(57)【要約】      （修正有）【課題】無線ユーザネットワークにおける周波数シフトリピータ(ＦＳＲ)の中心周波数の設定方法を提供する。【解決手段】無線ネットワークが基地局(ＢＳ)と移動局(ＭＳ)のセットとリピータのセットとを含む。ＢＳとリピータとの間のチャネル及びリピータとＭＳとの間のチャネルはダウンリンク(ＤＬ)及びアップリンク(ＵＬ)を含む。ＢＳは、ＢＳとＭＳとの間のチャネルの第１の中心周波数Ｆ２と、リピータとＭＳとの間のチャネルの第２の中心周波数Ｆ１を指定する。第１の中心周波数Ｆ２及び第２の中心周波数Ｆ１は、チャネル記述子メッセージ内でリピータ及びＭＳに送信される。【選択図】図２
2010141871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局(ＢＳ)と移動局(ＭＳ)のセットとリピータのセットとを含む無線ネットワークにおける通信方法であって、前記ＢＳと前記リピータとの間のチャネル及び該リピータと前記ＭＳとの間のチャネルはダウンリンク(ＤＬ)及びアップリンク(ＵＬ)を含み、該方法は、
前記ダウンリンクにおける前記ＢＳと前記ＭＳとの間の前記チャネルの第１の中心周波数を指定すること、
前記ダウンリンクにおける前記リピータと前記ＭＳとの間の前記チャネルの第２の中心周波数を指定すること、並びに
前記第１の中心周波数及び前記第２の中心周波数を、チャネル記述子メッセージ内で前記リピータ及び前記ＭＳに送信すること、
を含む、方法。
【請求項２】
前記ネットワークは時分割複信(ＴＤＤ)モードにおいて動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第３の中心周波数及び第４の中心周波数が、前記チャネルにおける前記アップリンクの場合に周波数オフセットｘを含み、前記ネットワークは周波数分割複信(ＦＤＤ)モードで動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記リピータは、該リピータのドナーアンテナをサービスアンテナから分離するデジタルバンドパスフィルタを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
周波数オフセットが、前記チャネルの前記アップリンク及び前記ダウンリンクに対して指定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記チャネル記述子メッセージは、ダウンリンクチャネル記述子メッセージ及びアップリンクチャネル記述子メッセージを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＭＳにおいて、該ＭＳが前記ＢＳと直接通信しているか又は前記リピータを介して間接的に通信しているかを、該ＭＳが前記チャネル記述子メッセージにおいて受信する前記第１の中心周波数及び前記第２の中心周波数に基づいて判断することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記周波数オフセットｘはｋＨｚ単位で指定される、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記ネットワークは、ＩＥＥＥ８０１．１６標準規格に従って動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ネットワークは、ＷｉＭＡＸ標準規格に従って動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の中心周波数及び前記第２の中心周波数は前記ＢＳにおいて指定される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、包括的には無線マルチユーザネットワークに関し、より詳細には無線ユーザネットワークにおける周波数シフトリピータ(ＦＳＲ)に関する。
【背景技術】
【０００２】
リピータは多くの場合、追加の基地局(ＢＳ)を設置するコストの数分の１のコストで移動局(ＭＳ)のためのカバレッジを拡大するのに使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格、及び、８０２．１６に基づくマイクロ波アクセスの世界的相互運用性(ＷｉＭａｘ)標準規格はマイクロ波周波数帯域、たとえば２．５ＧＨｚ及び３．５ＧＨｚを使用するが、より低い周波数帯域において動作する従来のセルラ技術ほど良好には普及しない。これは、屋外無線ネットワークに接続している屋内無線ネットワークにとって問題である。したがって、ＩＥＥＥ８０２．１６ネットワークの範囲を、住宅用途及び企業用途のために拡大する必要がある。
【０００４】
