(57)【要約】本発明は、それぞれの基地局（３）によってサービス提供されるいくつかのセル（２．１、２．２、２．３）を備える無線通信ネットワーク（１）における通信のための方法を備える。提案される方法によれば、以下のステップが実行される。すなわち、通信のために割り当てられた周波数帯域幅および時間間隔のうちの少なくとも１つを少なくとも第１の部分および第２の部分に分割するステップ、第１の再使用方式に従って、前記第１の部分を通信のために使用するステップ、および第２の再使用方式に従って、前記第２の部分を通信のために使用するステップである。
2010510738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの基地局（３）によってサービス提供されるいくつかのセル（２．１、２．２、２．３）を備える無線通信ネットワーク（１）において通信するための手段であって、
−  前記通信のために割り当てられた周波数帯域幅（ＦＢ）および時間間隔（ＴＩ）のうちの少なくとも１つを少なくとも第１の部分（Ｆ１；Ｔ１）および第２の部分（Ｆ３；Ｔ３）に分割するステップと、
−  第１の再使用方式に従って、前記第１の部分を通信のために使用するステップと、
−  第２の再使用方式に従って、前記第２の部分を通信のために使用するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の再使用方式が再使用１方式であり、前記第２の再使用方式が再使用３方式であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の再使用方式を使用して所与のセル（２．１、２．２、２．３）の第１の領域（２．１ａ、２．２ａ、２．３ａ）をカバーするステップと、前記第２の再使用方式を使用して所与のセル（２．１、２．２、２．３）の第２の領域（２．１ｂ、２．２ｂ、２．３ｂ）をカバーするステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ユーザ端末によって決定された少なくとも１つの伝送関連特徴、特に、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）または搬送波対干渉波比（Ｃ／Ｉ）に基づいて、前記第１および第２の部分（Ｆ１、Ｆ３；Ｔ１、Ｔ３）の間で前記ユーザ端末（４；４．１、４．２、４．３）のハンドオーバを実行するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
いくつかのユーザ端末（４；４．１、４．２、４．３）に対するブロードキャスト伝送のための帯域幅（ＦＢ）の第３の部分（Ｆ０）を使用するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記帯域幅（ＦＢ）の前記第３の部分（Ｆ０）を少なくとも第１および第２の時間間隔（ＴＩ１、ＴＩ１’；ＴＩ２、ＴＩ２’）に分割するステップと、前記第１の時間間隔（ＴＩ１、ＴＩ１’）をページングおよび対話型通信のために使用するステップと、前記第２の時間間隔（ＴＩ２、ＴＩ２’）をブロードキャスト伝送のために使用するステップとをさらに備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
−  前記第１の時間間隔（ＴＩ１、ＴＩ１’）を周波数（ｆ）および時間（ｔ）のうちの１つに関して少なくとも第１の下位部分（Ｆ１’；Ｔ１’）および第２の下位部分（Ｆ３’；Ｔ３’）に分割するステップと、
−  第１の再使用方式に従って、前記第１の下位部分を通信のために使用するステップと、
−  第２の再使用方式に従って、前記第２の下位部分を通信のために使用するステップと
をさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第３の部分（Ｆ０）が前記第１および第２の部分（Ｆ１、Ｆ３）とは異なることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第３の部分（Ｆ０）が、前記第１および第２の部分（Ｆ１、Ｆ３）のうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重複することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
いくつかのユーザ端末（４；４．１、４．２、４．３）と通信するためにそれぞれの基地局によってサービス提供されるいくつかのセル（２．１、２．２、２．３）を備える無線通信ネットワーク（１）において使用するための基地局（３）であって、
−  通信のために割り当てられた周波数帯域（ＦＢ）および時間間隔（ＴＩ）のうちの少なくとも１つを少なくとも第１の部分（Ｆ１；Ｔ１）および第２の部分（Ｆ３；Ｔ３）に分割するための手段（３ａ）と、
−  第１の再使用方式に従って、前記第１の部分を使用して第１のいくつかのユーザ端末（４；４．１、４．２、４．３）と通信するための手段（３ｂ１）と、
−  第２の再使用方式に従って、前記第２の部分を使用して第２のいくつかのユーザ端末（４；４．１、４．２、４．３）と通信するための手段（３ｂ２）とを特徴とする基地局。
