JP2012511877A

JP2012511877A - 無線ネットワークリレーによる空間再利用技術

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Publication number: JP2012511877A
Application number: JP2011540794A
Authority: JP
Inventors: リ、チンファ; エディーリン、シンティアン; イン、フジュン; ジェイ．シディア、ジャロスロー
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2029-12-07
Also published as: CN102171949A; WO2010080272A3; US8243648B2; JP5358853B2; CN102171949B; US20100157875A1; WO2010080272A2; EP2359495A4; EP2359495A2

Abstract

本発明の様々な実施形態では、無線通信ネットワークのリレーステーションが、関連する基地局が同じネットワークの別のリレーステーションと通信するときと同時に、および／またはこれと同じ周波数で、１以上のサブスクライバステーションと通信することができる。これは、１つの期間または１つの周波数が基地局とリレーステーションとの間の通信専用に割り当てられており、別の期間または別の周波数がリレーステーションとサブスクライバステーションとの間の通信専用に割り当てられている従来の技術と対照的である。
【選択図】図１Ａ

Description

リレーステーション（ＩＥＥＥ規格８０２．１６ｊまたはｍで記載されているもの等）を利用する無線ネットワークシステムにおいては、基地局（ＢＳ）と任意のサブスクライバステーション（ＳＳ）との間で直接通信が行われるのではなくて、単一のＢＳが複数のリレーステーション（ＲＳ）と別個に通信して、複数のリレーステーションＲＳ各々が１以上のＳＳと別個に通信する。これらネットワークにおける通信リソースの分配は通常非常に構造化されており、ＢＳからＲＳへの送信専用にある一定の期間が割り当てられ、別の期間がＲＳからＳＳへの送信専用に割り当てられ、また別の期間がＳＳからＲＳへの送信に割り当てられ、ＲＳからＢＳへの送信にまた別の期間が割り当てられる、といった具合になっていることが多い。時間領域共有を利用するネットワークにおいては、ＢＳからＲＳへのダウンリンク送信全てが時間的に分配されており、ある期間において、ＢＳは単一のＲＳのみとの間でしか通信できない。これは、１つを除いて全てのＲＳがこの期間中の任意の時間にアイドルとなるということを意味している。同様の問題はアップリンクでも、１つのＲＳのみがＢＳに対してある期間に送信を行うことができ、他のＲＳは銘々の送信順番が来るまでアイドルとなる、という形で生じる。この問題は、各ＲＳが対応するＳＳと通信している間はＢＳに対するリッスンまたは送信ができないことにより、より複雑になっている。同様の問題は、ＲＳが、任意の期間中に複数のタイムスロットの代わりに複数の周波数を共有する周波数領域共有を利用するネットワークでも生じ、これら周波数の一部が、任意の期間における殆どの時間に、この高度に構造化された周波数の割り当てによってアイドルとなってしまう。このアイドルとなる期間／周波数は全て、ネットワークにおける潜在的な通信リソースの無駄となる。

本発明の一部の実施形態は、本発明の実施形態を例示する以下の記載および添付図面を読むことで理解される。

本発明の一実施形態における無線通信ネットワークを示す。本発明の一実施形態における無線通信ネットワークを示す。本発明の一実施形態における無線通信ネットワークを示す。本発明の一実施形態におけるダウンリンクサブフレームを示す。本発明の一実施形態における別のアップリンクサブフレームを示す。本発明の一実施形態における別のダウンリンクサブフレームを示す。本発明の一実施形態におけるダウンリンクサブフレーム中の基地局による通信方法を示すフロー図である。本発明の一実施形態におけるアップリンクサブフレーム中の基地局による通信方法を示すフロー図である。本発明の一実施形態におけるダウンリンクサブフレーム中のリレーステーションによる通信方法を示すフロー図である。本発明の一実施形態におけるアップリンクサブフレーム中のリレーステーションによる通信方法を示すフロー図である。本発明の一実施形態におけるＦＤＤを利用するネットワークのダウンリンクサブフレームを示す。本発明の一実施形態における無線通信デバイスを示す。

以下の記載では数多くの特定の詳細を述べる。しかし、本発明の実施形態がこれら特定の詳細なしに実行可能であることは理解されるとおりである。また、公知の回路、構造、および技術については詳細に示さず、本記載の理解を曖昧にしないようにしている箇所もある。

「一実施形態」「１つの実施形態」「例示的な実施形態」「様々な実施形態」といった言い回しは、本発明について記載されている実施形態が特定の特徴、構造、または特性を有することができるが、必ずしも全ての実施形態がこれら特定の特徴、構造、または特性を有さねばならないという意味ではない。さらに、一部の実施形態では、他の実施形態で記載されている特徴の一部または全てを有することもでき、あるいは、これら特徴を全く含まなくてもよい。

以下の記載および請求項において、「連結」および「接続」という用語が派生語とともに利用されている場合がある。しかしこれらの用語は互いに同義語を意図していないことを理解されたい。特定の実施形態において「接続」は、２以上の部材が互いに直接物理的または電気的接触状態にあることを意味する。一方で「連結」は、２以上の部材が互いに協同または相互作用するが、それらが必ずしも直接物理的または電気的に接触しなくてもよい。

請求項で利用される「第１」「第２」「第３」といった序数の形容詞は、共通の部材を表し、単に、同様の部材の異なるインスタンスを表しており、部材が時間的、空間的、ランク上、または任意の他の様式における特定のの順序でなければならない、という意味ではない。

