(57)【要約】【課題】セル内のトラフィックに応じて無線リピータをアクティブ化することが可能となる、リピータを使用した無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムで使用されるリピータ装置（Ｒ）は、リピータ装置（Ｒ）の近傍に位置するユーザ端末に対する及び／又は当該ユーザ端末からの無線シグナリングの存在を検出するように構成された検出器（４４）を備える。リピータ装置（Ｒ）は更に、アップリンク・トラフィック及び／又はダウンリンク・トラフィックを増幅するように構成された増幅器構成（４６）と、当該増幅器構成をアクティブ化する手段（４８）と、を備える。増幅器構成をアクティブ化する手段（４８）は、無線シグナリングの存在に応答して増幅器構成（４６）をアクティブ化するように構成される。無線通信システムにおけるリピータの動作を制御する方法は、リピータにおいて、当該リピータの近傍に位置するユーザ端末に対する及び／又は当該ユーザ端末からの無線シグナリングを検出するステップを含む。無線シグナリングの存在に応答してリピータにおける増幅がアクティブ化され、アップリンク・トラフィック及び／又はダウンリンク・トラフィックが増幅される。【選択図】  図７
2011507367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム（１）におけるリピータ（Ｒ；Ｒ１〜Ｒ３）の動作を制御する方法であって、
前記リピータ（Ｒ；Ｒ１〜Ｒ３）において、前記リピータ（Ｒ；Ｒ１〜Ｒ３）の近傍に位置するユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する及び／又は当該ユーザ端末からの無線シグナリング（１０；２０）を検出するステップ（２１０）と、
前記無線シグナリング（１０；２０）の存在に応答して前記リピータ（Ｒ；Ｒ１〜Ｒ３）における増幅をアクティブ化するステップ（２１２）と、
前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からのアップリンク・トラフィック（３４Ａ〜３４Ｄ）及び前記ユーザ端末に対するダウンリンク・トラフィック（３２Ａ〜３２Ｄ）のうちの少なくとも一方を増幅するステップ（２１４）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記無線シグナリング（１０；２０）を検出するステップ（２１０）は、受信信号強度が所定の閾値を超える前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からのアップリンク無線シグナリング（１０）を検出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無線シグナリング（１０；２０）を検出するステップ（２１０）は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する指向性ダウンリンク無線シグナリング（２０）を検出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記増幅するステップ（２１４）は、すべてのアップリンク・トラフィック及びすべてのダウンリンク・トラフィックのうちの少なくとも一方の増幅を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記増幅するステップ（２１４）は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）のみとの間のアップリンク・トラフィック及びダウンリンク・トラフィックのうちの少なくとも一方の増幅を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対するトラフィックが終了したときに前記増幅を非アクティブ化するステップ（２１８）
を更に含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記非アクティブ化するステップ（２１８）は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する及び／又は前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からの無線シグナリングの最終検出時点からの経過時間の関数に従って実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記関数は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する及び／又は前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からのシグナリング履歴に依存する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記非アクティブ化するステップ（２１８）は、段階的に実行される、請求項６乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記非アクティブ化するステップ（２１８）は、前記無線通信システム（１）の基地局（Ｂ）又は前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からの制御シグナリングに応答して実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
