(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のチャネル（１００）を介して受信した情報を第２のチャネル（１２０）へ中継するための方法であって、
ここで、前記第１のチャネル（１００）は、複数の情報ユニットを含む或るブロックの情報が割り当てられた第１の周波数帯域（ｆ１）の第１のグループのサブキャリアを有する他に、追加のブロックの情報が割り当てられた追加の周波数帯域の追加のグループのサブキャリアを有し、前記第１の周波数帯域（ｆ１）における前記第１のチャネル（１００）の伝送特性の方が前記追加の周波数帯域における第１のチャネル（１００）の伝送特性よりも優れており、
ここで、前記第２のチャネル（１２０）は、前記第１の周波数帯域（ｆ１）の前記第１のグループのサブキャリアと、第２の周波数帯域（ｆ２２）の第２のグループのサブキャリアとを有し、前記第１の周波数帯域（ｆ１）における前記第２のチャネル（１２０）の伝送特性の方が前記第２の周波数帯域（ｆ２２）における前記第２のチャネル（１２０）の伝送特性よりも劣っており、
前記第１のチャネル（１００）の前記第１のグループのサブキャリアから前記ブロックの情報を、前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアに割り当てるステップと、
前記第１のチャネル（１００）の前記追加のグループのサブキャリアに割り当てられている前記追加のブロックの情報を、前記第２のチャネル（１２０）の前記第１のグループのサブキャリアに割り当てるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１のチャネル（１００）の前記第１のグループのサブキャリアから前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアへの前記ブロックの情報の割り当てについての情報を、前記第２のチャネル（１２０）を通じて伝送するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記割当ステップに先行して、前記第１のチャネル（１００）から前記情報を無線受信するステップと、
前記割当ステップの後に、前記第２のチャネル（１２０）を介して前記情報を無線送信するステップと
を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のチャネル（１００）からの情報の受信ではフーリエ変換操作または逆フーリエ変換操作が実行される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のチャネル（１２０）を介した前記情報の中継は、前記フーリエ変換操作または前記逆フーリエ変換操作を実行することにより送信信号を生成することを含み、この際、前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアへの前記ブロックの情報の割当と前記ブロックの情報とは、前記フーリエ変換操作または前記逆フーリエ変換操作の入力として使用される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のチャネル（１００）を介して受信した前記ブロックの情報から前記第１のチャネル（１００）の伝達関数（Ｈ１）の値を決定するステップを更に含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記割当ステップは、前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアの伝送特性と比較して前記第２のチャネル（１２０）の前記第１のグループのサブキャリアのより劣る伝送特性を検出するために、前記第１の周波数帯域（ｆ１）および前記第２の周波数帯域（ｆ２２）における第２のチャネルの伝達関数（Ｈ２）の値を比較するステップを含む、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記割当ステップは、前記第１の周波数帯域（ｆ１）に搬送波周波数を有する前記第２のチャネル（１２０）のサブキャリアの伝達関数の値を平均化するとともに、前記第２の周波数帯域（ｆ２２）に搬送波周波数を有する前記第２のチャネル（１２０）のサブキャリアの伝達関数の値を平均化することを含む、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記割当ステップは、時間間隔を決定する時間測定と、前記第１のチャネル（１００）の前記第１のグループのサブキャリアから前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアへの前記ブロックの情報の割当を複数の前記時間間隔の間一定に保つこととを含む、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記割当ステップは、前記第１の周波数帯域（ｆ１）に搬送波周波数を有する前記第１のチャネル（１００）のサブキャリアの伝達関数の値を平均化するとともに、前記追加の周波数帯域に搬送波周波数を有する前記第１のチャネル（１００）のサブキャリアの伝達関数の値を平均化することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のチャネル（１２０）は、更なる周波数帯域の更なるグループのサブキャリアを含み、前記第２のチャネル（１２０）の前記更なるグループのサブキャリアの伝送特性の方が前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアの伝送特性よりも優れており、前記割当ステップは、
或るパケットの情報を前記第１のチャネル（１００）の前記第１のグループのサブキャリアから前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアに割り当て、前記第１のチャネル（１００）の前記第１のグループのサブキャリアから前記第２のチャネル（１２０）の前記更なるグループのサブキャリアには前記１パケットの情報は割り当てないことを含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のチャネル（１２０）は、複数の情報ユニットを含む更なるブロックの情報が割り当てられた第３の周波数帯域の第３のグループのサブキャリアを有し、前記第１のチャネル（１００）は、前記第３の周波数帯域の第４のグループのサブキャリアと第４の周波数帯域の第５のグループのサブキャリアとを有し、前記第３の周波数帯域の前記第１のチャネルの伝送特性の方が前記第４の周波数帯域の第１のチャネル（１００）の伝送特性よりも劣るものであるか、または
前記第２のチャネル（１２０）は、前記複数の情報ユニットを含む更なるブロックの情報が割り当てられた前記第１の周波数帯域の前記第１のグループのサブキャリアを有し、前記第１のチャネル（１００）は、前記第１の周波数帯域の前記第４のグループのサブキャリアと前記第４の周波数帯域の第５のグループのサブキャリアとを有し、前記第１の周波数帯域の前記第１のチャネルの伝送特性の方が前記第４の周波数帯域の前記第１のチャネル（１００）の伝送特性よりも劣るものであるかのどちらかであり、
