WO2008047429A1

WO2008047429A1 - Station de base sans fil, station de relais, système de relais sans fil et procédé de relais sans fil

Info

Publication number: WO2008047429A1
Application number: PCT/JP2006/320786
Authority: WO
Inventors: Junichi Suga
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2008-04-24
Also published as: JPWO2008047429A1; US20090201900A1; EP2075929A4; EP2075929A1; JP4899110B2

Description

明細書

無線基地局、中継局、無線中継システム、及び無線中継方法

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信を利用した無線基地局、中継局、無線中継システム、及び無線中継方法に関する。詳しくは、処理遅延を少なくするとともに、無線リソースを最大限効率的に使用できるようにした無線基地局等に関する。

背景技術

[0002] IEEE802. 16WGでは、無線通信システムの例として固定通信用途向けの IEEE

802. 16d (例えば、以下の非特許文献 1)と、移動通信用途向けの IEEE802. 16e

(例えば、以下の非特許文献 2)を規定している。

[0003] 図 13は、力力る IEEE802. 16dと IEEE802. 16eのサービスイメージを示す図である。 1つの無線基地局 BSに、複数の端末 MSが接続される P— MP (Point-to-Mult ipoint)型接続を基本として!/、る。

[0004] このように IEEE802. 16d等は、 P— MP型接続を基本とするため、サービスエリアが無線基地局 BSのカバーするカバーエリア（セル）に制限され、セルエッジでは通信レートが低くなる問題があった。

[0005] この問題を解消するため、 IEEE802. 16WGでは、無線基地局と無線端末の間で通信を中継する中継局にっ、て検討を開始して、る (IEEE802. 16j)。

[0006] 図 14及び図 15は、中継局を導入した無線通信システムの例を示す図である。

[0007] 図 14に示すように、セルエッジ付近の無線端末 MS # 2は、中継局 RSを介して通信を行う。無線基地局 BSと中継局 RSとの間、及び中継局 RSと無線端末 MS # 2との間の無線品質を向上させることで、無線端末 MS # 2が無線基地局 BSと直接通信を行う場合と比較して、スループットを向上させることができる。

[0008] また、図 15に示すように、無線基地局 BSがカバーできないエリアに位置する無線端末 MS # 2に対して、無線基地局 BSが中継局 RSを介して無線端末 MS # 2と通信を行うことで、無線基地局 BSのサービスエリアを拡大させることができる。

[0009] 一方、中継局 RSにおける中継方式としては、受信信号を復調、復号をせずに受信信号を再送信することにより中継する方式 (Amplifier and Forward : AF方式）と、受信信号を復調、復号し、復号データを得てからデータを再度符号化し、変調して送信する中継する方式 (Decode

and Forward : DF方式）とがある（例えば、以下の非特許文献 3)。

[0010] 図 16は、無線フレームによるデータ送受信の例であり、 AF方式を説明するための図である。同図に示すように、 AF方式は、中継局 RSにおいて無線基地局 BSからの受信信号を復調、復号せず送信電力を増幅して力中継局 RSのエリア内の無線端末 MS # 2に送信する。この場合、中継局 RSは伝送信号に対して復調ゃ復号化、さらに符号ィ匕ゃ変調の処理を行わないため処理遅延が小さい。アップリンク方向も同様に、中継局 RSは、無線端末 MS # 2からの受信信号を復調、復号をせずに受信信号を再送信することにより無線基地局 BSに対する中継が実行される。

[0011] 図 17は、無線フレームによるデータ送受信の例であり、 DF方式を説明するための図である。同図に示すように、 DF方式は、無線基地局 BSからの受信信号に対して中継局 RSにお、てー且復調 (好ましくは更に復号)処理を施して受信データを得、そのデータに対して再度 (好ましくは符号化処理及び)変調処理を施してから中継局 RSのエリア内に送信する。この場合、復調 (復号)処理が行われるため、伝搬路の影響により歪んだ信号を元に戻してから中継できるため、伝送品質の向上を図ることができる。アップリンクも同様で、中継局 RSは無線端末 MS # 2からの受信信号を、一且復調（更に復号)してデータを得て、そのデータに対して (符号化及び)変調処理を施して力も無線基地局 BS側へ送信することになる。

非特許文献 1： IEEE Std 802.16-2004

非特許文献 2 : IEEE Std 802.16e- 2005

特干文献 3 :J.N.Laneman, D.Tse.ana G.W.Wornell, し ooperative diversity in wire less networks: Efficientprotocols and outage behavior, IEEE Trans .Inform . Theory, vol.50,pp.3062-2084, Dec.2004

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] 先に示したように、中継を行う際に、受信信号を復調、復号をせずに受信信号を再送信する方式と、受信信号を一旦復調及び復号処理を施して受信データを得、そのデータに対してし再度符号化及び変調処理を施してから再送信する方式がある。

