(57)【要約】【課題】無線モバイルマルチホップリレー（ＭＭＲ）ネットワークのためのハンドオーバ手順および一群の新たなハンドオーバＭＡＣ管理メッセージが提供される。【解決手段】サポートされるハンドオーバのタイプは、マクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）および高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）を含む。これら２つのタイプのハンドオーバのためのハンドオーバ手順およびＭＡＣメッセージが、９つの主なネットワークトポロジクラスの場合に記載される。９つのトポロジクラスはさらに、主なカテゴリ、すなわちハンドオーバがＭＭＲセル内で行われる時および場合のマルチホップ基地局のＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバ、およびハンドオーバが２つの異なるＭＭＲセル間で行われる時および場合のＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバに分類される。【選択図】図１１
2008172757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法であって、
前記移動局、前記中継局および前記基地局のためのネットワークトポロジアドバタイズメントを実行するステップと、
前記ネットワークトポロジアドバタイズメントにしたがって、前記移動局に対して走査間隔を割り当てるステップと、
前記移動局と、前記中継局および前記基地局との間でハンドオーバ管理メッセージを交換するステップと、
前記移動局が現在のアンカ局と通信するためのダイバシティセットを更新するステップと、
前記更新されたダイバシティセットからターゲットアンカ局を選択するステップと、
前記移動局を前記現在のアンカ局から前記ターゲットアンカ局にハンドオーバするステップと
を含む、無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項２】
前記ハンドオーバ管理メッセージは、前記ネットワークの媒体アクセス（ＭＡＣ）層において定義される、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項３】
前記ハンドオーバ管理メッセージは、前記ＭＤＨＯおよび前記ＦＡＳＳを可能にする、請求項２に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項４】
前記移動局と前記中継局および前記基地局との間でユーザデータを通信することをさらに含む、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項５】
前記ＭＤＨＯ中に、前記移動局は、１つまたは複数のアクセス局によって提供されるエアーインターフェースから１つまたは複数の他のアクセス局によって提供されるエアーインターフェースに移行する、請求項３に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項６】
前記ＦＡＳＳ中に、前記移動局はアクセス局とユーザデータを通信し、前記ユーザデータはフレームとして通信され、前記移動局は、局選択機構に応じて、フレーム毎にアクセス局を変更する、請求項３に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項７】
前記移動局は、任意の特定のフレーム中に、１組のアクティブ局のうちの１つとユーザデータを通信する、請求項６に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項８】
前記ハンドオーバは前記ネットワークの１つのセル内で行われる、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項９】
前記ハンドオーバは前記ネットワークの異なるセル内で行われる、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１０】
前記現在のアンカ局および前記ターゲットアンカ局は、特定のマルチホップリレー基地局である、請求項８に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１１】
前記現在のアンカ局は特定の中継局であり、前記ターゲットアンカ局は、特定のマルチホップリレー基地局である、請求項８に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１２】
前記現在のアンカ局は特定のマルチホップリレー基地局であり、前記ターゲットアンカ局は特定の中継局である、請求項８に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１３】
前記現在のアンカ局および前記ターゲットアンカ局は特定の中継局である、請求項８に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１４】
前記現在のアンカ局および前記ターゲットアンカ局は、異なる中継局である、請求項８に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１５】
前記現在のアンカ局および前記ターゲットアンカ局は、異なる特定のマルチホップリレー基地局である、請求項９に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１６】
