WO2010113267A1 - 無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法 - Google Patents

無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法 Download PDF

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WO2010113267A1
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WO
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station
mac
relay
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unit
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PCT/JP2009/056676
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仁 横山
高義 大出
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富士通株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/02—Data link layer protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations

Definitions

  • the present invention relates to a relay station, a base station, a relay method, and a communication method in a wireless communication network.
  • AF Amplitude and Forward
  • DF Decode and Forward
  • the MAC service data unit (SDU (Service Data Unit)) is restored in the MAC layer that is the data link layer, and is matched to the size of the transport block (TB (Transport Block)) during relaying
  • SDU Service Data Unit
  • TB Transport Block
  • PDU Protocol Data Unit
  • the mobile station UE ID is assigned in the MAC layer in consideration of multiplexing of the mobile station UE and separation into each mobile station UE, and the UE management is clearly defined. We are trying to make it.
  • the MAC relay type relay station can combine the MAC_SDUs of a plurality of UEs into a single MAC_PDU at the time of MAC relay in this way, and can provide a stepwise scheduling function between the base station and the relay station. There is a feature that a coding gain can be obtained by increasing the length.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional MAC relay type communication system 100.
  • the communication system 100 includes mobile stations UE1 and UE2, a relay station RS, and a base station BS.
  • the MAC_PDU 11 transmitted from the mobile station UE1 to the relay station RS includes a MAC header 111 including UE1 identification information (UE_ID) and UE data 112. Further, the MAC_PDU 12 transmitted from the mobile station UE2 to the relay station RS includes a MAC header 121 including identification information (UE_ID) of the mobile station UE2 and UE data 122.
  • UE_ID UE1 identification information
  • UE_ID identification information
  • the relay station RS configures the MAC_PDU 13 by multiplexing these.
  • the MAC_PDU 13 includes a MAC header 131 including identification information (Relay_ID) of the relay station RS, a MAC header 111 and UE data 112 of UE1, and a MAC header 121 and UE data 122 of UE2.
  • Relay_ID identification information
  • MAC_PDUs 11, 12, and 13 are all transmitted with the same scramble code (scramble A).
  • the relay station RS includes the identification information of each mobile station UE in one transport block TB, and uses the identification information as a data unit mark.
  • the data of each UE is identified by identification information.
  • the degree of freedom of control is improved by adding mobile station information to the MAC header.
  • the ID information 131 of the relay station RS is included in the control information together with the ID information 111 and 121 of the mobile station UE. For this reason, there has been a problem that communication efficiency is reduced due to an increase in control information.
  • the relay station includes an extraction unit that descrambles signals from a plurality of mobile stations and extracts identification information of a physical layer of the mobile station, and a MAC layer that is a data link layer that identifies the identification information of the physical layer And a multiplexing unit that constitutes a protocol data unit including MAC layer identification information of the plurality of mobile stations in a header and including service data units of signals from the plurality of mobile stations.
  • a relay station includes identification information of a MAC layer that is a data link layer of a plurality of mobile stations in a header, and is included in a signal from a base station that includes service data units of signals from the plurality of mobile stations.
  • a separation unit that converts the identification information of the MAC layer into the identification information of the physical layer and separates the service data unit corresponding to each mobile station.
  • a relay method for relaying signals from a plurality of mobile stations to a base station includes extracting physical layer identification information of the mobile station from the signals, and identifying the physical layer identification information in a data link layer. Converting into identification information of a certain MAC layer; configuring a protocol data unit including identification information of MAC layers of the plurality of mobile stations in a header and including service data units of signals from the plurality of mobile stations; including.
  • the signal in the relay method for relaying a signal from a base station to a plurality of mobile stations, includes identification information of a MAC layer that is a data link layer of the plurality of mobile stations in a header, A service data unit of a signal from a mobile station of the mobile station, converting the identification information of the MAC layer included in the signal into physical layer identification information, and each mobile station to the corresponding service data unit of the physical layer Transmitting a signal with identification information.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a conventional MAC relay type communication system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a communication system according to one embodiment. It is the schematic which shows the process in the relay station by one Embodiment. It is the schematic which shows the process in the relay station by one Embodiment following FIG. It is a figure which shows the format of MAC_PDU after UE multiplexing. It is a block diagram which shows the structural example of a base station. It is a block diagram which shows the structural example of relay station RS. It is a block diagram which shows the structural example of the mobile station UE. It is a block diagram which shows the structural example of the MAC_SDU separation part of the relay station shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a MAC_SDU multiplexing unit of the relay station illustrated in FIG. 7. It is a sequence diagram which shows the registration process between a base station and a relay station at the time of a start-up of a relay station. It is a block diagram which shows the structure of the base station regarding signaling. It is a block diagram which shows the structure of the relay station regarding signaling. It is a flowchart which shows operation
  • FIG. 19 is a diagram for describing a throughput constraint condition when the base station intensive scheduler configuration illustrated in FIG. 18 is used. It is a figure which shows the protocol structure at the time of using a base station aggregation type scheduler. It is a figure which shows the protocol structure at the time of using a relay station distributed type scheduler. It is a block diagram which shows the structural example of a relay station at the time of using a relay station distributed type scheduler.
  • BS base station RS relay station UE UE1 to n mobile station 601, 616 L2 buffer 602 DL scheduler control signal generator 603 MAC_PDU generator 604 encoder 605 relay PHY_ID scrambler 606 modulator 607 multiplexer 608 RS transmitter 609 duplexer (DUP) 610 Antenna 611 RF receiver 612 Demodulator 613 Relay PHY_ID descrambler 614 Decoder 615 MAC_SDU extractor 701, 717 Antenna 702, 716 Duplexer (DUP) 703, 718 RF receiving unit 704, 719 Separating unit 705 DL scheduler control signal extracting unit 706 UL scheduler control signal extracting unit 707, 720 Demodulating unit 708 Relay station PHY_ID descrambling unit 709, 722 Decoding unit 710 MAC_SDU separating unit 711, 724 Code 712 Mobile station PHY_ID scrambler 713, 726 Modulator 714 Multiplexer 715, 7
  • Embodiments of the present invention will be described in detail.
  • the following embodiment is applicable to, for example, LTE (Long Term Evolution), LTE-Advanced, and the like.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a communication system 200 according to an embodiment.
  • the communication system 200 includes mobile stations UE1 and UE2, a relay station RS, and a base station BS.
  • the mobile station UE1 adds CRC (Cyclic Redundancy Check) to the transmission data, encodes it, performs modulation by performing scramble 1 of the mobile station UE1, and transmits it as MAC_PDU 21 from the antenna.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the mobile station UE2 adds CRC (CyclicundRedundancy Check) to the transmission data, encodes and modulates the scramble 2 (different from the scramble 1 of the mobile station UE1) of the mobile station UE2, It transmits from an antenna as MAC_PDU22.
  • CRC CyclicundRedundancy Check
  • PHY_ID the scramble sequence for each UE.
  • the relay station RS also appears as one mobile station UE.
  • the relay station RS includes the MAC_SDUs of a plurality of mobile stations UE1 and UE2 in one transport block TB, and uses it as a MAC_SDU.
  • CRC is added to the MAC_SDU, encoded, and then scrambled S (PHY_ID) indicating the relay station RS is modulated and modulated, and transmitted as MAC_PDU 23 from the antenna.
  • the timing of scrambling for each mobile station or each relay station may be before encoding or after encoding.
  • the relay station header 231 is generated and attached as the MAC header.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating processing in the relay station RS according to an embodiment.
  • the transmission data 311 and 312 transmitted by the mobile stations UE1 and UE2 are scrambled by a scramble code unique to the mobile station.
  • the relay station RS descrambles the UE-specific scramble sequence, and determines that the scramble sequence is correct if the CRC check is successful. Thereby, PHY_ID of each UE can be extracted (steps A1 and A2).
  • the scramble sequence applied for descrambling can be specified in advance by training scheduler information at the relay station RS.
  • MAC_PDUs 321 and 322 and PHY_IDs 331 and 332 are obtained in the MAC layer for each of the mobile stations UE1 and UE2.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing processing in the relay station RS according to the embodiment, following FIG.
  • MAC_PDUs 321 and 322 and PHY_IDs 331 and 332 in the MAC layers of the mobile stations UE1 and UE2 are obtained.
  • step B For each mobile station UE, conversion from PHY_ID in the PHY layer to UE_ID in the MAC layer is performed (step B).
  • This conversion is performed, for example, by searching for UE_ID corresponding to PHY_ID from a table storing PHY_ID and UE_ID in association with each other.
  • the searched UE_ID is embedded in the MAC header so that the identification information of the UE specified by the PHY_ID is not lost.
  • the MAC_PDU of each UE is multiplexed to generate a new MAC_PDU (step C).
  • the signal format 41 in which the UE_ID information 411 and 412 are inserted at the head of the MAC_PDU of each UE is obtained.
  • the format 41 shown in FIG. 4 since the MAC_PDU is arranged for each UE, the MAC header and the MAC_SDU are mixed. In order to facilitate transmission by LTE, LTE-Advanced, etc., the format 41 may be further changed to the format 50 in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a format 50 of MAC_PDU after UE multiplexing.
  • the format 50 includes MAC control elements (MAC-CE (Control Element)) 511 and 512, which are control information of the PHY layer inserted in the MAC layer, corresponding to the mobile stations UE1 and UE2, respectively.
  • the MAC control element indicates control information of the physical layer inserted in the MAC layer.
  • MAC_SDU LCH Logical Channel
  • the C-RNTIs 531 and 532 respectively corresponding to the mobile stations UE1 and UE2 are UE_IDs managed by the base station, and are used as IDs in the MAC layer to the RRC layer.
  • C-RNTI is an identifier that the base station uniquely assigns to each user apparatus located in the own cell.
