特許 6804628 大規模多入力多出力通信システムにおけるビーム形成ブロードキャスト及び同期信号のためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6804628

(24)【登録日】2020年12月4日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】大規模多入力多出力通信システムにおけるビーム形成ブロードキャスト及び同期信号のためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20201214BHJP

   H04B 7/0413 20170101ALI20201214BHJP

   H04L 27/26 20060101ALI20201214BHJP

   H04B 7/0456 20170101ALI20201214BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20201214BHJP

   H04W 56/00 20090101ALI20201214BHJP

   H04W 72/04 20090101ALI20201214BHJP

   H04W 74/08 20090101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/06 950

   H04B7/0413 300

   H04L27/26 114

   H04B7/0456 100

   H04W16/28

   H04W56/00 130

   H04W72/04 130

   H04W74/08

【請求項の数】12

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2019-503913(P2019-503913)

(86)(22)【出願日】2017年7月4日

(65)【公表番号】特表2019-527519(P2019-527519A)

(43)【公表日】2019年9月26日

(86)【国際出願番号】CN2017091695

(87)【国際公開番号】WO2018019096

(87)【国際公開日】20180201

【審査請求日】2019年2月22日

(31)【優先権主張番号】62/367,407

(32)【優先日】2016年7月27日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】15/352,802

(32)【優先日】2016年11月16日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】スターリング−ギャラハー，リチャード

(72)【発明者】

【氏名】リィウ，ビン

(72)【発明者】

【氏名】ガンバリネジャド，マジド

(72)【発明者】

【氏名】チョン，チエン

【審査官】 阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０４１８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２１２６３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０５４９３５４７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００８７７０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５２４２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 CMCC，On Gradual UE-Specific (GUS) beamformed control channel[online]， 3GPP TSG-RAN WG1#85 R1-164891，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_1002/Docs/R1-164891.zip＞，２０１６年 ５月１３日

【文献】 Ericsson，Mobility measurements and procedures[online]， 3GPP TSG-RAN WG2#94 R2-164001，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_94/Docs/R2-164001.zip＞，２０１６年 ５月１４日

【文献】 Samsung，Framework for beamformed access[online]， 3GPP TSG-RAN WG1#85 R1-164013，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_137/Docs/R1-164013.zip＞，２０１６年 ５月１３日

【文献】 Nokia, Alcatel-Lucent Shanghai Bell，Support for Beam Based Common Control Plane[online]， 3GPP TSG-RAN WG1#85 R1-165364，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_1470/Docs/R1-165364.zip＞，２０１６年 ５月１３日

【文献】 Nokia, Alcatel-Lucent Shanghai Bell，On beam sweeping and its implications[online]， 3GPP TSG-RAN WG2#94 R2-163443，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_94/Docs/R2-163443.zip＞，２０１６年 ５月１３日

【文献】 InterDigital Communications，Views on Beamforming with a Large Number of Antennas[online]， 3GPP TSG-RAN WG1#85 R1-165062，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_1171/Docs/R1-165062.zip＞，２０１６年 ５月１４日

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｈ０４Ｂ ７／０４１３

Ｈ０４Ｂ ７／０４５６

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｗ １６／２８

Ｈ０４Ｗ ５６／００

Ｈ０４Ｗ ７２／０４

Ｈ０４Ｗ ７４／０８

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−４

ＣＴ ＷＧ１，４

ＩＥＥＥ ８０２．１１

１５

１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ビーム形成信号を送信する方法であって、前記方法は、
送受信点（transmit−receive point、ＴＲＰ）により、空間的に分離された送信ビームの第１セットに従い、同期信号をビーム形成するステップであって、それにより第１ビーム形成同期信号を生成する、ステップと、
前記ＴＲＰにより、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップと、
前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットを回転するステップと、
前記ＴＲＰにより、第１同期周期が完了するまで、前記ビーム形成するステップ、前記送信するステップ、及び前記回転するステップを繰り返すステップと、
前記第１同期周期が完了すると、
前記ＴＲＰにより、前記第１セット及び回転した前記第１セットに従い、ブロードキャスト信号をビーム形成するステップであって、それによりビーム形成ブロードキャスト信号を生成する、ステップと、
前記ＴＲＰにより、前記ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するステップと、
を含む方法。

【請求項2】

異なる方向に向けられた前記ビーム形成ブロードキャスト信号は、異なるサブバンドで送信される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

異なる方向に向けられた前記ビーム形成ブロードキャスト信号は、送信ダイバーシティにより送信される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップであって、それにより第２ビーム形成同期信号を生成する、ステップと、
前記ＴＲＰにより、前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップと、
前記ＴＲＰにより、第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップと、
前記第２同期周期が完了していないとき、
前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転するステップと、
前記ＴＲＰにより、前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップ、前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップ、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップを繰り返すステップと、
を更に含む請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップは、シンボル時間、タイムスロット期間、又はサブフレーム期間のうちの１つの間、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップは、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットの中の全ての送信ビームに対して１つのシーケンスを用いて、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップは、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットの中の各送信ビームに対して異なるシーケンスを用いて、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１ビーム形成同期信号は第１サブバンドで送信され、前記方法は、
前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップであって、それにより第２ビーム形成同期信号を生成する、ステップと、
前記ＴＲＰにより、第２サブバンドで前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップと、
前記ＴＲＰにより、第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップと、
前記第２同期周期が完了していないとき、
前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転するステップと、
前記ＴＲＰにより、前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップ、前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップ、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップを繰り返すステップと、
を更に含む請求項１に記載の方法。

【請求項9】

ビーム形成制御信号を送信するよう適応された送受信点（transmit−receive point、ＴＲＰ）であって、前記ＴＲＰは、
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格納するコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、
空間的に分離された送信ビームの第１セットに従い、同期信号をビーム形成し、それにより第１ビーム形成同期信号を生成し、
前記第１ビーム形成同期信号を送信し、
空間的に分離された送信ビームの前記第１セットを回転し、
第１同期周期が完了するまで、ビーム形成すること、送信すること、及び回転することを繰り返し、
前記第１同期周期が完了すると、
前記第１セット及び回転した前記第１セットに従い、ブロードキャスト信号をビーム形成し、それによりビーム形成ブロードキャスト信号を生成し、
前記ビーム形成ブロードキャスト信号を送信する、
よう構成する命令を含む、ＴＲＰ。

【請求項10】

前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、
空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成し、それにより第２ビーム形成同期信号を生成し、
前記第２ビーム形成同期信号を送信し、
第２同期周期が完了したかどうかを決定し、
前記第２同期周期が完了していないとき、
空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転し、
前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成すること、前記第２ビーム形成同期信号を送信すること、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定することを繰り返す、
よう構成する命令を含む、請求項９に記載のＴＲＰ。

【請求項11】

前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、シンボル時間、タイムスロット期間、又はサブフレーム期間のうちの１つの間、前記第１ビーム形成同期信号を送信するよう構成する命令を含む、請求項９に記載のＴＲＰ。

【請求項12】

前記第１ビーム形成同期信号は第１サブバンドで送信され、前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、
空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成し、それにより第２ビーム形成同期信号を生成し、
前記第２ビーム形成同期信号を第２サブバンドで送信し、
第２同期周期が完了したかどうかを決定し、
前記第２同期周期が完了していないとき、
空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転し、
前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成すること、前記第２ビーム形成同期信号を送信すること、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定することを繰り返す、
よう構成する命令を含む、請求項９に記載のＴＲＰ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願］
本願は、米国非仮出願番号第１５／３５２８０２号、２０１６年１１月１６日出願、名称「System and Method for Beamformed Broadcast and Synchronization Signals in Massive Multiple Input Multiple Output Communication Systems」の優先権を主張する。該非仮出願は、また、米国仮特許出願番号第６２／３６７４０７号、２０１６年７月２７日、名称「A System and Method for Beamformed Broadcast and Synchronization Signals in Massive Multiple Input Multiple Output Communications Systems」の優先権を主張する。これら特許出願の両方は、参照により、それらの全体が再製されるようにここに組み込まれる。
［技術分野］
本発明は、概して、デジタル通信のためのシステム及び方法に関し、特定の実施形態では、大規模多入力多出力（multiple input multiple output、ＭＩＭＯ）通信システムにおけるビーム形成ブロードキャスト及び同期信号のためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ビーム形成は、信号の指向性送信又は受信のためにアンテナアレイを使用する技術である。アンテナアレイの要素は、特定方向の信号が建設的干渉を経験し、一方で他の方向の信号が相殺的干渉を経験するように結合される。通信ビームは、特定方向で性能の向上をもたらす。セルラ通信システムでは、ビーム形成は、データ通信のためのリンク割当量を向上するために使用される。ビーム形成から利益を享受するセルラ通信システムの例は、ミリ波（millimeter wave、ｍｍＷａｖｅ）通信システム及び大規模ＭＩＭＯ通信システムのような、６ＧＨｚより高い周波数で動作するシステムである。

【0003】

しかしながら、ビーム形成は、また、ブロードキャスト信号（例えば、物理ブロードキャスト信号（physical broadcast signal、ＰＢＣＨ））及び同期信号（例えば、１次同期信号（primary synchronization signal、ＰＳＳ）及び２次同期信号（secondary synchronization signal、ＳＳＳ））のようなセル固有信号のためのリンク割当量を向上する際にも有用である。

【発明の概要】

【0004】

例示的な実施形態は、大規模多入力多出力（multiple input multiple output、ＭＩＭＯ）通信システムにおけるビーム形成ブロードキャスト及び同期信号のためのシステム及び方法を提供する。

【0005】

例示的な実施形態によると、ビーム形成信号を送信する方法が提供される。方法は、送受信点（transmit−receive point、ＴＲＰ）により、空間的に分離された送信ビームの第１セットに従い、同期信号をビーム形成するステップであって、それにより、第１ビーム形成同期信号を生成する、ステップと、前記ＴＲＰにより、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップと、前記ＴＲＰにより、第１同期周期が完了したかどうかを決定するステップと、を含む。第１同期周期が完了していないとき、方法は、前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットを回転するステップと、前記ＴＲＰにより、前記ビーム形成するステップ、前記送信するステップ、及び前記第１同期周期が完了したかどうかを決定するステップを繰り返すステップと、を含む。

【0006】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記第１同期周期が完了すると、前記ＴＲＰにより、送信ビームのセットに従い、ブロードキャスト信号をビーム形成するステップであって、それによりビーム形成ブロードキャスト信号を生成する、ステップと、前記ＴＲＰにより、前記ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するステップと、を更に含む。

【0007】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、送信ビームの前記セットの中の送信ビームの方向は、前記第１同期周期の間、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットの中の第１送信ビームの方向及びそれらの回転を含む。

【0008】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、異なる方向に向けられた前記ビーム形成ブロードキャスト信号は、異なるサブバンドで送信される。

【0009】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、異なる方向に向けられた前記ビーム形成ブロードキャスト信号は、送信ダイバーシティにより送信される。

【0010】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップであって、それにより第２ビーム形成同期信号を生成する、ステップと、前記ＴＲＰにより、前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップと、前記ＴＲＰにより、第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップと、前記第２同期周期が完了していないとき、前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転するステップと、前記ＴＲＰにより、前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップ、前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップ、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップを繰り返すステップと、を更に含む。

【0011】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップは、シンボル時間、タイムスロット期間、又はサブフレーム期間のうちの１つの間、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップを含む。

【0012】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップは、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットの中の全ての送信ビームに対して１つのシーケンスを用いて、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップを含む。

【0013】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップは、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットの中の送信ビーム毎に異なるシーケンスを用いて、前記第１ビーム形成同期信号を送信するステップを含む。

【0014】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記第１ビーム形成同期信号は第１サブバンドで送信され、前記方法は、前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップであって、それにより第２ビーム形成同期信号を生成する、ステップと、前記ＴＲＰにより、第２サブバンドで前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップと、前記ＴＲＰにより、第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップと、前記第２同期周期が完了していないとき、前記ＴＲＰにより、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転するステップと、前記ＴＲＰにより、前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成するステップ、前記第２ビーム形成同期信号を送信するステップ、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップを繰り返すステップと、を更に含む。