この実施の形態は、現在のＩＥＥＥ８０２．１６標準規格に対する変更を提供し、リピータ動作をサポートする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、無線ネットワークにおいて周波数シフトリピータをサポートするためのシグナリングを指定する。具体的には、無線ネットワークが、基地局(ＢＳ)と、移動局(ＭＳ)のセットと、リピータのセットとを含む。ＢＳとリピータとの間のチャネル及びリピータとＭＳとの間のチャネルはダウンリンク(ＤＬ)及びアップリンク(ＵＬ)を含む。ＢＳは、ＢＳとＭＳとの間のチャネルの第１の中心周波数Ｆ２と、リピータとＭＳとの間のチャネルの第２の中心周波数Ｆ１を指定する。第１の中心周波数Ｆ２及び第２の中心周波数Ｆ１は、チャネル記述子メッセージ内でリピータ及びＭＳに送信される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】この発明の実施の形態による、帯域内リピータを備える無線ネットワークの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態による、ＴＤＤモードにおいて動作するＩＥＥＥ８０２．１６周波数シフトリピータ(ＦＳＲ)を備える無線ネットワークの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態による、ＦＤＤモードにおいて動作するＩＥＥＥ８０２．１６周波数シフトリピータを備える無線ネットワークの構成図である。
【図４】分離問題を有するＩＥＥＥ８０２．１６帯域内リピータを備える構成図である。
【図５】この発明の実施の形態による、デジタルフィルタを備えるＩＥＥＥ８０２．１６周波数シフトリピータを備える構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
定義
以下の用語を定義し、それに従ってこの明細書において使用する。
【０００８】
基地局(ＢＳ)
加入者機器とネットワークインフラストラクチャ又はネットワークバックボーンとの間の無線通信を提供する機器。
【０００９】
加入者局(ＳＳ)
加入者機器と基地局(ＢＳ)との間の通信を提供するように設定される一般機器。
【００１０】
移動局(ＭＳ)
移動中又は不特定のロケーションにいる間に使用されるように意図される無線送受信機。別途明記されない限り、ＭＳは常に加入者局(ＳＳ)である。
【００１１】
ＩＥＥＥ８０２．１６リピータ
リピータは、ブロードバンドＩＥＥＥ８０２．１６無線ネットワークの屋外範囲及び屋内範囲を拡大する。リピータは、帯域内リピータ及び周波数シフトリピータ(ＦＳＲ)を含む。周波数シフトリピータは、周波数移行(translation)リピータ、周波数変換(conversion)リピータ、又は周波数切り替え(switching)リピータと呼ぶこともできる。
【００１２】
帯域内リピータ
図１は、この発明の実施の形態によるＢＳ１０１、ＭＳ１０２、及び帯域内リピータ１１０を示している。帯域内リピータは、同じ周波数帯域Ｆ２を使用してＢＳ及びＭＳと通信する。この周波数帯域は中心周波数によって示される。下記を参照されたい。
【００１３】
ＦＳＲリピータ
図２は、時分割複信(ＴＤＤ)モードにおいて動作する周波数シフトリピータ(ＦＳＲ)２１０を有する同じネットワークを示している。このネットワークでは、ダウンリンク(ＤＬ)及びアップリンク(ＵＬ)の双方において、ＢＳ及びＦＳＲは帯域Ｆ２を使用して通信し、ＦＳＲ及びＭＳは帯域Ｆ１を使用する。
【００１４】
周波数シフトを有するＦＳＲリピータ
図３は、周波数分割複信(ＦＤＤ)モードにおいて動作するＦＳＲ３１０を有するネットワークを示している。より具体的には、ＢＳからＦＳＲ３１０へのＤＬは周波数帯域Ｆ２を使用し、ＦＳＲからＢＳへのアップリンク(ＵＬ)は周波数帯域Ｆ２＋ｘを使用する。ＦＳＲ３１０からのＤＬは周波数Ｆ１を使用し、ＭＳからＦＳＲへのアップリンクは周波数Ｆ１＋ｘを使用する。値ｘはｋＨｚ単位の周波数オフセットを示す。
【００１５】
アンテナ分離
図４に示されているように、リピータ１１０はコンパクトフォームファクタを有する。したがって、「ドナー」アンテナ１１１と「サービス」(パッチ)アンテナ１１２との間のアンテナ分離を得るのは困難である。これはフィードバック４１０を引き起こす。したがって、従来の帯域内リピータはキャンセラを使用して十分なアンテナ分離を達成する。キャンセラはコストを増加させる。
【００１６】
図５に示されているように、ＦＳＲ５１０はデジタルバンドパスフィルタ５２０を使用して、ドナーアンテナ１１１とサービスアンテナ１１２との間の分離問題に効率的に対処する。
【００１７】
バンドパスフィルタは無線周波数(ＲＦ)モジュール内に含まれるため、これは、キャンセラを有する従来の帯域内リピータよりもコスト効率が良い解決策である。
