(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークで中継を実施するための方法であって、
現段階のサービスのバックホールで使用するための現段階のバックホールウインドウのサイズと位置とを判定するために、より上の段階の装置と協議するステップと、
現段階のサービスのバックホールで使用するための現段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
前記現段階のサービスのバックホールを完了するために、第１の周波数から第２の周波数へ切り替えるステップと、
現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を第２の周波数で受信するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記現段階のバックホールウインドウが終了したことを判定するステップと、
現段階のサービスにアクセスするために、前記第２の周波数を前記第１の周波数に再び切り替えるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を、前記第１の周波数で送信するステップとをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を、前記第１の周波数で送信するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
下位段階のバックホールサービスを送信するステップをさらに含む、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報が、
プリアンブルと、
フレーム制御ヘッダと、
ダウンリンクマップと、
アップリンクマップと、
ダウンリンクチャネル記述と、
アップリンクチャネル記述とのうちの少なくとも１つを含む、請求項３または４に記載の方法。
【請求項７】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための前記バックホールウインドウのサイズと位置とを判定するために、別のプリアンブルを使用することによって、下位段階の装置と協議するステップをさらに含み、
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報に含まれるプリアンブルが、前記別のプリアンブルと異なる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記下位段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記下位段階のサービスが、ダウンリンクサービスであって、
前記下位段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するステップと、
下位段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
下位段階のアップリンクバックホールサービスを受信するステップと、
現段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
現段階のアップリンクサービスのバックホールを完了するために、前記第１の周波数から前記第２の周波数に切り替えるステップと、
現段階のアップリンクサービスのバックホールを実行するステップと、
前記現段階のアップリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するステップと、
現段階のサービスにアクセスするために、前記第２の周波数から前記第１の周波数に再び切り替えるステップとをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記現段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記現段階のサービスが、ダウンリンクサービスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記現段階のバックホールウインドウが、アップリンクバックホールウインドウであり、前記現段階のサービスが、アップリンクサービスである、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
現段階のバックホールサービスを受信するステップと、
現段階のバックホールサービスを一時的に記憶するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報が、さらに、
フレーム制御ヘッダと、
ダウンリンクマップと、
アップリンクマップと、
ダウンリンクチャネル記述と、
アップリンクチャネル記述とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
より上の段階の装置と協議するステップは、別のプリアンブルを使用することによって、より上の段階の装置と協議するステップであり、現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報に含まれるプリアンブルが、前記別のプリアンブルと異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記現段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記現段階のサービスが、ダウンリンクサービスであって、
前記現段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するステップと、
現段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
現段階のアップリンクサービスのバックホールを実行するステップと、
前記現段階のアップリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するステップと、
現段階のサービスにアクセスするために、前記第２の周波数から前記第１の周波数に再び切り替えるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記無線通信ネットワークが、ＷｉＭＡＸ無線通信ネットワークである、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
無線通信ネットワークで中継を実施するための中継器であって、
現段階のサービスのバックホールで使用するための現段階のバックホールウインドウのサイズと位置とを判定するために、より上の段階の装置と協議するための手段と、
現段階のサービスのバックホールで使用するための現段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
現段階のサービスのバックホールを完了するために、第１の周波数から第２の周波数へ切り替えるための手段と、
現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を第２の周波数で受信するための手段とを含む中継器。
【請求項１７】
前記現段階のバックホールウインドウが終了したことを判定するための手段と、
現段階のサービスにアクセスするために、前記第２の周波数から前記第１の周波数に再び切り替えるための手段とをさらに含む、請求項１６に記載の中継器。
【請求項１８】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を、前記第１の周波数で送信するための手段とをさらに含む、請求項１７に記載の中継器。
【請求項１９】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を、前記第１の周波数で送信するための手段とをさらに含む、請求項１６に記載の中継器。
【請求項２０】
下位段階のバックホールサービスを送信するための手段をさらに含む、請求項１８または１９に記載の中継器。
【請求項２１】
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報は、
プリアンブルと、
フレーム制御ヘッダと、
ダウンリンクマップと、
アップリンクマップと、
ダウンリンクチャネル記述と、
アップリンクチャネル記述とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１８または１９に記載の中継器。
【請求項２２】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための前記バックホールウインドウのサイズと位置とを判定するために、別のプリアンブルを使用することによって、下位段階の装置と協議するための手段をさらに含み、
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報に含まれるプリアンブルが、前記別のプリアンブルと異なる、請求項２１に記載の中継器。
【請求項２３】
前記下位段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記下位段階のサービスが、ダウンリンクサービスであって、
前記下位段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するための手段と、
下位段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
下位段階のアップリンクバックホールサービスを受信するための手段と、
現段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
現段階のアップリンクサービスのバックホールを完了するために、前記第１の周波数から前記第２の周波数に切り替えるための手段と、
現段階のアップリンクサービスのバックホールを実行するための手段と、
前記現段階のアップリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するための手段と、
現段階のサービスにアクセスするために、前記第２の周波数から前記第１の周波数に再び切り替えるための手段とをさらに含む、請求項１８に記載の中継器。
【請求項２４】
前記現段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記現段階のサービスが、ダウンリンクサービスである、請求項１６に記載の中継器。
