WO2006064804A1

WO2006064804A1 - 通信端末及びこれを備えた移動体通信システム

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Publication number: WO2006064804A1
Application number: PCT/JP2005/022880
Authority: WO
Inventors: Takashi Matsumura
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2007-06-13
Also published as: JPWO2006064804A1; CN101341672A; CN101341672B; US8090311B2; US20100056161A1; JP4791378B2; KR20070086773A

Abstract

　通信端末が受信する下りの通信情報の通信速度を向上させる。自局と他局の間で互いに無線通信する複数の通信端末と、該通信端末の通信速度に基づいて、該通信端末から、下りの通信情報の送信を要求される基地局とを備えた移動体通信システムであって、通信端末は、他局の通信速度に関する情報を受信し、当該他局の通信速度が当該自局の通信速度より大きい場合、自局又は他局の何れであるかを基地局が識別するための識別情報を当該他局に送信することにより、当該他局に対し、当該自局宛の通信情報の中継を依頼する中継依頼手段を備え、基地局は、当該自局の識別情報に基づいて、当該自局宛の通信情報を当該他局の通信端末を経由して、当該自局の通信端末に送信する自他局識別送信手段を備える。

Description

明細書

通信端末及びこれを備えた移動体通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、自局の受信状態に応じて求めた通信速度に基づいて下りの通信情報を基地局に対し送信要求する通信端末及びこれを備えた移動体通信システムに関する。

本願は、 2004年 12月 13日に出願された特願 2004— 360055号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 従来から、通信端末における受信状態に応じて下りの通信情報の通信速度（以下、「下り通信速度」という）を可変に制御する無線通信システム（例えば、 CDMA200 01xEV—D〇等）が知られている。この無線通信システムは、複数の変調方式'拡散率等により下り通信速度と誤り耐性等のトレードオフを可能とし、通信端末の受信状態により高速な通信速度を提供することができる無線通信方式である。この無線通信方式における通信端末は基地局からの受信信号の品質 (搬送波対干渉波比 CIR)を測定し、所定の誤り率以下でデータ受信できると予測される最高の下り通信速度を基地局に要求する。一方、基地局は複数の通信端末からの下り通信速度の要求を受けて、それぞれの要求に対して、スケジューリングを行レ、、下り通信情報の送信先である通信端末を決定して通信を行う。この送信先決定のためのスケジューリングは任意の方式によって行われる力 S、一般的にはプロポーショナルフェアーと呼ばれるスケジユーリングアルゴリズムを使って行われている。このスケジューリングは、複数加入者間の通信速度の公平性と基地局全体での合計スループットの最大化のバランスの取れた方式であるとされており、各通信端末に対し、過去の平均通信量 R (移動平均あるいは対数窓平均を用い、一般的には過去 1秒間程度の平均に相当する）を計算し、この平均通信量 Rに対する下り通信速度の要求（DRC)の比 DRC/Rが最大になる通信端末に下り通信情報をアサインするものである（例えば、特許文献 1参照）。一方、基地局と通信端末が通信する無線通信システムにおいては、基地局の通信エリア内に存在する通信端末を中継局として使用することにより、基地局の通信エリァ外に存在する通信端末と基地局との通信を可能にする通信方式が知られている（例えば、特許文献 2参照)。

特許文献 1 :特開 2002— 171287号公報

特許文献 2 :特開 2003— 309512号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ところで、上記特許文献 1に記載の無線通信システムおレ、ては、基地局と通信端末との間に高いビル等の障害物があると、通信端末の受信状態が悪化するため、下り通信速度が低下してしまうという問題がある。例えば同じ建物内での通信端末間におレ、ても、下り通信速度が大きく変わることがあり、受信位置によっては非常に低い下り通信速度しか得られない場合もあれば、良好な受信位置にいるにも関わらずデータ通信を行わずに休止状態である場合もある。このような状況下ではユーザは低い下り通信速度で使用しなければならず、また通信事業者にとっては無線設備を有効利用できないという問題がある。

[0004] 本発明は、互いに通信可能な範囲にいる複数の通信端末の中で通信速度が大きい通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい通信速度で基地局から自局宛の通信情報を受信できる通信端末及びこれを備えた移動体通信システムを提供することを目的の一つとする。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の第 1の態様は、自局と他局の間で互いに無線通信すると共に、自局の通信速度に基づいて、基地局に対して下りの通信情報の送信を要求する通信端末であって、他局の通信速度に関する情報を受信し、当該他局の通信速度が当該自局の通信速度より大きい場合、当該他局を経由して当該自局宛の通信情報を受信することを特徴とする。