前記現在のアンカ局は特定のマルチホップリレー基地局であり、前記ターゲットアンカ局は、異なるマルチホップリレー基地局によって制御される特定の中継局である、請求項９に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１７】
前記現在のアンカ局は１つのセル内の特定の中継局であり、前記ターゲットアンカ局は、異なるセル内の特定のマルチホップリレー基地局である、請求項９に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１８】
前記現在のアンカ局および前記ターゲットアンカ局は、異なるセル内の異なる中継局である、請求項９に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項１９】
前記ハンドオーバ管理メッセージは、前記ネットワークトポロジアドバタイズメントを実行するためのメッセージを含む、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項２０】
前記ハンドオーバ管理メッセージは、マルチホップ走査間隔割当て要求メッセージを含む、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項２１】
前記ハンドオーバ管理メッセージは、マルチホップハンドオーバ情報要求メッセージを含む、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項２２】
前記ハンドオーバ管理メッセージは、マルチホップ移動局チャネル情報要求メッセージを含む、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【請求項２３】
前記ハンドオーバ管理メッセージは、マルチホップハンドオーバ指示メッセージを含む、請求項１に記載の無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおける移動局、中継局および基地局のためのマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）ならびに高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）のための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は包括的には、無線マルチユーザモバイルネットワークに関し、詳細には無線モバイルマルチユーザ・マルチホップネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
［ＩＥＥＥ標準規格］
本明細書において、以下の標準規格が参照により援用される：「ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｊ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｍｕｌｔｉｈｏｐ  Ｒｅｌａｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｒｅｑｕｅｓｔ  （ＰＡＲ）」（Ｏｆｆｉｃｉａｌ  ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｊ，  Ｍａｒｃｈ  ２００６）、「ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ    Ｐａｒｔ  １６：  Ａｉｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  Ｆｉｘｅｄ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」（ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００４）および「ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ    Ｐａｒｔ  １６：  Ａｉｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  Ｆｉｘｅｄ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  ２：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｌａｙｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｆｉｘｅｄ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｌｉｃｅｎｓｅｄ  Ｂａｎｄｓ」（ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００６）。
【０００３】
［定義］
以下の用語が定義され、本明細書において適宜に用いられる。
【０００４】
基地局（ＢＳ）：加入者装置とインフラストラクチャまたはネットワークバックボーンとの間で無線通信を提供するための装置。
【０００５】
マルチホップリレー基地局（ＭＲ−ＢＳ）：ＩＥＥＥ標準規格８０２．１６に対する修正ＩＥＥＥ標準規格８０２．１６ｊに準拠し、モバイルマルチホップ（ＭＭＲ）ネットワークにサポートするように機能を拡張されている基地局。
【０００６】
加入者局（ＳＳ）：加入者装置と基地局（ＢＳ）との間の通信を提供するための一般化された装置セット。
【０００７】
移動局（ＭＳ）：移動中に、または不特定の場所において用いられるように構成される無線トランシーバ。他に具体的に規定がなければ、ＭＳは常に加入者局（ＳＳ）である。
【０００８】
