JP2014209742A - スペクトルアグリゲーションとともに中継局を使用する方法、通信局、基地局及び通信システム - Google Patents

スペクトルアグリゲーションとともに中継局を使用する方法、通信局、基地局及び通信システム Download PDF

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Abstract

【課題】第4世代（4G）のアドバンスト国際移動通信技術（IMT）におき、マルチキャリアにより100MHzにも及ぶ帯域幅をサポートする。【解決手段】基地局と中継局間の通信リンクに第1の周波数サブバンドを割り当て８−１、基地局と移動局間の通信リンクに第2の周波数サブバンドを割り当て８−２、中継局と移動局間の通信リンクに第3の周波数サブバンドを割り当て８−３、中継局は、第1の周波数サブバンドにおける受信と第3の周波数サブバンドにおける送信を同時に行うか、又は第1の周波数サブバンドにおける送信と第3の周波数サブバンドにおける受信を同時に行う。第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである８−４。【選択図】図８

Description

本発明は、無線通信ネットワークにおいて中継を行う技術分野に関連する。
中継局は、基地局及び移動局と通信することで、基地局及び移動局間の仲介手段（媒介手段又は中間手段）として機能する。さらに、中継局は、基地局及び次の中継局と通信することで、基地局及び次の中継局間の仲介手段として機能し、あるいは次の中継局及び移動局と通信することで、次の中継局及び移動局間の仲介手段として機能する。中継局における送信機及び受信機間の相互干渉を避けるため、通常、中継局は同じシステム動作帯域においてデータの受信及びデータの送信を同時には行うことができない。周波数分割複信（FDD）及び時分割複信（TDD）の双方の方式において、基地局から中継局へ、移動局から中継局へ、又は中継局から中継局へのリンクに異なるタイムスロットが割り当てられる。
そのような半二重方式のFDD又はTDDによる中継方式の欠点は、次のとおりである。
1．システムの利用効率が減ってしまうこと。
2．半二重通信方式に対応するのに必要なフレーム構造の修正を要すること。
3．同期型のHARQをサポートするのが困難なこと。
4．全ての移動局をモニタするのが困難なこと。
本発明の課題は、これらの欠点の少なくとも1つに対処することである。
一実施例による方法は、
基地局と、該基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
前記基地局と、前記基地局が通信している第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
少なくとも1つの中継局と、該少なくとも1つの中継局が通信している第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当て、
前記少なくとも1つの中継局が、
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを同時に行うこと、又は
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを同時に行うことの内の一方を実行するステップ
を有し、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである、方法である。
セルラ通信システムのブロック図。 不連続スペクトルアグリゲーションの一例に関し、本発明の実施例によるネットワーク通信に使用される様々なレイヤを表現する概略図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−FDDインバンド通信及びUL−FDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−FDDインバンド通信及びUL−FDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−FDDインバンド通信及びUL−FDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−TDDインバンド通信及びUL−TDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−TDDインバンド通信及びUL−TDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−TDDインバンド通信及びUL−TDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 連続スペクトルアグリゲーションの一例に関し、本発明の実施例によるネットワーク通信に使用される様々なレイヤを表現する概略図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−FDDインバンド通信及びUL−FDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−FDDインバンド通信及びUL−FDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−FDDインバンド通信及びUL−FDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−TDDインバンド通信及びUL−TDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−TDDインバンド通信及びUL−TDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による中継局を介した基地局及び移動局間におけるDL−TDDインバンド通信及びUL−TDDインバンド通信の一例を示すブロック図。 本発明の実施例による方法例を示すフローチャート。 本発明の一形態により送信電力分布制御を行う統合されたスペクトル例を示す図。 本発明の一実施例において使用される基地局のブロック図。 本発明の一実施例において使用される無線端末のブロック図。 本発明の一実施例において使用される中継局のブロック図。 本発明の一実施例において使用されるOFDM送信機アーキテクチャの論理的な詳細なブロック図。 本発明の一実施例において使用されるOFDM受信機アーキテクチャの論理的な詳細なブロック図。 本発明の一実施例において使用されるSC−FDMA送信機のブロック図。 本発明の一実施例において使用されるSC−FDMA受信機のブロック図。
本発明の第1形態による方法は、
基地局と、該基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
前記基地局と、前記基地局が通信している第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
少なくとも1つの中継局と、該少なくとも1つの中継局が通信している第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当て、
前記少なくとも1つの中継局が、
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを同時に行うこと、又は
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを同時に行うことの内の一方を実行するステップ
を有し、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである、方法である。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含む。
一実施例において、前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである。
一実施例において、前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記第2の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第3のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第3のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記少なくとも1つの中継局は、
前記第1のDL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること、
前記第3のDL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、
前記第1のUL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、及び
前記第3のUL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること
の内の1つ以上を同じタイムスロットの中で同時に実行する。
一実施例において、第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
前記少なくとも1つの中継局が、
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを前記第1のタイムスロットの間に同時に行うこと、及び
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを前記第2のタイムスロットの間に同時に行うことの内の一方を実行する。
一実施例において、前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当て、前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当てる。
一実施例における方法は、前記第1及び第3の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第3の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てるステップをさらに有する。
一実施例における方法は、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更するステップをさらに有する。
一実施例における方法は、前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更するステップをさらに有する。
前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの各々が、10MHzより広く、30MHzより狭い。
一実施例において、前記中継局が、LTE方式により動作する中継局である。
一実施例において、前記LTE方式により動作する前記中継局が、従来の移動局の動作をサポートする。
一実施例における方法は、前記中継局の送信及び受信の間の干渉を減らすように、送信電力分布を制御するステップをさらに有する。
一実施例において、前記送信電力分布を制御する前記ステップにおいて、前記中継局の送信及び受信の間のガードバンドのサイズを小さくできるように、低電力の広帯域信号よりも高電力の狭帯域信号を利用して前記第1又は第3の周波数サブバンドにより信号を送信する。
本発明の第2形態による中継局は、
少なくとも1つのアンテナと、
前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を送信する送信部と、
前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を受信する受信部と、
中継部とを有する中継局であって、前記中継部は、
当該中継局が通信している基地局と当該中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
当該中継局と、当該中継局が通信している第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
前記中継部は、
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第2の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを同時に行うこと、及び
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第2の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを同時に行うことの内の一方を実行し、
