JP2012080422A - リレー伝送方法及びリレー局 - Google Patents

Abstract

【課題】リレー伝送技術を用いた無線通信システムにおいて、無線基地局のセル内に設けられたリレー局からの干渉信号により、当該無線基地局に接続するマクロ端末のスループットが低下するのを防止する。
【解決手段】本発明のリレー伝送方法においては、リレー局が、バックホールリンクを介して無線基地局からリレー端末に対するデータを受信する工程と、リレー局が、リレー端末に対する無線リソースを、複数のＴＴＩにわたり一定の周波数領域に割り当てる工程と、リレー局が、割り当てられた無線リソースを用いて、アクセスリンクを介してリレー端末に前記データを送信する工程と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、リレー伝送技術を用いた無線通信システムにおけるリレー伝送方法及びリレー局に関する。

３ＧＰＰ（3^rd Generation Partnership Project）において、第３世代移動通信システムの発展規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）からのさらなる高速・大容量通信を実現する第４世代移動通信システムとして、ＬＴＥ−Advanced（ＬＴＥ−Ａ）の標準化が進められている。ＬＴＥ−Ａは、高速・大容量通信の実現に加え、セル端ユーザのスループット向上を重要課題としており、その一手段として、無線基地局〜移動端末間の無線伝送をリレー局で中継するリレー伝送技術が検討されている。リレー伝送技術を用いることで、効率的にカバレッジを拡大できることが期待される。

リレー伝送技術においては、レイヤ１リレー、レイヤ２リレー、レイヤ３リレーがある。レイヤ１リレーは、ブースター、若しくはリピータとも呼ばれ、無線基地局からの下り受信ＲＦ信号を電力増幅して移動端末に送信するＡＦ（Amplifier and Forward）型中継技術である。移動端末からの上り受信ＲＦ信号も、同様に電力増幅して無線基地装置に送信される。レイヤ２リレーは、無線基地局からの下り受信ＲＦ信号を復調・復号後、再度符号化・変調を行い、移動端末に送信するＤＦ（Decode and Forward）型中継技術である。レイヤ３リレーは、無線基地局からの下り受信ＲＦ信号を復号後、復調・復号処理に加えて、ユーザデータを再生してから、再度無線でユーザデータ伝送を行うための処理（秘匿、ユーザデータ分割・結合処理など）を行い、符号化・変調後に移動端末に送信する中継技術である。現在３ＧＰＰにおいては、雑音除去による受信特性の向上、標準仕様検討、及び実装上の容易性の観点から、レイヤ３リレーについて標準化が進められている。

図１は、レイヤ３リレーの概要を示す図である。レイヤ３リレーのリレー局（ＲＮ：Relay Node）は、ユーザデータ再生処理、変復調、及び符号・復号処理を行うことに加え、無線基地局（ｅＮＢ：eNodeB）と異なる固有のセルＩＤ（ＰＣＩ：Physical Cell ID）を持つことを特徴とする。これにより、移動端末（ＵＥ：User Equipment）は、リレー局ＲＮが形成するセルＢを、無線基地局が形成するセルＡとは異なるセルとして認識する。また、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）などの物理層の制御信号は、リレー局で終端されるため、リレー局は移動端末から見て、無線基地局として認識される。したがって、ＬＴＥの機能のみを有する移動端末もリレー局に接続することができる。

また、無線基地局〜リレー局間の無線リンクであるバックホールリンク、及びリレー局〜移動端末間の無線リンクであるアクセスリンクは、異なる周波数若しくは同一の周波数で運用することが考えられ、後者の場合、リレー局で送受信処理を同時に行うと、送受信回路内で十分なアイソレーションが確保できない限り、送信信号がリレー局の受信機に回り込み、干渉を引き起こす。このため、図２に示すように、同一周波数（ｆ１）で運用する場合は、バックホールリンク及びアクセスリンクの無線リソース（ｅＮＢ送信とリレー送信）を時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）し、リレー局において送受信が同時に行われないよう制御する必要がある（非特許文献１）。このため、例えば、下りリンクでは、リレー局は、無線基地局からの下り信号を受信している間、移動端末に対して下り信号を送信することはできない。

３ＧＰＰ，ＴＲ３６．８１４

上述したようなリレー伝送技術を用いた無線通信システムにおいては、無線基地局のセル内に設けられたリレー局からの干渉信号により、当該無線基地局に接続する移動端末のスループットが低下する場合があるという問題点があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、リレー伝送技術を用いた無線通信システムにおいて、無線基地局のセル内に設けられたリレー局からの干渉信号により、当該無線基地局に接続する移動端末のスループットが低下するのを防止できるリレー伝送方法及びリレー局を提供することを目的とする。