これにより、互いに通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で通信速度が大きい他局の通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい他局の通信速度で基地局から自局宛の通信情報を受信できる。これにより、ユーザの利便性を高めることができるとともに、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。

[0006] また、本発明の第 2の態様では、前記通信端末は、自局又は他局の何れであるかを前記基地局が識別するための識別情報を、当該他局を経由して前記基地局に送信し、前記基地局が当該自局の識別情報に基づいて送信する当該自局宛の通信情報を、当該他局を経由して受信してもよい。

これにより、通信端末は、自局の識別情報に基づき、基地局から自局宛の通信情報を取得することができる。

[0007] また、本発明の第 3の態様では、前記通信端末は、当該自局宛の通信情報を有していない場合には、当該自局の通信速度に関する情報を当該他局に送信し、当該他局において当該自局の通信速度が当該他局の通信速度より大きいとされたときには、前記基地局が前記他局の識別情報に基づいて送信する当該他局宛の通信情報を、中継して当該他局に送信してもよい。

これにより、通信端末は、他局に中継依頼するだけでなぐ他局のために中継を実行すること力 Sできる。

[0008] また、本発明の第 4の態様では、前記通信端末は、前記基地局との間で無線通信するための通信手段と、前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、他局との間で無線通信するための他の通信手段と、前記通信手段で前記他局と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を取得し、前記通信速度算出手段で算出した自局の通信速度と前記取得した他局の通信速度とを比較する通信速度比較手段と、前記通信速度比較手段による比較に基づいて、前記通信手段または前記他の通信手段で無線通信を行うように制御する制御手段と、を備えてレ、てもよレ、。

[0009] また、本発明の第 5の態様は、上記通信端末にぉレ、て、前記制御手段は、前記他の通信手段で前記他局から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御してもよい。

[0010] また、本発明の第 6の態様は、自局と他局の間で互いに無線通信する複数の通信端末と、該通信端末の通信速度に基づいて、該通信端末から、下りの通信情報の送信を要求される基地局とを備えた移動体通信システムであって、前記通信端末は、他局の通信速度に関する情報を受信し、当該他局の通信速度が当該自局の通信速度より大きい場合、自局又は他局の何れであるかを前記基地局が識別するための識別情報を当該他局に送信することにより、当該他局に対し、当該自局宛の通信情報の中継を依頼する中継依頼手段を備え、前記基地局は、当該自局の識別情報に基づいて、当該自局宛の通信情報を当該他局の前記通信端末を経由して、当該自局の前記通信端末に送信する自他局識別送信手段を備えたことを特徴とする。

これにより、互いに通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で通信速度が大きい通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい通信速度で基地局から自局宛の通信情報を受信できる。これにより、ユーザの利便性を高めることができるとともに、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めること力 Sできる。

[0011] また、本発明の第 7の態様では、上記移動体通信システムにおいて、前記通信端末は、当該自局宛の通信情報を有していない場合には、当該自局の通信速度に関する情報を当該他局に送信し、当該他局において当該自局の通信速度が当該他局の通信速度より大きいとされたときには、当該他局に対し、当該他局宛の通信情報の中継を実行する中継実行手段を備えてレ、てもよレ、。

[0012] また、本発明の第 8の態様では、上記移動体通信システムにおいて、前記基地局は、前記通信端末に対する通信情報の送信順序及び送信量を、前記通信端末の過去の通信量に対する前記通信速度に基づいて決定するスケジューリング手段と、前記通信端末の過去の通信量を算出する際に、中継した前記通信端末に対し送信した前記通信情報について、中継を依頼した前記通信端末に対し送信したものとして取扱う通信量補正手段とを備えてレ、てもよレヽ。

これにより、中継を行う通信端末力 Sスケジューリング上不利な扱いを受けることがなレ、ため、ユーザは通信端末を使用しないときであっても積極的に通信端末の電源を入れておくようになり、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。 [0013] また、本発明の第 9の態様では、上記移動体通信システムにおいて、前記通信量補正手段は、中継した前記通信端末に対し送信した前記通信情報にっレ、てこれに応じた通信量を、中継した前記通信端末の過去の通信量力減算し、中継を依頼した前記通信端末の過去の通信量に加算してもよレ、。

これにより、中継した通信端末に対し送信した通信情報についてこれに応じた通信量を、中継した通信端末の過去の通信量力減算するようにしたため、中継を行う通信端末は、中継を行うほど自己のスケジューリング上の取り扱いを有利にすることができ、ユーザは通信端末を使用しないときであっても積極的に通信端末の電源を入れておくようになり、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。

