WO2011155255A1 - 無線通信システム - Google Patents

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WO2011155255A1
WO2011155255A1 PCT/JP2011/058456 JP2011058456W WO2011155255A1 WO 2011155255 A1 WO2011155255 A1 WO 2011155255A1 JP 2011058456 W JP2011058456 W JP 2011058456W WO 2011155255 A1 WO2011155255 A1 WO 2011155255A1
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WO
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data
terminal
wireless
station
transmission
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/058456
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English (en)
French (fr)
Inventor
嘉孝 原
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Publication of WO2011155255A1 publication Critical patent/WO2011155255A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/026—Co-operative diversity, e.g. using fixed or mobile stations as relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/27—Control channels or signalling for resource management between access points

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system in which a plurality of communication devices transmit signals in cooperation.
  • Patent Document 1 listed below describes a technique related to a mode in which radio stations belonging to a plurality of different radio systems such as cognitive radio cooperate, specifically, a method of distributing packets to each radio system according to QoS. ing.
  • Patent Document 2 describes a method for improving the throughput of the entire communication system by distributing the load to a plurality of radio frequency channels.
  • a distribution device that mainly uses radio stations transmits different data to each of the associated radio stations. That is, the distribution apparatus divides data into a plurality of blocks and determines a block to be transmitted from each wireless station, and transmits a block to be transmitted from the wireless station to the terminal.
  • the distribution apparatus divides data into a plurality of blocks and determines a block to be transmitted from each wireless station, and transmits a block to be transmitted from the wireless station to the terminal.
  • data may not be received successfully from some transmitting stations. Therefore, it is desired to realize a configuration that can select an appropriate cooperative transmission mode according to the environment.
  • a control signal for notifying the receiving side (terminal) of the data part transmitted by each base station is required, but for efficient signal transmission Requires a method for efficiently notifying (transmitting) this control signal.
  • the rate at which data is transmitted from a plurality of radio stations is adaptively changed according to the propagation environment, and at this time, it is possible to control the data so that the data arrives almost simultaneously from each radio station. Is desired.
  • connection state of some links among a plurality of wireless stations that perform cooperative transmission may deteriorate rapidly. Therefore, it is desired to realize a configuration that can maintain communication quality even in such a case.
  • a coordinated radio station each radio station that performs coordinated transmission
  • a terminal have a plurality of antennas
  • the configuration can be expanded while maintaining the functions of the international standard 3GPP (Third Generation Partnership Project)-LTE (Long Term Evolution). Realization of is desired.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a wireless communication system that efficiently transmits data to a terminal.
  • the present invention is a wireless communication system including a plurality of wireless stations, a gateway that accommodates the plurality of wireless stations, and a terminal that communicates with the wireless stations.
  • the plurality of radio stations cooperate with the other radio station and transmit all of the data to the destination terminal.
  • the terminal has a function of executing a first process or a second process of transmitting a part of the data to the destination terminal, and the terminal includes two or more radio stations among the plurality of radio stations.
  • either of the first process and the second process is performed based on the channel state with each wireless station to which the same data is distributed. Decide whether to execute each radio station And wherein the door.
  • an appropriate data transmission procedure is selected according to the state of the wireless link between each wireless station that transmits data by performing a cooperative operation and the terminal on the data receiving side, and data transmission is efficiently performed. There is an effect that it can be performed.
  • FIG. 1 is a diagram of a configuration example and an operation outline of the wireless communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram of a configuration example and an operation outline of the wireless communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sequence diagram illustrating a cooperation control procedure according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a radio station that realizes the cooperative control according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data division method in the cooperative wireless station.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a sequence number attached to the header of data divided by the cooperation wireless station.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a signal transmission operation from the cooperative wireless station to the terminal.
  • FIG. 1 is a diagram of a configuration example and an operation outline of the wireless communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram of a configuration example and an operation outline of the wireless communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a signal transmission operation from the cooperative wireless station to the terminal.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a terminal that receives data transmitted in cooperation.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a control signal instructing a data division method.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the data dividing operation.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a control signal transmitted from the cooperative wireless station to the terminal together with the divided data.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a data combining operation in the terminal.
  • FIG. 14A is a diagram illustrating an example of a control signal transmitted from the main radio station to the sub radio station when there are three linked radio stations.
  • FIG. 14A is a diagram illustrating an example of a control signal transmitted from the main radio station to the sub radio station when there are three linked radio stations.
  • FIG. 14A is a diagram illustrating an example of a control signal transmitted from the main radio station to
  • FIG. 14B is a diagram illustrating a relationship between each divided portion and the number of bits of each divided portion when the division number N is 3.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a control signal transmitted from each cooperative wireless station to a terminal when there are three cooperative wireless stations.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a data division / transmission operation in the radio station when the number of data bits is changed for each transmission.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a data integration operation in the terminal when the number of data bits changes for each transmission.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of retransmission control in the wireless communication system according to the third embodiment.
  • FIG. 19 is a sequence diagram showing a retransmission control operation.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a retransmission operation by the radio station according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a method for defining a data portion.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of transmission control when there are three wireless stations performing cooperative transmission.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a retransmission operation when there are three linked wireless stations.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a transmission control operation in the wireless communication system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 25 is a sequence diagram illustrating an example of a data transmission procedure when three wireless stations perform cooperative transmission.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a notification method when the control information related to the data division ratio is notified for each frame.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a method for defining a data portion.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of transmission control when there are three wireless stations performing cooperative transmission.
  • FIG. 23 is
  • FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a method in which the cooperative wireless station notifies the terminal station of the data division ratio.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a correspondence table between data division ratios and index numbers.
  • FIG. 29 is a sequence diagram illustrating a control procedure when the cooperative wireless station performs cooperative transmission in the wireless communication system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a control procedure when the cooperative wireless station performs divided data transmission.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a control signal transmitted from the terminal to each cooperative wireless station when there are two cooperative wireless stations.
  • FIG. 32A is a diagram illustrating an example of a control signal transmitted from the terminal to each cooperative wireless station when there are three cooperative wireless stations.
  • FIG. 32B is a diagram illustrating a relationship between each divided portion and the number of bits of each divided portion when the division number N is 3.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating an operation example of data transmission in the wireless communication system according to the sixth embodiment.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating an example of control for selecting whether to perform cooperative control led by a cooperative wireless station or cooperative control led by a terminal.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating an example of control for selecting whether to perform cooperative control led by a cooperative wireless station or cooperative control led by a terminal.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating a relative delay measurement operation in the case where there are two linked wireless stations.
  • FIG. 37 is a sequence diagram showing a relative delay measurement operation.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining the cooperative transmission operation in the wireless communication system according to the eighth embodiment.
  • FIG. 39 is a diagram for explaining a cooperative transmission operation in the wireless communication system according to the ninth embodiment.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating an example of a table indicating a correspondence relationship between the division ratio and the maximum number of layers for each cooperative wireless station.
  • FIG. 41 is a diagram for explaining the cooperative transmission operation in the wireless communication system according to the ninth embodiment.
  • FIG. 42 is a diagram illustrating an example of a utilization form of cooperative transmission described in the first to ninth embodiments.
  • FIG. 43 is a flowchart illustrating a procedure for the cooperative wireless station to select a transmission mode.
  • FIG. 44 is a diagram showing a user plane protocol stack in the LTE scheme.
  • FIG. 45 is a diagram illustrating a protocol stack for applying the cooperative transmission control described in the first to eleventh embodiments to the 3GPP LTE scheme.
  • FIG. 46 is a diagram illustrating a configuration example of a radio station according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 47 is a diagram illustrating a configuration example of a terminal according to the twelfth embodiment.
  • a method for transmitting data to a terminal in cooperation with a plurality of wireless stations is disclosed.
  • Each embodiment may be described using the terms “base station” and “terminal”, but the disclosed data transmission method is applicable to any radio station other than “base station” and “terminal”. is there.
  • a radio station that performs data transmission in cooperation with another radio station will be referred to as a “cooperative radio station”.
  • FIG. FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams showing a configuration example and an outline of operation of the radio communication system according to the present embodiment.
  • the wireless communication system of the present embodiment includes a gateway connected to an upper network and a wireless station connected to the gateway, and the wireless station and the terminal station are connected via a wireless transmission path (wireless link). To communicate.
  • the gateway and each wireless station are connected by a wired transmission path.
  • each cooperative wireless station when data is transmitted from the upper network side to a terminal under the wireless station, each cooperative wireless station (in the case of the system configuration shown in FIGS. 1 and 2, the wireless stations 1 and 2 are used).
  • the same data is distributed to.
  • a configuration in which the conventional system divides data in a server (distribution device) on the network and distributes different data portions to each wireless station has been adopted.
  • the same data is distributed to the cooperative radio station.
  • the same data is similarly distributed to the cooperative wireless stations.
  • a gateway on the network copies the data and transmits it to a plurality of subordinate radio stations 1 and 2. Further, as shown in FIG. 2, the data received by the wireless station 1 that has received data from the gateway may be redistributed (duplicated and transmitted) to the wireless station 2.
  • the gateway determines that the same data distribution to a plurality of radio stations (cooperative radio stations) is necessary, the gateway receives one of the cooperating radio stations from the upper network.
  • the cooperative wireless station that transfers the received data and instructs redistribution to the cooperative wireless station, and receives the data from the gateway transmits the duplicate data of the received data to the other cooperative wireless stations.
  • any method for distributing the same data to a plurality of wireless stations may be used.
  • FIGS. 1 and 2 only the wireless stations 1 and 2 that perform cooperative transmission to the illustrated terminal are illustrated, but in reality, other wireless stations that do not perform cooperative transmission are also accommodated in the gateway. Has been.
  • a wireless station to which the same copied data is distributed is a wireless station that can perform wireless communication with a destination terminal of the distributed data.
  • the gateway replicates data (when the operation shown in FIG. 1 is performed)
  • the gateway determines a wireless station (cooperating wireless station) to cooperate before starting replication.
  • a wireless station redistributes received data to another wireless station (when the operation shown in FIG. 2 is performed)
  • the wireless station that has received the data addressed to the terminal from the gateway performs cooperative transmission before starting redistribution.
  • the wireless station to be performed (data redistribution destination) is determined, or the gateway determines the wireless station that performs cooperative transmission.
  • the gateway determines a wireless station that cooperatively transmits data addressed to a certain terminal, notifies the determination result to one of the determined wireless stations, transmits the data, and receives the data.
  • the wireless station distributes data to the wireless station indicated by the notification content from the gateway.
  • the gateway transfers the received data from the upper network to any one of the subordinate radio stations without determining whether or not to perform cooperative transmission using a plurality of radio stations.
  • the wireless station that has received data from the gateway may determine whether to transmit data in cooperation with other wireless stations.
  • a method for determining a wireless station that performs cooperative transmission in a gateway or a wireless station is not particularly defined.
  • Each cooperative wireless station (wireless stations 1 and 2) that received the same data distribution selects an appropriate data portion from the received data and transmits it to the terminal.
  • high wireless transmission efficiency can be realized by each cooperative wireless station selecting an appropriate data portion and transmitting a signal to the terminal.
  • the amount of transmission data on the wired network is larger than that of a system to which a conventional configuration is applied, but the allowable transmission rate of the wired network is sufficiently larger than that of a wireless link and much on a wired network. Even if the data is transmitted, it is not usually a large cost.
  • the radio stations 1 and 2 hold all data, transmission control can be performed in which an appropriate data portion is selected according to the environment and transmitted with low delay. There are many other advantages when the control operation as shown in FIGS. 1 and 2 is applied. Details thereof will be described later.
  • the wireless stations 1 and 2 (cooperating wireless stations) that have received the same data distribution select an appropriate data portion from them and transmit it to the subordinate terminals. It is characterized by.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing the cooperation control procedure of the present embodiment, and shows an example in which the wireless stations 1 and 2 cooperate with each other and transmit data received by the gateway from the upper network to the terminal.
  • This sequence corresponds to the operation outline shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a radio station that realizes the cooperative control of the present embodiment. The configuration shown in FIG. 4 can be applied to both the radio stations 1 and 2 (main radio station and sub radio station).
  • the radio station includes a data receiving unit 41 that receives data from the gateway, a buffer 42 that holds data received by the data receiving unit 41, and a buffer 42 that holds the data.
  • a transmission mode selection unit 43 that selects a transmission mode of data being transmitted (how data is transmitted in cooperation with other radio stations), and buffers transmission data according to the selection result in the transmission mode selection unit 43 42, a data selection unit 44 to be taken out, a control information reception unit 45 for receiving control information transmitted from a terminal or another wireless station, a control information determination unit 46 for determining control information to be transmitted to the terminal, and a data selection unit And a data / control information transmitting unit 47 that transmits the data received from the control information determining unit 46 and the control information received from the control information determining unit 46 to the terminal.
  • the data receiving unit 41 redistributes the received data to another wireless station (another wireless station that performs cooperative transmission).
  • the wireless stations 1 and 2 receive the same data distribution from the gateway (step S31).
  • Data transmitted from the gateway is received by the data receiver 41 of each cooperative wireless station (wireless stations 1 and 2) and stored in the buffer 42.
  • the radio stations 1 and 2 receive, as control information, a report regarding the current channel state, channel quality, moving speed, and the like from the terminal (step S32).
  • This control information is received by the control information receiving unit 45 of each cooperative wireless station.
  • the channel state and channel quality are the channel state and channel quality for the downlink channel (downlink channel) that is the direction from the radio station to the terminal.
  • Steps S33 and S34 are executed, and any one of the cooperative wireless stations has a plurality of cooperative transmission modes in which a mode (cooperative transmission mode) for transmitting data from each cooperative wireless station is determined in advance.
  • FIG. 3 shows a case where the wireless station 1 selects the cooperative transmission mode.
