JP2007174664A

JP2007174664A - マルチホップ通信システム、通信信号を伝送するための方法、通信装置及び基地局

Info

Publication number: JP2007174664A
Application number: JP2006342666A
Authority: JP
Inventors: Michael John Hart; ジョンハートマイケル
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2007-07-05
Also published as: EP1801995A1; US20070147308A1; CN100588281C; KR100853606B1; CN1988728A; KR20070066958A

Abstract

【課題】１より多くのマルチホップ通信リンクで１以上の制御信号を伝送するのに必要な、マルチホップ通信システムに関連するシグナリングオーバーヘッドを減らすこと。
【解決手段】制御信号処理手段は、a)マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及びb)絶対値に相対的な、マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号を導出するよう説明される。本発明は、通信リンク各々に割り当てられる送信リソースのバランスをとるリソース制御法を使用するマルチホップ通信システムに特に有利である。
【選択図】図８

Description

本発明は一般に無線通信システム、無線通信システムの構成部分及びマルチホップ通信のための方法に関連し、そのシステム等では信号はソース装置から宛先装置へ少なくとも１つの中間装置を介して伝送される。特に本発明はマルチホップ通信システムを実現するのに必要な管理シグナリングの効率を改善する技法に関連する。

マルチホップ通信システムでは、通信信号は或る通信経路(C)に沿う通信方向でソース装置から宛先装置へ１以上の中間装置を介して送信される。図１Ａは基地局（３Ｇ通信システムでは「ノードＢ」（ＮＢ）として知られている）、中継ノード（ＲＮ）及びユーザ装置（ＵＥ）を有するシングルセル２ホップ無線通信システムを示す。通信方向はアップリンク（UP）又はダウンリンク（DL）でもよい。信号がダウンリンク（ＤＬ）で基地局から宛先ユーザ装置（ＵＥ）へ中継ノード（ＲＮ）を介して伝送される場合には、基地局はソース装置（Ｓ）を構成し、ユーザ装置は宛先装置（Ｄ）を構成する。通信信号がアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノードを経て基地局に伝送される場合には、ユーザ装置がソース装置を構成し、基地局が宛先装置を構成する。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり：ソース装置からの信号を受信する受信機と；その信号を又はそれから導出したものを宛先装置へ送信する送信機を有する。

無線通信信号が空間を伝搬する際に散乱又は吸収されることに起因して、伝搬損失又は「パスロス」が生じ、信号強度の減少を引き起こすことが知られている。送信機及び受信機間のパスロスに影響する要因は：送信機のアンテナの高さ、受信機のアンテナの高さ、キャリア周波数、散乱タイプ（都市、都市近郊、田舎）、形態の詳細（高度、密度、隔たり、地勢（丘上、平坦））等を含む。送信機及び受信機間のパスロスＬ（ｄＢ）は次のようにモデル化できる：
L=b+10nlogd （Ａ）
ここでｄ（メートル）は送信機−受信機間の隔たりであり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパスロスパラメータであり、絶対パスロスはl=10^(L/10)で与えられる。

以下の表１はマルチホップ伝送システムにおける様々なリンクで伝送された信号のパスロス計算値のいくつかの具体例を与え、そのリンクはソースから宛先（ＳＤ）、ソースから中間（ＳＩ）及び中間から宛先（ＩＤ）である。ここでｂ及びｎはリンクの各々で同じままであるように仮定されている。

表１

上記の計算例は、間接的なリンク受ける絶対パスロスの合計ＳＩ＋ＩＤは直接的なリンクＳＤで受けるパスロスより少ないことを示す。言い換えればそれは次のように書ける：
L(SI)+L(ID)<L(SD) （Ｂ）
従って単一の伝送リンクを２つの短い伝送セグメントに分割することは、パスロス及び距離の間の非線形関係を利用することになる。数式（Ａ）を用いたパスロスの簡易な理論分析により、全体的なパスロスの減少（及び信号強度及びデータスループットにおける改善又は利益）は、ソース装置から宛先装置へ直接的に伝送されるのではなく、中間装置（例えば、中継ノード）を介してソース装置から宛先装置へ信号が伝送される場合に達成されることが理解できる。実現されるならばマルチホップ通信システムは送信機の送信電力を潜在的に削減可能にする。これは、電磁放射に晒されることを減らすだけでなく干渉レベルの低減効果をももたらす。

しかしながらマルチホップ通信システムの適用性を検証するために実行されたシミュレーションは、予想に反して低いデータスループットである結果を示した（図２Ａ，２Ｂ）。実際、影響を受けるゲインはパスロスの数式Ａに基づく簡易な分析で示唆されるポテンシャルゲインを大きく下回る。その結果、信号範囲の拡張性、ソース及び宛先間での信号伝送に要する全送信電力を潜在的に削減できること、及びマルチホップでなかったならば到達できなかったノードへの接続性等の観点においてマルチホップシステムが示す潜在的な利点にもかかわらず、従来無線システムオペレータはマルチホップネトワークを実現することを思いとどまっている。

特許文献１乃至６は本願の発明者等により以前に提案された技法に関連し、マルチホップ通信システムにおけるデータのスループットを改善しようとしている。これらの先行する出願内容の全ては本願のリファレンスに組み入れられる。
欧州特許出願公開第１７３４６６４号欧州特許出願公開第１７３４６６５号欧州特許出願公開第１７３４６６３号欧州特許出願公開第１７３４６６８号欧州特許出願公開第１７３４６６７号欧州特許出願公開第１７３４６６６号

上述の先行する出願で説明されている発明は、マルチホップネットワークにおける１以上の通信リンク上での伝送リソース割当を決定及び制御するための様々な技法に関連し、その技法はi)宛先装置で受信した通信信号の品質の指標(measure)及びii)その又は各々の中間装置で受信された通信信号の品質の指標間の均衡を実質的に達成又は維持するようにする。つまり、これらの提案によれば、各リンクを介したデータスループットが実質的に等しくなるように又は近似的に等しくなるように、無線リソースの割当が維持及び制御される。特に、上記の各出願ではマルチホップシステムにおける無線リソース割り当ての管理及び制御を実行あらしめるために多数の様々なアルゴリズムが説明されている。特に以前に提案済みのアルゴリズムは、マルチホップネットワークの受信機で受信された通信信号品質に生じる「不均衡(imbalance)」を検出し、ネットワーク中の１以上の送信機に割り当てられるリソースの指標又は指標の変化を、所望の均衡が達成又は維持されるように決定しようとする。

本願発明者等により過去に提案されたリソース制御手法の効果を検証するためになされたシステムレベルのシミュレーション結果は、本明細書の末尾に用意されている。これらの結果は、「均衡している」マルチホップ通信システムはデータスループットの改善をもたらすことが期待できることを示す。これらのリソース管理手法により実証される改善されたスループットに関する理由の１つは、マルチホップシステムで必要とされる絶対的な送信電力を低減可能にするすることである。以下、このことを詳細に説明する。

上述したように、単一の直接的な伝送リンクを２つのより短い伝送リンクに分割することで、或る信号が受ける全パスロス(トータルパスロス)を軽減することが達成されうる。つまり、ソース装置から宛先装置へ少なくとも１つの中間装置を介して通信信号を送信するのに要する送信電力全体は、ソース装置及び宛先装置間で直接的に通信信号を送信するのに要するものより少なくなる。かくて、宛先装置が（及びおそらくは中間装置も）最少の又は「ターゲットの（目標の）」信号品質で受けることを保証するのに、少ない送信電力しか必要としなくて済む。仮に、マルチホップシステムで送信機の送信電力に何の調整もなされなかったならば、かなりの過剰な送信電力（即ち、宛先装置及び／又は中間装置で良好な又は目標の信号品質を得るのに必要なものを超える送信電力）が生じる結果になるであろう。ソース装置及び宛先装置間での直接的な通信に比較して、マルチホップ通信で達成されるゲインを更に増やすように機能するのではなく、この過剰な送信電力は通信リンクの品質劣化を招く干渉レベルを単に増やしてしまう。この劣化は、従来想定されていたマルチホップ通信システムの貧弱なシミュレーション結果で実証されているように、マルチホップシステムの潜在的なゲインを減殺させる傾向がある。

更に（例えば）２ホップシステムにわたる全体的なスループットは：中間装置で受信されるデータパケット数及び宛先装置で受信されるデータパケット数の少ない方によって制限される。受信機で受信されるデータパケット数は、その受信機で終端する通信リンクの品質に依存する。これは例えば受信信号強度（ＲＳＳ）の測定値又は信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の指標に反映されかもしれない。かくて実際上マルチホップシステム中の最低品質の通信信号を受信する受信機が、データパケット伝送に関する「ボトルネック」を形成し、これによりマルチホップシステム内の他のリンクにおけるデータ伝送容量を浪費する。送信機に割り当てられるリソースを増やすことは、その最低品質の通信信号を改善するようには機能せず、余分なリソース割り当ての結果になる。従ってそのシステムパフォーマンスでは更なる劣化が生じる。これは図１４Ａ及び１４Ｂに示されている。これらはソース装置（ＮＢ）の送信電力に対して、シングルホップシステムで観測されたものと比較した、２ホップシステムのユーザによって観測された平均パケットスループットのゲイン変化をプロットしている。各グラフは４つのプロットを含み、各々は中間装置の異なる送信電力に関連する。基地局の送信電力が最適点を超えて増やされると、より多くの信号エネルギの送出があるにも関わらず、ゲインの顕著な劣化が生じることが理解できる。

リソース管理エンティティを用いるマルチホップ通信システムで実証される改善効果は、宛先装置で受信される通信信号品質の指標と１つ又は複数の中間装置各々で受信される通信信号品質の指標との間の何らかのバランスが実質的に欠ける又は妨げられる場合に貢献できると考えられる。かくて、データパケットのスループットを改善できず且つ干渉レベルを上昇させるようにしか機能しなかった過剰なリソース割り当ては最小化される。

