WO2009107385A1

WO2009107385A1 - 移動体通信システムにおける中継局、移動局および中継送信方法

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Publication number: WO2009107385A1
Application number: PCT/JP2009/000867
Authority: WO
Inventors: 佳子斉藤; 隆荒牧; 憲一三好; 勝彦平松; 秀士滝; 大地今村; 綾子堀内; 雄一小早川
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2009-09-03
Also published as: JP5328760B2; US8422943B2; EP2249595A1; JPWO2009107385A1; CN101960876A; US20110105016A1

Abstract

　特定エリア情報の送信のための制御チャネルを不要にして、移動局における特定エリア情報の受信のための周波数切り替え処理によるオーバヘッドを抑えることができる移動通信システム。この移動通信システムにおいて、中継局（２０）は、カバーエリア（２１）（特定エリア）を有し、基地局（１０）から受信した信号をこのカバーエリア（２１）において移動局（３０）へ中継送信する。中継局（２０）は、カバーエリア（２１）（特定エリア）における、危険度情報が示す危険度に応じた、周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットを基地局（１０）から受信された信号に付加し、オフセットの付加後の信号をカバーエリア（２１）に位置する移動局（３０）へ送信する。

Description

移動体通信システムにおける中継局、移動局および中継送信方法

　本発明は、移動体通信システムにおける中継局、移動局および中継送信方法に関する。

　近年、移動体通信システムにおいては、情報のマルチメディア化に伴い、音声データのみならず、静止画像データ、動画像データ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使用して高伝送レートを実現する技術に関して検討がなされている。

　しかし、高周波の無線帯域を使用した場合、近距離では高伝送レートを期待できる一方、遠距離では伝送距離に従って減衰が大きくなる。よって、高周波の無線帯域を使用した移動体通信システムを運用する場合は、無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）のカバーエリアが小さくなり、よって、サービスエリアの縮小を防ぐために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、高周波の無線帯域を使用した通信サービスを実現するための技術が強く求められている。

　このような要求に対し、各基地局のカバーエリアを拡大させるために、基地局と無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）との間に無線通信中継局装置（以下、中継局と省略する）を設置し、基地局と移動局との間の通信を中継局を介して行う中継送信技術が検討されている。

　一方で、今後の移動体通信システムにおいて、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access），ＬＴＥ（long-term evolution），ＷＬＡＮ（Wireless LAN），ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の無線アクセス技術（Radio Access Technology：ＲＡＴ）の基地局が、自局のカバーエリア内の特定エリアに、その特定エリア内に関連する情報（特定エリア情報）を配信するサービスが検討されている。このようなサービスにおいて、移動局は、現在どの基地局のカバーエリアに位置し、どの特定エリアの特定エリア情報を受信することが可能かを検出できることが必要となる。例えば、基地局のカバーエリアの一部に特定エリアが含まれる場合に、特定エリアに位置する移動局は、特定エリアに位置することを検出できなければ、特定エリア情報を受信することができない。

　従来、基地局制御装置が、自装置の配下にある基地局のカバーエリア内の特定エリアにおける特定エリア情報をメモリに格納し、格納された特定エリア情報を基地局を介して常時送信する技術がある（特許文献１参照）。そして、特定エリア内に位置する移動局は、特定エリア情報を受信してディスプレイに表示する。このとき、移動局は基地局から特定エリア情報が送信されている周波数帯に切り替えて特定エリア情報を受信する。
特開２００１－１６９３５５号公報

　しかしながら、上記従来技術では、移動局が特定エリア情報を受信する度に、移動局では、特定エリア情報が送信されている周波数への切り替え処理が発生する。このため、上記従来技術によれば、移動局では、周波数切り替えのためのオーバヘッドが発生してしまう。特に、時々刻々と更新される特定エリア情報（例えば、特定エリアにおける危険度を通知する危険度情報等の緊急情報）に対しては、移動局は基地局から送信される特定エリア情報を頻繁に受信する必要がある。そのため、移動局では周波数切り替え処理の回数が増加し、周波数切り替えのためのオーバヘッドがさらに増大してしまう。

　本発明の目的は、特定エリア情報の送信のための制御チャネルを不要にして、移動局における特定エリア情報の受信のための周波数切り替え処理によるオーバヘッドを抑えることができる中継局、移動局および中継送信方法を提供することである。

　本発明の中継局は、第１カバーエリアを有する基地局からの信号を受信する受信手段と、前記第１カバーエリアに一部または全部が含まれる第２カバーエリアにおける、特定エリア情報が示す度合いに応じた、周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットを前記信号に付加する付加手段と、前記第２カバーエリアにおいて、前記オフセットの付加後の信号を移動局へ送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

　本発明の移動局は、第１カバーエリアを有する基地局が送信した信号を前記第１カバーエリアにおいて受信するとともに、前記第１カバーエリアに一部または全部が含まれる第２カバーエリアにおいて、中継局が中継した信号を受信する受信手段と、受信信号に周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットが付加されている場合、前記オフセットに基づいて前記第２カバーエリアにおける、特定エリア情報が示す度合いを検出する検出手段と、を具備する構成を採る。

　本発明の中継送信方法は、第１カバーエリアを有する基地局から受信された信号に、前記第１カバーエリアに一部または全部が含まれる第２カバーエリアにおける、特定エリア情報が示す度合いに応じた、周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットを付加するステップと、前記第２カバーエリアにおいて、前記オフセットの付加後の信号を移動局へ送信するステップと、を具備するようにした。

　本発明によれば、特定エリア情報の送信のための制御チャネルを不要にして、移動局における特定エリア情報の受信のための周波数切り替え処理によるオーバヘッドを抑えることができる。

