(57)【要約】  基地局とユーザターミナル間の無線通信アクセス経路に沿って1つ以上の中継局が使われてもよい。論理上の通信トンネルが、パケットデータユニット（PDUs）のセッションフローを処理するために、基地局とアクセス中継局との間に任意の数の中間中継局を介して確立される。PDUsが着信すると、入場局は、PDUsが中間中継局や退出局へ配信される前に、スケジューリング情報を決定しPDUsに付加することができる。このスケジューリング情報は、ダウンストリーム中継局によりPDUsの更なる配信の為に使われる。このスケジューリング情報は、退出局がPDUsを配信するスケジュールを立てるためにも使われる。入場局によってPDUに付加されたスケジューリング情報は、PDUに関連したQoSの等級、退出局がPDUを対応するユーザターミナルへ配信する期限、あるいはその組合せに関係する。【選択図】図２
2010533406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信環境の中の無線通信アクセス経路に存する入場局であって、
トンネルが該無線通信アクセス経路に沿って１以上の中間中継局を介して退出局と確立され、
該入場局は、
-無線通信回路と、
-該無線通信回路に関連した制御システムとを有し、
該制御システムは、
-前記トンネルにより支援される少なくとも１つのサービスフローに関連した複数のパケットデータユニットを受信し、
-該複数のパケットデータユニットの各パケットデータユニットに対して、
-前記パケットデータユニットに対するＱｏＳ（サービスの質)の等級に関係するＱｏＳ等級情報を特定し、
-前記ＱｏＳ等級情報を前記パケットデータユニットに供給し、
-前記ＱｏＳ等級情報を備えた前記パケットデータユニットを、前記トンネルを介して前記１以上の中継局の中間中継局へ配信することを特徴とする、入場局。
【請求項２】
前記制御システムは、さらに、
-退出局配信期限であって、該退出局配信期限かその前に前記退出局が前記パケットデータユニットを前記パケットデータユニットの目的地に向けて配信すべきである、前記退出局配信期限を決定し、
-前記パケットデータユニットに前記退出局配信期限を供給し、
前記パケットデータユニットは、前記ＱｏＳ等級情報と前記退出局配信期限とともに、前記トンネルを介して前記１つ以上の中継局の前記中間中継局へ配信されることを特徴とする請求項１に記載の入場局。
【請求項３】
前記制御システムは、さらに、
-入場局配信期限であって、該入場局配信期限かその前に前記入場局が前記パケットデータユニットを前記中間中継局へ配信すべきである、前記パケットデータユニットの前記入場局配信期限を決定し、
-確実に前記パケットデータユニットが、前記退出局配信期限までに前記パケットデータユニットの前記目的地に向けて配信されるのに十分間に合って、前記退出局に着信することを特徴とする請求項２に記載の入場局。
【請求項４】
前記パケットデータユニットの前記入場局配信期限を決定するために、前記制御システムは、さらに、
-前記パケットデータユニットが前記１以上の中間中継局を介して前記退出局へ配信されるのにかかる時間に関係する伝搬情報を決定し、
-前記伝搬情報と前記退出局配信期限とに基づいて前記入場局配信期限を計算する、ことを特徴とする請求項３に記載の入場局。
【請求項５】
前記入場局配信期限は、前記退出局配信期限から前記伝搬情報を減算することにより少なくとも一部が計算されることを特徴とする請求項４に記載の入場局。
【請求項６】
前記制御システムは、さらに、前記入場局と前記退出局との間の少なくとも１つのリンクに関係する伝搬メトリクスを受信し、
前記制御システムは、前記伝搬メトリクスに基づいて前記伝搬情報を決定することを特徴とする請求項４に記載の入場局。
【請求項７】
前記伝搬メトリクスは、前記中間中継局と前記退出局との間のリンクに関係することを特徴とする請求項６に記載の入場局。
【請求項８】
前記少なくとも１つのリンクに対する前記伝搬メトリクスは、報告される各リンクの前記伝搬メトリクスに対して異なるフィールドを有するログの前記中間中継局により供給されることを特徴とする請求項６に記載の入場局。
【請求項９】
前記制御システムは、さらに、前記入場局配信期限かその前に、前記ＱｏＳ等級情報と前記退出局配信期限とを備えた前記パケットデータユニットを、前記トンネルを介して前記中間中継局へ配信することを特徴とする請求項３に記載の入場局。
【請求項１０】
前記複数のパケットデータユニットの多数のパケットデータユニットが同一の入場局配信期限を有する場合、前記多数のパケットデータユニットに関連した前記ＱｏＳ等級情報は、前記多数のパケットデータユニットが前記中間中継局へ配信される順番の制御に使われることを特徴とする請求項３に記載の入場局。
【請求項１１】
前記パケットデータユニットの前記退出局配信期限を決定するために、前記制御システムは、さらに、
-該パケットデータユニットが前記入場局で受信された時間に関係する着信時間情報を決定し、
-前記ＱｏＳ等級情報に基づいて、前記退出局が前記パケットデータユニットを前記パケットデータユニットの目的地に向けて配信すべき時間までの許容される遅延に関係する待ち時間情報を決定し、
-前記着信時間情報と前記待ち時間情報とに基づいて前記パケットデータユニットに対する前記退出局配信時間を計算する、ことを特徴とする請求項２に記載の入場局。
【請求項１２】
前記退出局配信時間は、前記待ち時間情報を前記パケットデータユニットの前記着信時間情報に加算することにより、少なくとも一部が決定されることを特徴とする請求項１１に記載の入場局。
【請求項１３】
前記退出局配信期限は、ある時間に相当することを特徴とする請求項２に記載の入場局。
【請求項１４】
前記退出局配信期限は、ある送信フレームに相当することを特徴とする請求項２に記載の入場局。
【請求項１５】
前記入場局は基地局であり、
前記退出局は、前記少なとも１つのサービスフローに関係する少なくとも１つのユーザターミナルとの無線通信を支援するアクセス中継局であることを特徴とする請求項１に記載の入場局。
【請求項１６】
前記退出局は基地局であり、
前記入場局は、前記少なくとも１つのサービスフローに関係する少なくとも１つのユーザターミナルとの無線通信を支援するアクセス中継局であることを特徴とする請求項１に記載の入場局。
【請求項１７】
無線通信環境の中の無線通信アクセス経路に存する中間中継局であって、
トンネルが該無線通信アクセス経路に沿って該中間中継局を介して、入場局と退出局との間に確立され、
該中間中継局は、
-無線通信回路と、
-該無線通信回路に関連した制御システムとを有し、
該制御システムは、
-前記トンネルにより支援される少なくとも１つのサービスフローに関連した複数のパケットデータユニットを受信し、
前記複数のパケットデータユニットの各々は、前記パケットデータユニットに対するＱｏＳ（サービスの質）の等級に関係するＱｏＳ等級情報を含み、
-該複数のパケットデータユニットの各パケットデータユニットに対して、
-中間中継局配信期限であって、前記中間中継局配信期限かその前に前記中間中継局が前記パケットデータユニットを前記退出局へ配信すべきである、前記パケットデータユニットの前記中間中継局配信期限を決定し、
-前記ＱｏＳ等級情報を備えた前記パケットデータユニットを、前記退出局に向けて、前記中間中継局配信期限かその前に配信することを特徴とする、中間中継局。
【請求項１８】
前記パケットデータユニットは、前記中間中継局と前記退出局との間に存する他の中間中継局へ配信されることを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項１９】
前記パケットデータユニットは、前記中間中継局と前記入場局との間に存する他の中間中継局から受信されることを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項２０】
前記複数のパケットデータユニットの各々は、前記退出局が前記パケットデータユニットを前記パケットデータユニットの目的地に向けてその時間又はそれ以前に配信すべき退出局配信期限を含み、
前記ＱｏＳ等級情報と前記退出局配信期限とともに、前記中間中継局配信期限又はそれ以前に退出局に向けて配信され、
前記中間中継局配信期限は、確実に前記パケットデータユニットが、前記退出局配信期限までに前記パケットデータユニットの前記目的地に向けて配信されるのに十分間に合って、前記退出局に着信するよう、決定されていることを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項２１】
前記パケットデータユニットの前記中間中継局配信期限を決定するために、前記制御システムは、さらに、
-前記パケットデータユニットが前記中間中継局から前記退出局へ配信されるのにかかる時間に関係する伝搬情報を決定し、
-前記伝搬情報と前記退出局配信期限とに基づいて前記中間中継局配信期限を計算する、ことを特徴とする請求項２０に記載の中間中継局。
【請求項２２】
