JP5251776B2 - 基地局、通信システム、移動端末および中継装置 - Google Patents

基地局、通信システム、移動端末および中継装置 Download PDF

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Description

本発明は、基地局、通信システム、移動端末および中継装置に関する。
３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、セルエッジでのスループットの向上を実現するために、中継装置（リレーステーション）を利用する技術が盛んに検討されている。
この中継装置は、ダウンリンクにおいて、基地局から送信された信号を受信して、増幅してから、増幅した信号を移動端末に対して送信する。中継装置は、このような中継を行うことにより、基地局から移動端末に対して信号を直接送信する場合よりも信号対雑音比を高くすることが可能である。同様に、中継装置は、アップリンクにおいても、移動端末から送信された信号を基地局へ中継することにより、信号対雑音比を高く保つことができる。なお、中継装置によるこのような中継については例えば非特許文献１に記載されている。
また、中継装置による中継方式として、Ａｍｐ−Ｆｏｒｗａｒｄ型、Ｄｅｃｏｄｅ−Ｆｏｒｗａｒｄ型などがあげられる。Ａｍｐ−Ｆｏｒｗａｒｄ型は、受信した信号をアナログ信号のまま増幅して送信する方式である。このＡｍｐ−Ｆｏｒｗａｒｄ型では、信号対雑音比が改善されないが、通信プロトコルを改良しなくてよいという利点を有する。なお、中継装置は、送信アンテナと受信アンテナとの間にフィードバック経路を有するため、このフィードバック経路が発振しないように設計される。
Ｄｅｃｏｄｅ−Ｆｏｒｗａｒｄ型は、受信した信号をＡＤ変換でデジタル信号に変換し、デジタル信号に対して誤り訂正等のデコードを行い、デコードされたデジタル信号を再度エンコードし、デジタル信号をＤＡ変換でアナログ信号に変換し、アナログ信号を増幅して送信する方式である。Ｄｅｃｏｄｅ−Ｆｏｒｗａｒｄ型では、符号化利得によって信号対雑音比を改善することが可能である。また、中継装置は、受信により得られたデジタル信号をメモリに蓄積し、デジタル信号を次のタイムスロットで送信することにより、送信アンテナと受信アンテナ間のフィードバック回路の発振を回避することができる。なお、中継装置は、タイムスロットではなく、周波数を変えることにより発振を回避することも可能である。
一方、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）やＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、ユーザ間の通信遅延を少なくすること（例えば、５０ｍｓ以下）が求められている。しかし、基地局と移動端末との間に中継装置を設けると、中継装置において遅延が発生するため、遅延に関する問題はより重要となる。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、遅延特性が異なる複数のリンク割当てパターンのうちのいずれかに従って各リンクを周波数−時間ブロックに割当てることが可能な、新規かつ改良された基地局、通信システム、移動端末および中継装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基地局であって、前記基地局と中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部と、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部と、を備える基地局が提供される。
前記通信部は、前記中継装置が対応可能な割当てパターンを示す情報を受信し、前記選択部は、前記複数の割当てパターンから、前記中継装置が対応可能な割当てパターを選択してもよい。
前記選択部は、前記基地局と前記移動端末の間の通信に要求される遅延特性に応じて前記割当てパターンを選択してもよい。
１の無線フレームが複数のサブフレームにより構成され、前記周波数−時間ブロックの各々の時間帯は、サブフレームの時間帯に対応してもよい。
１の無線フレームが、複数スロットからなる複数のサブフレームにより構成されており、
前記周波数−時間ブロックの各々の時間帯は、スロットの時間帯に対応してもよい。
前記複数の割当てパターンは、前記リレーリンクのダウンリンクと前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの時間が異なり、前記アクセスリンクのアップリンクと前記リレーリンクのアップリンクの周波数−時間ブロックの時間が異なる割当てパターンと、前記リレーリンクのダウンリンクと前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの周波数が異なり、前記アクセスリンクのアップリンクと前記リレーリンクのアップリンクの周波数−時間ブロックの周波数が異なる割当てパターンと、を含んでもよい。
前記複数の割当てパターンは、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの時間が同一で周波数が異なる割当てパターンを含んでもよい。
前記複数の割当てパターンは、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの周波数が同一で時間が異なる割当てパターンを含んでもよい。
前記複数の割当てパターンは、前記リレーリンクのダウンリンクと前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの時間および周波数が異なり、前記アクセスリンクのアップリンクと前記リレーリンクのアップリンクの周波数−時間ブロックの時間および周波数が異なる割当てパターンを含んでもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動端末と、中継装置と、基地局であって、前記基地局と前記中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と前記移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部、および、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部と、を有する基地局と、を備える通信システムが提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、移動端末であって、基地局と中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と前記移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部、および、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部、を有する前記基地局と、前記選択部により選択された割当てパターンに従って前記中継装置を介して通信する、移動端末が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、中継装置であって、基地局と前記中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と前記移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部、および、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部、を有する前記基地局と前記移動端末との通信を、前記選択部により選択された割当てパターンに従って中継する、中継装置が提供される。
