(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔局から受信される、１つ又は複数の通信デバイスへのデータを中継するように動作可能な中継局であって、
前記遠隔局及び前記１つ又は複数の通信デバイスに対し信号を送受信するように動作可能な送受信機回路と、
通信コントローラーであって、
ｉ）制御データを含む最初の部分と、データを含まない後続の部分とを含むサブフレームを生成し、
ｉｉ）前記送受信機回路が前記サブフレームの前記最初の部分において前記制御データを送信し、次に受信モードに切り換わって前記遠隔局によって送信された前記サブフレームの一部分を受信するように前記送受信機回路を制御し、
ｉｉｉ）前記遠隔局によって送信されて、受信した前記サブフレームの一部分から中継制御データを回復し、
ｉｖ）回復された前記中継制御データから、受信した前記サブフレームの一部分が該中継局のためのユーザーデータも含むか否かを判断し、かつ含まれる場合、そのようなユーザーデータを回復する
ように動作可能である、通信コントローラーと、
を備え、
該中継局は、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定するデータを受信するように動作可能であり、前記通信コントローラーは、受信した前記通信リソースの数を特定するデータを用いて前記遠隔局から送信されて、受信する前記サブフレームの一部分から前記中継制御データを位置特定して回復するように動作可能である、
中継局。
【請求項２】
該中継局によって送信されるサブフレーム及び前記遠隔局によって送信されるサブフレームが同時に開始しかつ同時に終了するように前記遠隔局と同期している、請求項１に記載の中継局。
【請求項３】
前記サブフレームの前記一部分を受信する前に、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定する前記データを受信するように動作可能である、請求項１又は２に記載の中継局。
【請求項４】
受信した前記サブフレームの前記一部分の所定の部分において、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定する前記データを受信するように動作可能である、請求項１又は２に記載の中継局。
【請求項５】
前記遠隔局によって送信された前記サブフレームは、所定の通信リソース上に前記中継制御データの少なくとも第１の部分を含み、
該第１の部分は、第１の部分以後の残りの中継制御データが他の通信リソース上に含まれるか否かを特定するデータを含み、
前記通信コントローラーは、前記中継制御データの前記第１の部分を処理して前記サブフレームが第１の部分以後の残りの中継制御データを含むか否かを特定するように動作可能であり、かつ含む場合、該残りの中継制御データを位置特定して回復するように動作可能である、請求項４に記載の中継局。
【請求項６】
前記中継制御データは、複数の通信リソースにわたって分散され、前記通信コントローラーは、所定の式を用いて前記中継制御データが搬送される通信リソース群を特定するように動作可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の中継局。
【請求項７】
前記通信コントローラーは、複数の仮想リソースブロックを複数の物理リソースブロックに関連させて前記中継制御データが搬送される通信リソース群を特定しかつ前記遠隔局のセルＩＤを用いて開始仮想リソースブロックを特定する所定の式を用いるように動作可能である、請求項６に記載の中継局。
【請求項８】
前記通信コントローラーは、以下の式を用いるように動作可能であり、
【数１】
0005472656.tif 000023
ここで、
ｉ＝０、１、〜
【数２】
0005472656.tif 000024
であり、
【数３】
0005472656.tif 000025
はセルＩＤであり、
【数４】
0005472656.tif 000026
はリソースブロック（ＲＢ）数を単位とするダウンリンクシステム帯域幅であり、
【数５】
0005472656.tif 000027
は前記中継制御データに配分されることになるＲＢの総数であり、
【数６】
0005472656.tif 000028
は括弧内の式以下の最小の整数を規定する床関数であり、
【数７】
0005472656.tif 000029
は括弧内の式以上の最小の整数を規定する天井関数である、請求項６に記載の中継局。
【請求項９】
１つ又は複数のデフォルト通信リソースが前記中継制御データのうちの少なくともいくつかを搬送するように規定され、用いられる前記デフォルトの通信リソースは前記サブフレームを送信した前記遠隔局の識別情報に依拠する、請求項６に記載の中継局。
【請求項１０】
前記通信リソースは、時間領域リソース及び周波数領域リソースを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の中継局。
【請求項１１】
通信局であって、
制御データを含む最初の部分と、該通信局によってサービス提供されている１ないし複数のデバイスのためのユーザーデータを含む後続の部分とを含むサブフレームを生成するように動作可能であり、かつ前記サブフレームを搬送するのに用いられる通信リソースを指定するように動作可能である通信コントローラーと、
指定された前記通信リソースを用いて、生成された前記サブフレームを該通信局によりサービス提供されている前記１ないし複数のデバイスによって受信可能なよう送信するように動作可能な送受信機と、
を備え、
前記通信コントローラーは、該通信局によってサービス提供されている１つ又は複数の中継局について、生成された前記サブフレームの前記後続の部分内に中継制御データを含めるように動作可能であり、
前記通信コントローラーは、前記中継制御データを前記サブフレームの前記後続の部分において搬送するように指定される通信リソースの数を変更するように動作可能であり、
該通信局は、前記中継制御データを搬送するのに用いられる前記通信リソースの数を特定するデータを前記１つ又は複数の中継局にデータ送信するように動作可能である、
通信局。
【請求項１２】
該通信局によって送信されるサブフレーム及び前記中継局によって送信されるサブフレームが同時に開始しかつ同時に終了するように前記中継局と同期している、請求項１１に記載の通信局。
【請求項１３】
前記サブフレームの前記一部分を送信する前に、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定する前記データを送信するように動作可能である、請求項１１又は１２に記載の通信局。
【請求項１４】
前記サブフレームの所定の部分において、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定する前記データを送信するように動作可能である、請求項１１又は１２に記載の通信局。
【請求項１５】
前記通信コントローラーは、所定の通信リソース上に前記中継制御データの少なくとも第１の部分を含むサブフレームを生成するように動作可能であり、該第１の部分は、第１の部分以後の残りの中継制御データが他の通信リソース上に含まれるか否かを特定するデータを含む、請求項１４に記載の通信局。
【請求項１６】
前記通信コントローラーは、所定の式を用いて複数の通信リソースにわたって前記中継制御データを分配し、該中継制御データが搬送されることになる通信リソース群を特定するように動作可能である、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の通信局。
【請求項１７】
前記通信コントローラーは、複数の仮想リソースブロックを複数の物理リソースブロックに関連させて前記中継制御データが搬送されることになる通信リソース群を特定しかつ該通信局のセルＩＤを用いて開始仮想リソースブロックを特定する所定の式を用いるように動作可能である、請求項１６に記載の通信局。
【請求項１８】
前記通信コントローラーは、以下の式を用いるように動作可能であり、
【数８】
0005472656.tif 000030
ここで、
ｉ＝０、１、〜
【数９】
0005472656.tif 000031
であり、
【数１０】
0005472656.tif 000032
はセルＩＤであり、
【数１１】
0005472656.tif 000033
はリソースブロック（ＲＢ）数を単位とするダウンリンクシステム帯域幅であり、
【数１２】
0005472656.tif 000034
は前記中継制御データに配分されることになるＲＢの総数であり、
【数１３】
0005472656.tif 000035
は括弧内の式以下の最小の整数を規定する床関数であり、
【数１４】
0005472656.tif 000036
