JP2012195920A - Direct communication between mobile stations in cellular wireless network - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protocol used for direct communication between mobile stations (MS) in a cellular wireless network including a cellular wireless relay network.SOLUTION: For priority transmission of an MS-to-MS direct communication data packet, an MS-to-MS direct communication zone is specified for the frame structure of a cellular wireless network or a cellular wireless relay network. Based on a characteristics definition of MS-to-MS direct communication, concentrated scheduling and distributed scheduling for MS-to-MS direct communication within the same cell and in different cells are defined. A resource request message and an allocation signaling system are defined. Examination is made with regard to MS-to-MS direct communication when infrastructure station support is available and when not available. Further, explanation is made about selection of a new BS or a concentrated scheduler (CS) when the infrastructure station has gone wrong.

Description

本発明はワイヤレス通信に関し、特に、セルラーワイヤレスネットワークにおける移動局間直接通信のためのプロトコルに関する。  The present invention relates to wireless communications, and in particular, to a protocol for direct communication between mobile stations in a cellular wireless network.

セルラーワイヤレス通信が今や世界中で人々の生活の一部になっているのは見ての通りである。最近ではセルラーワイヤレス中継通信が登場している。例えば、IEEE 80.16j−2009とIEEE 802.16mの両方が中継通信モードを採用している。  As you can see, cellular wireless communications are now part of people's lives around the world. Recently, cellular wireless relay communication has appeared. For example, both IEEE 80.16j-2009 and IEEE 802.16m adopt the relay communication mode.

セルラーワイヤレスリレーネットワークを含む現在のセルラーワイヤレスネットワークは移動局(MS)間の直接通信をサポートしていない。図1(a)に示すように、従来のセルラーワイヤレスネットワークにおいては、セル内でMS−AがMS−Bへデータパケットを送る必要がある場合、データパケットはセルの基地局(BS)を通る必要がある。同様に、図1(b)に示すセルラーワイヤレスリレーネットワークでは、MS−BがMS−Cへデータパケットを送る必要がある場合、データパケットは上位局RS−AとBSを通る必要がある。さらに、図1(c)に示すように、通信状態にある二つのMSが二つのセルに属す場合、データパケットはBSとRS(該当する場合)を含むすべての関係上位局を通る必要がある。互いに通信距離内にあるこのような二つのMSが関係する場合、明らかに余計な遅延をもたらし、帯域幅リソースを余計に使用することになる。トラフィックの大きなセルラーワイヤレスネットワークやセルラーワイヤレスリレーネットワークでは、帯域幅リソースの無駄遣いを許容することはできない。  Current cellular wireless networks, including cellular wireless relay networks, do not support direct communication between mobile stations (MS). As shown in FIG. 1 (a), in a conventional cellular wireless network, when MS-A needs to send a data packet to MS-B within a cell, the data packet passes through the cell's base station (BS). There is a need. Similarly, in the cellular wireless relay network shown in FIG. 1B, when the MS-B needs to send a data packet to the MS-C, the data packet needs to pass through the upper stations RS-A and BS. Further, as shown in FIG. 1 (c), when two MSs in communication belong to two cells, the data packet needs to pass through all related higher-level stations including BS and RS (if applicable). . When two such MSs that are within communication distance of each other are involved, it will obviously introduce extra delay and use more bandwidth resources. Cellular wireless networks and cellular wireless relay networks with high traffic cannot afford to waste bandwidth resources.

以上の問題が発生するのは、現在のセルラーワイヤレスネットワークとセルラーワイヤレスリレーネットワークの多くにおいて二つのMS間直接通信がサポートされていない事実のためである。これらのフレーム構造設計において、アップリンクとダウンリンクの通信しかサポートされていないためである。セルラーワイヤレスネットワークのための一般的時分割二重(TDD)フレーム構造を図2(a)に示す。フレームはダウンリンク(DL)とアップリンク(UL)サブフレームから成る。図2(b)はセルラーワイヤレスリレーネットワークのためのTDDフレーム構造を示す。フレームは、DLアクセスゾーン、DLリレーゾーン、ULアクセスゾーン、ULリレーゾーンから成り、サブフレーム/ゾーンのすべては、インフラ局と移動局間、あるいは二つのインフラ局(RSのような)間の通信用である。移動局間直接通信は、IEEE 802.16j−2009やIEEE 802.16mのような新しいセルラーワイヤレスリレーネットワークにおいてさえ、従来のセルラーワイヤレスネットワークのフレーム構造設計ではサポートされていない。  The above problems occur due to the fact that many current cellular wireless networks and cellular wireless relay networks do not support direct communication between two MSs. This is because these frame structure designs support only uplink and downlink communications. A typical time division duplex (TDD) frame structure for a cellular wireless network is shown in FIG. A frame consists of downlink (DL) and uplink (UL) subframes. FIG. 2 (b) shows a TDD frame structure for a cellular wireless relay network. A frame consists of a DL access zone, a DL relay zone, a UL access zone, and a UL relay zone. All subframes / zones are communication between an infrastructure station and a mobile station, or between two infrastructure stations (such as RS). It is for. Direct communication between mobile stations is not supported in the frame structure design of conventional cellular wireless networks, even in newer cellular wireless relay networks such as IEEE 802.16j-2009 and IEEE 802.16m.

