(57)【要約】      （修正有）【課題】各ホップの無線環境及び容量に合うようにバーストのサイズを決定し直し、ネットワークパフォーマンスを改善する。【解決手段】ソース装置は、中間装置を介して宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、中間装置は、先行する通信装置から情報を受信し且つ後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、通信パスを構成するソース装置から宛先装置に至る連続した一連のリンクの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定し、リンクの各々について、リンクのみの指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで送信ウインドウを形成し、特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信する。【選択図】図６
2008061235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用する無線送信方法であって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該無線送信方法は、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定するステップと、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成するステップと、
前記特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信するステップと、
を有する無線送信方法。
【請求項２】
予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を判定することが、前記リンクのモビリティを判定することを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を判定することが、リンクのサービス寝室要求を判定することを含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
当該方法がマルチキャリア方式のシステムで使用され、送信フォーマットを設定することが、サブチャネリゼーション法を割り当てることを含む請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
当該方法がOFDM方式のシステムで使用され、各送信ウインドウの形状は、複数のシンボル期間各々について該送信ウインドウの占めるサブキャリア数で決定される請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
リンクの各々について、特定のウインドウの構築後であって該特定の送信前に、該特定のウインドウコンフィギュレーションにより少なくとも１つの別の送信パラメータを設定するステップを有する請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記別の送信パラメータは、送信電力である請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記別の送信パラメータは、符号化及び／又は変調方式である請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
特定の送信ウインドウのコンフィギュレーションが、前記ソース装置で実現される請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
リンクの各々について、該ウインドウでの送信に使用されるコンフィギュレーションが前記装置で実現される請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記通信パスに沿うリンクの各々について、該ウインドウでの送信に使用される装置で又はソース装置で前記コンフィギュレーションが実現される請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記送信ウインドウ各々が、OFDM又はOFDMAフレーム構造の領域を有する請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記送信ウインドウ各々が、OFDM又はOFDMAフレーム構造でのゾーンを有する請求項１乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ソース装置が基地局である請求項１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ソース装置がユーザ装置である請求項１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ソース装置が中継装置である請求項１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムであって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該無線通信システムは、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定する判定手段と、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成する構築手段と、
