JP4852641B2

JP4852641B2 - マルチホップ無線通信システム、基地局装置、中継装置、ユーザ装置及び方法

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Publication number: JP4852641B2
Application number: JP2009245629A
Authority: JP
Inventors: ジョンビームスハートマイケル; ジョウユエフォン
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-08-20
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Description

本発明はマルチホップ無線通信システム、基地局装置、中継装置、ユーザ装置及び方法に関連する。

現在、パケットベースの無線その他の通信システムでマルチホップ技術を利用することに多くの関心が寄せられている。そのような技術では、カバレッジ範囲の拡張及びシステム容量(スループット)の増加双方を可能にすることが意図されている。

マルチホップ通信システムでは、通信信号は或る通信経路(C)に沿う通信方向でソース装置から宛先装置へ１以上の中間装置(中継装置)を介して送信される。図４は基地局BS（３Ｇ通信システムでは「ノードＢ」（ＮＢ）とも呼ばれる）、中継ノードＲＮ（中継局ＲＳとも呼ばれる）及びユーザ装置ＵＥ（移動局ＭＳとも呼ばれる）を有するシングルセル２ホップ無線通信システムを示す。信号がダウンリンク（ＤＬ）で基地局から宛先ユーザ装置（ＵＥ）へ中継ノード（ＲＮ）を介して伝送される場合には、基地局はソース装置（Ｓ）を構成し、ユーザ装置は宛先装置（Ｄ）を構成する。通信信号がアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノードを経て基地局に伝送される場合には、ユーザ装置がソース装置を構成し、基地局が宛先装置を構成する。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり：ソース装置からの信号を受信する受信機と；そのデータを又はそれから導出したものを宛先装置へ送信する送信機を有する。

デッドスポットでのカバレッジを改善又は提供するために簡易なアナログリピータ又はディジタルリピータがリレーとして使用されている。これらはソース局とは異なる伝送周波数帯域で動作し、ソースの伝送及びリピータの伝送間の干渉を防ぐ、或いはソース局から何も送信されていない時にリピータが一度に動作してもよい。

図５は中継局の様々な適用例を示す。固定されたインフラストラクチャに関し、ある中継局により提供されるカバレッジは、ある移動局に通信ネットワークへのアクセスを許可するように補充(in-fill)されてもよい。その移動局は他の障害物の影になっているかもしれないし、或いは基地局から通常の距離の範囲内であるにもかかわらず基地局から十分な信号強度を受信できないかもしれない。「レンジ拡張(Range extension)」も示されており、レンジ拡張では、移動局が基地局の通常のデータ伝送範囲外になった場合、中継局がアクセスを許可する。図５右上に示される補充(インフィル)の一例は、移動可能な(nomadic)中継局の設置例を示し、地上より高い、低い又は同じレベルにあってよい建物内部でのカバレッジ拡張を可能にする。

他の例の移動可能な中継局(ノマディック中継局)は、一時的なカバレッジを用意し、イベントや緊急事態／災害の際にアクセスをもたらす。図５の右下に示される最後の例は、乗物に設けられたリレーを用いてネットワークへのアクセスをもたらす。

リレーは伝送技術の進歩とともに以下に説明されるように通信システムのゲインを強化するために使用される。

無線通信信号が空間を伝搬する際の散乱又は吸収に起因して、伝搬損失又は「パスロス」が生じ、信号強度の減少を引き起こすことが知られている。送信機及び受信機間のパスロスに影響する要因は：送信機のアンテナの高さ、受信機のアンテナの高さ、キャリア周波数、散乱タイプ（都市、都市近郊、田舎）、形態の詳細（高度、密度、隔たり、地勢（丘上、平坦））等を含む。送信機及び受信機間のパスロスＬ（ｄＢ）は次のようにモデル化できるかもしれない：
L=b+10nlogd （Ａ）
ここでｄ（メートル）は送信機−受信機間の隔たりであり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパスロスパラメータであり、絶対パスロスはl=10^(L/10)で与えられる。

