JP5479373B2 - 無線通信システム及び基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、基地局と端末との通信を中継するリレー局がセル内に備えられ、シンボルの一部をコピーした信号をＣｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘとしてシンボルに付加する伝送方式を用いる無線通信システム等に関する。

近年のデータ通信量の増加に伴う周波数資源の逼迫を解決するために、高速・大容量伝送を実現する新たな移動体通信システムの構築（例えば、ＷｉＭＡＸシステムやＩＭＴ‐Ａｄｖａｎｃｅｄシステム）が進められている。このような新たな移動体通信システム用としては、比較的高い周波数帯が用いられることとなるが、より高い周波数の信号はより大きく減衰することから、これまでの移動体通信システムに比べてカバレッジが狭くなってしまう。

このような問題を解決する手段として、基地局−端末間の通信を中継するリレー局をセル内に設ける方法がある。ここで、従来の無線通信システムを図１０に示す。図１０に示すように、基地局９０と端末９４が通信を行うシステムであり、基地局と端末との通信を中継するためにリレー局９２が設けられている。ここで、端末９４のうち、端末Ｂは基地局９０と直接通信を行うが、端末Ａ、Ｃはリレー局９２を介して通信を行っている。端末Ａはリレー局Ａを、端末Ｃはリレー局Ｂ、Ｃを介して基地局９０と通信を行っている。

リレー局には、受信した信号を増幅し同一フレーム内で送信するもの（リピータ）や、受信した信号を増幅して後続のフレームで送信するもの（Amplify‐and‐Forward：ＡＦタイプ）、一旦復調、復号し誤りがなければ再変調して送信するもの（Decode‐and‐Forward：ＤＦタイプ）等があり、幾つかのリレー局を介して基地局と、基地局から遠く離れた端末（セルエッジ近傍に位置する端末）とが通信を行うことにより、それらの端末の受信特性を劣化させることなく、セルのカバレッジをこれまでのシステムと同様に維持することが可能となる。

また、このような移動体通信システムでは、複数の端末宛にマルチメディア放送および同報サービスを提供するＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast and Multicast Service）が仕様に取り入れられる見込みである（ＷｉＭＡＸではＭＢＳと呼ばれている）。このＭＢＭＳは、セル内の様々な地点に位置する端末へ向けて伝送される信号であり、セルエッジやセクタエッジ付近に位置する端末においても良好な受信特性でサービスを受けられるよう、複数の送信機（基地局やセクタ）から同時に送信が行われる。このように複数の送信機から同時に送信されることにより、信号が空間上で合成されて受信されるため、セルエッジ付近に位置する端末においても特性が大きく劣化することなく受信される。

ＷｉＭＡＸのようにリレー局を備えたシステムでは、セル内の端末向けに基地局とリレー局が同時に信号を送信できるように図１１に示すようなＭＢＭＳ伝送が行われる（例えば、非特許文献１参照）。図１１は、図１０に示すセル内の基地局９０及びリレー局９２がＭＢＭＳを送信するタイミングを表した図である。ＭＢＭＳ伝送を行う際には、図１１に示すように、まず基地局９０からリレー局Ａとリレー局Ｂへ向けて伝送が行われる（フレーム２０００）。

リレー局Ｂは、受け取った信号をさらにリレー局Ｃへ向けて次の送信タイミングで送信する（フレーム２００１）。この時、基地局９０とリレー局９２（Ａ）はＭＢＭＳに関する伝送は行わない。このような伝送により、セル内の総てのリレー局９２においてＭＢＭＳを受信し、次の送信タイミングで基地局９０及び総てのリレー局９２から一斉に、セル内の複数の端末９４へ向けて、そのＭＢＭＳを報知する（フレーム２００２）。このような制御を行うことにより、セル内の総ての送信局（基地局９０及びリレー局９２）が同時にＭＢＭＳを送信することができる。

"Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems", IEEE802.16j-06/026r4

セルラシステムのセルは理想的には総て同じ大きさ、形状であることが望ましいが、実際のシステムにおいては、地形や建物の配置の関係上、その大きさ、形状は様々である。したがって、図１２に示すように、セル１〜３の各セルに設置されるリレー局９２の数も様々となり、各セルの最大ホップ数（基地局と端末の通信を中継するリレー局９２の数を示し、セル１の最大ホップ数は２、セル２の最大ホップ数は１となる）も様々となる。このような様々なセル環境においてＭＢＭＳ伝送を行う際には、最大ホップ数が大きいセルほど遅延時間が大きいＭＢＭＳ信号が端末へ到来する可能性が高くなり、ＣＰ（Cyclic Prefix）長を超える遅延時間を有する信号が到来する場合には、その信号が干渉となるため受信品質が著しく劣化するという問題があった。

