JP2023005150A - 柔軟な無線中継のための中継装置並びにその中継方法、通信装置並びにその通信方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】中継装置（ＩＡＢ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｂａｃｋｈｏｕｌ）ノード）が遅延を考慮した柔軟な中継伝送を行う中継装置、中継方式、通信方式及びプログラムを提供する。
【解決手段】無線通信システムにおいて、基地局装置と端末装置との間の無線通信を中継する中継装置は、第１の周波数帯域で受信された信号を第１の中継方式で中継し、第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で受信された信号を第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継する。第１の中継方式はＤｅｃｏｄｅ ａｎｄ Ｆｏｒｗａｒｄ方式であり、第２の中継方式はＡｍｐｌｉｔｕｄｅ ａｎｄ Ｆｏｒｗａｒｄ方式である。
【選択図】図５

Description

本発明は、柔軟な無線中継を可能とする技術に関する。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）において、端末装置がネットワークへアクセスする手法をバックホールリンクに応用し、中継伝送を実行するためのＩＡＢ（Integrated Access and Backhaul）が規格化されている。ＩＡＢでは、中継装置として動作するＩＡＢノードが、端末装置としての機能を用いて、コアネットワークに接続可能で中継伝送を制御するＩＡＢドナーと無線アクセスリンクを確立して接続する。

ＩＡＢでは、いわゆるＤＦ（Decode and Forward）方式の中継伝送が行われる。すなわち、ＩＡＢノードは、例えば、端末装置から受信した信号について、復調及び復号を行い、その復号後のデータについて、再度符号化及び変調を行って無線信号を形成し、その無線信号をＩＡＢドナーへ向けて転送する。このため、端末装置から送信されたデータがＩＡＢドナーへ到達するまでの時間が長くなってしまいうる。このとき、端末装置がＩＡＢノードへデータを送信する際の第１のスケジューリングが行われ、また、ＩＡＢノードからＩＡＢドナーへ、そのデータを転送する際に、さらに別の第２のスケジューリングが実行される。この二重のスケジューリングによれば、端末装置から送信されたデータがＩＡＢドナーへ到達するまでの時間がさらに長期化しうる。このため、ＩＡＢを利用して要求遅延の小さいサービスのための通信を実行することが容易ではない。

遅延を抑制するには、ＩＡＢノードが、復調や復号、再符号化や変調などを行わず、受信した信号を単純に増幅して（必要に応じて周波数を変換して）転送する、ＡＦ（Amplitude and Forward又はAmplify and Forward）方式を利用することが想定される。しかしながら、ＡＦ方式は通信の信頼性が相対的に低く、例えば要求誤り率が非常に小さいサービスにＡＦ方式は適しない。

ＩＡＢノードがＤＦ方式とＡＦ方式とを使い分けることにより、通信の要求に応じて柔軟な中継伝送を行うことが可能となる。しかしながら、ＩＡＢノードは、受信信号の転送にＤＦ方式とＡＦ方式とのいずれを用いるべきかを自律的に判定する術を持たない。このため、柔軟な中継伝送を行うことができなかった。

本発明は、柔軟な中継伝送を可能とする技術を提供する。

本発明の一態様による中継装置は、基地局装置と端末装置との間の無線通信を中継する中継装置であって、第１の周波数帯域で受信された信号を第１の中継方式で中継し、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で受信された信号を前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継する中継手段を有する。

また、本発明の一態様による通信装置は、中継装置を介して他の通信装置と無線通信を行う通信装置であって、前記中継装置へ信号を送信する送信手段と、前記中継装置において第１の中継方式で中継されるべき信号を第１の周波数帯域で送信し、前記中継装置において前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継されるべき信号を前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で送信するように前記送信手段を制御する制御手段と、を有する。

本発明によれば、柔軟な中継伝送を行うことが可能となる。

無線通信システムの構成例を示す図である。 基地局装置、中継装置、および端末装置のハードウェア構成例を示す図である。 中継装置の機能構成例を示す図である。 基地局装置および端末装置の機能構成例を示す図である。 上りリンクの通信の流れを概説するための図である。 下りリンクの通信の流れを概説するための図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

