JP6459579B2

JP6459579B2 - 無線通信システム、基地局

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Publication number: JP6459579B2
Application number: JP2015022489A
Authority: JP
Inventors: 秋田　英範; 英範秋田; 拓磨京; 英二岡本
Original assignee: Denso Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Current assignee: Denso Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-02-06
Also published as: JP2016146553A

Description

本発明は、無線通信システム、および、その無線通信システムが備える基地局に関する。

受信性能を向上させるために、第１、第２の無線装置が、メッセージを、第４の無線装置に送信するだけでなく、無線中継装置である第３の無線装置にも送信する無線通信システムが知られている（たとえば特許文献１）。第３の無線装置は、第１、第２の無線装置からそれぞれ受信したメッセージに基づいて別のメッセージを生成し、生成したメッセージを第４の無線装置に送信する。

第３の無線装置（以下、中継局）についてより詳しく説明すると、中継局は、第１の無線装置から受信したメッセージを復号し、かつ、第２の無線装置から受信したメッセージも復号する。そして、両メッセージの排他的論理和を演算し、演算結果をメッセージとして第４の無線装置（以下、基地局）に送信する。

基地局は、正しく復号できなかった信号がある場合、正しく復号できなかった信号に対して対数尤度比を算出する。そして、この対数尤度比を用いてチャネル復号処理を繰り返し行う。

特開２０１０−１１８９１０号公報

特許文献１では、中継局は、第１の無線装置、第２の無線装置からそれぞれ受信したメッセージを復号する必要があるので、第１の無線装置、第２の無線装置は、異なるリソースを使用して、中継局にメッセージを送信している。そのため、中継のためにリソースを多く必要とするという問題があった。

また、中継局は、メッセージの復号と、排他的論理和演算が必要であるため、演算処理が複雑であるという問題があった。また、基地局も、対数尤度比を計算する必要があり、かつ、チャネル復号処理を繰り返す必要があるので、演算処理が複雑であるという問題があった。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、受信性能を向上させるために信号の中継を行い、かつ、その中継のためのリソースが少なく、かつ、中継局および基地局における処理が簡単になる無線通信システム、および、その無線通信システムが備える基地局を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための通信システムに関する発明は、第１信号を電波として送信する第１無線端末（１０Ａ）と、第２信号を電波として送信する第２無線端末（１０Ｂ）と、第１無線端末および第２無線端末が送信する信号を受信する基地局（３０）と、第１信号および第２信号を受信して、中継信号を基地局に送信する中継局（２０）とを備えた無線通信システムであって、第１無線端末および第２無線端末は、中継局へ、互いに同じ期間に第１信号および第２信号を送信し、中継局は、第１信号および第２信号が合成された信号を受信して、受信した信号を復号することなく中継信号として基地局に送信し、基地局は、中継局から受信した中継信号から第２信号を引く減算部（３６）と、減算部が算出した後の信号と、第１無線端末から受信した第１信号とを合成する合成部（３８）とを備え、第１無線端末は、第１信号を送信する必要が生じた場合、基地局に、リソース割り当て要求信号を送信し、第２無線端末は、第２信号を送信する必要が生じた場合、基地局に、リソース割り当て要求信号を送信し、基地局は、第１無線端末および第２無線端末からともにリソース割り当て要求信号を受信した場合、第１無線端末が中継局へ第１信号を送信するリソースブロックと、第２無線端末が中継局へ第２信号を送信するリソースブロックに、同じリソースブロックを割り当て、割り当てたリソースブロックを示す端末−中継局割り当て情報を第１無線端末および第２無線端末に送信する第１リソース割り当て部（３１）を備え、第１無線端末は、基地局から受信した端末−中継局割り当て情報に従って、中継局に第１信号を送信し、第２無線端末は、基地局から受信した端末−中継局割り当て情報に従って、中継局に第２信号を送信することを特徴とする。

本発明によれば、第１無線端末および第２無線端末は、中継局へ、互いに同じ期間に第１信号および第２信号を送信する。したがって、第１信号および第２信号は、合成されて中継局に受信される。中継局は、受信した信号を復号することなく、中継信号として、基地局へ送信する。したがって、基地局が受信する中継信号は、第１信号と第２信号が合成された信号である。

減算部で、この中継信号から第２信号が減算されると、中継局を介して伝達された第１信号が得られる。合成部では、減算部が算出した後の信号と、第１無線端末から受信した第１信号とを合成する。合成する信号は、信号伝達経路が異なるが、ともに第１信号であることから、これらの信号を合成することで、Ｓ／Ｎが向上した第１信号が得られる。よって、第１無線端末から第１信号を受信するだけに比較して、受信性能が向上する。