  • the cooperative wireless station that does not select the cooperative transmission mode (becomes wireless station 2 in FIG. 3) uses the control information received from the terminal in step S32 as the cooperative wireless station that selects the cooperative transmission mode ( Wireless station 1) (step S33), and wireless station 1 uses cooperative transmission mode based on control information received directly from the terminal and control information received from the terminal via another cooperative wireless station (wireless station 2). Is selected (step S34).
  • the control information transmitted from the wireless station 2 is received by the control information receiving unit 45 of the wireless station 1, and in the wireless station 1, the transmission mode is selected by the transmission mode selection unit 43.
  • the cooperative wireless station that selects the cooperative transmission mode is referred to as “main wireless station” or “main cooperative wireless station”, and the other cooperative wireless stations are referred to as “sub wireless station” or “sub cooperative wireless station”.
  • the radio station 1 as the main radio station next notifies the sub radio station (radio station 2) of the selected transmission mode and related information (transmission timing, data division method, etc.) (steps). S35).
  • the transmission mode determination unit 43 of the wireless station 1 transmits information on the selection result (transmission mode) and related information to the wireless station 2, and the wireless station 2 transmits these information to the control information reception unit 45.
  • each cooperative wireless station (wireless stations 1 and 2) transmits necessary control information and data to the terminal according to the transmission mode selected by the main cooperative wireless station (steps S36 to S39). Control information to be transmitted to the terminal is generated by the control information determination unit 46 of each cooperative radio station, and data is generated by the data selection unit 44.
  • the generated control information and data are transmitted from the data / control information transmission unit 47 to the terminal.
  • the control information transmitted from each cooperative radio station to the terminal is related information (transmission timing, data division method, etc.) of the transmission mode selected by the main radio station. Receives data transmitted from the associated wireless station.
  • a mode of selecting from the following two transmission modes is particularly effective.
  • Transmission mode A Division data transmission mode
  • Each cooperative wireless station divides data and transmits different data portions.
  • Transmission mode B Same data transmission mode
  • the same data is transmitted from each cooperative radio station.
  • Transmission mode A is particularly effective when the terminal is stationary and the channel state does not change. This is because the channel quality notified by the terminal does not change much with time, and the terminal can stably receive the divided data. In this case, high wireless transmission efficiency can be realized by transmitting different data from each cooperative wireless station.
  • transmission mode B is particularly effective when the terminal is moving at high speed.
  • the channel environment of the terminal is easy to change and data may not be received, a diversity effect can be obtained by transmitting the same data from each cooperative radio station (two radio stations in this embodiment). Can do.
  • the timing at which each cooperative radio station transmits data may be the same or different.
  • each cooperative wireless station may transmit data at the same frequency or at different frequencies.
  • the terminal has a plurality of antennas, even if the radio stations 1 and 2 transmit data at the same frequency, data from each cooperative radio station can be received simultaneously. Further, when the radio stations 1 and 2 transmit data at different frequencies, the data can be individually received using a frequency filtering technique that has been widely known. As described above, the configuration in which the wireless stations 1 and 2 cooperate to select the transmission mode according to the environment enables efficient data transmission.
  • the wireless station 1 when the above transmission mode A (divided data transmission mode) is used, the wireless station 1 notifies the wireless station 2 of a sequence number assignment method for the divided data.
  • a sequence number assignment method for the divided data There are mainly the following two methods for assigning sequence numbers to data.
  • Linkage sequence number assignment A series of sequence numbers is divided by a plurality of radio stations, and a set of sequences divided by each radio station is added to a data packet and transmitted.
  • Independent sequence number assignment A sequence number is independently assigned to a data packet at each wireless station and transmitted.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data dividing method in each cooperative wireless station, and illustrates a data dividing method in each cooperative wireless station (wireless stations 1 and 2) when using transmission mode A and cooperative sequence number assignment. ing.
  • all data is divided into 8 blocks, and sequence numbers 1 to 8 are assigned to the respective blocks.
  • a data portion that each wireless station is responsible for transmission is extracted from the data, and transmitted from each wireless station.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a sequence number assigned to the header of data divided by each cooperative wireless station. As shown in the figure, a sequence number can be assigned to each data portion by writing the sequence number in the header portion of the divided data.
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams illustrating an example of a signal transmission operation from the cooperation wireless station to the terminal, and show specific examples of control information and data transmitted from the wireless station to the terminal.
  • FIG. 7 shows the operation when the transmission mode A is used
  • FIG. 8 shows the operation when the transmission mode B is used.
  • the radio station A main radio station
  • the radio station A uses, as control information, information identifying radio resources used for data transmission and the transmission mode (transmission mode A or B), and Information on the sequence number assignment method is transmitted to the terminal.
  • the terminal that has received the control information identifies the transmission mode (transmission mode A or B) and the sequence number assignment method, and receives data at the specified radio resource position.
  • Many methods for specifying a radio resource by a control signal have been conventionally known, and any method may be used.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a terminal that receives data transmitted in cooperation.
  • This terminal includes a signal receiving unit 91 that receives a signal via an antenna, a channel state measuring unit 92 that measures a downlink channel state and quality, and control information that indicates a channel state measurement result and a data reception result.
  • Control information determination / transmission unit 93 that performs generation (control information parameter determination) and transmission, data reception units 94 and 95 that extract transmission data for each opposing radio station from the signal received by the signal reception unit 91,
  • the control information is extracted from the signal received by the signal receiving unit 91, the control information receiving unit 96 for decoding the content, and the data extracted by the data receiving units 94 and 95 are combined and transmitted from the opposite radio station side.
  • a data combining unit 97 for reproducing the original data.
  • the signal receiving unit 91 receives signals from the radio stations 1 and 2, and the control information receiving unit 96 decodes the control signal included in the received signal so that the transmission mode (A or A B) is identified.
  • the data receiving units 94 and 95 individually extract data from the radio stations 1 and 2.
  • the data combining unit 97 confirms the sequence numbers of the signals transmitted from the radio stations 1 and 2 and integrates the data by arranging the sequence numbers of the signals.
  • the data combining unit 97 receives data individually received from the radio stations 1 and 2 according to a combining method such as maximum ratio combining, thereby improving the signal reception quality.
  • the same data addressed to the terminal is distributed to the cooperative wireless stations (wireless stations 1 and 2) that transmit the data addressed to the terminal in a coordinated manner.
  • each cooperative radio station that has received the same data distribution transmits the divided data from each cooperative radio station (shares and transmits different data portions) and the same data from each cooperative radio station.
  • An appropriate transmission mode is selected from the transmission mode B for transmitting (all data) and data is transmitted to the terminal.
  • the transmission mode used at the time of data transmission is notified to the terminal as control information.
  • the terminal can integrate the data from each cooperation radio station by simple rearrangement based on the sequence number.
  • the terminal can combine data by rearranging only the sequence numbers without being aware of the transmitting radio station, and a particularly simple order. Sorting can be performed.
  • Embodiment 2 FIG. In the present embodiment, a case will be described in which the independent sequence number assignment method is applied to data in the coordinated transmission control described in the first embodiment.
  • This control signal includes, as control information, a division start position indicating a data position at which data division is started, a division cycle T (bit), a division ratio R, a radio station ID in charge of the first half, and a radio station ID in charge of the second half. It is.
  • the division start position can be shared between wireless stations by specifying a data number such as an IP packet number or its bit position. It is assumed that the sequence number assignment method has been notified in advance and each wireless station has grasped the contents (use of independent sequence number assignment).
  • the wireless station 2 grasps the data division method based on the division period T and the division ratio R. Further, by decoding the wireless station ID in charge of the first half and the wireless station ID in charge of the second half, the data portion (data block) in charge of transmission by itself (wireless station 2) is recognized. Upon recognizing the control contents, the radio station 2 divides the entire data series in a T-bit cycle as shown in FIG. 11, and further divides each block of the T bits into a ratio of R: 1-R. The wireless station 2 adds a header to which a sequence number is independently assigned for each wireless station and transmits the data portion that is responsible for transmission among the divided data portions. The wireless station 1 also divides the data in the same procedure, and transmits the data part that is responsible for transmission with a header assigned a sequence number.
  • FIG. 12 is a diagram showing a control signal transmitted from the cooperative wireless station to the terminal together with the divided data (data block after being divided according to the control information).
  • this control signal includes information (sequence allocation method) indicating a sequence number allocation method (cooperation or independent), a division period T (bit), a division ratio R, and a cooperative radio of the transmission source of this control signal.
  • Information on the data portion (first half or second half) that the station is responsible for transmission is included.
  • the terminal recognizes the sequence number assignment method and the data division method.
  • FIG. 13 is a diagram showing data combining operation in the terminal.
  • the terminal first combines the data portion received from the wireless station 1 according to the sequence number, and similarly combines the data portion received from the wireless station 2. Since the terminal confirms the information contained in the control signal transmitted together with the data and grasps the division period T and the division ratio R of the received data, the terminal then divides the combined data into a certain number of bits. Thus, the data portions from the associated wireless stations (wireless stations 1 and 2) are alternately arranged.
  • the data obtained by combining the data portions received from the radio station 1 is divided into TR bits (T ⁇ R bits).
  • the data obtained by combining the data portions received from the radio station 2 is divided every T (1-R) bits.
  • FIG. 14A is a diagram illustrating an example of a control signal (a control signal transmitted from the main radio station to the sub radio station) used when there are three linked radio stations.
  • the radio station 1 determines the transmission mode, and when the transmission mode A is selected, the control illustrated in FIG. 14A for the radio stations 2 and 3 as the sub radio stations. Send a signal.
  • This control signal includes the division start position, the number of data divisions N, the number of bits of the first divided portion (divided portion 1), the number of bits of the second divided portion (divided portion 2), and the third divided portion ( The number of bits of the division part 3) and the radio station ID in charge of each division part are included as control information.
  • FIG. 14B shows, as an example, the relationship between each divided portion and the number of bits of each divided portion when the division number N is 3.
  • Each sub-radio station (radio stations 2 and 3) and the main radio station (radio station 1) that have received this control signal grasps the divisions that are responsible for transmission by checking each control information contained therein. Then, each of the divided data portions is transmitted to the terminal.
  • This control signal includes information on the sequence allocation method, the number of divisions N, the number of bits B 1 to B N of each divided portion, and the data portion (divided portion) that the cooperative radio station that is the transmission source of this control signal is responsible for transmission. Contains.
  • the terminal receives this control signal and confirms each control information contained therein, thereby recognizing the sequence number assignment method and the data division method. Based on this control signal, the terminal receives and rearranges the data portion transmitted from each cooperative wireless station, thereby integrating the data transmitted cooperatively.
  • the present invention can also be applied to a case where three or more wireless stations cooperate to transmit data in a divided manner.
  • each wireless station periodically transmits the same number of bits of data, but the number of bits of data transmitted over the wireless link may be different for each transmission.
  • the radio station adaptively changes the modulation / coding rate according to the channel state with the terminal, the number of bits of data for each transmission may change depending on the modulation scheme used. .
  • the number of data bits for each transmission may change over time, or may change for each transmission at a different frequency.
  • the number of bits may change in transmission to different spatial regions.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a data division / transmission operation in the radio station when the number of data bits is changed for each transmission.
  • the radio stations 1 and 2 divide the data at a T bit period, and further divide the T bit data at a ratio of R: 1-R.
  • each wireless station once combines the data parts that it is responsible for transmission (corresponding to the data blocks 1601 and 1602 shown in the figure), and adaptively determines the modulation / coding rate according to the channel state, Determine the bit size.
  • the wireless block divides the combined block (data blocks 1601 and 1602) with the determined bit size, and further, a header 1603 for each divided block (divided data). ⁇ 1607 are added, and the sequence number is written in the header and transmitted to the terminal.
  • FIG. 17 is a diagram showing the data integration operation in the terminal when the number of data bits changes for each transmission.
  • the procedure for combining the data divided in the procedure shown in FIG. 16 and returning it to the original data is shown. Show.
  • the terminal arranges the data received from the radio station 1 in order of the sequence numbers and combines them to obtain a data block 1701. Further, the data block 1701 is divided for each TR bit. Similarly, the data received from the radio station 2 are arranged and combined in the order of their sequence numbers to form a data block 1702, and further divided every T (1-R) bits. Finally, the data is integrated by alternately arranging the divided data (TR bit data block and T (1-R) bit data block) from the radio stations 1 and 2.
  • each cooperative wireless station when cooperative wireless stations (wireless stations 1 and 2) transmit data in a divided manner, each cooperative wireless station assigns a sequence number independently, and the sequence number is included in the header.
  • the written divided data and an appropriate control signal are transmitted to the data destination terminal.
  • the terminal rearranges and combines the received divided data according to the sequence numbers added to the headers, and further rearranges the divided data into blocks each having a predetermined bit according to the received control information.
  • the original transmission data can be restored by integrating the divided transmission data.
  • Embodiment 3 FIG. In this embodiment, a retransmission control method applicable to the radio communication system described in Embodiments 1 and 2 will be described.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of retransmission control in the wireless communication system according to the present embodiment.
  • FIG. 18 illustrates retransmission control when the wireless stations 1 and 2 operate as cooperative wireless stations and transmit the data portion # 1 and the data portion # 2 in the divided data transmission mode (transmission mode A).
  • FIG. 19 is a sequence diagram showing the retransmission control operation of FIG.
  • data portions # 1 and # 2 shown in FIGS. 18 and 19 are the same as those described in the first and second embodiments (TR bit data portion, T (1-R) bit data portion). Yes, part of the divided data.
  • the terminal may not be able to correctly receive the data parts # 1 and # 2. Therefore, for example, when the data portion # 2 cannot be received correctly, in the wireless communication system of the present embodiment, the terminal transmits to the wireless station 1 (main wireless station) the data portion # 2 that has not been correctly received. Request. In this case, the terminal transmits a “transmission request for another divided portion” to the wireless station 1 in order to request transmission of a portion different from the already transmitted data portion.