  • the format 50 further includes MAC_SDU messages 541 and 542.
  • the relay station RS can combine a plurality of UEs at the time of MAC_PDU generation to increase the information included in one transport block TB, thereby improving the coding gain and improving the execution throughput.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the base station BS.
  • An information packet that arrives at the base station BS from a core network is subjected to processing in an upper layer such as concealment and IP header compression, and is then stored in the L2 buffer 601 corresponding to the destination UE.
  • an upper layer such as concealment and IP header compression
  • the DL scheduler control signal generation unit 602 generates a control signal that gives a transmission opportunity to each UE according to an appropriate algorithm.
  • FIG. 6 shows the flow of information packets transmitted from the base station BS to the UE via the relay station RS. Therefore, the DL scheduler control signal generation unit 602 instructs the MAC_PDU generation in consideration of the information packet information amount to be allocated to the relay station RS and the information packet amount of each UE via the relay station RS distributed from the information amount.
  • the MAC_PDU generation unit 603 reads information packets from the L2 buffer 601 for each transmitted information amount (transport block TB) according to the control signal of the DL scheduler control signal generation unit 602, and generates MAC_PDU according to a predetermined format.
  • the MAC_PDU generation unit 603 adds MAC header information including UE_ID information, multiplexes a plurality of UEs to generate one MAC_PDU, and sends the MAC_PDU to the encoding unit 604.
  • the encoding unit 604 performs error correction encoding according to the propagation path between the base station BS and the relay station RS, and sends it to the scramble unit 605.
  • the scramble unit 605 scrambles the relay station RS and sends it to the modulation unit 606.
  • the modulation unit 606 performs appropriate modulation and sends it to the multiplexing unit 607.
  • the multiplexing unit 607 multiplexes the control signal of the DL scheduler control signal generation unit 602 and the control signal of the uplink (UL) scheduler control signal generation unit 617 and sends the multiplexed signal to the RF transmission unit 608.
  • the RF transmission unit 608 performs up-conversion to an RF (Radio frequency) band, and transmits from the antenna 610 via a duplexer (DUP) 609.
  • DUP duplexer
  • the signal received by the antenna 610 is sent to the RF receiving unit 611 via the duplexer 609.
  • the RF receiving unit 611 down-converts the received signal into a base band (Base Band) band, and sends it to the demodulating unit 612.
  • the demodulation unit 612 performs appropriate demodulation based on the UL schedule information commanded in the past, and sends it to the descrambling unit 613.
  • the descrambling unit 613 performs descrambling for confirming the transfer from the relay station RS to the base station BS, and sends the descramble to the decoding unit 614.
  • the decoding unit 614 performs error correction decoding and sends it to the MAC_SDU extraction unit 615.
  • the MAC_SDU extraction unit 615 performs a process of extracting the MAC_SDU from the correctly received MAC_PDU. And based on UE_ID information contained in the MAC header, information is stored in the correct place of L2 buffer 616 for every UE.
  • the L2 buffer 616 transfers it to the upper layer.
  • the information output from the L2 buffer 616 is output to a core network (not shown) after being subjected to processing such as deciphering and IP header expansion.
  • an L2 buffer is provided for each UE.
  • a single L2 buffer may be used for a plurality of UEs.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the relay station RS.
  • the signal received by the antenna 701 is sent to the RF receiving unit 703 via a duplexer (DUP) 702.
  • DUP duplexer
  • the RF receiving unit 703 down-converts the received signal to the baseband and sends it to the separating unit 704.
  • the separation unit 704 reads out the DL scheduler information and the UL scheduler information and sends them to the DL scheduler control signal extraction unit 705 and the UL scheduler control signal extraction unit 706.
  • the demodulation unit 707 demodulates the received signal for the relay station based on the read DL scheduler information, and sends it to the RS_PHY_ID descrambling unit 708.
  • the RS_PHY_ID descrambling unit 708 performs descrambling for confirming transfer from the base station BS to the relay station RS, and sends the descrambled data to the decoding unit 709.
  • the decoding unit 709 performs error correction decoding and sends it to the MAC_SDU separation unit 710. If the decoding unit 709 passes the CRC check, the MAC_PDU has been correctly received.
  • the MAC_SDU demultiplexing unit 710 refers to the MAC header information, separates the MAC_SDU from the MAC_PDU, and performs a process of separating signals for the relay station RS and each UE. Here, if there is a signal for the relay station RS, it is transferred to the upper layer.
  • the encoding unit 711 performs error correction encoding on the received signal separated for each UE in accordance with the propagation path between the relay station and the UE, and sends the received signal to the UE_PHY_ID scrambling unit 712.
  • the UE_PHY_ID scrambler 712 scrambles the UE and sends it to the modulator 713.
  • the modulation unit 713 performs appropriate modulation and sends it to the multiplexing unit 714.
  • the multiplexing unit 714 multiplexes the control signal from the DL scheduler control signal extraction unit 705 and the control signal from the UL scheduler control signal extraction unit 706 and sends the multiplexed signal to the RF transmission unit 715.
  • the RF transmission unit 715 performs up-conversion to the RF band and transmits from the antenna 717 via the duplexer (DUP) 716.
  • DUP duplexer
  • the signal received by the antenna 717 is sent to the RF receiving unit 718 via a duplexer (DUP) 716.
  • DUP duplexer
  • the RF receiver 718 down-converts the received signal to the baseband and sends it to the separator 719.
  • the separation unit 719 separates each UE based on the UL schedule information commanded in the past, and sends it to the demodulation unit 720.
  • the demodulator 720 performs appropriate demodulation on each UE and sends it to the UE_PHY_ID descrambler 721.
  • the UE_PHY_ID descrambling unit 721 performs descrambling for confirming the transfer from the UE to the relay station, and sends the descrambling to the decoding unit 722.
  • the decoding unit 722 performs error correction decoding and sends it to the MAC_PDU multiplexing unit 723. If the CRC check is passed, the MAC_PDU is correctly received.
  • the MAC_PDU multiplexing unit 723 performs UE multiplexing with all the UEs that pass the CRC check as one MAC_PDU, and sends the result to the encoding unit 724. Note that if there is a signal to be sent from the upper layer of the relay station RS to the base station BS, the MAC_PDU multiplexing unit 723 also multiplexes this. Multiplexing is performed by including information corresponding to UE_PHY_ID in the MAC header so that the UE can be identified.
  • the encoding unit 724 performs error correction encoding according to the propagation path from the relay station RS to the base station BS, and sends it to the RS_PHY_ID scramble unit 725.
  • the RS_PHY_ID scramble unit performs scramble indicating that the information is information from the relay station RS to the base station BS, and sends the scramble to the modulation unit 726.
  • the modulation unit 726 performs appropriate modulation and sends it to the RF transmission unit 727.
  • the RF transmission unit 727 up-converts the transmission signal to the RF band and transmits it from the antenna 701 via the duplexer 702.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the mobile station UE.
  • the signal received by the antenna 801 is sent to the RF receiver 803 via the duplexer 802.
  • the RF receiving unit 803 down-converts the received signal to the baseband and sends it to the separating unit 804.
  • the separation unit 804 reads the DL scheduler information and the UL scheduler information and sends them to the demodulation unit 807.
  • the DL scheduler information and the UL scheduler information are sent to the DL scheduler control signal extraction unit 805 and the UL scheduler control signal extraction unit 806, respectively.
  • the demodulating unit 807 performs demodulation for the own device based on the read DL scheduler information, and sends it to the UE_PHY_ID descrambling unit 808.
  • the UE_PHY_ID descrambling unit 808 performs descrambling for confirming the transfer from the relay station RS to the UE, and sends the descramble to the decoding unit 809.
  • the decoding unit 809 performs error correction decoding and sends it to the MAC_SDU extraction unit 810. If the CRC check is passed, it means that the MAC_PDU has been correctly received.
  • the information packet generated from the upper layer is subjected to processing such as concealment and IP header compression to be converted into MAC_SDU.
  • the MAC_PDU generation unit 811 generates MAC_PDU by bundling MAC_SDUs by the amount of information that can be transmitted instructed by the UL scheduler, and sends the MAC_PDU to the encoding unit 812.
  • the encoding unit 812 performs error correction encoding in accordance with the propagation path from the mobile station UE to the relay station RS, and sends it to the UE_PHY_ID scrambler 813.
  • the UE_PHY_ID scrambler 813 scrambles the UE for the relay station and sends the scramble to the modulator 814.
  • the modulation unit 814 performs appropriate modulation and sends it to the RF transmission unit 815.
  • the RF transmission unit 815 performs up-conversion to RF and transmits from the antenna via a duplexer (DUP) 802.
  • DUP duplexer
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the MAC_SDU separation unit 710 of the relay station RS illustrated in FIG.
  • the MAC_PDU that has passed the CRC check is input to the MAC header analysis unit 901.
  • the MAC header analysis unit 901 analyzes the MAC header of the input MAC_PDU and sends it to the UE_ID extraction unit 902.
  • the UE_ID extraction unit 902 extracts the UE_ID included in the MAC header and the MAC_PDU corresponding to the UE_ID for each UE.
  • the UE_ID is sent to the ID conversion unit 903 for each UE.
  • MAC_PDU is sent to the encoding part 711 (FIG. 7) for every UE.
  • the ID conversion unit 903 refers to the conversion table 904 and converts UE_ID into PHY_ID used as scramble. And this PHY_ID is sent to the encoding part 711 (FIG. 7) for every UE.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the MAC_SDU multiplexing unit 723 of the relay station RS illustrated in FIG.
  • the MAC_SDU multiplexing unit 723 receives a MAC_PDU for each user that has passed the CRC check and a PHY_ID corresponding to the MAC_PDU.
  • the PHY_ID is converted by the ID conversion unit 1001 into a UE_ID that can be authenticated in the MAC layer using the conversion table 1002.