間接的なリンクで受ける絶対パスロスの合計ＳＩ＋ＩＤは直接的なリンクＳＤで受けるパスロスより少ないかもしれない。言い換えればそれは次のように書ける：
L(SI)+L(ID)<L(SD) （Ｂ）
従って単一の伝送リンクを２つの短い伝送セグメントに分割することは、パスロス及び距離の間の非線形性を活用することになる。数式（Ａ）を用いたパスロスの簡易な理論分析により、ソース装置から宛先装置へ直接的に伝送されるのではなく、中間装置（例えば、中継ノード）を介してソース装置から宛先装置へ信号が伝送される場合に、全体的なパスロスの減少（及び信号強度及びデータスループットにおける改善又は利益）を達成できることが理解できる。適切に実現されるならば、マルチホップ通信システムは送信機の送信電力を削減し、無線送信を促し、これは、電磁放射に晒されることを減らすだけでなく干渉レベルの低減効果をももたらす。或いは、全体的なパスロスの低減は、信号を搬送するに必要な放射される全送信電力を増やさずに、受信機での受信信号品質を改善することに資する。

マルチホップシステムはマルチキャリア伝送とともに使用するのに適している。ＦＤＭ（周波数分割多重化）、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）又はＤＭＴ（ディスクリートマルチトーン）のようなマルチキャリア伝送システムでは、１つのデータストリームがＮ個の並列的なサブキャリア上に変調され、各サブキャリア信号は自身の周波数範囲を有する。これは全体域（即ち、所与の期間内に送信される或る量のデータ）を複数のサブキャリアにわたって分割し、データシンボル各々の期間を増やすことを可能にする。各サブキャリアは低い情報レートを有するので、マルチキャリアシステムは、シングルキャリアシステムと比較して、導入されるチャネル歪に対する耐性を強化できる利点を有する。これは、伝送レート即ち各サブキャリアの帯域がチャネルのコヒーレンス帯域より狭いことを保証することで可能になる。その結果、サブキャリア信号で受けるチャネル歪は周波数に依存し、従ってシンプルな位相及び振幅補正因子で補正可能である。従って、システム帯域がチャネルのコヒーレンス帯域より広い場合には、マルチキャリア受信機内のチャネル歪補償エンティティは、シングルキャリア受信機内でのものより複雑さをかなり低くすることができる。

直交周波数分割多重化(ＯＦＤＭ)はＦＤＭに基づく変調技術である。ＯＦＤＭシステムは複数のサブキャリアを使用し、各サブキャリアは数学的な意味で直交しており、サブキャリアは互いに独立であることに起因して、サブキャリアのスペクトルは干渉せずに重なっている。ＯＦＤＭシステムの直交性は、ガードバンド周波数の必要性を排除し、それ故にシステムのスペクトル利用効率を増やす。ＯＦＤＭは多くの無線システムで提案及び採用されている。それは現在のところ、非対称ディジタル加入者回線(ＡＤＳＬ)コネクションで、（IEEE802.11a/g標準規格に基づくWiFiデバイスのような）何らかの無線ＬＡＮアプリケーションで、及び（IEEE802.16標準規格に基づく）ＷｉＭＡＸのような無線ＭＡＮアプリケーションで使用されている。ＯＦＤＭはしばしばチャネル符号化、誤り訂正技術とともに使用され、符号化された直交ＦＤＭ又はＣＯＦＤＭをもたらす。ＣＯＦＤＭはディジタル電気通信システムで現在広く使用され、マルチパス環境下でのＯＦＤＭベースのシステムのパフォーマンスを改善している。そのような環境ではチャネル歪の変動が、周波数領域のサブキャリア及び時間領域のシンボル双方にわたって生じ得る。あるタイプのコンピュータネットワーク技術だけでなく、ＤＶＢ及びＤＡＢのようなビデオ及びオーディオブロードキャストでもそのようなシステムが見受けられる。

ＯＦＤＭシステムでは、逆離散又は高速フーリエ変換アルゴリズム(ＩＤＦＴ／ＩＦＦＴ)を用いることで、変調されたＮ個の並列的なデータソース信号のブロックが、Ｎ個の直交する並列的なサブキャリアにマッピングされ、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれる信号を送信機の時間領域で形成する。従って「ＯＦＤＭシンボル」はＮ個のサブキャリア信号全ての合成信号である。ＯＦＤＭシンボルは数学的には次のように表現できる：

ここで、Δfはサブキャリア間隔(Hz)であり、Ts=1/Δfはシンボル期間(秒)であり、c_nは変調されたソース信号である。数式(１)のサブキャリアベクトルc=(c0,c1,...,cN-1),c∈Cn,（ソース信号の各々はサブキャリア信号成分に変調される）は、ある有限のコンステレーションによるN個のコンステレーションシンボルの或るベクトルである。受信機では、受信された時間領域信号は、離散フーリエ(DFT)又は高速フーリエ変換（FFT）アルゴリズムを適用することで、周波数領域に逆変換される。

ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）はＯＦＤＭの多重アクセス変形例である。これは、サブキャリアの部分集合を個々のユーザに割り当てるように動作する。これは、いくつものユーザからの同時送信を、より良いスペクトル利用効率になるようにする。しかしながら、アップリンク及びダウンロード方向で干渉なしに双方向通信を可能する問題がまだ残る。

２つのノード間で双方向通信を可能にする際に、ある装置が同じリソース媒体で同時には送信及び受信できないという物理的制約を克服するために、２つの（フォワード又はダウンロード及びリバース又はアップリンク）通信リンクを多重する周知の２つの別個のアプローチがある。第１に、周波数分割二重化(ＦＤＤ)は、一方をフォワードリンクの通信用に及び他方をリバースリンク通信用に、送信媒体を２つの別個の帯域に分割することで、同時ではあるが別個の周波数帯域で２つのリンクを使用することを含む。第２に、時分割二重化(ＴＤＤ)は、同じ周波数帯域上であるが、媒体へのアクセスを時間的に分割することを含み、時間的にどの時点ででもフォワード又はリバースのリンクのみが媒体を使用しているようにする。何れのアプローチ（ＴＤＤ及びＦＤＤ）も各自のメリットを有し、シングルホップの有線及び無線通信システムにかなり使用されている。例えばIEEE802.16規格はFDD及びTDDモード双方を組み込んでいる。

一例として、図６はIEEE802.16規格(WiMAX)のOFDMA物理レイヤで使用されるシングルホップTDDフレーム構造を示す。

各フレームはDL及びULサブフレームに分割され、その各々は別個の伝送期間になる。各サブフレームは送信／受信及び受信／送信伝送ガードインターバール（それぞれTTG及びRTGと呼ばれる）で分割される。DLサブフレーム各々は、フレーム制御ヘッダ(FCH)、DL-MAP及びUL-MAPが後に続くプリアンブルとともに始まる。

FCHはDLフレームプレフィックス(DLFP)を含み、バーストプロファイル及びDL-MAP長を指定する。DLFPは、各フレームの始めに伝送されるデータ構造であり、現在のフレームに関する情報を含む；それはFCHにマッピングされる。

同時DL割り当てがブロードキャスト、マルチキャスト及びユニキャストされてもよく、それらはサービングBS以外の他のBSに対する割り当てを含んでもよい。同時ULはデータ割当及び測距又は帯域リクエストでもよい。

本願は次の代理人管理番号とともに同一出願人により同日に出願された一群の英国特許出願（P106752GB00,P106753GB00,P106754GB00,P106772GB00,P106773GB00,P106795GB00,P106796GB00,P106797GB00,P106798GB00,P106799GB00）の１つに関連し、これらは通信技術に関する本発明と相互に関連する発明を記述している。他の９つの出願各々の内容全体は、本願のリファレンスに組み入れられ、他の９つの出願各々の謄本は原出願とともに提出されている。

説明される本発明は独立項で規定され、有利な実施例は従属項に関連する。

以下、本発明の好ましい特徴が添付図面を参照しながら単なる例と共に説明される。

出願時に公知のIEEE806.16規格

本発明の課題は、基地局及び移動局と通信する中継局のように、２つの異なるノードとの独立したリンクをサポートする要求をノードが受けた場合、その中継動作を実現するように既存のTDD又はFDDフレーム構造を修正することである。

本発明では、ソース装置、宛先装置及び２以上の中間装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用する送信方法が使用される。前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ各中間装置を介して至る通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送信し、前記各中間装置は、前記通信パスに沿って先行する装置から情報を受信し且つ前記通信パスに沿って後続の装置に受信信号を送信し、前記システムは、個々の送信間隔の間に利用可能な送信周波数帯域を割り当てるのに時間周波数フォーマットを利用し、前記フォーマットは送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各送信ウインドウは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域の中で或る周波数帯域特性を有し、各送信ウインドウは前記装置の１つに対して送信時に使用する送信間隔に割り当て可能である。当該方法は、１つ以上の送信間隔について前記フォーマットを利用し、少なくとも３つの連続するリンクに沿ってリンク毎に情報を連続する送信信号群として送信し、各送信信号は送信間隔の利用可能なウインドウで送信され、少なくとも２つの信号が同じ送信間隔の間に送信され、連続するリンクの数より少ない送信間隔における連続するリンクに沿って情報が送信される。

フレーム構造を示す図である。各ゾーン内のノードアクティビティを示す図である。１セル内でのゾーン利用例を示す図である。シングルセル２ホップ無線通信システムを示す図である。中継局の例を示す図である。 IEEE802.16規格のOFDMA物理レイヤで使用されるシングルホップTDDフレーム構造を示す図である。

