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【発明の名称】 無線ネットワークにおける無線リソースの再使用システムと方法
【発明者】 【氏名】ウエイ−ポン チェヌ

【氏名】ツェヌシィ ジュ

【氏名】チン−フォン スゥ

【氏名】ジョナサン アール アグレ
【要約】 【課題】無線ネットワーク中の中継局のチャネルのキャパシティは有限であり、場合によっては中継局のセル内のトラフィック需要をサポートするには不十分である。

【構成】無線ネットワーク（２００）における無線リソースの再利用方法である。該方法は、第１の中継局（２５０）との第１の通信が第２の中継局（２５０）からの干渉を受ける確率を判断する段階と、前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当てる段階を有する。前記方法は、さらに、前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定する段階と、前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定する段階と、第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当てる段階と、前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークにおける無線リソースの再利用方法であって、
第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断する段階と、
前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当てる段階と、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定する段階と、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定する段階と、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当てる段階と、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とを有する方法。
【請求項２】
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいと判断したとき、
第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局に割り当てる段階と、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とをさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率を判断する段階は、干渉マトリックスを構成する段階を含み、
前記第１の中継局との前記第１の通信が第２の中継局から干渉を受ける前記確率に対応するマトリックスエントリーは、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいとき１を含み、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいとき０を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
無線ネットワークにおけるリソースの再使用方法であって、
第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信する段階であって、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用される段階と、
前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立する段階と、
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立する段階とを有する方法。
【請求項５】
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出する段階は、第１の時間内に第１の数の再送要求を前記端末から受信する段階を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出する段階は、
信号品質レポートに対する要求を前記端末に送信する段階と、
前記信号品質レポートを端末から受信する段階とを有する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
無線ネットワークにおける無線リソースの再利用システムであって、
プロセッサを有し、前記プロセッサは、
第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断し、
前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定するシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいと判断したとき、
第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局に割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率を判断する前記プロセッサは、さらに干渉マトリックスを構成し、
前記第１の中継局との前記第１の通信が第２の中継局から干渉を受ける前記確率に対応するマトリックスエントリーは、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいとき１を含み、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいとき０を含む、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサと結合した、前記第１の中継局と前記第２の中継局からトラフィック需要データを受信するインターフェイスをさらに有し、
前記プロセッサは、前記第１の中継局と前記第２の中継局からの前記トラフィック需要データに基づき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
無線ネットワークにおけるリソースの再使用システムであって、
第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信するインターフェイスであって、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用されるインターフェイスと、
前記インターフェイスと結合したプロセッサであって、
前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立し、
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立するプロセッサとを有するシステム。
【請求項１２】
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出することは、前記インターフェイスが、さらに、第１の時間内に第１の数の再送要求を前記端末から受信する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出することは、
前記インターフェイスが、さらに、
信号品質レポートに対する要求を前記端末に送信し、
前記信号品質レポートを端末から受信する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
コンピュータ読み取り可能媒体に化体されたロジックであって、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断し、
前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定するコードを有する媒体。
【請求項１５】
コンピュータ読み取り可能媒体に化体されたロジックであって、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信し、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用され、
前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立し、