  • the converted UE_ID and MAC_PDU are input to the MAC_PDU generation unit 1003 for each user.
  • the PDU generation unit 1003 multiplexes all corresponding UEs into one MAC_PDU using the format described with reference to FIG. 5 and includes the UE_ID in the MAC header, and sends the multiplexed UE to the encoding unit 724.
  • the MAC_SDU multiplexing unit 723 can perform the UE multiplexing described with reference to FIGS. [Relay station recognition] Next, recognition of the relay station RS will be described.
  • the relay station RS is recognized as a special mobile station UE when viewed from the base station BS.
  • the base station BS recognizes the relay station RS and starts communication. Preparation is necessary.
  • the relay station RS When the relay station RS starts up, it makes an RRC connection request to the base station BS by the RACH process in the same manner as an ordinary mobile station UE, and then performs communication settings for the relay station.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing a registration process between the base station BS and the relay station RS when the relay station RS starts up.
  • the relay station RS autonomously transmits a RACH preamble (RACH preamble) to the base station Bs (step 1101).
  • RACH preamble a RACH preamble
  • the base station BS When the base station BS senses the RACH preamble, it returns a RACH response corresponding to the traffic if there is a margin (step 1102).
  • the relay station RS When the relay station RS transmits the RACH preamble, it waits for a RACH response. When a RACH response is received within a predetermined time, it is recognized that transmission is permitted, and an RRC setup request (RRC setup Request) is transmitted with the network ID equivalent of the mobile station UE (step 1103).
  • RRC setup Request RRC setup Request
  • the base station BS When receiving the RRC setup request, the base station BS returns a contention check including the network ID equivalent of the mobile station UE (Step 1104). Since this contention check notifies the ID of a single mobile station UE, it is possible to select only one UE even if other mobile stations UE are crossed during the RACH procedure (RACH procedure). Therefore, it is called Contention Check (competition check).
  • the relay station RS transmits an RRC setup request complete (RRC setup request Complete) to the base station BS in response to the RRC setup request (RRC setup request) in the RACH procedure (RACH procedure) (step 1105).
  • the relay station RS transmits a relay designation notification indicating that the local station is a relay station (step 1106).
  • the base station BS Upon receiving this notification, the base station BS returns a relay designation response indicating that the communication partner is recognized as the relay station RS (step 1107).
  • the base station BS transmits setting information required by the relay station RS (MCS between the base station and the relay station, transmission power of the relay station, carrier frequency after relay, etc.) as a relay setting notification (Ste 1108).
  • the relay station RS functions as a relay station upon receiving this setting.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the base station BS related to signaling.
  • the signal received by the antenna 1201 is sent to the PHY 1203 via the duplexer 1202.
  • the PHY 1203 extracts the MAC_SDU from the received signal and sends it to the upper layer receiving unit 1204.
  • the upper layer receiving unit 1204 extracts the control command of the radio unit from the received MAC_SDU.
  • the base station BS implements the following processing circuit in order to recognize the relay station RS and start up correctly based on the extracted control command.
  • the Relay designation receiving unit 1205 receives the Relay designation notification message that the relay station RS notifies after the RACH process, from the control command extracted by the upper layer receiving unit 1204.
  • the relay initial setting unit 1206 is necessary in the relay station RS in consideration of the radio state with the relay station RS and the installation status of the surrounding base stations and relay stations in accordance with the relay designation notification message received by the relay designation receiving unit 1205. Determine the setting to be
  • the relay response transmission unit 1207 returns a response (Relay designation response) indicating that the relay designation notification has been received from the relay station RS to the relay station RS.
  • the relay station initial setting value (relay setting notification) determined by the relay initial setting unit 1206 is sent to the upper layer transmission unit 1208.
  • the higher layer transmission unit 1208 uses the response from the Relay response transmission unit 1207 and the Relay station initial setting value as MAC_SDU, generates a MAC_PDU according to the wireless state, and sends it to the PHY 1209.
  • the MAC_PDU is converted into a signal format by the PHY 1209 and transmitted from the antenna 1201 via the duplexer (DUP) 1202.
  • DUP duplexer
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a relay station related to signaling.
  • the Relay designation transmitting unit 1301 transmits information indicating that the local station is not a normal UE but a relay station.
  • the upper layer transmission unit 1302 uses the information as MAC_SDU and generates MAC_PDU according to the radio state.
  • the PHY 1303 converts the MAC_PDU generated by the higher layer transmission unit 1302 into a signal format and transmits the signal from the antenna 1305 via the duplexer (DUP) 1304.
  • DUP duplexer
  • a signal received by the antenna 1305 is sent to the PHY 1306 via a duplexer (DUP) 1304.
  • DUP duplexer
  • the PHY 1306 extracts the MAC SDU from the received signal and sends it to the upper layer receiving unit 1307.
  • the upper layer receiving unit 1307 extracts the control command of the radio unit from the MAC_SDU.
  • the relay station implements the following processing circuit in order to recognize the base station BS based on the extracted control command and start up correctly.
  • the Relay response receiving unit 1308 receives a response (Relay designation response) of the base station BS that the Relay designation notification from the relay station RS has been received.
  • PHY_ID As a relay station is assigned, and PHY_ID as a relay station is applied instead of PHY_ID as a communication terminal.
  • the relay station setting reception unit 1309 receives the relay station initial setting value that follows the relay designation response, and sets the setting value in its own device. Thereby, relay station RS starts the operation
  • FIG. 14 is a flowchart showing operations of the base station BS, the relay station RS, and the mobile station UE during downlink.
  • the base station BS extracts transmission data from the L2 buffer provided for each UE (step 1401), and generates a MAC_PDU in which transmission data for each UE is multiplexed (step 1402).
  • a PHY is generated from this MAC_PDU (step 1403) and transmitted as a transmission signal (step 1404).
  • the relay station RS receives the transmission signal transmitted by the base station BS (step 1405), and demodulates and decodes (step 1406).
  • MAC_SDU is separated for each mobile station UE from the demodulated / decoded received data (step 1407), PHY is generated (step 1408), and transmitted as a transmission signal (step 1409).
  • Each mobile station UE receives a transmission signal addressed to itself from the relay station RS (step 1410), and demodulates and decodes the PHY (step 1411).
  • MAC_SDU is extracted from the demodulated / decoded received data (step 1412), and the received data is stored in the L2 buffer of the own station (step 1413).
  • FIG. 15 is a flowchart showing operations of the mobile station UE, the relay station RS, and the base station BS during uplink.
  • Each mobile station UE1 to UEn extracts transmission data from its own L2 buffer (step 1501), and generates a MAC_PDU (step 1502).
  • a PHY is generated from this MAC_PDU (step 1503) and transmitted as a transmission signal (step 1504).
  • the relay station RS receives the transmission signals transmitted by the mobile stations UE1 to UEn (step 1505), demodulates and decodes the PHY, and obtains MAC_SDU (step 1506).
  • the obtained MAC_SDU is multiplexed to generate a MAC_PDU (step 1507).
  • a PHY is generated from the generated MAC_PDU (step 1508) and transmitted as a transmission signal (step 1509).
  • the base station BS receives the transmission signal of the relay station RS (step 1510), and demodulates and decodes the PHY (step 1511). Then, the MAC_SDU for each mobile station UE is extracted from the demodulated / decoded PHY, and the received data is stored in the L2 buffer provided in each mobile station UE (step 1513).
  • FIG. Will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 16 is a flowchart showing separation of mobile stations UE and replacement of IDs in the MAC layer during downlink.
  • the relay station RS demodulates and decodes the PHY received from the base station BS (step 1601), and analyzes the MAC header included in the received data (step 1602). Then, the number of UE_IDs of the mobile station UE multiplexed on the received data is counted (step 1603), and the number of multiplexed mobile stations UE is recognized (step 1604).
  • the relay station RS extracts MAC_PDU for each multiplexed mobile station UE (step 1605A).
  • UE_ID is extracted (step 1605B), and UE_ID is converted into PHY_ID (step 1605C).
  • steps 1601A to 1605C are performed for each mobile station UE (step 1605).
  • the relay station RS generates a PHY for each multiplexed mobile station UE based on the extracted MAC_PDU and the converted PHY_ID (step 1606).
  • FIG. Will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 17 is a flowchart showing multiplexing of mobile stations UE and replacement of IDs in the MAC layer during uplink.
  • the relay station RS demodulates and decodes the PHY received from each mobile station UE (step 1701A).
  • MAC_SDU is extracted from the demodulated / decoded received data (step 1701B), and in parallel therewith, PHY_ID is extracted (step 1701C) and PHY_ID is converted to UE_ID (step 1701D).
  • steps 1701A to 1701D are performed for each mobile station UE (step 1701).
  • the relay station RS generates a MAC_PDU based on the extracted MAC_SDU and the converted UE_ID (step 1702), and generates a PHY from the MAC_PDU (step 1703).
  • the base station BS, the relay station RS, and the mobile station UE described with reference to FIGS. 6 to 8 have a configuration in which the scheduler function is integrated in the base station. A part of the scheduler function can be distributed to the relay stations RS. Hereinafter, the configuration of the scheduler will be described.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a base station intensive scheduler 1800.
  • the scheduler 1800 includes a scheduler unit 1801 that performs resource allocation according to the propagation path between the base station (eNB) and the relay station (Relay) as a master.
  • the scheduler part 1802 which performs the resource allocation according to a propagation path with respect to the relay station (Relay) and each mobile station UE by making the resource allocated by the scheduler part 1801 into an upper limit.
  • scheduler control signal unit 1803 for multiplexing and notifying a control signal from the scheduler unit 1801 of the base station and the relay station and a control signal from the scheduler unit 1802 of the relay station and the mobile station UE.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining a constraint condition of throughput when the base station intensive scheduler configuration shown in FIG. 18 is adopted.
