WO2006035902A1 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

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WO2006035902A1
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station apparatus
relay
wireless communication
signal
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Ayako Horiuchi
Akihiko Nishio
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A) or DMT

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication device and a radio communication method, and more particularly to a radio communication device and a radio communication method in a communication network using multicarrier transmission such as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex).
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
  • Patent Document 1 As a related art related to this, there is a technique such as Patent Document 1, for example.
  • reception is performed using both a communication network using a cellular radio channel formed between a base station and a mobile station and an ad hoc network formed between mobile stations.
  • the diversity effect is improved by combining the signals.
  • Patent Document 1 JP 2001-189971 A
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a wireless communication method that can suppress an increase in power consumption of a wireless communication apparatus that performs relaying.
  • the wireless communication device of the present invention includes a receiving unit that receives a first multicarrier signal having a plurality of subcarrier powers from the first wireless communication device, and a part of the plurality of subcarriers.
  • Subcarrier selection means for selecting, extraction means for extracting subcarrier signals assigned to the partial subcarriers from the first multicarrier signal according to the selection result by the subcarrier selection means, and the subcarriers
  • a transmission means for transmitting the second multicarrier signal including the signal to the second wireless communication apparatus.
  • the transmitted multicarrier signal can be selected and relayed for each subcarrier by the first wireless communication apparatus, it is possible to compare with the case where all the subcarriers are relayed.
  • the amount of transmission data is reduced, and the transmission power of the wireless communication device that performs relay transmission can be reduced.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a mobile communication system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a sequence diagram according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram showing an example of reception strength levels for each subcarrier according to Embodiment 1
  • FIG. 3B is a diagram showing an example of reception strength levels for each subcarrier according to Embodiment 1
  • FIG. 3C is a diagram showing an example of reception strength levels for each subcarrier according to Embodiment 1
  • FIG. 3D is a diagram showing an example of reception strength levels for each subcarrier according to Embodiment 1
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a mobile station apparatus according to Embodiment 1
  • FIG. 5 is a flowchart of channel information generation processing of the mobile station apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a relay station apparatus according to Embodiment 1
  • FIG. 7 is a flowchart of relay processing of the relay station apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 Block diagram showing the configuration of the base station apparatus according to Embodiment 1
  • FIG. 9 is a flowchart of relay processing of the base station apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a mobile communication system according to Embodiment 2.
  • FIG. 11 is a sequence diagram according to the second embodiment.
  • FIG. 12 A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 2.
  • FIG. 13 A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 2.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 2.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a relay station apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 16 is a flowchart of relay processing of the relay station apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 17 is a configuration diagram of a mobile communication system according to Embodiment 3.
  • FIG. 18 is a sequence diagram according to the third embodiment.
  • FIG. 19A A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 3.
  • FIG. 19B A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 3.
  • FIG. 19C A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 3.
  • FIG. 19C A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 3.
  • FIG. 19D is a diagram illustrating an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 3.
  • FIG. 19E is a subcarrier according to Embodiment 3.
  • FIG. 19F is a diagram showing an example of the reception strength level for each sub-carrier according to Embodiment 3.
  • FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the relay station apparatus according to Embodiment 3. Figure
  • FIG. 21 is a relay process flow diagram of the relay station apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 22 is a configuration diagram of a mobile communication system according to Embodiment 4.
  • FIG. 23 is a sequence diagram according to the fourth embodiment.
  • FIG. 24A A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 24B A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 24C A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 24C A diagram showing an example of a reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 24D is a diagram illustrating an example of the reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 24E is a subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 24F is a diagram showing an example of the reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 24F is a diagram showing an example of the reception strength level for each subcarrier according to Embodiment 4.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a relay station apparatus according to Embodiment 4
  • FIG. 27 is a flowchart of relay processing of the relay station device according to Embodiment 4.
  • FIG. 28 shows a pilot signal according to the fourth embodiment.
  • a wireless communication device described below is a wireless communication device that transmits a multicarrier signal received from a first wireless communication device to a second wireless communication device, for example, a wireless communication device used in a mobile communication system. It is mounted on the relay station device.
  • the radio communication device of the present invention will be described as a relay station device, the first radio communication device as a base station device, and the second radio communication device as a mobile station device.
  • the mobile communication system includes mobile station apparatus 100, relay station apparatus 150, and base station apparatus 200.
  • base station apparatus 200 instructs relay station apparatus 150 in advance to relay a signal to mobile station apparatus 100.
  • the base station apparatus 200 holds correspondence information of each identification information of the mobile station apparatus 100 and the relay station apparatus 150, and the relay station apparatus 150 holds identification information of the mobile station apparatus 100 to be relayed Suppose you are. Also, the mobile station apparatus 100 may hold the identification information of the relay station apparatus 150.
  • Base station apparatus 200 transmits a multicarrier signal to mobile station apparatus 100 and relay station apparatus 150 (processing (1), (2)).
  • the mobile station device 100 generates channel information with a level of reception quality for each subcarrier constituting the multicarrier signal received from the base station device 200. In the present embodiment, an example in which a reception intensity level is used as reception quality is shown.
  • the mobile station device 100 notifies the generated channel information to the base station device 200 (processing (3)).
  • Base station apparatus 200 notifies relay station apparatus 150 of the notified channel information before relay station apparatus 150 transmits relay data to mobile station apparatus 100 (process (4)).
  • Relay station apparatus 150 selects a subcarrier having a reception quality lower than a predetermined level from multicarrier signals received from base station apparatus 200 based on the notified channel information.
  • the subcarrier signal corresponding to the selected subcarrier is also extracted from the multicarrier signal power addressed to the mobile station apparatus 100 received in the process (2), and relayed to the mobile station apparatus 100 as a multicarrier signal. (Process (5)).
  • FIGS. 3A to 3D examples showing reception strength levels of received signals at mobile station apparatus 100 and relay station apparatus 150 are shown in FIGS. 3A to 3D, numbers 1 to 8 on the horizontal axis indicate subcarrier numbers, and an example in which a multicarrier signal includes subcarriers 1 to 8 is shown. The same applies to the following embodiments.
  • FIG. 3A is a reception intensity level for each subcarrier in the signal transmitted from the base station apparatus 200 to the mobile station apparatus 100 in the process (1) of FIG. 2, and FIG. ),
  • the received intensity level for each subcarrier in the signal transmitted from the base station apparatus 200 to the relay station apparatus 150
  • FIG. 3C shows the mobile station apparatus 100 from the relay station apparatus 150 in the process (5) of FIG.
  • FIG. 3D shows the received intensity level for each subcarrier after combining in mobile station apparatus 100, respectively.
  • the reception strength level differs for each subcarrier due to the influence of the frequency selective fusing channel.
  • the fifth and seventh subcarriers are selected as subcarriers with low reception quality (not reaching the target reception strength level). According to this selection result, relay station apparatus 150 relays only the fifth and seventh subcarriers of the received signal shown in FIG. 3B as shown in FIG. 3C.
  • the mobile station device 100 combines the signal shown in FIG. 3A received in the process (1) of FIG. 2 with the signal shown in FIG. 3C received in the process (5) of FIG. Get.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of mobile station apparatus 100 according to the present embodiment.
  • Mobile station apparatus 100 according to the present embodiment includes antenna 18, radio reception unit 19 that receives radio signals, GI removal unit 20 that removes guard intervals (GI), and FFT unit 21 that performs FFT processing.
  • GI guard intervals
  • PZS unit 22 that performs PZS conversion, channel estimation unit 23 that performs channel estimation, demodulation unit 24 that demodulates the received signal, and synthesis unit 27 that combines the demodulated signals, and performs decoding Decoding unit 25, channel information generation unit 26 that generates channel information, encoding unit 11 that performs encoding, modulation unit 12 that performs modulation, SZP unit 13 that performs SZP conversion, and I FFT that performs IFFT processing It comprises a section 14, a GI insertion section 15 for inserting a GI, and a wireless transmission section 16 for transmitting a radio signal.
  • Processing is broadly divided into reception processing and transmission processing.
  • the antenna 18 receives a radio signal from another mobile station such as the base station device 200 or the relay station device 150.
  • the radio reception unit 19 performs radio processing such as down-conversion on the received signal to obtain a baseband signal.
  • the GI removal unit 20 removes the guard interval.
  • the FFT unit 21 performs FFT processing, converts the received signal from the time domain to the frequency domain, and inputs the received signal of each subcarrier to the PZS unit 22.
  • the PZS unit 22 performs parallel serial conversion.
  • the parallel-serial converted received signal is input to the channel estimation unit 23, the demodulation unit 24, and the channel information generation unit 26. The processing of the channel information generation unit 26 will be described later.
  • the channel estimator 23 estimates the propagation path for each subcarrier and generates a propagation path estimated value.
  • the estimated channel value is input to the demodulator 24.
  • the demodulator 24 divides the input received signal by the propagation path estimation value, thereby reducing the error due to the influence of amplitude fluctuation and phase fluctuation caused by the propagation path and demodulating the signal.
  • Combining section 27 combines the signal transmitted from base station apparatus 200 and the signal transmitted from relay station apparatus 150.
  • the synthesized signal is input to the decoding unit.
  • the decoding unit 25 decodes the received signal and outputs received data.
  • a pilot signal is extracted from the received signal.
  • ST102 it is determined whether the received signal is a signal from the base station or a signal from the relay station. If the received signal is a signal from the base station, the received signal strength for each subcarrier is extracted in ST103. Measure the level.
  • step 104 channel information of a signal from the base station in the mobile station is generated.
  • the code key unit 11 performs a code key such as a turbo code on the input time-series transmission data or channel information and outputs the encoded transmission signal. Input to modulation section 12. Whether to encode transmission data or channel information depends on the transmission timing of each signal and is controlled by a control unit (not shown).
  • Modulator 12 modulates transmission data such as QPSK and 16QAM.
  • the modulated transmission data is input to the SZP unit 13.
  • the SZP unit 13 performs serial / parallel conversion on the transmission signal.
  • the serial / parallel converted transmission signal is input to IFFT section 14.
  • the IFFT unit 14 performs IFFT processing and converts the frequency domain signal into the time domain.
  • the transmission signal converted into the time domain is input to the GI insertion unit 15.
  • the GI insertion unit 15 inserts a guard interval into the transmission signal.
  • the guard interval is inserted by copying the last part of one frame to the beginning of the frame.
  • the transmission signal with the guard interval added is input to the wireless transmission unit 16.
  • radio processing such as up-conversion is performed on the transmission signal, and the transmission signal after radio processing is transmitted from the antenna 18.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of relay station apparatus 150 according to the present embodiment.
  • the same components as those in FIG. Relay station apparatus 150 according to the present embodiment includes antenna 18, radio receiving section 19 that receives radio signals, GI removing section 20 that removes GI, FFT section 21 that performs FFT processing, and PZS conversion.
  • a PZS unit 22 that performs channel estimation, a channel estimation unit 23 that performs channel estimation, a demodulation unit 24 that performs demodulation of a received signal, a decoding unit 25 that performs decoding, and a relay processing unit 37 that extracts a subcarrier signal to be relayed IF FT section 14-2 that performs IFFT processing, GI insertion section 15-2 that inserts a guard interval, wireless transmission section 16-2 that transmits a radio signal, encoding section 36 that performs encoding, and modulation Modulation unit 12 that performs SZP conversion, SZP unit 13 that performs SZP conversion, IFFT unit 14-1 that performs IFFT processing, GI insertion unit 15-1 that inserts a guard interval, and wireless transmission unit 16 that transmits a radio signal — Consists of 1.
