(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける送信方法であって：
一つまたは複数のビームを送信ポイントから送信するステップであって、各ビームは同期信号（SS）ブロックを含み、該SSブロックはシステム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルを含み、各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送する一次ブロードキャスト・チャネルとを含み、各ビームは、それぞれの時間シーケンスにおける位置を示すSSブロック・インデックスによって識別される、ステップを含み、
前記一次同期信号および前記二次同期信号はすべてのビームに共通であり、
各ビームは、二次ブロードキャスト・チャネルをさらに含み、ビームを識別する情報の少なくとも一部は、前記二次ブロードキャスト・チャネルによって送信され、
前記一次ブロードキャスト・チャネルを復調するための参照信号は、前記一次ブロードキャスト・チャネルの周波数領域の帯域幅内で伝送され、且つ、前記一次ブロードキャスト・チャネルの時間領域の伝送継続時間内で伝送される、
方法。
【請求項２】
前記ビームを識別する情報は、二つ以上のビームに関連する識別情報に基づく第一の部分と、特定のビームを識別する第二の部分とを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記二つ以上のビームに関連する識別情報がセル識別情報である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第一および第二の部分は、周波数分割多重化および／または時分割多重化される、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
複数のビームのSSブロックはSSバーストを形成し、SSバースト内の各SSブロックは、それぞれのSSブロック・インデックスをもつ、請求項１ないし４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
SSブロックの前記SSブロック・インデックスは：
時間または周波数領域における前記一次同期信号と前記二次同期信号との間の関係；
時間または周波数領域における前記二次同期信号の第一の部分と第二の部分との間の関係；および
時間または周波数領域における前記ビームを識別する情報の異なる部分の送信の間の関係、
のうちの少なくとも一つによって含意される、請求項１ないし５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記ビームを識別する情報の少なくとも一部は、前記ブロードキャスト・チャネルのマスター情報ブロックに含まれる、請求項１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記一次ブロードキャスト・チャネルは、二つ以上のビームに共通のシステム情報を送信するために使用され、前記二次ブロードキャスト・チャネルは、ビームに固有の情報を送信するために使用される、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記参照信号は、前記ビームを識別する情報から独立である、および／または二つ以上のビームに関連する識別情報から独立である、請求項１ないし８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
無線通信システム内の送信ポイントであって、
当該送信ポイントは、一つまたは複数のビームを送信するよう構成されており、
同期信号（SS）ブロックに含まれるシステム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルとを含み、各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送する第一ブロードキャスト・チャネルとを含み、
各ビームは、それぞれの時間シーケンスにおける位置を示すSSブロック・インデックスによって識別され、
前記一次同期信号および前記二次同期信号はすべてのビームに共通であり、
二次ブロードキャスト・チャネルをさらに含み、ビームを識別する情報の少なくとも一部は、前記二次ブロードキャスト・チャネルによって送信され、
前記第一ブロードキャスト・チャネルを復調するための参照信号は、前記第一ブロードキャスト・チャネルの周波数領域の帯域幅内で伝送され、且つ、前記第一ブロードキャスト・チャネルの時間領域の伝送継続時間内で伝送される、
送信ポイント。
【請求項１１】
送信ポイントによって送信される一つまたは複数のビームを検出するよう構成された、無線通信システム内の局であって、各ビームは同期信号（SS）ブロックを含み、該SSブロックはシステム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルを含み、各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送する一次ブロードキャスト・チャネルとを含み、各ビームは、それぞれの時間シーケンスにおける位置を示すSSブロック・インデックスによって識別され、
前記一次同期信号および前記二次同期信号はすべてのビームに共通であり、
各ビームは、二次ブロードキャスト・チャネルをさらに含み、ビームを識別する情報の少なくとも一部は、前記二次ブロードキャスト・チャネルによって送信され、
前記一次ブロードキャスト・チャネルを復調するための参照信号は、前記一次ブロードキャスト・チャネルの周波数領域の帯域幅内で伝送され、且つ、前記一次ブロードキャスト・チャネルの時間領域の伝送継続時間内で伝送され、
当該局は、前記ビームを検出し、そのビームを識別する情報を取得することによって、無線ネットワークにアクセスするよう構成されている、局。
【請求項１２】
送信ポイントと、前記送信ポイントからの信号を受信する局とを有する無線通信システムであって、前記送信ポイントは、一つまたは複数のビームを送信するよう構成されており、各ビームは同期信号（SS）ブロックを含み、該SSブロックはシステム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルを含み、各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送する一次ブロードキャスト・チャネルとを含み、それぞれの時間シーケンスにおける位置を示すSSブロック・インデックスによって識別され、
前記一次同期信号および前記二次同期信号はすべてのビームに共通であり、
各ビームは、二次ブロードキャスト・チャネルをさらに含み、ビームを識別する情報の少なくとも一部は、前記二次ブロードキャスト・チャネルによって送信され、
前記一次ブロードキャスト・チャネルを復調するための参照信号は、前記一次ブロードキャスト・チャネルの周波数領域の帯域幅内で伝送され、且つ、前記一次ブロードキャスト・チャネルの時間領域の伝送継続時間内で伝送され、
前記局は、前記ビームを検出しそのビームIDを取得することによって、無線ネットワークにアクセスするよう構成されている、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末が無線ネットワーク内のセルに接続される無線通信方法に関する。本発明はさらに、無線通信システム、送信ポイント、局（たとえば、端末）、および無線通信システムに関する。
【０００２】
本発明は、それだけではないが特に、「5G」無線通信システムにおける同期信号およびブロードキャスト・チャネルを設計するための技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
端末（ユーザー装置またはUE、加入者または移動局とも呼ばれる）が、端末の通信レンジ内の基地局（BS）と通信する無線通信システムは、広く知られている。
【０００４】
所与のキャリア周波数において、一つまたは複数の基地局によってサービスされる異なる地理的区域は、一般にセルと呼ばれる。基地局は、一つまたは複数の送信（および／または受信）ポイントを制御することができ、各送信ポイントは一つまたは複数のセルをサポートすることができる。典型的には、多くの送信ポイントが適切な位置に設けられて、隣接するおよび／または重複するセルとともに多かれ少なかれシームレスに広い地理的区域をカバーするネットワークを形成する。（本明細書では、「システム」および「ネットワーク」という用語は同義に使用される。）各セルについて、送信ポイントを提供するか、少なくとも管理する基地局は、利用可能な帯域幅、すなわち、周波数および時間資源を、そのセルによってサービスされるユーザー装置のための個々の資源割り当てに分割する。このようにして、セル内で送信され、基地局によってスケジュールされた信号は、周波数および時間領域において特定の位置をもつ。端末は、一般には移動可能であり、よってセル間で移動することがあり、端末が隣接するセル間を移動するにつれて、端末のネットワークへの接続のハンドオーバーの必要性を促す。端末は、同時にいくつかのセルの圏内であってもよい（すなわち、それらのセルからの信号を検出するおよび／またはそれらのセルと通信することができる）が、最も単純な場合には、一つの「サービス」セルと通信する。
【０００５】