  • FIG. 20 is a diagram showing a protocol configuration when a base station intensive scheduler is used.
  • the scheduler multiplexes and notifies in a two-layer configuration in consideration thereof.
  • a relay station distributed scheduler that distributes a part of the scheduler function to relay stations for the above base station intensive scheduler will be described.
  • FIG. 21 is a diagram showing a protocol configuration when a relay station distributed scheduler is used.
  • the MAC Since the base station and the relay station each have a scheduling function, the MAC is completely terminated at the relay station as shown in FIG. In order to perform completely independent scheduling, the relay station needs a buffer.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of the relay station RS when the relay station distributed scheduler is used.
  • the relay station RS shown in FIG. 22 has L2 buffers (L2 Buffers) 2201 and 2202 for each of the mobile stations UE1 to UEn, between the base station BS and the relay station RS, and between the relay station RS and each mobile station. It is possible to operate with completely independent scheduling between the stations UE1 to UEn.
  • L2 Buffers L2 Buffers
  • the base station side has DL / UL scheduler control signal extraction sections 2203 and 2204, and uses the scheduler control signal from the base station.
  • the mobile station side has DL / UL scheduler control signal generation units 2205 and 2206, and operates by scheduling independent of the base station side.
  • the relay station RS can allocate resources in consideration of the buffer amount of the L2 buffer (L2 Buffer) and QoS.
  • the present invention is applicable to a relay station, a base station, a relay method, and a communication method in a wireless communication network.

Abstract

　一実施形態による中継局は、複数の移動局からの信号から移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する抽出部と、前記物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換し、前記複数の移動局のＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する多重部とを有する。

Description

無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法
　本発明は、無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法に関する。
　移動体通信システムでは、建物遮蔽による電波伝搬減衰が激しい場所や基地局から離れた場所などの電波の不感地帯が生じる問題がある。この問題を解決するため、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ等において、リレー中継局の標準化が議論されている。
　リレー中継局として様々な種類が検討されている。大別すると、振幅増幅器を加えて遅延を抑えつつ中継するアンプリチュード・アンド・フォワード（ＡＦ（Amplitude and Forward））方式と、データを復号して誤り訂正確認を行ってから中継するデコード・アンド・フォワード（ＤＦ（Decode and Forward））方式の２種類がある。
　また、ＤＦ方式の一タイプとして、データリンクレイヤであるＭＡＣレイヤにおいてＭＡＣサービスデータユニット（ＳＤＵ（Service Data Unit））を復元し、中継時にトランスポートブロック（ＴＢ（Transport Block））のサイズに合わせて新たにＭＡＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ（Protocol Data Unit））を形成し、それに合わせて送信方式・符号化・変調を変更するＭＡＣ中継タイプがある。
　このＭＡＣ中継タイプでは、ＭＡＣ＿ＳＤＵからＭＡＣ＿ＰＤＵに再マッピングする際に、移動局ＵＥの多重や各移動局ＵＥへの分離も考慮して、移動局ＵＥのＩＤをＭＡＣレイヤにおいて付与し、ＵＥ管理の明確化を図っている。
　ＭＡＣ中継タイプの中継局は、このようにＭＡＣ中継時に複数のＵＥのＭＡＣ＿ＳＤＵを結合して一つのＭＡＣ＿ＰＤＵにまとめること、及び基地局と中継局で段階的なスケジューリング機能を持たせることができ、符号長が長くなることにより符号化利得が得られるという特長がある。
　図１は、従来のＭＡＣ中継タイプの通信システム１００を示す概略図である。通信システム１００は、移動局ＵＥ１、ＵＥ２と、中継局ＲＳと、基地局ＢＳとを含む。
　ＭＡＣレイヤにおいて、移動局ＵＥ１が中継局ＲＳに送信するＭＡＣ＿ＰＤＵ１１は、ＵＥ１の識別情報（ＵＥ＿ＩＤ）を含むＭＡＣヘッダ１１１とＵＥデータ１１２とを含む。また、移動局ＵＥ２が中継局ＲＳに送信するＭＡＣ＿ＰＤＵ１２は、移動局ＵＥ２の識別情報（ＵＥ＿ＩＤ）を含むＭＡＣヘッダ１２１とＵＥデータ１２２とを含む。
　中継局ＲＳは、これらを多重してＭＡＣ＿ＰＤＵ１３を構成する。ＭＡＣ＿ＰＤＵ１３には、中継局ＲＳの識別情報（Ｒｅｌａｙ＿ＩＤ）を含むＭＡＣヘッダ１３１と、ＵＥ１のＭＡＣヘッダ１１１及びＵＥデータ１１２と、ＵＥ２のＭＡＣヘッダ１２１及びＵＥデータ１２２とを含む。
　ＭＡＣ＿ＰＤＵ１１、１２、１３は、いずれも同じスクランブルコード（スクランブルＡ）で送信される。
　このように、従来の通信システム１００において中継局ＲＳは、一つのトランスポートブロックＴＢに各移動局ＵＥの識別情報を含め、その識別情報をデータの単位の目印として用いている。各ＵＥのデータは識別情報により識別される。
特開２００８－９９２８３号公報 特開２００８－１０４０９６号公報
　従来の通信システムでは、ＭＡＣヘッダに移動局の情報を付加することにより、制御の自由度が向上する。しかし、移動局ＵＥのＩＤ情報１１１、１２１とともに中継局ＲＳのＩＤ情報１３１を制御情報に含める。このため、制御情報の増加により通信効率が低下するという問題があった。
　一実施形態による中継局は、複数の移動局からの信号をデスクランブルして、移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する抽出部と、前記物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換し、前記複数の移動局のＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する多重部とを有する。
　他の実施形態による中継局は、複数の移動局のデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含む基地局からの信号に含まれるＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換し、各移動局に対応するサービスデータユニットを分離する分離部とを有する。
　一実施形態による、複数の移動局からの信号を基地局に中継する中継方法は、前記信号から移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する段階と、前記物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換する段階と、前記複数の移動局のＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する段階とを含む。
　さらに他の実施形態による、基地局からの信号を複数の移動局に中継する中継方法は、前記信号は、複数の移動局のデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含み、前記信号に含まれるＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換する段階と、各移動局に、対応するサービスデータユニットに前記物理レイヤの識別情報を付した信号を送信する段階とを含む。
　制御情報を減少させ通信効率を向上することができる。
従来のＭＡＣ中継タイプの通信システムを示す概略図である。 一実施形態による通信システムを示す概略図である。 一実施形態による中継局における処理を示す概略図である。 図３に続く、一実施形態による中継局における処理を示す概略図である。 ＵＥ多重後のＭＡＣ＿ＰＤＵのフォーマットを示す図である。 基地局の構成例を示すブロック図である。 中継局ＲＳの構成例を示すブロック図である。 移動局ＵＥの構成例を示すブロック図である。 図７に示した中継局のＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部の構成例を示すブロック図である。 図７に示した中継局のＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部の構成例を示すブロック図である。 中継局の立ち上がり時における、基地局と中継局との間の登録処理を示すシーケンス図である。 シグナリングに関する基地局の構成を示すブロック図である。 シグナリングに関する中継局の構成を示すブロック図である。 ダウンリンク時の基地局、中継局、移動局の動作を示すフロー図である。 アップリンク時の移動局、中継局、基地局の動作を示すフロー図である。 ダウンリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局の分離とＩＤの付け替えを示すフロー図である。 アップリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局の多重とＩＤの付け替えを示すフロー図である。 基地局集約型のスケジューラの構成を示すブロック図である。 図１８に示した基地局集約型のスケジューラ構成を用いる場合のスループットの拘束条件を説明するための図である。 基地局集約型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。 中継局分散型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。 中継局分散型スケジューラを用いた場合の中継局の構成例を示すブロック図である。