中継局（ＲＳ）：その機能が、２つ以上の局間でデータおよび制御情報を中継すること、およびマルチホップ通信に対応する過程を実行することである無線トランシーバ。
【０００９】
アンカ局：ＭＳまたはＭＲＳが同期する局であり、レンジングを実行し、制御情報用のダウンリンクをモニタする。アンカ局として、ＲＳ、ＢＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられることがある。
【００１０】
高速アクセス局切替（ＦＡＳＳ）：局選択機構に基づいて、ＭＳが、フレーム毎に、そのアクセス局を変更することができる方法。アクセス局として、ＲＳ、ＢＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられることがある。ＭＳは、任意の所与のフレーム中に、アクティブ局（アンカ局）のうちの１つとの間でデータを送受信している。
【００１１】
マクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）：移動局（ＭＳ）が、１つまたは複数のアクセス局によって提供されるエアーインターフェースから、１つまたは複数の他のアクセス局によって提供されるエアーインターフェースに移行する過程。この過程は、ダウンリンク（ＤＬ）において、２つ以上のアクセス局に、ＭＳに対して同じＭＡＣ／ＰＨＹプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を送信させて、ＭＳがダイバシティ合成を実行できるようにすることによって果たされる。アップリンク（ＵＬ）では、この過程は、２つ以上のアクセス局に、そのＭＳから同じＰＤＵを受信（復調、復号化）させて、アクセス局間で、受信されたＰＤＵのダイバシティ合成を実行できるようにすることによって果たされる。
【００１２】
アクティブ局：マクロダイバシティとの関連でＭＳまたはＭＲＳにアクセスできるようにするために、必要なＭＳまたはＭＲＳ  ＭＡＣ／ＰＨＹ情報を通知される局。
【００１３】
ＭＭＲダイバシティセット：所与のＭＳのアクティブ局のリスト。このセットは、マクロダイバシティハンドオーバ、協力中継および高速アクセス局切替に適用することができる。
【００１４】
サービング局：任意のＭＳの場合に、サービング局は、ネットワークへの最初のエントリ時に、またはハンドオーバ中に、ＭＳが直前に登録を完了している局である。サービング局として、ＢＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられることがある。
【００１５】
隣接局：任意のＭＳまたはＲＳの場合に、隣接局は、そのダウンリンク送信をＭＳまたはＲＳが受信することができる（アンカ局以外の）局である。隣接局として、ＲＳ、ＢＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられることがある。
【００１６】
ターゲットアクセス局：ハンドオーバ後にＭＳがネットワークにアクセスするための第１候補の局。ターゲットアクセス局として、ＲＳ、ＢＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられることがある。
【００１７】
ターゲットアンカ局：任意のＭＳまたはＭＲＳの場合に、ハンドオーバ後にアンカ局になる第１候補の局。ターゲットアンカ局として、ＲＳ、ＢＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられることがある。
【００１８】
ターゲットサービング局：ハンドオーバ後にＭＳが登録するための第１候補の局。ターゲットサービング局として、ＢＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられることがある。
【００１９】
接続：物理層（ＰＨＹ）において、１つの局のＲＦ送信機から、１つまたは複数の送信アンテナを経由して、無線チャネルによって、１つまたは複数の受信アンテナを経由して、別の局の受信機まで延在する接続。物理的には、その接続は、所定の１組のサブチャネルおよびタイムスロットを用いて、ＲＦ信号を通信する。論理層では、その接続の対象となる部分が、送信機のプロトコルスタックの媒体アクセス層（ＭＡＣ）から、受信機の媒体アクセス層まで延在する。論理的には、その接続は、データおよび制御情報を、単一のビットストリームとして搬送する。
【００２０】
アクセス局：所与のＭＳまたはＲＳの場合に、ネットワークに直にアクセスする場所にある局。アクセス局として、ＢＳ、ＲＳまたはＭＲ−ＢＳが用いられる。
【００２１】
本明細書において用いられる全ての他の従来の頭字語は、上記のＩＥＥＥ標準規格において定義される。いずれも参照により本明細書に援用される「Ｈａｒｍｏｎｉｚｅｄ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  ８０２．１６ｊ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｍｕｌｔｉｈｏｐ  Ｒｅｌａｙ」（ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｊ  −０６／０１４ｒ１，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００６）およびＷ．  Ｓｔａｌｌｉｎｇｓ著「Ｄａｔａ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」（Ｓｅｖｅｎｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ，  ２００３）も参照されたい。
【００２２】
［ハンドオーバモード］