[0014] また、本発明の第 10の態様では、上記移動体通信システムにおいて、前記通信端末は、前記基地局との間で無線通信するための通信手段と、前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、他局との間で無線通信するための他の通信手段と、前記通信手段で前記他局と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を取得し、前記通信速度算出手段で算出した自局の通信速度と前記取得した他局の通信速度とを比較する通信速度比較手段と、前記通信速度比較手段による比較に基づレ、て、前記通信手段または前記他の通信手段で無線通信を行うように制御する制御手段と、を備え、前記基地局は、前記通信端末に対する通信情報の送信順序及び送信量を、前記通信端末の過去の通信量に対する前記通信速度に基づいて決定するスケジューリング手段と、前記通信端末の過去の通信量を算出する際に、中継した前記通信端末に対し送信した前記通信情報について、中継を依頼した前記通信端末に対し送信したものとして取扱う通信量補正手段とを備えていてもよい。

[0015] また、本発明の第 11の態様では、上記移動体通信システムにおいて、前記通信端末の制御手段が、前記他の通信手段で前記他局から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御してもよレ、。

発明の効果 [0016] 本発明によれば、互いに通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で通信速度が大きい通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい通信速度で基地局力自局宛の通信情報を受信できるという効果が得られる。これにより、ユーザの利便性を高めることができるとともに、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]基地局と通信端末の位置関係を示す図である。

[図 2]本発明による移動体通信システムの構成例を示す図である。

[図 3]各局間の通信動作を示す図である。

[図 4]通信端末の通信動作を示すフローチャートである。

[図 5]MACアドレスを付加した拡張 DRCフレームの例を示す図である。

符号の説明

[0018] 1、 2 通信端末 (移動通信端末） 3 基地局 10、 11 アンテナ 12 基地局向け送受信部 13 無線 LAN送受信部 14 音声処理部 15 スピーカ 16 マイク 1 7 画面表示部 18 操作キー 20 記憶部 21 制御部 22 受信品質測定部 2 3 通信速度算出部 24 通信速度情報交換部 25 通信端末選択部 31 スケジユーラ 32 自他局識別送信部 33 通信量補正部

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなぐ例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよレ、。

以下、本発明の一実施形態による通信端末及び移動体通信システムを図面を参照して説明する。まず、図 1を参照して、システムの全体構成を説明する。図 1は、基地局 3と自局の移動通信端末 (以下、通信端末と称する）及び他局の通信端末の位置関係を示す図である。ここでは、通信端末の受信状態によりデータ通信速度が制御される通信方式（例えば、 CDMA2000 lxEV_D〇方式）を用いた移動体通信システムを例にして、以下の説明においては、自局の通信端末 1は、基地局 3との間にビル等の障害物が介在し、低受信品質の通信状態にあり、他局の通信端末 2は基地局 3と高受信品質の通信状態にあるものとして説明する。図 1に示す通信端末 1、 2 は、無線 LANの通信方式の一つであるアドホックモードを使用して、アクセスポイントを介さずに通信端末同士が直接通信を行なうことができる通信機能を有している。なお、図 1中で通信端末は 2つのみ例示しているが、これに限定されず、 3つ以上であっても構わない。

[0020] ここで、本明細書及び請求項において用いる用語について定義する。

自局及び他局は、通信端末が置かれている状態を示す論理的な名称であり、自局とは、相対的に低受信品質状態にある通信端末のことであり、他局とは相対的に高受信品質状態にある通信端末のことである。原則として、自局は他局に対して、下り通信情報の中継を依頼する通信端末であり、他局は自局からの中継依頼を受けて、基地局 3からの下り通信情報を中継して自局へ送信する通信端末である。したがって、自局は少なくとも他局に対して中継を依頼する中継依頼手段を備えてレ、る必要があり、他局は少なくとも自局に対する下り通信情報の中継を行う中継実行手段を備えている必要がある。図 1に示す例では、通信端末 2が他局であり、通信端末 1が自局となるが、 2つの通信端末 1、 2が中継依頼手段と中継実行手段の両方を備えており、ビル等の障害物が基地局 3と通信端末 1との間ではなぐ基地局 3と通信端末 2との間にある場合は、通信端末 2が自局であり、通信端末 1が他局となる場合もある。受信状態とは、通信端末における基地局からの受信信号の品質 (搬送波対干渉波比 C IR)のことである。通信速度とは、通信端末が搬送波対干渉波比 CIRから求めた受信可能な下り通信速度（DRC)のことである。通信情報とは、トラフィックデータのことである。送信要求とは、自局の識別情報 (MACアドレス）と他局の通信速度を含み、基地局に対して、自局が他局を経由して、下りの通信情報の送信を要求するものである。

