JP2015527026A - １次ビームを使用する通信リンクのハンドオーバのための方法 - Google Patents

Abstract

ｍｍＷビームトラッキングを改善および実施するための方法および装置が開示される。ＷＴＲＵの位置の予測を改善するためのローカライゼーション方法について記載されており、これは、ミリメートル波基地局（ｍＢ）が修正されたビームを適切に選択すること、およびより効率的なハンドオーバを実施することを可能にする。ＷＴＲＵは、指向性信号強度測定をｍＢにレポートし、次いでこれは、１次リンクが中断したとき２次リンクを識別する際に使用するための指向性無線環境マップ（ＤＲＥＭ）を生成するために使用される。予測するために内部／外部情報を使用する追加のローカライゼーション技法について記載されている。履歴データの使用、ならびにフィードバック情報および参照シグナリング情報を含むｍＢ−ｍＢ協働から得られたデータの使用についても記載されている。指向性リレーのためのビームトラッキングおよび初期のビームトレーニング最適化のための方法もまた記載されている。最後に、ＷＴＲＵローカライゼーション精度改善、ビーム幅適応、ならびにアシスト型ビームトラッキングおよびハンドオーバ方法についても本明細書に記載されている。

Description

本発明は、１次ビームを使用する通信リンクのハンドオーバのための方法および装置に関する。

関連出願の相互参照
本願は、２０１２年８月２８日に出願された米国特許仮出願第６１／６９４，１６２号、および２０１３年３月８日に出願された米国特許仮出願第６１／７７４，９７９号の利益を主張し、それらの内容は参照により本明細書に組み込まれる。

高い周波数は、広帯域幅の可能性をもたらす。これらの周波数で可能にされた狭いビームフォーミングは（高い侵入損失と共に）、送信信号の高い空間的閉じ込めを提供する。これらの周波数は、ミリメートル波（ｍｍＷ）周波数と呼ばれる。正確な周波数範囲は、無免許のＶ帯域（６０ＧＨｚ帯域）およびＥ帯域（７０／８０／９０ＧＨｚポイントツーポイント帯域）における特別な利益と共に約２８ＧＨｚから１６０ＧＨｚまたは３００ＧＨｚに及ぶ。さらに高い周波数（テラヘルツ（ＴＨｚ）と呼ばれることがある）が使用されてもよく、適用可能である。Ｖ帯域は、約７０ＧＨｚ（国による）の無免許のスペクトルが使用可能であること、およびＷｉＧｉｇ、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤなど開発中の標準の成長しつつあるエコシステムにより、特に重要である。米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１１ａｄおよびＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃなど既存の６０ＧＨｚ標準は、初期のビーム獲得、および後続のビームトラッキングのための手順を指定する。しかし、これらの手順は、より困難な、屋外の応用例における無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）移動性シナリオに対処するには不十分である。さらに、これらは、ＷＴＲＵ追跡を支援するために隣接するセルからの測定を利用しない。

本発明では、１次ビームを使用する通信リンクのハンドオーバのための改善された方法および装置を提供する。

本明細書には、ｍｍＷビームトラッキングを実施および改善するための方法および装置について記載されている。本明細書には、ＷＴＲＵの位置の予測を改善するためのローカライゼーション方法について記載されており、これは、ＷＴＲＵが移動するたびにビーム獲得を実施することを必要とせずにミリメートル波基地局（ｍＢ）が修正されたビームを適切に選択することを可能にする。本明細書には、指向性無線環境マップ（ＤＲＥＭ）を生成するためにｍＢが指向性測定キャンペーンを制御するローカライゼーション技法について記載されている。ｍＢは、関連付けられたＷＴＲＵに指向性信号強度測定を実施するように要求し、次いでこれは、ｍＢにレポートして返される。次いで、ｍＢは、１次リンクが中断したとき２次リンクを識別するために使用される指向性信号強度測定レポートに基づいてＤＲＥＭを生成する。ＤＲＥＭの別の応用例は、異なるＷＴＲＵへの複数の同時送信のための可能性を決定することである。ｍＢは、他のｍＢによるネットワークアクセスのために、また２次リンク選択のために、ＤＲＥＭをデータベース内に記憶する。

予測のための内部／外部情報を使用する追加のローカライゼーション技法についても本明細書に記載されている。この情報は、タイムスタンピング、信号強度測定、ロケーション情報（全世界測位システム（ＧＰＳ）座標）、およびジャイロスコープ、加速度計など内部デバイスからの入力である。他の例示的な方法は、使用されたビームの以前の履歴、およびマッピングされた地形情報など他の履歴データを使用する。他の例では、フィードバック情報および参照シグナリング情報を含むｍＢ−ｍＢ協働から得られたデータが使用される。ＷＴＲＵのグループ移動を使用しＷＴＲＵグループのビームトラッキングを実施することもまた記載されている。指向性リレーのためのビームトラッキングおよび初期のビームトレーニング最適化の方法もまた記載されている。最後に、ＷＴＲＵローカライゼーション精度改善、ビーム幅適応、ならびにアシスト型ビームトラッキングおよびハンドオーバ方法が本明細書で開示される。

より詳細な理解を、添付の図面と共に、例として与えられている以下の説明から得ることができる。

１または複数の開示されている実施形態が実装される例示的な通信システムのシステム図である。 図１Ａに示されている通信システム内で使用される例示的な無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。 図１Ａに示されている通信システム内で使用される例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークのシステム図である。 指向性無線環境マップ（ＤＲＥＭ）を生成するためにｍＢが指向性測定キャンペーンを制御する高レベル流れ図である。 ｍＢによって制御される指向性測定の第１フェーズの一例の図である。 ｍＢによって制御される指向性測定の第２フェーズの一例の図である。 ｍＢによって制御される指向性測定の第３フェーズの一例の図である。 ｍＢによって制御される指向性測定の第４フェーズの一例の図である。 指向性信号強度測定およびレポーティングに続くＷＴＲＵでの２次リンク発見の一例の図である。 指向性測定フレームの一例の図である。 ＷＴＲＵの移動を追跡しＤＲＥＭを生成するために他のソースからのデータを使用することの一例の図である。 ＷＴＲＵの移動を追跡しＤＲＥＭを生成するために他のソースからのデータを使用することの第２の例の図である。 ＤＲＥＭ生成のための例示的なセル内／基本サービスセット（ＢＳＳ）指向性測定手順のための呼フロー図である。 ＤＲＥＭ生成のための例示的なセル間／基本サービスセット（ＢＳＳ）指向性測定手順のための呼フロー図である。 ２次ビーム起動の一例の図である。 暗黙のセル内切換えが２次ビームに対してなされる手順の例示的な呼フローの図である。 明示的なセル間切換えが２次ビームに対してなされる手順の例示的な呼フローの図である。 ｍＢが２つのビームを有し、ＷＴＲＵの移動に基づいてビームを選択する一例の図である。 改善されたハンドオーバ判断のためにロケーション情報がいかに使用されるかの一例の図である。 履歴データを使用してＷＴＲＵが追跡される一例の図である。 複数のｍＢによってＷＴＲＵが追跡される一例の図である。 複数のｍＢからのデータフィードバックをサービングｍＢに提供するＷＴＲＵの一例の図である。 ｍＢ対ｍＢ通信シグナリングの一例の図である。 現在のＩＥＥＥ８０２．１１ａｄセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）手順の一例の図である。 改訂ＳＬＳ手順の一例の図である。 図１１Ｂの例示的な改訂ＳＬＳ手順の続きの図である。 ジオロケーション精度のための改善された方法の一例の図である。 直接および間接ｍＢ−ＷＴＲＵリンクの一例の図である。 ＷＴＲＵの移動によってトリガされるＲ−ＷＴＲＵ−ＷＴＲＵリンク上でのビームトラッキングの一例の図である。 どのようにｍＢがリレービームトラッキング情報をリレーＷＴＲＵに提供するか、またＷＴＲＵ−Ｒ−ＷＴＲＵビームトラッキングのためにＳＰをスケジューリングするかの一例の図である。 ｍＢによってＲ−ＷＴＲＵに提供されるリレービームトラッキングフィールドの一例の図である。 無指向性帯域（ＯＢａｎｄ）シグナリングを介したビームトラッキングの一例の図である。 可変ビーム幅の使用の一例の図である。 受信機ビーム適応手順の一例の図である。

図１Ａは、１または複数の開示されている実施形態が実装される例示的な通信システム１００の図である。通信システム１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなど、コンテンツを複数の無線ユーザに提供する多元接続システムである。通信システム１００は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共用を通じてそのようなコンテンツにアクセスすることを可能にする。たとえば、通信システム１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）など、１または複数のチャネルアクセス方法を使用する。

図１Ａに示されているように、通信システム１００は、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むが、開示されている実施形態は任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図していることを理解されたい。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、無線環境で動作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスである。たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信および／または受信するように構成され、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定型もしくは移動型加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、家電などを含む。

また、通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含む。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線でインターフェースし、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２など、１または複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするように構成された任意のタイプのデバイスである。たとえば、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、高度化ノードＢ、ホームノードＢ、ホーム高度化ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータなどである。基地局１１４ａ、１１４ｂは、それぞれが単一の要素として示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことを理解されたい。

基地局１１４ａは、ＲＡＮ１０４の一部であり、ＲＡＮ１０４もまた、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、リレーノードなど、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含む。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ばれる特定の地理的領域内で無線信号を送信および／または受信するように構成される。さらに、セルは、セルセクタに分割される。たとえば、基地局１１４ａに関連付けられたセルは、３つのセクタに分割される。したがって、一実施形態では、基地局１１４ａは、３つ、すなわちセルの各セクタごとに１つ、トランシーバを含む。他の実施形態では、基地局１１４ａは、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）技術を使用し、したがって、セルの各セクタについて複数のトランシーバを使用する。

基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の好適な無線通信リンク（たとえば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外（ＩＲ）、紫外（ＵＶ）、可視光など）であるエアインターフェース１１６上でＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数と通信する。エアインターフェース１１６は、任意の好適な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立される。

より具体的には、上記で指摘したように、通信システム１００は、多元接続システムであり、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなど、１または複数のチャネルアクセス方式を使用する。たとえば、ＲＡＮ１０４内の基地局１１４ａ、およびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用してエアインターフェース１１６を確立するユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）など無線技術を実装する。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）など、通信プロトコルを含む。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含む。

他の実施形態では、基地局１１４ａ、およびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／または拡張ＬＴＥ（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインターフェース１１６を確立する拡張ＵＭＴＳ地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）など無線技術を実装する。

他の実施形態では、基地局１１４ａ、およびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ＥＶ−ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ−２０００）、暫定標準９５（ＩＳ−９５）、暫定標準８５６（ＩＳ−８５６）、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ（登録商標））、ＧＳＭエボリューション用の拡張データ転送速度（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）など、無線技術を実装する。

図１Ａにおける基地局１１４ｂは、たとえば、無線ルータ、ホームノードＢ、ホーム高度化ノードＢ、またはアクセスポイントであり、事業所、自宅、乗物、キャンパスなど、局所的な領域での無線コネクティビティを円滑にするための任意の好適なＲＡＴを使用する。一実施形態では、基地局１１４ｂ、およびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するために、ＩＥＥＥ８０２．１１など無線技術を実装する。他の実施形態では、基地局１１４ｂ、およびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するために、ＩＥＥＥ８０２．１５など無線技術を実装する。他の実施形態では、基地局１１４ｂ、およびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するために、セルラベースのＲＡＴ（たとえば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を使用する。図１Ａに示されているように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０に対する直接接続を有する。したがって、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスすることが必要でない。

ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信し、コアネットワーク１０６は、音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスを、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークである。たとえば、コアネットワーク１０６は、呼制御、支払い請求サービス、移動体ロケーションをベースとするサービス、プリペイド呼、インターネットコネクティビティ、ビデオ配信などを提供することができ、および／またはユーザ認証などハイレベルセキュリティ機能を実施する。図１Ａには示されていないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用する他のＲＡＮと直接または間接的に通信することを理解されたい。たとえば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用しているＲＡＮ１０４に接続されることに加えて、コアネットワーク１０６はまた、ＧＳＭ無線技術を使用する別のＲＡＮ（図示せず）と通信する。

また、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイとして働く。ＰＳＴＮ１０８は、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話網を含む。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートにおける伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）など、一般的な通信プロトコルを使用する相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含む。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される有線もしくは無線通信ネットワークを含む。たとえば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用する１または複数のＲＡＮに接続された別のコアネットワークを含む。

通信システム１００におけるＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部または全部がマルチモード機能を含む。すなわち、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンクの上で異なる無線ネットワークと通信するために複数のトランシーバを含む。たとえば、図１Ａに示されているＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を使用する基地局１１４ａ、およびＩＥＥＥ８０２無線技術を使用する基地局１１４ｂと通信するように構成される。

図１Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１Ｂに示されているように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信エレメント１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、非取外し式メモリ１３０、取外し式メモリ１３２、電源１３４、全世界測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺機器１３８を含む。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態と一貫したまま前述の要素の任意のサブコンビネーションを含むことを理解されたい。

プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連付けられた１または複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、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）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などである。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境で動作することを可能にする任意の他の機能を実施する。プロセッサ１１８は、トランシーバ１２０に結合され、トランシーバ１２０は、送信／受信エレメント１２２に結合される。図１Ｂは、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０を別個の構成要素として示しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０は、電子パッケージまたはチップ内で共に集積されてもよいことが理解される。

送信／受信エレメント１２２は、エアインターフェース１１６上で基地局（たとえば、基地局１１４ａ）に信号を送信する、または基地局から信号を受信するように構成される。たとえば、一実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナである。他の実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、たとえばＩＲ信号、ＵＶ信号、または可視光信号を送信および／または受信するように構成されたエミッタ／ディテクタである。他の実施形態では、送信／受信エレメント１２２は、ＲＦ信号と光信号を共に送信および受信するように構成される。送信／受信エレメント１２２は、任意の組合せの無線信号を送信および／または受信するように構成されることを理解されたい。

さらに、送信／受信エレメント１２２は、図１Ｂに単一のエレメントとして示されているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信エレメント１２２を含む。より具体的には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を使用する。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６上で無線信号を送信および受信するために２つ以上の送信／受信エレメント１２２（たとえば、複数のアンテナ）を含む。

トランシーバ１２０は、送信／受信エレメント１２２によって送信しようとする信号を変調するように、また送信／受信エレメント１２２によって受信される信号を復調するように構成される。上記で指摘したように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード機能を有する。したがって、トランシーバ１２０は、たとえばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１など複数のＲＡＴを介してＷＴＲＵ１０２が通信することを可能にするために複数のトランシーバを含む。

ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイユニット、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合され、それらからユーザ入力データを受け取る。また、プロセッサ１１８は、ユーザデータをスピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８に出力する。さらに、プロセッサ１１８は、非取外し式メモリ１３０および／または取外し式メモリ１３２など、任意のタイプの好適なメモリからの情報にアクセスし、それらにデータを記憶させる。非取外し式メモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶装置を含む。取外し式メモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含む。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、サーバ上または家庭用コンピュータ（図示せず）上など、物理的にＷＴＲＵ１０２上に位置しないメモリからの情報にアクセスし、それらにデータを記憶させる。

プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取り、ＷＴＲＵ１０２内の他の構成要素に電力を分配し、および／またはその電力を制御するように構成される。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に給電するための任意の好適なデバイスである。たとえば、電源１３４は、１または複数の乾電池（たとえば、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）など）、太陽電池、燃料電池などを含む。