前記中間中継局配信時間は、前記退出局配信期限から前記伝搬情報を減算することにより少なくとも一部が計算されることを特徴とする請求項２１に記載の中間中継局。
【請求項２３】
前記中間中継局配信期限は、ある時間に相当することを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項２４】
前記中間中継局配信期限は、ある送信フレームに相当することを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項２５】
前記入場局は基地局であり、
前記退出局は、前記少なとも１つのサービスフローに関係する少なくとも１のユーザターミナルとの無線通信を支援するアクセス中継局であることを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項２６】
前記退出局は基地局であり、
前記入場局は、前記少なとも１つのサービスフローに関係する少なくとも１のユーザターミナルとの無線通信を支援するアクセス中継局であることを特徴とする請求項１７に項記載の中間中継局。
【請求項２７】
前記複数のパケットデータユニットの多数のパケットデータユニットが同一の中間中継局配信期限を有する場合、前記多数のパケットデータユニットに関連した前記ＱｏＳ等級情報は、前記多数のパケットデータユニットが前記退出局に向けて配信される順番の制御に使われることを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項２８】
前記制御システムは、さらに
-前記中間中継局と前記退出局との間の少なくとも１つのリンクに関係する伝搬メトリクスを決定し、
-前記伝搬メトリクスに関係する情報を前記入場局に向けて配信する、ことを特徴とする請求項１７に記載の中間中継局。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのリンクに対する前記伝搬メトリクスは、報告される各リンクの前記伝搬メトリクスに対し異なるフィールドを有するログの前記入場局に向けて配信されることを特徴とする請求項２８に記載の中間中継局。
【請求項３０】
無線通信環境の中の無線通信アクセス経路に存する入場局を操作する方法であって、
トンネルが前記無線通信アクセス経路に沿って少なくとも１つの中間中継局を介して前記入場局と退出局との間に確立され、
前記方法は、
-前記トンネルにより支援される少なくとも１つのサービスフローに関連した複数のパケットデータユニットを受信し、
-前記複数のパケットデータユニットの各パケットデータユニットに対して、
-前記パケットデータユニットに対するＱｏＳ（サービスの質）の等級に関係するＱｏＳ等級情報を特定し、
-前記パケットデータユニットに前記ＱｏＳ等級情報を供給し、
-前記ＱｏＳ等級情報を備えた前記パケットデータユニットを、前記トンネルを介して中間中継局へ配信する方法。
【請求項３１】
前記方法は、さらに、
-前記退出局が前記パケットデータユニットを前記パケットデータユニットの目的地に向けてその時間又はそれ以前に配信すべき退出局配信期限を決定し、
-前記退出局配信期限を前記パケットデータユニットに供給し、
前記パケットデータユニットは、前記ＱｏＳ情報と前記退場局配信期限とともに前記トンネルを介して中間中継局へ配信されることを含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記方法は、さらに、
入場局配信期限であって、前記入場局配信期限かその前に前記入場局が前記パケットデータユニットを前記中間中継局へ配信すべきである、前記パケットデータユニットの前記入場局配信期限を決定し、
確実に前記パケットデータユニットが、前記退出局配信期限までに前記パケットデータユニットの前記目的地に向けて配信されるのに十分間に合って、前記退出局に着信し、
前記パケットデータユニットは、前記入場局配信期限かその前に前記中間中継局へ配信されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、2007年7月13日に出願された出願番号60/949,767の米国仮出願、及び2008年3月3日に出願された出願番号61/033,067の米国仮出願の恩恵を請求し、その全ての開示は参照することによりこの出願に組み入れられるものとする。
関連出願の相互参照
【０００２】
この出願は同時に出願された出願番号＿＿＿の米国出願、“マルチホップ無線通信環境のサービスの質の制御”に関連し、その全ての開示は参照することによりこの出願に組み入れられるものとする。
発明の分野
【０００３】
本発明は無線通信に関係し、特にマルチホップ無線通信環境のサービスの質の制御に関係する。
【背景技術】
【０００４】
無線通信は、現代社会ではどこにでもあるものとなっている。セルラーネットワークは成熟して今や音声通信を広範囲にカバーし、データやメディアのアプリケーションにますます使用されている。しかし、セルラーネットワークのデータレートは比較的低く、高データレートを要しないアプリケーション、例えば基本的なインターネットブラウジング、電子メール、テキストメッセージ、低解像度オーディオビデオストリーミングに限られている。これらのアプリケーションは有用ではあるが、消費者が望んでいるより豊かなメディア体験には、広帯域サービスプロバイダーによって提供されるような、相当の高データレートを必要とする。広帯域アクセスは通常はケーブル及び電話サービスプロバイダーにより、ハードワイヤーケーブル、デジタル加入者線DSL、T1またはT3コネクションを介して提供される。無線アクセスポイントは、相補的通信能力を備える移動局が無線広帯域アクセス可能な、ローカル無線ゾーン、又はホットスポットを提供する有線の接続部に結合することができる。
【０００５】
電気電子技術者協会 (IEEE)はローカル無線通信標準を公にし、それはIEEE 802.11標準又はワイファイ(Wifi)と呼ばれ幅広く使われている。残念ながら、ワイファイアクセスポイントは周囲の環境によりせいぜい100〜300フィートの限られたレンジである。ワイファイのレンジに制限があると、広い地理的領域を継続してカバーすることは、不可能ではないにしても、実用的ではない。携帯電話利用者はワイファイホットスポットにいる時に限って無線広帯域アクセスの恩恵を得ることができるので、そのワイファイホットスポットは本質的に大きさが限定されている。
【０００６】
上記のワイファイの制限に対処して、セルラーネットワークによって提供される範囲と同じように、より広領域にわたり連続してブロードバンドアクセスを提供するめに、IEEEは次世代の無線通信標準を公表した。それはIEEE 802.16標準もしくはワイマンWireless Metropolitan Area Network (WiMAN)と呼ばれている。IEEE 802.16標準は発展するにつれて、ワイマックスWorldwide Interoperability for Microwave Access standard (WiMAX) と呼ばれることが多くなった。ワイマックスは、単一のアクセスポイントにより提供される無線ブロードバンドアクセスを固定局に対しては30マイルまで、移動局に対しては、3〜10マイルに拡張することを約束している。
【０００７】
ワイマックスシステムによりレンジが拡張されるならば、アクセスポイントは一般的には基地局と呼ばれるようになる。これらの基地局はブロードバンドアクセスをより広い領域に提供するものではあるが、所定のカバレッジエリア内であっても、環境条件により特定領域でのアクセスが制限されることもある。例えば、丘や谷等の地理的要因によりカバレッジエリア内であってもアクセスが制限される。ビル等の人工の構造物もカバレッジエリア全般でアクセスに影響を与える場合がある。さらに、建物内やバス、電車、船のような公共の乗り物の中でも厳しい制限がない場合でもアクセスは完全にブロックされる場合がある。
【０００８】
基地局のカバレッジエリア内でアクセスが制限されるこれらの領域に対処するため、1つ以上の中継局を使って基地局の範囲を効果的に拡張することができる。基地局がエンドユーザの移動局や固定局と直接通信する代わりに、中継局がこれらの局と基地局との間でリエゾンの機能を果たすことができる。通信環境のニーズに応じて、これらの局と所定の基地局との間で1つ以上の中継局を設けても良い。基地局と中継局とは無線通信を使って互いに通信し、中継路の最後の中継局が移動局もしくは固定局と通信する。中継局は、基地局の所定カバレッジエリア内のデッドスポットに対処するとともに、基地局のカバレッジエリアをさらに拡張することにも使われる。大抵の場合、中継局は基地局に比べ複雑ではなく安価であり、単一の基地局のカバレッジエリアを拡張するために中継局を使うことは、追加の基地局を設置してその基地局をコアの通信ネットワークへ接続するために必要なインフラを整備するよりは経済的である。
【０００９】
