(57)【要約】  本発明は、移動中継局を実現する方法を提供する。前記方法は、基地局、移動中継局、及びユーザ端末内の少なくとも一つのスペクトル検知エンティティにより、スペクトル検知を行う段階と、前記スペクトル検知エンティティにより、スペクトル検知結果を移動通信システム内のスペクトル管理エンティティに送信する段階と、前記スペクトル管理エンティティにより、前記利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記基地局との間の第１リンクに第１ワーキング周波数帯域として割り当てる段階と、前記スペクトル管理エンティティにより、前記利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記ユーザ端末との間の第２リンクに第２ワーキング周波数帯域として割り当てる段階と、を含む。本発明は、また、中継局システムを提供する。本発明は、高速無線環境でアクセスリンク及びバックホールリンクにおける容量のボトルネックの問題を解決することができる。
2014527377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動中継を実現する方法であって、
基地局、移動中継局、及びユーザ端末内の少なくとも一つのスペクトル検知エンティティにより、スペクトル検知を行う段階と、
前記スペクトル検知エンティティにより、スペクトル検知結果を移動通信システム内のスペクトル管理エンティティに送信する段階と、
前記スペクトル管理エンティティにより、利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記基地局との間の第１リンクに第１ワーキング周波数帯域として割り当てる段階と、
前記スペクトル管理エンティティにより、前記利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記ユーザ端末との間の第２リンクに第２ワーキング周波数帯域として割り当てる段階と、を含む方法。
【請求項２】
前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティ及び前記スペクトル管理エンティティは前記移動中継局に位置しており、
前記方法は、利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、
前記移動中継局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局に送信する段階と、
前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域を前記ユーザ端末に送信する段階と、
前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、
前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記移動中継局に位置し、前記スペクトル管理エンティティは前記基地局に位置しており、
前記方法は、前記利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、
前記基地局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域を、ｆ０を介して前記移動中継局に送信する段階と、
前記移動中継局により、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、
前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、
前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティ及び前記スペクトル管理エンティティは前記基地局に位置しており、
前記方法は、前記利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、
前記基地局により、前記移動中継局と基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域を、ｆ０を介して前記移動中継局に送信する段階と、
前記移動中継局により、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、
前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、
前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記基地局に位置し、前記スペクトル管理エンティティは前記移動中継局に位置しており、
前記方法は、前記利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、
前記移動中継局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局に送信する段階と、
前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、
前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、
前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記ユーザ端末に位置し、前記スペクトル管理エンティティは前記移動中継局に位置しており、
前記方法は、前記利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、
前記移動中継局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局に送信する段階と、
前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、
前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、
前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記ユーザ端末及び／または前記移動中継局の少なくとも一つに位置し、前記スペクトル管理エンティティは独立的なスペクトル管理エンティティに位置しており、
前記方法は、前記利用可能なスペクトルを第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、
前記スペクトル管理エンティティにより、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局及び前記移動中継局に送信する段階と、
前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記移動中継局及び前記ユーザ端末に送信する段階と、
前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、
前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スペクトル検知エンティティは、周期的に、または前記基地局における設定によるイベントによりトリガされる際に、スペクトル検知を行うことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記スペクトル検知エンティティにより行われる前記スペクトル検知は、単一ノードスペクトル検知、協調スペクトル検知、及び位置情報スペクトルデータベース検索の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てる段階は、