装置が提供される。
以上説明したように本発明によれば、遅延特性が異なる複数のリンク割当てパターンのうちのいずれかに従って各リンクを周波数−時間ブロックに割当てることができる。
本発明の実施形態による通信システム１の構成を示した説明図である。 本発明の実施形態による通信システム１における各リンクを示した説明図である。 本実施形態による通信システム１で利用される無線フレームの構成例を示した説明図である。 移動端末２０の構成を示した機能ブロック図である。 中継装置３０の構成を示した機能ブロック図である。 基地局１０の構成を示した機能ブロック図である。 各リンクの割当てパターン１を示した説明図である。 各リンクの割当てパターン２を示した説明図である。 各リンクの割当てパターン３を示した説明図である。 各リンクの割当てパターン４を示した説明図である。 各リンクの割当てパターン５を示した説明図である。 各リンクの割当てパターン６を示した説明図である。 各リンクの割当てパターン７を示した説明図である。 各リンクの割当てパターン８を示した説明図である。 割当てパターンの組み合わせによる無線フレームの構成例を示した説明図である。 割当てパターンの組み合わせによる無線フレームの構成の変形例を示した説明図である。 本実施形態による通信システム１の動作を示したシーケンス図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて移動端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、移動端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単に移動端末２０と称する。
また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．通信システムの概要
２．移動端末の構成
３．中継装置の構成
４．基地局の構成
５．通信システムの動作
６．まとめ
＜１．通信システムの概要＞
まず、図１〜図３を参照し、本発明の実施形態による通信システム１について概略的に説明する。
図１は、本発明の実施形態による通信システム１の構成を示した説明図である。図１に示したように、本発明の実施形態による通信システム１は、複数の基地局１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃと、バックボーンネットワーク１２と、複数の移動端末２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｃと、複数の中継装置３０Ａおよび３０Ｂと、を備える。
複数の基地局１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃは、各々の電波到達範囲内に存在する移動端末２０と通信するためのスケジュール情報を管理する。そして、複数の基地局１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃは、各々の電波到達範囲内に存在する移動端末２０と、上記スケジュール情報に従って通信する。
例えば、基地局１０Ａは、基地局１０Ａの電波到達範囲内に存在する移動端末２０Ｃと通信するための周波数・時間のスケジュール情報を管理する。そして、基地局１０Ａは、基地局１０Ａの電波到達範囲内に存在する移動端末２０Ｃと、上記スケジュール情報に従って通信する。
また、複数の基地局１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃは、各々の電波到達範囲内に存在する中継装置３０を介して移動端末２０と通信することも可能である。この場合、複数の基地局１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃは、中継装置３０と通信するためのスケジュール情報、および中継装置３０と移動端末２０が通信するためのスケジュール情報を管理する。
例えば、基地局１０Ａは、基地局１０Ａの電波到達範囲内に存在する中継装置３０Ａと通信するための周波数・時間のスケジュール情報を管理し、中継装置３０Ａと移動端末２０Ａ、２０Ｂが通信するための周波数・時間のスケジュール情報を管理する。そして、基地局１０Ａは、中継装置３０Ａと、上記スケジュール情報に従って通信する。
なお、本明細書においては、周波数・時間のスケジュール管理を基地局１０が行う例に重きをおいて説明するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、周波数・時間のスケジュール管理は、基地局１０と中継装置３０が協働して行っても、基地局１０と中継装置３０と移動端末２０とが協働して行っても、中継装置３０が行ってもよい。
また、複数の基地局１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃは、バックボーンネットワーク１２を介して接続されている。複数の基地局１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃは、このバックボーンネットワーク１２を介し、例えば各々が管理するスケジュール情報を交換することができる。
中継装置３０は、基地局１０と移動端末２０との通信を、基地局１０が管理する周波数・時間のスケジュール情報に従って中継する。具体的には、中継装置３０は、ダウンリンクにおいて、基地局１０から送信された信号を受信して、増幅した信号を、スケジュール情報に従った周波数・時間を利用して移動端末２０に送信する。中継装置３０は、このような中継を行うことにより、基地局１０からセルエッジ付近の移動端末２０に対して信号を直接送信する場合よりも、信号対雑音比を高くすることが可能である。
同様に、中継装置３０は、アップリンクにおいても、移動端末２０から送信された信号を基地局１０が管理する周波数・時間のスケジュール情報に従って基地局１０へ中継することにより、信号対雑音比を高く保つことができる。なお、図１においては、基地局１０Ａが提供するセルに中継装置３０Ａのみが存在する例を示しているが、基地局１０Ａが提供するセルに複数の中継装置３０が存在してもよい。ここで、図２を参照し、各リンク名を整理する。
図２は、本発明の実施形態による通信システム１における各リンクを示した説明図である。図２に示したように、基地局１０と移動端末２０の間の直接的な通信経路をダイレクトリンクと称する。また、このダイレクトリンクのダウンリンクをダイレクトダウンリンク（Ｄ−ｄ）と称し、ダイレクトリンクのアップリンクをダイレクトアップリンク（Ｄ−ｕ）と称する。
また、基地局１０と中継装置３０の間の通信経路をリレーリンクと称し、このリレーリンクのダウンリンクをリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）と称し、リレーリンクのアップリンクをリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）と称する。さらに、中継装置３０と基地局１０の間の通信経路をアクセスリンクと称し、このアクセスリンクのダウンリンクをアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）と称し、アクセスリンクのアップリンクをアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）と称する。
