(57)【要約】【課題】ハイブリッド中継選択方式のための優れた方法及びシステムを提供する。【解決手段】ダウンリンク伝送に対する機会主義的ハイブリッド中継選択方式では、基地局（ＢＳ）とＲＳの間（すなわち、ＢＳ−ＲＳリンク）及びＲＳと移動局（ＭＳ）の間（すなわち、ＲＳ−ＭＳリンク）のチャネル状態（例えば、信号対雑音比（ＳＮＲ））それぞれに基づいて、協調中継方式と単一中継方式の間で選択する。別の選択方式では、単一中継（例えば、最善中継）伝送方式又は協調中継伝送方式の間の選択を、伝送経路（例えば、ラインオブサイト、遮断ラインオブサイト、非ラインオブサイト）、並びにＢＳ−ＲＳリンク及びＲＳ−ＭＳリンク間のチャネル状態（例えば、ＳＮＲ）それぞれに基づいて決定することができる。【選択図】図４
2011504325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継局を介するデータ中継方式を選択する方法であって、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）単一中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
協調中継方式の下で、信頼性の高い中継局グループを決定するための閾値を選択する方法であって、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）最善中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法。
【請求項３】
宛先への２部構成の伝送システムであって、
伝送器と、
複数の中継局と、
を含み、
前記伝送器がデータパケットを前記中継局のサブセットに伝送し、前記中継局が前記データパケットを前記宛先に転送し、
上記の伝送は、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）最善中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法、に従って実行される、２部構成の伝送システム。
【請求項４】
宛先への２部構成の伝送システムであって、
伝送器と、
複数の中継局と、
を含み、
前記伝送器がデータパケットを前記中継局のサブセットに伝送し、前記中継局が前記データパケットを前記宛先に転送し、
上記の伝送は、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）最善中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法、に従って実行される、２部構成の伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動デバイスを支持するデータ通信ネットワークに関する。詳細には、本発明は、中継局を使用するそのようなデータ通信ネットワークにおける信頼性の高いデータ伝送に関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本出願は、（ａ）２００７年１１月２日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｒｅｌａｙ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」という名称の米国特許仮出願第６０／９８５１７５号明細書、及び（ｂ）２００８年１０月２３日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｒｅｌａｙ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」という名称の米国特許出願第１２／２５７３３４号明細書に関し、同出願の優先権を主張する。上記の出願（ａ）、（ｂ）ともに、参照により本明細書に組み込む。
【０００３】
また、本出願は、（ａ）２００７年６月２９日出願の発明者Ｄ．Ｗａｎｇ、Ｃ．Ｃ．Ｃｈｏｎｇ、Ｉ．Ｇｕｖｅｎｃ、及びＦ．Ｗａｔａｎａｂｅによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｒｅｌｉａｂｌｅ  Ｒｅｌａｙ−Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ」という名称の米国特許仮出願第６０／９４７１５３号明細書（以下「Ｗａｎｇ  Ｉ」という）、並びに（ｂ）２００７年７月２４日出願の発明者Ｄ．Ｗａｎｇ、Ｃ．Ｃ．Ｃｈｏｎｇ、Ｉ．Ｇｕｖｅｎｃ、及びＦ．Ｗａｔａｎａｂｅによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ」という名称の米国特許仮出願第６０／９５１５３２号明細書（以下「Ｗａｎｇ  ＩＩ」という）に関する。
【０００４】
本発明はまた、２００８年５月３０日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｒｅｌｉａｂｌｅ  Ｒｅｌａｙ−Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ａｎｄ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅｓ」という名称の米国特許出願第１２／１３０８０７号明細書（以下「同時係属出願」という）に関する。
【０００５】
上記のＷａｎｇ  Ｉ、Ｗａｎｇ  ＩＩ、及び同時係属出願の開示全体を、参照により本明細書に組み込む。
【０００６】
米国での名称では、本出願は、前述の米国特許出願第１２／２５７３３４号明細書の継続出願である。
【背景技術】
【０００７】
無線データ通信ネットワークでは、信頼性を改善するために、分散型の仮想アンテナを介して中継選択アルゴリズム及び協調ダイバーシティプロトコルが実施される。信頼性の改善は、中間中継ノード（「ＲＳ」）を使用してソース（例えば、基地局又は「ＢＳ」）と宛先（例えば、移動局又は「ＭＳ」）の間に追加の経路を作り出すことによって実現される。
【０００８】