本発明の第１側面に係るリレー伝送方法は、リレー局が、バックホールリンクを介して無線基地局からリレー端末に対するデータを受信する工程と、前記リレー局が、前記リレー端末に対する無線リソースを、複数の伝送時間間隔にわたり一定の周波数領域に割り当てる工程と、前記リレー局が、割り当てられた前記無線リソースを用いて、アクセスリンクを介して前記リレー端末に前記データを送信する工程と、を有する。

本発明の第２側面に係るリレー局は、バックホールリンクを介して無線基地局から受信したリレー端末に対するデータを格納する格納部と、前記リレー端末に対する無線リソースを、複数の伝送時間間隔にわたり一定の周波数領域に割り当てる割り当て部と、割り当てられた前記無線リソースを用いて、アクセスリンクを介して前記リレー端末に前記データを送信する送信部と、を具備する。

本発明によれば、リレー伝送技術を用いた無線通信システムにおいて、無線基地局のセル内に設けられたリレー局からの干渉信号により、当該無線基地局に接続する移動端末のスループットが低下するのを防止できるリレー伝送方法及びリレー局を提供できる。

リレー伝送技術を説明するための図である。 バックホールリンク及びアクセスリンクの無線リソースを説明するための図である。 リレー伝送技術を用いた無線通信システムを説明するための図である。 リレー局の送信／非送信状態とマクロ端末におけるＩＣＩとの関係とを示す図である。 本発明に係るリレー伝送方法を説明するための概念図である。 本発明に係るリレー伝送方法を説明するための概念図である。 本発明の第１の態様に係るリレー伝送方法を説明するための図である。 本発明の第１の態様に係るリレー伝送方法を説明するための図である。 本発明の第２の態様に係るリレー伝送方法を説明するための図である。 本発明の第３の態様に係るリレー伝送方法を説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係るリレー局の機能構成を示すブロック図である。

図３は、リレー伝送技術を用いた無線通信システムを説明するための図である。図３に示す無線通信システムでは、無線基地局ｅＮＢ（eNodeB）が形成するセル内に、リレー局ＲＮ（Relay Node）１及びＲＮ２が設けられる。リレー局ＲＮ１及びＲＮ２は、それぞれ、バックホールリンク（不図示）を介して、無線基地局ｅＮＢから、自局に接続する移動端末ＲＵＥ（Relay User Equipment）（以下、リレー端末ＲＵＥという）に対する信号を受信する。リレー局ＲＮ１及びＲＮ２は、それぞれ、アクセスリンクを介して、リレー端末ＲＵＥに対する信号を送信する。また、無線基地局ｅＮＢは、自局に接続する移動端末ＭＵＥ（Macro User Equipment）（以下、マクロ端末ＭＵＥ）に対して、マクロ端末ＭＵＥ宛ての信号を送信する。

図３に示す無線通信システムでは、マクロ端末ＭＵＥは、無線基地局ｅＮＢからの所望信号だけでなく、リレー局ＲＮ１及びＲＮ２からの干渉信号を受信する。このように、マクロ端末ＭＵＥがリレー局ＲＮ１及びＲＮ２からの干渉信号を受信することを、セル内干渉（ＩＣＩ：Inter-cell interference）という。マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩの影響は、当該マクロ端末ＭＵＥがリレー局ＲＮ１又はＲＮ２の近くに位置するほど、大きくなる。

図４は、リレー局の送信／非送信状態とマクロ端末におけるＩＣＩとの関係とを示す図である。なお、以下、リレー局ＲＮ１及びＲＮ２を区別しない場合は、リレー局ＲＮと総称する。図４（ａ）（ｂ）に示すように、リレー局ＲＮからリレー端末ＲＵＥに対する信号が送信されない伝送時間間隔（ＴＴＩ：Transmission Time Interval）では、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩの影響は小さくなる。一方、リレー局ＲＮからリレー端末ＲＵＥに対する信号が送信されるＴＴＩでは、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩの影響は大きくなる。

