(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザ・データを転送するための第１データ接続を有する第１ワイヤレス・アクセス局と、ユーザ・データを転送するための第２データ接続を有する第２ワイヤレス・アクセス局とを備えている通信システムを提供する。【解決手段】第１ワイヤレス・アクセス局２Ａおよび第２ワイヤレス・アクセス局２Ｂは、互いに離れた位置に配置されている。第１ワイヤレス・アクセス局２Ａは、第１データ接続を通じて受信したユーザ・データを、ユーザ端末４にワイヤレスで送信する１つ以上のアンテナを備えている。第２ワイヤレス・アクセス局２Ｂは、第２データ接続を通じてユーザ・データを受信し、ユーザ端末４への送信のために、ユーザ・データを直接第１ワイヤレス・アクセス局２Ａに送信するように構成されている。更に、ユーザ端末４に宛てたユーザ・データの一部を制御して、第２データ接続を通じて流すように構成されているコントローラ３を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ・データを転送するための第１データ接続を有する第１ワイヤレス・アクセス局と、ユーザ・データを転送するための第２データ接続を有する第２ワイヤレス・アクセス局とを備えている通信システムであって、前記第１ワイヤレス・アクセス局および前記第２ワイヤレス・アクセス局は、互いに離れた位置に配置されており、
−前記第１ワイヤレス・アクセス局は、前記第１データ接続を通じて受信したユーザ・データを、ユーザ端末にワイヤレスで送信する１つ以上のアンテナを備えており、
−前記第２ワイヤレス・アクセス局は、前記第２データ接続を通じてユーザ・データを受信し、前記ユーザ端末への送信のために、前記ユーザ・データを直接前記第１ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されており、前記通信システムは、更に、
−前記ユーザ端末に宛てた前記ユーザ・データの少なくとも一部を、前記第２データ接続を通じて流すように制御する構成となっているコントローラを備えている、
通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記コントローラは、前記第１データ接続を通じて流れるように前記ユーザ・データの第１部分を制御し、前記第２接続を通じて流れるように前記ユーザ・データの第２部分を制御するように構成されており、前記第１ワイヤレス・アクセス局は、前記ユーザ端末への送信のために、ユーザ・データの前記第１部分および前記第２部分をマージするマージ部を備えている、通信システム。  
【請求項３】
請求項２記載の通信システムにおいて、前記コントローラは、少なくとも前記第１データ接続上においてデータ・トラフィックを監視し、前記ユーザ・データがデータ・トラフィック閾値を超過したことの検出に応答して、前記ユーザ・データの前記第２部分を誘導して前記第２データ接続を通じて流すように構成されている監視モジュールを備えている、通信システム。  
【請求項４】
請求項３記載の通信システムにおいて、前記監視モジュールは、更に、前記第２データ接続上においてデータ・トラフィックを監視するように構成されている、通信システム。
【請求項５】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１データ接続は第１データ転送容量を有し、前記第２データ接続は、前記第１データ転送容量を超過する第２データ転送容量を有し、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、前記ユーザ・データを前記第１ワイヤレス・アクセス局に単一方向に送信するように構成されている、通信システム。
【請求項６】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、例えば、ポイント・ツー・ポイントの無線リンクを用いた、前記ユーザ・データの前記第１ワイヤレス・アクセス局へのワイヤレス通信に合わせて構成されている、通信システム。
【請求項７】
請求項６記載の通信システムにおいて、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、更に別のユーザ・データの更に別のユーザ端末とのワイヤレス転送のために１つ以上のアンテナを備えており、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、更に、前記１つ以上のアンテナの少なくとも１つを介した前記ユーザ・データの前記第１ワイヤレス・アクセス局へのワイヤレス送信に合わせて構成されている、通信システム。
【請求項８】
請求項６または７記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局は、前記第２ワイヤレス・アクセス局に宛てた指向性受信パターンを有するように構成されている少なくとも１つの受信アンテナを備えている、通信システム。
【請求項９】
前出の請求項６から８までの１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局および第２ワイヤレス・アクセス局は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）アクセス局であり、前記第１ワイヤレス・アクセス局は、周波数帯域における第１サブセットのサブキャリアを用いて、前記ユーザ・データを前記ユーザ端末に送信するように構成されており、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、前記周波数帯域の、前記第１サブセットとは異なる、第２サブセットのサブキャリアを用いて、前記ユーザ・データを前記第１ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されている、通信システム。
【請求項１０】
