JP4707144B2 - Ｏｆｄｍａ方式の中継通信方法、基地局、中継局及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法、基地局、中継局及びプログラムに関する。

ＩＥＥＥ８０２．１６は、ＢＷＡ(Broadband Wireless Access)サービスを提供可能な高速無線アクセスシステムの標準規格である。現在、ＩＥＥＥ８０２．１６標準化会合では、データを中継することによってカバレッジエリアを拡大するＭＭＲ(Mobile Multihop Relay)技術に関し、メディアアクセス制御(Medium Access Control)及び物理層を規定するための検討が開始されている。このＭＭＲ技術によれば、基地局ＢＳ(Base Station)は、その基地局ＢＳ圏内の固定局ＳＳ(Subscriber Station)又は移動局ＭＳ(Mobile Subscriber Station)と通信をすると共に、基地局ＢＳ圏内の中継局ＲＳ(Relay Station)を介して、基地局ＢＳ圏外の固定局ＳＳ又は移動局ＭＳとも通信をすることができる。

ＩＥＥＥ８０２．１６の高速無線アクセスシステムは、基本的に、固定局ＳＳ向けＢＷＡサービスの提供を目的とした標準規格である（例えば非特許文献１参照、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４）。ここでは、ＰＭＰ(Point-to-Multipoint)及びＭｅｓｈの２つのネットワークトポロジが規定されている。ＰＭＰは、一般的なセルラシステムと同様、基本的に「ＢＳ：ＳＳ＝１：多」でネットワークを構成する。一方、Ｍｅｓｈは、固定局ＳＳ同士をマルチホップでネットワークを構成する。

非特許文献１によれば、カバレッジエリアの拡大を目的とする中継機能については全く考慮されていない。電力増幅の中継を行う場合、中継局ＲＳは、中継局ＲＳ−固定局ＳＳ間の通信状況によって決定された、所望Burst Profileを単に増幅して転送する。従って、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ間の通信状況が考慮されず、結果的に基地局ＢＳ−中継局ＲＳ−固定局ＳＳ間の整合が取れない。

また、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４標準規格のＭｅｓｈトポロジを用いてカバレッジエリア拡大を図ることはできる。しかし、Ｍｅｓｈはオプション扱いであって、フレーム構成についてＰＭＰと互換性が無い。また、ＰＭＰと比較して、フレームのオーバヘッドが多く、スループットに影響する。複信方式は、ＴＤＤ(Time Division Duplex)しかサポートしていない。

更に、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４を、移動局ＭＳ向けＢＷＡサービス提供を目的として修正した高速無線システムの標準規格もある（例えば非特許文献２参照、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５）。変調方式としては、シングルキャリア、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式が採用されている。ネットワークトポロジとしては、ＰＭＰのみが規定されている。

IEEE Std 802.16-2004、IEEEStandard for Local and metropolitan area networks, Part 16 : Air Interface forFixed Broadband Wireless Access Systems IEEE Std 802.16e-2005、IEEEStandard for Local and metropolitan area networks, Part 16 : Air Interface forFixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems, Amendment 2:Physical andMedium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation inLicensed Bands and Corrigendum 1

しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１６では使用周波数帯として２ＧＨｚ以上が想定されており、その周波数特性上、固定局ＳＳは、地形や周辺建造物などの影響により受信状況が不安定となり、屋内や地下では圏外による利用不可となる可能性が高い。つまり、基地局ＢＳのカバレッジエリアは狭くなり、カバレッジエリアを面的に展開するためにはより多くの基地局ＢＳが必要となる。一般的な携帯電話システムの場合、このような場合の対策として、電力増幅の中継局を用いてカバレッジエリアの拡大が図られることがあるが、それらは周波数リソースの有効利用について考慮されていないため、ネットワーク全体のスループット低下を招く。