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準規格によれば、３つの基本的なハンドオーバモード：ハードハンドオーバ（ＨＯ）、高速ＢＳ切替（ＦＢＳＳ）およびマクロダイバシティハンドオーバ（ＭＤＨＯ）がある。
【００２３】
［ＨＯモード］
ＨＯモードでは、ＭＳは、どの時点においても、ただ１つのＢＳと通信し、低速の移動性、たとえば、ポータビリティまたはシンプルモビリティのみを可能にする。より高速の移動性（フルモビリティ）の場合、ＦＢＳＳおよびＭＤＨＯが、より良好な性能を提供する。
【００２４】
［ＦＢＳＳモード］
ＦＢＳＳでは、ダイバシティアクティブセット内の全てのＢＳにデータが送信されるが、ダイバシティ合成は行われない。さらに、そのデータは、アンカＢＳにおいてのみ処理される。アンカＢＳが変更されるとき、このハンドオーバモードは、明示的なハンドオーバシグナリングメッセージを必要としない。ＦＢＳＳの場合、基地局（ＢＳ）が、高速切替機構を用いて、リンク品質を改善する。移動局（ＭＳ）は、いかなる所与のフレームにおいても、アクティブＢＳ、すなわちアンカＢＳのうちの１つとの間でデータを送受信するだけである。アンカＢＳは、基地局（ＢＳ）選択方式に基づいて、フレーム毎に変更することができる。
【００２５】
［ＭＤＨＯモード］
ＭＤＨＯモードでは、ＭＳは、ダイバシティアクセスセット内の全ての基地局と同時に通信することができる。アップリンク（またはダウンリンク）では、ＢＳ（（ＭＳ）は、受信した信号をダイバシティ合成することができる。ＭＤＨＯモードの場合、移動局（ＭＳ）は、１つまたは複数の基地局（ＢＳ）によって提供されるエアーインターフェース（チャネル）から１つまたは複数の他のＢＳによって提供されるエアーインターフェースに移行する。これは、ダウンリンク（ＤＬ）において、２つ以上の基地局に、ＭＳに対して同じＭＡＣ／ＰＨＹプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を送信させて、ＭＳがダイバシティ合成を実行できるようにすることによって果たされる。アップリンク（ＵＬ）では、その移行は、２つ以上の基地局に、そのＭＳから同じＰＤＵを受信（復調、復号化）させて、ＢＳ間で、受信したＰＤＵのダイバシティ合成を実行できるようにすることによって果たされる。
【００２６】
図１は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準規格によるＭＤＨＯを示しており、ＭＳ１０１は多数のＢＳ１０２と直に且つ同時に通信することができる。また、そのネットワークは、有線のバックボーンまたはインフラストラクチャ１０３も含む。バックボーンは以降の図面では示されない。この従来のネットワークは中継局を含まないことに留意されたい。
【００２７】
これまで、２つ以上の基地局間でのハンドオーバ手順のための従来の技法が説明された。
【００２８】
しかしながら、モバイルマルチホップリレー（ＭＭＲ）ネットワークでは、ユーザデータおよびおそらく制御情報が、１つまたは複数の中継局（ＲＳ）によって、ＭＲ−ＢＳおよびＭＳから中継される。
【００２９】
中継局は、ＭＭＲネットワークのサービスエリア、レンジ、スループットおよび容量を拡張し、非常に低い電力のデバイスがネットワークに参加できるようにする。
【００３０】
本明細書において用いられるときに、形容詞「モバイル（ｍｏｂｉｌｅ）」は、モバイル加入者局およびモバイル中継局の両方がサポートされるという事実を指している。マルチホップリレー（ＭＲ）−ＢＳとＭＳとの間に多数の通信経路を確立し、同じユーザデータおよび／または制御情報を両方の経路によって通信して、性能を改善できることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
ＭＭＲネットワークのためのハンドオーバ機構を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
［発明の概要］
この発明の実施の形態は、モバイルマルチホップリレー（ＭＭＲ）ネットワークのためのハンドオーバ手順と、そのハンドオーバ手順をサポートするためのＭＡＣ管理メッセージとを提供する。そのハンドオーバ手順およびＭＡＣ管理メッセージが、９つのクラスのネットワークトポロジの場合に記載される。
【００３３】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに準拠する移動局が、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ標準規格、またはＭＭＲネットワーク内でシームレスにハンドオーバすることができるように、中継局を経由する、ＭＡＣ  ＭＤＨＯおよびＦＡＳＳハンドオーバ手順および対応するＭＡＣ管理メッセージが提供される。
【００３４】
そのネットワークインフラストラクチャは中継局を含むので、ＭＭＲネットワークにおいて、９つの異なるＭＤＨＯおよびＦＡＳＳハンドオーバ事例が生じることがある。その９つの事例は、以下の２つの主なカテゴリのハンドオーバに分類することができる。
（１）ハンドオーバが同じＭＭＲセル内で行われるときのＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバ。
（２）ハンドオーバが２つの異なるＭＭＲセル間で行われるときのＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
この発明の実施形態は、無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおけるマクロダイバシティハンドオーバおよび高速アクセス局切替のための方法を提供する。ネットワークインフラストラクチャ内の中継局によって、２つの主なカテゴリのＭＤＨＯまたはＦＡＳＳハンドオーバがある。
