(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継器が中継しなければならないか否かを判断する。【解決手段】信号は物理リソースブロックで転送され、中継器は所与の時間期間中に中継器によって転送される信号の個数から独立している送信電力で信号を中継する。各物理リソースブロックで転送される信号について中継を使用することの性能指数を計算するステップと、物理リソースブロックで転送される信号について中継を使用しないことの性能指数を計算するステップと、信号が中継される物理リソースブロックの個数に依存する中継器の中継器電力訂正値を計算するステップと、計算された性能指数及び中継器電力訂正値に従って、物理リソースブロックで転送される信号が中継されるか否かを判定するステップと、を含む。【選択図】図４
2010279032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継器が中継しなければならないか否かを判断するための方法であって、
前記端末及び前記中継器は、前記基地局のエリア内に位置し、
前記信号は、前記無線通信ネットワークの物理リソースブロックで転送され、
前記中継器は信号を中継し、
前記中継器によって転送される前記信号の全体的な送信電力は、所与の時間期間中に前記中継器によって転送される信号の個数から独立している
方法において、
前記方法は、信号が前記基地局又は前記端末によって転送される前記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて実行されるステップとして、
‐前記物理リソースブロックで転送される前記信号について中継を使用することの性能指数を計算するステップと、
‐前記物理リソースブロックで転送される前記信号について中継を使用しないことの性能指数を計算するステップと、
‐信号が転送され前記中継器によって中継される物理リソースブロックの個数に依存する前記中継器の中継器電力訂正値を計算するステップと、
‐前記計算された性能指数及び前記中継器電力訂正値に従って、前記物理リソースブロックで転送される前記信号が前記中継器によって中継されるか否かを判定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記方法は、前記基地局によって転送される信号に対して適用される基地局電力調整値を計算するステップをさらに含み、
前記基地局電力調整値は、中継が実行される物理リソースブロックの平均個数に依存することを特徴とし、かつ、
前記物理リソースブロックで転送される前記信号が中継されるか否かの前記判定は、さらに前記基地局電力調整値に従って実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中継器電力訂正値及び前記基地局電力調整値は、
信号がＮT個のタイムスロットの期間中に前記中継器によって中継される物理リソースブロックの平均個数Ｎjと、
一タイムスロットの期間中に並列送信に利用可能な物理リソースブロックの個数ＮAと、
信号が中継されるか否かの判定が行われる２つの時刻の間を埋めるタイムスロットの平均個数ＮTと
に依存することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
複数の中継器が前記基地局の前記エリアに含まれることを特徴とし、
前記方法は、各物理リソースブロックについて実行されるステップとして、どの中継器が、前記物理リソースブロックで転送される信号を中継するための最良の候補であるのかを判断するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記物理リソースブロックで転送される前記信号が中継されるか否かの前記判定は、
前記物理リソースブロックで転送される前記信号について中継を使用することの前記性能指数と、
前記物理リソースブロックで転送される前記信号について中継を使用しないことの前記性能指数と
の間で除算を実行することによって行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記物理リソースブロックで転送される前記信号が中継されるか否かの前記判定は、
前記物理リソースブロックで転送される前記信号について中継を使用することの前記性能指数が、
前記物理リソースブロックで転送される前記信号について中継を使用しないことの前記性能指数よりも大きいか否か
をチェックすることによって行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、前記メトリックを計算する前に、
‐各リソースブロックについて、前記基地局と前記端末との間のリンク品質を表しかつ前記中継器を介した前記基地局と前記端末との間のリンク品質を表す値を求めるステップと、
‐前記リソースブロックについて前記求められた値に従い前記リソースブロックをソートするステップと、
をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記基地局と前記端末との間のリンク品質を表しかつ前記中継器を介した前記基地局と前記端末との間のリンク品質を表す前記値は、前記中継器電力訂正値及び前記基地局電力調整値に依存しないことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、各物理リソースブロックについて実行されるステップとして、複数の物理リソースブロックで転送される前記信号の中継を使用することの性能指数又は使用しないことの性能指数に依存する全体性能指数を計算するステップを含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記物理リソースブロックは、所与のメトリックに従って降順にソートされることを特徴とし、かつ、
前記全体性能指数は、判定が行われる前記物理リソースブロックよりも下位の順序を有する物理リソースブロックで転送される信号の中継を使用することの性能指数又は使用しないことの性能指数に依存することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記全体性能指数は、物理リソースブロックのそれぞれで転送される信号の中継を使用することの性能指数又は使用しないことの性能指数に依存することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記無線通信ネットワークは、無線セルラー通信ネットワークであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継器が中継しなければならないか否かを判断するためのデバイスであって、
前記端末及び前記中継器は、前記基地局のエリアに位置し、
前記信号は、前記無線通信ネットワークの物理リソースブロックで転送され、
前記中継器は信号を中継し、
前記中継器によって転送される前記信号の全体的な送信電力は、所与の時間期間中に前記中継器によって転送される信号の個数から独立している
デバイスにおいて、
無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継しなければならないか否かを判断するための前記デバイスは、
‐信号が前記基地局又は前記端末によって転送される前記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、前記物理リソースブロックで転送される前記信号について中継を使用することの性能指数を計算するための手段と、
‐信号が前記基地局又は前記端末によって転送される前記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、前記物理リソースブロックで転送される前記信号について、中継を使用しないことの性能指数を計算するための手段と、
‐信号が前記基地局又は前記端末によって転送される前記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、信号が転送され前記中継器によって中継される物理リソースブロックの個数に依存する前記中継器の電力調整値を計算するための手段と、
‐前記計算された性能指数及び前記電力調整値に従い、信号が前記基地局又は前記端末によって転送される前記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、前記物理リソースブロックで転送される前記信号が中継されるか否かを判定するための手段と、