ユーザ協調により、ＭＳに対する伝送ダイバーシティが提供される。ユーザ協調を使用するプロトコルは、例えば、（ａ）Ａ．Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ、Ｅ．Ｅｒｋｉｐ、及びＢ．ＡａｚｈａｎｇによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．１１、１９２７〜１９３８頁、２００３年１１月に発表された記事「Ｕｓｅｒ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｐａｒｔ  Ｉ：Ｓｙｓｔｅｍ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ」（以下「Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉ」という）、並びに、（ｂ）Ａ．Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ、Ｅ．Ｅｒｋｉｐ、及びＢ．ＡａｚｈａｎｇによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．１１、１９３９〜１９４８頁、２００３年１１月に発表された記事「Ｕｓｅｒ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｐａｒｔ  ＩＩ：Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｓｐｅｃｔｓ  ａｎｄ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ」（以下「Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  ＩＩ」という）に開示されている。Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉ及びＩＩは順方向チャネルの知識を前提とし、ビーム形成技法について記載している。ビーム形成技法では、ソース及び中継ノードがそれぞれの伝送の位相を調整する必要があり、その結果ソース及び中継ノードの伝送は、宛先でコヒーレントに増大することがある。しかし、そのような方法では、既存の無線周波数フロントエンドにかなりの修正を加える必要があり、送受信器の複雑さとコストの両方を増大させる。
【０００９】
Ｊ．Ｎ．Ｌａｎｅｍａｎ及びＧ．Ｗ．ＷｏｒｎｅｌｌによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．４９、ｎｏ．１０、２４１５〜２４２５頁、２００３年１０月に発表された記事「Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ−ｃｏｄｅｄ  ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｆｏｒ  ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｉｎ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（以下「Ｌａｎｅｍａｎ  Ｉ」という）は、ＭＳの同時送受信（すなわち、全二重）を可能にする中継及び協調チャネルを開示している。コヒーレントな伝送を活用するために、Ｌａｎｅｍａｎ  Ｉでは、伝送器（ＴＸ）でチャネル状態情報（ＣＳＩ）を利用できるものとする。さらに、Ｌａｎｅｍａｎ  Ｉでは、エルゴード設定に焦点を合わせており、シャノン容量領域を使用する性能について述べている。Ｊ．Ｎ．Ｌａｎｅｍａｎ、Ｄ．Ｎ．Ｃ．Ｔｓｅ、及びＧ．Ｗ．ＷｏｒｎｅｌｌによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．１２、３０６２〜３０８０頁、２００４年１２月に発表された記事「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｉｎ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ａｎｄ  ｏｕｔａｇｅ  ｂｅｈａｖｉｏｒ」（以下「Ｌａｎｅｍａｎ  ＩＩ」という）は、半二重伝送を用いる複雑さのより低い協調ダイバーシティプロトコルを開示している。Ｌａｎｅｍａｎ  ＩＩでは、ＣＳＩは、受信器（ＲＸ）では利用可能であるが、ＴＸでは利用できないものとする。その結果、Ｌａｎｅｍａｎ  ＩＩではビーム形成特性が使用されない。Ｌａｎｅｍａｎ  ＩＩでは、エルゴードでない又は遅延に制約された状況に焦点を合わせる。所与の速度では、（Ｌａｎｅｍａｎ  ＩＩで論じられている）半二重動作との協調は、直接伝送の帯域幅の２倍を必要とする。帯域幅の増大により、スペクトル効率がより高くなると有効な信号対雑音比（ＳＮＲ）の損失がより大きくなる。さらに、適用分野に応じて、特に周波数分割二重化を使用するセルラー方式では、ソースが互いに中継できるようにするために、追加の受信器ハードウェアが必要となる可能性がある。
【００１０】
Ｋ．Ａｚａｒｉａｎ、Ｈ．Ｅ．Ｇａｍａｌ、及びＰ．ＳｃｈｎｉｔｅｒによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．５１、４１５２〜４１７２頁、２００５年１２月に発表された記事「Ｏｎ  ｔｈｅ  ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ−ｖｓ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｉｎ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」（以下「Ａｚａｒｉａｎ」という）と、上記のＳｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉの両方において、複数の中継器による協調ダイバーシティプロトコルに対するダイバーシティと多重化のトレードオフが研究されている。Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉはソースと中継器の間の直交伝送を開示し、Ａｚａｒｉａｎはソース及び中継器における同時伝送を開示している。特に、Ａｚａｒｉａｎは、遅延に制限されたコヒーレントなフェージングチャネルに対する協調伝送プロトコルの設計に関係し、各チャネルは単一アンテナの半二重ノードからなる。Ａｚａｒｉａｎによると、直交性の制約を緩和することによって、（復号器の複雑さはより高くなるが）資源がより効率的に使用されるので、かなりの性能改善を実現することができる。
【００１１】
Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉ及びＡｚａｒｉａｎの手法は情報理論的な性質のものであり、所望の特性を有する実用的な符号の設計はさらなる調査に委ねられている。実用的な符号設計は困難であり、活発な研究の主題である。ただし、「本当の」多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）リンク（諸アンテナが同じ中央端末に属する）のための時空間符号は、Ｈ．Ｅ．Ｇａｍａｌ、Ｇ．Ｃａｉｒｅ、及びＭ．Ｏ．ＤａｍｅｎによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．５０、ｎｏ．６、９６８〜９８５頁、２００４年６月に発表された記事「Ｌａｔｔｉｃｅ  ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ａｃｈｉｅｖｅ  ｔｈｅ  ｏｐｔｉｍａｌ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｏｆ  ＭＩＭＯ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」（以下「Ｇａｍａｌ」という）に開示されている。Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉによれば、そのような符号がどのようにして、実現可能なデータ速度を犠牲にすることなく余剰のダイバーシティを提供できるのかは不明瞭である。言い換えれば、協調中継チャネル（異なる端末に属する諸アンテナが空間内で分散される）のための実用的な時空間符号は、「本当の」ＭＩＭＯリンクチャネルのための時空間符号とは根本的に異なる。
