して予め定義されたアキュムレーションスキームを適用してもよい。

実施形態において、ＷＴＲＵは、複数の受信ビームの各々についての検出された同期信号から、メトリックを取得することができる。ＷＴＲＵは、最良のメトリックを有する、複数の受信ビームのうちの１つのビームを識別し、複数の受信ビームのうちの識別された１つのビームについてのスイープ時間およびドウェル期間を取得することができる。ＷＴＲＵは、複数の受信ビームのうちの識別された１つのビーム内の受信ビームのセットを識別し、取得されたスイープおよびドウェル期間を使用して、複数の同期サブフレームの各々の期間中に、受信ビームのセットのそれぞれをスイープすることができる。ＷＴＲＵは、スイープを使用して、同期信号を検出することができる。これは、図１９に関して下記に説明されるような、段階的なｍｍＷ探索手続きと共に使用されてもよい。

実施形態において、ＷＴＲＵは、予め定義された閾値を超える同期信号タイプを選択し、リンクされたｅＮＢ送信ビームにおける関連付けられたブロードキャストチャネルを復号するためのリンケージ情報を使用して、セルアクセスを獲得することができる。ＷＴＲＵは、選択されたｅＮＢ送信ビームにおいて獲得されたビームスケジューリングおよびスイープ情報を使用し、異なるｅＮＢ送信ビームにおいて他の同期信号タイプの同期を繰り返して、セル内のすべての利用可能なｅＮＢ送信ビームを評価することができ、さらなるセルアクセスのために別のｅＮＢ送信ビームを選択することができる。選択基準は、測定されたビーム固有の基準信号品質メトリックとすることができる。

実施形態において、ＷＴＲＵは、ビーム選択／再選択および測定を意図された、システム情報ブロードキャストまたは専用シグナリングにおいてシグナリングされた同期信号タイプ再構成を受信することができる。構成は、複数のダウンリンク指向性ビームに関連付けられた情報を含んでもよく、情報は、少なくとも、複数のダウンリンク指向性ビームの各々に関連付けられた同期信号タイプと、各同期信号タイプの構成とを含んでもよい。構成は、例えば、関連付けられたｅＮＢ指向性ビームにおいて使用されるユニークワードのサイズ、関連付けられたｅＮＢ指向性ビームにおいて使用されるユニークワードのタイプ、ならびに、関連付けられたｅＮＢ指向性ビームにおいて使用されるユニークワードのインデックスおよびアイデンティティを含んでもよい。

ＷＴＲＵは、受信ビームをスイープし、同期信号タイプを検出することができ、同期信号タイプの各々は、上述されたように、ｅＮＢダウンリンク指向性ビームに関連付けられることができる。ＷＴＲＵは、予め構成された基準、例えば、ＷＴＲＵサービスタイプ、ＷＴＲＵ能力、および／または同期信号タイプに従って、同期および受信のための検出されたｅＮＢダウンリンク指向性ビームを選択することができる。ＷＴＲＵは、その関連付けられたｅＮＢダウンリンク指向性ビーム内の選択された同期信号タイプと同期し、選択されたｅＮＢダウンリンク指向性ビーム内で通信を受信することができる。

実施形態において、ＷＴＲＵは、１つの同期信号タイプを使用して、セルと同期し、セルブロードキャストチャネルを復号し、シンボル、ＴＴＩ、サブフレームおよびＳＦＮタイミングを確立することができる。実施形態において、ＷＴＲＵは、求められる同期タイプに固有の１つまたは複数の予め定義されたシーケンスを相関させることによって、時間ウィンドウ内の１つの同期信号タイプ（例えば、ＰＳＳ）の存在を検出することができる。シーケンスは、同期信号タイプと別の同期信号タイプとの間のシンボル距離、同期信号とブロードキャストチャネルとの間のシンボル距離、ＴＴＩ番号およびセルアイデンティティおよび／またはビームアイデンティティ情報、ブロードキャストチャネル復調基準信号シーケンス、同じ同期信号タイプのｅＮＢ送信ビームに対してマッピングされたブロードキャストチャネルの存在、ならびに関連付けられたブロードキャストチャネルトランスポートフォーマットのうちの１つまたは複数を示すことができる、予め定義された特性を有することができる。

