協調無線通信（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）のための方法および装置

专利摘要:
無線通信における協調のための方法および装置。協調は、少なくとも１つの無線送受信ユニット、少なくとも１つの中継局、および少なくとも１つの基地局を含むいくつかのネットワーク要素の中で考えられる。
公开号:JP2011509052A
申请号:JP2010541539
申请日:2008-12-31
公开日:2011-03-17
发明作者:ルシア；ピネイロ アナ；レズニック アレクサンダー；チェンスアン イ；エヌ．マンセタ クシャリ；エー．チャールトン グレッグ；スファール サナ；グオドン チャン；ルイユアン フ；アール．チトラプ プラバカール；シー．ベルリ ミハエラ；サモール モハメド；シー．シャー ヨゲンドラ；ジナン リン
申请人:インターデイジタル テクノロジー コーポレーション；
IPC主号:H04J99-00

专利说明:

[0001] 本開示は、無線通信に関する。]
背景技術

[0002] 協調通信によって、ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）が、互いに補助して所望の宛先に情報を送信できるようになる。こうした手法によって、広範な有線インフラストラクチャに関連するコストなしに、現在の無線通信システムに直面するいくつかの問題の緩和が可能になる。協調を使用すると、各ノードが複数のアンテナを有する必要なく、従来のＭＩＭＯ（多入力多出力）技術に関連する空間ダイバシティを活用することも可能である。最後に、基本的な協調技術である再生中継は、カバレージおよびスループットに対するパスロスおよびシャドーイングの影響を低減することができる。]
[0003] 協調を現在の無線システムに組み込む際の問題は、協調を可能にするために、システムアーキテクチャを発展させる必要があることである。効果的な協調技術は、特に無線システムにおいては、通常、例えばレイヤ１（物理層、すなわちＰＨＹ）、レイヤ２／３（ＭＡＣ（媒体アクセス制御）、ＲＬＣ（無線リンク制御）、またはＬＬＣ（論理リンク制御）−システムに応じて決まる）など、通信スタックの下位層における高度なアルゴリズムを伴う。しかし、こうしたアルゴリズムは、マルチユーザシステムにおける受信機の設計、エラー訂正ｌｉｓｅｃｏｄｅ設計、ＡＲＱ（自動再送要求）、およびＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）プロセスおよびスケジューリングにおける先進技術を必要とする。]
[0004] したがって、システムアーキテクチャの態様を含めて、セルラシステムにおける協調の影響を検討する必要がある。ダウンリンクおよびアップリンクは、様々なアーキテクチャをもたらすいくつかの協調方式を、別々に、またその都度検討する。いずれの場合も、ＡＲＱ／ＨＡＲＱに重点を置いてシステム操作における影響が検討され、スケジューリングおよびソリューションが提案される。]
[0005] 様々な高品質および高データレートのサービスおよび用途についてのユーザの要求の進化に伴い、無線通信リンクの能力は底をつきつつある。今や単一アンテナ方式ではこれらの要求に対処することができないことがわかりつつあり、オペレータは、現在、マルチアンテナ方式に移りつつある。前例のない達成可能なデータレートにもかかわらず、マルチアンテナ方式は、遠距離または低ＳＮＲ（信号対雑音比）の用途であまり利益を生み出さない。]
[0006] リレー通信は、こうした問題に応えてくれそうであり、現在、多くの研究活動の対象の的となっている。従来のポイントツーポイント通信技術とは異なり、中継は、ソースと宛先との間の通信を補助する「リレー」と呼ばれる第３のエンティティを導入する。]
[0007] ソースを補助するとき、リレーおよびソースは、例えばホッピングやダイバシティプロトコルなど、様々なプロトコルに同意して、対象のメッセージをその宛先に配信する。ホッピングでは、メッセージは、ソースによって送信され、リレーによって受信され、次いで宛先に再送される。ダイバシティプロトコルでは、リレーおよびソースは、いくつかのダイバシティ方式を使用して、宛先に同時に送信を行う。]
[0008] 追加のバーチャルアンテナの配置および提供に関して、リレーによって導入された汎用性は、中継システムの鍵となる利点である。例えば、マルチアンテナは、サイズおよびコストに限りがあり、したがって４つを超えるアンテナでの実装は難しい。しかし、中継を使用すると、あるリンクにおけるアンテナの数は、分散方式で増やすことができ、したがって、データレートにおいてより高い利益をもたらすことができる。また、リレー場所を調整することによって、または適切なチャネル状態のものを選択することによって、低ＳＮＲおよび遠距離のリンクは、かなりの後押しを受ける。さらに、セル端のユーザは、高干渉を経験するために、一般に疎んじられる。この場合、中継を使用して、セル全体にわたってスループットを増加させ、再配分し、疎んじられるリンクを強化することができる。]
[0009] 中継のこうしたかなりの利点および協調通信における広範にわたる理論的開発にもかかわらず、実用的なセルラシステムに協調通信の利益を導入することに対する作業はあまり行われていない。この理由のいくつかは、実社会のシナリオおよび高価な実装において利益が立証された効率的な協調プロトコルがないことである。その結果、セルラ通信システムに適した協調通信プロトコルが必要である。]
[0010] リレー通信は、近年、微弱な通信リンクにおける通信の向上に、かなりの見込みがあった。リレーがマルチホップ式で宛先に全メッセージを送信できるようにすることによって、非常に離れた通信端に接続が提供された。しかし、マルチホップは、結果的に、いくつかのリアルタイムの用途において受け入れがたい通信遅延をもたらす。]
[0011] より改良されたリレー通信の構造は、協調通信である。マルチホップとは異なり、ソースとリレーまたは複数のリレーは、協力してダイバシティまたは多重化の利益を提供する。一例として、ソースおよびリレーは、Ａｌａｍｏｕｔｉ方式で送信することができる。リレーには、その電力をチャネルに適応した後、それを助ける、または単に転送する前に、メッセージを復号する選択肢が提供される。これらの技術は、それぞれＤＦ（復号転送）およびＡＦ（増幅転送）と呼ばれる。]
[0012] これらの技術の主な欠点は、ＤＦを想定するとき、リレーによって遅延がもたらされることである。これを回避する１つの方法は、リレーが受信している間に宛先が通信の開始からデータを集めることができるようにする符号化の形式を使うことである。そうすることによって、ＤＦプロトコルによる遅延が低減される。したがって、宛先は、最初から最後まで連続的な送信を見ることになる。]
[0013] 別の方式では、消去チャネルのために任意選択で構築されたレートレス符号の特別なケースであるファウンテン符号（ｆｏｕｎｔａｉｎ ｃｏｄｅ）がブロードキャストの用途に使用されている。しかし、実用的なリレーシステムのために、レートレス符号を効率的に使用する必要がある。]
[0014] ＲＳとＢＳとの間の伝搬遅延のために、ＢＳおよびＲＳのローカル発振器の間の周波数オフセット、およびＲＳにおける処理遅延、ＷＴＲＵへのＲＳ送信のタイミングは、ＷＴＲＵへのＢＳ送信のタイミングとは異なり得る。協調位相の間、それぞれＢＳおよびＲＳからＷＴＲＵによって受信されたストリームの調整不良は、互いに干渉をもたらし得る。ストリーム間の干渉によって、ＷＴＲＵによって達成することができるデータレートが低減し、したがって、協調からの潜在的な利益が低減する。]
[0015] したがって、ＢＳおよびＲＳのＤＬ送信を同期することによって、この問題を軽減することが望ましいことになる。同期されたＢＳおよびＲＳのＤＬ送信を使用することによって、ＷＴＲＵに対するＲＳ送信とＢＳ送信との間の干渉を低減し、複雑なＷＴＲＵ受信機設計を回避しながら、様々なダイバシティ方式（例えばＡｌａｍｏｕｔｉまたはＭＩＭＯ方式）の使用を可能にするのを助けことができる。]
[0016] 従来技術のソリューションは、ＵＬ（アップリンク）のＷＴＲＵの送信のタイミングを調整することがＴＡ（タイミング調整）機構を介して達成され得ることを示す。ＴＡ概念は、ＵＬに一般的に使用されるが、今のところ、協調ネットワークの文脈で必要とされるＤＬには使用されていない。]
[0017] リレーの知的な使用を介してリンク性能を向上させることも望ましい。しかし、簡単なマルチホップ中継（すなわち、単にリレーが受信する同じデータを転送するもの）は、それほどの利益をもたらしそうにない。代わりに、より洗練された協調技術が使用され得る。これらは、中でも、分散ビームフォーミングおよび分散空間多重化技術などの協調符号化方式である。したがって、ソースおよびリレーからの送信の共同受信の性能を最適化するために、マルチユーザ検出器、より正確には、ＳＩＣ（逐次干渉キャンセラ）を使用することが望ましいことになる。ＭＭＳＥ−ＳＩＣ（最小平均自乗誤差逐次干渉キャンセラ）受信機は、正式に、同じ送信機から出て来る空間ストリーム間を分離するための３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）技術で使用するための受信機候補である。したがって、ソースおよびリレーの送信を個別の送信ストリームに入れ、ＳＩＣを使用して、これらの送信を受信することが望ましい。実際に、少なくともＯＦＤＭＭＩＭＯ技術では、追加の受信構造すら必要としない場合がある。]
[0018] 具体的には、ＳＩＣ受信機は、明らかな実用性を利用することができ、こうした受信機がいったん通信システムに導入されると、協調ダイバシティの利点のほとんどがＭＡＣ層に委ねられ得ることを実証することができる。協調リレーの利益を達成し、いくつかの場合、よく設計されたＰＨＹレイヤ方式によって配信することができるものを超えるためには、協調送信および符号化の代わりに、直接送信と簡単なマルチホップとのうまくスケジュールされた組み合わせが望ましい。]
[0019] 無線通信における協調のための方法および装置。協調は、少なくとも１つの無線送受信ユニット、少なくとも１つの中継局、および少なくとも１つの基地局を含むいくつかのネットワーク要素の中で考えられる。]
図面の簡単な説明

[0020] 本開示は、例として示され、添付の図面と併せ読めば理解される実施形態の以下の説明から、より詳しく理解することができよう。]
[0021] セルラシステムで使用するための４つのリレーアーキテクチャを示す図である。
協調リレーアーキテクチャの一例を示す図である。
複数ＷＴＲＵサービングリレーアーキテクチャ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ＷＴＲＵ−ｓｅｒｖｉｎｇ−ｒｅｌａｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）の一例を示す図である。
複数のリレーが直列で無線接続されるときの転送リレーアーキテクチャの変形を示す図である。
ＲＳとＢＳとの間の関連が静的または動的であり得るシステムにおける複数のセルを示す図である。
ＲＳを複数のＢＳに関連付けることができるアーキテクチャの一例を示す図である。
異なる時間間隔で信号を実質的に送受信するＴＤＭリレーの例を示す図である。
復号−転送方式に関与するアクションのシーケンスを示すフロー図である。
以下のようにＤＬ（ダウンリンク）用に定義されたＰ１（プロトコル１）を示すフロー図である。
Ｐ２（プロトコル２）と呼ばれ、ＤＬのケース用に以下のように定義されたマルチキャスト分割ＲＴＳの一例を示すフロー図である。
完全情報リレーの一例を示す図である。
転送リレーの一例を示す図である。
協調リレーの一例を示す図である。
ＦＤＭＭＩＭＯによる転送リレーの一例を示す図である。
ＴＤＤＲソリューションの一例を示す図である。
ＦＴＤＤＲ（ｆｏｕｎｔａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ ｒｅｌａｙｉｎｇ：ファウンテン拡張時分割複信中継）方式を使用した別の実施形態例を示す図である。
ＰＴＤＲ（ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ ｒｅｌａｙｉｎｇ：並列送信複信中継）プロトコルの一例を示す図である。
ＳＴＤＤＲの一例を示す図である。
プロトコルスタックの一例を示す図である。
ＷＴＲＵプロトコルスタックを実施するための第２の代替を示す図である。
ＷＴＲＵプロトコルスタックを実施するための第３の代替を示す図である。
ＲＳを介したＢＳからＷＴＲＵへのＩＰパケットの転送に関与するイベントのシーケンスを示すフロー図である。
ＭＡＣレベルのＲＳについて関与するイベントのシーケンスを示すフロー図である。
ＲＬＣレベルのＲＳを使用したデータ転送のための代替的実施形態を示す図である。
ＲＬＣレベルのＲＳを使用したデータ転送のための代替的実施形態を示す図である。
２ホップモードでのユーザプレーンにおける操作を示す図である。
ＲＳとＢＳとの間に配置されたＭＡＣのＭＡＣ−リレーサブレイヤの一例を示す図である。
ＰＨＹレベルのＲＳのプロトコルアーキテクチャの一例を示す図である。
ＭＡＣレベルのＲＳのプロトコルアーキテクチャの一例を示す図である。
ＲＬＣレベルのＲＳのプロトコルアーキテクチャの一例を示す図である。
ＲＳを介したＢＳからＷＴＲＵへのＩＰパケットの転送に関与するイベントのシーケンスを示す図である。
ＢＳが細密なリレー操作に気付いていないときのデータ転送操作を示すフロー図である。
スマートリレーおよびスレーブリレーの信号フローの例を示す図である。
ＢＳおよびリレーがレイヤ２の輪郭プレーンエンティティ（ｃｏｎｔｏｕｒ ｐｌａｎｅ ｅｎｔｉｔｙ）を含むプロトコルアーキテクチャ例を示す図である。
ＢＳおよびリレーがレイヤ２の輪郭プレーンエンティティを含むプロトコルアーキテクチャ例を示す図である。
協調ヘッダの一例を示す図である。
ヘッダおよびペイロードのためにチャネル符号化を分離することができる技術の一例を示す図である。
ヘッダおよびペイロードのためにチャネル符号化を分離するために使用される技術の一例を示すフロー図である。
ヘッダおよびペイロードを有するダウンリンクデータパケットを示す図である。
５つのチャネル状態を使用するリレーシステムを示す図である。
「レガシ」ヘッダに「協調ヘッダインジケータビット（ｃｏｏｐ． ｈｅａｄｅｒ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｂｉｔ）」と呼ばれる１ビットを追加したものを含む送信ヘッダを示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ダウンリンク方式の一例を示す図である。
ＤＬの制御チャネルを示す図である。
ＵＬの制御チャネルの一例を示す図である。
ＵＬの制御チャネルの一例を示す図である。
ＳＩのフレーム構造の一例を示す図である。
タイミング調整手順を使用したＷＴＲＵへのＢＳおよびＲＳのＤＬ送信の同期の一例を示す図である。]
実施例

[0022] 以下で言及するとき、「ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）」という用語は、それだけには限定されないが、ＵＥ（ユーザ機器）、移動局、固定式または携帯式の加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、コンピュータ、または無線環境で動作することができる他の任意のタイプのユーザ装置を含む。以下で言及するとき、「基地局」という用語は、それだけに限定されないが、Ｎｏｄｅ−Ｂ、サイトコントローラ、ＡＰ（アクセスポイント）、または無線環境で動作することができる他の任意のタイプのインターフェイス装置を含む。以下で言及するとき、「中継局」という用語は、リレーまたはＲＳと呼ぶこともある。]
