JP2011097340A

JP2011097340A - Radio communication system, relay station, and radio resource control method

Info

Publication number: JP2011097340A
Application number: JP2009249055A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Fukui; 範行福井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-05-12

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system capable of properly assigning radio resources to an R-PUSCH while suppressing the amount of information to be transmitted from a relay station to a base station as much as possible. <P>SOLUTION: The radio relay system includes base stations, terminals, and a relay station 2 for relaying radio communication between a base station and a terminal. The relay station 2 includes a reception processing/quality measuring section 21 for measuring the communication quality to the terminal, a scheduler 23 for obtaining an amount of traffic from all the terminals to be relayed on the basis of the communication quality and the terminal's amount of buffer data transmitted from each of the terminals, and a transmission processing section 26 for transmitting to the base station a request of assigning resources including the amount of traffic. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、基地局と端末の間の無線信号を中継するリレー局を備える無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio communication system including a relay station that relays radio signals between a base station and a terminal.

最近の各種無線通信システムでは、複数の端末にそれぞれ無線リソースを割り当てる周波数スケジューリングを採用している。たとえば、標準化団体３ＧＰＰ（3^rd Generation Partnership Project）で規格化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）のシステムでは、下り回線（基地局から端末方向）でＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を、上り回線（端末から基地局方向）でＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier−Frequency Division Multiple Access）を、それぞれ無線アクセス方式として採用している。これらの方式では、周波数軸上に存在する複数の無線リソースのうち、無線リソースを与える対象の端末にとって品質の良い無線リソースを、その端末に割り当てる。このような無線リソースの割り当てが、周波数スケジューリングである。 In recent various wireless communication systems, frequency scheduling that assigns wireless resources to a plurality of terminals is adopted. For example, in a system of the LTE (Long Term Evolution) standardized by the standardization group ^{3GPP (3 rd Generation Partnership Project)} , the OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) in downlink (terminal direction from the base station), the uplink SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) is adopted as a radio access method (from the terminal to the base station). In these schemes, among the plurality of radio resources existing on the frequency axis, radio resources having high quality for a target terminal to which radio resources are to be assigned are allocated to the terminals. Such radio resource allocation is frequency scheduling.

周波数スケジューリングを行なう装置（ここでは、たとえば基地局とする）は、各端末の品質情報を得るため、通常、パイロット信号と呼ばれる既知信号を送信する。そして、パイロット信号を受信した端末は、そのパイロット信号のレベルＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）や干渉波との信号レベル比ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise power Ratio）を測定し、測定結果を品質情報として基地局へ送信する。基地局は、端末ごとに、その端末から取得した品質情報に基づいて、品質の良い無線リソースを割り当てる。このような周波数スケジューリングを行なうことにより、端末との通信で多くのビット数を送ることが可能な多値度の高い変調方式を使用することができる。また、誤り訂正のオーバーヘッドを少なくすることができる。これらのことから、システム全体のスループットが向上する。 An apparatus that performs frequency scheduling (here, for example, a base station) normally transmits a known signal called a pilot signal in order to obtain quality information of each terminal. Then, the terminal that has received the pilot signal measures the level SNR (Signal to Noise power Ratio) of the pilot signal and the signal level ratio SINR (Signal to Interference plus Noise power Ratio) of the interference signal, and the measurement result is used as quality information. To the base station. For each terminal, the base station allocates radio resources with good quality based on the quality information acquired from the terminal. By performing such frequency scheduling, it is possible to use a high-level modulation scheme that can send a large number of bits in communication with a terminal. Further, error correction overhead can be reduced. As a result, the throughput of the entire system is improved.

なお、無線リソースの品質は時々刻々と変化するため、一般には、パイロット信号を周期的に送信することにより、品質情報を周期的に更新する。また、パイロット信号は、各周波数無線リソースの一部の領域に埋め込まれて送信される。従って、パイロット信号を送信する周波数無線リソースの残りの領域では本来送るべき通信データを埋め込むことができる。ただし、パイロット信号のみを送ることも可能である。 Since the quality of radio resources changes from moment to moment, generally, quality information is periodically updated by periodically transmitting pilot signals. Moreover, the pilot signal is embedded and transmitted in a partial area of each frequency radio resource. Accordingly, communication data to be originally transmitted can be embedded in the remaining area of the frequency radio resource for transmitting the pilot signal. However, it is also possible to send only a pilot signal.

ところで、最近リレー伝送が注目されている。近年の通信の大容量化要求により、周波数がそれほど逼迫していない高い周波数帯を使うことが増えている。高い周波数帯では、一般的に無線信号の到達距離が短い。また、高い周波数帯を用いない場合にも、無線信号の到達距離がこれまでに比べて短くなる傾向にある。これは、大容量化を実現するためには、送信側が信号を送信する際の周波数帯域幅を広げる（広帯域化）必要があり、所要送信電力が高くなるのに対し、装置の送信電力に限界値が存在するためである。限界値が存在する条件化で、広帯域化を行うがゆえに、単位周波数毎に与えることのできる送信電力値が小さくなり、結果として無線信号の到達距離が短くなる。 Incidentally, relay transmission has recently attracted attention. Due to the recent demand for higher capacity of communication, the use of a high frequency band where the frequency is not so tight is increasing. In a high frequency band, the reach of wireless signals is generally short. Even when a high frequency band is not used, the reach of wireless signals tends to be shorter than before. In order to realize a large capacity, it is necessary for the transmission side to widen the frequency bandwidth (broadband) when transmitting signals, and the required transmission power becomes high, but the transmission power of the device is limited. This is because the value exists. Since the bandwidth is increased under the condition that the limit value exists, the transmission power value that can be given for each unit frequency is reduced, and as a result, the reach of the radio signal is shortened.

このような背景により、これまでと同様のサービスエリアを確保するために信号の中継を行なうリレー伝送に注目が集まっている。たとえば、３ＧＰＰでも、将来の無線システムの規格を策定するべく、ＬＴＥ−Advancedという名の作業においてリレー局導入の検討を行っている（下記、非特許文献１参照）。 With this background, attention is focused on relay transmission that relays signals in order to secure the same service area as before. For example, 3GPP is also considering introduction of a relay station in a work named LTE-Advanced in order to formulate a future wireless system standard (see Non-Patent Document 1 below).

