(57)【要約】  基地局が通信エリアを担当する通信システムであって、この通信エリアは、それぞれ通信エリアの各部分をカバーし、それぞれ異なる各ビーム識別子を有する複数の指向性ビームによって形成される。基地局は、通信装置（ＵＥ）に関する制御情報を、その通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビーム（例えば、ＵＥ固有のオペレーショナルビームセット）を使用して送信することが開示されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム用の基地局であって、前記基地局は、コントローラと通信部を備え、
前記コントローラは、前記基地局によって提供される通信エリア内の通信を制御するように構成され、前記通信エリアは、それぞれが基地局によって提供される通信エリアの各部分をカバーし、それぞれ異なるビーム識別子を有する複数の指向性ビームによって形成され、
前記通信部は、少なくとも１つの通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビームを用いて、少なくとも１つの通信装置に関する制御情報を通信するように構成されている。
【請求項２】
前記コントローラは、通信装置ごとに、その通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビームを含むそれぞれのオペレーショナルビームセット、ＯＢＳを制御するように構成される、請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記通信部は、各ビームを介して送信されたそれぞれの基準信号に対して実行された測定結果を少なくとも１つの通信装置から受信するように構成され、前記コントローラは、基準信号に対して実行された測定結果に基づいて前記ＯＢＳ内の各ビームを決定するように構成される、請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信に関して前記ＯＢＳに含まれるビームに関するＯＢＳ固有の測定結果（例えば、チャネル状態インジケータ、ＣＳＩ、測定値）を少なくとも１つの通信装置から受信するように構成される請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記コントローラは、前記通信装置に関連付けられた前記ＯＢＳおよびビーム固有の基準信号のうちの少なくとも１つに基づいて、特定の通信装置のためのハンドオーバを制御するように構成される、請求項３または４に記載の基地局。
【請求項６】
前記コントローラは、通信装置及びビーム固有の基準信号に関連付けられた前記ＯＢＳのうちの少なくとも１つに基づいて、特定の通信装置のためのセル間協調送受信（ＣｏＭＰ）を制御するように構成される、請求項３から５のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項７】
前記通信部は、各ビームを介して、基準信号を含むそれぞれの制御情報を送信するように構成されている、請求項３から６のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項８】
各ビームを介して送信される前記それぞれの基準信号はビーム固有基準信号である、請求項７に記載の基地局。
【請求項９】
前記通信部は、所定のリソース（例えば、時間／周波数リソース）を使用して、各ビーム内のそれぞれの基準信号を周期的に送信するように構成されている、請求項７または８に記載の基地局。
【請求項１０】
前記所定のリソースは特定のビームに固有のものである、請求項９に記載の基地局。
【請求項１１】
前記所定のリソースは、複数の（例えば、サブセットまたは全部の）ビームに共通である、請求項９に記載の基地局。
【請求項１２】
各ビームを介して送信される前記それぞれの基準信号は、対応するビーム識別子と前記通信エリアに関連するセル識別子とに依存する、請求項３から１１のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１３】
各ビームを介して前記それぞれの基準信号を送信するために使用されるリソースは、前記対応するビーム識別子と前記通信エリアに関連するセル識別子とに依存する、請求項３から１１のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記基地局の前記通信エリアに関連するビーム構成を制御するように動作可能であり、前記通信部は、前記通信エリア内でその通信エリアに関連するビーム構成を送信する（例えばブロードキャストする）ように構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１５】
前記ビーム構成は、前記通信エリア内のビーム数、前記通信エリア内のビームパターン、各ビームに関連するそれぞれの幅、特定のビームがオンになっているかまたはオフになっているか、特定のビームにおいて１つの基準信号（または基準信号のセット）を送信するために使用されるリソース、ビームごとにランダムアクセス手順のために割り当てられたリソースの少なくとも１つを定義する請求項１４に記載の基地局。
【請求項１６】
前記通信部は、各指向性ビームを使用して各ビーム固有システム情報を通信するように構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１７】
前記通信部は、各ビームを介して、そのビームを介したランダムアクセス手順信号のためのリソースを識別する情報を通信するように構成される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１８】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信装置から、少なくとも１つのビームを介して、前記識別されたリソースを使用してランダムアクセス手順信号を受信するように構成される、請求項１７に記載の基地局。
【請求項１９】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信装置に関連付けられた複数の指向性ビームを使用して、前記少なくとも１つの通信装置に対して送信ダイバーシティを適用するように構成されている、請求項１から１８のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項２０】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信装置に関連する複数の指向性ビームを使用して、前記少なくとも１つの通信装置（例えば、ＲＡＲメッセージ２およびメッセージ４、電力制御、および／またはページング）に固有ではない信号を送信するように構成される、請求項１に記載の基地局。
【請求項２１】
複数の指向性ビームを形成するための大規模アンテナを備える、請求項１から２０のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項２２】
次世代のＮｅｘｔＧｅｎ無線ネットワークの基地局の基地局を含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項２３】
通信領域の各部分をそれぞれカバーし、それぞれ異なるビーム識別子を有する複数の指向性ビームによって形成された通信エリアを提供する基地局を備える通信システム用の通信装置であって、前記通信装置は、コントローラと通信部を有し、
通信部は、前記通信装置に関連する少なくとも１つの指向性ビームを使用して、前記基地局から制御情報を受信するように構成される。
【請求項２４】
前記通信装置に関連付けられた前記少なくとも１つの指向性ビームは、その通信エリア内の前記通信装置に関連付けられたオペレーショナルビームセットＯＢＳの一部を形成する、請求項２３に記載の通信装置。
【請求項２５】
前記コントローラは、各ビームを介して送信されたそれぞれの基準信号に対して測定を実行するように構成され、前記通信部は、前記測定の結果を前記基地局に送信するように構成される、請求項２４に記載の通信装置。
【請求項２６】
前記コントローラは、前記通信装置のための前記ＯＢＳに含まれるビームについての測定（例えば、チャネル状態インジケータ、ＣＳＩ、測定）を実行するように構成され、前記通信部は、前記通信装置の測定結果を基地局に送信するように構成される、請求項２５に記載の通信装置。
【請求項２７】
前記コントローラは、通信エリア内の前記通信装置とビーム固有の基準信号に関連付けられた前記ＯＢＳのうちの少なくとも１つに基づいて、前記基地局を介したセル間協調送受信ＣｏＭＰを制御するように動作可能である、請求項２４から２６のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項２８】
前記通信部は、各ビームを介して、基準信号を含むそれぞれの制御情報を受信するように動作可能である、請求項２３から２７のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項２９】
各ビーム内の前記それぞれの基準信号は、対応するビーム識別子と前記通信エリアに関連付けられたセル識別子とに依存する、請求項２８に記載の通信装置。
【請求項３０】
各ビームを介して前記それぞれの基準信号を受信するために使用されるリソースは、前記通信エリアに関連付けられた対応するビーム識別子とセル識別子とに依存する、請求項２８または２９に記載の通信装置。
【請求項３１】