[0023] 本開示は、３Ｇ（第３世代）のセルラ無線システムの文脈で説明されているが、そのシステムに限定されると解釈されるべきではなく、３Ｇシステムは、一例としての役割を果たすにすぎない。]
[0024] リレーの物理的アーキテクチャ
リレーは、セルラシステムにおいていくつかの方法で使用され得る。このセクションでは、４つの主なアーキテクチャについて説明し、図１に示す。こうした４つのアーキテクチャ例は、単独で、または任意の組み合わせで使用することができる。こうしたアーキテクチャ例は、アーキテクチャ１：転送リレーアーキテクチャ１１０、アーキテクチャ２：複数ＷＴＲＵサービングリレーアーキテクチャ１２０（図３にもより詳しく示される）、アーキテクチャ３：協調リレーアーキテクチャ１３０（図２にもより詳しく示される）、およびアーキテクチャ４：複数ＢＳ共有リレーアーキテクチャ１４０と呼ばれる。各アーキテクチャ例は、少なくとも１つのＷＴＲＵ１５０、少なくとも１つのＲＳ（中継局）１６０、およびＢＳ（基地局）１９５を含む。] 図１ 図２ 図３
[0025] 各ＷＴＲＵ１５０は、送信機１６５、受信機１７０、およびプロセッサ１７５を含み得る。各ＲＳ１６０は、送信機１８０、受信機１８５、およびプロセッサ１９０を含み得る。]
[0026] 様々な信号は、これらのアーキテクチャのそれぞれにおいて、様々なノードによって送受信することができ、以下で詳しく説明される。実際に、いくつかのシグナリングの実施形態は、アーキテクチャごとに存在し得る。これらの実施形態をまとめて「リレー送信方式」または単に「送信方式」とも呼ぶ。上記の４つのアーキテクチャの利点および用途について、以下で説明する。]
[0027] アーキテクチャ１ １１０において、ＷＴＲＵは、ＢＳ１９５から直接ではなく、ＲＳ１６０からのみ信号を受信することができる。言い換えれば、ＷＴＲＵ１１０は、ＢＳカバレージの深く影になっている範囲、または単にＢＳカバレージホールにある。これは、隣接セルからのセル間干渉が大きい可能性のあるセルの端部にあるＷＴＲＵにサービスを提供するのに有用なアーキテクチャでもある。こうした場合、転送リレー１６０は、ＢＳ１９５からＤＬデータを受信し、単にそれをＷＴＲＵ１５０に転送し、ＵＬデータについては、この逆を行う。転送リレーアーキテクチャの変形は、直列で（無線で）接続された複数のリレーがあるものである。これは、図４に示される。] 図４
[0028] アーキテクチャ２ １２０において、ＲＳ１６０は、ＲＳ１６０のカバレージ範囲内にある複数のＷＴＲＵ１５０にサービスを提供する。このアーキテクチャの利点は、ＢＳ−ＲＳデータ通信が一緒にプールされて、オーバヘッドを低減することができることである。例えば、様々なパケットヘッダに関連付けられたオーバヘッドは、プールされたパケットのために結合されたヘッダを定義することによって低減することができる。]
[0029] アーキテクチャ３ １３０において、ＷＴＲＵ１５０は、ＢＳ１９５から直接信号を受信し、処理することもできるが、通常、ＲＳ１６０から受信された信号より弱い。こうした構成には、２つの重要な意味がある。第１に、ＢＳ１９５がＲＳ１６０にＤＬデータを送信しているとき、ＷＴＲＵ１５０は、ある確率の誤りで、データの一部またはすべてを監視し、受信し得る。このタイプのデータは、しばしば「ソフト」なデータと呼ばれる。これによって、ＲＳ１６０によって「転送」されるデータの量が低減され、または、ＲＳ１６０によって「転送」されるデータの受信の成功率が増加する。第２に、ＢＳ１９５およびＲＳ１６０は、マルチアンテナのシナリオをまねて、２つの「協調」信号をＷＴＲＵ１５０に同時に送信することができる。この場合の「マルチアンテナ」は、連結されていないため、これを「分散ＭＩＭＯ」構成と呼ぶ。このアーキテクチャの利点は、ＭＩＭＯを使用する利点と似ている。]
[0030] アーキテクチャ４ １４０では、複数のＲＳ１６０が１つのＷＴＲＵ１５０を補助することができる。この例は、分散ＭＩＭＯ構成と見なすこともでき、その結果として性能が向上する。]
[0031] 技術的に簡単な方法で４つの基本的なアーキテクチャのうちの２つ以上を結合することによって、上述した問題を克服するための実用的な構成がもたらされ得る。]
[0032] 図１におけるアーキテクチャのそれぞれにおいて、複数のＲＳ１６０が所与のセルに関連付けられているように示されている。システムにおいて複数のセルがあるとき、ＲＳ１６０とＢＳ１９５との間のこの関連は、図５に示されるように、静的または動的とすることができる。別の実施形態において、図６に示されるように、１つのＲＳ１６０が複数のＢＳ１９５に関連付けられてもよい。これによって、複数のセル間の連係、および１組の共有ＲＳを介して効果的にＷＴＲＵのグループにサービスを提供する能力が可能になる。] 図１ 図５ 図６
[0033] 図１を参照すると、単一のＢＳ−ＲＳチャネル１５５が単一のＷＴＲＵ１５０にサービスを提供しているとき、解決する必要のある技術的な問題は、ＷＴＲＵ１５０がＲＳ１６０についてどのように知らされるかである。例えば、これは、ＢＳ１９５がＲＳ１６０についての情報をブロードキャストすることによって行うことができる。あるいは、ＲＳ１６０は、その存在をブロードキャストすることができる。別の技術的な問題は、ＷＴＲＵ１５０がどのようにＲＳ１６０を選択し、それ自体を選択されたＲＳ１６０にどのように関連付けるかである。追加の複雑性は、この関連付けの情報もＢＳ１９５に送信すべきであることである。] 図１
[0034] 同期に関して、リレーで被った遅延は、ＢＳ１９５とＷＴＲＵ１５０との間のバルク送信遅延に拍車をかける。次いで、ＲＴＴ（往復時間）も影響を受け、これは、ＴＣＰおよびＡＲＱなど、いくつかのプロトコルの性能に影響を与え得る。その結果、ＢＳ１９５およびＷＴＲＵ１５０におけるバッファ要件も増加し得る。]
[0035] 最低量のシグナリング情報は、ＷＴＲＵ−リレー、ＢＳ−リレー、およびＷＴＲＵ−リレー−ＢＳ間で交換する必要がある。したがって、これらのシグナリングの必要性は何か、およびこれらをどのように伝えるかを決定する必要がある。例えば、電力制御メッセージおよびタイミングアドバンスメッセージは、ＷＴＲＵ１５０とＲＳ１６０との間に送られるだけでよく、ＢＳ１９５に送信する必要はない。]
[0036] ＲＴＳ（リレー送信方式）
前のセクションでは、各アーキテクチャは、異なるノードによる送信および受信について、様々な信号の選択をサポートすることができることに留意して、セルラネットワークにおいてＲＳを使用するための様々な物理的アーキテクチャについて説明した。このセクションでは、こうした「送信方式」のいくつかについて説明し、それらの性能を分析する。図７は、異なる時間間隔で信号を送受信するＴＤＭリレーの例の図である。例えば、ＤＬにおいて、ＴＤＭ−リレー７０５ａ・・・７０５ｊは、１つの時間間隔においてＢＳ７１０から信号を受信し、それをその後の時間間隔にＷＴＲＵに送信する。こうした時間間隔は、位相またはＴＴＩ（送信時間間隔）、Ｔ１ ７２０およびＴ２ ７３０と呼ばれる。Ｔ１ ７２０およびＴ２ ７３０は、図７には隣接して描かれているが、Ｔ２はＴ１に隣接している必要はない。実際に、いくつかの実施形態において、場合によるとスケジューリングの制約のために、Ｔ２ ７３０はおそらくＴ１ ７２０に隣接していない。さらに、Ｔ１ ７２０およびＴ２ ７３０の持続時間は、柔軟であり、チャネル状態によって決まり、チャネル状態は次いで、所与のデータのブロックの正常な受信のためにかかる時間を決定する。一例において、Ｔ１ ７２０およびＴ２ ７３０が固定ＴＴＩの整数倍となるように、送信媒体は、固定サイズのＴＴＩに刻まれる。しかし、ＴＴＩサイズは、可変とする、または動的に変更することもできる。Ｔ１ ７２０およびＴ２ ７３０は、互いにサイズが異なっていてよい。] 図７
[0037] 異なる周波数帯域幅で送受信する、例えばＦＤＭリレーなど、他のタイプのリレーを設計することも可能である。これらの設計は、一般的であり、ＴＤＭ−リレー以外のリレーのタイプに適用される。簡潔にするために、ＴＤＭ−リレーの文脈内で様々な設計の詳細のみ説明する。設計はＤＬデータ送信の文脈で記載されているが、設計は、ＵＬデータ送信にも適用される。]
[0038] 再度図７を参照すると、ＴＤＭ−リレー７０５の基本原理は、Ｔ１ ７２０と示される位相１中にＢＳ７１０から送信されたＤＬデータを受信し、それをＴ２ ７３０と示される位相２において、ＤＬ方向に、ＷＴＲＵ７４０に送信することである。こうした送信は、「シンプル」位相１送信、および「転送」位相２送信と呼ばれる。また、位相１中、ＷＴＲＵ７４０は、ＢＳ７１０から送信されたＤＬデータを受信し、復号しようと試行することも可能である。これは、「マルチキャスト」位相１送信と呼ばれる。同様に、位相２中、ＢＳ７１０は、ＷＴＲＵ７４０にＤＬデータを送信することも可能である。これは、「協調」位相２送信と呼ばれる。位相１および位相２のこれらの変形は、現在、シンプル−転送リレー送信方式、マルチキャスト−転送リレー送信方式、シンプル−協調リレー送信方式、およびマルチキャスト−協調リレー送信方式と呼ばれる４つの基本的なＴＤＭ−リレー送信方式を生成する。] 図７
[0039] シンプル−転送リレー送信方式において、ＢＳは、重畳符号、ターボ符号、またはＬＤＰＣ符号などの転送誤り訂正符号、およびＣＲＣ−ブロック符号などの誤り検出符号を含むチャネル符号、Ｍ−ａｒｙＱＡＭなどの変調方式、およびマルチアンテナ（ＭＩＭＯ）マッピング方式を使用して、ＤＬデータを送信することができる。位相２において転送された信号は、受信されたベースバンド信号、受信された復調信号、または受信された復号データに基づき得る。結果として得られた方式はそれぞれ、「増幅−転送」、「復調−転送」、および「復号−転送」と呼ばれる。後の２つのケースでは、転送に使用される新しい変調および／または新しいチャネル符号は、位相１で使用される変調および／またはチャネル符号とは異なり得る。というのは、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクの品質は、ＢＳ−ＲＳリンクの品質とは異なるからである。]
[0040] 図８は、復号−転送方式８００に関与するアクションのシーケンスのフロー図であり、ＢＳは、８１０でＲＳを選択し、８２０でＷＴＲＵのメッセージを選択されたＲＳに送信する。ＲＳは、８３０でメッセージを復号し、チャネル品質メトリックに従って再度符号化する。必要に応じて、ＲＳがどんな誤りもなくＤＬデータを受信するまで、ＢＳは、ＤＬデータをＲＳに再送する（図示せず）。ＡＲＱおよび／またはＨＡＲＱプロトコルは、この誤りのない送信を達成するために使用され得る。こうした場合、位相１は、本質的に、ＲＳがＢＳによって送信されるデータを正しく受信するのにかかる時間によって定義される。同様に、位相２中、８４０で、ＷＴＲＵがデータを正しく復号するまで、ＲＳは、ＤＬデータを送信し、場合によっては再送する。] 図８
[0041] マルチキャスト−転送リレー送信方式において、ＢＳによって送信される信号は、位相１において、ＲＳによってだけではなく、ＷＴＲＵによっても受信される。位相２において、ＲＳは、受信した信号をＷＴＲＵに転送し、ＷＴＲＵは、位相１中に受信されたＢＳ信号と「結合」して、ＢＳデータを正しく受信する。「結合」プロセスによって、このリレー送信方式がシンプル−転送方式を凌げるようにすることができる。ＲＳは、３つの可能な転送方式（すなわち、増幅−転送、復調−転送、または復号−転送）のうちの１つを使用して、受信したＢＳデータを転送することができるが、簡潔にするために、復号−転送方式について説明する。この場合も、位相１の最後を示す、ＲＳがデータを正しく復号するまで、ＢＳは、ＤＬデータを送信し、場合によっては再送する。]
[0042] 位相１において送信された信号は、転送誤り訂正および検出符号を使用してチャネル符号化することができ、この場合、ＷＴＲＵは、位相１の最後に、ＢＳによって送信されたＤＬデータのソフト復号バージョンを取得する。実際には、ＷＴＲＵは、通常、位相１中、ＤＬデータを正しく復号することはできず（低品質のＢＳ−ＷＴＲＵチャネルは、ＢＳ−ＲＳチャネルより多くのＢＳ信号を劣化させるため）、関連の信頼性メトリックでデータを復号しなければならない（すなわち、ソフトデータ）。位相２中、ＷＴＲＵは、位相１のソフトデータを、ＲＳによって転送されたデータとソフト結合し、場合によっては何度かの再送後、ＲＳの送信データを正しく復号する。]
[0043] あるいは、位相１で送信された信号は、レートレス符号を使用して符号化され得る。これらの符号は、本質的に、単一の送信機および複数の受信機の通信シナリオで使用するのに適したチャネル符号である。これらの符号に関する１つの利点は、位相１の最後に、ＲＳがすべてのＤＬデータを正しく復号したが、ＷＴＲＵは（低品質のチャネル状態のために）完全なＤＬデータの一部のみを復号したことである。これは、「ハード」なデータである（すなわち、正確で確率が１である）ため、位相２のＲＳによるデータ送信は、（ＷＴＲＵによって正しく復号されなかった）残りのＤＬデータのみを送信することに限定され、ＷＴＲＵは、位相１および位相２で正しく復号されたＤＬデータを簡単に連結することができ、「ソフトな結合」の必要性を回避する。最後に、送信された信号は、既存のポイントツーマルチポイントの最適なチャネル符号のうちの任意のものを使用して符号化されたチャネルとすることができる。]
[0044] シンプル−協調リレー送信方式において、位相１の送信の詳細は、シンプル−転送リレー送信方式のものと同じである。位相１の最後に、リレーは、ＢＳによって送信されるＤＬデータを正常に復号した。位相２において、ＢＳおよびＲＳは、「協調」の方法で信号を送信し、ＷＴＲＵへのデータ転送の効率を強化することができる。ＢＳおよびＲＳが協調することができる様々な方法があり、同じ信号のダイバシティ送信（マルチパスダイバシティ受信に使用することができる）、ＷＴＲＵにおけるビームフォーミングのための信号の連係送信（送信機におけるチャネル状態情報を必要とする）、分散型時空間符号化信号のダイバシティ送信（例えば、Ａｌａｍｏｕｔｉ符号化）、および分散空間多重化方式を使用した高レート送信（例えば、予符号化技術）を含む。]
[0045] 以下で、これらの様々な送信方式を使用することによって達成することができる効果的なデータレートについて説明する。効果的なデータレートを計算するために、２つの位相のそれぞれの間で各リンク（ＢＳ−ＲＳ、ＲＳ−ＷＴＲＵ、およびＢＳ−ＷＴＲＵ）において達成可能なレートが結合されて、各リレー送信方式の効果的な達成可能なレートを取得することができる。この結合レートは、「効果的なスループットＴＰeff」と呼ばれる。各リンクの達成可能なレートは、理論的な情報容量レート、またはリンクレベルシミュレーションから計算されたＳＩＮＲ対レート曲線であることがわかり得る。]
[0046] シンプル−転送ＲＴＳでのＴＰeff
このＲＴＳは、略して「２ホップ」方式とも呼ばれる。この例では、ＢＳは、それがビットを完全に復号するまで、ｂ個の情報ビットを選択されたＲＳに送信する。次いでＲＳは、復号されたビットを送信することができる。次いで、ＷＴＲＵが復号プロセスを開始するだけである。この場合の効果的なスループットは、次の式によって示される。]