は括弧内の式以上の最小の整数を規定する天井関数である、請求項１６に記載の通信局。
【請求項１９】
前記通信コントローラーは、前記中継制御データのうちの少なくともいくつかを搬送する１つ又は複数のデフォルト通信リソースを規定するように動作可能であり、用いられる前記デフォルト通信リソースは、前記通信局の識別情報に依拠する、請求項１６に記載の通信局。
【請求項２０】
前記通信リソースは、時間領域リソース及び周波数領域リソースを含む、請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の通信局。
【請求項２１】
遠隔局から受信される、１つ又は複数の通信デバイスへのデータを中継するように動作可能な中継局によって実行される方法であって、
通信コントローラーを用いることであって、
ｉ）制御データを含む最初の部分と、データを含まない後続の部分とを含むサブフレームを生成し、
ｉｉ）送受信機が前記サブフレームの前記最初の部分において前記制御データを送信し、次に受信モードに切り換わって前記遠隔局によって送信された前記サブフレームの一部分を受信するように前記送受信機を制御し、
ｉｉｉ）前記遠隔局によって送信され、受信した前記サブフレームの一部分から中継制御データを回復し、
ｉｖ）回復された前記中継制御データから、受信した前記サブフレームの一部分が該中継局のためのユーザーデータも含むか否かを判断し、かつ含まれる場合、そのようなユーザーデータを回復する、
ように用いることを含み、
該方法は、前記遠隔局から、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定するデータを受信することをさらに含み、前記通信コントローラーは、受信した前記通信リソースの数を特定するデータを用いて前記遠隔局から送信されて、受信する前記サブフレームの一部分から前記中継制御データを位置特定して回復する、
方法。
【請求項２２】
通信局によって実行される方法であって、
制御データを含む最初の部分と、前記通信局によってサービス提供されている１ないし複数のデバイスのためのユーザーデータを含む後続の部分とを含むサブフレームを生成すること、
前記サブフレームを搬送するのに用いられる通信リソースを指定すること、及び
生成された前記サブフレームを、該通信局によりサービス提供されている前記１ないし複数のデバイスによって受信されるように、指定された前記通信リソースを用いて送信すること、
を含み、
前記生成することは、該通信局によってサービス提供されている１つ又は複数の中継局について、前記サブフレームの前記後続の部分内に中継制御データを含め、
該方法は、前記中継制御データを前記サブフレームの前記後続の部分において搬送するのに用いられる通信リソースの数を変更すること、及び前記中継制御データを搬送するのに用いられる前記通信リソースの数を特定するデータを前記１つ又は複数の中継局に送信することをさらに含む、
方法。
【請求項２３】
プログラマブルコンピューターデバイスを、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の中継局又は請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の通信局として構成されるように動作させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信デバイス又は固定通信デバイスに中継サービスを提供するための通信システム及びその構成要素に関する。本発明は排他的ではないが特に、３ＧＰＰ標準規格文書ＴＳ３６．８１４Ｖ１．０．０において現在規定されているようなＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて用いられる中継サービスに関する。
【０００２】
本出願は、２００９年４月２４日付けの英国特許出願第０９０７０８３．０に基づき、該特許出願の優先権を主張するものである。該特許出願の開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
中継は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに関して、たとえばユーザー機器（ＵＥ）のための高データレートのカバレッジ、グループモビリティ、一時ネットワーク展開、セルエッジスループットを改善し、かつ／又は新たなセルエリア内のカバレッジを提供するツールとみなされる。中継ノードはドナーセルを介して無線で無線アクセスネットワークに接続される。接続は以下とすることができる。
・帯域内。この場合、ネットワーク対中継器リンクは、ドナーセル内のネットワーク対ＵＥ直接リンクと同じ周波数帯を共有する。Ｒｅｌ−８ＵＥ（３ＧＰＰ仕様書ＴＳ３６．２１１Ｖ８．６．０、ＴＳ３６．２１２Ｖ８．６．０、及びＴＳ３６．２１３Ｖ８．６．０を参照されたい）はこの場合ドナーセルに接続することができるはずである。
・帯域外。この場合、ネットワーク対中継器リンクは、ドナーセル内のネットワーク対ＵＥ直接リンクと同じ周波数帯で動作しない。
【０００４】
タイプ１中継器は、自身のセルを制御する帯域内中継器である。この中継器は、１つ又はいくつかのセルを制御し、一意の物理層セル識別情報が、中継器によって制御されるセルのそれぞれに提供される。同じＲＲＭ（無線リソース管理）メカニズムが利用可能であり、ＵＥの観点から、中継器によって制御されるセルにアクセスするのと、「通常の」ｅＮｏｄｅＢ（ＬＴＥ基地局）によって制御されているセルにアクセスするのとには違いがない。中継器によって制御されるセルも、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８（レガシー）ＵＥをサポートするべきである。
【０００５】
帯域内中継の場合、ｅＮｏｄｅＢ対中継器リンクは、中継器対ＵＥリンクと同じ周波数スペクトルで動作する。中継送信機が自身の受信機に対し干渉を引き起こすことから、ｅＮｏｄｅＢ対中継器の送信及び中継器対ＵＥの送信を同じ周波数リソース上で同時に行うことは、たとえば特定の、十分隔てられ、かつ十分分離されたアンテナ構造により発信信号及び着信信号の十分な分離が提供されない限り達成可能でない場合がある。同様に、中継器において、中継器がｅＮｏｄｅＢへ送信するのと同時にＵＥ送信を受信することが可能でない場合がある。
【０００６】
干渉問題に対処する１つの可能性は、中継器がドナーｅＮｏｄｅＢからデータを受信することになっているとき、該中継器がＵＥに送信しないように該中継器を動作させること、すなわち中継器対ＵＥ送信に「ギャップ」を生成することである。その間ＵＥ（Ｒｅｌ−８のＵＥを含む）が中継送信を一切予期しないことになっているこれらの「ギャップ」は、ＭＢＳＦＮ（単一の周波数ネットワークを介したマルチメディアブロードキャスト）サブフレームを構成することによって作成することができる。同様に、中継器対ｅＮｏｄｅＢ送信は、或るサブフレームにおいてＵＥ対中継器送信を一切可能にしないことによって容易にすることができる。しかしながら、中継器はドナーセルのＰＤＣＣＨ（物理ダウンリンク制御チャネル）を読み取ることができないので、ＭＢＳＦＮサブフレームの使用によって、中継制御構造に或る設計制限が生じる。このため、専ら中継局のために新たな制御チャネルが設計されなくてはならない。
【発明の概要】
【０００７】
１つの態様によれば、本発明は、遠隔局から受信される、１つ又は複数の通信デバイスへのデータを中継するように動作可能な中継局であって、
通信コントローラーであって、
ｉ）制御データを含む最初の部分と、データを含まない後続の部分とを含むサブフレームを生成し、
ｉｉ）送受信機が前記サブフレームの前記最初の部分において前記制御データを送信し、次に受信モードに切り換わって前記遠隔局によって送信された前記サブフレームの少なくとも一部分を受信するように前記送受信機を制御し、
ｉｉｉ）前記サブフレームの前記受信した一部分から中継制御データを回復する
ように動作可能である、通信コントローラーを備え、
該中継局は、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定するデータを受信するように動作可能であり、前記通信コントローラーは、前記通信リソースの数を特定する前記受信したデータを用いて前記遠隔局から送信された前記サブフレームの前記受信した一部分から前記中継制御データを位置特定及び回復するように動作可能である、中継局を提供する。このようにして、前記遠隔局は、たとえばそのサブフレーム内のデータを受信するようにスケジューリングされた中継器の数及び／又は前記中継局と前記遠隔局との間のチャネル状態に依拠して、前記中継制御データを送信するのに用いられるリソースを動的又は静的に変更することができる。
【０００８】