本発明の様々な実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアのいずれか、またはこれらのうちの任意の組み合わせによる実装が可能である。本発明はさらに、コンピュータ可読媒体に組み込まれて、１以上のプロセッサにより読み取られて実行されることで、ここに記載する処理を実行する。コンピュータ可読媒体は、１以上のコンピュータが読み取り可能な形式で情報を格納、送信、および／または受信する任意のメカニズムを含んでよい。例えばコンピュータ可読媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク格納媒体、光学格納媒体、フラッシュメモリデバイス等を含むがこれらに限定はされない有形の格納媒体を含んでよい。コンピュータ可読媒体はさらに、変調されて命令を符号化する伝播信号（これらに限られないが、電磁、光学、または音声搬送波信号を含む）を含んでよい。

「無線」という用語およびこの派生語は、ここでは、非固体媒体による変調された電磁放射を利用してデータを通信する回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネル等を記載する際に利用されてよい。この用語は、関連するデバイスが配線を含まないことを示唆しているわけではないが、一部の実施形態では含まない場合もある。

本発明の様々な実施形態では、リレーステーション（ＲＳ）は、関連する基地局（ＢＳ）が同じネットワークの別のＲＳと通信しているときに同時にサブスクライバステーション（ＳＳ）と通信することができる。（「同時」という言い回しは、本書類では、関連する通信が時間的に重なることを示すが、必ずしも通信が同時に開始および／または終了することを意味するわけではない。）これは、従来の、一つの期間をＢＳとＲＳとの間の通信専用に割り当て、別の期間をＲＳとＳＳとの間の通信専用に割り当てる方法とは異なる。記載をし易くする目的から、本書類では「基地局」「リレーステーション」および「サブスクライバステーション」という用語を多用するが、この発明のコンセプトは、他の用語で示される、均等物である無線ネットワークデバイスをも含むことを意図している点に留意されたい。ここで利用される「基地局」という用語は、無線ネットワークコントローラを示す。「サブスクライバステーション」という用語は、本明細書では、基地局が通信をルーティングすることで、間接的に他のサブスクライバステーションと通信するエンドユーザ無線デバイスのことを示す。ここで利用される「リレーステーション」という用語は、基地局とサブスクライバステーションとの間でメッセージを受信および転送する無線デバイスのことである。また、これらのデバイスのいずれかを示すために他の用語が利用されることもあり、これらに限定はされないが数例を挙げると、基地局としてアクセスポイント（ＡＰ）という用語が利用されたり、サブスクライバステーションとしてモバイルステーション（ＭＳ）またはＳＴＡが利用されたりする。本書類で利用される用語は、これらのデバイスについて全ての代わりとなる用語を含むことを意図している。

図１Ａ、図１Ｂ，図１Ｃは、本発明の一実施形態における無線通信ネットワークを示す。示されている実施形態は、基地局ＢＳ，３つのサブスクライバステーションＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３、および２つのリレーステーションＲＳ１、ＲＳ２を示す。ネットワーク内に示されている各デバイスは、ネットワーク内の他のデバイスと無線通信するための１以上のアンテナを有する。一重または二重の各矢印はいずれも、２つのデバイス間に直接無線通信リンクが構築されていることを示している。矢印が示すように、ＢＳはＳＳ３と直接通信するが、ＳＳ１およびＳＳ２とは、それぞれメッセージがＲＳ１およびＲＳ２によりリレーされることで、間接的に通信する。各デバイスは、これらデバイスのうち１つに対して、これらデバイスのうちの別のものから受信している間は、送信を行わないことが前提となる。さらにＢＳは、各ＲＳがＢＳと通信する時間ブロックをスケジュールして、各ＲＳが関連するＳＳと通信する時間ブロックをスケジュールする、と仮定する。

各図１Ａ、図１Ｂ，図１Ｃでは、二重線の矢印は、一対のデバイスが互いに同時に通信するが、その期間に他のリンクがサイレントであることを示す。従って図１Ａでは、ＲＳ２は、ＢＳとＲＳ１との間で行われる通信と同時にＳＳ２と通信するが、この期間中に他のリンクでは通信が生じないことを示している。図１Ｂでは、ＲＳ１が、ＢＳとＲＳ２との間で行われる通信と同時にＳＳ１と通信するが、この期間中に他のリンクでは通信が生じないことを示している。図１Ｃでは、ＢＳとＳＳ３との間で行われる通信と同時に、ＲＳ１がＳＳ１と通信して、ＲＳ２がＳＳ２と通信するが、この期間中に他のリンクでは通信が生じないことを示している。これら図面は、示されている全てのデバイスが互いに同時に通信せねばならないことを示すわけではなく、このシナリオを実現するためにはいずれのデバイスも同時に送受信を要求はされず、これらデバイスが互いと同時に通信することもできる、ということを意味している。これら３つのシナリオは、これら図面に示すデバイスについて起こりうる全ての通信リンクをカバーしている。しかし同じコンセプトを、より多くのＲＳおよび／またはより多くのＳＳがネットワークに存在するケースに拡張することもできる。

従来のネットワークは、時間ブロック（ここではサブフレームと称する）とダウンリンク通信に割り当て、別のサブフレームをアップリンク通信に割り当てることにより、ネットワーク内の通信の順序を維持することができる。本記載では「サブフレーム」という用語が利用されるが、本発明の様々な実施形態は、この用語を利用する通信に限定されるわけではなく、他の用語を利用する同様のコンセプトも含む。ダウンリンクサブフレームは、ＢＳからＲＳへのデータ送信のみに特化した第１の部分と、ＲＳからＳＳへのデータ送信のみに特化した第２の部分とを含んでよい。同様に、アップリンクサブフレームは、ＳＳからＲＳへの送信のみに特化した第１の部分と、ＲＳからＢＳへの送信に特化した第２の部分とを含んでよい。もちろんこれらの各部分を、ＲＳまたはＳＳ各々用にさらに分割して、互いに干渉しあわないようにすることもできる。この順序立った従来のスケジュールは、実装が容易であり、ネットワークにおける様々なデバイス間の干渉を低減させることができるものの、殆どのデバイスが銘々のタイムスロットの順番を待っている間に通信しないよう強制することから、ネットワークにおける潜在的な帯域幅が殆ど無駄になってもいる。本発明の様々な実施形態では、ＢＳが他のＲＳの１以上と通信している期間中にＲＳとＳＳ（１または複数）との間の通信を許可することで、このアイドルの帯域幅の一部を利用可能にすることができる。