本発明は、関連技術の限界や短所による問題の一つ以上を実質的に取り除くMS間直接通信プロトコルを対象とする。  The present invention is directed to a direct communication protocol between MSs that substantially eliminates one or more of the problems due to limitations and disadvantages of the related art.

本発明の目的は、帯域幅リソースを節約し、パケット送信遅延を軽減することによりネットワーク性能を改善し、セルラーワイヤレスネットワークおよびセルラーワイヤレスリレーネットワークにおけるMS間直接通信の解決策を提供することにある。  It is an object of the present invention to improve network performance by conserving bandwidth resources and reducing packet transmission delay, and to provide a solution for direct communication between MSs in cellular wireless networks and cellular wireless relay networks.

本発明は、ダイレクトコミュニケーションゾーン(DCZ)、ダイレクトコミュニケーションMAPメッセージ、小さなセルにおけるMS間直接通信の集中スケジューリングと分散スケジューリング、異なるセルのMS間直接通信を含む。  The present invention includes direct communication zones (DCZ), direct communication MAP messages, centralized and distributed scheduling of direct communication between MSs in small cells, and direct communication between MSs in different cells.

ダイレクトコミュニケーションゾーンは、MS間直接通信の優先送信のために指定され、サービスの質(QoS)を保証することを目標とする。MS間直接通信はDCZに限定されず、またDCZはMS間直接通信のために限定されるものではない。DCZのサイズ、用途ともに融通をきかせることができる。ダイレクトコミュニケーションMAPメッセージは、リソース割り当てと信号方式情報を伝える。二つのスケジューリング機構により、インフラ局を使った送信スケジューリングと、インフラサポートなしの送信スケジューリングが可能であり、MS間直接通信は、ワンホップとツーホップの両方が可能である。  The direct communication zone is designated for priority transmission of direct communication between MSs and aims to guarantee quality of service (QoS). Direct communication between MSs is not limited to DCZ, and DCZ is not limited to direct communication between MSs. Both DCZ size and application can be made flexible. The direct communication MAP message conveys resource allocation and signaling information. With the two scheduling mechanisms, transmission scheduling using an infrastructure station and transmission scheduling without infrastructure support are possible, and direct communication between MSs can be both one-hop and two-hop.

本発明の別の目的は、データソースと宛先MSが異なるセルの場合に、MS間直接通信を可能にすることである。自己共存性によりサポートされるハンドオーバースキームとフレームシェアリングスキームを発明し、このタイプのMS間直接通信をサポートする。  Another object of the present invention is to enable direct communication between MSs when the data source and the destination MS are different cells. Invent a handover scheme and a frame sharing scheme supported by self-coexistence to support this type of direct communication between MSs.

