JP2008228300A - 多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線アクセス通信システムにおける端末情報解除処理装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線アクセス通信システムにおける端末情報解除処理装置及びその方法を提供する。
【解決手段】端末のデータの送信経路が変更された場合に、端末情報を解除する中継局を決定する過程と、経路解除メッセージを生成する過程と、経路解除メッセージを決定された少なくとも１つの中継局に送信する過程と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線アクセス通信システムに関し、特に、多重ホップで構成された経路上の中継局における端末情報を解除するためのシグナリング処理装置及び方法に関する。

次世代通信システムである第４世代（4th Generation：以下、４Ｇと略称する）通信システムでは、約100Ｍｂｐｓの送信速度を有する多様なサービス品質（Quality of Service：以下、ＱｏＳと略称する）を有するサービスをユーザに提供するための研究が盛んに進められている。特に、現在の４Ｇ通信システムでは、無線近距離通信ネットワーク（Local Area Network；以下、ＬＡＮと略称する）システム及び無線メトロポリタンエリアネットワーク（Metropolitan Area Network：以下、ＭＡＮと略称する）システムのような広帯域無線アクセス（Broadband Wireless Access：ＢＷＡ）通信システムに移動性（mobility）とサービス品質（ＱｏＳ）とを保障する形態で高速のサービスを支援するようにする研究が盛んに進められている。その代表的な通信システムがＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６ｄ通信システム及びＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムである。

ＩＥＥＥ ８０２．１６ｄ通信システム及びＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、物理チャネル（physical channel）のために、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；以下、ＯＦＤＭと略称する）／直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；以下、ＯＦＤＭＡと略称する）方式を使用している。ＩＥＥＥ ８０２．１６ｄ通信システムは、現在、加入者端末機（Subscriber Station；以下、ＳＳと略称する）が固定された状態、すなわちＳＳの移動性を全く考慮しない状態及び単一セル構造のみを考慮しているシステムである。これとは異なり、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｄ通信システムにＳＳの移動性を考慮するシステムであり、移動性を有するＳＳを移動端末機（Mobile Station；以下、ＭＳと略称する）と称する。

図１は、一般的なＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。

図１に示すように、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、多重セル構造を有し、すなわち、セル１００とセル１５０とを有し、セル１００を管理する基地局（ＢＳ：Base Station）１１０と、セル１５０を管理する基地局１４０と、複数のＭＳ１１１、１１３、１３０、１５１、及び１５３と、で構成される。そして、基地局１１０、１４０とＭＳ１１１、１１３、１３０、１５１、及び１５３との間の信号の送受信は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用して行われる。ここで、ＭＳ１１１、１１３、１３０、１５１、及び１５３のうち、ＭＳ１３０は、セル１００とセル１５０との境界地域、すなわちハンドオーバ（handover）領域に位置する。したがって、ＭＳ１３０が基地局１１０と信号を送受信する途中に基地局１４０が管理するセル１５０側に移動すると、そのサービング基地局（serving ＢＳ）は、基地局１１０から基地局１４０へ変更される。

一般的なＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、図１のように、固定された基地局とＭＳとの間に直接リンクを介してシグナリングの送受信が行われるので、基地局とＭＳとの間に信頼度の高い無線通信リンクを容易に構成することができる。ところが、上記のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、基地局の位置が固定されているので、無線網の構成において柔軟性が低く、そのため、トラフィック分布や通話要求量の変化が激しい無線環境では、効率的な通信サービスを提供し難くなる。

このような短所を克服するために、固定された中継局（relay station）又は移動性を有する中継局又は一般ＭＳを用いて、多重ホップ中継形態のデータ伝達方式をＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムのような一般セルラー無線通信システムに適用できる。多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムは、通信環境の変化に迅速に対応してネットワークを再構成することができ、全体無線網をより効率的に運用できる。例えば、多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムは、セルサービス領域を拡張させ、システム容量を増大させることができる。すなわち、基地局とＭＳとの間のチャネル状態が劣悪な場合に、基地局とＭＳとの間に中継局を設置して、中継局を介した多重ホップ中継経路を構成することによって、チャネル状態がより優れた無線チャネルをＭＳに提供できる。また、基地局からチャネル状態が劣悪なセル境界地域で多重ホップ中継方式を使用することによって、より高速のデータチャネルを提供することができ、セルサービス領域を拡張させることができる。

以下、基地局サービス領域を拡大するための多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムの構造を説明する。

図２は、基地局サービス領域を拡大するための多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムの構造を概略的に示す図である。

