JP7177085B2 - 無線通信装置、制御装置、及び制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、無線通信装置、制御装置、及び制御方法に関する。

ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａ（Advanced）と呼ばれる通信規格に基づく移動体通信システムにおいては、主に、７００ＭＨｚ～３．５ＧＨｚ前後の極超短波と呼ばれる周波数の無線信号が通信に利用されている。

また、上記通信規格のような極超短波を利用した通信では、所謂ＭＩＭＯ（Multiple－Input and Multiple－Output）と呼ばれる技術を採用することで、フェージング環境下においても、直接波に加えて反射波を信号の送受信に利用して通信性能をより向上させることが可能となる。ＭＩＭＯでは、複数のアンテナを使用することとなるため、スマートフォン等のような移動体通信の端末装置に対して、複数のアンテナをより好適な態様で配設する手法についても各種検討されている。

また、近年では、ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａに続く第５世代（５Ｇ）移動体通信システムについて各種検討がされている。例えば、同移動体通信システムでは、２８ＧＨｚや３９ＧＨｚといったミリ波と呼ばれる周波数の無線信号（以下、単に「ミリ波」とも称する）を利用した通信の利用が検討されている。一般的にはミリ波は空間減衰が比較的大きく、ミリ波を通信に利用する場合には、利得の高いアンテナが求められる傾向にある。このような要求を実現するために、所謂ビームフォーミングと呼ばれる技術により指向性ビームを形成することで、基地局と端末装置との間の通信に当該指向性ビームを利用することが検討されている。例えば、非特許文献１には、５Ｇの移動体通信システムにおけるミリ波を利用した通信に関する検討として、特に、ビームフォーミング技術の利用に関する検討の内容が開示されている。

須山聡 他，「５Ｇマルチアンテナ技術」，NTT DOCOMOテクニカル・ジャーナル，Vol．23，No．4，2016年，p30－39

一方で、ビームフォーミング技術により指向性ビームを形成した場合には、ビーム幅が制限されることとなるため、互いに異なるビームを介した通信は空間的に分離されることとなる。そのため、端末装置から基地局に向けられた指向性ビームが、当該端末装置の姿勢の変化に応じて、当該基地局とは異なる方向に向けられることとなった場合に、当該端末装置と当該基地局との間の通信が制限され、ひいては通信が切断される場合も想定され得る。

そこで、本開示では、指向性ビームを利用した無線通信をより好適な態様で実現可能とする技術を提案する。

本開示によれば、指向性ビームの方向を制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う１以上のアンテナ素子と、前記１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢を検知する検知部と、少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を前記１以上のアンテナ素子のいずれかを介して受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した前記基地局との間の前記無線通信を制御する制御部と、を備える、無線通信装置が提供される。

また、本開示によれば、指向性ビームの方向を制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢の検知結果を取得する取得部と、少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した前記基地局との間の前記無線通信を制御する制御部と、を備える、制御装置が提供される。

また、本開示によれば、コンピュータが、指向性ビームの方向を制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢の検知結果を取得することと、少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した前記基地局との間の前記無線通信を制御することと、を含む、制御方法が提供される。

以上説明したように本開示によれば、指向性ビームを利用した無線通信をより好適な態様で実現可能とする技術が提供される。

なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の一実施形態に係るシステム１の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。 同実施形態に係る基地局の構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る端末装置の構成の一例を示すブロック図である。 ＮＳＡにおいて想定される移動体通信システムのシステム構成の一例を示した図である。 ５Ｇにおけるセル配置の設計の一例について概要を説明するための説明図である。 初期アクセスの手順について概要を説明するための説明図である。 ＳＳ Ｂｌｏｃｋの概略的な構造の一例について示した図である。 基地局によるセル内の端末装置へのＮＲ－ＭＩＢの報知について概要を説明するための説明図である。 ＳＳ ＢｌｏｃｋとＲＭＳＩのＱＣＬ化について模式的に示した図である。 ４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順の流れについて示した概略的なシーケンス図である。 ４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順について概要を説明するための説明図である。 ＳＳ ＢｌｏｃｋからＲＯへのマッピングの一案について概要を示した図である。 ＳＳ ＢｌｏｃｋからＲＯへのマッピングの他の一案について概要を示した図である。 ４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨの一連の流れについて説明するための説明図である。 ビームマネジメントの手順について概要を説明するための説明図である。 ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおける基地局と端末装置との間でのデータの送受信に係る手順について概要を説明するための説明図である。 ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおける基地局と端末装置との間でのデータの送受信に係る手順について概要を説明するための説明図である。 ＢＰＬのビーム方向が変化する場合の一例について説明するための説明図である。 ＢＰＬのビーム方向が変化する場合の他の一例について説明するための説明図である。 本開示に係る技術の基本原理について説明するための説明図である。 本開示に係る技術の基本原理について説明するための説明図である。 本開示に係る技術の基本原理について説明するための説明図である。 同実施形態に係る端末装置による、基地局との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について示したフローチャートである。 同実施形態に係る端末装置による、基地局との間の通信の制御に係る処理の流れの他の一例について示したフローチャートである。 同実施形態に係る端末装置による、基地局との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について示したフローチャートである。 ＮＳＡにおけるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移するまでのステート遷移図の一例を示した図である。 ＳＡにおけるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移するまでのステート遷移図の一例を示した図である。 ＣＦＲＡの処理の流れについて示した概略的なシーケンス図である。 本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。 同実施形態に係る通信装置の応用例について説明するための説明図である。 同実施形態に係る通信装置の応用例について説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．構成例
１．１．システム構成の一例
１．２．基地局の構成例
１．３．端末装置の構成例
２．ミリ波の利用を想定した通信の概要
３．技術的課題
４．技術的特長
４．１．基本原理
４．２．処理
４．３．変形例
５．ハードウェア構成
６．応用例
６．１．応用例１：他の通信装置への応用例
６．２．応用例２：他の通信規格に基づく通信への応用例
７．むすび

＜＜１．構成例＞＞
＜１．１．システム構成の一例＞
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係るシステム１の概略的な構成の一例について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るシステム１の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。図１に示すように、システム１は、基地局装置１００と、端末装置２００とを含む。ここでは、端末装置２００は、ユーザとも呼ばれる。当該ユーザは、ＵＥとも呼ばれ得る。基地局装置１００Ｃは、ＵＥ－Ｒｅｌａｙとも呼ばれる。ここでのＵＥは、ＬＴＥ又はＬＴＥ－Ａにおいて定義されているＵＥであってもよく、ＵＥ－Ｒｅｌａｙは、３ＧＰＰで議論されているＰｒｏｓｅ ＵＥ ｔｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｒｅｌａｙであってもよく、より一般的に通信機器を意味してもよい。

（１）基地局装置１００
基地局装置１００は、配下の装置に無線通信サービスを提供する装置である。例えば、基地局装置１００Ａは、セルラーシステム（又は移動体通信システム）の基地局である。基地局装置１００Ａは、基地局装置１００Ａのセル１０Ａの内部に位置する装置（例えば、端末装置２００Ａ）との無線通信を行う。例えば、基地局装置１００Ａは、端末装置２００Ａへのダウンリンク信号を送信し、端末装置２００Ａからのアップリンク信号を受信する。

基地局１００Ａは、他の基地局と例えばＸ２インタフェースにより論理的に接続されており、制御情報等の送受信が可能である。また、基地局１００Ａは、所謂コアネットワーク（図示を省略する）と例えばＳ１インタフェースにより論理的に接続されており、制御情報等の送受信が可能である。なお、これらの装置間の通信は、物理的には多様な装置により中継され得る。

ここで、図１に示した基地局装置１００Ａは、マクロセル基地局であり、セル１０Ａはマクロセルである。一方で、基地局装置１００Ｂ及び１００Ｃは、スモールセル１０Ｂ及び１０Ｃをそれぞれ運用するマスタデバイスである。一例として、基地局装置１００Ｂは、固定的に設置されるスモールセル基地局である。スモールセル基地局装置１００Ｂは、マクロセル基地局装置１００Ａとの間で無線バックホールリンクを、スモールセル１０Ｂ内の１つ以上の端末装置（例えば、端末装置２００Ｂ）との間でアクセスリンクをそれぞれ確立する。なお、基地局装置１００Ｂは、３ＧＰＰで定義されるリレーノードであってもよい。基地局装置１００Ｃは、ダイナミックＡＰ（アクセスポイント）である。基地局装置１００Ｃは、スモールセル１０Ｃを動的に運用する移動デバイスである。基地局装置１００Ｃは、マクロセル基地局装置１００Ａとの間で無線バックホールリンクを、スモールセル１０Ｃ内の１つ以上の端末装置（例えば、端末装置２００Ｃ）との間でアクセスリンクをそれぞれ確立する。基地局装置１００Ｃは、例えば、基地局又は無線アクセスポイントとして動作可能なハードウェア又はソフトウェアが搭載された端末装置であってよい。この場合のスモールセル１０Ｃは、動的に形成される局所的なネットワーク（Localized Network／Virtual Cell）である。

セル１０Ａは、例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）、ＬＴＥ－ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＰＲＯ、ＧＳＭ（登録商標）、ＵＭＴＳ、Ｗ－ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＷｉＭＡＸ、ＷｉＭＡＸ２又はＩＥＥＥ８０２．１６などの任意の無線通信方式に従って運用されてよい。

なお、スモールセルは、マクロセルと重複して又は重複せずに配置される、マクロセルよりも小さい様々な種類のセル（例えば、フェムトセル、ナノセル、ピコセル及びマイクロセルなど）を含み得る概念である。ある例では、スモールセルは、専用の基地局によって運用される。別の例では、スモールセルは、マスタデバイスとなる端末がスモールセル基地局として一時的に動作することにより運用される。いわゆるリレーノードもまた、スモールセル基地局の一形態であると見なすことができる。リレーノードの親局として機能する無線通信装置は、ドナー基地局とも称される。ドナー基地局は、ＬＴＥにおけるＤｅＮＢを意味してもよく、より一般的にリレーノードの親局を意味してもよい。

（２）端末装置２００
端末装置２００は、セルラーシステム（又は移動体通信システム）において通信可能である。端末装置２００は、セルラーシステムの無線通信装置（例えば、基地局１００Ａ、マスタデバイス１００Ｂ又は１００Ｃ）との無線通信を行う。例えば、端末装置２００Ａは、基地局１００Ａからのダウンリンク信号を受信し、基地局１００Ａへのアップリンク信号を送信する。

また、端末装置２００としては、所謂ＵＥのみに限らず、例えば、ＭＴＣ端末、ｅＭＴＣ（Enhanced MTC）端末、及びＮＢ－ＩｏＴ端末等のような所謂ローコスト端末（Low cost UE）が適用されてもよい。

（３）補足
以上、システム１の概略的な構成を示したが、本技術は図１に示した例に限定されない。例えば、システム１の構成として、マスタデバイスを含まない構成、ＳＣＥ（Small Cell Enhancement）、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous Network）、ＭＴＣネットワーク等が採用され得る。またシステム１の構成の、他の一例として、マスタデバイスがスモールセルに接続し、スモールセルの配下でセルを構築してもよい。

＜１．２．基地局の構成例＞
次いで、図２を参照して、本開示の一実施形態に係る基地局１００の構成を説明する。図２は、本開示の一実施形態に係る基地局１００の構成の一例を示すブロック図である。図２を参照すると、基地局１００は、アンテナ部１１０と、無線通信部１２０と、ネットワーク通信部１３０と、記憶部１４０と、通信制御部１５０とを含む。

（１）アンテナ部１１０
アンテナ部１１０は、無線通信部１２０により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部１１０は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部１２０へ出力する。

（２）無線通信部１２０
無線通信部１２０は、信号を送受信する。例えば、無線通信部１２０は、端末装置へのダウンリンク信号を送信し、端末装置からのアップリンク信号を受信する。

（３）ネットワーク通信部１３０
ネットワーク通信部１３０は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク通信部１３０は、他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、上記他のノードは、他の基地局及びコアネットワークノードを含む。

なお、前述したように、本実施形態に係るシステム１においては、端末装置がリレー端末として動作し、リモート端末と基地局との間の通信を中継する場合がある。このような場合には、例えば、当該リレー端末に相当する基地局装置１００Ｃは、ネットワーク通信部１３０を備えていなくてもよい。

（４）記憶部１４０
記憶部１４０は、基地局１００の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。

（５）通信制御部１５０
通信制御部１５０は、無線通信部１２０の動作を制御することで、他の装置（例えば、端末装置２００）との間の無線の通信経路を介した通信を制御する。具体的な一例として、通信制御部１５０は、送信対象となるデータを所定の変調方式に基づき変調することで送信信号を生成し、無線通信部１２０に当該送信信号をセル内の端末装置２００に向けて送信させてもよい。また、他の一例として、通信制御部１５０は、端末装置２００からの信号の受信結果（即ち、受信信号）を無線通信部１２０から取得し、当該受信信号に対して所定の復調処理を施すことで当該端末装置２００から送信されたデータを復調してもよい。

また、通信制御部１５０は、ネットワーク通信部１３０の動作を制御することで、他の基地局１００やコアネットを構成する各エンティティとの間の通信を制御してもよい。

なお、図２を参照して上述した基地局１００の構成はあくまで一例であり、必ずしも基地局１００の機能構成を限定するものではない。具体的な一例として、基地局１００の各構成のうち一部が当該基地局１００の外部に設けられていてもよい。また、基地局１００の各機能が、複数の装置が連携して動作することで実現されてもよい。

