(57)【要約】マルチホップ通信システムでの使用のためのアップリンク送信方法であって、システムは、移動局（ＭＳ）、基地局（ＢＳ）及び１又はそれ以上の中継局（ＲＳ）を有し、移動局と基地局との間に延在する２又はそれ以上の異なる通信パスを提供する。移動局は、中継局のうち１又はそれ以上を介して第１の通信パスを形成するリンクの連続に沿って基地局へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って基地局へ情報を送信するよう動作する方法に関する。この方法は、移動局から第１及び第２の通信パスに沿って特定の情報を送信する工程と、基地局で第１及び第２の通信パスを沿って送信された同じ特定の情報を結合する工程とを有する。
2010506447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ通信システムでの使用のためのアップリンク送信方法であって、前記システムは、ソース機器、あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と前記あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なる通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って前記あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する方法において、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記あて先機器へ特定の情報を送信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って前記あて先機器へ同じ特定の情報を送信する工程と、
前記あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有する方法。
【請求項２】
前記第２の通信パスは直接通信パスであり、
前記同じ特定の情報は、前記ソース機器から前記あて先機器へ直接に前記第２の通信パスに沿って送信される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２の通信パスは、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介する間接通信パスであり、
前記同じ特定の情報は、前記第２の通信パスに沿って前記ソース機器から前記あて先機器へこれらの中間機器の夫々を介して送信される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記システムは、更に、第３の前記通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記第３の通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に前記同じ特定の情報を送信するよう動作する、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法であって、
前記ソース機器から前記第３の通信パスに沿ってこれらの中間機器の夫々を介して前記あて先機器へ前記同じ特定の情報を送信する工程と、
前記あて先機器で前記第１の通信パス、前記第２の通信パス及び前記第３の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報を結合する工程と、
エラーに関して前記第１の通信パス、前記第２の通信パス及び前記第３の通信パスからの前記結合された情報を確認する工程と
を更に有する方法。
【請求項５】
前記同じ特定の情報は、アップリンク送信のためのみの離散時間期間に前記あて先機器へ前記通信パスの両方、又は場合によっては全部に沿って送信される、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記特定の情報の送信の前に、該特定の情報が前記通信パスに沿って送信されるべき場合を示す、前記あて先機器での送信タイミングを割り当てる工程を更に有する、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
エラーに関して前記第１の通信パス及び前記第２の通信パスからの前記結合された情報を確認する工程を更に有する、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
エラーが見つけられる場合にエラー表示を送信する工程及び／又はエラーが見つけられない場合に肯定表示を送信する工程を更に有する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記エラー表示は、前記特定の情報の再送信の要求を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
エラー表示が送信される場合に、前記通信パスのうち１又はそれ以上に沿って前記特定の情報を再送信し、該再送信を前に結合された情報と結合する工程を更に有する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記特定の情報が送信される前に、該特定の情報は符号化される、請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
前記特定の情報は、各前記通信パスに関して同じ符号化バージョンにより符号化される、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記特定の情報は、各前記通信パスに関して異なる符号化バージョンにより符号化される、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
送信の前に前記特定の情報へエラー検出シーケンスを付加し、前記結合された情報でのエラーに関する確認を行うよう前記あて先機器で前記エラー検出シーケンスを用いる工程を更に有する、請求項７乃至１３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
前記エラー検出シーケンスはＣＲＣである、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
