JP2015534782A - モバイルリレーノードからヘテロジーニアスネットワークへの干渉の軽減 - Google Patents

Abstract

ヘテロジーニアスネットワークにおいてモバイルリレーノードにより持ち込まれる干渉を軽減するためのデバイス、システム及び方法が説明される。説明される技法は、そうした干渉を軽減するために、区分型周波数再利用と電力制御型ビームフォーミングとを適用する。【選択図】図３

Description

本発明は、一般に無線通信システムにおける干渉を低減することに関し、より具体的には、ヘテロジーニアス無線ネットワークにおいてモバイルリレーノードからの干渉を軽減することに関する。

セルラネットワークにおけるより高いデータレートに向けた絶えず増加している需要は、その需要を満たすための新たなアプローチを要する。マクロ基地局（ＢＳ）の密度の増加、マクロ基地局間の協調の増加、及びマクロ基地局グリッド内の高データレートを要するエリアにおけるより小規模な基地局又はリレーノード（ＲＮ）の配備といったように、セルラネットワークのデータレートを増加させるために様々な仕組みが展開されている。マクロ基地局グリッド内のより小規模な基地局又はリレーノードの配備というオプションを、概して、ヘテロジーニアス配備（ヘテロジーニアスネットワークの生成）といい、より小規模な基地局のレイヤは、当該より小規模な基地局の特性に依存して、マイクロレイヤ又はピコレイヤとして知られる。

上述した選択肢の各々はセルラネットワークのデータレートの増加をもたらすはずではあるが、これら選択肢に関連付けられる経済的観点は、典型的に、ヘテロジーニアスネットワークが最もコスト効率のよい実装であろうと決定付ける。さらに、事業者により要求される実装の期限（time frame）にとっても、ヘテロジーニアスネットワークの解決策が都合がよいように見える。ヘテロジーニアス配備の一例として、図１ａ及び図１ｂを参照すると、ホモジーニアスセルラネットワーク１００をセル１０２、１０４、１０６、１０８、１１０の集合として例示することができ、その各々は、マクロ基地局の無線通信カバレッジエリアを表現する。図１ｂは、例示的なヘテロジーニアスネットワークを示しており、セル１０２、１０４、１０６、１０８、１１０は依然としてそれらそれぞれのマクロ基地局を介して無線通信カバレッジを提供し、但し、ヘテロジーニアス配備の手段によりマクロ基地局１０２、１０４、１１０のセルエリア内でそのカバレッジはマイクロ／ピコ基地局１１２、１１４、１１６の提供により増強される。

ヘテロジーニアスネットワークを生成する目的の１つは、マイクロ／ピコ基地局がマクロレイヤから可能な限り多くのユーザをオフロードすることを可能とすることであり、それによってマクロレイヤ及びマイクロ／ピコレイヤの双方においてより高いデータレートが可能となる。この目標へ向けて、マイクロ／ピコ基地局のキャパシティを増加させるために様々な技法が提案されてきた。第一に、セル固有のセル選択オフセットを用いてマイクロ／ピコ基地局のレンジを拡張することにより、キャパシティを増加させることができる。セル選択オフセットは、ユーザ機器がマイクロ／ピコ基地局を介してヘテロジーニアスネットワークへ接続すべきか又はマクロ基地局へ接続すべきかを判定するために使用される１つのファクタである。第二に、マイクロ／ピコ基地局の送信電力を同時に増加させ、マイクロ／ピコ基地局へ接続するユーザについて適切にアップリンク（ＵＬ）電力制御ターゲット（Ｐ_０）を設定することにより、キャパシティを増加させることができる。

例えばマイクロ／ピコ基地局の追加に法外なバックホールコストが関連付けられるといったある状況下では、リレーノード（ＲＮ）が、インバンド（無線）のバックホールというその用途に基づく増加したレンジ及び／又はキャパシティを供給する現実的な解決策を提供することができる。リレーノードは、屋内又は屋外のいずれかでピコ基地局型のカバレッジを提供することができ、ピコ基地局の全てへ地上線のバックホールを配備するコスト及び労力を軽減する。さらなるシナリオでが、移動プラットフォーム上にユーザが存在し、即ち通勤／旅客電車などは、モバイルリレーノードから恩恵を受けるはずである。モバイルリレーノードの実装は、モバイルリレーノードから移動プラットフォーム上のユーザへのローカルアクセス、及び、モバイルリレーノードから固定型のサービングマクロ基地局あるいはｅＮＢへのインバンドバックホール帯域幅を包含する。

リレーノードを採用するヘテロジーニアスネットワークに伴って識別される問題は、サービングあるいはドナー基地局とリレーノードとの間のバックホールリンク（Ｕｎ）がマクロネットワークにおいて通常予期されるレベルを上回る追加的な干渉を生じさせ得ることである。増加した干渉は、マクロネットワークのキャパシティを減少させかねず、従ってヘテロジーニアスネットワークを生成する意図を没却させる。例えば、図２ａに示したように、リレーノード２１０から所与のマクロ基地局２０４へのＵｎアップリンク送信２０８は、近隣のマクロ基地局２０２においてリレーノード２１６のバックホールＵｎアップリンク送信２１４に干渉２１２を生じさせ得る。さらに、あるマクロ基地局セル２１８内のリレーノード２１０からのＵｎアップリンク送信２０８は、隣接するマクロ基地局セル２２６内の端末あるいはユーザ機器（ＵＥ）２２２からそのサービングリレーノード２２４の間のアップリンク送信に干渉２２０し得る。