ＷＴＲＵは、シンボルタイミングを、例えば、シーケンス（例えば、同期信号タイプ）ごとの最も高いピークにおいて獲得することができ、これは、予め定義された閾値を越えてもよい。ＷＴＲＵは、予め定義されたルールおよび／または予め構成されたルール、例えば、ブロードキャストチャネル復号のレイテンシを低減するために、セル全体にわたるｅＮＢ送信ビームにおいて搬送される同期信号タイプに対する嗜好、ブロードキャストチャネル符号化の復号性能を改善するために、高度にビームフォーミングされた送信ビームにおいて搬送される同期信号タイプに対する嗜好、ならびに、ＷＴＲＵサービスタイプ、トラフィックタイプおよびＷＴＲＵ能力に基づいた同期信号タイプに対する嗜好などに従って、同期信号タイプを選択することができる。

ＷＴＲＵは、検出され、選択された同期信号タイプに基づいて、基準シンボルタイミングの開始を確立することができる。ＷＴＲＵは、検出された同期信号タイプ、例えば、シンボル距離オフセット、ブロードキャストチャネル基準シーケンスインデックスおよびブロードキャストチャネルトランスポートフォーマットから導出されるリンケージ情報を使用して、ブロードキャストチャネルを復号することができる。ＷＴＲＵは、あらゆるセル、ビーム、タイミング、制御チャネルおよび他の情報、例えば、ＴＴＩ開始までのオフセット（例えば、シンボル番号、ＳＦＮ、またはｅＮＢ送信ビームアイデンティティ）、サポートされるｅＮＢ送信ビームの数、ならびに他のビーム固有および／またはセル固有の構成を含む、ＭＩＢまたはプレＭＩＢのブロードキャストチャネルコンテンツを獲得することができる。プレＭＩＢを受信する場合、ＷＴＲＵは、リンケージ情報を使用して、次のブロードキャストチャネルを復号し、セルシステム情報を獲得することができる。

実施形態において、ＷＴＲＵは、ブロードキャスト情報を使用して、制御チャネルビームの位置を突き止め、制御チャネルを獲得することができる。ＷＴＲＵは、受信ビームをスイープし、１つまたは複数の同期信号タイプをそれらの予め定義された構成を使用して探索することができる。求められる同期信号タイプは、サービスタイプ、ＷＴＲＵカテゴリおよび能力によって決定されることができる。ＷＴＲＵは、１つの同期信号タイプと、別の同期信号タイプへのリンケージ情報とから、シンボルタイミングなどの時間リソースユニットタイミングを獲得することができる。ＷＴＲＵは、別の同期信号を検出して、ＴＴＩタイミング、サブフレームタイミングおよび／またはフレームタイミングを獲得し、同期信号とその関連付けられたブロードキャストチャネルとの間のリンケージを使用して、ブロードキャストチャネルの位置を突き止めて、例えば、ビームアイデンティティ、ビームの数、スイープスケジュールおよび他のシステム情報を含む、ビーム固有の情報を読み出すことができる。次いで、ＷＴＲＵは、ブロードキャスト情報を使用して、制御チャネルビームの位置を突き止めることができ、制御チャネルを獲得し、システム情報を読み出すことができる。

ＷＴＲＵの回転に関して、並進動作よりも回転動作を考慮することの重要性をよりよく例示するために、ＷＴＲＵとｅＮＢビームとをアラインする文脈における、それらの関係の簡潔な導出が説明される。簡単にするために、ｅＮＢとＷＴＲＵとがＸ軸上でビームアラインされ、距離ｄだけ分離される、２Ｄの例が考慮される。ＷＴＲＵが、速度ｖ（ｔ）ｋｍ／ｈで正のｙ方向に動くと仮定すると、下記が当てはまり得る。

方程式（１）において、θは、ｅＮＢとＷＴＲＵとの間のＬＯＳ角度とすることができ、ｙ（ｔ）は、時間ｔにおける垂直距離とすることができる。（１）における陰関数微分法の方法の使用は、下記を与える。

