JP5322414B2 - マルチホップ無線通信システム、中継装置、方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

マルチホップ無線通信システム、中継装置、方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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Description

本発明はマルチホップ無線通信システム、中継装置、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３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４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４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４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 0005322414
 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５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。
本発明では、ソース装置、宛先装置及び1つ以上の中間装置を有するマルチホップ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中間装置を介して前記宛先装置に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、前記マルチホップ通信システムは、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ための時間周波数フォーマットを用意し、前記時間周波数フォーマットは、前記送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各ウインドウは、該送信間隔中の異なる部分を占め、該送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域内で或る周波数帯域特性を有し、前記各ウインドウは前記装置の１つに送信時に使用する前記送信間隔に割り当て可能である。当該送信方法は、１つ以上の送信間隔に前記フォーマットを利用し、少なくとも２つの連続したリンクに沿ってリンク毎に一連の送信信号群として共にデータ及び制御情報を送信し、前記各信号は前記送信間隔の利用可能な送信ウインドウで送信され、少なくとも２つの信号は同じ送信間隔の間に送信され、前記連続したリンクの数より少ない送信間隔で前記連続的なリンクに沿って前記情報が送信されるようにした送信方法である。
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た場合、既存のTDD又はFDDフレーム構造は、中継動作を実現するためにいくらか修正を要する。
本発明の実施例はマルチホップ通信システム用のフレーム構造を用意し、そのフレーム構造は、（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り、システム内の如何なるホップ数についてもサポートを提供する。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。
MSはヘッドノードから発する制御情報を確実には受信できないこと、又はローカルなコネクション管理及び／又はメディア割り当て管理を或る程度実行するリレーをネットワークが含むことが、提案されるフレーム構造で仮定されている。このローカルな管理は、通信システム又はネットワーク内の他の全てのノードによらずRSでなされる判定に基づいてもよいし、或いは何らかの制御機能を組み込む様々なノード間で或る程度協力してもよい。更に、RSが制御情報を送信する機能を有する一方、そのRS以外のノードで全ての管理判断がなされ、そのRSから信号が送信されてもよい。
修正されたTDDフレーム構造は、中継局の情報を備えていない従来の移動装置に対するサポートも提供すべきであり、従来の移動装置が通信システム又はネットワーク内で動作できるようにすべきことも仮定される。
図１には提案される一般的なTDD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 個別ユーザデータ送信。
以下の表１では、９個の異なるゾーンが説明されている。
Figure 0005322414
 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２はBS-RS1-RS2-RS3-MSリンク(即ち、４ホップのリンク)の場合を示すに過ぎないが、如何なるホップ数でもサポートするようにフレーム構造を利用できる。RS3の場合に示されているように、一般的には、ホップの最終リレー（RSn）はDLサブフレームでRP又はRSn乃至RSn+1を送信すること又はアップリンクでRSn+1乃至RSnを受信することを要しない。先行する送信機(即ち、BS又はRS)から制御情報を受信した後に、RSがMAP情報を送信することに起因して、２ホップの中継は少なくとも或る余分なフレーム遅延を常に招く。
しかしながら、RSからRSへ制御情報をフレーム内で中継できることに起因して、２より多くのホップ数の中継がなされる場合、提案のフレーム構造は中継により引き起こす遅延を最小限に抑制し、その遅延は次式で与えられる：
Lrelay(frames)=floor(Nhops/2) （１）
実現するに際して、フレーム構造はあるギャップ時間を導入し、ノードが動作を転換できるようにする必要がある（即ち、送信モードから受信モードへの変更又はその逆）。この場合、いくつかのゾーンはギャップ領域を導入し、或いはノードの動作モードの変更を要する２つの隣接するゾーン間にギャップゾーンが挿入される。
そのような場合、BSはMAPゾーンでRSに情報を送信することが更に好ましいく、MAPゾーンは何らかのMSへの送信前に最初にRSへ送信することを予定する。BSはそのRSに関連する情報が存在しない場合に受信を中止できるようにMAPゾーンで示し、BSは他の受信機にMAP情報を送信し、その時間を転換用に使用する。
要するに本発明の実施例は以下の利点を有する：
○ ローカルな媒体アクセス管理機能を或る程度組み込んだ中継を構築できること。
○ アイドルのフレーム期間をBSが一切持たないことを確認することでスペクトル利用効率を最大化できること。
○ 最小遅延：２又は３ホップ中継は１フレーム遅延を招き；４又は５ホップ中継は２フレーム遅延を招き、６又は７ホップ中継は３フレーム遅延しかない等。
○ 中継可能なシステムが、従来のシングルホップTDDユーザをサポートできるようにすること。
