(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムの端末装置を動作させる方法であって、前記端末装置（１０６）は前記無線通信システム（１００）の基地局（１０１）に接続され、ここで前記方法は、
前記端末装置（１０６）において中間ノード機能を提供すること、を含み、前記中間ノード機能は、前記基地局（１０１）から受信した通信データをさらなる端末装置（１０７）に転送し、前記さらなる端末装置（１０７）から受信した通信データを前記基地局（１０１）に転送するように構成され、
前記方法は、前記端末装置（１０６）と前記さらなる端末装置（１０７）との間の直接的な無線通信を介して、前記さらなる端末装置（１０７）を検出すること、を含み、ここで前記さらなる端末装置（１０７）は、前記端末装置（１０６）の無線範囲内に配置され、前記基地局（１０１）の無線範囲内になく、
前記方法は、前記さらなる端末装置（１０７）を検出すると、前記基地局（１０１）における前記中間ノード機能を有効にする許可を要求すること、
前記中間ノード機能を有効にするための前記許可を前記基地局（１０１）から受信すること、および
前記基地局（１０１）から前記許可を受信すると、前記中間ノード機能を有効にすること、を含む方法。
【請求項２】
前記基地局（１０１）から受信した前記通信データを前記さらなる端末装置（１０７）に転送することは、デジタルデータを含む無線信号を前記基地局（１０１）から受信すること、および前記デジタルデータを含む無線信号を前記基地局（１０１）から受信した通りの変わらない形式で送信すること、を含み、
前記さらなる端末装置（１０７）から受信した前記通信データを前記基地局（１０１）に転送することは、デジタルデータを含む無線信号を前記さらなる端末装置（１０７）から受信すること、および前記デジタルデータを含む無線信号を前記さらなる端末装置（１０７）から受信した通りの変わらない形式で送信すること、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無線通信システム（１００）は、セルラー通信ネットワークおよび前記基地局（１０１）によって提供される無線セル（１０２）において登録される前記端末装置（１０６）を備え、基地局の機能を含む前記中間ノード機能は、
さらなる無線セル（１０８）を確立すること、
さらなる無線セル（１０８）のためのセル識別子を提供すること、を含み、前記セル識別子は、前記基地局（１０１）の前記無線セル（１０２）のセル識別子とは異なり、
さらに前記中間ノード機能は、前記さらなる無線セル（１０８）において前記さらなる端末装置（１０７）を登録すること、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記さらなる端末装置（１０７）を検出することは、前記さらなる端末装置（１０７）が前記基地局（１０１）の無線範囲内にないことを示すメッセージを前記さらなる端末装置（１０７）から受信すること、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらに前記方法は、前記中間ノード機能を構成するための構成データを前記基地局（１０１）から受信すること、を含み、前記構成データは、
前記基地局（１０１）から受信した通信データを前記さらなる端末装置（１０７）に転送するための無線信号の最大出力電力、
前記中間ノード機能が基地局の機能を備える場合に前記中間ノード機能によって使用されるセル識別子、
前記基地局（１０１）の周辺に位置する隣接基地局の隣接セル識別子、
前記基地局（１０１）から受信された通信データを前記さらなる端末装置（１０７）に転送するための無線信号に対する周波数帯域、
からなる群の少なくとも一つを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
さらに前記方法は、
前記中間ノード機能を無効にするためのメッセージを前記基地局（１０１）から受信すること、および
前記基地局（１０１）から前記メッセージを受信すると、前記中間ノード機能を無効にすること、を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
無線通信システムのための端末装置であって、前記端末装置は、
前記端末装置（１０６）と前記無線通信システム（１００）の基地局（１０１）との間でデータ通信を確立し、前記端末装置（１０６）とさらなる端末装置（１０７）との間でデータ通信を確立するための送受信ユニット（４０５）と、