さらに、本発明では、第１無線端末および第２無線端末は、中継局へ、互いに同じ期間に第１信号および第２信号を送信することから、中継のためのリソースを削減できる。

また、中継局は、受信した信号を、復号することなく、中継信号として基地局に送信する。したがって、中継局において、２つの無線端末から受信した信号をそれぞれ復号した上で、排他的論理和を演算する従来技術に比較して、中継局の処理も簡易になる。

また、基地局も、受信した各信号の尤度を計算し、繰り返し復号処理を行う従来技術に比較して、処理が簡単になる。

また、上記目的を達成するための基地局に関する発明は、第１無線端末から第１信号を受信し、第２無線端末から第２信号を受信し、かつ、第１無線端末が中継局に送信した第１信号と、第２無線端末が中継局に送信した第２信号とから中継局が生成する中継信号を、中継局から受信する基地局であって、第１無線端末から第１信号の送信を要求するリソース割り当て要求信号を送信し、第２無線端末から第２信号の送信を要求するリソース割り当て要求信号を送信した場合に、第１無線端末が中継局へ第１信号を送信するリソースブロックと、第２無線端末が中継局へ第２信号を送信するリソースブロックに、同じリソースブロックを割り当て、割り当てたリソースブロックを示す端末−中継局割り当て情報を第１無線端末および第２無線端末に送信する第１リソース割り当て部（３１）を備えることを特徴とする。

この発明によれば、端末−中継局割り当て情報を受信した第１無線端末第２無線端末は、中継局へ、互いに同じ期間に第１信号および第２信号を送信する。よって、中継のためのリソースを削減できる。

本発明が適用された無線通信システム１の全体構成図である。図１の無線端末１０Ａ、１０Ｂが備える送信側の構成を示す図である。図１の中継局２０が備える構成を示す図である。図１の基地局３０が割り当て情報を決定するために備える機能を示す機能ブロック図である。図４に示した第１〜第３リソース割り当て部３１〜３３の処理を説明するフローチャートである。図１の基地局３０が備える受信側の構成を示す図である。無線端末１０が端末−基地局割り当て情報および端末−中継局割り当て情報を受信した場合に実行する処理を示すフローチャートである。中継局２０が、中継局−基地局割り当て情報を受信した後に実行する処理を示すフローチャートである。基地局３０が、図５の処理の後に実行する処理を示すフローチャートである。

（全体構成）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す無線通信システム１は、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂ、中継局２０、基地局３０を備える。

第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂは、互いに同じ構成である。両者を特に区別しない時は、単に、無線端末１０とする。第１無線端末１０Ａは第１車両２Ａで用いられており、第２無線端末１０Ｂは第２車両２Ｂで用いられている。本実施形態では、これら第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂは、周期的（たとえば１００ｍｓｅｃ）に信号を送信する。

中継局２０は、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂ、基地局３０との間で無線により互いに信号の送受信が可能な通信装置である。

基地局３０も、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂ、中継局２０との間で無線により互いに信号の送受信が可能な通信装置である。基地局３０は、さらに、他の基地局３０（図示せず）と、有線または無線により通信を行う。

本実施形態では、無線端末１０、中継局２０、基地局３０は、通信方式として、直交周波数分割多元接続（Orthogonal frequency-division multiple access、以下、ＯＦＤＭＡ）方式、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式など、基地局３０が、リソースブロックを割り当てて通信を行う方式を用いる。

（無線端末１０の構成）
無線端末１０は、送信側の構成として、図２に示す構成を備える。図２に示す構成は、たとえば、アンテナ１６ａ、１８ａを除き、ＩＣやＬＳＩにより構成される。

メッセージ生成部１１は、送信すべきメッセージを生成する。本実施形態では、メッセージ生成部１１は、送信すべきメッセージを周期的に生成する。また、送信すべきメッセージを生成することに加えて、リソース割り当て要求信号も生成する。

リソース割り当て要求信号は、基地局３０に対して、上記メッセージを送信するリソースブロックを割り当てることを要求する信号である。したがって、リソース割り当て要求信号も周期的に生成する。このリソース割り当て要求信号は、メッセージのデータ量を含んでいる。

チャネル符号化部１２は、メッセージ生成部１１が生成したメッセージおよびリソース割り当て要求信号を、伝送用の符号に変更する。

一次変調部１３は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなど、周知の一次変調方式で、チャネル符号化部１２が生成した符号を変調する。

二次変調部１４は、一次変調部１３が変調して生成した信号を、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどの周知の二次変調方式で変調する。