前記特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信する送信手段と、
を有する無線通信システム。
【請求項１８】
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用するソース装置であって、前記少なくとも３つの通信装置の１つは当該ソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、当該ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該ソース装置は、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定する判定手段と、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成する構築手段と、
前記特定の送信の間に、第１リンクに関する特定の送信ウインドウを使用し、前記第１リンクに沿って当該ソース装置から情報を送信する送信手段と、
を有するソース装置。
【請求項１９】
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用する中間装置であって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該中間装置は、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定する判定手段と、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成する構築手段と、
前記特定の送信の間に、関連するリンクについての特定の送信ウインドウを使用し、該リンクに沿って当該中間装置から情報を送信する送信手段と、
を有する中間装置。
【請求項２０】
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムのコンピュータ装置上で実行され、該システムに送信を実行させるコンピュータプログラムであって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該コンピュータプログラムは、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定するステップと、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成するステップと、
前記特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信するステップと、
をコンピュータ装置に実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチホップ無線通信システム、中継装置、ソース装置、無線通信方法及びコンピュータプログラムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
現在、パケットベースの無線その他の通信システムでマルチホップ技術を利用することに多くの関心が寄せられている。そのような技術では、カバレッジ範囲の拡張及びシステム容量(スループット)の増加双方を可能にすることが意図されている。
【０００３】
マルチホップ通信システムでは、通信信号は或る通信経路(C)に沿う通信方向でソース装置から宛先装置へ１以上の中間装置(中継装置)を介して送信される。図８は基地局BS（３Ｇ通信システムでは「ノードＢ」（ＮＢ）とも呼ばれる）、中継ノードＲＮ（中継局ＲＳとも呼ばれる）及びユーザ装置ＵＥ（移動局ＭＳとも呼ばれる）を有するシングルセル２ホップ無線通信システムを示す。信号がダウンリンク（ＤＬ）で基地局から宛先ユーザ装置（ＵＥ）へ中継ノード（ＲＮ）を介して伝送される場合には、基地局はソース装置（Ｓ）を構成し、ユーザ装置は宛先装置（Ｄ）を構成する。通信信号がアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノードを経て基地局に伝送される場合には、ユーザ装置がソース装置を構成し、基地局が宛先装置を構成する。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり：ソース装置からの信号を受信する受信機と；そのデータを又はそれから導出したものを宛先装置へ送信する送信機を有する。
【０００４】
デッドスポットでのカバレッジを改善又は提供するために簡易なアナログリピータ又はディジタルリピータがリレーとして使用されている。これらはソース局とは異なる伝送周波数帯域で動作し、ソースの伝送及びリピータの伝送間の干渉を防ぐ、或いはソース局から何も送信されていない時にリピータが一度に動作してもよい。
【０００５】
図９は中継局の様々な適用例を示す。固定されたインフラストラクチャに関し、ある中継局により提供されるカバレッジは、ある移動局に通信ネットワークへのアクセスを許可するように補充(in-fill)されてもよい。その移動局は他の障害物の影になっているかもしれないし、或いは基地局から通常の距離の範囲内であるにもかかわらず基地局から十分な信号強度を受信できないかもしれない。「レンジ拡張(Range  extension)」も示されており、レンジ拡張では、移動局が基地局の通常のデータ伝送範囲外になった場合、中継局がアクセスを許可する。図９右上に示される補充(インフィル)の一例は、移動可能な(nomadic)中継局の設置例を示し、地上より高い、低い又は同じレベルにあってよい建物内部でのカバレッジ拡張を可能にする。