Ｕｕリンク上のダウンリンク（ＤＬ）送信が隣接セルのリレーノードのダウンリンクＵｎリンクに干渉を生じさせ得るという相互的な問題も生じ得る。留意すべきこととして、リレーノードについての典型的な配備が、隣り合うドナーマクロ基地局のセルエッジにリレーノードが配置されるという配備であるために、これらシナリオが生じる可能性が高く、よって結果的に、互いに近接して隣り合うマクロ基地局をサポートする複数のリレーノードがもたらされる。モバイルリレーノードを考慮すると、潜在的な干渉シナリオは、モバイルリレーノードがドナーマクロセルのサービングｅＮＢへより近く移動する場合にさらに悪化する。このモバイルリレーノードのシナリオにおいて、ドナーマクロセルのエッジの近くにあるドナーマクロセルに関連付けられるユーザ機器は、当該ドナーｅＮＢへのモバイルリレーノードのバックホールＵｎリンクにより厳しい干渉を受け得る。さらに、モバイルリレーノードは、ドナーｅＮＢに近過ぎる場合、ドナーｅＮＢのフロントエンドの感受性を全く失わせ、当該ドナーｅＮＢによりサービスされているユーザの全てに対する機能停止を引き起こしかねない。

ＬＴＥネットワークを考慮すると、このタイプの干渉を軽減するための既存のアプローチは、ドナーマクロセル内のＵｎ送信及びＵｕ送信を時間多重化してＵｎからＵｕへの潜在的な干渉を低減することを包含する。このタイプの干渉軽減アプローチに伴う２つの主な課題は、第一に、時間多重化は所与のドナーマクロセル内の干渉を低減するものの隣り合うマクロドナーセルのリレーノード間の干渉の低減を保証しないことであり、この問題はリレーノードのモビリティによって悪化し、第二に、リレーノードがＵｎリンクについて方向性アンテナを使用可能であったとしても、Ｕｎリンク用のリレーノードのアンテナのサイドローブ及び／又はバックローブが依然として隣接するマクロドナーセル内のリレーノードのＵｕリンクへの有意な干渉を生じさせ得ることである。この後者の課題は、モバイルリレーノードがサービングマクロドナーセルのドナーｅＮＢ又はリモード無線ヘッド（ＲＲＨ）に近接している場合に最も明白となる。

留意すべきこととして、ＬＴＥネットワークでの上述した状況は、隣接マクロドナーセルのエッジの近くにモバイルリレーノードが配備されている場合に生じ得るものであり、これは、上述したように、モバイルリレーノードの配備のために最も適した位置である。理論上は、隣接マクロドナーセルのリレーノードがＵｎ及びＵｕリンク上でいつ送信を行い得るかに関して時間ドメインで制限することで、干渉を軽減するためには十分であるかもしれないが、これは隣り合うドナーマクロセル内の隣接マクロドナーセルとモバイルリレーノードとの間の厳密な時間同期を要するはずであり、概して、セルラネットワークは時間同期していないであろう。

従って、サービスプロバイダにとって、及びセルラネットワークへアクセスする顧客にとって間接的に、モバイルリレーノードを配備する複数の同期していないセルラネットワークにおいて干渉を低減する方法に向けた努力が重要である。

ここで開示される実施形態は、モバイルリレーノードを採用するヘテロジーニアス無線通信ネットワークにおける、無線バックホールリンクと無線アクセスリンクとの間（並びに複数の無線バックホール自体の間）の干渉の低減を提供する。実施形態は、ヘテロジーニアスネットワークにおけるドナーセル内及びドナーセル間の双方の干渉を軽減し、隣り合うセル間の明示的な同期を要しない。

例示的な実施形態によれば、モバイルリレーノードの無線アクセスリンク及び無線バックホールリンク上での送信に関連付けられる干渉を軽減するための、メモリ内に記憶されプロセッサ上で実行される方法が説明される。モバイルリレーノードに関連付けられる上記無線アクセスリンクと上記無線バックホールリンクとの間に区分型（fractional）周波数再利用が適用される。モバイルリレーノードに関連付けられる上記無線バックホールリンクには、電力制御ターゲット化ビームフォーミングが適用される。

他の実施形態によれば、無線アクセスリンク及び無線バックホールリンク上での送信に関連付けられる干渉を軽減する、無線通信システムにおいて使用可能なノードは、モバイルリレーノードに関連付けられる上記無線アクセスリンクと上記無線バックホールリンクとの間に区分型周波数再利用を適用するように構成されるプロセッサ及び送受信機、を含み、上記プロセッサ及び送受信機は、上記モバイルリレーノードに関連付けられる上記無線バックホールリンクに、電力制御ターゲット化ビームフォーミング（power controlled targeted beamforming）を適用する、ようにさらに構成される。

他の実施形態によれば、モバイル無線リレーノードは、移動可能なプラットフォーム上に搭載されるように構成される筐体と、（ａ）ドナーマクロ基地局との間で無線バックホールリンク上で、及び（ｂ）少なくとも１つのユーザ機器との間で無線アクセスリンク上で、無線信号を送受信するように構成される少なくとも１つの送受信機と、を含み、上記少なくとも１つの送受信機は、上記無線バックホールリンクに関連付けられる無線信号の送受信に区分型周波数再利用を適用する、ようにさらに構成される。