【請求項１１】
それぞれの基地局（３）によってサービス提供されるいくつかのセル（２．１、２．２、２．３）を備える無線通信ネットワーク（１）において使用するためのユーザ端末（４；４．１、４．２、４．３）であって、
事前に定義された帯域幅（ＦＢ）の全体にわたって通信信号を送受信するための手段（４ａ）を備え、前記通信のために割り当てられた前記帯域幅および／または前記時間間隔（ＴＩ）が、少なくとも２つの部分（Ｆ１、Ｆ３；Ｔ１、Ｔ３）に分割されており、前記２つの部分の第１の部分（Ｆ１；Ｔ１）が第１の再使用方式に従って通信のために使用されており、前記２つの部分の第２の部分（Ｆ３；Ｔ３）が第２の再使用方式に従って通信のために使用されていることを特徴とするユーザ端末。
【請求項１２】
前記第１および第２の部分（Ｆ１、Ｆ３；Ｔ１、Ｔ３）の間のハンドオーバを決定するために少なくとも１つのそれぞれの伝送関連特徴を決定するための手段（４ｂ）を特徴とする
請求項１１に記載のユーザ端末（４；４．１、４．２、４．３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれの基地局によってサービス提供されるいくつかのセルを備える無線通信ネットワークにおける通信のための方法に関する。
【０００２】
本発明は、前記の無線通信ネットワークにおける使用のための基地局およびユーザ端末にも関する。
【背景技術】
【０００３】
最新の無線セルラ通信システムの場合、（周波数領域変調の場合）周波数または（時間領域変調の場合）時間のいずれかに関して、いくつかの再使用方式が知られている。例えば、再使用１方式によれば、基本的に同じ周波数を使用して様々な信号が様々なネットワーク・セルまたはセル領域／セル・セクタに送信される。かかる手法はやや複雑であり、干渉問題によりパフォーマンスが限定される。あるいは、知られている無線通信システムは、前記パフォーマンス問題を回避するために、より高い順序の再使用方式（例えば、再使用３方式）を用いる。例えば、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ））はＴＤＤ（時分割複信）再使用３方式を用いる。しかし、そのようなより高い順序の再使用方式は、通常、スペクトル効率が限定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スペクトル効率および／または時間効率の点から無線セルラ通信ネットワークの強化されたパフォーマンスを可能にする、上に定義されたタイプの方法を提供することが本発明の目的である。本発明の手法を実行するために上記のタイプの通信ネットワークにおいて使用され得る基地局およびユーザ端末を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、この目的は上に定義されたタイプの方法を提供することによって達成され、前記方法は、
−  通信のために割り当てられた周波数帯域幅および時間間隔のうちの少なくとも１つを少なくとも第１の部分および第２の部分に分割するステップと、
−  第１の再使用方式に従って、前記第１の部分を通信のために使用するステップと、
−  第２の再使用方式に従って、前記第２の部分を通信のために使用するステップとを備える。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、この目的は上に定義されたタイプの基地局を提供することによって達成され、前記基地局は、
−  通信のために割り当てられた周波数帯域幅および時間間隔のうちの少なくとも１つを少なくとも第１の部分および第２の部分に分割するための手段と、
−  第１の再使用方式に従って、前記第１の部分を使用して第１のいくつかのユーザ端末と通信するための手段と、
−  第２の再使用方式に従って、前記第２の部分を使用して第２のいくつかのユーザ端末と通信するための手段とを備える。
【０００７】
本発明の第３の態様によれば、この目的は上に定義されたタイプのユーザ端末を提供することによって達成され、前記ユーザ端末は、所定の帯域幅の全体にわたって通信信号を送受信するための手段を備え、通信のために割り当てられた前記帯域幅および／または時間間隔は少なくとも２つの部分に分割されており、前記２つの部分のうちの第１の部分は第１の再使用方式に従って通信のために使用されており、前記２つの部分のうちの第２の部分は第２の再使用方式に従って通信のために使用されている。
【０００８】
このようして、本発明は改善された受信可能範囲パフォーマンスを達成する。例えば、受信可能範囲のかなりの部分が低い信号対雑音比（ＳＮＲ）を有する場合、前記部分はより高い順序の再使用方式によってカバーされることが可能であり、一方、受信可能範囲のその他の部分はより低い順序の再使用方式を用いる。以下の説明において、これは「二重再使用方式」とも呼ばれることになる。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態において、標準ＷｉＭＡＸの場合のように、前記第１の再使用方式および前記第２の再使用方式は、ネットワーク・セルの重要な縁（周囲）でのパフォーマンスを改善するための再使用１方式および再使用３方式である。