そこで、本発明は、ＯＦＤＭＡ方式の高速無線アクセスシステムについて、中継局を介してカバレッジエリアを拡大する場合であっても、周波数リソースを有効利用することができる中継通信方法、基地局、中継局及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、中継局を介して基地局と移動局とを通信させるＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法において、
基地局は、周波数リソースのサブチャネルを複数のセグメントに区分し、セグメント毎に異なるサブチャネル群を割り当てており、
ＯＦＤＭＡ方式における第１のフレームについて、同一セグメント内に複数の中継局が存在する場合に、基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、基地局−第２の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とは、異なるように配置され、
第２のフレームについて、第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域は、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間のセグメント以外のセグメントを用いて、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と異なる時間帯に配置され、
第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継されることを特徴とする。

本発明の中継通信方法における他の実施形態によれば、
第１のフレームにおける移動局−中継局間の上りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける中継局−基地局間の上りリンク割当領域によって中継されることも好ましい。

本発明の中継通信方法における他の実施形態によれば、
第１のフレームについて、第１の移動局−第１の中継局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、第２の移動局−第２の中継局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とは、異なるように配置され、
第２のフレームについて、第１の中継局−基地局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、第２の中継局−基地局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とは、異なるように配置されることも好ましい。

本発明の中継通信方法における他の実施形態によれば、
ＩＥＥＥ８０２．１６を適用しており、
下りリンク割当領域は、ＤＬ−ＭＡＰによって指定され、
上りリンク割当領域は、ＵＬ−ＭＡＰによって指定され、
ＤＬ−ＭＡＰは、割当領域の開始位置を「OFDMA offset」及び「Subchannel offset」によって指定し、割当領域のサブチャネル幅を「No. subchannels」によって指定し、割当領域の時間幅を「No. OFDMA symbols」によって指定し、
ＵＬ−ＭＡＰは、割当領域を、ＯＦＤＭＡスロット数である「Duration」によって指定することも好ましい。

本発明の中継通信方法における他の実施形態によれば、
指向性アンテナを備える基地局は、周波数リソースを複数のセクタに区分し、
無指向性アンテナを備える基地局は、周波数リソースを複数のセグメントに区分することも好ましい。

本発明の中継通信方法における他の実施形態によれば、
中継局は、基地局に対して指向性アンテナを備えており、移動局に対して無指向性アンテナを備えていることも好ましい。

本発明の中継通信方法における他の実施形態によれば、
中継局は、基地局及び移動局に対して共通の無指向性アンテナを備えていることも好ましい。

本発明によれば、中継局を介して移動局と通信するＯＦＤＭＡ方式の基地局において、
周波数リソースのサブチャネルを複数のセグメントに区分し、セグメント毎に異なるサブチャネル群を割り当てており、
ＯＦＤＭＡ方式における第１のフレームについて、同一セグメント内に複数の中継局が存在する場合に、基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、基地局−第２の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とが異なるように配置され、
第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継されることを特徴とする。

本発明によれば、前述した基地局と、移動局との間で中継して通信するＯＦＤＭＡ方式の中継局であって、
第２のフレームについて、第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域は、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間のセグメント以外のセグメントを用いて、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と異なる時間帯に配置され、
第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継されることを特徴とする。

本発明によれば、中継局を介して移動局と通信するＯＦＤＭＡ方式の基地局に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムにおいて、
中継局を介して移動局と通信するＯＦＤＭＡ方式の基地局に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムにおいて、
周波数リソースのサブチャネルを複数のセグメントに区分し、セグメント毎に異なるサブチャネル群を割り当てており、
ＯＦＤＭＡ方式における第１のフレームについて、同一セグメント内に複数の中継局が存在する場合に、基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、基地局−第２の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とが異なるように配置され、
第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継されるようにコンピュータを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、前述した基地局と、移動局との間で中継して通信するＯＦＤＭＡ方式の中継局に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムにおいて、
第２のフレームについて、第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域は、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間のセグメント以外のセグメントを用いて、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と異なる時間帯に配置され、
第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継されるようにコンピュータを実行させることを特徴とする。