添付図面は、例示的な実施形態を次のように示している。

図１ａはホモジーニアスネットワークを示しており、図１ｂはヘテロジーニアスネットワークを示している。 モバイルリレーノードに関連付けられる典型的な干渉を伴うヘテロジーニアスネットワークを示している。 リレーノードに関連付けられる多様な観点を示している。 例示的な実施形態に係るイントラセルＵｎ−Ｕｕ区分型周波数再利用（ＦＦＲ）のためのモバイルリレーノードの空間的配備への、周波数区分のマッピングを示している。 例示的な実施形態に係る、周波数ドメインＦＦＲの区分化を示している。 例示的な実施形態に係る、ドナーマクロセルの内部の電力制御されるＵｎビームをまたがるＦＦＲを伴うモバイルリレーノードの空間的配備への、周波数区分のマッピングを示している。 例示的な実施形態に係る、ドナーマクロセルの内部のＵｎビームをまたがる周波数ドメインＦＦＲ帯域幅の区分化を示している。 例示的な実施形態に係る、専用のチャネル状態情報リファレンス信号を伴うドナーマクロセルの内部の電力制御されるＵｎビームをまたがるＦＦＲを伴うモバイルリレーノードの空間的配備への、周波数区分のマッピングを示している。 例示的な実施形態に係る、ドナーマクロセルの内部のＵｎビームをまたがる周波数ドメインＦＦＲ帯域幅の区分化を示している。 例示的な実施形態に係る、ドナーマクロセルの内部の電力制御されるＵｎビームをまたがるＦＦＲを伴うモバイルリレーノードの空間的配備への、周波数区分のマッピングを示しており、モバイルリレーノードは、最も近くにある、当該ドナーマクロセルのピコセル／リモート無線ヘッドへがアタッチしている。 例示的な実施形態に係る、ヘテロジーニアスネットワークにおける、１つ以上のモバイルリレーノードと１つ以上の固定型（stationary）ノードとの間のＵｎ送信及びＵｕ送信の間の干渉を軽減するための方法のフローチャートである。 例示的な実施形態に係る、モバイルリレーノードのための干渉軽減システムを実装するための例示的な基地局を示している。

以下の例示的な実施形態の詳細な説明は、添付図面を参照する。異なる図面内の同じ参照番号は、同じ又は類似のエレメントを識別する。また、以下の詳細な説明は、本発明を限定しない。代わりに、本発明のスコープは、添付の特許請求の範囲により定義される。

本明細書を通じた“１つの実施形態”又は“一実施形態”への言及は、ある実施形態との関係において説明される特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本明細書を通じた多様な場所での“１つの実施形態において”及び“一実施形態において”とのフレーズの出現は、必ずしも同じ実施形態へ言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造又は特性は、１つ以上の実施形態においていかなる適切なやり方で組み合わされてもよい。

例えば、背景欄で挙示した課題を解決するために、共通的かつ例示的な実施形態は、区分型周波数再利用（ＦＦＲ）と、電力制御ターゲット化ビームフォーミングとの組合せを使用して、モバイルリレーノードからの送信と基礎であるヘテロジーニアスネットワークからの送信との間の干渉を軽減することを含む。特定の例示的な実施形態を議論する前に、リレー技術の簡単な議論が、図２ｂへの参照を伴う文脈について提供される。

見て取れるように、リレー２５０は、（ａ）エアインタフェース上でユーザ機器２５２（例えば、移動局）へ無線通信信号を送信し及びユーザ機器２５２から無線通信信号を受信する能力と、（ｂ）基地局２５４（“ドナー”基地局ということもある）へ無線通信信号を送信し及び基地局２５４から無線通信信号を受信する能力と、により特徴付けられる。自身のバックホールリンク２５６が典型的にコアネットワークノード２５８へ接続される物理リンクとして実装される基地局２５４とは異なり、リレー２５０のバックホールリンク２６０（アップリンク２６２及びダウンリンク２６４を含む）は、無線バックホールリンクである。ＬＴＥ標準の命名では、リレーの無線バックホールリンク２６０を“Ｕｎ”リンクといい、リレーのワイヤレス無線アクセスリンク２６６を“Ｕｕ”リンクという。

リレー技術の様々なタイプが、リレー２５０を実装するために使用可能である。例えば、第１のタイプのリレー（“リピータ”又はレイヤ１リレーと呼ばれることがある）は、受信した無線信号を増幅するように動作し、他にはいかなる処理も当該信号について行わない。他のタイプのリレー（レイヤ２リレーと呼ばれることがある）は、受信されるノイズの増幅を低減するために、増幅及び再送の前に、無線信号を復調／復号し、そして符号化／変調するように動作する。第３のタイプのリレー（レイヤ３リレーと呼ばれることがある）は、例えば暗号化及びユーザデータの連結／セグメント化／再組立てなど、レイヤ２リレーよりも一層多くの信号処理を受信無線信号について実行し、それにより提供される恩恵とは、結果として生じるリレーのエアインタフェースが、典型的な基地局に関連付けられるものとかなり類似したものとなること、及び標準化されたアプローチとの高度な適合性を有することである。本議論の目的について、“リレー”との用語は、これら（及び他の）リレー技術を広く含むように使用される。

以下に説明する実施形態についての具体的な対象は、モバイルリレーノードである。ここで使用されるところによれば、“モバイルリレー”又は“モバイルリレーノード”というフレーズは、移動可能な物体又はプラットフォーム上に配設されるリレーであって、位置又はロケーションを変化させながら基地局と移動局との間でワイヤレス無線信号を中継するように動作可能なリレーをいう。そうした移動可能な物体あるいはプラットフォームの１つの非限定的な例は列車であり、但し当業者にはそれ以外も明らかであろう。さらに、留意すべきこととして、ここで使用されるところによれば、““モバイルリレー”又は“モバイルリレーノード”というフレーズは、リレーノード（又は、リレーノードが付加される移動可能な物体あるいはプラットフォーム）が継続的に移動していることを必ずしも意味しない。ここで説明される通りのモバイルリレー又はモバイルリレーノードは、例えば列車が停留所へ到達した場合のように、時には動かなくてもよい。

この文脈を念頭に置いて、３つの固有の例示的な実施形態がこれ以降で詳細に議論されるであろう。それら実施形態を、概して次のように特徴付けることができる。１）あるドナーマクロセルの範囲内でＵｎ送信とＵｕ送信との間でＦＦＲが実装されるという、モバイルリレーノードのイントラセルＵｎ−Ｕｕ ＦＦＲと、モバイルリレーノードとｅＮＢとの間のＵｎリンク上の電力制御型ビームフォーミングとの組合せ。ＦＦＲの区分（partition）は、Ｕｎ送信及びＵｕ送信を対象とすることができ、より一般的に、ＦＦＲの区分は、サービングｅＮＢへの個別のＵｎビームを含むこともできる。２）隣り合うドナーマクロセル間のＵｎリンク及びＵｕリンクをまたいでＦＦＲが実装されるという、モバイルリレーノードのインターセルＵｎ−Ｕｕ ＦＦＲと、Ｕｎリンクの電力制御型ビームフォーミングとの組合せ。３）モバイルリレーノードのＵｎリンクが、最も近くのリモート無線ヘッドであって、モバイルリレーノードが所在するドナーマクロセルの当該リモート無線ヘッドへ割り当てられる。但し、当業者は、これら特定の実施形態の議論が本発明の限定ではなくむしろ純粋に例示を意図していることを理解するであろう。