前記第２のチャネル（１２０）の前記第３のグループのサブキャリアから前記更なるブロックの情報を前記第１のチャネル（１００）の前記第５のグループのサブキャリアに割り当てる、または、前記第２のチャネル（１２０）の前記第１のグループのサブキャリアから前記更なるブロックの情報を前記第１のチャネル（１００）の第５のグループのサブキャリアに割り当てるかのどちらかのステップを更に含む、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
第１のチャネル（１００）を介して受信した情報を第２のチャネル（１２０）へ中継するための装置であって、
前記第１のチャネル（１００）は、複数の情報ユニットを含む或るブロックの情報が割り当てられた第１の周波数帯域（ｆ１）の第１のグループのサブキャリアを有する他に、追加のブロックの情報が割り当てられた追加の周波数帯域の追加のグループのサブキャリアを有し、前記第１の周波数帯域（ｆ１）における前記第１のチャネル（１００）の伝送特性の方が前記追加の周波数帯域における前記第１のチャネル（１００）の伝送特性よりも優れており、
前記第２のチャネル（１２０）は、前記第１の周波数帯域（ｆ１）の前記第１のグループのサブキャリアと、第２の周波数帯域（ｆ２２）の第２のグループのサブキャリアとを有し、前記第１の周波数帯域（ｆ１）における前記第２のチャネル（１２０）の伝送特性の方が前記第２の周波数帯域（ｆ２２）における前記第２のチャネル（１２０）の伝送特性よりも劣っており、
前記第１のチャネル（１００）の前記第１のグループのサブキャリアから前記ブロックの情報を前記第２のチャネル（１２０）の前記第２のグループのサブキャリアに割り当て、更に前記第１のチャネル（１００）の前記追加のグループのサブキャリアに割り当てられている前記追加のブロックの情報を前記第２のチャネル（１２０）の前記第１のグループのサブキャリアに割り当てるように構成されている割当器を備えている装置。
【請求項１４】
コンピュータ上で実行させた際に請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の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】
本発明は、通信技術、特にリレーベースのデータ伝送技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチホップネットワークは最近、移動無線研究コミュニティにおいて多くの関心を集めている。それらは将来の移動無線通信システム（４Ｇ＝第４世代）に現れる大きな問題、すなわちレンジ（範囲）、に対する有望なソリューションである。想定される中心周波数が５ＧＨｚと高く、帯域幅が最大１００ＭＨｚと大きいため、経路損失とノイズパワーレベルが著しく増大することが予想され、このため基地局がカバーできるエリアが大きく縮小する（ベルナ・モア（Werner Mohr）、ライナ・ルーダ（Rainer Luder）およびカール・ハインツ・メーマン（Karl-Heinz Mohrmann）共著「System Beyond IMT-2000の新しい要素に対するデータレート推定、レンジ計算およびスペクトル需要（Data Rate Estimates, Range Calcu-lations and Spectrum Demand for New Elements of Systems Be-yond IMT 2000）」、無線パーソナル・マルチメディア通信に関する第５回国際シンポジウム（5th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications）、２００２年１０月、第１巻、ｐ．３７−４６参照）。基地局からの信号を遠く離れた移動局（あるいは移動端末）に転送するための中継局を導入することによって、この問題は緩和することができる。このようなリレー（relay）としては他の携帯電話機あるいは固定電源を有する専用のインフラ中継局であることが可能である。特に後者のケース（固定中継局）はサービスプロバイダによって重要性が高い。
【０００３】
増幅転送法（ＡＦ）および復号転送法（ＤＦ）といった２つの主要な中継原理が斯かるシナリオにおいて有用なものと認められている。ＡＦは、受信信号をサンプルしたものが記憶され、次いで復号を一切実行することなく中継局によって再送されることを意味する。これはリレーが信号の構造および符号化（コーディング）スキームについての知識を全く必要としないかまたは部分な知識のみを必要とすればよいという大きな利点を有する。これにより、例えば新しい符号化スキームに関する移動体通信ネットワークの容易なアップグレードが中継局のアップグレードをする必要もなく可能となる。これとは対照的に、ＤＦは、信号が中継局で復号され、再送のため再符号化されることを意味する。これは、伝送が両方のリンクに対して別々に最適化できるという主要な利点を有する。さらに、信号はＡＦの場合とは異なり中継局で再生される。そのシンプルな構造ゆえに、この用途におけるＡＦへの関心が集まっている。
【０００４】
マルチホップネットワークの異なる側面に関する出版物は、既に多数存在している。協同中継システムの基本的な解析は、次の文献で行われている。
ラネマン（Laneman）（Ｊ．ニコラス・ラネマン（J. Nicholas Laneman）、デービッドＮ．Ｃ．ツェ（David N.C. Tse）およびグレゴリＷ．ウォーネル（Gregory W. Wornell）共著「無線ネットワークにおける協同ダイバーシチ：効率的なプロトコルおよび停止挙動（Cooperative Diversity in Wireless Networks:Efficient Protocols and Outage Behavior）」、情報理論に関するＩＥＥＥトランザクションズ（IEEE Transactions on Information Theory）、掲載決定済）。この中においてＡＦスキームはフルダイバーシチ利得を実現することが示されている。
【０００５】
同じく次の文献は中継局を利用してダイバーシチを実現することを目的としている。
センドナリス（Sendonaris）（アンドリュ・センドナリス（Andrew Sendonaris）、エルザ・アーキップ（Elza Erkip）、およびベナーム・アーツァング（Behnaam Aazhang）共著「ユーザ協同ダイバーシチ、パートＩ：システム説明（User Cooperation Diversity, Part I: System Description）」、通信に関するＩＥＥＥトランザクションズ（IEEE Transactions on Communications）、２００３年１１月、第１５巻、ｐ．１９２７−１９３８、および、
アンドリュ・センドナリス（Andrew Sendonaris）、エルザ・アーキップ（Elza Erkip）、およびベナーム・アーツァング（Behnaam Aazhang）共著「ユーザ協同ダイバーシチ、パートＩＩ：実施態様および性能解析（User Cooperation Diversity, Part II: Implementation Aspects and Performance Analysis）」、通信に関するＩＥＥＥトランザクションズ（IEEE Transactions on Communications）、２００３年１１月、第１５巻、ｐ．１９３９−１９４８）