図２は、本発明の一実施形態におけるダウンリンクサブフレームを示す。この図面では、後続する図面の一部同様、示される期間に通信可能なデバイスを示している。しかし、プリアンブル、ヘッダ、ペイロード、エラー訂正符号、逆方向の受信確認等、これら通信の詳細な内容を示しているわけではない。本発明の様々な実施形態を実装するネットワークは、さらに、これらの実施形態を実装することのできないレガシーデバイスを含む可能性もあるので（例えば、レガシーデバイスが前の規格に準拠していても現在の規格には準拠していないような場合）、図示されているサブフレームは、２つの期間に分割されている。レガシー期間は、レガシーＲＳおよびレガシーＳＳ（それぞれＲＳｘおよびＳＳｘで示す）が、互いと、およびＢＳと、通信可能な期間である。非レガシー期間は、非レガシーデバイスＲＳおよびＳＳ（本発明の様々な実施形態を実装可能なものであって、それぞれＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３、ＲＳ４、およびＳＳで示される）が、互いと、およびＢＳと、通信可能な期間である。本例では、レガシーデバイスは、非レガシー期間にはサイレントである。もちろん、ＢＳは非レガシーデバイスに準拠しておらねばならず、また必要に応じてレガシーデバイスとも準拠していてもよい。３つの特定の非レガシーＲＳのみが示されているが（ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３）、ここに示すコンセプトに従ってこの他の実装も可能である。単数形のＳＳは、示されているようにＢＳ、ＲＳ１、ＲＳ２、またはＲＳ３のいずれかと直接通信可能な全てのＳＳを含んでいる。また、示されている各期間において、さらなる時分割法および／または周波数分割法および／または空間分割法を利用して、これらデバイスについて示されている期間中に、複数のＳＳデバイスおよび複数のＲＳデバイスを含めることもできる。

異なるデバイスからの観点から、ダウンリンクサブフレームがカバーする期間の５つの異なるビューが示されている。ＢＳの行は、このダウンリンクサブフレーム中にＢＳが体験しうる通信を示している。ＲＳｘの行は、これと同じダウンリンクサブフレーム中にレガシーＲＳｘが体験しうる通信を示している。ＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３の行は、これと同じダウンリンクサブフレーム中のこれら３つの非レガシーリレーステーションが体験しうる通信を示している。

ＢＳおよびＲＳｘの行に示すように、レガシー期間の第１部分において、ＢＳは直接、ＢＳからのメッセージ受信にリレーを利用しない、選択されたレガシーＳＳｘに直接送信を行うことができる。一部の実施形態では、同じ期間中にレガシーＲＳｘが、それぞれ対応するＳＳｘに対して送信することができる。ＢＳからの、およびレガシーＲＳｘからの送信が、ＳＳｘにより受信されるときに互いに干渉しあう場合には（例えば、それぞれのＳＳｘが近接して位置しているような場合）、ＢＳは、この期間の異なる部分に送信をスケジュールする、または異なる周波数を利用することで干渉を避ける必要がある。レガシー期間の第２の部分では、ＢＳはレガシーリレーステーションＲＳｘに送信を行うことができる。ＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３はレガシーデバイスではないが、一部の実施形態では、レガシー期間中にそれぞれ対応するＳＳに対して送信を行うことが許可されていてよい（レガシーデバイス間の通信と干渉しないことを条件として）。これはＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３の行に示されている。他の実施形態では、ＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３は、レガシー期間にはサイレントであることを要求される。

ＢＳの行に示すように、非レガシー期間中には、ＢＳは、各ＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３への送信について、別個の重ならなくてよい期間をスケジュールしてよい。ＢＳはさらに、様々な非レガシーＳＳへの送信期間をスケジュールすることができる。ＲＳ１、２、および３の行では、各ＲＳが、自身の送信を、銘々スケジュールされた期間中に受け取っている様子が示されている。（空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）技術を利用する場合には、ＢＳは実際には、指向性送信を利用して同じ周波数で同時に複数のＲＳまたはＳＳへの送信を行うことができる。）このシナリオはここでは記載しないが、同様の処理が可能であり、各期間を単一のデバイス専用にではなくて一群のデバイス専用に割り当てることができる。従来のネットワーク処理とは違って、各ＲＳは、非レガシー期間の残りの一部または全てにおいて、同時にＢＳが他のＲＳのいずれかに対して送信を行っている場合であっても、関連するＳＳへ送信することができる。ＢＳの行に示されている例では、別個の期間がＲＳそれぞれ専用に割り当てられている。しかし、複数のサブチャネルを利用する一部の通信技術では（例えば直交周波数分割多次元接続（ＯＦＤＭＡ））、ＢＳは、他のサブチャネルをＲＳへの送信に利用しているときと同時に、ＳＳへの送信にサブチャネルの一部を利用することができる。

図３は、本発明の一実施形態における別のアップリンクサブフレームを示す。上述した処理と同様に（しかし反対の方向で）、レガシーＳＳｘはレガシー期間の第１の部分をＢＳへの、または、それぞれ対応するＲＳｘへの送信に利用することができ、レガシーＲＳｘは、レガシー期間の第２の部分をＢＳへの送信に利用することができる。上述した処理同様に、一部の実施形態では、非レガシーＳＳは、レガシー期間を利用して非レガシーＲＳへ送信することができる（ネットワークにおいて不適切な干渉が生じないことを条件として）。他の実施形態では、非レガシーＳＳは、レガシー期間中はサイレントであることを要求される。

