JP7827112B2 - 無線通信ネットワークにおけるアップリンクビームフォーミングのための装置および方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年３月１０日に出願された米国仮特許出願第６３／１５９，３９０号（「仮出願」）の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権を主張し、仮特許出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、第５世代モバイルネットワークである５Ｇを対象とする。これは、１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、および４Ｇネットワークの後の新しいグローバル無線規格である。５Ｇは、マシン、オブジェクト、およびデバイスを接続するように設計されたネットワークを可能にする。本発明はまた、５Ｇネットワークにおけるアップリンクビームフォーミングにも関する。

一実施形態では、本発明は、データ送信の方法であって、ユーザ機器（ＵＥ）が、基地局（ＢＳ）から、第１のアップリンクビームの構成パラメータと関連付けられた１又は複数の信号品質インジケータを含む構成メッセージを受信する受信ステップと、当該ＵＥが、当該第１のアップリンクビームの構成パラメータと関連付けられた当該１又は複数の信号品質インジケータと、当該第１のアップリンクビームの当該構成パラメータと、に基づいて第２のアップリンクビームと関連付けられた構成パラメータを決定する決定ステップと、当該ＵＥが、当該第２のアップリンクビームについて当該決定された構成パラメータに基づいて当該第２のアップリンクビームを構成する構成ステップと、当該ＵＥが当該第２のアップリンクビームを使用してアップリンクデータまたは制御情報をＢＳに送信する送信ステップと、を含む方法である。

構成パラメータは、送信電力制御（ＴＰＣ）信号および位相フィードバック（ＰＦ）信号のうちの１又は複数を含んでもよい。当該決定ステップは、１又は複数のルックアップテーブルに基づいて当該構成パラメータを整数値にマッピングするステップを含む。当該
決定ステップは、ＢＳにおける当該第２のアップリンクビーム信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大化する当該構成パラメータを特定する。当該方法はまた、当該第２のアップリンクビームの当該構成パラメータを追跡するために適応追跡方式を実行する実行ステップを含んでもよい。適応追跡方式は勾配降下アルゴリズムに基づく。当該構成メッセージは、構成メッセージを識別するための識別子と、少なくとも１つの送信電力制御（ＴＰＣ）フィールドと、最大Ｎ個の位相フィードバック（ＰＦ）フィールドと、をさらに含む。Ｎは基地局（ＢＳ）によって指定された１つのセル内の１つのグループ内のユーザ機器（ＵＥ）の数である。当該構成メッセージは、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を介して受信される。

一実施形態では、本発明は、データ伝送方式を決定する方法であって、ユーザ機器（ＵＥ）が、第１の期間に第１の伝送方式を使用して基地局（ＢＳ）へデータまたは制御情報を送信する第１の送信ステップと、当該ＵＥが、第１の伝送方式について、当該ＢＳへ当該データまたは制御情報を送信するための第１の送信電力を算出する第１の算出ステップと、当該ユーザ機器（ＵＥ）が、第２の期間に第２の伝送方式を使用して基地局（ＢＳ）へデータまたは制御情報を送信する第２の送信ステップと、当該ＵＥが、当該第２の伝送方式について、当該ＢＳへ当該データまたは制御情報を送信するための第２の送信電力を算出する第２の算出ステップと、当該ＵＥが、当該第１の伝送方式または当該第２の伝送方式による前記ＢＳへの前記データまたは前記制御情報の送信を、当該算出された第１の送信電力および当該算出された第２の送信電力に基づいて、決定する決定ステップと、を含む方法である。

一実施形態では、本発明は、データ送信の方法であって、基地局（ＢＳ）が、アップリンクビームの構成パラメータを決定する決定ステップと、当該ＢＳが、当該アップリンクビームの当該構成パラメータと関連付けられた１又は複数の信号品質インジケータを含む構成メッセージをユーザ機器（ＵＥ）へ送信する送信ステップと、を含む方法である。当該構成パラメータは、信号対雑音比（ＳＮＲ）と、当該アップリンクビームの位相情報と、のうちの１又は複数を含んでもよい。当該方法は、当該構成パラメータに基づいて当該信号品質インジケータを算出する第１の算出ステップをさらに含んでもよい。当該信号品質インジケータは、送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドおよび位相フィードバック（ＰＦ）コマンドのうちの１又は複数を含む。

好ましくは、当該構成メッセージは、当該構成メッセージを識別するための識別子と、少なくとも１つのＴＰＣフィールドと、最大Ｎ個の位相フィードバック（ＰＦ）フィールドと、を含む。Ｎは当該基地局（ＢＳ）によって特定されたセル内のグループ内のユーザ機器（ＵＥ）の数である。当該構成メッセージは、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を介して送信される。

一実施形態では、本発明は、第１のアップリンクビームの構成パラメータと関連付けられた１又は複数の信号品質インジケータを含む構成メッセージを受信し、第２のアップリンクビームを使用してアップリンクデータまたは制御情報を送信するトランシーバと、当該トランシーバと通信するプロセッサであって、当該第２のアップリンクビームと関連付けられた当該構成パラメータを、当該第１のアップリンクビームの当該構成パラメータと関連付けられた当該１又は複数の信号品質インジケータと、当該第１のアップリンクビームの当該構成パラメータと、に基づいて決定し、当該第２のアップリンクビームについて当該決定された構成パラメータに基づいて当該第２のアップリンクビームを構成するプロセッサと、を含むユーザ機器（ＵＥ）を提供する。

一実施形態では、本発明は、アップリンクビームの構成パラメータを決定するプロセッサと、当該プロセッサと通信し、アップリンクビームの当該構成パラメータと関連付けら
れた１又は複数の信号品質インジケータを示す構成メッセージを送信するトランシーバと、を含む基地局を提供する。

一実施形態では、本発明は、プログラムコードが記録された非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。当該プログラムコードは、コンピュータプロセッサによる処理時に、ＵＥが、第１のアップリンクビームの構成パラメータと関連付けられた１又は複数の信号品質インジケータを含む構成メッセージを受信する受信ステップと、ＵＥが、第２のアップリンクビームと関連付けられた構成パラメータを、当該第１のアップリンクビームの構成パラメータと関連付けられた当該１又は複数の信号品質インジケータと、当該第１のアップリンクビームの構成パラメータと、に基づいて決定する決定ステップと、ＵＥが、第２のアップリンクビームについて当該決定された構成パラメータに基づいて当該第２のアップリンクビームを構成する構成ステップと、ＵＥが、当該第２のアップリンクビームを用いてアップリンクデータまたは制御情報を送信する送信ステップと、を含む。

一実施形態では、本発明は、プログラムコードが記録された非一時的コンピュータ可読媒体である。当該プログラムコードは、コンピュータプロセッサによる処理時に、基地局（ＢＳ）が、アップリンクビームの構成パラメータを構成する構成ステップと、ＢＳが、当該アップリンクビームの当該構成パラメータと関連付けられた１又は複数の信号品質インジケータを示す構成メッセージを送信する送信ステップと、を含む。

一実施形態では、本発明は、基地局（ＢＳ）から、第１のアップリンクビームの構成パラメータと関連付けられた１又は複数の信号品質インジケータを示す構成メッセージを受信する手段と、第２のアップリンクビームと関連付けられた構成パラメータを、当該第１のアップリンクビームの構成パラメータと関連付けられた当該１又は複数の信号品質インジケータと、当該第１のアップリンクビームの構成パラメータと、に基づいて決定する手段と、当該第２のアップリンクビームについて当該決定された構成パラメータに基づいて当該第２のアップリンクビームを構成する手段と、当該第２のアップリンクビームを使用してアップリンクデータまたは制御情報を当該ＢＳへ送信する手段と、を含むユーザ機器（ＵＥ）を提供する。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る移動通信システムの一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ユーザプレーンの無線プロトコルスタックの一例を示す図である。 本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、制御プレーンの無線プロトコルスタックの一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ダウンリンクにおける論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のマッピングの一例を示す図である。 本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、アップリンクにおける論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のマッピングの一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、ダウンリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピングの一例を示す図である。 本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、アップリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピングの一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、ダウンリンクおよびアップリンクにおける物理信号の一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、無線リソース制御（ＲＲＣ）状態および異なるＲＲＣ状態間の遷移の一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、フレーム構造および物理リソースの一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、異なるキャリアアグリゲーションのシナリオにおけるコンポーネントキャリア構成の一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｐａｒｔの構成およびスイッチングの一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、アップリンクビームフォーミング方式の一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、特定のアップリンクビームフォーミング方式の一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、送信および／または受信のためのユーザ機器の構成要素の一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る送信および／または受信のための基地局の構成要素の一例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージの第１の具体例を示す図である。 本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージの第１の具体例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージの第２の具体例を示す図である。 本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージの第２の具体例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージの第３の具体例を示す図である。 本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージの第３の具体例を示す図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ビームフォーミングおよび電力制御ループ方法のフロー図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、他のビームフォーミングおよび電力制御ループ方法のフロー図である。 本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、他のビームフォーミングおよび電力制御ループ方法のフロー図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ビームフォーミングまたはコードブックベースのプリコーディング方式の選択の方法のフロー図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様に係る、ビームフォーミング伝送方式または単一アンテナ伝送方式を選択する方法のフロー図である。

本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、ＵＬビームフォーミング方法を示すシーケンス図である。

図１は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様に係る、移動通信システム１００の一例を示す。移動通信システム１００は、移動体通信事業者（ＭＮＯ）、プライベート・ネットワーク・オペレータ、マルチ・システム・オペレータ（ＭＳＯ）、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ（ＩＯＴ）ネットワーク・オペレータなどの無線通信システム・オペレータによって運営されてもよく、音声、データ（例えば、無線インターネットアクセス）、メッセージング、Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ（Ｖ２Ｘ）通信サービスなどの車両通信サービス、安全サービス、ミッションクリティカルサービス、ＩｏＴ、産業ＩＯＴ（ＩＩＯＴ）などの住宅、商業、または産業環境におけるサービスなどのサービスを提供してもよい。

移動通信システム１００は、レイテンシ、信頼性、スループットなどに関して異なる要件を有する様々なタイプのアプリケーションを有効にすることができる。サポートされるアプリケーションの例には、拡張モバイルブロードバンド（ｅＭＢＢ）、超高信頼低遅延通信（ＵＲＬＬＣ）、および大規模マシンタイプ通信（ｍＭＴＣ）が含まれる。ｅＭＢＢは、セル・エッジ・ユーザのための中程度のレートだけでなく高いピーク・データ・レートでも安定した接続をサポートすることができる。ＵＲＬＬＣは、レイテンシおよび信頼性に関しての厳しい要件とデータレートに関しての中程度の要件とを有するアプリケーションをサポートすることができる。ｍＭＴＣアプリケーションの例は、散発的にアクティブになり、小さなデータペイロードを送信する膨大な数のＩｏＴデバイスのネットワークを含む。

移動通信システム１００は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）部分およびコアネットワーク部分を含んでもよい。図１に示す例では、ＲＡＮおよびコアネットワークの一例として、次世代ＲＡＮ（ＮＧ－ＲＡＮ）１０５および５Ｇコアネットワーク（５ＧＣ）１１０がそれぞれ示されている。本開示の範囲から逸脱することなく、ＲＡＮおよびコアネットワークの他の例が実装されてもよい。ＲＡＮの他の例には、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ＲＡＮ（ＥＵＴＲＡＮ）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ
Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ＲＡＮ（ＵＴＲＡＮ）などがある。コアネットワークの他の例には、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ（ＥＰＣ）、ＵＭＴＳコアネットワーク（ＵＣＮ）などがある。ＲＡＮは、無線アクセス技術（ＲＡＴ）を実装し、ユーザ機器（ＵＥ）１２５とコアネットワークとの間に存在する。そのようなＲＡＴの例には、Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ（ＮＲ）、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（ＥＵＴＲＡ）としても知られているＬｏｎｇ Ｔｅｒｍ
Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍ
ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）等が含まれる。移動通信システム１００の例のＲＡＴはＮＲであってもよい。コアネットワークは、ＲＡＮと１つまたは複数の外部ネットワーク（例えば、データネットワーク）との間に存在し、モビリティ管理、認証、セッション管理、ベアラのセットアップ、および異なるサービス品質（ＱｏＳ）の適用などの機能を担当する。ＵＥ １２５とＲＡＮ（例えば、ＮＧ－ＲＡＮ １０５）との間の機能層はＡｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ（ＡＳ）と称され、ＵＥ １２５とコアネットワーク（例えば、５ＧＣ １１０）との間の機能層はＮｏｎ－ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ（ＮＡＳ）と称されてもよい。

ＵＥ １２５は、ＲＡＮ内の１又は複数のノード、１又は複数の中継ノード、または、１又は複数の他のＵＥなどと通信するための無線送受信手段を含んでもよい。ＵＥの例には、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、車両内の無線送信及び／又は受信ユニット、Ｖ２Ｘまたは車両間（Ｖ２Ｖ）デバイス、無線センサ、ＩｏＴデバイス、ＩＩＯＴデバイスなどが含まれるが、これらに限定されない。移動局（ＭＳ）、端末機器、端末ノード、クライアントデバイス、モバイルデバイスなどの他の名称がＵＥに使用されてもよい。