前記基地局が送信ダイバーシティを使用してデータを通信するとき、前記コントローラは、前記データを復号する前に、複数の指向性ビームのそれぞれを使用して受信されたそれぞれのデータを組み合わせるように構成される、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項３２】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の基地局と、請求項２３から３１のいずれか一項に記載の通信装置とを備えるシステム。
【請求項３３】
通信システムにおいて基地局によって実行される方法であって、前記方法は、
基地局によって提供される通信エリア内の通信を制御することを含み、通信エリアは、それぞれが提供される通信エリアの各部分をカバーし、基地局によってそれぞれ異なるビーム識別子を有する、複数の指向性ビームによって形成されること、及び
少なくとも１つの通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビームを用いて、少なくとも１つの通信装置のために、制御情報を通信することを含む。
【請求項３４】
通信エリアの各部分をカバーし、それぞれ異なる各ビーム識別子を有する、複数の指向性ビームにより形成される通信エリアを提供する基地局を含む通信システムにおける通信装置によって実行される方法であって、前記方法は、
通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビームを使用して、基地局からの制御情報を受信することを含む。
【請求項３５】
プログラム可能な通信装置に請求項３３または３４に記載の方法を実行させるためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ実行可能命令製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関する。本発明は、特に第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）規格またはその均等物もしくは派生物に従って動作する無線通信システムおよびその装置に関するが、これに限定するものではない。本発明は、特にビームフォーミングを使用する、いわゆる「次世代」システムにおけるモビリティに関するが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ規格の最新の開発は、Evolved Packet Core（ＥＰＣ）ネットワークのLong Term Evolution（ＬＴＥ）および一般に「４Ｇ」とも呼ばれるEvolved UMTS Terrestrial Radio Access Network（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）と呼ばれる。さらに、「５Ｇ」および「new radio」（ＮＲ）という用語は、さまざまなアプリケーションおよびサービスをサポートすることが期待されている進化しつつある通信技術を指す。５Ｇネットワークの様々な詳細は、例えば、Next Generation Mobile Networks（ＮＧＭＮ）アライアンスによる「ＮＧＭＮ ５Ｇホワイトペーパー」Ｖ１．０に記載されており、その文書は、https：//www.ngmn.org/５Ｇ- white-paper.htmlから入手可能である。３ＧＰＰは、いわゆる３ＧＰＰ  Ｎｅｘｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ＮｅｘｔＧｅｎ）無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）および３ＧＰＰ  ＮｅｘｔＧｅｎコアネットワークを介して５Ｇをサポートすることを意図している。
【０００３】
３ＧＰＰ規格の下では、ノードＢ（またはＬＴＥではｅＮＢ、５ＧではｇＮＢ）は、それを介して通信装置（ユーザ装置または「ＵＥ」）がコアネットワークに接続し、他の通信装置またはリモートサーバと通信する基地局である。簡略化のために、本出願は、そのような基地局を指すために基地局という用語を使用し、そのような通信装置を指すためにモバイル装置またはＵＥという用語を使用する。コアネットワーク（すなわち、ＬＴＥの場合はＥＰＣ）は、（とりわけ）加入者管理、モビリティ管理、課金、セキュリティ、およびコール／セッション管理のための機能をホストし、インターネットなどの外部ネットワークへの通信装置の接続を提供する。
【０００４】
通信装置は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ユーザ装置、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップ／タブレットコンピュータ、ウェブブラウザ、電子書籍リーダーなどのようなモバイル通信装置であり得る。そのようなモバイル（または一般的には静止している）装置も通常、ユーザによって操作されるが、いわゆる「Internet of Things」（ＩｏＴ）装置および類似の機械型通信（ＭＴＣ）装置をネットワークに接続することも可能である。簡略化のために、本出願は、説明においてモバイル装置（またはＵＥ）に言及するが、説明される技術は、送信のために通信ネットワークに接続することができる任意の通信装置（モバイルおよび／または一般に静止/データ受信中）上で実装できることを理解されよう。
【０００５】
３ＧＰＰテクニカルレポート（ＴＲ）２３．７９９ Ｖ０．７．０は、３ＧＰＰ規格のリリース１４に対して計画されているＮｅｘｔＧｅｎ（５Ｇ）システムのための可能なアーキテクチャおよび一般的な手順を記載している。３ＧＰＰはまた、新しい（５Ｇ）無線アクセスネットワークについて１００ＧＨｚまでの周波数帯域の潜在的な使用について研究されている。特定の高周波帯域（例えば、ミリ波帯域）に関連する厳しいチャネル減衰特性を克服するために、指向性ビームフォーミングおよび大規模アンテナ技術もまた使用されてもよい。「大規模アンテナ」という用語は、アレイ状に配置された多数（例えば１００以上）のアンテナ素子を有するアンテナを指す。効果的には、そのような大規模アンテナは、同時に複数のユーザと通信するために使用されることができ、したがって、マルチユーザＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）送信を容易にする。基地局（この場合は送受信ポイント（ＴＲＰ）とも呼ばれる）は、複数のＵＥと実質的に同時に通信するための、および関連する指向性ビームを使用するためのそれぞれのビームを形成するように構成され得る。
【０００６】
３ＧＰＰは、５Ｇ内のモビリティ関連の要件のいくつかに合意している。具体的には、３ＧＰＰは、新しい無線（ＮＲ）基地局（すなわち、５Ｇ基地局、またはｇＮＢ）ごとに１つまたは複数のＴＲＰを提供することを意図している。ベースラインとして、各ＮＲは、ネットワーク制御モビリティ処理を伴う状態とＵＥ制御モビリティを伴う状態をサポートすることが期待される。典型的なｇＮＢ間ネットワーク制御モビリティに関連する測定構成は最小に保たれる。したがって、各ＵＥは、モビリティ目的のために、より少ない（そしておそらくはより詳細ではない）測定を実行することを要求される（例えば、詳細な「セル」レベルの情報を提供する必要性を回避する）。ただし、場合によってはより詳細な情報が要求されることがある。３ＧＰＰはまた、ＵＥベースのモビリティの結果として（基地局間の）コンテキスト移動を最小限に抑えることを意図している。
【０００７】
ネットワーク制御モビリティは、セルレベルで（すなわち、ｇＮＢとＵＥとの間の適切な無線リソース制御（ＲＲＣ）信号を使用してＵＥモビリティを制御する）ＲＲＣ主導であり得るか、またはゼロ／最小ＲＲＣ関与を提供されてもよい（例えばＭＡＣ／ＰＨＹ層において）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特に高周波数帯域では、送信機と受信機との間の直接の見通し内（ＬＯＳ：line-of-sight）経路の（例えば障害物による）障害および／またはＵＥのモビリティは無線リンクのそのＵＥの品質劣化をもたらす可能性がある。さらに、いくつかの研究では、ミリ波周波数で無線チャネルが非常に急速に変化する可能性があり、これもまた伝送エラーおよび／または特定のＵＥに対するハンドオーバの数の増加をもたらす可能性があることを示唆している。したがって、指向性ビームを介してサービスされるＵＥは、それらの基地局との接続を失い、データ損失する傾向がある。さらに、既存の（例えば、ＬＴＥ）モビリティ技術は、技術的差異および使用される帯域幅のために５Ｇ ＲＡＮには適用できない。
【０００９】
高周波および指向性ビームの相対的な信頼性が低いと、アクティブなＵＥおよび５Ｇ基地局／ＴＲＰによって使用されるビームに頻繁な変更が生じる可能性があることが予測される。これは、例えば、セッション中断（ビーム間ハンドオーバ）、シグナリングオーバーヘッド、および／または送信非効率性（例えば、再送信の必要性の増加）の増大をもたらし得る。
【００１０】
したがって、本発明の好ましい例示的な実施形態は、上記の問題に対処する、または少なくとも部分的に対処する方法および装置を提供することを目的としている。
【００１１】
当業者には理解の効率のために、本発明は３ＧＰＰシステム（５Ｇネットワーク）の文脈で詳細に説明されるが、本発明の原理は他のシステムにも適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一態様では、本発明は、通信システム用の基地局であって、前記基地局は、コントローラと通信部を備え、前記コントローラは、前記基地局によってサービス提供される通信エリア内の通信を制御するように構成され、前記通信エリアは、それぞれ前記基地局によって提供される前記通信エリアの各部分をカバーし、それぞれが異なるビーム識別子を有し、複数の指向性ビームによって形成され、通信部は、少なくとも１つの通信装置に関連する少なくとも１つの指向性ビームを使用して、少なくとも１つの通信装置に関する制御情報を通信するように構成される。