【００１０】
既に上で示唆されたように、本発明による方法のさらなる実施形態において、方法は前記第１の再使用方式（例えば、再使用１）を使用して所与のセルの第１の領域またはセクタをカバーするステップと、前記第２の再使用方式（例えば、再使用３）を使用して所与のセルの第２の領域またはセクタをカバーするステップとをさらに備える。例えば、前記第１の領域はセルの中央を用いて識別されることが可能であり、一方、前記第２の領域はセルの縁すなわち周囲を用いて識別されることが可能である。このように、干渉効果は、特に、増大した電力またはその他の手段が通信目的で使用されなければならない重要なセルの縁で削減される。
【００１１】
好ましくは、前記第１および第２のセル領域またはセル・セクタは、トラフィック、形およびサイズに関して固定されず、可変である。このような状況において、かつ本発明による方法のさらなる実施形態において、方法は、少なくとも１つの伝送関連特性、特に、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）または搬送波対干渉波比（Ｃ／Ｉ）に基づいて、前記第１および第２の部分の間でユーザ端末のハンドオーバを実行するステップをさらに備え、前記特徴はユーザ端末によって決定される。すなわち、通信のために割り当てられた周波数帯域または時間間隔の１つの部分と前記周波数または前記時間間隔のもう１つの部分の間のハンドオーバは、ユーザ端末によって実行される測定のセットによって決定される。地理的には、前記部分はセル領域またはセル・セクタの形で実施されるため、これは形およびサイズに関して固定されず可変である第１および第２のセル領域またはセル・セクタを効果的にもたらす。
【００１２】
本発明によるユーザ端末の対応する実施形態において、ユーザ端末は前記第１および第２の部分の間のハンドオーバを決定するための少なくとも１つの伝送関連特性を決定するための手段をさらに備える。
【００１３】
改善されたスペクトル効率のための効率的なブロードキャスト能力を加えるために、本発明による方法のさらなる実施形態において、方法はいくつかのユーザ端末に対するブロードキャスト伝送のために帯域幅の第３の部分を使用するステップを備える。周波数×時間リソースのこの部分は、同じ信号を送信するためにすべてのセルおよびセクタによって同期的に使用される（ＳＦＮ：信号周波数ネットワーク）。さらに、このブロードキャストだけの伝送、すなわち、同期化された伝送は、セル周囲での干渉の問題に対処することが可能である。本発明は、所与のリソースをいくつかの「ビルディング・ブロック」を備え得るいくつかの独立した部分（例えば、３つの部分）に分割することを提案する。例えば、単なる周波数領域において、利用可能な帯域幅は５つの帯域幅に分割されることが可能であり、（例えば、１つの周波数帯域を備える）１つの部分は、第１の再使用方式（例えば、再使用１）に従ってポイント・ツー・ポイント通信のために使用され、（例えば、３つのその他の周波数帯域を備える）もう１つの部分は、もう１つの再使用方式（例えば、再使用３）に従ってポイント・ツー・ポイント通信のために使用され、残りの部分（すなわち、第５の周波数帯域）は単の一周波数ネットワーク・ブロードキャストのために使用される。
【００１４】
十分な周波数帯域が利用可能である場合、本発明による方法のさらなる実施形態によれば、ブロードキャスト伝送のために使用される前記第３の部分は前記第１および第２の部分とは異なる（例えば、スペクトル的に異なる）。すなわち、上に提示された例を参照すると、単一周波数ネットワーク・ブロードキャストは、利用可能な帯域幅の前記第３の部分を構成する前記１つの周波数上で発生する。しかし、例えば、最新のＷｉＭＡＸライセンスの場合のように、利用可能な周波数帯域幅の数が制限される場合、本発明による方法のさらなる実施形態によれば、前記第３の部分（すなわち、第５の周波数帯域）は前記第１および第２の部分のうちの少なくとも１つと（すなわち、そのスペクトル位置の点から）少なくとも部分的に重複し得る。
【００１５】
ユーザ端末のために単一のキャリア復調能力を維持する目的で、すなわち、ユーザ端末を簡単かつ安価に保つ目的で、本発明による方法のさらなる実施形態は、帯域幅の前記第３の部分を少なくとも第１および第２の時間間隔に分割するステップと、前記第１の時間間隔をページングおよび対話型通信のために使用するステップと、前記第２の時間間隔をブロードキャスト伝送のために使用するステップとを備える。このように、一部の通信は依然として可能であり、ブロードキャストされた伝送を受信している場合、呼を受信することが可能である。ユーザ端末の二重キャリア能力（ｔｗｏ−ｃａｒｒｉｅｒ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）はこのような状況において要求されない。特に、この手法を使用することによって、一部の音声トラフィックを容易に処理することが可能である。より大きなトラフィック（例えば、データ）の場合、異なるチャネルまたは異なる周波数帯域の間の周波数ホッピングを実行することが可能である。
【００１６】