ＲＡＮは、ＵＥと通信するためのノード（例えば、基地局）を含んでもよい。例えば、移動通信システム１００のＮＧ－ＲＡＮ １０５は、ＵＥ １２５と通信するためのノードを含んでもよい。例えば、ＲＡＮで使用されるＲＡＴによって、ＲＡＮノードに異なる名前が使用されてもよい。ＵＭＴＳ ＲＡＴを用いるＲＡＮにおいて、ＲＡＮノードは、Ｎｏｄｅ Ｂ（ＮＢ）と称されてもよい。ＬＴＥ／ＥＵＴＲＡ ＲＡＴを用いるＲＡＮにおいて、ＲＡＮノードは、ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）と称されてもよい。図１に示される移動通信システム１００の一例では、ＮＧ－ＲＡＮ １０５のノードは、ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｇＮＢ）１１５またはｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｎｇ－ｅＮＢ）１２０のいずれであってもよい。本明細書では、基地局、ＲＡＮノード、ｇＮＢ、およびｎｇ－ｅＮＢという用語は互換的に使用され得る。ｇＮＢ １１５は、ＮＲユーザプレーンおよび制御プレーンプロトコルの終端をＵＥ １２５に提供してもよい。ｎｇ－ｅＮＢ １２０は、ＵＥ １２５にＥ－ＵＴＲＡユーザプレーンおよび制御プレーンプロトコルの終端を提供してもよい。ｇＮＢ １１５とＵＥ １２５との間またはｎｇ－ｅＮＢ １２０とＵＥ １２５との間のインターフェースは、Ｕｕインターフェースと称されてもよい。Ｕｕインターフェースは、ユーザプレーンプロトコルスタックおよび制御プレーンプロトコルスタックを用いて確立することができる。Ｕｕインターフェースについて、基地局（例えば、ｇＮＢ
１１５またはｎｇ－ｅＮＢ １２０）からＵＥ １２５への方向はダウンリンクと呼ばれる場合があり、ＵＥ １２５から基地局（例えば、ｇＮＢ １１５またはｎｇ－ｅＮＢ
１２０）への方向はアップリンクと呼ばれる場合がある。

ｇＮＢ １１５およびｎｇ－ｅＮＢ １２０は、Ｘｎインターフェースを用いて相互接続されてもよい。Ｘｎインターフェースは、Ｘｎユーザプレーン（Ｘｎ－Ｕ）インターフェースおよびＸｎ制御プレーン（Ｘｎ－Ｃ）インターフェースを含むことができる。Ｘｎ－Ｕインターフェースのトランスポートネットワークレイヤは、インターネットプロトコル（ＩＰ）伝送上に構築されてもよく、ＧＰＲＳトンネリングプロトコル（ＧＴＰ）は、ユーザプレーンプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を搬送するためにユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）／ＩＰ上で使用されてもよい。Ｘｎ－Ｕは、ユーザプレーンＰＤＵの保証されない配信を提供することができ、データ転送およびフロー制御をサポートすることができる。Ｘｎ－Ｃインターフェースのトランスポートネットワークレイヤは、ＩＰ上のストリーム制御トランスポートプロトコル（ＳＣＴＰ）上に構築されてもよい。アプリケーションレイヤシグナリングプロトコルは、ＸｎＡＰ（Ｘｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と称されてもよい。ＳＣＴＰレイヤは、アプリケーションレイ
ヤメッセージの保証された配信を提供することができる。トランスポートＩＰレイヤでは、シグナリングＰＤＵを配信するためにポイントツーポイント伝送が使用されてもよい。Ｘｎ－Ｃインターフェースは、Ｘｎインターフェース管理、コンテキスト転送およびＲＡＮページングを含むＵＥモビリティ管理、およびｄｕａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙをサポートすることができる。

ｇＮＢ １１５およびｎｇ－ｅＮＢ １２０は、ＮＧインターフェースによって５ＧＣ
１１０にも接続されてもよい。より具体的には、ＮＧ－Ｃインターフェースによって５ＧＣ １１０のＡｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＡＭＦ）１３０に、ＮＧ－Ｕインターフェースによって５ＧＣ １１０のＵｓｅｒ Ｐｌａｎｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＵＰＦ）１３５にも接続されてもよい。ＮＧ－Ｕインターフェースのトランスポートネットワークレイヤは、ＩＰ伝送上に構築することができ、ＵＤＰ／ＩＰ上でＧＴＰプロトコルを使用して、ＮＧ－ＲＡＮノード（例えば、ｇＮＢ １１５またはｎｇ－ｅＮＢ １２０）とＵＰＦ １３５との間でユーザプレーンＰＤＵを搬送することができる。ＮＧ－Ｕは、ＮＧ－ＲＡＮノードとＵＰＦとの間のユーザプレーンＰＤＵの保証されない配信を提供することができる。ＮＧ－Ｃインターフェースのトランスポートネットワークレイヤは、ＩＰトランスポート上に構築されてもよい。シグナリングメッセージの信頼性のある伝送のために、ＩＰの上にＳＣＴＰが追加されてもよい。アプリケーションレイヤシグナリングプロトコルは、ＮＧＡＰ（ＮＧ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と称されてもよい。ＳＣＴＰレイヤは、アプリケーションレイヤメッセージの保証された配信を提供することができる。トランスポートＩＰレイヤでは、ポイントツーポイント伝送が、シグナリングＰＤＵを配信するために使用されてもよい。ＮＧ－Ｃインターフェースは、以下の機能、すなわち、ＮＧインターフェース管理、ＵＥコンテキスト管理、ＵＥモビリティ管理、ＮＡＳメッセージの転送、ページング、ＰＤＵセッション管理、構成転送、および警告メッセージ伝送を提供することができる。

ｇＮＢ １１５またはｎｇ－ｅＮＢ １２０は、以下の機能、すなわち、無線ベアラ制御、無線アドミッション制御、接続モビリティ制御、アップリンクおよびダウンリンクの両方におけるＵＥへのリソースの動的割当（例えば、スケジューリング）などの無線リソース管理機能、ＩＰおよびイーサネットヘッダの圧縮、データの暗号化および完全性保護、ＵＥから提供された情報に基づいてＡＭＦへのルーティングを決定できない場合のＵＥアタッチメントにおけるＡＭＦの選択、ＵＰＦへのユーザプレーンデータのルーティング、ＡＭＦへの制御プレーン情報のルーティング、接続の設定および解放、ページングメッセージのスケジューリングおよび伝送、システムブロードキャスト情報（例えば、ＡＭＦから発信される）のスケジューリングおよび伝送、モビリティおよびスケジューリングについての測定および測定報告の設定、アップリンクにおけるトランスポートレベルパケットマーキング、セッション管理、ネットワークスライシングのサポート、ＱｏＳフロー管理およびデータ無線ベアラへのマッピング、ＲＲＣ非アクティブ状態のＵＥのサポート、ＮＡＳメッセージの配信機能、無線アクセスネットワーク共有、Ｄｕａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ、ＮＲとＥ－ＵＴＲＡとの間の緊密な相互作用、および、ユーザプレーン５Ｇシステム（５ＧＳ）セルラＩｏＴ（ＣＩｏＴ）最適化のためのセキュリティおよび無線構成の維持、のうちの１又は複数を担うことができる。

ＡＭＦ １３０は、以下の機能、すなわち、ＮＡＳシグナリング終端、ＮＡＳシグナリングセキュリティ、ＡＳセキュリティ制御、３ＧＰＰアクセスネットワーク間のモビリティのためのＣＮノード間シグナリング、アイドルモードＵＥの到達性（ページング再送信の制御および実行を含む）、登録エリア管理、システム内およびシステム間モビリティのサポート、アクセス認証、ローミング権の確認を含むアクセス許可、モビリティ管理制御（サブスクリプションおよびポリシー）、ネットワークスライシングのサポート、Ｓｅｓ
ｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＳＭＦ）選択、５ＧＳ ＣＩｏＴ最適化の選択、のうちの１又は複数を担うことができる。

ＵＰＦ １３５は、以下の機能、すなわち、ＲＡＴ内／ＲＡＴ間移動のためのアンカー・ポイント（適用可能な場合）、データネットワークへの相互接続の外部ＰＤＵセッションポイント、パケットルーティングおよび転送、パケット検査およびポリシールールのユーザプレーン部分の適用、トラフィック使用状況報告、データネットワークへのトラフィックフローのルーティングをサポートするアップリンク分類器、マルチホームＰＤＵセッションをサポートするための分岐点、例えば、パケットフィルタリング、ゲーティング、ＵＬ／ＤＬレート適用、アップリンクトラフィック検証（サービスデータフロー（ＳＤＦ）からＱｏＳフローへのマッピング）等のユーザプレーンのためのＱｏＳ操作、及び、ダウンリンクパケットのバッファリングおよびダウンリンクデータの通知トリガ、のうちの１又は複数を担うことができる。

図１に示すように、ＮＧ－ＲＡＮ １０５は、２つのＵＥ １２５（例えば、ＵＥ １２５ＡおよびＵＥ １２５Ｂ）間のＰＣ５インターフェースをサポートすることができる。ＰＣ５インターフェースでは、２つのＵＥ間の通信の方向（例えば、ＵＥ １２５ＡからＵＥ １２５Ｂへ、またはその逆）はサイドリンクと呼ばれる。ＰＣ５インターフェースを介したサイドリンクでの送受信は、ＵＥ １２５が、どのＲＲＣ状態にあるかにかかわらず、ＮＧ－ＲＡＮ １０５のカバレッジ内にいる場合、および、ＵＥ １２５がＮＧ－ＲＡＮ １０５のカバレッジ外にいる場合に、サポートされる。ＰＣ５インターフェースを介したＶ２Ｘサービスのサポートは、ＮＲサイドリンク通信および／またはＶ２Ｘサイドリンク通信によって提供される。

ＰＣ５－Ｓシグナリングは、ダイレクト通信リクエスト／アクセプトメッセージを用いたユニキャストリンク確立のために使用される。ＵＥは、例えばＶ２Ｘサービスタイプに基づいて、ＰＣ５ユニキャストリンクの送信元レイヤ－２ＩＤを自身で割り当てる。ユニキャストリンク確立手順中に、ＵＥは、例えば、宛先ＩＤを上位レイヤから受信しているＵＥ等のピアＵＥに、ＰＣ５ユニキャストリンクの自身の送信元レイヤ－２ＩＤを送信する。送信元レイヤ２ＩＤと宛先レイヤ２ＩＤのペアは、ユニキャストリンクを一意に識別することができる。受信側ＵＥは、前記宛先ＩＤが自身に属することを検証し、送信側ＵＥからのユニキャストリンク確立リクエストを受け付ける。ＰＣ５ユニキャストリンク確立手順の間、Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ層上のＰＣ５－ＲＲＣ手順は、ＡＳレイヤの設定、能力交換などだけでなく、ＵＥサイドリンクコンテキスト確立の目的でも呼び出される。ＰＣ５－ＲＲＣシグナリングは、ＰＣ５ユニキャストリンクが確立されたＵＥのペア間で、ＵＥの能力の交換、および、サイドリンク無線ベアラ構成などのＡＳレイヤの設定を可能にする。

ＮＲサイドリンク通信は、ＡＳにおける送信元レイヤ２ＩＤと宛先レイヤ２ＩＤとのペアについて、３つのタイプの伝送モード（例えば、ユニキャスト伝送、グループキャスト伝送、およびブロードキャスト伝送）のうちの１つをサポートすることができる。ユニキャスト伝送モードは、ペアのためのピアＵＥ間の１つのＰＣ５－ＲＲＣ接続のサポート、サイドリンクにおけるピアＵＥ間の制御情報およびユーザトラフィックの送受信、サイドリンクＨＡＲＱフィードバックのサポート、サイドリンク送信電力制御のサポート、ＲＬＣ確認モード（ＡＭ）のサポート、および、ＰＣ５－ＲＲＣ接続のための無線リンク障害の検出によって特徴付けられる。グループキャスト伝送は、サイドリンクにおけるグループに属するＵＥ間のユーザトラフィックの送受信、および、サイドリンクＨＡＲＱフィードバックのサポートによって特徴付けられる。ブロードキャスト伝送は、サイドリンクにおけるＵＥ間のユーザトラフィックの送受信によって特徴付けられる。

