JP4992606B2 - ２ホップ無線通信システム、中継装置、ソース装置、送信方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

２ホップ無線通信システム、中継装置、ソース装置、送信方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明は２ホップ無線通信システム、中間装置、無線伝送方法及びコンピュータプログラムに関連する。
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：
Figure 0004992606
 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、cn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。
本発明の課題は、２つの異なるノードに対する２つの独立したリンクをサポートする要求を或るノードが受けことに応じて中継動作を実現するように、TDD又はFDDフレーム構造を修正することである。
開示される発明の一形態は、
ソース装置、宛先装置及び中継装置を有する２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前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置へ受信情報を送信し、前記２ホップ無線通信システムにおける個々の送信間隔の送信に時間周波数フォーマットが使用され、個々の送信間隔は複数の送信ゾーンを規定し、各送信ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ前記ソース装置又は前記中継装置が送信する際に指定可能であり、当該方法は、
特定の送信間隔における異なるゾーンを利用し、２つの連続する送信信号として情報をリンク毎に前記通信パスに沿って送信し、
第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ又は別のソース装置から前記宛先装置への直接的な送信にも使用される、送信方法である。
本発明の実施例は標準的なTDDフレーム構造の拡張であるフレーム構造(フォーマット)をマルチホップ通信システムにもたらす。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場合について、提案されるフレーム構造が設計される。更に、中継局の情報を一切持たない従来のシングルホップTDD移動装置が、新たな中継イネーブルシステム内でも動作可能であるように設計が行われる。
制御情報がヘッドノード（又はソース装置）から受信可能でなかった場合、余分なフレーム期間が２ホップ伝送に必要とされる。その理由は、ソース装置から中間装置へ送信された制御情報が、同じフレームで宛先装置によって受信できなくなるからである。宛先装置（特に、従来の装置）は、そのような制御情報をフレームの始めに受信するよう設計され、従ってフレームの始めに（プリアンブルで）ソースに制御情報を送信するために余分なフレーム期間が中間装置に求められ、その後にデータを送信する。こうして１つのフレーム遅延が生じる。
図１には好ましいフレーム構造が示されている。
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の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（トランスポート）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。
Figure 0004992606
図２は、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。
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の中で様々なユーザタイプが送信又は受信に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、図３に示されるように５つのタイプに区別されたリンク(A-E)がある。この例に使用されるゾーンの説明は以下の表２に与えられる。
Figure 0004992606
本発明により提案されるフレーム構造を採用する主な利点の１つは、ネットワークでRS及びMSノードと通信するためにBSは全ての送信リソースを常時利用できることである。これは、RSからMSへのリンクで使用された送信リソースをBSからMSへの通信に再利用することで可能になる。これを実行あらしめ且つそのような再利用が過剰な干渉を引き起こさないようにするために、その再利用ゾーン(即ち、ゾーン(5)＆(9))で通信するユーザがRSと通信するユーザと十分に分離されていることをBSは保証しなければならない。こうしてBSはある手段を必須とし、その手段は、通信するユーザが再利用ゾーン(即ち、ゾーン(5)&(9))内に又は通常のゾーン(即ち、ゾーン(4)&(8))内にあるべきか否かを判定する。
そのような手段を実現するのに様々なアルゴリズムが想定され、そのいくつかは次のとおりである：
１．再利用ゾーンの間及び通常ゾーンの間BS送信についてキャリア対干渉プラスノイズ(CINR)測定を実行するようMSに求める。通常ゾーンでCINRが十分に大きかったならば、そのユーザに通常ゾーンを割り当てる。CINRが小さかったならば、そのユーザに再利用ゾーンを割り当てる。
２．全てのユーザについて通常ゾーンから始める。通常ゾーンに多くの負荷がかかるようになり、新規の及び既存のユーザが受けるさービス品質を劣化させるリスクなしにより多くのユーザを収容できなくなった場合、通常ゾーンから再利用ゾーンへユーザ候補を移動させることを判定する。再利用ゾーンでBSと通信するユーザについて以後報告されるCINRが特定の閾値を下回ったならば、通常ゾーンに戻す。
＜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。
○ ２ホップ中継を１フレーム内で可能にすることで遅れを最小限にすること。
○ 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せるようにできること。
○ 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。
○ MSと直接的に通信するBSによりRS-MS通信ゾーンの再利用を可能にする手段を提供できること（そのMSは、そのような通信を実行することでRS-MSリンクに劣化を生じさせない。）。
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、宛先装置及び中間装置を有する２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前記中間装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中間装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該２ホップ無線通信システムは、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ソース又は中間装置の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、