したがって、そのような大きな遅延時間を有するＭＢＭＳ信号が干渉とならないよう効果的に合成するためには、状況に応じたＣＰ長を設定する必要があるが、これまでのリレー局９２を設けたシステムにおいてそのような適応的なＣＰ長の設定は行われていなかった。

また、基地局９０からリレー局９２、リレー局９２から他のリレー局９２へＭＢＭＳ信号を伝送する場合と、セル内でのＭＢＭＳ信号の一斉報知を行う場合とでは、宛先に到来する信号の遅延時間が異なることが多い。このような場合においても、効率の良い伝送を行うためには伝送の状況に応じたＣＰ長の設定が必要となるが、これまでのシステムでは考慮されていなかった。

上述した課題に鑑み、本発明が目的とするところは、リレー局を備えたセルラシステムにおいてＭＢＭＳ伝送を行う場合に、状況に応じてＭＢＭＳ信号に付加するＣＰの長さを適宜設定することにより、特性の劣化を防ぎ、効率の良い伝送を行うことができる通信システムを提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の無線通信システムは、
基地局と１つ以上の端末をそれぞれ備える複数のセルから構成され、基地局と端末との通信を中継するリレー局を前記複数のセルのうちの少なくとも１つ以上のセル内に備え、送信シンボルの一部をコピーした信号をCyclic Prefixとして送信シンボルに付加する伝送方式を前記複数のセル全てにおいて用いる無線通信システムであって、
報知サービス信号の送信シンボルへ付加する前記Cyclic Prefixの長さとして、複数の固定された長さが予め決められており、
前記基地局は、前記複数のセルのそれぞれにおいて前記端末に報知サービス信号を送信する際に、前記複数の長さのうちいずれか１つの長さのCyclic Prefixを前記送信シンボルに付加して送信することを特徴とする。

本発明の基地局装置は、
１つ以上の端末と、１つ以上のリレー局をそれぞれ備えるセルを構成し、送信シンボルの一部をコピーした信号をCyclic Prefixとして送信シンボルに付加する伝送方式を用いる基地局装置であって、
報知サービス信号の送信シンボルへ付加する前記Cyclic Prefixの長さとして、予め決められた複数の固定された長さに関する情報を保持しており、
前記端末または前記リレー局に報知サービス信号を送信する際に、前記複数の長さのうちいずれか１つの長さのCyclic Prefixを前記送信シンボルに付加して送信することを特徴とする。

リレー局を備えたセルラシステムにおいてＭＢＭＳ伝送を行う場合に、本発明を用いることにより、状況に応じてＭＢＭＳ信号に付加するＣＰの長さを適宜設定することができる。これにより、遅延時間の長い遅延波が到来するような状況においては長いＣＰを付加したＭＢＭＳ信号を伝送することができ、遅延波の影響による受信特性の劣化を防ぐことができる。また、ＣＰ長を短く設定した場合には、より多くのシンボルを伝送することができるか、または、空いた時間のリソースで伝送を行わないことにより他セルへの干渉を軽減することができる。

本発明を適用した無線通信システムの概略を示す図である。 第１実施形態における基地局の構成を説明するための図である。 第１実施形態におけるリレー局の構成を説明するための図である。 第１実施形態における端末の構成を説明するための図である。 第１実施形態における基地局の処理を説明するための動作フローである。 第２実施形態におけるフレームを説明するための図である。 第２実施形態における基地局の構成を説明するための図である。 第２実施形態におけるリレー局の構成を説明するための図である。 第２実施形態における基地局の処理を説明するための動作フローである。 従来の無線通信システムの概略を示す図である。 従来のフレームを説明するための図である。 従来の基地局とリレー局を含むセルについて説明するための図である。

本発明では、リレー局を備えたセルラシステムにおいてＭＢＭＳ伝送を行う際に、状況に応じてＭＢＭＳ信号に付加するＣＰの長さを設定する。具体的には、セル内または同じＭＢＭＳ伝送を行うセル群における最大ホップ数に応じてＣＰ長を設定する手法に関する。また、基地局からリレー局、リレー局からリレー局へＭＢＭＳ信号を伝送する場合と、セル内でのＭＢＭＳ信号の一斉報知を行う場合とで異なるＣＰ長を設定する手法に関する。