【００１２】
この中継チャネルは、「本当の」ＭＩＭＯリンクとは根本的に異なる。ＲＳには演繹的に情報が知られていないが、雑音のあるリンクを介して通信しなければならないからである。さらに、参加するアンテナの数は固定されておらず、参加するＲＳの数だけではなく、ソースから伝送される情報をうまく中継できるようなＲＳの数にも依存する。例えば、復号転送中継器の場合、再伝送より前に、復号に成功しなければならない。増幅転送中継器の場合、良好なＳＮＲを受信する必要がある。そうでない場合、そのような中継器は、大部分は中継器自体の雑音を転送する。例えば、Ｒ．Ｕ．Ｎａｂａｒ、Ｈ．Ｂｏｌｃｓｋｅｉ、及びＦ．Ｗ．ＫｎｅｕｂｕｈｌｅｒによってＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌ．Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．２２、ｎｏ．６、１０９９〜１１０９頁、２００４年６月に発表された記事「Ｆａｄｉｎｇ  ｒｅｌａｙ  ｃｈａｎｎｅｌｓ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｌｉｍｉｔｓ  ａｎｄ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｄｅｓｉｇｎ」（以下「Ｎａｂａｒ」という）を参照されたい。したがって、協調ダイバーシティ方式において参加するアンテナの数は通常、ランダムである。固定数のアンテナに対して発明された時空間符号化方式は、適切に修正しなければならない。
【００１３】
Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉ及びＩＩ、Ｌａｎｅｍａｎ  Ｉ及びＩＩ、並びにＡｚａｒｉａｎで論じられている中継選択法はすべて、分散型の時空間符号化アルゴリズムを必要とするが、これらのアルゴリズムは依然として、２つ以上のＲＳに関係する状況では利用できない。例えば、Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉに開示されているものなどの中継方式では、ソースと中継器の間の直交伝送を必要とする。そのような中継方式は通常、実際に維持するのが困難である。
【００１４】
協調中継チャネルのための実用的な時空間符号化は別にして、空間内に分散された個々のＲＳを使用する仮想アンテナアレイの形成には、著しい量の協調が必要とされる。具体的には、ＲＳの協調グループの形成は分散型アルゴリズム（例えば、Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ  Ｉ参照）に関係し、一方いくつかの異なるＴＸの間では、パケットレベルでの同期が必要とされる。協調ダイバーシティに対するこれらの追加の要件は、従来のポイントツーポイントの非協調通信システムによって構築された通信スタックの多くの層（ルーティング層まで）に対して著しい修正を必要とする。
【００１５】
Ｂ．Ｚｈａｏ及びＭ．Ｃ．ＶａｌｅｎｔｉによってＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌ．Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．２３、ｎｏ．１、７〜１８頁、２００５年１月に発表された記事「Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  ｒｅｌａｙ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ａ  ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ」（以下「Ｚｈａｏ」という）は、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）方式の一般化に基づいた、直交する時間スロットを介して動作する複数の中継器に関係する手法を開示している。従来のＨＡＲＱ方式とは異なり、再伝送パケットを元のソースから伝送する必要はなく、伝送をオーバーヒア（ｏｖｅｒｈｅａｒ）する中継ノードによって提供することができる。ソースと宛先の両方に対する位置に基づいて、最善の中継器を選択することができる。そのような方式ではすべての中継器と宛先の間の距離の知識を必要とするため、距離推定を実行するために、宛先で位置決定機構（例えば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ））が必要とされる。別法として、宛先は、予想されるＳＮＲを使用して距離推定を実行できるＲＸに依拠することができる。移動ネットワークの場合、位置推定は必ず頻繁に繰り返され、その結果、かなりのオーバーヘッドが生じる。したがってそのような中継方式は、移動ネットワークより静的なネットワークに適している。Ｚｈａｏのものなどの中継プロトコルは本当にクロスレイヤ（ｃｒｏｓｓ−ｌａｙｅｒ）であり、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）とルーティング層の両方からの機構に関係する。各伝送を２つ以上のＲＳが聞いているので、そのような中継方式は複雑であり、したがって、任意の所与の状況で使用されるべき中継器の数に上限を加えることが適切である。さらに、中継選択を支持する必要があるので、ＭＡＣプロトコル層は複雑になる。
【００１６】
ＲＳ選択は、Ｍ．Ｚｏｒｚｉ及びＲ．Ｒ．ＲａｏによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔ．、ｖｏｌ．２、ｎｏ．４、３３７〜３４８頁、２００３年１０〜１２月に発表された記事「Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ（ＧｅＲａＦ）ｆｏｒ  ａｄ  ｈｏｃ  ａｎｄ  ｓｅｎｓｏｒ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｍｕｌｔｉｈｏｐ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」（以下「Ｚｏｒｚｉ」という）で論じられている地理的ルーティングによって実現することができる。類似のＨＡＲＱに基づく方式は、（ａ）Ｔ．Ｔａｂｅｔ、Ｓ．Ｄｕｓａｄ、及びＲ．ＫｎｏｐｐによってＰｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍ．Ｏｎ  Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、オーストラリア、アデレード、１８２８〜１８３２頁、２００５年９月に発表された記事「Ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−ｄｅｌａｙ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｉｎ  ｈａｌｆ−ｄｕｐｌｅｘ  ＡＲＱ  ｒｅｌａｙ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」（以下「Ｔａｂｅｔ」という）、並びに、（ｂ）Ｃ．Ｋ．Ｌｏ、Ｒ．Ｗ．Ｈｅａｔｈ、Ｊｒ．、及びＳ．ＶｉｓｈｗａｎａｔｈによってＰｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．ｏｎ  Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ，ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃ．、米国ハワイ州ホノルル、２００７年４月に発表された記事「Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ  ｉｎ  ｍｕｌｔｉｈｏｐ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｗｉｔｈ  ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  ｒｅｌａｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ」（以下「Ｌｏ」という）で論じられている。Ｔａｂｅｔ及びＬｏは、遅延に制限された単一中継フェージングチャネルに適用可能である。
【００１７】
２００６年１０月２６日出願の発明者Ｓ．Ｋｉｍ及びＨ．Ｋｉｍによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｉｎ  ａ  ＭＩＭＯ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ」という名称の米国特許出願公開第２００６／０２３９２２２号明細書（以下「Ｋｉｍ」という）は、ＭＩＭＯ無線ネットワーク内で協調ダイバーシティを提供する方法を開示している。Ｋｉｍでは、ＲＳが誤りを確認し、正しいストリームを中継し、そしてＢＳからの誤りストリームの再伝送を要求する。Ｚｈａｏ、Ｔａｂｅｔ、Ｌｏ、及びＫｉｍの方法はすべて１つのＲＳだけに関係し、したがって、協調ダイバーシティの利益を受けない。
【００１８】
大部分の従来の協調ダイバーシティ方式では、１つのＲＳだけが信頼性の高いパケットの受信に失敗したときでも、ＢＳはパケットを再伝送する。例えば、Ｓ．Ｊｉｎ、Ｃ．Ｙｏｏｎ、Ｙ．Ｋｉｍ、Ｂ．Ｋｗａｋ、Ｋ．Ｌｅｅ、Ａ．Ｃｈｉｎｄａｐｏｌ、及びＹ．ＳａｉｆｕｌｌａｈによってＩＥＥＥ  Ｃ８０２．１６ｊ−０７／２５０ｒ４、２００７年３月に発表された記事「Ａｎ  ＡＲＱ  ｉｎ  ８０２．１６ｊ」（以下「Ｙｏｏｎ」という）を参照されたい。Ｙｏｏｎの方式では、ＲＳの数が増大するにつれて、ＢＳとＲＳの間に待ち時間またさらにはデッドロックが導入される可能性がある。
【００１９】
他の方式では、瞬時チャネル状態に基づいて「最善のＲＳ」を選択する。例えば、Ａ．Ｂｌｅｔｓａｓ、Ａ．Ｌｉｐｐｍａｎ、及びＤ．Ｐ．ＲｅｅｄによってＰｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｖｅｃｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．、ｖｏｌ．３、スウェーデン、ストックホルム、２００５年５月３０日〜６月１日、１４８４〜１４８８頁に発表された記事「Ａ  ｓｉｍｐｌｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｒｅｌａｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ  ａｎｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」（以下「Ｂｌｅｔｓａｓ」という）を参照されたい。Ｂｌｅｔｓａｓの方式は、特に高速で移動している移動環境では、非常に複雑である。さらに、ＲＳの間で高速で切り換えることにより、中央制御装置の作業量及びオーバーヘッドが増大する。したがって、高速で移動している移動環境（例えば、屋外環境）の場合、瞬時チャネル状態に基づいた「最善のＲＳ」の選択は、静的又はノマディック（ｎｏｍａｄｉｃ）環境（例えば、屋内環境）の場合ほど適切ではない。
【００２０】
Ｗａｎｇ  Ｉ及びＩＩには、閾値に基づく機会主義的協調ＡＲＱ伝送手法が開示されている。Ｗａｎｇ  Ｉ及びＩＩでは、ＢＳとＭＳの間の伝送を２つの部分、すなわちＢＳとＲＳの間（「ＢＳ−ＲＳリンク」）及びＲＳとＭＳの間（「ＲＳ−ＭＳリンク」）に区別することができる。Ｗａｎｇ  Ｉ及びＩＩでの肯定応答のためのメッセージは、ユニキャスト伝送に使用される従来の肯定応答又は否定応答メッセージ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）とは異なる。特に、マルチキャスト伝送では、２つの新しいタイプのＡＲＱメッセージが導入される。これらのＡＲＱメッセージは、ＢＳ−ＲＳリンクに対する中継に関連するＡＣＫ／ＮＡＣＫ（すなわち、Ｒ−ＡＣＫ／Ｒ−ＮＡＣＫ）、及びＲＳ−ＭＳリンクに対する協調ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（すなわち、Ｃ−ＡＣＫ／Ｃ−ＮＡＣＫ）である。ここでは、ＢＳ−ＲＳリンクの信頼性を評価するために、事前定義された閾値が適用される。信頼性の高いＲＳの数が閾値より大きい場合、信頼性の高いＲＳは、協調した形でパケットをＭＳに伝送する。
【００２１】
Ｔａｂｅｔを除いて、上記で論じた方式では、信頼性の高い情報をＢＳから受信しないＲＳが、信頼性の高いＲＳとＭＳの間の伝送をオーバーヒアできる可能性があるという状況を無視している。Ｔａｂｅｔには、各ホップで１つのＲＳを選択することに焦点を合わせているという欠点がある。Ｗａｎｇ  Ｉ及びＩＩは、信頼性の高いＲＳの数を決定する閾値を設定するための基準について論じていない。
【００２２】
上記で論じた従来技術における方式では、単一中継の従来の協調中継又はマルチキャスト協調中継だけを考慮する。いずれの従来技術の方式も、ＢＳ−ＲＳリンク及び／又はＲＳ−ＭＳリンク間のチャネル状態に基づくハイブリッド中継について考慮しない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２３９２２２号