  • the wireless station 1 When the wireless station 1 receives the “transmission request for another divided portion”, the wireless station 1 transmits a data portion (data portion # 2) other than the already transmitted data portion to the terminal. At this time, a control signal indicating transmission of the data portion corresponding to the “transmission request for other divided portion” is also transmitted. The terminal that has received the control signal and the data recognizes from the received control signal that the data portion # 2 corresponding to the “request signal of other divided portion” transmitted before is transmitted from the radio station 1, All data is received by integrating with the already received data part # 1.
  • the terminal when the terminal successfully integrates the data portions # 1 and # 2, the terminal sends a signal indicating that all data has been successfully received (ACK for all data reception) to the wireless station 1 and Transmit to the radio station 2.
  • the wireless station 1 and the wireless station 2 that have received this ACK delete the corresponding data portion stored in the buffer (the data portion whose normal reception has been confirmed by the reception of the ACK).
  • the amount of data stored in the buffer in each cooperative radio station can be reduced, and the buffer size in the radio station can be reduced. Can be miniaturized.
  • FIG. 19 shows a case in which “transmission request of other divided parts” and “ACK indicating successful reception of all data” are used at the same time, but “ACK indicating successful reception of all data”. Can also be applied to cases where the “transmission request for other divided parts” is not transmitted. For example, even when the data portions are correctly received from the wireless stations 1 and 2, the terminal notifies the wireless stations 1 and 2 as “control signal” of “ACK indicating successful reception of all data”. As a result, the wireless stations 1 and 2 can delete the corresponding data portion stored in the buffer.
  • each cooperative radio station may be notified as a control signal how far the terminal has received the data.
  • the terminal notifies each cooperative radio station of the last sequence number at which all data has been received, and each cooperative radio station deletes the data portion corresponding to the sequence number smaller than the notified sequence number from the buffer. .
  • this embodiment also includes notifying each cooperative radio station of the final sequence number at which the terminal has received all the data.
  • each cooperative wireless station instead of notifying each cooperative wireless station from the terminal as “ACK indicating that all data has been successfully received” as a control signal, each cooperative wireless station counts the elapsed time with a timer from the data transmission time, It is also possible to delete the accumulated data after a predetermined time from the buffer. In this way, the present embodiment also includes deleting accumulated data including an untransmitted data portion (a portion that is not in charge of transmission) based on the elapsed time.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a retransmission operation by the radio station according to the present embodiment, in which a data part (data part # 1) transmitted first by radio station 1 and "transmission request for other divided parts" are received.
  • the relationship of the data part (data part # 2) transmitted corresponding to is shown.
  • the data portion # 1 is the first half of the T-bit data after being divided
  • the data portion # 2 becomes the remaining second half of the data.
  • information on the target data range T1 (bit) is shared between each cooperative radio station and the terminal. This information can be updated by transmitting and receiving control signals between the cooperative radio station and the terminal.
  • the data range T1 may be shared as a fixed number of bits.
  • the data range T1 (bit) may be matched with the frame time.
  • the “transmission request for other divided portion” is another data portion corresponding to the data portion transmitted in the frame.
  • the wireless station 1 When the wireless station 1 transmits a data portion corresponding to the “transmission request for other divided portion” (data portion # 2 in the example of FIG. 20), the amount of data (number of bits) that the wireless station 1 can transmit at one time ) And the amount of data (number of bits) transmitted by the wireless station 2 at one time may be different.
  • the radio station 1 may change the data format so as to match the data amount of one time of the radio station 1 by subdividing or combining the “other data portions” to be transmitted.
  • the wireless station 1 notifies the terminal of the data format or data format used as control information.
  • the terminal receives a signal according to the received control information.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a method for defining a data part.
  • FIG. 21 shows an example in which the data part # 1 and the data part # 2 are defined in units of frames.
  • the wireless station 1 Data portion # 2 is transmitted.
  • the wireless station 1 receives the ACK indicating that the reception of all the data is successful after transmitting the data portion # 1 of the frame u, the wireless station 1 transmits the frame u + 1. Start.
  • the series of retransmission controls described above can be realized by the terminal having the configuration shown in FIG. 9 and the radio station having the configuration shown in FIG.
  • the data receiving units 94 and 95 determine whether the reception is successful or unsuccessful. Equivalent to “partial transmission request”).
  • the control information receiving unit 45 receives the request signal, the wireless station recognizes that it is a “transmission request signal of another data portion” in the transmission mode selection unit 43 and stores it in the buffer 42 in the data selection unit 41. Extract necessary data from existing data.
  • the control information determination unit 46 generates a control signal indicating that the data part corresponding to the “transmission request signal of other data part” is transmitted, and the generated data and the control signal are transmitted to the data / control information transmitting unit 47. Send to the terminal via.
  • the terminal can receive all data from the radio station 1 even when the connection state with the radio station 2 is poor by the retransmission control described in the present embodiment. If the retransmission control according to the present embodiment is not applied, if the state of any one of the radio links between the cooperative radio station and the terminal is deteriorated, the terminal cannot receive all data, and the communication quality is greatly deteriorated. . It is extremely important in operation to always guarantee communication quality, and services that cannot guarantee communication quality have a big problem in practical use. On the other hand, when this control is used, even when the channel state changes suddenly and the connection with the radio station 2 becomes poor, the radio station 1 transmits the data that the radio station 2 originally should transmit, thereby Can support. Thus, the use of retransmission control according to the present embodiment can solve the problem of communication quality degradation in cooperative transmission.
  • the configuration in which the same data is distributed to the cooperative wireless station has been described.
  • the cooperative wireless station stores the same data in the buffer, and receives the “transmission request for other divided parts”.
  • the requested data portion can be transmitted with extremely low delay.
  • the configuration in which the same data is distributed to the cooperative wireless station can cope with transmission of other data portions with low delay.
  • the retransmission control described in this embodiment may be used in combination with a conventional method (a method in which a terminal requests retransmission to a radio station that has transmitted data that has failed to be received).
  • the terminal makes a retransmission request to the wireless station 2 (the transmission source wireless station of the data that failed to be received), and further transmits a “transmission request for another divided portion” to the wireless station 1.
  • the wireless stations 1 and 2 both transmit the data portion corresponding to the requested content (in the case of the example shown in FIG. 18, the data portion # 2), so that the terminal can more reliably determine the data portion requested for retransmission. Can be received.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of transmission control when there are three wireless stations performing cooperative transmission.
  • the wireless station that has received the transmission request for the data portion #n transmits the data portion #n specified by the request signal to the terminal.
  • a control signal indicating that the signal of data portion #n has been transmitted to the terminal is also transmitted.
  • the terminal recognizes from the control signal that data portion #n has been transmitted and receives the data. By such control, the terminal can receive all data even when there are three or more wireless stations performing cooperative transmission.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a retransmission operation when there are three cooperative wireless stations, and shows an operation when the wireless station 1 is in charge of transmission of the data portion # 1.
  • the upper part shows the data (data part # 1) transmitted first by the wireless station 1, and the lower part shows the data part (data part # 2) transmitted by the wireless station 1 when a transmission request for the data part # 2 is received from the terminal. Is shown.
  • the terminal makes a transmission request to the wireless station 1, but may make a similar transmission request to another cooperative wireless station.
  • the main radio station and the sub radio station are determined among the linked radio stations, and the main radio station is responsible for the communication quality of data transmission at the terminal.
  • the terminal preferentially transmits a “transmission request signal for another data portion” to the main radio station.
  • a radio station responsible for guaranteeing communication quality with the terminal is provided in the linked radio station.
  • the terminal preferentially transmits a “transmission request for another divided portion” to a specific radio station.
  • the terminal when a part of the data transmitted in cooperation is not received, the terminal transmits the data that could not be received so as to transmit the data that could not be received.
  • the request was made to another cooperative radio station different from the original radio station. Thereby, the problem of communication quality degradation in cooperative transmission can be solved.
  • Embodiment 4 In the present embodiment, in the retransmission control described in the third embodiment, a more preferable mode when a terminal makes a retransmission request to a cooperative radio station is disclosed.
  • the wireless station 1 transmits another data portion in response to the “transmission request for other divided portion” received from the terminal.
  • various methods for transmitting the other data portion. is there. These will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of the transmission control operation in the wireless communication system of the present embodiment.
  • the wireless stations 1 to 3 perform the data portion # in one frame.
  • An example is shown in which the wireless station 1 retransmits the data portion # 2 in response to a request from the terminal after transmitting 1 to # 3.
  • reference numerals 241 to 249 denote sequence numbers added to the divided data transmitted from each cooperative wireless station to the terminal.
  • the wireless station 1 transmits the data portion # 1 (divided data 241, 244, 247), and the wireless station 2 transmits the data portion # 2 (divided data 242, 245, 248).
  • the wireless station 3 transmits data portion # 3 (divided data 243, 246, 249).
  • Each radio station transmits each piece of divided data that it is responsible for transmission in ascending order of sequence number. For example, the wireless station 1 transmits in the order of the divided data 241 ⁇ the divided data 244 ⁇ the divided data 247. Thereafter, it is assumed that the wireless station 1 is requested to transmit the data portion # 2 from the terminal.
  • the wireless station 1 that has received the transmission request for the data portion # 2 transmits the requested data portion # 2 in the same order as that transmitted from the wireless station 2 before that (in order from the smallest sequence number).
  • the data may be transmitted in the reverse order (the divided data 248, the divided data 245, and the divided data 242 may be transmitted in this order).
  • the wireless station 2 should transmit the data portion # 2, but if the transmission rate between the wireless station 2 and the terminal is slower than expected, the time required until all the data portion # 2 arrives at the terminal. become longer. In such a case, there is a possibility that the terminal can receive the divided data 242 and the divided data 245 from the wireless station 2, but cannot receive the divided data 248. Therefore, if the wireless station 1 transmits the divided data 248 ⁇ the divided data 245 ⁇ the divided data 242 in this order, the terminal receives the divided data 248 from the wireless station 1, and when the terminal receives the data portion # 2 (the divided data 242 , 245, 248) can be received.
  • the terminal transmits an ACK (ACK indicating that all data has been successfully received) to the wireless stations 1 to 3, and the wireless station 1 Can stop the transmission of data portion # 2 on the way.
  • all data here refers to all data in one frame. If such a retransmission control operation is applied, since the terminal receives all the divided data even if the wireless station 1 does not transmit all the divided data of the data portion # 2, the received divided data (need to be transmitted) (Non-partitioned data) can be prevented from being retransmitted from the wireless station 1 to the terminal, and the time until the start of transmission of the next frame can be shortened to improve wireless transmission efficiency.
  • FIG. 25 is a sequence diagram showing an example of a data transmission procedure when three wireless stations perform cooperative transmission, and shows an operation sequence described with reference to FIG.
  • the wireless station 1 notifies the terminal of the format number that defines the transmission order or order of the divided data by the control signal.
  • the terminal grasps the data transmission order of the data portion #n by analyzing the control signal transmitted together with the data portion #n requested to be transmitted, and receives the data.
  • the terminal transmits an ACK signal indicating that all the data has been received to each cooperative radio station.
  • the ACK signal may be transmitted before the wireless station 1 finishes transmitting all the data portion #n.
  • the wireless station 1 stops the transmission of the data portion #n.
  • the case where retransmission is performed in the divided data unit from the larger sequence number to the smaller sequence number (when retransmission is performed in the reverse order of the first transmission order) has been described.
  • a method of transmitting the last bit (or symbol) to the first bit of the frame in units or information bit units in order is also possible. Even in this case, even if the wireless station is in the process of retransmitting, the terminal transmits an ACK after completing the reception of all data, so the wireless station can stop data transmission and send unnecessary data.
  • the wireless transmission efficiency can be improved by reducing the amount of interference, and interference with the surroundings can be reduced.
  • the wireless station that retransmits data in response to a request from the terminal performs the reverse order of the retransmission data when it was previously transmitted from another wireless station. It was decided to send in. Thereby, it is possible to prevent the amount of data to be retransmitted from being increased more than necessary, thereby improving the radio transmission efficiency and reducing interference to the surroundings.
  • Embodiment 5 a method for controlling a data division part transmitted by each wireless station in units of frames in the wireless communication system described in Embodiments 1 to 4 will be described. In the present embodiment, it is assumed that the wireless stations 1 and 2 of the wireless communication system perform cooperative transmission as shown in FIG. 1 or FIG.
  • the radio station 1 In a state where the radio stations 1 and 2 of the radio communication system described in the first to fourth embodiments perform cooperative transmission in the transmission mode A (divided data transmission mode), the radio station 1 has a certain frame (assumed to be a frame u). ) Is completed earlier than the wireless station 2, the wireless station 1 may start transmitting the data portion (divided data) in the next frame u + 1 earlier than the wireless station 2. Thereby, compared with the case where the wireless station 1 waits for the data transmission of the frame u + 1 until the wireless station 2 completes the transmission of the data portion of the frame u, this method can perform data transmission more flexibly. As a result, radio resources can be used efficiently and radio transmission efficiency can be improved.
  • the cooperative wireless station may change the data division ratio between the wireless stations for each frame. For example, when the wireless station 1 completes data transmission in the frame u earlier than the wireless station 2, the wireless station 1 transmits data at a higher rate than the current (frame u) when transmitting the next frame u + 1. It can be said that it is possible. Therefore, in the next frame u + 1, it can be said that transmitting data at a higher division ratio R is more suitable for matching the arrival times of the data portions from the radio stations 1 and 2.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a control signal notification method in the case of notifying control information regarding the data division ratio for each frame.
  • the division ratio R control information related to the data division ratio
  • the division ratio R or information corresponding thereto is notified in units of frames, and other control information related to data division is also notified in a longer cycle.
  • control information regarding the data division ratio is not transmitted every frame, but may be transmitted every several frames. Also in this case, other control information is transmitted at a longer cycle. Further, when it is determined that the data division ratio needs to be changed, control information related to the data division ratio may be transmitted.
  • the division ratio R is not always notified as control information related to the “data division ratio”, but as shown in FIG. 27, the initial value (R0) of the division ratio R is notified in the first frame, and the previous frame is transmitted in the previous frame. Only the difference value ( ⁇ R1, ⁇ R2,%) Of the ratio from the frame may be notified as the control signal. If this configuration is used, the amount of data to be notified can be reduced as compared with the case where the value of the division ratio is notified for each frame.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a correspondence table between the data division ratio R and the index number.