本発明の各実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す図本発明の実施の形態１に係る信号送受信例本発明の実施の形態１に係る中継局が有するオフセットと時刻との対応関係を示す図本発明の実施の形態１に係る中継局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係る移動局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係る信号送受信例本発明の実施の形態２に係る中継局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係る中継局が有する参照テーブル本発明の実施の形態３に係る信号送受信例本発明の実施の形態３に係る中継局の構成を示すブロック図本発明の実施の形態３に係る移動局の構成を示すブロック図

　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。以下の説明では、ＲＡＴの一例としてＬＴＥを用いる。

　図１に本発明の各実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す。図１に示すように、以下の各実施の形態における移動体通信システムでは、基地局１０のカバーエリア１１の一部に特定エリアである中継局２０のカバーエリア２１の全部が含まれる。つまり、基地局１０のカバーエリア１１の一部と中継局２０のカバーエリア２１の全部とが重複（オーバーラップ）する。なお、基地局１０のカバーエリア１１において、特定エリア情報を配信したい特定エリアに中継局２０が設置される。また、以下の説明では、度合を示す特定エリア情報の一例として、特定エリアにおける危険度を示す危険度情報を挙げる。例えば、危険度は０～１００％で表され、危険度０％を最も危険ではない（最も安全）とし、危険度１００％を最も危険とする。

　基地局１０はカバーエリア１１を有し、このカバーエリア１１において信号を送信する。この信号は中継局２０および移動局３０によって受信される。中継局２０は、カバーエリア２１（特定エリア）を有し、基地局１０から受信した信号をこのカバーエリア２１において移動局３０へ中継送信する。つまり、中継局２０は、カバーエリア２１内でのみ基地局１０の信号を中継する。よって、移動局３０は、基地局１０が送信した信号をカバーエリア１１において直接受信するとともに、中継局２０が中継した信号をカバーエリア２１において受信する。

　また、中継局２０は、自局のカバーエリア２１（特定エリア）における危険度を示す危険度情報を中継信号に付加する。より具体的には、中継局２０は、カバーエリア２１（特定エリア）における危険度に応じた、周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットを基地局１０から受信された信号に付加し、オフセットの付加後の信号をカバーエリア２１に位置する移動局３０へ送信する。なお、このオフセットの付加処理はレイヤ１より低いレイヤで行われる。

　よって、移動局３０は、受信信号に上記いずれかのオフセットが付加されているか否かに基づいて、自局が中継局２０のカバーエリア２１（特定エリア）に位置するか否かを検出することができる。よって、移動局３０は、カバーエリア１１内のカバーエリア２１に位置する場合、特定エリア情報を受信することができる。また、移動局３０は、受信信号にオフセットが付加されている場合、受信信号に付加されたオフセットに基づいて、中継局２０のカバーエリア２１（特定エリア）における危険度を検出する。

　（実施の形態１）
　本実施の形態では、中継される信号に周波数オフセットを付加する場合について説明する。

　本実施の形態では、図２に示すように、基地局１０は中心周波数ｆ_Ｃの信号を送信する。

　中継局２０は、基地局１０からの信号を受信して移動局３０へ中継する際に、基地局１０からの信号に周波数オフセットΔｆを付加して中心周波数をｆ_Ｒにシフトする。このΔｆの大きさは、危険度情報が示す危険度毎に異なる。例えば、危険度１０％を示す危険度情報を付加する場合、Δｆを１０００Ｈｚとし、危険度３０％を示す危険度情報を付加する場合、Δｆを３０００Ｈｚとする。このようにして、中継局２０は、特定エリアにおける危険度に応じて、周波数オフセットの大きさ（｜Δｆ｜）を制御する。そして、中継局２０は、中心周波数ｆ_Ｒの信号を移動局３０へ中継送信する。

　移動局３０は、受信信号にΔｆの周波数オフセットが付加されているか否かに基づいて、自局が特定エリアに位置するか否かを検出する。また、移動局３０は、Δｆを検出した場合、そのΔｆの大きさに基づいて、危険度情報が示す危険度を検出する。

　基地局１０のカバーエリア１１と中継局２０のカバーエリア２１（特定エリア）との重複部分に位置する移動局３０は、図２に示すように、基地局１０が送信した中心周波数ｆ_Ｃの信号および中継局２０が中継送信した中心周波数ｆ_Ｒの信号の双方を受信する。よって、基地局のカバーエリア１１と中継局２０のカバーエリア２１との重複部分に位置する移動局３０では、中継局２０によって付加された周波数オフセットΔｆ＝｜ｆ_Ｒ－ｆ_Ｃ｜を検出することができる。例えば、移動局３０は受信信号から検出されたΔｆが１０００Ｈｚの場合、自局が中継局２０のカバーエリア２１（特定エリア）に位置しており、危険度が１０％であることを検出する。また、例えば、移動局３０は受信信号から検出されたΔｆが３０００Ｈｚの場合、自局が中継局２０のカバーエリア２１に位置しており、危険度が３０％であることを検出する。

　一方、基地局１０のカバーエリア１１内の上記重複部分以外に位置する移動局３０は、基地局１０が送信した中心周波数ｆ_Ｃの信号のみを受信する。よって、基地局１０のカバーエリア１１内の上記重複部分以外に位置する移動局３０では、周波数オフセットΔｆを検出することができない。例えば、移動局３０は、受信信号にΔｆが付加されていない場合、自局が中継局２０のカバーエリア２１（特定エリア）に位置していないことを検出する。つまり、移動局３０は、受信信号に周波数オフセットΔｆが付加されていない場合、自局が特定エリア外に位置することを検出できる。

