(57)【要約】  基地局（１１０）と移動局（１３０）との間の通信は、中継局（１２０）の使用を通じて改善される。上記中継局（１２０）からの中継信号の送信タイミングは、上記基地局（１１０）から及び上記中継局（１２０）からの信号が上記移動局（１３０）に予め決定される許容量の範囲内で互いに一致するように、制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局（１３０）との間の通信方法（３００）であって：
無線ネットワーク（１００）の中継局（１２０）において、前記ネットワーク（１００）の基地局（１１０）から、前記中継局（１２０）から前記移動局（１３０）へ中継信号ＳＲとして中継されるべき通信信号ＳＣを受信すること（３１０）と；
前記中継信号ＳＲの中継送信時間ｔＲＭを決定すること（３２０）と；
前記中継局（１２０）から前記移動局（１３０）へ、前記中継信号ＳＲを前記中継送信時間ｔＲＭにおいて送信すること（３３０）と；
を含み、
前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣは、前記移動局（１３０）にも送信され、前記中継送信時間ｔＲＭは、前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣが予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記移動局（１３０）に到着するように決定される、
ことを特徴とする、方法（３００）。
【請求項２】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、共に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号（５００）であり、
前記中継送信時間ｔＲＭを決定する前記動作（３２０）において、前記信号ＳＣ及びＳＲの時間領域バーストの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように実行され、
前記予め決定される時間間隔の長さは、実質的に前記信号ＳＣ及びＳＲのサイクリックプレフィクス期間の長さ以下である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
前記中継信号内の各ＯＦＤＭシンボルＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号内の対応するＯＦＤＭシンボルＳＣの巡回的に遅延されたバージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間ｎにおける前記シンボルＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、巡回方式で決定される、時間ｎからサンプル数ｋ個分オフセットされた時間における前記シンボルＳＣの値であり、
ｋは整数である、
ことを特徴とする、請求項２に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、それぞれ１つ以上の信号フレーム（４００）内で送信され、
前記中継送信時間ｔＲＭを決定する前記動作（３２０）において、前記信号ＳＣ及びＳＲのフレームの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように実行され、
各信号フレーム（４００）は、送信が発生しないガード期間と送信が発生する送信期間とを含み、
前記予め決定される時間間隔の長さは、実質的に前記ガード期間の長さ以下である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記中継信号ＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号ＳＣのフレーム遅延バージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間フレームｎにおける前記中継信号ＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、ｎよりもフレーム数ｋ個分前の時間フレームにおける前記通信信号ＳＣの値であり、
ｋは１以上の整数である、
ことを特徴とする、請求項４に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記中継送信時間ｒＲＭを決定する前記動作（３２０）は：
値ｒＢＲ、ＤＢＲ、ｒＭＲを決定すること（６１０）と；
前記値ｒＢＲ、ＤＢＲ及びｒＭＲに基づいて、前記中継送信時間ｒＲＭを計算すること（６２０）と；
を含み、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表す、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記値ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＲは、前記中継局（１２０）により直接的に測定され又は決定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記中継送信時間ｒＲＭを計算する前記動作（６２０）は、
前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に基づいて計算すること、を含み、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、通信方式のフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する定数である、
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項９】
複数の移動局（１３０）との間の通信方法（７００）であって：
無線ネットワーク（１００）の中継局（１２０）において、前記ネットワーク（１００）の基地局（１１０）から、前記中継局（１２０）から前記複数の移動局（１３０）へ中継信号（ＳＲ）として中継されるべき通信信号（ＳＣ）を受信すること（７１０）と；
前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する個別の中継送信時間ｔＲＭを決定すること（７２０）と；
前記複数の移動局（１３０）に対応する前記個別の中継送信時間ｔＲＭに基づいて、最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴを決定すること（７３０）と；
前記中継局（１２０）から、前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴにおいて、前記中継信号ＳＲを前記複数の移動局（１３０）へ送信すること（７４０）と；
を含み、
前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣは、前記複数の移動局（１３０）にも送信され、前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣを受信する前記移動局（１３０）の数を最適化するように決定される、
ことを特徴とする、方法（７００）。
【請求項１０】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の中継送信時間ｔＲＭの範囲と重なる時間ウィンドウの中間点であって、前記時間ウィンドウの範囲内に入る前記中継送信時間ｔＲＭの数が最大となるような中間点であり、
前記時間ウィンドウの長さは、前記予め決定される時間間隔である、
ことを特徴とする、請求項９に記載の方法（７００）。
【請求項１１】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の前記中継送信時間ｔＲＭの平均値、中央値又は最頻値である、ことを特徴とする、請求項９に記載の方法（７００）。
【請求項１２】
移動局（１３０）との間で通信するための無線ネットワーク（１００）の中継局（１２０）であって：
前記ネットワーク（１００）の基地局（１１０）から、前記移動局（１３０）へ中継信号ＳＲとして中継されるべき通信信号ＳＣを受信するための基地局（１１０）通信部（２１０）と；
前記基地局（１１０）通信部（２１０）に制御可能に接続され、前記中継信号ＳＲの中継送信時間ｔＲＭを決定するための通信制御部（２２０）と；
前記通信制御部（２２０）に制御可能に接続され、前記移動局（１３０）からの送信信号ＳＭを受信し、及び、前記移動局（１３０）へ前記中継信号ＳＲを前記中継送信時間ｔＲＭにおいて送信するための移動局（１３０）通信部（２３０）と；
を備え、
前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣは、前記移動局（１３０）にも送信され、前記通信制御部（２２０）は、前記中継送信時間ｔＲＭを、前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣが予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記移動局（１３０）に到着するように決定する、
ことを特徴とする、中継局（１２０）。
