JP5304889B2 - 無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法 - Google Patents

無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法に関する。
移動体通信システムでは、建物遮蔽による電波伝搬減衰が激しい場所や基地局から離れた場所などの電波の不感地帯が生じる問題がある。この問題を解決するため、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ等において、リレー中継局の標準化が議論されている。
リレー中継局として様々な種類が検討されている。大別すると、振幅増幅器を加えて遅延を抑えつつ中継するアンプリチュード・アンド・フォワード（ＡＦ（Amplitude and Forward））方式と、データを復号して誤り訂正確認を行ってから中継するデコード・アンド・フォワード（ＤＦ（Decode and Forward））方式の２種類がある。
また、ＤＦ方式の一タイプとして、データリンクレイヤであるＭＡＣレイヤにおいてＭＡＣサービスデータユニット（ＳＤＵ（Service Data Unit））を復元し、中継時にトランスポートブロック（ＴＢ（Transport Block））のサイズに合わせて新たにＭＡＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ（Protocol Data Unit））を形成し、それに合わせて送信方式・符号化・変調を変更するＭＡＣ中継タイプがある。
このＭＡＣ中継タイプでは、ＭＡＣ＿ＳＤＵからＭＡＣ＿ＰＤＵに再マッピングする際に、移動局ＵＥの多重や各移動局ＵＥへの分離も考慮して、移動局ＵＥのＩＤをＭＡＣレイヤにおいて付与し、ＵＥ管理の明確化を図っている。
ＭＡＣ中継タイプの中継局は、このようにＭＡＣ中継時に複数のＵＥのＭＡＣ＿ＳＤＵを結合して一つのＭＡＣ＿ＰＤＵにまとめること、及び基地局と中継局で段階的なスケジューリング機能を持たせることができ、符号長が長くなることにより符号化利得が得られるという特長がある。
図１は、従来のＭＡＣ中継タイプの通信システム１００を示す概略図である。通信システム１００は、移動局ＵＥ１、ＵＥ２と、中継局ＲＳと、基地局ＢＳとを含む。
ＭＡＣレイヤにおいて、移動局ＵＥ１が中継局ＲＳに送信するＭＡＣ＿ＰＤＵ１１は、ＵＥ１の識別情報（ＵＥ＿ＩＤ）を含むＭＡＣヘッダ１１１とＵＥデータ１１２とを含む。また、移動局ＵＥ２が中継局ＲＳに送信するＭＡＣ＿ＰＤＵ１２は、移動局ＵＥ２の識別情報（ＵＥ＿ＩＤ）を含むＭＡＣヘッダ１２１とＵＥデータ１２２とを含む。
中継局ＲＳは、これらを多重してＭＡＣ＿ＰＤＵ１３を構成する。ＭＡＣ＿ＰＤＵ１３には、中継局ＲＳの識別情報（Ｒｅｌａｙ＿ＩＤ）を含むＭＡＣヘッダ１３１と、ＵＥ１のＭＡＣヘッダ１１１及びＵＥデータ１１２と、ＵＥ２のＭＡＣヘッダ１２１及びＵＥデータ１２２とを含む。
ＭＡＣ＿ＰＤＵ１１、１２、１３は、いずれも同じスクランブルコード（スクランブルＡ）で送信される。
このように、従来の通信システム１００において中継局ＲＳは、一つのトランスポートブロックＴＢに各移動局ＵＥの識別情報を含め、その識別情報をデータの単位の目印として用いている。各ＵＥのデータは識別情報により識別される。
特開２００８−９９２８３号公報 特開２００８−１０４０９６号公報
従来の通信システムでは、ＭＡＣヘッダに移動局の情報を付加することにより、制御の自由度が向上する。しかし、移動局ＵＥのＩＤ情報１１１、１２１とともに中継局ＲＳのＩＤ情報１３１を制御情報に含める。このため、制御情報の増加により通信効率が低下するという問題があった。
一実施形態による中継局は、複数の移動局からのそれぞれの移動局を示すスクランブル系列にてスクランブルされた信号をデスクランブルして、移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する抽出部と、抽出した物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換し、前記複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応する前記ＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する多重部とを有する。
他の実施形態による中継局は、複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応するデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含む基地局からの信号に含まれる前記複数の移動局に対応するＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換し、各移動局に対応するサービスデータユニットを分離する分離部と、分離した前記各移動局に対応するサービスデータユニットに、移動局の物理レイヤの識別情報に基づき移動局ごとのスクランブル系列を用いてスクランブルをかけて送信するスクランブル部とを有する。
一実施形態による、複数の移動局からの信号を基地局に中継する中継方法は、前記複数の移動局からのそれぞれの移動局を示すスクランブル系列にてスクランブルされた信号をデスクランブルして、移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する段階と、抽出した物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換する段階と、前記複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応する前記ＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する段階とを含む。
さらに他の実施形態による、基地局からの信号を複数の移動局に中継する中継方法は、前記信号は、複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応するデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含み、前記信号に含まれる前記複数の移動局に対応するＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換し、各移動局に対応するサービスデータユニットを分離する段階と、分離した前記各移動局に対応するサービスデータユニットに、移動局の物理レイヤの識別情報に基づき移動局ごとのスクランブル系列を用いてスクランブルをかけて送信する段階とを含む。