無線通信システム（１）で使用されるリピータ装置（Ｒ；Ｒ１〜Ｒ３）であって、
前記リピータ装置（Ｒ；Ｒ１〜Ｒ３）の近傍に位置するユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する及び／又は当該ユーザ端末からの無線シグナリング（１０；２０）の存在を検出するように構成された検出器（４４）と、
アップリンク・トラフィック及びダウンリンク・トラフィックのうちの少なくとも一方を増幅するように構成された増幅器構成（４６）と、
前記検出器（４４）に接続され、前記無線シグナリング（１０；２０）の存在に応答して前記増幅器構成（４６）をアクティブ化するように構成された、前記増幅器構成をアクティブ化する手段（４８）と、
を備え、
それにより、前記増幅器構成（４６）は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からのアップリンク・トラフィック（３４Ａ〜３４Ｄ）及び前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対するダウンリンク・トラフィック（３２Ａ〜３２Ｄ）のうちの少なくとも一方を増幅するように構成される、
リピータ装置。
【請求項１２】
前記検出器（４４）は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からのアップリンク無線シグナリング（１０）を検出し、検出された前記アップリンク無線シグナリング（１０）の受信信号強度が所定の閾値を超えているかどうかを判定するように構成される、請求項１１に記載のリピータ装置。
【請求項１３】
前記検出器（４４）は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する指向性ダウンリンク無線シグナリング（２０）を検出するように構成される、請求項１１に記載のリピータ装置。
【請求項１４】
前記増幅器構成（４６）は、すべてのアップリンク・トラフィック及びすべてのダウンリンク・トラフィックのうちの少なくとも一方を増幅するように構成される、請求項１１乃至１３のいずれかに記載のリピータ装置。
【請求項１５】
前記増幅器構成（４６）は、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）のみとの間のアップリンク・トラフィック及びダウンリンク・トラフィックのうちの少なくとも一方を増幅するように構成される、請求項１１乃至１３のいずれかに記載のリピータ装置。
【請求項１６】
前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対するトラフィックが終了したときに前記増幅器構成を非アクティブ化する手段（４９）
を更に備える、請求項１１乃至１５のいずれかに記載のリピータ装置。
【請求項１７】
前記非アクティブ化する手段（４９）は、タイマーを備え、前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する及び／又は前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からの無線シグナリングの最終検出時点からの経過時間の関数に従って前記増幅器構成（４６）を非アクティブ化するように構成される、請求項１６に記載のリピータ装置。
【請求項１８】
前記非アクティブ化する手段（４９）に接続され、且つ前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）に対する及び／又は前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からのシグナリング履歴を登録する手段を更に備え、前記非アクティブ化する手段（４９）は、前記シグナリング履歴に従って前記増幅器構成（４６）を非アクティブ化するように構成される、請求項１７に記載のリピータ装置。
【請求項１９】
前記非アクティブ化する手段（４９）は、前記非アクティブ化を段階的に実行するように構成される、請求項１６乃至１８のいずれかに記載のリピータ装置。
【請求項２０】