【請求項１３】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、共に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号（５００）であり、
前記通信制御部（２２０）は、前記信号ＳＣ及びＳＲの時間領域バーストの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように、前記中継送信時間ｔＲＭを決定し、
前記予め決定される時間間隔の長さは、前記信号ＳＣ及びＳＲのサイクリックプレフィクス期間の長さよりも小さい、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の中継局（１２０）。
【請求項１４】
前記中継信号の各ＯＦＤＭシンボルＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号の対応するＯＦＤＭシンボルＳＣの巡回的に遅延されたバージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間ｎにおける前記シンボルＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、巡回方式で決定される、時間ｎからサンプル数ｋ個分オフセットされた時間における前記シンボルＳＣの値であり、
ｋは整数である、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の中継局（１２０）。
【請求項１５】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、それぞれ１つ以上の信号フレーム（４００）内で送信され、
前記通信制御部（２２０）は、前記信号ＳＣ及びＳＲのフレームの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように前記中継送信時間ｔＲＭを決定し、
各信号フレーム（４００）は、送信が発生しないガード期間と送信が発生する送信期間とを含み、
前記予め決定される時間間隔の長さは、前記ガード期間の長さよりも小さい、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の中継局（１２０）。
【請求項１６】
前記中継信号ＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号ＳＣのフレーム遅延バージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間フレームｎにおける前記中継信号ＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、ｔよりもフレーム数ｋ個分前の時間フレームにおける前記通信信号ＳＣの値であり、
ｋは１以上の整数である、
ことを特徴とする、請求項１５に記載の中継局（１２０）。
【請求項１７】
前記通信制御部（２２０）は：
値ｒＢＲ、ＤＢＲ、ｒＭＲを決定し；
前記値ｒＢＲ、ＤＢＲ及びｒＭＲに基づいて、前記中継送信時間ｒＲＭを計算する；
ことにより前記中継送信時間ｒＲＭを決定するように構成され、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表す、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の中継局（１２０）。
【請求項１８】
前記通信制御部（２２０）は、前記値ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＲを直接的に決定するよう構成される、ことを特徴とする、請求項１７に記載の中継局（１２０）。
【請求項１９】
前記通信制御部（２２０）は、前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に従って決定し、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、通信方式のフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する既知の定数である、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の中継局（１２０）。
【請求項２０】
複数の移動局（１３０）との間で通信するための無線ネットワーク（１００）であって、
前記複数の移動局（１３０）及び中継局（１２０）に通信信号（ＳＣ）を送信するための基地局（１１０）と；
前記複数の移動局（１３０）へ中継信号（ＳＲ）として前記通信信号ＳＣを中継するための前記中継局（１２０）と；
を含み、
前記中継局（１２０）は、前記基地局（１１０）通信部（２１０）、前記通信制御部（２２０）及び前記移動局（１３０）通信部（２３０）を備え、
前記通信制御部（２２０）は：
前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する前記中継信号ＳＲの前記中継送信時間ｔＲＭを決定し；
前記複数の移動局（１３０）に対応する個別の中継送信時間ｔＲＭに基づいて、最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴを決定し；
前記移動局（１３０）通信部（２３０）は、前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴにおいて、前記中継信号ＳＲを前記複数の移動局（１３０）へ送信し；
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣを受信する前記移動局（１３０）の数を最適化するように決定される、
無線ネットワーク（１００）。
【請求項２１】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の中継送信時間ｔＲＭの範囲と重なる時間ウィンドウの中間点であって、前記時間ウィンドウの範囲内に入る前記中継送信時間ｔＲＭの数が最大となるような中間点であり、前記時間ウィンドウの長さは、前記予め決定される時間間隔である、ことを特徴とする、請求項２０に記載の無線ネットワーク（１００）。
【請求項２２】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の前記中継送信時間ｔＲＭの平均値、中央値又は最頻値である、ことを特徴とする、請求項２０に記載の無線ネットワーク（１００）。
【請求項２３】
前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する前記個別の中継送信時間ｔＲＭを決定する前記動作（７２０）は、各移動局（１３０）について：
値ｒＢＲ、ＤＢＲ、ｒＭＲの決定（６１０）と；
前記値ｒＢＲ、ＤＢＲ及びｒＭＲに基づく、前記中継送信時間ｒＲＭの計算（６２０）と；
を実行することを含み、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表す、
ことを特徴とする、請求項９に記載の方法（７００）。
【請求項２４】
各移動局（１３０）について前記個別の中継送信時間ｒＲＭを計算する前記動作（６２０）において、前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に基づいて計算すること、を含み、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、前記無線ネットワークのフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する定数である、
ことを特徴とする、請求項２３に記載の方法（３００）。
【請求項２５】
前記通信制御部（２２０）は、前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する前記中継信号ＳＲの前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に基づいて計算し、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表し、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、前記無線ネットワークのフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する定数である、
ことを特徴とする、請求項２０に記載の無線ネットワーク（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示のある観点は、それぞれの信号が移動局に実質的に同時に到着するように、基地局から及び中継局からの通信信号の送信をタイミング付けするための、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局と移動局との間の通信を中継局を使用して改善するための技術が研究されてきている。中継局は、システム内のカバレージ及びスループットを改善するために使用され得る。中継局は、極めて劣悪な信号条件を経験している可能性のある移動局と通信中の基地局を支援し、ネットワーク内のカバレージの改善を導くことができる。スループットの改善は、一般的に、中継局により移動局へのリンクのキャパシティを増加させることで達成され得る。
