(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と、少なくとも１つの端末装置（３−１）とを備えた通信システム（１００）のスペクトル効率を改善する方法に関し、その場合、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で非対称のアップリンクデータ及びダウンリンクデータの中継を行い、その場合、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）との間の前記中継リンク（５−１、６−１）に対して、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記リンク（７−１、８−１）に対して送信リソースを動的に割り当てるとき、前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの前記非対称性が考慮される。
2007517416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と、少なくとも１つの端末装置（３−１）とを具備する通信システム（１００）のスペクトル効率を改善する方法であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間のアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（７−１）時及びダウンリンク（８−１）時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）によって規定する方法において、中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を介して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で、前記ＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）内に、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）を動的に割り当てるステップを具備する方法。
【請求項２】
前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）を動的に割り当てる前記ステップを前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）によって実行する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と複数の端末装置（３−１）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と少なくとも第１の端末装置（３−１）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、第２のＲＢＳ（２−２）を利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と少なくとも第２の端末装置（３−２）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と少なくとも１つのＳＢＳ端末装置（４）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータの直接送信も行う請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＳＢＳ（１）が少なくとも２つの送受信装置を具備する請求項５に記載の方法であって、前記少なくとも２つの送受信装置のうちの第１の送受信装置を、前記ＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）との間の前記アップリンク送信及びダウンリンク送信（５−１、６−１）用として使用し、前記少なくとも２つの受信装置のうちの第２の受信装置を、前記ＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置（４）との間の前記直接アップリンク送信及びダウンリンク送信（９、１０）用として使用する方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも１つのＲＢＳが少なくとも２組の物理アンテナ素子を具備し、前記少なくとも２組の物理アンテナ素子のうちの第１の物理アンテナ素子を、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間での前記アップリンク送信及びダウンリンク送信用として使用し、前記少なくとも２組の物理アンテナ素子のうちの第２の物理アンテナ素子を、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間での前記アップリンク送信及びダウンリンク送信用として使用する方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記アップリンク送信（７−１）と、前記ダウンリンク送信（８−１）とが、同じキャリア周波数を使用し、前記時間領域の中で分離される請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記送信（７−１、８−１）、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の前記送信（５−１、６−１）が同じキャリア周波数を使用する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記送信（７−１、８−１）、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の前記送信（５−１、６−１）が異なるキャリア周波数を使用する請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つの異なるＲＢＳ（２−１、２−２）が、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の送信（５−１、５−２、６−１、６−２）用として、特に異なるキャリア周波数、送信インスタンス、偏波、又は符号を持つ、異なる直交キャリアを使用する請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも２つの異なるＲＢＳ（２−１、２−２）が、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の送信（５−１、５−２、６−１、６−２）用として異なる時間インスタンスを使用し、異なるＲＢＳ（２−１、２−２）用として異なる送信時間インスタンスを予め定める請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも２つの異なるＲＢＳ（２−１、２−２）が、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の送信（５−１、５−２、６−１、６−２）用として同じ直交キャリアを使用し、前記ＳＢＳ（１）が、前記少なくとも２つの異なるＲＢＳ（２−１、２−２）の前記送信（５−１、５−２、６−１、６−２）の分離を保証するために、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）技術を利用する請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ネットワーク計画プロセスを利用して、前記少なくとも２つの異なるＲＢＳと、前記少なくとも１つのＳＢＳとの間のＲＢＳ−ＳＢＳ送信間に十分な空間的分離を提供する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンク送信（７−１）の発生が許されるアップリンク期間（２０）と、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間のダウンリンク送信（８−１）の発生が許されるダウンリンク期間（２１）とを、前記ＲＢＳフレーム構造（１３）の中で固定して規定する請求項８〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記それぞれのＲＢＳフレーム構造（１３）における前記それぞれのアップリンク（２０）期間とダウンリンク（２１）期間とが等しく、かつ、前記それぞれのＲＢＳフレーム構造（１３）が時間的に整合するように、少なくとも２つのＲＢＳ（２−１、２−２）を同期する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＲＢＳフレーム構造（１３）内の前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）を動的に割り当てる前記ステップが、前記アップリンク時及び／又はダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）と、前記アップリンク（２０）期間及び／又はダウンリンク（２１）期間とが少なくとも部分的にオーバーレイするステップを具備する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アップリンク送信（７−１）と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記ダウンリンク送信（８−１）で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたアップリンク部分（２２）を増やすことによって、また、前記ダウンリンク送信（８−１）と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記アップリンク送信（７−１）で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたダウンリンク部分（２３）を増やすことによって、前記ＲＢＳフレーム構造（１３）において前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）を動的に割り当てる前記ステップにおいて、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を介して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の前記非対称性を考慮する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第１のケースで、前記アップリンク部分（２０）を前記ダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（６−１）によって少なくとも部分的にオーバーレイし、また、第２のケースで、前記ダウンリンク部分（２１）を前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の期間（５−１）によって少なくとも部分的にオーバーレイする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１）と、前記ダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（６−１）とを割り当てることができる前記ＲＢＳフレーム構造内の期間（１３−１、１３−２）を固定するか、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）によって前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）へ信号を送信するかのいずれかを行う請求項８〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記フレーム構造がスーパフレームの時系列（１３−１、１３−２）から構成され、各スーパフレーム（１３−１、１３−２）が、少なくとも１つのアップリンク時のＲＢＳと端末装置との間の期間（７−１）と、少なくとも１つのダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の期間（８−１）と、少なくとも１つのＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンク期間（５−１）か、少なくとも１つのＲＢＳとＳＢＳとの間のダウンリンク期間（６−１）かのいずれかの時間とを具備する請求項８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記アップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳと端末装置との間の期間がスーパフレーム（１３−１）からスーパフレーム（１３−２）へ交互に発生する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記アップリンク送信（７−１）と前記ダウンリンク送信（８−１）とが少なくとも部分的に同時に発生し、少なくとも２つのキャリア周波数を使用することによって周波数領域において前記アップリンク送信（７−１）と前記ダウンリンク送信（８−１）とを分離する請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記アップリンク送信（７−１）、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の前記ダウンリンク送信（６−１）が、少なくとも一時的に同じキャリア周波数を使用し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記ダウンリンク送信（８−１）、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の前記アップリンク送信（５−１）が少なくとも一時的に同じキャリア周波数を使用する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記それぞれのアップリンク（７−１）送信とダウンリンク（８−１）送信とを分離するために、第１のＲＢＳ（２−１）が使用する前記少なくとも２つの周波数と、前記それぞれのアップリンク（７−２）送信とダウンリンク（８−２）送信とを分離するために、第２のＲＢＳ（２−２）が使用する前記少なくとも２つの周波数とが対をなして異なる請求項２３〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記それぞれのアップリンク（７−１）送信とダウンリンク（８−２）送信とを分離するために、第１のＲＢＳ（２−１）が使用する前記少なくとも２つの周波数と、前記それぞれのアップリンク（７−２）送信とダウンリンク（８−２）送信とを分離するために、第２のＲＢＳ（２−２）が使用する前記少なくとも２つの周波数とが対をなして等しい請求項２３〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と少なくとも１つのＳＢＳ端末装置（４）との間のアップリンク送信（９）とダウンリンク送信（１０）とが前記周波数領域において少なくとも部分的に同時に発生し、少なくとも２つのキャリア周波数を使用することによって前記アップリンク送信（９）と前記ダウンリンク送信（１０）とを分離する請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記それぞれのアップリンク（７−１）送信とダウンリンク（８−１）送信とを分離するために、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）が使用する前記少なくとも２つの周波数と、前記それぞれのアップリンク（９）送信とダウンリンク（１０）送信とを分離するために、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）が使用する前記少なくとも２つの周波数とが対をなして異なる請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記それぞれのアップリンク（７−１）送信とダウンリンク（８−１）送信とを分離するために、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）が使用する前記少なくとも２つの周波数と、前記それぞれのアップリンク（９）送信とダウンリンク送信（１０）とを分離するために、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）が使用する前記少なくとも２つの周波数とが対をなして等しい請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＳＢＳ（１）が、同じキャリア周波数を使用する前記同時送信（７−１、７−２、９、８−１、８−２、１０）を分離するためにＳＤＭＡ技術を利用する請求項２６又は２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