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立するコードを有する媒体。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して通信システムに関し、より具体的には、無線ネットワークにおいて無線リソースを再使用するシステムと方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドネットワークサービスとボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）製品が成長・拡大を続けており、無線ネットワークの機能性に対する需要も同様である。この需要を満たすため、複数の基地局、中継局、アクセスポイント、またはコンタクトポイントを使用するネットワークが開発されつつある。実現しつつある技術の１つに８０２．１６があり、ＷｉＭＡＸとして知られている。ＷｉＭＡＸはブロードバンド無線アクセスを提供するが、単一の基地局が広いエリア（理論的には３１マイルまで）をカバーする。他の無線ネットワーク技術には、第３世代（３Ｇ）、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）、及びＷｉＦｉとして知られる８０２．１１がある。
【０００３】
端末がＷｉＭＡＸ等の無線ネットワークの便益を享有できるかは、十分強い信号を探してロックできるかどうかにかかっている。これは、基地局からの信号に干渉が生じるエリア（例えば、レンジの端にあるエリア、２つの基地局のカバレッジが重なるエリア、トンネルまたはビルの中のエリア）では困難であることが多い。１つの解決策は、基地局の送信パワーを上げることであり、他の解決策として基地局を追加することがある。しかし、これは望ましくない。運営コストが増加するし、戻りリンクへのアクセスが限られているからである。他の解決策として８０２．１６ｊがある。これは、８０２．１６標準規格の一部として、８０２．１６ｊリレーワーキンググループにより開発されている。８０２．１６ｊは、ＷｉＭＡＸ基地局のサービスエリアを拡大し、及び／またはスループット能力を増大する基地局を実施する方法を提供する。中継局は戻りリンクを必要としないが、それは中継局が基地局と端末の両方と無線通信するからである。この種のネットワークは、マルチホップネットワークと呼ばれることもある。端末とハードワイヤード接続との間に２つ以上の無線接続があるからである。
【０００４】
明らかに、基地局及び端末の両方と無線通信するので、中継局が通信しなければならないデータ量は増加する。より具体的には、中継局は、無線接続を用いて、端末と基地局の間で同じデータを送受信する。無線ネットワーク中の中継局は、単一チャネルのみを使用して、端末、他の中継局、及び基地局との通信ニーズを満たすことが多い。このチャネルのキャパシティは有限であり、場合によっては中継局のセル内のトラフィック需要をサポートするには不十分である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態によると、マルチラジオ無線ネットワークを実施するシステムと方法が提供される。該システムと方法は、従来の方法とシステムの不利益と問題の少なくとも一部を大幅に低減または除去する。
【０００６】
本発明の一実施形態によると、無線ネットワークにおける無線リソースの再利用方法は、第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断する段階を含む。前記方法は、さらに、前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当てる段階と、前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定する段階と、前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定する段階と、第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当てる段階と、前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とを有する。
【０００７】
前記方法は、前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいと判断したとき、第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局に割り当てる段階と、前記第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とをさらに有してもよい。
【０００８】
前記方法は、さらに、前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なる帯域幅、周波数、タイムスロット、またはサブチャネルを有してもよい。
【０００９】
一実施形態では、さらに、前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率を判断する段階は、干渉マトリックスを構成する段階を含んでもよい。この場合、前記第１の中継局との前記第１の通信が第２の中継局から干渉を受ける前記確率に対応するマトリックスエントリーは、前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいとき１を含み、前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいとき０を含むことができる。
【００１０】
本発明の他の実施形態によると、無線ネットワークにおけるリソースの再使用方法は、第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信する段階であって、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用される段階と、前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立する段階と、前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立する段階とを有する。
【００１１】
一実施形態では、前記方法において、前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出する段階は、第１の時間内に第１の数の再送要求を前記端末から受信する段階を有してもよい。別の実施形態では、前記方法において、前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出する段階は、信号品質レポートに対する要求を前記端末に送信する段階と、前記信号品質レポートを端末から受信する段階とを有してもよい。
【００１２】
本発明の他の実施形態によると、無線ネットワークにおける無線リソースの再利用システムは、プロセッサを有する。前記プロセッサは、第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断する。前記プロセッサは、さらに、前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する。
【００１３】
本発明の他の実施形態によると、無線ネットワークにおけるリソースの再使用システムは、第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信するインターフェイスであって、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用されるインターフェイスを有する。前記システムは、さらに、前記インターフェイスと結合したプロセッサであって、前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立し、前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立するプロセッサも有する。
【００１４】
本発明の一部の実施形態による有利性により、基地局は、いくつかの中継局が同じ無線リソース、またはその一部を使用するように、無線リソースを割り当てられることを含む（例えば、２つの中継局により使用される中心周波数、帯域幅、タイムスロット、（例えば、ダウンリンクまたはアップリンクマップに記載される）サブチャネルのいくつかが重なる）。従って、いくつかの中継局を有する無線ネットワークでは、基地局は、無線リソースを再使用させることにより、個々の中継局に割り当てた無線リソース量を増やすことができる。
【００１５】
他の技術的有利性は、以下の図面、詳細な説明、及び請求項から当業者には容易にあきらかになるであろう。さらに、具体的な有利性を列挙したが、様々な実施形態には、これをすべて含むもの、一部のみ含むもの、まったく含まないものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、一実施形態による、様々な通信ネットワークを含む通信システムを示す。通信システム１００は複数のネットワーク１１０により構成されている。各ネットワーク１１０は、独立して、または他のネットワークとともに１つ以上のサービスを提供するように設計された様々な通信ネットワークである。例えば、ネットワーク１１０は、インターネットアクセス、オンラインゲーム、ファイル共有、ピア・ツー・ピアファイル共有（Ｐ２Ｐ）、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）、ビデオオーバーＩＰ、またはネットワークにより一般的に提供されるその他の機能を提供する。ネットワーク１１０は、有線通信または無線通信のいずれかのための様々なプロトコルを用いてサービスを提供する。例えば、ネットワーク１１０ａはＷｉＭＡＸとして知られている８０２．１６無線ネットワークを含み、基地局（例えば基地局１２０）と中継局（例えば中継局１３０）とを含む。ネットワーク１１０ａは、８０２．１６ｊを実施することにより中継局を使用してもよい。中継局を使用するＷｉＭＡＸネットワークは、モバイルマルチホップ中継（ＭＭＲ）ネットワークとも呼ばれている。