まず図３ａ及び図３ｂを参照すると、イントラセルＵｎ−Ｕｕ ＦＦＲを電力制御型ビームフォーミング３００との組合せにおいて用いる例示的な実施形態が描かれており、とりわけ、ドナーマクロセル３０２、３０４、３０６及びモバイルリレーノード３０８〜３２４の空間的エリアへの、周波数領域のマッピングが例示されている。図３ａは例示的なビームフォーミングを示すために用いられる一方、図３ｂは本実施形態において実装され得る例示的なＦＦＲを示している。図３ａから始めると、ドナーｅＮＢ３２６、３２８、３３０へのモバイルリレーノードのＵｎリンクのビームフォーミング３３２、３３４、３３６が、ドナーマクロセル３０２、３０４、３０６内のＵｎ送信とＵｕ送信との間の干渉を軽減する。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、各ドナーマクロセルにおいて、モバイルリレーノードとｅＮＢ３２６、３２８、３３０との間のＵｎリンク上の電力制御型の方向的ビームフォーミング３３２、３３４、３３６を有することに加えて、Ｕｎ送信とＵｕ送信との間でＦＦＲが実装される。本例示的な実施形態においてさらに留意すべきこととして、ここで提供される説明はアップリンク向けであるものの、ダウンリンクへ同じアプローチが等しく適用される。

次に図３ｂを参照すると、図３ａのビームフォーミングと連携するＦＦＲスキームにおいて使用される例示的な区分化が示されている。そこでは、所与の帯域幅３５０について、専用の周波数リソースブロック（ＲＢ）３５２、３５４がドナーｅＮＢとモバイルリレーノードとの間のＵｎリンクへ割り当てられ、別個の専用周波数がリレーノードのカバレッジエリア内で割り当てられる。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、ドナーマクロセルは、利用可能な周波数帯域３５６の全体にわたって周波数リソースブロックを割り当て可能である。本例示的な実施形態においてさらに留意すべきこととして、本説明はアップリンク向けであるものの、ダウンリンクへ同じアプローチが等しく適用される。

図３ａ及び図３ｂの例示的な実施形態は、ドナーマクロセル内のリソースの割り当てにおける時間次元での柔軟性を可能とし、Ｕｎ−Ｕｕ干渉を軽減するためのいかなる固定化されるＵｎ対Ｕｕタイミング境界及び／又は同期をも要しない。そのため、所与の１つのモバイルリレーノード内、及び同じドナーマクロｅＮＢへ接続された異なるモバイルリレーノードの間、の双方においてＵｎ送信及びＵｕ送信を時間ドメインにおいて非同期にすることができ、そしてＵｎ−Ｕｕ干渉は軽減されることになる。

モバイルリレーノードがドナーマクロセルへ接近する際、ＬＴＥ標準において利用可能ないくつかのメトリックに基づいて、Ｕｎ送信電力を最小化するためにＵｎリンクを動的に電力制御することができ、そのメトリックとは、例えばモバイルリレーノードでのドナーマクロセルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）リファレンス信号（ＲＳ）測定結果のうちの、リファレンス信号受信電力（ＲＳＲＰ）又はリファレンス信号受信品質（ＲＳＲＱ）である。本例示的な実施形態において、さらに、電力制御設定は、モバイルリレーノードのＵｎリンクのパスロス又は部分的パスロスを補償することを狙いとされ得る。

本例示的な実施形態の他の観点では、モバイルリレーノードのＵｎリンクの電力制御設定は、隣り合うドナーマクロセルへの干渉電力を最小化するように最適化され得る。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、その最適化は、限定ではないものの、信号対漏洩及び雑音比（ＳＬＮＲ：Signal-to-Leakage and Noise Ratio）の最大化といったファクタに基づき得る。本例示的な実施形態のアップリンク側を見ると、基地局での電力制御計算のために、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）又は物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）データを採用することができる。代替的に又は追加的に、モバイルリレーノードがデータを送信中でなければ、電力制御設定を決定するために、サウンディングリファレンス信号（ＳＲＳ）を採用することができる。

本例示的な実施形態の他の観点では、ドナーマクロセルのｅＮＢがドナーマクロセル内の複数のモバイルリレーノードを区別することを可能とするために、ドナーマクロセル内に複数ある各々のモバイルリレーノードへ、一意なチャネル状態情報リファレンス信号（ＣＳＩ−ＲＳ）が割り当てられ得る。本例示的な実施形態のさらなる観点では、ＦＦＲビームフォーミング型Ｕｎリンクの選択をトリガするために、Ａ３及びＡ４タイプのイベントメッセージが採用され得る。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、上述した技法は、３ＧＰＰ技術仕様３６．２１６“E-UTRA Physical Layer for Relaying Operation”（バージョン１０．３、参照によりここに取り入れられる）に記述されている通りのリレーノードサブフレーム多重化マッピングと連携しつつ使用され得る。