例えば基地局及び移動局と通信する中継局のように、２つの異なるノードとの独立したリンクをサポートするようにノードが要求される場合、既存のTDD又はFDDフレーム構造はその中継動作を実現するために何らかの修正を必要とする。

本発明の実施例は（例えばIEEE802.16規格のような）標準的なTDDフレーム構造の拡張であるフレーム構造をマルチホップ通信システムにもたらし、そのフレーム構造はシステム内のホップをいくつでもサポートする。提案されるフレーム構造は本明細書で後述されるように多くの利点を有する。

＜フレーム構造及びシステム動作の詳細＞
媒体アクセス全体を制御するヘッドノードから発する制御情報が、ネットワークで動作する全ての下位ノードで受信可能であるという仮定が、提案されるフレーム構造でなされている。また、修正されたTDDフレーム構造は、中継局の情報を一切持たない従来の移動装置が、システム内で動作可能であるようにすることも仮定される。

図１には提案されるフレーム構造の概略が示されている。

ダウンリンク及びアップリンクサブフレーム双方についていくつもの送信及び受信ゾーンが構成されている。ゾーンタイプは以下の何れかである：
Ｂ同期シーケンス、コマンド、情報及び（フレームのレイアウト又は構造の）詳細のような制御関連情報のブロードキャスト。

Ｃ非ブロードキャストゾーンで（即ち、受信機個々に又は受信機のグループに）送信される個別制御情報。

Ｔ個別ユーザデータ送信。

以下の表１（ゾーンの説明）では、９個の異なるゾーンが説明されている。

図２は、MSが２つのRS（RS1&RS2）を介してBSに接続される場合に、表１に説明されている各ゾーンでのアクティビティの観点から、BS、RS及びMSの動作を説明するための図である。ゾーン(3)及び(9)はBSとの通信に使用されるので、RS1はRS2と通信するのにゾーン(5)及び(7)を使用することに留意を要する。この方法は、同じフレームの中で第1ホップで情報の中継を実行可能にする。そしてRS2は何らかのMS(又は別のRS)と通信するのにゾーン(3)及び(9)を利用する。第３のRS(RS3)が存在したならば、それは何らかのMS又は別のRSと通信するためにゾーン(5)及び(7)を利用する。

最初の２ホップにわたる中継は１フレーム内でなされることに留意を要する。しかしながら、３ホップを越える中継は追加的なフレーム遅延を招く。一般的なNホップの場合、中継を通じて導入される追加的な遅延は、以下の数式で与えられることが分かる：

図３は、提案されるフレーム構造の或る特定の実現例を示し、様々なゾーンタイプに様々なユーザタイプがどのように割り当てられるかという観点から示している。

この場合、６つのタイプに区別されたリンク(A,C-G)がある。この例の各リンクに使用されるゾーンの説明は以下の表２（セル内でのゾーン利用例の説明）に与えられる。

＜利点の要約＞
要するに本発明の利点は以下のとおりである：
○ 如何なる制御情報の生成もスケジューリングの実行も要しない簡易且つ低コストなリレーの構成及び動作を可能にすること。

○ アイドルのフレーム期間をBSが一切持たないことを保証することでスペクトル利用効率を最大化できること。

○ 遅延が最小であること：フレーム単位での遅延は、１又は２ホップについては０、３又は４ホップについては１、５又は６ホップについては２、７又は８ホップについては３等である。

○ 従来のシングルホップTDDユーザにとって透明な(transparent)動作をシステムが潜在的にもたらすこと。

○ SDMAベースの技術を利用し、BS及びRS及びMS間でセル内で、同じ送信リソース（周波数及び時間）を利用可能にすることで、スペクトル利用効率を更に改善できること。

○ 如何なるホップ数にも拡張可能であること。

本発明の実施例はハードウエアで、１以上のプロセッサ上で動作するソフトウエアモジュールとして又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。即ち、実際にはマイクロプロセッサ又はディジタル信号プロセッサ(DSP)が、本発明を利用する送信機の機能の全部又は一部を実現するのに使用されてもよいことを当業者は認識するであろう。本発明は本願で説明されたどの方法でもその全部又は一部を実行する１つ以上のデバイス又は装置プログラム（例えば、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクト）として実現されてよい。本発明を利用するそのようなプログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に格納されてもよいし、例えば１つ以上の信号の形式をとってもよい。そのような信号はインターネットウェブサイトからダウンロード可能なデータ信号でもよいし、或いはキャリア信号で用意されてもよいし、何らかの他の形式をとってもよい。