ＮＲサイドリンク通信には、送信元レイヤ－２ＩＤ、宛先レイヤ－２ＩＤ、およびＰＣ５リンク識別子が用いられる。送信元レイヤ２ＩＤは、サイドリンク通信フレームを発信するデバイスまたはデバイスのグループを識別するリンクレイヤの識別情報であってもよい。宛先レイヤ２ＩＤは、サイドリンク通信フレームの受信者であるデバイスを識別するリンクレイヤ識別情報であってもよい。いくつかの例では、送信元レイヤ２ＩＤおよび宛先レイヤ２ＩＤは、コアネットワーク内の管理機能によって割り当てられてもよい。送信元レイヤ－２ＩＤは、ＮＲサイドリンク通信におけるデータの送信元を識別できる。送信元レイヤ－２ＩＤは、２４ビット長であってもよく、ＭＡＣレイヤにおいて２つのビット列に分割されてもよい。１つのビット列は、送信元レイヤ－２ＩＤのＬＳＢ部分（８ビット）であってもよく、送信者の物理レイヤに転送されてもよい。これは、サイドリンク制御情報内の意図されたデータのソースを識別することができ、受信者の物理レイヤにおけるパケットのフィルタリングに使用することができる。第２のビット列は、送信元レイヤ－２ＩＤのＭＳＢ部分（１６ビット）であってもよく、Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ヘッダ内で搬送されてもよい。これは、受信者のＭＡＣレイヤにおけるパケットのフィルタリングに使用され得る。宛先レイヤ２ＩＤは、ＮＲサイドリンク通信におけるデータのターゲットを識別することができる。ＮＲサイドリンク通信の場合、宛先レイヤ２ＩＤは、２４ビット長であってもよく、ＭＡＣレイヤにおいて２つのビット列に分割されてもよい。１つのビット列は、宛先レイヤ２ＩＤのＬＳＢ部分（１６ビット）であってもよく、送信者の物理レイヤに転送されてもよい。これは、サイドリンク制御情報内の意図されたデータのターゲットを識別することができ、受信者の物理レイヤでパケットのフィルタリングに使用することができる。第２のビット列は宛先レイヤ２ＩＤのＭＳＢ部分（８ビット）とすることができ、ＭＡＣヘッダ内で搬送することができる。これは、受信者のＭＡＣレイヤにおけるパケットのフィルタリングに使用され得る。ＰＣ５リンク識別子は、ＰＣ５ユニキャストリンクの寿命の間、ＵＥ内のＰＣ５ユニキャストリンクを一意に識別することができる。ＰＣ５リンク識別子は、そのサイドリンク無線リンク障害（ＲＬＦ）宣言が行われ、ＰＣ５－ＲＲＣ接続が解放されたＰＣ５ユニキャストリンクを示すために使用される。

図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ユーザプレーンおよび制御プレーンの無線プロトコルスタックの一例を示す。図２Ａに示すように、（ＵＥ １２５とｇＮＢ １１５との間の）Ｕｕインターフェースのユーザプレーンのプロトコルスタックは、Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ
Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＤＡＰ）２０１およびＳＤＡＰ ２１１と、Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＤＣＰ）２０２およびＰＤＣＰ ２１２と、Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＬＣ）２０３およびＲＬＣ２１３と、ＭＡＣ ２０４およびＭＡＣ ２１４と、レイヤ２のサブレイヤ、および、物理（ＰＨＹ）２０５およびＰＨＹ ２１５レイヤ（レイヤ１はＬ１とも呼ばれる）とを含む。

ＰＨＹ ２０５およびＰＨＹ ２１５は、ＭＡＣ ２０４およびＭＡＣ ２１４サブレイヤにトランスポートチャネル２４４を提供する。ＭＡＣ ２０４およびＭＡＣ ２１４サブレイヤは、ＲＬＣ ２０３およびＲＬＣ ２１３サブレイヤに論理チャネル２４３を提供する。ＲＬＣ ２０３およびＲＬＣ２１３サブレイヤは、ＰＤＣＰ ２０２およびＰＣＰ ２１２サブレイヤにＲＬＣチャネル２４２を提供する。ＰＤＣＰ ２０２およびＰＤＣＰ ２１２サブレイヤは、ＳＤＡＰ ２０１およびＳＤＡＰ ２１１サブレイヤに無線ベアラ２４１を提供する。無線ベアラは、ユーザプレーンデータのためのデータ無線ベアラ（ＤＲＢ）と、制御プレーンデータのためのシグナリング無線ベアラ（ＳＲＢ）との２つのグループに分類されてもよい。ＳＤＡＰ ２０１およびＳＤＡＰ ２１１サブレイヤは、ＱｏＳフロー２４０を５ＧＣに提供する。

ＭＡＣ ２０４またはＭＡＣ ２１４サブレイヤの主なサービスおよび機能は、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間のマッピング、１又は複数の異なる論理チャネルに属するＭＡＣサービスデータユニット（ＳＤＵ）の、トランスポートチャネル上で物理レイヤとの間で受け渡しされるトランスポートブロック（ＴＢ）への／からの多重化／逆多重化、スケジューリング情報の報告、Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ（ＨＡＲＱ）による誤り訂正（キャリアアグリゲーション（ＣＡ）の場合、セルごとに１つのＨＡＲＱエンティティ）、動的スケジューリングによるＵＥ間の優先度処理、Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｒｉｏｒｉｔｉｚａｔｉｏｎ（ＬＣＰ）による１つのＵＥの論理チャネル間の優先度処理、１つのＵＥの重複リソース間の優先度処理、および、パディングを含む。単一のＭＡＣエンティティは、複数のヌメロロジ、伝送タイミングおよびセルをサポートし得る。論理チャネルが使用できるヌメロロジ、セル、および伝送タイミングを制御する論理チャネル優先順位付けにおけるマッピング制限。

ＨＡＲＱ機能は、レイヤ１におけるピアエンティティ間の配信を保証することができる。物理レイヤがダウンリンク／アップリンク空間多重化のために構成されていない場合、単一のＨＡＲＱプロセスは１つのＴＢをサポートすることができ、物理レイヤがダウンリンク／アップリンク空間多重化のために構成されている場合、単一のＨＡＲＱプロセスは１又は複数のＴＢをサポートすることができる。

ＲＬＣ ２０３またはＲＬＣ ２１３サブレイヤは、３つの伝送モード、すなわち、透過モード（ＴＭ）、非確認モード（ＵＭ）、および確認モード（ＡＭ）をサポートすることができる。ＲＬＣ構成は、ヌメロロジおよび／または伝送時間に依存せずに論理チャネルごとにあってもよく、自動再送要求（ＡＲＱ）は、論理チャネルが構成されているヌメロロジおよび／または伝送時間のいずれかで動作してもよい。

ＲＬＣ ２０３またはＲＬＣ ２１３サブレイヤの主なサービスおよび機能は伝送モード（例えば、ＴＭ、ＵＭまたはＡＭ）に依存し、上位レイヤＰＤＵの転送、ＰＤＣＰのシーケンス番号とは無関係なシーケンス番号の付与（ＵＭおよびＡＭ）、ＡＲＱを通じた誤り訂正（ＡＭのみ）、ＲＬＣ ＳＤＵのセグメント化（ＡＭおよびＵＭ）および再セグメント化（ＡＭのみ）、ＳＤＵの再アセンブリ（ＡＭおよびＵＭ）、重複検出（ＡＭのみ）、ＲＬＣ ＳＤＵの廃棄（ＡＭおよびＵＭ）、ＲＬＣ再確立、及び、プロトコルエラー検出（ＡＭのみ）を含むことができる。

ＲＬＣ ２０３またはＲＬＣ ２１３サブレイヤ内の自動再送要求は、以下の特性を有する。ＡＲＱは、ＲＬＣステータスリポートに基づいてＲＬＣ ＳＤＵまたはＲＬＣ ＳＤＵセグメントを再送信する。ＲＬＣステータスリポートのためのポーリングは、ＲＬＣが必要とする場合に使用されてもよい。ＲＬＣ受信機はまた、欠落したＲＬＣ ＳＤＵまたはＲＬＣ ＳＤＵセグメントを検出した後にＲＬＣステータスレポートをトリガしてもよい。

ＰＤＣＰ ２０２またはＰＤＣＰ ２１２サブレイヤの主なサービスおよび機能は、データの転送（ユーザプレーンまたは制御プレーン）、ＰＤＣＰシーケンス番号（ＳＮ）の維持、ロバストヘッダ圧縮（ＲＯＨＣ）プロトコルを使用したヘッダ圧縮および解凍、ＥＨＣプロトコルを用いたヘッダ圧縮および解凍、暗号化および復号、完全性保護および完全性検証、タイマーベースのＳＤＵ廃棄、スプリットベアラのルーティング、重複、並び替えおよびインオーダー配信、アウトオブオーダー配信、および、重複破棄を含むことができる。

ＳＤＡＰ ２０１またはＳＤＡＰ ２１１の主なサービスおよび機能は、ＱｏＳフロー
とデータ無線ベアラとの間のマッピング、および、ダウンリンクパケットとアップリンクパケットの両方へのＱｏＳフローＩＤ（ＱＦＩ）のマーキングを含む。ＳＤＡＰの単一のプロトコルエンティティは、個々のＰＤＵセッションごとに構成されてもよい。

図２Ｂに示すように、（ＵＥ１２５とｇＮＢ１１５との間の）Ｕｕインターフェースの制御プレーンのプロトコルスタックは、上述したように、ＰＨＹレイヤ（レイヤ１）と、レイヤ２のＭＡＣ、ＲＬＣおよびＰＤＣＰサブレイヤと、さらに、ＲＲＣ ２０６サブレイヤおよびＲＲＣ ２１６サブレイヤとを含む。Ｕｕインターフェース上のＲＲＣ ２０６サブレイヤおよびＲＲＣ ２１６サブレイヤの主なサービスおよび機能は、ＡＳおよびＮＡＳに関連するシステム情報のブロードキャスト、５ＧＣまたはＮＧ－ＲＡＮによって開始されるページング、ＵＥとＮＧ－ＲＡＮとの間のＲＲＣ接続の確立、維持、および解放（キャリアアグリゲーションの追加、修正、および解除、および、ＮＲにおける、または、Ｅ－ＵＴＲＡとＮＲとの間のデュアルコネクティビティの追加、修正、および解除を含む）、鍵管理を含むセキュリティ機能、ＳＲＢおよびＤＲＢの確立、構成、維持および解放、モビリティ機能（ハンドオーバおよびコンテキスト転送、ＵＥセルの選択と再選択およびセル選択と再選択の制御、および、ＲＡＴ間のモビリティを含む）、ＱｏＳ管理機能、ＵＥ測定レポートおよびレポートの制御、無線リンク障害の検出および回復、および、ＮＡＳメッセージのＮＡＳとＵＥとの間の転送を含む。ＮＡＳ ２０７およびＮＡＳ ２２７レイヤは、認証、モビリティ管理、セキュリティ制御などの機能を実行する制御プロトコル（ネットワーク側のＡＭＦにおいて終端）である。

図３Ａ、図３Ｂは、それぞれ、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちいくつかの態様における、ダウンリンクおよびアップリンクにおける論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の例示的なマッピングをそれぞれ示す。異なる種類のデータ転送サービスがＭＡＣによって提供されてもよい。各論理チャネルタイプは、どのタイプの情報が転送されるかによって定義されてもよい。論理チャネルは、制御チャネルとトラフィックチャネルとの２つのグループに分類されてもよい。制御チャネルは、制御プレーン情報の転送のみに使用される。ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）は、システム制御情報をブロードキャストするためのダウンリンクチャネルである。ページング制御チャネル（ＰＣＣＨ）は、ページングメッセージを搬送するダウンリンクチャネルである。共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）は、ＵＥとネットワークとの間で制御情報を送信するためのチャネルである。このチャネルは、ネットワークとのＲＲＣ接続を有しないＵＥのために使用されてもよい。専用制御チャネル（ＤＣＣＨ）は、ＵＥとネットワークとの間で専用制御情報を送信するポイントツーポイント双方向チャネルであり、ＲＲＣ接続を有するＵＥによって使用される。トラフィックチャネルは、ユーザプレーン情報の転送のみに使用され得る。専用トラフィックチャネル（ＤＴＣＨ）は、ユーザ情報を転送するための、１つのＵＥに専用のポイントツーポイントチャネルである。ＤＴＣＨは、アップリンクとダウンリンクとの両方に存在することができる。

ダウンリンクトランスポートチャネルのタイプには、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）、ダウンリンク共有チャネル（ＤＬ－ＳＣＨ）、およびページングチャネル（ＰＣＨ）が含まれる。ＢＣＨは、固定された、予め定義されたトランスポートフォーマットと、単一のメッセージとして、または異なるＢＣＨインスタンスをビームフォーミングすることにより、セルのカバレッジエリア全体においてブロードキャストされることという要件と、を特徴とする。ＤＬ－ＳＣＨは、ＨＡＲＱのサポート、変調、符号化、および送信電力を変化させることによる動的リンク適応のためのサポート、セル全体にブロードキャストされる可能性、ビームフォーミングを使用する可能性、動的リソース割り当てと半静的リソース割り当ての両方のサポート、および、ＵＥの省電力を可能にするためのＵＥの不連続受信（ＤＲＸ）のサポートを特徴とする。ＰＣＨは、ＵＥ省電力を可能にするためのＵＥの不連続受信（ＤＲＸ）のサポート（ＤＲＸサイクルはネットワークによってＵＥに
示される）、単一のメッセージとして、または異なるＢＣＨインスタンスをビームフォーミングすることにより、セルのカバレッジエリア全体においてブロードキャストされることという要件、トラフィック／他の制御チャネルにも動的に使用できる物理リソースにマッピングされること、を特徴とする。