端末装置（１０６）において提供される中間ノード機能を有効にするための許可を前記基地局（１０１）から受信するように構成された処理ユニット(４０６)と、を備え、前記中間ノード機能は、前記基地局（１０１）から受信した通信データを前記さらなる端末装置（１０７）に転送し、前記さらなる端末装置（１０７）から受信した通信データを前記基地局（１０１）に転送するように構成され、
前記送受信ユニット（４０５）は、前記端末装置（１０６）と前記さらなる端末装置（１０７）との間の直接的な無線通信を介して、前記さらなる端末装置（１０７）を検出するように構成され、ここで前記さらなる端末装置（１０７）は、前記端末装置（１０６）の無線範囲内に配置され、前記基地局（１０１）の無線範囲内になく、
さらに前記処理ユニット（４０６）は、前記さらなる端末装置（１０７）を検出すると、前記基地局（１０１）における前記中間ノード機能を有効にする許可を要求し、
前記基地局（１０１）から許可を受信すると、前記中間ノード機能を有効にするように構成されている、端末装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成された、請求項７に記載の端末装置。
【請求項９】
携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、およびノートブックコンピュータから成る群の少なくとも１つのデバイスから成る、請求項７または８に記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの端末装置を動作させるための方法、特に無線通信システムにおけるカバレッジを改善するための方法に関する。本発明は無線通信システムの基地局を動作させるための方法に関するものであり、また本発明は、例えば携帯電話のような当該方法を実施する端末装置および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばセルラベースの無線通信ネットワークのような、移動通信システムとも呼ばれる無線通信システムは、ネットワークノードと呼ばれる、異なる通信ユニットから構成されてもよい。一般的な無線通信システム１００が図１に示される。ネットワークノードは、オペレータのコアネットワーク１０３とアクセスネットワークとの間のインターフェースとして動作する基地局１０１を含んでもよい。基地局１０１は無線セル１０２内でカバレッジを提供できる。さらに、ネットワークノードは、例えば、無線アクセス通信機能を提供するエンドデバイスとして動作する端末装置１０５および１０６を含んでもよい。端末装置１０５および１０６は、例えば携帯電話やスマートフォンなどのような、マシンタイプ通信装置または消費者装置として使用されてもよい。図１に示すように、無線セル１０２外の端末装置１０７は、基地局１０１によってカバーされておらず、したがって無線通信システム１００の通信に関与できない。無線通信システム１００のカバレッジを拡大または改善するために、追加の無線セルを提供するさらなる基地局が設置されてもよい。代替として、リピータが特定の場所に設置されてもよい。リピータを用いて、基地局１０１と端末１０７との間で送信される信号は、ネットワークカバレッジを改善するために、中継または再送信されてもよい。
【０００３】
固定して展開されるリピータによって達成可能な一般的なカバレッジ拡張機能の他に、リピータを使用するための他の理由がある。一つの特定の使用事例は、例えば、公共の安全要件に必要な緊急サービスをサポートするために、無線通信システムは、動的にネットワークカバレッジを拡大させることができなければならない。したがって、このようなネットワークや通信システムにおいて、これらの位置がたとえ境界または通常のネットワークのカバレッジエリア外であっても、特定の位置におけるネットワークのカバレッジおよび容量を迅速に拡張することが必要とされ得る。別のシナリオでは、隣接基地局の障害に起因して、無線セルのカバレッジが動的に拡大できることが必要され得る。しかし、リピータおよび追加の基地局は、費用やメンテナンスをもたらす。
【０００４】
