(57)【要約】      （修正有）【課題】基地局を含むマイクロ波アクセスネットワークにおいて、現在のグループから新たなグループへ移動局をスイッチングする場合、移動局の全二重動作が必要でありコストが増大するため、半二重動作を可能にする。【解決手段】ＷｉＭＡＸネットワークが半複信モードで動作するように、基地局は全二重モードで動作し、移動局は半二重モードで動作する。移動局は、現在のグループ内にある間に、ダウンリンク（ＤＬ）サブフレームにおいて基地局からグループスイッチング要求を受信する。移動局はまた、新たなグループのフレームに関する構造情報を受信する。移動局は、構造情報を受信した後に、現在のグループから新たなグループにスイッチングする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局（ＢＳ）を含むマイクロ波アクセス世界的運用（ＷｉＭＡＸ）ネットワークにおいて現在のグループから新たなグループへ移動局（ＭＳ）をスイッチングする方法であって、
前記ＢＳを全二重モードで動作させること、
前記ＷｉＭＡＸネットワークが半複信モードで動作するように、前記ＭＳを半二重モードで動作させること、
前記ＭＳが前記現在のグループ内にある間に、該ＭＳにおいて、ダウンリンク（ＤＬ）サブフレームにおいて前記ＢＳからグループスイッチング要求を受信すること、
前記ＭＳが前記現在のグループ内にある間に、該ＭＳにおいて、前記ＤＬサブフレームにおいて前記ＢＳから、前記新たなグループのフレームに関する構造情報を受信すること、及び
前記ＭＳにおいて、前記構造情報を受信した後に、前記現在のグループから前記新たなグループにスイッチングすること
を含む、方法。
【請求項２】
前記グループスイッチング要求の受信に応答して、前記ＭＳから前記ＢＳに該グループスイッチング要求に肯定応答することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スイッチング後に、前記ＭＳが前記新たなグループ内にある間に、前記ＭＳと前記ＢＳとの間でデータトラフィックを送受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記グループスイッチング要求の送信後で、且つ前記ＭＳが前記新たなグループにスイッチングする前に、前記ＢＳから前記ＭＳへ、１つ又は複数のアイドルフレームを送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＢＳが前記１つ又は複数のアイドルフレームを送信している間に、前記ＭＳにおいて、前記構造情報を求めることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記構造情報は前記グループスイッチング要求と共に含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記新たなグループのための前記構造情報は、ＤＬ  ＭＡＰの開始と、ＵＬサブフレームサイズと、ＤＬサブフレームサイズと、データのＵＬ領域と、データのＤＬ領域とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記構造情報は、１つ又は複数のアイドルフレームから求められる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記構造情報は、前記ＭＳが前記現在のグループ内にある間に、前記新たなグループのＤＬサブフレームにおいて受信される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には無線通信ネットワークに関し、より詳細には、マイクロ波アクセス世界的相互運用（Worldwide Interoperability for Microwave Access：ＷｉＭＡＸ）ネットワークにおけるＦＤＤグループスイッチングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１６Ｒｅｖ２標準規格の文書４は、マイクロ波アクセス世界的相互運用（ＷｉＭＡＸ）ネットワークのための周波数分割二重（ＦＤＤ）フレーム構造及びＦＤＤシグナリングモードの仕様を定めている。ＦＤＤモードでは、送信機及び受信機は２つの異なる周波数帯域において動作することができる。これによって、基地局（ＢＳ）が同時に、アップリンク（ＵＬ）及びダウンリンク（ＤＬ）において異なる移動局（ＭＳ）と通信することが可能になる。
