(57)【要約】時分割二重システム内の基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法を提供する。該方法は、該基地局と、通信可能に接続される加入者局との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいか否かを判定することと、該基地局から送信される信号の範囲を拡張するために、通信回線上で該加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することとを含む
2012520016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割二重システム内の基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法であって、
前記基地局と、通信可能に接続される加入者局との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差を超過することを判定することと、
前記基地局から送信される信号の範囲を拡張するために、通信回線上で前記加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記基地局と、前記通信可能に接続される加入者局との間の前記往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいことを判定することは、
前記加入者局から前記基地局に測距バーストを送信することと、
前記測距バーストが認識されない際に前記基地局に先行タイミング測距バーストを送信することであって、前記先行タイミング測距バーストは、前記基地局で適切なタイムスロットで受信される、ことと、
前記基地局での前記適切なタイムスロットでの前記先行タイミング測距バーストの受信に基づき、前記加入者局を前記基地局に同期させることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基地局と、前記通信可能に接続される加入者局との間の前記往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいことを判定することは、
光ファイバを介して通信可能に接続される、前記基地局と前記加入者局との間の前記往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいことを判定することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することは、
修正時分割二重フレームを形成するように、前記時分割二重フレームのダウンリンク部分から少なくとも１つの符号を削除することと、
前記修正時分割二重フレームを、前記修正時分割二重フレーム内の最初の符号または前記修正時分割二重フレーム内の最後の符号のうちの１つで整合させることと、
前記整合された修正時分割二重フレームを前記光ファイバ上で送信することであって、前記光ファイバに通信可能に接続される遠隔アンテナの無線範囲は、前記修正時分割二重フレームを形成することに応えて増加される、ことと、
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することは、
第１のタイミングギャップを減少させるために、前記時分割二重フレーム内のアップリンクフレームの最後とダウンリンクフレームの開始との間の前記第１のタイミングギャップからタイムスロットを減算することと、
第２のタイミングギャップを増加させるために、前記時分割二重フレーム内の前記ダウンリンクフレームの前記最後と前記アップリンクフレームの前記開始との間の前記第２のタイミングギャップにタイムスロットを加算することであって、修正時分割二重フレームが形成され、前記時分割二重フレーム内の符号の数は、不変のままであり、前記光ファイバに通信可能に接続される遠隔アンテナの無線範囲は、前記タイムスロットを減算および加算することに応えて増加される、ことと、
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記時分割二重システムは、ＷｉＭａｘシステムを備え、前記第１のタイミングギャップからタイムスロットを減算することは、前記第１のタイミングギャップから物理スロットを減算することを含み、前記第２のタイミングギャップにタイムスロットを加算することは、前記第２のタイミングギャップに物理スロットを加算することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することは、
前記時分割二重フレームのダウンリンク部分内の最後の符号内のデータが、前記加入者局への伝送についてスケジューリングされないように、前記基地局でデータをスケジューリングすることであって、前記光ファイバに通信可能に接続される遠隔アンテナの無線範囲は、前記スケジューリングすることに応えて増加される、ことを含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記加入者局は、第１の加入者局であり、前記方法はさらに、
前記基地局と、通信可能に接続される第２の加入者局との間の往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より小さいことを判定することと、
前記時分割二重フレームの前記ダウンリンク部分内の前記最後の符号内のデータが、前記第２の加入者局への伝送をスケジューリングされるように、前記基地局でデータをスケジューリングすることと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記加入者局から前記基地局に測距バーストを送信することをさらに含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記光ファイバを介して通信可能に接続される、前記基地局と前記加入者局との間の前記往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいことを判定することは、
前記基地局が、前記加入者局から前記基地局に前記測距バーストを送信することに応えて、前記割り当てられた時間内に前記測距バーストを受信しないことを認識することを含み、前記方法はさらに、
前記加入者局が、前記測距バーストが前記割り当てられた時間内に受信されないことを認識する際、前記光ファイバを介して、前記基地局に先行タイミング測距バーストを送信することであって、前記先行タイミング測距バーストは、前記基地局で前記適切なタイムスロットで受信される、ことと、
前記先行タイミング測距バーストの前記送信に基づき、前記加入者局を前記基地局に同期させることと、
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記基地局と前記加入者局との間の前記往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいことを判定することは、
基地局アンテナを介して通信可能に接続される、前記基地局と前記加入者局との間の前記伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいことを判定することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記加入者局から前記基地局に測距バーストを送信することをさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基地局アンテナを介して通信可能に接続される、前記基地局と前記加入者局との間の前記往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいことを判定することは、
前記基地局が、前記加入者局から前記基地局に前記測距バーストを送信することに応えて、前記割り当てられた時間内に前記測距バーストを受信しないことを認識することを含み、前記方法はさらに、
前記加入者局が、前記測距バーストが前記割り当てられた時間内に受信されないことを認識する際、前記基地局アンテナを介して、前記基地局に応答する先行タイミング測距バーストを送信することであって、前記先行タイミング測距バーストは、前記基地局で前記適切なタイムスロットで受信される、ことと、
前記先行タイミング測距バーストの前記送信に基づき、前記加入者局を前記基地局に同期させることと、
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することは、
修正時分割二重フレームを形成するように、前記時分割二重フレームのダウンリンク部分から少なくとも１つの符号を削除することと、
前記修正時分割二重フレームを、前記修正時分割二重フレーム内の最初の符号または前記修正時分割二重フレーム内の最後の符号のうちの１つで整合させることと、
前記基地局アンテナを介して、前記整合された修正時分割二重フレームを送信することであって、前記基地局アンテナの無線範囲は、前記少なくとも１つの符号を削除することに応えて増加される、ことと、
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することは、
前記時分割二重フレームのダウンリンク部分内の最後の符号内のデータが、前記加入者局への伝送についてスケジューリングされないように、前記基地局でデータをスケジューリングすることであって、前記基地局の無線範囲は、前記基地局でのデータのスケジューリングに応えて増加される、ことを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
時分割二重システムの基地局で、加入者局への通信回線の範囲を拡張するために、時分割二重フレームをスケジューリングする方法であって、
時分割二重フレーム内のダウンリンクフレームの最後とアップリンクフレームの開始との間のタイミングギャップが、前記加入者局への前記通信回線には短すぎることを認識することと、
前記基地局から送信される信号の前記範囲を拡張するために、通信回線上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することであって、前記加入者局への前記通信回線の前記範囲は、前記通信回線の劣化なく拡張される、ことと、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記加入者局から前記基地局に測距バーストを送信することと、
前記測距バーストが認識されない際に前記基地局に先行タイミング測距バーストを送信することであって、前記先行タイミング測距バーストは、前記基地局で適切なタイムスロットで受信される、ことと、
前記基地局での適切なタイムスロットでの前記先行タイミング測距バーストの受信に基づき、前記加入者局を前記基地局に同期させることと、
前記通信回線上で修正時分割二重フレームを伝送することと、
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
時分割二重システム内の基地局であって、
プロセッサからタイムスロット修正命令を受信するために通信可能に接続される、タイムスロットスケジューラと、
前記基地局に通信可能に接続される基地局アンテナ、または
前記基地局および遠隔アンテナの両方に通信可能に接続される光ファイバ
のうちの少なくとも１つと、
を備え、前記システム内を伝播する信号の範囲は、前記タイムスロットスケジューラによる前記タイムスロット修正命令の実施に基づいて増加される、