○ 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。
○ 如何なるホップ数にも拡張できること。
○ 特有の同期インターバルを規定し、リレーを他のリレー又は基地局に同期させることができること。
○ 従来の（リレー機能のない）ユーザがデコード可能な標準的なプリアンブル又は同期シーケンス（BSから送信されるものと同様）をRSが送信可能であること。
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1つ以上の中間装置を有するマルチホップ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中間装置を介して前記宛先装置に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、前記マルチホップ通信システムは、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ための時間周波数フォーマットを用意し、前記時間周波数フォーマットは、前記送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各ウインドウは、該送信間隔中の異なる部分を占め、該送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域内で或る周波数帯域特性を有し、前記各ウインドウは前記装置の１つに送信時に使用する前記送信間隔に割り当て可能であり、当該送信方法は、
１つ以上の送信間隔に前記フォーマットを利用し、少なくとも２つの連続したリンクに沿ってリンク毎に一連の送信信号群として共にデータ及び制御情報を送信し、前記各信号は前記送信間隔の利用可能な送信ウインドウで送信され、少なくとも２つの信号は同じ送信間隔の間に送信され、前記連続したリンクの数より少ない送信間隔で前記連続的なリンクに沿って前記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が、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）
前記少なくとも２つの送信ウインドウの周波数帯域特性が、各送信間隔の間実質的に送信周波数帯域全体にわたって広がっている付記１又は２に記載の送信方法。
（付記４）
送信に先立って、前記フォーマットを利用し、特定の送信間隔の特定の送信ウインドウを前記連続的なリンクに沿う前記第１装置に、前記データ及び制御情報を前記連続的なリンクに沿う第２装置に送信するために割り当て、前記第２装置は前記第１装置からのパスに沿うリンクでの後続装置であり、特定の送信間隔の後続の送信ウインドウを前記第２装置に、前記データ及び制御情報を前記連続的なリンクに沿う第３装置に送信するために割り当て、前記第３装置は前記第２装置からのパスに沿うリンクでの後続装置である付記１乃至３の何れか１項に記載の送信方法。
（付記５）
前記マルチホップ通信システムが少なくとも２つの中間装置を有し、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装置に、前記データ及び制御情報を前記連続的なリンクに沿う第４装置に送信するために割り当て、前記第４装置は前記第３装置からのパスに沿うリンクでの後続装置である付記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装置に、前記データ及び制御情報を前記連続的なリンクに沿う第５装置に送信するために割り当て、前記第５装置は前記第４装置からのパスに沿うリンクでの後続装置である付記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両側にある付記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）
前記特定の又は後続の送信ウインドウが２つの送信ウインドウ部分を有し、一方の送信ウインドウ部分は制御情報の伝送用であり、他方の送信ウインドウ部分はデータ情報の送信用である付記４乃至８の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１０）
前記通信パスが間接的な通信パスであり、前記マルチホップ通信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９の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１１）
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１０の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１２）
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１１の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１３）
前記マルチホップ通信システムが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１２の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１４）
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フレーム構造中の領域を構成する付記１乃至１４の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１６）
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１４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、基地局である付記１乃至１６の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１８）
前記ソース装置が、ユーザ端末である付記１乃至１６の何れか１項に記載の送信方法。
（付記１９）
前記宛先装置が、基地局である付記１乃至１６の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２０）
前記宛先装置が、ユーザ端末である付記１乃至１６の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２１）
前記中間装置が、中継局である付記１乃至１６の何れか１項に記載の送信方法。
（付記２２）
ソース装置、宛先装置及び1つ以上の中間装置を有するマルチホップ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中間装置を介して前記宛先装置に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、前記マルチホップ通信システムは、