したがって、必要に応じて動的にかつ低コストで無線通信システムの無線セルのカバレッジを拡大させるための改良された方法を提供することが本発明の目的である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明によれば、本目的は、請求項１に記載の無線通信システムの端末装置の動作方法、請求項８に記載の無線通信システムの基地局の動作方法、請求項１１に記載の無線通信システムの端末装置および請求項１４に記載の無線通信システムのための基地局によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい、有利な実施形態を定義する。
【０００６】
本発明の一態様によれば、無線通信システムの端末装置の動作方法が提供される。端末装置は、無線通信システムの基地局に接続される。この方法によれば、端末装置は、中間ノード機能を提供する。また、中間ノード機能は、基地局から受信した通信データをさらなる端末装置に転送することおよびさらなる端末装置から受信した通信データを基地局に転送することを端末装置に可能にする。さらにこの方法によれば、端末装置は、中間ノード機能を有効にする許可を基地局から受信し、基地局から許可を受信すると、端末装置は、中間ノード機能を有効にする。端末装置の中間ノード機能を用いて、端末装置はさらなる端末装置に基地局と通信することを可能にするが、さらなる端末装置は、基地局のカバレッジ外にあってもよい。したがって、基地局のカバレッジを拡張することができる。しかし、端末装置は、基地局にカバレッジ拡張機能を制御することを可能にするために、中間ノード機能を有効にする基地局からの許可が必要である。たとえば、緊急の場合、または特定のサービスまたは隣接基地局が故障した場合にのみ、カバレッジ拡張は許可されてもよい。
【０００７】
一態様によれば、基地局から受信した通信データをさらなる端末に転送することは、デジタルデータを含む、基地局からの無線信号を受信することおよび基地局から受信されたデジタルデータと変わらない形式のデジタルデータを含む、無線信号を送信することを含む。また、さらなる端末装置から受信した通信データを基地局に転送することは、デジタルデータを含む、さらなる端末装置からの無線信号を受信することおよびさらなる端末装置から受信されたデジタルデータと変わらない形式のデジタルデータを含む、無線信号を送信することを含む。換言すれば、中間ノードの機能によって、基地局からさらなる端末装置に対して転送される、またはその逆のデジタルデータは変更されず、したがって端末装置は、リピータとして動作する。受信される無線信号と送信される無線信号は、同じ周波数帯域を使用してもよく、または異なる周波数帯域を使用してもよい。しかし、基地局の観点からすると、デジタルデータは、透過的に端末装置からさらなる端末装置に、またはその逆に通過する。端末装置において中間ノード機能を有効にした後、基地局とさらなる端末装置との間のデータ通信は、さらなる端末装置が基地局の元のカバレッジ内にあるかのように行われる。
【０００８】
他の態様によれば、無線通信ネットワークは、例えば、３GPP（３rd  Generation  Partnership  Project）のLTE（Long  Term  Evolution）システムのようなセルラーベースの無線通信ネットワークのようなセルラー通信ネットワークを含む。端末装置は、基地局によって提供される無線セルに登録される。中間ノード機能は、基地局の機能を備える。基地局の機能は、さらなる無線セルを確立するために、さらなる無線セルのセル識別子を提供するように構成される。さらなる無線セルのセル識別子は、基地局の無線セルのセル識別子と異なっている。端末装置の無線範囲内に位置するさらなる端末装置は、さらなる無線セルにおいて登録される。したがって、端末装置は、無線通信システムに改善されたカバレッジをもたらす、フェムトセルと言われる、さらなる小さな無線セルを提供する小型基地局として動作する。端末装置の基地局の機能と、さらなる端末装置との間のデータ通信は、セルラー通信ネットワークにおいて通常と同様に行われる。端末装置の基地局の機能と無線通信システムの基地局との間の通信はまた、セルラー通信ネットワークにおいて通常と同様に行われる。しかし、端末装置の基地局の機能は、例えば、課金情報を提供しなくてもよく、無線通信システムにおける緊急サービスへの通信データのみを提供してもよいというような、低減された機能を有していてもよい。しかし、端末装置が提供する基地局の機能は制限なくすべての機能を含んでもよい。
【０００９】