本発明の二重再使用方式は、以下によって、利用可能な帯域幅の前記第３の部分、すなわち、ブロードキャスト伝送のために使用される部分により小さな規模で応用することも可能である。
−  前記第１の時間間隔を周波数および時間のうちの１つに関して少なくとも第１の下位部分および第２の下位部分に分割するステップ、
−  第１の再使用方式に従って、前記第１の下位部分を通信のために使用するステップ、および
−  第２の再使用方法に従って、前記第２の下位部分を通信のために使用するステップ。
【００１７】
このように、本発明による二重再使用方式は、より小さな規模で、すなわち、ブロードキャスト伝送に関して効果的に複製される。
【００１８】
本発明のさらなる利点および特性は、図面を参照して例としてだけ提示される好ましい実施形態の以下の説明から推測することが可能である。上記ならびに下記の特徴は、本発明に従って個々にまたは一緒に使用することが可能である。説明される実施形態は、網羅的な列挙と見なされるべきでなく、本発明の基礎となる一般的な概念に関する例と見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による方法に従って操作される無線セルラ通信ネットワークの概略図である。
【図２Ａ】周波数領域変調の場合における本発明による方法の第１の実施形態を例示するための概略図である。
【図２Ｂ】時間領域変調の場合における本発明による方法の第２の実施形態を例示するための概略図である。
【図３】追加のブロードキャスティング能力の場合における本発明の実施形態を例示するための概略図である。
【図４】共通のキャリア上にブロードキャスティングおよび対話型通信能力を含む本発明の実施形態を例示するための概略図である。
【図５Ａ】本発明による方法のさらなる実施形態を例示するための概略図である。
【図５Ｂ】本発明による方法のさらなる実施形態を例示するための概略図である。
【図６】限定された数の利用可能なキャリアの場合における本発明による方法の例示的な実施形態を示すための概略図である。
【図７】本発明による方法の実施形態を例示するためのタイミング図である。
【図８】本発明による基地局の実施形態の概略ブロック図である。
【図９】本発明によるユーザ端末の実施形態の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明による方法に従って操作される無線セルラ通信ネットワークの概略図を示す。無線通信ネットワーク１は、それぞれの基地局３によってサービス提供されるいくつかのセル２．１、２．２、２．３、．．．を備える。図１の例示的な実施形態において、１つの基地局３は複数の隣接するセル２．１〜２．３にサービス提供する。しかし、本発明はかかる構成に限定されない。特に、それぞれの無線セル２．１〜２．３は独自の基地局によってサービス提供され得る。さらに、これら２つの基本的な構成の組合せも同様に実現され得る。
【００２１】
あるいは、図１のセル２．１〜２．３は、その関連する基地局３と共に単一のネットワーク・セルを構成すると見なし得る。しかし、本説明を通じて、上に定義されるような第１の専門語は無線セルラ通信ネットワーク１を説明するために使用される。
【００２２】
いくつかの（移動体）ユーザ端末４．１、４．２、４．３は無線通信ネットワーク１内に配置され、通信目的で無線通信ネットワーク１のリソースを使用する。
【００２３】
本発明によれば、無線通信ネットワーク１のパフォーマンスを増大するために、二重周波数再利用方式が用いられる。図１から推測できるように、基本的にそれぞれのネットワーク・セル２．１〜２．３の中央に配置された領域は、ユーザ端末（例えば、ネットワーク・セル２．３の場合、ユーザ端末４．３）との通信のために、周波数および／または時間に関する第１の再使用方式、特に再使用１方式に従って操作される。図１の概略図において、これらの領域は、それぞれ、参照番号２．１ａ、２．２ａ、２．３ａによってラベルづけされる。
【００２４】
このような状況において、再使用１は同じ周波数（もしくは周波数範囲、すなわち、キャリア）またはタイムスロットが領域２．１ａ〜２．３ａ内の通信のために使用されることを意味する。同じ通信周波数（周波数再使用１）またはタイムスロットを使用することは、前記領域２．１ａ〜２．３ａのすべてにおいて同じ信号を使用することを意味するとは限らない点に留意されたい。実際に、再使用１は、単一の通信周波数（周波数範囲）またはタイムスロットを用いると同時に、異なる領域において異なる信号を使用することを意味する。
【００２５】
さらに下で詳細に説明されるように、前記再使用１領域２．１ａ〜２．３ａの形およびサイズは時間に関して固定される必要がなく、ネットワーク・セル２．１〜２．３内の通信条件に従って異なってよい。
【００２６】
再使用１は、可能送信電力がより低いため、したがって干渉効果を制限するため、ネットワーク・セル２．１〜２．３の中央部分内で使用されることが好ましい。
【００２７】