　次いで、周波数オフセットΔｆの最適値について説明する。

　ＬＴＥでは、下り回線の最大キャリア周波数が２６９０ＭＨｚ、移動局の最大移動速度が３５０ｋｍ／ｈ、カバーエリア検出時（初期同期引き込み時）の移動局での水晶誤差による最大周波数誤差が例えば±０．１ｐｐｍと想定される。なお、この最大周波数誤差は、移動局が有する水晶の初期状態における誤差であり、よって、同期引き込みがなされる前の誤差である。よって、フェージングによる最大ドップラーシフトは８７２Ｈｚ、水晶誤差による最大周波数誤差は２６９Ｈｚとなる。よって、最大周波数誤差ｆ_{ｅｒｒｏｒ_ｍａｘ}＝（フェージングによる最大ドップラーシフト＋水晶誤差による最大周波数誤差）≒１１４１Ｈｚとなる。よって、中継局２０が付加する周波数オフセットΔｆの値は、移動局３０において検出可能な範囲ｆ_{ｄｅｔｅｃｔ}内の値であって、かつ、最大周波数誤差ｆ_{ｅｒｒｏｒ_ｍａｘ}≒１１４１Ｈｚと分離可能な値である必要がある。つまりΔｆの値は、検出容易なように、条件（１）Δｆ≦ｆ_{ｄｅｔｅｃｔ}－ｆ_{ｅｒｒｏｒ_ｍａｘ}および条件（２）Δｆ＞２＊ｆ_{ｅｒｒｏｒ_ｍａｘ}の双方を満たすものにするのが好ましい。そこで、本実施の形態では、危険度情報の危険度が０％の場合のΔｆは、条件（２）を満たす値であるΔｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}に設定される。また、図３に示すように、中継局２０が保持するタイマの時刻に応じてΔｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}に付加するΔｆ_ａｄｄが決定される。よって、中継信号に付加するオフセットΔｆは、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋Δｆ_ａｄｄとなる。ここで、図３に示すΔｆ_ａｄｄ＝（危険度［％］×１００）［Ｈｚ］とする。よって、例えば、危険度１０％の場合のΔｆは、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋１０００Ｈｚとなる。同様に、危険度５０％の場合のΔｆは、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋５０００Ｈｚとなる。また、図３に示す例では、５時～１５時頃、すなわち昼間の時間帯では、Δｆ_ａｄｄは小さく、危険度が低くなる。一方、図３に示すように、１５時～５時頃、すなわち、夜間の時間帯では、Δｆ_ａｄｄは大きく、危険度が高くなる。

　次いで、本実施の形態に係る中継局２０の構成について説明する。図４に本実施の形態に係る中継局２０の構成を示す。

　図４に示す中継局２０において、無線受信部２０２は、基地局１０からの信号をアンテナ２０１を介して受信し、受信信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施して周波数オフセット付加部２０４に出力する。

　オフセット決定部２０３は、図３に示すΔｆ_ａｄｄと時刻との対応関係を示すテーブルを有し、入力されるタイマが示す時刻、および、オフセット情報が示すデフォルトオフセットΔｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}に従ってそのテーブルを参照して周波数オフセットΔｆを決定する。例えば、図３に示すように、タイマが１０時を示す場合、Δｆ_ａｄｄ＝１０００Ｈｚであるので、周波数オフセットΔｆは、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋１０００Ｈｚに決定される。すなわち、１０時では、危険度情報が示す危険度は１０％となる。オフセット決定部２０３で決定されたΔｆは周波数オフセット付加部２０４に入力される。なお、基地局１０がオフセット情報を制御し、基地局１０から中継局２０にオフセット情報を通知してもよく、中継局２０自身がオフセット情報を制御してもよい。

　周波数オフセット付加部２０４は、無線受信部２０２から入力される信号にオフセット決定部２０３で決定された周波数オフセットΔｆを付加し、周波数オフセット付加後の信号を無線送信部２０５に出力する。

　無線送信部２０５は、周波数オフセット付加後の信号にＤ／Ａ変換、アップコンバート等の送信処理を施して、アンテナ２０１から移動局３０へ中継送信する。

　次いで、本実施の形態に係る移動局３０の構成について説明する。図５に本実施の形態に係る移動局３０の構成を示す。

　図５に示す移動局３０において、無線受信部３０２は、基地局１０からの信号のみ、または、基地局１０からの信号および中継局２０からの信号をアンテナ３０１を介して受信し、受信信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施して周波数誤差補償部３０３、周波数誤差検出部３０４および周波数オフセット検出部３０５に出力する。

　周波数誤差検出部３０４は、受信信号の周波数誤差ｆ_{ｅｒｒｏｒ}＝（フェージングによるドップラーシフト＋水晶誤差による周波数誤差）を検出し、検出された周波数誤差を周波数誤差補償部３０３および周波数オフセット検出部３０５に出力する。

　周波数誤差補償部３０３は、受信信号の周波数誤差ｆ_{ｅｒｒｏｒ}を補償して、周波数誤差補償後の信号を復調部３０８および周波数オフセット補償部３０９に出力する。

　復調部３０８は、周波数誤差補償後の信号を復調してダイバーシチ合成部３１１に出力する。

　周波数オフセット検出部３０５は、受信信号に付加されている周波数オフセットΔｆ＝｜ｆ_Ｒ－ｆ_Ｃ｜を検出する。検出されたΔｆは、危険度情報検出部３０６および周波数オフセット補償部３０９に入力される。

