(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信‐受信ポイント（TRP）を動作させる方法であって、当該方法は：
前記TRPによって、アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なる空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルを生成し；
前記TRPによって、前記アンテナ・アレイを使って前記STTシンボルを送信し、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引することを含み、
k番目のアンテナ素子について生成されるSTTシンボルが
【数１】
0006852164.tif 000018
と表現でき、ここで、ω0はキャリア周波数、Δωはサブキャリア間隔、Kは前記アンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数、T0は前記STTシンボルの持続時間、KΔωは総使用帯域幅である、
方法。
【請求項２】
送信‐受信ポイント（TRP）を動作させる方法であって、当該方法は：
前記TRPによって、アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なる空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルを生成し；
前記TRPによって、前記アンテナ・アレイを使って前記STTシンボルを送信し、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引することを含み、
k番目のアンテナ素子について生成されるSTTシンボルが
【数２】
0006852164.tif 000019
と表現でき、ここで、ω0はキャリア周波数、Δωはサブキャリア間隔、Kは前記アンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数、T0は前記STTシンボルの持続時間の半分、KΔωは総使用帯域幅である、
方法。
【請求項３】
前記STTシンボルを送信する前に、前記TRPによって前記STTシンボルに情報を埋め込むことをさらに含む、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記STTシンボルに情報を埋め込むことが：
前記STTシンボルを複製し；
前記STTシンボルと複製されたSTTシンボルとの間に、前記情報に従って決定された時間オフセット値を挿入することを含む、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記STTシンボルに情報を埋め込むことが：
前記情報に従って前記STTシンボルを変調することを含む、
請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記STTシンボルが位相変調を使って変調される、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】
前記アンテナ・アレイが二次元アレイであり、当該方法がさらに：
前記TRPによって、第二の平面の一組の角度に対応する一組の重み付けベクトルを定義し；
前記STTシンボルを送信する前に、前記TRPによって、前記STTシンボルに前記一組の重み付けベクトルからの重み付けベクトルを適用し；
前記適用および前記送信を、前記一組の重み付けベクトルにおける残りの重み付けベクトルについて繰り返すことをさらに含む、
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】
l番目の重み付けベクトルが
【数３】
0006852164.tif 000020
と表現でき、ここで、kは前記アンテナ・アレイのアンテナ素子についての垂直方向次元のインデックス、lは前記第二の平面の前記一組の角度における角度のインデックス、dvは垂直方向次元におけるアンテナ素子間隔、φlは前記第二の平面の前記一組の角度のうちの角度、λはキャリア周波数の波長である、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STTシンボルが無線フレーム内で送信され、前記STTシンボルの中心周波数は無線フレーム間でホッピング・パターンに従って変化する、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】
前記アンテナ・アレイは、より大きなアンテナ・アレイの部分集合であり、当該方法はさらに：
前記TRPによって、前記より大きなアンテナ・アレイの残りの部分集合について、前記生成および前記送信を繰り返すことを含む、
請求項１ないし９のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
ユーザー装置（UE）を動作させる方法であって、当該方法は：
前記UEによって、送信‐受信ポイント（TRP）によって送信された信号を受信し；
前記UEによって、受信信号における信号ピークを識別し；
前記UEによって、前記信号ピークに従って前記TRPに関する前記UEについての発射角を決定し；
前記UEによって、発射角情報を前記TRPに送信することを含み、
前記受信信号が、空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルに関連する寄与の和として
【数４】
0006852164.tif 000021
と表現でき、ここで、Φ0は一定の位相オフセットであり、Aは各送信アンテナ素子からの受信信号の振幅であり、ω0はキャリア周波数であり、Δωはサブキャリア間隔であり、Kは前記TRPにおけるアンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数であり、T0は前記信号の持続時間の半分であり、KΔωは総利用可能帯域幅であり、λはキャリア周波数の波長である、
方法。
【請求項１２】
前記UEによって、前記受信信号に埋め込まれた情報を判別することをさらに含む、
請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記埋め込まれた情報は、相続く信号ピークの間の時間オフセット値である、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記埋め込まれた情報は、前記受信信号中に変調されている、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記発射角を決定することが：
見通し経路に対応する一対の信号ピークの間の時間間隔を判別し；
前記時間間隔に応じて、前記UEと前記TRPとの間のチャネルについての、前記発射角を含むチャネル特性を判別することを含む、
請求項１１ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記発射角を決定することが：
少なくとも二対の信号ピークを識別し；
前記少なくとも二対の信号ピークに対応するチャネルについての、前記発射角を含むチャネル特性を、前記少なくとも二対の信号ピークの各対の信号ピークの時間間隔に応じて判別することを含む、
請求項１１ないし１５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
プロセッサと；
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを有する、送信‐受信ポイント（TRP）であって、前記プログラミングは：
アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なる空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルを生成し；
前記アンテナ・アレイを使って前記STTシンボルを送信し、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引するよう当該TRPを構成するための命令を含み、
k番目のアンテナ素子について生成されるSTTシンボルが
【数１】
0006852164.tif 000022
と表現でき、ここで、ω0はキャリア周波数、Δωはサブキャリア間隔、Kは前記アンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数、T0は前記STTシンボルの持続時間、KΔωは総使用帯域幅である、
TRP。
【請求項１８】
プロセッサと；
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを有する、
送信‐受信ポイント（TRP）であって、前記プログラミングは：
アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なる空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルを生成し；
前記アンテナ・アレイを使って前記STTシンボルを送信し、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引するよう当該TRPを構成するための命令を含み、
k番目のアンテナ素子について生成されるSTTシンボルが
【数２】
0006852164.tif 000023
と表現でき、ここで、ω0はキャリア周波数、Δωはサブキャリア間隔、Kは前記アンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数、T0は前記STTシンボルの持続時間の半分、KΔωは総使用帯域幅である、
TRP。
【請求項１９】
前記プログラミングが、前記STTシンボルを送信する前に、前記STTシンボルに情報を埋め込むよう当該TRPを構成するための命令を含む、請求項１７または１８記載のTRP。
【請求項２０】
前記プログラミングが、前記STTシンボルを複製し、前記STTシンボルと複製されたSTTシンボルとの間に、前記情報に従って決定された時間オフセット値を挿入するよう当該TRPを構成するための命令を含む、請求項１９記載のTRP。
【請求項２１】
前記プログラミングが、前記情報に従って前記STTシンボルを変調するよう当該TRPを構成するための命令を含む、請求項１９記載のTRP。
【請求項２２】
前記アンテナ・アレイが二次元アレイであり、前記プログラミングが、第二の平面の一組の角度に対応する一組の重み付けベクトルを定義し、前記STTシンボルを送信する前に、前記STTシンボルに前記一組の重み付けベクトルからの重み付けベクトルを適用し、適用および送信を、前記一組の重み付けベクトルにおける残りの重み付けベクトルについて繰り返すよう当該TRPを構成するための命令を含む、請求項１７ないし２１のうちいずれか一項記載のTRP。
【請求項２３】
プロセッサと；
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを有する、
ユーザー装置（UE）であって、前記プログラミングは：
送信‐受信ポイント（TRP）によって送信された信号を受信し、
受信信号における信号ピークを識別し、
前記信号ピークに従って前記TRPに関する当該UEについての発射角を決定し、
発射角情報を前記TRPに送信するよう当該UEを構成するための命令を含み、
前記受信信号が、空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルに関連する寄与の和として
【数４】
0006852164.tif 000024
と表現でき、ここで、Φ0は一定の位相オフセットであり、Aは各送信アンテナ素子からの受信信号の振幅であり、ω0はキャリア周波数であり、Δωはサブキャリア間隔であり、Kは前記TRPにおけるアンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数であり、T0は前記信号の持続時間の半分であり、KΔωは総利用可能帯域幅であり、λはキャリア周波数の波長である、
