(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて使用する経路選択方法であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
各リンクについて、送受信に関する前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報を求め記憶部のテーブルに保存する段階であって、前記リンク好適性情報はブロードキャストされる、段階と、
前記マルチリンク経路の場合には、前記テーブルに保存された前記経路の各リンクのリンク好適性情報を乗算して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記単一リンク経路の場合には、前記リンク好適性情報から経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有する方法。
【請求項２】
前記一装置は、ユーザ端末または移動端末である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中間装置は、一通信リンクにより通信信号を受信し、他の通信リンクにより通信信号を送信する中継装置である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記一装置が一方の終端位置に接続された前記通信経路において、他方の終端位置に接続された装置は基地局装置である、請求項１ないし３いずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記経路のうち少なくとも２つはマルチリンク経路である、請求項１ないし４いずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
求められる各リンク好適性情報は数値計数を含み、前記乗算は関係する計数の数学的な乗算を含む、請求項１ないし５いずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記一装置において前記選択する段階を含む、請求項１ないし６いずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
他の経路より好適性が高い経路を選択して、または経路好適性情報が、好適性が所定の閾値より高いことを示す経路を選択して、所定の選択基準により前記選択を行う段階を含む、請求項１ないし７いずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記リンクのリンク好適性情報は、そのリンクの構成要素の複数の係数の数学的乗算の結果である乗算係数を含む、請求項１ないし８いずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記システムはＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ通信システムである、請求項１ないし９いずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
通信システムのコンピューティング装置に経路選択を行わせるコンピュータプログラムであって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、
前記コンピューティング装置に、
各リンクについて、送受信に関する前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報を求め記憶部のテーブルに保存する段階であって、前記リンク好適性情報はブロードキャストされる、段階と、
前記マルチリンク経路の場合には、前記テーブルに保存された前記経路の各リンクのリンク好適性情報を乗算して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記単一リンク経路の場合には、前記テーブルに保存された前記リンク好適性情報から経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１２】
少なくとも３つの通信装置であって、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路である通信装置と、
各リンクについて、送受信に関する前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報を求める手段であって、前記リンク好適性情報はブロードキャストされる、手段と、
前記マルチリンク経路の場合には、前記経路の各リンクのリンク好適性情報を乗算して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める手段と、
前記単一リンク経路の場合には、前記リンク好適性情報から経路好適性情報を求める手段と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する手段とを有する通信システム。
【請求項１３】
通信システムの通信装置において使用する経路選択方法であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
各リンクまたはリンクグループについて、送受信に関わるリンクまたはリンクグループの好適性を示すリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を求め記憶部のテーブルに保存する段階であって、前記リンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報はブロードキャストされる段階と、