信号配置部１５には、端末−中継局割り当て情報が入力される。この端末−中継局割り当て情報は、メッセージが符号化および変調された信号であるメッセージ信号を中継局２０に送信するために割り当てられたリソースブロックを示している情報であり、基地局３０から送信される。信号配置部１５は、メッセージ信号を、この第１リソースブロック割り当て情報に示されたリソースブロックに配置する。

ＲＦ部１６は、信号配置部１５から供給されたメッセージ信号を、ＤＡ変換、波形整形、増幅等を行い、電波としてアンテナ１６ａから送信する。

信号配置部１７には、端末−基地局割り当て情報が入力される。この端末−基地局割り当て情報は、メッセージ信号を基地局３０に送信するために割り当てられたリソースブロックを示している情報であり、基地局３０から送信される。信号配置部１７は、メッセージ信号を、この端末−基地局割り当て情報に示されたリソースブロックに配置する。また、リソース割り当て要求信号については、予め定めら得ているリソースブロックに配置する。

ＲＦ部１８は、信号配置部１７から供給された信号を、ＤＡ変換、波形整形、増幅等を行い、電波としてアンテナ１８ａから送信する。

以下では、第１無線端末１０ＡがＲＦ部１６から送信するメッセージ信号を第１信号Ｓａとし、第２無線端末１０ＢがＲＦ部１６から送信するメッセージ信号を第２信号Ｓｂとして区別する。

また、同じ無線端末１０Ａ、１０Ｂにおいて、２つのＲＦ部１６、１８から送信するメッセージ信号は、リソースブロックが異なるけれども、同じ信号である。したがって、第１無線端末１０ＡのＲＦ部１８から送信される信号は第１信号Ｓａであり、第２無線端末１０ＢのＲＦ部１８から送信される信号は第２信号Ｓｂである。

なお、中継局２０へ信号を送信するための構成である信号配置部１５、ＲＦ部１６と、基地局３０へ信号を送信するための構成である信号配置部１７、ＲＦ部１８は、異なる送信先に信号を送信するので、送信先まで含めて考えると異なる機能である。しかし、ハードウェア構成は同じものでよい。したがって、信号配置部１５、１７として機能する１つの信号配置部、ＲＦ部１６、１８として機能する１つのＲＦ部を備えていればよい。

（中継局２０の構成）
中継局２０は、図３に示す構成を備える。ＲＦ部２２は、アンテナ２１が受信した電波を、増幅、ＡＤ変換、波形整形等を行なって、信号配置部２３に出力する。また、信号増幅部２４から信号が供給された場合には、その供給された信号を、ＤＡ変換、波形整形、増幅等を行い、電波としてアンテナ２１から送信する。

信号配置部２３には、中継局−基地局割り当て情報が入力される。この中継局−基地局割り当て情報は、この中継局２０が、信号を基地局３０に送信するために割り当てられたリソースブロックを示している情報であり、基地局３０から送信される。信号配置部２３は、ＲＦ部２２から供給された信号を、この中継局−基地局割り当て情報に示されたリソースブロックに配置する。

信号増幅部２４は、信号配置部２３から供給された信号を、一定の信号強度になるように、あるいは、一定の増幅率で増幅してＲＦ部２２に出力する。信号増幅部２４からＲＦ部２２に供給された信号は、電波としてアンテナ２１から送信される。

（基地局３０の構成）
基地局３０は、ＯＦＤＭＡやＳＣ−ＦＤＭＡで通信を行う周知の基地局と同様、無線端末１０から、リソース割り当て要求信号を受信した場合、無線端末１０に、リソース割り当て情報を送信する。本実施形態では、無線端末１０に送信するリソース割り当て情報として、端末−基地局割り当て情報と、端末−中継局割り当て情報がある。また、基地局３０は、中継局２０にも、中継局−基地局割り当て情報を送信する。

基地局３０は、これらの割り当て情報を決定するために、図４に示す構成、すなわち、第１リソース割り当て部３１、第２リソース割り当て部３２、第３リソース割り当て部３３を備える。

第２リソース割り当て部３２は、第１無線端末１０Ａから受信したリソース割り当て要求信号により定まるメッセージのデータ量に基づいて、第１無線端末１０Ａが基地局３０へ第１信号Ｓａを送信するために用いるリソースブロックを決定する。また、第２無線端末１０Ｂから受信したリソース割り当て要求信号により定まるメッセージのデータ量に基づいて、第２無線端末１０Ｂが基地局３０へ第２信号Ｓｂａを送信するために用いるリソースブロックを決定する。リソースブロックの決定方法は、図５を用いて説明する。