ユーザのサービス要求事項、前記利用可能な周波数帯域の分配、干渉条件に応じて前記利用可能な周波数帯域を割り当て及び管理する段階を含むことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記移動中継局のハンドオーバの後に、
前記スペクトル検知及びスペクトル管理をさらに行う段階と、
隣接基地局により、利用可能な周波数帯域の情報をＸ２インタフェースを介して交換する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記基地局と前記移動中継局との間、及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間で、スペクトルアグリゲーションを利用して多重割り当てされたワーキング周波数帯域を介してデータを同時に送信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記スペクトル検知エンティティにより、周波数帯域が検知される周辺環境でアクセス技術をモニタリングする段階と、
前記スペクトル検知エンティティにより、割り当てられたワーキング周波数帯域でアクセス技術を選択する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
スペクトル検知及びスペクトル管理を実現するためのシステムであって、
スペクトル検知エンティティと、
スペクトル管理エンティティと、を含み、
前記スペクトル検知エンティティは少なくとも一つの基地局、移動中継局、及びユーザ端末に位置しており、
前記スペクトル検知エンティティは、スペクトル検知を行い、そのスペクトル検知結果を前記スペクトル管理エンティティに送信するように構成され、
前記スペクトル管理エンティティは、利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記基地局との間の第１リンクに第１ワーキング周波数として割り当て、利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記ユーザ端末との間の第２リンクに第２ワーキング周波数バンドとして割り当てるように構成されることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、より詳細には、移動中継を実現するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ‐Ａ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ‐Ａｄｖａｎｃｅｄ）システムは、高速（３５０ｋｍ／ｈ）で移動するユーザを支援する移動性の実現を目標とする。高速移動は高いドップラーシフトを生成し、これは、高速移動中のユーザに低いデータ伝送速度を提供することになる。
【０００３】
さらに、その高速移動により、ユーザはセルの間の頻繁なハンドオーバを行う必要があり、このような頻繁なハンドオーバは電力を消費する。したがって、ＬＴＥ‐Ａシステムの最適化が物理層及び上位層で行わなければならない。
【０００４】
移動通信ネットワークが採用されたほとんどの重要なシナリオで高速移動が特徴的な側面となっており、ネットワーク構造の設計が多くの関心を集めてきた。
【０００５】
高速列車では、無線ネットワークのハンドオーバまたはセル再選択などのユーザの動作が頻繁に起こる。そして、頻繁なセル間のハンドオーバ及び短い周期におけるセル再選択などの動作には、多くの無線ネットワーク資源が使用される。
【０００６】
高速移動は、ユーザを一つのセルに極めて短い時間に滞留させる。したがって、シグナリング及びサービスの点で、遅延は、無線ネットワークでユーザの移動性能に大きい影響を与える。
【０００７】
高速移動中の車両は、通常、通過損失にあうことになり、これは、無線ネットワークのカバレージ連続性及び端末の電力消費に対する要求事項を強化させる。
【０００８】
高速移動シナリオにおいて、ドップラー効果は重要な役割を担当し、ドップラーシフトはサービスの品質に大きい影響を与える。さらに、無線通信システムが普及されるほど、端末ユーザのデータサービスに対する高い要求が生じる。したがって、現在の周波数資源は、高速移動中の端末ユーザのサービス要求事項をほとんど満足させることができない。
【０００９】
現在、高速移動シナリオにおいて、上記のような要求事項を解決する重要な解決手段の一つが移動中継局（ｍｏｂｉｌｅ  ｒｅｌａｙ  ｓｔａｔｉｏｎ）である。３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）Ｒｅｌ‐１０は、固定中継局のみを支援する。また、中継局は、一つのアンテナを備えた単一周波数上で動作することができる。３ＧＰＰ  Ｒｅｌ‐１１では、高速移動性を支援する移動中継局を取り入れることが検討された。また、移動中継の容量及び性能を向上させるために、キャリアアグリゲーション（ｃａｒｒｉｅｒ  ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）及びマルチアンテナが用いられることができる。
【００１０】
現在、バックホールリンク及び中継システムにおけるアクセスリンクの容量は、高速移動中のユーザのデータレートに影響を与えるボトルネックの原因となっている。
【００１１】
向上されたマルチアンテナ送信技術は、中継システムの容量を向上させるための解決手段の一つであるが、ドップラーシフトはリンク品質に影響を与える。
【００１２】
中継システムの容量を増加させるためのさらに他の解決手段は、キャリアアグリゲーションを用いることである。しかし、移動通信に使用できるスペクトル資源は、従来技術によると希薄である。
【００１３】
したがって、高速移動シナリオにおけるバックホールリンク容量及び中継システムのアクセスリンク容量のボトルネックを解決するための装置及び方法が必要である。例えば、移動中継を実現するためのシステム及び方法が必要である。
【００１４】
上述の情報は、本発明の理解を助けるための背景情報として提供されるものである。したがって、上述の情報が本発明に対する先行技術として活用された如何なる決定も行われてはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述の問題点を解決するとともに、下記で説明する本発明の利点を提供するためのものであって、移動中継を実現するための方法及びシステムを提供することをその目的とする。
【００１６】
本発明の他の目的は、高速移動シナリオにおけるバックホールリンク容量及び中継システムのアクセスリンク容量のボトルネックを解決するための、移動中継を実現するための方法及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１様態によれば、移動中継を実現するための方法が提供される。前記方法は、基地局、移動中継局、及びユーザ端末内の少なくとも一つのスペクトル検知エンティティにより、スペクトル検知を行う段階と、前記スペクトル検知エンティティにより、スペクトル検知結果を移動通信システム内のスペクトル管理エンティティに送信する段階と、前記スペクトル管理エンティティにより、利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記基地局との間の第１リンクに第１ワーキング周波数帯域として割り当てる段階と、前記スペクトル管理エンティティにより、前記利用可能なスペクトルを前記移動中継局と前記ユーザ端末との間の第２リンクに第２ワーキング周波数帯域として割り当てる段階と、を含む。
【００１８】