[0013] し力し、処理遅延の面では後者が不利であるものの、品質面では前者が不利であり

、処理遅延を抑えつつ、品質の向上を図ることは難しい。

[0014] 本発明では、これらの方式を巧みに利用して理想的な中継を行うようにすることを目的の 1つとする。

課題を解決するための手段

[0015] 上記目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、中継局を介して無線端末と通信を行う無線基地局にお、て、前記中継局にお、て前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを所定時間ずらして夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信するために割当てられた信号中継領域と、前記中継局において前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを復調と復号化、更に符号化と変調処理を行い夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信するために割当てられたデータ中継領域とを含む無線フレームを生成する無線フレーム生成部と、前記生成した無線フレームを前記中継局に送信する送信部とを備えることを特徴とする

[0016] また、上記目的を達成するために、本発明の他の実施態様によれば、無線端末と無線基地局の通信を中継する中継局において、信号中継領域とデータ中継領域とを含む無線フレームを受信する受信部と、前記信号中継領域において、前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを所定時間ずらして夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信し、前記データ中継領域において、前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを復調と復号化、更に符号化と変調処理を行い夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信する振り分け処理部とを備えることを特徴とする。

[0017] 更に、上記目的を達成するために、本発明の他の実施態様によれば、中継局を介して無線端末と無線基地局とで通信を行う無線中継システムにお、て、前記無線基地局は、信号中継領域とデータ中継領域とを含む無線フレームを生成する無線フレーム生成部と、前記生成した無線フレームを前記中継局に送信する送信部とを備え、前記中継局は、前記無線フレームを受信する受信部と、前記信号中継領域において、前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを所定時間ずらして夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信し、前記データ中継領域において、前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを復調と復号化、更に符号化と変調処理を行!、夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信する振り分け処理部とを備えることを特徴とする。

[0018] 更に、上記目的を達成するために、本発明の他の実施態様によれば、中継局を介して無線端末と無線基地局とで通信を行う無線中継方法において、前記無線基地局は、信号中継領域とデータ中継領域とを含む無線フレームを生成し、前記生成した無線フレームを前記中継局に送信し、前記中継局は、前記無線フレームを受信する受信部と、前記信号中継領域において、前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを所定時間ずらして夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信し、前記データ中継領域において、前記無線端末又は前記無線基地局からの受信データを復調と復号化、更に符号化と変調処理を行い夫々前記無線基地局又は前記無線端末に送信することを特徴とする。

発明の効果

[0019] 本発明によれば、理想的な中継を行うことができる。また、遅延に厳しいデータに対して処理遅延を少なくするとともに、遅延が許されるデータに対して品質向上を図ることができる無線基地局、中継局、無線中継システム、及び無線中継方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]図 1は無線フレームの構成例を示す図である。

[図 2]図 2は無線フレームのダウンリンク方向のデータの中継例を示す図である。

[図 3]図 3はダウンリンク方向のデータの送受信の例を示す図である。

[図 4]図 4は回線品質情報を収集するシーケンス例を示す図である。

[図 5]図 5は無線基地局の構成例を示す図である。

[図 6]図 6は無線基地局における処理の例を示すフローチャートである。

[図 7]図 7は信号中継領域通信メッセージのフォーマット例を示す図である。 [図 8]図 8はバーストの割当て例を示す図である。

[図 9]図 9は中継局の構成例を示す図である。

[図 10]図 10は中継局における処理の例を示すフローチャートである。

[図 11]図 11は信号中継領域とデータ中継領域の振り分け例を示す図である。

圆 12]図 12は信号中継領域とデータ中継領域の振り分け例を示す図である。

[図 13]図 13はサービスイメージの例を示す図である。

[図 14]図 14は中継局を導入した無線通信システムの例を示す図である。

[図 15]図 15は中継局を導入した無線通信システムの例を示す図である。

[図 16]図 16は無線フレームによるデータ送受信の例を示す図である。

[図 17]図 17は無線フレームによるデータ送受信の例を示す図である。

符号の説明

[0021] 12:復調部 13:復号化部

16: MAP情報生成部 18:符号化部

19:変調部 20:送信部

21:制御部 32:振り分け処理部

33:保持メモリ 34：復調及び復号化処理部

35:符号化及び変調処理部 36:データ中継用メモリ

37:信号中継用メモリ 38:読み込み処理部

161:振り分け決定部 162:領域決定部

MS:無線端末 RS:中継局

BS:無線基地局 S1〜S4:第 1〜第 4の信号中継領域

D 1〜D4：第 1〜第 4のデータ中継領域

発明を実施するための最良の形態

[0022] この実施例では、無線基地局 BSと無線端末 MSとの間で送受信されるデータの中には遅延に厳しいデータ（例えば、リアルタイム性が求められる VoIPのデータなど）と、遅延にそれほど厳しくないデータが存在することに着目した。