〔第１実施形態〕
まず、第１実施形態について説明する。本実施形態では、セル内または同じＭＢＭＳ伝送を行うセル群における最大ホップ数に応じてＣＰ長を設定する手法について示す。これは、ホップ数が多いセルは通常、面積が広いセル（例えば、上述した図１２のセル１）であり、面積の広いセルでは比較的長い遅延を有するＭＢＭＳ信号が端末で受信されることが多いため、ＣＰ長を長めに設定して遅延波による干渉を除去し、ＭＢＭＳ信号を空間上で効果的に合成するための制御である。

まず、本実施形態における無線通信システム１の概要について図１を用いて説明する。無線通信システム１は、基地局１０と、リレー局２０と、端末３０とが含まれて構成されている。また、端末３０は、端末Ａ、端末Ｂ及び端末Ｃが基地局１０と通信を行う。ここで、端末Ａは、リレー局Ａを介して、端末Ｂはリレー局２０を介さず、端末Ｃは、リレー局Ｂ及びＣを介して基地局１０と通信を行うこととする。

この無線通信システム１に含まれる基地局１０の構成を図２に示す。図２に示すように、本実施形態における基地局１０は、符号部１００と、変調部１０１と、ＩＦＦＴ部１０２と、ＣＰ挿入部１０３と、ＣＰ長選択部１０４と、タイミング制御部１０５と、バッファ部１０６と、Ｄ／Ａ変換部１０７と、無線部１０８と、送信アンテナ部１０９とを備えて構成されている。

この基地局１０でＭＢＭＳ伝送が行われる場合には、まず、符号部１００にＭＢＭＳデータ及びセルの最大ホップ数に関する情報（最大ホップ数情報）が入力され、誤り訂正符号化される。ここで、最大ホップ数情報は、セル内のリレー局２０や端末３０に通知されるものであり、この情報を基に基地局１０で用いられたＣＰ長を各リレー局２０や端末３０においても選択することにより、基地局１０で用いられたものと同じ長さのＣＰを除去及び付加することができる。

したがって、この最大ホップ数に関する情報は、ＭＢＭＳデータの伝送に先立って行われることとなる。ただし、最大ホップ数情報を伝送する際に付加するＣＰは予め決められた固定の長さのものであるものとする。また、最大ホップ数に関する情報は、ＣＰ長選択部１０４及びタイミング制御部１０５にも入力される。

符号部１００において誤り訂正符号化された信号は、変調部１０１に入力され、変調処理を施される。そして、ＩＦＦＴ部１０２に入力され、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。ＩＦＦＴ部１０２の出力はＣＰ挿入部１０３に入力され、シンボル後部の一部をコピーしたＣＰが付加されることとなる。この時、ＣＰ挿入部１０３には、最大ホップ数情報を基にＣＰ長選択部１０４において選択されたＣＰ長も通知され、この通知された長さのＣＰがＩＦＦＴ部１０２の出力に付加される。ＣＰ長選択部１０４におけるＣＰ長の選択方法については後述するものとする。

ＣＰ挿入部１０３においてＣＰを付加された信号は、バッファ部１０６及びＤ／Ａ変換部１０７に出力される。ＣＰ挿入部１０３からＤ／Ａ変換部１０７に出力されるのは、ＭＢＭＳ伝送に先立って最大ホップ数に関する情報をセル内のリレー局や端末に通知する場合と、ＭＢＭＳ信号をセル内のリレー局２０に通知する場合（例えば、図１１で示したフレーム２０００のような場合）である。

また、バッファ部１０６を経由してＤ／Ａ変換部１０７に入力されるのは、ＭＢＭＳ信号のセル内での一斉送信の場合（例えば、図１１に示したフレーム２００２のような場合）である。

バッファ部１０６には、タイミング制御部１０５において最大ホップ数情報を基に決められたＭＢＭＳ一斉送信のタイミングが通知され、そのタイミングになるまで送信信号が保持される。ＭＢＭＳ一斉送信のタイミングとなると、バッファ部１０６に保持されていた信号はＤ／Ａ変換部１０７に入力され、デジタル信号からアナログ信号へ変換される。そして、無線部１０８において送信可能な周波数帯へ周波数変換された後、送信アンテナ部１０９より送信される。

このような基地局１０の装置構成とすることにより、セル内の最大ホップ数に応じたＣＰ長を選択することができ、ＭＢＭＳ信号の伝送の際にＣＰ長を超える遅延波が到来することによる受信特性の劣化を抑えることができる。また、セル内にリレー局がない、または最大ホップ数が小さい場合には、短いＣＰ長が用いられ、より多くのシンボルを伝送することができるか、または、空いた時間リソースでの伝送を行わないことにより他セルへの干渉を軽減することができる。

