(57)【要約】  実施形態は、モバイル中継局トランシーバのための装置と、方法と、コンピュータ・プログラムとを提供している。実施形態は、さらに、システムと、大量輸送のための手段とを提供することができる。モバイル通信システム５００におけるモバイル中継局トランシーバ１００のための装置１０は、ドナー基地局トランシーバ３００と通信するように動作可能なドナー・インターフェース１２と、モバイル・トランシーバ４００と通信するように動作可能なエア・インターフェース１４とを備える。装置１０は、別の中継局トランシーバ２００と通信するように動作可能なリレー・インターフェース１６をさらに備える。
2015506652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル通信システム（５００）におけるモバイル中継局トランシーバ（１００）のための装置（１０）であって、
ドナー基地局トランシーバ（３００）と通信するように動作可能なドナー・インターフェース（１２）と、
モバイル・トランシーバ（４００）と通信するように動作可能なエア・インターフェース（１４）と、
別の中継局トランシーバ（２００）と通信するように動作可能なリレー・インターフェース（１６）と
を備える装置（１０）。
【請求項２】
前記モバイル・トランシーバ（４００）のモビリティを制御するための手段（１８）をさらに備え、制御するための前記手段（１８）は、前記モバイル中継局トランシーバ（１００）と、前記他の中継局トランシーバ（２００）との間の前記モバイル・トランシーバ（４００）のモビリティに関連した制御信号が、前記リレー・インターフェース（１６）を使用して交換されるように、前記リレー・インターフェース（１６）を制御するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記エア・インターフェース（１２）は、前記モバイル・トランシーバ（４００）についての第１のカバレッジ・エリアを生成し、また前記他の中継局トランシーバ（２００）は、前記モバイル・トランシーバ（４００）についての第２のカバレッジ・エリアを生成し、前記第１のカバレッジ・エリアと、前記第２のカバレッジ・エリアとは、互いに隣接しており、通信するための前記リレー・インターフェース（１６）は、前記モバイル・トランシーバ（４００）が、前記第１のカバレッジ・エリアと、前記第２のカバレッジ・エリアとの間で移動するときに、前記他の中継局トランシーバ（２００）と通信するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項４】
通信するための前記リレー・インターフェース（１６）は、ワイヤレス・インターフェースである、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項５】
さらに、前記ドナー・インターフェース（１２）を使用して、または前記リレー・インターフェース（１６）を使用して、前記モバイル・トランシーバ（４００）と、前記モバイル通信システム（５００）との間でデータを中継するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項６】
前記ドナー・インターフェース（１２）の上の無線リンクの品質に基づいて、また前記他の中継局トランシーバ（２００）と、前記他の中継局トランシーバ（２００）の別のドナー基地局トランシーバ（３１０）との間の無線リンクの品質に基づいて、前記データを中継するための前記リレー・インターフェース（１６）を制御するための手段（１８）をさらに備える、請求項５に記載の装置（１０）。
【請求項７】
前記リレー・インターフェース（１６）を使用して、前記他の中継局トランシーバ（２００）と、負荷情報、リンク・ステータス情報、または構成アップデート情報を交換するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項８】
前記リレー・インターフェース（１６）を使用して、前記他の中継局トランシーバ（２００）と、前記モバイル中継局トランシーバ（１００）と、前記ドナー基地局トランシーバ（３００）との間のバックホール・リンクの測定報告についての情報、あるいはトランスポート・ネットワーク・レイヤ関連付けについての、またはインターネット・プロトコル・ルーティングについての情報を交換するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項９】
前記リレー・インターフェース（１６）を使用して、前記他の中継局トランシーバ（２００）と、負荷バランシングと干渉調整とについての情報を交換するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
前記リレー・インターフェース（１６）を使用して、前記他の中継局トランシーバ（２００）と、負荷情報ステータス情報、または構成アップデート情報についての要求、肯定応答、またはエラー信号についての情報を交換するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
前記ドナー・インターフェース（１２）と、前記他の中継局トランシーバ（２００）の別のドナー・インターフェースとの間で、バックホール協調を確立するように動作可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置（１０）を有する第１のモバイル中継局トランシーバ（１００）を備え、また請求項１に記載の別の装置（１０）を有する第２のモバイル中継局トランシーバ（２００）を備え、前記第１のモバイル中継局トランシーバ（１００）と、前記第２のモバイル中継局トランシーバ（２００）とは、通信するためのそれらのリレー・インターフェースを通して結合される、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の前記システムを有する大量輸送の手段。
【請求項１４】
モバイル通信システム（５００）におけるモバイル中継局トランシーバ（１００）のための方法であって、
ドナー・インターフェース（１２）を使用して、ドナー基地局トランシーバ（３００）と通信するステップ（２２）と、
エア・インターフェース（１４）を使用して、モバイル・トランシーバ（４００）と通信するステップ（２４）と、
リレー・インターフェース（１６）を使用して、別の中継局トランシーバ（２００）と通信するステップ（２６）と
を含む方法。
【請求項１５】
コンピュータ・プログラムが、コンピュータまたはプロセッサの上で実行されるときに、請求項１４に記載の前記方法を実行するためのプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、モバイル通信ネットワークに関し、より詳細には排他的ではないが、モバイル中継ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル・サービスのためのより高いデータ・レートについての要求が、絶え間なく増大している。それと同時に、第３世代システム（３Ｇと省略される）および第４世代システム（４Ｇと省略される）のような現代のモバイル通信システムは、より高いスペクトル効率を可能にし、またより高いデータ・レートと、セル容量とを可能にする機能強化された技術を提供している。オペレータは、それらのオペレータのネットワークのカバレッジを拡大しようとしているので、中継の概念は、ますます洗練されたものになっている。
【０００３】
国際標準化機関としての第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）においては、進化型のユニバーサル地上波無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ：Ｅｖｏｌｖｅｄ−Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）についてのリレー・アーキテクチャが、考察されており、また複数の結果が、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  （ＴＲ）  ３６．８０６の形でまとめられている。これらの新しいアーキテクチャは、将来のロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ネットワークと、ＬＴＥ−進化型（ＬＴＥ−Ａ）ネットワークとの形で、確立される可能性が高い。
【０００４】