図１の例からさらに推測できるように、それぞれ、ネットワーク・セル２．１〜２．３の周囲領域２．１ｂ、２．２ｂ、２．３ｂに関して異なる再使用方式が用いられる。図１において、これは異なるハッチングによって例示される。この特定の実施形態では、ネットワーク・セル２．１〜２．３の周囲領域２．１ｂ〜２．３ｂにおいて時間／周波数再使用３方式が用いられる。すなわち、前記ネットワーク・セル２．１〜２．３のそれぞれは、そのそれぞれの周囲領域２．１ｂ、２．２ｂ、２．３ｂにおいて、前記ネットワーク・セル２．１〜２．３のうちの任意のもう１つの周囲領域において通信目的で使用される周波数またはタイムスロットとは異なる周波数（周波数範囲：キャリア）またはタイムロットを使用する。所与のネットワーク・セルの周囲領域は通信目的で拡張された電力を要求するため、この手法は干渉効果を効果的に制限する。
【００２８】
再使用１領域２．１ａ〜２．３ａおよび再使用３領域２．１ｂ〜２．３ｂの間のユーザ端末４．１〜４．３のハンドオーバは、それぞれのユーザ端末４．１〜４．３によって実行される信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）測定または搬送波対干渉波（Ｃ／Ｉ）測定によって決定することができる。この態様は、さらに下でいくらかより詳細に説明され、図１の異なる領域２．１ａ〜２．３ａ、２．１ｂ〜２．３ｂの変化する形および／またはサイズをもたらす。
【００２９】
本発明によれば、本発明の二重再使用方式に関する例として、共同再使用１／再使用３は、周波数領域（図２Ａを参照）または時間領域（図２Ｂを参照）のいずれかにおいて実現することが可能である。しかし、当業者によって理解されるように、本発明は２つの異なる再使用法式を用いる実施形態に決して限定されない。
【００３０】
図２Ａは、周波数領域変調の場合における本発明による方法の第１の実施形態を例示するための概略図を示す。図２Ａにおいて、周波数はｆとして示される。ハッチング（網掛け）は図１の図に従って使用される。図２Ａを参照すると、通信のために割り当てられた周波数帯域幅ＦＢは、第１の部分Ｆ１および第２の部分Ｆ３に分割され、前記第１の部分Ｆ１は図１の中央領域２．１ａ〜２．３ａにおける通信のために、すなわち、周波数再使用１方式に従って使用され、第２の部分Ｆ３は図１の周囲領域２．１ｂ〜２．３ｂにおいて、すなわち、周波数再使用３方式に従って使用される。図２Ａにおける個々の（ハッチされた）ブロックＣ１〜Ｃ４は、異なる周波数範囲すなわちキャリアを示す。
【００３１】
図１を再び参照すると、これは異なる周波数が周囲領域２．１ｂ〜２．３ｂ内で使用されると同時に、共通の周波数が中央領域２．１ａ〜２．３ａ内で使用されることを意味する。前記周波数のすべての上で通信は同時に発生し得る。
【００３２】
図２Ｂは、時間領域変調の場合における本発明による方法の第２の実施形態を例示するための概略図を示す。
【００３３】
図２Ｂにおいて、時間はｔとして示される。図２Ｂの概略図から推測できるように、通信に割り当てられた時間間隔ＴＩは第１の部分Ｔ１および第２の部分Ｔ２に分割される。図１において使用されたハッチングに対応する、図２Ｂにおける異なるハッチングによって表示されるように、前記第１の部分Ｔ１は、前記第１の再使用方式に従って、図１の通信ネットワーク１の中央領域２．１ａ〜２．３ａ内の通信のために使用され、第２の部分Ｔ３は、第２の再使用方式に従って、通信ネットワーク１の周囲領域２．１ｂ〜２．３ｂ内の通信のために使用される。すなわち、前記第１の部分Ｔ１を構成する第１の（共通の）タイムスロットＳ１の間、通信は中央領域２．１ａ〜２．２ａ内で可能であり、前記第２の部分Ｔ３を構成する、後の後続のタイムスロットＳ２〜Ｓ４の間、通信は通信ネットワーク１のそれぞれの周囲領域２．１ｂ〜２．３ｂ内で可能である。
【００３４】
これまで説明されたように、（図２Ａの場合）すべてのキャリアＣ１〜Ｃ４および（図２Ｂの場合）すべてのタイムスロットＳ１〜Ｓ４は古典的な、すなわち、対話型かつ双方向性の動作のために使用される。
【００３５】
ブロードキャスティング能力、すなわち、通信ネットワークの異なるスポットすなわち領域において共通の信号の同期使用を加えるために、本発明のさらなる実施形態を応用することができる。
【００３６】
図３は、追加のブロードキャスティング能力の場合における本発明の方法の実施形態を例示するための概略図を示す。図３は、図２Ａによる周波数領域変調の拡張を例示し、利用可能な周波数帯域幅ＦＢは５つの部分（周波数範囲すなわちキャリア）Ｃ０〜Ｃ４に分割されている。図３において用いられたハッチングから推測できるように、これまでのように、スペクトルの第１の部分Ｆ１は再使用１通信のために使用され、スペクトルの第２の部分Ｆ３は再使用３通信のために使用される。キャリアＣ０を備え、前記第１および第２の部分Ｆ１およびＦ３とはスペクトル的に異なるスペクトルの第３の部分Ｆ０は、ブロードキャスト伝送、すなわち、通信ネットワークの異なるスポットすなわち領域において同じ信号を同期の形で送信するために使用される。この特徴は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）とも呼ばれる。ブロードキャスティング能力は、異なる基地局（例えば、図１の基地局３）の正確な同期を要求する。ＧＰＳ（全地球測位システム）、ガリレオ信号または適切なプロトコルを有するバックホーリング信号（ｂａｃｋｈａｕｌｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌｓ）がこの目的で使用され得る。