さらに、第２リソース割り当て部３２は、決定したリソースブロックを示す端末−基地局割り当て情報を、図６に示すＲＦ部３４から、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂに送信する。

また、第２リソース割り当て部３２は、端末−基地局割り当て情報およびリソース割り当て要求信号を、第１リソース割り当て部３１に出力する。

第１リソース割り当て部３１は、第１無線端末１０Ａが第１信号Ｓａを中継局２０に送信するために用いるとともに、第２無線端末１０Ｂが第２信号Ｓｂを中継局２０へ送信するために用いるリソースブロックを決定する。このリソースブロックは、端末−基地局割り当て情報およびリソース割り当て要求信号に基づいて決定する。決定方法は、図５を用いて説明する。

さらに、第１リソース割り当て部３１は、決定したリソースブロックを示す端末−中継局割り当て情報を、ＲＦ部３４から、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂに送信する。また、第１リソース割り当て部３１は、リソース割り当て要求信号、端末−中継局割り当て情報、端末−基地局割り当て情報を、第３リソース割り当て部３３に出力する。

第３リソース割り当て部３３は、中継局２０が中継信号Ｓｒを基地局３０へ送信するために用いるリソースブロックを、リソース割り当て要求信号、端末−中継局割り当て情報、端末−基地局割り当て情報に基づいて決定する。決定方法は、図５を用いて説明する。

そして、第３リソース割り当て部３３は、決定したリソースブロックを示す中継局−基地局割り当て情報を、ＲＦ部３４から、中継局２０に送信する。

図５は、図４に示した第１〜第３リソース割り当て部３１〜３３の処理を説明するフローチャートである。ステップＳ１〜Ｓ６は第２リソース割り当て部３２の処理であり、ステップＳ７〜Ｓ９は第１リソース割り当て部３１の処理であり、ステップＳ１０〜Ｓ１２は第３リソース割り当て部３３の処理である。

ステップＳ１では、第１無線端末１０Ａからリソース割り当て要求信号を受信する。前述したように、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂは、リソース割り当て要求信号を周期的に送信している。第１無線端末１０Ａがリソース割り当て要求信号を送信した場合に、基地局３０は、このステップＳ１において、リソース割り当て要求信号を受信する。

なお、第１無線端末１０Ａよりも先に第２無線端末１０Ｂがリソース割り当て要求信号を送信する可能性もある。しかし、第１無線端末１０Ａと第２無線端末１０Ｂは同じ構成である。そこで、先にリソース割り当て要求信号を受信した側を第１無線端末１０ＡとしてステップＳ１の処理を行う。

ステップＳ２では、リソース割り当て要求信号に含まれているデータ量に基づいて、第１信号Ｓａが送信できるだけのリソースブロックを決定する。そして、決定したリソースブロックを指示する端末−基地局割り当て情報を、第１無線端末１０Ａに送信する。

ステップＳ３では、第２無線端末１０Ｂからリソース割り当て要求信号を受信する。第２無線端末１０Ｂも周期的にリソース割り当て要求信号を送信しているので、ステップＳ１を実行後、リソース割り当て要求信号の送信周期を経過するまでには、第２無線端末１０Ｂからリソース割り当て要求信号を受信することになる。

続くステップＳ４では、第１無線端末１０Ａに対して、第１信号Ｓａを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックと同じ時間スロットに、第２信号Ｓｂを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断する。できるだけ早く第２信号Ｓｂを基地局３０に送信するため、すなわち、遅延を少なくするためである。この判断がＹＥＳであればステップＳ６に進み、ＮＯであればステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、直前に、第２信号Ｓｂを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断した時間スロットの次の時間スロットに、第２信号Ｓｂを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断する。

初回のステップＳ５の実行時は、直前に判断を行なった時間スロットは、第１信号Ｓａを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットである。したがって、初回のステップＳ５の実行では、第１信号Ｓａを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットの次の時間スロットに、第２信号Ｓｂを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断する。ステップＳ５の判断がＹＥＳであればステップＳ６に進み、ＮＯであればステップＳ５を繰り返す。

ステップＳ６では、ステップＳ４またはステップＳ５で空いていると判断したリソースブロックを、第２無線端末１０Ｂが第２信号Ｓｂを基地局３０に送信するリソースブロックに決定する。第２無線端末１０Ｂが第２信号Ｓｂを基地局３０に送信するリソースブロックは、第１無線端末１０Ａが基地局３０に第１信号Ｓａを送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットに最も近くなるように、割り当てられる。そして、決定したリソースブロックを指示する端末−基地局割り当て情報を、第２無線端末１０Ｂに送信する。