本発明の第２様態によれば、移動通信システムのワーキング周波数がｆ０である場合の方法が提供される。前記方法において、移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティ及び前記スペクトル管理エンティティは前記移動中継局に位置しており、前記方法は、利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、前記移動中継局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局に送信する段階と、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含む。
【００１９】
本発明の第３様態によれば、前記移動通信システムのワーキング周波数がｆ０である場合の方法が提供される。前記方法において、前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記移動中継局に位置し、前記スペクトル管理エンティティは前記基地局に位置しており、前記方法は、利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、前記基地局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域を、ｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、前記移動中継局により、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含む。
【００２０】
本発明の第４様態によれば、移動通信システムのワーキング周波数がｆ０である場合の方法が提供される。前記方法において、前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティ及び前記スペクトル管理エンティティは前記基地局に位置しており、前記方法は、前記利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、前記基地局により、前記移動中継局と基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域を、ｆ０を介して前記移動中継局に送信する段階と、前記移動中継局により、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含む。
【００２１】
本発明の第５様態によれば、移動通信システムのワーキング周波数がｆ０である場合の方法が提供される。前記方法において、前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記基地局に位置し、前記スペクトル管理エンティティは前記移動中継局に位置しており、前記方法は、前記利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、前記移動中継局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局に送信する段階と、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含む。
【００２２】
本発明の第６様態によれば、移動通信システムのワーキング周波数がｆ０である場合の方法が提供される。前記方法において、前記移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記ユーザ端末に位置し、前記スペクトル管理エンティティは前記移動中継局に位置しており、前記方法は、利用可能なスペクトルを前記第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、前記移動中継局により、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局に送信する段階と、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する段階と、前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含む。
【００２３】
本発明の第７様態によれば、移動通信システムのワーキング周波数がｆ０である場合の方法が提供される。前記方法において、移動通信システムのワーキング周波数はｆ０であって、前記スペクトル検知エンティティは前記ユーザ端末及び／または前記移動中継局の少なくとも一つに位置し、前記スペクトル管理エンティティは独立的なスペクトル管理エンティティに位置しており、前記方法は、前記利用可能なスペクトルを第１リンク及び前記第２リンクに割り当てた後に、前記スペクトル管理エンティティにより、前記移動中継局と前記基地局との間のリンクに割り当てられた前記第１ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記基地局及び前記移動中継局に送信する段階と、前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のリンクに割り当てられた前記第２ワーキング周波数帯域をｆ０を介して前記移動中継局及び前記ユーザ端末に送信する段階と、前記移動中継局及び前記基地局により、前記割り当てられた第１ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、前記移動中継局及び前記ユーザ端末により、前記割り当てられた第２ワーキング周波数帯域でリンクを設立する段階と、をさらに含む。
【００２４】
本発明の第８様態によれば、前記スペクトル検知エンティティは、周期的に、または前記基地局における設定によるイベントによりトリガされる際に、スペクトル検知を行う。
【００２５】
本発明の第９様態によれば、前記スペクトル検知エンティティにより行われる前記スペクトル検知方法が次の方法を含む、移動中継局を実現する方法が提供される。前記方法は、単一ノードスペクトル検知、協調スペクトル検知、及び位置情報スペクトルデータベース検索の少なくとも一つを含む。
【００２６】
本発明の第１０様態によれば、移動中継局を実現するための方法が提供される。前記方法で、利用可能なスペクトルを第１リンク及び第２リンクに割り当てる段階は、ユーザのサービス要求事項、前記利用可能な周波数帯域の分配、干渉条件に応じて前記利用可能な周波数帯域を割り当て及び管理する段階を含む。
【００２７】
本発明の第１１様態によれば、移動中継局を実現するための方法が提供される。前記方法は、前記移動中継局のハンドオーバの後に、前記スペクトル検知及びスペクトル管理をさらに行う段階と、隣接基地局により、利用可能な周波数帯域の情報をＸ２インタフェースを介して交換する段階と、をさらに含む。
【００２８】
本発明の第１２様態によれば、移動中継局を実現するための方法が提供される。前記方法は、前記基地局と前記移動中継局との間、及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間で、スペクトルアグリゲーションを利用して多重割り当てされたワーキング周波数帯域を介してデータを同時に送信する段階をさらに含む。
【００２９】
本発明の第１３様態によれば、移動中継局を実現するための方法が提供される。前記方法は、前記スペクトル検知エンティティにより、周波数帯域が検知される周辺環境でアクセス技術をモニタリングする段階と、前記スペクトル検知エンティティにより、割り当てられたワーキング周波数帯域でアクセス技術を選択する段階と、をさらに含む。
【００３０】