前記マルチリンク経路の場合には、前記テーブルに保存された前記経路の各リンクのリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を乗算して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記単一リンク経路の場合には、前記リンク好適性情報から経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有する方法。
【請求項１４】
通信システムの通信装置のコンピューティング装置に経路選択を行わせるコンピュータプログラムであって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、
前記コンピューティング装置に、
各リンクまたはリンクグループについて、送受信に関わるリンクまたはリンクグループの好適性を示すリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を求め記憶部のテーブルに保存する段階であって、前記リンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報はブロードキャストされる段階と、
前記マルチリンク経路の場合には、前記テーブルに保存された前記経路の各リンクのリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を乗算して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記単一リンク経路の場合には、前記テーブルに保存された前記リンク好適性情報から経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
通信システムの通信装置であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記通信装置は、
各リンクまたはリンクグループについて、送受信に関わるリンクまたはリンクグループの好適性を示すリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を求める手段であって、前記リンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報はブロードキャストされる手段と、
前記マルチリンク経路の場合には、前記経路の各リンクのリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を乗算して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める手段と、
前記単一リンク経路の場合には、前記リンク好適性情報から経路好適性情報を求める手段と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する手段とを有する通信装置。
【請求項１６】
前記通信装置は、ユーザ端末、移動端末、及び／または中継装置である、請求項１５に記載の通信装置。
【請求項１７】
通信システムにおいて使用する経路選択方法であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
各リンクの場合には、送受信に関わる前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報ＰｏＲを求め記憶部のテーブルに保存する段階であって、各リンクのリンク好適性情報ＰｏＲは、装置Ａと装置Ｂの間のリンクに対して次式で定義され、
【数７】
0004823357.tif 000011
ここで、Πｋｎ・ηｎは、ｋ１・η１×ｋ２・η２×．．．×ｋｎ・ηｎ×．．．を意味し、リンクＡ−Ｂ間におけるηの個数分だけ乗算を繰り返すことを意味する。Πλｍ・γｍは、λ１・γ１×λ２・γ２×．．．×λｍ・γｍ×．．．を意味し、リンクＡ−Ｂ間におけるγの個数分だけ乗算を繰り返すことを意味する。ηｎ（ｎ＝１，２，３，．．．）は前記好適性に関しネガティブ要因として働く係数であり、ｋｎはｎ番目の前記好適性に関しネガティブ要因として働く係数に対応する重みであり、γｍ（ｍ＝１，２，３，．．．）は前記好適性に関しポジティブ要因として働く係数であり、λｍはｍ番目の前記好適性に関しポジティブ要因として働く係数の重みであり、αは装置Ａから装置Ｂへのリンクの重みである段階と、
少なくとも前記マルチリンク経路の場合には、前記テーブルに保存された各リンクのＰｏＲを乗算することにより前記経路の各リンクのリンク好適性情報を乗算して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記単一リンク経路の場合には、前記リンク好適性情報から経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カバレッジ範囲の拡大とシステム容量（スループット）の増大の両方が可能であるとして、パケットベースの無線（radio）システム等においてマルチホップ方式の利用が現在注目を集めている。
【０００３】