【００１７】
ネットワーク１１０ａ内の各中継局と基地局は、１つ以上の無線リソースが割り当てられており、無線接続１５０の確立に使用される。無線リソースには、例えば、中心周波数、帯域幅、時間スロット、及び／または（例えば、ダウンリンクマップまたはアップリンクマップにおける）サブチャネルの組合せが含まれる。実施形態では、基地局１２０は同じ無線リソースまたはその一部を複数の中継局に割り当て、効果的にネットワーク１１０ａ内で利用できる無線リソースの量を増やしている。しかし、注意深くプランニングしても、２つ以上の中継局に同じ無線リソースが割り当てられ、干渉が生じることがある。このような問題を回避するため、基地局１２０は主無線リソースと副無線リソースを１つ以上の中継局に割り当てる。中継局は、最初、それに割り当てられた副リソースを使用して、それに接続された端末と通信する。端末に干渉が発生すると、中継器は主無線リソースに切り換えて、干渉を起こした端末と通信する。他のいずれかの中継局が主リソースを使用しており、端末がちょうど移動し干渉を起こすと、中継局は自分のリソースを調整してその中継局と端末が干渉を起こさずに主リソースにアクセスし、その主リソースを介して通信できるようにする。こうすることにより、中継局は無線リソースを再使用できる。しかし、再使用する無線リソースでも干渉が起こる場合、中継局は主無線リソースにアクセスして、干渉の無い通信を提供することができる。
【００１８】
通信システム１００は４つのネットワーク１１０ａ−１１０ｄを含むが、「ネットワーク」という用語は、ウェブページ、電子メール、テキストチャット、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）、及びインスタントメッセージにより伝送される信号、データ、またはメッセージを含む信号、データ、及び／またはメッセージを伝送できる任意のネットワークであると解釈すべきである。ネットワーク１１０ａ−１１０ｄは、その範囲、大きさ、及び／または構成に応じて、ＬＡＮ、ＷＡＮ、ＭＡＮ、ＰＳＴＮ、ＷｉＭＡＸネットワーク、インターネット等の地球規模のネットワーク、イントラネット、エクストラネット、その他の形式の無線または有線のネットワークとして実施されてもよい。
【００１９】
一般的に、ネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び１１０ｄは、端末１４０及び／またはノード１７０の間のパケット、セル、フレーム、その他の情報の一部（以下、一般的にパケットと呼ぶ）の通信を提供する。ネットワーク１１０は、任意数の有線リンク１６０、無線接続１５０、ノード１７０及び／または端末１４０、またはこれらの組合せを含み得る。例示と単純化を目的として、ネットワーク１１０ａは少なくとも一部はＷｉＭＡＸを介して実施されたＭＡＮであり、ネットワーク１１０ｂはＰＳＴＮであり、ネットワーク１１０ｃはＬＡＮであり、ネットワーク１１０ｄはＷＡＮである。
【００２０】
ネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び１１０ｄはＩＰネットワークである。ＩＰネットワークによるデータの送信は、そのデータをパケットに入れて、各パケットを１つ以上の通信経路に沿って選択された送り先に個別に送信することにより行われる。ネットワーク１１０ｂはＰＳＴＮであり、交換局、中央オフィス、移動電話交換オフィス、ページャ交換オフィス、リモート端末、及びその他の通信機器を含み、それらは世界中に配置されている。ネットワーク１１０ｄはゲートウェイを通じてネットワーク１１０ｂと結合されている。実施形態によっては、ゲートウェイはネットワーク１１０ｂまたは１１０ｄの一部であってもよい（例えば、ノード１７０ｅまたは１７０ｃがゲートウェイを含んでもよい）。ゲートウェイにより、ＰＳＴＮ１１０ｄは、ネットワーク１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｄ等の非ＰＳＴＮネットワークと通信することができる。
【００２１】
どのネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び／または１１０ｄも、インターネットを含むがこれに限定はされない他のＩＰネットワークに結合していてもよい。ＩＰネットワークは、データ送信に共通の方法を使用するので、信号は、異なるが相互接続されたＩＰネットワーク上にあるデバイス間で送信できる。他のＩＰネットワークに結合されているのに加えて、どのネットワーク１１０ａ、１１０ｃ及び／または１１０ｄは、ゲートウェイ等のインターフェイスまたは構成要素を使用して、非ＩＰネットワークに結合していてもよい。
【００２２】
ネットワーク１１０は、複数の有線リンク１６０、無線接続１５０、及びノード１７０を介して、相互に、及びその他のネットワークと接続されている。有線リンク１６０、無線接続１５０、及びノード１７０は、様々なネットワークを接続するだけでなく、端末１４０を相互に接続し、ネットワーク１１０に結合された他の構成要素またはそのネットワーク１１０の一部と接続する。ネットワーク１１０ａ−１１０ｄの相互接続により、端末１４０が相互にデータと制御信号を通信でき、任意の中間構成要素またはデバイスがデータと制御信号を通信できる。従って、端末１４０のユーザは、１つ以上のネットワーク１１０ａ−１１０ｄと結合した各ネットワーク構成要素間でデータと制御信号を送受信できる。
【００２３】
無線接続１５０は、例えばＷｉＭＡＸによる２つの構成要素間の無線接続を表す。ＷｉＭＡＸ基地局及び／または中継局の拡張レンジにより、ネットワーク１１０ａは、比較的少数の有線リンクを用いても、ＭＡＮに係る大きい地理的エリアをカバーすることができる。より具体的には、都市エリア周辺に基地局と複数の中継局１３０を適当に配置することにより、複数の中継局１３０は、無線接続１５０を使用して、都市エリア中の基地局１２０と無線端末１４０と通信し得る。基地局１２０は、有線接続１６０ａにより、他の基地局、無線接続をできないネットワーク構成要素、及び／またはＭＡＮの外の他のネットワーク（例えば、ネットワーク１１０ｄまたはインターネット）と通信する。
【００２４】
ノード１７０は、例えば、ネットワーク構成要素、セッションボーダーコントローラ、ゲートキーパー、基地局、コンファレンスブリッジ、ルータ、ハブ、スイッチ、ゲートウェイ、端末、その他のハードウェア、ソフトウェア、通信システム１００においてパケットの交換を可能とする任意数の通信プロトコルを実施する組み込みロジック等の任意の組合せである。例えば、ノード１７０ａは、リンク１６０ｊを介して基地局１２０に、またリンク１６０ａを介してネットワーク１１０ｄに有線接続された他の基地局を有する。基地局として、ノード１７０ａは、様々な他の基地局、中継局、及び／または端末との無線接続を確立することができる。他の例として、ノード１７０ｅは、ゲートウェイを有する。これにより、ネットワーク１１０ｂ（ＰＳＴＮネットワーク）は、ネットワーク１１０ｄ等の他の非ＰＳＴＮネットワーク（ＩＰネットワーク）からの通信を送受信することができる。ノード１７０ｅは、ゲートウェイとして、異なるネットワークにより使用される様々なプロトコル間の通信を変換する働きをする。
【００２５】
端末１４０及び／またはノード１７０は、ハードウェア、ソフトウェア、及び／またはユーザにデータまたはネットワークサービスを提供するロジック（encoded logic）を有する。例えば、端末１４０ａ−１４０ｃは、ＩＰ電話、コンピュータ、ビデオモニタ、カメラ、パーソナルデータアシスタント、携帯電話、その他のハードウェア、ソフトウェア、及び／またはネットワーク１１０を用いてパケット（またはフレーム）の通信をサポートするロジック（encoded logic）である。端末１４０は、無人または自動化されたシステム、ゲートウェイ、データ及び／または信号を送受信する他の中間構成要素またはその他のデバイスであってもよい。図１は具体的な数と構成の端末、接続、リンク、及びノードを示しているが、通信システム１００はデータ通信用の任意の数または構成の構成要素を想定している。また、通信システム１００の要素には、構成要素が集中したものや通信システム１００にわたって分散したものが含まれ得る。
【００２６】