基地局。
【請求項１９】
前記時分割二重システムは、分散アンテナシステム、長期発展型（ＬＴＥ）システム、ＷｉＭａｘシステム、拡張範囲ＷｉＭａｘシステム、および固定時間フレームプロトコルを有する時分割二重システム、往復遅延時間フレームプロトコルを有する時分割二重システム、ならびにこれらの組み合わせのうちの１つである、請求項１８に記載の基地局。
【請求項２０】
前記基地局は、前記光ファイバを介して、前記遠隔アンテナに通信可能に接続され、前記光ファイバ上での伝送のために、時分割二重フレームを修正するための前記プロセッサからの前記タイムスロット修正命令は、
前記時分割二重フレームのダウンリンク部分から少なくとも１つの符号を削除する命令、および前記修正時分割二重フレームの前記ダウンリンクフレームを、前記時分割二重フレーム内の最初の符号または前記時分割二重フレーム内の最後の符号のうちの１つで整合させる命令と、
前記時分割二重フレーム内の前記アップリンクフレームの前記最後とダウンリンクフレームの前記開始との間の第１のタイミングギャップから、タイムスロットを減算する命令、および前記時分割二重フレーム内の前記ダウンリンクフレームの前記最後と前記アップリンクフレームの前記開始との間の第２のタイミングギャップに、タイムスロットを加算する命令であって、前記時分割二重フレーム内の符号の数は、不変のままである、命令と、
遠隔アンテナが、前記ダウンリンク部分の前記最後の前に、前記時分割二重フレームのアップリンク部分を伝送するように、前記時分割二重フレームのダウンリンク部分内の最後の符号内のデータが、前記加入者局への伝送についてスケジューリングされないように、前記基地局でデータをスケジューリングする命令と、
のうちの１つを備える、請求項１８に記載の基地局。
【請求項２１】
前記基地局は、基地局アンテナに通信可能に接続され、前記基地局アンテナを介した伝送のために、時分割二重フレームを修正するための前記プロセッサからの前記タイムスロット修正命令は、
前記時分割二重フレームのダウンリンク部分から少なくとも１つの符号削除する命令、および前記修正時分割二重フレームの前記ダウンリンクフレームを、前記時分割二重フレーム内の最初の符号または前記時分割二重フレーム内の最後の符号のうちの１つで整合させる命令と、
遠隔アンテナが、前記ダウンリンク部分の前記最後の前に、前記時分割二重フレームのアップリンク部分を伝送するように、前記時分割二重フレームのダウンリンク部分内の最後の符号内のデータが、前記加入者局への伝送についてスケジューリングされないように、前記基地局でデータをスケジューリングする命令と、
のうちの１つを備える、請求項２０に記載の基地局。
【請求項２２】
時分割二重システム内の基地局に、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガする方法であって、
前記受信に基づき、前記加入者局から前記基地局に測距バーストを送信することと、
前記測距バーストが認識されない際に前記基地局に先行タイミング測距バーストを送信することであって、前記先行タイミング測距バーストは、前記基地局で適切なタイムスロットで受信される、ことと、
前記基地局での適切なタイムスロットでの前記先行タイミング測距バーストの受信に基づき、前記加入者局を前記基地局に同期させることであって、前記加入者局は、時分割二重フレーム内の前記ダウンリンクフレームの前記最後と前記アップリンクフレームの前記開始との間の未修正タイミングギャップが、前記加入者局への前記通信回線には短すぎることを認識する、ことと、
前記同期に基づき、前記加入者局で、前記基地局に、前記通信回線上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガすることであって、前記基地局から前記加入者局に送信される信号の範囲は、拡張される、ことと、
を含む、方法。
【請求項２３】
前記基地局は、前記時分割二重フレームのダウンリンク部分から少なくとも１つの符号を削除し、前記修正時分割二重フレームの前記ダウンリンクフレームを、前記時分割二重フレーム内の最初の符号または前記時分割二重フレーム内の最後の符号のうちの１つで整合させるようにトリガされる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記基地局は、前記時分割二重フレーム内の前記アップリンクフレームの前記最後とダウンリンクフレームの前記開始との間の第１のタイミングギャップから、タイムスロットを減算し、前記時分割二重フレーム内の前記ダウンリンクフレームの前記最後と前記アップリンクフレームの前記開始との間の第２のタイミングギャップに、タイムスロットを加算するようにトリガされ、前記時分割二重フレーム内の符号の数は、不変のままである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記基地局は、遠隔アンテナが、前記ダウンリンク部分の前記最後の前に、前記時分割二重フレームのアップリンク部分を伝送するように、前記時分割二重フレームのダウンリンク部分内の最後の符号内のデータが、前記加入者局への伝送についてスケジューリングされないように、前記基地局でデータをスケジューリングするようにトリガされる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
時分割二重システム内の基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法のために、そこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
前記基地局と、前記通信可能に接続される加入者局との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいことを判定することと、
前記基地局から送信される信号の範囲を拡張するために、通信回線上で前記加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することと、
を含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記基地局と通信可能に接続される加入者局との間の前記往復伝播遅延が、前記基地局ターンアラウンド時間と前記最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の前記差より大きいか否かを判定する方法のために、そこに記憶された命令をコードした前記コンピュータ可読媒体は、
前記加入者局から前記基地局に測距バーストを送信し、
前記測距バーストが認識されない際に前記基地局に先行タイミング測距バーストを送信し、前記先行タイミング測距バーストは、前記基地局で適切なタイムスロットで受信され、
前記基地局での前記適切なタイムスロットでの前記先行タイミング測距バーストの受信に基づき、前記加入者局を前記基地局に同期させる、
方法のために、そこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体を備える、請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する方法のために、そこに記憶された命令をコードした前記コンピュータ可読媒体は、
前記時分割二重フレームのダウンリンク部分から少なくとも１つの符号を削除し、前記修正時分割二重フレームの前記ダウンリンクフレームを、前記時分割二重フレーム内の最初の符号または前記時分割二重フレーム内の最後の符号のうちの１つで整合させる方法と、
前記時分割二重フレーム内の前記アップリンクフレームの前記最後とダウンリンクフレームの前記開始との間の第１のタイミングギャップから、タイムスロットを減算し、前記時分割二重フレーム内の前記ダウンリンクフレームの前記最後と前記アップリンクフレームの前記開始との間の第２のタイミングギャップに、タイムスロットを加算する方法と、
前記時分割二重フレームのダウンリンク部分内の最後の符号内のデータが、前記加入者局への伝送についてスケジューリングされないように、前記基地局でデータをスケジューリングする方法と、
のうちの少なくとも１つの方法のために、そこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体を備える、請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
時分割二重システム内の基地局に、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガする方法のために、そこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
前記加入者局から前記基地局に測距バーストを送信することと、
前記測距バーストが認識されない際に前記基地局に先行タイミング測距バーストを送信することと、
前記加入者局が前記基地局に同期されていることに基づき、前記基地局に、前記通信回線上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガすることと、
を含む、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］
ある一般的な時分割二重システム構成は、集中位置に位置する機器と、集中位置から遠隔に位置する機器とを採用する。集中位置に位置する機器は、無線サービスプロバイダによって制御される。集中位置に位置する機器は、少なくとも１つの基地局からなり、また、分散アンテナ「ホスト」または「ハブ」ユニットを含むことができる。遠隔に位置する機器は、典型的に、無線サービスプロバイダによって制御されない、加入者ユニットまたは加入者局からなる。他の遠隔位置にある任意選択機器（無線サービスプロバイダによって制御される場合もされない場合もある）は、遠隔アンテナユニットまたは遠隔無線ヘッドからなる。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］
そのような一システムは、無線周波数（ＲＦ）信号が、基地局と１つ以上の加入者局との間で通信される、時分割二重システムである。一システム構成では、加入者局は、基地局上のアンテナによって、基地局に通信可能に接続される。別のシステム構成では、加入者局は、光ファイバおよび遠隔アンテナによって、基地局に通信可能に接続される。さらに別のシステム構成では、加入者局は、基地局上の少なくとも１つのアンテナ、ならびに１つ以上の光ファイバおよび関連遠隔アンテナによって、基地局に通信可能に接続される。分散アンテナシステム（ＤＡＳ）は、基地局を、遠隔アンテナユニットの放送範囲内に位置する加入者局に通信可能に接続される遠隔アンテナユニットに通信可能に接続するための光ファイバ回線を含む、システムである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
［０００３］
これらの構成のいずれにおいても、時分割二重システムは、ダウンリンク伝送およびアップリンク伝送に同一のチャネル帯域を使用する。方向性結合器を使用して、同時のダウンリンク伝送およびアップリンク伝送を分離することは、論理的には可能であるが、実際の結合器の方向性の非理想的性質および伝送電力レベルと受信電力レベルとの間の大きな差は、伝送が同時である場合に、ダウンリンク回線／アップリンク回線干渉をもたらす。結果として、基地局または加入者局は、同時に伝送および受信することができない。時分割二重システム内の基地局は、ダウンリンク回線で伝送しているか、またはアップリンク回線で受信しているかのいずれかでなければならず、両方を同時に行っていてはならない。同様に、加入者局は、ダウンリンク回線で受信しているか、またはアップリンク回線で伝送しているかでなければならず、両方を同時に行っていてはならない。