＜１．３．端末装置の構成例＞
次に、図３を参照して、本開示の実施形態に係る端末装置２００の構成の一例を説明する。図３は、本開示の実施形態に係る端末装置２００の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、端末装置２００は、アンテナ部２１０と、無線通信部２２０と、検知部２３０と、記憶部２４０と、通信制御部２５０とを含む。

（１）アンテナ部２１０
アンテナ部２１０は、無線通信部２２０により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部２１０は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部２２０へ出力する。なお、アンテナ部２１０として、複数のアンテナ素子が含まれてもよい。そのため、以降の説明では、個々のアンテナ素子を「アンテナ素子２１０」とも称する。

（２）無線通信部２２０
無線通信部２２０は、信号を送受信する。例えば、無線通信部２２０は、基地局からのダウンリンク信号を受信し、基地局へのアップリンク信号を送信する。

また、前述したように、本実施形態に係るシステム１においては、端末装置がリレー端末として動作し、リモート端末と基地局との間の通信を中継する場合がある。このような場合には、例えば、リモート端末として動作する端末装置２００Ｃにおける無線通信部２２０は、リレー端末との間でサイドリンク信号を送受信してもよい。

（３）検知部２３０
検知部２３０は、加速度センサやジャイロセンサ等のような各種センサを含み、端末装置２００の姿勢の変化を検出する。検知部２３０は、端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に応じた情報を通信制御部２５０に通知してもよい。

（４）記憶部２４０
記憶部２４０は、端末装置２００の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。

（５）通信制御部２５０
通信制御部２５０は、無線通信部２２０の動作を制御することで、他の装置（例えば、基地局１００）との間の無線の通信経路を介した通信を制御する。具体的な一例として、通信制御部２５０は、送信対象となるデータを所定の変調方式に基づき変調することで送信信号を生成し、無線通信部２２０に当該送信信号を基地局１００に向けて送信させてもよい。また、他の一例として、通信制御部２５０は、基地局１００からの信号の受信結果（即ち、受信信号）を無線通信部２２０から取得し、当該受信信号に対して所定の復調処理を施すことで当該基地局１００から送信されたデータを復調してもよい。

なお、図３を参照して上述した端末装置２００の構成はあくまで一例であり、必ずしも端末装置２００の機能構成を限定するものではない。具体的な一例として、端末装置２００の各構成のうち一部が当該端末装置２００の外部に設けられていてもよい。より具体的な一例として、図３に示すアンテナ部２１０、無線通信部２２０、検知部２３０、及び記憶部２４０のうち少なくともいずれかが、端末装置２００に対して外付けされていてもよい。なお、この場合には、通信制御部２５０を含む側の装置が、「制御装置」の一例に相当する。また、端末装置２００の各機能が、複数の装置が連携して動作することで実現されてもよい。

＜＜２．ミリ波の利用を想定した通信の概要＞＞
近年、ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａに続く第５世代（５Ｇ）移動体通信システムについて各種検討がされており、次世代の無線アクセス方式として、ＮＲ（New Radio）とも称される、ＬＴＥとは異なるＲＡＴ（Radio Access Technology）の導入も検討されている。

また、ＮＲの導入にあたり、既存のＬＴＥのネットワークとの併用を想定したＮＳＡ（Non－standalone）とも称される規格の検討も進められている。例えば、図４は、ＮＳＡにおいて想定される移動体通信システムのシステム構成の一例を示した図である。図４に示すように、ＮＳＡでは、既存のＬＴＥをアンカーとして、マクロセル基地局１００Ａと端末装置２００との間でＣ－ｐｌａｉｎ（制御情報）の送受信が行われる。また、Ｕ－ｐｌａｉｎ（ユーザデータ）については、スモールセル基地局１００Ｂと端末装置２００との間で、ＮＲによって送受信が行われる。このような構成により、Ｕ－ｐｌａｉｎの送受信をより高いスループットで実現することが可能となる。また、５Ｇ ＲＡＮ（Radio Access Network）は、ＥＰＣ１９０によってＳ１インタフェースを介して制御される。

特に、５Ｇの移動体通信システムでは、２８ＧＨｚや３９ＧＨｚといったミリ波と呼ばれる周波数の無線信号（以下、単に「ミリ波」とも称する）を利用した通信の利用が検討されている。また、一般的にはミリ波は空間減衰が比較的大きく、ミリ波を通信に利用する場合には、利得の高いアンテナが求められる傾向にある。このような要求を実現するために、５Ｇの移動体通信システムでは、所謂ビームフォーミングと呼ばれる技術により指向性ビームを形成することで、基地局と端末装置との間の通信に当該指向性ビームを利用することが検討されている。このような技術を利用することで、例えば、基地局と端末装置との間の通信を、時間及び周波数での多重に加えて空間的にも多重することも可能となる。このような構成により、５Ｇの移動体通信システムでは、非常に高いデータレートで同時にEnd－to－Endでの通信が可能なユーザ数を増大させることが可能となり、セル容量が飛躍的に増大するため、サービスのさらなるブロードバンド化（ｅＭＢＢ：enhanced Mobile Broad． Band）の実現が期待されている。

（セル配置の設計の概要）
ここで、図５を参照して、５Ｇにおけるセル配置の設計の一例について概要を説明する。図５は、５Ｇにおけるセル配置の設計の一例について概要を説明するための説明図である。図５に示す例では、ＬＴＥ規格に基づく既存のセル１０Ａをオーバーレイドセル（Overlaid Cell）として利用し、当該セル１０Ａ内において、ミリ波を利用した通信が可能なスモールセル１０Ｂ＃１～１０Ｂ＃３がオーバラップすることで、ヘテロジーニアス・ネットワーク（HetNet）を形成している。なお、スモールセル１０Ｂ＃１～１０Ｂ＃３は、スモールセル基地局１００Ｂ＃１～１００Ｂ＃３が形成するスモールセルをそれぞれ示している。このような構成に基づき、スモールセル基地局１００Ｂ＃１～１００Ｂ＃３のそれぞれと、スモールセル１０Ｂ＃１～１０Ｂ＃３内に位置する端末装置２００＃１～２００＃３それぞれとの間で、Ｕ－ｐｌａｉｎ（ユーザデータ）の送受信が行われる。これにより、Ｕ－ｐｌａｉｎ（ユーザデータ）の送受信に係るスループットをより向上させることが可能となる。

（初期アクセスの概要）
次いで、標準化仕様の策定が進められている、５Ｇにおける初期アクセス（ＩＡ：Initial Access）の手順について概要を説明する。

例えば、図６は、初期アクセスの手順について概要を説明するための説明図である。図６に示すように、端末装置２００は、電源の投入等に伴い起動すると、初期アクセス手順（Initial Access Procedure）を実行することで基地局１００との通信を確立し、その後、当該基地局１００との間でユーザデータの送受信を行う。また、初期アクセス手順では、主に、セルの探索及び選択（Cell Search and Selection）、システム情報の受信（System Information Receiver）、及びランダムアクセス（Random Access）の処理がこの順序で実行される。

５Ｇでは、ネットワーク側の低消費電力化と、ミリ波におけるパスロスの補償とを目的として、ビームフォーミング技術を利用してビーム幅が絞られたうえで、セル内においてＤＬ（Downlink）信号のビームスイープが行われる。このような特性から、５Ｇでは、ＬＴＥのように、各セルにおいて基地局（ｅＮＢ）側から、セル探索及びセル選択を行うためのＰＳＳ（Primary Synchronization Signal）、ＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal）、及びＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel）と、チャネル見積り（ＣＥ：Channel Estimate）に用いられるＣＲＳ（Cell－specific Reference Signal）が、always-ONで送信されていないこととなる。

５Ｇでは、ＰＳＳ、ＳＳＳ、及びＰＢＣＨは、ＳＳ ＢｌｏｃｋとしてＯＦＤＭ４シンボルにまとめて送信される。例えば、図７は、ＳＳ Ｂｌｏｃｋの概略的な構造の一例について示した図である。

また、１つのセル内において、１つのＳＳ ＢｌｏｃｋのＰＢＣＨのペイロードデータ上にはＮＲ－ＭＩＢ（Master－Information－Block）として、各種情報が端末装置側に報知される。例えば、図８は、基地局によるセル内の端末装置へのＮＲ－ＭＩＢの報知について概要を説明するための説明図である。ＮＲ－ＭＩＢとして報知される情報としては、例えば、ＬＴＥと同様に初期アクセス手順で最低限必要となるＳＦＮ（System Frame Number）、ＳＳ Ｂｌｏｃｋのセットが送信される周期であるＳＳ Ｂｕｒｓｔ ｓｅｔ周期、残りのシステム情報ＮＲ－ＳＩＢ１を運ぶＲＭＳＩ（Remaining Minimum System
Information）のスケジューリング情報等が挙げられる。また、ＳＳ ＢｌｏｃｋとＲＭＳＩは（空間的に）ＱＣＬ（Quasi Co－Location）化が想定できることが、標準化の過程で合意されている。

なお、ＱＣＬとは、異なるアンテナポート（ＡＰ）間で長期的伝搬路特性が同一である場合に相当する。長期的伝搬路特性は、遅延スプレッド（Delay spread）、ドップラースプレッド（Doppler spread）、ドップラーシフト（Doppler shift）、平均利得（Average gain）、平均遅延（Average delay）等を指し、これらの内のいくつか、又は全てが同一である場合にＱＣＬであると想定される。ＱＣＬであるとは、疑似的な地理関係が同一の場合に相当するが必ずしも物理的に近接している場合に限られない。また、上記は４Ｇまでの定義であるが、５ＧにおけるＱＣＬの定義では、ＬＴＥ－ＡのＲｅｌ－１１にて定義された上記のＱＣＬ特性に加えて、空間的なビーム方向を示す角度ドメイン特性がさらに追加される。このビーム方向を示す角度ドメイン特性は、標準化仕様では、ＱＣＬtypes D：Spatial Rxとして定義されており、（空間的に）ＱＣＬ化が想定できるということは、空間的に同じ方向からビームを受信できることを意味していることを示す。

一方で、ＳＳ Ｂｌｏｃｋ内におけるＮＲ－ＰＢＣＨのペイロードサイズは、４０ｂｉｔよりも大きく、７２ｂｉｔを超えない程度の少ないビット容量に制限されている。そこで、ＬＴＥと同様に、５Ｇにおいても初期アクセス手順を行うために必要な残りのシステム情報であるＮＲ－ＳＩＢ１を運ぶＲＭＳＩの受信が必要となる。

現在、ＲＭＳＩについては３ＧＰＰにおいて議論中であるが、現時点では、１つのセル内の１つのＳＳ Ｂｌｏｃｋと連携するＲＭＳＩは１対１の関連付けしかないものに、ほぼ合意されている。なお、広帯域動作の場合には、複数のＳＳ Ｂｌｏｃｋが複数のＢＷＰ（Bandwidth part）で送信されることが可能であることが合意されているが、その場合には、ＳＳ Ｂｌｏｃｋと連携するＲＭＳＩとの多対１のサポートについては、ネットワーク側のサポート次第となることが決まっている。

ＲＭＳＩは、基本的には、メッセージデータを運ぶＮＲ－ＰＤＳＣＨと、ＲＭＳＩ用のリソース情報を運ぶＣＯＲＥＳＥＴから構成される。ＲＭＳＩ用のリソース情報を運ぶＣＯＲＥＳＥＴに関する情報は、ＮＲ－ＰＢＣＨのペイロードデータ上のＮＲ－ＭＩＢによって、端末装置側に報知される。また、ＣＯＲＥＳＥＴは、端末装置側がモニタリングするためのＮＲ－ＰＤＣＣＨで構成され、ＣＳＳ（Common Search Space）とＵＳＳ（UE-specific Search Space）のどちらかに設定されている。

また、５Ｇでは、初期アクセス手順におけるランダムアクセス（ＲＡ：Random access）の設定情報については、ＲＭＳＩに含まれることが、３ＧＰＰにおいて合意されている。また、初期アクセスの手順は、ＬＴＥと同様に、４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順を採用することが合意されている。即ち、端末装置（ＵＥ）側がＭｓｇ１（PRACH preamble）を送信する場合に選択すべきＳＳ Ｂｌｏｃｋの閾値情報と、基地局（ｇＮＢ）側でのＴｘ送信パワー情報と、がＲＭＳＩで送信される。この閾値を満たすＳＳ Ｂｌｏｃｋに基づいて、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）測定によるパスロス（ＰＬ：Path
Loss）見積もりや、Ｍｓｇ１送信における在圏セル内での最適なＳＳ Ｂｌｏｃｋや当該ＳＳ Ｂｌｏｃｋに対応するＲＡＣＨリソースの選択が可能となる。

また、前述したように、在圏セル内での１つのＳＳ Ｂｌｏｃｋと連携するＣＯＲＥＳＴとＲＭＳＩとは、周波数分割多重（ＦＤＭ：Frequency Division Multiplexing）されて（空間的に）ＱＣＬ化されている。例えば、図９は、ＳＳ ＢｌｏｃｋとＲＭＳＩのＱＣＬ化について模式的に示した図である。