図1(a)は、従来のセルラーワイヤレスネットワークのセル内のMS間通信の例である。FIG. 1A is an example of communication between MSs in a cell of a conventional cellular wireless network. 図1(b)は、IEEE 802.16j−2009やIEEE 802.16mのようなセルラーワイヤレスリレーネットワークのセル内のMS間通信の例である。FIG. 1 (b) is an example of inter-MS communication within a cell of a cellular wireless relay network such as IEEE 802.16j-2009 or IEEE 802.16m. 図1(c)は、従来のセルラーワイヤレスネットワークの異なるセルの二つのMS間通信の例である。FIG. 1 (c) is an example of communication between two MSs in different cells of a conventional cellular wireless network. 図2(a)は、従来のセルラーワイヤレスネットワークのTDDフレーム構造である。FIG. 2A shows a TDD frame structure of a conventional cellular wireless network. 図2(b)は、従来のセルラーワイヤレスリレーネットワークのTDDフレーム構造である。FIG. 2B shows a TDD frame structure of a conventional cellular wireless relay network. 図3(a)は、TDDフレーム構造におけるダイレクトコミュニケーションゾーンと、それとは独立したDL、ULサブフレームを示す。FIG. 3A shows a direct communication zone in the TDD frame structure and DL and UL subframes independent of the direct communication zone. 図3(b)は、TDDフレーム構造内のULサブフレームを部分的に占めるダイレクトコミュニケーションゾーンを示す(OFDMA PHY)。FIG. 3 (b) shows a direct communication zone that partially occupies UL subframes in the TDD frame structure (OFDMA PHY). 図3(c)は、TDDフレーム構造内のDLサブフレームを部分的に占めるダイレクトコミュニケーションゾーンを示す(OFDMA PHY)。FIG. 3 (c) shows a direct communication zone that partially occupies a DL subframe in the TDD frame structure (OFDMA PHY). 図3(d)は、ワイヤレス中継通信をサポートするTDDフレーム構造内のリレーゾーンあるいはアクセスゾーンの一部分を占めるダイレクトコミュニケーションゾーンを示す(OFDMA PHY)。FIG. 3D shows a direct communication zone that occupies a part of a relay zone or access zone in a TDD frame structure that supports wireless relay communication (OFDMA PHY). 図3(e)は、FDDフレーム構造におけるダイレクトコミュニケーションゾーンと、それとは独立したDLあるいはULサブフレームを示す。FIG. 3 (e) shows a direct communication zone in the FDD frame structure and a DL or UL subframe independent of the direct communication zone. 図3(f)は、FDDフレーム構造内のDLあるいはULサブフレームの一部分を占めるダイレクトコミュニケーションゾーンを示す(OFDMA PHY)。FIG. 3 (f) shows a direct communication zone that occupies a part of the DL or UL subframe in the FDD frame structure (OFDMA PHY). 図3(g)は、FDDフレーム構造のDL、UL周波数チャンネルとは異なる周波数チャンネルで操作されるダイレクトコミュニケーションゾーンを示す。FIG. 3G shows a direct communication zone operated by a frequency channel different from the DL and UL frequency channels of the FDD frame structure. 図3(h)は、ワイヤレス中継通信のためのFDDフレーム構造のDLあるいはULサブフレームのアクセスゾーンあるいはリレーゾーンの一部分を占めるダイレクトコミュニケーションゾーンを示す(OFDMA PHY)。FIG. 3 (h) shows a direct communication zone that occupies a part of the access zone or relay zone of the DL or UL subframe of the FDD frame structure for wireless relay communication (OFDMA PHY). 図3(i)は、ワイヤレス通信用のTDDフレーム構造のDL、ULサブフレーム以外の別の周波数チャンネルを使用するダイレクトコミュニケーションゾーンを示す。FIG. 3 (i) shows a direct communication zone that uses another frequency channel other than DL and UL subframes of a TDD frame structure for wireless communication. 図4(a)は、セルラーワイヤレスネットワークのワンホップMS間直接通信の例である。FIG. 4A is an example of direct communication between one-hop MSs of a cellular wireless network. 図4(b)は、セルラーワイヤレスリレーネットワークのワンホップMS間直接通信の例である。FIG. 4B is an example of direct communication between one-hop MSs of a cellular wireless relay network. 図4(c)は、セルラーワイヤレスネットワークのツーホップMS間直接通信の例である。FIG. 4C is an example of direct communication between two-hop MSs of a cellular wireless network. 図4(d)は、セルラーワイヤレスリレーネットワークのツーホップMS間直接通信の例である。FIG. 4D is an example of direct communication between two-hop MSs of a cellular wireless relay network. 図5は、ワイヤレスネットワークの分散スケジューリングの三方向ハンドシェークプロシージャを示す。FIG. 5 shows a three-way handshake procedure for distributed scheduling in a wireless network. 図6は、セルラーワイヤレスネットワークの隣接する複数セル間で共有されるフレームを示す。FIG. 6 shows a frame shared between adjacent cells of a cellular wireless network.

MS間直接通信は、MS間直接送信をフレームでスケジューリングするためのプロトコルを伴う。ここでは、スペースの詳細、スケジューリング機構、MS間直接通信のための関連メッセージを紹介する。  Direct communication between MSs involves a protocol for scheduling direct transmission between MSs in a frame. Here, the details of space, scheduling mechanism, and related messages for direct communication between MSs are introduced.

1 ダイレクトコミュニケーションゾーン  1 Direct communication zone

ダイレクトコミュニケーションゾーン(DCZ)は、MS間直接通信のために割り当てられるフレームにおける、周波数にしたがう連続するサブチャンネルと時間にしたがう連続する記号のスペースである。  The direct communication zone (DCZ) is a space of consecutive symbols according to frequency and continuous symbols according to time in a frame allocated for direct communication between MSs.

DCZは一つのフレーム内にあり、連続する複数のフレームにまたがることはない。  The DCZ is in one frame and does not span a plurality of consecutive frames.

DCZは、図3(a)(e)に示すように、DL、ULサブフレームとは独立することができ、また図3(b)(c)(d)(f)(h)に示すように、OFDMA PHYを使用する場合、DLあるいはULサブフレームの一部分を占めることができる。  As shown in FIGS. 3A and 3E, the DCZ can be independent of the DL and UL subframes, and as shown in FIGS. 3B, 3C, 3D, 3F, and 5H. In addition, when OFDMA PHY is used, a part of DL or UL subframe can be occupied.