本発明の中継通信方法、基地局、中継局及びプログラムによれば、中継局を介してカバレッジエリアを拡大する場合であっても、周波数リソースを再利用することによって有効利用を図ることができる。また、基地局−中継局間の通信と、中継局−移動局間の通信とを同時にすることができる。

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明におけるシステム構成図である。

図１によれば、中継局２を介して基地局１と移動局３とを通信させるＯＦＤＭＡ方式の通信システムが表されている。基地局ＢＳは、電波到達範囲を３つのセクタに区分している。また、セクタ毎に、複数のサブチャネルからなるサブチャネル群を割り当てている。図１によれば、セクタ１には移動局ＭＳ１が位置し、セクタ２には移動局ＭＳ２が位置し、セクタ３には移動局ＭＳ３が位置する。基地局ＢＳを中心として、確実に通信可能な範囲の外側には、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ間の見通し通信が可能な範囲が広がっている。

図１によれば、中継局ＲＳ−Ａ及びＲＳ−Ｂは、基地局ＢＳのセクタ１の電波到達範囲であって、見通し通信可能範囲に位置する。従って、中継局ＲＳ−Ａは、基地局ＢＳと、セクタ１の第１のサブチャネル群を用いて通信をする。一方、中継局ＲＳ−Ａは、その配下に位置する移動局ＭＳ４との間で、基地局ＢＳの他のセクタ（セクタ３）の第３のサブチャネル群を用いて通信する。

また、中継局ＲＳ−Ｂも、基地局ＢＳと、セクタ１の第１のサブチャネル群を用いて通信をする。一方、中継局ＲＳ−Ｂは、その配下に位置する移動局ＭＳ５との間で、基地局ＢＳの他のセクタ（セクタ２）の第２のサブチャネル群を用いて通信する。

図２は、基地局及び中継局の電波到達範囲を表す説明図である。

図１によれば、基地局ＢＳの周辺には、確実に通信可能となる電波到達範囲と、その外側に見通しの良い場合に通信可能となる範囲とがある。この外側範囲に位置する移動局ＭＳは、通常、基地局ＢＳとは通信できない。

そこで、図２によれば、中継局２は、基地局１に対し指向性アンテナと、移動局３に対してオムニ（無指向性）アンテナとを有する。図２によれば、中継局２は、基地局１から見て、見通しが良い場合のセクタ１に位置する。そこで、中継局２は、指向性アンテナを基地局１へ向けることによって、基地局１との間で信頼性の高い通信を確保する。

前述した図１の実施形態は、基地局が、指向性アンテナを備え、周波数リソースを複数のセクタに区分したものである。他の実施形態としては、基地局が、オムニアンテナを有するものであってもよい。この場合、基地局は、周波数リソースを複数のセグメントに区分する。基地局配下の中継局又は移動局は、予め指定されたセグメントによって基地局と通信する。

また、図２の実施形態は、中継局が、基地局に対して指向性アンテナを備えている。他の実施形態としては、中継局は、基地局及び移動局に対して共通の無指向性アンテナを備えるものであってもよい。中継局は、予め指定されたセグメントによって基地局と通信する。

図３は、ＯＦＤＭＡ方式のフレーム構成図である。

図３によれば、縦方向に周波数（複数のサブチャネル）が表されており、横方向に時間（シンボル）が表されている。各サブチャネルの先頭には、プリアンブルが備えられる。プリアンブルに続いて、ＤＬ＿ＭＡＰ(Downlink Map)及びＵＬ＿ＭＡＰ(Uplink Map)が備えられる。ＤＬ＿ＭＡＰは、下りリンクの割当情報を表す。ＵＬ＿ＭＡＰは、上りリンクの割当情報を表す。ＭＡＰに続いて、下りリンク割当領域と上りリンク割当領域とを区分して、実際のデータが格納される。

ＤＬ＿ＭＡＰは、複数のＤＬ＿ＭＡＰ ＩＥ(Information Element)を含む。１つのＤＬ＿ＭＡＰ ＩＥは、下りリンクの回線情報（変調方式や符号化率等）を含む単一のＤＩＵＣ(Downlink Interval Usage Code)に対応付けられる。