を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１４】
プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムがプログラマブルデバイス上で実行されるとき、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法の前記ステップを実施するための命令又はコード部を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継器が中継しなければならないか否かを判断するための方法及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の無線通信ネットワークは、現在の無線セルラー通信ネットワークによって使用される周波数帯域よりも高い周波数帯域を使用することになる。
【０００３】
特に都市環境における無線セルラー通信ネットワークのような新しい無線セルラー通信ネットワークは、デッドゾーンを有する。デッドゾーンでは、基地局と端末との間で転送される信号は大きく減衰される。
【０００４】
セルの辺縁に位置する端末は、不良なリンク性能を経験する場合があり、不十分なデータレートを示す場合がある。最近１０年では、端末のデータレートを向上させるための三者間（又は四者間以上）協調プロトコルを研究することが提案されてきた。例えば、カバレッジが不十分なエリアにおける中継器の配備が提案されてきた。
【０００５】
中継器の配備が正しく制御されない場合、無線セルラー通信ネットワークにおける中継器の配備は、全体的なシステム性能を高めるどころかかえって全体的なシステム性能を低下させるおそれがある。
【０００６】
協調技法の選択を誤ると、システム性能が低下するおそれがある。実際に、現代のマルチセルラーシステムは、セル間での干渉に悩まされている。カバレッジが不十分なエリアは、基本的にはセルの周縁に位置する（すなわち隣接セルの近くに位置する）ので、そのゾーンの中継器からの高レベルの送信によって、そのセルの辺縁での性能を大幅に改善することはできるが、隣接セルのセル辺縁での性能を低下させる犠牲を払うことになる。すべてのセルが中継技術を提供する場合、利得がまったく観測されない可能性がある。
【０００７】
さらに、中継器の全送信電力が一定に保たれる場合、無線通信ネットワークの各物理リソースブロック(physical resource block)に配分される電力は、中継器が信号を中継する物理リソースブロックの個数に依存する。そのパラメータ効果が考慮されていない場合、その関連付けは、全体的なシステム性能に利益を与えないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許出願公開第２３９８４６２号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】LEBOUDEC J-Y; RADUNOVIC B, "Optimal Power Control, Scheduling, and Routing in UWB Networks", IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, US, vol. 22, no. 7, ２００４年９月１日, pp. 1252-1270, XP011117876, ISSN: 0733-8716
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、中継器の全送信電力を一定に保ちつつ全体的なシステム性能が改善されるときにのみ信号が中継されるシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継器が中継しなければならないか否かを判断するための方法に関するものであり、上記端末及び上記中継器は、上記基地局のエリア内に位置し、上記信号は、上記無線通信ネットワークの物理リソースブロックで転送され、上記中継器は信号を中継し、上記中継器によって転送される上記信号の全体的な送信電力は、所与の時間期間中に上記中継器によって転送される信号の個数から独立している
方法において、
該方法は、信号が上記基地局又は上記端末によって転送される上記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて実行されるステップであって、
‐上記物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用することの性能指数を計算するステップと、
‐上記物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用しないことの性能指数を計算するステップと、
‐信号が転送され上記中継器によって中継される物理リソースブロックの個数に依存する上記中継器の電力調整値を計算するステップと、
‐上記計算された性能指数及び上記電力調整値に従って、上記物理リソースブロックで転送される上記信号が上記中継器によって中継されるか否かを判定するステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明はまた、無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継器が中継しなければならないか否かを判断するためのデバイスに関するものであり、上記端末及び上記中継器は、上記基地局のエリア内に位置し、上記信号は、上記無線通信ネットワークの物理リソースブロックで転送され、上記中継器によって転送される上記信号の全体的な送信電力は、所与の時間期間中に上記中継器によって転送される信号の個数から独立している
デバイスにおいて、
無線通信ネットワークの基地局と端末との間で転送される信号を中継しなければならないか否かを判断するための該デバイスは、
‐信号が上記基地局又は上記端末によって転送される上記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、該物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用することの性能指数を計算するための手段と、
‐信号が転送される上記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、該物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用しないことの性能指数を計算するための手段と、
‐信号が上記基地局又は上記端末によって転送される上記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、信号が転送され上記中継器によって中継される物理リソースブロックの個数に依存する上記中継器の電力調整値を計算するための手段と、
‐上記計算された性能指数及び上記電力調整値に従い、信号が上記基地局又は上記端末によって転送される上記物理リソースブロックのうち少なくとも一部の各物理リソースブロックについて、該物理リソースブロックで転送される上記信号が中継されるか否かを判定するための手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
したがって、中継器の全送信電力が一定に保たれるときであっても、全体的なシステム性能が改善されるときにのみ、信号は中継される。
【００１４】
物理リソースブロックに基づく判定を行うことによって、リソース配分プロファイルが何であろうと、この判定は、正確になり、単純な形式で実施することができる。
【００１５】
さらに、中継器が各物理リソースブロックで信号を多く中継するほど、その中継器によって転送される各信号の送信電力はより少なく減少する。或る物理リソースで転送される信号を中継しなければならないと判定されたとき、これは、その中継器によって中継される他の信号に影響を与える。本発明はその状況を考える。
【００１６】
特定の特徴によると、上記方法は、上記基地局によって転送される信号に対して適用される基地局電力調整値を計算するステップをさらに含み、上記基地局電力調整値は、中継が実行される物理リソースブロックの平均個数に依存し、上記物理リソースブロックで転送される上記信号が中継されるか否かの上記判定は、さらに上記基地局電力調整値に従って実行される。