DCZは、図3(g)(i)に示すように、DL、UL周波数チャンネル以外の別の周波数チャンネルを使用することができる。  As shown in FIGS. 3G and 3I, the DCZ can use another frequency channel other than the DL and UL frequency channels.

DCZは、TDDフレームあるいはFDDフレーム内とすることができる。  The DCZ can be in a TDD frame or an FDD frame.

DCZは、図3(d)(h)に示すように、OFDMA PHYが使用される場合、DLあるいはULサブフレームのアクセスゾーンあるいはリレーゾーンの一部分とすることができる。  As shown in FIGS. 3D and 3H, the DCZ can be part of the access zone or relay zone of the DL or UL subframe when OFDMA PHY is used.

DCZは、DLとULのサブフレームにまたがることはない。DCZは、リレーゾーンとアクセスゾーンにまたがることはない。  The DCZ does not span DL and UL subframes. The DCZ does not span the relay zone and access zone.

MS間直接通信のスケジュール優先はDCZにある。MS間直接通信のスケジュールがない場合、ダウンリンク、アップリンクのバースト送信をDCZにスケジュールすることができる。  The priority of the schedule for direct communication between MSs is DCZ. If there is no schedule for direct communication between MSs, downlink and uplink burst transmissions can be scheduled in the DCZ.

DCZのサイズは拡大可能である。周波数にしたがうサブチャンネル数と時間にしたがう記号数はBSにより定期的に更新することができる。  The size of the DCZ can be expanded. The number of subchannels according to frequency and the number of symbols according to time can be updated periodically by the BS.

一つのフレームは必要に応じて一つ以上のDCZから成る場合がある。  One frame may consist of one or more DCZs as required.

MS間の直接通信のスケジュール優先はDCZにあるため、DCZの一つの長所は、MS間直接通信にサービスの質(QoS)を提供できる点である。  Since DCZ has a priority in scheduling direct communication between MSs, one advantage of DCZ is that it can provide quality of service (QoS) for direct communication between MSs.

2 MS間直接通信(DC)  2 Direct communication between MSs (DC)

図4(a)(b)、図4(c)(d)にそれぞれ示すように、MS間直接通信は、ワンホップMS DC、ツーホップMS DCに分類される。  As shown in FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D, direct communication between MSs is classified into one-hop MS DC and two-hop MS DC.

ワンホップMS間直接通信では、MSはデータパケットを別のMS(一つ以上)との間で直接送受信し、その他の局を中継したり通過したりすることはない。  In direct communication between one-hop MSs, the MS directly transmits / receives data packets to / from another MS (one or more) and does not relay or pass through other stations.

ツーホップMS DCでは、中間MSによるユーザーデータやコントロール信号方式の転送により、MSは別のMS(一つ以上)と通信する。  In the two-hop MS DC, the MS communicates with another MS (one or more) by transferring the user data or control signal system by the intermediate MS.

MS間直接通信のスケジュール優先はDCZにある。  The priority of the schedule for direct communication between MSs is DCZ.

MS間直接通信がDCZより大きな容量を要求する場合は、DCZを拡大するよう要求することがある。  When direct communication between MSs requires a capacity larger than DCZ, it may request to expand DCZ.

MS直接通信は二通りの方法でスケジュールすることができる。集中スケジューリングと分散スケジューリングである。集中スケジューリングの場合、BSあるいは集中スケジューラが送信をスケジュールする。分散スケジューリングの場合、直接通信に関わるMSと隣接局が分散して送信をスケジュールする。  MS direct communication can be scheduled in two ways. Centralized scheduling and distributed scheduling. In the case of centralized scheduling, the BS or centralized scheduler schedules transmission. In the case of distributed scheduling, MSs and adjacent stations involved in direct communication distribute and schedule transmission.

MS間直接通信は、セル内のMS間で発生することもあるし、異なるセルのMS間でも可能である。  Direct communication between MSs may occur between MSs in a cell, or may be performed between MSs in different cells.

3 ダイレクトコミュニケーションMAPメッセージ  3 Direct communication MAP message

ダイレクトコミュニケーションMAP(DC−MAP)メッセージは、MS間直接通信のためのリソース割り当ておよびその他のコントロール情報の信号を送るものである。MS間直接通信はダイレクトコミュニケーションゾーンにスケジュールされることに限定されないため、リソース割り当てはダイレクトコミュニケーションゾーンに限定されない。  The direct communication MAP (DC-MAP) message is a signal for resource allocation and other control information for direct communication between MSs. Since direct communication between MSs is not limited to being scheduled in the direct communication zone, resource allocation is not limited to the direct communication zone.