前記非アクティブ化する手段（４９）に接続され、且つ前記無線通信システム（１）の基地局（Ｂ）又は前記ユーザ端末（Ｔ１〜Ｔ５）からの制御シグナリングから情報を抽出するように構成された制御信号受信機を更に備え、前記非アクティブ化する手段（４９）は、前記制御シグナリングから取得された情報に応答して前記増幅器構成（４６）を非アクティブ化するように構成される、請求項１６に記載のリピータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、ワイヤレス無線通信に関し、特に、ワイヤレス無線通信システムで使用されるリピータに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線リピータは、無線ネットワークのカバレージ及び容量を拡大するのに使用される。ダウンリンクでは、無線リピータは、基地局から送信された信号を受信し、増幅し、増幅した信号が端末によって受信され得るように送信する。アップリンクでは、リピータは正反対の働きをする。
【０００３】
無線リレーは、入力信号を復号化し、復号化した信号を新しい信号に符号化して転送することが可能なユニットである。このような複雑さにより、典型的には雑音の低減が可能となり、必要に応じて適用される変調及びコーディングの変更も可能となる。典型的には、リレーは一定の時間遅延をもたらす。リピータは、事実上時間遅延なしに無線信号の増幅及び転送を行うより単純な機器である。送信信号の変調及びコーディング・フォーマットは、元の受信信号と常に等しくなる。動作中のリレーは典型的にはシステムに認識され、特定の基地局に登録されるが、リピータの存在は、動作中も完全に透過的である可能性がある。
【０００４】
米国特許出願公開第２００６／０１６６６１８号には、適応型リレー管理が開示されている。セル内の使用要件が評価され、使用需要を満たすためにセル内のリレーの数及び／又はタイプが変更される。必要とされる構成に関する命令が各リレーにブロードキャストされ、リレーの構成／登録が行われる。このようにして、このシステムは、ユーザ要件を満たすのに十分なリソースが利用可能となることを保証する。
【０００５】
無線リピータの出力電力は基地局の出力電力と比較すると相対的に低い可能性があるので、セル・エリアの大部分で高いデータ転送速度範囲を実現するには、多くの場合、セル内に複数の無線リピータを配備する必要が生じる可能性がある。しかしながら、特定のユーザ端末は、典型的にはそれらの無線リピータのうちの１つ又は少数しかヒアリングすることができない。したがって、基地局が特定のユーザ端末宛てのデータを送信（ユニキャスト）するときは、そのような特定のユーザ端末の受信品質を高める無線リピータがアクティブになれば十分である。他の無線リピータは、受信品質を改善しない。それどころか、これらのリピータは不必要な干渉を発生させ、また、伝送電力を消費しても何の役にも立たない。このような不必要な電力消費は、バッテリ給電式リピータ、例えば一部の可動リピータでは特に不都合が生じる可能性がある。
【０００６】
したがって、従来技術のリピータ使用における一般的な問題は、典型的にはリピータを使用することによって不必要な無線シグナリングが発生し、それによって干渉及び電力消費が増大することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１６６６１８号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１４６０１３号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／００１５４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の一般的な目的は、セル内のトラフィックに応じて無線リピータをアクティブ化することが可能となる、リピータを使用した無線通信システムを提供することである。本発明の別の目的は、アクティブ・ユーザ端末と相対的に近い位置にあるリピータだけをアクティブ化する、即ちアクティブ・ユーザ端末の通信品質を改善する可能性があるリピータだけをアクティブ化するシステム及びリピータを提供することである。本発明のまた別の目的は、どのアクティブ・ユーザ端末からも遠い位置にあるリピータを非アクティブ化するシステム及びリピータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、添付の特許請求の範囲に記載される方法、装置、及びシステムによって達成される。一般的にいえば、第１の態様では、無線通信システムにおけるリピータの動作を制御する方法は、前記リピータにおいて、前記リピータの近傍に位置するユーザ端末に対する及び／又は当該ユーザ端末からの無線シグナリングを検出するステップを含む。前記無線シグナリングの存在に応答して前記リピータにおける増幅がアクティブ化され、また、前記ユーザ端末からのアップリンク・トラフィック及び／又は前記ユーザ端末に対するダウンリンク・トラフィックが増幅される。
【００１０】