【００１３】
別の態様では、本発明は、通信エリアの個々の部分をカバーし、それぞれ異なるビーム識別子を有する複数の指向性ビームによって形成された通信エリアと提供する基地局を備える通信システム用の通信装置をであって、前記装置は、コントローラと通信部とを備え、前記通信部は、通信装置に関連する少なくとも１つの指向性ビームを使用して、基地局から制御情報を受信するように構成される。
【００１４】
本発明の態様は、対応するシステム、方法、および、前記態様に記載された方法及び上述のまたは請求項に記載された可能性を実行するためプログラマブルプロセッサをプログラム、及び／または、いずれかの請求項に記載された装置を提供するために適切に適合したコンピュータをプログラムの実行可能な命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体などのコンピュータプログラム製品にも及ぶ。
【００１５】
本明細書に開示された（この用語は特許請求の範囲を含む）および／または図面に示された各特徴は、他の開示および／または図示された特徴とは無関係に（または組み合わせて）本発明に組み込まれ得る。特に、限定するものではないが、特定の独立請求項から従属する請求項のいずれかの特徴は、その独立請求項に任意の組み合わせでまたは個別に導入することができる。
【００１６】
ここで、添付の図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態を例として説明する。
【発明の効果】
【００１７】
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態が適用され得るセルラ通信システムを概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示すシステムの一部を形成するモバイル装置のブロック図である。
【図３】図３は、図１に示すシステムの一部を形成する基地局のブロック図である。
【図４】図４は、図１のシステムにおける（制御およびユーザ）データ通信に使用することができる一連のサブフレームを概略的に示す図である。
【図５】図５は、指向性ビームを使用することができる例示的実施形態を概略的に示す図である。
【図６】図６は、指向性ビームを使用することができる別の例示的実施形態を概略的に示す図である。
【図７】図７は、指向性ビームを使用することができるさらに別の例示的実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
概要
図１は、ユーザ装置３（携帯電話および／または他のモバイル装置）が適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して（「ｇＮＢ」と示される）基地局５を介して互いに通信できる通信ネットワーク１を概略的に示す。５Ｇシステムでは、基地局はtransmit receive points（ＴＲＰ）とも呼ばれることを理解されたい。図１には、当業者に理解されるように、５つのモバイル装置３と１つの基地局５が例示目的のために示されているが、実施されるとき、システムは通常他の基地局とモバイル装置を含む。
【００２０】
各基地局５は、基地局に配置されたＴＲＰ（および／または、離れて配置された１つまたは複数のＴＲＰ）を介して、１つまたは複数の関連するセルを運用する。この例では、簡略化のために、基地局５は単一のセルを操作する。基地局５は、（例えば適切なゲートウェイおよび／またはユーザプレーン／制御機能を介して）コアネットワーク７に接続され、隣接する基地局も（直接または適切な基地局ゲートウェイを介して）互いに接続される。コアネットワーク７は、とりわけ、制御プレーンマネージャエンティティおよびユーザプレーンマネージャエンティティ、基地局５と他のネットワーク（インターネットなど）との間の接続を提供するための１つまたは複数のゲートウェイ（ＧＷ）及び／またはコアネットワークの外部でホストしているサーバを含むことができる。
【００２１】
モバイル装置３は、セルを運用している基地局５との無線リソース制御（ＲＲＣ）接続を確立することによって、（その位置および場合によっては他の要因、たとえば信号状態、加入データ、能力などに応じて）適切なセルに接続する。モバイル装置３および基地局５（およびネットワーク内の他の送信ポイント）は、使用されるＲＡＴに依存する適切な無線インタフェースを介して通信する。モバイル装置３は、いわゆるＮＡＳ（Non-Access Stratum）信号を使用して、モバイル装置３にサービスを提供する基地局５／ＴＲＰによってモバイル装置３と適切なコアネットワークノードとの間で中継されるコアネットワークノードと通信する。
【００２２】
この例では、基地局５は、基地局５のセル内の様々なモバイル装置３と通信するための複数の指向性ビームを提供するための、関連するアンテナアレイ（associated antenna array）（たとえば、大規模アンテナ）を運用する。各ビームは異なる方向（仰角を含む３次元）に広がる（送信する）ように配置される。各ビームは、（少なくともセル内で）一意の関連識別子（例えば、割り当てられた「ビームＩＤ」）を有する。
【００２３】
セルで使用されるビーム構成は、ビーム数とそれに関連するビームパターンを識別します。この例では、ビームの総数は「Ｎ」、すなわちビーム＃１から＃Ｎが現在基地局５のセルに対して構成されている（「Ｎ」は正の整数、少なくとも「１」）。
【００２４】
基地局５は、そのセル内で（または基地局が複数のセルを運用させる場合は各セル内で）１組のビーム固有基準信号（ＢＲＳ: beam-specific reference signals）を送信するように有利に構成される。モバイル装置３は、各ビームについて信号強度およびチャネル推定測定を実行するために関連するＢＲＳを使用するように構成されてもよい。そのようなビーム固有の測定値は、（基地局および／またはモバイル装置３によって）モバイル装置３のための（１つまたは複数の）ビームの適切なセットを構成するために使用され、そのセットはモバイル装置３のオペレーショナルビームセット（ＯＢＳ: Operational Beam Set）と呼ばれる。
【００２５】
ＯＢＳは、例えば信号条件、セル内の負荷、モバイル装置３によって要求されるスループットおよび／またはサービス品質（ＱｏＳ）に応じて動的に更新されてもよい。有益なことに、ほとんどの場合、モバイル装置３が使用できる少なくとも１つの指向性ビームおよび／または必要に応じて（少なくとも一時的に）OBSに追加される新しいビームが存在し得るので、ＯＢＳが複数のビームを含む場合、モバイル装置３が無線リンク障害（ＲＬＦ: radio link failure）、すなわち基地局５との接続損失を被る可能性は、大幅に低減される。
【００２６】
さらに、ＯＢＳは、モバイル装置３のセル内モビリティをサポートするために有利に使用されてもよい。具体的には、モバイル装置３が基地局５のカバレージエリア（セル）内でその位置を変更すると、必要に応じて（そしてもはや必要とされないビームは取り除かれるかもしれない）新しいビームがＯＢＳに追加されてもよい。
【００２７】
モバイル装置３は、他のビームよりもモバイル装置３のＯＢＳに含まれるそれらのビームについてより頻繁な信号測定（例えば、詳細なチャネル状態情報（ＣＳＩ）測定）を実行し報告するように構成されてもよい。したがって、モバイル装置３と基地局５との間に（例えば、一時的に）障害物が存在する（特定の指向性ビームに対する見通し線を遮断する）場合、そのような信号状態の変化（及び影響を受けるビーム識別）を比較的早く検出することができる。基地局５はまた、障害による混乱および／または無線リンク障害を回避するために、モバイル装置３に対する送信において必要な調整を実行することができる。しかし、有益なことモバイル装置３は、そのＯＢＳにおいて他の適切な（影響を受けていない）ビームを使用して基地局５と通信し続けることができる可能性が最も高い。ＯＢＳ内の特定のビームに影響を及ぼす問題が解決しない場合、基地局５は（例えば、所定のタイマの満了後および／またはそのビームに関する問題を示す所定数の報告を受信した後に）そのビームをＯＢＳから除去する。
【００２８】
同様に、基地局５は、モバイル装置３のモビリティのためにモバイル装置３のＯＢＳからビームを取り除く（そしてそれを異なるビームと置き換える）ように構成されてもよい。
【００２９】
したがって、ＯＢＳ（および／または関連するビーム固有の基準信号）を提供することは、基地局のセルを介してモバイル装置にサービスを提供する柔軟性、高周波無線ビームに影響を及ぼす信号伝搬問題（例えば、障害物）に対する改善された許容度、（例えば、セル内または異なるセル間を移動しながら）信号の喪失、モバイル装置によるセル／ビーム取得の高速化およびより効率的化による無線リンク障害の危険性の低減をもたらす。
【００３０】
モバイル装置
図２は、図１に示したモバイル装置３の主要構成要素（例えば、携帯電話または他のユーザ装置）を示すブロック図である。図に示されるように、モバイル装置３は、１つ以上のアンテナ３３を介して基地局５と信号を送受信するように動作可能な通信部回路３１を有する。モバイル装置３は、モバイル装置３の動作を制御するコントローラ３７を有する。コントローラ３７は、メモリ３９と関連付けられ、通信部回路３１に接続している。その動作に必ずしも必要ではないが、モバイル装置３は、もちろん、従来の携帯電話３のすべての通常の機能（ユーザインターフェース３５など）を有してもよく、また、これはハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアのうちの任意の１つまたは任意の組み合わせによって適切に提供され得る。ソフトウェアは、メモリ３９に予めインストールされていてもよく、および／または、例えば電気通信ネットワークを介して、または取り外し可能データ記憶装置（ＲＭＤ）からダウンロードされてもよい。