リレー・アーキテクチャにおいては、中継局トランシーバは、基地局トランシーバのカバレッジを拡大することができる。基本的な概念は、中継局トランシーバを使用しており、この中継局トランシーバは、基地局トランシーバから信号を受信し、また増幅と転送とを行うようにして、それらの信号をモバイル・トランシーバへと転送し、また逆も同様である。基地局トランシーバからの無線信号は、中継局トランシーバによってそれぞれ受信され、増幅され、またモバイル・トランシーバへと送信され、逆もまた同様である。そのようなシナリオにおいては、中継局は、モバイル・トランシーバによってそのようなものとして識別される可能性さえもない。他の概念においては、中継局トランシーバは、基地局トランシーバに対応することができ、この基地局トランシーバは、無線インターフェースを経由して、別の基地局トランシーバに、いわゆるドナー基地局トランシーバに接続され、またモバイル・トランシーバ局に対する基地局として無線サービスを提供する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  （ＴＲ）  ３６．８０６
【非特許文献２】３ＧＰＰ  ＬＴＥ  Ｒｅｌｅａｓｅ  １０  （Ｒ１０）  ｒｅｌａｙ  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、参照．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  （ＴＲ）  ３６．８０６  ｖ９．００
【非特許文献３】ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  ２  ｏｆ  ＴＲ  ３６．８０６  ｖ９．００
【非特許文献４】ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  １  ｏｆ  ＴＲ  ３６．８０６  ｖ９．００
【非特許文献５】ｔｈｅ  ３ＧＰＰ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  （ＴＳ）：ｔｈｅ  Ｘ２−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔ  （Ｘ２−ＡＰ）、ｔｈｅ  Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＳＣＴＰ）、ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＩＰ）、ｔｈｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＰＤＣＰ）、ｔｈｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  （ＲＬＣ）、ｔｈｅ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  （ＭＡＣ）、ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  （ＰＨＹ）、ｔｈｅ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  （ＧＰＲＳ）  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｕｓｅｒ  ｐｌａｎｅ  （ＧＴＰ−Ｕ）、ｔｈｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＵＤＰ）、ａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌａｙｅｒ  ２  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＮＷ  Ｌ２）  ａｎｄ  ａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌａｙｅｒ  １  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＮＷ  Ｌ１）
【非特許文献６】３ＧＰＰ  ＴＳ３６．４２３
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態は、中継局が、例えば、列車、バス、自動車、ボートの上など、大量輸送の手段の中で移動することができるというシナリオが存在するという発見に基づいている。さらにその発見は、そのようなシナリオにおいては、改善されたモビリティ管理が、望ましいという発見である。その発見は、さらに、現在のアーキテクチャが、例えば、３ＧＰＰ  ＬＴＥ  リリース１０（Ｒｅｌｅａｓｅ  １０）（Ｒ１０）リレー・アーキテクチャ（ｒｅｌａｙ  ａｒｃｈｉｔｅｃｈｔｕｒｅ）、参照：技術報告（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ）（ＴＲ）  ３６．８０６  ｖ９．００が、固定された中継シナリオに、焦点を当てており、すなわち、中継局と、進化型ノードＢ（ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ  ＮｏｄｅＢ）などの基地局との間のモバイル・トランシーバのハンドオーバを伴うモビリティ・シナリオが、考慮されているという発見である。そのようなシナリオにおいては、Ｘ２リンクなど、２つの中継局の間のリンク、または他のネットワーク・エンティティ（リレーおよびｅＮＢ）に対するリンクは、中継局と、それぞれのドナーｅＮＢ  （ＤｅＮＢ：Ｄｏｎｏｒ  ｅＮＢ）との間の、Ｕｎインターフェースなどのエア・インターフェースを使用している。
【０００７】
さらに、高速の列車のシナリオを対象とする可能性のあるモバイル・リレー（ＭＲ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒｅｌａｙ）では、Ｕｎに依存するＸ２インターフェースは、Ｕｎインターフェースが、例えば、列車が、ネットワークを通して高速で移動していることを仮定するときに、ＭＲの高いモビリティに起因して頻繁なハンドオーバの影響を受ける可能性があるので、非効率である可能性がある。Ｘ２インターフェースは、頻繁に再確立される必要があることもあり、それは、Ｕｎインターフェースの上でかなりの信号オーバーヘッドを引き起こす可能性があり、またそれは、バックホール帯域幅効率を低減させる可能性がある。モバイル・リレーの間の従来のＸ２インターフェースのレイテンシーは、２つのＵｎインターフェースおよびｅＮＢ間のＸ２（参照：ＴＲ  ３６．８０６  ｖ９．００の代替案２（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  ２））または２つのＭＲ  Ｓ１インターフェース（参照：ＴＲ  ３６．８０６  ｖ９．００の代替案１（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  １））のレイテンシーの集合体である。実施形態は、それゆえに、従来のＲＮ間のＸ２が、厳しいレイテンシー要件を有するリレーの間の効率的な調整をサポートすることができない可能性があるという発見に基づいている。さらに、その発見は、ＵＥが、高速で列車から外れて移動する可能性が低く、それゆえに、ＭＲとｅＮＢとの間のＸ２ハンドオーバをサポートすることは、必須でない可能性があり、これは、従来のＸ２インターフェースの主要な対象とされたシナリオである可能性があるという発見である。
【０００８】
その発見は、さらに、バックホール（Ｕｎインターフェース）を通したリレーの間の情報交換をルーティングすることは、不利である可能性があるという発見である。モバイル・リレーでは、高いモビリティと、非常に変化する送信環境とに起因したＤｅＮＢに対するリンクの信頼できない性質は、ハンドオーバまたはリレー間調整についてこのリンクに依存することを困難にすることもある。実施形態は、それゆえに、モバイル・リレーの間の直接リンクを使用することができ、このモバイル・リレーはまた、Ｘ２リンクの場合にｍｒＸ２と称されることになる。このリンクは、リレー間のＸ２ハンドオーバと、協調的バックホールとの両方をサポートすることができる。
【０００９】
実施形態は、それゆえに、モバイル通信システムにおいてモバイル中継局トランシーバについての装置を提供しており、すなわち、実施形態は、モバイル中継局トランシーバによって動作させられ、またはモバイル中継局トランシーバに含まれるべき前記装置を提供することができる。以下では、本装置は、モバイル中継局トランシーバ装置とも称されるであろう。モバイル通信システムは、例えば、ユニバーサル地上波無線アクセス・ネットワーク（ＵＴＲＡＮ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）または進化型ＵＴＲＡＮ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ：Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡＮ）、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）またはＬＴＥ−進化型（ＬＴＥ−Ａ）、あるいは異なる規格を、例えば、マイクロ波アクセスのためのワールドワイド・インターオペラビリティ（ＷＩＭＡＸ：Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）  ＩＥＥＥ  ８０２．１６、またはワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）  ＩＥＥＥ  ８０２．１１を有するモバイル通信システム、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などに基づいた一般的に任意のシステムのような、３ＧＰＰによって標準化されるモバイル通信システムのうちの１つに対応することができる。以下では、モバイル通信システムと、モバイル通信ネットワークという用語が、同義語として使用される。