表１は、ＤＬ−ＭＡＰの情報構成を表す。

ＤＬ＿ＭＡＰ ＩＥは、以下のパラメータを有する。
「N」×「CID」(Connection ID)
「CID」：コネクションＩＤ
「N」：コネクションＩＤの数
「OFDMA offset」
割当領域における開始位置（左上）のＯＦＤＭＡシンボル
「Subchannel offset」
割当領域における開始位置（左上）のＯＦＤＭＡサブチャネル
「No. OFDMA symbols」
割当領域のＯＦＤＭＡシンボル数（横幅）
「No. subchannels」
割当領域のサブチャネル数（縦幅）

ＵＬ＿ＭＡＰは、複数のＵＬ＿ＭＡＰ ＩＥを含む。１つのＵＬ＿ＭＡＰ ＩＥは、１組のＣＩＤと、上りリンクの回線情報（変調方式や符号化率等）を含むＵＩＵＣ(Uplink Interval Usage Code)に対応付けられる。

表２は、ＵＬ−ＭＡＰの情報構成を表す。

ＵＬ＿ＭＡＰ ＩＥは、以下のパラメータを有する。
「Duration」：ＯＦＤＭＡスロット数

図４は、本発明におけるＯＦＤＭＡ方式のフレーム構成図である。

図４によれば、基地局ＢＳからの下りリンク割当領域が、複数のサブチャネル（サブチャネル群）からなる３つのセクタに区分されている。セクタ１に位置する移動局ＭＳ１への下りリンクは、第１のサブチャネル群に割り当てられる。セクタ２に位置する移動局ＭＳ２への下りリンクは、第２のサブチャネル群に割り当てられる。セクタ３に位置する移動局ＭＳ３への下りリンクは、第３のサブチャネル群に割り当てられる。

また、セクタ１に位置する中継局ＲＳ−Ａ及びＲＳ−Ｂの下りリンクも、第１のサブチャネル群に割り当てられる。ここで、本発明によれば、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ−Ａ間の下りリンク割当領域の時間帯と、基地局ＢＳ−中継局ＲＳ−Ｂ間の下りリンク割当領域の時間帯とが異なるように配置される。このような下りリンク割当情報は、ＤＬ−ＭＡＰに格納される。

図５は、本発明における複数のフレームの関係図である。
図６は、本発明におけるＤＬ−ＭＡＰの情報構成図である。
図７は、本発明におけるＵＬ−ＭＡＰの情報構成図である。

以下では、通信局間毎に具体的に説明する。
［下りリンクの通信］
（１）［基地局ＢＳ→移動局ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３の下りリンクの通信］
（２）［基地局ＢＳ→中継局ＲＳ−Ａ／ＲＳ−Ｂの下りリンクの通信］
（３）［中継局ＲＳ−Ａ→移動局ＭＳ４の下りリンクの通信］
（４）［中継局ＲＳ−Ｂ→移動局ＭＳ５の下りリンクの通信］
［上りリンクの通信］
（５）［基地局ＢＳ←移動局ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３の上りリンクの通信］
（６）［基地局ＢＳ←中継局ＲＳ−Ａ／ＲＳ−Ｂの上りリンクの通信］
（７）［中継局ＲＳ−Ａ←移動局ＭＳ４の上りリンクの通信］
（８）［中継局ＲＳ−Ｂ←移動局ＭＳ５の上りリンクの通信］

［下りリンクの通信］
（１）［基地局ＢＳ→移動局ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３の下りリンクの通信］
基地局ＢＳは、移動局ＭＳ１〜３に対する下りリンク割当領域を指示するＤＬ−ＭＡＰ♯１をブロードキャストする。

表３は、図５におけるＤＬ−ＭＡＰ♯１を表す。

図５及び表３の"Ａ"は、移動局ＭＳ１の下りリンク割当領域の開始位置を表し、"OFDMA offset"及び"Subchannel offset"によって指定される。また、その割当領域は、基地局ＢＳから移動局ＭＳ１への下りリンクのＤＩＵＣ♯１と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"No. OFDMA symbols"及び"No. subchannels"によって指定される。