  • the control information amount can be reduced by the configuration in which the index number is notified as the control information related to the data division ratio R.
  • the main cooperative radio station determines an appropriate data division ratio for each terminal in accordance with the channel state notification from each terminal.
  • the data division ratio (the ratio of the amount of data transmitted from each cooperative wireless station to the terminal) is changed in units of frames, so that efficient wireless transmission can be realized.
  • Embodiment 6 FIG. In the present embodiment, a radio communication system that performs cooperative transmission control different from those in Embodiments 1 to 5 will be described.
  • the main radio station among the coordinated radio stations determines the coordinated transmission method based on the state (channel state or channel quality) of each radio link between each coordinated radio station and the terminal.
  • a wireless communication system has been shown.
  • this embodiment shows a wireless communication system in which a terminal determines a cooperative transmission method such as a transmission mode and a data division method and notifies the cooperative wireless station as a control signal.
  • FIG. 29 is a sequence diagram illustrating a control procedure when the cooperative wireless station performs cooperative transmission in the wireless communication system of the present embodiment.
  • the wireless communication system of the present embodiment when the same data is distributed to the wireless stations 1 and 2 that perform cooperative transmission, one of the cooperative wireless stations sends the data information to the terminal. Notice.
  • the radio station 1 as the main radio station notifies the data information.
  • the data information includes information indicating that the data addressed to the terminal is held, and information on the associated radio station holding the same data (in this example, information on the radio stations 1 and 2. This information is transmitted. Only information on cooperative wireless stations other than the cooperative wireless station to be connected) may be included.
  • the radio station 1 (main radio station) transmits the data signal to the sub radio station. Re-delivery is also performed. Further, the wireless stations 1 and 2 transmit channel state measurement reference signals through wireless links, respectively, and the terminal measures the channel state using the reference signals. Then, the terminal determines an appropriate transmission mode based on the measurement result (channel state with the wireless stations 1 and 2), and notifies the wireless stations 1 and 2 of control information # 1 and # 2 indicating the determined transmission mode. .
  • a mode in which the terminal selects one of the following two transmission modes is particularly effective as in the first to fifth embodiments in which the transmission mode is determined on the cooperative radio station side. .
  • Transmission mode A Division data transmission mode
  • Each cooperative wireless station divides data and transmits different data portions.
  • Transmission mode B Same data transmission mode
  • the same data is transmitted from each cooperative radio station.
  • FIG. 30 shows a control procedure when the cooperative wireless station performs divided data transmission.
  • the terminal measures the channel state using the reference signal, determines an appropriate data division method based on the channel state with the wireless stations 1 and 2, and notifies the wireless stations 1 and 2.
  • the radio stations 1 and 2 divide the data based on the control information from the terminal, and transmit data portions # 1 and # 2 to the terminal, respectively.
  • control information indicating that the data is data divided according to the control information of the terminal is transmitted to the terminal.
  • the terminal Based on the control information, the terminal recognizes and receives the data portion transmitted from the wireless stations 1 and 2 and finally integrates to receive all data. When all the data is received, the terminal transmits an ACK signal to the radio stations 1 and 2. Actually, after measuring the channel state with the radio stations 1 and 2 using the reference signal, the terminal determines the transmission mode based on the channel state, and when the transmission mode A is selected, the channel state further The data division method is determined based on the above. When transmission mode A is selected, control information indicating transmission mode A and control information indicating a data division method are transmitted to radio stations 1 and 2. When the transmission mode B is selected, control information indicating the transmission mode B is transmitted to the radio stations 1 and 2. The operation after the terminal determines the transmission mode and the data division method and transmits control information indicating the determination result to each cooperative wireless station (data transmission from the cooperative wireless station to the terminal) is the wireless communication according to the first to fifth embodiments. It is the same as the system.
  • the retransmission control described in the third and fourth embodiments may be performed, or the known retransmission control may be performed.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating an example of a control signal that the terminal transmits to each cooperative wireless station (wireless stations 1 and 2) when there are two cooperative wireless stations.
  • the control signal shown in FIG. 31 includes a division start position indicating a data position at which data division is started, a division cycle T (bit), a division ratio R, a radio station ID in charge of the first half, a radio station ID in charge of the second half, And a sequence allocation method indicating a sequence number allocation method (cooperation or independent).
  • the division start position is information specifying a data number such as an IP packet number or its bit position. With this information, the division start position can be shared between cooperative wireless stations.
  • the terminal decodes the radio station ID that is in charge of the first half and the radio station ID that is in charge of the second half, so (Divided data) can be recognized. Further, the data division method can be grasped by deciphering the division period T and the division ratio R. Furthermore, by deciphering the sequence allocation method, it is possible to recognize the sequence number allocation method (cooperative sequence number allocation or independent sequence number allocation) to the divided data.
  • FIG. 32A is a diagram illustrating an example of a control signal transmitted from the terminal to each cooperative wireless station (wireless stations 1, 2, 3) when there are three cooperative wireless stations.
  • the control signal shown in FIG. 32A includes a division start position indicating a data position at which data division is started, a division number N, the number of bits B 1 to B N of each divided portion, and a radio station in charge of transmission of each divided portion. A radio station ID and a sequence number assignment method are included.
  • FIG. 32B shows, as an example, the relationship between each divided portion and the number of bits of each divided portion when the division number N is 3.
  • the divided start position can be shared between the linked wireless stations by the divided start position.
  • Each cooperative radio station that has received the control signal shown in FIG. 32A from the terminal receives the number N of divisions, the number of bits B 1 to B N of each divided portion, and the wireless station of the wireless station that is responsible for transmission of each divided portion. By decoding the ID, it recognizes the data portion that it is responsible for transmission. Further, the method of assigning sequence numbers to the divided data is recognized by decoding the sequence assignment method.
  • the control signal transmitted from the terminal to the cooperative wireless station may be transmitted for each frame.
  • the terminal can change the data division ratio (the ratio of the amount of data transmitted by each cooperation wireless station) between the cooperation wireless stations for each frame.
  • the terminal notifies only information relating to the data division ratio in units of frames, and other control information (information relating to the sequence number assignment method, division period / transmission part) is notified in a longer period than the frame.
  • the “information about the data division ratio” is the division ratio R in the case of the control signal shown in FIG. 31 or information corresponding thereto, and in the case of the control signal shown in FIG. 32A, the number of bits of each division portion.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating an operation example of data transmission in the wireless communication system according to the present embodiment.
  • the wireless stations 1 and 2 are wireless stations of different networks or wireless communication systems.
  • the wireless station 1 is a cellular network base station and the wireless station 2 is a wireless LAN access point
  • a standard for communicating control signals with each other is not defined. In such a case, it is difficult for the wireless stations 1 and 2 to perform cooperative transmission in the conventional technique.
  • the terminal specifies a transmission data portion and performs radio resource control.
  • Cooperative transmission can be performed by implementing the section.
  • a mechanism that distributes the same data to each cooperative wireless station via a gateway that accommodates each cooperative wireless station, and information on the wireless station to which the same data is distributed (information on the wireless station that performs cooperative transmission) If a function for notifying a wireless station is provided, cooperative transmission can be realized even in a wireless communication system in which direct communication between wireless stations performing cooperative transmission is impossible.
  • the configuration shown in this embodiment can be flexibly introduced into a conventional heterogeneous network without requiring mutual control between the heterogeneous networks. Therefore, it is also a great advantage that the terminal can be practically accepted by specifying a transmission data portion and performing a part of radio resource control.
  • the cooperation control described in the present embodiment and the cooperation control described in the first to fifth embodiments can be selected adaptively.
  • the wireless stations 1 and 2 are adjacent base stations belonging to the same cellular network
  • Embodiments 1 to 5 in which cooperative control is performed via a wired network between the wireless stations 1 and 2 can be used. it can.
  • the terminal may determine the transmission mode and the data division method as in this embodiment. preferable. Therefore, depending on the form of the wireless station to be linked, it is selected whether to perform cooperative transmission led by the cooperative wireless station in cooperative control between the cooperative wireless stations or to perform cooperative transmission led by the terminal in accordance with an instruction from the terminal.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating an example of control for selecting whether to perform cooperative control led by a cooperative wireless station or cooperative control led by a terminal.
  • the wireless stations 1 and 2 notify the terminal of belonging network information (network information to which the transmission source wireless station of this information belongs).
  • the terminal determines a cooperation control method (terminal initiative or wireless station initiative) based on the belonging network information notified from each wireless station, and uses control information # 1 and # 2 indicating the determination result (cooperation control method). Transmit to radio stations 1 and 2.
  • the wireless stations 1 and 2 perform cooperative control according to the cooperative control method indicated by the received control information.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating an example of control for selecting whether to perform cooperative control led by a cooperative wireless station or cooperative control led by a terminal.
  • 35 is a diagram illustrating different examples of control for selecting whether to perform cooperative control led by a cooperative wireless station or cooperative control led by a terminal.
  • the wireless station 2 as the sub wireless station notifies the belonging network information to the wireless station 1 as the main wireless station.
  • the wireless station 1 determines a cooperative control method based on the notified information (affiliated network information of the wireless station 2), and transmits control information indicating the determination result to the terminal.
  • the terminal that has received the control information performs the control described in the present embodiment or in the first to fifth embodiments according to the cooperative control method indicated by the control information. As described above, it is possible to adaptively select whether the cooperative control between the cooperative wireless stations is performed by the cooperative wireless station or the terminal.
  • Embodiment 7 FIG. In the present embodiment, a data division method in the cooperative transmission control described in the first to sixth embodiments will be described.
  • control signal formats transmitted and received between linked wireless stations or between a wireless station and a terminal are disclosed in FIGS. 10, 12, 14A, 15, 31, and 32A.
  • These control signal formats include a radio station ID as control information as information for specifying a radio station in charge of each portion of the divided data.
  • a radio communication system that does not need to be notified by including information for specifying a radio station in charge of each part of divided data in a control signal will be described.
  • wireless communication that eliminates the need for notification of information for identifying the wireless station that is responsible for each part of the divided data by determining the wireless station that is responsible for each part according to a predetermined rule The system will be described.
  • a wireless station with a small wireless station ID is in charge of the first half of the data among the linked wireless stations. In this case, it is not necessary to notify the relationship between the radio station ID and the data portion in charge in the control signal. It is only necessary for the associated wireless stations to know each other's wireless station ID in advance. In this case, each wireless station can recognize the divided data to be handled by notifying only the data division method.
  • the division start position, division period, and division ratio may be notified by a control signal.
  • the division start position, the number of divisions, and the number of bits of each divided portion may be notified by a control signal. As a result, transmission efficiency can be improved.
  • the main radio station is in charge of the first data portion and the cooperating sub radio station is in charge of the second data portion. There is no need to notify the relationship between the wireless station ID and the data portion in charge by a control signal. Also in this case, if only the data division method (division start position, division period, division ratio) is notified by the control signal, each radio station can recognize the data portion in charge.
  • Embodiment 8 FIG. In this embodiment, cooperative transmission by a plurality of wireless stations in a form different from those in Embodiments 1 to 7 will be described. In the present embodiment, the radio communication system shown in FIG. 2 is assumed.
  • the relative delay refers to the terminal when the main radio station receives the data signal from the higher-level device (gateway) and then redistributes the data signal to the sub radio station and transmits it to the terminal via the sub radio station. And the arrival time at the terminal when directly transmitted to the terminal.
  • This relative delay includes all effects such as a network delay between the wireless stations 1 and 2, a processing delay, and a propagation delay in the wireless link.
  • radio station 1 as the main radio station transmits test signal # 1 to the terminal, and the terminal Then, grasp the arrival time. Separately, the radio station 1 transmits a test signal # 2 to the radio station 2 via the network, and when the radio station 2 receives the test signal # 2 from the radio station 1, the radio station 2 transmits the signal to the terminal.
  • the terminal grasps the reception time difference between the test signals # 1 and # 2 as a relative delay, and notifies the wireless stations 1 and 2 of information indicating the relative delay (delay time difference information) as the control information # 1 and # 2.
  • the wireless stations 1 and 2 that have received the delay time difference information can perform cooperative transmission control in consideration of the notified relative delay.
  • the timing at which the radio station 1 transmits the test signals # 1 and # 2 is shifted, but the radio station 1 transmits the test signals # 1 and # 2 at the same time. Is desirable. If the transmission time information is written in the test signals # 1 and # 2 and transmitted, it is not always necessary to transmit the test signals # 1 and # 2 at the same time. The amount of transmission data can be suppressed.
  • FIG. 1 An example of cooperative transmission control is shown.
  • the wireless station 1 delays the transmission start timing of the divided data toward the terminal by a relative delay.
  • the terminal can receive data from the wireless station 1 and the wireless station 2 almost simultaneously.
  • the terminal can easily combine the received signals from the radio stations 1 and 2.
  • the terminal must store the data received from the radio station 1 in the memory for a predetermined time, and requires a lot of memory.
  • the method of the present embodiment is used, the amount of memory required by the terminal can be reduced.
  • FIG. 38 when data is stored in the wireless station 1 and the wireless stations 1 and 2 execute cooperative transmission in transmission mode A in which different portions of the stored data are divided, wireless with a short delay time is used.
  • Station 1 transmits the first half of the divided data
  • radio station 2 having a long delay time transmits the second half of the divided data. Since the terminal needs the first half of the data earlier, the wireless station 1 transmits the first half of the signal (data 1, 2, 3 in FIG. 38) for which low delay transmission is required.
  • the radio station 2 transmits the latter half signal (data 4, 5, 6 in FIG. 37) in which the delay is allowed.
  • Examples of different cooperative transmission control are shown. For example, when two communications such as voice and e-mail with different allowable delay amounts are provided to a terminal, communication data with a short allowable delay (such as voice) is transmitted from the wireless station 1 to the terminal, and communication with a long allowable delay is performed. Data (such as mail) is transmitted from the wireless station 2 to the terminal.
