JP5557345B2 - 無線通信中継局装置、無線通信装置、無線通信中継方法、及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信中継局装置、無線通信装置、無線通信中継方法、及び無線通信方法に関し、特に、他の無線通信装置と無線通信中継局装置を介してデータを送受信する無線通信中継局装置、無線通信装置、無線通信中継方法、及び無線通信方法に関する。

近年、セルラ移動体通信システムにおいては、情報のマルチメディア化に伴い、音声データのみならず、静止画像データ、動画像データ等の大容量データを伝送することが一般化しつつある。大容量データの伝送を実現するために、高周波の無線帯域を利用して高伝送レートを実現する技術に関して盛んに検討がなされている。

しかし、高周波の無線帯域を利用した場合、近距離では高伝送レートを期待できる一方、遠距離になるにしたがい伝送距離による減衰が大きくなる。よって、高周波の無線帯域を利用した移動体通信システムを実際に運用する場合は、無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）のカバーエリアが小さくなり、このため、より多くの基地局を設置する必要が生じる。基地局の設置には相応のコストがかかるため、基地局数の増加を抑制しつつ、高周波の無線帯域を利用した通信サービスを実現するための技術が強く求められている。

このような要求に対し、各基地局のカバーエリアを拡大させるために、基地局と無線通信端末装置（以下、移動局と省略する）との間に無線通信中継局装置（以下、中継局と省略する）を設置し、基地局と移動局との間の通信を、中継局を介して行う中継送信技術が検討されている。図１０は、従来の無線中継システムの全体構成を示す概略図である。図１０に示す中継技術を用いると、基地局１０と直接通信できない端末（移動局２０）も、中継局３０を介して通信することができる。なお、移動局２１は、基地局１０の配下の端末である。

［ＴＤＤ ＴＤ ｒｅｌａｙの説明］
また、上り回線（ＵＬ：ＵｐＬｉｎｋ）と下り回線（ＤＬ：ＤｏｗｎＬｉｎｋ）の分割方法として、ＴＤＤシステムがある。ＴＤＤシステムでは上り回線（以下、ＵＬ）と下り回線（以下、ＤＬ）とを時間で分割している。ここで、図１１を参照して、ＴＤＤシステムに中継局を適用した場合の中継システムの概略について説明する。図１１は、ＴＤＤシステムを中継局３０の中継に適用した場合の中継システムの概念図である。
以下、説明のために、単に基地局１０をｅＮＢ、中継局３０をＲＮ、移動局２１をＵＥ１、移動局２０をＵＥ２と記載する。

例えば、図１１中、「送信ＵＬ」と記載されている場合、対応するサブフレーム（図１１中、上段）であるｓｕｂｆｒａｍｅ＃２〜ｓｕｂｆｒａｍｅ＃５のいずれかにおいて、対応する動作の主体（図１１中、左端）であるＵＥ１、ｅＮＢ、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２、ＲＮのいずれかが、上り回線（ＵＬ）で信号を、矢印の方向へ送信しているものとする。

図１１に示すように、ＵＬに割当てられているリソースの一部と、ＤＬに割当てられているリソースの一部を使用して、ＲＮがｅＮＢとの送受信をおこない、その間、ＲＮは自局に接続しているＵＥ２へのサービスを中断する。図１１では、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃２，＃３が、ＵＬ用のサブフレームであるＵＬサブフレームであり、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４，＃５が、ＤＬ用のサブフレームである例を示している。このとき、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３と＃４が、それぞれＵＬとＤＬとにおける、ＲＮとｅＮＢ間の通信に使用されている。

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃５６， Ｒ１−０９０７３４, "Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｏｎ ＴＤＤ Ｒｅｌａｙ"， Ａｔｈｅｎｓ， Ｇｒｅｅｃｅ， Ｆｅｂｒｕａｒｙ ９−１３， ２００９

［キャリアアグリゲーション］
また、基地局が、２つ以上の周波数帯（キャリア）を同時にサービスするキャリアアグリゲーションという技術がある。キャリアアグリゲーションでは、１つの周波数帯に着目するとその１つの周波数帯だけでシステムが成り立っているので、ＵＥ１やＵＥ２の構成や要求によって１つのキャリアだけを使用するか、複数のキャリアを使用するか選択することができる。

キャリアアグリゲーションをするＴＤＤシステムでは、回り込みの干渉を防ぐために、ＵＬとＤＬのコンフィグレーションをそろえることが望ましい。コンフィグレーションがそろっていない場合、キャリアによって送信と受信とが異なり、送信アンテナの信号が受信アンテナに回り込み干渉するという課題がある。

しかしながら、コンフィグレーションをそろえたとしても、ＲＮが２つ以上の周波数帯（キャリア）を同時にサービスする場合、さらに検討が必要である。図１２を参照して、キャリアアグリゲーションをするＴＤＤシステムにおいて、回り込みによる干渉が発生する例を説明する。図１２は、キャリアアグリゲーションが行われるＴＤＤシステムにおいて、回り込みによる干渉が発生する例を説明するための図である。

なお、図１２に示すＴＤＤシステムでは、周波数帯１（図１２中、Ｃａｒｒｉｅｒ １）と周波数帯２（図１２中、Ｃａｒｒｉｅｒ ２）の２つの周波数帯でキャリアアグリゲーションを行うものとする。

なお、以下、説明のため、単に基地局１０をｅＮＢ、中継局３０をＲＮ、移動局２１をＵＥ１、移動局２０をＵＥ２と記載する。

なお、以下、説明のため、図１２の周波数帯１でのｅＮＢ、ＲＮ、ＵＥ１、ＵＥ２の各動作は、図１１と同様の動作であるとする。

図１２に示すように、周波数帯１でｅＮＢとＲＮとの間の通信に一部のサブフレームを使用し、周波数帯２でＲＮがＵＥ２にサービスをすると、周波数帯１の信号と周波数帯２の信号の送受信が逆になり、ＲＮにて回り込みの干渉が発生する。つまり、周波数帯１では、ＲＮはｓｕｂｆｒａｍｅ＃３でＵＬを送信し、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４でＤＬを受信している。

一方、図１２に示すように、周波数帯２では、ＲＮはｓｕｂｆｒａｍｅ＃３でＵＬを受信し、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４でＤＬを送信している。言い換えると、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３において、周波数帯１ではＲＮが送信し、周波数帯２ではＲＮが受信することになり、回りこみの干渉が発生する。同様に、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４では、周波数帯１ではＲＮが受信し、周波数帯２ではＲＮが送信するので、回りこみの干渉が発生する。

本発明の目的は、リソースを有効利用でき、回り込みによる干渉を防ぐことができる無線通信中継局装置、無線通信装置、無線通信中継方法、及び無線通信方法を提供することである。

本発明は、少なくとも２以上の周波数帯で第一無線通信装置と第二無線通信装置との間の通信を中継する無線通信中継局装置であって、第一のサブフレームにおいて、第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ第一上り回線信号を送信するともに、第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ第一下り回線信号を送信する送信部と、第二のサブフレームにおいて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置から第二下り回線信号を受信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置から第二上り回線信号を受信する受信部と、自装置と前記第一無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて、前記第一のサブフレームにおける前記第一上り回線信号の送信タイミングを設定するタイミング設定部と、を備え、前記送信部は、設定された前記送信タイミングに合わせて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ前記第一上り回線信号を送信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ前記第一下り回線信号を送信し、前記タイミング設定部は、前記第一のサブフレームにおける、前記第一無線通信装置への送信を開始するシンボルの番号であって、自装置と前記第一無線通信装置との間の前記伝搬遅延量が大きいほど前記シンボルの番号を大きくするように、前記送信タイミングを設定する無線通信中継局装置を提供する。