[0047] ]
[0048] 式中、]
[0049] ]
[0050] である。
マルチキャスト−転送ＲＴＳでのＴＰeff]
[0051] 上述したように、チャネル符号およびレートレス符号は、マルチキャストの位相１に使用され得る。この例では、レートレス符号が使用される。理論的には、レートレス符号は、復号プロセスがチャネル状態に依存しないようにする、無限に長い符号化ビットのストリームである。ＷＴＲＵは、ＢＳによる通信の開始時にＢＳからＲＳに送信されるＤＬデータの復号を開始することができる。したがって、ＷＴＲＵは、第１の位相において、レートＲU（１）＝ＲBS-Uで、ＢＳから送信されるビットの一部を復号する。第２の位相において、ＲＳは、ＷＴＲＵがレートＲU（２）＝ＲRS-Uでまだ復号していない残りのビットのみを送信することによって、ＢＳからの送信を再開する。これは、以下ということになる。]
[0052] ]
[0053] この例での効果的なスループットは、次の式を満たす。]
[0054] ]
[0055] シンプル−協調ＲＴＳでのＴＰeff
上述したように、位相２におけるＢＳおよびＲＳからのＤＬ協調送信は、分散アンテナアレイ送信と見なすことができる。したがって、この方式は、シンプルＤＡＡ（ＤＡＡ方式）とも呼ばれる。ＤＡＡ方式によって、ＢＳおよびＲＳは、異なる情報ビットをＷＴＲＵに同時に送信することができる。したがって、それらの信号は、必然的に互いに干渉している。ＷＴＲＵは、ＳＩＣ（逐次干渉除去）を使用して、干渉している信号を見分ける。ＷＴＲＵにおける完全な干渉除去を想定すると、第２の位相においてＷＴＲＵで達成されるレートは、次の式を満たす。
ＲU（２）＝ＲBS-U（２）＋ＲRS-U
式（５）
式中、ＲBS-U（２）は、第２の位相におけるＢＳの送信レートであり、ＲBS-U（１）は、第１の位相におけるＢＳレートである。]
[0056] ここで、効果的なスループットは、式（１）および（５）によって得られる。]
[0057] ]
[0058] マルチキャスト−協調ＲＴＳでのＴＰeff
上述したように、チャネル符号およびレートレス符号は、マルチキャストの位相１に使用され得る。この例では、レートレス符号が使用される。ＢＳおよびＲＳは、ＷＴＲＵが位相１中に回復しなかったビットのみを分割する。効果的なスループットＴＰeff（レートレス−ＤＡＡ）が、上記の式から導出される。]
[0059] ]
[0060] 次に、Ｐ１（プロトコル１）と呼ばれる、このＲＴＳの代替の、しかしより詳細な例について説明する。]
[0061] 図９は、以下のようにＤＬ（ダウンリンク）用に定義されたＰ１（プロトコル１）９００のフロー図である。ｍビットのメッセージを想定すると、ＢＳ９１０は、レートＲ１；ＢＳ；ＲＳでｍビットを符号化し、これらを位相１で送信する。ＲＳ９２０がすべてのデータを正常に復号しなければならないため、ｍは、式ｍ≦Ｒ1,BS,RSＴ1に従わなければならない。Ｔ１中、ＷＴＲＵ９３０は、信号の受信、およびその復号の試行も行う。] 図９
[0062] 位相２において、ＢＳ９１０およびＲＳ９２０は、データの増分冗長度符号化で積層化される分散型時空間符号を使用して、ＷＴＲＵ９３０にデータを送信する。ＷＴＲＵ９３０は、その最適な時空間デコーダを使用し、次いで、２つの増分的に冗長な送信を結合して、位相２の最後にデータを完全に復号する。ＷＴＲＵ９３０は、２つの送信からのデータを結合して、データを正常に復号する。この例で、Ｒ1,BS,USは、位相１において、ＢＳ９１０からＷＴＲＵへの信頼できる送信が可能である最大レートである。Ｒ2,COOPは、位相２において、ＷＴＲＵ９３０への信頼できる送信が、ＲＳ９２０とＢＳ９１０との協調によって可能な最大レートと仮定する。理想的な増分冗長度の結合を想定すると、ＷＴＲＵ９３０は、第１の送信からのメッセージについての情報のＲ1,BS,UEＴ1ビット、および第２の送信からのメッセージについての情報のＲ2,COOPＴ2ビットを所有する。したがって、データを正常に復号するために、ｍは、ｍ・ｍ≦Ｒ1,BS,RSＴ1＋Ｒ2,COOPＴ2,2を有していなければならない。次いで、ＴＴＩ（時刻Ｔ）中に送信することができる最大量のデータは、次によって得られる。
ｍ＊＝ｍａｘ ｍｉｎ（Ｒ1,BS,RSＴ1，Ｒ2,coopＴ2＋Ｒ1,BS,UEＴ1） 式（８）]
[0063] 式（８）を最大にするために、
Ｒ1,BS,RSＴ1＝Ｒ2,coopＴ2＋Ｒ1,BS,UEＴ1 式（９）
となる。]
[0064] このレートバランシングの式によって、位相１および位相２へのＴＴＩの分割、および最大達成可能送信レートの両方の決定が可能になる。最大達成可能レートは、以下の通りである。]
[0065] ]
[0066] Ｐ１（プロトコル１）は、ＵＬ（アップリンク）にも適用可能である。ＵＬ例は、図８に示されるものに似ているが、ＢＳ９１０およびＷＴＲＵ９３０の役割が入れ替わっている（図示せず）。次に、ＵＬのケースでのＰ１（プロトコル１）について説明する。ＷＴＲＵ９３０は、メッセージ／パケットｍを作成する。こうしたメッセージ／パケットは、ＭＡＣＰＤＵ（プロトコルデータユニット）の形、または他の任意の形とすることができる。位相１において、例えば最初のＴＴＩで、ＷＴＲＵは、ＷＴＲＵ−ＲＳリンクに適したＭＣＳ（変調および符号化方式）を使用して、ｍをＲＳ９２０およびＢＳ９１０に送信する。また、ＢＳは、位相１において、この送信を監視する。位相２において、例えば、後のＴＴＩで、ＷＴＲＵ９３０およびＲＳ９２０は、分散型時空間符号を使用してｍをＢＳ９１０に送信し、位相１で送信されたものとは異なるＩＲ（増分冗長）バージョンを送信する。] 図８
[0067] ＢＳ９１０は、例えば、位相２における最適な時空間デコーダなど、適した受信機を使用することができる。ｍは、位相１および位相２において複数のＩＲバージョンを受信したかもしれないため、ＢＳ９１０は、受信バージョンを結合（例えば、ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）結合）して、ｍの復号を向上させる。]
[0068] 分割ＲＴＳまたはＭＡＣレベル協調ＲＴＳ
分割ＲＴＳは、マルチキャスト−転送ＲＴＳを直接送信と共に使用して、性能を向上させる。上述した４つのＲＴＳのうちの任意のものにおいて、効果的なスループットを決定する鍵となる要素は、位相１の持続時間（Ｔ１）であり、その間、ＤＬデータは、ＢＳからＲＳに移動する。これらの例において、それを行うのにかかる時間が減る場合、効果的なスループットは増加する。分割ＲＴＳの一例において、ＢＳがＤＬデータのｂビットをデータｂRSおよびｂBSの２つのストリームに分割するように、第１の位相は短縮され得る。ｂ＝ｂBS＋ｂRSであると想定すると、ＢＳは、位相１においてｂRSのみをＲＳに転送し、位相２においてｂBSをＷＴＲＵに送信する。この実施形態において、ＢＳは、位相２における多重化モードの後、元のｂビットが２つの部分、ｂRSおよびｂBSにどのように分割されるかに関して、位相１の開始の前に知識を必要とする。ｂビットを分割することは、ＭＡＣレベルまたはＰＨＹレベルで実行され得る。開始からＷＴＲＵに専用の元のデータは、チャネル状態に従って、また同時送信に対応するように、分割され得る。別の実施形態は、ＷＴＲＵを対象とした２つの異なるメッセージを連結し、チャネル制限に従ってｂRSおよびｂBSをそれぞれのために使用して送信する。これらの制限は、ｂRS対ｂBS比またはＴ1対Ｔ2比で変換される。]
[0069] 位相１のデータ転送が「シンプル」である（例えばチャネル符号化を使用する）か「マルチキャスト」である（例えばレートレス符号化を使用する）かに応じて、分割ＲＴＳの２つの変形が可能である。]
[0070] シンプル−分割ＲＴＳ実施形態において、上述したように位相１の送信が「シンプル」であると想定すると、ＢＳは、ＲＳのみが送信されたコードワードを復号できるようにする符号化技術を使用して、位相１において、ｂRSビットをＲＳに送信する。ＢＳ−ＲＳリンクにおいてサポートされたレートが、ＲBS-RSによって示される。]
[0071] ]
[0072] 位相２において、ＲＳは、レートＲRS-UでＷＴＲＵに正常に復号されたｂRSビットを転送する。ＢＳは、レートＲBS-U（２）でｂBSビットを同時に送信する。これは、以下を提供する。
ｂBS＝Ｔ2×ＲBS-U（２）
ｂRS＝Ｔ2×ＲRS-U 式（１３）]
[0073] したがって、]
[0074] ]
[0075] である。]
[0076] データにおける分割は、次を満たす。]
[0077] ]
[0078] 時間としては、Ｔ2＝Ｔ1×ＲBS-RSである。 式（１６）]
[0079] ＷＴＲＵにおいて完全な逐次干渉除去がある位相２における多重化モード送信では、ＷＴＲＵにおいて達成された全体的なレートは、次を満たす。]
[0080] ]
[0081] ＷＴＲＵで達成された効果的なスループットは、次のように表すことができる。]
[0082] ]
[0083] マルチキャスト−分割ＲＴＳ実施形態において、位相１の送信が「マルチキャスト」であると想定すると、ＢＳは、レートレス符号化技術を使用して、位相１においてｂRSビットをＲＳに送信することができる。この例において、ＲＳは、送信されたメッセージを完全に復号することができるが、他の受信機がその一部を復号するのも可能にする。ｂ1は、位相１において、ＷＴＲＵがインターセプトし、ＢＳ−ＲＳ送信から正常に抽出するビットを示す。ｂ2は、ｂ＝ｂ1＋ｂ2となるように、位相２においてＷＴＲＵが受信するビットを示す。]
[0084] ＢＳ−ＲＳリンクにおいてサポートされたレートは、ＲBS-RS、およびＢＳ−ＷＴＲＵリンクレート、ＲBS-Uによって示され、この場合、
ｂRS＝Ｔ1×ＲBS-RSおよびｂ1＝Ｔ1×ＲBS-U 式（１９）
または]
[0085] ]
[0086] である。]
[0087] 位相２において、ＢＳは、レートＲBS-U（２）でｂBSビットを送信することができ、ＲＳは、レートＲRS-UでｂRS−ｂ1ビットをＷＴＲＵに同時に転送する。
ｂBS＝Ｔ2×ＲBS-U（２）
ｂRS−ｂ1＝Ｔ2×ＲRS-U
ｂ2＝ｂBS＋ｂRS−ｂ1 式（２１）
したがって、]
[0088] ]
[0089] および]
[0090] ]
[0091] となる。]
[0092] データにおける分割は、次を満たす。]
[0093] ]
[0094] 時間として変換できるものは以下の通りである。]
[0095] ]
[0096] 位相２における多重化モード送信、および受信機での完全な逐次干渉除去を想定すると、ＷＴＲＵにおいて達成された全体的なレートは、次を満たす。]
[0097] ]
[0098] また、ＷＴＲＵで達成された効果的なスループットは、次のように表すことができる。]
[0099] ]
[0100] マルチキャスト−分割ＲＴＳのデータフロー分析
図１０は、Ｐ２（プロトコル２）１０００と呼ばれ、ＤＬのケース用に以下のように定義されたマルチキャスト分割ＲＴＳ実施形態を示すフロー図である。ＢＳ１０１０は、ｍ1ビットおよびｍ2ビットの２つのメッセージを作成する。位相１において、ＢＳ１０１０は、第１のメッセージ（ｍ1ビット）をレートＲ1,BS,RSでＲＳ１０２０に送信し、したがってｍ1≦Ｒ1,BS,RSＴ1である。Ｐ１と同様に、ＷＴＲＵ１０３０は、この送信に対して監視する。位相２において、ＲＳ１０２０は、それが位相１で受信した情報をＷＴＲＵ１０３０に転送する。これは、レートＲ2,RS,UEで実行される。ＢＳ１０１０は、第２のメッセージ（ｍ2ビット）をＷＴＲＵ１０３０に同時に送信する。これは、レートＲ2,BS,UEで実行される。ＷＴＲＵ１０３０は、位相２において、最初のメッセージについて、例えばＳＩＣなどのマルチユーザ検出器（図示せず）を増分冗長度と共に使用して、データを受信する。このプロトコルの性能を分析するために、様々な制約が存在する。まず、Ｐ１について、第１のメッセージを効率的に送信することは、以下のレートバランシングの式に従って行われ得る。
Ｒ1,BS,RSＴ1＝Ｒ2,RS,UEＴ2＋Ｒ1,BS,UEＴ1 式（２６）] 図１０
[0101] しかし、レートＲ2,RS,UEおよびＲ2,BS,UEも互いに依存する。個々のリンク当たりの容量制約を満たすことに加えて、レートは、ＭＡＣ容量制約も満たさなければならない。
Ｒ2,RS,UE＋Ｒ2,BS,UE≦Ｒ2,COOP 式（２７）]
[0102] Ｐ１に定義された想定されたレートＲ2,COOPは、最適な送信機協調レートである。ＰＨＹレイヤでの協調は、Ｐ２の一部ではないが（上述）、本明細書には、Ｐ１およびＰ２についての達成可能なスループット間の密接な関係が示されている。明らかに、スループットを最大にすることは、式（２７）が等式で満たされる必要がある。したがって、式（２６）および制約Ｔ＝Ｔ1＋Ｔ2と共に、以下となる。]
[0103] ]
[0104] 干渉の限られたセルラ配置で、Ｐ２は、Ｐ１よりわずかに良い性能を提供する。いずれも、リレーのない場合、またはシンプルな２ホップ中継よりかなりの改善を提供し、Ｐ２は、Ｐ１より良く働く。鍵となる違いは、協調の管理にある。Ｐ１において、単一フローは、（Ｔ１＋Ｔ２）中、ＭＡＣによって送信され、Ｐ２は、２つのＭＡＣフローを作成し、送信する。]
[0105] データをスケジュールするために、ＭＡＣは、３成分のＰＨＹリンク（ＢＳ−ＲＳ、ＲＳ−ＷＴＲＵ、およびＢＳ−ＷＴＲＵ）を含む複合リンクの品質がわかっている。さらに、位相２におけるＢＳ１０１０とＲＳ１０２０との間の協調を確実にするために、ＲＳ１０２０は、ＢＳ１０１０によって中央でスケジュールされなければならず、ＢＳ１０１０およびＲＳ１０２０におけるＰＨＹは、チャネルシンボルレベルに厳密に同期されなければならない。]
[0106] Ｐ２は、ほぼ独立して、厳密なＰＨＹレイヤ同期なしに、２つのフローの送信を管理する。２つのフローにおける制約は、ＷＴＲＵ１０３０における合計レートは、その合計レートの制約を超えないことである。この制約が満たされるという条件で、ＢＳＭＡＣ１０４０は、限定されたやり方で、ＲＳ送信のみを管理する。ＢＳ ＭＡＣ１０４０は、（ＢＳ−ＲＳリンク品質に基づいてのみ）ＲＳ１０２０に対するデータをスケジュールして、ＲＳバッファ（図示せず）が空にならないことを確実にする。ＢＳおよびＲＳのＭＡＣ１０４０（ＲＳ ＭＡＣは図示せず）は、ＷＴＲＵ１０３０への結合レートが合計レート制約を侵害しないように、位相２においてレートがどのように再パーティションされるかに同意する必要がある。しかし、ＢＳ ＭＡＣ１０４０は、ＲＳ ＭＡＣ（図示せず）に対して、どの特定のパケットが送信にスケジュールされるかを指定する必要はない。いったんＲＳ１０２０がパケットの受信を指示すると、そのパケットのＨＡＲＱ管理は、ＲＳに譲渡され得る。]
[0107] ＲＳＭＡＣスケジューラ（図示せず）は、ＲＳ１０２０のＢＳ１０１０の制御がより遅いレートで行われるように、ＢＳ ＭＡＣスケジューラ（図示せず）とは関係なく働くことができる。Ｐ２のＰＨＹレイヤの動作は、連係を必要としない。というのは、ＢＳ１０１０およびＲＳ１０２０は、単に非協調のやり方で位相２において異なるフローを送信するからである。]
[0108] Ｐ２は、ＵＬにも適用可能である。ＵＬのシナリオは、図１０に示されるものに似ているが、ＢＳ１０１０およびＷＴＲＵ１０３０の役割が入れ替わっている（図示せず）。Ｐ２は、本明細書では、ＵＬのケースについて説明する。] 図１０