リレー伝送を行う場合には、リレー局と端末との間で、前述したような周波数スケジューリングを行う。また、基地局とリレー局の間でも、リレー局と端末との間で使用する周波数帯域と同じ周波数帯域を使用するシステムが考えられている。なお、３ＧＰＰでは、端末からリレー局の方向のデータ伝送に使用するチャネルをＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）と呼び、リレー局から基地局方向のデータ伝送に使用するチャネルをＲ−ＰＵＳＣＨと呼ぶ。また、基地局からリレー局方向の、Ｒ−ＰＵＳＣＨの無線リソース情報を格納した制御信号の伝送に使用するチャネルをＲ−ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）と呼ぶ。 When relay transmission is performed, frequency scheduling as described above is performed between the relay station and the terminal. Also, a system that uses the same frequency band as that used between the relay station and the terminal is considered between the base station and the relay station. In 3GPP, a channel used for data transmission in the direction from the terminal to the relay station is called PUSCH (Physical Uplink Shared CHannel), and a channel used for data transmission in the direction from the relay station to the base station is called R-PUSCH. A channel used for transmission of a control signal storing R-PUSCH radio resource information in the direction from the base station to the relay station is referred to as R-PDCCH (Physical Downlink Control Channel).

３ＤＰＰ，“ＴＲ３６．９１２Ｖ９．０．０”，２００９年９月3DPP, “TR 36.912 V9.0.0”, September 2009

しかしながら、上記従来のリレー伝送の技術によれば、基地局がＲ−ＰＵＳＣＨの無線リソースを割り当てる際に、ＰＵＳＣＨでのトラフィック量を考慮していないため、過剰な量の無線リソースを割り当てる場合がある。したがって、実際にＲ−ＰＵＳＣＨで伝送するデータ量より多くの無線リソースをＲ−ＰＵＳＣＨへ割当てることにより、無線リソースを無駄遣いする、という問題がある。そして、過剰に無線リソースを割り当てると、たとえば、リレー局を介さずに、直接基地局と通信を行う端末が他に存在する場合に、その端末に無線リソースを割り当てることができなくなる可能性がある、という問題がある。 However, according to the conventional relay transmission technique, when the base station allocates R-PUSCH radio resources, it does not consider the amount of traffic on the PUSCH, and therefore, an excessive amount of radio resources may be allocated. . Therefore, there is a problem that radio resources are wasted by assigning more radio resources to the R-PUSCH than the amount of data actually transmitted on the R-PUSCH. Then, if radio resources are allocated excessively, for example, when there are other terminals that communicate directly with the base station without going through a relay station, there is a possibility that radio resources cannot be allocated to the terminals. There is a problem.

上記の問題を解決する方法として、ＰＵＳＣＨでのトラヒック量を考慮してＲ−ＰＵＳＣＨに無線リソースを割り当てる方法が考えられる。なお、ここでいうＰＵＳＣＨでのトラヒック量とは、端末のデータバッファに実際に格納されているデータ量と、ＰＵＳＣＨの品質情報と、が含まれる。データバッファに格納されているデータ量が多い場合には、一般に、無線リソースの割り当てを増やすが、通信品質が悪い場合には、伝送速度が遅くなる。したがって、トラヒック量を考慮して割り当てを行なう場合には、データバッファに格納されているデータ量が多い場合には、Ｒ−ＰＵＳＣＨへの無線リソースの割り当てを多くし、ＰＵＳＣＨの通信品質が悪い場合にはＲ−ＰＵＳＣＨへの無線リソースの割り当てを少なくする。 As a method of solving the above problem, a method of allocating radio resources to the R-PUSCH in consideration of the traffic amount on the PUSCH can be considered. The PUSCH traffic volume here includes the data volume actually stored in the terminal data buffer and the PUSCH quality information. When the amount of data stored in the data buffer is large, generally, the allocation of radio resources is increased, but when the communication quality is poor, the transmission rate is slowed down. Therefore, when allocation is performed in consideration of the traffic volume, when the amount of data stored in the data buffer is large, radio resource allocation to the R-PUSCH is increased, and the communication quality of the PUSCH is poor. To reduce the allocation of radio resources to the R-PUSCH.

一方、上記のようにトラヒック量を考慮して割り当てを行なう場合には、基地局は、ＰＵＳＣＨでのトラック量を把握する必要がある。したがって、リレー局は、各端末から取得した、トラヒック量（バッファデータ量および品質情報）を、基地局に通知する必要がある。そのため、リレー局から基地局に通知する情報量が増加する、という問題がある。 On the other hand, when the allocation is performed in consideration of the traffic amount as described above, the base station needs to grasp the track amount on the PUSCH. Therefore, the relay station needs to notify the base station of the traffic volume (buffer data volume and quality information) acquired from each terminal. Therefore, there is a problem that the amount of information notified from the relay station to the base station increases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リレー局から基地局に通知する情報量を極力抑えつつ、Ｒ−ＰＵＳＣＨへの無線リソースを適切に割り当てることができる無線通信システム、リレー局および無線リソース制御方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and a radio communication system and a relay station that can appropriately allocate radio resources to the R-PUSCH while suppressing the amount of information notified from the relay station to the base station as much as possible And it aims at obtaining the radio | wireless resource control method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基地局と、端末と、前記基地局と前記端末との間の無線通信を中継するリレー局と、を備える無線通信システムであって、前記リレー局は、前記端末から受信した受信信号に基づいて、前記端末との間の通信品質を測定する品質測定手段と、前記端末の前記通信品質と、前記端末から通知される前記端末のバッファデータ量と、に基づいて、中継対象の全ての前記端末からの伝送量を示すトラヒック量を求めるスケジューラと、前記トラヒック量を含むリソース割り当て要求を前記基地局へ送信する送信処理手段と、を備え、前記基地局は、前記トラヒック量に基づいて、前記リレー局が中継対象の全ての前記端末から受信したデータを前記基地局へ中継するための前記リレー局と自身との間の通信に、無線リソースを割り当てる、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a wireless communication system including a base station, a terminal, and a relay station that relays wireless communication between the base station and the terminal. The relay station is configured to measure quality of communication with the terminal based on a received signal received from the terminal, the communication quality of the terminal, and the terminal notified from the terminal. A scheduler for obtaining a traffic amount indicating a transmission amount from all the terminals to be relayed based on a buffer data amount of the terminal, and a transmission processing means for transmitting a resource allocation request including the traffic amount to the base station. The base station, based on the traffic volume, the relay station for relaying data received from all the terminals to be relayed by the relay station to the base station, For communication between the body, allocates radio resources, characterized in that.