上述の以前に提案済みの手法によれば、システムの送信機に割り当てられるリソース制御機能が、基地局に関連する部分で実現されることが有利であることが示されている。これは「セントラル化された制御（中央制御）と呼ばれ、無線ネットワークプロバイダには、リソース割り当て制御がシステムの中間装置に関連する部分で行われるよりも好まれる傾向がある。それ故に基地局に関連する単独のリソース制御手段が、送信機各々に割り当てられる送信リソースを制御するよう機能し、その送信機はマルチホップ通信経路に沿って宛先装置に向けて通信信号を送信するよう機能する。しかしながら、リソース制御手段を有するマルチホップ通信システムを実現することは、特にそれが基地局でセントラル化される場合、管理信号（制御信号）の形式でシステムを構成する他の通信装置からリソース制御手段に向かうシグナリングにおいて、一般にかなりの情報量を要求することになる。例えば通信信号を受信するマルチホップ通信システムを構成する装置は、受信している通信信号の品質のインジケータを導出するように機能する。これらのインジケータは、周期的に生成され、その通信経路に従ってその装置と基地局との間の通信経路上に位置する他の中間装置を経由して基地局のリソース制御手段へ通知される。以前に提案済みの技法によれば、リソース制御手段は、受信機で導出されるインジケータの所望値からの何らかの変化を検出する受信機又は手段各々により通知されるインジケータ間の何らかの実質的な不均衡を検出する手段と共に用意されてよい。そのような不均衡又は変化の検出に応答して、リソース制御手段は１以上の装置に割り当てられるリソースの指標又は指標の変化を確認するよう機能し、その１以上の装置は通信信号（又はその派生物）を送信しているものであり、受信機で導出されるインジケータ間の均衡を実質的に達成又は維持しようとする。何らかの新たな送信リソース割り当て又はリソース割り当て変更は、送信リソースコマンド(TRC: Transmission Resource Command)信号を含む制御信号の形式で適切な通信装置に指示される。

図３に示されるように、各中間装置が受信機で受信した通信信号品質のインジケータを生成及び送信することに加えて、（図示の例では、基地局に関連する）他の装置により制御手段に向けて伝送されたインジケータを伝搬することが必要である。かくて、制御シグナリングの占める帯域は、マルチホップ通信システムを形成する通信リンク数と共に及び近隣の基地局と共に増加する。以前に考察されたマルチホップ通信システムにおける通信装置の制御信号の負荷は、マルチホップネットワーク内の装置の位置、通信の向き（UL又はDL）及びリソース制御手段の位置に依存する。ダウンリンク（DL）通信でセントラル化されたリソース制御手段が使用される場合、制御手段で必要とされる制御信号のシグナリング方向は、通信方向と反対になる。ソース装置から基地局への１以上の中間装置を介するアップリンク（UL）伝送の場合、シグナリング方向は通信方向と同じになる。

これらの先行技術に関するシグナリングオーバーヘッドは、通信システムの他の部分に或る機能が展開される場合には或る低度軽減できるかもしれない。例えば、宛先装置がインジケータ導出手段に加えてインジケータ変化検出手段を備え、宛先装置で受信した通信信号品質のインジケータをシグナリングするのではなく、その宛先装置がインジケータをモニタし、システムで不均衡の生じることを示す何らかの品質変化を検出できるようにしてもよい。そのような変化が検出された場合に、その宛先装置で終端する通信リンクに割り当てられる送信電力の調整要求が、リソース制御手段に通知されてもよい。しかしながらそれでもこの要求はマルチホップネットワークを介してリソース制御手段に伝搬されなければならない。

かくて本発明に関し、制御信号は例えば通信装置で受信された通信信号の品質の指標を表すかもしれないし、通信装置に割り当てられた送信リソースを反映する送信リソースコマンド（TRC）を表すかもしれないし、或いは特定の通信装置に割り当てられるリソースの変更又は新たなリソース割当の要求を示すかもしれない。

本発明の課題は、マルチホップ通信システムに関連するシグナリングオーバーヘッドを軽減することであり、そのオーバーヘッドは１より多くの通信リンクで伝送される１以上の制御信号に必要なものである。従って本発明の実施例は、マルチホップ通信システムにおける制御信号の伝送効率を改善しようとし、特にマルチホップ通信システムは、本願発明者等の先行する発明に関するリファレンスで説明されているような各通信リンクに割り当てられた送信リソースのバランスをとるためのリソース制御技術を利用するが、本発明はそれに限定されない。

本発明の一形態によれば、少なくとも３つの通信装置を含むマルチホップ通信システムが使用され、前記通信装置の１つはソース装置を構成し、別の通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置各々は中間装置を構成し、前記ソース装置は通信信号を或る通信方向で各中間装置を介して前記宛先装置に向けて送信し、各中間装置は、該通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、当該マルチホップ通信システムは、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を更に有し、前記リソース制御手段は、i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及びii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、少なくとも１つの通信装置は、該通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受ける制御信号処理手段を有し、該制御信号処理手段は、a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及びb)前記絶対値に相対的な、当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号を導出し、前記別の通信装置は、前記絶対的な制御信号及び前記少なくとも１つの相対的な制御信号を該通信方向で後の通信装置に送信することを特徴とするマルチホップ通信システムである。

「ある通信方向における前の(previous)通信装置」及び「ある通信方向における後の(subsequent)通信装置」なる用語は、意図される宛先装置へ通信装置により通信信号が伝送される順序を示すことに留意を要する。これは、通信信号が或る宛先としての基地局と共にアップリンクで送信されているか、或いはソース装置としての基地局及び宛先としてのユーザ装置と共にダウンリンクで送信されているか否かに依存する。同様に、「ある通信方向における前の通信装置」及び「ある通信方向における後の通信装置」は、制御信号がマルチホップ通信システムで伝送される順序に関連する。

ソース装置から送信される通信信号は、マルチホップ通信システムを構成するその又は各々の中間装置によって修正又は変更されてよいことが理解されるべきである。従って宛先装置で実際に受信された通信信号は、ソース装置によって送信された通信信号かもしれないし、或いはその通信信号から導出された通信信号もしれない。

本発明の実施例は、送信リソース制御技法を実現するのに必要な制御シグナリングオーバーヘッドを減らす点で有利である。特に、関連する制御信号のビット数は、参照信号を形成する絶対制御信号に関する制御ビットよりかなり少なくなる。これはシステムがバランスをとっている場合又は非常に僅かな不均衡しか存在しない場合に特にその傾向が強い。なぜなら、マルチホップシステムで通信信号を受信している２つの通信装置で導出される値の間の相対的なオフセット（ズレ）は全く無い又はほとんど無いからである。実際、バランスのとれたシステムでは、UEがDLで受信した通信信号品質を報告するために単独の制御信号を基地局に送信するほとんどのシングルホップ通信システムの制御シグナリング負担に比べて追加される制御シグナリング負担が、ゼロになる又はゼロに近くなる。

好ましくは、制御信号処理手段で導出された絶対制御信号(absolute administrative signal)は、絶対制御信号処理手段を有する通信装置で導出された絶対値を有する。或いは、制御信号処理手段で導出された絶対制御信号は、そのシグナリング方向で前の通信装置により導出された絶対値を有する。制御信号が特定のリンクで絶対制御信号になるようにする選択肢は、好ましくは、制御信号処理手段の信号処理要請を最小化する観点から、マルチホップシステムの配備設定を行わせる。例えば、基地局及び中継ノード(RN)の相対的な位置が固定されていた場合、基地局及びRN間を伝搬する通信信号の受けるパスロスは顕著には変化せず、このリンクで伝送される通信信号品質を表す絶対値を送信することが有意義になるかもしれないし、制御信号処理手段にとって、或るシグナリング方向で他の前の通信リンクで伝送される通信信号品質を反映するように相対的な制御信号を決定することが有意義になるかもしれない。

ダウンリンク通信の場合、ソース装置は基地局の一部であり、基地局は通信信号をその又は各々の中間装置を経て宛先装置に送信する。アップリンク通信の場合、宛先装置は基地局の一部であり、基地局はその又は各々の中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信するよう機能する。

本発明の或る形態によれば、リソース制御手段が基地局に備えられる。或いは、リソース制御手段は中間装置に設けられてもよい。この場合、本発明は、制御シグナリング情報が１より多くの中間装置を介して伝搬される必要のある場合にも適用可能になる。例えば、マルチホップネットワークは、基地局、アドバンスト（機能強化された）中継ノード、シンプルな（機能強化されてない）ノード及びユーザ装置を有してもよい。リソース制御手段が、アドバンスト中継ノードに備わり（選択的に、基地局でもよい）、シンプル中継ノードにより受信される制御信号は、絶対的制御信号及び相対的制御信号の形式でアドバンスト中継ノードに伝搬されてもよい。

リソース制御手段を有するマルチホップ通信システムと共に使用される本発明の一形態は、マルチホップ通信システムの通信装置で受信される通信信号の品質に関連する値を示す制御信号を必要とする。本発明の一形態によれば、リソース制御手段は：
i)当該マルチホップ通信システムの通信装置で導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
ii)当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された、前記絶対値に対する相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を使用して、前記ソース装置及び各中間装置の１より多くに割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する。

通信信号を受信する受信機又は装置により導出される品質インジケータは、その受信機で受信された通信信号の強度指標（例えば、ＲＳＳ）を含んでよい。代替的に又は付加的に、受信機で導出されたインジケータの１つは、その装置で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の指標を含んでもよいし、或いは受信装置に設定されたターゲット受信信号品質からの、所与の装置で受信された通信信号の品質の変分の指標を含んでもよい。ターゲットからの変分インジケータは、ターゲットＲＳＳからの変分、ターゲットＳＩＮＲからの変分、又はＲＳＳ及びＳＩＮＲの組み合わせに基づくターゲットからの変分でもよい。

