JP5454792B2 - 無線中継局装置及び無線中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）システムにおいて、リレー伝送技術を利用する無線中継局装置及び無線中継方法に関する。

３ＧＰＰ（3^rd Generation Partnership Project）において、第３世代移動通信システムの発展規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）からのさらなる高速・大容量通信を実現する第４世代移動通信システムとして、ＬＴＥ−Advanced（ＬＴＥ−Ａ）の標準化が進められている。ＬＴＥ−Ａは、高速・大容量通信の実現に加え、セル端ユーザのスループット向上を重要課題としており、その一手段として、無線基地局装置〜移動端末装置間の無線伝送を中継するリレー技術が検討されている。リレー技術を用いることで、有線バックホールリンクの確保が困難な場所などで、効率的にカバレッジを拡大できることが期待される。

リレー技術においては、レイヤ１リレー、レイヤ２リレー、レイヤ３リレーがある。レイヤ１リレーは、ブースター、若しくはリピータとも呼ばれる中継技術であり、無線基地局装置からの下り受信ＲＦ信号を電力増幅して移動端末装置に送信するＡＦ（Amplifier and Forward）型中継技術である。移動端末装置からの上り受信ＲＦ信号も、同様に電力増幅して無線基地装置に送信される。レイヤ２リレーは、無線基地局装置からの下り受信ＲＦ信号を復調・復号後、再度符号化・変調を行い、移動端末装置に送信するＤＦ（Decode and Forward）型中継技術である。レイヤ３リレーは、無線基地局装置からの下り受信ＲＦ信号を復号後、復調・復号処理に加えて、ユーザデータを再生してから、再度無線でユーザデータ伝送を行うための処理（秘匿、ユーザデータ分割・結合処理など）を行い、符号化・変調後に移動端末装置に送信する中継技術である。現在３ＧＰＰにおいては、雑音除去による受信特性の向上、標準仕様検討、及び実装上の容易性の観点から、レイヤ３リレー技術について標準化が進められている。

図１は、レイヤ３リレーによる無線中継技術の概要を示す図である。レイヤ３リレーの無線中継局装置（ＲＮ）は、ユーザデータ再生処理、変復調、及び符号・復号処理を行うことに加え、無線基地局装置（ｅＮＢ）と異なる固有のセルＩＤ（ＰＣＩ：Physical Cell ID）を持つことを特徴とする。これにより、移動端末装置（ＵＥ）は、無線中継局装置が提供するセルＢを、無線基地局装置が提供するセルＡとは異なるセルとして認識する。また、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）などの物理層の制御信号は、無線中継局装置で終端されるため、無線中継局装置は移動端末装置から見て、無線基地局装置として認識される。したがって、ＬＴＥの機能のみを有する移動端末装置も無線中継局装置に接続することができる。

また、無線基地局装置〜無線中継局装置間のバックホールリンク（Ｕｎ）、及び無線中継局装置〜移動端末装置間のアクセスリンク（Ｕｕ）は、異なる周波数若しくは同一の周波数で運用することが考えられ、後者の場合、無線中継局装置で送受信処理を同時に行うと、送受信回路内で十分なアイソレーションが確保できない限り、送信信号が無線中継局装置の受信機に回り込み、干渉を引き起こす。このため、図２に示すように、同一周波数（ｆ１）で運用する場合は、バックホールリンク及びアクセスリンクの無線リソース（ｅＮＢ送信とリレー送信）を時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）し、無線中継局装置において送受信が同時に行われないよう制御する必要がある（非特許文献１）。このため、例えば、下りリンクでは、無線中継局装置は、無線基地局装置からの下り信号を受信している間、移動端末装置に対して下り信号を送信することはできない。

なお、無線基地局装置（ｅＮＢ）から無線中継局装置（ＲＮ）を経由して移動端末装置（ＵＥ）に下りリンク信号を送信する場合、図３（ａ）に示すように、ｅＮＢから一つのＲＮを経由してＵＥに送信する態様（単一ホップリレー）と、図３（ｂ）に示すように、ｅＮＢから複数（図３（ｂ）では２つ）のＲＮを経由してＵＥに送信する態様（複数ホップリレー）とがある。

