JP2009544175A

JP2009544175A - 直交周波数分割多元接続（ｏｆｄｍａ）モバイルマルチホップ中継無線ネットワークにおいてチャネルにアクセスする方法

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Publication number: JP2009544175A
Application number: JP2009501769A
Authority: JP
Inventors: タオ、ジフェング; テオ、クーン・フー; ジャン、ジンユン
Original assignee: Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc
Current assignee: Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc
Priority date: 2007-01-08
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-12-10
Also published as: WO2008084748A8; EP2060032A1; US20080165881A1; CN101536363A; KR20090097962A; WO2008084748A1

Abstract

方法は、ＯＦＤＭＡモバイルマルチホップ中継無線ネットワークのチャネルにアクセスする。本方法は、ダウンリンクサブフレームを、少なくとも１つのダウンリンクアクセスゾーンとダウンリンク中継ゾーンのセットとに分割する。アップリンクサブフレームは、少なくとも１つのアップリンクアクセスゾーンとアップリンク中継ゾーンのセットとに分割される。ダウンリンクアクセスゾーンの間、基地局及び中継局は、移動局のセットにのみ送信する。ダウンリンク中継局の間、基地局と中継局のセットとは互いに通信し、その間移動局はアイドルである。アップリンクアクセスゾーンの間、移動局のセットのみが、中継局のセット及び基地局に送信する。アップリンク中継局の間、基地局と中継局のセットとは互いに通信し、その間移動局はアイドルである。

Description

本発明は、包括的には、ＯＦＤＭＡを使用するモバイルマルチホップ（ＭＭＲ）無線ネットワークに関し、特に、こうしたネットワークにおいて基地局（ＢＳ）、中継局（ＲＳ）及び移動局（ＭＳ）によって使用されるフレーム構造に関する。

ＯＦＤＭ
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、無線通信ネットワークのチャネルの物理層（ＰＨＹ）におけるマルチパス干渉を低減するために頻繁に使用される。ＯＦＤＭは、多数の無線通信標準規格、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ及びＩＥＥＥ８０２．１６ｄ／１６ｅに対して指定されている。「IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems」（IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society, October 2004）及び「IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands」（IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society, February 2006）、これらはともに参照により本明細書に援用される。

ＯＦＤＭＡ
ＯＦＤＭに基づいて、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）が開発された。ＯＦＤＭＡによって、複数の送受信機（ユーザ）に直交トーン（周波数）の別個のセットが割り当てられ、それによって、これらの送受信機が並列通信を行うことができる。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１６／１６ｅ標準規格では、１１ＧＨｚを下回る周波数帯域での見通し外（ＮＬＯＳ）通信のためのマルチチャネルアクセスメカニズムとしてＯＦＤＭＡが採用された。

シングルホップポイント・ツー・マルチポイント（ＰＭＰ）ネットワークトポロジ
図１に示すように、現行のＯＦＤＭＡベースのセルラ無線ネットワーク、たとえばＩＥＥＥ８０２．１６は、ポイント・ツー・マルチポイントネットワーク（ＰＭＰ）にその動作を制限する。ネットワークは、１つの基地局（ＢＳ）と複数の移動局（ＭＳ）とを含む。基地局は、有線リンク又は無線リンクによってインフラストラクチャすなわち「バックボーン」１０１に接続される。ＢＳは、インフラストラクチャを介してＭＳ間のすべての通信を管理する。

シングルホップポイント・ツー・マルチポイント（ＰＭＰ）ネットワークのためのフレーム構造
図２は、ＯＦＤＭＡベースの時分割多重（ＴＤＤ）８０２．１６ＰＭＰネットワークにおける、時間領域及び周波数領域の両方においてＢＳ及びＭＳによってチャネルアクセスのために使用されるフレーム構造２００を示す。ＯＦＤＭＡにおける割当てのための資源の基本単位はスロットである。スロットは、関連付けられる時間（ｋ）及びサブチャネル（ｓ）を有する。各スロットは、１つ又は複数のシンボルを搬送することができる。基地局は、時間を、ダウンリンク（ＤＬ）サブフレーム及びアップリンク（ＵＬ）サブフレームを含む連続する複数のフレーム２１０に分割する。