中継局は固定局であっても移動局であっても良い。例えば、ある中継局はビルの内外に恒久的に設置されても良く、また他の中継局は地下鉄の別々の車両内に取り付けられても良い。所定の基地局のカバレッジエリア内で連続したサービスを提供するために、移動局に提供されるアクセスは1つの中継局から他の中継局へと、あるいは基地局から中継局へと、移動局が基地局のサービスエリア内で移動するに従って移すことができる。アクセスは又さらに、移動局が1つの場所から他の場所へ移動するにつれて、1つの基地局から他の基地局へと、あるいは第1の基地局に関連する中継局から第2の基地局に関連する中継局へと移すことも可能である。同様に、移動する中継局は、それらが1つの場所から他の場所へ移動するにつれて、1つの基地局から他の基地局へと移ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
中継局を使うことによる問題点は、1つ又はそれ以上の中継局により少なくとも一部がサポートされる通信に対してサービスの質(QoS)を有効に制御できないことである。QoSは一般的には所定の通信セッションやアクセス一般の質に影響を与える遅延、ジッター、データ損失のようなメトリクスに関係する。エアインターフェイスを介して基地局が移動局と直接通信する場合、基地局と移動局が相互に協力してエアインターフェイスの通信条件を決定するとともに、所定のQoSレベルの維持を確保するための措置を講じることは比較的容易である。しかしながら、1つ以上の中継局が通信路に加わると、QoSの制御を著しく複雑にする。何故なら、基地局と、中継局と通信する固定もしくは移動局との間に2つ以上のエアインターフェイスが存在するからである。さらに状況を複雑にするのは、これらのエアインターフェイスの条件が特に移動する中継局が絡む場合は動的に変化し得るからである。
【００１１】
IEEE 802.16j標準は、中継局の利用及び、1つ以上の中継局を介して、基地局と固定又は移動局間の無線マルチ通信ホップの通信制御について取り組んでいる。しかしながら、IEEE 802.16jは中継局が絡んだ場合に有効かつ効率的にQoS制御を行う方法は提供するに至っていない。そのような状況のもとで、中継局が無線通信環境で使われる場合に、QoS制御を提供する技術が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施例によれば、基地局とユーザターミナル間の無線通信アクセス経路に沿って1つ以上の中継局が使われてもよい。ユーザターミナルに直接サービングする中継局はアクセス中継局となり、アクセス中継局と基地局との間のいかなる中継局も中間中継局となる。論理上の通信トンネルが基地局とアクセス中継局との間で確立され、中間中継局を介してダウンリンク又はアップリンク通信のためにパケットデータユニット（PDUs）のセッションフローを処理する。1つのトンネルが、同一のあるいは異なるユーザターミナルに対する複数のセッションフローを処理することができる。ダウンリンク通信に対しては、基地局がトンネルの入場局となり、アクセス中継局が退出局となる。アップリンク通信に対しては、アクセス中継局がトンネルの入場局となり、基地局が退出局となる。
【００１３】
トンネルが少なくとも1つの中間中継局により拡張する場合を想定するとき、入場局は、PDUsを受信し、そのPDUsをトンネルの最初の中間中継局へ配信するスケジュールを立てる。その後PDUsは、スケジュールに従って、トンネルを介して、トンネル内の最初の中間中継局へトンネルを介し配信される。トンネルが複数の中間中継局により拡張される場合は、最初の中間中継局がPDUsを受信し、PDUsをトンネル内の次の中間中継局へ配信するスケジュールを立てる。その後PDUsはスケジュールに従ってトンネルを介してトンネル内の次の中間中継局へ配信される。トンネル内の最後の中間中継局がPDUsを受信し、PDUsをトンネルの退出局へ配信するスケジュールを立てる。その後PDUsはスケジュールに従ってトンネルを介しトンネルの退出局へ配信される。もし退出局がアクセス中継局であれば、PDUsを適切なユーザターミナルへ配信するスケジュールが立てられ、PDUsはスケジュールに従って対応のアクセス接続部を介して配信される。もし退出局が基地局であれば、PDUsはコアネットワーク上に配信するスケジュールが立てられ、スケジュールに従って配信される。
【００１４】
上述のように、入場局、退出局、及びどの中間中継局も、無線通信経路内の異なるホップでのPDUsの配信スケジュールを立てることができる。このスケジューリングは、様々なセッションフローに対し、適切なQoSレベルを維持するために行われることが望ましい。しかしながら、トンネルの存在により、中間中継局にとって、またある場合には退出局にとって、PDUsの配信スケジュールを適切に立てることが困難である。何故なら、これらのノードはPDUsに対するスケジューリングや、QoSに関する情報にアクセスできないからである。本発明の一実施例によれば、入場局は、PDUsが中間中継局や退出局へ配信される前に、スケジューリング情報をPDUsに付加することができる。スケジューリング情報は、中間中継局がPDUsを次の中間中継局へ又は場合により退出局へ配信するスケジュールを立てるために使われる。スケジューリング情報は、退出局がPDUsを対応するユーザターミナルへ配信するスケジュールを立てるためにも使われる。入場局は、スケジューリング情報をPDUの1つ以上のヘッダー又はサブヘッダーや、各PDUのボディーに付加することができる。PDUsは媒体アクセス制御 (MAC) でも良いし、他のプロトコルレベルのPDUsであっても良い。1つの実施例では、入場局によってPDUに付加されたスケジューリング情報は、PDUに関連したQoSの等級、退出局がPDUを対応するユーザターミナルへ配信する期限、あるいはその組合せに関係する。
【００１５】
1つの実施例において、あるPDUが着信すると、入場局は、そのPDUの着信時間を決定し、そのPDUのQoS情報に基づいて、退出局がそのPDUをダウンリンクに対してはユーザターミナルへ、又はアップリンクに対してはコアネットワーク上へ配信する期限を決定する。QoS情報はPDUが退出局に到達するまでに許される最大待ち時間あるいは遅延に関係するものであっても良い。着信時間とQoS情報とに基づいて、入場局は退出局がPDUをユーザターミナルへ配信する期限を計算する。次に、入場局は、PDUがトンネルを通って退出局へ到達するのにかかる時間を決定し、ダウンリンクに対し又はアップリンクのためのコアネットワークに対し、退出局がPDUをユーザターミナルへ配信する期限前にPDUが退出局へ届くことを確実にするように、最初の中間中継局へPDUを配信するスケジュールを立てる。
【００１６】
上述のように、入場局は、PDUを最初の中間中継局に配信する前に、QoSの等級情報、退出局がPDUを配信する期限、あるいはその両方をPDUに付加することができる。入場局からPDUを受取ると、中間中継局はPDUに含まれる利用可能なQoS情報や期限情報にアクセスができる。最初の中間中継局はその後、PDUがトンネルの残りの部分を通って退出局へ到着するのにかかる時間を決定し、退出局がPDUをダウンリンクに対してはユーザターミナルへ、あるいはアップリンクに対してはコアネットワーク上へ配信する期限前にPDUが退出局へ到着することを確実にするように、PDUを次の中間中継局へ、あるいは場合により退出局へ配信するスケジュールを立てる。PDUが退出局に到達するまで、PDUは各中間中継局により同様な方法で処理される。退出局は、PDUに含まれる遅延情報を使って、PDUがユーザターミナルへ配信されるスケジューリングを行うことができる。退出局は、退出局がPDUをダウンリンクに対してはユーザターミナルへ、あるいはアップリンクに対してはコアネットワーク上へ配信する期限前に、PDUをユーザターミナルへ配信する。特に、QoS等級情報は、入場局、中間中継局、又は退出局が同時に複数のPDUsの配信スケジュールを立てる場合に、スケジュールの関係を断つために用いられる。望ましくは、高い等級のサービスに関するPDUsは低い等級のPDUsよりも優先して配信される。さらに、スケジューリング、又は配信の期限は、特定のフレーム又は時間に基づいても良い。
【００１７】
添付の図面を参照し以下の好ましい実施例の詳細な説明を読むことにより、当業者は本発明の範囲を理解し、本発明のさらなる特徴を理解するであろう。
【００１８】
この明細書に組み込まれあるいはその一部を形成する添付の図面は、本発明の様々な態様を図示し、その記載内容とともに本発明の原理を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例による通信環境を示す図である。
【図２】は本発明の一実施例による無線通信経路のブロック図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例によるダウンリンク通信の通信フローを表す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例によるダウンリンク通信の通信フローを表す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施例によるダウンリンク通信の通信フローを表す図である。