【００３７】
図６を参照して下でさらに説明されるように、本発明の実施形態によれば、スペクトルの前記第３の部分Ｆ０は、前記第１および第２の部分Ｆ１およびＦ３とはスペクトル的に異ならなくてもよいが、前記第１および第２の部分のうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重複し得る。
【００３８】
図３に示されるように、ブロードキャスト能力を提供することは、標準の再使用３システム（例えば、ＷｉＭＡＸ）および一般にセルラ・システムの一般的な欠点を回避し、音声束（ｆｌｕｘ）およびビデオ束のブロードキャスティングは電力および帯域幅の点から不十分であることが明らかになる。例えば、ＴＶ番組が再使用３においてブロードキャストされる場合、そのコンテンツはそれぞれ再使用３領域すなわち再使用３セクタ（図１も参照）において繰り返されなければならないため、かなりの量の無線リソースを使用し、したがって、非効率な帯域幅をもたらす。さらに、セル周囲での干渉効果により、前記番組は大量の電力を用いて送信されなければならない。
【００３９】
このように、図３の実施形態は、すべてのセル領域および基地局のために利用可能なスペクトルのある部分Ｆ０に対する同期化された伝送を備える。スペクトルのこの部分および対応する送信（ブロードキャスト）時間に関して、通信ネットワーク１（図１を参照）内のユーザ端末４．１〜４．３は、すべての基地局（例えば、基地局３）の伝送を組み合わせる（いわゆる、マクロ・ダイバーシティ）。この手法は、様々なセル領域すなわちセル・セクタ間の干渉を効果的に抑圧する。
【００４０】
図３は周波数領域変調の場合だけのためのブロードキャスト能力の追加を例示するが、当業者によって理解されるように、図２Ｂに示されるような時間領域変調に関して類似の手法が可能であろう点に留意されたい。
【００４１】
図３の実施形態の場合の問題は、結果として、この周波数再使用方式の下で動作しているユーザ端末は、ブロードキャスト情報と双方向性の対話型通信（例えば、電話呼出し）を同時に受信することができるように、二重キャリア能力（二重周波数復調能力）を要求することになるという事実をもたらす。これはかなり高価なユーザ端末をもたらすことになり、したがって、図３に示された手法の実際的な妥当性を制限する可能性がある。
【００４２】
この問題に対処するために、本発明によるさらなる実施形態において、時間の次元がブロードキャスト・キャリア（例えば、図３のキャリアＣ０）内に導入される。これは図４において概略的に例示される。
【００４３】
図４は、共通のキャリア上のブロードキャスティングおよび対話型通信能力を含む本発明の方法の実施形態を例示するための概略図を示す。図４において、同じまたは類似の要素を示すために図３の場合と同じ参照番号が使用される。図３の手法に加えて、図４の実施形態によれば、ブロードキャスト・キャリアＣ０は時間ｔに関して２つの時間間隔ＴＩ１、ＴＩ２に分割される。すなわち、時間の次元がブロードキャスト・キャリアＣ０内に導入される。上で詳細に説明されたように、ブロードキャスト・キャリアＣ０の第１の（先の）時間間隔ＴＩ１の間、ユーザ端末のページングおよび対話型（双方向性）通信が発生し、第２の（後の）時間間隔ＴＩ２の間、情報の同期化されたブロードキャスティングが発生する。ページングおよび対話型通信ならびにブロードキャスティングは同じキャリアＣ０上で実施され、したがって、前述の二重キャリア能力問題を克服する点に留意されたい。
【００４４】
図１の無線セルラ通信ネットワーク１のパフォーマンスをさらに強化するために、本発明によるその他の実施形態は、ブロードキャスト・キャリアＣ０（図４を参照）の時間間隔ＴＩ１に関して添付の図１を参照して既に説明された共同再使用１／再使用３をより小さな規模で追加的に利用することを提案する。この態様は、添付の図５Ａおよび５Ｂにおいて例示される。
【００４５】
図５Ａおよび５Ｂは、本発明による方法のさらなる実施形態を例示するための概略図を示す。図５Ａは、上で図４を参照して詳細に説明されたような時間間隔ＴＩ１およびＴＩ２を有するブロードキャスト・キャリアＣ０を示す。図５Ａの実施形態によれば、時間間隔ＴＩ１は周波数ｆに関して再分割される。すなわち、それぞれ、図２Ａ、３および４に示された第１および第２の部分、すなわち、Ｆ１、Ｆ３に概して対応する第１の下位部分Ｆ１’および第２の下位部分Ｆ３’に分割される。前記第１の下位部分Ｆ１’はキャリアＣ１’を備え、第２の下位部分Ｆ３’はキャリアＣ２’〜Ｃ４’を備える。すなわち、ブロードキャスト・キャリアＣ０の時間間隔ＴＩ１（すなわち、ページングおよび対話型通信のために使用される時間間隔）は、添付の図１および２Ａを参照して上で原則として説明されたように、共同再使用１／再使用３周波数方式を使用する。
【００４６】