ダウンリンクサブフレーム中、すべてのトラフィックはダウンリンク方向、すなわち基地局から移動局に向かっていなければならない。アップリンクサブフレーム中、すべてのトラフィックはアップリンク方向、すなわち移動局から基地局に向かっていなければならない。

ＤＬサブフレームは、プリアンブル２２０で開始し、それによって移動局は同期及びチャネル推定を実行することが可能になる。ダウンリンクの最初の２つのＯＦＤＭＡシンボルの第１のサブチャネルは、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）２０２である。ＦＣＨは、４反復でＱＰＳＫレート１／２を使用して送信される。ＦＣＨは、直後に続くダウンリンクＭＡＰ（ＤＬ−ＭＡＰ）メッセージの長さ及びＤＬ−ＭＡＰに使用される反復符号化を指定する。ＢＳは、ダウンリンクＭＡＰ（ＤＬ−ＭＡＰ）及びアップリンクＭＡＰ（ＵＬ−ＭＡＰ）のメッセージを使用して、ＭＳに対し、現在のフレーム内のダウンリンク方向及びアップリンク方向それぞれのデータバーストに割り当てられている資源を通知する。バーストは、接続識別子（ＣＩＤ）に関連する。各ＭＳは、ＢＳから受信したスケジュールに基づき、ＭＳがＢＳと送受信（送信又は受信）すべき時（すなわち、ＯＦＤＭＡシンボル）及び場所（すなわち、サブチャネル）を確定することができる。ＵＬサブフレームの第１のサブチャネル２０３はレンジングに使用される。

受信／送信ギャップ（receive/transmit gap）（ＲＴＧ）はフレームを分離し、送信遷移ギャップ（transmit transition gap）（ＴＴＧ）はフレーム内のサブフレームを分離する。これによって、送受信機は送信モードと受信モードとの間で切り替わることが可能になる。

ＰＭＰネットワークゾーン
ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格はまた、ＰＭＰネットワークに対するゾーンの使用も指定する。この標準規格によれば、ゾーンは、同じ置換（permutation）を使用するダウンリンクサブフレーム又はアップリンクサブフレームの多数の連続するＯＦＤＭＡシンボル（スロット）を言う。置換は、論理的なサブチャネルと物理的なサブキャリアとの間のマッピングである。各サブキャリアは、割り当てられた周波数帯域である。ＩＥＥＥ８０２．１６標準規格は、わずかな数の置換を定義している。ＢＳは、ＭＳに対し、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰの情報要素（ＩＥ）を使用することによって、各ゾーンの位置、フォーマット及び長さを通知する。

従来のＰＭＰネットワークでは、ゾーンによって、種々の物理層構成、すなわち論理的なチャネルの物理的なサブキャリアへのマッピングが可能となる。ゾーンはまた、同じネットワークにおいて、単一アンテナ装置及び多重アンテナ装置等、アンテナ性能の異なる装置の使用にも対応する。

ゾーンを使用して、ＭＭＲネットワークにおけるパフォーマンスを向上させることが望まれる。

明確且つ簡潔にするために、本明細書ではいくつかの用語及び頭字語を以下のように定義する。

加入者局（ＳＳ）：加入者（ユーザ）機器（ＵＥ）と基地局（ＢＳ）との間の接続を提供する汎用機器セットである。

移動局（ＭＳ）：移動している間か又は不特定の地点での停止中に使用されるように意図される、モバイルサービスにおける局である。ＭＳは、標準規格において別途要求されない限り、常に加入者局（ＳＳ）である。

中継局（ＲＳ）：ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１６ｊ標準規格に準拠する局であって、その機能は、１）他の局との間でデータを中継し場合によって情報を制御すること、及びモバイルマルチホップ中継ネットワークを間接的にサポートするプロセスを実行することである。これについては、参照により本明細書に援用される、「Harmonized definitions and terminology for IEEE 802.16j Mobile Multihop Relay」（IEEE 802.16j-06/014rl, October 2006）を参照されたい。