【0015】

例示的な実施形態によると、ユーザ機器（user equipment、ＵＥ）を同期化する方法が提供される。方法は、前記ＵＥにより、第１受信ビーム形成同期信号を運ぶ送信ビームに関連付けられた第１ビーム識別子を決定するステップと、前記ＵＥにより、第１同期周期が完了したかどうかを決定するステップと、を含む。前記第１同期周期が完了していないとき、方法は、前記ＵＥにより、前記第１同期周期が完了するまで、前記第１ビーム識別子を決定するステップ、及び前記第１同期周期が完了していないかどうかを決定するステップを繰り返すステップ、を含む。

【0016】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかにに従い、方法は、前記ＵＥにより、第１ブロードキャスト信号を受信するステップ、を更に含む。

【0017】

任意で、前述の実施形態のいずれかに従い、方法は、前記ＵＥにより、第１送受信点（transmit−receive point、ＴＲＰ）とのランダムアクセス手順に参加するステップ、を更に含む。

【0018】

任意で、前述の実施形態のいずれかに従い、方法は、前記ランダムアクセス手順に参加するステップは、前記ＵＥにより、前記第１ＴＲＰへランダムアクセス信号を送信するステップを含む。

【0019】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記ランダムアクセス手順を送信するステップは、ビーム形成ランダムアクセス信号を送信するステップを含む。

【0020】

任意で、前述の実施形態のいずれかに従い、方法は、前記ＵＥにより、第２受信ビーム形成同期信号を運ぶ送信ビームに関連付けられた第２ビーム識別子を決定するステップと、前記ＵＥにより、第２同期周期が完了したかどうかを決定するステップと、前記第２同期周期が完了していないとき、前記ＵＥにより、前記第２同期周期が完了するまで、前記第２ビーム識別子を決定するステップ、及び前記第２同期周期が完了していないかどうかを決定するステップを繰り返すステップと、前記ＵＥにより、前記第１ビーム識別子及び前記第２ビーム識別子のうちの少なくとも１つに従い、前記ＵＥへ向けられた送信ビームに関連付けられたビームインデックスを決定するステップと、を更に含む。

【0021】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記ＵＥにより、ビームインデックスに関する情報を送信するステップ、を更に含む。

【0022】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、方法は、前記ビームインデックスに関する前記情報は、前記ＵＥに接続された第２ＴＲＰへ送信される。

【0023】

例示的な実施形態によると、ビーム形成制御信号を送信するよう適応されるＴＲＰが提供される。前記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格納するコンピュータ可読記憶媒体と、を含む。前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、空間的に分離された送信ビームの第１セットに従い、同期信号をビーム形成し、それにより第１ビーム形成同期信号を生成し、前記第１ビーム形成同期信号を送信し、第１同期周期が完了したかどうかを決定し、前記第１同期周期が完了していないとき、空間的に分離された送信ビームの前記第１セットを回転し、前記第１同期周期が完了するまで、前記ビーム形成すること、前記送信すること、及び前記決定することを繰り返す、よう構成する命令を含む。

【0024】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、前記ＴＲＰは、前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、前記第１同期周期が完了すると、送信ビームのセットに従い、ブロードキャスト信号をビーム形成し、それによりビーム形成ブロードキャスト信号を生成し、前記ビーム形成ブロードキャスト信号を送信する、よう構成する命令を含む。

【0025】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、前記ＴＲＰは、前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成し、それにより第２ビーム形成同期信号を生成し、前記第２ビーム形成同期信号を送信し、第２同期周期が完了したかどうかを決定し、前記第２同期周期が完了していないとき、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転し、前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成すること、前記第２ビーム形成同期信号を送信すること、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定することを繰り返す、よう構成する命令を含む。

【0026】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、前記ＴＲＰは、前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、シンボル時間、タイムスロット期間、又はサブフレーム期間のうちの１つの間、前記第１ビーム形成同期信号を送信するよう構成する命令を含む。

【0027】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、前記ＴＲＰは、前記第１ビーム形成同期信号は第１サブバンドで送信され、前記プログラミングは、前記ＴＲＰを、空間的に分離された送信ビームの第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成し、それにより第２ビーム形成同期信号を生成し、第２サブバンドで前記第２ビーム形成同期信号を送信し、第２同期周期が完了したかどうかを決定し、前記第２同期周期が完了していないとき、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットを回転し、前記第２同期周期が完了するまで、空間的に分離された送信ビームの前記第２セットに従い、前記同期信号をビーム形成すること、前記第２ビーム形成同期信号を送信すること、及び前記第２同期周期が完了したかどうかを決定することを繰り返す、よう構成する命令を含む。

【0028】

例示的な実施形態によると、ＵＥが提供される。前記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格納するコンピュータ可読記憶媒体と、を含む。前記プログラミングは、前記ＵＥを、第１受信ビーム形成同期信号を運ぶ送信ビームに関連付けられた第１ビーム識別子を決定し、第１同期周期が完了したかどうかを決定し、前記第１同期周期が完了していないとき、前記第１同期周期が完了するまで、前記第１ビーム識別子を決定すること、及び前記第１同期周期が完了していないかどうかを決定することを繰り返す、よう構成する命令を含む。

【0029】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかにに従い、ＵＥは、前記プログラミングは、前記ＵＥを、第１ブロードキャスト信号を受信するよう構成する命令を含む。

【0030】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかにに従い、ＵＥは、前記プログラミングは、前記ＵＥを、第２受信ビーム形成同期信号を運ぶ送信ビームに関連付けられた第２ビーム識別子を決定し、第２同期周期が完了したかどうかを決定し、前記第２同期周期が完了していないとき、前記第２同期周期が完了するまで、前記第２ビーム識別子を決定すること、及び前記第２同期周期が完了していないかどうかを決定することを繰り返し、前記第１ビーム識別子及び前記第２ビーム識別子のうちの少なくとも１つに従い、前記ＵＥへ向けられた送信ビームに関連付けられたビームインデックスを決定する、よう構成する命令を含む。

【0031】

任意で、前述の実施形態のうちのいずれかにに従い、ＵＥは、前記プログラミングは、前記ＵＥを、前記ビームインデックスに関する情報を送信するよう構成する命令を含む。

【0032】

全ｊつの実施形態の実施は、オーバヘッドの削減されたセル固有ブロードキャスト信号及び同期信号のビーム形成を可能にする。削減されたオーバヘッドは、空間、周波数、及び時間領域で同期を可能にする。削減されたオーバヘッドは、また、セル識別子情報の提供を可能にする。

【0033】

前述の実施形態の実施は、また、異なる数の無線周波数（radio frequency、ＲＦ）チャネル及び異なる数の通信ビームを同時に形成する能力を有する送受信点（transmit−receive point、ＴＲＰ）を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

本開示並びにその利点のより完全な理解のため、以下では、添付の図と連携して行われる以下の説明を参照する。

【図1】本願明細書に記載の例示的な実施形態による例示的な無線通信システムである。

【図2A】本願明細書に記載の例示的な実施形態によるナロービームを用いるセル固有ブロードキャスト信号及び同期信号の送信を強調する通信システムを示す。

【図2B】本願明細書に記載の例示的な実施形態による全方向性ビームを用いるセル固有ブロードキャスト信号及び同期信号の送信を強調する通信システムを示す。

【図3A】本願明細書に記載の例示的な実施形態による全ての利用可能送信ビームを用いるビーム形成ブロードキャスト信号の同時送信を強調する通信システムを示す。

【図3B】本願明細書に記載の例示的な実施形態による異なる周波数サブバンドでのビーム形成ブロードキャスト信号の送信を強調する通信システムを示す。

【図3C】本願明細書に記載の例示的な実施形態によるＴＸダイバーシティ及びサブバンドの組み合わせによるビーム形成ブロードキャスト信号の送信を強調する通信システムを示す。

【図4】本願明細書に記載の例示的な実施形態による空間的に分離された複数の送信ビームでのビーム形成同期信号の同時送信を強調する通信システムを示す。

【図5A-5E】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ＴＲＰにより送信されるビーム形成信号の第１の例示的なシーケンスを示す。

【図6A-6F】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ＴＲＰにより送信されるビーム形成信号の第２の例示的なシーケンスを示す。

【図7】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、別個の周波数ブロックでのビーム形成同期信号の送信を強調する例示的な時間−周波数プロットを示す。

【図8】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、回転を伴う別個の周波数ブロックでのビーム形成同期信号の送信を強調する例示的な時間−周波数プロットを示す。

【図9】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ＴＲＰにより行われるビーム形成送信の第３の例示的なシーケンスを示す。

【図10】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ＴＲＰにより行われるビーム形成送信の第４の例示的なシーケンスを示す。

【図11】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、アクティブビームが空間的に分離され且つ同じビームアイデンティティを有する、ＴＲＰにより送信されるビーム形成同期信号の例示的なシーケンスを示す。

【図12】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ＴＲＰとＵＥとの間の角度関係を示す。

【図13】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ＴＲＰにより行われるビーム形成送信の第４の例示的なシーケンスを示す。

【図14】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ＴＲＰにより行われるビーム形成送信の第５の例示的なシーケンスを示す。

【図15】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、同期に参加する装置により交換されるメッセージ及び実行される処理の図を示す。

【図16】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、現世代３ＧＰＰ ＬＴＥ通信システムにおけるＰＳＳ及びＳＳＳの図を示す。

【図17】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、空間、周波数、及び時間同期のための第１の例示的なビーム形成同期信号ペイロード及びフレーム構造を示す。

【図18】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、空間、周波数、及び時間同期のための第２の例示的なビーム形成同期信号ペイロード及びフレーム構造を示す。

【図19A】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、第１の例示的なビーム形成同期信号フォーマットを示す。

【図19B】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、第２の例示的なビーム形成同期信号フォーマットを示す。

【図20A】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ビーム形成制御信号を送信するＴＲＰにおいて生じる第１の例示的な動作のフロー図を示す。

【図20B】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、ビーム形成制御信号を送信するＴＲＰにおいて生じる第２の例示的な動作のフロー図を示す。

【図21】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、同期を実行するＵＥにおいて生じる例示的な動作のフロー図を示す。

【図22】本願明細書に記載の方法を実行する実施形態の処理システムのブロック図を示す。

【図23】本願明細書に記載の例示的な実施形態による、通信ネットワークを介してシグナリングを送信し及び受信するよう適応される通信機のブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0035】

前述の例示的な実施形態の生成及び使用は、以下に詳細に議論される。しかしながら、理解されるべきことに、本開示は、広範な特定の状況で実施できる多くの適用可能な新規な概念を提供する。議論される特定の実施形態は、実施形態を生成し使用する特定の方法を単に説明するものであり、本開示の範囲を制限しない。

【0036】

図１は、例示的な無線通信システム１００を示す。通信システム１００は、ＵＥ１１０、ＵＥ１１２、及びＵＥ１１４のような複数のユーザ機器（user equipment、ＵＥ）にサービスするアクセスノード１０５を含む。第１動作モードでは、ＵＥ向けの送信及びＵＥによる送信は、アクセスノード１０５を通過する。アクセスノード１０５は、ＵＥへ又はからの送信のためにネットワークリソースを割り当てる。アクセスノードは、また、進化型ＮｏｄｅＢ（evolved NodeB、ｅＮＢ）、基地局、ＮｏｄｅＢ、マスタｅＮＢ（master eNB、ＭｅＮＢ）、セカンダリｅＮＢ（secondary eNB、ＳｅＮＢ）、リモート無線ヘッド、アクセスポイント、等として一般的に参照されて良い。一方で、ＵＥは、また、移動体、移動局、端末、加入者、ユーザ、局、等として一般的に参照されて良い。１又は複数のＵＥにサービスしているアクセスノード（又はｅＮＢ、ｅＮｏｄｅＢ、ＮｏｄｅＢ、ＭｅＮＢ、ＳｅＮＢ、リモート無線ヘッド、アクセスポイント、送信点（transmission point、ＴＰ）、送受信点（transmission and receive point、ＴＲＰ）、基地局、等）は、サービング基地局（serving base station、ＳＢＳ）として参照され得る。ＴＰは、送信の可能な任意の装置を参照するために使用され得る。したがって、送信点は、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、移動局、端末、加入者、ユーザ、等を参照し得る。ＴＲＰは、受信も可能な送信点を参照する。