図１を参照し、通信システム１の説明に戻る。通信システム１に含まれる移動端末２０は、上述したように、基地局１０と直接、または中継装置３０を介し、基地局１０により管理されるスケジュール情報に従って通信する。なお、移動端末２０が送受信するデータとしては、音声データや、音楽、講演およびラジオ番組などの音楽データや、写真、文書、絵画、図表などの静止画データや、映画、テレビジョン番組、ビデオプログラム、ゲーム画像などの動画データなどが挙げられる。
ここで、図３を参照し、本実施形態による通信システム１で利用される無線フレームの構成を説明する。
図３は、本実施形態による通信システム１で利用される無線フレームの構成例を示した説明図である。図３に示したように、各無線フレーム（Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ）の長さは１０ｍｓである。また、各無線フレームは、長さが１ｍｓである１０のサブフレーム（Ｓｕｂ Ｆｒａｍｅ）＃０〜＃９で構成される。
また、各サブフレームは、２の０．５ｍｓスロットから構成されており、各０．５ｍｓスロットは７のＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルから構成されている。
また、サブフレーム＃０および＃５に含まれる前半の０．５ｍｓスロットの、５番目および６番目のＯＦＤＭシンボルは、同期用のリファレンス信号の送信に利用される。移動端末２０は、基地局１０または中継局３０から送信されるこのリファレンス信号に基づいてセルサーチおよび同期処理を行う。
なお、基地局１０は、移動端末２０との通信のために上記の０．５ｍｓＳｌｏｔ単位で時間を割り当てる。また、アップリンクとダウンリンクを分離するために、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）およびＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）が利用される。ＴＤＤの場合には、１サブフレームごとにサブフレームをアップリンクに使用するか、ダウンリンクに使用するかを選ぶことが可能である。
＜２．移動端末の構成＞
以上、図１〜図３を参照し、本実施形態による通信システム１について概略的に説明した。続いて、図４を参照し、本実施形態による通信システム１に含まれる移動端末２０の構成を説明する。
図４は、移動端末２０の構成を示した機能ブロック図である。図４に示したように、移動端末２０は、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎと、アナログ処理部２２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８と、デジタル処理部２３０と、を備える。
複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎの各々は、基地局１０または中継装置３０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部２２４へ供給する。また、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎの各々は、アナログ処理部２２４から供給される高周波信号に基づいて基地局１０または中継装置３０に無線信号を送信する。移動端末２０は、このように複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
アナログ処理部２２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部２２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。
ＡＤ・ＤＡ変換部２２８は、アナログ処理部２２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部２３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８は、デジタル処理部２３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部２２４に供給する。
デジタル処理部２３０は、同期部２３２と、デコーダ２３４と、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）取得部２３６と、送信データ生成部２３８と、エンコーダ２４０と、制御部２４２と、スケジュール情報保持部２４４と、を備える。このうち、同期部２３２、デコーダ２３４、およびエンコーダ２４０などは、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎ、アナログ処理部２２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部２２８と共に、基地局１０や中継装置３０と通信するための通信部として機能する。
同期部２３２は、基地局１０や中継装置３０から送信されたリファレンス信号がＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給され、このリファレンス信号に基づいて無線フレームの同期処理を行う。具体的には、同期部２３２は、リファレンス信号と既知のシーケンスパターンとの相関を演算し、相関のピーク位置を検出することにより無線フレームの同期をとる。
デコーダ２３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給されるベースバンド信号をデコードして受信データを得る。なお、上記デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理およびＯＦＤＭ復調処理を含んでもよい。
ＳＩＮＲ取得部２３６は、同期部２３２により得られたリファレンス信号の相関から、中継装置３０との間のＳＩＮＲの大きさを取得する。ここで、各中継装置３０は、複数のシーケンスパターンのうちのいずれかを有するリファレンス信号を送信する。このため、ＳＩＮＲ取得部２３６は、リファレンス信号のシーケンスパターンの相違に基づいて中継装置３０ごとのＳＩＮＲを取得することができる。
送信データ生成部２３８は、ＳＩＮＲ取得部２３６から中継装置３０ごとのＳＩＮＲを示す情報が供給され、この情報を含む送信データを生成してエンコーダ２４０に供給する。
エンコーダ２４０は、送信データ生成部２３８から供給される送信データをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。
制御部２４２は、移動端末２０における送信処理および受信処理を、スケジュール情報保持部２４４に保持されているスケジュール情報に従って制御する。例えば、移動端末２０は、制御部２４２による制御に基づき、スケジュール情報の示す周波数−時間ブロックを利用して送信処理および受信処理を行う。
スケジュール情報保持部２４４は、基地局１０により管理されるスケジュール情報を保持する。このスケジュール情報は、例えば、アクセスダウンリンクに利用する周波数−時間ブロック、アクセスアップリンクに利用する周波数−時間ブロックを示す。
また、アップリンクおよびダウンリンクのスケジュール情報は、下りリンク制御チャネルであるＰＤＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）に含まれる。なお、このＰＤＣＨは、無線フレーム中でダウンリンクに割当てられるサブフレームの先頭の１〜３ＯＦＤＭシンボルを利用して送信される。