上記無線通信中継局装置では、前記第一サブフレームは自装置と前記第二無線通信装置とが通信する上り回線用に設定されたサブフレームであり、前記第二サブフレームは自装置と前記第二無線通信装置とが通信する下り回線用に設定されたサブフレームである。

上記無線通信中継局装置では、前記タイミング設定部で設定された、前記第一のサブフレームにおける前記第一上り回線信号の送信タイミングを示す送信タイミング制御情報を生成する制御情報生成部、をさらに備え、前記送信部は、生成された前記送信タイミング制御情報を前記第二無線通信装置へ送信する。

上記無線通信中継局装置では、装置と前記第一無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて、前記第二のサブフレームにおける前記第二下り回線信号の受信タイミングを設定するタイミング設定部、をさらに備え、前記受信部は、設定された前記受信タイミングに合わせて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置から第二下り回線信号を受信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置から第二上り回線信号を受信する。

上記無線通信中継局装置では、前記タイミング設定部で設定された、前記第二のサブフレームにおける前記第二下り回線信号の受信タイミングを示す受信タイミング制御情報を生成する制御情報生成部、をさらに備え、前記送信部は、生成された前記受信タイミング制御情報を前記第二無線通信装置へ送信する。

上記無線通信中継局装置では、前記受信部は、前記第二のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第三のサブフレームにおいて前記第一の周波数帯および前記第二の周波数帯で送信した下り回線信号に対する応答信号を、前記第二のサブフレームにおいて前記第二無線通信装置から受信する。

上記無線通信中継局装置では、前記送信部は、前記第一のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第四のサブフレームにおいて前記第一の周波数帯および前記第二の周波数帯で受信した上り回線信号に対する応答信号を、前記第一のサブフレームにおいて前記第二無線通信装置へ送信する。

また本発明は、少なくとも２以上の周波数帯で、無線通信中継局装置を介して、他の無線通信装置との間の通信を行う無線通信装置であって、前記無線通信中継局装置と自装置とが通信する上り回線用に設定されたサブフレームである第一のサブフレームにおいて、所定の周波数帯で前記無線通信中継局装置から中継された第一下り回線信号と、前記無線通信中継局装置と自装置とが通信する下り回線用に設定されたサブフレームである第二のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置へ第二上り回線信号を送信するための割当信号とを受信する受信部と、前記割当信号に基づき、前記第二のサブフレームにおいて、前記所定の周波数帯で前記第二上り回線信号を前記無線通信中継局装置へ送信する送信部と、を備え、前記第一のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記所定の周波数帯とは異なる他の周波数帯で前記他の無線通信装置に第一上り回線信号を送信するサブフレームであり、前記第二のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記他の周波数帯で前記他の無線通信装置から第二下り回線信号を受信するサブフレームである無線通信装置を提供する。

上記無線通信装置では、前記受信部は、前記無線通信中継局装置と前記他の無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて設定され、かつ前記第一のサブフレームにおける前記無線通信中継局装置から前記他の無線通信装置への第一上り回線信号の送信タイミングに合わせた、前記無線通信中継局装置からの前記第一下り回線信号の送信タイミングを示す送信タイミング制御情報に基づいて、前記第一のサブフレームにおいて前記第一下り回線信号を前記無線通信中継局装置から受信する。

上記無線通信装置では、前記受信部は、前記無線通信中継局装置と前記他の無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて設定された、前記第二のサブフレームにおける前記他の無線通信装置から前記無線通信中継局装置への第二下り回線信号の受信タイミングにあわせた、前記無線通信中継局装置の前記第二上り回線信号の受信タイミングを示す受信タイミング制御情報を受信し、前記送信部は、前記受信タイミング制御情報に基づいて、前記第二のサブフレームにおいて前記上り回線信号を前記無線通信中継局装置へ送信する。

上記無線通信装置では、前記送信部は、前記第二のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第三のサブフレームにおいて前記所定の周波数帯および前記所定の周波数とは異なる他の周波数帯で受信した下り回線信号に対する応答信号を、前記第二のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置へ送信する。

上記無線通信装置では、前記受信部は、前記第一のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第四のサブフレームにおいて前記所定の周波数帯および前記所定の周波数とは異なる他の周波数帯で送信した上り回線信号に対する応答信号を、前記第一のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置から受信する。

また、本発明は、少なくとも２以上の周波数帯で第一無線通信装置と第二無線通信装置との間の通信を中継する無線通信中継局装置における無線通信中継方法であって、第一のサブフレームにおいて、第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ第一上り回線信号を送信するともに、第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ第一下り回線信号を送信し、第二のサブフレームにおいて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置から第二下り回線信号を受信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置から第二上り回線信号を受信し、自装置と前記第一無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて、前記第一のサブフレームにおける前記第一上り回線信号の送信タイミングを設定し、設定された前記送信タイミングに合わせて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ前記第一上り回線信号を送信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ前記第一下り回線信号を送信し、前記第一のサブフレームにおける、前記第一無線通信装置への送信を開始するシンボルの番号であって、自装置と前記第一無線通信装置との間の前記伝搬遅延量が大きいほど前記シンボルの番号を大きくするように、前記送信タイミングを設定する、無線通信中継方法を提供する。

また、本発明は、少なくとも２以上の周波数帯で、無線通信中継局装置を介して、他の無線通信装置との間の通信を行う無線通信装置における無線通信方法であって、前記無線通信中継局装置と前記無線通信装置とが通信する上り回線用に設定されたサブフレームである第一のサブフレームにおいて、所定の周波数帯で前記無線通信中継局装置から中継された第一下り回線信号と、前記無線通信中継局装置と無線通信装置とが通信する下り回線用に設定されたサブフレームである第二のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置へ第二上り回線信号を送信するための割当信号とを受信し、前記割当信号に基づき、前記第二のサブフレームにおいて、前記所定の周波数帯で前記第二上り回線信号を前記無線通信中継局装置へ送信し、前記第一のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記所定の周波数帯とは異なる他の周波数帯で前記他の無線通信装置に第一上り回線信号を送信するサブフレームであり、前記第二のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記他の周波数帯で前記他の無線通信装置から第二下り回線信号を受信するサブフレームであるする、無線通信方法を提供する。

本発明に係る無線通信中継局装置、無線通信装置、無線通信中継方法、及び無線通信方法によれば、リソースを有効利用でき、回り込みによる干渉を防ぐことができる。

実施の形態１に係る無線中継システムの概略構成図 実施の形態１に係る無線中継システムの動作例を説明するための図 実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、サブフレーム＃３、＃４での送受信のタイミングを示す図 ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２がＲＮからＵＬを割当てられ、送信タイミングを変更するフロー図 実施の形態１のｅＮＢの受信側の構成を示すブロック図 実施の形態１のｅＮＢの送信側の構成を示すブロック図 実施の形態１に係るＲＮの構成を示すブロック図 実施の形態１に係るＬＴＥ−Ａ ＵＥ２の構成を示すブロック図 実施の形態１において、ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＃１の各サブフレームにおけるＲＮ、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２の動作を説明するための図 従来の無線中継システムの全体構成を示す概略図 ＴＤＤシステムを中継局３０の中継に適用した場合の概念図 キャリアアグリゲーションが行われるＴＤＤシステムにおいて、回り込みによる干渉が発生する例を説明するための図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１〜図５を参照して、実施の形態１に係る無線中継システムについて説明する。図１は、実施の形態１に係る無線中継システムの概略構成図である。図１に示す無線中継システムは、基地局１００、移動局２００、移動局２５０、中継局３００とから構成される。図１に示すように、実施の形態１に係る無線中継システムでは、基地局１００のカバーエリアを拡大させるために、基地局１００と移動局２００との間に中継局３００を設置し、基地局１００と移動局２００との間の通信を、中継局３００を介して行う。なお、移動局２５０は、基地局１００の配下の端末である。