図２に示すように、多重ホップ中継無線通信システムは、多重セル構造を有し、すなわちセル２００とセル２４０とを有し、セル２００を管理する基地局（Base Station：ＢＳ）２１０と、セル２４０を管理する基地局２５０と、セル２００の領域内に位置する複数のＭＳ２１１、２１３と、基地局２１０が管理するものの、セル２００の領域の外の領域２３０に存在する複数のＭＳ２２１、２２３と、基地局２１０と領域２３０に存在するＭＳ２２１、２２３との間に多重ホップ中継経路を提供する中継局２２０と、セル２４０の領域内に位置する複数のＭＳ２５１、２５３、及び２５５と、基地局２５０が管理するものの、セル２４０の領域の外の領域２７０に存在する複数のＭＳ２６１、２６３と、基地局２５０と領域２７０に存在するＭＳ２６１、２６３との間に多重ホップ中継経路を提供する中継局２６０と、で構成される。ここで、基地局２１０、２５０と中継局２２０、２６０及びＭＳ２１１、２１３、２２１、２２３、２５１、２５３、２５５、２６１、及び２６３間の信号の送受信は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用して行われる。

このとき、セル２００の領域に含まれるＭＳ２１１、２１３と中継局２２０とは、基地局２１０と信号を直接送受信できるが、領域２３０に存在するＭＳ２２１、２２３は、基地局２１０と信号を直接送受信できない。したがって、中継局２２０は、領域２３０を管理し、信号を直接送受信できない基地局２１０とＭＳ２２１、２２３との間の信号を中継し、ＭＳ２２１、２２３は、中継局２２０を介して基地局２１０と信号を送受信できる。また、セル２４０の領域に含まれるＭＳ２５１、２５３、及び２５５と中継局２６０は、基地局２５０と信号を直接送受信できるが、領域２７０に存在するＭＳ２６１、２６３は、基地局２５０と信号を直接送受信できない。したがって、中継局２６０は、領域２７０を管理し、信号を直接送受信できない基地局２５０とＭＳ２６１、２６３との間の信号を中継し、ＭＳ２６１、２６３は、中継局２６０を介して基地局２５０と信号を送受信できる。

次に、システムの容量を増大するための多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムの構造を説明する。

図３は、システムの容量を増大するための多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムの構造を概略的に示す図である。

図３に示すように、多重ホップ中継無線通信システムは、基地局３１０と複数のＭＳ３１１、３１３、３２１、３２３、３３１、及び３３３と、基地局３１０とＭＳ３１１、３１３、３２１、３２３、３３１、及び３３３との間の多重ホップ中継経路を提供する中継局３２０、３３０と、で構成される。そして、基地局３１０、中継局３２０、３３０とＭＳ３１１、３１３、３２１、３２３、３３１、及び３３３との間の信号の送受信は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用して行われる。基地局３１０は、セル３００を管理し、セル３００の領域に含まれるＭＳ３１１、３１３、３２１、３２３、３３１、及び３３３と中継局３２０、３３０とは、基地局３１０と信号を直接送受信できる。

ところが、一部のＭＳ３２１、３２３、３３１、及び３３３のように、セル３００の領域のエッジ近くに位置した場合には、基地局３１０と一部のＭＳ３２１、３２３、３３１、及び３３３との間の直接リンクの受信信号対雑音比（signal to noise ratio、以下、ＳＮＲと略称する）が低くなることがある。したがって、中継局３２０は、基地局３１０とＭＳ３２１、３２３とのユニキャストトラフィックを中継し、ＭＳ３２１、３２３は、中継局３２０を介して基地局３１０とユニキャストトラフィックを送受信する。また、中継局３３０は、基地局３１０とＭＳ３３１、３３３とのユニキャストトラフィックを中継し、ＭＳ３３１、３３３は、中継局３３０を介して基地局３１０とユニキャストトラフィックを送受信する。すなわち、中継局３２０、３３０は、ＭＳ３２１、３２３、３３１、及び３３３に高速のデータの送信経路を提供することによって、ＭＳの有効送信率を高め、かつシステムの容量を増大させることができる。

ここで、図２又は図３の多重ホップ中継を使用する広帯域無線通信システムにおいて、中継局２２０、２６０、３２０、及び３３０は、サービス提供者が設置し、基地局２１０、２５０、３１０が管理する基盤施設中継局であるか、または、加入者端末機（ＳＳ又はＭＳ）又は中継局として動作するクライアント中継局でありうる。また、中継局２２０、２６０、３２０、及び３３０は、移動性のない固定中継局であるか、定住しない（nomadic）特性を有する非定住型中継局（例：ノート型パソコン）であるか、又は、ＭＳのような移動性のある移動中継局でありうる。