【００１７】
したがって、中継器が信号を中継する物理リソースブロックで、基地局が中継器と同時に信号を送信しない場合、基地局は、その物理リソースブロックで信号を転送するために基地局が通常使用すべき電力を、他の信号用に共用することができる。
【００１８】
全体的なシステム性能が改善される。
【００１９】
特定の特徴によると、上記中継器電力訂正値及び上記基地局電力調整値は、信号がＮT個のタイムスロットの期間中に上記中継器によって中継される物理リソースブロックの平均個数Ｎjと、一タイムスロットの期間中に並列送信に利用可能な物理リソースブロックの個数ＮAと、信号が中継されるか否かの判定が行われる２つの時刻の間を埋めるタイムスロットの平均個数ＮTとに依存する。
【００２０】
特定の特徴によると、複数の中継器が上記基地局の上記エリア内に含まれ、上記方法は、各物理リソースブロックについて実行されるステップであって、どの中継器が、該物理リソースブロックで転送される信号を中継するための最良の候補であるのかを判断するステップをさらに含む。
【００２１】
したがって、物理リソースブロックで転送される信号を中継するための最良の候補を求め、さらに、計算された性能指数及び電力調整値に従って、物理リソースブロックで転送される信号が中継されるか否かを判定することにより、全体的なシステム性能が改善される。
【００２２】
特定の特徴によると、上記物理リソースブロックで転送される上記信号が中継されるか否かの上記判定は、上記物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用することの上記性能指数と、上記物理リソースブロックで転送される上記信号を中継を使用しないことの上記性能指数との間で除算を実行することによって行われる。
【００２３】
したがって、基地局のカバレッジが不十分なエリアに位置する端末のリンク状態が改善される。
【００２４】
特定の特徴によると、上記物理リソースブロックで転送される上記信号が中継されるか否かの上記判定は、上記物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用することの上記性能指数が、上記物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用しないことの上記性能指数よりも大きいか否かをチェックすることによって行われる。
【００２５】
したがって、性能指数がスペクトル効率に関するものである場合、容量の累積利得又は物理リソースブロック当たりの平均スペクトル効率が改善される。
【００２６】
より正確には、物理リソースブロックで転送される信号について中継を使用することの性能指数が、物理リソースブロックで転送される信号について中継を使用しないことの性能指数よりも大きい場合、この比較は１を返す。すなわち、物理リソースブロックで転送される信号は中継される。そうでない場合、この比較は０を返す。すなわち、物理リソースブロックで転送される信号は中継されない。
【００２７】
所与の中継器を使用する物理リソースブロックの個数は最大になる。
【００２８】
特定の特徴によると、上記メトリックを計算する前に、上記方法は、
‐各リソースブロックについて、上記基地局と上記端末との間のリンク品質を表しかつ上記中継器を介した上記基地局と上記端末との間のリンク品質を表す値を求めるステップと、
‐上記リソースブロックについて上記求められた値に従い上記リソースブロックをソートするステップと、
をさらに含む。
【００２９】
したがって、中継の利益が最も重要であるＰＲＢが最初に処理される。あるＰＲＢが中継を使用するか否かの判定の組み合わせをすべて検査するのではなく、各ＰＲＢを順次検査することができる。複雑度が低減される。
【００３０】
特定の特徴によると、上記基地局と上記端末との間のリンク品質を表しかつ上記中継器を介した上記基地局と上記端末との間のリンク品質を表す上記値は、上記中継器電力訂正値及び上記基地局電力調整値に依存しない。
【００３１】
したがってソートは１回だけ実行されれば良い。
【００３２】
特定の特徴によると、上記方法は、各物理リソースブロックについて実行されるステップであって、複数の物理リソースブロックで転送される上記信号について中継を使用することの性能指数又は使用しないことの性能指数に依存する全体性能指数を計算するステップを含む。
【００３３】
特定の特徴によると、上記物理リソースブロックは、所与のメトリックに従って降順にソートされ、上記全体性能指数は、判定が行われる上記物理リソースブロック及び、中継が適用されると判定された上記物理リソースブロックよりも下位の順序を有する物理リソースブロックで転送される信号について中継を使用することの性能指数又は使用しないことの性能指数に依存する。
【００３４】
特定の特徴によると、上記全体性能指数は、各物理リソースブロックで転送される信号の中継を使用することの性能指数又は使用しないことの性能指数に依存する。
【００３５】
したがって、所与のＰＲＢについて中継を使用することが全体的なシステムに利益になる場合にのみ、中継を使用すると判定され、全体的なシステム性能が増大される。
【００３６】
特定の特徴によると、上記無線通信ネットワークは、無線セルラー通信ネットワークである。
【００３７】
さらに別の態様によると、本発明は、プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムに関するものであり、該コンピュータプログラムがプログラマブルデバイス上で実行されるとき、本発明による上記方法の上記ステップを実施するための命令又はコード部を含む。
【００３８】
コンピュータプログラムに関する特徴的機能及び利点は、本発明による方法及びデバイスに関連して上述したものと同じであるので、ここでは繰り返さないことにする。
【００３９】
本発明の特徴は、一例の実施の形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。上記の説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明が実施される無線セルラー通信ネットワークのアーキテクチャを表す図である。
【図２】本発明が実施される中継器のアーキテクチャを表す図である。
【図３】本発明が実施される基地局のアーキテクチャを表す図である。
【図４】本発明による中継器が信号を中継しなければならないか否かを判断するためのアルゴリズムの第１の例を開示する図である。
【図５】本発明による中継器が信号を中継しなければならないか否かを判断するためのアルゴリズムの第２の例を開示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、本発明が実施される無線通信ネットワークのアーキテクチャを表す。
【００４２】
より正確には、本発明は、無線通信ネットワークが無線セルラー通信ネットワークである一例で開示される。
【００４３】
図１の無線セルラー通信ネットワークでは、基地局ＢＳは、当該基地局ＢＳによってハンドリングされる少なくとも１つの端末ＴＥへ信号を転送する。
【００４４】
基地局ＢＳは、アクセスノード又はノードＢ又は拡張ノードＢ(enhanced node B)という名称も有する。
【００４５】
端末ＴＥｉ（ただしｉ＝１〜ＮUT）が、基地局ＢＳによって管理されるセル内に位置するとき、及び端末ＴＥｉが図１に図示しないリモートデバイスとの通信を基地局ＢＳを通じて確立することを可能にするのに必要な情報を基地局ＢＳが有するとき、基地局ＢＳは、端末ＴＥｉをハンドリングする。ＮUTは、基地局ＢＳによってハンドリングされる端末の個数である。
【００４６】
基地局ＢＳによって管理されるセルは、基地局ＢＳと端末ＴＥｉとが通信できるエリアである。
【００４７】
基地局ＢＳは、下りリンクチャネルを通じて端末ＴＥｉへ信号を転送し、上りリンクチャネルを通じて端末ＴＥｉにより転送された信号を受信する。
【００４８】
図１には、ｊ＝１〜ＮRNを有する複数の中継器ＲＬｊが示されている。ＮRNは、基地局ＢＳのセル内に位置する中継器の個数である。より正確には、２つの中継器ＲＬ１及びＲＬ２が示されている。これらの中継器ＲＬ１及びＲＬ２は、基地局ＢＳと少なくとも１つの端末ＴＥｉとの間で転送される信号を中継することができる。
【００４９】