端末装置側は、基地局側からワイドビームを利用して送信されるＳＳ Ｂｌｏｃｋを、ワイドビームを用いて受信することで、同時にＦＤＭ化されたＣＯＲＥＳＴとＲＭＳＩについても受信することが可能である。そのため、端末装置側は、上述したようにＭｓｇ１送信における、最適なＳＳ Ｂｌｏｃｋの選択や、パスロス見積りから得られるオープンループのＵＬ（Uplink）パワーコントロールの初期値の導出が可能となる。また、端末装置側は、ＰＲＡＣＨのＳＣＳ（Subcarrier Spacing）情報や、ＰＲＡＣＨにおけるパワーランピングのステップサイズに関する情報についても、同時に知ることが可能となる。

（４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順）
続いて、４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順の流れについて、特に、５Ｇにおいて適用される場合における特徴的な部分に着目して説明する。例えば、図１０は、４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順の流れについて示した概略的なシーケンス図である。また、図１１は、４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順について概要を説明するための説明図であり、各手順における基地局と端末装置との間の情報の流れが示されている。

図１０及び図１１に示すように、４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ手順では、端末装置は、以下の４つの手順を順次実行する。
・Ｍｓｇ１（PRACH Preamble）送信
・Ｍｓｇ２（ＲＡＲ：Random Access Response）受信
・Ｍｓｇ３（RRC Connection Request）送信
・Ｍｓｇ４（RRC Connection Setup）受信

また、端末装置は、上記した４つの手順に加えて、Ｍｓｇ４の受信後に、初期アクセスの手順の完了を示すＭｓｇ５（RRC Connection Setup Complete）を基地局に送信してもよい。

一般的には、初期アクセスの手順を可能な限り速やかに完了し、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行することが望ましい。特に、５Ｇでは、前述したように、ミリ波の利用に伴うパスロス分を補償するためにビームフォーミングを行っている。このような状況下では、端末装置側が、ビーム同期によるＢＰＬ（Beam Pear Link）状態を安定的に維持するために、ワイドビームを用いて行われる初期アクセスの手順を可能な限り速やかに終わらせてＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行することがより重要となる。このような背景から、５Ｇでは、前述した（空間的な）ＱＣＬ化の想定を用いることで、ＢＰＬを確立するためのビームスイープによる遅延を、可能な限り少なくするような仕組みが検討されている。

端末装置側は、UE capabilityと関係するアンテナアレイ・サブセットを２～４つ有していると想定した場合には、初期アクセスの手順(４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ)を行うための情報は獲得済みとなっている。これは、各アンテナアレイ・サブセット上での準オムニとなるワイドビームを用いて、前述したように、基地局（ｇＮＢ）側からワイドビームを利用して送信されるＳＳ Ｂｌｏｃｋを、ワイドビームを用いて受信することで、同時にＦＤＭ化されたＣＯＲＥＳＴとＲＭＳＩについても受信することが可能であることに起因する。

次いで、４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨの各手順について５Ｇにおける取扱いに着目して以下に説明する。

（１）Ｍｓｇ１（PRACH Preamble）送信
３ＧＰＰでは、ＲＯ（RACH transmission Occasion）は、１つの特定方向のＴｘビームにて、設定されたＰＲＡＣＨプリアンブル・フォーマットを用いて、ＰＲＡＣＨ Ｍｓｇ１が送信されるためのＴ－Ｆリソース（Time-Frequency Resources）であることが定義されている。受信選択されたＳＳ ＢｌｏｃｋからＲＯへのマッピングの案として、１対１と、多対１と、の２つの候補が検討されている。例えば、図１２は、ＳＳ ＢｌｏｃｋからＲＯへのマッピングの一案について概要を示した図であり、１対１でのＳＳ ＢｌｏｃｋからＲＯへのマッピングの例を示している。また、図１３は、ＳＳ ＢｌｏｃｋからＲＯへのマッピングの他の一案について概要を示した図であり、多対１でのＳＳ ＢｌｏｃｋからＲＯへのマッピングの例を示している。端末装置側は、ＲＯにより獲得済みの情報を用いてＭｓｇ１送信を行う。

（２）Ｍｓｇ２（ＲＡＲ：Random Access Response）受信
３ＧＰＰでは、「端末装置側が、Ｍｓｇ２（ＲＡＲ）を運ぶＰＤＣＣＨ ＤＭＲＳとＰＤＳＣＨ ＤＭＲＳが、事前に端末装置側が送信したＭｓｇ１およびＲＯと関連付けられているＳＳ ＢｌｏｃｋとＱＣＬ化されていると想定できる」ということがほぼ合意されている。

（３）Ｍｓｇ３（RRC Connection Request）送信
３ＧＰＰでは、「基地局側は、端末装置側が送信するＭｓｇ３のＵＳＣＨ ＤＭＲＳが、事前に送信されたＭｓｇ１とＱＣＬ化されていると想定できる」ということがほぼ合意されている。

（４）Ｍｓｇ４（RRC Connection Setup）受信
３ＧＰＰでは、「ＲＡＣＨのＭｓｇ３にビームレポートがない場合に、端末装置側は、Ｍｓｇ４を運ぶＰＤＣＣＨ ＤＭＲＳとＰＤＳＣＨ ＤＭＲＳとが、事前に端末装置側が送信したＭｓｇ１およびＲＯと関連付けられているＳＳ ＢｌｏｃｋとＱＣＬ化されていると想定できる」ということがほぼ合意されている。

また、図１４は、４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨの一連の流れについて説明するための説明図であり、各手順における基地局と端末装置との間の関係を模式的に示している。図１４において、参照符号Ｂ１０１及びＢ１０３は、基地局１００がセル内の端末装置２００との情報の送受信に利用するビームを模式的に示している。具体的には、ビームＢ１０１は、ビーム幅が比較的広くなるように制御された所謂ワイドビームを示しており、ＳＳ ＢｌｏｃｋやＣＯＲＥＳＴ（ＮＲ－ＰＤＣＣＨ）等の送信に利用される。また、ビームＢ１０３は、ビーム幅が比較的狭くなるように制御された所謂ナロービームを示しており、ＲＭＳＩ（ＮＲ－ＰＤＳＣＨ）等の送信に利用される。また、参照符号Ｂ１１１は、端末装置２００が基地局１００との情報の送受信に利用するビームを模式的に示している。図１４に示す例では、ビームＢ１１１は、ワイドビームとして形成されている。

図１４に示すように、端末装置側が在圏セル内で最適となるＳＳ Ｂｌｏｃｋの探索及び選択が完了した後に行われる、初期アクセス手順においては、Ｍｓｇ１～Ｍｓｇ４それぞれの送受信が、ＳＳ Ｂｌｏｃｋとのビーム同期がとれてＢＰＬ状態が維持されたものと想定して行われる。このような制御により、初期アクセスの手順を速やかに完了することが可能となる。

上記のようなランダムアクセス手順を含む初期アクセスの手順をより速やかに完了させるために、端末装置側において、同手順の実行にワイドビームが利用されることも想定され得る。そのため、ＢＲ（Beam Refinement）動作と称される一連の手順において、端末装置が基地局との通信に利用するビームのナロービーム化が行われるが、当該ＢＲ動作は、例えば、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行した後に行われてもよい。一方で、ＢＲ（Beam Refinement）動作は、３ＧＰＰの仕様書ではベンダー側の実装（implementation）次第として、現状では特に規定されてはいない。そのため初期アクセスの手順においても、例えば、Ｍｓｇ２においてＢＲ（Beam Refinement）動作のＰ２手順及びＰ３手順が、端末装置側で同時に行われてもよい。即ち、端末装置側が、Ｐ２手順及びＰ３手順のＢＲ（Beam Refinement）動作を行い、ナロービームによるＢＰＬ状態が、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行する前の、初期アクセスの手順において、オーバラップして行われてもよいことについても、言及することが可能である。なお、本件については、詳細を別途後述する。

（ビームマネジメント）
続いて、５Ｇにおけるビームマネジメント（ＢＭ：Beam Management）の手順について特に、基地局と端末装置との間でそれぞれが通信に利用するビームをナロービーム化するための手順に着目して説明する。例えば、図１５は、ビームマネジメントの手順について概要を説明するための説明図である。３ＧＰＰでは、ナロービーム化を行うための手順として、前述したように、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３手順に代表されるビームマネジメント（ＢＭ）の動作を定義している。この、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３手順により、基地局－端末装置間におけるビームの精密化（ＢＲ：Beam Refinement）が行われる。

Ｐ１手順は、ビームセレクション（Beam selection）とビームリセレクション（Beam
reselection）とで定義される。Ｐ１手順では、基本的には比較的ビーム幅の広いワイドビームを利用した、初期アクセス時におけるビームアライメント（Beam Alignment）の動作が想定されている。

Ｐ２手順は、Ｔｘビームリファインメント（Tx beam refinement）で定義される。Ｐ２手順では、基地局側でのＤＬ（Downlink） Ｔｘビームに関してビームの精密化（ＢＲ）が行われ、ビーム幅がより絞られた基地局側のナロービームと、端末装置側のビームとの間での位置合わせ（Beam correspondence）が行われる動作が想定されている。

Ｐ３手順は、Ｒｘビームリファインメント（Rx beam refinement）で定義される。Ｐ３手順では、端末装置側でのＤＬ Ｒｘビームに関してビームの精密化（ＢＲ）が行われ、基地局側のナロービームと、ビーム幅がより絞られた端末装置側のナロービームとの間での位置合わせ（Beam correspondence）が行われる動作が想定されている。

（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードでの動作）
次いで、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードでの動作について、主に（空間的な）ＱＣＬ化を想定した動作に着目して説明する。例えば、図１６及び図１７は、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおける基地局と端末装置との間でのデータの送受信に係る手順について概要を説明するための説明図である。具体的には、図１６は、端末装置が基地局から送信されるＤＬデータを受信する場合の手順の一例について示している。また、図１７は、端末装置が基地局にＵＬデータを送信する場合の手順の一例について示している。

前述したように、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３手順に代表されるビームマネジメント（ＢＭ）におけるビームの精密化（ＢＲ）は、一般的には、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行した後に行われる。

５Ｇでは、ＮＲ－ＰＤＳＣＨに対して、ＤＣＩ上のＮビットのＴＣＩ（Transmission Configuration Indication）ステートに対応するＤＬ用のＲＳ（Reference Signal）が（空間的に）ＱＣＬ化していることを、端末装置側が想定できることが合意されている。また、ビーム切り替え時におけるレイテンシ（latency）と追加のシグナリングを削減するために、ＮＲ－ＰＤＣＣＨ（制御信号）とＮＲ－ＰＤＳＣＨ（データ信号）とを同じビームで送信することが検討されている。３ＧＰＰでは、ビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳが、ＮＲ－ＰＤＳＣＨとＮＲ－ＰＤＣＣＨとに対してＱＣＬ化しているＤＬ用のＲＳとして想定されることが議論されている。

ビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳが、上記のようにＤＣＩ上のＮビットのＴＣＩステートで（空間的に）ＱＣＬ化されている場合には、この非周期であるＣＳＩ－ＲＳを用いて、前述したＰ２手順によるビームスイープが行わる。そして、ベストな非周期であるＣＳＩ－ＲＳのビームを選択するために、ビームの精密化（ＢＲ）が行われる。Ｐ２手順が完了すると、端末装置側は、ビームマネジメント（ＢＭ）用のＣＳＩ－ＲＳのベストなビームリソースを示すビームレポートを、基地局側に対してシグナリングする。

また、端末装置側では、Ｐ３手順によるＲｘビームスイープが行われ、ベストなＲｘビームリソースが決定された後に、新しいＮビットのＤＣＩフィールドのシグナリングが基地局に対して行われる。

ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行した場合のＮＲ－ＰＤＳＣＨとＮＲ－ＰＤＣＣＨとに対しては、ビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳを用いてＱＣＬ化されている。そのため、この非周期であるＣＳＩ－ＲＳを用いて、Ｐ２、Ｐ３手順の動作が行われ、ＢＰＬが確立される。

以上のように、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモード時においても、初期アクセスの手順と同様に、ＢＰＬ状態が維持されたものと想定して、ＮＲ－ＰＤＳＣＨとＮＲ－ＰＤＣＣＨとの双方の受信が行われる。具体的には、ＮＲ－ＰＤＳＣＨとＮＲ－ＰＤＣＣＨとに対して、（空間的に）ＱＣＬ化されているビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳとのビーム同期がとられ、かつＰ１、Ｐ２、及びＰ３の手順によるナロービーム化が行われることで、ＢＰＬ状態が維持されたものと想定される。即ち、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおける、端末装置側でのＮＲ－ＰＤＳＣＨとＮＲ－ＰＤＣＣＨとの双方の受信においても、基地局側からのＤＬ用のＲＳとの（空間的な）ＱＣＬ化の想定が、ＢＰＬ状態を維持するための仕組みとして考えられている。

＜＜３．技術的課題＞＞
続いて、本開示の一実施形態に係るシステムの技術的課題について説明する。

５Ｇにおける初期アクセス時のランダムアクセス手順では、在圏セル内で最適となるＳＳ Ｂｌｏｃｋの探索及び選択が完了した後には、前述したように、基地局－端末装置間のＢＰＬ状態が維持されていると想定して（空間的な）ＱＣＬ化が行われている。これにより、ＢＰＬを確立するためのビームスイープによる遅延を可能な限り少なくすることが可能となる。