上記の形態又は以下のどの形態でも、中間装置は好ましくはソース装置により送信された信号を受信する受信機；及び受信した信号又はそれから導出された信号を宛先装置に送信する送信機を有する。中間装置で受信される通信信号を中間装置で送信される通信信号から分離するための信号の二重化は、周波数分割二重化（ＦＤＤ）でも時分割二重化（ＴＤＤ）でもよい。１以上の中間装置は好ましくはいわゆる中継ノード（RN: relay node）又は中継局（ＲＳ: relay−station）から構成されてよい。意図される最終的宛先装置でない中継ノードは信号を受信し、その信号を別のノードに送信し、信号が意図される宛先に向かって進行するようにできる。中継ノードは、受信信号がビットレベルにデコードされてハード判定を行う再生タイプ(regenerate type)でもよい。受信したパケットに誤りが発見された場合には、再送が要求され、従ってＲＮはＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱの機能を組み込んでいる。ＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱは再送要求及び以後の再送信号の受信を管理する受信技法である。一旦パケットが良好に受信されると、ＲＮに組み込まれた何らかの無線リソース管理法に基づいて、宛先装置に向けて再送が計画される（スケジューリングされる）。或いは中継ノードは非再生タイプでもよく、その場合データは中継ノードで増幅され、その信号が次の局に転送される。中間装置又は中継ノードの機能は移動電話機や他のユーザ装置に備わってよいことも想定されている。

本発明の第２形態によれば、ソース装置として機能する通信装置から、宛先装置として機能する別の通信装置へ、中間装置として機能する少なくとも１つの他の通信装置を介して或る通信方向で通信信号を送信する方法が使用され、各中間装置は、該通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、
当該方法は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するステップを有し、該ステップは、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するようにし、
少なくとも１つの通信装置は、該通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受信し且つ
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、前記絶対的な制御信号及び前記少なくとも１つの相対的な制御信号は、該通信方向で後の通信装置に送信されることを特徴とする。

本発明の第３形態によれば、マルチホップ通信システムで使用する通信装置が使用され、該通信装置は送信機及び受信機を有し、ある通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、当該通信装置は、ある通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受信する制御信号処理手段を有し、該制御信号処理手段は、
a)前記マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、当該通信装置は、前記絶対的な制御信号及び各相対的な制御信号を該通信方向で後の通信装置に送信する
ことを特徴とする。

好ましくは通信装置はインジケータ導出手段を更に有し、インジケータ導出手段は通信装置で受信した通信信号品質のインジケータを導出する。

第３形態の通信装置はマルチホップ通信システムの中間装置を構成してもよく、ある通信方向でソース装置として機能する通信装置から宛先装置として機能する別の通信装置に向けて前記中間装置を介して通信信号が送信され、当該通信装置は、
前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を更に有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)前記中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作する。

本発明の第４形態によれば、マルチホップ通信システムで使用する基地局が使用され、ある通信方向で宛先装置として機能する通信装置に中間装置として機能する別の通信装置を介して通信信号を送信し、当該基地局は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
当該基地局は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を用いて、前記ソース装置及び各中間装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する。

本発明の第５形態によれば、マルチホップ通信システムで使用する基地局が使用され、ある通信方向で宛先装置として機能する通信装置から送信された通信信号を中間装置として機能する別の通信装置を介して受信し、当該基地局は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
当該基地局は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を用いて、前記ソース装置及び各中間装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する。

本発明は以前のマルチホップ通信システム（リソース制御手段を利用するシステム）のシグナリング効率を改善する観点から発展してきたが、本発明は、１より多くのリンクで伝送される制御信号を必要とする如何なるマルチホップシステムにもより一般的に適用可能であることも想定されており、それらの制御信号は相対的な値で表現されてもよい。

従って本発明の更なる形態によれば、少なくとも３つの通信装置で構成されるマルチホップ通信システムが提供され、通信装置の１つはソース装置を構成し、別の通信装置は宛先装置を構成し、別の通信装置は中間装置を構成し、ソース装置は通信信号を或る通信方向で宛先装置に向けてその又は各々の中間装置を介して送信し、その又は各々の中間装置は通信信号をその通信方向で前の通信装置から受信し、その通信信号を又はそれから導出された信号をその通信方向で後の装置に送信し、少なくとも１つの通信装置は制御信号処理手段を有し、制御信号処理手段は、１以上の制御信号をそのシグナリング方向で前の通信装置から受信し、ａ）マルチホップシステムの通信装置で導出された絶対値を表す絶対的制御信号を；及びｂ）マルチホップシステムの別の通信装置により導出された、絶対値に対する相対値を示す少なくとも１つの相対的制御信号を導出し、当該通信装置は絶対的制御信号及び少なくとも１つの相対的制御信号をそのシグナリング方向で後の通信装置に送信するよう更に機能する。

使用される本発明の形態は、マルチホップシステムの配備に先立って、システムを最適化すること、及び／又は各中間装置で受信される通信信号品質の指標と宛先装置で受信される通信信号品質の指標との実質的なバランスをとることも想定されている。本発明の一形態は、全てのリンクにおける通信信号品質の指標の「バランス」をとるために及び維持するために、マルチホップシステム内で実現されてよいことも想定されている。かくて本発明はマルチホップ通信システム内で使用され、宛先装置でのＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータと、各中間装置でのＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータとの間の実質的な「バランス」をとるようにしてもよい。送信電力は有利なことにマルチホップシステムで通信信号を受信する装置の１つについてターゲット受信信号皮質に関して当初に最適化されてもよい。これは通常的には宛先装置である。かくてターゲット受信信号品質からの、宛先装置で受信された通信信号品質の変化の指標のインジケータ（＝「ターゲットからの変化」インジケータ）は、有利なことに、システムが本発明の一形態により最適化される場合に最小化される。以後、正に又は負にターゲットインジケータからのズレの変化が検出されると、例えば通信信号品質が劣化した又は改善された場合に、又は装置のターゲット設定が変わった場合、ターゲットインジケータからの変分が増える。この場合、所望値からのターゲットインジケータからのズレの変位を検出可能にする本発明の一形態は、有利なことに、ターゲットインジケータからの変分を所望の値にもってゆくようにする。

送信機での送信電力、送信帯域、アンテナ数、符号化率、変調方式等の割当を含む多数の様々なリソースタイプが存在する。ある帯域幅の割当が使用される場合、それは全ての伝送媒体の内の一部として効果的に決定され、実際に割り当てられるリソースは使用されるチャネルアクセス法に依存する。例えば時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システムでは、受信機と通信するために、送信機の送信に許可されるタイムスロット数又は時間長になる。時間長が長ければ長いほど又は使用されるスロット数が多ければ多いほど、特定の通信リンクに割り当てられる帯域は多くなる。同様に（直交）周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ／ＦＤＭＡ）システムの場合には、割り当ては周波数帯域キャリア又はキャリア数の割り当てになる。更に各キャリアに関連する周波数量は変更されてもよい。最後にＣＤＭＡシステムの場合には、ソース及び宛先間の通信に利用されるコード数−即ち何らかのコードに使用される拡散率−になる。どのリソース割当法も、送信電力の場合と同様な手法で、ソースから宛先へ伝送可能なデータレートを効果的に制御する。

以下、本発明の様々な実施例が説明され、それらは、マルチホップ通信システムで通信信号を受信する装置によって導出される品質インジケータ間で実質的なバランスを維持するために、送信電力を割り当てる。

上記のどの形態でも、様々な特徴はハードウエアで、１以上のプロセッサで動作するソフトウエアモジュールとして又はそれら２者の組み合わせとして実現されてもよい。例えば、上述したような通信装置はディジタル信号プロセッサ(DSP)のようなプロセッサ、又は或るプログラムに従って動作するコンピュータを備えてもよい。本発明はここに説明される何らかの方法を実行するコンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクトをも提供し、及びここに説明される何らかの方法を実行するプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な媒体をも提供する。本発明を利用するコンピュータプログラムはコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてもよいし、或いは例えばインターネットウェブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号形式であってもよいし、又は他の如何なる形態でもよい。

本発明を更に理解し、本発明がどのように実行されるかを示すために、添付図面を参照する説明が以下に例示的になされる。

図４を参照するに、本発明の一実施例による２ホップ通信システムが示され、ダウンリンク(DL)通信信号C_DLは、ノードＢ(NB)から中継ノード（RN）への第１リンクで及びその中継ノードからユーザ装置（UE）に至る第２リンクで伝送される。この例ではノードBがソース装置を構成し、中継ノードは中間装置を構成し、それは再生型の中継ノードでも非再生型の中継ノードでもよく、ユーザ装置は宛先装置を構成する。

マルチホップシステムで「不均衡」を招くおそれのある多数の様々なイベントが存在することを認識することは有用であろう（不均衡は、宛先装置で受信される通信信号の品質の指標と、中間装置で受信される通信信号の品質の指標との間の差である。）：
i) あるリンクで生じるパスロスは変化する。これは、そのリンクに関する送信機及び受信機の双方又は一方の位置変化に起因するかもしれないし、又は送信機及び受信機間で生じる干渉レベル又は環境状態の変化に起因するかもしれない。

ii) 通信信号を受信する装置について、ターゲットRSS又はターゲットSINRを用意することが通常的である。これは通常的にはネットワークプロバイダによって設定され、通信システムや受信装置の特性に依存して又は伝送されるデータタイプに依存して変化するかもしれない。移動電話又は他のユーザ装置のターゲットRSS/SINRが変わるかもしれないし、宛先装置で受信される通信信号品質のターゲット受信信号品質からの変分（即ち、「ターゲットからの変化」）の指標を最小化するように、送信装置に割り当てられた送信リソースを調整することで、如何なるターゲットの変化にも適応可能である。マルチホップシステムの場合、１つの受信装置におけるターゲット変化に適応するように、１つの装置に割り当てられる送信リソースを単に調整するだけでは、そのシステム内で不均衡を招いてしまう。

本実施例によれば、リソース制御手段(10)が基地局に用意され、NB及びRNの双方又は一方に割り当てられた送信リソースの指標又は指標の変化を判定するよう機能し、RNで受信される通信信号品質及びUEで受信される通信信号品質間の均衡を達成又は維持しようとする。この例では、使用される送信リソースは送信電力を含む。ユーザ装置及び中継ノードは継続的に受信信号強度をモニタし、受信信号強度の品質を表す値（例えば、ターゲットRSS/SINRからのRSS/SINRの変化）を導出する。これらのインジケータはリソース制御手段に制御信号(管理信号)として通知され、リソース制御に必要とされ、伝送リンク双方に割り当てられる送信リソースが管理され、RN及びUEでの受信信号強度の品質如何なる不均衡も或いは不均衡の可能性も最小化可能に又は抑制可能になるようにする。