中継器ＲＬｊが、端末ＴＥｉの下りリンク信号を中継するとき、中継器ＲＬｊは、基地局ＢＳによって物理リソースブロック(physical resource block)（ＰＲＢ）で端末ＴＥｉへ転送される信号を監視する。中継器ＲＬｊは、別のタイムスロットのＰＲＢでその信号を端末ＴＥｉへ再送する。
【００５０】
ＰＲＢは、スケジューラによって割り当てられるリソース配分の最小の要素である。
【００５１】
一般に、ＰＲＢの配分は、基地局ＢＳにおいてスケジューリング機能によりハンドリングされる。
【００５２】
例えば、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）では、隣り合った副搬送波が、スロット単位で一緒にグルーピングされて、ＰＲＢを形成する。したがってＰＲＢは時間次元及び周波数次元の双方を有する。
【００５３】
中継器ＲＬｊが、端末ＴＥｉの上りリンク信号を中継するとき、中継器ＲＬｊは、端末ＴＥｉによってＰＲＢで基地局ＢＳへ転送される信号を監視する。中継器ＲＬｊは、別のタイムスロットのＰＲＢでその信号を基地局ＢＳへ再送する。
【００５４】
このＰＲＢは、当初の信号が基地局及び／又は端末ＴＥｉによって送信されるＰＲＢと同じものとすることもできるし、異なるものとすることもできる。
【００５５】
ここで、本発明のいくつかの実施形態では、１つのタイムスロット内において、中継器ＲＬｊは、基地局ＢＳのセルに含まれる別の中継器ＲＬと同じＰＲＢでは信号を送信しないことに留意しなければならない。
【００５６】
基地局ＢＳは、図１に図示しないコアネットワークデバイスに各基地局ＢＳをリンクする通信ネットワークＴＮに接続される。
【００５７】
コアネットワークデバイスは、無線セルラー通信ネットワークの動作をハンドリングする。
【００５８】
基地局ＢＳは、当該基地局ＢＳによって管理されるセル内に位置する、ｊ＝１〜ＮRNを有する各中継器ＲＬｊに通信ネットワークＴＮを通じてリンクすることができる。
【００５９】
中継器ＲＬ１は、有線リンクＬ１を通じて基地局ＢＳにリンクすることができる。このリンクＬ１を通じて、中継器ＲＬ１及び基地局ＢＳはメッセージを交換することができる。一変形では、中継器ＲＬ１及び基地局ＢＳは、無線リンクＬBSRLを通じてメッセージを交換することができる。
【００６０】
中継器ＲＬ１及び／又は基地局ＢＳは、無線リンクＬBSRL上のリンク状態を測定する。
【００６１】
このリンク状態とは、例えば、リンクＬBSRL上のパス利得であってもよく、且つ／又は、リンクＬBSRL上で中継器ＲＬ１及び／若しくは基地局ＢＳによって測定された信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）であってもよい。
【００６２】
中継器ＲＬ２は、有線リンクＬ２を通じて基地局ＢＳにリンクすることができる。このリンクＬ２を通じて、中継器ＲＬ２及び基地局ＢＳはメッセージを交換する。一変形では、中継器ＲＬ２及び基地局ＢＳは、図１に示されていない無線リンクを通じてメッセージを交換することができる。
【００６３】
中継器ＲＬ２及び／又は基地局ＢＳは、中継器ＲＬ２と基地局ＢＳ上との間の無線リンク上のリンク状態を測定する。
【００６４】
このリンク状態とは、例えば、その無線リンク上のパス利得であってもよく、且つ／又は、その無線リンク上で中継器ＲＬ２及び／若しくは基地局ＢＳによって測定されたＳＩＮＲであってもよい。
【００６５】
図１には、明瞭にするために、１つの基地局ＢＳ、２つの中継器ＲＬ１及びＲＬ２、並びに２つの端末ＴＥしか示されていないが、実際には、無線セルラー通信ネットワークは、多数の基地局ＢＳ、中継器ＲＬ、及び端末ＴＥを含む。
【００６６】
端末ＴＥ１及びＴＥ２は、例えば、移動電話、携帯情報端末、パーソナルコンピュータである。
【００６７】
端末ＴＥ１は、無線リンクＬBSTE1を通じて基地局ＢＳにリンクされ、無線リンクＬRLTE1を通じて中継器ＲＬ１にリンクされ、図１に図示しない無線リンクを通じて中継器ＲＬ２にリンクされる。
【００６８】
端末ＴＥ１及び／又は基地局ＢＳは、無線リンクＬBSTE1上のリンク状態を測定する。端末ＴＥ１及び／又は中継器ＲＬ１は、無線リンクＬRLTE1上のリンク状態を測定する。
【００６９】
端末ＴＥ１及び／又は中継器ＲＬ２は、端末ＴＥ１と中継器ＲＬ２との間の、図１に図示しない無線リンク上のリンク状態を測定する。
【００７０】
これらのリンク状態とは、無線リンク上のパス利得であってもよく、且つ／又は、リンクＬBSTE1及び／若しくはＬRLTE1上で中継器ＲＬ１及び／若しくはＲＬ２並びに／若しくは端末ＴＥ１によって測定されたＳＩＮＲであってもよい。
【００７１】
端末ＴＥ２は、無線リンクＬBSTE2を通じて基地局ＢＳにリンクされ、端末ＴＥ２は、無線リンクＬRLTE2を通じて中継器ＲＬ１にリンクされ、図１に図示しない無線リンクを通じて中継器ＲＬ２にリンクされる。
【００７２】
端末ＴＥ２及び／又は基地局ＢＳは、無線リンクＬBSTE2上のリンク状態を測定する。端末ＴＥ２及び／又は中継器ＲＬ１は、無線リンクＬRLTE2上のリンク状態を測定する。端末ＴＥ２及び／又は中継器ＲＬ２は、端末ＴＥ２と中継器ＲＬ２との間の、図１に図示しない無線リンク上のリンク状態を測定する。
【００７３】
これらのリンク状態は、無線リンク上のパス利得であってもよく、且つ／又はリンクＬBSTE2及び／若しくはＬRLTE2上で中継器ＲＬ１及び／若しくはＲＬ２並びに／若しくは端末ＴＥ２によって測定されたＳＩＮＲであってもよい。
【００７４】
ｉ＝１〜２である任意の端末ＴＥｉにおいて経験される干渉は、端末ＴＥｉが現在それを通じて通信している基地局及び／又は中継器以外の他の基地局及び／又は他の中継器ＲＬｊによって生み出される場合があり、したがって、隣隣セル上の中継器の使用の割合に応じて変化する。
【００７５】
本発明によれば、各中継器ＲＬｊはある全電力バジェット(total power budget)ＰRNを有し、これは、検討中の中継器ＲＬｊによる中継から利益を得る各端末によって共有される。
【００７６】
それゆえ、中継器ＲＬｊの利益を得るＰＲＢの個数が多いほど、各ＰＲＢで転送される信号の送信電力は少なくなる。
【００７７】
下りリンク信号について、各中継器ＲＬは、識別されたＰＲＢで基地局ＢＳにより送信される信号のみを監視することができる。
【００７８】
これらの識別されたＰＲＢのそれぞれについて、中継器ＲＬｊは、監視された信号又は監視された信号から導出された別バージョン信号を、別のタイムスロットのＰＲＢで再送する。この別バージョン信号は、別の手段によって中継器ＲＬに提供することができ、例えば、基地局ＢＳと中継器ＲＬとの間の専用チャネルによって提供することができる。
【００７９】
ＰＲＢは、基地局ＢＳによって送信された当初の信号と同じものとすることもできるし、より良い配分に再スケジューリングすることもできる。いくつかの特定の実施の形態では、中継器ＲＬは、同一のタイムスロットにおいて、自身と同じ基地局ＢＳのセル内に位置する別の中継器ＲＬと同じＰＲＢで送信を行うことは決してしない。
【００８０】
上りリンク信号について、各中継器ＲＬｊは、識別されたＰＲＢで端末ＴＥにより送信される信号のみを監視する。
【００８１】
これらの識別されたＰＲＢのそれぞれについて、中継器ＲＬｊは、監視された信号又は監視された信号から導出された別バージョン信号を、別のタイムスロットのＰＲＢで再送する。ＰＲＢは、端末ＴＥによって送信された当初の信号と同じものとすることもできるし、より良い配分に再スケジューリングすることもできる。これらの信号は、別の手段によって基地局ＢＳへ送信することもでき、例えば、中継器ＲＬと基地局ＢＳとの間の専用チャネルによって送信することもできる。
【００８２】
下りリンク信号について、電力制御は、基地局ＢＳ及び中継器ＲＬｊにおいて実行することができる。例えば、ＰＲＢ上での均一な電力増大(uniform power boosting)は、中継器ＲＬにおいて実行することができる。
【００８３】
ＰＲＢ／中継器の関連付けを行うことができる。或る中継器ＲＬｊが、或るＰＲＢにおいて転送された信号の受信を改善するのに使用できる可能性がある場合、そのＰＲＢはその中継器ＲＬｊに関連付けられる。
【００８４】
いくつかのプロトコル（例えば直交プロトコル）を、信号の中継に使用することができる。直交プロトコルは、直交増幅転送プロトコル(orthogonal amplify-and-forward protocol)とすることもできるし、直交検出転送プロトコル(orthogonal detect-and-forward protocol)とすることもできるし、直交復号転送プロトコル(orthogonal decode and forward protocol)とすることもできる。