アクセス局：所与のＭＳ又はＲＳのための、ネットワークへの直接アクセスのポイントにある局である。アクセス局はＢＳ又はＲＳであり得ることに留意されたい。上位局とアクセス局とは交換可能に使用することができる。

下位ＲＳ：ＲＳは、別の局がそのＲＳのアクセス局としての役割を果たす場合、その局の下位ＲＳである。

中継リンク：アクセス局をその下位ＲＳに直接接続する無線リンクである。

アクセスリンク：ＭＳとそのアクセスＲＳとの間のリンクはアクセスリンクとして知られる。

方法は、ＯＦＤＭＡモバイルマルチホップ中継無線ネットワークのチャネルにアクセスする。本方法は、ダウンリンクサブフレームを、少なくとも１つのダウンリンクアクセスゾーンとダウンリンク中継ゾーンのセットとに分割する。

アップリンクサブフレームは、少なくとも１つのアップリンクアクセスゾーンとアップリンク中継ゾーンのセットとに分割される。ダウンリンクアクセスゾーンの間、基地局及び中継局は、移動局のセットにのみ送信する。

ダウンリンク中継局の間、基地局と中継局のセットとは互いに通信し、その間移動局はアイドルである。アップリンクアクセスゾーンの間、移動局のセットのみが、中継局のセット及び基地局に送信する。アップリンク中継局の間、基地局と中継局のセットとは互いに通信し、その間移動局はアイドルである。

従来のＯＦＤＭＡベースのポイント・ツー・マルチポイント（ＰＭＰ）無線ネットワークの図である。図１のネットワークのためのフレーム構造のブロック図である。発明の一実施の形態によるモバイルマルチホップ中継（ＭＭＲ）無線ネットワークの図である。図３Ａのネットワークのためのフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、複数のゾーンに分割されたフレームのブロック図である。本発明の一実施の形態による、周波数再利用のないフレーム間モードのためのフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、周波数再利用ならびに厳密な意味でのダウンリンク及びアップリンクの送信があるフレーム間モードのためのフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、周波数再利用ならびに緩やかな意味でのダウンリンク及びアップリンクの送信があるフレーム間モードに対するフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、アンブルを用いるフレーム間モードのためのフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、周波数再利用のないフレーム内モードのためのフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、周波数再利用のあるフレーム内モードのためのフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、周波数再利用のあるフレーム内モードのためのフレーム構造のブロック図である。本発明の一実施の形態による、アンブルを用いるフレーム内モードのためのフレーム構造のブロック図である。

モバイルマルチホップ中継ネットワークトポロジ
信号強度が大幅に低減するため、ＰＭＰ無線ネットワークのサービスエリアは、地理的サイズが限られることが多い。さらに、ブロッキング及びランダムフェージングによって、サービスエリア内で受信障害地域、又はさらにはデッドスポットがもたらされることが多い。従来、この問題は、基地局を高密度で配備することによって対処される。しかしながら、特に、ＢＳのコストが高く且つ基地局間の干渉が悪化する可能性があるため、この手法は望ましくない。

代替案として、モバイルマルチホップ中継（ＭＭＲ）ネットワークを使用することができる。比較的コストの低い中継局が、サービスを拡大し向上させることができ、基地局より低いコストでデッドスポットをなくすことができる。

図３Ａは、基地局、中継局のセット及び移動局のセットを含む一例のＭＭＲを示す。定義したように、中継局のセットは少なくとも１つの中継局を含み、移動局のセットは少なくとも１つの移動局を含む。移動局のセットは、中継局のセットまたは基地局と通信することができ、中継局のセットは互いに且つ／又は基地局と通信することができ、基地局のみがインフラストラクチャ１０１と通信する。点線３０１は、中継局及び基地局のサービスエリアを大まかに示す。