ここで、図４（ａ）のＴＴＩ１において、マクロ端末ＭＵＥが、無線基地局ｅＮＢからの信号の無線品質（例えば、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）など）を測定するものとする。図４（ａ）に示すように、ＴＴＩ１では、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩの影響は小さいため、マクロ端末ＭＵＥから無線基地局ｅＮＢに対して、比較的良い無線品質が報告される。無線基地局ｅＮＢは、当該報告に基づいて、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などのより高レベルの変調・符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を用いて、マクロ端末ＭＵＥに対する信号を送信する。ところが、ＴＴＩ２及びＴＴＩ３では、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩの影響は大きいため、マクロ端末ＭＵＥは、高レベルのＭＣＳを用いて送信された信号を正しく受信できない。この結果、無線基地局ｅＮＢからマクロ端末ＭＵＥに対する再送回数が増加して、マクロ端末ＭＵＥのスループットが低下することになる。

一方、図４（ｂ）のＴＴＩ１において、マクロ端末ＭＵＥが、無線基地局ｅＮＢからの信号の無線品質（例えば、ＣＱＩ）を測定するものとする。図４（ｂ）に示すように、ＴＴＩ１では、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩの影響が大きいため、マクロ端末ＭＵＥから無線基地局ｅＮＢに対して、比較的悪い無線品質が報告される。無線基地局ｅＮＢは、当該報告に基づいて、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）などのより低レベルのＭＣＳを用いて、マクロ端末ＭＵＥに対する信号を送信する。ところが、ＴＴＩ２及びＴＴＩ３では、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩの影響は小さいため、マクロ端末ＭＵＥは、より多い量のデータを受信できるにもかかわらず、少量のデータしか受信できない。この結果、マクロ端末ＭＵＥのスループットが低下することになる。

本発明者らは、以上のように、リレー局ＲＮの送信／非送信状態によってマクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩが大きく変動する場合、マクロ端末ＭＵＥの無線品質の時間誤差によって、マクロ端末ＭＵＥのスループットが低下するという点に着目し、本発明をするに至ったものである。

本発明に係るリレー伝送方法においては、リレー局ＲＮが、バックホールリンクを介して無線基地局ｅＮＢからリレー端末ＲＵＥに対するデータを受信する。リレー局ＲＮは、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースを複数の伝送時間間隔（ＴＴＩ）にわたり一定の周波数領域に割り当てる。リレー局ＲＮは、割り当てられた無線リソースを用いて、アクセスリンクを介してリレー端末ＲＵＥに受信したデータを送信する。

図５及び図６は、本発明に係るリレー伝送方法を説明するための概念図である。図５（ａ）に示すリレー伝送方法では、リレー局ＲＮにおいてリレー端末ＲＵＥに対する無線リソースが、リレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能な６個のＴＴＩのうちの特定のＴＴＩのみに割り当てられる。かかる場合、図６（ａ）に示すように、リレー局ＲＮの送信／非送信状態によりマクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩが大きく変動する。このため、上述のように、マクロ端末ＭＵＥの無線品質の時間誤差によって、マクロ端末ＭＵＥのスループットの低下を招くことになる。

一方、本発明に係るリレー伝送方法では、図５（ｂ）に示すように、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースが、リレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能な６個全てのＴＴＩにわたる一定の周波数領域に割り当てられる。かかる場合、図６（ｂ）に示すように、リレー局ＲＮの送信状態が維持されるので、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩが略一定となる。このため、本発明に係るリレー伝送方法によれば、マクロ端末ＭＵＥの無線品質の時間誤差がなく、マクロ端末ＭＵＥのスループットの低下を防止することができる。

以下、本発明に係るリレー伝送方法の態様について説明する。

＜第１の態様＞
図７は、本発明の第１の態様に係るリレー伝送方法を説明するための図である。第１の態様に係るリレー伝送方法において、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースが割り当てられる複数のＴＴＩにわたる一定の周波数領域は、少なくとも一つのリソースブロックで構成されている。ここで、リソースブロックとは、無線リソースの割り当て最小単位であり、１２サブキャリア＝１８０Ｋｈｚの周波数帯域幅で１ＴＴＩの時間長を有する。

具体的には、図７に示すように、上記複数のＴＴＩにわたる一定の周波数領域は、Ｍ_ｎ・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックから構成される。ここで、Ｌ_ｎｂは、１無線フレームにおいてリレー局ＲＮがリレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能なＴＴＩの数（すなわち、非バックホールサブフレームの数）である。図７では、Ｌ_ｎｂの数は６である。残りの４個のＴＴＩでは、無線基地局ｅＮＢからデータが受信されるため、リレー端末ＲＵＥに対するデータを送信することはできない。