【０００３】
通常、ＢＳは全二重モードで動作する。ＭＳは半二重モード又は全二重モードで動作することができる。全二重モードで動作するためには、ＭＳは同時に送信及び受信を行うことが可能である必要がある。これによってコスト及び複雑度が増大する。
【０００４】
ＷｉＭＡＸネットワークは、ＭＳを２つのＦＤＤグループ、たとえばグループ１とグループ２とに分割する。各直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）フレーム内で、フレーム１０１において、グループ１内のＭＳ１は最初にＤＬ１送信に参加して、次いでＵＬ１送信に参加し、一方で、グループ２内のＭＳ２は最初にＵＬ２送信に参加して、次いでＤＬ２送信に参加する。ＵＬ１送信及びＵＬ２送信は同じ周波数帯域を使用し、一方で、ＤＬ１送信及びＤＬ２送信は、ＵＬ送信とは異なる、同じ周波数帯域を使用する。
【０００５】
ネットワークパラメータは、ＭＳが、それらのそれぞれのＵＬ送信及びＤＬ送信のための時間間隔を取得することを可能にするように規定される。ＵＬサブフレーム及びＤＬサブフレームの、ＯＦＤＭＡシンボルの単位の持続時間は、ＦＤＤグループのＭＡＰ領域において指定される。
【０００６】
ＢＳは両方のグループのためのフレームの構造を示す。この構造は、ＤＬ−ＭＡＰ１における「ＯＦＤＭＡシンボルの番号（No. of OFDMA symbols）」フィールドを使用して現在の（ｎ番目の）フレームのＤＬ１のサイズを含む。ＤＬ−ＭＡＰ２における同じフィールドが、次のフレームのＤＬ２のサイズを指示する。ＵＬに関して、ＢＳは、ＵＬ−ＭＡＰ１及びＵＬ−ＭＡＰ２における「ＯＦＤＭＡシンボルの番号」において、それぞれ、次のフレームのＵＬ１のサイズ、及び、次の次の（ｎ＋２）のフレームのＵＬ２のサイズを指示する。
【０００７】
負荷バランシングのような理由から、この標準規格は、ＢＳが、特定のＦＤＤグループ内のＭＳに別のグループにスイッチングするように要求することを可能にする。
【０００８】
以下において、ＭＳのグループ１からグループ２への、及びその逆のそれぞれのスイッチングの従来の動作を説明する。具体的には、ＭＳは、フレームｎにおいてグループスイッチ要求を受信した後、新たなグループにスイッチングして、フレームｎ＋H-FDD_Group_Switch_Delay＋ｍにおいてダウンリンクサブフレームを復号する。ここで、ｍは現在のグループの番号を表し、H-FDD_Group_Switch_DelayはＵＬチャネル記述子（ＵＣＤ）において指定されるか、又はデフォルトのH-ARQ ACK Delayになる。さらに、ＢＳは、ＭＳに、グループスイッチ命令に対して明示的に肯定応答（ＡＣＫ）するように要求することができる。この場合、ＢＳは、一時的なチャネル品質情報チャネル（ＣＱＩＣＨ）を肯定応答に割り当てる。ＡＣＫの受信に応答して、ＢＳは即座にスイッチングする。
【０００９】
フレーム構造シグナリング及びグループスイッチングのこのメカニズムは、図２及び図３に示されるように、対処するのが困難な問題をもたらす可能性がある。図２は、グループ１の、連続するフレーム１０１〜１０５、各フレームのアップリンク（ＵＬ）１１１の送信、及びダウンリンク（ＤＬ）１１２の送信を示す。図３は、グループ２に関して同じものを示す。
【００１０】
具体的には、ＭＳ１はフレームｎのＤＬ１において、グループのスイッチングに対する要求１２１を受信する。ＢＳがスイッチング肯定応答（ＡＣＫ）１２２を要求し、且つH-FDD_Group_Switch_Delayが現行の標準規格によって指定されるようなH-ARQ ACK Delayに等しい場合、グループスイッチングＡＣＫ１２２がフレームｎ＋１におけるＵＬ１において送信される。同じフレームにおいて、ＢＳは、後続のフレームｎ＋２及びｎ＋３に対して、それぞれＤＬ２及びＵＬ２の構造内で送信を行う。しかしながら、ＭＳが同時に送信及び受信を行うことができない場合、ＭＳは、このサブフレーム（Ｘ）２０１を復号することができず（２０２）、スイッチングした（１１０）後、新たなグループのためのフレームの構造、すなわち、ＤＬ２／ＵＬ２サブフレームのサイズは、ＭＳには分からない（２５０）。
【００１１】
