JP5335129B2 - 中継通信のための方法、システム、および装置 - Google Patents

Description

本発明は、中継通信に関し、詳細には中継通信のための方法、システム、および装置に関する。

現在の３ＧＰＰ ＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄ標準の状況によれば、中継の概念は、システム・パフォーマンスを向上させるための重要な候補としてすでに意見が一致しており、中継は、中継ノード（ＲＮ）を使用することによって行われる。セルラ・システムにおいて中継（Ｒｅｌａｙ）を動作させる多くの企業によって、インバンドＴＤＭ（時分割多重）方式が提案され、共有された。一般的に言えば、図７に示すように、Ｒ１−０８４１３６に提案される２つのＴＤＭ動作モードがある。

モード１については、ＲＮが、サブフレームごとにデータ送信または受信機能を行う、すなわち、同じサブフレームでは送信だけを行う、または受信だけを行うものでなければならない。モード２については、ＲＮが、サブフレームごとに基地局（ｅＮＢ）または移動端末（ＵＥ）と通信する、すなわち同じサブフレームではｅＮＢまたはＵＥとだけ通信する。

ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムには、ＬＴＥユーザへのサポートが非常に重要な要件である。ＴＤＭで動作するＲＮによってＬＴＥのＵＥをどのようにサポートするかは、ＲＮの応用に非常に重大な問題である。ＬＴＥのＵＥの動作にＵＬ同期型ＨＡＲＱメカニズムを考慮すると、提案されるＴＤＭの動作原理には、次の問題がある：
１）ＨＡＲＱメカニズムが使用されることにより、モード１については、ＲＮがｅＮＢへのＵＬ伝送を行い、ＵＥがＲＮへのＵＬ伝送を同様に行っているサブフレーム（図８では無線フレームｉ＋１のサブフレーム２で示す）がなければならない。これは、ＲＮへの自己干渉（ｓｅｌｆ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）につながることになる。
２）ＨＡＲＱメカニズムが使用されることにより、モード２については、ＲＮがｅＮＢと通信しているとき、ＵＥはＲＮへのＵＬ伝送を行っている（図９では無線フレームｉのサブフレーム８で示す）。これは、モード２では許されない。

図８および図９では、各無線フレームのサブフレーム８が予約済みサブフレームであり、すなわち、最初の２つのシンボルは、ＵＥとの通信に使用され、サブフレーム８の残りのシンボルは、もっぱらＲＮとｅＮＢとの間の通信に使用される。

図８に示すように、モード１については、予約済みサブフレームが使用されてＵＬ伝送を行うようＲＮに指示するとき、４ｍｓ後にＲＮからｅＮＢまでＰＵＳＣＨ伝送が行われる。同時に、ＵＥ側では、同期型ＨＡＲＱメカニズムにより、ＨＡＲＱプロセス０でのＵＥからＲＮへのＰＵＳＣＨ伝送もまた行われる。このとき、ＲＮに自己干渉が起こる。

同様に、図９については、サブフレーム（無線フレームｉのサブフレーム８）がｅＮＢとＲＮの通信に使用されるとき、ＨＡＲＱプロセス４でのＰＵＳＣＨ伝送もまた行われ、これは、モード２を実装できないことを意味する。

したがって、ＵＥの動作を変えることなく上記の問題を解決するための方法が提供される必要がある。

３ＧＰＰ Ｒ１−０８４１３６

本発明の目的は、従来技術にある衝突を皆無にするための中継通信の方法およびシステムを提供することである。

基地局と移動端末との間に設けられた中継ノードで使用するための中継通信の方法が提供され、この方法は、移動端末から受信した信号を中継ノードが復号した結果にかかわらず、ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを移動端末に送信するステップ、このＨＡＲＱプロセス確認メッセージにより移動端末がＨＡＲＱプロセスを停止するステップを含む。