【０００６】
過去に調査された他の問題は、次の文献に示された分散型時空間符号化（distributed Space-Time Coding）である。
イングマ・ハマストロエム（Ingmar Hammerstroem）、マーク・クーン（Marc Kuhn）、およびボリス・ランコフ（Boris Rankov）「協同中継ネットワークのための時空間処理（Space-Time Processing for Cooperative Relay Networks）」、ＩＥＥＥ車両技術会議会議録（Proc. IEEE Vehicular Technology Conference）、２００４年１０月
【０００７】
仮想的なアンテナアレイとしてリレーを使用したことによる容量の増大は、次の文献に示されている。
Ｍ．ドーラ（M. Dohler）、Ｊ．ドミングエツ（J. Dominguez）、およびＨ．アバミ（H. Aghvami）共著「仮想的アンテナアレイのリンク容量解析（Link capacity analysis for virtual antenna arrays）」、ＩＥＥＥ車両技術会議会議録（Proc. IEEE Vehicular Technology Conference）、２００２年９月、第１巻、ｐ．４４０−４４３
【０００８】
単一アンテナのリレーが使用されるときのＭＩＭＯチャネルのランク改善は、次の文献に示されている。
アーミン・ウィットネベン（Armin Wittneben）およびボリス・ランコフ（Boris Rankov）共著「協同リレーのランク欠損したＭＩＭＯチャネルのキャパシティへの影響（Impact of Cooperative Relays on the Capacity of Rank-Deficient MIMO Channels）」、ポルトガル国アベリオ（Aveiro, Portugal）にて開催された移動体無線通信に関する第１２回ＩＳＴサミット会議録（Proceedings of the 12th IST Summit on Mobile and Wireless Communications）、２００３年６月、ｐ．４２１−４２５
【０００９】
既に言及したように、増幅転送法（ＡＦ）は、変調方式に関するトランスパレンシ（transparency）と、実施が容易な符号化スキームとを組み合わせるマルチホップネットワークのためのシンプルだが有効な中継概念である。しかしながら従来のＡＦは第１および第２のホップチャネルの伝達関数を考慮に入れていない。ＯＦＤＭベースのシステムにとって、これは次善最適であるように見える。このことは特に図６から結論付けられる。図中、実線Ｈ1は第１のホップ（例えば、基地局と中継局との間の通信チャネル）の周波数に依存する伝達関数を表し、点線Ｈ2は第２のホップ（例えば、中継局と移動端末局との間の通信チャネル）の周波数に依存する伝達関数を表す。図６から更に結論できることとして、周波数帯域６００に中心周波数もしくは搬送周波数ｆ1を有するサブキャリアは第１ホップにおいて高い伝送容量を有し、第２ホップにおいて低い伝送容量を有する。このことは、これらの周波数帯域において、第１ホップの強いサブキャリアは第２ホップの弱いサブキャリアに結合することを意味する。このため、第２ホップにおいて情報損失が起こる可能性がある。
【００１０】
まとめると、ＡＦリレーに対しては、第１および第２ホップ（例えばダウンリンクに対しては、第１ホップは基地局と中継局との間のチャネル、第２ホップは中継局と移動局との間のチャネル、アップリンクに対してはその逆）は互いに整合しないという問題が一般的に生じる。ＯＦＤＭにとって、このことは、リレーに到着する強いサブキャリア信号がしばしば第２ホップチャネルの弱いサブキャリアに結合するという事実のためにＳＮＲ損失が起こることを意味する。しかし基地局および移動局の双方は伝送をチャネル全体に適応させることができるのみである。このことは、それらはこの不利な点を克服することができないことを意味する。
【００１１】
しかしながら、ＯＦＤＭシステムの中継は次の文献において理論的に議論された。
グォキン・リ（Guoqing Li）およびジュイ・リウ（Jui Liu）共著「ブロードバンド中継ネットワークのキャパシティについて（On the Capacity of the Broadband Relay Networks）」、２００４年１１月に米国カリフォルニア州で開催された信号、システムおよびコンピュータに関する第３８回年次アシロマ会議会議録（Proc. 38th Annual Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers）
しかし、この文献は、第１ホップと第２ホップで伝達関数が異なる我々のケースには残念ながら全く役に立たない。現在までのところ、この問題に対する解決策は全く知られていない。
【００１２】
次の科学出版物、Ｃ．リユ等（Liyu, C. et al.）共著「ＯＦＤＭシステムのためのチャネル品質フィードバックを使用する改良されたＨＡＲＱスキーム（Improved HARQ scheme using channel quality feedback for OFDM systems）」、米国ニュージャージ州ピスカタウェイ（Piscataway, NJ, USA）のＩＥＥＥが開催した２００４年ＩＥＥＥ第５９回車両技術会議VTC 2004-Spring（2004 IEEE 59th Vehicular Technology Conference-VTC 2004-Spring）（IEEE CAT. NO. 04CH37514）、第４巻、ｐ．１８６９−１８７２、ｖｏｌ．XP002358537は、適応変調符号化（ＡＭＣ）スキームにとってＯＦＤＭベースの移動体通信システムのスループットを向上させるためには必須のチャネル品質フィードバック情報を利用する改良されたチェースコンビネーションスキーム（chase combination scheme）を開示している。サブキャリアで測定されたＳＮＲ（信号対雑音比）を所定の閾値と比較することによって、再送されるデータが選ばれ、次の再送においてより高いダイバシシチ利得を実現するためにより良好なチャネル品質を有するサブキャリアにマップされる。
【００１３】
シミュレーション結果が明らかにすることは、このような操作は再送データの量と再送における資源利用を減らすことができ、それにより従来のチェースコンビネーションスキームよりも高いスループット効率がもたらされるということである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
これらのことから、本発明の課題は、通信システムにおけるリレーベースの伝送の改善の可能性を探ることにある。特に、伝送範囲の拡大、伝送容量およびサービス品質の改善、そして実施コストの低減といった課題に取り組む。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載された方法、請求項１３に記載された中継装置、請求項１４に記載された通信受信機、および請求項１５に記載された受信方法によって解決される。
【００１６】
本発明は、第１のチャネルを介して受信した情報を第２のチャネルへ中継するための方法であって、