第２の態様によれば、無線通信システムで使用されるリピータ装置は、前記リピータ装置の近傍に位置するユーザ端末に対する及び／又は当該ユーザ端末からの無線シグナリングの存在を検出するように構成された検出器を備える。前記リピータ装置は更に、アップリンク・トラフィック及び／又はダウンリンク・トラフィックを増幅するように構成された増幅器構成と、前記増幅器構成をアクティブ化する手段と、を備える。前記増幅器構成をアクティブ化する手段は、前記検出器に接続され、前記無線シグナリングの存在に応答して前記増幅器構成をアクティブ化するように構成される。前記増幅器構成は、前記ユーザ端末からのアップリンク・トラフィック及び／又は前記ユーザ端末に対するダウンリンク・トラフィックを増幅するように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一般的な利点は、リピータを含む通信システムにおいて不必要な無線伝送が低減され、総電力消費が低減されることである。特定の実施形態の更なる利点は、各実施形態と共に後述する。
【００１２】
本発明ならびに本発明の他の目的及び利点は、以下の説明を添付図面と併せて読めば最も良く理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】セルラー通信システム内のリピータの使用を示す概略図である。
【図２】リピータの近傍に所在するユーザ端末の概略図である。
【図３】リピータの近傍に所在するユーザ端末の別の概略図である。
【図４】本発明に係る方法の一実施形態の各ステップを示すフロー図である。
【図５】セル内の可能なトラフィック・パターンを示す図である。
【図６Ａ】一配備技法を使用した場合のセル内の信号強度を示す図である。
【図６Ｂ】一配備技法を使用した場合のセル内の信号強度を示す図である。
【図６Ｃ】一配備技法を使用した場合のセル内の信号強度を示す図である。
【図７】本発明に係るリピータ装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図８】本発明に係るリピータ装置の別の実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
各図において同様の又は対応する部分には対応する参照番号を使用する。
【００１５】
本発明の基本的なシナリオが図１に概略的に示される。本発明は、通信システム内に配備された無線リピータの選択的なアクティブ化方法を提案する。図１は、基地局Ｂに関連するセルラー移動通信システム１内のセルＣを示す。セルＣ内には、性能を改善するために２つの無線リピータＲ１、Ｒ２が配備されている。図１の例では、ユーザ端末Ｔ２は、リピータＲ１の近くに位置し、それ故アクティブ状態のリピータＲ１の利益を享受する。ユーザ端末Ｔ１は、どのリピータ・ノードの近くにも位置せず、いずれかのリピータ・ノードがアクティブ化されても利益を享受することはない。リピータＲ２の近傍にはユーザ端末が存在せず、それ故この特定の状況ではリピータＲ２は役に立たない。
【００１６】
したがって、図１では、リピータＲ１は、トラフィックがユーザ端末Ｔ２との間で伝送されるときはアクティブになり、そうでないときはサイレントになることが望ましい。リピータＲ２は、不必要な干渉が発生せず電力消費が低く保たれるように、トラフィックと無関係にサイレントになるべきである。より一般的にいうと、リピータは、それ自体によって信号条件が改善される程度の近さに位置する端末との間のトラフィックが存在するときにアクティブになるべきである。そうでないときは、リピータはサイレントになるべきである。
【００１７】
本発明の第１の実施形態では、リピータのアクティブ化／非アクティブ化は、固定ネットワーク・ノード又はユーザ端末の明示的な関与なしに実行される。このような手法では、リピータは、通信システムの残りの部分に対して完全に自律的且つ透過的に動作する。したがって、このような解決策では標準の修正が必要とされない。
【００１８】
図２では、セルＣ内にリピータＲ３が設けられる。ユーザ端末Ｔ３は、基地局Ｂに向けたアップリンク信号１０を送信する。アップリンク信号１０は、リピータＲ３によっても受信される。ユーザ端末とリピータＲ３の間の距離は相対的に小さいので、リピータＲ３における受信信号強度も相対的に高くなる。受信アップリンク信号強度が高いということは、ユーザ端末Ｔ３がリピータＲ３の近くにあり、リピータＲ３によってもたらされる利益を享受し得ることを示す。図２の実施形態では、リピータＲ３の近傍に位置するユーザ端末Ｔ３からのアップリンク無線シグナリングの存在に応答して、リピータＲ３における増幅がアクティブ化される。「近傍に所在する」ことの判定は、本実施形態では閾値を使用することによって実行される。受信アップリンク信号１０が一定の閾値を上回る場合は、その送信側端末は近傍に所在するものと解釈される。この様子は、図２の破線円１２で示すことができる。かかるエリア内では、受信アップリンク信号強度は閾値を上回り、また、このエリアの内側に位置するリピータは、送信側ユーザ端末Ｔ３の近傍に位置するものとしてアサインされる。
【００１９】
別のユーザ端末Ｔ４も基地局Ｂに向けたアップリンク信号１０を送信する。端末Ｔ４はセルの境界付近に位置するので、信号強度は電力調整によってかなり強くなる。しかしながら、ユーザ端末Ｔ４とリピータＲ３の間の距離が非常に大きいため、アップリンク信号はリピータＲ３に到達する前に大幅に減衰され、受信信号強度は閾値を下回ることになる。図２では、この様子をリピータＲ３がエリア１４の外側に位置することで示してある。したがって、ユーザ端末Ｔ４は、リピータＲ３における増幅のアクティブ化をトリガしない。