4 集中スケジューラ  4 Centralized scheduler

BSが故障する場合、MSあるいはRSが、MS間直接通信の集中スケジューリングのための集中スケジューラ(CS)として機能することができる。  When the BS fails, the MS or RS can function as a centralized scheduler (CS) for centralized scheduling of direct communication between MSs.

MSあるいはRSはワンホップ隣接局を持ち、セルのBSが故障する場合、集中スケジューラとなることができる。  The MS or RS has a one-hop neighbor and can become a centralized scheduler if the BS of the cell fails.

CSへ向かうトラフィックがアップリンクであり、CSからのトラフィックがダウンリンクである。  Traffic to the CS is the uplink and traffic from the CS is the downlink.

5 同一セル内MS間直接通信の集中スケジューリング  5 Centralized scheduling of direct communication between MSs in the same cell

MS間直接通信の集中スケジューリングは、BSにより、あるいはBSが使用可能でない場合はCSにより実施される。  Centralized scheduling of direct communication between MSs is performed by the BS or by the CS if the BS is not available.

集中スケジューリングにおいて直接通信のためのリソースを要請するため、MSにポーリングを使用する場合がある。  In order to request resources for direct communication in centralized scheduling, polling may be used for the MS.

リソース要請のため、DCCS(ダイレクトコミュニケーション集中スケジューリング)メッセージを使用することができる。DCCS:Request(リクエスト)がリクエスタMSにより、BSあるいはCSへ送られる。ツリートポロジーのセルラーワイヤレスリレーネットワークの場合、DCCS:Requestは経路に沿ってBSあるいはCSへ送られる。  A DCCS (Direct Communication Centralized Scheduling) message can be used to request a resource. DCCS: Request is sent to the BS or CS by the requester MS. In the case of a tree topology cellular wireless relay network, DCCS: Request is sent along the path to the BS or CS.

BSあるいはCSは、セル内のMSの帯域幅リクエストを回収し、これにしたがってリソースを与える。DC−MAPメッセージを使用してMS間直接通信のために許可されたリソースを送る。DC−MAPメッセージは、関係する直接通信にかかわるMSへ送られる。リソース許可は必要に応じて承認される。  The BS or CS collects the bandwidth request of the MS in the cell and provides resources accordingly. Send authorized resources for direct communication between MSs using DC-MAP messages. The DC-MAP message is sent to the MS involved in the relevant direct communication. Resource permissions are approved as needed.

DCCSメッセージの送信はBSあるいはCSによりULサブフレームにおいてスケジュールされる。  Transmission of DCCS messages is scheduled in the UL subframe by the BS or CS.

6 同一セル内MS間直接通信の分散スケジューリング  6 Distributed scheduling for direct communication between MSs in the same cell

分散スケジューリングでは、MS間直接通信は、ワンホップ通信範囲内のデータソースMS、データ宛先MS、MS(該当する場合はRS)によりスケジュールされる。  In distributed scheduling, direct communication between MSs is scheduled by a data source MS, data destination MS, and MS (RS if applicable) within a one-hop communication range.

分散スケジューリングは、ダイレクトコミュニケーションゾーンでワンホップMS間直接通信をスケジュールするためにのみ使用される。  Distributed scheduling is only used to schedule direct communication between one-hop MSs in the direct communication zone.

分散スケジューリングは、セルがBSあるいはCSを持つ場合に使用することができる。BSあるいはCSがない場合、MSをBSあるいはCSとして選択する必要がある。MSがBSあるいはCSとして機能することをシステムがサポートしない場合、BSあるいはCSなしの分散スケジューリングをサポートすることもできる。MSがBSあるいはCSとして選択され、機能する場合、その他のMSとの通信はアップリンクあるいはダウンリンク送信のためのプロトコルに従う。  Distributed scheduling can be used when a cell has a BS or CS. If there is no BS or CS, it is necessary to select MS as BS or CS. If the system does not support the MS functioning as a BS or CS, it can also support distributed scheduling without a BS or CS. If the MS is selected and functioning as a BS or CS, communication with other MSs follows the protocol for uplink or downlink transmission.

BSあるいはCSがない場合、DCZはすべてのアップリンク、ダウンリンクのサブフレームを占めることがある。  In the absence of a BS or CS, the DCZ may occupy all uplink and downlink subframes.

分散スケジューリングでは、三方向ハンドシェークプロシージャ(適用、許可、許可承認)が使用される。  In distributed scheduling, a three-way handshake procedure (apply, grant, grant approval) is used.

三方向ハンドシェークプロシージャを図5に示す。DCDS(ダイレクトコミュニケーション分散スケジューリング)メッセージが分散スケジューリングの三方向ハンドシェークプロシージャに使用されている。  A three-way handshake procedure is shown in FIG. DCDS (Direct Communication Distributed Scheduling) messages are used for the three-way handshake procedure of distributed scheduling.