請求項９記載の通信システムにおいて、前記第２サブセットのサブキャリアの数を動的に変化させるように構成されている、通信システム。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の通信システムであって、更に、第３データ接続を有する第３ＯＦＤＭアクセス局を備えており、該第３ＯＦＤＭアクセス局は、前記周波数帯域の、前記第１サブセットおよび第２サブセットとは異なる、第３サブセットのサブキャリアを用いて前記ユーザ・データを前記第１ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されている、通信システム。
【請求項１２】
請求項６から１１までの１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局は、前記ユーザ・データを前記ユーザ端末に第１周波数帯域において送信するように構成されており、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、前記ユーザ・データを前記第１ワイヤレス・アクセス局に、前記第１周波数帯域とは異なる第２周波数帯域を用いて送信するように構成されている、通信システム。
【請求項１３】
請求項６から１２までの１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局は、一連の第１時間間隔中に前記ユーザ・データを前記ユーザ端末に送信するように構成されており、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、一連の第２時間間隔中に前記ユーザ・データを前記第１ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されており、前記第１時間間隔および前記第２時間間隔が、前記第２時間間隔と交互する、通信システム。
【請求項１４】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局および前記第２ワイヤレス・アクセス局は、ＵＭＴＳ通信システムのＮｏｄｅ−Ｂ局であり、前記コントローラは、前記ＵＭＴＳ通信システムのリモート・ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）であり、前記リモート・ネットワーク・コントローラおよびＮｏｄｅ−Ｂ局の通信は、前記ユーザ・データを、それぞれ、前記第１データ接続および前記第２データ接続を通じて転送するように構成されている、通信システム。
【請求項１５】
請求項１から１３までの１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局および前記第２ワイヤレス・アクセス局の少なくとも１つは、前記コントローラを備えている、通信システム。
【請求項１６】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記コントローラは、前記第１ワイヤレス・アクセス局および前記第２ワイヤレス・アクセス局が利用可能な無線容量に関するステータス情報を受信するように構成されている、通信システム。
【請求項１７】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１データ接続の少なくとも一部は、銅線ワイヤ接続を備えている、通信システム。
【請求項１８】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局は、更に、前記ユーザ端末からユーザ・データを受信するように構成されており、前記第１データ接続および前記第２データ接続は、前記ユーザ端末から受信した前記ユーザ・データを送信するように構成されており、前記第１ワイヤレス・アクセス局は、更に、前記ユーザ・データを前記第２ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されており、前記システムは、更に、前記ユーザ端末からの前記ユーザ・データの少なくとも一部を制御して、前記第２データ接続を通じて流すように構成されるコントローラを備える、通信システム。
【請求項１９】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第２ワイヤレス・アクセス局は、更に、別の情報、例えば、ハンドオーバー情報を前記第１ワイヤレス・アクセス局に直接送信するように構成されている、通信システム。
【請求項２０】
前出の請求項の１つ以上に記載の通信システムにおいて、前記第１ワイヤレス・アクセス局および第２ワイヤレス・アクセス局は、５キロメートル未満の距離を有する、通信システム。
【請求項２１】
ユーザ・データをユーザ端末にワイヤレスに送信するための１つ以上のアンテナと、別のワイヤレス・アクセス局から直接前記ユーザ・データの少なくとも一部を受信するように構成されている受信モジュールとを備えている、ワイヤレス・アクセス局。
【請求項２２】
請求項２１記載のワイヤレス・アクセス局において、当該ワイヤレス・アクセス局は、前記ユーザ・データの別の部分をデータ接続を通じて受信するように構成されており、前記別のワイヤレス・アクセス局から受信した前記ユーザ・データの一部と、前記データ接続を通じて受信した前記ユーザ・データの前記別の一部とをマージするマージ部を備えている、ワイヤレス・アクセス局。
【請求項２３】
ユーザ・データおよび別のユーザ・データをデータ接続を通じて受信するように構成されており、前記別のユーザ・データを別のワイヤレス・アクセス局に直接送信するように構成されている送信機と、前記ユーザ・データをユーザ端末にワイヤレスで送信するための１つ以上のアンテナとを備えている、ワイヤレス・アクセス局。
【請求項２４】
ユーザ・データを転送するための第１データ接続を有する第１ワイヤレス・アクセス局と、ユーザ・データを転送するための第２データ接続を有する第２ワイヤレス・アクセス局とを備えている通信システムにおいて用いるコントローラであって、前記第１ワイヤレス・アクセス局および前記第２ワイヤレス・アクセス局は、互いに離れた位置に配置されており、
−前記第１ワイヤレス・アクセス局は、前記第１データ接続を通じて受信したユーザ・データを、ユーザ端末にワイヤレスで送信する１つ以上のアンテナを備えており、