前記中継局は、該中継局によって送信されるサブフレーム及び前記遠隔局によって送信されるサブフレームが同時に開始しかつ同時に終了するように前記遠隔局と同期することができる。
【０００９】
前記中継局は、前記サブフレームの前記一部分を受信する前に、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定する前記データを受信することができるか、又は該データは前記サブフレームの前記受信された部分に含めることができる。
【００１０】
前記遠隔局によって送信された前記サブフレームは、所定の通信リソース上に前記中継制御データの少なくとも第１の部分を含むことができ、該第１の部分は、さらなる中継制御データが他の通信リソース上に含まれるか否かを特定するデータを含み、前記通信コントローラーは、前記中継制御データの前記第１の部分を処理して前記サブフレームがそのようなさらなる中継制御データを含むか否かを特定し、かつ含む場合、該さらなる中継制御データを位置特定及び回復することができる。
【００１１】
前記中継制御データは、複数の通信リソースにわたって分散することができ、前記通信コントローラーは、所定の式を用いて前記中継制御データが搬送されるリソースを特定することができる。前記所定の式は、仮想リソースブロックを物理リソースブロックに関連させ、前記中継制御データが搬送されるリソースを特定することができ、かつ前記遠隔局のセルＩＤに依存して開始仮想リソースブロックを特定することができる。
【００１２】
１つの例示的な実施の形態では、前記通信コントローラーは、以下の式を用い、
【００１３】
【数１】
0005472656.tif 000002
【００１４】
ここで、
ｉ＝０、１、〜
【００１５】
【数２】
0005472656.tif 000003
【００１６】
であり、
【００１７】
【数３】
0005472656.tif 000004
【００１８】
はセルＩＤであり、
【００１９】
【数４】
0005472656.tif 000005
【００２０】
はリソースブロック（ＲＢ）数を単位とするダウンリンクシステム帯域幅であり、
【００２１】
【数５】
0005472656.tif 000006
【００２２】
は前記中継制御データに配分されることになるＲＢの総数であり、
【００２３】
【数６】
0005472656.tif 000007
【００２４】
は括弧内の式以下の最小の整数を規定する床関数であり、
【００２５】
【数７】
0005472656.tif 000008
【００２６】
は括弧内の式以上の最小の整数を規定する天井関数である。
【００２７】
１つ又は複数のデフォルト通信リソースを用いて前記中継制御データのうちの少なくともいくつかを搬送することができ、用いられる前記デフォルトの通信リソースは前記サブフレームを送信した前記遠隔局の識別情報に依拠する。
【００２８】
前記用いられる通信リソースは、時間領域リソース及び周波数領域リソースを含むことができる。
【００２９】
本発明は、通信局であって、
制御データを含む最初の部分と、該通信局によってサービス提供されているデバイスのためのユーザーデータを含む後続の部分とを含むサブフレームを生成するように動作可能であり、かつ前記サブフレームを搬送するのに用いられる通信リソースを指定するように動作可能である通信コントローラーと、
前記指定された通信リソースを用いて、前記生成されたサブフレームを該通信局によりサービス提供されている前記デバイスによって受信されるよう送信するように動作可能な送受信機と、
を備え、
前記通信コントローラーは、該通信局によってサービス提供されている１つ又は複数の中継局について、前記生成されたサブフレームの前記後続の部分内に中継制御データを含めるように動作可能であり、前記通信コントローラーは、前記中継制御データを前記サブフレームの前記後続の部分において搬送するように指定される通信リソースの数を変更するように動作可能であり、該通信局は、前記中継制御データを搬送するのに用いられる前記通信リソースの数を特定するデータを前記１つ又は複数の中継局にデータを送信するように動作可能である、通信局も提供する。
【００３０】
本発明は、遠隔局から受信される、１つ又は複数の通信デバイスへのデータを中継するように動作可能な中継局であって、
遠隔局及び前記１つ又は複数の通信デバイスに対し信号を送受信するように動作可能な送受信機回路と、
通信コントローラーであって、
ｉ）制御データを含む最初の部分と、該中継局によってサービス提供されているデバイスのためのユーザーデータを含む後続の部分とを含む第１のタイプのサブフレームを生成し、
ｉｉ）前記制御データを含む最初の部分と、ユーザーデータを含まない後続の部分とを含む第２のタイプのサブフレームを生成し、
ｉｉｉ）前記第１のタイプのサブフレームについて、前記送受信機が前記サブフレームの前記最初の部分の間に前記制御データを送信し、前記サブフレームの前記後続の部分の間に前記ユーザーデータを送信するように前記送受信機を制御し、かつ前記第２のタイプのサブフレームについて、前記送受信機が前記制御データを送信し、次に受信モードに切り換わって前記遠隔局によって送信されたサブフレームの一部分を受信し、前記遠隔局によって送信された前記サブフレームの前記受信した一部分から中継制御データを回復し、前記回復された中継制御データから前記サブフレームの前記受信した一部分が前記中継局のためのユーザーデータ又は前記中継局によってサービス提供されている前記デバイスのうちのいずれかのためのユーザーデータも含むか否かを判断し、含まれる場合、そのようなユーザーデータを回復するように前記送受信機を制御するように動作可能である、通信コントローラーと、
を備え、
該中継局は、前記中継制御データを搬送するのに用いられる通信リソースの数を特定するデータを前記遠隔局から受信するように動作可能であり、前記通信コントローラーは、前記通信リソースの数を特定する前記受信したデータを用いて前記遠隔局から送信された前記サブフレームの前記受信した一部分から前記中継制御データを位置特定及び回復するように動作可能である、中継局も提供する。
【００３１】
本発明は、対応する方法、及びキャリア信号又は記録媒体上に提供することができる対応するコンピューターソフトウェア製品も提供する。
【００３２】
本発明のこれらの特徴及び態様並びに他の特徴及び態様は、添付の図面を参照して例示としてのみ説明される本発明の以下の例示的な実施形態から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】説明される例示的な実施形態が適用可能なタイプの移動電気通信システムを概略的に示す図である。
【図２ａ】図１に示すシステムの無線リンクを介する通信において用いられる一般的なフレーム構造を概略的に示す図である。
【図２ｂ】周波数サブキャリアがリソースブロックに分割される方法及びタイムスロットが複数のＯＦＤＭシンボルに分割される方法を概略的に示す図である。
【図３】基地局サブフレーム及び中継局サブフレームを示し、２つのサブフレームが時間同期しているときに生じる問題を示す図である。
【図４ａ】基地局のサブフレーム構造に時間オフセットを導入することによって中継ノードが基地局からＰＤＣＣＨ制御データを受信することができる１つの方法を示す図である。
【図４ｂ】１つの例示的な実施形態において用いられる同期したドナーセル及び中継セルのサブフレーム構造、並びにドナーセルサブフレームのユーザーデータ部内における、中継ノードのための中継制御データの付加を示す図である。
【図５ａ】短いサイクリックプレフィックスが用いられるとき、中継ノードのための制御データがドナーセルサブフレームのＰＤＳＣＨ内の複数のリソースブロックにわたって分配される方法を示す図である。
【図５ｂ】拡張サイクリックプレフィックスが用いられるとき、中継ノードのための制御データがドナーセルサブフレームのＰＤＳＣＨ内の複数のリソースブロックにわたって分配される方法を示す図である。
【図６】図１に示される基地局の主要構成要素を示すブロック図である。
【図７】図１に示される中継局の主要構成要素を示すブロック図である。
【図８】ＭＢＳＦＮサブフレーム（上）、中継器対ＵＥ通信（中央）、及びｅＮＢからデータを受信する中継器（下）を用いたｅＮｏｄｅＢ対中継器及びＵＥの通信を説明するための図である。
【図９】ｅＮＢサブフレームと中継器サブフレームとの間のオフセットを説明するための図である（非同期送信）。
【図１０】ＰＤＳＣＨエリア内の新たな中継制御チャネルを説明するための図である（同期送信）。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
概観