図5に示すように、DCDS:Request(リクエスト)はリクエスタMSにより送信される。DCDS:Grant(許可)はグランタMSにより送信され、可能な場合、提案されたリソースのサブセットにより対応し、リクエストに応える。DCDS:Grant ACK(許可承認)は最初のリクエスタMSにより送信され、許可されるリソースを含み、スケジュールを確認する。リクエスタとグランタのワンホップネイバー(隣接局)は、DCDS:GrantあるいはDCDS:Grant ACKのいずれかによりスケジュールが知らされる。  As shown in FIG. 5, the DCDS: Request (request) is transmitted by the requester MS. The DCDS: Grant is sent by the grantor MS and responds to requests with a proposed subset of resources, if possible. DCDS: Grant ACK (granting approval) is sent by the first requester MS and includes the permitted resources and confirms the schedule. The requester and grantor one-hop neighbors (neighboring stations) are informed of the schedule by either DCDS: Grant or DCDS: Grant ACK.

セル内にBSあるいはCSがある場合、DCDSメッセージの送信はBSあるいはCSにより集中スケジュールされる。セル内にBSあるいはCSがない場合、DCDSメッセージの送信はMS(および該当する場合はRS)により分散スケジュールされる。  If there is a BS or CS in the cell, transmission of the DCDS message is centrally scheduled by the BS or CS. If there is no BS or CS in the cell, the transmission of the DCDS message is distributed by the MS (and RS if applicable).

セル内にBSあるいはCSがある場合、リソース割り当てはDCDS:Report(レポート)によりBSあるいはCSへ報告される。DCDS:Reportを受け取り次第、BSあるいはCSはリソース割り当てを知り、同一チャンネル干渉問題を解決するために適切な機構が採用されない場合は、同じリソースをその他の局へ割り当てることはしない。  If there is a BS or CS in the cell, the resource allocation is reported to the BS or CS by DCDS: Report. Upon receipt of the DCDS: Report, the BS or CS knows the resource allocation and will not allocate the same resource to other stations unless an appropriate mechanism is employed to solve the co-channel interference problem.

7 異なるセルのMS間直接通信  7 Direct communication between MSs in different cells

ワンホップ離れた異なるセルのMSが直接通信することが可能である。  It is possible for MSs in different cells one hop away to communicate directly.

MSが別のセルのMSと通信する必要がある場合、直接の方法は、MSハンドオーバーであり、別のセルのBSと関連付ける。ハンドオーバー後、セルのMS間直接通信のプロトコルを使用することにより、そのセルのMSと直接通信を開始することができる。直接通信が終われば、MSハンドオーバーは解消され、もとのセルへ戻る。  If the MS needs to communicate with another cell's MS, the direct method is MS handover and associate with another cell's BS. After the handover, direct communication with the MS of the cell can be started by using the protocol for direct communication between the MS of the cell. When the direct communication ends, the MS handover is canceled and the original cell is returned.

複数の隣接セルが同一周波数チャンネル上で操作され、フレームシェアリングの自己共存機構が適用される場合、異なるセルのMS間直接通信はより簡単になる。  When multiple neighboring cells are operated on the same frequency channel and the self-coexistence mechanism of frame sharing is applied, direct communication between MSs in different cells becomes easier.

フレームシェアリングの自己共存機構とは、図6に示すように、複数の隣接セルが同一周波数チャンネル上の時間ドメインの異なるフレームで操作されるものである。一般的に、自己共存ビーコンは、指定の自己共存ウインドウのセル間に送信される。異なるセル間への自己共存ビーコンの送信は自己共存機構によりスケジュールされる。隣接セルは、自己共存ビーコンを交換することによりコントロール情報を交換することができる。  The frame sharing self-coexistence mechanism is one in which a plurality of adjacent cells are operated in different frames in the time domain on the same frequency channel, as shown in FIG. In general, a self-coexistence beacon is transmitted between cells in a specified self-coexistence window. Transmission of self-coexistence beacons between different cells is scheduled by a self-coexistence mechanism. Neighboring cells can exchange control information by exchanging self-existing beacons.

