JP5482068B2 - 中継局、中継方法、無線通信システム及び無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、中継局、中継方法、無線通信システム及び無線通信装置に関する。

無線通信システムにとって、どの程度の広さの地理的領域にサービスを提供できるかという点、即ちシステムのカバレッジの広さが、１つの重要な関心事となっている。無線通信のために用いられる電波は、伝搬距離、障害物の存在、又は反射若しくは散乱などの要因で空間的に減衰することから、システムのカバレッジを拡大するためには、電波の減衰による影響を克服することが鍵となる。

無線通信システムのカバレッジを拡大するための１つの手法は、中継局（Relay Station）を介して無線信号を中継すること、即ちリレー通信である。リレー通信では、直接無線信号を送受信することが不可能な（又は困難な）２つの通信装置の間に中継局が位置し、中継局により無線信号が中継される。例えば、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において検討されている次世代セルラー通信規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、中継局によるリレー通信を活用してセルエッジにおけるスループットを向上させることが提案されている。また、リレー通信を利用すれば、網の目状にネットワークを形成することにより、メッシュネットワークを構成することもできる。

リレー通信に関連する技術の例としては、例えば、下記特許文献１及び２が挙げられる。下記特許文献１には、中継局においてマルチキャリア信号に含まれる一部のサブキャリア信号を抽出して中継することにより、中継局における電力消費の増加を抑制する技術が記載されている。下記特許文献２には、中継元からの信号の受信に用いるチャネルとは異なるチャネルを中継先への信号の送信に用いることにより、送信信号と受信信号との間の干渉を防ぎ、安定的なリレー通信を実現するための技術が記載されている。

再公表２００６／０３５９０２号公報 特開２００７−６０２１２号公報

しかしながら、上記特許文献１又は２に記載された技術において、中継局は、信号の受信と送信のために同一の変調多重方式を使用している。そして、例えば、変調多重方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が使用される場合には、無線信号のピーク対平均電力比が高くなる傾向がある。この場合、リレー通信におけるリンク品質を高く維持しようとすると、送信電力が高くなるために、中継局又は移動局における消費電力が大きくなるという欠点が生じる。これに対し、リレー通信に際して、各通信リンクの状況に応じて変調多重方式を適応的に選択することができれば、リレー通信におけるリンク品質の向上、消費電力の低減、又は性能の向上等に寄与できるものと期待される。

そこで、本発明は、リレー通信に際して、各通信リンクの状況に応じて変調多重方式を適応的に選択することのできる、新規かつ改良された中継局、中継方法、無線通信システム及び無線通信装置を提供しようとするものである。

本発明のある実施形態によれば、基地局及び移動局の間で無線信号を中継する中継局であって、第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と、上記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と、無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクの種類、各リンクの品質、又は当該無線信号に含まれるデータの種類に基づいて、少なくとも上記第１の変調多重方式及び上記第２の変調多重方式の中から、上記無線信号の受信又は送信のために上記第１通信部又は上記第２通信部に使用させる変調多重方式を選択する通信制御部と、を備える中継局が提供される。

かかる構成によれば、リレー通信の際に、無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクの種類、各リンクの品質、又は無線信号に含まれるデータの種類に基づいて、中継局が中継元からの無線信号の受信に用いる変調多重方式、又は中継局が中継先への無線信号の送信に用いる変調多重方式が、適応的に選択される。

また、上記通信制御部は、上記リンクがアップリンク又はダウンリンクのいずれであるかに基づいて、上記無線信号の受信又は送信のための変調多重方式を選択してもよい。

また、上記通信制御部は、上記リンクが上記基地局と上記中継局との間のリレーリンク又は上記中継局と上記移動局との間のアクセスリンクのいずれであるかに基づいて、上記無線信号の受信又は送信のための変調多重方式を選択してもよい。

また、上記通信制御部は、上記リンクの品質が所定の閾値よりも良好である場合には、より高いデータレートを有する変調多重方式を選択してもよい。

また、上記通信制御部は、上記第１通信部又は上記第２通信部に使用させるべき変調多重方式を指定する情報が上記基地局から受信された場合には、当該情報に従って上記第１通信部又は上記第２通信部に使用させる変調多重方式を選択してもよい。

また、上記第１の変調多重方式はＯＦＤＭＡ方式であり、上記第２の変調多重方式はＳＣ−ＦＤＭＡ方式であってもよい。

また、上記通信制御部は、上記無線信号について２以上の中継先が存在する場合であって、第１の中継先のために上記第１の変調多重方式、第２の中継先のために上記第２の変調多重方式を選択した場合に、上記第１通信部により第１の周波数スロットにおいて第１の無線信号を送信させると同時に、上記第２通信部により上記第１の周波数スロットとは異なる第２の周波数スロットにおいて第２の無線信号を送信させてもよい。

また、上記第１通信部と上記第２通信部とは、少なくとも逆フーリエ変換及びサイクリックプレフィクスの付与を共通する回路を用いて行なってもよい。

また、上記通信制御部は、上記無線信号について２以上の中継先が存在する場合であって、第１の中継先のために上記第１の変調多重方式、第２の中継先のために上記第２の変調多重方式を選択した場合に、上記第１通信部により第１の時間スロットにおいて第１の無線信号を送信させ、上記第２通信部により上記第１の時間スロットとは異なる第２の時間スロットにおいて第２の無線信号を送信させてもよい。

また、上記通信制御部は、上記無線信号について２以上の中継元が存在する場合であって、第１の中継元のために上記第１の変調多重方式、第２の中継元のために上記第２の変調多重方式を選択した場合に、上記第１通信部により第１の周波数スロットにおいて第１の無線信号を受信させると同時に、上記第２通信部により上記第１の周波数スロットとは異なる第２の周波数スロットにおいて第２の無線信号を受信させてもよい。

また、上記第１通信部と上記第２通信部とは、少なくともサイクリックプレフィクスの除去及びフーリエ変換を共通する回路を用いて行なってもよい。

また、上記通信制御部は、上記無線信号について２以上の中継元が存在する場合であって、第１の中継元のために上記第１の変調多重方式、第２の中継元のために上記第２の変調多重方式を選択した場合に、上記第１通信部により第１の時間スロットにおいて第１の無線信号を受信させ、上記第２通信部により上記第１の時間スロットとは異なる第２の時間スロットにおいて第２の無線信号を受信させてもよい。

また、上記第１通信部又は上記第２通信部は、受信した上記無線信号を復調及び復号することにより当該無線信号に含まれるデータを取得し、上記第１通信部及び上記第２通信部のうち上記通信制御部により選択された変調多重方式に対応する通信部は、取得された上記データを当該選択された変調多重方式に従って符号化及び変調して送信してもよい。

また、上記通信制御部は、上記第１通信部又は上記第２通信部が上記無線信号を復調及び復号した際に誤りが検出された場合には、上記データを上記通信部により送信させることなく、当該データの中継元にデータの再送を要求してもよい。

また、本発明の別の実施形態によれば、基地局及び移動局の間で中継局を用いて無線信号を中継するための中継方法であって、上記中継局は、第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と、上記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と、を備え、上記中継方法は、無線信号の受信又は送信のために用いる変調多重方式を、当該無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクの種類、各リンクの品質、又は当該無線信号に含まれるデータの種類に基づいて、少なくとも上記第１の変調多重方式及び上記第２の変調多重方式の中から選択するステップ、を含む中継方法が提供される。

また、本発明の別の実施形態によれば、基地局、移動局、及び上記基地局と上記移動局との間で無線信号を中継する中継局、を含む無線通信システムであって、上記中継局は、第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と、上記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と、無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクの種類、各リンクの品質、又は当該無線信号に含まれるデータの種類に基づいて、少なくとも上記第１の変調多重方式及び上記第２の変調多重方式の中から、上記無線信号の受信又は送信のために上記第１通信部又は上記第２通信部に使用させる変調多重方式を選択する通信制御部と、を備える、無線通信システムが提供される。