なお、実施の形態１に係る無線中継システムでは、通信方式として、時間分割多重（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式を採るものとし、中継方法として、時間分割中継（ＴＤ Ｒｅｌａｙ:Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｒｅｌａｙ）を採るものとする。

なお、実施の形態１に係る無線中継システムでは、基地局１００が２つ以上の周波数帯（キャリア）を同時にサービスするキャリアアグリゲーションを行うものとする。キャリアアグリゲーションでは、1つの周波数帯に着目するとその1つの周波数帯だけでシステムが成り立っているので、移動局の構成や要求によって1つのキャリアだけを使用するか、複数のキャリアを使用するか選択することができる。

なお、実施の形態１に係る無線中継システムでは、基地局１００から中継局３００を介して、移動局２００へ中継する２ホップで中継を行うものとする。

なお、移動局２００は、ＬＴＥ―Ａ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ）通信システムに適応可能な端末（ＵＥ）とする。

以下、実施の形態１において、単に基地局１００をｅＮＢ、移動局２００をＬＴＥ−Ａ ＵＥ２、移動局２５０をＵＥ１、中継局３００をＲＮと記載する。

実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、一方の周波数帯がｅＮＢとＲＮとの間に使用されるサブフレームでは、他方の周波数帯では、上り回線（ＵＬ：ＵｐＬｉｎｋ）と下り回線（ＤＬ：ＤｏｗｎＬｉｎｋ）とを入れ替えて使用する。このようにすると、ＲＮでは複数の周波数帯の送信と受信をそろえることができるので、ＲＮは割り込みによる干渉がない状態でＵＥ２との送受信が可能となる。以下、上り回線をＵＬ、下り回線をＤＬと単に記載する。

次に、図２を参照して、実施の形態１に係る無線中継システムの動作例を説明する。図２は、実施の形態１に係る無線中継システムの動作例を説明するための図である。図２中では、２つの周波数帯１、２（図２中、Ｃａｒｒｉｅｒ １、２と記載）のそれぞれにおいて、複数のサブフレームｓｕｂｆｒａｍｅ＃２〜ｓｕｂｆｒａｍｅ＃５で、ｅＮＢ、ＵＥ１、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２、ＲＮの各々が、上り回線又は下り回線でデータを送受信している。図２では、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃２，ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３が、上り回線（ＵＬ）用のサブフレームであるＵＬサブフレームであり、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４，＃５が、下り回線（ＤＬ）用のサブフレームであるＤＬサブフレームである例を示している。このとき、周波数帯１のｓｕｂｆｒａｍｅ＃３とｓｕｂｆｒａｍｅ＃４とが、それぞれＵＬとＤＬとにおける、ＲＮとｅＮＢ間の通信に使用されている。

例えば、図２中、Ｃａｒｒｉｅｒ １において、「送信ＵＬ」と記載されている場合、周波数帯１（Ｃａｒｒｉｅｒ １）において、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃２〜ｓｕｂｆｒａｍｅ＃５のいずれかにおいて、動作の主体となるＵＥ１、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２、ＲＮのいずれかが、上り回線（ＵＬ）で信号を、矢印の方向へ送信しているものとする。

図２に示すように、ＵＬに割当てられているリソースの一部と、ＤＬに割当てられているリソースの一部を使用して、ＲＮがｅＮＢとの送受信をおこない、その間、ＲＮは自局に接続しているＵＥ２へのサービスを中断する。

周波数帯１（図２中、Ｃａｒｒｉｅｒ １）において、コンフィグレーション上はＵＬであるｓｕｂｆｒａｍｅ＃３で、ＲＮはＵＬの信号をｅＮＢへ送信する。また、コンフィグレーション上はＤＬであるｓｕｂｆｒａｍｅ＃４で、ＲＮはＤＬの信号をｅＮＢから受信する。

周波数帯２（図２中、Ｃａｒｒｉｅｒ ２）において、コンフィグレーション上はＵＬであるｓｕｂｆｒａｍｅ＃３で、ＲＮはＤＬの信号をＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へ送信する。また、コンフィグレーション上はＤＬであるｓｕｂｆｒａｍｅ＃４で、ＲＮはＵＬの信号をＬＴＥ−Ａ ＵＥ２から受信する。

上述のように、周波数帯１及び周波数帯２の両方の周波数帯において、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３では、ＲＮはＵＬの信号又はＤＬの信号を送信するので、リソースを有効利用でき、回り込みによる干渉が発生しない。また、周波数帯１及び周波数帯２の両方の周波数帯において、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４では、ＲＮは、ＵＬの信号又はＤＬの信号を受信するので、リソースを有効利用でき、回り込みによる干渉が発生しない。さらに、また、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４の先頭部分では制御信号であるＰＤＣＣＨを送信しているが、周波数帯２のｓｕｂｆｒａｍｅ＃４をＵＬに使用する場合でも、ＲＮはＵＥ２へ制御信号を送信することで、周波数帯１と周波数帯２の両方の周波数帯において、リソースを有効利用でき、回り込みの干渉が発生しないようにできる。

ところで、図２に示す実施の形態１に係る無線中継システムの動作例では、ＲＮがｅＮＢと通信をするタイミングと、ＲＮがＵＥ２と通信するタイミングとは異なる。そのため、ＲＮは、周波数帯１と周波数帯２とにおいて、受信回路と送信回路とを共有できない。

＜ＲＮの送受信タイミング＞
そこで、ＲＮが、周波数帯１と周波数帯２の両方の周波数帯において、受信回路と送信回路とを共有するために、ＲＮでの送信タイミング及び受信タイミングをそろえることが考えられる。図３を参照して、実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、ＲＮでの送信タイミング及び受信タイミングについて説明する。図３は、実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３、及びｓｕｂｆｒａｍｅ＃４での送受信のタイミングを示す図である。なお、ｅＮＢの受信側はＳＣ−ＦＤＭＡで、ｅＮＢの送信側はＯＦＤＭであるとする。

ＲＮがｅＮＢと通信する場合、ＤＬでは、ｅＮＢが送信した信号が遅延してＲＮに到着するので、ＲＮは伝搬遅延分遅くｅＮＢから送信された信号を受信する。一方、ＵＬでは、ＲＮは、ｅＮＢでの受信タイミングにあわせるために、伝搬遅延分早くＵＬの信号をｅＮＢに送信する。しかしながら、ＵＬでは、ＲＮからｅＮＢへ送信するＵＬの前のサブフレームの通信が終了してから送信することになる。

図３に示すように、コンフィグレーション上ではＵＬに設定されている周波数帯１（Ｃａｒｒｉｅｒ １）のｓｕｂｆｒａｍｅ＃３では、ＲＮはｅＮＢの受信タイミングに一致した送信タイミングで、ＵＬの信号を送信するが、ＳＣシンボル＃０を送信するためには、サブフレームの時間をまたいで早く送信しなければならない。しかしながら、ＲＮは、前のサブフレームの受信があるので、ＳＣシンボル＃０から送信することはできない。

そこで、ＲＮはＳＣシンボル＃１から送信する。ＲＮが何番目のＳＣシンボルから送信できるかは、ＲＮとｅＮＢとの間の伝搬遅延量によって異なる。ＲＮとｅＮＢとの間の伝搬遅延量が大きいほど、ＲＮが送信を開始できるＳＣ番号が大きくなる。

周波数帯２（Ｃａｒｒｉｅｒ ２）において、同じｓｕｂｆｒａｍｅ＃３では、ＲＮがＵＥ２へ信号を送信するとき、ＲＮは周波数帯１（Ｃａｒｒｉｅｒ １）の送信タイミング（図３中、Ｔｉｍｉｎｇ Ａ）に、周波数帯２の送信タイミングをそろえて送信する。したがって、周波数帯２において、ＤＬの信号をＲＮから受信するＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３と他のｓｕｂｆｒａｍｅとでは異なる同期タイミングで信号を受信することになる。