−前記第２ワイヤレス・アクセス局は、前記第２データ接続を通じてユーザ・データを受信し、前記ユーザ端末への送信のために、前記ユーザ・データを直接前記第１ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されており、前記コントローラが、前記ユーザ端末に宛てた前記ユーザ・データの少なくとも一部を制御して、前記第２データ接続を通じて流すように構成されている、
コントローラ。
【請求項２５】
請求項２から２０の１つ以上に記載の通信システムにおいて用いるための請求項２４記載のコントローラ。
【請求項２６】
ユーザ・データを転送するための第１データ接続を有する第１ワイヤレス・アクセス局と、ユーザ・データを転送するための第２データ接続を有する第２ワイヤレス・アクセス局とを備えている通信システムにおいて、ユーザ・データをユーザ端末に送信する方法であって、前記第１ワイヤレス・アクセス局および前記第２ワイヤレス・アクセス局は、互いに離れた位置に配置されており、
−前記第２ワイヤレス・アクセス局において、前記第２データ接続を通じて前記ユーザ・データの少なくとも一部を受信するステップと、
−前記ユーザ・データの前記一部を、前記第２ワイヤレス・アクセス局から前記第１ワイヤレス・アクセス局に送信するステップと、
−前記ユーザ・データの前記一部を、前記第１ワイヤレス・アクセス局から前記ユーザ端末に送信するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法であって、請求項２から２０までの１項以上に記載の通信システムを用いるためのステップを備えている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信システムの分野に関する。特に、本発明は、ユーザ・データをユーザ端末とワイヤレスで交換するための通信システムおよび方法に関する。
【従来技術】
【０００２】
ワイヤレス通信システムは、ワイヤレス・アクセス・ステーション（基地局とも呼ばれている）とユーザ端末との間におけるユーザ・データの交換を可能にする。ユーザ端末は、基地局からユーザ・データを受信し、基地局にユーザ・データを送信するために、ワイヤレス通信システムにアクセスする移動体ユーザ端末とすることができる。
【０００３】
ワイヤレス通信システムは、通例、無線アクセス・ネットワークおよびコア・ネットワークを備えている。ＵＭＴＳ通信システムについての詳細が、３ＧＧＰ  ２３．００２に規定されている。
【０００４】
一般に、ＵＭＴＳ無線アクセス・ネットワークでは、基地局をＮｏｄｅ−Ｂと呼ぶ。Ｎｏｄｅ−Ｂは、１つ以上のセルを規定しサポートすることによって、ユーザ端末（ユーザ機器ＵＥとも呼ばれている）のために、コア・ネットワークへのアクセスを提供する。ＵＥとＮｏｄｅ−Ｂとの間のインターフェースは、通例、Ｕｕ−インターフェースと呼ばれている。ＵＭＴＳセルの総送信容量は通例２Ｍｂｐｓであるが、通常ＵＥに割り当てられる容量は、例えば、３８４ｋｂｐｓに規制されている。
【０００５】
無線アクセス・ネットワークは、１つ以上のＮｏｄｅ−Ｂをコア・ネットワークに相互接続する無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）も備えている。Ｎｏｄｅ−ＢとＲＮＣとの間のインターフェースは、Ｉｕｂインターフェースと呼ばれている。Ｉｕｂインターフェースを通じたデータ移送は、有線システム（銅撚り線対、ＵＴＰ、同軸ケーブル、光ファイバ）またはワイヤレス・システム（無線信号、自由空間光学(free space optics)として実現することができる。従来のＵＭＴＳシステムは、Ｅ１データ接続を用い、データ送信容量は２Ｍｂｐｓである。多数のＥ１データ接続を用いることによって、あるいはＥ３データ接続（３４Ｍｂｐｓ）またはＳＴＭ−１データ接続（１５０Ｍｂｐｓ）を用いることによって、更に高い送信容量を得ることもできる。データ接続のデータ送信容量は、コストを考慮して、Ｕｕインターフェースのデータ送信容量、およびＮｏｄｅ−Ｂに対して予期されるデータ・トラフィックに合わせて個々に設計する。多数のセルを提供するＮｏｄｅ−Ｂでは、通例、それぞれのセルのＵｕインターフェースのデータ送信容量の合計よりも低いデータ送信容量をＩｕｂインターフェースに提供することによって、統計的多重化利得を達成する。
【０００６】
（移動体）ユーザ端末と通信システムとの間において高データ・レート・トラフィックが増々要求され続けることを考慮して、Ｕｕインターフェースの最大データ送信容量を増大させる技術が最近開発されている。高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）は、１つのセルに対して、最大３．６Ｍｂｐｓ（そして、１４．４Ｍｂｐｓまで）のビットレートを可能にする。ＬＴＥ（長期発展、４Ｇとも呼ばれている）通信システムとして知られる将来のシステムは、１つのセルに対して少なくとも１００Ｍｂｐｓの最高ビット・レートを目標にしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コア・ネットワークからのユーザ・データ・トラフィックは、Ｉｕｂを通じてＮｏｄｅ−Ｂに、そしてＵｕを通じてＵＥ（ダウンリンク）に転送しなければならない。したがって、Ｕｕインターフェースのためにデータ送信容量を増大させると、Ｎｏｄｅ−Ｂのデータ接続に対してデータ転送容量を規制する結果、Ｉｕｂインターフェースにおいてボトルネックとなる場合がある。
【０００８】
尚、ＲＮＣは通信システムにおいて常に必要な訳ではないことを注記しておく。ＬＴＥ（長期的発展、４Ｇとも呼ばれている）通信システムでは、ｅＮＢｓ（Ｅ−ＵＴＲＡＮＮｏｄｅ−Ｂｓ）がデータ接続およびＩＰネットワークを通じて、コア・ネットワークに接続されている。同一のことは、ＷｉＭＡＸ通信システムに対しても真（ｔｒｕｅ）である。しかしながら、ワイヤレス・アクセス局のデータ接続に対する前述の問題は、このような通信システムにおいても発生する。
【０００９】