基地局と移動端末との間で中継通信を行うための中継ノードが提供され、移動端末から受信された信号を中継ノードが復号した結果にかかわらずＨＡＲＱプロセス確認メッセージを送信することを指示するためのＨＡＲＱ停止指示手段と、ＨＡＲＱ停止指示手段の指示によりＨＡＲＱプロセス確認メッセージを移動端末に送信するための送信手段とを含み、移動端末がこのＨＡＲＱプロセス確認メッセージによりＨＡＲＱプロセスを停止する。

中継ノードを介して基地局と通信するための移動端末が提供され、この移動端末は、移動端末から受信された信号を中継ノードが復号した結果にかかわらず送信されるＨＡＲＱプロセス確認メッセージを中継ノードから受信するための受信手段と、この受信手段によって受信されたＨＡＲＱプロセス確認メッセージによりＨＡＲＱプロセスを停止するためのＨＡＲＱ停止手段とを含む。

上述の基地局、中継ノード、および移動端末を含み、中継ノードを介して移動端末と基地局との間で中継通信を行うための通信システムが提供される。

上記から分かるように、ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを移動端末に送信することによって、移動端末は、衝突が発生した位置ではＨＡＲＱプロセスを行わず、上記の技術的解決法は、移動端末と中継ノードの間の通信と、中継ノードと基地局の間の通信との衝突を回避し、それによって信頼できる中継通信システムおよび中継通信方法を提供する。

一方、上記の技術的解決法は、移動端末を変えて、ＬＴＥ標準を変更する必要がなく、容易に実施されることが可能である。

本発明の利点は、図面を参照した次の記述によりさらに明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による通信システムの概略図である。 図１に示すシステムにおける中継ノードのブロック図である。 図１に示すシステムにおける移動端末のブロック図である。 本発明の一実施形態による中継通信の方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態によるシステムおよび方法における第１のモードのフレームの概略図である。 本発明の一実施形態によるシステムおよび方法における第２のモードのフレームの概略図である。 当技術分野の２つのＴＤＭ動作モードのフレームの概略図である。 従来技術の第１のモードのフレームの概略図である。 従来技術の第２のモードのフレームの概略図である。

図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による通信システムの概略図を示す。図１に示すように、このシステムは、中継ノード（ＲＮ）と、移動端末（ＵＥ）と、基地局（ｅＮＢ）とを含み中継ノードを介して移動端末から基地局まで中継通信を行うことができる。

図２は、図１に示すシステムにおける中継ノードのブロック図を示す。図３は、図１に示すシステムにおける移動端末のブロック図を示す。簡潔にするために、図２および図３はともに、本発明の実施形態に関連する構成要素を示しているにすぎないが、これは、他の構成要素を含むことができないという意味ではない。

図２は、本発明の一実施形態による中継ノードの概略図を示す。中継ノードは、基地局と移動端末との間で中継通信を行うために使用される。図２に示すように、中継ノードは、少なくとも、移動端末から受信された信号を中継ノードが復号した結果にかかわらずＨＡＲＱプロセス確認メッセージを送信することを指示するためのＨＡＲＱ停止指示手段２１０と、ＨＡＲＱ停止指示手段２１０の指示により移動端末にＨＡＲＱプロセス確認メッセージを送信するための送信手段２２０を有する。

中継ノードは、中継ノードが基地局と通信しない場合、ＨＡＲＱプロセスを再起動させるために移動端末への指示を送信するよう送信手段２２０に指示するためのＨＡＲＱ起動指示手段２３０をさらに含むことができ、さらに送信手段２２０は、ＨＡＲＱ起動指示手段２３０の指示によりＨＡＲＱプロセスを再起動させるために移動端末への指示を送信するためのものである。

図３は、本発明の一実施形態による移動端末の概略図である。移動端末は、中継ノードを介して基地局と通信するように使用される。図３に示すように、移動端末は少なくとも、移動端末から受信された信号を中継ノードが復号した結果にかかわらず送信されるＨＡＲＱプロセス確認メッセージを中継ノードから受信するための受信手段３１０と、受信手段３１０によってＨＡＲＱプロセス確認メッセージが受信された後にＨＡＲＱプロセスを停止するためのＨＡＲＱ停止手段３２０とを有する。