ネットワーク計画プロセスを利用して、同じキャリア周波数を使用する前記同時送信間に十分な空間的分離を提供する請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間のアップリンク送信（７−１）の発生が許されるアップリンク期間（２０）と、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間のダウンリンク送信（８−１）の発生が許されるダウンリンク期間（２１）とを、前記ＲＢＳフレーム構造（１５）の中で固定して規定する請求項２３〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記アップリンク送信（７−１）と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記ダウンリンク送信（８−１）で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたアップリンク部分（２２）を増やすことによって、また、前記ダウンリンク送信（８−１）と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記アップリンク送信（７−１）で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたダウンリンク部分（５−１）を増やすことによって、前記ＲＢＳフレーム構造（１５）内に前記アップリンク（５−１）時及びダウンリンク時（６−１）のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる前記ステップにおいて、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を介して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の前記非対称性を考慮する請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
第１のケースで、前記アップリンク部分（２０）を前記ダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（６−１）によって少なくとも部分的にオーバーレイし（２２）、また、第２のケースで、前記ダウンリンク部分（２１）を前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳ間の期間（５−１）によって少なくとも部分的にオーバーレイする（２３）請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記アップリンク送信（７−１）と前記ダウンリンク送信（８−１）との分離を行うために使用される前記少なくとも２つのキャリア周波数の各周波数で、前記アップリンク（２０）期間とダウンリンク（２１）期間とが交互に発生する請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記それぞれのＲＢＳフレーム構造（１５）における前記それぞれのアップリンク（２０）期間とダウンリンク（２１）期間とが等しく、かつ、前記それぞれのＲＢＳフレーム構造（１５）が時間的に整合するように、少なくとも２つのＲＢＳ（２−１、２−２）を同期する請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間、及び／又は前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置（４）との間、及び／又は前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で、前記送信（５−１、６−１、９、１０、７−１、８−１）を行うためにマルチ入力−マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術を利用する請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記ＭＩＭＯ技術が、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の前記送信（５−１、６−１）、及び／又は前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記送信（７−１、８−１）、及び／又は前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置（４）との間の前記送信（９、１０）用の同じ周波数キャリアでの前記アップリンク（２０）とダウンリンク（２１）との交互の発生を利用する前記チャネルパラメータの適応推定値に基づくものである請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記アップリンク送信（７−１）と前記ダウンリンク送信（８−１）との分離のために使用される前記少なくとも２つのキャリア周波数のうちの第１のキャリア周波数で前記アップリンク送信（７−１）が発生し、その場合、前記少なくとも２つのキャリア周波数のうちの第２のキャリア周波数で前記ダウンリンク送信（８−１）が発生する請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記それぞれのＲＢＳフレーム構造（１７）における前記それぞれのアップリンク（２０）期間とダウンリンク（２１）期間とが等しく、しかし前記それぞれのＲＢＳフレーム構造（１７）が時間的に整合しないように少なくとも２つのＲＢＳ（２−１、２−２）を同期させない請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
第１のＳＢＳ（１）から第２のＳＢＳへの前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）のハンドオーバが可能であり、また、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と、前記第１のＳＢＳ（１）と、前記第２のＳＢＳとの間でハンドオーバパラメータを通知する請求項１〜４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置との間で、ｎ基のＲＢＳ（２）（ただしｎは２以上の整数）を介して前記アップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継する請求項１〜４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３）との間でｎ基のＲＢＳ（２）（ただしｎは１以上の整数）を介して一方のリンク方向のデータを中継し、また、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３）との間でｍ基のＲＢＳ（２）（ただしｍは０とｎ−１との間の整数）を介して他方のリンク方向のデータを送信する請求項１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記端末装置におけるアクティブなアプリケーションの遅延要件に基づいて、端末装置が前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置になるかどうかの判定を行う請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
第１の端末装置（３）と第２の端末装置（３）とが、前記アップリンク時及び／又はダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）中に通信を行う請求項１〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの端末装置（３）が、前記アップリンク時及び／又はダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）中に前記端末装置（３）の周辺機器と通信を行う請求項１〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間の前記送信（５−１、６−１）のために、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間の前記送信（７−１、８−１）、又は前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置（４）との間の前記送信（９、１０）に関して、異なる符号化方式及び／又は変調方式、及び／又はパケット構造を利用する請求項１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
請求項１〜４７の方法ステップをプロセッサに実行させる動作可能な命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項４９】
請求項１〜４７の方法ステップをプロセッサに実行させる動作可能な命令を含むコンピュータプログラムを具備するコンピュータプログラム製品。
【請求項５０】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と、少なくとも１つの端末装置（３−１）とを具備する通信システム（１００）のスペクトル効率を改善する装置であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と、前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（７−１）時及びダウンリンク（８−１）時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）によって規定し、前記装置は、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を介して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）内に、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間（５−１、６−１）を動的に割り当てる手段を具備する装置。
【請求項５１】
通信システム（１００）であって、
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と、
少なくとも１つの端末装置（４）と、
少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳ（２−１）であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継する前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）とを具備する通信システム（１００）において、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（７−１）時及びダウンリンク（８−１）時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）によって規定し、さらに、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を介して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）内に、前記アップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる通信システム（１００）。
【請求項５２】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と、少なくとも１つの端末装置（３−１）とを具備する通信システム（１００）における端末装置（３−１）であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継する前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と、を具備する端末装置（３−１）において、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（７−１）時及びダウンリンク（８−１）時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）によって規定し、さらに、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を介して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）内に、前記アップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる端末装置（３−１）。