マルチホップ通信システムでは、送信元装置から１つまたはそれ以上の中間装置を介して送信先装置に至る通信経路（Ｃ）に沿って一通信方向に通信信号を送信する。図５は、単一セル、ツー（２）ホップ・ワイヤレス通信システムを示す。このシステムは、基地局ＢＳ（第３世代通信システムでは「ノードＢ（ＮＢ）」として知られている）と、中継ノードＲＮ（中継局ＲＳとしても知られている）と、ユーザ装置ＵＥ（移動局ＭＳとしても知られている）とを含む。信号をダウンリンク（ＤＬ）で基地局から中継ノード（ＲＮ）を介して送信先のユーザ装置（ＵＥ）に送信する場合、基地局が送信元局（Ｓ）であり、ユーザ装置が送信先局（Ｄ）である。信号をアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノード（ＲＮ）を介して基地局に送信する場合、ユーザ装置が送信元局であり、基地局が送信先局である。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり、送信元装置からデータを受信するレシーバと、そのデータまたはそれから派生したデータを送信先装置に送信するトランスミッタとを有する。
【０００４】
従来、デッドスポット（dead  spots）のカバレッジのために、単純なアナログリピータやデジタルリピータを中継局として利用していた。これらのリピータは、送信元局とは異なる送信周波数で動作して送信元からの送信とリピータからの送信とが干渉しないようにするか、送信元局が送信していない時に動作する。
【０００５】
図６は、中継局のアプリケーションを示す図である。固定インフラストラクチャの場合、中継局が提供するカバレッジは、移動局が物の影に入ってしまったり、基地局のカバレッジ範囲内にいるが基地局から十分な信号強度を得られないときに、通信ネットワークにアクセスさせる「インフィル（in-fill）」であってもよい。移動局が基地局の通常のデータ送信範囲外にいるときにアクセスさせる「範囲拡大」も示されている。図６の右上に示したインフィルの例は、地上レベルまたはその上下におけるビル内のカバレッジを可能とするノーマディック中継局の配置である。
【０００６】
その他のアプリケーションは、イベントや緊急時・災害時にアクセスを提供する一時的カバー（temporary  cover）を発揮するノーマディック中継局である。図６の右下に示したアプリケーションは、車両に載せた中継局を用いてネットワークへのアクセスを提供する。
【０００７】
下に説明するように、中継を、通信システムのゲインを向上する高度な送信技術とともに利用してもよい。
【０００８】
無線通信の散乱や吸収により伝搬損失、すなわち「経路損失」が生じるので、信号強度は小さくなる。トランスミッタとレシーバとの間の経路損失に影響する要因には次のものがある：トランスミッタのアンテナ高さ、レシーバのアンテナの高さ、キャリア周波数、混雑具合（clutter  type）（都会、半都会、郊外）、高度等の詳細な形態、密度、セパレーション（separation）、地形（起伏がある、平地）。トランスミッタとレシーバの間の経路損失Ｌ（ｄＢ）を次式でモデル化できる：
Ｌ＝ｂ＋１０ｎｌｏｇｄ                （Ａ）
ここで、ｄ（メートル）はトランスミッタとレシーバのセパレーション（separation）であり、ｂ（ｄｂ）とｎは経路損失パラメータであり、絶対経路損失はｌ＝１０（Ｌ／１０）で与えられる。
【０００９】
間接リンクＳＩ＋ＩＤで生じる絶対経路損失は、直接リンクＳＤで生じる経路損失より小さいこともあり得る。換言すると、次式が成り立つこともある：
Ｌ（ＳＩ）＋Ｌ（ＩＤ）＜Ｌ（ＳＤ）          （Ｂ）
１つの送信リンクを２つの短い送信セグメントに分割すれば、経路損失と距離との間の非線形関係を利用できる。式（Ａ）を用いた経路損失の簡単な理論的分析から、送信元装置から中間装置を介して送信先装置に信号を送信すると、送信元装置から送信先装置に直接送信するよりも全体的な経路損失は少なくでき、信号強度およびそれによるデータスループットの改善ができることが分かる。適切に実施すれば、マルチホップ通信システムにより、ワイヤレス送信を行うトランスミッタの送信パワーを低減することができ、干渉レベルが低くなり、電磁放射にさらされる量が減る。あるいは、全体的な経路損失が減ることにより、信号伝達に必要な放射送信パワーを増やさなくても、レシーバにおける受信信号品質が良くなる。
【００１０】
マルチホップシステムはマルチキャリア送信での利用に適している。ＦＤＭ（周波数分割多重）、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）、またはＤＭＴ（離散マルチトーン）などのマルチキャリア送信システムでは、１つのデータストリームをＮ個の並列のサブキャリアに変調する。各サブキャリア信号はそれ自体の周波数範囲を有する。こうすることにより、帯域幅全体を複数のサブキャリアに分割し、各データシンボルの長さを長くすることができる。各サブキャリアの情報レートは低いので、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、チャネルに生じる歪み（channel  induced  distortion）に対する抵抗力が強いという点で利益がある。これは、各サブキャリアの送信レートと帯域幅とがそのチャネルのコヒーレンス帯域幅（coherence  bandwidth）より小さくすることにより可能となる。結果として、信号サブキャリアに生じるチャネル歪みは周波数に依存するので、簡単な位相及び振幅の補正ファクタにより補正することができる。このように、システム帯域幅がチャネルのコヒーレンス帯域幅より大きいとき、マルチキャリアレシーバ内のチャネル歪み補正部（channel  distortion  correction  entity）は、シングルキャリアレシーバ内の対応するチャネル歪み補正部より、非常に簡単なものとすることができる。