[0021] 次に、図 2を参照して、図 1に示す通信端末 1及び基地局 3の構成を説明する。図 1 に示す通信端末 2の構成は、通信端末 1と同様な構成であるため詳細な説明を省略する。図 2は、図 1に示す通信端末 1及び基地局 3の構成を示すブロック図である。図 2において、基地局向け送受信部 12は、通信端末 1における基地局 3に対する送受信処理を制御部 21の制御によって実行する回路であり、この基地局向け送受信部 1 2にアンテナ 10が接続されている。なお、基地局向け送受信部 12は、本発明の第 4 , 10の態様に記載した「通信手段」に対応する構成である。また、無線 LAN送受信部 13は、他局の通信端末 (ここでは、通信端末 2)に対する無線 LANによる送受信処理を制御部 21の制御によって実行する回路であり、この無線 LAN送受信部 13にはアンテナ 11が接続されている。なお、無線 LAN送受信部 13は、本発明の第 4， 1 0の態様に記載した「他の通信手段」に対応する構成である。

[0022] 制御部 21は、基地局向け送受信部 12、画面表示部 17、操作キー 18及び音声処理部 14を制御して、音声通信における呼処理、電子メール等の送受信処理を行うとともに、無線 LAN送受信部 13における他局の通信端末との通信処理を制御する。また、制御部 21は、本発明の機能を実現するための主要な機能部として、受信品質測定部 22と、通信速度算出部 23、通信速度情報交換部 24と、通信端末選択部 25 等から構成されている。なお、制御部 21は、本発明の第 4, 10の態様に記載した「制御手段」に対応する構成である。

[0023] 受信品質測定部 22は、基地局 3からの下りパイロット信号を受信し受信品質 (CIR) を測定する処理を行う。通信速度算出部 23は、得られた受信品質 (CIR)から受信可能な下り通信速度（DRC)を算出する処理を行う。また、通信速度情報交換部 24は、受信可能な下り通信速度の情報を通信端末間で無線 LANにより情報交換する処理を行う。通信端末選択部 25は、自局よりも受信可能な下り通信速度が大きい他局の通信端末 2が存在する場合に、中継を依頼する他局の通信端末 2を選択する処理を行う。

[0024] 音声処理部 14は音声信号の符号化'復号化処理を行う回路であり、スピーカ 15およびマイク 16に接続されている。記憶部 20には、制御部 21が実行するプログラム等が記憶されてレ、るともに、受信したデータの保存に用いる。

[0025] 通信端末 1の構成において、受信品質測定部 22は自局の受信状態を測定し、通信速度算出部 23は受信可能な下り通信速度を算出する。なお、通信速度算出部 23 は、本発明の第 4, 10の態様に記載した「通信速度算出手段」に対応する構成である。また、通信速度情報交換部 24は、自局宛の通信情報がなぐ他局向けの通信情報を中継可能な場合には、自局の受信可能な下り通信速度を直接通信可能な周囲の通信端末に通知し、そうでない場合には、周囲の通信端末から受信可能な下り通信速度の情報を受信する。通信端末選択部 25は、自局の受信可能な下り通信速度と他局の通信端末の受信可能な下り通信速度とを比較し、最も高い受信可能な下り通信速度を有する他局の通信端末を決定する。ただし、図 1、 2に示す例のように、他局の通信端末 2が 1台のみの場合は、自局と他局の受信可能な下り通信速度を比較して、他局の受信可能な下り通信速度の方が大きいかを判定するのみである。なお、通信端末選択部 25は、本発明の第 4, 10の態様に記載した「通信速度比較手段」に対応する構成である。

[0026] 基地局 3の制御部は、スケジューラ 31と、自他局識別送信部 32と、通信量補正部 3 3等から構成されている。スケジューラ 31は、プロポーショナルフェアー等の「過去の通信量の（所定時間あるいは所定アルゴリズムで求められた）平均に対する送信要求量 (または要求速度）」に基づいて下りトラフィックデータ（通信情報）の送信順序および送信量等を決定する処理を行う。自他局識別送信部 32は、自局の識別情報を含む送信要求を、他局の通信端末 2から受信し、このヘッダ情報から中継を依頼した自局の通信端末 1の識別情報を参照し、中継した他局の通信端末 2を介して、中継を依頼した自局の通信端末 1に下りトラフィックデータ（通信情報)を送信する処理を行