３ＧＰＰ，ＴＲ３６．８１４

上述したように、リレー伝送の態様には、単一ホップリレーと複数ホップリレーがある。複数のＲＮを経由する複数ホップリレーにおいては、複数のリレーのために遅延が増大してしまう。このため、無線中継局装置においては、受信した信号が単一ホップリレーの信号か複数ホップリレーの信号かを識別できることが望ましい。しかしながら、現状においては、無線中継局装置で複数ホップリレーの信号であるかを識別することができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、無線中継局装置で複数ホップリレーの信号であるかを識別することができ、下りリンク信号を適切に中継することができる無線中継局装置及び無線中継方法を提供することを目的とする。

本発明の無線中継局装置は、下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継局装置であって、下りリンクのデータ信号が他の無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を受信する受信手段と、複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する復調手段と、前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を合成する合成手段と、前記合成後のデータ信号を変調する変調手段と、前記変調後のデータ信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。また、本発明の無線中継局装置は、下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継局装置であって、下りリンクのデータ信号が他の無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を受信する受信手段と、複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する復調手段と、前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち中継するデータ信号を選択する選択手段と、前記選択されたデータ信号を変調する変調手段と、前記変調後のデータ信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の無線中継方法は、下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継方法であって、第１無線中継局装置又は無線基地局装置において、下りリンクのデータ信号が無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を生成する工程と、前記制御信号を下りリンクで送信する工程と、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信する工程と、複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する工程と、前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を合成する工程と、前記合成後のデータ信号を変調する工程と、前記変調後のデータ信号を送信する工程と、を具備することを特徴とする。また、本発明の無線中継方法は、下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継方法であって、第１無線中継局装置又は無線基地局装置において、下りリンクのデータ信号が無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を生成する工程と、前記制御信号を下りリンクで送信する工程と、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信する工程と、複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する工程と、前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち中継するデータ信号を選択する工程と、前記選択されたデータ信号を変調する工程と、前記変調後のデータ信号を送信する工程と、を具備することを特徴とする。

本発明においては、第１無線中継局装置又は無線基地局装置で、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成し、前記制御信号を下りリンクで送信し、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて下りリンク信号を復調し、前記復調後の下りリンク信号を変調し、前記変調後の下りリンク信号を送信するので、無線中継局装置で複数ホップリレー伝送の信号であるかを識別し、下りリンク信号を適切に中継することができる。

リレー伝送技術を説明するための図である。 バックホールリンク及びアクセスリンクの無線リソースを説明するための図である。 （ａ）は単一ホップリレーを説明するための図であり、（ｂ）は複数ホップリレーを説明するための図である。 本発明に係る無線中継方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る無線中継局装置の送信側の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る無線中継局装置の受信側の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態２に係る無線中継局装置の受信側の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係る無線中継局装置の受信側の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態４に係る無線中継局装置の受信側の構成を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図４において、セルＡは、無線基地局装置（ｅＮＢ）が提供するセルであり、セルＢは、無線中継局装置（ＲＮ）＃１が提供するセルであり、セルＣは、無線中継局装置（ＲＮ）＃２が提供するセルである。

図４に示す構成においては、ｅＮＢ〜ＲＮ＃１間のバックホールリンク＃１、ＲＮ＃１〜ＲＮ＃２間のバックホールリンク＃２、ｅＮＢ〜ＲＮ＃２間のバックホールリンク＃３がある。ＲＮ＃２においては、ｅＮＢからＲＮ＃１を経由した下りリンク信号、すなわちバックホールリンク＃１，＃２を介した下りリンク信号（複数ホップリレー伝送）と、ｅＮＢからの（ＲＮを経由することなく）下りリンク信号、すなわちバックホールリンク＃３を介した下りリンク信号（単一ホップリレー伝送）とを受信する。

ＲＮ＃２においては、バックホールリンク＃１，＃２を介した下りリンク信号とバックホールリンク＃３を介した下りリンク信号とを識別することができないので、本発明においては、無線中継局装置を経由した旨の制御信号（複数ホップリレー伝送を識別する制御信号）を採用し、この制御信号をＲＮに送信する（複数ホップリレー伝送であることを通知する）。この場合において、前記制御信号は、リレー伝送用の下り制御チャネル（Ｒ−ＰＤＣＣＨ：Relay-Physical Downlink Control Channel）あるいは下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel）に多重することが好ましい。また、前記制御信号は、ＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel）あるいはＤＢＣＨ（Dynamic Broadcast Channel）に多重しても良い（Higher-layer signaling）。この場合には、制御信号は、例えば、ＳＩＢ（System Information Block）やＭＩＢ（Master Information Block）に含められる。