【００２０】
第３のユーザ端末Ｔ５は、リピータＲ３との間の物理的距離がユーザ端末Ｔ３と同じである。しかしながら、本例では、ユーザ端末Ｔ５は基地局にかなり近く、電力調整方式の理由から出力信号電力は低くなる。したがって、ユーザ端末Ｔ５の「近傍」エリア１６は非常に限定され、リピータによって検出されるアップリンク信号強度は閾値を下回ることになる。したがって、ユーザ端末Ｔ５は、リピータＲ３における増幅のアクティブ化をトリガしない。
【００２１】
それ故、本実施形態は、無線リピータがアップリンク信号をリスンすることによってトラフィックを検出する方法を提案する。検出されるアップリンク・トラフィックは、無線リピータの近傍にアクティブ・ユーザ端末が存在すること、及びそのリピータをアクティブ化することが妥当であり得ることを示すインディケーションと解釈される。したがって、アップリンク・トラフィックを検出したリピータがアクティブ化され、そのリピータによって増幅が開始される。
【００２２】
図３は、本発明の別の実施形態を示す。本実施形態では、基地局Ｂは、指向性（directed）ダウンリンク・シグナリング２０を提供する。ダウンリンク信号２０は、ユーザ端末Ｔ３に向けて一定の角度セクタ２２で提供される。角度セクタ２２内にはリピータＲ３も位置し、したがって、リピータＲ３もダウンリンク信号２０を検出することが可能である。ダウンリンク信号２０は指向性であるので、ダウンリンク信号２０がリピータＲ３において受信される可能性があるということは、端末Ｔ３とリピータＲ３が同じ角度セクタ内に位置するとともに、かなり高い確率で互いの近傍に位置することを暗に示している。図３の実施形態では、リピータＲ３の近傍に位置するユーザ端末Ｔ３に対するダウンリンク無線シグナリングの存在に応答して、リピータＲ３における増幅がアクティブ化される。
【００２３】
図４は、本発明に係る方法の一実施形態の各ステップを示すフロー図である。無線通信システムにおけるリピータの動作を制御する方法は、ステップ２００から開始する。ステップ２１０で、リピータの近傍に位置するユーザ端末に対する及び／又はユーザ端末からの無線シグナリングが、リピータにおいて検出される。上記で例示したように、この検出は、アップリンク・シグナリングを識別し、好ましくは受信信号強度と閾値とを比較することによって、又は指向性ダウンリンク・シグナリングを識別することによって実行され得る。ステップ２１２で、そのような無線シグナリングの存在に応答して、リピータにおける増幅がアクティブ化される。リピータにおける増幅のアクティブ化は、リピータが様々な種類の増幅動作を実行するように動作可能化されていることを意味する。
【００２４】
ステップ２１４で、ユーザ端末からのアップリンク・トラフィック及び／又はユーザ端末に対するダウンリンク・トラフィックの増幅が実行される。このステップは、シグナリング条件の特徴に応じて様々な代替手法に従って実行することができる。一実施形態では、該当するユーザ端末に対するアップリンク又はダウンリンク・シグナリングが抽出され、選択的に増幅され、宛先の受信機に転送される。かかる実施形態は、アップリンクとダウンリンクの干渉状況が大きく異なる可能性がある状況、又はアップリンクで受信される信号とダウンリンクで受信される信号の信号強度が大きく異なる状況で有用である。後者の状況は、基地局（ダウンリンク）とユーザ端末（アップリンク）の利用可能な出力電力が大きく異なる場合に発生する可能性がある。一方の方向におけるシグナリングを増幅するだけで、他方の方向における追加的な干渉を回避することができる。別の実施形態では、ユーザ端末に対するアップリンクとダウンリンクの両方のシグナリングが増幅される。このことは、アップリンクとダウンリンクのシグナリング条件がより似通っている場合に有益である可能性がある。ある方向でリピータ支援が必要となる場合は、反対方向でもリピータ支援が必要となる可能性がある。増幅が該当するユーザ端末に関するシグナリングに限られる場合は、適切なシグナリングを抽出することができるようにするために、通信システム内及びリピータが位置するセル内のアロケーション原理に関する情報をリピータに提供する必要がある。そこで、リピータは、そのような抽出タスクを実行するように構成されたプロセッサも備える必要がある。また別の実施形態では、リピータは、代わりにすべてのアップリンク及びダウンリンク・シグナリングを増幅することもできる。このような場合は、リピータをより単純にすることが可能となるが、その代わりに不必要な増幅によって干渉状況が悪化する可能性がある。ここでは、該当するセル内のシグナリング特性に基づいて適切な手法が選択されることが好ましい。
【００２５】
好ましい実施形態では、ステップ２１６で、ユーザ端末との間のトラフィックが終了したときに増幅が非アクティブ化される。この非アクティブ化は、以下で詳述するように様々な手法で実行することができる。本手順は、ステップ２４９で終了する。