符号の説明
ＢＳ　基地局
ＲＳ　中継局
ＵＥ、ＵＥ１～ｎ　移動局
６０１、６１６　Ｌ２バッファ
６０２　ＤＬスケジューラ制御信号発生部
６０３　ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
６０４　符号化部
６０５　リレーＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
６０６　変調部
６０７　多重部
６０８　ＲＳ送信部
６０９　デュプレクサ（ＤＵＰ）
６１０　アンテナ
６１１　ＲＦ受信部
６１２　復調部
６１３　リレーＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
６１４　復号部
６１５　ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部
７０１、７１７　アンテナ
７０２、７１６　デュプレクサ（ＤＵＰ）
７０３、７１８　ＲＦ受信部
７０４、７１９　分離部
７０５　ＤＬスケジューラ制御信号抽出部
７０６　ＵＬスケジューラ制御信号抽出部
７０７、７２０　復調部
７０８　中継局ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
７０９、７２２　復号部
７１０　ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部
７１１、７２４　符号化部
７１２　移動局ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
７１３、７２６　変調部
７１４　多重部
７１５、７２７　ＲＦ送信部
７２１　移動局ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
７２３　ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部
７２５　中継局ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
８０１　アンテナ
８０２　デュプレクサ（ＤＵＰ）
８０３　ＲＦ受信部
８０４　分離部
８０５　ＤＬスケジューラ制御信号抽出部
８０６　ＵＬスケジューラ制御信号抽出部
８０７　復調部
８０８　移動局ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部
８０９　復号部
８１０　ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部
８１１　ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
８１２　符号化部
８１３　移動局ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部
８１４　変調部
８１５　ＲＦ送信部
９０１　ＭＡＣヘッダ解析部
９０２　ＵＥ＿ＩＤ抽出部
９０３　ＩＤ変換部
９０４　変換テーブル
１００１　ＩＤ変換部
１００２　変換テーブル
１００３　ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
　本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ等に適用可能である。
　図２は、一実施形態による通信システム２００を示す概略図である。通信システム２００は、移動局ＵＥ１、ＵＥ２と、中継局ＲＳと、基地局ＢＳとを含む。
　移動局ＵＥ１は、送信データにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を加え、符号化した後に移動局ＵＥ１のスクランブル（Scramble）１を行って変調して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ２１としてアンテナから送信する。
　また、移動局ＵＥ２は、送信データにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を加え、符号化した後に移動局ＵＥ２のスクランブル（Scramble）２（移動局ＵＥ１のスクランブル１とは異なる）を行って変調して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ２２としてアンテナから送信する。
　以下、ＵＥ毎のスクランブル系列をＰＨＹ＿ＩＤと呼ぶ。
　このように、ＵＥ＿ＩＤを、それに相当する特有のスクランブル系列（ＰＨＹ＿ＩＤ）に置き換えて通信することにより、ＭＡＣヘッダの付与量を低減することができる。
　一方、基地局ＢＳからは、中継局ＲＳも１つの移動局ＵＥとして見える。中継局ＲＳは、一つのトランスポートブロックＴＢに複数の移動局ＵＥ１、ＵＥ２のＭＡＣ＿ＳＤＵを含めてＭＡＣ＿ＳＤＵとする。そのＭＡＣ＿ＳＤＵに、ＣＲＣを加え、符号化した後に中継局ＲＳを示すスクランブルＳ（ＰＨＹ＿ＩＤ）を行って変調して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ２３としてアンテナより送信する。
　移動局ごと、または中継局ごとのスクランブルをかけるタイミングは、符号化前でも符号化後でもよい。
　また、このような構成にすると、移動局ＵＥと中継局ＲＳとの間で用いていたＰＨＹ＿ＩＤの情報が欠落してしまうため、ＭＡＣ＿ＰＤＵの中にマッピングされた全ての移動局ＵＥのヘッダ情報を集めて、中継局ヘッダ２３１を生成しＭＡＣヘッダとして付与する。
　このように、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２と中継局ＲＳとの間でＭＡＣヘッダの付与量を減らし、情報通信利用効率を向上することができる。
　図３乃至図５を参照して中継局における処理を説明する。
　図３は、一実施形態による中継局ＲＳにおける処理を示す概略図である。
　図３に示したように、ＰＨＹレイヤにおいて、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２がそれぞれ送信する送信データ３１１、３１２には、移動局特有のスクランブルコードによるスクランブル化がされている。
　中継局ＲＳは、ＵＥ特有のスクランブル系列をデスクランブルし、ＣＲＣチェックが成功すればそのスクランブル系列は正しいものと判定する。これにより各ＵＥのＰＨＹ＿ＩＤを抽出できる（ステップＡ１、Ａ２）。
　デスクランブル用に適用するスクランブル系列については、予め中継局ＲＳでスケジューラ情報をトレーニングして特定しておくことが可能である。
　ＣＲＣチェックが成功しＰＨＹ＿ＩＤを抽出すると、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２についてＭＡＣレイヤにてそれぞれＭＡＣ＿ＰＤＵ３２１、３２２とＰＨＹ＿ＩＤ３３１、３３２が得られる。
　図４は、図３に続く、一実施形態による中継局ＲＳにおける処理を示す概略図である。
　図３を参照して説明したように、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２のＭＡＣレイヤにおけるＭＡＣ＿ＰＤＵ３２１、３２２とＰＨＹ＿ＩＤ３３１、３３２が得られている。
　移動局ＵＥごとに、ＰＨＹレイヤにおけるＰＨＹ＿ＩＤからＭＡＣレイヤにおけるＵＥ＿ＩＤへの変換を行う（ステップＢ）。
　この変換は、例えば、ＰＨＹ＿ＩＤとＵＥ＿ＩＤを対応させて記憶しているテーブルから、ＰＨＹ＿ＩＤに対応するＵＥ＿ＩＤを検索することにより行う。ＰＨＹ＿ＩＤにより特定されるＵＥの識別情報が失われないように、検索したＵＥ＿ＩＤをＭＡＣヘッダに埋め込む。
　なお、上記の変換は、物理レイヤにマッピングするために好適な形態にＰＨＹ＿ＩＤが変換されている場合に必要となる。しかし、ＰＨＹ＿ＩＤとＵＥ＿ＩＤが同一である場合は変換処理を行う必要はない。
　次に、各ＵＥのＭＡＣ＿ＰＤＵを多重して、新たなＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップＣ）。これにより、各ＵＥのＭＡＣ＿ＰＤＵの先頭にＵＥ＿ＩＤ情報４１１、４１２を挿入した信号フォーマット４１が得られる。
　図４に示したフォーマット４１では、ＵＥごとにまとまってＭＡＣ＿ＰＤＵが配置されているため、ＭＡＣヘッダとＭＡＣ＿ＳＤＵとが混在している。これをＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ等で送信しやすくするため、さらにフォーマット４１を図５のフォーマット５０のように変更してもよい。
　図５は、ＵＥ多重後のＭＡＣ＿ＰＤＵのフォーマット５０を示す図である。
　図５に示したフォーマット５０では、ＭＡＣヘッダ情報が全て先頭に集められている。
　フォーマット５０は、移動局ＵＥ１、ＵＥ２にそれぞれ対応する、ＭＡＣレイヤにて挿入されているＰＨＹレイヤの制御情報であるＭＡＣコントロールエレメント（ＭＡＣ－ＣＥ（Control Element））５１１、５１２を含む。ＭＡＣコントロールエレメントは、ＭＡＣレイヤに挿入されている物理レイヤの制御情報を示す。
　移動局ＵＥ１、ＵＥ２にそれぞれ対応するＭＡＣ＿ＳＤＵのフォーマット指令５２１、５２２は、ＭＡＣ＿ＳＤＵのＬＣＨ（Logical CHannel）や情報長等を通知する。
　移動局ＵＥ１、ＵＥ２にそれぞれ対応するＣ－ＲＮＴＩ５３１、５３２は、基地局で管理しているＵＥ＿ＩＤであり、ＭＡＣレイヤ～ＲＲＣレイヤにおいてＩＤとして使われる。Ｃ－ＲＮＴＩは基地局が自セルに在圏するユーザ装置各々に一意に割り当てる識別子である。
　フォーマット５０は、さらに、ＭＡＣ＿ＳＤＵメッセージ５４１、５４２を含む。
　このようにして、移動局ＵＥと中継局ＲＳとの間で、ＵＥ－ＩＤをＰＨＹレイヤにマッピングすることにより、ＭＡＣヘッダの冗長性を減らして無線帯域利用効率を向上することができる。さらに、中継局ＲＳは、ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成時に複数ＵＥを結合して一つのトランスポートブロックＴＢに含める情報を多くして符号化利得を向上させ、実行スループットを向上させることができる。
　次に、図２乃至図５を参照して説明したＵＥ多重化を実現する基地局、中継局、移動局のそれぞれの構成を説明する。
　図６は、基地局ＢＳの構成例を示すブロック図である。
　ダウンリンク（ＤＬ）側の信号伝送時の動作を説明する。
　コアネットワーク（図示せず）より基地局ＢＳに到来した情報パケットは、秘匿・ＩＰヘッダ圧縮などの上位レイヤにおける処理を受けた後に、送信先のＵＥに対応したＬ２バッファ６０１に格納される。
　ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２は、適切なアルゴリズムに従ってそれぞれのＵＥに送信機会を与える制御信号を発生する。