同様の問題が、図３に示されるように、ＭＳがグループ２からグループ１にスイッチングするときに生じる。可能性のある解決策は、ＭＳが、２つの周波数帯域において同時に送信／受信を行う能力を有すると共に、全二重で動作することを必要とする。これによって、受信機のコストが増大する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、ＭＳに同時に送信及び受信させることなくグループスイッチングを可能にすることが必要とされている。現在、多くの通信会社の代表を含む標準規格委員会は、解決策が明らかでないため、この問題を解決することができていない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施の形態は、移動局（ＭＳ）がマイクロ波アクセス世界的相互運用（ＷｉＭＡＸ）ネットワークにおいてグループをスイッチングする場合の上記の問題を解決するグループスイッチングプロトコルを規定する。この構想は、ＭＳが所与の時点において送信又は受信することのみを必要とするように、グループスイッチングプロトコルのタイミングを規定することである。すなわち、ネットワーク内の動作は、ＢＳが全二重で動作し、ＭＳが半二重で動作する半複信である。
【００１４】
本発明の実施の形態はまた、グループスイッチングプロトコルにおける半複信動作の目標を達成するいくつかの例示的な実施態様を規定する。一実施の形態は、ＭＳがまだ現在のグループ内にある間に、新たなＦＤＤグループのフレーム構造の先行シグナリング、すなわち、サブフレームサイズ及びＭＡＰ情報の先行シグナリングを使用し、第２の実施の形態は、新たなグループにおけるＭＡＰスキャニングのための追加のフレームを使用する。
【００１５】
本発明の実施の形態は、ＦＤＤグループスイッチング動作中に、ＭＳが別の周波数帯域において送信を行っている間に１つの周波数帯域において受信を行う必要をなくす、ＷｉＭＡＸのためのグループスイッチング方法を提供する。
【００１６】
１つの方法は、アイドルフレームを使用してＦＤＤグループスイッチングを容易にし、ＦＤＤグループスイッチング中に、ＭＳが新たなグループのための新たなフレーム構造、すなわち、ＵＬ／ＤＬサブフレームサイズ、及び／又はそのＵＬ／ＤＬデータトラフィックのロケーションを取得することを可能にする。本方法は、ＭＳが現在のグループに関連付けられている間に新たなグループの構造情報を指定する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態によるＷｉＭＡＸネットワークの概略図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態によるＦＤＤフレーム構造・フレームサイズシグナリングメカニズムのブロック図である。
【図２】ＭＳがグループ１からグループ２へスイッチングするための、従来技術のＦＤＤグループスイッチングシグナリングメカニズムのブロック図である。
【図３】ＭＳがグループ２からグループ１へスイッチングするための、従来技術のＦＤＤグループスイッチングシグナリングメカニズムのブロック図である。
【図４】本発明の実施形態における方法１による、グループ１からグループ２へのＦＤＤグループスイッチングのための例示的なプロトコルのブロック図である。
【図５】本発明の実施形態における方法１による、グループ２からグループ１へのＦＤＤグループスイッチングのための例示的なプロトコルのブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における方法２による、グループ１からグループ２へのＦＤＤグループスイッチングのための例示的なプロトコルのブロック図である。
【図７】本発明の実施形態における方法２による、グループ１からグループ２へのＦＤＤグループスイッチングのための例示的なプロトコルのブロック図である。
【図８】本発明の実施形態における方法２による、グループ２からグループ１へのＦＤＤグループスイッチングのための例示的なプロトコルのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態は、マイクロ波アクセス世界的運用（ＷｉＭＡＸ）ネットワークにおいて周波数分割二重（ＦＤＤ）グループ間で移動局（ＭＳ）をスイッチングする方法を提供する。以下において、この目標を達成する２つの具体的な実施形態を説明する。しかしながら、基本原理はこれらの例示的な実施形態には限定されない。