【0037】

通信システムは、多数のＵＥと通信可能な複数のアクセスノードを用いて良いことが理解されるが、１個のアクセスノード及び５個のＵＥのみが簡単のために図示される。

【0038】

セルは、アクセスノードのカバレッジ領域を表す一般的に使用される用語である。標準的に、セルは、アクセスノードのセクタ化されたアンテナの１又は複数のセクタによりサービスされる。したがって、アクセスノードのカバレッジ領域は、複数のセクタに区分されたセルを含む。説明のための例として、アクセスノードが３セクタアンテナシステムを使用するシナリオでは、アクセスノードのセルは、３個のセクタに分割されて良く、各セクタは、（１２０度の例示的なビーム幅を有する）別個のアンテナ又は全アンテナシステムのうちの別個の部分によりカバーされる。別の説明のための例として、アクセスノードが６セクタアンテナシステムを使用するシナリオでは（各アンテナは、例えば６０度セクタをカバーして良い）、アクセスノードのセルは、６個のセクタ又は３個のセクタに分割されて良く、各セクタは、それぞれアンテナシステムの１若しくは２個のアンテナ又は部分セクタによりカバーされる。

【0039】

ビーム形成セル固有ブロードキャスト信号及び同期信号を提供する技術は、ナロービームを用いて一度に信号を送信することと、次に利用可能な送信ビームを通じてスイープすることを含む。図２Ａは、ナロービームを用いるセル固有ブロードキャスト信号及び同期信号の送信を強調する通信システム２００を示す。通信システム２００は、送受信点（ＴＲＰ）２０５を含む。ＴＲＰ２０５は、セル固有ブロードキャスト信号及び同期信号をナロービーム２１０で送信している。ＴＲＰ２０５は、時間期間の間、ナロービーム２１０を用いて信号を送信し、別の時間期間の間、次のナロービームに変更し信号を送信する。ＴＲＰ２０５は、ナロービームのうちの全部を通じて循環させて、各ナロービームで信号を送信する。

【0040】

別の技術は、反復符号により、より幅広のビームを用いる信号の送信を含む。図２Ｂは、全方向性ビームを用いるセル固有ブロードキャスト信号及び同期信号の送信を強調する通信システム２５０を示す。通信システムはＴＲＰ２５５を含む。ＴＲＰ２５５は、セル固有ブロードキャスト信号及び同期信号を全方向性ビーム２６０で送信している。（時間、周波数、又はコード領域における）反復符号が、受信性能を向上するために使用される。図２Ｂは全方向性ビームの使用を示すが、ナロービームより幅広のより小さなビーム（半全方向性ビームとして参照される）が、使用されて良い。半全方向性ビームが使用される場合、ＴＲＰは複数の半全方向性ビームを通じて循環させ、全カバレッジを提供する。全方向性又は半全方向性ビームの使用は、ＴＲＰが信号を送信するために使用しなければならないビームの数を減少させる。環境が時間と共に変化している状況では、又は通信システムが高い位相ノイズを有する場合（これは通常時間と共にドリフトする）、ナロービームの使用は、オムニビームより良好な性能をもたらし得る。

【0041】

物理ブロードキャストチャネル（physical broadcast channel、ＰＢＣＨ）信号のような、ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するために使用される技術は、全ての利用可能送信ビームを用いるビーム形成ブロードキャスト信号の同時送信を含む。循環遅延ダイバーシティ（cyclic delay diversity、ＣＤＤ）のような送信（transmit、ＴＸ）ダイバーシティ技術が送信のために使用される。したがって、異なるビームで送信される同じ情報は互いに干渉しない。この技術は、ＴＲＰにおけるブロードキャスト信号の送信に含まれるオーバヘッドを（時間、周波数、及び符号リソースの観点で）削減し、一方で、ＵＥは本質的にＴＸダイバーシティの利益を受ける。図３Ａは、全ての利用可能送信ビームを用いるビーム形成ブロードキャスト信号の同時送信を強調する通信システム３００を示す。通信システム３００はＴＲＰ３０５を含む。ＴＲＰ３０５は、送信ビーム３１０、送信ビーム３１２、及び送信ビーム３１４のような全ての利用可能送信ビームでビーム形成ブロードキャスト信号を同時送信する。図３Ａに示すように、ＴＲＰ３０５は、全部で１６個の送信ビームを有する。異なるＴＲＰは、異なる数の送信ビームを有して良い。

【0042】

ＴＸダイバーシティを利用するために、各送信ビームは同じデータを送信しなければならない。したがって、後続の接続処理で使用できない任意のビームインデックス情報は、失われる。しかしながら、ビームインデックス情報の損失は、ブロードキャスト信号では問題ではない。ＴＲＰは、ビーム形成すること（又は十分な数のＲＦチェーンを有する）及び同時に全ての送信ビームでブロードキャスト信号を送信することが可能でなければならない。さらに、最大ＴＸパワー（アンテナポート当たりのパワースペクトル密度、全体の空間ＴＸパワー、等）に対する現実的な又は規定の制約により、全てのビームが同時に且つ同じ周波数で使用される場合に、送信ビーム当たりのＴＸパワーを低減する必要があり得る。

【0043】

ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するために使用される別の技術は、異なる周波数サブバンドでのビーム形成ブロードキャスト信号の送信を含む。図３Ｂは、異なる周波数サブバンドでのビーム形成ブロードキャスト信号の送信を強調する通信システム３３０を示す。通信システム３３０はＴＲＰ３３５を含む。ＴＲＰ３３５は、異なるサブバンド上の異なる送信ビームにより、異なる周波数サブバンドでビーム形成ブロードキャスト信号を送信する。一例として、第１送信ビーム３４０はサブバンドＦ_１上で送信され、第２送信ビーム３４２はサブバンドＦ_２上で送信され、第３送信ビーム３４４はサブバンドＦ_３上で送信される、等である。各送信ビームは、異なるサブバンドにおいて使用される。送信ビーム毎に異なるサブバンドの使用は、（最大パワーがどのように定められるかに依存して）最大ＴＸパワーに対する制約を緩和し得る。しかしながら、この技術は、デジタル又はハイブリッドビーム形成が使用されるときだけ、サポートされる。

【0044】

ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するために使用される更に別の技術は、ＴＸダイバーシティ及びサブバンドの組み合わせによるビーム形成ブロードキャスト信号の多重化を含む。図３Ｃは、ＴＸダイバーシティ及びサブバンドの組み合わせによるビーム形成ブロードキャスト信号の送信を強調する通信システム３５０を示す。通信システム３５０はＴＲＰ３５５を含む。ＴＲＰ３５５は、利用可能送信ビームのサブセットでビーム形成ブロードキャスト信号を送信し、各サブセットは異なるサブバンドで送信されている。一例として、送信ビームの第１サブセット３６０（送信ビーム３６２及び３６４を含む）は第１サブバンド（サブバンド１）でビーム形成ブロードキャスト信号を送信するために使用され、送信ビームの第２サブセット３６６（送信ビーム３６８及び３７０を含む）は第２サブバンド（サブバンド２）でビーム形成ブロードキャスト信号を送信するために使用される、等である。

【0045】

例示的な実施形態によると、セル固有ビーム形成ブロードキャスト信号は、２以上の隣接送信ビームで、ＴＸダイバーシティにより送信される。隣接送信ビームの数は、２とＴＲＰが同時形成及び送信できる最大送信ビーム数との間の任意の数であって良い。ＣＤＤを含むＴＸダイバーシティの任意の形式が使用できる。

【0046】

ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するために使用される追加技術は、ビーム形成同期信号の対応するセットが送信された後の、ビーム形成ブロードキャスト信号のサブセットの送信を含む。ＴＸダイバーシティ及び／又はサブバンドが使用されて良い。

【0047】

ＵＥのＴＲＰとの同期を実現するために（ここで、ＵＥはＴＲＰからタイミング情報及び初期好適ビームインデックス方向を取得する）、並びにビーム形成ブロードキャスト信号の受信のために、サウンディングオーバヘッドの削減された技術が必要である。幾つかの展開では、レガシーセルのカバレッジ領域内で動作する低電力ｍｍＷａｖｅ ＴＲＰを有する異種展開におけるように、各ＴＲＰは、制御チャネル情報をブロードキャストする必要がなくて良い。これは、それぞれのＴＲＰ及び近隣ＴＲＰのためのブロードキャスト制御チャネル情報が、レガシーセルにより提供され得るからである。

【0048】

伝統的なセルラ通信システムでは、ＵＥがアクセスノードに接続する上位レベル手順は以下の通りである。
１）ＵＥは、（ＰＳＳ及びＳＳＳのような同期信号を用いて）アクセスノードとのダウンリンク同期を取得する。
２）ＵＥは、アクセスノードにより送信されたダウンリンクブロードキャストチャネル（例えば、ＰＢＣＨ）を復調する。
３）ＵＥは、ランダムアクセスチャネル（random access channel、ＲＡＣＨ）信号（例えば、ＲＡＣＨプリアンブル）を送信することにより、ランダムアクセス手順を開始する。成功した場合、アクセスノードは、ランダムアクセス応答（random access response、ＲＡＲ）を送信し、アクセスノードは時間及び周波数リソースをＵＥに割り当てる。
４）ＵＥは、割り当てられたダウンリンク制御情報（downlink control information、ＤＣＩ）及び参照信号を用いて、ダウンリンクデータを復調する。

【0049】

ビーム形成制御及び参照信号を使用するセルラ通信システムでは、ＵＥがアクセスノードに接続する上位レベル手順は以下の通りである。
ａ）ＵＥは、（ビーム形成ＰＳＳ及びＳＳＳのようなビーム形成同期信号を用いて）アクセスノードとのダウンリンク同期を取得する。
ｂ）ＵＥは、アクセスノードにより送信されたダウンリンクビーム形成ブロードキャストチャネル（例えば、ビーム形成ＰＢＣＨ）を復調する。
ｃ）ＵＥは、（アクセスノードによるビーム形成により受信される）ＲＡＣＨ信号、例えばＲＡＣＨプリアンブル、を送信することにより、ランダムアクセス手順を開始する。成功した場合、アクセスノードはＲＡＲを送信し、アクセスノードは時間及び周波数リソースをＵＥに割り当てる。
ｄ）アクセスノードは、ビーム形成チャネル状態情報参照信号（channel state information reference signal、ＣＳＩ−ＲＳ）に対応する又はサウンディング参照信号（sounding reference signal、ＳＲＳ）からのフィードバックを用いて、ＵＥのために最良ビーム方向を確立する。
ｅ）ＵＥは、関連ビーム形成制御参照信号を用いてビーム形成ダウンリンクデータを復調する。

【0050】

ｍｍＷａｖｅ通信システムのような、信号がＵＥの近くの物体（例えば、手、人々、壁、等）により容易に妨げられ得る通信システムでは、ＵＥは、ＲＡＣＨ信号、例えばＲＡＣＨプリアンブルもビーム形成を用いて送信して良い。

【0051】

例示的な実施形態によると、セル固有ビーム形成ブロードキャスト及び同期信号の送信及び受信のためのシステム及び方法が提供される。これらのシステム及び方法は、既存技術より少ないオーバヘッドを生じる。したがって、性能向上が実現される。

【0052】

例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号は、複数の空間的に分離された送信ビームで同時に送信される。一緒に送信される送信ビームは、ユニークな識別子を有する。送信ビームは、時間と共に回転され、それらの識別子は送信ビームが回転されると変化する。回転は、シンボル時間、タイムスロット、又はサブフレーム毎に生じる。送信ビーム間の干渉（又は異なる送信ビームからの予測される反射）が低い展開は、この例示的な実施形態のための良好な候補である。このような展開の例は、６０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚ範囲で動作する通信システムである。しかしながら、この例示的な実施形態は、他の周波数範囲で動作する通信システムと共に、アクティブ送信ビーム（及び／又は異なるビームを識別するシーケンス又はコード）が低い相互相関性を有する通信システムのために、使用されて良い。

【0053】

例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号は、空間的に分離された複数の送信ビーム（アクティブ送信ビーム）で、ＴＲＰにより同時に送信される。各アクティブ送信ビームは、異なる識別子を有し、時間において回転される。送信ビーム間の空間的分離は、回転間で維持される。複数の送信ビームは、ＴＲＰにおいて利用可能な全ての送信ビームのサブセットである。複数の送信ビームの中の送信ビーム、及び送信ビーム間の空間的分離は、通信システムの能力及び構成に依存して良い。