　図６では、基地局ＢＳから中継局ＲＳを経由してＵＥに送信される情報パケットの流れを示している。そのため、ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２は、中継局ＲＳに割り当てる情報パケット情報量と、その情報量から分配する中継局ＲＳ経由の各ＵＥの情報パケット量を考慮して、ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成を指令する。
　ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部６０３は、ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２の制御信号に応じて、送信される情報量（トランスポートブロックＴＢ）ずつＬ２バッファ６０１から情報パケットを読み出し、所定フォーマットに従ってＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する。
　ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部６０３は、ＵＥ＿ＩＤ情報を含むＭＡＣヘッダ情報を加えて、複数のＵＥを多重して一つのＭＡＣ＿ＰＤＵを生成し、符号化部６０４に送る。
　符号化部６０４は、基地局ＢＳと中継局ＲＳの伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、スクランブル部６０５に送る。
　スクランブル部６０５は、中継局ＲＳ向けを示すスクランブル化を行い、変調部６０６に送る。
　変調部６０６は、適切な変調を行い、多重部６０７に送る。
　多重部６０７は、ＤＬスケジューラ制御信号発生部６０２の制御信号とアップリンク（ＵＬ）スケジューラ制御信号発生部６１７の制御信号とを多重して、ＲＦ送信部６０８に送る。
　ＲＦ送信部６０８は、ＲＦ（Radio frequency）帯にアップコンバートし、デュプレクサ（ＤＵＰ）６０９を介してアンテナ６１０から送信する。
　次に、ＵＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
　アンテナ６１０で受信された信号はデュプレクサ６０９を介してＲＦ受信部６１１に送られる。ＲＦ受信部６１１は、受信信号をベースバンド（Base Band）帯にダウンコンバートして、復調部６１２に送る。
　復調部６１２は、過去に指令したＵＬスケジュール情報を基に適切な復調を行い、デスクランブル部６１３に送る。
　デスクランブル部６１３は、中継局ＲＳから基地局ＢＳへの転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部６１４に送る。
　復号部６１４は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部６１５に送る。
　ＣＲＣチェックが成功した場合、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部６１５は、正しく受信できたＭＡＣ＿ＰＤＵからＭＡＣ＿ＳＤＵの切り出し処理を行う。そして、ＭＡＣヘッダに含まれたＵＥ＿ＩＤ情報に基づき、ＵＥごとにＬ２バッファ６１６の正しい場所に情報を格納する。
　Ｌ２バッファ６１６は、情報パケットが複製できると上位レイヤへ転送する。
　Ｌ２バッファ６１６から出力された情報は、秘匿解除・ＩＰヘッダ伸張などの処理を受けた後に、コアネットワーク（図示せず）へ出力される。
　なお、図６に示した基地局ＢＳでは、ＵＥごとにＬ２バッファを設けたが、他の実施形態では、単一のＬ２バッファを複数のＵＥのために使用してもよい。
　図７は、中継局ＲＳの構成例を示すブロック図である。
　ＤＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
　アンテナ７０１で受信された信号はデュプレクサ（ＤＵＰ）７０２を介してＲＦ受信部７０３に送られる。
　ＲＦ受信部７０３は、受信信号をベースバンド帯にダウンコンバートし、分離部７０４に送る。
　分離部７０４は、ＤＬスケジューラ情報とＵＬスケジューラ情報を読み出してＤＬスケジューラ制御信号抽出部７０５とＵＬスケジューラ制御信号抽出部７０６に送る。
　復調部７０７は、読み出されたＤＬスケジューラ情報に基づいて、受信信号に中継局向けの復調を行い、ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７０８に送る。
　ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７０８は、基地局ＢＳから中継局ＲＳへの転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部７０９に送る。
　復号部７０９は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０に送る。復号部７０９で、ＣＲＣチェックをパスすれば、ＭＡＣ＿ＰＤＵが正しく受信できたことになる。
　ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０は、ＭＡＣヘッダ情報を参照して、ＭＡＣ＿ＰＤＵからＭＡＣ＿ＳＤＵを分離し、中継局ＲＳ向けや各ＵＥ向けの信号を区分ける処理を行う。ここで、中継局ＲＳ向けの信号があれば、上位レイヤへ転送する。
　符号化部７１１は、ＵＥごとに分離された受信信号を、ＵＥ単位で中継局とＵＥ間の伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部７１２に送る。
　ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部７１２は、ＵＥ向けを示すスクランブル化を行い、変調部７１３に送る。
　変調部７１３は、適切な変調を行って、多重部７１４に送る。
　多重部７１４は、ＤＬスケジューラ制御信号抽出部７０５の制御信号とＵＬスケジューラ制御信号抽出部７０６の制御信号とを多重して、ＲＦ送信部７１５に送る。
　ＲＦ送信部７１５は、ＲＦ帯にアップコンバートして、デュプレクサ（ＤＵＰ）７１６を介して、アンテナ７１７から送信する。
　次に、ＵＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
　アンテナ７１７で受信された信号は、デュプレクサ（ＤＵＰ）７１６を介して、ＲＦ受信部７１８に送られる。
　ＲＦ受信部７１８は、受信信号をベースバンド帯にダウンコンバートして、分離部７１９に送る。
　分離部７１９は、過去に指令されたＵＬスケジュール情報に基づき、ＵＥ毎に分離して、復調部７２０に送る。
　復調部７２０は、それぞれのＵＥに対して適切な復調を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７２１に送る。
　ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部７２１は、ＵＥから中継局への転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部７２２に送る。
　復号部７２２は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３に送る。ＣＲＣチェックをパスすると、正しくＭＡＣ＿ＰＤＵが受信できた事となる。
　ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３は、ＣＲＣチェックをパスした全てのＵＥを、一つのＭＡＣ＿ＰＤＵとするＵＥ多重を行い、符号化部７２４に送る。なお、中継局ＲＳの上位レイヤから基地局ＢＳに送るべき信号がある場合、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３は、これも多重する。多重は、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤに相当する情報をＭＡＣヘッダに含め、ＵＥを識別できるようにして行う。
　このように、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部７２３がＭＡＣ＿ＰＤＵを再構築した後、符号化部７２４は、中継局ＲＳから基地局ＢＳへの伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部７２５に送る。
　ＲＳ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部は、中継局ＲＳから基地局ＢＳへの情報であることを示すスクランブル化を行い、変調部７２６に送る。
　変調部７２６は、適切な変調を行い、ＲＦ送信部７２７に送る。
　ＲＦ送信部７２７は、送信信号をＲＦ帯へアップコンバートし、デュプレクサ７０２を介してアンテナ７０１から送信する。
　図８は、移動局ＵＥの構成例を示すブロック図である。
　ＤＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
　アンテナ８０１で受信された信号は、デュプレクサ８０２を介してＲＦ受信部８０３に送られる。
　ＲＦ受信部８０３は、受信信号をベースバンド帯にダウンコンバートして、分離部８０４に送る。
　分離部８０４は、ＤＬスケジューラ情報とＵＬスケジューラ情報を読み出し、復調部８０７に送る。また、ＤＬスケジューラ情報とＵＬスケジューラ情報はそれぞれＤＬスケジューラ制御信号抽出部８０５とＵＬスケジューラ制御信号抽出部８０６に送られる。
　復調部８０７は、読みだしたＤＬスケジューラ情報を基にして、自機向けの復調を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部８０８に送る。
　ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤデスクランブル部８０８は、中継局ＲＳからＵＥへの転送を確認するデスクランブル化を行い、復号部８０９に送る。
　復号部８０９は、誤り訂正復号化を行い、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部８１０に送る。ＣＲＣチェックをパスするとＭＡＣ＿ＰＤＵが正しく受信できたことを意味する。
　ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部８１０は、ＭＡＣヘッダ情報を用いて、ＭＡＣ＿ＰＤＵからＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し、上位レイヤへ転送する。
　ＵＬ側の信号伝送時の動作を説明する。
　上位レイヤより発生した情報パケットは、秘匿やＩＰヘッダ圧縮などの処理を行ってＭＡＣ＿ＳＤＵ化される。
　ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部８１１は、ＵＬスケジューラで指令された送信できる情報量の分だけＭＡＣ＿ＳＤＵを束ねてＭＡＣ＿ＰＤＵを生成して、符号化部８１２に送る。
　符号化部８１２は、移動局ＵＥから中継局ＲＳへの伝搬路に応じた誤り訂正符号化を行い、ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部８１３に送る。
　ＵＥ＿ＰＨＹ＿ＩＤスクランブル部８１３は、ＵＥから中継局向けを示すスクランブル化を行い、変調部８１４に送る。
　変調部８１４は、適切な変調を行い、ＲＦ送信部８１５に送る。
　ＲＦ送信部８１５は、ＲＦへアップコンバートして、デュプレクサ（ＤＵＰ）８０２を介してアンテナから送信する。