【００１８】
方式Ｉ
現在のＩＥＥＥ８０２．１６標準規格では、ダウンリンク及びアップリンクにおいて使用される周波数帯域をＭＳに知らせるために、ダウンリンクチャネル記述子(ＤＣＤ)メッセージ及びアップリンクチャネル記述子(ＵＣＤ)メッセージが使用される。ＤＣＤメッセージ及びＵＣＤメッセージの形式をそれぞれ、表１及び表２に示す。周波数帯域は、ＢＳからＭＳへのチャネル全体に対して指定されることに留意されたい。
【００１９】
表は、従来の型、長さ、値(ＴＬＶ)形式を使用している。型は数字コードである。数字コードは、メッセージの当該部分が表すフィールドの種類を示す。長さは値フィールドのサイズである(典型的にはバイト単位)。値はメッセージの当該部分に関するデータである。
【００２０】
【表１】
2010141871.tif 000003
【００２１】
【表２】
2010141871.tif 000004
【００２２】
ＤＣＤメッセージ内に存在し得る複数の型−長さ−値(ＴＬＶ)のうちの１つは、表３に示すように帯域の中心周波数である。
【００２３】
【表３】
2010141871.tif 000005
【００２４】
ＵＣＤメッセージ内に現れ得る複数のＴＬＶのうちの１つは、表４に示すように中心周波数である。
【００２５】
【表４】
2010141871.tif 000006
【００２６】
ＴＤＤネットワークの場合、ＤＣＤメッセージ及びＵＣＤメッセージ内の周波数帯域ＴＬＶは同じ値を含む。これは、アップリンク及びダウンリンクの場合に同じ周波数帯域が使用されるためである。たとえば、ＢＳとＦＳＲとの間の無線リンクにおいて、アップリンク及びダウンリンクの双方の場合に同じ周波数帯域Ｆ２が使用される。
【００２７】
しかしながらＦＳＲが使用される場合、ＭＳがＦＳＲを介してＢＳと通信するか否かに応じて、ＢＳと通信する異なる複数のＭＳが異なる周波数を使用することができる。さらに、ＢＳは、どの関連付けられているＭＳがＦＳＲを使用しているか、及びどのＭＳが使用していないかを知らない。これは、ＦＳＲがＢＳに対してトランスペアレントであるためである。すなわち、ＢＳはＭＳによって使用される周波数帯域を知らない。
【００２８】
ダウンリンクの場合、以下の２つの選択肢がＢＳにおいて利用可能である。
【００２９】
１)ＢＳは、ＤＣＤメッセージ内に中心周波数ＴＬＶを含ませない。各ＭＳは独立して、自身が使用する周波数帯域を決定する。
【００３０】
２)ＢＳは、ＤＣＤメッセージ内に中心周波数ＴＬＶを含ませる。ＭＳは、自身が使用している周波数帯域がＤＣＤメッセージ内の周波数ＴＬＶにおいて指定されている周波数と異なることを検出する場合、自身がＦＳＲから受信していることを知る。この場合、ＤＣＤメッセージの周波数ＴＬＶ内の周波数値は、ダウンリンクにおいてＢＳによって使用される周波数帯域の中心周波数である。これを表５に示す。
【００３１】
【表５】
2010141871.tif 000007
【００３２】
アップリンクの場合、以下の２つの選択肢がＢＳにおいて利用可能である。
【００３３】
１)ＢＳは、ＵＣＤメッセージ内に中心周波数ＴＬＶを一切含ませない。各ＭＳは、ＢＳがダウンリンクにおいて使用する中心周波数に基づいてアップリンクにおいて使用する周波数帯域を決定する。ＴＤＤの場合、これらの２つの周波数帯域は同じである。
【００３４】
２)ＢＳは、ＵＣＤメッセージ内に中心周波数ＴＬＶを含ませる。各ＭＳは、自身が使用するアップリンク中心周波数を決定するためにＵＣＤメッセージ内の周波数ＴＬＶ内の中心周波数値を使用しない。代わりに、ＭＳは、ダウンリンク及びアップリンクにおいて同じ中心周波数を使用する。この場合、ＵＣＤメッセージの周波数ＴＬＶ内の周波数値はＢＳの中心周波数である。これを表６に示す。
【００３５】
【表６】
2010141871.tif 000008
【００３６】
ＦＤＤネットワークの場合、ＤＣＤメッセージ及びＵＣＤメッセージ内の周波数ＴＬＶは異なる値を含む。これは、異なる周波数帯域がアップリンク及びダウンリンクに使用されるためである。
【００３７】
ＦＤＤモードでは、ＢＳは同様に、アップリンクにおいてＭＳによって使用される周波数を知らない。これは、ＦＳＲがＢＳに対してトランスペアレントであるためである。
【００３８】
ダウンリンクの場合、以下の２つの選択肢がＢＳにおいて利用可能である。
【００３９】
１)ＢＳは、ＤＣＤメッセージ内に周波数ＴＬＶを一切含ませない。各ＭＳは独立して、使用する周波数帯域を決定する。
【００４０】
２)ＢＳは、ＤＣＤメッセージ内に中心周波数ＴＬＶを含ませる。ＭＳは、当該周波数がＤＣＤメッセージ内の周波数ＴＬＶにおいて指定されている周波数と異なると判断する場合、自身がＦＳＲから受信していることを知る。この場合、ＤＣＤメッセージの周波数ＴＬＶ内の周波数値はＢＳの中心周波数である。これを表５に示す。このように知ることによって、ＭＳにおけるハンドオーバ及び負荷均衡動作を容易にすることができる。