【００８５】
直交増幅転送プロトコルでは、例えば下りリンク信号について、基地局ＢＳは、第１のタイムスロットにおいて信号を端末ＴＥｉへ送信し、中継器ＲＬｊは同様にその信号を受信し、電力訂正(power correction)を適用し、第２のタイムスロットの期間中に、基地局ＢＳがどの信号も送信しないＰＲＢでその信号を端末ＴＥｉへ送信する。
【００８６】
直交検出転送プロトコルでは、例えば下りリンク信号について、基地局ＢＳは、第１のタイムスロットにおいて信号を端末ＴＥｉへ送信し、中継器ＲＬｊは、例えばデータに組み込まれた巡回冗長検査符号を使用することによってその信号を検出し、正しい検出が実行された場合にのみ、第２のタイムスロットの期間中にその信号を端末ＴＥｉへ送信する。
【００８７】
直交復号転送プロトコルでは、例えば下りリンク信号について、基地局ＢＳは、第１のタイムスロットにおいて信号を端末ＴＥｉへ送信し、中継器ＲＬｊは、その信号をデータに復号し、別の符号化方式を使用してそのデータを再符号化し、第２のタイムスロットの期間中にその再符号化されたデータを端末ＴＥｉへ送信する。
【００８８】
中継用のすべての直交プロトコルは、直交処理転送（Orthogonal Process and Forward）（ＯＰＦ）プロトコルという表現のもとでグルーピングされる。
【００８９】
すでに述べたように、各中継器ＲＬｊは、信号を中継するのに使用されるＰＲＢ間で共有される、ある全電力バジェットＰRNを有する。簡単にするために、基地局ＢＳのセル内に位置するｊ番目の中継器ＲＬｊの負荷は、Ｎj／（ＮAＮT）に等しいものと仮定する。ここで、Ｎjは、ｊ番目の中継器ＲＬｊがＮT個のタイムスロットの期間中に信号を中継するＰＲＢの平均個数であり、ＮAは、１つのタイムスロットの期間中にその帯域幅による並列送信に利用可能なＰＲＢの個数であり、ＮTは、２つのスケジューリングイベント（すなわち図４又は図５に開示するアルゴリズムが実行される２つの時刻）の間を埋めるタイムスロットの平均個数である。
【００９０】
これは、平均して、各タイムスロットにおいて、Ｎj／ＮT個のＰＲＢしかｊ番目の中継器ＲＬｊにおいて使用されないことを意味する。例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用するシステムでは、各ＯＦＤＭシンボルにおいて、Ｎj／（ＮAＮT）のみが、信号を転送するのに有効に使用される。
【００９１】
或るタイムスロットの期間中に中継器ＲＬｊによって使用されるＰＲＢの個数は、可能な限りＮj／ＮTに等しいままとされる。
【００９２】
端末ＴＥｉにおいて経験される干渉は、基地局及び／又は中継器によって生み出される場合があり、したがって、隣接セル上での中継器の使用の割合に応じて変化する。
【００９３】
各端末ＴＥｉは、最良の基地局ＢＳを選択するために、周囲の基地局ＢＳによって転送された信号を監視する。
【００９４】
基地局ＢＳが選択されると、各端末ＴＥｉは、選択された基地局ＢＳのセル内に位置する周囲の中継器ＲＬと共に、その端末ＴＥｉに配分された各ＰＲＢのパス利得を測定する。
【００９５】
したがって、端末ＴＥｉに配分された各ＰＲＢと最良のパス利得を提供する中継器ＲＬｊとの間の関連付けが行われる。
【００９６】
本発明によれば、端末ＴＥｉと基地局ＢＳとの間の通信を中継する判定は、ＰＲＢに基づいて行われる。
【００９７】
したがって、所与の端末ＴＥｉは、中継器ＲＬｊにより送信されるＰＲＢで転送された信号データの部分と、中継器ＲＬなしでＰＲＢで転送された信号データの別の部分又は別の中継器ＲＬのＰＲＢで転送された信号データの別の部分とを有する場合がある。これによって、各ＵＴの可変のリソース配分を考慮することなく、ＰＲＢごとに中継プロトコルの選択を考慮することが可能になる。
【００９８】
本発明によれば、ＰＲＢで転送される信号を中継しなければならないか否かを判定するには、一般性能指数（general figure of merit）Ｇを最適化しなければならない。
【００９９】
Ｇは、総和
【０１００】
【数１】
2010279032.tif 000003
【０１０１】
に分解することができる。ここで、Ａkは、ｋ番目のＰＲＢで転送された信号についてのリンクＬBSTEの品質に関するものであり、Ｂkは、ｋ番目のＰＲＢで転送された信号についてのリンクの組み合わせＬBSRL及びＬRLTEの品質に関するものである。例えば、Ａkは、リンクＬBSTE上で経験される減衰であり、Ｂkは、リンクＬRLTE上で経験される減衰である。
【０１０２】
関数ｆN（）は、中継を伴わない送信の性能指数であり、関数ｆP（）は、プロトコル（Ｐ）による中継を使用した送信の性能指数である。
【０１０３】
ｆP（）がｆN（）よりも大きい場合にのみ、所与のＰＲＢに中継が使用されると決定される。
【０１０４】
ｊ番目の中継器ＲＬｊにおいて適用される中継器電力訂正値λiは、中継器ＲＬｊが信号を中継するすべてのＰＲＢについて一定である。
【０１０５】
例えば、λj＝ＮAＮT／Ｎjである。通例、λjは、ＮAに制限される。以下では、一般性を失うことなく、Ｎjは、λjをＮA未満に保つように十分大きいものと考えることにする。
【０１０６】
中継器ＲＬｊの全電力バジェットＰRNはＰＲＢ間で共有されるので、ｊ番目の中継器における中継器電力訂正値λjは、Ｎj（中継器ＲＬｊが信号を中継するＰＲＢの個数）の減少関数である。
【０１０７】
変数αは、基地局ＢＳにおいて適用することができる基地局電力調整値である。変数αは、中継が実行されるＰＲＢの平均個数に依存し得る。
【０１０８】
基地局電力調整値αは、中継器がアクティブとなるＰＲＢの総数の増加関数である。
【０１０９】
したがって、単一のＰＲＢについて、そのＰＲＢが、中継することから利益を得ることができるか否かを知ることは容易であるが、このＰＲＢが中継を使用するか否かの判定が全体的なシステムに与える影響を評価する問題は自明ではなく、本発明によって解決される。
【０１１０】
最適化される一般性能指数Ｇは、異なるメトリックに従って定義することができる。ＰＲＢの一部が中継を使用すると考えられることを考慮し、この選択に対応する一般メトリックＧを計算することにする。
【０１１１】
メトリックの第１の例は、中継器ＲＬが信号を中継するＰＲＢの個数である。
【０１１２】
選択されたＰＲＢが中継の使用による利益を示す状況下では、この個数を最大にすることによって中継器ＲＬの使用が最大化され、セル辺縁のスループットを改善する。その場合、
【０１１３】
ｋ番目のＰＲＢが中継を使用する場合、ｇ（αＡk，λjＢk）＝１
そうでない場合、ｇ（αＡk，λjＢk）＝０
【０１１４】
となる。
【０１１５】
メトリックの第２の例は、ＰＲＢの一部のデータレートを改善するＰＲＢ当たりの平均スペクトル効率又は容量の累積利得である。
【０１１６】
その場合、ｇ（）は、
【０１１７】
ｋ番目のＰＲＢが中継を使用する場合、ｇ（αＡk，λjＢk）＝ｆp（αＡk，λjＢk）
そうでない場合、ｇ（αＡk，λjＢk）＝ｆN（αＡk）
【０１１８】
として選ぶことができる。
【０１１９】
メトリックの第３の例は、カバレッジが不十分な端末ＴＥの利益となるような経験則によるメトリックである。
【０１２０】
その場合、ｇ（）は、
【０１２１】
ｋ番目のＰＲＢが中継を使用する場合、ｇ（αＡk，λjＢk）＝ｆp（αＡk，λjＢk）／ｆN（αＡk）
そうでない場合、ｇ（αＡk，λjＢk）＝１
【０１２２】
として選ぶことができる。
【０１２３】
すべてのＰＲＢについての、中継を使用するか否かの判定の組み合わせをすべて検査することは実用的ではない。以下では、一般性能指数の最適化につながる実用的な実施態様を設計する方法を説明することにする。一般的見地から、関数ｇ（ｘ，ｙ）は単調である。すなわち、
【０１２４】
【数２】
2010279032.tif 000004
【０１２５】
である。
【０１２６】
このことは、中継器ＲＬｊの中継器電力訂正値λjを変更し、同じ中継器ＲＬｊに関連付けられたインデックスｋ１及びｋ２（ここでＲ（ｋ１）＝Ｒ（ｋ２）である）の２つのＰＲＢを選ぶことによって、
【０１２７】
【数３】
2010279032.tif 000005
【０１２８】
が得られることを意味する。
【０１２９】