このような多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける端末は、基地局又は中継局と通信を行いつつ、基地局又は中継局のサービス領域から外れた場合でも他の基地局又は中継局へのハンドオーバを行うことができる。ここで、端末は、ターゲットノードに該当する基地局又は中継局とネットワーク再進入手順を行うことによってハンドオーバ手順を完了した後に、ターゲットノードを介して通信を行う。このとき、以前のサービングノードに該当する基地局又は中継局は、ターゲットノードにハンドオーバを行った端末情報を一定期間維持できる。そして、端末情報は、端末とターゲットノードとの間のネットワークの再進入手順中に使用されうる。一方、端末がターゲットノードにハンドオーバを完了した後には、以前のサービングノードでこれ以上端末情報を維持する必要がない。また、端末のハンドオーバによって基地局と端末との間の経路（path）が除去される場合には、経路に存在する中継局も端末情報を維持する必要がない。したがって、ハンドオーバなどでこれ以上端末情報を管理する必要がないノードから端末情報を解除するためのシグナリング手順が必要である。
韓国特許出願公開第２００５−８９７２２号明細書

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線アクセス通信システムにおける端末情報を解除するためのシグナリング手順及び方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線接続通信システムにおいて、多重ホップで構成された経路上の中継局に対して端末情報を解除するためのシグナリング処理装置及び方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線接続通信システムにおいて、端末データの伝達経路上の中継局に対して端末情報解除を指示するための装置及び方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明は、多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける基地局の通信方法であって、端末のデータの送信経路が変更された場合に、端末情報を解除する中継局を決定する過程と、経路解除メッセージを生成する過程と、経路解除メッセージを決定された少なくとも１つの中継局に送信する過程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける中継局の通信方法であって、基地局又は上位中継局から経路設定メッセージを受信する過程と、経路設定メッセージから経路識別子及びコネクション識別子を抽出する過程と、抽出された経路識別子とコネクション識別子とのバインディングをルーチングテーブルに設定する過程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける基地局装置であって、端末のデータを送信する経路を設定するためのメッセージ及びデータ経路を解除するためのメッセージを生成するメッセージ生成部と、メッセージ生成部からのメッセージを物理階層エンコードして、中継局に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける中継局装置であって、受信されたメッセージを物理階層デコードする受信部と、受信部からのシグナリングメッセージを分析し、基地局又は上位中継局から受信された経路設定メッセージから経路識別子及びコネクション識別子を抽出するメッセージ処理部と、抽出された経路識別子とコネクション識別子とのバインディングをルーチングテーブルに設定する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、多重ホップ中継システムにおいて端末データを中継するための多重ホップ中継経路上の中継局に端末データの送信経路設定及び解除を指示するシグナリングを定義することによって、中継局又は基地局で端末情報及び資源管理などを容易に行うことができるという利点がある。すなわち、基地局又は中継局が実際にサービスしない端末情報を維持することを防止できる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について動作原理を詳細に説明する。下記で本発明の実施形態を説明するに当たって、関連した公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であり、これは、ユーザ、操作者の意図又は慣例などによって変わりうる。したがって、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行わなければならない。

以下、本実施形態では、多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線アクセス通信システムにおいて、端末データの伝達経路上に存在する少なくとも１つの中継局に対して端末情報を解除するためのシグナリング処理方法を提案する。

ここで、多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線アクセス通信システムは、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式又は直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）方式を使用する通信システムである。多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線アクセス通信システムは、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を使用するため、複数のサブキャリア（sub-carrier）を使用して物理チャネル信号を送信することによって、高速のデータ送信が可能であり、多重セル（multi-cell）構造により端末の移動性を支援することができる。

以下では、広帯域無線接続通信システムを例に挙げて説明するが、本実施形態は、多重ホップ中継方式を使用するセルラー基盤の通信システムにも同様に適用されうる。

図４は、本発明の実施形態による多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムにおいて、端末データの伝達経路を設定及び解除するための基地局の動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、基地局は、ステップ４０１（図中ではステップをSと略す。以下同じ。）において、端末（ＭＳ）のデータの送信経路を決定する。データの送信経路の決定は、端末がネットワーク進入手順又はネットワーク再進入手順を行うか、又はデータ（又はトラフィック）送信経路の変更が必要な場合に行われる。端末に対するデータの送信経路を設定した後に、基地局は、ステップ４０３で、端末にデータを送信するときトンネリングモードを使用するか否かを決定する。

ここで、トンネリングモードとは、端末のデータの送信経路上の中継局のうち、端末が直接接続した中継局（アクセス中継局）以外の他の中継局が、端末から送信されたデータの検知に失敗したまま、端末データを中継するモードを示す。すなわち、トンネリングモードを使用する場合には、端末が直接接続した中継局のみが端末の接続識別子やサービスフロー識別子などのような、端末のデータ送信であることを検知できる情報を管理し、残りの他の中継局は、トンネリングモードを支援するためのトンネリング識別子（トンネリングＣＩＤ）などの情報を管理する。一方、トンネリングモードを支援しない場合には、端末のデータの送信経路上のすべての中継局が、端末の接続識別子やサービスフロー識別子などのような、端末のデータ送信であることを検知するための情報を管理する。