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ための時間周波数フォーマットを用意するフォーマットアクセス手段であって、前記時間周波数フォーマットは、前記送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各ウインドウは、該送信間隔中の異なる部分を占め、該送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域内で或る周波数帯域特性を有し、前記各ウインドウは前記装置の１つに送信時に使用する前記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前記フォーマットを利用し、少なくとも２つの連続したリンクに沿ってリンク毎に一連の送信信号群として共にデータ及び制御情報を送信する送信手段であって、前記送信間隔の利用可能な送信ウインドウで前記各信号を送信し、少なくとも２つの信号を同じ送信間隔の間に送信し、前記連続したリンクの数より少ない送信間隔で前記連続的なリンクに沿って前記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２３）
ソース装置、宛先装置及び1つ以上の中間装置を有するマルチホップ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中間装置を介して前記宛先装置に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、前記マルチホップ通信システムは、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ための時間周波数フォーマットを用意し、前記時間周波数フォーマットは、前記送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各ウインドウは、該送信間隔中の異なる部分を占め、該送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域内で或る周波数帯域特性を有し、前記各ウインドウは前記装置の１つに送信時に使用する前記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前記フォーマットを利用し、少なくとも２つの連続したリンクに沿ってリンク毎に一連の送信信号群として共にデータ及び制御情報を送信し、前記各信号は前記送信間隔の利用可能な送信ウインドウで送信され、少なくとも２つの信号は同じ送信間隔の間に送信され、前記連続したリンクの数より少ない送信間隔で前記連続的なリンクに沿って前記情報が送信されるようにした方法を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２４）
ソース装置及び宛先装置を有するマルチホップ通信システムで使用する中間装置あって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に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、当該中間装置は、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ための時間周波数フォーマットを用意するフォーマットアクセス手段であって、前記時間周波数フォーマットは、前記送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各ウインドウは、該送信間隔中の異なる部分を占め、該送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域内で或る周波数帯域特性を有し、前記各ウインドウは前記装置の１つに送信時に使用する前記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データ及び制御情報を共に受信し、同じ送信間隔中に後続の利用可能な送信ウインドウで前記データ及び制御情報を共に送信する送信手段であって、前記データ及び制御情報が、前記送信間隔内の２つの連続した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２５）
ソース装置及び宛先装置を有するマルチホップ通信システムの中間装置で使用する方法であって、前記ソース装置は、該ソース装置から前記中間装置を介して前記宛先装置に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、当該中間装置は、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、
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ための時間周波数フォーマットを用意するステップであって、前記時間周波数フォーマットは、前記送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各ウインドウは、該送信間隔中の異なる部分を占め、該送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域内で或る周波数帯域特性を有し、前記各ウインドウは前記装置の１つに送信時に使用する前記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データ及び制御情報を共に受信し、同じ送信間隔中に後続の利用可能な送信ウインドウで前記データ及び制御情報を共に送信するステップであって、前記データ及び制御情報が、前記送信間隔内の２つの連続したリンクに沿って伝搬するようにしたステップと、
を有する方法。
（付記２６）
ソース装置及び宛先装置を有するマルチホップ通信システムの中間装置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中間装置を介して前記宛先装置に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、当該中間装置は、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、
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ための時間周波数フォーマットを用意するステップであって、前記時間周波数フォーマットは、前記送信間隔の中で複数の送信ウインドウを規定し、各ウインドウは、該送信間隔中の異なる部分を占め、該送信間隔の一部にわたる利用可能な送信周波数帯域内で或る周波数帯域特性を有し、前記各ウインドウは前記装置の１つに送信時に使用する前記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データ及び制御情報を共に受信し、同じ送信間隔中に後続の利用可能な送信ウインドウで前記データ及び制御情報を共に送信するステップであって、前記データ及び制御情報が、前記送信間隔内の２つの連続したリンクに沿って伝搬するようにしたステップと、