制御情報を減少させ通信効率を向上することができる。
従来のＭＡＣ中継タイプの通信システムを示す概略図である。 一実施形態による通信システムを示す概略図である。 一実施形態による中継局における処理を示す概略図である。 図３に続く、一実施形態による中継局における処理を示す概略図である。 ＵＥ多重後のＭＡＣ＿ＰＤＵのフォーマットを示す図である。 基地局の構成例を示すブロック図である。 中継局ＲＳの構成例を示すブロック図である。 移動局ＵＥの構成例を示すブロック図である。 図７に示した中継局のＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部の構成例を示すブロック図である。 図７に示した中継局のＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部の構成例を示すブロック図である。 中継局の立ち上がり時における、基地局と中継局との間の登録処理を示すシーケンス図である。 シグナリングに関する基地局の構成を示すブロック図である。 シグナリングに関する中継局の構成を示すブロック図である。 ダウンリンク時の基地局、中継局、移動局の動作を示すフロー図である。 アップリンク時の移動局、中継局、基地局の動作を示すフロー図である。 ダウンリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局の分離とＩＤの付け替えを示すフロー図である。 アップリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局の多重とＩＤの付け替えを示すフロー図である。 基地局集約型のスケジューラの構成を示すブロック図である。 図１８に示した基地局集約型のスケジューラ構成を用いる場合のスループットの拘束条件を説明するための図である。 基地局集約型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。 中継局分散型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。 中継局分散型スケジューラを用いた場合の中継局の構成例を示すブロック図である。
符号の説明
ＢＳ 基地局
ＲＳ 中継局
ＵＥ、ＵＥ１〜ｎ 移動局
６０１、６１６ Ｌ２バッファ
６０２ ＤＬスケジューラ制御信号発生部
６０３ ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
６０４ 符号化部
６０５ リレーＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
６０６ 変調部
６０７ 多重部
６０８ ＲＳ送信部
６０９ デュプレクサ（ＤＵＰ）
６１０ アンテナ
６１１ ＲＦ受信部
６１２ 復調部
６１３ リレーＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
６１４ 復号部
６１５ ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部
７０１、７１７ アンテナ
７０２、７１６ デュプレクサ（ＤＵＰ）
７０３、７１８ ＲＦ受信部
７０４、７１９ 分離部
７０５ ＤＬスケジューラ制御信号抽出部
７０６ ＵＬスケジューラ制御信号抽出部
７０７、７２０ 復調部
７０８ 中継局ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
７０９、７２２ 復号部
７１０ ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部
７１１、７２４ 符号化部
７１２ 移動局ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
７１３、７２６ 変調部
７１４ 多重部
７１５、７２７ ＲＦ送信部
７２１ 移動局ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
７２３ ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部
７２５ 中継局ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
８０１ アンテナ
８０２ デュプレクサ（ＤＵＰ）
８０３ ＲＦ受信部
８０４ 分離部
８０５ ＤＬスケジューラ制御信号抽出部
８０６ ＵＬスケジューラ制御信号抽出部
８０７ 復調部
８０８ 移動局ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
８０９ 復号部
８１０ ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部
８１１ ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
８１２ 符号化部
８１３ 移動局ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
８１４ 変調部
８１５ ＲＦ送信部
９０１ ＭＡＣヘッダ解析部
９０２ ＵＥ＿ＩＤ抽出部
９０３ ＩＤ変換部
９０４ 変換テーブル
１００１ ＩＤ変換部
１００２ 変換テーブル
１００３ ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ等に適用可能である。
図２は、一実施形態による通信システム２００を示す概略図である。通信システム２００は、移動局ＵＥ１、ＵＥ２と、中継局ＲＳと、基地局ＢＳとを含む。
移動局ＵＥ１は、送信データにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を加え、符号化した後に移動局ＵＥ１のスクランブル（Scramble）１を行って変調して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ２１としてアンテナから送信する。
また、移動局ＵＥ２は、送信データにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を加え、符号化した後に移動局ＵＥ２のスクランブル（Scramble）２（移動局ＵＥ１のスクランブル１とは異なる）を行って変調して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ２２としてアンテナから送信する。
以下、ＵＥ毎のスクランブル系列をＰＨＹ＿ＩＤと呼ぶ。
このように、ＵＥ＿ＩＤを、それに相当する特有のスクランブル系列（ＰＨＹ＿ＩＤ）に置き換えて通信することにより、ＭＡＣヘッダの付与量を低減することができる。