前記フォーマットを利用し、２つの連続する送信信号としての情報をリンク毎に前記通信パスに沿って送信し、各送信信号は特定の送信間隔中の異なる送信ウインドウを利用して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ソース装置に、前記中間装置への情報送信用に割り当て、特定の送信間隔の後続の送信ウインドウを前記中間装置に、前記宛先装置への情報送信用に割り当てる付記１乃至３の何れか１項に記載の送信方法。
（付記５）
前記フォーマットを利用して、制御ウインドウを前記ソース装置に、前記中間装置への制御情報の送信用に割り当てる付記１乃至４の何れか１項に記載の送信方法。
（付記６）
前記制御ウインドウが、特定の送信ウインドウで占められる特定の送信間隔の一部に先行する特定の送信間隔の部分を占める付記４に従属する付記５記載の送信方法。
（付記７）
前記特定の送信間隔の前記特定の及び後続の送信ウインドウが、該送信間隔の別のウインドウと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）
前記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中間装置で処理を実行し、前記特定の送信ウインドウで受信した情報に基づいて、後続の送信ウインドウでの送信についての情報を構成する付記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含み、前記ソース装置は、直接的な通信パスを形成する関連する１つのリンクに沿って前記別の宛先装置に直接的に情報を送信する付記７又は８に記載の送信方法。
（付記１０）
前記別の送信ウインドウを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報を送信し、前記中間装置での処理中に情報が前記ソース装置から送信されるようにした付記９記載の送信方法。
（付記１１）
前記特定の送信ウインドウを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報を送信し、前記特定の送信ウインドウに対応する特定の送信間隔の部分の間に、前記ソース装置から前記中間装置及び前記別の宛先装置双方に情報が送信されるようにした付記９又は１０に記載の送信方法。
（付記１２）
前記特定の送信ウインドウを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報を送信し、前記後続の送信ウインドウに対応する後続の送信間隔の部分の間に、前記中間装置から前記宛先装置へ及び前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報が送信されるようにした付記９乃至１１の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１３）
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ソース装置を含み、前記別の中間装置が、直接的な通信パスを形成する関連する１つのリンクに沿って前記宛先装置に直接的に情報を送信する付記７又は８に記載の送信方法。
（付記１４）
前記別の送信ウインドウを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記宛先装置へ情報を送信し、前記中間装置での処理中に情報が前記別のソース装置から送信される付記１３記載の送信方法。
（付記１５）
前記特定の送信ウインドウを利用して、直接的な通信パスに沿って前記別のソース装置から前記宛先装置へ情報を送信し、前記特定の送信ウインドウに対応する特定の送信間隔の部分の間に、前記ソース装置から前記中間装置へ及び前記別のソース装置から前記別の宛先装置へ情報が送信されるようにした付記１３又は１４に記載の送信方法。
（付記１６）
前記後続の送信ウインドウを利用して、直接的な通信パスに沿って前記別のソース装置から前記宛先装置へ情報を送信し、前記後続の送信ウインドウに対応する後続の送信間隔の部分の間に、前記中間装置から前記宛先装置へ及び前記別のソース装置から前記宛先装置へ情報が送信されるようにした付記１３乃至１５の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１７）
前記特定の送信間隔の１つ以上の送信ウインドウで空間分割多重アクセス法を利用する付記７乃至１６の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１８）
前記時間周波数フォーマットが、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についてのフォーマットである付記１乃至１７の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１９）
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時分割二重通信フレームの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１８の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２０）
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１９の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２１）
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２０の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２２）
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２０の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２３）
前記ソース装置が、基地局である付記１乃至２２の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２４）
前記ソース装置が、ユーザ端末である付記１乃至２２の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２５）
前記宛先装置が、基地局である付記１乃至２２の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２６）
前記宛先装置が、ユーザ端末である付記１乃至２２の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２７）
前記中間装置が、中継局である付記１乃至２２の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２８）