図５及び表３の"Ｇ"は、移動局ＭＳ２の下りリンク割当領域の開始位置を表し、"OFDMA offset"及び"Subchannel offset"によって指定される。また、その割当領域は、基地局ＢＳから移動局ＭＳ２への下りリンクのＤＩＵＣ♯６と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"No. OFDMA symbols"及び"No. subchannels"によって指定される。

図５及び表３の"Ｈ"は、移動局ＭＳ３の下りリンク割当領域の開始位置を表し、"OFDMA offset"及び"Subchannel offset"によって指定される。また、その割当領域は、基地局ＢＳから移動局ＭＳ３への下りリンクのＤＩＵＣ♯７と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"No. OFDMA symbols"及び"No. subchannels"によって指定される。

図５からも明らかなとおり、移動局毎の下りリンク割当領域は、"Ａ"、"Ｇ"及び"Ｈ"を開始位置とする割当領域、即ちサブチャネル群によって区分される。

（２）［基地局ＢＳ→中継局ＲＳ−Ａ／ＲＳ−Ｂの下りリンクの通信］
基地局ＢＳは、中継局ＲＳ−Ａ／ＲＳ−Ｂへ、下りリンク割当領域を指示するＤＬ−ＭＡＰ♯１をブロードキャストする。

図５及び表３の"Ｂ"は、中継局ＲＳ−Ａの下りリンク割当領域の開始位置を表し、"OFDMA offset"及び"Subchannel offset"によって指定される。また、その割当領域は、基地局ＢＳから中継局ＲＳ−Ａへの下りリンクのＤＩＵＣ♯２と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"No. OFDMA symbols"及び"No. subchannels"によって指定される。

図５及び表３の"Ｄ"は、中継局ＲＳ−Ｂの下りリンク割当領域の開始位置を表し、"OFDMA offset"及び"Subchannel offset"によって指定される。また、その割当領域は、基地局ＢＳから中継局ＲＳ−Ｂへの下りリンクのＤＩＵＣ♯４と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"No. OFDMA symbols"及び"No. subchannels"によって指定される。

基地局ＢＳは、セクタ１について、移動局ＭＳ１と中継局ＲＳ−Ａ及びＲＳ−Ｂと直接的に通信をすることができる。従って、図５からも明らかなとおり、"Ａ"を開始位置とする下りリンク割当領域を、移動局ＭＳ１と中継局ＲＳ−Ａ及びＲＳ−Ｂとで区分しなければならない。ここで、中継局ＲＳ−Ａの下りリンク割当領域と中継局ＲＳ−Ｂの下りリンク割当領域とは、異なる時間帯に配置される。即ち、基地局ＢＳからみて、中継局ＲＳ−Ａ及び中継局ＲＳ−Ｂの下りリンク割当領域は、時間帯が重なることがない。

（３）［中継局ＲＳ−Ａ→移動局ＭＳ４の下りリンクの通信］
中継局ＲＳ−Ａは、移動局ＭＳ４への下りリンク割当領域を指示するＤＬ−ＭＡＰ♯２をブロードキャストする。

表４は、図５におけるＤＬ−ＭＡＰ♯２を表す。

図５及び表４の"Ｃ"は、移動局ＭＳ４の下りリンク割当領域の開始位置を表し、"OFDMA offset"及び"Subchannel offset"によって指定される。また、その割当領域は、中継局ＲＳ−Ａから移動局ＭＳ４への下りリンクのＤＩＵＣ♯８と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"No. OFDMA symbols"及び"No. subchannels"によって指定される。尚、Ｎフレームに含まれるＤＬ−ＭＡＰ♯２によって指定された中継局−移動局間の下りリンク割当領域は、次のＮ＋１フレームによって割り当てられる。