【００３６】
図２〜図１０において、包括的には、長円が基地局セルを示し、円が中継局セルを示し、矢印がハンドオーバを示す。明確にするために、図１のバックボーン１０３は図２〜図１０では示されない。
【００３７】
［ＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバ］
ＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバでは、同じサービングＭＲ−ＢＳによって制御される１組のＲＳまたはＭＲ−ＢＳ間で、ダイバシティセットが更新される。このカテゴリは５つの事例を含む。本明細書において用いられるときに、「１組の」移動局、中継局または基地局は、１つまたは複数の局を含むことがある。
【００３８】
事例１：図２に示されるように、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が、１組の中継局（ＲＳ１〜ＲＳ６）２０２と通信しているＭＲ−ＢＳ２０１である。
【００３９】
事例２：図３に示されるように、現在のアンカ局がＲＳ３０１であり、ターゲットアンカ局がＭＲ−ＢＳ３０２である。
【００４０】
事例３：図４に示されるように、現在のアンカ局がＭＲ−ＢＳ４０１であり、ターゲットアンカ局がＲＳ４０２である。
【００４１】
事例４：図５に示されるように、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が同じＲＳ５０１である。
【００４２】
事例５：図６に示されるように、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が異なるＲＳ６０１〜６０２である。
【００４３】
［ＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバ］
ＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバでは、１組のＭＲ−ＢＳによって制御される１組のＲＳ間でダイバシティセットが更新される。このカテゴリは４つの事例を含む。
【００４４】
事例６：図７に示されるように、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が異なるＭＲ−ＢＳ７０１および７０２である。
【００４５】
事例７：図８に示されるように、現在のアンカ局がＭＲ−ＢＳであり、ターゲットアンカ局が異なるＭＲ−ＢＳ８０１および８０２によって制御されるＲＳである。
【００４６】
事例８：図９に示されるように、現在のアンカ局がＲＳ９０１であり、ターゲットアンカ局が異なるＭＲセル内のＭＲ−ＢＳ９０２である。
【００４７】
事例９：図１０に示されるように、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が異なるＲＳであると共に異なるＭＲセル内に位置する。
【００４８】
図１１は、図１０の場合に図示および説明されるような事例９の場合のＭＤＨＯ／ＦＡＳＳハンドオーバ手順例を示す。図１１では、矢印はメッセージの方向を示す。図１１は、ＭＳ１１０１、現在のアンカＲＳ１１０２、現在のアンカサービングＭＲ−ＢＳ１１０３、ターゲットサービングＭＲ−ＢＳ１１０４およびターゲットアンカＲＳ１１０５を示す。また、開始Ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿Ｒｅｔａｉｎ＿Ｔｉｍｅタイマ１１１１およびハンドオーバの完了１１１２も示される。
【００４９】
図１２は、図１０に示されるようなＩＥＥＥ８０２．１６ｅに準拠するＭＳ  ＭＡＣハンドオーバ手順の段階毎の、ネットワーク内の局のためのこの発明の実施形態による新規のＭＡＣ管理メッセージの表を示す。新たなＭＡＣメッセージは列１２０１において命名され、段階は列１２０２内にあり、メッセージの説明が列１２０３内にある。
【００５０】
図１３は、この発明による無線マルチユーザ・マルチホップリレーネットワークにおけるマクロダイバシティハンドオーバおよび高速アクセス局切替のための包括的な方法を示しており、以下に詳細に説明される。
【００５１】
局間のシグナリングは、当該技術分野において知られているように、無線中継リンク（チャネル）を介して、且つ有線の「バックボーン」またはネットワークインフラストラクチャを介して行われる。
【００５２】
ハンドオーバ手順は、参照により本明細書に援用されるＩＥＥＥ８０２．１６標準規格において定義されるように、プリアンブル、ＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤおよびＵＣＤメッセージのような報知制御メッセージに関するＭＲ−ＢＳと従属するＲＳとの間の協調に基づくことができる。
【００５３】
同期している報知システムでは、ＭＲ−ＢＳだけが全ての報知制御メッセージを送信するか、または同じＭＲセル内のＲＳが、同じ報知制御メッセージをＭＳに転送する。
【００５４】
非同期の報知システムでは、ＲＳは、自らのプリアンブル、ＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤおよびＵＣＤメッセージを送信することができる。この発明の実施形態は、ＭＲセルネットワークにおけるＭＤＨＯおよびＦＡＳＳハンドオーバを提供し、非同期報知システムのためのＭＡＣハンドオーバ手順を定義する。
【００５５】