【００１１】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）はＦＤＭに基づく変調方式である。ＯＦＤＭシステムは、サブキャリアのスペクトルが相互に独立であるために干渉を起こさずにオーバーラップできるように、数学的に直交する複数のサブキャリア周波数を利用する。ＯＦＤＭシステムの直交性により、ガードバンド周波数が必要なくなり、そのためにシステムのスペクトル的効率性が高くなる。ＯＦＤＭは多数のワイヤレスシステムについて提案され、受け入れられている。ＯＦＤＭは現在、ＡＤＳＬ（Asymmetric  Digital  Subscriber  Line）、一部のワイヤレスＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ規格に基づくＷｉＦｉ装置）、及び（ＩＥＥＥ８０２．１６規格に基づく）ＷｉＭＡＸ等のワイヤレスＭＡＮアプリケーションで用いられている。
【００１２】
ＯＦＤＭは、エラー訂正方法であるチャネルコーディングとともにしばしば用いられ、コード化直交ＦＤＭすなわちＣＯＦＤＭとなる。ＣＯＦＤＭは今日デジタル電気通信システムで広く用いられ、周波数領域のサブキャリアと時間領域のシンボルの両方にわたりチャネル歪みの変化があるマルチパス環境において、ＯＦＤＭベースシステムの性能を向上させている。本システムはビデオやオーディオのブロードキャスト（例えばＤＶＢやＤＡＢ）やある種のコンピュータネットワーク技術で使用できる。
【００１３】
ＯＦＤＭシステムでは、トランスミッタにおいて、Ｎ個の変調パラレルデータソース信号のブロックを逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）アルゴリズムまたは逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いることにより、Ｎ個の直交パラレルサブキャリアにマッピングし、時間領域の「ＯＦＤＭシンボル」として知られる信号を形成する。このように、「ＯＦＤＭシンボル」はＮ個のサブキャリア信号すべてを合成した信号である。ＯＦＤＭシンボルは数学的には次式で表せる：
【数１】
0004823357.tif 000002
ここで、ΔｆはＨｚ単位のサブキャリアのセパレーションであり、Ｔｓ＝１／Δｆは秒単位のシンボル時間であり、ｃｎは変調ソース信号である。各ソース信号で変調される式（１）のサブキャリアベクトルはｃ∈Ｃｎであり、ｃ＝（ｃ０，ｃ１．．ｃＮ−１）は有限のコンステレーションのうちのＮ個のコンステレーションシンボルのベクトルである。レシーバにおいて、受信した時間領域信号を、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）アルゴリズムまたは高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを適用して周波数領域に変換して戻す。
【００１４】
ＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access）はＯＦＤＭの多重アクセスのための変化形である。ＯＦＤＭＡは、個々のユーザにサブキャリアの一部を割り当てることにより動作する。これにより、複数のユーザから同時に送信ができ、スペクトル効率がよくなる。しかし、依然として、干渉を起こさずに双方向すなわちアップリンクとダウンリンクの両方向での通信を可能にする課題がある。
【００１５】
２つのノード間の双方向通信を可能にするため、２つの通信リンク（フォワードすなわちダウンロードと、リバースすなわちアップリンク）を二重化して、装置が同一リソース媒体上で同時に送受信できないという物理的な制約を克服する２つの周知のアプローチがある。第１のアプローチは、周波数分割多重（ＦＤＤ）であり、伝送媒体をフォワードリンク通信用とリバースリンク通信用の２つの帯域にさらに分割して、２つのリンクを同時に、しかし相異なる周波数帯域で動作させるものである。第２のアプローチは、時分割多重（ＴＤＤ）であり、どの時点でもフォワードリンクまたはリバースリンクのみが媒体を利用できるように、する２つのリンクを同一周波数帯域上で動作させるが、時間的により媒体へのアクセスをさらに分割するものである。どちらのアプローチ（ＴＤＤ及びＦＤＤ）も他方と比較してそれ自体のメリットがあり、両方ともシングルホップの有線及び無線の通信システムでよく利用される方式である。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６規格にはＦＤＤモードとＴＤＤモードが両方とも組み入れられている。
【００１６】
一例として、図７はＩＥＥＥ８０２．１６規格（ＷｉＭＡＸ）のＯＦＤＭＡ物理レイヤモードで利用されるシングルホップＴＤＤフレーム構成を示す図である。
【００１７】
各フレームはＤＬサブフレームとＵＬサブフレームに分割され、各サブフレームは別々の送信インターバルである。フレームは送受信トランジションガードインターバル（ＴＴＧ）と受送信トランジションガードインターバル（ＲＴＧ）により分離されている。各ＤＬサブフレームは、プリアンブルで始まり、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）、ＤＬマップ、ＵＬマップが続く。
【００１８】
フレーム制御ヘッダは、バーストプロファイルとＤＬマップの長さとを指定するＤＬフレームプレフィックス（ＤＬＦＰ）を含む。ＤＬＦＰは各フレームの始めに送信されるデータ構成であり、カレントフレーム（current  frame）に関する情報を含む。ＤＬＦＰはＦＣＨにマッピングされる。