また、プロセッサ１１８は、ＷＴＲＵ１０２の現在ロケーションに関するロケーション情報（たとえば、経度および緯度）を提供するように構成されるＧＰＳチップセット１３６に結合される。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、またはその代わりに、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６上で基地局（たとえば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からロケーション情報を受信し、および／または近くの２つ以上の基地局から受信される信号のタイミングに基づいてそのロケーションを決定する。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態と一貫したまま任意の好適なロケーション決定方法によりロケーション情報を獲得することを理解されたい。

さらに、プロセッサ１１８は他の周辺機器１３８に結合され、それらの周辺機器１３８は、追加の特徴、機能、および／または有線もしくは無線コネクティビティを提供する１または複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールを含む。たとえば、周辺機器１３８は、加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビトランシーバ、ハンドフリー用ヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変換（ＦＭ）無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含む。

図１Ｃは、一実施形態によるＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。ＲＡＮ１０４は、エアインターフェース１１６上でＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＩＥＥＥ８０２．１６無線技術を使用するアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）である。下記でさらに論じるように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ＲＡＮ１０４、およびコアネットワーク１０６の異なる機能エンティティ間の通信リンクが、参照ポイントとして定義される。

図１Ｃに示されているように、ＲＡＮ１０４は、基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、およびＡＳＮゲートウェイ１４２を含むが、ＲＡＮ１０４は、一実施形態と一貫したまま任意の数の基地局およびＡＳＮゲートウェイを含むことを理解されたい。基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、それぞれがＲＡＮ１０４内の特定のセル（図示せず）に関連付けられ、それぞれが、エアインターフェース１１６上でＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するために１または複数のトランシーバを含む。基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、高度化ノードＢ、ホームノードＢ、ホーム高度化ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータなどである。一実施形態では、基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装する。したがって、たとえば基地局１４０ａは、複数のアンテナを使用し、ＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、ＷＴＲＵ１０２ａから無線信号を受信することができる。また、基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、ハンドオフのトリガ、トンネル確立、無線リソース管理、トラフィック分類、サービス品質（ＱｏＳ）ポリシ施行など、移動性管理機能を提供する。ＡＳＮゲートウェイ１４２は、トラフィック集約ポイントとして働き、ページング、加入者プロファイルのキャッシング、コアネットワーク１０６へのルーティングなどの責任を担う。

ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＲＡＮ１０４との間のエアインターフェース１１６は、ＩＥＥＥ８０２．１６仕様を実装するＲ１参照ポイントとして定義される。さらに、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれは、コアネットワーク１０６との論理インターフェース（図示せず）を確立する。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとコアネットワーク１０６との間の論理インターフェースは、Ｒ２参照ポイントとして定義され、認証、許可、ＩＰホスト構成管理、および／または移動性管理のために使用される。

基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれの間の通信リンクは、ＷＴＲＵハンドオーバおよび基地局間のデータの転送を円滑にするためのプロトコルを含むＲ８参照ポイントとして定義される。基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃとＡＳＮゲートウェイ１４２との間の通信リンクは、Ｒ６参照ポイントとして定義される。Ｒ６参照ポイントは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれに関連する移動イベントに基づいて移動性管理を円滑にするためのプロトコルを含む。

図１Ｃに示されているように、ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６に接続される。ＲＡＮ１０４とコアネットワーク１０６との間の通信リンクは、たとえばデータ転送および移動性管理機能を円滑にするためのプロトコルを含むＲ３参照ポイントとして定義される。コアネットワーク１０６は、移動ＩＰホームエージェント（ＭＩＰ−ＨＡ）１４４と、認証、許可、アカウンティング（ＡＡＡ）サーバ１４６と、ゲートウェイ１４８とを含む。前述の要素のそれぞれはコアネットワーク１０６の一部として示されているが、これらの要素のいずれか１つがコアネットワークオペレータ以外の企業体によって所有および／または運営されてもよいことが理解される。

ＭＩＰ−ＨＡ１４４は、ＩＰアドレス管理の責任を担い、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが、異なるＡＳＮおよび／または異なるコアネットワーク間でローミングすることを可能にする。ＭＩＰ−ＨＡ１４４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにインターネット１１０などパケット交換ネットワークへのアクセスを提供し、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスの間の通信を円滑にする。ＡＡＡサーバ１４６は、ユーザ認証の、およびユーザサービスをサポートすることの責任を担う。ゲートウェイ１４８は、他のネットワークとの網間接続を円滑にする。たとえば、ゲートウェイ１４８は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにＰＳＴＮ１０８など回線交換ネットワークへのアクセスを提供し、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の陸線通信デバイスとの間の通信を円滑にする。さらに、ゲートウェイ１４８は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される他の有線もしくは無線ネットワークを含むネットワーク１１２に対するアクセスを、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供する。

図１Ｃには示されていないが、ＲＡＮ１０４は他のＡＳＮに接続され、コアネットワーク１０６は他のコアネットワークに接続されることが理解される。ＲＡＮ１０４と他のＡＳＮとの間の通信リンクは、ＲＡＮ１０４と他のＡＳＮとの間でのＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの移動性を調整するためのプロトコルを含むＲ４参照ポイントとして定義される。コアネットワーク１０６と他のコアネットワークとの間の通信リンクは、ホームコアネットワークと訪問を受けるコアネットワークとの間の網間接続を円滑にするためのプロトコルを含むＲ５参照ポイントとして定義される。

無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）１０６のアクセスルータ（ＡＲ）１６５は、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０を含む他のネットワーク１１２と通信する。ＡＲ１６５は、ＡＰ１７０ａとＡＰ１７０ｂとの間の通信を円滑にする。ＡＰ１７０ａおよびＡＰ１７０ｂは、ＷＴＲＵ１０２ｄと通信し、これはＷＴＲＵ１０２ｄにインターネット１１０などパケット交換ネットワークへのアクセスを提供し、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を円滑にする。

指向性の高いリンクを使用する通信システムは、それらのビームが、互いに向かって指すように配向されることを必要とする。このプロセスは、一般にビーム獲得と呼ばれる。これは、ノード間での特別な信号バーストまたは観測フレームの交換を使用する。ビーム獲得は、対応するノード間で初期のビーム構成を確立し、それらが通信を開始することを可能にする。しかし、ビーム獲得後に発見される初期のアンテナ構成は、通信するノード間の実質的な相対運動により最適でないものにされる。したがって、ノード間のビームの最適な対は、それらの相対運動に基づいて絶えず更新されることによって改善される。このプロセスはビームトラッキングと呼ばれ、通常、初期のビーム獲得より単純な手順であり、ビームサーチ空間は、ある意味で最後に知られている最適なビームに密接に関連するいくつかの候補に制限される。本明細書には、指向性測定を含むビームトラッキングエンハンスメント、およびミリメートル波基地局（ｍＢ）とＷＴＲＵとの間およびｍＢ間でのメッセージ交換について記載されている。

ビームトラッキングは、相対運動、および配向データ変更しがちであるうちにノード間の指向性通信を可能にし、ノード間の初期のビーム配向が決定される初期のビーム獲得に続く。ビームトラッキング機能の目的は、初期のビームフォーミングトレーニング構成から開始して、通信リンクの両端で送信および受信ビームパターンを適合させることである。本明細書は、例として、将来のミリメートル波システムの高移動性屋外展開に合わせるためのＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準に対するエンハンスメントについて記載されている。しかし、記載の手順は、任意の他の指向性通信システムに適用することができる。本明細書で使用されるミリメートル波基地局（ｍＢ）およびＷＴＲＵという用語は、それぞれＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準におけるアクセスポイント（ＡＰ）およびステーション（ＳＴＡ）に対応する。あるいは、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃシステムにおけるピコネットコントローラ（ＰＮＣ）およびデバイス（ＤＥＶ）を指すことができる。また、ｍＢは、ＡＰ／ＢＳ同様の特徴を動作させることが可能な任意のタイプの無線デバイスであってもよい。たとえば、ｍＢは、他の移動デバイスがＷＴＲＵとインターネット接続を共用するように、テザリングするために使用されるＷＴＲＵを指す。また、ｍＢは、移動ホットスポットとして使用される任意のＷＴＲＵをも指す。

本明細書には、ｍＢが修正されたビームを適切に選択することを可能にする、ＷＴＲＵの位置の予測を改善するためのローカライゼーション方法について、一実施形態に従って記載されている。記載の方法は、ＷＴＲＵのロケーションを決定するために適用され、また、ＷＴＲＵが移動するたびにビーム獲得を実施することを必要とせずにＷＴＲＵの移動を追跡するのを助けるために適用される。本明細書に記載の方法は、ＷＴＲＵの位置の予測の正確さを高め、したがって２次ビーム選択を改善するために共同で適用されてもよい。

たとえば、信号強度を測定することは、ビームトラッキングを改善するために使用される１つの技法である。ビーコン信号の信号強度の測定は、それだけには限らないが信号の周波数および電力を含むファクタを使用して行われる。ドップラー効果の概念を使用し、このタスクを達成する。ドップラー効果は、ＷＴＲＵなど物体が別の静止している物体（ｍＢ）に関して移動するとき発生する。静止している物体から放たれた波の受信された周波数は、移動する物体の運動に従って変化する。その結果、ＷＴＲＵが静止している物体に関して移動するとき、ＷＴＲＵから送信された波の周波数は変化する。周波数のこれらの相対的な変化が生じるのは、静止している観察者に向かってＷＴＲＵが移動しているとき、連続する各波の山が以前の波より静止している観察者に近い位置から放たれ、観察者に到達するのに以前の波より時間がかからないからである。連続する波の山の到着間の時間におけるこの短縮は、周波数の増大を引き起こす。ＷＴＲＵが移動している間、連続する波面間の距離が短縮され、その結果、波は共に集まって見える。同様に、静止している観察者からＷＴＲＵが離れつつある場合、そのような波は、以前の波より静止している観察者から離れた位置から放たれ、その結果、連続する波間の到着時間が増大され、これは周波数を低減する。連続する波面間の距離が増大され、その結果、波は広がって見える。

ｍＢから受信されるビーコン信号の電力が観察されたとき、ドップラー効果と同様の観察がなされる。移動するＷＴＲＵが静止しているｍＢに近づいたとき、信号の測定電力は増大し、ＷＴＲＵが離れたとき、信号はより長い距離を移動してＷＴＲＵに到達し、劣化しているので、電力は減少する。ＷＴＲＵは、リッスンする範囲内で任意の他のｍＢの電力をも測定し、次いでＷＴＲＵは、たとえば収集された情報と共に三角測量技法を使用し、そのロケーションを決定する。

範囲内のすべての可能なｍＢに関するＷＴＲＵの移動による電力の差を測定することによって、ＷＴＲＵの移動が追跡される。それに応じてビーム方向が変更され、ＷＴＲＵとｍＢとの間の最も強いリンクを容易にする。したがって、測定、レポーティング、および予測技法を使用し、移動中のＷＴＲＵの様々な位置で最も強いリンクを確立する。ＷＴＲＵは、ｍＢによって使用される受信された信号の周波数または電力の変化を記録する測定して、ＷＴＲＵの位置を決定する。

図２Ａは、一実施形態２００による、改善されたビームトラッキングおよび単純化されたハンドオーバで使用するための指向性無線環境マップ（ＤＲＥＭ）を生成するために、ｍＢが指向性測定キャンペーンを制御する高レベル流れ図を提供する。ｍＢは、関連付けられたＷＴＲＵに、それらに宛てられた信号に関して指向性信号強度測定２０１を実施するように要求する。また、ｍＢは、関連付けられたＷＴＲＵが他のＷＴＲＵに宛てられたメッセージに関する指向性信号測定２０１をレポートすることを要求する。ｍＢは、測定２０１を要求する受信方向を指定し、および使用するための関連付けられたアンテナ構成（ビーム幅、利得など）も指定するか、またはＷＴＲＵに測定方向を判断させる。代替として、またはそれに加えて、他のＷＴＲＵなどノードおよび／または他のネットワークに属するｍＢが送信しているとき、ｍＢは、ＷＴＲＵに指向性信号強度測定２０１を実施するように要求する。これらの指向性信号強度測定２０１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準、８０２．１１ａｊ、８０２．１５．３ｃ、または他の同様の標準におけるブロードキャストビーコンメッセージに当てはまる。これらのＷＴＲＵ指向性信号強度測定２０１は、制御ＰＨＹ受信に対応する疑似無指向性アンテナパターンを使用して実施されるか、またはすでに関連付けられている場合は指向性受信を用いて実施される。

また、ｍＢは、送信スケジュール２０２をＷＴＲＵに提供する。これは、測定スケジュール（それだけには限らないが、時間および周波数情報を含む）、およびこれらの測定のための方向およびアンテナ構成を含む。これは、ネットワーク内の別のＷＴＲＵとそのｍＢとの間でデータ送信がスケジューリングされているとき、ＷＴＲＵが複数の指向性信号強度測定をすることを可能にする。

次いで、ｍＢは、指向性信号強度測定レポート２０３をＷＴＲＵから受信する。ＷＴＲＵは、ｍＢからの受信された送信の測定された信号強度を、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）で表してレポートする（２０３）。これは、信号フェージングを無効にするために適切な持続時間にわたって時間平均される。使用される平均間隔は、十分に短いときＷＴＲＵのダイナミクスを捕らえる。さらに、ＷＴＲＵは、受信ビーム幅、アンテナ利得などそのアンテナ構成を、測定結果と共にｍＢにレポートする（２０３）ことを要求される。ＷＴＲＵは、測定結果を、そのサービングｍＢにレポートするか、または隣接ｍＢと関連付けられている場合は隣接ｍＢにレポートする（２０３）。また、ＷＴＲＵが測定方向を決定するとき、測定レポート２０３は、カバーされた方向、および使用されたアンテナ構成を測定と共に含んでもよい。サービングｍＢは、信号強度測定レポート２０３から、ＷＴＲＵの範囲を推定し、その関連付けられたビームを修正する。

次いで、ｍＢは、指向性信号強度測定レポートに基づいて指向性無線環境マップ（ＤＲＥＭ）を生成する（２０４）。測定レポートは、セル内およびセル間信号に関する測定を含むその周囲に関するデータを含むＤＲＥＭを生成する（２０４）ことを可能にする。ＤＲＥＭは、以前の測定レポートから、およびおそらくは異なるＷＴＲＵから集められた履歴情報をも含むことに留意されたい。構成可能なまたは所定の閾値より大きいＷＴＲＵでの受信信号強度をもたらすアンテナ構成は、１次見通し内（ＬｏＳ）リンクが完全なビームトレーニング手順を行うことなしに遮られたまたは干渉を受けたときに、起動される２次ＷＴＲＵ−ｍＢ１リンクとして保持される。これらのレポートに基づいて、ｍＢは、ビームトラッキング、および非見通し内（ｎＬｏＳ）通信の可能性の識別を実施する。ＤＲＥＭの別の応用例は、異なるＷＴＲＵへの複数の同時送信に関する可能性を決定することである。ｍＢは、複数のＷＴＲＵに同時に、空間分割多重（ＳＤＭ）およびマルチユーザ−マルチ入力マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）技法を使用して、同じ方向でまたは異なる方法で送信するための能力を有すると予想される。ＳＤＭ技法に基づく複数の同時送信は、それらの個々のビーム間で相互干渉が小さいＷＴＲＵを識別する。同じｍＢビームを共用するＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるＷＴＲＵもまた、ＷＴＲＵを識別する。