【００１９】
図１Ａは、全二重モードで動作している基地局（ＢＳ）、及び半二重モードで動作している移動局を示す。すなわち、ネットワークは半複信である。ＢＳ及びＭＳは、ＤＬ１１１及びＵＬ１１２において交互に送信を行う。ＭＳは半二重であり、同時に送信及び受信を行うことができない。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、ＷｉＭＡＸネットワークは、ＭＳを２つのＦＤＤグループ、たとえばグループ１とグループ２とに分割する。各ＯＦＤＭＡフレーム内で、フレーム１０１で、グループ１内のＭＳ１は最初にＤＬ１送信１１１に参加して、次いでＵＬ１送信に参加し、一方で、グループ２内のＭＳ２は最初にＵＬ２送信に参加して、次いでＤＬ２送信に参加する。
【００２１】
方法１：ＭＳがまだ現在のグループ内にある間の、新たなＦＤＤグループのサブフレームサイズ及びＭＡＰ情報の先行シグナリング
ＭＳが新たなＦＤＤグループにおいてデータトラフィックを送信又は受信する前に、構造情報を受信する。構造情報は、ＤＬ  ＭＡＰの開始と、ＵＬサブフレームサイズと、ＤＬサブフレームサイズと、データのＵＬ領域と、データのＤＬ領域とを含むことができる。
【００２２】
この情報は、
情報をグループスイッチ要求メッセージに追加すること、
特定のＦＤＤグループにおいて送信されるＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ−ＭＡＰのメッセージが、別のＦＤＤグループの新たなＵＬ／ＤＬサブフレームサイズに関する情報を含むことを可能にすること、及び
ＭＳがまだ現在のＦＤＤグループ内にある間に、ＭＡＰメッセージを使用して上記の情報のいずれか又はすべてをＭＳに通信すること、
によって送信することができる。
【００２３】
次いで、グループスイッチングは、ＢＳがそのように要求する場合に、ＭＳによって肯定応答されることができる。
【００２４】
グループ間でスイッチングするための、本発明のプロトコルのいくつかの例を図４及び図５に示す。グループ１内のＭＳは、フレームｎのＤＬ１においてグループスイッチ要求及びフレーム構造情報１２９を受信する。スイッチ要求は次のフレームｎ＋１のＵＬ１において肯定応答される。ＭＳは、次のフレームｎ＋２においてグループ１からグループ２へスイッチングする（１１０）。ここで、このフレーム及び後続のフレームにおけるＤＬ２の構造は分かっている（４５０）。図５はグループ２からグループ１へスイッチングするための同一のプロセスを示しているが、ＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームが逆順になっているため遅延が存在する。
【００２５】
フレーム構造に関する情報は、表３６１、ＩＥＥＥ８０２．１６Ｒｅｖ２標準規格の文書４の８０２．１６Ｒｅｖ２のセクション８．４．５．３．２８において規定されているHFDD_Group_Switch_IEを変更することによって組み込むことができる。表における変更は斜体字にされ、太字にされ、また下線を付されている。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
ＤＬ  ＭＡＰ又はＵＬ  ＭＡＰが、別のＦＤＤグループ内のＤＬ／ＵＬトラフィックの将来のロケーションに関する情報を通信することを可能にする一例は、すべての関連するDL_MAP_IE及びUL_MAP_IEにさらなるフィールドを追加する。
【００２８】
【表２】
2009268090.tif 000004
【００２９】
方法２：新たなグループにおけるＭＡＰスキャニングのためのさらなるフレーム
ＢＳがＭＳにグループスイッチ要求１２１を送信するときのフレームと、ＭＳが新たなＦＤＤグループにおいてデータトラフィックを送信又は受信するときのフレームとの間に、ＭＳによってデータトラフィックが送信も受信もされず、１つ又は複数のアイドルフレーム５０１がＢＳによって送信される。
【００３０】
アイドルフレーム（複数可）の間、ＭＳは以下のうちのいずれかを実施することができる。
ＭＳは新たなグループにおけるＤＬ  ＭＡＰの開始位置を決定する。
ＭＳはＤＬサブフレーム内の特定のロケーションにおけるＭＡＰ情報を求める。
ＭＳはＤＬ  ＭＡＰを復号する。
ＭＳは新たなグループのＭＡＰにおけるフレームのＵＬサブフレームサイズを取得する。