トンネリングモードを使用する場合には、基地局は、ステップ４０５において、端末のアクセスノード（access ＲＳ）に端末のデータ送信のための経路設定を要請するメッセージ（経路設定メッセージ）を送信した後に、ステップ４０９に進む。例えば、経路設定メッセージは、端末のコネクション識別子、サービスフロー（ＳＦ：Service Flow）識別子、端末が所望するサービスタイプ及び要求事項（service flow parameters）、端末データ送信に使用するトンネリング識別子、及び経路識別子などを含むことができる。

一方、トンネリングモードを使用しない場合には、基地局は、ステップ４０７において、端末のデータの送信経路上にあるすべての中継局に経路設定を要請するメッセージ（経路設定メッセージ）を送信した後に、ステップ４０９に進む。経路設定メッセージ（例：ＤＳＡ−ＲＥＱ（Dynamic Service Addition-REQuest））は、例えば、経路識別子、該当経路にマッピング（又はバインディング）されるコネクション識別子、サービスフロー識別子、サービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストなどを含むことができる。経路設定メッセージを受信する中継局は、ルーチングテーブルを設定した後に経路設定メッセージを下位中継局に送信し、このような動作は、経路設定メッセージが経路の最後のノード（アクセス中継局）に伝達されるまで繰り返される。

以後、基地局は、ステップ４０９において、設定された経路を用いて、端末とのデータの送受信を行う。データの送受信中に、基地局は、ステップ４１１において、ハンドオーバなどによって経路が変更されたか否かを検査する。このとき、経路が変更された場合には、基地局は、ステップ４１３において、端末の情報を、これ以上維持する必要がないアクセスノード（access ＲＳ）及び経路上の他の中継局に経路解除を要請するシグナリングメッセージ（例：ＤＳＤ−ＲＥＱ（Dynamic Service Deletion））を送信する。経路解除メッセージを受信した経路上の中継局は、ルーチングテーブルの該当マッピング情報を削除することによって、これ以上必要のない端末情報を削除する。

経路解除メッセージは、経路識別子、解除するコネクション識別子、及び端末サービスフロー識別子などを含むことができる。すなわち、経路解除メッセージは、経路とコネクション識別子とのマッピング（又はバインディング）を解除できる情報を含むことができる。このとき、アクセスノードに送信される経路解除メッセージは、端末のハンドオーバ終了を知らせるシグナリングメッセージと同様である。また、トンネリングの削除が必要であると判断されると、基地局は、ステップ４１３でトンネリング削除を指示するシグナリングメッセージを該当中継局に送信する。トンネリング削除指示メッセージは、削除するトンネリング識別子などを含むことができる。

一方、ステップ４０３でトンネリングモードが決定された場合には、基地局は、端末のデータの送信経路上に存在する中継局が該当トンネリング情報を認知しているか否かを判断する。中継局がトンネリング情報を認知している場合には、基地局は、中継局にトンネリング追加を指示するシグナリングメッセージを送信する。トンネリング追加メッセージは、追加されたトンネリング識別子とトンネリング識別子を用いて送信するデータのサービスタイプ及び要求事項などを含むことができる。

図５は、本発明の実施の形態による多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムにおいて基地局から経路設定及び解除要請を受信する中継局の動作を示すフローチャートである。

図５に示すように、中継局は、ステップ５０１で、基地局（ＭＲ−ＢＳ）から経路情報を含むシグナリングメッセージ（経路設定メッセージ）を受信する。ここで、中継局は、端末のアクセスノードか、又は端末のデータの送信経路上にある他の中継局である。中継局は、ステップ５０３で、受信された経路設定メッセージを分析してトンネリング情報が受信されたか否かを検査する。

トンネリング情報が受信された場合には、中継局は、ステップ５０５でトンネリング情報を自身が管理するルーチングテーブルに追加する。ここで、トンネリング情報は、トンネリング識別子及びトンネリング識別子に該当するサービスタイプ及び要求事項などを含むことができる。一方、トンネリング情報ではない経路設定を要請するメッセージが受信された場合には、中継局は、ステップ５０７で、経路設定メッセージから経路情報を抽出してルーチングテーブルに設定する。例えば、経路設定メッセージは、経路識別子、該当経路にマッピングされる端末の接続識別子、サービスフロー識別子、端末が所望するサービスタイプ及び要求事項、及び経路に存在する中継局リストなどを含むことができる。一方、中継局は、ルーチングテーブルに設定された経路とコネクション識別子とのマッピング情報）を用いて、端末データを中継する。