本発明によれば、リレー局が、中継対象の各端末との間の通信品質と、各端末から基地局へ送信するデータ量と、に基づいて中継対象の全端末の伝送量を示すトラヒック量を含むリソース割り当て要求を基地局へ送信し、基地局が受信したトラヒック量に基づいて、前記端末との通信についてリレー局と基地局間の無線リソースを割り当てるようにしたので、リレー局から基地局に通知する情報量を極力抑えつつ、Ｒ−ＰＵＳＣＨへの無線リソースを適切に割り当てることができる、という効果を奏する。 According to the present invention, the traffic amount indicating the transmission amount of all the terminals to be relayed based on the communication quality between the relay station and each terminal to be relayed and the amount of data transmitted from each terminal to the base station. Is transmitted to the base station, and based on the amount of traffic received by the base station, radio resources between the relay station and the base station are allocated for communication with the terminal. An effect is achieved that radio resources to the R-PUSCH can be appropriately allocated while suppressing the amount of information notified to the R-PUSCH as much as possible.

図１は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the present invention. 図２は、従来の無線通信システムにおけるＲ−ＰＵＳＣＨへの無線リソース割り当て方法の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a radio resource allocation method to R-PUSCH in a conventional radio communication system. 図３は、Ｒ−ＰＵＳＣＨのデータフォーマットの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data format of R-PUSCH. 図４は、基地局の機能構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of the base station. 図５は、リレー局の機能構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration example of the relay station. 図６は、端末の機能構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration example of the terminal.

以下に、本発明にかかる無線通信システム、リレー局および無線リソース制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a radio communication system, a relay station, and a radio resource control method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図１は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の無線通信システムは、基地局１と、端末３−１〜３−３と、基地局１と端末３−１〜３−３との間の通信を中継するリレー局２と、で構成される。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the radio communication system according to the present embodiment performs communication between a base station 1, terminals 3-1 to 3-3, and a base station 1 and terminals 3-1 to 3-3. And relay station 2 to relay.

本実施の形態では、リレー局２が、リレー伝送の対象とする端末３−１〜３−３のデータを、まとまった１つのデータ（以下、統合データという）として扱い、その統合データの量である統合データ量と、端末３−１〜３−３の各々の間の通信品質に基づいて求めた統合品質と、をトラヒック量として基地局１に対して通知する。そして、基地局１は、統合データ量と統合品質に基づいて、リレー局２から基地局１方向のデータ伝送に使用するチャネルであるＲ−ＰＵＳＣＨへの無線リソースを割り当てる。 In the present embodiment, the relay station 2 handles the data of the terminals 3-1 to 3-3 to be subjected to relay transmission as a single piece of data (hereinafter referred to as integrated data), and the amount of the integrated data A certain integrated data amount and the integrated quality obtained based on the communication quality between each of the terminals 3-1 to 3-3 are notified to the base station 1 as a traffic amount. Then, the base station 1 allocates radio resources to the R-PUSCH that is a channel used for data transmission in the direction of the base station 1 from the relay station 2 based on the integrated data amount and the integrated quality.

ここで、リレー局を含む従来の無線通信システムにおけるＲ−ＰＵＳＣＨへの無線リソース割り当て方法の一例について説明する。図２は、従来の無線通信システムにおけるＲ−ＰＵＳＣＨへの無線リソース割り当て方法の一例を示す図である。図２の無線通信システムでは、基地局１，端末３−１〜３−３は本実施の形態と同様であり、リレー局２ａは本実施の形態のリレー局２と異なる従来の装置である。ただし、基地局１は、従来と同様、端末３−１〜３−３からＰＵＳＣＨで伝送されるデータ量とは無関係にＲ−ＰＵＳＣＨに無線リソースを割り当てる。 Here, an example of a method for assigning radio resources to the R-PUSCH in a conventional radio communication system including a relay station will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a radio resource allocation method to R-PUSCH in a conventional radio communication system. In the wireless communication system of FIG. 2, the base station 1 and the terminals 3-1 to 3-3 are the same as in the present embodiment, and the relay station 2a is a conventional device different from the relay station 2 of the present embodiment. However, the base station 1 allocates radio resources to the R-PUSCH regardless of the amount of data transmitted on the PUSCH from the terminals 3-1 to 3-3, as in the past.

図２に示すような、従来の無線通信システムでは、端末３−１〜３−３が保持するバッファ（データバッファ）には、それぞれ各端末の右側に示すような量のデータ量（バッファデータ量）が格納されているとする。リレー局２ａは、端末３−１〜３−３から取得した、通信品質や端末３−１〜３−３のバッファデータ量などに基づいて、端末３−１〜３−３からリレー局２ａへのデータ伝送のチャネルであるＰＵＳＣＨに対して端末ごとに無線リソースを割り当てる。そして、図２に示すように、端末３−１〜３−３は、自身のＰＵＳＣＨに割り当てられた無線リソースを用いて、自身のバッファに格納されているデータ４−１〜４−３を送信する。 In the conventional wireless communication system as shown in FIG. 2, the amount of data (buffer data amount) as shown on the right side of each terminal is stored in the buffers (data buffers) held by the terminals 3-1 to 3-3. ) Is stored. The relay station 2a is transferred from the terminals 3-1 to 3-3 to the relay station 2a based on the communication quality acquired from the terminals 3-1 to 3-3 and the buffer data amount of the terminals 3-1 to 3-3. A radio resource is allocated for each terminal to PUSCH, which is a data transmission channel. Then, as illustrated in FIG. 2, the terminals 3-1 to 3-3 transmit data 4-1 to 4-3 stored in its own buffer using radio resources allocated to its own PUSCH. To do.