図１は移動電話３−１、３−２、３−３及び３−４のユーザーが、基地局５又は中継局７−１及び７−２並びに電話網８を介して他のユーザー（図示せず）と通信することができる移動（セルラー）電気通信システム１を概略的に示している。図１に示すように、基地局５はコアネットワーク８に直接接続され、このため基地局５に直接接続された移動電話３−１及び３−２（これ以降、直接ＭＴと呼ぶ）は通常の形で通信する。しかしながら、中継局７は基地局５を介してのみコアネットワーク８に接続される。したがって、中継局７に接続された移動電話３−３及び３−４（これ以降、中継ＭＴと呼ぶ）に対する通信は、それらの中継ＭＴと中継局７との間の無線インターフェース、及び中継局７と基地局５との間の無線インターフェースを介して送信されなくてはならない。図１に（ラベルＦ１を用いて）示されているように、この例示的な実施形態では、基地局５及び中継局７は同じ周波数帯内でダウンリンクデータを送信する。干渉を回避するために、中継局７は、自身がサービス提供している中継ＭＴ３にデータを送信しているとき、基地局５からデータを受信しない。（同様に、アップリンクにおいて、中継局７は、自身がサービス提供している中継ＭＴ３からデータを受信するのと同時に基地局５にデータを送信しない）。
【００３５】
以下でより詳細に説明されるように、例示的な本実施形態は、ＬＴＥ  Ｒｅｌ８に関して合意された全体サブフレーム構造を維持しながら、中継局７のための制御データを基地局５から中継局７にシグナリングすることができる複数の異なる方法を説明する。
【００３６】
ＬＴＥサブフレームデータ構造
中継局７のための制御データが基地局５から送信される特定の方法を検討する前に、ＬＴＥ  Ｒｅｌ８に関して合意されたアクセス方式及び全体フレーム構造の説明が与えられる。直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技法がダウンリンクに用いられ、直接ＭＴ（３−１及び３−２）並びに中継局７が基地局５との無線インターフェースを介してデータを受信することを可能にし、かつ中継ＭＴ（３−３及び３−４）が中継局７との無線インターフェースを介してデータを受信することを可能にする。移動電話３又は中継局７に送信されることになるデータ量に応じて、基地局５によって、各直接ＭＴ３及び中継局７に（所定の時間量の間）異なるサブキャリアが配分される。これらはＬＴＥ仕様において物理リソースブロック（ＰＲＢ）と呼ばれる。このため、ＰＲＢは時間及び周波数次元を有する。同様に、中継ＭＴに送信されることになるデータ量に応じて、中継局７によって各中継ＭＴに（所定の時間量の間）異なるサブキャリアが配分される。これを行うために、基地局５（及び中継局７）は、自身がサービス提供しているデバイス毎にＰＲＢを動的に配分し、制御チャネルにおいて、サブフレーム（ＴＴＩ）毎の配分をスケジューリングされたデバイスのそれぞれにシグナリングする。
【００３７】
図２ａは、基地局５との無線インターフェースを介したＬＴＥ  Ｒｅｌ８通信に関して合意された一般的なフレーム構造を示している。図示されるように、１つのフレーム１３は１０ｍｓｅｃの長さであり、１ｍｓｅｃの持続時間の１０個のサブフレーム１５（送信時間間隔（ＴＴＩ）として知られる）を含む。各サブフレームすなわちＴＴＩは、０．５ｍｓｅｃの持続時間の２つのスロット１７を含む。各スロット１７は、標準サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が用いられるか、又は拡張サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が用いられるかに依拠して、６つ又は７つのＯＦＤＭシンボル１９を含む。利用可能なサブキャリアの総数は、システムの全送信帯域幅に依拠する。ＬＴＥ仕様は１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのシステム帯域幅のためのパラメーターを規定し、１つのＰＲＢは現在１つのスロット１７の１２個の連続サブキャリアを含むと規定されている。ＬＴＥ仕様によって、基地局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要素として、２つのスロットにわたるＰＲＢも規定されている。送信されるダウンリンク信号は、Ｎｓｙｍｂ個のＯＦＤＭシンボルの持続時間の間にＮＢＷ個のサブキャリアを含む。これは、図２ｂに示されるように、リソースグリッドによって表すことができる。グリッド内の各枠は、１シンボル期間の単一のサブキャリアを表し、リソースエレメントと呼ばれる。図示されるように、各ＰＲＢ２１は１２個の連続サブキャリア及び（この場合）サブキャリア毎の７個のシンボルから形成される。ただし、実際には各サブフレーム１５の第２のスロット１７においても同じ配分が行われる。
【００３８】
キャリアオフセット推定、チャネル推定、タイミング同期等を容易にするために、短いＣＰが用いられるときは第１のＯＦＤＭシンボル及び第５のＯＦＤＭシンボル中、及び長いＣＰが用いられるときは第１のシンボル及び第４のシンボル中に、６個のサブキャリアおきに基準信号が（基地局アンテナ毎に）送信される。これらの基準信号が図２ｂにおいて関連する枠内の文字Ｒによって示されている。
【００３９】
中継のためのＭＢＳＦＮフレーム構造
ＭＢＳＦＮサブフレーム１５がＬＴＥ  Ｒｅｌ８におけるマルチキャストチャネルに関して既に規定されており、このため下位互換性を提供するので、ＭＢＳＦＮサブフレーム１５を用いて中継をサポートすることが既に提案されている。ＬＴＥ  Ｒｅｌ８構造に基づいて、ＦＤＤにおけるサブフレーム０，４，５，９及びＴＤＤにおけるサブフレーム０，１，５，６は、ＭＢＳＦＮサブフレームに用いることができないが、残りのサブフレーム１５のうちのいくつか又は全てをＭＢＳＦＮサブフレーム１５としてシグナリングすることができる。
【００４０】
図３は、基地局５のＭＢＳＦＮサブフレーム構造１５−Ｂ及び中継局７のＭＢＳＦＮサブフレーム構造１５−Ｒを示し、基地局５との通信のための適切な通信機会を提供するために中継局のサブフレーム構造１５−Ｒにギャップが設けられる方法を示している。図３に示されるように、この例示的な実施形態において、基地局５及び中継局７は、それらのＭＢＳＦＮサブフレームが時間同期されるように構成される。各基地局ＭＢＳＦＮサブフレーム１５−Ｂの開始時に、基地局５は最初の３つのシンボルにわたってＰＤＣＣＨ２３−Ｂ（物理ダウンリンク制御チャネル）を送信する。残りのシンボルはＰＤＳＣＨ２５−Ｂ（物理ダウンリンク共有チャネル）を形成し、直接ＭＴ３−１及び３−２のダウンリンクユーザーデータ並びに基地局５によってサービス提供されている中継局７のダウンリンクユーザーデータを搬送するのに用いられる。「ギャップ」中継局ＭＢＳＦＮサブフレーム１５−Ｒの開始時に、中継局７は基地局からのデータをリスン及び受信するように切り換わる前に、最初の２つのシンボルにわたってＰＤＣＣＨ２３−Ｒを送信する。中継ＭＴ３−２及び３−４は、最初の２つのシンボルにわたって送信された中継ＰＤＣＣＨ２３−Ｒデータを受信し、そのサブフレーム１５内に該中継ＭＴ３−２及び３−４に対してスケジューリングされたデータが存在しないことを知り、次のサブフレーム１５の開始までスリープ状態になる。この時間中、中継局７は基地局ＭＢＳＦＮサブフレーム１５−ＢのＰＤＳＣＨ２５−Ｂからダウンリンクデータを受信する。
【００４１】
当業者であれば理解するように、基地局５と中継局７との間のそのような同期では、中継局７は基地局５によって送信されるＰＤＣＣＨ２５−Ｂを受信することができない。なぜなら中継局７は自身のＰＤＤＣＨ制御データを同時に送信しているためである。したがって、中継局７のための制御データが、基地局５によって送信されるＭＢＳＦＮサブフレーム１５−ＢのＰＤＳＣＨ２５−Ｂ部に含まれなくてはならない。１つの代替的な技法は、図４ａに示すように、基地局サブフレーム１５−Ｂと中継局サブフレーム１５−Ｒとの間にオフセットを提供することである。しかしながら、このオフセットによって他の問題が生じ、すなわち、中継局７が自身のＯＦＤＭシンボルのうちのいくつかをブランクにするか、又は中継ＭＴによって送信された最後のＯＦＤＭシンボルのうちのいくつかを無視することが必要となる。したがって、以下の説明は、（図４ｂに示すように）中継局７のための制御データを基地局サブフレーム１５−Ｂのユーザーデータ部（ＰＤＳＣＨ２５−Ｂ）内にどのように埋め込むことができるかを説明する。１つの可能性は、いずれのリソースブロック（ＲＢ）が中継局のための制御データを搬送することになるかを予め規定（決定）することである。しかしながら、これは、リソースブロックが必要とされないときであってもリソースブロックを予約しなくてはならないため、非常に非効率である。したがって、以下の説明は、制御チャネルを設計するための２つのより効率的な技法、すなわち、基地局５が制御チャネルのために用いられるリソースを動的に配分する技法、及び基地局５が制御チャネルのために用いられるリソースを半静的に配分する技法を説明する。
