通信システム、送信電力制御方法、基地局、宛先装置及び中間装置
【課題】マルチホップ通信システムでのデータスループットを改善すること。
【解決手段】本発明はソース装置から宛先装置へ少なくとも１つの中間装置を介して信号を伝送するための無線通信システム並びに関連する方法及び装置に関連する。特に本発明はマルチホップ通信システムでデータスループットを改善する技術に関連する。
【解決手段】本発明はソース装置から宛先装置へ少なくとも１つの中間装置を介して信号を伝送するための無線通信システム並びに関連する方法及び装置に関連する。特に本発明はマルチホップ通信システムでデータスループットを改善する技術に関連する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から宛先装置へ信号を伝送する無線通信システム及び関連する方法に関する。特に本発明はマルチホップ通信システムでのデータスループットを改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信信号が空間を伝搬する際に散乱又は吸収されることに起因して、伝搬損失又は「パスロス」が生じると、信号強度の減少を引き起こすことが知られている。送信機及び受信機間のパスロスに影響する要因は：送信機のアンテナの高さ、受信機のアンテナの高さ、キャリア周波数、散乱タイプ（都市、都市近郊、田舎）、形態の詳細（高度、密度、隔たり、地勢（丘上、平坦））等を含む。送信機及び受信機間のパスロスＬ（ｄＢ）は次のようにモデル化できる：
L=b+10nlogd （Ａ）
ここでｄ（メートル）は送信機−受信機間の隔たりであり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパスロスパラメータであり、絶対パスロスはl=10(L/10)で与えられる。
【０００３】
図１Ａは基地局（３Ｇ通信システムでは「ノードＢ」（ＮＢ）として知られている）、中継ノード（ＲＮ）及びユーザ装置（ＵＥ）を有するシングルセル２ホップ無線通信システムを示す。信号がダウンリンク（ＤＬ）で基地局から宛先ユーザ装置（ＵＥ）へ中継ノード（ＲＮ）を介して伝送される場合には、基地局はソース装置（Ｓ）を構成し、ユーザ装置は宛先装置（Ｄ）を構成する。通信信号がアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノードを経て基地局に伝送される場合には、ユーザ装置がソース装置を構成し、基地局が宛先装置を構成する。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり：ソース装置からの信号を受信する受信機と；その信号を又はそれから導出したものを宛先装置へ送信する送信機を有する。
【０００４】
以下の表１はマルチホップ伝送システムにおける様々なリンクで伝送された信号のパスロス計算値のいくつかの具体例を与え、そのリンクはソースから宛先（ＳＤ）、ソースから中間（ＳＩ）及び中間から宛先（ＩＤ）である。ここでｂ及びｎはリンクの各々で同じままであるように仮定されている。
【０００５】
【表１】
表１
上記の計算例は、間接的なリンクで体験する絶対パスロスの合計ＳＩ＋ＩＤは直接的なリンクＳＤで体験するパスロスより少ないことを示す。言い換えればそれは次のように書ける：
L(SI)+L(ID)<L(SD) （Ｂ）
従って単一の伝送リンクを２つの短い伝送セグメントに分割することは、パスロス及び距離の間の非線形関係を引き出す。数式（Ａ）を用いたパスロスの簡易な理論分析により、全体的なパスロスの減少（及び信号強度及びデータスループットにおける改善又は利益）は、ソース装置から宛先装置へ直接的に伝送されるのではなく、中間装置（例えば、中継ノード）を介してソース装置から宛先装置へ信号が伝送される場合に達成されることが理解できる。実現されるならばマルチホップ通信システムは送信機の送信電力を潜在的に削減可能にする。これは、電磁放射に晒されることを減らすだけでなく干渉レベルの低減効果をももたらす。
【０００６】
明らかに、パスロス及び距離の間の非線形関係に起因して、ソース及び宛先に対する中間装置の位置は、ソース及び宛先間の直接的な即ちシングルホップの伝送に比較して、マルチホップ伝送が有するポテンシャルゲインに決定的に影響する。このことはマルチホップ伝送で達成される理論的ゲインのグラフ表現を示す図２Ａに示され、図２Ａはソース装置及び宛先装置間の中間装置の相対的な規格化された位置に対する全パワーロス（ｄＢ）をプロットしている。
【０００７】
先ず、ソース及び宛先間の直接的なリンクの線上に中間ノードが位置している場合（この場合、経路延在因子（ｓ）＝１である）を考えると、ポテンシャルゲインは、中間点から離れてソース装置へ又は宛先装置へ向かうにつれて減少することが理解できる。同様に中間装置の位置が直接リンクの線上から離れるにつれて、２つの伝送セグメントの合計の全経路長が伸びるにつれて（経路延在因子をｓ＝１．１，ｓ＝１．２等のように増やすにつれて））、理論的ゲインのグラフ領域が再び減少していることが分かる。
【０００８】
しかしながらマルチホップ通信システムの適用性を検査するために実行されたシミュレーションは、意外にもデータスループットの低いゲインを示した。実際、経験するゲインはパスロスの数式Ａに基づく簡易な分析で示唆されるポテンシャルゲインを大きく下回る。その結果、信号範囲の拡張性、ソース及び宛先間での信号伝送に要する全送信電力を潜在的に削減できること、及びマルチホップでなかったならば到達できないノードへの接続性等の観点からマルチホップシステムが示す潜在的な利点にもかかわらず、無線システムオペレータはマルチホップネットワークを実現することを思いとどまっている。
【０００９】
予測されるゲインとシミュレーションされたゲインの間にそのような不一致が存在する理由の1つは、前者の予測が、パスロスパラメータｂ及びｎが全てのリンクで同じであるとする仮定に基づくことである。つまり実際には、これらの値は、中継ノードの高さと比較したソース装置及び宛先装置のアンテナ高さに起因して変化する。かくて更に現実的な値のテーブルが以下の表２に与えられる。表中３ＧＰＰの項で示される値は、中間装置のアンテナ高さがおおよそソース及び宛先装置でのアンテナ高さの間のどこかにあることを考慮のうえ、３ＧＰＰで使用されるモデルを適用することで得られたものである。ＵｏＢの項で示される値はブリストル市における典型的な配備に基づいてブリストル大学で行われたモデリングから導出されたものである。
【００１０】
【表２】
表２
図２Ｂには、表２のパスロスパラメータを用いたグラフ（全パスロス対規格化された中継ノード位置）が示されている。理論的な中継ノードの位置を調整しながら全パスロスを計算するために、より現実的なパスロスパラメータ群が使用される場合には、図２Ａの完全な「釣り鐘形状」は得られないことが理解できる。実際、グラフの領域は減少している。中継ノード又はユーザ装置の位置の比較的小さな変化は、通信リンクにおける絶対パスロスの変化を招き、受信装置における通信信号の品質にかなりの影響を与えることが分かる。従って、達成されるゲインがマルチホップ伝送により得られる場合には、ソース及び宛先間の直接的な伝送に比較して、中間装置又は中継ノードの位置は重要である。
【００１１】
しかしながら現実世界で遭遇しそうなパスロスパラメータのより正確な考慮に基づいて予測を行っても、マルチホップシステムのシミュレーションは、予想されるゲインと一致しないという結果を示した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、マルチホップ通信システムでのデータスループットを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態は、ソース装置、宛先装置及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムを提供し、前記ソース装置及び中間装置の各々は、通信信号を又はそこから導出された信号を前記宛先装置へ向かう通信方向で送信する送信機を有し、前記宛先装置及び中間装置の各々は、通信信号を又はそこから導出された信号を受信する受信機を有し、前記通信システムは：
ｉ）前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の測定値；及び
ｉｉ）前記又は各々の中間装置で受信された前記通信信号の品質の測定値；
の間で実質的にバランスをとる又は維持するように、１以上の送信機に割り当てられるリソースの測定値を又は測定値の変化を判定する判定手段を有する。
【００１４】
当然に、宛先装置で実際に受信される通信信号は、ソース装置から送信された通信信号でもよいし、それから導出された通信信号でもよいことが理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適実施例は、中間装置で受信された通信信号の品質測定値及び宛先装置で受信された通信信号の品質測定値の「均衡−バランス(balance)」を維持する又は達成しようとする。好ましくは、判定手段が1以上の装置の送信電力の変更を判定し、その装置は本発明を利用する通信システムの通信信号を送信し、中間装置で受信される通信信号の品質測定値と宛先装置で受信される通信信号の品質測定値との間の実質的な不均衡を減らす又は防ぐ（即ち、実質的な「バランス」を達成又は維持する。）。
【００１６】
本発明を利用する通信システムで不均衡が存在することは、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との直接的な比較により明らかにされる。或いは不均衡はマッピング関数により比較がなされた場合に明らかにされてもよい。従って等しい値の測定値が均衡したシステムに対して等しいとしない状況が存在してもよいし、同様に異なる値の測定値が均衡したシステムに等しいとされてもよい。
【００１７】
システムを最適化するために、及び／又は中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値とを実質的に均衡させるために、本発明の実施例はマルチホップシステムの配備に先だって使用されてよいことが想定される。全てのリンクにわたる通信信号品質の測定値の「バランス」を達成及び維持するために、 本発明の実施例は既存のマルチホップシステムで実現されてよいことも想定される。かくて本発明は、宛先装置のＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータと中間装置でのＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータとの間で実質的な「均衡（バランス）」を確立するマルチホップ通信システムで使用されてよい。有利なことに送信電力は、マルチホップシステムで通信信号を受信する或る装置に関し、ターゲット受信信号品質に関して初期に最適化される。これは通常的には宛先装置である。かくて、有利なことに、宛先装置で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変位測定値のインジケータ（＝「ターゲットからの変位」インジケータ）は、本発明の実施例によりシステムが最適される場合に最小化される。そして、ターゲットインジケータからの変分における変化（正でも負でもよい）が検出された場合、例えば通信信号の品質が悪化した又は改善された場合に、或いは装置に設定されるターゲットが変わった場合に、ターゲットインジケータからの変分は増加する。この場合、有利なことに、所望値からのターゲットインジケータからの変分の導出を検出可能にする本発明の実施例は、ターゲットインジケータからの変分を所望値に近づける。
【００１８】
本発明を利用するマルチホップ通信システムのシミュレーションは、信号が宛先装置に直接手伝送されるシステムでかなりのゲインを実証することを示した。実際、本発明の好適実施例を検査するために実行されたシステムレベルのシミュレーション結果は、本発明により「バランス」のとられた通信システムは、マルチホップ伝送に関する希望を満たし、データスループットの改善をもたらすよう期待できることを示す。
【００１９】
本発明の好適実施例により実証される改善されたスループットに関する説明は、それらがマルチホップシステムで必要とされる絶対送信電力の削減を可能にすることが確信される。これは以下で更に詳細に説明される。
【００２０】
説明済みの原理から始めると、単一の直接的な伝送リンクを２つの短い伝送リンクに分けることで、信号が受ける全体的なパスロスの削減が達成される。ソース装置から少なくとも１つの中間装置を経て宛先装置へ通信信号を伝送するのに必要な全送信電力は、ソース装置及び宛先装置間で通信信号を直接的に伝送するのに要するものより少ない。従って、宛先装置（及びひょっとすると中間装置も）が最少の又は「ターゲット」の信号品質を受信することを保証するのに、より少ない送信電力しか必要とされない。送信電力について何の調整もなされなかったならば、かなりの余分な送信電力（即ち、宛先装置及び／又は中間装置で良好な又はターゲットの品質を達成するのに必要なものを超える送信電力）が生じる結果となる。ソース装置及び宛先装置間での直接通信と比較して、マルチホップ通信で達成されるゲインを更に増やすようにはせず、この過剰な送信電力は単に干渉レベルを増やし、通信品質の劣化を招く。劣化はマルチホップシステムのポテンシャルゲインを弱める傾向をもたらし、これは以前に考察されたマルチホップ通信システムの貧弱なシミュレーション結果を説明する。
【００２１】
更に（例えば）２ホップシステムにわたる全体的なスループットは：中間装置で受信されるデータパケット数及び宛先装置で受信されるデータパケット数の低い方によって制限される。受信機で受信されたデータパケット数は、その受信機で終端する通信リンクの品質に依存する。これは例えばスループットの測定値、受信信号強度（ＲＳＳ）の測定値又は信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値によって反映される。かくて実際上マルチホップシステム中の最低品質の通信信号を受信する受信機が、データパケット伝送に関する「ボトルネック」（障害）を形成し、これによりマルチホップシステム内の他のリンクにおけるデータ伝送容量を浪費する。送信機での送信電力の増加は、その最低品質の通信信号を改善するようには機能せず、余分な送信電力を追加する結果になる。従ってそのシステムパフォーマンスでは更なる劣化が生じる。これは図９Ａ及び９Ｂに示され、これらはソース装置（ＮＢ）の送信電力に関し、シングルホップシステムで観測されたものと比較した、２ホップシステムのユーザによって観測された平均パケットスループットのゲイン変化をプロットしている。各グラフは４つのプロットを含み、各々は中間装置の異なる送信電力に関連する。基地局の送信電力が最適点を超えて増やされると、より多くの信号エネルギの放出であるにも関わらず、ゲインの顕著な劣化が生じることが理解できる。
【００２２】
従って、本発明の好適実施例でなされる改善は、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との間の如何なる不均衡でも減らされる又は防がれることを保証するようにする本発明の様々な手法に帰することが理解できるであろう。かくてデータパケットのスループットを改善しない且つ干渉レベルを増やすようにしか機能しない余分なりソース割り当てが最小化される。
【００２３】
マルチホップシステムでは、「不均衡(imbalance)」（即ち、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との相違）を招くおそれを生じさせる多数の様々なイベントが存在する：
ｉ）リンクの一方で生じるパスロスが変化する。これはそのリンクに関する送信機及び受信機の一方又は双方の位置変化に起因し、又は送信機及び受信機間で生じる環境状態や干渉レベルの変化に起因するかもしれない。
【００２４】
ｉｉ）通信信号を受信する装置はターゲットＲＳＳ又はターゲットＳＩＮＲを有するのが通常的である。これは通常的にはネットワークプロバイダにより設定され、通信システムや受信装置の特性に依存して又は送信されるデータのタイプに依存して変わってもよい。移動電話機又は他のユーザ装置のターゲットＲＳＳ／ＳＩＮＲは変化してよく、ターゲットの如何なる変化も、送信装置の送信電力を調整することで対処され、その調整は宛先装置で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変化測定値（即ち、「ターゲットからの変化」）を最小化するようになされる。マルチホップシステムの場合には、或る受信装置のターゲットの変化に対処する際に、或る装置の送信電力を単に調整したのではシステム内の不均衡を招いてしまう。
【００２５】
本発明の実施例は、ソース装置から基地局へ1以上の中間装置を介してアップリンク（ＵＬ）で伝送されるデータスループットを改善するために、不均衡又は潜在的な不均衡に応じる手法を提供し、その不均衡は上記の可能なイベントの結果として生じる。標準的な通信システムではアップリンクはＵＥ及びＮＢ間のリンクである。マルチホップの場合、ＵＬは通信がＮＢに向かう方向のリンクを示す（例えば、ＵＥからＲＮ、ＲＮからＮＢ側のＲＮ、及びＲＮからＮＢである。）。更に本発明の実施例はマルチホップシステムを最適化する手法をもたらし、1以上の受信機で設定される如何なるターゲット品質も実質的に維持され、各リンクにわたるデータのスループットは実質的に等しくなる。
【００２６】
本発明の第１形態の例によれば、ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムが提供され、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該システムは：
ｉ）基地局により導出されるインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉ）基地局に設けられ、第１計算手段を有する制御手段であって、そのような変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算し、新たな計算値はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；を有する。
【００２７】
有利なことに、本発明の第１形態の第1の例は、ｉ）中間装置の新たな送信電力を計算することで、中間装置及び基地局間のパスロス変化に起因する所望値からの変位に応答して；又はｉｉ）中間装置及びソース装置双方の新たな送信電力を計算することで、宛先装置のターゲット変化に続いて生じる潜在的な不均衡に応答して、宛先装置によって導出されたどのインジケータでも所望値に戻す手法をもたらす。
【００２８】
本発明の第1形態の実施例では、通信信号を受信する受信機又は装置により導出される品質インジケータの１つは、その受信機で受信された通信信号の強度測定値（例えば、ＲＳＳ）を含む。代替的に又は付加的に、受信機で導出されたインジケータの１つは、その装置で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値でもよいし、或いは受信装置に設定されたターゲット受信信号品質からの、その装置で受信された通信信号の品質の変分の測定値でもよい。ターゲットからの変分インジケータは、ターゲットＲＳＳからの変分、ＳＩＮＲからの変分、又はＲＳＳ及びＳＩＮＲの組み合わせに基づくターゲットからの変分でもよい。
【００２９】
好ましくは、本発明の第1形態の実施例での不均衡は、基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値及び中間装置で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値の間の差分より成る。
【００３０】
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムが提供され、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は制御手段を有し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記制御手段は中間装置及び基地局各々から前記インジケータを受信し、前記制御手段は：
ｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する計算手段；を有する。
【００３１】
有利なことに、本発明の第２形態の例はソース装置の送信電力を調整する手法を提供し、基地局で受信された通信信号の品質と中間装置で受信された通信信号の品質との間の均衡を維持又は達成しようとする。特に本発明の第２形態の例は有利なことに不均衡に応じる手段を備え、その不均衡はソース装置及び中間装置間のパスロスの変化に起因して生じるものである。
【００３２】
本発明の第２形態の実施例では、中間装置及び宛先装置各々で導出されるインジケータの１つは、その宛先装置又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の強度測定値（例えば、ＲＳＳ）を含む。代替的に又は付加的に、中間装置及び宛先装置の各々で導出されたインジケータの１つは、その宛先装置又は中華装置でそれぞれ受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値でもよい。
【００３３】
好ましくは、不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び中間装置からのインジケータ受信後に又はインジケータ（複数）の一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値を判定する。ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値は、その通信信号が伝送された時のソース装置の送信電力測定値から判定されることが好ましい。中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値は、その通信信号が伝送された時の中間装置の送信電力測定値から判定されることが好ましい。中間装置は、中間装置の現在の送信電力を示す送信電力インジケータを、中間装置及び宛先装置間のパスロスを判定するのに使用するパスロス更新手段に送信する。或いは、中間装置の送信電力測定値は、ｉ）最初の時点での中間装置の送信電力測定値及びｉｉ）その初期の時点以来生じた中間装置の送信電力変化の情報から判定されてもよい。
【００３４】
中間装置は好ましくはソース装置により送信された信号を受信する受信機；及び受信した信号又はそれから導出された信号を宛先装置に送信する送信機を有する。中間装置で受信した通信信号を中間装置から送信する通信信号と分離するための信号の二重化は、周波数分割二重化（ＦＤＤ）又は時分割二重化（ＴＤＤ）でもよい。１以上の中間装置は好ましくはいわゆる中継ノード（RN: relay node）又は中継局（ＲＳ: relay−station）から構成される。意図される最終的宛先装置でない中継ノードは信号を受信し、その信号を別のノードに送信し、信号が意図される宛先に向かって進行するようにできる。中継ノードは、受信信号がビットレベルにデコードされてハード判定を行う再生タイプでもよい。受信したパケットに誤りが発見された場合には、再送が要求され、従ってＲＮはＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱの機能を組み込んでいる。ＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱは再送要求及び以後の再送信号の受信を管理する受信技法である。一端パケットが良好に受信された場合には、ＲＮに組み込まれた何らかの無線リソース管理法に基づいて、宛先装置に向けて再送が計画される（スケジューリングされる）。或いは中継ノードは非再生タイプでもよく、その場合データは中継ノードで増幅され、その信号が次の局に転送される。中間装置又は中継ノードの機能は移動電話機や他のユーザ装置に備わってよいことが想定される。
【００３５】