＜３．中継装置の構成＞
次に、図５を参照し、中継装置３０の構成を説明する。
図５は、中継装置３０の構成を示した機能ブロック図である。図５に示したように、中継装置３０は、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎと、アナログ処理部３２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８と、デジタル処理部３３０と、を備える。
複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎの各々は、基地局１０または移動端末２０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部３２４へ供給する。また、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎの各々は、アナログ処理部３２４から供給される高周波信号に基づいて基地局１０または移動端末２０に無線信号を送信する。中継装置３０は、このように複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
アナログ処理部３２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部３２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。
ＡＤ・ＤＡ変換部３２８は、アナログ処理部３２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部３３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８は、デジタル処理部３３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部３２４に供給する。
デジタル処理部３３０は、同期部３３２と、デコーダ３３４と、バッファ３３８と、エンコーダ３４０と、制御部３４２と、スケジュール情報保持部３４４と、を備える。このうち、同期部３３２、デコーダ３３４、およびエンコーダ３４０などは、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎ、アナログ処理部３２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部３２８と共に、基地局１０や移動端末２０と通信するための通信部として機能する。
同期部３３２は、基地局１０から送信されたリファレンス信号がＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給され、このリファレンス信号に基づいて無線フレームの同期処理を行う。具体的には、同期部３３２は、リファレンス信号と既知のシーケンスパターンとの相関を演算し、相関のピーク位置を検出することにより無線フレームの同期をとる。
デコーダ３３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給されるベースバンド信号をデコードして基地局１０宛または移動端末２０宛の中継データを得る。なお、デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理、ＯＦＤＭ復調処理および誤り訂正処理などを含んでもよい。
バッファ３３８は、デコーダ３３４により得られた基地局１０宛または移動端末２０宛の中継データを一時的に保持する。そして、制御部３４２の制御により、移動端末２０へのアクセスダウンリンクの送信時間においてバッファ３３８からエンコーダ３４０へ移動端末２０宛の中継データが読み出される。同様に、制御部３４２の制御により、基地局１０へのリレーアップリンクの送信時間においてバッファ３３８からエンコーダ３４０へ基地局１０宛の中継データが読み出される。
エンコーダ３４０は、バッファ３３８から供給されるデータをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。
制御部３４２は、中継装置３０における送信処理および受信処理を、スケジュール情報保持部３４４に保持されているスケジュール情報に従って制御する。例えば、中継装置３０は、制御部３４２による制御に基づき、スケジュール情報の示す周波数−時間ブロックを利用して送信処理および受信処理を行う。
スケジュール情報保持部３４４は、基地局１０により管理されるスケジュール情報を保持する。このスケジュール情報は、例えば、リレーダウンリンク、アクセスダウンリンク、アクセスアップリンク、およびリレーアップリンクの各々に利用する周波数−時間ブロックを示す。
＜４．基地局の構成＞
続いて、図６〜図１６を参照し、基地局１０の構成を説明する。
図６は、基地局１０の構成を示した機能ブロック図である。図６に示したように、基地局１０は、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎと、アナログ処理部１２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８と、デジタル処理部１３０と、を備える。
複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎの各々は、中継装置３０または移動端末２０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部１２４へ供給する。また、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎの各々は、アナログ処理部１２４から供給される高周波信号に基づいて無線信号を中継装置３０または移動端末２０に送信する。基地局１０は、このように複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
アナログ処理部１２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部１２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。
ＡＤ・ＤＡ変換部１２８は、アナログ処理部１２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部１３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８は、デジタル処理部１３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部１２４に供給する。
デジタル処理部１３０は、デコーダ１３４と、送信データ生成部１３８と、エンコーダ１４０と、制御部１４２と、スケジュール情報保持部１４４と、ＳＩＮＲ保持部１５２と、中継装置情報保持部１５４と、スケジューラ１５６と、を備える。このうち、デコーダ１３４、およびエンコーダ１４０などは、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎ、アナログ処理部１２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部１２８と共に、中継装置３０や移動端末２０と通信するための通信部として機能する。
デコーダ１３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８から供給されるベースバンド信号をデコードして受信データを得る。なお、デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理、ＯＦＤＭ復調処理および誤り訂正処理などを含んでもよい。
