JP2008048366A - 無線基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】 中継局と無線端末との間の通信を考慮した無線基地局と中継局との間の通信を実現することである。
【解決手段】 本発明では、複数の無線端末宛のデータを含む第１データユニットを生成し、無線通信方式を同じとして該第１データユニットを送信する中継局を介して該複数の無線端末宛にデータ送信を行う無線基地局において、前記第１データユニットに含まれる前記複数の端末宛のデータを含む第２データユニットを生成し、前記中継局に送信するように送信処理部を制御する制御部、を備えたことを特徴とする無線基地局を用いる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無線通信を利用する無線基地局に関し、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定された無線通信システムをベースとして中継局を追加する際に用いると特に好適である。

ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００等のシステムを代表として現在、無線通信路を介して通信を行う無線通信システムが世界的に普及している。このような無線通信システムにおいては、サービスエリアに対して複数の無線基地局が設置され、無線端末はいずれかの無線基地局を介して他の通信装置（通信端末）と通信を行う。その際、隣接する無線基地局が無線通信可能なサービスエリアに重複部分を設け、無線環境の劣化にともない、通信中の１つの無線基地局から隣接する無線基地局へ無線端末がハンドオーバすることを可能としている。

また、無線方式としては、例えば、符号分割多重、時分割多重、周波数多重、ＯＦＤＭ等の技術が採用され、１つの無線基地局に対して複数の無線端末が同時期に接続可能なことが一般的である。

しかし、無線基地局が無線通信可能なサービスエリア内であっても、エリアの境界に近い場所では、無線環境が良好でないために高速通信が困難であることが多い。

そこで、無線基地局のサービスエリア内に中継局を配置し、無線端末と無線基地局とが中継局を介して無線通信できるようにする案が提案されている。

特に、８０２．１６ｊのタスクグループにおいて、そのような中継局（ＲＳ：Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ）の導入について、目下検討されている最中である。

上述した、ＩＥＥＥ８０２．１６に関する事項は、例えば次の非特許文献１、２に開示されている。
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ８０２．１６ＴＭ−２００４ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ８０２．１６ｅＴＭ−２００５

先に説明した背景技術によれば、無線端末は無線基地局と直接又は中継局を介して無線通信を行うとことができる。

しかし、そのためには、無線基地局と中継局との間の通信と、中継局と無線端末との間の通信といった２つの無線通信区間について制御しなければならない。この時、それぞれ完全に独立に制御すると、中継局の処理負担が増大したり、中継処理に支障を来たすこととなる。

そこで、本発明の目的の１つは、中継局と無線端末との間の通信を考慮した無線基地局と中継局との間の通信を実現することである。

また、無線基地局と中継局との間で送受信されるデータと、中継局と無線端末との間で送受信されるデータが適正に関連づけられるようにすることである。

尚、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の１つとして位置付けることができる。

（１）本発明においては、複数の無線端末宛のデータを含む第１データユニットに対して共通した無線通信方式を適用して該第１データユニットを送信する中継局を介して、該複数の無線端末宛にデータ送信を行う無線基地局において、前記第１データユニットに含まれる前記複数の無線端末宛のデータを含む第２データユニットを生成し、前記中継局に送信するように送信処理部を制御する制御部、を備えたことを特徴とする無線基地局を用いる。
（２）好ましくは、前記無線通信方式は、変調方式、符号化方式、符号化レートのいずれかである。
（３）好ましくは、前記制御部は、前記第１データユニットを送信する際の無線通信方式に対して、前記第２データユニットを送信する際の無線通信方式を独立に制御する。
（４）好ましくは、前記第１データユニットと前記第２データユニットは同じ内容、構成である。
（５）本発明においては、無線端末に対して通信パラメータを送信するとともに、中継局に対して、該無線端末が該通信パラメータに基づいて受信すべき対象のデータを送信する無線基地局において、前記データに対応づけて、該通信パラメータと同じ内容の通信パラメータを送信するように制御するか又は前記データに対応づけて、前記無線端末に対して送信される前記通信パラメータを特定可能な情報送信するように制御する制御部、を備えたことを特徴とする無線基地局を用いる。
（６）本発明においては、第１通信パラメータを送信するとともに、無線端末が該第１通信パラメータに基づいて送信したデータを中継局が受信し、該中継局から該データを送信することで該データを取得する無線基地局において、該中継局が該無線基地局へ該データを送信する際に用いる第２通信パラメータを、前記第１通信パラメータに対応づけて、該中継局に送信するように送信処理部を制御する制御部、を備えたことを特徴とする無線基地局を用いる。
（７）好ましくは、前記対応づけは、前記第１通信パラメータ、前記第２通信パラメータにそれぞれ共通する識別情報を付与することにより行う。

本発明によれば、中継局と無線端末との間の通信を考慮した無線基地局と中継局との間の通信が実現される。

また、本発明によれば、無線基地局と中継局との間で送受信されるデータと、中継局と無線端末との間で送受信されるデータが適正に関連づけられる。

以下、図面を用いながら、本発明の実施の形態について説明する。

〔ａ〕第１実施形態の説明
無線端末が無線基地局から無線により信号を受信する際に同期をとる必要がある。従って、各無線基地局は同期のための信号を自局のサービスエリア内で送信する。例えば、その同期のための信号（同期信号）は、各無線基地局で異なるプリアンブル信号とすることができる。無線端末は、予め複数種類のプリアンブル信号のパターンを記憶しておき、各パターンのうち最も受信品質（例えば受信レベル）が良好なものを通信先の無線基地局として選択することができる。