一方、基地局１は、端末３−１〜３−３からＰＵＳＣＨで伝送されるデータ量とは無関係に、たとえばリレー局２ａから基地局１の間の通信品質などに基づいて、リレー局２ａから基地局１のデータ伝送のチャネルであるＲ−ＰＵＳＣＨに無線リソースを割り当てる。図２では、割り当てリソース５−１，５−２，５−３は、それぞれ端末３−１，３−２，３−３との通信用のＲ−ＰＵＳＣＨに割り当てられた無線リソースの一例を概念的に示している。図２では、データ４−１，４−２，４−３のそれぞれの大きさが実際に伝送に使用する無線リソースを示しており、割り当てリソース５−１，５−２，５−３は、それぞれデータ４−１，４−２，４−３にくらべ大きく、過剰な割り当てとなっていることがわかる。 On the other hand, the base station 1 starts from the relay station 2a based on, for example, the communication quality between the relay station 2a and the base station 1, regardless of the amount of data transmitted on the PUSCH from the terminals 3-1 to 3-3. Radio resources are allocated to the R-PUSCH, which is a data transmission channel of the base station 1. In FIG. 2, allocation resources 5-1, 5-2 and 5-3 are conceptual examples of radio resources allocated to R-PUSCH for communication with terminals 3-1, 3-2 and 3-3, respectively. Is shown. In FIG. 2, each size of the data 4-1, 4-2, 4-3 indicates a radio resource actually used for transmission, and the allocated resources 5-1, 5-2, 5-3 are It can be seen that they are larger than the data 4-1, 4-2 and 4-3, respectively, and are overallocated.

図２で述べたような、過剰な割り当てを防ぐために、本実施の形態では、リレー局２が、ＰＵＳＣＨで伝送されるデータの量とＰＵＳＣＨでの通信品質との情報をトラヒック量として基地局１へ通知する一方、トラヒック量は変化するため、定期的または変化のあった場合等に、トラヒック量を送信する必要があり、特にリレー伝送の対象の端末数が増えるとトラヒック量を送信する頻度が増す。しかし、リレー局２から基地局１へ送信される情報が増えることは無線リソースの有効利用の観点から好ましくない。 In order to prevent excessive allocation as described in FIG. 2, in this embodiment, the relay station 2 uses the information on the amount of data transmitted on the PUSCH and the communication quality on the PUSCH as the traffic amount to the base station 1. On the other hand, since the traffic volume changes, it is necessary to transmit the traffic volume periodically or when there is a change, especially when the number of terminals subject to relay transmission increases, Increase. However, an increase in information transmitted from the relay station 2 to the base station 1 is not preferable from the viewpoint of effective use of radio resources.

したがって、本実施の形態では、リレー局２は、リレー伝送する端末３−１〜３−３のデータを１つの統合データとして扱い、また、端末３−１〜３−３の通信品質に基づいてひとつの統合通信品質として扱って、基地局１へ通知する。これにより、リレー局２から基地局１へ送信する情報を抑える。 Therefore, in the present embodiment, the relay station 2 treats the data of the terminals 3-1 to 3-3 that perform relay transmission as one integrated data, and based on the communication quality of the terminals 3-1 to 3-3. It is handled as one integrated communication quality and notified to the base station 1. Thereby, the information transmitted from the relay station 2 to the base station 1 is suppressed.

つぎに、図１に戻り、本実施の形態の動作を説明する。リレー局２は、中継対象の（リレー局２が無線接続可能な端末のうち、基地局１と通信中または通信を要求している端末）端末３−１〜３−３からそれぞれＰＵＳＣＨを用いて送信された信号に基づいて、各端末との間の通信品質を測定する。端末３−１，３−２，３−３に対応する通信品質をそれぞれＱ１，Ｑ２，Ｑ３とする。リレー局２は、統合通信品質として、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の平均通信品質Ｑａｖを以下の式（１）に従って求める（ステップＳ１１）。
Ｑａｖ＝（Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３）／３ …（１） Next, returning to FIG. 1, the operation of the present embodiment will be described. The relay station 2 uses PUSCHs from the terminals 3-1 to 3-3 to be relayed (terminals that are communicating with or requesting communication with the base station 1 among terminals that can be wirelessly connected to the relay station 2). Based on the transmitted signal, the communication quality with each terminal is measured. The communication qualities corresponding to the terminals 3-1, 3-2 and 3-3 are Q1, Q2 and Q3, respectively. The relay station 2 calculates the average communication quality Qav of Q1, Q2, and Q3 as the integrated communication quality according to the following equation (1) (step S11).
Qav = (Q1 + Q2 + Q3) / 3 (1)

また、リレー局２は、端末３−１〜３−３からのリソース割り当て要求に含まれるバッファデータ量の合計を統合データ量として求める。なお、端末３−１〜３−３は、自身がリレー局２経由で基地局１へ送信するデータが発生した場合に、自身のバッファデータ量を含むリソース割り当て要求をリレー局２へ送信することとする。 In addition, the relay station 2 obtains the total amount of buffer data included in the resource allocation request from the terminals 3-1 to 3-3 as the integrated data amount. In addition, when data to be transmitted to the base station 1 via the relay station 2 is generated, the terminals 3-1 to 3-3 transmit a resource allocation request including its buffer data amount to the relay station 2. And

リレー局２は、トラヒック量（Ｑａｖおよび統合データ量）を含むリソース割り当て要求を制御信号として基地局１へ通知する。基地局１は、Ｑａｖに基づいてＲ−ＰＵＳＣＨの無線リソースを割り当てる（ステップＳ１２）。そして、基地局１は、割り当てた無線リソースをリレー局２へ通知する（ステップＳ１３）。 The relay station 2 notifies the base station 1 of a resource allocation request including the traffic volume (Qav and integrated data volume) as a control signal. The base station 1 allocates radio resources for R-PUSCH based on Qav (step S12). Then, the base station 1 notifies the assigned radio resource to the relay station 2 (step S13).