【００４２】
動的リソース配分
動的リソース配分において、基地局５はサブフレーム１５において用いられる制御データのサイズを動的に配分し、そのサブフレーム１５内でダウンリンクデータがスケジューリングされた先の中継局７を特定する。基本（又は最小）制御シグナリングを提供するために、この例示的な実施形態では、各ＭＢＳＦＮサブフレーム１５は最小レベルの制御データを含む２つの所定のリソースブロックを用いる。この制御データは、さらなる制御データも含むサブフレーム１５内の他のリソースブロックを特定するリソース配分データを含むことができる。このようにして、制御チャネルのサイズを、最小サイズと、現在のサブフレーム１５のための制御データを送信するのに必要とされるサイズとの間で動的に変更することができる。任意の所与のサブフレーム内で送信されなくてはならない中継制御データの量は、そのサブフレーム内でデータを受信するためにスケジューリングされた中継局７の数、及び基地局５と中継局７との間の現在のチャネル状態に依拠する。
【００４３】
各サブフレーム５において基地局５によって通常送信される制御データは、
１）周波数領域におけるリソースブロック数を単位として中継局７にＰＤＣＣＨのサイズを通知する物理制御フォーマットインジケーターチャネル（ＰＣＦＩＣＨ）と、
２）ハイブリッド−ＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＫデータを搬送するＰＨＩＣＨと、
３）受信デバイスによって同じサブフレーム１５内でダウンリンク送信を復号するのに必要とされる全ての情報（リソース配分、変調方式、ＴＢサイズ等）及び次のＴＴＩ（フレーム）１３においてどこでかつどのようにアップリンクで送信するかを特定するデータを含むＰＤＣＣＨと、
を含む。
【００４４】
この制御データ（通常、サブフレーム１５の開始時に送信される）を、ＰＤＳＣＨ２５内に埋め込まれる（中継局７のための）追加の制御データと区別するために、ラベルＰＲＣＦＩＣＨ、ＰＲＨＩＣＨ、及びＰＲＤＣＣＨを用いて該追加の制御データを識別する。
【００４５】
ＰＲＣＦＩＣＨは、周波数領域におけるリソースブロック（ＲＢ）数を単位としてＰＲＤＣＣＨチャネルのサイズを示し、サブフレーム内の時間領域におけるＯＦＤＭシンボル数を単位とする固定の既知のロケーションにおいてサブフレーム１５内に位置する。正確に言うと、この例示的な実施形態では、ＰＲＣＦＩＣＨは２ビットを搬送し、同じＲｅｌ’８ＬＴＥ符号化方式を適用して、結果として３２ビット又は１６ＱＰＳＫシンボルとなり、セルエッジにおける中継局７に、又は中継局７がグループモビリティのために用いられる場合に、十分なカバレッジを提供する。さらに、良好なチャネル推定及び補償を得るために、ＰＲＣＦＩＣＨは好ましくは、基準信号（ＲＳ）のうちのいくつかを含み、かつサブフレームの周波数領域における２つの既知のリソースブロック（ＲＢ）にわたって分散するＯＦＤＭシンボル上に配置される。標準サイクリックプレフィックスが用いられるとき、これは（図５ａに示すように）ＰＲＣＦＩＣＨを第５のＯＦＤＭシンボル上に配置することを意味し、拡張サイクリックプレフィックスが用いられるとき、これは（図５ｂに示すように）ＰＲＣＦＩＣＨを第４のＯＦＤＭシンボル上に配置することを意味する。
【００４６】
（中継局７のためのハイブリッド−ＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＫを搬送する）ＰＲＨＩＣＨチャネルも、ＰＲＣＦＩＣＨを搬送する同じ２つのリソースブロック（ＲＢ）内の固定の既知のロケーションにおいて送信される。図４ａ及び図４ｂを参照されたい。基地局５に接続される中継局７の数が少ないと予期されるので、（ＰＨＩＣＨに必要とされるリソースと比較して）比較的少量のリソースのみがＰＲＨＩＣＨ制御チャネルに配分される必要がある。たとえば、各ＰＨＩＣＨグループが標準サイクリックプレフィックスサブフレームの場合に最大８個のＡＣＫ／ＮＡＫを同時に搬送することができ、拡張サイクリックプレフィックスサブフレームの場合に最大４個のＡＣＫ／ＮＡＫを同時に搬送することができるとき、概ね１つ又は２つのＰＨＩＣＨグループを割り当てることができる。
【００４７】
上述したように、ＰＲＣＦＩＣＨ制御チャネルは２ビットを用いてＰＲＤＣＣＨチャネルのサイズを示す。標準サイクリックプレフィックスを有するサブフレームの場合にこれを行うことができる１つの方法は以下の通りである。
００＝中継制御リソースは周波数領域における２つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。このオプションにおいてはＰＲＤＣＣＨチャネルが存在せず、ＲＣＦＩＣＨチャネル及びＰＲＨＩＣＨチャネルのためのリソースのみが存在する。ＰＲＣＦＩＣＨのためのリソースは周波数領域における２つのＲＢ及び時間領域における第５のＯＦＤＭシンボル（Ｓ５）である。加えて、ＰＲＨＩＣＨリソースはこれらの２つのリソースブロック（ＲＢ）において固定の既知のロケーションにある。
０１＝中継制御リソースは周波数領域における３つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。ＰＲＤＣＣＨチャネルは合計２つのＣＣＥ（制御チャネル要素）のサイズで存在する。
１０＝中継制御リソースは周波数領域における８つのＲＢ並びに時間領域における同じＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計８つのＣＣＥである。
１１＝中継制御リソースは周波数領域における１４個のＲＢ並びに時間領域における同じシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計１６個のＣＣＥである。
【００４８】
拡張サイクリックプレフィックスを有するサブフレームの場合にこれを行うことができる１つの方法は以下の通りである。
００＝中継制御リソースは周波数領域における２つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。このオプションにおいてはＰＲＤＣＣＨチャネルが存在せず、ＲＣＦＩＣＨチャネル及びＰＲＨＩＣＨチャネルのためのリソースのみが存在する。ＰＲＣＦＩＣＨのためのリソースは周波数領域における２つのＲＢ及び時間領域における第５のＯＦＤＭシンボル（Ｓ５）である。加えて、ＰＲＨＩＣＨリソースはこれらの２つのリソースブロック（ＲＢ）において固定の既知のロケーションにある。
０１＝中継制御リソースは周波数領域における３つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。ＰＲＤＣＣＨチャネルは合計２つのＣＣＥのサイズで存在する。
１０＝中継制御リソースは周波数領域における１０個のＲＢ並びに時間領域における同じＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計８つのＣＣＥである。
１１＝中継制御リソースは周波数領域における２０個のＲＢ並びに時間領域における同じシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計１６個のＣＣＥである。
【００４９】
ＣＣＥは、ＣＣＥの意図される受信者中継局７のみがＣＣＥを復号し、制御データを回復することができるように符号化される。したがって、サブフレーム内に配分することができるＣＣＥの最大数によって、いくつの中継局７を無線セル内で同時にスケジューリングすることができるかが規定される。サブフレーム１５を受信すると、中継局７の全てがＣＣＥのそれぞれを復号してサブフレームが中継局７のためのデータを含むか否かを判断しようと試みる。サブフレーム１５内にそれほど多くのＣＣＥが存在しないので、検索空間はそれほど大きくなく、このため、中継局７毎に専用制御チャネルを有するのではなくセル内の中継局の全てに対し１つのみの共通検索空間を有する方がよい。
【００５０】
当然ながら、中継局７がセル内にない場合、ＰＲＣＦＩＣＨチャネル及びＰＲＨＩＣＨチャネルをオフに切り換えることができ、そして全ての移動電話３をシステム内の全てのリソースブロックにおいて正常にスケジューリングすることができる。
【００５１】
上述したように、この例示的な実施形態では、２つのデフォルトリソースブロックを用いてＰＲＣＦＩＣＨ、ＰＲＨＩＣＨ、及びＰＲＤＣＣＨを搬送する。中継局７及び基地局５は、これらの２つのデフォルトリソースブロックを識別するデータで事前にプログラムされる。干渉を最小にし、近隣セル間の周波数ダイバーシティを提供するために、２つのデフォルトリソースブロックは好ましくは近隣セルにおいて異なる。下記で説明するように、このダイバーシティは、基地局のセルＩＤを用いて２つのデフォルトリソースブロックを規定することによって、この例示的な実施形態において提供される。この例示的な実施形態では、基地局５によって追加のリソースブロックが用いられる場合、中継局７は所定の関係を用いてそれらの追加のリソースブロックのロケーションを算出する。この例示的な実施形態では、中継局７は以下の式を用いて中継制御チャネルのために用いられるリソースブロックのロケーションを求める。
