JP2017063346A - 無線基地局、無線通信端末、無線通信方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線基地局間または無線通信端末間において、伝送遅延の少ない通信を行う。【解決手段】送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てるフレーム割り当て部１１０と、フレーム割り当て部１１０が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線基地局との間で通信を行う通信部１２０とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信を行う無線基地局、無線通信端末、無線通信方法およびプログラムに関する。

無線基地局と移動局である無線通信端末との間で無線通信を行う場合、それらの間の通信には様々な無線通信方式が用いられている。１つの例としてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式が用いられている。このＴＤＤ方式は、無線基地局が無線通信端末へ送信する下りリンクフレームの送信タイミングと、無線基地局が無線通信端末から受信する上りリンクフレームの受信タイミングとを時間ごとに切り替える方式である。

近年、このようなＴＤＤ方式において、上りリンクフレームおよび下りリンクフレームに割り当てられていない時間帯に、無線基地局から無線通信端末へ通信回線の状態を推定するための信号を送信する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。また、無線基地局と他の無線基地局との間で通信を行う場合、その無線基地局間を有線で接続し、その有線の回線を介して通信を行う場合が多い。また、無線通信端末間で通信を行うには、上位の通信ネットワークを介して行う。

国際公開第２０１１／１５８４３６号

上述したように、有線回線を用いて無線基地局間で通信を行うと、その通信で使用されているプロトコル処理を行うための伝送遅延が生じてしまう。特に、無線基地局間でベースバンドの情報の送受信を行うと、その送受信に時間がかかってしまう。また、無線通信端末が上位の通信ネットワークを介して他の無線通信端末と通信を行うと、無線基地局やその上位ネットワークにおける処理の時間がかかってしまう。

このように、無線基地局や無線通信端末が、他の無線基地局や他の無線通信端末との間で通信を行う場合、かなりの伝送遅延が生じてしまうという問題点がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決する無線基地局、無線通信端末、無線通信方法およびプログラムを提供することである。

本発明の無線基地局は、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てるフレーム割り当て部と、
前記フレーム割り当て部が割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う通信部とを有する。
また、本発明の無線通信端末は、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てるフレーム割り当て部と、
前記フレーム割り当て部が割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う通信部とを有する。
また、本発明の無線通信方法は、
無線基地局が行う無線通信方法であって、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる処理と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う処理とを行う。
また、本発明の無線通信方法は、
無線通信端末が行う無線通信方法であって、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる処理と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う処理とを行う。
また、本発明のプログラムは、
無線基地局に実行させるためのプログラムであって、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる手順と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う手順とを実行させる。
また、本発明のプログラムは、
無線通信端末に実行させるためのプログラムであって、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる手順と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う手順とを実行させる。

以上説明したように、本発明においては、無線基地局間または無線通信端末間において、伝送遅延の少ない通信を行うことができる。

ＴＤＤ方式で用いられる一般的な時分割多重フレームの一例を示す図である。 本発明の無線基地局の第１の実施の形態を示す図である。 図２に示した無線基地局における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。 本発明の無線基地局の第２の実施の形態を示す図である。 図４に示したフレーム割り当て部がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの一例を示す図である。 図４に示したフレーム割り当て部がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの他の例を示す図である。 図４に示した無線基地局における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。 本発明の無線通信端末の第１の実施の形態を示す図である。 図８に示した無線通信端末における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである 本発明の無線通信端末の第２の実施の形態を示す図である。 図１０に示したフレーム割り当て部がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの一例を示す図である。 図１０に示したフレーム割り当て部がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの他の例を示す図である。 図１０に示した無線通信端末における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。 セルラシステムにおけるセルの配置の一例を示す図である。 無線基地局Ｇから無線基地局Ａへ送信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。 無線基地局Ｇが無線基地局Ａ〜Ｆから受信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。 本実施の形態の無線基地局における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。 無線基地局がカバーするセルの圏内に複数の無線通信端末が存在する形態の一例を示す図である。 無線通信端末Ｇから無線通信端末Ａへ送信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。 無線通信端末Ｇが無線通信端末Ａ〜Ｆから受信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。 本実施の形態の無線通信端末における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。