（システム構成）
図１に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、中継装置１０２が、基地局装置１０１と端末装置１０３との間の無線通信を中継する中継伝送システムである。なお、図１では、基地局装置１０１と端末装置１０３との間の無線通信に、１つの中継装置１０２のみが介在する場合を示しているが、複数の中継装置が介在して、３ホップ以上の中継伝送が行われてもよい。また、中継伝送は、例えば、３ＧＰＰで規定されたＩＡＢ（Integrated Backhaul and Access）に従って行われうる。例えば、基地局装置１０１は、ＩＡＢドナーであり、端末装置１０３の通信に関する設定や、中継経路の設定などの制御を実行する。中継装置１０２は、ＩＡＢノードであり、端末機能（ＭＴ、Mobile Termination）を用いて、基地局装置１０１に接続する。そして、中継装置１０２は、基地局装置１０１の制御の下で中継経路の設定が行われることによって、基地局装置１０１と、その基地局装置１０１に自装置を介して端末装置１０３を接続させることができるようになる。端末装置１０３は、一般的な携帯電話などのユーザ端末（ＵＥ）でありうる。なお、端末装置１０３は、各種センサや車両などに搭載された通信装置であってもよい。

本実施形態では、基地局装置１０１と端末装置１０３との間で、様々な通信の要求条件を有する通信が行われうる。例えば、超低遅延の通信や、高信頼の通信（フレームロス率の低い通信）など、サービスごとに所定の要求条件が設定されうる。そして、中継装置１０２は、低遅延が要求される通信については、ＡＦ（Amplitude and Forward）方式を用いて中継し、要求遅延が相対的に（例えば所定値より）大きい通信に関しては、ＤＦ（Decode and Forward）方式を用いて中継するようにする。なお、ＡＦ方式は、信号の復調及び復号と再符号化及び再変調を行わず、受信した信号を増幅して（必要に応じて周波数変換を行い）転送する方式である。この方式は、レイヤ１（Ｌ１）の処理のみを行う方式であるため、本実施形態及び添付の図面等においてＬ１方式と記述する場合がある。一方、ＤＦ方式は、信号の復調及び復号と再符号化及び再変調を行い、さらに、中継装置と中継先の通信装置との間でスケジューリングをも行って信号を転送する方式である。この方式は、Ｌ１の処理のみならず、レイヤ２（Ｌ２）の処理まで行うことから、本実施形態及び添付の図面等においてＬ２方式と記述する場合がある。なお、本実施形態では、中継装置１０２がＬ１方式とＬ２方式とを切り替えて用いるものとするが、例えば、さらに、レイヤ３までの処理を伴う方式（Ｌ３方式）が用いられてもよい。

また、処理対象のレイヤによらず、通信サービスの要求に応じた複数の中継方式が定義され、それらを使い分けるように中継装置１０２が構成されてもよい。一例において、通信の信頼性（フレーム誤り率やビット誤り率、フレームロス率など）の段階に応じて、複数の中継方式が切り替えられて用いられてもよい。例えば、フレームロス率を抑制可能な第１の中継方式と、フレームロス率が相対的に高いがリソース使用量が少ない等の利点がある第２の中継方式とが用意され、通信に要求されるフレームロス率に応じて、第１の中継方式と第２の中継方式とが切り替えられるようにしてもよい。以下で説明する処理も、遅延量に基づいて、第１の中継方式と、第１の中継方式よりも遅延時間が短い第２の中継方式とを切り替えて使用する、と一般化することができる。

中継装置１０２は、このような中継方式の切り替えを行うために、受信信号がいずれの中継方式に従って中継されるべきかを認識する必要がある。一例において、中継装置１０２は、一般に、例えば受信した信号の要求遅延が小さいか否かを、その信号を解析することによって認識することができる。しかしながら、この場合、中継装置１０２は、全ての受信信号について復調及び復号が行うため、Ｌ１方式を用いても、遅延時間を短縮することができなくなってしまう。また、基地局装置１０１が、通信の度にＩＡＢノードに対してＤＦ方式を用いるかＡＦ方式を用いるかを指定する場合、その指定のために、シグナリングオーバヘッドが増大してしまいうる。