【請求項２５】
前記現段階のバックホールウインドウが、アップリンクバックホールウインドウであり、前記現段階のサービスが、アップリンクサービスである、請求項１６に記載の中継器。
【請求項２６】
現段階のバックホールサービスを受信するための手段と、
現段階のバックホールサービスを一時的に記憶するための手段とをさらに含む、請求項１６に記載の中継器。
【請求項２７】
現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報が、さらに、
フレーム制御ヘッダと、
ダウンリンクマップと、
アップリンクマップと、
ダウンリンクチャネル記述と、
アップリンクチャネル記述とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の中継器。
【請求項２８】
より上の段階の装置と協議するための手段は、別のプリアンブルを使用することによって、より上の段階の装置と協議し、現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報に含まれるプリアンブルが、前記別のプリアンブルと異なる、請求項１６に記載の中継器。
【請求項２９】
前記現段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記現段階のサービスが、ダウンリンクサービスであって、
前記現段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するための手段と、
現段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
現段階のアップリンクサービスのバックホールを実行するための手段と、
前記現段階のアップリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するための手段と、
現段階のサービスにアクセスするために、前記第２の周波数から前記第１の周波数に再び切り替えるための手段とをさらに含む、請求項１６に記載の中継器。
【請求項３０】
前記無線通信ネットワークが、ＷｉＭＡＸ無線通信ネットワークである、請求項１６に記載の中継器。
【請求項３１】
無線通信ネットワークで中継を実施するための方法であって、
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウのサイズと位置とを判定するために、下位段階の装置と協議するステップと、
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
前記下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を送信するステップとを含み、
前記情報は、ユーザ局のフレームの実際の開始位置を判断するための、現段階のサービスにおいてユーザ局によって使用されているプリアンブルと異なるプリアンブルを有する、方法。
【請求項３２】
下位段階のバックホールサービスを送信するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが終了したことを判定するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記下位段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記下位段階のサービスが、ダウンリンクサービスであって、
前記下位段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するステップと、
下位段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、
下位段階のアップリンクバックホールサービスを受信するステップとをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
無線通信ネットワークで中継を実施するための基地局であって、
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウのサイズと位置とを判定するために、下位段階の装置と協議するための手段と、
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
前記下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を送信するための手段とを含み、
前記情報は、ユーザ局のフレームの実際の開始位置を判断するための、現段階のサービスにおいてユーザ局によって使用されているプリアンブルと異なるプリアンブルを有する、基地局。
【請求項３６】
下位段階のバックホールサービスを送信するための手段をさらに含む、請求項３５に記載の基地局。
【請求項３７】
下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが終了したことを判定するための手段をさらに含む、請求項３５に記載の基地局。
【請求項３８】
前記下位段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウであり、前記下位段階のサービスが、ダウンリンクサービスであって、
前記下位段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了したことを判定するための手段と、
下位段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、
下位段階のアップリンクバックホールサービスを受信するための手段とをさらに含む、請求項３５に記載の基地局。
【請求項３９】
前記情報は、ユーザ局のフレームの実際の開始位置を判断するために、上位段階のサービスにおいてユーザ局によって使用されているプリアンブルと異なるプリアンブルを有する、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４０】
前記情報は、ユーザ局のフレームの実際の開始位置を判断するために、上位段階のサービスにおいてユーザ局によって使用されているプリアンブルと異なるプリアンブルを有する、請求項１６から３０のいずれか１項に記載の中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、その開示が参照により本明細書に組み込まれている、２００５年１１月１１日に出願された中国特許出願公開第２００５１０１１０３２３．７号に基づく。
【０００２】
本発明は、通信分野に関し、詳細には中継を実施するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信ネットワークの適用範囲を拡大するための効果的な方法は、無線ネットワーク中継器を採用することである。典型的には属する基地局の端部に配備される中継器は、この基地局の適用範囲を拡大するために使用され、基地局の基本的な機能を有するが、その適用範囲は比較的狭い。基地局には、１つまたは複数の中継器が与えられてもよく、中継器にもまた、中継器のカスケードを形成するように、１つまたは複数の中継器が与えられてもよい。中継器のカスケードを用いることで、この無線通信ネットワークの適用範囲は、さらに拡大されることが可能である。
【０００４】
マイクロ波アクセスのための国際相互運用（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）（ＷｉＭＡＸ）無線通信ネットワークに関しては、時間分割複信（ＴＤＤ）の同一周波数マルチホップ中継を支持する方式が、提唱されてきた。この方式によれば、すべての基地局および中継器は、同一の周波数で機能する。さらに、各中継器の無線バックホールも、その周波数を採用する。具体的には、基地局は、それぞれアップリンク／ダウンリンクのサブフレームで、第１段階の中継器のためにアップリンク／ダウンリンク伝送スロットを確保する。この第１段階の中継器は、ダウンリンクスロットでそのユーザ局にダウンリンクサービスを送信して、第２段階の中継器のためにダウンリンクスロットを確保し、そのアップリンクスロットでは、この第１段階の中継器は、そのユーザ局からアップリンクサービスを受信して、その第２段階の中継器のためにアップリンクスロットを確保する。類似性から判断して、上述の機構は、第３段階の中継器、第４段階の中継器、…第Ｎ段階の中継器などの、下位段階の中継器に拡大されることが可能である。中継器に関しては、中継器は、そのユーザ局およびその下の段階の中継器のみと、アップリンク／ダウンリンクスロットで通信するが、中継器が、サービスをその基地局かまたはその上の段階の中継器にバックホールする場合、その上の段階のデバイス（基地局または中継器）のアクセススロットを占有することになる。
【０００５】
しかしながら、この方式の欠点は、すべての基地局および中継器が、同一の周波数で機能し、基地局および／または中継器が、それらの中継器のためにアップリンク／ダウンリンクスロットを確保するので、多数のホップが存在する場合、システムの能力が大幅に低下するということである。このことは、この方式が、高密度で輸送量の多いネットワークアプリケーションには適していないということを意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、高密度で輸送量の多いネットワークアプリケーションに適応されることが可能な、中継を実施するための方法および装置を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によって、無線通信ネットワークで中継を実施するための方法が提供され、前記方法は、現段階のサービスのバックホールで使用するための現段階のバックホールウインドウ（ｂａｃｋｈａｕｌ  ｗｉｎｄｏｗ）が開始したことを判定するステップと、現段階のサービスのバックホールを完了するために、第１の周波数から第２の周波数へ切り替えるステップとを含む。
【０００８】
本発明の第２の態様によって、無線通信ネットワークで中継を実施するために中継器が提供され、前記中継器は、現段階のサービスのバックホールで使用するための現段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、現段階のサービスのバックホールを完了するために、第１の周波数から第２の周波数へ切り替えるための手段とを含む。