これは、線速度

を、角速度

の関数として取得するために構成されることができる。
ｖ（ｔ）＝ｄω（ｔ）ｓｅｃ²（θ（ｔ）） （３）

（３）から、一定の角速度を維持するためには、線速度が絶えず増加しなければならないことが分かる。さらに、増加率は、角度θと距離ｄとの両方と共にも増加する。実験を通じて、向きの変化（例えば、電話を見るためにテーブルからひっくり返すこと）のための回動速度は、毎秒４５°から３６０°の範囲にあることが発見された。この範囲は、他の独立した調査と一致しており、他の独立した調査は、ゲーム使用のための毎秒８００°までの回転速度の予測を提供するためにさらに踏み込んでいる。ｄ＝２５ｍと仮定し、毎秒４５°の適度な角速度を使用すると、均等な線速度は、０°から４５°の瞬間的な角度それぞれについて、およそ７０ｋｍ／ｈおよび１４０ｋｍ／ｈとなり得る。この単純な例は、ｍｍＷ通信における回転動作がビームアライメントを維持するための並進運動よりも、はるかに大きな影響を有し得ることを明確にする。

２つの主なアルゴリズム、すなわち、全数探索および段階的探索が、Ｋ個のセルの各々について、リンク品質をビームペアの関数として表現する関数を最大化する目的のために調べられた。図１９は、全数探索および段階的探索の例を示す図１９００である。

例示的な全数探索手続きが、図１９の１９１０において例示される。図１９に例示された例１９１０において、ＷＴＲＵは、各同期サブフレーム１９０２の期間中に、Ｎ個の受信ビーム１９１２のうちの１つをスイープすることによって、すべてのセルからのすべてのｅＮＢ送信ビーム１９０４〜１９０８にわたって探索することができる。したがって、合計探索時間は、Ｎ個のフレームになるであろう（ダウンリンクフレームごとに１つの同期サブフレームを仮定した場合）。探索の終わりにおいて、下記の最大化が評価されることができる。

方程式（４）において、ｋ、ｍ、およびｎは、それぞれセルインデックス、セルビームインデックス、およびＷＴＲＵビームインデックスであり、

、

、および

は、対応する選ばれたインデックスであり、ｆ（．）は、受信同期信号の品質を表現する目的関数である。シミュレーションの目的のために、目的関数は、信号対干渉および雑音比（ＳＩＮＲ：ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）測定となるであろう。

例示的な段階的手続きは、図１９の１９２０において例示される。図１９に例示される例において、ＷＴＲＵはＮ_w個の広いビーム１９２８を有するように定義されており、Ｎ_w個の広いビーム１９１２の各々内で、Ｎｔ個のより細いビーム１９２８を生成するための能力を有することができる。ＷＴＲＵ受信ビームの総数は、依然としてＮであり、これは、Ｎ＝Ｎ_wＮ_tとして定義されることができる。

段階的手続きは、各同期サブフレーム１９２２の期間中にＮ_w個の受信ビーム１９２８のうちの１つをスイープすることによって、Ｍ個の送信ビーム１９２４〜１９２６のすべてにわたってＷＴＲＵが探索することから始まってもよい。第１の探索段階の終わりにおいて、下記の最大化が評価されることができる。

方程式（５）において、ｋ、ｍおよびｎ_wは、それぞれセルインデックス、セルビームインデックスおよびＷＴＲＵの広いビームインデックスであり、

、

、および

は、対応する選ばれたセルビームインデックスである。

は、選ばれたセルビームインデックスであるが、第２の段階は、選ばれたセルについて、Ｍ個のビームすべてにわたる探索を繰り返すであろう。

第２の段階において、ＷＴＲＵは、セルインデックス

、およびＷＴＲＵの広いビームインデックス

を既に識別済みであるので、各同期サブフレーム１９２２の期間中に、Ｍ個の送信ビーム１９２４〜１９２６にわたって探索するために、

個の受信ビームのみを使用して、低減された探索が行われることができる。第２の段階の終わりにおいては、別の最大化が評価されることができる。

方程式（６）において、ｎ_tは、第２の段階のＷＴＲＵの細いビームインデックスであり、ｍは、セルビームインデックスであり、

は、選ばれたＷＴＲＵアレイビームインデックスであり、

は、選ばれたセルビームインデックスである。全数手続きと同じ同期サブフレーム周期性を使用すると、その結果、このアプローチのための合計探索時間は、

個のフレームとなる。

全数探索手続きと段階的探索手続きとの両方が、ビームペアごとの１つの観察が最大化の前に行われると仮定してもよい。時間と共に複数の観察結果を平均する形式の時間ダイバーシティは、高速フェージングに対抗するために、ＬＴＥベースのセル探索において使用されることがある。しかしながら、ＷＴＲＵ回転動作に対する、推定される、より高い感度が理由で、本明細書において説明される研究は、単独観測法のみを使用する。