【０００４】
［０００４］
時分割二重システムは、アップリンクフレーム（加入者局から基地局へ）と、ダウンリンクフレーム（基地局から加入者局へ）とを有する、時分割二重フレームを伝送する。時分割二重システムは、基地局と加入者局との間の距離制限を有する。距離制限は、時分割二重フレームのダウンリンクフレームとアップリンクフレームとの間に提供される、許容ターンアラウンド時間に基づく。通信回線を進行する信号の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きい場合、基地局および／または加入者局は、時分割二重フレーム内のすべてのデータを受信することができない。
【０００５】
［０００５］
基地局および加入者局が同じ位置に位置し、かつ、伝送モードから受信モードに、および受信モードから伝送モードに瞬時に切り替わることができる場合、時分割二重に、伝送におけるギャップは必要とされない。しかしながら、離れた基地局と加入者局との間の光速の伝播時間を考慮しなければならない。
【０００６】
［０００６］
加えて、基地局および加入者局機器は、伝送モードから受信モードに、およびその逆に切り替わるための時間を許容されなければならない。したがって、基地局と加入者局との間の信号の伝播時間、ならびに機器スイッチング時間を考慮するために、ＷｉＭＡＸシステム等の時分割二重システムでは、タイミングギャップが考慮される。
【０００７】
［０００７］
ＷｉＭＡＸフォーラムのリリース１．０は、ターンアラウンド時間に指定される、単一プロファイルを有する、時分割二重フレームのプロファイルを承認した。ＷｉＭＡＸ標準では、基地局で測定される、ダウンリンクフレームの終了とアップリンクフレームの開始との間のターンアラウンド時間（タイミングギャップ）は、伝送切り替えギャップ（ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｇａｐ：ＴＴＧ）と称される。同様に、ＷｉＭＡＸ標準では、基地局で測定される、アップリンクフレームの終了とダウンリンクフレームの開始との間のターンアラウンド時間は、受信切り替えギャプ（ｒｅｃｅｉｖｅ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｇａｐ：ＲＴＧ）と称される。
【０００８】
［０００８］
分散アンテナシステムでは、５ｋｍのファイバは、ＷｉＭＡＸプロファイルによって許容される遅延割当量の大部分を使い果たし、結果として、無線受信可能半径は、１ｋｍ未満になる。より長いファイバは、遅延割当量を超過し、システムを使用不可能なものにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［０００９］
本願は、時分割二重システム内の基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法に関する。時分割二重フレームをスケジューリングする方法は、基地局と、通信可能に接続される加入者局との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差を超過することを判定することと、基地局から送信される信号の範囲を拡張するために、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することとを含む。
【００１０】
［００１０］
また、本願は、加入者局への通信回線の範囲を拡張するために、時分割二重システムの基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法にも関する。方法は、時分割二重フレーム内のダウンリンクフレームの終了とアップリンクフレームの開始との間のタイミングギャップが、加入者局への通信回線には短すぎることを認識することと、加入者局への通信回線の範囲が通信回線の劣化なく拡張されるように、基地局から送信される信号の範囲を拡張するために、通信回線上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することとを含む。
【００１１】
［００１１］
また、本願は、時分割二重システム内の基地局にも関する。基地局は、プロセッサからタイムスロット修正命令を受信するために通信可能に接続される、タイムスロットスケジューラを含む。また、基地局は、基地局に通信可能に接続される基地局アンテナ、ならびに／または基地局および遠隔アンテナの両方に通信可能に接続される光ファイバも含む。システム内を伝播する信号の範囲は、タイムスロットスケジューラによるタイムスロット修正命令の実施に基づいて増加される。
【００１２】
［００１２］
また、本願は、時分割二重システム内の基地局に、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガする方法にも関する。方法は、加入者局から基地局に測距バーストを送信することと、測距バーストが認識されない際に基地局に先行タイミング測距バーストを送信することとを含む。先行タイミング測距バーストは、基地局で適切なタイムスロットで受信される。加入者局は、基地局での適切なタイムスロットでの先行タイミング測距バーストの受信に基づき、基地局に同期される。加入者局は、加入者局が基地局に同期される際、時分割二重フレーム内のダウンリンクフレームの終了とアップリンクフレームの開始との間の未修正タイミングギャップが、加入者局への通信回線には短すぎることを認識する。次いで、加入者局は、基地局から加入者局に送信される信号の範囲が拡張されるように、基地局に、通信回線上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガする。
【００１３】
［００１３］
また、本願は、時分割二重システム内の基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法のために、そこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体にも関する。方法は、基地局と、通信可能に接続される加入者局との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいことを判定することと、基地局から送信される信号の範囲が拡張されるように、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正することとを含む。
【００１４】
［００１４］
また、本願は、時分割二重システム内の基地局に、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガする方法のために、そこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体にも関する。方法は、加入者局から基地局に測距バーストを送信することと、測距バーストが認識されない際に基地局に先行タイミング測距バーストを送信することと、加入者局が基地局に同期されていることに基づき、基地局に、通信回線上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正させることをトリガすることとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】［００１５］本発明に係る、時分割二重システムのブロック図である。
【図１Ｂ】本発明に係る、時分割二重システムのブロック図である。
【図２】［００１６］従来技術の時分割二重システムの様々な点で検出される、例示的時分割二重フレームにおけるターンアラウンド時間の時間発展を示す、ブロック図である。
【図３】［００１７］基地局と、通信可能に接続される加入者局との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいか否かを判定する方法のフロー図である。
【図４】［００１８］本発明に係る、基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法のフロー図である。
【図５】［００１９］本発明に係る、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する方法のフロー図である。
【図６Ａ】［００２０］例示的時分割二重フレームの一部分である。
【図６Ｂ】［００２１］図５の方法に従って修正された、図６Ａの例示的時分割二重フレームの一部分である。
【図７】［００２２］本発明に係る、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する方法のフロー図である。
【図８】［００２３］無線受信可能半径および時分割二重フレームから削除された符号の数の関数としての分散アンテナシステムの最大ファイバ長さを示す、チャートである。
【図９】［００２４］２つの可能な配列構成の例示的時分割二重フレームを示す。
【図１０】［００２５］本発明に係る、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する方法のフロー図である。
【図１１Ａ】［００２６］例示的時分割二重フレームである。
【図１１Ｂ】［００２７］図１０の方法に従って修正された、図１１Ａの例示的時分割二重フレームである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［００２８］
一般的な実践に従って、様々に記載される特徴は、一定の尺度で描写されておらず、本発明に関連する特徴を強調するように描写されている。図面およびテキストを通じて、類似する参照文字は、類似する要素を示す。
【００１７】
［００２９］
本明細書に記載されるシステムの実施形態は、無線で、および／またはファイバ上で遠隔アンテナユニットの分散に送信される時分割二重フレームの範囲を拡張し、一方、通信回線の長さを延長することによって導入される追加の往復遅延に関連する問題を回避することができる。基地局の様々な実施形態は、時分割二重フレームを修正して、加入者局と基地局との間により長い遅延割当量を提供するように構成される。加入者局と基地局との間のより長い遅延割当量は、ファイバ回線および／または無線回線を含む通信回線上で基地局から伝送される信号の範囲を拡張する。
【００１８】
［００３０］
本文献で提供される技術は、光ファイバによって通信可能に接続される、基地局と加入者局との間の範囲を拡張する方法を提供する。本文献で提供される技術は、ファイバおよび無線通信回線によって通信可能に接続される、基地局と加入者局との間の範囲を拡張する方法を提供する。加えて、本文献で提供される技術は、無線通信回線によって通信可能に接続される、基地局と加入者局との間の範囲を拡張し、それによって、純粋に無線信号の範囲を拡張する方法を提供する。一実施形態は、バンド幅を損失することなく、純粋に無線信号の範囲を拡張する。この後者を適用することは、遠隔アンテナユニット間の距離が長い農村位置で有用である。
【００１９】
［００３１］