また、本発明の別の実施形態によれば、中継局を介して他の無線通信装置との間で無線信号を送受信する無線通信装置であって、第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と、上記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と、無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクの種類、当該リンクの品質、又は当該無線信号に含まれるデータの種類に基づいて少なくとも上記第１の変調多重方式及び上記第２の変調多重方式の中から上記中継局により選択された変調多重方式に応じて、上記第１通信部又は上記第２通信部のいずれかに上記中継局と通信させる通信制御部と、を備える無線通信装置が提供される。

以上説明したように、本発明に係る中継局、中継方法、無線通信システム及び無線通信装置によれば、リレー通信に際して、各通信リンクの状況に応じて変調多重方式を適応的に選択することができる。

一実施形態に係る無線通信システムの概要について説明するための説明図である。 一実施形態に係る無線通信システムにおいて取り扱う通信リソースの構成の一例について説明するための説明図である。 時間領域及び周波数領域において分割されるリソースブロックを用いたリレー通信について説明するための説明図である。 リレー通信に関連する通信リンクの種類について説明するための説明図である。 一実施形態に係る中継局の構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る中継局の受信部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る中継局の受信部の具体的な構成の他の例を示すブロック図である。 複数の変調多重方式の直列的な切り替えについて説明するための説明図である。 複数の変調多重方式の並列的な使用について説明するための説明図である。 一実施形態に係る中継局の送信部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る中継局の送信部の具体的な構成の他の例を示すブロック図である。 一実施形態に係る中継局の通信制御部の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 中継元と中継先とが１つずつ存在する形態について説明するための説明図である。 １つ以上の中継先が存在する形態について説明するための説明図である。 １つ以上の中継元が存在する形態について説明するための説明図である。 中継に使用する変調多重方式の選択基準の一例について説明するための表である。 中継に使用する変調多重方式の選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る中継局による再送制御について説明するための説明図である。 一実施形態に係る無線通信システムにおけるスケジューリング処理の流れについて説明するための説明図である。

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、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。

また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．一実施形態に係る無線通信システムの概要
２．一実施形態に係る中継局の構成例
２−１．全体の構成
２−２．受信回路
２−３．送信回路
２−４．通信制御部
３．スケジューリング処理の例
４．移動局の構成について
５．まとめ

＜１．一実施形態に係る無線通信システムの概要＞
まず、図１〜図４を参照しながら、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概要を説明する。

（システムの構成例）
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム１の概要について説明するための説明図である。図１を参照すると、無線通信システム１は、領域１２の内部に通信サービスを提供する基地局１０を含む。また、領域１２の内部には、基地局１０により提供される通信サービスを利用する複数の無線通信装置が示されている。それら複数の無線通信装置には、例えば、中継局１００ａ及び１００ｂが含まれる。さらに、領域１２の内部又は周辺部に、移動局２００ａ、２００ｂ及び２００ｃが示されている。

中継局１００ａ及び１００ｂは、基地局１０といずれかの移動局との間で無線信号を中継する役割（即ち、リレー通信を実行する役割）を有する無線通信装置である。中継局１００ａ又は１００ｂは、例えば、フェムトセルを形成するための小型の基地局若しくは無線アクセスポイントなどであってもよく、又は、無線信号を中継する機能が実装された携帯端末などの移動局であってもよい。

図１の例において、例えば、移動局２００ａは、領域１２の周辺部（即ち、セルエッジ）に位置しており、基地局１０との間の距離が遠いために、基地局１０との間で無線信号を直接送受信することが困難である。この場合、移動局２００ａと基地局１０との間に位置する中継局１００ａが、これら２つのノードの間で無線信号を中継する。それにより、移動局２００ａは、例えば、基地局１０により提供される通信サービスを利用して他の移動局との間で通信することができる。

また、図１の例において、例えば、移動局２００ｂは、障害物１４が基地局１０からの電波を遮っているために、基地局１０との間で無線信号を直接送受信することができない。この場合、障害物１４を迂回する経路に位置する中継局１００ｂが、これら２つのノードの間で無線信号を中継する。それにより、移動局２００ｂは、例えば、基地局１０により提供される通信サービスを利用して他の移動局との間で通信することができる。また、中継局は、複数の移動局から又は複数の移動局へ送信される無線信号を中継してもよい。図１の例では、中継局１００ｂは、基地局１０と移動局２００ｂ及び２００ｃとの間で無線信号を中継し得る。

（変調多重方式の例）
ここで、一般的に、図１に例示したような無線通信システムでは、そのシステムの採用する変調多重方式に応じて信号が変調され、多重化される。変調方式とは、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）又はＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などを指す。このうち、ＰＳＫには、主にＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）とＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying）の２種類がある。これら変調方式によって、同一のシンボルレートで達成可能なビットレートが異なると共に、雑音や干渉に対する耐性にも相違がある。

また、多重方式（あるいは多元接続方式）とは、例えば、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access）又はＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）などを指す。このうち、ＴＤＭＡ方式では、時間領域において個々に分割される複数の時間スロットが用意され、各移動局は、それら時間スロットのいずれかを用いて通信を行う。また、例えば、ＣＤＭＡ方式では、符号領域において用意される個々の符号（拡散符号又は周波数ホッピングパターン）が各移動局に割当てられ、各移動局は、割当てられた符号を用いて通信を行う。また、例えば、ＳＤＭＡ方式では、空間領域において通信リソースが分割され、各移動局に向けられるアンテナの指向性の差によって多元接続が実現される。また、例えば、ＦＤＭＡ方式では、周波数領域において個々に分割される複数の周波数スロットが用意され、各移動局は、それら周波数スロットのいずれかを用いて通信を行う。ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式及びＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier−Frequency Division Multiple Access）方式は、いずれもＦＤＭＡ方式の一種と考えることができる。ＯＦＤＭＡ方式では、周波数領域において密に配置された互いに直交するサブキャリアを用いて多元接続が実現される。これに対し、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式では、一定の帯域幅を複数のサブキャリアに分割するのではなく単一のキャリアとして扱い、その代わりにデータシンボルをより高いレートで時間方向に多重化することにより、多元接続が実現される。

また、畳み込み符号、ターボ符号又はＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などのチャネル符号化方式も、変調多重方式の一部であると考えることもできる。

図２は、一例として、ダウンリンクにおいてＯＦＤＭＡ方式、アップリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡ方式が使用されるＬＴＥにおいて規定されているフレーム構成について説明するための説明図である。

図２を参照すると、１０ｍｓｅｃの長さを有する１つのラジオフレーム（Radio Frame）は、１０個のサブフレームからなる。また、１つのサブフレームは、２つの０．５ｍｓｅｃスロットを有する。従って、１つのラジオフレームは、２０個の０．５ｍｓｅｃスロット＃０〜＃１９を含む。さらに、１つの０．５ｍｓｅｃスロットは、通常のサイクリックプレフィクス（Cyclic Prefix）が用いられる場合には７個のシンボルを含む。従って、１つのサブフレームは１４個のシンボルを含む。

このような通信リソースの構成において、ＬＴＥでは、１つのサブフレーム（１４シンボル）又は１つの０．５ｍｓｅｃスロット（７シンボル）を通信リソースの割当ての１単位（リソースブロック）として、リソースの割当てが行われる。また、１つのリソースブロックは、周波数領域においても一定の帯域幅を占める。例えば、１つのリソースブロックには、ＯＦＤＭＡ方式が用いられる場合には、通常、複数本のＯＦＤＭサブキャリアが含まれる。

図１の例のように、１つのサブフレームを１つのリソースブロックとした場合、そこに含まれる１４個のシンボルは、通常、制御チャネル（control channel）又は共有チャネル（shared channel）に割当てられる。このうち、制御チャネルは、変調多重方式に関する情報などの伝達のために使用される。そして、その情報は、無線信号の受信、復調及び復号のために利用される。ＬＴＥにおいて、１つのリソースブロック内に含まれる制御チャネルのシンボル数は、１個から３個までのいずれかであってよい。例えば、制御チャネルを３シンボルとすると、残りの１１シンボルを含む共有チャネルには、主にデータが格納される。