UE。
【請求項２４】
前記プログラミングが、前記受信信号に埋め込まれた情報を判別するよう当該UEを構成するための命令を含む、請求項２３記載のUE。
【請求項２５】
前記プログラミングが、見通し経路に対応する一対の信号ピークの間の時間間隔を判別し、前記時間間隔に応じて、当該UEと前記TRPとの間のチャネルについての、前記発射角を含むチャネル特性を判別するよう当該UEを構成するための命令を含む、請求項２３または２４記載のUE。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、2016年12月30日に出願され、「高速システム取得およびチャネル推定のためのシステムおよび方法」と題する米国非仮特許出願第15/395,649号に対する優先権を主張する。同出願は、ここに参照により、あたかも全体において再現されているかのように本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、概括的にはデジタル通信のためのシステムおよび方法に、詳細には高速システム取得およびチャネル推定のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
将来の無線通信システムは、より大きな帯域幅およびより少ない干渉を見出すことを求めて、ますます高いキャリア周波数で動作しつつある。これらの無線通信システムは、本明細書ではミリ波（millimeter  wave、mmWave）周波数と称される6GHz以上の周波数で動作しうる。しかしながら、mmWave周波数での動作は、より低い周波数帯域に比べてより大きな経路損失（10〜20dBのオーダーの追加的な損失）；より少ないユーザー・マルチパスのためリンク脆弱性が連続的なカバレッジのための主要な問題となること；およびずっと大きな利用可能な帯域幅に起因するデジタル信号処理の著しい増大（特にユーザー装置（user  equipment、UE）にとっての）を含む課題をも呈する。
【０００４】
これらの課題に対処するために：経路損失を克服するための（端末装置およびアクセス・ノード両方における）大きなアレイ利得を用いたビームフォーミング；リンク脆弱性を克服するための複数のアクセス・ノードとの同時接続性（不相応な複雑さなしに柔軟性のあるエア・インターフェースを要求しつつ、アクセス・ノード間の帯域内バックホーリングの機会を提供する密な展開を含意する）；および通信装置、特に端末装置のための単純化された信号処理を含む多様な技法が提案されている。
【発明の概要】
【０００５】
例示的実施形態は、高速システム取得およびチャネル推定のためのシステムおよび方法を提供する。
【０００６】
ある例示的実施形態によれば、送信‐受信ポイント（transmit-receive  point、TRP）を動作させる方法が提供される。この方法は、TRPによって、アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なる空間領域‐時間領域変換（spatial  domain  to  time  domain  transform、STT）シンボルを生成し、TRPによって、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引するようアンテナ・アレイを使ってSTTシンボルを送信することを含む。
【０００７】
ある例示的実施形態によれば、ユーザー装置（UE）を動作させる方法が提供される。この方法は、UEによって、TRPによって送信されたSTTシンボルに関連する信号を受信し、UEによって、受信信号の信号ピークを識別し、UEによって、信号ピークに従ってTRPに対するUEについての発射角を決定し、UEによって、発射角情報をTRPに送信することを含む。
【０００８】
ある例示的実施形態によれば、TRPが提供される。TRPは、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、他の既知の無線周波フロントエンド要素および処理のなかでも、フィルタリング、増幅、周波数変換および同調および電力増幅を提供する無線フロントエンド回路ブロックとを含む。前記プログラミングは、アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なるSTTシンボルを生成し、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引するようアンテナ・アレイを使ってSTTシンボルを送信するようTRPを構成するための命令を含む。次いで、出て行くシンボルは、無線送信のために、無線フロントエンドによって処理される。
【０００９】
ある例示的実施形態によれば、UEが提供される。UEは、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを含む。UEは、他のTRPと同様に、mmWave周波数信号を含む無線周波数信号を送受信するための無線周波フロントエンド要素を含む。前記プログラミングは、TRPによって送信されたSTTシンボルに関連する信号を受信し、受信信号の信号ピークを識別し、信号ピークに従ってTRPに対するUEについての発射角を決定し、発射角情報をTRPに送信するようUEを構成するための命令を含む。
【００１０】
上記の実施形態の実施は、計算の複雑さを増す一方、全体的な通信システム効率を低下させる、複雑で長時間のビーム掃引を実行する必要なしに、TRPおよびUEがシステム取得およびチャネル推定に参加することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本開示およびその利点のより十全な理解のために、ここで、添付の図面と関連して参酌される以下の説明が参照される。
【００１２】
【図１Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態による例示的な無線通信システムを示す。
【００１３】
【図１Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による通信装置の詳細図を示す。
【００１４】
【図２Ａ】TRPとUEとの間の例示的なシステム取得プロセスをハイライトする例示的な通信システムを示す。
【００１５】
【図２Ｂ】TRPおよびUEが適正に配向されていない第一の例示的な状況をハイライトする通信システムを示す。
【００１６】
【図２Ｃ】TRPおよびUEが適正に配向されていない第二の例示的な状況をハイライトする通信システムを示す。
【００１７】
【図３Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態に従って、UEにSTTシンボルを送信する線形アンテナ・アレイをハイライトする例示的な通信システムを示す。
【００１８】
【図３Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による、アンテナ・アレイに対する種々の発射角をハイライトする通信システムを示す図である。
【００１９】
【図４Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態による、STTシンボルを送信する線形アンテナ・アレイに対する角度θの種々の値でUEによって受信される信号y(θ,t)のグラフを示す。
【００２０】
【図４Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による、角度θと信号ピーク位置との間の関係を示すグラフを示す。
【００２１】
【図５Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態による、各STTシンボルの異なる部分において異なる周波数をもつSTTシンボルを送信する線形アンテナ・アレイに対する角度θの種々の値でUEによって受信される信号y(θ,t)のグラフを示す。
【００２２】
【図５Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による、角度θと時間差ΔTPとの間の関係を示すグラフを示す。
【００２３】
【図６Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態による、マルチパスの効果をハイライトする通信システムを示す。
【００２４】
【図６Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による、マルチパスのある環境において動作するUEによって受信される信号ピークの図を示す。
【００２５】
【図７】本明細書に記載される例示的実施形態による、UEによって受信される信号ピークの図を示し、ここで、一対のSTTシンボルの間の時間差が、TRPのための識別情報を伝達するために使用される。
【００２６】
【図８】本明細書に記載される例示的実施形態による、UEによって受信される信号ピークの図を示し、ここで、変調されたSTTシンボルが、TRPのための情報を伝達するために使用される。
【００２７】
【図９】本明細書に記載される例示的実施形態による、二次元アンテナ・アレイを利用するTRPを用いた展開においてUEによって受信される信号ピークの図を示す。
【００２８】
【図１０】本明細書に記載される例示的実施形態による、二次元アンテナ・アレイを使うTRPを用いた展開においてUEによって受信される信号ピークの図を示し、ここで、ビームは、ビーム掃引時間を短縮するのを助けるために、STTシンボルの半分を利用する。
【００２９】
【図１１】本明細書に記載される例示的実施形態による、ハイブリッド・ビームフォーミングを使って実装される二次元アンテナ・アレイを示す。
【００３０】
【図１２】本明細書に記載される例示的実施形態による、P＝4個のサブアレイに分割された二次元アンテナ・アレイを示す。
【００３１】
【図１３Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態による、それぞれ8個のアンテナ素子の128列に配置された128×8個のアンテナ素子を有するアンテナ・アレイを示す。
【００３２】
【図１３Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による、図１３Ａのアンテナ・アレイに関連する下傾ビームを示す。
【００３３】
【図１４Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態による、それぞれ4つのアンテナ素子の32列に配置された32×4のアンテナ素子をもつアンテナ・アレイを示す。
【００３４】
【図１４Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による、図１４Ａのアンテナ・アレイに関連する下傾ビームを示す。
【００３５】
【図１５Ａ】本明細書に記載される例示的実施形態による、それぞれ二つのアンテナ素子の8列に配置された8×2のアンテナ素子をもつアンテナ・アレイを示す。
【００３６】
【図１５Ｂ】本明細書に記載される例示的実施形態による、図１５Ａのアンテナ・アレイに関連する下傾ビームを示す。
【００３７】
【図１６】本明細書に記載される例示的実施形態による、STTシンボルを利用するシステム取得に参加するTRPにおいて生起する例示的な動作の流れ図を示す。
【００３８】
【図１７】本明細書に記載される例示的実施形態による、STTシンボルを利用するシステム取得に参加するUEにおいて生起する例示的な動作の流れ図を示す。
【００３９】
【図１８】本明細書に記載される方法を実行するための実施形態処理システムのブロック図を示す。
【００４０】