一方で、突然の端末装置の回転等によって、ＢＰＬのビーム方向が変化するような状況が想定され得る。具体的には、初期アクセスの手順の間に、端末装置側における予期せぬ突然の回転等が発生した場合には、初期アクセス時に最適となるＳＳ Ｂｌｏｃｋの探索及び選択が完了した時点で獲得されたＢＰＬ状態が維持されない場合がある。

例えば、図１８は、ＢＰＬのビーム方向が変化する場合の一例について説明するための説明図であり、初期アクセス時に当該ビーム方向が変化した場合の一例について示している。具体的には、図１８では、基地局１００＃１とＢＰＬ状態にある端末装置２００が突然回転した状況を模式的に示している。参照符号２００’は、回転後の当該端末装置２００の状態を模式的に示している。

図１８において、参照符号Ｂ１５１は、基地局１００＃１が形成する指向性ビームを模式的に示している。また、参照符号Ｂ１６１は、回転前の端末装置２００が形成する指向性ビームを模式的に示している。即ち、図１８に示す例では、回転前の端末装置２００は、基地局１００＃１とＢＰＬ状態にある。より具体的には、回転前の端末装置２００が形成するビームＢ１６１と、基地局１００＃１が形成するビームＢ１５１とがＢＰＬを確立している。

これに対して、端末装置２００の回転に伴い、当該端末装置２００が形成するビームＢ１６１が向けられる方向も変化する。例えば、参照符号Ｂ１６１’は、回転後の端末装置２００’が形成する指向性ビームを模式的に示している。また、参照符号Ｂ１７１は、基地局１００＃２が形成する指向性ビームを模式的に示している。即ち、図１８に示す例では、回転後の端末装置２００’が形成するビームＢ１６１’は、基地局１００＃２が形成するビームＢ１７１とＢＰＬが確立され得る方向に向けられることとなる。

図１８に示すような端末装置２００の回転が、例えば、初期アクセス時に発生した場合には、初期アクセス時に最適となるＳＳ Ｂｌｏｃｋの探索及び選択が完了した時点で獲得された、基地局１００＃１と端末装置２００との間のＢＰＬ状態が維持されなくなる。そのため、例えば、ランダムアクセス手順におけるＭｓｇ１の送信が、本来、端末装置２００とＢＰＬ状態にあった基地局１００＃１ではなく、他の基地局１００＃２に向けて送信されるような状況が想定され得る。このような状況は、上述した、初期アクセス時における（空間的な）ＱＣＬ化の想定に関する条件を満たさなくなり、ランダムアクセス手順における遅延が発生し、ひいては、その後のＲＲＣ接続に対して影響を及ぼす可能性も想定され得る。特にモバイル機器については、一般的にはバッテリー駆動が想定される。このような前提の基で、例えば、４つのミリ波用のアンテナアレイ・サブセットモジュールを搭載した端末装置において、ランダムアクセス手順における遅延により、初期アクセス手順を何度も繰り返されたものとする。このような場合には、例えば、バッテリー寿命を短くしたり、追加で発生する再手順が続くことにより処理負荷が増大する等の影響が想定され得る。

また、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおいても、突然の端末装置の回転等によってＢＰＬのビーム方向が変化し、基地局と端末装置との間でＢＰＬ状態を維持することが困難となる場合が想定され得る。

例えば、図１９は、ＢＰＬのビーム方向が変化する場合の他の一例について説明するための説明図であり、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおいてに当該ビーム方向が変化した場合の一例について示している。具体的には、図１９の左側の図は、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態が確立されている状況を示している。より具体的には、参照符号Ｂ２０１は、基地局１００が形成する指向性ビームを模式的に示している。また、参照符号Ｂ２０３は、端末装置２００が形成する指向性ビームを模式的に示している。即ち、図１９の左側の図では、基地局１００が形成するビームＢ２０１と、端末装置２００が形成するビームＢ２０３とＢＰＬを確立している。このような状況下で、例えば、基地局１００から送信される、ＮＲ－ＰＤＣＣＨ及びＮＲ－ＰＤＳＣＨやビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳ等が端末装置２００により受信される。

これに対して、図１９の右側の図は、端末装置２００が突然回転した状況を模式的に示している。参照符号２００’は、回転後の当該端末装置２００の状態を模式的に示している。また、参照符号Ｂ２０３’は、回転後の端末装置２００’が形成する指向性ビームを模式的に示している。

図１９の右側の図においては、回転後の端末装置２００’が形成するビームＢ２０３が、基地局１００とは異なる方向に向けられることとなり、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態を維持することが困難となる。このような状況下では、まずビームフェイラと称されるイベントが発生し、この状態が継続するとＲＬＦ（Radio Link Failure）による呼切断のイベントが発生する。即ち、端末装置２００の回転に伴い、頻繁に呼切断が発生するような状況も想定され得る。このような状況は、上述した、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおける（空間的な）ＱＣＬ化の想定に関する条件を満たさなくなり、その後のＲＲＣ再接続の手順等が必要となるため、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおける安定した通信の実現に影響を及ぼす可能性が想定され得る。上述したように、ＲＲＣ再接続の手順等が必要となる場合には、端末装置側において、前述のランダムアクセス手順を含む、初期アクセス手順をはじめから繰り返して行うことが必要となる場合がある。上記の動作は、前述したように、モバイル機器である端末装置側のバッテリー寿命を短くしたり、追加で発生する再手順が続くことにより処理負荷が増大する等の影響を及ぼす可能性がある。

以上のような状況を鑑み、本開示では、指向性ビームを利用した無線通信をより好適な態様で実現可能とする技術を提案する。具体的には、端末装置の回転等に伴い当該端末装置が形成する指向性ビームの方向が変化するような状況下においても、基地局と端末装置との間での通信が制限される頻度をより低減可能とする技術を提案する。

＜＜４．技術的特長＞＞
以下に、本開示の一実施形態に係るシステムの技術的特徴について説明する。

＜４．１．基本原理＞
まず、本開示に係る技術の基本原理について説明する。本開示に係るシステムにおいて、端末装置は、例えば、ジャイロセンサ等のような各種センサにより当該端末装置の筐体や、当該筐体に支持されたアンテナ素子の姿勢を検出可能に構成されている。このような構成の基で、当該端末装置は、姿勢の変化に伴い指向性ビームの方向が変化した場合に、当該姿勢の変化を上記センサの検知結果に基づき認識し、当該姿勢の変化に応じて指向性ビームを利用した基地局との通信を制御する。

例えば、図２０は、本開示に係る技術の基本原理について説明するための説明図である。図２０に示す例では、端末装置２００は、それぞれが互いに異なる方向に向けられた指向性ビームを利用して無線通信を行う複数のアンテナ素子を備えている。図２０において、参照符号Ｂ２１１は、基地局１００が形成する指向性ビームを模式的に示しいている。また、参照符号Ｂ２１３は、端末装置２００が備える複数のアンテナ素子２１０のうち、アンテナ素子２１０Ａにより形成される指向性ビームを模式的に示している。また、参照符号Ｂ２１５は、端末装置２００が備える複数のアンテナ素子２１０のうち、アンテナ素子２１０Ａとは異なる他のアンテナ素子２１０Ｂにより形成される指向性ビームを模式的に示している。このような構成の基で、当該複数のアンテナ素子のうち、少なくともいずれかのアンテナ素子が形成する指向性ビームが、基地局１００が形成する指向性ビームとＢＰＬを確立する。

図２０の上側の図は、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態が確立されている状況を模式的に示している。即ち、図２０の上側の図では、基地局１００により形成されるビームＢ２１１と、端末装置２００のアンテナ素子２１０Ａにより形成されるビームＢ２１３とがＢＰＬを確立している。

これに対して、図２０の下側の図は、上側の図に示した状態から端末装置２００が回転した状態を模式的に示している。即ち、図２０の下側の図では、端末装置２００の回転に伴い、アンテナ素子２１０Ａにより形成されるビームＢ２１３が、基地局１００の位置する方向とは異なる方向に向けられている。即ち、図２０の下側の図では、基地局１００により形成されるビームＢ２１１と、端末装置２００のアンテナ素子２１０Ａにより形成されるビームＢ２１３とによるＢＰＬを維持することが困難となる。

一方で、図２０の下側の図では、端末装置２００の回転に伴い、アンテナ素子２１０Ａとは異なる他のアンテナ素子２１０Ｂにより形成されるビームＢ２１５が、基地局１００の位置する方向に向けられることとなる。

そこで、本開示の一実施形態に係る端末装置２００（通信制御部２５０）は、検知部２３０（例えば、ジャイロセンサ等）による加速度や角速度等の検知結果に基づき、当該端末装置２００の姿勢の変化、即ち、端末装置２００の回転方向や回転量を検出する。

具体的には、端末装置２００は、例えば、図２０の上側の図に示すように、基地局１００との間でＢＰＬ状態が確立されている場合における当該端末装置２００の姿勢（換言すると、各アンテナ素子２１０の姿勢）を基準状態として設定する。より具体的な一例として、初期アクセス手順に着目した場合には、端末装置２００側において、複数のアンテナ素子２１０のサブセット全体でビームスイープが行われることで、在圏セル内での閾値条件を満たすベストなＳＳ Ｂｌｏｃｋが選択される。また、その後のランダムアクセス手順では、選択された上記ＳＳ Ｂｌｏｃｋとのビーム同期がとれ、ＢＰＬ状態が維持されたものと想定して、（空間的な）ＱＣＬ化が行われている。そのため、例えば、上記ＳＳ
Ｂｌｏｃｋとのビーム同期がとれたことを、セル内において、ネットワーク側から設定された閾値条件を満たしたＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）をもつＳＳ
Ｂｌｏｃｋ内のＰＢＣＨデコードや、あるいは、前述したようにＳＳ Ｂｌｏｃｋと（空間的な）ＱＣＬ関係にあるＣＯＲＥＳＥＴ及びＲＭＳＩのデコードが完了した時点とみなして、この時点での端末装置２００の姿勢が基準状態として設定されてもよい。

以上のような制御により、端末装置２００は、突然の回転等により当該端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、検知部２３０による検知結果に基づき、上記基準状態からの姿勢の変化（即ち、回転方向及び回転量）を検出することが可能となる。具体的な一例として、図２０の下側の図に示す例の場合には、端末装置２００は、検知部２３０による検知結果に基づき、アンテナ素子２１０Ｂにより形成されるビームＢ２１５が、基地局１００の位置する方向に向けられることを認識することが可能である。

そして、端末装置２００は、当該端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に応じて、基地局１００との間の無線通信に利用するアンテナ素子２１０を選択的に切り替える。具体的には、図２０の下側の図に示す例の場合には、端末装置２００は、回転後の当該端末装置２００の姿勢の認識結果に応じて、基地局１００との間の無線通信に利用するアンテナ素子２１０を、アンテナ素子２１０Ａからアンテナ素子２１０Ｂに切り替える。このような制御に基づき、端末装置２００は、ビームＢ２１３を利用した基地局１００とのＢＰＬ状態を維持することが困難となった場合においても、アンテナ素子２１０Ｂにより形成されるビームＢ２１５を利用して、基地局１００との間のＢＰＬ状態を速やかに再確立する。

以上のような制御により、例えば、初期アクセスの手順の過程において突然の回転等により端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、（空間的な）ＱＣＬ化の想定に関する条件に従って、当該端末装置２００からのビームが基地局１００に向けられることとなる。そのため、端末装置２００は、当該端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、基地局１００との間のＢＰＬ状態を直ちに再確立することが可能となるため、初期アクセスの手順を速やかに完了することが可能となる。

なお、図２０に示す例では、端末装置２００に対して、ミリ波を利用した無線通信が可能な４つのアンテナ素子２１０が互いに異なる方向を向くように支持されている場合の一例について説明したが、必ずしも当該端末装置２００の構成を限定するものではない。即ち、複数のアンテナ素子２１０のうち２以上が互いに異なる方向を向くように支持されていれば、端末装置２００の構成（より具体的には、複数のアンテナ素子２１０の数や各アンテナ素子２１０が支持される位置）は特に限定されない。なお、本実施形態においては、理想的には、端末装置２００に対して支持された複数のアンテナ素子２１０それぞれがビームスイープを行うことで、ＬＴＥと同様な準オムニのアンテナパターンを構成可能であることがより望ましい。

次いで、端末装置２００の回転に応じて、各アンテナ素子２１０が形成する指向性ビーム（特に、ナロービーム）の方向を制御する場合の一例について説明する。なお、本説明では、主に、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモード時のようにナロービームを利用して通信を行う場合に着目して、端末装置２００の姿勢の変化に応じたビームの制御の一例について説明する。

例えば、図２１は、本開示に係る技術の基本原理について説明するための説明図であり、各アンテナ素子２１０が形成する指向性ビームの方向を制御する場合の一例を示している。図２１において、参照符号Ｂ２１１は、基地局１００が形成する指向性ビームを模式的に示しいている。また、参照符号Ｂ２２１及びＢ２２３のそれぞれは、アンテナ素子２１０Ａにより互いに異なる方向に向けて形成される指向性ビーム（ナロービーム）を模式的に示している。

例えば、図２１の上側の図は、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態が確立されている状況を模式的に示している。即ち、図２０の上側の図では、基地局１００により形成されるビームＢ２１１と、端末装置２００のアンテナ素子２１０Ａにより形成されたビームＢ２２１とがＢＰＬを確立している。