さらなる態様によれば、方法は、端末装置とさらなる端末装置との間の直接的な無線通信を介して、さらなる端末装置を検出することを含む。さらなる端末装置は、端末装置の無線範囲内に位置する。さらなる端末装置を検出すると、端末装置は中間ノード機能を有効にする基地局における許可を要求する。端末装置とさらなる端末装置との間の直接的な無線通信は、さらなる端末装置は基地局の無線範囲内になく、または任意の基地局に接続していないことを示す、さらなる端末装置からのメッセージを含んでもよい。したがって、端末装置とさらなる端末装置との間の直接的なデバイス間通信に基づいて、さらなる端末装置は、基地局への接続を有さず、および/または基地局に接続することを望むことを示してもよく、この情報に基づいて、端末装置は中間ノード機能を有効にすることにより基地局によって提供される無線セルのカバレッジを拡張する基地局における許可を要求する。換言すると、デバイス間通信は、リピータまたは基地局などのような中間ノードに適切な端末装置を発見し、決定するために使用される。基地局と端末装置との間の通信プロトコル要素を追加することによって、端末装置は中間ノード機能を有効にすることを要求でき、基地局は肯定応答をでき、または要求を拒否できる。要求が許可された場合、端末装置は、中間ノード機能を有効にし、したがって、基地局を介する無線通信システム内にさらなる端末装置を含む、リピータまたは基地局として動作してもよい。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、構成データが基地局から端末装置に送信される。構成データは、端末装置の中間ノード機能を構成する。構成データは、基地局から受信した通信データをさらなる端末装置に転送するための無線信号の最大出力電力を含んでいてもよい。最大出力電力を設定することにより、基地局は、端末装置が提供するカバレッジ拡張を制御することができる。代替としてまたは追加的に、中間ノード機能が基地局の機能を備える場合に、構成データは中間ノード機能によって使用されるセル識別子を含む。換言すれば、端末装置がさらなる基地局として動作するとき、基地局は、さらなる基地局によって使用されるセル識別子を制御する。代替としてまたは追加的に、構成データは、隣接基地局の隣接セル識別子を含んでもよい。隣接基地局は、送信基地局の周辺に位置する基地局である。ある無線セルから他の無線セルへの端末装置の転移を向上させるために、基地局の隣接する基地局に関する情報は、基地局間で通信され、端末装置に配信される。したがって、さらなる基地局として動作する端末装置に隣接セル識別子を構成データとして提供し、さらなる端末装置のセルの変更を改善するために、端末装置はこの情報をさらなる端末装置に提供することができる。さらに代替としてまたは追加的に、構成データは、基地局から受信される通信データをさらなる端末装置に転送するための無線信号に対する周波数帯域を含んでもよい。例えば、端末装置がリピータとして動作する場合、通信データを転送するために端末装置によって使用される周波数帯域を設定することにより、周波数干渉を回避することができる。
【００１１】
他の実施形態において、方法は、中間ノード機能を無効にするメッセージを基地局から受信することをさらに含む。基地局からメッセージを受信すると、端末装置は中間ノード機能を無効にする。このように、基地局は、基地局によって提供されるカバレッジの制御を維持する。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、無線通信システムの基地局を動作させる方法が提供される。この方法によれば、基地局は、端末装置において提供される中間ノード機能を有効にする許可を端末装置に送信する。中間ノード機能は、基地局から受信した通信データをさらなる端末装置に転送すること、またその逆である、さらなる端末装置から受信した通信データを基地局に転送することを端末装置に可能にする。したがって、無線通信システムのカバレッジを拡張するために、リピータまたはフェムトセルの基地局として動作することを基地局は端末装置に要求できる。
【００１３】
一実施形態によれば、基地局は、中間ノード機能を有効にする許可に対する要求を端末装置から受信し、端末装置からこの要求を受信すると、基地局は中間ノード機能を有効にする許可を端末装置に送信する。例えば、基地局の範囲外にある、さらなる端末装置を端末装置が検出した場合、端末装置は、基地局のカバレッジ内にさらなる端末装置を含めるために、中間ノード機能を有効にする許可を取得することを基地局に要求してもよい。端末装置から要求を受信すると、例えば、基地局の現在の負荷または、例えば、通常のカバレッジが提供しなければならない、外にある端末装置からの緊急通話である、緊急状態に無線通信システムがある場合のような無線通信システムの状態に基づいて、基地局はカバレッジを拡張することを望むかどうかを判定してもよい。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、基地局は中間ノード機能を構成するための構成データを端末装置に送信する。構成データは、以下の群の少なくとも一つを含む。