好ましくは、第１計算手段による中間装置の新たな送信電力の計算に続いて、中間装置の新たな送信電力がその中間装置の最大送信電力より大きいか否かが判定される。これは命令受信後に中間装置により、又は命令発行前に制御手段により判定されてもよい。好ましくは、新たな送信電力が所与の装置の最大送信電力より大きいことが制御手段により判定された場合に、計算手段はその最大送信電力を超えない第２の新たな送信電力を計算する。
【００３６】
更に制御手段が中間装置の送信電力の変更要求を受信する場合には、制御手段は好ましくは入力信号を受信し、その要求が、基地局で導出されたターゲットインジケータからの変化に起因しているか否かを制御手段が判定できるようにする。その要求が基地局で導出されたターゲットインジケータからの変化に起因することが判定されると、第１計算手段は、中間装置の新たな送信電力に基づいて、ソース装置の新たな送信電力を更に計算し、中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値との間で発生している不均衡を実質的に防ぐようにする。ソース装置の新たな送信電力の計算に従って、好ましくは、基地局の新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいか否かを制御手段が判定する。新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいと制御手段により判定された場合には、第１計算手段は、その最大値を超えないソース装置の第２の新たな送信電力を計算する。有利なことに、第１計算手段は、ソース装置の第２の新たな送信電力の計算に続いて、中間装置の第２の新たな送信電力を計算し、その電力は、中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値との間で発生している不均衡を実質的に防ぐようにする。
【００３７】
本発明の第１形態の例は、宛先装置で導出されたインジケータの所望値からの変化を検出し、そのインジケータと中間装置で導出された同じタイプのインジケータとの間の不均衡を均衡させるように又は防ぐようにしてもよいししなくてもよいことが理解されるべきである。更に、宛先装置で設定されたターゲットＳＩＮＲからの変化に関するインジケータ変化が、ターゲットＳＩＮＲ変化の結果として検出される場合には（但し、宛先での受信ＳＩＮＲは不変のままである）、宛先装置及び中間装置で導出されたＳＩＮＲのインジケータ間には何らの不均衡もなく（宛先装置でのターゲット変更前にシステムは均衡状態にあったことを仮定している）、制御手段は中間装置及びソース装置双方の送信電力に要求される調整量を計算し、その調整量は生じているＳＩＮＲの不均衡を防ごうとする。
【００３８】
本発明の第1及び第２形態は異なる状況で生じる又は場合によっては生じるかもしれない不均衡を減らす又は防ぐ。例えば中間装置及び基地局間のパスロスが変わる或いは基地局のターゲットが変わる状況が生じ得る。これら双方のイベントは基地局で導出されるインジケータの変化を招き、有利なことに本発明の第1形態の実施例で対処できる。好ましくはこれらの実施例は宛先装置のインジケータを常に監視するインジケータ変化検出手段を有する。従って宛先装置で導出される所望値からの如何なる変化や変分も速やかに検出可能である。
【００３９】
中間装置及び基地局間のパスロス変化に従って、マルチホップシステムのバランスを取り戻すのに第1形態だけで充分であるかもしれない。多くの場合に第1形態だけでマルチホップシステムに関するバランスを維持するのに充分かもしれない。しかしながらソース装置及び宛先装置間のパスロスが変わると（これは、アドホックネットワークでの中間装置の位置変化に起因する、或いはそのリンクにわたる環境状態変化に起因するかもしれない）、その変化は、本発明の第２形態の実施例によって処理されなければならない。かくて本発明の第１及び第２形態双方を有する通信システムを用意することが望ましい。この場合本発明の第２形態の不均衡検出は周期的に実行される。かくて本発明の第１形態の好適実施例によれば、中間装置は、基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、中間装置及び基地局インジケータを制御手段に送信し、制御手段は：
ｉ）基地局及び宛先装置のインジケータ間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段；を更に有する。
【００４０】
宛先装置のターゲット変化が、中間装置及び基地局間のパスロスの実質的な同時変化によって収容される場合が生じ得る。かくてインジケータ変化検出手段が基地局に備えられ、その基地局は中間装置の送信電力を変えるための要求を制御手段に送信する場合には、そのような状況が発生した場合に、中間装置の送信電力を変更する如何なる要求も宛先装置によって生成されない。これはそのシステムで不均衡を招き、その不均衡は本発明の第１形態によっては適正化されない。なぜなら基地局の新たなターゲットは（偶然に）適合しているが、ソース装置の送信電力に対応する変更は何らなされていないからである。この比較的まれな状況は本発明の第１及び第２形態双方を使用する通信システムで対処される。なぜなら中間装置及び基地局間で受けたパスロスの測定値変化は、パスロス更新手段で検出されるからである。中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値とを均衡させるために、第２計算手段は基地局の送信電力に必要な変化量を計算する。
【００４１】
本発明の第１形態の実施例によれば、マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法が提供され、その通信システムはソース装置、宛基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するステップ；
ｉｉ）インジケータの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）そのような変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；を有し、新たな送信電力はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らす；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐ。
【００４２】
本発明の第２形態の実施例によれば、マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法が提供され、その通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置の各々で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置で導出されたインジケータの間の不均衡を検出するステップ；及び
ｉｉｉ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；を有する。
【００４３】
本発明の第１形態の実施例によれば、少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局が提供され、当該基地局は：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；又は
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出された或るインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）そのような変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算する第１計算手段を有する制御手段であって、その新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；を有する。
【００４４】
好ましくは基地局は入力信号を受信し、要求が、基地局で導出されたターゲットインジケータからの変分の変化に起因しているか否かを制御手段が判定できるようにし、その要求は宛先装置に設定されたターゲット受信信号品質の変化に起因して生じる。更に制御手段は或る命令を中間装置及び／又はソース装置に発行し、その命令は、中間装置の送信電力及び／又はソース装置の送信電力を、第１計算手段によって計算された新たな送信電力に従って変えるよう指令する。
【００４５】
好ましくは基地局は中間装置からインジケータを受信するインジケータ受信手段を更に有し、そのインジケータは中間装置で受信した通信信号の品質を表し、基地局は基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信した或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段を更に有し；及び／又は制御手段は第２計算手段を有し、第２計算手段は、そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する。好ましくは不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段はソース装置及び中間装置の間で並びに中間装置及び基地局の間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値を判定する。
【００４６】
本発明の第２形態の実施例によれば、少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局が提供され、当該基地局は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置から１以上のインジケータを受信する受信手段（インジケータは中間装置で受信された通信信号の品質を表す）；
ｉｉｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｖ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する制御手段；を有する。
【００４７】
好ましくは、不均衡検出手段はパスロス更新手段を更に有し、パスロス更新手段は、ソース装置及び並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する。制御手段は、好ましくは、第２計算手段で計算された新たな送信電力に従って、変更するソース装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に発行する命令手段を有する。
【００４８】
本発目を使用する基地局、本発明を使用する中間装置又は本発明を使用する宛先装置で実行される通信方法も提供される。
【００４９】
本発明の実施例は中継ノードが固定されているマルチホップシステムに特に有利である。更に本発明の実施例は有利なことに再生型及び非再生型中継いずれも使用されてよい。更に本発明の実施例は、維持される送信電力設定に関するセントラル化された制御を促し、中継局で必要とされる処理を最小化する点で有利である。これはネットワークの管理をより簡潔にする中央エンティティ内で制御を行うので、無線システムのオペレータに有利である。更に、万一中継局が不具合を生じた場合には、制御が基地局（ノードＢ）で行われることに起因して、集約的な測定がオペレータにより可能である。更に、中間装置での処理が最少に維持されることは、仮に中間装置が移動装置や遠隔装置であった場合に、電力消費を減らしてバッテリ寿命を延ばす観点から有利である。
【００５０】
所望値は、システムが実質的に均衡している場合に宛先装置で設定されたターゲットにおけるもの又はそれに近いものである（即ち、宛先装置で受信される通信信号の品質の測定値は、中間装置で受信される通信信号の品質の測定値と均衡している。）。かくて本発明の第１形態の例は、有利なことに、宛先装置で受信された通信信号の品質を、宛先装置で設定されたターゲット値又はそれに近い値に維持するように使用される。そして本発明の第２形態の例は、宛先装置及び中間装置の間でバランスが達成されることを保証するシステムを最適化することを要する。
【００５１】
かくてインジケータ変化検出手段は既に均衡している又は最適化されているシステムで使用されてよいことが理解されるべきである。かくて所望値からの変化は或るイベントに起因して生じ、そのイベントは宛先装置での通信信号の品質測定値の変化をもたらし、先行する中間装置に割り当てられるリソースに必要とされる変化量が決定される。
【００５２】
リソース割り当てに必要とされる変化量は第１計算手段で計算される。インジケータの変化がターゲットの変化に起因する場合には、第１計算手段はソース装置の新たな送信電力を計算し、その新たな送信電力は、宛先装置での新たなターゲット品質に起因して生じる不均衡を防ごうとする。ターゲットは変わらないがパスロスは変わり、通信信号の品質が変わる場合には、バランスを維持するために計算手段は中間装置の新たな送信電力を計算することしか要しない。ソース装置及び中間装置間のパスロス変化は、中間装置でのＲＳＳ／ＳＩＮＲの変化を招き、システム／方法で処理される必要があり、そのシステム等は本発明の第２形態を利用する、或いはインジケータ変化検出手段及び不均衡検出手段双方を利用する。
【００５３】
本発明の実施例は如何なる多重アクセス技術をも用いる無線通信システムで実行されてよく、その多重アクセス技術は、限定ではないが、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）及び直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を含む。ＣＤＭＡシステムの場合には、全ての送信は同一周波数帯域で行われ、各送信には固有のチャネライゼーションコードが割り当てられ、Gp因子は送信信号を拡散するのに使用される拡散率又は符号長を表し、或いは処理利得としても知られている。直交拡散コードの場合には、高々Gp個のチャネルが同時送信に利用可能である。
【００５４】
第１及び第２計算手段で実行される実際の計算は、可能な多数の手法で導出されてよい。マルチホップネットワーク中の受信要素各々でのＳＩＮＲの考察に基づく或る導出法が後述され、その導出法は、様々な配備状況について、マルチホップネットワークを構成する送信要素の最適な送信電力を計算するための可能な多数の解を導出する。マルチホップネットワークの受信機での通信信号品質の他の種類の測定値を考察することで及びそれらの測定値を均衡させる本発明の原理を考察することで、代替的な解が導出されてよいことを当業者は理解するであろう。
【００５５】
「ユーザ装置」なる用語は、無線通信システムで使用されるように動作する如何なる装置をも包含することが理解されるべきである。更に本発明は現在知られている技術で使用される用語で主に説明されているが、本発明の実施例は有利なことに如何なる無線通信システムに適用されてもよいことが意図され、そのシステムはソース及び宛先装置間で中継装置を介して通信信号の伝送を促す。
【００５６】
上記のどの例においても、様々な特徴はハードウエアで、１以上のプロセッサで動作するソフトウエアモジュールとして、又はそれらの組み合わせで実行されてよい。本発明は、ここで説明されたどの方法でも実行するオペレーティングプログラム（コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクト）や、ここで説明されるどの手法でも実行するためのプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な媒体ももたらす。本発明を利用するプログラムはコンピュータ読み取り可能な媒体に格納され、或いは例えばインターネットウエブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号形式でもよし、或いは多の如何なる形式でもよい。
【００５７】
本発明を更に理解するため及び本発明を実行してどのように効果が得られるかを説明するために、添付図面が例示的に参照される。
【実施例１】
【００５８】
図３を参照しながら本発明の第１形態の実施例を実行するアルゴリズム例が説明される。図３ではソース装置はユーザ装置（ＵＥ）で構成され、中間装置は再生タイプの中継ノード（ＲＮ）で構成され、宛先装置は基地局（ＮＢ）で構成される。基地局はＲＳＳを継続的に監視し、ＲＳＳのインジケータ及び目標ＲＳＳからの変分を導出する。基地局はこれらのインジケータの一方又は双方の変化を検出するインジケータ変化検出手段を備える。基地局は本発明の例による第１計算手段を有する制御手段も備える。
【００５９】
ＮＢにより導出されたインジケータの変化に続いて新たなＲＮ送信電力の明示的な計算を可能にするために、ＮＢの制御手段は現在のＲＮ送信電力の情報必要とする。この情報を得るために２つの技法が利用可能であり：１）ＮＢは最大値に加えてＲＮの初期送信電力の情報を有する；この情報は固定的なものでもよいし、ＲＮがＮＢに接続される場合に通知されてもよい。そしてＮＢはＲＮ送信電力を変更する要求が発行されるとその電力を追跡する、或いは２）ＲＮは現在の送信電力をＮＢに報告し、ＮＢでの追跡の必要性を避けてもよい。このアルゴリズムは第１の技法が使用されることを仮定している（シグナリングの複雑さがより少ない利益があるからである。）。
【００６０】
アルゴリズムの詳細は以下のように要約される：
アップリンクアルゴリズム１：パート１
トリガ：ＮＢでのＲＮ送信電力変更要求
アルゴリズム入力 要求元 原因
RN送信電力の変更要求 NB NBで導出
ＲＮ送信電力 ＮＢ ＮＢでの探知／算出
ＵＥ送信電力 ＮＢ ＮＢでの探知／算出
アルゴリズム出力 導出 宛先及び通知要求
新たなＲＮ送信電力 明示的な計算 ＲＮに通知されるＲＮ送信電力の相対的変化
新たなＵＥ送信電力 明示的な計算 ＲＮを介してＵＥに通知されるＵＥ送信電力の相対的変化
以下のシーケンスは基地局により導出されたインジケータ変化の検出後に実行され、ｉ）中間装置で受信された通信信号の品質測定値及び基地局で受信された通信信号の品質測定値の間の不均衡を実質的に減らし；又は（ＮＢ）ｉｉ）生じるその不均衡を実質的に防ぐ。
【００６１】
１．ＮＢの制御手段は、ＲＮの送信電力限界を考慮してＲＮの新たな送信電力を計算する。
【００６２】
２ａ．基地局のインジケータ変化検出手段で検出された変化が、中間装置及び基地局間の伝搬損失の変化の結果として起こったならば（例えば、ＳＩＮＲのインジケータが変化した場合）、基地局の制御手段はＲＮの送信電力の変更を指令する命令をＲＮに送信する；又は
２ｂ．基地局のインジケータ変化検出手段で検出された変化が、その基地局に関するターゲット品質インジケータ群の変化の結果として起こったならば（例えば、ターゲットＲＳＳからの変分インジケータが変化した場合）：
ｉ）第１計算手段はソース装置（ＵＥ）の新たな送信電力を計算し、その送信電力はＲＮに関して算出された新たな送信電力に対応するものである。ＣＤＭＡシステムの場合には、第１計算手段はいわゆる「遠近(near−far)」効果を最小化するように、ソース装置の新たな送信電力計算値を修正する。こうしてＵＥの送信電力は最適値から増やされる或いは減らされる。その修正はシステムオペレータの要請に依存するであろう。なぜならマルチホップによるパフォーマンスゲインに対する変則的なパワーバランス削減の影響は、複数ユーザの状況下での受信機のパフォーマンス低減に対して重み付けされなければならないからである（全ての受信信号レベルが等しくはないからである。）。
【００６３】
ｉｉ）算出された送信電力に合わせるために必要なＵＥの送信電力の調整がなされ得ることを、ＮＢはＵＥの最大送信電力を考慮しながら検査する。ＵＥの算出された新たな送信電力が満たされ得ないことが確認されると、第１計算手段はＲＮ及びＵＥ双方について修正された新たな送信電力を計算する。ＣＤＭＡシステムの場合には、第１計算手段はいわゆる「遠近(near−far)」効果を最小化するように、ソース装置の新たな送信電力計算値を修正する；及び
ｉｉｉ）第１計算手段で計算された新たな送信電力に従ってＲＮ及びＵＥの送信電力の変更を指令するように制御手段はＲＮ及びＵＥに命令を発行する。
【００６４】
上述のアルゴリズムはＲＮ及びＮＢ間で伝搬損失が変化する場合や、ターゲットＲＳＳをＮＢが修正する場合に何とか対処する。上記のアルゴリズムがＵＥの新たな送信電力を決定しないように、ＵＥ及びＲＮ間で伝搬ロスが変化する場合、及びＮＢでのターゲットとＲＮ及びＵＥ間の伝搬ロスとの双方が変化する場合を取り扱うために、本発明の第２形態の別の例を実行するアルゴリズムは以下に説明されるように周期的に動作する。
【００６５】
アルゴリズムの詳細は次のように要約される：
アップリンクアルゴリズム１：パート２
トリガ：ＮＢで周期的に実行される
アルゴリズム入力 要求元 原因
ＲＮでのＲＳＳ ＮＢ ＲＮからの通知
ＲＮでのＲＳＳ ＮＢ ＮＢで監視
ＲＮ送信電力 ＮＢ ＮＢで探知／算出
ＵＥ送信電力 ＮＢ ＮＢで探知／算出
アルゴリズム出力 導出 宛先及び通知要求
新たなＵＥ送信電力 明示的な計算 ＲＮを介してＵＥに通知されるＵＥ電力の相対的変化
新たなＲＮ送信電力 明示的な計算 ＲＮに通知されるＲＮ電力の相対的変化
伝搬損失 明示的な計算 Ｔｘ及びＲｘのパワー差から導出され、ＮＢで使用される
有利なことにアルゴリズムは図４に関して上述されたアルゴリズムと共に実行されてもよい。或いは図４に関して説明されるアルゴリズム−即ち以下のアルゴリズム−は無線マルチホップ通信システムで別個に実行可能である。
【００６６】
アルゴリズムは、ＲＮで導出された通信信号の品質（ＲＳＳ）のインジケータがＮＢに報告されることを仮定している。ＮＢはＲＮにより及びＮＢのインジケータ変化検出手段により導出されたインジケータをモニタし、２つのリンクにわたる第２計算手段による伝搬損失の計算を支援する。ＮＢはＲＮ送信電力及びＵＥ送信電力の情報を必要とし、その情報は２つの技術の一方により得られてもよい：１）ＮＢは最大値に加えてＲＮ／ＵＥの初期送信電力の情報を有し；この情報は固定的でもよいし、ＲＮ／ＵＥがＮＢに接続される場合に通知されてもよい。そしてＮＢはＲＮ／ＵＥ送信電力を変更する命令が発行されるとその電力を探知する、或いは２）ＲＮ／ＵＥは現在の送信電力をＮＢに報告し、ＮＢでの追跡の必要性を避けてもよい。このアルゴリズムは第１の技法が使用されることを仮定している（シグナリングの複雑さがより少ない利益があるからである。）。
【００６７】
１．ＮＢはＮＢ及びＲＮ双方で導出された受信信号強度のインジケータをモニタする。これをＲＮ及びＵＥ送信電力の情報と共に利用することで、ＵＥ−ＲＮ及びＲＮ−ＮＢリンクの伝搬損失を更新する。
【００６８】
２．ＵＥ−ＲＮ又はＲＮ−ＮＢの伝搬損失の変化が検出された場合には、最適なＵＥ送信電力を計算するために、ＲＮ送信電力の情報と共に、更新された伝搬損失が第２計算手段により使用される。ＣＤＭＡシステムの場合には、第１計算手段はいわゆる「遠近(near−far)」効果を最小化するように、ソース装置の新たな送信電力計算値を修正する。伝搬損失変化が一切検出されなかった場合には、アルゴリズムのその回の反復は終了する。
【００６９】
３．算出された最適送信電力が現在のＵＥ送信電力と異なっているか否かをＮＢは検査する。
【００７０】
３ａ．異なっていなかったならば、アルゴリズムのその回の反復は終了する；或いは
３ｂ．異なっていたならば：
ｉ）計算された新たなＵＥ送信電力が満たされるならば（即ち、ＵＥの最大送信電力を超えないならば）、第２計算手段によって計算された新たな送信電力に従ってＵＥがその送信電力を調整するように、ＮＢはＵＥに命令を通知する；或いは
ｉｉ）計算されたＵＥ送信電力が満たされなかった場合には、ＵＥ送信電力は満たされるものに修正される。そして第２計算手段は最適な均衡を保証する新たなＲＮ送信電力を計算する。第２計算手段によって計算された新たな送信電力に従って送信電力を調整するように、ＮＢはＵＥ及びＲＮに命令を通知する。
【実施例２】
【００７１】
［理論解析］