これに対して、図２１の下側の図は、上側の図に示した状態から端末装置２００が回転した状態を模式的に示している。即ち、図２１の下側の図では、端末装置２００の回転に伴い、アンテナ素子２１０Ａにより形成されるビームＢ２２１が、基地局１００の位置する方向とは異なる方向に向けられている。即ち、図２０の下側の図では、基地局１００により形成されるビームＢ２１１と、端末装置２００のアンテナ素子２１０Ａにより形成されるビームＢ２２１とによるＢＰＬを維持することが困難となる。

一方で、図２１の下側の図では、端末装置２００の回転後においても、アンテナ素子２１０Ａが指向性ビーム（ナロービーム）を生成可能な範囲内（換言すると、ビームスイープの範囲内）に基地局１００が位置している。具体的には、アンテナ素子２１０Ａにより生成される各ビームのうち、ビームＢ２２１とは異なる方向に向けて形成されるビームＢ２２３が、基地局１００の位置する方向に向けられることとなる。

そこで、このような場合には、端末装置２００（通信制御部２５０）は、アンテナ素子２１０Ａが形成するビームの方向を制御することで、基地局１００との間のＢＰＬ状態を再確立してもよい。

具体的には、端末装置２００は、図２１の上側の図に示すように、基地局１００との間でＢＰＬ状態が確立されている場合における当該端末装置２００の姿勢（換言すると、各アンテナ素子２１０の姿勢）を基準状態として設定する。また、端末装置２００は、検知部２３０（例えば、ジャイロセンサ等）による加速度や角速度等の検知結果に基づき、当該端末装置２００の姿勢の変化、即ち、端末装置２００の回転方向や回転量を検出する。これにより、端末装置２００は、突然の回転等により当該端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、検知部２３０による検知結果に基づき、上記基準状態からの姿勢の変化（即ち、回転方向及び回転量）を検出することが可能となる。具体的な一例として、図２１の下側の図に示す例の場合には、端末装置２００は、検知部２３０による検知結果に基づき、アンテナ素子２１０Ａにより形成されるビームＢ２２３が、基地局１００の位置する方向に向けられることを認識することが可能である。

なお、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードでの動作時には、端末装置２００は、初期アクセスの手順において選択したアンテナ素子２１０を利用して、ＢＰＬ状態が維持されているものと想定して、ＮＲ－ＰＤＳＣＨ及びＮＲ－ＰＤＣＣＨの双方の受信を行う。具体的には、ＮＲ－ＰＤＳＣＨとＮＲ－ＰＤＣＣＨとに対して、（空間的な）ＱＣＬ化されているビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳとのビーム同期がとられ、かつＰ１、Ｐ２、及びＰ３の手順によるナロービーム化が行われることで、ＢＰＬ状態が維持されたものと想定される。即ち、上記のビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳとのベストなビーム同期がとれ、ＢＰＬ状態が維持されたものと想定して、（空間的な）ＱＣＬ化を基準に受信が行われるので、当該ビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳとのビーム同期がとれたことに関しては、一例として、新しいＮビットのＤＣＩフィールドにシグナリングが行われた時点とみなして、この時点での端末装置２００の姿勢が基準状態として設定されてもよい。

そして、端末装置２００は、当該端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に応じて、アンテナ素子２１０Ａが形成する指向性ビームの方向を制御する。具体的には、図２１の下側の図に示す例の場合には、端末装置２００は、回転後の当該端末装置２００の姿勢の認識結果に応じて、基地局１００との間の無線通信に利用するビームを、ビームＢ２２１からビームＢ２２３に切り替える。このような制御に基づき、端末装置２００は、ビームＢ２２１を利用した基地局１００とのＢＰＬ状態を維持することが困難となった場合においても、ビームＢ２２３を利用して、基地局１００との間のＢＰＬ状態を速やかに再確立する。

なお、ナロービームを利用した通信時においても、突然の回転等による端末装置２００の姿勢が大きく変化した場合には、変化前と同様のアンテナ素子２１０を利用して、基地局１００との間のＢＰＬ状態を再確立することが困難な場合もある。例えば、図２２は、本開示に係る技術の基本原理について説明するための説明図であり、ナロービームを利用した通信時における、端末装置２００の姿勢の変化に応じたビーム制御の一例を示している。図２２において、参照符号Ｂ２１１は、基地局１００が形成する指向性ビームを模式的に示している。また、参照符号Ｂ２２１は、端末装置２００が備える複数のアンテナ素子２１０のうち、アンテナ素子２１０Ａにより形成される指向性ビーム（ナロービーム）を模式的に示している。また、参照符号Ｂ２２５は、端末装置２００が備える複数のアンテナ素子２１０のうち、アンテナ素子２１０Ａとは異なる他のアンテナ素子２１０Ｂにより形成される指向性ビーム（ナロービーム）を模式的に示している。

図２２の上側の図は、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態が確立されている状況を模式的に示している。即ち、図２２の上側の図では、基地局１００により形成されるビームＢ２１１と、端末装置２００のアンテナ素子２１０Ａにより形成されるビームＢ２２１とがＢＰＬを確立している。

これに対して、図２２の下側の図は、上側の図に示した状態から端末装置２００が回転した状態を模式的に示している。即ち、図２２の下側の図では、端末装置２００の回転に伴い、アンテナ素子２１０Ａが指向性ビーム（ナロービーム）を生成可能な範囲外（換言すると、ビームスイープの範囲外）に基地局１００が位置している。即ち、図２２の下側の図では、基地局１００により形成されるビームＢ２１１と、端末装置２００のアンテナ素子２１０Ａにより形成されるビーム（例えば、ビームＢ２２１）とによるＢＰＬを維持することが困難となる。

一方で、図２２の下側の図では、端末装置２００の回転に伴い、アンテナ素子２１０Ａとは異なる他のアンテナ素子２１０Ｂが指向性ビーム（ナロービーム）を生成可能な範囲内に基地局１００が位置することとなる。具体的には、アンテナ素子２１０Ｂにより生成される各ビームのうち、ビームＢ２２５が、基地局１００の位置する方向に向けられることとなる。

そこで、このような場合には、端末装置２００（通信制御部２５０）は、当該端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に応じて、基地局１００との間の無線通信に利用するアンテナ素子２１０を、アンテナ素子２１０Ａからアンテナ素子２１０Ｂに切り替える。また、端末装置２００は、上記姿勢の変化の検知結果に応じて、当該アンテナ素子２１０Ｂが形成する指向性ビームの方向を制御する。図２２の下側の図において、ビームＢ２２５は、端末装置２００により方向が制御された後のビームに相当する。このような制御に基づき、端末装置２００は、ビームＢ２２１を利用した基地局１００とのＢＰＬ状態を維持することが困難となった場合においても、アンテナ素子２１０Ｂにより形成されるビームＢ２２３を利用して、基地局１００との間のＢＰＬ状態を速やかに再確立する。

以上のような制御により、例えば、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードでの動作時に突然の回転等により端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、（空間的な）ＱＣＬ化の想定に関する条件に従って、当該端末装置２００からのビームが基地局１００に向けられることとなる。そのため、端末装置２００は、当該端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、基地局１００との間のＢＰＬ状態を直ちに再確立することが可能となる。これにより、端末装置２００は、例えば、突然の回転等により端末装置２００の姿勢が変化することでビームフェイラが発生したとしても、ＲＬＦによる呼切断が発生する前に基地局１００との間のＢＰＬ状態を再確立することが可能となる。また、理想的には、端末装置２００は、突然の回転等により端末装置２００の姿勢が変化したとしても、ビームフェイラの発生前に基地局１００との間のＢＰＬ状態を再確立することも可能となり得る。

なお、図２０～図２２を参照して説明した例はあくまで一例であり、必ずしも、本実施形態に係る端末装置２００による、当該端末装置２００の姿勢の変化に応じた、指向性ビームを利用した基地局１００との通信の制御に係る動作を限定するものではない。

例えば、少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を前記１以上のアンテナ素子のいずれかを介して受信可能な状態において基準状態が設定されれば、基準状態を設定するための条件については適宜変更されてもよい。具体的な一例として、端末装置２００は、基地局１００から指向性ビームを利用して送信される無線信号の受信電力（例えば、ＲＳＲＰ）が閾値以上となる状態であれば、いずれのタイミングにおいても当該タイミングにおける姿勢の検知結果に基づき基準状態を設定することが可能である。また、他の一例として、端末装置２００は、上述したＳＳ Ｂｌｏｃｋのような、同期信号及び制御信号を１つの単位として指向性ビームごとに基地局１００から送信される信号ブロックを受信可能な状態であれば、いずれのタイミングにおいても当該タイミングにおける姿勢の検知結果に基づき基準状態を設定することが可能である。

また、端末装置２００が、当該端末装置２００の姿勢の変化を検知する契機は特に限定されない。具体的な一例として、端末装置２００は、検知部２３０による検知結果を所定のタイミングごとに逐次監視することで、従前に設定した基準状態からの当該端末装置２００の姿勢の変化を検知してもよい。このような制御により、端末装置２００は、リアルタイムで当該端末装置２００の姿勢の変化を検知することも可能となる。また、他の一例として、端末装置２００は、所定のイベントをトリガとして、検知部２３０による検知結果を取得することで、当該端末装置２００の姿勢の変化を検知してもよい。より具体的な一例として、端末装置２００は、ビームフェイラの発生をトリガとして、従前に設定した基準状態からの当該端末装置２００の姿勢の変化を検知してもよい。

以上、図２０～図２２を参照して、本開示に係る技術の基本原理について説明した。

＜４．２．処理＞
続いて、本実施形態に係る端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の一例について説明する。

（初期アクセスにおける処理の流れ）
まず、本実施形態に係る端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の一例について、初期アクセスの手順に着目して説明する。なお、本説明では、既存のＬＴＥのネットワークとの併用を想定したＮＳＡ（Non－standalone）での初期アクセスの手順に着目した処理の流れと、ＮＲのネットワークのみでの運用が可能なＳＡ（standalone）での初期アクセスの手順に着目した処理の流れと、についてそれぞれ説明する。

まず、図２３を参照して、端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について、ＮＳＡでの初期アクセスの手順に着目して説明する。図２３は、本実施形態に係る端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について示したフローチャートであり、ＮＳＡでの初期アクセスの手順について示している。

ＮＳＡの場合には、端末装置２００側がアンカーとして、ＬＴＥ規格に基づくネットワークに接続される。そのため、この場合には、端末装置２００は、ＬＴＥのネットワークを介して送信されるＣ－ｐｌａｉｎから、ＮＲのネットワークへの初期アクセス時におけるセル選択に必要な情報を取得する（Ｓ１０１）。

次いで、端末装置２００は、取得した上記情報に基づき、在圏セル内の最適なＳＳ Ｂｌｏｃｋの探索及び選択を行い、ＮＲセルとの同期を確立し、ＮＲセルＩＤを検出することで在圏セルの同定を行う（Ｓ１０３）。

次いで、端末装置２００は、在圏セルの同定を行う際に、（空間的に）ＱＣＬ化したビーム内においてＦＤＭ化されたＣＯＲＥＳＥＴ及びＲＭＳＩから、ランダムアクセス手順に必要な情報を取得する（Ｓ１０５）。また、ランダムアクセス手順に必要な情報が取得された時点で、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態が確立されたものと想定することが可能である。そのため、端末装置２００は、このときの当該端末装置２００の姿勢（換言すると、各アンテナ素子２１０の姿勢）を基準状態として設定する。具体的には、端末装置２００は、ＢＰＬ状態の基準値として、レイヤ１において検知部２３０による検知結果に応じた情報を保持する（Ｓ１０７）。なお、上記の通り、ランダムアクセス手順の実行時には、端末装置２００は、基準状態を設定することが可能である。即ち、端末装置２００は、初期アクセスの手順において、少なくともＭＳＧ１（PRACH preamble）の送信契機以降であれば基準状態を設定することが可能である。

そして、端末装置２００は、例えば、検知部２３０（例えば、ジャイロセンサ等）による検知結果に基づき当該端末装置２００の姿勢の変化を監視し、突然の回転等により当該姿勢が変化した場合には、指向性ビームを利用した基地局１００との間の通信を制御する（Ｓ１０９）。具体的な一例として、端末装置２００は、当該端末装置２００の回転方向や回転量に応じて、基地局１００との通信に利用する指向性ビームの方向を制御する。また、このとき端末装置２００は、当該端末装置２００の回転方向や回転量に応じて、当該指向性ビームの形成に利用するアンテナ素子２１０を切り替えてもよい。

以上のような制御により、端末装置２００は、突然の回転等により当該端末装置２００の姿勢が変化し、基地局１００との間のＢＰＬ状態を維持することが困難となった場合においても、基地局１００との間のＢＰＬ状態を直ちに再確立することが可能となる。

以上、図２３を参照して、端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について、ＮＳＡでの初期アクセスの手順に着目して説明した。

続いて、図２４を参照して、端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について、ＳＡでの初期アクセスの手順に着目して説明する。図２４は、本実施形態に係る端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の流れの他の一例について示したフローチャートであり、ＳＡでの初期アクセスの手順について示している。

ＳＡの場合には、端末装置２００は、仕様上で決められたキャリア周波数に対応するＳＣＳ等の初期アクセスに関する情報を利用する。即ち、端末装置２００は、上記情報に基づき、在圏セル内の最適なＳＳ Ｂｌｏｃｋの探索及び選択を行い、ＮＲセルとの同期を確立し、ＮＲセルＩＤを検出することで在圏セルの同定を行う（Ｓ１３１）。