【００２６】
一実施形態では、増幅の非アクティブ化は、ユーザ端末に対する及び／又はユーザ端末からの無線シグナリングの最終検出時点からの経過時間の関数に従って実行される。最も単純な形態では、この非アクティブ化は、所定のターン・オフ遅延後に実行することができる。即ち、アップリンク・トラフィック検出が利用される場合は、最終アップリンク・トラフィックの検出後しばらく経ってからリピータが非アクティブ化される。
【００２７】
図５は、セル内の可能なトラフィック・パターンを示す。実線３０は、セルの基地局から送信されるトラフィックを示す。斜線付き矩形３２Ａ〜Ｄ、３４Ａ〜Ｄは、データ・バースト、即ち基地局と特定のユーザ端末、例えば上記の図１の例の端末Ｔ２との間のトラフィックを示す。時間軸の上側の矩形３２Ａ〜Ｄは、ダウンリンク・トラフィックを示し、時間軸の下側の矩形３４Ａ〜Ｄは、アップリンク・トラフィックを示す。
【００２８】
上述の一実施形態によれば、無線リピータは、アップリンク・トラフィックをリスンし、一定の強度のアップリンク・トラフィックが検出されたときにリピータの増幅機能が（自律的に）アクティブ化される。リピータがアップリンク・トラフィックを検出すると、リピータは、本実施形態ではアップリンクとダウンリンクの両方において信号の増幅及び転送を開始する。このようにして、アップリンク・トラフィックを発生させるユーザ端末からのアップリンク・データ転送速度及び／又はユーザ端末に対するダウンリンク・データ転送速度を高めることが可能となる。本発明は双方向のトラフィックに依存すると指摘される可能性もある。確かにこれも典型的な事例ではあるが、例えばファイル・ダウンロード中のようにユーザ・データ・フローが単方向であっても、典型的にはＡＣＫ／ＮＡＣＫメッセージのような制御情報がアップリンク上で伝送され、その後検出され得る。
【００２９】
図５の例では、リピータは、ユーザ端末に送信される１番目のダウンリンク・データ・バースト３２Ａは改善しない。しかしながら、１番目のアップリンク信号３４Ａが検出されると、リピータは、線３６で示されるように、それ自体の増幅機能をアクティブ化し、それによって残りのアップリンク及びダウンリンク伝送３２Ｂ〜Ｄ、３４Ｂ〜Ｄの品質を改善する。リンク・アダプテーションを用いれば、改善された信号品質を利用してデータ転送速度を高めることができる。別法として、固定レートの電力制御リンクでは、リピータのアクティブ化によって基地局及びユーザ端末の出力電力を低下させることが可能となる。このことは特に、バッテリ給電式ユーザ端末で有益である。
【００３０】
本実施形態では、アクティブ化されたリピータは、最後のアップリンク・トラフィック３４Ｄが検出された後しばらく経ってからオフに切り替えられる。この非アクティブ化時間は、典型的には少なくとも数フレームに及ぶ。例えばユーザ端末が音声ユーザである場合、データ・パケットは、およそ２０ｍｓ毎に送受信され、リピータは、連続するパケットの途中でオフに切り替えられないことが好ましい。図５では、ターン・オフ遅延はτ秒と等しい。
【００３１】
図６Ａ乃至図６Ｃは、３つの配備技法を使用したセル内の信号強度を示す。図６Ａの場合では、セル中央の基地局を使用してカバレージが提供される。図６Ｂの場合では、セルは、１つの基地局と、４つの無線リピータとを含む。これらのリピータは絶えずアクティブであり、その結果追加的な信号強度３８がもたらされる。最後に、図６Ｃは、リピータが選択的にアクティブ化される状況がトラフィックによってトリガされる様子を示す。図６Ｃに示される特定の状況では、１つの無線リピータがアクティブになり、それによって追加的な信号強度３８がもたらされるが、他の無線リピータは（破線円３９で示されるように）サイレントになる。本発明は、この図６Ｃの後者の場合を対象とする。
【００３２】
本発明を利用すれば、無線リピータは、アクティブ・モードになるべきかそれともアイドル・モードになるべきかを自律的に判定することが可能となる。トラフィック検出によってリピータが進行中の伝送を改善し得ることが指示された場合にのみ、リピータがアクティブ化される。トラフィック検出によってリピータが必要とされなくなったことが指示されると、リピータは非アクティブ化される。
【００３３】
本方法は、ネットワーク内で不必要な干渉を発生させずに無線リピータをセルラー・システムに導入する手段を提供する。提案の方法は更に、無線リピータの電力消費も低減する。本方法の用途は、例えば比較的短いセッション時間の間に高い瞬間データ転送速度を各接続で利用可能なパケット・データ・ネットワークに適している。また、電力制御リンクに関しては、本方法は出力電力を低減することができる。
【００３４】
図７は、本発明に係るリピータ装置Ｒの一実施形態のブロック図を示す。リピータ装置Ｒは、無線通信システムでの使用向けに構成される。リピータ装置Ｒは、第１のアンテナ４０と、第２のアンテナ４２と、を備える。本実施形態では、第１のアンテナ４０は、基地局からダウンリンク無線信号を受信し、基地局にアップリンク無線信号を送信するように構成される。また、本実施形態では、第２のアンテナ４２も同様に、ユーザ端末からアップリンク無線信号を受信し、ユーザ端末にダウンリンク無線信号を送信するように構成される。