【図１９】本明細書に記載される例示的実施形態による、電気通信ネットワークを通じて信号を送受信するように適応されたトランシーバのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本願の例示的実施形態の作成および使用を以下で詳細に論じるが、本開示が、幅広い多様な具体的文脈において具現できる多くの適用可能な発明的概念を提供することを理解しておくべきである。論じられる具体的な実施形態は、単に、実施形態を作成および使用する具体的な仕方を例示するものであり、本開示の範囲を制限するものではない。
【００４２】
先に論じたように、ミリ波（millimeter  wave、mmWave）通信システムにおいてアクセス・ノードおよびユーザー装置（user  equipment、UE）の両方においてビームフォーミングは避けられないので、通信はビーム空間で起こると考えることがより直感的でありうる。例として、mmWave通信システムについて複数の送信アンテナ素子および複数の受信アンテナ素子を用いて考える代わりに、mmWave通信システムを、アクセス・ノードおよびUEの両方で異なる方向を向く狭い通信ビームを用いて思い描くことが助けになる。ビーム空間を使う利点は、通信に必要な有意な通信ビームの数がアンテナ素子の数よりもはるかに少ないことであり（mmWave周波数におけるチャネルのまばらさのため）、よって、ハードウェア論理および複雑さの潜在的な低減につながる。もう一つの利点は、高い経路損失のある狭い通信ビームの使用による、近隣の通信装置間の干渉の低減に関わる。
【００４３】
アクセス・ノードは、一般に、進化型ノードB（evolved  NodeB、eNB）、基地局、ノードB（NodeB）、マスターeNB（master  eNB、MeNB）、副次eNB（secondary  eNB、SeNB）、リモート無線ヘッド、アクセスポイントなどとも呼ばれ、一方、UEは、一般に、移動体、モバイル・ステーション、端末、加入者、ユーザー、ステーションなどとも呼ばれる。送信ポイント（transmission  point、TP）は、送信できる任意の装置を指すために使用されうる。よって、送信ポイントは、アクセス・ノード、eNB、基地局、NodeB、MeNB、SeNB、リモート無線ヘッド、アクセスポイント、UE、移動体、モバイル・ステーション、端末、加入者、ユーザーなどを指しうる。送信‐受信ポイント（transmit-receive  point、TRP）は、受信もできるネットワーク側TPを指す。
【００４４】
mmWave通信システムの設計において考慮すべき追加的な要因は、下記を含む：
・高速システム取得および同期：広い通信ビームのブロードキャストがなければ、UEは、mmWave通信システムの動作パラメータを迅速に取得し、同期を達成することが困難になることがある。
・チャネル推定：TRPとUEの両方における多数の通信ビーム方向のため、送信ビームと受信ビームの間のすべての可能な一致を迅速に測定し、次いで通信のための最良の組み合わせ（単数または複数）を選択することが困難でありうる。
・ブロードキャスト情報：狭い通信ビームを使って情報ブロードキャストを実装することが可能か？  情報をブロードキャストする必要性を最小限にすることが可能か。
・ランダムアクセスおよびページング：狭い通信ビームを使用するUEを受信し、ページングするためにやはり狭い通信ビームを使うTRPへのアクセスを開始する技術が必要とされる。
【００４５】
図１Ａは、例示的な無線通信システム１００を示している。通信システムは、TRP  １０５、TRP  １０７およびTRP  １０９のような複数のTRPを含む。該複数のTRPの部分集合がUE  １１１と通信する。前記複数のTRPの前記部分集合は、UE  １１１にサービスを提供してもよい。UE  １１１はまた、TRPの部分集合を通じて送信することにより、他の装置と通信してもよい。通信システムは、多数のUEと通信できる複数のTRPを使用してもよいことが理解されるが、簡単のため、三つのTRPおよび一つのUEのみが図示されている。
【００４６】
一般に、時分割複信（time  division  duplexing、TDD）が高周波帯域で動作する通信システムのデフォルト・モードである。しかしながら、mmWave通信システムについては、全二重動作が（少なくともTRPにおいては）模索されてもよく、mmWave周波数における高い経路損失および狭い通信ビームの使用から生じる相対的に低いセル間干渉のために、成功の可能性が良好である。さらに、mmWaveアンテナ・アレイのサイズが小さいため、TRPで良好な分離を達成するために送信アンテナおよび受信アンテナを物理的に分離することができる。よって、TDD通信システムについての要件である、TRP間の絶対的なタイミング同期は要求されない。しかしながら、タイミング同期が利用可能性であれば、通信システムのパフォーマンスを高める可能性がある。
【００４７】
さらに、変調、チャネル推定およびアクセス手順は、非常に複雑なチャネル特性をもつ非常に限られた利用可能な帯域幅においてスペクトル効率を最大化するように設計された現在の第三世代パートナーシッププロジェクト（Third  Generation  Partnership  Project、3GPP）ロングタームエボリューション（Long  Term  Evolution、LTE）技術標準と比較して、単純化されうる。mmWave周波数では、典型的には、チャネルがより動的であることが期待され、よって、チャネル推定および他の手順は、より速い時間スケールで行なわれる必要があることがありうる。さらに、ずっと大きな利用可能な帯域幅に関し、デジタル信号処理は、単純化技術が開発されなければ、帯域幅とともにスケールする。特にUEのためのデジタル信号処理の簡単さのために、スペクトル効率がトレードオフされてしまうことがありうる。
【００４８】
図１Ｂは、通信装置１２０の詳細図を示している。通信装置１２０は、TRPまたはUEの例でありうる。通信装置１２０は、プロセッサ１２５、送信回路１２７、受信回路１２９およびアンテナ・アレイ１３１を含む。送信回路１２７は、プロセッサ１２５によって提供されるデータからアンテナ・アレイ１３１を使用して送信のための信号を生成するために使用されるアナログおよびデジタル回路を含む。受信回路１２７は、アンテナ・アレイ１３１によって受信された信号からデータを生成するために使用されるアナログおよびデジタル回路を含む。プロセッサ１２５は、送信されるデータおよび／または受信されるデータをデジタル処理するよう構成される。
【００４９】
ビームフォーミングを利用する現世代の通信システムにおいて、システム取得プロセスの一部は、TRPが利用可能な送信ビーム上で参照信号を送信することによりビーム掃引を実行し、UEが利用可能な受信ビームを通じて巡回して、送信された参照信号を受信し、通信ビーム情報、送信ビームの発射角などのシステム情報を取得する。ビーム掃引は、特にリンク妨害またはリンク脆弱性のために頻繁なシステム取得を必要とする通信システムにおいて、かなりの量のネットワーク資源を消費することがある。例として、TRPが16の利用可能な送信ビームをもち、UEが4つの利用可能な受信ビームをもつ通信システムを考える。そのような通信システムにおいては、システム取得プロセスは、TRPが16の送信ビームのそれぞれで参照信号を順次送信することに関わっていてもよく、各TRP送信の滞留時間は、UEが4個の受信ビームのそれぞれを使ってシステム情報を取得するために十分な情報を受信するために要求される時間よりも長い。
【００５０】
図２Ａは、TRP  ２０５とUE  ２０７との間の例示的なシステム取得プロセスをハイライトする通信システム２００を示す。TRP  ２０５は、利用可能な送信ビーム２０９を使って参照信号を送信しているところを示されており、UE  ２０７は、利用可能な受信ビーム２１１を使って参照信号を受信しているところを示されている。明らかに、UE  ２０７がTRP  ２０５からの送信を受信するためには、送信ビーム２０９と受信ビーム２１１の両方が適正に配向されていなければならない。
【００５１】
図２Ｂは、TRP  ２０５およびUE  ２０７が適正に配向されていない第一の例示的な状況をハイライトする通信システム２２０を示している。TRP  ２０５の送信ビーム２２２はUE  ２０７のほうに適正に配向されているが、UE  ２０７の受信ビーム２２４は、TRP  ２０５のほうに適正に配向されていない。よって、UE  ２０７は、TRP  ２０５からの参照信号の送信を受信することができない。
【００５２】
図２Ｃは、TRP  ２０５およびUE  ２０７が適正に配向されていない第二の例示的な状況をハイライトする通信システム２４０を示している。TRP  ２０５の送信ビーム２４２は、UE  ２０７のほうに適正に配向されていないため、UE  ２０７の受信ビーム２４４がTRP  ２０５のほうに適正に配向されていても、UE  ２０７は、TRP  ２０５からの参照信号の送信を受信することができない。
【００５３】
ある例示的実施形態によれば、空間領域ではなく時間領域において参照信号の送信を実行することによって、高速取得プロセスに関連する時間の量を低減することが可能である。利用可能な送信ビームの部分集合上で参照信号を順次送信する代わりに、アンテナ・アレイの各個別のアンテナ素子が、異なる周波数で同時に信号を送信して、時間領域においてビーム掃引を実行し、UEが、TRPに対するUEの発射角のようなシステム情報を決定できるようにすることが可能である。個々のアンテナ素子によって送信される異なる周波数における信号は、本明細書では、空間領域‐時間領域変換（spatial  domain  to  time  domain  transformation、STT）シンボルと称される。例示的な例として、線形アンテナ・アレイの各アンテナ素子は異なる周波数の正弦波であるSTTシンボルを同時に、ある時間期間（たとえば、直交周波数分割多重（orthogonal  frequency  division  multiplexed、OFDM）シンボル持続時間）にわたって送信する。一般に、アンテナ素子kによって送信されるSTTシンボルxkは、次のように表現される。
【数１】
0006852164.tif 000002
ここで、ω0はキャリア周波数、Δωはサブキャリア間隔、Kはアンテナ・アレイ内のアンテナ素子数、T0はSTTシンボルの持続時間、KΔωは総使用帯域幅である。
【００５４】
本明細書に提示される例示的実施形態の議論は、アンテナ・アレイに対するUEについての発射角（angle  of  departure）を決定することに焦点を当てているが、本明細書に提示される例示的実施形態は、出発方向（direction  of  departure）、到着角（angle  of  arrival）、到着方向などを含む他の方向性情報でも機能できる。よって、発射角の議論は、例示の実施形態の範囲または精神に対して限定するものと解釈されるべきではない。
【００５５】
図３Ａは、UE  ３１０にSTTシンボルを送信する線形アンテナ・アレイ３０５をハイライトする通信システム３００の例を示している。線形アンテナ・アレイ３０５は、k番目のアンテナ素子３１５および(k＋1)番目のアンテナ素子３１７などのM個のアンテナ素子を含む。線形アンテナ・アレイ３０５のアンテナ素子間には間隔dがある。図３に示されるように、UE  ３１０は、線形アンテナ・アレイ３０５に対して角度θ  ３２０のところに位置している。
【００５６】
角度θ  ３２０において線形アンテナ・アレイ３０５からある距離離れたところに位置するUE  ３１０は、次のように表わせる信号y(θ)を受信する。
【数２】
0006852164.tif 000003
ここで、Φ0は空気中の伝搬に起因する一定の位相オフセットであり、Aは各送信アンテナ素子からの受信信号振幅であり、λはキャリア周波数の波長である。xk(t)およびy(θ,t)についての式におけるT0/2のシフトにより信号ピークがSTTシンボル期間の中央になっていることを注意しておく。
【００５７】