本発明の第１４様態によれば、スペクトル検知及びスペクトル管理を実現するためのシステムが提供される。前記システムは、スペクトル検知エンティティと、スペクトル管理エンティティと、を含む。ここで、前記スペクトル検知エンティティは少なくとも１つの基地局、移動中継局、及びユーザ端末に位置しており、スペクトル検知エンティティは、スペクトル検知を行い、そのスペクトル検知結果を前記スペクトル管理エンティティに送信するように構成される。前記スペクトル管理エンティティは、利用可能なスペクトルを移動中継局と基地局との間の第１リンクに第１ワーキング周波数として割り当て、前記移動中継局とユーザ端末との間の第２リンクに第２ワーキング周波数バンドとして割り当てるように構成される。
【００３１】
上述の技術的な方式から分かるように、移動通信システムで移動中継を実現するための方法及びシステムにおいて、先ず、システム内のスペクトル検知エンティティは、スペクトル検知を行い、そのスペクトル検知結果を前記システム内のスペクトル管理エンティティに送信する。次に、前記システム内のスペクトル管理エンティティは、占有されていない利用可能なスペクトルを、移動中継局と基地局との間のリンク及び前記移動中継局とユーザ端末との間のリンクにワーキング周波数バンドとして割り当てる。
【００３２】
これにより、前記移動中継局及び前記基地局は、割り当てられたワーキング周波数帯域上にバックホールリンクを設立し、前記移動中継局及び前記ユーザ端末は、割り当てられたワーキング周波数帯域上にアクセスリンクを設立することができる。
【００３３】
したがって、前記基地局と前記移動中継局との間の前記バックホールリンク及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間の前記アクセスリンクにおけるボトルネックの問題が解決されることができる。
【００３４】
本発明の他の様態、利点及び特徴は、本発明の実施例及び図面とともに、下記の詳細な説明により、当業者において明らかになる。
【００３５】
本発明によれば、移動中継局及び基地局は、割り当てられたワーキング周波数帯域上にバックホールリンクを設立し、前記移動中継局及びユーザ端末は、割り当てられたワーキング周波数帯域上にアクセスリンクを設立する。
【００３６】
これにより、前記基地局と前記移動中継局との間の前記バックホールリンク及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間の前記アクセスリンクにおけるボトルネックの問題が解決されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
上述及び他の様態、特徴、及び本発明の特定実施例における利点が、添付の図面及び下記の説明により明らかになる。
【図１】本発明の実施例よる高速列車のための無線通信システムの構造を図示した図面である。
【図２】本発明の実施例によるコグニティブ無線能力（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｒａｄｉｏ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）を有する装置の構造を図示した図面である。
【図３】本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【図６】本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。  図面にわたって、同一の参照番号が同一または類似の要素、機能、及び構造の説明に用いられる。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付の図面を参照して本発明を好ましい実施例を詳細に説明する。そして、本発明を説明するにあたり、係わる公知機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にする可能性があると判断される場合、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
以下の説明及び特許請求の範囲で用いられる用語及び単語は、辞典的な意味に限定されるものではなく、単に本発明の明確で且つ一貫性のある理解のために用いられるものである。したがって、本発明の実施例についての説明は、説明のために提供するものであって、特許請求の範囲及びその均等物によって定義される本発明を限定するために提供されるものではないということは、当業者にとって明らかである。
【００４０】
「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」の単数形の表現は、別に明示しない限り、複数形を含む。従って、例えば、「１つの構成要素の表面」に対する言及は１つ以上のそのような表面に対する言及を含み得る。
【００４１】
「実質的に」という用語は、引用する特徴、パラメータ、又は値を正確に達成する必要はないが、例えば、許容値、測定誤差、測定正確度の制限、及び当業者に知られている他の要素を含む偏差又は偏移が、本発明の特徴が提供しようとする効果を排除しない量で起こり得るということを意味する。
【００４２】
以下、本発明の目的、技術的解決方法、及び利点がより明らかになるように、図面及び実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００４３】
コグニティブ無線技術（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）は、未来の無線通信及び従来のスペクトル割り当て方式の低い資源活用率に対して、貴重なスペクトル資源の問題を解決するためのスペクトル共有技術である。
【００４４】
コグニティブ無線技術は、認証されたユーザに対して、干渉を回避しながら認知装置（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｄｅｖｉｃｅ）の送信を保障する。認知装置は、周辺の無線環境を検知するスペクトル検知を行い、そのスペクトル検知結果に基づいて、適した非占有ワーキング周波数帯域を選択し、無線送信パラメータを調節することにより、スペクトルを利用する。
【００４５】
本発明の実施例は、コグニティブ無線技術に基づく移動中継を実現する方法及びシステムを提供する。前記システムは、移動中継局、基地局、及びユーザ端末を含む。前記ユーザ端末及び前記基地局は、前記移動中継局を介してデータを送信する。
【００４６】
前記ユーザ端末と前記移動中継局との間のデータ及び前記移動中継局と前記基地局との間のデータは、コグニティブ無線及びスペクトル管理を用いたスペクトル検知により、同一の周波数帯域上では送信されない。
【００４７】
前記移動中継局のダウンリンク通信方法は、下記のとおりである。基地局により送信されてユーザ端末へ向かうデータは、移動中継局を介して送信されて前記ユーザ端末に伝達される。
【００４８】
アップリンク通信方法は下記のとおりである。ユーザ端末により送信されて基地局へ向かうデータは、前記移動中継局を介して送信されて前記基地局に伝達される。
【００４９】
コグニティブ無線（Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ）によるスペクトル検知モジュール及びスペクトル管理モジュールは、移動中継局、移動ユーザ端末、または基地局に含まれることができる。スペクトル検知モジュールは、周期的に、またはイベントによりトリガされる際にスペクトル検知を行うことで、十分な非占有周波数帯域を検索する。前記スペクトル管理モジュールは、前記スペクトル検知モジュールにより検索された非占有周波数帯域から、適したワーキング周波数帯域を選択し、前記ユーザ端末及び前記移動中継局のために選択されたワーキング周波数帯域を前記ユーザ端末及び前記移動中継局に報告し、前記移動中継局及び前記基地局のために選択されたワーキング周波数帯域を前記移動中継局及び前記基地局に報告する。前記スペクトル管理モジュールは、ユーザのサービス要求事項、非占有周波数帯域の分配、及び干渉の条件に応じて、周波数帯域を割り当て及び管理する。