図５Ｂによれば、図２Ｂの実施形態と同様に、ブロードキャスト・キャリアＣ０の時間間隔ＴＩ１をさらに再分割するために時間ベースの共同再使用１／再使用３方式が用いられている。このように、ブロードキャスト・キャリアＣ０の時間間隔ＴＩ１（すなわち、ページングおよび対話型通信のために使用される時間間隔）は、第１の下位部分Ｔ１’および第２の下位部分Ｔ３’に再分割されており、添付の図１および２Ｂを参照して原則として説明されたように、前記第１の下位部分Ｔ１’は再使用１動作のためのタイムスロットＳ１’を備え、前記第２の下位部分Ｔ３’は再使用３動作のためのタイムスロットＳ２’〜Ｓ４’を備える。
【００４７】
図３から５Ｂの実施形態は、利用可能なスペクトル帯域幅を５つの異なる周波数帯域（キャリア）に分割することに依存する。しかし、すべての利用可能なスペクトル割当てがかかる手法をサポートするとは限らない。例えば、ＷｉＭＡＸは４つの帯域だけを有し、したがって、図３から５Ｂの場合のように５つの帯域を使用することは容易に可能ではない。添付の図６は、前述の限定された数の利用可能な周波数帯域の問題に特に対処する、本発明による実施形態を示す。
【００４８】
図６は、限定された数の利用可能なキャリアの場合における本発明による方法の例示的な実施形態を例示するための概略図を示す。図６は、４つの周波数帯域すなわちキャリアＣ１〜Ｃ４だけを提供するＷｉＭＡＸの例示的な事例を示す。対話型変調およびブロードキャストを実施するために、伝送Ｔｘの間、本発明による時間×周波数解決法が応用される。図６において、異なる時間／周波数スロットのハッチングは、既に説明された図１から５Ｂに関して使用されるハッチングに対応する点に留意されたい。図６（Ｔｘ部分）に示されるように、本発明の実施形態による共同再使用１／再使用３方式を用いる、対話のための４つのｔ×ｆスロットＳＩ１〜ＳＩ４が存在する。この方式は、提案された共同再使用１／再使用３方式という状況に関して、周波数帯域幅および時間間隔の両方の組み合わされた分割を例示する。
【００４９】
さらに、図６に示されるように、それぞれのブロードキャスト・スロットＢＳ１、ＢＳ２に関連して、すなわち、これまで説明された時間間隔ＴＩ２に相当する、（時間間隔ＴＩ１、ＴＩ１’内の）４つのｔ×ｆスロットが、添付の図５Ａおよび５Ｂを参照してさらに上で説明されたように、ページングおよび音声通信のために提供される。前記ページングおよび音声通信のスロットは、それぞれのブロードキャスト・スロットＢＳ１、ＢＳ２（すなわち、時間間隔ＴＩ２、ＴＩ２’）として同じキャリア上で、すなわち、それぞれ、キャリアＣ１およびＣ２上で提供される点に留意されたい。図６において、ページングおよび音声通信のための前記４つのｔ×ｆスロットは、それぞれ、それらのそれぞれの周波数Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄおよびＣ２ａ〜Ｃ２ｄにより示される。前記周波数Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄおよびＣ２ａ〜Ｃ２ｄは、それぞれ、添付の図１および２Ａを参照して上で説明されたように、同じ共同再使用１／再使用３パターンに従う。
【００５０】
図６の例から推測できるように、ユーザ端末の同時の二重キャリア能力は要求されない。すなわち、単一のキャリア復調を所与のユーザ端末のために維持することができる。例えば、ブロードキャスト伝送にまたはブロードキャスト伝送からこの様式を変更するために、単一のキャリア変更が実行される。所与の端末がより大量のデータ向けの連続するブロードキャストまたは双方向通信を要求する場合、（例えば、チャネルまたは周波数ホッピングの形で）同じ技術を用いることが可能である。
【００５１】
図６の低い部分から推測できるように、受信（Ｒｘ）の間、本発明の実施形態による一般的な共同再使用１／再使用３が用いられる。
【００５２】
図６に示されるページングおよび音声通信のための前記ｔ×ｆスロットは、あるいは、添付の図５Ｂを参照して上で説明されたように、単一の共通キャリア周波数を使用して連続するタイムスロットの形で考案され得る点を当業者は理解されよう。
【００５３】
添付の図６によって提供される例は、ブロードキャスト伝送（図３を参照）のために使用される第３の部分は、本発明の実施形態による共同再使用１／再使用３内で使用される、前記第１および第２の部分から分離されなくてもよいということに相当する。図６から推測できるように、前記第３の部分は前記第１および第２の部分のうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重複し得る。
【００５４】
図７は、本発明による方法の実施形態を例示するためのタイミング図を示す。図７は、それぞれの再使用領域の時間的に変化する形およびサイズをもたらし得る、ユーザ端末向けの再使用１領域と再使用３領域の間のハンドオーバの態様を例示することを意味する。
【００５５】
本発明による方法は、ステップＳ１００で始まる。後続のステップ１０２において、所与のユーザ端末との通信は、例えば、前記所与のユーザ端末の位置に応じて、再使用１方式に従ってまたは再使用３方式に従って実行される。図１の例示を再び参照すると、例示的なユーザ端末４．１は当初ネットワーク・セル２．１の周囲領域２．１ｂ内に配置されることが可能であり、したがって、例として、前記ユーザ端末４．１との通信は当初キャリアＣ３上で発生する（再使用３、図２Ａを参照）。