【請求項５３】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳ（１）と少なくとも１つの端末装置（３−１）とを具備する、通信システム（１００）における中継基地局ＲＢＳ（２−１）であって、前記ＲＢＳ（２−１）を利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、その場合、前記ＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間のアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（７−１）時及びダウンリンク（８−１）時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記ＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間のアップリンク（５−１）送信と、ダウンリンク（６−１）送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）によって規定し、前記ＲＢＳ（２−１）を介して前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）内に、前記アップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる手段を具備する中継基地局ＲＢＳ（２−１）。
【請求項５４】
通信システム（１００）におけるスーパ基地局ＳＢＳ（１）であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳ（２−１）が、前記ＳＢＳ（１）と少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継するために用いられ、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（７−１）時及びダウンリンク（８−１）時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）と前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）によって規定し、さらに、前記少なくとも１つのＲＢＳ（２−１）を介して、前記少なくとも１つのＳＢＳ（１）と前記少なくとも１つの端末装置（３−１）との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造（１３、１５、１７）内に、前記アップリンク（５−１）時及びダウンリンク（６−１）時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てるスーパ基地局ＳＢＳ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと、少なくとも１つの端末装置とを具備する通信システムのスペクトル効率を改善する方法に関し、その場合、少なくとも１つの基地局ＲＢＳを利用して、前記少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータの中継を行い、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生する端末装置送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳ間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造によって規定する。
【背景技術】
【０００２】
第４世代（４Ｇ）のセルラ移動体無線通信システムに対して課されるユーザビットレート要件の増加は広帯域キャリアの利用を要求するものである。広帯域キャリアの提供は無線スペクトルの高い周波数状態でのみ可能であり、この広帯域キャリアの提供によって、キャリア周波数の上昇に起因して伝搬減衰の増加が結果としてもたらされることになり、したがって、無線リンクの距離の短縮が生じることになる。無線リンク距離の短縮は、システム開発コストの非常に大きな上昇をきたすことになる。というのは、切れ目のない無線カバーエリアを提供するために、基地局や基地送受信局のグリッドをより密なものにする必要が生じるからである。さらに、通信システム全体のスペクトル効率（ビット／ｓ／Ｈｚで測定される）を上げるために、周波数の再使用率は減少する。すなわち同じキャリア周波数を使用するセル間の距離が短くなる結果、セル間全体に干渉が生じることになる。
【０００３】
これらの問題を軽減する周知の解決策として、中継基地局がＳＢＳと端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継することによって、関連するスーパ基地局（ＳＢＳ）の効果的なカバーエリアを広げる中継基地局（ＲＢＳ）の開発がある。次いで、端末装置へ向けられたデータは（第１の“ホップ”で）第１のＳＢＳからＲＢＳへ送信され、次いで、（第２の“ホップ”で）ＲＢＳから端末装置へ送信される。
【０００４】
現状技術のシステムでは、ＳＢＳとＲＢＳとの双方は異なる無線インタフェースを使用する、すなわち追加送受信装置（ハードウェア及びソフトウェア）が装備され、通信システムが使用するキャリア周波数から十分に離れて配置されたキャリア周波数を用いて送信リンクを運用する。これによって通信システムと送信リンクとの間及びＲＢＳとＳＢＳとの間の干渉が完全に防止されることになる。この場合、前記送信リンクは光リンクや指向性無線リンクなどであってもよい。しかし、この場合、ＲＢＳ及びＳＢＳのコストが非常に増大することが考えられる。
【０００５】
上述の問題を減らす別のアプローチとしてマルチ入力−マルチ出力（ＭＩＭＯ）送信技術が開発中である。ＭＩＭＯという用語は空間的伝播チャネルの入力側及び出力側におけるマルチ送受信用アンテナを意味し、出入力双方の側でマルチアンテナを１つの局に割り当てることも可能である（すなわち協働することができる）し、又はマルチアンテナを複数の局に割り当てることも可能である。ＭＩＭＯ送信技術は、空間的チャネルの入力時に、チャネルの出力時に、又はチャネルの入出力の双方で共同で、マルチパスとフェージング現象とに空間的又は時空的等化を実施することによって送信チャネルの空間的選択度を利用するものである。この等化によって、マルチパスとシャドウイングのような小規模のフェージング及び大規模のフェージングの影響を減らしたり、除去したり、また、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）も可能となる。すなわち同じキャリア周波数と、同じ符号とを用いて複数のデータ信号の送信も可能となり、同時に、受信機側でのデータ信号の分離もそのまま可能となる。ＭＩＭＯ技術を表わす最も顕著なものとして空間的送信チャネルの入力側（送信側）及び／又は出力側（受信側）でのビーム形成がある。このビーム形成は、送信チャネルの一方の側のアンテナ素子が協働しさえすれば、特別の関心の対象となるものである。これは、例えば、ＳＢＳが複数のアンテナ素子から構成される適応型アンテナ・アレイを装備している場合などに当てはまるケースである。同様に、空間的ダイバーシティの開発のために最大比合成技法や最適合成技法を適用することも可能である。ＭＩＭＯ技術は周波数チャネル／フラットチャネルの双方用として適用可能であるが、周波数チャネル／選択チャネル用としても適用可能であり、この場合チャネルの空間的等化はチャネルの空間的／時間的等化まで拡張される。チャネルの等化によって必要な送信出力が減少し、したがって、干渉の低減に役立つのに対して、ＳＤＭＡによるアプローチは、ＳＢＳ又はＲＢＳによって同時にサービスを受けることができる端末装置の数を増やすことを可能にするものである。
【０００６】
ＭＩＭＯ技術の適用の必要条件は、例えば、データの送信先又はデータの受信元である端末装置の位置のようなチャネルパラメータや、端末装置の空間的チャネルインパルス応答や、端末装置の空間シグネチャや、送信／受信用アンテナ・アレイに対する端末装置の方位角及び／又は仰角による方向である。典型的無線通信シナリオでは、これらのチャネルパラメータは周波数／時間により変動するものであり、前記端末装置から受信した信号からのみ推定できる。同じキャリア周波数でアップリンクとダウンリンクとが発生する時分割デュプレックス（ＴＤＤ）システムでは、前記パラメータの周波数不変問題は発生せず、そのため、アップリンク作動中に前記パラメータを推定し、アップリンク及びダウンリンク作動中にＭＩＭＯ技術用の推定パラメータを使用する際、時間変動（この時間変動は主としてパラメータの端末装置の速度によって決定される）のみに留意する必要があるのに対して、アップリンクとダウンリンクとが同時に、しかも異なるキャリア周波数で送信される周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）システムでは、前記パラメータの周波数依存性に起因してアップリンクで信号の受信中に推定されるパラメータをダウンリンクでＭＩＭＯ技術用として再使用することはできない。したがって、チャネルの入力側（送信側）でチャネルパラメータに関する情報を必要とするＭＩＭＯ技術のアプリケーションをＦＤＤシステムの状況で利用することは困難なことになる。
【０００７】
現在の４Ｇのシミュレーション及び分析によれば、地球的規模で固定のＴＸ／ＲＸ往復期間を備えたＴＤＤ（端末装置が送信を許可される場合の継続時間と時間インスタンス、及び、基地局が送信を許可される場合の継続時間と時間インスタンスが通信システム全体にわたって固定であるように、すべての端末装置と基地局とが同期される）か、ＦＤＤかのいずれかの利用がデュプレックス技術として望ましいものであることが示されている。これに対して、すべての基地局用のアップリンクデータ量とダウンリンクデータ量との間の関係は同じであるという一般には当てはまらない仮説から、２つの代替方法が提示される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、上述の問題を解決し、それによって通信システムのスペクトル効率を上げるようにする方法、コンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品、装置、通信システム、端末装置、中継基地局、及びスーパ基地局を提案することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと、少なくとも１つの端末装置とを具備する通信システムのスペクトル効率を改善する方法であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳを利用して、前記少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間のアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造によって規定する方法において、中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記少なくとも１つのＲＢＳを介して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で、前記ＲＢＳフレーム構造内に、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳ間の送信期間を動的に割り当てるステップを具備する方法が提案される。
【００１０】
前記通信システムは、例えば、３Ｇ通信システムや、一般移動体通信システム（ＵＭＴＳ）などのような３Ｇ通信システムからの派生システム、又は前記少なくとも１つのＳＢＳのカバーエリアが少なくとも１つのＲＢＳの利用によって拡大された４Ｇ通信システムであってもよい。ＳＢＳは複数の端末装置（いわゆるＳＢＳ端末装置）に直接サービスを提供するものであってもよいし、前記ＲＢＳを介して少なくとも１つの端末装置にサービスを提供するものであってもよい。次いで、前記少なくとも１つの端末装置へ送信すべきダウンリンクデータは、前記ＲＢＳへまず送信され（ＲＢＳとＳＢＳとの間のダウンリンク送信）、その後、前記ＲＢＳは前記少なくとも１つの端末装置へ前記データを送信する（ＲＢＳと端末装置との間のダウンリンク送信）。同様に、アップリンクデータは端末装置によってまずＲＢＳへ送信され（ＲＢＳと端末装置との間のアップリンク送信）、次いで、ＲＢＳからＳＢＳへ送信される（ＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンク送信）。
【００１１】
前記通信システムのＴＤＤ及びＦＤＤ双方の運用が可能である。前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信、並びに前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信の開始時刻及び継続時間を例えば、フレームの時系列などであってもよいＲＢＳフレーム構造によって規定し、その場合、各フレームが１乃至いくつかの前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間並びにＲＢＳと端末装置との間の送信期間から構成されるものであってもよい。これらのアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間、及びＲＢＳと端末装置との間の送信は、異なるキャリア周波数を使用してもよい。前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の動的割振りに起因して、ＲＢＳフレーム構造を異なるＲＢＳ用とすることも可能である。
【００１２】
しかし、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信が許される期間は、異なるＲＢＳのフレーム構造用の場合と同じ期間であってもよく、また、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信が許される前記期間は、アップリンク時及びダウンリンク時のＳＢＳと端末装置との間の送信が許される期間と同じ時間であってもよい。
【００１３】
前記ＲＢＳを介して前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継されるアップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性のレベルに応じて、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間が前記フレーム構造内に割り当てられる。すなわち、それぞれのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信の開始時刻及び継続時間が決定される。この割当ては動的に、すなわち少なくとも部分的に前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の現在の非対称性に適応して行われる。前記割当ては前記ＲＢＳによって行うことが望ましい場合もあるが、前記ＳＢＳによって行うことが望ましい場合もある。前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間のＲＢＳフレーム構造内での割当ては、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間を固定し、前記割当てステップの結果、完全なＲＢＳフレーム構造を取得するようにすることも可能であり、これによって、ＲＢＳ送受信装置は、ＳＢＳや端末装置へ送信を行う時点、又は、ＳＢＳや端末装置から受信を行う時点を指示することになる。
【００１４】