【００５０】
非占有周波数帯域が検索された後、データは、多重無線アクセス（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｒａｄｉｏ  ａｃｃｅｓｓ）技術を利用したスペクトルアグリゲーションまたは同時送信により、前記基地局と前記移動中継局との間及び前記移動中継局と前記ユーザ端末との間で送信される。
【００５１】
次の説明は、高速鉄道のための移動通信システムを実施例として挙げたものである。
【００５２】
図１は本発明の実施例による高速列車のための無線通信システムの構造を図示した図面である。
【００５３】
図１に図示されたように、前記システムは、基地局、移動中継局、及びユーザ端末を含む。前記移動中継局は、高速列車の上部に設けられており、外部客車ユニット及び内部客車ユニットを含む。例えば、前記移動中継局は前記高速列車の最上部に設けられることができる。
【００５４】
前記外部客車ユニットにおける無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）サブユニットは基地局との連結をなして、無線リンク上の客車通過損失（ｃａｒｒｉａｇｅ  ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  ｌｏｓｓ）の影響を避ける。
【００５５】
前記内部客車ユニットにおける無線周波数サブユニットは、客車内のユーザ端末と直接連結して、列車の高速移動により発生するドップラーシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｈｉｆｔｓ）からの無線リンク上の影響を避ける。
【００５６】
列車は一つまたは多数の移動中継局を備えることができる。移動中継局は、列車の全ての客車をカバーするために、客車内の無線周波数サブユニットと連結される。例えば、前記移動中継局は客車内の無線周波数サブユニットと光繊維を介して連結されることができる。
【００５７】
本発明は、高速鉄道のための移動通信システムに適用されることができるだけでなく、動的セル負荷分散（ｄｙｎａｍｉｃ  ｃｅｌｌ  ｌｏａｄ  ｂａｌａｎｃｉｎｇ）、固定中継局のシステム安定度の向上など、他の移動通信システムでの移動中継シナリオのためにも適用されることができる。
【００５８】
図１に図示されたシステムは２つの送信リンクを含む。例えば、前記２つの送信リンクは、基地局と移動中継局との間のリンク及び前記移動中継局とユーザ端末との間のリンクを含むことができる。ここで、前記基地局と移動中継局との間のリンク及び前記移動中継局とユーザ端末との間のリンクは、それぞれバックホールリンク及びアクセスリンクと称される。
【００５９】
前記バックホールリンク及び前記アクセスリンクは、同一周波数帯域で動作することもでき、または異なる周波数帯域で動作することもできる。本発明の実施例では、前記バックホールリンク及び前記アクセスリンクが、互いに異なる周波数帯域で動作すると仮定する。ＬＴＥ‐Ａシステムを例とする場合、ＬＴＥ‐Ａシステムの動作周波数はｆ０である。
【００６０】
図２は本発明の実施例によるコグニティブ無線能力（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｒａｄｉｏ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）を有する装置の構造を図示した図面である。
【００６１】
前記図２を参照すれば、前記装置は、無線周波数ユニット１０１と、スペクトル検知モジュール１０２と、スペクトル管理モジュール１０３と、を含む。前記モジュールは、一つの装置内で存在してもよく、システム内で互いに異なる装置に分散されていてもよい。前記無線周波数ユニット１０１は、周辺環境から無線信号を受信するように構成される。前記スペクトル検知モジュール１０２は、スペクトルを検出して、非占有スペクトルホールとそれぞれの周波数帯域との間の干渉を検出するように構成される。前記スペクトルの検出は、これに限定されるものではないが、エネルギー検出器、整合フィルタ、周期定常性（ｃｙｃｌｏｓｔａｔｉｏｎａｒｉｔｙ）に基づく検出、協調周波数（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ）検知、位置情報スペクトルデータベースなどを用いることで実現される。
【００６２】
前記スペクトル管理モジュール１０３は、非占有周波数帯域を、ユーザのサービス要求事項、非占有周波数帯域の分配、及び干渉条件に応じてバックホールリンク及びアクセスリンクに割り当てるように構成される。
【００６３】
第１の方法によれば、コグニティブ無線モジュール（スペクトル検知及びスペクトル管理モジュールを含む）は前記移動中継局に位置する。図３は、上記の方法の構成を示す。
【００６４】
図３は本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【００６５】
前記図３を参照すれば、上述の方法は次の手順を含む。
【００６６】
２０１段階で、ＬＴＥ‐Ａシステムの帯域幅が列車内におけるユーザデータの要求事項を満足させる程度に十分ではない際に、前記移動中継局内の前記スペクトル検知モジュールは、列車内部及び列車外部でスペクトル検知及び検索を行う。ここで、前記検知及び検索は、ｆ１、ｆ２、…ｆＮ（非占有周波数帯域の数をＮと仮定）と表示される利用可能なスペクトルホールに対して行われる。
【００６７】
２０２段階で、スペクトル管理モジュールは、前記スペクトルホールを３つのクラスに分けて分類する。前記３つのクラスは、バックホール周波数帯域、アクセス周波数帯域、及び非占有周波数帯域であり、この３つのクラスは、スペクトルホールの干渉条件、帯域幅、スペクトルホールの周波数間隔、ユーザの要求帯域幅などに基づいたものである。
【００６８】
２０３段階で、移動中継局は、選択されたバックホール周波数帯域ｆｎ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して基地局に送信する。
【００６９】
２０４段階で、移動中継局は、選択されたアクセス周波数帯域ｆｕ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介してユーザ端末に送信する。
【００７０】
２０５及び２０６段階で、バックホール周波数帯域上で基地局と移動中継局との間でリンクが設立され、アクセス周波数帯域上で移動中継局とユーザ端末との間でリンクが設立される。そして、キャリアアグリゲーションなどを用いることで、多重周波数帯域上でデータが同時に送信される。
【００７１】
第２の方法によれば、コグニティブ無線のスペクトル検知モジュールは移動中継局に位置し、コグニティブ無線のスペクトル管理モジュールは基地局に位置する。図４は、上記の方法の構成を示す。
【００７２】
図４は本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【００７３】
前記図４を参照すれば、本方法は次の手順を含む。
【００７４】
３０１段階で、ＬＴＥ‐Ａシステムの帯域幅が列車内におけるユーザデータの要求事項を満足させる程度に十分ではない際に、前記移動中継局内のスペクトル検知モジュールは、列車内部及び列車外部でスペクトル検知及び検索を行う。ここで、前記検知及び検索は、ｆ１、ｆ２、…ｆＮ（非占有周波数帯域の数をＮと仮定）と表示される利用可能なスペクトルホールに対して行われる。