【００５２】
【数８】
0005472656.tif 000009
【００５３】
ここで、
ｉ＝０、１、〜
【００５４】
【数９】
0005472656.tif 000010
【００５５】
であり、２つのデフォルトＲＢのインデックスはｉ＝０及び１であり、
【００５６】
【数１０】
0005472656.tif 000011
【００５７】
は近傍セルに関する干渉ランダム化を提供するセルＩＤであり、
【００５８】
【数１１】
0005472656.tif 000012
【００５９】
はリソースブロック（ＲＢ）数を単位とするダウンリンクシステム帯域幅であり、
【００６０】
【数１２】
0005472656.tif 000013
【００６１】
は制御チャネルに配分されることになるＲＢの総数（ＰＲＣＦＩＣＨによって規定される）であり、
【００６２】
【数１３】
0005472656.tif 000014
【００６３】
は括弧内の式以下の最小の整数を規定する床関数であり、
【００６４】
【数１４】
0005472656.tif 000015
【００６５】
は括弧内の式以上の最小の整数を規定する天井関数である。
【００６６】
このため、この式を用いる結果、中継制御データのために用いられるリソースブロックが、周波数領域において利用可能なシステム帯域幅にわたって分散される。しかしながら、基地局５が、リソースを直接ＭＴ３に配分するのに、分散仮想リソースブロック（ＤＶＲＢ）配分方法を用いる場合、この方法を用いる結果、同じリソースブロックが中継制御データ及び移動電話３に宛てられるデータの双方に配分されることになる場合がある。この理由により、及び単純な統合解決策を提供するために、上記の式に対する代替形態は、ＤＶＲＢ配分方法を用いて中継制御リソースを配分することである。ＬＴＥ  Ｒｅｌ’８において既に規定されているように、ＤＶＲＢ配分方法は、開始仮想リソースブロック、及び所与のデバイスに配分された仮想リソースブロック（ＶＲＢ）数を単位とする長さのみを必要とする。このため、中継制御リソースに関して、ＰＲＣＦＩＣＨチャネル及びＰＲＨＩＣＨチャネルのために用いられるデフォルトリソースブロックの長さは常に２つのＶＲＢに固定され、追加のＰＲＤＣＣＨリソースの長さはＰＲＣＦＩＣＨチャネルによって与えられる。このため、指定される必要がある唯一のものは、開始仮想リソースブロックである。１つの単純な方法は、以下のようなセル特有のシフトを有する上記の式の一部を用いることである。
【００６７】
【数１５】
0005472656.tif 000016
【００６８】
半静的リソース配分
半静的リソース配分法において、中継制御データに配分されるリソースブロックの量は、各セル内で固定され、したがって、ＰＲＣＦＩＣＨインジケーションは必要とされない。しかしながら、（より多くの中継局を有するセルがより少ない中継局７を有するセルよりも中継制御データをシグナリングするためのより多くのリソースを有することができるように）スケーリング可能なＰＲＤＣＣＨチャネルをサポートするために、ＰＲＣＦＩＣＨによって搬送される同じ値が半静的な方法でセル内でブロードキャストされる必要がある。しかしながら、この方法は、上述した動的配分法ほど効率的ではない。なぜなら、リソースブロックがＰＲＤＣＣＨチャネルのために用いられない場合であってもリソースブロックが予約されることになるためである。
【００６９】
基地局
図６は、図１に示す基地局５の主要構成要素を示すブロック図である。図示するように、基地局５は送受信機回路３１を備え、送受信機回路３１は１つ又は複数のアンテナ３３を介して（上述したサブキャリアを用いて）直接ＭＴ３及び中継局７に対して信号を送受信するように動作可能であり、かつネットワークインターフェース３５を介してコアネットワーク８に対し信号を送受信するように動作可能である。送受信機回路３１の動作は、メモリ３９内に格納されているソフトウェアに従ってコントローラー３７によって制御される。ソフトウェアには、中でも、オペレーティングシステム４１と、リソース配分モジュール４５及びスケジューラモジュール４７を有する通信制御モジュール４３とが含まれる。通信制御モジュールは、リソース配分モジュール及びスケジューラモジュールを用いてデータを直接ＭＴ３及び中継局７に搬送するためのサブフレームの生成を制御するように動作可能である。リソース配分モジュール４５は、送受信機回路３１によって用いられることになるリソースブロックを、直接ＭＴ３及び中継局７に送信されることになるデータ量に依拠してこれらのデバイスのそれぞれとのリソース配分モジュール４５の通信において配分するように動作可能である。スケジューラモジュール４７は、直接ＭＴ３及び中継局７へのダウンリンクデータの送信時刻をスケジューリングするように動作可能である。
【００７０】
中継局
図７は、図１に示す中継局７のそれぞれの主要構成要素を概略的に示している。図示されるように、各中継局７は（上述したサブキャリアを用いて）１つ又は複数のアンテナ５３を介して中継ＭＴ３及び基地局５に信号を送受信するように動作可能な送受信機回路５１を備える。送受信機回路５１の動作は、メモリ５９内に格納されたソフトウェアに従って、コントローラー５７によって制御される。ソフトウェアには、中でも、オペレーティングシステム６１と、リソース復号モジュール６３、リソース配分モジュール６５、及びスケジューラモジュール６７を含む通信制御モジュール６２とが含まれる。通信制御モジュール６２は、上記で検討した中継サブフレーム１５−Ｒを生成するように、かつこれらのサブフレームのうちのいくつかにおいて適切なギャップを生成し、中継局が基地局５によって送信されたサブフレーム１５−Ｂの一部分を受信することを可能にするように動作可能である。通信制御モジュール６２はまた、送受信機回路５１を制御してこれらのサブフレームを送信し、次に送受信機を受信モードに切り換えて基地局データを受信するように（かつ、その後、次のサブフレームの開始前に送受信機を送信モードに戻すよう切り換えるように）動作可能である。リソース復号モジュール６３は、基地局サブフレーム１５−Ｂの受信した部分を処理して、２つのデフォルトリソースブロックからＰＲＣＦＩＣＨ及びＰＲＨＩＣＨを位置特定及び復号するように、かつ、他のリソースブロック上にさらなる制御データが存在するか否かをＰＲＣＦＩＣＨから判断し、存在する場合、これらの追加のリソースブロックを特定し、受信した基地局サブフレーム１５−Ｂがその中継局７の（制御データとは対照的に）「ユーザー」データを含むか否かを判断するためにこれらのリソースブロック内の制御チャネル要素ＣＣＥの復号を試みるように動作可能である。受信した基地局サブフレーム１５−Ｂがその中継局７の「ユーザー」データを含む場合、そのユーザーデータを見つけることができるリソースブロックが、復号されたＣＣＥから求められ、次に、ユーザーデータがサブフレーム１５−Ｂから回復され、中継局７による使用又は中継ＭＴ３へのさらなる送信のためにメモリ内に格納される。リソース配分モジュール６５は、送受信機回路５１が中継ＭＴ３のそれぞれ及び基地局５と通信する際に送受信機回路５１が用いるリソースブロックを、これらのデバイスに送信されることになるデータ量に依拠して配分するように動作可能である。スケジューラモジュール６７は、適切なデータを中継ＭＴ３に中継するための適切なサブフレームの送信時刻をスケジューリングするように動作可能である。
【００７１】
上記の説明において、基地局５及び中継局７は、理解を容易にするために、複数の別個のモジュール（通信制御モジュール、リソース配分モジュール、及びスケジューラモジュール等）を有するものとして説明されている。或る特定の応用例、たとえば、本発明を実施するために既存のシステムが変更された場合には、これらのモジュールはこのようにして設けられてもよいが、他の応用例、たとえば、最初から本発明の機構を念頭において設計されるシステムでは、これらのモジュールはオペレーティングシステム又はコード全体の中に組み込むことができるので、これらのモジュールは別々の実体として区別可能でない場合もある。
【００７２】
変更形態及び代替形態
複数の詳細で例示的な実施形態が上記で説明された。当業者であれば理解するように、上記の例示的な実施形態に対し、複数の変更及び代替を行うことができ、該変形及び代替において具現化される発明から依然として利益を受けることができる。
【００７３】