無線方式として、例えば、ＯＦＤＭを利用する場合には、無線基地局は送信データを各サブキャリアに割り振って、複数のサブキャリアを用いて送信を行うが、プリアンブルを所定のパターンで各サブキャリアに割り振り送信することができる。無線端末は、その所定のサブキャリアの組み合わせを受信して既知のプリアンブル信号とのマッチングをとって、最も良好なプリアンブルを送信する無線基地局に対して同期をとることができる。

また、無線基地局は、同期信号を基準にフレームを構成して、信号を送信する。無線端末は、同期信号を利用してフレーム同期を確立し、同期信号を基準としてデータのマッピング情報（無線端末の送信又は受信動作を制御するデータ；ＭＡＰデータ）を受信する。例えば、同期信号の直後にＭＡＰデータを配置する。

ＭＡＰデータには、物理チャネル（下りチャネル（無線基地局から無線端末側へのチャネル）、上りチャネル（無線端末側から無線基地局側へのチャネル））にデータをマッピングする際の通信パラメータ（タイミング、チャネル情報や無線通信方式（変調方式、符号化方式、符号化レート等））を含めることができ、無線フレームは、ＭＡＰデータに対応した構造を持つ。

更には、無線端末をその端末の識別情報を用いて指定して、無線端末毎に物理チャネルを指定することができる。もちろん、無線端末を特別指定せずに、所定の信号の送受信用として、複数の無線端末（例えば１つの無線基地局が形成するサービスエリア内の無線端末全て）を対象としてマッピング情報を送信することもできる。

無線端末は、ＭＡＰデータにより指定された下り通信パラメータ（受信タイミング、受信チャネル、無線通信方式）により無線信号を受信し、ＭＡＰデータにより指定された上り通信パラメータ（送信タイミング、送信チャネル、無線通信方式）により無線信号を送信する。これにより、無線基地局との間で直接（中継局を介さずに）無線通信を行うことができる。尚、無線端末の送受信動作を制御するための通信パラメータを、通信パラメータ（Ｂ）と称することとする。

一方、中継局は、同様に、無線基地局からの同期信号を受信し、同期を確立する。そして、同期信号を基準として、ＭＡＰデータを受信し、ＭＡＰデータで指定された通信パラメータ（Ｂ）に従って、無線端末への送信データを送信する。尚、無線端末への送信データは、無線基地局と中継局との間の通信リンク（ＭＭＲリンク）を用いて取得することができる。尚、中継局は、ＭＭＲリンクを用いてＭＡＰデータで指定された通信パラメータ（Ｂ）を予め取得することもできる。

即ち、中継局は、ＭＡＰデータ又はＭＭＲリンクにより指定された通信パラメータ（下り）により自局宛の無線信号を受信し、ＭＡＰデータにより指定された通信パラメータ（上り）により自局から送信すべき無線信号を送信する。尚、中継局の送受信動作（即ちＭＭＲ通信リンク）を制御するための通信パラメータを、通信パラメータ（ＲＢ）と称することとする。ＭＭＲリンクは、無線基地局と中継局との間の通信であり、無線端末はこれを受信する必要はない。

また、ＭＡＰデータについては、中継局は無線端末に対して再送しないこととする。これは、一般の送信データ（ユーザデータ）に対してＭＡＰデータは、その部分だけ送信電力を上げたり、低速度で送信することで、送信データに対して無線端末に到達しやすいと考えられるからである。

無線端末は、無線基地局から直接、ＭＡＰデータを受信し、下り通信パラメータ（Ｂ）に従って、無線信号の受信を行うことで、中継局から再送された送信データを受信することができる。

従って、無線端末は、無線基地局から直接データを受信することも可能であるし、中継局が無線基地局から受信したデータをこの中継局から受信することもできる。

尚、無線端末は、無線基地局から送信されるＭＡＰデータ（通信パラメータ（Ｂ））に従って受信、送信を行うだけであり、中継局を介してデータが送受信されることを認識する必要はない。また、中継局は無線基地局から定期的に送信される同期信号については無線端末に対して転送（送信）しないことが望ましい。即ち、中継局が同期信号を送信することとすると、無線端末は、中継局からの同期信号を受信して中継局に同期し、その同期信号を基準にＭＡＰデータを探すものの、見つからないといった事態が生ずるからである。また、無線基地局とは異なる別個の局の存在を認識する必要が生ずることとなる。

以上のように、中継局を利用することで、無線端末の送受信経路の候補が複数となり無線基地局のサービスエリアの境界付近等における無線端末の無線通信をサポートすることができる。

さて、上述したように、中継局は、ＭＭＲリンクを介して無線基地局から受信したデータを中継局から無線端末に対して送信するが、複数の無線端末が中継局の配下に存在する場合には、同じ無線通信方式（変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＡＱＡＭ、６４ＱＡＭ等）、符号化方式（畳み込み符号化、ターボ符号化、ＩＲＡ符号化等）、符号化レート（１／２、１／３）等）により無線通信を行う無線端末をグルーピングし、そのグループ宛のデータを１つのデータユニット（バーストデータ）として送信することが効率的である。

そこで、第１の無線端末グループ宛のデータを含む第１バーストデータ、第２の無線端末グループ宛のデータを含む第２バーストデータをそれぞれに対応する無線通信方式で、中継局から送信することとする。

以下、更に各部の詳細構成、動作について図面を用いながら説明する。

図１は、第１実施例における無線通信システムの構成を示す。図において、１はルーティング装置、２は無線基地局（ＢＳ）、３は中継局（ＲＳ）、４は無線端末（Ｔ）をそれぞれ示す。尚、無線端末４としては、移動した利用に適したいわゆるＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、固定的な利用に適した無線装置のいずれを用いることもできる。