近年、セルラシステムにおいて用いられる無線通信方式としてＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が主流となってきており、帯域の広い周波数帯の割り当ても普及してきている。また、帯域の広い周波数帯ではＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式を適用することが多い。ＴＤＤ方式は、下りリンクと上りリンクとのそれぞれの通信を互いに同じ周波数を用いて行い、下りリンクと上りリンクとでは時分割にフレームを区切ることで、上下の通信を実現している。

図１は、ＴＤＤ方式で用いられる一般的な時分割多重フレームの一例を示す図である。図１に示すように、下りリンクフレームと上りリンクフレームとが、時分割で割り当てられている。下りリンク用のフレームは、無線基地局では移動局である無線通信端末への送信用のフレーム、無線通信端末では無線基地局からの受信用のフレームとなる。上りリンク用のフレームでは、無線基地局では無線通信端末からの受信用のフレーム、無線通信端末では無線基地局への送信用のフレームとなる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（無線基地局の第１の実施の形態）

図２は、本発明の無線基地局の第１の実施の形態を示す図である。本形態における無線基地局１００は図２に示すように、フレーム割り当て部１１０と、通信部１２０とを具備している。なお、図２には、本形態における無線基地局１００に設けられた構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。また、無線基地局１００は、ＴＤＤ方式を用いて、他の無線基地局や無線通信端末との間で無線通信を行う。

フレーム割り当て部１１０は、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる。通信部１２０は、フレーム割り当て部１１０が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線基地局との間で通信を行う。

以下に、図２に示した無線基地局１００における無線通信方法について説明する。図３は、図２に示した無線基地局１００における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。

まず、フレーム割り当て部１１０が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる（ステップＳ１）。続いて、通信部１２０が、フレーム割り当て部１１０が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線基地局との間で通信を行う（ステップＳ２）。

このように、無線基地局が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのフレームを割り当て、当該フレームを用いて他の無線基地局との間で無線通信を行うため、無線基地局間において伝送遅延の少ない通信を行うことができる。
（無線基地局の第２の実施の形態）

図４は、本発明の無線基地局の第２の実施の形態を示す図である。本形態における無線基地局１０１は図４に示すように、フレーム割り当て部１１１と、通信部１２１とを具備している。なお、図４には、本形態における無線基地局１０１に設けられた構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。また、無線基地局１０１は、ＴＤＤ方式を用いて、他の無線基地局や無線通信端末との間で無線通信を行う。

フレーム割り当て部１１１は、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる。このとき、フレーム割り当て部１１１は、時分割多重フレームのうちの下りリンクフレームと上りリンクフレームとの間にノード間リンクフレームを割り当てる。

図５は、図４に示したフレーム割り当て部１１１がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの一例を示す図である。図４に示したフレーム割り当て部１１１は図５に示すように、時分割多重フレームのうちの無線通信端末へ無線信号を送信するための下りリンクフレームと、無線通信端末から無線信号を受信するための上りリンクフレームとの間に、ノード間リンクフレーム３００−１を割り当てる（追加する）。

また、フレーム割り当て部１１１は、ノード間リンクフレームとして、無線基地局１０１から他の無線基地局へ信号を送信するためのノード間リンクフレーム（第１のノード間リンクフレーム）と、他の無線基地局から送信された信号を無線基地局１０１にて受信するためのノード間リンクフレーム（第２のノード間リンクフレーム）とを割り当てる。

図６は、図４に示したフレーム割り当て部１１１がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの他の例を示す図である。図６では、無線基地局Ｇと無線基地局Ａとの間で通信を行う場合のフレームの一例を示している。ＴＤＤ方式では、無線基地局間でフレームが完全に同期している。そこで、図６に示すように図４に示したフレーム割り当て部１１１は、無線基地局Ｇのノード間リンク（送信）フレーム３００−２と、無線基地局Ａのノード間リンク（受信）フレーム３００−４とを同じタイミングとなるように割り当てる。同様に、フレーム割り当て部１１１は、無線基地局Ｇのノード間リンク（受信）フレーム３００−３と、無線基地局Ａのノード間リンク（送信）フレーム３００−５とを同じタイミングとなるように割り当てる。