エラーが検出されない場合に前記符号化された情報を復号化する工程を更に有する、請求項１１乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記符号化はＨＡＲＱパケット符号化であり、
前記通信パスの両方又は全てに沿った前記同じ特定の情報の送信は、場合によっては、ＨＡＲＱに従う送信及び再送信として扱われる、請求項１１乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１８】
アップリンク送信のための離散時間期間及びダウンリンク送信のための離散時間期間は、時分割二重通信システムでの、夫々、アップリンクサブフレーム及びダウンリンクサブフレームである、請求項５及びこれに従属する請求項のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１９】
前記システムはＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡシステムである、請求項１乃至１８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２０】
前記ソース機器はユーザ端末である、請求項１乃至１９のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２１】
前記ソース機器は中継局である、請求項１乃至２０のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２２】
前記あて先機器は基地局である、請求項１乃至２１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２３】
前記あて先機器は中継局である、請求項１乃至２２のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２４】
前記中間機器の夫々は中継局である、請求項１乃至２３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２５】
ソース機器、あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と前記あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って前記あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する、マルチホップ無線通信システムであって、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記あて先機器へ特定の情報を送信し、更に、前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って前記あて先機器へ同じ特定の情報を送信するよう動作する送信手段と、
前記あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合するよう動作する結合手段と
を有するマルチホップ無線通信システム。
【請求項２６】
受信信頼性を改善するための、マルチホップ通信システムのあて先機器における方法であって、前記システムは、ソース機器、当該あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と当該あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って当該あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って当該あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する方法において、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して送信される特定の情報を受信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って送信される同じ特定の情報を受信する工程と、
前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有する方法。
【請求項２７】
マルチホップ通信システムのあて先機器であって、前記システムは、ソース機器、当該あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と当該あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って当該あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って当該あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する、あて先機器において、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して当該あて先機器へ送信される特定の情報を受信し、更に、前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って当該あて先機器へ送信される同じ特定の情報を受信するよう動作する受信手段と、
当該あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する結合手段と
を有するあて先機器。
【請求項２８】
マルチホップ無線通信システムの計算装置で実行される場合に、前記システムにアップリンク送信方法を実行させる一組のコンピュータプログラムであって、前記システムは、ソース機器、あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と前記あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なる通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って前記あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する一組のコンピュータプログラムにおいて、