【００３５】
リピータ装置Ｒは更に、増幅器構成４６を備える。本実施形態では、増幅器構成４６は、アップリンクとダウンリンクの両方のトラフィックを増幅するように構成され、したがって、第１のアンテナ４０と第２のアンテナ４２の両方に接続される。換言すると、増幅器構成４６は、ユーザ端末からのアップリンク・トラフィック及びユーザ端末に対するダウンリンク・トラフィックを増幅するように構成される。増幅器構成４６は基本的に、従来技術で知られるような任意のリピータ増幅方式に従って動作する。本実施形態では、増幅器構成４６は、アップリンクとダウンリンクの両方の信号増幅を支援する。したがって、方向切替え構成を提供する必要がある。アップリンクとダウンリンクのトラフィックが同時に存在する場合（ＦＤＤシステムで発生する可能性がある）、本装置は、代わりに２つの増幅器を備えることもできる。この場合、１つ目の増幅器はアップリンク・トラフィックの増幅に使用され、２つ目の増幅器はダウンリンク・トラフィックの増幅に使用される。本発明と共に使用可能なこのような増幅器構成の例は、例えば米国特許出願公開第２００４／０１４６０１３号又は同第２００７／００１５４６２号で確認することができる。
【００３６】
上述のとおり、増幅器構成４６は、様々な手法で構成することができる。ある実施形態ではアップリンク信号だけが増幅され、別の実施形態ではダウンリンク・トラフィックだけが増幅され、他の実施形態ではアップリンクとダウンリンクの両方のトラフィックが増幅される可能性がある。同様に、ある実施形態では該当するユーザ端末に関連するトラフィックだけが増幅され、他の実施形態ではすべてのトラフィックが考慮される。
【００３７】
リピータ装置Ｒは、第２のアンテナ４２に接続された検出器４４を備える。検出器４４は、本実施形態ではリピータＲの近傍に位置するユーザ端末からの無線シグナリングの存在を検出するように構成される。このため、検出器４４は、第２のアンテナ４２によって受信されたアップリンク無線信号の信号強度を判定する。信号強度が閾値を超える場合は、リピータ支援の利益を享受する可能性があるユーザ端末がリピータＲの近傍に位置すると結論付けることができる。
【００３８】
リピータ装置Ｒは更に、増幅器構成４６をアクティブ化する手段４８を備える。アクティブ化手段４８は、検出器４４に接続されており、検出器４４において閾値を超える無線シグナリングが検出されたことに応答して増幅器構成４６をアクティブ化するように構成される。したがって、アクティブ化手段４８は、アクティブ化手段４８の承認がない限り増幅器構成４６の動作が許可されない点で、増幅器構成４６の動作を制御するものである。
【００３９】
リピータ装置Ｒは、ユーザ端末との間のトラフィックが終了したときに増幅器構成を非アクティブ化する手段４９も備える。本実施形態では、非アクティブ化手段は、アクティブ化手段４８と同じセクションに組み込まれる。非アクティブ化手段４９は、該当するユーザ端末との間のトラフィックを追跡する。トラフィックが終了したときは、増幅器構成４６の動作は停止される。上述のとおり、単純な一構成は、ユーザ端末に対する及び／又はユーザ端末からの最後の無線信号の後に一定の遅延時間を加えることである。このような場合は、非アクティブ化手段４９は単純に、ユーザ端末との間で無線信号が受信される度にリセットされるタイム・アウト・クロックを備える。トラフィックが終了したときは、増幅器構成４６は、一定の遅延を伴ってオフに切り替えられる。
【００４０】
別の実施形態では、非アクティブ化手段４９は、より高度な機能、例えばシグナリング履歴を登録する機能を備えることができる。受信される無線信号は、例えばそれ自体の出力が継続時間、経時的な平均受信電力、バースト度のような様々な特性の影響を受ける可能性があるフィルタに接続することができ、フィルタの出力は、非アクティブ化で使用される遅延時間と関係付けることができる。換言すると、遅延時間を決定する機能は、ユーザ端末に対する及び／又はユーザ端末からのシグナリング履歴に依存させることができる。例えば、比較的長い時間継続しているユーザ端末との間の無線トラフィック・セッションの影響により、遅延時間が短い無線トラフィック・セッションよりも長くなる可能性がある。かかる構成は、増幅動作のアクティビティ・レベルを変更する必要なしに、非アクティブ期間が短く継続時間が長いセッションの支援を可能にすることができる。同様に、平均伝送データ転送速度の高い無線トラフィック・セッションが短い中断後も持続する可能性を高めることができる。バースト度の高いトラフィック、即ちデータ伝送レートが時間と共に大きく変化するトラフィックでは、定常のデータ転送速度が使用されるセッションと比較して、非アクティブ期間が発生する可能性が高くなる。このような事情を考慮に入れるようにフィルタを構成することにより、非アクティブ化手段４９が増幅器構成４６をオフに切り替えるよう命令する時期を決定する上で様々な遅延時間を使用することが可能となる。有利なことに、この特定のフィルタ構成は、通信システム内に存在するトラフィックのタイプに適合させることができる。