受信手段３１０はさらに、ＨＡＲＱプロセスを再起動させるための指示を中継ノードから受信するために使用され、移動端末はさらに、受信手段３１０によって受信されたＨＡＲＱ処理を再起動させるという指示によりＨＡＲＱプロセスを再起動させるためのＨＡＲＱ起動手段３３０を含む。

この実施形態の中継ノードおよび移動端末は、別個の機能モジュールの形で記載しているが、図２および図３に示す各構成要素は、実際の応用では複数の要素に実装することができ、図示した複数の構成要素は、チップまたはデバイスに統合することができる。中継ノードと移動端末の対話によって行われる中継通信の技術的な流れについて、以下に詳細に記載する。

図４は、本発明の一実施形態による中継通信方法のフローチャートである。図４に示すように、

ステップ４１０では、中継ノードがＨＡＲＱプロセス確認メッセージを移動端末に送信する。

図５および図６は、それぞれ本発明の一実施形態によるシステムおよび方法における第１のモードのフレームの概略図および第２のモードのフレームの概略図を示す。図５および図６では、各無線フレームのサブフレーム８が予約済みサブフレームであり、最初の２つのシンボルがＵＥとの通信に使用され、サブフレーム８の残りのシンボルは、もっぱらＲＮとｅＮＢとの間の通信に使用されると仮定する。当然のことながら、予約済みサブフレームは、フレーム中のどの位置であることも可能であり、サブフレーム８に限定されないことを当業者は理解するであろう。同様に、予約済みサブフレームでは、ＵＥと通信するためにより多くのシンボル、またはより少ないシンボルが使用されることも可能である。

ＬＴＥでは、基地局側から再起動情報が受信されるまでにＡＣＫメッセージが受信された場合、ＵＥはそのＵＬのＨＡＲＱプロセスを停止すべきであることが、すでに定義されている。そこで、ＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄシステムでは、ＲＮがＡＣＫメッセージを送信する場合、ＬＴＥのＵＥもまた、その対応するＵＬのＨＡＲＱプロセスを停止しなければならず、これは、さらなる指示がなければ、４ｍｓ後に圧縮されたＰＵＳＣＨ伝送が行われないことを意味する。

本発明のこの実施形態では、ＬＴＥのＵＥの動作原理に基づいて、ＴＤＭモジュール１については、ｅＮＢとＲＮの通信のサブフレーム（無線サブフレームｉのサブフレーム８）の間、ＲＮのＨＡＲＱ停止指示手段２１０は、ＵＥから受信した信号をＲＮが復号した復号の結果が成功であるか、失敗であるかにかかわらず、ＵＥにＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージを送信するよう送信手段２２０に指示する、すなわち、ＲＮがＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージを送信するかどうかは、その復号結果とは無関係である。ＵＥ側のＨＡＲＱ停止手段３２０は、図５に示すように、４ｍｓ後にこのＨＡＲＱプロセスでそれ以上ＰＵＳＣＨ伝送を行わず、その後従来技術では第１のモードで発生する衝突を解消することができる。

上記のステップでは、ＲＮのＨＡＲＱ停止指示手段２１０は、予約済みサブフレームでＵＥにＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージを送信するよう送信手段２２０に指示する。しかしながら、他の実施形態では、このメッセージは、予約済みサブフレームより前の他のサブフレームで送信されることも可能であり、好ましくはＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージを送信するために選択されるサブフレームは、予約済みサブフレームから４ｍｓの整数倍の距離の間隔を置かれる。例えば、図５を例にとると、ＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージが、無線サブフレームｉのサブフレーム０または無線フレームｉのサブフレーム４で送信され、その４ｍｓ後（無線フレームｉのサブフレーム４またはサブフレーム８）に、ＵＥのＨＡＲＱ停止手段３２０が、ＨＡＲＱプロセスでＰＵＳＣＨ伝送をそれ以上行わないようにすることも可能である。本発明のこの実施形態で使用されるフレームの構造によれば、１つのサブフレームの長さは１ｍｓであり、４ｍｓは本明細書では４サブフレームの長さに相当する。