そのＭＡＣハンドオーバ手順およびＭＡＣメッセージによれば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに準拠するＭＳは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格の従属条項６．３．２２において定義されるハンドオーバ手順にしたがって、シームレスにハンドオーバできるようになる。
【００５６】
［マクロダイバシティハンドオーバおよび高速アクセス局切替］
図１３に示されるように、その包括的な方法は、ネットワークトポロジアドバタイズメントを実行する（１３１０）。このステップは、後にさらに詳細に説明される。その後、後に説明されるように、ＭＳに走査間隔を割り当てる（１３２０）。
【００５７】
図１１に示されるように、ハンドオーバＭＡＣ管理メッセージを交換すること（１３３０）によって、ＭＤＨＯ能力またはＦＡＳＳ能力を使用可能に、または使用不可能にすることができる。それらのメッセージは図１２において定義される。ＭＤＨＯまたはＦＡＳＳが使用可能である場合、ＭＳは以下の段階を実行する。
【００５８】
ＭＤＨＯ決定：ＭＤＨＯは、ＭＳが多数のＭＲ−ＢＳおよび／またはＲＳとの間で同時に送受信することを決定することで開始する。ＭＤＨＯは、ハンドオーバ管理メッセージを交換することで開始することができる。ハンドオーバ管理メッセージとして、ＭＳによるＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱメッセージ、またはアンカ局によるＭＯＢ＿ＢＳＨＯ−ＲＥＱメッセージが用いられることがある。
【００５９】
ＦＡＳＳ決定：ＦＡＳＳハンドオーバは、ＭＳがダイバシティセット内で変化することがあるアンカ局との間でデータを送受信することを決定することで開始する。ＦＡＳＳハンドオーバも、ハンドオーバ管理メッセージを交換することで開始することができ、そのメッセージとして、ＭＳによるＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱメッセージ、またはアンカ局によるＭＯＢ＿ＢＳＨＯ−ＲＥＱメッセージが用いられることがある。
【００６０】
アンカ局更新／選択：ＭＳが、そのダイバシティセット１３０１に含まれる局の信号強度を絶えず監視し、それに応じて局を追加または削除することによってダイバシティセットを適宜更新する（１３４０）。その後、ＭＳは、その現在のダイバシティセット１３０１から、アンカ局になるべき１つの局を選択し（１３５０）、ＣＱＩＣＨまたはＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱメッセージにおいて、選択されたアンカ局に信号を伝達する。典型的には、選択された局は、最も高い信号強度を有する局である。
【００６１】
ＭＤＨＯまたはＦＡＳＳをサポートするＭＲ−ＢＳまたはＲＳは、Ｈ＿Ａｄｄ  ＴｈｒｅｓｈｏｌｄおよびＨ＿Ｄｅｌｅｔｅ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを含むＤＣＤメッセージを報知する。これらの閾値は、ＦＡＳＳ／ＭＤＨＯ能力があるＭＳによって、ＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱメッセージが送信されるべきであるか否かを判定するために用いられる。
【００６２】
アンカ局の長期の搬送波対干渉＋雑音比（ＣＩＮＲ）が、所定の閾値Ｈ＿Ｄｅｌｅｔｅ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さい場合には、ＭＳはＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱメッセージを送信して、ダイバシティセットからのこのアンカ局の削除を要求する。隣接するＭＲ−ＢＳまたはＲＳの長期のＣＩＮＲが所定の閾値Ｈ＿Ａｄｄ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも大きい場合には、ＭＳはＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱメッセージを送信して、この隣接するＭＲ−ＢＳまたはＲＳのダイバシティセットへの追加を要求する。
【００６３】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ―２００５標準規格において定義されるように、ＭＯＢ＿ＢＳＨＯ−ＲＥＱおよびＭＯＢ＿ＢＳＨＯ−ＲＳＰメッセージは、特定のＭＳのための取り得るターゲットアクセス局についての以下の情報を含む：サービスレベル予測、プリアンブルインデックス／サブチャネルインデックス、ＨＯ過程最適化、ネットワーク支援ＨＯサポート、およびＨＯ＿許可ポリシーサポート。
【００６４】
この情報は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅネットワークのバックボーン１０３を介して入手することができる。図１を参照されたい。しかしながら、この情報は、中継リンクを介して入手することもできる。
【００６５】
それゆえ、この発明人は、２つの新たなハンドオーバＭＡＣ管理メッセージＭＲ＿ＨＯＩＮＦＯ−ＲＥＱおよびＭＲ＿ＨＯＩＮＦＯ−ＲＳＰを定義することにより、ダイバシティセット内に含まれるべき潜在的な局についての情報を交換する。
【００６６】
［ＭＤＨＯ／ＦＢＳＳのためのダイバシティセット更新］
ＭＯＢ＿ＭＳＨＯ−ＲＥＱメッセージがＭＳによって送信されるとき、そのＭＳは、ＭＳのダイバシティセットに含まれるべきＭＲ−ＢＳおよび／またはＲＳの取り得るリストを与えることができる。ＭＳは、受信したＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージと、予め実行されている信号強度測定値、伝搬遅延測定値、走査、レンジングおよびアソシエーション能力とによって、ＭＲ−ＢＳおよび／またはＲＳの取り得るリストを見積もることができる。