次いで、端末装置２００は、在圏セルの同定を行う際に、（空間的に）ＱＣＬ化したビーム内においてＦＤＭ化されたＣＯＲＥＳＥＴ及びＲＭＳＩから、ランダムアクセス手順に必要な情報を取得する（Ｓ１３３）。また、ランダムアクセス手順に必要な情報が取得された時点で、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態が確立されたものと想定することが可能である。そのため、端末装置２００は、このときの当該端末装置２００の姿勢（換言すると、各アンテナ素子２１０の姿勢）を基準状態として設定する。具体的には、端末装置２００は、ＢＰＬ状態の基準値として、レイヤ１において検知部２３０による検知結果に応じた情報を保持する（Ｓ１３５）。

そして、端末装置２００は、例えば、検知部２３０（例えば、ジャイロセンサ等）による検知結果に基づき当該端末装置２００の姿勢の変化を監視し、突然の回転等により当該姿勢が変化した場合には、指向性ビームを利用した基地局１００との間の通信を制御する（Ｓ１３７）。具体的な一例として、端末装置２００は、当該端末装置２００の回転方向や回転量に応じて、基地局１００との通信に利用する指向性ビームの方向を制御する。また、このとき端末装置２００は、当該端末装置２００の回転方向や回転量に応じて、当該指向性ビームの形成に利用するアンテナ素子２１０を切り替えてもよい。

以上のような制御により、端末装置２００は、当該端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、基地局１００との間のＢＰＬ状態を直ちに再確立することが可能となるため、初期アクセスの手順を速やかに完了することが可能となる。

以上、図２４を参照して、端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について、ＳＡでの初期アクセスの手順に着目して説明した。

（ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおける処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の一例について、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおいてナロービームを利用した通信が行われる場合の制御に着目して説明する。例えば、図２５は、本実施形態に係る端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の流れの一例について示したフローチャートであり、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードにおいてナロービームを利用した通信が行われる場合における制御の一例について示している。なお、ＮＳＡとＳＡとでは、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態となるまでの各ステートの遷移に関して初期アクセスのシーケンスが異なるものの、その他については同様のシーケンスが適用されるものと想定して説明する。即ち、図２５に示す処理の流れは、ＮＳＡとＳＡとで共通となる。

図２５に示すように、端末装置２００は、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行すると、ビームマネジメント（ＢＭ）の手順（特に、Ｐ２及びＰ３手順）においてナロービームによるビームスイープを行う。このとき、端末装置２００は、例えば、ＤＣＩ上のＮビットのＴＣＩステートにおいて、在圏セル内でのＮＲ－ＰＤＳＣＨ及びＮＲ－ＰＤＣＣＨに対して（空間的に）ＱＣＬ化されているビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳを用いて上記ビームスイープを行う。そして、端末装置２００は、ベストな非周期であるＣＳＩ－ＲＳのビームを選択するために、ビームの精密化（ＢＲ）を行う（Ｓ１５１）。なお、ビームマネジメント（ＢＭ）用の非周期であるＣＳＩ－ＲＳのビームに対して、ビーム切り替え時のレイテンシと追加のシグナリングとを削減するために、Ｐ２手順及びＰ３手順が同時に行われてもよい。

上記手順に応じて基地局１００と端末装置２００との間でナロービームでのＢＰＬ状態の確立が完了すると、端末装置２００は、ベストなＲｘビームリソースに関する情報を、新しいＮビットのＤＣＩフィールドにシグナリングする（Ｓ１５３）。また、新しいＮビットのＤＣＩフィールドに対する、ベストなＲｘビームリソースに関する情報のシグナリングが行われた時点で、基地局１００と端末装置２００との間でＢＰＬ状態が確立されたものと想定することが可能である。そのため、端末装置２００は、このときの当該端末装置２００の姿勢（換言すると、各アンテナ素子２１０の姿勢）を基準状態として設定する。具体的には、端末装置２００は、ＢＰＬ状態の基準値として、レイヤ１において検知部２３０による検知結果に応じた情報を保持する（Ｓ１５５）。

以降は、端末装置２００は、例えば、検知部２３０（例えば、ジャイロセンサ等）による検知結果に基づき当該端末装置２００の姿勢の変化を監視し、突然の回転等により当該姿勢が変化した場合には、指向性ビームを利用した基地局１００との間の通信を制御する（Ｓ１３７）。具体的な一例として、端末装置２００は、当該端末装置２００の回転方向や回転量に応じて、基地局１００との通信に利用する指向性ビームの方向を制御する。また、このとき端末装置２００は、当該端末装置２００の回転方向や回転量に応じて、当該指向性ビームの形成に利用するアンテナ素子２１０を切り替えてもよい。このような制御は、例えば、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードがリリースされるまで継続される。

以上のような制御により、端末装置２００は、在圏セル内において、ＮＲ－ＰＤＳＣＨ及びＮＲ－ＰＤＣＣＨの双方のＤＬチャネル信号を安定して受信することが可能となる。

なお、参考として、ＮＳＡとＳＡとのそれぞれについて、５ＧにおけるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移するまでのステート遷移図の一例を図２６及び図２７に示す。図２６は、ＮＳＡにおけるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移するまでのステート遷移図の一例を示した図である。また、図２７は、ＳＡにおけるＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移するまでのステート遷移図の一例を示した図である。図２６及び図２７を比較するとわかるように、ＮＳＡとＳＡとでは、初期アクセスの手順が異なる点を除けば、ステート遷移は略等しくなる。

以上、本実施形態に係る端末装置２００による、基地局１００との間の通信の制御に係る処理の一例について説明した。

＜４．３．変形例＞
続いて、本実施形態に係るシステムの変形例について説明する。

（変形例１：ビームマネジメント（ＢＭ）の手順の実行タイミングの一例）
まず、変形例１として、ビームマネジメント（ＢＭ）の手順の実行タイミングの一例について説明する。前述では、初期アクセスの手順とビームマネジメント（ＢＭ）の手順とについて別々に説明した。一方で、前述したように３ＧＰＰの仕様では、ビームマネジメント（ＢＭ）の手順の実行タイミングについては実装次第として規定されている。そのため、例えば、初期アクセスの手順とビームマネジメント（ＢＭ）の手順とが平行して実行されてもよい。

具体的な一例として、端末装置２００は、初期アクセスの手順におけるＭｓｇ２の受信時に、ビームマネジメント（ＢＭ）の手順におけるＰ２及びＰ３手順を平行して実行してもよい。即ち、端末装置２００は、Ｐ２及びＰ３手順におけるビームの精密化（ＢＲ）に伴うナロービームによるＢＰＬ状態の確立が、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモードに移行する前の初期アクセス時において実行されてもよい。この場合における基準状態の設定については、例えば、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤモード時の動作として前述した例と同様の方法で行うことが可能である。換言すると、ビームマネジメント（ＢＭ）の手順においては、Ｐ１手順以降であれば、そのときの姿勢を基準状態として設定することが可能である。

本実施形態の変形例の上記のような制御により、端末装置２００は、例えば、当該端末装置２００の突然の回転が生じた場合においても、基地局１００とのナロービームによるＢＰＬ状態を維持しながら、初期アクセスにおけるランダムアクセス手順を速やかに完了することが可能となる。

（変形例２：ビームの方向の補正）
次いで、変形例２として、ＢＰＬ状態の再確立後におけるビームの方向の制御について説明する。前述したように、本実施形態に係る端末装置２００は、当該端末装置２００の姿勢の変化の検出結果を利用することで、当該端末装置２００の回転等により基地局１００とのＢＰＬ状態の維持が困難となる場合においても、当該姿勢の変化の検出結果に基づき基地局１００とのＢＰＬ状態を速やかに再確立する。一方で、ジャイロセンサ等の検知部２３０による検知結果に基づく制御後の指向性ビーム（ナロービーム）の方向が、障害物や端末装置２００の移動等の他の要因によって、基地局１００とＢＰＬ状態を再確立可能な方向からずれている場合もある。このような場合には、端末装置２００は、基準位置からの当該端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に基づく制御後のナロービームの方向を改めて補正してもよい。なお、以降の説明では、便宜上、基準位置からの端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に基づき制御された後のナロービームを、単に「姿勢の変化に応じた制御後のナロービーム」とも称する。また、基準位置からの端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に基づき制御される前のナロービームを、単に「姿勢の変化前のナロービーム」とも称する。

例えば、端末装置２００は、姿勢の変化に応じた制御後のナロービームの方向を中心として、当該ナロービームを再度スイープすることで、より好適なナロービームの方向を再度特定してもよい。このような制御に基づき、端末装置２００は、例えば、姿勢の変化前におけるＢＰＬ状態とＲＳＲＰで表される受信電力レベルが同等となるナロービームの方向を、再度のスイープにより探索してもよい。

また、他の一例として、端末装置２００は、ナロービームの再度のスイープ時に、姿勢の変化に応じた制御後のナロービームの方向に限らず、所定の順序で当該スイープを行ってもよい。具体的な一例として、端末装置２００は、再度のスイープ時に、基地局１００との通信に利用するアンテナ素子２１０がナロービームを生成可能な範囲を、所定の方向の一方の端部から他方の端部に向けてスイープすることで、より好適なナロービームの方向を再度特定してもよい。

また、端末装置２００は、上述したように再度のスイープによりナロービームを特定し直すか否かを、所定の条件に基づき決定してもよい。具体的な一例として、端末装置２００は、当該端末装置２００の姿勢の変化の検知結果に基づく制御後のナロービームを利用した基地局１００との通信の状態に応じて、再度のスイープによりナロービームを特定し直すか否かを決定してもよい。

より具体的な一例として、端末装置２００は、姿勢の変化に応じた制御後のナロービームを利用した基地局１００との通信における通信品質（例えば、ＲＳＲＰで表される受信電力レベル）が、姿勢の変化前におけるＢＰＬ状態と同等か否かに応じて、ナロービームを特定し直すか否かを決定してもよい。

また、他の一例として、端末装置２００は、姿勢の変化に応じた制御後のナロービームを利用した基地局１００との通信における通信品質が、要求される通信レート（例えば、ＭＣＳ、Ｒａｎｋ等）を満たすか否かに応じて、ナロービームを特定し直すか否かを決定してもよい。

また、他の一例として、端末装置２００は、姿勢の変化に応じた制御後のナロービームを利用した基地局１００との通信における通信品質（例えば、ＲＳＲＰで表される受信電力レベル）が、所定の閾値以上か否かに応じて、ナロービームを特定し直すか否かを決定してもよい。この場合には、端末装置２００は、例えば、姿勢の変化に応じた制御後のナロービームを利用した基地局１００との通信における通信品質が、姿勢の変化前におけるＢＰＬ状態よりも低下したとしても、ネットワーク側から予め決められている閾値以上であればナロービームの再度の特定は行わないように制御してもよい。

以上のような制御により、端末装置２００は、その時々の状況に応じて、より好適な態様で基地局１００との間のＢＰＬ状態を再確立することが可能となる。

（変形例３：偏波を利用した通信における制御の一例）
続いて、変形例３として、偏波を利用した通信に対して本開示に係る技術を応用する方法の一例について説明する。上述した実施形態では、本開示に係る技術の特徴をよりわかりやすくするために、２次元的な端末装置２００の姿勢の変化に着目して説明した。一方で、ジャイロセンサ等の検知部２３０による検知結果を利用することで、端末装置２００の３次元的な姿勢の変化を検出することも可能である。また、５Ｇでは、直交する２つの偏波を利用する偏波ＭＩＭＯや偏波ダイバーシティの導入が検討されている。このような状況を鑑み、端末装置２００は、例えば、当該端末装置２００の３次元的な姿勢の変化を検出することで、偏波面のねじりも考慮して、基地局１００との間のＢＰＬ状態の再確立を行ってもよい。

（変形例４：姿勢の変化の検知方法の一例）
続いて、変形例４として、端末装置２００の姿勢の変化の検知用法の一例について説明する。上述した実施形態では、加速度センサやジャイロセンサ等により端末装置２００の姿勢の変化（例えば、端末装置２００の筐体や、当該筐体に支持されたアンテナ素子の姿勢の変化）を検出する場合の一例について説明した。一方で、端末装置２００の姿勢の変化を検出することが可能であれば、当該検出のための構成や当該検出の方法は特に限定されない。具体的な一例として、端末装置２００の姿勢の変化を検出するための構成として、画像センサ、音波センサ、測距センサ（例えば、ＴＯＦ（Time－Of－Flight）センサ）、圧力センサ、光センサ等が用いられてもよい。また、端末装置２００の姿勢の変化の検出に、自己位置推定や環境地図の生成に係る技術が利用されてもよい。より具体的な一例として、自己位置推定と環境地図の生成とを同時に行う技術として、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）と称される技術が挙げられる。

（変形例５：リカバリ時の制御の一例）
続いて、変形例５として、「ビームフェイラリカバリ手順」や「ＲＬＦ状態からのリカバリ手順」に対して、本開示に係る技術を適用する場合の一例について説明する。前述した初期アクセス手順におけるランダムアクセス手順として適用される「４ｓｔｅｐ ＲＡＣＨ」は、ＣＢＲＡ（Contention Base Random Access）に該当する。これに対して、「ビームフェイラリカバリ手順」や「ＲＬＦ状態からのリカバリ手順」には、ＣＦＲＡ（Contention Free Random Access）が適用される。当該ＣＦＲＡは、例えば、ハンドオーバ時におけるランダムアクセス手順にも適用される。