  • communication quality can be maintained by determining a radio station to be transmitted for each communication based on the measured relative delay.
  • Embodiments 1 to 7 can be used in combination with any of Embodiments 1 to 7 described above.
  • the terminal determines the data division method based on the relative delay and notifies the cooperative wireless station, thereby improving the transmission efficiency.
  • the terminal measures the relative delay of the signal transmitted from the cooperative base station, and notifies the cooperative base station of the relative delay information.
  • each cooperative radio station can determine data to be transmitted from each cooperative radio station based on the notified relative delay information, and can maintain high signal quality in consideration of delay.
  • Embodiment 9 FIG. In this embodiment, a form different from Embodiments 1 to 8 of cooperative transmission by a plurality of wireless stations is disclosed.
  • a configuration in which a transmission / reception station uses a plurality of antennas is often used.
  • a system in which the transmission / reception station includes a plurality of antennas is called a MIMO (Multi-Input Multi-Output) system, and the MIMO system is widely known to be capable of spatially multiplexing a plurality of signals.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • a receiving station equipped with an M antenna can separate and receive a maximum of M spatially multiplexed signals.
  • M spatially multiplexed signals
  • the terminal transmits control information 3601 and 3602 to the wireless stations 1 and 2 as shown in FIG.
  • These pieces of control information are information indicating the number of spatially multiplexed signals that can be used to the maximum by the wireless stations 1 and 2.
  • the radio stations 1 and 2 set the number of spatially multiplexed signals within the range of the number of spatially multiplexed signals indicated by the control information 3601 and 3602, respectively, and transmit them to the terminal.
  • the terminal When each radio station transmits a signal to a terminal within the range of the number of spatially multiplexed signals (N1, N2), the number of signals received simultaneously by the terminal is M or less.
  • the terminal notifies the information regarding the number of spatially multiplexed signals that can be used to the maximum to a plurality of radio stations, whereby the number of spatially multiplexed signals can be controlled to an appropriate value.
  • the terminal can periodically update the information on the number of spatially multiplexed signals that can be used to the maximum by notifying control information 3601 and 3602 periodically.
  • the number of spatially multiplexed signals can be set flexibly according to the environment.
  • the “maximum number of spatially multiplexed signals” described above may be the number of spatially multiplexed signals. Also in this case, the number of signals simultaneously received by the terminal is M or less. The number of spatially multiplexed signals may be called the number of layers.
  • the control information 3601 and 3602 can be defined in a table format together with the division ratio R as shown in FIG.
  • the table is created in consideration of the fact that a radio station that transmits more data portions requires a larger number of layers.
  • a table is created by combining the amount of data handled by the wireless station and the number of layers.
  • the wireless stations 1 and 2 know the number of antennas of the terminal in advance, and the number of layers used by the wireless stations 1 and 2 is determined by cooperative control between the wireless stations 1 and 2. It can also be determined. In this case, as shown in FIG. 41, the wireless stations 1 and 2 notify the terminal of the number of used layers using control information 3801 and 3802, respectively. At this time, using the table shown in FIG. 40, it is also possible to notify the number of layers and the data portion assigned to each radio station from the radio stations 1 and 2 to the terminal. The table shown in FIG. 40 can also be used when the radio station 1 (main radio station) determines the number of layers to use and notifies the radio station 2 (sub radio station). In this way, by holding a table in which only the necessary combinations related to the number-of-layers information and the data portion assigned to each wireless station are held, control information can be notified to the terminal efficiently.
  • the table in FIG. 40 shows the correspondence between the data amount and the number of layers, but it is not necessary to create a table as long as it is a control method related to the data amount and the number of layers. For example, when the data amount or the data ratio is determined, a configuration that limits the number of layer candidates according to the value is also possible. When transmitting to a terminal having 4 antennas, if the data ratio handled by the radio station 1 is 50% or less, the number of layer candidates is limited to 1 and 2, and the data ratio handled by the radio station 1 is 50%. If it is larger, the radio station 1 (main radio station) can determine the number of layer candidates as 1, 2, 3, and 4. In addition, any control method may be used as long as it is related to the data amount and the number of layers.
  • a method of changing the number of layer candidates by notifying the data ratio or the data amount is also one of the characteristics of the wireless communication system of the present embodiment.
  • a configuration in which the radio station 1 can support a higher number of layers according to an increase in the amount of data transmitted by the radio station 1 is preferable.
  • the terminal station when the cooperative wireless station and the terminal have a plurality of antennas and perform spatial multiplexing transmission, the terminal station is in a channel state with each cooperative wireless station. Based on the above, the number of multiplexing (maximum number of spatially multiplexed signals) permitted to be used by each cooperative radio station is determined, or the number of multiplexing is determined by the main radio station. Thereby, the cooperative transmission control in the radio communication system described in the first to eighth embodiments can be applied to the MIMO system.
  • Embodiment 10 FIG. In the present embodiment, an example of the utilization mode of the cooperative transmission disclosed in the first to ninth embodiments is disclosed.
  • FIG. 42 is a diagram showing an example of the use form of the cooperative transmission disclosed in the first to ninth embodiments.
  • the radio stations 1 and 2 are adjacent to each other, the area where the terminal can communicate with both of the radio stations 1 and 2 is the cooperation area, and the terminal is one of the radio stations 1 and 2.
  • the area where only communication is possible is the non-cooperation area.
  • the wireless stations 1 and 2 perform cooperative transmission to the terminal.
  • the wireless station supporting the non-cooperation area where the terminal is located transmits data alone to the terminal.
  • the terminal starts moving from the cell of the radio station 1 and moves to the cell of the radio station 2 as shown in the figure.
  • the terminal moves from the single support area of the wireless station 1 (non-cooperative area under the control of the wireless station 1) to the single support area of the wireless station 2 via the cooperative support area of the wireless stations 1 and 2.
  • the cooperative transmission control described in the first to ninth embodiments is applied in the cooperative support area by the wireless stations 1 and 2.
  • each of the wireless stations 1 and 2 notifies the terminal of information indicating single support / cooperative support as a control signal, and recognizes whether the terminal is single support or cooperative support based on the control signal. If the control signal indicates single support, the terminal follows conventional radio control. On the other hand, when the control signal indicates cooperation support, the terminal performs the control operation described in the first to ninth embodiments.
  • the wireless link connection state with one of the wireless stations 1 and 2 may be rapidly deteriorated. Even in such an environment, if radio transmission control based on the retransmission control described in the third embodiment is performed, communication quality can always be guaranteed. Therefore, by applying the retransmission control shown in the third embodiment, even when the propagation state with one radio station changes suddenly, the other radio station supports data transmission, and thus provides a stable service. it can.
  • a wireless communication system that supports a new type of soft handover can be realized, and wireless communication quality that is more efficient and stable than before can be realized.
  • Embodiment 11 FIG. In the present embodiment, an example of a utilization mode of cooperative transmission by a plurality of radio stations described in the first or sixth embodiment is disclosed.
  • Transmission mode B1 The radio stations 1 and 2 transmit the same data incoherently. After receiving data from the radio stations 1 and 2 individually, the terminal improves signal quality based on signal synthesis such as maximum ratio synthesis.
  • the radio stations 1 and 2 transmit the same data using a distributed space-time code at the same time frequency.
  • a distributed space-time code there is a configuration in which the STBC (Space Time Block Code) code is applied with the radio stations 1 and 2 regarded as different transmission antennas.
  • the reception method of the STBC code is widely known, and the terminal may use any method.
  • the radio stations 1 and 2 transmit signals encoded by applying different encoding methods to the same data.
  • the terminal receives data from the radio stations 1 and 2 individually, and then performs decoding processing using the encoded data from the radio stations 1 and 2.
  • decoding processing using the encoded data from the radio stations 1 and 2.
  • There are various application methods of different encoding methods but a method of adding different redundant bits, a method of using different encoding rates, a method of performing different convolution operations, and the like are also included.
  • the transmission mode B1 is particularly suitable when the radio stations 1 and 2 transmit signals using different time frequencies.
  • the transmission mode B2 is suitable when the radio stations 1 and 2 transmit signals using the same time frequency.
  • Transmission mode B3 is suitable when the moving speed of the terminal is sufficiently low and the channel state changes very slowly.
  • the transmission mode B4 can be used in the same environment as the transmission mode B1, and although the amount of calculation at the receiving station is large, a coding gain is obtained, so that better reception characteristics than the transmission mode B1 can be obtained. Therefore, in an environment where the receiving station can tolerate the amount of calculation, the system is superior to the transmission mode B1.
  • FIG. 43 is a flowchart showing a transmission mode selection procedure in the cooperative wireless station, and shows a transmission mode selection procedure when the wireless stations 1 and 2 are cooperative wireless stations. First, it is determined whether or not to transmit at the same time frequency in the cooperative control between the wireless stations 1 and 2. When transmitting at a different time frequency (in the case of “No”), the transmission mode B1 is selected.
  • the transmission mode B3 is set.
  • the transmission mode B2 is selected.
  • wireless transmission efficiency can be improved by selecting an appropriate transmission mode according to the cooperation control state and the channel state in the terminal.
  • Embodiment 12 FIG. In this embodiment, a configuration for applying the cooperative transmission control described in Embodiments 1 to 11 to the international standard 3GPP LTE scheme is disclosed.
  • FIG. 44 is a diagram showing a user plane protocol stack in the LTE system. This protocol stack is based on the document “3GPP TS 36.300 V9.2.0“ EUTRA and EUTRAN overall description, Stage 2. ””.
  • the PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • the RLC Radio Link Control
  • the MAC Medium Access Control
  • PHY Physical Layer
  • FIG. 45 is a diagram illustrating a protocol stack for applying the cooperative transmission control described in the embodiments 1 to 11 to the 3GPP LTE scheme. As shown in the figure, by newly adding a function of performing data extraction in the base station (eNB: evolved node B), and further adding a function of combining data on the terminal (UE: User Equipment) side, A new cooperative control function can be supported while supporting the conventional function.
  • eNB evolved node B
  • UE User Equipment
  • FIG. 46 is a diagram illustrating a configuration example of a radio station configuring the radio communication system of the present embodiment. More specifically, the cooperative transmission control described in the first to eleventh embodiments is applied to the 3GPP LTE scheme. The example of a structure is shown.
  • the base station having the configuration shown in FIG. 46 receives an IP packet in the IP network, the PDCP layer executes IP packet header compression, PDCP numbering, and the like. Furthermore, data buffering is performed in the newly inserted buffer / data extraction unit, and only data having the PDCP number to be transmitted by the base station is extracted from the data of the kth terminal (terminal #k). The extracted data is transmitted through the RLC / MAC layer and the PHY layer through the radio link in the same manner as in the conventional LTE configuration.
  • the data division control unit When extracting the necessary data part in the buffer data extraction unit, the data division control unit indicates the data to be extracted.
  • the data division control unit communicates control information regarding the division method with a cooperative base station (another base station that cooperates to transmit data) via the X2 interface, and determines an appropriate division method. It is also possible to determine the data division method (according to the determination result at the terminal) in the form described in the sixth embodiment, that is, according to the control information from the terminal.
  • the uplink control channel receiving unit receives control information transmitted from the terminal.
  • the buffer / data extraction unit, the data division control unit, and the uplink control channel reception unit are configured for each terminal.
  • the base station can be newly added without losing the function of the conventional LTE scheme.
  • Station cooperation function cooperation transmission function
  • the base station supporting the terminal transmits all PDCP packets to the lower layer in the buffer data extraction unit.
  • the cooperative base station discards all PDCP packets.
  • base station cooperative transmission is performed, a packet having a part of PDCP numbers is notified to a lower layer.
  • FIG. 47 is a diagram illustrating a configuration example of a terminal that receives data from a radio station configuring the radio communication system according to the present embodiment, and the cooperative transmission control described in the first to eleventh embodiments is applied to the 3GPP LTE scheme. An example of the configuration is shown.
  • the terminal having the configuration shown in FIG. 47 processes a signal received through a radio link in the PHY layer / MAC layer / RLC layer in the same manner as a conventional LTE terminal.
  • the downlink control channel analysis unit decodes the control signal transmitted from the wireless station, so that only one of the wireless stations 1 and 2 transmits the signal, or the wireless stations 1 and 2 transmit the signal in cooperation. Is determined.
  • each data reception unit data reception unit from radio station 1, radio station 2
  • the data receiving unit individually receives signals from the radio stations 1 and 2, extracts the data with the PDCP number transmitted from each radio station, and outputs the extracted data to the data combining unit.
  • the data combining unit checks the PDCP number of each data input from the data receiving unit, rearranges each data in the order of the numbers, and combines them. Further, in order to perform the retransmission control (retransmission request) shown in the third embodiment, the absence of the PDCP number is confirmed, information necessary for the retransmission request is generated, and transmitted from the uplink control channel transmission unit.
  • the data combined in the data combining unit is transferred to the IP layer via the PDCP layer in the same manner as a conventional LTE terminal.
  • the terminal can have a new base station cooperation function without losing the LTE scheme function. Can support.
  • the radio station (base station) and the terminal according to the present embodiment have the same functions as the conventional ones except for newly added functions, and need not be changed.
  • the same manufacturing process as the LTE method can be used, and cost reduction can be realized from the viewpoint of capital investment.
  • each base station and terminal can establish a plurality of links using good spatial channels.
  • wireless transmission efficiency can be improved by base station cooperation.
  • a higher transmission rate can be supported by base station cooperation.
  • the cooperative transmission control performed in the wireless communication according to the present invention can greatly contribute to the realization of highly efficient wireless transmission.
  • Embodiment 13 The cooperative transmission control shown in Embodiments 1 to 12 may be used in appropriate combination.