また、Ｍ_ｎは、ｎ番目の無線フレームにおいて、上記複数のＴＴＩにわたる一定の周波数領域を構成する周波数方向のリソースブロックの数である。Ｍ_ｎは、予め定められた固定値であってもよい、ｎ番目の無線フレームの開始時に算出されるものであってもよい。Ｍ_ｎは、例えば、下記式（１）で算出される。

ここで、Ｋはリレー局ＲＮに接続するリレー端末数を示し、Ｔ_ＫはＫ番目のリレー端末ＲＵＥに対するデータ量を示し、ＳＥ_Ｋはリレー局ＲＮからＫ番目のリレー端末ＲＵＥに対して１リソースブロックで送信可能なデータ量を示し、Ｌ_ｎｂは、上述のように、１無線フレームにおいてリレー局ＲＮがリレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能なＴＴＩの数を示し、ｐは所定の係数を示す。なお、所定の係数Ｐは、Ｍ_ｎの数を大きくするための係数であり、例えば、大量のデータを要求するリレー端末ＲＵＥがリレー局ＲＮに接続された場合や、リレー端末ＲＵＥに対する再送回数が増加している場合などに、より大きい値に変更される。

例えば、Ｋ番目のリレー端末ＲＵＥに対するデータ量Ｔ_Ｋが１００ｋｂｐであり、当該リレー端末ＲＵＥに対して１リソースブロックで送信可能なデータ量ＳＥ_Ｋが１０ｋｂｐｓである場合、当該リレー端末ＲＵＥのために必要なリソースブロックの数Ｔ_Ｋ／ＳＥ_Ｋは１０個となる。上記式（１）では、各リレー端末ＲＵＥに必要なリソースブロックの数をＬ_ｎｂ（図７では、「６」）で除算してから加算することにより、周波数方向のリソースブロックの数Ｍ_ｎが算出される。

また、第１の態様に係るリレー伝送方法において、Ｍ_ｎは、前の無線フレームにおいて実際に使用されたリソースブロックの数に基づいて更新されてもよい。図８は、第１の態様に係るリレー伝送方法におけるＭ_ｎの更新を説明するための図である。図８において、ｎ番目の無線フレームで適用されるＭ_ｎは、Ｒ_ｎ−１に基づいて更新される。ここで、Ｒ_ｎ−１は、ｎ−１番目の無線フレームにおいて、リレー端末ＲＵＥ用に確保されたＭ_ｎ−１・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックのうち、リレー端末ＲＵＥに対するデータの送信に実際に使用されたリソースブロックの数である。

具体的には、Ｍ_ｎは、下記式（２）に基づいて、更新される。

ここで、Δ_ｎ−１＝０である場合、リレー端末ＲＵＥ用に確保されたＭ_ｎ−１・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックの全てが実際に使用されていることになる。このため、Ｍ_ｎをより大きい値とし、ｎ番目の無線フレームにおいて、リレー端末ＲＵＥ用により多くのリソースブロックを確保することが好ましい。そこで、Δ_ｎ−１＝０である場合、リレー局ＲＮは、上記式（１）の所定の係数ｐを所定数だけ増加させて、Ｍ_ｎをより大きい値とする。

一方、下記式（３）が満たされる場合、

リレー端末ＲＵＥ用に確保されたＭ_ｎ−１・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックのうち、α・Ｌ_ｎｂ個よりも略多い数のリソースブロックが使用されなかったことになる。かかる場合、Ｍ_ｎをより小さい値とし、ｎ番目の無線フレームにおいて、リレー端末ＲＵＥ用に確保するリソースブロック数を減少させることが好ましい。そこで、上記式（３）が満たされる場合、リレー局ＲＮは、下記式（４）により、Ｍ_ｎをより小さい値とする。