なお、本実施形態における基地局１０では、マルチキャリア伝送を行うものとしているが、ＣＰを付加する伝送方式であればマルチキャリア伝送に限らず、シングルキャリア伝送であってもよい。また、図２の基地局１０では、最大ホップ数に関する情報をセル内のリレー局２０や端末３０に通知する構成としていたが、基地局１０で選択したＣＰ長に関する情報を直接通知する構成としてもよい。

また、本実施形態では、セル内の最大ホップ数に基づいてＣＰ長の選択を行う構成としていたが、複数のセルで共通のＭＢＭＳ伝送を行う場合には、そのセル群における最大ホップ数に応じてＣＰ長の選択を行う構成としてもよい。この場合には、図２に示す基地局１０に受信部を追加し、セル群を構成する各基地局が自セルの最大ホップ数を互いに通知し合うか、または、セル群を制御する制御局がある場合にはその制御局を通じて各セルの最大ホップ数が通知されることとなる。

また、本実施形態では、ＭＢＭＳの一斉送信のタイミングがセルの最大ホップ数に依存するものとしていたが、ＭＢＭＳの一斉送信のタイミングは予め決められているシステムもあり、そのようなシステムでは、決められているタイミングで一斉送信できるように、セル内のリレー局や端末へ最大ホップ数やＭＢＭＳ信号の通知を予め行っておくこととなる。

次に、本実施形態におけるリレー局２０の構成を図３に示す。本実施形態では、受信信号を一旦復調、復号し再度変調して中継するＤＦタイプのリレー局について示すものとする。なお、誤り検出等のブロックは省略する。

図３に示すように、本実施形態におけるリレー局２０は、受信アンテナ部２００と、無線部２０１及び２１５と、Ａ／Ｄ変換部２０２と、ＣＰ除去部２０３と、ＦＦＴ部２０４と、復調部２０５と、復号部２０６と、ＣＰ長選択部２０７と、タイミング制御部２０８と、バッファ部２０９と、符号部２１０と、変調部２１１と、ＩＦＦＴ部２１２と、ＣＰ挿入部２１３と、Ｄ／Ａ変換部２１４と、送信アンテナ部２１６とを備えて構成される。

本実施形態で対象としているＭＢＭＳ伝送を行う場合に、このリレー局２０では、受信アンテナ部２００において基地局１０から送信された信号が受信され、無線部２０１においてＡ／Ｄ変換可能な周波数へ周波数変換が行われた後、Ａ／Ｄ変換部２０２においてＡＤ変換され、ＣＰ除去部２０３において基地局１０で付加されたＣＰの除去が行われる。ただし、ＭＢＭＳ伝送に先立って最大ホップ数に関する情報が通知された場合には、予め決められた固定長のＣＰが除去され、ＭＢＭＳ信号が通知された場合には、最大ホップ数に関する情報を基にＣＰ長選択部２０７で選択された長さのＣＰが除去される。ＣＰ除去部２０３でＣＰを除去された信号はＦＦＴ部２０４に入力され、時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換される。

そして、復調部２０５において受信信号の復調が行われ、復号部２０６において復号が行われる。復号部２０６において復号された最大ホップ数情報は、ＣＰ長選択部２０７、タイミング制御部２０８へ入力され、それぞれの制御に用いられる。ＣＰ長選択部２０７では、基地局１０に備えられたＣＰ長選択部１０４と同様に、最大ホップ数情報を基にＭＢＭＳ信号に付加するＣＰ長が選択される。

また、タイミング制御部２０８においても最大ホップ数情報を基にして、セル内への一斉送信までＭＢＭＳ信号をバッファ部２０９に保持しておくようタイミングの制御が行われる。最大ホップ数情報は、端末３０や次のリレー局２０へ通知するために符号部２１０へも入力される。

符号部２１０では入力された情報の誤り訂正符号化が行われ、変調部２１１において変調が施される。変調部２１１において変調された信号はＩＦＦＴ部２１２へ入力され、周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換される。そしてＣＰ挿入部２１３において、ＣＰが付加される。

ただし、基地局１０におけるＣＰ挿入部１０３と同様に、ＣＰ挿入部２１３では、端末３０や次のリレー局２０に最大ホップ数に関する情報を通知する際には予め決められた固定長のＣＰを付加し、ＭＢＭＳ信号にはＣＰ長選択部２０７から通知された長さのＣＰを付加する。ＣＰ挿入部２１３においてＣＰを付加された信号は、バッファ部２０９、Ｄ／Ａ変換部２１４に出力される。ＣＰ挿入部２１３からＤ／Ａ変換部２１４に入力されるのは、ＭＢＭＳ伝送に先立って最大ホップ数に関する情報を端末や次のリレー局に通知する際と、ＭＢＭＳ信号をセル内の次のリレー局に通知する際（例えば、図１１に示すフレーム２００１のような場合）で、バッファ部２０９を経由してＤ／Ａ変換部２１４に入力されるのは、ＭＢＭＳ信号のセル内での一斉送信の際（例えば、図１１に示すフレーム２００２のような場合）である。