中継局は、ステップ５０９で、基地局から経路解除を要請するシグナリングメッセージが受信されたか否かを検査する。このとき、経路解除メッセージが受信された場合には、中継局は、ステップ５１１に進んで、受信されたメッセージを分析してトンネリング解除情報が受信されたか否かを検査する。トンネリング解除情報が受信された場合には、中継局は、ステップ５１３に進んで中継局が管理している該当トンネリング情報をルーチングテーブルから削除する。一方、メッセージの分析の結果、端末経路解除情報が受信された場合には、中継局は、ステップ５１５に進んで、該当端末経路と関連したすべての情報を削除する。例えば、ルーチングテーブルから該当経路とコネクション識別子との間のバインディング情報を削除することができる。

図６は、本発明の実施の形態による多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムにおいて、端末データを伝達するための経路の設定及び解除を処理する基地局と中継局との間の信号の流れを示すフローチャートである。

図６に示すように、基地局６００は、ステップ６０１で、端末データを伝達するための経路を決定し、経路上にある中継局に端末データの中継に必要な情報（経路設定メッセージ）を提供するか否かを判断する。ここで、端末のデータの経路上に存在する第１の中継局６３０と第２の中継局６４０と端末のアクセスノードに該当する第３の中継局６５０に経路設定メッセージを送信することと決定する。

したがって、基地局６００は、ステップ６０３〜ステップ６０７で、第１の中継局６３０と第２の中継局６４０と第３の中継局６５０とに経路設定メッセージを送信する。経路設定メッセージは、経路識別子、該当経路にマッピングされる端末の識別子（ＣＩＤ）、端末のサービス識別子、端末が所望するサービスタイプ及び要求事項（サービスフローパラメーター）、及び経路上に存在する中継局リストなどを含むことができ、トンネリングモードを支援する場合には、トンネリング識別子及びトンネリング識別子に該当するサービスタイプ及び要求事項などを含むことができる。このように経路が設定されると、ステップ６０９で、基地局６００、第１の中継局６３０、第２の中継局６４０、及び第３の中継局６５０は、設定された経路を用いて端末データを送受信する。

データの送受信中に、基地局６００は、ステップ６１１で、端末のハンドオーバ、及び移動中継局のハンドオーバなどにより端末データの送信経路が変更されたか否かを検査する。すなわち、端末のデータの送信経路上に存在する中継局のうち、端末情報（又はルーチング情報）の解除が必要な中継局があるか否かを判断する。端末情報を解除する中継局がある場合には、基地局６００は、端末情報を解除する中継局に経路解除を要請するシグナリングメッセージを送信する。ここで、第１の中継局６３０、第２の中継局６４０、及び第３の中継局６５０に経路解除を要請するシグナリングメッセージを送信すると仮定する。

すなわち、基地局６００は、ステップ６１３で、第１の中継局６３０に経路解除メッセージを送信し、第１の中継局６３０は、ステップ６１５で、該当端末に対する情報を削除する。例えば、ルーチングテーブルから該当経路とコネクション識別子との間のバインディング情報などを削除することができる。基地局６００は、ステップ６１７で、第２の中継局６４０に経路解除メッセージを送信し、第２の中継局６４０は、ステップ６１９で、該当端末に対する情報を削除する。基地局６００は、ステップ６２１で、第３の中継局６５０へ経路解除メッセージを送信し、第３の中継局６５０は、ステップ６２３で、該当端末に対する情報を全て削除する。

上述した本発明の実施形態は、端末のサービスフロー接続を設定又は解除する場合に、設定された端末のサービスフロー情報を送信するか、又は解除された端末のサービスフロー情報を送信する場合にも同様に適用されうる。

図７は、本発明の実施形態による基地局（又は中継局）のブロック構成を示す図である。ここで、同じインタフェースモジュール（通信モジュール）を有する基地局と中継局は、同じブロック構成を有するので、以下の説明では、図７に記載の装置にて基地局と中継局との動作について説明する。また、以下の説明では、ＴＤＤ−ＯＦＤＭＡシステムを仮定して説明する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ＦＤＤ−ＯＦＤＭＡシステム、ＴＤＤとＦＤＤを共に使用するハイブリッドシステム及び他の資源分割方式を使用するセルラー基盤のシステムに容易に適用されうる。

図７に示すように、本実施形態による基地局（又は中継局）は、ＲＦ受信機７０１、ＡＤＣ７０３、ＯＦＤＭ復調器７０５、復号化器７０７、メッセージ処理部７０９、制御部７１１、メッセージ生成部７１３、符号化器７１５、ＯＦＤＭ変調器７１７、ＤＡＣ７１９、ＲＦ送信機７２１、及びデュープレクサー７２３を備えて構成される。