【０００９】
本発明の第３の態様によって、無線通信ネットワークで中継を実施するための方法が提供され、前記方法は、下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するステップと、下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を送信するステップとを含む。
【００１０】
本発明の第４の態様によって、無線通信ネットワークで中継を実施するために基地局が提供され、前記基地局は、下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したことを判定するための手段と、下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を送信するための手段とを含む。
【００１１】
本発明において、各中継器は、基地局のフレームの長さと同じ長さの、それ自体の独立のフレームを有する。したがって、本発明は、高密度で輸送量の多いネットワークアプリケーションに適している。
【００１２】
さらに、本発明において、無線バックホールリンクが、中継器と基地局との間、および中継器と他の中継器との間で使用される。したがって、配備コストは少なくなり、動作コストもまた少なくなるので、ネットワークの迅速な配備が達成されることが可能である。
【００１３】
本発明のその他の目的および効果は、添付の図面と合わせて、以下の詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１４】
以下の図面全体を通して、同様の参照符号は、同一、類似、もしくは一致する特徴または機能を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本明細書で「例示的な」という表現は、「例、実施形態、または具体例として用いられる」ということを意味するために使用されている。本明細書では、「例示的な」と述べられるいかなる実施形態も、他の実施形態よりも好ましいか、または有利であると必ずしも解釈されることはできない。
【００１６】
本発明の基本的な考えは、基地局と中継器とが、常に同一の周波数で動作するわけではないということである。詳細には、基地局は、常に同一の周波数で動作し、唯一のモード、すなわちマスタモードを有する。中継器は、マスタモードとスレーブモードとの両方を有する。マスタモードでは、中継器は、基地局の周波数とは異なる別の周波数で動作し、それに属するユーザ局は、この別の周波数を使用することによってアクセスを達成するが、スレーブモードでは、この中継器の動作周波数は、基地局の周波数に切り替わり、この時点で、中継器は、バックホール動作を実行するためのこの基地局のスレーブ装置となる。さらに、中継器は、カスケードにされることが可能である。
【００１７】
換言すれば、中継器は、通常の動作状態ではそのユーザ局の基地局としての役割を果たし、バックホールの作業状態では、中継器は、その基地局か、またはその上の段階の中継器（ともにファザーノードと呼ぶ）のユーザ局としての役割を果たし、そのファザーノードのチャイルドノードとなる。
【００１８】
基地局の有する中継器の数によって、および前記中継器がそれに属する中継器を有するかどうかによって、詳細に説明されるように、１）単一ホップ、単一中継器、２）単一ホップ、複数中継器、３）複数ホップ、単一中継器の３つの基本的な状況に分けられてもよい。これらの状況は、組み合わせられて、例えば複数ホップ、複数中継器を構成してもよい。
【００１９】
以下で、本発明の実施形態は、ＷｉＭＡＸ無線通信ネットワークに関して詳細に説明される。しかしながら、本発明の基本的な着想は、ＩＥＥＥ８０２．１１によって規定される無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）など、他の種類の無線通信ネットワークに適用されることも可能であるということが、当業者には理解されるべきである。
【００２０】
理解を容易にするために、はじめに、基地局とユーザ局との間で伝送されるフレームの構造などの、ＷｉＭＡＸ  ＴＤＤの物理層フレーム構造が紹介される。当然のことながら、本発明は、ＷｉＭＡＸ  ＦＤＤ（周波数分割複信）方式に適用されることも可能であるということに留意されたい。本明細書では簡潔であるために、ＴＤＤ方式に関する説明がなされる。ＷｉＭＡＸ規格では、（ＳＣ（単一搬送波）、ＳＣａ（発展型単一搬送波）、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）などの）様々な物理層規格が規定されている。それらの特定の形式は互いに異なっているが、構造は基本的に同じである。
【００２１】
図１は、ＷｉＭＡＸ  ＴＤＤの物理層フレーム構造を示す。図１に示すフレーム構造で、ダウンリンクのサブフレームは、ダウンリンクブロードキャストドメインを含む。ダウンリンクブロードキャストドメインは、プリアンブル、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）、様々なダウンリンクブロードキャスト制御メッセージ等を含む。それらのうち、プリアンブルは、ユーザ局の物理的同期化および等化のために使用され、ＦＣＨは、様々なダウンリンクバースト伝送の特性および長さを規定するダウンリンクフレーム接頭部を含み、ダウンリンクブロードキャスト制御メッセージは、ＤＬ−ＭＡＰ（ダウンリンクマップ）、ＵＬ−ＭＡＰ（アップリンクマップ）、ＤＣＥ（ダウンリンクチャネル記述）、ＵＣＤ（アップリンクチャネル記述）リンク制御メッセージを、ユーザ局に送信するために使用され、前記メッセージは、フレーム内のアップリンク／ダウンリンクリソースと物理チャネル属性との間の分配の方法を規定する。基地局に属するユーザ局が、ダウンリンクブロードキャストドメインを適切に受信する場合にだけ、それらは、送受信の動作を適切に実行することができる。
【００２２】
ＷｉＭＡＸフレームの開始部分は、ダウンリンクブロードキャストドメインであり、すべてのユーザ局は、同期化および送信の動作を完了するためにダウンリンクブロードキャストドメインを受信しなければならないので、各基地局および各中継器は、ダウンリンクブロードキャストドメインをそのスレーブ装置に送信するために、フレームの開始部分を利用する必要がある。
【００２３】
さらに、中継器の基本的な動作プロセスは、以下の通りである。はじめに、中継器は、ユーザ局モードに入り、この時点で共通のユーザ局のように、そのファザーノードを用いて同期化および送信動作を完了するために、元々のダウンリンクブロードキャストドメインを利用する。次に中継器は、そのファザーノードと協議してバックホールウインドウのサイズと位置とを判定し、その後、中継器動作モードに入り、マスタ／スレーブモードの切り替えによって、アクセスおよびバックホール動作を完了する。
【００２４】
ここで問題が生じる。すなわち、中継器が、中継器動作モードに入る場合、バックホール動作のために同期化および適切な制御情報を得るために、そのファザーノードからダウンリンクブロードキャストドメイン情報を受信する必要がある。
【００２５】
本発明の実施形態によって、各フレームのダウンリンクブロードキャストドメインは、ダウンリンクブロードキャストドメインをマッピングする方法を使用することによって、中継器に提供される。具体的には、中継器のファザーノードは、フレームのダウンリンクブロードキャストドメインを、この中継器のダウンリンクバックホールウインドウにコピーする。したがって、この中継器が、バックホール動作を実行するためにスレーブモードに切り替わる場合、この中継器は、そのファザーノードのダウンリンクのブロードキャストダウン情報を受信することができる。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態によるバックホールウインドウを有したＷｉＭＡＸ  ＴＤＤ物理層フレーム構造を示す。図２に示すように、この実施形態は、既存のＷｉＭＡＸフレーム構造に基づいて、専用のサブフレームを規定し、この専用のサブフレームは、それぞれが中継器のダウンリンクバックホールウインドウとアップリンクバックホールウインドウとして使用される、ダウンリンクサービスドメインとアップリンクサービスドメインとに埋め込まれる。さらに、それらのファザーノードのダウンリンクブロードキャストドメインマップは、ダウンリンクバックホールウインドウの開始部分に挿入される。
【００２７】
実施形態によって、ダウンリンクブロードキャストドメインマップが、バックホールウインドウに挿入される場合、このダウンリンクブロードキャストドメインマップのプリアンブルは、元々のダウンリンクブロードキャストドメインのプリアンブルと異なるように変更される。したがって、同じファザーノードの下の共通のユーザ局の同期化の動作は、影響を受けることが回避され、さもなければ実際のフレームの開始位置を判定することができない。同時に、ＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ、およびＵＣＤなどのその他の制御情報は、簡略化され、リソースを節約するために、元々のダウンリンクブロードキャストドメインのユーザ局のための情報は取り除かれ、この中継器に必要とされる情報のみが保存される。
【００２８】
このようにして、中継器のバックホールウインドウは、共通のユーザ局に対して透過的である。中継器がスレーブノードに入る場合のみ、ダウンリンクブロードキャストドメインマップは識別され、同期化およびバックホール動作は完了される。
【００２９】
この実施形態において、このダウンリンクブロードキャストドメインマップのプリアンブルは、元々のダウンリンクブロードキャストドメインのプリアンブルと異なっている場合、特に規定されることはない。
【００３０】
以下で、図２に示すような、フレーム構造に基づく中継器の無線バックホール動作が、異なる応用例に関して説明される。
【００３１】
単一ホップ、単一中継器
図３は、単一ホップ、単一中継器下のネットワーク構造を示す。図３に示すように、この例示的なネットワーク構造３００は、コアネットワーク３０１、基地局３０３、基地局３０３のユーザ局３０４、基地局３０３の中継器３０５、および中継器３０５の基地局３０６を含む。中継器３０５は、基地局３０３の端部に配備され、適用範囲３０５ａを有し、それによって基地局３０３の適用範囲３０３ａを拡大している。基地局３０３とコアネットワーク３０１との間では有線バックホールが使用されるのに対して、基地局３０３と中継器３０５との間では無線バックホールが使用される。