【図４】本発明の一実施例によるダウンリンク通信に関係するリンクログの使用を説明する図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例によるアップリンク通信の通信フローを表す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施例によるアップリンク通信の通信フローを表す図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施例によるアップリンク通信の通信フローを表す図である。
【図６】本発明の一実施例によるアップリンク通信に関係するリンクログの使用を説明するブロック図である。
【図７】本発明の一実施例による基地局のブロック図である。
【図８】本発明の一実施例によるユーザターミナルのブロック図である。
【図９】本発明の一実施例によるアクセス中継局又は中間中継局などの中継局のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
以下に説明する実施例は当業者が発明を実施するために必要な情報を開示し、発明を実施するための最良の形態を説明している。添付の図面を参照して以下の記載を読めば当業者は本発明のコンセプトを理解し、ここに特に記載がなくてもこれらのコンセプトのアプリケーションについて認識するであろう。これらのコンセプト及びアプリケーションは開示の範囲に入り、添付の特許請求の範囲に含まれることは理解されるべきである。
【００２９】
図1には本発明の一実施例による無線通信環境10が描かれている。図示のように、様々なユーザターミナル(UT)12が対応の基地局コントローラ(BSC)16、基地局(BS)18、及び1つ以上の中継局を介しコアネットワーク14上に通信することができる。
中継局の場所や機能に応じて、中継局は中間中継局(IR)20あるいはアクセス中継局(AR)22であるとみなすこともできる。ユーザターミナル12は、1つ以上の基地局18及びアクセス中継局22と無線通信を行うことができる移動局または固定局を表している。中間中継局20及びアクセス中継局22も無線通信をサポートする。特に、アクセス中継局22はユーザターミナル12とも、中間中継局20や基地局18とも無線通信を行う。1つ以上の中間中継局20は、基地局18とアクセス中継局22との間に存し、基地局18と、アクセス中継局22と、あるいはその両方との無線通信を容易にする。
【００３０】
従って、ユーザターミナル12は、基地局18またはアクセス中継局22と直接通信することができる。図示のように、ユーザターミナル12Aは基地局18から直接サービングを受ける。ユーザターミナル12B、12C、および12Dは異なるアクセス中継局22によりサービングを受ける。ユーザターミナル12Bをサービングするアクセス中継局22は基地局18から直接サービスを受ける。ユーザターミナル12Cは単一の中間中継局20を介して基地局18にリンクされたアクセス中継局22によりサービングを受ける。ユーザターミナル12Dは、2つの中間中継局20を介して基地局18に結合するアクセス中継局22によりサービングを受ける。以上のように、ユーザターミナル12は基地局18あるいはアクセス中継局22によりサービスを受けることができ、基地局18を所定のアクセス中継局22に無線接続するために、任意の数の中間中継局20を設けることができる。
【００３１】
好ましくは、ユーザターミナル12は、通信環境10の周辺を移動可能であり、異なるアクセス中継局22及び基地局18の場所に応じてそれらのサービングを受けることができる。さらに、アクセス中継局22は移動可能であっても、固定であっても良い。従ってこれらのアクセス中継局22は、直接サービングを受ける対象をある基地局18から他の基地局18へ、あるいは中間中継局20へ移すことができる。移動可能なアクセス中継局22は、ある中間中継局20から他の中間中継局20へとサービングを受ける対象を移すこともできる。
【００３２】
基地局18、中間中継局20、アクセス中継局22、及びユーザターミナル12の間の通信は、無線通信リンクを介して行われる。各通信リンクは“ホップ”と見なされる。ユーザターミナル12Aのようなあるユーザターミナル12が基地局18により直接サービングを受けると、そのアクセス経路は単一ホップ無線通信経路とみなされる。1つ以上の中継局がアクセス経路に存する場合、そのアクセス経路はマルチホップ無線通信経路と見なされる。従って、ユーザターミナル12Bとそれをサービングする基地局18との間のアクセス経路は2ホップ無線通信経路である。ユーザターミナル12Cとそれをサービスする基地局18との間のアクセス経路は3ホップ無線通信経路とみなされる。一方、ユーザターミナル12Dとそれをサービスする基地局18との間のアクセス経路は4ホップ無線通信経路と見なされる。
【００３３】
単一ホップ無線通信経路に対して、ユーザターミナル12と基地局18は相互に通信でき、この2つの実体間でデータの交信に影響しえるチャネル条件やその他の要因を決定することができる。単一の無線通信リンクのみに対処する場合は、基地局18は比較的容易に無線通信リンクに関連するチャネル条件を決定でき、適切なサービスの質(QoS)のレベルが維持されることを確実にするため、ユーザターミナル12へのダウンリンク通信およびユーザターミナル12からのアップリンク通信のスケジュールを立てることができる。しかしながら、中継局が使われると、マルチホップ、従って、マルチ無線通信リンクが、基地局18と対応するユーザターミナル12との間に存する。基地局18は、自身と自身が直接通信する中継局との間のチャネル条件の指示を得ることができる一方、その中継局とユーザターミナル12又は他の中継局との間の無線通信リンクのチャネル条件には基地局18は直接アクセスできない。特定の中継局やユーザターミナル12は移動できるので、これらのチャネル条件は動的に継続して変化しうる。そのような状況の下で、所定のQoSレベルが維持されることを確実にするように、アップリンク及びダウンリンク送信のスケジュールを立てるのは困難であることが示されてきた。
【００３４】
数多くの状況の中で、異なるユーザターミナル12が異なるQoSレベルを要求することが起こり得る。また、異なるタイプの通信が異なるQoSレベルに関連することもある。例えば、別々の加入者が別々の総合的QoSレベルに対し別々の料金を支払うことも起こり得る。さらに、音声や音声・画像をストリーミングするような特定のメディアアプリケーションは、ウェブ閲覧や、ファイル転送のアプリケーションに比べて高いQoSレベルを要求する場合がある。ほとんどの場合、最も変化を受け易い通信経路部分は、直接接続の場合であってもあるいは1つ以上の中継局を介する接続であっても、基地局18とユーザターミナル12との間に存する無線アクセス部分である。従って、本発明では、QoSの要求を踏まえて、無線アクセス経路に沿う様々な無線通信リンクの影響を考慮する技術を採用し、アップリンク及びダウンリンク通信のスケジューリングを制御する技術が用いられる。
【００３５】
図2を参照すると、1つ以上の中継局が基地局18とユーザターミナル12との間の無線通信アクセス経路に沿って配備されている。無線中継リンク24が、基地局18と中間中継局20との間のみならず、中間中継局20とアクセス中継局22との間にも設けられる。無線アクセスリンク26がアクセス中継局22とユーザターミナル12との間に確率されている。複数の中間中継局20が無線通信アクセス経路に沿って配備される場合、中継リンク24も中間中継局20間に確立されることになる。上述のように、ユーザターミナル12に直接サービスする中継局はアクセス中継局22となり、アクセス中継局22と基地局18との間のいかなる中継局も中間中継局20となる。論理上の通信トンネルが基地局18とアクセス中継局22との間に確立され、1つ以上の中間中継局20を介してダウンリンクやアップリンク通信のためにPDUsのセッションフローを処理する。このトンネルはBS-ARトンネル28と称し、異なるトンネルがダウンリンクやアップリンク通信に使われる。BS-ARトンネル28は同一の又は異なるユーザターミナル12のために複数のセッションフローを処理することができる。ダウンリンク通信に対しては、基地局18がBS-ARトンネル28の入場局となりアクセス中継局22が退出局となる。アップリンク通信に対しては、アクセス中継局22がBS-ARトンネル28の入場局となり、基地局18が退出局となる。
【００３６】