この場合(同一周波数チャンネルで異なるフレームを共有する場合)、MSが別のセルのMSと通信する必要がある場合、フレームプリアンブルを追跡することによりそのセルのフレームに同期させることがある。同期後、自己共存ビーコンの送信によりもう一つのセルの宛先MSへリソースリクエストを送信する。別のセルのワンホップネイバーから、自己共存ビーコンが運ぶリソースリクエストメッセージを受け取り次第、MSはBSあるいはCSへこのリクエストを報告してリソースを集中スケジューリングにより割り当てるか、あるいは図5に示すように分散スケジューリングのプロシージャを開始する。この場合、DCDSメッセージは自己共存ビーコンの一部分として送信される。  In this case (when sharing different frames on the same frequency channel), if the MS needs to communicate with another cell's MS, it may be synchronized to that cell's frame by tracking the frame preamble. After synchronization, a resource request is transmitted to the destination MS of another cell by transmitting a self-coexistence beacon. Upon receipt of a resource request message carried by a self-coexisting beacon from another cell's one-hop neighbor, the MS reports this request to the BS or CS and allocates resources by centralized scheduling, or distributed scheduling as shown in FIG. Start the procedure. In this case, the DCDS message is transmitted as part of the self-existing beacon.

Claims (17)

セルラーワイヤレスネットワークおよびセルラーワイヤレスリレーネットワークにおいて移動局間直接通信を可能にする機構。  A mechanism that enables direct communication between mobile stations in cellular wireless networks and cellular wireless relay networks. フレーム構造で周波数ドメインにしたがうサブチャンネルと時間ドメインにしたがう記号のスペースを指定するための機構において、
a. DCZがTDDとFDDのフレーム両方において同一周波数チャンネル上のDLおよびULサブフレームとは独立することができ、
b. DCZがTDDとFDDのフレーム両方においてDLおよびUL操作周波数チャンネル以外の異なる周波数チャンネル上で操作することができ、
c. OFDMA PHYがTDDおよびFDDフレームの両方で使用される場合、DCZがDLサブフレーム、ULサブフレーム、アクセスゾーン、リレーゾーンの一部分となることができ、
d. DCZがフレーム、サブフレーム、異なるゾーンをまたがらないことを特徴とする請求項1に記載の機構。
In a mechanism for specifying a subchannel according to the frequency domain and a space for symbols according to the time domain in the frame structure,
a. DCZ can be independent of DL and UL subframes on the same frequency channel in both TDD and FDD frames,
b. DCZ can operate on different frequency channels other than DL and UL operating frequency channels in both TDD and FDD frames,
c. If OFDMA PHY is used in both TDD and FDD frames, DCZ can be part of DL subframe, UL subframe, access zone, relay zone,
d. The mechanism of claim 1, wherein the DCZ does not span frames, subframes, or different zones.
DCZの使用において、
a. DCZがMS間直接通信の優先送信のためのものであり、
b. DCZを使用してDLおよびULデータパケットを送信することができ、
c. DCZは、DLおよびULのトラフィック、およびMS間通信のトラフィックに合わせてサイズを変えることができることを含むことを特徴とする請求項1に記載の機構。
In the use of DCZ,
a. DCZ is for priority transmission of direct communication between MSs,
b. DL and UL data packets can be transmitted using DCZ;
c. The mechanism of claim 1, wherein the DCZ includes being able to be resized to accommodate DL and UL traffic and inter-MS communication traffic.
MS間直接通信が特長を持ち、前記特長が、
a. MS間直接通信が、DCZにスケジュールされ、DLおよびUL通信と比較して優先性を持ち、
b. MS間直接通信がDCZにスケジュールされることに限定されず、
c. MS間直接通信がワンホップおよびツーホップであり、
d. MS間直接通信が一つのセル内、あるいは異なるセルのMS間であり、
e. MS間直接通信が、インフラ局サポートあり、あるいはなしにスケジュールすることができ、
f. MS間直接通信が、集中スケジューリングあるいは分散スケジューリングを使用することによりスケジュールすることができることであることを特徴とする請求項1に記載の機構。
Direct communication between MSs has the feature,
a. MS-to-MS direct communication is scheduled in DCZ and has priority compared to DL and UL communication,
b. The direct communication between MSs is not limited to being scheduled to DCZ,
c. Direct communication between MSs is one-hop and two-hop,
d. Direct communication between MSs is in one cell or between MSs in different cells,
e. MS direct communication can be scheduled with or without infrastructure support,
f. The mechanism according to claim 1, wherein the direct communication between MSs can be scheduled by using centralized scheduling or distributed scheduling.