【００１０】
実施形態においては、モバイル中継局トランシーバは、上記ネットワークのうちの１つのモバイル端またはワイヤレス端のトランシーバにおいて実施されることもある。モバイル通信システムの基地局、例えば、ｅＮＢの観点から、モバイル中継局トランシーバは、スマートフォン、セル電話、ユーザ機器（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ラップトップ、ノートブック、パーソナル・コンピュータ、携帯型個人情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）−スティック、自動車などのモバイル・トランシーバに類似して振る舞うことができる。モバイル・トランシーバは、３ＧＰＰ専門用語に従ってＵＥと称されることもある。モバイル・トランシーバの観点から、中継局トランシーバは、それが、ネットワークまたはシステムの固定された部分、または静止した部分に位置している可能性があるので、基地局トランシーバのように振る舞うことができる。基地局トランシーバは、リモート無線ヘッド、アクセス・ポイント、マクロ・セル、スモール・セル、マイクロ・セル、フェムト・セルなどに対応することもある。基地局トランシーバは、有線ネットワークのワイヤレス・インターフェースとすることができ、このワイヤレス・インターフェースは、ユーザ機器またはモバイル・トランシーバに対する無線信号の送信を可能にする。そのような無線信号は、例えば、３ＧＰＰによって標準化され、または一般的に、上記でリストアップされたシステムのうちの１つまたは複数に従って標準化されるような無線信号に準拠することができる。それゆえに、基地局トランシーバは、ノードＢ、ｅノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）、アクセス・ポイントなどに対応することができる。
【００１１】
それゆえに、中継局トランシーバは、モバイル・トランシーバと、ドナー基地局トランシーバとの間の制御データおよびペイロード・データを中継するように動作可能とすることができる。中継局トランシーバ装置は、ドナー基地局トランシーバと通信するように動作可能なドナー・インターフェースを備える。ドナー・インターフェースは、中継局トランシーバと、ドナー基地局トランシーバとの間の上記でリストアップされた通信システムのうちの１つに従ってワイヤレス通信を可能にするように動作可能とすることができる。中継局トランシーバ装置は、モバイル・トランシーバと通信するように動作可能なエア・インターフェースをさらに備えている。言い換えれば、エア・インターフェースは、上記でリストアップされたモバイル通信システムのうちの１つに従ってモバイル・トランシーバとワイヤレスに通信するように動作可能とすることができる。さらに、中継局トランシーバ装置は、別の中継局トランシーバと通信するように動作可能なリレー・インターフェースを備える。他の中継局トランシーバは、ドナー基地局トランシーバに関して移動することもできる。いくつかの実施形態においては、中継局トランシーバと他の中継局トランシーバとは、互いに関して固定され、または静止しているが、ドナー基地局トランシーバに関しては移動している。
【００１２】
実施形態においては、中継局トランシーバは、上記通信システムのうちの１つに従ってモバイル・トランシーバに対して無線信号を送信するためのトランスミッタ、または送信するための手段を備えることができる。さらに、トランスミッタ、または送信するための手段は、ドナー基地局トランシーバに対して無線信号を送信するように動作可能とすることもできる。さらに、中継局トランシーバは、上記通信システムのうちの１つに従って、レシーバ、または受信するための手段を備えることができる。言い換えれば、レシーバは、上記通信システムのうちの１つに従って、モバイル・トランシーバと、ドナー基地局トランシーバとから無線信号を受信するように動作可能とすることができる。
【００１３】
実施形態においては、モバイル中継局装置は、モバイル・トランシーバのモビリティを制御するための手段をさらに備えることができる。言い換えれば、モバイル中継局トランシーバ装置は、モバイル・トランシーバのモビリティを制御するための、プロセッサ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサなどの制御装置を備えることができる。モバイル・トランシーバのモビリティは、モバイル中継局トランシーバのカバレッジ・エリアに対するモバイル・トランシーバの運動に関する。言い換えれば、モバイル・トランシーバは、モバイル中継局トランシーバのカバレッジ・エリアからカバレッジ・エリアへとそれぞれ移動することができる。モバイル・トランシーバが、アクティブ接続を有する場合、すなわち、モバイル・トランシーバが、モバイル中継局トランシーバとデータをアクティブに交換している場合、そのときには制御するための手段は、隣接するモバイル中継局トランシーバに対するハンドオーバ、または隣接するモバイル中継局トランシーバからのハンドオーバを制御するように動作可能である。モバイル・トランシーバが、アイドル・モードにあり、すなわち、モバイル・トランシーバが、アクティブなデータ送信を有していない場合、そのときには制御するための手段は、モバイル・トランシーバの、セルまたは追跡エリアのアップデート・プロシージャを制御するように動作可能とすることができる。セルまたは追跡エリアのアップデート・プロシージャは、着信コールの場合に、モバイル・トランシーバにページングすることができるようにするために、必要であることもある。制御するための手段は、モバイル中継局トランシーバと、他の中継局トランシーバとの間のモバイル・トランシーバのモビリティに関する制御信号が、リレー・インターフェースを使用して交換されるように、リレー・インターフェースを制御するように動作可能とすることができる。上記で既に述べられたものによれば、制御信号は、ハンドオーバ・プロシージャ、あるいはセルまたは追跡エリアのアップデート・プロシージャに関連した任意の信号を含むことができる。実施形態においては、そのようなモビリティに関連した制御信号は、２つの中継局トランシーバの間のリレー・インターフェースを使用して交換される可能性がある。実施形態においては、モバイル中継トランシーバ装置と、ドナー基地局トランシーバとの間のエア・インターフェースを使用したそのような制御信号の信号は、低減させられる可能性があり、いくつかの実施形態においては、それは、完全に回避されることさえある可能性がある。
【００１４】
すなわち、実施形態においては、モバイル中継局トランシーバのエア・インターフェースは、モバイル・トランシーバについての第１のカバレッジ・エリアを生成することができ、また他の中継局トランシーバは、モバイル・トランシーバについての第２のカバレッジ・エリアを生成することができる。第１のカバレッジ・エリアと、第２のカバレッジ・エリアとは、モバイル・トランシーバが、モバイル中継局トランシーバのカバレッジ・エリアから他の中継局トランシーバのカバレッジ・エリアへと移動することができ、また逆も同様であるように、互いに隣接している可能性がある。リレー・インターフェースは、モバイル・トランシーバが、第１のカバレッジ・エリアと、第２のカバレッジ・エリアとの間で移動するときに、他の中継局トランシーバと通信するように動作可能とすることができる。モバイル中継局トランシーバと、他の中継局トランシーバとの間のそのような通信は、ハンドオーバに関連した制御信号、および追跡エリアのアップデート信号、ならびにデータ信号を含むことができる。例えば、モバイル・トランシーバが、一方のカバレッジ・エリアから他方のカバレッジ・エリアへとハンドオーバするときに、リレー・インターフェースを使用して、データの残りのバッファ・ステータスを転送することができ、このバッファ・ステータスは、まだ送信されてはいない。
【００１５】