  • the relay processing unit 37 stores the channel information extracting unit 31 that extracts the channel information of the received signal power, the subcarrier selecting unit 32 that selects the subcarrier to be relayed, and the information of the subcarrier selected by the subcarrier selecting unit 32
  • a subcarrier selection information storage unit 34 for performing relay data force extraction on the subcarrier signal selected by the subcarrier selection unit 32 according to the information stored in the subcarrier selection information storage unit 34, and , Subkey to assign subcarrier It consists of an area allocation unit 35.
  • the channel information extraction unit 31 also extracts the channel information from the signal input from the PZS unit 22 (the signal received from the base station apparatus 200).
  • This channel information is the channel information in the mobile station device 100 of the signal transmitted from the base station device 200, and the relay station device 150 generates the channel information from the base station device 200 together with the channel information.
  • the identification information of the device 100 is also received.
  • the extracted channel information is input to the subcarrier selection unit 32.
  • subcarrier selecting section 32 selects a subcarrier having a reception strength level lower than a predetermined target reception strength level, based on the extracted channel information. For example, if the channel information shown in Fig. 3A is given, the reception quality of the fifth and seventh subcarriers is low, so the information for identifying the fifth and seventh subcarriers is selected. Generated as subcarrier information.
  • the subcarrier selection result is stored in subcarrier selection information storage section 34 as subcarrier selection information (identification information of the selected subcarrier, etc.) for each identification information of mobile station apparatus 100.
  • relay data extraction section 33 acquires subcarrier selection information that matches the identification information of relay destination mobile station apparatus 100 from subcarrier selection information storage section 34, and uses the acquired subcarrier selection information as the acquired subcarrier selection information. Based on this, a subcarrier signal to be relayed is extracted and input to the subcarrier allocation unit 35.
  • subcarrier allocation section 35 allocates a subcarrier signal to be relayed to each subcarrier.
  • subcarrier allocation section 35 allocates a subcarrier signal to be relayed to each subcarrier using the same mapping as the mapping in the multicarrier signal received by relay station apparatus 150. That is, the extracted subcarrier signal is allocated to each subcarrier without changing the allocation to the subcarrier.
  • the mobile station device 100 can easily combine the signal transmitted from the base station device 200 and the signal relayed by the relay station device 150.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of base station apparatus 200 according to the present embodiment.
  • Base station apparatus 200 receives a data signal from mobile station apparatus 100 or relay station apparatus 150 and channel information from mobile station apparatus 100, transmits transmission data addressed to relay station apparatus 150, and a mobile station Transmission data addressed to apparatus 100, channel information addressed to relay station apparatus 150, and identification information of mobile station apparatus 100 that generated the channel information are transmitted.
  • channel information extraction section 41 extracts channel information from the received signal, similarly to channel information extraction section 31 of relay station apparatus 150 in FIG. Then, it is determined whether the received signal is channel information. If the received signal is not channel information, the middle I is not performed. If the received signal is channel information, proceed to ST202.
  • the channel information extraction unit 41 performs the extraction process.
  • the relay station device 150 which is the destination of the channel information, is specified from the information, which relay station is managed by the relay management unit 42, and which mobile station relays.
  • the channel information for which the relay destination is designated is input to SZP section 13, subjected to transmission processing, and then transmitted to relay station apparatus 150.
  • subcarriers relayed by relay station apparatus 150 are subcarriers with low reception quality between mobile station apparatus 100 and base station apparatus 200 (that is, subcarriers requiring diversity effect). Therefore, the transmission power of relay station apparatus 150 can be reduced compared to the case where all subcarriers are relayed.
  • the mobile station device 100 can synthesize and receive the signal transmitted from the base station device 200 and the signal transmitted from the relay station device 150, the reception quality is improved, A bit error rate can be reduced, or communication at a higher data rate can be performed.
  • channel information is transmitted from mobile station apparatus 100 to base station apparatus 200 and relayed from base station apparatus 200 to relay station apparatus 150, but directly relayed from mobile station apparatus 100 It may be transmitted to the station apparatus 150.
  • channel information is generated by mobile station apparatus 100, but base station apparatus 200 may generate the channel information using reception quality.
  • the channel information used for transmission of relay data may be the channel information of several frames before the channel information of the corresponding frame.
  • the channel information and the transmission signal are transmitted separately, but may be transmitted in the same frame.
  • the reception quality power of the uplink signal transmitted from the mobile station apparatus 100 to the base station apparatus 200 is also created as channel information to the relay station apparatus 150. You can send it!
  • the target reception strength level may be set to a reception strength level that can satisfy the desired error rate characteristics in the mobile station apparatus 100.
  • the timing at which relay station apparatus 150 transmits a relay signal is preliminarily selected so that base station apparatus 200 does not overlap the transmission timing of a signal transmitted to mobile station apparatus 100, or base station apparatus 200 or higher It may be controlled by a control station (not shown) which is a station.
  • relay station apparatus 150 may select a relay station apparatus with good reception quality.
  • base station apparatus 200 may select a relay station apparatus with good reception quality.
  • upper control station apparatus or mobile station apparatus 100 may select a relay station apparatus with good reception quality.
  • a power control unit for controlling the power intensity for each subcarrier may be further provided.
  • the diversity effect at the mobile station may be calculated by the relay station device, and power control may be performed so as to reach a predetermined target level.
  • the diversity effect calculation method can be controlled so that the power level for each selected subcarrier is maintained above the intensity level obtained by subtracting the level actually received by the mobile station. good.
  • the power intensity for each subcarrier obtained by subtraction may be set to the lowest level, and a certain margin may be provided therefrom to increase the power intensity.
  • power control may be performed according to the propagation path characteristics between the mobile station and the relay station. Also, the power level is controlled according to the relay station's battery level. You may control it.
  • the subcarrier selection information may be transmitted from the mobile station! /, Received from the mobile station, received by the relay station, and held as subcarrier selection information in the subcarrier selection information storage unit. good.
  • the subcarrier selection information may be updated every fixed time or every time a certain number of relay frames are received.
  • the subcarrier selection information may be held corresponding to each relay frame (single or plural).
  • the relay data extraction unit may include a subcarrier selection information storage unit.
  • the relay station apparatus uses a subcarrier signal with low signal reception quality from the base station apparatus in the mobile station apparatus, and a signal reception quality from the relay station apparatus in the mobile station apparatus is high.
  • An example of relaying using a carrier is shown.
  • the mobile communication system includes mobile station apparatus 100, relay station apparatus 160, and base station apparatus 200.
  • Processes (1) to (4) are the same as in the first embodiment (Fig. 2). In this embodiment, the process (1)
  • mobile station apparatus 100 generates channel information in which the reception quality of the signal transmitted from relay station apparatus 160 is leveled, and transmits it to base station apparatus 200 (process (5)).
  • the base station apparatus 200 also relays this channel information to the relay station apparatus 160 (process (6)).
  • Relay station apparatus 160 performs subcarrier mapping of signals addressed to mobile station apparatus 100 of subcarriers for a plurality of frames designated as necessary for relaying in the channel information among signals received from base station apparatus 200.
  • the data is changed and combined and relay-transmitted as frame 4 to mobile station apparatus 100 (process (7)).
  • FIG. 12 to FIG. 14 are diagrams for explaining the processing concept in the present embodiment. Implementation As in Form 1, the received strength level is used as the received quality.
  • frames 1 to 3 are frame signals sequentially transmitted from the base station device 200 to the mobile station device 100 and the relay station device 160.
  • frame 4 is a frame signal of these frames 1 to 3. This shows a frame signal transmitted to mobile station apparatus 100 by relay station apparatus 160 that combines frame signals by changing the mapping of subcarriers.
  • FIGS. 12 (a) to 12 (c) show the reception strength for each subcarrier in the mobile station device 100 of the signal transmitted from the base station device 200 using the frames 1 to 3 in the process (1) of FIG. Indicates the level. 12 (c!) To 12 (f) show the reception of the signal transmitted from the base station apparatus 200 using the frames 1 to 3 in the process (2) of FIG. 11 for each subcarrier in the relay station apparatus 160. Indicates the intensity level.
  • FIG. 13 shows the reception intensity level for each subcarrier in mobile station apparatus 100 of the signal transmitted from relay station apparatus 160. The reception strength level shown in FIG. 13 is measured prior to frame 4 communication, and is transmitted in processes (5) and (6) in FIG.
  • FIG. 14 shows the reception strength level for each subcarrier in mobile station apparatus 100 of the relay signal transmitted by relay station apparatus 160 using frame 4 in process (7) in FIG.
  • the relay station device 160 includes the fifth and seventh subcarriers of FIG. 12 (d), the second and fifth subcarriers of FIG. The third and fifth subcarrier signals in Fig. 12 (f) are extracted and relayed.
  • relay station apparatus 160 has subcarriers (reception quality is high, subcarriers with a high reception intensity level that reach a value based on channel information between relay station apparatuses and mobile station apparatuses (Fig. 13). ) Is selected as a subcarrier used for relay transmission.
  • FIG. 13 since the reception quality of subcarriers other than the second and sixth subcarriers is high, relay station apparatus 160 relays the first, third, fourth, fifth, seventh, and eighth subcarriers. Select as a credit subcarrier.
  • the relay station device 160 assigns the relay signals extracted in FIGS. 12 (d), (e), and (f) to different relay transmission subcarriers, and uses the relay frame as a relay frame. Generate a frame 4. In this way, by assigning subcarrier signals extracted multiple times to different subcarriers, relay transmission data can be transmitted together at one time, so the number of transmissions at the relay station device can be reduced, Transmission power can be reduced.
  • the fifth and seventh subcarrier signals of FIG. 12 (d) are transferred to the seventh and eighth subcarriers of frame 4, and the second and fifth subcarriers of FIG. 12 (e).
  • the signal is mapped to the 4th and 5th subcarriers of frame 4, and the 3rd and 5th subcarrier signals of Fig. 12 (f) are mapped to the 1st and 3rd subcarriers of frame 4, respectively.
  • the subcarrier numbers of frame 4 are assigned in the descending order of subcarrier numbers in the order of frame 1, frame 2, and frame 3.
  • mapping information regarding which subcarrier of which relay signal (frames 1 to 3) is allocated to which subcarrier of relay frame (frame 4) is separately transmitted.
  • the mapping method is preliminarily shared by, for example, receiving from the relay station 160 or transmitting to the relay station device 160.
  • the mobile station device 100 and the relay station device 160 share two pieces of information: channel information between the base station device and the mobile station device and channel information between the relay station device and the mobile station device. Therefore, it is possible for mobile station apparatus 100 to estimate how the relay station apparatus 160 maps. Therefore, the mobile station device 100 can synthesize the signal transmitted from the base station device 200 and the signal relayed from the relay station device 160.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of relay station apparatus 160 according to the present embodiment. The same components as those in FIG.
  • Channel information extraction unit 51 extracts channel information from the received signal.
  • the extracted channel information includes two types of channel information between the base station apparatus 200 and the mobile station apparatus 100 and channel information between the relay station apparatus 160 and the mobile station apparatus 100.