前記動的割振りは、前記ＲＢＳを介して前記端末装置から前記ＳＢＳへ送信するべきアップリンクデータがダウンリンクデータよりも多く存在すると判定された場合には、アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の継続時間を増やすようにすることも可能である。前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間のこの増加は、例えば、前記未使用の継続時間を前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間に割り当てることができるように、ダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の継続時間を短縮することによって達成することも可能である。
【００１５】
したがって、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間は、少なくとも１つのＳＢＳと少なくとも１つの端末装置間で中継されるアップリンクデータとダウンリンクデータとの非対称性を考慮しながらＲＢＳフレーム構造内に動的に割り当てられ、それによって、アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信が許されている期間が通信システム全体用として予め定められているときでさえ、アップリンク又はダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信が許される期間が実際の前記送信要求によって完全には満たされていない場合でも、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間が、存在する間隙をなお弾力的に満たすことになる。したがって、異なるＲＢＳにおけるアップリンクデータとダウンリンクデータ送信との間の非対称性を示す動的性質について考慮することによって、一般に中継局で見られる中継用オーバヘッドの効果的低減を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明の方法によれば、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる前記ステップを前記少なくとも１つのＲＢＳによって実行することが望ましい。この時、前記ＲＢＳは、前記少なくとも１つのＳＢＳ及び前記少なくとも１つの端末装置への／からの送受信時点を自由に決定することも可能である。この選択の自由は、いくつかのＲＢＳが前記少なくとも１つのＳＢＳに割り当てられているとき、ＳＢＳの同時送受信を可能にする必要が生じないようにするために、アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信並びにダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を許可する時点を規定する予め設定された時間によってわずかに限定を受ける場合がある。
【００１７】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳを利用して前記少なくとも１つのＳＢＳと複数の端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継することが望ましい。したがって、前記ＲＢＳは、複数の端末装置にサービスを提供することも可能であり、前記ＲＢＳがアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継する前記複数の端末装置に対して、例えば、時分割、周波数分割、符号分割又は空間分割多元接続によって媒体アクセス制御（ＭＡＣ）を行う必要が生じる場合もある。
【００１８】
本発明の方法によれば、第１のＲＢＳを利用して前記少なくとも１つのＳＢＳと少なくとも第１の端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、第２のＲＢＳを利用して前記少なくとも１つのＳＢＳと少なくとも第２の端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継することが望ましい。これによって、前記少なくとも１つのＳＢＳが複数のＲＢＳを使用してそのカバーエリアを増やす可能性が十分考えられる。
【００１９】
本発明の方法によれば前記少なくとも１つのＳＢＳと少なくとも１つのＳＢＳ端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータの直接送信も行うことが望ましい。したがって、前記少なくとも１つのＳＢＳは、１以上のいわゆるＳＢＳ端末装置に直接サービスを提供すること、さらに、ＲＢＳを介していくつかの端末装置にサービスを提供することも可能となる。
【００２０】
本発明の方法によれば、前記ＳＢＳが少なくとも２つの送受信装置を具備する請求項５に記載の方法であって、前記少なくとも２つの送受信装置のうちの第１の送受信装置を、前記ＳＢＳと前記少なくとも１つのＲＢＳとの間の前記アップリンク送信及びダウンリンク送信用として使用し、前記少なくとも２つの受信装置のうちの第２の受信装置を、前記ＳＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置との間の前記直接アップリンク送信及びダウンリンク送信用として使用することが望ましい。前記少なくとも１つのＳＢＳがおそらく別のキャリア周波数で別個の送受信装置を用いてＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を受信することが好適となる場合もある。前記ＲＢＳフレーム構造によって規定されているＲＢＳとＳＢＳとの間の送信とは別のフレーム構造によって規定されているかもしれないＳＢＳと端末装置との間の送信がこの時同時に発生する可能性もある。
【００２１】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳが少なくとも２組の物理アンテナ素子を具備し、前記少なくとも２組の物理アンテナ素子のうちの第１の物理アンテナ素子を、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間での前記アップリンク送信及びダウンリンク送信用として使用し、前記少なくとも２組の物理アンテナ素子のうちの第２の物理アンテナ素子を、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間での前記アップリンク送信及びダウンリンク送信用として使用することが望ましい。ＳＢＳとＲＢＳとの間の送信用として第１の組の前記物理アンテナ素子を好適に配置して、例えば、前記固定位置ＲＢＳと前記固定位置ＳＢＳとの間での高い信号対雑音比及び／又は多数の独立したチャネルパスのいずれかを形成することが好適な場合もある。ＲＢＳと端末装置との間の送信用として第２の組の前記物理アンテナ素子を好適に配置して、例えば、ＲＢＳのサービスエリアにわたって切れ目のないカバーエリアを形成することが好適な場合もある。
【００２２】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記アップリンク送信及び前記ダウンリンク送信が、同じキャリア周波数を使用し、時間領域の中で分離されることが望ましい。これは、例えば、ダウンリンク送信とは別の時間インスタンス（タイムスロット）でアップリンク送信が発生する時分割デュプレックス（ＴＤＤ）システムの場合に当てはまると考えられる。
【００２３】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記送信、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の前記送信が同じキャリア周波数を使用することが望ましい。
【００２４】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記送信、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の前記送信が異なるキャリア周波数を使用することが望ましい。たとえ前記ＲＢＳが１つの送受信装置しか装備していないため、同時にＲＢＳとＳＢＳとの間の送信とＲＢＳと端末装置との間の送信とが可能でないとしても、前記少なくとも１つのＳＢＳが前記ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信用として使用することを望むキャリア周波数と一致する別のキャリア周波数を用いてＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を行うことが好都合であると考えられる場合がある。その場合、前記ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信が、ＳＢＳとその関連するＳＢＳ端末装置との間でのＳＢＳと端末装置との間の送信に対して干渉を引き起こすことはない。
【００２５】
本発明の方法によれば、少なくとも２つの異なるＲＢＳが、前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の送信用として、特に異なるキャリア周波数、送信インスタンス、偏波、又は符号を持つ異なる直交キャリアを使用することが望ましい。前記少なくとも１つのＳＢＳが異なるＲＢＳと共に保持しているＲＢＳとＳＢＳとの間の送信の多元接続を可能にするために、ＲＢＳが異なるキャリア周波数や、異なる送信インスタンス、異なる偏波、異なる拡散符号、又はスクランブリング符号を使用する必要が生じる場合もある。その場合、上記少なくとも１つのＳＢＳは、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信の回復を可能にする手段を設ける必要があり、例えば、異なる周波数キャリアの場合、前記少なくとも１つのＳＢＳ側に異なる送受信装置を設ける必要がある。
【００２６】
本発明の方法によれば、少なくとも２つの異なるＲＢＳが、前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の送信用として異なる時間インスタンスを使用し、異なるＲＢＳ用として異なる送信時間インスタンスを予め定めることが望ましい。したがって、アップリンク又はダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信が好適に発生するＲＢＳフレーム構造内に各ＲＢＳに好適な期間を割り当てることも可能となる。これは、ＲＢＳフレーム構造内にＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を割り当てるためにＲＢＳの自由度のレベルを限定することになる場合もある。しかし、この時、異なるＲＢＳの時分割ベースの多元接続をＳＢＳ側で保証することが可能となる。前記ＲＢＳをグループに編成し、前記グループ及び、前記グループ内の前記ＲＢＳに、異なる時間インスタンスで前記ＳＢＳへアクセスする許可を与えることによって、同じＳＢＳに対するＲＢＳのさらに多い回数のアクセスを制御することが可能となる。
【００２７】
本発明の方法によれば、少なくとも２つの異なるＲＢＳが、前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の送信用として同じ直交キャリアを使用し、前記ＳＢＳが、前記少なくとも２つの異なるＲＢＳの送信の分離を保証するために空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）技術を利用することが望ましい。時間、周波数、偏波又は符号領域内で２以上のＲＢＳのいずれのＲＢＳもそれらのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信時に分離されない場合、前記ＳＢＳ側での前記ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信の衝突は不可避なものになる。しかし、その場合、ＳＢＳは適応型アンテナ・アレイを配備することも可能であり、ＳＤＭＡによって異なるＲＢＳを空間的に分離することが可能である。
【００２８】
本発明の方法によれば、ネットワーク計画プロセスを利用して、前記少なくとも２つの異なるＲＢＳと、前記少なくとも１つのＳＢＳとの間でのＲＢＳ−ＳＢＳ送信間に十分な空間的分離を提供することが望ましい。
【００２９】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンク送信が発生する可能性があるアップリンク期間と、ダウンリンク送信の発生が許される前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間のダウンリンク期間とを前記ＲＢＳフレーム構造内に固定して規定することが望ましい。例えば、前記ＲＢＳフレーム構造はフレームから構成されるものであってもよく、各フレームの半分はアップリンク期間から構成され、個々のフレームの残りの半分はダウンリンク期間から構成されるものであってもよい。前記アップリンク期間によって占有される前記フレームの量と、前記ダウンリンク期間によって占有される前記フレームの量との間の比率は、通信システム全体を通じるアップリンク対ダウンリンクのデータ量の分布に関する一定の仮説を示す場合もある。例えば、ＳＢＳは、前記ダウンリンク期間中、その割り当てられたＳＢＳ端末装置への送信を可能にするものであってもよいし、前記アップリンク期間中、その割り当てられたＳＢＳ端末装置からの受信を可能にするものであってもよい。前記アップリンク期間及びダウンリンク期間の中でのみＲＢＳと端末装置との間の送信の発生が許される要求は、ＲＢＳフレーム構造内でのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の割当て中、変更されることはない。しかし、前記アップリンク期間及びダウンリンク期間の一部をＲＢＳと端末装置との間の送信の代わりにＲＢＳとＳＢＳとの間の送信に利用することも可能である。
【００３０】
本発明の方法によれば、前記それぞれのＲＢＳフレーム構造内の前記それぞれのアップリンク期間とダウンリンク期間とが等しく、かつ、前記それぞれのＲＢＳフレーム構造が時間的に整合するように、少なくとも２つのＲＢＳを同期することが望ましい。前記通信システムのすべてのＳＢＳを同期する場合、この同期はＲＢＳ局へも同様に受け継がれ、１つの端末装置がデータを送信し、同時に１つの端末装置がデータを受信しているケースが生じないようにすることが可能となる。
【００３１】
本発明の方法によれば、前記ＲＢＳフレーム構造内の前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる前記ステップが、前記アップリンク及び／又はダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を用いて、前記アップリンク期間及び／又はダウンリンク期間を少なくとも部分的にオーバーレイするステップを具備することが望ましい。前記アップリンク期間及びダウンリンク期間は、ＲＢＳと端末装置との間の送信の発生が許される時点のみを定め、上記期間は、特に、それぞれのアップリンク又はダウンリンク送信時に送信すべき十分なデータが存在しない場合にも、完全なアップリンク期間及びダウンリンク期間中にＲＢＳと端末装置との間に送信が発生しなければならないことを規定するものではない。ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信及びＲＢＳと端末装置との間の送信は、ＲＢＳの単一送受信装置を共有する必要が生じる場合もある。前記通信システムが、ＳＢＳとその割り当てられたＳＢＳ端末装置との間でこれらの送信のアップリンク期間及びダウンリンク期間を規定する場合、並びにＳＢＳとＲＢＳ間での同期を所望の場合、上記アップリンク期間及びダウンリンク期間もＲＢＳフレーム構造に適用される。しかし、前記アップリンク期間及びダウンリンク期間内でＳＢＳとＲＢＳとの間での送信の発生を許すことによって、同期が影響を受けることはない。したがって、前記割当てステップでは、アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間がオーバーラップするように、又は、前記アップリンク時及び／又はダウンリンク時の期間の中に完全に含まれるように、上記送信期間をＲＢＳフレーム構造内に配置することも可能である。