図７に示すように、デュープレクサー７２３は、デュープレクス方式によってＲＦ送信機７２１からの送信信号を、アンテナを介して送信し、アンテナからの受信信号をＲＦ受信機７０１に提供する。例えば、ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の場合に、デュープレクサー７２３は、送信区間の場合に、ＲＦ送信機７２１からの信号を、アンテナを介して送信し、受信区間の場合には、アンテナを介して受信される信号をＲＦ受信機７０１に伝達する。

ＲＦ受信機７０１は、アンテナを介して受信されるＲＦ（Radio Frequency）信号をベースバンドアナログ信号に変換する。ＡＤＣ７０３は、ＲＦ受信機７０１からのアナログ信号をサンプルデータに変換して出力する。ＯＦＤＭ復調器７０５は、ＡＤＣ７０３から出力されるサンプルデータをＦＦＴ（Fast Fourier Transform）して、周波数領域のデータに変換し、周波数領域のデータから実際に受信しようとする副搬送波のデータを選択して出力する。

復号化器７０７は、ＯＦＤＭ復調器７０５からのデータを予め決まった変調水準（ＭＣＳレベル）に応じて復調及び復号して出力する。

メッセージ処理部７０９は、復号化器７０７から入力される制御メッセージを分析して、その結果を制御部７１１に提供する。制御部７１１は、メッセージ処理部７０９からの情報に対する該当処理を行い、また送信する情報を生成してメッセージ生成部７１３に提供する。ここで、制御部７１１で資源スケジューリングを行うと仮定する。メッセージ生成部７１３は、制御部７１１から提供された各種情報をもってメッセージを生成して、物理階層の符号化器７１５に出力する。

符号化器７１５は、メッセージ生成部７１３からのデータを予め決まった変調水準（ＭＣＳレベル）に応じて符号及び変調して出力する。ＯＦＤＭ変調器７１７は、符号化器７１５からのデータをＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）して、サンプルデータ（ＯＦＤＭシンボル）を出力する。ＤＡＣ７１９は、サンプルデータをアナログ信号に変換して出力する。ＲＦ送信機７２１は、ＤＡＣ７１９からのアナログ信号をＲＦ信号に変換してアンテナを介して送信する。

上述した構成において、制御部７１１は、プロトコル制御部であって、メッセージ処理部７０９及びメッセージ生成部７１３を制御する。すなわち、制御部７１１は、メッセージ処理部７０９及びメッセージ生成部７１３の機能を行うことができる。本実施形態において、これを別々のブロックとして構成したのは、各機能を区別して説明するためである。したがって、実際に構成する場合には、これらの全てを制御部７１１で処理するように構成することができ、これらのうちの一部のみを制御部７１１で処理するようにも構成することができる。

また、制御部７１１は、プロトコル処理に必要な情報を、物理階層の該当構成部から受信し、又は物理階層の該当構成部へ制御信号を提供する。

図７に記載の構成に基づいて、本実施形態による基地局及び中継局の動作をそれぞれ説明する。以下、ＭＡＣ（Media Access Control）階層で行われるシグナリング処理を中心に説明する。

まず、基地局の動作を説明すると、以下のとおりである。

制御部７１１は、端末データを伝達するための経路を決定し、該当端末に対してトンネリングモードの支援の有無を判定する。トンネリングモードが支援されている場合には、制御部７１１は、トンネリングモードに応じた経路設定情報を生成して、メッセージ生成部７１３に提供する。ここで、経路設定情報は、端末の接続識別子、サービスフロー識別子、端末が所望するサービスタイプ及び要求事項、及びトンネリング識別子などを含むことができる。また、経路上の他の中継局がトンネリング識別子などトンネリングモードの資源情報を知っていなければならない場合には、制御部７１１は、他の中継局に送信するトンネリングモードの資源情報を生成して、メッセージ生成部７１３に提供する。

一方、トンネリングモードを支援しない場合には、制御部７１１は、端末のデータの送信経路上に存在する中継局に送信する経路設定情報を生成して、メッセージ生成部７１３に提供する。ここで、経路設定情報は、経路識別子、該当経路にマッピングされる端末の接続識別子、サービスフロー識別子、端末が所望するサービスタイプ及び要求事項、及び該当経路上の中継局リストなどを含むことができる。

制御部７１１は、端末のハンドオーバなどにより端末データの送信経路が変更されたか否かを検査する。端末データの送信経路が変更された場合には、制御部７１１は、変更前の端末のデータの送信経路上の中継局のうち、これ以上端末情報を維持する必要のない中継局に送信する経路解除情報を生成して、メッセージ生成部７１３に伝達する。ここで、経路解除情報は、端末の識別子、サービスフロー識別子、及び解除する経路識別子などを含むことができる。