いくつかの実施形態においては、モバイル・リレー・トランシーバと、他のリレー・トランシーバ局との間のリレー・インターフェースは、ワイヤレス・インターフェースとすることができる。例えば、リレー・インターフェースは、上記の通信システムのうちの１つに従って、通信を可能にするように動作可能とすることができる。他の実施形態においては、リレー・インターフェースは、有線インターフェースに対応することができ、ここでは、任意の有線接続を使用して、中継局間トランシーバ通信を可能にすることができ、例えば、光ファイバが、使用される可能性がある。さらに、いくつかの実施形態においては、モバイル中継局トランシーバ装置は、ドナー・インターフェースを使用して、またはリレー・インターフェースを使用して、モバイル・トランシーバと、モバイル通信システムとの間でデータを中継するように動作可能とすることができる。そのようなシナリオにおいては、モバイル中継局トランシーバと、他の中継局トランシーバとは、例えば、列車の中にインストールされることもある。潜在的には、両方の中継局トランシーバは、ドナー基地局トランシーバに対するワイヤレス接続を有することができる。そのような状況においては、例えば、各中継局トランシーバが、異なるドナー基地局トランシーバを有しており、または両方の中継局トランシーバが、同じドナー基地局トランシーバに接続されているので、複数のシナリオが、考えられる。いずれにしても、そのようなシナリオにおいては、２つの中継局トランシーバは、異なる接続を、すなわち、１つまたは２つのドナー基地局トランシーバに対する独立した接続を有することができる。実施形態は、ドナー・インターフェースおよび／またはリレー・インターフェースと、それと一緒に、データを通信するための他の中継局トランシーバのドナー・インターフェースとを選択し、または結合することができるようにすることにより、そのような状況を利用することができる。いくつかの実施形態においては、ダイバーシティ利得は、ドナー基地局トランシーバに対する複数の接続を使用することにより、達成されることもある。すなわち、独立している可能性があるドナー基地局トランシーバに対する複数の接続が、存在しているので、またこれらの接続のうちの１つが、選択され得るので、ドナー・インターフェースの上の無線リンク障害の全体的な確率は、低減され得る。
【００１６】
さらなる実施形態においては、モバイル中継局トランシーバは、制御するための手段を、すなわち、制御装置、プロセッサ、またはマイクロプロセッサなどをさらに備えることができ、この制御するための手段は、ドナー・インターフェースの上の無線リンクの品質に基づいて、また他の中継局トランシーバと、他の中継局トランシーバの別のドナー基地局トランシーバとの間の無線リンクの品質に基づいて、データを中継するためのリレー・インターフェースを制御するように動作可能である。いくつかの実施形態についてのこの簡潔な説明は、複数のオプションが、生じ、また複数の組合せの方法が、適用され得ることを既に示している。例えば、２つの無線リンクが、２つの中継局トランシーバの間で確立される可能性があり、これら２つの中継局トランシーバは、リレー・インターフェースを使用して相互に接続される。組合せのオプションのうちのいくつかは、２つのリンクのうちの１つを選択することによる、選択の組合せであり、無線リンクの両方を通して受信される同じデータを組み合わせることによる最大比の組合せである。他の進化した処理オプションが、生じ、これらの処理オプションは、例えば、受信ダイバーシティ、送信ダイバーシティ、マクロ結合などのようなさらなる実施形態の形で利用される可能性がある。
【００１７】
さらに、実施形態においては、モバイル中継局装置は、リレー・インターフェースを使用して、他の中継局トランシーバと負荷情報、リンク・ステータス情報、または構成アップデート情報を交換するように動作可能とすることができる。言い換えれば、負荷情報が、２つの中継局トランシーバの間で交換されることもある。それと共に、両方の中継局トランシーバは、隣接する中継局レシーバにおいて負荷状況について知らされる可能性があり、負荷調整を可能にしている。さらに、リンク・ステータス情報は、協調的送信の上記メカニズムが、イネーブルにされ得るように、モバイル中継局トランシーバと、ドナー基地局トランシーバとの間のリンクの品質情報を含むことができる。別の実施形態においては、リンク・ステータス情報は、例えば、ハンドオーバの目的のために、モバイル中継局トランシーバと、モバイル・トランシーバとの間のリンクについての品質尺度として提供されることもある。さらに、構成アップデート情報が、交換されることもあり、この構成アップデート情報は、ドナー基地局トランシーバまたは任意のモバイル・トランシーバに対する無線リンクの上の任意の構成アップデートを含むことができる。
【００１８】
さらに別の実施形態においては、モバイル中継局トランシーバと、ドナー基地局トランシーバとの間のバックホール・リンクの測定報告についての情報、あるいはリレー・インターフェースを使用した他の中継局トランシーバとのトランスポート・ネットワーク・レイヤの関連付け、またはインターネット・プロトコル（ＩＰ）ルーティングについての情報が、交換されることもある。バックホール・リンクの測定報告についての情報は、測定報告に対応することができ、モバイル中継局トランシーバは、この測定報告を実行して、モバイル通信ネットワークの内部のモビリティおよびハンドオーバを可能にする。言い換えれば、１つのドナー基地局トランシーバから次のドナー基地局トランシーバへと移動する中継局トランシーバでは、ハンドオーバ・プロシージャは、必要であり、これらのハンドオーバ・プロシージャは、それぞれの測定値に、例えば、ドナー基地局トランシーバの基準信号についての測定値に基づいている。これらの測定値をまた使用して、それぞれの無線リンクの品質についての情報を取得することもでき、この情報は、中継局トランシーバの実施形態の間で交換される可能性がある。これらの測定値または測定報告に基づいて、負荷バランシングまたは上述されたダイバーシティの概念が、確立されることもある。さらに、実施形態においては、トランスポート・ネットワーク・レイヤの関連付け、またはＩＰルーティングについての情報は、例えば、万一それ自体のドナー基地局トランシーバに対するそれ自体の無線リンクが、ドナー・インターフェースを通して無線リンクよりも悪い場合に、他の中継局トランシーバが、リレー・インターフェースおよびドナー・インターフェースを使用して、そのデータをルーティングするために、他の中継局トランシーバと交換される可能性がある。
【００１９】
さらなる実施形態においては、リレー・インターフェースを使用して、モバイル中継局トランシーバと、他の中継局トランシーバとの間の負荷バランシングと干渉調整とについての情報を交換することができる。例えば、無線リソースまたは無線リソース利用についての情報が、交換される可能性がある。すなわち、モバイル中継局トランシーバは、ある種の無線リソースについて他の中継局トランシーバに通知することができ、この無線リソースの上で、他の中継局トランシーバによって生成される干渉は、クリティカルになる。他の中継局トランシーバは、この情報を考慮に入れ、またそのクリティカルな無線リソースの上のその送信電力を低減させる。明らかに、このメカニズムは、他のやり方で実行されることもある。そのような一実施形態においては、他の中継局トランシーバは、無線リソースについてモバイル中継局トランシーバに通知することができ、この無線リソースの上で他の中継局トランシーバは、クリティカルな干渉を経験した。リレー・インターフェースを通してこの情報を受信しており、モバイル中継局トランシーバは、クリティカルな無線リソースの上でその送信電力を低減させ、またこのようにして他の中継局トランシーバによって経験される干渉を低減させることができる。これは、どのようにしてリレー・インターフェースを使用して、負荷バランシングまたは干渉調整を実行することができるかについてのちょうど１つの例である。さらに、実施形態においては、リレー・インターフェースを使用して、他の中継局トランシーバと、負荷情報ステータス情報、または構成アップデート情報についての、要求、肯定応答、エラー信号についての情報を交換することができる。すなわち、干渉、または協調的送信、またはそのような協調を調整するために、ある種の要求、肯定応答、エラー信号、ステータス情報などは、リレー・インターフェースを使用して交換されることもある。言い換えれば、モバイル中継局トランシーバは、ドナー・インターフェースと、他の中継局トランシーバの別のドナー・インターフェースとの間のバックホール協調を確立するように動作可能とすることができる。この実施形態は、上記の実施形態のうちの１つに対応しており、これらの実施形態においては、基本的に、少なくとも２つの無線リンクを使用して、ダイバーシティの概念、組合せの概念などを利用している。
【００２０】
実施形態は、さらに、上記の説明による装置を有する第１のモバイル中継局トランシーバを備え、また上記の説明による別の装置を有する第２のモバイル中継局トランシーバを備えるシステムをさらに提供している。第１のモバイル中継局トランシーバと、第２のモバイル中継局トランシーバとは、通信するためのそれらのリレー・インターフェースを通して結合される。いくつかの実施形態においては、システムは、列車、バス、船、飛行機などの大量輸送の手段の形でインストールされる可能性がある。それゆえに、実施形態は、例えば、システムを備える列車ワゴンを提供することもできる。
【００２１】