ステップＳ７では、第２信号Ｓｂを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックと同じ時間スロットに、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを同じリソースブロックで中継局２０に送信することができるリソースブロックが空いているか否かを判断する。できるだけ早く第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを中継局２０に送信するためである。この判断がＹＥＳであればステップＳ９に進み、ＮＯであればステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、直前に、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断した時間スロットの次の時間スロットに、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断する。

初回のステップＳ８の実行時は、直前に判断を行なった時間スロットは、第２信号Ｓｂを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットである。したがって、初回のステップＳ８では、第２信号Ｓｂを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットの次の時間スロットに、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを中継局２０に送信できる空きリソースブロックがあるか否かを判断する。ステップＳ８の判断がＹＥＳであればステップＳ９に進み、ＮＯであればステップＳ８を繰り返す。

ステップＳ９では、ステップＳ７またはステップＳ８で空いていると判断したリソースブロックを、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂが、それぞれ、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを中継局２０に送信するリソースブロックに決定する。そして、決定したリソースブロックを指示する端末−中継局割り当て情報を、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂに送信する。

この端末−中継局割り当て情報に従って第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂが第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを中継局２０に送信した場合、中継局２０は、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂが合成された信号を受信することになる。中継局２０は、この信号を、信号増幅は行うものの、復号はせずにそのまま中継信号Ｓｒとして基地局３０に送信する。

この中継信号Ｓｒを基地局３０へ最も早く送信できる時間スロットは、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを中継局２０に送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットの次の時間スロットになる。そこで、ステップＳ１０では、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを中継局２０に送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットの次の時間スロットに、中継信号Ｓｒを基地局３０に送信することができるリソースブロックが空いているか否かを判断する。この判断がＹＥＳであればステップＳ１２に進み、ＮＯであればステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、直前に、中継信号Ｓｒを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断した時間スロットの次の時間スロットに、中継信号Ｓｒを送信することができる空きリソースブロックがあるか否かを判断する。ステップＳ１１の判断がＹＥＳであればステップＳ１２に進み、ＮＯであればステップＳ１１を繰り返す。

ステップＳ１２では、ステップＳ１０またはステップＳ１１で空いていると判断したリソースブロックを、中継局２０が中継信号Ｓｒを基地局３０に送信するリソースブロックに決定する。そして、決定したリソースブロックを指示する中継局−基地局割り当て情報を、中継局２０に送信する。

基地局３０は、図４に示した構成に加えて、図６に示す構成も備える。なお、図６に示した構成は、受信に関する構成のみである。もちろん、基地局３０は、符号化部、変調部など、送信に関する構成も備えている。しかし、送信に関する構成は、図４に示した構成によりリソース割り当て情報を決定する以外は、周知の基地局と同じであるので、説明を省略する。

図６に示すように、基地局３０は、ＲＦ部３４、信号分割部３５、減算部３６、２つの等化部３７Ａ、３７Ｂ、最大比合成部３８、チャネル復号部３９を備える。

ＲＦ部３４は、アンテナ３４ａを備えており、アンテナ３４ａが受信した電波を、増幅、復調等して、信号分割部３５へ出力する。

信号分割部３５は、ＲＦ部３４から入力された信号から、端末−基地局割り当て情報、中継局−基地局割り当て情報に基づいて定まるリソースブロックにある信号を取り出すことにより、第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂ、中継信号Ｓｒを取り出す。

取り出した第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂは等化部３７Ａに出力する。また、それら第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを減算部３６にも出力する。また、中継信号Ｓｒも減算部３６に出力する。

なお、信号分割部３５から等化部３７Ａに向かう矢印の上には「Ｓａ／Ｓｂ」と示しており、反対に、信号分割部３５から減算部３６に向かう矢印の上には、「Ｓｂ／Ｓａ」と示している。この理由は、等化部３７Ａで第１信号Ｓａを処理するときは、中継信号Ｓｒから第２信号Ｓｂを減算した信号を等化部３７Ｂで処理することを表している。反対に、等化部３７Ａで第２信号Ｓｂを処理するときは、中継信号Ｓｒから第１信号Ｓａを減算した信号を等化部３７Ｂで処理することを表している。

減算部３６は、中継信号Ｓｒから、第１信号Ｓａまたは第２信号Ｓｂを減算する。中継信号Ｓｒは、第１信号Ｓａと第２信号Ｓｂとが合成された信号である。したがって、中継信号Ｓｒから第１信号Ｓａを減算する場合には、中継局２０を介して伝達された第２信号Ｓｂが得られ、中継信号Ｓｒから第２信号Ｓｂを減算する場合には、中継局２０を介して伝達された第１信号Ｓａが得られる。減算部３６は、等化部３７Ｂに、これら、中継局２０を介して伝達された第１信号Ｓａおよび第２信号Ｓｂを出力することになる。