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。
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。 ２ホップシステムを示す図である。 中継局の例を示す図である。 OFDMAで使用される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 (19)

  1. 基地局、移動局及び２つ以上の中継装置を有するマルチホップ通信システムで使用する送信方法であって、前記基地局及び前記移動局は、前記中継装置を介して通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送受信し、前記中継装置は、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、前記マルチホップ通信システムは、送信のために時間と周波数とを用いたフォーマットを利用し、前記フォーマットはサブフレーム内に複数の送信ウインドウを設け、各送信ウインドウは、該サブフレームの異なる部分を占め、前記各送信ウインドウは送信のために割り当て可能であり、当該送信方法は、
    少なくとも２つの連続したリンクに沿って、リンク毎に、データ及び／又はフレームフォーマット記述を含む制御情報を送信し、該少なくとも２つの連続したリンクに沿って送信される前記データ及び／又は制御情報のそれぞれは、同じサブフレームに設けられた複数の送信ウインドウ内で送信され、
    前記基地局は、前記サブフレーム内に設けられた前記フレームフォーマット記述で示される１又は複数の送信ウインドウにおいて中継装置へ送信すべき情報を有しない場合、該中継装置は、該送信ウインドウに対応する時間内に送信モードと受信モードとの間で動作モードを変更する、ことを特徴とする送信方法。
  2. 前記複数の送信ウインドウは、利用可能な送信周波数帯域の共通部分を包含する請求項１記載の送信方法。
  3. 前記複数の送信ウインドウは、各サブフレームの間実質的に送信周波数帯域全体にわたって広がっている請求項１又は２に記載の送信方法。
  4. 前記少なくとも２つの連続したリンクに沿った前記データ及び／又は制御情報の送信に先立って、特定のサブフレームの特定の送信ウインドウを前記連続的なリンクに沿う第１中継装置に、前記データ及び／又は制御情報を前記連続的なリンクに沿う第２中継装置に送信するために割り当て、前記第２中継装置は前記第１中継装置からのパスに沿うリンクでの後続装置であり、該特定のサブフレームの後続の送信ウインドウを前記第２中継装置に、前記データ及び／又は制御情報を前記連続的なリンクに沿う第３中継装置に送信するために割り当て、前記第３中継装置は前記第２中継装置からのパスに沿うリンクでの後続装置である請求項１乃至３の何れか１項に記載の送信方法。
  5. 前記マルチホップ通信システムが少なくとも２つの中継装置を有し、前記特定のサブフレームが第１サブフレームであり、当該送信方法が、
    前記少なくとも２つの連続したリンクに沿った前記データ及び／又は制御情報の送信に先立って、前記第１サブフレームに続く第２サブフレームの特定の送信ウインドウを前記第３中継装置に、前記データ及び／又は制御情報を前記連続的なリンクに沿う第４中継装置に送信するために割り当て、前記第４中継装置は前記第３中継装置からのパスに沿うリンクでの後続装置である請求項４記載の送信方法。
  6. 前記マルチホップ通信システムが少なくとも３つの中継装置を有し、当該送信方法が、
    前記少なくとも２つの連続したリンクに沿った前記データ及び／又は制御情報の送信に先立って、前記第２サブフレームの後続の送信ウインドウを前記第４中継装置に、前記データ及び／又は制御情報を前記連続的なリンクに沿う第５中継装置に送信するために割り当て、前記第５中継装置は前記第４中継装置からのパスに沿うリンクでの後続装置である請求項５記載の送信方法。
  7. 前記第１及び／又は第２サブフレーム各々の前記特定の後続の送信ウインドウは、前記サブフレームの別の送信ウインドウの時間的に両側にある請求項５記載の送信方法。
  8. 前記サブフレームの別の送信ウインドウに対応する特定のサブフレームの一部の間に、前記第２及び／又は第４中継装置で処理を実行し、該サブフレームの特定の送信ウインドウで受信した情報に基づいて、該サブフレーム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請求項７記載の送信方法。
  9. 前記特定の又は後続の送信ウインドウが２つの送信ウインドウ部分を有し、一方の送信ウインドウ部分は制御情報の伝送用であり、他方の送信ウインドウ部分はデータ情報の送信用である請求項４乃至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、前記マルチホップ通信システムが少なくとも別の移動局を有し、前記基地局又はいずれかの中継装置は、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移動局又は該別の移動局に情報を直接的に送信する請求項１乃至９の何れか１項に記載の送信方法。
  11. 前記サブフレームの１つ以上の送信ウインドウの中で、空間分割多重アクセス法を利用する請求項１乃至１０の何れか１項に記載の送信方法。
  12. 前記時間と周波数とを用いたフォーマットは、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請求項１乃至１１の何れか１項に記載の送信方法。
  13. 前記マルチホップ通信システムがＯＦＤＭ又はＯＦＤＭＡシステムであり、前記時間と周波数とを用いたフォーマットが、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請求項１乃至１２の何れか１項に記載の送信方法。
  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請求項１乃至１３の何れか１項に記載の送信方法。
  15. 基地局、移動局及び２つ以上の中継装置を有するマルチホップ通信システムであって、前記基地局及び前記移動局は、前記中継装置を介して通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送受信し、前記中継装置は、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、前記マルチホップ通信システムは、