本発明の目的は、ユーザ・データをユーザ端末間で受信および／または送信するための通信システムならびに方法を提供することであり、Ｉｕｂインターフェースのデータ送信容量、または異なる通信システムにおける対応するインターフェースが、Ｕｕインターフェースに対するデータ送信容量を満たすのに十分であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、ユーザ・データを転送するための第１データ接続を有する第１ワイヤレス・アクセス局と、ユーザ・データを転送するための第２データ接続を有する第２ワイヤレス・アクセス局とを備えている通信システムである。第１ワイヤレス・アクセス局（発信側）および第２ワイヤレス・アクセス局（受信側）は、互いに離れた位置に配置されている。第１ワイヤレス・アクセス局は、第１データ接続を通じて受信したユーザ・データを、ユーザ端末にワイヤレスで送信する１つ以上のアンテナを備えている。第２ワイヤレス・アクセス局は、第２データ接続を通じてユーザ・データを受信し、ユーザ端末への送信のために、ユーザ・データを直接第１ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されている。更に、通信システムは、ユーザ端末に（したがって、第１ワイヤレス・アクセス局に）宛てたユーザ・データの少なくとも一部を制御して、第２データ接続を通じて流すように構成されているコントローラを備えている。
【００１１】
本発明の別の態様は、ユーザ・データをユーザ端末にワイヤレスに送信するための１つ以上のアンテナを備えているワイヤレス・アクセス局である。ワイヤレス・アクセス局は、別のワイヤレス・アクセス局から直接ユーザ・データの少なくとも一部を受信するように構成されている受信モジュールを備えている。このようなワイヤレス・アクセス局は、受信局、例えば、受信Ｎｏｄｅ−Ｂとして示してもよい。
【００１２】
本発明の更に別の態様は、ユーザ・データおよび別のユーザ・データをデータ接続を通じて受信するように構成されているワイヤレス・アクセス局である。ワイヤレス・アクセス局は、別のユーザ・データを別のワイヤレス・アクセス局に直接送信するように構成されている送信機と、別のユーザ・データをユーザ端末にワイヤレスで送信するための１つ以上のアンテナとを備えている。このようなワイヤレス・アクセス局は、発信局、例えば、発信Ｎｏｄｅ−Ｂとして示してもよい。
【００１３】
本発明の更に別の態様は、ユーザ・データを転送するための第１データ接続を有する第１ワイヤレス・アクセス局と、ユーザ・データを転送するための第２データ接続を有する第２ワイヤレス・アクセス局とを備えている通信システムにおいて用いるコントローラを含む。第１ワイヤレス・アクセス局および第２ワイヤレス・アクセス局は、互いに離れた位置に配置されている。第１ワイヤレス・アクセス局は、第１データ接続を通じて受信したユーザ・データを、ユーザ端末にワイヤレスで送信する１つ以上のアンテナを備えている。第２ワイヤレス・アクセス局は、第２データ接続を通じてユーザ・データを受信し、ユーザ端末への送信のために、ユーザ・データを直接第１ワイヤレス・アクセス局に送信するように構成されている。コントローラは、ユーザ端末に（したがって、第１ワイヤレス・アクセス局に）宛てたユーザ・データの少なくとも一部を制御して、第２データ接続を通じて流すように構成されている。
【００１４】
本発明の更に別の態様は、ユーザ・データを転送するための第１データ接続を有する第１ワイヤレス・アクセス局と、ユーザ・データを転送するための第２データ接続を有する第２ワイヤレス・アクセス局とを備えている通信システムにおいてユーザ・データをユーザ端末に送信する方法を含む。第１ワイヤレス・アクセス局および第２ワイヤレス・アクセス局は、互いに離れた位置に配置されている。第２ワイヤレス・アクセス局において、第２データ接続を通じて前記ユーザ・データの一部を受信する。第２ワイヤレス・アクセス局は、ユーザ・データの一部を第１ワイヤレス・アクセス局に送信する。第１ワイヤレス・アクセス局は、ユーザ・データの一部をユーザ端末に送信する。
【００１５】
ワイヤレス・アクセス局間に直接送信容量を設けることにより、ワイヤレス・アクセス局の総Ｉｕｂ送信容量は、利用可能となる多数のワイヤレス・アクセス局のデータ接続によって増大する。その結果、Ｕｕインターフェース上における高ビット・レートのユーザ・データを、異なるワイヤレス・アクセス局の２つ以上のＩｕｂインターフェースを通じて分散し、個々のワイヤレス・アクセス局のデータ接続のデータ送信容量を増大させる必要なく、コア・ネットワークに対して双方向にユーザ・データを転送することが可能になる。
【００１６】
第２ワイヤレス・アクセス局がそれ自体のセル（群）においてユーザ端末（群）のためにデータ送信容量を保証するために、第２データ接続のデータ送信容量の一部のみを、第１ワイヤレス・アクセス局に宛てられたユーザ・データに利用可能としてもよいことは認められてしかるべきである。
【００１７】
ユーザ・データとは別に、制御データのような他のデータも、前述のように、転送してもよいことは認められてしかるべきである。
第２ワイヤレス・アクセス局は、中間局（中継局）を経由して、ユーザ・データを第１ワイヤレス・アクセス強に直接供給してもよいことは、注記してしかるべきであろう。中間局は、ユーザ端末と通信することができても、できなくてもよい。このような中間局は、干渉状態を改善するためにも有用な場合もある。
【００１８】
前述の本発明の態様では、第１ワイヤレス・アクセス局によって、第２ワイヤレス・アクセス局の第２データ接続、ならびに第２および第１ワイヤレス・アクセス局を通じてユーザ・データ全てをユーザ端末に送信することができるが、請求項２の実施形態は、第１ワイヤレス・アクセス局の第１データ接続と、第２ワイヤレス・アクセス・デバイスの第２データ接続との双方を通じてユーザ・データを分散することを可能とし、これによってコア・ネットワークから第１ワイヤレス・アクセス局へのデータの総送信容量を増大させる。
【００１９】
請求項３の実施形態は、第１データ接続の輻輳状態を監視し、第１データ接続上において特定のデータ・トラフィック閾値を超過した場合、ユーザ・データを第２データ接続を通じて導出することを可能にする。請求項４の実施形態は、第２データ接続上において十分なデータ送信容量が入手可能か否か判断するために、第２データ接続の監視を可能にする。可能でない場合、別のデータ接続（例えば、第１ワイヤレス・アクセス局と直接通信可能であり、十分なデータ送信容量を有する第３ワイヤレス・アクセス局のデータ接続）を発見しなければならない。
【００２０】