そこで、コンフィグレーション上ではＵＬに設定されているｓｕｂｆｒａｍｅ＃３では、ＲＮはＤＬの信号が送信されるサブフレームの送信タイミングが変わることをＬＴＥ−Ａ ＵＥ２に通知する。そして、通知を受けたＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、受信同期タイミングを変更して、ＲＮからＤＬの信号を受信する。

また、各周波数帯において、コンフィグレーション上ではＵＬに設定されているｓｕｂｆｒａｍｅ＃３では、ＲＮが送信を開始するタイミング（図３中、Ｔｉｍｉｎｇ Ａ）は、通常のサブフレームよりも遅くなっている。そのため、通常のサブフレームでは、ＲＮはＯＦＤＭシンボルを１４シンボル送信できるが、図３に示すｓｕｂｆｒａｍｅ＃３では、ＲＮはＬＴＥ−Ａ ＵＥ２に対して、ＯＦＤＭシンボルを１３シンボルしか送信できない。

一方、コンフィグレーション上ではＤＬに設定されているｓｕｂｆｒａｍｅ＃４では、周波数帯１において、ＲＮはｅＮＢから送信されるＤＬの信号を受信する。このとき、ＲＮとｅＮＢとの間の伝搬遅延により、サブフレームのタイミングよりも伝搬遅延分遅れて、ｅＮＢからＲＮにＤＬの信号が到着する。

また、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４を、ＲＮのＭＢＳＦＮサブフレームに設定している場合、最初の２ＯＦＤＭシンボルはＲＮがＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へ送信するので、ＲＮはその２シンボル分区間におけるｅＮＢから送信されるＤＬ信号を受信することができない。

ここで、ＭＢＳＦＮサブフレームとは、将来的にＭＢＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）サービスを実現するために用意されているサブフレームである。ＭＢＳＦＮサブフレームでは、先頭２シンボルでセル固有の制御情報を送信し、３シンボル目以降の領域でＭＢＭＳ用の信号を送信する仕様になっている。

また、ｅＮＢの制御信号が３ＯＦＤＭシンボルである場合、データとして受信できるのはＯＦＤＭシンボル＃３からとなる。そこで、図３に示すように、周波数帯１においてｓｕｂｆｒａｍｅ＃４では、ＲＮはＯＦＤＭシンボル＃３からを受信している。このとき、周波数帯２において、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、ＲＮからの制御信号２シンボルを受信後、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２とＲＮとの間の伝搬遅延量を考慮して、ＳＣシンボル＃３からＵＬ信号を送信する。このＵＥ２からＲＮへの送信タイミングは、周波数帯１のＲＮの受信側で、ｅＮＢからのＤＬの信号の受信タイミングと周波数帯２のＬＴＥ−Ａ ＵＥ２からのＵＬの信号の受信タイミングとが、たとえば、図３中、“Ｔｉｍｉｎｇ Ｂ”でそろうように、ＲＮがＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へ指示する。

上述したように、実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は通常のサブフレームと異なるシンボルタイミングで、ＲＮからの信号を受信することができる。さらに、ＲＮでの送信タイミング、受信タイミングをそろえることができる。したがって、ＲＮの受信回路・送信回路を周波数帯１と周波数帯２とで共有することができる。

また、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２がコンフィグレーション上ではＤＬに設定されているサブフレーム（以下、ＤＬサブフレームと称す）でＵＬの信号を送信する場合、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、４サブフレーム以上前のＤＬサブフレームで、ＲＮからＵＬの信号の送信指示を受信する。ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、ＵＬの信号の送信指示で指定されているサブフレームが、通常ＵＬの信号を送信できないＤＬサブフレームであると認識すると、指定されたサブフレームでは、制御信号であるＰＤＣＣＨを受信後に送信を開始する。ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２が、ＵＬの信号を送信し始めるタイミングは、ｅＮＢのＰＤＣＣＨの長さに影響を受けるが、ＰＤＣＣＨの長さが３ＯＦＤＭシンボルの場合、図３に示すように、ＳＣシンボル＃３（４番目）から送信する。ＰＤＣＣＨの長さが２ＯＦＤＭシンボルの場合、ＳＣシンボル＃２から送信することが可能である。しかしながら、ＲＮとＬＴＥ−Ａ ＵＥ２との間の伝搬遅延が短く、送信と受信の切り替えにかかる時間が長い場合、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、ＵＬの信号送信することができない。

次に、図４を参照して、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２が送信タイミングを変更する手順について説明する。図４は、実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２がＲＮからＵＬを割当てられ、送信タイミングを変更するフロー図を示す。

ＳＴＥＰ１では、ＲＮは、あらかじめＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へｂａｃｋｈａｕｌに使用するサブフレームを通知する。つまり、ＲＮは、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２にＤＬをＵＬに変更して送信する。ＲＮは、そして、送信のタイミングを通知する。通知の方法は、ＭＢＳＦＮサブフレームとして通知しても良いし、シグナリングで、ｂａｃｋｈａｕｌの位置を通知しても良い。

ＳＴＥＰ２では、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、ＵＬを割当てられたサブフレームが通常（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ上）はＤＬに使用されるサブフレームである場合、ＳＴＥＰ３へ移行し、ＵＬを割当てられたサブフレームが通常（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ上）はＵＬに使用されるサブフレームである場合、ＳＴＥＰ４へ移行する。

ＳＴＥＰ３では、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は送信タイミングをあらかじめ通知されている送信タイミングに変更し、４番目のＯＦＤＭシンボルから信号を送付する。ただし、ＰＤＣＣＨの領域が３ＯＦＤＭシンボルよりも短いことがあらかじめわかっている場合には、２番目のＯＦＤＭシンボルまたは３番目のＯＦＤＭシンボルより送信しても良い。

ＳＴＥＰ４では、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、通常の送信タイミングで１番目のＯＦＤＭシンボルから信号を送信する。

次に、図５及び図６を参照して、実施の形態１の基地局（ｅＮＢ）１００の構成について説明する。図５は、実施の形態１の基地局１００の受信側の構成を示すブロック図であり、図６は、実施の形態１のｅＮＢの送信側の構成を示すブロック図である。なお、ｅＮＢの受信側はＳＣ−ＦＤＭＡで、ｅＮＢの送信側はＯＦＤＭであるとする。

[ｅＮＢ：受信側]
図５に示すｅＮＢは、受信アンテナ１２１と、無線受信部１２３と、ＤＦＴ部１２５と、信号分離部１２７と、チャネル推定・周波数領域等化部１２９Ａ、１２９Ｂと、サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部１３１Ａ、１３１Ｂと、復調部１３３Ａ、１３３Ｂと、ＩＦＦＴ部１３５Ａ、１３５Ｂと、復号部１３７Ａ、１３７Ｂと、を備える。

無線受信部１２３は、ＲＮからの信号を、受信アンテナ１２１を介して受信し、ダウンコンバート等の無線処理を施しＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ． Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１２５へ出力する。

ＤＦＴ部１２５は、無線受信部１２３から入力された信号に離散フーリエ変換処理をし、時間信号を周波数成分に変換し、信号分離部１２７へ出力する。

信号分離部１２７は、ＤＦＴ部１２５から入力された周波数成分の時間信号を、周波数帯１の信号（以下、信号１）と、周波数帯２の信号（以下、信号２）とに分離する。そして、信号分離部１２７は、信号１をチャネル推定部・周波数領域等化部１２９Ａへ出力し、信号２をチャネル推定部・周波数領域等化部１２９Ｂへ出力する。

各チャネル推定・周波数領域等化部１２９Ａ、１２９Ｂは、参照信号を用いて、信号１及び信号２について、チャネル推定および周波数領域の等価をおこない、サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ１３１Ａ、１３１Ｂへ出力する。

各サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部１３１Ａ、１３１Ｂは、サブキャリアへｍａｐｐｉｎｇされていた信号を元の信号列に戻し、それぞれ復調部１３３Ａ、１３３Ｂへ出力する。

各復調部１３３Ａ、１３３Ｂは、各周波数帯において、各信号１、２を復調し、それぞれＩＦＦＴ部１３５Ａ、１３５Ｂへ出力する。

各ＩＦＦＴ部１３５Ａ、１３５Ｂは、復調した信号１、２に対して、逆高速フーリエ変換をおこない周波数軸の信号を時間軸に変換し、それぞれ各復号部１３７Ａ、１３７Ｂへ出力する。

各復号部１３７Ａ、１３７Ｂは、ＩＦＦＴ部１３５Ａ、１３５Ｂで処理された信号１、２を復号し、それぞれ、受信信号として出力する。

[ｅＮＢ：送信側]
次に、図６を参照して、実施の形態１の基地局（ｅＮＢ）１００の送信側の構成について説明する。図６に示す基地局１００（送信側）は、符号化部１０１Ａ、１０１Ｂと、変調部１０３Ａ、１０３Ｂと、サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部１０５Ａ、１０５Ｂと、信号選択部１０７と、ＩＦＦＴ部１０９と、チャネル割当部１１１と、無線送信部１１３と、送信アンテナ１１５と、割当て情報生成部１１７と、送信タイミング制御情報生成部１１９と、を備える。

割当て情報生成部１１７は、ｅＮＢからＲＮ、ｅＮＢからＵＥ、及びＲＮからＵＥのトラフィックに基づき、周波数帯１と周波数帯２とで、ｅＮＢからＲＮに使用するリソースと、ＲＮからＬＴＥ−Ａ ＵＥ２に使用するリソースを割り当てて、割当て情報を生成する。そして、割当て情報生成部１１７は、生成した割当て情報を、符号化部１０１Ａ、１０１Ｂ、信号選択部１０７、チャネル割当部１１１へ出力する。
以下、単にＵＥと記載した場合、本実施の形態に係るｅＮＢでは、ｅＮＢ配下のＵＥ１及びＬＴＥ−Ａ ＵＥ２の両方の移動局（ＵＥ）を含むものとする。

送信タイミング制御情報生成部１１９は、自局配下のＵＥ１及びＲＮ向けにＵＬの信号の送信タイミングを指示する送信タイミング制御情報を生成し、チャネル割当部１１１へ出力する。

各符号化部１０１Ａ、１０１Ｂは、割当て情報生成部１１７で生成された割当て情報に基づき、ＯＦＤＭシンボル範囲によって、符号化するシンボル数を調整し、ＲＮ及びＵＥへ送信する送信信号をそれぞれ符号化し、各変調部１０３Ａ、１０３Ｂへ出力する。

各変調部１０３Ａ、１０３Ｂは、符号化されたＲＮ及びＵＥへ送信する送信信号を変調し、各サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部１０５Ａ、１０５Ｂへ出力する。

各サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部１０５Ａ、１０５Ｂは、変調された各送信信号をサブキャリアにマッピングし、信号選択部１０７へ出力する。

信号選択部１０７は、各サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部１０５Ａ、１０５Ｂで処理された信号から、ＲＮ向けの信号と、ＵＥ向けの信号とを選択し、ＩＦＦＴ部１０９へ出力する。

ＩＦＦＴ部１０９は、信号選択部１０７で選択された信号に逆高速フーリエ変換をおこない、周波数軸の信号を時間軸に変換し、チャネル割当部１１１へ出力する。

チャネル割当部１１１は、割当て情報生成部１１７で生成された割当て情報と送信信号とをチャネルに割当て、無線送信部１１３へ出力する。

無線送信部１１３は、変調後の信号に対してアップコンバート等の無線処理を施して、送信アンテナ１１５からＲＮ、ＵＥへ送信する。

次に、図７を参照して、実施の形態１に係る中継局（ＲＮ）３００の構成について説明する。図７は、実施の形態１に係る中継局（ＲＮ）３００の構成を示すブロック図である。図７に示すＲＮは、受信アンテナ３０１と、ＤＦＴ部３０５と、信号分離部３０７と、チャネル推定部・周波数領域等化部３０９Ａ、３０９Ｂと、サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部３１１Ａ、３１１Ｂと、復調部３１３Ａ、３１３Ｂと、ＩＦＦＴ部３１５と、復号部３１７Ａ、３１７Ｂと、符号化部３１９Ａ、３１９Ｂと、ＤＦＴ部３２１と、変調部３２３Ａ、３２３Ｂと、サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部３２５Ａ、３２５Ｂと、信号選択部３２７と、ＩＦＦＴ部３２９と、チャネル割当部３３１と、無線送信部３３５と、送信アンテナ３３７と、タイミング制御部３３９と、割当て情報受信部３４１と、送信／受信タイミング制御情報生成部３４３と、を備える。
なお、以下、図５及び図６に示したｅＮＢのブロック図と共通する部分は、その説明を省略する。

無線受信部３０３は、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２からの信号及びｅＮＢからの信号を、受信アンテナ３０１を介して受信し、ダウンコンバート等の無線処理を施しＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ． Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部３０５へ出力する。

ＤＦＴ部３０５は、無線受信部３０３から入力された各信号に、離散フーリエ変換処理をし、時間信号を周波数成分に変換し、信号分離部３０７へ出力する。

信号分離部３０７は、ＤＦＴ部３０５で処理された各信号を、割当て情報を含む信号と、送信タイミング制御情報を含む信号と、ｅＮＢからの中継信号と、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２からの中継信号とに分離する。信号分離部３０７は、割り当て情報を含む信号を、割当て情報受信部３４１へ出力し、送信タイミング制御情報を含む信号を、タイミング制御部３３９へ出力する。また、信号分離部３０７は、ｅＮＢからの中継信号とＬＴＥ−Ａ ＵＥ２からの中継信号とをそれぞれ各チャネル推定部・周波数領域等化部３０９Ａ、３０９Ｂへ出力する。

ここで、信号分離部３０７で分離された割り当て情報には、周波数帯ごとに、ＲＮとｅＮＢとの間の通信に使用するサブフレームと、ＲＮとＬＴＥ−Ａ ＵＥ２の通信に使用するサブフレームのサブフレーム割当て情報が含まれる。

信号分離部３０７で分離された、ＤＬのＯＦＤＭ信号であるｅＮＢからの中継信号は、チャネル推定部・周波数領域等化部３０９Ａと、サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部３１１Ａと、復調部３１３Ａと、復号部３１７Ａと、符号化部３１９Ａと、変調部３２３Ａと、サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部３２５Ａの順で、各部で処理がなされ、信号選択部３２７へ出力される。

信号分離部３０７で分離された、ＵＬのＳＣ信号であるＬＴＥ−Ａ ＵＥ２からの中継信号は、チャネル推定部・周波数領域等化部３０９Ｂと、サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部３１１Ｂと、復調部３１３Ｂと、ＩＦＦＴ部３１５と、復号部３１７Ｂと、符号化部３１９Ｂと、ＤＦＴ部３２１と、変調部３２３Ｂと、サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部３２５Ｂの順で、各部で適宜処理がなされ、信号選択部３２７へ出力される。

信号選択部３２７は、ｅＮＢへ中継するＵＬのＳＣ信号またはＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へ中継するＤＬのＯＦＤＭ信号を、後述する割当て情報受信部３４１から出力された割当て情報にしたがい選択して、ＩＦＦＴ部３２９へ出力する。

タイミング制御部３３９は、信号分離部３０７から入力された送信タイミング制御情報により、送信タイミングを制御する送信タイミング制御信号を生成し、送信／受信タイミング情報生成部３４３と、無線送信部３３５へ出する。