送信データ生成部１３８は、スケジューラ１５６によりスケジュールされたスケジュール情報を含む送信データを生成する。なお、スケジュール情報は、上述したようにサブフレーム先頭に配置されるＰＤＣＨに含まれる。
エンコーダ１４０は、送信データ生成部１３８から供給される送信データをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。
制御部１４２は、基地局１０における送信処理および受信処理を、スケジュール情報保持部１４４に保持されているスケジュール情報に従って制御する。例えば、基地局１０は、制御部１４２による制御に基づき、スケジュール情報の示す周波数−時間ブロックを利用して送信処理および受信処理を行う。
スケジュール情報保持部１４４は、スケジューラ１５６により決定されたスケジュール情報を保持する。
スケジューラ１５６（選択部）は、中継装置３０とのリレーリンク通信、および中継装置３０と移動端末２０とのアクセスリンク通信をスケジュールする。ここで、スケジューラ１５６は、リレーダウンリンク、アクセスダウンリンク、アクセスアップリンク、およびリレーアップリンクのためのリソースを、干渉回避の観点から、周波数・時間で分離する。以下、図７〜図１４を参照し、リソースを周波数・時間で分離可能な割当てパターンを説明する。
（割当てパターン１）
図７は、各リンクの割当てパターン１を示した説明図である。図７に示したように、割当てパターン１においては、周波数Ｆ２・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。なお、図７〜図１６においては、ダウンリンクが割り当てられる周波数−時間ブロックに色を付することにより、アップリンクが割り当てられる周波数−時間ブロックと区別している。また、周波数−時間ブロックは、リンク割当ての最小単位であるリソースブロックであっても、リソースブロックのグループであってもよい。
この割当てパターン１においては、基地局１０は、周波数Ｆ２・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、リレーダウンリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ２・スロットＴ２でアクセスダウンリンクを介して移動端末２０へ中継データを送信する。
また、移動端末２０は、周波数Ｆ１・スロットＴ１でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、アクセスアップリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ１・スロットＴ２でリレーアップリンクを介して基地局１０へ中継データを送信する。
このように、割当てパターン１においては、アップリンクとダウンリンクが周波数で分離され、同一方向のリレーリンクとアクセスリンクが時間で分離されるため、各リンク間の干渉を抑制できる。
（割当てパターン２）
図８は、各リンクの割当てパターン２を示した説明図である。図８に示したように、割当てパターン２においては、周波数Ｆ２・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。
この割当てパターン２においては、中継装置３０は、バッファ３３８に保持されている中継データを、周波数Ｆ２・スロットＴ１でアクセスダウンリンクを介して移動端末２０へ送信する。また、基地局１０は、周波数Ｆ２・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。
また、移動端末２０は、周波数Ｆ１・スロットＴ１でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、アクセスアップリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ１・スロットＴ２でリレーアップリンクを介して基地局１０へ中継データを送信する。
このように、割当てパターン２においても、アップリンクとダウンリンクが周波数で分離され、同一方向のリレーリンクとアクセスリンクが時間で分離されるため、各リンク間の干渉を抑制できる。
（割当てパターン３）
図９は、各リンクの割当てパターン３を示した説明図である。図９に示したように、割当てパターン３においては、周波数Ｆ２・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。
この割当てパターン３においては、基地局１０は、周波数Ｆ２・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、リレーダウンリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ１・スロットＴ２でアクセスダウンリンクを介して移動端末２０へ中継データを送信する。
また、移動端末２０は、周波数Ｆ１・スロットＴ１でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、アクセスアップリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ２・スロットＴ２でリレーアップリンクを介して基地局１０へ中継データを送信する。
このように、割当てパターン３においては、アップリンクとダウンリンクが周波数で分離され、同一方向のリレーリンクとアクセスリンクは周波数および時間の双方で分離されるため、各リンク間の干渉を抑制できる。
（割当てパターン４）
図１０は、各リンクの割当てパターン４を示した説明図である。図１０に示したように、割当てパターン４においては、周波数Ｆ２・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。
この割当てパターン４においては、基地局１０は、周波数Ｆ２・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、リレーダウンリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ１・スロットＴ２でアクセスダウンリンクを介して移動端末２０へ中継データを送信する。
また、中継装置３０は、バッファ３３８に保持されている中継データを、周波数Ｆ１・スロットＴ１でリレーアップリンクを介して基地局１０へ送信する。また、移動端末２０は、周波数Ｆ２・スロットＴ２でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。
このように、割当てパターン４においても、アップリンクとダウンリンクが周波数で分離され、同一方向のリレーリンクとアクセスリンクは周波数および時間の双方で分離されるため、各リンク間の干渉を抑制できる。
（割当てパターン５）
図１１は、各リンクの割当てパターン５を示した説明図である。図１１に示したように、割当てパターン５においては、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。
上述のように割当てパターン５においては、割当てパターン１〜４と異なり、リレーリンクとアクセスリンクが周波数で分離されている。このため、リレーリンクのダウンリンクおよびアクセスリンクのダウンリンク間で生じる遅延を、スロット単位でなく、ＯＦＤＭシンボル単位に短縮することができる。同様に、アクセスリンクのアップリンクおよびリレーリンクのアップリンク間で生じる遅延を、スロット単位でなく、ＯＦＤＭシンボル単位に短縮することができる。