ｍＢは、他のｍＢまたは中央ネットワークエンティティによるネットワークアクセスのために、および２次リンク選択のために、ＤＲＥＭをデータベース内に記憶する（２０５）。次いで、ｍＢは、ＤＲＥＭに基づいてＷＴＲＵのための２次ビームを識別する（２０６）。ｍＢは、１次ビームが中断したときＤＲＥＭに基づいて１次ビームから２次ビームにハンドオーバする。

図２Ｂ乃至図２Ｆは、ＤＲＥＭを生成するために使用され、ｍＢがＷＴＲＵに指向性信号強度測定をするように指示する、ｍＢによって制御される指向性測定の一例を提供する。

図２Ｂは、ｍＢによって制御される指向性測定の第１フェーズの一例を提供する。ＷＴＲＵ１ ２１０は、受信ビーム２１３ａおよび送信ビーム２１３ｂで直接ＬｏＳリンク上でｍＢ２１２と通信している。ＷＴＲＵ２ ２１１は、通信していなくてもよい。

図２Ｃは、ｍＢによって制御される指向性測定の第２フェーズの一例を提供する。このフェーズでは、ｍＢ２２２は、ＷＴＲＵ１ ２２０と直接ＬｏＳリンクを有していないが、実行可能な交互の反射リンクが存在する（２２３）。ＷＴＲＵ２ ２２１は、受信ビーム２２４ａおよび送信ビーム２２４ｂで直接ＬｏＳリンク上で通信している。

図２Ｄは、ｍＢによって制御される指向性測定の第３フェーズの一例を提供する。任意の既存の２次リンクを識別するために、ｍＢ２３２はＷＴＲＵ１ ２３０に、受信ビーム２３３ａおよび送信ビーム２３３ｂで直接ＬｏＳリンクの上で通信している間に指向性信号強度測定をするように要求する。ＷＴＲＵ２ ２３１は、通信していなくてもよい。また、データ送信がｍＢ１ ２３２からＷＴＲＵ２ ２３１のリンク上でスケジューリングされているとき、ｍＢ２３２はＷＴＲＵ１ ２３０に複数の指向性信号強度測定をするように指示する。

図２Ｅは、ｍＢによって制御される指向性測定の第４フェーズの一例を提供する。指向性信号強度測定をする要求に続いて、ＷＴＲＵ１ ２４０は、要求された方向２４５ａ、２４５ｂ、および２４５ｃで測定を実施し、結果をｍＢ２４２にレポートする。これは、データ送信が、ＷＴＲＵ２ ２４１リンクに対するｍＢ ２４２上でスケジューリングされているとき測定することを含む。このフェーズでは、ＷＴＲＵ１ ２４０は、ｍＢ２４２との間接または反射リンク２４３を有する。ＷＴＲＵ２ ２４１は、受信ビーム２４４ａおよび送信ビーム２４４ｂを用いて直接ＬｏＳリンク上でｍＢ２４２と通信している。

図２Ｆは、指向性信号強度測定およびレポーティングに続くＷＴＲＵでの２次リンク発見の一例を提供する。ＷＴＲＵ１ ２５０は、受信ビーム２５３ａおよび送信ビーム２５３ｂを用いて直接ＬｏＳリンクの上でｍＢ２５２と通信している。あるいは、ＷＴＲＵ１ ２５０は、指向性信号強度測定に基づいて確立された、受信ビーム２５４ａおよび送信ビーム２５４ｂを含む非ＬｏＳリンク上で通信する。受信ビーム２５５ａおよび送信ビーム２５５ｂを用いた直接ＬｏＳリンク上でのＷＴＲＵ２ ２５１とｍＢ２５２との間の通信は、元のままである。

ＤＲＥＭを生成しＷＴＲＵロケーションを決定するためのｍＢによって制御される指向性測定は、余分なデータをビーコンフレーム内で送ることをも含む。図２Ｇは、指向性測定要求２６３フィールド、指向性測定レポート２７３フィールド、およびビーム切替え２８２フィールドを含む指向性測定フレームの一例を示す。

指向性測定要求２６３フィールドは、それだけには限らないが以下の情報、すなわち、開始時間２６１、測定間隔２６２、測定カウント２６４、開始方位角２６５、開始仰角２６６、方位角ステップ２６７、仰角ステップ２６８、および測定制御２６９を含む。

図２Ｇに示されている指向性測定レポート２７３フィールドは、それだけには限らないが以下の情報、すなわち、方位角２７１、仰角２７２、受信チャネル電力インジケータ（ＲＣＰＩ）／受信信号対雑音インジケータ（ＲＳＮＩ）２７４、およびＲｘアンテナ利得２７５を含む。

図２Ｇに示されているビーム切替え２８２フィールドは、それだけには限らないが以下の情報、すなわち、切替えトリガ２８１、方位角オフセット２８３、仰角オフセット２８４、トラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）／ＱｏＳ仕様２８５、信号強度損失２８６、切替え時間２８７、切替え制御２８８、ハンドオーバ（ＨＯ）アドレス２８９、およびＨＯパラメータ２９０を含む。

上述のように、指向性測定要求２６３フィールドは、フレームのまさにその時間を定義する開始時間２６１タイムスタンプを含む。この開始時間２６１タイムスタンプは、確認応答（ＡＣＫ）が返送された後、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を計算するためにも使用される。ＲＴＴを得ることによって、ＷＴＲＵのロケーションは、ＷＴＲＵによってレポートされた指向性信号強度測定とは独立して、ＷＴＲＵに到達するためにビーコンによって移動された距離を計算することによって識別される。ＷＴＲＵに到達するためにビーコンによって移動された距離を、到着時間（ＴｏＡ）または到着時間差（ＴＤｏＡ）を使用して計算することも、システムクロックが同期されるとき実施される。ＷＴＲＵの位置の正確さは、ＷＴＲＵの距離を複数のｍＢから計算することによって改善される。

ＷＴＲＵは、図２Ｇの例に示されているように周期的なビーコンをｍＢから受信する。次いで、ＷＴＲＵは、受信された開始時間２６１タイムスタンプに基づいてその内部クロックを同期する。次いで、ＷＴＲＵは、ＷＴＲＵ応答のまさにその送信の瞬間を含む制御メッセージでｍＢに応答する。ＷＴＲＵから受信されたタイムスタンプから、ｍＢは、飛行時間計算を使用してＷＴＲＵの範囲を推定する。範囲推定および他の受信された情報に基づいて、ｍＢは、ＷＴＲＵと通信するために使用するのに最良のビームを決定する。また、ｍＢは、範囲推定をＷＴＲＵに送信する。

ＷＴＲＵは、ｍＢからビーコンまたは何らかの他のメッセージをタイムスタンプと共に受信したとき、クロックドリフトによるタイミング誤差を回避するために、そのタイミング応答で応答する。複数の関連付けられたＷＴＲＵを有するｍＢについては、ＷＴＲＵのタイミング応答を収集するためのスケジュールは、ｍＢによって確立され、ビーコン送信にすぐに続くべきである。

図３Ａ乃至図３Ｂは、ＷＴＲＵの移動を追跡しＤＲＥＭを生成し、ビームトラッキング３００を実施するために他のソースからのデータを使用することの一例を提供する。図３Ａでは、ＷＴＲＵ３１０は、ビーム３１２を使用してｍＢ３１５との通信リンクを有するが、ＷＴＲＵ３１０はまた、ビーム３１１、３１３、および３１４の信号強度を知っている。この情報は、ＷＴＲＵ３１０の配向データが変化した場合に使用するのにどのビームが最良であるか決定するために使用される。

図３Ｂでは、ＷＴＲＵ３２０の配向データが変化した後で、ＷＴＲＵ３２０がｍＢ３２５との通信リンクを持続させるためにビーム３２３を使用し始めることを示す。ビームが調整された後で、ＷＴＲＵ３２０は、ｍＢ３２５と接触し、ＷＴＲＵ３２０の配向が変化したので、もはやビーム３２２が通信リンクを持続させるほど十分に強くない場合、ビーム３２３が使用されることをｍＢ３２５に通知する。したがって、ｍＢ３２５は、現在のビーム配向、およびＷＴＲＵ３２０に関連付けられたＤＲＥＭを更新する。ＷＴＲＵ３２０が配向を極端に変更した場合、接続を継続するために、異なるｍＢ３２５が使用される。代替として、またはそれに加えて、ＷＴＲＵ３２０およびｍＢ３２５は、オーバーレイするＬＴＥ接続または実行可能なｍｍＷリンクを通じて代替のビーム３２３をｅＮＢにフィードバックする。

ＷＴＲＵ３２０は、様々な方法を使用し、その移動および／または変更された配向を決定し、およびｍＢ３２５にレポートする。１つの手法は、ＷＴＲＵ３２０が内部コンパス信号を使用することである。さらに、内部センサによってシグナリングされる配向変化がＷＴＲＵ３２０によって使用され、代替のビーム３２３を使用するようにそのビーム構成を修正することによってｍＢ３２５に向かってそのビーム配向を維持する。

他の例では、ＷＴＲＵ３２０の移動を追跡するために、ＧＰＳ座標が使用される。座標は、ＧＰＳ、アシスト型ＧＰＳ（Ａ−ＧＰＳ）などを使用して得られる。この方法は、ｍＢが、ＧＰＳ座標または時間情報に基づいて受信された指向性信号強度測定をフィルタリングするように、ＷＴＲＵ３２０のロケーションがより小さい範囲内で確立されるので、ビーム獲得およびトレーニングに使用されるリソースを削減する。ＧＰＳは、あらゆる天候でロケーションおよび時間情報を提供し、および４つ以上のＧＰＳ衛星に対する遮られない見通し線がある地球上または地球付近のどこででも提供する、宇宙ベースの衛星ナビゲーションシステムである。これらの座標を使用することは、ＷＴＲＵ３２０の位置の識別を１０メートル以下の正確さで可能にする。これは、ｍＢ３２５によって、より広い範囲ではなく（半径１０メートルの）特定の領域内でビームトレーニング手順を実施するために使用される。ｍｍＷリンクが形成された後、規則的なフィードバックが、ＧＰＳ座標に従ってＷＴＲＵ３２０の位置と共に、ｍＢ３２５へ、さらにｅＮＢへ送られる。効率のために、ＷＴＲＵ３２０は、以前のインスタンスからの読取り値の変化だけをレポートする。この情報を使用して、ＷＴＲＵ３２０がどの方向にどの速度で移動しているかについて予測が行われ、リンクを作るために使用されるビームの可能性を絞り込み、これは、ｍＢ３２５がＷＴＲＵ３２０と通信するための最良のビーム３２３を決定することを可能にする。

ＷＴＲＵ３２０のビームトラッキングを実施するための別の手法は、ジャイロスコープ／加速度計を使用することによってなど、ＷＴＲＵ３２０の内部の他のデバイスの使用を含む。ジャイロスコープは、角運動量を使用して配向を測定し、それによりその配向を維持することを可能にするために使用されるデバイスである。ジャイロスコープは、回転軸が自由に任意の配向になるスピニングホイールまたはディスクを含む。固定されないこの配向は、ディスクの高回転速度および慣性モーメントに関連する大きな角運動量無しであるはずのものよりはるかに小さく、および異なる方向での外部トルクに応答して変化し続ける。デバイスがジンバル上に取り付けられているとき、外部トルクは最小限に抑えられるが、その配向は、取り付けられているプラットフォームのどのような運動にもかかわらず、ほぼ固定されたままである。ジャイロスコープは配向および回転の計算を可能にするので、設計者は、それらを多数のデバイスに組み込んだ。ジャイロスコープの一体化は、いくつかのスマートフォン内で単独の加速度計を使用する以前の方法よりも３Ｄ空間内での移動の正確な認識を可能にした。より最近の革新は、ＳｅｇｗａｙスクータおよびＨｏｎｄａ ＵＮＩ−ＣＵＢのような車両に存在し、車両が直立しバランスがとられたままであることを確実にする電子ジャイロスコープである。

ＷＴＲＵ３２０は、一体化されたジャイロスコープ、加速度計、コンパス、および他の配向検知デバイスを有してもよい。そのような内部センサからの出力は、ｍＢ３２５にフィードバックされ、ビームトラッキングを容易にする。これらの読取り値は、高い精度で使用可能であるとき、他の情報と共に、ｍＢ３２５がＷＴＲＵ３２０の正確なロケーションおよび配向を決定することを可能にする。効率のために、ＷＴＲＵ３２０は、以前のインスタンスからの読取り値の変化だけをレポートする。また、これらのデバイスは、ＷＴＲＵ３２０がどのような位置にあってもＷＴＲＵ３２０が最も強いビームと接触したままであるように、ビーコンからの信号強度読取り値を測定することによって有利に使用される。

ＷＴＲＵのグループ移動もまた、上記の方法を使用して追跡される。この状況は、複数のＷＴＲＵがたとえば車両内で共に同じ方向に移動するとき当てはまる。ＷＴＲＵトラッキングは、いくつかのＷＴＲＵをカバーする複数の測定がＷＴＲＵロケーション推定に利用されるので、そのような状況において支援される。同じまたは隣接するｍＢビームによってカバーされるＷＴＲＵの集まりがグループを構成する。グループのメンバは、互いに関して一定の空間的関係を維持し、これは効率的なトラッキングを容易にする。このエンハンスメントは、それだけには限らないが以下の手法、すなわち、グループ内のＷＴＲＵの１またはいくつかを示すこと、それらのＷＴＲＵの１または複数を１または複数のグループヘッドとして識別すること、およびこれらの測定をグループ全体のために使用することによって、ｍＢが、ＷＴＲＵトラッキング測定を削減することを含むいくつかの手法において明らかにすることができ、または、より良好なロケーション予測に通じるＷＴＲＵトラッキング測定のより密集したサンプリングの形態において明らかにすることができる。

トラッキングのために、グループは、同じｍＢビームを共用するＷＴＲＵで構成される。グループの特徴は、メンバが互いに関して一定の空間的関係を維持し、これが効率的なトラッキングを容易にすることを含む。これは、グループメンバがそれらのロケーションレポーティング周期性を低減することを可能にする。ＷＴＲＵは、グループメンバシップについて通知を受け、またはそれだけには限らないが以下の方法、
すなわち、ｍＢが、ＷＴＲＵにグループメンバシップおよびより低いロケーションレポーティング周期性について通知すること、またはＷＴＲＵが、ＯＢａｎｄシグナリングを介してレポートされた他のＷＴＲＵのロケーション情報を監視することを介してグループメンバシップを決定すること、を含む方法を使用してグループメンバシップを推測する。第２の場合、ＷＴＲＵは、同様の座標を有する他のＷＴＲＵを見つけたときグループの一部であると推定し、またその位置レポーティング周期性を自動的に低減する。