さらに、実施形態は、モバイル通信システムにおけるモバイル中継局トランシーバのための方法を提供する。本方法は、ドナー・インターフェースを使用してドナー基地局トランシーバと通信するステップと、エア・インターフェースを使用してモバイル・トランシーバと通信するステップとを含む。本方法は、リレー・インターフェースを使用して別の中継局トランシーバと通信するステップをさらに含んでいる。
【００２２】
実施形態は、コンピュータ・プログラムが、コンピュータ、プロセッサ、またはそれぞれのハードウェアの上で実行されるときに、上記の方法のうちの１つを実行するためのプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラムをさらに提供することができる。
【００２３】
いくつかの他の特徴または態様は、例だけとして、また添付の図面を参照して、装置、方法、および／またはコンピュータ・プログラムについての以下の非限定的な実施形態を使用して、説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】モバイル中継局トランシーバのための装置の一実施形態を示す図である。
【図２】中継ネットワークの異なるアーキテクチャを示す図である。
【図３】異なるアーキテクチャのためのプロトコル・スタックを示す図である。
【図４】２つの中継局が、同じドナー基地局に接続された、列車における一実施形態を示す図である。
【図５】２つの中継局が、異なるドナー基地局に接続された、列車における実施形態を示す図である。
【図６】ネットワークにおける複数のモビリティのシナリオの説明図である。
【図７】実施形態におけるモバイル・リレー間通信のためのプロトコル・スタックを示す図である。
【図８】モバイル中継局トランシーバのための方法の一実施形態についてのフロー・チャートのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下の説明においては、いくつかのコンポーネントが、同じ参照符号を持つ複数の図面の中で表示されることになるが、詳細には何回も説明されないこともある。コンポーネントについての詳細な説明は、次いで、すべてのその発生についてそのコンポーネントに適用することができる。図１は、モバイル通信システム５００におけるモバイル中継局トランシーバ１００のための装置１０の一実施形態を示すものである。モバイル中継局トランシーバ１００は、それが、オプションであるので、点線で示されている。実施形態は、モバイル中継局トランシーバ装置１０を備えるモバイル中継局トランシーバ１００を提供することができる。図１に従って、装置１０は、ドナー基地局トランシーバ３００と通信するように動作可能なドナー・インターフェース１２と、モバイル・トランシーバ４００と通信するように動作可能なエア・インターフェース１４とを備える。可能性のある通信は、両方向破線矢印によって示される。装置１０は、別の中継局トランシーバ２００と通信するように動作可能なリレー・インターフェース１６をさらに備える。
【００２６】
図１に示される実施形態においては、装置１０は、モバイル・トランシーバ４００のモビリティを制御するためのオプションの手段１８をさらに備える。制御するための手段１８は、モバイル中継局トランシーバ１００と、他の中継局トランシーバ２００との間のモバイル・トランシーバ４００のモビリティに関連した制御信号が、リレー・インターフェース１６を使用して交換されるように、リレー・インターフェース１６を制御するように動作可能である。
【００２７】
図２は、中継ネットワークの異なるアーキテクチャを示すものであり、この中継ネットワークは、ＬＴＥネットワーク５００として実施される。図２は、モバイル・トランシーバ４００を示しており、このモバイル・トランシーバは、Ｅ−ＵＴＲＡ  Ｕｕインターフェース、すなわち、Ｅ−ＵＴＲＡエア・インターフェースを通して中継局１００に接続される。図２に示されるように、中継局１００は、ＵＥに向かってｅＮＢとしての機能を果たし、またそれは、ドナーｅＮＢ  ３００に向かってＵＥとしての機能を果たす。ドナーｅＮＢ  ３００は、Ｓ１−ＭＭＥインターフェースを通してユーザ−ＵＥのモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ：Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）３０５に接続される。さらに、ドナーｅＮＢ  ３００は、Ｓ１−ユーザ・プレーン（Ｓ１−Ｕ）インターフェースを通してリレー−ＵＥのＳ１ゲートウェイ（ＳＧＷ）と、パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ（ＰＧＷ）３１０とに接続される。ＳＧＷ／ＰＧＷ  ３１０は、さらに、Ｓ１１インターフェースを通してユーザ−ＵＥのＭＭＥ  ３０５に接続される。図１は、さらに、オプションのリレー−ゲートウェイ（ＧＷ）３１５を示しており、このリレー−ゲートウェイは、Ｓ１−ＭＭＥを使用してリレー−ＵＥのＭＭＥ  ３２０に接続される。アーキテクチャは、さらに、ユーザ−ＵＥのＳＧＷ／ＰＧＷ  ３２５を示しており、このユーザ−ＵＥのＳＧＷ／ＰＧＷは、Ｓ１１インターフェースを通してリレー−ＵＥのＭＭＥ  ３２０に接続される。ユーザ−ＵＥのＳＧＷ／ＰＧＷ  ３２５は、次いで、ＩＰインターフェースを使用してパケット・データ・ネットワーク（ＰＤＮ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続される可能性がある。
【００２８】
図２は、さらに、どのようにして中継局１００のユーザ・プレーン３３０と、制御プレーン３３５とが、ユーザ−ＵＥのＳＧＷ／ＰＧＷ  ３２５と、リレー−ＵＥのＭＭＥ  ３２０とに接続して確立されるかを示す、ネットワーク５００と、そのコンポーネントとを通しての２つのデータ・パスを示している。さらに、図２は、別の中継局トランシーバ２００を示しており、また中継局１００と、他の中継局２００との間のＸ２インターフェースについての従来のパス３４０を示している。さらに、図２は、一実施形態によるＸ２パス３４５を示しており、このＸ２パスは、中継局１００と、他の中継局２００とを直接に接続する。さらに、図２は、３つの点線のボックス３００−１、３００−２、３００−３を示しており、これらの点線のボックスは、異なるアーキテクチャの代替案を示している。３つの代替案３００−１、３００−２、および３００−３は、機能において異なっており、これらの機能は、ドナーｅＮＢ  ３００に割り当てられる。点線のボックスは、それゆえに、３つの異なるアーキテクチャに従ってドナーｅＮＢ  ３００を示しており、ＴＲ  ３６．８０６  ｖ９．０．０を参照して欲しい。
【００２９】
モバイル・リレー１００では、ＵＥ  ４００のモビリティと、リレー１００（リレー−ＵＥとしての）のモビリティとの両方が、考慮される必要がある。代替案２においては、リレー−ＵＥのＰ／Ｓ−ＧＷと、ホーム−ｅＮＢ  ＧＷ（ＨｅＮＢ）とのような機能は、ひとたびリレー−ＵＥ  １００が、別のＤｅＮＢ  ３６０へと移動した後に、再配置される可能性があり、これは、大きな遅延と、可能性のある頻繁なハンドオーバ障害とを引き起こすことになる。代替案１は、これらの課題に対処することができるが、いくつかの欠点を有することもある。１つの欠点は、それが、レガシーＭＭＥのアップデートを必要とすることである可能性がある。別の欠点は、Ｕｎインターフェースが、異なるターゲットｅＮＢ／リレーに対する複数のＵＥのＸ２ハンドオーバに起因して複数のＸ２リンクによって混雑状態になる可能性があることである。
【００３０】
複数のリレーが、いずれかの代替案について１つの列車に展開される場合に、モバイル・リレーの間のＸ２ハンドオーバは、Ｕｎインターフェース１２からモバイル・リレー１００、２００の間の直接リンク１６へとオフロードされて（Ｕｎインターフェース１２を通さずに）、バックホール効率とハンドオーバ成功レートとを増大させることができる。直接リンク１６の機能は、通常のｅＮＢ間Ｘ２リンクの機能に類似しているが、協調モバイル・リレーをサポートする機能を用いて強化される可能性がある。
【００３１】
図３は、図２の３つの従来の代替案３００−１、３００−２、および３００−３による、Ｘ２インターフェースについての３つの異なるプロトコル・スタックを示しており、ＴＲ  ３６．８０６  ｖ９．０．０を参照して欲しい。３００−１による代替案１が、最上部に示されており、３００−２による代替案２が、中央部に示されており、また３００−３による代替案３が、最下部に示されている。図３のすべての３つの図グラフは、一番左手側の上の中継局１００のプロトコル・スタックと、一番右手側の上の他の中継局２００のプロトコル・スタックとを示している。中継局１００のプロトコル・スタックは、それぞれのＤｅＮＢ  ３００において対応するものを有しており、それに対応して、他の中継局２００のプロトコル・スタックは、他のＤｅＮＢにおいて対応するものを有しており、これは、図２には示されていないが、プロトコル・スタックを完全にするためにここでは考慮される。言い換えれば、中継局１００と、他の中継局２００とは、２つの異なるＤｅＮＢによってサービスされることが、仮定される。代替案１によれば、２つのＤｅＮＢの間には、リレー−ＵＥのＳＧＷ／ＰＧＷ  ３１０が、存在している。