バッファ部２０９には、タイミング制御部２０８において最大ホップ数情報を基に決められたＭＢＭＳ一斉送信のタイミングが通知され、そのタイミングになるまで送信信号が保持される。

ＭＢＭＳ一斉送信のタイミングとなると、バッファ部２０９に保持されていた信号はＤ／Ａ変換部２１４に入力され、デジタル信号からアナログ信号へ変換される。そして、無線部２１５において送信可能な周波数帯へ周波数変換された後、送信アンテナ部２１６より送信される。

このようなリレー局２０の構成とすることにより、ＭＢＭＳ信号に付加されるＣＰ長がセル内またはセル群の最大ホップ数に応じて変わる場合にも、適切な長さのＣＰを除去及び付加し、信号を中継することができる。

なお、本実施形態では、ＤＦタイプのリレー局について示したが、受信した信号を増幅して中継するＡＦタイプのリレー局であってもよいし、リピータと呼ばれる同一フレーム内で中継するリレー局であってもよい。

ただし、リピータータイプのリレー局の場合には、ＣＰの除去や付加をリレー局では行わず、ＣＰ長選択部２０７も不要となる。また、受信信号を後続のフレームで中継するＡＦタイプのリレー局の場合には、ＤＦタイプのリレー局と同様に、ＣＰの除去や付加をリレー局で行ってもよいし、行わなくてもよい。

次に、本実施形態における端末３０の構成を図４に示す。図４に示すように、端末３０は、受信アンテナ部３００と、無線部３０１と、Ａ／Ｄ変換部３０２と、ＣＰ除去部３０３と、ＦＦＴ部３０４と、復調部３０５と、復号部３０６と、ＣＰ長選択部３０７とを備えて構成される。

この端末３０の構成は、図３に示すリレー局２０の受信系統（受信アンテナ部２００〜ＣＰ長選択部２０７）と同じであり、ＭＢＭＳ伝送に先立って通知された最大ホップ数情報を基にＣＰ長選択部３０７で選択された長さのＣＰを、ＣＰ除去部３０３で除去する構成となっている。

このような端末３０の構成とすることにより、ＭＢＭＳ信号に付加されるＣＰ長がセル内またはセル群の最大ホップ数に応じて変わる場合にも、適切な長さのＣＰを除去し、信号を復調することができる。

また、本実施形態における基地局１０の制御フローを図５に示す。図５に示すように、本実施形態における基地局１０では、まず、セル内の最大ホップ数に関する情報をリレー局２０や端末３０に通知する（ステップＳ１００）。この情報に基づいて、リレー局２０や端末３０は、後に伝送されるＭＢＭＳ信号に付加されるＣＰ長を設定することとなる。ただし、この最大ホップ数に関する情報の通知は、それほど頻繁に行う必要はなく、セル固有の別の制御情報と一緒に通知されるものとしてもよい。

次に、基地局１０では、セル内にリレー局２０があるか否かの判定を行う（ステップＳ１０１）。ここで、セル内にリレー局２０がない場合には、ＣＰ長をＡに設定する（ステップＳ１０１；Ｎｏ→ステップＳ１０２）。ただし、ここでのＣＰ長「Ａ」は、端末固有のデータを送信する際に付加されるＣＰ長と同じ長さか、またはそれよりも長いものとする。

他方、セル内にリレー局２０がある場合には、最大ホップ数が「１」であるか否かの判定を行う（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ→ステップＳ１０３）。最大ホップ数が「１」である場合には（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、リレー局２０が設置されていない場合に比べ少し長めのＣＰ長「Ｂ」（Ａ＜Ｂ）に設定する（ステップＳ１０４）。

また、最大ホップ数が「１」でない、つまり「２」以上である場合には（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、遅延時間の大きい信号が端末３０へ到来することが予想されるため、長めのＣＰ長「Ｃ」（Ｂ＜Ｃ）を設定する（ステップＳ１０５）。

そして、設定した長さのＣＰを付加したＭＢＭＳ信号をリレー局２０宛に伝送し（ステップＳ１０６）、最大ホップ数番目のリレー局２０にＭＢＭＳ信号が行き渡るまでＭＢＭＳの伝送を待機する（ステップＳ１０７）。ただし、この待機時にＭＢＭＳ以外の信号の伝送は行ってもよい。