図４Ａは、ＤＲＥＭ生成のための例示的なセル内／基本サービスセット（ＢＳＳ）指向性測定手順のための呼フロー図である。サービングｍＢ４０１は、測定スケジュール４１０ａ、４１０ｂ、および４１０ｃをそれぞれＷＴＲＵｌ ４０２ａ、ＷＴＲＵ２ ４０２ｂ、およびＷＴＲＵ３ ４０２ｃに送信する。スケジュールは、上述のようにビーコンフレーム内で送信される。次いで、サービングｍＢ４０１は、指向性測定要求４１１ａをＷＴＲＵ１ ４０２ａに、また指向性測定要求４１１ｂをＷＴＲＵ３ ４０２ｃに送信する。ＷＴＲＵ１ ４０２ａおよびＷＴＲＵ３ ４０２ｃは、それぞれＡＣＫ４１２ａ、４１２ｂをサービングｍＢ４０１に送信することによって応答する。次いで、サービングｍＢ４０１がデータ４１３をＷＴＲＵ２ ４１２ｂに送信している間に、ＷＴＲＵ１ ４０２ａおよびＷＴＲＵ３ ４０２ｃは、指向性測定４１４ａ、４１４ｂをする。次いで、ＷＴＲＵ３ ４０２ｃは、指向性測定レポート４１５ａをサービングｍＢ４０１に送信し、サービングｍＢ４０１は、応答してＡＣＫ４１５ｂをＷＴＲＵ３ ４０２ｃに返送する。同様に、ＷＴＲＵ１ ４０２ａは次いで、指向性測定レポート４１６ａをサービングｍＢ４０１に送信し、サービングｍＢ４０１は、応答してＡＣＫ４１６ｂをＷＴＲＵ１ ４０２ａに返送する。

図４Ｂは、ＤＲＥＭ生成のための例示的なセル間／基本サービスセット（ＢＳＳ）指向性測定手順のための呼フロー図である。サービングｍＢ４０１は、ダウンリンクスケジュール要求４２１を隣接ｍＢ４０３ａに送信する。次いで、隣接ｍＢ４０３ａは、測定スケジュール４２２をＷＴＲＵ４ ４０２ｄに送信する。次いで、隣接ｍＢ４０３ａは、ダウンリンクスケジュール要求４２３をサービングｍＢ４０１に送信し、これはビーム配向を含む。次いで、サービングｍＢ４０１は、測定スケジュール４２４ａをＷＴＲＵ１ ４０２ａに送信し、測定スケジュール４２４ｂをＷＴＲＵ２ ４０２ｂに送信する。次いで、サービングｍＢ４０１は、指向性測定要求４２５ａをＷＴＲＵ１ ４０２ａに送信し、および指向性測定要求４２５ｂをＷＴＲＵ２ ４０２ｂに送信する。次いで、ＷＴＲＵ１ ４０２ａおよびＷＴＲＵ２ ４０２ｂは、ＡＣＫ４２６ａ、４２６ｂをサービングｍＢ４０１に送信することによって応答する。次いで、隣接ｍＢ４０３ａがデータ４２７ａをＷＴＲＵ４ ４０２ｄに送信している間に、ＷＴＲＵ１ ４０２ａおよびＷＴＲＵ２ ４０２ｂは、指向性測定４２７ｂ、４２７ｃをする。次いで、ＷＴＲＵ１ ４０２ａは指向性測定レポート４２８ａをサービングｍＢ４０１に送信し、サービングｍＢ４０１はＡＣＫ４２９ａをＷＴＲＵ１ ４０２ａに返送する。同様に、ＷＴＲＵ２ ４０２ｂは次いで、指向性測定レポート４２８ｂをサービングｍＢ４０１に送信し、サービングｍＢ４０１は応答してＡＣＫ４２９ｂをＷＴＲＵ２ ４０２ｂに返送する。

前述のように、ｍＢが本明細書に記載の方法のいずれかに従ってＤＲＥＭを生成した後で、ｍＢは、ＷＴＲＵによって使用するために、２次ビームを識別する。図５は、２次ビーム起動５００の一例を提供する。図５は、サービス期間５１０中に２次ビームを識別するためのＤＲＥＭの使用を示す。この例では、ｍＢ５０１は、その１次送信（Ｔｘ）ビーム５１１ａ、５１１ｂ上でデータを送信し、その１次受信（Ｒｘ）ビーム５１２ａ、５１２ｂ上で受信し、一方、ＷＴＲＵ５０２は、その１次Ｔｘビーム５２２ａ、５２２ｂ上でＡＣＫを送信しており、その１次Ｒｘビーム５２１ａ、５２１ｂ上でデータを受信している。ｍＢの１次Ｒｘビーム５１２ｂが遮断されたとき、ｍＢ５０１は、ＤＲＥＭを使用して識別される２次ビームに切り替え、２次Ｔｘビーム５１３ａ、５１３ｂ、５１３ｃ上で引き続きデータを送信する。ｍＢ５０１は、２次Ｒｘビーム５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃ上で受信する。同様に、ＷＴＲＵ５０２は、その２次Ｔｘビーム５２４ａ、５１４ｂ、５２４ｃ上で送信しており、その２次Ｒｘビーム５２３ａ、５２３ｂ、５２３ｃ上で受信する。

次いで、ｍＢ５０１は、１次Ｔｘビーム５１１ｃをテストし、それにより、ＷＴＲＵ５０２は、その１次Ｒｘビーム５２１ｃが遮断され、ｍＢ５０１はその１次Ｒｘビーム５１２ｃが遮断される。その結果、ｍＢ５０１およびＷＴＲＵ５０２は、それらのそれぞれの２次ビーム上で引き続き送信し、ｍＢ５０１はその２次Ｔｘビーム５１３ｄおよび２次Ｒｘビーム５２３ｅ上で送信し、一方、ＷＴＲＵ５０２はその２次Ｔｘビーム５２３ｄおよび２次Ｒｘビーム５２４ｄ上で送信する。

図６Ａは、暗黙のセル内切換えが２次ビーム６００に対してなされる手順の例示的な呼フローを示す。サービングｍＢ６０１は、それだけには限らないが本明細書に記載の方法のいずれかに基づく指向性測定レポート、ＷＴＲＵロケーション情報、および／またはＷＴＲＵ配向を含むＤＲＥＭに基づいて、ＷＴＲＵ６０２に関連付けられた２次ビームを識別する（６１１）。サービングｍＢ６０１は、２次ビーム６０３上で通信している間、その２次ビーム６０５上でスケジュール６１２をＷＴＲＵ６０２に送信し、ＷＴＲＵ６０２は、２次ビーム構成６１３について通知を受ける。次いで、サービングｍＢ６０１は、それらのそれぞれの１次ビーム６０３、６０５上でビーム切替え６１５をＷＴＲＵ６０２に送る。短フレーム間空間（ＳＩＦＳ）６１６内で、ＷＴＲＵ６０２はＡＣＫ６１７で応答する。次いで、サービングｍＢ６０１は、データ６１８をＷＴＲＵ６０２に送信する。この場合も、ＳＩＦＳ６１９内で、ＷＴＲＵ６０２はＡＣＫ６２０で応答する。ＳＩＦＳ６２１に続いて、サービングｍＢ６０１は、データ６２２をＷＴＲＵ６０２に送信する。次いで、ＷＴＲＵ６０２は、ＳＩＦＳ６２３中に、遮断されサービングｍＢ６０１によって受信されないＡＣＫ６２４で応答する。その結果、ＷＴＲＵ６０２は２次ビーム６２６に切り替え、サービングｍＢ６０１もまた、ビーム変更間隔６２５に続いて２次ビーム６２８に切り替える。次いで、サービングｍＢ６０１は、それらのそれぞれの２次ビーム６０４、６０６上でデータ６２７をＷＴＲＵ６０２に送信する。次いで、ＷＴＲＵ６０２はＡＣＫ６２９で応答する。この手順は、サービス期間（ＳＰ）６１４ｂ内、または以前のＳＰ６１４ａなど複数のＳＰ内で生じる。

図６Ｂは、明示的なセル間切換えが２次ビームに対してなされる手順の例示的な呼フローを示す。サービングｍＢ６０１は、それだけには限らないが本明細書に記載の方法のいずれかに基づく指向性測定レポート、ＷＴＲＵロケーション情報、および／またはＷＴＲＵ配向を含むＤＲＥＭに基づいて、ＷＴＲＵ６０２に関連付けられた２次ビーム６３１を識別する。サービングｍＢ６０１は、１次ビーム上で通信している間、スケジュール６３２をＷＴＲＵ６０２に送信する。次いで、サービングｍＢ６０１はハンドオーバ（ＨＯ）要求６３４を隣接ｍＢ６０７に送信し、隣接ｍＢは成功を示すＨＯ応答６３５で応答する。ＨＯ要求６３４とＨＯ応答６３５の交換は、分配システム（ＤＳ）６３３の上で発生する。次いで、サービングｍＢ６０１はビーム切替え６３７ａをＷＴＲＵ６０２に送り、ＷＴＲＵ６０２は２次ビーム構成６３７ｂについて学習する。短フレーム間空間（ＳＩＦＳ）６３６ａ内で、ＷＴＲＵ６０２はＡＣＫ６３８で応答する。次いで、サービングｍＢ６０１は、データ６３９をＷＴＲＵ６０２に送信する。この場合も、ＳＩＦＳ６３６ｂ内で、ＷＴＲＵ６０２はＡＣＫ６４０で応答する。ＳＩＦＳ６３６ｃに続いて、サービングｍＢ６０１は、ビーム切替え６４１をＷＴＲＵ６０２に送信し、ＷＴＲＵ６０２はＡＣＫ６４２で応答する。次いで、サービングｍＢ６０１は、経路切替え要求６４４をネットワークコントローラ６０８に送信し、ネットワークコントローラ６０８は、経路切替え確認６４５で応答する。次いで、隣接ｍＢ６０７は、２次ビーム上でデータ６４６をＷＴＲＵ６０２に送信し、ＷＴＲＵ６０２はＡＣＫ６４７で応答する。本明細書で詳述されているメッセージ交換は、同じＳＰ６４３ｃ内で、または以前のＳＰ６４３ｄなど複数のＳＰ６４３ｂ内で発生する。隣接ｍＢとＷＴＲＵ６０２との間のメッセージ交換は、別個のＳＰ６４３ａ内で発生してもよい。

図７Ａは、ｍＢが２つのビームを有し、ＷＴＲＵの移動７００に基づいてビームを選択する一例を示す。本明細書に記載の方法のいずれかに従ってＷＴＲＵ７０２によってフィードバックされる指向性信号強度測定ならびにロケーションおよび配向情報は、ｍＢ７０１でのトラッキング性能を高める。ｍＢ７０１は、ＷＴＲＵ７０２によってレポートされる前述の情報のいずれかを組み合わせ、高い正確さでＷＴＲＵ７０２の位置を推定する。この情報は、重なり合うカバレージを提供するその２つのビーム７０３、７０４から適切なビームを選択するために、ｍＢ７０１によって使用される。この例では、ＷＴＲＵロケーション不確実領域７０５は、ビーム７０３、７０４カバレージそれぞれよりも小さい。示されているＷＴＲＵ７０２ロケーション推定に基づいて、ｍＢ７０１は、次のデータ送信のためにビーム７０３からビーム７０４に切り替える。ロケーションをベースとするビームトラッキングは、隣接するビーム間で重なり合うカバレージがない例においても使用される。

図７Ｂは、改善されたハンドオーバ判断のためにロケーション情報がいかに使用されるかの一例を示す。この場合も、本明細書に記載の方法のいずれかに従ってＷＴＲＵ７１２によってフィードバックされる指向性信号強度測定ならびにロケーションおよび配向情報は、この例におけるように重なり合うカバレージを提供するｍＢ１ ７１１およびｍＢ２ ７１３でのトラッキング性能を高める。また、この例では、ＷＴＲＵ７１２のロケーション不確実領域７１６は、７１４、７１５によって提供されるビームカバレージより小さい。最初に、ｍＢ１ ７１１がサービングｍＢである。ＷＴＲＵ７１２のロケーション推定と、たとえばＤＲＥＭに基づく隣接するビームカバレージの知識とに基づいて、ｍＢ１ ７１１は、ＷＴＲＵ７１２からｍＢ２ ７１３へのハンドオーバが必要であると決定する。ロケーションをベースとするハンドオーバ判断は、隣接するビーム間で重なり合うカバレージがない例においても使用される。

ＷＴＲＵによってフィードバックされる指向性信号強度測定ならびにロケーションおよび配向情報に加えて、履歴データもまたＷＴＲＵトラッキングに使用され、ＷＴＲＵが移動する方向について論理予測をすることを可能にする。図８は、履歴データ８００を使用してＷＴＲＵが追跡される一例を示す。ＷＴＲＵ８０１は、現在、８０２で示されている方向で移動しながら、ビーム８０５を使用してｍＢ８０３と通信している。現在の位置では、ビーム８０５は、実際、最も強いものであり、したがって使用するのに最適なビームであると決定される。しかし、ビーム８０４、８０６、および８０７の対応するビーム強度を含む情報もまた存在する。ＷＴＲＵ８０１が移動している方向は、ビーム８０４、８０６、および８０７のビーム強度間の差とビーム強度が変化する速度とを使用して、計算される。この計算は、本明細書に記載の方法のいずれかを使用して、タイムスタンプ、ＧＰＳデータ、ジャイロスコープ測定などのような他のファクタを使用することによってさらに改善される。履歴データは、ＤＲＥＭデータベースなど、データベース内で維持される。このデータベースは、たとえば、ＷＴＲＵ８０１によって（ｍＢおよびビームＩＤに従って）使用されたビームの最近の履歴、ｍＢ８０３が展開されている地形の履歴、ＷＴＲＵ８０１の同様の移動の以前の履歴、ｍＢ８０３の最も近い隣接するｍＢに関する任意の関連履歴情報など、データを含む。ＷＴＲＵ８０１による移動の可能な経路が知られているので、実施すべきビームトレーニング手順の試行の数を削減するようなとき、ｍＢ８０３が配置されている地形情報および隣接するセルの地形は、予測をさらに絞り込むことができる。なぜなら、からである。このデータベースは、ＷＴＲＵ８０１から受信される情報を使用して絶えず更新される。また、ｍＢ８０３は、ＷＴＲＵ８０１が移動しているルートをデータベース内で記憶する。そのような履歴データを記憶し取り出すことは、ｍＢ８０３がＷＴＲＵ８０１の移動を予測することを可能にし、ｍＢ８０３がＷＴＲＵ８０１をより精密に追跡することを可能にする。ｍＢ８０３のデータベース内に記憶された以前のビームの最近の履歴を取り出すことによって、ＷＴＲＵ８０２の位置を決定するためにより精密な予測がなされる。

本明細書に開示されているトラッキング技法および／または履歴データのいずれかを使用することによって、ｍＢ８０３はＷＴＲＵ８０１が移動して向かっている最も近いｍＢを決定することが可能なので、ｍＢ８０３は、信号を新しいｍＢに、より効率的にハンドオーバする。ＷＴＲＵは、セルのエッジに到達したとき、複数のｍＢをリッスンすること、またはそれらと通信することが可能である。次いで、ｍＢ８０３は、ネットワーク内のｅＮＢおよび新しいｍＢにＷＴＲＵ８０２の移動の詳細を直ちに通知することによって、信号を新しいｍＢにハンドオーバする。

図９は、複数のｍＢ９００によってＷＴＲＵが追跡される一例を示す。この例では、ＷＴＲＵ９０１は、常にｍＢ１ ９０２とｍＢ２ ９０３とｍＢ３ ９０４との間に位置する。ＷＴＲＵ９０１は、それらのそれぞれのビーム９０６、９０７、および９０５によって示されるように、ｍＢ１ ９０２、ｍＢ２ ９０３、およびｍＢ３ ９０４のリスニング距離内にある。ｍＢ１ ９０２、ｍＢ２ ９０３、およびｍＢ３ ９０４は、トラッキング情報を使用し、本明細書に記載の方法のいずれかを実施することによって、ＷＴＲＵ９０１の位置を突き止める。複数のｍＢを使用することによって、ＷＴＲＵは、三角測量技法などの方法を使用して改善された精度または正確さで追跡される。