図６によれば、ＤＬ−ＭＡＰのＤＬ−ＭＡＰ ＩＥに含まれる"DL-MAP extended IE"又は"DL-MAP extended-2 IE"に、中継局用に"DL-Relay-IE"を新たに構成する。"DL-Relay-IE"に、表４の情報を含める。中継局ＲＳ−Ａは、このような"DL-Relay-IE"を含むＤＬ−ＭＡＰをブロードキャストする。

また、図５からも明らかなとおり、"Ｂ"を開始位置とする基地局ＢＳ−中継局ＲＳ−Ａ間の下りリンク割当領域の時間帯は、"Ｃ"を開始位置とする中継局ＲＳ−Ａ−移動局ＭＳ間の下りリンク割当領域の時間帯と異なるように配置される。このように、周波数（サブチャネル）及び時間（シンボル）に基づいてリソースを分割することにより、中継局ＲＳ−Ａにおいて、「移動局ＭＳ４への送信」と「基地局ＢＳからの受信」とに対する干渉を防止することができる。

（４）［中継局ＲＳ−Ｂ→移動局ＭＳ５の下りリンクの通信］
中継局ＲＳ−Ｂは、移動局ＭＳ５への下りリンク割当領域を指示するＤＬ−ＭＡＰ♯３をブロードキャストする。

表５は、図５におけるＤＬ−ＭＡＰ♯３を表す。

図５及び表５の"Ｅ"及び"Ｆ"は、移動局ＭＳ５の下りリンク割当領域の開始位置を表し、"OFDMA offset"及び"Subchannel offset"によって指定される。また、その割当領域は、中継局ＲＳ−Ｂから移動局ＭＳ５への下りリンクのＤＩＵＣ♯９と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"No.
OFDMA symbols"及び"No. subchannels"によって指定される。尚、Ｎフレームに含まれるＤＬ−ＭＡＰ♯３によって指定された中継局−移動局間の下りリンク割当領域は、次のＮ＋１フレームによって割り当てられる。

図６によれば、中継局用の"DL-Relay-IE"に、表５の情報を含める。中継局ＲＳ−Ａは、このような"DL-Relay-IE"を含むＤＬ−ＭＡＰをブロードキャストする。

また、図５からも明らかなとおり、"Ｄ"を開始位置とする基地局ＢＳ−中継局ＲＳ−Ｂ間の下りリンク割当領域の時間帯は、"Ｅ"及び"Ｆ"を開始位置とする中継局ＲＳ−Ｂ−移動局ＭＳ５間の下りリンク割当領域の時間帯と異なるように配置される。これにより、中継局ＲＳ−Ｂにおいて、「移動局ＭＳ５への送信」と「基地局ＢＳからの受信」とに対する干渉を防止することができる。

［上りリンクの通信］
（５）［基地局ＢＳ←移動局ＭＳ１／ＭＳ２／ＭＳ３の上りリンクの通信］
基地局ＢＳは、移動局ＭＳ１〜３へ、上りリンク割当領域を指示するＵＬ−ＭＡＰ♯１をブロードキャストする。

表６は、図５におけるＵＬ−ＭＡＰ♯１を表す。

図５及び表６の"Ｉ"は、移動局ＭＳから基地局ＢＳへの上りリンク割当領域の開始位置を表し、その割当領域は、"Duration"のＯＦＤＭＡスロット数で表される。

移動局ＭＳ１の上りリンク割当領域は、移動局ＭＳ１−基地局ＢＳ間のＵＩＵＣ♯１と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"Duration"で指定される。移動局ＭＳ２の上りリンク割当領域は、先に割り当てられたスロットに続いて、移動局ＭＳ２−基地局ＢＳ間のＵＩＵＣ♯２と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"Duration"で指定される。移動局ＭＳ３の上りリンク割当領域は、先に割り当てられたスロットに続いて、移動局ＭＳ３−基地局ＢＳ間のＵＩＵＣ♯３と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"Duration"で指定される。

（６）［基地局ＢＳ←中継局ＲＳ−Ａ／ＲＳ−Ｂの上りリンクの通信］
基地局ＢＳは、中継局ＲＳ−Ａ／ＲＳ−Ｂの上りリンク割当領域を指示するＵＬ−ＭＡＰ♯１をブロードキャストする。

