JP6516914B2 - モビリティ参照信号割り当て - Google Patents

Description

ここで提示される実施形態は、モビリティ参照信号（ＭＲＳ）の割り当てに関する。具体的には、通信機器が無線通信ネットワークにおいてビーム信号品質を測定するためにモビリティネットワークノード参照信号を割り当てて送信するための無線アクセスネットワークノードおよびその方法に関する。

通信ネットワークにおいて、所与の通信プロトコル、そのパラメータ及びその通信ネットワークが展開される物理環境に対して良好な性能及び容量を得るための課題がありうる。

例えば、ハンドオーバは、あらゆるセルラ通信ネットワークの極めて重要な部分である。ハンドオーバは、広いカバレッジエリアにわたるトランスペアレントなサービスを達成するために、サービング無線アクセスネットワークノードと表される１つの無線アクセスネットワークノードから、ターゲット無線アクセスネットワークノードと表される別の無線アクセスネットワークノードへ、無線通信機器の現在の接続を転送する処理として定められうる。ハンドオーバは、無線通信機器へ／無線通信機器からのデータ伝送の損失なく、また、無線通信機器にとって可能な限り小さい中断で、実行されるべきである。

ハンドオーバを可能とするために、ターゲット無線アクセスネットワークノードによって供される適切なターゲットセルを発見し、ターゲットセルにおいて無線通信機器へ／無線通信機器からの信頼性のある通信を維持することが可能であることを確実にすることが必要である。適切なターゲット無線アクセスネットワークノードおよび／またはターゲットセルの候補は、通常、少なくともサービング無線アクセスネットワークノードにおいて記憶されている、いわゆる隣接リストに格納されている。ターゲットセルにおいて無線通信機器へ／無線通信機器からの信頼性のある通信を維持することが可能であることを確実にするために、ハンドオーバが実行可能となる前に、ターゲットセルにおける接続品質が推定される必要がある。

ターゲットセルの接続品質は、一般に、無線通信機器に関する測定によって推定される。下りリンク（ＤＬ）、すなわち、無線アクセスネットワークノードから無線通信機器への送信、および／または、上りリンク（ＵＬ）、すなわち、無線通信機器から無線アクセスネットワークノードへの送信が考慮されうる。上りリンク接続品質は対応する下りリンク接続品質と異なりうるため、上りリンクの測定にのみ依拠することは信頼性が低い場合がある。したがって、セルラ通信ネットワークにおけるハンドオーバは、一般に、下りリンクの測定に基づく。

既存のセルラ通信ネットワークでは、すべての無線アクセスネットワークノード（ネットワークノード）は、隣接セル内の無線通信機器がターゲットセル品質を推定するのに使用するパイロット信号を、継続的に送信する。これは、このようなパイロット信号がブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）で送信される移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））において、このようなパイロット信号が共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）で送信されるユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）において、そして、このようなパイロット信号がセル固有参照信号（ＣＲＳ）として送信されるロングタームエボリューション（ＬＴＥ）電気通信システムにおいて、及び、このようなパイロット信号がビーコンとして送信されるＷｉＦｉにおいて、真実である。これは、相対的に良好な精度で隣接セルの品質を推定することを可能とする。無線通信機器は、周期的に測定を実行し、ネットワークに測定結果を報告する。サービングセル品質が候補ターゲットセル品質に近づいていることが検出された場合、より詳細な測定処理またはハンドオーバ手順が開始されうる。

将来のセルラ通信ネットワーク、例えば、第５世代（５Ｇ）システムは、多くの面において進化したアンテナシステムを使用しうる。このようなアンテナシステムを用いて、ある方向において信号強度を増やすため、および／または他の方向において干渉を低減するために、狭い送信ビームで信号が送信される。アンテナシステムがカバレッジ及び信号品質を増強するために用いられる場合、現在のサービングノード内の別のビームへまたは他の候補ターゲットネットワークノードからのビームへの、狭い送信ビーム間でのハンドオーバが必要となりうる。また、サービングネットワークノードは、自身のセル内で、ビーム切り替え又はビームの更新が必要であるかを決定する必要がある。ネットワークノードが現時点で無線通信機器と通信している送信ビームをサービングビームと呼び、ハンドオーバ先のまたは切り替え先の送信ビームをターゲットビームと呼ぶ。サービングビーム及びターゲットビームは、同一または異なるネットワークノードの送信ビームでありうる。

既存のセルラ通信ネットワークにおけるパイロット信号の継続送信の原理を、将来のセルラ通信ネットワークにおけるすべての個別の送信ビームでのモビリティ参照信号（ＭＲＳ）の送信に適用することは、無線通信機器によって実行されるモビリティ測定にとって都合がよいが、ネットワークの性能を劣化させうる。例えば、すべての個別の送信ビームにおけるＭＲＳの継続的送信は、多数の狭い送信ビームが存在するため、ネットワーク内に多量の干渉を生じさせるかもしれず、それでなくともデータに利用可能なネットワーク容量を消費してしまうかもしれず、また、ネットワークの電力消費をより高くしうる。

さらに、カバレッジの改善のために狭い送信ビームを伴う進化型アンテナに依拠する通信ネットワークでは、同時にすべての送信ビームにおいてＭＲＳを送信することが非効率であり、場合によっては不可能でさえある。異なるビームにおいて継続的に送信することの普通の選択肢は、測定周期を長くすることと、ハンドオーバ及びビームの更新をより遅くすることをもたらす。

また、ネットワークは、無線通信機器によって送信されたモビリティ測定報告に基づいて、ハンドオーバの決定を行う。測定結果の品質及び精度は、ＭＲＳ割り当てに大きく依存する。例えば、無線通信機器における十分な測定信号対雑音比を得るためには、測定ごとに十分な数のＭＲＳリソースエレメント（ＲＥ）が利用可能でなければならない。別の例として、短いスパンのＲＥでのＭＲＳの配置で、測定結果が、瞬時フェージングにより過度に影響を受けうる。