なお、上記式（３）におけるαは、下記式（５）を満たす所定の係数であり、上記式（１）によるＭ_ｎの算出誤差を見積もって設定される。

例えば、図８において、ｎ−１番目の無線フレームにおける周波数方向のリソースブロックの数Ｍ_ｎ−１が４であり、Ｌ_ｎｂが６である場合を想定する。かかる場合、ｎ−１番目の無線フレームにおいてリレー端末ＲＵＥ用に確保されたリソースブロックの数Ｍ_ｎ−１・Ｌ_ｎｂは、４・６＝２４個となる。また、図８に示す場合、Ｒ_ｎ−１は、４・４＝１６であるので、Δ_ｎ−１は、上記式（２）により、２４−１６＝８個となる。ここで、所定の係数αを１．１とすると、上記式（３）（すなわち、８＞１．１・６）が満たされる。そこで、リレー局ＲＮは、上記式（４）により、Ｍ_ｎを４−１＝３とする。この結果、ｎ番目の無線フレームにおいてリレー端末ＲＵＥ用に確保されるリソースブロック数は、３・６＝１８個となり、ｎ−１番目の無線フレーム（２４個）よりも少なくなる。このように、Ｍ_ｎは、前の無線フレームにおいて実際に使用されたリソースブロックの数に基づいて更新されるので、無線リソースをより有効に利用することができる。

なお、図示しないが、上述のように、Ｍ_ｎ−１が４であり、Ｌ_ｎｂが６である場合に、Ｒ_ｎ−１が２４である場合は、Δ_ｎ−１＝４・６−２４＝０となる。かかる場合、上記式（１）の所定の係数ｐを所定数だけ増加させて、Ｍ_ｎをより大きい値とし、ｎ番目の無線フレームにおいてリレー端末ＲＵＥ用に確保されるリソースブロック数をｎ−１番目の無線リソースよりも大きくする。

＜第２の態様＞
第２の態様に係るリレー伝送方法では、上述のようにリレー端末ＲＵＥに対する無線リソースを複数のＴＴＩにわたり一定の周波数領域に割り当てる場合に、当該複数のＴＴＩにわたる無線リソースを所定の開始位置から開始される連続した周波数領域に割り当ててもよい。

図９は、本発明の第２の態様に係るリレー伝送方法を説明するための図である。なお、図９では、１無線フレームにおいてリレー局ＲＮがリレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能なＴＴＩ（すなわち、非バックホールサブフレーム）のみを示している。

図９では、リレー端末ＲＵＥに対する複数のＴＴＩにわたる無線リソースが、所定の開始位置から開始される連続した周波数領域に割り当てられている。具体的には、ｉ番目のリレー局ＲＮは、ｎ番目の無線フレームにおいて、開始位置Ｓ_ｉから周波数方向に連続するＭ_ｎ個のリソースブロックをＬ_ｎｂ個のＴＴＩにわたり確保する。

ここで、開始位置Ｓ_ｉは、固定値であってもよいし、ランダム値であってもよい。また、開始位置Ｓ_ｉは、リレー端末ＲＵＥから報告された無線品質に基づいて変更されるものであってもよい。例えば、良い無線品質の周波数領域がリレー端末ＲＵＥ用に確保されるように、当該無線品質に基づいて開始位置Ｓ_ｉを変更することにより、リレー端末ＲＵＥのスループットを向上させることができる。

また、開始位置Ｓ_ｉは、リレー局ＲＮ毎に異なるように設定されてもよい。例えば、図９において、リレー局ＲＮ１のｎ番目の無線フレームにおけるＭ_ｎが２０であり、Ｓ_１が１であり、Ｌ_ｎｂが４であるとする。かかる場合、リレー局ＲＮ１は、リソースブロック番号１〜２０のリソースブロックを、Ｌ_ｎｂ個のＴＴＩにわたりリレー端末ＲＵＥ用に確保する（すなわち、２０＊４＝８０個のリソースブロックを確保する）。一方、リレー局ＲＮ２は、Ｓ_１とは異なるＳ_２を適用する。このように、リレー局ＲＮ毎に異なる開始位置Ｓ_ｉを用いる場合、リレー局ＲＮ毎に異なる周波数領域がリレー端末ＲＵＥ用に確保されるので、リレー局ＲＮ間の干渉を防止することができる。

＜第３の態様＞
第３の態様に係るリレー伝送方法では、上述のようにリレー端末ＲＵＥに対する無線リソースを複数のＴＴＩにわたり一定の周波数領域に割り当てる場合に、当該複数のＴＴＩにわたる無線リソースを異なる周波数領域に分配して割り当ててもよい。

図１０は、本発明の第３の態様に係るリレー伝送方法を説明するための図である。なお、図１０では、１無線フレームにおいてリレー局ＲＮがリレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能なＴＴＩ（すなわち、非バックホールサブフレーム）のみを示している。