【０００６】
他の例の移動可能な中継局(ノマディック中継局)は、一時的なカバレッジを用意し、イベントや緊急事態／災害の際にアクセスをもたらす。図９の右下に示される最後の例は、乗物に設けられたリレーを用いてネットワークへのアクセスをもたらす。
【０００７】
リレーは伝送技術の進歩とともに以下に説明されるように通信システムのゲインを強化するために使用される。
【０００８】
無線通信信号が空間を伝搬する際の散乱又は吸収に起因して、伝搬損失又は「パスロス」が生じ、信号強度の減少を引き起こすことが知られている。送信機及び受信機間のパスロスに影響する要因は：送信機のアンテナの高さ、受信機のアンテナの高さ、キャリア周波数、散乱タイプ（都市、都市近郊、田舎）、形態の詳細（高度、密度、隔たり、地勢（丘上、平坦））等を含む。送信機及び受信機間のパスロスＬ（ｄＢ）は次のようにモデル化できるかもしれない：
L=b+10nlogd    （Ａ）
ここでｄ（メートル）は送信機−受信機間の隔たりであり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパスロスパラメータであり、絶対パスロスはl=10(L/10)で与えられる。
【０００９】
間接的なリンクで受ける絶対パスロスの合計ＳＩ＋ＩＤは直接的なリンクＳＤで受けるパスロスより少ないかもしれない。言い換えればそれは次のように書ける：
L(SI)+L(ID)<L(SD)      （Ｂ）
従って単一の伝送リンクを２つの短い伝送セグメントに分割することは、パスロス及び距離の間の非線形性を活用することになる。数式（Ａ）を用いたパスロスの簡易な理論分析により、ソース装置から宛先装置へ直接的に伝送されるのではなく、中間装置（例えば、中継ノード）を介してソース装置から宛先装置へ信号が伝送される場合に、全体的なパスロスの減少（及び信号強度及びデータスループットにおける改善又は利益）を達成できることが理解できる。適切に実現されるならば、マルチホップ通信システムは送信機の送信電力を削減し、無線送信を促し、これは、電磁放射に晒されることを減らすだけでなく干渉レベルの低減効果をももたらす。或いは、全体的なパスロスの低減は、信号を搬送するに必要な放射される全送信電力を増やさずに、受信機での受信信号品質を改善することに資する。
【００１０】
マルチホップシステムはマルチキャリア伝送とともに使用するのに適している。ＦＤＭ（周波数分割多重化）、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）又はＤＭＴ（ディスクリートマルチトーン）のようなマルチキャリア伝送システムでは、１つのデータストリームがＮ個の並列的なサブキャリア上に変調され、各サブキャリア信号は自身の周波数範囲を有する。これは全体域（即ち、所与の期間内に送信される或る量のデータ）を複数のサブキャリアにわたって分割し、データシンボル各々の期間を増やすことを可能にする。各サブキャリアは低い情報レートを有するので、マルチキャリアシステムは、シングルキャリアシステムと比較して、導入されるチャネル歪に対する耐性を強化できる利点を有する。これは、伝送レート即ち各サブキャリアの帯域がチャネルのコヒーレンス帯域より狭いことを保証することで可能になる。その結果、サブキャリア信号で受けるチャネル歪は周波数に依存し、従ってシンプルな位相及び振幅補正因子で補正可能である。従って、システム帯域がチャネルのコヒーレンス帯域より広い場合には、マルチキャリア受信機内のチャネル歪補償エンティティは、シングルキャリア受信機内でのものより複雑さをかなり低くすることができる。
【００１１】
直交周波数分割多重化(ＯＦＤＭ)はＦＤＭに基づく変調技術である。ＯＦＤＭシステムは複数のサブキャリアを使用し、各サブキャリアは数学的な意味で直交しており、サブキャリアは互いに独立であることに起因して、サブキャリアのスペクトルは干渉せずに重なっている。ＯＦＤＭシステムの直交性は、ガードバンド周波数の必要性を排除し、それ故にシステムのスペクトル利用効率を増やす。ＯＦＤＭは多くの無線システムで提案及び採用されている。それは現在のところ、非対称ディジタル加入者回線(ＡＤＳＬ)コネクションで、（IEEE802.11a/g標準規格に基づくWiFiデバイスのような）何らかの無線ＬＡＮアプリケーションで、及び（IEEE802.16標準規格に基づく）ＷｉＭＡＸのような無線ＭＡＮアプリケーションで使用されている。ＯＦＤＭはしばしばチャネル符号化、誤り訂正技術とともに使用され、符号化された直交ＦＤＭ又はＣＯＦＤＭをもたらす。ＣＯＦＤＭはディジタル電気通信システムで現在広く使用され、マルチパス環境下でのＯＦＤＭベースのシステムのパフォーマンスを改善している。そのような環境ではチャネル歪の変動が、周波数領域のサブキャリア及び時間領域のシンボル双方にわたって生じ得る。あるタイプのコンピュータネットワーク技術だけでなく、ＤＶＢ及びＤＡＢのようなビデオ及びオーディオブロードキャストでもそのようなシステムが見受けられる。
【００１２】
ＯＦＤＭシステムでは、逆離散又は高速フーリエ変換アルゴリズム(ＩＤＦＴ／ＩＦＦＴ)を用いることで、変調されたＮ個の並列的なデータソース信号のブロックが、Ｎ個の直交する並列的なサブキャリアにマッピングされ、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれる信号を送信機の時間領域で形成する。従って「ＯＦＤＭシンボル」はＮ個のサブキャリア信号全ての合成信号である。ＯＦＤＭシンボルは数学的には次のように表現できる：
【数１】
2008061235.tif 000003