【００１９】
同時ダウンリンクアロケーション（simultaneous  DL  allocations）をブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストしてもよいし、担当している（serving）ＢＳ以外のＢＳのアロケーションを含んでいてもよい。同時アップリンクはデータアロケーションであっても、レンジング（ranging）要求または帯域幅要求であってもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本願は、通信方法に関して本発明者が提案した互いに関係のある発明を記載した、同一出願人が同日に出願した１０件の英国特許出願（代理人参照番号：Ｐ１０６７５２ＧＢ００、Ｐ１０６７５３ＧＢ００、Ｐ１０６７５４ＧＢ００、Ｐ１０６７７２ＧＢ００、Ｐ１０６７７３ＧＢ００、Ｐ１０６７９５ＧＢ００、Ｐ１０６７９６ＧＢ００、Ｐ１０６７９７ＧＢ００、Ｐ１０６７９８ＧＢ００、Ｐ１０６７９９ＧＢ００）のうちの１つである。他の９つの出願の内容は、ここに参照援用し、他の９つの出願のコピーをここに提出する。
【００２１】
ＷｉＭＡＸ及びその他のネットワークでは、移動局（ＭＳ）は基地局（ＢＳ）と情報をやりとりする可能性のある多数の経路に直面する。ＭＳが最適な経路を選択する方法（approaches）を設計する必要がある。特に、モバイル環境では、無線チャネルの状態が動的に変化するので、ＭＳはハンドオーバーの場合、適切な中継局（ＲＳ）またはＢＳを動的に選択する。
【００２２】
本発明は独立項に記載されており、ここで参照する。有利な実施形態は従属項に記載した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
添付した図面を参照して、単なる例示により、本発明の好ましい特徴をここに説明する。
【図１】シナリオ１を示す図である。ＢＳがＭＳをカバーする。ＭＳにはＷｉＭＡＸ中継システムにおいてＢＳと通信する経路が可能性として多数ある。システムはＭＳとＢＳ韓の通信のための最適経路を選択しなければならない。
【図２】シナリオ２を示す図である。ＢＳはＭＳをカバーできない。システムはＲＳ１＃またはＲＳ２＃のいずれかを選択して、ＭＳとＢＳ間の情報を中継しなければならない。
【図３】ＰｏＲ値の計算の一例を示す図である。
【図４】ＰｏＲテーブルブロードキャストに関するシグナリングの一例を示す図である。
【図５】シングルセル、ツーホップワイヤレス通信システムを示す図である。
【図６ａ】中継局のアプリケーションを示す図である。
【図６ｂ】中継局のアプリケーションを示す図である。
【図７】ＩＥＥＥ８０２．１６規格のＯＦＤＭＡ物理レイヤモードで使用するシングルホップＴＤＤフレーム構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１と図２は、ＷｉＭＡＸ中継システムのシナリオを示し、移動局（ＭＳ）はＢＳに直接接続できるか、またはＲＳ１＃またはＲＳ２＃に中継を依頼する。図１において、ＭＳとＢＳ間の通信には次の経路が可能である。
ａ．  ＭＳ→ＢＳ
ｂ．  ＭＳ→ＲＳ１＃→ＢＳ
ｃ．  ＭＳ→ＲＳ１＃→ＲＳ２＃→ＢＳ
ｄ．  ＭＳ→ＲＳ２＃→ＢＳ
ｅ．  ＭＳ→ＲＳ２＃→ＲＳ１＃→ＢＳ
このシステムはＭＳのハンドオーバーの最適経路を決定する。この決定はリンク品質、ＱｏＳデマンド等に基づいて行われる。特に移動性が高い場合は、ＭＳの状態は動的に変化するので、ＭＳにおけるＱｏＳレベルを許容範囲に維持するにはＲＳ／ＢＳ選択アプローチが非常に重要である。
【００２５】
ＭＳにはＷｉＭＡＸ中継システムにおいてＢＳと通信する経路が可能性として多数ある。システムはＭＳとＢＳ間の通信のための最適経路を選択しなければならない。
【００２６】
システムはＲＳ１＃またはＲＳ２＃のいずれかを選択して、ＭＳとＢＳ間の情報を中継しなければならない。
【００２７】
ＭＳがハンドオーバーを決定する方法として、従来は、ＣＩＮＲ等のリンク品質を用いている。リンク品質はプリアンブルやその他の所定の受信シーケンスから測定できる。しかし、ＷｉＭＡＸ中継システムでは、ＭＳのハンドオーバーの決定について、以下に列挙する問題がある。
１．  ＣＩＮＲやＲＳＳＩなどのリンク品質の規準は中継システムにおけるＢＳ／ＲＳ選択には十分ではない。例えば、ＲＳ２＃のＣＩＮＲがＲＳ１＃よりよいが、ＲＳ２＃にはＭＳのＱｏＳレベルと同レベルにするために使える帯域幅が十分なければ、ＭＳは中継局としてＲＳ１＃を選択することもある。
２．  ＢＳ／ＲＳ選択について複数の規準を考える場合、シグナリングのオーバーヘッドが増大する。
３．  中継経路は、列挙した経路ｃと経路ｅのように、ツーホップより多い。それゆえ、マルチホップ経路のリンク品質をどう測定するか、オーバーヘッドの増大を小さくしつつ互いにどうシグナリングするかが問題となり得る。
４．  移動性の高いユーザをサポートするには、ＢＳ／ＲＳ選択を効率的にリフレッシュしなければならない。
提案するＢＳ／ＲＳ選択方式の詳細
選択基準の定義、リレーポテンシャルＰｏＲ（Potential  of  Relay）
各経路はＭＳに対して中継局を使うポテンシャルを示すＰｏＲ値を有する。ポテンシャル値が大きいほど、その経路が中継経路として機能しなければならない確立が高い。各ＲＳとＭＳは、経路のＰｏＲ値を入れたテーブルを有する。例えば、図２に示したように、ＲＳ１＃はＢＳと通信する２つの経路「ＲＳ１＃−ＢＳ１＃」と「ＲＳ１＃−ＲＳ２＃−ＢＳ２＃」を有するので、ＰｏＲ経路テーブルは次のようなテーブルとなる。