同様に、モード２については、ｅＮＢとＲＮの通信に予約されたサブフレームでのＰＵＳＣＨ伝送を回避するために、ＲＮのＨＡＲＱ停止指示手段２１０は、予約済みサブフレームの４ｍｓ前（無線フレームｉのサブフレーム４）にＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージをＵＥに送信するよう送信手段２２０に指示することができ、ＵＥのＨＡＲＱ停止手段３２０は、４ｍｓ後（予約済みサブフレーム）にそれ以上ＨＡＲＱプロセスでＰＵＳＣＨ伝送を行わない。図６に示すように、従来技術の第２のモードで発生する衝突を解消することができる。

同様に、モード２については、他の実施形態では、無線フレームｉのサブフレーム４より前の他のサブフレームにメッセージを送信することもでき、好ましくは、ＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージを送信するために選択されるサブフレームは、予約済みサブフレームから４ｍｓの整数倍の距離だけ離れている。例えば、図５を例にとると、サブフレーム０にＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージを送信し、その４ｍｓ後（無線フレームｉのサブフレーム４）に、ＵＥのＨＡＲＱ停止手段３２０が、それ以上ＨＡＲＱプロセスでＰＵＳＣＨ伝送を行わないようにすることができる。

ステップ４２０では、移動端末はＨＡＲＱプロセス確認メッセージを受信後に、ＨＡＲＱプロセスを停止する。

上述のように、ＵＥの受信手段３１０がＨＡＲＱ ＡＣＫメッセージを受信した後、ＨＡＲＱ停止手段３２０はＨＡＲＱプロセスを停止する。このとき、ＵＥはデータを削除せず、代わりにデータをローカルに格納する。

必要に応じて、ステップ４３０では、中継局が基地局と通信しない場合、ＨＡＲＱプロセスを再起動させるための指示が移動端末に送信される。

現在のサブフレームでＲＮがｅＮＢと通信しない場合、ＲＮのＨＡＲＱ起動指示手段２３０が、ＨＡＲＱプロセスを再起動するための命令をＵＥに送信するよう送信手段２２０に指示する。ステップ４４０では、ＵＥのＨＡＲＱ起動手段３３０は、受信手段３１０によって受信された命令によりＨＡＲＱプロセスを再起動し、復号結果が失敗を示す場合、ＵＥはローカルに格納されたデータをＲＮに再送することになる。

本発明の実施形態で使用されるフレームの長さは１０ｍｓであり、これは１０個のサブフレームを含み、各サブフレームは１ｍｓの長さである。しかしながら、サブフレームの数およびフレームもしくはサブフレームの長さが変わっても、本発明の実施形態で開示する方法およびシステムを依然として中継通信に利用することができると当業者は理解する。このときすべきことは、新しいフレーム構造の要件により、上記の４ｍｓを変更することだけである。

上記の方法の様々なステップは、プログラミング・コンピュータによって行われることが可能であることを、当業者は容易に理解することができる。したがって、一部の実施形態は、例えば、機械もしくはコンピュータ可読であることが可能であるデジタルデータ格納媒体のような、プログラム格納デバイスを含む、またプログラムされた機械実行可能もしくはコンピュータ実行可能命令のプログラムを含むものとし、これらの命令が、上述の方法の諸ステップの一部または全部を行う。プログラム格納媒体は、例えば、デジタル記憶装置、磁気記憶媒体（磁気ディスケットもしくは磁気テープなど）、ハードウェア、または光可読デジタルデータ格納媒体であることが可能である。諸実施形態はまた、上記の方法の諸ステップを実行するようにプログラムされたコンピュータを含むものとする。