[0023] 本発明を実施するための最良の形態について以下説明する。

[0024] 図 1 (A)は本実施例によるダウンリンク方向の無線フレーム (ダウンリンクサブフレーム、「DL— Subframe」）の構成例、図 1 (B)は本実施例によるアップリンク方向の無線フレーム（アップリンクサブフレーム、「UL—Subframe」）の構成例を示す図である。 MMR— Linkは無線基地局と中継局間の通信を示し、 Access— Linkは中継局と無線基地局間の通信を示す。尚、本無線中継システムは、中継局を介した無線端末と無線基地局から構成される中継システムである。

[0025] 本実施例においては、無線フレームを AF方式で中継する信号中継領域 S1〜S4 と、 DF方式で中継するデータ中継領域 D1〜D4に無線フレームに分割することとした。

[0026] 図 1 (A)に示すように、ダウンリンク方向の無線フレームには、中継局が無線基地局力も受信する第 1の信号中継領域 S1と第 1のデータ中継領域 D1が含まれ、中継局が無線端末に送信する第 2の信号中継領域 S2と第 2のデータ中継領域 D2が含まれる。

[0027] 第 2の信号中継領域 S2と第 2のデータ中継領域 D2は、夫々、第 1の信号中継領域 S1と第 1のデータ中継領域 D1から所定時間スロット分ずらした位置に配置される。

[0028] 尚、 S1の信号を AF方式で再送信する S2は図のように同じサブフレーム内に設定する。所定時間スロットが不足する場合は、図において、 S2と D2を入れ替えるフォーマットとすることで、 S1と S2との間の時間差を所定時間スロット以上に保つことができる。例えば、信号中継領域 S1と S2の間にデータ中継領域 (ここでは Dl、 D2)をはさみこむことで、所定時間を確保することも一例として挙げられる。

[0029] 一方、図 1 (B)に示すように、アップリンク方向の無線フレームには、中継局が無線端末力受信する第 3の信号中継領域 S3と第 3のデータ中継領域 D3が含まれ、中継局が無線基地局に送信する第 4の信号中継領域 S4と第 4のデータ中継領域 D4 が含まれる。

[0030] 第 4の信号中継領域 S4と第 4のデータ中継領域 D4は、夫々、第 3の信号中継領域 S3と第 3のデータ中継領域 D3から所定時間スロット分ずらした位置に配置される。

[0031] ダウンリンクの説明の再に説明した所定時間確保の手法は、ここでも利用できる。 S 1、 S2を S3、 S4【こ読み替え、 Dl、 D2を D3、 D4【こ読み替えれ ί よ!ヽ。

[0032] 尚、無線フレームにおいて、信号中継領域 S1〜S4以外の領域を、データ中継領域 D1〜D4あるいは、無線基地局配下の中継局および無線端末の送受信用に使用することもできる。本実施例では、説明の簡単化のため、図 1 (A)等に示すように、信号中継領域 S 1〜S4とデータ中継領域 D 1〜D4のみ示す。

[0033] 図 2は、このように構成された無線フレームによるデータの送受信の例を示す図である。

[0034] 無線基地局 BSは、 Nフレーム目で中継局に対して信号中継領域（図中、「RS— B urst (signal)」）とデータ中継領域（図中、「RS— Burst (Data)」）に分割された無線フレームを送信している。

[0035] 中継局 RSは第 1の信号中継領域 S1にて無線基地局 BSから信号を受信し、同一無線フレーム中の第 2の信号中継領域 S2にて無線端末 MS # 2に受信信号を送信する。このとき、中継局 RSは、受信信号を復調、変調の処理を行わずに必要な信号増幅処理を行ってから第 2の信号中継領域 S2にて送信する。

[0036] つまり、中継局 RSは、例えば、ダウンリンクサブフレームの MMR— Linkの信号中継領域 (第 1の信号中継領域 S1)において無線基地局 BSから受信した信号を、同一の無線フレーム内において Access— Linkの信号中継領域 (第 2の信号中継領域 S2)で、無線端末 MSに送信する。中継局 RSにおける第 1及び第 2の信号中継領域 Sl、 S2での中継は同一無線フレーム内で行われる。遅延が許容できる範囲内であれば、次のフレーム等で送信することもできる。

[0037] 一方、中継局 RSは、第 1のデータ中継領域 D1にて無線基地局 BSからの信号を受信し、受信信号について復調 (好ましくは更に復号化)処理を施した後、（好ましくは符号化及び)変調処理を施して無線端末 MS # 2に送信する。

[0038] つまり、中継局 RSは、例えば、ダウンリンクサブフレームの MMR— Linkのデータ中継領域 (第 1のデータ中継領域 D1)で無線基地局 BSから受信した信号に対して復調等行、、無線フレームにお、て Access— Linkのデータ中継領域 (第 2のデータ中継領域 D2)で、無線端末 MSに送信する。