【００３１】
コントローラ３７は、この例では、メモリ３９内に記憶されているプログラム命令またはソフトウェア命令によってモバイル装置３の全体的な動作を制御するように構成されている。図に示されるように、これらのソフトウェア命令は、とりわけ、オペレーティングシステム４１、通信制御モジュール４３、ビーム設定モジュール４４、モビリティモジュール４５、および信号測定モジュール４６を含む。
【００３２】
通信制御モジュール４３は、モバイル装置３とそのサービス基地局５（およびさらなるモバイル装置および／またはコアネットワークノードなど、基地局５に接続された他の通信機器）との間の通信を制御するように動作可能である。
【００３３】
ビーム設定モジュール４４は、現在のサービスセル（または複数のセル）において使用されるモバイル装置３のためのＯＢＳ（またはそれぞれのＯＢＳ）を運用することを担当する。これは、例えば、（例えば、基地局５および／または信号測定モジュール４６によって提供される情報に基づいて）セルを追加および削除することを含む。
【００３４】
モビリティモジュール４５は、（基地局５の）適切なセルを介してネットワークアタッチメントを維持することを担い、その一方で、モバイル装置３は、電気通信ネットワーク１によってカバーされるエリア内を移動している。モビリティモジュール４５は、信号状態などに応じてセル／ビーム再選択および／またはハンドオーバ手順を実行することによってネットワーク接続を維持する。モビリティモジュール４５は、モバイル装置３が静止しているときでも、例えば、信号状態の変化、現在のセル内のネットワーク負荷などに起因するセル／ビーム再選択および／またはハンドオーバ手順を実行することができることを理解されよう。モビリティモジュール４５はまた、現在のセルおよび／または潜在的なハンドオーバ候補セルについて、モバイル装置３のＯＢＳおよび／または現在のビーム構成（たとえばビーム設定モジュール４４によって提供される）を考慮に入れる。
【００３５】
信号測定モジュール４６は、モバイル装置３の近傍にあるセル／ビームについての信号品質測定値を取得し、関連する信号測定レポートを生成してサービス基地局５に送信することを担当する。信号品質測定は、サービス基地局５によって提供された適切な測定構成に基づいて、基地局５によって送信されたビーム固有の基準信号を介して実行される。信号品質測定値は、例えば、（詳細）チャネル状態情報（ＣＳＩ）測定値、基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）、基準信号受信品質（ＲＳＲＱ）、受信信号対雑音比（ＳＮＲ）、および／または信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）測定値および関連する報告を含んでもよい。
【００３６】
基地局
図３は、図１に示す基地局５の主要構成要素を示すブロック図である。図に示すように、基地局５は、１つ以上のアンテナ５３（例えば、アンテナアレイ／巨大アンテナ）を介して通信装置（モバイル装置３など）と信号を送受信するための通信回路５１、およびネットワークノード（例えば、他の基地局および／またはコアネットワーク７内のノード）への信号の送受信のためのネットワークインタフェース５５を含む。基地局５は、基地局５の動作を制御するためのコントローラ５７を有する。コントローラ５７は、メモリ５９に接続する。ソフトウェアは、メモリ５９に事前にインストールされてもよく、および／または電気通信ネットワーク１を介して例えば、リムーバブルデータ記憶装置（ＲＭＤ）からダウンロードされてもよい。コントローラ５７は、この例では、メモリ５９内に記憶されたプログラム命令またはソフトウェア命令によって基地局５の全体的な動作を制御するように構成される。図に示されるように、これらのソフトウェア命令は、とりわけ、オペレーティングシステム６１、通信制御モジュール６３、ビーム制御モジュール６４、および測定設定モジュール６６を含む。
【００３７】
通信制御モジュール６３は、基地局５と、モバイル装置３（ユーザ装置）と、基地局５に接続されている他のネットワークエンティティとの間の通信を制御するように動作可能である。
通信制御モジュール６３はまた、（関連するデータ無線ベアラを介して）ダウンリンクユーザトラフィックの別々のフローと、この基地局５に関連する通信装置に送信されるべき制御データ、例えば、コアネットワークサービスおよび／またはモバイル装置３のモビリティのための制御データ（一般的な（非ＵＥ固有の）システム情報および基準信号も含む）を制御する。
【００３８】
ビーム制御モジュール６４は、基地局５のセル（または複数のセル）内の各モバイル装置３に関連するＯＢＳを運用することを担当する。これは、たとえばセルを追加および削除すること（たとえば、モバイル装置３によって提供される信号測定値、モバイル装置３のモビリティ、および／または負荷情報などのセルに関連する他の情報などに基づく）を含む。
【００３９】
測定設定モジュール６６は、モバイル装置３の近傍のセルおよび／またはビーム（例えば、この基地局５および／または近隣の基地局によって運用されるセル／ビーム）についての信号品質測定を実行および報告するためのモバイル装置３を設定することを担当する。測定設定モジュール６６は、適切な測定設定を生成して特定のモバイル装置３に送信すること、および関連する測定報告を受信することによって信号品質測定値を取得する。測定報告は、例えば、報告を提供したモバイル装置３を含むモビリティおよび／またはビーム構成手順を実行するときに使用されてもよい。
【００４０】
上記の説明では、モバイル装置３および基地局５は、理解を容易にするために、（通信制御モジュールおよびビーム構成／制御モジュールなどの）いくつかの個別モジュールを有するものとして説明されている。これらのモジュールは、特定の用途、例えば既存のシステムが本発明を実施するために修正されている他の用途においてはこのようにして提供されてもよいが、例えば、最初から本発明の特徴を念頭に置いて設計されたシステムでは、これらのモジュールはオペレーティングシステムまたはコード全体に組み込まれている可能性があるので、これらのモジュールは個別のエンティティとして認識できないものであってもよい。これらのモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで実装してもよい。
【００４１】
ネットワーク内のユーザ装置とＴＲＰ（基地局）との間の通信に指向性ビーム／ＯＢＳを使用することができるいくつかの方法について、（図４から図７を参照して）さらに詳細な説明を行う。
【００４２】
オペレーション
基地局５は、そのセル内で（または基地局が複数のセルを動作させる場合は各セル内で）１組のビーム固有基準信号（ＢＲＳ）を送信するように有利に構成される。例えば、基地局５は、ビームＩＤ毎に１つのＢＲＳを送信してもよい。モバイル装置３は、各ビームについて信号強度測定およびチャネル推定測定を実行するために関連するＢＲＳを使用してもよい。ＢＲＳは、対応するビームのビームパターンを使用し、所定の時間／周波数リソースを使用して（例えば定期的に）送信される。異なるＢＲＳが同じ時間／周波数リソースまたは異なる時間／周波数リソースで送信されてもよいことが理解されるであろう（例えば、「ビーム走査」が採用されるとき）。好ましくは、同じセル内の様々なＢＲＳは（それらが送信される時間／周波数リソースのセットにわたって）互いに直交している、一方、異なるセル内のＢＲＳは互いに低い相互相関を有する。所与のビームＩＤに対応するＢＲＳは、ビームＩＤおよびセルＩＤに基づいて（モバイル装置３によって）決定される。言い換えれば、モバイル装置３は、関連付けられたビームＩＤおよびセルＩＤに基づいて（ＢＲＳが送信される時間／周波数リソースのセットを含む）特定のビームについてのＢＲＳを構築することができるようにしてもよい。
【００４３】
アイドルモードおよび初期セル選択
モバイル装置３がアイドルモードにあるとき、（基地局のセル／カバレージエリア内に構成された複数のビームのそれぞれを介して）基地局によって送信される適切な同期信号を使用して初期セルサーチを実行してもよい。
【００４４】
図４は、各ビームにおいて基地局によって送信されたサブフレーム（この例ではダウンリンクサブフレーム）の例示的なシーケンスを概略的に示す。図からわかるように、サブフレームは、基地局５内のいくつかの（ダウンリンク）データサブフレーム８０を含み、そのセル内のモバイル装置３にデータを送信することができる（そしてこの特定のビームを介してサービスされる）。（簡略化のために図４には示されていないが）各データサブフレーム８０はまた、制御信号（例えば、スケジューリング情報）および／または基準信号（信号測定のため）を搬送することができることを理解されたい。
【００４５】
有益には、基地局は、（本明細書では同期サブフレーム８１と呼ばれる）特定のサブフレームにおいて（周期的に）適切にフォーマットされた同期信号を送信するように構成される。例えば、そのような同期サブフレーム８１は、システム情報（ＳＩ）ブロードキャストが送信されるサブフレーム（図４においてＳＩ情報サブフレーム８２と示される）の前のサブフレームにおいて送信されてもよい。したがって、同期信号を使用して、モバイル装置３は、システム情報ブロードキャストの受信に移る前に、その特定のビーム内の正しい時間／周波数リソースを使用するようにその通信部を適合させることができる。これは、モバイル装置３が迅速かつ効率的な方法でそのビームを介して基地局５を見つけて接続することを有利に可能にする。