ソース装置、宛先装置及び中間装置を有する２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前記中間装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中間装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該２ホップ無線通信システムは、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ソース又は中間装置の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、
前記フォーマットを利用し、前記ソース装置から前記中間装置へのリンクに沿ってデータ及び制御情報を共に送信信号として送信し、前記中間装置から前記宛先装置へのリンクに沿ってデータ情報を送信信号として送信し、２つの送信間隔の送信ウインドウ各々を用いて信号が送信されるようにした送信方法。
（付記２９）
ソース装置、宛先装置及び中間装置を有する２ホップ無線通信システムであって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ前記中間装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中間装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該２ホップ無線通信システムは、
時間周波数フォーマットを利用し、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ソース又は中間装置の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、
前記フォーマットを利用し、特定の送信間隔中の異なる送信ウインドウを利用して、中継されるパスに沿って２つの連続する送信信号として情報をリンク毎に送信する送信手段と、
を有する２ホップ無線通信システム。
（付記３０）
ソース装置、宛先装置及び中間装置を有する２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前記中間装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中間装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該２ホップ無線通信システムは、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ソース又は中間装置の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、
前記フォーマットを利用し、２つの連続する送信信号としての情報をリンク毎に前記通信パスに沿って送信し、各送信信号は特定の送信間隔中の異なる送信ウインドウを利用して送信されるようにした送信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３１）
ソース装置及び宛先装置を有する２ホップ無線通信システムで使用する中間装置であって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ前記中間装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、当該中間装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、前記中間装置は、
時間周波数フォーマットを利用し、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ソース又は中間装置の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、前記送信間隔中の利用可能な送信ウインドウで情報を受信し、同じ送信間隔の間に後続の利用可能な送信ウインドウで情報を送信し、該情報が１つの送信間隔の中で２つのリンクに沿って伝搬するようにした送信手段と、
を有する中間装置。
（付記３１）
ソース装置及び宛先装置を有する２ホップ無線通信システムの中間装置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前記中間装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中間装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該中間装置は、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ソース又は中間装置の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、前記送信間隔中の利用可能な送信ウインドウで情報を受信し、同じ送信間隔の間に後続の利用可能な送信ウインドウで情報を送信し、該情報が１つの送信間隔の中で２つのリンクに沿って伝搬するようにした送信方法。
（付記３２）
ソース装置及び宛先装置を有する２ホップ無線通信システムの中間装置内のコンピュータ装置で実行される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前記中間装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中間装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該中間装置は、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ソース又は中間装置の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、前記送信間隔中の利用可能な送信ウインドウで情報を受信し、同じ送信間隔の間に後続の利用可能な送信ウインドウで情報を送信し、該情報が１つの送信間隔の中で２つのリンクに沿って伝搬するようにした送信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。
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。 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。
符号の説明
MS 移動局
RS 中継局
BS 基地局

Claims (31)

  1. ソース装置、宛先装置及び中継装置を有する２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前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置へ受信情報を送信し、前記２ホップ無線通信システムにおける個々の送信間隔の送信に時間周波数フォーマットが使用され、個々の送信間隔は複数の送信ゾーンを規定し、各送信ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ前記ソース装置又は前記中継装置が送信する際に指定可能であり、当該方法は、
    特定の送信間隔における異なるゾーンを利用し、２つの連続する送信信号として情報をリンク毎に前記通信パスに沿って送信し、
    第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ又は別のソース装置から前記宛先装置への直接的な送信にも使用される、送信方法。