本実施形態では、信号の解析を必要とせず、また、シグナリングオーバヘッドを増大させずに、中継装置１０２が、使用すべき中継方式を適切に選択可能とする。すなわち、中継装置１０２は、受信した信号がどの周波数で送信されたかに応じて、Ｌ１方式とＬ２方式とのいずれを使用するかを決定する。例えば、中継装置１０２は、第１の周波数帯域で受信された信号をＬ２方式で中継し、第２の周波数帯域で受信された信号をＬ１方式で中継するようにしうる。例えば、中継装置１０２は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）で第１の周波数帯域の成分を分離し、その成分については、復調及び復号、再符号化及び再変調を施し、信号の転送先との通信に関するスケジューリングを行って中継伝送を行う。一方、中継装置１０２は、ＢＰＦで第２の周波数帯域の成分を分離し、その成分については、増幅して（必要に応じて周波数変換を行って）、信号の転送先へ送信する。このように、信号が受信された周波数帯域に基づいて中継方式を切り替えるため、中継装置１０２は、受信信号の内容を解析することなく、適切な中継方式で無線信号を中継することができる。

なお、基地局装置１０１及び端末装置１０３は、例えば、通信サービスの要求遅延に基づいて、送信される信号がＬ１方式とＬ２方式とのいずれで中継されるべきかを決定し、その決定した方式に対応する周波数帯域で信号を送信するようにする。例えば、基地局装置１０１及び端末装置１０３は、要求遅延が小さいサービスに関する信号を第２の周波数帯域で送信し、遅延の要求が厳しくない信号については第１の周波数帯域で送信するようにする。これにより、中継装置１０２に、適切な中継方式で信号を送信させることができる。なお、端末装置１０３は、例えば中継装置１０２との接続の確立の際に、実行されるべき通信サービスを示す情報を中継装置１０２に通知し、中継装置１０２は、その通信サービスに応じて、端末装置１０３が使用すべき周波数リソースを第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とのいずれかの範囲内で割り当てるようにしうる。これによれば、端末装置１０３が割り当てられた周波数リソースで信号を送信するだけで、中継装置１０２が適切な中継方式を用いてその信号を基地局装置１０１へ転送することができる。なお、基地局装置１０１は、中継装置１０２へ信号を送信する際の周波数リソースを、例えば通信サービスに基づいて第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とのいずれかの範囲内で自律的に決定して、その決定した周波数リソースを用いて信号を送信しうる。

なお、上述の第１の周波数帯域及び第２に周波数帯域は、基地局装置１０１によって決定され、その決定に従って中継装置１０２が設定されるように、基地局装置１０１から中継装置１０２へ設定情報が送信されるようにしてもよい。例えば、基地局装置１０１は、中継装置１０２を介して接続中の１つ以上の端末装置１０３のそれぞれにおいて実行されるべき通信サービスを特定し、Ｌ１方式とＬ２方式とのそれぞれで中継されるべきトラフィックの量を判定する。そして、基地局装置１０１は、その判定結果に応じて、第１の周波数帯域の帯域幅と第２の周波数帯域の帯域幅とを決定し、その決定に応じて、どの周波数帯域を第１の周波数帯域とし、どの周波数帯域を第２の周波数帯域とするかを決定する。基地局装置１０１は、決定した第１の周波数帯域と第２の周波数帯域との少なくともいずれかを示す設定情報を中継装置１０２へ送信し、中継装置１０２は、その設定情報に基づいて、Ｌ２中継を実行すべき第１の周波数帯域と、Ｌ１中継を実行すべき第２の周波数帯域とを設定しうる。

設定情報は、例えば、中継装置１０２が（必要に応じて他の中継装置を介して）基地局装置１０１と接続して、基地局装置１０１の通信を中継可能となるための設定処理において送受信されうる。ただし、これは一例であり、例えば、Ｌ１中継を実行すべき端末装置の数のＬ２中継を実行すべき端末装置に対する比が所定値を超えた／所定値を下回ったなどの所定の条件が満たされたことに応じて、設定情報が送受信されるようにしてもよい。なお、中継装置１０２は、特段の設定が行われない場合には、全周波数帯域においてＬ２中継を実行し、第２の周波数帯域の設定を有効化する設定情報を受信したことに応じて、その第２の周波数帯域でのＬ１中継を開始するようにしてもよい。なお、第２の周波数帯域（及び第１の周波数帯域）の設定を示す設定情報と、その設定を有効化するトリガ信号とが別個に基地局装置１０１から中継装置１０２へ送信されてもよい。