ｍＢ２ ９０３およびｍＢ３ ９０４によって追跡されるデータは、ｍＢ１ ９０２がサービングｍＢであるときｍＢ１ ９０２にフィードバックされる。これは、ＷＴＲＵ９０１からｍＢ２ ９０３およびｍＢ３ ９０４によって追跡される詳細をｍＢ１ ９０２が知ることを可能にする。たとえば、ｍＢ２ ９０３およびｍＢ３ ９０４からのＷＴＲＵ９０１の距離を得ることによって、ＷＴＲＵ９０１のまさにそのロケーションが決定される。ｍＢ１ ９０２にフィードバックされるデータは、たとえば、ＧＰＳ座標、ジャイロスコープ／加速度計測定、または他のｍＢの測定、すなわち電力、かかった時間、距離など、任意の形態のものであってよく、本明細書に記載の方法のいずれかに従って提供される。

他の実施形態によれば、ｍＢ１ ９０２、ｍＢ２ ９０３、およびｍＢ３ ９０４は、たとえばグループｍＢと呼ばれるグループに属する。複数のｍＢ間、すなわちｍＢ１ ９０２とｍＢ２ ９０３とｍＢ３ ９０４との間で調整されたビームトラッキングは、ＷＴＲＵ９０１と通信するために、または現在のリンクが中断したとき代替のビームを識別するために、グループとしてのｍＢが最適なビームを識別することをも可能にする。また、この方法は、グループ内のｍＢの１つと同じ場所に位置することもまたは位置しないこともできる論理コントローラを含む。

グループｍＢは、ＷＴＲＵ９０１のロケーションおよびＷＴＲＵ９０１の配向情報をコントローラと共用する。複数のｍＢとＷＴＲＵ９０１を同時に関連付ける場合、各ｍＢは、ＷＴＲＵ９０１のロケーションおよびＷＴＲＵ９０１の配向情報をコントローラにレポートする。次いで、コントローラは、ｍＢ１ ９０２、ｍＢ２ ９０３、またはｍＢ３ ９０４と通信するために最良のビームを決定する。コントローラは、最良のビームが現在のサービングｍＢとは異なるｍＢに属すると決定した場合には、現在のメッセージ交換が完了した後で別のグループｍＢに切り替えるようにＷＴＲＵに指令するために、サービングｍＢに通知する。隣接ｍＢにレポートされるデータは、本明細書にリストされているロケーションまたは配向関連の情報のいずれかを含む。

図１０Ａは、他の実施形態１０００による複数のｍＢ支援トラッキングのために、複数のｍＢからのデータフィードバックをサービングｍＢに提供するＷＴＲＵの一例を示す。この例では、ＷＴＲＵ１００１は、ビーム獲得手順を実施し、最も強い可能なｍｍＷリンクを決定することによって、サービングｍＢ１ １００２にアタッチされる。サービングｍＢ１ １００２はＷＴＲＵ１００１に、他のネットワーク内で発せられる信号に関して信号強度測定を実施するように要求する。これらのネットワークは、サービングｍＢ１００２と同じ周波数チャネル、または別のチャネルで動作している。どちらの場合でも、測定ギャップがサービングｍＢによって構成され、ＷＴＲＵ１００１がチャネルを切り替えたとき、または信号測定のためにビーム方向を受信したとき、に発生する測定手順をＷＴＲＵ１００１が実施することを可能にする。測定ギャップをセットアップすることによって、サービングｍＢ１００２は、測定間隔中にＷＴＲＵ１００１のためにデータ送信がスケジューリングされていないようにする。

帯域内測定もまた使用される。ＷＴＲＵ１００１は、サービングｍＢ１００２によって、ｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４など隣接するｍＢから受信された信号について指向性信号強度測定をレポートするように指示される。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄシステムの場合、ＷＴＲＵ１００１は、隣接するｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４からの指向性ビーコンのＲＳＳＩをレポートするように指示される。実施形態によっては、ＷＴＲＵ１００１は、無指向性または疑似無指向性アンテナパターンで、隣接するｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４のビーコン強度を測定する。あるいは、ＷＴＲＵ１００１は、隣接するｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４に向けて送られるビームを使用してビーコン強度を測定してもよい。これは、最適な受信アンテナパターンを識別するために、レスポンダ−受信セクタスイープ（Ｒ−ＲＸＳＳ）手順を介して、ＷＴＲＵ１００１でビームトレーニング手順が成功裏に完了することを必要とする。ＷＴＲＵ１００１のレポートが信号測定に使用されたアンテナパターンをも含む場合には、サービングｍＢ１００２は、隣接するｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４からのＷＴＲＵ１００１の絶対範囲を推定する。受信アンテナ構成情報がＷＴＲＵ１００１のレポート内に含まれていない場合には、サービングｍＢ１００２は、連続する信号強度レポートを比較することによって相対的なＷＴＲＵ１００１の変位を推定する。

帯域外測定もまた使用される。サービングｍＢ１００２は、同じ帯域または異なる帯域内で、異なる周波数チャネルにおいて信号強度測定をするようにＷＴＲＵ１００１に要求する。さらに、サービングｍＢ１００２は、他のチャネルにおけるｍＢ識別子、およびそれらの座標など、他の情報を提供する。また、サービングｍＢ１００２は、異なる周波数チャネルに関して信号強度測定をするＷＴＲＵ１００１のために測定ギャップを確立する。

代替として、またはそれに加えて、ＷＴＲＵ１００１は、最も強いビーコン受信に対応する隣接するｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４のビーム識別子をレポートする。一般に、隣接するｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４は、送信されるビーコン内に送信ビーム識別子を含み、これはパケットが成功裏に復号された場合、ＷＴＲＵ１００１によってサービングｍＢ１００２にレポートされる。

測定ギャップ中、ＷＴＲＵ１００１は、ｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４など隣接するｍＢをリッスンし、ｍＢ２ １００３およびｍＢ３ １００４から情報を受信する。次いで、ＷＴＲＵ１００１は、計算および測定を実施する。次いで、ＷＴＲＵはこれらの詳細のすべてをサービングｍＢ１ １００２にフィードバックし、次いでｍＢ１ １００２は、受信された情報を解析し、計算を実施し、ＷＴＲＵ１００１のまさにその位置を決定する。

複数のｍＢ支援ＷＴＲＵトラッキングに関する参照シグナリングもまた使用される。参照信号は、ｍｍＷリンク品質を測定または推定するために２つのエンティティ間で排他的に送られるものとして定義される。三角測量法または本明細書に記載の他の方法のいずれかが適用される。この参照信号は、それだけには限らないが以下を含む。

１）既知のシーケンス−この信号は、到着時に信号の電力を計算するためだけに送られる。

２）タイムスタンプ−この信号には、ＲＴＴ、ＴｏＡ、またはＴＤｏＡによってかかった時間を計算し、位置を決定するために、タイムスタンプが付与されている。または、

３）Ｂｅａｍ＋ｍＢ識別子−この信号は、どのビームが最も強かったかについてランキングシステムが確立されるように、どのビームがどのｍＢから送られたかについて詳細を有する。

図１０Ｂは、他の実施形態によるｍＢ対ｍＢ通信シグナリングの一例を示す。この方法は、隣接するｍＢ２ １０１３から接続されているｍＢ３ １０１２へのデータの直接通信を含む。このプロセスでは、ＷＴＲＵ１０１１は最初に、ビーム獲得手順を実施し、最も強い可能なｍｍＷリンクを決定することによってサービングｍＢ１ １０１２にアタッチされる。サービングｍＢ１ １０１２は、測定ギャップを構成し、ＷＴＲＵ１０１１が測定手順を実施することを可能にする。測定ギャップ中、ＷＴＲＵ１０１１は、ｍＢ２ １０１３およびｍＢ３ １０１４など隣接するｍＢをリッスンし、ｍＢ２ １０１３およびｍＢ３ １０１４から情報を受信する。次いで、ＷＴＲＵ１０１１は、計算および測定を実施する。ＷＴＲＵはこれらの詳細のすべてをｍＢ２ １０１３にフィードバックする。ｍＢ２ １０１３は、これらの詳細を生形態でｍＢ１ １０１２にレポートして返すか、または受信された情報を解析し、計算を実施し、ｍＢ１ １０１２がＷＴＲＵ１０１１の位置を決定することを可能にするように、処理された情報を送る。

また、ＷＴＲＵ１０１１は、隣接ｍＢ１０１３にフィールドを提供する。いくつかの条件下で、ＷＴＲＵ１０１１は、その変更されたロケーションまたは配向情報を、その次のサービス期間（ＳＰ）より早く、およびその次のＳＰの前に競合ベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）が使用可能でないとき、そのサービングｍＢ１ １０１２に伝えたいと望む。次いで、ＷＴＲＵ１０１１は、そのロケーションまたは配向情報を、同時に関連付けられる隣接ｍＢ２ １０１３に送る。本明細書で使用される同時関連付けは、一時的な関連付け、制御シグナリングだけのための関連付けなど、複数の関連付けの任意の種類を指す。この場合、データ送信は、依然としてサービングｍＢ１ １０１２を通じて生じるが、ＷＴＲＵ１０１１は、測定レポートおよび他の制御メッセージングのために隣接ｍＢ２ １０１３と通信する。隣接ｍＢ２ １０１３は、一方が使用可能な場合、分配システム（ＤＳ）を通じて、またはｍＢ１ １０１２とｍＢ２ １０１３との間の直接リンクを介して、受信された情報をＷＴＲＵ１０１１のサービングｍＢ１ １０１２に転送する。これは、ＷＴＲＵ１０１１のサービングｍＢ１ １０１２がそのビームをＷＴＲＵに向かって次の送信のために先を見越して調整することを可能にする。これは、隣接ｍＢ １０１３−ＷＴＲＵ１０１１リンクが依然として動作可能であるとき、サービングｍＢ１ １０１２−ＷＴＲＵ１０１１リンクの損失を引き起こす２つの連続する測定レポート送信間でのＷＴＲＵ１０１１による急速な移動に、サービングｍＢ１ １０１２が反応することを可能にする。また、これは、ＷＴＲＵ１０１１が隣接ｍＢ２ １０１３およびｍＢ３ １０１４に対するより良好なハンドオーバ判断をすることを可能にする。隣接ｍＢ２ １０１３に対するレポートされる数量は、本明細書に記載のロケーションまたは配向関連の情報のいずれかを含む。

初期ビームトレーニング最適化もまた、他の実施形態に従って本明細書に記載されている。現在のＩＥＥＥ８０２．１１ａｄビームトレーニング手順は、デバイス発見のためのレスポンダ／ＳＴＡでの疑似無指向性受信と、それに続くイニシエータ／ＡＰおよびレスポンダ／ＳＴＡでの送信ビームおよび受信ビームの最適な対に達するための複数の候補ビームに関する信号強度測定を含むビームフォーミングトレーニングとを指定する。ビームフォーミングトレーニング手順は、本明細書に記載のロケーションおよび配向情報で単純化される。

図１１Ａは、現在のＩＥＥＥ８０２．１１ａｄセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）手順１１００の一例を示す。ＳＬＳ手順の終わりに、イニシエータ１１１１およびレスポンダ１１１２は、通常、セクタスイープフレームを交換することによってそれらの最良の送信セクタを識別する。この手順は、イニシエータ１１１１（個人基本サービスセット（ＰＢＳＳ）制御ポイント／アクセスポイント（ＰＣＰ／ＡＰ））がセクタスイープフレーム１１２０またはビーコンをセクタ化されたアンテナパターンで複数の方向に送信することで始まり、一方、レスポンダ１１１２（ＳＴＡ）は、疑似無指向性アンテナパターン１１２２で受信する。これらのメッセージ１１２１ａ、１１２１ｂ、および１１２１ｃのそれぞれは、一意のカウントダウンフィールドおよびセクタ識別子を含む。このフェーズは、イニシエータセクタスイープ（ＩＳＳ）１１２３と呼ばれる。これは、その後にレスポンダ−受信セクタスイープ（Ｒ−ＲＸＳＳ）と呼ばれる、通常、受信セクタスイープ（ＲＸＳＳ）からなるレスポンダセクタスイープ（ＲＳＳ）１１２４ａが続く。このフェーズでは、レスポンダは、セクタ化されたアンテナパターンを使用して異なる方向に複数のセクタスイープ１１２４ｂフレームを送信し、一方、イニシエータは、疑似無指向性アンテナパターン１１２９で受信する。レスポンダによって送信される各セクタスイープフレーム１１２５ａ、１１２５ｂ、および１１２５ｃは、一意のカウントダウンおよびセクタ識別子フィールドを含み、およびイニシエータの最良のセクタ識別子を含む。したがって、ＳＬＳ手順の終わりに、イニシエータおよびレスポンダは、それらの最適な送信セクタ１１２６ａを識別し、一方、疑似無指向性アンテナパターン１１２６ｂ、１１２７ａで受信する。

図１１Ｂは、他の実施形態による改訂ＳＬＳ手順の一例を示す。この手順では、ノードはそれらの座標を交換し、イニシエータおよびレスポンダでの最適な送信セクタおよび受信セクタの発見に導く。ノード、イニシエータ１１１１、およびレスポンダ１１１２は、本明細書に記載の手順のいずれかを使用して、それらの座標を高い正確さで識別する。ロケーション情報の正確さは、当然ながら性能、および最適なセクタに対するカバレージに必要とされる時間に影響を及ぼすが、この手順は、異なる入力の正確さのレベルに対処するのに十分柔軟である。さらに、記載の手順は、レガシデバイスもまた対処されるように、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ ＳＬＳ手順とバックワード互換性である。

第１のフェーズのＩＳＳ１１３３は、イニシエータ１１１１が複数のセクタスイープフレームまたはビーコンを異なる方向に送信することで始まる。しかし、今、イニシエータは、その正確な座標を、送信されるフレーム１１３１ａ、１１３１ｂ、および１１３１ｃ内に含み、一方、レスポンダ１１１２は、疑似無指向性アンテナパターン１１３２で受信する。送信されたフレームの１つを受信するレガシデバイスは、座標情報を破棄し、正常に次のフェーズに進む。

第２のＳＬＳフェーズのＲＳＳ１１３４ａは、イニシエータ１１１１によって送信されるロケーション情報を使用する。今、セクタスイープまたはビーコンフレーム１１３１ａ、１１３１ｂ、および１１３１ｃの１つを成功裏に復号することが可能である任意のレスポンダ１１１２が、イニシエータ１１１１の正確な座標を識別する。先に記載の選択肢のいずれかによって以前に獲得されたそれ自体のロケーションの知識に基づいて、レスポンダ１１１２は、セクタスイープフレーム送信に使用するための最適なセクタを決定する。ロケーション情報の正確さに応じて、レスポンダは、第２のフェーズで試してみるために１つの最適なセクタまたは候補セクタのセットを識別する。次いで、それは識別されたセクタを通じてセクタスイープ１１３４ｂフレーム１１３５ａ、１１３５ｂを送信し、一方、イニシエータ１１１１は、試験対象の送信セクタの数を反映するようにカウントダウンフィールドを修正する。また、レスポンダ１１１２は、すべての送信内にそれ自体の座標を含む。この時間中に、イニシエータ１１１１は、疑似無指向性アンテナパターン１１３６で受信する。レガシデバイスから受信された応答の場合、イニシエータ１１１１は、標準化された手順に従って次のステージに進む。しかし、受信された応答が座標フィールドを含む場合、イニシエータ１１１１は、下記に記載のように修正された第３のフェーズに切り替える。