ただし、伝送路の違いがあるため、減算部３６から等化部３７Ｂに入力される第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂと、等化部３７Ａに入力される第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂは、完全には同じ信号ではない。

等化部３７Ａ、等化部３７Ｂは、それぞれ、第１等化部、第２等化部に相当する。これら等化部３７Ａ、３７Ｂは、いずれも、入力された信号を、伝送路により変化した信号ひずみを補正する等化処理を行う。等化部３７Ａ、３７Ｂでは、ＭＭＳＥ等化、ＺＦ等化など、周知の種々の等化処理を行うことができる。

最大比合成部３８は、等化部３７Ａ、３７Ｂがそれぞれ出力した等化後の第１信号Ｓａを、互いの位相を揃えて合成する。また、等化部３７Ａ、３７Ｂがそれぞれ出力した等化後の第２信号Ｓｂを、互いの位相を揃えて合成する。

チャネル復号部３９は、最大比合成部３８が出力した合成後の第１信号Ｓａに対して、予め定められたチャネル符号化方式に従って復号を行い、第１無線端末１０Ａが生成したメッセージを出力する。また、最大比合成部３８が出力した合成後の第２信号Ｓｂを予め定められたチャネル符号化方式に従って復号して、第２無線端末１０Ｂが生成したメッセージを出力する。

図７は、基地局３０が図５に示した処理を行うことで、無線端末１０が、端末−基地局割り当て情報および端末−中継局割り当て情報を受信した場合に実行する処理を示すフローチャートである。

ステップＳ２１はメッセージ生成部１１が行う処理であり、送信するメッセージ信号を生成する。ステップＳ２２はチャネル符号化部１２が行う処理であり、ステップＳ２１で生成したメッセージ信号を符号化する。ステップＳ２３は一次変調部１３が行う処理であり、ステップＳ２２で生成した符号を、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調方式で変調する。

ステップＳ２４は二次変調部１４が行う処理であり、ステップＳ２３で変調した信号を、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどの所定の方式でさらに変調する。

ステップＳ２５は信号配置部１５、１７が行う処理であり、ステップＳ２４で変調した信号を、端末−基地局割り当て情報に示されたリソースブロックと、端末−中継局割り当て情報に示されたリソースブロックに配置する。

そして、ステップＳ２６では、ステップＳ２５で配置した信号を、ＲＦ部１６、１８に出力する。これにより、メッセージ信号がアンテナから送信される。

図８は中継局２０が、基地局３０から中継局−基地局割り当て情報を受信した後に実行する処理を示すフローチャートである。

基地局３０は、図５のステップＳ９で説明したように、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂが、それぞれ第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを中継局２０に送信するためのリソースブロックとして、同じリソースブロックを割り当てている。

ステップＳ３１では、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂが同じリソースブロックで送信した第１信号Ｓａ、第２信号ＳｂをＲＦ部２２が受信する。

ステップＳ３２は信号配置部２３が行う処理であり、ステップＳ３１で受信した信号を、中継局−基地局割り当て情報で指示されたリソースブロックに配置する。

ステップＳ３３は信号増幅部２４が行う処理であり、ステップＳ３２で配置した信号を増幅する。ステップＳ３４では、増幅後の信号をＲＦ部２２に出力する。これにより、中継信号がアンテナ２１から送信される。

図９は、基地局３０が、図５の処理の後に実行する処理を示すフローチャートである。ステップＳ４１では、ＲＦ部３４が出力した信号から、第１信号Ｓａを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックを取り出すことにより、第１信号Ｓａを取得する。

ステップＳ４２では、ステップＳ４１で取得した第１信号Ｓａを、ＭＭＳＥ等化やＺＦ等化などにより等化処理する。

ステップＳ４３では、ＲＦ部３４が出力した信号から、第２信号Ｓｂを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックを取り出すことにより、第２信号Ｓｂを取得する。

ステップＳ４４では、ＲＦ部３４が出力した信号から、中継信号Ｓｒを基地局３０に送信するために割り当てたリソースブロックを取り出すことにより、中継信号Ｓｒを取得する。

ステップＳ４５は減算部３６の処理であり、ステップＳ４４で取得した中継信号ＳｒからステップＳ４３で取得した第２信号Ｓｂを減算する。これにより、中継局２０を介して伝達された第１信号Ｓａが得られる。