前記第1及び第2の周波数サブバンドは、前記第3の周波数サブバンドとともに、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドであり、前記基地局と、該基地局が通信している第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクを提供する、中継局である。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含んでいる。
一実施例において、前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである。
一実施例において、前記中継部が、
ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記中継部が、
前記第1のDL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること、前記第2のDL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、前記第1のUL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、及び前記第2のUL周波数サブバンドにおいて信号を受信することを同じタイムスロットの中で同時に実行する。
一実施例において、前記中継部が、
第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド及び第2の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド及び第2の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
前記中継部が、
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを前記第1のタイムスロットの間に同時に行うこと、及び
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを前記第2のタイムスロットの間に同時に行う。
一実施例において、前記中継部が、
前記第1の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当て、
前記第2の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当てる。
一実施例において、前記中継部が、前記第1及び第2の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第2の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てる。
一実施例において、前記中継部が、前記第1又は第2の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更する。
一実施例において、前記第1及び第2のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更する。
本発明の第3形態による基地局は、
少なくとも1つのアンテナと、
前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を送信する送信部と、
前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を受信する受信部と、
基地局信号処理部と
を有し、前記基地局信号処理部は、
当該基地局と、当該基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
前記基地局と、前記基地局が通信している第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
少なくとも1つの中継局と、該少なくとも1つの中継局が通信している第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当て、
当該基地局は、前記第1、第2及び第3の割り当てたサブバンドの位置を前記中継局に通知し、
前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである、基地局である。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含んでいる。
一実施例において、前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである。
一実施例において、ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、 前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記DL周波数バンドにおいて第3のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第3のUL周波数サブバンドを割り当てる。
一実施例において、第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当てる。
一実施例において、前記第1の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当て、
前記第3の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当てる。
一実施例において、前記第1及び第3の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第3の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てる。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更する。
一実施例において、前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更する。
本発明の第4形態による通信システムは、
少なくとも1つの基地局と、
前記少なくとも1つの基地局と通信する少なくとも1つの中継局と、
前記少なくとも1つの基地局と通信する第1群の1つ以上の移動局と、
前記少なくとも1つの中継局と通信する第2群の1つ以上の移動局と
を有する通信システムであって、
前記少なくとも1つの基地局に属する基地局と、該基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
前記基地局と、前記基地局が通信している前記第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
前記少なくとも1つの中継局と、該少なくとも1つの中継局が通信している前記第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当て、
前記少なくとも1つの中継局が、
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを同時に行うこと、又は
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを同時に行うことの内の一方を実行し、
前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである、通信システムである。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含んでいる。
一実施例において、前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである。
一実施例において、前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記第2の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第3のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第3のUL周波数サブバンドを割り当て、
前記少なくとも1つの中継局は、
前記第1のDL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること、
前記第3のDL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、
前記第1のUL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、及び
前記第3のUL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること
の内の1つ以上を同じタイムスロットの中で同時に実行する。
一実施例において、第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
前記少なくとも1つの中継局が、
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを前記第1のタイムスロットの間に同時に行うこと、及び
前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを前記第2のタイムスロットの間に同時に行うことの内の一方を実行する。
一実施例において、前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当て、前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当てる。
一実施例において、前記第1及び第3の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第3の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てる。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更する。
一実施例において、前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更する。
一実施例において、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの各々が、10MHzより広く、30MHzより狭い。
一実施例において、前記中継局が、LTE方式により動作する中継局である。
一実施例において、前記LTE方式により動作する前記中継局が、従来の移動局の動作をサポートする。
一実施例において、前記中継局の送信及び受信の間の干渉を減らすように、送信電力分布を制御する。
一実施例において、前記送信電力分布を制御する前記ステップにおいて、前記中継局の送信及び受信の間のガードバンドのサイズを小さくできるように、低電力の広帯域信号よりも高電力の狭帯域信号を利用して前記第1又は第3の周波数サブバンドにより信号を送信する。
本発明による他の形態及び特徴は、添付図面に関連する本発明の特定の実施例の以下の説明を参照することで、当業者にとってさらに明らかになるであろう。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
図面を参照するに、図1は、複数のセル12内の無線通信を制御する基地局コントローラ（BSC）10を示し、複数のセルは対応する基地局（BB）14により提供されている。場合によっては、セルの各々はさらに複数のセクタ13又は（不図示の）ゾーンに分割されている。一般に、各基地局は、OFDM方式により移動端末及び／又は無線端末と通信を行い、その移動端末及び／又は無線端末は、対応する基地局14に関連するセル12内に在圏している。
基地局14に対して移動端末16が移動すると、チャネル状態は顕著に変動する。図示されているように、基地局14及び移動端末16は、通信における空間ダイバーシチを行うために複数のアンテナを備えている。場合によっては、中継局15が、基地局14及び移動端末16間の通信を支援する。無線端末16は、何らかのセル12、セクタ13、ゾーン（図示せず）、基地局14又は中継局15から、別のセル12、セクタ13、ゾーン（図示せず）、基地局14又は中継局15へハンドオフすることができる（18）。一実施例において、基地局14は、基地局各々と及びバックホールネットワークを介して他のネットワーク（例えば、コアネットワーク、インターネット（何れも図示せず））と通信を行う。場合によっては、基地局コントローラ10は不要である。
第4世代（4G）とも言及される国際移動通信（IMT）アドバンスト技術は、100MHzにも及ぶ帯域幅をサポートすることを目指している。現在のLTEのキャリア1つの帯域幅は高々20MHzをサポートしているにすぎない。本願はマルチキャリアの方法を開示し、本発明の各実施例は、シングルキャリアの帯域幅を複数個統合し（キャリアアグリゲーション（carrier aggregation）を行い）、より広い帯域幅（＞20MHz）を得るための簡易な方法を提供する。本方法は、4G以前の狭いシングルキャリアの帯域幅を使用する技術との完全な後方互換性を提供しつつ、ロングタームエボリューション（LTE）の帯域幅を、シングルキャリアにより提供されるものよりも拡張する。本発明の実施例は、LTEだけでなく、さらに一般的な他の通信規格にも適用可能である。