現在、LTEまたはLTE-Aとしても知られる「4G」システムでは、端末は、セルに接続するために、セル検索および同期を実行しなければならない。この目的のために、各セルは、一次同期信号（PSS:  Primary  Synchronization  Signal）および二次同期信号（SSS:  Secondary  Synchronization  Signal）と呼ばれる同期信号をブロードキャストする。これらの信号は、そのセルについてのタイミング参照を確立し、そのセルを識別するための物理層セル識別情報（セルID）および物理層セル識別情報グループを担持する。これらの種類の信号は、以下では「同期信号」と呼ばれる。
【０００６】
LTEシステムにおいては、周波数領域では、送信は、開始周波数および終了周波数によって定義される周波数の範囲を占める少なくとも一つの周波数スパン（周波数帯）内で生起する。所与のセルを提供するために使用される周波数の範囲は、一般に、所与の周波数スパン内の周波数のサブセットである。時間領域では、送信は「フレーム」に編成され、フレームは「サブフレーム」に細分される。LTEにおいて使用される一つのフレーム構造では、10msのフレームが、それぞれ1msの継続時間の10個のサブフレームに分割される。PSS/SSSは、端末にフレーム境界のタイミング、すなわち、フレームが停止し開始するタイミングを示すことができる。LTEでは、PSSとSSSのそれぞれがフレーム当たり2回、換言すれば5msの周期性で（結果的に、いくつかのサブフレームでのみ）送信される。たとえば、PSSとSSSは、両方ともフレーム構造内のすべてのフレームの第1と第6のサブフレーム上で送信される。
【０００７】
LTE仕様では、端末は、セルに関して同期されているまたは非同期のいずれかと見なすことができる。端末は、PSSおよびSSSを正常にデコードすることにより、セルについての下りリンク（DL）タイミングおよびセルIDを含む同期情報を得ることができる；換言すれば、端末は（または端末の動作の少なくともいくつかの側面は）、セルに関連する信号のタイミングと「同期」されることができる。同期状態では、端末はセルによってブロードキャストされる物理ブロードキャスト・チャネル（PBCH:  Physical  Broadcast  Channel）に含まれるシステム情報をデコードすることができる。次いで、端末は、セルからの下りリンク上のユーザー・データ（パケット）を受信し始めることができ、および／または、典型的には、いくつかのさらなるプロトコル・ステップの後に、上りリンク上でユーザー・データをセルに送信することができる。
【０００８】
端末は、自分自身と所与のセルとの間の各通信チャネルを測定する必要がある。そのセルに適切なフィードバックを提供するためである。端末によるチャネルの測定を容易にするために、参照信号がセルによって送信される。LTEでは、セル固有であり、セル内のすべての端末に利用可能であることが意図される共通参照信号（CRS:  Common  Reference  Signal）を含む、さまざまな種類の参照信号（またはシンボル）が提供される。
【０００９】
今日、インターネットやその他の通信ネットワークへのモバイル・アクセスは、ビジネスと私生活の両方にとって決定的に重要な必要性となりつつあり、ソーシャルネットワーキング、クラウドベースのサービス、ビッグデータ分析などの新しいアプリケーションの人気のために、現在の無線システムには大きな課題がある。モノのインターネットや超信頼性・基幹的に枢要な接続などの今後のサービスでは、そうした高い要求をすべて満たすために、LTE/LTE-Aの後継となる、「5G」または「NR」(New  Radio)として知られる次世代無線アクセス・システムが必要になる。
【００１０】
同時に満たされるべき要件は、トラフィック負荷の大幅な増加；より多くのデバイス；レイテンシーの短縮；マシンツーマシン（M2M）デバイスのための低電力かつ低コストの解決策；および増大したピーク・データレートおよび保証されるデータレートを含む。5Gの意図は、これらのアプリケーションのすべての要件を満たすことであり、理想的には、5Gは少なくとも以下の特徴を提供することができる：
・より高いデータレート、より大容量、より高いスペクトル効率に加え、超高信頼性接続
・著しく短縮されたレイテンシーとともに、統合されたユーザー経験
・著しく異なるサービス品質（QoS：Quality  of  Service）要件をもつアプリケーションへのスケーラビリティー／適応性
・すべてのスペクトルおよび帯域にアクセスし、異なるスペクトル共有方式をサポートする。
【００１１】
トラフィック・プロファイルの特性の観点から、5Gは有意に異なる特性をもつ三つのプロファイル、すなわち以下をサポートすると期待される：
(i)移動性の高い機器での高データスループット
(ii)低エネルギー消費および長寿命のセンサー・ベースのサービス
(iii)非常に低いレイテンシーおよび高い信頼性のサービス。
【００１２】
産業の観点からは、従来の音声およびデータ・サービスを提供するだけでなく、自動車、農業、都市管理、ヘルスケア、エネルギー、公共交通など、他の産業にも拡張・浸透し、これらすべては、これまでに経験したことのない大きなエコシステムにつながる。
【００１３】
そのような洗練された複雑なシステムを設計するための技術的な課題は途方もないものであり、ネットワーク側および無線インタフェースの両方で大きなブレークスルーが必要とされる。無線インタフェースの物理層に関しては、前述の5G要件をサポートするために、いくつかの新しい技術が導入される。3GPPにおける研究の一つの重要な目的（たとえば非特許文献１参照）は、キーとなる5G要件を満たすために、波形設計、数値設定〔ヌメロロジー〕およびフレーム構造、チャネル符号化方式などの基本的な物理層設計を検討することである。
【非特許文献１】RP-160671,  New  SID  Proposal:  Study  on  New  Radio  Access  Technology,  NTT  DOCOMO
【００１４】
物理層設計の一部として、資源をスケジュールするとともに端末との無線通信のための物理的なアンテナを収容する基地局の伝統的な概念は、より流動的になる。5G/NRに関して使用される用語には、少なくとも一つの送信ポイントを（ローカルにまたはリモートで）管理する「gNB」（Next  generation  Node  B［次世代ノードB］）が含まれる。そのような送信ポイントは、受信ポイントのはたらきをもしてもよく、典型的には、TRP（Transmission/Reception  Point［送受信ポイント］）と呼ばれる。
【００１５】
少なくとも長期的には、トラフィック需要を満たすために、5Gシステムではずっと多くのスペクトルが利用可能になると期待される。今日まで、移動通信用のスペクトルは、6GHzより下、典型的には2GHz以下の周波数に焦点を当ててきた。2020〜2030年の時間枠では、6GHz前後、10GHz前後、あるいはさらには100GHzまでなど、より高い周波数でのより多くのスペクトルが検討される。同時に、これらの極端に高い周波数帯では、より広い周波数スパンが利用可能となる。より詳細な情報は表１（出典：非特許文献２）において提供されている。
【非特許文献２】Ofcom、"Spectrum  above  6GHz  for  future  mobile  communications"、2015年2月
【表１】
0006922988.tif 000002
【００１６】
6GHzより上のスペクトルのような極端な高周波数での電波伝搬特性は、3G/4Gの典型的なスペクトルである2GHzでのスペクトルと比べて、より多くの課題をもたらす。これらの課題は、大きな経路損失、貧弱な侵入／散乱特性、および光路線が存在しない可能性である。これらの課題にもかかわらず、極端な高周波数はまた、大きな帯域幅の利用可能性などの利点をももつ。キャリア間隔は、利用可能な帯域幅に適合するよう適応されてもよい。
【００１７】
さまざまな周波数帯を使う可能性は、「数値設定」〔ヌメロロジー〕の概念につながる。これは、OFDMのためのパラメータの集合を記述するために、NRのために使用される特別な用語である。たとえば、数値設定１は、15 KHzのキャリア間隔、特定のOFDMシンボル期間（period）および特定の巡回プレフィックス長を有する。「数値設定２」は、30kHzのキャリア間隔、特定のOFDMシンボル長（これは、15kHzの数値設定の半分である）、そしてやはり特定の異なる巡回プレフィックス長を有しうる。
【００１８】
高周波の利点は、アンテナのサイズが小さくてもよいことであり、これは、極端な高周波シナリオについては高密度アンテナ・アレイを使用することがより現実的であることを意味する。高密度アンテナ・アレイでは、移動ネットワークがビームフォーミング技術の恩恵を活用することが容易である。デジタル・ビームフォーミングおよびアナログ・ビームフォーミングは、ビームフォーミングの二つの典型的なタイプである。理論的には、それらの間の相違は、特定の時点において、アナログ・ビームフォーミングは、より小さな電力消費およびハードウェア使用で限られた区域をカバーするために、多くのアンテナを用いて単一のビームを構築するのに対し、デジタル・ビームフォーミングは、より多くの電力消費およびより多くのハードウェア・コストで、比較的広い区域を同時にカバーするために、複数のビームを有することができるという点である。時に、ネットワークは、これらの二つのビームフォーミング技術を一緒に使用することができる。