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明に係る、時分割二重システムのブロック図である。図１Ａは、基地局（ＢＳ１）１００が、少なくとも１つの加入者局（ＳＳ）１５０（１〜Ｎ）に通信可能に接続される、時分割二重システム１０の一実施形態のブロック図である。基地局１００は、基地局（ＢＳ）位置１１に位置する。加入者局１５０（１〜Ｎ）のそれぞれは、基地局位置１１から遠隔のそれぞれの遠隔位置１３（１〜Ｎ）に位置する。例えば、基地局１００と加入者局１５０−１との間の距離Ｌ１、基地局１００と加入者局１５０−２との間の距離Ｌ２、および基地局１００と加入者局１５０−３との間の距離Ｌ３は、従来技術の時分割二重システムにおける許容可能な距離より大きい。この場合、基地局１００は、基地局１００と加入者局１５０−２および１５０−Ｎとの間の通信を可能にするために、本明細書に記載される方法、およびそこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体を実施する。
【００２０】
［００３２］
基地局１００は、プロセッサ１１３からタイムスロット修正命令を受信するために通信可能に接続される、タイムスロットスケジューラ１１１を含む。プロセッサ１１３は、記憶媒体１１５内に記憶されるソフトウェア１１６を実行する。記憶媒体１１５は、時分割二重システム１０内の基地局１００で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法のために、そこに記憶された命令とともにコードされるコンピュータ可読媒体（ソフトウェア１１６）である。プロセッサ１１３は、基地局１００内のタイムスロットスケジューラ１１１に、タイムスロット修正命令を用いてタイムスロットを修正させることをトリガする。タイムスロットスケジューラ１１１は、タイムスロット修正命令の受信に基づき、通信回線（例えば、通信回線１２１、１２２、および１２３）上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを調整するように構成される。基地局から送信される信号１００の範囲は、タイムスロットスケジューラ１１１によるタイムスロット修正命令の実施に基づいて増加される。タイムスロットを修正することによって時分割二重フレームをスケジューリングする様々な方法が、以下に詳細に記載される。
【００２１】
［００３３］
図１Ａに示される実施形態では、加入者局１５０（１〜Ｎ）のそれぞれは、少なくとも１つの加入者アンテナ２９０（１〜Ｎ）にそれぞれ接続される。例えば、いくつかの実施では、ｉ番目の加入者アンテナ２９０−ｉは、それぞれのｉ番目の加入者局１５０−ｉの外部にある。他の実施では、加入者アンテナ２９０−ｉは、加入者局１５０−ｉ自体に組み込まれる。
【００２２】
［００３４］
加入者局１５０（１〜Ｎ）のそれぞれは、通信回線１２１、１２２、および１２３等の好適な通信回線を介して、基地局１００に通信可能にそれぞれ接続される。図１Ａに示されるように、通信回線１２１、１２２、および１２３は、無線通信回線（例えば、マイクロ波回線、ＷＩＭＡＸ通信回線、拡張ＷｉＭａｘ通信回線、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）通信回線、長期発展型（ＬＴＥ）通信回線通信回線）である。本実施形態の一実施では、通信回線１２１、１２２、および１２３は、有線通信回線（例えば、ツイストペアケーブル、ＣＡＴＶケーブル、または同軸ケーブル）であり、この場合、基地局１００に有線で接続されるｉ番目の加入者局１５０−ｉは、アンテナ２９０−ｉを有さない。
【００２３】
［００３５］
いくつかの実施形態では、加入者局１５０（１〜Ｎ）は、別個の通信回線を介して基地局１００に通信可能に接続され、別個の物理媒体を使用して（例えば、ツイストペアケーブル、ＣＡＴＶケーブル、または同軸ケーブルを使用して実施される、別個のポイントツーポイント回線を使用して）実施される。いくつかの実施形態では、加入者局１５０（１〜Ｎ）は、少なくとも一部において、共用通信回線（例えば、ハイブリッドファイバ同軸（ＨＦＣ）インフラストラクチャまたはローカルエリアネットワークもしくは広域ネットワーク（インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク等））を使用して、基地局１００に通信可能に接続される。また、いくつかの実施形態では、加入者局１５０（１〜Ｎ）は、１つ以上の媒介デバイス（例えば、１つ以上の「拡張」ユニット）を介して、基地局１００に接続される。
【００２４】
［００３６］
図１Ｂは、基地局（ＢＳ２）１０１が加入者局（ＳＳ）１５１（１〜Ｍ）に通信可能に接続される、時分割二重システム１５の一実施形態のブロック図である。時分割二重システム１５は、例示的分散アンテナシステムである。基地局１０１は、光ファイバ１２４、遠隔アンテナ２００−１、ならびに加入者局アンテナ２９０−１および２９０−２によって、加入者局１５１−１および１５１−２のそれぞれに通信可能に接続される。基地局１０１は、光ファイバ１２６、遠隔アンテナ２００−Ｎ、および加入者局アンテナ２９０−Ｍによって、ｍ番目の加入者局１５１−Ｍに通信可能に接続される。また、遠隔アンテナ２００（１〜Ｎ）は、本明細書において、「遠隔アンテナユニット２００（１〜Ｎ）」とも称される。閲覧の明確化のために、図１Ｂは、遠隔アンテナ２００（１〜Ｎ）と加入者局１５１（１〜Ｍ）との間の１対１または１対２の対応を示すが、しかしながら、各遠隔アンテナ２００（１〜Ｎ）に関連付けられる、多くの加入者局２９０が存在してもよい。本実施形態の一実施では、基地局１０１にアンテナ１９０は存在しない。
【００２５】
［００３７］
基地局１０１は、プロセッサ１１３からタイムスロット修正命令を受信するために通信可能に接続される、タイムスロットスケジューラ１１２を含む。プロセッサ１１３は、記憶媒体１１７内に記憶されるソフトウェア１１８を実行する。記憶媒体１１７は、時分割二重システム１５内の基地局１０１で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法のために、そこに記憶された命令（ソフトウェア１１８）をコードしたコンピュータ可読媒体である。プロセッサ１１３は、基地局１０１内のタイムスロットスケジューラ１１１に、タイムスロット修正命令を用いてタイムスロットを修正させることをトリガする。タイムスロットスケジューラ１１２は、タイムスロット修正命令の受信に基づき、通信回線上で送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを調整するように構成される。基地局１０１から送信される信号の範囲は、タイムスロットスケジューラ１１２によるタイムスロット修正命令の実施に基づいて増加される。
【００２６】
［００３８］
基地局１０１は、基地局（ＢＳ）位置１２に位置する。加入者局１５１−１は、基地局位置１２から遠隔の加入者局（ＳＳ）位置１４に位置する。光ファイバ１２４は、ｎＬ３の光路長を有し、式中、ｎは、光ファイバのコアの実効屈折率であり、遠隔アンテナ２００は、Ｌ４の無線範囲を有し、そのため、基地局１００と加入者局１５１との間の最大物理距離は、Ｌ３＋Ｌ４である。加入者局１５１−Ｍは、基地局位置１２から遠隔の加入者局（ＳＳ）位置１７に位置する。光ファイバ１２６は、ｎＬ５の光路長を有し、遠隔アンテナ２００−Ｎは、Ｌ６の無線範囲を有し、そのため、基地局１００と加入者局１５１−Ｍとの間の最大物理距離は、Ｌ５＋Ｌ６である。基地局と加入者局との間の通信回線の総実効長さ、（ｎＬ３＋Ｌ４）、（ｎＬ３＋Ｌ７）、または（ｎＬ５＋Ｌ６）は、通信プロトコルプロファイルの遅延割当量によって制限される。本明細書に記載される方法、システム、およびそこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体を実施することによって、実効距離（ｎＬ３＋Ｌ４）、（ｎＬ３＋Ｌ７）、および（ｎＬ５＋Ｌ６）を、従来技術の時分割二重システムにおける許容可能な伝播距離より大きくすることができる。
【００２７】
［００３９］
図１Ｂに示される実施形態では、遠隔アンテナ２００−１は、基地局１０１から、信号が長さＬ３の光ファイバ１２４を伝播した後の信号を受信する。遠隔アンテナ２００−１は、無線で、それぞれ遠隔アンテナ２００−１から距離Ｌ４およびＬ７にある加入者局１５１−１ならびに１５１−２に信号を放出する。このように、加入者局１５１（１〜２）は、それぞれ無線通信回線１２５−Ａおよび１２５−Ｂを介して、遠隔アンテナ２００−１に通信可能に接続される。同様に、遠隔アンテナ２００−Ｎは、基地局１０１から、信号が長さＬ５の光ファイバ１２６を伝播した後の信号を受信する。遠隔アンテナ２００−Ｎは、無線で、遠隔アンテナ２００−Ｎから距離Ｌ６にある加入者局１５１−Ｍに信号を放出する。このように、加入者局１５１−Ｍは、無線通信回線１２７を介して、遠隔アンテナ２００−Ｎに通信可能に接続される。
【００２８】
［００４０］
他の実施では、加入者局は、光ファイバの端部に直接接続される。そのような場合では、本明細書に記載される方法、システム、およびそこに記憶された命令をコードしたコンピュータ可読媒体を実施することによって、光ファイバの光路長ｎＬ３を、従来技術の時分割二重システムにおける光ファイバの許容可能な光路長より大きくすることができる。他のいくつかの実施では、本文献を読むと当業者に理解可能であるように、加入者局１５１−１は、少なくとも１つの集積遠隔アンテナ（示されていない）を含み、加入者局１５１−１を遠隔アンテナ２００−１に通信可能に接続するのに適切なインターフェースを含む。
【００２９】
［００４１］
図１Ｂに示されるように、通信回線１２５−Ａ、１２５−Ｂ、および１２７は、無線通信回線（例えば、マイクロ波回線、ＷＩＭＡＸ通信回線、拡張ＷｉＭａｘ通信回線、ＵＭＴＳ長期発展型通信回線）である。本実施形態の一実施では、通信回線１２５−Ａ、１２５−Ｂ、および／または１２７は、有線通信回線および無線回線の組み合わせである。
【００３０】
［００４２］
いくつかの実施形態では、加入者局１５１（１〜Ｍ）は、別個の通信回線を介して基地局１０１に通信可能に接続され、別個の物理媒体を使用して（例えば、光ファイバ、ツイストペアケーブル、ＣＡＴＶケーブル、または同軸ケーブルを使用して実施される、別個のポイントツーポイント回線を使用して）実施される。いくつかの実施形態では、加入者局１５１は、少なくとも一部において、共用通信回線（例えば、ハイブリッドファイバ同軸（ＨＦＣ）インフラストラクチャまたはローカルエリアネットワークもしくは広域ネットワーク（インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク等））を使用して、基地局１０１に通信可能に接続される。また、いくつかの実施形態では、加入者局１５１−１は、１つ以上の媒介デバイス（例えば、１つ以上の「拡張」ユニット）を介して、基地局１０１に接続される。
【００３１】
［００４３］
また、図１Ａおよび図１Ｂの基地局１００および１０１は、本明細書において、「集中型ユニット１００および１０１」とも称される。本実施形態の一実施では、基地局１００および１０１は、ホストユニット（また、本明細書において、「ハブユニット」とも称される）を含む。また、加入者局１５０（１〜Ｎ）および１５１（１〜Ｍ）は、本明細書において、「加入者ユニット１５０（１〜Ｎ）および１５１（１〜Ｍ）」とも称される。本実施形態の別の実施では、アンテナ２００（１〜Ｎ）は、遠隔無線ヘッド（また、本明細書において、「遠隔無線ユニット」とも称される）に通信可能に接続される。
【００３２】
［００４４］