また、例えば、中継装置１０２は、別の中継装置と接続する場合、その別の中継装置においてＬ２中継を行う第３の周波数帯域とＬ１中継を行う第４の周波数帯域の情報を、基地局装置１０１から取得してもよい。すなわち、中継装置１０２は、例えば自装置において第１の周波数帯域で受信した信号については、Ｌ２中継が行われるべきと特定可能であるため、その信号の送信先である別の中継装置がその信号がＬ２中継されるように、第３の周波数帯域の信号としてその別の中継装置へ送信する。また、中継装置１０２は、例えば自装置において第２の周波数帯域で受信した信号については、Ｌ１中継が行われるべきと特定可能であるため、その信号がその別の中継装置によってＬ１中継されるように、第４の周波数帯域の信号としてその別の中継装置へ送信する。これによれば、中継経路で一貫して、Ｌ１中継又はＬ２中継を行うことが可能となる。なお、第３の周波数帯域や第４の周波数帯域の情報は、中継装置１０２がその別の中継装置と接続して別の中継装置を介して中継伝送を実行可能となるための設定処理の際に、基地局装置１０１から中継装置１０２へ通知されうる。また、第３の周波数帯域と第４の周波数帯域の設定が変更される場合に、基地局装置１０１からその変更後の設定情報が通知されうる。

以下では、上述のような処理を実行する中継装置１０２と、その中継装置１０２によって通信が中継される通信装置（基地局装置１０１及び端末装置１０３）の構成例と、実行される処理の流れの例について説明する。

（装置構成）
図２を用いて、基地局装置１０１、中継装置１０２、及び端末装置１０３のハードウェア構成例について説明する。基地局装置１０１、中継装置１０２、及び端末装置１０３は、一例において、プロセッサ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、及び通信回路２０５を含んで構成される。プロセッサ２０１は、汎用のＣＰＵ（中央演算装置）や、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の、１つ以上の処理回路を含んで構成されるコンピュータであり、ＲＯＭ２０２や記憶装置２０４に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、装置の全体の処理や、上述の各処理を実行する。ＲＯＭ２０２は、基地局装置１０１、中継装置１０２、及び端末装置１０３が実行する処理に関するプログラムや各種パラメータ等の情報を記憶する読み出し専用メモリである。ＲＡＭ２０３は、プロセッサ２０１がプログラムを実行する際のワークスペースとして機能し、また、一時的な情報を記憶するランダムアクセスメモリである。記憶装置２０４は、例えば着脱可能な外部記憶装置等によって構成される。通信回路２０５は、例えば、ＬＴＥや５Ｇの無線通信用の回路によって構成される。なお、図２では、１つの通信回路２０５が図示されているが、基地局装置１０１、中継装置１０２、及び端末装置１０３は、複数の通信回路を有しうる。

図３は、中継装置１０２の、主として通信回路２０５の詳細な構成例を示している。なお、図３は、中継装置１０２の本実施形態に係る処理に関する機能部分のみを示しており、例えば、中継装置１０２は、ＩＡＢノードとしての他の機能などの図３に示されていない機能を当然に有しうる。中継装置１０２は、上述のように、Ｌ２方式の中継伝送とＬ１方式の中継伝送とを両方実行可能であり、受信信号の周波数帯域に応じて、これらの機能を切り替える。中継装置１０２は、そのために、バンドパスフィルタ３０１およびバンドパスフィルタ３０６を有する。