　周波数オフセット補償部３０９は、周波数誤差補償後の信号の周波数オフセットΔｆをさらに補償して、周波数オフセット補償後の信号を復調部３１０に出力する。

　復調部３１０は、周波数誤差補償後および周波数オフセット補償後の信号を復調してダイバーシチ合成部３１１に出力する。

　ダイバーシチ合成部３１１は、復調部３０８から入力される信号と復調部３１０から入力される信号とをダイバーシチ合成して合成信号を出力する。

　危険度情報検出部３０６は、周波数オフセット検出部３０５によって検出されたΔｆに基づいて、危険度情報が示す危険度を検出する。例えば、危険度情報検出部３０６は、危険度をｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}／１００［％］より算出する。ここで、ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}は、中継局２０でΔｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}に付加されたΔｆ_ａｄｄの推定値を示す推定付加周波数オフセットであり、ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}＝Δｆ－Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}より算出される。例えば、ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}が１０００Ｈｚの場合、危険度は１０％となる。そして、危険度情報検出部３０６は、検出された危険度を示す危険度情報を表示部３０７に出力する。

　表示部３０７は、危険度情報検出部３０６から入力される危険度情報に示される危険度を表示画面に表示する。なお、表示部３０７は、危険度を表示画面に表示する場合に限らず、危険度を音声によって通知してもよく、または、バイブレータによって通知してもよい。

　このように、本実施の形態によれば、中継局は、自局のカバーエリア（特定エリア）における危険度に応じた周波数オフセットを中継送信する信号に付加する。これにより、特定エリアに位置する移動局は、中継信号に付加された周波数オフセットを用いて、自局が特定エリアに位置することを検出し、かつ、特定エリアにおける危険度を検出することができる。すなわち、特定エリアに位置する移動局は、危険度情報の配信を要求することなく、かつ、特定エリアの検出のための周波数切り替え処理を行うことなく危険度情報を検出することができる。よって、本実施の形態によれば、特定エリア情報の送信のための制御チャネルを不要にして、移動局における特定エリア情報の受信のための周波数切り替え処理によるオーバヘッドを抑えることができる。また、本実施の形態によれば、移動局では、特定エリア情報の受信のための周波数切り替え処理を行わないため、特定エリアの検出処理によって消費される電力を抑えることができる。また、移動局では特定エリアを検出するまでの時間を短縮することができる。

　さらに、本実施の形態によれば、移動局では、基地局から直接受信される信号と中継局からの中継信号とをダイバーシチ合成できるため、ダイバーシチ効果を得ることができる。よって、本実施の形態によれば、移動局の受信性能を高めることができる。

　なお、本実施の形態では、中継局２０が、基地局１０から送信された信号に周波数オフセットを付加する場合について説明した。しかし、本実施の形態では、中継局２０が基地局１０から送信された信号に対して付加するオフセットは、周波数オフセットに限らず、時間オフセット、または、電力オフセットでもよい。中継局２０が基地局１０から送信された信号に時間オフセットまたは電力オフセットを付加する場合でも、本実施と同様の効果を得ることができる。

　（実施の形態２）
　本実施の形態では、移動局が現在位置する特定エリア（中継局のカバーエリア）における危険度に対して、移動局の移動方向に位置する他の特定エリア（他の中継局）における危険度が増加しているか、または、減少しているかを示す、危険度の増減傾向に応じたオフセットが、中継される信号に付加される場合について説明する。

　中継局２０は、実施の形態１と同様、基地局１０からの信号を受信して移動局３０へ中継する際に、基地局１０からの信号に周波数オフセットΔｆを付加して中心周波数をｆ_Ｒにシフトする。ここで、Δｆの符号は、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じて決定される。具体的には、移動局３０の移動方向における危険度が減少傾向の場合（例えば、危険度３０％の特定エリアに位置する移動局３０が、危険度１０％の特定エリアに近づいている場合）、中継局２０は、Δｆの符号を負（－）に決定する。つまり、中継局２０は、図２に示すように、基地局１０から送信される信号の中心周波数ｆ_Ｃよりも低い中心周波数ｆ_Ｒの信号を移動局３０に中継送信する。一方、移動局３０の移動方向における危険度が増加傾向の場合（例えば、危険度３０％の特定エリアに位置する移動局３０が、危険度７０％の特定エリアに近づいている場合）、中継局２０は、Δｆの符号を正（＋）に決定する。つまり、中継局２０は、図６に示すように、基地局１０から送信される信号の中心周波数ｆ_Ｃよりも高い中心周波数ｆ_Ｒの信号を移動局３０に中継送信する。

　このようにして、中継局２０は、特定エリアにおける危険度に応じた周波数オフセットの大きさを制御するとともに、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じた周波数オフセットの符号を制御する。そして、中継局２０は、中心周波数ｆ_Ｒの信号を移動局３０へ中継送信する。

　移動局３０は、Δｆを検出した場合、そのΔｆの絶対値（｜Δｆ｜）に基づいて、危険度情報が示す危険度を検出するとともに、Δｆの符号（＋または－）に基づいて、自局が移動する特定エリアの危険度を予測する。