請求項５の実施形態は、別のワイヤレス・アクセス局に宛てられたデータを転送するために、対応するワイヤレス・アクセス局の（高容量）データ接続の一部のみを入手可能としたシステムを規定する。ワイヤレス・アクセス局から更に遠く離れており、高容量データ接続を有するワイヤレス・アクセス局が、１つ以上の中間局を用いて、このワイヤレス・アクセス局と通信することができる。このような実施形態は、ユーザ・データのルーティング制御を容易にする。勿論、ユーザ・データを送信する単一方向性は、制御データの一部、例えば、電力情報信号および承認信号については、必ずしも維持されない。
【００２１】
第１および第２ワイヤレス・アクセス局間における直接送信容量は、有線システムによって提供することができるが、請求項６に規定するワイヤレス転送が、コストおよび実施の容易性の観点からは好ましい。請求項７の実施形態は、既存のアンテナおよび送信機を、ユーザ端末とのデータ交換のため、そして第１および第２ワイヤレス・アクセス局間におけるユーザ・データの交換のために用いることを提案する。
【００２２】
勿論、本通信システムは、第１および第２ワイヤレス・アクセス局間におけるユーザ・データのワイヤレス転送が、第１および第２ワイヤレス・アクセス局のセル（群）内部における無線トラフィックを（著しく）混乱させる（干渉）ことがないように構成しなければならない。請求項８から１３の実施形態は、相互接続されているアクセス局間のユーザ・データ・トラフィック、およびそれぞれのセル（群）内部におけるアクセス局の各々のユーザ端末（群）とのデータ・トラフィックの干渉を低減する対策を提供する。干渉は、特に、第１および第２アクセス局が同じ周波数帯域（群）を用いるシステムにおいて、注意しなければならない。周波数帯域とは、データ転送に用いられる周波数スペクトルである。
【００２３】
請求項８の実施形態は、第１ワイヤレス・アクセス局の感度を高めることにより、第２ワイヤレス・アクセス局から第１ワイヤレス・アクセス局にユーザ・データを転送するための送信電力の低減（または、経路損失の増大）を可能にする。
【００２４】
請求項９におけるセル内部の相互接続データ・トラフィックおよびデータ・トラフィックのための種々のサブキャリア・セットにより、干渉を大幅に低減し、それによってＵｕインターフェースのデータ送信容量を増大させる。請求項１０の実施形態は、送信容量の要件に応じて、相互接続データ・トラフィックに利用可能なサブキャリア量を動的に変化させることを可能にする。勿論、本通信システムは、複数のワイヤレス・アクセス局を備えることができ、それらの一部または全部が、前述のように、ユーザ・データ交換のために直接相互接続されている。種々の相互接続の干渉を低減するために、請求項１１に規定するように、それぞれの相互接続に異なるサブキャリア・セット（または異なる周波数）を用いるとよい。
また、請求項１２および１３にそれぞれ規定されているように、異なる周波数（例えば、ダウンリンク・トラフィック用にアップリンク周波数帯域）または時間多重化を用いることにより、干渉を低減または根絶することもできる。尚、時間間隔の交代は、必ずしも、中間時間ギャップがなく、時間間隔が連続することを暗示する訳ではないことは認められてしかるべきである。
【００２５】
請求項１４の実施形態は、ＵＭＴＳ通信システムを規定する。第１ワイヤレス・アクセス局がユーザ端末に供給するユーザ・データは、ＲＮＣを通過し、したがってＲＮＣは、第１および第２データ接続を通るデータ・トラフィックを制御（および監視）するのに適した場所となる。
【００２６】
既に述べたように、実施形態によってはＲＮＣを備える場合もある。このようなシステムでは、コントローラは、特に、それぞれのワイヤレス・アクセス局についてデータ接続の輻輳ステータスを監視するために、請求項１５に規定するように、ワイヤレス・アクセス局内に設けることができる。ダウンリンク・トラフィックについては、アクセス・ネットワークは、例えば、１つ以上のｅＮＢによりデータ・トンネルを設定することによって、データ・トラフィックを導出するためのＧＧＳＮ−型モジュールを備えることができる。
【００２７】
請求項１６の実施形態では、ユーザ・データに最適なルーティング決定のために、ユーザ・データをユーザ端末（Ｕｕインターフェース）に転送するためのワイヤレス・アクセス局の送信容量が利用可能であるという利点が得られる。
【００２８】
請求項１７の実施形態は、個々のデータ接続のデータ送信容量を規制する通信システムを規定する。
Ｕｕインターフェース上においてワイヤレス・アクセス局からユーザ端末への（ダウンリンク）データ・トラフィックのためのデータ送信容量は、通例、アップリンクよりも高い。しかしながら、請求項１８に規定するように、本通信システムおよび方法は、アップリンク・データ・トラフィックにも適している。アップリンク・データ・トラフィックでは、データ・トラフィックを近隣のＮｏｄｅ−Ｂ（発信Ｎｏｄｅ−Ｂ）に導くために、Ｎｏｄｅ−Ｂ（受信Ｎｏｄｅ−Ｂ）にコントローラを設ける。尚、本発明は、このようなダウンリンク・トラフィックおよびアップリンク・トラフィックだけでなく、ダウンリンクおよびアップリンク・データ・トラフィックの組み合わせにも用いることができることは認められてしかるべきである。
【００２９】
第１および第２ワイヤレス・アクセス局間に直接相互接続を設けることによって、ハンドオーバー・データのような他の情報も、請求項１９に規定するように、相互接続を通じて送信することができる。また、直接相互接続は、ＲＮＣまたはその他のコントローラを通じてワイヤレス・アクセス局間で間接的に信号を転送しなければならない状況と比較して、信号遅延を回避することもできる。
【００３０】
ワイヤレス直接相互接続がしかるべきビット・レートを達成するためには、ワイヤレス・アクセス局間の距離が、請求項２０に規定するような距離を超過しないことが望ましい。前述のように、Ｎｏｄｅ−Ｂ間の距離を延長し、干渉状態を改善するためには、中間局を設けるとよい。
【００３１】
以下に、本発明の実施形態について更に詳しく説明する。しかしながら、これらの実施形態は、本発明の保護範囲を限定するように解釈してはならないことは、認められてしかるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態による通信システムを模式的に示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施形態による通信システムを模式的に示す。