したがって、無線通信機器によって実行されるモビリティ測定のための、将来の通信ネットワークにおける測定参照信号の割り当て及び送信のための改善されたネットワークノード及びその方法に対する必要性がある。

ここでの実施形態の目的は、無線通信機器が効率的かつ高精度でモビリティ測定を実行することを可能とする測定参照信号の割り当て及び送信のための無線通信ネットワークにおける改善された方法及びネットワークノードを提供することである。

ここでの実施形態の第１の態様によれば、本目的は、無線通信機器が無線通信ネットワークにおいてビーム信号品質を測定するためにモビリティ参照信号（ＭＲＳ）を割り当てて送信するための、ネットワークノードにおいて実行される方法によって達成される。ネットワークノードは、まず、ネットワークノードと無線通信機器との間のチャネルの周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、無線通信機器のアンテナ空間ダイバーシティのうちの１つ以上の情報を取得する。そして、ネットワークノードは、受信した情報に基づいて、候補パターンのセットの中から、ＭＲＳパターンを選択する。さらに、ネットワークノードは、選択されたＭＲＳパターンを無線通信機器へシグナリングして、選択されたＭＲＳパターンに従ってＭＲＳを送信する。

ここでの実施形態の第２の態様によれば、本目的は、無線通信機器が無線通信ネットワークにおいてビーム信号品質を測定するためにモビリティ参照信号（ＭＲＳ）を割り当てて送信するための、ネットワークノードによって達成される。ネットワークノードは、ネットワークノードと無線通信機器との間のチャネルの周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、無線通信機器のアンテナ空間ダイバーシティのうちの１つ以上の情報を取得するように構成される。ネットワークノードは、さらに、受信した情報に基づいて、候補パターンのセットの中から、ＭＲＳパターンを選択し、選択されたＭＲＳパターンを無線通信機器へシグナリングして、選択されたＭＲＳパターンに従ってＭＲＳを送信するように構成される。

選択されたＭＲＳパターンに従ってＭＲＳを送信することによって、無線通信機器によるビーム信号品質報告は、ほとんどのシナリオ及び条件において平均的なビーム品質を反映する。結果として、ビーム切り替えの決定がロバストであり、時間経過による切り替えの回数が最小化される。これは、すべての状況におけるすべての無線通信機器に対してＭＲＳ割り当てを過剰にディメンジョニングすることなく達成される。既存のシステムに対して、これらの利点は、専用の、すなわち、無線通信機器固有の、ＤＬモビリティ参照信号設定、アクティブ化、及び送信によって可能とされる。

別の態様において、ネットワークノードにおける少なくとも１つのプロセッサにおいて実行されるときに、そのネットワークノードに、上で要約された態様による方法を実行させる命令を含んだコンピュータプログラムが提供される。

別の態様において、上の要約された態様によるコンピュータプログラムを含んだキャリアであって、電子信号、光学信号、無線信号、及びコンピュータ可読記憶媒体のいずれかであるキャリアが提供される。

これらの他の態様は、上で要約した方法の態様と同じ効果及び利点を提供する。

ここでの実施形態の例について、添付の図面を参照して、より詳細に説明する。
ＤＬ−ＭＲＳ構造の例を図解する概略図である。 ここでの実施形態による無線通信ネットワークを図解する概略図である。 ここでの実施形態によるネットワークノードにおいて実行される方法のフローチャートである。 ＭＲＳパターンの例を図解する概略図である。 ここでの実施形態による無線アクセスネットワークノードの機能モジュールを示すブロック図である。

ここでの実施形態を発展させることの一環として、まず、本願の出願人により特許出願として提出され、将来の新しい通信システムのための標準化グループに提案された、ハンドオーバまたはビーム切り替え手順とＤＬ−ＭＲＳ構造について説明し、いくつかの関連する論点を特定して議論する。

ここで用いられるように、用語「無線通信機器」は、ユーザ端末（ＵＥ）、加入者ユニット、移動体電話、携帯電話、無線通信能力を備えるパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマートフォン、内部または外部のモバイルブロードバンドモデムを備えたラップトップまたはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、無線通信能力を有するタブレットＰＣ、可搬型電子無線通信機器などを指しうる。

さらに、ここで用いられるように、用語「ＭＲＳ」は、フィールドごとに１つのＭＲＳシンボルを指し、「ＭＲＳパターン」は、１つのビーム及び１つのモビリティセッションに対するＭＲＳシンボルの集合を指し、「ＤＬ−ＭＲＳ」は、１つのビームについての１つのモビリティサブフレームにおける時間同期信号（ＴＳＳ）またはＭＲＳを指し、「ＤＬ−ＭＲＳ構造」は、すべての候補ビームについての１つのモビリティサブフレームにおけるＴＳＳ／ＭＲＳを指す。

ビーム切り替え手順： 背景で言及したように、すべての別個の送信ビームにおけるＭＲＳの継続的送信は効率的ではない。大部分の時間、いくつかのビームのみが合理的な候補ターゲットビームとしてアクティブである必要がありうることが分かる。常時オンのモビリティ参照信号を避けるために、ネットワークは、代わりに、サービングビームの更新の必要性が生じたときに、候補ターゲットビームの適切なセットをオンにする。例えば、サービングネットワークノードは、無線通信機器から受信したチャネル品質報告を考慮することによって現在の下りリンクサービングビームが劣化し始めた時を検出し、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）内の情報に基づいて、品質が閾値を下回った場合に、下りリンクベースのモビリティ測定セッションをトリガしうる。モビリティ測定セッションは、候補ターゲットビームのセットに対する下りリンクにおけるモビリティ参照信号（ＤＬ−ＭＲＳ）の送信のアクティブ化及び無線通信機器に測定の実行を要求することを含む。そして、無線通信機器は、候補ターゲットビームで測定を行い、その結果をネットワークへ報告する。追加のシグナリングが生じるかもしれず、例えば、ネットワークは、無線通信機器に、探すべきビームのサブセットと、どの参照シンボルまたはビームシグネチャ系列が使用されるかについて通知しうる。