5。

[0027] 通信量補正部 33は、各通信端末への過去の通信量を算出する際に、中継した通信端末 (他局の通信端末 2)に対して送信した下りトラフィックデータの通信量について、中継を依頼した通信端末（自局の通信端末 1)に対して送信したものとして取り扱う。具体的には、通信量補正部 33は、中継を実施した他局の通信端末 2の過去の通信量力上記通信量（中継を実施した通信量)を減算し、中継を依頼した自局の通信端末 1の過去の通信量に対して上記通信量 (他局が中継した通信量)を加算する処理を行う。

[0028] 図 3は、各局間の通信動作を示す図であり、以下、図 3を参照して 2つの通信端末 1 、 2及び基地局 3間の通信動作について説明する。ここでは、自局の通信端末 1が基地局 3から下りトラフィックデータを受信する必要がある状態であり、他局の通信端末 2は、基地局 3の通信エリア内に存在しているが、通信端末 2自身は下りトラフィックデータを受信する必要はない状態にあるものとして説明する。

[0029] まず、通信端末 1は、基地局 3からの下りパイロット信号を受信して、受信状態を測定し、受信可能な下り通信速度 rlを算出する (ステップ Sl)。また、通信端末 2も基地局 3からの下りパイロット信号を受信して、受信状態を測定し、受信可能な下り通信速度 r2を算出する (ステップ S2)。そして、通信端末 1と通信端末 2は原則として、相互に、受信可能な下り通信速度 rl、 r2の情報を交換するが、ここでは、通信端末 1は、中継可能な状態でないため、通信端末 2に対して自局の下り通信速度 rlを送信せず、通信端末 2から他局の下り通信速度 r2を受信するのみである（ステップ S3)。通信端末 1において「rl <r2」と判定した場合は、通信端末 1から通信端末 2に対して、通信端末 1の MACアドレス (識別情報）を含む中継依頼を行なう（ステップ S4)。ここで、 MACアドレスとは、 EV_D〇方式において基地局 3と通信している各通信端末を識別するアドレス（コード）である。通信端末 2は、通信端末 1からの中継依頼を受けた場合に、基地局 3に対して MACアドレス（中継情報）を付加した下りトラフィック要求（送信要求）を送信する (ステップ S5)。基地局 3は、通信端末 2に対して、「基地局 1向けの下りトラフィックデータ」を送信する（ステップ S6)。これを受けて、通信端末 2 は、基地局 3から受信した「通信端末 1向けの下りトラフィックデータ」を無線 LANにより中継して通信端末 1へ送信する（ステップ S 7)。

[0030] なお、受信可能な下り通信速度の送信を自局の通信端末 1が中継可能な状態にある場合に行うようにしたのは、他局の通信端末 2から中継を依頼されないようにするためである。尤も自局の通信端末 1と直接通信可能な他局の通信端末 2が存在する場合でも中継可能な通信端末が無い場合は自局の通信端末 1は基地局 3と直接通信することとなる。

[0031] このようして、本発明の移動体通信システムおよび通信端末においては、直接通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で最も受信状態の良い通信端末を中継局とすることにより高い下り通信速度を得ることができ、ユーザの利便性を高めることができる。また、基地局 3から見て全体の合計スループット（セクタスループット）を改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。

[0032] 次に、図 4を参照して、通信端末 1の内部処理動作の詳細について説明する。図 4 は、通信端末 1の動作を示すフローチャートである。図 4に示すフローチャートは、通信端末 1が中継依頼手段と中継実行手段の両方を備えている場合の処理動作を示している。

まず最初に、通信端末 1においてスロット nの処理が開始される（ステップ Sl l)。通信端末 1では、基地局 3からの下りパイロット信号により、受信状態を測定し (ステップ S12)、受信可能な下り通信速度を計算する (ステップ S13)。

[0033] 次に、通信端末 1は、無線 LANにより直接通信可能な他局の通信端末 2があるか否力、を判定する（ステップ S14)。ステップ S14において無線 LANにより直接通信可能な他局の通信端末 2がないと判定した場合は、基地局 3へ自局の受信可能な下り通信速度情報を含めて送信し、下りトラフィックデータ (自局宛の通信情報)の送信を要求する（ステップ S22)。そして、下りトラフィックデータがアサインされた場合は、基地局 3から下りトラフィックデータを受信し (ステップ S23、 S24)、下りトラフィックデータがアサインされなかった場合は、最初のステップ S 11に戻る。