前記方法は、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記あて先機器へ特定の情報を送信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って前記あて先機器へ同じ特定の情報を送信する工程と、
前記あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有する一組のコンピュータプログラム。
【請求項２９】
通信システムにおけるあて先機器の計算装置で実行される場合に、前記あて先機器に受信信頼性を改善するための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、ソース機器、当該あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と当該あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って当該あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って当該あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作するコンピュータプログラムにおいて、
前記方法は、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して送信される特定の情報を受信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って送信される同じ特定の情報を受信する工程と、
前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有するコンピュータプログラム。
【請求項３０】
明細書及び／又は添付の図面に挙げられる実施形態に実質上従う送信方法。
【請求項３１】
明細書及び／又は添付の図面に挙げられる実施形態に実質上従うマルチホップ無線通信システム。
【請求項３２】
明細書及び／又は添付の図面に挙げられる実施形態に実質上従うコンピュータプログラム又は一組のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
現在、パケットに基づく無線及び他の通信システムでのマルチホップ技術の使用に大いに関心が寄せられている。このような技術は、補償範囲の拡大及びシステム容量（スルーアウト）の増大の両方を格納にすると言われている。
【０００２】
マルチホップ通信システムで、通信信号は、ソース機器からあて先機器へ１又はそれ以上の中間機器を介して通信パス（Ｃ）に沿った通信方向で送信される。図２は、基地局ＢＳ（３Ｇ通信システムに関連して“ノードＢ”ＮＢとして知られる。）、中継ノードＲＮ（中継局ＲＳとしても知られる。）及びユーザ設備ＵＥ（移動局ＭＳ又はユーザ端末としても知られる。）を有する単セル２ホップ無線通信システムを表す。信号が中継ノード（ＲＮ）を介する基地局からあて先ユーザ設備（ＵＥ）へのダウンリンク（ＤＬ）で送信されている場合に、基地局は発信局（Ｓ）を有し且つユーザ設備はあて先局（Ｄ）を有する。通信信号がユーザ設備（ＵＥ）から中継ノードを介する基地局へのアップリンク（ＵＬ）で送信されている場合は、ユーザ設備が発信局を有し且つ基地局があて先局を有する。中継ノードは中間機器（Ｉ）の一例であり、ソース機器からデータを受信するよう動作する受信機と、このデータ、又はその派生物をあて先機器へ送信するよう動作する送信機とを有する。
【０００３】
単純なアナログリピータ又はデジタルリピータが、デッドスポットで補償範囲を改善又は提供するために中継局として使用されてきた。それらは、ソース送信とリピータ送信との間の干渉を防ぐために発信局とは異なる送信周波数帯域で動作することができ、あるいは、それらは、発信局からの送信がない時点に動作することができる。
【０００４】
図３は、中継局の多数の用途を表す。固定された基幹設備（インフラ）に関し、中継局によって提供される補償範囲は、他の物体の陰にあるか、又は基地局の正常範囲内にあるにも関わらず基地局から十分な強さの信号を受信することができない移動局が、通信ネットワークへアクセスすることを可能にするよう“全開（in-full）”でありうる。“範囲拡大”も示される。範囲拡大において、中継局は、移動局が基地局の正常データ送信範囲外にある場合にアクセスを可能にする。図３の右上に示される“全開”の一例は、グランドレベル、その上又はその下にある建物内の補償範囲の侵入を可能にするよう遊動的な中継局を位置付けることである。
【０００５】
他の用途は、一時的な補償に作用して、行事又は緊急事態／災害の間のアクセスを提供する遊動的な中継局である。図３の右下に示される最後の用途は、乗り物に置かれ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。
【０００６】
中継は、また、以下で説明されるような通信システムのゲインを高めるために、高度な送信技術との関連で使用され得る。
【０００７】
空間を通って移動する場合に、無線通信の散乱又は吸収に起因する伝播損失又は“パス損失（path-loss）”の発生は信号の強さを弱めることが知られている。送信機と受信機との間のパス損失に影響を与える要因には、送信機アンテナの高さ、受信機アンテナの高さ、キャリア周波数、クラッター（clutter）タイプ（都会、郊外、田舎）、例えば高さ、密度、距離間隔、地勢タイプ（丘陵、平地）のような形態（morphology）の詳細等がある。送信機と受信機との間のパス損失Ｌ（デシベル（ｄＢ））は：
Ｌ＝ｂ＋１０ｎｌｏｇｄ          （Ａ）
によってモデル化され得る。ここで、ｄ（メートル）は送信機と受信機との間の距離間隔であり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパス損失パラメータであり、絶対的なパス損失はｌ＝１０（Ｌ／１０）によって与えられる。
【０００８】
間接リンクにわたって被る絶対的なパス損失の合計ＳＩ＋ＩＤは、直接リンクにわたって被るパス損失ＳＤよりも小さい。言い換えると、
Ｌ（ＳＩ）＋Ｌ（ＩＤ）＜Ｌ（ＳＤ）          （Ｂ）
が可能である。
【０００９】