【００３２】
具体的には、基地局３０３は、動作周波数ｆ１を有し、ｆ１は、常にマスタモードで動作し、ユーザ局３０４などのそのユーザ局にアクセスする。中継器３０５は、マスタモードおよびスレーブモードを有する。マスタモードでは、その動作周波数は、ｆ２であり、それに属するユーザ局、すなわちユーザ局３０６は、この周波数を使用することによってアクセスを達成する。スレーブモードでは、中継器３０５は、動作周波数ｆ１に切り替え、この時点で、中継器３０５は、バックホール動作を実行するための基地局３０３のスレーブ装置である。
【００３３】
図４は、単一ホップ、単一中継器下の例示的なバックホール動作のプロセスを示す。フレーム中で、はじめに中継器３０５は、マスタモードで動作し、ダウンリンクブロードキャストドメイン４０３で、ユーザ局３０６などのそのユーザ局へ同期化および制御情報をブロードキャストし、ダウンリンクサービスを送信する。基地局３０３との事前の合意によって、中継器３０５は、そのダウンリンクバックホールウインドウが到達するとき、スレーブモードに、すなわち周波数ｆ２から周波数ｆ１に切り替え、バックホールを適切に実行するために、基地局３０３からダウンリンクブロードキャストドメインマップ４０５をダウンリンクバックホールウインドウで受信し、ここではダウンリンクブロードキャストドメインマップ４０５は、ダウンリンクブロードキャストドメイン４０１の簡略化されたコピーである。次いで、中継器３０５は、ダウンリンクバックホールウインドウでダウンリンクバックホールサービスを受信する。これらのサービスは、一時的に記憶され、例えばその次のフレーム内で、後で対応するユーザ局に転送される。ダウンリンクバックホールウインドウは、そのダウンリンクサブフレームで終了する。中継器３０５が、アップリンクサブフレームに入った後、そのアップリンクバックホールウインドウは、到達したと判定される。中継器３０５は、そのアップリンクバックホールウインドウで、コアネットワーク３０１にアップリンクバックホールサービスを転送する基地局３０３に、アップリンクバックホールサービスを転送する。中継器３０５が、そのアップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、マスタモードに戻る、すなわち周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り替える。この時点で、中継器３０５は、ユーザ局３０６などの、その共通のユーザ局からすべての種類のサービスを受信する。切り替えを通して、中継器３０５は、それに属するユーザ局３０６のアクセスを達成し、サービスの無線バックホールを実施する。
【００３４】
当然、基地局３０３および中継器３０５は、互いに干渉することはない。これらはマスタモードで動作する場合、異なる周波数にある。すなわち、基地局３０３が、周波数ｆ１にあるのに対して、中継器３０５は、周波数ｆ２にある。中継器３０５がスレーブモードに入る場合、基地局３０３の周波数リソースを使用することによって、サービスの無線バックホールを達成し、この時点で基地局３０３のユーザ局となる。
【００３５】
さらに、基地局３０３が、中継器３０５のダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、ダウンリンクブロードキャストドメインマップ４０５を、ダウンリンクバックホールウインドウの開始部分に付け加える。ダウンリンクブロードキャストドメインマップ４０５は、（ユーザ局３０４などの）共通のユーザ局が、フレームの実際の開始位置を判断できないという事実を回避するように、ダウンリンクブロードキャストドメイン４０１のプリアンブルとは完全に異なったプリアンブルを備えた、ダウンリンクブロードキャストドメイン４０１の簡略化されたコピーである。さらにＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ、およびＵＣＤなどのその他の制御情報は、簡略化され、リソースを節約するように、元々のダウンリンクブロードキャストドメイン４０１でユーザ局３０４のための情報を取り除き、中継器３０５に必要とされる情報のみを保存する。
【００３６】
このようにして、中継器３０５がスレーブモードに入る場合、バックホール動作の実行のために必要とされる同期化および適切な制御情報を取得することができる。
【００３７】
さらに、基地局３０３は、このダウンリンクバックホールウインドウ内で、ダウンリンクバックホールサービスを中継器３０５に送信する。
【００３８】
加えて、基地局３０３が、中継器３０５のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、このアップリンクバックホールウインドウ内で、中継器３０５からアップリンクバックホールサービスを受信する。
【００３９】
ところで、実施の間、簡略化のために、バックホールウインドウのサイズおよび位置は、中継器３０５が起動されるときに、中継器３０５と基地局３０３などのそのファザーノードとの間の協議を通じて判定され、その後は、動的に調整されることを必要としない。
【００４０】
図５は、中継器の動作流れ図を示す。例えば、この中継器は、図３に示すような中継器３０５である。
【００４１】
はじめに、中継器３０５は、共通のユーザ局として起動される（ステップＳ５０１）。次いで、中継器３０５は、基地局と接続するように、元々のダウンリンクブロードキャストドメインのプリアンブルなどの情報を使用することによって、その基地局３０３との同期化を達成する（ステップＳ５０３）。その後、中継器３０５は、そのアップリンクおよびダウンリンクバックホールウインドウの位置およびサイズを判定するために、基地局３０３と協議する（ステップＳ５０５）。このようにして、中継器３０５および基地局３０３の双方は、無線バックホール動作モードに入ることができる。
【００４２】
次に、中継器３０５は、第１フレーム動作を開始する（ステップＳ５０９）。フレーム動作は、ダウンリンクサブフレーム動作とアップリンクサブフレーム動作とを含む。中継器３０５は、はじめにダウンリンクサブフレーム動作を実行する。ダウンリンクサブフレーム動作で、中継器３０５は、はじめにマスタモードに入り、周波数ｆ２で動作し、それに属するユーザ局３０６にダウンリンク情報を送信する（ステップＳ５１１）。
【００４３】
次いで、中継器３０５は、ダウンリンクバックホールウインドウが開始したか否かを判定する（ステップＳ５１３）。中継器３０５が、ダウンリンクバックホールウインドウが開始していないと判定した場合、しばらくの間待機して（ステップＳ５１４）、判定ステップＳ５１３に戻る。
【００４４】
中継器３０５が、ダウンリンクバックホールウインドウが開始したと判定した場合、スレーブモードに入り、周波数ｆ２から周波数ｆ１に切り替え、すなわち基地局３０３の周波数で動作し、バックホール動作のための同期化を完了するために、ダウンリンクブロードキャストドメインマップ４０５を検索する（ステップＳ５１５）。
【００４５】
続いて、中継器３０５は、基地局３０３からダウンリンクバックホールサービスを受信し、受信されたダウンリンクバックホールサービスを、マスタモードのダウンリンクスロットで中継器３０５のユーザ局３０６に転送するように、それらを一時的に記憶する（ステップＳ５１７）。
【００４６】
その後、中継器３０５が、ダウンリンクバックホールウインドウが終了したか否かを判定する（ステップＳ５１９）。中継器３０５は、ダウンリンクバックホールウインドウが終了していないと判定した場合、しばらくの間待機して（ステップＳ５２０）、判定ステップＳ５１９に戻る。
【００４７】
中継器３０５が、ダウンリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、ダウンリンクサブフレームが終了したか否かを判定する（ステップＳ５２１）。ダウンリンクサブフレームが終了していなければ、中継器３０５は、しばらくの間待機し（ステップＳ５２２）、判定ステップＳ５２１に戻る。
【００４８】
中継器３０５が、ダウンリンクサブフレームが終了したと判定した場合、アップリンクサブフレーム動作を実行する。
【００４９】
はじめに、中継器３０５は、アップリンクバックホールウインドウが開始したか否かを判定する（ステップＳ５２３）。中継器３０５が、アップリンクバックホールウインドウが開始していないと判定した場合、しばらくの間待機し（ステップＳ５２４）、判定ステップＳ５２３に戻る。
【００５０】
中継器３０５が、アップリンクバックホールウインドウが開始したと判定した場合、それに属するユーザ局３０６からの一時的に記憶されたアップリンクバックホールサービスを送信する（ステップＳ５２５）。
【００５１】
次いで、中継器３０５は、アップリンクバックホールウインドウが終了したか否かを判定する（ステップＳ５２７）。中継器３０５が、アップリンクバックホールウインドウが終了していないと判定した場合、しばらくの間待機し（ステップＳ５２８）、判定ステップＳ５２７に戻る。
【００５２】
中継器３０５が、アップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、マスタモードに入り、周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り替える、すなわちそれ自体の周波数で再度動作し、そのユーザ局３０６からアップリンクサービスを受信して、その後のアップリンクバックホール動作でこれらのサービスをその基地局３０３にバックホールするために、これらのサービスを一時的に記憶する。
【００５３】
その後、中継器３０５は、アップリンクサブフレームが終了したか否かを判定する（ステップＳ５３１）。アップリンクサブフレームが終了していなければ、中継器３０５は、しばらくの間待機し（ステップＳ５３２）、判定ステップＳ５３１に戻る。
【００５４】
中継器３０５が、アップリンクサブフレームが終了したと判定した場合、ダウンリンクサブフレーム動作に戻り、ステップＳ５１１およびＳ５３２と同様の次のフレーム動作を開始する。
【００５５】
中継器３０５が、ダウンリンクバックホール動作に入った後、たとえダウンリンクバックホールウインドウが終了していても、中継器３０５は、マスタモードに再度切り替えることはないが、アイドル状態にあるということに注意されたい。アップリンクバックホール動作が完了した場合にのみ、中継器３０５は、そのユーザ局３０６からアップリンクサービスを受信するために、マスタモードに再度切り替える。このことは、複雑なマスタ／スレーブモードの切り替え動作の実施を簡略化する。