[0109] この実施形態において、ＷＴＲＵ１０３０は、任意の２つのメッセージ／パケットｍ１およびｍ２を作成する。ｍ１およびｍ２は、異なる時に作成され得る。これら２つのメッセージは、２つのＭＡＣＰＤＵの形、または任意の他の形とすることができる。位相１において、例えば第１のＴＴＩで、ＷＴＲＵ１０３０は、ＷＴＲＵ−ＲＳリンクに適したＭＣＳを使用して、ｍ１をＲＳ１０２０およびＢＳ１０１０に送信する。また、ＢＳ１０１０は、位相１において、この送信を監視する。位相２において、例えば後のＴＴＩで、ＲＳ１０２０は、ＲＳ−ＢＳリンクに適したＭＡＣを使用し、それがＷＴＲＵ１０３０から受信したものとは異なるＩＲバージョンを送信して、位相１でそれが受信した情報をＢＳ１０１０に転送する。また、位相２において、例えば後のＴＴＩで、ＷＴＲＵ１０３０は、ＷＴＲＵ−ＢＳリンクに適したＭＣＳを使用して、第２のメッセージｍ２をＢＳ１０１０に送信する。]
[0110] ＢＳ１０１０は、位相２で、例えばマルチユーザ検出器やＳＩＣ（図示せず）など適した受信機を使用して、ｍ１およびｍ２を受信することができる。ｍ１など、いくつかのメッセージは、複数のＩＲバージョンを受信したかもしれない（例えば位相１および位相２において）ので、ＢＳ１０１０は、受信バージョンを結合（例えばＨＡＲＱ結合）して、メッセージの復号を向上させる。]
[0111] ＯＦＤＭのようなシステムでのリレー送信方式
周波数次元は、協調リレー方式で利用され得る。以下の実施形態例は、ＤＬに適用されるが、簡潔にするために、ＵＬについてのみ説明する。]
[0112] ＷＴＲＵとＢＳとの間の送信に割り当てられた周波数帯域は、２つの周波数帯域、Ｗ１１およびＷ１２に分割される。Ｗ１１は、ＷＴＲＵからＢＳへの送信に使用され、Ｗ１２は、ＷＴＲＵからＲＳへの送信に使用される。一般に、ＷＴＲＵは、異なるサブキャリアを使用して、データを異なる受信機ＲＳおよびＢＳに送信することができる。この実施形態は、ＷＴＲＵと中継局との間のチャネルがＷＴＲＵとＢＳとの間のものより良いと想定する。以下の完全および部分情報リレーの例において、リレーはＴＤＭモードで操作されると想定し、このことは、リレーが同時に信号を送受信することができないことを含意する。連続送信の例では、リレーがＦＤＭモードで操作されると想定し、これは、リレーが同じ周波数帯域で信号を送受信することができないことを含意する。]
[0113] 完全情報リレー（Ｆｕｌｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｌａｙ）
図１１は、完全情報リレー１１００の実施形態の一例の図である。この実施形態において、ＲＳ１１１０は、アップリンク送信中の完全情報を有し、以下は、ＷＴＲＵ１１２０、ＲＳ１１１０、およびＢＳ１１３０の間のシグナリングのシーケンスについて説明する。] 図１１
[0114] ＷＴＲＵ１１２０は、パケットをＲＳ１１１０およびＢＳ１１３０に同時に、しかし異なる周波数（ｆ1およびｆ2）１１２１、１１２２で送信し、ＲＳ１１１０は、ＢＳ１１３０の前にパケットを正しく取得する。ＲＳ１１１０は、ＷＴＲＵ１１２０から正常に信号を受信した後、ＡＣＫ１１２５をＷＴＲＵ１１２０に送信する。このとき、ＢＳ１１３０は、ＷＴＲＵ１１２０の直接送信１１３５からｂ１ビットを正しく取得している。残りのｂ２ビットを送信するのに３つの選択肢がある。]
[0115] 第１の選択肢は、転送リレー１１４０である。この選択肢では、ＷＴＲＵ１１２０は、Ｗ１１における送信を停止し、ＲＳ１１１０は、ＢＳ１１３０からＡＣＫ１１４５を受信するまで、１１４２でＷ１１およびＷ１２を使用して、ｂ２ビットをＢＳ１１３０に転送する。この選択肢における利点は、ＷＴＲＵ１１２０における省力化を含む。というのは、ＷＴＲＵ１１２０は、ＲＳ１１１０が送信を正常に受信した後、そのパケットを送信するだけであり、結果的にＷＴＲＵ１１２０において必要なシグナリングが少なくて済むようになるからである。必要なシグナリングは、ＲＳ１１１０からＷＴＲＵ１１２０へのＡＣＫ１１２５、およびＢＳ１１３０からＲＳ１１１０へのＡＣＫ１１４５を含む。しかし、ＲＳ１１１０がＡＣＫ１１２５をＷＴＲＵ１１２０に送り返した後、送信がＲＳ１１１０から来ていることをＢＳ１１３０に知らせる必要がある。効果的なレートは、以下の通りである。]
[0116] ]
[0117] 式中、]
[0118] ]
[0119] である。]
[0120] 第２の選択肢は、協調リレー１１５０である。この選択肢において、ＷＴＲＵ１１２０は、Ｗ１２における送信を停止しない。ＷＴＲＵ１１２０およびＲＳ１１１０は、予め定められた分散ＭＩＭＯモードまたは予め定められた協調ダイバシティのいずれかを使用して、それぞれＷ１１ １１５２およびＷ１２ １１５５でｂ２ビットをＢＳに連係して送信する。この例における「予め定められた」は、分散または協調ダイバシティがどのように実行されるかに関して、ＲＳとＷＴＲＵとの間にシグナリングが不要であることを意味することに留意されたい。]
[0121] この選択肢の利点は、正常な送信にかかる時間が少なくて済み、したがって、場合によっては、上記の第１の選択肢と比べて、より高い効果的なレートがもたらされることである。しかし、このより高い効果的なレートを達成するために、第１の選択肢に比べてＷＴＲＵ１１２０においてより多くの消費電力が必要であり、またＲＳ１１１０からＷＴＲＵ１１２０へのＡＣＫ１１２５、ＲＳ１１１０とＷＴＲＵ１１２０との間の同期、ＢＳ１１３０からＲＳ１１１０およびＷＴＲＵ１１２０へのＡＣＫ１１４５には、より多くのシグナリングが必要であり、ＷＴＲＵ１１２０およびＲＳ１１１０から送信が来ていることをＢＳ１１３０に知らせる必要があり、送信モードについてもＢＳ１１３０に知らせる必要がある。]
[0122] 効果的なレートは、以下の通りである。位相２における協調ダイバシティについて、ＲＳ１１１０およびＷＴＲＵ１１２０は、同じビット（ｂ２ビット）をＢＳに協調的に送信するが、向上した周波数ダイバシティがｂ２ビットの通信の信頼性を強化するように、異なる周波数帯域を使用する。位相２における分散ＭＩＭＯでは、ＲＳ１１１０およびＷＴＲＵ１１２０は、異なるビットを独立してＢＳに送信し、ＲＳ１１１０およびＷＴＲＵ１１２０によって送信された合計ビット数は、ｂ２である。]
[0123] ]
[0124] 第３の選択肢は、ＦＤＭＭＩＭＯによる転送リレー１１６０である。この第３の選択肢で、ＲＳ１１１０は、ＢＳ１１３０からＡＣＫ１１６５を受信し、Ｗ１１ １１６７でＷＴＲＵ１１２０が新しい送信を開始するまで、１１６２ですべての残りのビット（ｂ２ビット）をＷ１２でＢＳ１１３０に転送する。この持続時間中、ＷＴＲＵ１１２０およびＢＳ１１３０から１１６９で正常に送信されるｂ’ビットがある。]
[0125] この選択肢の利点は、これは効率的な送信であり、したがって、上記の第１および第２の選択肢に比べて、場合によっては全体的なスループットがより高くなることを含む。しかし、ＲＳからＷＴＲＵへのＡＣＫ、およびＢＳからＲＳへのＡＣＫにより多くのシグナリングが必要であり、ＲＳが残りのビットを転送し、ＲＳがＡＣＫをＷＴＲＵに送り返した後、ＷＴＲＵが新しい送信を開始することをＢＳに知らせる必要がある。スループットを最大化するために、位相１および位相２における帯域幅の割り当ては異なり得る。]
[0126] リレーにおける部分情報
完全情報によるリレーに関する上記の実施形態について、いくつかの方式を使用して、ＷＴＲＵが情報をＢＳに送信するのを助けるために、ＦＤＭモードでリレーがどのように使用され得るかを説明することができる。これらの方式で、ＲＳが情報をＢＳに中継するのを開始する前に（この持続時間は、位相１と定義される）、ＲＳがＷＴＲＵからすべてのビットを受信することに成功した後、ＡＣＫがＲＳからＷＴＲＵに送信されるだけでよく、このことは、シグナリングのオーバヘッドを低減する。しかし、この実施形態において、ＷＴＲＵは、すべてのビットをＲＳに送信し、その一部は、ＷＴＲＵが位相１で一部のビットをＢＳに送信したため、冗長である。ＷＴＲＵにおける省力化のために、位相１においてＷＴＲＵによってＢＳに送信されたこれらのビットをＲＳに送信するのを回避することがより効率的である。]
[0127] したがって、この実施形態において、ＲＳが、ビットをＢＳに転送するのを開始する前に、ＷＴＲＵから一部のビットを受信するいくつかの例について説明する。図１２〜１４において、ＷＴＲＵは、１２１０でｂ１ビットを、また１２２０でｂ２ビットを異なる周波数（ｆ１１およびｆ１２）でＢＳおよびＲＳにそれぞれ送信する。送信ＷＴＲＵ−ＲＳおよびＷＴＲＵ−ＢＳの間のビットの割り当て／帯域幅の割り当ての適切な設計では、ＢＳおよびＲＳが同時にそれらのビットを正常に検出する。ＲＳがｂ２ビットを正常に受信した後、完全情報リレーの実施形態と同様に、ＲＳからＢＳにｂ２ビットを送信するための選択肢が３つある。] 図１２ 図１３ 図１４
[0128] 図１２は、転送リレー１２００の一例の図である。ＷＴＲＵが１２１０でｂ１ビットを、また１２２０でｂ２ビットをＢＳおよびＲＳにそれぞれ送信した後、ＲＳは、位相２において、１２３０でｂ２ビットをＢＳに転送する。] 図１２
[0129] 図１３は、協調リレー１３００の一例の図である。位相２における協調ダイバシティを使用して、ＲＳおよびＷＴＲＵは、１３１０で同じビット（ｂ２ビット）をＢＳに協調的に送信するが、周波数ダイバシティが増加するように、異なる周波数帯域を使用する。位相２において協調ＭＩＭＯを使用して、ＲＳおよびＷＴＲＵは、異なるビットを独立してＢＳに送信し、ＲＳおよびＷＴＲＵによって送信された合計ビット数は、ｂ２である。協調ＭＩＭＯに効果的なレートは、以下の通りである。] 図１３
[0130] ]
[0131] したがって、以下の通りである。]
[0132] ]
[0133] 図１４は、ＦＤＭＭＩＭＯによる転送リレー１４００の一例の図である。ＷＴＲＵが１２１０でｂ１ビットを、またｂ２ビットをそれぞれＢＳおよびＲＳに送信した後、ＷＴＲＵは、１４１０でｂ’ビットをＢＳに送信し、ＲＳは、１４２０でｂ２ビットをＢＳに送信する。] 図１４
[0134] スループットを最大にするために、位相１および位相２における帯域幅の割り当ては、異なり得る。]
[0135] 連続送信
このセクションで、ＲＳがＦＤＭモードで動作する転送リレーであると想定する。ＲＳおよびＷＴＲＵは、無線リソースを十分に利用して、パケットをＢＳに連続的に送信する。すべてのノードは、常に送信を行い、すなわちＴＤＭではない。しかし、ＢＳ送信の位相とＲＳ補助の位相とを区別するために、位相１と位相２とは区別される。表１は、連続送信におけるＷＴＲＵおよびＲＳのアクションを示す。]
[0136] ]
[0137] 結果として、ＷＴＲＵは、ｆ１１で連続的にデータを送信しており、ＲＳは、ｆ１２で常にデータを転送している。ちょうど時間がＷＴＲＵおよびＲＳの送信のために２つの位相に分割されるように、ここでは、周波数がＷＴＲＵおよびＲＳの送信のために２つのセグメントに分割される。]
[0138] 複数のＷＴＲＵの場合のリレー送信方式
以下のＲＴＳの例で、セルは、１つまたは複数のＷＴＲＵおよび１つまたは複数のＲＳを含み得る。ＷＴＲＵとＢＳおよびＲＳとの間のチャネルの状態に応じて、ＢＳとＲＳとの間での直接送信方式、もしくは１つまたは複数のＲＳが関与する特定のＲＴＳが最適であり得る。このセクションにおいて、上述したＲＴＳのうちの１つを使用して複数のＲＳを含むセルにおいて複数のＷＴＲＵにサービスを提供するためのいくつかのプロトコルについて説明する。以下で、３つの基本的に異なる方法について説明する。]
[0139] 第１の方法（方法１）は、ＴＤＤＲおよびＦＴＤＤＲと呼ばれる。この例において、ＢＳは、異なるタイム「スロット」において、異なるＷＴＲＵにサービスを提供する。ＴＤＤＲでは、位相１のＤＬ送信は、ＲＳによってのみ受信される。ＦＴＤＤＲでは、位相１のＤＬ送信は、ＲＳおよびＷＴＲＵによって受信される。図１５および図１６を参照されたい。] 図１５ 図１６
[0140] 第２の方法（方法２）は、ＰＴＤＤＲと呼ばれる。この例において、ＢＳは、ＴＤＭリレー操作方式の位相２において複数のＷＴＲＵにサービスを提供することができる。図１８を参照されたい。] 図１８
[0141] 第３の方法（方法３）は、ＳＴＤＤＲおよびＦＳＴＤＤＲと呼ばれる。この例において、ＢＳは、ＴＤＭリレー方式の位相１および位相２の両方において、複数のＷＴＲＵにサービスを提供する。図１９は、ＳＴＤＤＲ１９００の一例の図である。ＦＳＴＤＤＲについては後述する。] 図１９
[0142] ＴＤＤＲソリューション
図１５は、ＴＤＤＲソリューション１５００の一例の図である。あるセルにおいてＬ個のリレーが与えられた場合、データがＷＴＲＵに着くのに使用可能な選択肢がいくつかある。ＢＳは、１５１０でＷＴＲＵに直接通信することができる。あるいは、ＢＳは、１５２０で、特定のリレーを選択し、このリレーにデータを送信し、リレーがデータを転送できるようにすることができる。最後に、この方法では、いくつかのリレーが同時に関与することができ、この場合、これらは、中継段階における分散型多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナアレイとして、すべて同様に動作する。特定のＷＴＲＵが直接送信されるか、単一のリレーを介してまたは１組のリレーを介して送信されるかは、例えば、リレーの使用可能性、ＷＴＲＵの位置、およびＷＴＲＵと関係のある送信機との間の相対的なチャネル品質によって決まる。] 図１５
[0143] 特定のＷＴＲＵへの送信方法に関する決定プロトコルは、以下のように、ＷＴＲＵへの結果として得られたスループットを最大にすることに基づき得る。例えば、ＲB-Rは、ＢＳとＲＳとの間で達成可能なデータレートを示し、ＲR-Uは、ＲＳとＷＴＲＵとの間で達成可能なデータレートを示し、ＲB-Uは、ＢＳとＷＴＲＵとの間で達成可能なデータレートを示す。]
[0144] ＷＴＲＵがＢＳによって直接送信される場合、そのスループットは、以下のように直接計算される。]
[0145] ]
[0146] 単一リレーが使用される場合、スループットは、以下のように計算される。]
[0147] ]
[0148] ここで式（２２）は、データがリレーに着くのに必要な時間を考慮に入れ、２つの部分のバランスを取ることによってリレー−ＷＴＲＵのスループットを見越しておくことによって決定される。値Ｔ1およびＴ2は、それぞれＲR-UおよびＲB-Rに対応する持続時間を示す。]
[0149] 複数のリレーの場合、選択肢がいくつかある。ある選択肢では、複数のリレーを単一のマルチアンテナリレーとして扱うことができ、レートＲB-RおよびＲR-Uは、それに応じて計算される。別の選択肢では、スループットは、式（３３）と同様にリレーごとに計算され、次いでグループのために追加されてもよい。式（３３）は、データがリレーに着くのに必要な時間を考慮に入れ、２つの部分のバランスを取ることによってリレー−ＷＴＲＵのスループットを見越しておくことによって決定される。]
[0150] 次いで、送信方向の決定が次のように行われる（簡潔にするために、「グループ化されたリレー」の場合を無視するが、拡張は明らかである）。ＷＴＲＵがＢＳによって直接サービスを提供されるか、ＲＳを介してＢＳによってサービスを提供されるかは、見越しておいたスループット]
[0151] ]
[0152] によって決まり、式中、Ｌは、ＲＳの数であり、直接リンクスループットは]
[0153] ]
[0154] である。これらのスループット中の最大スループットは、]
[0155] ]