(i)基地局から受信した通信データをさらなる端末装置に転送するための無線信号の最大出力電力
(ii)端末装置が基地局として動作する場合に、中間ノード機能によって使用されるセル識別子
(iii)基地局の周辺に位置する隣接基地局の隣接セル識別子
(iv)さらなる端末装置に通信データを転送するために端末装置によって使用される無線信号のための周波数帯域
【００１５】
他の実施形態によれば、基地局は、中間ノード機能を無効にするメッセージを端末装置に送信する。したがって、基地局は、基地局によって端末装置と組み合わせて提供されるカバレッジの制御を維持できる。例えば、基地局は、特定のサービスのために、または、特定の状態でのみ上記のようなカバレッジ拡張を可能にしてもよい。例えば、カバレッジ拡張は、さらなる端末装置と無線通信システムによって提供される緊急サービスとの間の音声通信に係る通信データのために提供されてもよい。したがって、さらなる端末装置からの緊急通話は、端末装置の中間ノード機能および基地局を介して処理されてもよい。上述したように、無線通信システムは、セルラベースの無線通信ネットワークを含んでもよい。緊急事態において、特に例えば、通信ネットワークの一部に障害が発生した場合、それにもかかわらず、緊急通話は提供されるべきである。これは、基地局に登録された端末装置との組み合わせにおいて、基地局のカバレッジを動的に拡張することを無線通信システムに可能とする上記の方法により達成されてもよい。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、無線通信システムのための端末装置が提供される。端末装置は、端末装置と無線通信システムの基地局との間でデータ通信を確立し、また端末装置とさらなる端末装置との間でデータ通信を確立するための送受信ユニットを備える。端末装置とさらなる端末装置との間の通信はまた、デバイス間通信と呼ばれる。このようなデバイス間通信（D２D通信）は既に３GPP標準に提案されている。端末装置はさらに、端末装置において提供される中間ノード機能を有効にする許可を基地局から受信するように構成された処理ユニットを備える。中間ノード機能は、基地局から受信した通信データをさらなる端末装置に転送し、さらなる端末装置から受信した通信データを基地局に転送するように構成される。処理ユニットはさらに、基地局から許可を受けると、中間ノード機能を有効にするように構成される。
【００１７】
一実施形態によれば、端末装置は、上記の方法および実施形態を実行するように構成される。そのため、端末装置は、上記の利点を備えていてもよい。
【００１８】
さらに、端末装置は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータまたはノートブックコンピュータを含んでもよい。
【００１９】
他の態様によれば、無線通信システムの基地局が提供される。基地局は、端末と基地局との間のデータ通信を確立するための送受信ユニットおよび処理ユニットを備える。処理ユニットは、端末装置において提供される中間ノード機能を有効にする許可を端末装置に送信するように構成される。中間ノード機能は、基地局から受信した通信データをさらなる端末装置に転送すること、およびさらなる端末装置から受信した通信データを基地局に転送することを端末装置に可能にする。基地局は、上記の方法および実施形態を実行するように構成され、したがって、上記の利点を備えることができる。
【００２０】