ネットワークは、無線通信機器のモビリティ測定報告を受信した後に、好適なターゲットビームについて通知し、ビーム切り替えが実行される。好適なネットワーク展開において、ビーム切り替えは、無線通信機器またはユーザ端末（ＵＥ）にトランスペアレントな、ＵＥ−ｕｎａｗａｒｅモードとも呼ばれる方法で、実行される。新しいサービングビームのアイデンティティ、方向、起点ノード等は、ＵＥに明示的にシグナリングされない。すべてのアクティブモード制御及びデータトラフィックは、確立されたＵＥアイデンティティ、例えば、無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）設定を用いて継続する。ＵＥがサブフレーム（ＳＦ）にわたってチャネル及び干渉の一貫した仮定をしない限り、送信ＤＬビームパラメータはＳＦベースで変更されうる。

ビームモビリティ参照信号の構造： 各ビームにおいて、ＤＬ−ＭＲＳは以下の機能：
・サービングノードと緊密に同期されていない別のノードから送信されるとしても、ビームに関する時間及び周波数同期；
・同時にアクティブ化される他のビームが存在するところでのビームシグネチャ検出及び特定；
・好ましくは平均品質を反映し、高速フェージングに関する瞬時品質を反映しない、受信ビーム電力または信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）を評価するためのビーム信号品質測定
を達成するために必要な信号要素を含んで内蔵される。

ＤＬ−ＭＲＳ設計の一例を図１に示す。上側の図は、それぞれ６個の物理リソースブロック（ＰＲＢ）を有する時間同期信号（ＴＳＳ）フィールドおよびＭＲＳフィールドを含む、ＤＬ−ＭＲＳ領域を示している。例えば、物理リソースブロックが周波数において１２個のサブキャリア及び時間において７個の直行周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルからなる場合、周波数における６個のＰＲＢ幅のＤＬ−ＭＲＳ領域は７２サブキャリアを有する。中間の図は、１つのＳＦにおいてどのようにＤＬ−ＭＲＳ領域が配置されるかを示しており、ここでは、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）領域と制御チャネル（ＣＣＨ）領域とが示されている。下側の図は、複数のＳＦを有する１０ｍｓのフレームを示しており、ここでは、ＤＬ−ＭＲＳ領域を含んだＳＦがマークされている。ＴＳＳフィールドは、時間領域における粗い時間及び周波数同期を可能とし、これは、ＬＴＥシステムにおけるプライマリ同期信号（ＰＳＳ）とよく似ている。ＭＲＳフィールドは、ビーム識別と参照シグネチャ系列と相関をとることによる周波数領域における測定に用いられるビーム固有シグネチャ系列を含み、これは、ＬＴＥシステムにおけるセカンダリ同期信号（ＳＳＳ）とよく似ている。同一のタイプの隣接フィールドは、異なるビームからの時間多重信号に用いられる。さらに、異なるビームのＤＬ−ＭＲＳは、ＭＲＳ系列のほぼ直交する特性を用いることによって符号多重されてもよい。この設計において、各フィールドは、送信される帯域における中央の６個の物理リソースブロック（ＰＲＢ）を占有する。ＵＥのモビリティ報告は、ビームに対して測定された１つ以上のＤＬ−ＭＲＳ品質を反映するように構成される。ＤＬ−ＭＲＳは、この例において５ｍｓの周期で利用可能であるが、ＤＬ−ＭＲＳは、ＵＥが存在するときにのみアクティブ化される。

時間経過によるビーム切り替えの回数を最小化するために、ＵＥは、高速フェージングに対する平均ビーム信号品質を羽委するＭＲＳ測定報告を報告する必要がある。ネットワークは、ネットワークにとって良好な平均性能をもたらす基準に従って、ＤＬ−ＭＲＳの構造とＤＬ−ＭＲＳ ＳＦのレートとを設定する。しかしながら、伝搬シナリオに応じて、選択されるＤＬ−ＭＲＳ設定は、瞬時フェージングをより良好にまたは比較的良好でなく平均化するように働きうる。したがって、いくつかの場合に、報告されるＵＥ測定結果は、時間−周波数平面の所定の部分において受ける瞬時変動に依存しうる。

したがって、ここでの実施形態によれば、すべての遭遇したシナリオにおいて一貫したビーム品質推定を提供可能なＤＬ−ＭＲＳの設計が与えられる。ＵＥに対する候補ビームにおけるＤＬ−ＭＲＳは、１つのモビリティ測定セッションの間の平均化された測定結果を得るために十分なダイバーシティが与えられるように構成される。ここで、ＭＲＳの設定のための方法について、以下、添付の図面を参照して、より十分に説明する。

図２は、ここで提示される実施形態が適用可能な通信ネットワーク２００を図解する概略図である。通信ネットワーク２００は、無線アクセスネットワークノード２１１、２１２、２１３を含む。ネットワークノードは、基地局、ノードＢ、および／またはエボルブドノードＢなどの無線基地局の組み合わせでありうる。ネットワークノードは、さらに、マクロネットワークノード２１１、２１２、及び、マイクロまたはピコネットワークノード２１３の任意の組み合わせでありうる。各ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、そのカバレッジ領域２２１、２２２、２２３において送信ビーム２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６を送信することにより、個別のカバレッジ領域２２１、２２２、２２３におけるネットワークカバレッジを提供する。各ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、コアネットワーク（不図示）に動作可能に接続されることが想定される。そして、コアネットワークは、サービス及びデータ提供ワイドエリアネットワークに動作可能に接続されうる。

したがって、ネットワークノード２１１、２１２、２１３のいずれかによってサービスが供される無線通信機器２４１、２４２は、それにより、ワイドエリアネットワークによって提供されるサービス及びデータにアクセスしうる。無線通信機器２４１、２４２は、移動局、移動体電話、ハンドセット、無線ローカルループ電話、ＵＥ、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、および／またはタブレットコンピュータの任意の組み合わせでありうる。