上記の例示的な実施形態では、移動電話ベースの電気通信システムが説明された。当業者であれば理解するように、本出願において説明されるシグナリング技法は、他の通信システムにおいて用いることができる。他の通信ノード又はデバイスには、たとえば、携帯情報端末、ラップトップコンピューター、ウェブブラウザー等のようなユーザーデバイスが含まれ得る。当業者であれば理解するように、上述された中継システムが移動通信デバイスのために用いられることは必須ではない。システムを用いて、基地局のカバレッジを、移動通信デバイスと共に、又はその代わりに、１つ又は複数の固定の演算デバイスを有するネットワークに拡張することができる。
【００７４】
上記の例示的な実施形態では、ＭＢＳＦＮサブフレームが中継目的で用いられた。当業者であれば理解するように、これは必須ではなく、他のタイプのサブフレームを用いることもできる。
【００７５】
上記の例示的な実施形態では、中継局は基地局からデータを受信し、該データを中継ＭＴに中継する。当業者であれば理解するように、中継局は、データがその目的地に到達する前に、受信したデータを１つ又は複数の他の中継局に中継することができる。この場合、第１の中継局は、後続の中継局が上述したのと同様の方法で中継制御データを回復することができるように、サブフレームのユーザーデータ部内に中継制御データを含むサブフレームを生成する。
【００７６】
上述した例示的な実施形態では、移動電話、中継局、及び基地局は、それぞれ送受信機回路部を備える。通常、この回路部は専用ハードウェア回路によって形成される。しかしながら、いくつかの例示的な実施形態では、送受信機回路部の一部を、対応するコントローラーによって実行されるソフトウェアとして実装することができる。
【００７７】
上記の例示的な実施形態では、複数のソフトウェアモジュールが説明された。当業者であれば理解するように、それらのソフトウェアモジュールは、コンパイル済みの形式又は未コンパイルの形式において与えることもでき、コンピューターネットワークを介して信号として、又は記録媒体において基地局又は中継局に供給することもできる。さらに、このソフトウェアの一部又は全部によって実行される機能は、１つ又は複数の専用のハードウェア回路を用いて実行することもできる。しかしながら、ソフトウェアモジュールを使用することによって、その機能を更新するために基地局、ゲートウェイ、移動電話を更新することが容易になるので、ソフトウェアモジュールを使用することが好ましい。
【００７８】
種々の他の変更は当業者には明らかであり、ここでは、これ以上詳しくは説明しない。
【００７９】
以下は、現在提案されている３ＧＰＰ標準規格において本発明を実施することができる方法の詳細な説明である。様々な特徴が必須又は必要であるとして説明されているが、これは、たとえば提案される３ＧＰＰ標準規格によって課される他の要件に起因して、該標準規格にのみ当てはまる場合がある。したがって、これらの記述は本発明をいかなる形においても限定するものと見なされるべきではない。
【００８０】
１  序論
帯域内中継器は、自己干渉に起因して、同時に送信及び受信することができないので、したがって、ＭＢＳＦＮサブフレーム構造が合意された［１］。中継器はドナーｅＮＢのＰＤＣＣＨチャネルを読み取ることができず、したがって新たな制御チャネルが中継ノードのためのみに設計されなくてはならないので、このＭＢＳＦＮサブフレームによって、中継制御構造にいくつかの設計制限が生じる。
【００８１】
この寄稿において、ＭＢＳＦＮサブフレームの詳細及びＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムにおける中継タイプ１ノードの制御構造を提供する。
【００８２】
２  中継のためのＭＢＳＦＮフレーム構造
ＬＴＥ  Ｒｅｌ’８において、マルチキャストチャネルに関してＭＢＳＦＮサブフレームが既に規定されている。［２］において提案されているように、下位互換性のために、これらの既存のＭＢＳＦＮサブフレームを、アクセスリンクにおける中継をサポートするように再利用することができる。ＬＴＥ  Ｒｅｌ’８の構造に基づいて、ＦＤＤにおけるサブフレーム０、４、５、９及びＴＤＤにおけるサブフレーム０、１、５、６は、ＭＢＳＦＮサブフレームのために用いることができない。したがって、残りのサブフレームのうちのいくつか又は全てを、ＭＢＳＦＮサブフレームとしてシグナリングすることができる。
【００８３】
アクセスリンクにおいて、ＭＢＳＦＮサブフレーム送信中、中継ＵＥは制御情報（ＲＮのＰＤＣＣＨ）を含むサブフレームの最初の２つのＯＦＤＭシンボルを受信する。図８に示すように、サブフレームの残りの部分において、中継器は、バックホールリンクにおいてドナーｅＮＢからデータをリスン及び受信するように切り換わる。サブフレームの残りの部分の間、中継ＵＥはアクセスリンクにおいてスリープ状態になる。
【００８４】
上記の構造から、ｅＮＢ及びＲＮが同期しているか否かは明らかである。中継器は、ｅＮＢのＰＤＣＣＨ送信にアクセスすることができない。なぜなら、同じ期間に、中継器はアクセスリンクにおいてＰＤＣＣＨを該中継器のＵＥに送信しなくてはならないためである。このため、中継制御構造を処理するメカニズムを設計する必要がある。現在、ＬＴＥ−Ａにおける中継器の制御の設計について２つの代替案が存在する。
・代替案１：中継器がｅＮＢのＰＤＣＣＨを読み取ることができるように、ｅＮＢサブフレームと中継サブフレームとの間にオフセットを作成する（非同期送信）［２］。このオフセットは、下の図９に示すように約３つのＯＦＤＭシンボルである。
長所：
・中継器はドナーｅＮＢからの既存のＰＤＣＣＨをモニタリングする。すなわち、中継器のために新たな別個の制御領域を設計する必要がない。
短所：
・オフセットによって、ＵＬ送信タイミングに問題が生じ、選択肢は以下のうちの１つである。
ａ）中継ノードが自身のＯＦＤＭシンボルのうちのいくつかをブランクにするべきである、又は
ｂ）中継ノードがＵＥによって送信された最後のＯＦＤＭシンボルのうちのいくつかを無視するべきである。
・代替案２：下の図１０に示すように、ＰＤＳＣＨエリア内に、ＰＲＣＦＩＣＨ、ＰＲＤＣＣＨ、及びＰＲＨＩＣＨ等の新たな中継制御チャネルを設計する（同期送信）［３］。
長所：
・ｅＮＢ及び中継器が同期している
短所：
・新たな制御チャネルを設計する必要がある。
・ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａ  ＵＥに関して或るスケジューリング制約がある。
【００８５】
３  代替案２に基づく中継のための制御構造
代替案２の場合、制御チャネルを設計する２つの可能な方法、すなわち動的リソース配分及び半静的リソース配分が存在する。詳細は次のセクションに収められる。
【００８６】
３．１  動的リソース配分
動的リソース配分において、ＰＲＣＦＩＣＨは周波数領域におけるリソースブロック（ＲＢ）数を単位とするＰＲＤＣＣＨチャネルのサイズ、及びサブフレーム内の時間領域におけるＯＦＤＭシンボル数を単位とする固定の既知のロケーションを示す。正確には、ＰＲＣＦＩＣＨは２ビットを搬送し、同じＲｅｌ’８ＬＴＥ符号化方式を適用して、結果として３２ビット又は１６ＱＰＳＫシンボルとなり、セルエッジにおける中継局７に、又は中継局７がグループモビリティのために用いられる場合に十分なカバレッジを提供する。さらに、良好なチャネル推定及びチャネル保証を得るために、ＰＲＣＦＩＣＨは、基準信号（ＲＳ）を含む第５のＯＦＤＭシンボル上に配置され、かつ標準サイクリックプレフィックスサブフレームについて図４に示されるようにサブフレーム内の周波数領域における２つのリソースブロック（ＲＢ）にわたって拡散されることが好ましい。付録の図５は、拡張サイクリックプレフィックスサブフレームについても示している。
【００８７】
加えて、ハイブリッドＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＫを搬送するＰＲＨＩＣＨチャネルも、２つのリソースブロック（ＲＢ）において固定の既知のロケーションにおいて送信される。図４及び図５を参照されたい。ｅＮＢに接続される中継器の数がそれほど多くないことが予期されるので、ＰＲＨＩＣＨリソースは小さくする、すなわち、各ＰＲＨＩＣＨグループが、標準サイクリックプレフィックスサブフレーム及び拡張サイクリックプレフィックスサブフレームの場合にそれぞれ最大８個／４個のＡＣＫ／ＮＡＫを同時に搬送することができる場合、概ね１つ又は２つのＰＨＩＣＨグループにすることができる。
【００８８】
上述したように、ＰＲＣＦＩＣＨはＰＲＤＣＣＨチャネルのサイズを示し、これは標準サイクリックプレフィックスを有するサブフレームの場合、以下のように解釈することができる。