また、ダウンリンクの所定の周波数位置における時間スロットには、ブロードキャストチャネル、プライマリ同期信号（primary synchronization signal）及びセカンダリ同期信号（secondary synchronization signal）も配置され得る。プライマリ同期信号及びセカンダリ同期信号には、相関特性の優れた信号系列（Zadoff-Chu系列など）が使用される。中継局又は移動局は、かかるプライマリ同期信号及びセカンダリ同期信号を検出して同期を捕捉することにより、各チャネルに含まれる信号を受信することができる。さらに、中継局又は移動局は、制御チャネル又はブロードキャストチャネルにおいて受信されるスケジューリング情報（通信リソースの割当てを通知する情報）に基づき、割当てられたリソースブロックを用いて他の装置との間でデータを送受信することができる。

（一般的なリレー通信）
図３は、図２を用いて説明したリソースブロックを用いて行われる一般的なリレー通信について説明するための説明図である。

図３を参照すると、水平方向及び垂直方向に個々のマスが複数配列された格子状の図が示されている。ここで、水平方向の軸は時間軸、垂直方向の軸は周波数軸であり、各マスは時間領域及び周波数領域において分割された個々のリソースブロックに対応する。このような通信リソースの構成の下で、一般的なリレー通信を行う中継局は、例えば、リソースブロックＴ１において中継元ノードから無線信号を受信すると、中継処理に要する所定の時間が経過した後のリソースブロックＲ１において、当該信号を中継先ノードへ送信する。また、当該中継局は、例えば、リソースブロックＴ２において中継元ノードから無線信号を受信すると、中継処理に要する所定の時間が経過した後のリソースブロックＲ２において、当該信号を中継先ノードへ送信する。無線信号の受信又は送信のためにどのリソースブロックを使用すべきかは、典型的には、中継局が属する基地局（又は複数の基地局と接続するネットワークコントローラなど）により決定され、スケジューリング情報として通知される。

このような中継局によるリレー通信に際して、図３から理解されるように、中継局による１度の中継には、２種類の通信リンクが関与する。第１のリンクは、中継元ノードと中継局との間のリンクである。また、第２のリンクは、中継局と中継先ノードとの間のリンクである。例えば、図１の例において、基地局１０と移動局２００ａとの間には、リンクＬ１及びリンクＬ２が存在する。基地局１０と移動局２００ｂとの間には、リンクＬ３及びリンクＬ４が存在する。また、基地局１０と移動局２００ｃとの間には、リンクＬ３及びリンクＬ５が存在する。そして、これら通信リンクのリンク品質は、通常、ノード間の距離、ノードの位置する場所での雑音若しくは干渉の状況、又はフェージングなどの影響により、個々に異なる。

また、通信リンクの種類も様々である。図４は、リレー通信に関連する通信リンクの種類について説明するための説明図である。図４を参照すると、基地局１０との間で中継局１００ａを介して通信する移動局２００ａ、及び基地局１０との間で直接通信する移動局２００ｄが示されている。この場合、通信リンクは、基地局１０と中継局１００ａとの間のリンクＬ１、中継局１００ａと移動局２００ａとの間のリンクＬ２、及び基地局１０と移動局２００ｄとの間のリンクＬ６の３種類に分類される。そして、リンクＬ１は、一般的に、リレーリンクと呼ばれる。また、リンクＬ２は、アクセスリンクと呼ばれる。また、リンクＬ３は、ダイレクトリンクと呼ばれる。このうち、実質的にリレー通信に関与するのは、リレーリンクとアクセスリンクである。さらに、これらリンクは、通信の方向に応じて、アップリンクとダウンリンクとに分けられ得る。

このように、通信リンクの種類又はリンク品質が異なる場合、各通信リンクに適した変調多重方式は、必ずしも一様でない。例えば、リンク品質が比較的良好でないにも関わらず送信電力の厳しい制限が課せられている場合には、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いることで、通信の信頼性を維持することができる。一方、送信電力の制限が緩やかである場合には、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）との親和性の高いＯＦＤＭＡ方式を用いることが好ましい。また、同じ多重方式を用いる場合には、リンク品質が高ければ高次の変調方式（例えば１６ＱＡＭなど）を、リンク品質が低ければ低次の変調方式（例えばＢＰＳＫなど）を用いることで、要求される信頼性を確保できる。また、このような変調多重方式の使い分けは、装置の機能性（capability）にも影響を受け得る。例えば、移動局がダウンリンク信号の受信のためにＯＦＤＭＡ方式のみしか使用できない場合には、中継局は、リンク品質によらず少なくとも多重方式としてＯＦＤＭＡ方式を使用すべきである。

そこで、上述した点を踏まえ、本発明の一実施形態として、リレー通信に際し各通信リンクの状況（即ちリンクの種類又はリンク品質など）に応じて変調多重方式を適応的に選択する中継局１００の構成について、次節にて詳細に説明する。

なお、本明細書のこれ以降の説明においては、特に中継局１００ａ及び１００ｂを相互に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略して中継局１００と総称する。また、移動局２００ａ、２００ｂ等（移動局２００）についても同様とする。

また、本明細書では、主にリレー通信に際してＯＦＤＭＡ方式とＳＣ−ＦＤＭＡ方式とを使い分ける（又は併用する）例について説明する。しかしながら、かかる例に限定されず、他の変調多重方式の組合せについても本発明が適用され得ることは言うまでもない。

＜２．一実施形態に係る中継局の構成例＞
［２−１．全体の構成］
図５は、本発明の一実施形態に係る中継局１００の論理的な構成の一例を示すブロック図である。図５を参照すると、中継局１００は、第１通信部１１０、第２通信部１５０、及び通信制御部１９０を備える。また、第１通信部１１０は、受信アンテナ１１２、第１受信部１１４、第１送信部１５２、及び送信アンテナ１５４を含む。第２通信部１５０は、受信アンテナ１１６、第２受信部１１８、第２送信部１５６、及び送信アンテナ１５８を含む。

第１通信部１１０は、中継局１００が第１の変調多重方式を用いて通信するために使用される通信回路である。一方、第２通信部１５０は、中継局１００が第２の変調多重方式を用いて通信するために使用される通信回路である。本実施形態において、第１の変調多重方式とは、少なくともＯＦＤＭＡ方式を多重方式として使用する方式とする。また、第２の変調多重方式とは、少なくともＳＣ−ＦＤＭＡ方式を多重方式として使用する方式とする。

上述したように中継局１００がＯＦＤＭＡ方式とＳＣ−ＦＤＭＡ方式とをサポートする場合には、第１通信部１１０と第２通信部１５０との間で、受信回路及び送信回路の一部を共用することができる。例えば、図６Ａ及び図６Ｂは、第１通信部１１０の第１受信部１１４と第２通信部１５０の第２受信部１１８との間で受信回路の一部を共用する場合の２つの構成例をそれぞれ示している。

［２−２．受信回路］
（受信回路の第１の構成例）
図６Ａを参照すると、第１受信部１１４及び第２受信部１１８は、ＲＦ（Radio Frequency）回路１２０、ＣＰ（サイクリックプレフィクス）除去器１２２、高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）１２４、チャネル等化器１２６、デマッパ１２８、複数の復調器１３０、パラレル−シリアル変換器（Ｐ／Ｓ）１３２、逆離散フーリエ変換器（ＩＤＦＴ）１３４、復調器１３６、スイッチ１３８、デインターリーバ１４０、及び復号器１４２を含む。

受信アンテナ１１２（１１６）は、ＲＦ回路１２０と接続され、無線信号を受信するために使用される。ＲＦ回路１２０は、アンテナ１１２（１１６）から出力される受信信号を増幅し、周波数変換及びＡＤ（Analogue to Digital）変換した後、当該受信信号をＣＰ除去器１２２へ出力する。

ＣＰ除去器１２２は、ＲＦ回路１２０からデジタル信号として入力される受信信号から、サイクリックプレフィクスを除去する。そして、ＣＰ除去器１２２は、受信信号をＦＦＴ１２４へ出力する。