BS-ARトンネル28が図示のように少なくとも1つの中間中継局20により拡張する場合を想定するとき、入場局は、PDUsを受信し、そのPDUsをトンネルの最初の中間中継局20へ配信するスケジュールを立てる。その後PDUsは、スケジュールに従って、BS-ARトンネル28を介して、BS-ARトンネル28内のBS-ARトンネル28の最初の中間中継局20へ配信される。BS-ARトンネル28が複数の中間中継局20により拡張される場合（図2には示していない）は、最初の中間中継局20がPDUsを受信し、PDUsをBS-ARトンネル28の次の中間中継局20へ配信するスケジュールを立てる。その後PDUsはスケジュールに従ってトンネルを介して次の中間中継局20へ配信される。BS-ARトンネル28内の最後の中間中継局20がPDUsを受信し、PDUsを退出局へ配信するスケジュールを立てる。その後PDUsはスケジュールに従ってBS-ARトンネル28を介して退出局へ配信される。もし退出局がアクセス中継局22であれば、PDUsを適切なユーザターミナル12へ配信するスケジュールが立てられ、そしてPDUsをスケジュールに従ってアクセスリンク26により設けられた対応のアクセス接続30を介して配信される。退出局が基地局18の場合、PDUsはコアネットワーク14へ配信されるスケジュールが立てられ、スケジュールに従って配信される。
【００３７】
上述のように、入場局、退出局、及びどの中間中継局20も、無線通信経路内の異なるホップでのPDUsの配信するスケジュールを立てることができる。このスケジューリングは、様々のセッションフローに対し、適切なQoSレベルを維持するために行われることが望ましい。
しかしながら、BS-ARトンネル28の存在により、中間中継局20にとって、またある場合には退出局にとって、PDUsの配信のスケジュールを適切に立てることが困難である。何故なら、これらのノードは通常PDUsに対するスケジューリングや、QoSに関する情報にアクセスできないからである。本発明の一実施例によれば、入場局は、PDUsが中間中継局20や退出局へ配信される前に、スケジューリング情報をPDUsに付加することができる。スケジューリング情報は、中間中継局20がPDUsを次の中間中継局20へ又は場合により退出局へ配信するスケジュールを立てるために使われる。スケジューリング情報は、退出局がPDUsを対応するユーザターミナル12へ配信するスケジュールを立てるためにも使われる。入場局は、スケジューリング情報を各PDUsのヘッダーやボディーに付加することができる。1つの実施例では、入場局によってPDUに付加されたスケジューリング情報は、PDUに関連したQoSの等級、退出局がPDUをダウンリンクに対しては対応するユーザターミナル12へ若しくはアップリンクに対してはコアネットワーク14上に配信する期限、あるいはその組合せに関係する。
【００３８】
あるPDUが着信すると、入場局は、そのPDUの着信時間を決定し、そのPDUのQoS情報に基づいて、退出局がそのPDUをダウンリンクに対してはユーザターミナル12へ、又はアップリンクに対してはコアネットワーク14上へ配信する期限を決定する。QoS情報はPDUが退出局に到達するまでに許される最大待ち時間や遅延に関係するものであっても良い。着信時間とQoS情報とに基づいて、入場局は、退出局がPDUをダウンリンクに対するユーザターミナル12へ又はアップリンクに対してはコアネットワーク14上へ配信する期限を計算する。次に、入場局は、PDUがトンネルを通って退出局へ到達する時間を決定し、ダウンリンクやアップリンクのためのコアネットワーク14に対し退出局がPDUをユーザターミナル12へ配信する期限前にPDUが退出局に届くことを確実にして、最初の中間中継局20へPDUを配信するスケジュールを立てる。
【００３９】
上述のように、入場局は、PDUを最初の中間中継局20（それのみ図示している）に配信する前に、QoSの等級情報、退出局がPDUをダウンリンクに対してはユーザターミナル12へまたはアップリンクに対してはコアネットワーク14上へ配信する期限、あるいはその両方をPDUに付加することができる。入場局からPDUを受取ると、最初の中間中継局20はPDUに含まれる利用可能のQoS情報や期限情報にアクセスできる。最初の中間中継局20はその後、PDUがトンネルの残りの部分を通って退出局へ到着するのにかかる時間を決定し、退出局がPDUをダウンリンクに対してはユーザターミナル12へ、あるいはアップリンクに対してはコアネットワーク14上へ配信する期限前にPDUが退出局へ到着することを確実にするように、PDUを次の中間中継局20（図示せず）あるいは場合により退出局（図示のように）へ配信するスケジュールを立てる。PDUが退出局に到達するまで、PDUは各中間中継局20により同様な方法で処理される。退出局は、PDUに含まれる遅延情報を使って、ダウンリンクに対してはユーザターミナル12へ、あるいはアップリンクに対してはコアネットワーク14上へPDUを配信するためのスケジューリングを行うことができる。退出局は、退出局がPDUをダウンリンクに対してはユーザターミナル12へ、あるいはアップリンクに対してはコアネットワーク14上へ配信する期限前、PDUを配信する。特に、QoS等級情報は、入場局、中間中継局20、又は退出局が同時に複数のPDUsの配信スケジュールを立てる場合に、スケジュールの関係を断つために用いられる。望ましくは、高い等級のサービスに関するPDUsは低い等級のPDUsよりも優先して配信される。さらに、スケジューリング、又は配信の期限は、特定のフレーム又は時間に基づいても良い。
【００４０】
図3A-3Cには、本発明の一実施例にかかる通信フローが図示され、ダウンリンク通信のスケジューリングプロセスの一例が示されている。この例では、無線通信アクセス経路は図2に示すものと同等もしくは類似するものと想定する。通信フローは、基地局コントローラ16を介してコアネットワーク14から受信する所定のPDUの処理を説明している。最初に、到来するPDUが受信され、基地局18で処理される（ステップ100及び102）。基地局18はPDUが基地局18に着信した時間を記録し、着信時間に関する情報を基地局着信時間(tBSA)として記憶する（ステップ104 ）。
【００４１】
図のように、PDUは多くのPDUsの1つであり、所定の通信セッションのためのセッションフローを構成する。確定したQoS等級の数に関係なくその1つにサービスフローが与えられても良い。各等級は、所定のセッションフローに対するPDUsが、ダウンリンクやアップリンク通信に対してどのように処理されるのかを制御する様々なQoSパラメータに関連している。QoSパラメータは特定のQoS等級に対するQoSプロファイルに維持されている。1つの実施例において、QoS等級に設定されるQoSパラメータは待ち時間情報を定義する。それは、基地局着信時間(tBSA)からアクセスリンク配信期限(tADL)までの最大遅延に関係し、PDUがアクセスリンク26を介して直接ユーザターミナル12へ送信されるべき時間又はそれ以前の時間に相当する。
【００４２】
特に、セッションフローが確立されると、コアネットワーク14上のサービスノードがサービスフローのためのQoS等級を割り当てる。そのサービスノードは、基地局18にサービスフローに対する等級ID情報を供給しても良い。その中で基地局18はPDUに含まれる情報を分析することができ、PDUが属するサービスフローに対してQoS等級を特定することができる。サービスフローが確立されようとすると、基地局18は対応するQoS等級ID情報を求めて対応するQoSプロファイルにアクセスすることができる。このように、基地局18はPDUから情報を収集し、PDUが属するサービスフローを決定し、その後そのサービスフローに対するQoS等級を決定する。あるいは、PDUは、適切なQoS等級に関係する情報を含み、PDU自体に含まれるその情報に基づいて、基地局18が適切なQoS等級を特定しても良い。
【００４３】
技術に関係なく、基地局18は、PDUに対するQoS等級情報を特定し（ステップ106）、その等級情報に基づいて、PDUのQoSプロファイルにアクセスする（ステップ108）。QoSプロファイルから基地局18は待ち時間情報 (tLAT) を入手する(ステップ110)。基地局着信時間(tBSA)及び待ち時間情報 (tLAT)に基づいて、基地局18はアクセスリンク配信期限(tADL)を決定する（ステップ112）。アクセスリンク配信期限(tADL)はそのPDUをアクセス中継局22からユーザターミナル12へ配信できる最も遅い時間又はフレームに相当する。待ち時間情報 (tLAT)が、PDUが基地局18に着信する時間からPDUがアクセス中継局22から送信されなければならない時間までに許される最大時間に相当する場合、アクセスリンク配信期限(tADL)は、待ち時間情報 (tLAT)を基地局着信時間(tBSA)に加算することにより計算でき、tADL= tBSA + tLATとなる。
【００４４】