　基地局１０のカバーエリア１１と中継局２０のカバーエリア２１（特定エリア）との重複部分に位置する移動局３０は、図２（実施の形態１と同様）、または、図６に示すように、基地局１０が送信した中心周波数ｆ_Ｃの信号および中継局２０が中継送信した中心周波数ｆ_Ｒの信号の双方を受信する。よって、基地局のカバーエリア１１と中継局２０のカバーエリア２１との重複部分に位置する移動局３０では、中継局２０によって付加された周波数オフセットΔｆ＝ｆ_Ｒ－ｆ_Ｃを検出することができる。例えば、移動局３０は、受信信号から検出されたΔｆ＝ｆ_Ｒ－ｆ_Ｃの符号が負の場合、すなわち、図２に示すように、基地局１０からの信号の中心周波数ｆ_Ｃよりも低い中心周波数ｆ_Ｒの中継信号を受信した場合、自局が位置する特定エリアよりも危険度が減少する方向に移動していることを検出する。また、例えば、移動局３０は、受信信号から検出されたΔｆ＝ｆ_Ｒ－ｆ_Ｃの符号が正の場合、すなわち、図６に示すように、基地局１０からの信号の中心周波数ｆ_Ｃよりも高い中心周波数ｆ_Ｒの中継信号を受信した場合、自局が位置する特定エリアよりも危険度が増加する方向に移動していることを検出する。

　次いで、本実施の形態に係る中継局２０の構成について説明する。図７に本実施の形態に係る中継局２０の構成を示す。なお、図７において図４（実施の形態１）と同一の構成には同一符号を付し説明を省略する。

　図７に示す中継局２０は、図８に示すような、自局周辺に設置された他の中継局それぞれにおける周波数オフセットが示された周辺中継局情報を含む報知チャネルを基地局１０から受信する。図８では、中継局２０を中心とした際の北の方角を０°とし、西の方角を９０°とし、南の方角を１８０°とし、東の方角を２７０°とする。また、中継局２０は、基地局１０のカバーエリア１１内に位置する移動局３０の位置情報を基地局１０から受信する。

　移動検知部２０６は、基地局１０から入力される移動局３０の位置情報に基づいて、自局のカバーエリア２１内に位置する移動局３０の移動方向を検知する。具体的には、移動検知部２０６は、位置情報に示される自局のカバーエリア内の移動局３０が自局から見てどの方角に位置するかを検知する。そして、移動検知部２０６は、検知された移動局３０の移動方向をオフセット符号決定部２１０に出力する。なお、移動局３０が、自局の位置を測定し、測定された自局の位置情報を中継局２０に通知してもよい。

　復調部２０７は、基地局１０から入力される周辺中継局情報（図８）を復調し、メモリ２０８は、復調後の周辺中継局情報を格納する。

　オフセット量決定部２０９は、実施の形態１のオフセット決定部２０３（図４）と同様にして、基地局１０からの信号に付加する周波数オフセットΔｆのオフセット量（｜Δｆ｜）を決定する。そして、オフセット量決定部２０９で決定されたオフセット量｜Δｆ｜はオフセット符号決定部２１０に入力される。

　オフセット符号決定部２１０は、メモリ２０８に格納された周辺中継局情報、移動検知部２０６から入力される移動局３０の移動方向、および、オフセット量決定部２０９から入力されるオフセット量｜Δｆ｜に基づいて、オフセットΔｆの符号（＋または－）を決定する。具体的には、まず、オフセット符号決定部２１０は、移動局３０の移動方向に位置する他の中継局のオフセット量を特定する。そして、オフセット符号決定部２１０は、特定された他の中継局のオフセット量と、オフセット量決定部２０９で決定されたオフセット量｜Δｆ｜、すなわち、自局のオフセット量とを比較する。ここで、自局のオフセット量が他の中継局のオフセット量以上の場合、つまり、危険度が小さくなる方向（減少傾向）に移動局３０が移動している場合、オフセット符号決定部２１０は、自局のオフセット量に与える符号を負（－）に決定する。一方、自局のオフセット量が他の中継局のオフセット量未満の場合、つまり、危険度が大きくなる方向（増加傾向）に移動局３０が移動している場合、オフセット符号決定部２１０は、自局のオフセット量に与える符号を正（＋）に決定する。例えば、オフセット量決定部２０９が決定したオフセット量｜Δｆ｜を３０００Ｈｚ（危険度３０％）とし、移動局３０の移動方向θを１００°とする。この場合、図８に示すように、移動局３０の移動方向θ＝１００°に位置する他の中継局（６０°≦θ＜１２０°）におけるオフセット量は２０００Ｈｚ（危険度２０％）である。よって、オフセット符号決定部２１０は、移動局３０が自局（危険度３０％）から他の中継局（危険度２０％）に移動する際は危険度が減少傾向であると判断し、オフセット量｜Δｆ｜に与える符号を負（－）に決定する。すなわち、中継局２０が基地局からの信号に付加する周波数オフセットΔｆは、－３０００Ｈｚとなる。

　次いで、本実施の形態に係る移動局３０（図５）の構成について説明する。

　図５に示す移動局３０において、周波数オフセット検出部３０５は、受信信号に付加されている周波数オフセットΔｆ＝ｆ_Ｒ－ｆ_Ｃを検出する。すなわち、周波数オフセット検出部３０５で検出されるΔｆは、絶対値｜Δｆ｜および符号（＋または－）により表される。

　危険度情報検出部３０６は、周波数オフセット検出部３０５によって検出されたΔｆに基づいて、危険度情報が示す危険度、および、自局の移動方向における危険度の増減傾向を検出する。例えば、検出されたΔｆが－３０００Ｈｚの場合、危険度情報検出部３０６は、実施の形態１と同様にして、危険度３０（＝３０００Ｈｚ／１００）％を検出する。さらに、危険度情報検出部３０６は、Δｆの符号が負（－）であるので、自局の移動方向における危険度が減少する傾向にあることを検出する。

　このようにして、本実施の形態によれば、中継局は、自局のカバーエリア（特定エリア）における危険度に応じたオフセット量、および、移動局の移動方向における危険度の増減傾向に応じたオフセットの符号を決定する。よって、本実施の形態によれば、移動局は、制御チャネルの通信を行うことなく、実施の形態１と同様にして特定エリアの検出および危険度の検出を行うことができ、さらに、自局の移動方向における危険度の増減傾向を予測することができる。