【表１】
0004823357.tif 000003
【００２８】
２つの局ＡとＢの間の一般的なＰｏＲの定義は次の通りである：
【数２】
0004823357.tif 000004
ここで、Πｋｎ・ηｎは、ｋ１・η１×ｋ２・η２×．．．×ｋｎ・ηｎ×．．．を意味し、リンクＡ−Ｂ間におけるηの個数分だけ乗算を繰り返すことを意味する。Πλｍ・γｍは、λ１・γ１×λ２・γ２×．．．×λｍ・γｍ×．．．を意味し、リンクＡ−Ｂ間におけるγの個数分だけ乗算を繰り返すことを意味する。ηｎ（ｎ＝１，２，３．．．）は前記好適性に関しネガティブ要因として働く係数である。すなわち、この値が大きくなると、中継経路として機能する確率が小さくなることを意味する。例えば、典型的な前記好適性に関しネガティブ要因として働く係数は経路損失である。ｋｎはこの前記好適性に関しネガティブ要因として働く係数に対応する重みである。γｍ（ｍ＝１，２，３．．．）は前記好適性に関しポジティブ要因として働く係数である。すなわち、この値が大きくなると、中継経路として機能する確率が大きくなることを意味する。例えば、利用できる帯域幅は前記好適性に関しポジティブ要因として働く係数である。λｍはｍ番目の前記好適性に関しポジティブ要因として働く係数に対する重みである。αはこの経路に対する重みである。経路もその種類によってαの重みが大きいものもある。例えば、レイテンシとシグナリングオーバーヘッドを考えると、ワンホップ（one-hop）経路のαの値はマルチホップ経路のαの値より大きい。
【００２９】
経路がマルチホップである場合、この経路のＰｏＲは、この経路内のすべてのリンクのＰｏＲ値の積である。例えば、経路「Ａ−Ｂ−Ｃ」のＰｏＲ値は次式で計算できる：
【数３】
0004823357.tif 000005
例えば、経路損失ＰＬと利用可能帯域幅ＢＷａをＢＳ／ＲＳ選択の基準であると考えると、リンク「Ａ−Ｂ」のＰｏＲは次式で定義できる：
【数４】
0004823357.tif 000006
ここで、ＰＬは経路損失であり、ｍｉｎ｛ＢＷａ＿Ａ，ＢＷａ＿Ｂ｝は経路内の各ノードの利用可能帯域幅の最小値である。経路損失と利用可能帯域幅が図３に示した通りであるとすると、ＲＳ１＃のＰｏＲ値を次式で計算できる：
【数５】
0004823357.tif 000007
ＰｏＲの定義においてα１＝α２＝１とすると、経路「ＲＳ１＃−ＢＳ２＃」が中継の最適経路である。
ハンドオーバー時のＲＳ／ＢＳ選択方法：
ＲＳとＭＳによりＰｏＲ経路テーブルを保持（maintain）する。
ステップ１：ＲＳ／ＭＳとＢＳとの間のリンクのＰｏＲを更新する。
【００３０】
ＲＳ／ＭＳは、隣接するＢＳとの間のリンクのＰｏＲ値を計算する。この規準に関連するリンク品質基準は、受信プリアンブル、パイロットサブキャリア、同期シンボル等に依存していてもよい。
例えば、図３において、ＲＳ１＃とＲＳ２＃は隣接するＢＳが１つだけなので、ＲＳ１＃とＲＳ２＃の更新後のＰｏＲ経路テーブルは次のようになる：
【表２】
0004823357.tif 000008
【表３】
0004823357.tif 000009
ステップ２：ＲＳ／ＭＳとそれに隣接するＲＳとの間の経路のＰｏＲを更新する。
【００３１】
このステップでは、ＲＳが、自分のＰｏＲテーブルを隣接するＲＳとＭＳにブロードキャストする。各ＲＳ／ＭＳは、受信したＰｏＲテーブルにより自分のＰｏＲテーブルを更新する。
【００３２】
まず、ＲＳがＢＳにＰｏＲテーブルブロードキャスト要求ＰｏＲ＿Ｂｒ＿Ｒｅｑを送信する。ＢＳは、ＰｏＲテーブルをブロードキャストするＲＳに対して、ダウンリンクサブフレームのスロットを割り当てる。図４は、ＷｉＭＡＸ  ＴＤＤフレーム構成を有する、ＰｏＲテーブルブロードキャストに関するシグナリングの一例を示す図である。
【００３３】
図４では、ＢＳは、ＰｏＲ＿Ｂｒ＿Ｒｅｑを受信すると、対応するＲＳにレスポンスＰｏＲ＿Ｂｒ＿Ｒｓｐを送信する。ＰｏＲ＿Ｂｒ＿Ｒｓｐパケットは、ダウンリンクサブフレームにおけるＲＳ領域のアロケーション情報を含む。これによりＲＳは自分のＰｏＲテーブルその他の情報をブロードキャストできる。
【００３４】
ＲＳはこのＲＳ領域で所定のシーケンスをブロードキャストし、他のＲＳ及びＭＳはこのシーケンスを使ってリンク品質を測定することができる。ＲＳはこのＲＳ領域で、利用可能帯域幅等のメトリックス（metrics）をブロードキャストすることもできる。
【００３５】
ＲＳ／ＭＳは、ＰｏＲテーブルをブロードキャストしたＲＳとの間のリンクのＰｏＲ値を計算する。例えば、図４において、ＲＳ２＃は、上記の利用可能帯域幅等の受信情報と所定のシーケンスとによりＰｏＲＲＳ２＃−ＲＳ１＃を計算できる。ＲＳ２＃は、ＰｏＲＲＳ２＃−ＲＳ１＃と受信したＰｏＲＲＳ１＃−ＢＳ１＃とを乗算して、リンク「ＲＳ２＃−ＲＳ１＃−ＢＳ」のＰｏＲ値を求め、自分のＰｏＲテーブルを更新する。
【００３６】
ＭＳは定期的にＰｏＲ−経路テーブルをチェックして、ハンドオーバー時にＰｏＲ値が最大となる最適経路を発見する。
主要な利益
【００３７】
実施形態により、ＷｉＭＡＸシステムにおけるＭＳのハンドオーバー時のＢＳ／ＲＳ選択に対する効率的な解決策が得られる。これによる利益は下記の通りである：
１．  （ハンドオーバー時に最適なＢＳまたはＲＳを選択し、ＱｏＳを保証するという）性能の向上により、富士通のワイヤレスまたはケーブルによるＯＦＤＭＡ（ＷｉＭＡＸ等）を競合他社と差別化できる。
２．  本方法は、非中継システムにおけるハンドオーバー、及びマルチホップ中継システムにおいて最適なＢＳ／ＲＳを選択するアプローチを提供する。