ここで、制御信号は、無線中継局装置の経由の有無を識別できる信号でも良く、具体的に無線中継局装置の経由回数を示す信号でも良い。

無線中継局装置は、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を受信し、この制御信号に基づいて適切に下りリンク信号を中継する。この場合において、無線中継局装置は、前記制御信号に基づいて、複数の（異なる）伝搬経路からの下りリンク信号を合成しても良い。例えば、図４においては、ＲＮ＃２において、バックホールリンク＃２の下りリンク信号とバックホールリンク＃３の下りリンク信号を合成する。このように、異なる伝搬経路の下りリンク信号を合成することにより、合成を行わない場合に比較して高い受信品質を実現することが可能となる。なお、下りリンク信号を合成する場合において、無線中継局装置の経由回数（ホップ数）が多い信号は、合成信号について遅延を増大させる可能性があるので、合成しないようにしても良い。

本発明においては、無線中継局装置を経由した旨の制御信号に基づいて、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち中継する下りリンク信号を選択しても良い。例えば、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち無線中継局装置の経由回数（ホップ数）が少ない下りリンク信号を選択しても良く、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち受信電力（又は受信ＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio））が高い下りリンク信号を選択しても良い。例えば、図４においては、バックホールリンク＃２の下りリンク信号とバックホールリンク＃３の下りリンク信号で、ホップ数が少なくなるように（遅延が少なくなるように）、バックホールリンク＃３の下りリンク信号を選択してこの下りリンク信号のみを中継しても良い。また、図４において、バックホールリンク＃２の下りリンク信号の受信電力（又は受信ＳＩＮＲ）がバックホールリンク＃３の下りリンク信号の受信電力（又は受信ＳＩＮＲ）よりも高いときには、より高いスループットが実現できるように、バックホールリンク＃２の下りリンク信号を選択してこの下りリンク信号のみを中継しても良い。

また、無線中継局装置は、前記制御信号に基づいて、複数の（異なる）伝搬経路からの下りリンク信号を合成した後の合成信号を選択してこの合成信号を下りリンク信号として中継しても良い。例えば、図４においては、バックホールリンク＃２の下りリンク信号とバックホールリンク＃３の下りリンク信号の合成信号を中継しても良い。

本発明においては、無線中継局装置を経由した旨の制御信号に基づかずに、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち中継する下りリンク信号を選択しても良い。例えば、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち受信電力（又は受信ＳＩＮＲ）が高い下りリンク信号を選択しても良く、受信電力（又は受信ＳＩＮＲ）の閾値を予め設定し、この閾値を超えた下りリンク信号のみを選択しても良い。例えば、図４においては、バックホールリンク＃２の下りリンク信号の受信電力（又は受信ＳＩＮＲ）がバックホールリンク＃３の下りリンク信号の受信電力（又は受信ＳＩＮＲ）よりも高いときに、バックホールリンク＃２の下りリンク信号の受信信号レベルとバックホールリンク＃３の下りリンク信号の受信信号レベルとを比較して、より受信電力が高いバックホールリンク＃２の下りリンク信号を選択してこの下りリンク信号のみを中継しても良い。あるいは、バックホールリンク＃２の下りリンク信号の受信信号レベル及びバックホールリンク＃３の下りリンク信号の受信信号レベルと閾値とを比較して、閾値を超えた下りリンク信号を選択してこの下りリンク信号のみを中継しても良い。

（実施の形態１）
図５は、本発明の実施の形態に係る無線中継局装置の送信側の概略構成を示すブロック図である。図５に示す構成は、無線基地局装置の送信側と同様の構成である。図５に示す無線中継局装置の送信側は、データ信号生成部５０１と、チャネル符号化部５０２，５０７と、変調部５０３，５０８と、マッピング部５０４と、制御信号生成部５０５と、下り制御情報生成部５０６と、制御チャネル多重部５０９と、インタリーブ部５１０と、参照信号生成部５１１と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部５１２と、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部５１３とから主に構成されている。

データ信号生成部５０１は、リレーノード（ＲＮ）に対して送信する下りリンクのデータ信号や、リレーＵＥ（リレーノード配下の移動端末装置）に対して送信する下りリンクのデータ信号を生成する。データ信号生成部５０１は、これらの下りリンクのデータ信号をチャネル符号化部５０２に出力する。