中継局ＲＳ−Ａ−基地局ＢＳ間の上りリンク割当領域は、中継局ＲＳ−Ａ−基地局ＢＳ間のＵＩＵＣ♯４と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"Duration"で指定される。中継局ＲＳ−Ｂ−基地局ＢＳの上りリンク割当領域は、中継局ＲＳ−Ｂ−基地局ＢＳ間のＵＩＵＣ♯６と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"Duration"で指定される。

（７）［中継局ＲＳ−Ａ←移動局ＭＳ４の上りリンクの通信］
中継局ＲＳ−Ａは、移動局ＭＳ４の上りリンク割当領域を指示するＵＬ−ＭＡＰ♯２をブロードキャストする。

表７は、図５のＵＬ−ＭＡＰ♯２を表す。

移動局ＭＳ４の上りリンク割当領域は、移動局ＭＳ４−中継局ＲＳ−Ａ間のＵＩＵＣ♯８と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"Duration"で指定される。

（８）［中継局ＲＳ−Ｂ←移動局ＭＳ５の上りリンクの通信］
中継局ＲＳ−Ｂは、移動局ＭＳ５の上りリンク割当領域を指示するＵＬ−ＭＡＰ♯３をブロードキャストする。

表８は、図５のＵＬ−ＭＡＰ♯３を表す。

移動局ＭＳ５の上りリンク割当領域は、移動局ＭＳ５−中継局ＲＳ−Ｂ間のＵＩＵＣ♯９と所要ＱｏＳとに基づいて選択された"Duration"で指定される。

図５によれば、Ｎフレームに含まれる移動局ＭＳ−中継局ＲＳ−Ａ間の上りリンク割当領域は、Ｎ＋１フレームに含まれる中継局ＲＳ−Ａ−基地局ＢＳ間の上りリンク割当領域に含まれる。即ち、移動局ＭＳ−中継局ＲＳ間の上りリンクと、中継局ＲＳ−基地局ＢＳ間の上りリンクとが、１フレーム毎に交互に割り当てる。

図８は、上りリンク割当情報の第２の配置を表すフレームの関係図である。

表９は、図８におけるＵＬ−ＭＡＰ♯１を表す。

図８からも明らかなとおり、移動局ＭＳ４−中継局ＲＳ−Ａ間の上りリンク割当領域の時間帯は、中継局ＲＳ−Ａ−基地局ＢＳ間の上りリンク割当領域の時間帯と異なるように配置される。これにより、移動局ＭＳ４−中継局ＲＳ−Ａ間の上りリンクと、中継局ＲＳ−Ａ−基地局ＢＳ間の上りリンクとの同時通信を可能とする。即ち、中継局ＲＳ−基地局ＢＳ間の上りリンクと、移動局ＭＳ−中継局ＲＳ間の上りリンクとが、１フレーム内で時間分割されている。

以上、詳細に説明したように、本発明の中継通信方法、基地局、中継局及びプログラムによれば、中継局を介してカバレッジエリアを拡大する場合であっても、周波数リソースを再利用することによって有効利用を図ることができる。また、基地局−中継局間の通信と、中継局−移動局間の通信とを同時にすることができる。

前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

本発明におけるシステム構成図である。 基地局及び中継局の電波到達範囲を表す説明図である。 ＯＦＤＭＡ方式のフレーム構成図である。 本発明におけるＯＦＤＭＡ方式のフレーム構成図である。 本発明における複数のフレームの関係図である。 本発明におけるＤＬ−ＭＡＰの情報構成図である。 本発明におけるＵＬ−ＭＡＰの情報構成図である。 上りリンク割当情報の第２の配置を表すフレームの関係図である。

符号の説明

１ 基地局
２ 中継局
３ 移動局

Claims (11)