換言すれば、ＰＲＢが、ｇ（Ａk，Ｂk）の値の昇順または降順にソートされる場合、中継器ＲＬｊにおいて適用される中継器電力訂正値及び基地局ＢＳにおいて適用される基地局電力調整値が何であろうと、リストの順序は不変である。
【０１３０】
本発明は、この特性を、α及びλjが単調であるという特性と組み合わせることで利益を得る。
【０１３１】
値の昇順または降順にＰＲＢをソートすることにより、中継するか否かの潜在的な判定をすべて検査するという事態は回避され、その結果、複雑度は低くなる。中継することによってより多くの利益を得るＰＲＢについて、中継を使用しなければならないか否かを判定することにより、システムの全体的な利得が最大になる。
【０１３２】
以下では、ＰＲＢは、ソートされた後、順に取り扱われる。したがって、或るＰＲＢについて中継するか否かに関する判定を処理するとき、それ以前のＰＲＢの中継ステータスはすでに定まっており、それ以降のＰＲＢはまだ非中継ステータスにある。次に、検討中のＰＲＢは、中継を使用するものと仮定され、一般性能指数Ｇに対するこの判定の影響が評価される。この影響が肯定的なものである場合には検討中のＰＲＢに中継が使用され、そうでない場合には中継は使用されず、このＰＲＢ中継ステータスが記憶される。
【０１３３】
本発明の特定の実現モードによれば、スループットが、中継が利益になるか否かを選択することを可能にする判定基準となる。中継器ＲＬが端末ＴＥについて所与のＰＲＢの下りリンク信号を中継しているときのそれら端末ＴＥについて、等価ＳＩＮＲは、中継器ＲＬを通じた基地局ＢＳと端末ＴＥとの間のリンク上で経験される干渉プラス雑音成分を信号に加えた組み合わせである。
【０１３４】
直交増幅転送プロトコル、又は信号を変更することなくその信号の単純な再送を含む任意のプロトコルについて、ｋ番目のＰＲＢ上のスループットは、
【０１３５】
Ｃ（αＡk＋λjＢk）／２
【０１３６】
と表される。ここで、Ａk＝ＳＩＮＲBSTEkは、基地局ＢＳから端末ＴＥｉへの送信に使用されるｋ番目のＰＲＢ上で観測されたＳＩＮＲである。Ｂk＝ＳＩＮＲBSRLTEkは、中継器ＲＬｊを介した基地局ＢＳから端末ＴＥｉへの送信に使用されるｋ番目のＰＲＢ上で観測されたＳＩＮＲであって、中継器ＲＬｊにおける基準送信電力を考慮したものである。
【０１３７】
変数λjは、中継器ＲＬｊにおける中継器電力訂正値である。
【０１３８】
Ｃ（αＡk＋λi=R(k)Ｂk）／２＞Ｃ（αＡk）になるとすぐに、ｋ番目のＰＲＢで転送される信号に中継器ＲＬｊを使用することは価値があり、このとき、ｋ番目のＰＲＢが中継を使用することがシステム全体にとって利益になるか否かは、本発明による一般性能指数Ｇの計算によって判定される。
【０１３９】
例えば、Ｃ（）がＡＷＧＮチャネルのシャノン容量として選ばれる場合、Ｃ（αＡk）＝ｌｏｇ2（１＋αＡk）となる。
【０１４０】
したがって、このようなプロトコルについて、このアルゴリズムと共に適用される関数のセットであって、必要とされるｇ（αＡk＋λj=R(k)Ｂk）の特性を満たす関数のセット
【０１４１】
【数４】
2010279032.tif 000006
【０１４２】
を選ぶことができる。基地局電力調整が基地局ＢＳに適用されないとき、α＝１である。
【０１４３】
直交処理転送プロトコルがｊ番目の中継器ＲＬｊにおいて使用される場合、基地局ＢＳにおける送信が、中継プロトコルの１つおきのタイムスロットで行われると仮定すると、
【０１４４】
【数５】
2010279032.tif 000007
【０１４５】
個のＰＲＢで送信するのに必要とされるエネルギーの利得が、基地局ＢＳにおいて経験される。
【０１４６】
したがって、基地局ＢＳにおいて適用することができる基地局電力調整値αは、
【０１４７】
【数６】
2010279032.tif 000008
【０１４８】
の増加関数であり、これは、タイムスロット当たりの、中継に使用されるＰＲＢの総数
【０１４９】
【数７】
2010279032.tif 000009
【０１５０】
を表す。
【０１５１】
実際には、直交プロトコルが使用されるとき、スペクトル効率の損失は、基地局ＢＳ及び中継器ＲＬが同時に同じリソースで同じ端末ＴＥへ送信を行うことができないことに起因する。
【０１５２】
したがって、基地局ＢＳは、所与の端末ＴＥｉへの送信のために中継器ＲＬｊが使用するＰＲＢに対応するＰＲＢでは、その端末ＴＥｉへ信号を送信することができない。ここで、基地局ＢＳは、別の端末ＴＥへの送信のために中継器ＲＬが使用するＰＲＢに対応するＰＲＢでは端末ＴＥｉへ信号を転送できることに留意しなければならない。
【０１５３】
その別の端末ＴＥは、当該別の端末ＴＥにおいて、上記所与の端末ＴＥｉへ転送される信号又は上記所与の端末ＴＥｉによって転送される信号により生成される干渉が低くなるように選ばれるだけでなく、上記所与の端末ＴＥｉにおいて、当該別の端末ＴＥへ転送される信号又は当該別の端末ＴＥによって転送される信号により生成される干渉も低くなるように選ばれる。
【０１５４】
図２は、本発明が実施される中継器のアーキテクチャを表す図である。
【０１５５】
中継器ＲＬｊは、例えば、バス２０１によって互いに接続されたコンポーネントと、図４又は図５に開示するようなプログラムによって制御されるプロセッサ２００とに基づくアーキテクチャを有する。
【０１５６】
バス２０１は、プロセッサ２００を、読み出し専用メモリＲＯＭ２０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３、ネットワークインターフェース２０６、及び無線インターフェース２０５にリンクする。
【０１５７】
メモリ２０３は、変数を収容するように意図されたレジスタと、図４又は図５に開示するようなプログラムの命令とを含む。
【０１５８】
プロセッサ２００は、無線インターフェース２０５の動作を制御する。
【０１５９】
読み出し専用メモリ２０２は、図４又は図５に開示するようなプログラムの命令を含む。これらの命令は、中継器ＲＬｊに電源が投入されると、ランダムアクセスメモリ２０３へ転送される。
【０１６０】
ネットワークインターフェース２０６は、例えば、ＤＳＬ（デジタル加入者線）モデム又はＩＳＤＮ（統合サービスデジタル網）インターフェース等である。このようなインターフェースを通じて、中継器ＲＬｊは、メッセージを基地局ＢＳへ転送することができる。
【０１６１】
無線インターフェース２０５は、中継器ＲＬｊが、基地局ＢＳ及び少なくとも１つの端末ＴＥｉへ信号若しくはメッセージを転送すること、且つ／又は、基地局ＢＳ及び少なくとも１つの端末ＴＥｉから信号若しくはメッセージを受信することを可能にする。
【０１６２】
無線インターフェース２０５は、少なくとも１つの基地局ＢＳによって転送された信号を受信する下りリンク受信モジュール２１０を備えることができ、少なくとも１つの端末ＴＥｉへ信号を転送する下りリンク送信モジュール２１１を備えることができ、少なくとも１つの端末ＴＥｉによって転送された信号を受信する上りリンク受信モジュール２１２を備えることができ、少なくとも１つの基地局ＢＳへ信号を転送する上りリンク送信モジュール２１３を備えることができる。
【０１６３】
図３は、本発明が実施される基地局のアーキテクチャを表す図である。
【０１６４】
基地局ＢＳは、例えば、バス３０１によって互いに接続されたコンポーネントと、図４又は図５に開示するようなプログラムによって制御されるプロセッサ３００とに基づくアーキテクチャを有する。
【０１６５】
バス３０１は、プロセッサ３００を、読み出し専用メモリＲＯＭ３０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ３０３、無線インターフェース３０５、及びネットワークインターフェース３０６にリンクする。
【０１６６】
メモリ３０３は、変数を収容するように意図されたレジスタと、図４又は図５に開示するようなアルゴリズムに関連付けられたプログラムの命令とを含む。
【０１６７】
プロセッサ３００は、ネットワークインターフェース３０６と無線インターフェース３０５の動作を制御する。
【０１６８】
読み出し専用メモリ３０２は、図４又は図５に開示するようなアルゴリズムに関連付けられたプログラムの命令を含む。これらの命令は、基地局ＢＳに電源が投入されると、ランダムアクセスメモリ３０３へ転送される。
【０１６９】