チャネル符号化部５０２は、下りリンクのデータ信号をチャネル符号化する。チャネル符号化部５０２は、チャネル符号化後のデータ信号を変調部５０３に出力する。変調部５０３は、チャネル符号化後のデータを変調する。変調部５０３は、データ変調後のデータ信号をマッピング部５０４に出力する。マッピング部５０４は、周波数領域の信号をリソース割り当て情報に基づき、サブキャリアにマッピングする。マッピング部５０４は、マッピングされたデータ信号をＩＦＦＴ部５１２に出力する。

制御信号生成部５０５は、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成する。この場合の制御信号は、無線中継局装置を経由したことが識別できる信号であれば良い。例えば、無線中継局装置の経由の有無を示す１ビットの信号（フラグ）でも良く、無線中継局装置の経由回数を示す信号でも良い。制御信号生成部５０５は、制御信号を下り制御情報生成部５０６に出力する。

下り制御情報生成部５０６は、Ｒ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨで送信する下り制御情報を生成する。下り制御情報生成部５０６は、下り制御情報をチャネル符号化部５０７に出力する。チャネル符号化部５０７は、下り制御情報をチャネル符号化する。チャネル符号化部５０７は、チャネル符号化後の下り制御情報を変調部５０８に出力する。変調部５０８は、チャネル符号化後の下り制御情報を変調する。変調部５０８は、データ変調後の下り制御情報を制御チャネル多重部５０９に出力する。

制御チャネル多重部５０９は、Ｒ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨに下り制御情報や制御信号を多重する。制御チャネル多重部５０９は、多重した信号をインタリーブ部５１０に出力する。インタリーブ部５１０は、制御チャネルに多重された制御チャネル信号をインタリーブする。インタリーブ部５１０は、インタリーブ後の信号をＩＦＦＴ部５１２に出力する。

参照信号生成部５１１は、参照信号を生成し、その参照信号をＩＦＦＴ部５１２に出力する。ＩＦＦＴ部５１２は、データ信号、制御チャネル信号及び参照信号をＩＦＦＴして時間領域の信号に変換する。ＩＦＦＴ部５１２は、ＩＦＦＴ後の信号をＣＰ挿入部５１３に出力する。ＣＰ挿入部５１３は、ＩＦＦＴ後の信号にＣＰを挿入する。ＣＰが挿入された信号は、バックホールリンクにおける下りリンクで送信される。このようにして、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を無線中継局装置に送信することができる。これにより、前記制御信号を受信した無線中継局装置は、受信した下りリンク信号が無線中継局装置を経由した信号であるかどうかを識別することができ、それに基づいて適切に下りリンク信号を中継することができる。

図６は、本発明の実施の形態１に係る無線中継局装置の受信側の概略構成を示すブロック図である。図６に示す無線中継局装置は、ＣＰ除去部６０１と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部６０２と、デマッピング部６０３と、下り共有データ復調部６０４と、デインタリーブ部６０５と、制御情報復調部６０６と、チャネル推定部６０７とを有する。

ＣＰ除去部６０１は、受信信号からＣＰを除去する。ＣＰ除去部６０１は、ＣＰ除去後の信号をＦＦＴ部６０２に出力する。ＦＦＴ部６０２は、ＣＰ除去後の信号にＦＦＴ処理を行う。ＦＦＴ部６０２は、ＦＦＴ後の信号をデマッピング部６０３に出力する。デマッピング部６０３は、ＦＦＴ後の信号をデマッピングし、デマッピング後の信号を下り共有データ復調部６０４に出力すると共に、デインタリーブ部６０５及びチャネル推定部６０７に出力する。

チャネル推定部６０７は、参照信号を用いてチャネル推定し、そのチャネル推定値を下り共有データ復調部６０４及び制御情報復調部６０６に出力する。デインタリーブ部６０５は、デマッピング後の信号をデインタリーブする。デインタリーブ部６０５は、デインタリーブ後の信号を制御情報復調部６０６に出力する。

制御情報復調部６０６は、下り制御情報や制御信号を含む制御情報を、チャネル推定部６０７で得られたチャネル推定値を用いて復調する。これにより、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を復調することができ、受信した下りリンク信号について、無線中継局装置を経由したかどうか（あるいは何回無線中継局装置を経由したか（ホップ数））を識別することができる。制御情報復調部６０６は、復調した下り制御情報や制御信号を下り共有データ復調部６０４に出力する。