[0039] 尚、アップリンクの場合も、同様に中継局 RSにおいて、信号中継領域 (第 3、第 4の信号中継領域 S3、 S4)において無線端末 MSからの信号を同一無線フレーム内にて無線基地局 BSに送信し、データ中継領域 (第 3、第 4のデータ中継領域 D3、 D4) におヽて復調等を行ヽ無線基地局 BSに送信する。

[0040] このように、本実施例では、信号中継領域 S1〜S4とデータ中継領域 D1〜D4を含む無線フレームを構成してデータや信号の送受信を行うようにしたので、信号中継領域 S1〜S4内のデータ等は中継局 RSにて復調等が行われず、無線端末 MSに送信することができるため処理遅延を少なくして遅延に厳、データ (例えば VOIPデータ等のリアルタイム性が要求されるデータ）の要求を満たすことができる。また、データ中継領域 D 1〜D4内のデータ等は中継局 RSにて各リンクに適合した無線通信方式により通信が行われるため、品質の向上が図られ、無線リソースを最大限効率的に使用することができる。

[0041] ここで、 DF方式では同一無線フレーム内で中継は行わず、図 2に示すように、中継局 RSは受信したデータをそれ以降の無線フレームの Accesee— Linkのデータ中継領域 (第 2のデータ中継領域 D2)で送信する。図 2の例では、次のフレーム (N+ 1) で送信している。もちろん、復調、復号等にさらに時間を要する場合は、更に遅れたフレームで送信することもできる。要するに、信号中継の場合に Mフレーム後に送信を行うのであれば、データ中その場合には、 Nフレーム（Mく N)後に送信するようにすることが望ましい。

[0042] 信号中継について、データ中継に対してリアルタイム性を確保するためである。

[0043] 図 3は、力かる処理遅延を考慮した場合のデータ送受信の例を示す図である。同図に示すように、無線基地局 BSから S 11で MAPデータを生成して送信する場合に、無線基地局 BSはまずデータを中継局 RSに送信（S10)する。そして、その後 MAP データを送信して（S 11)、中継局 RSから無線基地局 BSからのデータを無線端末 M Sに送信する（S 12)ようにする。中継局 RSにおける処理遅延を考慮して、無線基地局 BSは中継局 RSへデータの事前送信を行っている。尚、 S10の Dataの送信の際には、もちろん DL— MAPによりそのデータの送信タイミングが中継局 RSに通知されている。処理遅延を考慮したデータ送受信は、アップリンクの場合も全く同様である。

[0044] ところで、信号中継領域 S1〜S4において、 MMR— Linkと Access— Linkで使用する無線通信方式 (変調方式と符号ィ匕方式）は同じである。 AF方式では、中継局 R Sが送信局 (無線基地局 BSや無線端末 MS)から受信した信号を受信局 (無線端末 MSや無線基地局 BS)に送信するためである。信号中継領域 S1〜S4をデータの送受信として使用する場合、その領域における無線通信方式は、 MMR— Linkと Acc ess— Linkの夫々の回線品質（例えば、 QPSK、 16QAMなど）を比較し、回線品質の低、方で合わせて決定することが望ま U、。回線品質を低、方に合わせることで、無線基地局 BSと無線端末 MS間の通信における誤り発生を抑えることができるからである。

[0045] 図 4は、無線基地局 BSが、 MMR— Linkと Access—Linkの各リンクの回線品質情報を収集するシーケンス例を示す図である。回線品質を低、方に合わせて決定するには、各リンクの回線品質を比較する必要がある。本実施例では、 MMR— Linkの回線品質は無線基地局 BSが主導で測定し、 Access— Linkの回線品質は中継局 R Sが主導で測定する。

[0046] 図 4に示すように、中継局 RSは無線端末 MSとの通信により（S20)、 Access -Lin kの回線品質を測定する（S21)。尚、無線端末 MSから受信回線品質を中継局 RS に報告させることで、回線品質を測定することもできる。無線基地局 BSは中継局 RS との通信により（S22)、 MMR— Linkの回線品質を測定し回線品質情報を取得する (S23)。中継局 RSは測定した Access— Linkの回線品質情報を無線基地局 BS 送信する（S24)。無線基地局 BSでは、両者の回線品質情報力回線品質の低い方に合わせて、信号中継領域 S1〜S4における無線通信方式を決定する。決定した無線通信方式の情報は、例えば、 DL— MAPや UL— MAPに含めて中継局 RSに送信される。中継局 RSではこの情報に基づ、て無線端末 MSや無線基地局 BSと通信を行う

尚、信号中継領域 S1〜S4で使用する無線通信方式について、無線端末 MS全体で同一の信号（BPSK (Binary Phase Shift Keying : 2位相偏移変調）などのロバストな信号)を使用する場合には回線品質の測定や比較を行わなくともよい。