  • control information from the terminal to the associated radio station (channel state and channel quality shown in FIG. 3, transmission mode information shown in FIG. 29, data division method shown in FIG. 30, etc.) Is mainly transmitted, but all the control information is transmitted from the terminal to one wireless station (for example, the wireless station 1), and the wireless station 1 that has received the control information receives the other cooperative wireless communication.
  • You may comprise so that it may transmit to a station via a wired network.
  • each cooperative radio station individually transmits downlink control information (information indicating a division method applied to the data when data is transmitted) from the cooperative radio station to the terminal.
  • downlink control information information indicating a division method applied to the data when data is transmitted
  • one wireless station receives control information from the cooperative wireless station via a wired network, and control information of all the cooperative transmitting stations from the wireless station 1 to the terminal. May be sent.
  • each cooperative radio station is arranged at a different position.
  • the cooperative radio stations may be arranged at the same position.
  • the cooperative radio station may be a sector that supports only an area in a specific direction. Therefore, cooperative transmission between sectors is also included in the present invention.
  • control method may be described using “frame”. However, any parameter indicating time such as “time slot”, “subframe”, “time symbol”, and “time sample” may be used. It does not matter.
  • the wireless control method may be described using the term “division ratio”, but any information that can estimate the division ratio may be notified instead of directly reporting the division ratio.
  • the wireless communication system according to the present invention is useful for a wireless communication system in which a plurality of wireless stations cooperate to transmit data to one terminal, and in particular, the cooperative wireless stations have different data portions. It is suitable for a radio communication system in a form in charge of transmission.

Abstract

　本発明は、複数の無線局、複数の無線局を収容するゲートウェイ、および無線局と通信する端末を含んだ無線通信システムであって、複数の無線局は、自局および他の無線局に同一端末宛の同一データが配信されると、他の無線局と連携し、データの全てをその宛先端末に向けて送信する第１の処理、またはデータの一部をその宛先端末に向けて送信する第２の処理を実行する機能を有し、端末は、複数の無線局の中の２つ以上の無線局に自装置宛の同一データが配信されたことを検出した場合、同一データが配信された各無線局との間のチャネル状態に基づき、第１の処理および第２の処理のどちらを各無線局に実行させるか決定する。

Description

無線通信システム
　本発明は、複数の通信装置が連携して信号を送信する無線通信システムに関する。
　近年、高速通信への高い需要により高速無線通信システムの構築が求められている。無線伝送速度を向上させる一つの技術として、複数の無線局が連携して信号送信を行う技術が従来から知られている。
　たとえば、下記特許文献１には、コグニティブ無線など複数の異なる無線方式に属する無線局が連携する形態に関する技術、具体的には、各無線方式に対してＱｏＳに応じてパケットを振り分ける方法が記載されている。
　また、下記特許文献２には、複数の無線周波数チャネルに負荷を分散させることで、通信システム全体のスループット向上を図る方法が記載されている。
　複数の無線局が連携する形態に関しては、異なる無線システムに属する無線局間で連携を行う場合もあれば、同じ無線システムに属する複数の無線局で連携を行う場合もある。これらの従来技術には以下に示す共通動作が含まれる。共通動作においては、各無線局を収容している上位の分配装置（サーバ）で端末宛のデータが発生した場合、まず、分配装置は、連携動作を行う各無線局に端末宛のデータを分配する。そして、分配装置から端末宛のデータを受信した各無線局は、受信したデータを無線リンクで端末へ送信する。分散装置には事前に各経路のチャネル状態などの情報が集められ、その情報に基づいて各経路でデータを分配する場合もある。
特開２００９－１４１４３８号公報 特開２００６－３１３９９３号公報
　従来技術では、無線局を主要している分配装置は、連携する各無線局に異なるデータを送信している。すなわち、分配装置は、データを複数のブロックに分割するとともに各無線局から送信させるブロックを決定し、各無線局には、その無線局から端末へ送信させるブロックを送信する。しかしながら、各無線局から異なるデータを送信することが必ずしもよいとは限らない。端末の移動速度が速い場合など、環境によっては一部の送信局からデータをうまく受信できない場合もある。従って、環境に応じて適切な連携送信モードを選択できる構成の実現が望まれている。
　また、複数の無線局が異なるデータ部分を送信する場合には、各基地局が送信するデータ部分を受信側（端末）に通知する制御信号が必要となるが、信号伝送を効率的に行うためには、この制御信号を効率的に通知（伝送）する方法が必要となる。
　また、伝搬環境に応じて、複数の無線局からデータを送信する割合を適応的に変化させられることが望ましく、またこのとき、各無線局からデータがほぼ同時に到着するように制御できる構成の実現が望まれる。
　また、複数の無線局が異なるデータ部分を送信する際に、トラヒック状況および無線局間の接続リンクの状況に応じて一方の基地局からのデータが遅延する場合がある。そのため、このような場合に各無線局からデータがほぼ同時に到着するように再送制御を行う構成及び再送制御にかかる情報を端末に通知する方法の提供が望まれる。
　また、複数の無線局が異なるデータ部分を送信する場合、連携送信において所定の通信品質の維持を保証する方法の提供が望まれる。
　また、無線伝送では連携送信を行う複数の無線局とのリンクのうち、一部のリンクの接続状態が急激に劣化する場合がある。そのため、このような場合にも通信品質を維持できる構成の実現が望まれる。
　また、端末がセル間でハンドオーバする際に柔軟に連携制御を行える構成の実現が望まれる。
　また、連携無線局（連携送信を行う各無線局）及び端末が複数アンテナを有する環境では、受信局が空間多重信号を分離できる範囲で連携無線局が信号を送信できる構成の実現が望まれる。
　また、セルラー無線通信において複数の無線局が連携して信号を送信する場合、国際標準方式である３ＧＰＰ(Third　Generation　Partnership　Project)－ＬＴＥ(Long　Term　Evolution)方式の機能を保ちつつ機能拡張を行える構成の実現が望まれる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、端末へのデータ伝送を効率的に行う無線通信システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の無線局、当該複数の無線局を収容するゲートウェイ、および当該無線局と通信する端末を含んだ無線通信システムであって、前記複数の無線局は、自局および他の無線局に同一端末宛の同一データが配信されると、当該他の無線局と連携し、当該データの全てをその宛先端末に向けて送信する第１の処理、または当該データの一部をその宛先端末に向けて送信する第２の処理を実行する機能を有し、前記端末は、前記複数の無線局の中の２つ以上の無線局に自装置宛の同一データが配信されたことを検出した場合、当該同一データが配信された各無線局との間のチャネル状態に基づき、前記第１の処理および前記第２の処理のどちらを当該各無線局に実行させるか決定することを特徴とする。
　本発明によれば、連携動作を行ってデータを送信する各無線局とデータ受信側の端末との間の無線リンクの状態に応じて適切なデータ伝送手順を選択し、データ伝送を効率的に行うことができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例および動作概要を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例および動作概要を示す図である。 図３は、実施の形態１の連携制御手順を示すシーケンス図である。 図４は、実施の形態１の連携制御を実現する無線局の構成例を示す図である。 図５は、連携無線局でのデータ分割方法の一例を示す図である。 図６は、連携無線局で分割されたデータのヘッダにつけられるシーケンス番号の一例を示す図である。 図７は、連携無線局から端末への信号送信動作の一例を示す図である。 図８は、連携無線局から端末への信号送信動作の一例を示す図である。 図９は、連携送信されたデータを受信する端末の構成例を示す図である。 図１０は、データの分割方法を指示する制御信号の構成例を示す図である。 図１１は、データの分割動作の一例を示す図である。 図１２は、分割データとともに連携無線局から端末に送信される制御信号を示す図である。 図１３は、端末におけるデータの結合動作を示す図である。 図１４Ａは、連携無線局が３局の場合に主無線局から副無線局に送信する制御信号の一例を示す図である。 図１４Ｂは、分割数Ｎが３の場合における各分割部分と各分割部分のビット数の関係を示す図である。 図１５は、連携無線局が３局の場合に各連携無線局が端末に送信する制御信号の一例を示す図である。 図１６は、送信ごとにデータのビット数を変化させる場合の無線局におけるデータの分割・送信動作を示す図である。 図１７は、送信ごとにデータのビット数が変化する場合の端末におけるデータの統合動作を示す図である。 図１８は、実施の形態３の無線通信システムにおける再送制御の一例を示す図である。 図１９は、再送制御動作を示したシーケンス図である。 図２０は、実施の形態３の無線局による再送動作を説明するための図である。 図２１は、データ部分の定義方法の一例を示す図である。 図２２は、連携送信を行う無線局が３局の場合の送信制御の一例を示す図である。 図２３は、連携無線局が３局の場合の再送動作を説明するための図である。 図２４は、実施の形態４の無線通信システムにおける送信制御動作の一例を示す図である。 図２５は、３つの無線局が連携送信する場合のデータ伝送手順の一例を示すシーケンス図である。 図２６は、フレームごとにデータ分割比率に関する制御情報を通知する場合の通知方法の一例を示す図である。 図２７は、連携無線局が端末局へデータ分割比率を通知する方法の一例を示す図である。 図２８は、データ分割比率とインデックス番号の対応テーブルの一例を示す図である。 図２９は、実施の形態６の無線通信システムにおいて連携無線局が連携送信を行う際の制御手順を示すシーケンス図である。 図３０は、連携無線局が分割データ送信を行う際の制御手順を示す図である。 図３１は、連携無線局が２局の場合に端末が各連携無線局に対して送信する制御信号の一例を示す図である。 図３２Ａは、連携無線局が３局の場合に端末が各連携無線局に対して送信する制御信号の一例を示す図である。 図３２Ｂは、分割数Ｎが３の場合における各分割部分と各分割部分のビット数の関係を示す図である。 図３３は、実施の形態６の無線通信システムにおけるデータ伝送の動作例を示す図である。 図３４は、連携無線局主導での連携制御と端末主導での連携制御のどちらを実施するかを選択する制御の一例を示す図である。 図３５は、連携無線局主導での連携制御と端末主導での連携制御のどちらを実施するかを選択する制御の一例を示す図である。 図３６は、連携無線局が２局の場合における相対遅延の測定動作を示す図である。 図３７は、相対遅延の測定動作を示したシーケンス図である。 図３８は、実施の形態８の無線通信システムにおける連携送信動作を説明するための図である。 図３９は、実施の形態９の無線通信システムにおける連携送信動作を説明するための図である。 図４０は、分割比率と連携無線局ごとの最大レイヤ数の対応関係を示したテーブルの一例を示す図である。 図４１は、実施の形態９の無線通信システムにおける連携送信動作を説明するための図である。 図４２は、実施の形態１～９で示した連携送信の利用形態の一例を示す図である。 図４３は、連携無線局が送信モードを選択する手順を示したフローチャートである。 図４４は、ＬＴＥ方式におけるユーザープレーンのプロトコルスタックを示す図である。 図４５は、実施の形態１～１１で示した連携送信制御を３ＧＰＰ　ＬＴＥ方式に適用するためのプロトコルスタックを示す図である。 図４６は、実施の形態１２の無線局の構成例を示す図である。 図４７は、実施の形態１２の端末の構成例を示す図である。
　以下に、本発明にかかる無線通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
　以下の各実施の形態では、複数の無線局が連携して端末へデータを伝送する方法について開示する。各実施の形態では、「基地局」「端末」の用語を用いて説明する場合もあるが、開示するデータ伝送方法は「基地局」「端末」以外のいかなる無線局に対しても適用可能である。なお、各実施の形態においては、他の無線局と連携してデータ送信を行う無線局を「連携無線局」と呼んで説明を行う。