図１Ｂに示されるように、ファイバ１２４は、概して２２４で表される基地局端部と、概して３２４で表される遠隔アンテナ端部とを含む。同様に、ファイバ１２６は、概して２２６で表される基地局端部と、概して３２６で表される加入者遠隔アンテナとを含む。基地局１０１がホストユニットを含む実施形態では、ホストユニット（示されていない）は、それぞれ、基地局端部２２４および２２６で、ファイバ１２４および１２６に取り付けられる。これらの後者の実施形態のいくつかでは、アンテナ２００−１および２００−Ｎは、それぞれ、ファイバ１２４および１２６の遠隔アンテナ端部３２４ならびに３２６に取り付けられる遠隔無線ヘッド（示されていない）に通信可能に接続される。
【００３３】
［００４５］
図２は、従来技術の時分割二重システムの例示的時分割二重フレームにおけるターンアラウンド時間の時間発展を示すブロック図である。時分割二重フレーム４５０〜４５４は、それぞれ、１回の伝送バーストおよび１回の受信バーストの継続時間を拡張する。基地局で送受信される例示的時分割二重フレーム４５０は、図２の第１の列に示される。時分割二重フレーム４５１〜４５４に、異なる長さの通信回線の端部で機器によって検出される実効時間ギャップを示す。実効時間ギャップは、通信回線の長さに基づいて変化する。図２に示されるように、時分割二重フレーム４５１〜４５４は、通信回線の連続的に増加する長さの実効時間ギャップの関係を明確に示すために、時分割二重フレーム４５０の下に列で配列されている。時分割二重フレーム４５１〜４５４では、各連続時分割二重フレーム内の各符号は、信号の伝播遅延の差のために、先行時分割二重フレーム内のそれぞれの符号からオフセットされる。
【００３４】
［００４６］
上述したように、時分割二重システム１０および１５は、信号を受信している間、基地局または加入者局のいずれも信号を伝送しないことを要求する。時分割二重フレーム４５０のダウンリンク部分４６０を形成する、概して３７０で表される符号（また、本明細書において、タイムスロットとも称される）は、時分割二重フレーム４５０内で基地局から送信され（（１）ＢＳが伝送する）、加入者局で受信される（（２）ＳＳが受信する）。時分割二重フレーム４５０のアップリンク部分４７０を形成する、概して３８０で表される符号（タイムスロット）は、加入者局（（３）ＳＳが伝送する）から基地局で受信される（（４）ＢＳが受信する）。また、アップリンク部分４７０は、アップリンクフレーム４７０とも称される。また、ダウンリンク部分４６０は、本明細書において、ダウンリンクフレーム４６０とも称される。
【００３５】
［００４７］
時分割二重フレーム４５１は、２．９７ｋｍの光ファイバの端部に位置する加入者局で受信される、ダウンリンク部分４６０内の符号３７０の受信のタイミングを示す。時分割二重フレーム４５２は、２．９７ｋｍの光ファイバの端部から０．３８ｋｍに位置する加入者局で受信される、ダウンリンク部分４６０内の符号３７０のタイミングを示す。時分割二重フレーム４５３は、２．９７ｋｍの光ファイバの端部から０．７５ｋｍに位置する加入者局で受信される、ダウンリンク部分４６０内の符号３７０のタイミングを示す。時分割二重フレーム４５４は、２．９７ｋｍの光ファイバの端部から１．５ｋｍに位置する加入者局で受信される、ダウンリンク部分４６０内の符号３７０のタイミングを示す。
【００３６】
［００４８］
加入者局は、時分割二重フレーム４５０、４５１、４５２、４５３、または４５４のダウンリンク部分４６０内の受信側の命令（例えば、「ＭＡＰ」からの）に基づいて伝送する。結果としてもたらされる加入者局の伝送は、それぞれ、同一のフレーム４５０、４５１、４５２、４５３、または４５４のアップリンク部分４７０内にある。従来技術のシステムについて上述したように、（２．９７ｋｍの光ファイバの端部から１．５ｋｍに位置する加入者局で）フレーム４５４内に、加入者局の最小受信−伝送ターンアラウンド時間と等しい、またはそれより大きいギャップが存在するはずである。これは、基地局位置でのフレーム４５０内のギャップが、加入者局の最小受信−伝送ターンアラウンド時間に基地局から加入者局への往復伝播遅延を加算したものに等しい、またはそれより大きいことを要求する。これは、加入者局が、伝送の前に、基地局から最後の符号３７０−Ｚが受信されるまで待たなければならないからである。基地局側からすると、信号（媒体によって、空中またはファイバ内を光速で移動する）が加入者局に行って戻ってくるのにかかる時間の間、信号を受信することができない。
【００３７】
［００４９］
通信回線における信号伝播に起因する例示的時間遅延は、時分割二重フレーム４５４内の最初の符号３７０−Ａと時分割二重フレーム４５０内の最初の符号３７０−Ａとの間のタイミングオフセットΔｔとして示される。時分割二重フレーム４５４内の最初の符号３７０−Ａは、基地局から送信され、２．７９ｋｍの長さの光ファイバ上を伝播し、続く１．５ｋｍの無線伝播距離の後に検出されたため、時分割二重フレーム４５４内の最初の符号３７０−Ａは、時間について、時分割二重フレーム４５０内の最初の符号３７０−ＡからタイミングオフセットΔｔだけオフセットされる。
【００３８】
［００５０］
図２に示されるように、時分割二重フレーム４５０〜４５４内のダウンリンク部分４６０の最後とアップリンク部分４７０の開始との間に、ターンアラウンド時間３５０（また、本明細書において、「第２のターンアラウンド時間３５０」、「第２のタイミングギャップ３５０」、または「タイミングギャップ（ＴＴＧ）３５０」とも称される）が存在する。時分割二重フレーム４５０内のアップリンク部分４７０の最後とダウンリンク部分４６０の開始との間に、ターンアラウンド時間３６０（また、本明細書において、「第１のターンアラウンド時間３６０」、「第１のタイミングギャップ３６０」、または「タイミングギャップ（ＲＴＧ）３６０」とも称される）が存在する。
【００３９】
［００５１］
時分割二重フレーム４５０〜４５４は、それぞれ、ダウンリンク部分４６０と、第２のタイミングギャップ３５０と、アップリンク部分４７０と、第１のタイミングギャップ３６０とを含む。時分割二重フレーム４５４内の第２のタイミングギャップ３５０の継続時間は、本明細書において、タイミングギャップ（ＴＴＧ）３９５−Ａと称される。ダウンリンクフレーム４６０は、Δｔ遅く到着し、アップリンクフレーム４７０は、Δｔ早く伝送されなければならないため（３９５−Ａの各最後からΔｔを事実上減算する）、タイミングギャップ３９５−Ａ（時分割二重フレーム４５４内の）は、タイミングギャップ３５０（時分割二重フレーム４５０内の）より、タイミングオフセットΔｔの２倍、継続時間が短い。従来技術の時分割二重システムでは、基地局と加入者局との間の通信回線の最大伝播長は、タイミングギャップ３９５−Ａの継続時間によって制限される。従来技術の時分割二重システムでは、タイミングギャップ３９５−Ａの継続時間が加入者局のターンアラウンド時間に等しい際、通信回線は、これ以上長さを拡張することができない。
【００４０】
［００５２］
時分割二重フレーム４５１〜４５４内のタイミングギャップ３５０は、それぞれ、時分割二重フレーム４５０内のタイミングギャップ３５０から継続時間が減少されるため、概して３９５で表される実際の実質上の第２のタイミングギャップ、または実効の第２のタイミングギャップ３９５として、図２に示される。
【００４１】
［００５３］
時分割二重フレーム４５４内のタイミングギャップ３９５−Ａ等の第２のタイミングギャップ３５０は、最初の符号３８０−Ａが加入者局から送信される際に終了する。時分割二重システムは、加入者局から送信される最初の符号３８０−Ａが時分割二重フレーム４５０内の第２のタイミングギャップ３５０の終了時に基地局に到着するように構成される。上述したように、通信回線の伝播遅延時間は、タイミングオフセットΔｔである。
【００４２】
［００５４］
最初の符号３８０−Ａは、２．９７ｋｍの光ファイバの端部から１．５ｋｍに位置する加入者局１５１にアップリンク回線で送信され、基地局１０１でΔｔの伝播遅延の後に受信される。最初の符号３８０−Ａは、基地局１０１での受信の時間Δｔ前に、加入者局１５１から送信されるため、最後の符号３８０−Ｚもまた、基地局１０１での最後の符号３８０−Ｚの受信の時間Δｔ前に送信される。したがって、時分割二重フレーム４５４内の第１のタイミングギャップ（ＲＴＧ）３９０−Ａは、２Δｔ、時分割二重フレーム４５０内の第１のタイミングギャップ（ＲＴＧ）３６０より広い。これは、４５４で、両方のＲＴＧの最後にΔｔが追加されるためである。
【００４３】
［００５５］
時分割二重フレーム４５１〜４５４内のタイミングギャップ３６０は、それらがそれぞれに時分割二重フレーム４５０内のタイミングギャップ３６０から継続時間が増加されるため、概して３９０で表される実質の第２のタイミングギャップ、または実効の第１のタイミングギャップ３９０として、図２に示される。したがって、図２に見られるように、通信回線の長さが増加するにつれて、実効の第２のタイミングギャップ３９５の継続時間は減少し、実効の第１のタイミングギャップ３９０の継続時間は増加する。
【００４４】
［００５６］
本実施形態の一実施では、従来技術の時分割二重システムは、ＷｉＭＡＸシステムである。本明細書に記載される方法およびシステムの実施形態は、他の時分割二重システムに適用することができることが理解されるべきであるが、ここで、図２の記載は、ＷｉＭＡＸシステムを参照して行われる。Ｗａｖｅ２  ＷｉＭＡＸフォーラムによって明細書に定義される、以下のプロファイルおよび要求されるタイミングギャップは、以下の図２の記載において参照される。
【００４５】
［００５７］
サンプリング周波数（Ｆｓ）＝バンド幅（ＢＷ）×（２８／２５）＝１０７×（２８／２５）＝１１．２Ｍｓｐｓ
【００４６】
［００５８］
符号の期間＝７２０／７＝１０２．８５７μｓ
【００４７】
［００５９］
物理スロット（ＰＳ）＝４／Ｆｓ＝０．３５７１４μｓ
【００４８】
［００６０］
伝送切り替えギャップ（ＴＴＧ）＝２９６ＰＳ＝１０５．７１４μｓ
【００４９】
［００６１］
受信切り替えギャップ（ＲＴＧ）＝１６８ＰＳ＝６０μｓ
【００５０】
［００６２］
加入者局伝送応答ギャップ（ＳＳＴＴＧ）＝５０μｓ
【００５１】
［００６３］
加入者局受信応答ギャップ（ＳＳＲＴＧ）＝５０μｓ
【００５２】
［００６４］
ＷｉＭＡＸ時分割二重フレームの一実施形態では、４７の符号が存在し、２９の符号がダウンリンク部分４６０内に存在し、１８の符号がアップリンク部分４７０内に存在する。そのような時分割二重フレーム４５０の継続時間は、５ｍｓである。図２では、符号３７０および３８０の例示的部分のみが示されている。
【００５３】
［００６５］
基地局がダウンリンク部分４６０内の符号３７０を伝送している時間の間、加入者局は、符号３７０を受信している。いったん加入者局がダウンリンク部分４６０内のすべての符号を受信すると、加入者局は、受信から伝送に切り替わる。加入者局が受信から送信に切り替わるのに必要とされる時間は、加入者局受信応答ギャップ（ＳＳＲＴＧ）と称される。ＷｉＭＡＸプロファイルは、システムが、最大５０μｓのＳＳＲＴＧ値を扱うことを要求する。
【００５４】
［００６６］
基地局は、アップリンクフレーム４７０の開始を、ダウンリンクフレーム４６０の終了の後に開始する伝送切り替えギャップ３５０の終了時に正確に到着するようにスケジューリングする。このために、加入者局受信応答ギャップ（ＳＳＲＴＧ）を加算した往復遅延は、伝送切り替えギャップ３５０より小さくなければならない。したがって、最大往復遅延は、ＴＴＧ−ＳＳＲＴＧ＝１０５．７μｓ−５０μｓ＝５５．７μｓに等しい。