バンドパスフィルタ３０１は、受信した信号のうち、Ｌ２方式での中継伝送を行う対象となる第１の周波数帯域の信号成分を通過させるフィルタである。復調／復号部３０２において、バンドパスフィルタ３０１を通過した第１の周波数帯域の信号成分に対して復調及び復号が行われ、基地局装置１０１又は端末装置１０３から送信されたデータが復元される。そして、そのデータは、バッファ３０３に保持される。その後、中継装置１０２は、基地局装置１０１から受信されたデータを端末装置１０３へ転送する際には、例えばプロセッサ２０１の制御などに基づいて、データ送信のためのスケジューリングを実行し、中継伝送のために下りリンクの周波数・時間リソースを確保する。また、中継装置１０２は、端末装置１０３から受信されたデータを基地局装置１０１へ転送する際には、バッファの状態を基地局装置１０１へ送信することなどによって、基地局装置１０１から、上りリンクの周波数・時間リソースの割り当てを受ける。そして、中継装置１０２は、中継伝送のための周波数・時間リソースが確保されると、符号化／変調部３０４において、バッファ３０３に格納されているデータに対して再符号化及び再変調を行う。そして、中継装置１０２は、電力増福／周波数変換部３０５において、再変調後の信号の電力増福と周波数変換とを行って無線周波数（ＲＦ）の信号を生成して、確保された周波数・時間リソースを用いてその信号を送信する。

一方、バンドパスフィルタ３０６は、受信した信号のうち、Ｌ１方式での中継伝送を行う対象となる第２の周波数帯域の信号成分を通過させるフィルタである。第２の周波数帯域は、第１の周波数帯域と重複しない周波数帯域である。一例において、システム周波数帯域のうち、第１の周波数帯域でない周波数帯域が第２の周波数帯域であり、同様に、システム周波数帯域のうち、第２の周波数帯域でない周波数帯域が第１の周波数帯域でありうる。バンドパスフィルタ３０６を通過した第２の周波数帯域の信号成分は、Ｌ２方式での中継伝送が行われる第１の周波数帯域の信号成分とは異なり、そのまま電力増福／周波数変換部３０５へ入力される。そして、その第２の周波数帯域の信号成分は、電力が増幅され、必要に応じて周波数変換されて、そのまま出力される。なお、Ｌ１方式で中継が行われる場合、中継装置１０２は、事前にＬ１方式での中継のために、上りリンクの周波数・時間リソースを基地局装置１０１から受けておき、又は、下りリンクの周波数・時間リソースを確保しておくようにしうる。

なお、バンドパスフィルタ３０１およびバンドパスフィルタ３０６の通過帯域は、例えば基地局装置１０１やコアネットワークノードなどの制御によって調整されうる。中継装置１０２は、例えば、設定部３０７において、基地局装置１０１から受信した信号のうち、その通過帯域を指定する設定情報を抽出する。そして、設定部３０７は、その設定情報を用いて、バンドパスフィルタ３０１およびバンドパスフィルタ３０６のそれぞれの通過帯域を設定する。これにより、Ｌ２方式での中継伝送とＬ１方式での中継伝送とがそれぞれ要求されるトラフィックの量などに基づいて、柔軟な中継伝送を行うことが可能となる。

なお、図３の構成は、全体として、プロセッサ２０１が記憶部２０２に記憶されたプログラムを実行することによって実行されてもよい。また、通信回路２０５内のプロセッサによって、通信回路２０５のみで上述の構成が実現されてもよい。

図４は、基地局装置１０１および端末装置１０３の機能構成例を示す図である。基地局装置１０１および端末装置１０３は、条件特定部４０１、使用周波数決定部４０２、及び通信部４０３を有する。また、基地局装置１０１は、設定通知部４０４を有しうる。なお、図４は、基地局装置１０１及び端末装置１０３の本実施形態に係る機能のみを示しており、一般的なＩＡＢドナーやユーザ端末（ＵＥ）の機能など、図４に示されていない機能を当然に有しうる。

条件特定部４０１は、基地局装置１０１又は端末装置１０３において送信され、中継装置１０２によって中継されるべき信号に関して、通信サービスで要求される条件を特定する。本実施形態では、要求遅延時間が所定値より短いか否かが判定される。なお、これは一例であり、フレーム誤り率やフレームロス率、通信レートなど、Ｌ２方式での中継とＬ１方式での中継とを切り替えるのに用いられる他の通信の必要条件が特定されてもよい。