【００１９】
以下の説明では、一般に、送信ビームは単一のTRPにおける諸アンテナからの信号によって形成されると想定する。しかしながら、ビームが、二つ以上のTRPからの信号によって与えられうることも可能である。同じことは受信ビームにも当てはまる。また、一般に、所与のTRPは特定のセルと関連付けられていると想定するが、この制限はすべてのシステムにおいて当てはまるわけではない。セルは一つまたは複数のTRPによって提供されることができ、所与のTRPは二つ以上のセルを提供することに寄与することができることを注意しておく。
【００２０】
それぞれの個別のビームは、セルと比べて比較的狭い角度カバレッジを有する。よって、少なくともいくつかの展開においては、5Gシステムは、いわゆる「ビーム掃引」を採用することが期待される。基本的な考え方によれば、TRPは、単一の送信ビームの角度方向を頻繁な間隔で巡回的に変化させ、TRPのまわりの完全な回転を実行させる（典型的な構成では、それによりTRPを中心とするセル全体を漸進的にカバーする）。ビームが連続的に掃引されるよりも、隣接する角度方向の間で離散的なきざみでビーム方向を高速で切り換えることが好ましい（これは、アンテナ・アレイを物理的に回転させることなく、ナノ秒のスケールで電子的に実行できる）。このようにして、ビームは、短い期間（以下、「時間スロット」と呼ぶが、必ずしも、より広いフレーム構造の一部として定義される「スロット」と同じではない）にわたって、各角度方向に逐次滞留することができ、これらの位置の間で切り換えるためにかかる時間は無視できる。全体的な方式は依然として「ビーム掃引」として記述されることができるが、各離散ビーム方向または位置は、異なるビームに対応すると考えられることができる。ビームを介したUEのアクセスが、ビームがUEのほうに向けられる期間に限定されるとすると、ビーム掃引は、ユーザーにとって透明でありうる。
【００２１】
DLおよびULのために異なるビームを用いることができる；特に断らない限り、以下でいうところの「ビーム」は、少なくともDLビームである。同じTRPから異なる目的のために異なるビームが送信されてもよい。たとえば、カバレッジの観点から、PSS/SSS/PBCHを担持するビームは、より広いカバレッジをもつビームとすることができ、データ用のビームは、より狭くすることができる。他方、純粋にPSS/SSS/PBCHのためにビームを使うことは効率的ではない。PSS/SSS/PBCHと他の信号との間の、FDM（周波数分割多重）またはTDM（時分割多重）などを通じた何らかの多重化が行なわれる可能性が高い。
【００２２】
NRに関する3GPPでの議論では、単一ビーム動作と複数ビーム動作の両方が初期アクセス手順によってサポートされるべきであることがすでに合意された。以下では、LTE (4G)に関連する用語および動作原理は、一般にNR(5G)にも適用可能であると想定される。NR設計は、LTEに基づいているが、追加的な特徴および向上があると想定される。
【００２３】
端末（LTEではUEまたはユーザー装置（User  Equipment）と呼ぶ）がスイッチオンされるまたは完全に接続を失うとき、端末は、セル／ノード／アクセスポイントに接続／再接続しようとする。この段階では、UEは、可能なサービス提供セルおよび利用可能な通信システム（単数または複数）に関する非常に限られた情報をもつことがあり、何らかの潜在的なサービス提供セルに関するタイミング／周波数特性および識別情報を得るために、いわゆる初期アクセス手順という、基本的な物理層手順に依存する。すでに述べたように、LTEでは、PSS（一次同期信号）、SSS（二次同期信号）およびPBCH（物理ブロードキャスト・チャネル）がこの目標を達成するために合同して設計されている。セル識別情報は、PBCHを受信できるために必要な情報の一部としてUEによって要求される。LTEでは、PBCHは、より詳細なブロードキャスト・システム情報（たとえば、SIB1、ここで、SIBはSystem  Information  Block（システム情報ブロック）を表わす）を読むことができるために十分な共通システム情報を含み、それにより、UEは（たとえば、PRACH（Physical  Random  Access  Channel（物理的ランダム・アクセス・チャネル）の送信により）セルにアクセスすることができる。LTEにおけるPSS、SSSおよびPBCHの機能および設計に関する詳細情報は、下記の表に見出すことができる。
【表２】
0006922988.tif 000003
【００２４】
LTEでの初期アクセス手順において、UEは、まずPSS信号を検出し、セルIDの一部（セルIDグループのインデックス）およびスロット・タイミングを識別しようとする。次いで、UEはさらにSSSを検出し、完全なセルID情報およびCP（cyclic  prefix［巡回プレフィックス］）長、フレーム・タイミングなどの他の情報を取得する。セルIDを用いて、UEは、セル固有の参照信号の位置を推定し、さらにPBCH信号をデコードすることができる。
【００２５】
上述したように、NRシステムは、非常に高い周波数スペクトル領域で動作することができ、そのような領域では（アナログ）ビームフォーミング技術を使ってカバレッジをブーストしうる。gNBによって提供される典型的なNRセルは、一つまたは数個のTRP（送信受信ポイント）からなっていてもよく、各TRPは、セル内のカバレッジを提供するために数個のビームを生成してもよい。複数のTRPがgNBによって制御されてもよい。ここでは、セルは地理的エリアであると考え、セルIDは、ネットワークによる送信から端末によって決定されることができる。2G/3G/4Gにおいてセルにキャンプオン（camp  on）するのと同様の仕方で、NRにおいて、UEはネットワークにアクセスするために特定のビームにキャンプオンすることができる。一つのUEは、一般に一つのビームを介してTRPと接続する。
【００２６】
初期アクセスの間、UEが複数のビームの同期信号を捕捉できる場合であっても、UEは、同期手順を実行するための基礎として、最も強い測定された同期信号を有するビームを選択することが期待できる。システムの一例を図１に示す。
【００２７】
図１は、外側の楕円で示されるgNB  ２０のカバレッジ区域を示している。gNBは、二つの送信／受信ポイントTRP1およびTRP2を制御し、この例では、これらのTRPのそれぞれはビーム掃引を用いる。図１に示されるように、TRPからは異なる時間に異なるビームが送信されてもよく、該異なるビームはgNBによって制御されるビーム掃引パターンに従ってアクティブになりうる。TRP1から送信される一連のビームは、B11/B1、B12/B2およびB13/B3と記され、TRP2から送信されるビームは、B21/B4、B22/B5と記される（これらの代替的な番号付け方式の理由については後述する）。実際上は、ここに示した数個よりもはるかに多くのビームが存在することがある。UE  １０は、それらのビームのうちの少なくとも一つのビームのレンジ内にあり、よって、それらのビームに含まれる同期信号を検出することができる。
【００２８】
TRPから送信されるそのようなビームは、もちろんDLのみのビームである。これらのビームは、UEによるUL送信のためのビームに対応してもよいが、これは現在の目的には関係しない。そのようなマルチビームのみのシナリオのもとでは、PSS、SSSおよびPBCH信号は全方向送信をもたず、異なるビームによってサービスされるUEは異なる時点／スロットにおいて同期信号を検出し、異なる時点／スロット間のギャップはgNBによって使用されるビーム掃引時間に依存する。NRに関する3GPPでの議論におけるこの新たなシナリオを扱うために、「SSブロック」の概念がNR同期設計に導入される。ここで「SS」は同期信号（synchronization  signal）を表わす。SSブロックは、PSS、SSSおよびPBCH（またはその任意の組み合わせ）からなることができ、これらの信号は、SSブロック内でTDMまたはFDMのいずれかによって多重化されることができる。所与のSSブロックは、対応するビームを使って送信される。複数のSSブロックが一つのSSバーストを構成してもよい。
【００２９】
最も単純なシナリオは、SSブロックごとに一つのビームがあり、すべてのビームが同じ周波数を使うが、空間領域において異なる（異なる方向に向けて送信される）場合である。「ビーム掃引」は、SSバースト内の各SSブロックについて異なるビームを有することによって実効的に実行される。基本的な前提は、一つのUEはSSバーストの中のこれらのSSブロックのうちの一つを検出するだけであるということであるが、他の方法が排除されるわけではない。UEが二つ以上のSSブロックを検出する場合（換言すれば、二つ以上のビームを検出する場合）、信号強度および／または他の基準に基づいて事前に定義された規則を使って、キャンプオンする一つのビームを選択することができる。
【００３０】
さらに単純化する仮定は、各ビームの継続時間が同一であるということであり、ここで、「継続時間」は、一つのUEがビームを検出できる時間期間をいう。換言すれば、UEにおいて見た各ビームの掃引速度および角度幅の両方が、各ビームについて同じであると想定されてもよい。当業者には明らかなように、これらの想定は、単に説明を単純化するためのものである。実際的な実装は、異なる数および幅のビームを含んでいてもよい。