以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。

（付記１）
ソース装置、宛先装置及び２以上の中間装置を有するマルチホップ無線通信システムで使用する送信方法であって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ各中間装置を介して至る通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送信し、前記各中間装置は、前記通信パスに沿って先行する装置から情報を受信し且つ前記通信パスに沿って後続の装置に受信信号を送信し、前記システムは、個々の送信間隔の間に利用可能な送信周波数帯域を割り当てるのに時間周波数フォーマットを利用し、前記フォーマットは送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各送信ウインドウは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域の中で或る周波数帯域特性を有し、各送信ウインドウは前記装置の１つに対して送信時に使用する送信間隔に割り当て可能であり、当該方法は、
１つ以上の送信間隔について前記フォーマットを利用し、少なくとも３つの連続するリンクに沿ってリンク毎に情報を連続する送信信号群として送信し、各送信信号は送信間隔の利用可能なウインドウで送信され、少なくとも２つの信号が同じ送信間隔の間に送信され、連続するリンクの数より少ない送信間隔における連続するリンクに沿って情報が送信される送信方法。

（付記２）
前記送信ウインドウの少なくとも２つの周波数帯域特性は、利用可能な送信周波数帯域の共通部分を包含する付記１記載の送信方法。

（付記３）
前記送信ウインドウの少なくとも２つの周波数帯域特性は、送信間隔の各部分について実質的に送信周波数帯域全体にわたっている付記１記載の送信方法。

（付記４）
送信に先立って、前記フォーマットを利用して、特定の送信間隔の特定の送信ウインドウを、前記連続するリンクに沿う第１の装置に、前記第１の装置からのパスに沿う１つのリンクで後続の装置である第２の装置に前記連続的なリンクに沿って情報を送信するために割り当て、特定の送信間隔の後続の送信ウインドウを前記第２の装置に、前記第２の装置からのパスに沿う１つのリンクで後続の装置である第３の装置に前記連続的なリンクに沿って情報を送信するために割り当てる付記１乃至３の何れか１項に記載の送信方法。

（付記５）
前記特定の送信間隔が第１送信間隔であり、当該送信方法が、
送信に先立って、前記フォーマットを利用し、前記第１送信間隔に続く第２送信間隔の特定の送信ウインドウを前記第３の装置に、前記第３の装置からのパスに沿う１つのリンクで後続の装置である前記第４の装置に前記連続的なリンクに沿って情報を送信するために割り当てる付記４記載の送信方法。

（付記６）
前記マルチホップ通信システムが少なくとも３つの中間装置を有し、当該送信方法が、
送信に先立って、前記フォーマットを利用し、前記第２送信間隔の後続の送信ウインドウを前記第４の装置に、前記第４の装置からのパスに沿う１つのリンクで後続の装置である前記第５の装置に前記連続的なリンクに沿って情報を送信するために割り当てる付記４記載の送信方法。

（付記７）
前記第１及び／又は第２送信間隔各々の前記特定の後続の送信ウインドウは、場合によっては、考察されている送信間隔の別の送信ウインドウの時間的に前後にある付記４乃至６の何れか１項に記載の送信方法。

（付記８）
場合によっては、考察される送信間隔の別の送信ウインドウに対応する特定の送信間隔の一部の間に、前記第２及び／又は第４装置で処理を実行し、該送信間隔の特定の送信ウインドウで受信した情報に基づいて、該送信間隔の後続の送信ウインドウでの送信に備えて情報を構築する付記７記載の送信方法。

（付記９）
前記通信パスが間接的な通信パスであり、前記システムが少なくとも別の宛先装置を有し、前記ソース装置又はどの中間装置でも、直接的な通信パスを形成する関連するシングルリンクに沿って前記の又は別の宛先装置に情報を直接的に送信する付記１乃至８の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１０）
前記送信間隔の１つ以上の送信ウインドウの中で、場合によっては、空間分割多重アクセス法を利用する付記１乃至９の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１１）
前記時間周波数フォーマットは、時分割二重通信システムのダウンリンク又はアップリンクサブフレーム用のフォーマットである付記１乃至１０の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１２）
前記システムがOFDM又はOFDMAシステムであり、前記時間周波数フォーマットが、OFDM又はOFDMA時分割二重通信システムのOFDM又はOFDMAダウンリンク又はアップリンクサブフレーム用のフォーマットである付記１乃至１１の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１３）
個々の送信間隔各々が、サブフレーム期間である付記１乃至１２の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１４）
前記送信ウインドウの各々がOFDM又はOFDMAフレーム構造中の領域を構成する付記１乃至１３の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１５）
前記送信ウインドウの各々がOFDM又はOFDMAフレーム構造中のゾーンを構成する付記１乃至１３の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１６）
前記ソース装置が、基地局である付記１乃至１５の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１７）
前記ソース装置が、ユーザ端末である付記１乃至１５の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１８）
前記宛先装置が、基地局である付記１乃至１５の何れか１項に記載の送信方法。