[0156] と示され、これは、達成可能なエンドツーエンドスループットである。すなわち、最高のスループットを達成することができる局は、ＷＴＲＵに直接サービスを提供している。複数のＷＴＲＵのシナリオでは、]
[0157] ]
[0158] は、スケジューラの入力として採用される。]
[0159] スケジューラ]
[0160] ＷＴＲＵが特定のＴＴＩにおいて送信されるかどうかは、スケジューリング機能（例えば、ＢＳにおけるＨＳＤＰＡスケジューラ）に応じて決まる。スケジューリング機能は、上記で計算したように、決定変数を入力として]
[0161] ]
[0162] 、およびバッファ占有率、公平性の選択肢など、他の入力を使用することができる。]
[0163] 記載したプロトコルに従って、決定変数は、ＨＡＲＱスケジューリングでのチャネル品質状態に基づく（すなわち、ＲR-U、ＲB-R、ＲB-Rはチャネル状態に基づいて計算される）。次いで、通常のＨＡＲＱスケジューラが使用されて、スケジューリングを決定する。]
[0164] フィードバック
チャネル状態は、フィードバックを使用してＢＳに報告することができる（例えば、ＨＳＤＰＡを使用したＣＱＩなど）。リレー−ＷＴＲＵチャネルの品質は、ＷＴＲＵから直接、またはリレーによってＢＳに報告され得ることに留意されたい。リレーによって報告されると、複数のＷＴＲＵからのフィードバックは、単一の送信に集められてもよい。]
[0165] ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、直接送信されるか、アップリンクによってリレーを介して転送されてもよく、この場合、異なるＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＷＴＲＵおよびＴＴＩにわたって集められてもよく、または集められなくてもよい。]
[0166] ＦＴＤＤＲソリューション
図１６は、ＦＴＤＤＲ（ファウンテン拡張時分割複信中継）方式１６００を使用した別の実施形態例の図である。すべての前の方式において、リレーを介して通信されるＷＴＲＵは、有用なデータの収集を開始するために、そのリレーがその送信を開始するのを待つ必要がある。したがって、遅延がもたらされ、スループットの利益が減少する。こうした問題を克服する１つの方法は、各送信機でファウンテン符号化を使用することである。] 図１６
[0167] ファウンテン符号は、ソースにおけるチャネル状態情報なしに瞬断率をゼロに駆動することができる符号のタイプを指す。送信機は、水滴を際限なく供給する噴水のように、データを（パケットにおける）無限長の符号ストリームに符号化する。受信機は、噴水の下でバケツを保持してバケツがいっぱいになるまで水滴を集めるのと同様に、データを完全に回復するまで、情報を集める。ファウンテン符号に関するポイントのうちの１つは、ソースデータを、任意の組の十分に符号化されたパケットから回復することができることである。]
[0168] 図１６に、ファウンテン符号およびＴＤＤに基づく中継プロトコルが示される。データは、] 図１６
[0169] ]
[0170] かどうかに応じて、１６１０でＢＳからＷＴＲＵに直接送信される、または１６２０でＢＳを用いて送信される。ここで、]
[0171] ]
[0172] は、ＢＳとＲＳとの間で達成可能なデータレートを示し、]
[0173] ]
[0174] は、ＢＳとＷＴＲＵとの間で直接達成可能なデータレートを示す。右上角の表記]
[0175] ]
[0176] は、これがＦＴＤＤＲによるシステムのためのものであることを示す。]
[0177] ]
[0178] である場合、]
[0179] ]
[0180] であり、式中、]
[0181] ]
[0182] は、ＢＳとＷＴＲＵとの間で達成可能なスループットを示す。この場合、すべてのデータは、ＲＳの助けなしに、ＷＴＲＵに直接送信される。]
[0183] ]
[0184] である場合、]
[0185] ]
[0186] である。]
[0187] この場合、]
[0188] ]
[0189] において、ＢＳは、情報をＢＳおよびＷＴＲＵの両方にブロードキャストし、ＲＳは、何らかの「新しい」情報を]
[0190] ]
[0191] として受信する。]
[0192] ]
[0193] において、ＲＳは、「新しい」情報をＷＴＲＵに中継する。「新しい」という用語は、ここでは、]
[0194] ]
[0195] において、ＢＳからブロードキャストされた情報がＲＳによって受信され、しかしＷＴＲＵによって受信されないことを意味する。すべての]
[0196] ]
[0197] の選択にわたる最大化が得られ、この場合、]
[0198] ]
[0199] は、ＦＴＤＤＲ方式で達成可能なスループットである。]
[0200] ＨＡＲＱスケジューリングプロトコルによれば、前の方式とは異なり、ＢＳは、事前にリレーを割り当てていない。この方法におけるリレーは、ＡＣＫをＢＳに送信するだけである。いったん受信すると、ＡＣＫする最初のリレーをスケジューリング用に選択してもよく、またはＢＳは、リレーによるＡＣＫを十分集められるだけの時間観察フレームを可能とし、選択された基準に従って、それらの間で選択してもよい。]
[0201] 複数のリレーが選択された場合、リレーは、セルラスケジューラを使用してスケジュールされ得る。複数のＷＴＲＵが１つのリレーによってサービスを提供される場合、これらのＷＴＲＵに対するデータは、単一の送信に「プール」され、または別々にスケジュールされ得る。ＷＴＲＵ間のスケジューリングは、ＨＳＤＰＡなど、正規のセルラシステムと類似のタイプのスケジューラを使用して達成され得る。この方法によれば、チャネル状態フィードバックは、ＦＴＤＤＲでは必要ない。というのは、使用される符号は、レートレスであるからである。]
[0202] リレーは、さらなるスケジューリングを可能にするために、ＡＣＫをＢＳに送信するだけでよい。ＷＴＲＵ ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＢＳのみで使用可能である必要がある。これは、直接送信されるか、アップリンクによってリレーを介して転送されてもよく、この場合、異なるＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＷＴＲＵおよびＴＴＩにわたって集められてもよく、または集められなくてもよい。]
[0203] ＰＴＤＲソリューション
図１７は、ＰＴＤＲ（並列送信１７００複信中継）プロトコルの一例を示す図である。このプロトコルによれば、セルは、Ｌ個のレイヤを有する。ＷＴＲＵごとに、以下のＬ＋１の送信の選択肢、リレーＬを介して送信、またはＢＳから直接送信のうちの１つが選択される。この例において、スケジューリングは、例えば、ＷＴＲＵに達成可能なレートで表されるようなチャネル状態に基づき、定期的に変更され得る。] 図１７
[0204] 各ＴＴＩにおいて、送信は、２つのサブＴＩＩ（位相）にパーティションされる。位相１ １７１０中、ＢＳは、リレーに送信を行う。これらの送信は、リレーがＷＴＲＵ対して配信を行う必要がある情報を含む。位相２ １７２０中、リレーおよびＢＳは、ＷＴＲＵに対して（同時に）送信を行う。各位相において、すべてのＷＴＲＵ（またはリレー）がスケジュールされなくてもよいことに留意されたい。各位相内および各送信機（ＢＳ／位相２についてｒｅａｄｙ）でのスケジューリングは、現在のＨＳＤＰＡ、ダウンリンクＬＴＥなどにおいてなど、スケジューリングプロセスに従って実行される。特定のＷＴＲＵにどのように送信するかについての決定は、すなわち式（３３）または（３４）で上述したように計算され得るＷＴＲＵに対する結果として得られたスループットを最大にすることに基づいてもよく、またはこの特定のプロトコルのためにカスタマイズされた見越したやり方を介してもよい。]
[0205] ＴＤＤＲとは異なり、ＨＡＲＱスケジューリングは、基地局、および各リレーによって独立して行うことができる。位相１ １７１０において、基地局は、リレーに対する送信を次のようにスケジュールする。同じリレーに関連付けられたＷＴＲＵのＷＴＲＵデータは、単一の送信に「プール」されるか、別々にスケジュールされる。スケジューリングは、例えばＨＳＤＰＡなど、正規のセルラシステムの場合と同じタイプのスケジューラを使用して実行される。位相２ １７２０において、各リレーおよびＢＳは、例えばＨＳＤＰＡなど、正規のプロトコルと同様に、ＷＴＲＵへのデータの送信を独立してスケジュールする。]
[0206] チャネル状態情報は、現在のシステム（例えばＨＳＤＰＡを使用したＣＱＩ）と同様に、フィードバックを使用して基地局に報告される。しかし、リレーは、それ自体の独立したスケジューリングを実行するために、リレー−ＷＴＲＵチャネルの品質も知っていなければならない。したがって、リレー−ＷＴＲＵチャネルの品質は、ＷＴＲＵによって直接ＢＳに報告され得るが、リレーを介した報告が好ましい。リレーによって報告されるとき、複数のＷＴＲＵからのフィードバックは、単一の送信に集められてもよい。]
[0207] 位相１および位相２は、別々のＡＣＫ／ＮＡＣＫプロセス（位相１におけるリレー−ＢＳ）および（位相２におけるＷＴＲＵ−送信機（リレーまたはＢＳ））を必要とする。したがって、それぞれは、リレーのないＨＡＲＱシステムにおいて、そのそれぞれの動作に従ってそれぞれ独立して動作する。制御およびシグナリングプロトコルの構造に応じて、リレーは、ＷＴＲＵのＡＣＫ／ＮＡＣＫをＢＳに戻す必要がある場合もない場合もある。]
[0208] ＳＴＤＤＲソリューション
図１８は、ＳＴＤＤＲ（ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘｅｄ ｒｅｌａｙｉｎｇ：重畳時分割複信中継）リレー方式１８００の一例のタイミング図である。この方法は、上述したＰＴＤＤＲプロトコルの拡張である。このＳＴＤＤＲプロトコルによれば、ＢＳ１８１０は、それらの必要性およびチャネル状態に基づいて、異なるＷＴＲＵ１８２０をスケジュールする。この例では、これらのスケジュールは、直接またはリレー１８３０を介してＷＴＲＵ１８２０に伝えられる。上述したように、ＴＴＩは、２つの位相に分割される。位相１ １８４０において、ＢＳ１８１０は、重畳符号化を使用して直接リレーおよびＷＴＲＵ１８２０に同時に送信を行う。電力などのリソースは、等しく、または既知の電力割り当てアルゴリズムに従って共有され得る。第２の位相１８５０において、リレー１８３０は、通信の一部を引き継いで、それらが受信したデータを対象のＷＴＲＵ１８２０に転送することができ、ＢＳ１８１０は、直接リンクにおいてスケジュールされたＷＴＲＵ１８２０に全電力でサービスを提供し続ける。] 図１８
[0209] この方法によれば、]
[0210] ]
[0211] は、ＢＳとＲＳとの間で達成可能なデータレートを示し、]
[0212] ]
[0213] は、位相１におけるＢＳとＷＴＲＵ１との間で達成可能なデータレートを示すと仮定する。位相２において、]
[0214] ]
[0215] は、ＢＳとＷＴＲＵ１との間で達成可能なデータレートを示し、]
[0216] ]
[0217] は、ＲＳとＷＴＲＵ２との間で達成可能なデータレートを示すと仮定する。したがって、ＷＴＲＵ１では、]
[0218] ]
[0219] であり、ＷＴＲＵ２では、]
[0220] ]
[0221] である。]
[0222] ＦＳＴＤＤＲソリューション
別の実施形態において、ＦＳＴＤＤＲ（ａ ｆｏｕｎｔａｉｎ ＆ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘｅｄ ｒｅｌａｙｉｎｇ：ファウンテン＆重畳符号化時分割複信中継）プロトコルを使用することができる。この方法によれば、ＦＴＤＤＲとＳＴＤＤＲとが結合される。そうすることによって、リレーを介して通信する必要のないＷＴＲＵは、通信の開始時に送信がスケジュールされ、したがって、リレーがサービス提供を終了するのを待たない。さらに、すべてのデータストリームは、ファウンテン式に符号化され、したがってフィードバックを回避する。]
[0223] したがって、Ｌ個のリレーを想定すると、Ｍ個のＷＴＲＵは、これらのリレーを介して通信することができ、Ｎ個の他のＷＴＲＵは、直接通信することができる。各ＴＴＩにおける通信は、ＳＴＤＤＲと同様に２つの位相で実行される。各リレーを介した通信は、ＦＴＤＤＲと同様に実行される。したがって、位相１において、電力共有シナリオを想定すると、リレーおよびＮ個のＷＴＲＵは、同時にスケジュールされる。位相２において、リレーは、Ｍ個のＷＴＲＵをスケジュールし、それらにサービス提供し、他のＮ個のＷＴＲＵは、より高い電力レベルでＢＳによって引き続きサービス提供される。]
[0224] ＨＡＲＱスケジューリングでは、リレーを介した通信は、上述したＦＴＤＤＲの例と同様にスケジュールされる。例えばＨＳＤＰＡなど、通常のセルラシステムのように直接通信がスケジュールされ、リレーおよびＷＴＲＵは、ＳＴＤＤＲと同様に直接リンクにおいてサービス提供され、スケジュールされてもよい。チャネル状態フィードバックは、ＦＴＤＤＲでは必要ない。というのは、使用される符号は、レートレスだからである。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ配信では、リレーは、さらなるスケジューリングを可能にするために、ＡＣＫをＢＳに送信するだけでよい。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＢＳでのみ使用可能であり、これは、直接送信されるか、アップリンクによってリレーを介して転送されてもよく、この場合、異なるＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＷＴＲＵおよびＴＴＩにわたって集められてもよく、または集められなくてもよい。]
[0225] リレープロトコルアーキテクチャ
ユーザプレーンにおける以下の操作例は、２ホップモードおよびダイバシティモードの両方で、単一セル−単一リレー協調で使用され得る。２ホップモードにおいて、専用のＢＳ−ＲＳチャネルを使用することができる。単一セル（すなわち単一ＢＳ）、Ｍ個のリレーおよび複数のＷＴＲＵを想定する。リレーは、ＢＳ（基地局）とユーザ（ＷＴＲＵ）との間のリンク品質を向上させるように設計される。各ＷＴＲＵは、単一リレーによってサービス提供される。]
[0226] ＢＳは、リレーをＷＴＲＵと見なし、それと通信する。一方、リレーは、ＷＴＲＵに対するＢＳとして働き、通信を行う。次のレベルの通信アクションについて説明するために、リレーによってサポートされるプロトコルレイヤを想定する必要がある。]
[0227] ＲＳのＢＳサイドについて検討する。このサイドは、ＷＴＲＵをシミュレーションするため、どれだけのＷＴＲＵプロトコルスタックが実装されるかに関する選択肢がある。以下は、様々な代替である。]
[0228] 図１９は、第１の代替１９００を示す。ＢＳサイドのリレー１９１０は、ＰＨＹレベルまでＷＴＲＵプロトコルスタックを実装する。ＲＳでのＰＨＹ処理は、代替的方法で実行され得る。ＡＦ（増幅転送）リレーとして表される第１の代替は、ＲＦレベルでの簡単な増幅および転送を伴う。第２の代替は、復調−再変調−転送である。この代替において、リレーへのリンクの忠実度が非常に高いものである場合のみ、ノイズが削除され、または抑えられ得る（すなわち、チャネル符号は、実質的に必要ない）。第３の代替は、ＤＦ（復号−再符号化−転送）リレーである。ここでは、誤りがＲＳで補正されるように、信号のさらなる処理がある。] 図１９