【０００３】
中継局を使用して通信を改善するための１つの特有の技術は、“協調的中継（cooperative  relaying）”と呼ばれ、基地局と中継局とから送信される信号を移動局において同時に受信することを含む。一例として、巡回遅延ダイバーシティは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムにおいて使用され得る。この場合、中継局からの信号は、基地局からの信号の巡回的に遅延された（cyclically  delayed）バージョンである。こうした技術は、一般的には、中継局と基地局とからの信号の移動局における到着が、いかなるずれ（misalignment）も移動局の受信機により十分許容される程度に小さく、おおよそ同時であることに依存する。
【０００４】
一般的に、中継局からの送信信号と基地局からの送信信号とは移動局において同時に生じ、伝播距離の差異による到着時間の不一致は何らの特別な問題を引き起こさないほど十分に小さいことが前提とされる。例えば、ＯＦＤＭシステムにおいて、一般的に、基地局と中継局との間の移動局における到着時間の差異は、送信信号のサイクリックプレフィクス部分よりも小さいことが前提とされる。
【０００５】
信号を同時に到着させるというこの目的を達成する１つのやり方は、中継局における信号送信時間を、中継局が基地局から信号を受信するであろう時間に設定することである。この例では、中継局と移動局との間の距離が小さくなるほどずれは小さくなり、中継局及び移動局が同じ場所に位置する（co-located）場合に完全な調整（alignment）がなされる。
【０００６】
第２の解決策は、中継局が移動局のための正確な送信時間を計算できるように、移動局がシグナリング及び中継局との間の通信を含む測距（ranging）処理を行うことである。中継局は、移動局が信号の到着時間を測定してそれを基地局からの送信信号の到着時間と比較できるように、移動局に信号を送信する。そして、移動局は、要求される送信時間の修正値（correction）のシグナリングを中継局へ返すことができる。
【０００７】
第１の解決策において、到着時間の差異が性能に影響しない程度に小さいという前提は、必ずしも全ての状況において成立しない。図１に示したシナリオを検討されたい。図１は、移動局１３０−１及び１３０−２に通信サービスを提供している基地局１１０及び中継局１２０を含む、一例としての無線ネットワーク１００を示している。また、基地局１１０、中継局１２０及び移動局１３０の間の通信リンクも示されている。基地局１１０と中継局１２０との間のリンク上の値ＤＢＳは、基地局１１０を送信元とする中継局１２０への信号の伝播遅延を表す。各遅延値の下付きの文字列は、その変数により表される遅延についてのリンク及びその方向を表す。リンクの伝播遅延は、何らかの非見通し線（non-line-of-sight）の影響を含むと想定される。また、伝播遅延は主に環境に依存することから、リンクの方向は伝播遅延には影響しない。例えば、基地局１１０と第１の移動局１３０−１との間の伝播遅延は、信号が基地局１１０から移動局１３０へ送信されるかその逆であるかによらず同じである（即ち、ＤＭＢ＝ＤＭＢ）
【０００８】
典型的には、中継局１２０は、双方の移動局１３０へ同時に信号を送信する。双方の移動局１３０が中継局１２０から等距離にいることは極めて稀である。よって、中継局１２０と各移動局１３０−１及び１３０−２との間の伝播遅延は等しくなく、即ちＤＲＭ≠ＤＲＭ２であろう。よって、中継局１２０が双方の移動局１３０のために同じ送信時間を用いる場合、基地局１１０及び中継局１２０からの送信は、少なくとも１つの移動局１３０において適切に調整されないであろう。この問題は、移動局１３０の数が増加するほど悪化する。
【０００９】
大きなセルについて、中継局１２０と移動局１３０との間の距離は、６００メートル以上の規模となり得る。これは、２マイクロ秒の伝播遅延に相当する。基地局１１０及び中継局１２０との関係における移動局１３０の位置に応じて、プラスマイナス２マイクロ秒のタイミングのずれが生じ得る。サイクリックプレフィクス期間が４．６９マイクロ秒であるＬＴＥ（Long  Term  Evolution）システムについては、これは中継局−移動局間のチャネルの遅延拡散のために非常に小さい余地しか残さないであろう。チャネルが３マイクロ秒の経路遅延を有する場合、移動局１３０が中継局１２０及び基地局１１０からの合成信号を受信する際には、その経路は、サイクリックプレフィクス期間外に外れているであろう。よって、第１の解決策は満足できるものではない。
【００１０】
移動局１３０と中継局１２０との間の測距処理を用いる第２の解決策の短所は、中継局１２０がシステム内でフレーム構造及びシグナリングに最小のインパクトしか与えないというシンプルなシステムソリューションを、その解決策が不可能にすることである。移動局は新たな機能性及び新たなシグナリングメッセージを実装する必要があるため、中継局をより古い移動局との間で動作するようなやり方でレガシーシステムに取り込むことは、困難である。いくつかの場合において、これは、中継局を使用することの利点を制限する。上述したレガシーの移動局との適合性の要件が存在しないシステムにとってさえも、そうした制御手続は、貴重なシステムリソースを浪費し得る。言い換えれば、この解決策は、システムの複雑性を大幅に増加させ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ある実施形態において、移動局１３０との間の通信方法が開示される。当該方法では、ネットワークの中継局１２０において、基地局１１０からの通信信号ＳＣが受信される。信号ＳＣは、中継局１２０から移動局１３０へ中継信号ＳＲとして中継されるものである。上記方法は、中継送信時間ｔＲＭを決定し、時間ｔＲＭにおいて中継局１２０から移動局１３０へ信号ＳＲを送信することを含む。基地局１１０からの信号ＳＣは、移動局１３０にも送信される。中継送信時間ｔＲＭは、中継局１２０からの中継信号ＳＲ及び基地局１１０からの通信信号ＳＣが予め決定される互いの時間間隔の範囲内で移動局１３０に到着するように決定される。上記予め決定される時間間隔は、例えば、協調的中継技術を使用して達成可能なデータレートの利得を移動局が実現できることを保証するように設定され得る。
【００１２】
ある観点において、信号ＳＣ及びＳＲは、それぞれ１つ以上の信号フレーム４００内で送信され、時間ｔＲＭは、信号ＳＣ及びＳＲのフレームの境界が移動局１３０における上記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように決定される。各信号フレームは、ガード期間と送信期間とを含む。送信は、送信期間内に発生する。上記予め決定される時間間隔の長さは実質的にガード期間の長さと等しくてもよいが、上記予め決定される時間間隔はガード期間の長さより小さい方が好ましい。時間ｔＲＭは、移動局１３０において信号ＳＣのガード期間が信号ＳＲのガード期間の少なくとも一部と重なるように設定されることが好ましい。好適には、信号ＳＣ及びＳＲのフレームの境界が完全に一致し、特に、信号間でガード期間が完全に重なり合う。
【００１３】
さらに、中継局１２０からの中継信号ＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような基地局１１０からの通信信号ＳＣのフレーム遅延バージョンであってよい。ここで、ＳＲ（ｎ）は、時間フレームｎにおける中継信号ＳＲの値を表し、ＳＣ（ｎ−ｋ）は、ｎよりもフレーム数ｋ個分前の時間フレームにおける信号ＳＣの値を表し、ｋは１以上の整数である。
【００１４】
他の観点において、信号ＳＣ及び信号ＳＲの双方はＯＦＤＭ信号であり、中継送信時間ｔＲＭは、信号ＳＣ及びＳＲの時間領域バーストの境界が移動局１３０における予め決定される互いの時間間隔の範囲内に並べられるように決定される。上記予め決定される時間間隔の長さは、好適には、上記信号のサイクリックプレフィクス期間の長さよりも小さく、但し実質的に等しくてもよい。時間ｔＲＭは、信号ＳＣのサイクリックプレフィクス期間が信号ＳＲのサイクリックプレフィクス期間の少なくとも一部に移動局１３０において重なるように設定されるのが好適である。特に、上記信号の時間領域バーストの境界が完全に一致し、上記信号のサイクリックプレフィクス期間が完全に重なり合うことが好適である。
【００１５】
中継されるＯＦＤＭシンボルＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような通信信号ＯＦＤＭシンボルＳＣの巡回的に遅延されたバージョンであってよい。ここで、ＳＲ（ｎ）は、時間ｎにおけるシンボルＳＲの値を表し、ＳＣ（ｎ−ｋ）は、巡回方式で決定される、時間ｎからサンプル数ｋ個分オフセットされた時間におけるシンボルＳＣの値を表し、ｋは整数である。
【００１６】