実施の形態１．
　図１および図２は、本実施の形態の無線通信システムの構成例および動作概要を示す図である。図示したように、本実施の形態の無線通信システムは、上位ネットワークに接続されたゲートウェイとこのゲートウェイ配下に接続された無線局を含み、無線局と端末局は無線伝送路（無線リンク）を介して通信を行う。ゲートウェイと各無線局は有線伝送路で接続されている。
　上記構成の無線通信システムでは、上位ネットワーク側から無線局配下の端末にデータを送信する場合、各連携無線局（図１，図２に示したシステム構成の場合は無線局１，２となる）に同一データを配信する。このように、本実施の形態の無線通信システムにおいては、従来のシステムがネットワーク上のサーバ（分配装置）においてデータを分割し、異なるデータ部分を各無線局に配信する構成を採用していたのに対して、連携無線局に同じデータを配信するように構成したことが特徴の一つである。なお、実施の形態２以降で示す無線通信システムおいても同様に、連携無線局に同じデータを配信する。
　各連携無線局に同じデータを配信する方法としては、たとえば、図１に示すようにネットワーク上のゲートウェイがデータを複製し、配下の複数の無線局１，２に送信する。また、図２に示すようにゲートウェイからデータを受信した無線局１が受信したデータを無線局２に再配信する（複製して送信する）ようにしてもよい。図２に示した方法を適用する場合、たとえば、ゲートウェイは、複数無線局（連携無線局）への同一データ配信が必要と判断すると、連携無線局の中の１つに対し、上位ネットワークから受信したデータを転送するとともに連携無線局への再配信を指示し、ゲートウェイからデータを受信した連携無線局は、受信したデータの複製データを他の連携無線局に対して送信する。この他、複数の無線局へ同じデータを配信するいかなる方法であっても構わない。便宜上、図１，図２においては、図示した端末に対して連携送信を行う無線局１，２のみを記載しているが、実際には、連携送信を行わない他の無線局もゲートウェイに収容されている。
　なお、複製された同一データが配信される無線局（連携送信を行う無線局）は、配信されるデータの宛先端末と無線通信が可能な無線局である。ゲートウェイがデータを複製する場合（図１に示した動作を行う場合）、ゲートウェイは複製を開始する前に連携させる無線局（連携無線局）を決定する。無線局が受信データを他の無線局に再配信する場合（図２に示した動作を行う場合）、ゲートウェイから端末宛のデータを受信した無線局が、再配信を開始する前に連携送信を行う無線局（データの再配信先）を決定する、または、ゲートウェイが、連携送信を行う無線局を決定する。後者の場合、ゲートウェイは、ある端末宛のデータを連携送信させる無線局を決定し、決定した無線局の中の１つに対して、決定結果を通知するとともにデータを送信し、データを受信した無線局は、ゲートウェイからの通知内容が示す無線局にデータを配信する。また、図２に示した動作を行う場合、ゲートウェイでは複数無線局を使用した連携送信を行うかどうかの判断を一切せずに上位ネットワークからの受信データを配下のいずれか一つの無線局に転送し、ゲートウェイからデータを受信した無線局が他の無線局と連携してデータを送信するかどうか判断するようにしてもよい。ゲートウェイまたは無線局において連携送信を行う無線局を決定する方法については特に規定しない。
　同じデータの配信を受けた各連携無線局（無線局１，２）は、受信したデータの中から適切なデータ部分を選定して端末に送信する。このように、各連携無線局が適切なデータ部分を選択して端末に信号を送信することにより、高い無線伝送効率を実現できる。
　なお、本実施の形態を適用した場合、有線ネットワークでの伝送データ量は従来の構成を適用したシステムよりも多くなるが、有線ネットワークの許容伝送速度は無線リンクよりも十分大きく、有線上で多くのデータを伝送しても通常大きなコストとはならない。一方、無線局１，２は全てのデータを保持するため、環境に応じて適切なデータ部分を選択して低遅延で送信する伝送制御が可能となる。図１，２で示したような制御動作を適用した場合の利点は他にも多くあるが、それらの詳細については後で説明する。
　このように、本実施の形態の無線通信システムでは、同じデータの配信を受けた無線局１，２（連携無線局）がその中から適切なデータ部分を選定して配下の端末へ送信することを特徴とする。
　図３は、本実施の形態の連携制御手順を示すシーケンス図であり、ゲートウェイが上位ネットワークから受信したデータを無線局１および２が連携して端末へ送信する場合の例を示している。このシーケンスは、図１に示した動作概要に対応する。また図４は、本実施の形態の連携制御を実現する無線局の構成例を示す図である。図４に示した構成は無線局１，２（主無線局，副無線局）のいずれに対しても適用できる。
　図４に示したように、本実施の形態の無線局は、ゲートウェイからデータを受信するデータ受信部４１と、データ受信部４１で受信したデータを保持しておくバッファ４２と、バッファ４２で保持しているデータの送信モード（他の無線局とどのように連携してデータを送信するか）を選定する送信モード選択部４３と、送信モード選択部４３での選定結果に従い、送信データをバッファ４２から取り出すデータ選択部４４と、端末または他の無線局から送信された制御情報を受信する制御情報受信部４５と、端末へ送信する制御情報を決定する制御情報決定部４６と、データ選択部４４から受け取ったデータおよび制御情報決定部４６から受け取った制御情報を端末へ送信するデータ／制御情報送信部４７と、を備える。なお、図２に示したシステム形態の場合、データを受信した無線局においては、たとえば、データ受信部４１が他の無線局（連携送信を行う他の無線局）へ受信データを再配信する。
　図３に示した連携制御においては、まず無線局１，２がゲートウェイから同じデータの配信を受ける（ステップＳ３１）。ゲートウェイから送信されたデータは各連携無線局（無線局１，２）のデータ受信部４１において受信され、バッファ４２に格納される。さらに、無線局１，２は、端末から現在のチャネル状態、チャネル品質、移動速度などに関する報告を制御情報として受信する（ステップＳ３２）。この制御情報は各連携無線局の制御情報受信部４５において受信される。チャネル状態およびチャネル品質は、無線局から端末に向かう方向である下り方向のチャネル（下りチャネル）についてのチャネル状態およびチャネル品質である。
　次に、ステップＳ３３およびＳ３４を実行し、連携無線局の中のいずれか一つが、各連携無線局からデータを送信するモード（連携送信モード）を予め決定しておいた複数の連携送信モードの中から選択する。図３では、無線局１が連携送信モードを選択する場合を示している。この場合、連携送信モードの選択を行わない連携無線局（図３の場合は無線局２となる）は、ステップＳ３２で端末から受信した制御情報を、連携送信モードの選択を行う連携無線局（無線局１）へ転送し（ステップＳ３３）、無線局１は、端末から直接受信した制御情報と他の連携無線局（無線局２）経由で端末から受信した制御情報とに基づいて連携送信モードを選択する（ステップＳ３４）。無線局２から送信された制御情報は無線局１の制御情報受信部４５において受信され、無線局１では、送信モード選択部４３において送信モードを選定する。なお、これ以降の説明において、連携送信モードを選択する連携無線局を「主無線局」または「主連携無線局」と呼び、その他の連携無線局を「副無線局」または「副連携無線局」と呼ぶ。
　主無線局である無線局１は、送信モードを選定すると、次に、選定した送信モードおよびその関連情報（送信タイミング、データ分割方法など）を副無線局（無線局２）に通知する（ステップＳ３５）。この処理では、無線局１の送信モード決定部４３が選択結果（送信モード）の情報とその関連情報を無線局２に向けて送信し、無線局２では、これらの情報を制御情報受信部４５が受信する。そして、各連携無線局（無線局１，２）は、主連携無線局で選定された送信モードに従い、必要な制御情報とデータを端末に送信する（ステップＳ３６～Ｓ３９）。端末に送信する制御情報は各連携無線局の制御情報決定部４６で生成され、データはデータ選択部４４で生成される。生成された制御情報とデータは、データ／制御情報送信部４７から端末に向けて送信される。ここで、各連携無線局から端末に向けて送信される制御情報とは、主無線局で選定した送信モードの関連情報（送信タイミング、データ分割方法など）であり、端末は、この情報に従って各連携無線局から送信されたデータを受信する。
　より好ましい送信モード選択の形態として、以下に示す２つの送信モードの中から選択する形態が特に有効である。
（送信モードＡ：分割データ送信モード）
　各連携無線局においてデータを分割してそれぞれ異なるデータ部分を送信する。
（送信モードＢ：同一データ送信モード）
　各連携無線局から同じデータをそれぞれ送信する。
　送信モードＡは端末が静止してチャネル状態に変化がない場合に特に有効となる。これは、端末が通知したチャネル品質は時間的にあまり変化しないため、端末は分割されたデータを安定的に受信できるためである。この場合、各連携無線局から異なるデータを送信することで高い無線伝送効率を実現できる。
　一方、送信モードＢは端末が高速移動している場合に特に有効となる。この場合、端末のチャネル環境は変わりやすく、データを受信できない場合も発生しうるが、各連携無線局（本実施の形態では２つの無線局）から同じデータを送信することでダイバーシチ効果を得ることができる。なお、各連携無線局がデータを送信するタイミングは同じであっても異なっていても構わない。また、各連携無線局はデータを同じ周波数で送信しても異なる周波数で送信しても構わない。端末が複数アンテナを有する場合には、無線局１，２が同じ周波数でデータを送信しても、各連携無線局からのデータを同時に受信することができる。また、無線局１，２が異なる周波数でデータを送信する場合には、従来から広く知られている周波数フィルタリング技術を用いて個別にデータを受信できる。このように無線局１，２が連携して環境に応じた送信モードを選定する構成により、データ伝送を効率的に行うことが可能となる。
　また、上記の送信モードＡ（分割データ送信モード）を用いる場合、無線局１は分割されたデータへのシーケンス番号割り当て方法を無線局２に通知する。データへのシーケンス番号割り当て方法としては主に以下の２通りがある。
（連携シーケンス番号割り当て）
　一連のシーケンス番号を複数の無線局で分割し、各無線局において分割されたシーケンスの一組をデータパケットに付与して送信する。
（独立シーケンス番号割り当て）
　シーケンス番号を各無線局において独立にデータパケットに付与して送信する。
　連携シーケンス番号割り当てを使用した場合、独立シーケンス番号割り当てを使用した場合と比較して、送信側（連携無線局側）における連携送信処理は複雑になるが、受信側（端末）における各データ部分の結合作業にかかる処理負荷は小さくなる。一方、独立シーケンス番号割り当てを使用した場合には、送信側での処理は複雑化しないが、受信側における結合処理が複雑化して処理負荷が大きくなる。どちらを使用するかはシステムで固定としてもよいし、無線局や端末の状態（負荷状態など）に応じて適応的に選択するようにしてもよい。
　図５は、各連携無線局でのデータ分割方法の一例を示す図であり、送信モードＡと連携シーケンス番号割り当てを用いる場合の各連携無線局（無線局１，２）におけるデータ分割方法を示している。本図では、全データを８個のブロックに分割し、各ブロックにシーケンス番号１～８を付与する。さらに、その中から各無線局が送信を担当するデータ部分を抽出して、各無線局から送信する。図６は、各連携無線局で分割されたデータのヘッダに付与するシーケンス番号の一例を示す図である。図示したように、分割されたデータに対して、そのヘッダ部分にシーケンス番号を書き込むことによって、各データ部分にシーケンス番号を割り当てることができる。
　図７および図８は、連携無線局から端末への信号送信動作の一例を示す図であり、無線局から端末に向けて送信する制御情報とデータの具体例を示している。図７は送信モードＡを使用する場合の動作を示し、図８は送信モードＢを使用する場合の動作を示している。図７，８に示した動作においては、まず、無線局Ａ（主無線局）が、制御情報として、データ送信に用いる無線リソースとその送信モード（送信モードＡまたはＢ）を識別する情報、およびシーケンス番号の割り当て方法の情報を端末に送信する。次に、制御情報を受信した端末が、送信モード（送信モードＡまたはＢ）およびシーケンス番号の割り当て方法を識別し、特定された無線リソース位置においてデータを受信する。制御信号によって無線リソースを特定する方法は従来から多く知られており、そのいかなる方法を使用しても構わない。
　図９は、連携送信されたデータを受信する端末の構成例を示す図である。この端末は、アンテナを介して信号を受信する信号受信部９１と、下りチャネルの状態や品質などを測定するチャネル状態測定部９２と、チャネル状態の測定結果やデータの受信結果などを示す制御情報の生成（制御情報パラメータの決定）および送信を行う制御情報決定／送信部９３と、信号受信部９１で受信した信号から対向する無線局ごとの送信データを抽出するデータ受信部９４，９５と、信号受信部９１で受信した信号から制御情報を抽出し、その内容を解読する制御情報受信部９６と、データ受信部９４，９５でそれぞれ抽出したデータを結合して対向する無線局側から送信された元のデータを再生するデータ結合部９７と、を備える。
　図９に示した端末では、無線局１，２からの信号を信号受信部９１が受信し、受信信号に含まれている制御信号を制御情報受信部９６が解読することで送信モード（ＡまたはＢ）を識別する。また、データ受信部９４，９５において無線局１，２からのデータを個別に抽出する。さらに、送信モードＡの場合には、データ結合部９７において、無線局１，２から送信された信号のシーケンス番号を確認し、信号のシーケンス番号の順序を整えることによりデータを統合する。一方、送信モードＢの場合には、データ結合部９７において、無線局１，２から個別に受信したデータを最大比合成などの合成方法に従い受信することにより、その信号受信品質を改善する。
　このように、本実施の形態の無線通信システムでは、端末宛のデータを連携して送信する連携無線局（無線局１，２）に端末宛の同一データ（端末宛の全てのデータ）を配信し、同一データの配信を受けた各連携無線局は、各連携無線局が分割されたデータを送信する（分担してそれぞれ異なるデータ部分を送信する）送信モードＡと各連携無線局から同一データ（全てのデータ）を送信する送信モードＢの中から適切な送信モードを選定して端末へデータを送信することとした。また、データ送信時には利用する送信モードを制御情報として端末に通知することとした。これにより、環境（端末の移動状態や移動速度、各連携無線局と端末との間のそれぞれのチャネル状態など）に応じた適切なデータ伝送が実現でき、ネットワーク側から端末へのデータ伝送を効率的に行うことができる。また、連携無線局の間で取り決められたシーケンス番号割当方法に従ってデータを分割し、端末ではそのシーケンス番号割り当て方法に従ってデータを並び替えることにより、各連携無線局で分割されたデータ信号を統合する。これにより、端末は各連携無線局からのデータを、シーケンス番号に基づく簡易な順序並び替えにより統合できる。特に、図５や図６を使用して説明した連携シーケンス番号割当を使用した場合、端末では送信無線局を意識することなくシーケンス番号のみを並び替えることによりデータを結合でき、格別に簡易な順序並び替えを行うことができる。
実施の形態２．
　本実施の形態では、実施の形態１で説明した連携送信制御において、データへ独立シーケンス番号割り当て方法を適用する場合について説明する。