【0054】

図４は、空間的に分離された複数の送信ビームでのビーム形成同期信号の同時送信を強調する通信システム４００を示す。通信システム４００はＴＲＰ４０５を含む。議論を目的として、ＴＲＰ４０５が、それぞれ２０度幅の全部で１６個の送信ビームを有する状況を考える。図４に示すように、ＴＲＰ４０５は、４個の送信ビーム（送信ビーム４１０〜４１６）でビーム形成同期信号を送信し、各送信ビームは９０度だけ空間的に分離されている。４個の送信ビームでの送信は、指定時間間隔で生じる。ＴＲＰ４０５が４個より多くのビームをビーム形成し及び送信することができる場合、複数の送信ビームは、４個より多くのビームを含み得ることに留意する。同様に、ＴＲＰ４０５が４個のビームをビーム形成し送信することができる場合、複数の送信ビームは４個より少ないビーム（例えば、２個又は３個のビーム）を含む。したがって、４個の送信ビームの議論は、例示的な実施形態の範囲又は精神のいずれも限定すると考えられるべきではない。

【0055】

各送信ビームは、ユニークな識別子を有する。例えば、送信ビーム４１０は識別子ＩＤ１を有し、送信ビーム４１２は識別子ＩＤ５を有し、送信ビーム４１４は識別子ＩＤ９を有し、送信ビーム４１６は識別子ＩＤ３を有する。送信ビームの識別子は、送信ビーム上で生じる送信を生成する差異に使用されるシーケンスにより決定されて良い。指定時間量の間、送信ビーム４１０〜４１６で送信した後に、ＴＲＰ４０５は、送信ビーム４１０〜４１６での送信を停止し、新しい複数のビームへと回転する。新しい複数のビームは、同数のビーム（例えば、４個のビーム）及び同じ空間的分離を有する。しかしながら、新しい複数のビームの中の送信ビームは異なる識別子を有する。

【0056】

表１は、全部で１６個の送信ビーム及び任意の所与の時間に４個のアクティブ送信ビームを有するＴＲＰのための異なる回転番号についての送信ビームの例示的な識別子を示す。ビーム識別子は、各送信ビームにより送信されるコード又はシーケンスにより運ばれる。ビーム形成同期信号を送信する際に使用される複数のビームは、近隣ＴＲＰと協調されて良い。ビーム形成同期信号を送信するために使用される複数のビームを協調させるシステム及び方法は、同一代理人による米国特許出願番号第１４／８１５５７１、名称「System and Method for Beam−Formed Reference/Control Signals」、２０１５年７月３１日出願、に詳細に提示され、該出願は参照によりここに組み込まれる。

【表1】

【0057】

前述のように、ＴＸダイバーシティを用いてビーム形成ブロードキャスト信号を送信することは有利であり得る。図５Ａ〜５Ｆは、ＴＲＰにより送信されるビーム形成信号の第１の例示的なシーケンスを示す。図５Ａは、第１時間間隔で、ＴＲＰ５０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図５００を示す。図５Ａに示すように、第１時間間隔で、ＴＲＰ５０５は、９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。第１送信ビーム５０７は識別子ＩＤ１を有するビーム形成同期信号を送信し、第２送信ビーム５０９は識別子ＩＤ５を有するビーム形成同期信号を送信し、第３送信ビーム５１１は識別子ＩＤ９を有するビーム形成同期信号を送信し、第４送信ビーム５１３は識別子ＩＤ１３を有するビーム形成同期信号を送信する。ビーム形成同期信号を同時送信するために使用される送信ビームの構成は、空間的に分離された送信ビームのセットとして参照される。図５Ｂは、第２時間間隔で、ＴＲＰ５０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図５２０を示す。図５Ｂに示すように、第２時間間隔で、ＴＲＰ５０５は、９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。しかしながら、４個の送信ビームは１ビーム幅だけ回転される。回転に加えて、ビーム形成同期信号の識別子も変更される。

【0058】

図５Ｃは、第３時間間隔で、ＴＲＰ５０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図５３０を示す。図５Ｃに示すように、第３時間間隔で、ＴＲＰ５０５は、９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。ここで、４個の送信ビームはもう１ビームだけ回転される。回転に加えて、ビーム形成同期信号の識別子も変更される。図５Ｄは、第４時間間隔で、ＴＲＰ５０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図５４０を示す。図５Ｄに示すように、第４時間間隔で、ＴＲＰ５０５は、９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。ここで、４個の送信ビームは更にもう１ビームだけ回転される。回転に加えて、ビーム形成同期信号の識別子も変更される。空間的に分離された送信ビームの同じセットが、４個の時間間隔全部で使用され、識別子において及び回転によってのみ差別化される。図５Ａ〜５Ｄに示すような４個の回転におけるビーム形成同期信号の送信は、ＴＲＰ５０５の全カバレッジ領域を包含し、全ての利用可能ビームを使用する。言い換えると、図５Ａ〜５Ｄに示すような４個の回転の後、ＴＲＰ５０５は、全ての利用可能送信ビームを用いてビーム形成同期信号を送信している。異なる数の送信ビームが利用可能である場合、又は回転毎に異なる構成の送信ビームが使用される場合、ＴＲＰ５０５の全カバレッジ領域を完全に包含するために、異なる数の回転が必要であって良い。さらに、図５Ａ〜５Ｄに示した各回転は、１ビーム幅に等しい回転量を含む。２ビーム、３ビーム、等のような、回転量の他の値が可能である。

【0059】

図５Ｅは、ＴＲＰ５０５により生成された同時送信されたビーム形成ブロードキャスト信号の図５５０を示す。図５Ｅに示すように、ＴＲＰ５０５は、ＴＲＰ５０５のカバレッジ領域を完全に包含するために、ＴＸダイバーシティにより全ての利用可能送信ビームでビーム形成ブロードキャスト信号を同時送信する。異なるサブバンド、又は異なるサブバンドとＴＸダイバーシティとの組み合わせ、等を用いるような、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信のための前述の技術のうちのいずれかが使用されて良い。図５Ａ〜５Ｄに示す４個の送信は同期周期を構成し、図５Ｅに示す送信と共に図５Ａ〜５Ｄに示す４個の送信は、同期周期及び／又はフレーム構造として参照される。

【0060】

ビーム形成ブロードキャスト信号はＴＲＰ５０５により送信されるとして図５Ｅに示されるが、異なる装置がブロードキャスト情報の提供を担って良いことに留意する。説明のための例として、異種展開では、スモールセルＴＲＰがビーム形成同期信号を送信し、一方で、レガシーｅＮＢはブロードキャスト信号を送信する。

【0061】

ブロードキャスト信号の数は、概して、通信システムのオペレータ又は技術標準により固定され得る。検出されるビーム識別子に依存して、ＵＥは、ＴＲＰからビーム形成ブロードキャスト信号を受信するために時間オフセットを知り得る。図５Ａ〜５Ｄに示す構成は、以下の簡易な表記法で表され得る。
{SCH(第１回転), SCH(第２回転), SCH(第３回転), SCH(第４回転), PBCH(全部)},
ここで、
ＳＣＨ ビーム形成同期チャネル、及び、
ＰＢＣＨ ビーム形成ブロードキャストチャネル。

【0062】

図５Ａ〜５Ｄに図示される回転のシーケンス並びにビーム形成同期信号とビーム形成ブロードキャスト信号の送信間の関係は、単に説明目的である。他の、空間的に分離された送信ビームのセットの回転又は構成の順序、ビーム形成同期信号及びビーム形成ブロードキャスト信号の順序が、可能である。図示の空間的に分離された送信ビームのセット、回転、及び関係は、例示的な実施形態の範囲又は精神のいずれも限定すると考えられるべきではない。

【0063】

しかしながら、幾つかのＴＲＰは、全ての送信ビームでビーム形成ブロードキャスト信号を同時送信できなくて良い。例示的な実施形態によると、ＴＲＰが全ての送信ビームでビーム形成ブロードキャスト信号を同時送信できない状況では、ＴＲＰは、全ての送信ビームのうちのサブセットでビーム形成ブロードキャスト信号を送信し、ビーム形成同期信号の送信において議論したビームの回転と同様の方法でビームを回転して良い。

【0064】

図６Ａ−６Ｆは、ＴＲＰにより送信されるビーム形成信号の第２の例示的なシーケンスを示す。図６Ａは、第１時間間隔で、ＴＲＰ６０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図６００を示す。図６Ａに示すように、ＴＲＰ６０５は、図５Ａに示されたものと同様の方法で９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームを含む空間的に分離された送信ビームのセットで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。図６Ｂは、第２時間で、ＴＲＰ６０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図６１０を示す。図６Ｂに示すように、第２時間間隔で、ＴＲＰ６０５は、９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。しかしながら、４個の送信ビームは１ビーム幅だけ回転される。回転に加えて、ビーム形成同期信号の識別子も変更される。

【0065】

図６Ｃは、第３時間間隔で、ＴＲＰ６０５により生成された同時送信されたビーム形成ブロードキャスト信号の図６２０を示す。ＴＲＰ６０５の制限により、ＴＲＰ６０５は、例えば、８個の送信ビームでビーム形成ブロードキャスト信号を同時にビーム形成し及び送信できるだけである。図６Ｃに示すように、送信ビームのセットは、２個の隣接送信ビームの４個のグループを含み、各グループの間に９０度の空間的分離を伴う。ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するためにＴＲＰ６０５により使用される送信ビームのセットは、時間間隔１（図６Ａ）及び時間間隔２（図６Ｂ）でビーム形成同期信号を送信するためにＴＲＰ６０５により使用される同じ送信ビームを含む。一例として、送信ビームのグループは、送信ビーム６２５及び６２７を含む。ＴＲＰ６０５は、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信でＴＸダイバーシティ及び／又は異なるサブバンドを使用して良い。図６Ａ〜６Ｃに示す３個の送信は、第１同期周期又はフレーム構造を構成する。一方で、図６Ａ及び６Ｂに示す２個の送信は、第１同期周期を構成する。

【0066】

図６Ｄは、第４時間間隔で、ＴＲＰ６０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図６４０を示す。図６Ｄに示すように、第１時間間隔で、ＴＲＰ６０５は、９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。しかしながら、４個の送信ビームは追加ビーム幅だけ回転される。回転に加えて、ビーム形成同期信号の識別子も変更される。図６Ｅは、第５時間間隔で、ＴＲＰ６０５により生成された同時送信されたビーム形成同期信号の図６５０を示す。図６Ｅに示すように、第５時間間隔で、ＴＲＰ６０５は、９０度だけ空間的に分離された４個の送信ビームで、４個のビーム形成同期信号を同時送信する。しかしながら、４個の送信ビームは別のビーム幅だけ回転される。回転に加えて、ビーム形成同期信号の識別子も変更される。

【0067】

図６Ｆは、第６時間間隔で、ＴＲＰ６０５により生成された同時送信されたビーム形成ブロードキャスト信号の図６６０を示す。図６Ｆに示すようなビーム形成ブロードキャスト信号を送信するために使用される送信ビームのセットは、送信ビームのセットに適用される回転を除いて、図６Ｃに示す送信ビームのセットと同様である。ビーム形成ブロードキャスト信号を送信するためにＴＲＰ６０５により使用される送信ビームのセットは、時間間隔４（図６Ｄ）及び５（図６Ｅ）でビーム形成同期信号を送信するためにＴＲＰ６０５により使用される同じ送信ビームを含む。図６Ｆに示すように、送信ビーム６６５及び６６７は、図６Ｃに示す送信ビーム６２５及び６２７に対応する。図６Ｃ及び６Ｆに示す送信ビームの特定構成では、回転は２ビーム幅に等しい。回転量は、総送信ビーム数、グループ当たり送信ビーム数、送信ビームのセット数に基づき異なる。図６Ｄ〜６Ｆに示す３個の送信は、第２同期周期又はフレーム構造を構成する。一方で、図６Ｄ及び６Ｅに示す２個の送信は、第２同期周期を構成する。図６Ａ〜６Ｆに示す６個の送信は、完全な同期周期又はフレーム構造を構成する。

【0068】

ビーム形成ブロードキャスト信号はＴＲＰ６０５により送信されるとして図６Ｃ及び６Ｆに示されるが、異なる装置がブロードキャスト情報の提供を担って良いことに留意する。説明のための例として、異種展開では、スモールセルＴＲＰがビーム形成同期信号を送信し、一方で、レガシーｅＮＢはブロードキャスト信号を送信する。

【0069】

ビーム形成同期信号の数、及びビーム形成ブロードキャスト信号に対するビーム形成同期信号の数は、概して、通信システムのオペレータ又は技術標準により固定され得る。したがって、検出されるビーム識別子に依存して、ＵＥは、ビーム形成ブロードキャスト信号を受信するために時間オフセットを知り得る。図６Ａ〜６Ｆに示す構成は、以下の簡易な表記法で表され得る。
{SCH(第１回転), SCH(第２回転), PBCH(第１＋第２回転), SCH(第３回転), SCH(第４回転), PBCH(第３＋第４回転)},
ここで、
ＳＣＨ ビーム形成同期チャネル、及び、
ＰＢＣＨ ビーム形成ブロードキャストチャネル。