図３Ｂは、アンテナ・アレイ３５５に対する種々の発射角をハイライトする通信システム３５０を示している。図３Ｂに示されるように、UE  ３６０は、アンテナ・アレイ３５５に対してたとえば−60度の第一の発射角に位置されてもよい。UE  ３５２は、第二の発射角、たとえば0度に位置されてもよく、UE  ３５４は第三の発射角、たとえば＋60度に位置されてもよい。みなアンテナ・アレイ３５５に対する角度である。図３Ｂに示される発射角はすべて、単一平面、たとえば方位角平面内であることを注意しておく。いくつかの配備では、第二の平面、たとえば仰角平面も存在する。ある代替では、前記単一平面は仰角平面であってもよく、第二平面が方位角平面であってもよい。
【００５８】
図４Ａは、STTシンボルを送信する線形アンテナ・アレイに対する角度θの種々の値でUEによって受信される信号y(θ,t)のグラフ４００を示している。STTシンボルは、時間T0にわたって送信される。グラフ４００のx軸は時間T0の割合を示し、グラフ４００のy軸は角度θの種々の値についてのオフセットをもつ信号y(θ,t)の大きさを示す。線形アンテナ・アレイは、d＝λ/2離間された16のアンテナ素子を含む。UEは、−60°〜＋60°の範囲の異なる方位角に10度きざみで位置される。例として、トレース４０５は、線形アンテナ・アレイに対して−60度に位置するUEによって受信される信号y(θ,t)を表わし、トレース４１０は、線形アンテナ・アレイに対して−50度に位置するUEによって受信される信号y(θ,t)を表わす、などとなる。
【００５９】
図４Ａに示されるように、各トレースは信号ピークを含み、各トレースの信号ピークは異なる時間に生じる。例示的な例として、トレース４０５は、約0.07×T0に発生する信号ピーク４０７をもち、トレース４１０は、約0.12×T0に発生する信号ピーク４１２をもつ。信号ピークは、線形アンテナ・アレイに対する角度θの値に依存して、異なる時間に生じることを注意しておく。
【００６０】
図４Ｂは、角度θと信号ピーク位置との間の関係を示すグラフ４５０を示している。トレース４５５は、角度θ（アンテナ・アレイに対するUEについての発射角）と、時間T0、すなわち到着時間の割合としての信号ピーク位置との間の関係を表わしている。トレース４５５は単調であり、よってUEによって受信される信号y(θ,t)に存在する信号ピークの到着時間から、発射角を一意的に決定することが可能である。STTシンボルの送信は、事実上、空間的情報（発射角）を信号ピークの到着時間に変換した。
【００６１】
ある例示的実施形態によれば、TRPのアンテナ・アレイの諸アンテナ素子によって異なるSTTシンボルが送信される、高速システム取得のためのシステムおよび方法が提供される。アンテナ・アレイのアンテナ素子による異なるSTTシンボルの送信は、TRPが異なる送信ビーム上で参照信号を送信することに関わる空間領域におけるビーム掃引をTRPが実行する必要性をなくすことを許容する。それにより、通信オーバーヘッドおよびシステム取得に費やされる時間が低減される。
【００６２】
ある例示的実施形態によれば、TRPは、最大送信電力レベルでSTTシンボルを周期的に送信する。最大送信電力レベルでのSTTシンボルの送信は、最大の利用可能なカバレッジを可能にする。UEは、信号ピーク、ならびに信号ピークの到着時間および位相を検出し、それらが、見通し（line  of  sight、LOS）経路および存在する任意のマルチパスについての発射角を含むシステム情報を決定するために使われる。システム情報の決定は、一般に逐次的なプロセスである空間領域におけるビーム掃引をなくしたため、一般に高速であり、UEにとって計算効率がよい。UEは、システム情報に基づいてTRPにフィードバックを提供してもよく、フィードバックは、TRPがUEのほうを向く送信ビームを形成することを可能にしうる。STTシンボルはまた、UEの周波数およびタイミングをTRPのタイミングと同期させるために使用されてもよい。さらに、信号ピークを探しながら、UEは、信号ピークを最大化し、特定の諸TRPからの特定のマルチパスと自身の送信ビームをマッチさせるために、自身のビームフォーミングを調整することができる。次いで、UEは、最良の送信ビームを使用して、一つまたは複数の所望されるTRP（たとえば、最強の信号をもつTRP（単数または複数））へのアクセスを開始しうる。
【００６３】
ある実施形態によれば、STTシンボルの前半において第一の周波数をもち、STTシンボルの後半において第二の周波数をもつSTTシンボルを使って到着時間を決定するシステムおよび方法が提供される。衛星測位システム（たとえば全地球測位システム（Global  Positioning  System、GPS））やUEでの他の型の信号のようなシステムによって提供される追加的なタイミング情報との関連で使用されるときは、STTシンボル（たとえば図４Ａに示されるようなもの）の持続時間の全体にわたって単一の周波数をもつSTTシンボルから信号ピークの絶対的な到着時間を決定することが可能であるが、追加的なタイミング情報に依拠しない技術が好ましいことがありうる。
【００６４】
STTシンボルの異なる部分における異なる周波数を使って到着時間を決定する例示的な技術は、TRPが、各アンテナ素子によって送信されるSTTシンボルの前半の周波数が上昇する
【数３】
0006852164.tif 000004
STTシンボルの前半で第一の周波数を送信することを含む。各アンテナ素子によって送信されるSTTシンボルの後半の周波数は下降し、
【数４】
0006852164.tif 000005
と表わせる。異なる部分において諸周波数をもつSTTシンボルの送信の結果として、UEは二つの信号ピークを検出する。二つの信号ピーク間の時間的な分離が、発射角に関係する到着時間情報を与える。議論は、STTシンボルの二つの半分における二つの異なる周波数に焦点を当てているが、例示的実施形態は、二つの連続するSTTシンボルにおける二つの異なる周波数で動作可能であり、あるいは複数のSTTシンボルが送信される場合、該複数のうちの第一の部分集合が第一の周波数をもつSTTシンボルを含み、該複数のうちの第二の部分集合が第二の周波数をもつSTTシンボルを含む。
【００６５】
図５Ａは、各STTシンボルの異なる部分において異なる周波数をもつSTTシンボルを送信する線形アンテナ・アレイに対して角度θの異なる値でUEによって受信された信号y(θ,t)のグラフ５００を示している。グラフ５００に示される各トレースは、異なる角度θについてUEによって受信された信号y(θ,t)を表わす。例として、トレース５０５は、角度0についてUEによって受信された信号y(θ,t)を表わす。トレース５０５は、時間差ΔTP  ５１５離れている二つの信号ピーク５１０および５１２を特徴とし、信号ピーク５１０は、第一の周波数をもつSTTシンボルの第一の部分に対応し、信号ピーク５１２は、第二の周波数をもつSTTシンボルの第二の部分に対応する。図５Ｂは、角度θと時間差ΔTPとの間の関係を示すグラフ５５０を示している。トレース５５５は、角度θとT0の割合としての時間差ΔTPとの間の関係を表わしている。トレース５５５は単調であり、よって、UEによって受信される信号y(θ,t)における二つの信号ピーク間の時間差ΔTPから発射角を一意的に決定することが可能である。例として、図５Ａのトレース５０５における二つの信号ピークについての時間差ΔTPは約1.0×T0であり、これは、図５Ｂのグラフ５５０によれば角度0に対応する。
【００６６】
環境に存在するオブジェクトから反射する信号がUEに到達すると、マルチパスが生じる。マルチパスに関連する経路は、LOS経路よりも長く、よって、マルチパスに関連する遅延がある。特定のマルチパスに関連する遅延の量は、マルチパスに関連する経路の長さに依存する。
【００６７】
図６Ａは、マルチパスの効果をハイライトする通信システム６００を示す。通信システム６００は、アンテナ・アレイ６０５をもつTRPを含む。TRPはUE  ６１０にSTTシンボルを送信している。LOS経路６１５は、アンテナ・アレイ６０５とUE  ６１０との間に存在する。しかしながら、通信システム６００の環境にオブジェクトがあり、それらのオブジェクトのいくつか（たとえば、object_1  ６２０およびobject_2  ６２５）は、UE  ６１０に到達する反射を引き起こす。Object_1  ６２０のほうがアンテナ・アレイ６０５に近く、低遅延６２２をもつ、より短いマルチパスをもたらし、一方、object_2  ６２５は、アンテナ・アレイ６０５からより遠くに離れており、高遅延６２７をもつ、より長いマルチパスをもたらす。
【００６８】
マルチパスに関連する遅延およびオブジェクト（単数または複数）の発射角は、信号がオブジェクトから反射した後にUEが信号の信号ピーク（単数または複数）をいつ受け取るかに対して影響を与える。例示的な例として、object_1  ６２０は、object_2  ６２５よりもUE  ６１０の右（アンテナ・アレイ６０５の観点から）にあり、よって、object_1  ６２０の発射角に対応する第一の信号ピークは、object_2  ６２５の発射角に対応する第二の信号ピークに先立って受信される。低遅延マルチパス６２２に関連する、より低い遅延も、UE  ６１０が、第二の信号パルスを受信するよりも早く第一の信号ピークを受信することにつながる。
【００６９】
図６Ｂは、マルチパスのある環境で動作するUEによって受信される信号ピークの描画６５０を示している。第一の信号ピーク６５５および第二の信号ピーク６５７は、アンテナ・アレイが先に論じたように各STTシンボルの異なる部分において異なる周波数をもつSTTシンボルを送信しているときの、アンテナ・アレイとUEとの間のLOS経路に対応する。第三の信号ピーク６６０および第四の信号ピーク６６２は、アンテナ・アレイとUEとの間の低遅延マルチパスに対応し、一方、第五の信号ピーク６６５および第六の信号ピーク６６７は、高遅延マルチパスに対応する。LOS経路に対応する信号ピークの大きさは、マルチパスに対応する信号ピークの大きさよりも高いことを注意しておく。さらに、信号が伝搬しなければならない距離が大きいほど、信号ピークの大きさは小さくなる。
【００７０】
例示的な例として、信号ピーク６５５および６５７は、アンテナ・アレイ６０５とUE  ６１０との間のLOS経路に対応する。さらに、信号ピーク６６０および６６２は低遅延マルチパス６２２に対応し、信号ピーク６６５および６６７は高遅延マルチパス６２７に対応する。信号ピークの対から、UE  ６１０は、発射角、時間遅延ならびに大きさおよび位相などのチャネル特性を決定することができ、それにより、信号ピークの対の位置および分離に従って、チャネル（マルチパス・チャネルを含む）のチャネル推定値を得ることができる。
【００７１】
アクセスと移動性をサポートするために、UEは異なるTRPを区別し、識別する必要があることがありうる。例示的な例として、UEにサービスすることができる複数のTRPがある状況において、UEは、複数のTRPを区別しなければならない。TRPによって送信されるSTTシンボルが、UEが異なるTRPの間の区別をすることを許容するために使用されてもよい。
【００７２】
ある例示的実施形態によれば、種々のTRPについての識別情報を伝達するために、STTシンボルに情報が埋め込まれる。
【００７３】
ある例示的実施形態によれば、一対のSTTシンボルの間の時間差が、異なるTRPについての識別情報を伝達するために使われる。換言すれば、異なるTRPは、STTシンボルの対の間の異なる時間差を使う。一対のSTTシンボルにおけるSTTシンボルは同一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。STTシンボルの対は、たとえば、フレーム周期TFの周期性をもって、周期的に送信されてもよい。各TRPは、TRP  ID、セルID（cell  identity）などのTRP識別子に対応する識別子オフセットTCIDを有し、それが、二つのSTTシンボルを時間的に分離するために使われる。
【００７４】
複数のTRPがある状況では、複数の信号ピークがマルチパスと間違われることがありうる。そのような状況では、近隣のTRPの間の近傍オフセット（neighbor  offset）TNOを使用することが可能であってもよい。近隣のTRPの間のさまざまな近傍オフセットが、通信システムのオペレーターによって指定されうる。