【００３２】
プロトコル・スタックは、以下のプロトコルを伴っており、これらのプロトコルの詳細は、対応する仕様、例えば、ｔｈｅ  ３ＧＰＰ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  （ＴＳ）：ｔｈｅ  Ｘ２−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔ  （Ｘ２−ＡＰ）、ｔｈｅ  Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＳＣＴＰ）、ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＩＰ）、ｔｈｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＰＤＣＰ）、ｔｈｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  （ＲＬＣ）、ｔｈｅ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  （ＭＡＣ）、ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  （ＰＨＹ）、ｔｈｅ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  （ＧＰＲＳ）  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ｕｓｅｒ  ｐｌａｎｅ  （ＧＴＰ−Ｕ）、ｔｈｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＵＤＰ）、ａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌａｙｅｒ  ２  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＮＷ  Ｌ２）  および  ａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌａｙｅｒ  １  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  （ＮＷ  Ｌ１）において見出される可能性がある。
【００３３】
図４および５は、大量輸送のための手段としての列車６００の形の一実施形態を示すものである。両方の図は、モバイル中継局トランシーバ１００の一実施形態を有し、また別のモバイル中継局トランシーバ２００としての別の実施形態を有する通信システム５００を示している。言い換えれば、これらの図は、上記説明による装置１０を有する第１のモバイル中継局トランシーバ１００（これはまた、モバイル・リレー１（ＭＲ１）とも称される）を備えており、また上記説明による別の装置１０を有する第２のモバイル中継局トランシーバ２００（ＭＲ２）を備えているシステムの一実施形態を示している。第１のモバイル中継局トランシーバ１００と、第２のモバイル中継局トランシーバ２００とは、通信するためのそれらのリレー・インターフェース１６を通して結合される。システムは、大量輸送の手段の形で、すなわち、図４および５による列車の形で実施される。さらに、図４は、ドナー基地局トランシーバ３００を示しており、このドナー基地局トランシーバは、ＤｅＮＢ１とも称されており、図５は、さらに、別のドナー基地局トランシーバ３６０を示しており、この別のドナー基地局トランシーバは、ＤｅＮＢ２とも称されている。ＤｅＮＢ１と、ＤｅＮＢ２とは、通信システム５００のコア・ネットワーク（ＣＮ：Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続する。
【００３４】
図４から分かる可能性があるように、モバイル・リレー１００、ＭＲ１と、モバイル・リレー２００、ＭＲ２との両方は、同じドナー基地局トランシーバ３００、ＤｅＮＢ１に接続されることもある。列車６００が、セルラー方式ネットワークを通して移動するときに、図５の状況が、同様に起こることもあり、すなわち、モバイル・リレー１００、２００は、同様に、異なるＤｅＮＢ  ３００、すなわちＤｅＮＢ１と、ＤｅＮＢ  ３６０、すなわちＤｅＮＢ２とに接続されることもある。図４および５は、高速の列車の上の複数のＭＲのアプリケーション・シナリオを示すものである。このシナリオにおいては、複数のモバイル・リレー１００、２００が、１つの列車の上で展開される。それらは、それらのＤｅＮＢと独立して通信することができる。したがって、複数のバックホール・リンクが使用可能になっている。
【００３５】
バックホール（Ｕｎインターフェース１２）の帯域幅と信頼性とは、モバイル・リレー１００の性能にとって決定的に重要である。任意のバックホール・リンク障害は、アタッチされるすべてのＵＥのコールの脱落を引き起こすことになる。特に高速の列車のシナリオでは、バックホールは、非常に変わりやすいワイヤレス・チャネルと、頻繁なハンドオーバと、厳しいドップラー偏移とに起因してぜい弱である。
【００３６】
図６は、モバイル・リレーを有するネットワークにおけるモビリティ・シナリオの外観を示すものである。図６は、ｅＮＢと一緒に、４つのリレー・ノード（ＲＮ１、ＲＮ２、ＲＮ３、ＲＮ４）と、２つのドナーｅＮＢ（ＤｅＮＢ１、ＤｅＮＢ２）とを示しており、ここで、ｅＮＢは、Ｘ２−制御プレーン（Ｘ２−Ｃ）を使用して相互に接続され、またＳ１−ＭＭＥを使用してＭＭＥに個別に接続する。ＲＮは、Ｘ２と、Ｓ１−ＭＭＥとを使用してＤｅＮＢに接続され、すなわち、図６は、それぞれのＤｅＮＢを経由したＸ２トンネリングを示している。さらに、ＲＮ１は、ＤｅＮＢ１に接続され、ＲＮ２とＲＮ３とは、ＤｅＮＢ２に接続され、またＲＮ４は、Ｘ２を経由してＲＮ３に接続される。６つのモビリティ・シナリオのリストが、図６の右手側の上に与えられ、それぞれのシナリオは、対応するラベル付けされた両方向矢印によって示され、それぞれのモビリティ・シナリオが参照するコンポーネントに向かって指し示している。
【００３７】
固定されたリレーにおいては、マクロ・カバレッジ・ホールが、主要なアプリケーション・シナリオであり、それゆえに、ＵＥモビリティ・シナリオ（１）（ＲＮと、そのＤｅＮＢとの間の）は、最も重要である。取り囲まれたシェルを有する高速の６００の乗り物のシナリオは、モバイル・リレーについての主要シナリオと考えられる可能性がある。そのような環境においては、高速度におけるＵＥは、通常、列車６００の外側に移動することはできないことになる。リレー１００とｅＮＢとの間のモビリティは、駅において起こる可能性があるだけである。駅についてのＵＥのモビリティ管理は、列車６００が、もはや動いていないので、従来の固定されたリレーについてのモビリティ管理とたいして違いがないことを仮定することは妥当である。
【００３８】
それゆえに、単一のリレーが、全体の列車について展開される場合に、高速度の列車６００についてのＵＥモビリティの課題はほとんど存在しないか、またはより可能性の高いシナリオは、ＵＥが、同じ列車６００の上で展開されるリレー・ノード１００、２００の間で移動することであるかのいずれかである。複数のリレー１００、２００の可能性のある利点を考慮すると、ＵＥのモビリティ・シナリオは、図６に示されるように考慮されるべきであり、例えば、シナリオ（４）（ＤｅＮＢを共用するＲＮの間の）と、シナリオ（３）（ＤｅＮＢを共用しないＲＮの間の）とは、ＭＲ  ＵＥについての興味のあるモビリティ・シナリオである。上記の分析に基づいて、ＭＲと、ｅＮＢとの間のＸ２ハンドオーバは、高速度の列車を使用したモバイル・リレー・シナリオにおいては起こる可能性が低い。ハンドオーバが、列車が動いている限り、列車の外側のｅＮＢに対して起こらないことを仮定するときに、リレー間のＸ２ハンドオーバだけが、可能である。したがって、ＭＲと、ｅＮＢとの間のＸ２インターフェースは、リレー間のＸ２インターフェースほど頻繁には使用されないこともある。それゆえに、実施形態は、同じ列車の上のＭＲの間の直接リンクを提供しており、この直接リンクは、ＭＲ  ＵＥのモビリティのサポートに十分であり得る。
【００３９】
言い換えれば、モバイル・トランシーバ局１００の装置１０の実施形態においては、エア・インターフェース１２は、モバイル・トランシーバ４００についての第１のカバレッジ・エリアを生成し、このモバイル・トランシーバは、図４および５の中の列車６００の中に位置している。他の中継局トランシーバ２００は、モバイル・トランシーバ４００についての第２のカバレッジ・エリアを生成する。さらに、実施形態においては、第１のカバレッジ・エリアと、第２のカバレッジ・エリアとは、互いに隣接している。リレー・インターフェース１６は、モバイル・トランシーバ４００が、第１のカバレッジ・エリアと、第２のカバレッジ・エリアとの間で移動するときに、他の中継局トランシーバ２００と通信するように動作可能である。すなわち、モバイル中継局１００と、他のモバイル中継局トランシーバ２００とのカバレッジ・エリアの間の列車６００の中で移動するモバイル・トランシーバ４００についてのハンドオーバに関連した信号方式は、リレー・インターフェース１６を使用して実行される可能性がある。