ここで、Δfはサブキャリア間隔(Hz)であり、Ts=1/Δfはシンボル期間(秒)であり、cnは変調されたソース信号である。数式(１)のサブキャリアベクトルc=(c0,c1,...,cN-1),c∈Cn,（ソース信号の各々はサブキャリア信号成分に変調される）は、ある有限のコンステレーションによるN個のコンステレーションシンボルの或るベクトルである。受信機では、受信された時間領域信号は、離散フーリエ(DFT)又は高速フーリエ変換（FFT）アルゴリズムを適用することで、周波数領域に逆変換される。
【００１３】
ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）はＯＦＤＭの多重アクセス変形例である。これは、サブキャリアの部分集合を個々のユーザに割り当てるように動作する。これは、いくつものユーザからの同時送信を、より良いスペクトル利用効率になるようにする。しかしながら、アップリンク及びダウンロード方向で干渉なしに双方向通信を可能する問題がまだ残る。
【００１４】
２つのノード間で双方向通信を可能にする際に、ある装置が同じリソース媒体で同時には送信及び受信できないという物理的制約を克服するために、２つの（フォワード又はダウンロード及びリバース又はアップリンク）通信リンクを多重する周知の２つの別個のアプローチがある。第１に、周波数分割二重化(ＦＤＤ)は、一方をフォワードリンクの通信用に及び他方をリバースリンク通信用に、送信媒体を２つの別個の帯域に分割することで、同時ではあるが別個の周波数帯域で２つのリンクを使用することを含む。第２に、時分割二重化(ＴＤＤ)は、同じ周波数帯域上であるが、媒体へのアクセスを時間的に分割することを含み、時間的にどの時点ででもフォワード又はリバースのリンクのみが媒体を使用しているようにする。何れのアプローチ（ＴＤＤ及びＦＤＤ）も各自のメリットを有し、シングルホップの有線及び無線通信システムにかなり使用されている。例えばIEEE802.16規格はFDD及びTDDモード双方を組み込んでいる。
【００１５】
一例として、図１０はIEEE802.16規格(WiMAX)のOFDMA物理レイヤで使用されるシングルホップTDDフレーム構造を示す。
【００１６】
各フレームはDL及びULサブフレームに分割され、その各々は別個の伝送期間になる。各サブフレームは送信／受信及び受信／送信伝送ガードインターバール（それぞれTTG及びRTGと呼ばれる）で分割される。DLサブフレーム各々は、フレーム制御ヘッダ(FCH)、DL-MAP及びUL-MAPが後に続くプリアンブルとともに始まる。
【００１７】
FCHはDLフレームプレフィックス(DLFP)を含み、バーストプロファイル及びDL-MAP長を指定する。DLFPは、各フレームの始めに伝送されるデータ構造であり、現在のフレームに関する情報を含む；それはFCHにマッピングされる。
【００１８】
同時DL割り当てがブロードキャスト、マルチキャスト及びユニキャストされてもよく、それらはサービングBS以外の他のBSに対する割り当てを含んでもよい。同時ULはデータ割当及び測距又は帯域リクエストでもよい。
【００１９】
本願は次の代理人管理番号とともに同一出願人により同日に出願された一群の英国特許出願（P106752GB00,P106753GB00,P106754GB00,P106772GB00,P106773GB00,P106795GB00,P106796GB00,P106797GB00,P106798GB00,P106799GB00）の１つに関連し、これらは通信技術に関する本発明と相互に関連する発明を記述している。他の９つの出願各々の内容全体は、本願のリファレンスに組み入れられ、他の９つの出願各々の謄本は原出願とともに提出されている。
【００２０】
無線通信システムでリレーを用いることで、サービス品質(QoS)及びカバレッジの双方を改善することができる。図１はWiMAXリレーの２つの代表的なアプリケーション例を示す。図１ａでは、中継局（ＲＳ）を用いることで、より多くのエリアをカバーすることができる。図１ｂでは、建物の影による影響を被っている移動局（ＭＳ）のＱｏＳはＲＳにより改善できる。この提案では、ＲＳ＃１及びＲＳ＃２は第１ホップＲＳ及び第２ホップＲＳとそれぞれ呼ばれ、ＭＳ＃１及びＭＳ＃２は第２ホップＭＳ及び第３ホップＭＳとそれぞれ呼ばれる。
【００２１】
ＯＦＤＭＡベース（直交周波数分割多重アクセス）のＷｉＭＡＸ、信号を複数のチャネル（即ち、キャリアのグループ）に分割し、各サブチャネルは、異なるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）加入者に割り当てられる。各ＭＳは、場所及び基地局からの距離、干渉並びに電力制御に関して別々に処理可能である。全体的なフレームは様々な置換ゾーン(permutation  zone)により分割される。各置換ゾーンタイプは、様々な無線チャネル環境及び様々なネットワーク／セル配置に適切なものである。例えば、図２は１つのＴＤＤフレーム中の置換ゾーンの一例を示す。
【００２２】
通常的には、ＭＳのサービスコネクション／フローは、ＱｏＳ要求、無線チャネル状態及び他の要因の観点から無線リソース管理アルゴリズムにより、適切な置換ゾーンを使用するように並べられる。置換ゾーンの中で、サブチャネルグループの二次元領域が、或るＭＳの或るサービスコネクションに割り当てられる。この二次元割り当ては「バースト」と呼ばれる。バーストの最小割り当て単位は、ＷｉＭＡＸではスロットである。バーストは、Nsubchannels×MOFDM_Symbolsで表現可能な四角形のように見える（図３）。
【００２３】
図４はＯＦＤＭＡ−ＴＤＤフレームPUSC(Partial  Utilized  Subchannelization)置換ゾーンにバーストを割り当てる具体例を示す。