1. 中継局を介して基地局と移動局とを通信させるＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法において、
   前記基地局は、周波数リソースのサブチャネルを複数のセグメントに区分し、前記セグメント毎に異なるサブチャネル群を割り当てており、
   前記ＯＦＤＭＡ方式における第１のフレームについて、同一セグメント内に複数の中継局が存在する場合に、基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、基地局−第２の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とは、異なるように配置され、
   第２のフレームについて、第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域は、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間のセグメント以外のセグメントを用いて、第１フレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と異なる時間帯に配置され、
   第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継されることを特徴とするＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法。
2. 第１のフレームにおける移動局−中継局間の上りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける中継局−基地局間の上りリンク割当領域によって中継されることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法。
3. 第１のフレームについて、第１の移動局−第１の中継局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、第２の移動局−第２の中継局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とは、異なるように配置され、
   第２のフレームについて、第１の中継局−基地局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、第２の中継局−基地局間の上りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とは、異なるように配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法。
4. ＩＥＥＥ８０２．１６を適用しており、
   前記下りリンク割当領域は、ＤＬ−ＭＡＰによって指定され、
   前記上りリンク割当領域は、ＵＬ−ＭＡＰによって指定され、
   前記ＤＬ−ＭＡＰは、前記割当領域の開始位置を「OFDMA offset」及び「Subchannel offset」によって指定し、前記割当領域のサブチャネル幅を「No. subchannels」によって指定し、前記割当領域の時間幅を「No. OFDMA symbols」によって指定し、
   前記ＵＬ−ＭＡＰは、前記割当領域を、ＯＦＤＭＡスロット数である「Duration」によって指定する
   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ＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法。
5. 指向性アンテナを備える前記基地局は、前記周波数リソースを複数のセクタに区分し、
   無指向性アンテナを備える前記基地局は、前記周波数リソースを複数のセグメントに区分することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法。
6. 前記中継局は、前記基地局に対して指向性アンテナを備えており、前記移動局に対して無指向性アンテナを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法。
7. 前記中継局は、前記基地局及び前記移動局に対して共通の無指向性アンテナを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のＯＦＤＭＡ方式の中継通信方法。
8. 中継局を介して移動局と通信するＯＦＤＭＡ方式の基地局において、
   周波数リソースのサブチャネルを複数のセグメントに区分し、前記セグメント毎に異なるサブチャネル群を割り当てており、
   前記ＯＦＤＭＡ方式における第１のフレームについて、同一セグメント内に複数の中継局が存在する場合に、基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、基地局−第２の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とが異なるように配置され、
   第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継される
   ことを特徴とするＯＦＤＭＡ方式の基地局。
9. 請求項８に記載の前記基地局と、移動局との間で中継して通信するＯＦＤＭＡ方式の中継局であって、
   第２のフレームについて、第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域は、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間のセグメント以外のセグメントを用いて、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と異なる時間帯に配置され、
   第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継される
   ことを特徴とするＯＦＤＭＡ方式の中継局。
10. 中継局を介して移動局と通信するＯＦＤＭＡ方式の基地局に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムにおいて、
    周波数リソースのサブチャネルを複数のセグメントに区分し、前記セグメント毎に異なるサブチャネル群を割り当てており、
    前記ＯＦＤＭＡ方式における第１のフレームについて、同一セグメント内に複数の中継局が存在する場合に、基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と、基地局−第２の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯とが異なるように配置され、
    第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継される
    ようにコンピュータを実行させることを特徴とする基地局用のプログラム。
11. 請求項８に記載の前記基地局と、移動局との間で中継して通信するＯＦＤＭＡ方式の中継局に搭載されたコンピュータを実行させるプログラムにおいて、
    第２のフレームについて、第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域は、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間のセグメント以外のセグメントを用いて、第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域のシンボル番号の時間帯と異なる時間帯に配置され、
    第１のフレームにおける基地局−第１の中継局間の下りリンク割当領域の情報は、第２のフレームにおける第１の中継局−第１の移動局間の下りリンク割当領域によって中継される
    ようにコンピュータを実行させることを特徴とする中継局用のプログラム。

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