通信部１２１は、フレーム割り当て部１１１が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線基地局との間で通信を行う。

以下に、図４に示した無線基地局１０１における無線通信方法について説明する。図７は、図４に示した無線基地局１０１における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。

まず、フレーム割り当て部１１１が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる（ステップＳ１１）。ここで、フレーム割り当て部１１１は、図５に示したような態様で、時分割多重フレームの一部にノード間リンクフレームを割り当てる。続いて、通信部１２１が、フレーム割り当て部１１１が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線基地局との間で通信を行う（ステップＳ１２）。

このように、無線基地局が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのフレームを割り当て、当該フレームを用いて他の無線基地局との間で無線通信を行うため、無線基地局間において伝送遅延の少ない通信を行うことができる。
（無線通信端末の第１の実施の形態）

図８は、本発明の無線通信端末の第１の実施の形態を示す図である。本形態における無線通信端末２００は図８に示すように、フレーム割り当て部２１０と、通信部２２０とを具備している。なお、図８には、本形態における無線通信端末２００に設けられた構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。また、無線通信端末２００は、ＴＤＤ方式を用いて、他の無線通信端末や無線基地局との間で無線通信を行う。

フレーム割り当て部２１０は、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる。通信部２２０は、フレーム割り当て部２１０が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線通信端末との間で通信を行う。

以下に、図８に示した無線通信端末２００における無線通信方法について説明する。図９は、図８に示した無線通信端末２００における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。

まず、フレーム割り当て部２１０が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる（ステップＳ２１）。続いて、通信部２２０が、フレーム割り当て部２１０が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線通信端末との間で通信を行う（ステップＳ２２）。

このように、無線通信端末が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのフレームを割り当て、当該フレームを用いて他の無線通信端末との間で無線通信を行うため、無線通信端末間において通信ネットワークを介さない直接通信を行うことができる。
（無線通信端末の第２の実施の形態）

図１０は、本発明の無線通信端末の第２の実施の形態を示す図である。本形態における無線通信端末２０１は図１０に示すように、フレーム割り当て部２１１と、通信部２２１とを具備している。なお、図１０には、本形態における無線通信端末２０１に設けられた構成要素のうち、本実施の形態に関わる主要な構成要素の一例を示す。また、無線通信端末２０１は、ＴＤＤ方式を用いて、他の無線通信端末や無線基地局との間で無線通信を行う。

フレーム割り当て部２１１は、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる。このとき、フレーム割り当て部２１１は、時分割多重フレームのうちの下りリンクフレームと上りリンクフレームとの間にノード間リンクフレームを割り当てる。

図１１は、図１０に示したフレーム割り当て部２１１がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの一例を示す図である。図１０に示したフレーム割り当て部２１１は図１１に示すように、時分割多重フレームのうちの無線基地局から無線信号を受信するための下りリンクフレームと、無線基地局へ無線信号を送信するための上りリンクフレームとの間に、ノード間リンクフレーム４００−１を割り当てる（追加する）。

また、フレーム割り当て部２１１は、ノード間リンクフレームとして、無線通信端末２０１から他の無線通信端末へ信号を送信するためのノード間リンクフレーム（第１のノード間リンクフレーム）と、他の無線通信端末から送信された信号を無線通信端末２０１にて受信するためのノード間リンクフレーム（第２のノード間リンクフレーム）とを割り当てる。

図１２は、図１０に示したフレーム割り当て部２１１がノード間リンクフレームを割り当てた時分割多重フレームの他の例を示す図である。図１２では、無線通信端末Ａと無線通信端末Ｂとの間で通信を行う場合のフレームの一例を示している。図１２に示すように図１０に示したフレーム割り当て部２１１は、無線通信端末Ａのノード間リンク（送信）フレーム４００−２と、無線通信端末Ｂのノード間リンク（受信）フレーム４００−４とを同じタイミングとなるように割り当てる。同様に、フレーム割り当て部２１１は、無線通信端末Ａのノード間リンク（受信）フレーム４００−３と、無線通信端末Ｂのノード間リンク（送信）フレーム４００−５とを同じタイミングとなるように割り当てる。