以下の理論解析は、様々な配備状況のマルチホップネットワークを構成する送信要素の最適な送信電力を計算するための可能な解を導出する。マルチホップネットワークのダウンリンクを形成するコネクションの場合についてのみ数式が展開されるが、導出された数式をアップリンクの場合に適用することは容易である。そのような適用は、受信ノードでの受信ＳＩＮＲの表現を展開するのに使用されたのと同じ手法を採用することで達成され、この場合送信ノードはＵＥ及びＲＮであり、この場合受信ノードはＮＢ及びＲＮである。ＲＮ及びＮＢで受信されるＳＩＮＲについての表式にいったん辿り着くと、ＵＥ及びＲＮの最適な送信電力設定値を決定するために、同じ方法論が配備状況の各々に使用可能である。シングルセルモデル及び２セルモデルを仮定しながら、各配備状況について理論的な解が得られる。２セルモデルの場合には、セル双方での配置は等しいこと及び基地局（ＢＳ）及び中間装置（Ｉ）の送信電力は同じであることが仮定される。適切ならば、Ptx_tot,RN=GpPtx,RN及びPtx_tot,NB=GpPtx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同時に送信することも仮定される。事実上これは２セルに関して最悪の状況を生み出す。
【００７２】
理論解は、マルチホップシステムの受信ノード（即ち、中間装置（Ｉ）及び宛先装置（Ｄ））で経験する信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）を考察することから発展されてもよい。特定のノードでのＳＩＮＲはそのノードで受信された通信信号の品質測定値であり、非希望信号（ノイズ及び干渉）の受信信号強度に対する希望信号の受信強度の比率である。
【００７３】
上述したように、ノイズ及び干渉に必要な考察は、中間装置で受信される信号を中間装置から送信されるものから分離するのに使用される二重化方法、中間装置の特性、及び考慮されるセル間干渉レベル（即ち、隣接セルからの干渉）に依存する。
【００７４】
以下の数式は、中間装置から宛先装置へ伝送される通信信号の全ての状況についてのＳＩＮＲを表現し、中間装置のタイプ（例えば、非再生型又は再生型）及び二重化方法に依存してそれぞれの項は無視されてもよい：
【００７５】
【数１】
ＴＤＤではなくＦＤＤの場合には括弧内の第３項は除去され、非再生型ではなく再生型の場合には括弧内の第２項が除去される。
【００７６】
図１Ｂに示されるような２セルモデルの場合には、これは次のように書ける：
【００７７】
【数２】
第２式の括弧内の最初の３つの項は第１式のものと同じである。追加的な後ろの２項は隣接している同一チャネルＮＢ，ＲＮ各々から受ける干渉に起因する。明らかに、隣接するセルが異なる周波数を利用する場合又は中継伝送に異なるタイムスロットを利用する場合には、この干渉を形成するのに必要な項は変わるであろう。これらの数式は高精度化するために３セルモデル以上に拡張可能であることが理解されるべきである。
【００７８】
基地局又はノードＢ（ＮＢ）と宛先ユーザ装置（ＵＥ）との間で中間的な中継ノード（ＲＮ）を経て伝送されるダウンリンク（ＤＬ）伝送の場合に、可能な様々な配備状況が考察される。
【００７９】
［１Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＦＤＤ−シングルセル−モデルによる再生中継］
この場合、中間のＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【００８０】
【数３】
ここで、Gpは処理利得（プロセスゲイン）であり、Ptx,RNは対象とするチャネルのＲＮにおける送信電力であり、LRN−UEはＲＮからＵＥに至るリンクでの伝搬損失であり、Ｎはノイズである。これはセル内の干渉は一切存在しないことを仮定していることに留意を要する。
【００８１】
ＮＢから信号を受信する中間ＲＮでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【００８２】
【数４】
ここで、Ptx,NBは対象とするチャネルのＮＢにおける送信電力であり、LNB−RNはＮＢからＲＮに至るリンクでの伝搬損失である。ここでも再びセル内干渉は無いことが仮定されている。
【００８３】
マルチホップリンク全体にわたるスループットは２つのＳＩＮＲ値の低い方によって制限される。なぜならそれ（低い方）はデータがエンティティに伝送されることの可能なレートを制限するからである。ＳＩＮＲの不均衡を引き起こす送信電力の如何なる増加も、マルチホップシステムのパフォーマンスを改善しないであろうし；それは単にエネルギの浪費となり、どの同一チャネルユーザにとっても干渉を増やすことになるであろう。
【００８４】
かくて中間のＲＮの受信機と宛先ＵＥの受信機とが同様に動作すると仮定するならば、ＮＢ及びＲＮの送信電力は、ＲＮ及びＵＥでのＳＩＮＲが同じになるように設定されるべきである、ということになる。送信電力の比率を設定するためにこの基準を使用すると、その比率は次式のようになる：
【００８５】
【数５】
ここで、b1,n1はＮＢからＲＮに至るリンク（長さs1）のパスロスパラメータであり、b2,n2,s2はＲＮからＵＥへのリンクに関連するものである。数式（３）を用いることで、他方に与える送信電力を見出すことができる。
【００８６】
［１Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる再生中継］
この場合、送信電力の式は、他セルで行っている送信によって引き起こされる干渉を考慮することによって導出される。
【００８７】
この場合、中間ＲＮから信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは、次のようになる：
【００８８】
【数６】
最適なＮＢ送信電力は（４）及び（２）を等しく設定することで見出される。従って：
【００８９】
【数７】
である。所与のソースＮＢ送信電力の下での中間ＲＮ送信電力を見出すために、（５）は次のように書き直すことができる：
【００９０】
【数８】
［２Ａ．］
［図１ＡのシングルセルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
ＲＮの受信及び送信動作を分離するためにＴＤＤを利用し、２つのリンク（ソースから中間へ及び中間から宛先へ）が同一周波数で動作することが仮定される（即ち、もはや全二重ではない。）。ＲＮが送信するタイムスロットはＮＢによっては使用されず、ＦＤＤ二重化法の再生中継の場合に関して説明された数式が使用可能であることが仮定される。しかしながら、ソースＮＢが或るＲＮと異なる装置又はノードと通信するためにその中間ＲＮと同じタイムスロットを使用するならば、そのＲＮによる送信に起因して干渉が生じることになる。この場合、中間ＲＮから通信信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式のように与えられる：
【００９１】
【数９】
ここで、Ptx_tot,NBはＮＢからの全送信電力であり、LNB−UEはＮＢからＵＥに至るリンクでの伝搬損失である。この場合、同じＳＩＮＲを保証するＲＮでの送信電力は次式で与えられる：
【００９２】
【数１０】
数式（３）及び数式（８）を比較すると、もはや単純な比率は理想的な均衡をもたらさないことが分かる。Ptx_tot,NB＝GpPtx,NBであるとすると、数式（８）は次のように書ける：
【００９３】
【数１１】
（９）式より、所与のＮＢ送信電力の下で理想的なＲＮ送信電力を決定することができる。２番目の括弧内の２番目の項が無視できるようにシステムの設定がなされていたならば（即ち、Ptx_tot,NB/NLNB−UE<<1）、ＦＤＤデュプレックス法による再生中継の場合に関する上述の基準が使用可能になることは、言及に値するであろう。
【００９４】
所与の或るＲＮ送信電力の下でのＮＢ送信電力は（９）の根から見出すことができる、ということになる。次のように簡略化された形式で数式（９）は：
【００９５】
【数１２】
のようになる。ここで、
【００９６】
【数１３】
である。（１０）の根は次式で与えられる：
【００９７】
【数１４】
送信電力は正の数なので、１つの解のみが定まり、従ってＲＮ及びＵＥで等しいＳＩＮＲを保証するＮＢでの最適な送信電力は、次式で与えられる：
【００９８】
【数１５】
最後に、上記の定義を利用して（９）を書き直すことができ、それは同様に簡易な形式で最適なＲＮ送信電力を与える：
Ptx,RN= bPtx,NB+a(Ptx,NB)2 （１３）。
【００９９】
［２Ｂ．］
［図１Ｂで示される２セルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
双方での配備が同じであり、ＮＢ及びＲＮでの送信電力が同じであると仮定することに加えて、適切ならばPtx−tot,RN=Gp Ptx,RN及びPtx−tot,NB=Gp Ptx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同じ時間に送信することが仮定される。これは事実上２セルの場合の劣悪な状況を生み出す。
【０１００】
この場合、中間ＲＮから信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは、次のようになる：
【０１０１】
【数１６】
最適なＮＢ送信電力は（１４）及び（２）を等しく設定することで見出すことができる：
【０１０２】
【数１７】
最適なＮＢ送信電力は正の解から見出される：
【０１０３】
【数１８】
解は次式で与えられる：
【０１０４】
【数１９】
ここで、この場合には
【０１０５】
【数２０】
であり、ｂ及びc双方がRN送信電力の関数になる。
【０１０６】
そのＮＢ送信電力の下で、ＲＮ送信電力を見出すために（１５）を書き直すことができる。最適なＲＮ送信電力は次式のように与えられることになる：
【０１０７】
【数２１】
［３Ａ．］
［図１Ａに示されるＦＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
この例の場合とＦＤＤ二重化法に関して使用された再生中継ノードの場合との間の相違は、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮでのＳＩＮＲの関数になっていることであり、ＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【０１０８】
【数２２】
理想的なバランス（均衡）はＵＥでのＳＩＮＲをＲＮでのものに等しく設定することによってはもはや導出されない結果となる。（１９）によれば、ＲＮでのＳＩＮＲは、ＵＥでのターゲットＳＩＮＲが得られるのを妨げないように設定されることを要する。しかしながらＮＢ電力はＲＮでの或るレベルを超えて生じるＳＩＮＲを制限するように抑制される必要があり、そのＳＩＮＲは、実際上必要とされる以上の過剰な干渉及び無駄な送信電力を生じることになってしまうものである。
【０１０９】
図５は２つの異なる配備状況について、ＮＢ及びＲＮ送信電力の設定内容が、ＲＮに接続されたＵＥでのＳＩＮＲにどのように影響するかを示す。
【０１１０】
かくて最適解は、図５に示される面の中でシステムが山折りの対角線に沿って(diagonal fold)実際上動作するようにＮＢ及びＲＮの送信電力を選択することであることが理解できる。（１９）の１階微分を計算し、ＵＥでのＳＩＮＲに関してＮＢ又はＲＮ送信電力が最も少なく増える結果となる地点を見つけることで、そのような解を実現できる。
【０１１１】
（１９）の第１導関数を判定するために、（１９）は次式のように書き直される：
【０１１２】
【数２３】
次式のように定義する。
【０１１３】
【数２４】
（２０）は次式のように簡略化できる：
【０１１４】
【数２５】
Ptx,NBによるSINRの変化率を求めるために、商の微分規則が使用される：
【０１１５】
【数２６】
要求される勾配及びPtx,RNの下で（２２）をPtx,NBに関して解くことで、最適なＮＢ送信電力を見出すことができる：
【０１１６】
【数２７】
ＮＢの最適送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見出すために、（２１）の微分がPtx,RNに関して実行される。この場合、１次導関数は次式で与えられる：
【０１１７】
【数２８】
そして、ＮＢの最適送信電力の下での最適なＲＮ送信電力は、次式で与えられる：
【０１１８】
【数２９】
［３Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
２セルモデルでは、セル端における宛先ＵＥの良好でない状況に関するＳＩＮＲは、次式で与えられる：
【０１１９】
【数３０】
２つのＲＮの送信電力が等しく、２セルの配置が等しく、Ptx_tot,RN= GPPtx,RN であると仮定すると、（２６）式の簡略化された形式が次式のように得られる：
【０１２０】
【数３１】
１階微分は次のようになる：
【０１２１】
【数３２】
かくて最適なＮＢ送信電力は次式により見出される：
【０１２２】
【数３３】
最適なＲＮ送信電力はPtx,RNに関して（２７）の微分を計算することで見出される：
【０１２３】
【数３４】
かくて最適なＲＮ送信電力は次式により見出される：
【０１２４】
【数３５】
［４Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＴＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継］
この状況は非再生的な上記の場合と同様であるが、目下の場合ＮＢからの干渉が考慮されなければならない点が異なる。ＮＢはＲＮと同一周波数及び同一時間に送信を行うからである。この場合、ＲＮによって送信された通信信号を受信しているＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【０１２５】
【数３６】
Ptx,NB/ Ptx,RNが大きすぎる場合には、ＵＥでのＳＩＮＲは不十分なＲＮ送信電力に起因して制限され、ＲＮへの接続のリンクパフォーマンスが優れた領域に相応しくなり、ＮＢへの接続は減少する。逆にそれが非常に小さかったならば、ＵＥでのＳＩＮＲは、ＲＮでの低いＳＩＮＲによって制限される。
【０１２６】
この場合、図６に示されるように、ＦＤＤ二重化法と共に使用された非再生的中継の場合に説明されたものよりも、バランスは更に繊細に（複雑に）なる。最適な動作点は（３２）の第１導関数がゼロに等しくなる点を発見することで与えられる。この最適点を見つけるために、（３２）は先ず次の形式に書き直される：
【０１２７】
【数３７】
ここで次式が定義される：
【０１２８】
【数３８】
上記の［３Ａ．］での議論による定義と、
【０１２９】
【数３９】
の式から、（３３）は次式のように簡易化できる：
【０１３０】
【数４０】
次の段階は、次式を解くことで（３４）の放物関数の１つの最大値を見つけることである：
【０１３１】
【数４１】
（３４）の１次微分を見出すために商規則を利用することで、次式を得る：
【０１３２】
【数４２】
ｙの最大値は（３６）をゼロに等しく設定し、Ptx,NBに関して解くことで発見可能である。ＵＥでの最大ＳＩＮＲは次式のように置くことで得られる：
【０１３３】
【数４３】
従ってＲＮの所与の送信電力の下で、ＲＮに接続されたＵＥでの最大ＳＩＮＲを保証する対応するＮＢ送信電力を見出すために、（３７）を利用することができる。
【０１３４】
そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を発見する場合には、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮ送信電力の二次関数でないような、ＦＤＤ二重化法と共に使用される非再生的中継ノードの場合に上述されたものと同様の手法が使用可能である。最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（３４）は次のように書き換えられる：
【０１３５】
【数４４】
１次微分は次のようになる：
【０１３６】
【数４５】
Ptx,RNに関して（３９）を解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が次式のように得られる：
【０１３７】
【数４６】
図６の面、（３４）の関数形及び（４０）の結果を見ることで、ＮＢ送信電力が小さかった場合には、ＲＮ送信電力のＳＩＮＲ変化率は、ＲＮ送信電力の増加に関して減少することが明らかである。しかしながら大きなＮＢ送信電力の場合には、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近い。これは、（４０）にまとめられているこの場合の問題の解が無限になることの結果である。
【０１３８】
［４Ｂ．］
［図１に示されるＴＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継］
セル端のＵＥの見地から、より悪い状態は、隣接するセルがＲＮ送信に使用されるのと同じタイムスロットを用いるＴＤＤ法を使用する場合である。セルが同じ配置及び送信電力でサイズが等しく、Ptx_tot,RN/NB=GpPtx,RN/NB であると仮定すると：
【０１３９】
【数４７】
である。この場合（４）式の簡略化された形式は次式のようになる：
【０１４０】
【数４８】
そして第１微分は次のようになる：
【０１４１】
【数４９】
最終的に、（４３）をゼロに等しく設定し且つPtx,NBに関して解くことで最大値が得られる：
【０１４２】
【数５０】
そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（４２）は次のように書き直せる：
【０１４３】
【数５１】
第１微分は次のようになる：
【０１４４】
【数５２】
Ptx,RNに関して解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が得られる：
【０１４５】
【数５３】
再び、大きなＮＢ送信電力の場合に、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近くなる。これは（４７）の解は無限になる結果になる。
【０１４６】
最適な送信電力バランスは、様々な中継や二重化法に関する及び２つの別々の配備状況に関する上記の解に基づいて決定される。それらの配備状況（シナリオ）は表３にまとめられ、（４８）のパスロスの式に関する伝搬パラメータは表４の中にある。
【０１４７】
L=b+10 n logd （４８）
【０１４８】
【表３】
表３：配備シナリオ
送信機受信機間の隔たりはセル半径に等しい（即ち、ＵＥはセル半径の場所に位置する）。示されているＲＮ位置は、ＮＢが位置するセル中心を基準とする距離である。従ってＲＮ位置はＮＢからＲＮまでの距離である。そしてＲＮ−ＵＥはセル半径及びＮＢ−ＲＮ距離の差分である。
【０１４９】
【表４】
表４：伝搬パラメータ
＿再生中継
ＦＤＤに関して（３）及び（５）の式に及びＴＤＤに関して（１２）及び（１７）の式に表３及び表４に与えられる値を代入することで、所与のＲＮ送信電力の下で最適なＮＢ送信電力を見出すことができる。図７Ａは、２つの配備状況についてＦＤＤ及びＴＤＤ双方のＲＮ送信電力の関数として、最適なＮＢ送信電力を示す。
【０１５０】
＿ＦＤＤによる非再生中継
図７Ｂに示されるように、パラメータを（２３）及び（２４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。
【０１５１】
＿ＴＤＤによる非再生中継
図７Ｃに示されるように、パラメータを（３７）及び（４４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。
【０１５２】
［システムレベルシミュレーション結果］
図７Ｃの結果に基づいて予測されるスループットゲインの最適送信電力設定内容を確認するため、ＲＮ及びＮＢの送信電力が最適ポイント近辺で変化する平均パケットコールスループットゲインを用いて、３番目の送信時間間隔毎に伝送内容を中継するＴＤＤ二重化の非再生的中継を行うマルチホップＨＳＤＭＡネットワークのシステムシミュレーションが行われた。
【０１５３】
表３で説明済みの２つの配備状況についてのシステムレベルシミュレーション結果が提示される。シミュレーションパラメータは以下の表５及び表６に掲げられる。
【０１５４】
【表５】
表５：配備パラメータ
【０１５５】
【表６】
表６：シミュレーションパラメータ
双方の配備状況に関し、ユーザによって体験される平均パケットコールスループットのゲイン（３０ｄＢｍのＮＢ送信電力でシングルホップシステムの場合に観測される）が、４つの異なるＲＮ送信電力についてのＮＢ送信電力の関数としてプロットされている。図８Ａは配備状況（シナリオ）１に関するゲインを示し、図８Ｂはシナリオ２に関するゲインを示す。
【０１５６】
ＮＢからＵＥへのリンクのチャネルゲインは、ＮＢからＲＮ及びＲＮからＵＥへのリンクに関するものより３ｄＢ高くなっていることに留意を要する。これは、ＲＮに接続されたＵＥが体験する別のＮＢからの干渉は、図７Ａ，７Ｂ及び７Ｃに関して上述されたリンク分析に使用されたものの二倍になることを意味する。
【０１５７】
このチャネルゲインは送信信号の多数のレプリカが受信されることに起因し、これら全てについての電力が加算される場合には、ＮＢからＵＥへのチャネルの場合に、合計電力はＮＢからＲＮへ又はＲＮからＵＥへのチャネルで２倍になる。これが３ｄＢの説明となる（３ｄＢは２倍に等しい。）。ＮＢからＵＥへのチャネルに関してチャネルゲインの結果はより高くなり、これは、マルチパスを介したチャネルゲインが一切考慮されない地点に至るまで、受信信号電力が分析に使用されたものよりも３ｄＢ（即ち、２倍）高くなることを意味する。
【０１５８】
［リンクベースの予測及びシステムシミュレーションの比較］
図９は各配備状況についてＴＤＤの非再生的中継用のＲＮ送信電力の関数として、最適ＮＢ送信電力を示し、ＮＢからＵＥへのリンクは他のリンクに比べて３ｄＢのゲインを有することが仮定されている。この場合、シミュレーションで使用されたＲＮ送信電力について、ＮＢでの予測された送信電力は、スループットゲインに関する表７に掲載され、そのゲインはこれらの設定値が使用された場合に得られる達成可能な最大値である。
【０１５９】
【表７】
表７：予測される最適ＮＢ送信電力及びその結果のシミュレーションスループットゲイン（観測される最大ゲインと比較された、その設定値から達成可能な値）
上記の数式に基づく技法を用いて本発明による好適実施例に従ってパワーバランスが図られる場合に、選択されるパワーバランスは一般に最適地点の利用域内にあることを、表７、図７Ａ及び図８Ｂは示す。特に使用される送信電力に関し、ゲインは常に達成可能な最大値の１０％以内にあることが示され、そのズレはマルチセルシステムをモデル化するのに２セルモデルを利用していることに起因する。
【０１６０】
送信電力の均衡を図る必要性は図８Ａ及び８Ｂ双方に提示される結果から明白であり、ＮＢ送信が最適ポイントを超えて増やされる場合には、より多くの信号エネルギを放出するにもかかわらず、かなりのゲイン劣化が経験されることが示される。ＮＢ送信電力が注意深く選択されるならば、ＲＮ送信電力に対するゲインの感度が減らされることも示される。
【０１６１】
以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。
【０１６２】
（付記１）
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は該基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該システムは：
ｉ）基地局により導出されるインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉ）基地局に設けられ、第１計算手段を有する制御手段であって、前記変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算し、新たな計算値はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【０１６３】
（付記２）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記１記載の通信システム。
【０１６４】
（付記３）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記１又は２に記載の通信システム。
【０１６５】