【００３２】
本発明の方法によれば、前記アップリンク送信と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記ダウンリンク送信で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたアップリンク部分を増やすことによって、さらに、前記ダウンリンク送信と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記アップリンク送信で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたダウンリンク部分を増やすことによって、前記ＲＢＳフレーム構造において前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる前記ステップにおいて、前記少なくとも１つのＲＢＳを介して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の前記非対称性を考慮することが望ましい。前記オーバーレイした部分は、それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とが許されるが、実際には送信が発生しないアップリンク又はダウンリンク期間の一部を規定することも可能である。例えば、アップリンク期間がフレームの５０％を含む（そしてダウンリンク期間がフレームの残りの５０％を含む）場合、これは、通信システム全体を通じてアップリンクデータとダウンリンクデータとの量が等しいと仮定されていることに起因するものであるが、アップリンクデータよりも多いダウンリンクデータが、前記ＲＢＳを介して前記少なくとも１つの端末装置へ中継されることになるという点で、ＲＢＳにサービスを提供するＳＢＳ側での実際のデータロードは異なるものとなり、この場合、オーバーレイしたアップリンク部分を増やすことによって、アップリンク送信によって完全には利用されることのないアップリンク部分は減らされることになる。この時、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信によって、オーバーレイしたアップリンク部分を利用することも可能である。
【００３３】
本発明の方法によれば、第１のケースで、前記アップリンク部分を前記ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間によって少なくとも部分的にオーバーレイし、さらに、第２のケースで、前記ダウンリンク部分を前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の期間によって少なくとも部分的にオーバーレイすることが望ましい。
【００３４】
本発明の方法によれば、前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間と前記ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間とを割り当てることができる前記ＲＢＳフレーム構造内の期間を固定するか、前記少なくとも１つのＳＢＳによって前記少なくとも１つのＲＢＳへ通知するかのいずれかを行うことが望ましい。このようにして、同じＳＢＳに割り当てられた少なくともすべてのＲＢＳに対して、ＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンク及びダウンリンクの発生が許される期間を規定し、ＳＢＳが同時に送信と受信とを行う能力を持たないように図ることも可能である。
【００３５】
本発明の方法によれば、前記フレーム構造がスーパフレームの時系列から構成され、各スーパフレームが少なくとも１つのアップリンク時のＲＢＳと端末装置との間の期間と、少なくとも１つのダウンリンクのＲＢＳと端末装置との間の期間と、少なくとも１つのＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンク期間か、少なくとも１つのＲＢＳとＳＢＳとの間のダウンリンク期間かのいずれかを具備することが望ましい。
【００３６】
本発明の方法によれば、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の期間がスーパフレームからスーパフレームへ交互に発生することが望ましい。
【００３７】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記アップリンク送信と前記ダウンリンク送信とが、少なくとも部分的に同時に発生し、少なくとも２つのキャリア周波数を使用することによって周波数領域において分離されることが望ましい。この場合、ＲＢＳは周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）を利用して、同時に発生するアップリンク送信とダウンリンク送信との分離を行うようにする。
【００３８】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記アップリンク送信、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の前記ダウンリンク送信が、少なくとも一時的に同じキャリア周波数を使用し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記ダウンリンク送信、及び、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の前記アップリンク送信が少なくとも一時的に同じキャリア周波数を使用することが望ましい。例えば、ある一定期間、アップリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信が第１のキャリア周波数を使用し、次いで、ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信が、ある一定期間、前記第１のキャリア周波数を使用する方が望ましい場合もあるのに対して、第２のキャリア周波数は、ダウンリンクのＲＢＳと端末装置との間の送信及びアップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信によって同時に使用される。
【００３９】
本発明の方法によれば、前記それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とを分離するために第１のＲＢＳが使用する前記少なくとも２つの周波数と、前記それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とを分離するために第２のＲＢＳが使用する前記少なくとも２つの周波数とが対をなして異なることが望ましい。したがって、双方のＲＢＳのアップリンクキャリア周波数と、双方のＲＢＳのダウンリンクキャリア周波数のいずれのキャリアも等しくないことになるため、前記少なくとも１つのＳＢＳは、前記２つのＲＢＳを用いてＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を行うだけのために、４つの追加送受信装置を必要とすることになる場合もある。しかし、この場合、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信が相互に干渉を引き起こすことはない。
【００４０】
本発明の方法によれば、前記それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とを分離するために第１のＲＢＳが使用する前記少なくとも２つの周波数と、前記それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とを分離するために第２のＲＢＳが使用する前記少なくとも２つの周波数とが対をなして等しいことが望ましい。したがって、双方のＲＢＳのアップリンクキャリア周波数と、双方のＲＢＳのダウンリンクキャリア周波数とが等しくなるため、前記２つのＲＢＳを用いてＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を行うために、２つの追加送受信装置のみがＳＢＳ側で必要となることになる。しかし、この場合、別のステップを行って、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を分離する必要があり、例えば、ＳＤＭＡや符号分割多元接続を適用して、前記２つのＲＢＳのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信の分離を図ることも可能である。
【００４１】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＳＢＳと少なくとも１つのＳＢＳ端末装置との間のアップリンク送信とダウンリンク送信とが周波数領域において少なくとも部分的に同時に発生し、少なくとも２つのキャリア周波数を使用することによって前記送信を分離することが望ましい。
【００４２】
本発明の方法によれば、前記それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とを分離するために、前記少なくとも２つの周波数が前記少なくとも１つのＲＢＳによって使用され、また、前記それぞれのアップリンクとダウンリンク送信とを分離するために、前記少なくとも１つのＳＢＳが使用する前記少なくとも２つの周波数が対をなして異なることが望ましい。この場合、ＳＢＳは、それ自身のＳＢＳと端末装置との間の送信用として２つの送受信装置と、各ＲＢＳとの間のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信用として２つの送受信装置とを必要とすることになる。
【００４３】
本発明の方法によれば、前記それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とを分離するために、前記少なくとも１つのＲＢＳが使用する前記少なくとも２つの周波数と、前記それぞれのアップリンク送信とダウンリンク送信とを分離するために、前記少なくとも１つのＳＢＳが使用する前記少なくとも２つの周波数とが対をなして等しいことが望ましい。この場合、２つの送受信装置のみがＳＢＳ側で必要となる。
【００４４】
本発明の方法によれば、前記ＳＢＳが、同じキャリア周波数を使用する同時送信を分離するためにＳＤＭＡ技術を利用することが望ましい。
【００４５】
本発明の方法によれば、ネットワーク計画プロセスを利用して、同じキャリア周波数を使用する前記同時送信間に十分な空間的分離を提供することが望ましい。
【００４６】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間のアップリンク送信の発生が許されるアップリンク期間と、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間のダウンリンク送信の発生が許されるダウンリンク期間とを、前記ＲＢＳフレーム構造内に固定して規定することが望ましい。前記ＲＢＳフレーム構造は、例えば、２つのキャリア周波数の各キャリア周波数に対して、それぞれ一連のフレームから構成することも可能であり、その場合、各フレームは、前記アップリンク期間又はダウンリンク期間のうちの一方の期間に対応するものとなり、また、その場合、前記アップリンク期間は第１のキャリア周波数のフレームに割り当てられ、ダウンリンク期間は第２のキャリア周波数に割り当てられることになるか、又は、その場合、アップリンク期間とダウンリンク期間とが双方のキャリア周波数のフレームに交互に割り当てられることになる。アップリンク期間とダウンリンク期間の規定はすべてのＲＢＳフレーム構造に対して同じものであってもよく、また、この規定は、２つのキャリア周波数の各キャリア周波数における端末装置の同期送受信を目的とする、前記通信システムのアップリンク期間とダウンリンク期間の規定に由来するものであってもよい。しかし、ＴＤＤの場合のように、アップリンク期間及びダウンリンク期間が、前記アップリンク期間及びダウンリンク期間内に、アップリンク又はダウンリンクのＲＢＳと端末装置との間の送信のうちのいずれかの発生を許すようにだけ規定される場合もあるが、実際のアップリンクデータ及びダウンリンクデータ配信が、前記アップリンク期間とダウンリンク期間の規定へ導かれたかもしれない通信システムの仕様とは異なる場合、再び間隙すなわち未使用の期間が発生するように、上記ＲＢＳと端末装置との間の送信をそのように規定する必要が必ずしもない場合もある。これらの間隙は前記動的割当ステップ中にＲＢＳとＳＢＳとの間の送信に効率的に割り当てることができる。
【００４７】
本発明の方法によれば、前記アップリンク送信と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記ダウンリンク送信で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたアップリンク部分を増やすことによって、また、前記ダウンリンク送信と比べて、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記アップリンク送信で送信すべきさらに多くのデータが存在する場合、前記オーバーレイしたダウンリンク部分を増やすことによって、前記ＲＢＳフレーム構造内に前記アップリンク及びダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる前記ステップにおいて、前記少なくとも１つのＲＢＳを介して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の前記非対称性を考慮することが望ましい。この場合、おそらく未使用のアップリンク期間の一部が、ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信、すなわちより多量のダウンリンクデータの方への負荷移動により利用され、そして、ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間によってアップリンク期間内の間隙を満たすことによって、より少量のアップリンクデータが補償されることになる。
【００４８】
本発明の方法によれば、第１のケースで、前記アップリンク部分を前記ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間によって少なくとも部分的にオーバーレイし、さらに、第２のケースで、前記ダウンリンク部分を前記アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の期間によって少なくとも部分的にオーバーレイすることが望ましい。