従来のフレーム構造２００は、図１のシングルホップポイント・ツー・マルチポイント（ＰＭＰ）ＯＦＤＭＡベースネットワークに対してのみ設計されている。

ＭＭＲネットワークのパフォーマンスを向上させるために、フレームの構造を変更することが望まれる。

アクセスゾーン及び中継ゾーン
図３Ｂに示すように、本発明の実施の形態によるＭＭＲネットワークのためのフレーム３５０もまた、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームを含む。これによって、基地局又は中継局のセットの直接送信範囲にある従来の移動局との後方互換性が維持される。

本発明の一実施の形態は、サブフレームをゾーンに分割して、中継局のセットと移動局のセットとの間、中継局のセットと基地局との間、及び中継局のセット自体の間の通信を向上させる。

ＤＬサブフレームの第１のゾーンはダウンリンクアクセスゾーン３１０である。ダウンリンクアクセスゾーンの後に、ダウンリンク中継ゾーン３１１のセットが続く。ＵＬサブフレームの第１のゾーンはアップリンクアクセスゾーン３２０である。アップリンクアクセスゾーンの後に、アップリンク中継ゾーン３２１のセットが続く。本明細書において定義されるように、ダウンリンク中継ゾーンのセット及びアップリンク中継ゾーンのセットは、１つ又は複数の中継ゾーンを含むことができ、又はまったく含まないことも可能である。

ＤＬアクセスゾーンの間、基地局および中継ゾーンのセットは移動局のセットにのみ送信することができる。ＤＬ中継ゾーンの間、基地局および中継局のセットは互いの間で送受信、すなわち送信又は受信することができる。移動局は、ＤＬ中継ゾーンの間はアイドルである。ＤＬ中継ゾーンの間、中継局のセット及び基地局はまた、アイドルであることも可能である。

ＵＬアクセスゾーンの間、移動局のみが、中継局のセット及び基地局に送信することができる。ＵＬ中継ゾーンの間、基地局及び中継局のセットは、互いの間で送受信、すなわち送信又は受信することができる。

ＵＬ中継ゾーンの間、移動局のセットはアイドルである。ＤＬ中継ゾーンの間、中継局及び基地局はまた、アイドルであることも可能である。

ＢＳ又はＲＳは、中継ゾーンの間、同じ送受信モードであり続ける、すなわち送信するか又は受信することができる。ＢＳまたはＲＳが送受信モードを変更すると、時間ギャップ４０１、たとえば中継送信／受信遷移ギャップ（Ｒ−ＴＴＧ）又は中継受信／送信遷移ギャップ（Ｒ−ＲＴＧ）（たとえば図４及び図８を参照されたい）が、２つの中継ゾーンの間のサブフレームに挿入され、装置に対し、送信モードと受信モードとの間、又はアイドルモードと送受信モードの一方との間で切り替わるために十分な時間が提供される。

ＢＳ及びＲＳにおけるダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームの概念は、ダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームにおける中継ゾーンがアップリンク送信又はダウンリンク送信を含むことができるため、拡張される。

アクセスゾーン及び中継ゾーンを可能にするために、以下の信号伝達機能を使用して、従来のＭＳをサポートする。各ダウンリンクアクセスゾーン３２０の開始時、ＢＳ及びＲＳは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準規格において定義されるものと同じプリアンブル２２０を送信する。プリアンブルは、ＭＳがネットワークに入るのを容易にし、ＭＳをＢＳ又はＲＳと同期させる。

従来のフレーム構造と同様に、ＢＳ及びＲＳはともに、ＦＣＨ２０１を送信し、その直後にダウンリンクＭＡＰ（ＤＬ−ＭＡＰ）及びアップリンクＭＡＰ（ＵＬ−ＭＡＰ）が続く。しかしながら、本発明の実施の形態によるＭＭＲフレーム構造のＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰは、同じフレームのアクセスゾーン及び中継ゾーン（複数可）に関する情報を伝達する。中継ゾーンの概念は、従来のＭＳにはトランスペアレントである。ＭＳは、ＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ−ＭＡＰに基づいてアクセスゾーンに続く中継ゾーンの存在に気付くのみである。このため、移動局は中継ゾーンの間はアイドルであり、基地局及び中継局のみが、送受信することができ、又はそうでなければアイドルである。