  • Channel information between base station apparatus 200 and mobile station apparatus 100 is input to relay subcarrier selection section 53.
  • the channel information between relay station device 160 and mobile station device 100 is sent to relay transmission subcarrier selector 52. Entered.
  • Relay subcarrier selecting section 53 performs relaying with low reception quality among signals transmitted from base station apparatus 200 to mobile station apparatus 100 based on channel information between base station apparatus 200 and mobile station apparatus 100. Select the necessary subcarriers. Then, relay subcarrier selection section 53 inputs information on the subcarrier selected as requiring relay to relay data extraction section 33.
  • Relay data extracting unit 33 also extracts the signal power of mobile station apparatus 100 from the signal of the selected subcarrier, and creates relay data.
  • the relay data is input to the relay data buffer 54 and stored.
  • the relay data buffer 54 After the number of relay data exceeds a certain number or exceeds a certain time, the relay data are collectively input to the subcarrier allocation unit 35.
  • relay transmission subcarrier selection unit 52 selects a subcarrier having high reception quality between relay station device 160 and mobile station device 100. It is defined as a subcarrier for relay transmission. Information on the selected subcarrier for relay transmission is input to the subcarrier allocation unit 35. Subcarrier allocation section 35 allocates relay data to relay transmission subcarriers.
  • channel information extraction section 51 performs channel information extraction processing.
  • relay subcarrier selecting section 53 determines whether or not the reception quality is low for each subcarrier from the channel information (whether the reception strength level is less than the target reception strength level), and the subband with the low reception quality. Select a career. Then, in ST163, it is determined whether or not there is a subcarrier with low reception quality. When there is no subcarrier with low reception quality in ST163, the process proceeds to ST167. On the other hand, if the reception quality is low in ST163 and there are subcarriers, the process proceeds to ST164.
  • relay data extraction section 33 performs an extraction process for extracting the signal power addressed to mobile station apparatus 100 from the signal assigned to the subcarrier selected in ST162. [0079] In ST165, 166, and 167, processing in relay data buffer 54 is performed.
  • relay data extraction section 33 stores the relay data extracted in ST164 in relay data buffer 54.
  • the number of relay data stored in relay data buffer 54 is compared with a threshold value. If the number of relay data is greater than the threshold value, the process proceeds to ST168. If the number is less than the threshold value, the process proceeds to ST167. move on.
  • the relay data storage time is checked in the relay data buffer 54, and if it is stored, the relay data is the oldest among the relay data! If the data storage time is longer than the maximum storage time, the process proceeds to ST168. If it is less than the storage time, the process returns to ST161 to wait for reception of the next frame.
  • relay transmission subcarrier selection section 52 determines reception quality for each subcarrier from channel information between relay station apparatus 160 and mobile station apparatus 100, and determines a subcarrier used for transmission.
  • subcarrier allocation section 35 performs allocation processing to subcarriers.
  • relay station apparatus 160 relays using a subcarrier with good reception characteristics between relay station apparatus 160 and mobile station apparatus 100, so that the reception quality of mobile station apparatus 100 is
  • the number of transmissions of the relay station device 160 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the number of times that the transmission amplifier is operated for relaying, and to further reduce the power consumption of the relay station device.
  • channel information generated from the reception quality between relay station apparatus 160 and mobile station apparatus 100 is required.
  • the channel information has been described as being transmitted from the mobile station device 100 via the base station device 200, but may be transmitted directly from the mobile station device 100 to the relay station device 160.
  • mobile station apparatus 100 instead of channel information between base station apparatus 200 and mobile station apparatus 100, mobile station apparatus 100- The reception quality between the base station devices 200 may also be generated by transmitting channel information directly from the base station device 200 to the relay station device 160. Also, mobile station device 100—relay station device 160 The channel information between the relay station device 160 and the mobile station device 100 may be generated based on the reception quality between them. When the mobile station device 100 does not generate channel information in this way, the relay station device 160 transmits the channel information or the mapping result to the mobile station device 100 in order to share the subcarrier mapping information. The subcarrier is assigned to which subcarrier is assigned.
  • the mobile communication system includes mobile station apparatus 100, a plurality of relay station apparatuses 170-1 and 170-2, and base station apparatus 200.
  • Base station apparatus 200 transmits a signal to mobile station apparatus 100 (process (1)).
  • relay station apparatus 170-1 and relay station apparatus 170-2 also receive the signal transmitted by base station apparatus 200 (processing (2), (3)).
  • the mobile station apparatus 100 generates channel information with the received quality leveled, and reports the channel information between the base station apparatus 200 and the mobile station apparatus 100 to the base station apparatus 200 (processing (4)).
  • the base station apparatus 200 notifies the channel information to the relay station apparatus 170-1 and the relay station apparatus 170-2 (processing (5), (6)).
  • the relay station device 170-1 and the relay station device 170-2 are subcarriers (responsible subcarriers) assigned to each of the signals received from the base station device 200 that are determined to be relayed based on channel information. ) Are transmitted to the mobile station device 100 in synchronization with each other (processes (7) and (8)). In this way, by transmitting signals in synchronization with the relay station device 170-1 and the relay station device 170-2, the mobile station device 100 can transmit the signal from the relay station device 170-1 to the relay station. Since the signal from the device 170-2 can be received at the same time, a plurality of received signals can be merged and processed, thereby improving processing efficiency.
  • FIGS. 19A to 19F show examples of received signal reception strength levels at mobile station apparatus 100 and relay station apparatuses 170-1 and 170-2. As in Embodiment 1, the reception strength level is used as the reception quality.
  • FIG. 19A shows a mobile station of a signal transmitted by base station apparatus 200 in process (1) of FIG.
  • FIG. 19B shows the reception strength level for each subcarrier in device 100
  • FIG. 19B shows the reception strength for each subcarrier in relay station device 170-1 for the signal transmitted by base station device 200 in process (2)
  • FIG. 19C shows the reception strength level for each subcarrier in the relay station device 170-2 of the signal transmitted by the base station device 200 in the processing (3) of FIG. 18, and
  • FIG. 19D shows the processing (7 ),
  • the reception intensity level for each subcarrier in the mobile station apparatus 100 of the signal transmitted from the relay station apparatus 170-1 is shown in FIG. 19E.
  • FIG. 19F shows the received intensity level for each subcarrier in the mobile station apparatus 100, and the received intensity level for each subcarrier in the mobile station apparatus 100. Due to the influence of the frequency selective fading channel, the received intensity level differs for each subcarrier.
  • Relay station device 170-1 is assumed to be responsible for the second, fourth, sixth and eighth subcarriers
  • relay station device 170-2 is assumed to be responsible for the first, third, fifth and seventh subcarriers.
  • relay station apparatus 170-1 and relay station apparatus 170-2 each relay the signal of the assigned subcarrier. Therefore, relay station apparatus 170-1 relays the second subcarrier as shown in FIG. 19D, and relay station apparatus 170-2 relays the fifth and seventh subcarriers as shown in FIG. 19E.
  • the mobile station device 100 combines the signals transmitted from the base station device 200, the relay station device 170-1, and the relay station device 170-2 to the mobile station device 100.
  • FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of relay station apparatuses 170-1 and 170-2 according to the present embodiment.
  • the relay station devices 170-1 and 170-2 have the same configuration. The same components as those in FIG.
  • the assigned subcarrier information extraction unit 72 extracts the subcarrier number assigned to each relay station and inputs it to the subcarrier selection unit 71.
  • the subcarrier selection unit 71 selects a subcarrier having low reception quality based on the channel information among the assigned subcarriers, and inputs the selected subcarrier number to the relay data extraction unit 33 and the subcarrier allocation unit 35.
  • the channel information extraction unit 31 performs channel information extraction processing.
  • the assigned subcarrier information extraction unit 72 performs a process of extracting the subcarrier information handled by the own station.
  • subcarrier selecting section 71 determines whether or not the reception quality is low for each subcarrier from the channel information (whether or not the reception strength level is lower than the target reception strength level), and the reception quality is low. Select a subcarrier. Then, in ST174, it is determined whether the reception quality is low and the subcarrier exists in the subcarrier in charge. If the reception quality is low and there is no subcarrier in ST174, the relay data generation process ends. On the other hand, if there is a subcarrier with low reception quality in ST174, the process proceeds to ST175.
  • relay data extraction section 33 performs an extraction process for extracting the signal power assigned to mobile station apparatus 100 from the signal assigned to the subcarrier selected in ST173.
  • subcarrier allocation section 35 performs an allocation process for allocating the relay data extracted in ST175 to the same subcarrier as the subcarrier allocated at the time of transmission from base apparatus 200.
  • relay is performed by a plurality of relay station apparatuses, so that the transmission power per relay station apparatus can be further reduced.
  • the assigned subcarrier to be relayed may be determined by base station apparatus 200 or a higher-level control station apparatus and notified to each of relay station apparatuses 170-1, 170-2, or mobile station apparatus 100 may determine It is also possible to notify each relay station apparatus 170-1, 170-2. Also, the assigned subcarrier may be fixedly determined, or the reception quality in relay station device 170-1 and the reception quality in relay station device 170-2 are compared for each subcarrier, and each subcarrier is determined. The reception quality is higher.
  • each relay station device may transmit at different timings without synchronization.
  • subcarriers at the time of relay may be exchanged with subcarriers with high reception quality.
  • a plurality of relay station apparatuses perform relay, and at least one of the plurality of relay station apparatuses relays all subcarriers received from the base station apparatus, and other relay stations.
  • the station apparatus shows an example in which some subcarriers with low reception quality in the mobile station apparatus are relayed supplementarily.
  • the mobile communication system includes mobile station apparatus 100, a plurality of relay station apparatuses 180-1, 180-2, and base station apparatus 200.
  • Base station apparatus 200 transmits the signal of frame 1 to relay station apparatus 180-1 and relay station apparatus 180-2 (processing (1), (2)).
  • the relay station devices 180-1 and 180-2 simultaneously relay the frame 1 signal received from the base station device 200 to the mobile station device 100 (processing (3), (4)).
  • the channel information of the signal from relay station 180-1 in station apparatus 100 is transmitted to relay station 180-2 (process (5)).
  • base station apparatus 200 transmits the signal of frame 2 to relay station apparatus 180-1 and relay station apparatus 180-2 (processing (6), (7)).
  • Relay station apparatus 180-1 transmits the signal of frame 2 to mobile station apparatus 100 (process (8)).
  • relay station apparatus 180-2 Based on the channel information between relay station apparatus 180-1 and mobile station apparatus 100 in frame 1, relay station apparatus 180-2 transmits only subcarriers with low reception quality to mobile station apparatus 100 (processing) (9)).
  • FIGS. 24A to 24F show examples of received signal reception strength levels at mobile station apparatus 100 and relay station apparatuses 180-1 and 180-2. As in Embodiment 1, the reception strength level is used as the reception quality.
  • FIG. 24A shows the reception strength level for each subcarrier in relay station device 180-1 of the signal transmitted by base station device 200 in process (1) of FIG. 23.
  • FIG. 24B shows the processing (2 ), The reception intensity level for each subcarrier in relay station apparatus 180-2 of the signal transmitted by base station apparatus 200,
  • FIG. 24C shows the signal transmitted from relay station apparatus 180-1 in process (3) of FIG.