通信部２２１は、フレーム割り当て部２１１が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線通信端末との間で通信を行う。

以下に、図１０に示した無線通信端末２０１における無線通信方法について説明する。図１３は、図１０に示した無線通信端末２０１における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。

まず、フレーム割り当て部２１１が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる（ステップＳ３１）。ここで、フレーム割り当て部２１１は、図１２に示したような態様で、時分割多重フレームの一部にノード間リンクフレームを割り当てる。続いて、通信部２２１が、フレーム割り当て部２１１が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の無線通信端末との間で通信を行う（ステップＳ３２）。

このように、無線通信端末が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのフレームを割り当て、当該フレームを用いて他の無線通信端末との間で無線通信を行うため、無線通信端末間において通信ネットワークを介さない直接の通信を行うことができる。
（他の実施の形態）

以下に、３局以上の無線基地局間や無線通信端末間で本発明を適用する形態について説明する。ＬＴＥではＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）という多重方式を使用しており、ここでもＯＦＤＭを適用することで実現する。ＯＦＤＭでは、無線基地局や無線通信端末は、使用する周波数帯域を複数のサブキャリアに分けて通信を行う。つまり、無線基地局や無線通信端末が、ノード間リンクフレームを複数の周波数帯域に対応するサブキャリアに割り当て、複数のサブキャリアごとに通信を行うための無線基地局や無線通信端末を割り当てる。また、ＬＴＥでは、その複数のサブキャリアを１つのグループ（リソースブロックなどという）として束ねてユーザ単位または制御チャネルに割り当てを行う。

まずは、３局以上の無線基地局間で本発明を適用する形態について説明する。

図１４は、セルラシステムにおけるセルの配置の一例を示す図である。図１４に示すように、セルＧを中心にセルＡ〜Ｆが隣接して配置されている。セルＡ〜Ｇは、セルＡ〜Ｇ内にそれぞれ設置されている無線基地局によって形成されている。なお、図１４に示したセルＡ〜Ｇの形状は六角形であるが、その形状は限定せず、また、セルの数は無線基地局の数と同じものとなり、図１４に示した７つに限らない。

図１５は、無線基地局Ｇから無線基地局Ａへ送信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。ここで、無線基地局Ｇは図４に示した無線基地局１０１である。図１５に示すように、サブキャリアＧｒ（Ｇ）が、セルＧを形成する無線基地局１０１からセルＡを形成する他の無線基地局への信号送信に用いるサブキャリアである。図１５では、サブキャリアＧｒ（Ｇ）をｂａｎｄ Ｇ ＴＸ５１０と示す。ノード間リンクフレーム下りリンク５００は、無線基地局１０１の配下に存在する無線通信端末に対する通常の下りリンクにおける信号送信に割り当てが可能なサブキャリアである。

図１６は、無線基地局Ｇが無線基地局Ａ〜Ｆから受信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。ここで、無線基地局Ｇは図４に示した無線基地局１０１である。図１６に示すように、サブキャリアＧｒ（Ａ）が、セルＧを形成する無線基地局１０１が、セルＡを形成する無線基地局から送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図１６では、サブキャリアＧｒ（Ａ）をｂａｎｄ Ａ ＲＸ６００−１と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｂ）が、セルＧを形成する無線基地局１０１が、セルＢを形成する無線基地局から送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図１６では、サブキャリアＧｒ（Ｂ）をｂａｎｄ Ｂ ＲＸ６００−２と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｃ）が、セルＧを形成する無線基地局１０１が、セルＣを形成する無線基地局から送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図１６では、サブキャリアＧｒ（Ｃ）をｂａｎｄ Ｃ ＲＸ６００−３と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｄ）が、セルＧを形成する無線基地局１０１が、セルＤを形成する無線基地局から送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図１６では、サブキャリアＧｒ（Ｄ）をｂａｎｄ Ｄ ＲＸ６００−４と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｅ）が、セルＧを形成する無線基地局１０１が、セルＥを形成する無線基地局から送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図１６では、サブキャリアＧｒ（Ｅ）をｂａｎｄ Ｅ ＲＸ６００−５と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｆ）が、セルＧを形成する無線基地局１０１が、セルＦを形成する無線基地局から送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図１６では、サブキャリアＧｒ（Ｆ）をｂａｎｄ Ｆ ＲＸ６００−６と示す。ノード間リンクフレーム上りリンク６１０は、無線基地局１０１の配下に存在する無線通信端末からの通常の上りリンクにおける信号受信に割り当てが可能なサブキャリアである。