下り共有データ復調部６０４は、下り共有データ信号を、チャネル推定部６０７で得られたチャネル推定値を用いて復調する。このようにして得られたデータ信号は、再びチャネル符号化され、変調された後に、下りリンク信号としてリレーＵＥ又は他のＲＮに送信される。

上記構成を有する無線中継局装置による無線中継方法について説明する。本発明に係る無線中継方法は、第１無線中継局装置又は無線基地局装置で、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成し、前記制御信号を下りリンクで送信し、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて下りリンク信号を復調し、前記復調後の下りリンク信号を変調し、前記変調後の下りリンク信号を送信する。

具体的に、図４に示す構成を用いて説明する。まず、ｅＮＢからＲＮ＃１又はＲＮ＃２にバックホールリンク＃１又はバックホールリンク＃３で下りリンク信号を送信する場合について説明する。この場合においては、制御信号生成部５０５で、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成する。ここでは、無線中継局装置を経由していないので、無線中継局装置を経由していない旨の制御信号（例えば、ビット”０”）を生成する。そして、この制御信号が多重された信号がバックホールリンク＃１又はバックホールリンク＃３のＲ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨでＲＮ＃１に送信される。ＲＮ＃１又はＲＮ＃２においては、制御情報復調部６０６において、無線中継局装置を経由していない旨の制御信号（例えば、ビット”０”）を復調する。これにより、ＲＮ＃１又はＲＮ＃２はｅＮＢから受信した下りリンク信号が無線中継局装置を経由していないことを識別することができる。また、ＲＮ＃１又はＲＮ＃２の下り共有データ復調部６０４において、バックホールリンク＃１又はバックホールリンク＃３のＲ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨで送信された下り共有データ信号を復調する。その後、ＲＮ＃１又はＲＮ＃２においては、制御信号に基づいて（無線中継局装置を経由していないことを考慮して）、必要に応じて復調後の下り共有データ信号に対して適切な処理を行って、他のＲＮやリレーＵＥに下り共有データ信号を送信する。

次に、ＲＮ＃１からＲＮ＃２にバックホールリンク＃２で下りリンク信号を送信する場合について説明する。この場合においては、制御信号生成部５０５で、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成する。ここでは、無線中継局装置を経由しているので、無線中継局装置を経由している旨の制御信号（例えば、ビット”１”）を生成する。そして、この制御信号が多重された信号がバックホールリンク＃１のＲ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨでＲＮ＃２に送信される。ＲＮ＃２においては、制御情報復調部６０６において、無線中継局装置を経由している旨の制御信号（例えば、ビット”１”）を復調する。これにより、ＲＮ＃２はＲＮ＃１から受信した下りリンク信号が無線中継局装置を経由していることを識別することができる。また、ＲＮ＃２の下り共有データ復調部６０４において、バックホールリンク＃２のＲ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨで送信された下り共有データ信号を復調する。その後、ＲＮ＃２においては、制御信号に基づいて（無線中継局装置を経由していないことを考慮して）、必要に応じて復調後の下り共有データ信号に対して適切な処理を行い、再度チャネル符号化や変調を行った後に、他のＲＮやリレーＵＥに下り共有データ信号を送信する。

このように、本実施の形態に係る無線中継方法においては、第１無線中継局装置又は無線基地局装置で、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成し、前記制御信号を下りリンクで送信し、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて下りリンク信号を復調し、前記復調後の下りリンク信号を変調し、前記変調後の下りリンク信号を送信するので、第２無線中継局装置で複数ホップリレー伝送の信号であるかを識別し、下りリンク信号を適切に中継することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態においては、無線中継局装置が、制御信号に基づいて、複数の（異なる）伝搬経路からの下りリンク信号を合成する場合について説明する。本実施の形態における無線中継局装置の送信側の構成については図５に示す構成と同じである。

図７は、本発明の実施の形態２に係る無線中継局装置の受信側の概略構成を示すブロック図である。図７において図６と同じ部分については図６と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図７に示す無線中継局装置は、下り共有データ復調部６０４で復調された複数の下り共有データ信号を合成する下り共有データ合成部６０８を備えている。