この時、基地局18はそのPDUがアクセス中継局22から送信されねばならない最も遅い時間又はフレームを認識している。しかしながら、基地局18とアクセス中継局22との間には2つの中継リンク24が存している。従って、PDUがアクセスリンク配信期限(tADL)までにユーザターミナル12へ配信されるのに間に合ってPDUがアクセス中継局22に着信することを確実にするために、基地局18は、アクセスリンク配信期限(tADL)前に中間中継局20がPDUをアクセス中継局22へ配信できるように、PDUが中間中継局20へ十分間に合うように配信されることを確実にする必要がある。従って、基地局18はアクセスリンク配信期限(tADL)とBS-AR伝搬情報(tBS-AR)とに基づいて第1中継リンク配信期限(tRDL1)を計算する（ステップ114）。第1中継リンク配信期限(tRDL1) は、基地局18によりPDUが中間中継局20へ送信されることができ、かつ所望のQoSレベルを維持できる最も遅い時間又はフレームに相当する。BS-AR伝搬情報 (tBS-AR) は、基地局18から送信されたPDUが中継リンク24及び中間中継局20を介してアクセス中継局22へ伝搬するのに必要な時間に相当する。従って、BS-AR伝搬情報(tBS-AR)は、PDUが基地局18からアクセス中継局22へと延びるBS-ARトンネル28を通過する時間に相当する。この例では、第1中継リンク配信期限(tRDL1)はアクセスリンク配信期限 (tADL)から BS-AR伝搬情報(tBS-AR)を減算することで決定することができ、tRDL1 = tADL - tBS-AR となる。
【００４５】
この時、基地局18は、PDUが中間中継局20へ送信されかつQoS要件を満たすことができる最も遅い時間又はフレームを認識している。基地局18は複数のセッションフローのための複数のPDUsを処理するので、基地局18は、各PDUに対しこれらのステップを供給し、無線通信経路のホップの数に応じて、様々のPDUを様々の中間中継局20、アクセス中継局22、あるいはユーザターミナル12に向けて送信する時間を決定する。一つの実施例では、第1中継リンク配信期限 (tRDL1) に基づいて、各PDUは特定の時間に、あるいは特定のフレームで送信されるようにスケジュールが立てられる。
【００４６】
PDUが中間中継局20へ送信される前に、基地局18は、QoS等級情報及びアクセスリンク配信期限 (tADL) をPDUの1つ以上のヘッダー又はサブヘッダー、あるいは伝搬される実際の情報ボディーに付加する（ステップ116）。好ましい実施例では、QoS等級情報及びアクセスリンク配信期限は、媒体アクセス制御(MAC) PDUの同一の又は異なるサブヘッダーの中に設けられる。QoS等級情報及びアクセスリンク配信期限 (tADL) をPDUに設けることにより、中間中継局20は、そのPDUに関連するQoS等級を特定でき、PDUが所望のQoSレベルを維持するためにアクセス中継局22へ送信されるべき時間を決定するためにアクセスリンク配信期限 (tADL) を使うことができる。従って、基地局18は第1中継リンク配信期限(tRDL1) またはその前に、PDUを中間中継局20へ送信する（ステップ118）。特に、異なるセッションフローの多数のPDUsが同一の第1中継リンク配信期限(tRDL1)を有する場合は、基地局18はPDU配信時間の間の関係を断つためにQoS等級情報を使うことができる。高いQoS等級情報を有するPDUsは低いQoS等級情報を有するPDUsに先んじて適切な中間中継局20（あるいは他の適切な中継局やユーザターミナル）へ送信されることになる。
【００４７】
次に、中間中継局20はQoS等級情報及びアクセスリンク配信期限(tADL)を含むPDUを受信する（ステップ120）。中間中継局20はその後,アクセスリンク配信期限(tADL)及びIR-AR伝搬情報(tIR-AR)に基づいて、第2中継リンク配信期限(tRDL2)を計算する（ステップ122）。第2中継リンク配信期限(tRDL2)は、所望のQoSレベルを維持するためにPDUをアクセス中継局22へ送信できる最も遅い時間又はフレームに相当する。例えば、第2中継リンク配信期限(tRDL2)は、アクセスリンク配信期限(tADL)から IR-AR伝搬情報(tIR-AR)を減算することで計算でき、tRDL2 = tADL - tIR-ARとなる。
【００４８】
中間中継局はその後、PDUをアクセス中継局22へ第2中継リンク配信期限(tRDL2)に間に合うように送信する（ステップ124）。繰り返しになるが、同一の中継リンク配信期限を有するPDU間の関係を断つために様々のPDUのQoS等級情報を用いることができる。特筆すべきは、PDUは、アクセス中継局22へアクセスリンク配信期限(tADL)とともにQoS等級情報を伴い配信されることである（ステップ126）。アクセス中継局22は、PDUをユーザターミナル12へアクセスリンク配信期限(tADL)またはその前に送信する（ステップ128）。アクセス中継局22は、個々のPDUsに関連するQoS等級に基づいて、同一のアクセスリンク配信期限を有するPDUs間の関係を絶つことができる。PDUは、アクセスリンク26及び適切なアクセス接続30を介して、QoS等級情報又はアクセスリンク配信期限を伴って（あるいは伴わず）ユーザターミナル12へ配信される（ステップ130）。
【００４９】
上述のように、BS-AR伝搬情報(tBS-AR)は、PDUが基地局18からアクセス中継局22へ伝搬する時間量に関係する。しかしそれを時間単位で測定する必要はない。PDUを中間中継局20へ配信するスケジューリングのために、基地局18はBS-AR伝搬情報(tBS-AR)を使って第一中継リンク配信期限を計算する。BS-AR伝搬情報(tBS-AR)は、異なる情報を用い異なる方法で決定することができる。例えば、基地局18とアクセス中継局22との間の各ホップは正規化された配信時間tnorm に関連し、BS-AR伝搬情報(tBS-AR)は、様々なホップの正規化された時間tnorm を踏まえ、単純に基地局18からアクセス中継局22までのホップの数nに基づくことができる。従ってBS-AR伝搬情報(tBS-AR)は以下のように決定できる。
式1        tBS-AR = n* tnorm
【００５０】
実際のあるいは平均の配信時間が各ホップに対し適用できれば、BS-AR伝搬情報(tBS-AR)はこれら配信時間に基づくことができる。上記の例を利用して、BS-AR伝搬情報(tBS-AR)は以下のように決定できる。
式2        tBS-AR = thop1 + thop2 
上記式において、thop1は、PDUsが基地局18から中間中継局20へ配信される実際の、又は平均の配信時間を表し、thop2 は、PDUsが中間中継局20からアクセス中継局22へ配信される実際の、又は平均の配信時間を表している。
【００５１】
同様に、IR-AR伝搬情報(tIR-AR)はPDUが中間中継局20からアクセス中継局22へ伝搬するのに要する時間に関係する。PDUをアクセス中継局22へ配信するスケジューリングのために、中間中継局20はIR-AR伝搬情報(tIR-AR)を使って第2中継リンク配信期限(tRDL2)を計算する。IR-AR伝搬情報 (tIR-AR) はBS-AR伝搬情報(tBS-AR)と同様な方法で決定することができる。例えば、中間中継局20とアクセス中継局22との間の残りの各ホップは正規化された配信時間tnorm に関連し、BS-AR伝搬情報(tBS-AR)は、残りのホップの正規化された時間tnorm を踏まえ、単純に中間中継局20からアクセス中継局22までのホップの数mに基づくことができる。従ってBS-AR伝搬情報(tBS-AR)は以下のように決定できる。
式3      tBS-AR = m* tnorm
【００５２】
実際のあるいは平均の配信時間が残りのホップに対し適用できれば、IR-AR伝搬情報(tIR-AR)はこれら配信時間に基づくことができる。上記の例を利用して、IR-AR伝搬情報(tIR-AR)は以下のように決定できる。
式4      tIR-AR = thop2 
上記式において、thop2 は、PDUsが中間中継局20からアクセス中継局22へ配信される実際の、又は平均の配信時間を表している。
【００５３】
BS-AR 及びIR-AR伝搬情報は、基地局18あるいは中間中継局20が様々の方法で入手することができる。正規化情報については、個々の局がアクセス中継局22までのホップの数にアクセスでき、対応する計算に対しては標準ホップ時間を使うことができる。より複雑な実施例では、実際の又は平均のホップ時間に基づくリンクパフォーマンス情報が様々の局間で交換される。例えば、アクセス中継局22はアクセスリンク26に対するアクセスリンクメトリクスをモニターし、そのアクセスリンクメトリクスを中間中継局20へレポートすることができる。中間中継局20は、中間中継局20とアクセス中継局22との間に存する中継リンク24に対し中継リンクメトリクスをモニターすることができる。中継リンクメトリクスに基づいて、中間中継局20は、アクセス中継局22と中間中継局20との間に存する中継リンク24に対してホップ時間を決定することができる。このようにして、中間中継局20とアクセス中継局22との間の中継リンク24に対する中継リンクメトリクスは、IR-AR伝搬情報(tIR-AR)を表すことができ、又はその決定に使うことができる。
【００５４】