[0034] —方、ステップ S14において、無線 LANにより直接通信可能な他局の通信端末 2 力 Sあると判定された場合は、通信端末 1 (自局）は中継可能か否かを判定する (ステツプ S15)。ステップ S15において、自局は中継可能でないと判定した場合は、ステツプ S 16に移行し、中継可能な通信端末 2があるか否かを判定し、中継可能な通信端末 2がない場合は、ステップ S22に移行し、自局で下りトラフィックデータを受信する処理を行う。ステップ S 16において、中継可能な通信端末 2があると判定した場合には、無線 LAN上で中継可能な通信端末 2から受信可能な下り通信速度を受信する（ステップ S 17)。

[0035] そして、通信端末 1は自局の受信可能な下り通信速度 rlと他局の通信端末 2の受信可能な下り通信速度 r2を比較し (ステップ S18)、「自局の受信可能な下り通信速度 rl >他局の受信可能な下り通信速度 r2」の場合は、ステップ S22に移行し、自局で下りトラフィックデータを受信する処理を行う。ステップ S18において、「自局の受信可能な下り通信速度 rl <他局の受信可能な下り通信速度 r2」の場合は、無線 LAN 上で最大の受信可能な下り通信速度 rnが最大である通信端末 (ここでは通信端末 2 )へ中継を依頼する（ステップ S 19)。そして、無線 LAN上に下りトラフィックデータがある場合には、無線 LAN上で下りトラフィックデータを受信する (ステップ S20、 S21)

[0036] 一方、ステップ S15において、自局は中継可能と判定した場合は、ステップ S25に移行し、無線 LAN上で受信可能な下り通信速度 rlを他局の通信端末 2に向けて送信する。そして、他局の通信端末 n (中継依頼している他局）からの中継依頼があるか否力、を判定し (ステップ S26)、中継依頼がない場合は、ステップ S22に移行する。中継依頼がある場合には、通信端末 nの識別情報である MACアドレスを含む中継情報を付加して、自局の受信可能な下り通信速度 rlを基地局 3に送信する (ステップ S 27)。

[0037] そして、通信端末 1は、下りトラフィックデータがアサインされたか否力 ^判定し (ステップ S28)、下りトラフィックデータがアサインされた場合は、下りトラフィックデータを受信し (ステップ S29)、受信した下りトラフィックデータを無線 LAN上で通信端末 nに送信する（ステップ S30)。また、ステップ S28において、下りトラフィックデータがアサインされてレ、ないと判定した場合は、最初のステップ S 11に戻る。

[0038] 以上の処理動作により、直接通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で最も下り通信速度の大きい通信端末を中継局として通信することができ、ユーザの利便性を高めることができる。また、基地局 3から見て全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。

[0039] なお、通信端末 1が通信端末 2に対して中継を依頼する場合は、通信端末 1は通信端末 2に対し、無線 LANを用いて自局宛の下りトラフィックデータの中継を依頼し、他局の通信端末 2はこの依頼に応じて基地局 3に対し他局（通信端末 2自身）の受信可能な下り通信速度と、通信端末（自局）の識別情報 (MACアドレス)をヘッダ情報として含めて付加して基地局 3に送信要求する。

[0040] 図 5は、 MACアドレスを付加した拡張 DRCフレームの例を示す図である。ヘッダ情報としては中継を要求する通信端末 1の MACアドレス（6bit)を含み、通信端末 2から基地局 3へは上りトラフィックデータチャネル上で、 DRCサブチャネルに DRCシンボルの 4bitを拡張して送信する。また、 DRCサブチャネルの一部をパンクチャリングして MACアドレス情報を載せる。また、パイロットサブチャネルの一部をパンクチヤリングして MACアドレス情報を載せる等の方法を用いることもできる。

[0041] また、基地局 3はスケジューリングに基づき、通信端末宛の下りトラフィックデータを送出する場合は、通信端末に要求された受信可能な下り通信速度で通信端末に対し下りトラフィックデータを送出する。この場合、下りトラフィックデータに通信端末宛であることを示すヘッダを付加してもよいし、通信端末は受信する下りトラフィックデータに対応する下りデータ要求が通信端末の要求であることを知っているためヘッダを付加しないことによりトラフィックデータのオーバーヘッド増加を避けるようにしても良レ、。

[0042] 各通信端末は基地局 3から受信した下りトラフィックデータを通信端末に無線 LAN を用いて送出し、通信端末は無線 LAN上で下りトラフィックデータを受信することができる。この場合、基地局 3はスケジューリングを行うが、スケジューリングは以下に説明するプロポーショナルフェアーアルゴリズムに基づいて行われる。