基地局ＢＳは、ネットワークインターフェース３０６を通じて通信ネットワークＴＮに接続される。例えば、ネットワークインターフェース３０６は、ＤＳＬ（デジタル加入者線）モデム又はＩＳＤＮ（統合サービスデジタル網）インターフェース等である。このようなインターフェースを通じて、基地局ＢＳは、少なくとも１つの中継器ＲＬｊへ、又は、無線セルラー通信ネットワークを管理するコアネットワークデバイスＣＮへ、メッセージを転送することができる。
【０１７０】
無線インターフェース３０５は、中継器ＲＬｊによって中継される又は中継されない信号を、少なくとも１つの端末ＴＥｉへ転送する、少なくとも１つの下りリンク送信モジュールと、少なくとも１つの端末ＴＥｉによって転送され、中継器ＲＬｊによって中継され又は中継されなかった信号を受信する、上りリンク受信モジュールとを備える。
【０１７１】
図４は、本発明による中継器が信号を中継しなければならないか否かを判断するためのアルゴリズムの第１の例を開示する。
【０１７２】
本アルゴリズムは、基地局ＢＳによって、若しくは各中継器ＲＬによって、又は、無線セルラー通信ネットワークにおける少なくとも１つのコアネットワークデバイスによって、実行される。
【０１７３】
本アルゴリズムは、定期的に且つ／又は特定のイベント時に実行され、例えば、端末ＴＥが基地局ＢＳのセルに入ったときに実行される。
【０１７４】
本アルゴリズムは、基地局ＢＳのプロセッサ３００によって実行されるときに開示される。
【０１７５】
本アルゴリズムでは、ある中継器ＲＬｊ（例えば中継器ＲＬ１）が端末ＴＥの信号を中継するときの、当該端末ＴＥを宛先とするすべての信号に、同一の中継器電力訂正値が適用される。
【０１７６】
ステップＳ４０１において、プロセッサ３００は、各ＰＲＢｋをある中継器ＲＬｊに関連付ける。
【０１７７】
例えば、プロセッサ３００は、基地局ＢＳのセル内に位置する端末ＴＥｉ（ただしｉ＝１〜ＮUT）へ信号を転送するのに使用される各ＰＲＢについて、且つ各中継器ＲＬｊ（ただしｊ＝１〜ＮRN）について、最良のパス利得を提供する中継器ＲＬｊを得る。
【０１７８】
プロセッサ３００は、信号を転送するのに使用されるｋ番目のＰＲＢのそれぞれについて、リンクＬBSTEの品質Ａk及びリンクの組み合わせＬBSRL及びＬRLTEの品質Ｂkを得る。
【０１７９】
例えば、Ａkは、リンクＬBSTE上で経験される減衰であり、Ｂkは、リンクＬRLTE上で経験される減衰である。
【０１８０】
パス利得は、端末ＴＥｉと中継器ＲＬｊとの間の距離に幾分関連する。
【０１８１】
別の例では、各ＰＲＢｋを中継器ＲＬとペアにするために干渉プラス雑音成分が使用される。
【０１８２】
プロセッサ３００は、基地局のセル内に位置する端末ＴＥｉへの信号の送信に使用される各ＰＲＢについて、最良のパス利得を提供する中継器ＲＬｊの識別子ｊに等しいインデックスＲ（ｋ）を定義する。
【０１８３】
プロセッサ３００は、信号を転送するのに使用されるｋ番目のＰＲＢのそれぞれについて、リンクＬBSTEの品質Ａk並びにリンクの組み合わせＬBSRL及びＬRLTEの品質Ｂkを得る。
【０１８４】
インデックスＲ（ｋ）は、ｋ番目のＰＲＢと中継器ＲＬｊとの関連付けを表す。
【０１８５】
次のステップＳ４０２において、プロセッサ３００は、各ＰＲＢ（ただしｋ＝１〜ＮPRB）について関数ｇ（Ａk，Ｂk）を計算する。
【０１８６】
次のステップＳ４０３において、プロセッサ３００は、ＰＲＢ（ただしｋ＝１〜ＮPRB）と、それらＰＲＢの各インデックスＲ（ｋ）（ただしｋ＝１〜ＮPRB）を、それらのメトリック値ｇ（Ａk，Ｂk）に従って降順にソートする。
【０１８７】
このステップはオプションであり、後に解説するように、アルゴリズムフォローアップの複雑度を低減するためのいくつかのメトリックｇ（）を可能にする。
【０１８８】
ＮPRBは、信号を端末ＴＥへ転送するために基地局ＢＳによって使用されるＰＲＢの総数に等しい。
【０１８９】
ここで、一変形では、ステップＳ４０２及びＳ４０３は実行されないことに留意しなければならない。その変形によれば、プロセッサ３００は、ステップＳ４０１からステップＳ４０４に移動する。
【０１９０】
次のステップＳ４０４において、プロセッサ３００は、各中継器ＲＬｊについて、変数Ｎj及びＧｍａｘをヌル値に設定する。
【０１９１】
次のステップＳ４０５において、プロセッサ３００は、変数ｋを１に設定する。この変数ｋは、本アルゴリズムによって処理されるｋ番目のＰＲＢを表す。
【０１９２】
次のステップＳ４０６において、プロセッサ３００は、変数ｋがＮPRB以下であるか否かをチェックする。
【０１９３】
変数ｋがＮPRB以下である場合、プロセッサ３００はステップＳ４２０に移動する。それ以外の場合、プロセッサ３００はステップＳ４０７に移動する。
【０１９４】
オプションとして、同じ中継器ＲＬに関連付けられたＰＲＢがこのアルゴリズムをステップＳ４１０に行くようにすでに導いているか否かをチェックする検査が行われる。
【０１９５】
実際に、ｇ（Ａk，Ｂk）値に従ったＰＲＢのソートを使用し、且つ関数ｇ（）が単調であるという特性を使用すると、所与のｋ番目のＰＲＢよりも後にソートされ且つ同じ中継器ＲＬに関連付けられたすべてのＰＲＢは、ｋ番目のＰＲＢよりも少ない利得を全体性能指数（global figure of merit）に提供する。したがって、中継がこれらのＰＲＢに利益になるか否かを検査する必要はない。
【０１９６】
ステップＳ４０７において、プロセッサ３００は、変数ＮR(k)を１つインクリメントする。ＮR(k)は、ｋ番目のＰＲＢに関連付けられた中継器ＲＬｊによって中継されるＰＲＢの個数に等しい。
【０１９７】
次のステップＳ４０８において、プロセッサ３００は、α及びλiの更新された値（Ｎj値から導出されたもの）を考慮し、且つｋ番目のＰＲＢが中継を使用していると仮定して、全体性能指数Ｇを求める。確かに、すでに解説したように、α及びλiは、中継器ＲＬによって中継されるＰＲＢの個数に依存し、特に、ＮR(k)の近時に変更された値に従って再計算しなければならない。
【０１９８】
一般性能指数Ｇは、最適化されなければならず、総和
【０１９９】
【数８】
2010279032.tif 000010
【０２００】
に分解される。この総和は、すべてのＰＲＢに対して行われる。
【０２０１】
次のステップＳ４０８において、プロセッサ３００は、ＧｍａｘがＧよりも厳密に小さいか否かをチェックする。
【０２０２】
ＧｍａｘがＧよりも厳密に小さい場合、プロセッサ３００は、ステップＳ４４０に移動し、Ｇｍａｘを値Ｇに設定し、ｋ番目のＰＲＢでの信号転送を中継器ＲＬｊが中継しなければならないことを記憶する。
【０２０３】
その後、プロセッサ３００はステップＳ４１１に移動する。
【０２０４】
ＧｍａｘがＧよりも厳密に小さくない場合、プロセッサ３００は、ステップＳ４０９からステップＳ４１０に移動する。
【０２０５】
ステップＳ４１０において、プロセッサ３００は、変数ＮR(k)を１つディクリメントする。すなわち、ｋ番目のＰＲＢで送信される信号に中継を適用しない。
【０２０６】
次のステップＳ４１１において、プロセッサ３００は、変数ｋを１つインクリメントする。すなわち、次のＰＲＢを検討し、すでに説明したステップＳ４０６に戻る。
【０２０７】
ステップＳ４２０において、プロセッサ３００は、各中継器ＲＬｊについて、中継器電力訂正値
【０２０８】
【数９】
2010279032.tif 000011
【０２０９】
を計算する。
【０２１０】
次のステップＳ４３０において、プロセッサ３００は、各中継器ＲＬｊへ、対応する中継器電力訂正値λjを転送する。
【０２１１】
図５は、本発明による中継器が信号を中継しなければならないか否かを判断するためのアルゴリズムの第２の例を開示する。
【０２１２】
本アルゴリズムは、基地局ＢＳ若しくは各中継器ＲＬ又は無線セルラー通信ネットワークの少なくとも１つのコアネットワークデバイスによって実行される。
【０２１３】
本アルゴリズムは、定期的に且つ／又は特定のイベント時に実行され、例えば、端末ＴＥが基地局ＢＳのセルに入ったときに実行される。
【０２１４】
本アルゴリズムは、基地局ＢＳのプロセッサ３００によって実行されるときに開示される。
【０２１５】
本アルゴリズムは、図４に開示したアルゴリズムを単純化したものである。この単純化は、メトリックが中継器ＲＬが信号を中継するＰＲＢの個数であるときに、図４のアルゴリズムで説明したオプションのソート及び検査を使用してなされる。実際には、ｊ番目の中継器が使用されるＰＲＢの総数は最大にされなければならない。
【０２１６】
ここで、
【０２１７】
【数１０】
2010279032.tif 000012