【0070】

図６Ａ〜６Ｆに図示される回転のシーケンス並びにビーム形成同期信号とビーム形成ブロードキャスト信号の送信間の関係は、単に説明目的である。他の回転の順序並びにビーム形成同期信号及びビーム形成ブロードキャスト信号の順序が可能である。図示の回転及び関係は、例示的な実施形態の範囲又は精神のいずれも限定すると考えられるべきではない。

【0071】

ここに提示される例示的な実施形態は、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信される時間間隔の数を削減することにより、通信オーバヘッドの削減を可能にする。ビーム形成同期信号が送信された後に毎回、ビーム形成ブロードキャスト信号が送信される場合、結果として生じるオーバヘッドはより大きくなり得る。

【0072】

第三世代パートナ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）に準拠する通信システムでは、同期信号（つまりＰＳＳ及びＳＳＳ）は、周波数領域で６個のリソースブロック（resource block、ＲＢ）を占有し、６２個のアクティブな及び１０個の保護サブキャリア（subcarrier、ＳＣ）を有する。したがって、最小ＲＢ割り当てを有するＵＥでも、同期信号へのアクセスを有する。将来の新しい無線（new radio、ＮＲ）又は３ＧＰＰのｍｍＷａｖｅ通信システムでは、最小帯域幅割り当ては異なって良い。したがって、同期信号のためのサブキャリア数も変化して良い。

【0073】

例示的な実施形態によると、広帯域ＲＦビーム形成を用いて送信されるビーム形成同期信号は、周波数領域において分離したブロックで送信される。ビーム形成同期信号が周波数領域において分離したブロックで送信されるとき、最小帯域幅割り当てしか有しないＵＥでも、より大きな帯域幅割り当てを有するＵＥと同じ率でビーム形成同期信号を取得できる。しかしながら、より大きな帯域幅割り当てを有するＵＥは、依然として、それらのより大きな帯域幅割り当てから生じる周波数ダイバーシティによる、より低い信号対雑音比（signal to noise ratio、ＳＮＲ）の利益を有する。

【0074】

図７は、別個の周波数ブロックでのビーム形成同期信号の送信を強調する例示的な時間−周波数プロット７００を示す。図７に示すように、ビーム形成同期信号は、周波数ブロック７０５、７０７、７０９、及び７１１のような別個の周波数ブロックで送信される。動作を簡単にするために、同じ送信ビームが、同じ時間間隔において異なる周波数ブロックでビーム形成同期信号を送信するために使用されて良い。

【0075】

デジタル（又はハイブリッド）ビーム形成が、別個の周波数ブロックでビーム形成同期信号を送信するために使用されるとき、ＴＲＰは、異なる回転のビーム形成同期信号を周波数領域で送信可能であって良い。ビーム形成同期信号を送信するために使用される周波数領域における周波数ブロックの数は、最小割り当て帯域幅を有する最も基本的なＵＥ受信機でさえ、ビーム形成同期信号の利益を引き出せるように、制限される必要があって良い。

【0076】

例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号を送信するとき、同期オーバヘッドを削減するために、時間領域における回転及び周波数多重化が使用される。限られた帯域幅割り当てを有するＵＥは、依然として、周波数領域における回転が限られたサブバンド数をカバーするとき、このようなシステムを利用できることに留意する。時間領域における回転及び周波数多重化の適用は、起こり得る相互干渉問題を有する近隣送信ビームを有するＴＲＰが、干渉を回避するために、同じ時間において、しかし異なるサブバンドで、ビーム形成同期信号を送信することを可能にする。さらに、異なるサブバンドは直交するので、直交シーケンスの数は、Ｎの係数で削減される必要がある。ここで、Ｎはサブバンドの数である。

【0077】

図８は、回転を有する別個の周波数ブロックでのビーム形成同期信号の送信を強調する例示的な時間−周波数プロット８００を示す。図８に示すように、第１時間において生じる、周波数ブロック８０５及び８０７のような周波数ブロックは、送信ビームの異なるセットによりビーム形成同期信号を送信するために使用される。図８に示すように、送信ビームのセット８０６は周波数ブロック８０５で使用され、送信ビームのセット８０８は周波数ブロック８０７で使用される。さらに、第２時間において、周波数ブロック８１０及び８１２は、それぞれ送信ビームのセット８１１及び８１３により同期信号を送信するために使用される。送信ビームのセットは、異なる回転を有するが、送信ビームの同じ基本セットを有して良い。

【0078】

図９は、ＴＲＰ９０５により生成されるビーム形成送信の第３の例示的なシーケンス９００を示す。ＴＲＰ９０５は、異なる時間において適用される回転を有する異なる周波数ブロックでビーム形成信号を送信している。第１時間（ｔｉｍｅ＿１）９１０で、ＴＲＰ９０５は、第１サブバンドで送信される４個の分離された送信ビーム（影無しビーム）の第１セット、及び第２サブバンドで送信される４個の分離された送信ビーム（クロスハッチ付きビーム）の第２セットを有する、全部で８個の送信ビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。各送信ビームは異なるビームアイデンティティを有する。第２時間（ｔｉｍｅ＿２）９１５で、ＴＲＰ９０５は、第１サブバンドで送信される４個の分離された送信ビームの第１セット、及び第２サブバンドで送信される４個の分離された送信ビームの第２セットを有する、全部で８個の送信ビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第２時間９１５で使用される４個の分離された送信ビームのセットは、第１時間９１０で使用される４個の分離された送信ビームのセットの回転されたバージョンである。各送信ビームは異なるビームアイデンティティを有する。第３時間（ｔｉｍｅ＿３）９２０で、ＴＲＰ９０５は、第１時間９１０及び第２時間９１５でビーム形成同期信号を送信するために使用される全部の送信ビームを含む、全部で１６個の送信ビームを用いてビーム形成ブロードキャスト信号を送信する。ＴＸダイバーシティ、異なるサブバンド、又は異なるサブバンドとＴＸダイバーシティとの組み合わせ、等を用いるような、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信のための前述の技術のうちのいずれかが使用されて良い。

【0079】

図１０は、ＴＲＰ１００５により生成されるビーム形成送信の第４の例示的なシーケンスを示す。ＴＲＰ１００５は、回転を有する異なる周波数ブロックでビーム形成信号を送信している。第１時間（ｔｉｍｅ＿１）１０１０で、ＴＲＰ１００５は、第１サブバンドで送信される４個の分離された送信ビーム（影無しビーム）の第１セット、及び第２サブバンドで送信される４個の分離された送信ビーム（クロスハッチ付きビーム）の第２セットを有する、全部で８個の送信ビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。各送信ビームは異なるビームアイデンティティを有する。第２時間（ｔｉｍｅ＿２）１０１５において、ＴＲＰ１００５は、第１時間１０１０で使用された同じ８個の送信ビームである８個の送信ビームを用いて、ビーム形成ブロードキャスト信号を送信する。ＴＸダイバーシティ、異なるサブバンド、又は異なるサブバンドとＴＸダイバーシティとの組み合わせ、等を用いるような、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信のための前述の技術のうちのいずれかが使用されて良い。第３時間（ｔｉｍｅ＿３）１０２０で、ＴＲＰ１００５は、第１サブバンドで送信される４個の分離された送信ビームの第１セット、及び第２サブバンドで送信される４個の分離された送信ビームの第２セットを有する、全部で８個の送信ビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第３時間１０２０で使用される４個の分離された送信ビームのセットは、第１時間１０１０で使用される４個の分離された送信ビームのセットの回転されたバージョンである。第４時間（ｔｉｍｅ＿４）１０２５において、ＴＲＰ１００５は、第３時間１０２０で使用された同じ８個の送信ビームである８個の送信ビームを用いて、ビーム形成ブロードキャスト信号を送信する。ＴＸダイバーシティ、異なるサブバンド、又は異なるサブバンドとＴＸダイバーシティとの組み合わせ、等を用いるような、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信のための前述の技術のうちのいずれかが使用されて良い。

【0080】

２個のサブバンドの使用を通じて、要求されるシーケンスの数は、ＵＥが送信ビームのビーム識別子を識別できることを保証するために、１６から８に削減される。さらに、ビーム形成同期信号を送信するための時間間隔の数は、４から２に削減できる。

【0081】

例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号は、近隣のアクティブな送信ビーム間でユニークな角度間隔を有する、複数の空間的に分離された送信ビームで同時に送信される。一緒に送信される送信ビームは、同じ識別子を有する。送信ビームは、時間において回転され、各回転は異なる識別子を有する。アクティブな送信ビーム間のユニークな角度間隔は、曖昧さを除去する。より幅広なビームを使用する通信システム及び／又は複数反射のより多く生じるときの環境で動作する通信システムは、この例示的な実施形態のための良好な候補である。

【0082】

例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号は、空間的に分離された送信ビームのセットで同時送信される。ここで、全部の送信ビームは、同じビームアイデンティティを有する。空間的に分離された送信ビームのセットの中の送信ビームは、アクティブビームとして参照される。ＴＸダイバーシティが使用されて良い。アクティブビーム間の角度間隔は、角度カバレッジ領域内で異なる。角度カバレッジ領域は、３６０度又は（１２０度のような）セクタであって良い。アクティブビームは、時間と共に回転子、各回転においてアクティブビームは異なるビーム識別子を有する。アクティブビーム間の角度間隔は、回転間で維持され、曖昧さを除去するのを助けるために使用される。

【0083】

図１１は、アクティブビームが空間的に分離され且つ同じビームアイデンティティを有する、ＴＲＰ１１０５により送信されるビーム形成同期信号の例示的なシーケンスを示す。図１１に示すように、単一の送信ビームが回転された場合の１６個の回転と比べて、完全なカバレッジを提供するためにアクティブビームの全部で９個の回転が必要である。第１時間では、ＴＲＰ１１０５は、第１同期信号構成（ＳＣＨ＿１）１１１０により構成されるアクティブビームを送信する。第１同期信号構成１１１０は、（ビームＡ、Ｂ、及びＣとラベル付けされた）３個の送信ビームを含む。図１１に示すように、ビームＡとＢとの間の空間的分離はＸ（例えば、３個のビーム）であり、ビームＢとＣとの間の空間的分離はＹ（例えば、５個のビーム）であり、ビームＣとＡとの間の空間的分離はＺ（例えば、７個のビーム）である。第２時間では、ＴＲＰ１１０５は、第２同期信号構成（ＳＣＨ＿２）１１１５により構成されるアクティブビームを送信する。第２同期信号構成１１１５は、角度量、例えば１ビーム幅分の、第１同期信号構成１１１０の回転である。第３時間では、ＴＲＰ１１０５は、第３同期信号構成（ＳＣＨ＿３）１１２０により構成されるアクティブビームを送信する。第４時間では、ＴＲＰ１１０５は、第４同期信号構成（ＳＣＨ＿４）１１２５により構成されるアクティブビームを送信する。第５時間では、ＴＲＰ１１０５は、第５同期信号構成（ＳＣＨ＿５）１１３０により構成されるアクティブビームを送信する。第６時間では、ＴＲＰ１１０５は、第６同期信号構成（ＳＣＨ＿６）１１３５により構成されるアクティブビームを送信する。第７時間では、ＴＲＰ１１０５は、第７同期信号構成（ＳＣＨ＿７）１１４０により構成されるアクティブビームを送信する。第８時間では、ＴＲＰ１１０５は、第８同期信号構成（ＳＣＨ＿８）１１４５により構成されるアクティブビームを送信する。第９時間では、ＴＲＰ１１０５は、第９同期信号構成（ＳＣＨ＿９）１１５０により構成されるアクティブビームを送信する。