【００３１】
複数のSSバーストが一つの「SSバースト・セット」を構成することができる。この場合、一つの完全なビーム掃引は、SSバーストではなく、SSバースト・セットに対応してもよい。SSブロック、SSバースト、SSバースト・セットの関係を図２に示す。図の上部に示されるように、送信される一連のSSブロックがあり、それぞれPSS/SSSおよびPBCHによって部分的に占められている。ビームと同数の複数の一連のSSブロックが一緒にグループ化されて、一つのSSバーストを形成することができる。一つのSSバースト・セット内に複数のSSバーストがあってもよい。SSバースト・セットは、たとえば、利用可能なビームの完全な掃引毎に1回に対応して、繰り返し送信されてもよい。図２の例では、各SSブロックの左半分は空である。データは、ブロックのこの部分に含まれることができ、換言すれば、ユーザー・データは、同期信号と多重化されてもよい。あるいはまた、SSブロックはPSS/SSS/PBCHのみを含んでいてもよい。
【００３２】
もう一つの、より一般的なシナリオでは、gNBはアンテナ・アレイ（数百のアンテナを含む）を使って複数の同時ビームを形成することができる。ここで、時間期間1の間に、gNBは、x個のビームのセットを形成することができ、各ビームは時間領域においてSSブロック1を使う（これらx個のビームは、時間／周波数領域では重複するが、空間領域では分離される）。次いで、時間期間2の間に、gNBは、y個のビームのセットを形成することができ、これらのビームはすべて、時間領域においてSSブロック2を使う。この場合、単一のSSブロックはビーム掃引に対応でき、SSバースト当たり複数のビーム掃引が可能である。
【００３３】
3GPP  RAN1  87会議報告書（米国Reno、11月14〜18日）では、3GPPにおいて、マルチビームの場合、少なくともSSバースト内のSSブロックの時間インデックス（以下、SSブロック・インデックスと呼ぶ）がUEに示されることが合意された。
【００３４】
SSブロック・インデックスを示す理由が図３に示されている。左側はgNB  ２０の送信／受信ポイントTRP1を示しており、外側の楕円はgNBのカバレッジ区域またはセルを示している。上述したビーム掃引を使って、TRP1は、それぞれ時間スロットT1、T2およびT3においてビームB1、B2およびB3を送信する。図３の右側は、対応する三つのSSブロック、SSブロック1、SSブロック2、およびSSブロック3を示している。ここで、1、2および3は、時間シーケンスにおける各SSブロックの位置を示すブロック・インデックスである。
【００３５】
なお、この例は、単に例解目的のためである。実際上は、シナリオははるかに複雑である可能性があり、たとえば、個々のSSバースト内で使用されるビームの数が変化してもよく（ネットワークによって構成設定される）、あるいはビームの継続時間がSSブロックの継続時間よりも長くてもよい。前提は、PSSおよびSSSの使用を通じて、最終的には、同期のための時間領域の粒度はSSブロック・レベルになりうるが、特定のSSバースト内では、どのSSブロックおよび対応するビームが好ましいかがいまだUEによって知られていない可能性がある（すなわち、PSSおよびSSSは、最良の受信性能をもつビームに対応して同定される）ということである。SSブロック・インデックス（これはSSブロックの時間インデックスであってもよい）を援用して、UEは最良の受信性能を有する対応するビームを識別することができ、この情報はUEがビーム相互性（beam  reciprocity）を構築するのを助ける。換言すれば、UEは良好な受信品質をもつ「良好な」DLビームを選択し、送信のために好適な「良好な」ULビームをセットアップすることができる。
【００３６】
LTEと比べると、NRにとっての一つの新たな問題は、端末が初期アクセスの間にビームを識別することが望ましいということである。そのような識別のためのビーム識別情報（以下、「ビームID」）を提供することは、端末が異なるビーム間で切り換えることまたはビーム測定をネットワークに報告することといったビーム管理機能を実行するのを容易にする。端末はビームを、そのビームIDを通じて識別できる。ビームごとに一つのセルを有し、PSS/SSSによって示されるべきセルIDの総数をLTEのものから単純に拡大することは、現実的ではない可能性があることを注意しておく。というのも、非常に多数の異なるシーケンスの盲目的検出につながるからである。よって、セルIDとは異なるビームIDの使用は不可欠であると思われる。結果として、PSS、SSS、PBCHの動作を念頭に置いて、このビームIDをいかにして送達するかという問題がある。さらに、マルチビーム動作およびビームID伝送はまた、SSSおよびPBCHの設計にも影響し、これらの信号のための新たな設計／解決策も必要とされるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
本発明の実施形態は、PSS（一次同期信号）、SSS（二次同期信号）、およびPBCH（物理的ブロードキャスト・チャネル）の設計に取り組むとともに、NRにおいて使うことを意図された初期アクセスの間の単一ビーム／複数ビーム動作をサポートする方法を提供する。
【００３８】
すでに述べたように、5G無線通信システムにおける初期アクセスの間に、端末は、その将来の信号送受信活動のために必要とされる基本的なシステム情報／識別子を取得しようと試みる。5Gにおけるビームフォーミング技術の広範な使用のため、セルIDを識別し、時間／周波数同期を得ることのほか、端末は、初期アクセス手順の間にビームIDを識別ことを求められることがありうる。本発明の実施形態は、初期アクセス・プロセスの間にいかにしてビームIDを送信するかについての解決策を提供する。さらに、いかにしてSS（同期シーケンス）ブロック・インデックスを指示するかについての解決策も提供される（たとえば、SSブロック・インデックスとSSブロックに関連するビームID（単数または複数）との間に直接的な対応があり、ビームIDの少なくとも一部がSSブロック・インデックスから決定されうる場合について）。実施形態の種々の変形において、SSブロックのインデックスは、次の一つであることができる：
・SSバーストの諸SSブロック内のあるSSブロックのインデックス
・SSバースト・セットの諸SSブロック内のあるSSブロックのインデックス
・SSバーストの最初のSSブロックまたはSSバースト・セットの最初のブロックの先頭からの、あるSSブロックのオフセットのような時間インデックス。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明の第一の側面によれば、無線通信システムにおける送信方法であって：
一つまたは複数のビームを送信ポイントから送信するステップであって、各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルとを含み、各ビームは、ビーム識別情報（ビームID）を有する、ステップを含み、
前記二次同期信号および前記ブロードキャスト・チャネルの少なくとも一方が前記ビームIDの少なくとも一部を送信するために使用される、
方法が提供される。
【００４０】
典型的な場合は、ビームが単一の送信ポイントから送信される信号から形成される場合であろう。しかしながら、ビームが複数の協働する送信ポイントからの信号によって形成されうる場合も可能である。上述の「ビームID」は、主として、同じ送信ポイント（単数または複数）からの複数のビームを区別することを意図されているが、送信ポイント毎に一つのビームのみが送信される場合でもビームIDが使われることも可能である。
【００４１】
上記の「システム情報」は、ここでは、より大きなシステム情報のセットのサブセットにすぎないことがありうることに注意しておくべきである。
【００４２】
第一の実施形態では、一次同期信号およびブロードキャスト・チャネルはすべてのビームに共通であり、二次同期信号が、ビームIDの少なくとも一部を送信するために使用される。
【００４３】
別の実施形態では、一次同期信号および二次同期信号はすべてのビームに共通であり、ブロードキャスト・チャネルが、ビームIDの少なくとも一部を送信するために使用される。
【００４４】
上記に定義したいずれの方法においても、好ましくは、ビームIDは、二つ以上のビームに関連する識別情報に基づく第一の部分と、特定のビームを識別する第二の部分とを含む。NRではTRPは明示的な識別情報をもたない可能性があるため、上記の「識別情報」は、必ずしも送信ポイント（TRP）自身の識別情報に限定されず、二つ以上のビームに関連することに注意しておくべきである。
【００４５】
さらに好ましくは、二つ以上のビームに関連する識別情報はセル識別情報である。
【００４６】
上記の第一および第二の部分は、両方とも、二次同期信号を使って送信されてもよい。さらに、第一および第二の部分は、周波数分割多重化および／または時分割多重化されてもよい。
【００４７】
上記で定義したいずれの方法においても、好ましくは、システム情報の特定の部分は、同期信号（SS:  synchronization  signal）ブロックに含まれ、各ビームは、少なくとも一つのそれぞれのSSブロックを搬送し、複数のビームのSSブロックはSSバーストを形成し、SSバースト内の各SSブロックは、それぞれのSSブロック・インデックスをもつ。ここでシステム情報の「特定の部分」を参照することにより、一つまたは複数のSSブロックに対するシステム情報／システム情報の一部の異なるマッピングが可能となる。SSブロックの上述したSSブロック・インデックスは：