具体的には、基地局１０は、周波数Ｆ１・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、リレーダウンリンクを介して受信したデータの、デコード、バッファリング、エンコード、およびアクセスダウンリンクを介する移動端末２０への送信を、受信からＯＦＤＭシンボル単位の遅延量で、周波数Ｆ２・スロットＴ１を利用して行う。なお、遅延量は、１ＯＦＤＭシンボル〜複数のＯＦＤＭシンボルの間で可変であってもよい。
また、移動端末２０は、周波数Ｆ１・スロットＴ２でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、アクセスアップリンクを介して受信したデータの、デコード、バッファリング、エンコード、およびリレーアップリンクを介する基地局１０への送信を、受信からＯＦＤＭシンボル単位の遅延量で、周波数Ｆ２・スロットＴ２を利用して行う。
このように、割当てパターン５においては、リレーリンクとアクセスリンクが周波数で分離され（ＦＤＤ）、アップリンクとダウンリンクが時間で分離される（ＴＤＤ）。このため、割当てパターン５によれば、各リンク間の干渉を抑制しつつ、基地局１０および移動端末２０の間で生じる遅延を、リレーリンクとアクセスリンクを時間で分離する割当てパターン１〜４より短縮できる。
（割当てパターン６）
図１２は、各リンクの割当てパターン６を示した説明図である。図１２に示したように、割当てパターン６においては、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。
このように、割当てパターン６においても、割当てパターン５と同様に、リレーリンクとアクセスリンクが周波数で分離されている。このため、リレーリンクのダウンリンクおよびアクセスリンクのダウンリンクの間で生じる遅延を、スロット単位でなく、ＯＦＤＭシンボル単位に短縮することができる。同様に、アクセスリンクのアップリンクおよびリレーリンクのアップリンク間で生じる遅延を、スロット単位でなく、ＯＦＤＭシンボル単位に短縮することができる。
具体的には、基地局１０は、周波数Ｆ１・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、リレーダウンリンクを介して受信したデータの、デコード、バッファリング、エンコード、およびアクセスダウンリンクを介する移動端末２０への送信を、受信からＯＦＤＭシンボル単位の遅延量で、周波数Ｆ２・スロットＴ１を利用して行う。なお、遅延量は、１ＯＦＤＭシンボル〜複数のＯＦＤＭシンボルの間で可変であってもよい。
また、移動端末２０は、周波数Ｆ２・スロットＴ２でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、アクセスアップリンクを介して受信したデータの、デコード、バッファリング、エンコード、およびリレーアップリンクを介する基地局１０への送信を、受信からＯＦＤＭシンボル単位の遅延量で、周波数Ｆ１・スロットＴ２を利用して行う。
このように、割当てパターン６においては、リレーリンクとアクセスリンクが周波数で分離され（ＦＤＤ）、アップリンクとダウンリンクが時間および周波数の双方で分離される（ＴＤＤ）。このため、割当てパターン６によれば、各リンク間の干渉を抑制しつつ、基地局１０および移動端末２０の間で生じる遅延を、リレーリンクとアクセスリンクを時間で分離する割当てパターン１〜４より短縮できる。
（割当てパターン７）
図１３は、各リンクの割当てパターン７を示した説明図である。図１３に示したように、割当てパターン７においては、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ２・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ３・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ４・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。
このように、割当てパターン７においては、リレーリンクとアクセスリンクが周波数で分離され、かつ、アップリンクとダウンリンクも周波数で分離されている。このため、割当てパターン７によれば、割当てパターン５および６と同様に、中継装置３０における遅延をＯＦＤＭシンボル単位に短縮でき、かつ、アップリンクまたはダウンリンクの一方の利用のために、他方の終了を待たなくてよい。
具体的には、基地局１０は、周波数Ｆ１・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、リレーダウンリンクを介して受信したデータの、デコード、バッファリング、エンコード、およびアクセスダウンリンクを介する移動端末２０への送信を、受信からＯＦＤＭシンボル単位の遅延量で、周波数Ｆ２・スロットＴ１を利用して行う。なお、遅延量は、１ＯＦＤＭシンボル〜複数のＯＦＤＭシンボルの間で可変であってもよい。
また、移動端末２０は、周波数Ｆ３・スロットＴ１でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、アクセスアップリンクを介して受信したデータの、デコード、バッファリング、エンコード、およびリレーアップリンクを介する基地局１０への送信を、受信からＯＦＤＭシンボル単位の遅延量で、周波数Ｆ４・スロットＴ１を利用して行う。
（割当てパターン８）
図１４は、各リンクの割当てパターン８を示した説明図である。図１４に示したように、割当てパターン８においては、周波数Ｆ１・スロットＴ１で定義される周波数−時間ブロックにリレーダウンリンク（Ｒ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ２で定義される周波数−時間ブロックにアクセスダウンリンク（Ａ−ｄ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ３で定義される周波数−時間ブロックにアクセスアップリンク（Ａ−ｕ）が割当てられ、周波数Ｆ１・スロットＴ４で定義される周波数−時間ブロックにリレーアップリンク（Ｒ−ｕ）が割当てられる。
このように、割当てパターン８においては、リレーリンクとアクセスリンクが時間で分離され、かつ、アップリンクとダウンリンクも時間で分離されている。このため、割当てパターン８によれば、利用する周波数は少ないが、他の割当てパターンに比べて遅延特性が劣化する。
具体的には、割当てパターン１においては、基地局１０は、周波数Ｆ１・スロットＴ１でリレーダウンリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、リレーダウンリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ１・スロットＴ２でアクセスダウンリンクを介して移動端末２０へ中継データを送信する。
また、移動端末２０は、周波数Ｆ１・スロットＴ３でアクセスアップリンクを介して中継装置３０へデータを送信する。そして、中継装置３０は、アクセスアップリンクを介して送信されたデータを受信し、バッファ３３８に中継データとして保持した後に、周波数Ｆ１・スロットＴ４でリレーアップリンクを介して基地局１０へ中継データを送信する。
（割当てパターンの比較）
上記のように、複数のリンク割当てパターンが存在する。また、複数のリンク割当てパターンは、以下の４タイプに分類される。
・タイプＡ