（付記４）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変化の測定値を含む
ことを特徴とする付記１，２又は３に記載の通信システム。
【０１６６】
（付記５）
前記不均衡が、基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率の測定値と中間装置で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率の測定値との間の差分を含む
ことを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の通信システム。
【０１６７】
（付記６）
前記インジケータ変化検出手段が基地局に設けられ、前記基地局は要求送信手段を更に有し、該要求送信手段は、インジケータ変化検出手段による変化の検出後に、中間装置を経て又は直接的に中間装置の新たな送信電力に関する要求を第１計算手段に送信し、新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐ
ことを特徴とする付記１乃至５の何れか１項に記載の通信システム。
【０１６８】
（付記７）
前記第1計算手段は前記基地局から送信された要求を受信し、前記第1計算手段は、制御手段で該要求を受信した後に、該要求を満たす中間装置の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記６記載の通信システム。
【０１６９】
（付記８）
前記制御手段は、前記第1計算手段による中間装置の新たな送信電力の計算後に、中間装置の新たな送信電力が該中間装置の最大送信電力より大きいか否かを判定する
ことを特徴とする付記１乃至７の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７０】
（付記９）
前記新たな送信電力が前記最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記第１計算手段は、中間装置の前記最大送信電力を超えない中間装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記８記載の通信システム。
【０１７１】
（付記１０）
前記制御手段が入力信号を受信し、前記入力信号は、前記要求が、基地局により導出されたターゲットインジケータからの変化に起因するか否かを判定可能にし、前記変化は基地局に設定されたターゲット受信信号品質の変化に起因する
ことを特徴とする付記６乃至９の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７２】
（付記１１）
前記要求が基地局により導出されたターゲットインジケータからの変化に起因することが確認された場合に、前記第１計算手段は、中間装置用に計算された新たな送信電力に基づいて、ソース装置用の新たな送信電力を更に計算し、中間装置で受信された通信信号の品質測定値と基地局で受信された通信信号の品質測定値との間で生じている不均衡を実質的に防止するようにする
ことを特徴とする付記１０記載の通信システム。
【０１７３】
（付記１２）
前記制御手段は、ソース装置の新たな送信電力の計算後に、ソース装置の新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいか否かを確認する
ことを特徴とする付記１１記載の通信システム。
【０１７４】
（付記１３）
前記新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記第１計算手段は、前記最大送信電力を超えないソース装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記１２記載の通信システム。
【０１７５】
（付記１４）
前記第１計算手段は、ソース装置の第2の新たな送信電力の計算後に、生じている不均衡を防ぐ中間装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記13記載の通信システム。
【０１７６】
（付記１５）
前記中間装置は、該中間装置で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、中間装置及び宛先装置の各々は導出された或るインジケータを制御手段に送信し、制御手段は：
ｉ）宛先装置で送出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段；
を更に有することを特徴とする付記１乃至１４の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７７】
（付記１６）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局で受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記１５記載の通信システム。
【０１７８】
（付記１７）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記１５又は１６に記載の通信システム。
【０１７９】
（付記１８）
不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び宛先装置双方からのインジケータ受信後に又は制御手段で受信された複数のインジケータの一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記１５又は１６に記載の通信システム。
【０１８０】
（付記１９）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時のソース装置の送信電力測定値から、ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記１８記載の通信システム。
【０１８１】
（付記２０）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時の中間装置の送信電力測定値から、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記１８又は１９に記載の通信システム。
【０１８２】
（付記２１）
前記中間装置は、該中間装置の現在の送信電力の測定値を示す送信電力インジケータを前記パスロス更新手段に送信し、該パスロス更新手段は、送信電力インジケータを受信し、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスを判定するために該送信電力インジケータを利用する
ことを特徴とする付記２０記載の通信システム。
【０１８３】
（付記２２）
中間装置の送信電力の情報が、ｉ）初期時点での中間装置の送信電力の測定値から及びｉｉ）該初期時点以来生じた中間装置の送信電力の変化を示す情報から決定される
ことを特徴とする付記１８記載の通信システム。
【０１８４】
（付記２３）
付記６に従属する場合であって、中間装置の送信電力の変更要求が基地局から無かったときに、パスロス更新手段で決定される中間装置及び基地局間で受けるパスロスの測定値の変化に続いて、前記第２計算手段は、ソース装置の送信電力に要求される変更を計算し、中間装置及び基地局で導出される信号強度インジケータのバランスを保つ
ことを特徴とする付記１８乃至２２の何れか1項に記載の通信システム。
【０１８５】
（付記２４）
付記１０に従属する場合であって、前記入力信号が、前記パスロス更新手段により決定される中間装置及び基地局間で受けるパスロスのインジケータを含む
ことを特徴とする付記１８乃至２２の何れか1項に記載の通信システム。
【０１８６】
（付記２５）
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は制御手段を有し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記制御手段は中間装置及び基地局各々から前記インジケータを受信し、前記制御手段は：
ｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する計算手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【０１８７】
（付記２６）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局でそれぞれ受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記２５記載の通信システム。
【０１８８】
（付記２７）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記２５又は２６に記載の通信システム。
【０１８９】
（付記２８）
不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び宛先装置双方からのインジケータ受信後に又は制御手段で受信された複数のインジケータの一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記２５，２６又は２７に記載の通信システム。
【０１９０】
（付記２９）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時のソース装置の送信電力測定値から、ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記２８記載の通信システム。
【０１９１】
（付記３０）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時の中間装置の送信電力測定値から、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記２８又は２９に記載の通信システム。
【０１９２】
（付記３１）
前記中間装置は、該中間装置の現在の送信電力の測定値を示す送信電力インジケータを前記パスロス更新手段に送信し、該パスロス更新手段は、送信電力インジケータを受信し、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスを判定するために該送信電力インジケータを利用する
ことを特徴とする付記３０記載の通信システム。
【０１９３】
（付記３２）
中間装置の送信電力の測定値が、ｉ）初期時点での中間装置の送信電力の測定値から及びｉｉ）該初期時点以来生じた中間装置の送信電力の変化を示す情報から決定される
ことを特徴とする付記３１記載の通信システム。
【０１９４】
（付記３３）
前記計算手段は、ソース装置及び中間装置間で受けるパスロスの測定値の変化後に、ソース装置の送信電力に要求される変化を計算し、中間装置及び基地局で導出される信号強度インジケータのバランスを保つ
ことを特徴とする付記２８乃至３２の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９５】
（付記３４）
前記制御手段は、ソース装置の新たな送信電力の計算後に、ソース装置の新たな送信電力が該ソース装置の最大送信電力より大きいか否かを判定する
ことを特徴とする付記２５乃至３３の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９６】
（付記３５）
前記新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記計算手段は、前記最大送信電力を超えないソース装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記３４記載の通信システム。
【０１９７】
（付記３６）
前記第２計算手段は、ソース装置の第２の新たな送信電力の計算後に、中間装置の新たな送信電力を計算し、該新たな送信電力は基地局及び中間装置の信号強度インジケータ間の不均衡を軽減又は防止する
ことを特徴とする付記３５記載の通信システム。
【０１９８】
（付記３７）
前記制御手段は、前記計算手段で計算された新たな送信電力に従って、中間装置の送信電力及び／又はソース装置の送信電力の変更を指示する命令を、中間装置に及び／又はソース装置に発行する
ことを特徴とする付記１乃至３６の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９９】
（付記３８）
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するステップ；
ｉｉ）前記インジケータの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有し、該新たな送信電力はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らす；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする方法。
【０２００】
（付記３９）
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置各々で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置で導出されたインジケータの間の不均衡を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【０２０１】
（付記４０）
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；又は
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出された或るインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算する第１計算手段を有する制御手段；
を有し、前記新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする基地局。
【０２０２】
（付記４１）
当該基地局は入力信号を受信し、該入力信号は、基地局で導出されたターゲットインジケータからのずれの変化に前記要求が起因して居るか否かを制御手段が判定することを可能にする
ことを特徴とする付記４０記載の基地局。
【０２０３】
（付記４２）
制御手段は、第１計算手段で計算された新たな送信電力に従って、変更するソース装置の送信電力及び／又は中間装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に及び／又は中間装置に発行する命令手段を更に有する
ことを特徴とする付記４０又は４１に記載の基地局。
【０２０４】
（付記４３）
中間装置で受信された通信信号の品質を示すインジケータを中間装置から受信するインジケータ受信手段を有し、前記基地局は、該基地局で導出されたインジケータと中間装置から受信したインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段を更に有し、前記制御手段は、該不均衡の検出後に、不均衡を実質的に減らす当該ソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する
ことを特徴とする付記４０，４１又は４２に記載の基地局。
【０２０５】
（付記４４）
前記不均衡検出手段が、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定するパスロス更新手段を更に有する
ことを特徴とする付記４３記載の基地局。
【０２０６】
（付記４５）
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置で受信された通信信号の品質を表す１以上のインジケータを中間装置から受信する受信手段；
ｉｉｉ）当該基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｖ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【０２０７】
（付記４６）
前記不均衡検出手段がパスロス更新手段を有し、該パスロス更新手段は、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記４５記載の基地局。
【０２０８】
（付記４７）
前記制御手段は、計算手段で計算された新たな送信電力に従って、ソース装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に発行する命令手段を更に有する
ことを特徴とする付記４５又は４６に記載の基地局。
【０２０９】
（付記４８）
コンピュータにロードされた場合に、付記１乃至３７の何れか１項に記載の通信システムの基地局として動作させる又は付記４０乃至４８の何れか１項に記載の基地局として前記コンピュータを動作させるコンピュータプログラム。
【０２１０】
（付記４９）
キャリア媒体により持ち運ばれる付記４８記載のコンピュータプログラム。
【０２１１】
（付記５０）
前記キャリア媒体が記録媒体である
ことを特徴とする付記４９記載のコンピュータプログラム。
【０２１２】
（付記５１）
前記キャリア媒体が伝送媒体である
ことを特徴とする付記４９記載のコンピュータプログラム。
【図面の簡単な説明】
【０２１３】
【図１Ａ】無線通信システムのシングルセル／中継モデルを示す図である。
【図１Ｂ】無線通信システムの２セル／中継モデルを示す図である。
【図２Ａ】パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。
【図２Ｂ】パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。
【図３】本発明の第１形態を用いるアルゴリズムを示す図である。
【図４】本発明の第１形態を用いるアルゴリズムを示す図である。
【図５Ａ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図５Ｂ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図６Ａ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図６Ｂ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図７Ａ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図７Ｂ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図７Ｃ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図８Ａ】シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。
【図８Ｂ】シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。
【図９】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である（ソース及び宛先装置間の通信リンクは、より短いマルチホップリンクに比較して３ｄＢの利得を有することが仮定されている。）。
【符号の説明】
【０２１４】
１ インジケータ導出手段； ２ インジケータ変化検出手段； ３ 決定手段； ４ 第１計算手段； ５ 第２計算手段； ６ 要求受信手段； ７ 制御／命令手段； ８ａ 要求リレー； ８ｂ 要求修正手段； ９ インジケータ受信手段； １０ インバランス検出手段； １１ 基地局； １２ 中間装置； １３ ソース装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から宛先装置へ信号を伝送する無線通信システム及び関連する方法に関する。特に本発明はマルチホップ通信システムでのデータスループットを改善する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信信号が空間を伝搬する際に散乱又は吸収されることに起因して、伝搬損失又は「パスロス」が生じると、信号強度の減少を引き起こすことが知られている。送信機及び受信機間のパスロスに影響する要因は：送信機のアンテナの高さ、受信機のアンテナの高さ、キャリア周波数、散乱タイプ（都市、都市近郊、田舎）、形態の詳細（高度、密度、隔たり、地勢（丘上、平坦））等を含む。送信機及び受信機間のパスロスＬ（ｄＢ）は次のようにモデル化できる：
L=b+10nlogd （Ａ）
ここでｄ（メートル）は送信機−受信機間の隔たりであり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパスロスパラメータであり、絶対パスロスはl=10(L/10)で与えられる。
【０００３】
図１Ａは基地局（３Ｇ通信システムでは「ノードＢ」（ＮＢ）として知られている）、中継ノード（ＲＮ）及びユーザ装置（ＵＥ）を有するシングルセル２ホップ無線通信システムを示す。信号がダウンリンク（ＤＬ）で基地局から宛先ユーザ装置（ＵＥ）へ中継ノード（ＲＮ）を介して伝送される場合には、基地局はソース装置（Ｓ）を構成し、ユーザ装置は宛先装置（Ｄ）を構成する。通信信号がアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノードを経て基地局に伝送される場合には、ユーザ装置がソース装置を構成し、基地局が宛先装置を構成する。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり：ソース装置からの信号を受信する受信機と；その信号を又はそれから導出したものを宛先装置へ送信する送信機を有する。
【０００４】
以下の表１はマルチホップ伝送システムにおける様々なリンクで伝送された信号のパスロス計算値のいくつかの具体例を与え、そのリンクはソースから宛先（ＳＤ）、ソースから中間（ＳＩ）及び中間から宛先（ＩＤ）である。ここでｂ及びｎはリンクの各々で同じままであるように仮定されている。
【０００５】
【表１】
表１
上記の計算例は、間接的なリンクで体験する絶対パスロスの合計ＳＩ＋ＩＤは直接的なリンクＳＤで体験するパスロスより少ないことを示す。言い換えればそれは次のように書ける：
L(SI)+L(ID)<L(SD) （Ｂ）
従って単一の伝送リンクを２つの短い伝送セグメントに分割することは、パスロス及び距離の間の非線形関係を引き出す。数式（Ａ）を用いたパスロスの簡易な理論分析により、全体的なパスロスの減少（及び信号強度及びデータスループットにおける改善又は利益）は、ソース装置から宛先装置へ直接的に伝送されるのではなく、中間装置（例えば、中継ノード）を介してソース装置から宛先装置へ信号が伝送される場合に達成されることが理解できる。実現されるならばマルチホップ通信システムは送信機の送信電力を潜在的に削減可能にする。これは、電磁放射に晒されることを減らすだけでなく干渉レベルの低減効果をももたらす。
【０００６】
明らかに、パスロス及び距離の間の非線形関係に起因して、ソース及び宛先に対する中間装置の位置は、ソース及び宛先間の直接的な即ちシングルホップの伝送に比較して、マルチホップ伝送が有するポテンシャルゲインに決定的に影響する。このことはマルチホップ伝送で達成される理論的ゲインのグラフ表現を示す図２Ａに示され、図２Ａはソース装置及び宛先装置間の中間装置の相対的な規格化された位置に対する全パワーロス（ｄＢ）をプロットしている。
【０００７】
先ず、ソース及び宛先間の直接的なリンクの線上に中間ノードが位置している場合（この場合、経路延在因子（ｓ）＝１である）を考えると、ポテンシャルゲインは、中間点から離れてソース装置へ又は宛先装置へ向かうにつれて減少することが理解できる。同様に中間装置の位置が直接リンクの線上から離れるにつれて、２つの伝送セグメントの合計の全経路長が伸びるにつれて（経路延在因子をｓ＝１．１，ｓ＝１．２等のように増やすにつれて））、理論的ゲインのグラフ領域が再び減少していることが分かる。
【０００８】
しかしながらマルチホップ通信システムの適用性を検査するために実行されたシミュレーションは、意外にもデータスループットの低いゲインを示した。実際、経験するゲインはパスロスの数式Ａに基づく簡易な分析で示唆されるポテンシャルゲインを大きく下回る。その結果、信号範囲の拡張性、ソース及び宛先間での信号伝送に要する全送信電力を潜在的に削減できること、及びマルチホップでなかったならば到達できないノードへの接続性等の観点からマルチホップシステムが示す潜在的な利点にもかかわらず、無線システムオペレータはマルチホップネットワークを実現することを思いとどまっている。
【０００９】
予測されるゲインとシミュレーションされたゲインの間にそのような不一致が存在する理由の1つは、前者の予測が、パスロスパラメータｂ及びｎが全てのリンクで同じであるとする仮定に基づくことである。つまり実際には、これらの値は、中継ノードの高さと比較したソース装置及び宛先装置のアンテナ高さに起因して変化する。かくて更に現実的な値のテーブルが以下の表２に与えられる。表中３ＧＰＰの項で示される値は、中間装置のアンテナ高さがおおよそソース及び宛先装置でのアンテナ高さの間のどこかにあることを考慮のうえ、３ＧＰＰで使用されるモデルを適用することで得られたものである。ＵｏＢの項で示される値はブリストル市における典型的な配備に基づいてブリストル大学で行われたモデリングから導出されたものである。
【００１０】
【表２】
表２
図２Ｂには、表２のパスロスパラメータを用いたグラフ（全パスロス対規格化された中継ノード位置）が示されている。理論的な中継ノードの位置を調整しながら全パスロスを計算するために、より現実的なパスロスパラメータ群が使用される場合には、図２Ａの完全な「釣り鐘形状」は得られないことが理解できる。実際、グラフの領域は減少している。中継ノード又はユーザ装置の位置の比較的小さな変化は、通信リンクにおける絶対パスロスの変化を招き、受信装置における通信信号の品質にかなりの影響を与えることが分かる。従って、達成されるゲインがマルチホップ伝送により得られる場合には、ソース及び宛先間の直接的な伝送に比較して、中間装置又は中継ノードの位置は重要である。
【００１１】
しかしながら現実世界で遭遇しそうなパスロスパラメータのより正確な考慮に基づいて予測を行っても、マルチホップシステムのシミュレーションは、予想されるゲインと一致しないという結果を示した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、マルチホップ通信システムでのデータスループットを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態は、ソース装置、宛先装置及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムを提供し、前記ソース装置及び中間装置の各々は、通信信号を又はそこから導出された信号を前記宛先装置へ向かう通信方向で送信する送信機を有し、前記宛先装置及び中間装置の各々は、通信信号を又はそこから導出された信号を受信する受信機を有し、前記通信システムは：
ｉ）前記宛先装置で受信された前記通信信号の品質の測定値；及び
ｉｉ）前記又は各々の中間装置で受信された前記通信信号の品質の測定値；
の間で実質的にバランスをとる又は維持するように、１以上の送信機に割り当てられるリソースの測定値を又は測定値の変化を判定する判定手段を有する。
【００１４】
当然に、宛先装置で実際に受信される通信信号は、ソース装置から送信された通信信号でもよいし、それから導出された通信信号でもよいことが理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適実施例は、中間装置で受信された通信信号の品質測定値及び宛先装置で受信された通信信号の品質測定値の「均衡−バランス(balance)」を維持する又は達成しようとする。好ましくは、判定手段が1以上の装置の送信電力の変更を判定し、その装置は本発明を利用する通信システムの通信信号を送信し、中間装置で受信される通信信号の品質測定値と宛先装置で受信される通信信号の品質測定値との間の実質的な不均衡を減らす又は防ぐ（即ち、実質的な「バランス」を達成又は維持する。）。
【００１６】
本発明を利用する通信システムで不均衡が存在することは、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との直接的な比較により明らかにされる。或いは不均衡はマッピング関数により比較がなされた場合に明らかにされてもよい。従って等しい値の測定値が均衡したシステムに対して等しいとしない状況が存在してもよいし、同様に異なる値の測定値が均衡したシステムに等しいとされてもよい。
【００１７】
システムを最適化するために、及び／又は中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値とを実質的に均衡させるために、本発明の実施例はマルチホップシステムの配備に先だって使用されてよいことが想定される。全てのリンクにわたる通信信号品質の測定値の「バランス」を達成及び維持するために、 本発明の実施例は既存のマルチホップシステムで実現されてよいことも想定される。かくて本発明は、宛先装置のＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータと中間装置でのＲＳＳ又はＳＩＮＲのインジケータとの間で実質的な「均衡（バランス）」を確立するマルチホップ通信システムで使用されてよい。有利なことに送信電力は、マルチホップシステムで通信信号を受信する或る装置に関し、ターゲット受信信号品質に関して初期に最適化される。これは通常的には宛先装置である。かくて、有利なことに、宛先装置で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変位測定値のインジケータ（＝「ターゲットからの変位」インジケータ）は、本発明の実施例によりシステムが最適される場合に最小化される。そして、ターゲットインジケータからの変分における変化（正でも負でもよい）が検出された場合、例えば通信信号の品質が悪化した又は改善された場合に、或いは装置に設定されるターゲットが変わった場合に、ターゲットインジケータからの変分は増加する。この場合、有利なことに、所望値からのターゲットインジケータからの変分の導出を検出可能にする本発明の実施例は、ターゲットインジケータからの変分を所望値に近づける。
【００１８】
本発明を利用するマルチホップ通信システムのシミュレーションは、信号が宛先装置に直接手伝送されるシステムでかなりのゲインを実証することを示した。実際、本発明の好適実施例を検査するために実行されたシステムレベルのシミュレーション結果は、本発明により「バランス」のとられた通信システムは、マルチホップ伝送に関する希望を満たし、データスループットの改善をもたらすよう期待できることを示す。
【００１９】
本発明の好適実施例により実証される改善されたスループットに関する説明は、それらがマルチホップシステムで必要とされる絶対送信電力の削減を可能にすることが確信される。これは以下で更に詳細に説明される。
【００２０】
説明済みの原理から始めると、単一の直接的な伝送リンクを２つの短い伝送リンクに分けることで、信号が受ける全体的なパスロスの削減が達成される。ソース装置から少なくとも１つの中間装置を経て宛先装置へ通信信号を伝送するのに必要な全送信電力は、ソース装置及び宛先装置間で通信信号を直接的に伝送するのに要するものより少ない。従って、宛先装置（及びひょっとすると中間装置も）が最少の又は「ターゲット」の信号品質を受信することを保証するのに、より少ない送信電力しか必要とされない。送信電力について何の調整もなされなかったならば、かなりの余分な送信電力（即ち、宛先装置及び／又は中間装置で良好な又はターゲットの品質を達成するのに必要なものを超える送信電力）が生じる結果となる。ソース装置及び宛先装置間での直接通信と比較して、マルチホップ通信で達成されるゲインを更に増やすようにはせず、この過剰な送信電力は単に干渉レベルを増やし、通信品質の劣化を招く。劣化はマルチホップシステムのポテンシャルゲインを弱める傾向をもたらし、これは以前に考察されたマルチホップ通信システムの貧弱なシミュレーション結果を説明する。
【００２１】
更に（例えば）２ホップシステムにわたる全体的なスループットは：中間装置で受信されるデータパケット数及び宛先装置で受信されるデータパケット数の低い方によって制限される。受信機で受信されたデータパケット数は、その受信機で終端する通信リンクの品質に依存する。これは例えばスループットの測定値、受信信号強度（ＲＳＳ）の測定値又は信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値によって反映される。かくて実際上マルチホップシステム中の最低品質の通信信号を受信する受信機が、データパケット伝送に関する「ボトルネック」（障害）を形成し、これによりマルチホップシステム内の他のリンクにおけるデータ伝送容量を浪費する。送信機での送信電力の増加は、その最低品質の通信信号を改善するようには機能せず、余分な送信電力を追加する結果になる。従ってそのシステムパフォーマンスでは更なる劣化が生じる。これは図９Ａ及び９Ｂに示され、これらはソース装置（ＮＢ）の送信電力に関し、シングルホップシステムで観測されたものと比較した、２ホップシステムのユーザによって観測された平均パケットスループットのゲイン変化をプロットしている。各グラフは４つのプロットを含み、各々は中間装置の異なる送信電力に関連する。基地局の送信電力が最適点を超えて増やされると、より多くの信号エネルギの放出であるにも関わらず、ゲインの顕著な劣化が生じることが理解できる。
【００２２】
従って、本発明の好適実施例でなされる改善は、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との間の如何なる不均衡でも減らされる又は防がれることを保証するようにする本発明の様々な手法に帰することが理解できるであろう。かくてデータパケットのスループットを改善しない且つ干渉レベルを増やすようにしか機能しない余分なりソース割り当てが最小化される。
【００２３】
マルチホップシステムでは、「不均衡(imbalance)」（即ち、宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値と中間装置で受信された通信信号の品質の測定値との相違）を招くおそれを生じさせる多数の様々なイベントが存在する：
ｉ）リンクの一方で生じるパスロスが変化する。これはそのリンクに関する送信機及び受信機の一方又は双方の位置変化に起因し、又は送信機及び受信機間で生じる環境状態や干渉レベルの変化に起因するかもしれない。
【００２４】
ｉｉ）通信信号を受信する装置はターゲットＲＳＳ又はターゲットＳＩＮＲを有するのが通常的である。これは通常的にはネットワークプロバイダにより設定され、通信システムや受信装置の特性に依存して又は送信されるデータのタイプに依存して変わってもよい。移動電話機又は他のユーザ装置のターゲットＲＳＳ／ＳＩＮＲは変化してよく、ターゲットの如何なる変化も、送信装置の送信電力を調整することで対処され、その調整は宛先装置で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変化測定値（即ち、「ターゲットからの変化」）を最小化するようになされる。マルチホップシステムの場合には、或る受信装置のターゲットの変化に対処する際に、或る装置の送信電力を単に調整したのではシステム内の不均衡を招いてしまう。
【００２５】
本発明の実施例は、ソース装置から基地局へ1以上の中間装置を介してアップリンク（ＵＬ）で伝送されるデータスループットを改善するために、不均衡又は潜在的な不均衡に応じる手法を提供し、その不均衡は上記の可能なイベントの結果として生じる。標準的な通信システムではアップリンクはＵＥ及びＮＢ間のリンクである。マルチホップの場合、ＵＬは通信がＮＢに向かう方向のリンクを示す（例えば、ＵＥからＲＮ、ＲＮからＮＢ側のＲＮ、及びＲＮからＮＢである。）。更に本発明の実施例はマルチホップシステムを最適化する手法をもたらし、1以上の受信機で設定される如何なるターゲット品質も実質的に維持され、各リンクにわたるデータのスループットは実質的に等しくなる。
【００２６】
本発明の第１形態の例によれば、ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムが提供され、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該システムは：
ｉ）基地局により導出されるインジケータの所望値からの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉ）基地局に設けられ、第１計算手段を有する制御手段であって、そのような変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算し、新たな計算値はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；を有する。
【００２７】
有利なことに、本発明の第１形態の第1の例は、ｉ）中間装置の新たな送信電力を計算することで、中間装置及び基地局間のパスロス変化に起因する所望値からの変位に応答して；又はｉｉ）中間装置及びソース装置双方の新たな送信電力を計算することで、宛先装置のターゲット変化に続いて生じる潜在的な不均衡に応答して、宛先装置によって導出されたどのインジケータでも所望値に戻す手法をもたらす。
【００２８】
本発明の第1形態の実施例では、通信信号を受信する受信機又は装置により導出される品質インジケータの１つは、その受信機で受信された通信信号の強度測定値（例えば、ＲＳＳ）を含む。代替的に又は付加的に、受信機で導出されたインジケータの１つは、その装置で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値でもよいし、或いは受信装置に設定されたターゲット受信信号品質からの、その装置で受信された通信信号の品質の変分の測定値でもよい。ターゲットからの変分インジケータは、ターゲットＲＳＳからの変分、ＳＩＮＲからの変分、又はＲＳＳ及びＳＩＮＲの組み合わせに基づくターゲットからの変分でもよい。
【００２９】
好ましくは、本発明の第1形態の実施例での不均衡は、基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値及び中間装置で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値の間の差分より成る。
【００３０】
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムが提供され、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は制御手段を有し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記制御手段は中間装置及び基地局各々から前記インジケータを受信し、前記制御手段は：
ｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する計算手段；を有する。
【００３１】
有利なことに、本発明の第２形態の例はソース装置の送信電力を調整する手法を提供し、基地局で受信された通信信号の品質と中間装置で受信された通信信号の品質との間の均衡を維持又は達成しようとする。特に本発明の第２形態の例は有利なことに不均衡に応じる手段を備え、その不均衡はソース装置及び中間装置間のパスロスの変化に起因して生じるものである。
【００３２】
本発明の第２形態の実施例では、中間装置及び宛先装置各々で導出されるインジケータの１つは、その宛先装置又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の強度測定値（例えば、ＲＳＳ）を含む。代替的に又は付加的に、中間装置及び宛先装置の各々で導出されたインジケータの１つは、その宛先装置又は中華装置でそれぞれ受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値でもよい。
【００３３】
好ましくは、不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び中間装置からのインジケータ受信後に又はインジケータ（複数）の一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値を判定する。ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値は、その通信信号が伝送された時のソース装置の送信電力測定値から判定されることが好ましい。中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値は、その通信信号が伝送された時の中間装置の送信電力測定値から判定されることが好ましい。中間装置は、中間装置の現在の送信電力を示す送信電力インジケータを、中間装置及び宛先装置間のパスロスを判定するのに使用するパスロス更新手段に送信する。或いは、中間装置の送信電力測定値は、ｉ）最初の時点での中間装置の送信電力測定値及びｉｉ）その初期の時点以来生じた中間装置の送信電力変化の情報から判定されてもよい。
【００３４】
中間装置は好ましくはソース装置により送信された信号を受信する受信機；及び受信した信号又はそれから導出された信号を宛先装置に送信する送信機を有する。中間装置で受信した通信信号を中間装置から送信する通信信号と分離するための信号の二重化は、周波数分割二重化（ＦＤＤ）又は時分割二重化（ＴＤＤ）でもよい。１以上の中間装置は好ましくはいわゆる中継ノード（RN: relay node）又は中継局（ＲＳ: relay−station）から構成される。意図される最終的宛先装置でない中継ノードは信号を受信し、その信号を別のノードに送信し、信号が意図される宛先に向かって進行するようにできる。中継ノードは、受信信号がビットレベルにデコードされてハード判定を行う再生タイプでもよい。受信したパケットに誤りが発見された場合には、再送が要求され、従ってＲＮはＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱの機能を組み込んでいる。ＡＲＱ又はＨ−ＡＲＱは再送要求及び以後の再送信号の受信を管理する受信技法である。一端パケットが良好に受信された場合には、ＲＮに組み込まれた何らかの無線リソース管理法に基づいて、宛先装置に向けて再送が計画される（スケジューリングされる）。或いは中継ノードは非再生タイプでもよく、その場合データは中継ノードで増幅され、その信号が次の局に転送される。中間装置又は中継ノードの機能は移動電話機や他のユーザ装置に備わってよいことが想定される。
【００３５】
好ましくは、第１計算手段による中間装置の新たな送信電力の計算に続いて、中間装置の新たな送信電力がその中間装置の最大送信電力より大きいか否かが判定される。これは命令受信後に中間装置により、又は命令発行前に制御手段により判定されてもよい。好ましくは、新たな送信電力が所与の装置の最大送信電力より大きいことが制御手段により判定された場合に、計算手段はその最大送信電力を超えない第２の新たな送信電力を計算する。
【００３６】
更に制御手段が中間装置の送信電力の変更要求を受信する場合には、制御手段は好ましくは入力信号を受信し、その要求が、基地局で導出されたターゲットインジケータからの変化に起因しているか否かを制御手段が判定できるようにする。その要求が基地局で導出されたターゲットインジケータからの変化に起因することが判定されると、第１計算手段は、中間装置の新たな送信電力に基づいて、ソース装置の新たな送信電力を更に計算し、中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値との間で発生している不均衡を実質的に防ぐようにする。ソース装置の新たな送信電力の計算に従って、好ましくは、基地局の新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいか否かを制御手段が判定する。新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいと制御手段により判定された場合には、第１計算手段は、その最大値を超えないソース装置の第２の新たな送信電力を計算する。有利なことに、第１計算手段は、ソース装置の第２の新たな送信電力の計算に続いて、中間装置の第２の新たな送信電力を計算し、その電力は、中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と宛先装置で受信された通信信号の品質の測定値との間で発生している不均衡を実質的に防ぐようにする。
【００３７】
本発明の第１形態の例は、宛先装置で導出されたインジケータの所望値からの変化を検出し、そのインジケータと中間装置で導出された同じタイプのインジケータとの間の不均衡を均衡させるように又は防ぐようにしてもよいししなくてもよいことが理解されるべきである。更に、宛先装置で設定されたターゲットＳＩＮＲからの変化に関するインジケータ変化が、ターゲットＳＩＮＲ変化の結果として検出される場合には（但し、宛先での受信ＳＩＮＲは不変のままである）、宛先装置及び中間装置で導出されたＳＩＮＲのインジケータ間には何らの不均衡もなく（宛先装置でのターゲット変更前にシステムは均衡状態にあったことを仮定している）、制御手段は中間装置及びソース装置双方の送信電力に要求される調整量を計算し、その調整量は生じているＳＩＮＲの不均衡を防ごうとする。
【００３８】
本発明の第1及び第２形態は異なる状況で生じる又は場合によっては生じるかもしれない不均衡を減らす又は防ぐ。例えば中間装置及び基地局間のパスロスが変わる或いは基地局のターゲットが変わる状況が生じ得る。これら双方のイベントは基地局で導出されるインジケータの変化を招き、有利なことに本発明の第1形態の実施例で対処できる。好ましくはこれらの実施例は宛先装置のインジケータを常に監視するインジケータ変化検出手段を有する。従って宛先装置で導出される所望値からの如何なる変化や変分も速やかに検出可能である。
【００３９】
中間装置及び基地局間のパスロス変化に従って、マルチホップシステムのバランスを取り戻すのに第1形態だけで充分であるかもしれない。多くの場合に第1形態だけでマルチホップシステムに関するバランスを維持するのに充分かもしれない。しかしながらソース装置及び宛先装置間のパスロスが変わると（これは、アドホックネットワークでの中間装置の位置変化に起因する、或いはそのリンクにわたる環境状態変化に起因するかもしれない）、その変化は、本発明の第２形態の実施例によって処理されなければならない。かくて本発明の第１及び第２形態双方を有する通信システムを用意することが望ましい。この場合本発明の第２形態の不均衡検出は周期的に実行される。かくて本発明の第１形態の好適実施例によれば、中間装置は、基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、中間装置及び基地局インジケータを制御手段に送信し、制御手段は：
ｉ）基地局及び宛先装置のインジケータ間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段；を更に有する。
【００４０】
宛先装置のターゲット変化が、中間装置及び基地局間のパスロスの実質的な同時変化によって収容される場合が生じ得る。かくてインジケータ変化検出手段が基地局に備えられ、その基地局は中間装置の送信電力を変えるための要求を制御手段に送信する場合には、そのような状況が発生した場合に、中間装置の送信電力を変更する如何なる要求も宛先装置によって生成されない。これはそのシステムで不均衡を招き、その不均衡は本発明の第１形態によっては適正化されない。なぜなら基地局の新たなターゲットは（偶然に）適合しているが、ソース装置の送信電力に対応する変更は何らなされていないからである。この比較的まれな状況は本発明の第１及び第２形態双方を使用する通信システムで対処される。なぜなら中間装置及び基地局間で受けたパスロスの測定値変化は、パスロス更新手段で検出されるからである。中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値とを均衡させるために、第２計算手段は基地局の送信電力に必要な変化量を計算する。
【００４１】
本発明の第１形態の実施例によれば、マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法が提供され、その通信システムはソース装置、宛基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するステップ；
ｉｉ）インジケータの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）そのような変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；を有し、新たな送信電力はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らす；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐ。
【００４２】
本発明の第２形態の実施例によれば、マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法が提供され、その通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置でそれぞれ受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置の各々で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置で導出されたインジケータの間の不均衡を検出するステップ；及び
ｉｉｉ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；を有する。
【００４３】
本発明の第１形態の実施例によれば、少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局が提供され、当該基地局は：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；又は
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出された或るインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）そのような変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算する第１計算手段を有する制御手段であって、その新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；を有する。
【００４４】
好ましくは基地局は入力信号を受信し、要求が、基地局で導出されたターゲットインジケータからの変分の変化に起因しているか否かを制御手段が判定できるようにし、その要求は宛先装置に設定されたターゲット受信信号品質の変化に起因して生じる。更に制御手段は或る命令を中間装置及び／又はソース装置に発行し、その命令は、中間装置の送信電力及び／又はソース装置の送信電力を、第１計算手段によって計算された新たな送信電力に従って変えるよう指令する。
【００４５】
好ましくは基地局は中間装置からインジケータを受信するインジケータ受信手段を更に有し、そのインジケータは中間装置で受信した通信信号の品質を表し、基地局は基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信した或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段を更に有し；及び／又は制御手段は第２計算手段を有し、第２計算手段は、そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する。好ましくは不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段はソース装置及び中間装置の間で並びに中間装置及び基地局の間で伝送される通信信号が経験するパスロスの測定値を判定する。
【００４６】
本発明の第２形態の実施例によれば、少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局が提供され、当該基地局は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置から１以上のインジケータを受信する受信手段（インジケータは中間装置で受信された通信信号の品質を表す）；
ｉｉｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｖ）そのような不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する制御手段；を有する。
【００４７】
好ましくは、不均衡検出手段はパスロス更新手段を更に有し、パスロス更新手段は、ソース装置及び並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する。制御手段は、好ましくは、第２計算手段で計算された新たな送信電力に従って、変更するソース装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に発行する命令手段を有する。
【００４８】
本発目を使用する基地局、本発明を使用する中間装置又は本発明を使用する宛先装置で実行される通信方法も提供される。
【００４９】
本発明の実施例は中継ノードが固定されているマルチホップシステムに特に有利である。更に本発明の実施例は有利なことに再生型及び非再生型中継いずれも使用されてよい。更に本発明の実施例は、維持される送信電力設定に関するセントラル化された制御を促し、中継局で必要とされる処理を最小化する点で有利である。これはネットワークの管理をより簡潔にする中央エンティティ内で制御を行うので、無線システムのオペレータに有利である。更に、万一中継局が不具合を生じた場合には、制御が基地局（ノードＢ）で行われることに起因して、集約的な測定がオペレータにより可能である。更に、中間装置での処理が最少に維持されることは、仮に中間装置が移動装置や遠隔装置であった場合に、電力消費を減らしてバッテリ寿命を延ばす観点から有利である。
【００５０】
所望値は、システムが実質的に均衡している場合に宛先装置で設定されたターゲットにおけるもの又はそれに近いものである（即ち、宛先装置で受信される通信信号の品質の測定値は、中間装置で受信される通信信号の品質の測定値と均衡している。）。かくて本発明の第１形態の例は、有利なことに、宛先装置で受信された通信信号の品質を、宛先装置で設定されたターゲット値又はそれに近い値に維持するように使用される。そして本発明の第２形態の例は、宛先装置及び中間装置の間でバランスが達成されることを保証するシステムを最適化することを要する。
【００５１】
かくてインジケータ変化検出手段は既に均衡している又は最適化されているシステムで使用されてよいことが理解されるべきである。かくて所望値からの変化は或るイベントに起因して生じ、そのイベントは宛先装置での通信信号の品質測定値の変化をもたらし、先行する中間装置に割り当てられるリソースに必要とされる変化量が決定される。
【００５２】
リソース割り当てに必要とされる変化量は第１計算手段で計算される。インジケータの変化がターゲットの変化に起因する場合には、第１計算手段はソース装置の新たな送信電力を計算し、その新たな送信電力は、宛先装置での新たなターゲット品質に起因して生じる不均衡を防ごうとする。ターゲットは変わらないがパスロスは変わり、通信信号の品質が変わる場合には、バランスを維持するために計算手段は中間装置の新たな送信電力を計算することしか要しない。ソース装置及び中間装置間のパスロス変化は、中間装置でのＲＳＳ／ＳＩＮＲの変化を招き、システム／方法で処理される必要があり、そのシステム等は本発明の第２形態を利用する、或いはインジケータ変化検出手段及び不均衡検出手段双方を利用する。
【００５３】
本発明の実施例は如何なる多重アクセス技術をも用いる無線通信システムで実行されてよく、その多重アクセス技術は、限定ではないが、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）及び直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を含む。ＣＤＭＡシステムの場合には、全ての送信は同一周波数帯域で行われ、各送信には固有のチャネライゼーションコードが割り当てられ、Gp因子は送信信号を拡散するのに使用される拡散率又は符号長を表し、或いは処理利得としても知られている。直交拡散コードの場合には、高々Gp個のチャネルが同時送信に利用可能である。
【００５４】
第１及び第２計算手段で実行される実際の計算は、可能な多数の手法で導出されてよい。マルチホップネットワーク中の受信要素各々でのＳＩＮＲの考察に基づく或る導出法が後述され、その導出法は、様々な配備状況について、マルチホップネットワークを構成する送信要素の最適な送信電力を計算するための可能な多数の解を導出する。マルチホップネットワークの受信機での通信信号品質の他の種類の測定値を考察することで及びそれらの測定値を均衡させる本発明の原理を考察することで、代替的な解が導出されてよいことを当業者は理解するであろう。
【００５５】
「ユーザ装置」なる用語は、無線通信システムで使用されるように動作する如何なる装置をも包含することが理解されるべきである。更に本発明は現在知られている技術で使用される用語で主に説明されているが、本発明の実施例は有利なことに如何なる無線通信システムに適用されてもよいことが意図され、そのシステムはソース及び宛先装置間で中継装置を介して通信信号の伝送を促す。
【００５６】
上記のどの例においても、様々な特徴はハードウエアで、１以上のプロセッサで動作するソフトウエアモジュールとして、又はそれらの組み合わせで実行されてよい。本発明は、ここで説明されたどの方法でも実行するオペレーティングプログラム（コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクト）や、ここで説明されるどの手法でも実行するためのプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な媒体ももたらす。本発明を利用するプログラムはコンピュータ読み取り可能な媒体に格納され、或いは例えばインターネットウエブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号形式でもよし、或いは多の如何なる形式でもよい。
【００５７】
本発明を更に理解するため及び本発明を実行してどのように効果が得られるかを説明するために、添付図面が例示的に参照される。
【実施例１】
【００５８】
図３を参照しながら本発明の第１形態の実施例を実行するアルゴリズム例が説明される。図３ではソース装置はユーザ装置（ＵＥ）で構成され、中間装置は再生タイプの中継ノード（ＲＮ）で構成され、宛先装置は基地局（ＮＢ）で構成される。基地局はＲＳＳを継続的に監視し、ＲＳＳのインジケータ及び目標ＲＳＳからの変分を導出する。基地局はこれらのインジケータの一方又は双方の変化を検出するインジケータ変化検出手段を備える。基地局は本発明の例による第１計算手段を有する制御手段も備える。
【００５９】
ＮＢにより導出されたインジケータの変化に続いて新たなＲＮ送信電力の明示的な計算を可能にするために、ＮＢの制御手段は現在のＲＮ送信電力の情報必要とする。この情報を得るために２つの技法が利用可能であり：１）ＮＢは最大値に加えてＲＮの初期送信電力の情報を有する；この情報は固定的なものでもよいし、ＲＮがＮＢに接続される場合に通知されてもよい。そしてＮＢはＲＮ送信電力を変更する要求が発行されるとその電力を追跡する、或いは２）ＲＮは現在の送信電力をＮＢに報告し、ＮＢでの追跡の必要性を避けてもよい。このアルゴリズムは第１の技法が使用されることを仮定している（シグナリングの複雑さがより少ない利益があるからである。）。
【００６０】
アルゴリズムの詳細は以下のように要約される：
アップリンクアルゴリズム１：パート１
トリガ：ＮＢでのＲＮ送信電力変更要求
アルゴリズム入力 要求元 原因
RN送信電力の変更要求 NB NBで導出
ＲＮ送信電力 ＮＢ ＮＢでの探知／算出
ＵＥ送信電力 ＮＢ ＮＢでの探知／算出
アルゴリズム出力 導出 宛先及び通知要求
新たなＲＮ送信電力 明示的な計算 ＲＮに通知されるＲＮ送信電力の相対的変化
新たなＵＥ送信電力 明示的な計算 ＲＮを介してＵＥに通知されるＵＥ送信電力の相対的変化
以下のシーケンスは基地局により導出されたインジケータ変化の検出後に実行され、ｉ）中間装置で受信された通信信号の品質測定値及び基地局で受信された通信信号の品質測定値の間の不均衡を実質的に減らし；又は（ＮＢ）ｉｉ）生じるその不均衡を実質的に防ぐ。
【００６１】
１．ＮＢの制御手段は、ＲＮの送信電力限界を考慮してＲＮの新たな送信電力を計算する。
【００６２】
２ａ．基地局のインジケータ変化検出手段で検出された変化が、中間装置及び基地局間の伝搬損失の変化の結果として起こったならば（例えば、ＳＩＮＲのインジケータが変化した場合）、基地局の制御手段はＲＮの送信電力の変更を指令する命令をＲＮに送信する；又は
２ｂ．基地局のインジケータ変化検出手段で検出された変化が、その基地局に関するターゲット品質インジケータ群の変化の結果として起こったならば（例えば、ターゲットＲＳＳからの変分インジケータが変化した場合）：
ｉ）第１計算手段はソース装置（ＵＥ）の新たな送信電力を計算し、その送信電力はＲＮに関して算出された新たな送信電力に対応するものである。ＣＤＭＡシステムの場合には、第１計算手段はいわゆる「遠近(near−far)」効果を最小化するように、ソース装置の新たな送信電力計算値を修正する。こうしてＵＥの送信電力は最適値から増やされる或いは減らされる。その修正はシステムオペレータの要請に依存するであろう。なぜならマルチホップによるパフォーマンスゲインに対する変則的なパワーバランス削減の影響は、複数ユーザの状況下での受信機のパフォーマンス低減に対して重み付けされなければならないからである（全ての受信信号レベルが等しくはないからである。）。
【００６３】
ｉｉ）算出された送信電力に合わせるために必要なＵＥの送信電力の調整がなされ得ることを、ＮＢはＵＥの最大送信電力を考慮しながら検査する。ＵＥの算出された新たな送信電力が満たされ得ないことが確認されると、第１計算手段はＲＮ及びＵＥ双方について修正された新たな送信電力を計算する。ＣＤＭＡシステムの場合には、第１計算手段はいわゆる「遠近(near−far)」効果を最小化するように、ソース装置の新たな送信電力計算値を修正する；及び
ｉｉｉ）第１計算手段で計算された新たな送信電力に従ってＲＮ及びＵＥの送信電力の変更を指令するように制御手段はＲＮ及びＵＥに命令を発行する。
【００６４】
上述のアルゴリズムはＲＮ及びＮＢ間で伝搬損失が変化する場合や、ターゲットＲＳＳをＮＢが修正する場合に何とか対処する。上記のアルゴリズムがＵＥの新たな送信電力を決定しないように、ＵＥ及びＲＮ間で伝搬ロスが変化する場合、及びＮＢでのターゲットとＲＮ及びＵＥ間の伝搬ロスとの双方が変化する場合を取り扱うために、本発明の第２形態の別の例を実行するアルゴリズムは以下に説明されるように周期的に動作する。
【００６５】
アルゴリズムの詳細は次のように要約される：
アップリンクアルゴリズム１：パート２
トリガ：ＮＢで周期的に実行される
アルゴリズム入力 要求元 原因
ＲＮでのＲＳＳ ＮＢ ＲＮからの通知
ＲＮでのＲＳＳ ＮＢ ＮＢで監視
ＲＮ送信電力 ＮＢ ＮＢで探知／算出
ＵＥ送信電力 ＮＢ ＮＢで探知／算出
アルゴリズム出力 導出 宛先及び通知要求
新たなＵＥ送信電力 明示的な計算 ＲＮを介してＵＥに通知されるＵＥ電力の相対的変化
新たなＲＮ送信電力 明示的な計算 ＲＮに通知されるＲＮ電力の相対的変化
伝搬損失 明示的な計算 Ｔｘ及びＲｘのパワー差から導出され、ＮＢで使用される
有利なことにアルゴリズムは図４に関して上述されたアルゴリズムと共に実行されてもよい。或いは図４に関して説明されるアルゴリズム−即ち以下のアルゴリズム−は無線マルチホップ通信システムで別個に実行可能である。
【００６６】
アルゴリズムは、ＲＮで導出された通信信号の品質（ＲＳＳ）のインジケータがＮＢに報告されることを仮定している。ＮＢはＲＮにより及びＮＢのインジケータ変化検出手段により導出されたインジケータをモニタし、２つのリンクにわたる第２計算手段による伝搬損失の計算を支援する。ＮＢはＲＮ送信電力及びＵＥ送信電力の情報を必要とし、その情報は２つの技術の一方により得られてもよい：１）ＮＢは最大値に加えてＲＮ／ＵＥの初期送信電力の情報を有し；この情報は固定的でもよいし、ＲＮ／ＵＥがＮＢに接続される場合に通知されてもよい。そしてＮＢはＲＮ／ＵＥ送信電力を変更する命令が発行されるとその電力を探知する、或いは２）ＲＮ／ＵＥは現在の送信電力をＮＢに報告し、ＮＢでの追跡の必要性を避けてもよい。このアルゴリズムは第１の技法が使用されることを仮定している（シグナリングの複雑さがより少ない利益があるからである。）。
【００６７】
１．ＮＢはＮＢ及びＲＮ双方で導出された受信信号強度のインジケータをモニタする。これをＲＮ及びＵＥ送信電力の情報と共に利用することで、ＵＥ−ＲＮ及びＲＮ−ＮＢリンクの伝搬損失を更新する。
【００６８】
２．ＵＥ−ＲＮ又はＲＮ−ＮＢの伝搬損失の変化が検出された場合には、最適なＵＥ送信電力を計算するために、ＲＮ送信電力の情報と共に、更新された伝搬損失が第２計算手段により使用される。ＣＤＭＡシステムの場合には、第１計算手段はいわゆる「遠近(near−far)」効果を最小化するように、ソース装置の新たな送信電力計算値を修正する。伝搬損失変化が一切検出されなかった場合には、アルゴリズムのその回の反復は終了する。
【００６９】
３．算出された最適送信電力が現在のＵＥ送信電力と異なっているか否かをＮＢは検査する。
【００７０】
３ａ．異なっていなかったならば、アルゴリズムのその回の反復は終了する；或いは
３ｂ．異なっていたならば：
ｉ）計算された新たなＵＥ送信電力が満たされるならば（即ち、ＵＥの最大送信電力を超えないならば）、第２計算手段によって計算された新たな送信電力に従ってＵＥがその送信電力を調整するように、ＮＢはＵＥに命令を通知する；或いは
ｉｉ）計算されたＵＥ送信電力が満たされなかった場合には、ＵＥ送信電力は満たされるものに修正される。そして第２計算手段は最適な均衡を保証する新たなＲＮ送信電力を計算する。第２計算手段によって計算された新たな送信電力に従って送信電力を調整するように、ＮＢはＵＥ及びＲＮに命令を通知する。
【実施例２】
【００７１】
［理論解析］
以下の理論解析は、様々な配備状況のマルチホップネットワークを構成する送信要素の最適な送信電力を計算するための可能な解を導出する。マルチホップネットワークのダウンリンクを形成するコネクションの場合についてのみ数式が展開されるが、導出された数式をアップリンクの場合に適用することは容易である。そのような適用は、受信ノードでの受信ＳＩＮＲの表現を展開するのに使用されたのと同じ手法を採用することで達成され、この場合送信ノードはＵＥ及びＲＮであり、この場合受信ノードはＮＢ及びＲＮである。ＲＮ及びＮＢで受信されるＳＩＮＲについての表式にいったん辿り着くと、ＵＥ及びＲＮの最適な送信電力設定値を決定するために、同じ方法論が配備状況の各々に使用可能である。シングルセルモデル及び２セルモデルを仮定しながら、各配備状況について理論的な解が得られる。２セルモデルの場合には、セル双方での配置は等しいこと及び基地局（ＢＳ）及び中間装置（Ｉ）の送信電力は同じであることが仮定される。適切ならば、Ptx_tot,RN=GpPtx,RN及びPtx_tot,NB=GpPtx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同時に送信することも仮定される。事実上これは２セルに関して最悪の状況を生み出す。
【００７２】
理論解は、マルチホップシステムの受信ノード（即ち、中間装置（Ｉ）及び宛先装置（Ｄ））で経験する信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）を考察することから発展されてもよい。特定のノードでのＳＩＮＲはそのノードで受信された通信信号の品質測定値であり、非希望信号（ノイズ及び干渉）の受信信号強度に対する希望信号の受信強度の比率である。
【００７３】
上述したように、ノイズ及び干渉に必要な考察は、中間装置で受信される信号を中間装置から送信されるものから分離するのに使用される二重化方法、中間装置の特性、及び考慮されるセル間干渉レベル（即ち、隣接セルからの干渉）に依存する。
【００７４】
以下の数式は、中間装置から宛先装置へ伝送される通信信号の全ての状況についてのＳＩＮＲを表現し、中間装置のタイプ（例えば、非再生型又は再生型）及び二重化方法に依存してそれぞれの項は無視されてもよい：
【００７５】
【数１】
ＴＤＤではなくＦＤＤの場合には括弧内の第３項は除去され、非再生型ではなく再生型の場合には括弧内の第２項が除去される。
【００７６】
図１Ｂに示されるような２セルモデルの場合には、これは次のように書ける：
【００７７】
【数２】
第２式の括弧内の最初の３つの項は第１式のものと同じである。追加的な後ろの２項は隣接している同一チャネルＮＢ，ＲＮ各々から受ける干渉に起因する。明らかに、隣接するセルが異なる周波数を利用する場合又は中継伝送に異なるタイムスロットを利用する場合には、この干渉を形成するのに必要な項は変わるであろう。これらの数式は高精度化するために３セルモデル以上に拡張可能であることが理解されるべきである。
【００７８】
基地局又はノードＢ（ＮＢ）と宛先ユーザ装置（ＵＥ）との間で中間的な中継ノード（ＲＮ）を経て伝送されるダウンリンク（ＤＬ）伝送の場合に、可能な様々な配備状況が考察される。
【００７９】
［１Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＦＤＤ−シングルセル−モデルによる再生中継］
この場合、中間のＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【００８０】
【数３】
ここで、Gpは処理利得（プロセスゲイン）であり、Ptx,RNは対象とするチャネルのＲＮにおける送信電力であり、LRN−UEはＲＮからＵＥに至るリンクでの伝搬損失であり、Ｎはノイズである。これはセル内の干渉は一切存在しないことを仮定していることに留意を要する。
【００８１】
ＮＢから信号を受信する中間ＲＮでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【００８２】
【数４】
ここで、Ptx,NBは対象とするチャネルのＮＢにおける送信電力であり、LNB−RNはＮＢからＲＮに至るリンクでの伝搬損失である。ここでも再びセル内干渉は無いことが仮定されている。
【００８３】
マルチホップリンク全体にわたるスループットは２つのＳＩＮＲ値の低い方によって制限される。なぜならそれ（低い方）はデータがエンティティに伝送されることの可能なレートを制限するからである。ＳＩＮＲの不均衡を引き起こす送信電力の如何なる増加も、マルチホップシステムのパフォーマンスを改善しないであろうし；それは単にエネルギの浪費となり、どの同一チャネルユーザにとっても干渉を増やすことになるであろう。
【００８４】
かくて中間のＲＮの受信機と宛先ＵＥの受信機とが同様に動作すると仮定するならば、ＮＢ及びＲＮの送信電力は、ＲＮ及びＵＥでのＳＩＮＲが同じになるように設定されるべきである、ということになる。送信電力の比率を設定するためにこの基準を使用すると、その比率は次式のようになる：
【００８５】
【数５】
ここで、b1,n1はＮＢからＲＮに至るリンク（長さs1）のパスロスパラメータであり、b2,n2,s2はＲＮからＵＥへのリンクに関連するものである。数式（３）を用いることで、他方に与える送信電力を見出すことができる。
【００８６】
［１Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる再生中継］
この場合、送信電力の式は、他セルで行っている送信によって引き起こされる干渉を考慮することによって導出される。
【００８７】
この場合、中間ＲＮから信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは、次のようになる：
【００８８】
【数６】
最適なＮＢ送信電力は（４）及び（２）を等しく設定することで見出される。従って：
【００８９】
【数７】
である。所与のソースＮＢ送信電力の下での中間ＲＮ送信電力を見出すために、（５）は次のように書き直すことができる：
【００９０】
【数８】
［２Ａ．］
［図１ＡのシングルセルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
ＲＮの受信及び送信動作を分離するためにＴＤＤを利用し、２つのリンク（ソースから中間へ及び中間から宛先へ）が同一周波数で動作することが仮定される（即ち、もはや全二重ではない。）。ＲＮが送信するタイムスロットはＮＢによっては使用されず、ＦＤＤ二重化法の再生中継の場合に関して説明された数式が使用可能であることが仮定される。しかしながら、ソースＮＢが或るＲＮと異なる装置又はノードと通信するためにその中間ＲＮと同じタイムスロットを使用するならば、そのＲＮによる送信に起因して干渉が生じることになる。この場合、中間ＲＮから通信信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式のように与えられる：
【００９１】
【数９】
ここで、Ptx_tot,NBはＮＢからの全送信電力であり、LNB−UEはＮＢからＵＥに至るリンクでの伝搬損失である。この場合、同じＳＩＮＲを保証するＲＮでの送信電力は次式で与えられる：
【００９２】
【数１０】
数式（３）及び数式（８）を比較すると、もはや単純な比率は理想的な均衡をもたらさないことが分かる。Ptx_tot,NB＝GpPtx,NBであるとすると、数式（８）は次のように書ける：
【００９３】
【数１１】
（９）式より、所与のＮＢ送信電力の下で理想的なＲＮ送信電力を決定することができる。２番目の括弧内の２番目の項が無視できるようにシステムの設定がなされていたならば（即ち、Ptx_tot,NB/NLNB−UE<<1）、ＦＤＤデュプレックス法による再生中継の場合に関する上述の基準が使用可能になることは、言及に値するであろう。
【００９４】
所与の或るＲＮ送信電力の下でのＮＢ送信電力は（９）の根から見出すことができる、ということになる。次のように簡略化された形式で数式（９）は：
【００９５】
【数１２】
のようになる。ここで、
【００９６】
【数１３】
である。（１０）の根は次式で与えられる：
【００９７】
【数１４】
送信電力は正の数なので、１つの解のみが定まり、従ってＲＮ及びＵＥで等しいＳＩＮＲを保証するＮＢでの最適な送信電力は、次式で与えられる：
【００９８】
【数１５】
最後に、上記の定義を利用して（９）を書き直すことができ、それは同様に簡易な形式で最適なＲＮ送信電力を与える：
Ptx,RN= bPtx,NB+a(Ptx,NB)2 （１３）。
【００９９】
［２Ｂ．］
［図１Ｂで示される２セルモデルでＴＤＤの場合の再生中継］
双方での配備が同じであり、ＮＢ及びＲＮでの送信電力が同じであると仮定することに加えて、適切ならばPtx−tot,RN=Gp Ptx,RN及びPtx−tot,NB=Gp Ptx,NBであること、及びＴＤＤの場合に双方のＲＮが同じ時間に送信することが仮定される。これは事実上２セルの場合の劣悪な状況を生み出す。
【０１００】
この場合、中間ＲＮから信号を受信する宛先ＵＥでのＳＩＮＲは、次のようになる：
【０１０１】
【数１６】
最適なＮＢ送信電力は（１４）及び（２）を等しく設定することで見出すことができる：
【０１０２】
【数１７】
最適なＮＢ送信電力は正の解から見出される：
【０１０３】
【数１８】
解は次式で与えられる：
【０１０４】
【数１９】
ここで、この場合には
【０１０５】
【数２０】
であり、ｂ及びc双方がRN送信電力の関数になる。
【０１０６】
そのＮＢ送信電力の下で、ＲＮ送信電力を見出すために（１５）を書き直すことができる。最適なＲＮ送信電力は次式のように与えられることになる：
【０１０７】
【数２１】
［３Ａ．］
［図１Ａに示されるＦＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
この例の場合とＦＤＤ二重化法に関して使用された再生中継ノードの場合との間の相違は、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮでのＳＩＮＲの関数になっていることであり、ＲＮに接続される宛先ＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【０１０８】
【数２２】
理想的なバランス（均衡）はＵＥでのＳＩＮＲをＲＮでのものに等しく設定することによってはもはや導出されない結果となる。（１９）によれば、ＲＮでのＳＩＮＲは、ＵＥでのターゲットＳＩＮＲが得られるのを妨げないように設定されることを要する。しかしながらＮＢ電力はＲＮでの或るレベルを超えて生じるＳＩＮＲを制限するように抑制される必要があり、そのＳＩＮＲは、実際上必要とされる以上の過剰な干渉及び無駄な送信電力を生じることになってしまうものである。
【０１０９】
図５は２つの異なる配備状況について、ＮＢ及びＲＮ送信電力の設定内容が、ＲＮに接続されたＵＥでのＳＩＮＲにどのように影響するかを示す。
【０１１０】
かくて最適解は、図５に示される面の中でシステムが山折りの対角線に沿って(diagonal fold)実際上動作するようにＮＢ及びＲＮの送信電力を選択することであることが理解できる。（１９）の１階微分を計算し、ＵＥでのＳＩＮＲに関してＮＢ又はＲＮ送信電力が最も少なく増える結果となる地点を見つけることで、そのような解を実現できる。
【０１１１】
（１９）の第１導関数を判定するために、（１９）は次式のように書き直される：
【０１１２】
【数２３】
次式のように定義する。
【０１１３】
【数２４】
（２０）は次式のように簡略化できる：
【０１１４】
【数２５】
Ptx,NBによるSINRの変化率を求めるために、商の微分規則が使用される：
【０１１５】
【数２６】
要求される勾配及びPtx,RNの下で（２２）をPtx,NBに関して解くことで、最適なＮＢ送信電力を見出すことができる：
【０１１６】
【数２７】
ＮＢの最適送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見出すために、（２１）の微分がPtx,RNに関して実行される。この場合、１次導関数は次式で与えられる：
【０１１７】
【数２８】
そして、ＮＢの最適送信電力の下での最適なＲＮ送信電力は、次式で与えられる：
【０１１８】
【数２９】
［３Ｂ．］
［図１Ｂに示されるようなＦＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継ノード（ＲＮ）］
２セルモデルでは、セル端における宛先ＵＥの良好でない状況に関するＳＩＮＲは、次式で与えられる：
【０１１９】
【数３０】
２つのＲＮの送信電力が等しく、２セルの配置が等しく、Ptx_tot,RN= GPPtx,RN であると仮定すると、（２６）式の簡略化された形式が次式のように得られる：
【０１２０】
【数３１】
１階微分は次のようになる：
【０１２１】
【数３２】
かくて最適なＮＢ送信電力は次式により見出される：
【０１２２】
【数３３】
最適なＲＮ送信電力はPtx,RNに関して（２７）の微分を計算することで見出される：
【０１２３】
【数３４】
かくて最適なＲＮ送信電力は次式により見出される：
【０１２４】
【数３５】
［４Ａ．］
［図１Ａに示されるようなＴＤＤ−シングルセルモデルによる非再生的中継］
この状況は非再生的な上記の場合と同様であるが、目下の場合ＮＢからの干渉が考慮されなければならない点が異なる。ＮＢはＲＮと同一周波数及び同一時間に送信を行うからである。この場合、ＲＮによって送信された通信信号を受信しているＵＥでのＳＩＮＲは次式で与えられる：
【０１２５】
【数３６】
Ptx,NB/ Ptx,RNが大きすぎる場合には、ＵＥでのＳＩＮＲは不十分なＲＮ送信電力に起因して制限され、ＲＮへの接続のリンクパフォーマンスが優れた領域に相応しくなり、ＮＢへの接続は減少する。逆にそれが非常に小さかったならば、ＵＥでのＳＩＮＲは、ＲＮでの低いＳＩＮＲによって制限される。
【０１２６】
この場合、図６に示されるように、ＦＤＤ二重化法と共に使用された非再生的中継の場合に説明されたものよりも、バランスは更に繊細に（複雑に）なる。最適な動作点は（３２）の第１導関数がゼロに等しくなる点を発見することで与えられる。この最適点を見つけるために、（３２）は先ず次の形式に書き直される：
【０１２７】
【数３７】
ここで次式が定義される：
【０１２８】
【数３８】
上記の［３Ａ．］での議論による定義と、
【０１２９】
【数３９】
の式から、（３３）は次式のように簡易化できる：
【０１３０】
【数４０】
次の段階は、次式を解くことで（３４）の放物関数の１つの最大値を見つけることである：
【０１３１】
【数４１】
（３４）の１次微分を見出すために商規則を利用することで、次式を得る：
【０１３２】
【数４２】
ｙの最大値は（３６）をゼロに等しく設定し、Ptx,NBに関して解くことで発見可能である。ＵＥでの最大ＳＩＮＲは次式のように置くことで得られる：
【０１３３】
【数４３】
従ってＲＮの所与の送信電力の下で、ＲＮに接続されたＵＥでの最大ＳＩＮＲを保証する対応するＮＢ送信電力を見出すために、（３７）を利用することができる。
【０１３４】
そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を発見する場合には、ＵＥでのＳＩＮＲがＲＮ送信電力の二次関数でないような、ＦＤＤ二重化法と共に使用される非再生的中継ノードの場合に上述されたものと同様の手法が使用可能である。最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（３４）は次のように書き換えられる：
【０１３５】
【数４４】
１次微分は次のようになる：
【０１３６】
【数４５】
Ptx,RNに関して（３９）を解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が次式のように得られる：
【０１３７】
【数４６】
図６の面、（３４）の関数形及び（４０）の結果を見ることで、ＮＢ送信電力が小さかった場合には、ＲＮ送信電力のＳＩＮＲ変化率は、ＲＮ送信電力の増加に関して減少することが明らかである。しかしながら大きなＮＢ送信電力の場合には、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近い。これは、（４０）にまとめられているこの場合の問題の解が無限になることの結果である。
【０１３８】
［４Ｂ．］
［図１に示されるＴＤＤ−２セルモデルによる非再生的中継］
セル端のＵＥの見地から、より悪い状態は、隣接するセルがＲＮ送信に使用されるのと同じタイムスロットを用いるＴＤＤ法を使用する場合である。セルが同じ配置及び送信電力でサイズが等しく、Ptx_tot,RN/NB=GpPtx,RN/NB であると仮定すると：
【０１３９】
【数４７】
である。この場合（４）式の簡略化された形式は次式のようになる：
【０１４０】
【数４８】
そして第１微分は次のようになる：
【０１４１】
【数４９】
最終的に、（４３）をゼロに等しく設定し且つPtx,NBに関して解くことで最大値が得られる：
【０１４２】
【数５０】
そのＮＢ送信電力の下で最適なＲＮ送信電力を見つけるために、（４２）は次のように書き直せる：
【０１４３】
【数５１】
第１微分は次のようになる：
【０１４４】
【数５２】
Ptx,RNに関して解くことで、そのＮＢ送信電力の下での最適なＲＮ送信電力が得られる：
【０１４５】
【数５３】
再び、大きなＮＢ送信電力の場合に、ＵＥでのＳＩＮＲはＲＮ送信電力の線形関数に近くなる。これは（４７）の解は無限になる結果になる。
【０１４６】
最適な送信電力バランスは、様々な中継や二重化法に関する及び２つの別々の配備状況に関する上記の解に基づいて決定される。それらの配備状況（シナリオ）は表３にまとめられ、（４８）のパスロスの式に関する伝搬パラメータは表４の中にある。
【０１４７】
L=b+10 n logd （４８）
【０１４８】
【表３】
表３：配備シナリオ
送信機受信機間の隔たりはセル半径に等しい（即ち、ＵＥはセル半径の場所に位置する）。示されているＲＮ位置は、ＮＢが位置するセル中心を基準とする距離である。従ってＲＮ位置はＮＢからＲＮまでの距離である。そしてＲＮ−ＵＥはセル半径及びＮＢ−ＲＮ距離の差分である。
【０１４９】
【表４】
表４：伝搬パラメータ
＿再生中継
ＦＤＤに関して（３）及び（５）の式に及びＴＤＤに関して（１２）及び（１７）の式に表３及び表４に与えられる値を代入することで、所与のＲＮ送信電力の下で最適なＮＢ送信電力を見出すことができる。図７Ａは、２つの配備状況についてＦＤＤ及びＴＤＤ双方のＲＮ送信電力の関数として、最適なＮＢ送信電力を示す。
【０１５０】
＿ＦＤＤによる非再生中継
図７Ｂに示されるように、パラメータを（２３）及び（２４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。
【０１５１】
＿ＴＤＤによる非再生中継
図７Ｃに示されるように、パラメータを（３７）及び（４４）に代入することで、２つの配備状況について最適なＮＢ送信電力を求めることができる。
【０１５２】
［システムレベルシミュレーション結果］
図７Ｃの結果に基づいて予測されるスループットゲインの最適送信電力設定内容を確認するため、ＲＮ及びＮＢの送信電力が最適ポイント近辺で変化する平均パケットコールスループットゲインを用いて、３番目の送信時間間隔毎に伝送内容を中継するＴＤＤ二重化の非再生的中継を行うマルチホップＨＳＤＭＡネットワークのシステムシミュレーションが行われた。
【０１５３】
表３で説明済みの２つの配備状況についてのシステムレベルシミュレーション結果が提示される。シミュレーションパラメータは以下の表５及び表６に掲げられる。
【０１５４】
【表５】
表５：配備パラメータ
【０１５５】
【表６】
表６：シミュレーションパラメータ
双方の配備状況に関し、ユーザによって体験される平均パケットコールスループットのゲイン（３０ｄＢｍのＮＢ送信電力でシングルホップシステムの場合に観測される）が、４つの異なるＲＮ送信電力についてのＮＢ送信電力の関数としてプロットされている。図８Ａは配備状況（シナリオ）１に関するゲインを示し、図８Ｂはシナリオ２に関するゲインを示す。
【０１５６】
ＮＢからＵＥへのリンクのチャネルゲインは、ＮＢからＲＮ及びＲＮからＵＥへのリンクに関するものより３ｄＢ高くなっていることに留意を要する。これは、ＲＮに接続されたＵＥが体験する別のＮＢからの干渉は、図７Ａ，７Ｂ及び７Ｃに関して上述されたリンク分析に使用されたものの二倍になることを意味する。
【０１５７】
このチャネルゲインは送信信号の多数のレプリカが受信されることに起因し、これら全てについての電力が加算される場合には、ＮＢからＵＥへのチャネルの場合に、合計電力はＮＢからＲＮへ又はＲＮからＵＥへのチャネルで２倍になる。これが３ｄＢの説明となる（３ｄＢは２倍に等しい。）。ＮＢからＵＥへのチャネルに関してチャネルゲインの結果はより高くなり、これは、マルチパスを介したチャネルゲインが一切考慮されない地点に至るまで、受信信号電力が分析に使用されたものよりも３ｄＢ（即ち、２倍）高くなることを意味する。
【０１５８】
［リンクベースの予測及びシステムシミュレーションの比較］
図９は各配備状況についてＴＤＤの非再生的中継用のＲＮ送信電力の関数として、最適ＮＢ送信電力を示し、ＮＢからＵＥへのリンクは他のリンクに比べて３ｄＢのゲインを有することが仮定されている。この場合、シミュレーションで使用されたＲＮ送信電力について、ＮＢでの予測された送信電力は、スループットゲインに関する表７に掲載され、そのゲインはこれらの設定値が使用された場合に得られる達成可能な最大値である。
【０１５９】
【表７】
表７：予測される最適ＮＢ送信電力及びその結果のシミュレーションスループットゲイン（観測される最大ゲインと比較された、その設定値から達成可能な値）
上記の数式に基づく技法を用いて本発明による好適実施例に従ってパワーバランスが図られる場合に、選択されるパワーバランスは一般に最適地点の利用域内にあることを、表７、図７Ａ及び図８Ｂは示す。特に使用される送信電力に関し、ゲインは常に達成可能な最大値の１０％以内にあることが示され、そのズレはマルチセルシステムをモデル化するのに２セルモデルを利用していることに起因する。
【０１６０】
送信電力の均衡を図る必要性は図８Ａ及び８Ｂ双方に提示される結果から明白であり、ＮＢ送信が最適ポイントを超えて増やされる場合には、より多くの信号エネルギを放出するにもかかわらず、かなりのゲイン劣化が経験されることが示される。ＮＢ送信電力が注意深く選択されるならば、ＲＮ送信電力に対するゲインの感度が減らされることも示される。
【０１６１】
以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。
【０１６２】
（付記１）
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は該基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該システムは：
ｉ）基地局により導出されるインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉ）基地局に設けられ、第１計算手段を有する制御手段であって、前記変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算し、新たな計算値はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【０１６３】
（付記２）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記１記載の通信システム。
【０１６４】
（付記３）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記１又は２に記載の通信システム。
【０１６５】
（付記４）
基地局により導出される或るインジケータが、基地局で受信された通信信号の品質のターゲット受信信号品質からの変化の測定値を含む
ことを特徴とする付記１，２又は３に記載の通信システム。
【０１６６】
（付記５）
前記不均衡が、基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率の測定値と中間装置で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率の測定値との間の差分を含む
ことを特徴とする付記１乃至４の何れか１項に記載の通信システム。
【０１６７】
（付記６）
前記インジケータ変化検出手段が基地局に設けられ、前記基地局は要求送信手段を更に有し、該要求送信手段は、インジケータ変化検出手段による変化の検出後に、中間装置を経て又は直接的に中間装置の新たな送信電力に関する要求を第１計算手段に送信し、新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐ
ことを特徴とする付記１乃至５の何れか１項に記載の通信システム。
【０１６８】
（付記７）
前記第1計算手段は前記基地局から送信された要求を受信し、前記第1計算手段は、制御手段で該要求を受信した後に、該要求を満たす中間装置の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記６記載の通信システム。
【０１６９】
（付記８）
前記制御手段は、前記第1計算手段による中間装置の新たな送信電力の計算後に、中間装置の新たな送信電力が該中間装置の最大送信電力より大きいか否かを判定する
ことを特徴とする付記１乃至７の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７０】
（付記９）
前記新たな送信電力が前記最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記第１計算手段は、中間装置の前記最大送信電力を超えない中間装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記８記載の通信システム。
【０１７１】
（付記１０）
前記制御手段が入力信号を受信し、前記入力信号は、前記要求が、基地局により導出されたターゲットインジケータからの変化に起因するか否かを判定可能にし、前記変化は基地局に設定されたターゲット受信信号品質の変化に起因する
ことを特徴とする付記６乃至９の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７２】
（付記１１）
前記要求が基地局により導出されたターゲットインジケータからの変化に起因することが確認された場合に、前記第１計算手段は、中間装置用に計算された新たな送信電力に基づいて、ソース装置用の新たな送信電力を更に計算し、中間装置で受信された通信信号の品質測定値と基地局で受信された通信信号の品質測定値との間で生じている不均衡を実質的に防止するようにする
ことを特徴とする付記１０記載の通信システム。
【０１７３】
（付記１２）
前記制御手段は、ソース装置の新たな送信電力の計算後に、ソース装置の新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいか否かを確認する
ことを特徴とする付記１１記載の通信システム。
【０１７４】
（付記１３）
前記新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記第１計算手段は、前記最大送信電力を超えないソース装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記１２記載の通信システム。
【０１７５】
（付記１４）
前記第１計算手段は、ソース装置の第2の新たな送信電力の計算後に、生じている不均衡を防ぐ中間装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記13記載の通信システム。
【０１７６】
（付記１５）
前記中間装置は、該中間装置で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、中間装置及び宛先装置の各々は導出された或るインジケータを制御手段に送信し、制御手段は：
ｉ）宛先装置で送出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段；
を更に有することを特徴とする付記１乃至１４の何れか１項に記載の通信システム。
【０１７７】
（付記１６）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局で受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記１５記載の通信システム。
【０１７８】
（付記１７）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記１５又は１６に記載の通信システム。
【０１７９】
（付記１８）
不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び宛先装置双方からのインジケータ受信後に又は制御手段で受信された複数のインジケータの一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記１５又は１６に記載の通信システム。
【０１８０】
（付記１９）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時のソース装置の送信電力測定値から、ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記１８記載の通信システム。
【０１８１】
（付記２０）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時の中間装置の送信電力測定値から、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記１８又は１９に記載の通信システム。
【０１８２】
（付記２１）
前記中間装置は、該中間装置の現在の送信電力の測定値を示す送信電力インジケータを前記パスロス更新手段に送信し、該パスロス更新手段は、送信電力インジケータを受信し、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスを判定するために該送信電力インジケータを利用する
ことを特徴とする付記２０記載の通信システム。
【０１８３】
（付記２２）
中間装置の送信電力の情報が、ｉ）初期時点での中間装置の送信電力の測定値から及びｉｉ）該初期時点以来生じた中間装置の送信電力の変化を示す情報から決定される
ことを特徴とする付記１８記載の通信システム。
【０１８４】
（付記２３）
付記６に従属する場合であって、中間装置の送信電力の変更要求が基地局から無かったときに、パスロス更新手段で決定される中間装置及び基地局間で受けるパスロスの測定値の変化に続いて、前記第２計算手段は、ソース装置の送信電力に要求される変更を計算し、中間装置及び基地局で導出される信号強度インジケータのバランスを保つ
ことを特徴とする付記１８乃至２２の何れか1項に記載の通信システム。
【０１８５】
（付記２４）
付記１０に従属する場合であって、前記入力信号が、前記パスロス更新手段により決定される中間装置及び基地局間で受けるパスロスのインジケータを含む
ことを特徴とする付記１８乃至２２の何れか1項に記載の通信システム。
【０１８６】
（付記２５）
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は制御手段を有し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記制御手段は中間装置及び基地局各々から前記インジケータを受信し、前記制御手段は：
ｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する計算手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【０１８７】
（付記２６）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局でそれぞれ受信された通信信号の強度の測定値を含む
ことを特徴とする付記２５記載の通信システム。
【０１８８】
（付記２７）
中間装置及び基地局各々により導出される或るインジケータが、中間装置で又は基地局で受信された通信信号の信号対干渉プラス雑音比率（ＳＩＮＲ）の測定値を含む
ことを特徴とする付記２５又は２６に記載の通信システム。
【０１８９】
（付記２８）
不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び宛先装置双方からのインジケータ受信後に又は制御手段で受信された複数のインジケータの一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記２５，２６又は２７に記載の通信システム。
【０１９０】
（付記２９）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時のソース装置の送信電力測定値から、ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記２８記載の通信システム。
【０１９１】
（付記３０）
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時の中間装置の送信電力測定値から、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記２８又は２９に記載の通信システム。
【０１９２】
（付記３１）
前記中間装置は、該中間装置の現在の送信電力の測定値を示す送信電力インジケータを前記パスロス更新手段に送信し、該パスロス更新手段は、送信電力インジケータを受信し、中間装置及び基地局間で伝送される通信信号の受けるパスロスを判定するために該送信電力インジケータを利用する
ことを特徴とする付記３０記載の通信システム。
【０１９３】
（付記３２）
中間装置の送信電力の測定値が、ｉ）初期時点での中間装置の送信電力の測定値から及びｉｉ）該初期時点以来生じた中間装置の送信電力の変化を示す情報から決定される
ことを特徴とする付記３１記載の通信システム。
【０１９４】
（付記３３）
前記計算手段は、ソース装置及び中間装置間で受けるパスロスの測定値の変化後に、ソース装置の送信電力に要求される変化を計算し、中間装置及び基地局で導出される信号強度インジケータのバランスを保つ
ことを特徴とする付記２８乃至３２の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９５】
（付記３４）
前記制御手段は、ソース装置の新たな送信電力の計算後に、ソース装置の新たな送信電力が該ソース装置の最大送信電力より大きいか否かを判定する
ことを特徴とする付記２５乃至３３の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９６】
（付記３５）
前記新たな送信電力がソース装置の最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記計算手段は、前記最大送信電力を超えないソース装置の第2の新たな送信電力を計算する
ことを特徴とする付記３４記載の通信システム。
【０１９７】
（付記３６）
前記第２計算手段は、ソース装置の第２の新たな送信電力の計算後に、中間装置の新たな送信電力を計算し、該新たな送信電力は基地局及び中間装置の信号強度インジケータ間の不均衡を軽減又は防止する
ことを特徴とする付記３５記載の通信システム。
【０１９８】
（付記３７）
前記制御手段は、前記計算手段で計算された新たな送信電力に従って、中間装置の送信電力及び／又はソース装置の送信電力の変更を指示する命令を、中間装置に及び／又はソース装置に発行する
ことを特徴とする付記１乃至３６の何れか１項に記載の通信システム。
【０１９９】
（付記３８）
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するステップ；
ｉｉ）前記インジケータの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有し、該新たな送信電力はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らす；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする方法。
【０２００】
（付記３９）
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置各々で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置で導出されたインジケータの間の不均衡を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【０２０１】
（付記４０）
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；又は
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出された或るインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算する第１計算手段を有する制御手段；
を有し、前記新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする基地局。
【０２０２】
（付記４１）
当該基地局は入力信号を受信し、該入力信号は、基地局で導出されたターゲットインジケータからのずれの変化に前記要求が起因して居るか否かを制御手段が判定することを可能にする
ことを特徴とする付記４０記載の基地局。
【０２０３】
（付記４２）
制御手段は、第１計算手段で計算された新たな送信電力に従って、変更するソース装置の送信電力及び／又は中間装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に及び／又は中間装置に発行する命令手段を更に有する
ことを特徴とする付記４０又は４１に記載の基地局。
【０２０４】
（付記４３）
中間装置で受信された通信信号の品質を示すインジケータを中間装置から受信するインジケータ受信手段を有し、前記基地局は、該基地局で導出されたインジケータと中間装置から受信したインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段を更に有し、前記制御手段は、該不均衡の検出後に、不均衡を実質的に減らす当該ソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する
ことを特徴とする付記４０，４１又は４２に記載の基地局。
【０２０５】
（付記４４）
前記不均衡検出手段が、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定するパスロス更新手段を更に有する
ことを特徴とする付記４３記載の基地局。
【０２０６】
（付記４５）
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置で受信された通信信号の品質を表す１以上のインジケータを中間装置から受信する受信手段；
ｉｉｉ）当該基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｖ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【０２０７】
（付記４６）
前記不均衡検出手段がパスロス更新手段を有し、該パスロス更新手段は、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする付記４５記載の基地局。
【０２０８】
（付記４７）
前記制御手段は、計算手段で計算された新たな送信電力に従って、ソース装置の送信電力の変更を指示する命令をソース装置に発行する命令手段を更に有する
ことを特徴とする付記４５又は４６に記載の基地局。
【０２０９】
（付記４８）
コンピュータにロードされた場合に、付記１乃至３７の何れか１項に記載の通信システムの基地局として動作させる又は付記４０乃至４８の何れか１項に記載の基地局として前記コンピュータを動作させるコンピュータプログラム。
【０２１０】
（付記４９）
キャリア媒体により持ち運ばれる付記４８記載のコンピュータプログラム。
【０２１１】
（付記５０）
前記キャリア媒体が記録媒体である
ことを特徴とする付記４９記載のコンピュータプログラム。
【０２１２】
（付記５１）
前記キャリア媒体が伝送媒体である
ことを特徴とする付記４９記載のコンピュータプログラム。
【図面の簡単な説明】
【０２１３】
【図１Ａ】無線通信システムのシングルセル／中継モデルを示す図である。
【図１Ｂ】無線通信システムの２セル／中継モデルを示す図である。
【図２Ａ】パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。
【図２Ｂ】パスロスの数式(A)に基づくマルチホップ通信システムで達成される理論的なゲインのグラフ表現を示す図である。
【図３】本発明の第１形態を用いるアルゴリズムを示す図である。
【図４】本発明の第１形態を用いるアルゴリズムを示す図である。
【図５Ａ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図５Ｂ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＦＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図６Ａ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図６Ｂ】マルチホップ通信システムが非再生的中継ノードを有しＴＤＤ二重化を用いる場合のソース送信電力及び中間送信電力間の関係を示す図である。
【図７Ａ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図７Ｂ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図７Ｃ】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である。
【図８Ａ】シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。
【図８Ｂ】シングルホップシステムで観測されるものと比較した、マルチホップシステムのユーザにより観測されるスループットの平均ゲインの変動を示すグラフである。
【図９】ＲＮ送信電力の関数として最適なＮＢ送信電力を示す図である（ソース及び宛先装置間の通信リンクは、より短いマルチホップリンクに比較して３ｄＢの利得を有することが仮定されている。）。
【符号の説明】
【０２１４】
１ インジケータ導出手段； ２ インジケータ変化検出手段； ３ 決定手段； ４ 第１計算手段； ５ 第２計算手段； ６ 要求受信手段； ７ 制御／命令手段； ８ａ 要求リレー； ８ｂ 要求修正手段； ９ インジケータ受信手段； １０ インバランス検出手段； １１ 基地局； １２ 中間装置； １３ ソース装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は該基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該システムは：
ｉ）基地局により導出されるインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉ）基地局に設けられ、第１計算手段を有する制御手段であって、前記変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算し、新たな計算値はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第1計算手段による中間装置の新たな送信電力の計算後に、中間装置の新たな送信電力が該中間装置の最大送信電力より大きいか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記新たな送信電力が前記最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記第１計算手段は、中間装置の前記最大送信電力を超えない中間装置の第2の新たな送信電力を計算す
ことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は制御手段を有し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記制御手段は中間装置及び基地局各々から前記インジケータを受信し、前記制御手段は：
ｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する計算手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び宛先装置双方からのインジケータ受信後に又は制御手段で受信された複数のインジケータの一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする請求項４記載の通信システム。
【請求項６】
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時のソース装置の送信電力測定値から、ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するステップ；
ｉｉ）前記インジケータの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有し、該新たな送信電力はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らす；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする方法。
【請求項８】
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置各々で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置で導出されたインジケータの間の不均衡を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項９】
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；又は
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出された或るインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算する第１計算手段を有する制御手段；
を有し、前記新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする基地局。
【請求項１０】
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置で受信された通信信号の品質を表す１以上のインジケータを中間装置から受信する受信手段；
ｉｉｉ）当該基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｖ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【請求項１】
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は該基地局で受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、当該システムは：
ｉ）基地局により導出されるインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉ）基地局に設けられ、第１計算手段を有する制御手段であって、前記変化の検出に続いて、中間装置の新たな送信電力又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算し、新たな計算値はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じる不均衡を実質的に防ぐところの制御手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第1計算手段による中間装置の新たな送信電力の計算後に、中間装置の新たな送信電力が該中間装置の最大送信電力より大きいか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記新たな送信電力が前記最大送信電力より大きいことが前記制御手段により確認された場合に、前記第１計算手段は、中間装置の前記最大送信電力を超えない中間装置の第2の新たな送信電力を計算す
ことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
ソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有する通信システムであって、ソース装置は中間装置を介して基地局に通信信号を送信し、基地局は制御手段を有し、基地局及び中間装置の各々は：基地局又は中間装置でそれぞれ受信した通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段を有し、前記制御手段は中間装置及び基地局各々から前記インジケータを受信し、前記制御手段は：
ｉ）基地局で導出された或るインジケータと中間装置で導出された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｉ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する計算手段；
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
不均衡検出手段はパスロス更新手段を有し、パスロス更新手段は、基地局及び宛先装置双方からのインジケータ受信後に又は制御手段で受信された複数のインジケータの一方又は双方の変化後に、ソース装置及び中間装置間で並びに中間装置及び基地局間で伝送される通信信号が受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする請求項４記載の通信システム。
【請求項６】
前記パスロス更新手段は、通信信号が送信された時のソース装置の送信電力測定値から、ソース装置及び中間装置間で伝送される通信信号の受けるパスロスの測定値を判定する
ことを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するステップ；
ｉｉ）前記インジケータの変化を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有し、該新たな送信電力はａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らす；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする方法。
【請求項８】
マルチホップ通信システムで通信信号を送信する１以上の装置の送信電力を制御する方法であって、前記通信システムはソース装置、基地局及び少なくとも１つの中間装置を有し、ソース装置は通信信号を中間装置を介して基地局に送信し、当該方法は：
ｉ）基地局で又は中間装置で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを、基地局及び中間装置各々で導出するステップ；
ｉｉ）基地局で導出されたインジケータ及び中間装置で導出されたインジケータの間の不均衡を検出するステップ；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算するステップ；
を有することを特徴とする方法。
【請求項９】
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；又は
ｉｉ）インジケータ導出手段により導出された或るインジケータの変化を検出するインジケータ変化検出手段；
ｉｉｉ）前記変化の検出後に、中間装置の新たな送信電力、又は中間装置及びソース装置の新たな送信電力を計算する第１計算手段を有する制御手段；
を有し、前記新たな送信電力は、ａ）中間装置で受信された通信信号の品質の測定値と基地局で受信された通信信号の品質の測定値との間の不均衡を実質的に減らし；又はｂ）生じている不均衡を実質的に防ぐことを特徴とする基地局。
【請求項１０】
少なくとも１つの中間装置を介してソース装置から送信された通信信号を受信する基地局であって：
ｉ）当該基地局で受信された通信信号の品質の１以上のインジケータを導出するインジケータ導出手段；
ｉｉ）中間装置で受信された通信信号の品質を表す１以上のインジケータを中間装置から受信する受信手段；
ｉｉｉ）当該基地局で導出された或るインジケータと中間装置から受信された或るインジケータとの間の不均衡を検出する不均衡検出手段；及び
ｉｖ）不均衡の検出に続いて、不均衡を実質的に減らすソース装置の新たな送信電力を計算する第２計算手段を有する制御手段；
を有することを特徴とする基地局。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３５２８９０（Ｐ２００６−３５２８９０Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６７９８４（Ｐ２００６−１６７９８４）
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１６日（２００６．６．１６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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