時間または周波数領域における一次同期信号と二次同期信号との間の関係；
時間または周波数領域における二次同期信号（SSS）の第一の部分と第二の部分との間の関係；
時間または周波数領域におけるビームIDの異なる部分の送信の間の関係、
のうちの少なくとも一つによって含意されうる。
【００４８】
上記で定義したいずれの方法においても、ビームIDの少なくとも一部は、ブロードキャスト・チャネルのマスター情報ブロックに含まれてもよい。
【００４９】
上記で定義したいずれの方法においても、好ましくは、送信ポイントは、一次ブロードキャスト・チャネルおよび二次ブロードキャスト・チャネルの両方を含む少なくとも一つのビームを送信し、一次ブロードキャスト・チャネルは、二つ以上のビームに共通のシステム情報を送信するために使用され、二次ブロードキャスト・チャネルは、ビームIDの少なくとも一部を含む、ビームに固有の情報を送信するために使用される。
【００５０】
上記で定義したいずれの方法においても、送信ポイントは、ブロードキャスト・チャネルを復調するための参照信号を含む少なくとも一つのビームをさらに送信してもよく、その参照信号は、ビームIDから独立である、および／または二つ以上のビームに関連する識別情報から独立である。
【００５１】
本発明の第二の側面によれば、無線通信システム内の送信ポイントが提供される。該送信ポイントは、一つまたは複数のビームを送信するよう構成され、各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルとを含み、各ビームは、ビームIDをもち、二次同期信号およびブロードキャスト・チャネルのうちの少なくとも一方は、ビームIDの少なくとも一部を送信するために使用される。
【００５２】
本発明の第三の側面によれば、送信ポイントによって送信される一つまたは複数のビームを検出するよう構成された、無線通信システム内の局（たとえば端末）が提供される。各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルとを含み、各ビームは、ビームIDをもち、二次同期信号およびブロードキャスト・チャネルのうちの少なくとも一方は、ビームIDの少なくとも一部を送信するために使用され、前記局は、前記ビームを検出し、そのビームIDを取得することによって、無線ネットワークにアクセスするよう構成される。
【００５３】
本発明の第四の側面によれば、送信ポイントと、前記送信ポイントから信号を受信する局とを有する無線通信システムが提供される。前記送信ポイントは、一つまたは複数のビームを送信するよう構成され、各ビームは、一次および二次同期信号と、システム情報を搬送するブロードキャスト・チャネルとを含み、各ビームは、ビームIDをもち、前記二次同期信号および前記ブロードキャスト・チャネルのうちの少なくとも一方は、前記ビームIDの少なくとも一部を送信するために使用され、前記局は、前記ビームを検出し、そのビームIDを取得することによって、無線ネットワークにアクセスするよう構成される。
【００５４】
上記送信ポイント、局および無線通信システムは、上記に概説した方法の特徴のいずれかを含んでいてもよい。
【００５５】
本発明のさらなる側面は、上記で定義したいずれかの方法を実行するよう無線通信システム内の局を構成するコンピュータ読取可能なコードならびにそのようなコードを担持する非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体を提供する。
【００５６】
上記から明白なように、本発明の実施形態は、セルラー・システムにおけるかなりの容量、電力消費、スペクトル効率、および干渉改善を約束する、基地局からの無線ビームフォーミング送信に関連する。
【００５７】
実施形態は、
（１）いかにしてビームIDを送信するか、
（２）いかにしてSSブロックのインデックスを送信するか
について、基地局とモバイル端末との間の無線信号伝達方式を提案する。提案される方式は、信号伝達プロトコルおよび関連する処理の点で比較的単純であり、信号伝達オーバーヘッドに起因するスペクトル・オーバーヘッドおよび電力消費の点で効率的である。特に、提案される方式の一つの特徴は、SSSとPBCHの統合設計により、SSSまたはPBCH信号を通じてビームIDまたはビームIDの一部を送信することである。
【００５８】
上記から明白になるように、本発明の実施形態は、下記を含む：
●システム情報を送信するためにマルチビーム／シングルビーム伝送のある通信システムであって、
○各ビームについてのビームIDを定義すること
○SSSまたはPBCHの一つまたは複数がビームIDの少なくとも一部を送信するために使用されること、
を含むもの。
【００５９】
実施形態における任意的な特徴は、下記を含む：
●ビームIDを送信するためにSSSを使用すること（同一のPSSおよびPBCHがセル・レベルまたはビーム・レベルのいずれかで送信される場合）
●ビームIDを送信するためにPBCHを使うこと（同一のPSSおよびSSSがセル・レベルおよびビーム・レベルのいずれかで送信される場合）
●SSSは二つの部分に分割されてもよく、第一の部分はLTEにおける手順と同様にセルID情報の一部を送信し、第二の部分はビームIDを送信してもよい
●SSSの第一の部分およびSSSの第二の部分が、一方または両方のFDMまたはTDMを使って多重化されてもよい
●一つのSSバースト内のSSブロックのインデックスまたは時間インデックスは、時間または周波数領域におけるPSSとSSSとの間の関係によって、または時間／周波数領域におけるSSSの第一の部分とSSSの第二の部分との間の関係によって、推定されてもよい
●二次ブロードキャスト・チャネルとしての追加的なチャネルの場合、一次ブロードキャスト・チャネルはセル依存システム情報を送信してもよく、二次ブロードキャスト・チャネルはビームIDおよびビーム依存情報を送信してもよい
●一つのSSバースト内のSSブロックのインデックスまたは時間インデックスは、時間／周波数領域におけるビームIDの異なる部分の送信の間の関係によって推定されてもよい
●PBCH復調のための参照信号は、SSSによって示されるセルIDまたはビームID情報の少なくとも一方から独立である
●PBCHのための参照信号は、周波数領域ではPBCHの帯域幅内で、時間領域ではPBCHの伝送継続時間内でのみ伝送される
●参照信号は、初期値としてセル・グループ識別子を使って、ゴールド・シーケンス（Gold  sequences）に基づいて構築される
●PBCH  DM  RSの周波数シフトはセル・グループ識別子に基づく。
【００６０】
一般に、そうでないとの明確な意図がない限り、本発明の一つの側面に関して記載された特徴は、他の任意の側面に等しく、任意の組み合わせにおいて適用されうる。たとえそのような組み合わせが本明細書において明示的に言及または記載されていなくても。
【００６１】
上記で言及した「局〔ステーション〕」は、典型的には端末であるが、必ずしも端末である必要はない。そのような端末は、ユーザー装置（UE）、加入者局（SS）または移動局（MS）、または他の任意の好適な固定位置または移動可能な形をとることができる。本発明を視覚化する目的で、端末を携帯電話機として想像することが便利であることがある（そして多くの場合、端末の少なくとも一部は携帯電話機であろう）が、このことからいかなる限定も含意されるものではない。「局」の他の可能な形態は、たとえば移動中継局を含む。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
単に例として、添付の図面を参照する。
【図１】5G無線通信システムにおけるビームフォーミング動作のあるNRセルを示す図である。
【図２】SSブロックの、SSバーストおよびSSセットとの関係を示す。
【図３】ビーム掃引とSSブロック・インデックスとの間の関係を示す。
【図４】本発明の実施形態におけるgNBにおける動作のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における端末（UE）における動作のフローチャートである。
【図６】本発明のある実施形態におけるPSSおよびSSSの可能な構成を示す。
【図７】オフセットが使用される、PSSおよびSSSの別の例示的な構成を示す。
【図８−１】本発明での使用のために適応されることのできる、LTEにおける資源割り当てを示す時間／周波数グリッドを示す。
【図８−２】本発明での使用のために適応されることのできる、LTEにおける資源割り当てを示す時間／周波数グリッドを示す。
【図８−３】本発明での使用のために適応されることのできる、LTEにおける資源割り当てを示す時間／周波数グリッドを示す。
【図９】本発明が適用されうる端末の概略的なブロック図である。
【図１０】本発明が適用されうる基地局の概略的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