中間中継局20はさらに、中間中継局20とアクセス中継局22との間の中継リンク24に対する中継リンクメトリクスを、基地局18へのアクセスリンクメトリクスとともに提供することができる。基地局18は、中間中継局20と基地局18との間に存する中継リンク24の中継リンクメトリクスをモニターし、基地局18と中間中継局20との間に存する中継リンク24のホップ時間を決定することができる。上述のように、基地局18は、中間中継局20とアクセス中継局22間の中継リンク24の中継リンクメトリクスを中間中継局20から受信することができる。従って基地局18は基地局18とアクセス中継局22との間に存する両方の中継リンク24の中継リンクメトリクスを入手する。これらの中継リンク24の中継リンクメトリクスはBS-AR伝搬情報(tBS-AR)を表すことができ、又はそれを決定するために使うことができる。
【００５５】
BS-AR及びIR-AR伝搬情報は様々の形式をとりえ、異なるタイプの中継リンクメトリクスから取り出すことができる。例えば、所定の中継リンクの中継リンクメトリクスは送信時間の集合、遅延、あるいは行く先は無関係に所定のQoS等級に属するPDUs、所定のユーザターミナル12へ送信されあるいはそこから受信されるPDUs、所定のサービスフローに関連するPDUs、所定のタイプのサービスフローに関連するPDUsに対するリンクのスループット等を表すことができる。複数の中継リンク24に対する中継リンクメトリクスは、さらに集合されてBS-ARトンネル28に沿う中継リンク24の一部又は全部に対する正規化されたリンクメトリクスを決定することができる。
【００５６】
図4を参照して、ダウンリンクセッションフローのリンクログLLはリンクメトリクスを1つの局から他の局へ配信するのに使われる。中継リンクメトリクスは、図3A-3Cに示す例に関連して記載したスケジューリングに使われたBS-AR伝搬情報やIR-AR伝搬情報を表し、それらに相当し、又はそれらを取り出すために使うことができる。リンクログLLは、異なるリンクメトリクスに対する異なる局により追加されるフィールドにより、テンプレートとして構成することができる。ダウンリンクセッションフローに対し、アクセスリンクメトリクス(AR-UT)はアクセス中継局22によりリンクログLLの第1フィールドに設けられる。アクセス中継局22はリンクログLLを中間中継局20へ送る。中間中継局20とアクセス中継局22との間(IR-AR)の中継リンク24の中継リンクメトリクスは中間中継局20により、リンクログLLの第2フィールドに設けられる。中間中継局20は追加されたリンクログLLを基地局18へ送り、その中でリンクログLLは、中間中継局20とアクセス中継局22との間に存する中継リンク24の中継リンクメトリクス(IR-AR)とともにアクセスリンクメトリクス(ART-UT)を有することができる。図示のように、基地局18は中間中継局20と基地局18との間(BS-IR)に存する中継リンク24の中継リンクメトリクスをモニターすることができる。従って、基地局18は、基地局18とアクセス中継局22との間の中継リンク24の各々の中継リンクメトリクスにアクセスすることができる。リンクログLLは数に関係なく中間中継局20をサポートする。
【００５７】
図3A-3Cに関連して説明した通信フローに対し、基地局18は入場局であり、一方アクセス中継局22は退出局であった、従ってPDUsはBS-ARトンネル28を介して基地局18からアクセス中継局22へと流れた。本発明はアップリンク通信に対しても等しく適用可能である。そこでは、アクセス中継局22が入場局となり基地局18が退出局となる。従って、PDUsはAR-BSトンネルを通って、1つ以上の中間中継局20を介してアクセス中継局22から基地局18へと配信される。AR-BSトンネルは、図示していないが、BS-ARトンネル28と同様である。BS-AR からAR-BSへ逆順に命名することで、サービスフローの方向を表している。本発明をアップリンク通信に適用する例を図5A-5Cの通信フローの中で説明する。
【００５８】
所定のサービスフローに対し、アクセス中継局22は、基地局18から中間中継局20を介して、対応するQoS等級情報、あるいはQoSプロファイルを入手することができる（ステップ200及び202）。この情報は、直接基地局18から供給されても良いし、基地局18から受信する情報に基づいて他のサービスノードからアクセス中継局22により入手されても良い。アクセス中継局22はQoSプロファイルから待ち時間情報(tLAT)を特定することができる（ステップ204）。上述のように待ち時間情報(tLAT)は、PDUがAR-BSトンネルを通ってアクセス中継局22から基地局18まで伝搬するのに許される最大時間量に対応している。対応するサービスフローのPDUがユーザターミナル12からアクセス中継局22に受信されると（ステップ206）、アクセス中継局22はアクセス中継局到着時間(tARA)を特定し記憶する（ステップ208）。アクセス中継局22は次に、アクセス中継局到着時間(tARA)と待ち時間情報(tLAT)とに基づいて、ネットワーク配信期限(tNDL)を決定する（ステップ210）。ネットワーク配信期限(tNDL)は、PDUが基地局18によりそのときあるいは以前にコアネットワーク14へ配信されねばならない時間またはフレームを表している。例えば、ネットワーク配信期限(tNDL)は、アクセス中継局到着時間(tARA)に待ち時間情報(tLAT)を加算することにより計算され、tNDL = tARA + tLAT となる。
【００５９】
ここで、アクセス中継局22はPDUが基地局18によりコアネットワーク14へ配信されねばならない時間を認識している。アクセス中継局22は次に、PDUがネットワーク配信期限(tNDL)より前に基地局18に配信されることを確実にする措置を講じなければならない。1つの実施例において、アクセス中継局22は、ネットワーク配信期限 (tNDL)とAR-BS伝搬情報(tAR-BS)とに基づいて第2中継リンク配信期限(tRDL2)を計算する。第2中継リンク配信期限(tRDL2)はPDUが第2中継リンク24を介してその時間又はそれ以前に中間中継局20へ配信されねばならない時間又はフレームを表している。AR-BS伝搬情報 (tAR-BS)はPDUがAR-BSトンネルを通ってアクセス中継局22から基地局18へ伝搬する時間に相当している。この例では、第2中継リンク配信期限(tRDL2)ネットワーク配信期限(tNDL)からAR-BS伝搬情報(tAR-BS)を減算することにより計算され、以下のように表わされる。tRDL2 = tNDL - tAR-BS
【００６０】
この時、アクセス中継局22はPDUが中間中継局20へそのときあるいは以前に配信されねばならない最も遅い時間又はフレームを認識している。PDUを中間中継局20へ配信する前に、アクセス中継局22はQoS等級情報とネットワーク配信期限 (tNDL) をPDUのヘッダー又はボディーに付加する（ステップ214）。アクセス中継局22はその後、PDUを第2中継リンク配信期限(tRDL2)またはそれ以前に中間中継局20へ送信する（ステップ216）。好ましい実施例では、QoS等級情報とネットワークリンク配信期限は、MACPDUの同一の又は異なるサブヘッダーに供給されるが、その情報はどんな方法であれPDUとともに配信されれば良い。もし同一又は異なるユーザターミナル12から複数のPDUsが同一の第2中継リンク配信期限(tRDL2)を有することになれば、それらのPDUsに関連するQoS等級情報はPDU配信時間の間の関係を絶つために使うことができる。従ってPDUは、中間中継局20へ配信され、QoS等級情報とネットワーク配信期限(tNDL)を含むことになる（ステップ218）。
【００６１】
ここで、ネットワーク配信期限(tNDL)前に基地局18がPDUをコアネットワーク14へ配信するのに十分間に合ってPDUが基地局18へ配信されるように、中間中継局20はPDUを基地局18へ配信するスケジュールを立てねばならない。従って、中間中継局20は、ネットワーク配信期限(tNDL)とIR-BS伝搬情報(tIR-BS)とに基づいて第1中継リンク配信期限(tRDL1)を計算する（ステップ220）。中間中継局20はPDUからネットワーク配信期限(tNDL)を入手することができる。IR-BS伝搬情報(tIR-BS)はPDUが中間中継局20からAR-BSトンネルの残りの部分を介して基地局18へ伝搬する時間に相当する。この例では、第1中継リンク配信期限(tRDL1)はネットワーク配信期限(tNDL)から IR-BS伝搬情報(tIR-BS)を減算することで計算されること想定し、tRDL1 = tNDL - tIR-BS となる。
【００６２】