無線通信機器２４１、２４２は、１つの位置から別の位置へ、ひいてはカバレッジ領域２２１、２２２、２２３から移動し、したがって、１つのネットワークノードから別のネットワークノードへの、または、少なくとも１つの送信ビームから別の送信ビームへの、無線通信機器２４１、２４２のハンドオーバが必要となりうる。上述のように、このようなハンドオーバは、無線通信機器へ／無線通信機器からのデータ伝送を喪失することなく、そして、無線通信機器にとって可能な限り小さい中断で、実行されるべきである。サービングビーム及びターゲットビームは、同一のまたは異なるネットワークノードの送信ビームでありうる。したがって、ここで使用される用語ハンドオーバは、ソースビームからターゲットビームへのハンドオーバと解釈されるべきである。

ここで、無線通信機器２４１、２４２が無線通信ネットワーク２００においてビーム信号品質を測定するために、ＭＲＳを割り当てて送信するための、ネットワークノード２１１、２１２、２１３において実行される方法の実施形態の例について、図３を参照して説明する。本方法は、以下の動作を含み、この動作は、任意の適切な順序で行われうる。

動作３０１
１つのモビリティ測定セッションの間の平均化された測定結果を得るための十分なダイバーシティを提供するために、ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、ネットワークノードと通信機器との間のチャネル状況の知識を有する必要がある。したがって、ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、ネットワークノードと無線通信機器との間のチャネルの周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、通信機器のアンテナ空間ダイバーシティの１つ以上の情報を取得する。

チャネルの周波数ダイバーシティは、例えば、Ｃｆと表記される、チャネルの分散に起因するチャネルのコヒーレンス帯域幅を指しうる。コヒーレンス帯域幅は、チャネル応答が相対的にフラットと仮定されうる帯域幅である。コヒーレンス帯域幅は、遅延スプレッドの逆数に関連する。遅延スプレッドが短いほど、コヒーレンス帯域幅が大きい。遅延スプレッドは、通信チャネルのマルチパスの多さの量である。一般に、遅延スプレッドは、最も早い大きいマルチパス要素、典型的には見通し（ＬＯＳ）要素、の到来時間と、最も遅いマルチパス要素の到来時間との差と解釈されうる。

通信システムにおいて、通信チャネルは、時間とともに変化しうる。コヒーレンス時間は、チャネルインパルス応答が相対的に変動していないと考えられる時間区間である。このようなチャネル変動は、ドップラー効果により、無線通信システムにおいては非常に顕著である。したがって、チャネルの時間ダイバーシティは、例えば、Ｃｔと表される、ドップラースプレッドまたは車両速度によるチャネルコヒーレンスを指しうる。

ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、通信機器に対するＵＬ測定値から、チャネル分散メトリックまたはコヒーレンス帯域幅Ｃｆ、および、ドップラーメトリックまたはチャネルコヒーレンス時間Ｃｔの推定値を取得しうる。代わりに、通信機器は、ＤＬにおいてそれらを推定し、ＵＬにおいてネットワークノードへそれらを報告しうる。

無線通信機器のアンテナ空間ダイバーシティは、例えば、アンテナ素子の本数と無線通信機器のアンテナ素子の相関を指しうる。通信機器は、そのアンテナダイバーシティの特性、例えば、Ａと表される受信アンテナの本数、および／または、アンテナアレイ構造、アンテナ相関などを、その能力シグナリングの一環として報告しうる。いくつかの受信アンテナからの信号は相関がとられうる。ネットワークノードは、その能力及び相関情報、現在のチャネル情報等に基づいて、通信機器について、Ａｉと表される独立したアンテナの実効的な数を推定しうる。

動作３０２
ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、受信した情報に基づいて、候補パターンのセットの中から、ＭＲＳパターンを選択する。

大まかに、時間、周波数ダイバーシティ要素の１つ以上が低い場合に、利用可能なダイバーシティを増やすために、以下のＭＲＳ設定基準がとられうる：
・内在する周波数ダイバーシティが大きい場合に、より広い周波数のスパンにわたってまたは周波数においてより密に、ＭＲＳ ＰＲＢまたはリソースエレメント（ＲＥ）を割り当てる。
・内在する時間ダイバーシティが大きい場合に、１つのセッションの間により多数のモビリティＳＦ期間にわたる測定を可能とし、または、時間におけるモビリティＳＦグリッドの密度を高める。

これらの原理に基づき、少なくとも独立してフェードする所定数の測定値を与えるいくつかの取りうるパターンの中から、取得された情報に基づいて適切なＭＲＳパターンが選択される。本選択は、好ましくは、１つ以上の時間及び周波数領域割り当ての制約の下で、測定セッションごとの参照シンボルの総数を最小化するように行われる。

ＭＲＳパターンの設定のための選択基準及び処理の例について、図４を参照して詳細に説明する。

図４は、ＭＲＳパターンの例を示しており、ここで、垂直軸はサブキャリアの単位で周波数次元を表しており、例えば、垂直軸は１２サブキャリアを含み、水平軸は、シンボルの、例えばＯＦＤＭシンボルの単位での時間次元を表している。図４に示すように、ＭＲＳパターンは、周波数次元において個数Ｎｆのサブキャリアを含み、例えばＮｆ＝４であり、これは、サブキャリアの単位において間隔Ｄｆで一定間隔が空けられ、例えばＤｆ＝３であり、例えばＯＦＤＭシンボルの単位で間隔Ｄｔを有する時間次元における個数Ｎｔのシンボルを含み、すなわち、１つのモビリティ測定セッションの間、Ｎｔ＝４、Ｄｔ＝５である。１つのモビリティ測定セッションは、いくつかのＳＦを含んでもよく、この例では、１つのモビリティ測定セッションは、１．５ＳＦをカバーする。１つのＳＦは、１４個のＯＦＤＭシンボルまたは２個のリソースブロック（ＲＢ）を含んでもよく、ＬＴＥシステムなどの場合、各ＲＢは７個のＯＦＤＭシンボルを含む。代わりに、周波数割り当ては、１２サブキャリアの単位で間隔Ｄｆを有するＮｆ個のＰＲＢであってもよい。