ＦＦＴ１２４は、ＣＰ除去器１２２から入力される受信信号を高速フーリエ変換することにより、マルチキャリア信号から複数のサブキャリア信号を抽出する。そして、ＦＦＴ１２４は、抽出した複数のサブキャリア信号をチャネル等化器１２６へ出力する。

チャネル等化器１２６は、例えばリファレンス信号に基づいて推定されるチャネルの特性に応じて、ＦＦＴ１２４から入力される複数のサブキャリア信号を等化する。そして、チャネル等化器１２６は、等化後のサブキャリア信号をデマッパ１２８へ出力する。

デマッパ１２８は、チャネル等化器１２６から入力された複数のサブキャリア信号を、複数の復調器１３０、又はＩＤＦＴ１３４へマッピングする。

複数の復調器１３０、及びＰ／Ｓ１３２は、第１の変調多重方式が用いられる場合に利用されるブランチである。複数の復調器１３０は、それぞれ、デマッパ１２８から入力されるサブキャリア信号を所定の変調方式に従って並列的に復調する。そして、Ｐ／Ｓ１３２は、各復調器１３０から並列的に出力される復調後のビット列を直列化し、スイッチ１３８へ出力する。

一方、ＩＤＦＴ１３４、及び復調器１３６は、第２の変調多重方式が用いられる場合に利用されるブランチである。ＩＤＦＴ１３４は、デマッパ１２８から入力される複数のサブキャリア信号の各周波数成分を逆離散フーリエ変換によって時間成分に変換し、シングルキャリア信号を生成する。次に、復調器１３６は、ＩＤＦＴ１３４から出力されるシングルキャリア信号を所定の変調方式に従って復調する。そして、復調器１３６は、復調後のビット列をスイッチ１３８へ出力する。

スイッチ１３８は、後に説明する通信制御部１９０からの制御に応じて、デインターリーバへの入力を第１のブランチと第２のブランチとの間で切り替える。例えば、中継局１００による信号の受信のために第１の変調多重方式が用いられる場合には、スイッチ１３８は、Ｐ／Ｓ１３２から出力されるビット列をデインターリーバ１４０へ入力させる。一方、中継局１００による信号の受信のために第２の変調多重方式が用いられる場合には、スイッチ１３８は、復調器１３６から出力されるビット列をデインターリーバ１４０へ入力させる。

デインターリーバ１４０は、スイッチ１３８を介して入力されるビット列について、誤り訂正の確実性を向上させるために並び替えられたその順番を元に戻す（即ちデインターリーブする）。そして、デインターリーバ１４０は、ビット列を復号器１４２へ出力する。

復号器１４２は、デインターリーバ１４０から入力されたビット列を所定の符号化方式に従って復号することにより、データ信号を取得する。そして、復号器１４２は、取得したデータ信号を、通信制御部１９０（及び、必要に応じてＭＡＣ層などの上位レイヤ）へ出力する。

図６Ａに示した第１の構成例によれば、第１受信部１１４と第２受信部１１８との間で、ＲＦ回路１２０、ＣＰ除去器１２２、ＦＦＴ１２４、チャネル等化器１２６、デマッパ１２８、デインターリーバ１４０、及び復号器１４２が共用される。それにより、中継局１００のハードウェアを小型化し、又は製造コストを削減することができる。

また、中継局１００により無線信号の受信に用いられる変調多重方式は、スイッチ１３８の動作によって時間スロットごとに直列的に切り替えられ得る。即ち、中継局１００は、例えば、第１の時間スロット（又はリソースブロック）において第１の変調多重方式を用いて無線信号を受信した後、第２の時間スロット（又はリソースブロック）において第２の変調多重方式を用いて無線信号を受信することができる。

（受信回路の第２の構成例）
一方、図６Ｂを参照すると、第１受信部１１４及び第２受信部１１８は、ＲＦ回路１２０、ＣＰ除去器１２２、ＦＦＴ１２４、チャネル等化器１２６、デマッパ１２８、複数の復調器１３０、Ｐ／Ｓ１３２、デインターリーバ１４０ａ、復号器１４２ａ、ＩＤＦＴ１３４、復調器１３６、デインターリーバ１４０ｂ、及び復号器１４２ｂを含む。

図６Ｂの構成例において、Ｐ／Ｓ１３２は、各復調器１３０から並列的に出力される復調後のビット列を直列化し、デインターリーバ１４０ａへ出力する。デインターリーバ１４０ａは、Ｐ／Ｓ１３２から入力されるビット列をデインターリーブし、復号器１４２ａへ出力する。復号器１４２ａは、デインターリーバ１４０ａから入力されるビット列を所定の符号化方式に従って復号することにより、データ信号を取得する。そして、復号器１４２ａは、取得したデータ信号を、通信制御部１９０（及び、必要に応じてＭＡＣ層などの上位レイヤ）へ出力する

一方、復調器１３６は、ＩＤＦＴ１３４から出力されるシングルキャリア信号を所定の変調方式に従って復調し、復調後のビット列をデインターリーバ１４０ｂへ出力する。デインターリーバ１４０ｂは、復調器１３６から入力されるビット列をデインターリーブし、復号器１４２ｂへ出力する。復号器１４２ｂは、デインターリーバ１４０ｂから入力されるビット列を所定の符号化方式に従って復号することにより、データ信号を取得する。そして、復号器１４２ｂは、取得したデータ信号を、通信制御部１９０（及び、必要に応じてＭＡＣ層などの上位レイヤ）へ出力する

図６Ｂに示した第２の構成例によれば、第１受信部１１４と第２受信部１１８との間で、ＲＦ回路１２０、ＣＰ除去器１２２、ＦＦＴ１２４、チャネル等化器１２６、及びデマッパ１２８が共用される。この場合にも、中継局１００のハードウェアを小型化し、又は製造コストを削減することができる。

さらに、当該第２の構成によれば、第１の変調多重方式に従った無線信号と第２の変調多重方式に従った無線信号とを、周波数多重の形で並列的に受信することも可能である。即ち、中継局１００は、例えば、第１の周波数スロット（又はリソースブロック）において第１の変調多重方式を用いて無線信号を受信すると同時に、第２の周波数スロット（又はリソースブロック）において第２の変調多重方式を用いて信号を受信することができる。特に、第１の変調多重方式がＯＦＤＭＡ方式、第２の変調多重方式がＳＣ−ＦＤＭＡ方式をそれぞれサポートしている場合、各方式において使用されるシンボル長及びサイクリックプレフィクス長が等しければ、ＣＰ除去器１２２は、受信信号がいずれの方式に従ったものであるかによらず、画一的にサイクリックプレフィクスを除去することができる。

図７Ａは、第１及び第２の変調多重方式の直列的な切り替えについて説明するための説明図である。図７Ａを参照すると、第１の時間スロット（＃１）において、ＯＦＤＭＡ方式に従ってサブキャリアごとに変調された４つのシンボルＳ１〜Ｓ４（及び後続のシンボル群）が伝送されている。次に、第２の時間スロット（＃２）において、ＯＦＤＭＡ方式に従ってサブキャリアごとに変調された４つのシンボルＳ５〜Ｓ８（及び後続のシンボル群）が伝送されている。次に、第３の時間スロット（＃３）において、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式に従ってシングルキャリアにシリアルに変調された４つのシンボルＳ９〜Ｓ１２が伝送されている。また、時間方向において、各シンボルの間には、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）が挿入されている。このような変調多重方式の直列的な切り替えは、受信回路においては、例えば図６Ａに示したスイッチ１３８により、通信制御部１９０からの制御を受けて行われる。

図７Ｂは、第１及び第２の変調多重方式の並列的な使用について説明するための説明図である。図７Ｂを参照すると、第１及び第２の周波数帯（＃１・＃２）において、ＯＦＤＭＡ方式に従ってサブキャリアごとに変調された８つのシンボルＳ１〜Ｓ８が伝送されている。同時に、第３の周波数帯（＃３）において、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式に従ってシングルキャリアにシリアルに変調された４つのシンボルＳ９〜Ｓ１２が伝送されている。また、時間方向において、各シンボルの間には、サイクリックプレフィクスが挿入されている。ここで、図７Ｂの例では、ＯＦＤＭＡ方式のシンボル長とＳＣ−ＦＤＭＡ方式のシンボル長、ＯＦＤＭＡ方式のサイクリックプレフィクス長（ＣＰ長）とＳＣ−ＦＤＭＡ方式のＣＰ長は、それぞれ互いに等しい。このような設定とすることで、図６Ｂに示したような簡易なハードウェア構成を用いて、２つの方式を並列的に使用することができる。