ここで、無線端末４は、無線基地局２のサービスエリア内で無線基地局２と直接（中継局を介さずに）無線通信を行うこともできるし、また、図のＴ４−１〜Ｔ４−５のように中継局３のサービスエリア内で中継局３を介して無線基地局２と無線通信を行うこともできる。中継局３は、無線基地局２のサービスエリア内に１又はそれ以上設けられ、無線端末４と無線通信を行うことができる。

無線基地局２は、ルーティング装置１と接続され、無線端末４からデータを受信し、ルーティング装置１にそのデータを送出するとともに、逆に、ルーティング装置１から受信したデータを無線端末４に対して送信する制御を行う。ルーティング装置１は、複数の無線基地局と接続され、無線基地局２から受信したデータを他のルーティング装置又は他の無線基地局に送出することで、送信宛先にデータが到達するようにルーティングを行う。

好ましくは、無線基地局２は、データをパケット形式に変換してからルーティング装置に転送する。尚、ルーティング装置１からアクセス可能となるように、無線端末の位置登録エリア（複数の無線基地局で構成されるエリア毎における無線端末の在圏情報）、サービス形態等を記憶したデータベースを配置し、ルーティングの際に必要に応じてルーティング装置１がこれらの情報を取得可能とすることが望ましい。

次に、無線基地局２の構成について図２を用いて詳細に説明する。

図２は無線基地局２の構成を示す図である。

図において、１０は中継局３、無線端末４との間で無線信号を送受信するためのアンテナ、１１はアンテナ１０を送受信系で共用するためのデュプレクサ、１２は受信部、１３は受信信号を復調する復調部、１４は復調した受信信号を復号する復号化部、１５は復号データから制御データを抽出し制御部２６に与えるとともに、ユーザデータ等の他のデータをパケット生成部１６に転送する制御データ抽出部、１６は制御データ抽出部から転送されたデータをパケット化してＮＷインタフェース部１７に引き渡すパケット生成部を示す。

１７はルーティング装置１との間のインタフェース（ここではパケット通信を行うこととする）を形成するインタフェース部であり、１８はＮＷインタフェース部２０から受信したパケットデータに含まれるＩＰアドレスを識別し、ＩＰアドレスデータに基づき宛先無線端末４を特定（例えば、ＩＰアドレスデータと無線端末４のＩＤの対応を記憶しておき、対応する無線端末４のＩＤを取得）するとともに、ＩＤに対応するＱＯＳ（同様にＩＤに対応させて記憶しておく）情報を取得し、ＭＡＰ情報生成部２１にＩＤ、ＱＯＳ情報を与えて帯域割り当て要求を行い、ＮＷインタフェース部１７から渡されたパケットデータをパケットバッファ部１９に格納する。

２０は無線通信方式管理部を示し、中継局３と各無線端末４（Ｔ４−１〜４−５）との間及び無線基地局２と各無線端末（Ｔ４−１〜４−５）との間で無線通信を行う際に利用する無線通信方式を各無線端末毎に管理、記憶する。また、無線基地局２と配下の各中継局（３−１、３−１）との間で無線通信を行う際に利用する無線通信方式を各中継局毎に管理、記憶する。

尚、ここで記憶するデータは、制御部２６により更新可能とすることが望ましい。その場合、中継局３又は無線基地局２において、無線端末４又は中継局３からの受信信号の品質を受信処理部で測定し、その測定結果に基づいて適用する無線通信方式を変更するのである。例えば、受信品質が良い場合は、制御部２６は、高速無線伝送が可能な６４ＱＡＭ、畳み込み符号化、符号化レート１／２を無線通信方式管理部２０に記憶させ、受信品質が悪い場合は、低速無線伝送が可能な１６ＱＡＭ、より強力な符号化であるターボ符号化、符号化レート１／３を無線通信方式管理部２０に記憶させるのである。

尚、測定が行われる装置が中継局３である場合は、ＭＭＲリンクを介して中継局３から受信品質の測定結果（又は測定結果に対応する無線通信方式）を取得することができる。

２１はＭＡＰ情報生成部を示し、帯域割り当て要求を受けると、無線端末４のＩＤをキーとして検索することで通信経路を特定（経由する中継局を特定）し、ＱＯＳに応じたマッピングエリアを下りデータ送信領域のいずれかに設定したＭＡＰデータを生成するとともに、それに従った無線フレームを構成するように、ＰＤＵ生成部２２指示する。

例えば、ＭＡＰ情報生成部２１は、通信経路が中継局を介さない直接の通信経路であれば、下りデータ送信領域内のうち無線端末宛にユーザデータを送信する領域であるバーストデータ領域（Ｄ（Ｔ））を確保し、その領域の指定及びその領域に格納されたデータを受信するために必要とされる通信パラメータ（Ｂ）を含むＭＡＰデータを生成する。そして、生成したＭＡＰデータとユーザデータをそれぞれの送信タイミングで送信するように、ＰＤＵ生成部２２に指示する。

一方、通信経路が中継局３−１を介した通信経路であれば、下りデータ送信領域内のうち無線端末宛にユーザデータを送信する領域であるバーストデータ領域（Ｄ（Ｔ））を確保し、その領域の指定及びその領域に格納されたデータを受信するために必要とされる通信パラメータ（Ｂ）を含むＭＡＰデータを生成する。更に、そのユーザデータを中継局３−１に送信すべく、下りデータ送信領域内のうち無線中継局宛にユーザデータを送信する領域であるバーストデータ領域（Ｄ（ＭＭＲ））を確保し、その領域の指定及びその領域に格納されたデータを受信するために必要とされる通信パラメータ（ＲＢ）を含むＭＡＰデータを生成する。