第１のチャネルは、複数の情報ユニットを含む或るブロックの情報が割り当てられた第１の周波数帯域の第１のグループのサブキャリアを有し、
第２のチャネルは、前記第１の周波数帯域の前記第１のグループのサブキャリアと、第２の周波数帯域の第２のグループのサブキャリアとを有し、前記第１の周波数帯域における前記第２のチャネルの伝送特性の方が前記第２の周波数帯域における前記第２のチャネル（１２０）の伝送特性よりも劣っており、当該方法は、
前記第１のチャネルの前記第１のグループのサブキャリアから前記ブロックの情報を前記第２のチャネルの前記第２のグループのサブキャリアに割り当てる割当ステップを含む中継方法を提供する。
【００１７】
さらに、本発明は、第１のチャネルを介して受信した情報を第２のチャネルへ中継するための装置であって、
前記第１のチャネルは、複数の情報ユニットを含む或るブロックの情報が割り当てられた第１の周波数帯域の第１のグループのサブキャリアを有するものであり、
前記第２のチャネルは、前記第１の周波数帯域の前記第１のグループのサブキャリアと、第２の周波数帯域の第２のグループのサブキャリアとを有し、前記第１の周波数帯域における前記第２のチャネルの伝送特性の方が第２の周波数帯域における第２のチャネルの伝送特性よりも劣るものであり、
前記第１のチャネルの前記第１のグループのサブキャリアから前記ブロックの情報を前記第２のチャネルの前記第２のグループのサブキャリアに割り当てるように構成された割当器（assigner）を備えている中継装置を提供する。
【００１８】
加えて、本発明は、第１の搬送波（キャリア）周波数帯域の第１のグループのサブキャリアと第２の搬送波周波数帯域の第２のグループのサブキャリアとを有する通信チャネルを介して情報を受信し、かつその受信した情報を復調するための通信受信機であって、
受信ユニットと、割当器と、復調器とを備えており、
前記受信ユニットは、前記第１のグループのサブキャリアから複数の情報ユニットを含む或るブロックの情報を受信するよう構成されており、前記ブロックの情報の割当のための割当識別子（assignment identifier）が前記受信ユニットに保存されているか、または受信されたブロックの情報の中に含まれており、
前記割当器は、前記ブロックの情報の前記割当識別子に応じて前記ブロックの情報を復調周波数スキームのグループの復調サブキャリアに割り当てるよう構成されており、前記グループの復調サブキャリアは前記通信チャネルにおける前記第１のグループのサブキャリアの前記第１の搬送波周波数帯域とは異なる前記復調周波数スキームにおける搬送波周波数に対応し、
前記復調器は、前記ブロックの情報を前記グループの復調サブキャリアに割り当てている前記復調周波数スキームに基づいて、前記ブロックの情報の中に含まれる情報ユニットを抽出するよう構成されている、通信受信機を提供する。
【００１９】
最後に、本発明は、第１の搬送波周波数帯域の第１のグループのサブキャリアと第２の搬送波周波数帯域の第２のグループのサブキャリアとを有する通信チャネルを介して情報を受信し、かつその受信した情報を復調するための方法であって、
受信ステップと、割当ステップと、抽出ステップとを含んでおり、
前記受信ステップであって、前記第１のグループのサブキャリアから複数の情報ユニットを含む或るブロックの情報を受信し、前記ブロックの情報の割当のための割当識別子が受信ユニットに保存されているか、または受信された前記ブロックの情報の中に含まれるような受信ステップと、
前記割当ステップであって、前記ブロックの情報の前記割当識別子に応じて前記ブロックの情報を復調周波数スキームのグループの復調サブキャリアに割り当て、前記グループの復調サブキャリアは前記通信チャネルにおける前記第１のグループのサブキャリアの前記第１の搬送波周波数帯域とは異なる前記復調周波数スキームにおける搬送波周波数に対応するような割当ステップと、
前記抽出ステップであって、前記ブロックの情報を前記グループの復調サブキャリアに割り当てている前記復調周波数スキームに基づいて、前記ブロックの情報の中に含まれる情報ユニットを抽出するような抽出ステップと
を含む通信受信方法を提供する。
【００２０】
本発明は、中継局で受信されたサブキャリア信号はそれらが再送される前に並べ替え／再割当されるという事実の発見に基づく。このことは中継局に到達した強いサブキャリアが第２のホップチャネルの強いサブキャリアと好ましく結合することを保証する。この目的のため、本発明の好ましい態様において、リレーは基地局によって送信されたパイロットシンボル（pilot symbols）にアクセスするためにＯＦＤＭパケットを受信しＦＦＴを実行して復号する。リレーは大きな努力を必要とするようなデータを変調する必要はないことに留意する。パイロットシンボルに基づいて、リレーは（本態様では）第１のホップチャネルの伝達関数を推定することが可能である。双方向伝送システムでは、リレーは最終のアップリンク送信から第２のホップチャネルの伝達関数も知る（または推定できる）。したがって、リレーは全容量（キャパシティ）を最大化または少なくとも改善することができるように最適なサブキャリア並べ替え関数または並べ替えるべき少なくとも１つのサブキャリアを計算することができる。必要な信号オーバヘッド（signaling overhead）を減らすために、サブキャリアの並べ替えは、（複数個ある）単一サブキャリアを１つ１つ個別に並べ替える代わりにサブキャリアを常にチャンク（chunk）ごと一緒に並べ替えることによって、チャンク単位で行うことができる。この方法により、大きなＯＦＤＭパケットに必要な信号オーバヘッドは１．５％未満で済む。提案された方法は最大３ｄＢのＳＮＲ利得を与える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は従来型のＯＦＤＭ中継で大きなＳＮＲ利得が実現できるという利点を提供する。リレーは将来の（４Ｇ）移動体無線システムにおいて重要な役割を果たすことになるので、本発明が提案したアプローチは重要な利点を与えることになろう。大きなＳＮＲ利得はより高いレンジ（基地局からの距離）またはより高い容量（キャパシティ）およびより良好なＱｏＳ（サービス品質）をもたらす。さらに、計算に要する負担が小さくて済み、このため本発明のアプローチを比較シンプルなＡＦリレーに取り入れることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の最良の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１Ａに本発明の好ましい実施の一形態を示している。ここでは、第１のチャネルは（例えば複数の）サブキャリアの中の第１のサブキャリアを有し、第２のチャネルは（これも例えば複数の）サブキャリアの中の第１および第２のサブキャリアを有する。第１のチャネルの第１のサブキャリアおよび第２のチャネルの第１のサブキャリアは同じ中心周波数ｆ1を持つ。さらに、第２のチャネルの第１のサブキャリアは第２のチャネルの第２のサブキャリアよりも弱い伝送特性または弱い伝送容量を有する。このことは、第２のチャネルの第２のサブキャリアの方が第２のチャネルの第１のサブキャリアよりも多くの情報を搬送することができることを意味する。いま、本発明のアプローチにおいて、第１のチャネルの第１のサブキャリアで伝送された情報は第２のチャネルの第２のサブキャリアに割り当てられることを想定する。このとき、チャネル容量はより有効に活用することができるという事実から、第１のチャネルから第２のチャネルへの中継はより効率的に行える。