　以上、基地局ＢＳ、中継局ＲＳ、移動局ＵＥにおける信号伝送時の動作を説明した。ここで、中継局ＲＳにおけるダウンリンク側のＵＥ分離とアップリンク側のＵＥ多重について、さらに詳しく説明する。
［ＵＥ分離］
　図９は、図７に示した中継局ＲＳのＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０の構成例を示すブロック図である。
　ＣＲＣチェックをパスしたＭＡＣ＿ＰＤＵは、ＭＡＣヘッダ解析部９０１に入力される。
　ＭＡＣヘッダ解析部９０１は、入力されたＭＡＣ＿ＰＤＵのＭＡＣヘッダを解析し、ＵＥ＿ＩＤ抽出部９０２に送る。
　ＵＥ＿ＩＤ抽出部９０２は、ＵＥごとに、ＭＡＣヘッダに含まれるＵＥ＿ＩＤと、そのＵＥ＿ＩＤに対応するＭＡＣ＿ＰＤＵとを抜き出す。ＵＥ＿ＩＤは、ＵＥごとにＩＤ変換部９０３に送られる。また、ＭＡＣ＿ＰＤＵは、ＵＥごとに符号化部７１１（図７）に送られる。
　ＩＤ変換部９０３は、変換テーブル９０４を参照して、ＵＥ＿ＩＤをスクランブルとして用いるＰＨＹ＿ＩＤに変換する。そして、このＰＨＹ＿ＩＤは、ＵＥごとに符号化部７１１（図７）に送られる。
　このように、ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部７１０は、図２ないし５を参照して説明したＵＥ多重とは逆のＵＥ分離を行うことができる。
［ＵＥ多重］
　図１０は、図７に示した中継局ＲＳのＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部７２３の構成例を示すブロック図である。
　ＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部７２３には、ＣＲＣチェックをパスしたユーザ毎のＭＡＣ＿ＰＤＵと、それに対応するＰＨＹ＿ＩＤが入力される。
　ＰＨＹ＿ＩＤは、ＩＤ変換部１００１により、変換テーブル１００２を用いて、ＭＡＣレイヤにて認証できるＵＥ＿ＩＤに変換される。変換されたＵＥ＿ＩＤとＭＡＣ＿ＰＤＵは、ユーザ毎にＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部１００３へ入力される。
　ＰＤＵ生成部１００３は、図５を参照して説明した、ＵＥ＿ＩＤをＭＡＣヘッダに含めるフォーマットを利用して、対応するＵＥ全てを一つのＭＡＣ＿ＰＤＵに多重し、符号化部７２４に送る。
　このように、ＭＡＣ＿ＳＤＵ多重部７２３は、図２ないし５を参照して説明したＵＥ多重を行うことができる。
［中継局認識］
　次に、中継局ＲＳの認識について説明する。
　上記の実施形態による中継局ＲＳは、基地局ＢＳから見ると特別な移動局ＵＥであると認識される。
　そこで、中継局ＲＳを新たに設置して立ち上げる時、または中継局ＲＳが省エネモード（RRC idle）からアクティブ(RRC connected)に立ち上がる時に、基地局ＢＳが中継局ＲＳを認識して通信を始めるまでの準備が必要である。
　中継局ＲＳは、立ち上がる時、基地局ＢＳに対して普通の移動局ＵＥと同様にＲＡＣＨ処理でＲＲＣ接続要求を行い、次いで中継局の通信設定を行う。
　図１１は、中継局ＲＳの立ち上がり時における、基地局ＢＳと中継局ＲＳとの間の登録処理を示すシーケンス図である。
　中継局ＲＳは、基地局Ｂｓに対して自律的にＲＡＣＨプリアンブル（RACH preamble）を送信する（ステップ１１０１）。
　基地局ＢＳは、ＲＡＣＨプリアンブル（RACH preamble）を感知すると、トラヒックに余裕があればそれに応じたＲＡＣＨレスポンス（RACH Response）を返す（ステップ１１０２）。
　中継局ＲＳは、ＲＡＣＨプリアンブルを送信すると、それに対するＲＡＣＨレスポンスを待つ。そして、予め決められた時間内にＲＡＣＨレスポンスを受信すると、送信が許可されたと認識して移動局ＵＥのネットワークＩＤ相当を乗せてＲＲＣセットアップリクエスト（RRC setup Request）を送信する（ステップ１１０３）。
　基地局ＢＳは、ＲＲＣセットアップリクエストを受信すると、移動局ＵＥのネットワークＩＤ相当を含めたコンテンション・チェック（Contention Check）を返す（ステップ１１０４）。このコンテンション・チェックは、単一の移動局ＵＥのＩＤを通知しているために、ＲＡＣＨプロシージャ（RACH procedure）中に他の移動局ＵＥと混線していても唯一のＵＥを選択できる。そのため、Contention Check（競合確認）と呼ばれる。
　ここまではＲＡＣＨプロシージャ（RACH procedure）である。
　中継局ＲＳは、ＲＡＣＨプロシージャ（RACH procedure）内のＲＲＣセットアップリクエスト（RRC setup Request）に対するＲＲＣセットアップリクエストコンプリート（RRC setup Request Complete）を基地局ＢＳに送信する（ステップ１１０５）。
　中継局ＲＳは、その後、自局が中継局である事を示唆するリレー（Relay）指定通知を送信する（ステップ１１０６）。
　基地局ＢＳは、この通知を受け取ると、通信相手が中継局ＲＳであると認識したことを示すリレー（Relay）指定応答を返す（ステップ１１０７）。
　また、基地局ＢＳは、中継局ＲＳが必要とする設定情報（基地局と中継局間のＭＣＳ、中継局の送信電力、中継後の搬送波周波数など）をリレー（Relay）設定通知として送信する（ステップ１１０８）。
　中継局ＲＳは、この設定を受けた時点で、中継局として機能するようになる。
　図１１を参照して説明した登録処理のシーケンスを実現する、基地局ＢＳの動作を説明する。図１２は、シグナリングに関する基地局ＢＳの構成を示すブロック図である。
　アンテナ１２０１で受信された信号は、デュプレクサ１２０２を経由してＰＨＹ１２０３に送られる。
　ＰＨＹ１２０３は、受信信号からＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し、上位レイヤ受信部１２０４に送る。
　上位レイヤ受信部１２０４は、受け取ったＭＡＣ＿ＳＤＵから無線部の制御命令を抽出する。
　基地局ＢＳは、抽出された制御命令に基づき、中継局ＲＳを認識して正しく立ち上げるために次の処理回路を実装する。
　Ｒｅｌａｙ指定受信部１２０５は、上位レイヤ受信部１２０４が抽出した制御命令から、中継局ＲＳがＲＡＣＨプロセス後に通知するＲｅｌａｙ指定通知メッセージを受信する。
　Ｒｅｌａｙ初期設定部１２０６は、Ｒｅｌａｙ指定受信部１２０５が受信したＲｅｌａｙ指定通知メッセージに応じて、中継局ＲＳとの無線状態や周囲の基地局や中継局の設置状況を考慮して中継局ＲＳにおいて必要となる設定を決定する。
　Ｒｅｌａｙ応答送信部１２０７は、中継局ＲＳからのＲｅｌａｙ指定通知を受け取った旨の応答（Ｒｅｌａｙ指定応答）を中継局ＲＳに返す。次に、Ｒｅｌａｙ初期設定部１２０６が決定したＲｅｌａｙ局初期設定値（Ｒｅｌａｙ設定通知）を上位レイヤ送信部１２０８に送る。
　上位レイヤ送信部１２０８は、Ｒｅｌａｙ応答送信部１２０７からの応答とＲｅｌａｙ局初期設定値をＭＡＣ＿ＳＤＵとし、無線状態に合わせてＭＡＣ＿ＰＤＵを生成してＰＨＹ１２０９に送る。
　ＭＡＣ＿ＰＤＵは、ＰＨＹ１２０９により信号フォーマットに変換され、デュプレクサ（ＤＵＰ）１２０２を介して、アンテナ１２０１から送信される。
　次に、図１１を参照して説明した登録処理のシーケンスを実現する、中継局ＲＳの動作を説明する。図１３は、シグナリングに関する中継局の構成を示すブロック図である。
　ＲＡＣＨプロセスが終わりＲＲＣ設定完了（RRC setup Complete）通知を基地局ＢＳに通知した後、Ｒｅｌａｙ指定送信部１３０１は、自局が普通のＵＥでは無く中継局である事を示す情報を送信する。
　上位レイヤ送信部１３０２は、その情報をＭＡＣ＿ＳＤＵとし、無線状態に合わせてＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する。
　ＰＨＹ１３０３は、上位レイヤ送信部１３０２が生成したＭＡＣ＿ＰＤＵを信号フォーマットに変換し、デュプレクサ（ＤＵＰ）１３０４を介してアンテナ１３０５から送信する。
　一方、アンテナ１３０５で受信された信号は、デュプレクサ（ＤＵＰ）１３０４を介してＰＨＹ１３０６に送られる。
　ＰＨＹ１３０６は、受信信号からＭＡＣＳＤＵを抽出し、上位レイヤ受信部１３０７に送る。
　上位レイヤ受信部１３０７は、ＭＡＣ＿ＳＤＵから無線部の制御命令を抽出する。
　抽出された制御命令に基づいて基地局ＢＳに認識して貰って正しく立ち上げるために中継局は次の処理回路を実装する。
　Ｒｅｌａｙ応答受信部１３０８は、中継局ＲＳからのＲｅｌａｙ指定通知を受け取った旨の基地局ＢＳの応答（Ｒｅｌａｙ指定応答）を受信する。
　この時、中継局として固有に使用するＰＨＹレイヤＩＤが割り当てられ、通信端末としてのＰＨＹ＿ＩＤの代わりに中継局としてのＰＨＹ＿ＩＤが適用される。
　Ｒｅｌａｙ局設定受信部１３０９は、そのＲｅｌａｙ指定応答の後に続くＲｅｌａｙ局初期設定値を受信し、その設定値を自機に設定する。これにより、中継局ＲＳは、中継局としての動作を開始する。
　図１４は、ダウンリンク時の基地局ＢＳ、中継局ＲＳ、移動局ＵＥの動作を示すフロー図である。
　基地局ＢＳは、各ＵＥに対して設けられたＬ２バッファから送信データを取り出し（ステップ１４０１）、各ＵＥ向けの送信データが多重化されたＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップ１４０２）。このＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成し（ステップ１４０３）、送信信号として送信する（ステップ１４０４）。
　中継局ＲＳは、基地局ＢＳが送信した送信信号を受信し（ステップ１４０５）、復調・復号する（ステップ１４０６）。復調・復号した受信データから移動局ＵＥごとにＭＡＣ＿ＳＤＵを分離して（ステップ１４０７）、ＰＨＹを生成し（ステップ１４０８）、送信信号として送信する（ステップ１４０９）。
　各移動局ＵＥは、中継局ＲＳから送信された自局宛の送信信号を受信し（ステップ１４１０）、ＰＨＹを復調・復号する（ステップ１４１１）。復調・復号した受信データからＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し（ステップ１４１２）、受信データを自局のＬ２バッファに格納する（ステップ１４１３）。
　図１５は、アップリンク時の移動局ＵＥ、中継局ＲＳ、基地局ＢＳの動作を示すフロー図である。
　各移動局ＵＥ１～ＵＥｎは、自局のＬ２バッファから送信データを取り出し（ステップ１５０１）、ＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップ１５０２）。このＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成し（ステップ１５０３）、送信信号として送信する（ステップ１５０４）。
　中継局ＲＳは、各移動局ＵＥ１～ＵＥｎが送信した送信信号を受信し（ステップ１５０５）、ＰＨＹを復調・復号してＭＡＣ＿ＳＤＵを得る（ステップ１５０６）。そして、求めたＭＡＣ＿ＳＤＵを多重してＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する（ステップ１５０７）。生成したＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成し（ステップ１５０８）、送信信号として送信する（ステップ１５０９）。
　基地局ＢＳは、中継局ＲＳの送信信号を受信し（ステップ１５１０）、ＰＨＹを復調・復号する（ステップ１５１１）。そして、復調・復号したＰＨＹから移動局ＵＥごとのＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し、各移動局ＵＥに設けたＬ２バッファに受信データを格納する（ステップ１５１３）。