（付記１９）
前記宛先装置が、ユーザ端末である付記１乃至１５の何れか１項に記載の送信方法。

（付記２０）
前記各中間装置が、中継局である付記１乃至１５の何れか１項に記載の送信方法。

（付記２１）
ソース装置、宛先装置及び２以上の中間装置であって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ各中間装置を介して至る通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送信し、前記各中間装置は、前記通信パスに沿って先行する装置から情報を受信し且つ前記通信パスに沿って後続の装置に受信信号を送信するソース装置、宛先装置及び２以上の中間装置と、
時間周波数フォーマットを利用して、個々の送信間隔の間に利用可能な送信周波数帯域を割り当てるフォーマットアクセス手段であって、前記フォーマットは送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各送信ウインドウは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域の中で或る周波数帯域特性を有し、各送信ウインドウは前記装置の１つに対して送信時に使用する送信間隔に割り当て可能であるフォーマットアクセス手段と、
１つ以上の送信間隔について前記フォーマットを利用し、少なくとも３つの連続するリンクに沿ってリンク毎に情報を連続する送信信号群として送信する送信手段であって、各送信信号は送信間隔の利用可能なウインドウで送信され、少なくとも２つの信号が同じ送信間隔の間に送信され、連続するリンクの数より少ない送信間隔における連続するリンクに沿って情報が送信されるようにした送信手段と、
を有するマルチホップ通信システム。

（付記２２）
ソース装置、宛先装置及び２以上の中間装置を有するマルチホップ無線通信システムのコンピュータ装置で実行される一組のコンピュータプログラムであって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ各中間装置を介して至る通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送信し、前記各中間装置は、前記通信パスに沿って先行する装置から情報を受信し且つ前記通信パスに沿って後続の装置に受信信号を送信し、前記システムは、個々の送信間隔の間に利用可能な送信周波数帯域を割り当てるのに時間周波数フォーマットを利用し、前記フォーマットは送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各送信ウインドウは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域の中で或る周波数帯域特性を有し、各送信ウインドウは前記装置の１つに対して送信時に使用する送信間隔に割り当て可能であり、当該コンピュータプログラムは、
１つ以上の送信間隔について前記フォーマットを利用し、少なくとも３つの連続するリンクに沿ってリンク毎に情報を連続する送信信号群として送信し、各送信信号は送信間隔の利用可能なウインドウで送信され、少なくとも２つの信号が同じ送信間隔の間に送信され、連続するリンクの数より少ない送信間隔における連続するリンクに沿って情報が送信されるようにした方法を前記コンピュータ装置に実行させるコンピュータプログラム。

（付記２３）
マルチホップ通信システムで使用する特定の中間装置であって、前記システムはソース装置、少なくとも１つの他の中間装置及び宛先装置を有し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ各中間装置を介して至る通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送信し、前記各中間装置は、前記通信パスに沿って先行する装置から情報を受信し且つ前記通信パスに沿って後続の装置に受信信号を送信し、当該特定の中間装置は、
時間周波数フォーマットを利用して、個々の送信間隔の間に利用可能な送信周波数帯域を割り当てるフォーマットアクセス手段であって、前記フォーマットは送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各送信ウインドウは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域の中で或る周波数帯域特性を有し、各送信ウインドウは前記装置の１つに対して送信時に使用する送信間隔に割り当て可能であるフォーマットアクセス手段と、
１つの送信間隔について前記フォーマットを利用し、前記送信間隔の利用可能な送信ウインドウで情報を受信し、同じ送信間隔の間で以後の利用可能な送信ウインドウで情報を送信する送信手段であって、前記情報は１つの送信間隔で２つの連続するリンクに沿って伝送され、前記情報は別の中間装置から受信され及び／又は別の中間装置に送信される送信手段と、
を有する中間装置。