[0047] 一方、データ中継領域（D1〜D4)における無線通信方式は、 MMR— Linkと Acc ess— Linkのそれぞれの回線品質に合わせて決定することもできる。上述したように、中継局 RSでは、各リンクに合わせた復調と復号化、更に符号化と変調の処理を行うからである。従って、一方のリンクは他方のリンクの回線品質を意識する必要はない。各々の回線品質に合わせて各々のデータ中継領域の無線通信方式が決定されるため、無線リソースを効率的に使用できる。

[0048] 次に、無線基地局 BSの構成と動作について図 5乃至図 8を参照して説明する。図 5は、無線基地局 BSの構成例を示す図である。

[0049] 無線基地局 BSは、受信部 11と、復調部 12と、復号ィ匕部 13と、制御データ抽出部 1 4と、ネットワークインターフェース（IF)部 15と、 MAP情報生成部 16と、データバッファ 17と、符号化部 18と、変調部 19と、送信部 20と、制御部 21を備える。更に、 MAP 情報生成部 16は、振り分け決定部 161と、領域決定部 162を備える。

[0050] 受信部 11は、中継局 RSや無線端末 MSからのデータパケットや制御メッセージ（帯域要求、レンジング等)等を受信する。制御部 21の制御により、データパケット等を復調部 12で復調し、復号化部 13で復号化する。

[0051] 制御データ抽出部 14は、制御メッセージを MAP情報生成部 16に出力し、データパケットをネットワーク IF部 15に出力する。ネットワーク IF部 15は、データパケットを上位の IP (Internet Protocol)ネットワークに出力する。

[0052] MAP情報生成部 16は、制御メッセージに基づいて DL— MAPや UL— MAPなどの MAP情報を生成するが、 MAP情報生成部 16の振り分け決定部 161は、どのデ一タ等を信号中継領域 S 1〜S4で送受信するカゝ、ある、はデータ中継領域 D 1〜D4 で送受信するかを決定することで、振り分けを行う。また、領域決定部 162では、信号中継領域 S1〜S4とデータ中継領域 D1〜D4とを無線フレーム中のどの領域にするかを決定する。領域の決定は、データや信号のデータ量や信号量などで決定する。

[0053] そして、 MAP情報生成部 16は、信号中継領域 S1〜S4やデータ中継領域 D1〜D

4を含む無線フレームを考慮した MAP情報（UL— MAPや DL— MAP)を生成する。 MAP情報は他のデータ（中継局への送信データ、無線端末 MSへの送信データ）とともにデータバッファ 17にて蓄積される。

[0054] 尚、領域決定部 162では、信号中継領域 S1〜S4のみ決定し、それ以外の領域をデータ中継領域 D1〜D4としてもよい。更に、振り分け決定部 161と領域決定部 162 では、信号中継領域 S 1〜S4やデータ中継領域 D 1〜D4を指定した MAP情報を作成するのはなぐこれらの領域を指定した MAC Management Massege (以下、信号中継領域通知メッセージ）を作成するようにしてもょ、。

[0055] データバッファ 17に蓄積された MAP情報は、他のデータとともに、符号化部 18、変調部 19、送信部 20を介して中継局 RSや無線端末 MSに送信される。

[0056] ただし、信号中継領域 Sl、 S2において送信を行う場合 (ダウンリンク）、その領域で送信される信号は、 MMR—Linkと Accesee—Linkの回線品質の低い方に合わせて、符号ィ匕部 18にて符号ィ匕を行い、変調部 19にて変調が行われる。

[0057] 勿論、第 3及び第 4の信号中継領域 S3、 S4において受信を行う場合 (アップリンク）も、各リンクの回線品質の低い方に合わせて、復調部 12にて復調し、復号化部 13にて復号化を行う。制御部 21は、復調部 12や復号化部 13、符号化部 18や変調部 19 等を制御することで、力かる復調等が行われる。

[0058] 図 6は、無線基地局 BSにおける処理の例を示すフローチャートである。この例では

、信号中継領域 S 1〜S4やデータ中継領域 D 1〜D4の指定を信号中継領域通知メッセージで行う例である。 MAP情報による場合も同様である。

[0059] 処理が開始されると（S30)、 MAP情報生成部 16にて領域決定処理を行い（S31)

、信号中継領域 S1〜S4とデータ中継領域 D1〜D4を指定した信号中継領域通知メッセージが生成される。

[0060] 次いで、信号中継領域 S1〜S4を変更する必要があるとき（S32で Yes)、変更した信号中継領域 S1〜S4を指定した信号中継領域通知メッセージが MAP情報生成部 16で生成され（S33)、制御部 21の制御により MMR— Linkを介して送信される（S3 4)。そして、処理が終了する（S35)。尚、信号中継領域通知メッセージは、例えば、データ中継領域内に格納して送信することができる。中継局 RSにおいてメッセージを取得する処理時間を得るには、データ領域で送信される方が都合がよいからである。ただし、このメッセージは無線端末 MSに送信する必要はないので、中継の対象外とすることが望ましい。