  • FIG. 24D shows the received intensity level in the mobile station apparatus 100 of FIG.
  • FIG. 24E shows the signal from the relay station device 180-1 and the relay station device 180-2.
  • Fig. 24F shows the reception strength level when the mobile station device 100 receives only the relay signal of the relay station device 180-1, respectively. ! / Speak.
  • the reception quality of only relay station apparatus 180-1 as shown in FIG. 24F is measured as the channel information received in process (5) of FIG. Two types of pilot signals are generated to perform this measurement.
  • One pilot is a pilot that does not multiplex the relay signal of relay station apparatus 180-2, and the other pilot is a pilot that multiplexes the relay signal of relay station apparatus 180-2.
  • FIG. 25 shows two types of pilot signals according to the present embodiment.
  • the pilot of the relay signal of relay station device 180-2 is not multiplexed with the pilot of the first frame, and the relay signal of relay station device 180-2 is transmitted among the pilots of the second frame.
  • the relay signal pilot of relay station apparatus 180-2 is multiplexed only on the subcarrier to be!
  • the mobile station apparatus 100 generates channel information between the relay station apparatus 180-1 and the mobile station apparatus 100 received in the process (5) of FIG. 23 from the pilot in the first frame.
  • mobile station apparatus 100 performs channel estimation in mobile station apparatus 100 using the pilot in the second frame.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of relay station apparatus 180-2 according to the present embodiment. The same components as those in FIG.
  • Subcarrier selecting section 61 selects a subcarrier having low reception quality based on channel information, and sends the selected subcarrier number to relay data extracting section 33, pilot selecting section 62, and subcarrier allocating section 63. input.
  • the nolot selector 62 has a predetermined period or place. Whether or not the pilot signal is inserted is selected at a fixed timing. When inserting a pilot signal, the pilot signal is input to the subcarrier allocation unit 63.
  • the channel information extraction unit 31 performs channel information extraction processing.
  • subcarrier selection section 61 determines whether or not the reception quality is low for each subcarrier from the channel information (whether or not the reception strength level is lower than the target reception strength level), and the reception quality is low. Select a subcarrier. Then, in ST183, it is determined whether the reception quality is low V and subcarriers exist. If the reception quality is low and there is no subcarrier in ST183, the relay data generation process ends. On the other hand, when there is a subcarrier with low reception quality in ST183, the process proceeds to ST184.
  • relay data extraction section 33 performs extraction processing to extract the signal assigned to mobile station apparatus 100 for the signal assigned to the subcarrier selected in ST182.
  • the pilot selection unit 62 determines whether or not it is a cycle for inserting a pilot signal. On the other hand, if it is not the period for inserting the pilot signal in ST185, the process proceeds to ST187.
  • subcarrier allocation section 63 performs allocation processing for allocating the relay data extracted in ST184 and the no-lot signal to subcarriers.
  • mobile station apparatus 100 receives both the pilot signal that multiplexes the relay signal from relay station apparatus 180-2 and the pilot signal that does not multiplex, so mobile station apparatus 100 Can estimate the reception quality of only the relay station device 180-1. Therefore, since the subcarriers to be relayed can be limited to subcarriers with low reception quality in the mobile station device 100 of the signal from relay station device 180-1, compared with the case of relaying all subcarriers, The transmission power of relay station apparatus 180-2 can be reduced.
  • relay station apparatuses 180-1 and 180-2 are connected to relay station apparatuses 180-1, 180-2 and mobile station apparatus 100 based on the uplink reception quality from mobile station apparatus 100. Therefore, it is not necessary to use a pilot as in this embodiment.
  • the pilot of relay station apparatus 180-1 and the pilot of relay station apparatus 180-2 are multiplexed and transmitted! Alternatively, only the pilot of relay station apparatus 180-2 may be transmitted. In this case, relay station apparatus 180-1 and relay station apparatus 180-2 can obtain channel information for each relay station apparatus.
  • the relay station device 180-2 is not limited to one mobile station device, and may be a plurality.
  • the pilot signal multiplexing period may be alternated for every several symbols in one frame, or may be switched every several frames.
  • the first communication device is a base station device and the second communication device is a mobile station device
  • the first communication device is a mobile station device
  • the second communication device is a mobile station device.
  • the communication device may be a base station device, or both the first communication device and the second communication device may be mobile station devices.
  • each of the base station device, the relay station device, and the mobile station device may perform power control.
  • Each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include some or all of them. Here, it is sometimes called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI, depending on the difference in power integration of LSI.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable 'processor that can reconfigure the connection and settings of the circuit cells inside the LSI may be used.
  • the wireless communication apparatus has an effect of suppressing an increase in power consumption when relaying a signal addressed to the second wireless communication apparatus from the first wireless communication apparatus, and includes a relay operation. It can be applied to a system such as a multi-hop system.

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Abstract

　中継局装置の消費電力の増加を抑えることができる無線通信装置。この装置では、チャネル情報抽出部（３１）が、基地局装置からの受信信号の中からチャネル情報（基地局装置から送信された信号の移動局装置におけるチャネル情報）を抽出し、サブキャリア選択部（３２）が、チャネル情報に基づいて、受信品質の低いサブキャリアを選択し、中継データ抽出部（３３）が、サブキャリア選択部（３２）での選択結果に基づいて、中継送信するデータを抽出し、サブキャリア割当部（３５）が、中継送信するデータを中継送信用のサブキャリアに割り当てる。