従って、単一の送信リンクを２つのより短い区間に分けることは、パス損失対距離の間の非線形な関係を利用する。式（Ａ）を用いたパス損失の簡単な理論解析から、全体的なパス損失の削減（ひいては、信号の強さ及びデータスループットの改善又は増幅）は、信号が、ソース機器からあて先機器へ直接に送信されるのではなく、ソース機器からあて先機器へ中間機器（例えば、中継ノード。）を介して送信される場合に達成され得ることが分かる。適切に実施される場合に、マルチホップ通信システムは、無線送信を助ける送信機の送信電力の削減を可能にし、電磁放射線の照射を減らすとともに干渉レベルの低下をもたらしうる。代替的に、全体的なパス損失の削減は、信号を搬送するのに必要とされる全体的な放射送信電力を増大させることなく受信機での受信信号品質を改善するために利用され得る。
【００１０】
マルチホップシステムは、マルチキャリア送信とともに使用されるのに適する。例えばＦＤＭ（周波数分割多重化（Frequency  Division  Multiplex））、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplex））又はＤＭＴ（離散マルチトーン（Discrete  Multi-Tone））のようなマルチキャリア送信システムでは、単一のデータストリームは、Ｎ個の並列なサブキャリアに変調される。各サブキャリア信号は、それ自身の周波数範囲を有する。これは、全体的な帯域幅（すなわち、所与の時間間隔で送信されるデータの量。）が複数のサブキャリアにわたって分割されることを可能にし、それによって、各データシンボルの存続期間を増大させる。各サブキャリアはより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、単キャリアシステムと比較して、チャネルで生ずる歪みに対する拡張された耐性から恩恵を受ける。これは、各サブキャリアの送信レート、ひいては帯域幅がチャネルのコヒーレンス帯域幅よりも小さいことを確かにすることによって可能となる。結果として、信号サブキャリアが受けるチャネル歪みは周波数とは無関係であり、従って、簡単な位相及び振幅補正係数によって補正され得る。このように、マルチキャリア受信機内のチャネル歪み補正エンティティは、システムの帯域幅がチャネルのコヒーレンス帯域幅を越える場合に、単キャリア受信機内のその対応する部分に関して大いにより低い複雑性を有することができる。
【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、数学的な意味で直交する複数のサブキャリア周波数を使用する。これにより、サブキャリアのスペクトルは、それらが相互に独立であるという事実により干渉することなく重なり合うことができる。ＯＦＤＭシステムの直交性は、保護帯域周波数の必要性を除き、それによって、システムのスペクトル効率を高める。ＯＦＤＭは、多数の無線システムに関して提案されて、導入されている。それは、現在、非対称型デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ（Asymmetric  Digital  Subscriber  Line））接続で、幾つかの無線ＬＡＮアプリケーション（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ標準規格に基づくＷｉＦｉ装置。）で、及び（ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格に基づく）例えばＷｉＦｉ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、符号化された直交ＦＤＭ又はＣＯＦＤＭを生成するよう、チャネル符号化エラー補正技術とともに使用される。ＣＯＦＤＭは、目下、チャネル歪みの変化が周波数領域にあるサブキャリア及び時間領域にあるシンボルの両方にわたって見られるマルチパス環境でＯＦＤＭに基づくシステムの性能を改善するために、デジタル電気通信システムで幅広く使用されている。システムは、ある種のコンピュータネットワーク技術と同様に、例えばＤＶＢ及びＤＡＢのような映像及び音声ブロードキャストでの使用を見出されている。
【００１２】
ＯＦＤＭシステムで、Ｎ個の変調された並列データソース信号のブロックは、送信機において時間領域で“ＯＦＤＭシンボル”として知られる信号を形成するよう離散逆フーリエ変換又は高速フーリエ変換アルゴリズム（ＩＤＦＴ／ＩＦＦＴ）を用いることによって、Ｎ個の直交並列サブキャリアへとマッピングされる。このように、“ＯＦＤＭシンボル”は、全てのＮ個のサブキャリア信号のコンポジット信号である。ＯＦＤＭシンボルは、
【００１３】
【数１】
2010506447.tif 000003
として、数学的に表され得る。ここで、Δｆは単位ヘルツ（Ｈｚ）のサブキャリア分離であり、Ｔｓ＝１／Δｆは単位秒のシンボル時間間隔であり、ｃｎは変調されたソース信号である。ソース信号の夫々が変調されて得られる式（１）中のサブキャリアベクトルｃ∈Ｃｎ、ｃ＝（ｃ０，ｃ１．．ｃＮ−１）は、有限な配列（constellation）からのＮ個の配列シンボルのベクトルである。受信機において、受信される時間領域信号は、離散フーリエ変換（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によって、周波数領域へ逆変換される。
【００１４】
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である。それは、個々のユーザにサブキャリアのサブセットを割り当てることによって機能する。これは、より良いスペクトル効率をもたらす複数ユーザからの同時送信を可能にする。しかし、依然として、干渉を伴うことなく、双方向通信、すなわち、アップリンク及びダウンリンク方向での通信を可能にするという課題がある。
【００１５】