【図２】図２は、図１Ａの実施形態の模式図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるワイヤレス・アクセス局の模式図である。
【図４】図４は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムの一実施形態を示す。
【図５】図５は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１Ａは、ＵＭＴＳ通信システム１の模式図である。ＵＭＴＳ通信システム１は、複数のワイヤレス・アクセス局２Ａ、２Ｂ、２Ｃと無線ネットワーク・コントローラ３とを有する無線アクセス・ネットワークを備えている。以下では、ワイヤレス・アクセス局２Ａ〜２ＣをＮｏｄｅ−Ｂと呼び、一方コントローラ３を図１ＡのシステムのためのＲＮＣ（無線ネットワーク・コントローラ）と省略することにする。
【００３４】
Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａ〜２Ｃは、１つ以上のセル（図２参照）を規定しサポートすることによって、ユーザ端末４（ユーザ機器ＵＥとも呼ぶ）にワイヤレス・アクセスを提供する。ＵＥ４とＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ａとの間にある無線インターフェースを、Ｕｕ−インターフェースと呼ぶ。
【００３５】
各Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａ〜２Ｃは、無線アクセス・ネットワークのＲＮＣ３に対して、対応するデータ接続５Ａ〜５Ｃを有する。Ｎｏｄｅ−ＢとＲＮＣとの間にあるインターフェースをＩｕｂインターフェースと呼ぶ。データ接続５Ａ〜５Ｃは、データ送信容量が規制された、１つ以上の接続（有線および／またはワイヤレス）を備えることができる。Ｉｕｂインターフェースを通じたデータ移送は、有線システム（ツイスト・ペア銅線、ＵＴＰ、同軸ケーブル、光ファイバ）またはワイヤレス・システム（無線信号、自由空間光学(free space optics)）によって実現することができる。データ接続５Ａ〜５Ｃは、例えば、データ送信容量が２ＭｂｐｓのＥ１データ接続とすることができる。多数のＥ１データ接続を用いることにより、あるいはＥ３データ接続（３４Ｍｂｐｓ）またはＳＴＭ−１データ接続（１５０Ｍｂｐｓ）を用いることにより、更に高いデータ送信容量を得ることができる。データ接続５Ａ〜５Ｃは、（部分的に）銅撚り線とし、例えば、ＶＤＳＬモデムを用いて、ＤＳＬＡＭを備えることもできる。
【００３６】
ＲＮＣ３は、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａ〜２Ｃをコア・ネットワークに接続する。コア・ネットワークは、ユーザ・データをＭＳＣおよびＧＭＳＣのいずれかを通じて、例えば、ＰＳＴＮネットワークに、またはＳＭＳＣおよびＧＧＳＮを通じて、例えば、ＩＰネットワークに転送するように構成されている。
【００３７】
動作において、ユーザ端末がＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ａのセルの１つに入っていると仮定すると、コア・ネットワークから、ＲＮＣ３およびＮｏｄｅ−Ｂ２Ａを通じて、ユーザ端末４にユーザ・データを供給することができる（ダウンリンク通信）。また、ユーザ・データは、ユーザ端末４からＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ａに、次いでＲＮＣ３を通じてコア・ネットワークに供給することもできる（アップリンク通信）。
【００３８】
図１Ｂに模式的に図示するシステム１’のような、別の通信システムでは、ＲＮＣを有していなくてもよい。ＩＰネットワーク７またはその他のネットワークが、ワイヤレス・アクセス局２Ａ’〜２Ｃ’とコア・ネットワーク６との間に設けられている。ネットワーク７は、コントローラ８を備えることができる。コントローラ８は、ワイヤレス・アクセス局２Ａ’〜２Ｃ’と関連付けられたデータ接続５Ａ’〜５Ｂ’を通じて、ユーザ・データの流れを制御することによって、本発明の一実施形態によるステップを実行するように構成されている。コントローラ８は、ＧＧＳＮ型モジュールとすると良く、ワイヤレス・アクセス局２Ａ’〜２Ｃ’とのデータ・トンネルを設定することができる。このような通信システムの例には、長期的発展（ＬＴＥ、「４Ｇ」とも呼ばれている）通信システム、またはＷｉＭＡＸ通信システムが含まれる。ＬＴＥシステムでは、ワイヤレス・アクセス局２Ａ’〜２Ｃ’をｅＮＢと呼ぶ。
【００３９】
これより図２〜図５を参照しながら、図１Ａの通信システムに関してダウンリンク通信について本発明の実施形態を説明する。尚、実施形態は、必要な変更を加えれば、アプリンク通信単独にも、またはダウンリンク通信に追加したアップリンク通信にも適することは認められよう。
【００４０】
図２は、少なくともユーザ・データを転送するための第１データ接続５Ａを有するＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ａと、少なくともユーザ・データを転送するための第２データ接続５Ｂを有するＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ｂとを備えている。Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａは１つ以上のセルＣＡを規定し、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ｂは１つ以上のセルＣＢを規定する。ノード２Ａおよびノード２Ｂは、数キロメートル、例えば、３キロメートルの距離だけ互いに離れた位置に配置されている。
【００４１】
Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａは、データ接続５Ａを通じて受信したユーザ・データを、セルＣＡ内にあるユーザ端末４にワイヤレスで送信するために１つ以上のアンテナ１０（図３）を備えている。また、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａは、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ｂからのユーザ・データを受信するように構成されている受信ユニット１１も備えている。また、ノードＢ２Ｂは、データ接続５Ｂを通じてユーザ・データを受信することもでき、ユーザ・データを直接Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａの受信ユニット１１に送信するための送信機１２を備えている。Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａは、続いて、これらのユーザ・データをセルＣＡ内にあるユーザ端末４に送信することができる。尚、送信機１２は、セルＣＢ内にあるユーザ端末４にユーザ・データを送るためにも使用できると好ましいことを注記しておく。
【００４２】
通信システム１は、データ接続５Ａ、５Ｂに接続されているＲＮＣ３を備えている。一般に、ＲＮＣ３は、ユーザ・データをデータ接続４Ａを通じてユーザ端末４に向けて誘導する。一実施形態によれば、ＲＮＣ３は、セルＣＡ内にあるユーザ端末４に向けたユーザ・データの少なくとも一部がＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ｂのデータ接続５Ｂを通じて導出される（即ち、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ｂのデータ接続５Ｂの少なくとも一部のデータ送信容量を、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａに分与する(donate)）制御を行うようにプログラミングされている。ユーザ・データの送信を部分的にデータ接続５Ａを通じて行うことができる場合、データ接続５ＢおよびＮｏｄｅ−Ｂ  ２ＢとＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ａとの間の相互接続を通じて（恐らくは、送信機１２および受信ユニット１１を用いて）、ユーザ・データを余分に導出することができる。ユーザ・データは、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａにおいて、マージ部１３（図３参照）を用いてマージされ、アンテナ１０を用いて、セルＣＡ内にあるユーザ端末４に供給される。極端な場合、セルＣＡ内にあるユーザ端末４へのユーザ・データの送信が、データ接続５Ａを通じてでは不可能な場合（データ送信容量がない）、全てのユーザ・データは、データ接続５Ｂ、およびＮｏｄｅ−Ｂ  ２ＢとＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ａとの間の相互接続を通じて、セルＣＡ内にあるユーザ端末４に供給することができる。
【００４３】
Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ｂのデータ接続５Ｂは、ワイヤレス・アクセス局２Ｂが種々のその他の（近隣）アクセス局２Ａ、２Ｃに追加のＩｕｂインターフェース容量を提供するための発信局(donor station)として常に用いられるように寸法を決めるとよい。すると、ユーザ・データはワイヤレス・アクセス局２Ｂからワイヤレス・アクセス局２Ａ、２Ｃに単一方向に送信することができ、後者は受信専用局となる。
【００４４】
ＲＮＣ３は、データ接続５Ａ、５Ｂの少なくとも瞬時的なデータ送信容量（矢印Ａ）を監視するように構成されている監視モジュール３１を備えることができる。また、監視モジュール３１は、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａ、２Ｂのセルの各々における無線インターフェースＵｕのデータ送信ステータスに関する情報（矢印Ｂ）を受信することもできる。
【００４５】
監視モジュール３１は、監視データまたはその派生物を制御モジュール３２に報告する。制御モジュール３２は、データ接続５Ａ、５Ｂを通じたユーザ・データの流れを制御するようにプログラミングされている。一例として、監視モジュール３１がデータ接続５Ａ上において輻輳を検出した場合、制御モジュール３２は、データ送受信機３３を用いて、セルＣＡ内にある端末４に向けたユーザ・データの一部を、データ接続５Ｂを通じて導くことができる。
【００４６】
図２の構成では、ＲＮＣ３が監視モジュール３１にとって適した場所となる。何故なら、ユーザ・データは常にＲＮＣ３を経由して転送されるからである。その結果、ＲＮＣ３は、ノードＢ２Ａ、２Ｂ双方のＩｕｂインターフェースの輻輳ステータスを判定するように構成されている。ＲＮＣ３がユーザ・データに対して最適なルーティング決定を行うために、それぞれのＵｕインターフェース上のデータ送信容量に関する追加情報を監視モジュール３１が収集して、ルーティング・アルゴリズムに供給するとよい。
【００４７】
実施形態の一例では、監視モジュール３１は、データ接続５Ｂは十分な容量を有するが、ワイヤレス・アクセス局２Ｂの無線経路上における送信容量は制限されており（例えば、ワイヤレス・アクセス局２Ｂが当該局から離れた端末に主にサービスを提供している場合）、更に別のワイヤレス・アクセス局２Ｃのデータ接続５Ｃを用いる方が良いことを検出することも考えられる。
【００４８】
勿論、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ｂに分与する潜在的Ｉｕｂ容量を、ＲＮＣ３とは異なる１つ以上のＲＮＣによって制御するシステム構成が存在してもよい。すると、ＲＮＣは、ＲＮＣ同士を互いに接続し、Ｉｕｂインターフェースおよび／またはＵｕインターフェースの輻輳ステータスを、互いにの間で分担し合うことができる。このような構成では、相互通信のために、ＲＮＣの既存の相互接続を使用することができる（例えば、ソフト・ハンドオーバーのために用いる）。
【００４９】