なお、当然ながら、図７Ａ及び図７Ｂに示したスロットごとのシンボル数、シンボル長、及びＣＰ長は、いずれも一例に過ぎない。即ち、スロットごとの他のシンボル数、他のシンボル長、又は他のＣＰ長が使用されてもよいことは言うまでもない。

［２−３．送信回路］
（送信回路の第１の構成例）
図８Ａ及び図８Ｂは、第１通信部１１０の第１送信部１５２と第２通信部１５０の第２送信部１５６との間で送信回路の一部を共用する場合の２つの構成例をそれぞれ示している。

図８Ａを参照すると、第１送信部１５２及び第２送信部１５６は、符号化器１６２、インターリーバ１６４、スイッチ１６６、シリアル−パラレル変換器（Ｓ／Ｐ）１６８、複数の変調器１７０、変調器１７２、離散フーリエ変換器（ＤＦＴ）１７４、マッパ１７８、逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）１８０、ＣＰ挿入器１８２、及びＲＦ回路１８４を含む。

符号化器１６２は、通信制御部１９０から入力されるデータ信号を所定の符号化方式に従って符号化することにより、送信すべきビット列を生成する。そして、符号化器１６２は、生成したビット列をインターリーバ１６４へ出力する。

インターリーバ１６４は、符号化器１６２から入力されたビット列について、誤り訂正の確実性を向上させるためにそのビットの順番を並び替える（即ちインターリーブする）。そして、インターリーバ１６４は、インターリーブ後のビット列をスイッチ１６６へ出力する。

スイッチ１６６は、後に説明する通信制御部１９０からの制御に応じて、インターリーバ１６４からのビット列の出力先を第１のブランチと第２のブランチとの間で切り替える。例えば、中継局１００による信号の送信のために第１の変調多重方式が用いられる場合には、スイッチ１６６は、インターリーバ１６４から出力されるビット列をＳ／Ｐ１６８へ入力させる。一方、中継局１００による信号の送信のために第２の変調多重方式が用いられる場合には、スイッチ１６６は、インターリーバ１６４から出力されるビット列をデ変調器１７２へ入力させる。

Ｓ／Ｐ１６８及び複数の変調器１７０は、第１の変調多重方式が用いられる場合に利用されるブランチである。Ｓ／Ｐ１６８は、スイッチ１６６を介して入力されるビット列を並列化し、それらを各変調器１７０へ出力する。また、複数の変調器１７０は、Ｓ／Ｐ１６８から入力されるビット列をそれぞれ所定の変調方式に従って変調し、サブキャリア信号を生成する。そして、複数の変調器１７０は、生成された複数のサブキャリア信号をマッパ１７８へ出力する。

一方、変調器１７２及びＤＦＴ１７４は、第２の変調多重方式が用いられる場合に利用されるブランチである。変調器１７２は、スイッチ１６６を介して入力されるビット列を所定の変調方式に従って変調し、シングルキャリア信号を生成する。ＤＦＴ１７４は、変調器１７２により生成されたシングルキャリア信号の時間成分を離散フーリエ変換によって周波数成分に変換する。そして、ＤＦＴ１７４は、変換後の信号をマッパ１７８へ出力する。

マッパ１７８は、複数の変調器１７０又はＤＦＴ１７４から入力される信号を、ＩＦＦＴ１８０へマッピングする。

ＩＦＦＴ１８０は、マッパ１７８から並列的に入力される信号を逆高速フーリエ変換することにより合成し、送信信号を生成する。そして、ＩＦＦＴ１８０は、生成した送信信号を、ＣＰ挿入器１８２へ出力する。

ＣＰ挿入器１８２は、ＩＦＦＴ１８０から入力される送信信号にサイクリックプレフィクスを挿入する。サイクリックプレフィクスは、例えば、後続のシンボルの一部を巡回的に（サイクリックに）コピーしたものであってよい。そして、ＣＰ挿入器１８２は、サイクリックプレフィクスが挿入された送信信号をＲＦ回路１８４へ出力する。

送信アンテナ１５４（１５８）は、ＲＦ回路１８４と接続され、無線信号を送信するために使用される。ＲＦ回路１８４は、ＣＰ挿入器１８２から入力される送信信号をＤＡ（Digital to Analogue）変換、周波数変換、及び増幅した後、送信アンテナ１５４（１５８）から無線信号として送信させる。

図８Ａに示した第１の構成例によれば、第１送信部１５２と第２送信部１５６との間で、符号化器１６２、インターリーバ１６４、マッパ１７８、ＩＦＦＴ１８０、ＣＰ挿入器１８２、及びＲＦ回路１８４が共用される。それにより、中継局１００のハードウェアを小型化し、又は製造コストを削減することができる。

また、中継局１００により無線信号の送信に用いられる変調多重方式は、スイッチ１６６の動作によって時間スロットごとに直列的に切り替えられ得る。即ち、中継局１００は、例えば、第１の時間スロット（又はリソースブロック）において第１の変調多重方式を用いて無線信号を送信した後、第２の時間スロット（又はリソースブロック）において第２の変調多重方式を用いて無線信号を送信することができる。

（送信回路の第２の構成例）
一方、図８Ｂを参照すると、第１送信部１５２及び第２送信部１５６は、符号化器１６２ａ、インターリーバ１６４ａ、Ｓ／Ｐ１６８、複数の変調器１７０、符号化器１６２ｂ、インターリーバ１６４ｂ、変調器１７２、ＤＦＴ１７４、マッパ１７８、ＩＦＦＴ１８０、ＣＰ挿入器１８２、及びＲＦ回路１８４を含む。

図８Ｂの構成例において、符号化器１６２ａは、通信制御部１９０から入力されるデータ信号を所定の符号化方式に従って符号化することにより、送信すべきビット列を生成する。そして、符号化器１６２ａは、生成したビット列をインターリーバ１６４ａへ出力する。インターリーバ１６４ａは、符号化器１６２ａから入力されたビット列をインターリーブする。そして、インターリーバ１６４ａは、インターリーブ後のビット列をＳ／Ｐ１６８へ出力する。

一方、符号化器１６２ｂは、通信制御部１９０から入力されるデータ信号を所定の符号化方式に従って符号化することにより、送信すべきビット列を生成する。そして、符号化器１６２ｂは、生成したビット列をインターリーバ１６４ｂへ出力する。インターリーバ１６４ｂは、符号化器１６２ｂから入力されたビット列をインターリーブする。そして、インターリーバ１６４ｂは、インターリーブ後のビット列を変調器１７２へ出力する。

図８Ｂに示した第２の構成例によれば、第１送信部１５２と第２送信部１５６との間で、マッパ１７８、ＩＦＦＴ１８０、ＣＰ挿入器１８２、及びＲＦ回路１８４が共用される。この場合にも、中継局１００のハードウェアを小型化し、又は製造コストを削減することができる。

さらに、当該第２の構成によれば、第１の変調多重方式に従った無線信号と第２の変調多重方式に従った無線信号とを、周波数多重の形で並列的に送信することも可能である。即ち、中継局１００は、例えば、第１の周波数スロット（又はリソースブロック）において第１の変調多重方式を用いて無線信号を送信すると同時に、第２の周波数スロット（又はリソースブロック）において第２の変調多重方式を用いて信号を送信することができる。特に、第１の変調多重方式がＯＦＤＭＡ方式、第２の変調多重方式がＳＣ−ＦＤＭＡ方式をそれぞれサポートしている場合、各方式において使用されるシンボル長及びサイクリックプレフィクス長が等しければ、ＣＰ挿入器１８２は、送信信号がいずれの方式に従ったものであるかによらず、画一的にサイクリックプレフィクスを挿入することができる。