非レガシー期間中に、ＢＳに直接リンクされている非レガシーＳＳは、ＢＳに対して送信を行うことができ、ＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３は、ＢＳに対して別の期間に送信を行うことができる。ダウンリンクについて記載した処理同様に、ＯＦＤＭＡその他のマルチ周波数技術を利用する場合には、一部の実施形態ではＳＳは、ＲＳのＢＳへの送信と同じ期間にＢＳに対する送信を続けることができる（ただし、ＢＳとは異なるサブチャネルを利用することにより）。これは、行の垂直方向の寸法を利用して異なるサブチャネルが示されるＢＳの行に示されており、これは、ＯＦＤＭＡ通信のチャートでは通常利用されている時間に対するサブチャネルを示す技法である。ＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３は、各レガシーＲＳがＢＳに対して異なる期間に送信を行っていることを示している。従来のネットワークと違って、これらの行には、同時に他のＲＳがＢＳに対して送信している間であってもそれぞれのＳＳから送信を受信するためにレガシー期間の残りの少なくとも一部を利用可能である各レガシーＲＳも示されている。

図４は、本発明の一実施形態における別のダウンリンクサブフレームを示す。図４のダウンリンクサブフレームは、ＢＳがマルチ周波数技術（ＯＦＤＭＡ等であるがこれに限られない）を利用して同時に２以上のＲＳに通信を行うという重要な一点を除いて、図２のダウンリンクサブフレームに類似している。本例では、ＢＳはサブチャネルの一部を利用してＲＳ１に対して送信を行うことができ、これと同時に、サブチャネルの他の部分を利用してＲＳ２に送信を行うことができる。ＢＳは、ＲＳ１およびＲＳ２に対するのとは異なる期間にＲＳ３に対して送信を行うとして示されている。もちろん、２以上のＲＳに同時に送信を行わせるために、期間、サブチャネル、およびＲＳの異なる組み合わせを利用することもできる。例えば、ＢＳが同時に２つを越える数のＲＳに送信を行い、および／または、異なるＲＳの期間同士が部分的または完全に重なっていてもよい。ＲＳ１、ＲＳ２、およびＲＳ３の行に見られるように、各ＲＳは、ＢＳからの自分に対する送信部分を、割り当てられた期間中に受信することができ、レガシー期間の残りの一部または全てを利用して対応するＳＳに送信を行うことができる。

図示されていないが、同じ原理を別のアップリンクサブフレームに利用して、２つ以上のＲＳに異なるサブチャネルを利用させてＢＳへ同時に送信させることもできる。図３に示すように、各ＲＳは対応するＳＳからの送信を受信する際に非レガシー期間の残りの一部または全てを利用することができる。

図２、図３、および図４は、アップリンクサブフレームおよびダウンリンクサブフレーム両方におけるＢＳ−ＳＳ、ＢＳ−ＲＳ、ＲＳ−ＳＳ、ＢＳ−ＳＳｘ、ＢＳ−ＲＳｘ、およびＲＳｘ−ＳＳｘ間の時間的な通信の順序のあくまで一例を示している。他の実施形態では、記載される発明のコンセプトから逸脱せずにこれらの一部または全てについて異なる順序を利用することもできる。さらに一部の実施形態ではレガシーデバイスの供給がない場合もあるので、ＢＳ−ＳＳｘ、ＢＳ−ＲＳｘ、およびＲＳｘ−ＳＳｘの通信期間が省かれる場合もある。

図５は、本発明の一実施形態におけるダウンリンクサブフレーム中の基地局による通信方法を示すフロー図である。フロー図５００の５１０で、基地局ＢＳは、ダウンリンクサブフレーム中に２つのリレーステーションとのネットワーク通信をスケジュールするための２つの期間を特定することができる。（この例またはその他の例は、２つのリレーステーションを処理するための２つの期間のみを示しているが、この原理は、さらなるリレーステーションを処理するためのさらなる期間に容易に拡張することができる。）２つの期間は時間的に重ならなくてよい。５２０で、ＢＳは、リレーステーションＲＳ１のうち、基地局に関連付けられたほうが、第１の期間においてＢＳからの送信を受信するようにスケジュールする。ここで言うところの「スケジュール」には、スケジュールを、影響が及ぶデバイス（１または複数）に送信することが含まれることに留意されたい。ＢＳはさらに、同じ第１の期間に、第２のリレーステーションＲＳ２が、ＲＳ２と関連付けられた少なくとも１つのサブスクライバステーションＳＳ２に対して送信を行うようスケジュールする。ＢＳからＲＳ１への送信、および、ＲＳ２からＳＳ２への送信は、時間的に重なるようスケジュールされてよい、というのは、これらデバイスのいずれもこのシナリオでは同時に送受信せねばならないわけではないからである。

５３０で、ＢＳは、第２の期間にＲＳ２がＢＳからの送信を受信するようスケジュールしてよい。ＢＳはさらに、同じ第２の期間に、ＲＳ１が、ＲＳ１と関連付けられた少なくとも１つのサブスクライバステーション（例えばＳＳ１）に対して送信を行うようスケジュールしてよい。一部の実施形態では、ＢＳは単に、関連するＳＳとの通信用にＲＳ１に対して第２の期間を利用可能として、実際に通信をスケジュールするかはＲＳ１が決めるようにしてもよい。ＢＳからＲＳ２への送信、および、ＲＳ１からＳＳ１の送信は、時間的に重なるようスケジュールされてよい、というのは、これらデバイスのいずれもこのシナリオでは同時に送受信せねばならないわけではないからである。５４０でＢＳは、第１の期間においてスケジュールされたＲＳ１への送信を行い、５５０でＢＳは、第２の期間においてスケジュールされたＲＳ２への送信を行う。ＲＳ２からＳＳ２へ、およびＲＳ１からＳＳ１へスケジュールされた各送信は、第1の期間および第２の期間にも生じうるが、ＢＳが行うものではないので、ここでは示さない。