【００４９】
本発明によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記アップリンク送信と前記ダウンリンク送信との分離を行うために使用される前記少なくとも２つのキャリア周波数の各周波数で、前記アップリンク期間とダウンリンク期間とが交互に発生することが望ましい。ＲＢＳと端末装置との間の送信のアップリンク及びダウンリンクを交互に行う方法によって、同じキャリア周波数を用いてアップリンク及びダウンリンクが行われることになり、これによって、ＲＢＳは、ダウンリンク送信中にＭＩＭＯ技術でその時利用可能な、アップリンク送信中のチャネルパラメータの推定を行うことが可能となる。正確なチャネルパラメータ推定値を用いるＭＩＭＯ技術の利用に関連する唯一の残りの問題は、したがって、チャネルパラメータの時間変動であるが、この時間変動は、交代で行われるアップリンクとダウンリンク送信によってせいぜい軽減されるにすぎない。同じことがチャネルパラメータの推定値及びＲＢＳとＳＢＳとの間の送信用のＭＩＭＯ技術の利用について適用され、その際、アップリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間がダウンリンク期間のみをオーバーレイできるように、また、ダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の部分がアップリンク期間のみをオーバーレイできるように要求されるので、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信のアップリンク送信とダウンリンク送信も同様に交互に行われる。
【００５０】
本発明の方法によれば、前記それぞれのＲＢＳフレーム構造内の前記それぞれのアップリンク期間とダウンリンク期間とが等しく、かつ、前記それぞれのＲＢＳフレーム構造が時間的に整合するように、少なくとも２つのＲＢＳを同期することが望ましい。異なるＲＢＳのアップリンク期間とダウンリンク期間の同期によって、アップリンク期間中に、ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信のみが前記ＳＢＳから送信されること、及び、前記ダウンリンク期間中に、アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信のみが前記ＲＢＳ側で受信されることが保証され、それによってＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンクに関するチャネルパラメータの推定値及びＲＢＳとＳＢＳとの間のダウンリンクに関するＭＩＭＯ技術の利用の単純化が図られることになる。
【００５１】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間、及び／又は前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置との間、及び／又は前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で送信を行うためにマルチ入力−マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術を利用することが望ましい。前記ＭＩＭＯ技術は、適応的に推定されたチャネルパラメータ又は事前のチャネルパラメータに関する知識に基づくものであってもよい。前記ＭＩＭＯは、送信機側のみに又は受信側のみに、若しくはそれぞれの伝播チャネルの両側に一括して適用されるものであってもよい。前記ＭＩＭＯ技術は、空間的及び／又は時空的ビーム形成ステップと、最大比合成ステップと、周波数平坦チャネルと周波数選択チャネルの双方のチャネルに対する最適合成ステップとを一体化したものであってもよい。上記ＭＩＭＯ技術はチャネルの固有モードで送信を行うことも考えられる。
【００５２】
本発明の方法によれば、ネットワーク計画プロセスを利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳと、前記少なくとも１つのＲＢＳとの間でＭＩＭＯ技術を採用するために好適なマルチパス特性を提供することが望ましい。
【００５３】
本発明の方法によれば、前記ＭＩＭＯ技術が、少なくとも１つのＲＢＳと少なくとも１つのＳＢＳとの間の送信、及び／又は少なくとも１つのＲＢＳと少なくとも１つの端末装置との間の送信、及び／又は少なくとも１つのＳＢＳと少なくとも１つのＳＢＳ端末装置との間の送信用の同じ周波数キャリアでのアップリンクとダウンリンクとの交互の発生を利用するチャネルパラメータの適応推定値に基づくものであることが望ましい。
【００５４】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記アップリンク送信と前記ダウンリンク送信との分離のために使用される前記少なくとも２つのキャリア周波数のうちの第１のキャリア周波数で、前記アップリンク送信が発生し、その場合、前記少なくとも２つのキャリア周波数のうちの第２のキャリア周波数で前記ダウンリンク送信が発生することが望ましい。キャリア周波数と、アップリンク期間及びダウンリンク期間との間に固定関係が存在すれば、ソフトウェアのオーバヘッドを大幅に減らすことも可能である。
【００５５】
本発明の方法によれば、前記それぞれのＲＢＳフレーム構造における前記それぞれのアップリンク期間とダウンリンク期間とが等しいが、しかし前記それぞれのＲＢＳフレーム構造が時間的に整合しないように、少なくとも２つのＲＢＳを同期させないことが望ましい。第１のキャリア周波数でアップリンク期間のみが存在するとき（そしてダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間が上記アップリンク期間とオーバーレイしているとき）、また、第２のキャリア周波数でのダウンリンク期間のみが存在するとき（そしてアップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間が上記ダウンリンク期間とオーバーレイしているとき）ＲＢＳ間での同期の必要性に対する要望を緩和することも可能となる。この時、前記第１のキャリア周波数で、前記少なくとも１つのＳＢＳはＲＢＳへ送信を行い、そして、前記第２のキャリア周波数で、前記少なくとも１つのＳＢＳがＲＢＳから受信を行うことになる。前記キャリア周波数のうちの１つのキャリア周波数での前記少なくとも１つのＳＢＳの同時の送信と受信とが必要となるケースが生じることはあり得なくなる。しかし、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信のアップリンクとダウンリンク間での分離に起因して、チャネルパラメータの正確な推定が悪化することが考えられ、ＭＩＭＯ技術の効率が低下する場合もある。
【００５６】
本発明の方法によれば、第１のＳＢＳから第２のＳＢＳへの前記少なくとも１つのＲＢＳのハンドオーバが可能であり、さらに、前記少なくとも１つのＲＢＳと、前記第１のＳＢＳと前記第２のＳＢＳとの間でハンドオーバパラメータを通知することが望ましい。特に、タイミング、パラメータ、アンテナ用パラメータ及び第２のＳＢＳ側で有効な規則を通知することも可能である。ＳＢＳ及びＲＢＳの双方が、アンテナ特性を対向するＳＢＳ／ＲＢＳに合わせて調整できるようにするために適応型ビームを形成する能力を備えていることをさらに必要とする場合もある。
【００５７】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で、ｎ基のＲＢＳ（ただしｎは２以上の整数）を介して前記アップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継することが望ましい。これによって、例えば、まずＳＢＳダウンリンクから第１のＲＢＳへ、次いで、第２のＲＢＳへ、そして最後に少なくとも１つの端末装置へ、少なくとも２つのホップで前記アップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継することが可能となる。
【００５８】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で、ｎ基のＲＢＳ（ただしｎは２以上の整数）を介して一方のリンク方向のデータを中継し、ｍ基のＲＢＳ（ただしｍは０とｎ−１との間の整数）を介して前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で他方のリンク方向のデータを送信することが望ましい。ホップ回数は、例えばＴＣＰ／ＩＰの確認応答処理をスピードアップするためにアップリンクとダウンリンクとでは異なる回数にしてもよい。
【００５９】
本発明の方法によれば、端末装置が前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置になるかどうかの判定が、前記端末装置におけるアクティブなアプリケーションの遅延要件に基づいて行われることが望ましい。
【００６０】
本発明の方法によれば、第１の端末装置と第２の端末装置とが、前記アップリンク時及び／又はダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間中に通信を行うことが望ましい。第１の端末装置により、前記ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を利用して、第２の端末装置への送信や、第２の端末装置からの受信を行うようにすることも可能である。前記通信は、前記端末装置によって分散して構成したり、前記ＲＢＳによってスケジュール化したりしてもよい。そして、ＲＢＳと端末装置との間の送信用として使われるのと同じ無線インタフェースを使用してもよいし、異なる無線インタフェースを使用してもよい。
【００６１】
通信時における前記第１の端末装置と前記第２の端末装置との間の最大出力電力をＲＢＳと端末装置との間の送信時よりも低いレベルに制限することが望ましい。この制限値は、前記端末装置の中へ予めプログラムしたものであってもよいし、又は、ネットワークによって通知されるものであってもよい。
【００６２】
本発明の方法によれば、前記ネットワークインフラストラクチャが、干渉の有害な影響を和らげるために前記端末装置と前記周辺機器との間で前記直接通信用拡散符号を割り当てることが望ましい。
【００６３】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つの端末装置が、前記アップリンク及び／又はダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間中に端末装置の周辺機器と通信を行うことが望ましい。前記周辺機器は例えばマルチメディア装置、コンピュータ、ＰＤＡ等のような補助電子装置であってもよい。前記通信は、前記端末装置によって分散して構成したり、ＲＢＳと端末装置との間の送信用として使われるのと同じ無線インタフェースを使用したり、異なる無線インタフェースを使用したりしてもよい。又は前記ＲＢＳによって前記通信のスケジュール化を行ってもよい。
【００６４】
前記端末装置とその周辺機器との間の通信における最大出力電力をＲＢＳと端末装置との間の送信よりも低いレベルに制限することが望ましい。この制限値は、前記端末装置及びその周辺機器に予めプログラムしたものであってもよいし、又は、この制限値をネットワークによって通知してもよい。
【００６５】
本発明の方法によれば、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間の前記送信のために、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間の前記送信、又は前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳ端末装置との間の前記送信に関して異なる符号化方式及び／又は変調方式、及び／又はパケット構造を利用することが望ましい。前記符号化方式、変調方式、又はパケット構造は、ＲＢＳとＳＢＳとの間のリンクについてのより高い信号対雑音／干渉比の原因となることもある。この信号対雑音／干渉比は、例えば、ＭＩＭＯ技術に起因して生じたり、より高い処理電力に関連したり、又は前記端末装置と比較して前記ＲＢＳ及びＳＢＳが好適に配置されていることに起因して生じたりすることも考えられる。
【００６６】
上述の方法ステップをプロセッサに実行させる動作可能な命令を含むコンピュータプログラムがさらに提案される。
【００６７】
上述の方法ステップをプロセッサに実行させる動作可能な命令を含むコンピュータプログラムを具備するコンピュータプログラム製品がさらに提案される。
【００６８】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと、少なくとも１つの端末装置とを具備する、通信システムのスペクトル効率を改善する装置であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳを利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造によって規定し、前記装置は、前記少なくとも１つのＲＢＳを介して、前記少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造内に、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる手段を具備する装置がさらに提案される。
【００６９】
前記装置は、例えばＲＢＳ又はＳＢＳの一部、又は、前記通信システムのコアネットワークの一部であってもよい。
【００７０】
通信システムであって、少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと、少なくとも１つの端末装置と、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳを具備し、ＲＢＳを利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造によって規定し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳを介して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造内に、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる通信システムがさらに提案される。
【００７１】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと少なくとも１つの端末装置とを具備する、通信システムにおける端末装置であって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳを利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造によって規定し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳを介して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造内に、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる端末装置がさらに提案される。