例えば、図２８は、ＣＦＲＡの処理の流れについて示した概略的なシーケンス図である。具体的には、まず基地局１００から端末装置２００に対して、Random Access Preambleを送信するためのリソースの割り当てが行われる（Ｓ２０１）。次いで、端末装置２００は、基地局１００に対してRandom Access PreambleをＰＲＡＣＨ送信する（Ｓ２０３）。その後、基地局１００から端末装置２００に対して、ＰＡＲ（ＰＤＳＣＨ上での個別のシグナリング）が送信される（Ｓ２０５）。

なお、ＣＢＲＡとＣＦＲＡとのいずれにおいても、上記実施形態において説明した初期アクセス手順におけるランダムアクセス手順と同様に、突然の回転等により端末装置２００の姿勢が変化することで、基地局１００と端末装置２００との間のＢＰＬ状態を維持することが困難となる場合がある。そのため、ＣＢＲＡとＣＦＲＡとのいずれかに関わらず、本開示に係る技術を適用することで、端末装置２００の姿勢が変化した場合においても、基地局１００との間のＢＰＬ状態を直ちに再確立することが可能となるため、ランダムアクセスの手順を速やかに完了することが可能となる。即ち、「ビームフェイラリカバリ手順」、「ＲＬＦ状態からのリカバリ手順」、及び「ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態でのハンドオーバ時のランダムアクセス手順」のいずれにおいても、本開示に係る技術を適用することで、上述した効果が期待できる。

（変形例６：姿勢の変化に応じたビーム制御の一例）
続いて、変形例６として、端末装置２００の姿勢に変化に応じたビーム制御の一例について説明する。前述したように、本実施形態に係る端末装置２００は、基準状態から当該端末装置２００からの姿勢の変化に応じて、指向性ビームが向けられる方向を制御することで、基地局１００とのＢＰＬ状態を維持または再確立する。一方で、指向性ビームが向けられる方向を制御することが可能であれば、そのための構成や方法は特に限定されない。

具体的な一例として、少なくとも一部のアンテナ素子２１０が、位置や姿勢が制御可能な可動式のアンテナ素子として構成されていてもよい。この場合には、例えば、可動式のアンテナ素子２１０の位置や姿勢を変化させることで、指向性ビームが向けられる方向が制御されてもよい。なお、詳細は後述するが、端末装置２００として適用可能な装置は、スマートフォン等のような比較的小型の通信装置のみには限られず、例えば、ドローンの等のような比較的大きな装置も想定され得る。このような装置は、例えば、アクチュエータ等の駆動部を駆動させることで、可動式のアンテナ素子２１０の位置や姿勢を制御することで、所望の方向に指向性ビームが形成されるように制御可能に構成することも可能である。

＜＜５．ハードウェア構成＞＞
続いて、図２９を参照しながら、前述した基地局１００や端末装置２００のように、本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一例について、詳細に説明する。図２９は、本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。

本実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置９００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０２と、ＲＡＭ９０３と、を備える。また、情報処理装置９００は、更に、ホストバス９０７と、ブリッジ９０９と、外部バス９１１と、インタフェース９１３と、入力装置９１５と、出力装置９１７と、ストレージ装置９１９と、ドライブ９２１と、接続ポート９２３と、通信装置９２５とを備える。

ＣＰＵ９０１は、演算処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０２、ＲＡＭ９０３、ストレージ装置９１９又はリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置９００内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０２は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメタ等を記憶する。ＲＡＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメタ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。例えば、図２に示す基地局１００の通信制御部１５０や、図３に示す端末装置２００の通信制御部２５０は、ＣＰＵ９０１により構成され得る。

ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス９１１に接続されている。また、外部バス９１１には、インタフェース９１３を介して、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９、ドライブ９２１、接続ポート９２３及び通信装置９２５が接続される。

入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ、レバー及びペダル等、ユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、情報処理装置９００の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９２９であってもよい。さらに、入力装置９１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。情報処理装置９００のユーザは、この入力装置９１５を操作することにより、情報処理装置９００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。

出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプ等の表示装置や、スピーカ及びヘッドホン等の音声出力装置や、プリンタ装置等がある。出力装置９１７は、例えば、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。

ストレージ装置９１９は、情報処理装置９００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ等を格納する。例えば、図２に示す基地局１００の記憶部１４０や、図３に示す端末装置２００の記憶部２４０は、ストレージ装置９１９、ＲＯＭ９０２、及びＲＡＭ９０３のいずれか、もしくは、ストレージ装置９１９、ＲＯＭ９０２、及びＲＡＭ９０３のうちの２以上の組み合わせにより構成され得る。

ドライブ９２１は、記録媒体用リーダライタであり、情報処理装置９００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０３に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ－ＤＶＤメディア又はＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２７は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ：ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）、フラッシュメモリ又はＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。

接続ポート９２３は、情報処理装置９００に直接接続するためのポートである。接続ポート９２３の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。接続ポート９２３の別の例として、ＲＳ－２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ
Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、情報処理装置９００は、外部接続機器９２９から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２９に各種のデータを提供したりする。

通信装置９２５は、例えば、通信網（ネットワーク）９３１に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。通信装置９２５は、例えば、有線若しくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）用のルータ又は各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９２５に接続される通信網９３１は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。例えば、図２に示す基地局１００の無線通信部１２０及びネットワーク通信部１３０や、図３に示す端末装置２００の無線通信部２２０は、通信装置９２５により構成され得る。

以上、本開示の実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置９００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。なお、図２９では図示しないが、システムを構成する情報処理装置９００に対応する各種の構成を当然備える。

なお、上述のような本実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置９００の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。また、当該コンピュータプログラムを実行させるコンピュータの数は特に限定されない。例えば、当該コンピュータプログラムを、複数のコンピュータ（例えば、複数のサーバ等）が互いに連携して実行してもよい。

＜＜６．応用例＞＞
続いて、本開示の一実施形態に係る端末装置２００のような通信装置の応用例について説明する。

＜６．１．応用例１：他の通信装置への応用例＞
まず、応用例１として、スマートフォンのような通信端末以外の装置に対して、本開示に係る技術を応用する場合の一例について説明する。

近年では、ＩｏＴ（Internet of Things）と呼ばれる、多様なモノをネットワークにつなげる技術が注目されており、スマートフォンやタブレット端末以外の装置についても、通信に利用可能となる場合が想定される。そのため、例えば、移動可能に構成された各種装置に対して、本開示に係る技術を応用することで、当該装置についても、ミリ波を利用した通信をより好適な態様で実現することが可能となる

例えば、図３０は、本実施形態に係る通信装置の応用例について説明するための説明図であり、本開示に係る技術をカメラデバイスに応用した場合の一例を示している。具体的には、図３０に示す例では、カメラデバイス３００の筐体の外面のうち、互いに異なる方向を向いた面３０１及び３０２それぞれの近傍に位置するように、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置が保持されている。例えば、参照符号３１１は、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示している。このような構成により、図３０に示すカメラデバイス３００は、例えば、面３０１及び３０２それぞれについて、当該面の法線方向と略一致する方向に伝搬する無線信号を送信または受信することが可能となる。なお、図３０に示した面３０１及び３０２のみに限らず、他の面にもアンテナ装置３１１が設けられていてもよいことは言うまでもない。

以上のような構成の基で、上述した本開示に係る技術に基づき、カメラデバイス３００の姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した他の装置（例えば、基地局）との通信が制御されることで、ミリ波を利用した通信をより好適な態様で実現することが可能となる。

また、本開示に係る技術は、ドローンと呼ばれる無人航空機等にも応用することが可能である。例えば、図３１は、本実施形態に係る通信装置の応用例について説明するための説明図であり、本開示に係る技術を、ドローンの下部に設置されるカメラデバイスに応用した場合の一例を示している。具体的には、高所を飛行するドローンの場合には、主に、下方側において各方向から到来する無線信号（ミリ波）を送信または受信できることが望ましい。そのため、例えば、図３１に示す例では、ドローンの下部に設置されるカメラデバイス４００の筐体の外面４０１のうち、互いに異なる方向を向いた各部の近傍に位置するように、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置が保持されている。例えば、参照符号４１１は、本開示の一実施形態に係るアンテナ装置を模式的に示している。また、図３１では図示を省略しているが、カメラデバイス４００のみに限らず、例えば、ドローン自体の筐体の各部にアンテナ装置４１１が設けられていてもよい。この場合においても、特に、当該筐体の下方側にアンテナ装置４１１が設けられているとよい。

なお、図３１に示すように、対象となる装置の筐体の外面のうち少なくとも一部が湾曲する面（即ち、曲面）として構成されている場合においては、当該湾曲する面中における各部分領域のうち、法線方向が互いに交差するか、または、当該法線方向が互いにねじれの位置にある複数の部分領域それぞれの近傍に、アンテナ装置４１１が保持されるとよい。このような構成により、図３１に示すカメラデバイス４００は、各部分領域の法線方向と略一致する方向に伝搬する無線信号を送信または受信することが可能となる。

以上のような構成の基で、上述した本開示に係る技術に基づき、ドローンの姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した他の装置（例えば、基地局）との通信が制御されることで、ミリ波を利用した通信をより好適な態様で実現することが可能となる。

もちろん、図３０及び図３１を参照して説明した例はあくまで一例であり、ミリ波を利用した通信を行う装置であれば、本開示に係る技術の応用先は特に限定されない。例えば、５Ｇで新たに加わるビジネス領域としては、例えば、自動車分野、産業機器分野、ホームセキュリティ分野、スマートメータ分野、及びその他ＩｏＴ分野等のように多岐にわたり、各分野において適用される通信端末に対して本開示に係る技術を応用することが可能である。より具体的な一例として、本開示に係る技術の応用先として、ＡＲやＶＲを実現するために利用される頭部装着型のウェアラブルデバイスや、遠隔医療等で使用される各種ウェアラブルデバイスが挙げられる。また、近年では、接客用ロボット、ペット型のロボット、作業用ロボット等のような所謂自律型のロボット等も各種提案されており、このようなロボットに対しても、通信機能を有する場合には、本開示に係る技術を応用することが可能である。また、上述したドローンに限らず、例えば、自動車、バイク、自転車等のような各種移動体に対して本開示に係る技術が適用されもよい。

以上、応用例１として、図３０及び図３１を参照して、スマートフォンのような通信端末以外の装置に対して、本開示に係る技術を応用する場合の一例について説明した。

＜６．２．応用例２：他の通信規格に基づく通信への応用例＞
続いて、応用例２として、５Ｇにおけるミリ波を利用した通信以外の他の通信に対して、本開示に係る技術を応用する場合の一例について、特に、他の通信規格に基づく通信への応用に着目して説明する。

また、上記では、主に、５Ｇの無線通信技術に着目して、基地局と端末装置との間におけるミリ波を利用した通信に対して、本開示に係る技術を適用する場合の一例について説明した。一方で、指向性ビームを利用する通信であれば、本開示に係る技術の適用先は、必ずしも基地局と端末装置との間の通信やミリ波を利用した通信のみには限定されない。

具体的な一例として、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に基づく無線通信のうち、６０ＧＨｚ帯を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格に基づく通信や、標準化作業が進められているＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格に基づく通信等に、本開示に係る技術を応用することが可能である。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格では、自由空間減、酸素による吸収、及び降雨減衰等の影響が大きいため、上述した５Ｇの無線通信技術と同様に、ビームフォーミング技術が利用されている。具体的な一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格におけるビームフォーミングの手順は、主に、ＳＬＳ（Sector Level Sweep）とＢＲＰ（Beam Refinement Protocol）の２段階に分けられる。

より具体的には、ＳＬＳにおいて通信相手の探索が行われ通信が開始される。セクター（Sector）数は、１つのＡＮＴにおいて最大６４まで、全てのＡＮＴのトータルでも最大１２８までと規定されている。ＢＲＰについては、ＳＬＳの終了後において、例えば、リングが切れた後等に適宜実施される。このような動作は、５Ｇにおけるミリ波を利用した通信におけるＩＡ手順に基づく動作において、ワイドビームによりＢＰＬが確立され、CONNECTEDモードにおけるＢＭ（Beam Management）におけるＢＲ（Beam Refinement）の動作によりナロービームでのＢＰＬが確立される仕組みと類似している。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格については、現時点で各策定中ではあるが、５Ｇにおけるミリ波を利用した通信における“contiguous”な“intra-CA”と同様にチャネルボンディング技術や高次変調の組み合わせによるデータレートの高速化が検討されている。

以上のような特性から、上述した本開示に係る技術を、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ規格に基づく通信に適用することも可能である。

もちろん、上述した各種規格の後継となる規格についても、指向性ビームを利用した通信が想定される場合には、本開示に係る技術を適用することが可能である。特に、ミリ波を超える周波数帯域を利用した無線通信においては、当該ミリ波を利用した通信以上に、自由空間減衰、大気による吸収、及び降雨減衰等の影響を受けるため、ビームフォーミング技術が適用される可能性が高いことが推測される。

以上、応用例２として、５Ｇにおけるミリ波を利用した通信以外の他の通信に対して、本開示に係る技術を応用する場合の一例について、特に、他の通信規格に基づく通信への応用に着目して説明した。