上述の可能性のある何れかのイベントの発生の結果として生じる不均衡又は不均衡の可能性にリソース制御手段が応答できるように、本実施例では２つの別個のアルゴリズムが使用される。NBには、本実施例の第１アルゴリズムで必要なインジケータ変位検出手段(3)、及び本実施例の第２アルゴリズムで必要な不均衡検出手段(4)が備わっている。不均衡検出手段(4)は例えばパスロス更新手段を含んでよく、その手段は、宛先装置及び中間装置双方から導出されたインジケータに関連する制御信号の受信後に、又はインジケータの双方又は一方の変化の後に、NB及びRN間で及びRN及びUE間で伝送される通信信号の受けたパスロスの指標を判定する。

図５は本発明を使用する通信装置(11)の一部を示し、例えば図４に示される例の中間装置として使用されてもよい。本装置は、通信信号及び制御信号を送信する送信機(Tx)と、通信信号及び制御信号を受信する受信機(Rx)と、インジケータ変位手段(7)と、制御信号処理手段(6)とを有する。使用に際して制御信号処理手段は、インジケータ変位手段により導出されたインジケータを表す絶対的な制御信号と、インジケータ変位手段により導出されたインジケータに対して、別の通信装置により導出された値を表す1以上の相対的な制御信号とを生成する。

図６に示されるような第１アルゴリズムは、以下の手段を備える実施例の通信システムで使用される：
i)中間装置の新たな送信電力を計算することで、中間装置及び宛先装置間のパスロスの変化に起因して生じる不均衡に応答する手段；及び／又は
ii)中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算することで、宛先装置のターゲットの変化に続いて生じる可能性のある不均衡に応答する手段。

図７に示されるような第２アルゴリズムは、以下の手段を備える実施例の通信システムで使用される：
宛先装置で受信した通信信号品質及び中間装置で受信した通信信号品質間の均衡を達成又は維持するようにソース装置の送信電力を調整する手段。特に、第２アルゴリズムではソース及び中間装置間のパスロス変化に起因して生じる不均衡に応答する手段を備えていることが有利である。

新たなRN送信電力を計算可能にするために、NBの制御手段は現在のRN送信電力の情報を必要とする。この情報を得るために２つの技法が利用可能である：１）NBがRNの初期送信電力に加えて最大値の情報を有し；この情報は固有のものであってもよいし、RNがNBに接続するときに通知されてもよい。そしてNBは変更するコマンドが発行されるとRN送信電力を追跡する、或いは２）RNは現在の送信電力をNBに報告し、NBで追跡する必要をなくす。このアルゴリズムは、シグナリングの複雑さを減らす観点から、第１の技法が使用されることを想定している。

第１アルゴリズムは以下のシーケンスを含む。

１．宛先装置は絶対的な制御信号A_UEをノードBのリソース制御手段に向けて中継ノードを介して送信する。絶対的な制御信号は、UEの受信機で受信された通信信号の品質の値を表す。

２．RNは制御信号をリソース制御手段に送信し、その制御信号はUEの受信機で受信された通信信号の品質を表す。RNにより送信され且つUEで受信される信号の品質に関連する制御信号は、UEにより導出される絶対的な制御信号A_UEでもよいし、UEで導出された、制御信号A_RNに対する相対値を表す相対的な制御信号A_UE/RNでもよく、A_RNはRNの受信機で受信された通信信号の品質の値を表す。

３．NBに用意されたインジケータ変位検出手段(3)が、UEの受信機で受信された通信信号品質のインジケータの逸脱を検出すると、RNに割り当てられた送信リソースの変更要求がリソース制御手段(10)にローカルに通知され、逸脱はRN及びUE間のパスロスの変化を又はUEに設定されたターゲット受信信号品質の変化を反映する。

４．現在のRN送信電力の情報に基づいて、リソース制御手段は、そのRNについてリソース割当に必要な変更を満たすのに必要な新たなRNリソース割当を計算する。マルチホップシステムを制御するのに使用されるリソースのタイプが送信電力である場合、NBはRN送信電力の有限性を考慮に入れて、適切に新たな送信電力を調整する。

５．そして：
i)（本実施例の第２アルゴリズムで導出される入力信号により決定されるように）RN-UE伝搬損失の変化が一切生じなかったことが検出されたならば、RN-UE伝搬損失の変化ではなく、UEでのターゲット変化に起因して、要求が生成される。この場合に、リソース制御手段もNBについて新たなリソース割当を算出する。NBリソース割当を充足可能であることをNBは確認する（例えば、送信電力を増やす場合、最大送信電力は超えられない。）。最大値を超える場合、その電力変更はそのような超過が生じないように調整される。そしてRN送信電力は、均衡が達成されるように再計算される。そしてNBは、リソース制御手段で算出された新たな送信電力に従って送信電力を調整するためのコマンドをRNのためにRNに通知し、RN送信電力変更に一致するように自身の送信電力を変更する；或いは
ii)RN-UE伝搬損失の変化が生じたことが検出されたならば、NBは、リソース制御手段で算出された新たな送信電力に従って送信電力を調整するためのコマンドをRNのためにRNに通知する。

上述のアルゴリズムは、RN及びUE間で伝搬損失が変化する場合及びUEがターゲットRSS又はSINRを修正する場合の管理を扱っている。NB及びRN間で伝搬損失が変化する場合であって、UEのターゲットとRN及びUE間の伝搬損失との双方が変化し、RN送信電力の変更要求が一切生成されないような場合を取り扱うために、上述の第１アルゴリズムに加えて以下のアルゴリズムが周期的に動作する。なお、本発明は、２つのアルゴリズムの一方しか使用しないマルチホップ通信システムにも適用可能であることは理解されるであろう。

第２アルゴリズムは、リソース制御手段(10)の不均衡検出手段(4)による、２リンクでの伝搬損失の計算を支援するために、UE及びRNでの受信信号強度を表す制御信号がリソース制御手段に報告されることを要する。

１．不均衡検出手段(4)は、RNから制御信号を受信し、それらを利用してUE及びRN双方での受信信号強度のインジケータをモニタする。それをRN及びNBの送信電力情報と共に使用することで、NB-RN及びRN-UEリンクの伝搬損失を更新する。

２．NB-RN又はRN-UE伝搬損失の変化が検出されると、更新された伝搬損失は、リソース制御手段により、RN送信電力情報と共に、最適なNB送信電力を計算するために使用される。伝搬損失の変化が一切検出されなかったならば、アルゴリズムのその回の反復は終了する。

３．伝搬損失の変化が検出されると：
i)算出されたNB送信電力が適合可能ならば（即ち、NBの最大送信電力を超えなかったならば）、第２計算手段で計算された新たな送信電力に従ってその送信電力を調整するためのコマンドをRNのためにRNに通知する；或いは
ii)算出されたNB送信電力が適合不可能であったならば、可能なものにNB送信電力が修正される。そしてリソース制御手段は、最適なバランスを保証する新たなRN送信電力を計算する。NBは、第２計算手段で計算された新たな送信電力に従ってその送信電力を調整するためのコマンドをRNのためにRNに通知し、そのRN送信電力変更に一致するように自身の送信電力を変える。

図４を参照しながら、本発明の第１実施例を実現するのに使用されるシグナリング法の詳細が説明される。

UEはそのUEで受信した通信信号の品質のインジケータを導出し、この特定の実施例では、インジケータは受信信号強度（RSS）である。インジケータは絶対的な制御信号A_UEの形式でRNに伝送される。本実施例はダウンリンク通信信号の伝送に関連しているので、制御信号の伝送方向（即ち、シグナリング方向）は通信信号の伝送方向（即ち、通信方向）とは逆向きである。RNもRNで受信された通信信号の品質のインジケータを導出する。RNは２つの制御信号をNBのリソース制御手段に送信するように応答可能であり、２つの内の１つはUEで受信された通信信号の品質に関連し、２つの内のもう１つはRNで受信された通信信号の品質に関連する。本発明の一実施例によれば、送信リソース割当の制御を行うために必要なシグナリングオーバーヘッドは、有利なことに、RNが或る絶対的な制御信号及び或る相対的な制御信号を送信する場合に減らされる。図４に示されるように、RNは以下の制御信号をNBに送信する：
i)絶対的な制御信号A_RN（RNで受信した通信信号の品質値を表す）；
ii)相対的な制御信号A_UE/RN（これは、UEで受信された通信信号の品質値の、RNで受信された通信信号の品質値に対する相対値を表す。相対的な制御信号は、UEから受信した絶対的な制御信号A_UEから、RNによって導出される。）。

或いは、RNは以下の制御信号を送信してもよい：
i)絶対的な制御信号A_UE（これはUEで受信した通信信号の品質値を表す。かくてRNで受信された信号A_UEはNBのリソース制御手段(10)に効果的に伝搬される。）。

ii)相対的な制御信号A_RN/UE（これは、RNで受信された通信信号の品質値の、その通信信号の品質値に対する相対値を表す。）。

何れの場合にも、相対的な制御信号に関連するビット数は、参照信号を形成する絶対的な制御信号に関連するビット数よりかなり少なくなる傾向がある。システムが均衡している場合や非常に僅かな不均衡しか存在しない場合には特にその傾向が強い（UE及びRNで導出される値のずれはほとんど無い或いは全くないからである。）。このようにして、本発明の実施例によれば、以前に出願された関連出願に記載されているようなリソース制御法を利用するマルチホップ通信システムに関連する制御シグナリングの負荷を、かなり削減することができる。実際、バランスのとれたシステムでは、UEがDLで受信された通信信号品質を報告するために１つの制御信号を基地局に送信するほとんどのシングルホップ通信システムの制御シグナリング負荷に比べて追加される制御シグナリング負荷は、ゼロになる或いはゼロに近くなる。