ダウンリンクでは、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間に以下の接続が存在する。ＢＣＣＨは、ＢＣＨにマッピングされてもよい。ＢＣＣＨは、ＤＬ－ＳＣＨにマッピングされてもよい。ＰＣＣＨは、ＰＣＨにマッピングされてもよい。ＣＣＣＨは、ＤＬ－ＳＣＨにマッピングされてもよい。ＤＣＣＨは、ＤＬ－ＳＣＨにマッピングされてもよい。ＤＴＣＨはＤＬ－ＳＣＨにマッピングされてもよい。

アップリンクのトランスポートチャネルのタイプは、アップリンク共有チャネル（ＵＬ－ＳＣＨ）およびランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を含む。ＵＬ－ＳＣＨは、ビームフォーミングを使用する可能性、送信電力を変化させ、潜在的に変調および符号化することによる動的リンク適応のためのサポート、ＨＡＲＱのサポート、動的リソース割り当ておよび準静的リソース割り当ての両方のサポートを特徴とする。ＲＡＣＨは、限定された制御情報およびコリジョンリスクを特徴とする。

アップリンクでは、論理チャネルと伝送チャネルとの間に以下の接続が存在する。ＣＣＣＨは、ＵＬ－ＳＣＨにマッピングされてもよい。ＤＣＣＨは、ＵＬ－ＳＣＨにマッピングされてもよい。ＤＴＣＨはＵＬ－ＳＣＨにマッピングされてもよい。

図４Ａ、図４Ｂは、それぞれ、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、ダウンリンクおよびアップリンクにおけるトランスポートチャネルと物理チャネルとの間のマッピングの例をそれぞれ示す。ダウンリンクにおける物理チャネルは、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、および物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）を含む。ＰＣＨおよびＤＬ－ＳＣＨトランスポートチャネルは、ＰＤＳＣＨにマッピングされる。ＢＣＨトランスポートチャネルはＰＢＣＨにマッピングされる。ＰＤＣＣＨにはトランスポートチャネルはマッピングされないが、ＰＤＣＣＨを介してダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）が送信される。

アップリンクにおける物理チャネルは、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）、および物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を含む。ＵＬ－ＳＣＨトランスポートチャネルは、ＰＵＳＣＨにマッピングされてもよく、ＲＡＣＨトランスポートチャネルは、ＰＲＡＣＨにマッピングされてもよい。ＰＵＣＣＨにはトランスポートチャネルはマッピングされないが、ＰＵＣＣＨを介してアップリンク制御情報（ＵＣＩ）が送信される。

サイドリンク無線ベアラ（ＳＬＲＢ）は、ユーザプレーンデータ用のサイドリンクデータ無線ベアラ（ＳＬ ＤＲＢ）および制御プレーンデータ用のサイドリンクシグナリング無線ベアラ（ＳＬ ＳＲＢ）の２つのグループに分類することができる。異なるＳＣＣＨを使用する別々のＳＬ ＳＲＢは、それぞれＰＣ５－ＲＲＣおよびＰＣ５－Ｓシグナリング用に構成される。

図５は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、ダウンリンクおよびアップリンクにおける物理信号の一例を示す。復調リファレンス信号（ＤＭ－ＲＳ）は、ダウンリンクおよびアップリンクで使用されてもよく、チャネル推定に使用されてもよい。ＤＭ－ＲＳは、ＵＥ個別のリファレンス信号であり、ダウンリンク、アップリンク、またはサイドリンクの物理チャネルと共に送信され、物理チャネルのチャネ
ル推定およびコヒーレント検出に使用される。位相追跡リファレンス信号（ＰＴ－ＲＳ）は、ダウンリンクおよびアップリンクで使用されてもよく、位相を追跡し、位相雑音による性能損失を緩和するために使用されてもよい。ＰＴ－ＲＳは、主に、システム性能に対する共通位相誤差（ＣＰＥ）の影響を推定および最小化するために使用される。位相雑音特性のために、ＰＴ－ＲＳ信号は、周波数領域において低密度を有し、時間領域において高密度を有する。ＰＴ－ＲＳは、ＤＭ－ＲＳと組み合わせて、ＰＴ－ＲＳが存在することを想定してネットワークが構成されている場合に送信される。位置決めリファレンス信号（ＰＲＳ）は、異なる位置決め技術を用いて位置決めするために、ダウンリンクで使用されてもよい。ＰＲＳは、基地局からの受信信号を受信機内のローカルレプリカと相関させることによってダウンリンク伝送の遅延を測定するために使用される。チャネル状態情報リファレンス信号（ＣＳＩ－ＲＳ）はダウンリンクにおいて使用されてもよい。ＣＳＩ－ＲＳは、とりわけ、チャネル状態推定、モビリティおよびビーム管理のためのリファレンス信号受信電力（ＲＳＲＰ）測定、復調のための時間／周波数トラッキングのために使用される。ＣＳＩ－ＲＳは、ＵＥ専用に構成されてもよいが、複数のユーザが同じＣＳＩ－ＲＳリソースを共有してもよい。ＵＥは、ＣＳＩレポートを決定し、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨを用いて、これらをアップリンクで基地局へ伝送する。プライマリ同期信号（ＰＳＳ）およびセカンダリ同期信号（ＳＳＳ）は、無線フレーム同期のために使用される。ＰＳＳおよびＳＳＳは、初期アタッチ中のセル探索手順またはモビリティ目的のために使用される。サウンディングリファレンス信号（ＳＲＳ）は、アップリンクチャネル推定のために、アップリンクで使用されてもよい。ＣＳＩ－ＲＳと同様に、ＳＲＳは、他の物理チャネルがＳＲＳとほぼ同じように配置されて構成及び送信されることができるように、他の物理チャネルのためのＱＣＬ基準として機能することができる。

図６は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、無線リソース制御（ＲＲＣ）状態および異なるＲＲＣ状態間の遷移の一例を示す図である。ＵＥは、ＲＲＣ接続状態６１０、ＲＲＣアイドル状態６２０、およびＲＲＣ非アクティブ状態６３０の３つのＲＲＣ状態のうちのいずれかの状態となる。電源投入後、ＵＥはＲＲＣアイドル状態６２０になり、ＵＥは、データ転送を実行するため、および／または、音声通話を行うために、初期アクセスを使用し、ＲＲＣ接続確立手順を介して、ネットワークとの接続を確立する。ＲＲＣ接続が確立されると、ＵＥは、ＲＲＣ接続状態６１０になる。ＵＥは、ＲＲＣ接続確立／解放手順６４０を使って、ＲＲＣアイドル状態６２０からＲＲＣ接続状態６１０へ、または、ＲＲＣ接続状態６１０からＲＲＣアイドル状態６２０へ遷移できる。

ＵＥが頻繁にスモールデータを送信する場合にＲＲＣ接続状態６１０からＲＲＣアイドル状態６２０への頻繁な遷移によって生じるシグナリング負荷およびレイテンシを低減するために、ＲＲＣ非アクティブ状態６３０が使用される。ＲＲＣ非アクティブ状態６３０では、ＡＳコンテキストは、ＵＥとｇＮＢの両方によって格納される。これは、ＲＲＣ非アクティブ状態６３０からＲＲＣ接続状態６１０へのより速い状態遷移をもたらす。ＵＥは、ＲＲＣ接続再開／非アクティブ化手順６６０を用いて、ＲＲＣ非アクティブ状態６３０からＲＲＣ接続状態６１０へ、または、ＲＲＣ接続状態６１０からＲＲＣ非アクティブ状態６３０へ遷移する。ＵＥは、ＲＲＣ接続解放手順６５０を用いて、ＲＲＣ非アクティブ状態６３０からＲＲＣアイドル状態６２０に遷移する。

図７は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、フレーム構造および物理リソースの一例を示す。ダウンリンク伝送またはアップリンク伝送は、１０個の１ｍｓのサブフレームを含み、１０ｍｓの時間長を有するフレームによって行われる。各サブフレームは、１、２、４、．．．スロットを含み、サブフレーム当たりのスロット数は、伝送が行われるキャリアのサブキャリア間隔に依存する。スロットの時間長は、通常のサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を持つ１４個のシンボルの場合と、拡
張ＣＰを持つ１２個のシンボルの場合と、があり、１つのサブフレーム内のスロット数が整数になるように、使用されるサブキャリア間隔に応じて時間的に可変する。図７は、時間および周波数領域におけるリソースグリッドを示す。時間において１つのシンボルおよび周波数において１つのサブキャリアを含むリソースグリッドの各要素は、リソース要素（ＲＥ）と呼ばれる。リソースブロック（ＲＢ）は、周波数領域における１２の連続したサブキャリアとして定義されてもよい。

いくつかの例では、非スロットベースのスケジューリングを用いて、パケットの送信は、スロットの一部にわたって、例えば、ミニスロットとも呼ばれる２、４、または７つのＯＦＤＭシンボルの間に行われる。ミニスロットは、ＵＲＬＬＣなどの低遅延アプリケーションおよびライセンス不要帯域でのオペレーションに使用される。いくつかの実施形態では、ミニスロットは、サービスの高速柔軟スケジューリング（例えば、ｅＭＢＢに対するＵＲＬＬＣのプリエンプション）にも使用されてもよい。

図８は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、異なるキャリアアグリゲーションのシナリオにおけるコンポーネントキャリアの構成の一例を示す。キャリアアグリゲーション（ＣＡ）では、２つ以上のコンポーネントキャリア（ＣＣ）が集約されてもよい。ＵＥ １２５は、その能力に応じて、１又は複数のＣＣにおいて同時に受信または送信することができる。ＣＡは、図８に図示するように、同じ帯域または異なる帯域において、連続したＣＣと不連続なＣＣとの両方についてサポートされている。ｇＮＢ １１５およびＵＥ １２５は、サービングセルを使用して通信することができる。サービングセルは、少なくとも１つのダウンリンクＣＣに関連付けられる（例えば、１つのダウンリンクＣＣのみに関連付けられてもよいし、ダウンリンクＣＣおよびアップリンクＣＣに関連付けられてもよい）。サービングセルは、プライマリセル（ＰＣｅｌｌ）またはセカンダリｃＣｅｌｌ（ＳＣｅｌｌ）となる。

ＵＥ １２５は、アップリンクタイミング制御手順を用いて、自身のアップリンク伝送のタイミングを調節することができる。タイミングアドバンス（ＴＡ）を使用して、ダウンリンクフレームタイミングに対してアップリンクフレームタイミングを調整することができる。ｇＮＢ １１５は、所望のタイミングアドバンス設定を決定し、それをＵＥに提供することができる。ＵＥ １２５は、提供されたＴＡを使用して、ＵＥの観測されたダウンリンク受信タイミングに対する自身のアップリンク送信タイミングを決定することができる。

ＲＲＣ接続状態では、ｇＮＢ １１５は、Ｌ１同期を保ためにタイミングアドバンスを維持する役割を担う。同じタイミングアドバンスが適用されるアップリンクを有し、同じタイミングリファレンスセルを使用するサービングセルは、タイミングアドバンスグループ（ＴＡＧ）にグループ化される。ＴＡＧは、構成されたアップリンクを有する少なくとも１つのサービングセルを含む。サービングセルのＴＡＧへのマッピングは、ＲＲＣによって設定される。プライマリＴＡＧの場合、ＵＥは、場合によってはＳＣｅｌｌがタイミングリファレンスセルとしても使用される可能性がある共有スペクトルチャネルアクセスを除いて、ＰＣｅｌｌをタイミングリファレンスセルとして使用する。セカンダリＴＡＧでは、ＵＥ １２５は、このＴＡＧのアクティブ化されたＳＣｅｌｌのいずれかをタイミングリファレンスセルとして使用することができ、必要でない限りこれを変更しなくてもよい。

タイミングアドバンス更新は、ＭＡＣ ＣＥコマンドを介して、ｇＮＢ １１５からＵＥ １２５に信号が送信されてもよい。そのようなコマンドは、Ｌ１を同期できるか否かを示すＴＡＧ固有タイマを再開することができ、タイマが実行されているとき、Ｌ１は同期しているとみなされ、そうでない場合、Ｌ１は同期していないとみなされる（この場合
、アップリンク伝送はＰＲＡＣＨ上でのみ行われる）。

ＣＡの単一のタイミングアドバンス能力を有するＵＥ １２５は、同じタイミングアドバンスを共有する複数のサービングセル（１つのＴＡＧにグループ化された複数のサービングセル）に対応する複数のＣＣにおいて同時に受信および／または送信することができる。ＣＡのための複数のタイミングアドバンス能力を有するＵＥ１２５は、異なるタイミングアドバンスを有する複数のサービングセル（複数のＴＡＧにグループ化された複数のサービングセル）に対応する複数のＣＣにおいて同時に受信および／または送信することができる。ＮＧ－ＲＡＮは、各ＴＡＧが少なくとも１つのサービングセルを含むことを保証する。ＣＡ非対応ＵＥ １２５は、単一のサービングセルのみ（１つのＴＡＧ内の１つのサービングセル）に対応する、単一のＣＣで受信してもよく、単一のＣＣで送信してもよい。