【００２３】
さらに、第１のチャネルは追加の周波数の追加のサブキャリアを有することができる。この追加のサブキャリアは第１のサブキャリアの伝送特性よりも悪い伝送特性（伝達関数の値で表される）を有する。本発明の実施形態によれば、第１のチャネルの追加のサブキャリアに割り当てられた情報は第２のチャネルの第１のサブキャリアに割り当てることができる。このことは第１のチャネルのサブキャリアから第２のチャネルの異なる対応するサブキャリアへの情報の再割当の基礎を提供する。特に、第２のチャネルのサブキャリアの強度にしたがって第１のチャネルのサブキャリアの情報の再割当が実施可能である。この再割当は、本発明の好ましい実施形態であり、以下の実施例に関して更に詳細に説明される。
【００２４】
ここではまず３個のサブキャリアを有するシステムが（デモンストレーション目的のみので）想定される。第１および第２のチャネルのサブキャリアが、それらの伝送パワー、伝送容量または伝送プロパティに応じて（それらの大きさの順に）並べられた場合、以下のような順序が想定される。
チャネル１：［２１３］
チャネル２：［３１２］
【００２５】
次にこれに対応した割当が行われる。例えば、第１のチャネルの第２のサブキャリアを第２のチャネルの第３のサブキャリアへ割り当て、第１のチャネルの第１のサブキャリアを第２のチャネルの第１のサブキャリアへ割り当て、そして第１のチャネルの第３のサブキャリアを第２のチャネルの第２のサブキャリアへ割り当てる。
これを分かり易く示すと次のようになる。
２→３
１→１
３→２
【００２６】
更なるケースとして、チャネルが、Ｎ＋１個のサブキャリア、例えば４個のサブキャリアを有するケースについて考える。ここでは順序は次のようになることが想定される。
チャネル１：［２１４３］
チャネル２：［４３２１］
【００２７】
これは、第１のチャネル通信路の第４のサブキャリアのパワーは、例えば、第１のチャネルの第１および第３のサブキャリアのパワーの間に存在し、第２のチャネルの第４のサブキャリアは現状では第２のチャネルの最も強力なサブキャリアであることを意味している。
【００２８】
割当は、この場合、完全に異なっているように見える。
２→４
１→３
４→１
３→２
【００２９】
以下の記述ではＯＦＤＭ・ＴＤＤシナリオが例示的に議論されるが、そこでは１つの基地局が単一の中継局を使用して１つの移動局と通信する。しかしながら、本発明の技術思想の範囲を逸脱することなく、有線をベースとしたデータ伝送システムが使用できる。また、移動局が基地局の到達範囲外に存在することが更に想定される。この想定は中継局のみが基地局と移動局からあるいは基地局と移動局へ送受信できることを意味している。ここでは全帯域幅が１つの移動局に割り当てられることが想定される。しかしながら、提案された中継スキームは数個の携帯電話機が全帯域幅を共有するケースにも適用することができる。そのようなケースでは、更に公平性の問題が考慮されるべきであるが、これについては本願の範囲外である。リレーはＡＦモードで動作する。このことは、基地局と中継局との間の通信が２つのタイムスロットをカバーすることを意味する。ダウンリンク（downlink）に対して、基地局は第１タイムスロットの間にＯＦＤＭパケットを送信し、リレーはその信号を受信かつ保存する。第２タイムスロットの間にリレーは保存された信号を処理したものを移動局に向けて送信する。しかしながらこのときの処理は復号と再符号化は含まない。一方、アップリンク（uplink）伝送に対しては、基地局と移動局の役割は交換される。
【００３０】
考えられるシステムモデルの一例のブロック図を図１Ｂに示す。タイムスロット１の間に中継局（リレー）は基地局から第１のチャネル１００を介して信号を受信し、その信号をＯＦＤＭ処理スキームに従ってＦＦＴまで（ＦＦＴを含む）処理して中継局（リレー）が基地局から第１のチャネル１００を介して中継局（リレー）に送信されたパイロットビットまたはシンボルにアクセスできるようにする。その後、パイロットビットは、ダウンリンク伝送のケースにおいて基地局と中継局との間（BS-to-RS）のチャネルである第１のホップチャネル（hop channel）１００を推定するのに使用される。アップリンク伝送の際は、中継局（リレー）は移動局と中継局との間（MS-to-RS）のチャネル１２０を推定するが、このチャネルは、ＴＤＤシステムの相互性とこのチャネルは最後のアップリンク伝送から大きくは変わらないという仮定から、中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネルと等しいことが想定される。このことは、中継局（リレー）は利用可能な両方のチャネルの最新のチャネル状態情報を（ほとんど）常に有していることを意味する。次に第１のホップチャネルおよび第２のホップチャネルの各サブキャリアごとの受信ＳＮＲ（receive SNR）は、ダウンリンク（ＤＬ）およびアップリンク（ＵＬ）それぞれのサブキャリアマッピング関数ＶDL（ｋ）およびＶUL（ｋ）を計算するために使用される。ＶDL（ｋ）およびＶUL（ｋ）は、再送の際にｋ番目の（中継局（リレー）から移動局への）第２ホップサブキャリアで伝送される（基地局から中継局（リレー）への）第１のホップサブキャリアのサブキャリアインデクス（subcarrier index）を与える。従って中継局（リレー）は受信したサブキャリア信号を中継局（リレー）の転送路において異なるサブキャリアに再配置して再送するためにＯＦＤＭシンボルを再生する。
【００３１】
この記述において、チャネルの最大遅延時間はサイクリック・プレフィックス（cyclic prefix）の長さ未満であること、そしてチャネルは１つのＯＦＤＭパケットが伝送される間は変わらないことが想定される。このことは、チャネルが直交サブキャリアを使った周波数ドメインと見なされることを意味している。ｋ番目のサブキャリアに対して、送り先における受信信号は次のようになる。
【数１】
0004474388.tif 000002
【００３２】
ここで、Ｙkは受信信号、Ｈ2，kは第２ホップチャネル係数、ｇは信号が中継局で増幅される際の利得係数、Ｈ1,v(k)は第１ホップチャネル係数、Ｘv(k)は伝送シンボル、Ｎ1,v(k)はリレーにおける受信ノイズ、Ｎ2，kは送り先における受信ノイズである。ダウンリンク伝送に対しては、Ｈ1，kは基地局と中継局との間（Bs-to-RS）のチャネル、Ｈ2,kは中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネル、Ｎ2，kは移動局における受信ノイズ、そしてｖ（ｋ）＝ＶDL（ｋ）である。アップリンク伝送に対しては、Ｈ1，kは中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネル、Ｈ2，kは基地局と中継局との間（MS-to-RS）のチャネル、Ｎ2，kは基地局における受信ノイズ、そしてｖ（ｋ）＝ｖUL（ｋ）である。サブキャリアごとの受信ノイズは全てのサブキャリアで等しいと仮定され、中継局および送り先に対してそれぞれσ2n，1およびσ2n，2で与えられる。送信局の全伝送パワーＰtは、Ｎf，used個の使用されるサブキャリアにわたって均等に分散され、このためここでは注水定理（Water filling：ＷＦ）は全く考えない。しかしながら、提案されたスキームは注水定理のケースにも適用可能である。中継局の最大伝送パワーＰt、rsを超えないようにするために、リレーは次の式を満たすような利得係数ｇを選択する必要がある。