特定の特徴は上記の概要で説明したが、以下の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態および態様に関連して説明され、特に断りのない限り、実施形態および態様の特徴は、互いに組み合わせることができることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明はここで、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図１】図１は、無線通信システムおよび無線通信システムのカバレッジエリア外の端末装置を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態に従って、端末装置が無線通信システムのカバレッジを拡張するためのリピータとして動作する、図１の無線通信システムを示す。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従って、端末装置が無線通信システムのカバレッジを拡張するための基地局として動作する、図１の無線通信システムを示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る、端末装置および基地局を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る、方法のステップを含むフローチャートを示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る、基地局と端末装置との間の通信の構成を示す。
【図７】図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る、基地局と端末装置との間の通信の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の例示的な実施形態がより詳細に説明される。本明細書で説明される様々な例示的な実施形態の特徴は、特に明記されない限り、互いに組み合わせることができることが理解されるであろう。様々な図面における同じ参照符号は、同様または同一の構成要素を指す。
【００２３】
図１は、例えばセルラベースの無線通信ネットワークのような、無線通信システム１００を示す。通信システム１００は、複数の基地局を含んでもよい。これらの基地局の１つは、図中の基地局１０１として示される。基地局は、無線および有線接続を含む、無線通信またはオペレータのコアネットワーク１０３を介して、互いに通信してもよい。オペレータのコアネットワーク１０３は、例えばインターネットのような、有線通信システムに接続されていてもよい。オペレータのコアネットワーク１０３は、例えば消防や警察のサービスへの緊急通話につながる緊急サービス１０４のような、複数のサービスを含んでいてもよい。基地局１０１は、破線の矢印で示すように、端末装置１０５および１０６が無線周波数通信を介して基地局１０１と直接通信することができる無線セル１０２を提供する。例えば端末装置１０７のような無線セル１０２外の端末装置は、無線周波数範囲の不足によって基地局１０１と通信できない。
【００２４】
図２は、このように端末装置１０７が無線通信システム１００において通信できる、基地局１０１によって提供されるカバレッジを拡張する方法を模式的に示す。既存のネットワークカバレッジ１０２内または外の１つまたは複数の領域において、互いの無線周波数範囲内にあることを認識するために、端末装置１０５から１０７はいわゆるデバイス間（D２D）通信を使用している。図２において、端末装置１０６および１０７は、互いに領域内である（破線矢印）ことを認識し得る。デバイス間認識の概念は現在、第３世代パートナーシッププロジェクト（３GPP）内で議論され、標準化されている。一つの例は、３GPP  TS２２.２７８に規定されているデバイス間通信のための要件書である。これらの端末装置１０６および１０７は、例えば警察、消防などのような、公共の安全のために使用される端末装置であってもよいが、それらは公共の安全の使用に限定されるものではなく、携帯電話やスマートフォンなどのような、私的使用の装置を含んでもよい。しかし、公共の安全に対するサービスに制限する場合、課金、請求などをするために要求されるメカニズムは大幅に緩和される。
【００２５】
デバイス間通信において、既存のセルラー通信ネットワークにアクセスするのであろうとなかろうと、１つまたは複数の端末装置は他の端末装置に信号を送信してもよい。例えば、端末装置１０６のようなこれらの端末装置の一つは、デバイス間通信のグループ内で、例えば端末装置１０７のような、他の端末装置のための通信機能を提供するリピータとして潜在的に使用されるように識別される。この端末装置１０７は現在、端末装置１０６から中継される信号によってサービスが提供され、基地局１０１によって直接サービスが提供される必要はない。
【００２６】