【００７２】
少なくとも１つのスーパ基地局ＳＢＳと少なくとも１つの端末装置とを具備する、通信システムにおける中継基地局ＲＢＳであって、前記ＲＢＳを利用して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、前記ＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間のアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記ＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳとの間のアップリンク送信とダウンリンク送信が発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造によって規定し、前記ＲＢＳを介して前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てる手段を具備する中継基地局ＲＢＳがさらに提案される。
【００７３】
通信システムにおけるスーパ基地局ＳＢＳであって、少なくとも１つの中継基地局ＲＢＳを利用して、前記ＳＢＳと少なくとも１つの端末装置との間でアップリンクデータ及びダウンリンクデータを中継し、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信期間の開始時刻及び継続時間、並びに、前記少なくとも１つのＲＢＳと前記少なくとも１つのＳＢＳ間でアップリンク送信とダウンリンク送信とが発生するアップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間の開始時刻及び継続時間をＲＢＳフレーム構造によって規定し、また、前記少なくとも１つのＲＢＳを介して、前記少なくとも１つのＳＢＳと前記少なくとも１つの端末装置との間で中継される前記アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の非対称性を考慮して、前記ＲＢＳフレーム構造内に、前記アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間を動的に割り当てるスーパ基地局ＳＢＳがさらに提案される。
【００７４】
本明細書で以下後述する実施形態から、本発明の上記態様及びその他の態様を明らかにし、上記実施形態を参照しながら明瞭にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
図１は本発明による中継基地局（ＲＢＳ）２−１及び２−２を備えた通信システム１００の概略表示である。スーパ基地局ＳＢＳ１から端末装置３−１へ送信されるアップリンクデータ及びダウンリンクデータはＲＢＳ２−１を介して中継されるが、この場合端末装置３−１はＳＢＳ１のカバーエリアの外にある。したがって、ダウンリンクでは、ダウンリンクデータは、ダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信６−１時に前記ＳＢＳ１から前記ＲＢＳ２−１へ送信され、そして、ダウンリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信８−１時にはＲＢＳ２−１から端末装置３−１へ送信される。同様に、アップリンクでは、端末装置３−１はアップリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信７−１時にＲＢＳ２−１へまず送信を行い、次いで、ＲＢＳ２−１はアップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信６−１時にＳＢＳ１へ送信を行う。
【００７６】
例として図１に描かれているように、ＳＢＳ１は、複数のＲＢＳ２−１、２−２を使用して、実際には複数のＲＢＳの範囲外にある複数の端末装置３−１、３−２へデータを送信することも可能である。個々のＲＢＳはＳＢＳ１と複数の端末装置との間で複数のデータ送信を中継する能力を備えることも可能である。また、複数のＲＢＳを介してＳＢＳ１から端末装置３−１へデータを中継するものであってもよい。伝搬条件が大きく変動する場合、ＲＢＳも第１のＳＢＳから第２のＳＢＳへ引き渡される。ＳＢＳ端末装置４を用いて例示的に描かれているように、ＳＢＳが端末装置に直接サービスを提供することも可能であり、ＳＢＳ端末装置４はアップリンク送信９とダウンリンク送信１０とを介してＳＢＳとの通信を行う。したがって、端末装置がＲＢＳによってサービスを受けるか、ＳＢＳによって直接サービスを受けるかの決定は、前記端末装置によって、特に前記端末装置で実行するアクティブなアプリケーションの遅延要件によって要求されるサービス品質パラメータによってＳＢＳ端末装置が決定できるものとして示されることになる。図１からさらにわかるように、ＳＢＳ１のみによって通信システム１００のコアネットワーク１２への固定アクセス１が行われる。すなわち、通信システムのあまり大きな利用コストの上昇を伴うことなく適応的にＲＢＳの利用が可能である。本発明によれば、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１及び６−１は、ＲＢＳと端末装置との間の送信７−１及び８−１、並びにＳＢＳと端末装置との間の送信９及び１０と同じ無線インタフェースを使用する。したがって、ＲＢＳ２−１がサービスを提供する端末装置３−１に対するハードウェア及びソフトウェアの変更が不要となる。この結果、ＳＢＳ１ではなくＲＢＳ２−１がこれらの端末装置３−１にサービスを提供していることに気づかれることさえない。特に、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１及び６−１、並びにＲＢＳと端末装置との間の送信７−１及び８−１は同じＲＢＳ送受信装置を使用することが考えられる。この時、ＴＤＤシステムでは、アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信、並びに、ＲＢＳと端末装置との間の送信により時間多重で単一送受信装置が使用されるのに対して、ＦＤＤシステムでは、２つの送受信装置（個々のキャリア周波数用の送受信装置）がＲＢＳとＳＢＳとの間の送信及びＲＢＳと端末装置との間の送信によって時間多重で使用される。したがって、ＲＢＳ２−１のハードウェア要件を低く保つことが可能となる。
【００７７】
ＲＢＳ２−１を導入することによって、一方でアップリンク用の、他方でダウンリンク用の送信リソースの固定した割当てを止めるチャンスが提供される。例えば、本発明に準拠するＴＤＤシステムでは、一般に、アップリンクトラヒック用として固定した割合のフレームが予約され、フレームの残り部分はダウンリンクトラヒック用として予約される（ブロードキャスト又はコンテンションフェーズ用のフレーム部分はこの場合考慮しない。すなわち、アップリンクとダウンリンクデータを運ぶフレーム部分のみについて考えることにする）。ＳＢＳが端末装置３−１へ直接送信を行う場合、そして、ダウンリンクデータの量と比べたアップリンクデータの実際の量が、通信システム用のものとして指定されている平均的比率から著しく偏っていた場合、送信リソースを必要とするリンク方向へ向かって送信リソースを動的にシフトする可能性は存在しなくなる。これに対して、ＲＢＳを導入することによって、ＳＢＳのカバーエリアが拡張されるだけでなく、実際のトラヒック配置（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）の偏りに起因して利用可能になる送信リソースをＲＢＳとＳＢＳとの間の送信に割り当てることによって、ダウンリンクデータに比べたアップリンクデータの平均比率からの前記の偏りを軽減することも可能となる。したがって、実際にはデータを２度送信して端末装置３−１まで届くようにする必要があり、アップリンクデータとダウンリンクデータとの間の実際の非対称性を考慮して、送信リソースを動的に割り振ることによって、そうしなかった場合には無駄になったであろう送信リソースを少なくともＲＢＳとＳＢＳとの間の送信に利用させるのに役立つことになる。
【００７８】
さらなる性能の改善を図るために、ＲＢＳが２組の物理アンテナ素子を使用することが望ましい。すなわち、第１の組の物理アンテナ素子は、前記ＲＢＳと前記ＳＢＳとの間の前記アップリンク送信及びダウンリンク送信用として、そして、第２の組の物理アンテナ素子は、前記ＲＢＳとその関連する端末装置との間での前記直接送信用として使用することが望ましい。この場合、前記第１の組のアンテナ素子は前記固定位置のＲＢＳと前記固定位置のＳＢＳとの間の信号対雑音比を上げたり、ＳＤＭＡの意味での上記ＲＢＳ及びＳＢＳ双方の間のマルチ空間送信チャネルの導入に寄与したりすることが可能となる。次いで、前記第２の組のアンテナ素子は、例えばＲＢＳサービス対象エリアの切れ目のないカバーエリアを達成するように構成することも可能である。
【００７９】
図２は、本発明によるＴＤＤモード用のＲＢＳフレーム構造１３を描くものである。フレーム構造１３は第１のＲＢＳ２−１及び第２のＲＢＳ２−２の双方を意味する。図から容易にわかるように、ＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンク５−１、５−２、及び、ダウンリンク６−１、６−２、並びに、個々のＲＢＳ２−１、２−２用のＲＢＳと端末装置との間のアップリンク７−１、７−２、及び、ダウンリンク８−１、８−２は時間領域で分離される。双方のＲＢＳ２−１及び２−２は図２に示されているように固有のキャリア周波数ｆを使用してもよいし、又は、同じキャリア周波数を使用してもよい。同じ周波数の使用は、ＲＢＳ２−１及び２−２のカバーエリアによって形成されるセルが広く隔置されていれば、適正なものとなり、それによってセル間の干渉が生じないようになると考えられる。さらに図２に描かれているように、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１、５−２及び６−１、６−２は、それらの対応するＲＢＳと端末装置との間の送信７−１、８−１及び７−２、８−２とは異なるキャリア周波数を使用することも可能である。図３に描かれているように、このキャリア周波数の割当ては、特に、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１、５−２、６−１、６−２の同時送受信をその割り当てられたＳＢＳ端末装置４に対して行うためにＳＢＳ１が固有の送受信装置を使用する場合、ＲＢＳ２−１及び２−２のＳＢＳ１との通信を単純化することも可能にするものである。
【００８０】
図２へ戻ると、第１のＲＢＳ２−１及び第２のＲＢＳ２−２のフレーム構造１３が同期している、すなわち時間的に整合していることが容易にわかる。さらに、アップリンク２０及びダウンリンク２１の期間は個々のフレーム構造内に規定され、一連の１回のダウンリンク２１期間と、１回のアップリンク２０期間とによって、スーパフレーム１３−１、１３−２が規定され、また、個々のＲＢＳ２−１、２−２用の前記フレーム構造１３は一連のこのようなスーパフレーム１３−１、１３−２から基本的に構成される。アップリンク期間は、アップリンク時のＲＢＳと端末装置との間の送信７−１の発生がどの期間内に許されるかを規定するものである。アップリンク期間は、基本的にＲＢＳ局を備えていない通信システム１００から受け継がれ、その場合アップリンク時のＳＢＳと端末装置との間の送信９の発生がどの時間内で許されるかが規定されることになる。同じことがダウンリンク期間２１についてに適用される。アップリンク期間及びダウンリンク期間２０、２１を導入する目的は、端末装置か基地局のいずれかの通信システムにおける送信を保証することである。この送信が保証されないと、セルラ通信システムにおける干渉が大きくなりすぎて、例えば、端末装置が遠距離にある基地局と近距離にある端末装置との双方から信号を受信している場合、基地局からの所望の信号が好ましくない信号によって損なわれることになる。
【００８１】
ＲＢＳが設けられていないＴＤＤ通信システムにおける同期システムに対する要求は大きな価値をもつものであるかもしれないが、少なくともＲＢＳとＳＢＳとの間の送信に対するこの要求を断つことは本発明にとって大きな重要性をもつものである。図２に描かれているように、基本となるアップリンク期間とダウンリンク期間２０、２１はＲＢＳフレーム構造ではまだ遵守されている。すなわち、ＲＢＳと端末装置との間の送信７−１及び８−１は、一方の端末装置３−１、４が送信を行い、他方の端末装置３−１、４が同時に受信を行うというケースが生じることのないように、ＳＢＳと端末装置との間の送信９、１０の同期がとられることになる。しかし、今度はアップリンク２０及びダウンリンク２１の期間の一部はＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１、６−１によって使用される。したがって、前記ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１及び６−１を個々のＲＢＳ２−１及び２−２のＲＢＳフレーム構造１３の中に割り当てるとき、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信によって、アップリンク２０及び／又はダウンリンク期間２１の一部をオーバーレイし、それによって、オーバーレイされたアップリンク部分２２とオーバーレイされたダウンリンク部分２３とが規定される。アップリンクとダウンリンクとのトラヒックの実際の非対称性に依存して、次にＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間５−１、６−１の割当てが、アップリンク期間２０のコスト（この場合オーバーレイしたアップリンク部分２２が増える）に対して生じるか、ダウンリンク部分２１のコスト（この場合オーバーレイしたダウンリンク部分２３が増える）に対して生じるかを決定するようにしてもよい。したがって、図１に描かれているように、ＲＢＳ２−１を介してＳＢＳ１から端末装置３−１へ送信すべきダウンリンクデータの方が実際に多く存在すれば、オーバーレイしたアップリンク部分２２は増加し、オーバーレイしたダウンリンク部分２３は減少することになり、その結果、未使用の利用可能な送信リソースを有するアップリンクからの送信リソースがＲＢＳとＳＢＳとの間の送信に動的に割り当てられることになり、そのオーバヘッドが最小化される。ＲＢＳ２−２の反対のケース、すなわち実際に送信すべきアップリンクデータの方が多く存在するためにオーバーレイしたダウンリンク部分が増加したケースが図３に描かれている。ＳＢＳと端末装置との間９、１０の送信に対するＲＢＳと端末装置との間の送信７−１、８−１の同期を遵守することが可能な、生じる可能性のある制約条件の下で、ＲＢＳ自体によって前記割当てを自由に行うことも可能である。これは図３に従って容易に達成されることになる。図３には、スーパフレーム１３−１、１３−２当たり唯一のアップリンク２０と１つのダウンリンク期間２１とが規定されているが、個々のフレームは、複数のアップリンク期間２０とダウンリンク２１時間とから等しく良好に構成可能であることに留意されたい。これらの時間は、ＲＢＳ２−１を介して中継される複数の端末装置の多元接続用として使用されるタイムスロットを表わすことも可能である。