【００６７】
ＭＯＢ＿ＢＳＨＯ−ＲＳＰメッセージが、ＭＳの現在のダイバシティセット内のアンカ局によって送信されるとき、ＭＲ−ＢＳは、ＭＳのダイバシティセット内に取り込むために推奨されるＭＲ−ＢＳまたはＲＳのリストを提供することができる。
【００６８】
ＭＳおよびダイバシティセット内の潜在的な局は、ＲＮＧ−ＲＥＱおよびＲＮＧ−ＲＳＰメッセージを交換することによってレンジングを実施する。ＭＳは、局ＩＤ  ＴＬＶを含むＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを送信することによってハンドオーバ試行を指示することができ、レンジング目的指示ＴＬＶセットのビット数を１に設定する。
【００６９】
そのようなＲＮＧ−ＲＥＱメッセージを受信すると、潜在的な局は、情報をまだ受信していない場合には、ＭＳにそれを要求する。ＭＳ情報は、中継リンクを介して、およびバックボーンを介して入手される必要があり得るので、この発明人は、ＭＳ情報を通知するための２つの新たなハンドオーバＭＡＣ管理メッセージＭＲ＿ＭＳＩＮＦＯ−ＲＥＱおよびＭＲ＿ＭＳＩＮＦＯ−ＲＳＰを定義する。
【００７０】
［情報を基にするＭＤＨＯ／ＦＡＳＳ決定および開始］
上記の情報に基づいて、局はステップ１３６０において、ハンドオーバを実施することを決定し、ハンドオーバを開始することができる。
【００７１】
［ＭＤＨＯ／ＦＡＳＳハンドオーバ実行および終了］
開始後に、ハンドオーバが実行され（１３７０）、成功した場合には終了する（１３８０）。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格によれば、ダイバシティセットにおいてＭＳがネットワークアタッチメントに成功したことが、ネットワークバンクボーンを介して、以前のアンカＢＳによって通知される。しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ標準規格では、このアタッチメントは、中継リンクを介して、且つバックボーンを介して通知されることがある。
【００７２】
それゆえ、この発明人は、新たなハンドオーバＭＡＣ管理メッセージＭＲ＿ＨＯ−ＩＮＤを記載する。この情報を用いて、新たなアンカＭＲ−ＢＳおよび／またはＲＳにおいてＭＳがネットワークアタッチメントに成功したことが、以前のアンカ局に通知される。
【００７３】
［ネットワークトポロジアドバタイズメント］
このセクションは、現在の標準規格の場合のこの発明の実施形態によるネットワークトポロジアドバタイズメント手順１３１０およびＭＳ走査手順１３２０に対する付加および変更を記載する。
【００７４】
ＭＲ−ＢＳまたはＲＳは、そのセル内にある全てのＭＳに対して、ＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージを定期的に報知する。ＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージは、他の局のアクセスリンクチャネル情報を含む。その情報は、無線中継リンクを介して、およびＭＲネットワークのバックボーンを介して入手されることがある。それゆえ、この発明人は、表１に示されるように、新たなハンドオーバＭＡＣ管理メッセージＭＲ＿ＮＢＲ−ＲＥＱを定義することにより、ＭＲ−ＢＳとＲＳとの間で、またはＲＳとＲＳとの間で、無線中継リンクを介して情報を交換する。
【００７５】
新たなＭＲ＿ＮＢＲ−ＲＳＰメッセージを定義することにより、ＭＲ＿ＮＢＲ−ＲＥＱメッセージに応答することができる。アクセス局は、受信したＭＲ＿ＮＢＲ−ＲＥＱメッセージから収集される情報に基づいて、ＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージを準備する。その後、アクセス局は、ＭＯＢ＿ＮＢＲ−ＡＤＶメッセージを、その関連するＭＳに対して送信する。
【００７６】
ＭＲ＿ＮＢＲ−ＲＥＱメッセージは、ＲＳまたはＭＲ−ＢＳによって用いられ、サービングＭＲ−ＢＳまたは上流のＲＳに対して他の局のアクセスチャネル情報を要求する。一般的なＭＡＣヘッダ内に符号化されるＣＩＤは、ＲＳとＭＲ−ＢＳとの間、または要求しているＲＳとその上流のＲＳとの間の１次ＣＩＤである。
【００７７】
【表１】
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【００７８】
［ＭＳ走査］
アクセス局は、ＭＳに対して、ハンドオーバのための潜在的なターゲットアクセス局の安定性を探索し、且つ監視する走査間隔を割り当てることができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５において定義されるように、ＭＳは、ＭＯＢ＿ＳＣＮ−ＲＥＱメッセージを用いて、走査間隔の割当て、および潜在的な各ターゲットアクセス局との特定のアソシエーションタイプを要求することができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５では、３つのアソシエーションレベル、アソシエーションレベル０、アソシエーションレベル１およびアソシエーションレベル２が定義される。要求されるアソシエーションレベルは、ＭＯＢ＿ＳＣＮ−ＲＥＱメッセージの走査タイプフィールド内に符号化される。ＭＯＢ＿ＳＣＮ−ＲＥＱメッセージを受信すると、アクセス局は、ＭＯＢ＿ＳＣＮ−ＲＳＰメッセージで応答する。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５では、ＢＳ間の協調は、バックボーンを介して達成することができる。しかしながら、８０２．１６ｊネットワークでは、その協調は、中継リンクおよびバックボーンを介して行われる必要がある。この発明人は、中継リンクによる協調のために２つの新たなハンドオーバＭＡＣ管理メッセージＭＲ＿ＳＣＮ−ＲＥＱおよびＭＲ＿ＳＣＮ−ＲＳＰを定義する。表２および表３を参照されたい。現在のアクセス局は、ＭＲ＿ＳＣＮ−ＲＥＱメッセージを送信して、上流の中継局と、またはさらにはＭＲ−ＢＳとアソシエーションレベルをネゴシエートして、ＭＳに適当な走査間隔を割り当てる。