無線通信システム１００のカバレッジを拡張する別の方法が図３に示される。リピータとして動作する代わりに、端末装置１０６は、自身の閉じられた加入者グループとのさらなる基地局として動作してもよい。従って、端末装置１０６の無線周波数範囲の直接届く距離内で、端末装置１０６は無線セル１０８を提供する。このような小型無線セル１０８は、フェムトセルと呼ばれてもよい。したがって、リピータとして動作する代わりに、端末機器１０６は、自身のセル識別子と、独自の認証および承認機能を持つことになる。端末装置１０６は、オペレータのコアネットワーク１０６にアクセスするためのバックホールとして、基地局１０１との既存の無線リンクを使用する。基地局１０１と端末装置１０６との間のリンクにおけるすべての通信は、基地局１０１の視点からすると、端末装置１０６のみからの通信のように見える。
【００２７】
図４は、基地局１０１および端末装置１０６を詳細に示している。基地局１０１と例えば、端末装置１０６のような端末装置との間でデータ通信を確立するための基地局１０１のアンテナ４０１に接続された無線周波数ユニット４０２を基地局１０１は備える。無線周波数ユニット４０２は、無線セル１０２内で通信データを端末装置から受信および端末装置に送信するように構成され、したがって、送受信ユニットと呼ばれる。基地局１０１はさらに、通信データを処理し、端末装置を登録する等をする処理ユニット４０３を備える。端末装置１０６は、アンテナ４０４、アンテナ４０４に接続された無線周波数ユニット４０５および処理ユニット４０６を備える。無線ユニット４０５は、端末装置１０６と基地局１０１との間のデータ通信を確立するように構成され、さらに、端末装置１０７が端末装置１０６の無線周波数範囲内にある場合に、端末装置１０６と例えば端末装置１０７のような他の端末装置との間のデータ通信を確立するように構成される。以下では、基地局１０１の無線セル１０２内に位置する端末装置１０６は、端末装置Aと呼ばれ、無線セル１０２の外に位置する端末装置１０７は、端末装置Bと呼ばれる。
【００２８】
図２および図３に関連して上述したような無線通信システム１００のカバレッジを拡張することは、図５に関連してより詳細に示される。図５は、ステップ５０１から５０７までのステップを含む方法５００を示す。ステップ５０１において、デバイス間通信は、端末装置間で確立される。デバイス間通信を介して、端末装置Aの無線周波数範囲内であり、無線通信システムのカバレッジエリア外である他のデバイスのために基地局１０１とのデータ通信を提供する、潜在的なリピータまたは基地局として端末装置A１０６が使用されることが認識される。例えば、ステップ５０１において、端末装置B１０７が、無線通信システム１００のカバレッジ外であることを検出された場合、ステップ５０２においてこれは、端末装置B１０７と無線セル１０２内にある端末装置１０６との間のデバイス間通信を介して通信される。そして、ステップ５０３において、端末装置１０６は、端末装置１０６の中間ノード機能を有効にするための許可を取得するために基地局１０１に要求を送信する。中間ノード機能は、例えば図２に関連して説明したリピータ機能を備えてもよく、または図３に関連して説明した基地局の機能を備えてもよい。ステップ５０４において、端末装置１０６は、要求に対する基地局１０１からの応答を受信する。基地局１０１が許可を与えない、したがって中間ノード機能を有効にすることを認めていない場合、方法５００はステップ５０１に進む。ステップ５０４において肯定応答が基地局１０１から受信された場合、方法５００は、中間ノード機能を構成するためのパラメータを端末装置１０６が基地局１０１から受信するステップ５０５に進む。例えばパラメータは、端末装置１０６に指示する、リピータとして機能する、または基地局として機能するためのパラメータを含んでもよい。さらにパラメータは、基地局１０１から端末装置B１０７に通信データを転送するための無線信号の最大出力電力、端末装置１０６が基地局として動作する場合にそれによって使用されるセル識別子、基地局１０１の近傍に位置する隣接基地局の隣接セル識別子および基地局１０１から端末装置B１０７に通信データを転送するための無線信号のための周波数帯域を規定してもよい。ステップ５０６において、中間ノード機能は、端末装置１０６において有効にされる。中間ノード機能は、例えば端末装置１０６の処理ユニット４０６において実行されてもよい。端末装置１０６がリピータとして動作している場合、端末装置１０６は基地局１０１からデジタルデータを含む無線信号を受信してもよく、基地局１０１から受信したものと変わらない形式でデジタルデータを端末装置B１０７に転送してもよい。したがって端末装置B１０７の観点からすると、基地局１０１と端末装置B１０７との間で透過的な通信が行われる。端末装置１０６が基地局として動作する場合、端末装置B１０７は、端末装置１０６の基地局機能において登録されてもよく、他の基地局と同様に端末装置Ａ１０６と通信してもよい。