［２−４．通信制御部］
図９は、図５に示した中継局１００の通信制御部１９０の具体的な構成の一例を示すブロック図である。図９を参照すると、通信制御部１９０は、選択部１９２及び制御部１９４を含む。

選択部１９２は、第１受信部１１４又は第２受信部１１８により受信された無線信号に含まれるデータを、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶媒体を用いて一時的に記憶するバッファとしての役割を有する。さらに、選択部１９２は、一時的に記憶したデータを制御部１９４からの制御に応じて第１送信部１５２又は第２送信部１５６へ出力するセレクタとしての役割も有する。

一方、通信制御部１９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの処理装置を用いて、中継局１００の機能全般を制御する。例えば、通信制御部１９０は、図２に示した制御チャネルに含まれる情報から無線信号の受信又は送信に使用することのできる変調多重方式を認識する。また、通信制御部１９０は、第１受信部１１４又は第２受信部１１８による無線信号の受信のために用いる変調多重方式を、少なくとも第１の変調多重方式及び第２の変調多重方式の中から選択する。そして、通信制御部１９０は、第１受信部１１４及び／又は第２受信部１１８に受信制御信号を出力し、選択した変調多重方式を用いて所望の無線信号を受信させる。さらに（又はその代わりに）、通信制御部１９０は、第１送信部１５２又は第２送信部１５６による無線信号の送信のために用いる変調多重方式を、少なくとも第１の変調多重方式及び第２の変調多重方式の中から選択する。そして、通信制御部１９０は、第１送信部１５２及び／又は第２送信部１５６に送信制御信号を出力し、選択した変調多重方式を用いて無線信号を送信させる。

（中継処理の形態）
ここで、リレー通信の際の中継元ノードと中継先ノードとの間の関係において、必ずしもそれらノードの数は１対１でなくてもよい。即ち、通信制御部１９０は、例えば、１つの中継元ノードから受信されたデータを、第１送信部１５２及び／又は第２送信部１５６により、２つ以上の中継先ノードへ送信させてもよい。また、通信制御部１９０は、例えば、２つ以上の中継元ノードから受信されたデータを１つのデータに統合した上で、当該データを１つの中継先ノードへ第１送信部１５２又は第２送信部１５６により送信させてもよい。図１０Ａ〜図１０Ｃはそうした中継処理の各形態について説明するための説明図である。

図１０Ａの例では、中継元ノードと中継先ノードとの間の関係は１対１である。即ち、中継局１００は、まず、中継元ノードＴｘＡから、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用してデータＤ１を受信する。そして、中継局１００は、当該データＤ１を、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用して中継先ノードＲｘＡへ送信する。中継先ノードＲｘＡへの送信に使用される変調多重方式は、中継元ノードＴｘＡからの受信に使用される変調多重方式と同一であっても異なってもよい。

図１０Ｂの例では、中継元ノードと中継先ノードとの間の関係は１対多（図１０Ｂの場合は２）である。即ち、中継局１００は、まず、中継元ノードＴｘＡから、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用してデータＤ１，Ｄ２を受信する。ここで、データＤ１の宛て先は中継先ノードＲｘＡ、データＤ２の宛て先は中継先ノードＲｘＢであるものとする。そうすると、中継局１００は、データＤ１を、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用して中継先ノードＲｘＡへ送信する。また、中継局１００は、データＤ２を、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用して中継先ノードＲｘＢへ送信する。

図１０Ｃの例では、中継元ノードと中継先ノードとの間の関係は多（図１０Ｃの場合は２）対１である。即ち、中継局１００は、まず、中継元ノードＴｘＡから、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用してデータＤ１を受信する。また、中継局１００は、中継元ノードＴｘＢから、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用してデータＤ２を受信する。ここで、データＤ１及びＤ２の宛て先は共に中継先ノードＲｘＡであるものとする。また、例えば、中継元ノードＴｘＡ及びＴｘＢと中継局１００との間のリンク品質よりも中継局１００と中継先ノードＲｘＡとの間のリンク品質が良好であるものとする。そうすると、中継局１００は、データＤ１及びＤ２をより高次の変調方式を用いて共通のシンボルに変調し、第１の変調多重方式又は第２の変調多重方式を使用して中継先ノードＲｘＡへ送信する。

（選択処理）
通信制御部１９０による中継のための変調多重方式の選択は、典型的には、中継元ノード若しくは中継先ノードとの間のリンクの種類、各リンクの品質、又は無線信号に含まれるデータの種類に基づいて行われる。例えば、通信制御部１９０は、中継先ノードとの間のリンクがアップリンク又はダウンリンクのいずれであるかに基づいて、中継に用いる変調多重方式を選択してもよい。また、例えば、通信制御部１９０は、中継先ノードとの間のリンクが図４を用いて説明したリレーリンク又はアクセスリンクのいずれであるかに基づいて、中継に用いる変調多重方式を選択してもよい。

図１１は、リレー通信の際に使用すべき変調多重方式の選択のための、通信制御部１９０における選択基準の一例について説明するための表である。図１１を参照すると、通信制御部１９０は、リンク種別がアクセスリンクであって、その方向がアップリンクである場合（即ち、移動局からの受信の場合）には、多重方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ方式を選択する。また、通信制御部１９０は、リンク種別がアクセスリンクであって、その方向がダウンリンクである場合（即ち、移動局への送信の場合）には、ＯＦＤＭＡ方式を選択する。また、通信制御部１９０は、リンク種別がリレーリンクである場合（即ち、基地局からの受信又は基地局への送信の場合）には、その方向によらずＯＦＤＭＡ方式とＳＣ−ＦＤＭＡ方式のいずれかを選択し得る。かかる選択基準によれば、例えば、移動局の機能性がアップリンク信号の送信のためにＯＦＤＭＡ方式、ダウンリンク信号の受信のためにＳＣ−ＦＤＭＡ方式しかサポートしない場合には、移動局によりサポートされる多重方式を適切に選択することができる。

さらに、通信制御部１９０は、リンクの品質が予め定義される所定の閾値よりも良好である場合には、より高いデータレートを有する変調多重方式を選択してもよい。例えば、多重方式がＯＦＤＭＡ方式とＳＣ−ＦＤＭＡ方式のいずれである場合にも、変調のためにより高次の変調方式を選択することで、より高いデータレートを達成することができる。また、図１１におけるリレーリンクのように、ＯＦＤＭＡ方式とＳＣ−ＦＤＭＡ方式のいずれかを選択し得る場合、リンクに厳しい送信電力の制限が課せられていなければ（即ち、相対的に高い送信電力を用いることが許可されていれば）、ＭＩＭＯとの親和性の高いＯＦＤＭＡ方式を用いることが好適である。

さらに、通信制御部１９０は、無線信号に含まれるデータの種類に基づいて、中継に使用する変調多重方式を選択してもよい。例えば、低レイテンシが要求されるリアルタイムアプリケーションのためのデータについては、受信時と同じ変調多重方式を選択することにより、中継処理に要する時間を短縮することができる。無線信号に含まれるデータがリアルタイムアプリケーションのためのデータか否かは、例えばＬＴＥにおいては、制御チャネルを介して取得されるＱＣＩ（QoS Class Identifier）情報を参照することにより識別され得る。

図１２は、通信制御部１９０による変調多重方式の選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図１２を参照すると、まず、通信制御部１９０は、無線信号に含まれるデータがリアルタイムアプリケーションのためのデータか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、当該データがリアルタイムアプリケーションのためのデータである場合には、処理はステップＳ１１２へ進み、受信及び送信のために同じ変調多重方式が選択される。一方、当該データがリアルタイムアプリケーションのためのデータでない場合には、処理はステップＳ１０４へ進む。

次に、通信制御部１９０は、選択の対象であるリンクにおいて高い送信電力の使用が許可されているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、高い送信電力の使用が許可されている場合には、多重方式としてＯＦＤＭＡ方式が選択される（ステップＳ１０６）。一方、高い送信電力の使用が許可されていない場合には、多重方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ方式が選択される（ステップＳ１０８）。