このように、無線基地局が３局以上の無線基地局それぞれと通信を行うためのサブキャリアを分けることで３局以上の無線基地局と通信ができるようになる。つまり、通信相手となる無線基地局の数だけノード間リンク用サブフレーム内にサブキャリアＧｒを用意し割り当てることで、通信相手となるすべての無線基地局と通信ができるようになる。上述した例では、７つのサブキャリアＧｒに分け、各サブキャリアＧｒそれぞれに１局ずつの無線基地局を割り当てることで、７局の無線基地局間で通信する構成を説明したが、本発明では無線基地局の数を７に限定するものではない。また、ノード間リンクフレーム下りリンク５００の使用帯域とｂａｎｄ Ａ ＲＸ６００−１〜ｂａｎｄ Ｆ ＲＸ６００−６の合計帯域とは等しくする。また、ｂａｎｄ Ｇ ＴＸ５１０の使用帯域とノード間リンクフレーム上りリンク６１０の使用帯域とも等しくする。なお、上述した説明では、説明の簡単化のためｂａｎｄ Ａ ＲＸ６００−１〜ｂａｎｄ Ｆ ＲＸ６００−６それぞれに均等にサブキャリアを割り当てているが、必ずしも均等にサブキャリアを割り当てる必要はない。

セルＡを形成する無線基地局Ａにおいても同様にサブキャリアＧｒを配置する。無線基地局Ａの場合は、図６に示したノード間リンク（受信）フレーム３００−４において、図１６に示したｂａｎｄ Ａ ＲＸ６００−１がノード間リンクフレーム上りリンクとなる。また、図６に示したノード間リンク（送信）フレーム３００−５においてｂａｎｄ Ａ ＴＸが無線基地局Ａから他の無線基地局へ信号を送信するためのサブキャリアＧｒ（Ａ）となる。

このように、他の無線基地局Ａ〜Ｆでは、ｂａｎｄ Ｇ ＲＸのサブキャリアＧｒ（Ｇ）で無線基地局Ｇからの信号を受信する。一方、無線基地局Ａからはｂａｎｄ Ａ ＴＸのサブキャリアＧｒ（Ａ）で信号を送信することで、無線基地局Ｇで無線基地局Ａから送信された信号を受信する。無線基地局ごとに異なるサブキャリアＧｒが割り当てられているため、干渉することなくそれぞれの無線基地局間で通信が可能となる。

以下に、本実施の形態の無線基地局における無線通信方法について説明する。図１７は、本実施の形態の無線基地局における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。

まず、フレーム割り当て部１１１が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる（ステップＳ４１）。このとき、フレーム割り当て部１１１は、通信相手となる無線基地局が複数ある場合は、例えば、図１５および図１６に示したように、複数の周波数帯域を用いて、それぞれの無線基地局との通信のためのサブキャリアを割り当てる。続いて、通信部１２１が、フレーム割り当て部１１１が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の複数の無線基地局との間で通信を行う（ステップＳ４２）。

同様に３局以上の無線通信端末間で本発明を適用する形態について説明する。

図１８は、無線基地局がカバーするセルの圏内に複数の無線通信端末が存在する形態の一例を示す図である。図１８に示すように、無線基地局１０２と無線基地局１０３とは、上述した動作を用いて、無線基地局間通信を行っている。また、無線基地局１０２がカバーするセルの圏内に複数の無線通信端末２０２〜２０５が存在しており、無線通信端末２０６がその圏外に存在している。