【００７９】
【表２】
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【表３】
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【００８０】
この発明は、好ましい実施形態によって例として説明されてきたが、この発明の精神および範囲内で、種々の他の適用および変更を行うことができることは理解されたい。それゆえ、添付の特許請求の範囲の目的は、この発明の真の精神および範囲に入るような変形および変更を包含することである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】中継局を用いない従来技術のＭＤＨＯネットワークの概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が同じＭＲ−ＢＳである場合のＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバの概略図である。
【図３】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局がＲＳであり、ターゲットアンカ局がそのサービングＭＲ−ＢＳである場合のＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバの概略図である。
【図４】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局がＭＲ−ＢＳであり、ターゲットアンカ局がこのＭＲセル内のＲＳである場合のＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバの概略図である。
【図５】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が同じＲＳである場合のＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバの概略図である。
【図６】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が異なるＲＳであるが、同じＭＲセル内にある場合のＭＲ−ＢＳ内ハンドオーバの概略図である。
【図７】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が異なるＭＲ−ＢＳである場合のＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバの概略図である。
【図８】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局がＭＲ−ＢＳであり、ターゲットアンカ局が異なるＭＲ−ＢＳによって制御されるＲＳである場合のＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバの概略図である。
【図９】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局がＲＳであり、ターゲットアンカ局が異なるＭＲセル内のＭＲ−ＢＳである場合のＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバの概略図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による、現在のアンカ局およびターゲットアンカ局が異なるＭＲセル内に位置する異なるＲＳである場合のＭＲ−ＢＳ間ハンドオーバの概略図である。
【図１１】図１０に示されるマクロダイバシティハンドオーバのためのメッセージのタイミング図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による新規のＭＡＣ管理メッセージの表である。
【図１３】この発明の実施の形態１によるハンドオーバのための方法の流れ図である。
【符号の説明】
【００８２】
２０１、３０２、４０１  ＭＲ−ＢＳ、２０２、３０１、４０２、５０１、６０１、６０２、９０１、１００１  中継局（ＲＳ１〜ＲＳ６）、７０１、８０１  ＭＲ−ＢＳ１、７０２、８０２、９０２、１００２  ＭＲ−ＢＳ２、１１０１  ＭＳ、１１０２  現在のアンカＲＳ、１１０３  現在のアンカサービングＭＲ−ＢＳ、１１０４  ターゲットサービングＭＲ−ＢＳ、１１０５  ターゲットアンカＲＳ、１１１１  開始Ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿Ｒｅｔａｉｎ＿Ｔｉｍｅタイマ、１１１２  ハンドオーバの完了、１２０１〜１２０３  列。
【図１】
2008172757.tif 000006
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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