送信及び受信を同時に行うことができる中継局が、スペクトルアグリゲーション通信システムに設けられ、以下の内の1つ以上を用いてシステムパフォーマンスを改善する：
1．基地局及び少なくとも1つの中継局の間に加えて、中継局及び少なくとも1つの移動局の間に妨げられない（non−interrupted）双方向通信リンクを維持すること。
2．時間分割複信（TDD）方式及び／又は周波数分割複信（FDD）方式において不連続なスペクトルアグリゲーションを行う際に専用のキャリアの中継局を使用すること。
3．TDD及び／又はFDDにおいて連続的なスペクトルアグリゲーションを行う際に専用のサブバンドの中継局を使用すること。
4．少なくとも1つの中継局及び少なくとも1つの移動局に柔軟なチャネルリソース割当を行うこと。
5．従来の移動局をサポートするためにキャリアホッピング及び／又はサブバンドホッピングを行うこと。
6．少なくとも1つの中継局における同時送受信間の干渉を軽減するように送信電力分布制御を行うこと。
7．同時送受信に備えて使用されるキャリア及び／又はサブバンド間の利用可能なガードバンドの間隔を制御すること。
中継局は、LTEに関するセルのカバレッジ及びスループットを改善するために使用される。中継局及び移動局間の通信は、基地局及び移動局間の通信のための帯域幅を含む統合された帯域幅の中で生じるので、中継局の通信は帯域内通信又はインバンド通信（in−band communication）と考えられる。
本発明の実施例は、中継局を活用することを、ブロードバンドLTE−A通信システムに効率的に導入する方法を提供する。
本発明の実施例はLTE−Aに関して説明されているが、本発明の実施例は他のタイプの通信規格にも適用可能であることが、理解されるであろう。
スペクトルアグリゲーションは、様々なバンドにおける連続的な及び／又は不連続的なスペクトルを統合（結合、併合）することで実現可能である。本発明の一実施例は、不連続的なシングルキャリアバンドを複数個統合することで実現される。そのような実施例において、分離した重複していない複数のキャリアは、基地局とその基地局が直接的に通信している移動局との間の通信（基地局から1ホップの通信）、基地局とその基地局が直接的に通信している少なくとも1つの中継局との間の通信（基地局から1ホップの通信）、及び少なくとも1つの中継局とその少なくとも1つの中継局が直接的に通信している移動局との間の通信（基地局から少なくとも2ホップの通信）に割り当てられる。1つ以上のキャリアは、基地局から移動局への通信、基地局から中継局への通信、中継局から中継局への通信、及び中継局から移動局への通信に使用される。さらに、キャリアは、基地局から1ホップ離れた中継局と基地局から2ホップ離れた中継局との間の通信に割り当てられ、及びキャリアは、基地局から2ホップ離れた中継局とその2ホップ離れた中継局が通信している1つ以上の移動局との間の通信に割り当てられる。一実施例において、統合されたスペクトルバンド内の全てのキャリアが、通信に使用されているわけではない。任意の不使用のキャリアは、使用されているキャリア同士の間のギャップになる。したがってそのような構成は、全てのキャリアが使用されているわけではないので「不連続的又は離散的（non−contiguous）」と考えられる。
本発明の一実施例は、連続的なサブバンドを複数個統合することで実現される。サブバンドは、基地局とその基地局が直接的に通信している移動局との間の通信（基地局から1ホップの通信）、基地局とその基地局が直接的に通信している少なくとも1つの中継局との間の通信（基地局から1ホップの通信）、及び少なくとも1つの中継局とその少なくとも1つの中継局が直接的に通信している移動局との間の通信（基地局から少なくとも2ホップの通信）に割り当てられる。さらに、サブバンドは、基地局から1ホップ離れた中継局と基地局から2ホップ離れた中継局との間の通信に割り当てられ、及び基地局から2ホップ離れた中継局とその2ホップ離れた中継局が通信している1つ以上の移動局との間の通信に割り当てられる。この方法により、統合されたスペクトルにおける全てのサブバンドが使用される場合、複数のサブバンドは「連続的（contiguous）」に統合されることになる。
＜不連続スペクトルアグリゲーションの際の中継局＞
一実施例において、不連続スペクトルアグリゲーションの場合、中継局及び基地局間の通信に専用のキャリア（キャリアR−B）を確保（予約）することで、中継局がサポートされる（中継局の動作が保証される）。一実施例において、不連続スペクトルアグリゲーションの場合、基地局及び中継局間のデータをやり取りするためのキャリア（キャリアR−B）を動的にスケジューリング（制御）することで、中継局の動作が保証される。
中継局における同一バンド内（インバンド）送信／受信干渉を減らすため、基地局及び1ホップ離れた中継局間の通信に使用されるキャリア（キャリアR−B）は、隣接するキャリアから隔てられている必要がある。一実施例において、キャリア同士の間にガードバンドが設けられる。隣接キャリアは、基地局及び1ホップ離れた移動局間の通信に使用されるキャリア（キャリアB）を含む。隣接キャリアは、中継局とその中継局が通信している1つ以上の移動局との間の通信に移用されるキャリア（キャリアR−UE）も含む。キャリアR−B及びキャリアR−UEの間隔が離れるほど、インバンド送信／受信干渉を大きく低減できる。一実施例において、大きなガードバンドの代わりに干渉を減らす代替方法があり、これは例えば、後述するような送信電力分布を制御するものである。
図2は、ネットワーク通信において使用される様々なレイヤを示す概略図である。物理レイヤ（PHY）は、ネットワークで使用される基本的なハードウェア通信技術の処理を含み、その物理レイヤ（PHY）において、キャリアR−UE210、キャリアB212、214及びキャリアR−B216を含む個々のキャリアが、別個に重複しないキャリアとして示されている。媒体アクセスレイヤ（MAC）220は、データリンクレイヤのサブレイヤであり、アドレシング及びチャネルアクセス制御手段を与え、ネットワークノードがネットワーク内で通信できるようにする。MAC220は、統合されたスペクトル内の全てのPHYレイヤキャリアに共通なものとして示されている。すなわち、MACレイヤは個々のキャリア全てにアクセスでき、複数のキャリアをまとめて使用することで、帯域幅を増やすことができる。共通のMACレイヤは、ネットワーク階層における上位レイヤ230と通信するように示されている。
一実施例において、1つ以上の中継局と通信する基地局は、統合されたスペクトルの中で、キャリアR−B、キャリアR−UE及びキャリアBに使用されるキャリアの位置を決定する（指定する又は割り当てる）。一実施例において、中継局は基地局に情報を提供し、その情報は、キャリアR−B及びキャリアR−UEの内の少なくとも1つに必要なキャリア数及び／又はキャリア位置を特定するためのものである。
一実施例において、1つより多いキャリアがキャリアR−Bとして指定されてもよい。キャリアR−Bの数は、基地局と少なくとも1つの中継局との間の通信に対する帯域幅の条件にしたがって調整されてもよい。
一実施例において、1つより多いキャリアがキャリアR−UEとして指定されてもよい。キャリアR−UEの数は、中継局と中継局が通信している1つ以上の移動局との間の通信に対する帯域幅の条件にしたがって調整されてもよい。
一実施例において、1つより多いキャリアがキャリアBとして指定されてもよい。キャリアBの数は、基地局と、基地局が通信している（基地局から1ホップ離れた）少なくとも1つの移動局との間の通信に対する帯域幅の条件にしたがって調整されてもよい。
一実施例において、従来の移動局をサポートするため（従来の移動局の動作を保証するため）、限定ではないが、特に、従来の移動局に対して、統合されたスペクトルの中の特定のキャリアが割り当てられ、その特定のキャリアはLTE−Aのネットワークにおける所望のキャリア位置ではなく、キャリアR−B及びキャリアR−UEの位置（場所）は、従来の移動局及び／又は従来の移動局と通信する中継局を収容するように時間と共に変化してもよい。
一実施例において、従来ユーザをサポートするための中継リンクにおけるキャリア配置の変更（キャリアホッピング）は、タイムスロット毎に生じる。一実施例において、1つ以上の連続的なタイムスロット群は、統合スペクトル（スペクトルアグリゲーション）における第1のキャリア配置を含み、以後の1つ以上の連続的なタイムスロット群は従来の移動局をサポートするための統合スペクトルにおける第2のキャリア配置を含み、第2のキャリア配置は第1のキャリア配置とは異なる。異なるキャリア配置を含むタイムスロットの割当は時間と共に反復されてもよい。一実施例において、後続の反復的な第2のキャリア配置における第2のキャリア配置は、時間とともに変化してもよい。一実施例において、第1又は第2のキャリア配置によるタイムスロットの数は、異なってもよい。一実施例において、1つ以上のタイムスロットに属する2つより多い数のグループが使用され、その1つ以上のタイムスロットに属するグループの各々が、異なるキャリア配置を含んでいてもよい。
一実施例において、統合スペクトルにおける1つ以上のキャリアが、時間分割複信方式により、中継局の受信及び送信を時間領域において分離し、従来の移動局をサポートする一方、他のキャリアは、中継局と基地局との間の通信、及び／又は中継局と1つ以上の移動局との間の通信における遮られない送信及び受信を維持する。具体例として図2を参照するに、第1のタイムスロットにおいて、中継局はキャリアR−B216により基地局からの通信を受信するが、キャリアR−B216により基地局への送信は行わず、第2のタイムスロットにおいて、中継局はキャリアR−B216により基地局へ通信信号を送信するが、キャリアR−B216により基地局から受信は行わない。
＜FDDインバンド中継＞
基地局及び中継局間の遮られない双方向リンクに加えて、中継局及び1つ以上の移動局間の双方向リンクを維持する方法の1つは、FDDインバンド方式により実現される。
図3A及び3Bを参照するに、不連続アグリゲーションスペクトルにおけるFDDインバンド方式が示されている。
図3Aは、基地局302から移動局306へのダウンリンク（DL）方向において、統合スペクトルを利用して基地局（eNB）302が中継局（RN）304を介して移動局（UE）306と通信することを示すブロック図である。特定のタイムスロットT1及びDL周波数バンドF1において、中継局304は、キャリアR−BDLにおいて基地局302からデータを受信することと、キャリアR−UEDLにおいて移動局306へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局302から1ホップ離れている（不図示の）移動局へ基地局302が送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるキャリアBDLにより送信される。これらの信号は、中継局304までと等しい距離ならば減衰による消失には至っていないので、移動局306に続くように示されている。ただし、このことは、キャリアBDLが、中継局が通信している移動局に達することを必ずしも意味するものではない。キャリアBDLはキャリアR−BDL及びキャリアR−UE DLと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、様々なキャリアの位置（配置）は、各々のタイムスロットにおいて同じ位置に維持される。上述したように、一実施例において、様々なキャリアの位置は様々なタイムスロットにおいて異なる位置であってもよい。そのような実施例は、従来の移動局の動作を保証（サポート）する等の観点から有用である。
図3Bは、移動局306から基地局302へのアップリンク（UL）方向において、基地局（eNB）302が中継局（RN）304を介して移動局（UE）306と通信することを示すブロック図である。タイムスロットT1及びUL周波数バンドF2において、中継局304は、キャリアR−UEULにおいて移動局306からデータを受信することと、キャリアR−BULにおいて基地局302へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局302から1ホップ離れている（不図示の）移動局が基地局302へ送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるキャリアBULにより送信される。これらの信号は、通常、基地局付近に又は中継局付近に送信されるが、図3Bでは移動局306及び基地局302の間に示されている。キャリアBULはキャリアR−BUL及びキャリアR−UE ULと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、様々なキャリアの位置（配置）は、各々のタイムスロットにおいて同じ位置に維持される。上述したように、一実施例において、様々なキャリアの位置は様々なタイムスロットにおいて異なる位置であってもよい。