【００５６】
当然のことながら、本発明はこれに限定されるわけではないことが、当業者には理解されるべきである。すなわち、ダウンリンクバックホールウインドウが終了している場合、中継器３０５は、そのユーザ局にアクセスするためにマスタモードに切り替えてもよい。アップリンクバックホールウインドウが開始した場合、中継器３０５は、アップリンクサービスのバックホールを実行するために、マスタモードからスレーブモードに再び切り替える。
【００５７】
さらに、中継器３０５のダウンリンクバックホールウインドウおよびアップリンクバックホールウインドウは、それぞれフレームのダウンリンクサブフレームの終了部分と、フレームのアップリンクサブフレームの開始部分とに配置される。当然のことながら、本発明はこれに限定されるわけではないことが、当業者には理解されるべきである。中継器３０５は、そのアップリンク／ダウンリンクバックホールウインドウを構成するために、そのファザーノード、すなわち基地局３０３と協議してもよい。
【００５８】
単一ホップ、複数中継器
図６は、単一ホップ、複数中継器下の例示的なネットワーク構造を示す。図６に示すように、この例示的なネットワーク構造６００は、コアネットワーク６０１、基地局６０３、基地局６０３のユーザ局６０４、基地局６０３の中継器６０５および６０７、中継器６０５のユーザ局６０６、ならびに中継器６０７のユーザ局６０８を含む。中継器６０５および中継器６０７は、基地局６０３の端部の異なる位置に配備され、それぞれ適用範囲６０５ａおよび適用範囲６０７ａを有しており、それによって、基地局６０３の適用範囲６０３ａを拡大している。基地局６０３とコアネットワーク６０１との間では有線バックホールが使用されるのに対して、基地局６０３と中継器６０５、６０７との間では無線バックホールが使用される。
【００５９】
一般に、中継器６０５および６０７は、それらの間の干渉を克服するために異なる周波数を使用する。
【００６０】
具体的には、基地局６０３は、動作周波数ｆ１を有しており、常にマスタモードで動作し、ユーザ局６０４などのそのユーザ局にアクセスする。中継器６０５および６０７は、各々がマスタモードとスレーブモードとを有する。マスタモードでは、中継器６０５の動作周波数はｆ２であり、そのユーザ局、すなわちユーザ局６０６は、この周波数を使用することによってアクセスを達成する。スレーブモードでは、中継器６０５は、バックホール動作を実行するために動作周波数ｆ１に切り替え、この時点で中継器６０５は、基地局６０３のスレーブ装置である。さらに、マスタモードでは、中継器６０７の動作周波数はｆ３であり、そのユーザ局、すなわちユーザ局６０８は、この周波数を使用することによってアクセスを達成する。スレーブモードでは、中継器６０７は、バックホール動作を実行するために動作周波数ｆ１に切り替え、この時点で中継器６０７は、基地局６０３のスレーブ装置となる。
【００６１】
図７は、単一ホップ、複数中継器下の例示的なバックホール動作のプロセスを示す。フレーム内で、はじめに中継器６０５および６０７は、マスタモードで動作し、それぞれダウンリンクブロードキャストドメイン７０３および７０５で、ユーザ局６０６および６０８などの、それらのそれぞれのユーザ局へ同期化および制御情報をブロードキャストし、ダウンリンクサービスを送信する。
【００６２】
基地局６０３との事前の合意によって、中継器６０７は、そのダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定される場合、スレーブモードに、すなわち周波数ｆ３から周波数ｆ１に切り替え、バックホールを適切に実行するために、基地局６０３からダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０７をダウンリンクバックホールウインドウで受信し、ここではダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０７は、ダウンリンクブロードキャストドメイン７０１の簡略化されたコピーである。次いで、中継器６０７は、ダウンリンクバックホールウインドウでダウンリンクバックホールサービスを受信する。これらのサービスは、一時的に記憶され、例えばそれらの次のフレームで、後で対応するユーザ局に転送される。
【００６３】
中継器６０７のダウンリンクバックホールウインドウが終了した後、基地局６０３との事前の合意によって、中継器６０５は、そのダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定する。その結果、中継器６０５は、スレーブモードに、すなわち周波数ｆ２から周波数ｆ１に切り替え、バックホールを適切に実行するために、基地局６０３からダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０９をダウンリンクバックホールウインドウで受信し、ここではダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０９は、ダウンリンクブロードキャストドメイン７０１の簡略化されたコピーである。次いで、中継器６０５は、ダウンリンクバックホールウインドウでダウンリンクバックホールサーボスを受信する。これらのサービスは、一時的に記憶され、例えばそれらの次のフレームで、後で対応するユーザ局に転送される。ダウンリンクバックホールウインドウは、ダウンリンクサブフレームで終了する。
【００６４】
すなわち、中継器６０７のダウンリンクバックホールウインドウが終了した後、中継器６０５のダウンリンクバックホールウインドウは開始する。
【００６５】
中継器６０５のダウンリンクバックホールウインドウは、ダウンリンクサブフレームで終了する。中継器６０５が、アップリンクサブフレームに入った後、そのアップリンクバックホールウインドウは到達したと判定される。中継器６０５は、そのアップリンクバックホールウインドウで、アップリンクバックホールサービスをコアネットワーク６０１に転送する基地局６０３に、アップリンクバックホールサービスを転送する。中継器６０５が、そのアップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、マスタモードに戻る、すなわち周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り替える。この時点で、中継器６０５は、ユーザ局６０６などのその共通のユーザ局から、すべての種類のサービスを受信する。
【００６６】
さらに、中継器６０５のアップリンクバックホールウインドウが終了した後、中継器６０７は、そのアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定する。すなわち、中継器６０５のアップリンクバックホールウインドウが終了した後、中継器６０７のアップリンクバックホールウインドウが開始する。中継器６０７は、そのアップリンクバックホールウインドウで、アップリンクバックホールサービスをコアネットワーク６０１に転送する基地局６０３に、アップリンクバックホールサービスを転送する。中継器６０７のアップリンクバックホールウインドウが終了した後、中継器６０７は、再びマスタモードに戻る、すなわち周波数ｆ１から周波数ｆ３に切り替える。この時点で、中継器６０７は、ユーザ局６０８などのその共通のユーザ局から、すべての種類のサービスを受信する。
【００６７】
中継器６０５および６０７は、切り替えを通じて、それらの各々のユーザ局６０６、６０８のアクセスを達成し、サービスの無線バックホールを実施する。
【００６８】
基地局６０３に関しては、基地局６０３が、中継器６０７のダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、基地局６０３は、ダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０７を、ダウンリンクバックホールウインドウの開始部分に付け加える。ダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０７は、ユーザ局６０４などの共通のユーザ局が、フレームの実際の開始位置を判断できないという事実を回避するように、ダウンリンクブロードキャストドメイン７０１のプリアンブルとは完全に異なったプリアンブルを備えた、ダウンリンクブロードキャストドメイン７０１の簡略化されたコピーである。同様にＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ、およびＵＣＤなどのその他の制御情報は、簡略化され、リソースを節約するように、元々のダウンリンクブロードキャストドメイン７０１でユーザ局６０４のための情報を取り除き、中継器６０７によって必要とされる情報のみを保存する。
【００６９】
このようにして、中継器６０７が、スレーブモードに入る場合、バックホール動作の実行に必要とされる同期化および適切な制御情報を取得することができる。
【００７０】
さらに、基地局６０３は、このダウンリンクバックホールウインドウで、ダウンリンクバックホールサービスを中継器６０７に送信する。
【００７１】
基地局６０３が、中継器６０５のバックホールウインドウが到達したと判定した場合、基地局６０３は、ダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０９をダウンリンクバックホールウインドウの開始部分に付け加える。ダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０９は、ユーザ局６０４などの共通のユーザ局が、フレームの実際の開始位置を判断できないという事実を回避するように、ダウンリンクブロードキャストドメイン７０１のプリアンブルとは完全に異なったプリアンブルを備えた、ダウンリンクブロードキャストドメイン７０１の簡略化されたコピーである。同様にＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ、およびＵＣＤなどのその他の制御情報は、簡略化され、リソースを節約するように、元々のダウンリンクブロードキャストドメイン７０１でユーザ局６０４のための情報を取り除き、中継器６０５によって必要とされる情報のみを保存する。
【００７２】