[0043] 基地局 3と通信している全ての通信端末に対し、基地局 3は直近の割り当て通信速度の平均 Ri (n)を記憶し、所定の送信タイミング（1/600秒毎）で更新を行う。

Ri (n) = (1 - 1/tc) X Ri (n- l) + l/tc X ri (n- l)

ここで、

Ri (n)：通信端末 iに対するスロット nにおける平均データ通信速度、 ri (n)：通信端末 iに対するスロット nにおける伝送データ通信速度であり、通信端末 iに対する下りトラフィックがアサインされない場合は 0、

tc (i) :時定数

[0044] 基地局 3は通信端末 iの時刻 nにおける以下の評価関数を求める。

Fi (n) =DRCi (n) /Ri (n)

DRCi (n)：通信端末 iのスロット nにおける要求データ通信速度、通信端末が求めた基地局に送信する受信可能な下り通信速度

[0045] 基地局 3は各送信タイミング（1Z600秒毎）で各通信端末の Fi (n)を評価し、 Fi (n

)が最大である通信端末に下りトラフィックデータをアサインする。

[0046] 上記評価式計算過程において、通信端末 i (通信端末 1)が基地局 3と直接通信した場合は ri (n)を実際に伝送された通信速度とするが、通信端末 iが通信端末 j (通信端末 2)を中継局として通信し、基地局 3からの下りトラフィックが実際には通信端末 j にアサインされた場合、（従来技術であれば ri(n) =0、 rj (n)は実際に伝送された通信速度となる) rj(n)=0、ri(n)を通信端末 jに対して実際に伝送された通信速度とする。

[0047] または ri(n) =0、 rj (n)は通信端末 jに実際に伝送された通信速度として

Ri(n) = (1-1/tc) XRi(n-l) +l/tcXrj (n_l)、

Rj(n) = (l-l/tc) XRj(n-l) +l/tcXrj(n-l),とする。

[0048] また、 Ri(n)の計算に以下のような補正をカ卩える。

n_lの時点で通信端末 iが通信端末 jを中継局として基地局と通信し、基地局 3から下りトラフィックが通信端末 jにアサインされた時、

Ri(n) = (l-l/tc) XRi(n-l) +l/tcXrj(n-l) X (l+c)、

Rj(n) = (1-1/tc) XRj(n-l) +l/tcXrj(n-l) X (一 c)、

c:補正係数、 0. ：!〜 0. 5程度とする。

[0049] すなわち、通信端末 jに中継してもらった通信端末 iの平均データ速度は補正係数 c だけ割増、通信端末 2の平均データ速度は cだけ割引となり、以後の評価関数計算で通信端末 2の方が通信端末 1より有利になる。同様の補正計算は評価関数に対しオフセット (通信端末 iの Fi (n)を減らし、通信端末 jの Fj (n)を増やす)するなどの方法も可能である。

[0050] 以上説明したスケジューリング方法により、中継を行う通信端末力 Sスケジューリング上不利な扱いを受けることがなぐさらに、電力消費等の不利益をスケジューリング上で補償する仕組みを導入することができる。

[0051] なお、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を依頼する通信端末（図 1においては、自局の通信端末 1)は、周囲の通信端末に対して、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を実行する中継実行手段を必ずしも備えていなくてもよい。また、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を実行する通信端末（図 1においては、他局の通信端末 2)は、周囲の通信端末に対して、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を依頼する中継依頼手段を必ずしも備えていなくてもよい。特に、自動車電話のように、送信電力及び電源の容量が十分に大きい場合は、周囲の通信端末に対して、下り通信情報（トラフィックデータ）を中継しても消費電力の点で問題が少ないため、自動車電話を移動可能な中継局と見なして利用すれば、新たな基地局を設けることなく高品質の情報通信を実現することが可能となる。

[0052] 以上、本発明の実施の形態を通信端末 (移動通信端末)を例にして説明したが、この通信端末としては、携帯電話機、モパイル端末、 PDA (Personal Digital Assistant) 等が含まれる。

産業上の利用可能性

[0053] 本発明におレ、ては、直接通信可能な範囲にレ、る複数通信端末の中で最も受信状態の良い通信端末を中継局とすることにより高い下り通信速度を得ることができ、ュ一ザの利便性を高めることができ、また、中継を行う通信端末がスケジューリング上不利な扱いを受けることがない効果を奏する。このため、本発明は、移動体通信システム、および通信端末等に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 自局と他局の間で互いに無線通信すると共に、自局の通信速度に基づいて、基地局に対して下りの通信情報の送信を要求する通信端末であって、