図２は無線ネットワーク２００を示す。この無線ネットワーク２００は、一実施形態による基地局２１０と中継局２５０をより詳細に示したものである。別の実施形態では、ネットワーク２００が含む有線または無線ネットワーク、基地局、端末、中継局、その他の構成要素の数は任意である。これらは、有線接続または無線接続に拘わらず、データ及び／またはシグナルの通信を促進にするか、その通信を行うものである。簡単のため、ネットワーク２００はネットワーク２０５、基地局２１０、端末２７０、及び中継局２５０を含む。基地局２１０は、プロセッサ２１２、メモリ２１４、インターフェイス２１６、無線通信器２１７、及びアンテナ２１８を含む。同様に、中継局２５０は、プロセッサ２５２、メモリモジュール２５４、無線通信器２５７、及びアンテナ２５８を含む。これらの構成要素は、無線ネットワーク（例えば、ＷｉＭＡＸ無線ネットワーク）にける無線接続の提供等である基地局機能及び／または中継局機能を提供するために協働する。また、ネットワーク２０５は、図１を参照して説明した１つ以上のネットワークを含んでもよい。例えば、ネットワーク２０５はインターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、ＭＡＮ、ＰＳＴＮ、またはこれらの組合せを含む。
【００２７】
プロセッサ２１２は、マイクロプロセッサ、コントローラ、その他の好適な演算装置またはリソースであり、ハードウェア、ソフトウェア、及び／または符号化ロジックの組合せである。プロセッサ２１２は、単独で、またはメモリ２１４等の基地局２１０の他の構成要素と共に、基地局２１０の機能を提供するように動作可能である。かかる機能には、端末２７０ｈや中継局２５０ａのような端末または中継局に、ここで説明する様々な無線機能を提供することが含まれる。プロセッサ２１２は、干渉マトリックスを生成しエントリーを入れる時に使用され得る。この干渉マトリックスは、中継局のどのペアが相互作用し、互いに干渉を起こすかを表すものである。プロセッサ２１２はその干渉マトリックスを使用して無線リソースを中継局２５０に割り当てる。より具体的には、実施形態では、プロセッサ２１２は干渉マトリックスを使用して、各中継局に割り当てる主無線リソースと場合によって副無線リソースとのパラメータ（例えば、帯域幅、周波数、時間スロット、サブチャネル等）を決定する。
【００２８】
メモリ２１４は、揮発性または不揮発性のいかなる形式のメモリであってもよく、限定はされないが、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、リムーバブル媒体、その他のローカルまたはリモートのメモリコンポーネントを含む。メモリ２１４は、基地局２１０により使用されるソフトウェア及び符号化ロジックを含むデータまたは情報を格納し得る。いくつかの実施形態において、メモリ２１４は、干渉マトリックスを生成する際にプロセッサ２１２により使用される情報と、その干渉マトリックス自体とを格納し得る。メモリ２１４は、無線接続２６０ａ−２６０ｄを介して通信されるデータ量に関する情報も格納し得る。その情報には、個々の端末に基づく平均データレート、使用されるサービスのタイプに基づく平均データレート、または他のタイプの所望のデータレートが含まれてもよい。メモリ２１４は、適当な端末及び／または中継局にいかにデータをルーティングするか決定する際に有用なデータのリスト、データベース、その他のデータ組織を保持していてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、端末から基地局にデータをルーティングする際に（メッシュ構造ではなく）ツリー構造を使用することができる。より具体的に、基地局２１０から端末２７０ｂには既知の経路がある。この経路またはその一部がメモリ２１４に格納され得る。
【００２９】
基地局２１０はインターフェイス２１６も有する。このインターフェイス２１６は、基地局２１０とネットワーク２０５との間のシグナル及び／またはデータの有線通信において使用される。例えば、インターフェイス２１６は、基地局２１０に有線接続を介してネットワーク２０５との間でデータを送受信させるのに必要なフォーマット化または変換を実行できる。
【００３０】
無線通信器２１７は、アンテナまたはその一部と結合している。無線通信器２１７は、デジタルデータを受信して、そのデジタルデータは、無線接続を介して他の基地局、中継局、及び／または端末に送信される。無線通信器２１７は、そのデジタルデータを適当な中心周波数と帯域幅パラメータを有する無線信号に変換する。これらのパラメータは、プロセッサ２１２とメモリ２１４の組合せにより、予め決定されていてもよい。無線シグナルは、アンテナ２１８を介して、適当な受信者（例えば、中継局２５０ｄ）に送信される。同様に、無線通信器２１７は、アンテナ２１８から受信した無線信号をデジタルデータに変換する。このデジタルデータはプロセッサ２１２により処理される。
【００３１】
アンテナ２１８は、いかなるタイプのアンテナでもよく、無線でデータ及び／またはシグナルを送受信できるものであればよい。いくつかの実施形態では、アンテナ２１８は、１つ以上の無指向性アンテナ、セクタアンテナ、またはパネルアンテナであり、２ＧＨｚ乃至６６ＧＨｚの無線信号を送受信できるものである。無指向性アンテナは、あらゆる方向で無線信号を送受信するために使用される。セクタアンテナは、あるエリア内の装置との間で無線信号を送受信するために使用される。パネルアンテナは、視線アンテナであり、ほぼ直線上で無線信号を送受信するために使用される。
【００３２】
中継局２５０は、基地局２１０と同様の構成要素を有する。１つの例外は、中継局２５０は有線接続のためのインターフェイスを含まないことである。これは、中継局２５０が無線接続のみを使用し、有線接続は必要としないからである。中継局２５０を有線接続なしに配置させることにより、各中継局にネットワークワイヤを張らなくてもよいので、初期配置費用が低くなる。中継局２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、及び２５０ｄは、同様の構成要素を有し、同様の機能を提供する。それゆえ、簡単化のため、図２に示した中継局の構成要素についての以下の説明は、これらの構成要素を一般的に参照し、各中継局に当てはまる。
【００３３】
基地局２１０と同様に、中継局２５０もプロセッサを有する。プロセッサ２５２は、マイクロプロセッサ、コントローラ、またはその他の好適な演算装置、リソース、または単体で若しくはメモリモジュール２５４等の中継局２５０の他の個性要素と組み合わせて中継局２５０の機能を提供するように動作可能であるハードウェア、ソフトウェア及び／または符号化ロジックの組合せである。かかる機能には、端末２７０ａ−２７０ｂまたは基地局２１０等の端末または基地局に、ここで説明する様々な無線機能を提供することが含まれる。中継局２５０に主無線リソースと副無線リソースとが割り当てられた場合、プロセッサ２５２は、副無線リソースから主無線リソースへいつ移行するか決定する際に使用される。
【００３４】
メモリ２１４と同様に、メモリモジュール２５４は、いかなる形式の揮発性または不揮発性メモリでもよく、磁気媒体、光媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、リムーバブル媒体、その他の好適ないかなるローカルまたはリモートのメモリコンポーネントでもよく、これらに限定はされない。メモリモジュール２５４は、中継局２５０ｄにより利用されるいかなるデータまたは情報を格納してもよく、ソフトウェア及び符号化ロジックも含む。いくつかの実施形態では、メモリモジュール２５４は、中継局２５０に割り当てられた主及び副無線リソースの両方の様々なパラメータ等の情報を格納することができる。メモリモジュール２５４は、適当な端末、基地局、及び／または中継局にデータをいかにルーティングするか決定するために有用なデータのリスト、データベース、その他のデータ構成を有していてもよい。
【００３５】
無線通信器２５７はアンテナ２５８またはその一部に結合している。無線通信器２５７は、無線接続を介して他の基地局、中継局、及び／または端末に送信するデジタルデータを、例えばプロセッサ２５２から受け取る。無線接続には、中継局２５０に割り当てられた主または副無線リソースのいずれかが使用される。無線接続の特性（例えば、中心周波数、帯域幅、タイムスロット、及び／またはサブチャネル）は、その中継局がそれに割り当てられた主無線リソースと副無線リソースのいずれを使用しているかに応じて決まる。無線通信器２５７は、デジタルデータを適当な中心周波数と帯域幅パラメータを有する無線シグナルに変換する。これらのパラメータは、基地局２１０またはプロセッサ２５２により予め決定されてもよい。無線通信器２５７からの無線シグナルはアンテナ２５８を介して適当な受信者（例えば、基地局２１０）に送信される。無線通信器２５７は、アンテナ２５８から受信した無線シグナルを、プロせっせ２５２が処理するデジタル信号に変換する。
【００３６】
アンテナ２５８はいかなるタイプのアンテナでも、データ及び／またはシグナルを無線で送受信できるものならよい。いくつかの実施形態では、アンテナ２５８は、２ＧＨｚと６６ＧＨｚの間の無線通信信号を送受信できる１つ以上の無指向性アンテナ、セクタアンテナ、またはパネルアンテナである。
【００３７】
端末２７０は、いかなるタイプの無線端末であっても、基地局２１０または中継局２５０との間でデータ及び／またはシグナルを送受信できるものならよい。端末２７０のタイプとしては、デスクトップコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話、ノートブックコンピュータ、及び／またはＶｏＩＰ電話等がある。