次に図４ａへ転じると、他の例示的な実施形態４００として、図３ａの例示的な実施形態がさらに、ドナーマクロセル４２６、４２８、４３０のカバレッジエリア内のドナーマクロセルｅＮＢ４０２、４０４、４０６とモバイルリレーノード４０８〜４２４との間の各Ｕｎビームに異なる周波数区分４５４、４５６、４５８が割り当てられる、という拡張を伴っている様子が示されている。本例示的な実施形態を続けると、各モバイルリレーノード４０８〜４２４のＵｎリンクへの別個の電力制御型ビームの割り当ては、各モバイルリレーノード４０８〜４２４への一意なチャネル状態情報リファレンス信号の割り当てで識別されることができる。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、電力制御型のビームフォーミングとの組合せにおけるＦＦＲは、各ドナーマクロセル４２６、４２８、４３０において、Ｕｎ及びＵｕ送信並びに各個別Ｕｎリンクの間で実装され、即ち、ドナーマクロセル４２６、４２８、４３０及びモバイルリレーノード４０８〜４２４の空間的エリアへの周波数領域のマッピングである。

次に図４ｂを参照すると、例示的な実施形態として、図４ａを基準として上述したビームフォーミングと連携して使用可能なＦＦＲ周波数の区分化４５０が示されている。そこでは、１つ以上のリソースブロック（ＲＢ）からなる専用周波数区分４５２、４５４、４５６、４５８が、ドナーマクロセルｅＮＢ４０２、４０４、４０６とモバイルリレーノード４０８〜４２４との間のＵｎリンクへ割り当てられており、別個の専用周波数がモバイルリレーノードのカバレッジエリア内で割り当てられる。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、ドナーマクロセルは、利用可能な周波数帯域４６０の全体にわたってリソースブロックを割り当て可能である。本例示的な実施形態においてさらに留意すべきこととして、本説明はアップリンク向けであるものの、ダウンリンクへ同じアプローチが等しく適用される。

本例示的な実施形態の他の観点では、周波数次元におけるドナーマクロセル４２６、４２８、４３０内のリソース割り当ての柔軟性を犠牲にして、ドナーマクロセル４２６、４２８、４３０内のＵｎリンクの間の追加的な干渉軽減が提供される。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、これが有益であるのは、例えば同じドナーマクロセル４２６、４２８、４３０内の異なるモバイルリレーノード４０８〜４２４からドナーマクロセルｅＮＢ４０２、４０４、４０６への同時送信の時間インターバルの期間中には、干渉の軽減を保証するには空間的分離では不十分であって、即ち同じドナーマクロセル４２６、４２８、４３０内で２つのモバイルリレーノード４０８〜４２４が有するドナーマクロセルｅＮＢ４０２、４０４、４０６へのＵｎリンクが空間的に重なっているからである。

次に図５ａへ転じると、例示的な実施形態５００は、Ｕｎ送信及びＵｕ送信が非同期であって、それら送信が異なるドナーマクロセル５０２、５０４、５０６の間のドナーマクロセル境界５２６にあるモバイルリレーノード５０８〜５２４の相対的なロケーションに基づいて近接する場合に、Ｕｎ−Ｕｎ送信及びＵｎ−Ｕｕ送信の双方の間の干渉、並びにドナーマクロセル５０２、５０４、５０６の間の干渉を軽減する。本例示的な実施形態を続けると、３つの異なる周波数領域が、３つの異なるドナーマクロセル５０２、５０４、５０６と連携して使用される無線バックホールアップリンクの異なる空間的エリアへとマッピングされ、第４の別の周波数領域が３つ全てのドナーマクロセル内のモバイルリレーノード５０８〜５２４に関連付けられる無線アクセスリンクに関連付けられる空間的エリアにおいて使用され、図５ａに示したところでは、楕円内の異なる網掛けはモバイルリレーノードの各々とそのそれぞれのドナーマクロセルとの間のアップリンク送信エネルギーエリアを表現し、円はモバイルリレーノードの各々と移動局との間のアップリンク送信エリアを表現している。図５ｂは、図５ａの上述したＦＦＲ周波数の区分化５５０を異なる手法で描いており、即ち、ドナーマクロセルｅＮＢ５２８、５３０、５３２と、それぞれのドナーマクロセル内にその時点で位置するモバイルリレーノード５０８〜５２４のそれらとの間のＵｎリンクへ、リソースブロック５６０、５６２、５６４の専用周波数区分が割り当てられ、モバイルリレーノード５０８〜５２４のカバレッジエリアへ別個の専用周波数区分５５８が割り当てられる。本実施形態における３つのドナーマクロセルの用途は純粋に例示的であって、所与のシステム実装において同様のやり方でより多くの又はより少ないセルを実装することができることが理解されるであろう。

よって、本例示的な実施形態によれば、ドナーマクロセル内の複数のＵｎリンクが電力制御型のビームフォーミングの使用を通じて直交性を達成し、一方でドナーマクロセル間でＵｎリンクはＦＦＲスキームの別個の区分５６０、５６２、５６４の割り当てに基づいて隔離される。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、各モバイルリレーノードのＵｎリンクビームには、電力制御の目的で、一意なチャネル状態情報リファレンス信号（ＣＳＩ−ＲＳ）が割り当てられ得る。本例示的な実施形態においてさらに留意すべきこととして、近接していながら異なるドナーマクロセル５０２、５０４、５０６に属するモバイルリレーノードが、モバイルリレーノード５０８〜５２４のＵｎビームを識別するための一意なチャネル状態情報リファレンス信号リソースを有すること、を保証するように、隣り合うドナーマクロセルｅＮＢ５２８、５３０、５３２の間のチャネル状態情報リファレンス信号リソースの割り当ては協調的に行われ得る。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、前の実施形態について説明したように、ドナーマクロセル５０２、５０４、５０６のいずれかによりサービスされるユーザ機器へのリソースブロックの割り当ては、周波数帯域内の任意の所望のリソースブロックを採用することができる。