図６は、本発明の一実施形態におけるアップリンクサブフレーム中の基地局による通信方法を示すフロー図である。フロー図６００の６１０で、基地局ＢＳは、アップリンクサブフレーム中にネットワーク通信をスケジュールするための２つの期間を特定することができる。２つの期間は時間的に重ならなくてよい。６２０で、ＢＳは、リレーステーションＲＳ１のうち、基地局に関連付けられたほうが、第１の期間においてＢＳへ送信するようスケジュールする。ＢＳはさらに、同じ第１の期間に、第２のリレーステーションＲＳ２が、ＲＳ２と関連付けられた少なくとも１つのサブスクライバステーション（例えばＳＳ２）からの送信を受信するようスケジュールする。一部の実施形態では、ＢＳは単に、ＲＳ２に対して関連するＳＳからの送信の受信用にこの期間を利用可能として、実際にこの期間に通信をスケジュールするかはＲＳ２が決めるようにしてもよい。ＲＳ１からＢＳへの送信、および、ＳＳ２からＲＳ２への送信は、時間的に重なるようスケジュールされてよい、というのは、これらデバイスのいずれもこのシナリオでは同時に送受信せねばならないわけではないからである。

６３０で、ＢＳは、第２の期間にＲＳ２がＢＳへ送信するようスケジュールしてよい。ＢＳはさらに、同じ第２の期間に、ＲＳ１が、ＲＳ１と関連付けられた少なくとも１つのサブスクライバステーションＳＳ１からの送信を受信するようスケジュールしてよい。ＲＳ２からＢＳへの送信、および、ＳＳ１からＲＳ１への送信は、時間的に重なるようスケジュールされてよい、というのは、これらデバイスのいずれもこのシナリオでは同時に送受信せねばならないわけではないからである。６４０でＢＳは、第１の期間においてスケジュールされている、ＲＳ１からの送信の受信を行い、６５０でＢＳは、第２の期間においてスケジュールされている、ＲＳ２からの送信の受信を行う。第１の期間および第２の期間には、ＳＳ２からＲＳ２へ、およびＳＳ１からＲＳ１へのスケジュールされた送信も起こりうるが、これらはＢＳが行うものではないので、ここでは示さない。

図７は、本発明の一実施形態におけるダウンリンクサブフレーム中のリレーステーションによる通信方法を示すフロー図である。前に示した参照符号を参照して、本記載の方法をリレーステーションＲＳ１が行うと仮定する。フロー図７００の７１０で、ＲＳ１は、ＢＳから、ＲＳ１が、ダウンリンクサブフレームの第１の期間にＢＳからの送信を受信するようスケジュールされていることを示す情報を受信してよい。７２０で、さらにＲＳ１は、ＢＳから、ＲＳ１が、これもダウンリンクサブフレーム内の第２の期間において、関連付けられているサブスクライバステーション（例えばＳＳ１）のうち１以上に対して送信を行うことができる旨の情報を受信してよい。（あるいは、実際には、第２の期間のこれらＲＳからＳＳへの送信をＢＳがスケジュールしてもよい。）第１の期間と第２の期間とは時間的に重ならなくてよい。次いで、７３０でＲＳ１は、第１の期間にスケジュールされたＢＳからの送信の受信を行い、７４０で、第２の期間にスケジュールされたＳＳ１への送信を行う。第１の期間および第２の期間には、ＲＳ２からＳＳ２へ、およびＢＳからＲＳ２への他の送信も起こりうるが、これらはＲＳ１が行うものではないので、ここでは示さない。

図８は、本発明の一実施形態におけるアップリンクサブフレーム中のリレーステーションによる通信方法を示すフロー図である。前に示した参照符号を参照して、本記載の方法をリレーステーションＲＳ１が行うと仮定する。フロー図８００の８１０で、ＲＳ１は、ＢＳから、ＲＳ１が、アップリンクサブフレームの第１の期間にＢＳに送信するようスケジュールされていることを示す情報を受信してよい。８２０で、ＲＳ１は、ＢＳから、ＲＳ１が、アップリンクサブフレーム内の第２の期間において、１以上のサブスクライバステーション（例えばＳＳ１）からの送信を受信することができる旨の情報を受信してよい。第１の期間と第２の期間とは時間的に重ならなくてよい。次いで、８３０でＲＳ１は、第１の期間にスケジュールされたＢＳへの送信を行い、８４０で、第２の期間にスケジュールされたＳＳ１からの送信の受信を行う。第１の期間および第２の期間には、ＲＳ２からＢＳへ、およびサブスクライバステーションＳＳ２からＲＳ２への他の各送信も起こりうるが、これらはＲＳ１が行うものではないので、ここでは示さない。

本書類の前段の記載は、概して、ＢＳによって、ＲＳとそれに関連付けられたＳＳとの間の通信がスケジュールされることを想定している。しかし一部の実施形態では、ＢＳは単にＲＳに対して、ＲＳが、それを望む場合に一定の期間において対応するＳＳと通信することを許可する、と通知してもよい（つまり、ＢＳが明示的にこれらの通信をスケジュールするのではなくて）。また別の実施形態では、ＲＳは、ＢＳが他のＲＳと通信するときを定義したスケジュールを受信することに基づいて、一定の期間に対応するＳＳと通信することができると自分で判断することができてもよい。