かくて、本発明を使用するシグナリング方法は、ある値を示す如何なる制御信号（１より多くの通信リンクでの伝送を必要等する）のシグナリングでも一般的に適用可能であることが理解されるべきである。しかしながら本発明の実施例に関連する利点は、本シグナリングの概念が、マルチホップネットワークの至る所でデータの均衡を求めるリソース制御法と共に使用される場合に特に顕著になる。特に、上述の欧州特許出願ＥＰ０５２５３７６７．７（公開第１７３４６６４号）、ＥＰ０５２５３７６８．５（公開第１７３４６６５号）、ＥＰ０５２５３７６６．９（公開第１７３４６６３号）、ＥＰ０５２５３７８５．９（公開第１７３４６６８号）、ＥＰ０５２５３７８４．２（公開第１７３４６６７号）及びＥＰ０５２５３７８３．４（公開第１７３４６６６号）で説明されているアルゴリズムがそれに関連し、それらの出願はマルチホップシステムで送信リソースを制御する多くの様々な実施例を記述している。

図８はマルチホップ通信システムで本発明を使用するシグナリング法を示し、システムはノードＢ、２つの中間装置及びユーザ装置を含む。この例では、ダウンリンク(DL)通信信号C_DLは、ノードB(NB)から第1中継ノード(RN₁)に至る第１リンクで、RN₁から第２中継ノード（RN₂）に至る第２リンクで及びRN₂からユーザ装置（UE）に至る第３リンクで送信される。この例では、ノードBはソース装置を構成し、中継ノードは中間装置を構成し、ユーザ装置は宛先装置を構成する。通信信号の伝送方向は矢印Cで全体的に記されている。

ノードBにはリソース制御手段が備えられ、リソース制御手段は、NB、RN₁及びRN₂の１より多くに割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を確認し、RN₁、RN₂及びUEで受信された通信信号品質間のバランスを達成又は維持しようとする。ユーザ装置及び双方の中継ノードは、それら３つの伝送リンクにわたる送信リソースの割当に使用するために、制御信号をNBのリソース制御手段に送信する。制御信号の伝送方向は全体的に矢印Ａで記されている。

図８に示されているマルチホップ通信システムを構成する通信装置のシグナリング負荷は、次のようにまとめられる：
ＵＥ：
i)UEは絶対的な制御信号A_UEをRN₂に送信し、その制御信号はUEでRN₂から受信された信号の品質を表す。

ＲＮ_２：
i)RN₂は絶対的な制御信号A_RN2をRN₁に送信し、その制御信号はRN₂でRN₁から受信された信号の品質を表す。

ii)RN₂は相対的な制御信号A_UE/RN2をRN₁に送信し、その制御信号は、RN₂でRN₁から受信された信号の品質に相対的な、UEでRN₂から受信された信号の品質を表す。

ＲＮ_１：
i)RN₁は絶対的な制御信号A_RN1をNBに送信し、その制御信号はRN₁でNBから受信された通信信号の品質を表す。

ii)RN₁は相対的な制御信号A_UE/RN1をNBに送信し、その制御信号は、RN₁で受信された信号の品質に相対的な、UEでRN₂から受信された信号の品質を表す。

iii)RN₁は相対的な制御信号A_RN2/RN1をNBに送信し、その制御信号は、RN₁で受信された信号の品質に相対的な、RN₂でRN₁から受信された信号の品質を表す。

リソース制御手段は、RN₁から上記の何らかの制御信号を受信し、これらの信号に含まれる情報に基づいて、NB、RN₁及びRN₂の1より多くに割り当てられるリソースの指標又は指標の変更を決定する。NBに必要な何らかの新たなリソース割当は、送信リソースコマンドTRC_NBとしてローカルに通知される。RN₁又はRN₂に必要な何らかの新たなリソース割当は送信リソースコマンドTRC_RN1又はTRC_RN2としてそれぞれ通知される。具体的には示されていないが、送信リソースコマンドは絶対的なTRC信号及び相対的なTRC信号の形式でリソース制御手段により通知されてもよいことは理解されるであろう。

この例では、マルチホップシステムにおけるどの1つのリンクで伝送される絶対的な制御信号も、その装置で終端する通信信号の値を表す。UEにより送信される制御信号を表す、RN₁により送信される相対的な制御信号は、RN₁に関連するかもしれないし（即ち、図８に示されるようなA_UE/RN1）、RN₂に関連するかもしれない（即ち、A_UE/RN2）ことが理解されるであろう。

図９はマルチホップ通信システムで本発明を使用する別のシグナリング法を示し、システムはノードＢ、２つの中間装置及びユーザ装置を含む。この例では、アップリンク(UL)通信信号C_ULは、UEからRN₂に至る第１リンクで、RN₂からRN₁に至る第２リンクで及びRN₁からノードB(NB)に至る第３リンクで送信される。この例では、ノードBは宛先装置を構成し、中継ノードは中間装置を構成し、ユーザ装置はソース装置を構成する。通信信号の伝送方向は矢印Cで全体的に記されている。

ノードBにはリソース制御手段が備えられ、リソース制御手段は、UE、RN₂及びRN₁の１より多くに割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を確認し、NB、RN₁及びRN₂で受信された通信信号品質間のバランスを達成又は維持しようとする。双方の中継ノードは、それら３つの伝送リンクにわたる送信リソースの割当に使用するために、制御信号をNBのリソース制御手段に送信する。制御信号の伝送方向は全体的に矢印Ａで記されている。

図９に示されているマルチホップ通信システムを構成する通信装置のシグナリング負荷は、次のようにまとめられる：
ＲＮ_２：
i)RN₂は絶対的な制御信号A_RN2をRN₁に送信し、その制御信号はRN₂でUEから受信された信号の品質を表す。

ＲＮ_１：
i)RN₁は絶対的な制御信号A_RN1をNBに送信し、その制御信号はRN₁でRN₂から受信された通信信号の品質を表す。

ii)RN₁は相対的な制御信号A_RN2/RN1をNBに送信し、その制御信号は、RN₁でRN₂から受信された信号の品質に相対的な、RN₂で受信された信号の品質を表す。

NBでRN1から受信された通信信号の品質のインジケータは、NBに関連する部分により生成されるので、NBにリソース制御手段(10)が備えられている場合、UL通信の制御シグナリング負荷は、DL通信の制御シグナリング負荷より少ないことが理解されるであろう。

リソース制御手段は、RN₁から上記の何らかの制御信号を受信し、これらの信号に含まれる情報に基づいて、UE、RN₂及びRN₁の１より多くに割り当てられるリソースの指標又は指標の変更を決定する。UE、RN₂及びRN₁に必要な何らかの新たなリソース割当は送信リソースコマンドTRC_UE、TRC_RN2又はTRC_RN1としてそれぞれ通知される。

図１０はマルチホップ通信システムで本発明を使用する別のシグナリング法を示し、システムはノードＢ、２つの中間装置及びユーザ装置を含む。この例では、アップリンク(UL)通信信号C_ULは、UEからRN₂に至る第１リンクで、RN₂からRN₁に至る第２リンクで及びRN₁からノードB(NB)に至る第３リンクで送信される。この例では、ノードBは宛先装置を構成し、中継ノードは中間装置を構成し、ユーザ装置はソース装置を構成する。通信信号の伝送方向は矢印Cで全体的に記されている。

リソース制御手段はRN2にて非セントラル化され（分散され）、リソース制御手段は、UE、RN₂及びRN₁の１より多くに割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を確認し、NB、RN₁及びRN₂で受信された通信信号品質間のバランスを達成又は維持しようとする。RN₁及びNBは、それら３つの伝送リンクにわたる送信リソースの割当に使用するために、制御信号をRN₂のリソース制御手段に送信する。制御信号の伝送方向は全体的に矢印Ａで記されている。

図１０に示されているマルチホップ通信システムを構成する通信装置のシグナリング負荷は、次のようにまとめられる：
ＮＢ：
i)ＮＢは絶対的な制御信号A_NBをRN₁に送信し、その制御信号はNBでRN₁から受信された信号の品質を表す。

ＲＮ_１：
i)RN₁は絶対的な制御信号A_RN1をRN₂に送信し、その制御信号はRN₁でRN₂から受信された通信信号の品質を表す。

ii)RN₁は相対的な制御信号A_NB/RN1をRN₂に送信し、その制御信号は、RN₁でRN₂から受信された信号の品質に相対的な、NBでRN₁から受信された信号の品質を表す。

リソース制御手段は、RN₁から上記の何らかの制御信号を受信し、これらの信号に含まれる情報に基づいて、UE、RN₂及びRN₁の１より多くに割り当てられるリソースの指標又は指標の変更を決定する。RN2に必要な何らかの新たなリソース割当は、送信リソースコマンドTRC_RN2としてローカルに通知される。RN₁又はUEに必要な何らかの新たなリソース割当は送信リソースコマンドTRC_RN1又はTRC_UEとしてそれぞれ通知される。

１つの絶対的な制御信号及び１つの相対的な制御信号が特定の通信リンクで伝送される本発明の実施例によりシグナリングの利点を説明するために、制御信号が-16乃至+15の間の値をとることができる例を考察する。2⁵=32なので、それを表現するのに５ビットが必要になる。例えばUE=5,RN=6の２つの値がリソース制御手段に通知されるべきであったとすると、絶対的なインジケータは10ビットのシグナリングを要する。本発明により、５ビットを要する１つの絶対値6と２ビットの相対値を用いて１つの相対値-1とが送信される場合、同じ情報がたったの７ビットで精度損失なしに搬送可能である。かくてUE及びRNからの信号値に大きな変化をもたらすことはなく（この状況はシステムがバランスをとっていれば通常的である）、マルチホップシステム内で少ないシグナリングオーバーヘッドで必要な制御情報を運ぶことができる。

従ってUE数nについての相対値は次のように算出されてよい：
A_UEn/RN=A_UEn−A_RN
ここで、ｎはUE数である。

実際にはマイクロプロセッサ又はディジタル信号プロセッサが、本発明の制御信号処理手段の機能の全部又は一部を実現するように使用されてよいことを当業者は理解するであろう。そのようなプロセッサは様々な機能を実行するオペレーティングプログラムに従って動作する。