このようにして、中継器６０５がスレーブモードに入る場合、中継器６０５は、バックホール動作の実行のために必要とされる同期化および適切な制御情報を取得することができる。
【００７３】
さらに、基地局６０３は、このダウンリンクバックホールウインドウで、ダウンリンクバックホールサービスを中継器６０５に送信する。
【００７４】
基地局６０３が、中継器６０５のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、基地局６０３は、このアップリンクバックホールウインドウで、アップリンクバックホールサービスを中継器６０５から受信する。
【００７５】
基地局６０３が、中継器６０７のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、基地局６０３は、このアップリンクバックホールウインドウで、アプリンクバックホールサービスを中継器６０７から受信する。
【００７６】
前述の説明から、中継器６０５のダウンリンクバックホールウインドウは、ダウンリンクサブフレームの終了部分に配置され、中継器６０５のアップリンクバックホールウインドウは、アップリンクサブフレームの開始部分に配置されることがわかる。中継器６０７のアップリンク／ダウンリンクバックホールウインドウは、中継器６０５のバックホールウインドウの２つの側に配置される。中継器６０５のバックホールウインドウで、中継器６０７は、ローカルアクセスのために使用されるか、またはアイドル状態にあることが可能である。アイドル状態にあることは、複雑な切り替え動作の実施の簡略化に役立つ。中継器６０５および中継器６０７のダウンリンクバックホールウインドウは、それら自体のダウンリンクブロードキャストドメインマップ７０９および７０７を有する。それらのプリアンブルは、同じであってもよいが、フレーム制御ヘッダは、各々それら自体の制御情報に応じて互いに異なっている。同じプリアンブルが、中継器６０５と中継器６０７との間の動作の混乱を生み出すことはない。なぜなら、各中継器は基地局６０３と接続する前に、バックホールウインドウの位置とサイズを判定するために基地局６０３と協議し、中継器６０５および中継器６０７は、それぞれのバックホールウインドウが到達した後にだけ、スレーブモードに切り替え、プリアンブルを検索して同期化プロセスを完了するからである。
【００７７】
さらに、図７のバックホールウインドウは、フレームの中間部からその両側に広がっているが、実際の適用法は、これに限定されるわけではないことに注意されたい。中継器は、そのファザーノードと協議し、各中継器が通常に動作できるのであれば、アップリンク／ダウンリンクバックホールウインドウを柔軟に配置してもよい。
【００７８】
複数ホップ、単一中継器
図８は、複数ホップ、単一中継器下の例示的なネットワーク構造を示す。図８に示すように、この例示的なネットワーク構造８００は、コアネットワーク８０１、基地局８０３、基地局８０３のユーザ局８０４および中継器８０５、中継器８０５のユーザ局８０６および中継器８０７、中継器８０７のユーザ局８０８および中継器８０９、および中継器８０９のユーザ局８１０を含む。中継器８０５は、基地局８０３の端部に配備され、適用範囲８０５ａを有し、それによって基地局８０３の適用範囲８０３ａを拡大している。中継器８０７は、中継器８０５の端部に配備され、適用範囲８０７ａを有し、それによって中継器８０５の適用範囲８０５ａを拡大している。中継器８０９は、中継器８０７の端部に配備され、適用範囲８０９ａを有し、それによって中継器８０７の適用範囲８０７ａを拡大している。基地局８０３とコアネットワーク８０１との間では、有線バックホールが使用されるのに対して、基地局８０３と中継器８０５との間、中継器８０５と中継器８０７との間、および中継器８０７と中継器８０９との間では、無線バックホールが使用される。
【００７９】
一般に、基地局８０３、中継器８０５、８０７、および８０９は、異なる周波数を使用する。
【００８０】
具体的には、基地局８０３は、動作周波数ｆ１を有し、常にマスタモードで動作し、ユーザ局８０４などのそれに所属するユーザ局にアクセスする。中継器８０５、８０７、および８０９は、各々がマスタモードおよびスレーブモードを有する。マスタモードでは、中継器８０５の動作周波数は、ｆ２であり、中継器８０５に所属するユーザ局、すなわちユーザ局８０６は、この周波数を使用することによってアクセスを達成する。スレーブモードでは、中継器８０５は、動作周波数ｆ１に切り替え、この時点で中継器８０５は、バックホール動作を実行するための基地局８０３のスレーブ装置である。さらにマスタモードでは、中継器８０７の動作周波数は、ｆ３であり、中継器８０７に所属するユーザ局、すなわちユーザ局８０８は、この周波数を使用することによってアクセスを達成する。スレーブモードでは、中継器８０７は、動作周波数ｆ２に切り替え、この時点で中継器８０７は、バックホール動作を実行するための中継器８０５のスレーブ装置となる。マスタモードでは、中継器８０９の動作周波数は、ｆ４であり、中継器８０９に所属するユーザ局、すなわちユーザ局８１０は、この周波数を使用することによってアクセスを達成する。スレーブモードでは、中継器８０９は、動作周波数ｆ３に切り替え、この時点で中継器８０９は、バックホール動作を実行するための中継器８０７のスレーブ装置となる。
【００８１】
すなわち、図８に示すネットワーク構造では、複数の中継器は、カスケード方式で動作する。さらに、それ自体の適用範囲の中のユーザ局にアクセスするために、中継器は、他の中継器のバックホールサービスの中継に対しても責任を負い、この時点で、中継器は、ファザーノードの役割を果たし、中継されるノードはチャイルドノードである。サービスのバックホールの間、チャイルドノードは、そのファザーノードの周波数リソースを利用し、ユーザ局のために働く場合、チャイルドノードは、それ自体の周波数リソースを有する。
【００８２】
ところで、２つのノード（基地局または中継器）の距離が十分に離れている場合、２つのノードは、それらの間に干渉がなければ、周波数リソースを節約するために同じ周波数を使用することができる。例えば、中継器８０９と基地局８０３との間の距離が十分に離れていれば、周波数リソースが節約されるように、中継器８０９は、またそのユーザ局８１０にアクセスするために周波数ｆ１を使用することができる。
【００８３】
図９は、複数ホップ、単一中継器下の例示的なバックホール動作のプロセスを示す。はじめに、フレーム中で、中継器８０５、８０７、および８０９は、マスタモードで、すなわちそれぞれ周波数ｆ２、ｆ３、およびｆ４で機能し、それぞれダウンリンクブロードキャストドメイン９０３、９０５、および９０７で、ユーザ局８０６、８０８、および８１０などのそれぞれのユーザ局に同期化および制御情報をブロードキャストし、ダウンリンクサービスを送信する。
【００８４】
基地局８０３との事前の合意によって、中継器８０５が、その現段階のダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、中継器８０５は、まずスレーブモードに、すなわち周波数ｆ２から周波数ｆ１に切り替え、バックホールを適切に実行するために、現段階のダウンリンクバックホールウインドウで、基地局８０３からダウンリンクブロードキャストドメインマップ９０９を受信し、ここではダウンリンクブロードキャストドメインマップ９０９は、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０１の簡略化されたコピーである。次いで、中継器８０５は、ダウンリンクバックホールウインドウで、現段階のダウンリンクバックホールサービスを受信する。これらのサービスは、一時的に記憶され、例えばその次のフレームで、後で対応するユーザ局に転送される。
【００８５】
中継器８０５のダウンリンクバックホールウインドウが終了した後、中継器８０５は、再びマスタモードに、すなわち周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り替える。
【００８６】
中継器８０７との事前の合意によって、中継器８０５が、下位段階の中継器８０７のダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、ダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１１は、中継器８０７のダウンリンクバックホールウインドウの開始部分に付け加えられる。ダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１１は、ユーザ局８０６などの共通のユーザ局が、フレームの実際の開始位置を判断できないという事実を回避するように、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０３のプリアンブルとは完全に異なったプリアンブルを備えた、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０３の簡略化されたコピーである。同様にＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ、およびＵＣＤなどのその他の制御情報は、簡略化され、リソースを節約するように、元々のダウンリンクブロードキャストドメイン９０３でユーザ局８０６のための情報を取り除き、中継器８０７に必要とされる情報のみを保存する。
【００８７】
中継器８０５との事前の合意によって、中継器８０７が、その現段階のダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、中継器８０７は、まずスレーブモードに、すなわち周波数ｆ３から周波数ｆ２に切り替え、バックホールを適切に実行するために、その現段階のダウンリンクバックホールウインドウで、中継器８０５からダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１１を受信し、ここではダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１１は、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０３の簡略化されたコピーである。次いで、中継器８０７は、現段階のダウンリンクバックホールウインドウで、ダウンリンクバックホールサービスを受信する。これらのサービスは、一時的に記憶され、例えばその次のフレームで、後で対応するユーザ局に転送される。