【００５５】
［００６７］
したがって、利用可能な無線範囲もなく、また、機器遅延も許容しない、従来技術のＷｉＭＡＸシステムの最大ファイバ距離は、５．５７ｋｍ（１０μｓ／ｋｍ往復遅延）である。いかなる無線往復遅延または機器遅延も、５５．７μｓから減算されなければならない。したがって、４ｋｍは、より現実的なファイバ制限であり、２ｋｍの無線インターフェース範囲を可能にする。
【００５６】
［００６８］
Ｗａｖｅ２  ＷｉＭＡＸフォーラムプロファイルを用いた分散アンテナシステムの結果としてもたらされる距離制限は、制限的であり、かつ農村用途に不適切である。図２に見ることができるように、伝送切り替えギャップ３５０は、ＷｉＭＡＸシステムにおける信号の範囲を制限する、ギャップである。本文献では、この範囲制限の解決策を記載し、この記載において、伝送切り替えギャップ３５０は増加される。
【００５７】
［００６９］
図３〜図５、図７、および図１０は、基地局と、通信可能に接続される加入者局との間の伝播遅延を判定する方法、および通信回線の範囲を拡張するために、時分割二重システム内の基地局で、時分割二重フレームをスケジューリングする方法を示す。図６Ａ、図９、および図１１Ａは、例示的時分割二重フレームを示す。図６Ｂ、図９、および図１１Ｂは、それぞれ、本明細書に記載される方法に従って、図６Ａ、９、および１１Ａの例示的時分割二重フレームを修正したものを示す。修正された時分割二重フレームは、現在の制限された伝播距離を越えて位置する加入者局での受信のために、基地局から送信される。
【００５８】
［００７０］
記載される方法を実施するために、他の時分割二重システム構成を使用することができることが理解されるべきであるが、図３〜図１１Ｂは、図１Ａおよび図１Ｂの時分割二重システム１０ならびに１５を参照して記載される。
【００５９】
［００７１］
時分割二重システム１０および１５等の時分割二重システム内の基地局１００で、時分割二重フレーム４５０をスケジューリングする方法は、基地局１００と、通信可能に接続される加入者局１５０との間の往復伝播遅延（ターンアラウンド時間３５０から許容される加入者ターンアラウンド時間を減算することによって判定）が、最大許容往復遅延より大きいか否かを判定することを含む。基地局１００と、通信可能に接続される加入者局１５０との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より小さい場合、時分割二重フレームは、本明細書に記載される方法のうちの１つに従って修正されることなく、基地局１００から送信される。本明細書に定義されるように、最小許容加入者局ターンアラウンド時間は、本明細書に記載される技術が実施されていない際に、時分割二重システムの通信回線における伝播遅延によって許可される、最も小さい加入者局ターンアラウンド時間である。
【００６０】
［００７２］
図３は、基地局１００と、通信可能に接続される加入者局１５０との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいか否かを判定する方法３００のフロー図である。このプロセスは、従来の範囲内にある加入者と基地局との間の通信回線を確立するために使用される、従来の測距プロセスを調整する。方法３００は、図１Ａに示される基地局１００および加入者局１５０を参照して記載される。
【００６１】
［００７３］
ブロック３０２で、測距バーストが、加入者局１５０から基地局１００に送信される。基地局１００は、基地局１００との通信回線をセットアップすることを試みている任意の加入者局１５０から測距バーストを受信するため（聞くため）に割り当てられる、２つ以上のタイムスロット（例えば、Ｘスロットであり、式中、Ｘは整数である）を有する。加入者局１５０が基地局１００の従来の最大範囲内にある際、１つ以上のタイムスロット（例えば、Ｙスロットであり、式中、Ｙは整数であり、かつＹ＜Ｘである）の測距バーストは、このＸスロットのリスニングウィンドウ内に収まる。従来のＷｉＭＡＸ時分割二重システムでは、リスニングウィンドウは、３つの符号分の長さであり、測距バーストは、２つのＯＦＤＭ符号分の長さであり、各符号は、１０３μｓであり、基地局１００の最大範囲は、（光ファイバでは）１０ｋｍである。光は、ファイバ内を１０３μｓで約１０ｋｍ移動するため、従来のＷｉＭＡＸシステムにおけるスロップの１つの符号は、１０ｋｍの長さの光ファイバの伝播遅延を許容する。
【００６２】
［００７４］
測距バーストは、最初に、基地局１００のすぐ隣にあると推測される加入者局１５０から送信される。加入者局１５０が基地局１００のすぐ隣に位置する場合、測距バーストは、基地局１００のＸスロットのリスニングウィンドウの最初で受信される。加入者局１５０が基地局１００から最大距離（例えば、５ｋｍ）に位置する場合、測距バーストは、基地局１００のＸスロットのリスニングウィンドウの最後で受信される。従来の時分割二重システムでは、加入者局１５０が最大距離制限を越えて存在する場合、測距バーストは、基地局１００のＸスロットのリスニングウィンドウ内に収まらず、基地局１００は、加入者局１５０からの入力を認識しない。
【００６３】
［００７５］
加入者局１５０は、加入者局１５０に測距応答が返信されない場合、基地局１００が測距バーストを認識していないと認識する。測距応答が基地局１００から送信されない複数の理由が存在する。第１に、別の加入者局が、同一のサブチャネル内で測距しており、同一のＣＤＭＡコードを同時に使用しており、加入者局からの測距バーストと競合している場合がある。バースト（１２５コード）にコード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）測距コードが加えられると、他の加入者局が同一のサブチャネルおよび同一のコードを同時に使用する可能性は非常に低いため、競合の可能性は低減される。第２の理由は、バーストと干渉する、ＲＦ源からの外来ノイズである可能性がある。第３の理由は、高経路損失に起因して、バーストが、基地局がバーストを認識するには低すぎる出力である可能性がある。本発明と密接な関係がある理由は、上述したように、加入者局１５０が基地局１００から遠すぎ、バーストが測距ウィンドウに収まらないというものである。
【００６４】
［００７６］
ブロック３０４で、任意の出力調整の後、加入者局１５０は、測距バーストが認識されない際（例えば、加入者局１５０で、基地局１００から測距応答が受信されない際）に基地局１００に先行タイミング測距バーストを送信する。本明細書に定義されるように、先行タイミング測距バーストとは、従来の測距バーストより先に送信される、測距バーストである。通常の時間の前に先行タイミング測距バーストを送信することによって、先行タイミング測距バーストが、基地局１００と加入者局１５０との間で、従来の最大距離の最大伝播遅延より大きく遅延されたとしても、パルスは、基地局１００のＸスロットのリスニングウィンドウ内に到着する。したがって、加入者局１５０は、Ｙスロットの符号が基地局１００のＸスロットのリスニングウィンドウ内に到着するように、Ｙスロットの符号の測距バーストを一度に送信して最大距離を超える伝播遅延を調整する。先行タイミング測距バーストは、基地局１００でＸスロットのリスニングウィンドウ内に受信される。
【００６５】
［００７７］
ブロック３０６で、加入者局１５０は、基地局１００が先行タイミング測距バーストを適切なタイムスロット（例えば、Ｘスロットのリスニングウィンドウ内）で受信するのに基づき、基地局１００に同期される。先行タイミング測距バーストを送信した後、加入者局１５０が基地局１００に同期される際、加入者局１５０は、従来の範囲を越えて位置する基地局１００と通信するために同期されることを認識する。本実施形態の一実施では、基地局１００または１０１内のプロセッサ１１３は、基地局１００または１０１が、従来の範囲を越えて位置する基地局１００と通信するために同期されることを認識するように構成される。ブロック３０８で、次いで、加入者局１５０は、先行タイミング測距バーストに起因して行われた同期に基づき、拡張範囲を示す情報を基地局１００に送信する。基地局１００は、加入者局１５０に、加入者局１５０が要求された遅延の量を加算するために問い合わせることによって、加入者局１５０が拡張範囲にあることを判定する。これは、自発的に行われてもよく、および／または基地局１００からのコマンドによって行われてもよい。基地局１００が加入者局１５０についての拡張範囲を示す情報を受信する際、基地局１００は、基地局１００から従来の範囲を越えて位置する加入者局１５０に送信される時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する。本実施形態の一実施では、プロセッサ１１３は、タイムスロットスケジューラ１１１にタイムスロット修正命令を送信する。
【００６６】
［００７８］
図４は、本発明に係る、時分割二重システム内の基地局で、光ファイバを有する通信回線の範囲を拡張するために、時分割二重フレームをスケジューリングする方法４００のフロー図である。本実施形態の一実施では、時分割二重システムは、分散アンテナシステムである。方法４００は、図１Ａ、図１Ｂ、および図２を参照して記載される。
【００６７】
［００７９］
ブロック４０２で、基地局１００または１０１等の基地局は、基地局と加入者局１５０−ｉまたは１５１−ｊ等の通信可能に接続される加入者局との間の往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいか否かを判定する。加入者局１５０−ｉは、ｉ番目の加入者局１５０であり、加入者局１５１−ｊは、ｊ番目の加入者局１５１である。往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいか否かを判定する方法３００は、図３を参照して上述した。本実施形態の一実施では、基地局は、図１Ａに示される通信回線１２１、１２２、または１２３を介して、加入者局に通信可能に接続される。本実施形態の別の実施では、基地局は、図１Ｂに示される光ファイバ１２４または１２６を介して、加入者局に通信可能に接続される。実施形態では、伝播遅延の少なくとも一部分は、無線遅延時間に起因する。例えば、伝播遅延は、長さＬ３を有する光ファイバ１２４と、遠隔アンテナ２００−１から加入者局位置１４の加入者局１５１−１までの距離Ｌ４を拡張する無線通信回線１２５−Ａとを含む、通信回線１２０−１における伝播遅延によるものであってもよい。
【００６８】
［００８０］
往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より小さい場合、フローは、ブロック４０４に進む。ブロック４０４で、基地局１０１は、タイムスロット３７０に対していかなる修正も行わず、時分割二重フレーム４５０を伝送する。
【００６９】
［００８１］
往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きい場合、フローは、ブロック４０６に進む。ブロック４０６で、加入者局１５０または１５１に送信されている時分割二重フレーム４５０内のタイムスロット３７０は、基地局１００または１０１から送信される信号の範囲を拡張するために、それぞれ修正される。「タイムスロット」および「符号」という用語は、本明細書において、交換可能に使用される。加入者局１５１に送信されている時分割二重フレーム４５０内のタイムスロット３７０は、図５の方法５００、図７の方法７００、または図１０の方法１０００を参照して以下に記載される方法で、光ファイバ１２４を介して基地局１０１から送信される信号の範囲を拡張するために修正される。ブロック４０８で、通信回線上で、修正時分割二重フレームが伝送される。