[0061] 一方、信号中継領域 S1〜S4に変更がないときは（S32で No)、領域決定処理（S3 1)で生成した領域を変更する必要がないため、そのまま処理が終了する（S35)。

[0062] 信号中継領域 S1〜S4の変更は、例えば、データ量の変化があった場合ゃォペレータによるマニュアル操作等により行われる。これらの情報を制御部 21が取得し、 M AP情報生成部 16にその旨を通知することで実行される。

[0063] 尚、本フローチャートでは、信号中継領域 S1〜S4のみ変更が生じた場合を想定しているが、これは信号中継領域 S1〜S4を決定すれば残りの領域はデータ中継領域 D1〜D4であることを前提としている力もである。即ち、信号中継通知メッセージは、無線基地局 BSから中継局 RSへの信号 (MMR— Linkを介して送信する信号）の送信領域のうち信号中継領域とデータ中継領域の境界を通知するものであり、また、ァクセスリンクの送信領域のうち信号中継領域とデータ中継領域の境界を通知するものである。上りも同様である。

[0064] 図 7は信号中継領域通知メッセージのフォーマット例を示し、図 8はかかるメッセ一ジによる構成された無線フレームの領域割当て例を示す図である。

[0065] 図 7の「Symbol Offset」と「3111^11&111161 Offset」により、図 8に示す第 1の信号中継領域 S1 (または第 3の信号中継領域 S3)の開始点が決定される。また、図 7の「 No. OFDMA Symbols」により、図 8に示す第 1の信号中継領域 SI等における時間軸方向の幅（シンボル数）が決定され、図 7の「No. Subchannels」により、図 8に示す第 1の信号中継領域 S1等における周波数軸方向の幅が決定される。

[0066] 更に、本実施例では、信号中継領域通知メッセージ中に、第 1の信号中継領域 S1 等の開始点から、時間軸方向に向けて第 2の信号中継領域 S2 (または第 4の信号中継領域 S4)の開始点までのシンボル数が「No. Symbols]として定義されて、る。つまり、「No. Symbols」は、受信したデータ等をどのくらいのシンボル数（または時間）ずらして送信するかを定義して、る。このシンボル数を信号中継領域通知メッセージとして中継局 RSに通知することで、第 2の信号中継領域 S2を使用して中継局 RS力ら無線端末 MSにデータ等を送信することができ、第 4の信号中継領域 S4を使用して中継局 RSから無線基地局 BSにデータ等を送信することができる。

[0067] 尚、信号中継領域 S1〜S4は、当該領域で送受信するデータのデータ量に応じて決定すればよい。データ量が多いと、例えば第 1の信号中継領域 S1と第 2の信号中継領域 S2をデータ量に合わせて大きな領域を確保するようにすればよい。領域決定部 162にお、てデータ量に応じて、これらの信号中継領域 S 1〜S4を決定すればよい。 [0068] 次に、中継局 RSの構成と動作について、図 9及び図 10を参照して説明する。図 9 は中継局 RSの構成例を示す図である。

[0069] 中継局 RSは、受信部 31と、振り分け処理部 32と、保持メモリ 33と、復調及び復号化処理部 34と、符号化及び変調処理部 35と、データ中継用メモリ 36と、信号中継用メモリ 37と、読み込み処理部 38と、送信部 39とを備える。尚、復号化、符号化は省略することちでさる。

[0070] 受信部 31は、無線基地局 BSからの制御メッセージや MAP情報 (又は信号中継領域通知メッセージ）、それ以外のデータ等を受信する。制御メッセージや MAP情報は、振り分け処理部 32を介して復調及び復号化処理部 34にて復調及び復号化処理が行われ、保持メモリ 33で記憶される。

[0071] 振り分け処理部 32は、保持メモリ 33に記憶される制御データ (信号中継通知メッセージ)あるいは MAP情報に基づいて、受信部 31により受信したデータ等を振り分ける。振り分け処理部 32は、第 1及び第 3の信号中継領域 Sl、 S4で受信したデータ等を信号中継用メモリ 37に出力し、第 1及び第 3のデータ中継領域 Dl、 D3で受信したデータ等を復調及び復号化処理部 34に出力する。

[0072] 復調及び復号化処理部 34は、振り分け処理部 32からのデータ等に対して復調及び復号化処理を行ヽ、保持メモリ 33に記憶された MAP情報に基づ、て変調及び復号化処理を行う。予め、無線基地局 BSと中継局 RS、中継局 RSと無線端末 MSとの夫々の間で設定された復調等の方式で復調等が行われる。

[0073] 符号化及び変調処理部 35は、復調及び復号化処理部 34からのデータ等に対して符号化及び変調を行う。この場合も、 MAP情報に基づいて行う。中継局 RSと無線基地局 BS、中継局 RSと無線端末 MSとの夫々の間における最適な変調方式、符号ィ匕方式を用いて変調等が行われる。