端末がスイッチオンされるまたは完全に接続を失うとき、端末は典型的には、セルに接続／再接続しようとする。この段階では、端末は、可能なサービス提供セルおよびローカルな通信システム（単数または複数）について非常に限られた情報をもつことがあり、何らかの潜在的なサービス提供セルのタイミング／周波数特性および識別情報を得るために、セル探索／同期手順という、基本的な物理層手順に依存する。この情報を得て、端末は他の重要なシステム情報をさらに利用することができ、（たとえばランダムアクセス手順を開始することによって）サービス提供セルへの初期アクセスを終わらせることができる。下記の表は、セル探索／同期手順の設計の間に考慮されるべき主な要因の一覧である。
【表３】
0006922988.tif 000004
【００６４】
上記のパラメータは、同期手順設計の間に統合して考慮される必要がある。たとえば、二段階同期手順を考える場合、一つの解決策は、現在のLTE同期手順におけるように、PSSとSSSの両方をもつことである。5Gについての前述したスペクトル割り当てを考慮すると、LTEのスペクトル使用状況と比較して、LTEの同期手順を再利用するか、5Gシステムのための新たな同期手順を設計するかを判断する際には、以下の項目を考慮するべきである。
【００６５】
第一に、すでに述べたように、5Gの帯域幅は、LTEの20MHz伝送帯域幅の設計目標と比較して、はるかに大きい可能性がある。何らかの事前情報からの助けがなければ、受信器はキャリア・ラスタ（carrier  raster）上のすべての可能なキャリア周波数をチェックする必要がある可能性がある。一般に、（少数のキャリアをサポートする）所与の周波数帯域内の可能なラスタ位置の数は、伝送帯域幅に、可能なキャリアの数を乗算し、周波数ラスタで割ったものに比例しうる。LTEにおける5個のキャリアについては、この数は5×20/0.1＝1000のようになりうる。100MHzの倍数の5G/NRにおける総帯域幅を想定すると、この数はずっと大きくなる可能性があり（たとえば、10個のキャリアを仮定すると、10×100/0.1＝10000）、全帯域幅を探索するときの実装の複雑さと調整時間は、100kHzチャネル・ラスタを使うLTEと比較して、大幅に増加する。加えて、NR/5Gの導入は、同期シーケンスのために探索されるべき可能な周波数帯の数を増加させる可能性が高い。よって、PSSおよびSSSの検出のための周波数ラスタは、少なくとも広い周波数帯域については、5G/NRにおいて、LTEにおけるよりも粗くできることが望ましい。
【００６６】
第二に、5G/NRのキャリア周波数は、LTEキャリア周波数と比較して、はるかに高い可能性がある。これらのより高いキャリア周波数を使用するときの経路損失は増加し、そのことはセルのサイズを制限／縮小する。セルが小さいほど、セル当たりのユーザー数が少ないことになり、帯域幅が広いほど、同期信号を収容するために（たとえば、異なる周波数の使用によって）周波数領域において、より多くの資源を使用することが可能になり、それにより、異なるセルからの同期信号間の干渉を低減することが可能となる。
【００６７】
本発明は、5G/NRシステムに基づく実施形態を参照して記述される。該実施形態は、LTEと多くの特徴を共有し、UE  １０およびgNB  ２０がある図１に示される基本アーキテクチャーを有すると想定される。
【００６８】
図４は、gNB  ２０における動作のフローチャートであり、図５は、UE  １０における対応する動作を示している。
【００６９】
gNB  ２０におけるプロセスは、ステップS100において始まり、gNBが、その制御下にあるTRPのためのビームを構成設定する。各ビームは、後述するいくつかの仕方の一つで構築されるビームIDを有する。ビームIDは、各ビームを、同じTRPによって送信される他のビームから区別する。ビームは、すでに述べたようにビーム掃引を使って送信されるビームであってもよいが、これは必須ではない。各ビームは、PSSをも構成設定される。
【００７０】
S102では、gNB  ２０は、各ビームを介して伝送するためにSSSおよびPBCHを構築する。ビームIDは、のちに説明するように、SSSまたはPBCHに含まれていてもよいし、それによって示されてもよい。このように、ビームについてのSSSおよびPBCHの少なくとも一方を構築することは、ビームIDの使用に関わる。
【００７１】
S104では、前述の諸ステップによって構成されたビームは、たとえばTRPによって送信される。こうして、ビーム掃引の場合、所与の位置にあるUE  １０は、複数のビームを逐次検出し、後述するように、ネットワークへのアクセスを得るために一つのビームを選択することができる。
【００７２】
次いで、ステップS106において、gNB  ２０は、たとえばTRPを介して、端末からのアクセス要求を受信し、無線ネットワークへのアクセスを提供するために端末とネゴシエーションする。ネットワーク入場手順の詳細は、本願の議論の範囲外だが、LTEで使用される手順に似ていると想定されてもよい。
【００７３】
図５は、UE側での対応する動作を要約したものである。S200では、UE  １０は、TRPから送信されるビームを検出する。ビーム掃引を使って複数のビームが送信され、各ビームが一つのSSブロックに対応する場合（およびその逆も同様）、UEは、前述のように、各ビームについてそれぞれのSSブロックを含むSSバーストにさらされる。UEが一つまたは複数のそのようなSSブロックに含まれるPSSを検出できる場合、ステップS202において、UE  １０は、二つ以上のSSブロックが検出される場合に「最良の」SSブロックを選択する。この選択は、UE  １０において構成された規則に基づく。SSブロックを選択することは、「最良の」ビームを選択する効果ももつ。ステップS204では、SSブロック（または選択されたSSブロック）の検出は、タイミング情報を取得しSSSおよびPBCHをデコードするために使われる。すでに述べたように、少なくとも一つのSSSおよびPBCHがビームIDを含む。このことから、ステップS206において、UEは、接続可能なビームを識別することができる。ステップS208において、UEは、選択されたビームを介して無線ネットワークへのアクセスを得るために、ネットワーク入場手順を実行する。これは、選択されたビームを介して、または（可能性としては）異なるが関連するビーム上で、上りリンク信号を送信することを含みうる。
【００７４】
ここで、本発明の個別的な実施形態について、より詳細に説明する。
【００７５】
第一の実施形態
第一の実施形態は、各ビームによって同一のPBCHが送信されるという前提に基づいて、ビームIDを送信するためにSSSを使用する。この実施形態の変形として、ビームIDは、たとえば、以下のような種々の仕方で構築されうる：
（ａ）一意的なビームIDが、セルに依存せず、gNBによって提供される各ビームについて定義される。たとえば、図１において、TRP1からのビームは、B1、B2およびB3と番号付けされ、TRP2からのビームは、B4およびB5として、同じ番号付けシーケンスを継続する。
（ｂ）ビームIDは、そのセル識別情報に、セル内のそのビーム識別情報を加えたもので構成される。たとえば、図１において、TRP1からの第二のビームは、Bc2と表わされてもよく、ここで、cはセルIDである。この場合、システムで利用可能な一意的なビームのサブセットが、特定のセルに関連付けられてもよい（またはその逆でもよい）。
（ｃ）ビームIDは、そのTRP識別情報に、このTRP内のビーム識別情報を加えたもので構成される。たとえば、図１において、TRP1からの第二のビームは、B12として表わされてもよく、ここで、ビームID  Bxyにおいて、xは、そのビームが由来するTRPの番号を表わし、yは、対応するTRPからのビーム番号を表わす。
【００７６】
違いは番号付け方式にある。オプション(b)および(c)は、(a)と比べて追加的な情報を提供することができる。いずれの場合も、ビームIDは、二つの部分に分割され、異なる信号によって送信されうる。(b)の場合、たとえば、ビームIDが31ビットの長さの場合、第一の信号で第一の部分を送信し、第二の信号で第二の部分を送信することが可能である。二つの部分をどのように定義するかは、システム仕様において指定されてもよく、よって、UEは、それら二つの部分を検出した後、どのようにしてビームID全体を再構築するかを知ることができる。
【００７７】
二つの部分を異なる信号、たとえば、単一のSSブロック内のSSSおよびPBCHによって送信することは、各部分において検出されなければならない可能なシーケンスの数が、単一のSSSがセルおよびビームIDの両方を送信するために使用されたとした場合に必要とされるよりもはるかに少ないという利点を有する。特に、オプション(b)および(c)について、一つの部分がセル／TRPを識別してもよく、もう一つの部分がビームを識別してもよい。端末の観点からは、端末は、オプション(b)および(c)ではビームに対応するセル／TRPを識別することができるが、オプション(a)では、ビームID情報を取得した後であってもTRPは端末に対して透明である。
【００７８】
第一の実施形態のある具体的実装は、SSS信号を二つの部分に分割する。上記のオプション(a)によれば、第一の部分は、LTEにおけるものと同様に、セルID識別情報およびフレーム・タイミング機能を提供する。（5Gは、LTEで使用されるフレーム構造と同様のフレーム構造を用いることが期待されることを注意しておくべきである。）フレーム・タイミングがビーム掃引速度にリンクされる必要はないが、関係があってもよい。SSSの第二の部分はビームIDを提供してもよい。第二の部分について使用されるシーケンスは、導入部で言及されたmシーケンスのようなシーケンスに基づくことができ、IDは、対応するシーケンスを生成するための初期化または他のパラメータとして使用されてもよい。