【数２】
0004474388.tif 000003
【００３３】
従来のＯＦＤＭ中継では、サブキャリアマッピング関数はｖ（ｋ）＝ｋであり、これは並べ替えが全く起こらないことを意味する。受信されたサブキャリア信号は一定の利得係数ｇで増幅され、第２タイムスロットの間に再送される。しかしこれは次善最適のように思える。シミュレートされた屋内チャネルについて図６に示すように、強い受信サブキャリア信号（例えば、第１のホップチャネルにおける搬送波周波数ｆ1上）は第２のホップチャネル（例えば、第２のホップチャネルにおける搬送波周波数ｆ21上）の弱いサブキャリアに結合し、その逆も起こり得る場合がある。しかし伝送容量を最大にするためには、サブキャリアは並べ替えした上で互いに結合されるべきことが示される。このことは、第１のホップチャネルからの最も強い受信サブキャリア信号は好ましくは第２のホップチャネルの最も強いサブキャリアに結合すべきこと、２番目に強い受信サブキャリア信号は好ましくは第２のホップチャネルの２番目に強いサブキャリアに結合すべきことを意味する。この主張の証明はここでは省略される。言い換えると、データブロックのサブキャリアが第１のホップチャネルにおける第１の周波数のサブキャリアで伝送され、第２のホップチャネルにおける第１の周波数のサブキャリアが第２のホップチャネルにおける第２の周波数の別のサブキャリアよりも弱い場合には、データブロックが第２のホップチャネルにおける第２の周波数の第２のサブキャリアで移動局へ転送されるよう、中継局においてデータブロックの再割当が実施可能である。
【００３４】
基地局と移動局との間の通信を可能にするために、サブキャリアマッピング関数ｖ（ｋ）に対応する信号を送り先へ伝達することが必要である。シンプルな解決策としては、１つのＯＦＤＭパケット内で各サブキャリアに最初の幾つかのビットを確保し、基地局による対応するサブキャリアの番号を伝送するようにすることである。中継局（リレー）で起こるサブキャリアの並べ替えはサブキャリアの番号も左右するが、これにより送り先は最新のサブキャリアマッピング関数を学習し、次いで、伝送されたＯＦＤＭパケットを再生することが可能となる。本願で議論されているシステム提案では、サブキャリアの数はＮf＝１６６４であって、これは例えば、サブキャリアごとに１１ビット、ＯＦＤＭパケットごとにトータルで１８，３０４ビットが先ほどの信号伝達に必要であることを意味するが、こうした設定は実際のケースではおそらく難しい。
【００３５】
この問題を解消するため、中継局においてサブキャリア単位ではなくチャンク（chunk＝塊）単位でマッピング機能を実行することが提案される。例えば周波数ドメインにおけるチャンクサイズとして１６個のサブキャリアを使用すると、このことは１０４（＝１６６４÷１６）個のチャンクのみが並べ替えの必要が有ることを意味する。斯かる目的のため、各チャンクの平均的なサブキャリアＳＮＲρ1,lおよびρ2,lが第１のホップチャネルおよび第２のホップチャネルそれぞれに対して計算される。第ｌ（エル）番目のチャンクに対して、これは次の式を与える。
【数３】
0004474388.tif 000004
第１のホップチャネルおよび第２のホップチャネルそれぞれに対してｉ＝１，２である。順序付け操作は、サブキャリアごとのＳＮＲを個別に使用する代わりに、チャンクごとの平均的なチャンクＳＮＲを使用して実行することができる。このことは、サブキャリアがチャンク単位で順序付けられることを意味する。総和の定数項は順序に影響しないので省略されることに留意する。信号伝達の目的のため、本例ではチャンクごとに７ビット、ＯＦＤＭパケットごとにトータルで７２８（＝１０４×７）ビットあれば十分である。ＯＦＤＭパケットが５０，０００以上の情報ビットを含む高いレートのデータサービスに対しては、これは１．５％未満の信号オーバヘッドが必要であることを意味する。
【００３６】
本発明の中継スキームの開示された実施例は好ましくは、（ｉ）サブキャリア並べ替え関数を計算するために、中継局（リレー）が基地局と中継局との間（BS-to-RS）のチャネルと中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネルを知るステップと、（ｉｉ）適用されるサブキャリア並べ替え関数が送り先へ信号伝達されるステップとの２つのステップを実行する。これは初期化段階と伝送段階とから成る次の２段階プロトコルによって満たされる。伝送スキームを図２ａおよび図２ｂにより詳細に示す。それは（説明目的から）ダウンリンク伝送で始まるが、しかし、それはアップリンク伝送からでも同様に可能である。基地局または移動局によって伝送されるＯＦＤＭパケットは数個のＯＦＤＭシンボルから成る。一般的に、パケット当たりのＯＦＤＭシンボルの個数は一時的に決定されるチャンクサイズの倍数が選ばれる。このことは、１チャンクサイズが例えば１６個のサブキャリア×５個のＯＦＤＭシンボルに対して、１パケット当たりのＯＦＤＭシンボルの数は５の倍数となることを意味する。ＯＦＤＭパケットの最初のＯＦＤＭシンボルにおける各チャンクは、周波数ドメインにおけるチャンク番号を搬送する確保されたビットフィールドを含んでいる。これにより、それらがリレーによって並べ替えられているときに送り先で正しいチャンクの順序を特定することが可能となる。プロトコル全体の基本的な部分は図２ａおよび図２ｂにまとめてある。
【００３７】
初期化段階は１つのダウンリンク伝送と１つのアップリンク伝送とから成る。基地局は第１タイムスロットの間に１つのＯＦＤＭパケットをリレーに伝送することから開始する。基地局はこの段階ではチャネルの伝達関数についての情報は全く持っていないので、従ってそれは同じ変調方式を全ての搬送波に適用する。
【００３８】
中継局（リレー）は基地局と中継局との間（BS-to-RS）のチャネルを推定するために基地局によって送信されたパイロットビットを使用するようになっている。パケットが送り先に向けて再送される前にチャネル伝達関数の推定値を取得するために、ＯＦＤＭパケット当たりのＯＦＤＭシンボルの数がＮt,chunkであるとき、中継局（リレー）は（Ｎt,chunk−１）個のＯＦＤＭシンボルのみを使用することがある。中継局（リレー）はまだ中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネルを知らないので、それは受信されたＯＦＤＭパケットを第２タイムスロットの間にサブキャリアを並べ替えることなく再送する。移動局はそのパケットを受信し復号する。中継局（リレー）はパイロットシンボルもそれらが受信された際に再送するので、移動局は基地局から移動局までの全体の伝達関数を常に知っていることに留意する。この最初の伝送ステップは図２Ａの上側の部分に示してある。
【００３９】