図１０では、リレー端末ＲＵＥに対する複数のＴＴＩにわたる無線リソースが、異なる周波数領域に分配して割り当てられている。具体的には、ｉ番目のリレー局ＲＮは、ｎ番目の無線フレームにおいて、周波数方向の開始位置Ｓ_ｉを基準に周波数方向に分配されたＭ_ｎ個のリソースブロックを確保する。なお、図１０では、２つの周波数領域に分配した例を説明しているが、３つ以上の周波数領域に分配されてもよい。

また、開始位置Ｓ_ｉは、固定値であってもよいし、ランダム値であってもよい。また、開始位置Ｓ_ｉは、リレー端末ＲＵＥから報告された無線品質に基づいて変更されるものであってもよい。また、開始位置Ｓ_ｉは、リレー局ＲＮ毎に異なるように設定されてもよい。

例えば、図１０において、リレー局ＲＮ１のｎ番目の無線フレームにおけるＭ_ｎが２０であり、Ｓ_１が１であり、Ｌ_ｎｂが４であるとする。かかる場合、リレー局ＲＮ１は、例えば、リソースブロック番号１〜１０のリソースブロックとリソースブロック番号４０〜５０のリソースブロックとを、Ｌ_ｎｂ個のＴＴＩにわたりリレー端末ＲＵＥ用に確保する（すなわち、２０＊４＝８０個のリソースブロックを確保する）。このように、リレー端末ＲＵＥに対して確保される無線リソースを周波数方向に分配することにより、特定の周波数の無線品質が悪化した場合にも、リレー端末ＲＵＥのスループットが極端に悪化するのを防止することができる。すなわち、周波数ダイバーシチ効果が期待できる。

以上、本発明に係るリレー伝送方法について説明した。なお、図５〜１０では、説明の便宜上、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースが割り当てられる複数のＴＴＩは、連続するように示されている。しかしながら、本発明において、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースが割り当てられる複数のＴＴＩは、連続していなくともよく、１無線フレームにおいてリレー局ＲＮがリレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能なＴＴＩ（すなわち、非バックホールサブフレーム）であればよい。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１１は、本発明の一実施の形態に係るリレー局ＲＮ（Relay Node）の機能構成を示すブロック図である。リレー局ＲＮは、アンテナ、通信インタフェース、プロセッサ、メモリ、送受信回路などを含むハードウェアを有しており、メモリには、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールが記憶されている。なお、後述する機能構成は、上述のハードウェアによって実現されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、両者の組み合わせによって実現されてもよい。

図１１に示すように、リレー局ＲＮは、バッファ１１と、送信信号生成部１２と、送信部１３と、受信部１４と、Ｍ_ｎ算出部１５と、割り当て部１６と、を具備する。

バッファ１１（格納部）は、無線基地局ｅＮＢからの各リレー端末ＲＵＥに対するデータを格納する。また、バッファ１１は、各リレー端末ＲＵＥに対するデータ量Ｔ_Ｋを測定し、測定したＴ_ｋを後述するＭ_ｎ算出部１５に出力する。

送信信号生成部１２は、割り当て部１６からの割り当て情報（後述）に基づいて、バッファ１１に格納されたデータに対して、リレー端末ＲＵＥ用に確保された無線リソースを割り当てる（すなわち、スケジューリングを行う）。具体的には、送信信号生成部１２は、バッファ１１に格納されたデータに対して、上述のように確保されたＭ_ｎ・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロック（図７〜１０参照）のうちの少なくとも一つを割り当てる。

また、送信信号生成部１２は、割り当てられた無線リソースに基づいて、各リレー端末ＲＵＥに対するデータについての符号化処理、変調処理を行い、各リレー端末ＲＵＥに対する送信信号を生成する。送信信号生成部１２は、生成した送信信号を送信部１３に出力する。

送信部１３（送信部）は、割り当てられた無線リソースを用いて、アクセスリンクを介して、各リレー端末ＲＵＥに、送信信号生成部１２から入力された送信信号を送信する。

受信部１４は、各リレー端末ＲＵＥから、送信部１５から送信された送信信号の無線品質を受信する。ここで、無線品質としては、例えば、ＣＱＩや、ＳＩＮＲ（signal to noise interference ratio）が用いられる。受信部１４は、各リレー端末ＲＵＥの受信品質に基づいてＳＥ_Ｋを算出する。ここで、ＳＥ_Ｋは、上述のように、Ｋ番目のリレー端末ＲＵＥに対して１リソースブロックで送信可能なデータ量である。受信部１４は、算出したＳＥ_Ｋを後述するＭ_ｎ算出部１５に出力する。