【００３８】
基地局２１０と中継局２５０の様々な構成要素がいかに動作して実施形態の機能を提供するのかよりよく理解するために、例示する実施形態の構成要素について例として説明する。この例では、基地局２１０と中継局２５０の通信範囲は既知であると仮定する。通信セル２６０は、そのそれぞれの基地局または中継局の通信範囲を表す（例えば、通信セル２６０ｅは基地局２１０の通信範囲を表し、通信セル２６０ｂは中継局２５０ｂの通信範囲を表す）。基地局２１０の周りに中継局２５０が配置される際は、通信セル２６０が使用される。例えば、中継局２５０ａは基地局２１０の十分近くに配置され、通信セル２６０ｅ内にあるが、中継局２５０ｂからは十分遠くにあるので、それらそれぞれの通信セルが重なるエリアは比較的小さい。中継局２５０ａと２５０ｂ間の重なりにより、ユーザは、通信セル間を移動するときにサービスロスを経験することは少ない。しかし、中継局２５０ａと２５０ｂが同じ無線リソースを使用すると、端末２７０ｆは、中継局２５０ａに接続されているとすると、中継局２５０ｂからの干渉を経験するかも知れない。よって、いくつかの実施形態では、中継局２５０ａと２５０ｂが異なる無線リソースを使用することが望ましい。しかし、中継局２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、及び２５０ｄがすべて異なる無線リソースを使用する必要はない。例えば、端末２７０ｆが通信セル２６０ａと２６０ｂの中にいても、通信セル２６０ｃと２６０ｄの中にいるわけではない。それゆえ、中継局２５０ｄにより使用される無線リソースは、中継局２５０ａ、２５０ｂ、または２５０ｃにより全部またはその一部が再使用されてもよい。何故なら、通信セル２６０ｄ内の端末は通信セル２６０ａ、２６０ｂ、または２６０ｃのいずれにもなく、中継局２５０ａ−２５０ｃからの干渉下にはないからである。
【００３９】
基地局２１０のプロセッサ２１２は、無線リソースが再利用できるように中継局２５０間で無線リソースを割り当てることにより、上記の利点を利用する。どの中継局が同じ無線リソースを使用してもよいかプロセッサが決定する１つの方法は、干渉マトリックスを使用することである。各中継局は干渉マトリックスの行と列に表される。干渉マトリックスの各エントリーは、２つの中継局が互いに干渉するか否かを表す。例えば、中継局２５０ｂと２５０ｃは互いに隣接しており、通信セル２６０ｂは通信セル２６０ｃと重なるので、中継局２５０ｃに対する中継局２５０ｂの干渉を表す干渉マトリックスのエントリーと、中継局２５０ｂに対する中継局２５０ｃの干渉を表す干渉マトリックスのエントリーは１である。一方、中継局２５０ｃと２５０ｄは通信セル２６０ｅの反対側にあるので、中継局２５０ｄに対する中継局２５０ｃの干渉を表す干渉マトリックスのエントリーと、中継局２５０ｃに対する中継局２５０ｄの干渉を表す干渉マトリックスのエントリーは０である。完全な干渉マトリックスはメモリ２１４に格納され、実施形態では、次のようになる。
【表１】


【００４０】
干渉マトリックスにはいろいろな方法でエントリーを入れることができる。例えば、いくつかの実施形態では、基地局２１０と中継局２５０が配置されると、基地局２１０が各中継局２５０に排他的送信ウィンドウを割り当てる。各中継局がその排他的送信ウィンドウの間に送信している間に、残りの中継局が受信器信号強度表示（ＲＳＳＩ）またはキャリア干渉・雑音比（ＣＩＮＲ）を測定する。より具体的に、いくつかの実施形態では、基地局２１０が、例えばＡＬＬ＿ＲＳ＿ＣＩＤのＣＩＤを使用して、中継局２５０にレポート要求（ＲＥＰ−ＲＥＱ）メッセージを送信する。ＲＥＰ−ＲＥＱメッセージは、チャネルタイプ要求フィールドのタイプ長さ値（ＴＬＶ）がＲＳサウンディング（RS Sounding）に設定されていることを示す。中継局２５０の数、各中継局２５０のＣＩＤ、及びレポーティング期間もＲＥＰ−ＲＥＱに含まれてもよい。例えば、中継局２５０ｄは、ＲＥＰ−ＲＥＱを受信すると、ＲＥＰ−ＲＥＱメッセージに示されたレポーティング時間までの後続のフレームにおいて、サウンディングゾーンアロケーションＩＥメッセージ（Sounding zone allocation IE message）を聞こうとする。次に、基地局２１０は、中継局２５０ｄにサウンディングゾーンアロケーションＩＥ（排他的送信期間）を割り当てる。特に、サウンディングゾーンアロケーションＩＥの最終ビットはイネーブルとされ、バーストは中継局２５０ｄがサウンディング信号を送信するものであることを示す。また、このビットは、残りのすべての中継局２５０に中継局２５０ｄからのサウンディング信号を測定することを通知する。基地局２１０によるすべてのサウンディングゾーンアロケーションＩＥのスケジューリングは実施形態に応じて決まる。
【００４１】
中継局２５０による測定結果は、どの中継局がその測定に関連するかを示すために使用される情報とともに、メモリ２５４に格納される。各中継局が少なくとも１回送信すると、プロセッサ２５２はメモリ２５４から各測定結果をロードし、基地局２１０に送信する測定レポートのベクトルを生成する。いくつかの実施形態では、プロセッサ２５２は、ＲＥＰ−ＲＥＱメッセージのレポート期間に値が示されたフレーム数が経過した後に各測定結果をロードしてもよい。
【００４２】
各中継局２５０からベクトルを受信すると、基地局２１０のプロセッサ２１２は、そのベクトルを使用して干渉マトリックスにエントリーを入れる。例えば、メモリ２１４は所定の閾値を含み、プロセッサ２１２は、各測定結果を見て、その測定結果が閾値の上か下か判断し、その判断に基づいて、干渉マトリックスの対応するエントリーに１または０を入れてもよい。いくつかの実施形態では、（時間次元で）パイロットサブキャリアか、（周波数次元で）プリアンブルを測定することにより、干渉を推定することが望ましい。
【００４３】
干渉マトリックスにエントリーを入れる他の方法は、配置前プランニングによるものである。この方法を用いて、ネットワーク設計者は、端末２７０の位置を考慮することにより、通信範囲と最大干渉範囲を決定することができる。２つの中継局の最大干渉範囲が重なるとき、対応するエントリーに１を入れ、２つの中継局の干渉範囲が重ならないとき、対応するエントリーに０を入れる。例えば、中継局２５０ｃが中継局２５０ｂと交わる（またはその逆の）ところに対応するマトリックスエントリーは１を含む。通信セル２６０ｃが通信セル２６０ｂと重なるからである。他の例として、中継局２５０ｄと２５０ａが交わるところに対応するマトリックスエントリーは０を含む。通信セル２６０ｄと２６０ａは重ならないからである。
【００４４】
これらの方法は両方とも干渉を推定する手段であるが、実際の干渉は天気、端末位置、中継局位置、干渉範囲等の要因に応じて変化する。
【００４５】
無線リソースの割り当てを決定する時、プロセッサ２１２は、中継局２５０に送信する割り当て情報を準備する。例えば、実施形態では、プロセッサ２１２は、基地局２１０からそれに接続されているすべての中継局（例えば、中継局２５０）と端末（例えば、端末２７０ｈ）にブロードキャストされる次のプリアンブル及びダウンリンク・アップリンクマップに含まれる割り当て情報を準備する。いくつかの実施形態では、プロセッサ２１２は、一連の割り当てメッセージの一部である割り当て情報を準備する。中継局に送信される各割り当てメッセージは、その中継局の無線リソース割り当ての詳細を示すものである（例えば、中継局２５０ｃに送信される割り当てメッセージは、中継局２５０ｃのリソース割り当て情報を含む）。
【００４６】
情報が様々な中継局にいかに送信されるかにかかわらず、中継局は、どの無線リソースをその中継局が使用するべきか示す情報を受信すると、割り当てられた無線リソースを用いてそれぞれの端末と通信するために自分自身を設定する。例えば、中継局２５０ａは、アンテナ２５８ａを介して基地局２１０から割り当て情報を受信する。割り当て情報を含む無線信号は、プロセッサ２５２ａが処理するデジタルデータに無線通信器２５７ａにより変換される。プロセッサ２５２ａは、副リソースが中継局２５０ａに割り当てられたと判断し、副無線リソースを使用するように無線通信器２５７ａを初期設定する。中継局２５０ｂ、２５０ｃ、及び２５０ｄも自分自身を同様に設定し、最初は割り当てられた副無線リソースを使用する。
【００４７】
中継局２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃは、地理的に隣接するように配置され、互いに干渉するかも知れないので、無線通信器２５２ａと２５２ｂの初期設定は変更してもよい。中継局２５０ｃは第１の無線リソースが主リソースとして割り当てられ、中継局２５０ａと２５０ｂは第１の無線リソースが副リソースとして割り当てられているので、中継局２５０ｃと中継局２５０ａまたは２５０ｂとの間に干渉が起こると、中継局２５０ａまたは２５０ｂはそれぞれの主リソースを使用するように自分自身を再設定する。例えば、中継局２５０ｂと中継局２５０ｃの間で第１の無線リソースが干渉するときは、中継局２５０ｂはその主リソースとして指定された第２の無線リソースに変更する。留意すべきこととして、中継局２５０ｂが第２の無線リソースに変更しても、それは中継局２５０ｂに接続されている端末の１つ、いくつか、または全部との無線接続のためのものである。