一例としての中継送信時間ｔＲＭを決定する動作が開示される。その動作は、値ｒＢＲ、ＤＢＲ、ｒＭＲ、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３を決定することを含む。値ｒＢＲは、中継局１２０における信号ＳＣの受信時間を表し、値ＤＢＲは、基地局１１０と中継局１２０との間の信号伝播遅延を表し、値ｒＭＲは、中継局１２０における移動局１３０からの信号ＳＭの受信時間を表し、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、それぞれ、中継局１２０、基地局１１０及び移動局１３０からの送信タイミングに関する定数である。これら定数は、通信方式のフレーム構造により与えられ得る。上記動作は、決定された値に基づいて中継送信時間ｔＲＭを計算することを含む。値ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＲは、中継局１２０により直接的に測定され又は決定される。中継送信時間ｔＲＭの一例としての計算は、ｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲのように表現される。ある実施形態において、値Ｋ１、Ｋ２及びＫ３のいずれか１つ以上が実質的にゼロと等しくなるように、即ち無視し得るように、ネットワークは設定され運用される。
【００１７】
複数の移動局との間の一例としての通信方法が開示される。当該方法では、ネットワーク１００の中継局１２０において、ネットワーク１００の基地局１１０から、通信信号ＳＣが受信される。各移動局１３０について、対応する中継送信時間ｔＲＭが決定される。個別の中継送信時間の決定の動作は、上述した一例としての方法に基づいてよい。複数の個別の中継送信時間に基づいて、最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴが決定され、時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴにおいて中継信号ＳＲが複数の移動局へ送信される。時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、予め決定される互いの時間間隔の範囲内で信号ＳＲ及び信号ＳＣを受信する移動局１３０の数が最適化されるように決定される。あらためて言うと、上記予め決定される時間間隔は、例えば、協調的中継技術を使用して達成可能なデータレートの利得を移動局が実現できることを保証するように設定され得る。
【００１８】
１つの観点において、時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、移動局群の個別の中継送信時間の範囲と重なる時間ウィンドウの中間点であって、時間ウィンドウの範囲内に入る中継送信時間の数が最大となるような中間点に設定される。上記時間ウィンドウの長さは、予め決定される時間間隔と等しくてよい。他の単純な手法は、上記最適な中継送信時間を、移動局群の個別の中継送信時間の平均値、中央値又は最頻値とすることである。
【００１９】
移動局１３０との間で通信するよう構成される無線ネットワークの中継局１２０の一例としての実施形態が開示される。移動局１３０は、基地局１１０通信部、通信制御部、及び移動局１３０通信部を含む。中継局１２０通信部は、中継信号ＳＲとして中継されるべき通信信号ＳＣを基地局１１０から受信するよう構成される。通信制御部は、中継送信時間ｔＲＭを決定するよう構成され、中継局１２０通信部は、移動局１３０へ信号ＳＲを中継送信時間ｔＲＭにおいて送信するよう構成される。時間ｔＲＭは、中継信号ＳＲ及び通信信号ＳＣが予め決定される互いの時間間隔の範囲内で移動局１３０に到着するように決定される。上記予め決定される時間間隔は、協調的中継技術を使用して達成可能なデータレートの利得を移動局が実現できることを保証するように設定され得る。基地局１１０からの信号ＳＣは、移動局１３０にも送信される。ある実施形態において、中継局１２０のコンポーネントは、上述した方法を実行するよう構成される。
【００２０】
他の実施形態において、基地局１１０及び中継局１２０を含み得る無線ネットワーク１００は、１つ以上の移動局に通信サービスを提供するよう構成される。中継局１２０は、上述した方法を実装するよう構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の上述した及び他の目的、特徴及び利点は、添付図面に例示された好適な実施形態のより詳細な以下の説明から明らかとなるであろう。種々の図を通じて、参照符号は同じ部分に言及する。図面は必ずしも正確なスケールを表しておらず、本発明の原理の例示のためにむしろ強調がなされ得る。
【００２２】
【図１】１つ以上の移動局に通信サービスを提供するよう構成される一例としてのネットワークを示している。
【図２】中継局の一例としての実施形態を示している。
【図３】移動局との間の通信の一例としての方法のフローチャートを示している。
【図４Ａ】ガード及び送信期間を含む信号フレームの一例としてのイラストレーションである。
【図４Ｂ】ガード期間の重なりを示す信号フレームの一例としての境界の調整を示している。
【図５Ａ】サイクリックプレフィクス期間を含むＯＦＤＭ送信バーストの構造を示している。
【図５Ｂ】信号のサイクリックプレフィクス期間の重なりを含む２つのＯＦＤＭ信号の境界の調整を示している。
【図６】中継局１２０から送信されるべき信号の中継送信時間の決定のための一例としての方法のフローチャートを示している。
【図７】複数の移動局に通信サービスを提供する一例としての方法のフローチャートを示している。
【図８】最適な中継送信時間の決定についての状況を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の説明において、特有のアーキテクチャ、インタフェース、技術などのような特定の詳細は、本発明についての完全な理解を提供するために、限定ではなく説明の目的で例示される。しかしながら、当業者にとって、本発明がそれら特定の詳細とは異なる他の実施形態において実用され得ることは明白であろう。即ち、当業者であれば、ここで明示的には説明され又は示されていなくとも、本発明の思想及び範囲に含まれる、本発明の原理を具現化する様々な構成を案出し得るであろう。いくつかの例においては、よく知られた装置、回路及び方法についての詳細な説明は、不必要な詳細により本発明の説明が不明瞭とならないように、省略される。本発明の原理、側面及び実施形態を述べるここでの全ての記述、及びその特有の例は、その構造的及び機能的な均等物の双方を含むことが意図される。さらに、そうした均等物は、現時点で知られた均等物と共に、将来において開発される均等物、即ち、構造によらず同じ機能を実行する開発されるいかなる要素をも含むことが意図される。
【００２４】
よって、例えば、当業者は、ここでのブロック図が本技術の原理を具現化する例示的な回路の概念的な図を表し得ることを理解するであろう。同様に、いずれのフローチャート、状態遷移図、擬似コードなども、コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されていなくとも、コンピュータにより読み取り可能な媒体において実質的に表現され、そしてコンピュータ又はプロセッサにより実行され得る様々な処理を表すことを理解するであろう。
【００２５】
“通信部”又は“制御部”とラベル付けされ又は説明される機能ブロックを含む様々な要素の機能は、専用のハードウェア、又は適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行可能なハードウェアの使用を通じて提供され得る。そのケイパビリティは、単一の専用プロセッサにより、単一の共有プロセッサにより、又は複数の個別のプロセッサにより提供され得る。そのいくつかは、共通化され又は分散され得る。さらに、“プロセッサ”又は“コントローラ”という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行可能なハードウェアに排他的に言及するものと解釈されるべきではなく、限定ではないものの、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）のハードウェア、ソフトウェアを記憶するための読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び不揮発性ストレージを含み得る。
【００２６】
本技術は、限定ではない例としての図１の通信ネットワークの文脈において説明される。協調的中継技術において、移動局１３０は、基地局１１０及び中継局１２０の双方から送信される信号を受信する。図１では、移動局１３０−１及び１３０−２の各々が、基地局１１０及び中継局１２０からの信号を受信する。説明の簡明さのために、第１の移動局１３０−１（簡単に移動局１３０としても言及される）に提供される通信サービスについて説明する。その説明は、第２の移動局１３０−２にも同等に適用可能である。
【００２７】
移動局１３０は、基地局１１０から通信信号ＳＣ、中継局１２０から中継信号ＳＲを受信する。中継局１２０を使用して達成可能なスループット及びカバレージの利得の最大化のためには、信号ＳＣ及びＳＲは、予め決定される互いの間隔の範囲内で移動局１３０に到着するべきである。その予め決定される間隔は、ずれの許容量を表すものであってよく、システムにより使用される信号のデザイン及び／又はネットワーク１００により守られるべき移動局の複雑性についての制約に基づいて、設定され得る。最も好ましい状況は、信号ＳＣ及びＳＲが移動局１３０において完全に一致することである。