図3Cは図3A及び3Bに関するスペクトル例を示す。図3Cは、キャリアR−UEDL、キャリアBDL及びキャリアR−BDLを含むDL周波数バンドF1と、キャリアR−UEUL、キャリアBUL及びキャリアR−BULを含むUL周波数バンドF2とを示す。
一実施例において、キャリアR−BDL、キャリアR−UEDL、キャリアR−BUL及びキャリアR−UEULの内の何れかが、スペクトル利用効率を向上させるように、基地局及び中継局により再利用されてもよい。例えば、複数のセクタ上で送信している基地局の場合、キャリアR−BDL（又はR−BUL）が、干渉がほとんど生じないように十分に分離されている複数のセクタ内で再利用されてもよい。同様に、所与の基地局において、近接してはいない複数のセクタの中で、キャリアR−UEUL（又はR−UEUL）が、中継局及び移動局の間で再利用されてもよい。
＜TDDインバンド中継＞
基地局及び中継局間の遮られない双方向リンクに加えて、中継局及び1つ以上の移動局間の双方向リンクを、DL及びULサブフレームの間維持する別の方法は、TDDインバンド方式により実現される。
図4A及び4Bを参照するに、不連続アグリゲーションスペクトルにおけるTDDインバンド方式が示されている。
図4Aは、基地局402から移動局406へのダウンリンク（DL）方向において、基地局（eNB）402が中継局（RN）404を介して移動局（UE）406と通信することを示すブロック図である。タイムスロットT1及び周波数バンドF1において、中継局404は、キャリアR−Bにおいて基地局402からデータを受信することと、キャリアR−UEにおいて移動局406へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局402から1ホップ離れている（不図示の）移動局へ基地局402が送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるキャリアBにより送信される。これらの信号は、中継局404までと等しい距離ならば減衰による消失には至っていないので、移動局406に続くように示されている。ただし、このことは、キャリアBが、中継局が通信している移動局に達することを必ずしも意味するものではない。キャリアBはキャリアR−B及びキャリアR−UEと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、様々なキャリアの位置（配置）は、各々のタイムスロットにおいて同じ位置に維持される。上述したように、一実施例において、様々なキャリアの位置は異なる位置であってもよい。
図4Bは、移動局406から基地局402へのアップリンク方向において、基地局402が中継局404を介して移動局406と通信することを示すブロック図である。タイムスロットT2及び周波数バンドF1において、中継局404は、キャリアR−UEにおいて移動局406からデータを受信することと、キャリアR−Bにおいて基地局402へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局402から1ホップ離れている（不図示の）移動局が基地局402へ送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるキャリアBにより送信される。これらの信号は、通常、基地局付近又は中継局付近に送信されるが、図4Bでは移動局406及び基地局402の間に示されている。キャリアBはキャリアR−B及びキャリアR−UEと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、様々なキャリアの位置（配置）は、各々のタイムスロットにおいて同じ位置に維持される。上述したように、一実施例において、様々なキャリアの位置は異なる位置であってもよい。
1つの基地局、1つの中継局及び1つの移動局が図3A、3B、4A及び4Bに示されているが、ネットワークは複数の基地局を含み、各基地局は1つ以上の中継局及び1ホップ以上離れた移動局と通信し、各中継局は1つ以上の移動局及び移動局と通信している1つ以上の別の中継局と通信してもよいことが、理解されるべきである。
一実施例において、キャリアR−B及びキャリアR−UEは、スペクトル利用効率を改善させるように、基地局及び中継局により再利用されてもよい。
図4Cは図4A及び4Bに関する2つのタイムスロット各々の統合スペクトルを示す。図4Cは、キャリアR−B、キャリアR−UE及びキャリアBを含む周波数バンドF1によりDL通信を行う第1のタイムスロットT1と、キャリアR−B、キャリアR−UE及びキャリアBを含む周波数バンドF1によりUL通信を行う第2のタイムスロットT2とを示す。
＜連続スペクトルアグリゲーションの際の中継局＞
一実施例において、連続スペクトルアグリゲーションの場合、中継局及び基地局間の通信に専用のサブバンド（サブバンドR−B）を確保（予約）することで、中継局がサポートされる（中継局の動作が保証される）。一実施例において、連続スペクトルアグリゲーションの場合、基地局及び中継局間のデータをやり取りするためのサブバンド（サブバンドR−B）を動的にスケジューリング（制御）することで、中継局の動作が保証される。
中継局における同一バンド内（インバンド）送信／受信干渉を減らすため、基地局及び1ホップ離れた中継局間の通信に使用されるサブバンド（サブバンドR−B）は、中継局とその中継局が通信している1つ以上の移動局との間の通信に使用されるサブバンド（サブバンドR−UE）から隔てられている必要がある。サブバンドR−B及びサブバンドR−UEの間隔が離れるほど、インバンド送信／受信干渉を大きく低減できる。一実施例において、大きなガードバンドの代わりに干渉を減らす代替方法があり、これは例えば、後述するような送信電力分布を制御するものである。
図5は、ネットワーク通信において使用される様々なレイヤを示す概略図である。図5は図2に部分的に類似している。主な相違点は、図2は統合されたスペクトルの中で不連続的なキャリアを示しているが、図5は統合されたスペクトルの中でサブバンドの連続的なグループを示している点である。物理レイヤ（PHY）において、サブバンドR−UE510、サブバンドB512、514、516及びサブバンドR−B518を含む個々のサブバンドが、別個のサブバンドとして示されており、これらがまとまってスペクトル全域を占めている。MAC520は、全てのPHYレイヤサブバンドに共通なものとして示されている。共通のMACレイヤは、ネットワークの上位レイヤ530と通信するように示されている。
一実施例において、サブバンドR−Bのサイズは、基地局と少なくとも1つの中継局との間の通信に対する帯域幅の条件にしたがって調整されてもよい。
一実施例において、サブバンドR−Bのサイズは、中継局とその中継局が通信している少なくとも1つの移動局との間の通信に対する帯域幅の条件にしたがって調整されてもよい。
一実施例において、サブバンドR−Bのサイズは、基地局とその基地局から1ホップ離れた（基地局が通信している）少なくとも1つの移動局との間の通信に対する帯域幅の条件にしたがって調整されてもよい。
一実施例において、従来の移動局をサポートするため（従来の移動局の動作を保証するため）、限定ではないが、特に、従来の移動局に対して、LTE−Aのネットワークにおける所望のサブバンドには整合しない特定のキャリアが割り当てられ、サブバンドR−B及びサブバンドR−UEの位置（場所）は、時間と共に変化してもよい。
一実施例において、従来ユーザをサポートするための中継リンクにおけるサブバンド配置の変更（サブバンドホッピング）は、タイムスロット毎に生じる。一実施例において、いくつかの連続的なタイムスロット群は、第1のサブバンド配置と、従来の移動局をサポートするための第1のサブバンドは位置とは異なる第2のサブバンド配置とを含む。タイムスロットの割当／配置は、第1及び第2のサブバンド配置に関して反復されてもよい。一実施例において、反復的な第2のサブバンド配置における第2のサブバンド配置は、時間とともに変化してもよい。一実施例において、第1又は第2のサブバンド配置によるタイムスロットの数は、異なってもよい。
一実施例において、帯域幅の内のいくつかのサブバンドが、時間分割複信方式により、中継局の受信及び送信を時間領域において分離し、従来の移動局をサポートする一方、他のサブバンドは、中継局と基地局との間の通信、及び／又は中継局と1つ以上の移動局との間の通信における遮られない送信及び受信を維持する。具体例として図5を参照するに、第1のタイムスロットにおいて、中継局はサブバンドR−B518により基地局からの通信を受信するが、サブバンドR−B518により基地局への送信は行わず、第2のタイムスロットにおいて、中継局はサブバンドR−B518により基地局へ通信信号を送信するが、サブバンドR−B518により基地局から受信は行わない。
＜FDDインバンド中継＞
基地局及び中継局間の遮られない双方向リンクに加えて、中継局及び1つ以上の移動局間の双方向リンクを維持する方法の1つは、FDDインバンド方式により実現される。
図6A及び6Bを参照するに、連続アグリゲーションスペクトルにおけるFDDインバンド方式が示されている。
図6Aは、基地局602から移動局606へのダウンリンク方向において、基地局（eNB）602が中継局（RN）604を介して移動局（UE）606と通信することを示すブロック図である。特定のタイムスロットT1及びDL周波数バンドF1において、中継局604は、サブバンドR−BDLにおいて基地局602からデータを受信することと、サブバンドR−UEDLにおいて移動局606へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局602から1ホップ離れている（不図示の）移動局へ基地局602が送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるサブバンドBDLにより送信される。これらの信号は、中継局604までと等しい距離ならば減衰による消失には至っていないので、移動局606に続くように示されている。ただし、このことは、サブバンドBDLが、中継局が通信している移動局に達することを必ずしも意味するものではない。キャリアBDLはキャリアR−BDL及びキャリアR−UE DLと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、様々なサブバンドの位置（配置）は、各々のタイムスロットにおいて同じ位置に維持される。不連続的なスペクトルアグリゲーションに関して上述した方法と同様に、一実施例において、様々なサブバンドの位置は様々なタイムスロットにおいて異なる位置であってもよい。そのような実施例は、従来の移動局の動作を保証（サポート）する等の観点から有用である。
図6Bは、移動局606から基地局602へのアップリンク方向において、基地局602が中継局604を介して移動局606と通信することを示すブロック図である。タイムスロットT1及びUL周波数バンドF2において、中継局604は、サブバンドR−UEULにおいて移動局606からデータを受信することと、サブバンドR−BULにおいて基地局602へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局602から1ホップ離れている（不図示の）移動局が基地局602へ送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるサブバンドBULにより送信される。これらの信号は、通常、基地局付近に又は中継局付近に送信されるが、図6Bでは移動局606及び基地局602の間に示されている。キャリアBULはキャリアR−BUL及びキャリアR−UE ULと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、様々なサブバンドの位置（配置）は、各々のタイムスロットにおいて同じ位置に維持される。一実施例において、様々なサブバンドの位置は異なる位置であってもよい。
図6Cは図6A及び6Bに関するスペクトル例を示す。図6Cは、サブバンドR−UEDL、サブバンドBDL及びサブバンドR−BDLを含むDL周波数バンドF1と、サブバンドR−UEUL、サブバンドBUL及びサブバンドR−BULを含むUL周波数バンドF2とを示す。
一実施例において、サブバンドR−BDL、サブバンドR−UEDL、サブバンドR−BUL及びサブバンドR−UEULの内の何れかが、スペクトル利用効率を向上させるように、基地局及び中継局により再利用されてもよい。例えば、複数のセクタ上で送信している基地局の場合、サブバンドR−BDL（又はR−BUL）が、干渉がほとんど生じないように十分に分離されている複数のセクタ内で再利用されてもよい。同様に、所与の基地局において、近接してはいない複数のセクタの中で、サブバンドR−UEUL（又はR−UEUL）が、中継局及び移動局の間で再利用されてもよい。