２つのノードの間の双方向通信を可能にするために、２つのよく知られている異なるアプローチは、装置が同じリソース媒体で同時の送信及び受信を行うことができないという物理的な限界を解消するよう２つ（前進又はダウンロード及び後進又はアップリンク）の通信リンクを双方向にするために存在する。第１の周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）は、送信媒体を２つの区別可能な帯域に分割することによって、２つのリンクを同時に、しかし異なる周波数帯域で動作させることを含む（１つは前進リンク通信であり、他は後進リンク通信である。）。第２の時分割デュプレックス（ＴＤＤ）は、２つのリンクを同じ周波数帯域で動作させるが、媒体へのアクセスを時間において分割することを含む。これにより、前進又は後進リンクのみがいずれか１つの時点で媒体を利用していることとなる。いずれのアプローチ（ＴＤＤ及びＦＤＤ）も優劣を有し、単一ホップ有線及び無線通信システムのためによく用いられる技術である。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格は、ＦＤＤ及びＴＤＤの両モードを組み込んでいる。ＩＥＥＥ標準規格８０２．１６−２００４“Air  Interface  for  Fixed  Broadband  Wireless  Access Systems（固定ブロードキャスト無線アクセスシステムのためのエアインターフェース）”及び２００５年の更新版は、全内容を本願に参照することにより援用される。
【００１６】
例として、図４は、ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格（ＷｉＭＡＸ）のＯＦＤＭＡ物理層モードで使用される単一ホップＴＤＤフレーム構造を表す。
【００１７】
各フレームは、ＤＬ及びＵＬサブフレームに分割される。各サブフレームは、不連続な送信間隔である。それらは、送信／受信及び受信／送信移行保護間隔（夫々、ＴＴＧ及びＲＴＧ。）によって分離されている。各ＤＬサブフレームは、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ（Frame  Control  Header））、ＤＬ−ＭＡＰ、及びＵＬ−ＭＡＰが後に続くプリアンブルから始まる。
【００１８】
ＦＣＨは、ＤＬ−ＭＡＰの長さ及びバーストプロファイルを特定するＤＬフレームプレフィックス（ＤＬＦＰ（DL  Frame  Prefix））を含む。ＤＬＦＰは、各フレームの開始時に送信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。
【００１９】
同時のＤＬ割り当ては、ブロードキャスト、マルチキャスト及びユニキャストであって良く、それらは、また、サービングＢＳよりむしろ他のＢＳのための割り当てを含みうる。同時のＵＬは、データ割り当て及びレンジング（ranging）若しくは帯域幅要求でありうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
レガシー単一ホップシステム（例えば、８０２．１６−２００４及び８０２．１６ｅ−２００５。）で、ＨＡＲＱはアップリンク及びダウンリンクの両方でサポートされる。ＨＡＲＱ（Hybrid  Automatic  Repeat
ReQuest）は、エラーが検出される場合に自動の再送信要求が存在するところのエラー制御方法である。ＨＡＲＱは、エラーを走査すべく確認されるエラー補正コードを使用する。エラーがコードにおいて見つけられる場合に、再送信が要求される。
【００２１】
実際には、誤って受信されるデータは、通常、受信機で記憶され、送信されるデータは、古いデータと結合される（チェイス（chase）結合）。インクリメンタル冗長として知られるチェイス結合の開発において、最初の送信及びいずれの送信も別なふうに符号化される。
【００２２】
本発明者は、ＢＳ側で既知のチェイス結合であるＨＡＲＱ検出手順を使用するが、それを、ＢＳがＭＳから直接に送信を検出するとともに、その送信の中継されたものを受信することができるところの中継可能なネットワークの場合について適合させることが可能であるという驚くべき認識に達した。このようにして、結合される２つの送信は、一方が他方の再送信であるというよりむしろ、異なるパスからのものである。
【００２３】
このような状況は、直接リンクがＢＳとの直接通信をサポートするには品質の点で不十分である場合に、又は過度の送信電力がＭＳから必要とされうる場合に起こりうる。結果として、通信の主要パスはＲＳを介する。しかし、ＢＳは依然としてＭＳからの送信を検出することができることがあり得る。それは、また、ＭＳアップリンクが唯１つのＲＳ又はＢＳによって確実にサポートされ得ない場合に存在し、故に、システムは、１又はそれ以上のＲＳによりＨＡＲＱ送信を中継することを通してＭＳとの通信を助けるよう試みる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、目下参照されるべき独立請求項で定義される。有利な実施形態は、従属請求項で提示される。
【００２５】
本発明の好ましい特徴は、単なる一例として、添付の図面を参照することで記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１ａ】中継可能なネットワークにおけるＢＳによるＨＡＲＱタイプの動作の基本手順を示す。
【図１ｂ】手順を用いるのに適したネットワーク構成を示す。
【図１ｃ】手順を用いるのに適した代替の構成を示す。
【図２】単一セル２ホップ無線通信システムを示す。
【図３ａ】中継局の用途を示す。
【図３ｂ】中継局の用途を示す。
【図４】ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格のＯＦＤＭＡ物理層モードで使用される単一ホップＴＤＤフレーム構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［変形された“ＨＡＲＱ”動作］
制御がＢＳに集められるトランスペアレントな中継システムで、ＢＳは、いつＭＳがＲＳへ送信するのか、及びいつＲＳがＢＳへのＭＳ送信を中継するのかに関する知見を有する。従って、ＢＳはこの知見を利用し、変形されたＨＡＲＱ手順を用いる場合に、（図１ａに示されるような）以下の動作を実行するとする：
ａ．  ＭＳからの最初の送信を検出し、受信したＨＡＲＱ符号化パケット（又はＩＥＥＥ８０２．１６システムの場合にサブパケット）を、復号化を試みることなくソフトバッファに格納する；
ｂ．  ＲＳからの中継された送信を検出し、受信した中継ＨＡＲＱ符号化パケット（又はＩＥＥＥ８０２．１６システムの場合にサブパケット）をソフトバッファに付加する；
ｃ．  バッファ内のデータの周期的冗長検査（ＣＲＣ（Cyclic  Redundancy  Check））シーケンスを確認する；及び
ｄ．  ＣＲＣ確認後に単一ホップシステムの場合に行われる典型的な手順に続く（すなわち、ＭＳへの肯定（ＡＣＫ）又は否定（ＮＡＣＫ）のいずれかの応答メッセージを、それがＮＡＣＫである場合にソフトバッファの内容を保持するように、信号伝達する。）。