無線基地局１０２と無線基地局１０３との間の通信については、上述したような動作を行うことで、有線回線を使わずに通信ができるため、ベースバンド処理で使われる情報を無線基地局間で素早く送受信することが可能となる。例えば、無線基地局間で送信電力制御情報と送信電力値とを相互に交換することで、最適な送信電力値を決定することが可能となる。また、無線基地局間で各フレームにユーザ（移動局）を割り当てるためのスケジューリング情報を交換することが可能となり、干渉の回避に使うことができる。

図１８に示したように、無線通信端末２０２は、無線通信端末２０３および無線通信端末２０４との間で無線通信を行う。また、無線通信端末２０５は、無線基地局１０２がカバーするセルの圏外に存在する無線通信端末２０６との間で通信を行う。

以下に、無線通信端末Ｇが無線通信端末Ａ〜Ｆとの間で通信を行う場合のフレーム構成について説明する。図１９は、無線通信端末Ｇから無線通信端末Ａへ送信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。ここで、無線通信端末Ｇは図１０に示した無線通信端末２０１である。図１９に示すように、サブキャリアＧｒ（Ｇ）が、無線通信端末２０１から他の無線通信端末である無線通信端末Ａへの信号送信に用いるサブキャリアである。図１９では、サブキャリアＧｒ（Ｇ）をｂａｎｄ Ｇ ＴＸ７１０と示す。ノード間リンクフレーム上りリンク７００は、無線通信端末２０１が接続している無線基地局に対する通常の上りリンクにおける信号送信に割り当てが可能なサブキャリアである。

図２０は、無線通信端末Ｇが無線通信端末Ａ〜Ｆから受信するノード間リンクフレームのサブキャリアの配置の一例を示す図である。ここで、無線通信端末Ｇは図１０に示した無線通信端末２０１である。図２０に示すように、サブキャリアＧｒ（Ａ）が、無線通信端末２０１が、他の無線通信端末である無線通信端末Ａから送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図２０では、サブキャリアＧｒ（Ａ）をｂａｎｄ Ａ ＲＸ８００−１と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｂ）が、無線通信端末２０１が、他の無線通信端末である無線通信端末Ｂから送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図２０では、サブキャリアＧｒ（Ｂ）をｂａｎｄ Ｂ ＲＸ８００−２と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｃ）が、無線通信端末２０１が、他の無線通信端末である無線通信端末Ｃから送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図２０では、サブキャリアＧｒ（Ｃ）をｂａｎｄ Ｃ ＲＸ８００−３と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｄ）が、無線通信端末２０１が、他の無線通信端末である無線通信端末Ｄから送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図２０では、サブキャリアＧｒ（Ｄ）をｂａｎｄ Ｄ ＲＸ８００−４と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｅ）が、無線通信端末２０１が、他の無線通信端末である無線通信端末Ｅから送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図２０では、サブキャリアＧｒ（Ｅ）をｂａｎｄ Ｅ ＲＸ８００−５と示す。また、サブキャリアＧｒ（Ｆ）が、無線通信端末２０１が、他の無線通信端末である無線通信端末Ｆから送信された信号の受信に用いるサブキャリアである。図２０では、サブキャリアＧｒ（Ｆ）をｂａｎｄ Ｆ ＲＸ８００−６と示す。ノード間リンクフレーム下りリンク８１０は、無線通信端末２０１と接続された無線基地局からの通常の下りリンクにおける信号受信に割り当てが可能なサブキャリアである。

以下に、本実施の形態の無線通信端末における無線通信方法について説明する。図２１は、本実施の形態の無線通信端末における無線通信方法の一例を説明するためにフローチャートである。

まず、フレーム割り当て部２１１が、送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる（ステップＳ５１）。このとき、フレーム割り当て部２１１は、通信相手となる無線通信端末が複数ある場合は、例えば、図１９および図２０に示したように、複数の周波数帯域を用いて、それぞれの無線通信端末との通信のためのサブキャリアを割り当てる。続いて、通信部２２１が、フレーム割り当て部２１１が割り当てたノード間リンクフレームを用いて、他の複数の無線通信端末との間で通信を行う（ステップＳ５２）。