一方、基地局ＢＳからは、中継局ＲＳも１つの移動局ＵＥとして見える。中継局ＲＳは、一つのトランスポートブロックＴＢに複数の移動局ＵＥ１、ＵＥ２のＭＡＣ＿ＳＤＵを含めてＭＡＣ＿ＳＤＵとする。そのＭＡＣ＿ＳＤＵに、ＣＲＣを加え、符号化した後に中継局ＲＳを示すスクランブルＳ（ＰＨＹ＿ＩＤ）を行って変調して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ２３としてアンテナより送信する。
移動局ごと、または中継局ごとのスクランブルをかけるタイミングは、符号化前でも符号化後でもよい。
また、このような構成にすると、移動局ＵＥと中継局ＲＳとの間で用いていたＰＨＹ＿ＩＤの情報が欠落してしまうため、ＭＡＣ＿ＰＤＵの中にマッピングされた全ての移動局ＵＥのヘッダ情報を集めて、中継局ヘッダ２３１を生成しＭＡＣヘッダとして付与する。
このように、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２と中継局ＲＳとの間でＭＡＣヘッダの付与量を減らし、情報通信利用効率を向上することができる。
図３乃至図５を参照して中継局における処理を説明する。
図３は、一実施形態による中継局ＲＳにおける処理を示す概略図である。
図３に示したように、ＰＨＹレイヤにおいて、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２がそれぞれ送信する送信データ３１１、３１２には、移動局特有のスクランブルコードによるスクランブル化がされている。
中継局ＲＳは、ＵＥ特有のスクランブル系列をデスクランブルし、ＣＲＣチェックが成功すればそのスクランブル系列は正しいものと判定する。これにより各ＵＥのＰＨＹ＿ＩＤを抽出できる（ステップＡ１、Ａ２）。
デスクランブル用に適用するスクランブル系列については、予め中継局ＲＳでスケジューラ情報をトレーニングして特定しておくことが可能である。
ＣＲＣチェックが成功しＰＨＹ＿ＩＤを抽出すると、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２についてＭＡＣレイヤにてそれぞれＭＡＣ＿ＰＤＵ３２１、３２２とＰＨＹ＿ＩＤ３３１、３３２が得られる。
図４は、図３に続く、一実施形態による中継局ＲＳにおける処理を示す概略図である。
図３を参照して説明したように、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２のＭＡＣレイヤにおけるＭＡＣ＿ＰＤＵ３２１、３２２とＰＨＹ＿ＩＤ３３１、３３２が得られている。
移動局ＵＥごとに、ＰＨＹレイヤにおけるＰＨＹ＿ＩＤからＭＡＣレイヤにおけるＵＥ＿ＩＤへの変換を行う（ステップＢ）。
この変換は、例えば、ＰＨＹ＿ＩＤとＵＥ＿ＩＤを対応させて記憶しているテーブルから、ＰＨＹ＿ＩＤに対応するＵＥ＿ＩＤを検索することにより行う。ＰＨＹ＿ＩＤにより特定されるＵＥの識別情報が失われないように、検索したＵＥ＿ＩＤをＭＡＣヘッダに埋め込む。
なお、上記の変換は、物理レイヤにマッピングするために好適な形態にＰＨＹ＿ＩＤが変換されている場合に必要となる。しかし、ＰＨＹ＿ＩＤとＵＥ＿ＩＤが同一である場合は変換処理を行う必要はない。
次に、各ＵＥのＭＡＣ＿ＰＤＵを多重して、新たなＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップＣ）。これにより、各ＵＥのＭＡＣ＿ＰＤＵの先頭にＵＥ＿ＩＤ情報４１１、４１２を挿入した信号フォーマット４１が得られる。
図４に示したフォーマット４１では、ＵＥごとにまとまってＭＡＣ＿ＰＤＵが配置されているため、ＭＡＣヘッダとＭＡＣ＿ＳＤＵとが混在している。これをＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ等で送信しやすくするため、さらにフォーマット４１を図５のフォーマット５０のように変更してもよい。
図５は、ＵＥ多重後のＭＡＣ＿ＰＤＵのフォーマット５０を示す図である。
図５に示したフォーマット５０では、ＭＡＣヘッダ情報が全て先頭に集められている。
フォーマット５０は、移動局ＵＥ１、ＵＥ２にそれぞれ対応する、ＭＡＣレイヤにて挿入されているＰＨＹレイヤの制御情報であるＭＡＣコントロールエレメント（ＭＡＣ−ＣＥ（Control Element））５１１、５１２を含む。ＭＡＣコントロールエレメントは、ＭＡＣレイヤに挿入されている物理レイヤの制御情報を示す。
移動局ＵＥ１、ＵＥ２にそれぞれ対応するＭＡＣ＿ＳＤＵのフォーマット指令５２１、５２２は、ＭＡＣ＿ＳＤＵのＬＣＨ（Logical CHannel）や情報長等を通知する。
移動局ＵＥ１、ＵＥ２にそれぞれ対応するＣ−ＲＮＴＩ５３１、５３２は、基地局で管理しているＵＥ＿ＩＤであり、ＭＡＣレイヤ〜ＲＲＣレイヤにおいてＩＤとして使われる。Ｃ−ＲＮＴＩは基地局が自セルに在圏するユーザ装置各々に一意に割り当てる識別子である。
フォーマット５０は、さらに、ＭＡＣ＿ＳＤＵメッセージ５４１、５４２を含む。
このようにして、移動局ＵＥと中継局ＲＳとの間で、ＵＥ−ＩＤをＰＨＹレイヤにマッピングすることにより、ＭＡＣヘッダの冗長性を減らして無線帯域利用効率を向上することができる。さらに、中継局ＲＳは、ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成時に複数ＵＥを結合して一つのトランスポートブロックＴＢに含める情報を多くして符号化利得を向上させ、実行スループットを向上させることができる。
次に、図２乃至図５を参照して説明したＵＥ多重化を実現する基地局、中継局、移動局のそれぞれの構成を説明する。
図６は、基地局ＢＳの構成例を示すブロック図である。
ダウンリンク（ＤＬ）側の信号伝送時の動作を説明する。
コアネットワーク（図示せず）より基地局ＢＳに到来した情報パケットは、秘匿・ＩＰヘッダ圧縮などの上位レイヤにおける処理を受けた後に、送信先のＵＥに対応したＬ２バッファ６０１に格納される。
ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２は、適切なアルゴリズムに従ってそれぞれのＵＥに送信機会を与える制御信号を発生する。
図６では、基地局ＢＳから中継局ＲＳを経由してＵＥに送信される情報パケットの流れを示している。そのため、ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２は、中継局ＲＳに割り当てる情報パケット情報量と、その情報量から分配する中継局ＲＳ経由の各ＵＥの情報パケット量を考慮して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成を指令する。
ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部６０３は、ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２の制御信号に応じて、送信される情報量（トランスポートブロックＴＢ）ずつＬ２バッファ６０１から情報パケットを読み出し、所定フォーマットに従ってＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する。
ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部６０３は、ＵＥ＿ＩＤ情報を含むＭＡＣヘッダ情報を加えて、複数のＵＥを多重して一つのＭＡＣ＿ＰＤＵを生成し、符号化部６０４に送る。
符号化部６０４は、基地局ＢＳと中継局ＲＳの伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、スクランブル部６０５に送る。
スクランブル部６０５は、中継局ＲＳ向けを示すスクランブル化を行い、変調部６０６に送る。
変調部６０６は、適切な変調を行い、多重部６０７に送る。
多重部６０７は、ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２の制御信号とアップリンク（ＵＬ）スケジューラ制御信号発生部６１７の制御信号とを多重して、ＲＦ送信部６０８に送る。
ＲＦ送信部６０８は、ＲＦ（Radio frequency）帯にアップコンバートし、デュプレクサ（ＤＵＰ）６０９を介してアンテナ６１０から送信する。
次に、ＵＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
アンテナ６１０で受信された信号はデュプレクサ６０９を介してＲＦ受信部６１１に送られる。ＲＦ受信部６１１は、受信信号をベースバンド（Base Band）帯にダウンコンバートして、復調部６１２に送る。
復調部６１２は、過去に指令したＵＬスケジュール情報を基に適切な復調を行い、デスクランブル部６１３に送る。
デスクランブル部６１３は、中継局ＲＳから基地局ＢＳへの転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部６１４に送る。
復号部６１４は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部６１５に送る。
ＣＲＣチェックが成功した場合、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部６１５は、正しく受信できたＭＡＣ＿ＰＤＵからＭＡＣ＿ＳＤＵの切り出し処理を行う。そして、ＭＡＣヘッダに含まれたＵＥ＿ＩＤ情報に基づき、ＵＥごとにＬ２バッファ６１６の正しい場所に情報を格納する。
Ｌ２バッファ６１６は、情報パケットが複製できると上位レイヤへ転送する。
Ｌ２バッファ６１６から出力された情報は、秘匿解除・ＩＰヘッダ伸張などの処理を受けた後に、コアネットワーク（図示せず）へ出力される。
なお、図６に示した基地局ＢＳでは、ＵＥごとにＬ２バッファを設けたが、他の実施形態では、単一のＬ２バッファを複数のＵＥのために使用してもよい。
図７は、中継局ＲＳの構成例を示すブロック図である。
ＤＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
アンテナ７０１で受信された信号はデュプレクサ（ＤＵＰ）７０２を介してＲＦ受信部７０３に送られる。
ＲＦ受信部７０３は、受信信号をベースバンド帯にダウンコンバートし、分離部７０４に送る。
分離部７０４は、ＤＬスケジューラ情報とＵＬスケジューラ情報を読み出してＤＬスケジューラ制御信号抽出部７０５とＵＬスケジューラ制御信号抽出部７０６に送る。
復調部７０７は、読み出されたＤＬスケジューラ情報に基づいて、受信信号に中継局向けの復調を行い、ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７０８に送る。
ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７０８は、基地局ＢＳから中継局ＲＳへの転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部７０９に送る。
復号部７０９は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０に送る。復号部７０９で、ＣＲＣチェックをパスすれば、ＭＡＣ＿ＰＤＵが正しく受信できたことになる。
ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０は、ＭＡＣヘッダ情報を参照して、ＭＡＣ＿ＰＤＵからＭＡＣ＿ＳＤＵを分離し、中継局ＲＳ向けや各ＵＥ向けの信号を区分ける処理を行う。ここで、中継局ＲＳ向けの信号があれば、上位レイヤへ転送する。
符号化部７１１は、ＵＥごとに分離された受信信号を、ＵＥ単位で中継局とＵＥ間の伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部７１２に送る。
ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部７１２は、ＵＥ向けを示すスクランブル化を行い、変調部７１３に送る。
変調部７１３は、適切な変調を行って、多重部７１４に送る。
多重部７１４は、ＤＬスケジューラ制御信号抽出部７０５の制御信号とＵＬスケジューラ制御信号抽出部７０６の制御信号とを多重して、ＲＦ送信部７１５に送る。
ＲＦ送信部７１５は、ＲＦ帯にアップコンバートして、デュプレクサ（ＤＵＰ）７１６を介して、アンテナ７１７から送信する。
次に、ＵＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
アンテナ７１７で受信された信号は、デュプレクサ（ＤＵＰ）７１６を介して、ＲＦ受信部７１８に送られる。
ＲＦ受信部７１８は、受信信号をベースバンド帯にダウンコンバートして、分離部７１９に送る。
分離部７１９は、過去に指令されたＵＬスケジュール情報に基づき、ＵＥ毎に分離して、復調部７２０に送る。
復調部７２０は、それぞれのＵＥに対して適切な復調を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７２１に送る。
ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７２１は、ＵＥから中継局への転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部７２２に送る。
復号部７２２は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３に送る。ＣＲＣチェックをパスすると、正しくＭＡＣ＿ＰＤＵが受信できた事となる。
ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３は、ＣＲＣチェックをパスした全てのＵＥを、一つのＭＡＣ＿ＰＤＵとするＵＥ多重を行い、符号化部７２４に送る。なお、中継局ＲＳの上位レイヤから基地局ＢＳに送るべき信号がある場合、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３は、これも多重する。多重は、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤに相当する情報をＭＡＣヘッダに含め、ＵＥを識別できるようにして行う。
このように、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３がＭＡＣ＿ＰＤＵを再構築した後、符号化部７２４は、中継局ＲＳから基地局ＢＳへの伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部７２５に送る。
ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部は、中継局ＲＳから基地局ＢＳへの情報であることを示すスクランブル化を行い、変調部７２６に送る。
変調部７２６は、適切な変調を行い、ＲＦ送信部７２７に送る。
ＲＦ送信部７２７は、送信信号をＲＦ帯へアップコンバートし、デュプレクサ７０２を介してアンテナ７０１から送信する。
図８は、移動局ＵＥの構成例を示すブロック図である。
ＤＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
アンテナ８０１で受信された信号は、デュプレクサ８０２を介してＲＦ受信部８０３に送られる。
ＲＦ受信部８０３は、受信信号をベースバンド帯にダウンコンバートして、分離部８０４に送る。
分離部８０４は、ＤＬスケジューラ情報とＵＬスケジューラ情報を読み出し、復調部８０７に送る。また、ＤＬスケジューラ情報とＵＬスケジューラ情報はそれぞれＤＬスケジューラ制御信号抽出部８０５とＵＬスケジューラ制御信号抽出部８０６に送られる。
復調部８０７は、読みだしたＤＬスケジューラ情報を基にして、自機向けの復調を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部８０８に送る。
ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部８０８は、中継局ＲＳからＵＥへの転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部８０９に送る。
復号部８０９は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部８１０に送る。ＣＲＣチェックをパスするとＭＡＣ＿ＰＤＵが正しく受信できたことを意味する。
ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部８１０は、ＭＡＣヘッダ情報を用いて、ＭＡＣ＿ＰＤＵからＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し、上位レイヤへ転送する。
ＵＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
上位レイヤより発生した情報パケットは、秘匿やＩＰヘッダ圧縮などの処理を行ってＭＡＣ＿ＳＤＵ化される。
ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部８１１は、ＵＬスケジューラで指令された送信できる情報量の分だけＭＡＣ＿ＳＤＵを束ねてＭＡＣ＿ＰＤＵを生成して、符号化部８１２に送る。
符号化部８１２は、移動局ＵＥから中継局ＲＳへの伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部８１３に送る。
ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部８１３は、ＵＥから中継局向けを示すスクランブル化を行い、変調部８１４に送る。
変調部８１４は、適切な変調を行い、ＲＦ送信部８１５に送る。
ＲＦ送信部８１５は、ＲＦへアップコンバートして、デュプレクサ（ＤＵＰ）８０２を介してアンテナから送信する。
以上、基地局ＢＳ、中継局ＲＳ、移動局ＵＥにおける信号伝送時の動作を説明した。ここで、中継局ＲＳにおけるダウンリンク側のＵＥ分離とアップリンク側のＵＥ多重について、さらに詳しく説明する。
［ＵＥ分離］
図９は、図７に示した中継局ＲＳのＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０の構成例を示すブロック図である。
ＣＲＣチェックをパスしたＭＡＣ＿ＰＤＵは、ＭＡＣヘッダ解析部９０１に入力される。
ＭＡＣヘッダ解析部９０１は、入力されたＭＡＣ＿ＰＤＵのＭＡＣヘッダを解析し、ＵＥ＿ＩＤ抽出部９０２に送る。
ＵＥ＿ＩＤ抽出部９０２は、ＵＥごとに、ＭＡＣヘッダに含まれるＵＥ＿ＩＤと、そのＵＥ＿ＩＤに対応するＭＡＣ＿ＰＤＵとを抜き出す。ＵＥ＿ＩＤは、ＵＥごとにＩＤ変換部９０３に送られる。また、ＭＡＣ＿ＰＤＵは、ＵＥごとに符号化部７１１（図７）に送られる。
ＩＤ変換部９０３は、変換テーブル９０４を参照して、ＵＥ＿ＩＤをスクランブルとして用いるＰＨＹ＿ＩＤに変換する。そして、このＰＨＹ＿ＩＤは、ＵＥごとに符号化部７１１（図７）に送られる。
このように、ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０は、図２ないし５を参照して説明したＵＥ多重とは逆のＵＥ分離を行うことができる。
［ＵＥ多重］
図１０は、図７に示した中継局ＲＳのＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部７２３の構成例を示すブロック図である。
ＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部７２３には、ＣＲＣチェックをパスしたユーザ毎のＭＡＣ＿ＰＤＵと、それに対応するＰＨＹ＿ＩＤが入力される。
ＰＨＹ＿ＩＤは、ＩＤ変換部１００１により、変換テーブル１００２を用いて、ＭＡＣレイヤにて認証できるＵＥ＿ＩＤに変換される。変換されたＵＥ＿ＩＤとＭＡＣ＿ＰＤＵは、ユーザ毎にＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部１００３へ入力される。
ＰＤＵ生成部１００３は、図５を参照して説明した、ＵＥ＿ＩＤをＭＡＣヘッダに含めるフォーマットを利用して、対応するＵＥ全てを一つのＭＡＣ＿ＰＤＵに多重し、符号化部７２４に送る。