最後に、セル全体へ向けてＭＢＭＳを一斉送信し制御を終える（ステップＳ１０８）。なお、上述した、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」といった値は予め決められているものとする。

このような制御を行うことにより、セル内の最大ホップ数に応じてＭＢＭＳ信号に付加するＣＰ長を設定することができ、ＣＰ長を超える遅延波が到来することによる受信特性の劣化を防ぐことができる。

また、ＣＰ長を短く設定（ＣＰ長をＡに設定）した場合には、より多くのシンボルを伝送することができる（ＭＢＭＳ信号とは別の信号でもよい）か、または、空いた時間のリソースで伝送を行わないことにより、他セルへの干渉を軽減することができる。

また、リレー局２０や端末３０においても、基地局１０から通知された最大ホップ数情報を基に図５に示すようなＣＰ長の選択（ステップＳ１０１〜Ｓ１０５）を行うことにより、基地局１０で付加されたものと同じ長さのＣＰを除去または付加することができる。

なお、本実施形態では、最大ホップ数の閾値を「０」、「１」、「２」以上としたが、これに限らず、その他の値でもよい。また、設定するＣＰ長についても「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の３種類としたが、これに限らない。さらに、先に述べたように、本実施形態では、最大ホップ数情報をリレー局２０や端末３０に通知する構成となっているが、基地局１０において選択したＣＰ長をそのまま通知する構成としてもよい。また、複数のセルで共通のＭＢＭＳ伝送が行われる場合は、セル群における最大ホップ数に基づいてＣＰ長を選択する制御を行えばよい。

〔第２実施形態〕
つづいて、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、セル内またはセル群の最大ホップ数に基づいてＭＢＭＳ信号に付加するＣＰ長を選択する形態について示したが、一斉送信の前に基地局１０からリレー局２０、リレー局２０から他のリレー局２０へＭＢＭＳ信号を通知する場合と、セル内またはセル群の各送信局（基地局１０及びリレー局２０）からＭＢＭＳ信号を一斉に送信する場合とで同じ長さのＣＰを用いていた。これに対し、第２実施形態では、一斉送信以前のＭＢＭＳ信号の通知時と、セル内またはセル群での一斉送信時とで異なるＣＰ長を用いる形態について示す。

第２実施形態の概要を図６を用いて説明する。ただし、図６は図１に示すセル環境において伝送されるＭＢＭＳ信号のフレーム構成を示している。図６に示すように、本実施形態では、基地局１０からリレー局Ａ及びＢへの伝送を示すフレーム４００や、リレー局Ｂからリレー局Ｃへの伝送を示すフレーム４０１では、各シンボルに付加するＣＰ長を「Ｄ」とするのに対し、基地局１０とセル内の総てのリレー局２０がセル全体へ向けてＭＢＭＳ信号を報知するフレーム４０２〜４０５では、「Ｄ」よりも長い「Ｅ」をＣＰ長として用いることとする。ただし、ここでのＣＰ長「Ｄ」は、端末固有のデータを送信する際に付加されるＣＰ長と同じ長さか、それよりも長いものとする。

これは、フレーム４０１や４０２は端末３０向けの伝送ではなく、大きい遅延時間を有する遅延波が受信側（リレー局２０）に到来する可能性は低いのに対し、一斉送信を行うフレームはセル内に点在する端末３０向けの伝送であり、ある端末と幾つかの送信局（基地局１０やリレー局２０）との距離が様々であるため、遅延時間の大きい遅延波が端末３０に到来することが考えられるためである。

つまり、同じＭＢＭＳ信号を送信する場合でも、遅延の小さいフレーム４０１や４０２では、無線リソースを有効利用するために短いＣＰ長を用い、遅延の大きい信号が到来する可能性の高いフレーム４０２〜４０５では、遅延波の影響による受信特性の劣化を防ぐために長いＣＰ長を用いる。

このような制御を行う基地局１２の構成を図７に示す。ただし、図２に示す基地局１０と同じブロックには同一番号を付し、その説明を省略する。図７に示すように、本実施形態における基地局１２は、図２とは異なり、ＩＦＦＴ部１０２の出力をＣＰ挿入部５０２及びバッファ部１０６に入力する。

また、一斉送信のタイミングに関する情報（一斉送信タイミング情報）をＣＰ長選択部５０１やタイミング制御部５００に入力し、ＭＢＭＳ信号に付加するＣＰ長や付加するタイミングを制御する。この一斉送信タイミング情報は、リレー局２０や端末３０にも通知するために符号部１００へも入力される。