次に、通信制御部１９０は、選択の対象であるリンクのリンク品質に応じて、変調方式を選択する（ステップＳ１１０）。例えば、中継元ノードとの間のリンク品質よりも中継先ノードとの間のリンク品質が良好である場合には、通信制御部１９０は、受信時よりも高次の変調方式を送信時の変調方式として選択してもよい。その代わりに、中継元ノードとの間のリンク品質よりも中継先ノードとの間のリンク品質が劣悪である場合には、通信制御部１９０は、受信時よりも低次の変調方式を送信時の変調方式として選択してもよい。

通信制御部１９０は、このような選択処理の結果として選択される変調多重方式を用いて、第１通信部１１０及び／又は第２通信部１５０により中継元ノードから無線信号を受信させ、及び中継先ノードへ無線信号を送信させる。

（再送制御）
さらに、通信制御部１９０は、第１受信部１１４又は第２受信部１１８が受信信号を復調及び復号した際に誤りが検出された場合には、信号を中継させることなく誤りの検出されたデータの中継元ノードにデータの再送を要求してもよい。

図１３は、中継局１００の通信制御部１９０による再送制御について説明するための説明図である。なお、ここでは一例として、中継元ノードＴｘＡが移動局、中継先ノードＲｘＡが基地局である例を示している。図１３を参照すると、データの再送が発生しない第１のシナリオ（シナリオ１）、並びにデータの再送が発生する第２のシナリオ（シナリオ２）及び第３のシナリオ（シナリオ３）の３つのシナリオが記載されている。

第１のシナリオでは、まず、中継局１００は、中継元ノードＴｘＡからＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ１を受信する（ステップＳ２０２）。次に、中継局１００は、例えば、ＯＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ１を中継先ノードＲｘＡへ送信する（ステップＳ２０４）。このように、データ伝送に際して誤りが発生しなければ、中継局１００によるリレー通信は２つのステップで終了する。

第２のシナリオでは、まず、中継局１００は、中継元ノードＴｘＡからＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ２を受信する（ステップＳ２１２）。ここで、中継局１００において受信信号を復調及び復号した際、誤りが検出されたものとする。その場合、中継局１００は、例えば、ＯＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ２についての再送要求を中継元ノードＴｘＡへ送信する（ステップＳ２１４）。そうすると、中継元ノードＴｘＡから、例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いて、より低いレート（より高い信頼性）でデータＤ２が再送される（ステップＳ２１６）。そして、中継局１００は、例えば、ＯＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ２を中継先ノードＲｘＡへ送信する（ステップＳ２１８）。このように、中継局１００が、受信信号を復調及び復号した際に誤りが検出された場合に、信号を中継することなく中継元ノードにデータの再送を要求することにより、再送制御のために消費される通信リソースが節約される。

第３のシナリオでは、まず、中継局１００は、中継元ノードＴｘＡからＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ３を受信する（ステップＳ２２２）。次に、中継局１００は、例えば、ＯＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ３を中継先ノードＲｘＡへ送信する（ステップＳ２２４）。ここで、中継先ノードＲｘＡにおいて受信信号を復調及び復号した際、誤りが検出されたものとする。その場合、中継先ノードＲｘＡは、例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ３についての再送要求を中継局１００へ送信する（ステップＳ２２６）。そうすると、中継局１００は、例えば、ＳＣ−ＦＤＭＡ方式を用いてデータＤ３を再送する（ステップＳ２２８）。本シナリオの場合にも、第２のシナリオと同様、再送制御のために消費される通信リソースが節約される。また、本実施形態によれば、第２及び第３のシナリオのように、信号の受信時に使用された変調多重方式とは異なる方式を再送要求のために使用することができるため、データの再送の確実性を高めることができる。

＜３．スケジューリング処理の例＞
一般的に、セルラー方式を採用する無線通信システムでは、移動局からのデータ通信の許可の要求に基づいて、セルを管理する基地局（又は複数の基地局と接続されるネットワークコントローラなど）により、通信リソースの割当てが行われる。移動局からのデータ通信の許可の要求、基地局による通信リソースの割当て、及び基地局から移動局への通信リソースの割当ての通知を含む一連の処理を、本明細書では、スケジューリング処理と称する。ここで、移動局と基地局との間に中継局が介在する場合には、中継局は、移動局から送信されるスケジューリング要求、又は基地局から配信されるスケジューリング情報を受信し、当該要求又は当該情報を参照して、どの通信にどの変調多重方式を使用するかを計画することができる。

また、基地局（あるいはネットワークコントローラ）は、スケジューリングを実行する際に、中継局と移動局との間のリンク品質に関する情報を、中継局又は移動局から予め収集しておいてもよい。同様に、基地局（あるいはネットワークコントローラ）は、基地局と中継局との間のリンク品質に関する情報を、中継局から予め収集しておいてもよい。それにより、例えば、基地局等において、使用すべき変調多重方式の決定及び通信リソースの割当てを一元的に行うことが可能となる。この場合には、中継局は、例えば、リレー通信に使用すべき変調多重方式を指定する情報を基地局から受信する。かかる情報は、例えば、スケジューリング情報（中継の際の通信リソースの統合又は分離に関する情報をも含み得る）の一部であってよい。そして、中継局は、基地局から受信した情報に従って選択した変調多重方式を使用して、リレー通信を行う。

図１４は、無線通信システム１におけるスケジューリング処理の流れの一例について説明するための説明図である。なお、ここでは、リレー通信に使用すべき変調多重方式を中継局１００が決定する例について説明する。図１４を参照すると、まず、移動局２００から基地局１０へ、スケジューリングの要求が送信される（ステップＳ３０２）。かかる要求は、例えば、中継局１００により基地局１０へ中継される。また、中継局１００は、ステップＳ３０２においてスケジューリングの要求を受信することにより、移動局２００がデータを送信しようとしていることを知る。そうすると、中継局１００は、例えば移動局２００及び基地局１０との間の各通信リンクの種類、各リンクの品質、又は送信されるデータの種類に基づいて、リレー通信に使用すべき変調多重方式を選択する（ステップＳ３０４）。

そして、中継局１００は、移動局２００からのデータの中継のための通信リソースの割当てを、基地局１０へ要求する（ステップＳ３０６）。このとき、中継局１００は、リレー通信のために選択した変調多重方式を指定する情報を基地局１０へ併せて送信する。そうすると、基地局１０は、移動局２００によるデータ通信、及び中継局１００によるリレー通信に、通信リソースをそれぞれ割当てる。また、基地局１０は、ステップＳ３０６において中継局１００から指定された変調多重方式を、中継局１００から中継されるデータの受信の際に用いるように準備する（ステップＳ３０８）。

次に、基地局１０は、通信リソースの割当ての結果を通知するためのスケジューリング情報をセルの内部の中継局１００及び移動局２００へ送信する。中継局１００は、かかるスケジューリング情報を受信する（ステップＳ３１０）。なお、基地局１０は、ステップＳ３０８において、指定された変調多重方式を許可するか否かを判定してもよい。そして、指定された変調多重方式が許可されない場合には、ステップＳ３１０において、指定された変調多重方式が許可されなかった旨の通知が、基地局１０から中継局１００へ送信されてもよい。

さらに、移動局２００は、中継局１００により中継されたスケジューリング情報を受信する（ステップＳ３１２）。その後、中継局１００は、ステップＳ３０４において選択した変調多重方式を用いて、移動局２００からデータを受信する（ステップＳ３１４）。そして、中継局１００は、移動局２００から受信したデータを、ステップＳ３０４において選択した変調多重方式（又は当該変調多重方式が許可されなかった場合には、他の方式）を用いて基地局１０へ中継する（ステップＳ３１６）。

＜４．移動局の構成について＞
ここまで、図１〜図１４を用いて、本実施形態に係る無線通信システム１について、特に中継局１００の構成を中心として具体的に説明した。一方、移動局２００は、中継局１００のように受信及び送信の双方のために第１の変調多重方式と第２の変調多重方式とをサポートする代わりに、受信のためにいずれか１つ、送信のためにいずれか１つの変調多重方式のみをサポートしてもよい。