【0084】

図１１に図示したアクティブビーム、同期信号構成、及び回転は、議論のために提供された例であり、例示的な実施形態の範囲又は精神を制限することを意図しないことに留意する。アクティブビーム、同期信号構成、及び回転の代替構成は、合計角度空間（本例では３６０度）がスイープされ、同時にビーム形成される角度位置（つまり、送信ビームＡ、Ｂ、及びＣ）がユニークな空間的分離を有し同じビーム識別子を送信して（例えばビームがシーケンスを識別する）曖昧さを除去する限り、可能である。時間シーケンスにおけるビームの各回転は、異なるビーム識別子を送信する。表２は、ＴＲＰ１１０５のカバレッジ領域内に位置するＵＥにより検出可能なビーム識別子のセットを示す。角度におけるＵＥ位置は、ＵＥ１２０５とＴＲＰ１１０５との間の相対角を示す図１２に示すように、ＴＲＰに対する角度である。ＴＲＰ１１０５のカバレッジ領域内の各位置において、ＵＥはビーム識別子のユニークなセットを検出することに留意する。したがって、ＵＥは、ＴＲＰ１１０５に対する方向及びビームインデックスを検出できる。

【表2】

【0085】

図１３は、ＴＲＰ１３０５により生成されるビーム形成送信の第４の例示的なシーケンスを示す。ＴＲＰ１３０５は、異なる時間間隔において適用される回転を有する空間的に分離された送信ビーム（つまりアクティブビーム）のセットを用いて、ビーム形成信号を送信している。全てのアクティブビームは、単一の時間間隔において同じビームアイデンティティを有する。第１時間（ｔｉｍｅ＿１）１３１０において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子１を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第２時間（ｔｉｍｅ＿２）１３１５において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子２を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第３時間（ｔｉｍｅ＿３）１３２０において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子３を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第４時間（ｔｉｍｅ＿４）１３２５において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子４を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第５時間（ｔｉｍｅ＿５）１３３０において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子５を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第６時間（ｔｉｍｅ＿６）１３３５において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子６を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第７時間（ｔｉｍｅ＿７）１３４０において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子７を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第８時間（ｔｉｍｅ＿８）１３４５において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子８を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第９時間（ｔｉｍｅ＿９）１３５０において、ＴＲＰ１３０５は、ビーム識別子９を有する３個のアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第１０時間（ｔｉｍｅ＿１０）１３５５において、ＴＲＰ１３０５は、全ての利用可能送信ビームを用いてビーム形成ブロードキャスト信号を送信する。ＴＸダイバーシティ、異なるサブバンド、又は異なるサブバンドとＴＸダイバーシティとの組み合わせ、等を用いるような、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信のための前述の技術のうちのいずれかが使用されて良い。ＴＲＰがビーム形成ブロードキャスト信号を全ての送信ビームで同時送信できない場合、ビーム形成ブロードキャスト信号は、異なるサブフレームの全ての送信ビームの異なるサブセットで送信されて良い。

【0086】

ＵＥがビーム形成同期信号を検出すると（及び自身の受信機を同期すると）、フレーム構造が固定されるので、ＵＥはビーム形成ブロードキャスト信号を受信及び復調すべきタイミングオフセットを知るだろう。この例示的な実施形態の特性により、ビーム形成同期信号の全ての時間インスタンス（例えばサブフレーム）は、ＴＲＰからのどのビーム方向が最良の方向であるかをＵＥが明確に決定できる前に、受信される。ＵＥが正しいタイミングを有する少なくとも１つのビームアイデンティティを検出すると、ＴＲＰからの正しいビームを完全に確立するために、ＵＥは、ビーム形成同期信号の次のセットを検出し続ける必要があって良い。

【0087】

例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号は、周波数ダイバーシティをサポートするために同じ送信ビーム方向を有する又は時間次元においてオーバヘッドを削減するために異なる送信ビーム方向を有する、複数のサブバンドで送信される。先に議論したように、異なるビーム形成同期信号が異なる送信ビーム方向を有する異なるサブバンドで送信されるとき、異なるビーム識別子が使用される。

【0088】

図１４は、ＴＲＰ１４０５により生成されるビーム形成送信の第５の例示的なシーケンスを示す。ＴＲＰ１４０５は、３に等しいサブバンド数により、異なる時間において適用される回転を有する異なる周波数サブバンドで、空間的に分離された送信ビーム（つまりアクティブビーム）のセットを用いて、ビーム形成信号を送信している。単一の時間における単一の周波数サブバンド内の全てのアクティブビームは、同じビームアイデンティティを有するが、ビームアイデンティティは、単一周波数サブバンド内の同じアクティブビームであっても、異なる時間間隔において変化する。第１サブバンド１４１０で且つ第１時間において、ＴＲＰ１４０５は、（結合第１送信１４１１における白色ビームとして示される）ビーム識別子１を有するアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。同じ時間において且つ第２サブバンドで、ＴＲＰ１４０５は、第１回転を用いて（結合第１送信１４１１におけるハッチングされたビームとして示される）ビーム識別子２を有するアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第３サブバンドで、ＴＲＰ１４０５は、第３回転の後、（結合第１送信１４１１におけるクロスハッチングされたビームとして示される）ビーム識別子３を有するアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第２時間において且つ第１サブバンドで、ＴＲＰ１４０５は、（結合第２送信１４１２における白色ビームとして示される）ビーム識別子４を有するアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。同じ時間において、ＴＲＰ１４０５は、第１回転の後に（結合第２送信１４１２におけるハッチングされたビームとして示される）ビーム識別子５を有するアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。同じ時間において、ＴＲＰ１４０５は、更なる回転を用いて、（結合第２送信１４１２におけるクロスハッチングされたビームとして示される）ビーム識別子６を有するアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。

【0089】

第３時間１４１５において且つ第１サブバンドで、ＴＲＰ１４０５は、（結合第３送信１４１５における白色ビームとして示される）ビーム識別子７を有するアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。同じ時間において、ＴＲＰ１４０５は、（結合第３送信１４１５におけるハッチングされたビームとして示される）ビーム識別子８を有する回転されたアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。同じ時間において、ＴＲＰ１４０５は、（結合第３送信１４１５におけるクロスハッチングされたビームとして示される）ビーム識別子９を有する回転されたアクティブビームを用いてビーム形成同期信号を送信する。第４時間において、ＴＲＰ１４０５は、結合送信１４１６に示すように、ビーム形成ブロードキャスト信号を送信する。ＴＸダイバーシティ、異なるサブバンド、又は異なるサブバンドとＴＸダイバーシティとの組み合わせ、等を用いるような、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信のための前述の技術のうちのいずれかが使用されて良い。

【0090】

ＵＥがビーム形成ブロードキャスト信号からシステム情報を復調するために、ＵＥは、（フレーム及びサブフレームに基づき）ＴＲＰと時間及び周波数同期される必要がある。先に議論したように、ＵＥがＴＲＰビームインデックスを決定できる場合、ＵＥは、受信したビーム形成同期信号とビーム形成ブロードキャスト信号との間の時間オフセットも知る。他の利点は、以下に記載するように、ＴＲＰビームインデックスの取得と共に含まれ得る。

【0091】

ＵＥが、同期段階中にＴＲＰからの良好な候補ビーム方向を決定し、（３ＧＰＰ ＬＴＥ又はその他のようなレガシーキャリアとの二重接続を用いて）ＴＲＰに情報をフィードバックできる場合、アップリンク同期を確立するための後続の処理又はメッセージ（つまりＲＡＣＨ信号をビーム形成するとき）、又はＵＥ固有ビーム形成参照信号の割り当ては、削減できる。図１５は、同期に参加する装置により交換されるメッセージ及び実行される処理の図１５００を示す。同期に参加する装置は、ＴＲＰ１５０５、ＵＥ１５１０、及びレガシーｅＮＢ１５１５を含む。レガシー接続１５２０が、ＵＥ１５１０とレガシーｅＮＢ１５１５との間に存在する。ＴＲＰ１５０５は、ビーム形成同期信号及びビーム形成ブロードキャスト信号を送信し（イベント１５２２及び１５２３）、ＵＥ１５１０は、ビーム形成同期信号を受信し（イベント１５２４）、時間及び周波数同期、及び最良ビームアイデンティティを決定する（ブロック１５２６）。ＵＥ１５１０は、最良ビームアイデンティティ及び任意でＴＲＰ１５０５の識別子のフィードバックを、レガシーｅＮＢ１５１５に提供する（イベント１５２８）。レガシーｅＮＢ１５１５は、例えばＵＥ１５１０から受信した情報を提供することにより、ビーム形成ＲＡＣＨのためにＴＲＰ１５０５を準備する（イベント１５３０）。ＵＥ１５１０は、既にＴＲＰ１５０５に予め揃えられたビーム形成ＲＡＣＨを送信する。

【0092】

さらに、（近隣ＴＲＰのビーム形成同期識別子から導出される）近隣ＴＲＰのビームアイデンティティの識別及びそれに関するフィードバックの現在ＴＲＰ（又は現在接続されたＴＲＰ）への提供は、また、近隣ＴＲＰのビーム形成ＣＳＩ−ＲＳに関するフィードバックを単に提供することに比べて、近隣セルの報告を加速し得る。ビーム形成ＣＳＩ−ＲＳの使用と比較されるこの加速は、近隣セルのビーム形成ＣＳＩ−ＲＳインデックスが、ビーム形成ＣＳＩ−ＲＳが復調され得る前に、（例えばビーム形成ブロードキャスト信号又はその他を復調することにより）近隣ＴＲＰのＣＳＩ−ＲＳ構成がＵＥにより知られると取得されるだけであるという事実に起因する。同一代理人による特許出願、名称「Beam Detection, Beam Tracking and Random Access in MM−Wave Small Cells in Heterogeneous Network」、出願番号第１４／７９１１１２号、２０１５年７月２日出願、参照によりここに組み込まれる、では、（ビーム形成ブロードキャスト信号を同期化し及び復調した後に）処理を削減するために二重接続を用いてビーム形成ＣＳＩ−ＲＳからのビームインデックス情報をフィードバックする技術が提供される。同一代理人による特許出願、名称「System and Method for Initial Attachment in a Communications System Utilizing Beam−Formed Signals」、出願番号第１５／１３３２８５号、２０１６年４月２０日出願、参照によりここに組み込まれる、では、幅広ビームで送信された異なる同期信号間の境界を利用して、ＲＡＣＨ送信のタイミングを決定する技術が提供される。

【0093】

使用されるシステムに依存して、ビーム形成同期信号の各々を識別するために、異なるシーケンスセットが使用されて良い。一例として、通信システムが周波数領域等化（frequency domain equalization、ＦＤＥ）によるシングルキャリア（single carrier、ＳＣ）変調を用いる場合、Ｇｏｌａｙ符号が選択される。一方で、通信システムが直交周波数分割多重（orthogonal frequency division multiplexing、ＯＦＤＭ）を用いる場合、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスが選択されて良い。Ｇｏｌａｙ符号及びＺＣシーケンスは例であることが意図される。

【0094】

図１６は、現世代３ＧＰＰ ＬＴＥ通信システムにおけるＰＳＳ及びＳＳＳの図１６００を示す。図１６００に示すように、同じＰＳＳがフレーム毎に（１０個のスロット毎に）２回送信され、ＺＣシーケンスルートのルートに基づき物理（physical、ＰＨＹ）レイヤアイデンティティＮ_ＩＤ^（２）（０，１，２）を示す。ＳＳＳシーケンスは、２つの長さの３１個のシーケンスのインターリーブされた組み合わせであり、ＰＳＳから導出されたシーケンスによりスクランブルされる（組み合わせは、スロット０とスロット１０との間で変化する）。ＳＳＳシーケンスは、ＰＨＹレイヤセル識別子Ｎ_ＩＤ^（１）を示す。ここで、セル識別子＝Ｎ_ＩＤ^ｃｅｌｌ＝３Ｎ_ＩＤ^（１）＋Ｎ_ＩＤ^（２）である。

【0095】

３ＧＰＰ ＬＴＥにおけるＰＳＳ／ＳＳＳの現在構成により、ＵＥは、フレーム及びスロットタイミングを取得し、並びに同期段階からセル識別子を取得できる。各フレームの４個のスロットにおいて、合計所要オーバヘッドは６個のＲＢである（各フレームが１２０個のスロットを有する）。正確なオーバヘッドは、システム帯域幅使用に依存するが、システム帯域幅が６個のＲＢだけであるとき、３．３３％まで高くなり得る。

【0096】

ここで議論されたこれらの通信システムのような、ビーム形成同期信号を使用する通信システムでは、２個のアイテムセットが得られる。
ａ）ビーム識別子（空間同期）、周波数及び時間（フレーム及びスロット）同期；又は、
ｂ）セル識別子、ビーム識別子（空間同期）、周波数及び時間（フレーム及びスロット）同期。
（ｂ）は（ａ）に比べてより高いオーバヘッドを必要とし得ることが明らかである。ここに記載される技術を用いて（ａ）及び（ｂ）の両方について一般的なソリューションが提供される。