【００４６】
具体的には、（ランダムアクセス手順を実行することによって）モバイル装置３が初期アクセスのためにビームサーチを実行することを容易にするために、以下のオプションを使用することができる。
ａ）ビーム形成ダウンリンク（ＤＬ）同期信号  モバイル装置は、同期信号からセルＩＤを検出し、場合によっては特定のビームで送信されたビーム基準信号（ＢＲＳ）から関連するビームＩＤを検出するように構成されてもよい。
b）ビームフォーミングＤＬシステム情報  モバイル装置３は、セルから必要なシステム情報、および場合によっては特定のビームを介した通信のためのいくつかのビーム固有のシステム情報を取得するように構成されてもよい。
ｃ）ビーム形成されたＵＬ物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）送信（ｍｓｇ１）
ＰＲＡＣＨリソースは、モバイル装置が事前に（すなわち、特定のビームを介していわゆる「ｍｓｇ１」送信を送信することによってランダムアクセス手順を開始する前に）取得するシステム情報を使用して構成されてもよい。  及び
ｄ）ビーム形成されたＤＬランダムアクセスメッセージ（ｍｓｇ２  ／  ４）
（特定のビームを介して）ｍｓｇ２／４を送信するためのＰＲＡＣＨリソースは、システム情報を使用して構成されてもよい。
【００４７】
＜接続モードのセル内モビリティ＞
接続モードにある間（例えば、適切なビームサーチおよびランダムアクセス手順を実行した後）、モバイル装置３は、そのモバイル装置３のためのオペレーショナルビームセット（ＯＢＳ）と呼ばれる、１つまたは複数のビームを使用してそのサービングセルに接続することができることを理解されよう。そのようなＯＢＳは、基地局のセル内にある間にそのモバイル装置３との通信のために選択される、基地局５のセル内の（典型的には小さい）ビームのサブセットを含むようにしてもよい。
【００４８】
しかしながら、セル内のモバイル装置３のモビリティ（および／またはセル内の信号状態の変化）を考慮するために、基地局５は、たとえば、次のうち少なくとも1つに基づき、ビームを追加または削除することによってモバイル装置３のＯＢＳを修正してもよい。
ビーム測定（モバイル装置３によって実行および報告され、および／またはそのモバイル装置３によるＵＬ送信から基地局５によって導出される）。
ビーム負荷（トラフィック過密） 及び
ビーム優先度（これは、たとえば、セル間干渉調整などのための上位層によって設定されてもよい）。
【００４９】
＜セル内モビリティのＯＢＳ測定＞
セル内でのモバイル装置３のモビリティを説明するために、基地局５は、（モバイル装置３によって実行され報告される、および／またはそのモバイル装置３によるＵＬ送信から基地局５によって導出される）ビーム測定も使用してもよい。
【００５０】
この場合、モバイル装置３によって報告されたビーム測定値は、例えば、（各ビームでそれぞれのＢＲＳを使用して測定された）各ビームに関連する基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）および／または信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を含んでもよい。）。
【００５１】
モバイル装置３は、定期的におよび／またはイベントトリガ方式で測定値を報告するように（適切な測定構成シグナリングを介してサービス基地局５によって）構成されてもよい。例えば、報告は、ビームのＲＳＲＰが所定の閾値（絶対的または他のビームに対する相対的な）の上または下に一定時間上回ったときにトリガされてもよい。これはＬＴＥのハンドオーバ測定と似ている。
【００５２】
任意選択で、モバイル装置３は、測定値に基づいて優先順にビームをソートし、最良のビーム（例えば、所定の数のビーム）についてのみ測定値を報告する、または（例えば、リストとして）そのモバイル装置３にとって最良のビームに関連付けられたビームＩＤを報告するように構成されてもよい。
【００５３】
しかしながら、（実際の測定値を報告しなくても）モバイル装置３が特定の１つまたは複数のビームをそのＯＢＳに追加または削除することを要求してもよいことも理解されよう。これにより、モバイル装置３と基地局５との間で必要とされる信号の量を減らすことができる。基地局５は、モバイル装置３によって測定および報告されるビームのサブセットを任意に指定することができる（例えば OBSに追加する前、または削除する前）。
【００５４】
時分割多重（ＴＤＤ）通信の場合、基地局５はまた、そのモバイル装置３からＵＬ送信から導出されたチャネル測定値に基づいて、モバイル装置３のＯＢＳに対して最も適切なビームを選択するためにチャネル相互性を利用するように構成されてもよい。
【００５５】
ネットワーク（基地局５）がＯＢＳを修正するときはいつでも、それは適切にフォーマットされた制御信号（例えばＲＲＣ信号）を使用してモバイル装置３に通知する。
【００５６】
＜ＵＥ固有のデータおよび制御＞
有利には、ＯＢＳは、ｉ）ＵＥ固有のＤＬデータ送信（物理ダウンリンク共有チャネルまたは「ＰＤＳＣＨ」がＬＴＥセルで送信される方法と同様）およびｉｉ）ＵＥ固有のＤＬ制御送信（拡張物理ダウンリンク制御チャネルまたはＬＴＥにおける「Ｅ−ＰＤＣＣＨ」と同様）に使用されてもよい。
【００５７】
ＯＢＳは、少なくともＣＳＩ信号の量を減らすため、および特定のモバイル装置３のためのオープンループ送信ダイバーシティを容易にするために有用であり得る。
【００５８】
具体的には、ＣＳＩ信号の量の減少は以下のように達成されてもよい。典型的には、ＵＥ固有チャネルの送信のためのＤＬビーム形成は、ＵＥ（モバイル装置３）からのＣＳＩ報告に基づいている。しかしながら、ＯＢＳを使用するとき、（ＣＳＩ測定のためにそれらのビーム上の関連するＢＲＳを使用して）ＯＢＳ内にあるビームについてのみ詳細なＣＳＩ報告を送信するようにモバイル装置を構成することによってＣＳＩ測定および信号のオーバーヘッドを減らすことができる。
【００５９】
特に有益な場合では、基地局５は、モバイル装置３からのＣＳＩ報告に基づいて、ＯＢＳ内のビームにわたるＤＬ送信のために適切なプリコーディング（振幅および位相重み付け）を適用するようにしてもよい。この場合、モバイル装置３がネットワークによって使用されるプリコーディングウェイトを知る必要がないように、ＵＥ固有のＤＭ−ＲＳが送信に含まれてもよい。
【００６０】
基地局５は、ＯＢＳ内のビームを介して送信ダイバーシティを適用するように構成されてもよい。この場合、モバイル装置３は、各ビーム上のＢＲＳを使用して各ビームから送信信号を抽出し、次に復号する前に送信信号を結合することができる。この方式は、モバイル装置３から詳細なＣＳＩが要求されないという利点を有する。
【００６１】
＜共通制御信号＞
モバイル装置３は、そのＵＥに固有のものではなく、および／または基地局５のセル全体にわたってブロードキャストする必要はない、特定の制御情報をネットワークから受信する必要があり得る。そのような制御情報は、限定はしないが、例えば、ランダムアクセス応答（ＲＡＲ）メッセージ２およびメッセージ４、電力制御信号、ページングを含んでもよい。
【００６２】
基地局５は、（例えば、前述のようにオープンループ送信ダイバーシティを使用して）ＯＢＳ内のすべてのビームでそのような共通制御情報を送信するようにしてもよい。この場合、モバイル装置３は、通信信頼性を改善するために、各ビーム上のＢＲＳを使用してそのビーム上の送信を復調し、次いで受信データを結合するようにしてもよい。
【００６３】
＜セル内モビリティ＞
図５（ａ）では、複数の指向性ビームを動作させ、ビーム＃３および＃４が現在モバイル装置３のＯＢＳに割り当てられている基地局５を概略的に示す。ＯＢＳは実線を用いて示され、ＯＢＳに含まれないビームは点線で示される。
【００６４】
基地局５とモバイル装置３との間でマルチビームを使用することによって作り出されるダイバーシティは、基地局５がそのセル内で高周波数帯を動作させているときでさえも、（基地局５のセル内にいる間）障害および／またはモビリティのためにモバイル装置３が基地局５との接続を失う可能性を大幅に減らすことができる。すなわち、１つ（またはそれ以上）のビームを失う場合でも、モバイル装置３は依然として基地局５の少なくとも１つのビーム（または複数のビーム）に接続されたままである可能性が高い、それ故、（複数のビームから組み合わされた）受信ＳＮＲの損失を許容できなければならない。
【００６５】
より詳細に、図５（ａ）では、モバイル装置３がビーム＃３および＃４を備えるＯＢＳを使用して現在基地局５と通信しているシナリオを概略的に示す。
これらはＯＢＳに含まれているので、モバイル装置３は、ビーム＃３および＃４に関する（比較的頻繁な）詳細なＣＳＩ報告を送信するように構成される、一方、モバイル装置３は、他のビームに対する周期的な（頻度の低い）ＲＳＲＰ測定値（および／またはビーム＃３および＃４に対するＲＳＲＰ測定値）のみを送信する。
【００６６】
図５（ｂ）に一般的に示されるように、モバイル装置３と基地局５との間の障害物（例えば、車両）は、ＯＢＳにおけるビーム（この例ではビーム＃４）のＲＳＲＰの低下を引き起こし得る。しかしながら、そのような信号状態の変化は、そのビームのＣＳＩ測定によって有益に追跡され、モバイル装置３は依然としてビーム＃３を介してＤＬ送信を受信することができる（これは現在障害による信号品質の劣化を被らない）。したがって、影響を受けたビームについてのＣＳＩ測定値（＃４）を使用して、基地局５は、（少なくとも一時的に）モバイル装置３についてのその送信において必要な調整（たとえばビーム＃３をビーム＃４より優先する）を実行できる。影響を受けるビームのＣＳＩ測定値が依然として（例えば、所定の期間および／またはＣＳＩレポートの数の期間にわたって）劣悪な信号状態を示す場合、基地局５は、モバイル装置３のＯＢＳから影響を受けるビームを取り除くように構成されてもよい。