上記の説明および図は、本発明の原理を示しているにすぎない。したがって、当業者は様々な構造を提案することができると理解されたい。こうした様々な構造は、本明細書では明示的に説明または表示されていないが、これらは本発明の原理を反映し、本発明の趣旨および範囲内に含まれる。また、本明細書で触れたすべての例は、明らかに主として教示の目的で使用され、本発明の原理および発明者によって考えられた概念を理解して、当技術分野の発達を促進する際に読者の助けとなり、こうした特に触れられた例および状況に限定するものと解釈されるべきではない。また、本発明の原理、態様、および実施形態について述べたこと、ならびに本明細書で触れたその特定の例は、その均等物を含む。上記の記述は、単に本発明の諸実施形態を実施するためである。本発明の範囲を逸脱しないいかなる変更形態または部分的な代替形態も、本発明の添付の特許請求の範囲によって定義される範囲内であることを、当業者は理解すべきである。したがって、本発明の保護の範囲は、添付の特許請求の範囲の保護範囲に従うものとする。

Claims (10)

1. 基地局と移動端末との間に設けられた中継ノードで使用する中継通信方法であって、
   前記移動端末から受信された信号を中継ノードが復号した結果にかかわらず、ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを前記移動端末に送信するステップと、
   前記ＨＡＲＱプロセス確認メッセージにより前記移動端末が前記ＨＡＲＱプロセスを停止するステップと、
   前記中継ノードが前記基地局と通信しないときには、前記ＨＡＲＱプロセスを再起動するための指示を前記移動端末に送信するステップとを含む、方法。
2. 前記指示により前記移動端末が前記ＨＡＲＱプロセスを再起動するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記中継ノードと前記基地局と、ならびに前記移動端末との間で通信フレームを介して通信が行われ、前記通信フレームが予約済みサブフレームを含み、前記ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを前記移動端末に送信する前記ステップが、前記ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを前記予約済みサブフレームで、または前記予約済みサブフレームより前の第１の所定の時間の位置で、前記移動端末に送信することを含む、請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
4. 前記第１の所定の時間が４つのサブフレームの長さの整数倍である、請求項３に記載の方法。
5. 前記ＨＡＲＱプロセス確認メッセージにより前記移動端末が前記ＨＡＲＱプロセスを停止するステップが、前記移動端末が前記ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを受信後の第２の所定の時間後に前記ＨＡＲＱプロセスを停止するステップを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記第２の所定の時間が４つのサブフレームの長さである、請求項５に記載の方法。
7. 基地局と移動端末との間で中継通信を行う中継ノードであって、
   前記移動端末から受信された信号を前記中継ノードが復号した結果にかかわらず、ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを送信することを指示するＨＡＲＱ停止指示手段と、
   前記ＨＡＲＱ停止指示手段の前記指示により前記ＨＡＲＱプロセス確認メッセージを前記移動端末に送信する送信手段と、
   前記中継ノードが前記基地局と通信しないときには、前記ＨＡＲＱプロセスを再起動するための指示を前記移動端末へ送信するよう前記送信手段に指示するＨＡＲＱ起動指示手段とを備え、
   前記ＨＡＲＱプロセス受信確認メッセージにより前記移動端末が前記ＨＡＲＱプロセスを停止する、中継ノード。
8. 中継ノードを介して基地局と通信する移動端末であって、
   前記移動端末から受信された信号を前記中継ノードが復号した結果にかかわらず送信されるＨＡＲＱプロセス確認メッセージを前記中継ノードから受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された前記ＨＡＲＱプロセス確認メッセージにより前記ＨＡＲＱプロセスを停止するＨＡＲＱ停止手段と、
   前記受信手段によって受信された前記ＨＡＲＱプロセスを再起動するための前記指示により、前記ＨＡＲＱプロセスを再起動するＨＡＲＱ起動手段を備える、移動端末。
9. 前記受信手段はさらに、前記ＨＡＲＱプロセスを再起動するための指示を前記中継ノードから受信するために使用される、請求項８に記載の移動端末。
10. 基地局と、請求項７に記載の中継ノードと、請求項８または９に記載の移動端末とを備え、前記中継ノードを介して前記移動端末と前記基地局との間で中継通信を行う通信システム。