以下の理論解析は、様々な配備状況のマルチホップネットワークを構成する送信要素の最適な送信電力を明示的に計算するリソース制御手段で使用する可能な解（ソリューション）を導出する。上述の欧州特許出願ＥＰ０５２５３７６７．７（公開第１７３４６６４号）、ＥＰ０５２５３７８５．９（公開第１７３４６６８号）及びＥＰ０５２５３７８３．４（公開第１７３４６６６号）で説明されているアルゴリズムによって割り当てられる送信リソースを計算するのに以下のソリューションは特に有用である。欧州特許出願ＥＰ０５２５３７６８．５（公開第１７３４６６５号）、ＥＰ０５２５３７６６．９（公開第１７３４６６３号）及びＥＰ０５２５３７８４．２（公開第１７３４６６７号）で説明されている技法は、均衡を達成するのに要求される送信電力の明示的な計算を実行せずに、宛先装置及び中間装置により導出される品質インジケータを均衡させようとするが、それでも以下の理論解析はこれらの技法の理解に有益である。更にマルチホップネットワークのダウンリンクを形成するコネクションの場合についてのみ数式が展開されるが、導出された数式をアップリンクの場合に適用することは容易である。そのような適用は、受信ノードでの受信ＳＩＮＲの表現を展開するのに使用されたのと同じ手法を採用することで達成され、この場合送信ノードはＵＥ及びＲＮであり、この場合受信ノードはＮＢ及びＲＮである。ＲＮ及びＮＢで受信されるＳＩＮＲについての表式にいったん辿り着くと、ＵＥ及びＲＮの最適な送信電力設定値を決定するために、同じ方法論が配備状況の各々に使用可能である。シングルセルモデル及び２セルモデルを仮定しながら、各配備状況について理論的な解が得られる。２セルモデルの場合には、セル双方での配置は等しいこと及び基地局（ＢＳ）及び中間装置（Ｉ）の送信電力は同じであることが仮定される。適切ならば、P_{tx_tot,RN}=G_pP_tx,RN及びP_{tx_tot,NB}=G_pP_tx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同時に送信することも仮定される。事実上これは２セルに関して悪い状況を生み出す。

理論解は、マルチホップシステムの受信ノード（即ち、中間装置（Ｉ）及び宛先装置（Ｄ））で経験する信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）を考察することから発展されてもよい。特定のノードでのＳＩＮＲはそのノードで受信された通信信号の品質測定値であり、非希望信号（ノイズ及び干渉）の受信信号強度に対する希望信号の受信強度の比率である。

ノイズ及び干渉に必要な考察は、中間装置で受信される信号を中間装置から送信されるものから分離するのに使用される二重化方法、中間装置の特性、及び考慮されるセル間干渉レベル（即ち、隣接セルからの干渉）に依存する。

以下の数式は、中間装置から宛先装置へ伝送される通信信号の全ての状況についてのＳＩＮＲを表現し、中間装置のタイプ（例えば、非再生型又は再生型）及び二重化方法に依存して様々な項が無視されてもよい：

ＴＤＤではなくＦＤＤの場合には括弧内の第３項は除去され、非再生型ではなく再生型の場合には括弧内の第２項が除去される。

図１Ｂに示されるような２セルモデルの場合には、これは次のように書ける：

第２式の括弧内の最初の３つの項は第１式のものと同じである。追加的な後ろの２項は隣接している同一チャネルＮＢ，ＲＮ各々から受ける干渉にそれぞれ起因する。明らかに、隣接するセルが異なる周波数を利用する場合又は中継伝送に異なるタイムスロットを利用する場合には、この干渉を形成するのに必要な項は変わるであろう。これらの数式は高精度化するために３セルモデル以上に拡張可能であることが理解されるべきである。

基地局又はノードＢ（ＮＢ）から中間的な中継ノード（RN）を経て宛先ユーザ装置（ＵＥ）に至るまでの間で伝送されるダウンリンク（ＤＬ）伝送の場合に、可能な様々な配備状況が考察される。

［１Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＦＤＤ−シングルセル−モデルによる再生中継］
この場合、中間のＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：

ここで、G_pは処理利得（プロセスゲイン）であり、P_tx,RNは対象とするチャネルのＲＮにおける送信電力であり、L_RN−UEはＲＮからＵＥに至るリンクでの伝搬損失であり、Ｎはノイズである。これはセル内の干渉は一切存在しないことを仮定していることに留意を要する。

ＮＢから信号を受信する中間ＲＮでのＳＩＮＲは次式で与えられる：

ここで、P_tx,NBは対象とするチャネルのＮＢにおける送信電力であり、L_NB−RNはＮＢからＲＮに至るリンクでの伝搬損失である。ここでも再びセル内干渉は無いことが仮定されている。

マルチホップリンク全体にわたるスループットは２つのＳＩＮＲ値の低い方によって制限される。なぜならそれ（低い方）はデータがエンティティに伝送されることの可能なレートを制限するからである。ＳＩＮＲの不均衡を引き起こす送信電力の如何なる増加も、マルチホップシステムのパフォーマンスを改善しないであろうし；それは単にエネルギの浪費となり、どの同一チャネルユーザにとっても干渉を増やすことになるであろう。

かくて中間のＲＮの受信機と宛先ＵＥの受信機とが同様に動作すると仮定するならば、ＮＢ及びＲＮの送信電力は、ＲＮ及びＵＥでのＳＩＮＲが同じになるように設定されるべきである、ということになる。送信電力の比率を設定するためにこの基準を使用すると、その比率は次式のようになる：

ここで、b₁,n₁はＮＢからＲＮに至るリンク（長さs₁）のパスロスパラメータであり、b₂,n_2,s₂はＲＮからＵＥへのリンクに関連するものである。数式（３）を用いることで、他方に与える送信電力を見出すことができる。

［１Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる再生中継］
この場合、送信電力の式は、他セルで行っている送信によって引き起こされる干渉を考慮することによって導出される。

この場合、中間ＲＮから信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは、次のようになる：

最適なＮＢ送信電力は（４）及び（２）を等しく設定することで見出される。従って：

である。所与のソースＮＢ送信電力の下での中間ＲＮ送信電力を見出すために、（５）は次のように書き直すことができる：

［２Ａ．］
［図１ＡのシングルセルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
ＲＮの受信及び送信動作を分離するためにＴＤＤを利用し、２つのリンク（ソースから中間へ及び中間から宛先へ）が同一周波数で動作することが仮定される（即ち、もはや全二重ではない。）。ＲＮが送信するタイムスロットはＮＢによっては使用されず、ＦＤＤ二重化法の再生中継の場合に関して説明された数式が使用可能であることが仮定される。しかしながら、ソースＮＢが或るＲＮと異なる装置又はノードと通信するためにその中間ＲＮと同じタイムスロットを使用するならば、そのＲＮによる送信に起因して干渉が生じることになる。この場合、中間ＲＮから通信信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式のように与えられる：

ここで、P_{tx_tot,NB}はＮＢからの全送信電力であり、L_NB−UEはＮＢからＵＥに至るリンクでの伝搬損失である。この場合、同じＳＩＮＲを保証するＲＮでの送信電力は次式で与えられる：

数式（３）及び数式（８）を比較すると、もはや単純な比率は理想的な均衡をもたらさないことが分かる。P_{tx_tot,NB}＝G_pP_tx,NBであるとすると、数式（８）は次のように書ける：

（９）式より、所与のＮＢ送信電力の下で理想的なＲＮ送信電力を決定することができる。２番目の括弧内の２番目の項が無視できるようにシステムの設定がなされていたならば（即ち、P_{tx_tot,NB}/NL_NB−UE<<1）、ＦＤＤデュプレックス法による再生中継の場合に関する上述の基準が使用可能になることは、言及に値するであろう。

所与の或るＲＮ送信電力の下でのＮＢ送信電力は（９）の根から見出すことができる、ということになる。次のように簡略化された形式で数式（９）は：

のようになる。ここで、

である。（１０）の根は次式で与えられる：

定数a,b及び送信電力は常に正の数なので、１つの解のみが定まり、従ってＲＮ及びＵＥで等しいＳＩＮＲを保証するＮＢでの最適な送信電力は、次式で与えられる：

最後に、上記の定義を利用して（９）を書き直すことができ、それは同様に簡易な形式で最適なＲＮ送信電力を与える：
P_tx,RN=bP_tx,NB+a(P_tx,NB)² （１３）。

［２Ｂ．］
［図１Ｂで示される２セルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
双方での配備が同じであり、ＮＢ及びＲＮでの送信電力が同じであると仮定することに加えて、適切ならばP_tx−tot,RN=G_p P_tx,RN及びP_tx−tot,NB=G_p P_tx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同じ時間に送信することが仮定される。これは事実上２セルの場合の劣悪な状況を生み出す。

最適なＮＢ送信電力は（１４）及び（２）を等しく設定することで見出すことができる：

最適なＮＢ送信電力は正の解から見出される：

解は次式で与えられる：

ここで、この場合には

であり、ｂ及びc双方がRN送信電力の関数になる。

そのＮＢ送信電力の下で、ＲＮ送信電力を見出すために（１５）を書き直すことができる。最適なＲＮ送信電力は次式のように与えられることになる：

［３Ａ．］
［図１Ａに示されるＦＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
この例の場合とＦＤＤ二重化法に関して使用された再生中継ノードの場合との間の相違は、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮでのＳＩＮＲの関数になっていることであり、ＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：

理想的なバランス（均衡）はＵＥでのＳＩＮＲをＲＮでのものに等しく設定することによってはもはや導出されない結果となる。（１９）によれば、ＲＮでのＳＩＮＲは、ＵＥでのターゲットＳＩＮＲが得られるのを妨げないように設定されることを要する。しかしながらＮＢ電力はＲＮでの或るレベルを超えて生じるＳＩＮＲを制限するように抑制される必要があり、そのＳＩＮＲは、実際上必要とされる以上の過剰な干渉及び無駄な送信電力を生じることになってしまうものである。

図１１Ａ，１１Ｂは２つの異なる配備状況について、ＮＢ及びＲＮ送信電力の設定内容が、ＲＮに接続されたＵＥでのＳＩＮＲにどのように影響するかを示す。

かくて最適解は、図１１に示される面の中でシステムが山折りの対角線に沿って(diagonal fold)実際上動作するようにＮＢ及びＲＮの送信電力を選択することであることが理解できる。（１９）の１階微分を計算し、ＵＥでのＳＩＮＲに関してＮＢ又はＲＮ送信電力が最も少なく増える結果となる地点を見つけることで、そのような解を実現できる。