次に、本例示的な実施形態において、モバイルリレーノードのカバレッジエリア内では、所与のモバイルリレーノードのＵｎ送信及びＵｕ送信が時間的に直交している場合、Ｕｕ送信は、共通Ｕｕ周波数区分と共にドナーマクロセルのＵｎ周波数区分の双方を使用するように構成されることができる。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、所与のモバイルリレーノードのＵｎ及びＵｕ送信がそれらの所与の周波数区分を維持する場合、当該Ｕｎ及びＵｕ送信を、モバイルリレーノード内のデュプレクサの実装が困難かつ高価になるはずだとしても、同時に生じさせることができる。しかしながら、本例示的な実施形態において、所与のモバイルリレーノード内で複数の周波数帯域が利用可能であれば、Ｕｎ通信及びＵｕ通信の同時の送信及び受信は、高価且つ強力なデュプレクサの要件が無くとも可能である。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、Ｕｎ送信をＵｕ送信から分離するために、一時的なガードバンドを使用することができる。本例示的な実施形態においてさらに留意すべきこととして、本説明はアップリンク向けであるものの、ダウンリンクへ同じアプローチが等しく適用される。

本例示的な実施形態の他の観点では、周波数区分の境界は固定され得るが、リソースブロックにおいては必ずしも均等でない。本例示的な実施形態のさらなる観点では、周波数区分境界は、所与の区分について予期される相対比率上のトラフィックに基づいて動的に選択され得る。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、上記相対比率上のトラフィックは、区分内の供給トラフィック負荷の、通信リンクの利用可能キャパシティによる除算結果として定義される。

次に図６を参照すると、例示的な実施形態として、ドナーマクロセル６０２、６０４、６０６、並びに、限定ではないものの、ピコセル／リモート無線ヘッド６０８オーバレイノードからなるヘテロジーニアスネットワークのために、前述した例示的な実施形態が拡張されている。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、モバイルリレーノード６１０のＵｎリンクを、ヘテロジーニアスネットワークの最も近くのドナーマクロセルｅＮＢ６１２又はピコセル／リモート無線６０８ヘッドへとリンク付けすることにより、こうしたヘテロジーニアスネットワーク設計の空間的トポロジーを活用して、モバイルリレーノード６１０のＵｎバックホールリンクにより生み出される干渉を最小化することができる。

本例示的な実施形態の他の観点では、前述した実施形態において説明した特徴の任意の組合せが、１つ以上のトリガイベントの発生後に選択的に又は動的に実装され得る。この文脈において、トリガイベントは、例えば、予め定義される基準に達したユーザ機器についてのＵｕリンクに関連付けられる電力レベル、ＳＩＮＲ、ＳＬＮＲ又は他のメトリックのうちの１つ以上に基づき得る。限定ではない具体的かつ説明上の例として、ＦＦＲ及びモバイルリレーノードに関連付けられるビームフォーミングの多様な面を開始するためのトリガロジックは、例えば、次の通り実装され得る：
１）モバイルリレーノードのＵｎ電力レベルが予め定義される第１の閾値よりも大きい場合、区分型電力制御を採用；
２）上記以外で、モバイルリレーノードのＵｎ電力レベルが予め定義される第２の閾値よりも大きいか又はマクロＵｕ ＳＩＮＲが予め定義される第３の閾値よりも小さい場合、専用ビームフォーミング及び／又はイントラセルＵｎ ＦＦＲを採用；
３）上記以外で、モバイルリレーノードのＵｎリンクが予め定義される第４の閾値よりも小さい場合、イントラセルＦＦＲを採用；及び
４）Ｕｕの又はドナーマクロセルに関連付けられるユーザ機器のＳＬＮＲが予め定義される第５の閾値よりも大きい場合、モバイルリレーノードのＵｎリンクについてインターセルＦＦＲを採用。本例示的な実施形態において留意すべきこととして、上述した特徴は、例えばエンジンコンポーネント及びコマンドコンポーネントといったハードウェア及び／又はソフトウェアのいかなる所望の組合せを用いて実装されることもでき、コンポーネント間のケイパビリティの分割は実装に適したいかなるやり方で行われてもよい。

次に図７を参照すると、フローチャートが、ヘテロジーニアスネットワークにおける、１つ以上の移動するモバイルリレーノードと１つ以上の固定型ノードとの間のＵｎ送信及びＵｕ送信に関連付けられる干渉を軽減するための例示的な方法７００を描いている。そこでは、ステップ７０２において、モバイルリレーノードに関連付けられるバックホール（例えば、Ｕｎ）リンクと無線アクセス（例えば、Ｕｕ）リンクとの間に、区分型周波数再利用が適用される。例示的な実施形態の上述した議論に基づいて、モバイルリレーノードがセルのカバレッジエリアを横断する際に干渉のレベルは変化すること、及び、例えば、モバイルリレーノードがセル境界に接近し及び／又は隣接ドナーマクロセルに関連付けられる他のモバイルリレーノードに近接している場合に干渉のレベルは最大となることが、当業者により理解されるであろう。図７の例示的な方法の実施形態を続けると、ステップ７０４において、モバイルリレーノードに関連付けられる無線バックホールリンクに、電力制御ターゲット化ビームフォーミング方式が適用される。

多様な例示的な実施形態の前述の議論から、それら及び他の実施形態は、実装される場合には無線通信システム内の多様なノードに影響を与えることが理解されるであろう。例えば、上述した多様なＦＦＲ方式は、マクロドナー基地局（例えば、ｅＮＢ）及びモバイルリレーノードの双方に実装される必要があり得る。上述したビームフォーミングは、ダウンリンク及びアップリンクの双方（又はいずれか）の上で、マクロドナー基地局にて実装されることができ、アップリンク上ではモバイルリレーノードでも実装され得る。