【００４８】
中継局２５０は異なる方法で干渉を検出することができる。例えば、中継局２５０ｂは、比較的短い時間内に端末２７０ｆからいくつかの自動再送信要求を、アンテナ２５８ｂと無線通信器２５７ｂを介して受信したとき、干渉の可能性があることが分かる。これに基づき、プロセッサ２５２ｂは、端末２７０ｆが副チャンネルを使用して干渉を受けていることと、及び中継局２５０ｂが主チャネルに切り換えるべきこととを、繰り返される最早要求から推論することができる。他の例として、明示的な測定をすることもできる。プロセッサ２５２ａは、定期的またはイベントが発生したときに、レポート要求（ＲＥＰ−ＲＥＱ）を生成して、１つ以上の端末２７０に、例えばＲＳＳＩやＣＩＮＲを用いて信号品質をレポートするレポート応答（ＲＥＰ−ＲＳＰ）を送信するように要求する。
【００４９】
いくつかの実施形態では、端末に関して干渉を検出すると、中継局は副リソースの使用を停止し、主リソースを使用してその端末と通信する。一方、（干渉を受けていない）残りの端末は、副リソースを使用し続ける。実施形態では、別のポリシーを使うことも可能である。例えば、簡単なアプローチとしては、無線リソースを最も多く使用している端末を主リソースに動かし、残りの端末に副リソースを再度割り当てる。無線リソースをあまり使わない端末は、同じリソースを使用していても他の端末と（部分的または全体的に）重なる可能性は小さいとの理論的根拠を利用するものである。
【００５０】
中継局２５０は、干渉の検出に基づき副リソースから主リソースに端末をシフトするのみならず、基地局２１０によりなされた無線リソース割り当ての調整に基づき、主無線リソースと副無線リソースの間で端末をシフトすることも行う。より具体的には、基地局２１０は、中継局２５０間のトラフィック需要の変化に応じて、中継局２５０間の主リソースと副リソースの割り当て方を調整する。例えば、基地局２１０は、中継局２５０ｃからのトラフィック需要が増加し、中継局２５０ｂからのトラフィック需要が減少した場合、中継局２５０ｃに割り当てられた主・副無線リソースのサイズを大きくし、中継局２５０ｂに割り当てられた主・副無線リソースのサイズを小さくする。他の例として、基地局２１０は、中継局２５０ａの主リソースがそれに接続された端末の干渉のない通信をサポートするのに不十分であるときは、無線リソースを再度割り当てる。基地局２１０が無線リソースを再割り当てするさらに別の例は、端末２７０ｆが中継局２５０ｂの副リソースを使用して、それ自体は干渉を受けないが、中継局２５０ａにより使用される主リソースに干渉を起こす場合である。中継局２５０ａはすでに主リソースを使用し、中継局２５０ｂは干渉のことを知らないから、基地局２１０はリソースが中継局２５０ａと２５０ｂにより共有されないようにリソースを調整する。
【００５１】
このように、いくつかの異なる実施形態と特徴を示した。動作上の必要性と構成要素の制約に応じて、実施形態をこれらの特徴のうちの１つ以上と組み合わせてもよい。これにより、ネットワーク２００は様々な組織やユーザのニーズに非常に適合しやすくなる。例えば、ある実施形態では、いくつかの基地局を使用して都市エリアでの無線アクセスを提供することができるし、単一の基地局をいくつかの中継局とともに使用して必要なカバレッジを提供することもできる。さらに、いくつかの実施形態では、中継局２５０の無線通信器はもっと多くても、もっと少なくてもよい。
【００５２】
図３は、一実施形態による無線リソースの割り当てを表す図である。単純化のため、無線リソース３１０は同じサブキャリアのセットをカバーする時間スロットであると仮定したので、周波数次元は図示していない。各中継局（ＲＳａ−ＲＳｄ）には１つ以上の無線リソース３１０が主無線リソースまたは副無線リソースとして割り当てられている。
【００５３】
リソース割り当て３００は、基地局２１０が、図２の無線ネットワーク２００に無線リソースをどのように割り当てるかということである。基地局２１０は、無線リソースの割り当ての際に、例えば上記の干渉マトリックスを使用する。より具体的には、無線リソース３１０ｂと３１０ｃは、中継局ＲＳａに、それぞれ副無線リソース３１５ｂと主無線リソース３１５ａとして割り当てられている。無線リソース３１０ａと３１０ｂは、中継局ＲＳｂに、それぞれ主無線リソース３１６ａと副無線リソース３１６ｂとして割り当てられている。無線リソース３１０ｂは、中継局ＲＳｃに、主無線リソース３１７ａとして割り当てられている。そして、無線リソース３１０ａ−３１０ｃは、中継局ＲＳｄに、主無線リソース３１８ａとして割り当てられている。この割り当てスキームの下、３つの無線リソース３１０はすべて複数の中継局ＲＳに割り当てられているので、各無線リソース３１０を再使用できる。より具体的には、無線リソース３１０ａは中継局ＲＳｂとＲＳｄに割り当てられ、無線リソース３１０ｂは中継局ＲＳａ−ＲＳｄに割り当てられ、無線リソース３１０ｃは中継局ＲＳａとＲＳｄに割り当てられている。
【００５４】
無線リソース割り当て３００を用いて、最初、中継局ＲＳａ−ＲＳｃは無線リソース３１０ｂを使用するように設定され、中継局ＲＳｄは３つの無線リソース３１０すべてを使用するように設定される。図から分かるように、これにより、４つの中継局は少なくとも最初は同じ無線リソースを使用することができる。さらに、図から分かるように、３つの隣接する中継局ＲＳａ−ＲＳｃは、互いに干渉するかも知れないので、他の基地局ＲＳａ−ＲＳｃのどれとも共有しない主無線リソースを有する。例えば、中継局ＲＳａは、それに接続された端末について干渉を検出すると、その端末を副無線リソース３１５ｂから主無線リソース３１５ａに移動させる。中継局ＲＳａ−ＲＳｃにより使用される３つの主無線リソースは、干渉のおそれ無く中継局ＲＳｄと共有することができる。ＲＳｄは、干渉が起きないような地理的位置にあるからである。
【００５５】
図４は、一実施形態による、無線ネットワークにおける無線リソースの再使用方法を示す。図示した方法により、なかんずく、基地局は同じ無線リソースを複数の中継局に割り当てることができ、同時に、中継局は主無線リソースに切り換えることができる。中継局は、副無線リソースを使用して干渉を受けた場合、主無線リソースでは干渉の無い通信が保証される。
【００５６】
本方法は、ステップ４００で始まり、２つの中継局が干渉を起こす確率を判断する。上記のように、この判断は、いくつかの実施形態では、基地局と中継局を含む無線ネットワークがセットアップされる前に行われ、別の実施形態では、中継局と基地局の間の一連の通信により行われる。
【００５７】
次に、ステップ４０５において、干渉マトリックスを構成する。実施形態では、干渉マトリックス中のエントリーは、２つの中継局が干渉を起こす確率が干渉閾値より大きいときは１を含み、その確率が干渉閾値より小さいときは０を含む。
【００５８】
２つの中継局が干渉を起こす確率が干渉閾値より大きいか否かに応じて、（例えば、マトリックスのエントリーが１か０かに応じて）、基地局は１つ以上の無線リソースを割り当て、及び／または副無線リソースを割り当てる。実施形態とネットワークの動作的要件とに応じて、異なる閾値を使用してもよい。例えば、閾値を比較的高く設定すると（例えば、２つの中継局が干渉を起こす確率が１に近い）、その２つの中継局は無線リソースを再使用しない可能性が高い。他の例では、干渉閾値は比較的小さく、その場合、１つの中継局に主リソースが割り当てられ、それは他の中継局の副無線リソースとして再使用される。
【００５９】
干渉を起こす確率が干渉閾値より大きいとき、ステップ４１５において、中継局は第１の無線リソースを第１と第２の中継局の両方に割り当てる。次に、ステップ４２０と４２５において、第１の無線リソースを、第１の中継局の主無線リソース、及び第２の中継局の副無線リソースとして指定する。第１の無線リソースは第１の中継局の主無線リソースとして指定されたので、第１の中継局がその第１の無線リソースの主ユーザである。よって、第１の無線リソースで干渉が起こったとき、第２の中継局は第１の中継局に交代しなければならない。第２の中継局が第１の無線リソースについて第１の中継局に交代することができるために、第２の中継局はそれ自体の主無線リソースを持っている必要がある。従って、ステップ４３０と４３５において、基地局は、第２の無線リソースを第２の中継局に割り当て、その第２の無線リソースを第２の中継局の主無線リソースとして指定する。
【００６０】
基地局は、無線リソースをどのように割り当てるか決定した後、無線リソース指定メッセージを介して中継局に通知する。指定メッセージは、ステップ４４０において、例えば第２の中継局が受信する。指定メッセージ内の情報を用いて、第２の中継局はその副無線リソース（第１の無線リソース）を使用して、ステップ４４５において端末と無線接続を確立する。ステップ４５０において端末との無線接続で干渉を検出すると、ステップ４５５において、中継局は、その副無線リソースの使用を停止し、主無線リソース（第２の無線リソース）を用いてその端末との第２の無線接続を確立する。上記のように、干渉は第２の中継局が比較的短い時間にいくつかの再送要求を受信ことにより検出でき、または端末にその信号品質をレポートするように要求することにより検出できる。