　次に、ダウンリンク時の中継局ＲＳにおける、基地局ＢＳからのＰＨＹの復調・復号（図１４のステップ１４０６）から移動局ＵＥごとのＰＨＹの生成（図１４のステップ１４０８）までを、図１６を参照して詳細に説明する。
　図１６は、ダウンリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局ＵＥの分離とＩＤの付け替えを示すフロー図である。
　中継局ＲＳは、基地局ＢＳから受信したＰＨＹを復調・復号し（ステップ１６０１）、受信データに含まれるＭＡＣヘッダを解析する（ステップ１６０２）。そして、その受信データに多重されている移動局ＵＥのＵＥ＿ＩＤ数をカウントし（ステップ１６０３）、多重された移動局ＵＥの数を認識する（ステップ１６０４）。
　次に、中継局ＲＳは、多重された移動局ＵＥごとに、ＭＡＣ＿ＰＤＵを抽出する（ステップ１６０５Ａ）。また、それと並行して、ＵＥ＿ＩＤを抽出し（ステップ１６０５Ｂ）、ＵＥ＿ＩＤをＰＨＹ＿ＩＤに変換する（ステップ１６０５Ｃ）。これらのステップ１６０１Ａ～１６０５Ｃは各移動局ＵＥについて行われる（ステップ１６０５）。
　次に、中継局ＲＳは、多重された移動局ＵＥごとに、抽出したＭＡＣ＿ＰＤＵと変換したＰＨＹ＿ＩＤに基づき、ＰＨＹを生成する（ステップ１６０６）。
　次に、アップリンク時の中継局ＲＳにおける、移動局ＵＥからのＰＨＹの復調・復号（図１５のステップ１５０６）から基地局ＢＳへのＰＨＹの生成（図１５のステップ１５０８）までを、図１７を参照して詳細に説明する。
　図１７は、アップリンク時のＭＡＣレイヤにおける移動局ＵＥの多重とＩＤの付け替えを示すフロー図である。
　中継局ＲＳは、各移動局ＵＥから受信したＰＨＹを復調・復号する（ステップ１７０１Ａ）。復調・復号した受信データからＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出し（ステップ１７０１Ｂ）、それと並行してＰＨＹ＿ＩＤの抽出（ステップ１７０１Ｃ）及びＰＨＹ＿ＩＤからＵＥ＿ＩＤへの変換（ステップ１７０１Ｄ）を行う。これらステップ１７０１Ａ～１７０１Ｄは、移動局ＵＥごとに行われる（ステップ１７０１）。
　次に、中継局ＲＳは、抽出したＭＡＣ＿ＳＤＵと変換したＵＥ＿ＩＤに基づきＭＡＣ＿ＰＤＵを生成し（ステップ１７０２）、そのＭＡＣ＿ＰＤＵからＰＨＹを生成する（ステップ１７０３）。
　図６～８を参照してそれぞれ説明した基地局ＢＳ、中継局ＲＳ、及び移動局ＵＥでは、基地局にスケジューラ機能を集約した構成となっている。スケジューラ機能の一部を中継局ＲＳに分散することもできる。以下、スケジューラの構成について説明する。
　図１８は、基地局集約型のスケジューラ１８００の構成を示すブロック図である。
　スケジューラ１８００は、まず、マスターとして、基地局（ｅＮＢ）と中継局（Ｒｅｌａｙ）間の伝搬路に応じたリソース割り当てを行うスケジューラ部１８０１を有する。
　そして、スケジューラ部１８０１が割り当てたリソースを上限として、中継局（Ｒｅｌａｙ）とそれぞれの移動局ＵＥに対して、伝搬路に応じたリソース割り当てを行うスケジューラ部１８０２を有する。
　そして、基地局と中継局のスケジューラ部１８０１からの制御信号と、中継局と移動局ＵＥのスケジューラ部１８０２からの制御信号とを多重して通知するスケジューラ制御信号部１８０３を有する。
　図１９は、図１８に示した基地局集約型のスケジューラ構成をとったときのスループットの拘束条件を説明するための図である。
　基地局から中継局と移動局ＵＥのスケジューリングを行う場合、中継局はデータをバッファする必要が無い。そこで、例えば基地局と中継局との間で１００Ｍｂｐｓで通信している場合、中継局と各移動局ＵＥ１～ＵＥ３との間での通信レートの総計を１００Ｍｂｐｓ以下である必要がある。つまり、中継局と３つの移動局ＵＥ１～ＵＥ３が通信して、それぞれの通信レートがαＭｂｐｓ、βＭｂｐｓ、γＭｂｐｓであるとすると、以下の拘束条件を満たさねばならない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　図２０は、基地局集約型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。
　この場合、中継局で再スケジューリングができないため、ＭＡＣが一部終端していない。そのため、スケジューラはそれを考慮して２層構成で多重して通知する。
　以上の基地局集約型スケジューラに対し、スケジューラ機能の一部を中継局に分散する中継局分散型スケジューラについて説明する。
　図２１は、中継局分散型スケジューラを用いた場合のプロトコル構成を示す図である。
　基地局と中継局がそれぞれスケジューリング機能を備えるため、図２１に示したように、中継局でＭＡＣが完全に終端している。完全に独立したスケジューリングを行うために、中継局にはバッファが必要となる。
　図２２は、中継局分散型スケジューラを用いた場合の中継局ＲＳの構成例を示すブロック図である。
　図２２に示した中継局ＲＳは、各移動局ＵＥ１～ＵＥｎに対してＬ２バッファ（L2 Buffer）２２０１、２２０２を有し、基地局ＢＳと中継局ＲＳとの間、及び中継局ＲＳと各移動局ＵＥ１～ＵＥｎとの間を完全に独立したスケジューリングで動作させることができる。
　そのため、基地局側では、ＤＬ/ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２２０３、２２０４を有し、基地局からのスケジューラ制御信号を用いる。
　一方、移動局側では、ＤＬ/ＵＬスケジューラ制御信号生成部２２０５、２２０６を有し、基地局側とは独立したスケジューリングで動作している。
　また、スケジューリングの独立性が確保されているために、図１９を参照して説明した、基地局集約型スケジューラのような拘束条件は該当しない。中継局ＲＳはＬ２バッファ（L2 Buffer）のバッファ量やＱｏＳを考慮してリソース割り当てが可能である。
　以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
　本発明は、無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、中継方法、及び通信方法に適用可能である。

Claims (18)

  1. 　複数の移動局からの信号をデスクランブルして、移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する抽出部と、
    　前記物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換し、前記複数の移動局のＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する多重部とを有する中継局。
  2. 　前記抽出部は、移動局の物理レイヤの識別情報を移動局ごとのスクランブル系列に基づき抽出する、請求項１に記載の中継局。
  3. 　前記多重部は、ＭＡＣレイヤの識別情報を、ＭＡＣレイヤに挿入されている物理レイヤの制御情報であるＭＡＣコントロールエレメントと移動局を識別するための識別子であるＣ－ＲＮＴＩを用いて挿入する、請求項２に記載の中継局。
  4. 　構成した前記プロトコルデータユニットを、前記複数の移動局のスクランブル系列とは異なる前記中継局のスクランブル系列でスクランブルを行うスクランブル部をさらに有する、請求項２または３に記載の中継局。
  5. 　基地局とのコネクション確立後、自局が中継局である旨を示す信号を前記基地局に送信し、前記基地局から中継局としてのスクランブル系列を取得する設定部をさらに有する、請求項１ないし４に記載の中継局。
  6. 　請求項１に記載の中継局が中継した複数の移動局からの信号を受信できる基地局であって、
    　前記信号の物理レイヤの中継局識別情報を認証するデスクランブル部と、
    　前記物理レイヤから複数の移動局からの信号を抽出する抽出部とを有する基地局。
  7. 　複数の移動局のデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局への信号のサービスデータユニットを含む基地局からの信号に含まれるＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換し、各移動局に対応するサービスデータユニットを分離する分離部を有する中継局。
  8. 　移動局の物理レイヤの識別情報に基づき移動局ごとのスクランブル系列を用いてスクランブルをかけるスクランブル部をさらに有する、請求項７に記載の中継局。
  9. 　前記信号は、ＭＡＣレイヤの識別情報がＭＡＣレイヤに挿入されている物理レイヤの制御情報であるＭＡＣコントロールエレメントと移動局を識別するための識別子であるＣ－ＲＮＴＩを用いて挿入されている、請求項８に記載の中継局。
  10. 　複数の移動局からの信号を基地局に中継する中継方法であって、
    　前記信号から移動局の物理レイヤの識別情報を抽出する段階と、
    　前記物理レイヤの識別情報をデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報に変換する段階と、
    　前記複数の移動局のＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含むプロトコルデータユニットを構成する段階とを含む中継方法。
  11. 　移動局の物理レイヤの識別情報を移動局ごとのスクランブル系列に基づき抽出する、請求項１０に記載の中継方法。
  12. 　ＭＡＣレイヤの識別情報をＭＡＣレイヤに挿入されている物理レイヤの制御情報であるＭＡＣコントロールエレメントと移動局を識別するための識別子であるＣ－ＲＮＴＩを用いて挿入する、請求項１１に記載の中継方法。
  13. 　構成した前記プロトコルデータユニットを、前記複数の移動局のスクランブル系列とは異なるスクランブル系列で前記基地局に送信する段階をさらに含む、請求項１１または１２に記載の中継方法。
  14. 　基地局とのコネクション確立後、自局が中継局である旨を示す信号を前記基地局に送信する段階と、
    　前記基地局から中継局としてのスクランブル系列を取得する段階とをさらに含む、請求項１０ないし１３に記載の中継方法。
  15. 　請求項１０に記載の中継方法で中継された複数の移動局からの信号を受信する受信方法であって、
    　前記信号の物理レイヤの中継局識別情報を認証する段階と、
    　前記物理レイヤから複数の移動局からの信号を抽出する段階とを含む受信方法。
  16. 　基地局からの信号を複数の移動局に中継する中継方法であって、
    　前記信号は、複数の移動局のデータリンクレイヤであるＭＡＣレイヤの識別情報をヘッダに含み、前記複数の移動局からの信号のサービスデータユニットを含み、
    　前記信号に含まれるＭＡＣレイヤの識別情報を物理レイヤの識別情報に変換する段階と、
    　各移動局に、対応するサービスデータユニットに前記物理レイヤの識別情報を付した信号を送信する段階とを含む中継方法。
  17. 　移動局の物理レイヤの識別情報は、移動局ごとのスクランブル系列である、請求項１６に記載の中継方法。
  18. 　前記信号は、ＭＡＣレイヤの識別情報がＭＡＣレイヤに挿入されている物理レイヤの制御情報であるＭＡＣコントロールエレメントと移動局を識別するための識別子であるＣ－ＲＮＴＩを用いて挿入されている、請求項１７に記載の中継方法。
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