メッセージ生成部７１３は、制御部７１１からの端末データの送信経路情報又は端末経路解除情報で所定の規格のシグナリングメッセージを生成して物理階層に伝達する。メッセージ生成部７１３で生成されたメッセージは、物理階層に送信可能な形態で加工された後にアンテナを介して送信される。

次に、中継局の動作を説明すると、以下のとおりである。ここで、中継局は、端末のアクセス中継局であるか、端末のデータの送信経路上にある中間中継局（intermediate ＲＳ）に該当する。

メッセージ処理部７０９は、基地局から受信されるシグナリングメッセージを分析して、その結果を制御部７１１に提供する。本実施形態発明によって経路情報を含むシグナリングメッセージを受信する際には、制御部７１１は、シグナリングメッセージがトンネリング情報を含んでいるか否かを検査する。

トンネリング情報を含む場合には、制御部７１１は、シグナリングメッセージから抽出されたトンネリング情報を自身が管理する経路情報（ルーチングテーブル）に追加する。ここで、トンネリング情報は、トンネリング識別子とトンネリング識別子に該当するサービスタイプ及び要求事項などを含むことができる。このように格納されたトンネリング情報は、端末データを中継するのに使用される。

一方、端末データを送信するための経路情報を含む場合には、制御部７１１は、シグナリングメッセージから抽出された経路情報をルーチングテーブルに格納する。ここで、経路情報は、経路識別子、該当経路にマッピングされた端末の接続識別子、サービスフロー識別子、ＭＳが所望するサービスタイプ及び要求事項（サービスフローパラメーター）、及び該当経路上の中継局リストなどを含むことができる。このように格納された経路情報は、端末データを中継するのに使用される。

一方、本実施形態によって経路解除情報を含むシグナリングメッセージを受信する際に、制御部７１１は、シグナリングメッセージがトンネリング解除情報を含んでいるか否かを検査する。

トンネリング解除情報を含む場合には、制御部７１１は、自身が管理しているトンネリング情報を削除する。ここで、トンネリング解除情報は、削除するトンネリング識別子などを含むことができる。一方、トンネリング解除情報ではない端末経路解除情報を含む場合には、制御部７１１は、該当端末に対する情報を削除する。ここで、端末経路解除情報は、端末の識別子、サービスフロー識別子、及び経路識別子などを含むことができる。

上述のように、本発明の実施形態によれば、多重ホップ中継システムにおいて端末データを中継するための多重ホップ中継経路上の中継局に端末データの送信経路設定及び解除を指示するシグナリングを定義することによって、中継局又は基地局で端末情報及び資源管理などを容易に行うことができるという利点がある。すなわち、基地局又は中継局が実際にサービスしない端末情報を維持することを防止することができる。

上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。

一般的なＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムの構造を概略的に示す図である。 基地局のサービス領域を拡大するための多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムの構造を概略的に示す図である。 システム容量を増大するための多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムの構造を概略的に示す図である。 本発明の実施形態による多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムにおいて端末データの伝達経路上の中継局に端末情報の設定及び解除を要請する基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムにおいて基地局から端末情報の設定及び解除の要請を受信する中継局の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による多重ホップ中継方式を使用する広帯域無線通信システムにおいて端末情報の設定及び端末情報の解除要請を処理する基地局と中継局との間の信号の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態による基地局（又は中継局）のブロック構成を示す図である。

符号の説明

７０１：ＲＦ受信機
７０３：ＡＤＣ
７０５：ＯＦＤＭ復調器
７０７：復号化器
７０９：メッセージ処理部
７１１：制御部
７１３：メッセージ生成部
７１５：符号化器
７１７：ＯＦＤＭ復調器
７１９：ＤＡＣ
７２１：ＲＦ送信機
７２３：デュープレクサー

Claims (34)