なお、ここでは、式（１）にしたがってＱａｖを求めるようにしたが、ＰＵＳＣＨに対して割り当てられた無線リソースの量が端末３−１，３−２，３−３間でそれぞれ異なる場合もある。このような場合には、端末ごとのＰＵＳＣＨに対して割り当てられた無線リソースの量に基づいて重み係数を求め、重み係数を用いて重み付けを行なうことにより、加重平均によりＱａｖを算出するようにしてもよい。 In addition, although Qav was calculated | required according to Formula (1) here, the quantity of the radio | wireless resource allocated with respect to PUSCH may differ between the terminals 3-1, 3-2, and 3-3, respectively. . In such a case, a weighting factor is obtained based on the amount of radio resources allocated to the PUSCH for each terminal, and weighting is performed using the weighting factor to calculate Qav by weighted average. Also good.

また、ＰＵＳＣＨによって伝送されるトラヒック量は、リレー局２が端末３−１〜３−３にそれぞれに指定したＰＵＳＣＨの無線リソース量、多値変調、誤り訂正の冗長度等によって決まる。したがって、これらの情報の１つ以上に基づいてＱａｖと同等の情報を統合通信品質として求めるようにしてもよい。このように無線リソース量、多値変調、誤り訂正の冗長度等に基づいて通信品質と同等の情報が得られる理由は、リレー局２は、無線リソース量、多値変調、誤り訂正の冗長度を端末３−１〜３−３の間の通信品質に基づいて決定しているためである。 The amount of traffic transmitted by the PUSCH is determined by the amount of PUSCH radio resources specified by the relay station 2 to the terminals 3-1 to 3-3, multilevel modulation, redundancy of error correction, and the like. Therefore, information equivalent to Qav may be obtained as integrated communication quality based on one or more of these pieces of information. The reason why the information equivalent to the communication quality is obtained based on the radio resource amount, multi-level modulation, error correction redundancy, etc. is that the relay station 2 has the radio resource amount, multi-level modulation, error correction redundancy. Is determined based on the communication quality between the terminals 3-1 to 3-3.

図３は、Ｒ−ＰＵＳＣＨで伝送するデータのフォーマット（Ｒ−ＰＵＳＣＨのデータフォーマット）の一例を示す図である。図３に示すように、Ｒ−ＰＵＳＣＨのデータフォーマットは、受信する基地局１側で、端末３−１〜３−３のそれぞれから送信されたデータの切れ目が識別できるように、端末ごとに端末の識別子（ＩＤ：Identifier）と、その端末が送信するデータのデータ長と、を示す領域を設け、それらの領域の後にその端末からの送信データを格納し、そして、次の端末の端末識別子、データ長、…と順に続く。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a format of data transmitted on the R-PUSCH (data format of the R-PUSCH). As shown in FIG. 3, the data format of the R-PUSCH is such that the terminal station 1 side that receives the terminal can identify the break of data transmitted from each of the terminals 3-1 to 3-3 for each terminal. An area indicating the identifier (ID: Identifier) and the data length of the data transmitted by the terminal is provided, the transmission data from the terminal is stored after these areas, and the terminal identifier of the next terminal, Data length, and so on.

リレー局２は、基地局１から割り当てられた無線リソースを用いて、図３に示すようなデータフォーマットで、端末３−１〜３−３から受信した基地局２に送信するデータを、一連のデータとして送信する。なお、図３は一例であり、各要素の順番は、あらかじめ決定しておけば、どのような配置としてもよい。さらには、あらかじめ決定しておくことにより、端末識別子を用いないフォーマットとしてもよい。 The relay station 2 uses a radio resource allocated from the base station 1 to transmit data to be transmitted to the base station 2 received from the terminals 3-1 to 3-3 in a data format as shown in FIG. Send as data. Note that FIG. 3 is an example, and the order of each element may be any arrangement as long as it is determined in advance. Furthermore, it is good also as a format which does not use a terminal identifier by determining beforehand.

図４は、本実施の形態の基地局１の機能構成例を示す図である。図４に示すように、基地局１は、受信処理部１１，信号分離部１２，スケジューラ１３，バッファ１４，送信処理部１５で構成される。 FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of the base station 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the base station 1 includes a reception processing unit 11, a signal separation unit 12, a scheduler 13, a buffer 14, and a transmission processing unit 15.

受信処理部１１はリレー局２から受信した信号に対して所定の受信処理および復調処理を実施する。信号分離部１２は、受信処理部１１による処理後の信号を制御信号とデータ信号とに分離する。信号分離部１２は、制御信号については、その制御信号がＲ−ＰＵＳＣＨリソース割り当て要求を含む場合には、Ｒ−ＰＵＳＣＨリソース割り当て要求をスケジューラ１３に通知する。また、信号分離部１２は、データ信号については、図３に例示したようなデータフォーマットに基づいて、端末ごとの送信データを抽出し、抽出した送信データを基地局１が接続するネットワーク等に送信する。 The reception processing unit 11 performs predetermined reception processing and demodulation processing on the signal received from the relay station 2. The signal separation unit 12 separates the signal processed by the reception processing unit 11 into a control signal and a data signal. For the control signal, the signal separation unit 12 notifies the scheduler 13 of the R-PUSCH resource allocation request when the control signal includes the R-PUSCH resource allocation request. Further, the signal separation unit 12 extracts transmission data for each terminal based on the data format illustrated in FIG. 3 for the data signal, and transmits the extracted transmission data to a network or the like to which the base station 1 is connected. To do.