ＣＡの場合の物理レイヤのマルチキャリア特性は、ＭＡＣレイヤに公開されてもよく、サービングセルごとに１つのＨＡＲＱエンティティが要求されてもよい。ＣＡが設定されている場合、ＵＥ １２５はネットワークとのＲＲＣ接続を１つ有してもよい。ＲＲＣ接続確立／再確立／ハンドオーバにおいて、１つのサービングセル（例えば、ＰＣｅｌｌ）がＮＡＳモビリティ情報を提供する。ＵＥの能力に応じて、ＳＣｅｌｌは、ＰＣｅｌｌと共にサービングセルのセットを形成するように構成される。ＵＥのために構成されたサービングセルのセットは、１つのＰＣｅｌｌと１又は複数のＳＣｅｌｌと含む。ＳＣｅｌｌの再構成、追加、および削除は、ＲＲＣによって実行されてもよい。

デュアルコネクティビティのシナリオでは、ＵＥ １２５は、マスタ基地局との通信のためのマスタセルグループ（ＭＣＧ）と、セカンダリ基地局との通信のためのセカンダリセルグループ（ＳＣＧ）と、２つのＭＡＣエンティティ、すなわち、マスタ基地局との通信のためのＭＣＧ用のＭＡＣエンティティと、セカンダリ基地局との通信のためのＳＣＧ用のＭＡＣエンティティと、を含む複数のセルを用いて構成される。

図９は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｐａｒｔの構成およびスイッチングの一例を示す。ＵＥ（例えば、１２５）は、与えられたコンポーネントキャリアにおける１又は複数のＢａｎｄｗｉｄｔｈ Ｐａｒｔ（ＢＷＰ）９１０を用いて設定される。いくつかの例では、当該１又は複数のＢａｎｄｗｉｄｔｈ Ｐａｒｔのうちの１つが同時にアクティブであることができる。アクティブなＢａｎｄｗｉｄｔｈ Ｐａｒｔは、セルの動作帯域幅内においてＵＥの動作帯域幅を定義する。初期アクセスのために、セル内のＵＥの構成が受信されるまで、システム情報から決定された初期Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｐａｒｔ９２０が使用される。例えば、ＢＷＰスイッチング９４０によるＢａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ（ＢＡ）では、ＵＥの送受信帯域幅はセルの帯域幅ほど大きくないため、調整される。例えば、幅は変更できるようにオーダーされ（例えば、低活動期間中に収縮して電力を節約する）、位置は周波数領域で動かすことができ（例えば、スケジューリングの柔軟性を高める）、サブキャリア間隔は、変更できるようにオーダーされてもよい（例えば、異なるサービスを可能にする）。第１のアクティブＢＷＰ ９３０は、ＰＣｅｌｌのＲＲＣ（再）設定時またはＳＣｅｌｌのアクティベーション時のアクティブＢＷＰであってもよい。

ダウンリンクＢＷＰまたはアップリンクＢＷＰのセット内のダウンリンクＢＷＰまたはアップリンクＢＷＰの場合、それぞれ、ＵＥには、以下の構成パラメータ、すなわち、サブキャリア間隔（ＳＣＳ）、サイクリックプレフィックス、共通ＲＢおよび連続するＲＢの数、それぞれのＢＷＰ－ＩｄによるダウンリンクＢＷＰまたはアップリンクＢＷＰのセットにおけるインデックス、ＢＷＰ共通パラメータのセットおよびＢＷＰ専用パラメータのセットが提供される。ＢＷＰは、ＢＷＰに対して設定されたサブキャリア間隔およびサ
イクリックプレフィックスに基づいて、ＯＦＤＭヌメロロジに関連付けられる。サービングセルについて、ＵＥには、設定されたダウンリンクＢＷＰのうちのデフォルトのダウンリンクＢＷＰが提供される。ＵＥにデフォルトのダウンリンクＢＷＰが提供されない場合、デフォルトのダウンリンクＢＷＰは初期ダウンリンクＢＷＰとなる。

ダウンリンクＢＷＰは、ＢＷＰ非アクティブタイマに関連付けられる。アクティブなダウンリンクＢＷＰに関連付けられたＢＷＰ非アクティブタイマが満了し、デフォルトのダウンリンクＢＷＰが構成されている場合、ＵＥは、デフォルトのＢＷＰへのＢＷＰスイッチングを実行することができる。アクティブなダウンリンクＢＷＰに関連付けられたＢＷＰ非アクティブタイマが満了し、デフォルトのダウンリンクＢＷＰが構成されていない場合、ＵＥは、初期ダウンリンクＢＷＰへのＢＷＰスイッチングを実行することができる。

図１０は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ＵＬビームフォーミング構成１０００の一例を示す。ＵＥ １００５は、データおよび制御情報のＵＬ送信のために、ビームフォーミングスキームを使用することができる。ビームフォーミングされたデータは、ＰＵＳＣＨで送信され、ビームフォーミングされた制御情報は、ＰＵＣＣＨで送信される。図示するように、ＵＥ １００５は、信号を自身のアンテナから全方向に拡散させるのではなく、ビームフォーミングスキームを使用してアンテナビーム１０１４をｇＮＢ１００９に向けることができる。ＵＥ １００５は、アンテナアレイを使用して、放射パターン１０１４をｇＮＢ １００９に向けることができる。ビーム１０１４を特定の方向に向けることにより、構成１０００のビームフォーミングスキームは、ＵＥ １００５の送信電力を増加させなくとも、ＵＥ １００５がより高品質の信号をｇＮＢ １００９に届けることができ、データレートを増加させ、レイテンシを低減することを可能にする。さらに、ビームフォーミングスキームは、同じセルまたは隣接セル内の他のユーザにから受ける干渉を低減することができる。

いくつかの実施形態では、ｇＮＢ １００９は、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージ１０１９を介して制御情報を送信することができる。ｇＮＢ １００９は、ＰＤＳＣＨを介してＤＣＩ １０１９を送信してもよい。ＤＣＩは、ＰＵＳＣＨおよびＰＵＣＣＨのスケジューリングの割当を含むことができる。例えば、ＤＣＩ １０１９は、周波数および時間領域のリソース割り当て、ＨＡＲＱフィードバック、送信電力制御（ＴＰＣ）コマンド、変調および符号化方式、アンテナポートなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＵＥ １００５は、ＤＣＩメッセージ １０１９内の情報信号を使用して、図１１～図１２において説明されているようにビームフォーミングの重みを推定および更新することができる。いくつかの他の実施形態では、ｇＮＢ １００９は、ＤＣＩメッセージ１０１９を介してビームフォーミングコマンドを送信することができ、ＵＥ １００５は、ＤＣＩメッセージ１０１９内の情報信号を使用して、図１１～図１２において説明されるようにビームフォーミングの重みを推定および更新することができる。

図１１は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ＵＬビームフォーミング構成１１００の一実施形態を示す。ＵＥ １００５は、ｍ＋１個の送信アンテナ１１１４を備えるアンテナアレイを含む。構成１１００では、ＵＥ １００５は、ｇＮＢへの送信前に、アンテナでの信号の送信に対してビームフォーミングスキームを適用する。ビームフォーミングスキーム１１００では、送信信号にビームフォーミングベクトルが乗算される。

ビームフォーミングモジュール１１０７は、ＤＣＩメッセージ１０１９から受信した情報に基づいてビームフォーミング・ベクトルＷを計算する。ビームフォーミングベクトルＷは、アンテナ１１１４からの受信信号がｇＮＢ １００９における受信アンテナにコヒーレントに加算されるように計算される。いくつかの実施形態では、ビームフォーミングモジュール１１０７は、各時間フレームの開始時にビームフォーミングベクトルＷを推定し、それを時間フレーム長全体に使用することができる。いくつかの他の実施形態では、ビームフォーミングモジュール１１０７は、時間フレーム長の間に動的な無線伝搬チャネルの変動に応じてビームフォーミングベクトルＷを更新してもよい。電力増幅器（ＰＡ）１１１１は、低電力無線周波数信号（ＲＦ）をより高い電力信号に変換してアンテナ１１１４を駆動する。

ＤＣＩメッセージ１０１９は、ｇＮＢ １００９において目標ＳＮＲを達成するために、送信電力を増加または減少させるようにＵＥ１００５に通知するＴＰＣコマンドを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＵＥ １００５は、ＴＰＣコマンドを使用してビームフォーミングベクトルＷを計算し、送信電力を選択してもよい。ビームフォーミングベクトルの計算および送信電力の選択は、一緒にまたは独立して実行されてもよい。いくつかの実施態様では、位相φｉ，ｉ＝１，．．．，ｍは、符号降下勾配アルゴリズムによって計算することができる。

ここで、φｉ（ｎ）、ｉ＝１，．．．，ｍは時間ｎにおけるビームフォーミング位相φｉ、ｔｐｃ（ｎ）は時間ｎにおけるＴＰＣコマンド、Δφは位相更新ステップ、および、ｓｇｎ（ｘ）はｘの符号を示す。表１は、ＴＰＣコマンドとｔｐｃ（ｎ）との間のマッピングの例を示す。

いくつかの実施態様では、送信電力は次のように更新される。

ここで、ＰｍａｘはＵＥ １００５が送信できる最大電力である。

いくつかの実施形態では、ＤＣＩメッセージ１０１９は、ビームフォーミングコマンドとＴＰＣコマンドの両方を独立して含むことができる。ビームフォーミングコマンドは、ＵＬビームフォーミングベクトルの適用および計算に関するフィードバックを提供する。ＵＥ １００５は、ビームフォーミングコマンドを使用してビームフォーミングベクトルＷを計算し、送信電力を選択することができる。ビームフォーミングベクトルの計算および送信電力の選択は、独立して実行されてもよい。いくつかの実施態様では、位相φｉ，ｉ＝１，．．．，ｍは、降下勾配アルゴリズムによって計算することができる。

ここで、Ｆ（ｎ）は時間ｎにおける位相フィードバックであり、μは定数である。計算された位相φｉ（ｎ）は、区間［－π、π］にマッピングされる。例えば、２ビット位相フィードバックを表２に示す。

図１２は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、送信および／または受信のためのユーザ機器１００５の構成要素の一例を示す。図１２のブロックおよび機能の全部または一部は、ユーザ機器１００５内にあってもよく、ユーザ機器１００５によって実行されてもよい。アンテナ１２１０は、電磁信号の送信または受信に使用され得る。アンテナ１２１０は、１又は複数のアンテナ素子を含んでもよく、Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＭＯ）構成、Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＳＯ）構成およびＳｉｎｇｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ（ＳＩＭＯ）構成を含む異なる入出力アンテナ構成を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、アンテナ１２１０は、数十または数百のアンテナ素子を有する大規模ＭＩＭＯ構成を可能にすることができる。アンテナ１２１０は、ビームフォーミングなどの他のマルチアンテナ技術を可能にすることができる。いくつかの例では、ＵＥ １００５の能力またはＵＥ １００５のタイプ（例えば、低複雑度ＵＥ）に応じて、ＵＥ １００５は単一のアンテナのみをサポートしてもよい。

トランシーバ１２２０は、アンテナ１２１０を介して、本明細書で説明される無線リンクを双方向に通信することができる。例えば、トランシーバ１２２０は、ＵＥにおける無線トランシーバを表し、基地局における無線トランシーバと双方向に通信してもよく、またはその逆であってもよい。トランシーバ１２２０は、パケットを変調し、変調されたパケットを送信のためにアンテナ１２１０に提供し、アンテナ１２１０から受信されたパケットを復調するモデムを含むことができる。

メモリ１２３０は、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むことができる。メモリ１２３０は、実行されると、プロセッサに本明細書に記載の様々な機能を実行させる命令を含むコンピュータ可読コンピュータ実行可能コード１２３５を格納することができる。いくつかの例では、メモリ１２３０は、とりわけ、周辺の構成要素またはデバイスとの相互作用などの基本的なハードウェアまたはソフトウェアのオペレーションを制御することができるＢａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ（ＢＩＯＳ）を含むことができる。

プロセッサ１２４０は、処理能力を有するハードウェアデバイス（例えば、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＣＰＵ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、プログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジックコンポーネント、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはそれらの任意の組み合わせ）を含むことができる。いくつかの例では、プロセッサ１２４０は、メモリコントローラを使用してメモリを操作するように構成されてもよい。他の例では、メモリコントローラはプロセッサ１２４０に組み込まれてもよい。プロセッサ１２４０は、ＵＥ １００５に様々な機能を実行させるために、メモリ（例えば、メモリ１２３０）に格納されたコンピュータ読取可能な命令群を実行するように構成される。

中央処理装置（ＣＰＵ）１２５０は、メモリ１２３０内のコンピュータ命令によって指定された、基本的な算術、論理、制御、および、入力／出力（Ｉ／Ｏ）の動作を実行することができる。ユーザ機器１００５は、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）１２６０および全地球測位システム（ＧＰＳ）１２７０などの追加の周辺構成要素を含むことができる。ＧＰＵ １２６０は、ユーザ機器１００５およびの処理性能を加速するためのメモリ１２３０の迅速な操作および変更のための専用回路である。ＧＰＳ １２７０は、例えばユーザ機器１００５の地理的位置に基づいて、位置ベースのサービスまたは他のサービスを可能にするために使用される。