Description

明 細 書
無線通信装置および無線通信方法
技術分野
[0001] 本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関し、特に、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式等のマルチキャリア伝送を利用した通信網にお ける無線通信装置および無線通信方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、携帯電話機等に代表されるセルラ移動体通信システムにお 、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、動画像等の大容量デ 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、高伝送レートを実現するアプローチが盛んに検討されて いる。
[0003] 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、伝送距離による減衰が大きい。このため、例えば実システムへ展開する場合 、基地局のカバーエリアが小さくなり、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、通信サ 一ビスを実現する技術が強く求められている。
[0004] これに関連した従来技術としては、例えば、特許文献 1のような技術がある。この特 許文献 1の従来技術では、基地局と移動局との間に形成されるセルラ専用無線チヤ ネルによる通信網と、移動局間で形成されるアドホック網との双方を利用して、受信 信号を合成することによりダイバーシティ効果の向上を図っている。
特許文献 1 :特開 2001— 189971号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、特許文献 1に示す従来技術では、アドホック網を形成する移動局は、 自局で必要な処理をしつつ、他の移動局へ中継するための処理を伴うため、消費電 力が増大するという問題がある。 [0006] 本発明の目的は、中継を行う無線通信装置の消費電力の増加を抑えることを可能 にする無線通信装置および無線通信方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明の無線通信装置は、複数のサブキャリア力 なる第一のマルチキャリア信号 を第一の無線通信装置から受信する受信手段と、前記複数のサブキャリアのうち一 部のサブキャリアを選択するサブキャリア選択手段と、前記サブキャリア選択手段で の選択結果に従って、前記一部のサブキャリアに割り当てられたサブキャリア信号を 前記第一のマルチキャリア信号から抽出する抽出手段と、前記サブキャリア信号を含 む第二のマルチキャリア信号を第二の無線通信装置に送信する送信手段と、を具備 する構成を採る。
[0008] この構成によれば、第一の無線通信装置力 送信されたマルチキャリア信号をサブ キャリアごとに選択して中継することができるので、全てのサブキャリアを中継する場 合と比較して送信データ量が減少し、中継送信を行う無線通信装置の送信電力を低 減することができる。
発明の効果
[0009] 本発明によれば、中継送信する無線通信装置の消費電力の増加を抑えることがで きる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]実施の形態 1に係る移動体通信システムの構成図
[図 2]実施の形態 1に係るシーケンス図
[図 3A]実施の形態 1に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図
[図 3B]実施の形態 1に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図
[図 3C]実施の形態 1に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図
[図 3D]実施の形態 1に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図
[図 4]実施の形態 1に係る移動局装置の構成を示すブロック図
[図 5]実施の形態 1に係る移動局装置のチャネル情報生成処理のフロー図
[図 6]実施の形態 1に係る中継局装置の構成を示すブロック図
[図 7]実施の形態 1に係る中継局装置の中継処理のフロー図 圆 8]実施の形態 1に係る基地局装置の構成を示すブロック図
[図 9]実施の形態 1に係る基地局装置の中継処理のフロー図
[図 10]実施の形態 2に係る移動体通信システムの構成図
[図 11]実施の形態 2に係るシーケンス図
[図 12]実施の形態 2に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 13]実施の形態 2に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 14]実施の形態 2に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 15]実施の形態 2に係る中継局装置の構成を示すブロック図
[図 16]実施の形態 2に係る中継局装置の中継処理のフロー図
[図 17]実施の形態 3に係る移動体通信システムの構成図
[図 18]実施の形態 3に係るシーケンス図
[図 19A]実施の形態 3に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 19B]実施の形態 3に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 19C]実施の形態 3に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 19D]実施の形態 3に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 19E]実施の形態 3に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 19F]実施の形態 3に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 20]実施の形態 3に係る中継局装置の構成を示すブロック図
[図 21]実施の形態 3に係る中継局装置の中継処理のフロー図
[図 22]実施の形態 4に係る移動体通信システムの構成図
[図 23]実施の形態 4に係るシーケンス図
[図 24A]実施の形態 4に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 24B]実施の形態 4に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 24C]実施の形態 4に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 24D]実施の形態 4に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 24E]実施の形態 4に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 24F]実施の形態 4に係るサブキャリア毎の受信強度レベルの例を示す図 [図 25]実施の形態 4に係るパイロット信号を示す図 [図 26]実施の形態 4に係る中継局装置の構成を示すブロック図
[図 27]実施の形態 4に係る中継局装置の中継処理のフロー図
[図 28]実施の形態 4に係るパイロット信号を示す図
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。以下 に説明する無線通信装置は、第一の無線通信装置から受信したマルチキャリア信号 を第二の無線通信装置に送信する無線通信装置であって、例えば、移動体通信シ ステムにおいて使用される無線中継局装置に搭載されるものである。
[0012] 以下では、本発明の無線通信装置を中継局装置、第一の無線通信装置を基地局 装置、第二の無線通信装置を移動局装置として説明する。
[0013] (実施の形態 1)
図 1に示すように、本実施の形態に係る移動体通信システムは、移動局装置 100と 中継局装置 150と基地局装置 200とからなる。
[0014] 基地局装置 200は、予め中継局装置 150に対して、移動局装置 100への信号中 継の指示をしているものとする。また、基地局装置 200は、移動局装置 100および中 継局装置 150の各識別情報の対応情報を保持し、中継局装置 150は中継すべき対 象となる移動局装置 100の識別情報を保持しているものとする。また、移動局装置 1 00においても、中継局装置 150の識別情報を保持しても良 、。
[0015] 次に、図 2に示すシーケンス図を用いて全体処理について説明する。
[0016] 基地局装置 200は、移動局装置 100および中継局装置 150にマルチキャリア信号 を送信する (処理（1)、（2) )。移動局装置 100は基地局装置 200から受信したマル チキャリア信号を構成するサブキャリア毎に、受信品質をレベルィ匕したチャネル情報 を生成する。本実施形態では、受信品質として受信強度レベルを用いた例を示す。 次に移動局装置 100は、生成したチャネル情報を基地局装置 200に通知する（処理 (3) )。基地局装置 200は、通知されたチャネル情報を、中継局装置 150が移動局装 置 100へ中継データを送信するのに先立って、中継局装置 150に通知する（処理 (4 ) )。中継局装置 150は、基地局装置 200から受信したマルチキャリア信号のうち、通 知されたチャネル情報に基づき、所定のレベルより受信品質が低いサブキャリアを選 択し、処理 (2)で受信した移動局装置 100宛のマルチキャリア信号力も当該選択さ れたサブキャリアに対応するサブキャリア信号を抽出し、マルチキャリア信号として移 動局装置 100に中継送信する（処理 (5) )。
[0017] 次に、移動局装置 100および中継局装置 150での受信信号の受信強度レベルを 示した例を図 3A〜Dに示す。なお、図 3A〜Dにおいて横軸の数字 1〜8はサブキヤ リア番号を示し、マルチキャリア信号がサブキャリア 1〜8で構成される例を示す。以 下の実施の形態においても同様である。
[0018] 図 3Aは、図 2の処理（1)において、基地局装置 200から移動局装置 100へ送信さ れた信号におけるサブキャリア毎の受信強度レベル、図 3Bは、図 2の処理（2)にお いて、基地局装置 200から中継局装置 150へ送信された信号におけるサブキャリア 毎の受信強度レベル、図 3Cは、図 2の処理（5)において、中継局装置 150から移動 局装置 100へ送信された信号におけるサブキャリア毎の受信強度レベル、図 3Dは、 移動局装置 100における合成後のサブキャリア毎の受信強度レベルをそれぞれ示し ている。周波数選択性フ ージング伝搬路の影響により、サブキャリア毎に受信強度 レベルが異なっている。
[0019] 図 3Aに示す信号のうち、受信品質が低い（目標受信強度レベルに達していない） サブキャリアとして 5番目と 7番目のサブキャリアが選択される。中継局装置 150は、こ の選択結果に従い、図 3Bに示す受信信号のうち、図 3Cに示すように、 5番目と 7番 目のサブキャリアのみ中継送信を行う。移動局装置 100は、図 2の処理（1)で受信し た図 3Aに示す信号と、図 2の処理 (5)で受信した図 3Cに示す信号とを合成して、図 3Dに示す信号を得る。
[0020] 次に、移動局装置 100、中継局装置 150、基地局装置 200の構成について説明す る。
[0021] 図 4は本実施の形態に係る移動局装置 100の構成を示すブロック図である。本実 施の形態に係る移動局装置 100は、アンテナ 18と、無線信号を受信する無線受信 部 19と、ガードインターバル（GI)を除去する GI除去部 20と、 FFT処理を行う FFT部 21と、 PZS変換を行う PZS部 22と、チャネル推定を行うチャネル推定部 23と、受信 信号の復調を行う復調部 24と、復調された信号を合成する合成部 27と、復号を行う 復号部 25と、チャネル情報を生成するチャネル情報生成部 26と、符号化を行う符号 化部 11と、変調を行う変調部 12と、 SZP変換を行う SZP部 13と、 IFFT処理を行う I FFT部 14と、 GIを挿入する GI挿入部 15と、無線信号を送信する無線送信部 16とか らなる。
[0022] 次に、図 4に示す移動局装置 100の処理について説明する。処理は受信処理と送 信処理に大別される。
[0023] まず、受信処理について説明する。アンテナ 18は基地局装置 200、または、中継 局装置 150等の他の移動局からの無線信号を受信する。無線受信部 19では、受信 した信号に対して、ダウンコンバートなどの無線処理を行い、ベースバンド信号を得る 。 GI除去部 20では、ガードインターバルを除去する。 FFT部 21では FFT処理を行 い、受信信号を時間領域から周波数領域に変換し、各サブキャリアの受信信号を P ZS部 22へ入力する。 PZS部 22ではパラレルシリアル変換を行う。パラレルシリアル 変換された受信信号は、チャネル推定部 23、復調部 24、チャネル情報生成部 26に 入力される。チャネル情報生成部 26の処理については後述する。チャネル推定部 2 3ではサブキャリアごとの伝搬路を推定し、伝搬路推定値を生成する。伝搬路推定値 は、復調部 24に入力される。復調部 24では、入力された受信信号を伝搬路推定値 で除算することにより、伝搬路による振幅変動および位相変動の影響による誤差を低 減して信号を復調する。合成部 27では基地局装置 200から送信された信号と、中継 局装置 150から送信された信号とを合成する。合成された信号は復号部に入力され る。復号部 25では受信信号の復号を行い、受信データを出力する。
[0024] 次に、チャネル情報生成部 26の処理の詳細について、図 5のフローチャートを用い て説明する。 ST (ステップ） 101では、受信信号の中からパイロット信号を抽出する。 ST102では、受信信号が、基地局からの信号か中継局力もの信号かを判定し、受信 信号が基地局力 の信号であれば、 ST103にて、抽出したパイロット信号力 サブキ ャリア毎の受信強度レベルを測定する。ステップ 104では、移動局における基地局か らの信号のチャネル情報を生成する。