送信／受信タイミング制御情報生成部３４３は、ＲＮ配下のＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向けに、ＵＬのＳＣ信号の送信タイミングと、ＤＬのＯＦＤＭ信号の受信タイミングとを指示する、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向け送受信タイミング信号を生成する。そして、送信／受信タイミング制御情報生成部３４３は、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向け送受信タイミング信号を、チャネル割当部３３１へ出力する。送信タイミングは、通常のサブフレーム用と、ＤＬサブフレームでＵＬのＳＣ信号を送信する場合の２種類ある。受信タイミングは、ＵＬサブフレームでＤＬのＯＦＤＭ信号を受信する場合の１種類である。

割当て情報受信部３４１は、信号分離部３０７から出力された割当て情報に含まれるサブフレーム割当て情報を、信号選択部３２７及びチャネル割当部３３１へ出力する。

ＩＦＦＴ部３２９は、信号選択部３２７で選択された信号に逆高速フーリエ変換をおこない、周波数軸の信号を時間軸に変換し、チャネル割当部３３１へ出力する。

チャネル割当部３３１は、割り当て情報受信部３４１から入力された各サブフレームのサブフレーム割当て情報に基づき、ＩＦＦＴ部３２９から入力されたｅＮＢへ中継する中継信号またはＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へ中継する中継信号を、無線送信部３３５へ出力する。また、チャネル割当部３３１は、送信／受信タイミング制御情報生成部３４３から出力されたＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向け送受信タイミング信号を、無線送信部３３５へ出力する。

無線送信部３３５は、チャネル割当部３３１から出力されたＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向け送受信タイミング信号又は各中継信号に対して、アップコンバート等の無線処理を施して、送信アンテナ３３７からｅＮＢ又はＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へ送信する。

次に、図８を参照して、実施の形態１に係る移動局（ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２）２００の構成について説明する。図８は、実施の形態１に係る移動局２００の構成を示すブロック図である。図８に示す移動局２００は、受信アンテナ２０１と、無線受信部２０３と、ＤＦＴ部２０５と、信号分離部２０７と、チャネル推定部・周波数領域等化部２０９と、サブキャリアＤｅ ｍａｐｐｉｎｇ部２１１と、復調部２１３と、復号部２１５と、タイミング情報受信部２１７と、割当て情報受信部２１９と、符号化部２２１と、ＤＦＴ部２２３と、変調部２２５と、サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部２２７と、ＩＦＦＴ部２２９と、チャネル割当部２３１と、無線送信部２３３と、送信アンテナ２３５と、を備える。図５、６に示すｅＮＢのブロック図と共通する部分は、その説明を省略する。

無線受信部２０３は、タイミング情報受信部２１７から出力された、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向け受信タイミング信号に基づき、ｅＮＢからの信号又はＲＮからの信号を、受信アンテナ２０１を介して受信する。そして、無線受信部２０３は、各信号を、ダウンコンバート等の無線処理を施しＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ． Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２０５へ出力する。

ＤＦＴ部２０５は、無線受信部２０３から入力された信号に離散フーリエ変換処理をし、時間信号を周波数成分に変換し、信号分離部２０７へ出力する。

信号分離部２０７は、ＤＦＴ部２０５から入力された周波数成分の時間信号を、周波数帯１の信号（以下、信号１）と、周波数帯２の信号（以下、信号２）とに分離する。

チャネル推定部・周波数領域等化部２０９は、参照信号を用いて、信号１及び信号２について、チャネル推定および周波数領域の等価をおこない、サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ２１１へ出力する。

サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部２１１は、サブキャリアへｍａｐｐｉｎｇされていた信号を元の信号列に戻し、復調部２１３へ出力する。

復調部２１３は、各周波数帯において、ＲＮからの信号とｅＮＢからの信号とに分離された各信号１、２を復調し、それぞれ復号部２１５へ出力する。

復号部２１５は、復調された各信号を復号し、ＲＮ、ｅＮＢから受信した受信信号をそれぞれ出力する。

タイミング情報受信部２１７は、ＲＮから受信したＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向け送受信タイミング信号から送受信タイミング情報を抽出し、無線送信部２３３又は無線受信部２０３に出力する。タイミング情報受信部２１７は、送信タイミングと受信タイミングとを制御する。

割当て情報受信部２１９は、ＲＮが中継した割当て情報を受信し、符号化部２２１およびチャネル割当部２３１に出力する。

符号化部２２１は、割当て情報受信部２１９で受信した割当て情報に基づき、ＯＦＤＭシンボル範囲によって、符号化するシンボル数を調整し、ＲＮ及びｅＮＢへ送信する送信信号をそれぞれ符号化し、ＤＦＴ部２２３へ出力する。ここで、符号化部２２１は、ＵＬとＤＬの切り替えを行うサブフレームの信号は、使用できるＯＦＤＭシンボル数にあうビット数にあわせて符号化を行う。

ＤＦＴ部２２３は、符号化部２２１から出力された各信号に、離散フーリエ変換処理をし、時間信号を周波数成分に変換し、変調部２２５へ出力する。

変調部２２５は、符号化されたＲＮ及びｅＮＢへ送信する送信信号を変調し、サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部２２７へ出力する。

サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ２２７は、変調された各送信信号をサブキャリアにマッピングし、ＩＦＦＴ部２２９へ出力する。

ＩＦＦＴ部２２９は、サブキャリアにマッピングされた各送信信号に逆高速フーリエ変換をおこない、周波数軸の信号を時間軸に変換し、チャネル割当部２３１へ出力する。

チャネル割当部２３１は、割当て情報受信部２１９で生成された割当て情報と各送信信号とをチャネルに割当て、無線送信部２３３へ出力する。

無線送信部２３３は、変調後の信号に対してアップコンバート等の無線処理を施す。そして、無線送信部２３３は、タイミング情報受信部２１７から出力された、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向け送信タイミング信号に基づき、送信アンテナ２３５からＲＮ、ｅＮＢへ信号を送信する。

＜ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信方法＞
次に、図９を参照して、実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、ＤＬとＵＬを入れ替えたサブフレームでのＡＣＫ／ＮＡＣＫの送信方法について説明する。

上述のように、実施の形態１に係る無線中継システムにおいて、ＲＮとｅＮＢとの間の通信に使用されるサブフレームと、ＲＮとＬＴＥ−Ａ ＵＥ２との間に使用されるサブフレームとがある場合、通常２つの周波数帯から同時にサービスをうけていたＲＮ配下のＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、入れ替えがおきたサブフレームのみ、１周波数帯でのサービスになる。

そこで、１周波数帯でのサービスとなるサブフレームでは、ｅＮＢ、ＲＮ、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２は、２周波数帯分のＡＣＫ／ＮＡＣＫおよびリソース割当て情報等を送受信する。図９を参照して、ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＃１を例にして説明する。図９は、実施の形態１において、ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ＃１の各サブフレームにおけるＲＮ、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２の動作を説明するための図である。図９中、Ｓｕｂｆｒａｍｅ ＃の行は、サブフレーム番号を示す。図９中、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ＃１の行は、コンフィグレーション上、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ＃１の各サブフレームが下り回線（ＤＬ）、上り回線（ＵＬ）のいずれかに設定されていることを示す。また、図９中、Ｃａｒｒｉｅｒ １、 Ｃａｒｒｉｅｒ ２の各行は、各サブフレームが実際にどの回線に使用されているかを示す。なお、図９中の記号Ｓはｓｐｅｃｉａｌ ｓｕｂｆｒａｍｅを示す。ｓｐｅｃｉａｌ ｓｕｂｆｒａｍｅは、ＤＬからＵＬに切り替わるサブフレームに挿入されるサブフレームである。Ｓｐｅｃｉａｌ ｓｕｂｆｒａｍｅには、ガードピリオドが含まれるので、ガードピリオドで伝搬遅延を吸収できる。