【００６７】
同様に、基地局５は、モバイル装置３のモビリティのためにモバイル装置３のＯＢＳからビームを除去するように構成されてもよい。そのような移動シナリオは、図５（ｃ）に示される。具体的には、この例では、モバイル装置３が基地局５のセル内を移動すると、ネットワーク（および／またはモバイル装置３）は、（たとえばビームＲＳＲＰ測定値および／またはＣＳＩを使用して）ＯＢＳに含まれるビームの信号状態をモニタし、モバイル装置３がもはやビーム＃４のサービスエリア内にいないときには、ビーム＃４を除去し、ビーム＃２を追加することによって、ＯＢＳを更新することを決定する。
【００６８】
＜接続モードセル間モビリティ＞
ネットワーク（基地局５）が、モバイル装置３の隣接セルへのハンドオーバをいつ開始するかを決定するために、隣接セルで使用されるビームから利用可能なビームフォーミングゲインを考慮に入れる測定を実行するようにモバイル装置３を構成してもよい。
したがって、有益には、したがって、モバイル装置３のためのハンドオーバターゲットセルを選択するとき、サービス基地局５は、ハンドオーバターゲットセルの最も適切なビームを選択することができ、その結果、モバイル装置３は、重大なデータ損失および／または遅延を経験することなく、新しいセルを介して通信を続けることができる。
【００６９】
セル間モビリティを容易にするために、モバイル装置３は、１つまたは複数の隣接セル（少なくとも現在の基地局が測定を要求するセル／ビーム）内の各ビームのそれぞれの信号強度を測定するように構成されてもよい。例えば、モバイル装置３は、隣接セルで送信された各ビームＩＤ（固有のＢＲＳ）をスキャンし、測定された各隣接セルについて、最も強いビームのＩＤをサービス基地局５に報告するように構成されてもよい。サービス基地局５が、ハンドオーバがモバイル装置３に必要であると判断した場合、サービス基地局５は、ハンドオーバ手順中にターゲットセルに、その移動局３に最も適したビームを識別する情報を提供するようにしてもよい。モバイル装置３から利用可能であれば、サービス基地局５はまた、そのようなビームに関する詳細な測定値を提供してもよい。
【００７０】
図６は、モバイル装置３がその現在のサービス基地局５Ａによって運用されているセル（「Ｃｅｌｌ１」）と基地局５Ｂによって運用されている隣接セル（「Ｃｅｌｌ２」）との間でハンドオーバを実行するシナリオを概略的に示す。
【００７１】
図から分かるように、両方の基地局５Ａおよび５Ｂは多数の指向性ビームを運用する。まず、モバイル装置３は、セル１のビーム＃５および＃６を含むＯＢＳを使用してサービス基地局５Ａと通信している。モバイル装置３は、そのセル内のすべてのビームについてＲＳＲＰを測定することによって、１つまたは複数の隣接セル（セル２を含む）に対して適切なハンドオーバ測定を実行する。この例では、モバイル装置３は、セル２内のビーム＃２および＃３について強いＲＳＲＰを報告する。したがって、セル２をハンドオーバ先セルとして選択するとき、現在のサービス基地局５Ａは、セル２のビーム２＃および＃３へのモバイル装置３のハンドオーバをそのセル内の最適なビームとして有利に制御することができる。
【００７２】
したがって、モバイル装置３がセル２へのハンドオーバを実行するとき、そのセル内で最も適切なビームを介して接続することが潜在的に可能である（それらのビームがモバイル装置３に利用可能であると仮定する）。セル２内の良好な信号状態を有する全てのビームが（例えばセル２内の負荷などのために）モバイル装置３に利用可能ではない場合でさえも、新しい基地局５Ｂは、適切な候補ビームのうちの少なくともいくつか（およびモバイル装置３がセル２によってカバーされるエリア内を動き回るにつれて、潜在的に他のビームをＯＢＳに追加する）を経由して、依然としてモバイル装置３にサービス提供を開始することができる。
【００７３】
＜ＣｏＭＰ内ＯＢＳ＞
図７では、モバイル装置３が基地局５Ａによって運営されるセル１および基地局５Ｂによって運営されるセル２を介して同時に通信するシナリオを概略的に示す。このシナリオは、事実上、ＬＴＥ用に規定されたCoordinated Multipoint（CoMP;セル間協調送受信）送信および受信シナリオの変形である。しかしながら、この場合、基地局５は、コンポーネントキャリア全体ではなく、モバイル装置３に特定のビームを割り当てるように構成される。そのような同時送信／受信は、例えば、モバイル装置３がセルエッジエリアに位置するとき、および／または隣接基地局のセルが重なるときに実行可能であり得る。したがって、そのような状況では、モバイル装置３は、複数のセルから信号を受信する（および複数のセルを介して信号を送信する）ことができ、それによってダウンリンク（またはアップリンク）性能を大幅に改善することができる。同時送信／受信（ＣｏＭＰ）は、２つの主な目的のために使用されてもよい。ｉ）信号品質を改善する。（２つ以上のセルを介して同じ信号を送信／受信することによって）ｉｉ）スループットを向上させること（異なるセルを介して異なるデータを送信することによって単一セルのみを使用することで可能であるよりも高い全体のデータレートを達成することによって）。
【００７４】
図７に示すシナリオでは、モバイル装置３は、そのＣｏＭＰ測定セット（この例ではＣｅｌｌ１およびＣｅｌｌ２）内の各セルについてそれぞれのＯＢＳを有し、各ＯＢＳの各ビームについてビームごとのＣＳＩを測定して報告するように設定されている。具体的には、この例では、セル１のモバイル装置３用のＯＢＳはこのセルのビーム＃５および＃６を含み、セル２内の同じモバイル装置３のＯＢＳはセル２のビーム＃２および＃３を含む。したがって、モバイル装置３は、セル１のビーム＃５および＃６ならびにセル２のビーム＃２および＃３についてビームごとのＣＳＩ測定および報告を実行するように構成される。
【００７５】
ビームごとのＣＳＩ測定値は、どの基地局がそのビームを動作させるかにかかわらず、同じ（例えば、マスタ）基地局５に報告されてもよく、および／またはＣＳＩ測定値はその特定の基地局に報告されてもよい。モバイル装置３がどの基地局５に報告するかにかかわらず、基地局５は、それらの間に設けられた基地局間インタフェースを介してＣｏＭＰ関連信号を互いに交換するように構成されてもよい。ＣｏＭＰ関連信号は、たとえば、ビームごとのＣＳＩおよびモバイル装置３のＯＢＳに関連する同様の情報（たとえば、ＯＢＳに含まれるビームＩＤ）を含み得る。
【００７６】
さらに、同時送信／受信が使用されるとき、モバイル装置の３ＣｏＭＰ測定セットに／からセルを追加／削除する決定は、関連するビーム毎のＲＳＲＰ測定（上述のように取得されてもよい）に基づいてもよい。したがって、有益には、サービス基地局間の適切な調整と共に、（狭い、高周波指向性ビームを使用しながら）モバイル装置の信号状態を改善すること、および／または各セル内でビーム固有基準信号およびそれぞれのＯＢＳ構成を使用して（複数のセルを介して通信することによって）スループットを改善することができる。
【００７７】
変形と代替
形態および代替形態詳細な例示的実施形態を上記で説明した。当業者には理解されるように、そこに具現化された本発明から依然として利益を受けながら、上記の例示的な実施形態に対して多くの修正および代替を行うことができる。説明のために、これらの代替例および修正例のいくつかのみを説明する。
【００７８】
ビーム構成は、特定のセルに対するカバレージ／スループット要件に応じて、セルごとに異なり得ることが理解されよう。例えば、セル半径が大きい場合は非常に狭いビームを多数使用してもよく、セル取得を容易にし、ビーム固有の基準信号を送信するためのオーバーヘッドを減らすために、比較的少数の比較的広いビームを使用してもよい。場合によっては、ビーム構成は単一セルで構成され、セル全体のカバレッジを定義してもよい（従来のセルと同様）。
【００７９】
所与のセルのビーム構成は、例えば容量およびカバレッジ最適化（ＣＣＯｐｔ: Capacity and Coverage Optimisation）などの自己組織化ネットワーク（ＳＯＮ: self-organising network）適応などの目的のために半静的に変化してもよいことも理解されよう。この場合、特定のビーム構成の再構成は、１つまたは複数のビームのビーム幅を変更すること、および／またはビームの数を変更すること（たとえば、ビームをオンまたはオフに切り替えること）を含んでもよい。
【００８０】
セル間のハンドオーバを準備するとき、そのような情報が利用可能であれば、サービス基地局は、隣接セルで現在動作しているビームの数をモバイル装置に知らせてもよく、それによってモバイル装置は、スキャン／測定する必要があるビームＩＤの範囲を知る。しかしながら、そのような情報が利用可能でないかまたはモバイル装置に送信されない場合、モバイル装置は、隣接セルが可能な最大数のビームを有すると仮定してビーム測定を実行するように構成されてもよい。いずれにせよ、ターゲットセルの最も適切なビームを識別する情報を使用して、モバイル装置は、ターゲットセル内のそのＯＢＳに対して考慮されてもよい潜在的な１組のビームを既に有するので、ターゲットセルに入る際に広範囲のビーム測定を実行する必要はない。
【００８１】