使用周波数決定部４０２は、条件特定部４０１で特定された条件に基づいて、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とのいずれを用いて信号を送信するかを決定する。使用周波数決定部４０２は、例えば、要求遅延時間が所定値より短い場合には、Ｌ１方式での中継が行われるように、第２の周波数帯域を使用すると決定する。また、使用周波数決定部４０２は、要求遅延時間が所定値以上である場合には、Ｌ２方式での中継が行われるように、第１の周波数帯域を使用することを決定しうる。なお、使用周波数決定部４０２は、要求遅延時間が所定値以上の信号についても、第２の周波数帯域の使用率が所定値より少ない場合などには、第２の周波数帯域を使用すると決定してもよい。

また、使用周波数決定部４０２は、例えば、フレーム誤り率やフレームロス率の要求値が所定値以下であるような信号については、より通信の信頼性が高いＬ２方式での中継が行われるように、第１の周波数帯域を使用すると決定しうる。一方、使用周波数決定部４０２は、フレーム誤り率やフレームロス率の要求値が所定値より高い場合には、第２の周波数帯域を使用すると決定しうる。また、使用周波数決定部４０２は、要求通信レートの値が所定値以上である場合に、Ｌ２方式でのスケジューリングに要する時間や無線品質等に基づいてＬ２方式での実効通信レートを特定し、その実効通信レートが要求通信レート以上である場合にはＬ２方式での中継が行われるように、第１の周波数帯域を使用すると決定しうる。一方、使用周波数決定部４０２は、実効通信レートが要求通信レート未満である場合には、第２の周波数帯域を使用すると決定しうる。

通信部４０３は、使用周波数決定部４０２によって決定された周波数帯域を用いて、中継装置１０２へ信号を送信する。

基地局装置１０１の設定通知部４０４は、基地局装置１０１自身が又はネットワークノードが、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域の設定を変更すると決定した場合に、その変更後の周波数帯域の割り当てを示す設定情報を、中継装置１０２へ送信する。

（処理の流れ）
続いて、本実施形態での通信の流れについて、図５および図６を用いて説明する。図５は、上りリンクでのデータ通信の際の処理の流れを示しており、図６は、下りリンクでのデータ通信の際の処理の流れを示している。なお、図５および図６では、説明を簡単にするため、本実施形態によらずに通常行われる具体的な手順や具体的な制御メッセージの送受信については省略し、本実施形態に関連する通信処理のみを概略的に示している。

図５において、まず、中継装置１０２は、例えば基地局装置１０１に接続して中継装置として機能するための設定を実行する際に、Ｌ２方式で上りリンクの中継伝送が行われるべき受信信号の周波数帯域の設定（第１の周波数帯域：ｆ１）と、Ｌ１方式で上りリンクの中継伝送が行われるべき受信信号の周波数帯域の設定（第２の周波数帯域：ｆ２）の設定情報を受信する（Ｓ５０１）。なお、この周波数帯域の設定の情報は、上りリンクで信号を送信する端末装置１０３に対しても通知される（Ｓ５０１）。この通知は、上述のように中継装置１０２が基地局装置１０１に初期接続した際やハンドオーバによって接続した際の設定において行われてもよいし、中継装置１０２として機能中に、Ｌ２方式での中継とＬ１方式での中継との比率を調整すべき際にも行われうる。

端末装置１０３は、その後、例えば、高い信頼性を要求する通信サービスに関するデータを送信することを決定したものとする。この場合、端末装置１０３は、例えばスケジューリング要求（ＳＲ）を中継装置１０２へ送信し、中継装置１０２によって周波数・時間リソースの割り当てを受けて、そのリソースを用いてデータを送信する。このとき、端末装置１０３は、例えば第１の所定のリソースでＳＲを送信し、中継装置１０２は、信号を第１の周波数帯域で受信した場合には、そのＳＲを解析して、独自に端末装置１０３へリソースを割り当てるようにしうる。そして、中継装置１０２は、周波数・時間リソースを第１の周波数帯域の範囲内で端末装置１０３へ割り当て、端末装置１０３は、そのリソースを用いてデータを送信しうる（Ｓ５０２）。