【００２８】
数学的に、値ｒＢＭは移動局１３０における基地局１１０からの通信信号ＳＣの受信時間を表すものとする。同様に、ｒＲＭは移動局１３０における中継局１２０から送信される中継信号ＳＲの受信時間を表すものとする。すると、望まれる結果は、次の式（０）のように表され得る：
【００２９】
【数１】
2011507451.tif 000003
【００３０】
式（０）は、信号ＳＣ及びＳＲの移動局１３０における受信時間が上記予め決定される互いの時間間隔（time  period）の範囲内にあるべきであることを単純に表現したものであり、受信時間が完全に一致する場合、即ち互いに等しい場合に、最良の状況となる。一例としての実施形態において、中継信号ＳＣの中継局１２０における送信時間を表す中継送信時間ｔＲＭは、式（０）を満足するように設定される。
【００３１】
図２は、移動局１３０との間で通信するよう構成される一例としての中継局１２０を示している。中継局１２０は、基地局１１０から送信信号ＳＣを受信するよう構成される基地局通信部２１０を含む（送信信号ＳＣは、中継信号ＳＲとして移動局１３０へ中継される）。また、中継局１２０は、（制御可能に基地局制御部２１０と接続され、中継送信時間ｔＲＭを決定するよう構成される）通信制御部２２０を含み、及び（制御可能に通信制御部２２０と接続され、移動局１３０から信号を受信し、時間ｔＲＭにおいて中継信号ＳＲを移動局１３０へ送信するよう構成される）移動局通信部２３０を含む。一例としての実施形態において、中継局１２０のコンポーネント群は、式（０）が満たされるような１つ以上の方法を実行するよう構成される。
【００３２】
そのような１つの例としての方法３００が図３のフローチャートに示されている。方法３００は、無線ネットワーク１００の中継局１２０において、当該ネットワーク１００の基地局１１０から、中継局１２０から移動局１３０へ中継信号ＳＲとして中継されるべき通信信号ＳＣを受信すること（動作３１０）を含む。また、当該方法３００は、中継送信時間ｔＲＭを決定すること（動作３２０）、及び、中継局１２０から移動局１３０へ、中継信号ＳＲを中継送信時間ｔＲＭにおいて送信すること（動作３３０）を含む。中継送信時間ｔＲＭは、中継信号ＳＲ及び通信信号ＳＣが予め決定される互いの時間間隔の範囲内で移動局１３０に到着するように決定される。最も好適には、信号ＳＲ及びＳＣが移動局１３０において互いに完全に一致する（perfectly  aligned）ことである。予め決定される上記時間間隔は、中継局１２０を用いて達成可能なスループット及びカバレージの利得が最大化されることを保証するように設定され得る。
【００３３】
信号ＳＣ及びＳＲは、１つ以上の信号フレーム内でそれぞれ送信され得る。図４Ａは、一例としての信号フレーム４００の構造を示している。各フレーム４００は、ガード期間（ＧＰ）及び送信期間（ＴＰ）を含む。図４Ａにおいて、２つの連続する信号フレームが示されている。送信は、典型的には、ＴＰ内で発生する。各ＧＰは、連続するＴＰを区切る。こうしたガード期間は、基地局及び移動局が同じ周波数チャネル上で異なる時間に通信を行う時間分割複信システムにおいて知られている。ガード期間は、移動局と基地局との間の変化する伝播距離に対処するために、またある時点で基地局が送信機と受信機とを切り替えることを可能とするために提供される。ガード期間は、基地局から最も遠い移動局が、近傍の移動局によるアップリンク上の通信からの干渉を受けることなく、基地局からの信号を受信することを可能にする。
【００３４】
ある観点において、時間ｔＲＭを決定する動作３２０は、信号ＳＣ及びＳＲのフレームの境界が移動局１３０における予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように、実行される。そのような信号の調整の一例が、図４Ｂに示されている。なお、上記予め決定される時間間隔の長さ（duration）は、実質的に（好適な）ガード期間ＧＰの長さ以下であるものとする。そして、式（０）を満足させるために、移動局１３０における信号ＳＣ及びＳＲのガード期間は、いくらかの重なりを有するべきである。
【００３５】
上述したように、中継信号ＳＲを、基地局１１０から送信される通信信号ＳＣの遅延されたバージョンとすることができる。信号ＳＣ及びＳＲが１つ以上のフレーム内で送信される場合、中継信号ＳＲは、式（１）に表された通り、通信信号ＳＣのフレーム遅延バージョン（frame  delayed  version）であってよい。
【００３６】
【数２】
2011507451.tif 000004
【００３７】
式（１）において、ＳＲ（ｎ）は時間フレームｎにおける中継信号ＳＲの値を表し、ＳＣ（ｎ−ｋ）はｎよりもフレーム数ｋ個分前の時間フレームにおける通信信号ＳＣの値を表し、ｋは１以上の整数である。
【００３８】
他の実施形態において、信号ＳＣ及びＳＲは、ＯＦＤＭシンボルとして実装され得る。図５Ａは、ＯＦＤＭシンボルの一例としての時間領域バースト５００を示している。ＯＦＤＭ時間領域バースト５００は、サイクリックプレフィクス期間（ＣＰ）を含む。ＯＦＤＭシンボルが含まれる一例としての状況において、中継送信時間ｔＲＭを決定する動作（３２０）は、信号ＳＣ及びＳＲの時間領域バーストの境界が移動局１３０における予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように時間ｔＲＭを決定することを含む。上記予め決定される時間間隔の長さは、上記信号のサイクリックプレフィクス期間の長さのうちのある割合であってよい。式（０）を満足させる１つのやり方は、図５Ｂに示されているように、移動局１３０において、信号ＳＣのサイクリックプレフィクス期間が信号ＳＲのサイクリックプレフィクス期間の少なくとも一部に重なるように、ｔＲＭを設定することである。サイクリックプレフィクス期間が完全に重なる場合には、完全な調整がなされる。
【００３９】
中継信号は、式（２）に表されているように、通信信号の巡回的な遅延バージョンであってよい。
【００４０】
【数３】
2011507451.tif 000005
【００４１】
式（２）において、ＳＲ（ｎ）は時間ｎにおけるＯＦＤＭシンボルＳＲの値を表し、ＳＣ（ｎ−ｋ）は、巡回的な形で決定されるｋ個のサンプル数により時間ｎからオフセットされた時点におけるＯＦＤＭシンボルＳＣの値を表し、ｋは整数である。括弧内の値は、フレームよりもむしろ時間領域バーストのサンプルを表す。
【００４２】
式（０）を満足させる多くのアルゴリズムのうち１つの特有のアルゴリズムが開示された。このアルゴリズムの説明を開始するにあたり、基地局１１０から送信された信号の移動局１３０における受信時間を、式（３）のように表す。
【００４３】
【数４】
2011507451.tif 000006
【００４４】
式（３）において、値ｒＢＭは、移動局１３０における基地局１１０からの信号の受信時間であり、ｔＢＭは、基地局１１０における送信時間であり、ＤＢＭは、基地局１１０と移動局１３０との間の伝播遅延である。再び図１を参照すると、ＤＢＭ＝ＤＭＢであり、これは双方が同じ通信リンクに言及していることによる。一方、ｔＢＭ（基地局１１０における移動局１３０への信号の送信時間）は、ｔＭＢ（移動局１３０における基地局１１０への信号の送信時間）と等しくない。同様に、ｒＢＭは、ｒＭＢ（基地局１１０における移動局１３０から送信される信号の受信時間）と等しくない。アップリンクの送信時間−ｔＭＢ−は、基地局１１０からのダウンリンク信号の受信時間−ｒＢＭ−、及び通常タイミングアドバンスと呼ばれる基地局１１０により提供されるタイミング調整値に依存する。タイミングアドバンスの目的は、時間的に適切に位置合わせ（align）された形で全ての移動局１３０からの信号を基地局１１０が受信することを保証することである。移動局１３０から基地局１１０への送信のためのアップリンク上の送信時間は、式（４）のように表され得る。
【００４５】
【数５】
2011507451.tif 000007
【００４６】
式（４）において、値ＴＭＢは上述したタイミングアドバンスであり、値Ｋ１はフレーム構造に関連する定数である。例えば、時間分割複信方式において、あるフレームはダウンリンク及びアップリンクのサブフレームに分割され、アップリンクのサブフレームはダウンリンクのサブフレームの時間Ｋ１後に開始する。タイミングアドバンスの値は、複数の移動局１３０からの受信信号が基地局１１０に同時に到着するように、基地局１１０により設定される。これは、式（５）において表されるように、タイミングアドバンスを伝播遅延の２倍に設定することにより達成される。
【００４７】
【数６】
2011507451.tif 000008
【００４８】
式（３）、（４）及び（５）から、アップリンクの送信時間ｔＭＢは、式（６）のように導かれ表される。
【００４９】
【数７】
2011507451.tif 000009
【００５０】
ある実施形態において、中継局１２０は、基地局１１０及び移動局１３０の双方から信号を受信できるものとする。即ち、中継局１２０は、移動局１３０から及び基地局１１０からの信号の受信時間を測定することができる。これら測定結果は、式（７）及び（８）のように表される。
【００５１】
【数８】