【００４１】
この場合、ＢＳは、ＵＣＤメッセージ内に「周波数オフセット」ＴＬＶを含ませることができる。各ＭＳは、ＵＣＤメッセージ内の「周波数オフセット」ｘＴＬＶ内に含まれる周波数オフセット値(ｘ)を使用して、アップリンクにおいて使用する中心周波数を決定する。たとえば、ＭＳは、ダウンリンクにおける中心周波数としてＦ１を使用している場合、アップリンクにおける中心周波数として(Ｆ１＋ｘ)を使用する。これを表７に示す。
【００４２】
【表７】
2010141871.tif 000009
【００４３】
このＴＬＶの型値「ｙ」は決定されるべきものである(未定)。
【００４４】
方式ＩＩ
単純なＦＳＲを有するネットワークの場合、ＢＳからＦＳＲへのリンク及びＦＳＲからＭＳへのリンクの周波数帯域は通常、ネットワークのオペレータによって予め決定される。すなわち、周波数帯域は固定である。単純なＦＳＲのみが、以下で考察するこの固定手法に従う。
【００４５】
ＴＤＤネットワークにおいてＦＳＲをサポートするために、この発明の実施の形態は、ＦＳＲ中心周波数ＴＬＶと呼ばれる新たなＴＬＶを提供する。ＤＣＤメッセージ及びＵＣＤメッセージ内に含まれるＦＳＲ中心周波数ＴＬＶは、ダウンリンク及びアップリンクのそれぞれにおいてＭＳと通信するためにＦＳＲが使用する中心周波数を示す。
【００４６】
従来のＭＳは、ＦＳＲ中心周波数ＴＬＶを解釈することができず、したがってこのＴＬＶを無視する。
【００４７】
ダウンリンクにおいて、ＤＣＤメッセージは、ＢＳの周波数ＴＬＶ及びＦＳＲの周波数ＴＬＶの双方を含む。この新たな方式に準拠するＭＳは、これらの２つの異なるＴＬＶを区別することができる。このＭＳは、これらの２つのＴＬＶ内に含まれる値を使用して、自身がＢＳと直接通信しているか又はＦＳＲを介して通信しているかを判断することができる。
【００４８】
レガシーＭＳは、このＦＳＲ中心周波数ＴＬＶを理解することができず、したがってこのＴＬＶを無視する。ＭＳが、このＦＳＲ中心周波数ＴＬＶを理解し、且つ、ＦＳＲと同期するために自身が使用する物理的周波数がＦＳＲ中心周波数ＴＬＶによって示される周波数と一致することに気付く場合、該ＭＳは、自身が現在ＦＳＲと直接通信していることを知る。
【００４９】
ＦＳＲ中心周波数ＴＬＶの形式を表８に示す。
【００５０】
【表８】
2010141871.tif 000010
【００５１】
アップリンクでは、ＵＣＤメッセージは、ＢＳの周波数ＴＬＶ及びＦＳＲの周波数ＴＬＶの双方を含む。この方式に準拠するＭＳは、これらの２つの異なるＴＬＶを区別し、これらの２つのＴＬＶ内に含まれる値を使用して、自身がＢＳと直接通信しているか又はＦＳＲを介して通信しているかを判断することができる。ＦＳＲ中心周波数ＴＬＶの形式を表９に示す。
【００５２】
【表９】
2010141871.tif 000011
【００５３】
この発明を特定の好ましい実施の形態を参照して説明してきたが、様々な他の適合及び変更をこの発明の精神及び範囲内で行うことができることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲の目的は、この発明の真の精神及び範囲内に入るような全ての変形及び変更を包含することである。
【図１】
2010141871.tif 000012
【図２】
2010141871.tif 000013
【図３】
2010141871.tif 000014
【図４】
2010141871.tif 000015
【図５】
2010141871.tif 000016
【外国語明細書】
2010141871.tif 000017
2010141871.tif 000018
2010141871.tif 000019
2010141871.tif 000020
2010141871.tif 000021
2010141871.tif 000022
2010141871.tif 000023
2010141871.tif 000024
2010141871.tif 000025
2010141871.tif 000026
2010141871.tif 000027
2010141871.tif 000028
2010141871.tif 000029
2010141871.tif 000030
2010141871.tif 000031
2010141871.tif 000032
2010141871.tif 000033
2010141871.tif 000034
2010141871.tif 000035
2010141871.tif 000036