スケジューラ１３は、Ｒ−ＰＵＳＣＨリソース割り当て要求に含まれるトラヒック量に基づいてＲ−ＰＵＳＣＨに対して無線リソースを割り当て、送信処理部１５に割り当て結果をリレー局２へ送信するよう指示する。また、スケジューラ１３は、下り方向（基地局１からリレー局２または端末３−１〜３−３の方向）のデータに対する無線リソースの割り当て（周波数スケジューリング）を行なう割り当て結果をリレー局２へ送信するよう送信処理部１５へ指示する。この際、スケジューラ１３は、バッファ１４に蓄積された下り方向のデータ量に基づいてスケジューリングを行う。なお、バッファ１４は、基地局１が接続するネットワーク等から受信した端末３−１〜３−３宛ての送信データをバッファリングするためのバッファである。 The scheduler 13 allocates radio resources to the R-PUSCH based on the traffic amount included in the R-PUSCH resource allocation request, and instructs the transmission processing unit 15 to transmit the allocation result to the relay station 2. Further, the scheduler 13 transmits to the relay station 2 an assignment result for assigning radio resources (frequency scheduling) to data in the downlink direction (from the base station 1 to the relay station 2 or the terminals 3-1 to 3-3). The transmission processing unit 15 is instructed. At this time, the scheduler 13 performs scheduling based on the downlink data amount accumulated in the buffer 14. The buffer 14 is a buffer for buffering transmission data addressed to the terminals 3-1 to 3-3 received from the network to which the base station 1 is connected.

送信処理部１５は、スケジューラ１３からの指示に基づいて、Ｒ−ＰＵＳＣＨの無線リソースの割り当て結果、下り方向のスケジューリング結果などを、それぞれ所定のフォーマットで定義された送信信号に格納して送信信号を生成し、生成した送信信号をリレー局２へ送信する。また、送信処理部１５は、バッファ１４に格納されている下り方向の送信データを所定のフォーマットで定義された送信信号に格納して送信信号を生成し、生成した送信信号をリレー局２へ送信する。 Based on an instruction from the scheduler 13, the transmission processing unit 15 stores the R-PUSCH radio resource allocation result, the downlink scheduling result, and the like in a transmission signal defined in a predetermined format. The generated transmission signal is transmitted to the relay station 2. Further, the transmission processing unit 15 stores the downlink transmission data stored in the buffer 14 in a transmission signal defined in a predetermined format, generates a transmission signal, and transmits the generated transmission signal to the relay station 2. To do.

図５は、本実施の形態のリレー局２の機能構成例を示す図である。図５に示すように、リレー局２は、受信処理／品質測定部２１，信号分離部２２，スケジューラ２３，バッファ２４，制御部２５，送信処理部２６で構成される。 FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration example of the relay station 2 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the relay station 2 includes a reception processing / quality measurement unit 21, a signal separation unit 22, a scheduler 23, a buffer 24, a control unit 25, and a transmission processing unit 26.

受信処理／品質測定部２１は、端末３−１〜３−３が送信したパイロット信号を受信し、パイロット信号に基づいてそれぞれの端末との間の通信品質の測定を行う。また、端末３−１〜３−３からのＰＵＳＣＨデータ信号（ＰＵＳＣＨで送信される通信データを含む信号）やリソース割当て要求の制御信号等に対する所定の受信処理を行う。さらに、受信処理／品質測定部２１は、基地局１から受信したデータ信号（端末３−１〜３−３との通信データを含む信号）に対して所定の受信処理を行い、または、基地局１から受信したＲ−ＰＵＳＣＨに対する無線リソース割当て結果を含む制御信号に対する所定の受信を行う。 The reception processing / quality measurement unit 21 receives the pilot signals transmitted from the terminals 3-1 to 3-3, and measures the communication quality with each terminal based on the pilot signals. In addition, a predetermined reception process is performed on PUSCH data signals (signals including communication data transmitted by PUSCH) from terminals 3-1 to 3-3, resource allocation request control signals, and the like. Further, the reception processing / quality measurement unit 21 performs predetermined reception processing on the data signal received from the base station 1 (a signal including communication data with the terminals 3-1 to 3-3), or the base station 1 receives a control signal including a radio resource allocation result for R-PUSCH received from 1.

なお、ここでは、受信処理／品質測定部２１として、受信処理を行う機能部と、品質測定を行う機能部を１つの構成要素としているが、これに限らず、受信処理を行う受信処理部と、品質測定を行う品質測定部と、の２つを個別に備えるようにしてもよい。 Here, the reception processing / quality measurement unit 21 includes a functional unit that performs reception processing and a functional unit that performs quality measurement as one component, but is not limited thereto, and a reception processing unit that performs reception processing. The quality measurement unit that performs quality measurement may be provided separately.

信号分離部２２は、受信処理／品質測定部２１による処理後の信号をデータ信号と制御信号に分離し、端末からのリソース割当て要求の制御信号であれば、その信号に含まれる情報をスケジューラ２３へ渡し、Ｒ−ＰＵＳＣＨリソース割当て結果を通知する信号であれば、割り当て結果を制御部２５へ渡し、データ信号（ＰＵＳＣＨデータ信号および基地局１から受信したデータ信号）であれば、その信号をバッファ２４へ格納する。 The signal separation unit 22 separates the signal processed by the reception processing / quality measurement unit 21 into a data signal and a control signal. If the signal is a control signal for a resource allocation request from a terminal, the information included in the signal is scheduler 23. If it is a signal notifying the result of R-PUSCH resource allocation, the allocation result is transferred to the control unit 25, and if it is a data signal (PUSCH data signal and data signal received from the base station 1), the signal is buffered. 24.