＜＜７．むすび＞＞
以上説明したように、本実施形態に係るシステムにおいて、端末装置は、１以上のアンテナ素子と、検知部と、制御部とを備える。上記１以上のアンテナ素子は、指向性ビームの方向を制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う。検知部は、上記１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢を検知する。制御部は、少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を上記１以上のアンテナ素子のいずれかを介して受信可能な状態を基準状態として、当該基準状態からの上記姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した基地局との間の無線通信を制御する。より具体的には、制御部は、それぞれが互いに異なる方向に向けられた指向性ビームを利用して無線通信を行う複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の姿勢の変化に応じて、当該複数のアンテナ素子のうち基地局との間の無線通信に利用するアンテナ素子を選択的に切り替える。また、制御部は、上記１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の姿勢の変化に応じて、当該アンテナ素子が形成する指向性ビームの方向を制御してもよい。

以上のような構成により、端末装置は、例えば、突然の回転等により姿勢が変化することでビームフェイラが発生したとしても、ＲＬＦによる呼切断が発生する前に基地局との間のＢＰＬ状態を再確立することが可能となる。また、理想的には、端末装置は、突然の回転等により姿勢が変化したとしても、ビームフェイラの発生前に基地局との間のＢＰＬ状態を再確立することも可能となり得る。即ち、本実施形態に係るシステムに依れば、基地局と端末装置との間の指向性ビームを利用した無線通信をより好適な態様で実現することが可能となる。その結果、正しいＢＰＬ状態を維持しながら、常に最低限必要となるミリ波用のアンテナアレイ・サブセットモジュールのみを動作させることが可能となるため、他のミリ波用のアンテナモジュールをＯＦＦすることで消費電力分を削減することが可能となる。そのため、モバイル機器である端末装置側のバッテリー寿命を長くする効果を期待することも可能である。さらに、一部のミリ波用のアンテナアレイ・サブセットモジュールがＯＦＦされることで、処理負荷を低減する効果も期待することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
指向性ビームの方向を制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う１以上のアンテナ素子と、
前記１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢を検知する検知部と、
少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を前記１以上のアンテナ素子のいずれかを介して受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した前記基地局との間の前記無線通信を制御する制御部と、
を備える、無線通信装置。
（２）
前記１以上のアンテナ素子として、それぞれが互いに異なる方向に向けられた指向性ビームを利用して無線通信を行う複数のアンテナ素子を備え、
前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の前記姿勢の変化に応じて、当該複数のアンテナ素子のうち前記基地局との間の前記無線通信に利用するアンテナ素子を選択的に切り替える、
前記（１）に記載の無線通信装置。
（３）
前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち前記基地局との間の前記無線通信に利用するアンテナ素子を切り替えた場合に、当該切り替え後における前記基地局との間の前記無線通信の状態に応じて、当該アンテナ素子が形成する指向性ビームの方向を制御する、前記（２）に記載の無線通信装置。
（４）
前記制御部は、前記１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の前記姿勢の変化に応じて、当該アンテナ素子が形成する指向性ビームの方向を制御する、前記（１）に記載の無線通信装置。
（５）
前記１以上のアンテナ素子のうち、少なくとも一部のアンテナ素子は、可動式のアンテナ素子として構成され、
前記制御部は、前記１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の前記姿勢の変化に応じて、前記可動式のアンテナ素子の位置及び姿勢のうち少なくともいずれかを制御することで、当該可動式のアンテナ素子が形成する指向性ビームの方向を制御する、
前記（１）に記載の無線通信装置。
（６）
前記基準状態は、前記基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号の受信電力が閾値以上となる状態である、前記（１）～（５）のいずれか一項に記載の無線通信装置。
（７）
前記基準状態は、同期信号及び制御信号を１つの単位として指向性ビームごとに前記基地局から送信される信号ブロックを受信可能な状態である、前記（１）～（５）のいずれか一項に記載の無線通信装置。
（８）
前記制御部は、前記基地局への初期アクセスの手順の実行時に、前記基準状態を設定する、前記（１）～（７）のいずれか一項に記載の無線通信装置。
（９）
前記制御部は、前記手順における、前記基地局へのプリアンブルの送信契機以降に、前記基準状態を設定する、前記（８）に記載の無線通信装置。
（１０）
前記制御部は、前記基地局との間で指向性ビームを利用した通信を確立または復旧するための手順の実行時に、前記基準状態を設定する、前記（１）～（７）のいずれか一項に記載の無線通信装置。
（１１）
前記制御部は、前記手順における、前記基地局が複数の方向それぞれに向けて形成する指向性ビームの中から、当該基地局との通信に利用する指向性ビームを選択する契機以降に、前記基準状態を設定する、前記（１０）に記載の無線通信装置。
（１２）
前記制御部は、所定のイベントをトリガとして、前記検知部による前記姿勢の検知結果に基づき、前記基準状態からの前記姿勢の変化を検出する、前記（１）～（１１）のいずれか一項に記載の無線通信装置。
（１３）
前記イベントは、前記アンテナ素子により形成される指向性ビームと、前記基地局により形成される指向性ビームと、の間にずれが生じた場合に通知されるイベントである、前記（１２）に記載の無線通信装置。
（１４）
前記制御部は、前記検知部による前記姿勢の検知結果を監視することで、前記基準状態からの前記姿勢の変化を検出する、前記（１）～（１１）のいずれか一項に記載の無線通信装置。
（１５）
指向性ビームの方向を制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢の検知結果を取得する取得部と、
少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した前記基地局との間の前記無線通信を制御する制御部と、
を備える、制御装置。
（１６）
コンピュータが、
指向性ビームの方向を制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う１以上のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢の検知結果を取得することと、
少なくとも基地局から指向性ビームを利用して送信される無線信号を受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、指向性ビームを利用した前記基地局との間の前記無線通信を制御することと、
を含む、制御方法。

１ システム
１００ 基地局
１１０ アンテナ部
１２０ 無線通信部
１３０ ネットワーク通信部
１４０ 記憶部
１５０ 通信制御部
２００ 端末装置
２１０ アンテナ部
２２０ 無線通信部
２３０ 検知部
２４０ 記憶部
２５０ 通信制御部

Claims (16)

1. 指向性ビームの方向を制御可能に構成されるとともにビームフォーミング技術によりビーム幅を少なくともワイドビームの状態及び当該ワイドビームの状態よりビーム幅が狭いナロービームの状態に制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う複数のアンテナ素子と、
   前記複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢を検知する検知部と、
   少なくとも基地局からワイドビームの状態の指向性ビーム及び前記ワイドビームの状態より幅が狭いナロービームの状態の指向性ビームを利用して送信される無線信号を前記複数のアンテナ素子のいずれかを介して受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、前記アンテナ素子の前記指向性ビームの方向及びビーム幅を制御しながら前記基地局との間の前記無線通信を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のそれぞれの指向性ビームを前記ワイドビームの状態に制御して当該複数のアンテナ素子のうちの前記ワイドビームの状態の前記指向性ビームを形成する前記基地局との間において無線通信を行ってビーム同期をとるアンテナ素子を選択し、ＣＳＩ－ＲＳに基づいて前記ナロービームの状態にされた前記基地局の前記指向性ビームと前記選択されたアンテナ素子における前記ＣＳＩ－ＲＳに基づいて前記ナロービームの状態に制御した前記指向性ビームとによるビーム同期がとれた状態を前記基準状態として制御し、前記検知部により検知される前記姿勢の変化に応じて前記選択されたアンテナ素子の前記ナロービームの状態の前記指向性ビームの方向を制御する、
   無線通信装置。
2. 前記複数のアンテナ素子として、それぞれが互いに異なる方向に向けられた前記指向性ビームを利用して無線通信を行う複数のアンテナ素子を備え、
   前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の前記姿勢の変化に応じて、当該複数のアンテナ素子のうち前記基地局との間の前記無線通信に利用するアンテナ素子を選択的に切り替える、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち前記基地局との間の前記無線通信に利用するアンテナ素子を切り替えた場合に、当該切り替え後における前記基地局との間の前記無線通信の状態に応じて、当該アンテナ素子が形成する前記ナロービームの状態の前記指向性ビームの方向を制御する、請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の前記姿勢の変化に応じて、当該アンテナ素子が形成する前記指向性ビームの方向を制御する、請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記複数のアンテナ素子は、ビームフォーミング技術により前記指向性ビームの方向を制御可能に構成される、請求項１に記載の無線通信装置。
6. 前記複数のアンテナ素子のうち、少なくとも一部のアンテナ素子は、可動式のアンテナ素子として構成され、
   前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかのアンテナ素子の前記姿勢の変化に応じて、前記可動式のアンテナ素子の位置及び姿勢のうち少なくともいずれかを制御することで、当該可動式のアンテナ素子が形成する前記指向性ビームの方向を制御する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
7. 前記基準状態は、前記基地局から前記ナロービームの状態の前記指向性ビームを利用して送信される無線信号の受信電力が閾値以上となる状態である、請求項１に記載の無線通信装置。
8. 前記基準状態は、同期信号及び制御信号を１つの単位として前記ナロービームの状態の前記指向性ビームごとに前記基地局から送信される信号ブロックを受信可能な状態である、請求項１に記載の無線通信装置。
9. 前記制御部は、前記基地局への初期アクセスの手順の実行時に、前記基準状態を設定する、請求項１に記載の無線通信装置。
10. 前記制御部は、前記手順における、前記基地局へのプリアンブルの送信契機以降に、前記基準状態を設定する、請求項９に記載の無線通信装置。
11. 前記制御部は、前記基地局との間で前記ナロービームの状態の前記指向性ビームを利用した通信を確立または復旧するための手順の実行時に、前記基準状態を設定する、請求項１に記載の無線通信装置。
12. 前記制御部は、所定のイベントをトリガとして、前記検知部による前記姿勢の検知結果に基づき、前記基準状態からの前記姿勢の変化を検出する、請求項１に記載の無線通信装置。
13. 前記イベントは、前記アンテナ素子により形成される前記ナロービームの状態の前記指向性ビームと、前記基地局により形成される前記ナロービームの状態の前記指向性ビームと、の間にずれが生じた場合に通知されるイベントである、請求項１２に記載の無線通信装置。
14. 前記制御部は、前記検知部による前記姿勢の検知結果を監視することで、前記基準状態からの前記姿勢の変化を検出する、請求項１に記載の無線通信装置。
15. 指向性ビームの方向を制御可能に構成されるとともにビームフォーミング技術によりビーム幅を少なくともワイドビームの状態及び当該ワイドビームの状態よりビーム幅が狭いナロービームの状態に制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢の検知結果を取得する取得部と、
    少なくとも基地局からワイドビームの状態の指向性ビーム及び前記ワイドビームの状態より幅が狭いナロービームの状態の指向性ビームを利用して送信される無線信号を前記複数のアンテナ素子のいずれかを介して受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、前記アンテナ素子の前記指向性ビームの方向及びビーム幅を制御しながら前記基地局との間の前記無線通信を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のそれぞれの指向性ビームを前記ワイドビームの状態に制御して当該複数のアンテナ素子のうちの前記ワイドビームの状態の前記指向性ビームを形成する前記基地局との間において無線通信を行ってビーム同期をとるアンテナ素子を選択し、ＣＳＩ－ＲＳに基づいて前記ナロービームの状態にされた前記基地局の前記指向性ビームと前記選択されたアンテナ素子における前記ＣＳＩ－ＲＳに基づいて前記ナロービームの状態に制御した前記指向性ビームとによるビーム同期がとれた状態を前記基準状態として制御し、前記取得部により取得される前記姿勢の変化に応じて前記選択されたアンテナ素子の前記ナロービームの状態の前記指向性ビームの方向を制御する、
    制御装置。
16. コンピュータが、
    指向性ビームの方向を制御可能に構成されるとともにビームフォーミング技術によりビーム幅を少なくともワイドビームの状態及び当該ワイドビームの状態よりビーム幅が狭いナロービームの状態に制御可能に構成され、当該指向性ビームを利用して無線通信を行う複数のアンテナ素子のうち少なくともいずれかの姿勢の検知結果を取得することと、
    少なくとも基地局からワイドビームの状態の指向性ビーム及び前記ワイドビームの状態より幅が狭いナロービームの状態の指向性ビームを利用して送信される無線信号を前記複数のアンテナ素子のいずれかを介して受信可能な状態を基準状態として、前記基準状態からの前記姿勢の変化に応じて、前記アンテナ素子の前記指向性ビームの方向及びビーム幅を制御しながら前記基地局との間の前記無線通信を制御することと、
    前記複数のアンテナ素子のそれぞれの指向性ビームを前記ワイドビームの状態に制御して当該複数のアンテナ素子のうちの前記ワイドビームの状態の前記指向性ビームを形成する前記基地局との間において無線通信を行ってビーム同期をとるアンテナ素子を選択し、ＣＳＩ－ＲＳに基づいて前記ナロービームの状態にされた前記基地局の前記指向性ビームと前記選択されたアンテナ素子における前記ＣＳＩ－ＲＳに基づいて前記ナロービームの状態に制御した前記指向性ビームとによるビーム同期がとれた状態を前記基準状態として制御し、前記取得される前記姿勢の変化に応じて前記選択されたアンテナ素子の前記ナロービームの状態の前記指向性ビームの方向を制御することと、
    を含む、制御方法。

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