ビームフォーミングモジュール１２０７は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれ
らの組み合わせを介して実装される。例えば、ビームフォーミングモジュール１２０７は、命令コード１２３５として実装され、メモリ１２３０に格納され、プロセッサ１２４０によって実行されてもよいし、または、回路として実装されてもよい。ビームフォーミングモジュール１２０７は、本開示に関連する様々な態様および機能を実行するために使用される。例えば、ビームフォーミングモジュール１２０７は、ビームフォーミングベクトルの計算および適用、送信電力制御、ｇＮＢからのビームフォーミングおよび電力制御フィードバックの処理、及び、ｇＮＢへのビームフォーミング情報の報告を含む、ビームフォーミング機能を管理するように構成される。いくつかの例では、ビームフォーミングモジュール１２０７は、物理レイヤ／媒体アクセス制御手順のセットを実行して、ビームペアの対応付けのセット、例えば、ＵＥで使用されるビームと対になったＢＳ側の送受信点（ＴＲＰ）で使用されるビームを取得し維持することができる。ビームペアの対応付けは、ダウンリンクおよびアップリンクの送受信に使用される。ビーム管理手順は、ビームフォーミングベクトルの計算および適用、ビームフォーミングおよび電力制御コマンドの受信、ビームスイーププロセス、ビーム測定プロセス、ビーム報告プロセス、ビーム決定プロセス、ビームメンテナンスプロセス、および、ビーム回復プロセスのうちの１又は複数を含むことができる。例えば、ビームフォーミングベクトルは、低変動無線チャネルの時間フレームの始めに計算されてもよく、高速変動無線チャネルの時間フレーム中に追跡されてもよい。電力制御コマンドおよびビームフォーミングコマンドは、ＰＤＣＣＨを介して受信され、ＵＥは、コマンドを実行するためにＰＤＣＣＨを復号する。ビームスイーププロセスは、所定の方法で時間間隔の間に送信および／または受信されたビームで空間領域をカバーするために使用される。ビーム測定プロセスは、受信したビームフォーミング（ＢＦ）信号の特性を測定するためにＴＲＰまたはＵＥによって使用される。ビーム報告プロセスは、ビーム測定に基づいてＢＦ信号の情報を報告するためにＵＥによって使用される。ビーム決定プロセスは、ＴＲＰまたはＵＥによってＴｘ／Ｒｘビームを選択するために使用される。ビームメンテナンスプロセスは、ＵＥの移動または妨害によるチャネル変化に適応するためにビームの追跡または精緻化によって候補ビームを維持するためにＴＲＰまたはＵＥによって使用されてもよい。ビーム回復プロセスは、ビーム障害を検出した後に新しい候補ビームを識別し、続いて新しい候補ビームを示す情報でビーム回復リクエストのＴＲＰを示すためにＵＥによって使用される。

いくつかの例では、ビーム管理は、ＵＬおよび／またはＤＬ方向で実行されてもよい。良好なチャネル相互性が利用可能である場合（例えば、時分割多重（ＴＤＤ）システムにおいて）、１つの方向のビーム管理は別の方向に基づくことができ、例えば、ＵＬビーム管理はＤＬビーム管理の結果に基づいて良好に実行することができる。いくつかの例では、ビーム対応関係は、ビームフォーミングされたチャネルのアップリンク－ダウンリンク相互性に基づいて使用されてもよく、例えば、ＵＬ Ｔｘ／Ｒｘビームは、ＤＬビームフォーミングされたリファレンス信号（ＲＳ）のビーム測定に基づいて決定されてもよい。

いくつかの例では、例えば、同様のチャネル特性を共有するビームを同じビームグループに入れることができることを考慮して、グループベースのビーム管理を使用して、ビームごとではなくグループごとにビームを管理することができる。ビーム管理手順は、ビームスイープ、ビーム測定、ビーム報告（例えば、グルーピングベースのビーム報告）、ビーム決定、ビームメンテナス（例えば、グループベースのビームメンテナンス）、およびビーム障害回復を含むことができる。

図１３は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、送信および／または受信のためのｇＮＢ １００９の構成要素の一例を示す。図１３のブロックおよび機能のすべてまたはサブセットは、ｇＮＢ １００９内にあってもよく、ｇＮＢ １００９によって実行されてもよい。アンテナ１３１０は、電磁信号の送信または受信に使用され得る。アンテナ１３１０は、１又は複数のアンテナ素子を含んでもよく、Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＭＯ）構成、Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｓｉｎｇｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＳＯ）構成およびＳｉｎｇｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ（ＳＩＭＯ）構成を含む異なる入出力アンテナ構成を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、アンテナ１３１０は、数十または数百のアンテナ素子を有する大規模ＭＩＭＯ構成を可能にすることができる。アンテナ１３１０は、ビームフォーミングなどの他のマルチアンテナ技術を可能にすることができる。いくつかの例では、ｇＮＢ １００９の能力に応じて、ｇＮＢ １００９は、単一のアンテナのみをサポートしてもよい。

トランシーバ１３２０は、アンテナ１３１０を介して、本明細書で説明される無線リンクを双方向に通信することができる。例えば、トランシーバ１３２０は、ＵＥにおける無線トランシーバを表してもよく、基地局における無線トランシーバと双方向に通信してもよく、またはその逆であってもよい。トランシーバ１３２０は、パケットを変調し、変調されたパケットを送信のためにアンテナ１３１０に提供し、アンテナ１３１０から受信されたパケットを復調するためのモデムを含むことができる。

メモリ１３３０は、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むことができる。メモリ１３３０は、実行されると、プロセッサに本明細書に記載の様々な機能を実行させる命令を含むコンピュータ可読コンピュータ実行可能コード１３３５を格納することができる。いくつかの例では、メモリ１３３０は、とりわけ、周辺構成要素またはデバイスとの相互作用などの基本的なハードウェアまたはソフトウェア動作を制御することができるＢａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ（ＢＩＯＳ）を含むことができる。

プロセッサ１３４０は、処理能力を有するハードウェアデバイス（例えば、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＣＰＵ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、プログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジックコンポーネント、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはそれらの任意の組み合わせ）を含むことができる。いくつかの例では、プロセッサ１３４０は、メモリコントローラを使用してメモリを操作するように構成されてもよい。他の例では、メモリコントローラはプロセッサ１３４０に組み込まれてもよい。プロセッサ１３４０は、ｇＮＢ １００９に様々な機能を実行させるために、メモリ（例えば、メモリ１３３０）に格納されたコンピュータ可読命令を実行するように構成される。

中央処理装置（ＣＰＵ）１３５０は、メモリ１３３０内のコンピュータ命令によって指定された基本的な算術、論理、制御、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）動作を実行することができる。

図１４Ａは、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージ構造１４００の一例を示す。ＤＣＩメッセージ１４００（例えば、ＤＣＩメッセージフォーマット０＿１，０＿０，１＿０）は、セル内のＵＥにビームフォーミングおよびＴＰＣコマンドを送信するためにｇＮＢによって使用される。図示するように、ＤＣＩメッセージ１４００は、以下を含む。
（ｉ）ＤＣＩ識別子１４０３は、ＤＣＩフォーマット０＿１／０＿０／１＿０を示す。
（ｉｉ）ＤＣＩフィールド１４０７は、１つのセルにおいてＰＵＳＣＨをスケジューリングするための情報を含む。
（ｉｉｉ）送信電力制御（ＴＰＣ）／位相フィードバック（ＰＦ）フィールド１４１１は、長さ２ビットであり、送信電力を増加または減少させるようにＵＥに指示するために使用される。

ＤＣＩフォーマット０＿０／０＿１は、ＰＵＳＣＨをスケジュールするために使用され
、ＤＣＩフォーマット１＿０は、１つのセル内のＰＤＳＣＨをスケジュールするために使用される。ＤＣＩメッセージ１４００は、グループ共通ＰＤＣＣＨまたはＵＥ個別のＰＤＣＣＨ用に構成される。いくつかの例では、ＵＥがグループ共通ＰＤＣＣＨを介してＤＣＩフォーマット１４００を受信しない場合、ＵＥはスロット内のＵＥ個別のＰＤＣＣＨを介してＤＣＩフォーマット１４００を受信することができる。ｇＮＢは、グループ共通ＰＤＣＣＨを復号するかＵＥ個別のＰＤＣＣＨを復号するかをＲＲＣシグナリングによってＵＥに通知することができる。グループ共通ＰＤＣＣＨが送信されるいくつかの例では、ＵＥは、共通グループＰＤＣＣＨを復号するか否かを決定することができる。さらに、ＵＥが共通グループＰＤＣＣＨを監視している場合には、ＵＥは、グループ共通ＰＤＣＣＨが受信されるか否かにかかわらず、検出されたＵＥ個別のＰＤＣＣＨを処理することができる。

いくつかの例では、ＵＥがＤＣＩメッセージ１４００を復号すると、ＵＥは、ＴＰＣコマンドをルックアップテーブル（例えば、表１）から得られるｔｐｃ値にマッピングすることができ、ビームフォーミング制御ループを実行してビームフォーミング位相（例えば、式（１））を計算または追跡することができ、ＴＰＣループを実行して送信電力（例えば、式（２））を選択または更新することができる。ビームフォーミング制御ループおよびＴＰＣループの順序は交換可能である。いくつかの実施態様では、式（１）および（２）は事前に計算され、メモリ内のルックアップテーブルに格納されていてもよい。式（１）および（２）の値を事前計算してメモリに記憶させておくことにより、処理遅延を大幅に低減することができる。例えば、ＵＥは、チャネル遅延プロファイル、ドップラスプレッド、ｇＮＢからの距離、変調および符号化方式（ＭＣＳ）などの異なる伝搬環境に対してビームフォーミング位相を事前計算し、ビームフォーミング位相をルックアップテーブルに格納し、それに応じて、各関連シナリオで信号を送信するために対応する位相を選択することができる。

図１４Ｂは、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージ構造１４５０の一例を示す。ＤＣＩメッセージ１４５０（例えば、ＤＣＩメッセージフォーマット０＿１，０＿０，１＿０）は、セル内のＵＥにビームフォーミングおよびＴＰＣコマンドを送信するためにｇＮＢによって使用される。図示するように、ＤＣＩメッセージ１４５０は、以下を含むことができる。
（ｉ）ＤＣＩ識別子１４０３は、ＤＣＩフォーマット０＿１／０＿０／１＿０を示す
（ｉｉ）ＤＣＩフィールド１４０７は、１つのセルにおいてＰＵＳＣＨをスケジューリングするための情報を含む。
（ｉｉｉ）送信電力制御（ＴＰＣ）フィールド１４６１は、ＵＥに送信電力を増加または減少させるように指示するために使用される２ビットを含む。
（ｉｖ）位相フィードバック（ＰＦ）フィールド１４６３は、ＵＥビームフォーミング位相更新コマンドを示すために使用される、２ビットを含む。

ＤＣＩフォーマット０＿０／０＿１は、ＰＵＳＣＨをスケジュールするために使用されてもよく、ＤＣＩフォーマット１＿０は、１つのセル内のＰＤＳＣＨをスケジュールするために使用されてもよい。ＤＣＩメッセージ１４５０は、グループ共通ＰＤＣＣＨまたはＵＥ個別のＰＤＣＣＨ用に構成され得る。いくつかの例では、ＵＥがグループ共通ＰＤＣＣＨを介してＤＣＩフォーマット１４５０を受信しない場合、ＵＥはスロット内のＵＥ個別のＰＤＣＣＨを介してＤＣＩフォーマット１４５０を受信することができる。ｇＮＢは、グループ共通ＰＤＣＣＨを復号するかＵＥ個別のＰＤＣＣＨを復号するかをＲＲＣシグナリングによってＵＥに通知することができる。グループ共通ＰＤＣＣＨが送信されるいくつかの例では、ＵＥは、共通グループＰＤＣＣＨを復号するか否かを決定することができる。さらに、ＵＥが共通グループＰＤＣＣＨを監視しているとき、ＵＥは、グループ共
通ＰＤＣＣＨが受信されるか否かにかかわらず、検出されたＵＥ個別のＰＤＣＣＨを処理することができる。

いくつかの例では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージ１４５０を復号すると、ＰＦコマンドをルックアップテーブル（例えば、表２）から得られるＦ（ｎ）値にマッピングすることができ、ビームフォーミング制御ループを実行してビームフォーミング位相を計算または追跡することができ（例えば、式（３））、ＴＰＣループを実行して送信電力を選択または更新することができる（例えば、式（２））。ビームフォーミング制御ループおよびＴＰＣループの順序は交換可能である。いくつかの実施態様では、式（３）および（２）は事前に計算され、メモリ内のルックアップテーブルに格納されてもよい。式（３）および（２）の値を事前計算してメモリに記憶させておくことにより、処理遅延を大幅に低減することができる。例えば、ＵＥは、チャネル遅延プロファイル、ドップラスプレッド、ｇＮＢからの距離、変調および符号化方式（ＭＣＳ）などの異なる伝搬環境に対してビームフォーミング位相を事前計算し、ビームフォーミング位相をルックアップテーブルに格納し、それに応じて、各関連シナリオで信号を送信するために対応する位相を選択することができる。