下り共有データ合成部６０８は、異なる伝搬経路の下り共有データ信号を合成する。このようにして得られた合成データ信号は、再びチャネル符号化され、変調された後に、下りリンク信号としてリレーＵＥ又は他のＲＮに送信される。下り共有データ合成部６０８においては、無線中継局装置の経由回数（ホップ数）が多い信号は、合成信号について遅延を増大させる可能性があるので、合成しないようにしても良い。

上記構成を有する無線中継局装置による無線中継方法について説明する。具体的に、図４に示す構成を用いて説明する。ｅＮＢ及びＲＮ＃１の制御信号生成部５０５において、無線中継局装置の経由の有無の制御信号を生成する。ここでは、ｅＮＢでは、無線中継局装置を経由していないので、無線中継局装置を経由していない旨の制御信号（例えば、ビット”０”）を生成する。ＲＮ＃１では、無線中継局装置を経由しているので、無線中継局装置を経由している旨の制御信号（例えば、ビット”１”）を生成する。そして、この制御信号が多重された信号がそれぞれバックホールリンク＃２又はバックホールリンク＃３のＲ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨでＲＮ＃２に送信される。ＲＮ＃２においては、制御情報復調部６０６において、無線中継局装置の経由の有無の制御信号（例えば、ビット”０”、ビット”１”）を復調する。また、ＲＮ＃２の下り共有データ復調部６０４において、バックホールリンク＃２又はバックホールリンク＃３のＲ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨで送信された下り共有データ信号を復調する。

下り共有データ合成部６０８においては、バックホールリンク＃２を介して受信した下り共有データ信号と、バックホールリンク＃３を介して受信した下り共有データ信号とを合成する。このとき、下り共有データ合成部６０８においては、無線中継局装置の経由の有無の制御信号に基づいて複数の下り共有データ信号を合成するかどうかを決定することが好ましい。すなわち、前記制御信号がホップ数を示す情報を含む場合には、無線中継局装置の経由回数（ホップ数）が多い信号を除去し、ホップ数が少ない信号を合成することができる。これにより、高い受信品質を実現することが可能となる。その後、ＲＮ＃２においては、再度チャネル符号化や変調を行った後に、他のＲＮやリレーＵＥに下り共有データ信号を送信する。

このように、本実施の形態に係る無線中継方法においては、第１無線中継局装置又は無線基地局装置で、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成し、前記制御信号を下りリンクで送信し、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて下りリンク信号を復調し、前記復調後の下りリンク信号を合成した後に、変調し、前記変調後の下りリンク信号を送信するので、第２無線中継局装置で複数ホップリレー伝送の信号であるかを識別し、下りリンク信号を適切に中継することができると共に、高い受信品質を実現することが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態においては、無線中継局装置が、制御信号に基づいて、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち中継する下りリンク信号を選択する場合について説明する。本実施の形態における無線中継局装置の送信側の構成については図５に示す構成と同じである。

図８は、本発明の実施の形態３に係る無線中継局装置の受信側の概略構成を示すブロック図である。図８において図６と同じ部分については図６と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図８に示す無線中継局装置は、無線中継局装置を経由した旨の制御信号に基づいて、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち中継する下りリンク信号を選択する下り共有復調データ選択部６０９と、受信信号の受信電力を判定する受信電力判定部６１０とを備えている。

下り共有復調データ選択部６０９は、無線中継局装置を経由した旨の制御信号に基づいて、複数の伝搬経路からの下り共有復調データ信号のうち中継する下り共有復調データ信号を選択する。この場合において、下り共有復調データ選択部６０９は、複数の伝搬経路からの下り共有復調データ信号のうち無線中継局装置の経由回数（ホップ数）が少ない下り共有復調データ信号を選択する。これにより、遅延の小さい共有復調データ信号を中継することができる。下り共有復調データ選択部６０９は、下り共有復調データの選択情報を下り共有データ復調部６０４に出力する。

受信電力判定部６１０は、複数の伝搬経路からの下りリンク信号の受信電力を判定し、この受信電力を下り共有復調データ選択部６０９に出力する。下り共有復調データ選択部６０９は、複数の伝搬経路からの下り共有復調データ信号のうち受信電力が高い下り共有復調データ信号を選択しても良い。この場合において、下り共有復調データ選択部６０９は、無線中継局装置の経由回数（ホップ数）と受信電力とを考慮して下り共有復調データ信号を選択することが好ましい。これにより、より受信品質の高い共有復調データ信号を中継することができる。なお、本実施の形態においては、受信電力を選択基準パラメータとして用いた場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、選択基準パラメータとして受信ＳＩＮＲを用いても良い。