1. 多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける基地局の通信方法であって、
   端末のデータの送信経路が変更された場合に、端末情報を解除する中継局を決定する過程と、
   経路解除メッセージを生成する過程と、
   前記経路解除メッセージを前記決定された少なくとも１つの中継局に送信する過程と、を含むことを特徴とする通信方法。
2. 前記経路解除メッセージは、経路識別子、及びコネクション識別子のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
3. 前記コネクション識別子は、端末のＣＩＤ（Connection IDentifier）又はトンネリングのＣＩＤであることを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
4. 前記経路解除メッセージは、経路を完全に除去するための情報、及び経路とコネクション識別子との間のマッピングを削除するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
5. 経路設定メッセージを生成する過程と、
   前記経路の変更後に、データの送信経路上の少なくとも１つの中継局に、前記経路設定メッセージを送信する過程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
6. 前記経路設定メッセージは、経路識別子、コネクション識別子、サービスフロー識別子、サービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
7. トンネリングモードを支援する場合には、前記経路設定メッセージは、経路識別子、端末識別子、サービスフロー識別子、トンネリング識別子、前記トンネリング識別子に該当するサービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
8. 前記経路設定メッセージは、経路を追加するための情報、及び経路とコネクション識別子とのマッピングを追加するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
9. 多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける中継局の通信方法であって、
   基地局又は上位中継局から経路設定メッセージを受信する過程と、
   前記経路設定メッセージから経路識別子及びコネクション識別子を抽出する過程と、
   前記抽出された経路識別子とコネクション識別子とのバインディングをルーチングテーブルに設定する過程と、を含むことを特徴とする通信方法。
10. 前記ルーチングテーブルを用いて、端末のデータを中継する過程を含むことを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
11. 前記経路設定メッセージは、経路識別子、コネクション識別子、サービスフロー識別子、サービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
12. トンネリングモードを支援する場合には、前記経路設定メッセージは、経路識別子、端末識別子、サービスフロー識別子、トンネリング識別子、前記トンネリング識別子に該当するサービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
13. 前記経路設定メッセージは、経路を追加するための情報、及び経路とコネクション識別子との間のマッピングを追加するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
14. 基地局又は上位中継局から経路解除メッセージを受信する過程と、
    前記経路解除メッセージから経路識別子及びコネクション識別子を抽出する過程と、
    前記抽出された経路識別子とコネクション識別子とのバインディングをルーチングテーブルから削除する過程と、をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
15. 前記経路解除メッセージは、経路識別子、及びコネクション識別子のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の通信方法。
16. 前記コネクション識別子は、端末のＣＩＤ又はトンネリングのＣＩＤであることを特徴とする請求項１５に記載の通信方法。
17. 前記経路解除メッセージは、経路を完全に除去するための情報、及び経路とコネクション識別子とのマッピングを削除するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の通信方法。
18. 多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける基地局装置であって、
    端末のデータ送信のための経路を決定する制御部と、
    前記決定された経路情報を含む経路設定メッセージを生成するメッセージ生成部と、
    前記メッセージ生成部からのメッセージを物理階層エンコードして中継局に送信する送信部と、を備えることを特徴とする装置。
19. 前記経路設定メッセージは、経路識別子、コネクション識別子、サービスフロー識別子、サービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. トンネリングモードを支援する場合には、前記経路設定メッセージは、経路識別子、端末識別子、サービスフロー識別子、トンネリング識別子、前記トンネリング識別子に該当するサービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
21. 前記経路設定メッセージは、経路を追加するための情報、及び経路とコネクション識別子とのマッピングを追加するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
22. 端末のデータを送信するための経路が変更された場合には、前記メッセージ生成部は、経路解除メッセージを生成し、
    前記送信部は、前記経路解除メッセージを物理階層エンコードして、端末情報を解除する中継局に送信することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
23. 前記経路解除メッセージは、経路識別子、及びコネクション識別子のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記コネクション識別子は、端末のＣＩＤ又はトンネリングのＣＩＤであることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. 前記経路解除メッセージは、経路を完全に除去するための情報、及び経路とコネクション識別子とのマッピングを削除するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
26. 多重ホップ中継方式を使用する無線通信システムにおける中継局装置であって、
    受信されたメッセージを物理階層デコードする受信部と、
    前記受信部からのシグナリングメッセージを分析し、基地局又は上位中継局から受信された経路設定メッセージから経路識別子及びコネクション識別子を抽出するメッセージ処理部と、
    前記抽出された経路識別子とコネクション識別子とのバインディングをルーチングテーブルに設定する制御部と、を備えることを特徴とする装置。
27. 前記制御部は、前記ルーチングテーブルを用いて端末のデータを中継することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. 前記経路設定メッセージは、経路識別子、コネクション識別子、サービスフロー識別子、サービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
29. トンネリングモードを支援する場合には、前記経路設定メッセージは、経路識別子、端末識別子、サービスフロー識別子、トンネリング識別子、前記トンネリング識別子に該当するサービスフローパラメーター、及び該当経路上の中継局リストのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
30. 前記経路設定メッセージは、経路を追加するための情報、及び経路とコネクション識別子とのマッピングを追加するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
31. 基地局又は上位中継局から経路解除メッセージが受信された場合には、前記制御部は、前記受信されたメッセージから抽出された経路識別子とコネクション識別子とのバインディングをルーチングテーブルから削除することを特徴とする請求項２６に記載の装置。
32. 前記経路解除メッセージは、経路識別子、及びコネクション識別子のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
33. 前記コネクション識別子は、端末のＣＩＤ又はトンネリングのＣＩＤであることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
34. 前記経路解除メッセージは、経路を完全に除去するための情報、及び経路とコネクション識別子とのマッピングを削除するための情報のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３１に記載の装置。
    

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