また、第２のフェーズ（ＲＳＳ）の終わりに、イニシエータ１１１１は、レスポンダ１１１２の座標を学習し、イニシエータ１１１１およびレスポンダ１１１２の座標に基づいて識別された送信セクタの小さいセットを通じてセクタスイープフレーム１１３８ａ、１１３８ｂ、１１３８ｃ、１１３８ｄを送信するために送信モードに切り替える。第１の部分フェーズにおいて、イニシエータ１１１１は、いくつかのセクタを通じてセクタスイープフレーム１１３８ａ、１１３８ｂ、１１３８ｃ、１１３８ｄを送信し、一方、レスポンダ１１１２は、ＩＳＳの終わりに先に識別されたその受信セクタ１１３９ａ、１１３９ｂ、１１３９ｃ、および１１３９ｄを通じて受信する。また、この部分フェーズの終わりに、レスポンダ１１１２は、最適なセクタを一意に識別することが可能である。次いで、レスポンダ１１１２は、最適なセクタを通じてセクタスイープフレーム１１４０ｂ、１１４０ｄを送信し、一方、イニシエータ１１１１は、その識別されたセクタ１１４０ａ、１１４０ｃを通じて受信する。また、この部分フェーズの終わりに、イニシエータ１１１１は、最適なセクタを識別する。したがって、どちらのノードも、ロケーション情報によって支援されて、最適なセクタを識別することが可能である。ｍＢにロケーション情報を含ませることによって、ＷＴＲＵは、そのｍＢの追加のロケーションおよび指向性情報を得る。さらに、ＷＴＲＵは、本明細書に記載の手順においてロケーション情報を含むので、ｍＢは、ＷＴＲＵのロケーションをより精密に推定する。これらのセクタは、ビーム洗練プロトコル（ＢＲＰ）手順における細かいビームトレーニングのための開始点として使用される。イニシエータ１１１１は、修正されたＳＬＳ手順を現在の関連付け−ビームフォーミングトレーニング（Ａ−ＢＦＴ）期間内で終えられないと決定した場合には、その手順が複数のＡ−ＢＦＴ期間に分割されるか、または残りのステップがＳＰまたはＣＢＡＰ内で完了される。

図１２は、ジオロケーション精度１２００のための改善された方法の一例を示す。ｍＢ１２０１は、ビームタグ付けを使用することによって、ジオロケーション精度を改善する。ＷＴＲＵのロケーションは、本明細書に記載の方法のいずれかを使用する記載のＧＰＳまたは関連技術を使用して推定される。しかし、それだけには限らないが密集した都市圏における地形など環境条件を含むファクタにより、これらの計算のいくつかに誤差がある。推定誤差を緩和するために、ｍＢ１２０１は、指向性の高いアンテナを使用して、電波で小さい領域を照らす狭ビームを生み出す。指向性ビーム１２０２によってカバーされる領域は、特にＷＴＲＵがｍＢ１２０１に近いとき、ＧＰＳなどローカライゼーション技法または本明細書に記載の方法のいずれかの不確実領域１２０３より小さい。この方法は、ローカライゼーション誤差を補正し、そのような推定を洗練するために使用される。

この方法では、ｍＢ１２０１は、関連付けられたＷＴＲＵのレポートされた座標を、ある期間にわたって連続的に補正する。次いで、ＷＴＲＵは、レポートされた座標を、関連付けられたビームに従ってフィルタリングする。特定のビームによって供給されたＷＴＲＵのレポートされた座標を時間平均することにより、ｍＢ１２０１は、地上におけるビーム１２０２によって照らされた領域の重心の正確な座標を推定する。したがって、異なるビームに関連付けられたＷＴＲＵの座標を収集することによって、ｍＢ１２０１は、各ビームに関連付けられた座標を正確に推定する。すなわち、ｍＢ１２０１は、各ビームにＧＰＳ座標でタグ付けする。ビームに関連付けられた座標は、そのビームを使用するＷＴＲＵに送信され、そのロケーション推定を改善する。これは、改善されたロケーション推定により、ＷＴＲＵのハンドオーバ性能を改善する。さらに、ｍＢ１２０１は、ＧＰＳなど２次ローカライゼーション能力のないＷＴＲＵにロケーション情報を供給する。そのような低能力デバイスは、改善されたビームトラッキング、およびより良好なハンドオーバ性能のために、サービングｍＢ１２０１によって供給されるロケーション推定を利用する。

間接リンクのためのビームトラッキング方法が、他の実施形態に従って実施される。帯域内シグナリングを介したビームトラッキングは、本明細書に記載の１つの技法である。図１３は、直接および間接ｍＢ−ＷＴＲＵリンク１３００の一例を示す。ＷＴＲＵ１３０１は、ｍＢ１３０２との直接通信リンクを有し、またリレーＷＴＲＵ、すなわちＲ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａを介してｍＢ１３０２への間接リンクをも有する。Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａは、ＷＴＲＵ１３０１−Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂリンク、およびＷＴＲＵ１３０１−Ｒ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａリンクに関してビームトラッキングを実施する。Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａは、ＷＴＲＵとの直接通信なしでリレーリンクについてビームトラッキングを実施する。

この実施形態による１つの方法では、ＷＴＲＵ１３０１は、そのロケーション情報をサービングｍＢ１３０２にレポートする。これらのレポートは、周期的に送られても、トリガに基づくものであっても、ｍＢ１３０２の要求に応答して送られてもよい。ＷＴＲＵ１３０１のロケーション情報は、関連付けられたビームを更新するためにｍＢ１３０２によって使用される。さらに、ＷＴＲＵ１３０１のロケーション情報は、ｍＢ１３０２にＷＴＲＵ１３０１のためのリレーとして登録されるＲ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａに送られる。ｍＢ１３０２から受信されたＷＴＲＵ１３０１のロケーション情報に基づいて、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａは、それらのそれぞれのビームを、ＷＴＲＵ１３０１に向かって指すように更新する。さらに、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａによって供給されるロケーション情報は、ｍＢ１３０２によってＷＴＲＵ１３０１に転送され、その結果、ＷＴＲＵ１３０１は、リレーリンクのために適切なビームを維持する。本明細書に記載のロケーション関連のフィードバック方法のいずれかによれば、地球上の参照に対するビーム配向もまた、ＷＴＲＵ１３０１、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａ、またはｍＢ１３０２によって送信され、他のリンクにおけるトラッキングを可能にする。たとえば、直接リンクのためのビーム配向（地理上の北に対する配向など）がＷＴＲＵ１３０１によってｍＢ１３０２に送信され、これは、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａに転送され、ＷＴＲＵ１３０１を追跡するのをアシストする。ＷＴＲＵ１３０１をアシストするためのＲ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａからの同様のフィードバックもまた可能である。

代替として、またはそれに加えて、ｍＢ１３０２は、異なる送信ビームを使用してテスト信号を送り、ＷＴＲＵ１３０１にそのテスト信号に関する信号強度測定をレポートするように要求する。これは、ｍＢ１３０２が特定のＷＴＲＵと関連付けられるための最良のビームを識別することを可能にする。ｍＢ１３０２は、地理的な配向、または何らかの他の一般に知られている基礎に対してリンクされたそのビームのための論理番号方式を使用する。最良のビームについてＷＴＲＵ１３０１からフィードバックを受信したとき、ｍＢ１３０２は、最適なビーム識別子をアクティブのリレー、すなわちＷＴＲＵ１３０１に関連付けられたＲ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａに転送する。レポートされたｍＢ１３０２のビーム識別子から、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １３０３ｂおよびＲ−ＷＴＲＵ２ １３０３ａは、ＷＴＲＵ１３０１の相対位置を推定し、それに応じてリレーリンクに関連付けられたそれらのビームを調整する。

図１４Ａは、ＷＴＲＵの移動１４００によってトリガされるＲ−ＷＴＲＵ−ＷＴＲＵリンク上でのビームトラッキングの一例を示す。ＷＴＲＵ１４０２が移動したとき（１４０４）、Ｒ−ＷＴＲＵ１４０３は、そのビームが指す方向を最初のビームが指す方向からその最後のビームが指す方向１４０５に調整する。同様に、ＷＴＲＵ１４０２は、そのビームが指す方向を、ｍＢ１４０１と共に、最初のビームが指す方向１４０７からその最後のビームが指す方向１４０６に調整する。図１４Ａに示されているように、ＷＴＲＵ１４０２からＲ−ＷＴＲＵ１４０３へのリンクに関するビームトラッキングがＷＴＲＵ１４０２の運動によってトリガされる。

図１４Ｂは、どのようにｍＢがリレービームトラッキング情報をリレーＷＴＲＵに提供するか、またＷＴＲＵ−Ｒ−ＷＴＲＵビームトラッキングのためにＳＰをスケジューリングするかの一例を示す。ビーコン１４２１に続いて、データ１４２２ｂ、１４２２ｄ、およびトレーニング（ＴＲＮ）フィールド１４２２ｃ、１４２２ｅが、ＳＰ１４２２ａ内でｍＢとＷＴＲＵの間で送られる。次いで、ｍＢは、ＳＰ１４２３ａ中に、１４２３ｂでＲ−ＷＴＲＵにリレーおよびビームトラッキング情報と、それに続くＡＣＫ１４２３ｃを提供する。

次いで、ｍＢは、ＷＴＲＵ−Ｒ−ＷＴＲＵビームトラッキング１４２４のためにＳＰをスケジューリングする。ＳＰ１４２５ａ中のビーム洗練プロトコル（ＢＲＰ）フィールド１４２５ｂ、１４２５ｃ、およびＴＲＮフィールド１４２５ｄ、１４２５ｅに続いて、ＷＴＲＵおよびｍＢは、ＳＰ１４２６ａ中にデータ１４２６ｂ、１４２６ｃ、および１４２６ｄと、それに続くＡＣＫ１４２６ｅを送信する。同様に、ＳＰ１４２７ａ中に、ｍＢおよびＲ−ＷＴＲＵは、ビームトラッキングおよび補正情報を提供するために、データ１４２７ｂ、およびそれに続くＡＣＫ１４２７ｃを送信する。

図１４Ｃは、ｍＢによってＲ−ＷＴＲＵに提供されるリレービームトラッキングフィールドの一例を示す。リレービームトラッキングフィールド１４３０は、それだけには限らないが以下の情報、すなわち、方位角補正１４３１、仰角補正１４３２、Ｒ−ＷＴＲＵ Ｌ−Ｔｘ１４３３、およびＷＴＲＵ Ｌ−Ｔｘ１４３４を含む。

図１５は、無指向性帯域（ＯＢａｎｄ）シグナリング１５００を介したビームトラッキングの一例を示す。たとえば、本明細書に記載の方法のいずれかによるｍｍＷ帯域における通信に加えて、ＷＴＲＵ１５０４、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １５０５、Ｒ−ＷＴＲＵ２ １５０６、およびｍＢ１５０３はまた、ｍＢのＯＢａｎｄカバレージ１５０１およびＷＴＲＵのＯＢａｎｄカバレージ１５０２内で同時に接続される。本明細書には、ＯＢａｎｄシグナリングを介したＷＴＲＵ−ＲＷＴＲＵリンクビームトラッキングのためのいくつかの方法について例として記載されている。

第１の方法では、ＷＴＲＵ１５０４がＯＢａｎｄシグナリングを介してそのロケーション情報をサービングｍＢ１５０３にレポートする。これらのレポートは、周期的に送られても、トリガに基づくものであっても、ｍＢ１５０３の要求に応答して送られてもよい。ＷＴＲＵ１５０４のロケーション情報は、関連付けられたビームを更新するためにｍＢ１５０３によって使用される。さらに、ＷＴＲＵ１５０４のＯＢａｎｄ送信範囲内のＲ−ＷＴＲＵ１ １５０５およびＲ−ＷＴＲＵ２ １５０６もまたロケーション情報を取得し、それらの関連付けられたビームを、ＷＴＲＵ１５０４に向かって指すように調整する。反対に、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １５０５およびＲ−ＷＴＲＵ２ １５０６は、ＯＢａｎｄシグナリングを使用してそれらのロケーション情報をサービングｍＢ１５０３にレポートし、これはＷＴＲＵ１５０４によって同時に聞き取られる。受信されたＲ−ＷＴＲＵ１ １５０５およびＲ−ＷＴＲＵ２ １５０６のロケーション情報に基づいて、ＷＴＲＵ１５０３は、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １５０５およびＲ−ＷＴＲＵ２ １５０６に関連付けられたそのビームを修正する。

代替として、またはそれに加えて、ｍＢ１５０３は、異なる送信ビームを使用してテスト信号を送り、ＷＴＲＵ１５０４にＯＢａｎｄシグナリングを介してそのテスト信号に関する信号強度測定をレポートするように要求する。これは、ｍＢ１５０３がＷＴＲＵ１５０４と関連付けられるための最良のビームを識別することを可能にする。ｍＢ１５０３は、地理的な配向、または何らかの他の一般に知られている基礎に対してリンクされたそのビームのための論理番号方式を使用する。最良のビームについてＷＴＲＵ１５０４からフィードバックを受信したとき、ｍＢ１５０３は、その特定のビームをＷＴＲＵ１５０４との次の通信のために使用する。同時に、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １５０５およびＲ−ＷＴＲＵ２ １５０６がＷＴＲＵ１５０４の送信範囲内にあるとき、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １５０５およびＲ−ＷＴＲＵ２ １５０６もまた、最適なｍＢ１５０３のビームフィードバックを受信する。レポートされたｍＢ１５０３のビーム識別子から、Ｒ−ＷＴＲＵ１ １５０５およびＲ−ＷＴＲＵ２ １５０６は、ＷＴＲＵ１５０４の相対位置を推定し、それに応じてリレーリンクに関連付けられたそれらのビームを調整する。代替として、またはそれに加えて、ＷＴＲＵ１５０４のＯＢａｎｄ送信範囲外にあるがｍＢ１５０３の送信の範囲内にあるＲ−ＷＴＲＵがＷＴＲＵ１５０４の位置情報を依然として取得するように、ｍＢ１５０３は、ＯＢａｎｄシグナリングを介してＷＴＲＵ１５０４のビーム選択をエコーする。

また、ＯＢａｎｄシグナリングは、より少ないトラフィック、または非周期的／バーストトラフィックでＷＴＲＵのビームトラッキングに使用される。これらの非アクティブのＷＴＲＵについては、連続するパケット送信と受信との間に長い期間がある。これは、ビームトラッキング手順によって補正されるものより大きな、それらのピア（ｐｉｅｒ）ノードとのビームミスアライメントに通じる。その結果、いくらかのトラッキング関連のシグナリングが、パケット送信間でユーザ移動性を追跡するために交換される必要がある。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄでは、ビームトラッキングパケットが、ＷＴＲＵとｍＢとの間で交換される規則的なデータパケットに添付される。しかし、規則的なデータパケット送信がないとき、ｍＢは、ｍＢとＷＴＲＵとの間でのロケーション情報の規則的な交換のためにスケジュールをセットアップする。あるいは、ＯＢａｎｄシグナリングは、非アクティブのＷＴＲＵのためのビームトラッキングに使用される。次いで、ＷＴＲＵまたはｍＢは、データパケットがそのバッファ内で到着したとき、他方のノードに宛てて、ＯＢａｎｄでシグナリングする。次いで、最後の送信以来のビームミスアライメントを補正するために、規則的なパケット交換が試みられる前に、ロケーション情報またはビームトラッキングパケットが交換される。