  2. 前記時間周波数フォーマットを利用して、制御情報を前記中継装置へ送信するために前記ソース装置に制御ゾーンを割り当てる、請求項１記載の送信方法。
  3. 前記制御ゾーンが、前記第１ゾーンで占められる前記送信間隔の一部に先行する送信間隔の一部を占める、請求項２記載の送信方法。
  4. 前記送信間隔の前記第１及び第２ゾーンが、該送信間隔の別のゾーンと時間的に前後にある請求項２又は３に記載の送信方法。
  5. 前記別の送信ゾーンに対応する前記送信間隔の一部の間に前記中継装置において、前記第１ゾーンにて受信した情報に基づいて、前記第２ゾーンにおける送信についての情報を構成する、請求項４記載の送信方法。
  6. 前記通信パスが間接的な通信パスであり、前記２ホップ無線通信システムが少なくとも別の宛先装置を含み、前記ソース装置は、直接的な通信パスを形成する関連する１つのリンクに沿って前記別の宛先装置に直接的に情報を送信する、請求項４又は５に記載の送信方法。
  7. 前記別の送信ゾーンを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報を送信し、前記中継装置における処理中に情報が前記ソース装置から送信される、請求項６記載の送信方法。
  8. 前記第１ゾーンを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報を送信し、前記第１ゾーンに対応する特定の送信間隔の一部の間に、前記ソース装置から前記中継装置及び前記別の宛先装置双方に情報が送信される、請求項６又は７に記載の送信方法。
  9. 前記第２ゾーンを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報を送信し、前記第２ゾーンに対応する送信間隔の一部の間に、前記中継装置から前記宛先装置へ及び前記ソース装置から前記別の宛先装置へ情報が送信される、請求項６ないし８の何れか１項に記載の送信方法。
  10. 前記通信パスが間接的な通信パスであり、前記２ホップ無線通信システムが少なくとも別のソース装置を含み、前記ソース装置が、直接的な通信パスを形成する関連する１つのリンクに沿って前記宛先装置に直接的に情報を送信する、請求項４又は５に記載の送信方法。
  11. 前記別の送信ゾーンを利用して、直接的な通信パスに沿って前記ソース装置から前記宛先装置へ情報を送信し、前記中継装置における処理中に情報が前記別のソース装置から送信される、請求項１０記載の送信方法。
  12. 前記第１ゾーンを利用して、直接的な通信パスに沿って前記別のソース装置から前記宛先装置へ情報を送信し、前記第１ゾーンに対応する送信間隔の一部の間に、前記ソース装置から前記中継装置へ及び前記別のソース装置から前記宛先装置へ情報が送信される、請求項１０又は１１に記載の送信方法。
  13. 前記第２ゾーンを利用して、直接的な通信パスに沿って前記別のソース装置から前記宛先装置へ情報を送信し、前記第２ゾーンに対応する送信間隔の一部の間に、前記中継装置から前記宛先装置へ及び前記別のソース装置から前記宛先装置へ情報が送信される、請求項１０ないし１２の何れか１項に記載の送信方法。
  14. 前記送信間隔の１つ以上のゾーンにおいて空間分割多重アクセス法を利用する、請求項４ないし１３の何れか１項に記載の送信方法。
  15. 前記時間周波数フォーマットが、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についてのフォーマットである、請求項１ないし１４の何れか１項に記載の送信方法。
  16. 前記２ホップ無線通信システムが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時分割二重通信フレームの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、請求項１ないし１５の何れか１項に記載の送信方法。
  17. 個々の送信間隔各々が、サブフレーム期間である、請求項１ないし１６の何れか１項に記載の送信方法。
  18. 前記ゾーンの各々がOFDM又はOFDMAフレーム構造におけるゾーンを構成する、請求項１ないし１７の何れか１項に記載の送信方法。
  19. 前記ソース装置が、基地局である、請求項１ないし１８の何れか１項に記載の送信方法。
  20. 前記ソース装置が、ユーザ端末である、請求項１ないし１８の何れか１項に記載の送信方法。
  21. 前記宛先装置が、基地局である、請求項１ないし１８の何れか１項に記載の送信方法。
  22. 前記宛先装置が、ユーザ端末である請求項１ないし１８の何れか１項に記載の送信方法。
  23. 前記中継装置が、中継局である、請求項１ないし１８の何れか１項に記載の送信方法。
  24. ソース装置、宛先装置及び中継装置を有する２ホップ無線通信システムであって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該２ホップ無線通信システムは、
    時間周波数フォーマットを利用し、該２ホップ無線通信システムにおける個々の送信間隔において送信を行うフォーマットアクセス手段であって、個々の送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信に使用するため前記ソース装置又は中間装置に割り当て可能である、フォーマットアクセス手段と、
    特定の送信間隔における異なる送信ゾーンを利用し、２つの連続する送信信号として情報をリンク毎に前記通信パスに沿って前記時間周波数フォーマットにより送信する送信手段と
    を有し、第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ又は別のソース装置から前記宛先装置への直接的な送信にも使用される、２ホップ無線通信システム。
  25. ソース装置、宛先装置及び中継装置を有する２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前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、時間周波数フォーマットを利用し、前記２ホップ無線通信システムにおいて個々の送信間隔の間に送信を行い、個々の送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信に使用するため前記ソース装置又は中間装置に割り当て可能であり、当該コンピュータプログラムは、
    特定の送信間隔における異なるゾーンを利用し、２つの連続する送信信号として情報をリンク毎に前記通信パスに沿って送信し、
    第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ又は別のソース装置から前記宛先装置への直接的な送信にも使用されるようにした送信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。
  26. ソース装置及び宛先装置を有する２ホップ無線通信システムで使用する中継装置であって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、当該中継装置は、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、前記中継装置は、