本書類の前段の記載は、時分割技術（例えばＢＳと様々なＲＳとの間の通信が異なる時点に生じることがスケジュールされているような、異なるデバイス間の同じ周波数（１または複数）における異なる時点の通信をスケジュールする技術のこと）を利用する通信に基づいたものであり、全てのデバイスが同じ周波数を利用していたとしても、特定の２つのデバイス間の通信が、他の２つのデバイス間の通信と干渉しないようなものである。前述した実施形態はこの干渉の問題を空間的再利用技術によって回避しており、この技術によると、空間的再利用技術（空間分離または指向性を有する通信）によって同じネットワーク内で一対のデバイス間の通信が他の対のデバイス間の通信と干渉しないことを条件に、２以上の対のデバイスが同時に通信することが可能となる。

これら空間的再利用技術の一般原理は、異なるデバイス間の通信が同時に、且つ異なる周波数で生じるようスケジュールされ、特定の２つのデバイス間の通信が他の２つのデバイス間の通信と同時に生じたとしてもこれらが互いに干渉しないような周波数分割技術を利用する通信にも同様に適用可能である。周波数分割に空間的再利用技術を利用することにより、空間的再利用技術によって同じネットワーク内で一対のデバイス間の通信が他の対のデバイス間の通信と干渉しないことを条件に、２以上の対のデバイスは、同じ周波数で同時に通信することが可能となる。時分割技術を利用する例では、通常は異なる時間に通信するデバイスに同時に通信させるようスケジュールすることができ、周波数分割技術を利用する例では、通常は異なる周波数で通信するデバイスに同じ周波数で通信させるようスケジュールすることができる。いずれの例においても、空間的再利用技術によって、異なる対のデバイス同士が、物理的分離または指向性を有する通信のおかげで互いに干渉せずに、同時に同じ周波数（１または複数）で通信することを許可される。ここに記載する様々な実施形態はこの方法を利用して、ＢＳに第１のＲＳと通信させ、この間に別のＲＳを、同時に同じ周波数（１または複数）で対応するＳＳと通信させることで利点を生じる。

図９は、本発明の一実施形態における周波数分割技術を利用するネットワークのダウンリンクサブフレームを示す。この図面は図２に類似しているが、水平軸が時間ではなくて周波数を示す点が異なっている。ｆ１−ｆ６の各々は、示される通信のそれぞれ別の部分を送信する単一の周波数または一群の周波数（ＯＦＤＭＡで利用される一群のサブチャネル等）を表していてよい。本例では、ｆ１およびｆ２がレガシーデバイス専用に割り当てられており、基地局は、ＢＳからＳＳへの送信にｆ３を利用して、ＢＳからＲＳ１への送信にｆ４を利用して、ＢＳからＲＳ２への送信にｆ５を利用して、ＢＳからＲＳ３への送信にｆ６を利用する。示されているように、これら周波数の一部は、ＲＳと対応するＳＳとの間の、別のＲＳがＢＳと同じ周波数を利用して通信するときと同時に行われる通信にも利用することができる。示された周波数におけるこれら通信の一部または全てを同時に行うこともできる。ダウンリンクサブフレームのみを示しているが、同じコンセプトはアップリンクサブフレームにも容易に適用できる。

本発明の実施形態が時分割ネットワークで処理される方法と、周波数分割ネットワークで処理される方法とは類似しているので、本発明のコンセプトは、両方を含む共通の用語で表すことができる。ここで利用される「時間／周波数リソース」という用語は、一定の期間、および、１以上の周波数からなる一式のことを示している。２つのデバイスが同じ時間／周波数リソースを利用する場合には、これらの間の通信が時間的に重なり、同じ周波数の少なくとも一部を利用する（つまり、重なる時間および同じ周波数が「同じ」時間／周波数リソースを構成する）、と定義する。逆に、互いに異なる時間／周波数リソース（例えば第１の時間／周波数リソースおよび第２の時間／周波数リソース）は、時間的に重ならなくてよい、あるいは、同時に同じ周波数のいずれも利用しない、と定義される。

図１０は、本発明の一実施形態における無線通信デバイスを示す。上述したデバイスＢＳ，ＲＳ１、ＲＳ２、ＳＳ１、およびＳＳ２は、例示したデバイス１０００内のコンポーネントの一部または全てを含んでよい。例えば、１以上のコンピューティングプラットフォーム１０９０は、デバイス１０００の全動作を制御する際に利用されてよい。この特定の実施形態では２つのアンテナ１０１１および１０２１が示されているが、他の実施形態では必要なサポートコンポーネントをそれぞれ有する１つ、３つ、またはこれ以上の数のアンテナが含まれてもよい。この例では、アンテナ１０１１は、受信信号を復調してベースバンド信号に変換する復調器１０１６に連結されている。ベースバンド信号はアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１０１５でデジタル形式に変換されてよい。送信の際には、デジタル信号はデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１０１７でアナログに変換されてよい。アナログ信号は、変調器１０１８によって無線周波数（ＦＲ）搬送波に変調されてから、電力増幅器１０１９で増幅された後にアンテナ１０１１から送信される。

同様の機能は、復調器１０２６、ＡＤＣ１０２５、ＤＡＣ１０２７、変調器１０２８、および、増幅器１０２９によってアンテナ１０２１に提供されてもよい。図１０は、無線通信デバイスの構成の一実施形態を示しているが、他の実施形態では、異なるコンポーネントを利用することもでき、および／または、図示されているものとは異なるコンポーネントの配置も可能である。

これまでの記載は、例示であって限定は意図していない。当業者は変形例を想到するであろう。変形例の全ては、本発明の様々な実施形態に含まれることが意図されており、以下の請求項の範囲によってのみ限定される。