ユーザ移動性のために、ビーム幅適応が必要である。図１６は、可変ビーム幅１６００の使用の一例を示す。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ手順によるビームトラッキングは、いくらかの制御メッセージオーバーヘッドを含む。これは、送信機または受信機のビーム評価のための、トレーニングフィールドの送信を含む。これらのトレーニングフィールドは、送信機トレーニングのために異なる送信ビームを使用して送信され、受信機トレーニングのために異なる受信ビームを使用して受信される。ユーザ移動性が高い場合には、トレーニングフィールドのより頻繁な交換が使用される。高いユーザ移動性については、より広いビーム幅が使用され、これは、それほど頻繁な更新を必要としない。各ノード（ｍＢ／ＷＴＲＵ）は、図１６に示されているように、互いに関連する変動するビーム幅のビームのマッピングを維持する。ＷＴＲＵ１６０１は、狭ビーム１６０３および広ビーム１６０２のマッピングを維持する。同様に、ｍＢ１６０４は、狭ビーム１６０７、中間ビーム１６０６、および広ビーム１６０５のマッピングを維持する。たとえば、ｍＢ１６０４およびＷＴＲＵ１６０１は、狭ビームとより広いビームのセットがすべて同じ方向を指すこと、およびそのセットに属する狭ビームの１つを使用している間に接触が失われた、または性能が低下している場合、より広いビームが使用されることを知っている。あるいは、ノード（ｍＢ／ＷＴＲＵ）は、ビームトラッキングオーバーヘッドを低減するために、より広いビームに切り替えると決定してもよい。より広いビームに切り替えるという決定は、ＳＰ割当て、および変調符号化方式（ＭＣＳ）選択が変更されるように、ｍＢ１６０４からＷＴＲＵ１６０１に、またはＷＴＲＵ１６０１からｍＢ１６０４に通信される。

図１７は、受信機ビーム適応手順１７００を示す。ＷＴＲＵおよびｍＢは、本明細書に記載の方法のいずれかに従って先に識別されたビームを使用して、ＳＰ内でデータ１７０１を通信および送信し始める。しかし、相対運動により、ビームは、もはや正しく位置合わせされない。したがって、タイミング同期が受信機（ｍＢ）で中断し、その中断を検出したとき、受信機は、同じ方向で指す、より広いビームに切り替え、パケット送信の終わりを検出する（１７０２）。パケット送信は、エネルギー検出を介して検出される。次いで、ｍＢは、パケット送信の終わりに続いて、ＳＩＦＳ１７０３持続時間後、再送信要求１７０４をＷＴＲＵに送る。再送信要求はまた、変更された受信アンテナ構成による新しいＭＣＳのための要求を含んでも、ビーム幅または利得など新しいアンテナ構成それ自体に関連する情報を含んでもよい。ＷＴＲＵは、ｍＢによって要求されたＭＣＳレベルを使用して、またはｍＢによってレポートされた新しい受信アンテナ構成に基づいて適切なＭＣＳを選択することによって、パケット再送信１７０５を試み、次いでｍＢは、ＡＣＫ１７０６を送る。

実施形態
１．ミリメートル波ビームトラッキングのための方法であって、
ビーム予測技法を使用し、ミリメートル波基地局（ｍＢ）に対する無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のロケーションを予測するステップを備えたことを特徴とする方法。

２．ＷＴＲＵロケーション予測に基づいて前記ＷＴＲＵと前記ｍＢとの間でビーム方向を変更するステップをさらに備えたことを特徴とする実施形態１に記載の方法。

３．前記ビーム予測技法は、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のロケーションを予測するためにローカライゼーション技法を使用することを特徴とする実施形態１に記載の方法。

４．前記ローカライゼーション技法は、タイムスタンプを使用することを特徴とする実施形態１乃至３のいずれか一項に記載の方法。

５．前記ローカライゼーション技法は、ロケーション情報を使用することを特徴とする実施形態１乃至４のいずれか一項に記載の方法。

６．前記ローカライゼーション技法は、信号強度測定を使用することを特徴とする実施形態１乃至５のいずれか一項に記載の方法。

７．前記ローカライゼーション技法は、ジャイロスコープ、加速度計など内部デバイスからの入力を使用することを特徴とする実施形態１乃至６のいずれか一項に記載の方法。

８．前記ビーム予測技法は、フィードバック情報および参照シグナリング情報を含むｍＢ−ｍＢ共同から得られたデータを使用することを特徴とする実施形態１乃至７のいずれか一項に記載の方法。

９．前記ビーム予測技法は、ＷＴＲＵのグループ移動を使用することを特徴とする実施形態１乃至８のいずれか一項に記載の方法。

１０．前記ビーム予測技法は、ビーコン信号の周波数および電力を使用することを特徴とする実施形態１乃至９のいずれか一項に記載の方法。

１１．タイムスタンプがビーコンフレーム内に含まれることを特徴とする実施形態１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。

１２．ラウンドトリップ時間を決定するためにタイムスタンプが使用されることを特徴とする実施形態１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。

１３．前記ＷＴＲＵを追跡するために全世界測位システムデータが使用されることを特徴とする実施形態１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。

１４．前記ＷＴＲＵは、前記ｍＢにビーム調整を通知することを特徴とする実施形態１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。

１５．ＷＴＲＵデータを記憶するためにデータベースが使用されることを特徴とする実施形態１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。

１６．前記ビーム予測技法は、使用されたビームの以前の履歴、およびマッピングされた地形情報など他の履歴データを使用することを特徴とする実施形態１乃至１５のいずれか一項に記載の方法。

１７．データベースは、使用されたビームの最近の履歴、ｍＢが配置されている地形の履歴、その特定のＷＴＲＵの同様の移動の以前の履歴、そのｍＢの最も近い隣接するｍＢに関する任意の関連履歴情報を記憶することを特徴とする実施形態１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。

１８．前記ビーム予測技法は、組み合わせて使用されることを特徴とする実施形態１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。

１９．前記データベースは、頻繁なＷＴＲＵの移動を記憶することを特徴とする実施形態１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。

２０．ＷＴＲＵロケーションを三角測量するために複数のｍＢが使用されることを特徴とする実施形態１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。

２１．ＷＴＲＵロケーションの複数のｍＢの三角測量のために参照信号が使用されることを特徴とする実施形態１乃至２０のいずれか一項に記載の方法。

２２．参照信号は、既知のシーケンス、タイムスタンプ、またはどのビームが最も強かったかについてランキングシステムが確立されるようにどのビームがどのｍＢから送られたかについて詳細を有するＢｅａｍ＋ｍＢ識別子であることを特徴とする実施形態１乃至２１のいずれか一項に記載の方法。

２３．ＷＴＲＵのロケーションを三角測量するためにフィードバックデータが使用されることを特徴とする実施形態１乃至２２のいずれか一項に記載の方法。

２４．前記ＷＴＲＵは、ビーコン送信のまさにその時間を示すタイムスタンプを含む前記ｍＢからの周期的なビーコンを受信することを特徴とする実施形態１乃至２３のいずれか一項に記載の方法。

２５．前記ＷＴＲＵは、前記受信されたタイムスタンプに基づいて内部クロックを同期することを特徴とする実施形態１乃至２４のいずれか一項に記載の方法。

２６．前記ＷＴＲＵは、前記ＷＴＲＵ応答のまさにその送信の瞬間を含む制御メッセージで前記ｍＢに応答することを特徴とする実施形態１乃至２５のいずれか一項に記載の方法。

２７．前記受信されたタイムスタンプは、飛行時間計算を使用して前記ＷＴＲＵの範囲を推定するために使用されることを特徴とする実施形態１乃至２６のいずれか一項に記載の方法。

２８．範囲推定および他の受信された情報に基づいて、前記ＷＴＲＵと通信するために使用するための最良のビームの決定が実施されることを特徴とする実施形態１乃至２７のいずれか一項に記載の方法。

２９．前記ＷＴＲＵは、前記ｍＢからビーコンまたは何らかの他のメッセージをタイムスタンプと共に受信したとき、クロックドリフトによるタイミング誤差を回避するために、タイミング応答で応答することを特徴とする実施形態１乃至２８のいずれか一項に記載の方法。

３０．複数の関連付けられたＷＴＲＵを有するｍＢについては、ＷＴＲＵのタイミング応答を収集するためのスケジュールは、ｍＢによって確立され、ビーコン送信に続かなければならないことを特徴とする実施形態１乃至２９のいずれか一項に記載の方法。

３１．前記ＷＴＲＵは、一体化されたジャイロスコープ、加速度計、コンパス、および配向検知デバイスのうちの１つを含むことを特徴とする実施形態１乃至３０のいずれか一項に記載の方法。

３２．そのような前記センサからの出力は、前記ｍＢにフィードバックされ、ビームトラッキングを容易にすることを特徴とする実施形態１乃至３１のいずれか一項に記載の方法。

３３．前記ＷＴＲＵは、以前のインスタンスからの読取り値の変化をレポートすることを特徴とする実施形態１乃至３２のいずれか一項に記載の方法。

３４．前記ＷＴＲＵは、内部コンパス信号に基づいて、地理的な配向をサービングｍＢにレポートすることを特徴とする実施形態１乃至３３のいずれか一項に記載の方法。

３５．前記センサによってシグナリングされる配向変化が、ビーム構成を適切に修正することによってサービングｍＢに向かってビーム配向を維持するために使用されることを特徴とする実施形態１乃至３４のいずれか一項に記載の方法。

３６．前記ＷＴＲＵによってフィードバックされるロケーションおよび配向情報は、前記ｍＢでのトラッキング性能を高めることを特徴とする実施形態１乃至３５のいずれか一項に記載の方法。

３７．前記ＷＴＲＵによってレポートされた位置情報を組み合わせることは、高い正確さでＷＴＲＵの位置を推定することを特徴とする実施形態１乃至３６のいずれか一項に記載の方法。

３８．前記情報は、前記ＷＴＲＵと通信するための適切なビームを選択するために使用されることを特徴とする実施形態１乃至３７のいずれか一項に記載の方法。

３９．前記ＷＴＲＵによってフィードバックされるロケーションおよび配向情報は、ハンドオーバ性能を高めることを特徴とする実施形態１乃至３８のいずれか一項に記載の方法。

４０．調整されたビームトラッキングは、複数のｍＢ間であることを特徴とする実施形態１乃至３９のいずれか一項に記載の方法。

４１．ＷＴＲＵと通信するために、または現在のリンクが中断したとき代替のビームを識別するために、ｍＢのグループが最適なビームを識別することを特徴とする実施形態１乃至４０のいずれか一項に記載の方法。

４２．サービングｍＢは前記ＷＴＲＵに、他のネットワーク内で発せられる信号に関して信号強度測定を実施するように要求することを特徴とする実施形態１乃至４１のいずれか一項に記載の方法。

４３．前記ＷＴＲＵがチャネルを切り替えた、または信号測定のためにビーム方向を受信したとき、測定ギャップが前記ｍＢによって構成されたことを特徴とする実施形態１乃至４２のいずれか一項に記載の方法。

４４．前記ＷＴＲＵは、他のｍＢから受信された信号について指向性信号強度測定をレポートすることを特徴とする実施形態１乃至４３のいずれか一項に記載の方法。

４５．前記ＷＴＲＵは、無指向性または疑似無指向性アンテナパターンで、隣接するｍＢのビーコン強度を測定することを特徴とする実施形態１乃至４４のいずれか一項に記載の方法。

４６．前記ＷＴＲＵは、隣接するｍＢに向けて送られるビームを使用してビーコン強度を測定することを特徴とする実施形態１乃至４５のいずれか一項に記載の方法。

４７．前記ＷＴＲＵのレポートは、信号測定に使用されたアンテナパターンを含むことを特徴とする実施形態１乃至４６のいずれか一項に記載の方法。

４８．前記ＷＴＲＵは、最も強いビーコン受信に対応する隣接ｍＢのビーム識別子をレポートすることを特徴とする実施形態１乃至４７のいずれか一項に記載の方法。

４９．前記ｍＢは、同じ帯域または異なる帯域内で、異なる周波数チャネルにおいて信号強度測定をするようにＷＴＲＵに要求することを特徴とする実施形態１乃至４８のいずれか一項に記載の方法。

５０．他のチャネルにおけるｍＢ識別子、およびそれらの座標などの、他の情報が提供されることを特徴とする実施形態１乃至４９のいずれか一項に記載の方法。

５１．前記ＷＴＲＵは、変更されたロケーションまたは配向情報を、その次のＳＰより早くおよびその次のＳＰの前にＣＢＡＰが使用可能でないとき、そのサービングｍＢに伝えることを特徴とする実施形態１乃至５０のいずれか一項に記載の方法。

５２．前記ＷＴＲＵは、ロケーションまたは配向情報を隣接ｍＢに送ることを特徴とする実施形態１乃至５１のいずれか一項に記載の方法。

５３．ノードは座標を交換し、イニシエータおよびレスポンダでの最適な送信セクタおよび受信セクタの発見に導くことを特徴とする実施形態１乃至５２のいずれか一項に記載の方法。

５４．イニシエータは、正確な座標を、送信されるフレーム内に含むことを特徴とする実施形態１乃至５３のいずれか一項に記載の方法。

５５．第２のセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）フェーズは、イニシエータによって送信されるロケーション情報を使用することを特徴とする実施形態１乃至５４のいずれか一項に記載の方法。

５６．前記セクタスイープまたはビーコンフレームのうちの１つを復号するレスポンダは、前記イニシエータの座標を学習し、セクタスイープフレーム送信に使用するための最適なセクタを決定することを特徴とする実施形態１乃至５５のいずれか一項に記載の方法。

５７．前記イニシエータは、前記レスポンダの座標を学習し、前記イニシエータおよび前記レスポンダの座標に基づいて識別された送信セクタの小さいセットを通じてセクタスイープフレームを送信するために送信モードに切り替えることを特徴とする実施形態１乃至５６のいずれか一項に記載の方法。

５８．前記イニシエータは、いくつかのセクタを通じてセクタスイープフレームを送信し、一方、前記レスポンダは、識別された受信セクタを通じて受信することを特徴とする実施形態１乃至５７のいずれか一項に記載の方法。

５９．ビームタグ付けがジオロケーション精度を改善することを特徴とする実施形態１乃至５８のいずれか一項に記載の方法。

６０．異なるビームに関連付けられたＷＴＲＵの座標が収集され、それによりｍＢは、各ビームに関連付けられた座標を推定し、各ビームは地上座標でタグ付けされることを特徴とする実施形態１乃至５９のいずれか一項に記載の方法。

６１．ビームに関連付けられた座標は、ロケーション推定を改善するために、そのビームを使用して前記ＷＴＲＵに送信されることを特徴とする実施形態１乃至６０のいずれか一項に記載の方法。