タイミング制御部５００では、セル全体での一斉送信を行うタイミングを管理し、バッファ部１０６に通知する。バッファ部１０６ではＩＦＦＴ部１０２の出力を一斉送信時まで保持しておき、そのタイミングとなったらＣＰ挿入部５０２へ出力する。ＣＰ長選択部５０１では、先に述べたように、リレー局２０へのＭＢＭＳ信号の通知を行う際には短いＣＰ長を選択し、セル全体での一斉送信を行う際には長いＣＰ長を選択してＣＰ挿入部５０２に通知する。

これにより、ＣＰ挿入部５０２では、ＭＢＭＳ信号の伝送タイミング（リレー局２０宛の伝送タイミングであるかセル内の端末宛の一斉送信タイミングであるか）に応じて異なるＣＰ長を付加することができ、状況に応じてリソースを有効に利用することができる。

また、本実施形態におけるリレー局２２の装置構成を図８に示す。ただし、図３に示すリレー局２０と同じブロックには同一番号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態におけるリレー局２２は、基地局１０から事前に通知された一斉送信タイミング情報をＣＰ長選択部６０２、タイミング制御部６０１に入力し、その情報を基に付加するＣＰ長と付加するタイミングを制御する。

例えば、一斉送信とは異なるＭＢＭＳ信号を自身よりホップ数の大きいリレー局２２宛に送信（中継）する場合にはＣＰ長選択部６０２において短いＣＰを選択し、ＣＰ挿入部６０３に通知する。また、セル全体へ向けての一斉送信の際には、長いＣＰを選択しＣＰ挿入部６０３に通知する。

ＣＰ挿入部６０３では、通知された長さのＣＰを付加して送信する。ここで、ＣＰ除去部２０３にはＣＰ長に関する情報が入力されていないが、これは、本実施形態でリレー局２２が受信するＭＢＭＳ信号は常に短いＣＰが付加された信号（図６のフレーム４００や４０１）であり、ＣＰ除去部２０３では異なる長さのＣＰを除去する制御を行う必要がないためである。

このようなリレー局２２の構成とすることにより、図７に示す基地局１２と同様、ＣＰ挿入部６０３では、ＭＢＭＳ信号の伝送タイミング（リレー局２２宛の伝送タイミングであるかセル内の端末３０宛の一斉送信タイミングであるか）に応じて異なるＣＰ長を付加することができる。

ここで、本実施形態における基地局１２の制御フローを図９に示す。本実施形態における基地局１２では、まず、ＭＢＭＳ伝送に先立って、ＭＢＭＳをセル内で一斉送信するタイミングに関する情報をリレー局２２や端末３０に通知する（ステップＳ２００）。

次に、リレー局２２の有無を判断し、リレー局２２がセル内にない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）にはステップＳ２０６へ、リレー局がセル内にある場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）にはステップＳ２０２へ移る。

ステップＳ２０２では、ＭＢＭＳのセル内での一斉送信のタイミングか否かを判定し、一斉送信のタイミングであれば（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）ステップＳ２０６へ、まだ一斉送信のタイミングでなければ（ステップＳ２０２；Ｎｏ）ステップＳ２０３へ移る。

一斉送信のタイミングでない場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、セル内のリレー局２２へＭＢＭＳ信号を通知する必要があるため、短いＣＰ（Ｄ）を設定して（ステップＳ２０３）、その短く設定したＣＰを付加したＭＢＭＳ信号をリレー局２２宛に送信する（ステップＳ２０４）。そして、セル内の最大ホップ数番目となるリレー局へＭＢＭＳ信号が行き渡るまで待機し（ステップＳ２０５）、最大ホップ数番目のリレー局までＭＢＭＳ信号が行き渡って一斉送信のタイミングとなったら、ステップＳ２０３で設定したものよりも長いＣＰ（Ｅ）を設定し（ステップＳ２０６）、その長く設定したＣＰを付加したＭＢＭＳ信号をセル全体へ向けて一斉送信する（ステップＳ２０７）。

このような制御を行うことにより、ＭＢＭＳ信号の伝送タイミング（リレー局２２宛の伝送タイミングであるかセル内の端末３０宛の一斉送信タイミングであるか）に応じて異なるＣＰ長を付加することができる。

そして、遅延の小さいフレームでは無線リソースを有効利用するために短いＣＰ長を用い、短いＣＰ長を用いることにより空いたリソースを利用して制御信号等を伝送することができる。また、遅延の大きい信号が到来する可能性の高いフレームでは、遅延波の影響による受信特性の劣化を防ぐために長いＣＰ長を用いるというように、状況に応じてリソースを有効に利用することができる。リレー局２２についても、基地局１２から通知された一斉送信のタイミングに関する情報を基に、基地局１２と同様に、付加するＣＰ長の設定を変更する制御を行えばよい。