2011507451.tif 000010
【００５２】
式（７）は、基地局１１０から送信される信号の中継局１２０における受信時間ｒＢＲを表し、式（８）は、移動局１３０から送信される信号ＳＭの中継局１２０における受信時間ｒＭＲを表す。値Ｋ２は、移動局１３０へ及び中継局１２０へ送信される信号の基地局１１０における送信時間に関する定数、値Ｋ３は、移動局１３０からの送信について同様に定義される定数である。Ｋ１の例と同様、値Ｋ２及びＫ３は、フレーム内の異なるサブフレーム間の長さから生じ得る。Ｋ２は、基地局が中継局に送信を行うサブフレームと基地局１１０が移動局１３０に送信を行うサブフレームとの間の時間差であってよい。Ｋ３は、同様に、移動局１３０が中継局へ送信を行うサブフレームと移動局が基地局１１０へ送信を行うサブフレームとの間の時間差であってよい。なお、そのようなサブフレームの定義は必ずしも中継の動作のために必要ではなく、よって値Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は結果的にゼロであるのがよい。従って、基地局１１０から移動局１３０へ送信される信号が中継局１２０によっても受信時間の決定のために使用されるのであれば、定数Ｋ２をゼロに設定することができる。また、同様に、定数Ｋ３をゼロに設定することができる。
【００５３】
中継局１２０により送信される信号の移動局１３０における受信時間ｒＲＭは、式（９）により表される。
【００５４】
【数９】
2011507451.tif 000011
【００５５】
目的は、中継局１２０における中継送信時間ｒＲＭを算出し、それにより移動局１３０において同時に基地局１１０及び中継局１２０からの信号が受信されるようになることである。言い換えれば、式（１０）を達成することが望まれる。
【００５６】
【数１０】
2011507451.tif 000012
【００５７】
なお、式（１０）は、完全な一致が達成されるという、式（０）の特別なケースである。式（３）及び式（１０）から、式（１１）が導かれる。
【００５８】
【数１１】
2011507451.tif 000013
【００５９】
式（１１）は、算出されるべき中継送信時間ｔＲＭを表しているが、時間ｔＲＭは、中継局１２０により直接的には測定できないいくつかの値に関連して表現されている。時間ｔＲＭは、中継局１２０により測定可能であるか又は既知である値のみに基づいて決定されることが望ましい。それらは、ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＭを含む。値ｒＢＲ及びｒＭＲは中継局により直接的に測定可能であり、値ＤＢＭは基地局１１０により中継局１２０に提供される中継局１２０のタイミングアドバンス値から式（５）を使用して導かれ得る。これら値の観点での中継送信時間ｔＢＭは、次のように導かれる。
【００６０】
第１に、式（７）は、式（１２）のように変形される。
【００６１】
【数１２】
2011507451.tif 000014
【００６２】
式（６）及び（８）から、式（１３）が導かれる。
【００６３】
【数１３】
2011507451.tif 000015
【００６４】
式（１１）、（１２）及び（１３）から、中継送信時間ｔＲＭを算出するための式が式（１４）のように導かれる。
【００６５】
【数１４】
2011507451.tif 000016
【００６６】
式（１４）は、完全な一致を達成する時間ｔＲＭを表す。ある量のずれは許容可能であるため、式（０）が満足されるように、式（１４）は式（１５）の通り変形される。なお、ある程度のずれもまた到着時間の測定のエラーにより生じることが予測される。
【００６７】
【数１５】
2011507451.tif 000017
【００６８】
例えばフレーム構造など、定数Ｋ１、Ｋ２及びＫ３をゼロに設定し得るようにネットワーク１００を構成し運用することができる場合には、式（１５）はさらに簡略化され、式（１６）のようになる。
【００６９】
【数１６】
2011507451.tif 000018
【００７０】
図６は、式１４、１５及び１６により表現される結果を達成する一例としての方法を示している。この方法において、値ｒＢＲ、ＤＢＲ及びｒＭＲ、並びに、Ｋ１、Ｋ２及びＫ３が決定され（動作６１０）、これら値に基づいて中継送信時間ｔＲＭが計算される（動作６２０）。中継局１２０は、値ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＲを直接的に測定し又は決定することができる。
【００７１】
図７は、複数の移動局１３０との間で通信する一例としての方法７００を示している。当該方法は、無線ネットワーク１００の中継局１２０において、複数の移動局１３０に中継信号ＳＲとして中継されるべき通信信号ＳＣを基地局１１０から受信すること（動作７１０）を含み、そして、例えば式（１６）を用いて、複数の移動局１３０の各々に対応する個別の好適な中継送信時間ｔＲＭが決定される（動作７２０）。個別の時間ｔＲＭは、図３に示した動作３２０に従って決定されてもよい。
【００７２】
中継信号ＳＲについての単一の最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、複数の移動局１３０に対応する集合としての時間ｔＲＭに基づいて決定される（動作７３０）。中継信号ＳＲは、中継局１２０から時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴにおいて送信される（動作７４０）。最適な送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、中継信号ＳＲ及び通信信号ＳＣを予め決定される互いの時間間隔の範囲内で受信する移動局１３０の数を最適化するように決定される。あらためて言うと、当該予め設定される時間間隔は、中継局１２０を用いて達成可能なスループット及びカバレージの利得が最大となることを保証するために設定され得る。
【００７３】
ある観点において、時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、図８に示された時間ウィンドウの中間点に設定されてもよい。図８において、複数の移動局１３０の個別の中継送信時間ｔ１からｔ６がタイムラインに沿ってプロットされている。よって、送信時間の範囲は、ｔ６−ｔ１のように表され得る。予め決定される時間間隔に等しい幅を有する時間ウィンドウは、そのウィンドウ内に個別の中継送信時間が入る数が最大となるように調整される。図８には、共に同じ長さを有するウィンドウ１及び２が示されている。ウィンドウ１は、ウィンドウ２よりも多くの個別の中継送信時間と重なっている。従って、最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、ウィンドウ１の中間点に設定される。
【００７４】
最適な中継送信時間を設定又は選択する他の手法も存在する。それらは、ｔＲＭ−ＢＥＳＴを、複数の移動局１３０の個別の中継送信時間の平均値、中央値、又は最頻値（mode）に設定することを含む。
【００７５】
図２に示したような中継局１２０のコンポーネントは、上述した方法のいずれをも実現し得る。
【００７６】
上述した説明は、多くの特定条件（specificities）を含むものの、それらは本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、単に本発明の現時点の好適な実施形態のいくつかの説明を提供するものである。従って、本発明の範囲は当業者にとって明らかとなり得る他の実施形態を十分に含み、それにより本発明の範囲が限定されないことは理解されるであろう。上述した好適な実施形態の要素の当業者にとって既知の全ての構造的及び機能的な均等物は、参照により明確にここに取り入れられ、及びここに包含されることが意図される。さらに、装置又は方法は、ここに記述された問題又は本技術による解決が試みられた問題の全てを必ずしも解決しなくとも、ここに包含される。さらに、本開示におけるいかなる要素、コンポーネント又は方法のステップも、公に供されることを意図するものではない。
【図１】
2011507451.tif 000019
【図２】
2011507451.tif 000020
【図３】
2011507451.tif 000021
【図４Ａ】
2011507451.tif 000022
【図４Ｂ】
2011507451.tif 000023
【図５Ａ】
2011507451.tif 000024
【図５Ｂ】
2011507451.tif 000025
【図６】
2011507451.tif 000026
【図７】
2011507451.tif 000027
【図８】
2011507451.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【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】
基地局（１１０）と移動局（１３０）との間の無線ネットワーク（１００）における通信を提供する方法（３００）であって、中継局（１２０）において：
前記基地局（１１０）から、前記中継局（１２０）から前記移動局（１３０）へ中継信号ＳＲとして中継されるべき通信信号ＳＣを受信する動作（３１０）と；
前記中継信号ＳＲの中継送信時間ｔＲＭを決定する動作（３２０）と；