【００７０】
［００８２］
図５は、本発明に係る、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する方法５００のフロー図である。図６Ａは、例示的時分割二重フレーム６０２の一部分である。図６Ｂは、図５の方法に従って修正された、図６Ａの例示的時分割二重フレーム６０４の一部分である。図６Ａに示されるように、特定の加入者局視点から、未修正時分割二重フレーム６０２が見られ、すなわち、ダウンリンクデータは加入者局で受信されており、したがって、ダウンリンク部分４６０内で「ｒｘスロット」というラベルが付けられ、アップリンクデータは加入者局から送信されており、アップリンク部分４７０内で「ｔｘスロット」というラベルが付けられる。時分割二重フレーム６０２は、図６Ｂに示される修正時分割二重フレーム６０４を作成するように、特定の加入者局で、方法５００に従って修正される。方法５００は、図１Ａおよび図１Ｂの時分割二重システム１０ならびに１５の両方のそれぞれに適用可能である。符号３８０−Ａは、ＷｉＭＡＸでは、測距用に予約される。
【００７１】
［００８３］
ここで、図５を参照すると、ブロック５０２で、往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きいか否かが判定される。往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より大きい場合、次いで（ブロック５０４で）、基地局は、時分割二重フレーム６０４のダウンリンク部分４７１内の最後の符号６１５内のデータが、加入者局（ここでは、第１の加入者局と称される）への伝送について何らスケジューリングされないように、データをスケジューリングする。
【００７２】
［００８４］
例えば、基地局１００または１０１は、時分割二重フレーム６０２のダウンリンク部分４６０内の最後のダウンリンク符号３７０−Ｚ（図６Ａ）内のデータが、第１の加入者局に何も伝送されないように、データの加入者局１５０または１５１のそれぞれへの伝送についてスケジューリングする。図６Ｂに示されるように、最後のタイムスロット３７０−Ｚ内のデータが何らスケジューリングされない際、タイムスロットは、タイムスロット６１５または符号６１５と称される。この場合、データを運ぶ最後のタイムスロットは、タイムスロット３７０−Ｙである。各時分割二重フレーム６０２では、加入者局１５０または１５１は、直後に続く、時分割二重フレーム６０２（または６０４）のマップデータを受信する。したがって、加入者局１５０または１５１は、マップデータを処理するために全フレームを有する。
【００７３】
［００８５］
加入者局１５０または１５１が、最後の符号６１５内にデータが存在しないことを知っている場合（例えば、加入者局１５０または１５１が、次に受信される時分割二重フレームが修正時分割二重フレーム６０４であることを知っている場合）、加入者局１５０または１５１は、データを有する最後の符号３７０−Ｙが受信された直後であって、かつ時分割二重フレーム６０４（図６Ｂ）のダウンリンク部分４７１の終了の前に、アップリンク符号３８０の送信を開始する準備をする。データなしに送信された符号６１５が受信される際、加入者局１５０または１５１は、データが最大で１符号早く基地局１００に伝送されるようにデータを送信する準備をするためのターンアラウンドを完了する。本実施形態の一実施では、基地局１００は、時分割二重フレーム６０２のダウンリンク部分４６０内の最後の２つ以上の符号内のデータが伝送されないように、データの加入者局１５０または１５１への伝送をスケジューリングする。
【００７４】
［００８６］
ブロック５０２で、往復伝播遅延が、基地局ターンアラウンド時間と最小許容加入者局ターンアラウンド時間との間の差より小さいことが判定される場合、フローは、ブロック５０６に進む。ブロック５０６で、基地局は、基地局と通信可能に接続される第２の加入者局との間の伝播遅延が、ターンアラウンド時間３９５−Ａ（図２）（ここでは、「ＳＳＲＴＧ６１０」とも称される）より小さいと判定するのに応えて、時分割二重フレーム６０２のダウンリンク部分４６０内の最後の符号６１５内のデータが、加入者局（ここでは、第２の加入者局と称される）への伝送をスケジューリングされるように、データをスケジューリングする。
【００７５】
［００８７］
方法５００が実施されると、加入者局は、基地局を信用し、基地局が要求する際に伝送する。しかしながら、基地局が、最後の符号（単数または複数）上のデータを加入者局にスケジューリングしない場合、基地局は、加入者局に、最後の符号（単数または複数）上のチャネル品質を測定するよう要求してはならない。本実施形態のさらに別の実施では、加入者局が許可する場合、ＳＳＲＴＧは、５０μｓから減少され得る。各加入者局は、ネットワークエントリが発生する際、それが要求するＳＳＲＴＧ（最大で５０μｓ）を基地局に「知らせる」。ＳＳＲＴＧが最大より小さい場合、範囲は拡張される。
【００７６】
［００８８］
本実施形態の一実施では、往復遅延が十分に長い場合、基地局は、ＷｉＭＡＸシステム内の離れた加入者局が、加入者局に向けられるダウンリンクバーストの終了からＳＳＲＴＧ前ではなく、ダウンリンクフレームの終了からＳＳＲＴＧ前に伝送することができるように、ダウンリンクフレーム内の離れた加入者へのデータ（例えば、最後の符号または符号対内ではない）を、先にスケジューリングする。これは、加入者局が基地局命令に従う場合、正式な符号削除手法が可能であるのと同一の１０ｋｍ（およびそれ以上）の拡張を可能にする。加入者局は、実際にダウンリンクフレーム内の加入者局からの伝送を許可しない一方で、ダウンリンクフレームの終了からＳＳＲＴＧより短い伝送を許可する場合があることに留意する。この場合、範囲の最大改善は、ＳＳＲＴＧを排除することによって可能となるものと等しい、５ｋｍの追加ファイバである、５０μｓである。
【００７７】
［００８９］
ＳＳＲＴＧは、ＷｉＭＡＸフォーラムによって、最大で５０μｓと定義される。５０μｓより早いターンアラウンド時間を有する加入者局が排除されることはない。本実施形態の一実施では、ＳＳＲＴＧは、５０μｓ未満に減少される。ＳＳＲＴＧを１０μｓ減少させるごとに、ファイバを１キロメートル追加することが可能となる。しかしながら、追加の４０μｓが、この手法によって見込むことができる最大である。そのような実施形態は、いずれの符号の削除も要求しない。加入者局は、ＳＳＲＴＧを知らせる。加入者局（また、移動局とも称される）は、ファイバの１０ｋｍの距離で、ネットワークエントリを得ることができるが、移動局は、最初の符号上で伝送している間、最後の符号を受信することができず、基地局は、「最後の符号」を選択的にスケジューリングする能力を有さないと見なす。基地局は、測距することはできるが、リソースを適切に利用することができない移動局のエントリを許可しない。移動局がすべての符号を利用することができる最大距離は、基地局のＳＳＲＴＧに依存し、移動局は、ネットワークエントリを許可する際、これを考慮する。
【００７８】
［００９０］
図７は、本発明に係る、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する方法７００のフロー図である。図８は、無線受信可能半径および時分割二重フレームから削除される符号の数の関数としての分散アンテナシステムの最大ファイバ長さを示す、チャートである。図９は、２つの可能な配列構成の例示的時分割二重フレーム８０２および８０４を示す。時分割二重フレーム８０２は、修正時分割二重フレーム８０４を形成するように、図７の方法７００に従って修正され、これは、修正時分割二重フレーム８０４’として、２つの配列構成のうちの１つに示される。方法７００は、図１Ａおよび図１Ｂの時分割二重システム１０ならびに１５の両方のそれぞれに適用可能である。
【００７９】
［００９１］
ブロック７０２で、修正時分割二重フレームを形成するために、時分割二重フレームのダウンリンク部分から、少なくとも１つの符号が削除される。図９に示されるように、修正時分割二重フレーム８０４を形成するために時分割二重フレーム８０２のダウンリンク部分４６０から符号３７２が削除され、それにより修正時分割二重フレーム８０４が、減少されたダウンリンク部分４６２を有する。このようにして、時分割二重フレーム８０４におけるターンアラウンド時間３４６を、時分割二重フレーム８０２のターンアラウンド時間３５０より長い継続時間にすることができる。
【００８０】
［００９２］
動作中、２つの基地局（例えば、基地局１００および１０１）は、相対的に近傍して互いに存在する場合があり、一方の基地局は、修正時分割二重フレーム８０４を送信し、他方の基地局は、未修正時分割二重フレーム８０２を送信する。時分割二重フレーム８０２および８０４は、異なる種類（修正および未修正）の時分割二重フレームを受信している、２つの基地局間の干渉を防止するために、適切に整合される必要がある。基地局は、時分割二重フレーム８０２および／または８０４をスケジューリングするように構成され、加入者局１５０および１５１は、この構成を受け入れることができる。
【００８１】
［００９３］
ブロック７０４で、修正時分割二重フレーム８０４内のダウンリンク部分４６２の最初の符号３４１は、未修正時分割二重フレーム８０２のダウンリンク部分４６０の最初の符号３７１に整合される。図９に示されるように、この整合は、未修正時分割二重フレーム８０２の下方に位置付けられる修正時分割二重フレーム８０４から未修正時分割二重フレーム８０２への矢印によって示される。修正時分割二重フレーム８０４内の最初の符号３４１の開始は、未修正時分割二重フレーム８０２内の最初の符号３７１の開始に整合される。
【００８２】
［００９４］
本実施形態の一実施では、修正時分割二重フレーム８０４’内のダウンリンク部分４６２の最後の符号３４２は、未修正時分割二重フレーム８０２のダウンリンク部分４６０の最後の符号３７２に整合される。図９に示されるように、この整合は、未修正時分割二重フレーム８０２の上方に位置付けられる修正時分割二重フレーム８０４’から未修正時分割二重フレーム８０２への矢印によって示される。修正時分割二重フレーム８０４’内の最後の符号３４２の開始は、未修正時分割二重フレーム８０２内の最後の符号３７２の開始に整合される。
【００８３】
［００９５］
ダウンリンクフレーム４６０内の符号３７０の数が、減少され得るか、またはアップリンクフレーム４７０内の符号３８０の数を減少させることができる。例示的ＷｉＭＡＸシステムでは、各符号３７０または３８０を除去することによって、１０μｓ／ｋｍにファイバの長さを乗算したものに等しい、光ファイバの長さにおける往復遅延、および１０３μｓの符号継続時間に基づき、１０．３ｋｍの追加分散アンテナシステムの範囲がもたらされる。
【００８４】
［００９６］
図８では、線８５０は、例示的ＷｉＭＡＸシステムにおいて、符号がダウンリンクフレーム４６０またはアップリンクフレーム４７０のいずれからも削除されない際に、無線受信可能半径対ファイバ長さをプロットする。ファイバ長さがゼロ（例えば、システム内にファイバが存在しない）の際、最大無線受信可能半径は、８ｋｍであることに留意する。同様に、信号の無線伝播が存在しない場合、最大ファイバ長さは、５．７５ｋｍ未満である。
【００８５】
［００９７］