【００７５】
３０２段階で、前記移動中継局は、検索された前記スペクトルホール及び干渉条件を前記基地局内のスペクトル管理モジュールにｆ０を介して送信する。
【００７６】
３０３段階で、前記スペクトル管理モジュールは、前記スペクトルホールを３つのクラスに分けて分類する。前記３つのクラスは、バックホール周波数帯域、アクセス周波数帯域、及び非占有周波数帯域であり、この３つのクラスは、スペクトルホールの干渉条件、帯域幅、スペクトルホールの周波数間隔、ユーザの要求帯域幅などに基づいたものである。
【００７７】
３０４段階で、前記基地局は、選択されたバックホール周波数帯域ｆｎ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）及び選択されたアクセス周波数帯域ｆｕ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記移動中継局に送信する。
【００７８】
３０５段階で、移動中継局は、アクセス周波数帯域ｆｕをユーザ端末に送信する。
【００７９】
３０６及び３０７段階で、バックホール周波数帯域上で基地局と移動中継局との間でリンクが設立され、アクセス周波数帯域上で移動中継局とユーザ端末との間でリンクが設立される。そして、キャリアアグリゲーションなどを用いることで、多重周波数帯域上でデータが同時に送信される。
【００８０】
第３の方法によれば、コグニティブ無線モジュール（スペクトル検知モジュール及びスペクトル管理モジュールを含む）は基地局に位置する。図５は上記の方法の構成を示す。
【００８１】
図５は本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【００８２】
前記図５を参照すれば、本方法は次の手順を含む。
【００８３】
４０１段階で、ＬＴＥ‐Ａシステムの帯域幅が列車内におけるユーザデータの要求事項を満足させる程度に十分ではない際に、前記移動中継局は、基地局が４０２段階の動作を行うようにトリガする。
【００８４】
４０２段階で、基地局内のスペクトル検知モジュールは、スペクトル検知及び検索を行う。前記検知及び検索は、ｆ１、ｆ２、…ｆＮ（非占有周波数帯域の数をＮと仮定）と表示される利用可能なスペクトルホールに対して行われる。
【００８５】
４０３段階で、前記基地局内のスペクトル管理モジュールは、前記スペクトルホールを３つのクラスに分けて分類する。前記３つのクラスは、バックホール周波数帯域、アクセス周波数帯域、及び非占有周波数帯域であり、この３つのクラスは、スペクトルホールの干渉条件、帯域幅、スペクトルホールの周波数間隔、ユーザの要求帯域幅などに基づいたものである。
【００８６】
４０４段階で、前記基地局は、選択されたバックホール周波数帯域ｆｎ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）及び選択されたアクセス周波数帯域ｆｕ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記移動中継局に送信する。
【００８７】
４０５段階で、移動中継局は、前記アクセス周波数帯域ｆｕを前記ユーザ端末に送信する。
【００８８】
４０６及び４０７段階で、バックホール周波数帯域上で基地局と移動中継局との間でリンクが設立され、アクセス周波数帯域上で移動中継局とユーザ端末との間でリンクが設立される。そして、キャリアアグリゲーションなどを用いることで、多重周波数帯域上でデータが同時に送信される。
【００８９】
第４の方法によれば、コグニティブ無線のスペクトル検知モジュールは前記基地局に位置し、コグニティブ無線のスペクトル管理モジュールは前記移動中継局に位置する。図６は上記の方法の構成を示す。
【００９０】
図６は本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【００９１】
前記図６を参照すれば、本方法は次の手順を含む。
【００９２】
５０１段階で、ＬＴＥ‐Ａシステムの帯域幅が列車内におけるユーザデータの要求事項を満足させる程度に十分ではない際に、前記移動中継局は、基地局が５０２段階の動作を行うようにトリガする。
【００９３】
５０２段階で、基地局内のスペクトル管理モジュールは、スペクトル検知及び検索を行う。前記検知及び検索は、ｆ１、ｆ２、…ｆＮ（非占有周波数帯域の数をＮと仮定）と表示される利用可能なスペクトルホールに対して行われる。
【００９４】
５０３段階で、前記基地局は、前記検出された前記スペクトルホール及び干渉条件を前記移動中継局内の前記スペクトル管理モジュールにｆ０を介して送信する。
【００９５】
５０４段階で、前記移動中継局内の前記スペクトル管理モジュールは、前記スペクトルホールを３つのクラスに分けて分類する。前記３つのクラスは、バックホール周波数帯域、アクセス周波数帯域、及び非占有周波数帯域であり、この３つのクラスは、スペクトルホールの干渉条件、帯域幅、スペクトルホールの周波数間隔、ユーザの要求帯域幅などに基づいたものである。
【００９６】
５０５段階で、前記移動中継局は、選択されたバックホール周波数帯域ｆｎ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記基地局に送信する。
【００９７】
５０６段階で、前記移動中継局は、選択されたアクセス周波数帯域ｆｕ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する。
【００９８】
５０７及び５０８段階で、バックホール周波数帯域上で基地局と移動中継局との間でリンクが設立され、アクセス周波数帯域上で移動中継局とユーザ端末との間でリンクが設立される。そして、キャリアアグリゲーションなどを用いることで、多重周波数帯域上でデータが同時に送信される。
【００９９】
第５の方法によれば、コグニティブ無線のスペクトル検知モジュールは前記ユーザ端末に位置し、コグニティブ無線のスペクトル管理モジュールは前記移動中継局に位置する。図７は上記の方法の構成を示す。
【０１００】
図７は本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【０１０１】
前記図７を参照すれば、本方法は次の手順を含む。
【０１０２】
６０１段階で、ＬＴＥ‐Ａシステムの帯域幅が列車内におけるユーザデータの要求事項を満足させる程度に十分ではない際に、前記移動中継局は、ユーザ端末が６０２段階の動作を行うようにトリガする。
【０１０３】
６０２段階で、前記ユーザ端末内のスペクトル管理モジュールは、スペクトル検知及び検索を行う。前記検知及び検索は、ｆ１、ｆ２、…ｆＮ（非占有周波数帯域の数をＮと仮定）と表示される利用可能なスペクトルホールに対して行われる。
【０１０４】
６０３段階で、前記ユーザ端末は、前記検出された前記スペクトルホール及び干渉条件を前記移動中継局内のスペクトル管理モジュールにｆ０を介して送信する。
【０１０５】
６０４段階で、前記ユーザ端末内のスペクトル管理モジュールは、前記スペクトルホールを３つのクラスに分けて分類する。前記３つのクラスは、バックホール周波数帯域、アクセス周波数帯域、及び非占有周波数帯域であり、この３つのクラスは、スペクトルホールの干渉条件、帯域幅、スペクトルホールの周波数間隔、ユーザの要求帯域幅などに基づいたものである。
【０１０６】
６０５段階で、前記移動中継局は、選択されたバックホール周波数帯域ｆｎ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記基地局に送信する。
【０１０７】