３．  最適なＢＳ／ＲＳを動的に選択することにより、ＭＳは動的に変化する無線環境とＱｏＳに対する要求に適応することができる。
４．  中継ポテンシャル（ＰｏＲ）と呼ぶ新規な規準を定義し、様々なＱｏＳやリンク品質に関係する規準（metrics）を結合し、ＢＳ／ＲＳ選択を支援してシグナリングのオーバーヘッドを削減する。この規準はマルチホップリンクやシングルホップリンクの品質を計算する実際的な方法を提供する。
５．  提案した選択方法のために遺伝的シグナリングメカニズムを設計した。これはＩＥＥＥ８０２．１６ｅと互換性がある。
６．  分散システムの場合にはより柔軟性がある。分散システムはＢＳの計算負荷及びシグナリング付加を解消（release）することができる。
７．  ＲＳ領域を定義することにより、ＲＳが他のＲＳ及びＭＳに情報をブロードキャスト／送信する実際的な方法が得られる。
本発明の実施形態は、ハードウェアで実施してもよいし、１つ以上のプロセッサ上で動作するソフトウェアモジュールとして実施してもよいし、これらの組み合わせとして実施してもよい。
すなわち、実際にはマイクロプロセッサまたはデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いて本発明を化体するトランスミッタの機能の一部または全部を実施してもよいことは、当業者のは明らかであろう。本発明はここに開示した方法の一部または全部を実行するデバイスまたは装置のプログラム（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製品）として化体してもよい。本発明を化体するかかるプログラムは、コンピュータ読み取り可能媒体に格納したものでもよく、例えば信号の形態であってもよい。かかる信号はインターネットのウェブサイトからダウンロード可能なデータ信号であっても、キャリア信号上の信号であっても、その他の形態であってもよい。
【００３８】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
通信システムにおいて使用する経路選択方法であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
前記マルチリンク経路の各リンクについて、送受信に関する前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報を求める段階と、
前記マルチリンク経路について、前記経路の各リンクのリンク好適性情報を結合して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有する方法。
（付記２）
前記一装置はユーザ端末である、付記１に記載の装置。
（付記３）
前記一装置は移動端末である、付記１または２に記載の装置。
（付記４）
前記一装置は一通信リンクにより通信信号を受信し、他の通信リンクにより通信信号を送信する中継装置である、付記１ないし３いずれか一項に記載の方法。
（付記５）
前記中間装置は、一通信リンクにより通信信号を受信し、他の通信リンクにより通信信号を送信する中継装置である、付記４に記載の方法。
（付記６）
前記一装置に対して各経路の反対側の装置は基地局装置である、付記１ないし５いずれか一項に記載の方法。
（付記７）
前記経路のうち少なくとも２つはマルチリンク経路である、付記１ないし６いずれか一項に記載の方法。
（付記８）
各経路の各リンクについて、リンク好適性情報であって、単一リンク経路の場合には経路好適性情報であるリンク好適性情報を求める段階と、
各マルチリンク経路について、前記経路の各リンクのリンク好適性情報を結合して前記経路の経路好適性情報を求める段階と、
各経路について前記経路好適性情報に応じて前記選択を行う段階とを含む、
付記１ないし７いずれか一項に記載の方法。
（付記９）
求められる各リンク好適性情報は数値計数を含み、前記結合は関係する計数の数学的な結合を含む、付記１ないし８いずれか一項に記載の方法。
（付記１０）
前記一装置において前記選択を行う段階を含む、付記１ないし９いずれか一項に記載の方法。
（付記１１）
所定の選択基準により前記選択を行う段階を含む、付記１ないし１０いずれか一項に記載の方法。
（付記１２）
他の経路より好適性が高い経路を選択して、前記選択を行う段階を含む、付記１ないし１１いずれか一項に記載の方法。
（付記１３）
経路好適性情報が、好適性が所定の閾値より高いことを示す経路を選択して、前記選択を行う段階を含む、付記１ないし１２いずれか一項に記載の方法。
（付記１４）
前記リンクのリンク好適性情報は、そのリンクの構成要素の複数の係数の数学的結合の結果である結合係数を含む、付記１ないし１３いずれか一項に記載の方法。
（付記１５）
前記システムはＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ通信システムである、付記１ないし１４いずれか一項に記載の方法。
（付記１６）
通信システムのコンピューティング装置により実行されると、前記システムに経路選択方法を実行させるコンピュータプログラムであって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
前記マルチリンク経路の各リンクについて、送受信に関する前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報を求める段階と、