[0025] 次に、送信処理について説明する。符号ィ匕部 11では入力される時系列の送信デ ータまたはチャネル情報にターボ符号などの符号ィ匕を行 、、符号化した送信信号を 変調部 12へ入力する。なお、送信データとチャネル情報のどちらを符号化処理する かは、それぞれの信号の送信タイミングに依存し、図示せぬ制御部により制御される 。変調部 12では送信データに対して QPSKや 16QAMなどの変調を行う。変調され た送信データは SZP部 13へ入力される。 SZP部 13では、送信信号に対してシリア ルパラレル変換を行う。シリアルパラレル変換された送信信号は、 IFFT部 14に入力 される。 IFFT部 14では、 IFFT処理を行い周波数領域の信号を時間領域に変換す る。時間領域に変換された送信信号は GI挿入部 15へ入力される。 GI挿入部 15では 、送信信号にガードインターバルを挿入する。ガードインターバルは、 1フレームの末 尾の部分をフレーム先頭にコピーする形で挿入される。ガードインターバルが付加さ れた送信信号は無線送信部 16へ入力される。無線送信部 16では、送信信号に対し てアップコンバートなどの無線処理が行われ、無線処理後の送信信号がアンテナ 18 から送信される。
[0026] 図 6は本実施の形態に係る中継局装置 150の構成を示すブロック図である。図 4と 同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態に係る中継局装 置 150は、アンテナ 18と、無線信号を受信する無線受信部 19と、 GIを除去する GI除 去部 20と、 FFT処理を行う FFT部 21と、 PZS変換を行う PZS部 22と、チャネル推 定を行うチャネル推定部 23と、受信信号の復調を行う復調部 24と、復号を行う復号 部 25と、中継するサブキャリア信号を抽出する中継処理部 37と、 IFFT処理を行う IF FT部 14— 2と、ガードインターバルを挿入する GI挿入部 15— 2と、無線信号を送信 する無線送信部 16— 2と、符号化を行う符号化部 36と、変調を行う変調部 12と、 SZ P変換を行う SZP部 13と、 IFFT処理を行う IFFT部 14—1と、ガードインターバルを 挿入する GI挿入部 15— 1と、無線信号を送信する無線送信部 16— 1とからなる。
[0027] 次に中継処理部 37の構成と処理の詳細について説明する。中継処理部 37は、受 信信号力もチャネル情報を抽出するチャネル情報抽出部 31と、中継するサブキヤリ ァを選択するサブキャリア選択部 32と、サブキャリア選択部 32が選択したサブキヤリ ァの情報を格納するサブキャリア選択情報格納部 34と、サブキャリア選択部 32が選 択したサブキャリア信号をサブキャリア選択情報格納部 34に格納された情報に従つ て中継データ力 抽出する中継データ抽出部 33と、サブキャリアを割り当てるサブキ ャリア割当部 35とからなる。
[0028] 次に、中継処理部 37の処理について図 7のフローチャートを用いて説明する。
[0029] ST (ステップ） 151では、チャネル情報抽出部 31は、 PZS部 22から入力された信 号 (基地局装置 200から受信した信号)力もチャネル情報を抽出する。このチャネル 情報は基地局装置 200から送信された信号の移動局装置 100におけるチャネル情 報であり、中継局装置 150は、基地局装置 200から、チャネル情報と共に、そのチヤ ネル情報を生成した移動局装置 100の識別情報も受信する。抽出されたチャネル情 報はサブキャリア選択部 32に入力される。
[0030] ST152では、サブキャリア選択部 32は、抽出されたチャネル情報に基づいて、所 定の目標受信強度レベルより受信強度レベルが低いサブキャリアを選択する。例え ば、図 3Aのようなチャネル情報が与えられた場合は、 5番目と 7番目のサブキャリア の受信品質が低いので、 5番目と、 7番目のサブキャリアを特定するための情報が選 択サブキャリア情報として生成される。
[0031] ST153では、そのサブキャリア選択結果を移動局装置 100の識別情報毎に、サブ キャリア選択情報 (選択されたサブキャリアの識別情報等）としてサブキャリア選択情 報格納部 34に格納する。
[0032] ST154では、中継データ抽出部 33は、サブキャリア選択情報格納部 34から中継 先の移動局装置 100の識別情報と合致するサブキャリア選択情報を取得し、取得し たサブキャリア選択情報に基づき、中継送信するサブキャリア信号を抽出し、サブキ ャリア割当部 35に入力する。
[0033] ST155では、サブキャリア割当部 35は、中継送信するサブキャリア信号を各サブキ ャリアに割り当てる。本例では、サブキャリア割当部 35は、中継局装置 150が受信す るマルチキャリア信号におけるマッピングと同一のマッピングにて、中継送信するサブ キャリア信号を各サブキャリアに割り当てる。つまり、抽出されたサブキャリア信号をサ ブキャリアへの割り当てを変えずに各サブキャリアに割り当てる。これにより、移動局 装置 100において、基地局装置 200から送信された信号と中継局装置 150により中 継された信号との合成を容易に行うことができる。
[0034] 図 8は本実施の形態に係る基地局装置 200の構成を示すブロック図である。図 4と 同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。本実施の形態に係る基地局装 置 200は、移動局装置 100または中継局装置 150からのデータ信号および移動局 装置 100からのチャネル情報を受信し、中継局装置 150宛の送信データ、移動局装 置 100宛の送信データおよび中継局装置 150宛のチャネル情報とそのチャネル情 報を生成した移動局装置 100の識別情報を送信する。
[0035] 次に、基地局装置 200のチャネル情報抽出部 41および中継管理部 42の処理につ いて図 9のフローチャートを用いて詳細に説明する。
[0036] ST (ステップ） 201では、チャネル情報抽出部 41は、図 6の中継局装置 150のチヤ ネル情報抽出部 31と同様に、受信信号の中から、チャネル情報を抽出する。そして 、受信信号がチャネル情報であるかどうか判定する。受信信号がチャネル情報でな い場合は、中 «Iは行わない。受信信号がチャネル情報である場合は、 ST202に進 む。
[0037] ST202では、チャネル情報抽出部 41における抽出処理を行う。
[0038] ST203では、中継管理部 42において管理されている、どの中継局がどの移動局 の中継を行って 、るかと 、う情報からチャネル情報の宛先となる中継局装置 150を指 定する。
[0039] 次に、中継先を指定されたチャネル情報は SZP部 13に入力され、送信処理が行 われた後、中継局装置 150に送信される。
[0040] このように本実施の形態では、中継局装置 150が中継するサブキャリアを、移動局 装置 100—基地局装置 200間における受信品質が低いサブキャリア (すなわち、ダ ィバーシティ効果が必要なサブキャリア）に限定するので、すべてのサブキャリアを中 継する場合と比較して中継局装置 150の送信電力を低減することができる。
[0041] また、移動局装置 100においては、基地局装置 200から送信される信号と中継局 装置 150から送信される信号とを合成して受信することができるため、受信品質が向 上し、ビット誤り率の低減、あるいは、より高いデータレートでの通信が可能となる。
[0042] なお、本実施の形態ではチャネル情報は移動局装置 100から基地局装置 200に 送信され、基地局装置 200から中継局装置 150に中継されているが、移動局装置 1 00から直接中継局装置 150に送信しても良い。 [0043] また、本実施の形態ではチャネル情報を移動局装置 100で生成したが、基地局装 置 200で受信品質を利用して生成するようにしても良 、。
[0044] また、本実施の形態では、中継データの送信に利用するチャネル情報は、該当フ レームのチャネル情報であった力 何フレームか前のチャネル情報を利用しても良 ヽ
[0045] また本実施の形態では、チャネル情報と送信信号とは別々に送信されて!ヽたが、 同じフレームで送信しても良い。
[0046] また、 TDD— OFDMの場合、基地局装置 200において、移動局装置 100から基 地局装置 200に送信される上りリンクの信号の受信品質力もチャネル情報を作成し て中継局装置 150に送信しても良!、。
[0047] また、本実施の形態では、受信品質として受信強度を用いた力 SIR, SNR、 SIN
Rまたは干渉量を利用しても良 ヽ。
[0048] また、目標受信強度レベルは、移動局装置 100にお 、て所望誤り率特性を満たす ことができる受信強度レベルに設定するようにしても良!、。
[0049] また、中継局装置 150が中継信号を送信するタイミングは、基地局装置 200が移動 局装置 100に送信する信号の送信タイミングと重ならないように、あら力じめ基地局 装置 200または上位局である図示せぬ制御局により制御されていても良い。
[0050] また、中継局装置 150の選択については、基地局装置 200、上位の制御局装置ま たは移動局装置 100が、受信品質が良好な中継局装置を選択するようにしても良い
[0051] また、サブキャリア毎に電力強度を制御する電力制御部をさらに備えても良い。移 動局でのダイバーシティ効果を中継局装置で算出し、所定の目標レベルに達するよ うに電力制御を行っても良い。ダイバーシティ効果の算出方法は、移動局での受信 目標レベル力 移動局で実際に受信したレベルを減算した強度レベル以上に、選択 されたサブキャリア毎の電力レベルが保たれるように制御しても良い。また、減算して 得られたサブキャリア毎の電力強度を最低レベルに設定し、そこから一定のマージン を設けて電力強度を高めても良い。また、移動局と中継局との間の伝播路特性に応 じて、電力制御しても良い。また、中継局のノ ッテリー残量に応じて電力レベルを制 御しても良い。
[0052] また、サブキャリア選択情報は、基地局ある!/、は移動局から送信され、中継局でそ れを受信し、サブキャリア選択情報格納部内で、サブキャリア選択情報として保持し ても良い。
[0053] また、サブキャリア選択情報の更新は、一定時間毎でも、一定数の中継フレームの 受信毎でもよい。
[0054] また、サブキャリア選択情報は、中継フレーム毎（単数あるいは複数）に対応して保 持しても良い。
[0055] また、中継データ抽出部が、サブキャリア選択情報格納部を内包する構成をとつて ちょい。
[0056] (実施の形態 2)
本実施の形態では、中継局装置は、移動局装置における基地局装置からの信号 の受信品質が低いサブキャリアの信号を、移動局装置における中継局装置からの信 号の受信品質が高 、サブキャリアを用いて中継する例を示す。
[0057] 図 10に示すように、本実施の形態に係る移動体通信システムは、移動局装置 100 と中継局装置 160と基地局装置 200とからなる。
[0058] 次に、図 11に示すシーケンス図を用いて全体処理について説明する。
[0059] 処理（1)〜(4)は実施の形態 1 (図 2)と同様であり、本実施の形態では、処理（1)
〜（4)を複数フレーム分繰り返す。図 11に示す例では、 3フレーム分繰り返している
[0060] 次に、移動局装置 100は中継局装置 160から送られた信号の受信品質をレベル化 したチャネル情報を生成し、基地局装置 200へ送信する（処理 (5) )。基地局装置 20 0は、このチャネル情報も中継局装置 160へ中継する（処理（6) )。中継局装置 160 は、基地局装置 200から受信した信号のうち、チャネル情報にて中継が必要であると 指定された複数フレーム分のサブキャリアの移動局装置 100宛ての信号をサブキヤリ ァのマッピングを変更して合成し、フレーム 4として移動局装置 100に中継送信する（ 処理 (7) )。
[0061] 図 12〜図 14は本実施の形態における処理概念を説明するための図である。実施 の形態 1と同様に、受信品質として受信強度レベルを用いる。図 12において、フレー ム 1〜3は、基地局装置 200が移動局装置 100と中継局装置 160宛に順次送信した フレーム信号であり、図 14において、フレーム 4は、これらのフレーム 1〜3のフレーム 信号をサブキャリアのマッピングを変更して合成する中継局装置 160が移動局装置 1 00に送信するフレーム信号を示す。
[0062] 図 12 (a)〜（c)は、図 11の処理（1)のフレーム 1〜3を用いて基地局装置 200から 送信された信号の移動局装置 100におけるサブキャリア毎の受信強度レベルを示す 。また、図 12 (c！)〜（f)は、図 11の処理（2)のフレーム 1〜3を用いて基地局装置 20 0から送信された信号の中継局装置 160におけるサブキャリア毎の受信強度レベル を示す。また、図 13は、中継局装置 160から送信された信号の移動局装置 100にお けるサブキャリア毎の受信強度レベルである。図 13に示す受信強度レベルは、フレ ーム 4の通信に先立ちあら力じめ測定され、図 11の処理（5)と処理 (6)で送信される 。図 14は、図 11の処理（7)のフレーム 4を用いて中継局装置 160が送信する中継信 号の、移動局装置 100におけるサブキャリア毎の受信強度レベルを示す。
[0063] 図 12 (a)〜（c)に示すように、図 11の処理（1)において、フレーム 1では 5番目およ び 7番目のサブキャリア、フレーム 2では 2番目および 5番目のサブキャリア、フレーム 3では 3番目および 5番目のサブキャリアが、受信強度レベルが目標受信強度レベル に達しておらず、受信品質が低い。したがって、中継局装置 160は、基地局装置 20 0力も受信した信号のうち、図 12 (d)の 5番目および 7番目のサブキャリア、図 12 (e) の 2番目および 5番目のサブキャリア、図 12 (f)の 3番目および 5番目のサブキャリア の信号を抽出して中継送信する。
[0064] また、中継局装置 160は、中継局装置 移動局装置間のチャネル情報（図 13)に 基づき、受信強度レベルがしき 、値に達して 、るサブキャリア (受信品質が高 、サブ キャリア）を中継送信に使うサブキャリアとして選択する。図 13では、 2番目および 6番 目以外のサブキャリアの受信品質が高いので、中継局装置 160は、 1番目、 3番目、 4番目、 5番目、 7番目、 8番目のサブキャリアを中継送信用のサブキャリアとして選択 する。中継局装置 160は、図 14に示すように、図 12 (d)、（e)、 （f)において抽出され た中継信号を、それぞれ異なる中継送信用サブキャリアに割り当て、中継フレームで あるフレーム 4を生成する。このように、複数回に渡って抽出したサブキャリア信号を それぞれ異なるサブキャリアに割り当てることにより、中継送信データを一度にまとめ て送信することができるので、中継局装置での送信回数を削減でき、送信電力を低 減することができる。