ここで、サブキャリアにおける周波数及びシンボルにおける時間に対する単位は単なる例であり、当業者であれば、他の単位、例えばＰＲＢでの周波数及びサブフレームでの時間の単位も利用可能であることに気付くべきである。

Ｃｔを、ＯＦＤＭシンボルの数でのチャネルコヒーレンス時間とし、Ｃｆをサブキャリアの数でのチャネルコヒーレンス帯域幅とする。すると、この例では、Ｃｔ＝４．２、及びＣｆ＝２．５である。

通信機器におけるアンテナの総数はＡであり、独立アンテナの数はＡｉである。

提案の適応ＤＬ−ＭＲＳ設定処理の主目的は、通信機器が、自身のモビリティ測定を、独立してフェードする十分な数の測定シンボルに、すなわち、多数のＭＲＳフィールドにおけるＲＥに、基づかせることを保証することである。独立した測定シンボルの最小の受け入れ可能な数をＭｍｉｎによって表す。１つの実施形態において、Ｍｍｉｎは、所定数の独立した測定シンボルであり、Ｍｍｉｎ＝１０のように割り当てられうる。

十分な測定ＳＩＮＲを保証するために、測定されるシンボルの総数は、通常より多くなければならず、その制限をＬｍｉｎによって表し、例えば、Ｌｍｉｎは５０のように設定されうる。

そして、測定されるシンボルの総数Ｌは、無線通信機器におけるアンテナ本数Ａ、周波数次元におけるサブキャリア数Ｎｆ、及び時間次元におけるシンボル数Ｎｔにより、Ｌ＝Ａ＊Ｎｔ＊Ｎｆのように定められる。したがって、測定シンボルＬの総数は、Ｌｍｉｎ以上、すなわち、Ｌ≧Ｌｍｉｎであるべきである。

コヒーレンス時間及び帯域幅の考慮に基づいて、所与の時間−周波数スパンにおけるＭＲＳパターンは、周波数次元において多くともＮｆ＊Ｄｆ／Ｃｆ個及び時間次元において多くともＮｔ＊Ｄｔ／Ｃｔ個の独立したシンボルを提供することができる。Ｍと表される独立した測定シンボルの総数は、したがって、
Ｍ＝Ａｉ＊ｃｅｉｌ（Ｎｔ＊［ｍｉｎ（１，Ｄｔ／Ｃｔ）］）＊ｃｅｉｌ（Ｎｆ＊［ｍｉｎ（１，Ｄｆ／Ｃｆ）］）
である。

ここで、関数ｍｉｎ（１，Ｄｔ／Ｃｔ）及びｍｉｎ（１，Ｄｆ／Ｃｆ）は、シンボルがどれだけ「独立であるか」を判定するためのものである。Ｄｔ及びＤｆは、シンボルが独立であるように、例えばＤｔ＞Ｃｔ及びＤｆ＞Ｃｆであり、ｍｉｎ（１，Ｄｔ／Ｃｔ）＝１、ｍｉｎ（１，Ｄｆ／Ｃｆ）＝１であるように、適切に選択される。代わりに、それらは、Ｌｍｉｎが満たされることを成立させるためにＣｔ及びＣｆより小さくてもよい。関数ｃｅｉｌ（ｘ）は、ｘ以上の最小の整数を返す。

したがって、測定シンボルの総数Ｌのうちの独立した測定シンボルの数Ｍは、無線通信機器における独立したアンテナ本数Ａｉ、サブキャリア数Ｎｆ、周波数次元における間隔Ｄｆとコヒーレンス帯域幅Ｃｆとの比、すなわちＤｆ／Ｃｆ、シンボル数Ｎｔ、及び、時間次元における間隔Ｄｔとチャネルコヒーレンス時間Ｃｔとの比、すなわちＤｔ／Ｃｔによって定まる。

いくつかの実施形態によれば、ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、まず、周波数次元において異なる間隔Ｄｆを伴う異なる数Ｎｆのサブキャリアと、時間次元において異なる間隔Ｄｔを伴う異なる数Ｎｔのシンボルとを有する候補パターンの異なるセットについて、独立した測定シンボルの数Ｍを評価する。

そして、ネットワークノードは、最大周波数スパンの限界（Ｆｍａｘ）、最大のモビリティ測定セッション長の限界（Ｔｍａｘ）、及び測定シンボルの最小数Ｌｍｉｎに基づいて、周波数及び時間次元におけるリソースエレメント数、すなわちＮｆ＊Ｎｔ、が最小のＭＲＳパターンを選択する。

換言すれば、ネットワークノードは、十分な総数の測定シンボルが受信される、Ｌ＝Ａ＊Ｎｆ＊Ｎｔ≧Ｌｍｉｎとなるように、パラメータＮｆ、Ｄｆ、Ｎｔ、Ｄｔの異なるセットを評価する。このようなセットＮｆ、Ｄｆ、Ｎｔ、Ｄｔのそれぞれに対して、実効的な独立した測定シンボルの数Ｍを評価し、以下の条件及び制約：
Ｍ≧Ｍｍｉｎ
Ｎｆ＊Ｄｆ≦Ｆｍａｘ
Ｎｔ＊Ｄｔ≦Ｔｍａｘ
が満たされている状態でＮｆ＊Ｎｔが最小化されるセットを選択する。

ここで、Ｆｍａｘは最大の周波数スパンの限界である。最大の周波数スパンの限界は、ＤＬ−ＭＲＳシグナリングの許容される周波数範囲または、キャリアの総帯域幅に関連してもよく、例えば、図４では、Ｆｍａｘは１２サブキャリアでありうる。