００＝中継制御リソースは周波数領域における２つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。このオプションにおいてはＰＲＤＣＣＨチャネルが存在せず、ＰＲＣＦＩＣＨチャネル及びＰＲＨＩＣＨチャネルのためのリソースのみが存在する。ＰＲＣＦＩＣＨのためのリソースは周波数領域における２つのＲＢ及び時間領域における第５のＯＦＤＭシンボル（Ｓ５）である。加えて、ＰＲＨＩＣＨリソースはこれらの２つのリソースブロック（ＲＢ）における固定の既知のロケーションにある。
０１＝中継制御リソースは周波数領域における３つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。しかし、ＰＲＤＣＣＨチャネルは合計２つのＣＣＥのサイズで存在する。
１０＝中継制御リソースは周波数領域における８つのＲＢ並びに時間領域における同じシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計８つのＣＣＥである。
１１＝中継制御リソースは周波数領域における１４個のＲＢ並びに時間領域における同じシンボルＳ４、Ｓ５、Ｓ６、及びＳ７である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計１６個のＣＣＥである。
【００８９】
標準サイクリックプレフィックスサブフレームにおけるＰＲＣＦＩＣＨ、ＰＲＨＩＣＨ、及びＰＲＤＣＣＨのロケーションが図５ａに示されている。
【００９０】
配分されるＣＣＥの最大数は、セルあたり、サブフレームにおいてどれだけの数の中継ノードを同時にスケジューリングすることができるかに依拠し、これはさらに調査する必要がある。
【００９１】
中継制御検索空間について、ＣＣＥの数はいかなる形でも多すぎることはないので、全ての接続された中継ノードについて１つのみの共通の検索空間を有する方がよい。これは、各中継器が、このサブフレームにおいて該中継器がスケジューリングされているか否かをチェックするために、全てのＣＣＥにわたって操作しなくてはならないことを意味する。
【００９２】
セル内に中継ノードが存在する場合、中継制御チャネルに用いられるＲＢはＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａ  ＰＤＳＣＨ送信には用いられない。このため、ｅＮＢスケジューラに対し或るスケジューリング制限が生じる。
【００９３】
さらに、セル内に中継ノードが存在しない場合、ＰＲＣＦＩＣＨ／ＰＲＨＩＣＨチャネルはオフに切り換えられ、そして全てのＵＥをシステム内の全てのＲＢにおいて正常にスケジューリングすることができる。
【００９４】
中継制御チャネルのために用いられるリソースブロックのロケーションは、以下の式を用いて求めることができ、
【００９５】
【数１６】
0005472656.tif 000017
【００９６】
ここで、
ｉ＝０、１、〜
【００９７】
【数１７】
0005472656.tif 000018
【００９８】
であり、２つのデフォルトＲＢのインデックスはｉ＝０及び１であり、
【００９９】
【数１８】
0005472656.tif 000019
【０１００】
は近傍セルに関する干渉ランダム化を提供するセルＩＤであり、
【０１０１】
【数１９】
0005472656.tif 000020
【０１０２】
はリソースブロック（ＲＢ）数を単位とするダウンリンクシステム帯域幅であり、
【０１０３】
【数２０】
0005472656.tif 000021
【０１０４】
は前記中継制御データに配分されることになるＲＢの総数である。
【０１０５】
コンポーネントキャリア内で分散送信（ＤＶＲＢ）が構成されるとき、上記の式によって与えられるＲＢと、セル内のＤＶＲＢリソースとの間に衝突が存在する可能性がある。その理由により、単純な統合された解決策を提供するために、上記の式の代替案は、分散されたリソースブロック内で中継制御リソースを配分することである。ＬＴＥ  Ｒｅｌ’８において既に規定されているように、分散リソースシグナリングは、開始仮想リソースブロックと、所与のユーザーに配分されたＶＲＢを単位とする長さのみを必要とする。このため、中継制御リソースについて、ＰＲＣＦＩＣＨチャネル及びＰＲＨＩＣＨチャネルに用いられるデフォルトリソースブロックの長さは常に２ＶＲＢに固定され、追加のＰＲＤＣＣＨリソースの長さはＰＲＣＦＩＣＨチャネルによって与えられることになる。このため、唯一指定される必要があるのは開始仮想リソースブロックのみである。１つの単純な方法は、以下のように、基準信号としてセル特有のシフトを有する上記の式の一部を用いることである。
【０１０６】
【数２１】
0005472656.tif 000022
【０１０７】
３．２  半静的リソース配分
半静的リソース配分では、ＰＲＣＦＩＣＨインジケーションは必要とされない。しかしながら、スケーリング可能なＰＲＤＣＣＨチャネルをサポートするために、ＰＲＣＦＩＣＨによって搬送される同じ値が半静的方法でセル内でブロードキャストされる必要がある。
【０１０８】
この方法は、リソースブロックがＰＲＤＣＣＨチャネルのために用いられない場合であってもリソースブロックが予約されるので、効率的でない。
【０１０９】
４  結論
この寄稿では、ＭＢＳＦＮサブフレームの詳細及び中継タイプ１のノードの制御構造を提供した。中継制御構造のための以下の２つの代替案が検討された。
・代替案１：中継器がｅＮＢのＰＤＣＣＨを読み取ることができるように、ｅＮＢサブフレームと中継サブフレームとの間にオフセットを作成する。
・代替案２：ＰＤＳＣＨ送信内に、ＰＲＣＦＩＣＨ、ＰＲＤＣＣＨ、及びＰＲＨＩＣＨの新たな中継制御チャネルを設計する。
【０１１０】
５  参考文献
１）ＴＲ３６．８１４  Ｖ１．０．０、
２）Ｒ１−０８４０５４、「Support of Rel-8 UEs by LTE-A relays」（Qualcomm Europe）、
３）Ｒ１−０９０１５３、「Control Channel and Data Channel Design for Relay Link in LTE-Advanced」（Nortel Networks）
４）Ｒ１−０９０１５３、「Frame Structure and Signaling to Support Relay Operation」（Motorola）、
５）Ｒ１−０９０８７７、「Specification Impact of L3 Relays」（Qualcomm Europe）。
【０１１１】
６  付録：拡張ＣＰ長のためのＰＲＣＦＩＣＨチャネル、ＰＲＨＩＣＨチャネル、及びＰＲＤＣＣＨチャネル
拡張サイクリックプレフィックスサブフレームにおけるＰＲＣＦＩＣＨ、ＰＲＨＩＣＨ、及びＰＲＤＣＣＨのロケーションが図５ｂに示されている。
【０１１２】
拡張サイクリックプレフィックスを有するサブフレームについて、ＰＲＣＦＩＣＨはＰＲＤＣＣＨチャネルのサイズを示し、これは以下のように解釈することができる。
００＝中継制御リソースは周波数領域における２つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。このオプションにおいてはＰＲＤＣＣＨチャネルが存在せず、ＲＣＦＩＣＨチャネル及びＰＲＨＩＣＨチャネルのためのリソースのみが存在する。ＰＲＣＦＩＣＨのためのリソースは周波数領域における２つのＲＢ及び時間領域における第５のＯＦＤＭシンボル（Ｓ５）である。加えて、ＰＲＨＩＣＨリソースはこれらの２つのリソースブロック（ＲＢ）において固定の既知のロケーションにある。
０１＝中継制御リソースは周波数領域における３つのＲＢ並びに時間領域におけるＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。しかし、ＰＲＤＣＣＨチャネルは合計２つのＣＣＥのサイズで存在する。
１０＝中継制御リソースは周波数領域における１０個のＲＢ並びに時間領域における同じＯＦＤＭシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計８個のＣＣＥである。
１１＝中継制御リソースは周波数領域における２０個のＲＢ並びに時間領域における同じシンボルＳ４、Ｓ５、及びＳ６である。ＰＲＤＣＣＨチャネルのリソースのサイズは合計１６個のＣＣＥである。
【０１１３】
本発明は特にその例示的な実施形態を参照して示され、説明されたが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明に形式及び詳細において様々な変更を行うことができることを理解されよう。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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