＜TDDインバンド中継＞
基地局及び中継局間の遮られない双方向リンクに加えて、中継局及び1つ以上の移動局間の双方向リンクを、DL及びULサブフレームの間維持する別の方法は、TDDインバンド方式により実現される。
図7A及び7Bを参照するに、連続アグリゲーションスペクトルにおけるTDDインバンド方式が示されている。
図7Aは、基地局702から移動局706へのダウンリンク方向において、基地局（eNB）702が中継局（RN）704を介して移動局（UE）706と通信することを示すブロック図である。DLタイムスロットT1及び周波数バンドF1において、中継局704は、サブバンドR−Bにおいて基地局702からデータを受信することと、サブバンドR−UEにおいて移動局706へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局702から1ホップ離れている（不図示の）移動局へ基地局702が送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるサブバンドBにより送信される。これらの信号は、中継局までと等しい距離ならば減衰による消失には至っていないので、移動局706及び基地局702の間に示されている。サブバンドBはサブバンドR−B及びサブバンドR−UEと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、このような方法は、タイムスロット各々においてサブバンドの位置が同じ位置に維持されるようにして実現可能である。あるいは、一実施例において、様々なサブバンドの位置が異なる位置になるように実現されてもよい。
図7Bは、移動局706から基地局702へのアップリンク方向において、基地局702が中継局704を介して移動局706と通信することを示すブロック図である。ULタイムスロットT2及び周波数バンドF1において、中継局704は、サブバンドR−UEにおいて移動局706からデータを受信することと、サブバンドR−Bにおいて基地局702へデータを送信することとを同時に実行できる。基地局702から1ホップ離れている（不図示の）移動局が基地局702へ送信したデータは、インバンドスペクトルにおけるサブバンドBにより送信される。これらの信号は、通常、基地局付近又は中継局付近に送信されるが、図7Bでは移動局706及び基地局702の間に示されている。サブバンドBはサブバンドR−B及びサブバンドR−UEと干渉するおそれがあることが、示されている。
一実施例において、様々なサブバンドの位置（配置）は、各々のタイムスロットにおいて同じ位置に維持される。上述したように、一実施例において、様々なサブバンドの位置は異なる位置であってもよい。
図7Cは図7A及び7Bに関する2つのタイムスロット各々のスペクトル例を示す。図7Cは、サブバンドR−UE、サブバンドB及びサブバンドR−Bを含む周波数バンドF1によりDL通信を行う第1のタイムスロットT1と、サブバンドR−UE、サブバンドB及びサブバンドR−Bを含む周波数バンドF1によりUL通信を行う第2のタイムスロットT2とを示す。
1つの基地局、1つの中継局及び1つの移動局が図6A、6B、7A及び7Bに示されているが、ネットワークは複数の基地局を含み、各基地局は1つ以上の中継局及び1ホップ以上離れた移動局と通信し、各中継局は1つ以上の移動局及び移動局と通信している1つ以上の別の中継局と通信してもよいことが、理解されるべきである。
一実施例において、キャリアR−B及びキャリアR−UEは、スペクトル利用効率を改善させるように、基地局及び中継局により再利用されてもよい。
図8を参照しながら、中継局が使用する方法を説明する。本方法の第1のステップ8−1は、基地局とその基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当てる（指定する）ことを含む。本方法の第2のステップ8−2は、基地局とその基地局が通信している1つ以上の移動局の内の第1移動局群との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当てる（指定する）ことを含む。
本方法の第3のステップ8−3は、少なくとも1つの中継局と、その少なくとも1つの中継局が通信している1つ以上の移動局の内の第2移動局群との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当てる（指定する）ことを含む。本方法の第4のステップ8−4は、以下の手順の内の少なくとも1つを少なくとも1つの中継局が実行することを含む：第1の周波数サブバンドにより信号を受信することと、第3の周波数サブバンドにより信号を送信することとを同時に行うこと；及び第1の周波数サブバンドにより信号を送信することと、第3の周波数サブバンドにより信号を受信することとを同時に行うこと。第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、重複していない統合される複数のサブバンドであり、これらをまとめることで帯域幅を増加させる。
一実施例において、第1、第2及び第3の周波数サブバンドの1つ以上は、それぞれ第1、第2及び第3のキャリア周波数である。一実施例において、第1、第2又は第3のキャリア周波数の1つ以上は、統合されて増加した帯域幅の中の不連続的な帯域である。
一実施例において、第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合されて増加した帯域幅の中の連続的な帯域である。
一実施例において、第1及び第3のサブバンドの内の少なくとも1つは、専用のサブバンドである。一実施例において、第1及び第3のサブバンドの少なくとも1つは、それぞれ上記の専用の第1又は第3のサブバンドとは異なるサブバンドに動的に割り当てられる。一実施例において、第1、第2及び第3のサブバンドの少なくとも1つの帯域幅のサイズが可変であり、その帯域幅は動的に割り当てられる（指定される）。
FDD方式により実現する場合、第1の周波数サブバンドを割り当てる際に、ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、及びアップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て；第2の周波数サブバンドを割り当てる際に、DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、及びUL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て；第3の周波数サブバンドを割り当てる際に、DL周波数バンドにおいて第3のDL周波数サブバンドを、及びUL周波数バンドにおいて第3のUL周波数サブバンドを割り当て；少なくとも1つの中継局が、第1のDL周波数サブバンドにより信号を受信すること、第3のDL周波数サブバンドにより信号を送信すること、第1のUL周波数サブバンドにより信号を送信すること、及び第3のUL周波数サブバンドにより信号を受信することの内の1つ以上を同じタイムスロットの中で同時に実行する。
TDD方式により実現する場合、第1のタイムスロットにおいて、ダウンリンク（DL）通信に関し、第1のDL周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、第2のタイムスロットにおいて、アップリンク（UL）通信に関し、第1のDL周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て；少なくとも1つの中継局が、第1の周波数サブバンドにより信号を受信すること、及び第3の周波数サブバンドにより信号を送信することを第1のタイムスロットの間に実行し；第1の周波数サブバンドにより信号を送信すること、及び第3の周波数サブバンドにより信号を受信することを第2のタイムスロットの間に実行する。
中継局が通信している基地局が、上記と同様な方法を使用してもよい。一実施例において、基地局はDL及びUL通信に使用するサブバンド及び／又はキャリアを割り当てる役割を有し、そのDL及びUL通信は、基地局と中継局との間のDL及びUL通信、基地局と1ホップ離れた移動局との間のDL及びUL通信、中継局と基地局から2ホップ離れた別の中継局との間のDL及びUL通信、及び中継局とその中継局が通信している移動局との間のDL及びUL通信である。基地局がサブバンド及び／又はキャリアを割り当てると、基地局は中継局に通知を行い、中継局がどのサブバンド及び／又はキャリアにより送信／受信するかを中継局に知らせる。中継局は、その中継局が通信している移動局にその情報をさらに通知（転送）する。上述したように、基地局は、必要に応じて（例えば、従来の移動局の場合に）異なるサブバンド及び／又はキャリアを動的に割り当てる（指定する）役割を担ってもよい。
さらに、少なくとも1つの基地局、少なくとも1つの中継局及び少なくとも1つの移動局を含むシステムが、上記の本方法を協働して実行してもよい。
＜Tx／Rxガードギャップ削減＞
本発明の一実施例において、送信電力分布を制御することで、中継局における送信及び受信の間の相互干渉を減らしてもよい。
図9は中継局が使用する統合されたスペクトル900の一例を示し、キャリアR−B910及びキャリアR−UE920はガードバンド930により分離されている。このようなガードバンドは、使用されていない1つ以上のキャリアを含んでもよいし、あるいはある種の通信信号に使用されてもよい1つ以上のキャリアを含んでもよい。例えば、図2に関して説明したように、キャリアR−B910及びキャリアR−UE920の間の少なくとも1つのキャリアが、基地局と1ホップ離れた移動局との間の通信に使用されてもよい。
一実施例において、基地局からの通信の送信電力及び帯域幅を制御することで、ガードバンドを少なくする（狭くする）ことができる。キャリアR−Bにおいて送信される2つのフォーマットの信号が示されており、一方は940により示され、帯域幅が狭く及びピーク電力が高い信号であり、他方は950により示され、帯域幅が広く及びピーク電力が低い信号である。信号940は、信号950よりも高いピーク電力及び狭い帯域幅を有する。帯域幅が狭い信号940は、ガードバンド930の領域において、信号950と比較して低い電力をもたらす。例えば、図中960により示されるスペクトル位置の場合、2つの信号の基準レベルに対して、帯域幅が狭い信号940の電力は、帯域幅が広い信号950の半分のレベルに過ぎない。
したがって、狭い帯域幅の信号940は、広い帯域幅の信号950と比較して、ガードバンド930内の同じ位置において、より低い電力を有するので、2つのキャリアR−B910及びキャリアR−UE920の2つのキャリア信号は、送信／受信相互干渉を同程度に低減する制御を行う際、より狭いガードバンドを使用することができる。一実施例において、狭帯域かつ高電力の信号は、所望のターゲットノード（すなわち、中継局）が基地局から遠く離れている場合に有用である。一実施例において、広帯域かつ低電力の信号は、所望のターゲットノード（すなわち、中継局）が、基地局と近接している場合に有用である。しかしながら、狭帯域幅で高電力の信号は、所望のターゲットノード（すなわち、中継局）が基地局と近接している場合に使用されてもよい。この場合、基地局及び移動局と通信する中継局が使用するキャリア同士の間で、狭いガードバンドが使用されることが望ましい。
一実施例において、中継局は、基地局、移動局及び他の中継局への送信に対して、同様に送信電力の分布を制御してもよい。
＜通信システムの具体的な構成要素の説明＞
図10を参照するに、基地局14の具体例が示されている。概して、基地局14は、制御部20、ベースバンドプロセッサ22、送信部24、受信部26、複数のアンテナ28及びネットワークインターフェース30を含む。受信部26は、移動端末16（図11）及び中継局15（図12）に備わっている1つ以上の遠隔送信機からの情報を担う無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ（図示せず）は、協働して、処理する信号を増幅してブロードバンド干渉を除去する。ダウンコンバージョン部及びディジタル化部（図示せず）は、受信されフィルタリングされた信号を中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、1つ以上のディジタルストリームにディジタル化する。
ベースバンドプロセッサ22は、受信及びディジタル化された信号を処理し、受信信号により搬送された情報又はデータビットを抽出する。この処理は、典型的には、復調、複合及び誤り訂正を含む。したがって、ベースバンドプロセッサ22は、一般に、1つ以上のディジタル信号プロセッサ（DSP）又は特定用途向け集積回路（ASIC）により実現される。
受信した情報は、ネットワークインターフェース30を介して無線ネットワークへ送信される、あるいは基地局14のセルに在圏する他の移動端末へ直接的に又は中継局15を介して送信される。