上記の例示的な実施形態では、基地局は複数の指向性ビームを送信するように説明されている。データが複数のビームを介して実質的に同時に送信されてもよいことが理解されるであろう。しかしながら、場合によっては、例えばハイブリッド（一部アナログおよび一部デジタル）ビーム形成が使用されるとき、一度にすべてのビームを送信することが可能でないかもしれない。この場合、「ビーム掃引（beam sweeping）」（すなわち、一度に１つのビームを送信する）と呼ばれる技術を使用することができることが理解されよう。
【００８２】
ネットワーク（基地局）がモバイル装置からの測定値に基づいてＯＢＳを決定する代わりに、モバイル装置はそれ自身のＯＢＳのためにビームを選択するように構成され、（異なるように構成されていない限り）、モバイル装置３によってそのＯＢＳのために選択されたビームについてのみチャネルステータス情報（ＣＳＩ）を報告するようにしてもよい。この場合、有利には、ネットワークは、ＣＳＩ報告に含まれるビーム（ビームＩＤ）から暗黙的にＯＢＳを決定することができる。いずれにしても、ＯＢＳにおけるビームのＣＳＩ報告が必要とされる可能性があるので、この方法は、モバイル装置がそのＯＢＳを更新しているときに追加の信号が必要とされないという利点を有する。
【００８３】
上記の実施形態例では、基地局は３ＧＰＰ無線通信（無線アクセス）技術を使用してモバイル装置と通信する。しかしながら、他の無線通信技術（すなわち、ＷＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）を、上記実施形態に従って基地局とモバイル装置との間で使用することができる。上記の例示的な実施形態は、「非移動式」または一般に静止しているユーザ装置にも適用可能である。
【００８４】
上記の説明では、モバイル装置および基地局は、理解を容易にするために、いくつかの個別の機能構成要素またはモジュールを有するものとして説明されている。これらのモジュールは、例えば既存のシステムが本発明を実施するように変更されているような特定の用途、例えば最初から本発明の特徴を念頭に置いて設計されたシステムにこのように提供されてもよいが、例えば、最初から本発明の特徴を念頭に置いて設計されたシステムでは、これらのモジュールはオペレーティングシステムまたはコード全体に組み込まれている可能性があるので、これらのモジュールは個別のエンティティとして認識できないものであってもよい。
【００８５】
上記の例示的な実施形態では、いくつかのソフトウェアモジュールが説明された。当業者には理解されるように、ソフトウェアモジュールは、コンパイルされた形式またはコンパイルされていない形式で提供されてもよく、コンピュータネットワークまたは記録媒体上の信号として基地局、モビリティ管理エンティティ、またはモバイル装置に供給されてもよい。さらに、このソフトウェアの一部または全部によって実行される機能は、1つまたは複数の専用ハードウェア回路を使用して実行されてもよい。しかしながら、ソフトウェアモジュールの使用は、それらの機能を更新するために基地局またはモバイル装置の更新を容易にするので好ましい。
【００８６】
各コントローラは、例えば、（これらに限定されないが）次のものを含む任意の適切な形態の処理回路、マイクロプロセッサ中央処理装置（ＣＰＵ）、算術論理装置（ＡＬＵ）、入出力（ＩＯ）回路、内部メモリ／キャッシュ（プログラムおよび／またはデータ）、処理レジスタ通信バス（例えば、制御、データおよび／またはアドレスバス）、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）機能、ハードウェアまたはソフトウェアによって実装されたカウンタ、ポインタ、および/またはタイマ、および／または同様のものを含むことができる。
【００８７】
基地局のコントローラは、各通信装置に対して、その通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビームを含むそれぞれのオペレーショナルビームセット（ＯＢＳ）を制御するように動作可能であってもよい。
【００８８】
基地局の通信部は、各ビームを介して送信されたそれぞれの基準信号に対して実行された測定結果を少なくとも１つの通信装置から受信するように動作可能であり、コントローラは、基準信号に対して実行された測定の結果に基づいてＯＢＳ内の各ビームを決定するように動作可能であってもよい。
【００８９】
基地局の通信部は、少なくとも１つの通信装置のためのＯＢＳに含まれるビームについてのＯＢＳ固有の測定結果（例えば、チャネル状態インジケータ、ＣＳＩ、測定値）を少なくとも１つの通信装置から受信するように動作可能であってもよい。
【００９０】
基地局のコントローラは、通信装置に関連するＯＢＳおよびビーム固有の基準信号のうちの少なくとも１つに基づいて、特定の通信装置のためのハンドオーバを制御するように動作可能であってもよい。
【００９１】
基地局のコントローラは、通信装置に関連するＯＢＳおよびビーム固有の基準信号のうちの少なくとも１つに基づいて、特定の通信装置のためのセル間協調送受信（ＣｏＭＰ: co-ordinated multipoint）を制御するように動作可能であってもよい。
【００９２】
基地局の通信部は、各ビームを介して、基準信号を含むそれぞれの制御情報を送信するように動作可能であってもよい。この場合、各ビームを介して送信されるそれぞれの基準信号はビーム固有の基準信号であってもよい。基地局の通信部は、事前定義されたリソース（例えば、時間／周波数リソース）を使用して、各ビーム内のそれぞれの基準信号を周期的に送信するように構成されてもよい。所定のリソースは特定のビームに特有のものであってもよい。あるいは、事前定義されたリソースは、複数の（たとえばサブセットまたはすべての）ビームに共通であってもよい。
【００９３】
各ビームを介して送信されるそれぞれの基準信号は、通信エリアに関連する対応するビーム識別子およびセル識別子に依存してもよく、各ビームを介してそれぞれの基準信号を送信するために使用されるリソースは、対応するビーム識別子と通信エリアに関連するセル識別子とに依存してもよい。
【００９４】
基地局のコントローラは、基地局の通信エリアに関連するビーム構成を制御するように動作可能であってもよく、基地局の通信部は、通信エリア内で、その通信エリアに関連するビーム構成を送信（例えばブロードキャスト）するように動作可能であってもよい。ビーム構成は、通信エリア内のビーム数、通信エリア内のビームパターン、各ビームに関連するそれぞれの幅、特定のビームがオンかオフか、特定のビーム内の基準信号（または基準信号のセット）送信に使用されるリソース、ビームごとのランダムアクセス手順のために割り当てられたリソースのうちの少なくとも１つを定義するようにしてもよい。
【００９５】
基地局の通信部は、各指向性ビームを使用して各ビーム固有システム情報を通信するように動作可能であってもよい。基地局の通信部は、各ビームを介して、そのビームを介したランダムアクセス手順信号のためのリソースを識別する情報を通信するように動作可能であってもよい。基地局の通信部は、識別されたリソースを使用して、少なくとも１つのビームを介して少なくとも１つの通信装置からランダムアクセス手順信号を受信するように動作可能であってもよい。
【００９６】
基地局の通信部は、少なくとも１つの通信装置に関連付けられた複数の指向性ビームを使用して、少なくとも１つの通信装置に対して送信ダイバーシティを適用するように動作可能であってもよい。この場合、通信装置のプロセッサは、データを復号する前に、複数の指向性ビームのそれぞれを使用して受信されたそれぞれのデータを組み合わせるように動作可能であってもよい。
【００９７】
基地局の通信部は、少なくとも１つの通信装置に関連する複数の指向性ビームを使用して、少なくとも１つの通信装置に固有ではない信号（例えば、ＲＡＲメッセージ２およびメッセージ４、電力制御および/またはページング）を送信するように動作可能であってもよい。
【００９８】
基地局は、複数の指向性ビームを形成するための大規模アンテナを備えてもよい。基地局は、次世代（ＮｅｘｔＧｅｎまたは５Ｇ）無線アクセスネットワークの基地局であってもよい。
【００９９】
通信装置のコントローラは、各ビームを介して送信されたそれぞれの基準信号に対して測定を実行するように動作可能であり、通信装置の通信部は、測定結果を基地局に送信するように動作可能であってもよい。通信装置のコントローラは、通信装置のＯＢＳに含まれるビームについて測定（例えば、チャネル状態インジケータ、ＣＳＩ、測定）を実行するように動作可能であってもよく、通信装置の通信部は、通信装置の結果を基地局に送信するように動作可能であってもよい。
【０１００】
通信装置のコントローラは、通信エリア内で通信装置に関連付けられたＯＢＳおよびビーム固有の基準信号のうちの少なくとも１つに基づいて、基地局を介したセル間協調送受信、ＣｏＭＰを制御するように動作可能であってもよい。
【０１０１】
他の様々な修正は当業者には明らかであり、ここではこれ以上詳細に説明しない。
【０１０２】
この出願は、２０１６年８月１２日に出願された英国特許出願第１６１３９０２．４号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
2019530291.tif 000003
【図２】
2019530291.tif 000004
【図３】
2019530291.tif 000005
【図４】
2019530291.tif 000006
【図５】
2019530291.tif 000007
【図６】
2019530291.tif 000008
【図７】
2019530291.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月4日(2019.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム用の基地局であって、前記基地局は、コントローラと通信部を備え、