前記中継局（１２０）から前記移動局（１３０）へ、前記中継信号ＳＲを前記中継送信時間ｔＲＭにおいて送信する動作（３３０）と；
を実行することを含み、
前記ｔＲＭは、前記中継局（１２０）により直接的に測定可能であり又は既知であるパラメータのみに基づいて決定され、
前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣは、前記移動局（１３０）にも送信され、前記中継送信時間ｔＲＭは、前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣが予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記移動局（１３０）に到着するように決定される、
ことを特徴とする、方法（３００）。
【請求項２】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、共に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号（５００）であり、
前記中継送信時間ｔＲＭを決定する前記動作（３２０）において、前記信号ＳＣ及びＳＲの時間領域バーストの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように実行され、
前記予め決定される時間間隔の長さは、実質的に前記信号ＳＣ及びＳＲのサイクリックプレフィクス期間の長さ以下である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
前記中継信号内の各ＯＦＤＭシンボルＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号内の対応するＯＦＤＭシンボルＳＣの巡回的に遅延されたバージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間ｎにおける前記シンボルＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、巡回方式で決定される、時間ｎからサンプル数ｋ個分オフセットされた時間における前記シンボルＳＣの値であり、
ｋは整数である、
ことを特徴とする、請求項２に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、それぞれ１つ以上の信号フレーム（４００）内で送信され、
前記中継送信時間ｔＲＭを決定する前記動作（３２０）において、前記信号ＳＣ及びＳＲのフレームの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように実行され、
各信号フレーム（４００）は、送信が発生しないガード期間と送信が発生する送信期間とを含み、
前記予め決定される時間間隔の長さは、実質的に前記ガード期間の長さ以下である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記中継信号ＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号ＳＣのフレーム遅延バージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間フレームｎにおける前記中継信号ＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、ｎよりもフレーム数ｋ個分前の時間フレームにおける前記通信信号ＳＣの値であり、
ｋは１以上の整数である、
ことを特徴とする、請求項４に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記中継送信時間ｒＲＭを決定する前記動作（３２０）は：
値ｒＢＲ、ＤＢＲ、ｒＭＲを決定すること（６１０）と；
前記値ｒＢＲ、ＤＢＲ及びｒＭＲに基づいて、前記中継送信時間ｒＲＭを計算すること（６２０）と；
を含み、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表す、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記値ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＲは、前記中継局（１２０）により直接的に測定され又は決定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記中継送信時間ｒＲＭを計算する前記動作（６２０）は、
前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に基づいて計算すること、を含み、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、通信方式のフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する定数である、
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項９】
基地局（１１０）と複数の移動局（１３０）との間の無線ネットワーク（１００）における通信を提供する方法（７００）であって、前記無線ネットワーク（１１０）の中継局（１２０）において：
前記基地局（１１０）から、前記中継局（１２０）から前記複数の移動局（１３０）へ中継信号（ＳＲ）として中継されるべき通信信号（ＳＣ）を受信する動作（７１０）と；
前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する個別の中継送信時間ｔＲＭを決定する動作（７２０）と；
前記複数の移動局（１３０）に対応する前記個別の中継送信時間ｔＲＭに基づいて、最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴを決定する動作（７３０）と；
前記中継局（１２０）から、前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴにおいて、前記中継信号ＳＲを前記複数の移動局（１３０）へ送信する動作（７４０）と；
を実行することを含み、
前記ｔＲＭは、前記中継局（１２０）により直接的に測定可能であり又は既知であるパラメータのみに基づいて決定され、
前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣは、前記複数の移動局（１３０）にも送信され、前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣを受信する前記移動局（１３０）の数を最適化するように決定される、
ことを特徴とする、方法（７００）。
【請求項１０】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の中継送信時間ｔＲＭの範囲と重なる時間ウィンドウの中間点であって、前記時間ウィンドウの範囲内に入る前記中継送信時間ｔＲＭの数が最大となるような中間点であり、
前記時間ウィンドウの長さは、前記予め決定される時間間隔である、
ことを特徴とする、請求項９に記載の方法（７００）。
【請求項１１】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の前記中継送信時間ｔＲＭの平均値、中央値又は最頻値である、ことを特徴とする、請求項９に記載の方法（７００）。
【請求項１２】
基地局（１１０）と移動局（１３０）との間の通信を提供するための無線ネットワーク（１００）の中継局（１２０）であって：
前記基地局（１１０）から、前記移動局（１３０）へ中継信号ＳＲとして中継されるべき通信信号ＳＣを受信するための基地局通信部（２１０）と；
前記基地局通信部（２１０）に制御可能に接続され、前記中継信号ＳＲの中継送信時間ｔＲＭを決定するための通信制御部（２２０）と；
前記通信制御部（２２０）に制御可能に接続され、前記移動局（１３０）からの送信信号ＳＭを受信し、及び、前記移動局（１３０）へ前記中継信号ＳＲを前記中継送信時間ｔＲＭにおいて送信するための移動局通信部（２３０）と；
を備え、
前記ｔＲＭは、前記中継局（１２０）により直接的に測定可能であり又は既知であるパラメータのみに基づいて決定され、
前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣは、前記移動局（１３０）にも送信され、前記通信制御部（２２０）は、前記中継送信時間ｔＲＭを、前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣが予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記移動局（１３０）に到着するように決定する、
ことを特徴とする、中継局（１２０）。
【請求項１３】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、共に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号（５００）であり、