スケジューラ２３は、受信処理／品質測定部２１が測定した通信品質の測定結果（品質測定結果）に基づいて、ＰＵＳＣＨの無線リソース割り当てを行い、割り当て結果をＰＵＳＣＨリソース割り当て結果として送信するよう送信処理部２６に指示する。このときの無線リソース割り当ての方法はどのような方法を用いてもよいが、たとえば、ある端末との通信のＰＵＳＣＨに無線リソースを割り当てる場合、その端末に対応する品質測定結果の良いチャネル（無線リソース）を割り当てる方法とする。 The scheduler 23 allocates PUSCH radio resources based on the communication quality measurement result (quality measurement result) measured by the reception processing / quality measurement unit 21, and transmits the allocation result as a PUSCH resource allocation result. 26. Any method may be used for radio resource allocation at this time. For example, when radio resources are allocated to a PUSCH for communication with a certain terminal, a channel (radio resource with a good quality measurement result corresponding to the terminal is allocated. ).

また、スケジューラ２３は、品質測定結果とバッファ２４に蓄積されているＰＵＳＣＨデータ量（ＰＵＳＣＨで送信されたデータ量）とに基づいて、基地局１へＲ−ＰＵＳＣＨリソース要求に含めるトラヒック量（統合データ量およびＱａｖ）を求め、送信処理部２６へそのトラヒック量を含むＲ−ＰＵＳＣＨリソース要求を基地局１へ送信するよう指示する。 The scheduler 23 also determines the amount of traffic (integrated data) to be included in the R-PUSCH resource request to the base station 1 based on the quality measurement result and the PUSCH data amount accumulated in the buffer 24 (data amount transmitted on the PUSCH). And the transmission processing unit 26 is instructed to transmit an R-PUSCH resource request including the traffic amount to the base station 1.

制御部２５は、信号分離部２２から受け取ったＲ−ＰＵＳＣＨリソース割り当て結果に基づいて、送信処理部２６に対して、基地局１への次回の送信タイミングで送るデータ量や、そのデータの送信元端末のＩＤなどを通知する。また、制御部２５は、基地局１から受信したデータ信号の送信タイミングとデータ量を送信処理部２６へ指示する。 Based on the R-PUSCH resource allocation result received from the signal demultiplexing unit 22, the control unit 25 sends to the transmission processing unit 26 the amount of data to be sent at the next transmission timing to the base station 1, and the transmission source of the data The terminal ID is notified. Further, the control unit 25 instructs the transmission processing unit 26 about the transmission timing and data amount of the data signal received from the base station 1.

送信処理部２６は、スケジューラ２３からの指示に基づいて端末３−１〜３−３に対するＰＵＳＣＨリソース割当て要求を所定のフォーマットに従って、送信信号として生成し、端末３−１〜３−３へ送信する。また、送信処理部２６は、制御部２５からの通知に基づいてＲ−ＰＵＳＣＨで送信するデータをバッファ２４から読出し、所定のフォーマットに従って、送信信号として生成し、基地局１へ送信する。また、送信処理部２６は、制御部２５からの通知に基づいて端末３−１〜３−３へ送信するデータをバッファ２４から読出し、所定のフォーマットに従って、送信信号として生成し、端末３−１〜３−３へ送信する。 The transmission processing unit 26 generates a PUSCH resource allocation request for the terminals 3-1 to 3-3 as a transmission signal based on an instruction from the scheduler 23 according to a predetermined format, and transmits the transmission signal to the terminals 3-1 to 3-3. . Also, the transmission processing unit 26 reads data to be transmitted on the R-PUSCH from the buffer 24 based on the notification from the control unit 25, generates a transmission signal according to a predetermined format, and transmits the transmission signal to the base station 1. Further, the transmission processing unit 26 reads data to be transmitted to the terminals 3-1 to 3-3 from the buffer 24 based on the notification from the control unit 25, generates a transmission signal according to a predetermined format, and generates the terminal 3-1. Send to ~ 3-3.

図６は、本実施の形態の端末３−１〜３−３の機能構成例を示す図である。端末３−１〜３−３は、それぞれ同様の構成とし、図６では、これらを代表して端末３として記載している。図６に示すように、端末３は、バッファ３１，受信処理部３２，信号分離部３３，送信制御部３４，送信処理部３５で構成される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration example of the terminals 3-1 to 3-3 according to the present embodiment. The terminals 3-1 to 3-3 have the same configuration, and in FIG. As illustrated in FIG. 6, the terminal 3 includes a buffer 31, a reception processing unit 32, a signal separation unit 33, a transmission control unit 34, and a transmission processing unit 35.

バッファ３１は、ユーザ装置等から取得したリレー局２経由で基地局１向けに送信するデータを保存するバッファである。受信処理部３２は、基地局１から送信されたたデータをリレー局２経由で受信し、受信したデータに所定の受信処理を施して、信号分離部３３に出力する。信号分離部３３は、受け取ったデータを制御信号とデータ（ユーザデータ）に分離し、データをユーザ装置等へ出力する。ここで分離される制御信号は、リレー局２が行った割り当て結果（スケジューリングの結果）を含む制御信号であり、送信制御部３４へ出力される。 The buffer 31 is a buffer for storing data to be transmitted to the base station 1 via the relay station 2 acquired from the user device or the like. The reception processing unit 32 receives the data transmitted from the base station 1 via the relay station 2, performs a predetermined reception process on the received data, and outputs the data to the signal separation unit 33. The signal separation unit 33 separates the received data into a control signal and data (user data), and outputs the data to a user device or the like. The control signal separated here is a control signal including an assignment result (scheduling result) performed by the relay station 2, and is output to the transmission control unit 34.