なお、本実施形態では、ＭＢＭＳの一斉送信タイミング情報を基地局１２からセル内のリレー局２２や端末３０へ通知する構成としていたが、ＭＢＭＳの伝送タイミングは予め決められているシステムもあり、そのようなシステムでは、一斉送信のタイミングに関する情報を通知する必要はなく、決められているタイミングで一斉送信できるように、セル内のリレー局２２や端末３０へ最大ホップ数やＭＢＭＳ信号の通知を予め行っておくこととなる。また、本実施形態は第１実施形態と併用することも可能である。

〔変形例〕
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

１ 無線通信システム
１０、１２ 基地局
１００ 符号部
１０１ 変調部
１０２ ＩＦＦＴ部
１０３、５０２ ＣＰ挿入部
１０４、５０１ ＣＰ長選択部
１０５、５００ タイミング制御部
１０６ バッファ部
１０７ Ｄ／Ａ変換部
１０８ 無線部
１０９ 送信アンテナ部
２０、２２ リレー局
２００ 受信アンテナ部
２０１、２１５ 無線部
２０２ Ａ／Ｄ変換部
２０３ ＣＰ除去部
２０４ ＦＦＴ部
２０５ 復調部
２０６ 復号部
２０７、６０２ ＣＰ長選択部
２０８、６０１ タイミング制御部
２０９ バッファ部
２１０ 符号部
２１１ 変調部
２１２ ＩＦＦＴ部
２１３、６０３ ＣＰ挿入部
２１４ Ｄ／Ａ変換部
２１５ 無線部
２１６ 送信アンテナ部
３０ 端末
３００ 受信アンテナ部
３０１ 無線部
３０２ Ａ／Ｄ変換部
３０３ ＣＰ除去部
３０４ ＦＦＴ部
３０５ 復調部
３０６ 復号部
３０７ ＣＰ長選択部

Claims (6)

1. 基地局と１つ以上の端末をそれぞれ備える複数のセルから構成され、基地局と端末との通信を中継するリレー局を前記複数のセルのうちの少なくとも１つ以上のセル内に備え、送信シンボルの一部をコピーした信号をCyclic Prefixとして送信シンボルに付加する伝送方式を前記複数のセル全てにおいて用いる無線通信システムであって、
   報知サービス信号の送信シンボルへ付加する前記Cyclic Prefixの長さとして、複数の固定された長さが予め決められており、
   前記基地局は、前記複数のセルのそれぞれにおいて前記端末に報知サービス信号を送信する際に、前記複数の長さのうちいずれか１つの長さのCyclic Prefixを前記送信シンボルに付加して送信することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記複数のセルのうち、前記リレー局を含む少なくとも１つのセルと、前記リレー局を含まない少なくとも１つのセルにおいて、前記報知サービス信号の送信シンボルに付加する前記Cyclic Prefixの長さをそれぞれ異なる長さとすることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記報知サービス信号の送信シンボルに付加するCyclic Prefixの長さと、前記報知サービス信号の制御情報に関する信号の送信シンボルに付加するCyclic Prefixの長さをそれぞれ異なる長さとすることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記リレー局は、前記リレー局が属するセルの基地局で付加された長さと同じ長さのCyclic Prefixを前記報知サービス信号の送信シンボルに付加し、
   前記基地局が前記報知サービス信号を送信するのと同じタイミングで、前記報知サービス信号を前記端末に送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 前記リレー局が送信する前記報知サービス信号は、前記リレー局が属するセルの基地局から通知された信号であって、
   前記基地局から前記リレー局に前記報知サービス信号を通知する際と、前記基地局装置と前記リレー局装置から前記端末に前記報知サービス信号を送信する際とで、前記送信シンボルに付加するCyclic Prefixの長さを、それぞれ異なる長さとすることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
6. １つ以上の端末と、１つ以上のリレー局をそれぞれ備えるセルを構成し、送信シンボルの一部をコピーした信号をCyclic Prefixとして送信シンボルに付加する伝送方式を用いる基地局装置であって、
   報知サービス信号の送信シンボルへ付加する前記Cyclic Prefixの長さとして、予め決められた複数の固定された長さに関する情報を保持しており、
   前記端末または前記リレー局に報知サービス信号を送信する際に、前記複数の長さのうちいずれか１つの長さのCyclic Prefixを前記送信シンボルに付加して送信することを特徴とする基地局装置。

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