　（実施の形態３）
　本実施の形態では、中継局２０は、中継される信号の互いに異なる２つのリソース（周波数リソース、時間リソース、または、電力リソースのいずれか２つのリソース）に危険度情報が示す危険度に応じたオフセット、および、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じたオフセットをそれぞれ付加する。

　以下の説明では、危険度情報が示す危険度に応じた周波数オフセットを中継される信号に付加するとともに、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じた時間オフセットを中継される信号に付加する場合について説明する。

　本実施の形態では、中継局２０は、図２に示すように、中心周波数ｆ_Ｃであり、かつ、図９に示すように、時刻ｔ_０にピークを有する信号を基地局１０から受信する。

　中継局２０は、基地局１０からの信号を受信して移動局３０へ中継する際に、基地局１０からの信号に周波数オフセットΔｆ、および、時間オフセットΔＴを付加して中心周波数ｆ_Ｒであり、時刻ｔ_１にピークを有する信号を生成する。このΔｆの大きさは、実施の形態１と同様、危険度毎に異なる。また、このΔＴの大きさは、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向毎に異なる。つまり、中継局２０は、特定エリアにおける危険度に応じて、周波数オフセットを制御するとともに、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じて、時間オフセットを制御する。そして、中継局２０は、中心周波数ｆ_Ｒであり、時刻ｔ_１にピークを有する信号を移動局３０へ中継送信する。

　移動局３０は、受信信号にΔｆの周波数オフセットが付加されているか否か、または、ΔＴの時間オフセットが付加されているか否かに基づいて、自局が特定エリアに位置するか否かを検出する。

　基地局のカバーエリア１１と中継局２０のカバーエリア２１との重複部分に位置する移動局３０では、実施の形態１と同様にして、中継局２０によって付加された周波数オフセットΔｆ＝｜ｆ_Ｒ－ｆ_Ｃ｜を検出することができる。また、基地局１０のカバーエリア１１と中継局２０のカバーエリア２１（特定エリア）との重複部分に位置する移動局３０は、基地局１０が送信した時刻ｔ_０にピークを有する信号および中継局２０が中継送信した時刻ｔ_１にピークを有する信号の双方を受信する。よって、基地局１０のカバーエリア１１と中継局２０のカバーエリアとの重複部分に位置する移動局３０では、中継局２０によって付加された時間オフセットΔＴ＝｜ｔ_１－ｔ_０｜を検出することができる。

　なお、ＬＴＥでは、通常、マルチパスの最大遅延時間Ｔ_{ｄｅｌａｙ_ｍａｘ}を考慮して、数十サンプルから数百サンプルのガードインターバルＴ_{ｇｕａｒｄ}が設定される。よって、中継局２０によって付加される時間オフセットΔＴの値は、検出容易なように、条件ΔＴ≦Ｔ_{ｇｕａｒｄ}－Ｔ_{ｄｅｌａｙ_ｍａｘ}を満たすものにするのが好ましい。また、本実施の形態では、上記条件を満たす値であるΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}を設定し、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じてΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}に付加するΔＴ_ａｄｄが決定される。よって、中継信号に付加する時間オフセットΔＴは、ΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋ΔＴ_ａｄｄとなる。ここで、ΔＴ_ａｄｄ＝（他の中継局における周波数オフセット－自局における周波数オフセット）／１０００［シンボル］とする。例えば、危険度３０％の特定エリアに位置する移動局３０が危険度７０％の特定エリアに近づいている場合、危険度が４０％だけ増加傾向にあるため、ΔＴはΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋４シンボルとなる。同様に、危険度３０％の特定エリアに位置する移動局３０が危険度１０％の特定エリアに近づいている場合、危険度が２０％だけ減少傾向にあるため、ΔＴはΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}－２シンボルとなる。これにより、移動局３０では、検出される時間オフセットΔＴにより、自局の移動方向における危険度の増減傾向（増加傾向または減少傾向）、および、危険度がどれだけ増減するかを検出することができる。

　次いで、本実施の形態に係る中継局２０の構成について説明する。図１０に本実施の形態に係る中継局２０の構成を示す。なお、図１０において図７（実施の形態２）と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。

　図１０に示す中継局２０において、周波数オフセット決定部２１１は、実施の形態１のオフセット決定部２０３と同様にして、図３に示す、Δｆ_ａｄｄと時刻との対応関係を示すテーブルを有し、入力されるタイマが示す時刻、および、オフセット情報に従ってそのテーブルを参照して周波数オフセットΔｆを決定する。周波数オフセット決定部２１１で決定されたΔｆは時間オフセット決定部２１２およびオフセット付加部２１３に入力される。

　時間オフセット決定部２１２は、メモリ２０８に格納された周辺中継局情報（図８）、移動検知部２０６から入力される移動局３０の移動方向、および、周波数オフセット決定部２１１から入力される周波数オフセットΔｆに基づいて、時間オフセットΔＴを決定する。例えば、周波数オフセット決定部２１１が決定した周波数オフセットΔｆを３０００Ｈｚ（危険度３０％）とし、移動局３０の移動方向θを１００°とする。この場合、図８に示すように、移動局３０の移動方向θ＝１００°に位置する他の中継局における周波数オフセットは２０００Ｈｚ（危険度２０％）である。よって、時間オフセット決定部２１２は、移動局３０が自局（危険度３０％）から他の中継局（危険度２０％）に移動する際は危険度が１０％だけ減少する傾向（ΔＴ_ａｄｄ＝－１シンボル）であると判断し、時間オフセットΔＴをΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}－１シンボルに決定する。時間オフセット決定部２１２で決定されたΔＴはオフセット付加部２１３に入力される。