送信の場合、ベースバンドプロセッサ22は、制御部20による制御にしたがって、音声、ビデオ、データ又は制御情報を表すディジタルデータを、ネットワークインターフェース30から受信し、そのデータを送信するためにエンコードする。エンコードされた信号は送信部24に出力され、所望の1つ以上の周波数を含む1つ以上のキャリア信号により変調される。電力増幅器（図示せず）は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、変調されたキャリア信号をマッチング回路（図示せず）を介してアンテナ28に運ぶ。変調及び処理の詳細については後述される。
図11を参照するに、移動端末16の具体例が示されている。基地局14と同様に、移動端末16は、制御部22、ベースバンドプロセッサ34、送信部36、受信部38、複数のアンテナ40及びユーザインターフェース回路42を含む。受信部38は、1つ以上の基地局14及び中継局15からの情報を運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ（図示せず）は、協働して、処理する信号を増幅してブロードバンド干渉を除去する。ダウンコンバージョン部及びディジタル化部（図示せず）は、受信されフィルタリングされた信号を中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、1つ以上のディジタルストリームにディジタル化する。
ベースバンドプロセッサ34は、受信及びディジタル化された信号を処理し、受信信号により搬送された情報又はデータビットを抽出する。この処理は、典型的には、復調、複合及び誤り訂正を含む。したがって、ベースバンドプロセッサ22は、一般に、1つ以上のディジタル信号プロセッサ（DSP）又は特定用途向け集積回路（ASIC）により実現される。
送信の場合、ベースバンドプロセッサ34は、音声、ビデオ、データ又は制御情報を表すディジタルデータを、制御部32から受信し、そのデータを送信するためにエンコードする。エンコードされた信号は送信部36に出力され、所望の1つ以上の周波数を含む1つ以上のキャリア信号により変調する変調部により使用される。電力増幅器（図示せず）は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、変調されたキャリア信号をマッチング回路（図示せず）を介してアンテナ40に運ぶ。当業者に既知の様々な変調及び処理が、移動端末及び基地局間で直接的に又は中継局を介して通信される信号に施されてもよい。
OFDM変調の場合、送信帯域は複数の直交する搬送波（サブキャリア）に分割される。搬送波の各々は、送信されるディジタルデータにしたがって変調される。OFDMは送信帯域を複数のキャリアに分割するので、キャリア当たりの帯域幅は少なくなり、キャリア当たりの変調時間が増える。複数のキャリア（サブキャリア）は並列的に送信されるので、任意のキャリアにおけるディジタルデータ又はシンボルに関する伝送レートは、シングルキャリアが使用される場合よりも少なくて済む。
OFDM変調は、送信する情報を高速逆フーリエ変換（IFFT）する処理を利用する。復調の場合、受信信号について高速フーリエ変換することで送信された情報を復元できる。実際には、IFFT及びFFTは、ディジタル信号プロセッサが逆離散フーリエ変換（IDFT）及び離散フーリエ変換（DFT）をそれぞれ行うことでなされる。したがって、OFDM変調の特徴は、送信チャネルにおける複数のバンドについて、直交するサブキャリアが生成されることである。変調された信号は、比較的低い伝送レートを有し、各自のバンド内に留まることができるディジタル信号である。個々のキャリア（サブキャリア）がディジタル信号により直接的には変調されない。そうではなく、全ての搬送波（サブキャリア）がIFFT処理により一度に変調される。
動作の際、OFDMは、基地局14から移動端末16へのダウンリンク伝送に少なくとも使用されることが好ましい。基地局14には「n」個の送信アンテナ28（n≧1）が備わり、移動端末16各々には「m」個の受信アンテナ40（m≧1）が備わっている。重要なことに、個々のアンテナは、適切な二重化方式又は切り替えにより受信及び送信に使用可能であり、簡明化のためそのように図示されている。
中継局15が使用される場合、OFDMは、基地局14から中継局15へ及び中継局15から移動端末16へのダウンリンク伝送に使用されることが好ましい。
図12を参照するに、中継局15が示されている。基地局14及び移動端末16と同様に、中継局15は、制御部132、ベースバンドプロセッサ138、送信部136、受信部138、複数のアンテナ130及び中継部142を含む。中継部142は、中継局15が基地局14及び移動端末16の間の通信を支援できるようにする。受信部138は、基地局14及び移動端末16の1つ以上からの情報を運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器及びフィルタ（図示せず）は、協働して、処理する信号を増幅してブロードバンド干渉を除去する。ダウンコンバージョン部及びディジタル化部（図示せず）は、受信されフィルタリングされた信号を中間周波数信号又はベースバンド周波数信号にダウンコンバートし、1つ以上のディジタルストリームにディジタル化する。
ベースバンドプロセッサ134は、受信及びディジタル化された信号を処理し、受信信号により搬送された情報又はデータビットを抽出する。この処理は、典型的には、復調、複合及び誤り訂正を含む。したがって、ベースバンドプロセッサ22は、一般に、1つ以上のディジタル信号プロセッサ（DSP）又は特定用途向け集積回路（ASIC）により実現される。
送信の場合、ベースバンドプロセッサ134は、音声、ビデオ、データ又は制御情報を表すディジタルデータを、制御部132から受信し、そのデータを送信するためにエンコードする。エンコードされた信号は送信部136に出力され、所望の1つ以上の周波数を含む1つ以上のキャリア信号により変調する変調部により使用される。電力増幅器（図示せず）は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、変調されたキャリア信号をマッチング回路（図示せず）を介してアンテナ28に運ぶ。徐移したように、当業者に既知の様々な変調及び処理が、移動端末及び基地局間で直接的に又は中継局を介して間接的に通信される信号に施されてもよい。
図13を参照しながら、OFDM送信機の論理アーキテクチャを説明する。まず、基地局コントローラ（BSC）10は、直接的に又は中継局15を介して様々な移動端末16へ送信するデータを基地局14に送信する。基地局14は、移動端末に関連するチャネル品質インジケータ（CQI）を利用して、送信するデータのスケジューリングを行い、かつスケジューリングしたデータを送信するための適切な符号化率及び変調方式を選択する。CQIは、移動局16から直接的に取得されてもよいし、あるいは移動局16が提供した情報に基づいて基地局14が決定してもよい。いずれにせよ、各移動端末16のCQIは、チャネル振幅（又はチャネル応答）がOFDM周波数バンド内で変動する度合いの関数である。
ビットストリームであるスケジューリングされたデータ44は、データスクランブル論理部46を用いてデータに伴うピーク対平均電力比を減らすようにスクランブルする。CRC付加論理部48により、スクランブルされたスクランブルデータの巡回冗長検査（CRC）が行われ、スクランブルデータにCRCが付加される。次に、チャネル符号化論理部50を用いてチャネル符号化が実行され、効率的にデータに冗長性を付加し、移動端末16における復元及び誤り訂正を支援する。特定の移動端末16に対するチャネル符号化率は、CQIに基づいている。一実施例において、チャネル符号化論理部50は、従来のターボ符号化技術を使用してもよい。符号化されたデータは、レートマッチング論理部52により処理され、符号化に関連するデータ伸張を補償する。
ビットインタリーバ論理部54は、符号化されたデータのビットを組織的に並べ替え、連続的なデータビットの欠落を最小限に抑える。その結果のデータは、マッピング論理部56により、選択されたベースバンド変調方式に基づいて、対応するシンボルにマッピングされる（対応付けられる）。好ましくは、直交振幅変調（QAM）又は直交位相シフトキー（QPSK）変調方式が使用される。変調の度合い（変調方式）は、対象の特定の移動端末のCQIに基づいて選択されることが好ましい。シンボルは、シンボルインタリーバ論理部58により、組織的に並べ替えられ、周波数選択フェージングに起因する周期的なデータ欠落に対する送信信号の耐性がさらに強化される。
この段階において、ビットのグループが、振幅及び位相のコンステレーション内の所定の場所を表すシンボルにマッピングされる。空間ダイバーシチが必要な場合、シンボルのブロックは時空間ブロック符号化（STC）論理部60により処理され、STC論理部は、シンボルをある方法で修正し、送信される信号が、干渉に対してより強い耐性を有するようにし、かつ移動端末16において複合されやすくする。STC論理部60は、到来するシンボルを処理し、基地局14の送信アンテナ数に対応する「n」個の出力を提供する。図13において説明したような制御部20及び／又はベースバンドプロセッサ22は、マッピング制御信号を提供してSTCの符号化を制御する。この段階において、「n」この出力のシンボルは、送信されるデータであり、かつ移動端末16により復元可能なものであると考えられる。
目下の例の場合、基地局14は2つのアンテナ28（n＝28）を有し、STC符号化論理部60は2つの出力シンボルストリームを提供することを想定している。したがって、STC符号化論理部60により出力された各々のシンボルストリームは、簡明化のため、対応するIFFTプロセッサ62に与えられる。本願で説明した他の処理と共に又は単独に、1つ以上のプロセッサがそのようなディジタル信号処理に使用されてもよいことを、当業者は認めるであろう。IFFTプロセッサ62は、逆フーリエ変換を行うように個々のシンボル群について処理することが好ましい。IFFTプロセッサ62の出力は、時間領域のシンボルを与える。この時間領域のシンボルはフレームにグループ化され、プレフィックス挿入論理部24により、フレームにプレフィックスが関連付けられる（挿入される）。その結果の信号の各々は、ディジタル領域において中間周波数にまでアップコンバートされ、関連するディジタルアップコンバージョン（DUC）及びディジタルアナログ（D／A）変換部66によりアナログ信号に変換される。その結果の（アナログ）信号は、RF回路68及びアンテナ28により、所望のRF周波数において同時に変調され、増幅され、送信される。重要なことに、意図される（宛先の）移動端末16にとって既知のパイロット信号が、サブキャリアの中に分散される。以下に詳細に説明する移動端末16は、パイロットチャネルを利用してチャネル推定を行う。
図14を参照するに、基地局14から直接的に又は中継局15を経由した送信信号を移動端末16が受信する様子を示す。移動端末16の各アンテナ40に送信信号が到着すると、各信号は、関連するRF回路70により復調され増幅される。説明の簡明化のため、2つの受信経路の内の一方のみが詳細に図示及び説明される。アナログディジタル（A／D）変換及びダウンコンバージョン回路72は、ディジタル処理のためのアナログ信号に、ディジタル化してダウンコンバートする。その結果のディジタル化された信号は、自動利得制御回路（AGC）74により使用され、受信信号レベルに基づいて、RF回路70における増幅器の利得を制御する。
まず、ディジタル化された信号が、粗同期論理部78を含む同期論理部76に与えられ、同期論理部は、いくつものOFDMシンボルを蓄積（バッファリング）し、2つの連続するOFDMシンボル同士の間の自己相関を計算する。相関の最大値に対応する結果の時間インデックスは、精密同期サーチウィンドウを決定し、これは精密同期論理部80により使用され、ヘッダに基づいて正確なフレーム開始部を判定する。精密同期論理部80の出力は、フレーム調整論理部84によるフレーム捕捉を支援する。以後のFFT処理が時間領域から周波数領域への正確な変換をもたらすように、適切なフレーム調整を行うことが重要である。精密同期アルゴリズムは、ヘッダにより生成された受信パイロット信号と、既知のパイロットデータのローカルなコピーとの間の相関に基づいている。フレーム調整処理がなされると、OFDMシンボルのプレフィックスがプレフィックス除去論理部86により除去され、その結果のサンプルは、周波数オフセット訂正論理部88に送信され、送信機及び受信機のローカル発振器の不整合に起因するシステム周波数オフセットが補償される。同期論理部76は、周波数オフセット及びクロック推定論理部82を含むことが好ましく、これは、ヘッダに基づいて、送信信号に対するそのような影響の推定を支援し、その推定値を訂正論理部88に与え、OFDMシンボルを適切に処理できるようにする。