Claims

装置であって、
基地局と第１のサブスクライバステーションと間の無線通信をリレーする第１のリレーステーションを備え、
前記第１のリレーステーションは、コンピューティングプラットフォーム、変調器、および復調器を有し、
前記第１のリレーステーションは、
前記基地局と第１の時間／周波数リソースを利用して通信し、
前記第１のサブスクライバステーションと第２の時間／周波数リソースを利用して通信し、
第２のリレーステーションは、第２のサブスクライバステーションと前記第１の時間／周波数リソースを利用して通信するようスケジュールされ、前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信するようスケジュールされる
装置。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の期間であり、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の期間である請求項１に記載の装置。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の周波数を含み、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の周波数を含む請求項１に記載の装置。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはダウンリンク通信において利用され、
前記基地局と前記第１の時間／周波数リソースを利用して通信することは、前記基地局から受信することを含み、
前記第１のサブスクライバステーションと通信することは、前記第１のサブスクライバステーションに送信することを含み、
前記第２のサブスクライバステーションと通信することは、前記第２のサブスクライバステーションに送信することを含み、
前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信することは、前記基地局から受信することを含む請求項１に記載の装置。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースは、アップリンク通信において利用され、
前記基地局と前記第１の時間／周波数リソースを利用して通信することは、前記基地局に送信することを含み、
前記第１のサブスクライバステーションと通信することは、前記第１のサブスクライバステーションから受信することを含み、
前記第２のサブスクライバステーションと通信することは、前記第２のサブスクライバステーションから受信することを含み、
前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信することは、前記基地局に送信することを含む請求項１に記載の装置。
前記第１のリレーステーションは、前記変調器と前記復調器とに連結された少なくとも１つのアンテナを有する請求項１に記載の装置。
リレーステーションが第１の時間／周波数リソースを利用して基地局と通信するときと同時に、第１のサブスクライバステーションと前記第１の時間／周波数リソースを利用して通信する段階と、
前記リレーステーションが第２の時間／周波数リソースを利用して第２のサブスクライバステーションと通信するときと同時に、前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信する段階と
を備え、
前記リレーステーションの前記第１のサブスクライバステーションとの通信、および前記リレーステーションの前記第２のサブスクライバステーションとの通信は、前記基地局によりスケジュールされる方法。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはダウンリンク通信において利用され、
前記第１のサブスクライバステーションと通信する段階は、前記第１のサブスクライバステーションに送信する段階を有し、
前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信する段階は、前記基地局から受信する段階を有し、
前記リレーステーションが前記基地局と通信する段階は、前記基地局から受信する段階を有し、
前記リレーステーションが前記第２のサブスクライバステーションと通信する段階は、前記第２のサブスクライバステーションに送信する段階を有する請求項７に記載の方法。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはアップリンク通信において利用され、
前記第１のサブスクライバステーションと通信する段階は、前記第１のサブスクライバステーションから受信する段階を有し、
前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信する段階は、前記基地局に、前記第２の時間／周波数リソースを利用して送信する段階を有し、
前記リレーステーションが前記基地局と通信する段階は、前記リレーステーションから前記基地局へ送信する段階を有し、
前記リレーステーションが前記第２のサブスクライバステーションと通信する段階は、前記リレーステーションが前記第２のサブスクライバステーションから受信する段階を有する請求項７に記載の方法。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の期間であり、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の期間である請求項７に記載の方法。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の周波数を含み、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の周波数を含む請求項７に記載の方法。
命令を含む有形のコンピュータ可読媒体を備える物品であって、前記命令が１以上のプロセッサにより実行されると、
リレーステーションが第１の時間／周波数リソースを利用して基地局と通信するようスケジュールされているときと同時に、第１のサブスクライバステーションと前記第１の時間／周波数リソースを利用して前記基地局から受信されるスケジュールで通信する処理と、
前記リレーステーションが第２の時間／周波数リソースを利用して第２のサブスクライバステーションと通信するようスケジュールされているときと同時に、前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して前記基地局から受信されるスケジュールで通信する処理と
が実行される物品。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはダウンリンク通信において利用され、
前記第１のサブスクライバステーションと通信する処理は、前記第１のサブスクライバステーションに送信する処理を含み、
前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信する処理は、前記第２の時間／周波数リソースを利用して前記基地局から受信する処理を含み、
前記リレーステーションと前記基地局との間にスケジュールされた前記通信は、前記基地局から前記リレーステーションへの送信を含み、
前記リレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間にスケジュールされた前記通信は、前記リレーステーションから前記第２のサブスクライバステーションへの送信を含む請求項１２に記載の物品。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはアップリンク通信において利用され、
前記第１のサブスクライバステーションと通信する処理は、前記第１のサブスクライバステーションから受信する処理を含み、
前記基地局と前記第２の時間／周波数リソースを利用して通信する処理は、前記第２の時間／周波数リソースを利用して前記基地局に送信する処理を含み、
前記リレーステーションと前記基地局との間にスケジュールされた前記通信は、前記リレーステーションから前記基地局への送信を含み、
前記リレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間にスケジュールされた前記通信は、前記第２のサブスクライバステーションから前記リレーステーションへの送信を含む請求項１２に記載の物品。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の期間であり、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の期間である請求項１２に記載の物品。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の周波数を含み、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の周波数を含む請求項１２に記載の物品。
装置であって、
無線ネットワークにおける通信をスケジュールする基地局を備え、
前記無線ネットワークは、前記基地局、第１のリレーステーション、第２のリレーステーション、第１のサブスクライバステーション、および第２のサブスクライバステーションを含み、
前記基地局は、処理プラットフォーム、変調器、および復調器を有し、
前記基地局は、
第１の時間／周波数リソースを利用する前記基地局と前記第１のリレーステーションとの間の通信をスケジュールし、
第２の時間／周波数リソースを利用する前記基地局と前記第２のリレーステーションとの間の通信をスケジュールし、
前記第２の時間／周波数リソースを利用する前記第１のリレーステーションと前記第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールし、