【００７５】
図７は、UEによって受信される信号ピークの描画７００を示し、ここで、一対のSTTシンボル間の時間差が、TRPについての識別情報を伝達するために使われる。描画７００は、周期性TF  ７０５をもって二つのTRPによって送信される二対のSTTシンボルに対応する信号ピークを示している。第一の信号ピーク対７１０は、第一のTRPによって送信されるSTTシンボルの第一の対に対応し、第二の信号ピーク対７１２は、第二のTRPによって送信されるSTTシンボルの第二の対に対応する。第一の信号ピーク対７１０と第二の信号ピーク対７１２との間の時間オフセット７１５は、第一のTRPのTRP識別子を伝達する。第三の信号ピーク対７２０は、第二のTRPによって送信されるSTTシンボルの第一の対に対応し、第四の信号ピーク対７２２は、第二のTRPによって送信されるSTTシンボルの第二の対に対応する。第三の信号ピーク対７２０と第四の信号ピーク対７２２との間の時間オフセット７２５は、第二のTRPのTRP識別子を伝達する。第一の信号ピーク対７１０と第三の信号ピーク対７２０との間の近傍オフセット７３０は、さまざまな信号ピーク対をマルチパスと間違えることを防止する助けになる。
【００７６】
ある例示的実施形態によれば、変調されたSTTシンボルが、異なるTRPについての識別情報を伝達するために使用される。STTシンボル自体が、情報をエンコードするために変調されてもよい。信号の強度を維持するために、位相変調（たとえば二値位相シフトキーイング（binary  phase  shift  keying、BPSK）、直交位相シフトキーイング（quadrature  phase  shift  keying、QPSK）、8PSK（8値PSK）など）が使われてもよい。変調は、STTシンボル全体またはSTTシンボルの半分に適用されることができ、エンコードできる情報の量を二倍にすることを許容する。さらに、複数のSTTシンボルを使用して、フレーム番号、TRP識別子、アクセス情報などを含みうる、さらなる情報のエンコードを許容してもよい。さらに、受信器における変調されたSTTシンボルのための良好なPSKコンステレーションを得ることによって、周波数同期が達成されうる。
【００７７】
図８は、UEによって受信される信号ピークの描画８００を示し、ここで、変調されたSTTシンボルは、TRPのための情報を伝達するために使われる。描画８００は、周期性TF  ８０５をもって二つのTRPによって送信される変調されたSTTシンボルに対応する信号ピークを示す。信号ピークの第一の集合８１０は、第一のTRPによって送信される変調されたSTTシンボルに対応し、信号ピークの第二の集合８１５は、第二のTRPによって送信される変調されたSTTシンボルに対応する。第一の集合の信号ピーク８１０と第二の集合の信号ピーク８１５との間の近傍オフセット８２０は、信号ピークのさまざまな集合をマルチパスと間違えることを防止する助けになる。
【００７８】
ここに提示される例示的実施形態は、二次元アンテナ・アレイでも動作可能である。上記で提示した議論は線形アンテナ・アレイに焦点を当てているが、例示的実施形態は、二次元アンテナ・アレイにも適用される。典型的な用途では、水平方向および垂直方向の次元は、角度およびユーザー分布におけるカバレッジの幅に関して同一ではない。たとえば、ほとんどの用途において、水平方向のカバレッジ角度範囲のほうが広い必要がある（仰角範囲よりも大きな方位角範囲）。
【００７９】
ある例示的実施形態によれば、寸法M×Nの二次元アンテナ・アレイを備える展開において、第一の平面内の複数の角度が定義され、STTシンボルは、第一の平面のそれぞれの角度において送信され、線形アンテナ・アレイを備える展開の記述と同様の仕方で第二の平面を横断する。第一の平面が仰角平面であり、第二の平面が方位角平面である展開に関わる例示的実施形態では、仰角平面内でL個（LはN以下）の下傾角がL個の重み付けベクトルVの集合によって定義され、STTシンボルは、各下傾角について二次元アンテナ・アレイのアンテナ素子によって送信される。重み付けベクトルVは、所望される仰角範囲にわたってもよい。例示的な例として、重み付けベクトルは、次のように表わせる。
【数５】
0006852164.tif 000006
ここで、kは垂直方向の次元におけるアンテナ素子インデックス、lは下傾角のインデックス、dvは垂直方向の次元におけるアンテナ素子間隔、φlは下傾角、λはキャリア周波数の波長である。TRPは、下傾角においてSTTシンボルを送信するときに、垂直方向の次元において諸アンテナ素子に、下傾角に対応する重み付けベクトルを適用する。第一の平面が方位角平面であり、第二の平面が仰角平面である展開も可能である（たとえば、高層建築において通信を提供する通信システム）。
【００８０】
UEは、L個の下傾角において送信されたSTTシンボルを受信し、受信されたSTTシンボルを調べて、最大の大きさの信号ピークを発見して、最良下傾角および最良の下傾角内のUEについての発射角を決定する。
【００８１】
図９は、二次元アンテナ・アレイを利用するTRPを備える展開においてUEによって受信される信号ピークの描画９００を示す。描画９００は、UEによって受信されたSTTシンボルを表わす、第一の集合の信号ピーク９０５および第二の集合の信号ピーク９１０のような、信号ピークの複数の集合を示す。信号ピークの各集合は、異なる下傾角に対応している。これらの集合の信号ピークの大きさは、下傾角がUEの位置とどれだけよくマッチするかに関係している。例として、第一の集合の信号ピーク９０５の大きさは、第二の集合の信号ピーク９１０の大きさよりも小さく、それにより、第二の集合の信号ピーク９１０に関連する下傾のほうが、第一の集合の信号ピーク９０５に関連する下傾よりも、UEに向かって良好に配向されることを示す。あるいはまた、第一の集合の信号ピーク９０５に関連する下傾における経路のほうが、第二の集合の信号ピーク９１０に関連する下傾における経路よりも大きな経路損失を有することがありうる。
【００８２】
ある例示的実施形態によれば、寸法M×Nの二次元アンテナ・アレイを備える展開において、第一の平面および第二の平面内の走査が組み合わされて、ビーム掃引プロセスにかかる時間を短縮するのを助ける。例示的な例として、複数の下傾角の各下傾角について、STTシンボル対の前半のみが送信され、次いで、ひとたび下傾角のすべてが（たとえば上から下に）シグナリングされたら、STTシンボル対の後半を使って、下傾角が下から上へシグナリングされる。二つの同一の信号ピーク（たとえば、最大の大きさをもつ同一の信号ピーク対）の間で時間差TAoDが決定され、発射角は次のように決定されうる。
【数６】
0006852164.tif 000007
ここで
【数７】
0006852164.tif 000008
はフロア演算子であり、Remainder(a,b)はaをbで割った余りを返す。
【００８３】
図１０は、二次元アンテナ・アレイを使うTRPを備える展開においてUEによって受信される信号ピークの描画１０００を示している。ここで、ビーム掃引時間を短縮するのを助けるため、ビームはSTTシンボルの半分を利用する。描画１０００は、信号ピーク１００５、１００７、１００９および１０１１のような複数の信号ピークを示す。等しい大きさの信号ピークはSTTシンボル対に対応する。例として、信号ピーク１００５および１００７はSTTシンボル対に対応し、信号ピーク１００９および１０１１も同様である。信号ピーク１００５および１００７は最大の大きさを有し、UEに向けて最良に配向される下傾角または最低の経路損失をもつ下傾角で送信されたSTTシンボルに対応する可能性が高い。UEについての発射角は、信号ピーク１００５と１００７の間の時間差であるTAoD  １０１５から決定されうる。
【００８４】
例示的実施形態によれば、異なる下傾角が移相器を使ってアナログ領域で実現されるハイブリッド・ビームフォーミングが、STTシンボルを使って二次元アンテナ・アレイによるビーム掃引をサポートするために使用される。ハイブリッド・ビームフォーミングは、デジタル・ビームフォーミング技術とアナログ・ビームフォーミング技術の両方の組み合わせである。例として、ハイブリッド・ビームフォーミングは、デジタル・ビームフォーミングが動作する調整可能なアナログ・ビームを形成するために中間周波数（intermediate  frequency、IF）または無線周波数（radio  frequency、RF）領域においてアナログ移相器を使用することによって送信器の数を減少させる。
【００８５】
図１１は、ハイブリッド・ビームフォーミングを用いて実装される二次元アンテナ・アレイ１１００を示す。二次元アンテナ・アレイ１１００は、アンテナ素子１１０５および１１０７などのM×Nのアンテナ素子を含む。二次元アンテナ・アレイ１１００は、アンテナ素子の垂直方向の列を含むサブアレイ１１１０および１１１５などのサブアレイに分割される。図１１に示されるように、M個のサブアレイがあり、各サブアレイはN個のアンテナ素子を含む。アナログ・ビームフォーミングは、異なる下傾をサポートするために各サブアレイにおいて実行され、一方、デジタル・ビームフォーミングは、方位角平面における掃引をサポートするために諸サブアレイを横断して実行される。
【００８６】
二次元アンテナ・アレイ１１００によってサービスされるUEについての発射角は、以下のように決定されてもよい。
１．諸サブアレイを第一の下傾角（たとえば、最も低い下傾角）に構成設定し、STTシンボルの前半を送信して、第一の下傾角の方位角平面をカバーする。
２．残りの下傾角について＃１を第一の順序（たとえば小さい下傾角から大きい下傾角の順）で繰り返す。
３．諸サブアレイを第二の下傾角（たとえば、最も高い下傾角）に構成設定し、STTシンボルの後半を送信して、第二の下傾角の方位角平面をカバーする。
４．残りの下傾角について＃２を第二の順序（たとえば大きな下傾角から小さな下傾角の順）で繰り返す。
【００８７】
大きな二次元アンテナ・アレイをサブアレイに分割することに関連して、二次元アンテナ・アレイをより小さなサブアレイに分割する多くの仕方がある。第一の技法は、図１１に示されるように、二次元アンテナ・アレイを垂直方向のサブアレイに分割することに関わる。第二の技法は、二次元アンテナ・アレイを等しいサイズのサブアレイに分割することに関わる。サイズM列の任意のアンテナ・アレイにおいて、STTシンボルの前半は次のように表わせる。
【数８】
0006852164.tif 000009
アンテナ・アレイが、各サブアレイがM/P個の列をもつP個のサブアレイに分割される場合、各サブアレイは、前述のようにハイブリッド・ビームフォーミングを利用して、L個の異なる下傾でM/P個の方位角ビームを形成しうる。P個のデジタル送信器のSTTシンボルは、次のように表わせる。
【数９】
0006852164.tif 000010
同時に、アナログ・ビームフォーミングが、各方位角ビームのための持続時間T0×P/Mで、M/P個の方位角ビーム間のスイッチングを許容する。
【００８８】
図１２は、P＝4個のサブアレイに分割された二次元アンテナ・アレイ１２００を示している。二次元アンテナ・アレイ１２００は、64個のアンテナ素子を含み、それぞれ16個のアンテナ素子をもつサブアレイ１２０５のような4つのサブアレイに分割される。
【００８９】
1024個のアンテナ素子をもつアンテナ・アレイをもつ第一の例示的な通信システムを考える。フレーム持続時間TF＝1ミリ秒（ms）をもつ各無線フレームにおいてSTTシンボルを送信するために、8マイクロ秒（μs）が利用可能である。すると、STTサブキャリア間隔Δf＝(1/4)μs＝250kHzであり、オフセット粒度が8μsのときのTRP  IDオフセットTCIDの数はTF/2/8μs＝62に等しく、そしてオフセット粒度が4μsである場合には、TRP  IDオフセットTCIDの数はTF/2/4μs＝125に等しい。相続くフレームの間に加えられる追加的な時間差Tdither（たとえば、フレームとフレームの間の時間＝TF＋Tdither）が、同期の目的のために、制限された無線フレーム番号情報をエンコードするために使用されてもよい。例として、Tditherは1μsのきざみで0ないし20μsの範囲であり、異なるフレームの間で変化する。