[0065] 図 14では、図 12 (d)の 5番目、 7番目のサブキャリア信号をフレーム 4の 7番目、 8 番目のサブキャリアに、図 12 (e)の 2番目、 5番目のサブキャリア信号をフレーム 4の 4 番目、 5番目のサブキャリアに、図 12 (f)の 3番目、 5番目のサブキャリア信号をフレー ム 4の 1番目、 3番目のサブキャリアにそれぞれマッピングしている。
[0066] 図 14に示す例では、マッピング方法として、フレーム 4のサブキャリア番号の大きい 方から順に、フレーム 1、フレーム 2、フレーム 3の順で、サブキャリア番号の大きい順 に割り当てている。なお、サブキャリア番号の小さい方力も順に割り当てても良い。
[0067] 移動局装置 100では、中継フレーム（フレーム 4)のどのサブキャリアにどの中継信 号（フレーム 1〜3)のどのサブキャリアが割り当てられているかに関するマッピング情 報を、別途中継局装置 160から受信する、或いは中継局装置 160に送信するなどし て、あら力じめマッピング方法を共有しておく。
[0068] マッピング方法を共有する場合、移動局装置 100と中継局装置 160は、基地局装 置 移動局装置間のチャネル情報と中継局装置 移動局装置間のチャネル情報の 二つの情報を共有しているので、中継局装置 160でどのようにマッピングされるかは 、移動局装置 100で推定することが可能である。したがって移動局装置 100は、基地 局装置 200から送信された信号と、中継局装置 160から中継送信された信号を合成 することができる。
[0069] 図 15は本実施の形態に係る中継局装置 160の構成を示すブロック図である。図 6 と同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
[0070] チャネル情報抽出部 51では、受信信号のうちチャネル情報を抽出する。抽出され るチャネル情報は、基地局装置 200—移動局装置 100間のチャネル情報と、中継局 装置 160 移動局装置 100間のチャネル情報の二つである。基地局装置 200 移 動局装置 100間のチャネル情報は中継サブキャリア選択部 53に入力される。中継局 装置 160—移動局装置 100間のチャネル情報は中継送信サブキャリア選択部 52に 入力される。
[0071] 中継サブキャリア選択部 53では、基地局装置 200—移動局装置 100間のチャネル 情報に基づいて、基地局装置 200から移動局装置 100に送信した信号のうち、受信 品質が低く中継が必要であるサブキャリアを選択する。そして、中継サブキャリア選択 部 53は、中継が必要であるとして選択したサブキャリアの情報を中継データ抽出部 3 3に入力する。
[0072] 中継データ抽出部 33は、選択されたサブキャリアの信号を移動局装置 100宛の信 号力も抽出して中継データを作成する。中継データは中継データバッファ 54に入力 されて保存される。
[0073] 中継データバッファ 54では、中継データの数がある一定数を超える、または、ある 一定時間を越えた後、中継データをまとめてサブキャリア割当部 35に入力する。
[0074] 中継送信サブキャリア選択部 52では、中継局装置 160—移動局装置 100間のチ ャネル情報に基づいて、中継局装置 160—移動局装置 100間における受信品質が 高いサブキャリアを選択し、中継送信用サブキャリアと定める。選択された中継送信 用サブキャリアの情報は、サブキャリア割当部 35に入力される。サブキャリア割当部 3 5では、中継データを中継送信用サブキャリアに割り当てる。
[0075] 次いで、本実施の形態に係る中継処理の動作フローについて図 16を用いて説明 する。
[0076] まず、 ST (ステップ） 161では、チャネル情報抽出部 51が、チャネル情報の抽出処 理を行う。
[0077] ST162では、中継サブキャリア選択部 53が、チャネル情報から、サブキャリアごと に、受信品質が低いかどうか (受信強度レベルが目標受信強度レベル未満力どうか） 判定し、受信品質が低いサブキャリアを選択する。そして、 ST163において、受信品 質が低いサブキャリアが存在するかどうか判断する。 ST163において受信品質が低 いサブキャリアが存在しない場合、 ST167へ進む。一方、 ST163において受信品質 が低 、サブキャリアが存在する場合は、 ST164に進む。
[0078] ST164では、中継データ抽出部 33が、 ST162において選択されたサブキャリアに 割り当てられている信号を移動局装置 100宛の信号力 抽出する抽出処理を行う。 [0079] ST165、 166、 167では、中継データバッファ 54における処理を行う。
[0080] ST165では、中継データ抽出部 33が、 ST164において抽出された中継データを 中継データバッファ 54に保存する。
[0081] ST166では、中継データバッファ 54において、保存された中継データの数がしき い値と比較され、中継データの数がしきい値より大きければ ST168へ、しきい値以下 であれば ST167へ進む。
[0082] ST167では、中継データバッファ 54において中継データの保存時間が調べられ、 保存されて 、る中継データの中で最も古!、データの保存時間が最大保存時間よりも 大きければ ST168へ、最大保存時間以下であれば、次のフレームの受信を待った めに、 ST161へ戻る。
[0083] ST168では、中継送信サブキャリア選択部 52が、中継局装置 160—移動局装置 1 00間のチャネル情報から、サブキャリアごとに受信品質を判定し、送信に用いるサブ キャリアを決定する。
[0084] そして、 ST169では、サブキャリア割当部 35がサブキャリアへの割当処理を行う。
[0085] このように本実施の形態では、中継局装置 160—移動局装置 100間の受信特性が 良好なサブキャリアを用いて中継局装置 160が中継するので、移動局装置 100の受 信品質を向上でき、さらに、複数フレームの中継信号をまとめて送信することができる ので、中継局装置 160の送信回数を減少できる。よって、中継のために送信アンプを 動作させる回数を減少させることができ、中継局装置の消費電力をさらに減少させる ことができる。
[0086] なお、本実施の形態では、中継局装置 160—移動局装置 100の間の受信品質か ら生成されるチャネル情報を必要とする。上記説明では、これらのチャネル情報は移 動局装置 100から基地局装置 200を経由して送信されるとして説明したが、移動局 装置 100から直接中継局装置 160へ送信されても良い。
[0087] また、 TDD— OFDMの場合は、実施の形態 1と同様に、基地局装置 200—移動 局装置 100間のチャネル情報の代わりに、基地局装置 200で測定した移動局装置 1 00—基地局装置 200間の受信品質力もチャネル情報を生成して基地局装置 200か ら中継局装置 160へ直接送信してもよい。また、移動局装置 100—中継局装置 160 間の受信品質から中継局装置 160—移動局装置 100間のチャネル情報を生成して も良い。このようにチャネル情報を移動局装置 100が生成しない場合、サブキャリア のマッピング情報を共有するために、中継局装置 160は移動局装置 100にチャネル 情報またはマッピング結果を送信し、移動局装置 100において中継信号がどのサブ キャリアに割り当てられたか分力るようにする。
[0088] (実施の形態 3)
本実施の形態では、複数の中継局装置がそれぞれ担当サブキャリアのみ中継する 例を示す。
[0089] 図 17に示すように、本実施の形態に係る移動体通信システムは、移動局装置 100 と、複数の中継局装置 170—1、 170— 2と、基地局装置 200とからなる。
[0090] 次に、図 18に示すシーケンス図を用いて全体処理について説明する。基地局装置 200は、移動局装置 100に信号を送信する（処理（1) )。このとき、中継局装置 170 — 1と中継局装置 170— 2も基地局装置 200が送信した信号を受信する (処理 (2)、 (3) )。次いで、移動局装置 100が、受信品質をレベルィ匕したチャネル情報を生成し 、この基地局装置 200—移動局装置 100間のチャネル情報を基地局装置 200に報 告する（処理 (4) )。基地局装置 200は、このチャネル情報を、中継局装置 170— 1と 中継局装置 170— 2に通知する（処理（5)、（6) )。中継局装置 170—1と中継局装 置 170— 2は、基地局装置 200から受信した信号のうち、チャネル情報に基づいて 中継が必要であるとされた各々が担当するサブキャリア（担当サブキャリア）の移動局 装置 100宛ての信号を、互いに同期をとつて、移動局装置 100に中継送信する（処 理（7)、（8) )。このように、中継局装置 170— 1と中継局装置 170— 2と力 互いに同 期をとつて信号を送信することで、移動局装置 100では、中継局装置 170— 1からの 信号と中継局装置 170— 2からの信号とを同時期に受信できるので、受信した複数 の信号をマージして処理することが可能となり処理効率が向上する。
[0091] 次に、移動局装置 100および中継局装置 170— 1、 170— 2での受信信号の受信 強度レベルを示した例を図 19A〜Fに示す。実施の形態 1と同様に、受信品質として 受信強度レベルを用いる。
[0092] 図 19Aは、図 18の処理（1)において、基地局装置 200が送信した信号の移動局 装置 100におけるサブキャリア毎の受信強度レベル、図 19Bは、図 18の処理（2)に お!、て、基地局装置 200が送信した信号の中継局装置 170— 1におけるサブキヤリ ァ毎の受信強度レベル、図 19Cは、図 18の処理（3)において、基地局装置 200が 送信した信号の中継局装置 170— 2におけるサブキャリア毎の受信強度レベル、図 1 9Dは、図 18の処理（7)において、中継局装置 170— 1が送信した信号の移動局装 置 100におけるサブキャリア毎の受信強度レベル、図 19Eは、図 18の処理（8)にお いて、中継局装置 170— 2が送信した信号の移動局装置 100におけるにおけるサブ キャリア毎の受信強度レベル、図 19Fは、移動局装置 100における合成後のサブキ ャリア毎の受信強度レベルをそれぞれ示して 、る。周波数選択性フェージング伝搬 路の影響により、サブキャリア毎に受信強度レベルが異なっている。
[0093] 中継局装置 170— 1は 2、 4、 6、 8番目のサブキャリアを、中継局装置 170— 2は 1、 3、 5、 7番目のサブキャリアを担当するものとしてあら力じめ設定する。基地局装置 2 00から移動局装置 100に送信される信号のうち、図 19Aに示すように 2、 5、 7番目の サブキャリアの受信品質が目標受信強度レベルに達しておらず、受信品質が低い。 これらのサブキャリアのうち、中継局装置 170— 1と中継局装置 170— 2は各々、担当 サブキャリアの信号を中継する。したがって、中継局装置 170—1は、図 19Dに示す ように 2番目のサブキャリアを中継し、中継局装置 170— 2は、図 19Eに示すように 5 番目、 7番目のサブキャリアを中継する。移動局装置 100では、基地局装置 200、中 継局装置 170—1、中継局装置 170— 2から移動局装置 100に送信された信号を合 成する。
[0094] 次に、中継局装置 170— 1、 170— 2の構成について説明する。図 20は本実施の 形態の形態に係る中継局装置 170— 1および 170— 2の構成を示すブロック図であ る。中継局装置 170— 1および 170— 2は同一の構成を採る。図 6と同一の構成には 同一の符号を付し説明を省略する。
[0095] 担当サブキャリア情報抽出部 72は、各中継局が担当するサブキャリア番号を抽出 してサブキャリア選択部 71へ入力する。サブキャリア選択部 71は、担当サブキャリア のうち、チャネル情報に基づいて受信品質が低いサブキャリアを選択し、選択したサ ブキャリア番号を、中継データ抽出部 33およびサブキャリア割当部 35に入力する。 [0096] 次いで、本実施の形態に係る中継処理の動作フローについて図 21を用いて説明 する。
[0097] まず、 ST (ステップ） 171では、チャネル情報抽出部 31が、チャネル情報の抽出処 理を行う。
[0098] ST172では、担当サブキャリア情報抽出部 72が、自局が担当するサブキャリア情 報の抽出処理を行う。
[0099] ST173では、サブキャリア選択部 71が、チャネル情報から、サブキャリアごとに、受 信品質が低 、かどうか (受信強度レベルが目標受信強度レベル未満かどうか)判定し 、受信品質が低いサブキャリアを選択する。そして、 ST174において、担当サブキヤ リアの中に受信品質が低 、サブキャリアが存在するかどうか判断する。 ST174にお V、て受信品質が低 、サブキャリアが存在しな 、場合、中継データ生成処理を終了す る。一方、 ST174において受信品質が低いサブキャリアが存在する場合は、 ST175 に進む。
[0100] ST175では、中継データ抽出部 33が、 ST173において選択されたサブキャリアに 割り当てられている信号を移動局装置 100宛の信号力 抽出する抽出処理を行う。
[0101] ST176では、サブキャリア割当部 35が、 ST175において抽出された中継データを 、その中継データが基地装置 200からの送信時に割り当てられていたサブキャリアと 同じサブキャリアに割り当てる割当処理を行う。
[0102] このように、本実施の形態では、複数の中継局装置によって中継を行うため、一つ の中継局装置あたりの送信電力をさらに減少することができる。
[0103] なお、中継する担当サブキャリアは、基地局装置 200または上位の制御局装置が 定めて各中継局装置 170— 1、 170— 2に通知しても良いし、移動局装置 100が定 めて各中継局装置 170— 1、 170— 2に通知してもよい。また、担当サブキャリアは固 定的に定めてもよいし、中継局装置 170—1における受信品質と中継局装置 170— 2における受信品質とをサブキャリアごとに比較して、各サブキャリア毎に受信品質が より高 、方に担当させるようにしても良 、。