ＭＳは新たなグループのＭＡＰにおけるフレームのＤＬサブフレームサイズを取得する。
ＭＳは将来のフレームにおけるそのデータのＵＬ領域を取得する。
ＭＳは将来のフレームにおけるそのデータのＤＬ領域を取得する。
【００３１】
ＭＳがグループスイッチ肯定応答１２２を送信するフレームを決定する、FDD_Group_Switch_DelayとH-ARQ ACK Delayとの間の差は、アイドルフレーム５０１の数であるため、すなわち、以下のようになる。
FDD_Group_Switch_Delay＞H-ARQ ACK Delay
従来、デフォルト値は以下の通りであった。
H-FDD Group Switching Delay＝H-ARQ ACK Delay
本発明では、これを以下のように変更する。
H-FDD Group Switching Delay＝H-ARQ ACK Delay＋１
【００３２】
本発明のプロトコルのいくつかの例を図６〜図８に示す。各図面は、連続するフレーム１０１〜１０５、各フレームのアップリンク（ＵＬ）１１１の送信、及びダウンリンク（ＤＬ）１１２の送信を示す。
【００３３】
上述のように、以下を設定する。
H-ARQ ACK Delay＝１、且つ
H-FDD Group Switching Delay＝２
ＭＳは、フレームｎの間にグループスイッチ要求１２１を受信する。フレームｎ＋１のＤＬにおいてグループスイッチングＡＣＫが要求される。
【００３４】
次いで、図６及び図７に示されるように、ＭＳがグループ１からグループ２へスイッチングすることを要求される場合、ＭＳはＤＬ１においてダウンリンクデータトラフィックを受信する。ＭＳは、ｎ＋１からのＵＬ１においてグループスイッチングＡＣＫ１２２を送信する。
【００３５】
グループ２からグループ１へのスイッチングはグループ１からグループ２へのスイッチングと同一であるが、１サブフレームの遅延が存在し、ＤＬ２がＤＬ１に置き換えられ、ＵＬ２がＵＬ１に置き換えられることに留意されたい。したがって、グループ１からグループ２へのスイッチングの説明によって、グループ２からグループ１へのスイッチングが明白となる。
【００３６】
ＭＳはＤＬ２のサイズを知り得ないため、フレームｎ＋２の間には、アップリンクデータトラフィックもダウンリンクデータトラフィックも存在しない。したがって、ＭＳはＤＬ２サブフレームの開始部を求めてスキャンする。
【００３７】
代替的に、ＤＬ２サブフレーム内の専用ロケーション１２８において、遷移中のＭＳの構造情報を送信することができる。たとえば、ＭＡＰ情報をＤＬ２サブフレームの終端に配置することができる。図７を参照されたい。次いで、ＭＳはＭＡＰを復号し、後続のフレームの構造に関する情報を取得する。
【００３８】
スイッチングした（１１０）後のフレームｎ＋３の間に、ＭＳは、新たなグループにおいてその最初のＤＬ２のデータトラフィック１２４を受信する。フレームｎ＋４の間に、ＭＳは、新たなグループにおいてその最初のＵＬ２のデータトラフィック１２５を送信する。
【００３９】
図８に示されるように、ＭＳがグループ２からグループ１へスイッチングするように要求される場合、ＭＳはフレームｎ＋２におけるＵＬ２においてグループスイッチングＡＣＫ１２２を送信する。ＤＬ２において、ＭＳはデータトラフィックを一切受信しない。
【００４０】
アイドルフレームｎ＋３（５０１）の間には、アップリンクデータトラフィックもダウンリンクデータトラフィックも存在しない。ＭＳはＤＬ１においてＭＡＰを復号し（１２３）、フレームｎ＋４において、ＵＬ１のサイズ及びＵＬ１のＵＬデータトラフィックのための領域を取得する。フレームｎ＋４の間に、ＭＳは、新たなグループにおけるその最初のＤＬデータトラフィックを受信し（１２４）、その最初のＵＬデータトラフィックを送信する（１２５）。
【００４１】
本発明を好ましい実施形態の例として説明してきたが、本発明の精神及び範囲内でさまざまな他の適合及び変更を行うことができることは理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の真の精神及び範囲内に入るこのようなすべての変形及び変更を包含することである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【外国語明細書】
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