【０２１８】
は、ｊ番目の中継器ＲＬｊにより中継されることが利益を有するＰＲＢの最大個数を表すことに留意しなければならない。
【０２１９】
ＰＲＢ（ただしｋ＝１〜ＮPRB）と、それらＰＲＢのそれぞれのインデックスＲ（ｋ）（ただしｋ＝１〜ＮPRB）とを、それらのメトリックｇ（Ａk，Ｂk）値に従って降順にソートすることによって、１番目にソートされたＰＲＢが、中継の最良の候補である。
【０２２０】
ｇ（）は単調であり、λR(k)はｋと共に減少するので、Ｒ（ｋ）番目の中継器ＲＬに関連付けられたＰＲＢのリストは、ｇ（）の減少する値によってソートされた状態を維持する。
【０２２１】
したがって、このアルゴリズムは、ＰＲＢがＲ（ｋ）番目の中継器において使用されない（ＮR(k)＝０）と仮定して開始し、
【０２２２】
【数１１】
2010279032.tif 000013
【０２２３】
である限り、Ｒ（ｋ）番目の中継器に関連付けられたＰＲＢを順次追加することができる。ここで、
【０２２４】
【数１２】
2010279032.tif 000014
【０２２５】
は、ｆPの逆関数である。
【０２２６】
この条件が或るＰＲＢについて充足されなくなると、Ｒ（ｊ）番目の中継器ＲＬに関連付けられたすべての後続のＰＲＢは、この条件を充足しないのに対して、すべての先行するＰＲＢは依然としてこの条件を充足する。
【０２２７】
したがって、このアルゴリズムは、図４のオプションの特徴で説明したように、単純なソートと、停止条件を有する１ステップチェックとに単純化することができる。
【０２２８】
ここで、基地局電力調整αが、基地局ＢＳにおいて実行される場合でもリストの順序は不変であり、１ステップチェックアルゴリズムは依然として最適であることに留意しなければならない。
【０２２９】
基地局電力調整αは、
【０２３０】
【数１３】
2010279032.tif 000015
【０２３１】
として定義することができる。
【０２３２】
ステップＳ５０１において、プロセッサ３００は、各ＰＲＢを中継器ＲＬｊに関連付ける。
【０２３３】
例えば、プロセッサ３００は、基地局ＢＳのセル内に位置する端末ＴＥｉ（ただしｉ＝１〜ＮUT）へ信号を転送するのに使用される各ＰＲＢについて、且つ各中継器ＲＬｊ（ただしｊ＝１〜ＮRN）について、最良のパス利得を提供する中継器ＲＬｊを得る。
【０２３４】
プロセッサ３００は、信号を転送するのに使用される各ｋ番目のＰＲＢについて、リンクＬBSTEの品質Ａk並びにリンクの組み合わせＬBSRL及びＬRLTEの品質Ｂkを得る。
【０２３５】
例えば、Ａkは、リンクＬBSTE上で経験される減衰であり、Ｂkは、リンクＬBSRL及びＬRLTE上で経験される減衰である。
【０２３６】
パス利得は、端末ＴＥｉと中継器ＲＬｊとの間の距離に幾分関連する。
【０２３７】
別の例では、干渉プラス雑音成分が、各ＰＲＢｋを中継器ＲＬとペアにするのに使用される。
【０２３８】
プロセッサ３００は、基地局ＢＳのセル内に位置する端末ＴＥｉへの信号の送信に使用される各ＰＲＢについて、中継器ＲＬｊの識別子ｊに等しいインデックスＲ（ｋ）を定義する。これはｋ番目のＰＲＢと中継器ＲＬｊとの関連付けを表す。
【０２３９】
次のステップＳ５０２において、プロセッサ３００は、以下の公式
【０２４０】
【数１４】
2010279032.tif 000016
【０２４１】
に従って各ＰＲＢについて求められたメトリック値に従い、降順によりインデックスＲ（ｋ）をソートする。
【０２４２】
次のステップＳ５０３において、プロセッサ３００は、各中継器ＲＬｊについて、変数Ｎj及びＭをヌル値に設定する。変数Ｎjは、ｋ番目のＰＲＢに関連付けられた中継器ＲＬｊが、ＰＲＢで転送される信号を中継しなければならないと本アルゴリズムが判定するＰＲＢの総数を表す。
【０２４３】
次のステップＳ５０４において、プロセッサ３００は、変数ｋを１に設定する。この変数ｋは、本アルゴリズムによって処理されるｋ番目のＰＲＢを表す。
【０２４４】
次のステップＳ５０５において、プロセッサ３００は、変数ｋがＮPRB以下であるか否かをチェックする。
【０２４５】
変数ｋがＮPRB以下である場合、プロセッサ３００はステップＳ５１５に移動する。それ以外の場合、プロセッサ３００はステップＳ５０６に移動する。
【０２４６】
ステップＳ５０６において、プロセッサ３００は、以下の公式
【０２４７】
【数１５】
2010279032.tif 000017
【０２４８】
に従って、変数ｕ（ｋ，Ｍ＋１）を計算する。ここで、基地局電力調整値αは、以下の公式
【０２４９】
【数１６】
2010279032.tif 000018
【０２５０】
に従って計算される。
【０２５１】
次のステップＳ５０７において、プロセッサ３００は、ＮR(k)＋１≦ｕ（ｋ，Ｍ＋１）であるか否かをチェックする。
【０２５２】
ＮR(k)＋１≦ｕ（ｋ，Ｍ＋１）である場合、プロセッサ３００はステップＳ５０９に移動する。それ以外の場合、プロセッサ３００はステップＳ５０８に移動する。
【０２５３】
ステップＳ５０８において、プロセッサ３００は、変数ｋを１つインクリメントし、ステップＳ５０５に戻る。
【０２５４】
ステップＳ５０９において、プロセッサ３００は、ＮR(k)を１つインクリメントし、ｋ番目のＰＲＢで転送される信号が、ｊ＝Ｒ（ｋ）を有する中継器ＲＬｊによって中継されることを通知する指示子を記憶する。
【０２５５】
特定の特徴によれば、次のステップ５１０において、プロセッサ３００は、過負荷係数β（ｋ）を計算する。
【０２５６】
過負荷係数β（ｋ）は、別の端末ＴＥへｋ番目のＰＲＢで転送される信号の電力を増加させるために基地局ＢＳによって使用される電力係数である。
【０２５７】
基地局ＢＳと、ｋ番目のＰＲＢが中継器ＲＬｊによって中継される端末ＴＥとの間で経験されるＳＩＮＲを、β（ｋ）に乗算したものが、好ましくは１よりもはるかに小さい所定のしきい値未満となるように、過負荷係数β（ｋ）を選ばなければならない。
【０２５８】
この別の端末ＴＥは、端末ＴＥに配分されるＰＲＢが最も高いランクを有する端末ＴＥを、ｇ（Ａk，Ｂk）の降順によってソートすることにより、選択することができる。
【０２５９】
ここで、別の端末ＴＥを、さらに、中継できる端末のリストから除去できることに留意しなければならない。
【０２６０】
その後、プロセッサ３００はステップＳ５０８に戻る。
【０２６１】
ステップＳ５１５において、プロセッサ３００は、各中継器ＲＬｊについて、中継器電力訂正値
【０２６２】
【数１７】
2010279032.tif 000019
【０２６３】
を計算する。
【０２６４】
次のステップＳ５１６において、プロセッサ３００は、各中継器ＲＬｊへ、対応する中継器電力訂正値λjを転送する。
【０２６５】
その後、プロセッサ３００は本アルゴリズムを中断する。
【０２６６】
本発明を、下りリンク信号が中継されるか否かの例にして説明してきた。
【０２６７】
本発明は、上りリンク信号にも適用可能であり、図４及び図５のアルゴリズムは、上りリンク信号を中継するか否かに適用することができる。
【０２６８】
上りリンクでは、基地局電力調整値αは、１に等しいものとして定義されるべきである。
【０２６９】
ＯＰＦプロトコルの場合、中継される上りリンク信号を転送する端末ＴＥは、次のタイムスロットの期間中送信を行わず、これによって追加の電力バジェット（電力消費節減と見ることができるが、リンク品質の改善には使用できない）が与えられる。未使用のタイムスロットは、リンク品質の改善に使用することができる。すなわち、電力ブースト
【０２７０】
【数１８】
2010279032.tif 000020
【０２７１】
は、端末ＴＥにおいて適用することができる。ここでＰtは、中継が行われない場合の端末ＴＥの実際の送信電力であり、Ｐtmaxは、端末ＴＥの最大送信電力である。
【０２７２】
当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した本発明の実施形態に対して多くの変更を行うことができる。
【図１】
2010279032.tif 000021
【図２】
2010279032.tif 000022
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010279032.tif 000025
【外国語明細書】
2010279032.tif 000026
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