ステップＳ４６は、等化部３７Ｂの処理であり、ステップＳ４５の減算処理で得られた信号を等化処理する。

ステップＳ４７では、ステップＳ４２で等化処理をした後の第１信号Ｓａと、ステップＳ４６で等化処理をした後の信号を、最大比合成する。

ステップＳ４８では、ステップＳ４７で最大比合成した後の信号を、予め定められたチャネル符号化方式に従って復号する。これにより、第１無線端末１０Ａが送信したメッセージが得られる（ステップＳ４９）。

なお、図９の説明は、第１無線端末１０Ａが送信したメッセージを取得する処理であったが、同様の処理により、第２無線端末１０Ｂが送信したメッセージも取得することができる。

第２無線端末１０Ｂが送信したメッセージを取得する場合、ステップＳ４１で、第１信号Ｓａに代えて第２信号Ｓｂを取得する。反対に、ステップＳ４３では、第２信号Ｓｂに代えて第１信号Ｓａを取得する。ステップＳ４５では、中継信号Ｓｒから等化処理後の第１信号Ｓａを減算する。ステップＳ４７では、等化後の第２信号Ｓｂと、等化後の信号Ｓｒ−Ｓａを、最大比合成する。この最大比合成後の信号をステップＳ４８で復号すれば第２無線端末１０Ｂからのメッセージを取得できる。

以上、説明した本実施形態では、基地局３０は、第１無線端末１０Ａ、第２無線端末１０Ｂが中継局２０に第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂを送信するリソースブロックとして、同じリソースブロックを割り当てている（第１リソース割り当て部３１、Ｓ９）。したがって、第１無線端末１０Ａおよび第２無線端末１０Ｂは、中継局２０へ、互いに同じ期間に第１信号Ｓａおよび第２信号Ｓｂを送信し、これにより、第１信号Ｓａおよび第２信号Ｓｂは、合成されて中継局２０に受信される。

中継局２０は、受信した信号を復号することなく、中継信号Ｓｒとして、基地局３０へ送信する（Ｓ３１〜Ｓ３４）。したがって、基地局３０が受信する中継信号Ｓｒは、第１信号Ｓａと第２信号Ｓｂが合成された信号である。

減算部３６で、この中継信号Ｓｒから第２信号Ｓｂが減算されると、中継局２０を介して伝達された第１信号Ｓａが得られる。また、中継信号Ｓｒから第１信号Ｓａが減算されると、中継局２０を介して伝達された第２信号Ｓｂが得られる（Ｓ４５）。

そして、最大比合成部３８で、中継局２０を介して伝達された第１信号Ｓａと、直接、基地局３０に送信された第１信号Ｓａが合成され、また、中継局２０を介して伝達された第２信号Ｓｂと、直接、基地局３０に送信された第２信号Ｓｂが合成される（Ｓ４７）。この合成により、Ｓ／Ｎが向上した第１信号Ｓａ、第２信号Ｓｂが得られる。

さらに、本実施形態では、第１無線端末１０Ａおよび第２無線端末１０Ｂは、中継局２０へ、互いに同じリソースブロックで第１信号Ｓａおよび第２信号を送信することから、中継のためのリソースを削減できる。

また、中継局２０は、受信した信号を、復号することなく、中継信号Ｓｒとして基地局３０に送信する。したがって、中継局２０において、２つの無線端末１０Ａ、１０Ｂから受信した信号をそれぞれ復号した上で、排他的論理和を演算する従来技術に比較して、中継局２０の処理も簡易になる。また、基地局３０も、受信した各信号の尤度を計算し、繰り返し復号処理を行う従来技術に比較して、処理が簡単になる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１：無線通信システム２Ａ：第１車両２Ｂ：第２車両１０：無線端末１０Ａ：第１無線端末１０Ｂ：第２無線端末１１：メッセージ生成部１２：チャネル符号化部１３：一次変調部１４：二次変調部１５：信号配置部１６：ＲＦ部１６ａ：アンテナ１７：信号配置部１８：ＲＦ部１８ａ：アンテナ２０：中継局２１：アンテナ２２：ＲＦ部２３：信号配置部２４：信号増幅部３０：基地局３１：第１リソース割り当て部３２：第２リソース割り当て部３３：第３リソース割り当て部３４：ＲＦ部３４ａ：アンテナ３５：信号分割部３６：減算部３７Ａ：等化部３７Ｂ：等化部３８：最大比合成部３９：チャネル復号部