＜５．まとめ＞
本明細書で説明した実施形態に係る中継局１００によれば、無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクの種類、各リンクの品質、又は無線信号に含まれるデータの種類に基づいて、リレー通信の際に、中継元からの無線信号の受信に用いる変調多重方式、又は中継先への無線信号の送信に用いる変調多重方式を、適応的に選択することができる。それにより、例えば、リンクの状況に応じて、リンク品質の向上、消費電力の低減、又はデータレートなどの性能の向上を達成することができる。

また、第１の変調多重方式がＯＦＤＭＡ方式、第２の変調多重方式がＳＣ−ＦＤＭＡ方式をサポートする場合には、受信回路又は送信回路の一部を２つの方式で共用することができる。それにより、回路の小型化及びそれに伴う消費電力の低減、並びに製造コストの削減等が達成され得る。

また、中継局１００によれば、複数の中継元から異なる変調多重方式を用いて無線信号を受信し、又は複数の中継先へ異なる変調多重方式を用いて無線信号を送信することができる。そのため、例えば、リレー通信とその他の通信とを混在させることが可能となり、メッシュネットワークなど、様々なトポロジーのネットワークを柔軟に構成することができる。

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ものと了解される。

１０ 基地局
１００ 中継局
１１０ 第１通信部
１１４ 第１受信部
１５２ 第１送信部
１５０ 第２通信部
１１８ 第２受信部
１５６ 第２送信部
１９０ 通信制御部
１９２ 選択部
１９４ 制御部
２００ 移動局

Claims (15)

1. 基地局及び移動局の間で無線信号を中継する無線通信装置であって：
   第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と；
   前記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と；
   無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクがアップリンク又はダウンリンクのいずれであるか、及び、前記リンクが前記基地局と前記無線通信装置との間のリレーリンク又は前記無線通信装置と前記移動局との間のアクセスリンクのいずれであるかに基づいて、前記第１の変調多重方式及び前記第２の変調多重方式の中から、前記無線信号の受信又は送信のための変調多重方式を選択する通信制御部と；
   を備え、
   前記第１の変調多重方式はＯＦＤＭＡ方式であり、前記第２の変調多重方式はＳＣ−ＦＤＭＡ方式である、
   を備える無線通信装置。
2. 前記通信制御部は、前記リンクの品質が所定の閾値よりも良好である場合には、より高いデータレートを有する変調多重方式を選択する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記通信制御部は、使用すべき変調多重方式を指定する情報が前記基地局から受信された場合には、当該情報に従って前記無線信号の受信又は送信のための変調多重方式を選択する、請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記通信制御部は、前記無線信号について２以上の中継先が存在する場合であって、第１の中継先のために前記第１の変調多重方式、第２の中継先のために前記第２の変調多重方式を選択した場合に、前記第１通信部により第１の周波数スロットにおいて第１の無線信号を送信させると同時に、前記第２通信部により前記第１の周波数スロットとは異なる第２の周波数スロットにおいて第２の無線信号を送信させる、請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記第１通信部と前記第２通信部とは、少なくとも逆フーリエ変換及びサイクリックプレフィクスの付与を共通する回路を用いて行なう、請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記通信制御部は、前記無線信号について２以上の中継先が存在する場合であって、第１の中継先のために前記第１の変調多重方式、第２の中継先のために前記第２の変調多重方式を選択した場合に、前記第１通信部により第１の時間スロットにおいて第１の無線信号を送信させ、前記第２通信部により前記第１の時間スロットとは異なる第２の時間スロットにおいて第２の無線信号を送信させる、請求項１に記載の無線通信装置。
7. 前記通信制御部は、前記無線信号について２以上の中継元が存在する場合であって、第１の中継元のために前記第１の変調多重方式、第２の中継元のために前記第２の変調多重方式を選択した場合に、前記第１通信部により第１の周波数スロットにおいて第１の無線信号を受信させると同時に、前記第２通信部により前記第１の周波数スロットとは異なる第２の周波数スロットにおいて第２の無線信号を受信させる、請求項１に記載の無線通信装置。
8. 前記第１通信部と前記第２通信部とは、少なくともサイクリックプレフィクスの除去及びフーリエ変換を共通する回路を用いて行なう、請求項７に記載の無線通信装置。
9. 前記通信制御部は、前記無線信号について２以上の中継元が存在する場合であって、第１の中継元のために前記第１の変調多重方式、第２の中継元のために前記第２の変調多重方式を選択した場合に、前記第１通信部により第１の時間スロットにおいて第１の無線信号を受信させ、前記第２通信部により前記第１の時間スロットとは異なる第２の時間スロットにおいて第２の無線信号を受信させる、請求項１に記載の無線通信装置。
10. 前記第１通信部又は前記第２通信部は、受信した前記無線信号を復調及び復号することにより当該無線信号に含まれるデータを取得し、
    前記第１通信部及び前記第２通信部のうち前記通信制御部により選択された変調多重方式に対応する通信部は、取得された前記データを当該選択された変調多重方式に従って符号化及び変調して送信する、
    請求項１に記載の無線通信装置。
11. 前記通信制御部は、前記第１通信部又は前記第２通信部が前記無線信号を復調及び復号した際に誤りが検出された場合には、前記データを前記通信部により送信させることなく、当該データの中継元にデータの再送を要求する、請求項１０に記載の無線通信装置。
12. 前記無線通信装置は、基地局、無線アクセスポイント又は移動局である、請求項１に記載の無線通信装置。
13. 基地局及び移動局の間で無線通信装置を用いて無線信号を中継するための中継方法であって、
    前記無線通信装置は、第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と、前記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と、を備え：
    前記中継方法は、
    無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクがアップリンク又はダウンリンクのいずれであるか、及び、前記リンクが前記基地局と前記無線通信装置との間のリレーリンク又は前記無線通信装置と前記移動局との間のアクセスリンクのいずれであるかに基づいて、前記第１の変調多重方式及び前記第２の変調多重方式の中から、前記無線信号の受信又は送信のための変調多重方式を選択するステップ；
    を含み、
    前記第１の変調多重方式はＯＦＤＭＡ方式であり、前記第２の変調多重方式はＳＣ−ＦＤＭＡ方式である、
    中継方法。
14. 基地局、移動局、及び前記基地局と前記移動局との間で無線信号を中継する無線通信装置、を含む無線通信システムであって：
    前記無線通信装置は、
    第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と；
    前記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と；
    無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクがアップリンク又はダウンリンクのいずれであるか、及び、前記リンクが前記基地局と前記無線通信装置との間のリレーリンク又は前記無線通信装置と前記移動局との間のアクセスリンクのいずれであるかに基づいて、前記第１の変調多重方式及び前記第２の変調多重方式の中から、前記無線信号の受信又は送信のための変調多重方式を選択する通信制御部と；
    を備え、
    前記第１の変調多重方式はＯＦＤＭＡ方式であり、前記第２の変調多重方式はＳＣ−ＦＤＭＡ方式である、
    無線通信システム。
15. 第１の他の無線通信装置を介して第２の他の無線通信装置との間で無線信号を送受信する無線通信装置であって：
    第１の変調多重方式を用いて通信する第１通信部と；
    前記第１の変調多重方式と異なる第２の変調多重方式を用いて通信する第２通信部と；
    無線信号の中継元若しくは中継先との間のリンクがアップリンク又はダウンリンクのいずれであるか、及び、前記リンクが前記第２の他の無線通信装置と前記第１の他の無線通信装置との間のリレーリンク又は前記第１の他の無線通信装置と前記無線通信装置との間のアクセスリンクのいずれであるかに基づいて、前記第１の変調多重方式及び前記第２の変調多重方式の中から前記第１の他の無線通信装置により選択された変調多重方式に応じて、前記第１通信部又は前記第２通信部のいずれかに前記第１の他の無線通信装置と通信させる通信制御部と；
    を備え、
    前記第１の変調多重方式はＯＦＤＭＡ方式であり、前記第２の変調多重方式はＳＣ−ＦＤＭＡ方式である、
    無線通信装置。
    

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