【００７９】
SSS信号を検出するために必要とされる仮説の数を最小化するために、SSSの第一の部分は、LTEで行なわれるものと同様に、時間および周波数領域の両方においてPSSと固定した関係を有していてもよい。この関係は、ビームの継続時間にリンクされてもよいが、必ずしもそうである必要はない。次いで、SSSの第二の部分も、時間および周波数領域の両方においてSSSの第一の部分と固定した関係を有していてもよく、これは、それがPSSとも固定した関係をもつことを含意する。あるいはまた、これらの二つの部分は、周波数分割多重（FDM）または時分割多重（TDM）のいずれかを使って関係付けられてもよい。
【００８０】
いくつかの可能な構成が図４および図５に示されている。これらの図は単一ビーム内での資源の割り当てを示している。時間軸は、一つのSSブロック内のPSSとSSSの間の可能な関係を示している。PBCHはここには示されていないが、NRにおけるPBCHはTDMを通じてPSS/SSSのあたりに（または後に）納められる可能性が非常に高い。
【００８１】
図６はSSブロックの三つの例示的な配置を示している。図６に示されるように、SSSの第一の部分とSSSの第二の部分は、FDMまたはTDMのいずれかを用いて多重化されうる。第一（左側）の例では、PSSが最初に送信され、次いでSSSの諸部分が時間領域では一緒に、ただし周波数では分離して送信される。SSS部分1はPSSと同じ周波数範囲を占める。第二（中央）の例では、SSSの二つの部分は同じ周波数範囲を占め、やはりPSSが占めているのと同じだが、それぞれ異なる時刻に送信される。第三（右側）の例は第一の例と同様だが、ここではSSSはPSSと同時に送信される。つまり、PSSとSSSの間の完全にFDM多重化されたモードである。
【００８２】
このように、PSSおよびSSSの第一の部分の位置は、周波数領域において同じであってもよく、時間領域における分離は、あらかじめ定義されていてもよく、または、LTEにおけるように連続していてもよい。周波数および時間領域の両方においてPSSとSSSの第一の部分との間に固定した関係があるので、SSSの第一の部分の生成がLTEの場合と同じであるならば、SSSの第一の部分の検出仮説もLTEの場合と同じである。
【００８３】
図７に示されるように、PSSとSSS部分との間の固定した時間／周波数関係の代替として、少数の可能な関係（たとえば、時間／周波数オフセットの小さな集合；そこで、厳密なオフセットは盲目的に検出される）が存在することができる。このアプローチを使うと、特定のオフセットは、ビームIDまたはセルIDの少なくとも一部を示すことができる。
【００８４】
導入部で述べたように、SSブロック・インデックスがUEに送信される必要がある。さらなる実施形態では、SSブロック・インデックスは、PSSとSSSとの間の時間／周波数関係によって、またはSSSの第一の部分とSSSの第二の部分との間の時間／周波数関係によって含意されてもよい。たとえば、一つのSSバースト内のSSブロックのインデックスが1であるとき、PSSとSSSの間の時間的離間は一つのOFDMシンボルであることができる。次のSSブロック（インデックス2）内では、離間は二つのOFDMシンボルとなる、などとなる。あるいはまた、SSSの第一の部分とSSSの第二の部分との間の離間は、一つのOFDMシンボルであることができる。
【００８５】
周波数領域においても同様の方法が適用されてもよい。たとえば、SSSの第一の部分とSSSの第二の部分との間の1サブキャリアの離間が時間インデックス1を示してもよい。このようにして、SSブロック・インデックスは、仮説の数が増えることを代償として、SSSの検出から推定されることができる。各SSブロック内の異なるオフセットの総数は、同期信号の伝送がすべての方向におけるカバレッジを提供することを確実にするために、形成されるビームの数と同じであることができる。この方法は、特定のSSバースト内の各SSブロックのインデックスまたは時間インデックスを示す方法を提供することに加えて、SSバーストのために展開されるビームがネットワークによって柔軟に構成されるシナリオにも好適である。
【００８６】
第二の実施形態
すでに述べたように、通常、LTEでは、UEは、PBCH信号に埋め込まれた参照シンボルの位置を推定するためにセルIDを必要とする。UEはさらに、セルIDを使用してこれらの参照シンボルをデコードし、次いで、PBCH信号をさらにデコードすることができる。本発明の第二の実施形態は、第一の実施形態の拡張であってもよいが、特別な、セルID独立なまたは部分的にセルID独立な参照信号を使用して、PBCH信号は、これらの参照信号に基づいてデコードされる。次いで、UEは、セルIDの知識なしに（または完全な知識なしに）PBCH信号をデコードすることができるが、それでもセルIDはすべてのビーム上で送信されることができる。このようにして、より多くの設計柔軟性を提供し、前方互換性を確実にするために、セルIDデコードはPBCHデコードから分離されることができる。
【００８７】
この実施形態を実装するために、一つの解決策は、PBCHデコードのための特別な復調参照信号（demodulation  reference  signals）（ここでは「PBCH  DM  RS」と呼ぶ）を導入することである。この解決法では、PBCH構築プロセスもセルIDから独立であるか部分的に独立である場合には、同一でないPBCHが異なるビーム上で伝送されてもよい。これは、PBCHがビーム依存情報を搬送することを可能にする。そのようなPBCH  DM  RSは、図８の時間／周波数グリッドに例示されているように、LTEにおけるセル固有参照信号（CRS:  cell-specific  reference  signals）についてすでに行なわれているのと同じ方法でPBCH内に埋め込まれてもよい。
【００８８】
図８（図８−１乃至図８−３）において、水平方向は、サブフレーム、スロットおよびOFDMシンボルの単位で時間を表わし、垂直方向は、PRB（Physical  Resource  Blocks［物理資源ブロック］）およびサブキャリアの単位で周波数を表わす。小さな正方形は、個々の時間／周波数位置（それぞれが単一のスロットおよびサブキャリアに対応する）を示し、これらのうち黒い正方形は、セル固有参照信号に割り当てられた資源である。図の下の凡例で指定されている影付きの諸部分は、さまざまなLTEチャネルが占有している資源を表わす。これらのうち、サブフレーム0および5の各サブフレームのスロット0における最終シンボルを占める資源の集合は、すべてのサブキャリアにわたって、PBCHのために予約される。この資源の集合内のPRB  0および5の諸部分は、参照信号によって占有され、これらの位置の少なくともいくつかは、提案された新しいPBCH  DM  RSのために使用されてもよい。NRでは、PBCHはPSS/SSSと一緒に時分割多重化される可能性が高い。図８で同定されている他のチャネルは、現在の目的には関連しないので無視できる。
【００８９】
PBCH  DM  RS設計に関しては、キャリアの伝送帯域幅全体に存在するLTEにおけるCRSとは異なり、周波数領域におけるPBCH  DM  RSの最大の広がりは、PBCH信号の伝送帯域幅に制限される可能性がある。時間領域においては、PBCH  DM  RSは、SSブロックにおけるPBCHの送信期間内で、あらかじめ定義されたパターンに従って割り当てられてもよい。一例として、PBCH  DM  RSの生成は、ゴールド・シーケンスに基づいていてもよく、セル・グループ識別子は、種々のゴールド・シーケンスのための初期値として使われてもよい。これは、PBCHの受信がセルIDに部分的に依存することを意味する（セル・グループ識別子はセルIDの一部であるため）。
【００９０】
時間および周波数領域では、PBCH  DM  RSの位置は、各アンテナ・ポートについて事前に定義されたパターンに基づいて割り当てられてもよい（たとえば、PBCHが二つ以上のアンテナ・ポートを使って送信される場合）。加えて、周波数領域において、PBCH  DM  RSの周波数シフトは、セル識別情報グループ内の識別子に基づいてもよく、たとえば、セル識別情報グループ内の識別子の総数が3である場合には、3つの異なるシフト位置が利用可能である。
【００９１】
さらに説明するために、LTEにおいて、参照シンボル（PBCH領域内の参照シンボルを含む）は、干渉を低減するために周波数領域でシフトされてもよい。可能なシフトの数は、セル識別情報グループによって決定される。LTEと同じ周波数ダイバーシチ利得を維持するために、同じ原理が新しいPBCH  DM  RSに適用されてもよい。すなわち、周波数領域における参照シンボルの可能なシフト数はLTEのそれと同じである。LTEでは、セル識別情報グループ内の識別子の総数は3であるが、NRでは、セルID値の範囲が拡張される必要がある場合には、値を増加させてもよい。
【００９２】
この実施形態の変形では、PBCH  DM  RSの詳細は、PBCHの特定のインスタンスの伝送に使用されるビームのビームIDに依存することができる。
【００９３】
この実施形態のさらなる変形では、PBCH  DM  RSの詳細は、PBCHの特定のインスタンスの伝送のために使用されるTRP  IDに依存することができる。
【００９４】
第三の実施形態