次のアップリンク伝送において、移動局は同じく全てのサブキャリアに同じ変調方式、すなわち適応変調を使用しないで、ＯＦＤＭパケットを伝送する。中継局（リレー）はパケットを受信し、先と同様に、しかしこの場合には中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネルに対してチャネル推定を実行する。そのチャネル推定に基づいて、中継局（リレー）はアップリンクのサブキャリア並べ替え関数ｖUL（ｋ）を計算し、受信されたＯＦＤＭパケットを並べ替えられたサブキャリアで再送する。この場合も先と同様に、再送前にチャネル推定とサブキャリアマッピング関数の計算のための十分な時間を確保するために、ＯＦＤＭパケットの最初の（Ｎt，chunk−１）個のＯＦＤＭシンボルのみをチャネル推定に使用することがある。マッピングプロセスはチャンク単位で行われることに留意されたい。後述の評価部分では、比較のためにサブキャリア単位でのマップが議論される。基地局はＯＦＤＭパケットを受信し、周波数チャンクがそれ相応の仕方で再配置された上で再送された結果としてもたらされる全体の移動局と基地局との間（MS-to-BS）のチャネルを推定する。これで図２Ａの下側の部分に示した初期化段階が終了する。
【００４０】
伝送段階（図２Ｂ参照）では、基地局および移動局は両方ともそれぞれ、それらの伝送を、最後のアップリンクおよびダウンリンク伝送段階で推定された全体の基地局と移動局との間（BS-to-MS）のチャネルに適応させることが可能である。このことは、それらが各サブキャリアのＳＮＲに基づいて適応変調を適用することができる（必ずしもそうする必要はないが）ことを意味する。非適応伝送および適応伝送の両方のケースが後述の評価部分で議論される。中継局（リレー）はＯＦＤＭパケットを第１タイムスロットで受信し、現在の第１ホップチャネルを推定し、第１および第２のホップチャネルの最終の有効な推定値に基づいて新しいサブキャリアマッピング関数を計算するようになっている。次に中継局（リレー）はサブキャリアマッピングを適用した後に第２タイムスロットにおいてＯＦＤＭパケットを再送するようになっている。この中継スキームが大きく功を奏することを可能にする唯一の重要な仮定は、基地局と中継局との間（BS-to-RS）のチャネルおよび中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネルがアップリンク伝送およびダウンリンク伝送の間で大きく変化しないということである。しかしこの仮定は適応変調を使用するＴＤＤシステムにも必要である。送り先は常に、オリジナルのＯＦＤＭデータパケットを、チャンク番号を利用して復号かつ再生することが可能である。
【００４１】
本文書で議論されるシステムパラメータはショートレンジＴＤＤモードに対する現行のIST WINNER（www.ist-winner.org）パラメータに基づく。中心周波数は５ＧＨｚである。システム帯域幅は２０４８個のサブキャリアで１００ＭＨｚであるが、ここではＮf＝１６６４のみが使用中である。このことは実際の信号帯域幅は８１．２５ＭＨｚであることを意味する。ＯＦＤＭシンボル長は２０．４８μｓ、サブキャリアの間隔は４８８２８Ｈｚである。サイクリック・プレフィックス（cyclic prefix）として１．２８μｓがシステム提案において使用されるが、しかし、最大チャネル遅延時間はサイクリック・プレフィックス長未満で、チャネルは１つのＯＦＤＭパケットの存続時間の間は一定であることが想定されているので、シミュレーションは周波数ドメインで実行可能である。資源の割当はチャンク単位で行われ、このとき単一のチャンクは１６個のサブキャリアと時間における５個のＯＦＤＭシンボル、従ってトータルで８０個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。
【００４２】
このシミュレーションにおいては、移動局が基地局の到達可能範囲外にあるシナリオが考えられる。このことは、移動局が中継局からの信号を受信するしかないことを意味する。ダウンリンクのケースのみがここではシミュレートされる。ライスまたはレイリー・フェージングタップ（Rice or Rayleigh fading taps）を用いたシンプルなタップ遅延線モデル（tap delay line model）が周波数を選択できるチャネルのシミュレーションに使用される。パワー遅延時間プロファイルは（IST-2003-507581 WINNER D5.3 ver 2.4 -Interim Channel Modelsに示されているような）ＷＩＮＮＥＲ  Ａ１−ＮＬＯＳ、Ｂ１−ＬＯＳおよびＢ１−ＮＬＯＳ中間チャネルモデル（Interim Channel Models）に基づく。各タップのパワー遅延時間プロファイルおよびＫ因子は図３の表に示した。
【００４３】
本シミュレーションでは、１チャネル実現（channel realization）あたり１つのＯＦＤＭシンボルのみが伝送され、このためＯＦＤＭパケットは１つのＯＦＤＭシンボルから成る。目標レートはサブキャリアごとにＲt＝２ビット／秒／Ｈｚに設定される。このことはＯＦＤＭシンボルごとに総数Ｒt・Ｎf＝３３２８符号ビットが伝送されることを意味する。ここでは、非適応変調および適応変調のケースが考えられる。非適応変調は、全てのサブキャリアに対して同じ変調方式、すなわちＱＰＳＫが選択される。適応変調のケースでは、サブキャリアごとに伝送ビット数を割り当てるためにフィッシャ（Fischer）等のアルゴリズム（ロバートＰ．Ｈ．フィッシャ（Robert P.H. Fischer）およびヨハネスＢ．フーバ（Johannes B. Huber）共著「離散型マルチトーン伝送のための新しいローディングアルゴリズム（A new loading algorithm for discrete multitone transmission）」、グローバル通信会議会議録（Proc. Global Telecommunications Conference）、１９９６年１１月、第１巻、ｐ．７２４−７２８）が使用される。可能な変調方式はＱＰＳＫおよび１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭに限定される。適応変調に対しては、全てのサブキャリアは使用されないことに留意されたい。このことは、パワーは使用されるサブキャリアに均等に分散され、それが中継局（リレー）および移動局においてＳＮＲ利得を与えることを意味する。
【００４４】
生成元（generators）［２３；３５］、符号化率＝１／２、メモリ４およびランダム多重化である畳み込み符号（convolutional code）が、フレーム長がＯＦＤＭパケット長に等しいとして各ＯＦＤＭパケットに適用される。符号（コード）が終端する、これは伝送された情報ビット数が符号ビット数からメモリ長を差し引いた値の１／２に等しいことを意味する。受信機において符号ビットごとに対数尤度比が計算され、ＯＦＤＭパケットを復号するためにビタビデコーダ（Viterbi decoder）が使用される。
【００４５】