前記通信制御部（２２０）は、前記信号ＳＣ及びＳＲの時間領域バーストの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように、前記中継送信時間ｔＲＭを決定し、
前記予め決定される時間間隔の長さは、前記信号ＳＣ及びＳＲのサイクリックプレフィクス期間の長さよりも小さい、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の中継局（１２０）。
【請求項１４】
前記中継信号の各ＯＦＤＭシンボルＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号の対応するＯＦＤＭシンボルＳＣの巡回的に遅延されたバージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間ｎにおける前記シンボルＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、巡回方式で決定される、時間ｎからサンプル数ｋ個分オフセットされた時間における前記シンボルＳＣの値であり、
ｋは整数である、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の中継局（１２０）。
【請求項１５】
前記通信信号ＳＣ及び前記中継信号ＳＲは、それぞれ１つ以上の信号フレーム（４００）内で送信され、
前記通信制御部（２２０）は、前記信号ＳＣ及びＳＲのフレームの境界が前記移動局（１３０）における前記予め決定される互いの時間間隔の範囲内に調整されるように前記中継送信時間ｔＲＭを決定し、
各信号フレーム（４００）は、送信が発生しないガード期間と送信が発生する送信期間とを含み、
前記予め決定される時間間隔の長さは、前記ガード期間の長さよりも小さい、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の中継局（１２０）。
【請求項１６】
前記中継信号ＳＲは、ＳＲ（ｎ）＝ＳＣ（ｎ−ｋ）となるような前記通信信号ＳＣのフレーム遅延バージョンであり、
ＳＲ（ｎ）は、時間フレームｎにおける前記中継信号ＳＲの値であり、
ＳＣ（ｎ−ｋ）は、ｔよりもフレーム数ｋ個分前の時間フレームにおける前記通信信号ＳＣの値であり、
ｋは１以上の整数である、
ことを特徴とする、請求項１５に記載の中継局（１２０）。
【請求項１７】
前記通信制御部（２２０）は：
値ｒＢＲ、ＤＢＲ、ｒＭＲを決定し；
前記値ｒＢＲ、ＤＢＲ及びｒＭＲに基づいて、前記中継送信時間ｒＲＭを計算する；
ことにより前記中継送信時間ｒＲＭを決定するように構成され、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表す、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の中継局（１２０）。
【請求項１８】
前記通信制御部（２２０）は、前記値ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＲを直接的に決定するよう構成される、ことを特徴とする、請求項１７に記載の中継局（１２０）。
【請求項１９】
前記通信制御部（２２０）は、前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に従って決定し、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、通信方式のフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する既知の定数である、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の中継局（１２０）。
【請求項２０】
複数の移動局（１３０）との間で通信するための無線ネットワーク（１００）であって、
前記複数の移動局（１３０）及び中継局（１２０）に通信信号（ＳＣ）を送信するための基地局（１１０）と；
前記複数の移動局（１３０）へ中継信号（ＳＲ）として前記通信信号ＳＣを中継するための前記中継局（１２０）と；
を含み、
前記中継局（１２０）は、基地局通信部（２１０）、前記通信制御部（２２０）及び移動局通信部（２３０）を備え、
前記通信制御部（２２０）は：
前記中継局（１２０）により直接的に測定可能であり又は既知であるパラメータのみに基づいて、前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する前記中継信号ＳＲの前記中継送信時間ｔＲＭを決定し；
前記複数の移動局（１３０）に対応する個別の中継送信時間ｔＲＭに基づいて、最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴを決定し；
前記移動局（１３０）通信部（２３０）は、前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴにおいて、前記中継信号ＳＲを前記複数の移動局（１３０）へ送信し；
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、予め決定される互いの時間間隔の範囲内で前記中継信号ＳＲ及び前記通信信号ＳＣを受信する前記移動局（１３０）の数を最大化するように決定される、
無線ネットワーク（１００）。
【請求項２１】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の中継送信時間ｔＲＭの範囲と重なる時間ウィンドウの中間点であって、前記時間ウィンドウの範囲内に入る前記中継送信時間ｔＲＭの数が最大となるような中間点であり、前記時間ウィンドウの長さは、前記予め決定される時間間隔である、ことを特徴とする、請求項２０に記載の無線ネットワーク（１００）。
【請求項２２】
前記最適な中継送信時間ｔＲＭ−ＢＥＳＴは、前記複数の移動局（１３０）の前記中継送信時間ｔＲＭの平均値、中央値又は最頻値である、ことを特徴とする、請求項２０に記載の無線ネットワーク（１００）。
【請求項２３】
前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する前記個別の中継送信時間ｔＲＭを決定する前記動作（７２０）は、各移動局（１３０）について：
値ｒＢＲ、ＤＢＲ、ｒＭＲの決定（６１０）と；
前記値ｒＢＲ、ＤＢＲ及びｒＭＲに基づく、前記中継送信時間ｒＲＭの計算（６２０）と；
を実行することを含み、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表す、
ことを特徴とする、請求項９に記載の方法（７００）。
【請求項２４】
各移動局（１３０）について前記個別の中継送信時間ｒＲＭを計算する前記動作（６２０）において、前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に基づいて計算すること、を含み、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、前記無線ネットワークのフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する定数である、
ことを特徴とする、請求項２３に記載の方法（３００）。
【請求項２５】
前記通信制御部（２２０）は、前記複数の移動局（１３０）の各々に対応する前記中継信号ＳＲの前記中継送信時間をｔＲＭ≒２（ｒＢＲ−ＤＢＲ−Ｋ２）＋Ｋ１＋Ｋ３−ｒＭＲという式に基づいて計算し、
前記値ｒＢＲは、前記中継局（１２０）における前記基地局（１１０）からの前記通信信号ＳＣの受信時間を表し、
前記値ＤＢＲは、前記基地局（１１０）と前記中継局（１２０）との間の信号伝播遅延を表し、
前記値ｒＭＲは、前記中継局（１２０）における前記移動局（１３０）からの通信信号（ＳＭ）の受信時間を表し、
Ｋ１、Ｋ２及びＫ３は、前記無線ネットワークのフレーム構造により与えられるような、それぞれ前記中継局（１２０）、前記基地局（１１０）及び前記移動局（１３０）からの送信タイミングの差異に関する定数である、
ことを特徴とする、請求項２０に記載の無線ネットワーク（１００）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
なお、式（１０）は、完全な一致が達成されるという、式（０）の特別なケースである。式（３）、式（９）及び式（１０）から、式（１１）が導かれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
式（１１）は、算出されるべき中継送信時間ｔＲＭを表しているが、時間ｔＲＭは、中継局１２０により直接的には測定できないいくつかの値に関連して表現されている。時間ｔＲＭは、中継局１２０により測定可能であるか又は既知である値のみに基づいて決定されることが望ましい。それらは、ｒＢＲ、ｒＭＲ及びＤＢＲを含む。値ｒＢＲ及びｒＭＲは中継局により直接的に測定可能であり、値ＤＢＲは基地局１１０により中継局１２０に提供される中継局１２０のタイミングアドバンス値から式（５）を使用して導かれ得る。これら値の観点での中継送信時間ｔＢＭは、次のように導かれる。
【国際調査報告】
2011507451.tif 000029
2011507451.tif 000030
2011507451.tif 000031
2011507451.tif 000032