符号の削除から生じる、データスループットの減少が存在する。符号（単数または複数）を削除するごとに、スループットは、２〜３％減少する。具体的に、１つの符号を削除すると、スループットは、最大スループットの９７．７％に減少する。線８５２は、例示的ＷｉＭＡＸシステムにおいて、ダウンリンクフレーム４６０またはアップリンクフレーム４７０のいずれかから、１つの符号が削除される際に、無線受信可能半径対ファイバ長さをプロットする。２つの符号を削除すると、スループットは、最大スループットの９５．４％に減少する。線８５４は、例示的ＷｉＭＡＸシステムにおいて、ダウンリンクフレーム４６０またはアップリンクフレーム４７０から２つの符号が削除される際に、無線受信可能半径対ファイバ長さをプロットする。３つの符号を削除すると、スループットは、最大スループットの９３．３％に減少する。線８５６は、例示的ＷｉＭＡＸシステムにおいて、ダウンリンクフレーム４６０またはアップリンクフレーム４７０のいずれかから３つの符号が削除される際に、無線受信可能半径対ファイバ長さをプロットする。
【００８６】
［００９８］
いくつかの実施形態では、データ符号は、対にされる。ダウンリンク回線／アップリンク回線＝２９／１８等、ダウンリンク符号の数が奇数の場合、１つのダウンリンク符号３７０は、前置符号に使用され、その他は、対にされる。したがって、最小で２つのダウンリンク符号が削除されなければならず、約５％のシステム容量の総減少、または約７％のダウンリンク回線容量の減少をもたらす。しかしながら、結果としてもたらされる、２０ｋｍを越える無線受信可能半径の増加は、極端に長い分散アンテナシステムに求められるわずかな割合を除いて、すべてに十分である。
【００８７】
［００９９］
符号を削除することによって、干渉の可能性が増加する可能性がある。すべての基地局が、同一のフレームプロファイルを有する必要はない。本実施形態の一実施では、長いファイバ走行を有する基地局１０１のみが、符号の削除を使用する。例えば、同一のローカルエリア内の２つの基地局１００および１０１（それぞれ、図１Ａおよび図１Ｂの）が、同一の周波数上で伝送する場合、光ファイバ１２４等の光ファイバを有する基地局１０１のみが、符号を削除することによって、データをスケジューリングする。この例示的場合では、基地局１０１は、時分割二重システム範囲を１０ｋｍより大きく拡張するために、最後の符号３７２（時分割二重フレーム８０２内の）をターンアラウンド時間３４６（時分割二重フレーム８０４内の）に変換する。しかしながら、基地局１００は、時分割二重フレーム８０２内の符号を削除せず、未修正時分割二重フレーム８０２を伝送する。
【００８８】
［０１００］
ダウンリンクフレーム４６２を最初の符号３４１で整合させるために、２つの基地局１００および１０１は、それぞれ、同期する、ダウンリンクフレーム４６０および４６２の最初の符号３４１を有する。また、すべての基地局１００および１０１は、ダウンリンクフレームを最大で２００〜３００μｓ遅延させる能力を有する。これは、これらの基地局１００および１０１内のダウンリンクフレーム４６０ならびに４６２を、それぞれ、時間同期させることを可能にする。もちろん、基地局は、どこでオフセットが測定されるかに基づき、基地局距離におけるオフセットに比例して、時分割二重フレーム８０４および８０２にオフセットが存在するように分離される。６ｋｍの分離距離では、各基地局で測定されるタイミングオフセットは、約２０μｓである。基地局１００では、基地局１０１が最後の符号中に伝送していないため、基地局１０１からの干渉可能性の増加はない。また、基地局１０１でも、基地局１０１が前と同時にアップリンク情報を受信しているため、干渉可能性の増加はない。基地局が伝送も受信もしていない時間を増加させることは、干渉をもたらす可能性も干渉される可能性も増加しない。さらなる主な干渉源は、相互に干渉する、同一のローカルエリア内の加入者局１５０および１５１からである。
【００８９】
［０１０１］
上記の例では、時分割二重フレーム８０２から削除された符号３７２に起因して、加入者局１５１は、加入者局１５０より約１００μｓ早く伝送することができる。加入者局１５０は、最後の符号３７２（加入者局１５１より１つ追加の符号）まで受信を継続し、加入者局１５１は、加入者局１５１で受信される時分割二重フレーム８０４の終了の後、ＳＳＲＴＧ＝５０μｓで伝送することができるため、加入者局１５１が受信している間に加入者局１５０が伝送する、５０μｓのオーバーラップの可能性が存在する。このオーバーラップの影響は、他方の加入者局から受信される信号レベルの減少に起因して、加入者局１５１と加入者局１５０との間の分離が増加するにつれて低減される。同一の周波数を使用して動作している携帯電話が近接していないとすると、加入者局１００および１０１は、それらは、通常、同一の視線上にないため、干渉するのに十分に近い可能性は低い、またはそれらが同一の視線上である場合、それらは、それらのそれぞれの基地局を向く指向性アンテナを使用している可能性が高い。
【００９０】
［０１０２］
時分割二重フレーム８０４’が最後の符号３４２（図９）で整合される実施形態は、干渉の可能性を排除する。ダウンリンクフレーム８０２および８０４が、加入者局１００および１０１のそれぞれでほぼ同時に終了するため、次に、加入者局１００および１０１は、伝送している間に伝送が少なくとも第２のタイミングギャップ３４６（例えば、ＷｉＭＡＸシステムにおけるＳＳＲＴＧギャップ）内で整合されるため、相互に干渉しない。加えて、この場合も同様に、基地局１０１は、さもなければ基地局１０１から伝送する符号上で伝送していないため、基地局−基地局干渉の可能性が排除される。基地局１００は、１符号早く（例えば、ＷｉＭＡＸシステムでは、１０３μｓ早く）伝送を開始するため、基地局１０１が依然としてアップリンクフレームを受信している間に、基地局１０１に到着する可能性を有すると考えることができる。事実、基地局１０１からの第１のフレームの開始の受信は、無線伝播によって、この場合は２０μｓ遅延され、ファイバ遅延は、この場合は５０μｓであり、総遅延は７０μｓとなる。基地局１０１が、５０μｓのファイバ遅延に等しい量だけ早く、その第１のダウンリンク符号を開始するため、基地局１０１は、基地局１００からのダウンリンクフレームの到着の前、７０μｓ＋５０μｓ−１００μｓ＝２０μｓだけ、伝送モードにならない。第１のタイミングギャップ（ＲＴＧ）のため、さらに６０μｓだけ受信を停止する。この解決策の重要な利点は、符号の削除を要求する基地局のみが、タイミングを調整する必要があり、この調整は、ダウンリンクフレーム４６２を、ＧＰＳクロックに対して最大で１００μｓ遅らせるものである。
【００９１】
［０１０３］
これらの解決策の両方では、加入者局１５０および１５１は、基地局１００から基地局１０１にローミングする際、フレーム形式変更を処理することが可能でなければならない。本実施形態の一実施では、加入者局１５０または１５１は、ダウンリンク回線／アップリンク回線＝２９／１８で、基地局１００からローミングする。本実施形態の別の実施では、加入者局１５０または１５１は、ダウンリンク回線／アップリンク回線＝２７／１８で、基地局１００からローミングする。
【００９２】
［０１０４］
図１０は、本発明に係る、通信回線上で加入者局に送信されている時分割二重フレーム内のタイムスロットを修正する方法１０００のフロー図である。図１１Ａは、例示的時分割二重フレーム６５２である。図１１Ｂは、図１０の方法１０００に従って修正された、図１１Ａの例示的時分割二重フレーム６５４である。方法１０００は、基地局１０１と加入者局１５１との間の通信回線の少なくとも一部分に光ファイバが含まれる、時分割二重システム１５に適用可能である。方法１０００は、基地局１００と加入者局１５０との間の通信回線の少なくとも一部分に光ファイバが含まれない時分割二重システム１０には、適用することができない。
【００９３】
［０１０５］
ブロック１００２で、時分割二重フレーム内のアップリンクフレームの終了とダウンリンクフレームの開始との間の第１のタイミングギャップから、タイムスロットが減算される。ブロック１００４で、ダウンリンクフレームの終了とアップリンク時分割二重フレームの開始との間の第２のタイミングギャップに、タイムスロットが加算される。
【００９４】
［０１０６］
図２に見ることができるように、伝播遅延（ファイバ遅延からの）は、通信回線（ファイバ距離および無線距離を含む）の全体長さが増加するにつれて、第２のターンアラウンド時間（ＴＴＧ）を減少させる。同時に、第１のターンアラウンド時間（ＲＴＧ）が続いて増加する。方法１０００を参照して記載される実施形態は、第１のターンアラウンド時間（ＲＴＧ）３６１から、少なくとも１つの物理スロット４４２（図１１Ｂ）を減算し、同時に、同一の数の物理スロット４４１を、第２のターンアラウンド時間（ＴＴＧ）３５１に加算する。ＷｉＭＡＸシステムでは、符号の総数は、物理スロットの交換の前後で、４７に維持される。この手法は、基地局１５１（図１Ｂ）の切り替え能力によって、最大でさらに６ｋｍの光ファイバを可能にする。分散アンテナシステムにおける第１のターンアラウンド時間３６１（図１１Ｂ）を減少させることができる理由は、追加ファイバが、加入者局１０１に、少なくともＷｉＭＡＸフォーラムによって指定される長さと同等の第１のターンアラウンド時間３６１を補償するからである。より短い第１のターンアラウンド時間３６１は、基地局に影響を及ぼし、第１のターンアラウンド時間３６１は、基地局がサポートすることができる場合にのみ、フォーラム仕様より短くすることができる。加入者局が、基地局に近く、基地局によって経験されるような、より短い第１のターンアラウンド時間３６１を経験する場合がある非ＤＡＳ（例えば、完全に「無線」のシステム）では、これは当てはまらない。
【００９５】
［０１０７］
基地局１０１は、ＷｉＭＡＸフォーラムで提案される値に準拠しない場合があるが、通信可能に接続される加入者局１５１は、このプロファイルで動作する。しかしながら、無線システム（図１Ａ）において、第１のターンアラウンド時間３６１の下限値は、ＲＦスイッチング時間および据え付けにおける機器制限のため、基地局１００に近い加入者局１５０によってサポートされない場合がある。しかしながら、加入者局１５１が、最後のアップリンク符号（単数または複数）内にスケジューリングされたデータがないことの利点を利用する限り、アップリンクフレーム内の基地局１０１に近い加入者局１５１からのデータを先にスケジューリングし、それによって、第１のターンアラウンド時間３６１のより長いスイッチング時間を可能にすることが可能である。近い加入者局１５１のみが最後のアップリンク符号（単数または複数）を使用することができないため、これは、必ずしもチャネルスループットに影響を及ぼすわけではない。他の加入者局１５１は、最後のアップリンク符号を利用することができる。
【００９６】
［０１０８］
具体的な実施形態が本明細書に図示され、記載されてきたが、同一の目的を達成するために考えられる任意の取り決めが、示される具体的な実施形態と置換できることが、当業者によって理解される。本願は、本発明のいかなる改変または変形も対象とすることが意図される。したがって、本発明は、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ制限されることが明白に意図される。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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