【0097】

図１７は、空間、周波数、及び時間同期のための第１の例示的なビーム形成同期信号ペイロード及びフレーム構造１７００を示す。ビーム形成同期信号フレーム構造１７００は、サブフレーム０ １７０７のスロット０ １７０５及びサブフレーム５ １７１２のスロット１０ １７１０を含むサブフレーム毎に２個のスロットを有する１０個のサブフレームを含む。スロット０ １７０５及びスロット１０ １７１０は複数のシンボルを含み、それらの幾つかは、ビーム形成同期信号を運ぶために使用される。一例として、スロット０ １７０５のシンボル１７１５は、ビーム形成同期信号を送信するために専用のＲＢ１７２０のようなＲＢ、及び他の信号により使用されるＲＢ１７２２及び１７２４のような他のＲＢを含む。

【0098】

一実施形態によると、フレーム構造１７００のようなフレーム構造の第２の半分で使用されるシーケンスは、フレーム構造の第１の半分で使用されるシーケンスの相補的バージョンである。したがって、フレームの異なる部分が識別でき、サブフレーム及びフレームタイミングが確立できる。このような状況では、各ビーム形成同期信号シンボルは、フレーム毎に２回送信される。探索の複雑性が簡略化され得、フレーム及びスロットタイミングが可能である。ここで使用されるように、相補的シーケンスは、循環シフトシーケンス、共役シーケンス、異なるルートを有するシーケンス、位相シフト、等を含んで良い。

【0099】

図１８は、空間、周波数、及び時間同期のための２の例示的なビーム形成同期信号ペイロード及びフレーム構造１８００を示す。ビーム形成同期信号フレーム構造１８００は、サブフレーム０ １８０７のスロット０ １８０５及びサブフレーム５ １８１２のスロット１０ １８１０を含むサブフレーム毎に２個のスロットを有する１０個のサブフレームを含む。スロット０ １８０５及びスロット１０ １８１０は、複数のシンボルを含み、それらの幾つかは、ビーム形成同期信号を運ぶために使用される。一例として、スロット０ １８０５のシンボル１８１５は、異なる回転のビーム形成同期信号を送信するために専用のＲＢ１８２０及び１８２１のようなＲＢ、及び他の使用のために専用のＲＢ１８２２及び１８２４のような他のＲＢを含む。一例として、ＲＢ１８２０は、第１回転のビーム形成同期信号を送信するために使用され、ＲＢ１８２１は、第２回転のビーム形成同期信号を送信するために使用される。

【0100】

一実施形態によると、フレーム構造１８００のようなフレーム構造の第２の半分で使用されるシーケンスは、フレーム構造の第１の半分で使用されるシーケンスの相補的バージョンである。したがって、フレームの異なる部分が識別でき、サブフレーム及びフレームタイミングが確立できる。ビーム形成同期信号シンボルの数は、図１８に示すようにＭ／Ｎの係数で削減され得る。ここで、Ｍは必要な通常の回転数であり、Ｎは周波数サブバンドの数である。

【0101】

ＵＥがセル識別子及びＴＲＰの何らかの種類の識別子を決定するために、追加情報が必要である。例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号を送信する各アクティブビームは、ビーム識別子、ＳＳＳ及びＰＳＳを含む。図１９Ａは、第１の例示的なビーム形成同期信号フォーマット１９００を示す。ビーム形成同期信号フォーマット１９００は、ビーム識別子フィールド１９０５、ＳＳＳフィールド１９１０、及びＰＳＳフィールド１９１５を含む。ビーム識別子フィールド１９０５は、アクティブビームに関連付けられたビーム識別子に関するシーケンスを含む。ＳＳＳフィールド１９１０は、スクランブリングコードのようなＳＳＳに関するシーケンスを含む。シーケンスはＮ_ＩＤ（１）にマッピングされ、スロット０で使用されるシーケンスはスロット１０で使用されるシーケンスと異なる。ＰＳＳフィールド１９１５は、単一のＴＲＰからの全てのアクティブビームについて同じシーケンスを含む。シーケンスは、ＰＨＹレイヤアイデンティティＮ_ＩＤ（２）にマッピングされる。

【0102】

例示的な実施形態によると、ビーム形成同期信号を送信する各アクティブビームは、１つのシーケンスに結合されたビーム識別子及びＳＳＳ、並びにＰＳＳを含む。図１９Ｂは、第２の例示的なビーム形成同期信号フォーマット１９５０を示す。ビーム形成同期信号フォーマット１９５０は、ＳＳＳフィールド１９５５及びＰＳＳフィールド１９６０を含む。ＳＳＳフィールド１９５５は、スクランブリングコードのようなＳＳＳのシーケンスを含む。シーケンスはＮ_ＩＤ（１）にマッピングされ、スロット０で使用されるシーケンスはスロット１０で使用されるシーケンスと異なる。シーケンスは、また、位相シフト、循環シフト、コードグループマッピング、等のようにビーム識別子にマッピングされる。ＰＳＳフィールド１９６０は、単一のＴＲＰからの全てのアクティブビームについて同じシーケンスを含む。シーケンスは、ＰＨＹレイヤアイデンティティＮ_ＩＤ（２）にマッピングされる。ここで議論される例示的な実施形態は時間オーバヘッドを削減するので、図１９Ａ又は１９Ｂの両方式が対応可能である。図８に示す技術が実装される場合（図１８で拡張提案１としてラベル付けされる）、図１９Ｂの実装は、サブバンドが２に固定され（Ｎ＝２）、４個のビームが同時に送信され、合計１６個のビーム方向が必要であるとき、フレームのスロット０及び１０で４個のシンボルのオーバヘッドを生じ得る。他の変形も可能である。

【0103】

ＵＥがビーム形成同期信号を検出するために、ＵＥは、概して、全ての利用可能受信機チェーンをリッスンし、既知のシーケンスに一致する並列相関器バンクを有する。ＵＥが例えば９０度の半値幅（half power bandwidth、ＨＰＢＷ）ビームを有するビーム形成を使用する状況では、異なる受信機チェーンが異なるビーム方向を同時にリッスンして良い。ＵＥが４個の受信チェーンを有する場合、ＵＥは、全ての方向（３６０度）で同時にリッスンし得る。ＵＥにおいて利用可能な受信機チェーンの数は、ＵＥは接続されたＴＲＰから受信しているので、ＵＥが近隣ＴＲＰを同時に監視する場合に、より低い場合がある。

【0104】

セル端ユーザのために干渉のないビーム形成同期信号の受信を可能にするために、ビーム形成同期信号は、時間、周波数、及び角度空間において調整されて良い。したがって、セル端ユーザは、１つのビーム形成同期信号を所与の周波数−時間リソースにおいて受信できるだけである。時間、周波数、及び角度空間において装置を調整する技術は、同一代理人により特許出願、名称「System and Method for beam−formed reference and control signals」、米国出願番号第１４／８１５５７１、２０１５年７月３１日出願、参照によりここに組み込まれる、において議論される。ＵＥがビーム形成を使用する状況では、ＴＲＰが超高密度ネットワーク（ultra−dense network、ＵＤＮ）の部分であるとき、又は各ユーザのビームが異なるＴＲＰからの信号を同時に受信できるとき、ＴＲＰが調整されることが要求されるだけで良い。

【0105】

図２０Ａは、ビーム形成制御信号を送信するＴＲＰにおいて生じる第１の例示的な動作２０００のフロー図を示す。動作２０００は、ＴＲＰが、同期信号及びブロードキャスト信号を含むビーム形成制御信号を送信するとき、通信システムのＴＲＰにおいて生じる動作を示し得る。

【0106】

動作２０００は、ＴＲＰが空間的に分離された送信ビームのセットを決定するステップで開始する（ブロック２００５）。空間的に分離された送信ビームのセットは、技術標準又は通信システムのオペレータにより指定されて良い。このような状況では、空間的に分離された送信ビームのセットは、ＴＲＰのメモリに格納されて良い。代替として、ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットを（ローカル又はリモート）サーバから又は通信システム内の何らかの他の装置から、読み出して良い。空間的に分離された送信ビームのセットは、近隣ＴＲＰの空間的に分離された送信ビームのセットと協調されて良い。代替として、ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットを選択して良い。空間的に分離された送信ビームのセットの選択は、利用可能送信ビームの数、利用可能周波数サブバンドの数、ＴＲＰのビーム形成能力、ＵＥの受信能力、ＵＥのモビリティ、許容通信オーバヘッド、許容同期待ち時間、等のような因子に従い行われて良い。

【0107】

ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットに従い同期信号をビーム形成する（ブロック２０１０）。複数のサブバンドが使用される場合、ＴＲＰは、サブバンドの各々について、空間的に分離された送信ビームのセットに従い同期信号をビーム形成して良い。ＴＲＰは、ビーム形成同期信号を送信する（ブロック２０１５）。ビーム形成同期信号の送信は、通信システムの構成に依存して、単一のバンド又は複数のサブバンドで生じて良い。ＴＲＰは、同期周期が完了したかどうかを決定するためにチェックを実行する（ブロック２０２０）。一例として、ＴＲＰが全ての利用可能送信ビームでビーム形成同期周期を送信した場合、同期周期が完了する。代替として、同期周期は、ＴＲＰが全ての利用可能送信ビームでビーム形成同期信号を送信することを可能にするために必要とされるものより短くて良い。このような同期周期の一例は図６Ａ〜６Ｆに示される。ここで、完全な同期周期は、４個の回転の空間的に分離された送信ビームのセットを含むが、同期周期は、それぞれ２個の回転の空間的に分離された送信ビームのセットの２個の別個の同期周期に区分される。同期周期が完了しない場合、ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットを回転する（ブロック２０２５）。空間的に分離された送信ビームのセットの回転は、空間的に分離された送信ビームのセットの決定の間に指定され、同期周期（又はＴＲＰが全ての利用可能な送信ビームでビーム形成同期信号を送信できるようにするために必要なものより、同期周期が短い状況では同期周期）が完了するときまでに、ＴＲＰが全ての利用可能送信ビームでビーム形成同期信号を送信することを保証する。ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームの回転されたセットに従い同期信号をビーム形成するためにブロック２０１０に戻る。

【0108】

同期周期が完了した場合、ＴＲＰは、ブロードキャスト信号をビーム形成し（ブロック２０３０）、ビーム形成ブロードキャスト信号を送信する（ブロック２０３５）。ＴＸダイバーシティ、異なるサブバンド、又は異なるサブバンドとＴＸダイバーシティとの組み合わせ、等を用いるような、ビーム形成ブロードキャスト信号の送信のための前述の技術のうちのいずれかが使用されて良い。同期周期が複数の同期周期に区分された場合、ＴＲＰは、ブロック２０１０に戻って、別の同期周期を開始する。ＴＲＰは、同期周期が完了したかどうかを決定するためにチェックを実行する（ブロック２０４０）。同期周期が完了していない場合、ＴＲＰは空間的に分離された送信ビームのセットを変更し（空間的に分離された送信ビームのセットに回転を提供するように単純であって良い）、ブロック２０１０に戻って、ビーム形成同期信号の送信を続ける。議論を目的として、図６Ａ〜６Ｆに示すような同期周期を考える。このような状況では、第１同期周期は、図６Ａ及び６Ｂに示すような２個の回転の空間的に分離された送信ビームのセットでの送信を含み、第２同期周期は、図６Ｄ及び６Ｅに示すような２個の回転の空間的に分離された送信ビームのセットを含み、一方で、同期周期は図６Ａ〜６Ｆに示すような送信を含む。同期周期が完了すると、ＴＲＰは、ＵＥからのＲＡＣＨ受信のために準備して良い（ブロック２０４０）。

【0109】

図２０Ｂは、ビーム形成信号を送信するＴＲＰにおいて生じる第２の例示的な動作２０５０のフロー図を示す。動作２０５０は、ＴＲＰが、同期信号を含むビーム形成制御信号を送信するとき、通信システムのＴＲＰにおいて生じる動作を示し得る。動作２０５０は、ＴＲＰ以外のエンティティが、異種展開又は二重接続展開におけるようなブロードキャスト信号を送信し、ブロードキャスト信号を送信し、及びＴＲＰが（同期信号を含む）ビーム形成信号を送信する状況において適用可能であり得ることに留意する。