【００５６】
後続のステップＳ１０４において、ユーザ端末４．１は、その現在の位置で通信に関連するＳＮＲまたはＣ／Ｉを測定する。後続のステップＳ１０６において、前記測定されたＳＮＲまたはＣ／Ｉが対応するしきい値より高いか否かが決定される。この例示的な場合において、ユーザ端末４．１によって測定されたＣ／Ｉが前記しきい値より高い場合、すなわち、ステップＳ１０６の質問が肯定的に回答された（ｙ、低い干渉）場合、ユーザ端末４．１は、上で詳細に説明されたように、再使用１方式を使用してキャリアＣ１上の通信のためにネットワーク・セル２．１の中央領域２．１ａにハンドオーバされる（ステップＳ１０８）。その後、ステップＳ１１０で、前記ユーザ端末４．１との通信は、次いで、もう１つの再使用方式（すなわち、この例の場合では、再使用１）を使用して継続される。本発明の方法は、次いで、予め説明されたように、ステップＳ１０４に戻る。
【００５７】
ステップＳ１０６の質問が否定的に回答された場合（ｎ）、すなわち、測定された値が前記しきい値より高くない場合、方法はステップＳ１０２を続ける。これは再使用方式において変化は存在しないということに相当する。
【００５８】
図２Ａの実施形態を再び参照すると、図７によって例示される方法は、２つの異なるキャリア、すなわち、キャリアＣ１上および問題のネットワーク・セルのために再使用３方式に従って使用されるそれぞれのキャリア（すなわち、この例の場合、キャリアＣ３）上でＳＩＮＲまたはＣ／Ｉを測定することを意味する。
【００５９】
図２Ｂを再び参照すると、図７によって例示される方法は、単一の周波数で、但し、異なる時間で（すなわち、この例の場合、タイムスロットＳ１およびＳ３の間）前記ＳＩＮＲまたはＣ／Ｉを測定することを意味する。
【００６０】
図１においてユーザ端末４．１が前記しきい値より高いＣ／Ｉを測定した場合、ステップＳ１０８を実行することによって、ネットワーク・セル２．１の中央領域２．１ａは、ユーザ端末４．１の現在の位置を包括するために効果的に拡張される（形および／またはサイズにおける変更）。
【００６１】
図８は、本発明による基地局の実施形態の概略的ブロック図を示す。図８の基地局３は、それぞれの基地局（図１を参照）によってサービス提供されるいくつかのセルを備える無線シリアル通信ネットワークにおける使用向けである。本発明の実施形態による前記通信ネットワークにおいていくつかのユーザ端末と通信するために、基地局３は、添付の図１から７を参照して上で詳細に説明されたように、通信のために割り当てられた周波数帯域幅および時間間隔のうちの少なくとも１つを少なくとも第１の部分および第２の部分に分割するための手段３ａを備える。
【００６２】
分割手段３ａの動作のために、通信手段、すなわち、基地局３の送受信手段３ｂは、添付の図１から７を参照して上で詳細に説明されたように、第１の再使用に従って、前記第１の部分を使用して第１のいくつかのユーザ端末と通信するための手段３ｂ１と、第２の再使用手段に従って、前記第２の部分を使用して第２のいくつかのユーザ端末と通信するための手段３ｂ２とに機能的に再分割される。
【００６３】
基地局３は、添付の図７を参照して上で詳細に説明されたように、ユーザ端末によって提供されたＳＮＲ測定またはＣ／Ｉ測定を評価して、所与のユーザ端末との通信のためにどの再使用方式が使用されるべきかを決定するための手段３ｃをさらに備える。
【００６４】
さらに、基地局３は、上で既に詳細に説明されたように、同期化されたブロードキャスト伝送のために使用され得るＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信機３ｄを備える。あるいは、基地局３は、特定のプロトコル（例えば、ＩＥＥＥ１５８８）に従って受信されたパケットから周波数および時間の回復を実行する、ネットワークに接続されたボックス（図示せず）を含んでもよい。
【００６５】
図９は、本発明によるユーザ端末の実施形態の概略的ブロック図を示す。図９は、したがって、一般化された参照番号４を使用して示される、例えば、図１において備えられるような例示的なユーザ端末を示す。図９の例示的なユーザ端末４は、事前に定義された帯域幅の全体にわたって通信信号を送受信するための手段４ａを備え、通信のために割り当てられた前記帯域幅および／または時間間隔は、既に上で詳細に説明されたように、少なくとも２つの部分に分割される。しかし、やはり上で詳細に説明されたように、所与のユーザ端末４は二重キャリア能力を要求せず、単一のキャリア復調に従って動作する。
【００６６】
ユーザ端末４は、前記第１および第２の部分の間のハンドオーバ（すなわち、前記異なる再使用方式）に関して決定するために、基地局３（図８を参照）に対する伝送のための少なくとも１つのそれぞれの伝送関連特性（例えば、ＳＩＮＲ値またはＣ／Ｉ値）を決定するための手段４ｂをさらに備える。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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