上記構成を有する無線中継局装置による無線中継方法について説明する。具体的に、図４に示す構成を用いて説明する。ｅＮＢ及びＲＮ＃１の制御信号生成部５０５において、無線中継局装置の経由の有無の制御信号を生成する。ここでは、ｅＮＢでは、無線中継局装置を経由していないので、無線中継局装置を経由していない旨の制御信号（例えば、ビット”０”）を生成する。ＲＮ＃１では、無線中継局装置を経由しているので、無線中継局装置を経由している旨の制御信号（例えば、ビット”１”）を生成する。そして、この制御信号が多重された信号がそれぞれバックホールリンク＃２又はバックホールリンク＃３のＲ−ＰＤＣＣＨあるいはＰＤＣＣＨでＲＮ＃２に送信される。ＲＮ＃２においては、制御情報復調部６０６において、無線中継局装置の経由の有無の制御信号（例えば、ビット”０”、ビット”１”）を復調する。

下り共有復調データ選択部６０９においては、バックホールリンク＃２の下り共有データ信号とバックホールリンク＃３の下り共有データ信号で、ホップ数が少なくなるように（遅延が少なくなるように）、バックホールリンク＃３の下り共有データ信号を選択する。あるいは、下り共有復調データ選択部６０９においては、バックホールリンク＃２の下り共有データ信号の受信電力がバックホールリンク＃３の下り共有データ信号の受信電力よりも高いときには、より高いスループットが実現できるように、バックホールリンク＃２の下り共有データ信号を選択する。

ＲＮ＃２の下り共有データ復調部６０４においては、下り共有復調データ選択部６０９で選択された下り共有データ信号を復調する。すなわち、上記の場合、ホップ数が少なくなるように選択するときには、バックホールリンク＃３の下り共有データ信号のみを復調し、より高いスループットを実現するために選択するときには、バックホールリンク＃２の下り共有データ信号のみを復調する。その後、ＲＮ＃２においては、再度チャネル符号化や変調を行った後に、他のＲＮやリレーＵＥに下り共有データ信号を送信する。

このように、本実施の形態に係る無線中継方法においては、第１無線中継局装置又は無線基地局装置で、無線中継局装置を経由した旨の制御信号を生成し、前記制御信号を下りリンクで送信し、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて下りリンク信号を復調し、前記復調後の下りリンク信号を選択した後に、変調し、前記変調後の下りリンク信号を送信するので、第２無線中継局装置で複数ホップリレー伝送の信号であるかを識別し、下りリンク信号を適切に中継することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態においては、無線中継局装置が、制御信号に基づかずに、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち中継する下りリンク信号を選択する場合について説明する。本実施の形態における無線中継局装置の送信側の構成については、制御信号生成部５０５を設けないことを除いて図５に示す構成と同じである。

図９は、本発明の実施の形態４に係る無線中継局装置の受信側の概略構成を示すブロック図である。図９において図６と同じ部分については図６と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。図９に示す無線中継局装置は、無線中継局装置を経由した旨の制御信号に基づいて、複数の伝搬経路からの下りリンク信号のうち中継する下りリンク信号を選択する下り共有復調データ選択部６０９と、受信信号の受信電力を判定する受信電力判定部６１０とを備えている。

受信電力判定部６１０は、複数の伝搬経路からの下り共有データ信号の受信電力を判定し、この受信電力を下り共有復調データ選択部６０９に出力する。下り共有復調データ選択部６０９は、複数の伝搬経路からの下り共有復調データ信号のうち受信電力が高い下り共有復調データ信号を選択する。これにより、より受信品質の高い共有復調データ信号を中継することができる。下り共有復調データ選択部６０９は、下り共有復調データの選択情報を下り共有データ復調部６０４に出力する。なお、本実施の形態においては、受信電力を選択基準パラメータとして用いた場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、選択基準パラメータとして受信ＳＩＮＲを用いても良い。

上記構成を有する無線中継局装置による無線中継方法について説明する。具体的に、図４に示す構成を用いて説明する。
受信電力判定部６１０において、複数の伝搬経路からの下り共有データ信号の受信電力を判定（測定）する。下り共有復調データ選択部６０９においては、受信電力に基づいて、復調する下り共有データ信号を選択する。