他局が求めた他局の通信速度に関する情報を受信し、当該他局の通信速度が当該自局の通信速度より大きい場合、当該他局を経由して当該自局宛の通信情報を受信することを特徴とする通信端末。

[2] 請求項 1記載の通信端末において、

前記通信端末は、自局又は他局の何れであるかを前記基地局が識別するための識別情報を、当該他局を経由して前記基地局に送信し、前記基地局が当該自局の識別情報に基づいて送信する当該自局宛の通信情報を、当該他局を経由して受信することを特徴とする通信端末。

[3] 請求項 2記載の通信端末において、

前記通信端末は、当該自局宛の通信情報を有していない場合には、当該自局の通信速度に関する情報を当該他局に送信し、当該他局において当該自局の通信速度が当該他局の通信速度より大きいとされたときには、前記基地局が前記他局の識別情報に基づいて送信する当該他局宛の通信情報を、中継して当該他局に送信することを特徴とする通信端末。

[4] 請求項 1記載の通信端末において、

前記通信端末は、前記基地局との間で無線通信するための通信手段と、前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、

他局との間で無線通信するための他の通信手段と、

前記通信手段で前記他局と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を取得し、前記通信速度算出手段で算出した自局の通信速度と前記取得した他局の通信速度とを比較する通信速度比較手段と、

前記通信速度比較手段による比較に基づいて、前記通信手段または前記他の通信手段で無線通信を行うように制御する制御手段と、

を備えたことを特徴とする通信端末。

[5] 請求項 4記載の通信端末において、

前記制御手段は、前記他の通信手段で前記他局から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御することを特徴とする通信端末。

[6] 自局と他局の間で互いに無線通信する複数の通信端末と、該通信端末の通信速度に基づいて、該通信端末から、下りの通信情報の送信を要求される基地局とを備えた移動体通信システムであって、

前記通信端末は、他局の通信速度に関する情報を受信し、当該他局の通信速度が当該自局の通信速度より大きい場合、自局又は他局の何れであるかを前記基地局が識別するための識別情報を当該他局に送信することにより、当該他局に対し、当該自局宛の通信情報の中継を依頼する中継依頼手段を備え、

前記基地局は、当該自局の識別情報に基づいて、当該自局宛の通信情報を当該他局の前記通信端末を経由して、当該自局の前記通信端末に送信する自他局識別送信手段を備えたことを特徴とする移動体通信システム。

[7] 請求項 6記載の移動体通信システムにおレ、て、

前記通信端末は、当該自局宛の通信情報を有していない場合には、当該自局の通信速度に関する情報を当該他局に送信し、当該他局において当該自局の通信速度が当該他局の通信速度より大きいとされたときには、当該他局に対し、当該他局宛の通信情報の中継を実行する中継実行手段を備えたことを特徴とする移動体通信システム。

[8] 請求項 6記載の移動体通信システムにおレ、て、

前記基地局は、

前記通信端末に対する通信情報の送信順序及び送信量を、前記通信端末の過去の通信量に対する前記通信速度に基づいて決定するスケジューリング手段と、前記通信端末の過去の通信量を算出する際に、中継した前記通信端末に対し送信した前記通信情報について、中継を依頼した前記通信端末に対し送信したものとして取扱う通信量補正手段とを備えたことを特徴とする移動体通信システム。

[9] 請求項 6記載の移動体通信システムにおレ、て、前記通信量補正手段は、中継した前記通信端末に対し送信した前記通信情報にっレ、てこれに応じた通信量を、中継した前記通信端末の過去の通信量力減算し、中継を依頼した前記通信端末の過去の通信量に加算することを特徴とする移動体通信システム。

[10] 請求項 6記載の移動体通信システムにおレ、て、

他局との間で無線通信するための他の通信手段と、

前記通信速度比較手段による比較に基づいて、前記通信手段または前記他の通信手段で無線通信を行うように制御する制御手段と、を備え、

前記基地局は、

前記通信端末に対する通信情報の送信順序及び送信量を、前記通信端末の過去の通信量に対する前記通信速度に基づいて決定するスケジューリング手段と、前記通信端末の過去の通信量を算出する際に、中継した前記通信端末に対し送信した前記通信情報にっレ、て、中継を依頼した前記通信端末に対し送信したものとして取扱う通信量補正手段とを備えたことを特徴とする移動体通信システム。

[11] 請求項 10記載の移動体通信システムにおいて、

前記通信端末の制御手段は、前記他の通信手段で前記他局から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御することを特徴とする移動体通信システム。