６０６段階で、前記移動中継局は、選択されたアクセス周波数帯域ｆｕ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記ユーザ端末に送信する。
【０１０８】
６０７及び６０８段階で、バックホール周波数帯域上で基地局と移動中継局との間でリンクが設立され、アクセス周波数帯域上で移動中継局とユーザ端末との間でリンクが設立される。そして、キャリアアグリゲーションなどを用いることで、多重周波数帯域上でデータが同時に送信される。
【０１０９】
第６の方法によれば、コグニティブ無線のスペクトル管理モジュールは、スペクトル管理エンティティという独立的な物理的エンティティに位置し、コグニティブ無線のスペクトル検知モジュールは、前記ユーザ端末及び／または前記移動中継局に位置する。図８は上記の方法の構成を示す。
【０１１０】
図８は本発明の実施例による移動中継を実現する方法を図示したフローチャートである。
【０１１１】
前記図８を参照すれば、本方法は次の手順を含む。
【０１１２】
７０１段階で、ＬＴＥ‐Ａシステムの帯域幅が列車内におけるユーザデータの要求事項を満足させる程度に十分ではない際に、前記移動中継局はスペクトル検知をトリガする。この段階で、前記移動中継局は、前記移動中継局が前記スペクトル検知過程を行うようにトリガすることができ、またはユーザ端末が前記スペクトル検知過程を行うようにトリガすることができ、または前記移動中継局及び前記ユーザ端末が前記スペクトル検知過程を行うようにトリガすることができる。
【０１１３】
７０２段階で、前記ユーザ端末及び／または前記移動中継局内のスペクトル検知モジュールはスペクトル検知及び検索を行う。前記検知及び検索は、ｆ１、ｆ２、…ｆＮ（非占有周波数帯域の数をＮと仮定）と表示される利用可能なスペクトルホールに対して行われる。
【０１１４】
７０３段階で、前記移動中継局は、前記検出された前記スペクトルホール及び干渉条件を前記スペクトル管理モジュールにｆ０を介して送信する。
【０１１５】
７０４段階で、前記スペクトル管理モジュールは、前記スペクトルホールを３つのクラスに分けて分類する。前記３つのクラスは、バックホール周波数帯域、アクセス周波数帯域、及び非占有周波数帯域であり、この３つのクラスは、スペクトルホールの干渉条件、帯域幅、スペクトルホールの周波数間隔、ユーザの要求帯域幅などに基づいたものである。
【０１１６】
７０５段階で、前記スペクトル管理モジュールは、選択されたバックホール周波数帯域ｆｎ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記基地局及び前記移動中継局に送信する。
【０１１７】
７０６段階で、前記スペクトル管理モジュールは、選択されたアクセス周波数帯域ｆｕ（ｆ１、ｆ２、…ｆＮの一つまたは多数）をｆ０を介して前記移動中継局及び前記ユーザ端末に送信する。
【０１１８】
７０７及び７０８段階で、バックホール周波数帯域上で基地局と移動中継局との間でリンクが設立され、アクセス周波数帯域上で移動中継局とユーザ端末との間でリンクが設立される。そして、キャリアアグリゲーションなどを用いることで、多重周波数帯域上でデータが同時に送信される。
【０１１９】
前記スペクトル検知モジュールは、前記基地局により周期的な検知またはイベントによりトリガされる検知が行われるように構成されることができる。周期的な検知のために、前記スペクトル検知モジュールが前記移動中継局または前記ユーザ端末に位置する場合、前記基地局は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）シグナリングにより前記スペクトル検知モジュールの周期の長さを準静的に（ｓｅｍｉ‐ｓｔａｔｉｃａｌｌｙ）構成することができる。イベントによりトリガされる検知のために、スペクトル資源が前記ユーザ端末の要求を十分に満足させない場合、前記スペクトル検知モジュールが備えられた前記基地局または前記移動中継局は、スペクトル検知を開始する。
【０１２０】
前記スペクトル検知モジュールにより行われるスペクトル検知は、単一ノードスペクトル検知、協調スペクトル検知、位置情報スペクトルデータベース検索などを含むことができる。前記単一ノードスペクトル検知のために、スペクトル検知モジュールが備えられたエンティティは、利用可能な非占有スペクトルを検索するために自分のスペクトルに対してスペクトル検知を行う。
【０１２１】
協調スペクトル検知のために、スペクトル検知モジュールが備えられた多重ノードは、該当スペクトル検知結果を、ＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して不規則的に報告するか、またはＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して周期的に報告する。
【０１２２】
前記スペクトル検知結果は、前記移動中継局または前記基地局に蓄積される。また、前記移動中継局及び前記基地局は、スペクトル検知モジュールが備えられた多重ノードからの検知結果を、データマージ（例えば、論理ＯＲ動作など）を利用して処理する。
【０１２３】
位置情報スペクトルデータベース検索のために、前記移動中継局または前記ユーザ端末は、ＧＰＳ装置または他の無線測位方法を用いてその位置情報を得る。また、利用可能な非占有スペクトル、前記移動中継局または前記ユーザ端末の位置情報に対する無線アクセス技術を照会するために、バックホールリンクを介してスペクトルデータベースを均一にアクセスする。
【０１２４】
前記スペクトル管理モジュールは、ユーザのサービス要求事項、非占有周波数帯域の分配、及び干渉条件に応じて、周波数帯域を割り当て及び管理する。本発明の実施例によるスペクトルの割り当て方法は下記のとおりである。
【０１２５】
１）前記バックホールリンク及び前記アクセスリンク、及びユーザ端末のアップリンク及びダウンリンクサービス要求事項の量に基づいてバックホールリンク及びアクセスリンクで採用されたデュプレキシングモード（例えば、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）及び／またはＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ））に割り当てられたスペクトル資源の割合を決定する。
【０１２６】
２）バックホールリンクとアクセスリンクとの間の干渉を減少させるために、検出されたスペクトルホールの分配またはデータベースから検索された非占有周波数帯域に基づいて、前記非占有周波数帯域を周波数の昇順に整列する。
【０１２７】
３）バックホールリンク及びアクセスリンクのスペクトル資源に対する要求事項に応じて、より低い周波数で非占有周波数帯域をバックホールリンクに割り当て、より高い周波数で非占有周波数帯域をアクセスリンクに割り当てる。そして、干渉電力、各周波数帯域の推定経路損失に基づいて、それぞれの非占有周波数帯域の潜在容量を計算して、スペクトルを割り当てる際に、バックホールリンク及びアクセスリンクそれぞれのサービス要求を満足させるために十分な周波数帯域を割り当てる。
【０１２８】
４）それぞれの非占有周波数帯域の長期可用性（ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ  ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）を計算する。ここで、例えば、特定時間周期以内に許可されたシステムにより占有される機会がより大きいほど、前記長期可用性はより低くなる。
【０１２９】
５）上述の条件を満たす非占有周波数帯域の多様な組み合わせのうち、最も多くのスペクトル資源ブロックを有する組み合わせ及び相対的に高い長期可用性を有する組み合わせが優先的に選択されることで、システム装置の複雑度を減少させ、行われるスペクトルハンドオーバの回数を減少させる。