Ｍ_ｎ算出部１５（算出部）は、バッファ１１から入力されたＴ_ｋと受信部１４から入力されたＳＥ_Ｋに基づいて、Ｍ_ｎを算出する。ここで、Ｍ_ｎは、上述のように、ｎ番目の無線フレームにおいて、リレー端末ＲＵＥ用に確保された周波数領域を構成する周波数方向のリソースブロックの数である。具体的には、Ｍ_ｎ算出部１５は、ｎ番目の無線フレームの開始時に、上記式（１）を用いてＭ_ｎを算出し、算出したＭ_ｎを割り当て部１６に出力する。

また、Ｍ_ｎ算出部１５は、前の無線フレームにおいて実際に使用されたリソースブロックの数Ｒ_ｎ−１に基づいて、Ｍ_ｎを更新してもよい。具体的には、Ｍ_ｎ算出部１５は、上記式（２）に基づいて、前の無線フレーム（ｎ−１番目の無線フレーム）において、リレー端末ＲＵＥ用に確保されたＭ_ｎ−１・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックの全てが実際に使用されたか否かを判断する。前の無線フレームにおいて確保されたＭ_ｎ−１・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックの全てが実際に使用された場合（すなわち、Δ_ｎ−１＝０の場合）、Ｍ_ｎ算出部１５は、上述のように、Ｍ_ｎをより大きい値に更新する。一方、前の無線フレームにおいて確保されたＭ_ｎ−１・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックのうち、所定数（例えば、α・Ｌ_ｎｂ個）よりも略多い数のリソースブロックが使用されなかった場合（すなわち、上記式（３）を満たす場合）、Ｍ_ｎ算出部１５は、上述のように、Ｍ_ｎをより小さい値に更新する。

なお、Ｍ_ｎは、予め定められた固定値であってもよい。この場合、リレー局ＲＮは、Ｍ_ｎ算出部１５を具備していなくともよい。

割り当て部１６（割り当て部）は、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースを、複数のＴＴＩにわたり一定の周波数領域に割り当てる。具体的には、割り当て部１６は、リレー端末ＲＵＥ用に、周波数方向にＭ_ｎ個のリソースブロックをＬ_ｎｂ個のＴＴＩにわたり確保する。すなわち、割り当て部１６は、リレー端末ＲＵＥ用に、Ｍ_ｎ・Ｌ_ｎｂ個のリソースブロックを確保する（図７〜１０参照）。また、割り当て部１６は、リレー端末ＲＵＥ用のリソースブロックの情報である割り当て情報を送信信号生成部１２に出力する。

なお、割り当て部１６で用いられるＭ_ｎは、Ｍ_ｎ算出部１５から入力されてもよいし、予め定められた固定値であってもよい。Ｌ_ｎｂは、上述のように、１無線フレームにおいてリレー局ＲＮがリレー端末ＲＵＥに対するデータを送信可能なＴＴＩの数（すなわち、非バックホールサブフレームの数）である。

また、割り当て部１６は、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースを複数のＴＴＩにわたり一定の周波数領域に割り当てる場合に、当該複数のＴＴＩにわたる無線リソースを所定の開始位置から開始される連続した周波数領域に割り当ててもよい。具体的には、割り当て部１６は、図９に示すように、ｎ番目の無線フレームにおいて、開始位置Ｓ_ｉから周波数方向に連続するＭ_ｎ個のリソースブロックをＬ_ｎｂ個のＴＴＩにわたり確保する。

また、割り当て部１６は、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースを複数のＴＴＩにわたり一定の周波数領域に割り当てる場合に、当該複数のＴＴＩにわたる無線リソースを異なる周波数領域に分配して割り当ててもよい。具体的には、割り当て部１６は、図１０に示すように、ｎ番目の無線フレームにおいて、周波数方向の開始位置Ｓ_ｉを基準に周波数方向に分配されたＭ_ｎ個のリソースブロックを確保する。

なお、割り当て部１６によって用いられる開始位置Ｓ_ｉは、固定値であってもよいし、ランダム値であってもよい。また、開始位置Ｓ_ｉは、リレー端末ＲＵＥから報告された無線品質に基づいて変更されるものであってもよい。また、開始位置Ｓ_ｉは、リレー局ＲＮ毎に異なるように設定されてもよい。