【非特許文献１】Ａ．Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ、Ｅ．Ｅｒｋｉｐ、及びＢ．ＡａｚｈａｎｇによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．１１、１９２７〜１９３８頁、２００３年１１月に発表された記事「Ｕｓｅｒ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｐａｒｔ  Ｉ：Ｓｙｓｔｅｍ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ」
【非特許文献２】Ａ．Ｓｅｎｄｏｎａｒｉｓ、Ｅ．Ｅｒｋｉｐ、及びＢ．ＡａｚｈａｎｇによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．１１、１９３９〜１９４８頁、２００３年１１月に発表された記事「Ｕｓｅｒ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｐａｒｔ  ＩＩ：Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｓｐｅｃｔｓ  ａｎｄ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ」
【非特許文献３】Ｊ．Ｎ．Ｌａｎｅｍａｎ及びＧ．Ｗ．ＷｏｒｎｅｌｌによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．４９、ｎｏ．１０、２４１５〜２４２５頁、２００３年１０月に発表された記事「Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ−ｃｏｄｅｄ  ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｆｏｒ  ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｉｎ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ」
【非特許文献４】Ｊ．Ｎ．Ｌａｎｅｍａｎ、Ｄ．Ｎ．Ｃ．Ｔｓｅ、及びＧ．Ｗ．ＷｏｒｎｅｌｌによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．１２、３０６２〜３０８０頁、２００４年１２月に発表された記事「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｉｎ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ａｎｄ  ｏｕｔａｇｅ  ｂｅｈａｖｉｏｒ」
【非特許文献５】Ｋ．Ａｚａｒｉａｎ、Ｈ．Ｅ．Ｇａｍａｌ、及びＰ．ＳｃｈｎｉｔｅｒによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．５１、４１５２〜４１７２頁、２００５年１２月に発表された記事「Ｏｎ  ｔｈｅ  ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ−ｖｓ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｉｎ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」
【非特許文献６】Ｈ．Ｅ．Ｇａｍａｌ、Ｇ．Ｃａｉｒｅ、及びＭ．Ｏ．ＤａｍｅｎによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、ｖｏｌ．５０、ｎｏ．６、９６８〜９８５頁、２００４年６月に発表された記事「Ｌａｔｔｉｃｅ  ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ａｃｈｉｅｖｅ  ｔｈｅ  ｏｐｔｉｍａｌ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｏｆ  ＭＩＭＯ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」
【非特許文献７】Ｒ．Ｕ．Ｎａｂａｒ、Ｈ．Ｂｏｌｃｓｋｅｉ、及びＦ．Ｗ．ＫｎｅｕｂｕｈｌｅｒによってＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌ．Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．２２、ｎｏ．６、１０９９〜１１０９頁、２００４年６月に発表された記事「Ｆａｄｉｎｇ  ｒｅｌａｙ  ｃｈａｎｎｅｌｓ：Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｌｉｍｉｔｓ  ａｎｄ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｄｅｓｉｇｎ」
【非特許文献８】Ｂ．Ｚｈａｏ及びＭ．Ｃ．ＶａｌｅｎｔｉによってＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌ．Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．、ｖｏｌ．２３、ｎｏ．１、７〜１８頁、２００５年１月に発表された記事「Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  ｒｅｌａｙ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ａ  ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ」
【非特許文献９】Ｍ．Ｚｏｒｚｉ及びＲ．Ｒ．ＲａｏによってＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔ．、ｖｏｌ．２、ｎｏ．４、３３７〜３４８頁、２００３年１０〜１２月に発表された記事「Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ（ＧｅＲａＦ）ｆｏｒ  ａｄ  ｈｏｃ  ａｎｄ  ｓｅｎｓｏｒ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｍｕｌｔｉｈｏｐ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」
【非特許文献１０】Ｔ．Ｔａｂｅｔ、Ｓ．Ｄｕｓａｄ、及びＲ．ＫｎｏｐｐによってＰｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍ．Ｏｎ  Ｉｎｆ．Ｔｈｅｏｒｙ、オーストラリア、アデレード、１８２８〜１８３２頁、２００５年９月に発表された記事「Ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−ｄｅｌａｙ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｉｎ  ｈａｌｆ−ｄｕｐｌｅｘ  ＡＲＱ  ｒｅｌａｙ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」
【非特許文献１１】Ｃ．Ｋ．Ｌｏ、Ｒ．Ｗ．Ｈｅａｔｈ、Ｊｒ．、及びＳ．ＶｉｓｈｗａｎａｔｈによってＰｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．ｏｎ  Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ，ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃ．、米国ハワイ州ホノルル、２００７年４月に発表された記事「Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ  ｉｎ  ｍｕｌｔｉｈｏｐ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｗｉｔｈ  ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  ｒｅｌａｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ」
【非特許文献１２】Ｓ．Ｊｉｎ、Ｃ．Ｙｏｏｎ、Ｙ．Ｋｉｍ、Ｂ．Ｋｗａｋ、Ｋ．Ｌｅｅ、Ａ．Ｃｈｉｎｄａｐｏｌ、及びＹ．ＳａｉｆｕｌｌａｈによってＩＥＥＥ  Ｃ８０２．１６ｊ−０７／２５０ｒ４、２００７年３月に発表された記事「Ａｎ  ＡＲＱ  ｉｎ  ８０２．１６ｊ」
【非特許文献１３】Ａ．Ｂｌｅｔｓａｓ、Ａ．Ｌｉｐｐｍａｎ、及びＤ．Ｐ．ＲｅｅｄによってＰｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｖｅｃｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．、ｖｏｌ．３、スウェーデン、ストックホルム、２００５年５月３０日〜６月１日、１４８４〜１４８８頁に発表された記事「Ａ  ｓｉｍｐｌｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｒｅｌａｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ  ａｎｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」
【発明の概要】
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、ダウンリンク伝送に対する機会主義的ハイブリッド中継選択方式では、基地局（ＢＳ）とＲＳの間（すなわち、ＢＳ−ＲＳリンク）及びＲＳと移動局（ＭＳ）の間（すなわち、ＲＳ−ＭＳリンク）のチャネル状態（例えば、信号対雑音比（ＳＮＲ））それぞれに基づいて、協調中継方式と単一中継方式の間で選択する。
【００２５】
別法として、単一中継（例えば、最善中継）伝送方式又は協調中継伝送方式の間の選択を、伝送経路（例えば、ラインオブサイト（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）、遮断ラインオブサイト、非ラインオブサイト）、並びにＢＳ−ＲＳリンク及びＲＳ−ＭＳリンク間のチャネル状態（例えば、ＳＮＲ）それぞれに基づいて決定することができる。
【００２６】
一実施形態では、選択方法は、減量確率制約又は処理能力制約のいずれかに最適化される。
【００２７】
本発明による方式では、依然として良好な減量確率及び処理能力性能を提供しながら、中継又は協調通信技法に固有の全体的なオーバーヘッドと待ち時間の間で兼合いを図る。
【００２８】
本発明は、以下の詳細な説明について添付の図面とともに考慮すれば、よりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】セルラーネットワークにおける従来の直接ダウンリンク伝送方式を示す図である。
【図２】簡単な２ホップ単一中継ダウンリンク伝送方式を示す図である。
【図３】マルチホップ単一中継ダウンリンク伝送方式を示す図である。
【図４】協調中継ダウンリンク伝送方式を示す図である。
【図５】上記の参考により組み込まれる同時係属出願に記載の協調中継伝送方式を示す図である。
【図６】本発明による、動作中にネットワークによって３つの中継選択方式のうちの１つを選択できる方法６００を要約する図である。
【図７】本発明の一実施形態による、単一中継方式における代替選択オプション７０２（「最善中継」）又はオプション７０４（「ランダム中継」）の提供を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、減量確率制約に基づいたハイブリッド中継選択方式を示す流れ図である。
【図９】本発明の一実施形態による、処理能力制約に基づいたハイブリッド中継選択方式を示す流れ図である。
【図１０】ＢＳ−ＲＳリンク及びＲＳ−ＭＳリンクを介した２部ダウンリンク信号伝送で使用される伝送及びメッセージ交換プロトコルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、ＢＳがＢＳのカバレージエリア内のＭＳに信号を伝送するセルラーネットワークにおける従来の直接ダウンリンク伝送方式を示す。しかし、そのようなＭＳはしばしば、カバレージホール内に位置することがあり、又はＢＳのカバレージエリアの外側に位置することがある。ＭＳがカバレージホール内又はＢＳのカバレージエリアの外側にある場合、１つ又は複数のＲＳを使用して所望の伝送を実施することができる。図２は、単一のＲＳを使用する簡単な２ホップ単一中継ダウンリンク伝送方式を示す。図３は、２つ以上のＲＳを使用するマルチホップ単一中継ダウンリンク伝送方式を示す。これらの間接伝送方式は、容量拡張及びカバレージ延長の利益を提供できる低コストの候補である。
【００３１】
図４は、直接伝送経路と間接伝送経路の両方を介して所望の伝送がＭＳに到達する協調中継ダウンリンク伝送方式を示す。協調通信とも呼ばれる協調中継は、従来のＭＩＭＯ方式（例えば、空間ダイバーシティ利得）の利益を提供し、それによってより高い処理能力及び信頼性を得ることが予期される。
【００３２】
図５は、上記の参考により組み込まれる同時係属出願に記載の協調中継伝送方式を示す。具体的には、図５に示す方式は、協調マルチキャスト中継伝送方式と呼ばれる。協調マルチキャスト中継伝送方式によれば、ＢＳとＭＳの間の伝送を２つの部分、すなわちＢＳとＲＳの間（「ＢＳ−ＲＳリンク」）及びＲＳとＭＳの間（「ＲＳ−ＭＳリンク」）に区別することができる。これらの２つの部分におけるチャネル状態は、これらの部分それぞれのＳＮＲによって特徴付けられる。ここでは、事前定義された閾値により、ＢＳ−ＲＳリンクの信頼性を評価することができる。信頼性の高いＲＳの数がこの閾値より大きい場合、信頼性の高いＲＳは、協調した形でパケットをＭＳに伝送する。この方式によれば、信頼性の高いＲＳだけがパケットをＭＳに伝送し、一方信頼性の低いＲＳは休止したままである。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、２つ以上の協調伝送方式を組み合わせ、又は単一中継方式とともに組み合わせるハイブリッド方式が提供される。ハイブリッド方式により、セルラーネットワーク内の待ち時間とＢＳの処理負荷との両方を低減させるように、異なる伝送経路及びチャネル状態の下で異なる中継方式を選択することができる。本発明の１つのハイブリッド中継選択方式では、中継方式のタイプは、環境、伝送経路（例えば、ラインオブサイト（ＬＯＳ）、遮断ＬＯＳ（ＯＬＯＳ）、非ＬＯＳ（ＮＬＯＳ））、チャネル状態、及びＢＳ−ＲＳリンク（すなわち、ＳＮＲ１）とＲＳ−ＭＳリンク（すなわち、ＳＮＲ２）の両方のチャネル品質（例えば、ＳＮＲ１）に応じて選択される（１一般に、ＳＮＲは、「瞬時ＳＮＲ」、「小規模平均ＳＮＲ」（すなわち、低速フェージング／シャドーイング上の平均ＳＮＲ）、又は「平均ＳＮＲ」とすることができる。）。
【００３４】
図６は、本発明による、動作中にネットワークによって３つの中継選択方式のうちの１つを選択できる方法６００を要約する。図６に示すように、オプション６０２は、ネットワーク内のすべてのＲＳがＢＳからＭＳへの情報の協調中継に参加できる、従来の協調中継方式を提供する。従来の協調中継方式の一例は、図４に示したものである。
【００３５】
別法として、オプション６０４は、信頼性の高いマルチキャストグループ分け内のＲＳ（すなわち、初期又は周期的測距処理においてＢＳからのデータパケットを確実に受信することがわかったＲＳ）だけがＢＳからＭＳへのデータパケットの転送又は協調中継に参加できる、信頼性の高い協調中継方式である。信頼性の高い協調中継方式の一例は、図５に示したものである。一実施形態では、閾値υが、信頼性の高いマルチキャストグループを形成できるＲＳの最小数を制御する。閾値υがυ＝１に割り当てられると、単一の信頼性の高いＲＳによる転送を示し、閾値υがυ＞１に割り当てられると、協調中継を示す。閾値υの値の割当ての一例に関する詳細は、本発明と同日出願の発明者Ｃ．Ｃｈｏｎｇらによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｆ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｒｅｌｉａｂｌｅ  Ｒｅｌａｙ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ  Ｇｒｏｕｐｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」という名称の同時係属の米国特許出願第１２／２５７３２５号の明細書（以下「ＰＡ−６１７出願」という）に提供されている。同出願の全体を、参照により本明細書に組み込む。
【００３６】
オプション７００は、１つのＲＳだけがＢＳからＭＳへ又はＲＳから別のＲＳへデータパケットを転送する、単一中継方式である。ＢＳからＭＳへデータパケットを転送する単一中継方式の一例は、上記の図２に示したものである。あるＲＳから別のＲＳへデータパケットが転送される単一中継方式の一例は、図３に示したものである。例えば、（上記で論じた）Ｂｌｅｔｓａｓ、又は２００６年１２月２１日出願の発明者Ｃ．Ｃｈｏｎｇらによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｒｅｌａｙ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｓｌｏｗ−Ｆａｄｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」という名称の米国特許仮出願第６０／８７１３３２号明細書（「３３２仮出願」）に記載の方法の下では、この単一のＲＳを最善の中継器として選択することができる。単一中継方式における単一の中継器はまた、ランダム中継器としてランダムに選択することができる。図７は、本発明の一実施形態による、単一中継方式における代替選択オプション７０２（「最善中継」）又はオプション７０４（「ランダム中継」）の提供を示す。
【００３７】
上記の参照により組み込まれる「ＰＡ−６１７出願」では、減量確率は、パケットを損失する確率を指し、処理能力は、１伝送ごとに正確に受信されるパケット平均数を指す。図８は、本発明の一実施形態による、減量確率制約に基づいたハイブリッド中継選択方式を示す流れ図を示す。図８に示すように、ステップ１００２でＢＳ−ＲＳリンクの信号状態が強い（例えば、ＳＮＲ１が高い）とき、ＲＳ−ＭＳリンク内の協調ダイバーシティ利得を増大させるように、したがって減量確率を低減させるように、信頼性の高い協調中継方式が選択される（オプション６０４）。しかし、ステップ１００２でＢＳ−ＲＳリンクの信号状態が弱い（すなわち、ＳＮＲ１が低い）とき、ＲＳ−ＭＳリンクの信号状態が調べられる（ステップ１００４）。ＲＳ−ＭＳリンクの信号状態が強い（例えば、ＳＮＲ２が高い）とき、（他の中継方式と比較すると）より良好な減量性能を提供するように、従来の協調中継方式（オプション６０２）又は最善中継方式（オプション７０２）のいずれかを選択することができる。しかし、協調中継技法に固有のオーバーヘッドを低減させるために、最善中継方式を選択することができる。この選択は通常、（例えば、ＢＳで）セルラーネットワークの中央制御装置によって実施される。ＲＳ−ＭＳの信号状態が弱い（すなわち、ＳＮＲ２が低い）とき、信頼性の高いグループ内のＲＳの少なくとも１つがＢＳとＭＳの両方と許容可能な全体的なリンクを確実に提供するように、信頼性の高い協調中継方式（オプション６０４）が選択される。
【００３８】
図９は、本発明の一実施形態による、処理能力制約に基づいたハイブリッド中継選択方式を示す流れ図を示す。処理能力性能を最適化するために、ステップ１００２でＢＳ−ＲＳリンクの信号状態が強い（例えば、ＳＮＲ１が高い）とき、ＲＳ−ＭＳリンクでのダイバーシティ利得を最大化するように、協調中継方式が選択される。適切な協調中継方式には、従来の協調中継方式（例えば、オプション６０２）又は信頼性の高い協調中継方式（例えば、オプション６０４）が含まれる。しかし、ステップ１００２でＢＳ−ＲＳリンクが弱い（例えば、ＳＮＲ１が低い）とき、ＲＳ−ＭＳリンクが調べられる。したがって、ステップ１００４でＲＳ−ＭＳリンクの信号状態が強い（例えば、ＳＮＲ２が高い）とき、従来の協調中継方式（オプション６０２）又は最善中継方式（オプション７０２）のいずれかを選択することができ、オーバーヘッドを低減させるには最善中継方式が好ましい。しかし、ＲＳ−ＭＳリンクの信号状態が弱い（例えば、ＳＮＲ２が低い）場合、全体的なダイバーシティ利得を最大化するように、従来の協調中継方式（オプション６０２）又は信頼性の高い協調中継方式（オプション６０４）のいずれかが選択される。
【００３９】
図１０は、本発明による、ＢＳ−ＲＳリンク及びＲＳ−ＭＳリンクを介した２部ダウンリンク信号伝送で使用される伝送及びメッセージ交換プロトコルを示す。図１０に示すように、ＢＳ−ＲＳリンクのＳＮＲ（すなわち、ＳＮＲ１）を、肯定応答信号（１００２）又は別の形式のメッセージ交換を介して、ＲＳからＢＳにフィードバックすることができる。このフィードバックに基づいて、ＢＳは、ＢＳの伝送電力を変化させることによってＳＮＲ１を調整することができる。同様に、ＲＳ−ＭＳリンクのＳＮＲ（すなわち、ＳＮＲ２）を、肯定応答信号（１００４）又は別の形式のメッセージ交換によって、ＭＳからＲＳにフィードバックすることができる。この肯定応答信号は、例えば、上記の参照により組み込まれる同時係属出願に記載のものなど、中継に関連するＲＳグループ（「Ｒグループ」）を形成する初期及び周期的測距処理中に提供することができる。