ダイレクトコミュニケーションMAP(DC−MAP)を使用し、MS間直接通信のためのリソース割り当ておよびその他のコントロール情報の信号を送ることを特徴とする請求項1に記載の機構。  The mechanism according to claim 1, characterized in that a direct communication MAP (DC-MAP) is used to signal resource allocation and other control information for direct communication between MSs. MS間直接通信の集中スケジューリングを使用し、集中的にソース割り当てをスケジュールし、そのためには、DCCS(ダイレクトコミュニケーション集中スケジューリング)メッセージをリクエスタMSからBSあるいは集中スケジューラ(CS)へ送信され、BSあるいはCS割り当ては現行リソース割り当てに基づくことを特徴とする請求項1に記載の機構。  Centralized source allocation is scheduled using centralized scheduling of direct communication between MSs. For this purpose, a DCCS (Direct Communication Centralized Scheduling) message is sent from the requester MS to the BS or centralized scheduler (CS), and the BS or CS The mechanism of claim 1, wherein the allocation is based on a current resource allocation. リソースリクエスト、起点局、宛先局の情報を含むDCCS:Requestのサブフィールドを含め、DCCSのメッセージが使用されることを特徴とするクレーム6に記載の機構。  The mechanism according to claim 6, wherein a DCCS message is used, including a sub-field of DCCS: Request including resource request, origin station, and destination station information. DCCSメッセージスケジューリングがBSあるいはCSによりULサブフレームにスケジュールされることを特徴とする請求項6に記載の機構。  The mechanism of claim 6, wherein DCCS message scheduling is scheduled in a UL subframe by a BS or CS. セルにBSあるいはCSがない場合、MSがBSあるいはCSとして機能できるとき、MS(該当する場合はRS)が新しいBSあるいはCSとして選択され、前記BS(あるいはRS)がワンホップ隣接局を持ち、BSあるいはCSとして選択されることを特徴とする請求項6に記載の機構。  If there is no BS or CS in the cell, when the MS can function as a BS or CS, the MS (RS if applicable) is selected as the new BS or CS, the BS (or RS) has a one-hop neighbor, and the BS Alternatively, the mechanism is selected as CS. MS間直接通信の分散スケジューリングを使用して分散してリソースをスケジュールすることができ、そのためには、DCDS(ダイレクトコミュニケーション分散スケジューリング)メッセージを送信することを特徴とする請求項1に記載の機構。  The mechanism according to claim 1, characterized in that the resources can be distributed and scheduled using distributed scheduling of direct communication between MSs, and for this purpose a DCDS (Direct Communication Distributed Scheduling) message is transmitted. MS間送信を分散してスケジュールするための三方向ハンドシェークプロシージャを特徴とする請求項10に記載の機構。  The mechanism of claim 10, wherein the mechanism is a three-way handshake procedure for distributing and scheduling transmissions between MSs. DCDSメッセージ送信がBSあるいはCSによりスケジュールされることを特徴とする請求項10に記載の機構。  The mechanism of claim 10, wherein DCDS message transmission is scheduled by a BS or CS. リソース割り当てがBSあるいはCSへ報告され、前記BSあるいはCSが前記リソース割り当てを知ることを特徴とする請求項10に記載の機構。  The mechanism of claim 10, wherein resource allocation is reported to a BS or CS, and the BS or CS knows the resource allocation. DCDSのメッセージと、DCDSがDCDS:Request、DCDS:Grant、DCDS:Grant ACKのサブフィールドを含む機構であることを特徴とする請求項9に記載の機構。  10. The mechanism according to claim 9, wherein the DCDS message is a mechanism including DCDS: Request, DCDS: Grant, and DCDS: Grant ACK subfields. MSが別のセルのMSと直接通信する必要がある場合、別のセルへハンドオーバーし、そのセルのBSと関連させ、直接通信のためのMS間直接通信の機構を使用し、直接通信終了時、ハンドオーバーは解消してもとのセルに戻すことを特徴とする請求項1に記載の機構。  If the MS needs to communicate directly with another cell's MS, hand over to another cell, associate with the cell's BS, use the direct inter-MS communication mechanism for direct communication, and terminate the direct communication The mechanism according to claim 1, wherein the handover is returned to the original cell even if the handover is canceled. 同一周波数チャンネル上のフレームシェアリングの自己共存機構を使用する場合、MSが別のセルのMSと直接通信する必要があるとき、そのセルのフレームと同期させ、自己共存ビーコン内に含まれるリクエストを送信することによりリソースを要請し、要請したリソースが許可されるとき、目標セルのフレームで直接通信を開始することを特徴とする請求項1に記載の機構。  When using the frame-sharing self-coexistence mechanism on the same frequency channel, when the MS needs to communicate directly with another cell's MS, it synchronizes with the frame of that cell, and the request contained in the self-coexistence beacon The mechanism according to claim 1, wherein a resource is requested by transmitting, and when the requested resource is granted, direct communication is started in a frame of the target cell. 別のセルのMSから自己共存ビーコンに含まれるリソースリクエストを受け取り次第、リソース割り当てのために前記リクエストをBSあるいはCSへ報告し、前記リソースが許可されるとき、許可をリクエスタMSへ送ることを特徴とする請求項16に記載の機構。  Upon receipt of a resource request contained in a self-coexistence beacon from another cell's MS, the request is reported to the BS or CS for resource allocation, and when the resource is granted, grant is sent to the requester MS. The mechanism according to claim 16.
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