【００４０】
さらに、実施形態は、１つのＭＲ  １００のデータが、それ自体のドナーまたはＵｎインターフェース１２を通してネットワークに対してルーティングされる可能性がある（または逆も同様である）場合の従来のリレー・アーキテクチャとは異なって、ＭＲ  １００のデータは、それ自体のＵｎインターフェース１２を経由するか、または最初に、リレー・インターフェース１６を使用して直接のリレー−リレー・リンクを通してその隣接するＭＲ（単数または複数）２００に対して、また次いで必要に応じて別のＵｎインターフェースを経由してネットワークに対してのいずれかでルーティングされ得るという利点を提供することができる。これらの実施形態はまた、協調的バックホールの実施形態と称されることもある。言い換えれば、装置１０は、ドナー・インターフェース１２を使用して、またはリレー・インターフェース１６を使用して、モバイル・トランシーバ４００と、モバイル通信システム５００との間でデータを中継するように動作可能である。リレー・インターフェース１６が、使用されるときに、データは、モバイル・トランシーバ４００に対して、または他の中継局２００の別のドナー基地局トランシーバなど、別のネットワーク・コンポーネントに対して通信される前に、別の中継局２００に対して、または別の中継局２００を通してルーティングされる可能性がある。この実施形態においては、列車６００の中の２つの中継局１００、２００が、有線接続により、例えば、光ファイバまたは電気導体により、それらのそれぞれのリレー・インターフェースを使用して接続されることが仮定される。他の実施形態においては、通信するためのリレー・インターフェース１６は、ワイヤレス・インターフェースとすることができる。
【００４１】
本実施形態は、モバイル・リレー１００、２００の間の直接のＸ２リンクを使用している。さらなる実施形態においては、１つの列車における複数のＭＲは、リレー・インターフェース１６を通して直接に相互に接続される可能性があり、このリレー・インターフェースはまた、ｍｒＸ２と称されることもある。さらに、本実施形態においては、代替案１のリレー・アーキテクチャ、すなわち３００−１が、仮定される。他の実施形態においては、代替案２、すなわち３００−２が、適用可能であることもある。実施形態においては、Ｕｎリンク、すなわちドナー・インターフェース１２と、Ｘ２トラフィックを搬送するＤｅＮＢ  ３００と、リレーＰ／Ｓ−ＧＷ  ３１０との間のＧＴＰ−Ｕトンネルとに依存する代わりに、モバイル・リレー１００、２００の間の直接のｍｒＸ２リンク３４５は、ｅＮＢの間のＸ２と同様に、リレー１００、２００の間の直接のネットワーク接続を使用する。ＳＣＴＰプロトコルと、ｍｒＸ２−ＡＰプロトコルとは、図７によって示されるように、ローカルＩＰトンネルを経由してその上で実行されることもある。
【００４２】
図７は、ｍｒＸ２アプリケーション部分（ｍｒＸ２−ＡＰ：ｍｒＸ２  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔ）を使用したｍｒＸ２の実施形態におけるモバイル・リレー間通信のためのプロトコル・スタックを示すものである。モバイル中継局トランシーバ１００のプロトコル・スタックは、左側に示され、他のモバイル中継局トランシーバのプロトコル・スタックは、右側に示されている。２つのプロトコル・スタックが、図７に示されており、ここでは、最上部にあるプロトコル・スタックは、通信するためのネットワーク・レイヤＮＷ  Ｌ１およびＮＷ  Ｌ２を使用した有線リレー・インターフェース１６を通しての通信を示している。図７の最下部に表示される実施形態は、Ｅ−ＵＴＲＡ仕様に従ったワイヤレス・リレー・インターフェース１６を使用した、すなわち、ＰＤＣＰ、ＲＬＣ、ＭＡＣ、およびＰＨＹを使用した通信を示している。
【００４３】
ｍｒＸ２インターフェース１６のＡＰプロトコルは、３ＧＰＰ  ＴＳ３６．４２３において規定されるような従来のＸ２インターフェースと類似した機能を提供することができ、それらの機能は、少なくともいくつかの実施形態の対応する強化部がハイライトされて、以下の表にリストアップされている。表は、ｍｒＸ２−ＡＰ機能と、ｍｒＸ２−ＡＰ基本プロシージャとの間のマッピングを示している。
【００４４】
【表１】
2015506652.tif 000003
【００４５】
実施形態においては、装置１０は、リレー・インターフェース１６を使用して他の中継局トランシーバ２００と負荷情報、リンク・ステータス情報、または構成アップデート情報を交換するように動作可能である。負荷管理機能については、アクセス・リンクについての情報交換のサポートを離れて、ｍｒＸ２インターフェース１６の実施形態はまた、モバイル中継局トランシーバ１００と、ドナー基地局トランシーバ３００との間（リレー−＞ＤｅＮＢ）で、負荷と、リンク・ステータスと、バックホール・アップリンクの構成アップデート情報とを交換するようにサポートする。ｍｒＸ２の上で交換されるバックホール・アップリンク負荷情報は、負荷と干渉との調整のために使用される可能性がある。さらに、装置１０は、モバイル中継局トランシーバ１００と、ドナー基地局トランシーバ３００との間のバックホール・リンクの測定報告についての情報、あるいはトランスポート・ネットワーク・レイヤ（ＴＮＬ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌａｙｅｒ）関連付けについての、またはリレー・インターフェース１６を使用した他の中継局トランシーバ２００とのＩＰルーティングについての情報を交換するように動作可能である。
【００４６】
バックホール・アップリンク・ステータス情報は、バックホール・アップリンク測定報告を交換するように作られている。構成アップデート情報は、ＴＮＬ関連付けと、ＩＰルーティングとのためにアップデートされた情報を転送するために、バックホールを交換するように作られている。実施形態におけるＸ２インターフェース１６の上の修正形態はまた、上記の負荷、ステータス、および構成アップデート情報を交換するためのいくつかの要求と、肯定応答と、エラー信号とを含むこともできる。それゆえに、装置１０は、リレー・インターフェース１６を使用して、他の中継局トランシーバ２００と、負荷バランシングと干渉調整とのための情報を交換するように動作可能とすることができる。その装置１０は、リレー・インターフェース１６を使用して他の中継局トランシーバ２００と、負荷情報ステータス情報、または構成アップデート情報についての要求、肯定応答、またはエラー信号についての情報を交換するように動作可能であることもある。
【００４７】
ｍｒＸ２のプロトコルと機能とは、高いモビリティの下でのバックホール協調についてのいくつかの強化点を除いて、通常のｅＮＢ間のリンクと類似した機能を有することもできることが、実施形態についての上記説明から分かる可能性がある。特に、リレーと、ｅＮＢとの間には、従来のＸ２ハンドオーバが、存在していないので、実施形態におけるｍｒＸ２は、ハンドオーバ・メッセージのルーティングに対するあいまい性を引き起こさないであろう。
【００４８】
上記で説明される実施形態はまた、ドナー・インターフェース１２と、他の中継局トランシーバ２００の別のドナー・インターフェースとの間のバックホール協調を確立するように動作可能とすることもできる。すなわち、装置１０は、バックホールに対する２つの接続を、すなわち、ドナー・インターフェース１２を通しての第１の接続と、リレー・インターフェース１６と他の中継局トランシーバ２００とを通しての第２の接続とを有することを利用することができる。いくつかの実施形態においては、装置１０は、ドナー・インターフェース１２の上の無線リンクの品質に基づいて、また他の中継局トランシーバ２００と、他の中継局トランシーバ２００の別のドナー基地局トランシーバ３１０との間の無線リンクの品質に基づいて、データを中継するためのリレー・インターフェース１６を制御するための手段１８をさらに備えることができる。この実施形態は、選択の組合せから、すなわち、２つの無線リンクのうちのより良い方を選択することにより、ダイバーシティ利得を達成することになる。上記で説明されたものによれば、他の組合せの戦略もまた考えることができる。
【００４９】
実施形態におけるｍｒＸ２の導入とともに、貧弱なバックホール・リンクを有するＭＲ  １００（ドナー・インターフェース１２の上の）は、より良いＵｎリンク（他のｍＲ２００のドナー・インターフェース）を用いて他のＭＲ  ２００に対してそのパケットをルーティングし、また他のＭＲ  ２００のバックホール・リンクを経由してそのＤｅＮＢ  ３００と通信することができる。Ｘ２リレー間ハンドオーバはまた、Ｕｎインターフェースから直接リンクへと、すなわち、リレー・インターフェース１２へとオフロードされる可能性もある。実施形態は、それを用いて、バックホールの信頼性と効率とを強化することができる。