Ｔｍａｘは、最大のモビリティセッション長の限界である。Ｔｍａｘは、通信機器が現在のサービングビームに関する同期を喪失する前に予想される時間に関しうる。限界は、高いドップラースプレッドを有する通信機器に対して、または、例えば、角を曲がって移動するときにビームカバレッジを失うことにより、突然のビームの喪失が生じることが知られているネットワークのエリア内の通信機器に対して低減されうる。

いくつかの実施形態によれば、１つのモビリティ測定セッションの間に、周波数及び時間次元におけるリソースエレメントの数Ｎｆ＊Ｎｔが最小化される。上述のように、１つのモビリティ測定セッションは、いくつかのＳＦを含みうる。１つより多くのＳＦが使用される場合、ＭＲＳシンボルは、同じＤｔを有するように拡散されるべきである。

上述の実施形態では、選択処理は、所定のＭＲＳパターンの一群を評価することである。別の実施形態によれば、より柔軟なパラメータ設定を用いて、複数次元の数値最適化アルゴリズムが適用されうる。例えば、ＭＲＳパターンの最適化が、とりうる入力パラメータの限定されたセットに対して事前計算されてもよく、その後、ＭＲＳパターンの選択が、入力パラメータをインデクスにマッピングしてテーブルルックアップを行うことによって行われる。

図４に示したＭＲＳパターンは単なる一例であり、図４に従うより柔軟な設定が可能である。

いくつかの実施形態によれば、より単純なＭＲＳ割り当て原理が使用されてもよい。ある実施形態において、各ＭＲＳパターンは１秒ごとに所定数のサブフレームを有してもよく、モビリティ測定セッションごとのＳＦの数は、小さいチャネル分散および／または小さいドップラーを補償するように増加される。これは、単一のパラメータを変動させることに限定される一群の候補パラメータセットを用いた、上述の一般的な方法の適用と見てもよい。

いくつかのシナリオにおいて、高速フェージングは、非常にまたは極度に遅く、モビリティ測定報告において平均化される必要がないかもしれない。これは、例えばネットワークノードのアンテナアレイからの到来方向（ＤＯＡ）検出またはチャネル推定解析によって、ネットワークノードにより検出されうる見通し（ＬＯＳ）及びライスが支配的なチャネルでの場合でありうる。解析が主要な単一の波面を検出した場合、最小セットのＭＲＳがモビリティ測定のために設定されうる。

動作３０３
ネットワークノードは、ＭＲＳパターンを設定しまたは選択した後に、その選択したＭＲＳパターンを無線通信機器にシグナリングする。そして、通信機器は、どの周波数でいつＭＲＳを受信するかを知る。

動作３０４
ネットワークノードが選択されたＭＲＳパターンを通信機器に通知した後に、ネットワークノードは、その選択されたＭＲＳパターンに従って、ＭＲＳを送信する。

上述の動作は１つのビームにおいて送信される１つのＭＲＳ系列に対して実行されるが、手順はすべてのビームにおいて適用されてもよく、ＭＲＳをすべての候補ビームにおいて割り当てて送信することができ、すなわち、１つのビームに対してＭＲＳパターンによって与えられるより多くのＲＥがＭＲＳ伝送のために確保されうる。ＤＬ−ＭＲＳ構造が固定されてもよいし、ＤＬ−ＭＲＳ構造がＭＲＳパターンによって与えられてもよい。

通常、伝搬チャネルによって与えられるダイバーシティは、通信機器の付近のスキャッタリングと通信機器の移動によって定まり、したがって、すべてのサービング及び候補ビームに対して同様である。したがって、サービングビームから推定されるダイバーシティパラメータは、候補ビームに対してＤＬ−ＭＲＳを割り当てるのにも使用されうる。特定のシナリオ、例えば、異なるネットワークノードに対して変動しうる非常に高いドップラーにおいて、ネットワークは、最悪の場合の仮定に従って通信装置に対して割り当てを設定しうる。

提案の構成及び手順は、適応的であり、ゼロに近いチャネル分散、例えば無視できる周波数フェージング、または準静的動作、例えば無視できる時間フェージングのような特別の場合にも対処することができ、ダイバーシティを生成するために他の利用可能な次元を効果的に用いることができる。

選択されたＭＲＳパターンに従ってＭＲＳを送信することにより、通信機器によるビーム信号品質報告が、ほとんどのシナリオ及び条件において平均ビーム品質を反映する。結果として、ビーム切り替えの決定がロバストであり、時間経過に対する切り替えの回数が最小化される。これは、すべての状況においてすべての通信機器に対するＭＲＳ割り当ての過剰なディメンジョニングを行うことなく、達成される。既存のシステムと異なり、これらの利点は、専用の、すなわち通信機器固有の、ＤＬモビリティ参照信号設定、アクティブ化及び送信により、可能とされる。

例えば、ＭＲＳは、サービングビームおよび／または取りうるターゲットビームを含んだ候補ビームセットの中で選択されてアクティブ化され、通信機器２４１、２４２は、そのＭＲＳで測定を実行するように指示されうる。その後、測定の結果は、ネットワークノード２１１、２１２、２１３に報告され、適切なビーム切り替え又はセルハンドオーバ動作が実行されうる。

通信機器２４１、２４２が無線通信ネットワーク２００においてビーム信号品質を測定するためにＭＲＳを割り当てて送信する、図３に関連して説明した、ネットワークノード２１１、２１２、２１３における方法を実行するために、ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、図５に図解される以下の回路またはモジュールを有する。ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、例えば、受信モジュール５１０、送信モジュール５２０、判定モジュール５３０を有しうる。

ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、例えばそのように構成された受信モジュール５１０を用いて、ネットワークノード２１１、２１２、２１３と無線通信機器２４１、２４２との間のチャネルの周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、無線通信機器２４１、２４２のアンテナ空間ダイバーシティの１つ以上についての情報を取得するように構成される。

ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、さらに、例えばそのように構成された判定モジュール５３０を用いて、受信した情報に基づいて、候補パターンのセットからＭＲＳパターンを選択するように構成される。

ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、さらに、例えばそのように構成された送信モジュール５２０を用いて、選択されたＭＲＳパターンを無線通信機器２４１、２４２にシグナリングして、その選択されたＭＲＳパターンに従ってＭＲＳを送信するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、及びアンテナ空間ダイバーシティの１つ以上についての情報は、チャネル分散もしくはチャネルのコヒーレンス帯域幅、チャネルのドップラースプレッドもしくはチャネルコヒーレンス時間、アンテナ素子数及び無線通信機器２４１、２４２のアンテナ素子相関を含む。

さらに、パラメータＮｆ、Ｎｔ、Ｃｔ、Ｃｆ、Ｌ、Ｌｍｉｎ、Ｍ、Ｍｍｉｎ、Ｆｍａｘ、Ｔｍａｘの定義は、方法の動作に関連して説明したものと同様である。

いくつかの実施形態によれば、ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、さらに、例えばそのように構成された判定モジュール５３０を用いて、周波数次元において異なる間隔Ｄｆを有する異なるサブキャリア本数Ｎｆと時間次元における異なる間隔Ｄｔを有する異なるシンボル数Ｎｔとを有する候補パターンの異なるセットについて独立した測定シンボル数Ｍを評価し、最大の周波数スパンの限界Ｆｍａｘ、最大のモビリティ測定セッション長の限界Ｔｍａｘ、及び、測定シンボルの最小数Ｌｍｉｎに基づいて、周波数及び時間次元において最小のリソースエレメント数を有するＭＲＳパターンを選択するように構成される。

当業者は、上述の受信モジュール５１０、送信モジュール５２０、判定モジュール５３０が、１つのモジュール、アナログ及びデジタル回路の組み合わせ、ソフトウェアおよび／またはファームウェアとともに構成される、図４に示されるプロセッサ５４０などの１つ以上のプロセッサおよび／または各モジュールの機能を実行する他のデジタルハードウェアを指しうることを理解するだろう。個別にパッケージ化されるにしてもシステムオンチップ（ＳｏＣ）に組み立てられるにしても、これらのプロセッサ、アナログ及びデジタル回路の組み合わせ、及び他のデジタルハードウェアの１つ以上が、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に含まれてもよく、またはいくつかのプロセッサ及び様々なアナログ／デジタルハードウェアが、いくつかの別個のコンポーネント間に分散されてもよい。

ネットワークノード２１１、２１２、２１３は、さらに、１つ以上のメモリユニットを含んだメモリ５５０を有しうる。メモリ５５０は、情報を、例えばビームシグネチャ及び識別情報、ターゲットビームのリスト、測定結果並びにデータ、及びネットワークノード２１１、２１２、２１３において実行されるときにここでの方法を実行するための設定を、記憶するために使用されるように適合される。

通信機器２４１、２４２が無線通信システム２００においてビーム信号品質測定するためにＭＲＳを割り当てて送信するネットワークノード２１１、２１２、２１３におけるここでの実施形態は、ここでの実施形態の機能及び動作を実行するためのコンピュータプログラム５４１を伴うネットワークノード２１１、２１２、２１３におけるプロセッサ５４０などの、１つ以上のプロセッサを通じて実装されうる。上述のコンピュータプログラムは、例えばネットワークノード２１１、２１２、２１３に展開されるときにここでの実施形態を実行するためのコンピュータプログラムを運ぶデータキャリア５４２の形式で、コンピュータプログラムプロダクトとして提供されうる。１つのこのようなキャリアは、ＣＤ ＲＯＭディスクの形式でありうる。しかしながら、これは、メモリスティックなどの他のデータキャリアを用いて実現可能である。コンピュータプログラムは、サーバ上の純粋なプログラムコードとして提供され、ネットワークノード２１１、２１２、２１３にダウンロードされてもよい。

用語「comprise」または「comprising」を使用する場合、それは、非限定的に解釈されなければならず、すなわち、「consist at least of」を意味する。

ここでの実施形態は、上述の好ましい実施形態に限定されない。様々な代替物、変形及び等価物が使用されうる。したがって、上の実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明について、範囲を限定するようにとらえられるべきではない。

Claims (22)