    時間周波数フォーマットを利用し、該２ホップ無線通信システムにおいて個々の送信間隔の間に送信を行うフォーマットアクセス手段であって、個々の送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ送信に使用するため前記ソース装置又は中間装置に割り当て可能である、フォーマットアクセス手段と、
    ある送信間隔に対する前記時間周波数フォーマットを利用して、該送信間隔の第１ゾーンにおける情報を受信し、該情報が前記送信間隔における２つのリンクに沿って伝送されるように、該送信間隔における後続の第２ゾーンにより前記情報を送信するトランシーバ手段と
    を有し、第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ又は別のソース装置から前記宛先装置への直接的な送信にも使用される、中継装置。
  27. ソース装置及び宛先装置を有する２ホップ無線通信システムの中継装置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前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、前記中継装置は、前記２ホップ無線通信システムにおいて個々の送信間隔における送信に時間周波数フォーマットを利用し、個々の送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各送信ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ前記ソース装置又は前記中継装置が送信する際に指定可能であり、当該方法は、
    ある送信間隔に対する前記時間周波数フォーマットを利用して、該送信間隔の第１ゾーンにおける情報を受信し、該情報が前記送信間隔における２つのリンクに沿って伝送されるように、該送信間隔における後続の第２ゾーンにより前記情報を送信し、
    第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ又は別のソース装置から前記宛先装置への直接的な送信にも使用される、送信方法。
  28. ソース装置及び宛先装置を有する２ホップ無線通信システムの中継装置内のコンピュータ装置で実行される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前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置に受信信号を送信し、当該中継装置は、前記２ホップ無線通信システムの個々の送信間隔の間における送信に時間周波数フォーマットを利用し、個々の送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各送信ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ前記ソース装置又は前記中継装置が送信する際に指定可能であり、当該方法は、
    ある送信間隔に対する前記時間周波数フォーマットを利用して、該送信間隔の第１ゾーンにおける情報を受信し、該情報が前記送信間隔における２つのリンクに沿って伝送されるように、該送信間隔における後続の第２ゾーンにより前記情報を送信し、
    第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ又は別のソース装置から前記宛先装置への直接的な送信にも使用される、ようにした送信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。
  29. ソース装置、宛先装置及び中継装置を有する２ホップ無線通信システムで使用するソース装置であって、該ソース装置から前記宛先装置へ前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置へ受信情報を送信し、前記２ホップ無線通信システムにおける個々の送信間隔の送信に時間周波数フォーマットが使用され、各送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各送信ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ前記ソース装置又は前記中継装置が送信する際に指定可能であり、当該ソース装置は、
    ２つの連続する送信信号の内の第１信号として情報を第１リンクにおいて送信し、該第１及びさらなる送信信号は特定の送信間隔の異なるゾーンを利用して送信される、送信手段と
    を有し、第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ前記送信手段が直接的に送信する際に使用される、ソース装置。
  30. ソース装置、宛先装置及び中継装置を有する２ホップ無線通信システムのソース装置において使用する送信方法であって、
    該ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置へ受信情報を送信し、
    前記２ホップ無線通信システムにおける個々の送信間隔の送信に時間周波数フォーマットが使用され、各送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各送信ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ前記ソース装置又は前記中継装置が送信する際に指定可能であり、
    ２つの連続する送信信号の内の第１信号として情報を第１リンクにおいて送信し、該第１及びさらなる送信信号は特定の送信間隔の異なるゾーンを利用して送信され、
    第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ前記送信手段が直接的に送信する際に使用される、方法。
  31. ソース装置、宛先装置及び中継装置を有する２ホップ無線通信システムのソース装置におけるコンピュータ装置に送信方法を実行させるコンピュータプログラムであって、
    該ソース装置は、該ソース装置から前記宛先装置へ前記中継装置を介して至る通信パスを形成する２つのリンクに沿って情報を送信し、前記中継装置は、前記ソース装置から情報を受信し且つ前記宛先装置へ受信情報を送信し、
    前記２ホップ無線通信システムにおける個々の送信間隔の送信に時間周波数フォーマットが使用され、各送信間隔は複数の送信ゾーンを含み、各送信ゾーンは、送信間隔中の異なる部分を占め且つ前記ソース装置又は前記中継装置が送信する際に指定可能であり、
    ２つの連続する送信信号の内の第１信号として情報を第１リンクにおいて送信し、該第１及びさらなる送信信号は特定の送信間隔の異なるゾーンを利用して送信され、
    第１ゾーンは、前記ソース装置から前記中継装置への送信に使用され、後続の第２ゾーンは前記中継装置から前記宛先装置への送信に使用され、
    前記第２ゾーンは、前記ソース装置から別の宛先装置へ前記送信手段が直接的に送信する際に使用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。
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