アップリンクとダウンリンクを周波数で分離し、同一方向のリレーリンクとアクセスリンクを時間で分離するタイプ。割当てパターン１〜４がタイプＡに該当する。
・タイプＢ
アップリンクとダウンリンクを時間で分離し、同一方向のリレーリンクとアクセスリンクを周波数で分離するタイプ。割当てパターン５および６がタイプＢに該当する。
・タイプＣ
アップリンクとダウンリンク、およびリレーリンクとアクセスリンクを周波数のみで分離するタイプ。割当てパターン７がタイプＣに該当する。
・タイプＤ
アップリンクとダウンリンク、およびリレーリンクとアクセスリンクを時間のみで分離するタイプ。割当てパターン８がタイプＣに該当する。
上記のタイプＡ〜タイプＤの各々に属する割当てパターンは、（割当てパターン１）〜（割当てパターン８）で説明したように、遅延特性が異なる。具体的には、タイプＣが最も遅延特性が良好であり、タイプＢ、タイプＡ、タイプＤ、の順序で遅延特性が劣化する。反対に、利用する周波数帯域は、タイプＤが最も狭く、タイプＡ、タイプＢ、タイプＣ、の順序で広くなる。
また、割当てパターンにより、中継装置３０が必要とする通信能力が異なる。例えば、割当てパターン１に従って動作するためには、中継装置３０は、アクセスリンクおよびリレーリンクの受信を同時に行い、アクセスリンクおよびリレーリンクの送信を同時に行う通信能力が必要である。また、割当てパターン７に従って動作するためには、中継装置３０は、アクセスリンクおよびリレーリンクの送受信を同時に行う通信能力が必要である。
（スケジューラによるスケジューリング）
以上説明したように、複数の周波数・時間の割当てパターンが存在する。また、割当てパターンにより、遅延特性や、中継装置３０が必要とする通信特性が異なる。このため、スケジューラ１５６は、スケジューリングの対象の中継装置３０の通信能力や、移動端末２０との間で要求される遅延特性に応じて適切なスケジューリングを行う。以下、スケジューラ１５６によるスケジューリングについて、ＳＩＮＲ保持部１５２、および中継装置情報保持部１５４の構成と併せて説明する。
ＳＩＮＲ保持部１５２は、移動端末２０から通知される中継装置３０ごとのＳＩＮＲを保持する。
中継装置情報保持部１５４は、中継装置３０から通知される中継装置３０の通信能力を示すカテゴリー情報を保持する。例えば、カテゴリー１は、割当てパターン１のみに従って動作する通信能力を有することを示し、カテゴリー２は、全ての割当てパターン１〜８に従って動作する通信能力を有することを示す。
スケジューラ１５６は、ＳＩＮＲ保持部１５２に保持される中継装置３０ごとのＳＩＮＲ、中継装置情報保持部１５４に保持される中継装置３０ごとのカテゴリー情報、および移動端末２０との間で要求される遅延特性に応じてスケジューリングを行う。具体的なスケジューリングの手順例を以下に示す。
（１）スケジューラ１５６は、ＳＩＮＲ保持部１５２に保持される中継装置３０ごとのＳＩＮＲから、最もＳＩＮＲの高い中継装置３０を、移動端末２０との通信の中継装置として選択する。
（２）スケジューラ１５６は、中継装置情報保持部１５４を参照し、選択した中継装置３０のカテゴリー情報を得る。
（３）スケジューラ１５６は、カテゴリー情報の示す対応可能な割当てパターンのうちで、移動端末２０との間で要求される遅延特性を満たす割当てパターンを選択する。
（４）スケジューラ１５６は、選択した割当てパターンに従い、リレーダウンリンク、アクセスダウンリンク、アクセスアップリンクおよびリレーアップリンクの各々を無線フレームの空き周波数−時間ブロックに割り当てる。
また、リレーダウンリンク、アクセスダウンリンク、アクセスアップリンクおよびリレーアップリンクの各々を割り当てた周波数−時間ブロックを示すスケジュール情報は、スケジュール情報保持部１４４に保持される。さらに、このスケジュール情報は、上記（１）において選択された中継装置３０、および移動端末２０へ送信される。その結果、中継装置３０および移動端末２０は、このスケジュール情報に従って通信することが可能となる。
なお、スケジューラ１５６は、上記（３）において、移動端末２０との間で要求される遅延特性を、例えば伝送データの属性に応じて判断してもよい。例えば、スケジューラ１５６は、伝送データがリアルタイムの対戦型ゲームのデータである場合、最低レベルの遅延量が要求されていると判断し、遅延特性が最も良好な割当てパターン７を選択してもよい。同様に、スケジューラ１５６は、伝送データが、音声データ、静止画データ、映像データ、ストリーミングデータおよびダウンロードデータなどのうちのいずれに該当するかに応じ、移動端末２０との間で要求される遅延特性を判断してもよい。
ここで、図１５を参照し、各周波数−時間ブロックに割当てられるリンクの具体例を説明する。
図１５は、無線フレームを構成する各周波数−時間ブロックへのリンク割当て例を示した説明図である。図１５に示した例では、サブフレーム＃０の各周波数−時間ブロックへのリンク割当てが割当てパターン７に従って行われ、サブフレーム＃１および＃２の各周波数−時間ブロックへのリンク割当てが割当てパターン２および割当てパターン５に従って行われている。同様に、他のサブフレームの周波数−時間ブロックへもいずれかの割当てパターンに従ってリンク割当てされている。
このように、本実施形態によれば、無線フレームにおいて異なる割当てパターンを組み合せて通信を行うことが可能である。なお、図１５においては、サブフレームが周波数−時間ブロックの割当て単位である例を示したが、０．５ｍｓスロットが周波数−時間ブロックの割当て単位であってもよい。
また、スケジューラ１５６は、各周波数−時間ブロックへのリンク割当てを、無線フレームごとに変更してもよい。
図１６は、割当てパターンの組み合わせによる無線フレームの構成の変形例を示した説明図である。図１６に示した例では、サブフレーム＃０の各周波数−時間ブロックへのリンク割当てが割当てパターン７に従って行われ、サブフレーム＃１〜＃４の周波数Ｆ１の各周波数−時間ブロック、およびサブフレーム＃１〜＃４の周波数Ｆ４の各周波数−時間ブロックのリンクへの割当てが割当てパターン８に従って行われている。
このように、割当てパターン８は、利用する周波数が１単位であるため、周波数が１単位余っている部分に割当てパターン８を配置することが可能である。しかし、割当てパターン８は遅延特性が他の割当てパターンに比べて悪いため、スケジューラ１５６は、許容される遅延が相対的に大きい移動端末２０との通信に割当てパターン８を選択してもよい。
なお、上記では、スケジューラ１５６が移動端末２０との通信に利用する割当てパターンを選択し、選択した割当てパターンに従って空き周波数−時間ブロックへ各リンクを割当てる例を説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、スケジューラ１５６は、無線フレームを構成する周波数−時間ブロックを複数の割当てパターンに従って事前にグループ化しておいてもよい。この場合、スケジューラ１５６は、移動端末２０との通信に利用する割当てパターンを選択し、この割当てパターンに基づく周波数−時間ブロックのグループを移動端末２０との通信リソースとして選択してもよい。
＜５．通信システムの動作＞
以上、図６〜図１６を参照して基地局１０の構成を説明した。続いて、図１７を参照し、本実施形態による通信システム１の動作を説明する。
図１７は、本実施形態による通信システム１の動作を示したシーケンス図である。図１７に示したように、各中継装置３０は、自身の通信能力を示すカテゴリー情報を基地局１０へ送信する（Ｓ４０４、Ｓ４０８）。また、各中継装置３０は、所定のタイミングで同期用のリファレンス信号を送信する（Ｓ４１２、Ｓ４１６）。