それに応じて、図８は、上述した実施形態の複数の側面を実装可能な基地局８００の一例を示しており、但し、基地局はそうした実施形態を実装可能な適切なノードの単なる１つの例に過ぎない。この例示的な基地局８００は、筐体８３５内に配設される、１つ以上のアンテナ（又はアンテナアレイ）８１５へ、並びに処理回路８２０及びメモリ８３０へ動作可能に接続される無線回路８１０を含む。いくつかの変形例では、無線回路８１０は筐体８３５内に位置する一方、他の変形例では、無線回路８１０は筐体８３５の外部にある。ネットワークインタフェース８４０は、基地局８００が他の基地局を含む他のネットワークノード（図示せず）と通信することを可能とするために提供される。処理回路８２０は、例えば、ＵＥ、リレーノード及びモバイルリレーノードとの間で無線信号を無線回路８１０を介して送受信するように構成され、１つ以上のプロセッサを含むことができる。例えば図３〜図７を基準として上述したように、基地局８００は、モバイルリレーノードに関して、ＦＦＲ及び／又は電力制御型ビームフォーミングを実装するように構成され得る。モバイルリレーノードは、ネットワークインタフェース８４０がその場合モバイルリレーノードの無線バックホールリンクをサポートする無線送受信機として実装されるようになることを除いて、図８における基地局８００のそれと同様のやり方で描写されることができる。

基地局８００は、多様なコンピュータ読取可能な媒体を含むことができ、当該媒体は、上述した機能群を実行するように処理回路８２０を構成するために使用可能なプログラム命令を記憶する。コンピュータ読取可能な媒体は、処理回路８０２によりアクセス可能ないかなる利用可能な媒体でもあり得る。限定ではない例として、コンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含み得る。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読取可能な命令、データ構造、プログラムモジュール又は他のデータといった情報の記憶のための任意の方法又は技術で実装される、揮発性及び不揮発性、並びに着脱可能な及び着脱不能な媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、限定ではないものの、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ（digital versatile disks）若しくは他の光学ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気ストレージデバイス、又は、所望の情報を記憶するために使用可能で処理回路８２０によりアクセス可能な他の任意の媒体を含む。通信媒体は、コンピュータ読取可能な命令、データ構造、プログラムモジュールを具現化することができ、任意の適切な情報伝達媒体を含み得る。

上述した例示的な実施形態は、全ての観点で、本革新の限定よりもむしろ例示を意図している。よって、本革新は、ここに含まれる説明から当業者により導出され得る詳細な実装における多くの変形例が可能である。全てのそうした変形例及び修正例は、以下の特許請求の範囲により定義される通りの本革新の範囲及び思想の範囲内であると見なされる。本出願の説明において使用されているどの要素、動作又は命令も、そのように明示的に説明されていない限り、本発明にとって決定的又は不可欠であると解釈されるべきではない。また、ここで使用されるところによれば、冠詞の“ａ”は、１つ以上の項目を含むことを意図される。

Claims (29)