中継装置１０２は、第１の周波数帯域でデータを受信すると、そのデータに対して復調／復号を行い（Ｓ５０３）、その復号の結果のデータをバッファに保持しておく。そして、中継装置１０２は、例えばＢＳＲを基地局装置１０１へ送信することによって、そのデータを基地局装置１０１へ送信するためのリソースの割り当てを受ける（Ｓ５０４）。中継装置１０２は、リソースの割り当てを受けると、そのリソースでデータを転送するために、再符号化／再変調を実行して（Ｓ５０５）、周波数変換等によって生成したＲＦ信号を基地局装置１０１へ送信する（Ｓ５０６）。なお、中継装置１０２から基地局装置１０１への信号の送信の際には、第１の周波数帯域が使用されなくてもよい。

その後、端末装置１０３は、例えば、低遅延を要求する通信サービスに関するデータを送信することを決定したものとする。この場合、端末装置１０３は、例えば、ＳＲを中継装置１０２へ送信する。ここで、端末装置１０３は、第２の所定のリソースを用いてＳＲを送信し、中継装置１０２は、第２の所定のリソースで受信されたＳＲは、そのまま基地局装置１０１へ転送するようにしうる。すなわち、第１の所定のリソースと第２の所定のリソースとで、中継装置１０２が受信したＳＲを処理するか基地局装置１０１がそのＳＲを処理するかを決定するようにしうる。基地局装置１０１は、転送されてきたＳＲを受信すると、第２の周波数帯域内の周波数・時間リソースを割り当てて、そのリソースで信号を送信するように端末装置へ指示し、端末装置１０３は、そのリソースを用いてデータを送信しうる（Ｓ５０７）。中継装置１０２は、第２の周波数帯域で受信した信号については、増幅および必要に応じて周波数変換を行って、基地局装置１０１へ転送する（Ｓ５０７）。

なお、基地局装置１０１は、端末装置１０３への周波数・時間リソースの割り当ての結果に応じて、中継装置１０２によって中継伝送された信号が、どの周波数・時間リソースで到来するかを予測することができる。このため、基地局装置１０１は、端末装置１０３への周波数・時間リソースの割り当ての際に、Ｌ１方式での中継伝送と他の通信との間でリソース割り当てを調整し、Ｌ１方式での中継によって信号が受信されることが想定されるリソースを、他の通信に割り当てないようにしうる。また、基地局装置１０１は、中継装置１０２から基地局装置１０１へＬ１方式で転送される信号のために、第２の周波数帯域と対応する分だけ事前に周波数リソースを確保しておき、その周波数リソースが中継装置１０２によるＬ１方式での転送のためだけに使用されるようにしうる。この場合、中継伝送と、基地局装置１０１が別途割り当てる別の通信とでリソース割り当てが重複することがない。このため、Ｌ１方式での中継を伴う信号のための端末装置１０３へのリソースの割り当ては、中継装置１０２が独自に決定することができる。

続いて、下りリンクでの通信について説明する。図６において、まず、中継装置１０２は、例えば基地局装置１０１に接続して中継装置として機能するための設定を実行する際に、Ｌ２方式で下りリンクの中継伝送が行われるべき受信信号の周波数帯域の設定（第３の周波数帯域：ｆ３）と、Ｌ１方式で下りリンクの中継伝送が行われるべき受信信号の周波数帯域の設定（第４の周波数帯域：ｆ４）の設定情報を受信する（Ｓ６０１）。この通知は、上述のように中継装置１０２が基地局装置１０１に初期接続した際やハンドオーバによって接続した際の設定において行われてもよいし、中継装置１０２として機能中に、Ｌ２方式での中継とＬ１方式での中継との比率を調整すべき際にも行われうる。

その後、基地局装置１０１は、高い信頼性を要求する通信サービスに関するデータを送信することを決定したものとする。この場合、基地局装置１０１は、第３の周波数帯域で周波数・時間リソースを割り当てて、そのリソースを用いて中継装置１０２へデータを送信する（Ｓ６０２）。中継装置１０２は、第３の周波数帯域で信号を受信したため、その信号に対して復調／復号を行い（Ｓ６０３）、バッファに一時的に格納する。そして、中継装置１０２は、端末装置１０３へのデータ送信のために独自に周波数・時間リソースを割り当てて（Ｓ６０４）、再符号化及び再変調（Ｓ６０５）が行われたデータを、そのリソースで送信する（Ｓ６０６）。一方、基地局装置１０１は、低遅延を要求する通信サービスに関するデータを送信することを決定した場合、第４の周波数帯域で周波数・時間リソースを割り当てて、そのリソースを用いて中継装置１０２へデータ信号を送信する（Ｓ６０７）。中継装置１０２は、第４の周波数帯域で信号を受信したため、増幅および必要に応じて周波数変換を行って、端末装置１０３へその信号を転送する（Ｓ６０７）。