（付記２４）
マルチホップ通信システムで使用する中間装置における方法であって、前記システムはソース装置、少なくとも１つの他の中間装置及び宛先装置を有し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ各中間装置を介して至る通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送信し、前記各中間装置は、前記通信パスに沿って先行する装置から情報を受信し且つ前記通信パスに沿って後続の装置に受信信号を送信し、当該方法は、
時間周波数フォーマットを利用して、個々の送信間隔の間に利用可能な送信周波数帯域を割り当てるステップであって、前記フォーマットは送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各送信ウインドウは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域の中で或る周波数帯域特性を有し、各送信ウインドウは前記装置の１つに対して送信時に使用する送信間隔に割り当て可能であるステップと、
１つの送信間隔について前記フォーマットを利用し、前記送信間隔の利用可能な送信ウインドウで情報を受信し、同じ送信間隔の間で以後の利用可能な送信ウインドウで情報を送信する送信ステップであって、前記情報は１つの送信間隔で２つの連続するリンクに沿って伝送され、前記情報は別の中間装置から受信され及び／又は別の中間装置に送信される送信ステップと、
を有する方法。

（付記２５）
マルチホップ通信システムの或る中間装置のコンピュータ装置で使用されるコンピュータプログラムであって、前記システムはソース装置、少なくとも１つの他の中間装置及び宛先装置を有し、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ各中間装置を介して至る通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送信し、前記各中間装置は、前記通信パスに沿って先行する装置から情報を受信し且つ前記通信パスに沿って後続の装置に受信信号を送信し、当該コンピュータプログラムは、
時間周波数フォーマットを利用して、個々の送信間隔の間に利用可能な送信周波数帯域を割り当てるステップであって、前記フォーマットは送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各送信ウインドウは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域の中で或る周波数帯域特性を有し、各送信ウインドウは前記装置の１つに対して送信時に使用する送信間隔に割り当て可能であるステップと、
１つの送信間隔について前記フォーマットを利用し、前記送信間隔の利用可能な送信ウインドウで情報を受信し、同じ送信間隔の間で以後の利用可能な送信ウインドウで情報を送信する送信ステップであって、前記情報は１つの送信間隔で２つの連続するリンクに沿って伝送され、前記情報は別の中間装置から受信され及び／又は別の中間装置に送信される送信ステップと、
を有する方法を前記コンピュータ装置に実行させるコンピュータプログラム。