【００６１】
ここで、ステップ４１０に戻り、干渉が起こる確立が干渉閾値より大きくないとき、基地局は２つの中継局に副無線リソースを割り当てる必要はない。より具体的には、干渉の可能性がなければ、中継局が端末を異なる無線リソースに移動させる必要はない。従って、ステップ４６０と４６５において、基地局は、第１の無線リソースを第１と第２の中継局両方に割り当て、第１の無線リソースを第１と第２の中継局の主無線リソースとして指定する。この情報は、無線リソース指定メッセージを介して中継局に送られる。この無線リソース指定メッセージは例えば第１の中継局がステップ４７０において受信する。次に、ステップ４７５において、第１の中継局は、その主無線リソースを用いて端末と無線接続を確立する。
【００６２】
図４に示したステップのいくつかは、組み合わせても、修正しても、削除してもよいし、必要に応じて、付加的ステップをフローチャートに追加してもよい。また、ステップは、本発明の範囲から逸脱することなく、好適ないかなる順序で実行することもできる。
【００６３】
様々な実施と特徴（feature）を複数の実施形態を参照して説明したが、言うまでもなく、動作的な必要性と希望に応じて、かかる実施と機能は様々な実施形態において組み合わせることもできる。例えば、ある図（例えば、図２）を参照して説明した特徴と機能を、他の図（例えば、図１）を参照して説明した特徴と機能に関連して使用してもよい。
【００６４】
具体的に実施形態を詳細に説明したが、言うまでもなく、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更、挿入、改変をすることができる。例えば、通信システム１００に含まれた端末、基地局、及び中継局等の要素を参照して実施形態を説明したが、具体的なルーティングアーキテクチャやニーズに合わせるために、これらの要素を結合、再配置、または位置決めしてもよい。また、これらの要素は、通信システム１００または（場合によっては）互いに外部の構成要素として設けてもよい。本発明は、これらの要素の構成は非常に柔軟であり、その内部構成要素も非常に柔軟である。
【００６５】
他の多数の変更、挿入、変形、改変、修正が本技術分野の当業者により解明されるかも知れないが、本発明は、かかる変更、挿入、変形、改変、修正が添付した特許請求の範囲の精神と範囲に入るものとして含むものである。
【００６６】
なお、本発明のいくつかの態様を整理すると以下の通りである。
（付記１）無線ネットワークにおける無線リソースの再利用方法であって、
第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断する段階と、
前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当てる段階と、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定する段階と、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定する段階と、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当てる段階と、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とを有する方法。
（付記２）前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいと判断したとき、
第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局に割り当てる段階と、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とをさらに有する、付記１に記載の方法。
（付記３）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なる帯域幅を有する、付記１に記載の方法。
（付記４）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なる周波数を含む、付記１に記載の方法。
（付記５）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なる時間スロットを含む、付記１に記載の方法。
（付記６）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なるサブチャネルを含む、付記１に記載の方法。
（付記７）前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率を判断する段階は、干渉マトリックスを構成する段階を含み、
前記第１の中継局との前記第１の通信が第２の中継局から干渉を受ける前記確率に対応するマトリックスエントリーは、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいとき１を含み、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいとき０を含む、
付記１に記載の方法。
（付記８）前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率を決定する段階は、複数の無縁構成要素を配置する前に、前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率を決定する段階を含む、付記１に記載の方法。
（付記９）前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率を決定する段階は、各中継局から干渉ベクトルレポートを受信する段階を含み、前記第１の中継局の前記干渉ベクトルレポートは、前記第２の中継局が送信した信号のレベルの測定結果を含む、付記１に記載の方法。
（付記１０）前記第１の中継局と前記第２の中継局からトラフィック需要データを受信する段階をさらに含み、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当てる段階と、前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定する段階と、前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定する段階と、第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当てる段階と、前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する段階とは、前記第１の中継局と前記第２の中継局からの前記トラフィック需要データに基づく、付記１に記載の方法。
（付記１１）無線ネットワークにおけるリソースの再使用方法であって、
第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信する段階であって、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用される段階と、
前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立する段階と、
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立する段階とを有する方法。
（付記１２）前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出する段階は、第１の時間内に第１の数の再送要求を前記端末から受信する段階を有する、付記１１に記載の方法。
（付記１３）前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出する段階は、
信号品質レポートに対する要求を前記端末に送信する段階と、
前記信号品質レポートを端末から受信する段階とを有する、付記１１に記載の方法。
（付記１４）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なる帯域幅を有する、付記１１に記載の方法。
（付記１５）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なる周波数を有する、付記１１に記載の方法。
（付記１６）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なるタイムスロットを有する、付記１１に記載の方法。
（付記１７）前記第１の無線リソースと前記第２の無線リソースは異なるサブチャネルを有する、付記１１に記載の方法。
（付記１８）無線ネットワークにおける無線リソースの再利用システムであって、
プロセッサを有し、前記プロセッサは、
第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断し、
前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定するシステム。