【００８８】
中継器８０７のダウンリンクバックホールウインドウが終了した後、中継器８０７は、再びマスタモードに、すなわち周波数ｆ２から周波数ｆ３に切り替える。
【００８９】
中継器８０９との事前の合意によって、中継器８０７が、下位段階の中継器８０９のダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、ダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１３が、中継器８０９のダウンリンクバックホールウインドウの開始部分に付け加えられる。ダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１３は、ユーザ局８０８などの共通のユーザ局が、フレームの実際の開始位置を判断できないという事実を回避するように、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０５のプリアンブルとは完全に異なったプリアンブルを備えた、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０５の簡略化されたコピーである。同様にＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ、およびＵＣＤなどのその他の制御情報は、簡略化され、リソースを節約するように、元々のダウンリンクブロードキャストドメイン９０５でユーザ局８０８のための情報を取り除き、中継器８０９に必要とされる情報のみを保存する。
【００９０】
中継器８０７との事前の合意によって、中継器８０９が、そのダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、中継器８０９は、まずスレーブモードに、すなわち周波数ｆ４から周波数ｆ３に切り替え、適切にバックホールを実行するために、そのダウンリンクバックホールウインドウで、中継器８０７からダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１３を受信し、ここではダウンリンクブロードキャストドメインマップ９１３は、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０５の簡略化されたコピーである。次いで、中継器８０９は、ダウンリンクバックホールウインドウで、ダウンリンクバックホールサービスを受信する。これらのサービスは、一時的に記憶され、例えばその次のフレームで、後で対応する基地局に転送される。
【００９１】
中継器８０９のダウンリンクバックホールウインドウは、ダウンリンクサブフレームで終了する。中継器８０９が、アップリンクサブフレームに入った後、そのアップリンクバックホールウインドウは到達したと判定される。中継器８０９は、そのアップリンクバックホールウインドウで、アップリンクバックホールサービスを中継器８０７に転送する。中継器８０９が、そのアップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、再びマスタモードに戻る、すなわち周波数ｆ３から周波数ｆ４に切り替える。この時点で、中継器８０９は、ユーザ局８１０などのその共通のユーザ局から、すべての種類のサービスを受信することができる。
【００９２】
中継器８０７が、下位段階の中継器８０９のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、中継器８０７は、中継器８０９からアップリンクバックホールサービスを受信する。
【００９３】
次に、中継器８０７は、その現段階のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定する。したがって、中継器８０７は、スレーブモードに、すなわち周波数ｆ３から周波数ｆ２に切り替える。そして、中継器８０７は、そのアップリンクバックホールウインドウで、周波数ｆ２を用いてそのアップリンクバックホールサービスを中継器８０５に転送する。中継器８０７が、そのアップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、中継器８０７は、再びマスタモードに戻る、すなわち周波数ｆ２から周波数ｆ３に切り替える。この時点で、中継器８０７は、ユーザ局８０８などのその共通のユーザ局から、すべての種類のサービスを受信することができる。
【００９４】
中継器８０５が、下位段階の中継器８０７のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、中継器８０５は、中継器８０７からアップリンクバックホールサービスを受信する。
【００９５】
次に、中継器８０５が、その現段階のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定する。したがって、中継器８０５は、スレーブモードに、すなわち周波数ｆ２から周波数ｆ１に切り替える。そして、中継器８０５は、そのアップリンクバックホールウインドウで、そのアップリンクバックホールサービスを、周波数ｆ１を用いて基地局８０３に転送する。中継器８０５が、そのアップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、中継器８０５は、再びマスタモードに戻る、すなわち周波数ｆ１から周波数ｆ２に切り替える。この時点で、中継器８０５は、ユーザ局８０６などのその共通のユーザ局から、すべての種類のサービスを受信することができる。
【００９６】
基地局８０３が、下位段階の中継器８０５のアップリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、基地局８０３は、中継器８０５からアップリンクバックホールサービスを受信する。次いで、基地局８０３は、これらのアップリンクバックホールサービスをコアネットワーク８０１に転送する。
【００９７】
基地局８０３に関しては、基地局８０３が、中継器８０５のダウンリンクバックホールウインドウが到達したと判定した場合、基地局８０３は、ダウンリンクブロードキャストドメインマップ９０９を、ダウンリンクバックホールウインドウの開始部分に付け加える。ダウンリンクブロードキャストドメインマップ９０９は、ユーザ局８０４などの共通のユーザ局が、フレームの実際の開始位置を判断できないという事実を回避するように、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０１のプリアンブルとは完全に異なったプリアンブルを備えた、ダウンリンクブロードキャストドメイン９０１の簡略化されたコピーである。同様にＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、ＤＣＤ、およびＵＣＤなどのその他の制御情報は、簡略化され、リソースを節約するように、元々のダウンリンクブロードキャストドメイン９０１で、ユーザ局８０４のための情報を取り除き、中継器８０５に必要とされる情報のみを保存する。
【００９８】
このようにして、中継器８０５が、スレーブモードに入る場合、すなわち周波数ｆ２から周波数ｆ１に切り替える場合、中継器８０５は、バックホール動作の実行のために必要とされる同期化および適切な制御情報を取得することができる。
【００９９】
そして、基地局８０３は、このダウンリンクバックホールウインドウで、ダウンリンクバックホールサービスを中継器８０５に送信する。
【０１００】
図９に示す複数ホップ、単一中継器下のネットワークでは、典型的に、コアネットワーク８０１により近い中継器は、より大きなバックホールウインドウを有する。この状況では、（図９の基地局８０３および中継器８０５などの）一部のノードのフレームで、それらのチャイルドノードのアップリンク／ダウンリンクバックホールウインドウは、互いに隣接しておらず、その代わりに、それらの間には比較的大きな時間間隔がある。こうした時間間隔は、リソースの利用率を改善するために、ローカルユーザ局のアクセスのために使用されることが可能である。
【０１０１】
さらに、混信を減らし、周波数リソースの利用率を改善し、かつモバイルのユーザ局が効率的なハンドオーバを実行できるように、基地局６０３、ならびにすべての中継器８０５、８０７、および８０９が、同期して機能することができれば、それが最善であろう。
【０１０２】
中継器
図１０は、中継器の例示的なブロック図を示す。図１０に示すように、中継器１０００は、トランシーバ手段１０１０、協議手段１０２０、記憶手段１０３０、およびスケジューリング手段１０４０を含む。トランシーバ手段１０１０は、切り替え手段１０１２を含む。
【０１０３】
協議手段１０２０は、プリアンブルを使用することによって、中継器１０００のファザーノードと同期化され、予め指定されたメッセージを使用することによって、現段階のサービスのバックホールで使用するためのバックホールウインドウの位置とサイズとを判定するために、このファザーノードと協議し、協議結果をスケジューリング手段１０４０に通知する。
【０１０４】
さらに、協議手段１０２０は、別のプリアンブルを使用することによって、中継器１０００のチャイルドノードと同期化され、予め指定されたメッセージを使用することによって、下位段階のサービスのバックホールで使用するためのバックホールウインドウの位置とサイズとを判定するために、このチャイルドノードと協議し、協議結果をスケジューリング手段１０４０に通知する。
【０１０５】
スケジューリング手段１０４０が、現段階のサービスのバックホールで使用するための現段階のバックホールウインドウが開始したと判定した場合、スケジューリング手段１０４０は、現段階のサービスのバックホールを完了するために、第１の周波数から第２の周波数へ切り替えるように切り替え手段１０１２に通知する。
【０１０６】
次いで、トランシーバ手段１０１０は、現段階のバックホールサービスを受信し、それを記憶手段１０３０に一時的に記憶する。
【０１０７】
スケジューリング手段１０４０が、前記現段階のバックホールウインドウが終了したと判定した場合、スケジューリング手段１０４０は、現段階のサービスにアクセスするために、第２の周波数から第１の周波数に再び切り替えるように切り替え手段１０１２に通知する。
【０１０８】
前記現段階のバックホールウインドウは、ダウンリンクバックホールウインドウであってもよく、現段階のサービスは、ダウンリンクサービスである。
【０１０９】