第三の実施形態は、PBCHを使ってビームIDを送信する。これは、主として第一の実施形態に対する代替として構想されているが、冗長的にビームIDを提供する（たとえば、正しい受信のクロスチェックを提供する）ために両方の実施形態を組み合わせること、またはビームIDの異なる部分を送信するために異なる実施形態を使用することが可能でありうる。前述の3GPP  RAN1  87会議報告書（米国Reno、11月14〜18日）において、NR  PBCHは、スケジュールされないブロードキャスト・チャネルであり、キャリア周波数範囲に依存して、仕様であらかじめ定義された固定したペイロード・サイズおよび周期性をもって、最低限のシステム情報の少なくとも一部を搬送することが合意された。しかしながら、どんな情報が最低限のシステム情報として分類できるかは、まだ検討中である。ある具体的な実装は、PBCH情報にビームID情報を含める。LTEでは、PBCHによって送信されるメッセージであるMIBは、24ビットで構成され、将来の使用のための10個の予備のビットがある。NRのために同様の設計を使うと、予備のビットをビームIDのために使用することができ、あるいはMIBペイロードをさらに増加させてもよく、余分なビットのいくつかをビームIDを表わすために使用してもよい。
【００９５】
また、NRが、二次ブロードキャスト・チャネルとして追加的なチャネルを定義できることも合意された。そのような二次ブロードキャスト・チャネルの動機は、重要なシステム情報の量が多く、そのため、それらのすべてをPBCHチャネルを介して伝送することは効率的ではない可能性がある、というものである。一つの可能性は、二つのブロードキャスト・チャネルを提供し、重要なシステム情報の、より重要な部分は一次ブロードキャスト・チャネル（第一のPBCHチャネル）を通じて伝送され、他の部分は二次ブロードキャスト・チャネルをによって伝送されるというものである。二次チャネルは、第一のPBCHチャネルと比較して、構成設定の、より大きな柔軟性をもつことができる。両方のチャネルは、同じ周波数帯域で送信されてもよく、同じビームを介して送信されてもよい。
【００９６】
第三の実施形態の一つの実装は、ビームID（またはビームIDの一部）を送信するために、二次ブロードキャスト・チャネルを使用する。この実装の利点は、第一のブロードキャスト・チャネルがセルに特有であり、ビームに依存しないシステム情報を送信するために使用されることができるのに対し、すべてのビームに依存するシステム情報は、二次のビーム固有のブロードキャスト・チャネルによって送信されることができるということである。図２に示されるような構造が、このシナリオのために依然として使用されてもよく、すなわち、二つのブロードキャスト・チャネルが構成される。一例として、二つのPBCH（たとえば、PBCH1およびPBCH2）が送信されることができる。ここで、図２にはPBCHのみが示されている。マルチビーム動作環境のもとでは、第一のセル固有のPBCHチャネルの内容は、各SSブロック内で単純に繰り返されてもよい。
【００９７】
図９は、本発明が適用されうる端末１０の一例を示すブロック図である。端末１０は、上述の無線通信システムで使用されうる任意のタイプの装置を含んでいてもよく、携帯（またはセルラー）電話（スマートフォンを含む）、移動通信機能を備えた携帯情報端末（PDA）、移動通信コンポーネントを備えたラップトップまたはコンピュータ・システム、および／または無線通信するよう動作可能な任意の装置を含みうる。端末１０は、少なくとも一つのアンテナ８０２に接続された送信器／受信器ユニット（単数または複数）８０４（一緒になって通信ユニットを画定する）と、記憶媒体８０８の形のメモリへのアクセスをもつコントローラ８０６とを含む。コントローラ８０６は、たとえば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（DSP）、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）、または、図５に示されるネットワーク入場手順を実行することを含む、上述した種々の機能を実行するようプログラムされたまたは他の仕方で構成された他の論理回路であってもよい。たとえば、上述した種々の機能は、記憶媒体８０８に記憶され、コントローラ８０６によって実行されるコンピュータ・プログラムの形で具現されてもよい。送信／受信ユニット８０４は、コントローラ８０６の制御下で、前に論じたように、SSブロックを受信し、ビームの同期信号を検出し、その後、PBCHをデコードするよう構成される。記憶媒体８０８は、そのようにして得られた同期情報を記憶する。
【００９８】
図１０は、一つまたは複数のセルを受け持つgNB  ２０の例を示すブロック図である。基地局は、少なくとも一つのアンテナ９０２に接続された送信器／受信器ユニット（単数または複数）９０４（一緒になって通信ユニットを画定する）と、コントローラ９０６とを含む。コントローラは、たとえば、マイクロプロセッサ、DSP、ASIC、FPGA、または、図４に示される動作を含む、上述した種々の機能を実行するようプログラムされたまたは他の仕方で構成された他の論理回路であってもよい。たとえば、上述した種々の機能は、記憶媒体９０８に記憶され、コントローラ９０６によって実行されるコンピュータ・プログラムの形で具現されてもよい。送信／受信ユニット９０４は、コントローラ９０６の制御の下で、同期信号、PBCH等をブロードキャストすることを担当する。
【００９９】
こうして、要約すると、本発明の実施形態は、SSSおよびPBCH信号の統合設計によってビームIDまたはビームIDの一部を送信するための、5G無線通信システムにおける方法を提供する。5Gにおけるビームフォーミング技術の広範な使用のため、セルIDを識別し、時間／周波数同期を得ることに加えて、端末１０は、初期アクセス手順の間にビームIDを識別することを要求されることがありうる。よって、ビームIDが、gNB  ２０によってブロードキャストされる同期信号（SS）の一部として、より詳細には二次同期シーケンス（SSS）の一部として、または物理的ブロードキャスト・チャネル（PBCH）の一部として、送信される。同期信号は、SSブロックの集合として送信されてもよく、それぞれが識別を容易にするためのインデックスまたは時間インデックスを有する。
【０１００】
本発明の範囲内でさまざまな修正が可能である。
【０１０１】
すでに述べたように、本発明の実施形態は、端末が同期されることを可能にするために、セルによってブロードキャストまたは送信される同期信号に関わる。LTEからのそのような信号の既知の例は、上述のPSS/SSSである。しかしながら、本発明は必ずしも、LTEのコンテキストにおいて用語が理解されるところのPSS/SSSに限定されない。LTEおよび5Gシステムで使用される他のタイプの信号も、本発明に適用可能でありうる。
【０１０２】
本発明は、FDDおよびTDDシステム、ならびに混合されたTDD/FDD実装（すなわち、同じFDD/TDDタイプのセルに制約されない）に等しく適用可能である。
【０１０３】
本発明は、複数ビーム・システムをターゲットとする。単一ビーム・シナリオについては、たとえ他の恩恵が必ずしも得られなくても、互換性の観点から、同じ機構が使用されてもよい。
【０１０４】
本発明は、PSS/SSS/PBCHのいずれかまたはすべてを搬送するビームに関するが、PSS/SSS/PBCHを搬送しない、送信ポイントからの他のビームがありうることが可能である。その場合でも、本発明は使用されうるが、そのような他のビームには適用されない。
【０１０５】
上述の本発明の側面または実施形態のいずれにおいても、種々の特徴は、ハードウェアで、または一つまたは複数のプロセッサ上で動作するソフトウェア・モジュールとして実装されてもよい。一つの側面の特徴は、他の側面のいずれにも適用されうる。
【０１０６】
本発明はまた、本明細書に記載される方法のいずれかを実行するためのコンピュータ・プログラムまたはコンピュータ・プログラム製品、および本明細書に記載される方法のいずれかを実行するためのプログラムを記憶したコンピュータ読取可能媒体をも提供する。
【０１０７】
本発明を具現するコンピュータ・プログラムは、コンピュータ読取可能媒体に記憶されてもよく、または、たとえば、インターネット・ウェブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号の形であってもよく、または、他のいかなる形であってもよい。
【０１０８】
請求項の範囲から逸脱することなく、上述した具体的な実施形態に対して種々の変更および／または修正がなされてもよいことを明確に理解しておくべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、セルラー・システムにおける顕著な容量、電力消費、スペクトル効率および干渉改善を約束する送信ポイントからの無線ビームフォーミング送信に関連する。提案される方式は、信号伝達プロトコルおよび関連する処理の点で比較的単純であり、信号オーバーヘッドに起因するスペクトル・オーバーヘッドおよび電力消費の点で効率的である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図９】
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【図１０】
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