全数探索手続きと段階的探索手続きとの両方を使用するＷＴＲＵ回転動作の影響は、ＷＴＲＵがカスタムモデルに基づいて並進動作と回転動作との両方を経験する、カスタムＭａｔｌａｂベースのシステムシミュレーション環境を使用して分析された。シミュレーション用の全部のパラメータは、下記の表３において提供されている。

シミュレーション結果は、全数手続きと段階的手続きとの間の性能差、およびＷＴＲＵ動作からの影響を強調している。シミュレーションの第１のセットは、回転動作の影響を強調するために、回転ＷＴＲＵおよび非回転ＷＴＲＵに対して実行された。テストケース固有のシミューレーションパラメータは、表４に列挙されており、結果は、図２０のグラフ２０００において示されている。シミュレーションは、アレイ当たり１つの広いビームを仮定している。

表５は、ＷＴＲＵ回転ありと、ＷＴＲＵ回転なしとの両方における、全数手続きと段階的手続きとの間の平均ＳＩＮＲ差を示す。最初の２つの列は、回転がない場合には、より少ない処理時間およびエネルギー消費をもたらすので、段階的アプローチが好ましくなり得ることを示し、無視できる性能差をさらに示す。段階的アプローチは、非全数アプローチであり、これは、古典的に、ある程度の性能低下を代償とする。しかしながら、この場合に、方法論は、両方の手続きについて選ばれたほとんど同一のビームにおける結果を使用した。したがって、最小限の性能影響が存在する。ＷＴＲＵが回転動作下にある場合を表現する、次の２つの列は、非全数探索手続きを使用することによって発生する利得すら存在することを示すために、さらに一層踏み込んでいる。これは、デバイスが回転されているときの手続きの期間中に測定されたＳＩＮＲが、最大化が評価されるときの手続きの終わりまでには古くなることがあるという事実に帰着されることができる。これは、ｍｍＷシステムに対して段階的アプローチを使用することの潜在的な利点をさらに指し示す。

表６は、非回転ＷＴＲＵと回転ＷＴＲＵとの間の平均ＳＩＮＲ差を示し、両方のＷＴＲＵビーム幅について、段階的探索と比較して全数探索において、性能は、回転によってより深刻な影響を受けることを示す。これは、ＷＴＲＵ回転速度よりも、必要な手続き処理時間に対して、回転からの影響がより直接的に結び付けられるという事実を強調することができる。

シミュレーションの第１のセットは、ｍｍＷシステムのためのシステム手続きを設計する場合に、ＷＴＲＵ回転を考慮する必要を強調している。シミュレーションの第２のセットは、性能を回転速度の関数として明示的に示すために実行された。全数手続きおよび段階的手続きは、両方ともアレイ当たり１２個のビームを用いるＷＴＲＵを使用してシミュレーションされた。これらの２つの構成の各々は、毎秒０°から８００°までの回動速度でテストされた。平均ＳＩＮＲは、各テストから差し引かれ、図２１のグラフ２１００において示されるようにプロットされた。回転の度数／秒ごとのＳＩＮＲ損失は、２本の曲線に線を適合させることによって抽出され、段階的手続きおよび全数手続きのそれぞれについて、１００°／秒ごとに１ｄＢおよび１００°／秒ごとに〜２ｄＢであると分かった。

特徴および要素は、特定の組み合わせにおいて上記に説明されているが、各特徴または要素が、単独で、または他の特徴および要素との任意の組み合わせにおいて、使用されることができることを、当業者は認識するであろう。また、本明細書において説明される方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためのコンピュータ読取可能な媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアにおいて実装されてもよい。コンピュータ読取可能な媒体の例は、（有線接続または無線接続上で送信される）電気信号およびコンピュータ読取可能な記憶媒体を含む。コンピュータ読取可能な記憶媒体の例は、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、ならびに、ＣＤ−ＲＯＭディスク、およびデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）などの光学媒体を含むが、これらに限定されない。ソフトウェアと協働するプロセッサは、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータにおいて使用するための無線周波数送受信機を実装するために使用されてもよい。

Claims (18)