図９に示すように、周波数帯１（図９中、Ｃａｒｒｉｅｒ １）では、Ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３とｓｕｂｆｒａｍｅ＃４とが、ＲＮとｅＮＢとの間の通信に使用されるｂａｃｋｈａｕｌ回線である。一方、周波数帯２（図９中、Ｃａｒｒｉｅｒ ２）では、コンフィグレーション上はＵＬのサブフレームであるｓｕｂｆｒａｍｅ＃３に、ＲＮはＬＴＥ−Ａ ＵＥ２向けにＤＬのサブフレームを送信している。また、周波数帯２では、コンフィグレーション上はＤＬのサブフレームであるｓｕｂｆｒａｍｅ＃４に、ＲＮはＬＴＥ−Ａ ＵＥ２からＵＬサブフレームを受信する。このとき、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３とｓｕｂｆｒａｍｅ＃４は、ＲＮ配下のＬＴＥ−Ａ ＵＥ２からみると、１つの周波数帯のみでサービスをしている。

そこで、周波数帯２のｓｕｂｆｒａｍｅ＃３の制御信号では、ＲＮは、周波数帯１と周波数帯２のＡＣＫ／ＮＡＣＫや割当て信号をＲＮ配下のＬＴＥ−Ａ ＵＥ２に送信する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＬＴＥで定められているように、データ送信から４サブフレーム以上あとに送信される。そのため、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃３より４サブフレーム以上前のｓｕｂｆｒａｍｅ＃７とｓｕｂｆｒａｍｅ＃８とで送信されたＵＬの信号（図９中、破線で囲まれた部分）に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫをＲＮがＬＴＥ−Ａ ＵＥ２へ送信する。したがって、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃７とｓｕｂｆｒａｍｅ＃８のＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４で送信される予定であったが、１サブフレーム早く送信することができる。１サブフレーム早く送信することで、ＵＬで再送がある場合、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃７から送信することができる。なお、Ｓｕｂｆｒａｍｅ＃４でＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信していると、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃８からの送信になっている。

また周波数帯２におけるｓｕｂｆｒａｍｅ＃４では、周波数帯１と周波数帯２のｓｕｂｆｒａｍｅ＃９とｓｕｂｆｒａｍｅ＃０とで送信されたＤＬの信号（図９中、２点鎖線で囲まれた部分）に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫをＬＴＥ−Ａ ＵＥ２がＲＮへ送信する。このようにすると、ｓｕｂｆｒａｍｅ＃７で送信しなければならなかったＡＣＫ／ＮＡＣＫをｓｕｂｆｒａｍｅ＃４で送信することができるので、再送の遅延を短くすることができる。

また、ＵＬ、ＤＬともに、周波数帯１の分のＡＣＫ／ＮＡＣＫも送信される。このようにすると、ＲＮとｅＮＢと間の通信をしているサブフレームでも、ＬＴＥ−Ａ ＵＥ２はＲＮからＡＣＫ／ＮＡＣＫを送受信ができるので、２つの周波数帯ともに再送の遅延が短くなるという利点がある。
また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ以外にもＵＬでは２周波数分のＣＱＩ報告、メジャメントの報告等の制御信号を送信しても良い。ＤＬでは、２周波数分のリソース割当て情報を送信しても良い。

なお、例で示したｓｕｂｆｒａｍｅ＃３のように、複数の周波数帯のＡＣＫ／ＮＡＣＫをＲＮがＤＬで送信する場合、両方の周波数帯のＡＣＫ／ＮＡＣＫをＰＨＩＣＨ領域で送信しても良いし、ＤＬを送信できる周波数（例ではｃａｒｒｉｅｒ２）のＡＣＫ／ＮＡＣＫのみ、ＰＨＩＣＨで送信し、その他の周波数のＡＣＫ／ＮＡＣＫは、データ領域で送信するようにしても良い。

なお、同様に例で示したｓｕｂｆｒａｍｅ＃４のように、複数の周波数帯のＡＣＫ／ＮＡＣＫをＵＬで送信する場合、周波数帯ごとに、異なるＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信しても良いし、両方の周波数帯がＡＣＫならばＡＣＫそれ以外はＮＡＣＫとして１つのＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信しても良い。またＵＬを送信できる周波数（例ではｃａｒｒｉｅｒ２）のＡＣＫ／ＮＡＣＫのみＰＵＣＣＨ領域で送信し、他の周波数帯のＡＣＫ／ＮＡＣＫはデータ領域に送信しても良い。また、ＵＬのデータの送信がある場合は、データ信号をパンクチャしてデータ領域に送信しても良い。

なお、上記実施の形態ではアンテナとして説明したが、アンテナポートでも同様に適用できる。アンテナポート（ａｎｔｅｎｎａ ｐｏｒｔ）とは、1本または複数の物理アンテナから構成される、論理的なアンテナを指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも1本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。例えばＬＴＥにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なるＲｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌを送信できる最小単位として規定されている。また、アンテナポートはＰｒｅｃｏｄｉｎｇ ｖｅｃｔｏｒの重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。

また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、２００９年６月２２日出願の日本特許出願（特願２００９−１４７８４９）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明に係る無線通信中継局装置、無線通信装置、無線通信中継方法、及び無線通信方法は、リソースを有効利用でき、回り込みによる干渉を防ぐことができるという効果を有し、無線通信中継局装置、無線通信装置、無線通信中継方法、及び無線通信方法等として有用である。

１００ 基地局
１０１Ａ、１０１Ｂ 符号化部
１０３Ａ、１０３Ｂ 変調部
１０５Ａ、１０５Ｂ サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部
１０７ 信号選択部
１０９ ＩＦＦＴ部
１１１ チャネル割当部
１１３ 無線送信部
１１５ 送信アンテナ
１１７ 割当て情報生成部
１１９ 送信タイミング制御情報生成部
１２１ 受信アンテナ
１２３ 無線受信部
１２５ ＤＦＴ部
１２７ 信号分離部
１２９Ａ、１２９Ｂ チャネル推定・周波数領域等化部
１３１Ａ、１３１Ｂ サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部
１３３Ａ、１３３Ｂ 復調部
１３５Ａ、１３５Ｂ ＩＦＦＴ部
１３７Ａ、１３７Ｂ 復号部
２００、２５０ 移動局
２０１ 受信アンテナ
２０３ 無線受信部
２０５ ＤＦＴ部
２０７ 信号分離部
２０９ チャネル推定部・周波数領域等化部
２１１ サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部
２１３ 復調部
２１５ 復号部
２１７ タイミング情報受信部
２１９ 割当て情報受信部
２２１ 符号化部
２２３ ＤＦＴ部
２２５ 変調部
２２７ サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部
２２９ ＩＦＦＴ部
２３１ チャネル割当部
２３３ 無線送信部
２３５ 送信アンテナ
３００ 中継局
３０１ 受信アンテナ
３０５ ＤＦＴ部
３０７ 信号分離部
３０９Ａ、３０９Ｂ チャネル推定部・周波数領域等化部
３１１Ａ、３１１Ｂ サブキャリアＤｅ−ｍａｐｐｉｎｇ部
３１３Ａ、３１３Ｂ 復調部
３１５ ＩＦＦＴ部
３１７Ａ、３１７Ｂ 復号部
３１９Ａ、３１９Ｂ 符号化部
３２１ ＤＦＴ部
３２３Ａ、３２３Ｂ 変調部
３２５Ａ、３２５Ｂ サブキャリアｍａｐｐｉｎｇ部
３２７ 信号選択部
３２９ ＩＦＦＴ部
３３１ チャネル割当部
３３５ 無線送信部
３３７ 送信アンテナ
３３９ タイミング制御部
３４１ 割当て情報受信部
３４３ 送信／受信タイミング制御情報生成部

Claims (14)