この段階において、時間領域のOFDMシンボルは、FFT処理論理部90による周波数領域への変換の準備が整う。変換後の周波数領域信号は、処理論理部92に送られる。処理論理部92は、分散パイロット抽出論理部94を用いて、分散しているパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に基づいて、チャネル推定論理部96を用いてチャネル推定値を決定し、チャネル再構築論理部98を用いて全てのキャリアについてチャネル応答値を提供する。サブキャリア各々に対するチャネル応答値を判定するために、パイロット信号は、本質的には、時間及び周波数の双方向において既知のパターンにより、データシンボルのOFDMサブキャリアにわたって分散している複数のパイロットシンボルである。引き続き図14を参照するに、処理論理部は、受信したパイロットシンボルと、ある時間におけるあるサブキャリアについて予想されるパイロットシンボルとを比較し、パイロットシンボルが送信されたサブキャリアについてチャネル推定値を判定する。判定結果は、全部ではない残りの全て（パイロットシンボルが設けられていないサブキャリア）に対するチャネル応答値を推定するために補間される。実際のチャネル推定値及び補間されたチャネル推定値は、OFDMチャネル内の全部ではないがほとんどのサブキャリアに対するチャネル応答値を含む全体的なチャネル推定値を求めるために使用される。
周波数領域のシンボル及びチャネル再構築情報は、受信パス各々に対するチャネル応答値から導出されてSTCデコーダ100に与えられ、STCデコーダは、送信されたシンボルを復元できるように双方の受信パスについてSTCデコード処理を行う。チャネル再構築情報は、周波数領域シンボル各々を処理する際に、送信チャネルに及んだ影響を除去するのに十分な等価情報をSTCデコーダ100に与える。
復元されたシンボルは、送信側のシンボルインタリーバに対応するシンボルデインタリーバ102を用いて順序が元に戻される。デインタリーブされたシンボルは、デマッピング論理部104を用いて、対応するビットストリームに復調又デマッピングされる。ビットは、送信側のビットインタリーバ54位対応するビットデインタリーバ106によりデインタリーブされる。デインタリーブされたビットは、レートでマッチング論理部108により処理され、チャネルデコーダ論理部110に与えられ、当初にスクランブルされたデータ及びCRCチェックサムを復元する。その後、CRC論理部112は、CRCチェックサムを除去し、従来の方法でスクランブルされたデータを検査（チェック）し、既知の基地局デスクランブリングコードを用いてデスクランブルするデスクランブル論理部114に与え、送信側から送信されたデータ116を復元する。
データ116を復元することと並列して、CQI又は基地局14がCQIを生成するのに十分な最小限の情報が判定され、基地局14に送信される。上述したように、CQIはキャリア対干渉比（CR）の関数であるとともに、OFDM周波数帯域における様々なサブキャリアにわたってチャネル応答値が変化する程度を表す。本実施例の場合、情報を送信するのに使用されたOFDM周波数帯域内のサブキャリア各々のチャネル利得が互いに比較され、OFDM周波数帯域におけるチャネル利得が変化する程度を判定する。変化する程度を測定するために様々な技術を利用できるが、その技術の1つは、データを送信するのに使用されたOFDM周波数帯域内のサブキャリア各々に対するチャネル利得の標準偏差を算出することである。
図15A及び15Bを参照するに、シングルインプットシングルアウトプット（SISO）構成におけるSC−FDMA送信機及び受信機の具体例が、本発明の一実施例として使用されている。
SISOの場合、基地局は1つのアンテナで送信し、基地局及び／又は中継局は1つのアンテナで受信する。図15A及び15Bは、LTEのSC−FDMAアップリンクにおける送信機及び受信機に必要な基本的な信号処理を示す。一実施例において、SC−FDMA（シングルキャリア周波数分割多重接続）方式が使用される。SC−FDMAは、3GPPロングタームエボリューション（LTE）ブロードバンドワイヤレス第4世代（4G）エアインターフェース標準仕様等において使用されている変調及び多重接続方式である。SC−FDMAはDFTぷれこーでぃんぐしょりするOFDM方式と考えることもできる、あるいはシングルキャリア（SC）多重接続方式と考えることもできる。SC−FDMA及びOFDMAにおける送信機全体の処理にはいくつもの類似点がある。この種の標準仕様の技術技術分野において通常の知識を有する者にとって自明であるように、OFDMA及びSC−FDMAの間の共通点は、OFDMA送信回路及びOFDMA受信回路において現れる。SC−FDMAは、変調されたDFTプレコーディング、及び対応する復調シンボルのIDFT処理を行う点でOFDMAと特に相違する。このプレコーディングに起因して、SC−FDMAサブキャリアは、OFDMAサブキャリアの場合のように独立には変調されない。その結果、SC−FDMA信号のピークは、OFDMA信号のピークより低くなる。PAPRが低いことは、送信電力効率の観点から移動端末にとって特に有利である。
図1、10ないし15A及び15Bは、本願実施例を実現するのに使用可能な通信システムの特定の一例を与えている。その特定の一例とは異なるアーキテクチャを有するが、上記の実施例と同様に動作する通信システムにより、本願実施例が実現されてもよいことを、理解すべきである。
上記の教示内容から、本発明の様々な修正例及び変形例を得ることも可能である。したがって、添付の特許請求の範囲内において、本発明は上記において具体的に記述したものと異なるように実現可能であることが、理解されなければならない。
本発明は2008年6月12日付けで出願された米国仮特許出願第61／060，995号による恩恵を享受し、その出願の内容全体は本願のリファレンスに組み入れられる。
本願優先日に公知の3GPP標準仕様

Claims (50)

  1. 基地局と、該基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
    前記基地局と、前記基地局が通信している第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
    少なくとも1つの中継局と、該少なくとも1つの中継局が通信している第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当て、
    前記少なくとも1つの中継局が、
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを同時に行うこと、又は
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを同時に行うことの内の一方を実行するステップ
    を有し、前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである、方法。
  2. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含んでいる、請求項1記載の方法。
  3. 前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である、請求項2記載の方法。
  4. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである、請求項1記載の方法。
  5. 前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記第2の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第3のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第3のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記少なくとも1つの中継局は、
    前記第1のDL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること、
    前記第3のDL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、
    前記第1のUL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、及び
    前記第3のUL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること
    の内の1つ以上を同じタイムスロットの中で同時に実行する、請求項1記載の方法。
  6. 第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
    第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
    前記少なくとも1つの中継局が、
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを前記第1のタイムスロットの間に同時に行うこと、及び
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを前記第2のタイムスロットの間に同時に行うことの内の一方を実行する、請求項1記載の方法。
  7. 前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当て、
    前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当てる、請求項1記載の方法。
  8. 前記第1及び第3の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第3の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てるステップをさらに有する請求項1記載の方法。
  9. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更するステップをさらに有する請求項1記載の方法。
  10. 前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更するステップをさらに有する請求項2記載の方法。
  11. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの各々が、10MHzより広く、30MHzより狭い、請求項1記載の方法。
  12. 前記中継局が、LTE方式により動作する中継局である、請求項1記載の方法。
  13. 前記LTE方式により動作する前記中継局が、従来の移動局の動作をサポートする、請求項12記載の方法。
  14. 前記中継局の送信及び受信の間の干渉を減らすように、送信電力分布を制御するステップをさらに有する請求項1記載の方法。
  15. 前記送信電力分布を制御する前記ステップにおいて、前記中継局の送信及び受信の間のガードバンドのサイズを小さくできるように、低電力の広帯域信号よりも高電力の狭帯域信号を利用して前記第1又は第3の周波数サブバンドにより信号を送信する、請求項14記載の方法。
  16. 少なくとも1つのアンテナと、
    前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を送信する送信部と、
    前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を受信する受信部と、
    中継部とを有する中継局であって、前記中継部は、
    当該中継局が通信している基地局と当該中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
    当該中継局と、当該中継局が通信している第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
    前記中継部は、
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第2の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを同時に行うこと、及び
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第2の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを同時に行うことの内の一方を実行し、
    前記第1及び第2の周波数サブバンドは、前記第3の周波数サブバンドとともに、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドであり、前記基地局と、該基地局が通信している第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクを提供する、中継局。
  17. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含んでいる、請求項16記載の中継局。