　オフセット付加部２１３は、無線受信部２０２から入力される信号に、周波数オフセット決定部２１１で決定されたΔｆ、および、時間オフセット決定部２１２で決定されたΔＴを付加し、オフセット付加後の信号を無線送信部２０５に出力する。

　次いで、本実施の形態に係る移動局３０の構成について説明する。図１１に本実施の形態に係る移動局３０の構成を示す。なお、図１１において図５（実施の形態１）と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。

　図１１に示す移動局３０において、時間オフセット検出部３１２は、受信信号に付加されている時間オフセットΔＴ＝｜ｔ_１－ｔ_０｜を検出する。検出されたΔＴは、危険度情報検出部３１３および時間オフセット補償部３１４に入力される。

　時間オフセット補償部３１４は、周波数オフセット補償部３０９から入力される周波数オフセット補償後の信号の時間オフセットΔＴをさらに補償して、時間オフセット補償後の信号を復調部３１０に出力する。すなわち、復調部３１０では、周波数オフセット補償後および時間オフセット補償後の信号が復調される。

　危険度情報検出部３１３は、実施の形態１の危険度情報検出部３０６と同様にして、周波数オフセット検出部３０５によって検出されたΔｆに基づいて、危険度情報が示す危険度を検出する。また、危険度情報検出部３１３は、時間オフセット検出部３１２によって検出されたΔＴに基づいて、自局の移動方向における危険度の増減傾向を検出する。例えば、危険度情報検出部３１３は、実施の形態１と同様にして、検出されたΔｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}が３０００Ｈｚの場合、Δｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}／１００［％］より、危険度が３０％であると検出する。また、危険度情報検出部３１３は、Ｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}×１０［％］より危険度の増減傾向を算出する。ここで、Ｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}は、中継局２０でΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}に付加されたΔＴ_ａｄｄの推定値を示す推定付加時間オフセットであり、Ｔ_{ｏｆｆｓｅｔ}＝ΔＴ－ΔＴ_{ｄｅｆａｕｌｔ}より算出される。例えば、ｆ_{ｏｆｆｓｅｔ}が－１シンボルの場合、危険度の増減傾向は－１０％（１０％だけ減少傾向）となる。すなわち、危険度情報検出部３１３は、自局（危険度３０％）の移動方向の特定エリアにおける危険度が２０（＝３０－１０）％であることを検出する。そして、危険度情報検出部３１３は、検出された危険度を示す危険度情報を表示部３０７に出力する。

　このようにして、本実施の形態によれば、中継局は、自局のカバーエリア（特定エリア）における危険度に応じた周波数オフセット、および、移動局の移動方向における危険度の増減傾向に応じた時間オフセットを決定する。これにより、移動局は、実施の形態２と同様、危険度、および、自局の移動方向における危険度の増減傾向を検出することができ、さらに、自局の移動方向における危険度の増減傾向（危険度の増減、および、増減度合い）を予測することができる。すなわち、中継信号の互いに異なるリソース（ここでは、周波数リソースおよび時間リソース）に対して、危険度、および、危険度の増減傾向に応じたオフセットをそれぞれ付加することにより、制御チャネルの通信を行うことなく、より多くの危険度情報を送信することが可能となる。よって、本実施の形態によれば、移動局は、さらに精度の高い危険度の変化予測を行うことが可能となる。

　なお、本実施の形態では、中継局２０が、基地局１０から送信された信号に、危険度に応じた周波数オフセットを付加し、移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じた時間オフセットを付加する場合について説明した。しかし、本実施の形態では、中継局２０が危険度に応じて付加するオフセットは、周波数オフセットに限らず、時間オフセット、または、電力オフセットでもよい。また、中継局２０が移動局３０の移動方向における危険度の増減傾向に応じて付加するオフセットは、時間オフセットに限らず、周波数オフセット、または、電力オフセットでもよい。

　以上、本発明の各実施の形態について説明した。

　なお、上記実施の形態では、ＲＡＴの一例としてＬＴＥを挙げた。しかし、本発明において、ＲＡＴはＬＴＥに限られない。例えば、他のＲＡＴとしてＷ－ＣＤＭＡ，ＷＬＡＮ，ＷｉＭＡＸ等がある。

　また、上記実施の形態では、基地局のカバーエリアの一部に特定エリア（中継局のカバーエリア）の全部が含まれ、基地局のカバーエリアの一部と特定エリア（中継局のカバーエリア）の全部とが重複（オーバーラップ）する場合について説明した。しかし、基地局のカバーエリアの一部に特定エリア（中継局のカバーエリア）の一部が含まれ、基地局のカバーエリアの一部と特定エリア（中継局のカバーエリア）の一部とが重複（オーバーラップ）する場合においても上記同様にして本発明を実施可能である。

　また、上記実施の形態では、中継局が、タイマに示される時刻に応じて、中継信号に付加する周波数オフセットを決定する場合について説明した。しかし、本発明では、中継局は、時刻に加え、日付または季節に応じて、中継信号に付加するオフセットを決定してもよい。また、中継局はタイマに応じて周波数オフセットを決定しなくてもよい。

　また、上記実施の形態において、危険度情報が示す危険度の一例として、以下の特定エリアにおける危険度が挙げられる。例えば、山岳地帯を特定エリアとし、特定エリアにおける危険動物（例えば、熊等）の出没頻度を危険度としてもよい。また、山岳地帯を特定エリアとし、その特定エリアにおける災害（例えば、雪崩および崖崩れ等）の発生頻度を危険度としてもよい。また、地雷が埋め込まれたエリアを特定エリアとし、その特定エリアにおける地雷の埋設状況（例えば、埋設密度）を危険度としてもよい。