1. 少なくとも２以上の周波数帯で第一無線通信装置と第二無線通信装置との間の通信を中継する無線通信中継局装置であって、
   第一のサブフレームにおいて、第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ第一上り回線信号を送信するともに、第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ第一下り回線信号を送信する送信部と、第二のサブフレームにおいて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置から第二下り回線信号を受信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置から第二上り回線信号を受信する受信部と、
   自装置と前記第一無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて、前記第一のサブフレームにおける前記第一上り回線信号の送信タイミングを設定するタイミング設定部と、を備え、
   前記送信部は、
   設定された前記送信タイミングに合わせて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ前記第一上り回線信号を送信するとともに、
   前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ前記第一下り回線信号を送信し、
   前記タイミング設定部は、
   前記第一のサブフレームにおける、前記第一無線通信装置への送信を開始するシンボルの番号であって、自装置と前記第一無線通信装置との間の前記伝搬遅延量が大きいほど前記シンボルの番号を大きくするように、前記送信タイミングを設定する無線通信中継局装置。
2. 前記第一のサブフレームは自装置と前記第二無線通信装置とが通信する上り回線用に設定されたサブフレームであり、前記第二のサブフレームは自装置と前記第二無線通信装置とが通信する下り回線用に設定されたサブフレームである、
   請求項１に記載の無線通信中継局装置。
3. 前記タイミング設定部で設定された、前記第一のサブフレームにおける前記第一上り回線信号の送信タイミングを示す送信タイミング制御情報を生成する制御情報生成部、をさらに備え、
   前記送信部は、
   生成された前記送信タイミング制御情報を前記第二無線通信装置へ送信する、
   請求項１に記載の無線通信中継局装置。
4. 自装置と前記第一無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて、前記第二のサブフレームにおける前記第二下り回線信号の受信タイミングを設定するタイミング設定部、をさらに備え、
   前記受信部は、
   設定された前記受信タイミングに合わせて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置から第二下り回線信号を受信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置から第二上り回線信号を受信する、
   請求項１に記載の無線通信中継局装置。
5. 前記タイミング設定部で設定された、前記第二のサブフレームにおける前記第二下り回線信号の受信タイミングを示す受信タイミング制御情報を生成する制御情報生成部、をさらに備え、
   前記送信部は、
   生成された前記受信タイミング制御情報を前記第二無線通信装置へ送信する、
   請求項４に記載の無線通信中継局装置。
6. 前記受信部は、
   前記第二のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第三のサブフレームにおいて前記第一の周波数帯および前記第二の周波数帯で送信した下り回線信号に対する応答信号を、前記第二のサブフレームにおいて前記第二無線通信装置から受信する、
   請求項１に記載の無線通信中継局装置。
7. 前記送信部は、
   前記第一のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第四のサブフレームにおいて前記第一の周波数帯および前記第二の周波数帯で受信した上り回線信号に対する応答信号を、前記第一のサブフレームにおいて前記第二無線通信装置へ送信する、
   請求項１に記載の無線通信中継局装置。
8. 少なくとも２以上の周波数帯で、無線通信中継局装置を介して、他の無線通信装置との間の通信を行う無線通信装置であって、
   前記無線通信中継局装置と自装置とが通信する上り回線用に設定されたサブフレームである第一のサブフレームにおいて、所定の周波数帯で前記無線通信中継局装置から中継された第一下り回線信号と、前記無線通信中継局装置と自装置とが通信する下り回線用に設定されたサブフレームである第二のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置へ第二上り回線信号を送信するための割当信号とを受信する受信部と、
   前記割当信号に基づき、前記第二のサブフレームにおいて、前記所定の周波数帯で前記第二上り回線信号を前記無線通信中継局装置へ送信する送信部と、を備え、
   前記第一のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記所定の周波数帯とは異なる他の周波数帯で前記他の無線通信装置に第一上り回線信号を送信するサブフレームであり、
   前記第二のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記他の周波数帯で前記他の無線通信装置から第二下り回線信号を受信するサブフレームである無線通信装置。
9. 前記受信部は、
   前記無線通信中継局装置と前記他の無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて設定され、かつ前記第一のサブフレームにおける前記無線通信中継局装置から前記他の無線通信装置への第一上り回線信号の送信タイミングに合わせた、前記無線通信中継局装置からの前記第一下り回線信号の送信タイミングを示す送信タイミング制御情報に基づいて、前記第一のサブフレームにおいて前記第一下り回線信号を前記無線通信中継局装置から受信する、
   請求項８に記載の無線通信装置。
10. 前記受信部は、
    前記無線通信中継局装置と前記他の無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて設定された、前記第二のサブフレームにおける前記他の無線通信装置から前記無線通信中継局装置への第二下り回線信号の受信タイミングにあわせた、前記無線通信中継局装置の前記第二上り回線信号の受信タイミングを示す受信タイミング制御情報を受信し、
    前記送信部は、
    前記受信タイミング制御情報に基づいて、前記第二のサブフレームにおいて前記上り回線信号を前記無線通信中継局装置へ送信する、
    請求項８に記載の無線通信装置。
11. 前記送信部は、
    前記第二のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第三のサブフレームにおいて前記所定の周波数帯および前記所定の周波数とは異なる他の周波数帯で受信した下り回線信号に対する応答信号を、前記第二のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置へ送信する、
    請求項８に記載の無線通信装置。
12. 前記受信部は、
    前記第一のサブフレームよりも４サブフレーム以上前の第四のサブフレームにおいて前記所定の周波数帯および前記所定の周波数とは異なる他の周波数帯で送信した上り回線信号に対する応答信号を、前記第一のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置から受信する、
    請求項８に記載の無線通信装置。
13. 少なくとも２以上の周波数帯で第一無線通信装置と第二無線通信装置との間の通信を中継する無線通信中継局装置における無線通信中継方法であって、
    第一のサブフレームにおいて、第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ第一上り回線信号を送信するともに、第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ第一下り回線信号を送信し、
    第二のサブフレームにおいて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置から第二下り回線信号を受信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置から第二上り回線信号を受信し、
    自装置と前記第一無線通信装置との間の伝搬遅延量に応じて、前記第一のサブフレームにおける前記第一上り回線信号の送信タイミングを設定し、
    設定された前記送信タイミングに合わせて、前記第一の周波数帯で前記第一無線通信装置へ前記第一上り回線信号を送信するとともに、前記第二の周波数帯で前記第二無線通信装置へ前記第一下り回線信号を送信し、
    前記第一のサブフレームにおける、前記第一無線通信装置への送信を開始するシンボルの番号であって、自装置と前記第一無線通信装置との間の前記伝搬遅延量が大きいほど前記シンボルの番号を大きくするように、前記送信タイミングを設定する、無線通信中継方法。
14. 少なくとも２以上の周波数帯で、無線通信中継局装置を介して、他の無線通信装置との間の通信を行う無線通信装置における無線通信方法であって、
    前記無線通信中継局装置と前記無線通信装置とが通信する上り回線用に設定されたサブフレームである第一のサブフレームにおいて、所定の周波数帯で前記無線通信中継局装置から中継された第一下り回線信号と、前記無線通信中継局装置と無線通信装置とが通信する下り回線用に設定されたサブフレームである第二のサブフレームにおいて前記無線通信中継局装置へ第二上り回線信号を送信するための割当信号とを受信し、
    前記割当信号に基づき、前記第二のサブフレームにおいて、前記所定の周波数帯で前記第二上り回線信号を前記無線通信中継局装置へ送信し、
    前記第一のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記所定の周波数帯とは異なる他の周波数帯で前記他の無線通信装置に第一上り回線信号を送信するサブフレームであり、
    前記第二のサブフレームは、前記無線通信中継局装置が前記他の周波数帯で前記他の無線通信装置から第二下り回線信号を受信するサブフレームである、
    無線通信方法。

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