（１９）の第１導関数を判定するために、（１９）は次式のように書き直される：

次式のように定義する。

（２０）は次式のように簡略化できる：

P_tx,NBによるSINRの変化率を求めるために、商の微分規則が使用される：

要求される勾配及びP_tx,RNの下で（２２）をP_tx,NBに関して解くことで、最適なＮＢ送信電力を見出すことができる：

ＮＢの最適送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見出すために、（２１）の微分がP_tx,RNに関して実行される。この場合、１次導関数は次式で与えられる：

そして、ＮＢの最適送信電力の下での最適なＲＮ送信電力は、次式で与えられる：

［３Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
２セルモデルでは、セル端における宛先ＵＥの良好でない状況に関するＳＩＮＲは、次式で与えられる：

２つのＲＮの送信電力が等しく、２セルの配置が等しく、P_{tx_tot,RN}=G_PP_tx,RN であると仮定すると、（２６）式の簡略化された形式が次式のように得られる：

１階微分は次のようになる：

かくて最適なＮＢ送信電力は次式により見出される：

最適なＲＮ送信電力はP_tx,RNに関して（２７）の微分を計算することで見出される：

かくて最適なＲＮ送信電力は次式により見出される：

［４Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＴＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継］
この状況は非再生的な上記の場合と同様であるが、目下の場合ＮＢからの干渉が考慮されなければならない点が異なる。ＮＢはＲＮと同一周波数及び同一時間に送信を行うからである。この場合、ＲＮによって送信された通信信号を受信しているＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：

P_tx,NB/P_tx,RNが大きすぎる場合には、ＵＥでのＳＩＮＲは不十分なＲＮ送信電力に起因して制限され、ＲＮへの接続のリンクパフォーマンスが優れた領域に相応しくなり、ＮＢへの接続は減少する。逆にそれが非常に小さかったならば、ＵＥでのＳＩＮＲは、ＲＮでの低いＳＩＮＲによって制限される。

この場合、図１２Ａ，１２Ｂに示されるように、ＦＤＤ二重化法と共に使用された非再生的中継の場合に説明されたものよりも、バランスは更に繊細に（複雑に）なる。最適な動作点は（３２）の第１導関数がゼロに等しくなる点を発見することで与えられる。この最適点を見つけるために、（３２）は先ず次の形式に書き直される：

ここで次式が定義される：

上記の［３Ａ．］での議論による定義と、

の式から、（３３）は次式のように簡易化できる：

次の段階は、次式を解くことで（３４）の放物関数の１つの最大値を見つけることである：

（３４）の１次微分を見出すために商規則を利用することで、次式を得る：

ｙの最大値は（３６）をゼロに等しく設定し、P_tx,NBに関して解くことで発見可能である。ＵＥでの最大ＳＩＮＲは次式のように置くことで得られる：

従ってＲＮの所与の送信電力の下で、ＲＮに接続されたＵＥでの最大ＳＩＮＲを保証する対応するＮＢ送信電力を見出すために、（３７）を利用することができる。

そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を発見する場合には、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮ送信電力の二次関数でないような、ＦＤＤ二重化法と共に使用される非再生的中継ノードの場合に上述されたものと同様の手法が使用可能である。最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（３４）は次のように書き換えられる：

１次微分は次のようになる：

P_tx,RNに関して（３９）を解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が次式のように得られる：

図１２Ａ又は１２Ｂの面、（３４）の関数形及び（４０）の結果を見ることで、ＮＢ送信電力が小さかった場合には、ＲＮ送信電力のＳＩＮＲ変化率は、ＲＮ送信電力の増加に関して減少することが明らかである。しかしながら大きなＮＢ送信電力の場合には、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近い。これは、（４０）にまとめられているこの場合の問題の解が無限になることの結果である。

［４Ｂ．］
［図１に示されるＴＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継］
セル端のＵＥの見地から、より悪い状態は、隣接するセルがＲＮ送信に使用されるのと同じタイムスロットを用いるＴＤＤ法を使用する場合である。セルが同じ配置及び送信電力でサイズが等しく、P_{tx_tot,RN/NB}=G_pP_tx,RN/NB であると仮定すると：

である。この場合（４）式の簡略化された形式は次式のようになる：

そして第１微分は次のようになる：

最終的に、（４３）をゼロに等しく設定し且つP_tx,NBに関して解くことで最大値が得られる：

そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（４２）は次のように書き直せる：

第１微分は次のようになる：

P_tx,RNに関して解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が得られる：

再び、大きなＮＢ送信電力の場合に、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近くなる。これは（４７）の解は無限になる結果になる。

最適な送信電力バランスは、様々な中継や二重化法に関する及び２つの別々の配備状況に関する上記の解に基づいて決定される。それらの配備状況（シナリオ）は表３にまとめられ、（４８）のパスロスの式に関する伝搬パラメータは表４の中にある。

L=b+10nlogd （４８）

表２：配備シナリオ

送信機受信機間の隔たりはセル半径に等しい（即ち、ＵＥはセル半径の場所に位置する）。示されているＲＮ位置は、ＮＢが位置するセル中心を基準とする距離である。従ってＲＮ位置はＮＢからＲＮまでの距離である。そしてＲＮ−ＵＥはセル半径及びＮＢ−ＲＮ距離の差分である。

表３：伝搬パラメータ

＿再生中継
ＦＤＤに関して（３）及び（５）の式に及びＴＤＤに関して（１２）及び（１７）の式に表３及び表４に与えられる値を代入することで、所与のＲＮ送信電力の下で最適なＮＢ送信電力を見出すことができる。図１３Ａは、２つの配備状況についてＦＤＤ及びＴＤＤ双方のＲＮ送信電力の関数として、最適なＮＢ送信電力を示す。

＿ＦＤＤによる非再生中継
図１３Ｂに示されるように、パラメータを（２３）及び（２４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。

＿ＴＤＤによる非再生中継
図１３Ｃに示されるように、パラメータを（３７）及び（４４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。

［システムレベルシミュレーション結果］
図１３Ｃの結果に基づいて予測される最適送信電力設定内容を確認するため、ＲＮ及びＮＢの送信電力が最適ポイント近辺で変化する平均パケットコールスループットゲインを用いて、３番目の送信時間間隔毎に伝送内容を中継するＴＤＤ二重化の非再生的中継を行うマルチホップＨＳＤＭＡネットワークのシステムシミュレーションが行われた。

表３で説明済みの２つの配備状況についてのシステムレベルシミュレーション結果が提示される。シミュレーションパラメータは以下の表５及び表６に掲げられる。

表４：配備パラメータ

表５：シミュレーションパラメータ

双方の配備状況に関し、ユーザによって体験される平均パケットコールスループットのゲイン（３０ｄＢｍのＮＢ送信電力でシングルホップシステムの場合に観測されるものに対する）が、４つの異なるＲＮ送信電力についてのＮＢ送信電力の関数としてプロットされている。図１４Ａは配備状況（シナリオ）１に関するゲインを示し、図１４Ｂはシナリオ２に関するゲインを示す。

ＮＢからＵＥへのリンクのチャネルゲインは、ＮＢからＲＮ及びＲＮからＵＥへのリンクに関するものより３ｄＢ高くなっていることに留意を要する。これは、ＲＮに接続されたＵＥが体験する別のＮＢからの干渉は、図１３Ａ，１３Ｂ及び１３Ｃに関して上述されたリンク分析に使用されたものの二倍になることを意味する。

このチャネルゲインは送信信号の多数のレプリカが受信されることに起因し、これら全てについての電力が加算される場合には、ＮＢからＵＥへのチャネルの場合に、合計電力はＮＢからＲＮへ又はＲＮからＵＥへのチャネルで２倍になる。これが３ｄＢの説明となる（３ｄＢは２倍に等しい。）。ＮＢからＵＥへのチャネルに関してチャネルゲインの結果はより高くなり、これは、マルチパスを介したチャネルゲインが一切考慮されない地点に至るまで、受信信号電力が分析に使用されたものよりも３ｄＢ（即ち、２倍）高くなることを意味する。

［リンクベースの予測及びシステムシミュレーションの比較］
図２２は各配備状況についてＴＤＤの非再生的中継用のＲＮ送信電力の関数として、最適ＮＢ送信電力を示し、ＮＢからＵＥへのリンクは他のリンクに比べて３ｄＢのゲインを有することが仮定されている。この場合、シミュレーションで使用されたＲＮ送信電力について、ＮＢでの予測された送信電力は、スループットゲインに関する表７に掲載され、そのゲインはこれらの設定値が使用された場合に得られる達成可能な最大値である。

表６：予測される最適ＮＢ送信電力及びその結果のシミュレーションスループットゲイン（観測される最大ゲインと比較された、その設定値から達成可能な値）

上記の数式に基づく技法を用いて本発明による好適実施例に従ってパワーバランスが図られる場合に、選択されるパワーバランスは一般に最適地点の利用域内にあることを、表６、図１３Ａ及び図１４Ｂは示す。特に使用される送信電力に関し、ゲインは常に達成可能な最大値の１０％以内にあることが示され、そのズレはマルチセルシステムをモデル化するのに２セルモデルを利用していることに起因する。

送信電力の均衡を図る必要性は図１４Ａ及び図１４Ｂ双方に提示される結果から明白であり、ＮＢ送信が最適ポイントを超えて増やされる場合には、より多くの信号エネルギを放出するにもかかわらず、かなりのゲイン劣化が経験されることが示される。ＮＢ送信電力が注意深く選択されるならば、ＲＮ送信電力に対するゲインの感度が減らされることも示される。

以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。

（付記１）
少なくとも３つの通信装置を含むマルチホップ通信システムであって、前記通信装置の１つはソース装置を構成し、別の通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置各々は中間装置を構成し、前記ソース装置は通信信号を或る通信方向で各中間装置を介して前記宛先装置に向けて送信し、各中間装置は、該通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、
当該マルチホップ通信システムは、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を更に有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
少なくとも１つの通信装置は、該通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受ける制御信号処理手段を有し、該制御信号処理手段は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、前記別の通信装置は、前記絶対的な制御信号及び前記少なくとも１つの相対的な制御信号を該通信方向で後の通信装置に送信する
ことを特徴とするマルチホップ通信システム。