このように、ＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部７２３は、図２ないし５を参照して説明したＵＥ多重を行うことができる。
［中継局認識］
次に、中継局ＲＳの認識について説明する。
上記の実施形態による中継局ＲＳは、基地局ＢＳから見ると特別な移動局ＵＥであると認識される。
そこで、中継局ＲＳを新たに設置して立ち上げる時、または中継局ＲＳが省エネモード（RRC idle）からアクティブ(RRC connected)に立ち上がる時に、基地局ＢＳが中継局ＲＳを認識して通信を始めるまでの準備が必要である。
中継局ＲＳは、立ち上がる時、基地局ＢＳに対して普通の移動局ＵＥと同様にＲＡＣＨ処理でＲＲＣ接続要求を行い、次いで中継局の通信設定を行う。
図１１は、中継局ＲＳの立ち上がり時における、基地局ＢＳと中継局ＲＳとの間の登録処理を示すシーケンス図である。
中継局ＲＳは、基地局Ｂｓに対して自律的にＲＡＣＨプリアンブル（RACH preamble）を送信する（ステップ１１０１）。
基地局ＢＳは、ＲＡＣＨプリアンブル（RACH preamble）を感知すると、トラヒックに余裕があればそれに応じたＲＡＣＨレスポンス（RACH Response）を返す（ステップ１１０２）。
中継局ＲＳは、ＲＡＣＨプリアンブルを送信すると、それに対するＲＡＣＨレスポンスを待つ。そして、予め決められた時間内にＲＡＣＨレスポンスを受信すると、送信が許可されたと認識して移動局ＵＥのネットワークＩＤ相当を乗せてＲＲＣセットアップリクエスト（RRC setup Request）を送信する（ステップ１１０３）。
基地局ＢＳは、ＲＲＣセットアップリクエストを受信すると、移動局ＵＥのネットワークＩＤ相当を含めたコンテンション・チェック（Contention Check）を返す（ステップ１１０４）。このコンテンション・チェックは、単一の移動局ＵＥのＩＤを通知しているために、ＲＡＣＨプロシージャ（RACH procedure）中に他の移動局ＵＥと混線していても唯一のＵＥを選択できる。そのため、Contention Check（競合確認）と呼ばれる。
ここまではＲＡＣＨプロシージャ（RACH procedure）である。
中継局ＲＳは、ＲＡＣＨプロシージャ（RACH procedure）内のＲＲＣセットアップリクエスト（RRC setup Request）に対するＲＲＣセットアップリクエストコンプリート（RRC setup Request Complete）を基地局ＢＳに送信する（ステップ１１０５）。
中継局ＲＳは、その後、自局が中継局である事を示唆するリレー（Relay）指定通知を送信する（ステップ１１０６）。
基地局ＢＳは、この通知を受け取ると、通信相手が中継局ＲＳであると認識したことを示すリレー（Relay）指定応答を返す（ステップ１１０７）。
また、基地局ＢＳは、中継局ＲＳが必要とする設定情報（基地局と中継局間のＭＣＳ、中継局の送信電力、中継後の搬送波周波数など）をリレー（Relay）設定通知として送信する（ステップ１１０８）。
中継局ＲＳは、この設定を受けた時点で、中継局として機能するようになる。
図１１を参照して説明した登録処理のシーケンスを実現する、基地局ＢＳの動作を説明する。図１２は、シグナリングに関する基地局ＢＳの構成を示すブロック図である。
アンテナ１２０１で受信された信号は、デュプレクサ１２０２を経由してＰＨＹ１２０３に送られる。
ＰＨＹ１２０３は、受信信号からＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し、上位レイヤ受信部１２０４に送る。
上位レイヤ受信部１２０４は、受け取ったＭＡＣ＿ＳＤＵから無線部の制御命令を抽出する。
基地局ＢＳは、抽出された制御命令に基づき、中継局ＲＳを認識して正しく立ち上げるために次の処理回路を実装する。
Ｒｅｌａｙ指定受信部１２０５は、上位レイヤ受信部１２０４が抽出した制御命令から、中継局ＲＳがＲＡＣＨプロセス後に通知するＲｅｌａｙ指定通知メッセージを受信する。
Ｒｅｌａｙ初期設定部１２０６は、Ｒｅｌａｙ指定受信部１２０５が受信したＲｅｌａｙ指定通知メッセージに応じて、中継局ＲＳとの無線状態や周囲の基地局や中継局の設置状況を考慮して中継局ＲＳにおいて必要となる設定を決定する。
Ｒｅｌａｙ応答送信部１２０７は、中継局ＲＳからのＲｅｌａｙ指定通知を受け取った旨の応答（Ｒｅｌａｙ指定応答）を中継局ＲＳに返す。次に、Ｒｅｌａｙ初期設定部１２０６が決定したＲｅｌａｙ局初期設定値（Ｒｅｌａｙ設定通知）を上位レイヤ送信部１２０８に送る。
上位レイヤ送信部１２０８は、Ｒｅｌａｙ応答送信部１２０７からの応答とＲｅｌａｙ局初期設定値をＭＡＣ＿ＳＤＵとし、無線状態に合わせてＭＡＣ＿ＰＤＵを生成してＰＨＹ１２０９に送る。
ＭＡＣ＿ＰＤＵは、ＰＨＹ１２０９により信号フォーマットに変換され、デュプレクサ（ＤＵＰ）１２０２を介して、アンテナ１２０１から送信される。
次に、図１１を参照して説明した登録処理のシーケンスを実現する、中継局ＲＳの動作を説明する。図１３は、シグナリングに関する中継局の構成を示すブロック図である。
ＲＡＣＨプロセスが終わりＲＲＣ設定完了（RRC setup Complete）通知を基地局ＢＳに通知した後、Ｒｅｌａｙ指定送信部１３０１は、自局が普通のＵＥでは無く中継局である事を示す情報を送信する。
上位レイヤ送信部１３０２は、その情報をＭＡＣ＿ＳＤＵとし、無線状態に合わせてＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する。
ＰＨＹ１３０３は、上位レイヤ送信部１３０２が生成したＭＡＣ＿ＰＤＵを信号フォーマットに変換し、デュプレクサ（ＤＵＰ）１３０４を介してアンテナ１３０５から送信する。
一方、アンテナ１３０５で受信された信号は、デュプレクサ（ＤＵＰ）１３０４を介してＰＨＹ１３０６に送られる。
ＰＨＹ１３０６は、受信信号からＭＡＣＳＤＵを抽出し、上位レイヤ受信部１３０７に送る。
上位レイヤ受信部１３０７は、ＭＡＣ＿ＳＤＵから無線部の制御命令を抽出する。
抽出された制御命令に基づいて基地局ＢＳに認識して貰って正しく立ち上げるために中継局は次の処理回路を実装する。
Ｒｅｌａｙ応答受信部１３０８は、中継局ＲＳからのＲｅｌａｙ指定通知を受け取った旨の基地局ＢＳの応答（Ｒｅｌａｙ指定応答）を受信する。
この時、中継局として固有に使用するＰＨＹレイヤＩＤが割り当てられ、通信端末としてのＰＨＹ＿ＩＤの代わりに中継局としてのＰＨＹ＿ＩＤが適用される。
Ｒｅｌａｙ局設定受信部１３０９は、そのＲｅｌａｙ指定応答の後に続くＲｅｌａｙ局初期設定値を受信し、その設定値を自機に設定する。これにより、中継局ＲＳは、中継局としての動作を開始する。
図１４は、ダウンリンク時の基地局ＢＳ、中継局ＲＳ、移動局ＵＥの動作を示すフロー図である。