1. 無線通信機器（２４１、２４２）が無線通信ネットワーク（２００）においてビーム信号品質を測定するためにモビリティ参照信号（ＭＲＳ）を割り当てて送信するネットワークノード（２１１、２１２、２１３）において実行される方法であって、
   前記ネットワークノード（２１１、２１２、２１３）と前記無線通信機器（２４１、２４２）との間のチャネルの周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、前記無線通信機器（２４１、２４２）のアンテナ空間ダイバーシティの１つ以上についての情報を取得すること（３０１）と、
   受信した前記情報に基づいて、候補パターンのセットからＭＲＳパターンを選択すること（３０２）と、
   選択された前記ＭＲＳパターンを前記無線通信機器（２４１、２４２）へシグナリングすること（３０３）と、
   選択された前記ＭＲＳパターンに従って前記ＭＲＳを送信すること（３０４）と、
   を含み、
   受信した前記情報に基づいて候補パターンのセットからＭＲＳパターンを選択すること（３０２）は、
   周波数次元において異なる間隔（Ｄｆ）を伴う異なるサブキャリア数（Ｎｆ）と時間次元において異なる間隔（Ｄｔ）を伴う異なるシンボル数（Ｎｔ）とを有する候補パターンの異なるセットに対して独立した測定シンボルの数（Ｍ）を評価することと、
   最大の周波数スパンの限界（Ｆｍａｘ）、最大のモビリティ測定セッション長の限界（Ｔｍａｘ）、及び測定シンボルの最小数（Ｌｍｉｎ）のうちの１つ以上に基づいて、周波数及び時間次元におけるリソースエレメントの数が最小のＭＲＳパターンを選択することと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、及びアンテナ空間ダイバーシティの１つ以上についての前記情報は、チャネル分散もしくは前記チャネルのコヒーレンス帯域幅、前記チャネルのドップラースプレッドもしくはチャネルコヒーレンス時間、前記無線通信機器（２４１、２４２）のアンテナ素子数及びアンテナ素子相関を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 各ＭＲＳパターンが、１秒ごとに所定数のサブフレームを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 各ＭＲＳパターンは、１つのモビリティ測定セッションの間に、周波数次元において間隔（Ｄｆ）を伴うサブキャリア数（Ｎｆ）と、時間次元において間隔（Ｄｔ）を伴うシンボル数（Ｎｔ）とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 測定シンボルの総数（Ｌ）が、前記無線通信機器（１２０）におけるアンテナの数（Ａ）、周波数次元における前記サブキャリア数（Ｎｆ）及び時間次元における前記シンボル数（Ｎｔ）によって定められる、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記測定シンボルの総数（Ｌ）のうちの独立した測定シンボルの前記数（Ｍ）が、前記通信機器（２４１、２４２）における独立したアンテナの数（Ａｉ）、前記サブキャリア数（Ｎｆ）、周波数次元における前記間隔（Ｄｆ）とチャネルコヒーレンス帯域幅（Ｃｆ）との比、前記シンボル数（Ｎｔ）、時間次元における前記間隔（Ｄｔ）とチャネルコヒーレンス時間（Ｃｔ）との比、によって定められる、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ＭＲＳパターンを選択することは、最大の周波数スパンの限界（Ｆｍａｘ）、最大のモビリティ測定セッション長の限界（Ｔｍａｘ）、及び測定シンボルの最小数（Ｌｍｉｎ）に基づく、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 独立した測定シンボルの前記数（Ｍ）は、独立した測定シンボルの所定数（Ｍｍｉｎ）より多い、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 周波数及び時間次元における前記リソースエレメントの数は、１つのモビリティ測定セッションの間に最小化される、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. １つの測定セッションは、複数のサブフレームを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 無線通信機器（２４１、２４２）が無線通信ネットワーク（２００）においてビーム信号品質を測定するためにモビリティ参照信号（ＭＲＳ）を割り当てて送信するネットワークノード（２１１、２１２、２１３）であって、
    前記ネットワークノード（２１１、２１２、２１３）と前記無線通信機器（２４１、２４２）との間のチャネルの周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、前記無線通信機器（２４１、２４２）のアンテナ空間ダイバーシティの１つ以上についての情報を取得し、
    受信した前記情報に基づいて、候補パターンのセットからＭＲＳパターンを選択し、
    選択された前記ＭＲＳパターンを前記無線通信機器（２４１、２４２）へシグナリングし、
    選択された前記ＭＲＳパターンに従って前記ＭＲＳを送信する、
    ように構成され、さらに、
    周波数次元において異なる間隔（Ｄｆ）を伴う異なるサブキャリア数（Ｎｆ）と時間次元において異なる間隔（Ｄｔ）を伴う異なるシンボル数（Ｎｔ）とを有する候補パターンの異なるセットに対して独立した測定シンボルの数（Ｍ）を評価し、
    最大の周波数スパンの限界（Ｆｍａｘ）、最大のモビリティ測定セッション長の限界（Ｔｍａｘ）、及び測定シンボルの最小数（Ｌｍｉｎ）のうちの１つ以上に基づいて、周波数及び時間次元におけるリソースエレメントの数が最小のＭＲＳパターンを選択する、
    ように構成されることを特徴とするネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
12. 周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、及びアンテナ空間ダイバーシティの１つ以上についての前記情報は、チャネル分散もしくは前記チャネルのコヒーレンス帯域幅、前記チャネルのドップラースプレッドもしくはチャネルコヒーレンス時間、前記通信機器（２４１、２４２）のアンテナ素子数及びアンテナ素子相関を含む、ことを特徴とする請求項１１に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
13. 各ＭＲＳパターンが、１秒ごとに所定数のサブフレームを有する、ことを特徴とする請求項１１に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
14. 各ＭＲＳパターンは、１つのモビリティ測定セッションの間に、周波数次元において間隔（Ｄｆ）を伴うサブキャリア数（Ｎｆ）と、時間次元において間隔（Ｄｔ）を伴うシンボル数（Ｎｔ）とを有する、ことを特徴とする請求項１１に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
15. 測定シンボルの総数（Ｌ）が、前記無線通信機器（１２０）におけるアンテナの数（Ａ）、周波数次元における前記サブキャリア数（Ｎｆ）及び時間次元における前記シンボル数（Ｎｔ）によって定められる、ことを特徴とする請求項１４に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
16. 前記測定シンボルの総数（Ｌ）のうちの独立した測定シンボルの前記数（Ｍ）が、前記無線通信機器（２４１、２４２）における独立したアンテナの数（Ａｉ）、前記サブキャリア数（Ｎｆ）、周波数次元における前記間隔（Ｄｆ）とチャネルコヒーレンス帯域幅（Ｃｆ）との比、前記シンボル数（Ｎｔ）、時間次元における前記間隔（Ｄｔ）とチャネルコヒーレンス時間（Ｃｔ）との比、によって定められる、ことを特徴とする請求項１５に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
17. 前記ＭＲＳパターンは、最大の周波数スパンの限界（Ｆｍａｘ）、最大のモビリティ測定セッション長の限界（Ｔｍａｘ）、及び測定シンボルの最小数（Ｌｍｉｎ）に基づいて選択される、ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
18. 独立した測定シンボルの前記数（Ｍ）は、独立した測定シンボルの所定数（Ｍｍｉｎ）より多い、ことを特徴とする請求項１７に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
19. 周波数及び時間次元における前記リソースエレメントの数は、１つのモビリティ測定セッションの間に最小化される、ことを特徴とする請求項１７に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
20. １つの測定セッションは、複数のサブフレームを含む、ことを特徴とする請求項１９に記載のネットワークノード（２１１、２１２、２１３）。
21. ネットワークノード（２１１、２１２、２１３）における少なくとも１つのプロセッサ（５４０）において実行されるときに、前記ネットワークノードに請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法を実行させる命令を含んだコンピュータプログラム（５４１）。
22. 請求項２１に記載のコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体。

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