（付記２）
前記制御信号処理手段により導出される前記絶対的な制御信号は、前記制御信号処理手段を有する通信装置により導出された絶対値を含む
ことを特徴とする付記１記載のマルチホップ通信システム。

（付記３）
前記制御信号処理手段により導出される前記絶対的な制御信号は、あるシグナリング方向で前の通信装置から導出された絶対値を含む
ことを特徴とする付記１記載のマルチホップ通信システム。

（付記４）
前記ソース装置が、通信信号を各中間装置を介して前記宛先装置に送信する基地局の一部である
ことを特徴とする付記１乃至３の何れか１項に記載のマルチホップ通信システム。

（付記５）
前記宛先装置が、前記ソース装置により送信された通信信号を各中間装置を介して受信する基地局の一部である
ことを特徴とする付記１乃至３の何れか１項に記載のマルチホップ通信システム。

（付記６）
前記リソース制御手段が、前記基地局に設けられている
ことを特徴とする付記４又は５に記載のマルチホップ通信システム。

（付記７）
前記リソース制御手段が、中間装置に設けられている
ことを特徴とする付記１乃至５の何れか１項に記載のマルチホップ通信システム。

（付記８）
前記制御信号が、当該マルチホップ通信システムの通信装置で受信された通信信号の品質に対する値を表す
ことを特徴とする付記１乃至７の何れか１項に記載のマルチホップ通信システム。

（付記９）
前記リソース制御手段が、
i)当該マルチホップ通信システムの通信装置で導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
ii)当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された、前記絶対値に対する相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を使用して、前記ソース装置及び各中間装置の１より多くに割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する
ことを特徴とする付記１乃至８の何れか１項に記載のマルチホップ通信システム。

（付記１０）
ソース装置として機能する通信装置から、宛先装置として機能する別の通信装置へ、中間装置として機能する少なくとも１つの他の通信装置を介して或る通信方向で通信信号を送信する方法であって、各中間装置は、該通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、
当該方法は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するステップを有し、該ステップは、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するようにし、
少なくとも１つの通信装置は、該通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受信し且つ
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、前記絶対的な制御信号及び前記少なくとも１つの相対的な制御信号は、該通信方向で後の通信装置に送信される
ことを特徴とする方法。

（付記１１）
マルチホップ通信システムで使用する通信装置であって、送信機及び受信機を有し、ある通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、当該通信装置は、ある通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受信する制御信号処理手段を有し、該制御信号処理手段は、
a)前記マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、当該通信装置は、前記絶対的な制御信号及び各相対的な制御信号を該通信方向で後の通信装置に送信する
ことを特徴とする通信装置。

（付記１２）
当該通信装置で受信された通信信号の品質を示すインジケータを導出するインジケータ導出手段を更に有する
ことを特徴とする付記１１記載の通信装置。

（付記１３）
前記制御信号処理手段により導出される前記絶対的な制御信号が、当該通信装置により導出された絶対値を含む
ことを特徴とする付記１１又は１２に記載の通信装置。

（付記１４）
前記制御信号処理手段により導出される前記絶対的な制御信号が、ある通信方向で前の通信装置により導出された絶対値を含む
ことを特徴とする付記１１又は１２に記載の通信装置。

（付記１５）
当該通信装置がマルチホップ通信システムの中間装置を構成し、ある通信方向でソース装置として機能する通信装置から宛先装置として機能する別の通信装置に向けて前記中間装置を介して通信信号が送信され、当該通信装置は、
前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を更に有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)前記中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作する
ことを特徴とする付記１１乃至１４の何れか１項に記載の通信装置。

（付記１６）
マルチホップ通信システムで使用する基地局であって、ある通信方向で宛先装置として機能する通信装置に中間装置として機能する別の通信装置を介して通信信号を送信し、当該基地局は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
当該基地局は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を用いて、前記ソース装置及び各中間装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する
ことを特徴とする基地局。

（付記１７）
マルチホップ通信システムで使用する基地局であって、ある通信方向で宛先装置として機能する通信装置から送信された通信信号を中間装置として機能する別の通信装置を介して受信し、当該基地局は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
当該基地局は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を用いて、前記ソース装置及び各中間装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する
ことを特徴とする基地局。

（付記１８）
コンピュータにロードされた場合に、該コンピュータを付記１乃至９の何れか１項に記載の通信システムの制御信号処理手段として機能させるコンピュータプログラム。

（付記１９）
コンピュータにロードされた場合に、該コンピュータを付記１１乃至１５の何れか１項に記載の通信装置として機能させるコンピュータプログラム。

（付記２０）
コンピュータにロードされた場合に、該コンピュータを付記１６又は１７に記載の基地局として機能させるコンピュータプログラム。

（付記２１）
搬送媒体によって搬送される付記１８，１９又は２０に記載のコンピュータプログラム。

（付記２２）
前記搬送媒体が記録媒体である付記２１記載のコンピュータプログラム。

（付記２３）
前記搬送媒体が伝送媒体である付記２１記載のコンピュータプログラム。

無線通信システムのシングルセル／中継モデルを示す図である。無線通信システムの２セル／中継モデルを示す図である。パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。セントラル化された送信リソース制御手段を有する以前に考察されたマルチホップ通信システムにおけるシグナリング帯域を示す図である。本発明の第１実施例による２ホップ通信システムを示す図である。本発明を使用する通信装置の一部を示す図である。本発明を使用するアルゴリズムの第１部分を示す図である。本発明を使用するアルゴリズムの第２部分を示す図である。本発明を使用するＤＬ通信のシグナリング法を示す図である。本発明を使用する別のシグナリング法を示す図である。本発明を使用するシグナリング法を示す図である。マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である（ソース及び宛先装置間の通信リンクは、より短いマルチホップリンクに比較して３ｄＢの利得を有することが仮定されている。）。

符号の説明

３インジケータ変位導出手段
４不均衡検出手段
６制御信号処理手段
７インジケータ導出手段
１０リソース制御手段
１１通信装置

Claims

少なくとも３つの通信装置を含むマルチホップ通信システムであって、前記通信装置の１つはソース装置を構成し、別の通信装置は宛先装置を構成し、他の通信装置各々は中間装置を構成し、前記ソース装置は通信信号を或る通信方向で各中間装置を介して前記宛先装置に向けて送信し、各中間装置は、該通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、
当該マルチホップ通信システムは、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を更に有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
少なくとも１つの通信装置は、該通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受ける制御信号処理手段を有し、該制御信号処理手段は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、前記別の通信装置は、前記絶対的な制御信号及び前記少なくとも１つの相対的な制御信号を該通信方向で後の通信装置に送信する
ことを特徴とするマルチホップ通信システム。
前記制御信号処理手段により導出される前記絶対的な制御信号は、前記制御信号処理手段を有する通信装置により導出された絶対値を含む
ことを特徴とする付記１記載のマルチホップ通信システム。
前記リソース制御手段が、
i)当該マルチホップ通信システムの通信装置で導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
ii)当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された、前記絶対値に対する相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を使用して、前記ソース装置及び各中間装置の１より多くに割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する
ことを特徴とする付記１又は２に記載のマルチホップ通信システム。
ソース装置として機能する通信装置から、宛先装置として機能する別の通信装置へ、中間装置として機能する少なくとも１つの他の通信装置を介して或る通信方向で通信信号を送信する方法であって、各中間装置は、該通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、
当該方法は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するステップを有し、該ステップは、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するようにし、
少なくとも１つの通信装置は、該通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受信し且つ
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、当該マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、前記絶対的な制御信号及び前記少なくとも１つの相対的な制御信号は、該通信方向で後の通信装置に送信される
ことを特徴とする方法。
マルチホップ通信システムで使用する通信装置であって、送信機及び受信機を有し、ある通信方向で前の通信装置から通信信号を受信し、前記通信信号を又は該通信信号から導出された信号を該通信方向で後の通信装置に送信し、当該通信装置は、ある通信方向で前の通信装置から１以上の制御信号を受信する制御信号処理手段を有し、該制御信号処理手段は、
a)前記マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を導出し、当該通信装置は、前記絶対的な制御信号及び各相対的な制御信号を該通信方向で後の通信装置に送信する
ことを特徴とする通信装置。
当該通信装置で受信された通信信号の品質を示すインジケータを導出するインジケータ導出手段を更に有する
ことを特徴とする付記５記載の通信装置。
前記制御信号処理手段により導出される前記絶対的な制御信号が、当該通信装置により導出された絶対値を含む
ことを特徴とする付記５又は６に記載の通信装置。
当該通信装置がマルチホップ通信システムの中間装置を構成し、ある通信方向でソース装置として機能する通信装置から宛先装置として機能する別の通信装置に向けて前記中間装置を介して通信信号が送信され、当該通信装置は、
前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を更に有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)前記中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作する
ことを特徴とする付記５乃至７の何れか１項に記載の通信装置。
マルチホップ通信システムで使用する基地局であって、ある通信方向で宛先装置として機能する通信装置に中間装置として機能する別の通信装置を介して通信信号を送信し、当該基地局は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
当該基地局は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を用いて、前記ソース装置及び各中間装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する
ことを特徴とする基地局。
マルチホップ通信システムで使用する基地局であって、ある通信方向で宛先装置として機能する通信装置から送信された通信信号を中間装置として機能する別の通信装置を介して受信し、当該基地局は、前記ソース装置及び各中継装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定するリソース制御手段を有し、前記リソース制御手段は、
i)前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の指標及び
ii)各中間装置で受信された前記通信信号の品質の指標
の間のバランスをとることを実質的に達成する又は維持するように動作し、
当該基地局は、
a)当該マルチホップ通信システムの通信装置により導出された絶対値を表す絶対的な制御信号及び
b)前記絶対値に相対的な、前記マルチホップ通信システムの別の通信装置により導出された相対値を表す少なくとも１つの相対的な制御信号
を受信し、前記絶対的な及び前記相対的な制御信号を用いて、前記ソース装置及び各中間装置の１以上に割り当てられる送信リソースの指標又は指標の変更を決定する
ことを特徴とする基地局。