[0229] 中継プロセス中、ＢＳ−ＲＳリンクおよびＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおける無線信号の特徴は同じである必要はない。第１の選択肢において、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクは、ＢＳ−ＲＳリンクに比べて、異なる周波数または符号を使用することができる。第２の選択肢において、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおける変調は、ＢＳ−ＲＳリンクにおける変調とは異なり得る。第３の選択肢において、誤り保護（すなわち、検出および／または訂正）符号は、ＢＳ−ＲＳリンクおよびＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおいて異なり得る。]
[0230] 別のタイプの中継技術は、ＣＦ（圧縮転送）リレーと呼ばれ得る。この技術は、ＢＳとＷＴＲＵとの間に代替の信号パスがあることを必要とし、したがって、例えば、ダウンリンクにおいて、リレーから送信された圧縮信号は、ＢＳからの直接信号を補助することができる。この構成は、ダイバシティモードとの関連で、以下で扱われる。]
[0231] 図２０は、ＷＴＲＵプロトコルスタック２０００を実装するための第２の代替を示す。この代替において、ＢＳサイドのリレー２０１０は、ＭＡＣレベルまでＷＴＲＵプロトコルスタックを実装する。この方式は、ＲＳにおけるＭＡＣプロトコルの組み込みのために、ＢＳ−ＲＳおよびＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおけるリソースの割り当ての柔軟性を提供する。また、この方式は、ＢＳ−ＲＳおよびＲＳ−ＷＴＲＵの間の誤って受信された無線ブロックの再送について別々にＨＡＲＱ方式を可能にする。] 図２０
[0232] この手法例は、ネットワーク／ＢＳ、およびＷＴＲＵから見ると、かなり透明である。影響には、ＲＬＣプロトコルの変更、およびリレーのＤＲＸ間隔のＢＳスケジューラの一部における認識などがある。]
[0233] リレーにおけるユーザプレーンプロトコルスタック（およびしたがってリレーの複雑性）は、最低限に抑えられる。必要なＰＨＹレイヤの機能の他に、リレーは、（ＢＳと通信するＷＴＲＵをエミュレートするために）ＷＴＲＵのＭＡＣの「鏡」、および（ＷＴＲＵと通信するＢＳをエミュレートするために）ＢＳのＭＡＣの「鏡」を維持することが必要である。]
[0234] 図２１は、ＷＴＲＵプロトコルスタック２１００を実装するための第３の代替を示す。この代替において、ＢＳサイドのリレー２１１０は、ＲＬＣレベルまでＷＴＲＵプロトコルスタックを実装する。この例によって、ＲＳとＢＳ／ＷＴＲＵとの間のリンクの適応および再送など、様々なＲＬＣ（無線リンク制御）機能を可能にする。] 図２１
[0235] ＲＬＣプロトコルは、応答モード（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ ｍｏｄｅ）、非応答モード、透過モード、または永続モードのうちの任意のモードで動作することができる。さらに、ＢＳとＲＳ、およびＲＳとＷＴＲＵとの間のＲＬＣプロトコルのモードは異なり得る。]
[0236] 次に、ＲＳを介したＢＳとＷＴＲＵとの間のデータの転送について、単一ＩＰブロックのトランスポートを検討することによって説明する。図２１〜２３は、様々な代替を示す一連の図である。] 図２１ 図２２ 図２３
[0237] 第１の代替は、ＰＨＹレベルの中継局である。図２２は、ＲＳ２２３０を介したＢＳ２２１０からＷＴＲＵ２２２０へのＩＰパケットの転送に関与するイベント２２２０のシーケンスを示す。ＲＳ２２２０は、増幅−転送または復号−転送タイプのシンプルなＰＨＹレベルの変形体であると見なされる。] 図２２
[0238] ＲＳ２２２０でのＰＨＹ処理は、代替的方法で実行され得る。ＡＦ（増幅−転送）リレーとして表される第１の方法は、ＲＦレベルでのシンプルな増幅および転送を伴う。第２の方法は、復調−再変調−転送である。この方法において、リレーへのリンクの忠実度が非常に高いものである場合のみ、ノイズが削除され、または抑えられ得る（すなわち、チャネル符号は実質的に必要ない）。第３の方法は、ＤＦ（復号−再符号化−転送）リレーである。この例では、誤りがＲＳ２２３０で補正されるように、信号のさらなる処理がある。第４の方法は、適応方式として表される。この方式では、リレーは、上記の３つの方式のうちの任意のものを適応的に切り替えることができる。例えば、リレーは、メッセージを正常に復号した場合、復号−転送方式を適用する。そうでない場合、残りの方式のうちの任意のもの、例えばＡＦ方式を適用することができる。別の例では、リレーは、大幅に負担がかかる場合、あまりリソースを消費しないので、ＡＦ方式を適用することができる。そうでない場合、他の方式のうちの任意のもの、例えばＤＦ方式を適用することができる。]
[0239] 中継プロセス中、ＢＳ−ＲＳリンクおよびＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおける無線信号の特徴は同じである必要はない。第１の選択肢において、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクは、ＢＳ−ＲＳリンクに比べて、異なる周波数または符号を使用することができる。第２の選択肢において、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおける変調は、ＢＳ−ＲＳリンクにおける変調とは異なり得る。第３の選択肢において、誤り保護（すなわち、検出および／または訂正）符号は、ＢＳ−ＲＳリンクおよびＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおいて異なり得る。]
[0240] データ転送の第２の代替は、ＭＡＣレベルの中継局を伴う。この例では、ＢＳは、リレーをＷＴＲＵとして扱い、それに応じてリレーに対してスケジュールするが、この「リレー−ＷＴＲＵ」は、ＢＳが認識しているＤＲＸサイクルを有する。]
[0241] リレー−ＷＴＲＵからのＡＣＫは、ＢＳによるＭＡＣレベルの（ＨＡＲＱ）ＡＣＫとして扱われる。次いでリレー−ＷＴＲＵは、それが通信するＷＴＲＵのＢＳとして動作する。１つの特定の問題は、リレーがＢＳに対してパケットをＡＣＫしたが、ＷＴＲＵにそれを配信するのに成功しなかった場合にどうするかである。]
[0242] この問題に対処する一般的な戦略の一例は、以下の通りである。リレー（ＢＳとして動作する）は、ＭＡＣ（ＨＡＲＱ）プロトコルにより、もう２、３回パケットを配信しようと試みる。しかし、ある時点で、リレーは断念しなければならない。リレーは、ＨＡＲＱ−ＮＡＣＫをこれ以上実行することができない。というのは、リレーは、（ＷＴＲＵのふりをして）すでにＡＣＫしているからである。そのためＮＡＣＫは、必要な場合、ＲＬＣレベルで行われなければならない。ＲＬＣが応答モードで稼働していれば、ＷＴＲＵ ＲＬＣは、これをすでに行いそうである。実質的に、ＭＡＣレベルＡＣＫを遅らせることによって、不可能なＭＡＣ ＮＡＣＫの問題に対処することはできない。こうした遅延が起こる場合、原則的に、リレーはＢＳに再送を求めることができる。しかし、こうした再送は、リレーがすでに所有しているデータ以外は含んでいないため、それを求める理由がない。この例において、リレーは、そのＨＡＲＱタイムアウトを遅らせることができるだけである。]
[0243] ＲＬＣが非応答モードである場合、パケットは失われたと考えられ、これは（非応答モードの定義によって）許容可能である。しかし、ネットワークのＲＬＣは、ＭＡＣレイヤのＡＣＫがもはやパケットが確かに配信された旨の表示ではないことを認識できるように変更される必要があり得る。]
[0244] 図２３は、ＭＡＣレベルのＲＳについて関与するイベント２３００のシーケンスを示す一例の図である。示される図２３は、リレーのＭＡＣでの潜在的なバッファオーバフローの問題に対処しない。具体的に、ＢＳ２３１０は、リレーがいつデータを正常に（あるいは不成功に）ＷＴＲＵ２３２０に転送したかを知らないため、ＲＳのバッファが扱うことができるより多くのデータをプッシュしようと試みる場合がある。これを防ぐために、以下の選択肢のうちの１つまたは複数を使用することができる。これらの選択肢は、排他的ではなく、結合されてもよい。] 図２３
[0245] 第１の実施形態において、ＢＳ２３１０は、データを送信するためにＲＳ２３３０が行う試行の最大数、およびそれがどのぐらいかかるかを知ることによって、リレーバッファの状態に関する推定を自発的に維持する。また、それは、ＲＳ２３３０からＷＴＲＵ２３２０にパケットを配信するための平均時間を考慮に入れることができ、これは、リレーによって定期的に更新することができる。]
[0246] 第２の実施形態において、ＲＳ２３３０は、ＢＳ２３１０にバッファ占有状況を定期的に伝える。これは、新しいＭＡＣレベルフィードバックシグナリングを導入することによって実行され得る。このフィードバックシグナリングを他のＲＳ ＭＡＣレベルフィードバックと組み合わせてＲＦＣＨ（リレーフィードバックチャネル）としてもよい。]
[0247] 第３の実施形態において、ＲＳ２３３０は、ＢＳ２３１０がその送信をスケジュールするために使用するフィードバックに（例えばチャネル状態情報と共に）バッファ占有状況を組み込む。それを行うための選択肢がいくつかある。しばしば、標準は、ＷＴＲＵ２３２０がＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）を介してデータを受信するためのその機能を報告するための方法を提供する。こうした情報は、ＲＳ２３３０によってＢＳ２３１０にも提供され得る。ＣＱＩを人工的に低減することによって、ＲＳ２３３０は、それが受信するデータ量を低減することはできるが、この場合ＢＳ２３１０は、低減がバッファ占有問題またはチャネル状態のためであるかどうかを実際には知らない。]
[0248] 第４の実施形態において、そのバッファがいっぱいである場合、ＲＳ２３３０は、ＢＳ２３１０がそれにデータをプッシュしようと試みるときはいつでも、特別な「バッファがいっぱい」ＮＡＣＫで応答する。これは、第１のＢＳ−リレーの試行のときに行われ、指定されたバックオフ期間が経過するまで、リレーがＢＳ２３１０に特別なデータ要求通信を発行するまで、または空のバッファが上に報告されるまで、ＢＳ２３１０が再送できないようにする。]
[0249] 第５の実施形態は、第４の実施形態と似ており、バッファがほぼいっぱいであることを示す特別なＡＣＫを有するものである。この例において、ＲＳ２３３０は、次のものではなくこのパケットを受け入れる。次いでＢＳ２３１０の挙動は、上記に似ており、これはバックオフすることができ、および／またはＲＳ２３３０がそのバッファがＯＫであることを報告するのを待つことができる。]
[0250] 第６の実施形態は、ＷＴＲＵ２３２０への特定のパケットの配信が成功した、または破棄されたとき、ＢＳ２３１０に報告することができる、ＲＳ２３３０からＢＳ２３１０への遅れた２次ＡＣＫ／ＮＡＣＫを導入する。これによってＢＳ２３１０は、リレーバッファの状態を維持し、それに応じてスケジュールすることができる。]
[0251] データ転送の第３の代替は、ＲＬＣレベルのＲＳを伴う。図２４ａおよび図２４ｂは、この代替に関与するイベント２４００のシーケンスを示す。図２４ａおよび図２４ｂに示されるように、ＲＳは、データパケットを、ＷＴＲＵに転送する前に受信する（必要に応じて、肯定応答する）。ＢＳは、これが配信されたと見なし、次いでＲＳは、ＷＴＲＵに配信する責任を負う。フォールバック機構は提供されず、また必要ない。しかし、ＲＬＣレベルの操作のために、このプロセスに関連する遅延は、ＭＡＣレベルの中継に関連する遅延よりかなり大きい可能性がある。]
[0252] ＲＳ−ＷＴＲＵチャネル
次に、リレーに対するＷＴＲＵ割り当てが２ホップモードでどのように行われるかを理解するために、専用のＲＳ−ＷＴＲＵチャネルの使用について検討する。この場合も、単一セル（すなわち単一ＢＳ２４１０）、Ｍ個のＲＳ２４２０および複数のＷＴＲＵ２４３０を想定する。ＲＳ２４２０は、ＢＳ２４１０とユーザ（ＷＴＲＵ２４３０）との間のリンク品質を向上させるように設計される。ＷＴＲＵ２４３０は、２つのカテゴリに分割される。１つのカテゴリは、ＢＳ２４１０に接続され、ＲＳ２４２０からのどんな補助も無くＢＳ２４１０と通信することができるＷＴＲＵ２４３０を含む。もう一方のカテゴリは、ＢＳ２４１０への接続において不利であり、ＲＳ２４２０の補助を必要とするＷＴＲＵ２４３０を含む。さらに、各ＷＴＲＵ２４３０は、所与の時に単一のＲＳ２４２０のみと関連付けられると想定する。Ｍ個のＲＳ２４２０があるため、ここで、図２５に示されるように、（Ｍ＋１）個のＷＴＲＵグループ｛Ｇm，ｍ＝０，１，．．．Ｍ｝を定義することができる。] 図２５
[0253] グループＧ0に属するＷＴＲＵ２５１０は、ＢＳ２５２０と直接通信し、グループＧmに属するＷＴＲＵ２５３０、２５３５は、ＲＳ ｍ２５４０、２５５０を介してＢＳ２５２０と通信する。例えば、ダウンリンクにおいて、グループ０ ２５６０におけるＷＴＲＵに送信されたパケットは、ＢＳ２５２０からＷＴＲＵ２５１０への正規の直接送信に続く。同様に、グループ１，．．．ＭにおけるＷＴＲＵ２５３０、２５３５に送信されたパケットは、ＢＳ２５２０からＲＳ２５４０、２５５０、およびＲＳ２５４０、２５５０からＷＴＲＵ２５３０、２５３５への２ホップルートを通過する必要がある。]
[0254] どのグループに各ＷＴＲＵがあるかは、異なる代替的基準によって決定され得る。第１の基準によれば、セル中央内のＷＴＲＵは、グループ０ ２５６０に属し、セル端におけるＷＴＲＵは、グループ１，．．．Ｍ２５７０、２５８０に属する。セル端／セル中央の区別は、以下の技術（または他の方法）のうちの１つを使用して行われ得る。すなわち、基地局において、接続セットアップ中または接続が継続的である間に評価されたＷＴＲＵへの／からの往復時間遅延を使用する。任意のシステムにおけるＷＴＲＵが、予め定義された方法で予め定義されたＢＳ信号にその送信を同期することが必要であるため、こうした遅延が評価され得る。次いでＢＳは、遅延が確実に往復遅延によるものであるように、ＷＴＲＵから受信した信号がどれぐらい同期していないかを測定することができる。ＢＳがＷＴＲＵにタイミング調整コマンドを発行した場合、これらも考慮に入れられる。ＷＴＲＵにおいて、送信された電力がシグナリングされる何らかの基準チャネルにおいて受信されたＢＳ電力間の差をとることによって計算され得る推定されたパスロスを使用する（ほとんどのシステムは、少なくとも１つのこうしたチャネルを含む）。セル端／セル中央の区別は、ＧＰＳなど補助位置推定装置を使用して行うこともできる。]
[0255] 第２の基準によれば、ＲＳ２４５０、２５５０は、ＷＴＲＵ２５３０、２５３５とＢＳ２５２０との間の通信、およびそれらが互いに報告するチャネルメトリクスを監視することができる。ＲＳ２４５０、２５５０は、これらのメトリクスを、相対チャネルのそれ自体の観察と比較し、どのＷＴＲＵ２５３０、２５３５がそれ自体を介して間接的に通信することの恩恵を受けるかを決定する。次いでＲＳ２５４０、２５５０は、間接的な接続セットアップを管理する。]