【００４１】
リピータ内の増幅器構成は、典型的にはアクティブ化がかなり高速である。十分な強度のアップリンク無線信号が検出されたときは、増幅器の起動時間は、典型的には検出されたまったく同じアップリンク信号の増幅も可能となるような十分短い時間となる。しかしながら、より高度な増幅器構成では、起動時間がより長くなる可能性がある。このような場合は、様々なレベルのスタンバイ状態が存在する可能性がある。例えば、増幅器構成４６は、フル給電されていても信号を積極的に増幅しない可能性がある。このような状態からの起動時間は、完全な無給電状態から起動する場合よりも短くなる可能性がある。かかる構成では、非アクティブ化手段４９は、非アクティブ化を段階的に制御するように構成され得る。例えば、第１の遅延時間後に増幅器構成の実際の増幅を停止させる一方、更なる遅延時間が経過するまで増幅器構成のフル給電状態を維持することができる。このような場合は、新しいトラフィック・セッションが検出された場合も増幅器構成が依然として給電状態にあるため、増幅器構成の起動時間が短縮される可能性がある。したがって、本発明と共に２段階以上の非アクティブ化を有利な形で適用することが可能となる。
【００４２】
一代替実施形態では、図７のリピータ装置Ｒは、リピータ装置Ｒの近傍に位置するユーザ端末に対するダウンリンク無線トラフィックを検出するように構成することができる。上述のとおり、この構成は、指向性無線信号の場合に達成可能となる。というのも、ユーザ端末は、そのような指向性シグナリングと同じ制限カバレージ・エリア内に存在することになると結論付けることができるからである。かかる構成では、第２のアンテナ４２は、基地局からダウンリンク無線信号を受信し、基地局にアップリンク無線信号を送信するように構成される。また、第１のアンテナ４０も同様に、ユーザ端末からアップリンク無線信号を受信し、ユーザ端末にダウンリンク無線信号を送信するように構成される。
【００４３】
これらの２つの手法は、図８に示されるように組み合わせることもできる。本例では、それぞれ１つのシグナリング方向を監視する２つの検出器４４が存在し、いずれかの検出器４４により、関連する無線信号が受信されたことをアクティブ化手段４８に知らせることができる。
【００４４】
特定の一実施形態では、非アクティブ化手段４９を通信ネットワーク自体によって支援することも可能である。かかる実施形態では、何らかのタイプの標準の修正が要求されるので、リピータの使用は完全には透過的とならない。通信ネットワークが基本的に様々なセル内にリピータが存在するかどうかを認識せず、それらのリピータがアクティブであるか否かを認識しない場合でも、非アクティブ化は基地局によってサポートされ得る。各トラフィック・セッションの終了時点、又は少なくともリピータの使用が疑われ得るトラフィックに関して、基地局は、任意の可能なアクティブ・リピータに向けた制御メッセージを含むことができる。このような制御メッセージは、トラフィック・セッションの終了を示すものであり、非アクティブ化手段４９が増幅器構成を非アクティブ化するのに適した時間を発見するのに使用することができる。かかる実施形態では、リピータ装置は、他の受信機のうちの１つと一体化され得る制御信号受信機を備える。制御信号受信機は、セルの基地局又はユーザ端末からの制御シグナリングから情報を抽出するように構成され、非アクティブ化手段に接続される。その後、非アクティブ化手段は、制御シグナリングから情報が取得されたことに応答して増幅器構成を非アクティブ化するように構成される。ただし、このような解決策では既存のシグナリング標準の変更が必要となる。
【００４５】
上述の各実施形態は、本発明を例示するほんの数例であることを理解していただきたい。本発明の範囲から逸脱しない限り、これらの実施形態には様々な修正及び変更を加えることができ、様々な組合せが可能であることが当業者には理解されるだろう。特に、技術的に可能であれば、様々な実施形態の様々な部分の解決策を他の構成で組み合わせることが可能である。ただし、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲で定義される。
【図１】
2011507367.tif 000003
【図２】
2011507367.tif 000004
【図３】
2011507367.tif 000005
【図６Ａ】
2011507367.tif 000006
【図６Ｂ】
2011507367.tif 000007
【図６Ｃ】
2011507367.tif 000008
【図４】
2011507367.tif 000009
【図５】
2011507367.tif 000010
【図７】
2011507367.tif 000011
【図８】
2011507367.tif 000012
【国際調査報告】
2011507367.tif 000013
2011507367.tif 000014
2011507367.tif 000015