ここで、中間中継局20は、第1中継リンク配信期限(tRDL1)またはそれ以前にPDUを基地局18へ配信するスケジュールを立てることを認識している。繰り返しになるが、配信期限はPDUがその時間又はそれ以前に配信されねばならない時間やフレームに相当する。従って、中間中継局20は、PDUを基地局18へ第1中継リンク配信期限(tRDL1)またはそれ以前に送信する（ステップ222）。繰り返すが、アクセス中継局22によってPDUの中に供給されるQoS等級情報は、PDU配信時間の関係を絶つために使うことができる。PDUは、基地局18へ配信され、ネットワーク配信期限 (tNDL)とともに、QoS等級情報を含む（ステップ224）。基地局18は、PDU内に供給されるネットワーク配信期限(tNDL)またはそれ以前に、PDUをコアネットワーク14へ送信する（ステップ226）。繰り返すが、PDU内に供給されるか、あるいは他の方法で基地局18により知られるQoS等級情報は、PDU配信時間の関係を絶つために使うことができる。以上のように、基地局18はコアネットワーク14へPDUを配信する（ステップ228）。
【００６３】
図6を参照して、アップリンクセッションフローのリンクログLLは、リンクメトリクスを1つの局から他の局へ配信するのに使われる。中継リンクメトリクスは、図5A-5Cに示す例に関連して記載したスケジューリングに使われたAR-BS伝搬情報やIR-AR伝搬情報を表し、それらに相当し、あるいはそれらを取りだすために使うことができる。ダウンリンクセッションフローのリンクログLLに関しては、アップリンクのリンクログLLは、様々のリンクメトリクスが異なる局により追加されるフィールドを備えるテンプレートとして構成することができる。図示の例のアップリンクセッションフローに対し、中間中継局20と基地局18との間(IR-BS)の中継リンク24の中継リンクメトリクスがリンクログLLの第1フィールドに中間中継局20により供給される。中間中継局20は供給されたリンクログLLをアクセス中継局22へ送ることができる。そこで、リンクログLLは中間中継局20と基地局18との間(IR-BS)に存する中継リンク24の中継リンクメトリクスを有することになる。アクセス中継局22は、中間中継局20とアクセス中継局22との間(IR-AR)に存する中継リンク24の中継リンクメトリクスをモニターできる。従って、アクセス中継局22は、アクセス中継局22と基地局18との間に存する中継リンク24の各々の中継リンクメトリクスにアクセスすることができる。リンクログLLは数に関係なく中間中継局20をサポートする。
【００６４】
基地局18、ユーザターミナル12及び中間中継局20やアクセス中継局22のような中継局について、図7、8、9を参照して以下に説明する。特に図7を参照して、基地局18を本発明の1実施例に従って説明する。基地局18は一般的には、制御システム32、ベースバンドプロセッサ34、送信回路36、受信回路38、1以上アンテナ40、及びネットワークインターフェイス42を含む。受信回路38は、ユーザターミナル12、中間中継局20、又はアクセス中継局22に設けられた1以上の遠隔送信器から情報を載せたラジオ周波信号を受信する。好ましくは、低雑音増幅器及びフィルタ（図示しない）が共同で広帯域干渉を増幅して処理信号から除去する。ダウンコンバージョン及びデジタル処理回路（図示しない）がその後、フィルタ処理された受信信号を中間周波数もしくはベースバンド周波数へダウンコンバートし、その信号はその後1以上のデジタルストリームへデジタル化される。
【００６５】
ベースバンドプロセッサ34は、デジタル処理された受信信号を処理し、受信信号により運ばれた情報、あるいはデータビットを抽出する。この処理は通常は、復調、復号、及びエラー修正処理を含む。一般的にはこのようなベースバンドプロセッサ34は1以上のデジタルシグナルプロセッサ(DSPs)に実装される。受信情報はその後、ネットワークインターフェイス42を介してコアネットワーク14へ送られるか、あるいは基地局18のサービングにより他のユーザターミナル12に向けて送信される。ネットワークインターフェイス42は通常基地局コントローラ16を介してコアネットワーク14と相互に動作する。
【００６６】
送信側では、ベースバンドプロセッサ34が、音声、データ、あるいは制御信号を表すデジタル処理されたデータを、送信用にデータをエンコードする制御システム32の制御の下でネットワークインターフェイス42から受信する。エンコードされたデータは、送信回路36へ出力され、そこで変調器により所望の送信周波数にキャリア信号を変調するのに用いられる。電力増幅器（図示しない）は、変調されたキャリア信号を送信に適するレベルに増幅し、その変調されたキャリア信号を1以上のアンテナ40へマッチングネットワークを介して供給する。
【００６７】
図8には、本発明の一実施例により構成される固定又は可動のユーザターミナル12が示されている。ユーザターミナル12は、制御システム44、ベースバンドプロセッサ46、送信回路48、受信回路50、1以上のアンテナ52、ユーザインターフェイス回路54を含んでいる。受信回路50は、基地局18又はアクセス中継局22に設けられた1以上の遠隔送信器から情報を載せたラジオ周波信号を受信する。好ましくは、低雑音増幅器及びフィルタ（図示しない）が共同で、広帯域干渉を増幅し処理信号から除去する。ダウンコンバージョン及びデジタル処理回路（図示しない）はその後、フィルタ処理された受信信号を中間周波数もしくはベースバンド周波数へダウンコンバートし、その信号はその後1以上のデジタルストリームへデジタル化される。ベースバンドプロセッサ46は、デジタル処理された受信信号を処理し、受信信号により運ばれた情報、あるいはデータビットを抽出する。この処理は通常は、復調、復号、及びエラー修正処理を含む。一般的にはベースバンドプロセッサ46は1以上のデジタルシグナルプロセッサ(DSPs)に実装される。
【００６８】
送信については、ベースバンドプロセッサ46が音声、データ、あるいは制御信号を表すデジタル処理されたデータを、送信用にデータをエンコードする制御システム44から受信する。エンコードされたデータは送信回路48へ出力され、そこで変調器により所望の送信周波数にキャリア信号を変調するのに用いられる。電力増幅器（図示しない）は、変調されたキャリア信号を送信に適するレベルに増幅し、その変調されたキャリア信号を1以上のアンテナ52へマッチングネットワークを介して供給する。当業者が利用できる種々の変調や処理技術を本発明に適用することができる。
【００６９】
図9には本発明の1実施例により構成される中継局56が示されている。中継局は、中間中継局20あるいはアクセス中継局22を表している。中継局56は一般的には、制御システム58、ベースバンドプロセッサ60、送信回路62、受信回路64、1以上のアンテナ66を含んでいる。受信回路64はユーザターミナル12、他の中間中継局20、アクセス中継局22又は基地局18に設けられる1以上の遠隔送信器から情報を載せたラジオ周波信号を受信する。好ましくは、低雑音増幅器及びフィルタ（図示しない）が共同で、広帯域干渉を増幅し処理信号から除去する。ダウンコンバージョン及びデジタル処理回路（図示しない）はその後、フィルタ処理された受信信号を中間周波数もしくはベースバンド周波数へダウンコンバートし、その信号はその後1以上のデジタルストリームへデジタル化される。
【００７０】
ベースバンドプロセッサ60は、デジタル処理された受信信号を処理し、受信信号により運ばれた情報、あるいはデータビットを抽出する。この処理は通常は、復調、復号、及びエラー修正処理を含む。一般的にはこのようなベースバンドプロセッサ60は1以上のデジタルシグナルプロセッサ(DSPs)に実装される。受信情報はその後、ユーザターミナル12、中間中継局20、アクセス中継局22、又は基地局18に向けて以下に記載するように送信される。
【００７１】
送信側では、ベースバンドプロセッサ60が、音声、データ、あるいは制御信号を表すデジタル処理された送信データを受信する。デジタル化されたデータはエンコードされ、エンコードされたデータは送信回路62へ出力され、そこで変調器により所望の送信周波数にキャリア信号を変調するのに用いられる。電力増幅器（図示しない）は変調されたキャリア信号を送信に適するレベルに増幅し、その変調されたキャリア信号を1以上のアンテナ66へマッチングネットワークを介して供給する。
【００７２】
本発明の好ましい実施例に対し、当業者は改良や変更を認識するであろう。そのような改良、変更の全ては、ここに開示するコンセプトの範囲、及び以下に続く特許請求範囲に含まれる。
【図１】
2010533406.tif 000003
【図２】
2010533406.tif 000004
【図３Ａ】
2010533406.tif 000005
【図３Ｂ】
2010533406.tif 000006
【図３Ｃ】
2010533406.tif 000007
【図４】
2010533406.tif 000008
【図５Ａ】
2010533406.tif 000009
【図５Ｂ】
2010533406.tif 000010
【図５Ｃ】
2010533406.tif 000011
【図６】
2010533406.tif 000012
【図７】
2010533406.tif 000013
【図８】
2010533406.tif 000014
【図９】
2010533406.tif 000015
【国際調査報告】
2010533406.tif 000016
2010533406.tif 000017