前記第１の時間／周波数リソースを利用する前記第２のリレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする装置。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の期間であり、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の期間である請求項１７に記載の装置。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の周波数を含み、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の周波数を含む請求項１７に記載の装置。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはダウンリンク通信において利用され、
前記基地局と前記第１のリレーステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記基地局から前記第１のリレーステーションへの送信をスケジュールすることを含み、
前記基地局と前記第２のリレーステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記基地局から前記第２のリレーステーションへの送信をスケジュールすることを含み、
前記第１のリレーステーションと前記第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記第１のリレーステーションから前記第１のサブスクライバステーションへの送信をスケジュールすることを含み、
前記第２のリレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記第２のリレーステーションから前記第２のサブスクライバステーションへの送信をスケジュールすることを含む請求項１７に記載の装置。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはアップリンク通信において利用され、
前記基地局と前記第１のリレーステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記基地局への前記第１のリレーステーションからの送信をスケジュールすることを含み、
前記基地局と前記第２のリレーステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記基地局への前記第２のリレーステーションからの送信をスケジュールすることを含み、
前記第１のリレーステーションと前記第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記第１のリレーステーションへの前記第１のサブスクライバステーションからの送信をスケジュールすることを含み、
前記第２のリレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールすることは、前記第２のリレーステーションへの前記第２のサブスクライバステーションからの送信をスケジュールすることを含む請求項１７に記載の装置。
前記基地局は、前記変調器と前記復調器とに連結された少なくとも１つのアンテナを有する請求項１７に記載の装置。
単一の通信デバイスにより実行される方法であって、
第１の時間／周波数リソースを利用する第１のリレーステーションと第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする段階と、
第２の時間／周波数リソースを利用する第２のリレーステーションと第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする段階と、
前記第１の時間／周波数リソースを利用して前記第２のリレーステーションと通信する段階と、
前記第２の時間／周波数リソースを利用して前記第１のリレーステーションと通信する段階と
を備える方法。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の期間であり、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の期間である請求項２３に記載の方法。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の周波数を含み、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の周波数を含む請求項２３に記載の方法。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはダウンリンク通信において利用され、
前記第１のリレーステーションと通信する段階は、前記第１のリレーステーションに送信する段階を有し、
前記第２のリレーステーションと通信する段階は、前記第２のリレーステーションに送信する段階を有し、
前記第１のリレーステーションと前記第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする段階は、前記第１のリレーステーションから前記第１のサブスクライバステーションへの送信をスケジュールする段階を有し、
前記第２のリレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする段階は、前記第２のリレーステーションから前記第２のサブスクライバステーションへの送信をスケジュールする段階を有する請求項２３に記載の方法。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはアップリンク通信において利用され、
前記第１のリレーステーションと通信する段階は、前記第１のリレーステーションから受信する段階を有し、
前記第２のリレーステーションと通信する段階は、前記第２のリレーステーションから受信する段階を有し、
前記第１のリレーステーションと前記第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする段階は、前記第１のリレーステーションへの前記第１のサブスクライバステーションからの送信をスケジュールする段階を有し、
前記第２のリレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする段階は、前記第２のリレーステーションへの前記第２のサブスクライバステーションからの送信をスケジュールする段階を有する請求項２３に記載の方法。
命令を含む有形のコンピュータ可読媒体を備える物品であって、前記命令が１以上のプロセッサにより実行されると、
第１の時間／周波数リソースを利用する第１のリレーステーションと第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする処理と、
第２の時間／周波数リソースを利用する第２のリレーステーションと第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする処理と、
前記第２の時間／周波数リソースを利用して前記第１のリレーステーションと通信する処理と、
前記第１の時間／周波数リソースを利用して前記第２のリレーステーションと通信する処理と
が実行される物品。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の期間であり、前記第２の時間／周波数リソースは、第２の期間である請求項２８に記載の物品。
前記第１の時間／周波数リソースは、第１の周波数を含み、前記第２の時間／周波数リソースは、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を含む請求項２８に記載の物品。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはダウンリンク通信において利用され、
前記第１のリレーステーションと通信する処理は、前記第１のリレーステーションに送信する処理を含み、
前記第２のリレーステーションと通信する処理は、前記第２のリレーステーションに送信する処理を含み、
前記第１のリレーステーションと前記第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする処理は、前記第１のリレーステーションから前記第１のサブスクライバステーションへの送信をスケジュールする処理を含み、
前記第２のリレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする処理は、前記第２のリレーステーションから前記第２のサブスクライバステーションへの送信をスケジュールする処理を含む請求項２８に記載の物品。
前記第１の時間／周波数リソースおよび前記第２の時間／周波数リソースはアップリンク通信において利用され、
前記第１のリレーステーションと通信する処理は、前記第１のリレーステーションから受信する処理を含み、
前記第２のリレーステーションと通信する処理は、前記第２のリレーステーションから受信する処理を含み、
前記第１のリレーステーションと前記第１のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする処理は、前記第１のリレーステーションへの前記第１のサブスクライバステーションからの送信をスケジュールする処理を含み、
前記第２のリレーステーションと前記第２のサブスクライバステーションとの間の通信をスケジュールする処理は、前記第２のリレーステーションへの前記第２のサブスクライバステーションからの送信をスケジュールする処理を含む請求項２８に記載の物品。