[0074] データ中継用メモリ 36は、符号化及び変調処理部 35からのデータ等を一時記憶する。また、信号中継用メモリ 37は振り分け処理部 32からのデータ等を一時記憶する。

[0075] 読み込み処理部 38は、無線フレームの信号中継領域 (第 2の信号中継領域 S2、第 4の信号中継領域 S4)のタイミングで信号中継用メモリ 37からデータ等を読み出す。また、読み込み処理部 38は、無線フレームのデータ中継領域 (第 2のデータ中継領域 D2、第 4のデータ中継領域 D4)のタイミングでデータ中継用メモリ 36からデ一タ等を読み出す。読み出されたデータ等は送信部 39を介して、無線端末 MSや無線基地局 BSに送信される。

[0076] ところで、 MAP情報や信号中継領域通知メッセージに信号中継領域 S1〜S4の位置を記載し、中継局 RSにお、てその MAP情報等に合わせて信号中継領域 S 1〜S 4やデータ中継領域 D1〜D4を無線フレームごとに変えて中継処理を行うことは、処理遅延の観点力好ましいことではない。このため、信号中継領域 S1〜S4は数フレーム単位で切替えることが望ましい。この場合、無線基地局 BSは中継局 RSに対して、切り替えタイミングや信号中継領域 S1〜S4等を事前に通知する必要がある。例えば、無線基地局 BSは、図 6に示すフローチャートにおいて、信号中継領域の変更（S 32)を数フレームおきに行い、 MAP情報や信号中継領域通知メッセージを中継局 R Sに送信し、中継局 RSの保持メモリ 33に記憶されたこれらの情報等に基づいて、振り分け処理部 32で振り分けるようにすれば実施可能である。

[0077] 図 10は、中継局 RSにおける処理の例を示すフローチャートである。

[0078] まず、処理が開始されると（S40)、受信部 31で受信処理を行う（S42)。

[0079] 次いで、振り分け処理部 32において、信号中継領域 (第 1又は第 3の信号中継領域 Sl、 S3)力否かを制御データ ZMAP情報を参照して判断し、データの振り分けを行う。（S42)。

[0080] 受信したデータ等が信号中継領域のデータ等であれば (Yes)、信号中継用メモリ 3 7に格納される（S43)。そして、第 2または第 4の信号中継領域 S2、 S4のタイミングで読み出されて（S44)、送信され (S45)、一連の処理が終了する（S46)。

[0081] 一方、受信したデータ等が信号中継領域のデータ等でないとき（S42で No)、受信したデータ等に対して復調 (必要であれば更に復号化)処理を行う (S47)。

[0082] 復調 (復号化）したデータ等が制御データや MAP情報のとき（S48で Yes)、保持メモリ 33に制御データ等を保持し (S51)、処理が終了する（46)。

[0083] 一方、復調及び復号化したデータ等が制御データや MAP情報でなヽとき（S48で No)、復調等したデータ等に対して、（符号ィ匕及び)変調処理を行い（S49)、データ中継用メモリ 36に格納する（S50)。そして、第 2または第 4のデータ中継領域 D2、 D 4のタイミングで読み出されて、送信され、一連の処理が終了する（S44〜S46)。

[0084] 図 11と図 12は、信号中継領域 S1〜S4とデータ中継領域 D1〜D4の振り分け例を示す図である。

[0085] 図 11は、 QoS (Quality of Service)クラス別に使用する領域を振り分ける例である。

QoSクラスのうち、 UGS (Unsolicited

Grant Services)は、 VoIP (Voice Over IP)などリアルタイム性が要求されるクラスである。そのため、 UGSのデータは、即時中継可能な信号中継領域 S1〜S4を使用して中継する。

[0086] 一方、 BE (ベストエフオート）は、遅延が多少許される Webや ftp (File Transfer Prot ocol)などで使用されるクラスである。そのため、無線リソースを効率的に使用するために、データ中継領域 D 1〜D4を使用した中継を行う。

[0087] 図 11に示すように、無線基地局 BSは信号中継領域 S1〜S4とデータ中継領域 D1

〜D4に分割された MAP情報を送信し（S60、 S64)、中継局 RSでは、第 1の信号中継領域 S1で UGSのデータを受信し（S61、 S65)、第 1のデータ領域 D1で BEのデータを受信する（S62、 S66)。

[0088] そして、中継局 RSは、第 2の信号中継領域 S2で UGSのデータを送信し（S63)、次のフレームにおける第 2のデータ領域 D2において、前フレームで受信した BEのデータを送信する（S68)。

[0089] 例えば、 Qosクラスのうち、 rtPS (Real-Timing

Polling Services)のデータは信号中継領域 S1〜S4で、 nrtPS (Non- ReaKTime Polli ng Services)のデータはデータ中継領域 D1〜D4で送受信するようにしてもよい。