移動端末２０の同期部２３２は、中継装置３０から送信されたリファレンス信号に基づく同期処理を行い、ＳＩＮＲ取得部２３６は、同期処理に際して得られる相関値から、中継装置３０との間のＳＩＮＲを取得する。そして、移動端末２０は、ＳＩＮＲ取得部２３６により取得された各中継装置３０のＳＩＮＲを基地局１０へ通知する（Ｓ４２０）。
その後、基地局１０のスケジューラ１５６は、各中継装置３０のＳＩＮＲに基づいて、移動端末２０との通信を中継させる中継装置を選択する。スケジューラ１５６は、中継装置３０Ａを選択した場合、中継装置３０Ａのカテゴリー情報を参照し、中継装置３０Ａが対応可能であって、かつ、要求される遅延特性を満たす割当てパターンを選択する（Ｓ４２４）。
さらに、スケジューラ１５６は、選択した割当てパターンに従い、リレーダウンリンク、アクセスダウンリンク、アクセスアップリンクおよびリレーアップリンクの各々を無線フレームの空き周波数−時間ブロックに割り当てる（Ｓ４２６）。そして、各リンクが割り当てられた周波数−時間ブロックを示すスケジュール情報が、ダウンリンクデータと併せて中継装置３０Ａに送信され（Ｓ４２８）、中継装置３０Ａがスケジュール情報およびダウンリンクデータを移動端末２０へ中継する（Ｓ４３２）。
その後、移動端末２０が、スケジュール情報に従ってアップリンクデータを中継装置３０Ａに送信し、中継装置３０Ａがアップリンクデータをスケジュール情報に従って基地局１０に中継する（Ｓ４４０）。
＜６．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態による基地局１０は、中継装置３０の通信能力や、移動端末２０との間で要求される遅延特性に応じ、移動端末２０と通信するためのリンク割当てパターンを適切に選択することができる。すなわち、本実施形態によれば、チャネルごとに異なる遅延に対する要求に動的に対応することができるため、遅延に関するトータルパフォーマンスを向上することが可能である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本明細書の通信システム１の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、通信システム１の処理における各ステップは、シーケンス図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
１０ 基地局
２０ 移動端末
３０ 中継装置
１２４、２２４、３２４ アナログ処理部
１２８、２２８、３２８ ＡＤ・ＤＡ変換部
１３０、２３０、３３０ デジタル処理部
１３４、２３４、３３４ デコーダ
１３８、２３８ 送信データ生成部
１４０、２４０、３４０ エンコーダ
１４２、２４２、３４２ 制御部
１４４、２４４、３４４ スケジュール情報保持部
１５２ ＳＩＮＲ保持部
１５４ 中継装置情報保持部
１５６ スケジューラ
２３２、３３２ 同期部
２３６ ＳＩＮＲ取得部
３３８ バッファ

Claims (12)

  1. 基地局であって、
    前記基地局と中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部と；
    前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部と；
    を備える、基地局。
  2. 前記通信部は、前記中継装置が対応可能な割当てパターンを示す情報を受信し、
    前記選択部は、前記複数の割当てパターンから、前記中継装置が対応可能な割当てパターンを選択する、請求項１に記載の基地局。
  3. 前記選択部は、前記基地局と前記移動端末の間の通信に要求される遅延特性に応じて前記割当てパターンを選択する、請求項２に記載の基地局。
  4. １の無線フレームが複数のサブフレームにより構成され、
    前記周波数−時間ブロックの各々の時間帯は、サブフレームの時間帯に対応している、請求項３に記載の基地局。
  5. １の無線フレームが、複数スロットからなる複数のサブフレームにより構成されており、
    前記周波数−時間ブロックの各々の時間帯は、スロットの時間帯に対応している、請求項３に記載の基地局。
  6. 前記複数の割当てパターンは、
    前記リレーリンクのダウンリンクと前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの時間が異なり、前記アクセスリンクのアップリンクと前記リレーリンクのアップリンクの周波数−時間ブロックの時間が異なる割当てパターンと、
    前記リレーリンクのダウンリンクと前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの周波数が異なり、前記アクセスリンクのアップリンクと前記リレーリンクのアップリンクの周波数−時間ブロックの周波数が異なる割当てパターンと、
    を含む、請求項３に記載の基地局。
  7. 前記複数の割当てパターンは、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの時間が同一で周波数が異なる割当てパターンを含む、請求項６に記載の基地局。
  8. 前記複数の割当てパターンは、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの周波数が同一で時間が異なる割当てパターンを含む、請求項７に記載の基地局。
  9. 前記複数の割当てパターンは、前記リレーリンクのダウンリンクと前記アクセスリンクのダウンリンクの周波数−時間ブロックの時間および周波数が異なり、前記アクセスリンクのアップリンクと前記リレーリンクのアップリンクの周波数−時間ブロックの時間および周波数が異なる割当てパターンを含む、請求項８に記載の基地局。
  10. 移動端末と；
    中継装置と；
    基地局であって、
    前記基地局と前記中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と前記移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部、および、
    前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部と、
    を有する基地局と；
    を備える、通信システム。
  11. 移動端末であって、
    基地局と中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と前記移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部、および、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部、を有する前記基地局と、前記選択部により選択された割当てパターンに従って前記中継装置を介して通信する、移動端末。
  12. 中継装置であって、
    基地局と前記中継装置との間のリレーリンク、および前記中継装置と前記移動端末との間のアクセスリンク、を介して前記移動端末と通信する通信部、および、前記リレーリンクのアップリンク、前記リレーリンクのダウンリンク、前記アクセスリンクのアップリンク、および前記アクセスリンクのダウンリンク、の周波数−時間ブロックへの割当てパターンを、前記基地局と前記移動端末との間で生じる遅延特性が異なる複数の割当てパターンから選択する選択部、を有する前記基地局と前記移動端末との通信を、前記選択部により選択された割当てパターンに従って中継する、中継装置。

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