　また、上記実施の形態では、特定エリア情報の一例として、危険度情報を挙げて説明した。しかし、本発明では、特定エリア情報は、危険度情報に限らず、度合いを示す特定エリア情報であればよい。以下、周波数オフセットを付加する場合について説明する。例えば、特定エリア情報として、特定エリアにおける交通量の増減を示す交通量情報（渋滞情報）を用いてもよい。例えば、交通量は０～１００％で表され、交通量が最も少ない状態を交通量０％とし、交通量が最も多い状態を交通量１００％としてもよい。そして、中継信号に付加するオフセットΔｆは、上記実施の形態と同様にして、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋Δｆ_ａｄｄとなる。ここで、Δｆ_ａｄｄ＝（交通量［％］×１００）［Ｈｚ］とする。よって、例えば、交通量１０％の場合のΔｆは、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋１０００Ｈｚとなる。これにより、移動局は、制御チャネルを使用することなく、自局が位置する特定エリアにおける交通量、または、自局の移動方向における交通量の増減傾向を検出することができる。

　また、例えば、特定エリア情報として、特定エリアにおける移動局の許容送信電力の増減を示す許容送信電力情報を用いてもよい。例えば、許容送信電力は０～１００％で表され、許容送信電力が最も小さい状態を許容送信電力０％とし、許容送信電力が最も大きい状態を許容送信電力１００％としてもよい。そして、中継信号に付加するオフセットΔｆは、上記実施の形態と同様にして、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋Δｆ_ａｄｄとなる。ここで、Δｆ_ａｄｄ＝（許容送信電力［％］×１００）［Ｈｚ］とする。よって、例えば、許容送信電力１０％の場合のΔｆは、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋１０００Ｈｚとなる。これにより、移動局では、制御チャネルを使用することなく、自局が位置する特定エリアにおける許容送信電力、または、自局の移動方向における許容送信電力の増減傾向を予め検出することができる。例えば、移動局は、自局の移動方向の特定エリアの許容送信電力が小さい場合（例えば、優先席付近）、予め自局の送信電力を小さくすることが可能となる。

　また、例えば、特定エリア情報として、特定エリアにおけるトラフィック量の増減を示すトラフィック量情報（トラフィック混雑情報）を用いてもよい。例えば、トラフィック量は０～１００％で表され、トラフィック量が最も少ない状態をトラフィック量０％とし、トラフィック量が最も多い状態をトラフィック量１００％としてもよい。そして、中継信号に付加するオフセットΔｆは、上記実施の形態と同様にして、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋Δｆ_ａｄｄとなる。ここで、Δｆ_ａｄｄ＝（トラフィック量［％］×１００）［Ｈｚ］とする。よって、例えば、トラフィック量１０％の場合のΔｆは、Δｆ_{ｄｅｆａｕｌｔ}＋１０００Ｈｚとなる。これにより、移動局では、制御チャネルを使用することなく、自局が位置する特定エリアにおけるトラフィック量、または、自局の移動方向におけるトラフィック量の増減傾向を予め検出することができる。

　また、上記実施の形態における基地局はNode B、移動局はUEと表されることがある。また、上記実施の形態における中継局は、リピータ、簡易基地局、クラスタヘッド等と呼ばれることもある。

　また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェ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。

　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チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、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。

　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable 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ュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

　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化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

　２００８年２月２７日出願の特願２００８－０４６４１８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

　本発明は、移動局や基地局等の無線通信装置が中継局を介して無線通信を行う通信システム（例えば、マルチホップシステム）等に適用することができる。

Claims

　第１カバーエリアを有する基地局からの信号を受信する受信手段と、
　前記第１カバーエリアに一部または全部が含まれる第２カバーエリアにおける、特定エリア情報が示す度合いに応じた、周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットを前記信号に付加する付加手段と、
　前記第２カバーエリアにおいて、前記オフセットの付加後の信号を移動局へ送信する送信手段と、
　を具備する中継局。
　前記度合いは、前記第２カバーエリアにおける危険度である、
　請求項１記載の中継局。
　第１カバーエリアを有する基地局が送信した信号を前記第１カバーエリアにおいて受信するとともに、
　前記第１カバーエリアに一部または全部が含まれる第２カバーエリアにおいて、中継局が中継した信号を受信する受信手段と、
　受信信号に周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットが付加されている場合、前記オフセットに基づいて前記第２カバーエリアにおける、特定エリア情報が示す度合いを検出する検出手段と、
　を具備する移動局。
　第１カバーエリアを有する基地局と、
　前記第１カバーエリアに一部または全部が含まれる第２カバーエリアを有し、前記第２カバーエリアにおける、特定エリア情報が示す度合いに応じて、周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットを前記基地局から受信された信号に付加し、前記オフセットの付加後の信号を前記第２カバーエリアに位置する移動局へ送信する中継局と、
　受信信号に前記オフセットが付加されている場合、前記オフセットに基づいて前記度合いを検出する移動局と、
　を具備する移動体通信システム。
　第１カバーエリアを有する基地局から受信された信号に、前記第１カバーエリアに一部または全部が含まれる第２カバーエリアにおける、特定エリア情報が示す度合いに応じた、周波数オフセット、時間オフセット、または、電力オフセットのいずれかのオフセットを付加するステップと、
　前記第２カバーエリアにおいて、前記オフセットの付加後の信号を移動局へ送信するステップと、
　を具備する中継送信方法。