[0090] 図 12は、 HARQデータに対する応答を、信号中継領域 S1〜S4を使用して中継している例である。 HARQデータの送信中に誤りが発生した場合、即時再送が必要である。このため、 HARQデータに対する応答を、信号中継領域 S1〜S4を使用して即時に送信元に返すようにする。

[0091] 図 12に示すように、 HARQデータは、データ中継領域 D1〜D4を使用して無線基地局 BSから中継局 RSを介して無線端末 MSに送信される（S71、 S72)。その HAR Qデータの応答信号あるいは応答メッセージ (ACKZNACK)は、第 3及び第 4の信号中継領域 S3、 S4を使用して無線基地局 BSに返される（S76、 S77)。

[0092] データ系情報と制御系情報の種別により、信号中継領域 S1〜S4で送受信される制御信号あるいは制御メッセージなどの制御系情報と、データ中継領域 D1〜D4で送受信されるユーザデータなどのデータ系情報とを振り分けるようにすればょ、。振り分けは、振り分け決定部 161により行われる。

[0093] これにより、すべての中継をデータ中継領域 D1〜D4で行う場合と比較して、再送にかかる時間を短縮できる。

[0094] これ以外にも、例えば、無線端末 MSに関するチャネル情報や再送要求情報などを無線基地局 BSに送信する FAST FEEDBACKのデータについて信号中継領域 S 1〜S4を使用して中継するようにしてもよ!、。

[0095] また、無線端末 MS全体で同一の制御信号を信号中継領域 S1〜S4を使用して中 ϋするようにしてちょい。

[0096] 更に、ダウンリンク方向については全てデータ中継領域 D1〜D4により送受信を行い、アップリンク方向については全て信号中継領域 S1〜S4により送受信を行うようにしてちよい。

産業上の利用可能性

[0097] 本発明は、中継局を介して無線端末と無線基地局との間における無線通信に適用して好適である。

Claims

請求の範囲

[1] 中継局を介して無線端末と通信を行う無線基地局において、

中継局において復調、変調せずに送信される信号を含む信号中継領域と、中継局におヽて復調、変調してから送信される信号を含むデータ中継領域を含む無線フレームを生成する無線フレーム生成部と、

前記生成した無線フレームを前記中継局に送信する送信部と

を備えることを特徴とする無線基地局。

[2] 前記信号中継領域における無線通信方式として、該無線基地局と該中継局との間の回線品質と、該中継局と、該中継局力の中継信号の受信先の無線端末との間の回線品質のうち回線品質の低い方に従った無線通信方式が選択されることを特徴とする請求項 1記載に無線基地局。

[3] 前記データ中継領域における無線通信方式として、該無線基地局と該中継局との間の回線品質に従った無線通信方式が選択されることを特徴とする請求項 1記載の無線基地局。

[4] 前記無線フレーム生成部は、前記信号中継領域に振り分けるデータを決定する振り分け決定部と、前記無線フレーム内における前記信号中継領域を決定する領域決定部とを備えることを特徴とする請求項 1記載の無線基地局。

[5] 前記振り分け決定部は、制御系情報とデータ系情報の種別及び QoSクラスの種別に応じて前記データを振り分けることを特徴とする請求項 4記載の無線基地局。

[6] 無線端末と無線基地局の通信を中継する中継局において、

信号中継領域とデータ中継領域とを含む無線フレームを受信する受信部と、前記信号中継領域において受信した受信信号は、復調、変調せずに、送信し、前記データ中継領域において受信した受信信号は、復調、変調してから送信する送信部と、

を備えることを特徴とする中継局。

[7] 前記信号中継領域では同一無線フレームで前記受信データを送信し、前記データ中継領域では後続する別の無線フレームで前記受信データを送信することを特徴とする請求項 7記載の中継局。

[8] 中継局を介して無線端末と無線基地局とで通信を行う無線中継システムにお、て前記無線基地局は、信号中継領域とデータ中継領域とを含む無線フレームを生成する無線フレーム生成部と、前記生成した無線フレームを前記中継局に送信する送信部とを備え、

前記中継局は、前記無線フレームを受信する受信部と、前記信号中継領域において受信した受信信号は、復調、変調せずに、送信し、前記データ中継領域において受信した受信信号は、復調、変調してから送信する送信部とを備えた、

ことを特徴とする無線中継システム。

[9] 中継局を介して無線端末と無線基地局とで通信を行う無線中継方法において、前記無線基地局において信号中継領域とデータ中継領域とを含む無線フレームを生成し、該無線フレームを前記中継局に送信し、

前記中継局において、前記無線フレームを受信し、前記信号中継領域において受信した受信信号は、復調、変調せずに、送信し、前記データ中継領域において受信した受信信号は、復調、変調してから送信する、ことを特徴とする無線中継方法。