送信制御部３４は、バッファ３１のデータ滞留量に基づいてリレー局２にリソース割り当て要求（送信要求）を送信するか否かを判断し、リソース割り当て要求を送信すると判断した場合は、バッファ３１のデータ量（バッファデータ量）を含むリソース要求の送信を送信処理部３５へ指示する。たとえば、バッファ３１のデータ滞留量が所定のしきい値以上となった場合に、リレー局２にリソース割り当て要求を送信すると判断する。また、送信制御部３４は、基地局１から受信した割り当て結果に基づいてバッファ３１に格納されている基地局１宛てのデータを送信のタイミングや送信データ量等を決定し、決定した送信内容を送信処理部３５へ指示する。また、送信制御部３４は、周期的にパイロット信号を送信することを送信処理部３５へ指示する。 The transmission control unit 34 determines whether or not to transmit a resource allocation request (transmission request) to the relay station 2 based on the data retention amount of the buffer 31, and when determining that the resource allocation request is transmitted, The transmission processing unit 35 is instructed to transmit a resource request including the data amount (buffer data amount). For example, it is determined that a resource allocation request is transmitted to the relay station 2 when the data retention amount in the buffer 31 exceeds a predetermined threshold value. Further, the transmission control unit 34 determines the transmission timing, the amount of transmission data, and the like of the data addressed to the base station 1 stored in the buffer 31 based on the allocation result received from the base station 1, and determines the determined transmission content. The transmission processing unit 35 is instructed. In addition, the transmission control unit 34 instructs the transmission processing unit 35 to periodically transmit a pilot signal.

送信処理部３５は、送信制御部３４の指示に基づいて、ユーザデータ，リソース割り当て要求，パイロット信号等を送信する。 The transmission processing unit 35 transmits user data, a resource allocation request, a pilot signal, and the like based on an instruction from the transmission control unit 34.

このように、本実施の形態では、リレー局２が、端末３−１〜３−３との間の通信品質に基づいて１つの統合品質情報を求め、端末３−１〜端末３−３から基地局１へ送信するデータ量の合計を統合データ量とし、統合品質情報と統合データ量とを含むリソース割り当て要求を基地局１へ送信するようにした。そのため、リレー局２から基地局１に通知する情報量を極力抑えつつ、Ｒ−ＰＵＳＣＨへの無線リソースを適切に割り当てることができる。 Thus, in this Embodiment, the relay station 2 calculates | requires one integrated quality information based on the communication quality between the terminals 3-1 to 3-3, and from the terminal 3-1 to the terminal 3-3. The total amount of data transmitted to the base station 1 is defined as an integrated data amount, and a resource allocation request including the integrated quality information and the integrated data amount is transmitted to the base station 1. Therefore, it is possible to appropriately allocate radio resources to the R-PUSCH while suppressing the amount of information notified from the relay station 2 to the base station 1 as much as possible.

以上のように、本発明にかかる無線通信システム、リレー局および無線リソース制御方法は、基地局と端末の間の無線信号を中継するリレー局を備える無線通信システムに有用であり、特に、リレー局が多数の端末の無線信号を中継する無線通信システムに適している。 As described above, the radio communication system, the relay station, and the radio resource control method according to the present invention are useful for a radio communication system including a relay station that relays radio signals between a base station and a terminal. Is suitable for a radio communication system that relays radio signals of a large number of terminals.

１基地局
２リレー局
３−１〜３−３端末
１１，３２受信処理部
１２，２２，３３信号分離部
１３，２３スケジューラ
１４，２４，３１バッファ
１５，２６，３５送信処理部
２１受信処理／品質測定部
２５制御部
３４送信制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base station 2 Relay station 3-1 to 3-3 Terminal 11, 32 Reception processing part 12, 22, 33 Signal separation part 13, 23 Scheduler 14, 24, 31 Buffer 15, 26, 35 Transmission processing part 21 Reception process / Quality measurement unit 25 Control unit 34 Transmission control unit

Claims

A wireless communication system comprising a base station, a terminal, and a relay station that relays wireless communication between the base station and the terminal,
The relay station is
Quality measuring means for measuring communication quality with the terminal based on the received signal received from the terminal;
Based on the communication quality of the terminal and the buffer data amount of the terminal notified from the terminal, a scheduler for obtaining a traffic amount indicating a transmission amount from all the terminals to be relayed,
Transmission processing means for transmitting a resource allocation request including the traffic amount to the base station;
With
Based on the traffic volume, the base station communicates data received from all the terminals to be relayed by the relay station to the base station using radio resources for communication between the relay station and itself. Assign,
A wireless communication system.

The traffic amount is the buffer data amount of the terminal notified from the terminal and the average value of the communication quality for all the terminals to be relayed.
The wireless communication system according to claim 1.

The traffic amount is the buffer data amount of the terminal notified from the terminal and the weighted average value of the communication quality for all the terminals to be relayed.
The wireless communication system according to claim 1.

The weighting factor when obtaining the weighted average value is the amount of radio resources allocated to communication with the relay station from the terminal,
The wireless communication system according to claim 3.

The base station regards all the terminals to be relayed by the relay station as communication with one terminal, and allocates radio resources for communication between the relay station and itself,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is a wireless communication system.

The transmission processing means continuously transmits all the terminals to be relayed based on a predetermined format,
The base station separates communication data received from the relay station for each terminal based on the predetermined format.
The wireless communication system according to any one of claims 1 to 5.

The predetermined format includes an identifier of the terminal, a length of transmission data corresponding to the terminal, and transmission data from the terminal.
The wireless communication system according to claim 6.

A relay station in a wireless communication system comprising a base station, a terminal, and a relay station that relays wireless communication between the base station and the terminal,
Quality measuring means for measuring communication quality with the terminal based on the received signal received from the terminal;
Based on the communication quality of the terminal and the buffer data amount of the terminal notified from the terminal, a scheduler for obtaining a traffic amount indicating a transmission amount from all the terminals to be relayed,
Transmission processing means for transmitting a resource allocation request including the traffic amount to the base station;
Comprising
A relay station characterized by that.

A radio resource control method in a radio communication system comprising a base station, a terminal, and a relay station that relays radio communication between the base station and the terminal,
A quality measuring step in which the relay station measures communication quality with the terminal based on a received signal received from the terminal;
A scheduling step in which the relay station obtains a traffic amount indicating a transmission amount from all the terminals to be relayed based on the communication quality of the terminal and the buffer data amount of the terminal notified from the terminal. When,
A transmission processing step in which the relay station transmits a resource allocation request including the traffic volume to the base station;
Based on the traffic volume, the base station communicates data received from all the terminals to be relayed by the relay station to the base station and communicates between the relay station and itself with radio resources. An assignment step to assign
A radio resource control method comprising: