以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システム1aは、基地局(第1の無線基地局)10−1、基地局(第2の無線基地局)10−2、中継局(以下、リレー局と呼ぶ)20、移動局30を備える。
基地局10−1は、無線信号d1を送信する。移動局30は、リレー局20によって中継される無線信号を受信可能な範囲に位置する。リレー局20は、無線信号d1を受信して中継処理(復調、誤り訂正復号、再符号・変調処理等の処理を行った無線信号を送信することもできるし、受信した無線信号を復号せずに増幅して送信することもできる。ここでは、前者を例に挙げて説明する)を行い、中継処理後の無線信号d1を移動局30へ送信する。
ここで、基地局10−2は、リレー局20から無線信号(データA)d1が中継送信される送信タイミングt1と同じタイミングで、無線信号(データA)d1の送信のためにリレー局20によって用いられる無線リソースと同じ無線リソースを用いて無線信号(データA)d2(=d1)を送信する。
無線信号d1と無線信号d2には、同じ変調方式が適用されることができる。なお、送信パワーは一致させなくともよい。ここで、基地局10−2に代えて、基地局10−1が、リレー局20から無線信号(データA)d1が中継送信される送信タイミングt1と同じタイミングで、同じ無線信号(データA)d1を再び送信することもできる。
また、リレー局20、基地局10−1、基地局10−2の3つとも、同じタイミングt1で、同じ無線信号(データA)を、同じ無線リソースを用いて送信してもよい。
このような構成により、リレー局20から移動局30への中継送信の時間帯では、移動局30は、リレー局20から送信された無線信号d1と基地局10−2から送信された無線信号d2(または基地局10−1から再度送信された無線信号d1)を受信するが、無線信号d1、d2は同じデータ(無線信号)であり、CP長以内の時間ずれであるため、CP除去により、シンボル間干渉を抑制しつつ、データの受信を行うことができる。
なお、基地局10−1、10−2、リレー局20は、例えば、上位装置からの信号に基づいて、互いにフレームタイミングの同期化を図っておき、それぞれ、所定のタイミングで同期した送信を行うことを予め設定しておくことで同時送信を実現してもよい。
例えば、上位装置から同期送信を行うフレーム番号(タイミングt1に対応)を基地局10−1、10−2、リレー局20に通知しておき、そのフレーム番号で共通した無線リソースを用いて同一のデータを送信するものである。
この設定は、リレー局20のスケジューラが、同期送信を行うべきフレーム番号(タイミング)を基地局10−1、10−2に通知することで行うこともできる。その通知は、基地局10−1に対して、リレー局20からのフレーム番号についての情報を含む無線信号を直接送信し、基地局10−1は、上位装置を介して基地局10−2にフレーム番号情報を転送して実行することもできる。また、リレー局20が、基地局10−1、10−2の双方に対して直接フレーム番号情報を含む無線信号を送信することで、その通知を実行することもできる。
また、上位装置から基地局10−1、10−2にそれぞれ同じデータを同時に与え、基地局10−2は、基地局10−1がリレー局20にデータを送信してからリレー局20が中継送信するまでの遅延時間分(例えば、実測値、理論設定値等)送信を遅延させることで、リレー局20と同じタイミングでデータ送信を行うようにしてもよい。その際、若干の誤差時間はCP長の存在により許容されるため、そのような誤差時間分のタイミングの相違は、同じタイミングとみなすことができる。
次に無線通信システム1aの1つの適用例として、MBMSに適用した場合のシステム構成及び動作について以降説明する。最初に無線通信システム1aが適用されるMBSFNネットワークの全体構成について説明する。
図2はMBSFNネットワークを示す図である。MBSFNネットワーク40は、MBMS送信制御装置またはMBMS制御部(以後、MBMS制御装置と総称する)41(例えば、MCE(Multi-Cell/Multicast Coordination Entity)に該当する)、MBMSデータ記憶装置(MBMSデータを記憶し管理する装置であり、例えば、MBMS GW(Gate Way)に該当)42、基地局(BTS:Base Transceiver Station)43a、43b、移動局30−1〜30−4を有している。
MBMSの無線信号は、MBMSデータと、MBMSを受信するための制御信号(以下、MBMS制御信号とも呼ぶ)とを含み、MBMS制御装置41は、MBMS送信を制御し、MBMS制御信号をMBMSデータ記憶装置42、基地局43a、43bへ送信し、MBMSデータ記憶装置42は、MBMSデータを基地局43a、43bへ送信する。
MBMSデータは、論理チャネルであるMTCH(MBMS Traffic CHannel)を構成し、トランスポートチャネルであるMCH(Multicast CHannel)にマッピングされて、無線チャネルであるPMCH(Physical Multicast CHannel)で無線送信される。
また、MBMS制御信号は、論理チャネルであるMCCH(Multicast Control CHannel)を構成し、トランスポートチャネルであるMCHにマッピングされて、無線チャネルであるPMCHで無線送信される。
MBMS制御装置41は、リソース割り当て、MCS(Modulation and Coding Scheme)、MBMSデータの送信タイミングなどのスケジューリングを行い、スケジューリング結果を、MBMS制御信号に重畳して送信する。基地局43a、43bでは、このスケジューリング結果に基づいて無線送信が実施される。
なお、上記のMCS(AMC(Adaptive Modulation and Coding)と呼ぶ場合もある)とは、変調・符号化方式のことであり、無線回線品質によって適応的に変調方式や符号化率を変更して使用する方法であり、変調方式、符号化率及び伝送データ量(結果的には伝送速度に相当する)などの属性から構成される。
例えば、MCS1なら変調方式はQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、符号化率は1/8、転送速度は1.891Mb/sであり、MCS5なら変調方式は16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、符号化率は1/2、転送速度は15.221Mb/sといったように設定されている。通常は、移動局の受信状態に応じて最適なMCSが選択される。
MBMS制御装置41では、このような複数のMCSの中から、1つのMCSを選択することになる。MCSの選択方法の1つの例としては、最も伝搬特性(伝搬環境)の悪いセルを基準にしてMCSを選択し、MBSFNエリア内は、すべて同じ選択されたMCSを適用する方法がある。
例えば、伝搬特性の最も悪いセルに対して、MCS1で通信を行うことを決定したならば、MBSFNエリア内の他のすべてのセルに対してもMCS1を適用するものである(伝搬特性の良好なセルに対してもMCS1が適用される)。なお、伝搬環境に依存せずに、一定のMCSを設定するといったことも可能である。
図3はMBSFNネットワークの動作シーケンスを示す図である。
〔S101〕MBMS制御装置41は、スケジューリングにより送信するMBMSデータ及びその送信方法(変調方式、符号化方法、送信タイミング、使用無線周波数等)を決定する。
〔S102〕MBMS制御装置41は、決定した変調方式、符号化方式等の情報とそれらを基に作成した制御信号をMBMSデータ記憶装置42に通知する。更にMBMSデータ記憶装置42に対してMBMSデータを基地局43a、43bへ伝送することを要求する。
〔S103〕通知を受けたMBMSデータ記憶装置42は、制御信号(MCCH)とMBMSデータ(MTCH)を基地局43a、43bに伝送する。更に、MBSFN送信のための送信タイミングや使用無線周波数等の制御情報を基地局43a、43bに通知する。
〔S104〕これらの制御情報とMBMSデータ及び制御信号の通知を受けた基地局43a、43bは、制御情報に従ってMBSFN送信を実施する。
〔S105〕MBSFN送信を受信したDF(Decode and Forward)リレーは、復調・復号し、誤り訂正を実施し、再び符号・変調し、移動局へMBMSデータを送信する。
次にMBSFNネットワーク40における無線通信システム1aについて説明する。図4は無線通信システムを示す図である。無線通信システム1a−0は、MBMS制御装置41、MBMSデータ記憶装置42、基地局43a、43b、リレー局20、移動局30−1、30−2を有している。基地局43aは、移動局30−1と通信を行い、リレー局20を介して移動局30−2と通信を行う。
動作について説明する。リレー局20は、基地局43aからMBSFNの通信形式で送信(基地局43aと基地局43bとによる同期したタイミングでの同じMBMSデータの送信)されたMBMSデータを受信し、復調・復号を実施する。
なお、MBSFNの送信なので、リレー局20において、基地局43aだけでなく、複数の他基地局から送信されたMBMSデータ(例えば、基地局43bから送信されたMBMSデータ)を受信してもよい。なお、基地局43aからリレー局20へのMBMSデータの送信を第1のMBSFN送信とする。
リレー局20は、第1のMBSFN送信によるMBMSデータを受信すると、復調・復号し、誤り訂正処理後のMBMSデータを記憶する。続いて、一時記憶されたMBMSデータを符号化して変調の後、MBMSの受信フレームに対して、遅延した送信タイミングt1(以下、MBSFN中継送信タイミングとも呼ぶ)で、MBMSデータを移動局30−2へ送信する。なお、リレー局20から移動局30−2へのMBMSデータの送信をここでは、第2のMBSFN送信と称する。
MBSFN中継送信タイミングでは、リレー局20以外の他リレー局(図示せず)や基地局43bは、MBSFNによるデータ送信を行うことは可能であるが、MBSFN以外のデータ送信(例えば、ユニキャスト通信形式によるユニキャストデータの送信など)は実施しない。
すなわち、図4の場合では、基地局43bは、MBSFN中継送信タイミング時に、MBSFNによる同一のMBMSデータの送信は行うが、ユニキャスト通信形式によるユニキャストデータなどの送信は行わない。
移動局30−2は、基地局43b及びリレー局20からMBSFN中継送信タイミングで送信されたMBMSデータを受信する。これにより、第2のMBSFN送信の時間帯では、移動局30−2が受信するMBMSデータは、同じデータであり、伝送特性を改善することができる。
更に、MBSFN中継送信タイミングで、第2のMBSFN送信によるMBMSデータを受信する移動局30−2は、基地局43aから再び送信されたMBMSデータも受信することが可能である(なお、送信タイミングt1で、基地局43aで行われるMBMSデータの再送信を第3のMBSFN送信と呼ぶ)。第2のMBSFN送信と第3のMBSFN送信は、同一のMBSFNによるMBMSデータを送信するので、受信が可能である。
以上により、無線通信システム1a−0では、送信タイミングt1の時間帯において、共通する無線リソースを用いて、異なるデータが送信されないようにしたので、干渉の発生を抑制することができる。
また、移動局30−2は、複数の基地局43a、43b及びリレー局20からのMBSFN送信によるMBMSデータを受信することができ、更に、複数回のMBSFN送信によるMBMSデータを受信することができるので、複数データの受信が可能となり、MBSFN伝送の特性改善が可能になる。
次に基地局の構成例について説明する。基地局43a、43bともに同様の構成を有するものとする。図5は基地局の構成を示す図である。基地局43は、送信データバッファ43−1、スケジューラ43−2、符号・変調部43−3、制御信号作成部43−4、無線部43−5、43−6、復調・復号部43−7、回線品質情報収集部43−8、接続要求信号抽出部43−9、回線設定部43−10、端末グループ設定部43−11、RNTI(Radio Network Temporary ID)・端末グループ設定信号作成部43−12を備える。
基地局43は、MBMS制御装置等の上位装置から送信データ(MBMSデータ含む)を受信すると、送信データバッファ43−1に送信データを格納する。送信データは、スケジューラ43−2によるスケジューリング制御に基づいて、送信データバッファ43−1から読み出され、符号・変調部43−3に入力される。
なお、基地局43には、MBMS制御装置等の上位装置(他の基地局)からMBMS制御情報を受信し、MBMSデータを送信すべきタイミング(フレームタイミング等)がスケジューラ43−2に与えられる。
基地局43が、図4の基地局43bに対応する場合、例えば、MBMS制御情報は、送信タイミングt1での送信を指示する情報とすることができる。なお、基地局43aの第1のMBSFN送信と合わせて、基地局43bが送信を行う場合には、その第1のMBSFNの送信タイミングと送信タイミングt1との双方がMBMS制御情報に含まれてもよい。MBSFN送信を行う際に利用する無線リソース(周波数、変調方式等)は、予め所定の無線リソースとして設定、記憶しておいてもよいし、MBMS制御情報に含めてもよい。
スケジューラ43−2により制御信号の送信が必要とされる場合は、スケジューラ43−2の制御により、制御信号作成部43−4が、制御信号を生成し、符号・変調部43−3に与えることができる。
制御信号は、例えば、リレー局に対する制御指示、移動局に対する制御指示を含むことができる。符号・変調部43−3で、誤り訂正符号・変調処理された信号は、無線部43−5により、各サブキャリアへの割り当てが行われ、IFFT(Inverse FFT)処理等により、OFDM信号が生成され、必要な増幅、周波数変換処理等がなされて、無線送信としてアンテナa1から送信される。なお、送信信号に対してはCPが付加される。
一方、アンテナa1から受信した無線信号(リレー局からの無線信号または移動局からの無線信号)は、無線部43−6で、必要受信帯域のフィルタ処理等の受信処理、CP除去、FFT処理がなされ、復調・復号部43−7により、復調、復号される。
下り信号(基地局43から送信される無線信号)についての受信品質測定結果が含まれる場合は、回線品質情報収集部43−8により収集され、スケジューラ43−2に与えられる。従って、スケジューラ43−2は、収集した回線品質情報に基づいて、移動局、リレー局毎にその受信品質状態を認識することができるため、受信品質に応じて符号・変調部43−3で適用すべき、符号化レート、変調方式を選択することができる。
また、移動局、リレー局等により、接続要求信号が送信された場合は、接続要求信号抽出部43−9が受信信号からこの接続要求信号を抽出し、回線設定部43−10に与える。端末グループ設定部43−11は、配下の移動局、中継局に対して、グループ分け(グルーピング)を行う。回線設定部43−10は、接続要求信号とグループ分けの内容に基づいて、回線設定を行い、回線設定情報をRNTI・端末グループ設定信号作成部43−12へ送信する。RNTI・端末グループ設定信号作成部43−12は、グループ毎に異なるRNTIを付与し、端末グループの設定制御を行い、そのグループ情報を送信データに重畳する。なお、グループ分けの詳細については後述する。
次にリレー局20の構成例について説明する。図6、図7はリレー局20の構成を示す図である。リレー局20は、アンテナa2、a3、受信無線部22a−1、22b−1、復調・復号部22a−2、22b−2、回線品質情報収集部23a、MBMS制御信号抽出部23b−2、下り制御信号作成部23b−3、スケジューラ24a、送信データバッファ24b、回線設定部25a、上り接続要求信号抽出部26a−1、上り接続要求信号作成部26a−2、上り送信制御信号作成部26a−3、回線品質測定部27a−1、回線品質情報作成部27a−2、符号・変調部25b−1、28a−1、送信無線部25b−2、28a−2、端末グループ設定部201、RNTI・端末グループ設定信号作成部202を備える。
リレー局20において、アンテナa2を介して基地局43から受信した信号は、受信無線部22b−1で受信対象の帯域の信号を抽出、CP除去、FFT処理が施され、復調・復号部22b−2で復調、復号処理が実行される。
復号された信号(MBMSデータ含む)は、送信データバッファ24bに入力され、スケジューラ24aによるスケジューリングに従って、送信データバッファ24bから読み出され、符号・変調部25b−1に入力される。
受信信号にMBMS制御信号が含まれる場合は、MBMS制御信号抽出部23b−2が、MBMS制御信号を抽出してスケジューラ24aに与える。従って、スケジューラ24aは、MBMS制御信号により指定されたタイミング(t1)で、MBMSデータを送信することとなる。
MBSFN送信を行う際に利用する無線リソース(周波数、変調方式等)は、予め所定の無線リソースとして設定、記憶しておいてもよいし、MBMS制御情報に含めてもよい。MBMS制御信号に、無線リソース情報が含まれる場合は、スケジューラ24aは、指定された無線リソースを用いてMBSFN送信(MBMSデータの送信)を行う。
また、スケジューラ24aは、移動局に送信すべき制御信号がある場合には、下り制御信号作成部23b−3を制御して、制御信号を生成させる。従って、符号・変調部25b−1は、制御信号、MBMSデータ等を符号・変調して、送信無線部25b−2に渡し、送信無線部25b−2は、無線信号として送信するのに必要とされる増幅等の無線処理を施して無線信号をアンテナa3から送信する。
また、リレー局20は、アンテナa3を介して受信した無線信号を受信無線部22a−1に入力する。受信無線部22a−1は、受信対象の帯域の信号を抽出し、受信信号を復調・復号部22a−2へ入力する。復調・復号部22a−2によって、復調、復号された信号は、スケジューラ24aの制御のもと、符号・変調部28a−1に入力され、符号・変調処理等が施された後に、送信無線部28a−2によりIFFT処理、CP挿入等の処理がなされ、OFDM信号としてアンテナa2から基地局に対して中継送信される。
また、復調・復号部22a−2により復号されたデータに回線品質情報が含まれる場合は、回線品質情報収集部23aに入力され、スケジューラ24aによる適応変調制御に用いられる。また、上り接続要求信号が含まれる場合は、上り接続要求信号抽出部26a−1で抽出され、回線設定部25aに与えられる。基地局に対して、上り接続要求の存在を通知するために、上り接続要求信号作成部26a−2によって作成された上り接続要求信号は、符号・変調部28a−1に与えられる。
更に、制御信号の送信が必要な場合は、スケジューラ24aから上り送信制御信号作成部26a−3に指示がなされ、上り送信制御信号作成部26a−3は、作成した制御信号を符号・変調部28a−1に与えて送信する。
更に、基地局から受信した信号について回線品質を測定した回線品質測定部27a−1が出力する測定結果は、回線品質情報作成部27a−2に入力され、回線品質情報として符号・変調部28a−1に入力され、送信される。なお、リレー局20において、端末グループの設定を行う場合は、端末グループ設定部201で設定されたグループ情報は、上り方向に対しては、回線設定部25aを介して、上り接続要求信号に重畳される。また、RNTI・端末グループ設定信号作成部202は、グループ毎に異なるRNTIを付与し、端末グループの設定制御を行い、そのグループ情報を送信データに重畳する。
次に移動局の構成例について説明する。図8は移動局の構成を示す図である。移動局30は、アンテナa4、無線部31−1、31−2、復調・復号部32−1、符号・変調部32−2、回線品質測定・算出部33−1、制御信号抽出部33−2、受信電力測定部33−3、回線品質送信部34、端末設定制御部35、回線接続制御部36、接続要求信号作成部37、端末グループ設定情報抽出部38を備える。
移動局30において、アンテナa4を介してリレー局や基地局から受信した信号は、無線部31−1に入力され、受信対象の帯域が抽出され、CP除去、FFT処理が施され、復調・復号部32−1に入力される。送信タイミングt1においては、リレー局と同時に、基地局43b(更には、基地局43a)が同じMBMSデータを送信するため、無線部31−1は、それらのMBMSデータ信号を受信するが、これらのMBMSデータは、CP長以下のタイミングずれで受信される限り、CP除去により、シンボル間干渉が抑制される。
復調、復号された信号は、回線品質測定・算出部33−1、制御信号抽出部33−2、受信電力測定部33−3、端末グループ設定情報抽出部38に入力される。受信データは、図示しないデータ処理部に入力される。回線品質測定・算出部33−1は、受信信号についてのCINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)等の無線品質を測定して、回線品質送信部34に測定結果を与え、回線品質情報としてリレー局または基地局に送信させる。なお、回線品質情報は、下り方向の信号に適用すべき適応変調制御に利用されてもよい。
制御信号抽出部33−2は、受信データに制御信号が含まれる場合は、その抽出を行い、端末設定制御部35に与える。端末設定制御部35は、受信した制御信号に基づいて、受信系、送信系の無線部31−1、31−2の制御、復調及び復号部の制御を行う。基地局、リレー局から送信される制御信号の例としては、例えば、データの送信に用いる無線リソース情報、送信に適応する符号化レート、変調方式等が挙げられる。
受信電力測定部33−3は、例えば、基地局、リレー局から送信される既知信号(パイロット信号、プリアンブル信号等)の受信電力を測定し、基地局やリレー局の存在を認識し、回線接続制御部36に測定結果を通知する。回線接続制御部36は、検出した基地局またはリレー局への接続を要求すべく、接続要求信号作成部37に指示する。
接続要求信号作成部37は、接続要求信号を作成し、基地局またはリレー局への接続要求信号を送信させる。例えば、移動局30は、基地局43aによるMBSFN送信(MBMSデータ)を受信している状態において、リレー局を検出すると、リレー局への接続要求信号を送信し、リレー局からMBMSデータを受信できるように依頼する。端末グループ設定情報抽出部38は、受信信号に含まれるグループ情報を抽出し、移動局30のグループ識別子を認識する。
一方、送信系の処理としては、図示しないデータ処理部からのデータ、回線品質送信部34からの回線品質情報、接続要求信号作成部37からの接続要求信号は、符号・変調部32−2に入力され、符号・変調処理され、無線部31−2を介してアンテナa4から送信される。なお、上り方向の送信は、OFDMでなく、SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式に従って送信することもできる。
次にグループ分けを行って無線通信を行う無線システムについて説明する。図9は無線通信システムの構成を示す図である。第1の実施の形態の無線通信システム1a−1は、基地局43a、43b、リレー局20、移動局30−1〜30−6を有する(なお、以降に示すシステム構成図では、MBMS制御装置41、MBMSデータ記憶装置42の図示は省略する)。
基地局43aのセル4a内に、基地局43b、リレー局20及び移動局30−1〜30−6が位置し、リレー局20の中継エリア2aには、移動局30−4〜30−6が位置している。基地局43bのサービス範囲に移動局30−4〜30−6が含まれる(図では、基地局43bがセル4a内に含まれている構成が図示されているが、基地局43bはセル4a内に含まれなくてもよく、移動局30−4〜30−6が基地局43bのサービス範囲に含まれていればよい)。
また、基地局43aは、リレー局20と移動局30−1〜30−3をグループg1とし、移動局30−4〜30−6をグループg2とグループ分けする。なお、基地局43aからグループg1への送信は、第1のMBSFN送信に該当し、リレー局20からグループg2への送信は、第2のMBSFN送信に該当する。
ここで、基地局43aは、グループg1に対してMBSFN送信(MBSFNの通信形式にもとづくMBMSデータの送信)を実施する。これを受けたリレー局20は、例えば、復調・復号及び符号・変調といった一連の中継処理を実施して、グループg2に対してMBSFNの中継送信を実施する。
基地局43bでは、リレー局20からMBMSデータが中継送信される送信タイミングt1に基づいて、MBSFNのMBMSデータをグループg2へ送信する。更に、リレー局20からMBMSデータが中継送信される送信タイミングt1に基づいて、基地局43aは、先に送信したMBMSデータと同じ内容のMBMSデータを、グループg2に対して再びMBSFNで送信する(第3のMBSFN送信)。すなわち、送信タイミングt1において、リレー局20及び基地局43a、43bからMBMSデータが送信されることになる。グループg2内の移動局30−4〜30−6は、リレー局20と基地局43a、43bから送信されたMBMSデータを受信する。
図10は無線通信システム1a−1の動作シーケンスを示す図である。
〔S1〕基地局43a及び基地局43bは、MBSFNの通信形式によるMBMSデータをグループg1に送信する。
〔S2〕リレー局20は、MBMSデータを受信すると、例えば、復調・復号及び符号・変調といった一連の中継処理を行う。
〔S3a〕リレー局20は、送信タイミングt1でMBSFNの通信形式によるMBMSデータをグループg2へ送信する。
〔S3b〕基地局43bは、リレー局20からMBMSデータが送信される同じ送信タイミングt1で、MBSFNの通信形式によるMBMSデータを送信する。
〔S3c〕基地局43aは、リレー局20からMBMSデータが送信される同じ送信タイミングt1で、MBSFNの通信形式によるMBMSデータを再び送信する。
以上説明したように、無線通信システム1a−1によれば、リレー局20からグループg2へのMBSFN送信と、基地局43a、43bからのMBSFN送信とを同一タイミング(送信タイミングt1)で行う。これにより、送信タイミングt1の時間帯では、同じMBMSデータが送信されるので、異なるデータが共通する無線リソースを用いて送信されることにより、伝送品質を劣化させてしまうことを抑制することが可能になる。
また、リレー局20からのMBSFN中継送信と基地局43a、43bからのMBSFN送信で同じMBMSデータを、同じタイミングで送信するので、グループg2内の移動局30−4〜30−6は、両者を受信して合成することが可能となり、伝送特性の改善が可能になる。
次に第2の実施の形態の無線通信システムについて説明する。図11は無線通信システムの構成を示す図である。第2の実施の形態の無線通信システム1a−2は、基地局43a、43b、リレー局20−1、移動局30−1〜30−6を有しており、基本的なシステム構成は図9と同じであるが、リレー局20−1が、通信形式変換部20aを含んでいる。
基地局43aは、1回目のデータ送信では、第1の通信形式(例えば、ユニキャスト通信形式)によってMBMSデータを送信し、2回目のデータ送信(第3のMBSFN送信)では、第2の通信形式(例えば、MBSFN)によってMBMSデータを送信する。
ここで、基地局43aは、グループg1に対してユニキャスト通信形式にもとづくMBMSデータの送信を実施する。これを受けたリレー局20−1は、復調・復号を行い、通信形式の変換を行って、ユニキャスト通信形式によるMBMSデータをMBSFN通信形式に変換し、MBSFNのMBMSデータを生成する。
そして、符号・変調され、通信形式が変換された後のMBMSデータを、グループg2に対してMBSFN送信を実施する。なお、ユニキャストからMBSFNの変換では、Normal CPをExtended CPに置き換えて、PDSCHの無線チャネルをPMCHの無線チャネルに変換することになる(このような通信形式の変換(CPの置き換え)は、例えば、図7で示した送信無線部25b−2で実行可能である)。
一方、リレー局20−1からMBMSデータが中継送信される送信タイミングt1に基づいて、基地局43bは、グループg2に対して、MBSFNの通信形式によるMBMSデータを送信する。
更に、リレー局20−1からMBMSデータが中継送信される送信タイミングt1に基づいて、基地局43aは、グループg2に対して、今度はMBSFNの通信形式によるMBMSデータを送信する(すなわち、送信タイミングt1では、リレー局20−1及び基地局43a、43bからMBSFNによるMBMSデータが送信される)。グループg2内の移動局30−4〜30−6は、リレー局20−1と基地局43a、43bから送信されたMBMSデータを受信する。
図12は無線通信システム1a−2の動作シーケンスを示す図である。
〔S11〕基地局43aは、ユニキャスト通信形式によるMBMSデータをグループg1に送信する。
〔S12〕リレー局20−1は、MBMSデータを受信すると、ユニキャスト通信形式をMBSFNの通信形式に変換する(なお、復調・復号及び符号・変調といった一連の中継処理も行われる)。
〔S13a〕リレー局20−1は、送信タイミングt1でMBSFNの通信形式によるMBMSデータをグループg2へ送信する。
〔S13b〕基地局43bは、リレー局20−1からMBMSデータが送信される同じ送信タイミングt1で、MBSFNの通信形式によるMBMSデータを送信する。
〔S13c〕基地局43aは、リレー局20−1からMBMSデータが送信される同じ送信タイミングt1で、MBSFNの通信形式によるMBMSデータを再び送信する。
以上説明したように、無線通信システム1a−2によれば、基地局43aは、ユニキャスト通信形式でMBMSデータを送信し、リレー局20−1は、ユニキャスト通信形式をMBSFNに変換して、MBSFNでMBMSデータを中継送信する。また、リレー局20−1からグループg2へのMBSFN送信と、基地局43a、43bからのMBSFN送信とを同一タイミングで行う。
これにより、グループg2で干渉が生じることがなく伝送品質を向上させることが可能になる。また、リレー局20−1からのMBSFN中継送信と基地局43a、43bからのMBSFN送信で同じMBMSデータを送信するので、グループg2内の移動局30−4〜30−6は、両者を受信して合成することが可能となり、伝送特性の改善が可能になる。
次に第3の実施の形態の無線通信システムについて説明する。図13は無線通信システムの構成を示す図である。第3の実施の形態の無線通信システム1a−3は、基地局43a、43b、リレー局20、移動局30−1〜30−6を有し、基本的なシステム構成は図9と同じであるが、グループ分けが異なるものである。
基地局43aのセル4a内に、基地局43b、リレー局20及び移動局30−1〜30−6が位置し、リレー局20の中継エリア2aには、移動局30−4〜30−6が位置している。また、基地局43aは、MBSFN受信を行うグループと、リレー局20を介してMBSFN受信を行うグループとのグループ分けを行う。
図13の場合では、MBSFN受信を行うグループは、リレー局20と移動局30−1〜30−6であるから、これらをグループg1とする。また、リレー局20を介してMBSFN受信を行うグループは、移動局30−4〜30−6であるから、これらをグループg2とする。
ここで、基地局43aは、グループg1に対してMBSFN送信を実施する。これを受けたリレー局20は、例えば、復調・復号及び符号・変調といった一連の中継処理を実施して、グループg2に対してMBSFN送信を実施する。
また、リレー局20からMBMSデータが中継送信される送信タイミングt1に基づいて、基地局43bは、グループg2に対してMBSFN送信を実施する。更に、リレー局20からMBMSデータが中継送信される送信タイミングt1に基づいて、基地局43aは、グループg1に対して再びMBSFN送信を実施する。これにより、グループg2に属する移動局30−4〜30−6は、グループg1にも属するため、基地局43aからは2度のMBSFN受信を行うことができる。
図14は無線通信システム1a−3の動作シーケンスを示す図である。
〔S21a〕基地局43a及び基地局43bは、MBSFNの通信形式によるMBMSデータをグループg1に送信し、MBMSデータは、グループg1内のリレー局20に到達する。
〔S21b〕ステップS21aで送信された、MBSFNの通信形式によるMBMSデータは、グループg1内の移動局30−1〜30−6に到達する。
〔S22〕リレー局20は、MBMSデータを受信すると、例えば、復調・復号及び符号・変調といった一連の中継処理を行う。
〔S23a〕リレー局20は、送信タイミングt1でMBSFNの通信形式によるMBMSデータをグループg2(移動局30−4〜30−6)へ送信する。
〔S23b〕基地局43bは、リレー局20からMBMSデータが送信される同じ送信タイミングt1で、MBSFNの通信形式によるMBMSデータをグループg2へ送信する。
〔S23c〕基地局43aは、リレー局20からMBMSデータが送信される同じ送信タイミングt1で、MBSFNの通信形式によるMBMSデータを再びグループg1へ送信する。なお、移動局30−4〜30−6は、グループg1、g2の両方に位置するので、MBMSデータを基地局43aから2回受信することができ、時間ダイバーシチ効果を高めることができる。
以上説明したように、無線通信システム1a−3によれば、MBSFN受信を行うグループg1と、リレー局20を介してMBSFN受信を行うグループg2とのグループ分けを行い、リレー局20からグループg2へのMBSFN送信と、基地局43a、43bからのMBSFN送信とを同一タイミングで行う。
これにより、グループg2で伝送品質を向上させることが可能になる。また、リレー局20からのMBSFN中継送信タイミングで、基地局43aは、グループg1に対して、MBSFN送信を再度行うので、グループg1、g2に共通して含まれる移動局30−4〜30−6は、両者を合成することが可能となり、伝送特性の向上を図ることが可能になる。
次にグループの設定方法について説明する。グルーピングとして、例えばLTEシステムやLTE-Advancedシステムに適用する場合は、リレー局を介してMBSFNを受信するかしないかで異なるRNTIを付与することによってグルーピングを実施する。なお、RNTI及びグループ情報は、制御信号として移動局へ通知され、通知を受けた移動局は、属するグループに従って、MBSFN受信を行う。
グルーピングは、リレー局、基地局またはMBMS制御装置41において実施し、属するグループの識別IDやグループ情報を各移動局に通知する。また、これらの情報管理もリレー局、基地局またはMBMS制御装置において実施する。
以下、図9の構成を例にして、基地局43aでグループ設定を行う場合について説明する。基地局43aは、リレー局20が設置する際の無線回線設定時において、リレー局20からの接続要求を受信した場合に、基地局43aのセル4a内のリレー局20を識別し認識する。同様に、基地局43aのセル4a内の移動局30−1〜30−3を識別し認識する。識別されたこれらのリレー局20及び移動局30−1〜30−3に対して、識別ID(例えばRNTI)を付与し、RNTIを用いてグループg1を設定する。
また、基地局43aが、リレー局20を介しての接続要求を受信した場合に、リレー局20の中継エリア2a内の移動局30−4〜30−6を識別・認識し、中継エリア2aにおけるRNTIを付与する。そして、リレー局20を介して基地局43aと通信する移動局30−4〜30−6に対してグループg2を設定する。
基地局43aでは、どのRNTIがどのグループに属するかを管理する。この場合、リレー局20を介して基地局43aと通信する移動局30−4〜30−6に付与されたRNTIは、リレー局20に対しても通知されていることから、リレー局20がグループg2を設定し、リレー局20が設定結果を基地局43aに通知してもよい。また、移動局が複数のグループに属するような場合は、該当移動局に対して属するグループの数分、同じデータを受信可能であることを該当移動局へ通知する。
上記の説明では、基地局43aのセル4aと、そのセル4aに置かれたリレー局20のセル(中継エリア)2aは、同じセルIDとしたものであるが、基地局43aのセル4aとリレー局20のセル2aとのセルIDが異なり、かつ別々に回線制御を実施する場合も考えられる。
このような場合では、リレー局20が、接続要求を受けた移動局に対して、RNTIを付与する。リレー局20は、付与したRNTIを基地局43aに通知する。通知を受けた基地局43aは、リレー局20を介して基地局43aと通信している移動局に対してグループを設定し、管理を実施することになる。
なお、上記において、リレー局20を通じてMBSFN受信を行う移動局30−4〜30−6では、基地局43aからMBSFN送信されているMBMSデータを受信しても、十分な受信特性が得られない可能性も考えられる。
しかし、基地局43aからMBSFN送信されたMBMSデータを受信可能な場合も考えられるので、このような場合、第3の実施の形態のように、該当移動局(例えば、移動局30−4〜30−6)は、グループg2に属しかつグループg1にも属することが可能である。
この場合、移動局30−4〜30−6に対して、複数のグループに属することを通知する。基地局43aは、第1のMBSFN送信に加え、同一のMBSFNデータを第3のMBSFN送信により送信することで、移動局30−4〜30−6は1つのMBSFNデータを複数回受信することが可能となる。複数回受信できることは、時間ダイバーシチ受信を実施することであるから、受信特性を改善することが可能になる。
上記ではグループの設定を基地局で実施する場合で説明したが、MBMS制御装置41において実施して、基地局、リレー局及び移動局に対してグループ情報等を通知してもよい。
次に第1の変形例として、リレー局20配下の移動局の数に応じて通信形式の変換を行う無線通信システムについて説明する。図15は無線通信システムの構成を示す図である。無線通信システム1bは、基地局43a、リレー局20−2、移動局3を備える。
基地局43aは、第1の通信形式を持つ無線信号d1を送信する。リレー局20−2は、通信形式変換部20aと監視部20bとを含み、監視部20bは、リレー局20−2配下の移動局3の台数を監視する。また、通信形式変換部20aは、監視結果にもとづき、第1の通信形式を変換して中継する。
ここで、監視部20bは、配下の移動局3の数がしきい値を下回ることを認識すると、通信形式変換部20aにその旨を通知する。すると、通信形式変換部20aは、第1の通信形式を他の第2の通信形式に変換して、第2の通信形式で無線信号(無線信号d1a)を中継する。
一例として、第1の通信形式をMBSFN、第2の通信形式をユニキャストとする。MBSFNによるMBMSデータを受信する移動局3の数がしきい値を下回ると、リレー局20−2は、受信したMBMSデータ(MBSFNの通信形式を持つ)をユニキャスト通信形式に変換し、ユニキャストでMBMSデータを中継する。
配下の移動局3の数がしきい値を下回る場合は、MBSFN受信する移動局3の数が少ないことを意味するので、ユニキャスト通信形式でMBMSデータを送信すれば(Normal CPが付加されたMBMSデータを送信することになる)、複数回のMBSFN送信を行う必要がなくなり、無線リソースを有効利用することが可能となる。
次に第2の変形例として、第1のMBSFN送信と第3のMBSFN送信とで異なる内容のMBMSデータを送信する無線通信システムについて説明する。図16は無線通信システムの構成を示す図である。無線通信システム1cは、基地局43a、43b、リレー局20、移動局30−1〜30−6を備える。
基地局43aのセル4a内に、基地局43b、リレー局20及び移動局30−1〜30−6が位置し、リレー局20の中継エリア2aには、移動局30−4〜30−6が位置している。また、基地局43aは、リレー局20と移動局30−1〜30−3をグループg1とし、移動局30−4〜30−6をグループg2とグループ分けする。
上記の図9では、第1のMBSFN送信と同一内容のMBMSデータを第3のMBSFN送信でも送信するとしたが、無線通信システム1cでは、異なる内容のMBMSデータを送信するものである。
MBMSデータは、MBSFN毎に異なるスクランブリングコードをかけているため、異なるMBSFN送信であれば、識別が可能である。更に、送信スロット毎に異なるスクランブリングコードをかけているため、送信タイミングが異なるMBSFNデータは識別が可能である。従って、第1のMBSFN送信と第3のMBSFN送信のMBMSデータの内容が異なっていたとしても識別が可能である。
ここで、基地局43aは、グループg1に対してMBSFN送信(MBSFNの通信形式にもとづくMBMSデータD1の送信)を実施する。これを受けたリレー局20は、例えば、復調・復号及び符号・変調といった一連の中継処理を実施してグループg2に対してMBSFN送信を実施する。
また、リレー局20からMBMSデータD1が中継送信される送信タイミングt1に基づいて、基地局43bは、グループg2に対して、MBMSデータD1をMBSFNにより送信する。
更に、リレー局20からMBMSデータD1が中継送信される送信タイミングt1に基づいて、基地局43aは、グループg2に対して、前回送信したMBMSデータD1の内容とは異なる内容のMBMSデータD2をMBSFNにより送信する。
グループg2内の移動局30−4〜30−6は、基地局43b及びリレー局20から送信されたMBMSデータD1と、基地局43aから送信されたMBMSデータD2を受信する。このような構成によっても、識別が可能である。
次に第3の変形例について説明する。例えば、第1の実施の形態では、第1のMBSFN送信と第2のMBSFN送信とを用いて実施したが、本変形例ではそれぞれ別なMBSFNエリアとして扱う。すなわち、第1のMBSFN送信を、第1のMBSFNエリアとし、第2のMBSFN送信を第2のMBSFNエリアとする。これにより、それぞれの送信時に施されるスクランブリングコードは異なるものとなる。これにより、第1の実施の形態と同様の効果を得ることが可能になる。なお、MBSFNエリアについては、基地局及びリレー局から移動局に対して事前に通知され、通知されたMBSFNエリア番号に従った、スクランブリングコードを作成し、受信時にスクランブリングを解くことで受信可能となる。