[0104] また、各中継局装置での中継では、各中継局装置が同期をとらずに別々のタイミン グで送信してもよい。 [0105] また、実施の形態 2のように、中継時のサブキャリアを受信品質が高いサブキャリア に交換してもよい。
[0106] (実施の形態 4)
本実施の形態では、複数の中継局装置が中継を行い、それら複数の中継局装置 のうち、少なくとも一つの中継局装置が、基地局装置から受信したサブキャリアすべ てを中継し、その他の中継局装置は、移動局装置における受信品質が低い一部の サブキャリアを補助的に中継する例を示す。
[0107] 図 22に示すように、本実施の形態に係る移動体通信システムは、移動局装置 100 と、複数の中継局装置 180—1、 180— 2と、基地局装置 200とからなる。
[0108] 次に、図 23に示すシーケンス図を用いて全体処理について説明する。
[0109] 基地局装置 200は、中継局装置 180—1および中継局装置 180— 2にフレーム 1 の信号を送信する (処理（1)、 （2) )。中継局装置 180— 1と 180— 2は、基地局装置 200から受信したフレーム 1の信号を移動局装置 100に同時に中継する（処理（3)、 (4) ) o移動局装置 100は、移動局装置 100における中継局 180— 1からの信号のチ ャネル情報を中継局 180— 2に送信する（処理（5) )。次に基地局装置 200は、中継 局装置 180— 1および中継局装置 180— 2にフレーム 2の信号を送信する（処理（6) 、（7) )。中継局装置 180— 1は、フレーム 2の信号を移動局装置 100に送信する（処 理（8) )。中継局装置 180— 2は、フレーム 1における中継局装置 180— 1と移動局装 置 100との間のチャネル情報に基づいて、受信品質が低いサブキャリアのみを移動 局装置 100に送信する (処理 (9) )。
[0110] 次に、移動局装置 100および中継局装置 180—1、 180— 2での受信信号の受信 強度レベルを示した例を図 24A〜Fに示す。実施の形態 1と同様に、受信品質として 受信強度レベルを用いる。
[0111] 図 24Aは、図 23の処理（1)において、基地局装置 200が送信した信号の中継局 装置 180— 1におけるサブキャリア毎の受信強度レベル、図 24Bは、図 23の処理（2 )において、基地局装置 200が送信した信号の中継局装置 180— 2におけるサブキ ャリア毎の受信強度レベル、図 24Cは、図 23の処理（3)において、中継局装置 180 —1から送信した信号の移動局装置 100における受信強度レベル、図 24Dは、図 23 の処理 (4)において、中継局装置 180— 2から送信した信号の移動局装置 100にお ける受信強度レベル、図 24Eは、中継局装置 180— 1からの信号と中継局装置 180 —2からの信号とを移動局装置 100が受信したときの受信強度レベル、図 24Fは、中 継局装置 180—1のみの中継信号を移動局装置 100が受信したときの受信強度レ ベルをそれぞれ示して!/ヽる。
[0112] 図 24Eに示すように、中継局装置 180—1からの信号と中継局装置 180— 2からの 信号を移動局装置 100が受信すると、受信強度に中継局装置 180— 2からの信号の 受信強度が含まれるので、すべてのサブキャリアの中継を行う中継局装置 180—1の 信号のうち、どのサブキャリアの受信品質が悪いのか正しく判定することができない。 そこで、本実施の形態では、図 23の処理（5)において受信するチャネル情報として、 図 24Fに示すような中継局装置 180— 1のみの受信品質を測定する。この測定を行 うためにパイロット信号を二種類生成する。一方のパイロットは中継局装置 180— 2の 中継信号を多重しないパイロットであり、他方のパイロットは中継局装置 180— 2の中 継信号を多重するパイロットである。
[0113] 図 25に、本実施の形態に係る二種類のパイロット信号を示す。この図では、 1フレ ーム目のパイロットには中継局装置 180— 2の中継信号のパイロットが多重されてお らず、 2フレーム目のパイロットのうち中継局装置 180— 2の中継信号を送信するサブ キャリアにのみ中継局装置 180— 2の中継信号のパイロットが多重されて!、る。移動 局装置 100は、 1フレーム目のパイロットから、図 23の処理（5)において受信する中 継局装置 180—1—移動局装置 100間のチャネル情報を生成する。また移動局装 置 100は、 2フレーム目のパイロットを用いて移動局装置 100におけるチャネル推定 を行う。
[0114] 次に、補助的に中継を行う中継局装置 180— 2の構成について説明する。図 26は 本実施の形態に係る中継局装置 180— 2の構成を示すブロック図である。図 6と同一 の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
[0115] サブキャリア選択部 61は、チャネル情報に基づいて受信品質が低いサブキャリアを 選択し、選択したサブキャリア番号を、中継データ抽出部 33、パイロット選択部 62お よびサブキャリア割当部 63に入力する。ノ ィロット選択部 62は、所定の周期または所 定のタイミングで、パイロット信号を挿入する力否かを選択する。ノ ィロット信号を挿入 する場合、パイロット信号がサブキャリア割当部 63に入力される。
[0116] 次いで、本実施の形態に係る中継処理の動作フローについて図 27を用いて説明 する。
[0117] まず、 ST (ステップ） 181では、チャネル情報抽出部 31が、チャネル情報の抽出処 理を行う。
[0118] ST182では、サブキャリア選択部 61が、チャネル情報から、サブキャリアごとに、受 信品質が低 、かどうか (受信強度レベルが目標受信強度レベル未満かどうか)判定し 、受信品質が低いサブキャリアを選択する。そして、 ST183において、受信品質が低 V、サブキャリアが存在するかどうか判断する。 ST183にお 、て受信品質が低 、サブ キャリアが存在しない場合、中継データ生成処理を終了する。一方、 ST183におい て受信品質が低いサブキャリアが存在する場合は、 ST184に進む。
[0119] ST184では、中継データ抽出部 33が、 ST182において選択されたサブキャリアに 割り当てられている信号を移動局装置 100宛の信号力 抽出する抽出処理を行う。
[0120] ST185では、パイロット選択部 62が、パイロット信号を挿入する周期かどうか判定し 、 ノ ィロット信号を挿入する周期であれば、 ST186に進み中継送信を行うサブキヤリ ァにパイロット信号を挿入する。一方、 ST185においてパイロット信号を挿入する周 期でなければ ST187に進む。
[0121] ST187では、サブキャリア割当部 63が、 ST184において抽出された中継データと 、 ノィロット信号とをサブキャリアに割り当てる割当処理を行う。
[0122] このように、本実施の形態では、中継局装置 180— 2からの中継信号を多重するパ ィロット信号と多重しないパイロット信号の双方を移動局装置 100が受信するため、 移動局装置 100は、中継局装置 180— 1のみの受信品質を推定することができる。よ つて、中継するサブキャリアを、中継局装置 180— 1からの信号の移動局装置 100に おける受信品質が低いサブキャリアに限定できるので、全てのサブキャリアを中継す る場合と比較して、中継局装置 180— 2の送信電力を減少することができる。
[0123] なお、 TDD— OFDMでは、中継局装置 180— 1および 180— 2は、移動局装置 1 00からの上りリンクの受信品質から中継局装置 180— 1、 180— 2と移動局装置 100 と間の受信品質を推定できるので、本実施の形態のようにパイロットを用いなくてもよ い。
[0124] また、図 28に示すように、図 25において中継局装置 180— 1のパイロットと中継局 装置 180— 2のパイロットとを多重して送信して!/、た部分にお!、て、中継局装置 180 —2のみのパイロットを送信するようにしてもよい。この場合、中継局装置 180— 1と中 継局装置 180— 2は、中継局装置ごとにチャネル情報を得ることができる。
[0125] また、中継局装置 180— 2は一つの移動局装置に限らず、複数でもよい。
[0126] また、パイロット信号の多重周期については、 1フレーム内で何シンボルか毎に交 互に行っても良いし、何フレームか毎に切り替えても良い。
[0127] なお、上記各実施の形態においては、中継局装置が基地局装置と直接通信を行 つている場合を例にとって説明したが、これに限定されず、中継局装置と基地局装置 との間にさらに他の中継局装置を介しても良い。
[0128] また、第一の通信装置が基地局装置であり、第二の通信装置が移動局装置である 例で説明をしたが、第一の通信装置が移動局装置であり、第二の通信装置が基地 局装置であっても良いし、第一の通信装置と第二の通信装置が共に移動局装置で あっても良い。
[0129] また、基地局装置、中継局装置、移動局装置は、各々電力制御を行っても良い。
[0130] また、上記各実施の形態では、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって 説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
[0131] また、上記各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チップィ匕されても良い。ここでは、 LSIとした力 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。
[0132] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ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 Pro grammable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能 なリコンフィギユラブル'プロセッサーを利用しても良い。
[0133] 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ィ匕を行って も良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
[0134] 本明細書は、 2004年 9月 29日出願の特願 2004— 285468に基づくものである。
この内容はすべてここに含めておく。
産業上の利用可能性
[0135] 本発明に係る無線通信装置は、第一の無線通信装置から第二の無線通信装置宛 の信号の中継をする場合、消費電力の増加を抑える効果を有し、中継動作を伴うシ ステム、例えば、マルチホップシステム等の用途に適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数のサブキャリア力 なる第一のマルチキャリア信号を第一の無線通信装置から 受信する受信手段と、
前記複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアを選択するサブキャリア選択手段 と、
前記サブキャリア選択手段での選択結果に従って、前記一部のサブキャリアに割り 当てられたサブキャリア信号を前記第一のマルチキャリア信号力 抽出する抽出手 段と、
前記サブキャリア信号を含む第二のマルチキャリア信号を第二の無線通信装置に 送信する送信手段と、
を具備する無線通信装置。
[2] 前記サブキャリア選択手段は、前記第二の無線通信装置における受信品質が所定 品質より低いサブキャリアを選択する、
請求項 1記載の無線通信装置。
[3] 前記送信手段は、前記サブキャリア信号を、前記第一のマルチキャリア信号におけ るマッピングと同一のマッピングにて、前記第二のマルチキャリア信号を構成するサ ブキャリアに割り当てる、
請求項 1記載の無線通信装置。
[4] 前記送信手段は、前記第二の無線通信装置における受信品質が所定品質より高 いサブキャリアに前記サブキャリア信号を割り当てる、
請求項 1記載の無線通信装置。
[5] 前記選択手段は、複数のフレームにおいて前記一部のサブキャリアを選択し、 前記抽出手段は、前記複数のフレームにおいて前記一部のサブキャリアに割り当 てられたサブキャリア信号を抽出し、
前記送信手段は、各フレームにおいて抽出された複数のサブキャリア信号をそれ ぞれ異なるサブキャリアに割り当てる、
請求項 1記載の無線通信装置。
[6] 前記サブキャリア選択手段は、担当サブキャリアにおいて前記一部のサブキャリア を選択する、
請求項 1記載の無線通信装置。
[7] 前記送信手段は、他の無線通信装置と同期をとつて前記第二のマルチキャリア信 号を送信する、
請求項 1記載の無線通信装置。
[8] 所定の周期または所定のタイミングで前記第二のマルチキャリア信号にパイロット信 号を挿入する力否かを選択するパイロット選択手段、をさらに具備する、
請求項 1記載の無線通信装置。
[9] 複数のサブキャリア力もなる第一のマルチキャリア信号を第一の無線通信装置から 受信する受信ステップと、
前記複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアを選択するサブキャリア選択ステ ップと、
前記サブキャリア選択ステップでの選択結果に従って、前記一部のサブキャリアに 割り当てられたサブキャリア信号を前記第一のマルチキャリア信号力 抽出する抽出 ステップと、
前記サブキャリア信号を含む第二のマルチキャリア信号を第二の無線通信装置に 送信する送信ステップと、
を具備する無線通信方法。
[10] 複数のサブキャリア力 なる第一のマルチキャリア信号を送信する第一の無線通信 装置と、
前記第一のマルチキャリア信号を受信する第二の無線通信装置および第三の無 線通信装置と、を具備する無線通信システムにおいて、
前記第三の無線通信装置は、前記複数のサブキャリアのうち一部のサブキャリアを 選択し、前記一部のサブキャリアに割り当てられたサブキャリア信号を前記第一のマ ルチキャリア信号力 抽出し、前記サブキャリア信号を含む第二のマルチキャリア信 号を前記第二の無線通信装置に送信し、
前記第二の無線通信装置は、前記第一のマルチキャリア信号と前記第二のマルチ キャリア信号とを合成する、 無線通信システム。
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