前記現段階のバックホールウインドウは、アップリンクバックホールウインドウであってもよく、現段階のサービスは、アップリンクサービスである。
【０１１０】
現段階のサービスのバックホールの前に、トランシーバ手段１０１０は、現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報をさらに受信してもよい。現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報は、プリアンブル、フレーム制御ヘッダ、ダウンリンクマップ、アップリンクマップ、ダウンリンクチャネル記述、およびアップリンクチャネル記述のうちの少なくとも１つを含む。
【０１１１】
さらに、現段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報に含まれるプリアンブルは、中継器１０００のファザーノードのプリアンブルと同じではない。
【０１１２】
特に、前記現段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウである場合、現段階のサービスは、ダウンリンクサービスであり、スケジューリング手段１０４０が、現段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了しており、かつ現段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したと判定し、スケジューリング手段１０４０は、現段階のアップリンクサービスのバックホールを実行するように、トランシーバ手段１０１０に通知する。そして、スケジューリング手段１０４０が、現段階のアップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、スケジューリング手段１０４０は、現段階のサービスにアクセスするために、再び第２の周波数から第１の周波数に切り替えるように切り替え手段１０１２に通知する。
【０１１３】
そして、スケジューリング手段１０４０が、下位段階のサービスのバックホールで使用するための下位段階のバックホールウインドウが開始したと判定した場合、スケジューリング手段１０４０は、下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を、第１の周波数で送信するようにトランシーバ手段１０１０に通知する。
【０１１４】
下位段階のサービスの適切なバックホールのために必要とされる情報は、プリアンブル、フレーム制御ヘッダ、ダウンリンクマップ、アップリンクマップ、ダウンリンクチャネル記述、およびアップリンクチャネル記述のうちの少なくとも１つを含む。
【０１１５】
さらに、下位段階のサービスの適切なバックホールに必要とされる情報に含まれるプリアンブルは、それ自体のプリアンブルと同じではない。
【０１１６】
次いで、トランシーバ手段１０１０は、下位段階のバックホールサービスを送信する。
【０１１７】
特に、前記下位段階のバックホールウインドウが、ダウンリンクウインドウである場合、下位段階のサービスは、ダウンリンクサービスであり、スケジューリング手段１０４０が、下位段階のダウンリンクバックホールウインドウが終了しており、かつ下位段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したと判定し、スケジューリング手段１０４０は、下位段階のアップリンクバックホールサービスを受信するようにトランシーバ手段１０１０に通知する。スケジューリング手段１０４０が、現段階のアップリンクバックホールウインドウが開始したと判定した場合、スケジューリング手段１０４０は、現段階のアップリンクサービスのバックホールを完了するために、再び第１の周波数から第２の周波数に切り替えるように切り替え手段１０１２に通知する。次いで、トランシーバ手段１０１０は、現段階のアップリンクサービスのバックホールを実行する。スケジューリング手段１０４０が、現段階のアップリンクバックホールウインドウが終了したと判定した場合、スケジューリング手段１０４０は、現段階のサービスにアクセスするために、再び第２の周波数から第１の周波数に切り替えるように切り替え手段１０１２に通知する。
【０１１８】
基地局
図１１は、基地局の例示的なブロック図を示す、図１１に示すように、基地局１１００は、トランシーバ手段１１１０、協議手段１１２０、およびスケジューリング手段１１４０を含む。
【０１１９】
協議手段１１２０は、プリアンブルを使用することによって中継器１０００と同期化され、予め指定されたメッセージを使用することによって、サービスのバックホールで使用するためのバックホールウインドウの位置とサイズとを判定するために中継器と協議し、協議結果をスケジューリング手段１１４０に通知する。
【０１２０】
スケジューリング手段１１４０が、中継器１０００のサービスのバックホールで使用するためのバックホールウインドウが開始したと判定した場合、スケジューリング手段１１４０は、サービスの適切なバックホールのために必要とされる情報を送信するようにトランシーバ手段１１１０に通知する。
【０１２１】
サービスの適切なバックホールのために必要とされる情報は、プリアンブル、フレーム制御ヘッダ、ダウンリンクマップ、アップリンクマップ、ダウンリンクチャネル記述、およびアップリンクチャネル記述を含む。
【０１２２】
さらに、サービスの適切なバックホールのために必要とされる情報に含まれるプリアンブルは、サービスのバックホールに使用されるためのバックホールウインドウの位置とサイズとを判定するために、協議手段１１２０が中継器１０００と協議するのに使用する上述のプリアンブルと同じではない。
【０１２３】
次いで、トランシーバ手段１１１０は、バックホールサービスを送信する。
【０１２４】
特に、バックホールウインドウが、ダウンリンクバックホールウインドウである場合、サービスはダウンリンクサービスであり、スケジューリング手段１１４０が、前記ダウンリンクバックホールウインドウが終了しており、かつアップリンクバックホールウインドウが開始したと判定する場合、スケジューリング手段１１４０は、アップリンクバックホールサービスを受信するようにトランシーバ手段１１１０に通知する。
【０１２５】
添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態が説明されてきた。上述の説明からわかる通り、各中継器は、基地局のフレームの長さと同じ長さの、それ自体の独立のフレームを有する。したがって、本発明は、高密度で輸送量の多いネットワークアプリケーションに適している。
【０１２６】
さらに、本発明では、中継器と基地局との間、および中継器と別の中継器との間で、無線バックホールリンクが使用される。したがって、配備コストは少なくなり、操作コストもまた少なくなり、ネットワークの迅速な配備が達成されることが可能である。
【０１２７】
さらに、本発明では、バックホールウインドウが、柔軟に配置されることが可能である。したがってバックホールの遅延を比較的小さくすることが達成され、このことは、遅延の影響を受け易いサービスのバックホールに役立つ。
【０１２８】
本発明は、さらに優れた拡張性を有する。
【０１２９】
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な本発明の異なる実施形態が、作成されることが可能であるので、本発明は、特許請求の範囲で規定されるものを除き、本発明の特定の実施形態に限定されるわけではないということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】ＷｉＭＡＸ  ＴＤＤ物理層フレーム構造を示す図である。
【図２】バックホールウインドウを有するＷｉＭＡＸ  ＴＤＤ物理層フレーム構造を示す図である。
【図３】単一ホップ、単一中継器下のネットワーク構造を示す図である。
【図４】単一ホップ、単一中継器下の例示的なバックホール動作のプロセスを示す図である。
【図５】中継器の動作流れ図である。
【図６】単一ホップ、複数中継器下の例示的なネットワーク構造を示す図である。
【図７】単一ホップ、複数中継器下の例示的なバックホール動作のプロセスを示す図である。
【図８】複数ホップ、単一の中継器下の例示的なネットワーク構造を示す図である。
【図９】複数ホップ、単一中継器下の例示的なバックホール動作のプロセスを示す図である。
【図１０】中継器の例示的な構成図を示す図である。
【図１１】基地局の例示的な実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１３１】
３００、６００、８００  ネットワーク構造
３０１、６０１、８０１  コアネットワーク
３０３、３０６、６０３、８０３、１１００  基地局
３０４、６０４、６０６、６０８、８０４、８０６、８０８、８１０  ユーザ局
３０５、６０５、６０７、８０５、８０７、８０９、１０００  中継器
３０３ａ、３０５ａ、６０３ａ、６０５ａ、６０７ａ、８０３ａ、８０５ａ、８０７ａ、８０９ａ  適用範囲
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４  動作周波数
４０１、４０３、７０１、７０３、７０５、９０１、９０３、９０５、９０７  ダウンリンクブロードキャストドメイン
４０５、７０７、７０９、９０９、９１１、９１３  ダウンリンクブロードキャストドメインマップ
Ｓ５０１、Ｓ５０３、Ｓ５０５、Ｓ５０９、Ｓ５１１、Ｓ５１３、Ｓ５１４、Ｓ５１５、Ｓ５１７、Ｓ５１９、Ｓ５２０、Ｓ５２１、Ｓ５２２、Ｓ５２３、Ｓ５２４、Ｓ５２５、Ｓ５２７、Ｓ５２８、Ｓ５３１、Ｓ５３２  ステップ
１０１０、１１１０  トランシーバ手段
１０１２  切り替え手段
１０２０、１１２０  協議手段
１０３０  記憶手段
１０４０、１１４０  スケジューリング手段
【図１】
0005271492.tif 000002
【図２】
0005271492.tif 000003
【図３】
0005271492.tif 000004
【図４】
0005271492.tif 000005
【図５】
0005271492.tif 000006
【図６】
0005271492.tif 000007
【図７】
0005271492.tif 000008
【図８】
0005271492.tif 000009
【図９】
0005271492.tif 000010
【図１０】
0005271492.tif 000011
【図１１】
0005271492.tif 000012