このように、本発明を適用することで、無線通信端末間において独自に通信が可能となる。これらの無線通信端末がＷｉＦｉルータとした場合、それぞれのルータで収容しているユーザ数の情報を交換することができ、送信電力を制御し、収容ユーザの偏りを減らすことが可能となる。また、一時的に圏外となった無線通信端末２０６と、セルの圏内に存在する無線通信端末２０５との間で通信を行うことが可能となる。無線通信端末がセルの圏外に存在することとなった場合、すべてのサブキャリアＧｒを受信待機状態とすることで、例えば、緊急時の通信もセルの圏内に存在する無線通信端末２０５から情報を受け取ることが可能となる。さらに、無線通信端末が一時的にトンネルや建物の陰でセルの圏外に存在することとなった場合であっても、セルの圏内に存在する無線通信端末からの通信が受信できれば緊急通信をより確実に受け取ることが可能となる。

このように本発明は、特にベースバンドの情報について有線回線を使うよりも早く無線基地局間の通信が可能となる。また、無線通信端末間の通信を独自に行うことが可能となる。特にセルの圏外に存在している無線通信端末に対して通信ネットワーク側から情報を送ることが可能となる。

また、本発明を適用した無線基地局を人工衛星に配置した場合、地上局を介さずに人工衛星間で情報の交換が可能となる。さらに、通常は地上局から人工衛星に配置された無線基地局を監視、制御するが、本発明を適用した無線基地局を人工衛星に配置すると、何らかの障害が無線基地局に発生した場合、人工衛星間の通信方法が用意できるため、フェールセーフとして有効となる。

上述した無線基地局１００，１０１、無線通信端末２００，２０１それぞれに設けられた各構成要素が行う処理は、目的に応じてそれぞれ作製された論理回路で行うようにしても良い。また、処理内容を手順として記述したコンピュータプログラム（以下、プログラムと称する）を無線基地局１００，１０１、無線通信端末２００，２０１それぞれにて読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムを無線基地局１００，１０１、無線通信端末２００，２０１それぞれに読み込ませ、実行するものであっても良い。無線基地局１００，１０１、無線通信端末２００，２０１それぞれにて読取可能な記録媒体とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）などの移設可能な記録媒体の他、無線基地局１００，１０１、無線通信端末２００，２０１それぞれに内蔵されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等を指す。この記録媒体に記録されたプログラムは、無線基地局１００，１０１、無線通信端末２００，２０１それぞれに設けられたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にて読み込まれ、ＣＰＵの制御によって、上述したものと同様の処理が行われる。ここで、ＣＰＵは、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。

上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てるフレーム割り当て部と、
前記フレーム割り当て部が割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う通信部とを有する無線基地局。
（付記２）前記フレーム割り当て部は、前記時分割多重フレームのうちの下りリンクフレームと上りリンクフレームとの間に前記ノード間リンクフレームを割り当てる、付記１に記載の無線基地局。
（付記３）前記フレーム割り当て部は、前記ノード間リンクフレームとして、当該無線基地局から前記他の無線基地局へ信号を送信するための第１のノード間リンクフレームと、前記他の無線基地局から送信された信号を当該無線基地局にて受信するための第２のノード間リンクフレームとを割り当てる、付記１または付記２に記載の無線基地局。
（付記４）前記フレーム割り当て部は、前記ノード間リンクフレームを複数の周波数帯域に対応するサブキャリアに割り当て、前記複数のサブキャリアごとに通信を行うための無線基地局を割り当てる、付記１から３のいずれか１項に記載の無線基地局。
（付記５）送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てるフレーム割り当て部と、
前記フレーム割り当て部が割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う通信部とを有する無線通信端末。
（付記６）前記フレーム割り当て部は、前記時分割多重フレームのうちの下りリンクフレームと上りリンクフレームとの間に前記ノード間リンクフレームを割り当てる、付記５に記載の無線通信端末。
（付記７）前記フレーム割り当て部は、前記ノード間リンクフレームとして、当該無線通信端末から前記他の無線通信端末へ信号を送信するための第１のノード間リンクフレームと、前記他の無線通信端末から送信された信号を当該無線通信端末にて受信するための第２のノード間リンクフレームとを割り当てる、付記５または付記６に記載の無線基地局。
（付記８）前記フレーム割り当て部は、前記ノード間リンクフレームを複数の周波数帯域に対応するサブキャリアに割り当て、前記複数のサブキャリアごとに通信を行うための無線通信端末を割り当てる、付記５から７のいずれか１項に記載の無線基地局。
（付記９）無線基地局が行う無線通信方法であって、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる処理と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う処理とを行う無線通信方法
（付記１０）無線通信端末が行う無線通信方法であって、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる処理と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う処理とを行う無線通信方法。
（付記１１）無線基地局に、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる手順と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う手順とを実行させるためのプログラム。
（付記１２）無線通信端末に、
送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる手順と、
前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う手順とを実行させるためのプログラム。