図１５Ａは、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージ構造１５００の一例を示す。ＤＣＩメッセージ１５００（例えば、ＤＣＩメッセージフォーマット２＿０）は、セル内のＵＥのグループにビームフォーミングおよびＴＰＣコマンドを送信するためにｇＮＢによって使用される。図示するように、ＤＣＩメッセージ１５００は、以下を含むことができる。
（ｉ）ＤＣＩ識別子１５０３は、ＤＣＩフォーマット２＿０を示す。
（ｉｉ）ＤＣＩフィールド１５０７は、セル内のＵＥのグループに通知およびセル内のＵＥのグループをスケジューリングするための情報を含む。
（ｉｉｉ）送信電力制御（ＴＰＣ）／位相フィードバック（ＰＦ）フィールド１５１１ａ－１５１１ｎは、長さ２ビットであり、グループ内のＵＥに送信電力を増加または減少させるように指示するために使用される。

ＤＣＩフィールド１５０７は、ＵＥのグループに、スロットフォーマット、利用可能なＲＢセット、チャネル占有時間（ＣＯＴ）持続時間、および探索空間グループの切り替えを通知するために使用される。ＤＣＩフォーマット２＿０は識別子ＳＦＩ－ＲＮＴＩによってスクランブルされ、そのサイズはＲＲＣシグナリングによって構成される。ＴＰＣ／ＰＦフィールド１５１１ａ－１５１１ｎは、グループ内のＵＥのためのビームフォーミングベクトルおよび送信電力を計算および追跡するためのＴＰＣ／ＰＦコマンドを示す。

いくつかの例では、ＵＥがＤＣＩメッセージ１５００を復号すると、ｎ個のＴＰＣコマンドをルックアップテーブル（例えば、表１）から得られるｎ個のｔｐｃ値にマッピングすることができ、グループ内の各ＵＥについて、ビームフォーミング制御ループを実行してビームフォーミング位相を計算または追跡することができ（例えば、式（１））、ＴＰＣループを実行して送信電力を選択または更新することができる（例えば、式（２））。ビームフォーミング制御ループおよびＴＰＣループ順序は交換可能である。いくつかの実施態様では、式（１）および（２）が事前に計算され、メモリ内のルックアップテーブルに格納されてもよい。式（１）および（２）の値を事前計算してメモリに記憶させておくことにより、処理遅延を大幅に低減することができる。例えば、ＵＥは、チャネル遅延プロファイル、ドップラスプレッド、ｇＮＢからの距離、変調および符号化方式（ＭＣＳ）などの異なる伝搬環境に対してビームフォーミング位相を事前計算し、ビームフォーミング位相をルックアップテーブルに格納し、それに応じて、各関連シナリオで信号を送信するために対応する位相を選択することができる。

図１５Ｂは、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージ構造１５５０の一例を示す。ＤＣＩメッセージ１５５０（例えば、ＤＣＩメッセージフォーマット２＿０）は、ＵＥのグループにビームフォーミングおよびＴＰＣコマンドを送信するためにｇＮＢによって使用される。図示するように、ＤＣＩメッセージ１５５０は、以下を含むことができる。
（ｉ）ＤＣＩ識別子１５５３は、ＤＣＩフォーマット２＿０を示す。
（ｉｉ）ＤＣＩフィールド１５５７は、セル内のＵＥのグループに通知およびセル内のＵＥのグループをスケジューリングするための情報を含む。
（ｉｉｉ）ＴＰＣフィールド１５６１ａ～１５６１ｎの各フィールドは、ＵＥが送信電力を増加または減少させることを指示するために使用される２ビットを含む。
（ｉｖ）ＰＦフィールド１５６３ａ～１５６３ｎの各フィールドは、ＵＥビームフォーミング位相更新コマンドを示すために使用される２ビットを含む。

ＤＣＩフィールド１５５７は、ＵＥのグループに、スロットフォーマット、利用可能なＲＢセット、チャネル占有時間（ＣＯＴ）持続時間、および探索空間グループの切り替えを通知するために使用される。ＤＣＩフォーマット２＿０は識別子ＳＦＩ－ＲＮＴＩによってスクランブルされ、そのサイズはＲＲＣシグナリングによって構成され得る。ＴＰＣフィールド１５６１ａ～１５６１ｎは、送信電力制御のためのＴＰＣコマンドを示すことができ、ＰＦフィールド１５６３ａ～１５６３ｎは、グループ内のＵＥのためのビームフォーミングベクトルの計算および追跡のためのＰＦコマンドを示すことができる。

いくつかの例では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージ１５５０を復号すると、ｎ個のＴＰＣおよびｎ個のＰＦコマンドをルックアップテーブル（例えば、表１）から得られるｎ個のｔｐｃ値にマッピングすることができ、グループ内の各ＵＥについて、ビームフォーミング制御ループを実行してビームフォーミング位相を計算または追跡することができ（例えば、式（１））、ＴＰＣループを実行して送信電力を選択または更新することができる（例えば、式（２））。ビームフォーミング制御ループおよびＴＰＣループ順序は交換可能である。いくつかの実施態様では、式（１）および（２）は事前に計算され、メモリ内のルックアップテーブルに格納されてもよい。式（１）および（２）の値を事前計算してメモリに記憶させておくことにより、処理遅延を大幅に低減することができる。例えば、ＵＥは、チャネル遅延プロファイル、ドップラスプレッド、ｇＮＢからの距離、変調および符号化方式（ＭＣＳ）などの異なる伝搬環境に対してビームフォーミング位相を事前計算し、ビームフォーミング位相をルックアップテーブルに格納し、それに応じて、各関連シナリオで信号を送信するために対応する位相を選択することができる。

図１６Ａは、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージ構造１６００の一例を示す。ＤＣＩメッセージ１６００（例えば、ＤＣＩメッセージフォーマット２＿７）は、セル内のＵＥのグループにビームフォーミングおよびＴＰＣコマンドを送信するためにｇＮＢによって使用され得る。図示するように、ＤＣＩメッセージ１６００は、以下を含むことができる。
（ｉ）ＤＣＩ識別子１６０３は、ＤＣＩフォーマット２＿７を示す。
（ｉｉ）送信電力制御（ＴＰＣ）／位相フィードバック（ＰＦ）フィールド１６１１ａ～１６１１ｎは、長さ２ビットであり、グループ内のＵＥに、送信電力を増加または減少させるように指示するために使用される。

ＤＣＩフォーマット２＿７は予約されており、ＵＥのグループがＴＰＣコマンドおよびＰＦコマンドを送信するように構成することができる。ＤＣＩフォーマット２＿７のサイズは、ＲＲＣシグナリングによって構成され得る。ＴＰＣ／ＰＦフィールド１６１１ａ～１６１１ｎは、グループ内のＵＥのためのビームフォーミングベクトルおよび送信電力を計算および追跡するためのＴＰＣ／ＰＦコマンドを示す。

いくつかの例では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージ１６００を復号すると、ｎ個のＴＰＣコマンドを、ルックアップテーブル（例えば、表１）から得られるｎ個のｔｐｃ値にマッピングすることができる。グループ内の各ＵＥについて、ビームフォーミング位相を計算または追跡するためにビームフォーミング制御ループを実行することができ（例えば、式（１））、送信電力を選択または更新するためにＴＰＣループを実行することができる（例えば、式（２））。ビームフォーミング制御ループおよびＴＰＣループ順序は交換可能である。いくつかの実施態様では、式（１）および（２）は事前に計算され、メモリ内のルックアップテーブルに格納されてもよい。式（１）および（２）の値を事前計算してメモリに記憶させておくことにより、処理遅延を大幅に低減することができる。例えば、ＵＥは、チャネル遅延プロファイル、ドップラスプレッド、ｇＮＢからの距離、変調および符号化方式（ＭＣＳ）などの異なる伝搬環境に対してビームフォーミング位相を事前計算し、ビームフォーミング位相をルックアップテーブルに格納し、それに応じて、各関連シナリオで信号を送信するために対応する位相を選択することができる。

図１５Ｂは、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）メッセージ構造１６５０の一例を示す。ＤＣＩメッセージ１６５０（例えば、ＤＣＩメッセージフォーマット２＿７）は、ｇＮＢにより、ＰＦコマンドおよびＴＰＣコマンドをＵＥのグループに送信するために使用される。図示するように、ＤＣＩメッセージ１６５０は、以下を含むことができる。
（ｉ）ＤＣＩ識別子１６５３は、ＤＣＩフォーマット２＿７を示す。
（ｉｉ）ＴＰＣフィールド１６６１ａ～１６６１ｎの各フィールドは、ＵＥが送信電力を増加または減少させることを指示するために使用される２ビットを含む。
（ｉｉｉ）ＰＦフィールド１６６３ａ～１６６３ｎであり、各フィールドは、ＵＥビームフォーミング位相更新コマンドを示すために使用される２ビットを含む。

ＴＰＣフィールド１６１１ａ～１６１１ｎは、送信電力制御を示し、ＰＦフィールド１６６３ａ～１６６３ｎは、グループ内のＵＥのためのビームフォーミングベクトルを計算および追跡するためのコマンドを示す。

いくつかの例では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージ１６５０を復号すると、ｎ個のＴＰＣおよびｎ個のＰＦコマンドをルックアップテーブル（例えば、表１）から得られるｎ個のｔｐｃ値にマッピングすることができ、グループ内の各ＵＥについて、ビームフォーミング制御ループを実行してビームフォーミング位相を計算または追跡することができ（例えば、式（１））、ＴＰＣループを実行して送信電力を選択または更新することができる（例えば、式（２））。ビームフォーミング制御ループおよびＴＰＣループ順序は交換可能である。いくつかの実施態様では、式（１）および（２）は事前に計算され、メモリ内のルックアップテーブルに格納されてもよい。式（１）および（２）の値を事前計算してメモリに記憶させておくことにより、処理遅延を大幅に低減することができる。例えば、ＵＥは、チャネル遅延プロファイル、ドップラスプレッド、ｇＮＢからの距離、変調および符号化方式（ＭＣＳ）などの異なる伝搬環境に対してビームフォーミング位相を事前計算し、ビームフォーミング位相をルックアップテーブルに格納し、それに応じて、各関連シナリオで信号を送信するために対応する位相を選択することができる。

図１７は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ＵＬビームフォーミングおよび電力制御方法のフロー図である。方法１７００は、図１０～図１３において説明されたｇＮＢ １００９およびＵＥ １００５を参照して説明される。

ステップ１７０２では、ＵＥは、ＴＰＣコマンドを示すＤＣＩメッセージをｇＮＢから
受信する。例えば、ＤＣＩメッセージは、図１３～図１６を参照すると、ＤＣＩメッセージフォーマット０＿０、０＿１、１＿０、２＿０、および２＿７とすることができる。ＤＣＩメッセージは、ＵＥのスケジューリング情報を含む他の情報も含むことができる。

ステップ１７０４では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージを復号し、送信されたビットを復元し、ＤＣＩフィールドを識別する。

ステップ１７０６では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージからＴＰＣコマンドを決定する。ＵＥがＴＰＣコマンドを決定すると、ＵＥは、前述したようにＴＰＣコマンドをｔｐｃ値にマッピングする（例えば、表１、表２）。

ステップ１７１０では、ＵＥは、位相追跡ループを実行するためにｔｐｃを使用する。例えば、ＵＥは、ビームフォーミングベクトルを計算し、追跡するために式１または３を使用することができる。

ステップ１７１４では、ＵＥは、ｔｐｃを使用して電力制御ループを実行する。例えば、ＵＥは、送信電力を選択し、調節するために、式２を使用することができる。

図１８Ａおよび図１８Ｂは、それぞれ、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、ＵＬビームフォーミング方法１８００および電力制御方法１８５０のフロー図を示す。方法１８００は、方法１８５０とは無関係に実行され得ることが理解される。方法１８００および１８５０は、図１０～図１３において説明されたｇＮＢ
１００９およびＵＥ １００５を参照して説明される。

ステップ１８０２では、ＵＥは、ＰＦコマンドを示すＤＣＩメッセージをｇＮＢから受信する。例えば、ＤＣＩメッセージは、図１３～図１６を参照すると、ＤＣＩメッセージフォーマット０＿０、０＿１、１＿０、２＿０、および２＿７とすることができる。ＤＣＩメッセージは、ＵＥのスケジューリング情報を含む他の情報も含むことができる。

ステップ１８０６では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージを復号し、送信されたビットを復元し、ＤＣＩフィールドを識別する。

ステップ１８１０では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージからＰＦコマンドを決定する。ＵＥがＰＦコマンドを決定すると、ＵＥは、前述のようにＰＦコマンドをｔｐｃ値にマッピングする（例えば、表１、表２）。

最後に、ステップ１８１４ごとに、ＵＥは、位相追跡ループを実行するためにｔｐｃを使用する。例えば、ＵＥは、ビームフォーミングベクトルを計算し、追跡するために式１または３を使用することができる。

ステップ１８５２では、ＵＥは、ＴＰＣコマンドを示すＤＣＩメッセージをｇＮＢから受信する。例えば、ＤＣＩメッセージは、図１３～図１６を参照すると、ＤＣＩメッセージフォーマット０＿０、０＿１、１＿０、２＿０、および２＿７とすることができる。ＤＣＩメッセージは、ＵＥのスケジューリング情報を含む他の情報も含むことができる。