【００５０】
ｍｒＸ２インターフェースのＡＰプロトコルの実施形態は、以下の機能を、すなわち、
・  ユーザ・プレーン・データ機能と、ステータス転送機能と、ＵＥコンテキスト解放機能とを別のＭＲ  ２００に対して転送する役割を担うＵＥモビリティ管理、
・  ＭＲ  １００、２００の間で、リソース・ステータスを交換する役割を担う負荷管理、
・  ＭＲ  １００、２００の間で、一般的エラー状況を交換する役割を担う一般的なエラー報告、
・  ｍｒＸ２インターフェース１６をリセットする役割を担う、リンクをリセットすること、
・  ｍｒＸ２インターフェース１６をセットアップし、またｍｒＸ２リセットを暗黙のうちに実行するために、ＲＮ  １００についての必要なデータを交換する役割を担う、リンクをセットアップすること、
・  複数のＭＲ  １００、２００が、インターフェースの上で正しく協調するために必要とされる構成についてのアップデートする役割を担うＭＲ構成アップデート、
を提供することができる。
【００５１】
図８は、モバイル通信システム５００の中のモバイル中継局トランシーバ１００についての方法の一実施形態についてのフロー・チャートのブロック図を示すものである。本方法は、ドナー・インターフェース１２を使用して、ドナー基地局トランシーバ３００と通信するステップ２２と、エア・インターフェース１４を使用してモバイル・トランシーバ４００と通信するステップ２４とを含む。本方法は、リレー・インターフェース１６を使用して別の中継局トランシーバ２００と通信するステップ２６をさらに含んでいる。
【００５２】
実施形態は、さらに、コンピュータ・プログラムが、コンピュータまたはプロセッサの上で実行されるときに、上記方法のうちの１つを実行するためのプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５３】
実施形態は、２つのモバイル中継局の間のユーザ・プレーンにおける、または制御プレーンにおけるデータ送信のレイテンシーが、低減され得るという利点を提供することができる。さらに、リレー間通信は、２つのＵｎインターフェースを使用する代わりに直接インターフェースを使用して、少なくとも部分的に実行され得るので、複数のモバイル・リレーのシナリオにおける処理負荷は、低減される可能性がある。さらに、ＳＣＴＰ接続の数は低減される可能性があり、この数は、従来のアプローチにおける隣接するｅＮＢと、ＲＮとの数に等しくすることができ、またＭＭＥに対して１つの接続まで、また隣接するＲＮに対して２つよりも少ない接続まで（隣接するＲＮの数に等しく）、低減されることもある。さらに、協調バックホール・アプローチを通して、レイテンシー、効率、サービス使用可能性、および容量に関する利点が、達成されることもある。
【００５４】
当業者なら、様々な上記で説明された方法のステップが、プログラムされたコンピュータによって実行され得ることを簡単に認識するであろう。本明細書においては、いくつかの実施形態はまた、プログラム・ストレージ・デバイス、例えば、デジタル・データ・ストレージ媒体を対象として含むことを意図しており、これらのプログラム・ストレージ・デバイスは、マシン読取り可能、またはコンピュータ読取り可能であり、また命令のマシン実行可能なプログラム、またはコンピュータ実行可能なプログラムを符号化しており、そこでは前記命令は、前記上記で説明された方法のステップのうちの一部または全部を実行する。プログラム・ストレージ・デバイスは、例えば、デジタル・メモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気ストレージ媒体、ハード・ドライブ、または光学的に読取り可能なデジタル・データ・ストレージ媒体とすることができる。それらの実施形態はまた、上記で説明された方法の前記ステップを実行するようにプログラムされるコンピュータ、あるいは上記で説明された方法の前記ステップを実行するようにプログラムされた、（フィールド）プログラマブル・ロジック・アレイ（（Ｆ）ＰＬＡ：（ｆｉｅｌｄ）ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ａｒｒａｙｓ）または（フィールド）プログラマブル・ゲート・アレイ（（Ｆ）ＰＧＡ：（ｆｉｅｌｄ）  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙｓ）を対象として含むことも意図している。
【００５５】
本説明および図面は、単に本発明の原理を例証しているにすぎない。したがって、当業者なら、本明細書において明示的に説明されてもおらず、または示されてもいないが、本発明の原理を実施し、また本発明の精神および範囲の内部に含まれる様々な構成を工夫することができるようになることが、理解されるであろう。さらに、本明細書において列挙されるすべての例は、本発明の原理と、当技術を推進するために、本発明者（単数または複数）によって寄与される概念とを理解するに際して読者を助ける教育上の目的のためにすぎないことを原理的に、明示的に、意図しており、またそのような具体的に列挙された例および状態だけに限定することのないように解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態を列挙している、本明細書におけるすべての記述、ならびにその特定の例は、その同等形態を包含することも意図している。
【００５６】
「．．．するための手段」として示される（ある種の機能を実行する）機能ブロックは、それぞれある種の機能を実行するよう（ｆｏｒ  ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ）に、または実行するように（ｔｏ  ｐｅｒｆｏｒｍ）適合されている回路を備える機能ブロックとして理解されるべきである。それゆえに、「第ｓのための手段」は、「第ｓのために適合されており、または第ｓのために適している手段」として同様に理解されることもある。ある種の機能を実行するように適合されている手段は、それゆえに、そのような手段が、必ずしも前記機能を（与えられた瞬間に）実行していることを意味しているとは限らない。
【００５７】
「手段」、「制御するための手段」などとラベル付けされる任意の機能ブロックを含めて、図面の中に示される様々な要素の機能は、「制御装置」などの専用のハードウェア、ならびに適切なソフトウェアと関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を通して提供されることもある。プロセッサによって提供されるときに、それらの機能は、単一の専用のプロセッサにより、単一の共用プロセッサにより、またはそれらのプロセッサのうちのいくつかが、共用され得る複数の個別のプロセッサにより、提供されることもある。さらに、用語「プロセッサ」または「制御装置」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアだけを排他的に意味するように解釈されるべきではなく、また限定することなく、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ハードウェアと、ネットワーク・プロセッサと、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）と、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）と、ソフトウェアを記憶するためのリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）と、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）と、不揮発性ストレージとを暗黙のうちに含むことができる。他のハードウェアが、従来のものおよび／またはカスタムも、含められることもある。同様に、図面に示される任意のスイッチは、概念的なものにすぎない。それらの機能は、プログラム・ロジックのオペレーションを通して、専用のロジックを通して、プログラム制御と専用のロジックとの相互作用を通して、または手動でさえも実行されることもあり、特定の技法は、文脈からもっと具体的に理解されるように、実装者によって選択可能である。
【００５８】
本明細書における任意のブロック図は、本発明の原理を実施する実例となる回路の概念図を表すことが、当業者によって理解されるべきである。同様に、任意のフロー・チャートと、流れ図と、状態遷移図と、擬似コードなどとは、コンピュータ読取り可能媒体の形で実質的に表され得る様々なプロセスを表し、またそのようにしてそのようなコンピュータまたはプロセッサが、明示的に示されているか否かにかかわらず、コンピュータまたはプロセッサによって実行されることが、理解されるであろう。
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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