（付記１９）前記プロセッサは、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいと判断したとき、
第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局に割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する、付記１８に記載のシステム。
（付記２０）前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率を判断する前記プロセッサは、さらに干渉マトリックスを構成し、
前記第１の中継局との前記第１の通信が第２の中継局から干渉を受ける前記確率に対応するマトリックスエントリーは、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいとき１を含み、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいとき０を含む、
付記１８に記載のシステム。
（付記２１）前記プロセッサと結合した、前記第１の中継局と前記第２の中継局からトラフィック需要データを受信するインターフェイスをさらに有し、
前記プロセッサは、前記第１の中継局と前記第２の中継局からの前記トラフィック需要データに基づき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する、付記１８に記載のシステム。
（付記２２）無線ネットワークにおけるリソースの再使用システムであって、
第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信するインターフェイスであって、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用されるインターフェイスと、
前記インターフェイスと結合したプロセッサであって、
前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立し、
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立するプロセッサとを有するシステム。
（付記２３）前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出することは、前記インターフェイスが、さらに、第１の時間内に第１の数の再送要求を前記端末から受信する、付記２２に記載のシステム。
（付記２４）前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出することは、
前記インターフェイスが、さらに、
信号品質レポートに対する要求を前記端末に送信し、
前記信号品質レポートを端末から受信する、付記２２に記載のシステム。
（付記２５）コンピュータ読み取り可能媒体に化体されたロジックであって、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断し、
前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定するコードを有する媒体。
（付記２６）前記コードは、さらに、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいと判断したとき、
第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局に割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局と前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する、付記２５に記載の媒体。
（付記２７）前記第１の中継局との前記第１の通信が前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率を判断するコードは、さらに干渉マトリックスを構成し、
前記第１の中継局との前記第１の通信が第２の中継局から干渉を受ける前記確率に対応するマトリックスエントリーは、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいとき１を含み、
前記第２の中継局から干渉を受ける前記確率が前記干渉閾値より小さいとき０を含む、
付記２５に記載の媒体。
（付記２８）前記コードは、さらに、前記第１の中継局と前記第２の中継局からトラフィック需要データを受信し、
前記第１の中継局と前記第２の中継局からの前記トラフィック需要データに基づき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する、付記２５に記載の媒体。
（付記２９）コンピュータ読み取り可能媒体に化体されたロジックであって、前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信し、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用され、
前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立し、
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立するコードを有する媒体。
（付記３０）前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出することは、前記コードが、第１の時間内に第１の数の再送要求を前記端末から受信する、付記２９に記載の媒体。
（付記３１）前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記隣接する中継局からの干渉を検出することは、
前記コードが、
信号品質レポートに対する要求を前記端末に送信し、
前記信号品質レポートを端末から受信する、付記２９に記載の媒体。
（付記３２）無線ネットワークにおける無線リソースの再利用システムであって、
第１の中継局との第１の通信が第２の中継局からの干渉を受ける確率を判断する手段と、
前記第２の中継局からの干渉を受ける前記確率が干渉閾値より大きいと判断したとき、
前記第１の中継局と前記第２の中継局に第１の無線リソースを割り当て、
前記第１の無線リソースを前記第１の中継局の主無線リソースとして指定し、
前記第１の無線リソースを前記第２の中継局の副無線リソースとして指定し、
第２の無線リソースを前記第２の中継局に割り当て、
前記第２の無線リソースを前記第２の中継局の主無線リソースとして指定する手段とを有するシステム。
（付記３３）無線ネットワークにおけるリソースの再使用システムであって、
第１の無線リソースを主無線リソースとして使用し第２の無線リソースを副無線リソースとして使用するよう指定する無線リソース指定メッセージを基地局から受信する段階であって、前記第２の無線リソースは隣接する中継局によっても使用される手段と、
前記第２の無線リソースを用いて端末と第１の無線接続を確立する手段と、
前記第２の無線リソースを用いた前記端末との前記第１の無線接続で、前記第２の無線リソースを用いた前記隣接する中継局からの干渉を検出したとき、前記主無線リソースを用いて前記端末と第２の無線接続を確立する手段とを有するシステム。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】一実施形態による、様々な通信ネットワークを含む通信システムを示す概略図である。
【図２】一実施形態による、基地局と中継局を詳細に示した無線ネットワークを示す概略図である。
【図３】一実施形態による、無線リソースの割り当てを示す図である。
【図４ａ】一実施形態による、無線ネットワークにおける無線リソースの再使用方法を示すフローチャートである。
【図４ｂ】図４aに続く、一実施形態による、無線ネットワークにおける無線リソースの再使用方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 通信システム
１１０ ネットワーク
１２０ 基地局
１３０ 中継局
１４０ 端末
１５０ 無線接続
１６０ 有線リンク
１７０ ノード
２００ 無線ネットワーク
２１０ 基地局
２１２ プロセッサ
２１４ メモリ
２１６ インターフェイス
２１７ 無線通信器
２１８ アンテナ
２５０ 中継局
２５２ プロセッサ
２５４ メモリ
２５７ 無線通信器
２５８ アンテナ
２６０ 通信セル
２７０ 端末
【出願人】 【識別番号】０００００５２２３
【氏名又は名称】富士通株式会社
【出願日】 平成１９年８月１７日（２００７．８．１７）
【代理人】 【識別番号】１０００７０１５０
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
【公開番号】 特開２００８−４８４１７（Ｐ２００８−４８４１７Ａ）
【公開日】 平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願番号】 特願２００７−２１３１６５（Ｐ２００７−２１３１６５）