【０１３０】
６）全ての非占有周波数帯域の容量がユーザ端末のサービス要求事項を満足させる程度に十分ではない際に、サービス要求事項を減少させるべきであることをユーザ端末に知らせ、減少されたサービス要求事項に応じて、スペクトルの割り当てをさらに行う。
【０１３１】
移動中継局がハンドオーバを行う際に、隣接した２つの基地局は、ハンドオーバの前後に、移動中継局による占有及び非占有周波数帯域の情報をＸ２インタフェースを介して交換することができる。例えば、サービング基地局は、前記移動中継局により使用される非占有周波数帯域の情報をターゲット基地局と共有することができる。
【０１３２】
前記ターゲット基地局は、周波数帯域が利用可能であるか否かを決定する前にスペクトル検知またはスペクトルデータベース検索を行うことで、ハンドオーバ遅延を低減し、行われるスペクトルハンドオーバの回数を減少させる。
【０１３３】
非占有スペクトル資源の割り当ての他に、前記スペクトル検知モジュールは、周辺環境に存在する無線アクセスネットワーク（ｒａｄｉｏ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を検出することができる。周辺環境に存在する無線アクセスネットワークの例としては、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）ネットワーク、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ネットワーク、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などが挙げられる。
【０１３４】
前記スペクトル管理モジュールは、ユーザのサービス要求事項、チャンネル条件、干渉条件などを含む要素に基づいて、前記基地局と前記移動中継局との間のバックホールリンクに対して一つまたは多数の適したアクセス技術を選択する。前記移動中継局と前記ユーザ端末との間のアクセスリンクは、一つまたは多数のアクセス技術を採用することができる。例えば、ｆ１の非占有周波数帯域はＷＣＤＭＡ（登録商標）ネットワークに割り当てられ、ｆ２の非占有周波数帯域はＬＴＥネットワークに割り当てられることができて、スペクトルの活用率を増加させるとともに、互いに異なる通信システムを支援するユーザ端末の要求事項を満足させることができる。
【０１３５】
上述の本発明の実施例は、本発明の保護範囲を限定するために用いられるものではなく、本発明の原則に従う全ての変更、均等的な置換及び改善が本発明の保護範囲に含まれる。
【０１３６】
本発明の特許請求の範囲及び／または明細書に記載の実施例による方法は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせの形態で実現（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ）され得る。
【０１３７】
かかる全てのソフトウェアは、一つ以上のプログラム（ソフトウェアモジュール）を記憶するコンピュータ読取り可能な記憶媒体に記憶されることができる。コンピュータ読取り可能な記憶媒体に記憶される一つ以上のプログラムは、電子装置（ｄｅｖｉｃｅ）内の一つ以上のプロセッサにより実行されることができるように構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｆｏｒ  ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ）。一つ以上のプログラムは、電子装置により、本発明の特許請求の範囲及び／または明細書に記載の実施例の方法を実行させるための命令語（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を含む。
【０１３８】
このようなプログラム（ソフトウェアモジュール、ソフトウェア）は、ランダムアクセスメモリー（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュ（ｆｌａｓｈ）メモリーを含む不揮発性（ｎｏｎ‐ｖｏｌａｔｉｌｅ）メモリー、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク記憶装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｄｉｓｃ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｄｅｖｉｃｅ）、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ‐ＲＯＭ；Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ‐ＲＯＭ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤｓ；Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃｓ）、または他の形態の光学記憶装置、磁気カセット（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃａｓｓｅｔｔｅ）に記憶されることができる。または、これらの一部または全部の組み合わせで構成されたメモリーに記憶されることができる。また、それぞれの構成メモリーは多数個が備えられてもよい。
【０１３９】
また、インターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）、イントラネット（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｄｅ  ＬＡＮ）、またはＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの通信ネットワーク、またはこれらの組み合わせで構成された通信ネットワークを介して電子装置にアクセスできる接続可能な（ａｔｔａｃｈａｂｌｅ）記憶装置（ｓｔｏｒａｇｅ  ｄｅｖｉｃｅ）に記憶されることができる。このような記憶装置は、外部のポートを介して電子装置にアクセスすることができる。
【０１４０】
また、通信ネットワーク上の別の記憶装置がポータブル電子装置にアクセスしてもよい。
【０１４１】
したがって、本発明の実施例は、本発明の明細書の特許請求の範囲で請求された方法及び装置を実現するためのコードで構成されたプログラム及び前記プログラムを記憶するための機械読取り可能な記憶媒体を提供することができる。さらに、このようなプログラムは、無線または有線接続上の通信信号などの媒体により電子的に搬送されることができる。
【０１４２】
一方、本発明の詳細な説明で具体的な実施例を説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限り、多様な変形が可能であることはいうまでもない。したがって、本発明の範囲は、説明された実施例に限定して決まってはならず、特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等物などにより決まるべきである。
【符号の説明】
【０１４３】
１０１  無線周波数ユニット
１０２  スペクトル検知モジュール
１０３  スペクトル管理モジュール
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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