Claims

第１信号を電波として送信する第１無線端末（１０Ａ）と、
第２信号を電波として送信する第２無線端末（１０Ｂ）と、
前記第１無線端末および前記第２無線端末が送信する信号を受信する基地局（３０）と、
前記第１信号および前記第２信号を受信して、中継信号を前記基地局に送信する中継局（２０）とを備えた無線通信システムであって、
前記第１無線端末および前記第２無線端末は、前記中継局へ、互いに同じ期間に前記第１信号および前記第２信号を送信し、
前記中継局は、前記第１信号および前記第２信号が合成された信号を受信して、受信した信号を復号することなく前記中継信号として前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記中継局から受信した前記中継信号から前記第２信号を引く減算部（３６）と、
前記減算部が算出した後の信号と、前記第１無線端末から受信した前記第１信号とを合成する合成部（３８）と
を備え、
前記第１無線端末は、前記第１信号を送信する必要が生じた場合、前記基地局に、リソース割り当て要求信号を送信し、
前記第２無線端末は、前記第２信号を送信する必要が生じた場合、前記基地局に、リソース割り当て要求信号を送信し、
前記基地局は、前記第１無線端末および前記第２無線端末からともに前記リソース割り当て要求信号を受信した場合、前記第１無線端末が前記中継局へ前記第１信号を送信するリソースブロックと、前記第２無線端末が前記中継局へ前記第２信号を送信するリソースブロックに、同じリソースブロックを割り当て、割り当てたリソースブロックを示す端末−中継局割り当て情報を前記第１無線端末および前記第２無線端末に送信する第１リソース割り当て部（３１）を備え、
前記第１無線端末は、前記基地局から受信した前記端末−中継局割り当て情報に従って、前記中継局に前記第１信号を送信し、
前記第２無線端末は、前記基地局から受信した前記端末−中継局割り当て情報に従って、前記中継局に前記第２信号を送信することを特徴とする無線通信システム。
請求項１において、
前記基地局は、
前記第１信号が入力され、前記第１信号を、伝送路ひずみを補正した信号に補正する第１等化部（３７Ａ）と、
前記減算部が算出した信号が入力され、入力された信号を、伝送路ひずみを補正した信号に補正する第２等化部（３７Ｂ）とを備え、
前記合成部は、前記第１信号が前記第１等化部により補正された信号と、前記減算部が算出した信号が前記第２等化部により補正された信号とを合成することを特徴とする無線通信システム。
請求項１において、
前記基地局は、
前記第１無線端末から前記リソース割り当て要求信号を受信した場合に、前記第１無線端末が前記基地局へ前記第１信号を送信するためのリソースブロックを割り当てるとともに、前記第２無線端末から前記リソース割り当て要求信号を受信した場合に、前記第１無線端末が前記基地局に前記第１信号を送信するために割り当てたリソースブロックがある時間スロットに最も近くなるように、前記第２無線端末が前記基地局へ前記第２信号を送信するためのリソースブロックを割り当て、割り当てたリソースブロックを示す端末−基地局割り当て情報を前記第１無線端末および前記第２無線端末に送信する第２リソース割り当て部（３２）を備えることを特徴とする無線通信システム。
請求項３において、
前記第１リソース割り当て部は、前記端末−基地局割り当て情報が示しているリソースブロックを含んでいる時間スロットに最も近くなるように、前記端末−中継局割り当て情報で示す前記リソースブロックを割り当てることを特徴とする無線通信システム。
請求項４において、
前記端末−中継局割り当て情報が示しているリソースブロックを含んでいる時間スロットに最も近くなるように、前記中継局が前記中継信号を前記基地局へ送信するリソースブロックを割り当て、割り当てたリソースブロックを示す中継局−基地局割り当て情報を前記中継局に送信する第３リソース割り当て部（３３）を備えることを特徴とする無線通信システム。
第１無線端末から第１信号を受信し、第２無線端末から第２信号を受信し、かつ、
前記第１無線端末が中継局に送信した前記第１信号と、前記第２無線端末が前記中継局に送信した前記第２信号とから前記中継局が生成する中継信号を、前記中継局から受信する基地局であって、
前記第１無線端末から前記第１信号の送信を要求するリソース割り当て要求信号を受信し、かつ、前記第２無線端末から前記第２信号の送信を要求するリソース割り当て要求信号を受信した場合に、前記第１無線端末が前記中継局へ前記第１信号を送信するリソースブロックと、前記第２無線端末が前記中継局へ前記第２信号を送信するリソースブロックに、同じリソースブロックを割り当て、割り当てたリソースブロックを示す端末−中継局割り当て情報を前記第１無線端末および前記第２無線端末に送信する第１リソース割り当て部（３１）を備えることを特徴とする基地局。