【0110】

動作２０５０は、ＴＲＰが空間的に分離された送信ビームのセットを決定するステップで開始する（ブロック２０５５）。空間的に分離された送信ビームのセットは、技術標準又は通信システムのオペレータにより指定されて良い。このような状況では、空間的に分離された送信ビームのセットは、ＴＲＰのメモリに格納されて良い。代替として、ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットを（ローカル又はリモート）サーバから又は通信システム内の何らかの他の装置から、読み出して良い。空間的に分離された送信ビームのセットは、近隣ＴＲＰの空間的に分離された送信ビームのセットと協調されて良い。代替として、ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットを選択して良い。空間的に分離された送信ビームのセットの選択は、利用可能送信ビームの数、利用可能周波数サブバンドの数、ＴＲＰのビーム形成能力、ＵＥの受信能力、ＵＥのモビリティ、許容通信オーバヘッド、許容同期待ち時間、等のような因子に従い行われて良い。

【0111】

ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットに従い同期信号をビーム形成する（ブロック２０６０）。複数のサブバンドが使用される場合、ＴＲＰは、サブバンドの各々について、空間的に分離された送信ビームのセットに従い同期信号をビーム形成して良い。ＴＲＰは、ビーム形成同期信号を送信する（ブロック２０６５）。ビーム形成同期信号の送信は、通信システムの構成に依存して、単一のバンド又は複数のサブバンドで生じて良い。ＴＲＰは、同期周期が完了したかどうかを決定するためにチェックを実行する（ブロック２０７０）。一例として、ＴＲＰが全ての利用可能送信ビームでビーム形成同期周期を送信した場合、同期周期が完了する。代替として、同期周期は、ＴＲＰが全ての利用可能送信ビームでビーム形成同期信号を送信することを可能にするために必要とされるものより少なくて良い。このような同期周期の一例は図６Ａ〜６Ｆに示される。ここで、完全な同期周期は、４個の回転の空間的に分離された送信ビームのセットを含むが、同期周期は、それぞれ２個の回転の空間的に分離された送信ビームのセットの２個の別個の同期周期に区分される。同期周期が完了しない場合、ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームのセットを回転する（ブロック２０７５）。空間的に分離された送信ビームのセットの回転は、空間的に分離された送信ビームのセットを決定する間に指定され、同期周期が完了するときまでに、ＴＲＰが全ての利用可能送信ビームでビーム形成同期信号を送信することを保証する。ＴＲＰは、空間的に分離された送信ビームの回転されたセットに従い同期信号をビーム形成するためにブロック２０６０に戻る。同期周期が完了した場合、ＴＲＰは同期周期が完了したかどうかを決定するためにチェックを実行する（ブロック２０８０）。同期周期が完了していない場合、ＴＲＰは空間的に分離された送信ビームのセットを変更し（空間的に分離された送信ビームのセットに回転を提供するように単純であって良い）（ブロック２０８５）、ブロック２０６０に戻って、ビーム形成同期信号の送信を続ける。同期周期が完了すると、ＴＲＰは、ＵＥからのＲＡＣＨ受信のために準備して良い（ブロック２０９０）。

【0112】

図２１は、同期化を実行するＵＥにおいて生じる例示的な動作２１００のフロー図を示す。動作２１００は、ＵＥが、同期信号及びブロードキャスト信号を含むビーム形成制御信号を利用して同期を実行するとき、通信システムのＵＥにおいて生じる動作を示し得る。

【0113】

動作２１００は、ビーム形成同期信号が受信されたかどうかを決定するために、ＵＥがチェックを実行するステップで開始する（ブロック）２１０５。ビーム形成同期信号が受信された場合、ＵＥは、受信したビーム形成同期信号のビーム識別子を決定する（ブロック２１１０）。ＵＥは、同期周期が完了したかどうかを決定するためにチェックを実行する（ブロック２１１５）。同期周期が完了していない場合、ＵＥは、ブロック２１０５に戻って、追加ビーム形成同期信号を受信する可能性がある。ＵＥは、ビーム形成同期信号を送信しているＴＲＰに対するＵＥの位置に依存して、いかなる他のビーム形成同期信号を受信しなくて良い。

【0114】

同期周期が完了した場合、ＵＥは、ＵＥに向けられた送信ビームのビームインデックスを決定する（ブロック２１２０）。ビームインデックスの決定は、ブロック２１１０で決定されるようなＵＥにより受信された１又は複数のビーム形成同期信号の１又は複数のビームアイデンティティを用いて行われる。ＵＥはブロードキャスト信号を受信する（ブロック２１２５）。ブロードキャスト信号は、図２０Ａに記載されたようなＴＲＰからのビーム形成ブロードキャスト信号であって良い。代替として、ブロードキャスト信号は、二重接続展開においてレガシーｅＮＢから受信されて良い。同期周期が完了すると受信されるブロードキャスト信号に証言を当てた議論であるが、ブロードキャスト信号は、同期周期前に、同期周期中に、又は同期周期後に、のようにいつでも受信されて良い。図６Ａ〜６Ｆに示すように、同期周期が複数の同期周期に区分される場合、ＵＥは、任意の所与の同期周期においてビーム形成同期信号又はビーム形成ブロードキャスト信号のいずれかを受信することを保証されないことに留意する。しかしながら、ＵＥは、同期周期全体に渡り少なくとも１つのビーム形成同期信号及び１つのブロードキャスト信号を受信することを保証される。

【0115】

ＵＥは、任意で、ビームインデックスをフィードバックする（ブロック２１３０）。二重接続展開では、ビームインデックスは、ＵＥにサービスしているレガシーｅＮＢにフィードバックされて良い。ＵＥは、ＴＲＰとのＲＡＣＨ手順を実行する（ブロック２１３５）。ＴＲＰは、ＲＡＣＨ手順のための正しいビームで受信するようＴＲＰを準備するために、このビームインデックス情報を使用できる。ＵＥは、タイミング情報のために及びＲＡＣＨを送信すべきときを知るために、ビームインデックスを使用する。ＵＥは、ビームインデックスに従いＲＡＣＨ送信を実行して良い。

【0116】

図２２は、ホスト装置にインストールされ得る、本願明細書に記載の方法を実行する実施形態の処理システム２２００のブロック図を示す。示されるように、処理システム２２００は、プロセッサ２２０４、メモリ２２０６、インタフェース２２１０−２２１４、を含む。これらは、図２２に示されるように配置されて良い（又はされなくて良い）。プロセッサ２２０４は、計算及び／又は他の処理関連タスクを実行するよう適応される任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合であって良い。メモリ２２０６はプロセッサ２２０４による実行のためのプログラミング及び／又は命令を格納するよう適応される任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合であって良い。一実施形態では、メモリ２２０６は、非一時的コンピュータ可読媒体を含む。インタフェース２２１０、２２１２、２２１４は、処理システム２２００が他の装置／コンポーネント及び／又はユーザと通信することを可能にする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合であって良い。例えば、インタフェース２２１０、２２１２、２２１４のうちの１又は複数は、プロセッサ２２０４からホスト装置及び／又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データ、制御、又は管理メッセージを通信するよう適応されて良い。別の例として、インタフェース２２１０、２２１２、２２１４のうちの１又は複数は、ユーザ又はユーザ装置（例えば、パーソナルコンピュータ（personal computer、ＰＣ）、等）が処理システム２２００と相互作用する／通信することを可能にするよう適応されて良い。処理システム２２００は、長期記憶装置（例えば、不揮発性メモリ、等）のような、図２２に示されない追加コンポーネントを含んで良い。

【0117】

幾つかの実施形態では、処理システム２２００は、電子通信ネットワークに又はその場合にその部分にアクセスするネットワーク装置に含まれる。一例では、処理システム２２００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、アプリケーションサーバ、又は電子通信ネットワーク内の任意の他の装置のような、無線又は有線電子通信ネットワーク内のネットワーク側装置である。他の実施形態では、処理システム２２００は、移動局、ユーザ機器（user equipment、ＵＥ）、パーソナルコンピュータ（personal computer、ＰＣ）、タブレット、ウェアラブル通信装置（例えば、スマートウォッチ、等）、又は電子通信ネットワークにアクセスするよう適応される任意の他の装置のような、無線又は有線電子通信ネットワークにアクセスするユーザ側装置である。

【0118】

幾つかの実施形態では、インタフェース２２１０、２２１２、２２１４のうちの１又は複数は、処理システム２２００を、電子通信ネットワークを介してシグナリングを送信し及び受信するよう適応される通信機に接続する。図２３は、電子通信ネットワークを介してシグナリングを送信し及び受信するよう適応される通信機２３００のブロック図を示す。通信機２３００は、ホスト装置にインストールされて良い。示されるように、通信機２３００は、ネットワーク側インタフェース２３０２、カプラ２３０４、送信機２３０６、受信機２３０８、信号プロセッサ２３１０、及び装置側インタフェース２３１２を含む。カプラ２３０４は、標準的に、周波数分割複信（frequency division duplexed、ＦＤＤ）通信システムの通信機内に存在することに留意する。時分割複信（time division duplexed、ＴＤＤ）通信システムでは、代わりにスイッチが存在し得る。ネットワーク側インタフェース２３０２は、無線又は有線電子通信ネットワークを介してシグナリングを送信し及び受信するよう適応される任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合を含み得る。カプラ２３０４は、ネットワーク側インタフェース２３０２を介して双方向通信を実現するよう適応される任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合を含み得る。送信機２３０６は、ベースバンド信号をネットワーク側インタフェース２３０２を介する送信に適する変調キャリア信号に変換するよう適応される任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合（例えば、アップコンバータ、電力増幅器、等）を含み得る。受信機２３０８は、ネットワーク側インタフェース２３０２を介して受信し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る任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合（例えば、ダウンコンバータ、低雑音増幅器、等）を含み得る。信号プロセッサ２３１０は、ベースバンド信号を装置側インタフェース２３１２を介する通信に適するデジタル信号に又はその逆に変換するよう適応される任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合を含み得る。装置側インタフェース２３１２は、信号プロセッサ２３１０とホスト装置内のコンポーネント（例えば、処理システム２２００、ローカルエリアネットワーク（local area network、ＬＡＮ）ポート、等）との間でデータ信号を通信するよう適応される任意のコンポーネント又はコンポーネントの集合を含み得る。

【0119】

通信機２３００は、任意の種類の通信媒体を介してシグナリングを送信し及び受信して良い。幾つかの実施形態では、通信機２３００は、無線媒体を介してシグナリングを送信し及び受信する。例えば、通信機２３００は、セルラプロトコル（例えば、ロングタームエボリューション（long−term evolution、ＬＴＥ）、等）、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（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、等）、又は任意の種類の無線プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、近距離通信（near field communication、ＮＦＣ）、等）のような無線電子通信プロトコルに従い通信するよう適応される無線通信機であって良い。このような実施形態では、ネットワーク側インタフェース２３０２は、１又は複数のアンテナ／放射素子を含む。例えば、ネットワーク側インタフェース２３０２は、単一のアンテナ、複数の別個のアンテナ、又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、例えば単一入力多出力（single input multiple output、ＳＩＭＯ）、多入力単一出力（multiple input single output、ＭＩＳＯ）、多入力多出力（multiple input multiple output、ＭＩＭＯ）、等を含み得る。他の実施形態では、通信機２３００は、有線媒体、例えばツイストペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ、等を介してシグナリングを送信し及び受信する。特定の処理システム及び／又は通信機は、図示の全てのコンポーネントを、又はコンポーネントのうちの一部のみを用いても良く、統合のレベルは装置によって変わって良い。

【0120】

本願明細書に提供される実施形態の方法のうちの１又は複数の態様は、対応するユニット又はモジュールにより実行されて良いことが理解されるべきである。例えば、信号は、送信ユニット又は送信モジュールにより送信されて良い。信号は、受信ユニット又は受信モジュールにより受信されて良い。信号は、処理ユニット又は処理モジュールにより処理されて良い。他のステップは、ビーム形成ユニット／モジュール、決定ユニット／モジュール、回転ユニット／モジュール、及び／又は反復ユニット／モジュール、により実行されて良い。それぞれのユニット／モジュールは、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせであって良い。例えば、ユニット／モジュールのうちの１又は複数は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ）又は特定用途向け集積回路（application−specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）のような集積回路であって良い。

【0121】

本開示及びその利点が詳細に記載されたが、種々の変更、置換及び修正が添付の請求項により定められる本開示の精神及び範囲から逸脱することなく行われうることが理解されるべきである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A-5E】

【図6A-6F】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図20A】

【図20B】

【図21】

【図22】

【図23】