【００２４】
バーストの特定のペイロードに関し、Ｎ及びＭの値による多くの可能な組み合わせが存在する。Ｎ及びＭの値をどのようにして決定するかは、バースト寸法決定アルゴリズムの主要部分であり、ＷｉＭＡＸでのＱｏＳ及びビットエラーレート（ＢＥＲ）パフォーマンスに大きな影響を及ぼす。
【００２５】
図５は（４スロットである）固定されたペイロードのバーストについて様々な寸法の場合のバーストエラーレートを示す。チャネルモデルは3km/hrの速度で歩くITU歩行者Ｂである。周波数領域でのバーストサイズの相違がバーストエラーレートの相違になることが明らかである。
【００２６】
ＷｉＭＡＸ及び他の中継システムでは、様々なホップを介する無線リンクのチャネル特性は様々である。各ホップの無線環境及び容量に合うようにバーストのサイズを決定し直し、ネットワークパフォーマンスを改善する手法をＢＳ又はＲＳにもたらすことが望まれる。
【００２７】
説明される本発明は独立項で規定され、有利な実施例は従属項に関連する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の課題は、各ホップの無線環境及び容量に合うようにバーストのサイズを決定し直し、ネットワークパフォーマンスを改善する手法をＢＳ又はＲＳにもたらすことである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明では、少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用する無線送信方法が使用される。前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信する。当該無線送信方法は、前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定するステップと、リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成するステップと、前記特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信するステップとを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜好ましいバーストプロファイルリディメンジョン法(BPRS)の詳細＞
WiMAX中継システムにおける本発明による好ましいバーストプロファイルリディメンジョン法(BPRS:  Burst  Profile  Re-dimensioning  Scheme)に３つの種類がある。１つはセントラルBPRSであり、BSが計算の大部分を実行し、BSがホップの通信全てについてバーストプロファイルを決定する。もう1つは分散BRPSであり、アルゴリズムの計算はBS及びRSに分散され、各RSがそのバーストプロファイルを決定する。他の１つはハイブリッドBRPSであり、セントラルBRPSと分散BRPSの組み合わせである。
【００３１】
セントラルBPRSはRSに求められる性能条件を緩和することができ、RSのコストを削減する。分散BPRSでは、RSはBSからいくらかの演算を引き継がなければならないが、BS及びRS間の演算負担は均衡し、RS及びBS間のシグナリングも削減できる。ハイブリッドBPRSでは、一部のホップのバーストプロファイルはBSにより決定されるが、他はRSにより決定され、様々な性能を有する複数のRSが存在する場合に相応しい。
【００３２】
＜セントラルBPRS＞
図６に示されるようにセントラルBPRSには６つのメインステップがある。
【００３３】
ステップ１：BSがメジャーメント(指標)を収集し、メジャーメントはBS及び第1ホップRS(図１ａ，１ｂのＲＳ＃１)間のリンクのバーストプロファイルに関する。これらのメジャーメントはＲＳの移動度(モビリティ)のようなチャネル属性を含む。
【００３４】
ＲＳのモビリティはＲＳから単に報告されてもよいし、或いは、チャネル応答の相関因子を計算すること、チャネルコヒーレント時間又はＣＩＮＲの標準偏差を計算することを通じて測定されてもよい。チャネル応答の相関因子又はチャネルコヒーレント時間の値がより大きいことは、より大きなモビリディを意味する。ＣＩＮＲの標準偏差がより小さいことは、通常的にはより低いモビリティを意味する。
【００３５】
ステップ２：第１ホップ無線通信のサブチャネリゼーション法(又は置換ゾーン)のタイプをBSが決定する。サブチャネリゼーション法のこのタイプは、モビリティ、サービスタイプ、セル配置及びその他の第１ホップRSの要因に基づく。例えば、AMCサブチャネリゼーション法が固定されたRSに相応しいかもしれないし、PUSCはモビリティサポート機能を備えたマルチセクタセルに相応しいかもしれない。この決定は第１ホップのQoS要求を考慮すべきである。
【００３６】
ステップ３：BSは、第１ホップ無線通信のバーストプロファイルを決定する。この決定も第１ホップのQoS要求を考慮すべきである。WiMAXフレーム中のスロット数及びリンクバジェットには限りがあるので、RSでの高度なサービス(又は高度なQoS要求)を伴うサービスコネクションは、適切なバーストを割り当てるために高い優先度を有するであろう。バーストのディメンジョンはRSのモビリティに依存する。例えば、固定されたRSのバーストは、時間領域よりも周波数領域でより大きなサイズを有し、周波数ダイバーシチにより多くの利得を達成できる。一方、モビリティの高いRSのバーストは、時間領域で大きなサイズを有し、多くの時間ダイバーシチ利得を得る。
【００３７】