ステップ１８５６では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージを復号し、送信されたビットを復元し、ＤＣＩフィールドを識別する。

ステップ１８６０では、ＵＥは、ＤＣＩメッセージからＴＰＣコマンドを決定する。ＵＥがＴＰＣコマンドを決定すると、ＵＥは、前述のようにＴＰＣコマンドをｔｐｃ値にマ
ッピングする（例えば、表１、表２）。

最後に、ステップ１８６４ごとに、ＵＥは、送信電力制御ループを実行するためにｔｐｃを使用する。例えば、ＵＥは、送信電力を選択し、調節するために、式２を使用することができる。

図１９は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ＵＬ伝送のためのビームフォーミングまたはコードブックベースのプリコーディング方式を選択するための方法のフロー図である。方法１９００は、図１０～図１３において説明されたｇＮＢ １００９およびＵＥ １００５を参照して説明される。

ステップ１９０２では、ＵＥは、期間Ｔ１にわたってコードブックベースのプリコーディングを使用し、シンボル当たりの送信電力Ｐ１を計算する。コードブックベースのプリコーディング方式では、ＵＥは、データおよび制御シグナリングのＵＬ伝送のために、所定のプリコーダのセットからプリコーダを選択する。例えば、３ＧＰＰ ＴＳ３８．２１１Ｖ１６．３．０（２０２０－０９）－第３世代パートナーシッププロジェクト、技術仕様グループ無線アクセスネットワーク、ＮＲ、「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ１６）」は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、５Ｇ－ＮＲシステムにおけるＵＬ伝送のためのコードブックベースのプリコーディング技術を説明している。

ステップ１９０６では、ＵＥは、期間Ｔ１にわたってＵＬビームフォーミングを使用し、シンボルごとの送信電力Ｐ２を計算する。

ステップ１９１０では、ＵＥは、ＵＬビームフォーミングまたはコードブックベースのプリコーディングのどちらが、より高い電力利得を提供できるのかを判定する。コードブックベースのプリコーディングがより高い電力利得を提供することができる場合、ＵＥはステップ１９１４に進む。ＵＬビームフォーミングがより高い利得を提供することができる場合、ＵＥはステップ１９２２に進む。

ステップ１９１４では、ＵＥは、期間Ｔ２の間、データおよび／または制御シグナリングのＵＬ伝送のためにコードブックベースのプリコーディング方式を使用し、シンボルごとの送信電力Ｐ１を計算する。

ステップ１９１８では、ＵＥは、短期間Ｔ１（例えば、Ｔ１≦Ｔ２）ＵＬビームフォーミングに切り替え、シンボルごとの送信電力Ｐ２を計算する。次いで、ＵＥはステップ１９１０に進み、ビームフォーミングを使用するかコードブックベースの伝送を使用するかを決定する。

ステップ１９２２では、ＵＥは、期間Ｔ２の間、データまたは制御シグナリングのＵＬ伝送のためにＵＬビームフォーミングを使用し、シンボルごとの送信電力Ｐ２を計算する。

ステップ１９２６では、ＵＥは、短い期間Ｔ１（例えば、Ｔ１≦Ｔ２）のコードブックベースのプリコーディングに切り替え、シンボルごとの送信電力Ｐ１を計算する。次いで、ＵＥはステップ１９１０に進み、ビームフォーミングを使用するかコードブックベースの伝送を使用するかを決定する。

図２０は、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のうちのいくつかの態様における、ＵＬ伝送のためのビームフォーミングまたは単一アンテナ方式を選択するための方法
のフロー図である。方法２０００は、図１０～図１３に記載されたｇＮＢ １００９およびＵＥ １００５を参照して説明される。

ステップ２００２では、ＵＥは、ビームフォーミング利得Ｇを決定する。異なる伝搬環境に対するビームフォーミング利得は、事前に計算され、ＵＥメモリに格納されている。ビームフォーミング利得Ｇから、ＵＥは、送信信号の誤りのない復号のためにｇＮＢにおいて必要とされる目標ＳＮＲを達成するために、ビームフォーミングに必要とされる送信電力Ｐ_Ｂおよびと、単一アンテナ方式に必要とされる送信電力Ｐ _Ｓ と、を計算することができる（例えば、Ｐ_Ｂ＝Ｐ_Ｓ／Ｇ）。

ステップ２００６では、ＵＥは、ビームフォーミングおよび単一アンテナの送信によるＲＦ電力消費を計算する。例えば、図１１のアーキテクチャの送信電力消費は、Ｐ_ＲＦとして示される各ＲＦチェーンの回路電力消費および電力増幅器電力Ｐ_ＰＡを含む。Ｐ_ＲＦは送信電力Ｐに関係なく一定の電力であり、Ｐ_ＰＡは送信電力に依存する。Ｐ_ＰＡは、Ｐ_ＰＡ＝Ｐ／ηとしてモデル化することができ、ここで、ηは電力増幅器効率である。結果として、ビームフォーミング方式を採用するｍ＋１個のアンテナを有するＵＥの総消費電力は、以下のように計算することができる。

Ｐ_ＲＦおよびηは、ＵＥメモリに格納され、Ｐ_ＴＯＴを計算する必要があるときにアクセスされる。

ステップ２０１２では、ＵＥは、ｍ＋１個のアンテナを有するＵＬビームフォーミング方式の総消費電力Ｐ１を計算する。例えば、ＵＥは、式（４）を使用してＰ１を計算することができる。

ステップ２０１６では、ＵＥは、単一アンテナ伝送方式の総消費電力Ｐ２を計算する。例えば、ＵＥは、Ｐ２を計算するために式（５）を使用することができる。

ステップ２０１０では、ＵＥは、総消費電力ΔＰ＝Ｐ２－Ｐ１の間の差に基づいてビームフォーミングまたは単一アンテナ送信を使用することを決定する。ΔＰ＞０である場合、ＵＥはステップ２０２４に進み、ΔＰ＜０である場合、ＵＥはステップ２０２０に進む。

ステップ２０２０では、ＵＥは、ｇＮＢへのデータおよび制御信号の送信に単一アンテナ方式を使用する。

ステップ２０２４では、ＵＥは、ｇＮＢへのデータおよび制御信号の送信のためにＵＬビームフォーミング方式を使用する。

図２１は、図１７～図２０において前述した、本開示の様々な例示的ないくつかの実施形態のいくつかの態様における、ＵＬビームフォーミング方法を示すシーケンス図である。

様々な例示的な実施形態に関して本開示に記載された例示的なブロックおよびモジュールは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、または本明細書に記載された機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装または実行されてもよい。汎用プロセッサの例は、マイクロプロセッサ、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンを含むが、これらに限定されない。いくつかの例では、プロセッサは、デバイスの組み合わせ（例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１又は複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成）を使用して実装されてもよい。

本開示に記載された機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実施され得る。命令またはコードは、機能を実施するためにコンピュータ可読媒体に記憶または送信されてもよい。本明細書で開示される機能を実施するための他の例も本開示の範囲内である。機能の実施は、機能の一部が異なる物理的位置に実装されるように分散されることを含む、物理的に同じ場所に配置されたまたは分散された要素（例えば、様々な位置で）を介してもよい。

コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ記憶媒体を含むが、これに限定されない。非一時的記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスされてもよい。非一時的記憶媒体の例には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、コンパクトディスク（ＣＤ）ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置などが含まれるが、これらに限定されない。非一時的媒体は、所望のプログラムコード手段（例えば、命令および／またはデータ構造）を搬送または記憶するために使用されてもよく、汎用もしくは専用コンピュータ、または汎用もしくは専用プロセッサによってアクセスされてもよい。いくつかの例では、ソフトウェア／プログラムコードは、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、マイクロ波などの無線技術を使用して、リモートソース（例えば、ウェブサイト、サーバなど）から送信されてもよい。そのような例では、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義の範囲内にある。上記の例の組み合わせもコンピュータ可読媒体の範囲内である。

本開示で使用されるように、項目のリストにおける「または」という用語の使用は、包括的なリストを示す。項目のリストは、「少なくとも１つ」または「１又は複数」などのフレーズで始めることができる。例えば、Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つのリストは、ＡまたはＢまたはＣまたはＡＢ（すなわち、ＡおよびＢ）またはＡＣまたはＢＣまたはＡＢＣ（すなわち、ＡおよびＢおよびＣ）を含む。また、本開示で使用されるように、条件のリストの前に「に基づく」という語句を付けることは、条件のセット「のみに基づく」と解釈されるべきではなく、むしろ条件のセット「に少なくとも部分的に基づく」と解釈されるべきである。例えば、「条件Ａに基づく」と記載された結果は、本開示の範囲から逸脱することなく、条件Ａおよび条件Ｂの両方に基づくことができる。

本明細書では、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」または「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」という用語は交換可能に使用されてもよく、同じ意味を有し、包括的かつオープンエンドとして解釈されるべきである。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、または「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」という用語は、要素のリストの前に使用されてもよく、リスト内のリストされた要素の少なくともすべてが存在するが、リストにない他の要素も存在し得ることを示す。例えば、ＡがＢおよびＣを含む場合、｛Ｂ，Ｃ｝および｛Ｂ、Ｃ、Ｄ｝の両方がＡの範囲内である。

本開示は、添付の図面に関連して、実施され得るすべての例または本開示の範囲内にあるすべての構成を表すものではない例示的な構成を説明する。「例示的」という用語は、「好ましい」または「他の例と比較して有利」と解釈されるべきではなく、むしろ「実例、事例または例」と解釈されるべきである。実施形態および図面の説明を含む本開示を読むことにより、本明細書に開示する技術は代替的な実施形態を使用して実施され得ることが当業者には理解されよう。当業者は、実施形態、または本明細書に記載の実施形態の特定の特徴を組み合わせて、本開示に記載の技術を実施するためのさらに他の実施形態に到達することができることを理解するであろう。したがって、本開示は、本明細書に記載された例および設計に限定されず、本明細書に開示した原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

Claims (9)

1. ユーザ機器（ＵＥ）によって実行される方法であって、
   ビームフォーミング方式を使用して、信号を送信することと、
   単一アンテナ方式を使用して、信号を送信することと、
   前記ビームフォーミング方式の前記送信による第１の消費電力を計算することと、
   前記単一アンテナ方式の前記送信による第２の消費電力を計算することと、
   前記第１の消費電力と前記第２の消費電力との比較に基づいて、前記ビームフォーミング方式を使用して前記信号を送信すること、または、前記単一アンテナ方式を使用して前記信号を送信すること、のうちの消費電力が小さい方を選択することと、
   を含む、方法。
2. ビームフォーミング利得を決定することと、
   前記ビームフォーミング利得に基づいて、前記第１の消費電力を計算することと、
   前記ビームフォーミング利得に基づいて、前記第２の消費電力を計算することと、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ビームフォーミング利得に基づいて、前記ビームフォーミング方式の前記送信のために必要な第１の送信電力を計算することと、
   前記ビームフォーミング利得に基づいて、前記単一アンテナ方式の前記送信のために必要な第２の送信電力を計算することと、
   前記第１の送信電力に基づいて、前記第１の消費電力を計算することと、
   前記第２の送信電力に基づいて、前記第２の消費電力を計算することと、
   を更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記ビームフォーミング方式を使用して前記信号を送信することを選択した場合、複数のアンテナを使用して、信号を送信することを更に含む、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 基地局から、構成パラメータを受信することと、
   前記構成パラメータに基づいて、送信電力を制御することと、
   を更に含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記構成パラメータは、送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを含む、
   請求項５に記載の方法。
7. 前記構成パラメータは、前記送信をスケジュールするための制御情報を含む、請求項５に記載の方法。
8. プロセッサ及びトランシーバを含むユーザ機器（ＵＥ）であって、
   前記プロセッサ及び前記トランシーバは、
   ビームフォーミング方式を使用して、信号を送信し、
   単一アンテナ方式を使用して、信号を送信し、
   前記ビームフォーミング方式の前記送信による第１の消費電力を計算し、
   前記単一アンテナ方式の前記送信による第２の消費電力を計算し、
   前記第１の消費電力と前記第２の消費電力との比較に基づいて、前記ビームフォーミング方式を使用して前記信号を送信すること、または、前記単一アンテナ方式を使用して前記信号を送信すること、のうちの消費電力が小さい方を選択する、
   ように構成されている、ＵＥ。
9. ユーザ機器（ＵＥ）において、コンピュータプロセッサによる処理時に、
   ビームフォーミング方式を使用して、信号を送信することと、
   単一アンテナ方式を使用して、信号を送信することと、
   前記ビームフォーミング方式の前記送信による第１の消費電力を計算することと、
   前記単一アンテナ方式の前記送信による第２の消費電力を計算することと、
   前記第１の消費電力と前記第２の消費電力との比較に基づいて、前記ビームフォーミング方式を使用して前記信号を送信すること、または、前記単一アンテナ方式を使用して前記信号を送信すること、のうちの消費電力が小さい方を選択することと、
   を含むプログラムコードが記録された、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。