【００２８】
ＣＲＣ確認及びデータ復号化は、直接送信が低い信頼性である可能性が高いために、段階１の後には提案されず、従って、復号化を行う前に、（直接送信が成功しようとなかろうと到着する）中継信号を待つ方が良い。結果として、余分の復号化の複雑性が、本発明の実施形態における提案されるメカニズムを用いることを通して生ずることはない。
【００２９】
また、ＢＳがフレーム内のＭＳ送信を中継するよう１よりも多いＲＳに要求する場合についてこのメカニズムを拡張することが可能である。この場合に、ＢＳは、復号化を試みる前に、受信され得る様々なバージョンのＨＡＲＱパケットの全てを結合する。
【００３０】
有利に、様々なバージョンはいずれも、アップリンク送信のためのみの離散時間期間である１フレーム（又は、より正確には、ＩＥＥＥ８０２．１６システムについて、１のアップリンクサブフレーム）内で受信される。マルチホップシステムにおける少なくとも２つのホップを介する送信がどのように単一のサブフレームで実行され得るかという表示に関して、英国特許第０６１６４７７．６号明細書（ＧＢ０６１６４７７．６）、英国特許第０６１６４８１．８号明細書（ＧＢ０６１６４８１．８）及び英国特許第０６１６４７９．２号明細書（ＧＢ０６１６４８９．２）が参照される。これらは全て、全文を本願に参照することにより援用され且つそのコピーがこれに添えて出願される。
【００３１】
ＵＬデータと同様の方法で、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（すなわち、ＤＬでＨＡＲＱを用いる場合）及び（直接の、あるいは、１又はそれ以上のＲＳを介して中継される）ＭＳからの他のメッセージは、また、ＢＳでチェイス結合され得、潜在的に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及び他の信号伝達の検出信頼性を改善する。
【００３２】
図１ｂ及び図１ｃは、本発明の実施形態で用いられるネットワーク（又はシステム）構成の１タイプを明示する。情報は、図１では移動局（ＭＳ）から基地局（ＢＳ）へ直接に送信され、更に、同じアップリンクサブフレームで、情報は、移動局（ＭＳ）から基地局（ＢＳ）へ中継局（ＲＳ）を介して間接的に送信される。移動局（ＭＳ）から中継局（ＲＳ）への最初（第１ホップ）の送信及び移動局（ＭＳ）から基地局（ＢＳ）への直接送信は、送信される情報のサブフレームフォーマット及び／又はタイプに依存して、同時又は異なる時点でありうる。（中継局（ＲＳ）から基地局（ＢＳ）への）第２ホップの送信は、中継局（ＲＳ）転回の後に第１ホップの送信に続く。ネットワークが単一のサブフレームでのマルチホップ送信をサポートしない場合は、第２ホップの送信及びいずれかの更なるホップは、続くアップリンクサブフレームにありうる。局（station）は、移動局（ＭＳ）、中継局（ＲＳ）及び基地局（ＢＳ）として示されている。しかし、示される特定のリンクは、基地局（ＢＳ）及び移動局（ＭＳ）として示されるノードの一方又は両方が中継局でありうるように、更なるリンクに及ぶより長い通信パスの部分であっても良い。
【００３３】
図１ｃは、結合される同一の送信を有する２つの代替パスが両方とも中継パスであるところのネットワーク構成を示す。同様の考え方が図１ｂに関して提示される構成にも当てはまる。関連する特定の送信タイミングファクタは当業者には明らかである。例えば、基地局（ＢＳ）は、ＳＤＭＡを用いて同時に２つの第２ホップ送信を受信することができる。
【００３４】
現される２つのネットワーク構成は２つの通信パスを示す。また、３又はそれ以上の別々のパスからの送信が結合されることも可能である。
【００３５】
留意すべきは、代替のパスからの情報の結合は、エラーが検出される場合はＨＡＲＱに従う再送信で補完され得る点である。再送信は、通信パスのうち１又はそれ以上に沿って行われ、前に結合された情報と再結合される。
【００３６】
どこで情報が（異なるパス及び／又は再送信から）結合されようとも、情報は、（通常のチェイス結合のように）同じ符号化バージョンを用いて、又はインクリメンタル冗長（incremental  redundancy）を与えるよう異なる符号化バージョンを用いて符号化され得る。例となる実施のためにＩＥＥＥ８０２．１６におけるいずれかの方法の使用が参照される。
【００３７】
［利点］
要約すれば、本発明の実施形態の利点の幾つかは、下記の通りである：
・直接信号及び中継信号又は２つの中継信号が（マルチホップダイバーシティを使用する）同じフレーム内で検出され得る場合にＨＡＲＱパケット受信の信頼性を改善するようＨＡＲＱをサポートする中継可能な通信システムにおけるＢＳで適合され得る簡単なメカズムの提供；
・結果として、ＭＳ／ＳＳ送信電力が削減され得、あるいは、別なふうに信頼できないアップリンク接続を伴うＭＳ／ＳＳがサポートされ得ること；
・ＭＳ／ＳＳが、成功した検出を得るべく、信頼できないリンクの場合に行う必要がある再送信の回数の減少。
【００３８】
本発明の実施例は、ハードウェアで、あるいは１又はそれ以上のプロセッサで実行するソフトウェアモジュールとして、あるいはそれらの組み合わせで実施され得る。すなわち、当業者には明らかなように、マイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）は、本発明を具現する送信機の機能の幾つか又は全てを実施するために実際に使用され得る。本発明は、また、ここに記載される方法のいずれかの一部又は全てを実行するために１又はそれ以上の装置若しくは機器プログラム（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。）として具現され得る。本発明を具現するこのようなプログラムは、コンピュータ読出可能な媒体に記憶され得、あるいは、例えば、１又はそれ以上の信号の形をとりうる。このような信号は、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、又はキャリア信号で提供される、又はその他形式のデータ信号でありうる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月7日(2009.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ通信システムでの使用のためのアップリンク送信方法であって、前記システムは、ソース機器、あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と前記あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なる通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って前記あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する方法において、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記あて先機器へ特定の情報を送信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って前記あて先機器へ同じ特定の情報を送信する工程と、