ステップ４：BSはメジャーメントを収集し、そのメジャーメントは、第１ホップRSのカバレッジ内の第２ホップMS及び第２ホップRS(図１ａのＲＳ＃２)のバーストプロファイルに関連する。モビリティメジャーメントの方法はステップ１のものと同様である。
【００３８】
ステップ５：ＢＳは第２ホップ通信内のサービスコネクションのバーストディメンジョン及びサブチャネリゼーション法を決定する。この決定も第１ホップのQoS要求を考慮する。サブチャネリゼーション法及びバーストディメンジョンは、第２ホップRS又は第２ホップMSのモビリティの観点から決定される。例えばAMCサブチャネリゼーション法は、固定されたRS/MSに相応しいかもしれない。固定されたRS/MSのバーストは、時間領域よりも周波数領域で大きなサイズを有し、従って周波数ダイバーシチによる多くの利得を達成できる。一方、高い移動度のRS/MSのバーストは、より多くの時間ダイバーシチ利得を得るために時間領域で大きなサイズを有する。送信電力、符号化及び変調方式その他の要因のような他の関連するバーストプロファイルパラメータが、バーストディメンジョン及びサブチャネリゼーション法の変更に起因して変更されることを要する場合、それらはBSによっても調整される。
【００３９】
ステップ６：ステップ５の判定結果の観点から関連するバーストプロファイルを調整するように、BSは第１ホップRSに通知する。第１ホップRSはBSからの指示の下でサービスコネクションのバーストを割り当てし直す。
【００４０】
ステップ７：ホップ数が２より多い場合、最終ホップMSが中継データ及び制御情報を受信するまで、ステップ４及び５は次のホップRS及びMSに関して反復される。
【００４１】
＜分散BPRS＞
図７に関連して説明されるように、分散BPRSでは６つの主要なステップがある。
【００４２】
ステップ１：BS又はRSはメジャーメントを収集し、メジャーメントはリンクのバーストプロファイルに関連する。これらのメジャーメントは、RS及びMSのモビリティのようにチャネル属性を含む。
【００４３】
チャネル応答の相関因子を計算し、CINRの標準偏差又はチャネルコヒーレント時間を計算することで、モビリティは測定可能である。チャネルコヒーレント時間又はチャネル応答の相関因子の値が大きいことは、モビリティの高いことを意味する。CINRの標準偏差の小さいことは、モビリティの低いことを意味する。
【００４４】
ステップ２：BS又はRSが自身の無線通信についてサブチャネリゼーション法（又は置換ゾーン）のタイプを決定する。サブチャネリゼーション法のこのタイプは、モビリティ、サービスタイプ、セル配置及びリンクの他の要因に依存する。例えば、AMCチャネリゼーション法は、固定された又はモビリティの低い装置に相応しく、PUSCはモビリティサポート機能を有するマルチセクタセルに相応しいかもしれない。この判定はリンクのQoS要求を考慮すべきである。
【００４５】
ステップ３：BS又はRSは自身の無線通信についてバーストプロファイルを決定する。この決定もリンクのQoS要求を考慮すべきである。リンクバジェット及びWiMAXフレーム中のスロット数には限りがあるので、高度なサービス(又は高度なQoS要求)を伴うRSのサービスコネクションは、適切なバーストを割り当てるために高い優先度を有する。バーストのディメンジョンはRS/MSのモビリティに依存する。例えば、固定された又は移動度の低いRS/MSのバーストは、時間領域よりも周波数領域で大きなサイズを有し、周波数ダイバーシチによる多くの利得を達成する。一方、移動度の高いRS/MSのバーストは、より多くの時間ダイバーシチ利得を得るために時間領域で大きなサイズを有する。
【００４６】
ステップ４：BS又はRSはバーストプロファイルを調整し、データ及び制御情報を送信する。
【００４７】
＜主要な効果＞
好適実施例は、WiMAX中継システムでバーストプロファイルをBS又はRSについて再調整する方法をもたらし、各ホップの無線チャネルの様々な状態に適合させる。これによる主な利点は以下のようなものである：
１．付随するパフォーマンスの改善により（バーストプロファイルリディメンジョニングにより、無線チャネル及びサービスタイプを様々なホップに適合させ）、改善されたOFDMA製品を提供する；
２．提案方法は、各ホップの無線チャネル状態及びサービスタイプに適合するように、バーストを再調整する方法をもたらす；
３．提案される再調整法は、セントラル化されてもよいし、分散されてもよいし、セントラル化法及び分散法を組み合わせてもよく、様々な能力のRSを用いる柔軟性をもたらす。
【００４８】
４．２×Dバーストサイズ制御法は本願で提案されている。モビリティ推定に基づいて、この２×Dバーストサイズ制御法はビットエラーレートパフォーマンスを改善することができる。
【００４９】
５．送信電力、バーストの変調及び符号化法(MCS)及び他の要因のような他のバーストプロファイルパラメータが、バーストディメンジョン及びサブチャネリゼーション法の変更に起因して変えられなければならない場合、それらはBS又はRSによっても調整され、無線チャネル及びサービスを動的に変えるように各ホップ内の通信を適合させる。
【００５０】