1. モバイルリレーノードの無線アクセスリンク及び無線バックホールリンク上での送信に関連付けられる干渉を軽減するための、メモリ内に記憶されプロセッサ上で実行される方法であって、
   前記モバイルリレーノードに関連付けられる前記無線アクセスリンクと前記無線バックホールリンクとの間に区分型周波数再利用を適用すること（７０２）と、
   前記モバイルリレーノードに関連付けられる前記無線バックホールリンクに、電力制御ターゲット化ビームフォーミングを適用すること（７０４）と、
   を含む方法。
2. 前記区分型周波数再利用は、関連付けられる固定型の基地局を有するドナーマクロセル内で適用される、請求項１の方法。
3. 前記電力制御ターゲット化ビームフォーミングは、前記モバイルリレーノードと前記関連付けられる固定型の基地局との間の前記無線バックホールリンク上で適用される、請求項２の方法。
4. 前記区分型周波数再利用を適用するステップは、
   専用周波数リソースブロックの第１のグループを、前記モバイルリレーノードと前記基地局との間の前記無線バックホールリンクへ割り当てることと、
   専用周波数リソースブロックの第２のグループを、前記モバイルリレーノードの前記無線アクセスリンクへ割り当てることと、
   をさらに含む、請求項３の方法。
5. 専用周波数リソースブロックの前記第１のグループ及び専用リソースブロックの前記第２のグループは、利用可能な周波数帯域の全体にわたって割り当て可能である、請求項４の方法。
6. 前記無線バックホールリンク及び前記無線アクセスリンクは、アップリンク及びダウンリンクの双方を含む、請求項１の方法。
7. モバイルリレーノードが前記関連付けられる固定型の基地局を基準として地理的位置を変化させる際に、無線バックホールリンクに関連付けられる電力を調整すること、
   をさらに含む、請求項３の方法。
8. 前記調整は、
   （ａ）前記モバイルリレーノードにおける、チャネル状態情報（ＣＳＩ）リファレンス信号（ＲＳ）のリファレンス信号受信電力（ＲＳＲＰ）メトリック、
   （ｂ）前記モバイルリレーノードにおける、チャネル状態情報（ＣＳＩ）リファレンス信号（ＲＳ）のリファレンス信号受信品質（ＲＳＲＱ）メトリック、
   （ｃ）信号対雑音漏洩比（ＳＬＮＲ）メトリックの最大化、
   （ｄ）前記モバイルリレーノードが送信を行っている最中の前記関連付けられる固定型の基地局での物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）に関連付けられるデータ、
   （ｅ）前記モバイルリレーノードが送信を行っている最中の前記関連付けられる固定型の基地局での物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）に関連付けられるデータ、
   （ｆ）前記モバイルリレーノードが送信を行っている最中の前記関連付けられる固定型の基地局でのサウンディングリファレンス信号（ＳＲＳ）に関連付けられるデータ、
   のうちの少なくとも１つに基づいて実行される、請求項７の方法。
9. 各モバイルリレーノードへ一意なチャネル状態情報（ＣＳＩ）リファレンス信号（ＲＳ）を割り当てて、前記関連付けられる固定型の基地局が前記ドナーマクロセルに関連付けられる複数のモバイルリレーノードの各々の間での区別をすることを可能とすること、
   をさらに含む、請求項３の方法。
10. 前記電力制御ターゲット化ビームフォーミングを適用するステップは、
    前記モバイルリレーノードと関連付けられる固定型の基地局との間の前記無線バックホールリンクの各々に異なる周波数パターンを割り当てること、
    をさらに含む、請求項９の方法。
11. 前記区分型周波数再利用は、各々が関連付けられる固定型の基地局を有する複数のドナーマクロセルの間に実装される、請求項１の方法。
12. 第１の関連付けられる固定型の基地局へ接続するモバイルリレーノードに関連付けられる第１の無線バックホールリンク及び第２の関連付けられる固定型の基地局へ接続するモバイルリレーノードに関連付けられる第２の無線バックホールリンクは、第１の無線バックホールリンク及び前記第２の無線バックホールリンクへ別個の周波数区分を割り当てることにより互いに隔離される、請求項１１の方法。
13. ドナーマクロセル内の各モバイルリレーノードへ一意なチャネル状態情報（ＣＳＩ）リファレンス信号（ＲＳ）を割り当てて、前記関連付けられる固定型の基地局が前記ドナーマクロセル内に位置する複数のモバイルリレーノードの各々の間での区別をすることを可能とするステップ、
    をさらに含む、請求項１２の方法。
14. 前記割り当ては、複数の前記関連付けられる固定型の基地局の間で協調される、請求項１３の方法。
15. 前記無線アクセスリンク上の送信から前記無線バックホールリンク上の送信を分離するために、一時的なガードバンドを割り当てること、
    をさらに含む、請求項１１の方法。
16. 無線バックホールリンク及び無線アクセスリンクに割り当てられるリソースブロックの数は等しくない、請求項１１の方法。
17. 区分についての予測される相対比率上のトラフィックに基づいて、周波数区分境界が動的に割り当てられる、請求項１１の方法。
18. 前記予測される相対比率上のトラフィックは、周波数区分内の供給トラフィック負荷の、関連付けられるリンクの利用可能キャパシティによる除算結果である、請求項１７の方法。
19. 前記区分型周波数再利用を適用するステップ及び前記電力制御ターゲット化ビームフォーミングを適用するステップは、１つ以上の予め決定される基準の発生に応じてトリガされる、請求項１の方法。
20. 前記モバイルリレーノードは、ヘテロジーニアスネットワークの地理的に最も近い固定型のノードへの無線バックホールリンクを確立する、請求項１の方法。
21. 無線アクセスリンク及び無線バックホールリンク上での送信に関連付けられる干渉を軽減する、無線通信システムにおいて使用可能なノードであって、
    モバイルリレーノードに関連付けられる前記無線アクセスリンクと前記無線バックホールリンクとの間に区分型周波数再利用を適用するように構成されるプロセッサ（８２０）及び送受信機（８１０）、を備え、
    前記プロセッサ（８２０）及び送受信機（８１０）は、前記モバイルリレーノードに関連付けられる前記無線バックホールリンクに、電力制御ターゲット化ビームフォーミングを適用する、ようにさらに構成される、
    ノード。
22. 前記区分型周波数再利用は、前記ノードである関連付けられる固定型の基地局を有するドナーマクロセル内で適用される、請求項２１のノード。
23. 前記電力制御ターゲット化ビームフォーミングは、前記モバイルリレーノードと前記関連付けられる固定型の基地局との間の前記無線バックホールリンク上で適用される、請求項２２のノード。
24. 前記プロセッサ及び送受信機は、
    専用周波数リソースブロックの第１のグループを、前記モバイルリレーノードと前記基地局との間の前記無線バックホールリンクへ割り当て、
    専用周波数リソースブロックの第２のグループを、前記モバイルリレーノードの前記無線アクセスリンクへ割り当てる、
    ことにより、区分型周波数再利用を適用する、ようにさらに構成される、請求項２３のノード。
25. 専用周波数リソースブロックの前記第１のグループ及び専用リソースブロックの前記第２のグループは、利用可能な周波数帯域の全体にわたって割り当て可能である、請求項２４のノード。
26. 前記プロセッサは、モバイルリレーノードが前記関連付けられる固定型の基地局を基準として地理的位置を変化させる際に、無線バックホールリンクに関連付けられる電力を調整する、ようにさらに構成される、請求項２４のノード。
27. 前記調整は、
    （ａ）前記モバイルリレーノードにおける、チャネル状態情報（ＣＳＩ）リファレンス信号（ＲＳ）のリファレンス信号受信電力（ＲＳＲＰ）メトリック、
    （ｂ）前記モバイルリレーノードにおける、チャネル状態情報（ＣＳＩ）リファレンス信号（ＲＳ）のリファレンス信号受信品質（ＲＳＲＱ）メトリック、
    （ｃ）信号対雑音漏洩比（ＳＬＮＲ）メトリックの最大化、
    （ｄ）前記モバイルリレーノードが送信を行っている最中の前記関連付けられる固定型の基地局での物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）に関連付けられるデータ、
    （ｅ）前記モバイルリレーノードが送信を行っている最中の前記関連付けられる固定型の基地局での物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）に関連付けられるデータ、
    （ｆ）前記モバイルリレーノードが送信を行っている最中の前記関連付けられる固定型の基地局でのサウンディングリファレンス信号（ＳＲＳ）に関連付けられるデータ、
    のうちの少なくとも１つに基づいて実行される、請求項２６のノード。
28. モバイル無線リレーノードであって、
    移動可能なプラットフォーム上に搭載されるように構成される筐体と、
    （ａ）ドナーマクロ基地局との間で無線バックホールリンク上で、及び（ｂ）少なくとも１つのユーザ機器との間で無線アクセスリンク上で、無線信号を送受信するように構成される少なくとも１つの送受信機と、
    を備え、
    前記少なくとも１つの送受信機（８１０）は、前記無線バックホールリンクに関連付けられる無線信号の送受信に区分型周波数再利用を適用する、ようにさらに構成される、
    モバイル無線リレーノード。
29. 前記少なくとも１つの送受信機は、前記無線バックホールリンクのアップリンクにおいて電力制御ターゲット化ビームフォーミングを適用する、ようにさらに構成される、請求項２８のモバイル無線リレーノード。
    

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