なお、中継装置１０２は、Ｌ２方式での中継とＬ１方式での中継のそれぞれのために、端末装置１０３との間で使用可能な周波数・時間リソースを事前に設定しておくことができる。これによれば、Ｌ２方式での中継とＬ１方式での中継で同じリソースが使用されることを防ぐことができる。また、中継装置１０２は、Ｌ１方式での中継が行われる場合には、Ｌ２方式での中継のためのリソースの割り当てを、Ｌ１方式で使用されない周波数・時間リソースを用いて行うようにすることもできる。

以上のようにして、中継方式と周波数帯域とを関連付けることにより、中継装置は、信号が受信された周波数帯域に応じて、柔軟に中継方式を切り替えて使用することが可能となる。この結果、中継伝送が用いられる通信の柔軟性を向上させることが可能となる。

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

Claims (15)

1. 基地局装置と端末装置との間の無線通信を中継する中継装置であって、
   第１の周波数帯域で受信された信号を第１の中継方式で中継し、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で受信された信号を前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継する中継手段を有する、ことを特徴とする中継装置。
2. 前記第１の中継方式はDecode and Forward方式であり、前記第２の中継方式はAmplitude and Forward方式である、ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記基地局装置から、前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域を設定する設定情報を受信する受信手段と、
   前記設定情報に基づいて、前記中継手段を設定する設定手段と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の中継装置。
4. 前記中継装置は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）で規定されたIntegrated Access and Backhaul（ＩＡＢ）ノードであり、前記基地局装置はＩＡＢドナーである、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の中継装置。
5. 中継装置を介して他の通信装置と無線通信を行う通信装置であって、
   前記中継装置へ信号を送信する送信手段と、
   前記中継装置において第１の中継方式で中継されるべき信号を第１の周波数帯域で送信し、前記中継装置において前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継されるべき信号を前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で送信するように前記送信手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする通信装置。
6. 前記制御手段は、送信対象のデータにおいて要求される遅延時間に基づいて、当該データを含んだ信号を前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域とのいずれで送信するかを決定し、当該決定された周波数帯域において当該データを含んだ信号を送信するように前記送信手段を制御する、ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 前記通信装置は基地局装置であり、前記他の通信装置は端末装置である、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の通信装置。
8. 前記送信手段は、前記中継装置へ、前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域を設定する設定情報を送信する、ことを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
9. 前記中継装置は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）で規定されたIntegrated Access and Backhaul（ＩＡＢ）ノードであり、前記通信装置はＩＡＢドナーである、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の通信装置。
10. 前記通信装置は端末装置であり、前記他の通信装置は基地局装置である、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の通信装置。
11. 前記第１の中継方式はDecode and Forward方式であり、前記第２の中継方式はAmplitude and Forward方式である、ことを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 基地局装置と端末装置との間の無線通信を中継する中継装置によって実行される中継方式であって、
    第１の周波数帯域で受信された信号を第１の中継方式で中継し、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で受信された信号を前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継することを含む、ことを特徴とする中継方式。
13. 中継装置を介して他の通信装置と無線通信を行う通信装置によって実行される通信方式であって、
    前記中継装置において第１の中継方式で中継されるべき信号を第１の周波数帯域で送信し、前記中継装置において前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継されるべき信号を前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で送信することを含む、ことを特徴とする通信方式。
14. 基地局装置と端末装置との間の無線通信を中継する中継装置に備えられたコンピュータに、
    第１の周波数帯域で受信された信号を第１の中継方式で中継させ、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で受信された信号を前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継させる、ためのプログラム。
15. 中継装置を介して他の通信装置と無線通信を行う通信装置に備えられたコンピュータに、
    前記中継装置において第１の中継方式で中継されるべき信号を第１の周波数帯域で送信させ、前記中継装置において前記第１の中継方式より中継処理に要する時間が短い第２の中継方式で中継されるべき信号を前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で送信させる、ためのプログラム。

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