【００４０】
本発明による方法には、協調マルチキャスト中継伝送方式の下で信頼性の高いＲＳグループを形成するためにチャネル状態に基づいてハイブリッド中継選択方式を有するというその柔軟性及び特性のため、従来技術に勝る著しい利点がある。本発明の方法により、セルラーネットワークは、減量確率又は処理能力に基づく閾値を制御することによって、その性能を最適化することができる。
【００４１】
上記の詳細な説明は、本発明の特有の実施形態を例示するために提供しており、限定的なものではない。本発明の範囲内で、多くの修正形態及び変形形態が可能である。本発明について、以下の特許請求の範囲に記載する。
【図１】
2011504325.tif 000003
【図２】
2011504325.tif 000004
【図３】
2011504325.tif 000005
【図４】
2011504325.tif 000006
【図５】
2011504325.tif 000007
【図６】
2011504325.tif 000008
【図７】
2011504325.tif 000009
【図８】
2011504325.tif 000010
【図９】
2011504325.tif 000011
【図１０】
2011504325.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月7日(2010.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継局を介するデータ中継方式を選択する方法であって、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）単一中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記単一中継方式が、（ａ）ランダム中継方式及び（ｂ）最善中継方式、のうち１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の信号状態は、ラインオブサイト状態、非ラインオブサイト状態、又は遮断ラインオブサイト状態が存在するか否かに基づいて、決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の信号状態が、信号対雑音比に基づいて評価される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
損失パケットの確率を低減させる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
協調中継方式の下で、信頼性の高い中継局グループを決定するための閾値を選択する方法であって、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）最善中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法。
【請求項７】
前記単一中継方式が、（ａ）ランダム中継方式及び（ｂ）最善中継方式、のうち１つを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の信号状態は、ラインオブサイト状態、非ラインオブサイト状態、又は遮断ラインオブサイト状態が存在するか否かに基づいて、決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の信号状態が、信号対雑音比に基づいて評価される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、１伝送ごとに正確に受信されるパケットの平均数が増大するという結果をもたらす、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
宛先への２部構成の伝送システムであって、
伝送器と、
複数の中継局と、
を含み、
前記伝送器がデータパケットを前記中継局のサブセットに伝送し、前記中継局が前記データパケットを前記宛先に転送し、
上記の伝送は、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）最善中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法、に従って実行される、２部構成の伝送システム。
【請求項１２】
前記単一中継方式が、（ａ）ランダム中継方式及び（ｂ）最善中継方式、のうち１つを含む、請求項１１に記載の２部構成の伝送システム。
【請求項１３】
前記第１及び第２の信号状態は、ラインオブサイト状態、非ラインオブサイト状態、又は遮断ラインオブサイト状態が存在するか否かに基づいて、決定される、請求項１１に記載の２部構成の伝送システム。
【請求項１４】
前記第１及び第２の信号状態が、信号対雑音比に基づいて評価される、請求項１１に記載の２部構成の伝送システム。
【請求項１５】
前記方法が、損失パケットの確率を低減させる、請求項１１に記載の２部構成の伝送システム。
【請求項１６】
宛先への２部構成の伝送システムであって、
伝送器と、
複数の中継局と、
を含み、
前記伝送器がデータパケットを前記中継局のサブセットに伝送し、前記中継局が前記データパケットを前記宛先に転送し、
上記の伝送は、
伝送器と１つ又は複数の中継局との間の第１の信号状態を評価するステップと、
前記第１の信号状態が第１の所定の値より強い場合に、信頼性の高い協調中継方式を選択するステップであって、前記第１の信号状態が第１の所定の値より強くない場合は、宛先と前記１つ又は複数の中継局との間の第２の信号状態を評価し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強い場合、（ａ）信頼性の高い協調中継方式以外の協調中継方式及び（ｂ）最善中継方式のうちの１つを選択し、前記第２の信号状態が第２の所定の値より強くない場合、信頼性の高い協調中継方式を選択する、当該ステップと、
を含む方法、に従って実行される、２部構成の伝送システム。
【請求項１７】
前記単一中継方式が、（ａ）ランダム中継方式及び（ｂ）最善中継方式、のうち１つを含む、請求項１６に記載の２部構成の伝送システム。
【請求項１８】
前記第１及び第２の信号状態は、ラインオブサイト状態、非ラインオブサイト状態、又は遮断ラインオブサイト状態が存在するか否かに基づいて、決定される、請求項１６に記載の２部構成の伝送システム。
【請求項１９】
前記第１及び第２の信号状態が、信号対雑音比に基づいて評価される、請求項１６に記載の２部構成の伝送システム。
【請求項２０】
前記方法は、１伝送ごとに正確に受信されるパケットの平均数が増大するという結果をもたらす、請求項１６に記載の２部構成の伝送システム。
【国際調査報告】
2011504325.tif 000013