前記あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有する方法。
【請求項２】
前記第２の通信パスは直接通信パスであり、
前記同じ特定の情報は、前記ソース機器から前記あて先機器へ直接に前記第２の通信パスに沿って送信される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２の通信パスは、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介する間接通信パスであり、
前記同じ特定の情報は、前記第２の通信パスに沿って前記ソース機器から前記あて先機器へこれらの中間機器の夫々を介して送信される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記システムは、更に、第３の前記通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記第３の通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に前記同じ特定の情報を送信するよう動作する、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法であって、
前記ソース機器から前記第３の通信パスに沿ってこれらの中間機器の夫々を介して前記あて先機器へ前記同じ特定の情報を送信する工程と、
前記あて先機器で前記第１の通信パス、前記第２の通信パス及び前記第３の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報を結合する工程と、
エラーに関して前記第１の通信パス、前記第２の通信パス及び前記第３の通信パスからの前記結合された情報を確認する工程と
を更に有する方法。
【請求項５】
前記同じ特定の情報は、アップリンク送信のためのみの離散時間期間に前記あて先機器へ前記通信パスの両方、又は場合によっては全部に沿って送信される、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
前記特定の情報の送信の前に、該特定の情報が前記通信パスに沿って送信されるべき場合を示す、前記あて先機器での送信タイミングを割り当てる工程を更に有する、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
エラーに関して前記第１の通信パス及び前記第２の通信パスからの前記結合された情報を確認する工程を更に有する、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
エラーが見つけられる場合にエラー表示を送信する工程及び／又はエラーが見つけられない場合に肯定表示を送信する工程を更に有する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記エラー表示は、前記特定の情報の再送信の要求を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
エラー表示が送信される場合に、前記通信パスのうち１又はそれ以上に沿って前記特定の情報を再送信し、該再送信を前に結合された情報と結合する工程を更に有する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記特定の情報が送信される前に、該特定の情報は、各前記通信パスに関して同じ符号化バージョンにより、又は各前記通信パスに関して異なる符号化バージョンにより符号化される、請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
送信の前に前記特定の情報へエラー検出シーケンスを付加し、前記結合された情報でのエラーに関する確認を行うよう前記あて先機器で前記エラー検出シーケンスを用いる工程を更に有し、
前記エラー検出シーケンスはＣＲＣである、請求項７乃至１１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
エラーが検出されない場合に前記符号化された情報を復号化する工程を更に有する、請求項１１又は１２記載の方法。
【請求項１４】
前記符号化はＨＡＲＱパケット符号化であり、
前記通信パスの両方又は全てに沿った前記同じ特定の情報の送信は、場合によっては、ＨＡＲＱに従う送信及び再送信として扱われる、請求項１１乃至１３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
アップリンク送信のための離散時間期間及びダウンリンク送信のための離散時間期間は、時分割二重通信システムでの、夫々、アップリンクサブフレーム及びダウンリンクサブフレームである、請求項５記載の方法。
【請求項１６】
前記システムはＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡシステムである、請求項１乃至１５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記ソース機器はユーザ端末又は中継局であり、
前記あて先機器は基地局又は中継局であり、
前記中間機器の夫々は中継局である、請求項１乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１８】