[0256] 第３の基準によれば、ＲＳ２５４０、２５５０は、リレーを使用する恩恵を受けるかどうかをＷＴＲＵ２５３０、２５３５が決定することができ、ＢＳ２５２０にこの情報を伝えるビーコン信号を定期的に送出する。ＷＴＲＵは、応答をビーコン信号に送信することができる。]
[0257] 第４の基準によれば、ＷＴＲＵ２５３０、２５３５は、定期的にその位置を更新する（または他のＣＥＬＬ＿ＤＣＨおよびＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨシグナリングが使用される）。ＲＳ２５４０、２５５０およびＢＳ２５２０は、ＷＴＲＵの位置またはシグナリングに関するそれぞれの情報を交換した後、どのグループにＷＴＲＵ２５３０、２５３５が属するかを決定することができる。]
[0258] 別の技術的な問題は、ＷＴＲＵがＲＳのカバレージ領域に入るとき、ＲＳカバレージ領域から別のＲＳのカバレージ領域またはＢＳのカバレージ領域に移動するとき、ハンドオーバがどのように実行されるかである。ＷＴＲＵの移動性のため、ＷＴＲＵのグループを動的に変更することができる必要がある（一種のセル内、リレー間のハンドオーバ）。これを可能にするための可能なシグナリング戦略を、以下の例で説明する。]
[0259] プールされたリレー送信
いくつかの例で、ＲＳに関連付けられたすべてのＷＴＲＵの送信をプールすることによってＢＳがＲＳ２５４０、２５５０をスーパーＷＴＲＵとして扱うことが有用であり得る。この場合、ネットワークおよびＷＴＲＵは、ＲＳがある（したがって透過ではない）こと、およびどのＷＴＲＵ（またはより詳細には、どのＲＮＴＩ−ＷＴＲＵ当たり数個あり、共通／共有のものであり得る）をリレーが処理するかを知っていなければならない。ネットワーク／ＢＳは、これらを単一の送信にプールし、したがって、エアインターフェイスをより効率的に使用し、リレーに分解させる。]
[0260] プールされたリレー送信を可能にするために、標準ＢＳＭＡＣに比べて、追加のおよび／または変更された機能が必要である。これらは、ＲＮＴＩプールマネージャ、ＭＡＣバッファマネージャ、および変更スケジューラを含む。ＲＮＴＩプールマネージャエンティティは、ＲＮＴＩグループ、および実際のＲＮＴＩと、リレーとの通信のために割り当てられたグループＲＮＴＩとの間の関連を維持する。ＭＡＣＳＤＵは、各個々のデータストリーム（各ＲＮＴＩ）に関連付けられたＭＡＣに到達するが、これらはＭＡＣバッファマネージャによって共通ストリームに多重化する必要がある。]
[0261] 最高の可能な操作に影響を与えるために、リレーへのグループ化された送信に対するスケジューリングの選好を提供することが必要であり得る。選好の量は、いくつの個々のデータストリームがリレーに分類されるかに応じて決まりそうである。変更スケジューラは、この情報のすべてを考慮に入れることができなければならない。ＢＳ−ＲＳの物理リソース（共有）とＲＳ−ＷＴＲＵ物理リソース（専用）との間に１対１の対応がないため、ＰＨＹレベルの協調は、この場合実行できない。]
[0262] 一方、ＲＬＣレベルのリソースは、それらが共有物理リソースにマッピングされるとしても、専用のままである可能性がある（証拠として、例えば、ＷＣＤＭＡにおけるＨＳＰＡ）。したがって、ＭＡＣ操作がよく定義されているという条件で、ＲＬＣレベルの協調も、前のケースから変わりそうにない。]
[0263] 図２６は、ＲＳ２６１０とＢＳ２６２０との間に配置されたＭＡＣのＭＡＣ−リレーサブレイヤ２６００の一例の図である。このレイヤは、グループ化されたＲＮＴＩにおけるデータの送信を処理する。ＨＡＲＱの応答は、代替的方法で処理することができる。第１の代替において、単一のＡＣＫ／ＮＡＣＫが、ＲＳ２６１０において、ＭＡＣ−リレー２６３０によって生成される。これは、ＨＡＲＱ ＴＴＩに含まれるすべてのデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫとして解釈され、ＢＳ／ネットワーク２６２０においてＭＡＣ−リレー２６４０によってＭＡＣ−ＷＴＲＵ２６５０に渡される。第２の代替において、別個のＡＣＫ／ＮＡＣＫがデータパケットごとに生成される。これも、ＢＳ／ネットワーク２６２０において、ＭＡＣ−リレー２６４０によってＭＡＣ−ＷＴＲＵ２６５０に渡される。いずれの場合でも、リレーにおけるＭＡＣ−ＷＴＲＵ−ミラー２６６０は、実質的に透過であり、実際にはタスクを行わない。] 図２６
[0264] 送信側において、ＲＳ２６１０は現在、いくつかのタスクを実行することができるより複雑なＭＡＣエンティティ２６７０を含む。ＲＳ２６１０は、グループ内のＲＳの送信をスケジュールすることができる。ＲＳ２６１０は、前と同じように、グループ間のリレーの送信を引き続きスケジュールすることができる。ＲＳ２６１０は、ＷＴＲＵ２６８０でＨＡＲＱを維持することができる（すなわち、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ交換）。上記のプロトコルスタックアーキテクチャは、マルチホップ中継のケースに拡張することができる。この例におけるデータ転送操作は、一致するＢＳ−ＲＳおよびＲＳ−ＷＴＲＵのリソースのケースと同じである。これについては、上記で検討した。]
[0265] 次に、共有ＲＳ−ＷＴＲＵチャネルの使用について説明する。ＲＳ−ＷＴＲＵチャネルが共有される場合、状況は、専用ＢＳ−ＲＳ、または専用ＲＳ−ＷＴＲＵリソースのケースに似ている（共有が両方のホップにわたって同じである場合）。あるいは、共有戦略が同じではないシナリオは、ＢＳ−ＲＳリンクが共有であり、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクが専用である例に似た操作をもたらすことになる。]
[0266] ダイバシティモードのユーザプレーンシステム操作について、以下で開示する。まず、専用ＢＳ−ＲＳチャネルについて検討する。このモードで、すべてのＷＴＲＵは、リレーまたはＢＳとの接続を動的に切り替えることができる。また、協調送信機ダイバシティが取得されるように、ＷＴＲＵは、ＢＳおよびＲＳに同時にリンクすることもできる。こうしたモードのＷＴＲＵにはより柔軟性があり、ＢＳとＷＴＲＵとの間、およびＢＳとＲＳとの間の接続はより動的であるため、スケジューリングアルゴリズムおよびシステムのセットアップは、より複雑になる。特に、ＲＳがＷＴＲＵに対してはＢＳを、ＢＳに対してはＷＴＲＵを単にミラーすることは、もはや可能ではない。ＷＴＲＵおよびＢＳは、相互におよびＲＳについて直接知っていなければならない。]
[0267] ２ホップ操作のケースと同様に、ＲＳプロトコルスタックについて検討する必要がある。システム操作は、ＰＨＹ、ＭＡＣ、またはＲＬＣレイヤで終了することができるＲＳプロトコルスタックに基づいて定義される。]
[0268] 図２７は、ＰＨＹレベルのＲＳのプロトコルアーキテクチャ２７００の一例の図である。点線は、ＢＳ２７１０とＷＴＲＵ２７２０との間の直接接続を示す。ＰＨＹリレー操作は、トランスポート形式のＰＨＹメッセージおよびＬ１制御（例えばＴＰＣ）のみに依存する。ＭＡＣ以上のレベルにおけるプロトコルレイヤは、ＢＳおよびＷＴＲＵにおいて変わらない。] 図２７
[0269] この例は、ＲＳ２７３０を表す。こうしたＲＳは、データ送信を補助するが、任意の決定自体を行うことはできない。ＲＳ２７３０でのＰＨＹ処理は、代替的方法で実行され得る。]
[0270] ＡＦ（増幅転送）リレーとして表される第１の代替は、ＲＦレベルでの簡単な増幅および転送を伴う。第２の代替は、復調−再変調−転送である。この代替において、リレーへのリンクの忠実度が非常に高いものである場合のみ、ノイズが削除され、または抑えられ得る（すなわち、チャネル符号は実質的に必要ない）。第３の代替は、ＤＦ（復号−再符号化−転送）リレーである。ここでは、誤りがＲＳで補正されるように、信号のさらなる処理がある。第４の代替は、圧縮−転送である。こうした方法は、リレーへのリンクが低品質であり、チャネル符号を使用してでさえデータを復調することができないときに使用され得る。しかし、データについての部分的な情報は、適切な符号の設計を介して依然として取得することができる。この部分的な（すなわち「圧縮された」）情報は、リレーによって宛先に転送される。]
[0271] 第５の代替は、適応方式である。この方式では、リレーは、上記の４つの方式のうちの任意のものを適応的に切り替えることができる。例えば、リレーは、メッセージを正常に復号した場合、復号−転送方式を適用する。そうでない場合、残りの方式のうちの任意のもの、例えば増幅−転送方式を適用することができる。別の例は、リレーは、大幅に負担がかかる場合、あまりリソースを消費しないので、増幅−転送方式を適用することができる。そうでない場合、他の方式のうちの任意のもの、例えば復号−転送方式を適用することができる。]
[0272] 中継プロセス中、ＢＳ−ＲＳリンクおよびＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおける無線信号の特徴は、同じである必要はない。第１の選択肢において、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクは、ＢＳ−ＲＳリンクに比べて、異なる周波数または符号を使用することができる。第２の選択肢において、ＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおける変調は、ＢＳ−ＲＳリンクにおける変調とは異なり得る。最後に、第３の選択肢において、誤り保護（すなわち、検出および／または訂正）符号は、ＢＳ−ＲＳリンクおよびＲＳ−ＷＴＲＵリンクにおいて異なり得る。]
[0273] 図２８は、ＭＡＣレベルＲＳのプロトコルアーキテクチャ２８００の一例の図である。点線は、ＢＳ２８１０とＷＴＲＵ２８２０との間の直接接続を示す。２ホップの場合と同様、ＲＳ２８４０におけるＭＡＣ２８３０の導入によって、ＲＳ２８４０は、システムのＨＡＲＱ操作に加わることができ、潜在的に再送などを処理することができる。この柔軟性によって、システム操作について議論するときに説明されるように、システム操作全体の改良の際にとてつもない潜在性が可能になる。今のところ、ミラーとしてのＲＳ ＭＡＣ２８３０の使用は、もはや可能ではないことに留意されたい。] 図２８
[0274] 図２９は、ＲＬＣレベルＲＳのプロトコルアーキテクチャ２９００の一例の図である。点線は、ＢＳ２９１０とＷＴＲＵ２９２０との間の直接接続を示す。] 図２９
[0275] 様々な物理的アーキテクチャ、プロトコルアーキテクチャ、および無線チャネルについて説明してきたので、ＲＳを介したＢＳとＷＴＲＵとの間のデータの転送について説明する。上述したように、単一のＩＰブロックのトランスポートについて検討する。]
[0276] 図３０は、ＲＳを介したＢＳからＷＴＲＵへのＩＰパケットの転送に関与するイベント３０００のシーケンスを示す図である。ＲＳ３０１０は、上述した技術のうちの任意のものを使用したシンプルなＰＨＹレベルであると想定する。示された手法は、復号−転送手法および復調−転送手法に適用される。圧縮−転送および増幅−転送の場合、ＲＳ３０１０は、送信が完了するまで（すなわちＢＳ３０２０がデータの送信を停止するまで）パケットの連続した改良を引き続き受信し、これらを送信する（交互の受信、送信操作）ことができる。] 図３０
[0277] スケジューリングの選択肢は、以下を含む。ＲＳ３０１０は、任意の送信前に信号を復号または復調しなければならない（すなわち、任意の送信前のデータの優れた保証）一例において、ＢＳ３０２０と同じＴＴＩで、または異なるＴＴＩで送信を行うように、ＢＳ３１２０によってスケジュールすることができる。いずれの場合も、ＷＴＲＵ３０３０は、この特定のパケットの受信を中止するため、送信を停止するときを知っていなければならない。これは、以下の代替的方法のうちの１つで行うことができる。]
[0278] 第１の代替において、実際の送信は、（ＲＳ３０１０が受信しなければならない）サイド制御チャネルを使用して、ＢＳ３０２０によって直接スケジュールされる。第２の代替において、ＲＳ３０１０は、もはや再送を必要としない場合でも、再送を監視し続ける。これは、最小の制御オーバヘッドを運ぶが、ＲＳ３０１０は、半二重と見なされるため、ＢＳ３０２０およびＲＳ３０１０が同じＲＲＵを使用して同じＴＴＩで送信する操作を防ぐ。第３の代替において、ＰＨＹレイヤ制御信号が使用され、それによってＢＳ３０２０は、どのパケットを依然として積極的に送信しているか、またはいつパケットの送信を停止したかをＲＳ３０１０に通知する。この代替は、何らかのシグナリングオーバヘッドを運ぶが、（例えば、ＢＳ３０２０とのオーバラップのために）ＲＳ３０１０のＲＲＵのスケジューリングにおける完全な柔軟性を保持する。]
[0279] ＲＳ３０１０が送信操作と受信操作との間で動的に切り換えることができる場合、上記の選択肢は、依然として実行可能である。違いは、ここでは、送信の開始時に関して、ＲＳ３０１０がいくつかの選択肢を有することである。]
[0280] 第１の選択肢として、ＲＳ３０１０が情報を正常に復号するまで待つ場合、状況は、２ホップ操作について説明したのと同じであり、したがって、完全情報が使用可能になる前にリレーが送信を開始したケースについてのみ、さらに検討する。第２の選択肢として、ＲＳ３０１０は、データを正常に復号するまで、各ＢＳ送信後、何か（具体的にはプロトコルに依存するもの）を送信することができ、その時点で、上記の復号−転送のケースと同様に、停止するまで、送信のみ続行する（受信は続行しない）。あるいは、第３の選択肢として、リレーは、その蓄積された情報が何らかの品質閾値を上回るまで、またはＢＳから少なくとも何らかの最小数の送信を受信するまで待つ。]
[0281] 次に、ＭＡＣレベルの協調について検討する。ＰＨＹ＋ＭＡＣレイヤを備えるリレーが与えられると、リレーがＢＳによってどのように制御されるかに関連して行わなければならない基本的な異なる２つの協調技術の手法が検討され得る。あるケースでは、ＢＳは、詳細なリレー操作を知っておらず、細かい制御を適用せず、別のケースでは、それを行う。ＢＳ送信が常に使用可能であるため、中継プロトコルは、ＤＦ（復号−転送）またはＣＦ（圧縮−転送）手法のいずれかに基づき得る。]
[0282] ＢＳが詳細なリレー操作を知らない場合、データ転送は、図３１に示されるように動作する。ＢＳ３１１０は、ＡＣＫがＷＴＲＵ３１２０から受信されるまで、または最大数の送信回数を超えるまで、ＷＴＲＵ３１２０にパケットを送信し続ける。ＲＳ３１３０は、ｒｅａｄｙであり（ＣＦを行っているかＤＦを行っているかによって決まる）、ＷＴＲＵ３１２０がＮＡＣＫをＢＳ３１１０に送信する場合、送信を結合することができる。したがって、このモードでは、協調送信機ダイバシティは、第１の再送についてよりも遅く起動され、ＲＳ３１３０へのチャネルが本当により良い場合のみ、ＷＴＲＵ３１２０に対して行われる（したがって、ＷＴＲＵ３１２０が最初にデータを受信することができる）。] 図３１
[0283] この場合の鍵となる要因は、ＲＳ３１３０が「送信についてＲＥＡＤＹ」の定義である。ＤＦが使用される場合、これは、リレーがＢＳ送信を正常に復号したことを意味する。ＣＦが使用される場合、これは、リレーが何らかの予め定義された閾値を渡すためのＢＳ送信についての十分な量の情報を蓄積したことを意味する。]