前記マルチリンク経路について、前記経路の各リンクのリンク好適性情報を結合して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有するコンピュータプログラム。
（付記１７）
少なくとも３つの通信装置であって、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路である通信装置と、
前記マルチリンク経路の各リンクについて、送受信に関する前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報を求める手段と、
前記マルチリンク経路について、前記経路の各リンクのリンク好適性情報を結合して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める手段と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する手段とを有する通信システム。
（付記１８）
通信システムの通信装置において使用する経路選択方法であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
マルチリンク経路の各リンクまたはリンクグループについて、送受信に関わるリンクまたはリンクグループの好適性を示すリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を求める段階と、
前記マルチリンク経路について、前記経路の各リンクのリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を結合して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有する方法。
（付記１９）
通信システムの通信装置のコンピューティング装置において実行されると、前記通信装置に経路選択方法を実行させるコンピュータプログラムであって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
マルチリンク経路の各リンクまたはリンクグループについて、送受信に関わるリンクまたはリンクグループの好適性を示すリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を求める段階と、
前記マルチリンク経路について、前記経路の各リンクのリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を結合して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有する方法。
（付記２０）
通信システムの通信装置であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記通信装置は、
マルチリンク経路の各リンクまたはリンクグループについて、送受信に関わるリンクまたはリンクグループの好適性を示すリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を求める手段と、
前記マルチリンク経路について、前記経路の各リンクのリンク好適性情報及び／またはリンクグループ好適性情報を結合して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める手段と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する手段とを有する通信装置。
（付記２１）
ユーザ端末である、付記２０に記載の通信装置。
（付記２２）
移動端末である、付記２０または２１に記載の通信装置。
（付記２３）
中継装置である、付記２０ないし２２いずれか一項に記載の通信装置。
（付記２４）
通信システムにおいて使用する経路選択方法であって、
前記システムは少なくとも３つの通信装置を有し、前記装置のうちの一装置は少なくとも２つの通信経路で通信信号を送受信可能であり、前記経路はそれぞれ単一の通信リンクにより直接前記一装置から前記装置のうちの他の装置に伸びる単一リンク経路であるか、または前記一装置から前記他の装置に前記装置のうちの中間装置を介して間接的に伸びるマルチリンク経路であり、前記経路の少なくとも１つはかかるマルチリンク経路であり、前記方法は、
前記マルチリンク経路の各リンクについて、送受信に関わる前記リンクの好適性を示すリンク好適性情報ＰｏＲを求める段階であって、各リンクのリンク好適性情報ＰｏＲは、装置Ａと装置Ｂの間のリンクに対して次式で定義され、
【数６】
0004823357.tif 000010
ここで、ηｎ（ｎ＝１，２，３，．．．）は負の係数であり、ｋｎはｎ番目の負の係数に対応する重みであり、γｍ（ｍ＝１，２，３，．．．）は正の係数であり、λｍはｍ番目の正の係数の重みであり、αは装置Ａから装置Ｂへのリンクの重みである段階と、
少なくとも前記マルチリンク経路について、各リンクのＰｏＲを乗算することにより前記経路の各リンクのリンク好適性情報を結合して、送受信に関する前記経路の好適性を示す経路好適性情報を求める段階と、
前記経路好適性情報に応じて送受信する経路を選択する段階とを有する方法。
【図１】
0004823357.tif 000012
【図２】
0004823357.tif 000013
【図３】
0004823357.tif 000014
【図４】
0004823357.tif 000015
【図５】
0004823357.tif 000016
【図６ａ】
0004823357.tif 000017
【図６ｂ】
0004823357.tif 000018
【図７】
0004823357.tif 000019