1. 受信された構成メッセージに基づいて、同期信号のセットに関連付けられた送信周期性を判定する手段と、
   前記判定された送信周期性を使用して同期信号の前記セットを探索する手段であって、同期信号の前記セットはプライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号を含み、同期信号の前記セットはビームインデックスに関連付けられている、手段と、
   少なくとも前記プライマリ同期信号を検出する手段と、
   基準信号を使用して、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）上の送信を復調する手段であって、前記基準信号は、前記検出されたプライマリ同期信号に関連付けられた前記ビームインデックスから導出され、前記プライマリ同期信号および前記ＰＢＣＨ上の前記送信は、予め定義されたシンボル関係を有する、手段と、
   を備えた、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
2. 前記基準信号は、固定された数のシンボルだけ、前記検出されたプライマリ同期信号からオフセットされる、請求項１に記載のＷＴＲＵ。
3. 前記ＷＴＲＵは、基地局から、同期信号の前記セットの送信の表示を受信する、請求項１に記載のＷＴＲＵ。
4. 前記ＷＴＲＵは、前記表示に基づいて、前記検出されたプライマリ同期信号の測定を調整する、請求項３に記載のＷＴＲＵ。
5. 前記プライマリ同期信号は基地局送信ビームに関連付けられる、請求項１に記載のＷＴＲＵ。
6. 前記ビームインデックスは基地局送信ビームに関連付けられる、請求項１に記載のＷＴＲＵ。
7. 前記ＷＴＲＵは、予め定義されたスイープ時間およびドウェル期間を使用して、複数の同期サブフレームの各々の期間中に、複数の受信ビームのうちの１つをスイープして、別の同期信号を検出するように構成される、請求項１に記載のＷＴＲＵ。
8. 前記ＷＴＲＵは、前記ＰＢＣＨから、システムタイミング情報、ビーム固有の基準シーケンス、および別のＰＢＣＨに関連付けられたビーム固有のリソース割り当てを獲得するように構成されており、前記システムタイミング情報は、少なくとも前記別のＰＢＣＨの送信のビームスイープ時間およびドウェル期間を含む、請求項１に記載のＷＴＲＵ。
9. ビームスイープを使用して、複数の受信ビームの各々についての前記検出されたプライマリ同期信号のメトリックを決定する手段と、
   同期信号が検出される範囲内で複数の同期サブフレームの各々についてのｅノードＢ送信ビーム同期領域を識別する手段と、
   をさらに備える、請求項１に記載のＷＴＲＵ。
10. 無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）によって実行される方法であって、
    受信された構成メッセージに基づいて、同期信号のセットに関連付けられた送信周期性を判定するステップと、
    前記ＷＴＲＵによって、同期信号の前記セットを探索するステップであって、同期信号の前記セットはプライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号を含み、同期信号の前記セットはビームインデックスに関連付けられている、ステップと、
    前記ＷＴＲＵによって、少なくとも前記プライマリ同期信号を検出するステップと、
    前記ＷＴＲＵによって、基準信号を使用して、物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）を復調するステップであって、前記基準信号は、前記検出されたプライマリ同期信号に関連付けられた前記ビームインデックスから導出され、前記プライマリ同期信号および前記ＰＢＣＨは、予め定義されたシンボル関係を有する、ステップと、
    を含む、方法。
11. 前記基準信号は、固定された数のシンボルだけ、前記検出されたプライマリ同期信号からオフセットされる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ＷＴＲＵによって、基地局から、同期信号の前記セットの送信の表示を受信するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記ＷＴＲＵによって、前記表示に基づいて、前記検出されたプライマリ同期信号の測定を調整するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記プライマリ同期信号は基地局送信ビームに関連付けられる、請求項１０に記載の方法。
15. 前記ビームインデックスは基地局送信ビームに関連付けられる、請求項１０に記載の方法。
16. 予め定義されたスイープ時間およびドウェル期間を使用して、複数の同期サブフレームの各々の期間中に、複数の受信ビームのうちの１つをスイープして、別の同期信号を検出するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
17. 前記ＷＴＲＵによって、前記ＰＢＣＨから、システムタイミング情報、ビーム固有の基準シーケンス、および別のＰＢＣＨに関連付けられたビーム固有のリソース割り当てを獲得するステップであって、前記システムタイミング情報は、少なくとも前記別のＰＢＣＨの送信のビームスイープ時間およびドウェル期間を含む、ステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
18. 前記ＷＴＲＵによって、ビームスイープを使用して、複数の受信ビームの各々についての前記検出されたプライマリ同期信号のメトリックを決定するステップと、
    前記ＷＴＲＵによって、同期信号が検出される範囲内で複数の同期サブフレームの各々についてのｅノードＢ送信ビーム同期領域を識別するステップと、
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

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