前記コントローラは、前記基地局によって提供される通信エリア内の通信を制御するように構成され、前記通信は、それぞれ異なるビーム識別子を有する複数の指向性ビーム経由で実行され、
前記通信部は、初期アクセス手順の間に少なくとも１つの通信装置により識別された少なくとも１つの指向性ビームを用いて、少なくとも１つの通信装置に関する制御情報を通信するように構成されている。
【請求項２】
前記コントローラは、通信装置ごとに、その通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビームを含むそれぞれのオペレーショナルビームセット、ＯＢＳを制御するように構成される、請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記通信部は、各ビームを介して送信されたそれぞれの基準信号に対して実行された測定結果を少なくとも１つの通信装置から受信するように構成され、前記コントローラは、基準信号に対して実行された測定結果に基づいて前記ＯＢＳ内の各ビームを決定するように構成される、請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信に関して前記ＯＢＳに含まれるビームに関するＯＢＳ固有の測定結果を少なくとも１つの通信装置から受信するように構成される請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記コントローラは、前記通信装置に関連付けられた前記ＯＢＳおよびビーム固有の基準信号のうちの少なくとも１つに基づいて、特定の通信装置のためのハンドオーバを制御するように構成される、請求項３または４に記載の基地局。
【請求項６】
前記コントローラは、通信装置及びビーム固有の基準信号に関連付けられた前記ＯＢＳのうちの少なくとも１つに基づいて、特定の通信装置のためのセル間協調送受信（ＣｏＭＰ）を制御するように構成される、請求項３から５のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項７】
前記通信部は、各ビームを介して、基準信号を含むそれぞれの制御情報を送信するように構成されている、請求項３から６のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項８】
各ビームを介して送信される前記それぞれの基準信号はビーム固有基準信号である、請求項７に記載の基地局。
【請求項９】
前記通信部は、所定のリソースを使用して、各ビーム内のそれぞれの基準信号を周期的に送信するように構成されている、請求項７または８に記載の基地局。
【請求項１０】
前記所定のリソースは特定のビームに固有のものである、請求項９に記載の基地局。
【請求項１１】
前記所定のリソースは、複数のビームに共通である、請求項９に記載の基地局。
【請求項１２】
各ビームを介して送信される前記それぞれの基準信号は、対応するビーム識別子と前記通信エリアに関連するセル識別子とに依存する、請求項３から１１のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１３】
各ビームを介して前記それぞれの基準信号を送信するために使用されるリソースは、対応するビーム識別子と前記通信エリアに関連するセル識別子とに依存する、請求項３から１１のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記基地局の前記通信エリアに関連するビーム構成を制御するように動作可能であり、前記通信部は、前記通信エリア内でその通信エリアに関連するビーム構成を送信するように構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１５】
前記ビーム構成は、前記通信エリア内のビーム数、前記通信エリア内のビームパターン、各ビームに関連するそれぞれの幅、特定のビームがオンになっているかまたはオフになっているか、特定のビームにおいて１つの基準信号（または基準信号のセット）を送信するために使用されるリソース、ビームごとにランダムアクセス手順のために割り当てられたリソースの少なくとも１つを識別する請求項１４に記載の基地局。
【請求項１６】
前記通信部は、各指向性ビームを使用して各ビーム固有システム情報を通信するように構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１７】
前記通信部は、各ビームを介して、そのビームを介したランダムアクセス手順信号のためのリソースを識別する情報を通信するように構成される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項１８】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信装置から、少なくとも１つのビームを介して、前記識別されたリソースを使用してランダムアクセス手順信号を受信するように構成される、請求項１７に記載の基地局。
【請求項１９】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信装置に関連付けられた複数の指向性ビームを使用して、前記少なくとも１つの通信装置に対して送信ダイバーシティを適用するように構成されている、請求項１から１８のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項２０】
前記通信部は、前記少なくとも１つの通信装置に関連する複数の指向性ビームを使用して、前記少なくとも１つの通信装置に固有ではない信号を送信するように構成される、請求項１に記載の基地局。
【請求項２１】
複数の指向性ビームを形成するための大規模アンテナを備える、請求項１から２０のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項２２】
次世代のＮｅｘｔＧｅｎ無線ネットワークの基地局の基地局を含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項２３】
複数の指向性ビーム経由で通信エリアを提供する基地局を備える通信システム用の通信装置であって、前記通信装置は、コントローラと通信部を有し、
コントローラは、初期アクセス手順の間に少なくとも１つのビームを識別するように構成され、
通信部は、初期アクセス手順の間に前記通信装置により識別される少なくとも１つの指向性ビームを使用して、前記基地局から制御情報を受信するように構成される。
【請求項２４】
前記通信装置に関連付けられた前記少なくとも１つの指向性ビームは、その通信エリア内の前記通信装置に関連付けられたオペレーショナルビームセット、ＯＢＳの一部を形成する、請求項２３に記載の通信装置。
【請求項２５】
前記コントローラは、各ビームを介して送信されたそれぞれの基準信号に対して測定を実行するように構成され、前記通信部は、前記測定の結果を前記基地局に送信するように構成される、請求項２４に記載の通信装置。
【請求項２６】
前記コントローラは、前記通信装置のための前記ＯＢＳに含まれるビームについての測定を実行するように構成され、前記通信部は、前記通信装置の測定結果を基地局に送信するように構成される、請求項２５に記載の通信装置。
【請求項２７】
前記コントローラは、通信エリア内の前記通信装置とビーム固有の基準信号に関連付けられた前記ＯＢＳのうちの少なくとも１つに基づいて、前記基地局を介したセル間協調送受信ＣｏＭＰを制御するように動作可能である、請求項２４から２６のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項２８】
前記通信部は、各ビームを介して、基準信号を含むそれぞれの制御情報を受信するように動作可能である、請求項２３から２７のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項２９】
各ビーム内の前記それぞれの基準信号は、対応するビーム識別子と前記通信エリアに関連付けられたセル識別子とに依存する、請求項２８に記載の通信装置。
【請求項３０】
各ビームを介して前記それぞれの基準信号を受信するために使用されるリソースは、前記通信エリアに関連付けられた対応するビーム識別子とセル識別子とに依存する、請求項２８または２９に記載の通信装置。
【請求項３１】
前記基地局が送信ダイバーシティを使用してデータを通信するとき、前記コントローラは、前記データを復号する前に、複数の指向性ビームのそれぞれを使用して受信されたそれぞれのデータを組み合わせるように構成される、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項３２】
通信システムにおいて基地局によって実行される方法であって、前記方法は、
基地局によって提供される通信エリア内の通信を制御することを含み、通信は、それぞれ異なるビーム識別子を有する、複数の指向性ビーム経由で実行されること、及び
初期アクセス手順の間に少なくとも１つの通信装置により識別された少なくとも１つの指向性ビームを用いて、少なくとも１つの通信装置のために、制御情報を通信することを含む。
【請求項３３】
複数の指向性ビーム経由で通信を提供する基地局を含む通信システムにおける通信装置によって実行される方法であって、前記方法は、
初期アクセス手順の間に少なくとも１つのビームを識別し、少なくとも１つのビームは、ぞれぞれ異なるビーム識別子を有し、
通信装置に関連付けられた少なくとも１つの指向性ビームを使用して、基地局からの制御情報を受信することを含む。
【国際調査報告】
2019530291.tif 000010
2019530291.tif 000011