本発明の実施例はハードウエアで、１以上のプロセッサ上で動作するソフトウエアモジュールとして又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。即ち、実際にはマイクロプロセッサ又はディジタル信号プロセッサ(DSP)が、本発明を利用する送信機の機能の全部又は一部を実現するのに使用されてもよいことを当業者は認識するであろう。本発明は本願で説明されたどの方法でもその全部又は一部を実行する１つ以上のデバイス又は装置プログラム（例えば、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクト）として実現されてよい。本発明を利用するそのようなプログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に格納されてもよいし、例えば１つ以上の信号の形式をとってもよい。そのような信号はインターネットウェブサイトからダウンロード可能なデータ信号でもよいし、或いはキャリア信号で用意されてもよいし、何らかの他の形式をとってもよい。
【００５１】
以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。
【００５２】
（付記１）
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用する無線送信方法であって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該無線送信方法は、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定するステップと、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成するステップと、
前記特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信するステップと、
を有する無線送信方法。
【００５３】
（付記２）
予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を判定することが、前記リンクのモビリティを判定することを含む付記１記載の方法。
【００５４】
（付記３）
予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を判定することが、リンクのサービス寝室要求を判定することを含む付記１又は２に記載の方法。
【００５５】
（付記４）
当該方法がマルチキャリア方式のシステムで使用され、送信フォーマットを設定することが、サブチャネリゼーション法を割り当てることを含む付記１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【００５６】
（付記５）
当該方法がOFDM方式のシステムで使用され、各送信ウインドウの形状は、複数のシンボル期間各々について該送信ウインドウの占めるサブキャリア数で決定される付記１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【００５７】
（付記６）
リンクの各々について、特定のウインドウの構築後であって該特定の送信前に、該特定のウインドウコンフィギュレーションにより少なくとも１つの別の送信パラメータを設定するステップを有する付記１乃至５の何れか１項に記載の方法。
【００５８】
（付記７）
前記別の送信パラメータは、送信電力である付記６記載の方法。
【００５９】
（付記８）
前記別の送信パラメータは、符号化及び／又は変調方式である付記６又は７に記載の方法。
【００６０】
（付記９）
特定の送信ウインドウのコンフィギュレーションが、前記ソース装置で実現される付記１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【００６１】
（付記１０）
リンクの各々について、該ウインドウでの送信に使用されるコンフィギュレーションが前記装置で実現される付記１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【００６２】
（付記１１）
前記通信パスに沿うリンクの各々について、該ウインドウでの送信に使用される装置で又はソース装置で前記コンフィギュレーションが実現される付記１乃至９の何れか１項に記載の方法。
【００６３】
（付記１２）
前記送信ウインドウ各々が、OFDM又はOFDMAフレーム構造の領域を有する付記１乃至１１の何れか１項に記載の方法。
【００６４】
（付記１３）
前記送信ウインドウ各々が、OFDM又はOFDMAフレーム構造でのゾーンを有する付記１乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【００６５】
（付記１４）
前記ソース装置が基地局である付記１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【００６６】
（付記１５）
前記ソース装置がユーザ装置である付記１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【００６７】
（付記１６）
前記ソース装置が中継装置である付記１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【００６８】
（付記１７）
前記宛先装置が基地局である付記１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【００６９】
（付記１８）
前記宛先装置がユーザ装置である付記１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【００７０】
（付記１９）
前記宛先装置が中継装置である付記１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【００７１】
（付記２０）
前記中間装置が中継装置である付記１乃至１３の何れか１項に記載の方法。
【００７２】
（付記２１）