【００８２】
どのスーパフレーム１３−１、１３−２のアップリンク５−１及びダウンリンク６−１にＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を行うことを許すかを規定することが好都合となる場合もある。ＳＢＳ１によってこの規定をＲＢＳ２−１、２−２へ通知することも可能であるし、通信システム用１００として事前に固定することも可能である。
【００８３】
図３は、本発明によるＴＤＤモード用のＳＢＳフレーム構造１４を描く図であり、このＳＢＳフレーム構造１４は図２のＲＢＳフレーム構造１３と一致するものである。ＳＢＳのフレーム構造１４はスーパフレーム１４−１、１４−２から構成され、各スーパフレーム１４−１、１４−２は、１つのアップリンク期間２０と１つのダウンリンク期間２１とから構成され、また、前記アップリンク期間２０内でアップリンク時のＳＢＳと端末装置との間の送信９が発生し、前記ダウンリンク期間２１内でダウンリンク時のＳＢＳと端末装置との間の送信１０が発生する。ＳＢＳ１は、固有のキャリア周波数をそれぞれ備えた２つの送受信装置を使用する。すなわち、第１の送受信装置はＳＢＳと端末装置との間の送信９、１０用キャリア周波数に同調され、さらに、第２の送受信装置はＳＢＳとＲＢＳとの間の送信５−１、５−２、６−１、６−２用キャリア周波数に同調される。したがって、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信、及び、ＳＢＳと端末装置との間の送信は相互に干渉することなく発生することが可能となる。これに対して、ＲＢＳ２−１及び２−２が、それらのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１、６−１及び５−２、６−２用として、それぞれ、同じキャリア周波数を使用する場合、かつ、これらの送信が図３に描かれているように、少なくとも部分的に同時に発生する場合、ＳＢＳ１は、これらの送信を空間的に分離するために空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）技術を適用する必要が生じる場合もある。例えば、関係するＲＢＳの十分な空間的分離や、空間的チャネルインパルス応答の十分な直交性や、関係するＲＢＳの空間シグネチャに起因して、ＳＢＳとＲＢＳとの間でどの送信が同時割当てに適しているかについて考慮する時空スケジューリングインスタンスなどのネットワーク計画プロセスによってＳＤＭＡ技術の改善を図ることも可能である。異なるＲＢＳに異なる拡散符号やスクランブリング符号（符号分割多元接続、ＣＤＭＡ）、異なるキャリア周波数（周波数分割多元接続、ＦＤＭＡ）、異なる偏波（偏波分割多元接続、ＰＤＭＡ）又は送信インスタンス（時分割多元接続、ＴＤＭＡ）を割り当てるような別の技術も同様に適用が可能である。特に、ＳＢＳは、いつＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を最適に行うことができるかをＲＢＳに通知してもよいし、又は、この方式をＲＢＳに事前に知らせておいてもよい。ＲＢＳをグループに分割し、次いで、ＴＤＭＡコンポーネントの他に、ＳＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＰＤＭＡによってその時まだ分離されているかもしれないＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を上記グループの端末装置にどのスーパフレーム１４−１、１４−２で実施を許すかについて決定を行うことが利点を有することになる場合もある。
【００８４】
図４は本発明に基づく同期ＦＤＤモードのためのＲＢＳフレーム構造１５を描く図である。図２のＴＤＤモードの場合、ＲＢＳフレーム構造１５は２つのＲＢＳ２−１及び２−２用として示されている。個々のＲＢＳ２−１、２−２は２つのキャリア周波数を使用する。個々のＲＢＳ２−１及び２−２用の２つのスーパフレーム１５−１及び１５−２が示され、ＲＢＳ２−１及び２−２のスーパフレームが時間的に整合されている、すなわち、ＲＢＳが時間的に同期していることが容易にわかる。さらに、個々のスーパフレーム１５−１、１５−２は１つのアップリンク部分２０又は１つのダウンリンク部分２１のいずれかの部分からそれぞれ構成されている。個々のＲＢＳ２−１、２−２の個々のキャリア周波数に対して、アップリンク２０部分とダウンリンク２１部分とが、時間の経過と共に１つ置きに交互に発生し、さらに、１つのＲＢＳ２−１、２−２の２つのキャリア周波数について考えるとき、個々のスーパフレーム１４−１、１４−２において一方のキャリア周波数がアップリンク部分２０により占有され、他方のキャリア周波数がダウンリンク部分２１により占有されることは明らかである。ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間５−１及び５−２は、今度は以下の方法で上記フレーム構造１５の中で割り当てられる。アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間５−１が、ダウンリンク期間２１のみをオーバーレイし、オーバーレイしたダウンリンク部分２３を産みだし、ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間６−１はアップリンク期間２０のみをオーバーレイし、オーバーレイしたアップリンク部分２２を産みだす。したがって、アップリンク２０及びダウンリンク２１期間がスーパフレーム１５−１からスーパフレーム１５−２へ交互に発生するだけでなく、ＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンク及びダウンリンク送信５−１及び６−１もまた交互に発生することになる。
【００８５】
図４に描かれているような交互型のこのＲＢＳフレーム構造１５は、ＦＤＤシステムにおいて大きな利点をもたらすものであり、ＲＢＳと端末装置との間及びＲＢＳとＳＢＳとの間の送信のアップリンク及びダウンリンクが時間的に分散し、同じキャリア周波数で対応するアップリンク及びダウンリンクが実行される。これによって、アップリンク時の信号の受信中に空間チャネルパラメータの推定を行い、例えば、ダウンリンクで送信中にビームを形成するために、ＭＩＭＯ技術用の推定された空間チャネルパラメータを利用することが可能になる。このようにして空間チャネルパラメータの周波数依存性にエレガントな方法で取り組むことになる。さらに、アップリンク２０期間とダウンリンク２１期間との交互の発生は、空間チャネルパラメータの時間変動の影響を軽減するための最も効果的な方法も表わすものになる。
【００８６】
アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間５−１をダウンリンク期間８−１のみに割り当てることができるように要求することと、ダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間６−１をアップリンク期間７−１のみに割り当てることができるように要求することとによって、動的にかつ効率良く送信リソースもＲＢＳと端末装置との間の送信からＲＢＳとＳＢＳとの間の送信へシフトすることが可能となり、例えば、アップリンクで送信するデータがダウンリンク時よりも少なければ、アップリンク期間２０によって表されるアップリンク送信リソースの利用が可能となり、ダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期との間６−１によって上記リソースは直接吸収され、またダウンリンク期間２１に対しても同様である。
【００８７】
図４に描かれている例とは対照的に、ＲＢＳ２−１及び２−２の双方が対をなす同一の周波数キャリア、すなわち第１のＲＢＳ２−１の第１の周波数キャリアが第２のＲＢＳ２−２の第１の周波数キャリアと一致し、第１のＲＢＳ２−１の第２の周波数キャリアが第２のＲＢＳ２−２の第２の周波数キャリアと一致する２つのキャリア周波数の使用も十分に可能であることに留意されたい。この場合は、干渉を防止するために、ＲＢＳ２−１と２−２とによって形成されるセルを十分に分離する必要が生じる場合も考えられる。
【００８８】
図５は、本発明に基づく同期したＦＤＤモード用のＳＢＳフレーム構造１６を描く図であり、このＳＢＳフレーム構造１６は図４のＦＤＤフレーム構造に対応するものである。ＳＢＳフレーム構造１４はスーパフレーム１４−１と１４−２とから構成される。ＳＢＳ１は２つのキャリア周波数を使用し、各キャリア周波数上で、アップリンク期間２０とダウンリンク期間２１とは、第１のキャリア周波数上にアップリンク期間２０が存在するとき、別のキャリア周波数上にダウンリンク期間２１が存在するように交互に発生する。アップリンク時のＳＢＳと端末装置との間の送信９と、ダウンリンク時のＳＢＳと端末装置との間の送信１０とによって、それぞれアップリンク２０時間とダウンリンク２１時間とを完全に使用することも可能である。ＳＢＳ１は、ＳＢＳと端末装置との間の送信９、１０に必要なキャリア周波数に同調させた２つの送受信装置、さらに別の送受信装置を使用して、ＲＢＳ２−１、２−２との通信を図るものである。図５の例では、ＲＢＳ２−１及び２−２のキャリア周波数が対をなす同一のキャリア周波数となることが仮定され、この結果、ＳＢＳ１は、ＲＢＳ２−１及び２−２の通信用として２つの追加送受信装置を設けるだけですむことになる。これによって、ＳＢＳと端末装置との間の送信９、１０に干渉が発生しなくなる。図５から容易にわかるように、各ＲＢＳ２−１、２−２のキャリア周波数上にアップリンク２０時間とダウンリンク２１時間とが交互に現れる方法のために、ＲＢＳとＳＢＳとの間のアップリンク５−１、５−２送信及びダウンリンク６−１、６−２送信もまたスーパフレーム１６−１からスーパフレーム１６−２へ交互に発生することになる。したがって、ＳＢＳ１が同じ周波数で送受信できる必要性はなくなることになる。さらに、２つの異なるＲＢＳ２−１及び２−２のダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信６−１及び６−２の衝突から分かるように、ＳＢＳ１はＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を分離できるようにＳＤＭＡ又は他の任意の多元接続技術も使用する必要がある。基本的に、上記例に関連してＴＤＤ用として提案したものと同じ技術が本例では適用されている。すなわち、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＰＤＭＡ又はＴＤＭＡの適用が可能であり、これらの技術の組み合わせ（例えば、時間的及び空間的に分離したＲＢＳのグループの形成など）が十分に可能である。
【００８９】
図６は本発明に基づく非同期ＦＤＤモード用のＲＢＳフレーム構造１７を描く図である。図４とは対照的に、ＲＢＳフレーム構造はもはや整合していない。しかし、個々のＲＢＳ２−１、２−２の２つのキャリア周波数のうちの一方のキャリア周波数のみがアップリンク期間２１を専ら含み、他方のキャリア周波数がダウンリンク期間２０を専ら使用し、アップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間５−１がダウンリンク期間２１を専らオーバーレイすることが可能であり、さらにダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間６−１が、アップリンク期間２０を専らオーバーレイすることが可能であるように要求することによって、同じキャリア周波数で一方の端末装置３−１、４が送信を行い、他方の端末装置３−１、４が受信を行うというケースは依然避けられることになる。再び、ＲＢＳ２−１及び２−２の対をなす同一キャリア周波数が可能であるが、この場合、ＲＢＳ２−１及び２−２のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信を分離するために、ＳＢＳ側でのＳＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＰＤＭＡ又はＴＤＭＡの利用を要求することができる。次いで、ＳＢＳは、第１のキャリア周波数でアップリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信５−１を排他的に受信し、ダウンリンクのＲＢＳとＳＢＳとの間の送信６−１の送信用として第２のキャリア周波数を使用する。
【００９０】
アップリンクとダウンリンクとが、ＲＢＳと端末装置との間の送信と、ＲＢＳとＳＢＳとの間の送信と、ＳＢＳと端末装置との間の送信用の周波数の間隙によって分離されるという事実に起因して、ＭＩＭＯ技術は、推定される空間チャネルパラメータではなく、事前に知られている空間チャネルパラメータに依拠し、その結果ＭＩＭＯの性能が低下するようにする必要があることは明らかである。しかし、この場合同期要件はもはや不要となる。
【００９１】
最後に図７は本発明に準拠する方法を示すフローチャートを描くものである。第１のステップ３０で、ＳＢＳ１と少なくとも１つの端末装置３−１との間で中継するアップリンクデータ及びダウンリンクデータの実際の量が判定される。次いで、第２のステップ３１で、アップリンク時及びダウンリンク時のＲＢＳとＳＢＳとの間の送信期間５−１及び６−１がＲＢＳフレーム構造１３、１５、１７の中で適宜割り当てられる。変動するアップリンクデータトラヒックと、ダウンリンクデータトラヒックとを追跡する動的割振りを処理するために双方のステップが繰り返される。
【００９２】
以上実施形態を用いて本発明について説明した。当業者にとっては自明な代替方法及び変更例が存在し、これらが本願の請求項の精神から逸脱することなく実現可能であることに留意されたい。特に、提示されたＲＢＳの利用は無線通信システムのみに決して限定されるものではなく、有線接続や、光学的接続や、音響接続をベースとするシステムにおいても等しく良好に適用可能である。さらに、ＳＢＳから端末装置への唯一のホップを備えたシステムに集中した例を用いたが、複数のＲＢＳを介してデータが中継されるシステムにおいても同じ原理を適用することが可能である。アップリンク及びダウンリンク時のＲＢＳ−ホップの数は必ずしも同じである必要はない。ＳＢＳとＲＢＳとの間の中継送信中に、端末装置が送信リソースを使用して、相互に通信したり、端末装置の周辺機器と通信したりすることも可能であり、その場合、端末装置、別の端末装置及びその周辺機器の間の距離が短縮することに起因して、これらの通信が前記ＲＢＳと端末装置間の送信と比べて使用する送信電力量が少ないことは利点となると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明による中継基地局（ＲＢＳ）を備えた通信システムを概略表示する。
【図２】本発明よるＴＤＤモード用のＲＢＳフレーム構造である。
【図３】ＴＤＤモード用のＳＢＳフレーム構造である。
【図４】本発明による同期ＦＤＤモード用のＲＢＳフレーム構造である。
【図５】本発明による同期ＦＤＤモード用のＳＢＳフレーム構造である。
【図６】本発明による非同期ＦＤＤモード用のＲＢＳフレーム構造である。
【図７】本発明による方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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