６２．２次ローカライゼーション能力のない前記ＷＴＲＵにロケーション情報が供給されることを特徴とする実施形態１乃至６１のいずれか一項に記載の方法。

６３．ＷＴＲＵのグループは、互いに対して一定の空間的関係を維持することを特徴とする実施形態１乃至６２のいずれか一項に記載の方法。

６４．前記ＷＴＲＵは、グループメンバシップについて通知を受けることを特徴とする実施形態１乃至６３のいずれか一項に記載の方法。

６５．ビームトラッキングは、帯域内シグナリングを介して行われることを特徴とする実施形態１乃至６４のいずれか一項に記載の方法。

６６．前記ＷＴＲＵは、周期的に、トリガに基づいてまたはｍＢの要求に応答して、ロケーション情報をサービングｍＢにレポートすることを特徴とする実施形態１乃至６５のいずれか一項に記載の方法。

６７．前記ＷＴＲＵは、周期的に、トリガに基づいてまたはｍＢの要求に応答して、ロケーション情報をサービングｍＢにレポートすることを特徴とする実施形態１乃至６６のいずれか一項に記載の方法。

６８．前記ＷＴＲＵロケーション情報は、関連付けられたビームを更新するためにｍＢによって使用されることを特徴とする実施形態１乃至６７のいずれか一項に記載の方法。

６９．前記ＷＴＲＵのロケーション情報は、前記ｍＢにエンドＷＴＲＵのためのリレーとして登録されるリレーＷＴＲＵ（ＲＷＴＲＵ）に送られることを特徴とする実施形態１乃至６８のいずれか一項に記載の方法。

７０．テスト信号が、異なる送信ビームを使用して送られ、前記ＷＴＲＵに前記テスト信号に関する信号強度測定をレポートするように要求することを特徴とする実施形態１乃至６９のいずれか一項に記載の方法。

７１．最良のビームについて前記ＷＴＲＵからフィードバックを受信したとき、前記ｍＢは、最適なビーム識別子を、前記特定のＷＴＲＵに関連付けられたアクティブのＲＷＴＲＵに転送することを特徴とする実施形態１乃至７０のいずれか一項に記載の方法。

７２．前記ＲＷＴＲＵは、前記エンドＷＴＲＵの相対位置を推定し、リレーリンクに関連付けられたビームを調整することを特徴とする実施形態１乃至７１のいずれか一項に記載の方法。

７３．ビームトラッキングは、ＯＢａｎｄシグナリングを介して行われることを特徴とする実施形態１乃至７２のいずれか一項に記載の方法。

７４．前記ＷＴＲＵは、ＯＢａｎｄシグナリングを介してロケーション情報を前記サービングｍＢにレポートすることを特徴とする実施形態１乃至７３のいずれか一項に記載の方法。

７５．ＷＴＲＵのＯＢａｎｄ送信範囲内の前記ＲＷＴＲＵもまた前記ロケーション情報を取得し、関連付けられたビームを前記ＷＴＲＵに対して指すように調整することを特徴とする実施形態１乃至７４のいずれか一項に記載の方法。

７６．ＲＷＴＲＵは、ＯＢａｎｄシグナリングを使用してサービングｍＢに、および前記エンドＷＴＲＵに、ロケーション情報をレポートすることを特徴とする実施形態１乃至７５のいずれか一項に記載の方法。

７７．受信されたＲＷＴＲＵのロケーション情報に基づいて、前記ＷＴＲＵは、特定のＲＷＴＲＵに関連付けられたビームを修正することを特徴とする実施形態１乃至７６のいずれか一項に記載の方法。

７８．前記ｍＢは、異なる送信ビームを使用してテスト信号を送り、前記ＷＴＲＵにＯＢａｎｄシグナリングを介して前記テスト信号に対する信号強度測定をレポートするように要求することを特徴とする実施形態１乃至７７のいずれか一項に記載の方法。

７９．より少ないトラフィック、または非周期的／バーストトラフィックでのＷＴＲＵについて、連続するパケット送信と受信との間に長い期間があることを特徴とする実施形態１乃至７８のいずれか一項に記載の方法。

８０．ビームトラッキングパケットが、ＷＴＲＵとｍＢとの間で交換される規則的なデータパケットに添付されることを特徴とする実施形態１乃至７９のいずれか一項に記載の方法。

８１．ＯＢａｎｄシグナリングは、非アクティブのＷＴＲＵのためのビームトラッキングに使用されることを特徴とする実施形態１乃至８０のいずれか一項に記載の方法。

８２．前記ＷＴＲＵまたはｍＢは、データパケットがそのバッファ内で到着したとき、他方のノードに宛てて、ＯＢａｎｄでシグナリングすることを特徴とする実施形態１乃至８１のいずれか一項に記載の方法。

８３．規則的なパケット交換が試みられる前に、最後の送信以来のビームミスアライメントを補正するために、ロケーション情報またはビームトラッキングパケットが最初に交換されることを特徴とする実施形態１乃至８２のいずれか一項に記載の方法。

８４．ＲＷＴＲＵは、ビームを前記ＷＴＲＵに対して指すように更新することを特徴とする実施形態１乃至８３のいずれか一項に記載の方法。

８５．各ノード（ｍＢ／ＷＴＲＵ）は、互いに関連する変動するビーム幅のビームのマッピングを維持することを特徴とする実施形態１乃至８４のいずれか一項に記載の方法。

８６．ノードは、狭ビームとより広いビームのセットがすべて同じ方向を指すこと、および、前記セットに属する前記狭ビームの１つを使用している間に接触が失われた場合に、より広いビームが使用されることを知っていることを特徴とする実施形態１乃至８５のいずれか一項に記載の方法。

８７．前記ノード（ｍＢ／ＵＥ）は、ビームトラッキングオーバーヘッドを低減するために、前記より広いビームに切り替えると判断することを特徴とする実施形態１乃至８６のいずれか一項に記載の方法。

８８．同期失敗を検出したとき、受信機は、同じ方向で指す、より広いビームに切り替えて、パケット送信の終わりを検出することを特徴とする実施形態１乃至８７のいずれか一項に記載の方法。

８９．パケット送信の終わりに続いて、ＳＩＦＳ持続時間後、再送信要求が前記ＷＴＲＵで受信されることを特徴とする実施形態１乃至８８のいずれか一項に記載の方法。

９０．再送信要求は、変更された受信アンテナ構成または新しいアンテナ構成による新しい変調符号化方式（ＭＣＳ）のための要求を含むことを特徴とする実施形態１乃至８９のいずれか一項に記載の方法。

９１．前記ＷＴＲＵは、前記ｍＢによって要求されたＭＣＳレベルを使用して、または前記ｍＢによってレポートされた新しい受信アンテナ構成に基づいて適切なＭＣＳを選択することによって、パケット再送信を試みることを特徴とする実施形態１乃至９０のいずれか一項に記載の方法。

９２．前記ＲＵＥによって供給されるロケーション情報は、リレーリンクのために適切なビームを維持するために、前記ｍＢによって前記エンドＷＴＲＵに転送されることを特徴とする実施形態１乃至９１のいずれか一項に記載の方法。

９３．実施形態１乃至９２のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されたことを特徴とする無線送信／受信ユニット。

９４．実施形態１乃至９２のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されたことを特徴とするノードＢ。

９５．実施形態１乃至９２のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されたことを特徴とする無線ネットワークコントローラ。

９６．ミリメートル波ビームトラッキングのための方法であって、
ビーム予測技法を使用し、ミリメートル波基地局（ｍＢ）に対する無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のロケーションを予測するステップと、
ＷＴＲＵロケーション予測に基づいて前記ＷＴＲＵと前記ｍＢとの間でビーム方向を変更するステップと
を備えたことを特徴とする方法。

９７．無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）におけるミリメートル波（ｍｍＷ）ビームトラッキングのための方法であって、
基地局から測定スケジュールを受信するステップと、
前記測定スケジュールに基づいて測定を実施するステップと、
測定を前記基地局に送信するステップとを含み、
前記測定スケジュールは、ビーム方向、および関連付けられたアンテナ構成を含むことを特徴とする方法。

９８．アクセスポイント（ＡＰ）における初期ビームトレーニング最適化のための方法であって、
複数の方向でセクタスイープビーコンを送信するステップであって、前記セクタスイープビーコンは、セクタ化されたアンテナパターンを含む、ステップと、
ステーションから、前記セクタ化されたアンテナパターンに基づくセクタスイープフレームのセットを受信するステップとを含み、
前記セクタスイープビーコンは、前記ＡＰのロケーション情報を含み、
セクタスイープフレームの前記セットは、前記ステーションのロケーション情報を含むことを特徴とする方法。

９９．基地局におけるミリメートル波（ｍｍＷ）ビームトラッキングのための方法であって、
ロケーション情報を無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）から直接リンクにおいて受信するステップと、
前記ＷＴＲＵの前記ロケーション情報でリレーノードを更新するステップと、
前記直接リンクが中断したとき、前記リレーノードから、前記ＷＴＲＵのためのロケーション情報を受信するステップと、
リレーノードから受信されたＷＴＲＵロケーション情報に基づいて直接リンクに関連付けられたビームを更新するステップと
を備えたことを特徴とする方法。

１００．リレーノードにおけるミリメートル波（ｍｍＷ）ビームトラッキングのための方法であって、
無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）ロケーション情報を基地局から受信するステップと、
前記ＷＴＲＵに関連付けられた前記リレーノードにてビーム構成を暗黙に更新するステップと
を含むことを特徴とする方法。

１０１．ミリメートル波（ｍｍＷ）無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）における初期ビームトレーニング最適化のための方法であって、
セクタスイープビーコンを受信するステップであって、前記セクタスイープビーコンは、セクタ化されたアンテナパターンを含む、ステップと、
ステーションから、前記セクタ化されたアンテナパターンに基づくセクタスイープフレームの変更されたセットを送信するステップとを含み、
前記セクタスイープビーコンは、アクセスポイントのロケーション情報を含み、
セクタスイープフレームの前記セットは、前記ステーションのロケーション情報を含むことを特徴とする方法。

上記では特徴および要素が特定の組合せで述べられているが、当業者なら、各特徴または要素を、単独で、または他の特徴および要素との任意の組合せで使用することができることが理解される。さらに、本明細書に記載の方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行するためのコンピュータ可読媒体内に含まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実施されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体の例は、（有線接続または無線接続の上で送信される）電子信号、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、それだけには限らないが、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクや取外し式ディスクなど磁気媒体、光磁気媒体、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）など光媒体を含む。ソフトウェアに関連付けられたプロセッサを使用し、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータ内で使用するための無線周波数トランシーバを実装してもよい。

Claims (20)

1. １次ビームから通信リンクのハンドオーバをするために基地局（ＢＳ）において使用するための方法であって、
   無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）と通信リンクを確立するステップであって、前記通信リンクは１次ビームを使用する、該ステップと、
   前記ＷＴＲＵによって受信された少なくとも１つの信号に関して少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように、要求を前記ＷＴＲＵに送信するステップと、
   少なくとも１つの実施された指向性信号強度測定を前記ＷＴＲＵから受信するステップと、
   前記ＷＴＲＵからの前記少なくとも１つの受信された指向性信号強度測定に基づいて指向性無線環境マップ（ＤＲＥＭ）を生成するステップと、
   前記１次ビームが中断したことを条件として前記１次ビームから２次ビームに通信リンクのハンドオーバを実施するステップであって、前記２次ビームは前記ＤＲＥＭに基づいて選択される、該ステップと
   を備えたことを特徴とする方法。
2. 前記指向性信号強度測定は、ブロードキャストされるビーコンメッセージに関して実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ＷＴＲＵから配向データを受信するステップであって、前記配向データは、少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように前記ＷＴＲＵへの前記送信された要求に応答して受信される、該ステップと、
   前記受信された配向データを前記ＤＲＥＭ内で記憶するステップと
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ＷＴＲＵによって使用されたビームに関する履歴データを受信するステップであって、前記履歴データは、少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように前記ＷＴＲＵへの前記送信された要求に応答して受信される、該ステップと、
   前記受信された履歴データを前記ＤＲＥＭ内で記憶するステップと
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 隣接ＢＳのアクセスを提供するために前記ＤＲＥＭを当該隣接ＢＳにフィードバックするステップであって、前記ＤＲＥＭは、少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように前記ＷＴＲＵへの前記送信された要求に応答してフィードバックされる、該ステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記指向性信号強度測定はセル間で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 記憶するために前記ＤＲＥＭを中央ネットワークエンティティに送信するステップをさらに備え、前記ＤＲＥＭは隣接ＢＳによってアクセスされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記指向性信号強度測定はリレーＷＴＲＵによって実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記ＢＳのロケーション情報を前記ＷＴＲＵに送信するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記実施された指向性信号強度測定を時間およびＧＰＳ座標に基づいてフィルタリングするステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. １次ビームから通信リンクのハンドオーバをするように構成された基地局（ＢＳ）であって、
    無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）と通信リンクを確立するように構成された送信機であって、前記通信リンクは１次ビームを使用し、
    前記ＷＴＲＵによって受信された少なくとも１つの信号に関して少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように、要求を前記ＷＴＲＵに送信するように構成された送信機と、
    少なくとも１つの実施された指向性信号強度測定を前記ＷＴＲＵから受信するように構成された受信機と、
    前記ＷＴＲＵからの前記少なくとも１つの受信された指向性信号強度測定に基づいて、指向性無線環境マップ（ＤＲＥＭ）を生成するように構成されたプロセッサと
    を備え、
    前記プロセッサは、前記１次ビームが中断したことを条件として前記１次ビームから２次ビームに通信リンクのハンドオーバを実施するように構成され、前記２次ビームは前記ＤＲＥＭに基づいて選択されることを特徴とするＢＳ。
12. 前記ＷＴＲＵから配向データを受信するように構成された受信機であって、前記配向データは、少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように前記ＷＴＲＵへの前記送信された要求に応答して受信される、該受信機と、
    前記受信された配向データを前記ＤＲＥＭ内で記憶するように構成されたデータベースと
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
13. 前記ＷＴＲＵによって使用されたビームに関する履歴データを受信するように構成された受信機であって、前記履歴データは、少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように前記ＷＴＲＵへの前記送信された要求に応答して受信される該受信機と、
    前記受信された履歴データを前記ＤＲＥＭ内で記憶するように構成されたデータベースと
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
14. 隣接ＢＳのアクセスを提供するために前記ＤＲＥＭを前記隣接ＢＳに送信するように構成された前記送信機であって、前記ＤＲＥＭは少なくとも１つの指向性信号強度測定を実施するように前記ＷＴＲＵへの前記送信された要求に応答してフィードバックされる、前記送信機をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
15. 前記指向性信号強度測定は、セル間で実施されることを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
16. 記憶するために前記ＤＲＥＭを中央ネットワークエンティティに送信するように構成された前記送信機をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
17. 前記指向性信号強度測定は、リレーＷＴＲＵによって実施されることを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
18. 前記ＢＳのロケーション情報を前記ＷＴＲＵに送信することをさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
19. 前記実施された指向性信号強度測定を時間およびＧＰＳ座標に基づいてフィルタリングすることをさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載のＢＳ。
20. ビームトラッキングのために構成された無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
    １または複数の信号を基地局（ＢＳ）から受信するように構成された受信機であって、
    各受信された信号の強度に関して指向性信号強度測定を実施するように、前記ＢＳから要求を受信するように構成された受信機と、
    前記要求された指向性信号強度測定を実施するように構成されたプロセッサと、
    前記実施された指向性信号強度測定を送信するように構成された送信機と、
    新しい送信および受信ビーム対に切り替えるように、要求を受信するように構成された受信機と
    を備え、
    前記プロセッサは、前記新しい送信および受信ビーム対に切り替えるように構成されたことを特徴とするＷＴＲＵ。