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムであって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該無線通信システムは、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定する判定手段と、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成する構築手段と、
前記特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信する送信手段と、
を有する無線通信システム。
【００７３】
（付記２２）
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用するソース装置であって、前記少なくとも３つの通信装置の１つは当該ソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、当該ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該ソース装置は、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定する判定手段と、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成する構築手段と、
前記特定の送信の間に、第１リンクに関する特定の送信ウインドウを使用し、前記第１リンクに沿って当該ソース装置から情報を送信する送信手段と、
を有するソース装置。
【００７４】
（付記２３）
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用する中間装置であって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該中間装置は、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定する判定手段と、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成する構築手段と、
前記特定の送信の間に、関連するリンクについての特定の送信ウインドウを使用し、該リンクに沿って当該中間装置から情報を送信する送信手段と、
を有する中間装置。
【００７５】
（付記２４）
少なくとも３つの通信装置を有するマルチホップ無線通信システムのコンピュータ装置上で実行され、該システムに送信を実行させるコンピュータプログラムであって、前記少なくとも３つの通信装置の１つはソース装置を構成し、別の１つの通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置は中間装置を構成し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に至る通信パスに沿う通信方向に情報をある送信ウインドウ内で送信し、前記送信ウインドウは或る送信インターバルで或る送信周波数帯域プロファイルで規定される形を有し、前記通信パスは前記ソース装置から前記宛先装置に至る２以上の連続した一連のリンクを構成し、前記中間装置は、前記通信方向で先行する通信装置から情報を受信し且つ前記通信方向で後続の装置に受信した情報を送信ウインドウ内で送信し、当該コンピュータプログラムは、
前記通信パスの少なくとも２つのリンクについて予想されるリンク特性の少なくとも１つの指標を特定の送信について判定するステップと、
リンクの各々について、該リンクのみについての指標により特定の送信ウインドウで使用される送信フォーマット及び／又は形状を設定することで前記送信ウインドウを形成するステップと、
前記特定の送信の間に、リンクに関する特定の送信ウインドウをリンク各々について使用し、該リンクに沿って情報を送信するステップと、
をコンピュータ装置に実行させるコンピュータプログラム。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】ＷｉＭＡＸでの無線中継の様子を示す図である。
【図２】１つのＴＤＤフレームにおける置換ゾーン例を示す図である（複数の置換ゾーンを有するＯＦＤＭＡフレーム）。
【図３】バースト割り当て例を示す図である。
【図４】ＯＦＤＭＡフレームにおけるＰＵＳＣ置換ゾーンにバースを割り当てる例を示す図である（ＯＦＤＭＡ−ＴＤＤフレーム内のＰＵＳＣゾーンにバーストを割り当てる）。
【図５】４スロットの固定ペイロードを有するバーストの様々なサイズについてのバーストエラーレートを示す図である。
【図６】セントラル化されたＢＰＲＳのフローチャートを示す。
【図７】分散されたＢＰＲＳのフローチャートを示す。
【図８】シングルセル２ホップ無線通信システムを示す図である。
【図９】中継局の例を示す図である。
【図１０】IEEE802.16規格のOFDMA物理レイヤで使用されるシングルホップTDDフレーム構造を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
MS  移動局
RS  中継局
BS  基地局
【図１】
2008061235.tif 000004
【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】
2008061235.tif 000011
【図９】
2008061235.tif 000012
【図１０】
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