バックホールリンク＃２の下りリンク信号の受信電力がバックホールリンク＃３の下り共有データ信号の受信電力よりも高いときに、バックホールリンク＃２の下り共有データ信号の受信信号レベルとバックホールリンク＃３の下り共有データ信号の受信信号レベルとを比較して、より受信電力が高いバックホールリンク＃２の下り共有データ信号を選択する。そして、下り共有データ復調部６０４においては、下り共有復調データ選択部６０９で選択された下り共有データ信号を復調する。その後、ＲＮ＃２においては、再度チャネル符号化や変調を行った後に、他のＲＮやリレーＵＥに下り共有データ信号を送信する。

このように、本実施の形態に係る無線中継方法においては、無線中継局装置において、下りリンク信号を復調し、受信品質（受信電力又は受信ＳＩＮＲ）を測定し、この受信品質に基づいて、前記復調後の下りリンク信号を選択した後に、変調し、前記変調後の下りリンク信号を送信するので、無線中継局装置で下りリンク信号を適切に中継することができる。

本発明は上記実施の形態１〜実施の形態４に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態１〜実施の形態４においては、ＲＮに到達する伝搬経路が２つである場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、ＲＮに到達する伝搬経路が３つ以上である場合にも同様に適用することができる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明は、ＬＴＥ−Ａシステムの無線中継局装置及び無線中継方法に有用である。

５０１ データ信号生成部
５０２，５０７ チャネル符号化部
５０３，５０８ 変調部
５０４ マッピング部
５０５ 制御信号生成部
５０６ 下り制御情報生成部
５０９ 制御チャネル多重部
５１０ インタリーブ部
５１１ 参照信号生成部
５１２ ＩＦＦＴ部
５１３ ＣＰ挿入部
６０１ ＣＰ除去部
６０２ ＦＦＴ部
６０３ デマッピング部
６０４ 下り共有データ復調部
６０５ デインタリーブ部
６０６ 制御情報復調部
６０７ チャネル推定部
６０８ 下り共有データ合成部
６０９ 下り共有復調データ選択部
６１０ 受信電力判定部

Claims (8)

1. 下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継局装置であって、
   下りリンクのデータ信号が他の無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を受信する受信手段と、
   複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する復調手段と、
   前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を合成する合成手段と、
   前記合成後のデータ信号を変調する変調手段と、
   前記変調後のデータ信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線中継局装置。
2. 下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継局装置であって、
   下りリンクのデータ信号が他の無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を受信する受信手段と、
   複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する復調手段と、
   前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち中継するデータ信号を選択する選択手段と、
   前記選択されたデータ信号を変調する変調手段と、
   前記変調後のデータ信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線中継局装置。
3. 前記選択手段は、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち無線中継局装置の経由回数が少ないデータ信号を選択することを特徴とする請求項２記載の無線中継局装置。
4. 前記選択手段は、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち受信電力が高いデータ信号を選択することを特徴とする請求項２記載の無線中継局装置。
5. 下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継方法であって、
   第１無線中継局装置又は無線基地局装置において、下りリンクのデータ信号が無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を生成する工程と、前記制御信号を下りリンクで送信する工程と、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信する工程と、複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する工程と、前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を合成する工程と、前記合成後のデータ信号を変調する工程と、前記変調後のデータ信号を送信する工程と、を具備することを特徴とする無線中継方法。
6. 下りリンクのデータ信号を移動端末装置に中継する無線中継方法であって、
   第１無線中継局装置又は無線基地局装置において、下りリンクのデータ信号が無線中継局装置を経由したか否かを示す制御信号を生成する工程と、前記制御信号を下りリンクで送信する工程と、第２無線中継局装置において、前記制御信号を受信する工程と、複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号を復調する工程と、前記制御信号に基づいて、前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち中継するデータ信号を選択する工程と、前記選択されたデータ信号を変調する工程と、前記変調後のデータ信号を送信する工程と、を具備することを特徴とする無線中継方法。
7. 前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち無線中継局装置の経由回数が少ないデータ信号を選択することを特徴とする請求項６記載の無線中継方法。
8. 前記複数の伝搬経路からの下りリンクのデータ信号のうち受信電力が高いデータ信号を選択することを特徴とする請求項６記載の無線中継方法。

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