ＲＳは、ＭＭＲネットワークに入ると、ＢＳ又は何らかの既存のＲＳによって送信されるプリアンブルと同期する。そして、ＲＳは、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＰ−ＭＡＰから、続く中継ゾーンに関する完全な情報を抽出し、それによって、第１のダウンリンク中継ゾーン３１１においてさらなる信号伝達命令を受け取る用意をすることができる。第１のダウンリンク中継ゾーンでは、ＢＳ又はＲＳは、中継ＦＣＨ（Ｒ−ＦＣＨ）、中継ＤＬ−ＭＡＰ（Ｒ−ＤＬ−ＭＡＰ）及び中継ＵＬ−ＭＡＰ（Ｒ−ＵＬ−ＭＡＰ）３１３を送信する。Ｒ−ＦＣＨは、ＭＡＰの長さを指定する。ＢＳ又はＲＳはまた、中継ゾーンの間にプリアンブルを送信することも可能である。フィールド３１３の詳細は変化する可能性があることが留意されるべきである。

移動局が基地局から遠くにある場合、ＭＳとＲＳとの間のチャネルは、ＭＳとＢＳとの間のチャネルより品質が優れていることが期待される。したがって、ＭＡＰを、より高い変調方式及びより少ない反復符号化を使用して送信することができ、それによって信号伝達オーバヘッドが低減する。現在のフレームの各ダウンリンク中継ゾーン及びアップリンク中継ゾーン内のバーストに対する割当の詳細は、それぞれＲ−ＤＬ−ＭＡＰ及びＲ−ＵＬ−ＭＡＰによって提供される。さらに、Ｒ−ＤＬ−ＭＡＰ及びＲ−ＵＬ−ＭＡＰはまた、続くフレームにおけるアクセスゾーン及び中継ゾーン（複数可）の分割を指示することも可能である。これによって、フレーム毎に柔軟性があり且つ適応性のあるフレーム構造構成が可能になる。

概して、ＭＭＲネットワークのためのフレーム構造を、フレーム間モード及びフレーム内モードとして分類することができる。フレーム間モードでは、各サブフレームは、１つのアクセスゾーンと１つのみの中継ゾーンとを含む。フレーム内モードでは、各サブフレームは、１つのアクセスゾーンと複数の中継ゾーンとを含む。本明細書で説明するフレーム構造３５０は、以下の例で説明するようにフレーム間モード及びフレーム間モードの両方に対応することができる。

図３Ｃは、図４〜図１１のフレーム構造例に使用されるＭＭＲネットワークを示す。ネットワークは、基地局（ＢＳ）、５つの中継局（Ｒ１〜Ｒ５）及び７つの移動局（ＭＲ１〜ＭＲ７）を含む。点線は、基地局及び中継局のサービスエリアを示す。

フレーム間モード
周波数再利用なし
図４は、周波数再利用なしの一例のフレーム間モードを示す。周波数再利用なしとは、いかなる時点においても１つの局しか送信していないことを意味する。図４に示すように、ＢＳ及びすべてのＲＳは、ダウンリンクアクセスゾーンの間、移動局に直接送信し、移動局は、アップリンクアクセスゾーンの間、中継局及び基地局に直接送信する。

ＢＳと、ＢＳからマルチホップであるＭＳとの間のトラフィックは、中継ゾーンにおいて中間ＲＳを介して通信される。各サブフレームに１つの中継ゾーンしかないため、ＢＳとＭＳとの間のトラフィックの伝播は、完了するために複数のフレームを必要とする。ＢＳがＭＳ６と通信するためには、５つのフレームが必要である。ＭＳとＢＳとの間（又はその逆）で通信するために必要な複数（５つ）のフレームをスーパーフレームと呼ぶ。