    送信のために時間と周波数とを用いたフォーマットを利用し、前記フォーマットはサブフレーム内に複数の送信ウインドウを設け、各送信ウインドウは、該サブフレームの異なる部分を占め、前記各送信ウインドウは送信のために割り当て可能であり、
    少なくとも２つの連続したリンクに沿って、リンク毎に、データ及び／又はフレームフォーマット記述を含む制御情報を送信し、該少なくとも２つの連続したリンクに沿って送信される前記データ及び/又は制御情報のそれぞれは、同じサブフレームに設けられた複数の送信ウインドウ内で送信され、
    前記基地局は、前記サブフレーム内に設けられた前記フレームフォーマット記述で示される１又は複数の送信ウインドウにおいて中継装置へ送信すべき情報を有しない場合、該中継装置は、該送信ウインドウに対応する時間内に送信モードと受信モードとの間で動作モードを変更する、ことを特徴とするマルチホップ通信システム。
  16. 基地局、移動局及び２つ以上の中継装置を有するマルチホップ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、前記基地局及び前記移動局は、前記中継装置を介して通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送受信し、前記中継装置は、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、前記マルチホップ通信システムは、送信のために時間と周波数とを用いたフォーマットを利用し、前記フォーマットはサブフレーム内に複数の送信ウインドウを設け、各送信ウインドウは、該サブフレームの異なる部分を占め、前記各送信ウインドウは送信のために割り当て可能であり、当該コンピュータプログラムは、
    少なくとも２つの連続したリンクに沿って、リンク毎に、データ及び／又はフレームフォーマット記述を含む制御情報を送信し、該少なくとも２つの連続したリンクに沿って送信される前記データ及び/又は制御情報のそれぞれは、同じサブフレームに設けられた複数の送信ウインドウ内で送信され、
    前記基地局は、前記サブフレーム内に設けられた前記フレームフォーマット記で示される１又は複数の送信ウインドウにおいて中継装置へ送信すべき情報を有しない場合、該中継装置は、該送信ウインドウに対応する時間内に送信モードと受信モードとの間で動作モードを変更する、
    ようにした方法を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。
  17. 基地局及び移動局を有するマルチホップ通信システムで使用する中継装置あって、前記基地局及び前記移動局は、２つ以上の前記中継装置を介して通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送受信し、当該中継装置は、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、当該中継装置は、
    送信のために時間と周波数とを用いたフォーマットを利用し、前記フォーマットはサブフレーム内に複数の送信ウインドウを設け、各送信ウインドウは、該サブフレームの異なる部分を占め、前記各送信ウインドウは送信のために割り当て可能であり、
    少なくとも２つの連続したリンクに沿って、リンク毎に、データ及び／又はフレームフォーマット記述を含む制御情報を受信し、該少なくとも２つの連続したリンクに沿って送信される前記データ及び／又は制御情報のそれぞれは、同じサブフレームに設けられた複数の送信ウインドウ内で送信され、
    前記基地局は、前記サブフレーム内に設けられた前記フレームフォーマット記述で示される１又は複数の送信ウインドウにおいて中継装置へ送信すべき情報を有しない場合、該中継装置は、該送信ウインドウに対応する時間内に送信モードと受信モードとの間で動作モードを変更する、中継装置。
  18. 基地局及び移動局を有するマルチホップ通信システムの中継装置で使用する方法であって、前記基地局及び前記移動局は、２つ以上の前記中継装置を介して通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送受信し、当該中継装置は、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、
    送信のために時間と周波数とを用いたフォーマットを利用し、前記フォーマットはサブフレーム内に複数の送信ウインドウを設け、各送信ウインドウは、該サブフレーム中の異なる部分を占め、前記各送信ウインドウは送信のために割り当て可能であり、
    少なくとも２つの連続したリンクに沿って、リンク毎に、データ及び／又はフレームフォーマット記述を含む制御情報を受信し、該少なくとも２つの連続したリンクに沿って送信される前記データ及び／又は制御情報のそれぞれは、同じサブフレームに設けられた複数の送信ウインドウ内で送信され、
    前記基地局は、前記サブフレーム内に設けられた前記フレームフォーマット記述で示される１又は複数の送信ウインドウにおいて中継装置へ送信すべき情報を有しない場合、該中継装置は、該送信ウインドウに対応する時間内に送信モードと受信モードとの間で動作モードを変更する、方法。
  19. 基地局及び移動局を有するマルチホップ通信システムの中継装置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、前記基地局及び前記移動局は、２つ以上の前記中継装置を介して通信パスを形成する一連のリンクに沿って情報を送受信し、当該中継装置は、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、
    送信のために時間と周波数とを用いたフォーマットを利用し、前記フォーマットはサブフレーム内に複数の送信ウインドウを設け、各送信ウインドウは、該サブフレームの異なる部分を占め、前記各送信ウインドウは送信のために割り当て可能であり、
    少なくとも２つの連続したリンクに沿って、リンク毎に、データ及び／又はフレームフォーマット記述を含む制御情報を受信し、該少なくとも２つの連続したリンクに沿って送信される前記データ及び／又は制御情報のそれぞれは、同じサブフレームに設けられた複数の送信ウインドウ内で送信され、
    前記基地局は、前記サブフレーム内に設けられた前記フレームフォーマット記述で示される１又は複数の送信ウインドウにおいて中継装置へ送信すべき情報を有しない場合、該中継装置は、該送信ウインドウに対応する時間内に送信モードと受信モードとの間で動作モードを変更する、
    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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