ソース機器、あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と前記あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って前記あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する、マルチホップ無線通信システムであって、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記あて先機器へ特定の情報を送信し、更に、前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って前記あて先機器へ同じ特定の情報を送信するよう動作する送信手段と、
前記あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合するよう動作する結合手段と
を有するマルチホップ無線通信システム。
【請求項１９】
受信信頼性を改善するための、マルチホップ通信システムのあて先機器における方法であって、前記システムは、ソース機器、当該あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と当該あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って当該あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って当該あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する方法において、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して送信される特定の情報を受信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って送信される同じ特定の情報を受信する工程と、
前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有する方法。
【請求項２０】
マルチホップ通信システムのあて先機器であって、前記システムは、ソース機器、当該あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と当該あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って当該あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って当該あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する、あて先機器において、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して当該あて先機器へ送信される特定の情報を受信し、更に、前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って当該あて先機器へ送信される同じ特定の情報を受信するよう動作する受信手段と、
当該あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する結合手段と
を有するあて先機器。
【請求項２１】
マルチホップ無線通信システムの計算装置で実行される場合に、前記システムにアップリンク送信方法を実行させる一組のコンピュータプログラムであって、前記システムは、ソース機器、あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と前記あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なる通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って前記あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って前記あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作する一組のコンピュータプログラムにおいて、
前記方法は、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して前記あて先機器へ特定の情報を送信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って前記あて先機器へ同じ特定の情報を送信する工程と、
前記あて先機器で前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有する一組のコンピュータプログラム。
【請求項２２】
通信システムにおけるあて先機器の計算装置で実行される場合に、前記あて先機器に受信信頼性を改善するための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、ソース機器、当該あて先機器及び１又はそれ以上の中間機器を有し、前記ソース機器と当該あて先機器との間に延在する２又はそれ以上の異なるアップリンク通信パスを提供し、前記ソース機器は、前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して第１の前記通信パスを形成するリンクの連続に沿って当該あて先機器へ間接的に情報を送信するよう動作し、更に、第２の前記通信パスを形成する１のリンク又はリンクの連続に沿って当該あて先機器へ情報を送信するよう動作し、前記中間機器の夫々は、パスに沿って前の機器から情報を受け取って、その受け取った情報をパスに沿って後の機器へ送信するよう動作するコンピュータプログラムにおいて、
前記方法は、
前記ソース機器から前記第１の通信パスに沿って前記中間機器のうち１又はそれ以上を介して送信される特定の情報を受信する工程と、
前記ソース機器から前記第２の通信パスに沿って送信される同じ特定の情報を受信する工程と、
前記第１の通信パスに沿って送信された前記特定の情報と、前記第２の通信パスに沿って送信された前記同じ特定の情報とを結合する工程と
を有するコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
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