MS 移動局
RS 中継局
BS 基地局

Claims

基地局装置、中継装置、ユーザ装置を備えたマルチホップ無線通信システムで用いられる通信方法において、
前記ユーザ装置は第１のユーザ装置及び第２のユーザ装置を含み、前記中継装置は前記基地局装置と前記第１のユーザ装置との間で中継を行い、
前記基地局装置からプリアンブル、フレームの構造情報、前記中継装置へのデータを送信し、
前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記データを前記中継装置が受信する受信期間と、前記中継装置から前記第１のユーザ装置に向けて前記データを送信する送信期間との間にギャップ期間を設け、
前記ギャップ期間を利用して、前記基地局装置から前記第２のユーザ装置へのデータの送信を行い、
前記第２のユーザ装置は、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記ギャップ期間を利用して、前記基地局装置から送信される前記第２のユーザ装置へのデータを受信する、
ことを特徴とする通信方法。
前記ギャップ期間は、前記中継装置における、受信状態から送信状態への切替処理に利用される、
ことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
基地局装置、中継装置、ユーザ装置を備えたマルチホップ無線通信システムで用いられる通信方法において、
前記ユーザ装置は第１のユーザ装置及び第２のユーザ装置を含み、前記中継装置は前記第１のユーザ装置と前記基地局装置との間で中継を行い、
前記基地局装置からプリアンブル及びフレームの構造情報を送信し、
前記中継装置が前記第１のユーザ装置からのデータを受信する受信期間と、前記中継装置から前記基地局装置へ前記データを送信する送信期間との間にギャップ期間を設け、
前記第１及び第２のユーザ装置は、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報を受信し、
前記ギャップ期間を利用して、前記第２のユーザ装置から前記基地局装置へデータを送信する、
ことを特徴とする通信方法。
前記ギャップ期間は、前記中継装置における、受信状態から送信状態への切替処理に利用される、
ことを特徴とする請求項３記載の通信方法。
基地局装置、中継装置、ユーザ装置を備えたマルチホップ無線通信システムにおいて、
前記ユーザ装置は第１のユーザ装置及び第２のユーザ装置を含み、前記中継装置は前記基地局装置と前記第１のユーザ装置との間で中継を行い、
前記基地局装置は、プリアンブル、フレームの構造情報、前記中継装置へのデータを送信するように構成され、
前記中継装置は、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記データを受信期間において受信し、また、送信期間において前記データを前記第１のユーザ装置に向けて送信するように構成され、
前記第１及び第２のユーザ装置は、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報を受信するように構成され、
前記基地局装置は、前記受信期間と前記送信期間との間のギャップ期間を利用して前記第２のユーザ装置へデータの送信を行い、
前記第２のユーザ装置は、前記ギャップ期間を利用して、前記基地局装置から当該第２のユーザ装置へ送信される前記データを受信する、
ことを特徴とするマルチホップ無線通信システム。
基地局装置、中継装置、ユーザ装置を備えたマルチホップ無線通信システムにおいて、
前記ユーザ装置は第１のユーザ装置及び第２のユーザ装置を含み、前記中継装置は前記第１のユーザ装置と前記基地局装置との間で中継を行い、
前記基地局装置は、プリアンブル、フレームの構造情報を送信するように構成され、
前記中継装置は、受信期間において前記第１のユーザ装置からのデータを受信し、また、送信期間において前記基地局装置に前記データを送信するように構成され、
前記第１及び第２のユーザ装置は、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報を受信するように構成され、
前記第２のユーザ装置は、前記受信期間と前記送信期間との間のギャップ期間を利用して、前記基地局装置へデータの送信を行い、
前記基地局装置は、前記ギャップ期間を利用して、前記第２のユーザ装置から送信される前記データを受信する、
ことを特徴とするマルチホップ無線通信システム。
マルチホップ無線通信システムで用いられる基地局装置において、
プリアンブル、フレームの構造情報、中継装置へのデータを送信し、
前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記データを前記中継装置が受信する受信期間と、前記中継装置から第１のユーザ装置に向けて前記データを送信する送信期間との間にはギャップ期間が設けられており、
前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記ギャップ期間を利用して、第２のユーザ装置へデータを送信する、
ことを特徴とする基地局装置。
マルチホップ無線通信システムで用いられる基地局装置において、
プリアンブル及びフレームの構造情報を送信し、
中継装置が第１のユーザ装置からのデータを受信する受信期間と、前記中継装置から当該基地局装置へ前記データを送信する送信期間との間にギャップ期間が設けられており、
前記ギャップ期間を利用して、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報を受信した第２のユーザ装置からデータを受信する、
ことを特徴とする基地局装置。
マルチホップ無線通信システムで用いられる中継装置において、
基地局装置からプリアンブル、フレームの構造情報、データを受信し、
前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記データを受信する受信期間と、当該中継装置から第１のユーザ装置に向けて前記データを送信する送信期間との間にギャップ期間が設けられており、
前記ギャップ期間を利用して、前記基地局装置から第２のユーザ装置へのデータの送信が行われ、
前記第２のユーザ装置は、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記ギャップ期間を利用して、前記基地局装置から送信される前記第２のユーザ装置へのデータを受信する、
ことを特徴とする中継装置。
基地局装置からプリアンブル及びフレームの構造情報が送信されるマルチホップ無線通信システムで用いられる中継装置において、
第１のユーザ装置からデータを受信する受信期間と、当該中継装置から前記基地局装置へ前記データを送信する送信期間との間にギャップ期間が設けられており、
第２のユーザ装置が、前記プリアンブル、前記フレームの構造情報を受信し、かつ、前記ギャップ期間を利用して前記基地局装置へデータを送信する、
ことを特徴とする中継装置。
基地局装置から中継装置へプリアンブル、フレームの構造情報、データが送信されるマルチホップ無線通信システムで用いられるユーザ装置において、
前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記中継装置へのデータを前記中継装置が受信する受信期間と、前記中継装置から他のユーザ装置に向けて前記データを送信する送信期間との間にギャップ期間が設けられており、
前記プリアンブル、前記フレームの構造情報及び前記ギャップ期間を利用して前記基地局装置から当該ユーザ装置に送信されたデータを受信する、
ことを特徴とするユーザ装置。
基地局装置からプリアンブル及びフレームの構造情報が送信されるマルチホップ無線通信システムで用いられるユーザ装置において、
中継装置が他のユーザ装置からのデータを受信する受信期間と、前記中継装置から前記基地局装置へ前記データを送信する送信期間との間にギャップ期間が設けられており、
前記プリアンブル、前記フレームの構造情報を受信し、かつ、前記ギャップ期間を利用して前記基地局装置へデータを送信する、
ことを特徴とするユーザ装置。