本発明の一実施の形態に係るリレー局ＲＮによれば、リレー端末ＲＵＥに対する無線リソースが、複数のＴＴＩにわたる一定の周波数領域に割り当てられる。したがって、図６（ｂ）に示すように、リレー局ＲＮの送信状態が維持されるので、マクロ端末ＭＵＥにおけるＩＣＩが略一定となる。この場合、マクロ端末ＭＵＥがリレー局ＲＮからのＩＣＩの影響を受けていても、マクロ端末ＭＵＥの無線品質の時間誤差が少ない。この結果、マクロ端末ＭＵＥの無線品質の時間誤差により、マクロ端末ＭＵＥのスループットが低下するのを防止することができる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

ｅＮＢ…無線基地局、ＲＮ、ＲＮ１、ＲＮ２…リレー局、ＭＵＥ…マクロ端末、ＲＵＥ…リレー端末、１１…バッファ、１２…送信信号生成部、１３…送信部、１４…受信部、１５…Ｍ_ｎ算出部、１５…送信部、１６…割り当て部

Claims (10)

1. リレー局が、バックホールリンクを介して無線基地局からリレー端末に対するデータを受信する工程と、
   前記リレー局が、前記リレー端末に対する無線リソースを、複数の伝送時間間隔にわたり一定の周波数領域に割り当てる工程と、
   前記リレー局が、割り当てられた前記無線リソースを用いて、アクセスリンクを介して前記リレー端末に前記データを送信する工程と、
   を有することを特徴とするリレー伝送方法。
2. 前記複数の伝送時間間隔にわたる前記一定の周波数領域は、少なくとも一つのリソースブロックで構成されており、
   周波数方向における前記リソースブロックの数（Ｍ_ｎ）は、下記式（１）で求められることを特徴とする請求項１に記載のリレー伝送方法。
   

   

   ここで、Ｋは前記リレー局に接続するリレー端末数を示し、Ｔ_ＫはＫ番目のリレー端末に対するデータの量を示し、ＳＥ_Ｋは該リレー局からＫ番目のリレー端末に対して１ソースブロックで送信可能なデータの量を示し、Ｌ_ｎｂは１無線フレームにおいて前記リレー局が前記データを送信可能な伝送時間間隔の数を示し、ｐは所定の係数を示す。
3. 前記周波数方向における前記リソースブロックの数は、前の無線フレームにおいて実際に使用されたリソースブロックの数に基づいて更新されることを特徴とする請求項２に記載のリレー伝送方法。
4. 前記複数の伝送時間間隔にわたる無線リソースを、所定の開始位置から開始される連続した周波数領域に割り当てることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のリレー伝送方法。
5. 前記複数の伝送時間間隔にわたる無線リソースを、異なる周波数領域に分配して割り当てることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のリレー伝送方法。
6. バックホールリンクを介して無線基地局から受信したリレー端末に対するデータを格納する格納部と、
   前記リレー端末に対する無線リソースを、複数の伝送時間間隔にわたり一定の周波数領域に割り当てる割り当て部と、
   割り当てられた前記無線リソースを用いて、アクセスリンクを介して前記リレー端末に前記データを送信する送信部と、
   を具備することを特徴とするリレー局。
7. 前記複数の伝送時間間隔にわたる前記一定の周波数領域は、少なくとも一つのリソースブロックで構成されており、
   周波数方向における前記リソースブロックの数（Ｍ_ｎ）を、下記式（１）で算出する算出部を更に具備することを特徴とする請求項６に記載のリレー局。
   

   

   ここで、Ｋは前記リレー局に接続するリレー端末数を示し、Ｔ_ＫはＫ番目のリレー端末に対するデータの量を示し、ＳＥ_Ｋは該リレー局からＫ番目のリレー端末に対して１リソースブロックで送信可能なデータの量を示し、Ｌ_ｎｂは１無線フレームにおいて前記リレー局が前記データを送信可能な伝送時間間隔の数を示し、ｐは所定の係数を示す。
8. 前記算出部は、前記周波数方向における前記リソースブロックの数を、前の無線フレームにおいて実際に使用されたリソースブロックの数に基づいて更新することを特徴とする請求項７に記載のリレー局。
9. 前記割り当て部は、前記複数の伝送時間間隔にわたる無線リソースを、所定の開始位置から開始される連続した周波数領域に割り当てることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載のリレー局。
10. 前記割り当て部は、前記複数の伝送時間間隔にわたる無線リソースを、異なる周波数領域に分配して割り当てることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載のリレー局。

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