そして、以上のように、生成されたＭＡＰデータを送信するように、ＰＤＵ生成部２２に指示し、通信パラメータ（ＲＢ）で指定された領域でユーザデータを中継局３に送信するように、ＰＤＵ生成部２２に指示する。

また、ＭＡＰ情報生成部２１は、グルーピングを行う。まず、ＭＡＰ情報生成部２１は、ＭＡＰデータの生成の際に、無線通信方式管理部２０において管理している各無線端末について、中継局と無線端末との間に適用する無線通信方式を参照する。そして、ＭＡＰ情報生成部２１は、同じ無線通信方式が適用可能な複数の無線端末により１つのグループを形成する。即ち、ＭＡＰ情報生成部２１は、各グループに対して１つのバーストデータ領域Ｄ（Ｔ）を割り当て、第Ｎのグループの無線端末に対して送信するＭＡＰデータに、その領域Ｄ（Ｔ）及び第Ｎグループに対応する無線通信方式を指定した下り無線通信パラメータ（Ｂ）を設定する。

従って、第Ｎグループに属する無線端末は、無線基地局２から受信した通信パラータ（Ｂ）に基づいて、共通するバーストデータ領域Ｄ（Ｔ）を受信することとなる。尚、バーストデータ領域に格納されるデータは、グループ内の無線端末のそれぞれが自身のデータだけ抽出できるように、ヘッダデータ等により分離可能に構成されている。

尚、バーストデータ領域Ｄ（Ｔ）で、中継局２から送信すべきグループＮに属する複数の無線端末宛のユーザデータはＭＭＲリンクを介して中継局３に送信される。

２２はＰＤＵ生成部を示し、同期信号（プリアンブル）を基準として形成される無線フレームの各領域にＭＡＰデータ、送信データが格納されるようにＰＤＵを生成し、符号化部２３に送出する。２３は符号化部、２４は変調部、２５送信部をそれぞれ示し、順にＰＤＵデータを誤り訂正符号化等の符号化処理を施してから変調し、送信部２５からアンテナ１０を介して無線信号として送信する。

２６は制御部を示し、送信処理部、受信処理部を制御して送受信動作を制御するとともに、ＭＡＰ情報生成部２１に対してＭＡＰデータの生成指示を行う。また、配下の中継局３との間に適用する無線通信方式を判定し、判定結果を無線通信方式管理部２０に管理、記憶させる制御を行う。尚、判定の方法としては、中継局３からＭＭＲを介して通知された無線通信方式を認識することで判定してもよいし、中継局３からの無線基地局２との間の無線通信品質情報に基づいて、対応する無線通信方式を選択することで判定してもよい。

また、中継局３−１と各無線端末４との間の無線通信に適用する無線通信方式を判定し、判定結果を無線通信方式管理部２０に管理、記憶させる制御を行う。尚、判定の方法としては、中継局３からＭＭＲを介して通知された各無線端末４についての無線通信方式を認識することで判定してもよいし、中継局３からの中継局３と無線端末４との間の無線通信品質情報に基づいて、対応する無線通信方式を選択することで判定してもよい。

尚、中継局３−１への送信の際には、制御部２６は、無線通信方式管理部２０において、中継局３−１への送信の際に適用する無線通信方式として無線通信方式管理部２０で管理している通信方式を適用するように、送信処理部の各ユニットの制御を行う。

図３は中継局３の構成を示す図である。

図において、３０は無線基地局２、無線端末４との間で無線信号を送受信するためのアンテナ、３１はアンテナ１０を送受信で共用するためのデュプレクサ、３２は受信部、３３は受信信号を復調する復調部、３４は復調した受信信号を復号する復号化部、３５は復号データから（無線基地局２から受信した）ＭＡＰデータを抽出しＭＡＰ情報解析部３６に与えるとともに、無線基地局２から受信した無線端末４宛のデータをＰＤＵバッファ部３８に転送する制御データ抽出部３５を示す。無線端末４から無線信号を受信した場合も同様に、無線基地局２に対して送信すべくＰＤＵバッファ部３８に受信データを転送する。

３７は無線通信方式管理部を示し、配下の各無線端末（Ｔ４−１〜４−５）との間で無線通信を行う際に利用する無線通信方式を各無線端末毎に管理、記憶する。また、無線基地局２との間で無線通信を行う際に利用する無線通信方式を管理、記憶する。尚、無線通信方式管理部３７における管理データは、ＭＭＲリンクを利用した相互通信により無線通信方式管理部２０と同期している。

３８はＰＤＵバッファ部を示す。ＭＡＰ情報解析部３６で解析したＭＡＰデータ又はＭＭＲリンクを介して受信したデータに基づいて、無線基地局２が無線端末４に通信パラメータ（Ｂ）により通知した受信タイミング、チャネルを制御部４２が取得するので、その通信パラメータ（Ｂ）に従って無線端末４が受信を行えるように、無線基地局２から受信した無線端末４宛の対応データを符号化部に引き渡す。

尚、無線端末４宛のデータは、無線基地局２と中継局３との間で形成された通信リンク（ＭＭＲリンク）を介して受信される。また、無線基地局２から送信されるＭＡＰデータに、中継局３の識別情報と通信パラメータ（ＲＢ）が含まれているため、中継局３は指定されたタイミング、チャネル、無線通信方式で受信することで、無線基地局２と中継局３間でデータ等の送信が実行される（上り方向も同様にＭＡＰデータの通信パラメータ（ＲＢ）で定義される）。

３９は符号化部、４０は変調部をそれぞれ示し、ＰＤＵバッファ部３８からの送信データを符号化し、ＭＡＰ情報解析部３６で取得した送信タイミング、チャネルでユーザデータの送信を行うように変調処理を施してから送信部４１に引き渡す。

４１は送信部を示し、送信信号をアンテナ３０を介して無線端末４、無線基地局２宛に無線信号として送信する。

４２は制御部を示し、ＭＡＰ情報解析部３６で取得した送受タイミング、チャネル、無線通信方式で送受信を行うように、送信処理部、受信処理部を制御する。また、無線端末４への下りバーストを送信する際には、ＭＡＰデータ又はＭＭＲリンクで通知された通信パラメータに従ってバーストデータを送信するように送信処理部を制御する。

図４は無線端末４の構成を示す図である。

図において、５０は中継局３、無線基地局２との間で無線信号を送受信するためのアンテナ、５１はアンテナ５０を送受信で共用するためのデュプレクサ、５２は受信部、５３は受信信号を復調する復調部、５４は復調した受信信号を復号する復号部、５５は復号データから制御データを抽出し、ＭＡＰデータであればＭＡＰ情報解析部５６に与え、他のデータ（ユーザデータ）をデータ処理部５７へ引き渡す。

５６はＭＡＰ情報解析部を示し、無線基地局２から直接受信したＭＡＰデータ（下り通信パラメータ（Ｂ））を解析し、解析結果を制御部６２に与える。即ち、各種データの送受信タイミングを制御部６２に通知する。

５７はデータ処理部を示し、受信データに含まれる各種データの表示処理、音声出力処理等を行う。また、データ処理部５７は、通信先の装置に対して送信を希望するユーザデータは、ＰＤＵバッファ部５８に与える。

５８はＰＤＵバッファ部を示し、データ処理部５７からの送信データをＭＡＰデータ（通信パラメータ（Ｂ））により指定された送信タイミング、送信チャネル、無線通信方式で送信可能とすべく、符号化部５９に格納したデータを出力する。

５９は符号化部、６０は変調部を示し、ＰＤＵバッファ部５８からの送信データをＭＡＰ情報で指定された送信タイミング、送信チャネルで送信するように制御部６２の制御の下、送信データについて符号化、変調処理を実行する。

送信部６１は、アンテナ５０を介して無線信号を送信する。

制御部６２は、ＭＡＰデータに基づいて送信処理部、受信処理部の動作を制御する。

次に、無線フレームフォーマットの例を提示するとともに、上記システムにおける通信手順について詳細に説明する。尚、ここでは、ＩＥＥＥ Ｓｔｄ８０２．１６ｄ、ｅに対応した無線フレームフォーマットを例としてあげるが実施例は、これに限定されるものではない。

図５は無線基地局、中継局、無線端末間で送受信される無線信号のフレームフォーマットの例を示す図である。尚、ＢＳ２−１、ＲＳ３−１、Ｔ４−１〜Ｔ４−５は図１に示した配置関係にあるものとする。

さて、図において、Ｔｘ、Ｒｘはそれぞれ送信、受信を意味する。従って、ＢＳ２はプリアンブル（Ｐ）をフレームの先頭として、ＤＬ／ＵＬ ＭＡＰ、ＭＭＲバースト１、２（無線基地局２から中継局３−１への送信データ）を順に送信している。

プリアンブルは、無線端末４、中継局３が無線基地局２に同期することを可能とするために送信する所定の既知パターンであり、ＯＦＤＭを用いる場合には、所定のパターンの信号が各サブチャネルを介して送信されることとなる。

そして、プリアンブルの送信に続くのは、ＤＬ／ＵＬ ＭＡＰであり、中継局３、無線端末４に対して送信受信タイミング、送受信チャネル、無線通信方式ついて通知するための制御データ（ＭＡＰデータ）を格納する領域である。

図６に、ＭＡＰデータの構成例について詳細に説明する。

ＭＡＰデータは、下り方向の無線通信を制御するＤＬ ＭＡＰデータと、上り方向の無線通信を制御するＵＬ ＭＡＰデータを含む。ＤＬ ＭＡＰデータは、通信パラメータ（ＲＢ）を格納する領域と、通信パラメータ（Ｂ）を格納する領域を含む。

ここでは、無線基地局２から中継局３−１への下りデータ送信領域であるＤ（ＭＭＲ）に２つのＭＭＲバースト領域（ＭＭＲバースト１、２）を設定するため、ＲＢ１、２がＤＬ ＭＡＰデータ内に設けられている。ＲＢ１、ＲＢ２は、それぞれ、ＭＭＲバースト１、２の領域、受信の際に用いる無線通信方式を指定する通信パラメータ（ＲＢ）を含んでいる。

また、無線端末４に対する下りデータのデータ送信領域であるＤ（Ｔ）に２つのバースト領域を設定するため、Ｂ１、２がＤＬ ＭＡＰデータ内に設けられている。Ｂ１、Ｂ２は、それぞれ、下りバースト１、２の領域、受信の際に用いる無線通信方式を指定する通信パラメータ（Ｂ）を含んでいる。

上り方向についても同様である。

尚、このフレーム構成例においては、ＢＳ２からＲＳ、Ｔに対して送信が行われる期間、ＢＳ２からＲＳに対して送信が行われる期間（Ｄ（ＭＭＲ）期間）、ＲＳ３−１からＴに対して送信が行われる期間（Ｄ（Ｔ）期間）は時間的に分離されている。更に、上り方向についても、下り方向とは時間的に分離され、同様にＴ、ＲＳのそれぞれの送信期間も時間的に分離されている。これは、時分割により各区間の送受信を分離したもの（同じ周
波数帯を利用可能）であるが、周波数分離等の他の分離手法を採用することもできる。

図５に戻ると、ＭＭＲバースト１、２はそれぞれ無線基地局２から中継局３に対してＭＭＲリンクを介して送信するデータの送信領域を示し、下りバースト１、２はそれぞれ中継局３から無線端末４に対して送信するデータの送信領域を示している。

次に、先に説明したグルーピングとの関係について説明する。

無線基地局２の無線通信方式管理部２０は、中継局３とその配下の無線端末４−１〜５の間についての無線通信方式を管理、記憶している。ＭＡＰ情報生成部２１はその管理内容を参照して、中継局３から無線端末に対してデータを送信するデータ送信領域内で送信を行うデータユニットを決定する。この例では、ＭＡＰ情報生成部２１は、適用する無線通信方式が同じ無線端末である、無線端末４−１、２、４を第１のグループとして形成し、無線端末４−３、５を第２のグループとして形成する。

そして、ＭＡＰ情報生成部２１は、第１グループに対しては、無線端末４−１、２、４宛のユーザデータ送信用の下りバースト１、第２グループに対しては無線端末４−３、５宛のユーザデータ下りバースト２を割り当てたＭＡＰデータを生成し、ＰＤＵ生成部２２に与える。例えば、第１グループの無線端末４−１、２、４の識別情報に対応させて下りバースト１の受信に必要な通信パラメータ（Ｂ１）を含むＭＡＰデータを生成し、ＰＤＵ生成部２２に与え、第２グループの無線端末４−３、５の識別情報に対応させて下りバースト２の受信に必要な通信パラメータ（Ｂ２）を含むＭＡＰデータを生成し、ＰＤＵ生成部２２に与える。

一方、ＭＡＰ情報生成部２１は、無線基地局２から中継局３へのデータ送信領域であるＤ（ＭＭＲ）についても、同様のグルーピングが行われるように制御する。即ち、無線端末４−１、２、４宛のユーザデータは、ＭＭＲバースト１に含まれ、無線端末４−３、５宛のユーザデータは、ＭＭＲバースト２に含まれるようにＭＡＰデータを生成し、ＰＤＵ生成部２２に与える。即ち、第１グループの無線端末４−１、２、４宛のデータを含むＭＭＲバースト１の受信に必要な通信パラメータ（ＲＢ１）を含むＭＡＰデータを生成し、ＰＤＵ生成部２２に与え、第２グループの無線端末４−３、５宛のデータを含むＭＭＲバースト２の受信に必要な通信パラメータ（ＲＢ２）を含むＭＡＰデータを生成し、ＰＤＵ生成部２２に与える。

従って、ＭＭＲバースト１と下りバースト１には同じグループに属する無線端末宛のデータが格納され、ＭＭＲバースト２と下りバースト２には同じグループに属する無線端末宛のデータが格納される。

尚、好ましくは、ユーザデータの配列順等のデータ構造もＭＭＲバーストと下りバースト間で同じとする。また、各無線端末宛のユーザデータのコンテンツもＭＭＲバーストと下りバースト間で同じとする。

このようにすることで、中継局３においては、ＭＭＲリンクを介して受信したユーザデータをそのままのグループとして下りバーストとして送信できるため、再度グルーピングし直す必要がなく、処理負担が軽減される。また、データ配列順も同様でれば、更に、グループ内でのデータ配列を変更する必要がなく処理負担が軽減される。

尚、上り方向も同様である。

次に、図７を用いて他の無線フレームの案について説明する。

ここでは、各装置において適用する無線通信方式（特に変調方式）を考慮している。即ち、ＭＭＲリンクについては、受信品質の測定結果により、無線環境が良好であると制御部２６が判断しているため、６４ＱＡＭを適用している。

一方、下りバーストについては、中継局３と第１グループに属する無線端末との間では６４ＱＡＭを利用し、中継局３と第２グループに属する無線端末との間では、１６ＱＡＭを適用している。

ＭＭＲバーストと下りバーストの間で、グルーピングやデータ配列以外に、無線通信方式（特に変調方式）も同じとしてしまうこともできるが、中継局と無線端末との間の無線環境が良くないために、それに引きずられて無線基地局と中継局との間の伝送速度が低下する可能性もある。

そこで、好ましくは、ＭＭＲバーストと下りバーストの間における無線通信方式は同じとせず、各無線区間の状況に応じて異なる方式を採用することが望ましい。

〔ｂ〕第２実施形態の説明
次に、ＭＭＲリンクを介して送信したデータを、中継局から無線端末向けに送信するデータ領域にどのように効率よく割り当てて、格納するかについて図８を用いて説明する。

図８は、割り当て情報通知シーケンスを示す図である。

無線基地局２は、プリアンブル及びＤＬ／ＵＬ ＭＡＰデータを送信する。

従って、中継局３、無線端末４は、それぞれＭＡＰ情報解析部３６、５６によりＭＡＰ情報を解析する。そして、中継局３の制御部４２は、通信パラメータ（ＲＢ）を取得し、通信パラメータ（ＲＢ）に従った受信動作を行うように受信処理部を制御することで、無線端末４宛に送信すべきユーザデータをＭＭＲバーストとして、取得する。

一方、無線端末４の制御部６２は、通信パラメータ（Ｂ）を取得し、通信パラメータ（Ｂ）に従った受信動作を行うように受信処理部を制御する準備をする。

しかし、中継局３は、ＭＭＲバーストで取得した無線端末４宛のユーザデータをどのように下りバーストとして送信するか決定する必要がある。即ち、無線端末４宛に送信されるＭＡＰデータにより通信パラメータ（Ｂ）を取得することはできるが、その通信パラメータにより送信すべきデータがＭＭＲリンクで受信したデータのうちいずれであるのかを認識しなければならない。

そこで、この実施例では、割り当て情報（Ｂｕｒｓｔ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ
ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ）を無線基地局２から中継局３に対してＭＭＲリンクを介して送信することとした。

図９、図１０において割り当て情報の例を示す。

図９は第１の割り当て情報の例を示す。

無線基地局２のＭＡＰ情報生成部２１は、ＭＭＲバースト１、２において中継局３宛に送信が行われることを通知すべく、通信パラメータＲＢ１、２を生成する。即ち、通信パラメータ（ＲＢ１、２）は、ＭＭＲバースと１、２の受信動作に必要とされる領域指定情報、無線通信方式を含んでいる。

また、ＭＡＰ情報生成部２１は、割り当て情報（Ｂｕｒｓｔ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ）を、ＤＬ ＭＡＰ内に各通信パラメータＲＢに対応（ここでは隣接して配置している）させて配置する。割り当て情報は、ＭＭＲバーストにより送信されるデータをどの領域で、どのような無線通信方式で送信すべきか（通信パラメータ（Ｂ）により無線端末４に通知した内容と同じにする）かを示す。

割り当て情報は、例えば、中継局３の識別情報であるＲＳ ＩＤ、送信すべきフレームナンバ、無線通信方式を示すＤＩＵＣ、ＯＦＤＭ方式を採用する場合における必要なＯＦＤＭＡパラメータ、ＯＦＤＭＡ Ｓｙｍｂｏｌ ｏｆｆｓｅｔ、Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｏｆｆｓｅｔ、Ｎｏ． ＯＦＤＭＡ Ｓｙｍｂｏｌｓ、Ｎｏ．Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌｓを含む。

図９に示すように、ＯＦＤＭＡ パラメータにおける、ＯＦＭＤＡ Ｓｙｍｂｏｌ ｏｆｆｓｅｔは無線フレームの時間軸方向のオフセットを示し、Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｏｆｆｓｅｔは無線フレームの周波数軸方向のオフセットを示す。また、Ｎｏ．ＯＦＤＭＡ ＳｙｍｂｏｌｓはＯＦＤＭＡ Ｓｙｍｂｏｌ ｏｆｆｓｅｔからの時間軸方向のシンボル数を示し、Ｎｏ．ＳｕｂｃｈａｎｎｅｌｓはＳｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｏｆｓｓｅｔからの周波数軸方向のサブチャネル数を示す。つまり、ＯＦＤＭＡパラメータは、無線端末４に送信する際の無線フレームの領域を示すものである。

従って、中継局３−１のＭＡＰ情報解析部３６は、ＲＳ ＩＤが中継局３−１を示す場合には、この割り当て情報も解析し、対応する通信パラメータＲＢに従って受信した今回のＭＭＲバーストに含まれるユーザデータをどのように送信すべきかを示す通信パラメータ（無線端末４に対して送信される通信パラメータ（Ｂ）と同じ内容を含む）を取得し、制御部４２に与える。

これにより、制御部４２は、割り当て情報に含まれる通信パラメータを送信処理部にセットして送信させるため、通信パラメータ（Ｂ）に従って受信動作を行う無線端末４に対して適性にユーザデータを中継することができることとなる。尚、割り当て情報として、無線基地局２が無線端末４に通知する通信パラメータ（Ｂ）の領域を示すポインタ情報及び割り当て情報を受信すべき中継局の識別情報とすることもできる。このポインタにより各ＭＭＲバーストと通信パラメータ（Ｂ）が中継局３において対応づくこととなるため、適正な送信タイミングで送信を行うことができることとなる。

図１０に第２の割り当て情報の例を示す。

情報の内容は、図９と同様であるが、この例では、割り当て情報（Ｂｕｒｓｔ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ）は、ＭＡＰデータ内ではなく、ＭＭＲバーストに付随して送信される。

尚、ＭＡＰデータ内にＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ ＭＡＰが格納され、中継局３のＭＡＰ情報解析部３６は、これによりどの領域（Ｂｕｒｓｔ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ）をどのような無線通信方式で受信する必要があるか通知される。

また、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎは、中継局の識別情報ＲＳ ＩＤと、送信すべき下りバーストについての通信パラメータ（領域、無線通信方式）により構成する。

尚、この例では、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎをＭＭＲバーストの外側に構成したが、内側とすることで、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ＭＡＰを省略することもできる。また、ＭＭＲバースト内に、ＭＡＰデータ内における対応する通信パラメータ（Ｂ）の領域を示すポインタを含めることで、通信パラメータ（Ｂ）を無線端末４と共用することができる。

図１１は、第３の割り当て情報の例を示す。

無線基地局２のＭＡＰ情報生成部２１は、ＵＬ ＭＡＰ内に、割り当て情報（Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を含める。割り当て情報は、ＵＬ ＭＡＰの通信パラメータ（Ｂ）の領域を示すポインタと、そのポインタに従って受信したデータをＭＭＲリンクを介して送信すべき領域、無線通信方式を示す。

具体的には、割り当て情報は、中継局３の識別情報であるＲＳ ＩＤ、対応するＵＬ ＭＡＰの通信パラメータ（Ｂ）が格納された領域を示すポインタ、送信すべきフレームナンバ、無線通信方式を示すＵＩＵＣ、ＯＦＤＭＡ方式を採用する場合における必要なＯＦＤＭＡパラメータ、ＯＦＤＭＡ Ｓｙｍｂｏｌ ｏｆｆｓｅｔ、Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｏｆｆｓｅｔ、Ｎｏ． ＯＦＤＭＡ Ｓｙｍｂｏｌ、Ｎｏ．Ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌｓを含む。

従って、中継局３のＭＡＰ情報解析部３６は、割り当て情報を受信し、それに含まれるポインタに従って、対応する通信パラメータ（Ｂ）を取得し、制御部４２に与える。従って、制御部４２は、通信パラメータ（Ｂ）に従って受信動作を行うように受信処理部を制御することで、無線端末４からのユーザデータを受信する。

そして、割り当て情報により指定された、フレームナンバ、無線通信方式に従って、無線端末４から取得したユーザデータを無線基地局２に対してＭＭＲリンクを介して送信する。これにより、無線基地局２は、ＭＡＰデータの通信パラメータ（Ｂ）により指定した送信動作により送信されたユーザデータを希望するタイミングで、ＭＭＲリンクを介して取得することができる。尚、上りＭＭＲリンクのＭＡＰデータである通信パラメータＲＢに、対応する通信パラメータ（Ｂ）の領域を示す情報を割り当て情報として含めてもよい。

図１２は、第４の割り当て情報の例を示す。

この例では、割り当て情報として、ＲＳ ＩＤと受信したデータに付与するＩＤ（Ｔｅｍｐ ＩＤ）とを用いる。

中継局３のＭＡＰ情報解析部３６は、ＵＬ ＭＡＰを受信し、通信パラメータ（Ｂ）とそれに対応する割り当て情報を取得する。尚、割り当て情報は、通信パラメータ（Ｂ）に対して所定の配置関係（ここでは、通信パラメータに隣接）して配置することで、通信パラメータ（Ｂ）へのポインタを不要としている。

さて、通信パラメータ（Ｂ）をＭＡＰ情報解析部３６から得た制御部４２は、そのパラメータに従って受信処理部を制御して、無線端末４から送信されるユーザデータを受信する。そして、対応する割り当て情報に含まれるＩＤと対応づけて受信ユーザデータをＰＤＵバッファ部３８に記憶させる。

そして、中継局３は、その後、ＵＬ ＭＡＰデータの通信パラメータ（ＲＢ）とそれに関連づけて送信された割り当て情報（Ｒｅｌａｙ Ｉｎｆｏ）を受信する。

ここで、割り当て情報は、ＭＭＲリンク（ＭＭＲバースト）で送信すべきデータのＩＤを含む。

従って、制御部４２は、Ｒｅｌａｙ Ｉｎｆｏにより指定されたＩＤをキーとして、ＰＤＵバッファ部３８にそのＩＤと対応づけて格納されたデータを検索し、そのデータを通信パラメータ（ＲＢ）で指定された送信タイミング、チャネル、無線通信方式で送信するように送信処理部を制御する。

よって、無線基地局２は、ＭＡＰデータにより指定した形式にて、ＭＭＲリンクを介して無線端末４からのユーザデータを受信することができることとなる。

無線通信システム 無線基地局２ 中継局３ 無線端末４ 無線フレームその１ ＭＡＰデータ 無線フレームその２ 割り当て情報通知シーケンス 割り当て情報その１ 割り当て情報その２ 割り当て情報その３ 割り当て情報その４

符号の説明

１ ルーティング装置
２ 無線基地局
３ 中継局
４ 無線端末
１０、３０、５０ アンテナ
１１、３１、５１ デュプレクサ
１２、３２、５２ 受信部
１３、３３、５３ 復調部
１４、３４、５４ 復号化部
１５、３５、５５ 制御データ抽出部
１６ パケット生成部
１７ ＮＷインタフェース部
１８ パケット識別部
１９ パケットバッファ部
２０ 無線通信方式管理部
２１ ＭＡＰ情報生成部
２２ ＰＤＵ生成部
２３、３９、５９ 符号化部
２４、４０、６０ 変調部
２５、４１、６１ 送信部
２６、４２、６２ 制御部
３６、５６ ＭＡＰ情報解析部
３７、５７ 無線通信方式管理部
３８、５８ ＰＤＵバッファ部
５７ データ処理部

Claims (7)

1. 複数の無線端末宛のデータを含む第１データユニットに対して共通した無線通信方式を適用して該第１データユニットを送信する中継局を介して、該複数の無線端末宛にデータ送信を行う無線基地局において、
   前記第１データユニットに含まれる前記複数の無線端末宛のデータを含む第２データユニットを生成し、前記中継局に送信するように送信処理部を制御する制御部、
   を備えたことを特徴とする無線基地局。
2. 前記無線通信方式は、変調方式、符号化方式、符号化レートのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
3. 前記制御部は、前記第１データユニットを送信する際の無線通信方式に対して、前記第２データユニットを送信する際の無線通信方式を独立に制御する、ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
4. 前記第１データユニットと前記第２データユニットは同じ内容、構成である、ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
5. 無線端末に対して通信パラメータを送信するとともに、中継局に対して、該無線端末が該通信パラメータに基づいて受信すべき対象のデータを送信する無線基地局において、
   前記データに対応づけて、該通信パラメータと同じ内容の通信パラメータを送信するように制御するか又は
   前記データに対応づけて、前記無線端末に対して送信される前記通信パラメータを特定可能な情報送信するように制御する制御部、
   を備えたことを特徴とする無線基地局。
6. 第１通信パラメータを送信するとともに、無線端末が該第１通信パラメータに基づいて送信したデータを中継局が受信し、該中継局から該データを送信することで該データを取得する無線基地局において、
   該中継局が該無線基地局へ該データを送信する際に用いる第２通信パラメータを、前記第１通信パラメータに対応づけて、該中継局に送信するように送信処理部を制御する制御部、
   を備えたことを特徴とする無線基地局。
7. 前記対応づけは、前記第１通信パラメータ、前記第２通信パラメータにそれぞれ共通する識別情報を付与することにより行うことを特徴とする請求項６記載の無線基地局。
   

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