中継局における平均の受信ＳＮＲは、基地局における非適応変調のケースに対して１０ｄＢに固定される。基地局における適応変調に対しては、中継局における実際の受信ＳＮＲは全てのサブキャリアが使用されるわけではないのでより高くなり、かつ、サブキャリア当たりの伝送パワーはより高くなる。移動局におけるＳＮＲは０ないし１５ｄＢにわたって変動するが、この場合も先と同様にサブキャリア当たりのパワーが等しい非適応変調を想定する。実際、サブキャリア当たりの伝送パワーは、第１のホップチャネルと、伝送に使用されるサブキャリアの数に依存する。中継局の全体の伝送パワーは一定であるので、移動局における受信パワーと、従って平均の受信ＳＮＲは結果的に一般により高くなる。中継局は全てのサブキャリアを、それらが信号を含むか否かに関係なく、再送することに留意されたい。実際に信号を搬送するサブキャリアに伝送を制約しても、中継局において受信されるノイズパワーは信号パワーを大きく下回る（１０ｄＢ・ＳＮＲ）と想定されるので、ＳＮＲの軽微な改善をもたらすだけである。
【００４６】
２つのシナリオが考えられ、それは、両方のホップ（基地局と中継局との間（BS-to-RS）のチャネルおよび中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネル）がＡ１−ＮＬＯＳチャネルである屋内シナリオと、基地局と中継局との間（BS-to-RS）のリンクがＢ１−ＬＯＳチャネルであり中継局と移動局との間（RS-to-MS）のチャネルがＢ１−ＮＬＯＳチャネルである屋外シナリオである。それらの結果をそれぞれ図４と図５に示している。ここで、チャンク単位およびサブキャリア単位の適応型のＯＦＤＭ-ＡＦとともに従来のＯＦＤＭ−ＡＦが、非適応型のＯＦＤＭ伝送（サブキャリアごとに等しい変調方式）と適応変調とで比較される。図４にはＡ１−ＮＬＯＳチャネルの屋内シナリオが開示されており、図５にはＢ１−ＬＯＳ  ＢＳ−ｔｏ−ＲＳ（第１のホップ）チャネルとＢ１−ＮＬＯＳ  ＲＳ−ｔｏ−ＭＳ（第２のホップ）チャネルの屋外シナリオが開示されている。
【００４７】
両方のシナリオは、従来のＯＦＤＭ中継と比較してサブキャリア並べ替えに対して明確なＳＮＲ利得を示す。非適応変調のケースでは、１ｄＢを超えるＳＮＲ利得が実現され、適応変調に対しては、利得は最大約３ｄＢまで増大する。さらに、中継局におけるノイズ増大に起因するエラーフロア（error floor）の現象が観察される。このことは、中継局が増大した受信ＳＮＲ（これは信号に加わるより低いノイズフロアをもたらす）から利得を得ているという事実から来ている。サブキャリアのサブキャリア単位の並べ替えの代わりにチャンク単位の並べ替えではパフォーマンス損失は無視できるように思える。このことはチャンク単位のサブキャリアの並べ替えが非常に効果的で、必要な信号オーバヘッドに関して効率的であることを意味する。
【００４８】
総括すると、移動局への中継を最適化するために第１および第２のホップチャネルの推定された伝達関数を利用する適応型ＯＦＤＭ・ＡＦ中継スキームを提供する。この中継スキームは、従来の非適応型ＯＦＤＭ中継と比較して、ほぼ２ｄＢ程度のＳＮＲ利得を実現することが実証されている。提案された中継スキームは、第２のホップサブキャリアへの最適な結合が実現されるように、中継局において受信されたサブキャリア信号を並べ替える。サブキャリアがチャンクにグループ分けされるチャンク単位の並べ替えは、サブキャリア単位の並べ替えとほぼ同じ利得を実現する。これは必要な信号オーバヘッドを大きく減らす。さらに、中継局から基地局および移動局双方へ必要な信号情報を効率的に伝送するための信号伝達スキームが提案された。高レートのデータ伝送に対して、必要な信号オーバヘッドは１．５％未満であることが示された。
【００４９】
中継スキームに加えて、対応するサブキャリア並べ替え関数を送り先へ効率的に伝送することを可能にする信号伝達スキームを提案する。これは送り先が中継されたＯＦＤＭパケットを最終的に正しく復号することができるようにするために必要である。
【００５０】
提案された方法は、カバレッジの増大、容量の増加および／またはＱｏＳの向上をもたらす大きなＳＮＲを与える。結果、中継局において信号処理に要するコストが低減される。
【００５１】
言い換えると、本願では、両方のチャネルの伝達関数に適応するＡＦ中継スキームが提案された。中継局（リレー）は伝達関数を推定し、第１および第２のホップチャネルのサブキャリアの間で最適な結合が起こるようにＯＦＤＭパケットごとにサブキャリアを並べ替える。加えて、必要な情報の効率的な転送を可能にする信号伝達スキームが開発された。シミュレーションが示すところによれば、提案された中継スキームは従来のＯＰＤＭ中継と比べて大きな利得を実現する。
【００５２】
実施要件に応じて、本発明の方法はハードウェアまたはソフトウェアの形態で実施が可能である。本発明の実施は、本発明の方法が実行されるようにプログラム制御可能なコンピュータシステムと協働することができるデジタル記憶媒体、特に電子的に可読な制御信号が保存されたディスクまたはＣＤを使用して行うことができる。一般に、本発明は、従ってコンピュータ上で実行した際に本発明の方法を実行するプログラムコードが機械可読媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品である。言い換えると、本発明の方法は、コンピュータ上で実行した際に本発明の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である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】本発明のアプローチの実施形態を概略的に示した図である。
【図１Ｂ】本発明の例示的な実施形態のブロック図である。
【図２Ａ】本発明のアプローチが適用される中継局（リレー）を使用した基地局と移動局との間のデータ転送の初期化段階を説明するための図である。
【図２Ｂ】本発明のアプローチが適用される中継局（リレー）を使用した基地局と移動局との間のデータ転送の伝送段階を説明するための図である。
【図３】図１に開示された例示的なシステムモデルのシミュレーションに使用されるチャネルモデルのパワープロファイルから成る表を示した図である。
【図４】両方のホップがＡ１−ＮＬＯＳチャネルである屋内シナリオにおいて、本発明のアプローチが実行される中継局（リレー）を使用したデータ伝送シミュレーションのシミュレーション結果をグラフで示した図である。
【図５】第１のホップがＢ１−ＬＯＳチャネルであり、第２のホップがＢ１−ＮＬＯＳチャネルである屋外シナリオにおいて本発明のアプローチが実行される中継局（リレー）を使用したデータ伝送シミュレーションのシミュレーション結果をグラフで示した図である。
【図６】基地局と中継局との間の第１のチャネルと中継局と移動局との間の第２のチャネルのチャネル伝達関数を例示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  基地局と中継局との間の第１のホップチャネル
１２０  中継局と移動局との間の第２のホップチャネル
【図１Ａ】
0004474388.tif 000005
【図１Ｂ】
0004474388.tif 000006
【図２Ａ】
0004474388.tif 000007
【図２Ｂ】
0004474388.tif 000008
【図３】
0004474388.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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