[0284] 詳細なＢＳ制御なしにリレーを使用する２つの手法について定義することができる。第１の手法では、スマートリレーと呼ばれ、すべてのフレームは、ＲＳ３１３０のために確保されるある分散ＲＲＵを含む。この事前の割り当て以外、ＢＳ３１１０は、ＲＳ３１３０がこれらをどう処理するか知らない。ＲＳ３１３０は、どのＷＴＲＵがその「補助セット」にあるかを決定し、すなわち、ＢＳ３１１０がＣＱＩ情報を処理して、どのＷＴＲＵ３１２０が補助セットにあるかを決定し、その情報をＲＳ３１３０にシグナリングすることができるかどうかを決定する。]
[0285] 図３２は、スマートリレーおよびスレーブリレーの信号フロー３２００の例を示す図である。図３２を参照すると、スマートＲＳ３２１０は、これらのＷＴＲＵ３２２０へのＢＳ送信を監視する。また、ＷＴＲＵのフィードバック３２２０（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）も監視する。ＲＳ３２１０が３２１５でＲＥＡＤＹであり、ＷＴＲＵ３２３０がＮＡＣＫ３２３５を送信する（ＢＳ３２４０に行くが、ＲＳ３２１０はそれを見る）と、ＲＳは、３２５０でＷＴＲＵ３２３０への再送をスケジュールする。ａ）ＷＴＲＵへの送信のためにＢＳによってＲＳに以前割り当てられた、またはｂ）それに関連付けられたＷＴＲＵのうちの任意のものにスケジュールするためにリレーが使用できる１組のスロットから選択されたスロット（およびチャネライゼーション符号および／またはサブキャリアなど、他の物理リソース）に再送がスケジュールされる。ＢＳ３２４０は、一般に、ＲＳ３２１０が使用するルールを知っており、したがって、どのＷＴＲＵ３２３０がどのＲＳ３２１０の「補助セット」にあるかを推定し、それに応じてその再送の決定を行うことができる（すなわち、リレーが負荷を受け入れることを期待して、あまり頻繁に再送をスケジュールしない。あるいは、ＲＳ３２１０は、それが現在補助しているＷＴＲＵ３２３０をＢＳ３２４０に明示的にシグナリングする、または将来補助するための計画を立てることができる）。補助されているＷＴＲＵ３２３０は、そのインデックスと共にＲＳ３２１０によってシグナリングされる。このようにして、ＷＴＲＵ３２３０は、その受信機操作を切り替えて、このＷＴＲＵ３２３０からの協調送信をサポートするようにすることができる。] 図３２
[0286] スレーブリレー３２６０と呼ばれる第２の手法において、ＢＳ３２４０が補助セット内のＷＴＲＵ３２３０から３２７０でＮＡＣＫを取得した後でのみ（手法１と同様、ＢＳは、ＣＱＩ情報に基づいて、どのＷＴＲＵ３２３０が補助セット内にあるかを決定することができる）、ＢＳ３２４０は、３２４５でＲＳ３２１０にシグナリングする。３２８０でＲＥＡＤＹであるとき、ＲＳ３２１０は、３２９０でＷＴＲＵ３２３０への送信を開始する。それは、停止するようシグナリングされるまで続行する。こうした手法により、ＲＳ３２１０は、ＷＴＲＵ３２３０からＢＳ３２４０に送信されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を検出／共有する必要はない。]
[0287] 次に、ＢＳからの細かい制御によるＭＡＣレベルの協調の一例について検討する。この動作モードにおいて、２レベル（ＷＴＲＵとＢＳとの間、およびリレーとＢＳとの間）のＨＡＲＱが必要である。ＤＦまたはＣＦの通信方式を使用して、リレーは、いつ用意ができるかを、特定のＨＡＲＱプロセスに関連付けられている特別なリレーＡＣＫ（ＲＡＣ）を使用してＢＳに知らせる。この時点で、ＢＳは、直接シグナリングを使用して、どのパケットをどのＲＲＵで送信すべきかをリレーに伝える。スケジューリングは、送信ごとに、または一括で実行され得る（すなわち「成功またはタイムアウトするまで」）。一括で実行される場合、リレーは、ＢＳによって停止することが指示される、または、ＷＴＲＵからのＡＣＫ／ＮＡＣＫを監視し、ＡＣＫが検出されると停止することが伝えられ得る。ＢＳは、以下の方法のうちの任意のものを使用して、リレー送信をスケジュールすることができる。第１の方法は、同じＲＲＵでの送信をスケジュールすることによってＭＩＭＯの効果を最大にする。第２の方法は、異なるＲＲＵにおいて送信をスケジュールすることによって、時間ダイバシティを最大にする／干渉を最低限に抑える。]
[0288] 次に、ＷＴＲＵで制御される適応ＮＡＣＫ送信について検討する。この方式で、ＷＴＲＵは、ＷＴＲＵ−ＢＳおよびＷＴＲＵ−ＲＳのチャネルの品質を追跡し、ＲＳまたはＢＳのいずれか、もしくはその両方にＮＡＣＫ送信を選択的に送信する。]
[0289] 選択基準は、例えば、それぞれのチャネルのチャネル品質に基づき得る。すなわち、ＷＴＲＵは、正常な再送の可能性がより高いと推定されるネットワークノードにＮＡＣＫを送信することを選択することができる。]
[0290] 選択的送信は、ＰＨＹ以上のレベルで実行され得る。ＰＨＹレベルで、ＷＴＲＵでの指向性アンテナを使用して、ＮＡＣＫ送信をＲＳまたはＢＳに選択的に送信することができる。より高いレベルで、ＮＡＣＫメッセージは、ＲＳまたはＢＳ用としてメッセージを識別する識別子を含み得る。非選択的送信は、ＰＨＹレベルではオムニアンテナ（またはブロードビーム型アンテナ）で、およびより高いレベルではブロードキャストメッセージとして達成される。]
[0291] 次に、制御プレーンシステム操作について検討する。モードＡのリレー構成の文脈で対処されなければならない鍵となる制御プレーン操作は、移動性の管理のもの、すなわち、グループ０（使用中のリレーなし）を含む異なるリレーグループ間のＷＴＲＵの移動性の管理のものである。]
[0292] 上述したように、ＷＴＲＵを特定のリレーグループに割り当てることに関する測定は、ＷＴＲＵで、リレーで、またはＢＳでなど、セルにおける様々な場所において実行され得る。これらの組み合わせを使用することができる。]
[0293] これらの測定は、測定が実行される場所に関係なく、ＢＳ／ネットワークに提供される。これらの測定に基づいて、ＢＳ（ネットワークではなく、おそらくＢＳ）は、ＷＴＲＵを特定のリレーグループに割り当て、適切なコマンドを関連のリレー（発信および受信リレー）およびＷＴＲＵに転送する。実際に、制御の観点から、ＢＳは現在のＷＣＤＭＡシステムにおいてＲＮＣとして働き、リレーはＢＳとして働く。こうした操作は、制御プレーンアクセス層プロトコルスタックに対する以下の変更を必要とする。]
[0294] 図３３ａは、リレー−ＲＲＣ３３１０と呼ぶ、（ＲＲＣがレイヤ３であるため、ＷＣＤＭＡなど、現在多くのシステムで存在していない）レイヤ２の輪郭プレーンエンティティをＢＳおよびリレーが含むプロトコルアーキテクチャ３３００例の図である。このエンティティは、リレーグループ間のＷＴＲＵの移動性を管理する。図３３ｂは、ＢＳおよびリレーがリレー−ＲＲＣ３３１０を含む代替のプロトコルアーキテクチャ例３３００の図である。]
[0295] 一般に、それがどのグループに属するかをＷＴＲＵが知らないため、こうしたエンティティは、ＷＴＲＵでは必要ではない場合がある。ＷＴＲＵが、リレー間の移動性をサポートする測定を実行するとき、既存のＲＲＣ操作は、ネットワークに測定を提供するように変更する必要がある場合がある。あるいは、レイヤ２ＲＲＣエンティティは、測定をＢＳに報告するように定義され得る。]
[0296] リレーの存在下で特定の符号化プロセスに注意を向け、協調ヘッダ３４００例の図である図３４について検討する。図３４を参照すると、協調ヘッダ３４１０は、それだけには限定されないが、Ｍ０、Ｍ１、またはＭ２（それぞれ異なるリレー方法を表す）を示す２ビット３４２０、Ｍ１またはＭ２における特定の実施形態を示すｋビット、もしくは他の協調方式固有の詳細を示す] 図３４
[0297] ]
[0298] ビットを含む。これらの「情報ビット」は、協調ヘッダを生成するためにコンパクトに符号化され得る。例えば、Ｍ０／Ｍ１／Ｍ２を示す２ビットおよびＫビットは、一緒に符号化することができ、それによって２ビットフィールドにおける未使用の符号点を無くし（２ビット＝４符号点であるため、符号化すべきモードが３モードのみ存在することになる）、場合によって１ビット以上（]
[0299] ]
[0300] ビットの代わり）ヘッダサイズを低減することができる。]
[0301] データパケットは、無線送信のためにさらに処理される（例えば、誤り訂正／検出符号が適用される、変調されるなど）。送信された信号ｓ（ｔ）は、ＷＴＲＵ、ＲＳ１、およびＲＳ２によって聞かれる「共通」無線チャネル上で運ばれ、この場合、ＲＳ１およびＲＳ２は、ＷＴＲＵに関連付けられ、「共通」は、必ずしもシステムにおける他のＷＴＲＵまたはＲＳに共通ではないＷＴＲＵ、ＲＳ１、ＲＳ２を指す。]
[0302] チャネル品質がＢＳ→ＲＳ１、ＢＳ→ＲＳ２、およびＢＳ→ＷＴＲＵのチャネルにおいて異なるため、すべての３つのエンティティ、すなわちＷＴＲＵ、ＲＳ１、およびＲＳ２がヘッダを正しく復号できるようにするために、チャネル符号化、変調、および類似の「送信関連のパラメータ」を選択しなければならない。これは、いくつかの技術を使用して実行することができ、その一部を以下で説明する。]
[0303] 図３５は、例えば、ヘッダ用のＦＥＣ１ ３５１０、およびペイロード用のＦＥＣ２ ３５２０など、ヘッダおよびペイロードのためにチャネル符号化を分離し得る技術３５００例の図であり、ここでは、ＦＥＣ１ ３５１０は、ＦＥＣ２ ３５２０より強い。図３６に、フロー図全体の一例（ＤＬについて示されており、似たものがＵＬに適用される）が示されている。この技術は、ヘッダおよびペイロードについてチャネル符号化ＦＥＣＩ３５１０を使用することができ、この場合、ＦＥＣ１ ３５１０は、ヘッダがＷＴＲＵ、ＲＳ１、およびＲＳ２によって確実に受信されるのに十分強くなるように選択される。モードビットの頑強な符号化、例えば、２モードビットを、３６１０で、別々に符号化し、変調することができ、シンボルを、固定位置（ＷＴＲＵ、ＲＳ１、およびＲＳ２にわかっている）に配置し、したがって、ＷＴＲＵ、ＲＳ１、ＲＳ２は、ヘッダまたは／およびペイロード全体を復号する必要なしに、モード−シンボルを復調し、復号することができる。これらの例の変形に基づいて、他の類似の方式を使用することができる。] 図３５ 図３６
[0304] ３６２０で、データパケットがＷＴＲＵ、ＲＳ１、およびＲＳ２によって受信される。３６３０で、それぞれは、モードビットを検出し、復調し、復号する。モードビットの値に応じて、ノード（ＷＴＲＵ、ＲＳ１、ＲＳ２）は挙動する。すなわち、３６３５でモード０が示された場合、ＲＳ１およびＲＳ２は、３６４０でＷＴＲＵがデータパケットを復号する間、データブロックのさらなる処理を停止する。３６４５でモード１が示される場合、ＷＴＲＵは、処理を続行し、ＲＳ２およびＷＴＲＵは、さらなる処理を停止し、一方、ＲＳ１は、３６５０で続行する。Ｍ１またはＭ２が選択される場合、３６６０でデータパケットがＲＳ１またはＲＳ２によって正しく受信された後、位相２は３６５５で開始する。復号されたデータパケットを受信すると、ＷＴＲＵは、３６７０でＡＣＫ／ＮＡＣＫをＢＳまたはＲＳに送信する。]
[0305] Ｍ１またはＭ２の位相２において送信されたデータパケットの構造は、協調ヘッダを含む必要はない。これによって、いくつかのビットが不必要に送信されることを省き、干渉を低減し、スループットが向上する。]
[0306] ＤＬ＆ＵＬの連係
ここまで、ＤＬ＆ＵＬのソリューションについて別々に説明してきた。次に、それらを効率的に連係させるための方法について説明する。]
[0307] 基本的な概念は、ＤＬデータまたは制御パケットが、ＵＬ送信で使用される協調方式についての情報を含むことである。以下は、「ピギーバック」の一例である。図３７は、ヘッダおよびペイロードを有するダウンリンクデータパケット３７００を示す。ヘッダ３７１０は、ＤＬ協調ヘッダ３７２０、および「次の」ＵＬ協調送信で使用すべき協調方式の詳細を含むＵＬ協調ヘッダ３７３０を含む。変形として、ＵＬ協調方式が使用されるべき期間が指定される。「期間」の指定は、「絶対」時間（例えばタイムスロット数）、または「論理時間」（例えば一時ブロックフロー識別など）によるものとすることができる。ＵＬ協調ヘッダ３７３０は、複数のＷＴＲＵがサービス提供されている場合、ＷＴＲＵのアドレスも含み得る。] 図３７

权利要求:

請求項1
メッセージを第１の部分および第２の部分に分割するステップと、前記メッセージの前記第１の部分を第１の周波数で基地局に直接送信するステップと、前記メッセージの前記第２の部分を第２の周波数で中継局によって基地局に送信するステップとを含むことを特徴とする無線通信のための方法。
請求項2
ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）でレートレス２ホップ方式を使用するステップと、前記通信の第１の位相中に、基地局から第１の複数の情報ビットを受信するステップと、前記受信した第１の複数の情報ビットを復号するステップと、前記通信の第２の位相中に、中継局から第２の複数の情報ビットを受信するステップであって、前記第２の複数の情報ビットは、前記ＷＴＲＵが前記第１の位相において復号しなかった残りのビットである、ステップとを含むことを特徴とする無線通信のための方法。
請求項3
前記ＷＴＲＵが前記基地局および前記中継局から同時に異なる情報を受信する分散アンテナ方式を使用するステップをさらに含み、前記ＷＴＲＵは、逐次干渉除去を使用して、前記異なる情報ビット間を区別することを特徴とする請求項２に記載の方法。
請求項4
ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）のためのメッセージを受信するステップと、前記メッセージを復号するステップと、前記メッセージを記録するステップと、前記記録されたメッセージを前記対象のＷＴＲＵに再送するステップとを含むことを特徴とする無線通信のための方法。
請求項5
メッセージを第１の部分および第２の部分に分割するように構成されたプロセッサと、前記メッセージの前記第１の部分を第１の周波数で基地局に送信し、前記メッセージの前記第２の部分を第２の周波数で中継局に送信するように構成された送信機とを含むことを特徴とする無線協調通信を使用するためのＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）。
請求項6
前記通信の第１の位相中に、基地局から第１の複数の情報ビット、および前記通信の第２の位相中に、中継局から第２の複数の情報ビットを受信するように構成された受信機と、前記受信された第１の複数の情報ビットを復号するように構成されたプロセッサとを含み、前記第２の複数の情報ビットは、前記ＷＴＲＵが前記第１の位相において復号しなかった残りのビットであることを特徴とする無線協調通信のためのＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）。
請求項7
前記基地局および前記中継局から同時に異なる情報ビットを受信するように構成された分散アンテナ方式をさらに含み、前記プロセッサは、逐次干渉除去を使用して、前記異なる情報ビット間を区別することを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
請求項8
ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）のためのメッセージを受信するように構成された受信機と、前記メッセージを復号し、記録するように構成されたプロセッサと、前記記録されたメッセージを前記対象のＷＴＲＵに再送するように構成された送信機とを含むことを特徴とする無線協調通信で使用するための中継局。