【００２９】
中間ノード機能が端末Ａ１０６において有効である限り、端末装置B１０７をカバーするように無線通信システム１００のカバレッジは拡張される。任意の時点で、中間ノード機能を無効にすることを示し、したがってリピータまたは基地局として動作する許可を取り消すメッセージを基地局１０１は端末装置１０６に送信してもよい（ステップ５０７）。そのようなメッセージを受信した場合、端末装置１０６は、中間ノード機能を無効にし、方法５００はステップ５０１に進む。
【００３０】
上述の方法のための通信構造は、図６および７に示される。図６において端末装置１０６はリピータとして動作し、図７において端末装置１０６は基地局として動作する。最初に、端末装置AおよびBは、互いの無線周波数範囲内にある場合、互いを認識する（D２D認識）。デバイス間通信を介して、端末装置Bは、無線通信システムへの接続を有していないことを示してもよい（D２D通信）。したがって、端末装置Aは基地局に許可要求を送信し、端末装置Aの中間ノード機能を有効にする許可応答（ACK）を基地局から受信する。また、端末装置Aは、中間ノード機能を構成するために基地局からパラメータを受信する。
【００３１】
図６で示される例において、中間ノード機能は、リピータ機能を有している。したがって、端末装置Aは、基地局と端末装置Bとの間の通信データを透過的に転送する。したがって、端末装置Aを介して端末装置Bは基地局において登録され、基地局と端末装置Bとの間のデータ通信は行われる。基地局がリピータとして動作する許可を取り消すために端末装置Aにメッセージを送信する場合、端末装置Aはリピータ機能を無効にし、基地局と端末装置Bとの間のデータ通信は遮断される。
【００３２】
図７で示される例において、端末装置Aは、基地局として動作する。したがって、端末装置Aの基地局の機能において端末装置Bは登録され、端末装置Aおよび端末装置Bとの間の通信が確立される。また、オペレータのコアネットワークに端末装置Bからの通信データを送受信するために、端末装置Aの基地局の機能は、端末装置Aと基地局との間の通信リンクを使用する。端末装置Aの基地局の機能は、基地局から対応する要求を受信すると、いつでも無効にされてよい。
【００３３】
上記の方法は、例えば、基地局と端末装置との間のシグナリングに対して、純然たる端末装置からリピータまたは基地局に端末装置を移行させるために３GPP規格に対して変更を必要とする。これは、例えば、このタイプの要求が新しいRRC設定要求であってもよい、無線リソース制御（RRC）シグナリングにおいて変更を必要とするかもしれない。また、デバイス間認識およびデバイス間通信は、例えば３ＧＰＰ規格のような対応する規格に含まれる必要がある。
【００３４】
総括すると、この方法は、リピータに端末装置を変換するための通信プロトコルの可能性を追加する新しい方法によって、３GPPシステムにおいて既に提案されている機能の一部を使用する可能性に及ぶ。主な目的は、公共の安全の使用状況におけるカバレッジ状況を取り扱うことである。代替として、上述したように、端末装置は、自身のアクセス権を有する小さいセル（フェムトセル）基地局へと移行されてもよい。
【００３５】
例示的な実施形態を説明したが、種々の変更が他の実施形態で実施されてもよい。例えば、無線通信システム１００のカバレッジは、上述した端末装置がさらに転送される、またはもう一度繰り返し信号を繰り返すチェーンに置かれる、またはフェムトセルのチェーンを形成する場合、さらに延長されてもよい。また、上記したリピータと基地局の機能は、例えば、端末装置１０７の無線周波数範囲内で、さらなる端末装置に対して無線通信システム１００のカバレッジを拡張するために、端末装置１０６はリピータとして動作し、端末装置１０７はさらに基地局として動作するように、互いに組み合わせられてもよい。
【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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