基地局ＢＳは、各ＵＥに対して設けられたＬ２バッファから送信データを取り出し（ステップ１４０１）、各ＵＥ向けの送信データが多重化されたＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップ１４０２）。このＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成し（ステップ１４０３）、送信信号として送信する（ステップ１４０４）。
中継局ＲＳは、基地局ＢＳが送信した送信信号を受信し（ステップ１４０５）、復調・復号する（ステップ１４０６）。復調・復号した受信データから移動局ＵＥごとにＭＡＣ＿ＳＤＵを分離して（ステップ１４０７）、ＰＨＹを生成し（ステップ１４０８）、送信信号として送信する（ステップ１４０９）。
各移動局ＵＥは、中継局ＲＳから送信された自局宛の送信信号を受信し（ステップ１４１０）、ＰＨＹを復調・復号する（ステップ１４１１）。復調・復号した受信データからＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し（ステップ１４１２）、受信データを自局のＬ２バッファに格納する（ステップ１４１３）。
図１５は、アップリンク時の移動局ＵＥ、中継局ＲＳ、基地局ＢＳの動作を示すフロー図である。
各移動局ＵＥ１〜ＵＥｎは、自局のＬ２バッファから送信データを取り出し（ステップ１５０１）、ＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップ１５０２）。このＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成し（ステップ１５０３）、送信信号として送信する（ステップ１５０４）。
中継局ＲＳは、各移動局ＵＥ１〜ＵＥｎが送信した送信信号を受信し（ステップ１５０５）、ＰＨＹを復調・復号してＭＡＣ＿ＳＤＵを得る（ステップ１５０６）。そして、求めたＭＡＣ＿ＳＤＵを多重してＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップ１５０７）。生成したＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成し（ステップ１５０８）、送信信号として送信する（ステップ１５０９）。
基地局ＢＳは、中継局ＲＳの送信信号を受信し（ステップ１５１０）、ＰＨＹを復調・復号する（ステップ１５１１）。そして、復調・復号したＰＨＹから移動局ＵＥごとのＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し、各移動局ＵＥに設けたＬ２バッファに受信データを格納する（ステップ１５１３）。
次に、ダウンリンク時の中継局ＲＳにおける、基地局ＢＳからのＰＨＹの復調・復号（図１４のステップ１４０６）から移動局ＵＥごとのＰＨＹの生成（図１４のステップ１４０８）までを、図１６を参照して詳細に説明する。
図１６は、ダウンリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局ＵＥの分離とＩＤの付け替えを示すフロー図である。
中継局ＲＳは、基地局ＢＳから受信したＰＨＹを復調・復号し（ステップ１６０１）、受信データに含まれるＭＡＣヘッダを解析する（ステップ１６０２）。そして、その受信データに多重されている移動局ＵＥのＵＥ＿ＩＤ数をカウントし（ステップ１６０３）、多重された移動局ＵＥの数を認識する（ステップ１６０４）。
次に、中継局ＲＳは、多重された移動局ＵＥごとに、ＭＡＣ＿ＰＤＵを抽出する（ステップ１６０５Ａ）。また、それと並行して、ＵＥ＿ＩＤを抽出し（ステップ１６０５Ｂ）、ＵＥ＿ＩＤをＰＨＹ＿ＩＤに変換する（ステップ１６０５Ｃ）。これらのステップ１６０１Ａ〜１６０５Ｃは各移動局ＵＥについて行われる（ステップ１６０５）。
次に、中継局ＲＳは、多重された移動局ＵＥごとに、抽出したＭＡＣ＿ＰＤＵと変換したＰＨＹ＿ＩＤに基づき、ＰＨＹを生成する（ステップ１６０６）。
次に、アップリンク時の中継局ＲＳにおける、移動局ＵＥからのＰＨＹの復調・復号（図１５のステップ１５０６）から基地局ＢＳへのＰＨＹの生成（図１５のステップ１５０８）までを、図１７を参照して詳細に説明する。
図１７は、アップリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局ＵＥの多重とＩＤの付け替えを示すフロー図である。
中継局ＲＳは、各移動局ＵＥから受信したＰＨＹを復調・復号する（ステップ１７０１Ａ）。復調・復号した受信データからＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し（ステップ１７０１Ｂ）、それと並行してＰＨＹ＿ＩＤの抽出（ステップ１７０１Ｃ）及びＰＨＹ＿ＩＤからＵＥ＿ＩＤへの変換（ステップ１７０１Ｄ）を行う。これらステップ１７０１Ａ〜１７０１Ｄは、移動局ＵＥごとに行われる（ステップ１７０１）。
次に、中継局ＲＳは、抽出したＭＡＣ＿ＳＤＵと変換したＵＥ＿ＩＤに基づきＭＡＣ＿ＰＤＵを生成し（ステップ１７０２）、そのＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成する（ステップ１７０３）。
図６〜８を参照してそれぞれ説明した基地局ＢＳ、中継局ＲＳ、及び移動局ＵＥでは、基地局にスケジューラ機能を集約した構成となっている。スケジューラ機能の一部を中継局ＲＳに分散することもできる。以下、スケジューラの構成について説明する。
図１８は、基地局集約型のスケジューラ１８００の構成を示すブロック図である。
スケジューラ１８００は、まず、マスターとして、基地局（ｅＮＢ）と中継局（Ｒｅｌａｙ）間の伝搬路に応じたリソース割り当てを行うスケジューラ部１８０１を有する。
そして、スケジューラ部１８０１が割り当てたリソースを上限として、中継局（Ｒｅｌａｙ）とそれぞれの移動局ＵＥに対して、伝搬路に応じたリソース割り当てを行うスケジューラ部１８０２を有する。
そして、基地局と中継局のスケジューラ部１８０１からの制御信号と、中継局と移動局ＵＥのスケジューラ部１８０２からの制御信号とを多重して通知するスケジューラ制御信号部１８０３を有する。
図１９は、図１８に示した基地局集約型のスケジューラ構成をとったときのスループットの拘束条件を説明するための図である。
基地局から中継局と移動局ＵＥのスケジューリングを行う場合、中継局はデータをバッファする必要が無い。そこで、例えば基地局と中継局との間で１００Ｍｂｐｓで通信している場合、中継局と各移動局ＵＥ１〜ＵＥ３との間での通信レートの総計を１００Ｍｂｐｓ以下である必要がある。つまり、中継局と３つの移動局ＵＥ１〜ＵＥ３が通信して、それぞれの通信レートがαＭｂｐｓ、βＭｂｐｓ、γＭｂｐｓであるとすると、以下の拘束条件を満たさねばならない。