ＲＮＣ（図１Ｂ）を有していない通信システムでは、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２Ａ、２Ｂにコントローラを用いることができる。その場合、Ｎｏｄｅ−Ｂ間の直接相互接続も、データ接続５Ａ’〜５Ｃ’および／または無線インターフェースＵｕ（Ｅ−ＵＴＲＡＮにおけるＸ２インターフェース）の輻輳ステータスに関する情報交換のために用いることができる。コントローラ８のような、システムにおける他のユニットもこの目的のために用いることができる。
【００５０】
Ｎｏｄｅ−Ｂ  ２ＢとＮｏｄｅ−Ｂ  ２Ａとの間における指向性送信は、有線システム（図示せず）によって、または送信機１２および受信ユニット１１をワイヤレスで用いることによって実現することができる。送信機１２および受信ユニット１１は、ポイント・ツー・ポイント無線リンクを確立することができる。送信機１２は、ノードＢ２Ａ、２Ｂのアンテナの一部とすることもでき、それぞれのセルＣＡ、ＣＢ内にあるユーザ端末４とのデータ交換に用いられる。実際、データ接続５Ｂのデータ送信容量の利用可能性を、セルＣＢにおけるデータ送信容量の利用可能性と相関付けることは、合理的な仮定である。
【００５１】
受信ユニット１１は、その最も高い感度の方向を送信機１２に向けると、受信信号品質を向上させること、および／または所与の受信信号品質を達成するために送信機１２から送信される電力を低減することができる。また、受信ユニットの指向性は、ビーム誘導技法を用いても実現することができる。
【００５２】
ワイヤレス・アクセス局２Ａ、２Ｂは、通信システムによっては（例えば、ＵＭＴＳ通信システム１、ＬＴＥ通信システム１’）、それぞれのセルＣＡ、ＣＢに同じ周波数帯域（即ち、データ送信に用いられる周波数スペクトル）を用いる場合もある。このような場合、ワイヤレス・アクセス局間における直接送信によって生ずる、セル内データ・トラフィックとセル間データとの間における干渉を回避するために、対策を講ずる必要がある。しかしながら、近隣セルＣＡ、ＣＢが異なる周波数帯域を用いる場合でも、以下の対策を適用することができる。
【００５３】
干渉を低減するための別の実施形態では、セルＣＡ、ＣＢ内のセル内データ・トラフィック、および局２Ａ、２Ｂ間の相互接続データ・トラフィックに異なる周波数を用いる。一例として、セルＣＡ内部のダウンリンク通信では、送信機１２から受信ユニット１１にデータを送信するために、アップリンク周波数帯域を用いることができる。
【００５４】
別の実施形態では、時間多重化を利用し、セルＣＡ内におけるユーザ・データの送信、ならびに局２Ａおよび２Ｂ間におけるユーザ・データの送信を互いに異なる時点で実行する。
【００５５】
ＯＦＤＭ通信システムに特に有用な別の実施形態も考えられ、それを模式的に図４および図５に示す。ＯＦＤＭワイヤレス・アクセス局２Ａ’および２Ｂ’は、ある周波数帯域内において複数のデータ・キャリアを用いて、ワイヤレス・アクセスを提供する。セル内データ・トラフィックとセル間データ・トラフィックとの間の干渉は、データ・キャリアの第１セットＩをセルＣＡ内にあるユーザ端末４とのデータ交換に割り当て、データ・キャリアの第２セットＩＩをＯＦＤＭ局２Ｂ’からＯＦＤＭ局２Ａ’へのユーザ・データ・トラフィックに割り当てることによって、大幅に削減することができる。データ・キャリアの第１セットＩは、周波数帯域内にある第１周波数セットを備えており、図５において黒い矩形で表されている。データ・キャリアの第２セットＩＩは、周波数帯域内にある第２周波数セットを備えており、灰色の矩形で表されている。
【００５６】
更に別の実施形態では、第２セットＩＩにおける相互接続データ・トラフィックに利用可能なサブキャリアの数は、（予期する）送信容量要求量に応じて変化させることができる。サブキャリアの割り当ては、ネットワーク管理モジュールによって実行することができる。サブキャリアの数を動的に変化させるために、ネットワーク管理モジュールは、過去の経験および／または経験に基づく推測ならびにネットワークからの（リアル・タイム）測定結果から作成したルールを用いるとよい。
勿論、通信システムは、複数のワイヤレス・アクセス局２Ａ〜２Ｃを備えることができ、それらの一部または全部を、前述のようなユーザ・データ交換のために、直接相互接続することができる。種々の相互接続の干渉を低減するために、異なるサブキャリア・セットをそれぞれの相互接続毎に用いるとよい。
【００５７】
前述のように、以上の実施形態例は、必要に応じて変更を加えて（即ち、例えば、方向を逆転させる）、アップリンク通信にも適用される。アップリンク通信では、ワイヤレス・アクセス局においてコントローラが利用可能であり、ユーザ端末４からのユーザ・データを直接ワイヤレス・アクセス局２Ａからワイヤレス・アクセス局２Ｂに導き、そのために後者のアクセス局の予備Ｉｕｂインターフェース送信容量を用いる。次いで、データ接続５Ａおよび５Ｂからのユーザ・データのマージを、無線アクセス・ネットワーク、例えば、ＲＮＣ３の単位で行うことができる。
【００５８】
ワイヤレス・アクセス局２Ａ、２Ｂ間の相互接続リンクは、２０〜４０Ｍｂｐｓの範囲のビット・レートを有することができることが判明した。更に、１００ＭｂｐｓセルＣＡ、ＣＢを規定する２つの相互接続セル局２Ａ、２Ｂを有する通信システム（例えば、ＯＦＤＭ）では、データ接続５Ａ、５Ｂのインターフェース容量を４５％削減できることも判明した。多数の相互接続したワイヤレス・アクセス局を用いると、更に高効率化を達成することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１    ＵＭＴＳ通信システム
２Ａ〜２Ｃ    ワイヤレス・アクセス局
３    無線ネットワーク・コントローラ
４    ユーザ端末
５Ａ〜５Ｃ    データ接続
６    コア・ネットワーク
７    ＩＰネットワーク
８    コントローラ
１０  アンテナ
１１    受信ユニット
１２    送信機
１３    マージ部
３１    監視モジュール
ＣＡ、ＣＢ  セル
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010081599.tif 000008
【外国語明細書】
2010081599000001.pdf