  18. 前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である、請求項17記載の中継局。
  19. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである、請求項16記載の中継局。
  20. 前記中継部が、
    ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記中継部が、
    前記第1のDL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること、前記第2のDL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、前記第1のUL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、及び前記第2のUL周波数サブバンドにおいて信号を受信することを同じタイムスロットの中で同時に実行する、請求項16記載の中継局。
  21. 前記中継部が、
    第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド及び第2の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
    第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド及び第2の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
    前記中継部が、
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを前記第1のタイムスロットの間に同時に行うこと、及び
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを前記第2のタイムスロットの間に同時に行う、請求項16記載の中継局。
  22. 前記中継部が、
    前記第1の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当て、
    前記第2の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当てる、請求項16記載の中継局。
  23. 前記中継部が、前記第1及び第2の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第2の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てる、請求項16記載の中継局。
  24. 前記中継部が、前記第1又は第2の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更する、請求項16記載の中継局。
  25. 前記第1及び第2のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更する、請求項17記載の中継局。
  26. 少なくとも1つのアンテナと、
    前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を送信する送信部と、
    前記少なくとも1つのアンテナに結合され、信号を受信する受信部と、
    基地局信号処理部と
    を有し、前記基地局信号処理部は、
    当該基地局と、当該基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
    前記基地局と、前記基地局が通信している第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
    少なくとも1つの中継局と、該少なくとも1つの中継局が通信している第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当て、
    当該基地局は、前記第1、第2及び第3の割り当てたサブバンドの位置を前記中継局に通知し、
    前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである、基地局。
  27. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含んでいる、請求項26記載の基地局。
  28. 前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である、請求項27記載の基地局。
  29. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである、請求項26記載の基地局。
  30. ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記DL周波数バンドにおいて第3のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第3のUL周波数サブバンドを割り当てる、請求項26記載の基地局。
  31. 第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
    第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当てる、請求項26記載の基地局。
  32. 前記第1の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当て、
    前記第3の周波数サブバンドを専用のサブバンドとして割り当てる、請求項26記載の基地局。
  33. 前記第1及び第3の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第3の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てる、請求項26記載の基地局。
  34. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更する、請求項26記載の基地局。
  35. 前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更する、請求項27記載の基地局。
  36. 少なくとも1つの基地局と、
    前記少なくとも1つの基地局と通信する少なくとも1つの中継局と、
    前記少なくとも1つの基地局と通信する第1群の1つ以上の移動局と、
    前記少なくとも1つの中継局と通信する第2群の1つ以上の移動局と
    を有する通信システムであって、
    前記少なくとも1つの基地局に属する基地局と、該基地局が通信している少なくとも1つの中継局との間の通信リンクについて、第1の周波数サブバンドを割り当て、
    前記基地局と、前記基地局が通信している前記第1群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第2の周波数サブバンドを割り当て、
    前記少なくとも1つの中継局と、該少なくとも1つの中継局が通信している前記第2群の1つ以上の移動局との間の通信リンクについて、第3の周波数サブバンドを割り当て、
    前記少なくとも1つの中継局が、
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを同時に行うこと、又は
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを同時に行うことの内の一方を実行し、
    前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、帯域幅を拡張するようにまとめられる重複していない複数の統合されるサブバンドである、通信システム。
  37. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの内の1つ以上は、第1、第2及び第3のキャリア周波数をそれぞれ含んでいる、請求項36記載の通信システム。
  38. 前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の内の1つ以上は、統合され拡張された帯域幅の中の不連続的なキャリア周波数である、請求項37記載の通信システム。
  39. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドは、統合され拡張された帯域幅の中の連続的なサブバンドである、請求項36記載の通信システム。
  40. 前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、ダウンリンク（DL）周波数バンドにおいて第1のDL周波数サブバンドを、アップリンク（UL）周波数バンドにおいて第1のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記第2の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第2のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第2のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、前記DL周波数バンドにおいて第3のDL周波数サブバンドを、前記UL周波数バンドにおいて第3のUL周波数サブバンドを割り当て、
    前記少なくとも1つの中継局は、
    前記第1のDL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること、
    前記第3のDL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、
    前記第1のUL周波数サブバンドにおいて信号を送信すること、及び
    前記第3のUL周波数サブバンドにおいて信号を受信すること
    の内の1つ以上を同じタイムスロットの中で同時に実行する、請求項36記載の通信システム。
  41. 第1のタイムスロットのダウンリンク（DL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
    第2のタイムスロットのアップリンク（UL）通信において、第1の周波数サブバンド、第2の周波数サブバンド及び第3の周波数サブバンドを周波数バンドの中で割り当て、
    前記少なくとも1つの中継局が、
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を受信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を送信することとを前記第1のタイムスロットの間に同時に行うこと、及び
    前記第1の周波数サブバンドにおいて信号を送信することと、前記第3の周波数サブバンドにおいて信号を受信することとを前記第2のタイムスロットの間に同時に行うことの内の一方を実行する、請求項36記載の通信システム。
  42. 前記第1の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当て、
    前記第3の周波数サブバンドを割り当てる際、専用のサブバンドを割り当てる、請求項36記載の通信システム。
  43. 前記第1及び第3の周波数サブバンドの少なくとも一方を、専用の第1又は第3の周波数サブバントとは異なるサブバンドにそれぞれ動的に割り当てる、請求項36記載の通信システム。
  44. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの少なくとも1つのサブバンドのサイズを変更する、請求項36記載の通信システム。
  45. 前記第1、第2及び第3のキャリア周波数の少なくとも1つに含まれるキャリア数を変更する、請求項37記載の通信システム。
  46. 前記第1、第2及び第3の周波数サブバンドの各々が、10MHzより広く、30MHzより狭い、請求項36記載の通信システム。
  47. 前記中継局が、LTE方式により動作する中継局である、請求項36記載の通信システム。
  48. 前記LTE方式により動作する前記中継局が、従来の移動局の動作をサポートする、請求項47記載の通信システム。
  49. 前記中継局の送信及び受信の間の干渉を減らすように、送信電力分布を制御する、請求項36記載の通信システム。
  50. 前記送信電力分布を制御する前記ステップにおいて、前記中継局の送信及び受信の間のガードバンドのサイズを小さくできるように、低電力の広帯域信号よりも高電力の狭帯域信号を利用して前記第1又は第3の周波数サブバンドにより信号を送信する、請求項49記載の通信システム。
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