【００９０】
1024個のアンテナ素子をもつアンテナ・アレイをもつ第二の例示的な通信システムを考える。STTシンボル時間（信号ピーク間の時間）は8μsであり、無線フレーム当たり8個のSTTシンボルが送信される。各無線フレームがフレーム持続時間TF＝1msもつ場合、通信オーバーヘッドは8×8/1000＝6.5%である。STTサブキャリア間隔はΔf＝(1/4)μs＝250kHzである。STTシンボル当たり1位相変調および8PSKが使われるときは、無線フレーム毎にSTTシンボルによってエンコードされうる情報の総ビット数は3×8＝24ビットであり、半STTシンボル当たり1位相変調および8PSKが使われるときは、エンコードされうる情報のビット数は3×16＝48ビットである。
【００９１】
128列をもち、8つの異なる下傾角をサポートするアンテナ・アレイを備えた例示的な通信システムを考える。アンテナ・アレイの水平行は、完全にデジタルの送信器で個別に駆動され、一方、異なる下傾角は移相器で実現される。アンテナ・アレイは、少なくとも128×8個のアンテナ素子をもつ（より狭いビームを提供するために垂直方向の列においてはより多くのアンテナ素子が使用されてもよいが、垂直方向の列ごとに少なくとも8個のアンテナ素子が必要とされる）。8μsのSTTシンボル時間の間に128個の送信器から送信される信号は、次のように表わせる。
【数１０】
0006852164.tif 000011
ここで、Δf＝250kHzであり、T0＝4μsであり、k＝0〜127である。8μsのSTTシンボル時間の間、アンテナ・アレイは、0.5μsきざみで下傾ビーム・インデックス1、2、3、4、5、6、7、8、8、7、6、5、4、3、2、1を通じて巡回する。総信号帯域幅は1024×Δf＝256MHzである。図１３Ａは、128×8個のアンテナ素子を、それぞれ8個のアンテナ素子をもつ列１３０５のような128個の列に配置したアンテナ・アレイ１３００を示している。図１３Ｂは、下傾ビーム１３５０を示す。下傾ビーム１３５０は、下傾ビーム１３５５のような8つの下傾ビームを含む。
【００９２】
32列をもち、4つの異なる下傾角をサポートするアンテナ・アレイを備えた例示的な通信システムを考える。アンテナ・アレイの水平行は、完全にデジタルな送信器で個別に駆動され、一方、異なる下傾角は移相器で実現される。アンテナ・アレイは、少なくとも32×4個のアンテナ素子をもつ（より狭いビームを提供するために垂直方向の列において、より多くのアンテナ素子が使用されてもよいが、垂直方向の列当たり少なくとも4個のアンテナ素子が必要とされる）。8μsのSTTシンボル時間の間に32個の送信器から送信される信号は、次のように表わせる。
【数１１】
0006852164.tif 000012
ここで、Δf＝250kHzであり、T0＝4μsであり、k＝0〜31である。8μsのSTTシンボル時間の間、アンテナ・アレイは、0.5μsきざみで下傾ビーム・インデックス1、2、3、4、4、3、2、1を通じて巡回する。総信号帯域幅は128×Δf＝32MHzである。図１４Ａは、32×4個のアンテナ素子を、それぞれ4個のアンテナ素子をもつ列１４０５のような32個の列に配置したアンテナ・アレイ１４００を示している。図１４Ｂは、下傾ビーム１４５０を示す。下傾ビーム１４５０は、下傾ビーム１４５５のような4つの下傾ビームを含む。
【００９３】
8列をもち、2つの異なる下傾角をサポートするアンテナ・アレイを備えた例示的な通信システムを考える。アンテナ・アレイの水平行は、完全にデジタルな送信器で個別に駆動され、一方、異なる下傾角は移相器で実現される。アンテナ・アレイは、少なくとも8×2個のアンテナ素子をもつ（より狭いビームを提供するために垂直方向の列において、より多くのアンテナ素子が使用されてもよいが、垂直方向の列当たり少なくとも2個のアンテナ素子が必要とされる）。8μsのSTTシンボル時間の間に8個の送信器から送信される信号は、次のように表わせる。
【数１２】
0006852164.tif 000013
ここで、Δf＝250kHzであり、T0＝4μsであり、k＝0〜7である。8μsのSTTシンボル時間の間、アンテナ・アレイは、0.5μsきざみで下傾ビーム・インデックス1、2、2、1を通じて巡回する。総信号帯域幅は16×Δf＝4MHzである。図１５Ａは、8×2個のアンテナ素子を、それぞれ2個のアンテナ素子をもつ列１５０５のような8個の列に配置したアンテナ・アレイ１５００を示している。図１５Ｂは、下傾ビーム１５５０を示す。下傾ビーム１５５０は、下傾ビーム１５５５のような2つの下傾ビームを含む。
【００９４】
本明細書に示される例示的な通信システムは、前述のように、ハイブリッド・ビームフォーミングが水平方向次元において実行される構成に適応可能であることを注意しておく。
【００９５】
図１６は、STTシンボルを利用するシステム取得に参加するTRPにおいて生起する例示的な動作１６００の流れ図を示している。動作１６００は、システム取得に関わる効率を改善するのを助けるためにSTTシンボルを利用するシステム取得にTRPが参加する際にTRPにおいて生起する動作を示しうる。
【００９６】
動作１６００は、TRPがアンテナ・アレイのアンテナ素子のためのSTTシンボルを生成することをもって始まる（ブロック１６０５）。STTシンボルは、タイミング参照を使って絶対的な到着時間を決定する必要なしに、タイミング情報の決定を容易にするために、各STTシンボルの異なる部分において異なる周波数を有していてもよい。STTシンボルは、TRP識別子のような、STTシンボルに埋め込まれたTRP情報を有していてもよい。TRP情報の埋め込みは、各TRPについて異なるTRP識別子オフセットを使用すること、またはSTTシンボルを（たとえばPSKを使って）変調することに関わってもよい。アンテナ・アレイは、一次元アレイまたは二次元アレイであってもよく、二次元アレイは、複数の一次元アレイまたは複数のより小さな二次元アレイと見てもよい。デジタル・ビームフォーミングまたはハイブリッド・ビームフォーミングが、第一の次元方向においてビームを実現するために使用されてもよく、一方、STTシンボルが、第二の次元方向においてビームを実現してもよい。TRPは、アンテナ・アレイを使ってSTTシンボルを送信し、時間領域においてビーム掃引を実行する（ブロック１６１０）。STTシンボルの設計がUEにおける検出をどのように簡単にするかについての詳細な議論は下記で提供される。STTシンボルは、データ・フレームの小さな部分において送信でき、そのことは通信オーバーヘッドを低く保つ助けとなる。TRPは、システム取得および同期に参加する（ブロック１６１５）。
【００９７】
STTシンボルの設計は、次のことを含む多様な理由により、UEにおける信号ピーク検出を単純化する。
・TRPの各送信器は、送信器のピーク電力（すなわち、0dBのピーク対平均電力比（peak  to  average  power  ratio、PARR））で単一トーン（single  tone）を送信する。よって、UEで受信される信号ピークのレベルは、可能な最高レベルである。
・平均受信信号電力レベルがUEのノイズと同じである0dBの信号対雑音比（signal  to  noise  ratio、SNR）状況でも（通常送信される信号のPARが9dBであるとする）、STTシンボルの信号ピークは平均ノイズ・レベルより9dB高い。よって、ガウシアン・ノイズが同様のPAPRをもつことを考えると、ノイズも平均電力より9〜10dB高いピークをもつ10-4の確率があるが、この雑音が信号ピークに干渉する確率は小さく、信号ピークの規則的構造が、ノイズ・ピークからの容易な区別を許容する。
・STTシンボルの設計は、他のTRPによって送信されるSTTシンボルからの干渉の単純な検出および拒否を許容する。
・受信信号レベルが低い状況（たとえば、TRPのカバレッジ・エリアの端または端近くに位置するUEでの）では、受信信号は、複数の無線フレームにわたって累積されて、レイテンシーの増大を代償として受信信号の品質を改善してもよい。しかしながら、よりよいSNRをもつUEについては、信頼できる検出が迅速に達成されることができ、システム取得および同期プロセスを速める。
【００９８】
図１７は、STTシンボルを利用するシステム取得に参加するUEにおいて生起する例示的な動作１７００の流れ図を示している。動作１７００は、UEが、アンテナ・アレイを使ってTRPによって送信されるSTTシンボルを利用するシステム取得に参加する際に、UEにおいて生起する動作を示しうる。
【００９９】
動作１７００は、UEがTRPによって送信されたSTTシンボルを受信することをもって始まる（ブロック１７０５）。UEは信号ピークを識別する（ブロック１７１０）。信号ピークの識別または検出のための例示的技法の詳細な議論は下記で提供される。UEは、STTシンボルに埋め込まれた情報を判別する（ブロック１７１５）。該情報は、たとえばTRP識別子オフセットまたは変調を使って、STTシンボルに埋め込まれてもよい。UEは、信号ピークから発射角を決定する（ブロック１７２０）。UEについての発射角は、単一のTRPに関連する信号ピーク間のタイミング差から決定されてもよい。UEが発射角に関する情報をフィードバックする（ブロック１７２５）。UEは、発射角を使ってシステム取得および同期に参加する（ブロック１７３０）。
【０１００】
先に論じたように、UEは、通信パフォーマンスを改善するために受信ビームフォーミングをも使ってもよい。よって、UEは、受信信号強度を最大にするよう、受信ビームをTRPの方向に適正に配向させなければならない。信号ピーク同定のための例示的な技法は、UEが、UEの全体、すなわち360度全部を包含する探索空間を通じて複数の固定した受信ビームの間でスイッチングしていくことにより、幅広受信ビームをもって走査することに関わる。代替的な実施形態では、UEが、TRP（単数または複数）の位置の大まかな推定値を提供する何らかの位置情報をもつ場合には、UEは、位置情報に従って探索空間を縮小することができる。そのような状況では、UEは、走査しなければならない幅広受信ビームの数を減らし、走査レイテンシーを短縮することができる。各幅広ビームの滞留時間は、信号積分を通じて信頼できる検出を可能にするために、セルの端に位置するUEについて十分に長くなければならず、滞留時間は、セルのレンジによって決定されてもよい。ひとたびUEがTRP（単数または複数）によって送信されたSTTシンボルを検出したら、UEは、探索を精密化し、潜在的にはさらに信号ピークの検出を改善するために、細い受信ビームによる走査に切り換えることができる。例として、UEは、STTシンボルを検出した一つまたは複数の幅広受信ビーム内で、該一つまたは複数の幅広受信ビームを横断する狭い受信ビームをもって走査してもよい。
【０１０１】
STTシンボルによって占有される帯域幅は、アンテナ・アレイのサイズとともにスケールすることを注意しておく。小さなアンテナ・アレイが使用される状況では、STTシンボルが占有するのが利用可能な帯域幅のごく一部であるときに、利用可能な帯域幅の全体についてどのようにしてチャネル推定を得るかに関する問題が生じる。ある例示的実施形態によれば、STTシンボルは、異なる無線フレームについて異なる中心周波数において送信される。周波数ホッピング・パターンと呼ばれるSTTシンボルを送信するために使われる周波数のシーケンスが、無線フレーム番号などの通信システムについての情報をさらにエンコードするために使われてもよい。例示的な例として、第一の周波数ホッピング・パターンが第一の無線フレーム番号を示すために使われ、第二の周波数ホッピング・パターンが第二の無線フレーム番号を示すために使われる、などとなる。さらに、異なるサイズのアンテナ・アレイを受け容れられるように、系統的なホッピング方法が開発されてもよい。