周波数再利用あり且つ厳密なダウンリンク送信及びアップリンク送信あり
図４のフレームワークの効率を、図５に示すような周波数再利用によって向上させることができる。フレームＫのダウンリンクサブフレームの中継ゾーンにおけるＢＳからＲＳ２への送信と、同じ中継ゾーンにおけるＲＳ４からＲＳ５への送信は、それらの２つの送信が互いに干渉しない限り、同時に発生する。ここでは、干渉の影響を最小限にするために、ＲＳ２及びＲＳ４が十分に長い距離だけ分離されていると仮定する。

周波数再利用をサポートするために、ＢＳ及びＲＳは、干渉源を知っていなければならず、それには、ＢＳとＲＳとの間で測定し、収集し、且つ広める追加の機能が必要である。

さらに、図５のＲＳは、ダウンリンク及びアップリンクの厳密な概念に従うことに留意されたい。すなわち、ダウンリンクサブフレームの中継ゾーン３１１では、ＢＳ及びＲＳは、その下位ＲＳにのみ送信し、ＲＳはその上位ＢＳ又はＲＳからのみ受信する。同様に、アップリンクサブフレームの中継ゾーン３２１では、ＢＳ及びＲＳは、その下位ＲＳからのみ受信し、ＲＳは、その上位ＢＳ又はＲＳにのみ送信する。

周波数再利用あり且つ厳密なダウンリンク送信及びアップリンク送信なし
ダウンリンク送信及びアップリンク送信の概念を緩和すると、図６に示すように、より多くの例の周波数再利用が発生することが可能である。たとえば、周波数再利用は、図６のフレームｋ、ｋ＋１、ｋ＋２及びｋ＋３のダウンリンク中継ゾーン及びアップリンク中継ゾーンの間に発生する。図５は、フレームｋ及びｋ＋３のみに周波数再利用を有する。

周波数再利用なし及びアンブル（amble）
ＲＳはまた、中継ゾーンの間に同期の目的で「アンブル」を送信することも可能である。本明細書において、アンブルを、同期と、中継ゾーンのシンボル期間中に発生するチャネル推定とに使用されるフィールドとして定義する。しかしながら、アンブルはフレームのほかの場所にある。図７は、各ＲＳが、送信モードにある時に、第１のダウンリンクサブフレーム中継ゾーン３１１の開始時にシンボル中にアンブル７００を送信する一例を示す。図７のアンブルは、中継ＦＣＨ３１３及び中継ＭＡＰを含むシンボルの直前のＯＦＤＭＡシンボル内に配置される。アンブルを、続くサブフレームに対する同期を可能にするように、ダウンリンクサブフレーム中継ゾーンの最後に配置することも可能であり、又はダウンリンクサブフレーム中継ゾーンのいずれか他の場所に配置することも可能である。

フレーム内モード
図８は、各サブフレームが複数の中継ゾーンを含むことができるフレーム内モードを示す。たとえば、フレームｋのダウンリンクサブフレームの第１の中継ゾーン３１１の間、ＢＳはその下位ＲＳにトラフィックを送信し、その下位ＲＳは、そのトラフィックをその下位ＲＳ３に転送する。トラフィックが対応するアクセスＲＳ５によって受信されるまで転送は繰り返され、その対応するアクセスＲＳ５は、フレームＫ＋１のダウンリンクアクセスゾーンにおいて宛先ＭＳ６にトラフィックを送信する。アップリンク中、ＭＳ６は、アップリンクサブフレームのアクセスゾーンの間にそのアクセスＲＳ５を送信する。ＲＳ５は、トラフィックをその上位ＲＳ４まで送信し、ＲＳ４はトラフィックをその上位ＲＳ３に送信する。最後に、ＢＳは、アップリンクサブフレームの中継ゾーン中にその下位ＲＳ２から、ＭＳ６によって生成されたトラフィックを受信する。図８はまた、受信モード、送信モード又はアイドルモードの間で切り替わるためのＲ−ＴＴＧギャップ及びＲ−ＲＴＧギャップ４０１も示す。

図４のフレーム間モードと図８のフレーム内モードとの相違は、容易に識別される。フレーム内モードは１つのフレーム内でトラフィックをエンド・ツー・エンドで配信し、そのためレイテンシが低減する。しかしながら、レイテンシの低減を達成するために、ネットワークスループットが儀性になる。中継局が送信と受信との間で切り替わる度に、サブフレーム内に追加のギャップが必要となる。このため、フレーム内モードを使用するか又はフレーム間モードを使用するかは、ネットワークトラフィック要件によって決まり得る。