１００，１０１，１０２，１０３ 無線基地局
１１０，１１１，２１０，２１１ フレーム割り当て部
１２０，１２１，２２０，２２１ 通信部
２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６ 無線通信端末
３００−１，４００−１ ノード間リンクフレーム
３００−２，３００−５，４００−２，４００−５ ノード間リンク（送信）フレーム
３００−３，３００−４，４００−３，４００−４ ノード間リンク（受信）フレーム
５００，８１０ ノード間リンクフレーム下りリンク
５１０，７１０ ｂａｎｄ Ｇ ＴＸ
６００−１，８００−１ ｂａｎｄ Ａ ＲＸ
６００−２，８００−２ ｂａｎｄ Ｂ ＲＸ
６００−３，８００−３ ｂａｎｄ Ｃ ＲＸ
６００−４，８００−４ ｂａｎｄ Ｄ ＲＸ
６００−５，８００−５ ｂａｎｄ Ｅ ＲＸ
６００−６，８００−６ ｂａｎｄ Ｆ ＲＸ
６１０，７００ ノード間リンクフレーム上りリンク

Claims (9)

1. 送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てるフレーム割り当て部と、
   前記フレーム割り当て部が割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う通信部とを有する無線基地局。
2. 請求項１に記載の無線基地局において、
   前記フレーム割り当て部は、前記時分割多重フレームのうちの下りリンクフレームと上りリンクフレームとの間に前記ノード間リンクフレームを割り当てる無線基地局。
3. 請求項１または請求項２に記載の無線基地局において、
   前記フレーム割り当て部は、前記ノード間リンクフレームとして、当該無線基地局から前記他の無線基地局へ信号を送信するための第１のノード間リンクフレームと、前記他の無線基地局から送信された信号を当該無線基地局にて受信するための第２のノード間リンクフレームとを割り当てる無線基地局。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の無線基地局において、
   前記フレーム割り当て部は、前記ノード間リンクフレームを複数の周波数帯域に対応するサブキャリアに割り当て、前記複数のサブキャリアごとに通信を行うための無線基地局を割り当てる無線基地局。
5. 送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てるフレーム割り当て部と、
   前記フレーム割り当て部が割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う通信部とを有する無線通信端末。
6. 無線基地局が行う無線通信方法であって、
   送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる処理と、
   前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う処理とを行う無線通信方法。
7. 無線通信端末が行う無線通信方法であって、
   送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる処理と、
   前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う処理とを行う無線通信方法。
8. 無線基地局に、
   送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線基地局との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる手順と、
   前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線基地局との間で通信を行う手順とを実行させるためのプログラム。
9. 無線通信端末に、
   送受信される無線信号を構成する時分割多重フレームの一部に、他の無線通信端末との間で通信を行うためのノード間リンクフレームを割り当てる手順と、
   前記割り当てた前記ノード間リンクフレームを用いて、前記他の無線通信端末との間で通信を行う手順とを実行させるためのプログラム。

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