【０１０２】
通信システムにおいて使用されるアンテナ・アレイが、サポートされる最大のアンテナ・アレイ・サイズよりも大きい、またはSTTシンボルの送信専用の利用可能な帯域幅が、必要とされるSTTシンボルの総数よりも小さいという状況が生じうる。両方の状況において、アンテナ・アレイは、サポートされる最大のアンテナ・アレイ・サイズ以下である、より小さいサブアレイに分割されてもよい。各サブアレイは、最大アレイ・サイズ制限を満たし、各サブアレイのSTTシンボルは、STTシンボルの送信専用の利用可能な帯域幅より大きくない帯域幅を占有する。サブアレイは重なり合ってもよい。STTシンボルは、無線フレームと無線フレームの間で、異なるサブアレイ間でホップしてもよい。ひとたびUEがホッピング・パターンを、たとえば制御チャネル情報を通じて決定したら、UEは、諸受信信号を一緒に組み合わせて、アンテナ・アレイ全体についてUEについての発射角を決定することができる。
【０１０３】
ランダムアクセスに関連して、ひとたびUEがオンにされると、または新しいカバレッジ・エリアにはいると、UEは、TRPによって送信されるSTTシンボルの周波数および／またはキャリアを監視し始めてもよい。UEは、たとえば信号ピークの大きさに基づいて、最も強力なTRP（単数または複数）を識別し、システム情報（たとえば、周波数およびタイミング同期情報）を取得することに進む。UEはまた、閾値を満たす受信信号レベルをもつ代替TRPを識別してもよい。ひとたびUEがシステム情報を取得したら、UEはランダムアクセスを開始する準備が整う。
UEには以下の情報をもつ。
・識別子時間オフセット（TCID）または最も強力なTRP（単数または複数）についてのエンコードされたSTTシンボルからのTRP  ID。
・フレーム番号で表わしたシステム・タイミング情報（初期には短いシーケンスについてのみ）。
・目標TRPについての発射角（TAoD）。
・目標TRPからの送信を受信するために使うべき最良の受信ビーム。
対応して、UEは、目標TRPに送信するために使うべき最良の送信ビームをももつ。
【０１０４】
ランダムアクセス技術は、上記の情報を用いて、ランダムアクセス信号を目標TRPに送信するための一つまたは複数の時間インスタンス（目標TRPが受信ビームをUEに向け、ランダムアクセス信号を受信することを期待している時に対応する時間インスタンス）を一意的に決定するように設計されてもよい。ランダムアクセス信号は、前記一つまたは複数の時間インスタンスにおいて、目標TRPについての最良の送信ビームを使って送信されてもよい。目標TRPは、ランダムアクセス信号に含まれるUEから受信されたフィードバックから決定された最良の送信ビームを使って、ランダムアクセス信号に対する受け取り確認をUEに送信してもよい。
【０１０５】
UEがアクティブ・セッションにある状況では、UEは、TRPによって送信されるSTTシンボルを監視し続け、目標TRPのために発射角に関連するフィードバックを提供し続けることができる。継続的なモニタリングおよびフィードバックにより、TRPおよびUEは、通信のために最良の通信ビームを使い続けることができる。UEがアイドル・モードにある状況では、UEは、TRPによって送信されるSTTシンボルを監視し続け、目標TRPのために発射角を決定してもよい。目標TRPのための発射角が指定された閾値を超えて変化した場合、UEは、接続しているTRPを更新する。該更新はTRPの変更につながることがありうる。
【０１０６】
一般に、ページングは、低域マクロ・ネットワークにおいて効率的である。UEが休止している状況では、UEに到達してページを送信しようとする試みは非効率的でありうる。しかしながら、UEがアイドルであり、mmWaveネットワークに登録されている場合、ネットワークは、最新の更新を提供したときに、UEがどのTRPと通信していたかを知る。ページング・プロセスは、最新の更新の間に決定された一組のビーム（送信ビームおよび受信ビーム）を通じて進行してもよい。
【０１０７】
図１８は、ホスト装置内に設置されうる、本明細書に記載の方法を実行するための実施形態処理システム１８００のブロック図を示している。図示されるように、処理システム１８００は、プロセッサ１８０４、メモリ１８０４およびインターフェース１８１０〜１８１４を含み、これらは、図１８に示されるように配置されてもよい（またはされなくてもよい）。プロセッサ１８０４は、計算および／または他の処理関連タスクを実行するよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合であってもよく、メモリ１８０６は、プロセッサ１８０４による実行のためのプログラミングおよび／または命令を記憶するよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合であってもよい。ある実施形態では、メモリ１８０６は、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体を含む。インターフェース１８１０、１８１２、１８１４は、処理システム１８００が他の装置／コンポーネントおよび／またはユーザーと通信することを許容にする任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合であってもよい。たとえば、インターフェース１８１０、１８１２、１８１４のうちの一つまたは複数は、プロセッサ１８０４からのデータ、制御、または管理メッセージをホスト装置および／またはリモート装置にインストールされたアプリケーションに通信するように適応されてもよい。もう一つの例として、インターフェース１８１０、１８１２、１８１４のうちの一つまたは複数は、ユーザーまたはユーザー装置（たとえばパーソナルコンピュータ（personal  computer、PC）など）が処理システム１８００と対話／通信することを許容するよう適応されてもよい。処理システム１８００は、長期記憶（たとえば不揮発性メモリなど）のような、図１８に描かれていない追加的なコンポーネントを含んでいてもよい。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、処理システム１８００は、電気通信ネットワークにアクセスしているか、またはその一部であるネットワーク装置に含まれる。一例において、処理システム１８００は、基地局、中継局、スケジューラ、コントローラ、ゲートウェイ、ルーター、アプリケーション・サーバーまたは電気通信ネットワークにおける他の任意の装置のような、無線または有線の電気通信ネットワークにおけるネットワーク側装置にある。他の実施形態では、処理システム１８００は、移動局、ユーザー装置（UE）、パーソナルコンピュータ（PC）、タブレット、ウェアラブル通信装置（たとえばスマートウォッチなど）または電気通信ネットワークにアクセスするよう適応された他の任意の装置のような無線または有線の電気通信ネットワークにアクセスするユーザー側装置にある。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、インターフェース１８１０、１８１２、１８１４のうちの一つまたは複数は、処理システム１８００を、電気通信ネットワークを通じて信号を送受信するよう適応されたトランシーバに接続する。図１９は、電気通信ネットワークを通じて信号を送受信するよう適応されたトランシーバ１９００のブロック図を示している。トランシーバ１９００は、ホスト装置内に設置されてもよい。図示されるように、トランシーバ１９００は、ネットワーク側インターフェース１９０２、結合器１９０４、送信器１９０６、受信器１９０８、信号プロセッサ１９１０および装置側インターフェース１９１２を有する。ネットワーク側インターフェース１９０２は、無線または有線の電気通信ネットワークを通じて信号を送信または受信するよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでいてもよい。結合器１９０４は、ネットワーク側インターフェース１９０２を通じて双方向通信を容易にするよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでいてもよい。送信器１９０６は、ベースバンド信号をネットワーク側インターフェース１９０２を通じて送信するのに好適な変調されたキャリア信号に変換するよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合（たとえば、アップコンバータ、電力増幅器など）を含んでいてもよい。受信器１９０８は、ネットワーク側インターフェース１９０２を通じて受信されたキャリア信号をベースバンド信号に変換するよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合（たとえば、ダウンコンバータ、低ノイズ増幅器など）を含んでいてもよい。信号プロセッサ１９１０は、ベースバンド信号を装置側インターフェース（単数または複数）１９１２を通じた通信に好適なデータ信号に、あるいはその逆に変換するよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでいてもよい。装置側インターフェース（単数または複数）１９１２は、信号プロセッサ１９１０とホスト装置内のコンポーネント（たとえば、処理システム１８００、ローカルエリアネットワーク（local  area  network、LAN）ポートなど）との間でデータ信号を通信するよう適応された任意のコンポーネントまたはコンポーネントの集合を含んでいてもよい。
【０１１０】
トランシーバ１９００は、任意の型の通信媒体を通じて信号を送受信してもよい。いくつかの実施形態では、トランシーバ１９００は、無線媒体を通じて信号を送受信する。たとえば、トランシーバ１９００は、セルラー・プロトコル（たとえば、ロングタームエボリューション（LTE）、無線ローカルエリアネットワーク（wireless  local  area  network、WLAN）プロトコル（たとえばWi-Fiなど）または他の任意の型の無線プロトコル（たとえば、Bluetooth、近接場通信（near  field  communication、NFC）など）といった無線電気通信プロトコルに従って通信するよう適応された無線トランシーバであってもよい。そのような実施形態では、ネットワーク側インターフェース１９０２は、一つまたは複数のアンテナ／放射素子を有する。たとえば、ネットワーク側インターフェース１９０２は、単一のアンテナ、複数の別個のアンテナ、またはマルチレイヤ通信のために構成されたマルチアンテナ・アレイ、たとえば、単一入力複数出力（single  input  multiple  output、SIMO）、複数入力単一出力（multiple  input  single  output、MISO）、複数入力複数出力（multiple  input  multiple  output、MIMO）などを含みうる。他の実施形態では、トランシーバ１９００は、有線媒体、たとえばツイストペア・ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバーなどを通じて信号を送受信する。具体的な処理システムおよび／またはトランシーバは、示されたコンポーネントのすべてを利用してもよく、あるいはコンポーネントの部分集合のみを利用してもよく、集積のレベルは、装置によって変化してもよい。
【０１１１】
ユーザー装置（UE）のある実施形態では、UEは、送信‐受信ポイント（TRP）によって送信される空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルに関連する信号を受信するための受信手段を含む。UEはさらに、受信信号における信号ピークを識別するための識別手段と、信号ピークに従って、TRPに対するUEについての発射角を決定するための決定手段とを含む。最後に、UEは、発射角情報をTRPに送信するための送信手段を含む。
【０１１２】
様々な実施形態の追加的な側面が、以下の条項において下記に明記される。
【０１１３】
〔条項１〕
送信‐受信ポイント（TRP）を動作させる方法であって、当該方法は：
前記TRPによって、アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なる空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルを生成し；
前記TRPによって、前記アンテナ・アレイを使って前記STTシンボルを送信し、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引することを含む、
方法。
【０１１４】
〔条項２〕
k番目のアンテナ素子について生成されるSTTシンボルが
【数１３】
0006852164.tif 000014
と表現でき、ここで、ω0はキャリア周波数、Δωはサブキャリア間隔、Kは前記アンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数、T0は前記STTシンボルの持続時間、KΔωは総使用帯域幅である、条項１記載の方法。
【０１１５】
〔条項３〕
k番目のアンテナ素子について生成されるSTTシンボルが
【数１４】
0006852164.tif 000015
と表現でき、ここで、ω0はキャリア周波数、Δωはサブキャリア間隔、Kは前記アンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数、T0は前記STTシンボルの持続時間の半分、KΔωは総使用帯域幅である、条項１記載の方法。
【０１１６】
〔条項４〕
前記STTシンボルを送信する前に、前記TRPによって前記STTシンボルに情報を埋め込むことをさらに含む、
条項１ないし３のうちいずれか一項記載の方法。
【０１１７】
〔条項５〕
前記STTシンボルを埋め込むことが：
前記STTシンボルを複製し；
前記STTシンボルと複製されたSTTシンボルとの間に、前記情報に従って決定された時間オフセット値を挿入することを含む、
条項１ないし４のうちいずれか一項記載の方法。
【０１１８】
〔条項６〕
前記STTシンボルを埋め込むことが：
前記情報に従って前記STTシンボルを変調することを含む、
条項１ないし５のうちいずれか一項記載の方法。
【０１１９】
〔条項７〕
前記STTシンボルが位相変調を使って変調される、条項１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
【０１２０】
〔条項８〕
前記アンテナ・アレイが二次元アレイであり、当該方法がさらに：
前記TRPによって、第二の平面の一組の角度に対応する一組の重み付けベクトルを定義し；
前記STTシンボルを送信する前に、前記TRPによって、前記STTシンボルに前記一組の重み付けベクトルからの重み付けベクトルを適用し；
前記適用および前記送信を、前記一組の重み付けベクトルにおける残りの重み付けベクトルについて繰り返すことをさらに含む、
条項１ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
【０１２１】
〔条項９〕
l番目の重み付けベクトルが
【数１５】
0006852164.tif 000016
と表現でき、ここで、kは前記アンテナ・アレイのアンテナ素子についての垂直方向次元のインデックス、lは前記第二の平面の前記一組の角度における角度のインデックス、dvは垂直方向次元におけるアンテナ素子間隔、φlは前記第二の平面の前記一組の角度のうちの角度、λはキャリア周波数の波長である、条項１ないし８のうちいずれか一項記載の方法。
【０１２２】
〔条項１０〕
前記STTシンボルが無線フレーム内で送信され、前記STTシンボルの中心周波数は無線フレーム間でホッピング・パターンに従って変化する、条項１ないし９のうちいずれか一項記載の方法。
【０１２３】
〔条項１１〕
前記アンテナ・アレイは、より大きなアンテナ・アレイの部分集合であり、当該方法はさらに：
前記TRPによって、前記より大きなアンテナ・アレイの残りの部分集合について、前記生成および前記送信を繰り返すことを含む、
条項１ないし１０のうちいずれか一項記載の方法。
【０１２４】
〔条項１２〕
ユーザー装置（UE）を動作させる方法であって、当該方法は：
前記UEによって、送信‐受信ポイント（TRP）によって送信された空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルに関連する信号を受信し；
前記UEによって、受信信号における信号ピークを識別し；
前記UEによって、前記信号ピークに従って前記TRPに関する前記UEについての発射角を決定し；
前記UEによって、発射角情報を前記TRPに送信することを含む、
方法。
【０１２５】
〔条項１３〕
前記受信信号が
【数１６】
0006852164.tif 000017
と表現でき、ここで、Φ0は一定の位相オフセットであり、Aは各送信アンテナ素子からの受信信号の振幅であり、ω0はキャリア周波数であり、Δωはサブキャリア間隔であり、Kは前記TRPにおけるアンテナ・アレイにおけるアンテナ素子数であり、T0は前記信号の持続時間の半分であり、KΔωは総利用可能帯域幅であり、λはキャリア周波数の波長である、条項１２記載の方法。
【０１２６】
〔条項１４〕
前記UEによって、前記受信信号に埋め込まれた情報を判別することをさらに含む、
条項１２または１３記載の方法。
【０１２７】
〔条項１５〕
前記情報は、相続く信号ピークの間の時間オフセット値である、条項１２ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
【０１２８】
〔条項１６〕
前記情報は、前記受信信号中に変調されている、条項１２ないし１５のうちいずれか一項記載の方法。
【０１２９】
〔条項１７〕
前記発射角を決定することが：
見通し経路に対応する一対の信号ピークの間の時間間隔を判別し；
前記時間間隔に応じて、前記UEと前記TRPとの間のチャネルについての、前記発射角を含むチャネル特性を判別することを含む、
条項１２ないし１６のうちいずれか一項記載の方法。
【０１３０】
〔条項１８〕
前記発射角を決定することが：
少なくとも二対の信号ピークを識別し；
前記少なくとも二対の信号ピークに対応するチャネルについての、前記発射角を含むチャネル特性を、前記少なくとも二対の信号ピークの各対の信号ピークの時間間隔に応じて判別することを含む、
条項１２ないし１７のうちいずれか一項記載の方法。
【０１３１】
〔条項１９〕
プロセッサと；
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを有する、
送信‐受信ポイント（TRP）であって、前記プログラミングは：
アンテナ・アレイ内の各アンテナ素子について異なる空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルを生成し；
前記アンテナ・アレイを使って前記STTシンボルを送信し、時間領域において第一の平面に沿ってビームを掃引するよう当該TRPを構成するための命令を含む、
TRP。
【０１３２】
〔条項２０〕
前記プログラミングが、前記STTシンボルを送信する前に、前記STTシンボルに情報を埋め込むよう当該TRPを構成するための命令を含む、条項１９記載のTRP。
【０１３３】
〔条項２１〕
前記プログラミングが、前記STTシンボルを複製し、前記STTシンボルと複製されたSTTシンボルとの間に、前記情報に従って決定された時間オフセット値を挿入するよう当該TRPを構成するための命令を含む、条項１９または２０記載のTRP。
【０１３４】
〔条項２２〕
前記プログラミングが、前記情報に従って前記STTシンボルを変調するよう当該TRPを構成するための命令を含む、条項１９ないし２１のうちいずれか一項記載のTRP。
【０１３５】
〔条項２３〕
前記アンテナ・アレイが二次元アレイであり、前記プログラミングが、第二の平面の一組の角度に対応する一組の重み付けベクトルを定義し、前記STTシンボルを送信する前に、前記STTシンボルに前記一組の重み付けベクトルからの重み付けベクトルを適用し、適用および送信を、前記一組の重み付けベクトルにおける残りの重み付けベクトルについて繰り返すよう当該TRPを構成するための命令を含む、条項１９ないし２２のうちいずれか一項記載のTRP。
【０１３６】
〔条項２４〕
プロセッサと；
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶しているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを有する、
ユーザー装置（UE）であって、前記プログラミングは：
送信‐受信ポイント（TRP）によって送信された空間領域‐時間領域変換（STT）シンボルに関連する信号を受信し、
受信信号における信号ピークを識別し、
前記信号ピークに従って前記TRPに関する当該UEについての発射角を決定し、
発射角情報を前記TRPに送信するよう当該UEを構成するための命令を含む、
UE。
【０１３７】
〔条項２５〕
前記プログラミングが、前記受信信号に埋め込まれた情報を判別するよう当該UEを構成するための命令を含む、条項２４記載のUE。
【０１３８】
〔条項２６〕
前記プログラミングが、見通し経路に対応する一対の信号ピークの間の時間間隔を判別し、前記時間間隔に応じて、当該UEと前記TRPとの間のチャネルについての、前記発射角を含むチャネル特性を判別するよう当該UEを構成するための命令を含む、条項２４または２５記載のUE。
【０１３９】
本明細書において提供される実施形態方法の一つまたは複数のステップは、対応するユニットまたはモジュールによって実行されうることを理解しておくべきである。たとえば、信号は、送信ユニットまたは送信モジュールによって送信されてもよい。信号は、受信ユニットまたは受信モジュールによって受信されてもよい。信号は、処理ユニットまたは処理モジュールによって処理されてもよい。他のステップは、生成ユニット／モジュール、埋め込みユニット／モジュール、複製ユニット／モジュール、挿入ユニット／モジュール、変調ユニット／モジュール、定義ユニット／モジュール、適用ユニット／モジュール、識別ユニット／モジュール、決定ユニット／モジュール、および／または繰り返しユニット／モジュールによって実行されてもよい。各ユニット／モジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせでありうる。たとえば、ユニット／モジュールの一つまたは複数は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field  programmable  gate  array、FPGA）または特定用途向け集積回路（application-specific  integrated  circuit、ASIC）などの集積回路であってもよい。
【０１４０】
本開示およびその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本願にはさまざまな変更、置換および修正がなされることができることを理解しておくべきである。
【図１Ａ】
0006852164.tif 000025
【図１Ｂ】
0006852164.tif 000026
【図２Ａ】
0006852164.tif 000027
【図２Ｂ】
0006852164.tif 000028
【図２Ｃ】
0006852164.tif 000029
【図３Ａ】
0006852164.tif 000030
【図３Ｂ】
0006852164.tif 000031
【図４Ａ】
0006852164.tif 000032
【図４Ｂ】
0006852164.tif 000033
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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