周波数再利用があるフレーム内
図９に示すように、周波数再利用はまた、フレーム内モードにおける資源利用及びネットワークスループットも向上させることができる。ＲＳ４はＲＳ５に送信することができ、その間にＢＳはＲＳ２に送信することができるが、それは、このような並列送信が干渉をもたらさないことを条件とする。

図１０は、周波数再利用の別の例を示す。たとえば、ＢＳがＲＳ２に送信する時、ＲＳ４及びＲＳ５はともに、それらの関連付けられるＭＳ、たとえばＭＳ５及びＭＳ６それぞれに同時に送信することができる。これらのフレーム構造に基づき、ネットワーク容量を最大限にするように適応的周波数再利用を設計することができる。

周波数再利用なし及びアンブル
フレーム間手法と同様に、中継ゾーンの間にＢＳ及びＲＳによってアンブルを送信することによって、同期及び他の機能をさらに容易にすることができる。図１１に示すように、ＢＳ及び各ＲＳは、第１のダウンリンクサブフレーム中継ゾーンにおいて中継ＦＣＨ３１３及びＭＡＰを含むシンボルの直前のＯＦＤＭＡシンボルでアンブル７００を送信する。

本発明を、好ましい実施の形態の例として説明したが、本発明の精神及び範囲内でさまざまな他の適応及び変更を行ってもよいことが理解されなければならない。したがって、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の真の精神及び範囲内にあるこのような変形及び変更のすべてを包含することである。

Claims

直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）モバイルマルチホップ中継無線ネットワークにおいてチャネルにアクセスする方法であって、
ＯＦＤＭＡベースのモバイルマルチホップ中継無線ネットワークにおけるフレームのダウンリンクサブフレームを、少なくとも１つのダウンリンクアクセスゾーンとダウンリンク中継ゾーンのセットとに分割することであって、前記ネットワークは、基地局、中継局のセット及び移動局のセットを含むものであることと、
前記フレームのアップリンクサブフレームを少なくとも１つのアップリンクアクセスゾーンとアップリンク中継ゾーンのセットとに分割することと、
前記ダウンリンクアクセスゾーンの間、前記基地局及び前記中継局から前記移動局のセットにのみ送信することと、
前記ダウンリンク中継ゾーンの間、前記基地局と前記中継局のセットとの間で送受信することであって、その間、該基地局及び該中継局のセットに関連付けられる前記移動局はアイドルであることと、
前記アップリンクアクセスゾーンの間、前記移動局のセットからのみ中継局のセット及び前記基地局に送信することと、
前記アップリンク中継ゾーンの間、前記基地局と前記中継局のセットとの間で送受信することであって、その間、該基地局及び中継局のセットに関連付けられる移動局はアイドルであることと
を含む、方法。
前記中継局のセット及び前記基地局は、前記ダウンリンク中継ゾーンの間、アイドルである、請求項１に記載の方法。
前記中継局のセット及び前記基地局は、前記アップリンク中継ゾーンの間、アイドルである、請求項１に記載の方法。
前記ダウンリンクサブフレームの間、送信モードと受信モードとの間で切り替えることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記アップリンクサブフレームの間、送信モードと受信モードとの間で切り替えることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記切り替えの間に前記サブフレームにギャップを挿入することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
前記切り替えの間に前記サブフレームにギャップを挿入することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
特定のダウンリンク中継ゾーンの間にアンブルを送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記中継ノードのセットにおいて前記アンブルと同期することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
１つのダウンリンク中継ゾーンの間に複数の局によって同時に送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
１つのアップリンク中継ゾーンの間に複数の局によって同時に送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
特定のダウンリンク中継ゾーンは、フレーム制御ヘッダ、ダウンリンクＭＡＰ及びアップリンクＭＡＰを含む、請求項１に記載の方法。