Figure 0005304889
図２０は、基地局集約型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。
この場合、中継局で再スケジューリングができないため、ＭＡＣが一部終端していない。そのため、スケジューラはそれを考慮して２層構成で多重して通知する。
以上の基地局集約型スケジューラに対し、スケジューラ機能の一部を中継局に分散する中継局分散型スケジューラについて説明する。
図２１は、中継局分散型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。
基地局と中継局がそれぞれスケジューリング機能を備えるため、図２１に示したように、中継局でＭＡＣが完全に終端している。完全に独立したスケジューリングを行うために、中継局にはバッファが必要となる。
図２２は、中継局分散型スケジューラを用いた場合の中継局ＲＳの構成例を示すブロック図である。
図２２に示した中継局ＲＳは、各移動局ＵＥ１〜ＵＥｎに対してＬ２バッファ（L2 Buffer）２２０１、２２０２を有し、基地局ＢＳと中継局ＲＳとの間、及び中継局ＲＳと各移動局ＵＥ１〜ＵＥｎとの間を完全に独立したスケジューリングで動作させることができる。
そのため、基地局側では、ＤＬ/ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２２０３、２２０４を有し、基地局からのスケジューラ制御信号を用いる。
一方、移動局側では、ＤＬ/ＵＬスケジューラ制御信号生成部２２０５、２２０６を有し、基地局側とは独立したスケジューリングで動作している。
また、スケジューリングの独立性が確保されているために、図１９を参照して説明した、基地局集約型スケジューラのような拘束条件は該当しない。中継局ＲＳはＬ２バッファ（L2 Buffer）のバッファ量やＱｏＳを考慮してリソース割り当てが可能である。
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
本発明は、無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法に適用可能である。

Claims (9)

  1. 複数の移動局からのそれぞれの移動局を示すスクランブル系列にてスクランブルされた信号をデスクランブルして、移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する抽出部と、
    抽出した物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換し、前記複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応する前記ＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する多重部とを有する中継局。
  2. 前記抽出部は、移動局の物理レイヤの識別情報を移動局ごとのスクランブル系列に基づき抽出する、請求項１に記載の中継局。
  3. 構成した前記プロトコルデータユニットを、前記複数の移動局のスクランブル系列とは異なる前記中継局のスクランブル系列でスクランブルを行うスクランブル部をさらに有する、請求項２に記載の中継局。
  4. 基地局とのコネクション確立後、自局が中継局である旨を示す信号を前記基地局に送信し、前記基地局から中継局としてのスクランブル系列を取得する設定部をさらに有する、請求項１ないし３に記載の中継局。
  5. 請求項１に記載の中継局が中継した複数の移動局からの信号を受信できる基地局であって、
    前記信号の物理レイヤの中継局識別情報を認証するデスクランブル部と、
    前記物理レイヤから複数の移動局からの信号を抽出する抽出部とを有する基地局。
  6. 複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応するデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含む基地局からの信号に含まれる前記複数の移動局に対応するＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換し、各移動局に対応するサービスデータユニットを分離する分離部と、
    分離した前記各移動局に対応するサービスデータユニットに、移動局の物理レイヤの識別情報に基づき移動局ごとのスクランブル系列を用いてスクランブルをかけて送信するスクランブル部とを有する中継局。
  7. 複数の移動局からの信号を基地局に中継する中継方法であって、
    前記複数の移動局からのそれぞれの移動局を示すスクランブル系列にてスクランブルされた信号をデスクランブルして、移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する段階と、
    抽出した物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換する段階と、
    前記複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応する前記ＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する段階とを含む中継方法。
  8. 移動局の物理レイヤの識別情報を移動局ごとのスクランブル系列に基づき抽出する、請求項７に記載の中継方法。
  9. 基地局からの信号を複数の移動局に中継する中継方法であって、
    前記信号は、複数の移動局に対応する物理レイヤの制御情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットのフォーマット指令をヘッダに追加情報として含み、前記複数の移動局に対応するデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に対応し基地局で管理する識別情報と、前記複数の移動局に対応するサービスデータユニットを含み、
    前記信号に含まれる前記複数の移動局に対応するＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換し、各移動局に対応するサービスデータユニットを分離する段階と、
    分離した前記各移動局に対応するサービスデータユニットに、移動局の物理レイヤの識別情報に基づき移動局ごとのスクランブル系列を用いてスクランブルをかけて送信する段階とを含む中継方法。
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