　実施の形態１で説明した無線通信システムにおいて送信モードＡ（分割データ送信モード）と独立シーケンス番号割り当てを用いたデータ送信を行う場合、まず主無線局の無線局１から副無線局の無線局２に対して図１０に示す制御信号を送信する。本制御信号には、データ分割を開始するデータ位置を示す分割開始位置、分割周期Ｔ(ビット)、分割比率Ｒ、前半を担当する無線局ＩＤおよび後半を担当する無線局ＩＤが制御情報として含まれている。分割開始位置はＩＰパケット番号などのデータ番号またはそのビット位置を指定することにより無線局間で共有できる。なお、シーケンス番号の割り当て方法は予め通知されており各無線局はその内容（独立シーケンス番号割り当てを使用すること）を把握しているものとする。
　図１０に示した制御信号を受信した無線局２は、分割開始位置を認識すると、分割周期Ｔおよび分割比率Ｒに基づきデータの分割方法を把握する。さらに、前半を担当する無線局ＩＤ，後半を担当する無線局ＩＤを解読することにより自身（無線局２）が送信を担当するデータ部分（データブロック）を認識する。無線局２は制御内容を認識すると、図１１に示すように全データ系列をＴビットの周期で分割し、さらにそのＴビットの各ブロックをＲ：１－Ｒの比率に分割する。無線局２は、分割後のデータ部分のうち自身が送信を担当するデータ部分に対して、無線局ごとに独立にシーケンス番号を付与したヘッダを付加して送信する。無線局１も同様の手順でデータを分割し、自身が送信を担当するデータ部分にシーケンス番号を付与したヘッダを付加して送信する。
　図１２は、分割データ（上記制御情報に従って分割した後のデータブロック）とともに連携無線局から端末に送信される制御信号を示す図である。図示したように、この制御信号には、シーケンス番号の割り当て方法（連携または独立）を示す情報（シーケンス割り当て方法）、分割周期Ｔ(ビット)、分割比率Ｒおよびこの制御信号の送信元の連携無線局が送信を担当するデータ部分（前半または後半）の情報が含まれる。端末はこの制御信号を受信することにより、シーケンス番号の割り当て方法およびデータの分割方法を認識する。
　図１３は、端末におけるデータの結合動作を示す図である。図示したように、端末は、まず、無線局１から受信したデータ部分をそのシーケンス番号に応じて結合し、同様に、無線局２から受信したデータ部分についても結合する。端末はデータとともに送信されてきた制御信号に含まれる情報を確認して受信データの分割周期Ｔ，分割比率Ｒを把握しているので、次に、結合したデータを一定数のビットごとに分割して各連携無線局（無線局１，２）からのデータ部分を交互に並べる。ここで、無線局１から受信したデータ部分を結合したデータについてはＴＲビット（Ｔ×Ｒビット）ごとに分割する。一方、無線局２から受信したデータ部分を結合したデータについてはＴ（１－Ｒ）ビットごとに分割する。このような方法により端末ではデータを統合できる。
　図１０～図１３では２つの無線局での連携を想定して説明を行ったが、同様の概念は３つ以上の無線局が連携する場合に対しても拡張できる。一例として、３つの無線局１～３が連携してデータを送信する場合について説明する。図１４Ａは、連携無線局が３局の場合に使用する制御信号（主無線局から副無線局に送信する制御信号）の一例を示す図である。無線局１が主無線局である場合、無線局１は、送信モードの決定を行い、送信モードＡを選定した場合、副無線局である無線局２，３に対して図１４Ａに例示した制御信号を送信する。本制御信号には、分割開始位置、データの分割数Ｎ、１番目の分割部分(分割部分１)のビット数、２番目の分割部分(分割部分２)のビット数、３番目の分割部分(分割部分３)のビット数および各分割部分を担当する無線局ＩＤが制御情報として含まれている。図１４Ｂには、一例として、分割数Ｎが３の場合における各分割部分と各分割部分のビット数の関係を示している。本制御信号を受信した各副無線局（無線局２，３）および主無線局（無線局１）は、含まれている各制御情報を確認することにより自身が送信を担当する分割部分を把握し、その分割データ部分を端末に向けてそれぞれ送信する。また、図１５は、各連携無線局（無線局１，２，３）が端末に送信する制御信号の一例を示している。この制御信号は、シーケンス割り当て方法、分割数Ｎ、各分割部分のビット数Ｂ1～ＢN、およびこの制御信号の送信元の連携無線局が送信を担当するデータ部分（分割部分）の情報を含んでいる。端末はこの制御信号を受信し、含まれている各制御情報を確認することにより、シーケンス番号割り当て方法およびデータの分割方法を認識する。端末はこの制御信号に基づき、各連携無線局から送信されるデータ部分を受信し、並び替えることにより、連携送信されたデータを統合する。このように、３つ以上の無線局が連携してデータを分割送信する場合にも適用できる。
　これまでは、各無線局が同じビット数のデータを周期的に送信する場合を想定したが、無線リンクで送信されるデータのビット数は送信ごとに異なっていても構わない。例えば、無線局が端末との間のチャネル状態に応じて変調・符号化率を適応的に変化させる場合には、利用する変調方式に応じて送信ごとのデータのビット数は変化する場合もある。ここで、送信ごとのデータのビット数は時間的に変化する場合もあれば、異なる周波数での送信ごとに変化する場合もある。また、異なる空間領域への送信においてビット数が変化する場合もある。
　図１６は、送信ごとにデータのビット数を変化させる場合の無線局におけるデータの分割・送信動作を示す図である。図１６で示した例では、無線局１，２はデータをＴビット周期で分割し、さらに、ＴビットのデータをＲ：１－Ｒの比率で分割する。その後、各無線局は自身が送信を担当するデータ部分を一旦結合し（図示したデータブロック１６０１，１６０２に相当）、チャネル状態に応じて変調・符号化率を適応的に決定して送信ごとのビットサイズを決定する。各無線局は、送信ごとのビットサイズを決定すると、上記の一旦結合したブロック（データブロック１６０１，１６０２）を決定したビットサイズで分割し、さらに、分割後の各ブロック（分割データ）にヘッダ１６０３～１６０７をそれぞれ付加し、ヘッダにシーケンス番号を書き込んで端末に送信する。
　図１７は、送信ごとにデータのビット数が変化する場合の端末におけるデータの統合動作を示す図であり、図１６に示した手順で分割されたデータを結合して元のデータに戻す手順を示している。図示したように、端末は、無線局１から受信したデータをそのシーケンス番号順に並べて結合し、データブロック１７０１を得る。さらに、データブロック１７０１をＴＲビットごとに分割する。同様に、無線局２から受信したデータをそのシーケンス番号順に並べて結合し、データブロック１７０２とした後、さらに、Ｔ（１－Ｒ）ビットごとに分割する。最後に、無線局１，２からの分割データ（ＴＲビットのデータブロックとＴ（１－Ｒ）ビットのデータブロック）を交互に並べることにより、データを統合する。
　このように、本実施の形態の連携送信方法では、連携無線局（無線局１，２）がデータを分割送信する場合に各連携無線局で独立にシーケンス番号割り当てを行い、シーケンス番号がヘッダに書き込まれた分割データ、および適切な制御信号をデータの宛先端末に送信することとした。これにより、端末では、受信した各分割データをそれらのヘッダに付加されたシーケンス番号に従って並び替えて結合し、さらに、受信した制御情報に従って所定ビットごとのブロックに分割した後に交互に並び替えることにより、分割送信されたデータを統合して元の送信データを復元することができる。
実施の形態３．
　本実施の形態では、実施の形態１，２で説明した無線通信システムに適用可能な再送制御方法について示す。
　実施の形態１，２では複数の無線局が連携して分割データを送信する場合について説明したが、端末が連携無線局からのデータの一部または全てを正しく受信できない場合もある。そのため、本実施の形態では、このような状況においてデータを再送する場合の再送制御方法について説明する。
　図１８は、本実施の形態の無線通信システムにおける再送制御の一例を示す図である。図１８では、無線局１，２が連携無線局として動作し、分割データ送信モード（送信モードＡ）でデータ部分＃１とデータ部分＃２を送信する場合の再送制御を示している。図１９は、図１８の再送制御動作を示したシーケンス図である。
　ここで、図１８，図１９に示したデータ部分＃１，＃２は実施の形態１，２で述べたもの（ＴＲビットのデータ部分，Ｔ（１－Ｒ）ビットのデータ部分）と同じであり、分割されたデータの一部である。しかし、端末はデータ部分＃１，＃２を正しく受信できない場合もある。そのため、たとえば、データ部分＃２を正しく受信できなかった場合、本実施の形態の無線通信システムでは端末は無線局１（主無線局）に対して、正しく受信できなかったデータ部分＃２の送信を要求する。この場合、端末は無線局１に対して、既に送信したデータ部分とは異なる部分の送信を要求するために、「他の分割部分の送信要求」を送信する。無線局１は「他の分割部分の送信要求」を受信すると、既に送信したデータ部分以外のデータ部分（データ部分＃２）を端末に送信する。このとき、「他の分割部分の送信要求」に対応するデータ部分の送信であることを示す制御信号も併せて送信する。制御信号とデータを受信した端末は、受信した制御信号から、その前に送信した「他の分割部分の要求信号」に対応するデータ部分＃２が無線局１から送信されたことを認識し、既に受信したデータ部分＃１と統合することにより全てのデータを受信する。
　さらに、端末は、図１９に示したように、データ部分＃１，＃２の統合に成功した場合、全データの受信に成功したことを示す信号（全データ受信に対するＡＣＫ）を無線局１及び無線局２に対して送信する。このＡＣＫを受信した無線局１および無線局２は、バッファに蓄積しておいた対応データ部分（ＡＣＫの受信により正常受信が確認されたデータ部分）を削除する。このように、「全データ受信に対するＡＣＫ」を制御信号として端末から無線局１，２へ通知することにより、各連携無線局でバッファに蓄積しておくデータ量を低減でき、無線局内のバッファサイズを小型化できる。
　図１９では、「他の分割部分の送信要求」と「全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ」を同時に使用する場合について示したが、「全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ」は「他の分割部分の送信要求」を送信しない場合にも適用できる。例えば、無線局１，２からそれぞれデータ部分を正しく受信した場合にも、端末は「全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ」を制御信号として無線局１，２へ通知する。その結果、無線局１，２はバッファに蓄積していた対応データ部分を削除できる。
　「全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ」は一部のデータ部分のみを送信した無線局（連携してＴビットのデータを送信した各無線局）へ通知されるため、従来の無線伝送におけるＡＣＫとは異なる。従来の無線伝送におけるＡＣＫはデータを送信した無線局に対してデータの受領を確認するために送信される。これに対して、本実施の形態の「全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ」はその無線局がデータ送信を行っていない部分も含めて端末が全てのデータを受信できたことを通知する。従って、第１の無線局から受信したデータ部分の受領通知を第２の無線局に通知する新たな制御信号である。
　また、「全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ」を制御信号として端末から各連携無線局へ通知する代わりに、端末がどこまでデータを受信できたかを制御信号として通知するようにしてもよい。例えば、端末が全てのデータが受信できた最終のシーケンス番号を各連携無線局に通知し、各連携無線局は通知を受けたシーケンス番号よりも小さいシーケンス番号に対応するデータ部分をバッファから削除する。このように、端末が全てのデータを受信できた最終のシーケンス番号を各連携無線局に通知することも本実施の形態に含まれる。
　また、「全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ」を制御信号として端末から各連携無線局へ通知する代わりに、各連携無線局がデータ送信時点からタイマにより経過時間を計時し、送信時点から所定時間が経過した蓄積データをバッファから削除するようにしてもよい。このように、経過時間に基づき未送信データ部分（自身が送信を担当していない部分）も含めて蓄積データを削除することも本実施の形態に含まれる。
　図２０は、本実施の形態の無線局による再送動作を説明するための図であり、無線局１が最初に送信するデータ部分（データ部分＃１）と「他の分割部分の送信要求」受信に対応して送信するデータ部分（データ部分＃２）の関係を示している。データ部分＃１が分割された後のＴビットデータの前半部分である場合、データ部分＃２は残りの後半部分のデータとなる。他のデータ部分（他の分割部分）の範囲を明確に定義するために、対象とするデータの範囲Ｔ１（ビット）に関する情報を各連携無線局と端末の間で共有する。連携無線局と端末の間で制御信号を送受信することにより、この情報は更新できる。また、あらかじめ無線標準規格において、データの範囲Ｔ１（ビット）を固定ビット数として決めることで共有しても構わない。データの範囲Ｔ１（ビット）をフレーム時間と一致させても構わない。この場合、「他の分割部分の送信要求」はそのフレーム内で送信されるデータ部分に対応する他のデータ部分となる。
　無線局１が「他の分割部分の送信要求」に対応するデータ部分（図２０の例ではデータ部分＃２となる）を送信する際、無線局１が１回で送信できるデータ量（ビット数）と無線局２が１回で送信するデータ量（ビット数）が異なる場合がある。この場合、無線局１は送信する「他のデータ部分」を再分割または結合することにより、無線局１の１回分のデータ量に合うようにデータ形式を変更して送信しても構わない。このようにデータ形式を変更する場合、無線局１は端末に対して利用するデータ形式またはデータフォーマットを制御情報として通知する。端末は受取った制御情報に従い信号を受信する。
　図２１は、データ部分の定義方法の一例を示す図である。図２１ではフレーム単位でデータ部分＃１とデータ部分＃２を定義する場合の例を示している。このような定義方法を適用した無線通信システムでは、無線局１がフレームｕのデータ部分＃１を送信した後、「他の分割部分の送信要求」を受取った場合、無線局１はフレームｕのデータ部分＃２を送信する。これに対して、無線局１がフレームｕのデータ部分＃１を送信した後、全データの受信に成功したことを示すＡＣＫを端末から受取った場合には、無線局１はフレームｕ＋１の送信を開始する。このように、フレーム内の全データを全て受取ったことを示すＡＣＫを端末から受取るまでに「他の分割部分の送信要求」を受信した場合には、そのフレームの残りのデータ部分を送信する。このように、フレーム単位で「他の分割部分の送信要求」を扱うことにより簡易な制御とすることができる。また、端末が全データの受信に成功したことを示すＡＣＫを送信することも本実施の形態の特徴である。本構成により連携無線局は全データの受信を確認して次のフレームの制御に同時に移ることができる。
　説明した一連の再送制御は、図９に示した構成の端末と図４に示した構成の無線局により実現できる。端末ではデータ受信部９４，９５において受信成功か失敗かを判別し、受信失敗の場合には、制御情報決定／送信部９３が「他のデータ部分の送信要求信号」（上記の「他の分割部分の送信要求」に相当）を送信する。無線局は制御情報受信部４５においてその要求信号を受信すると、送信モード選択部４３において「他のデータ部分の送信要求信号」であることを認識し、データ選択部４１においてバッファ４２に格納されているデータの中から必要なデータを抽出する。また、制御情報決定部４６では「他のデータ部分の送信要求信号」に対応するデータ部分の送信であることを示す制御信号を生成し、生成したデータと制御信号をデータ／制御情報送信部４７を介して端末に向けて送信する。
　本実施の形態で説明した再送制御により、端末は無線局２との接続状態が悪い場合にも無線局１から全てのデータを受信できる。本実施の形態の再送制御を適用しない場合、連携無線局と端末との間のいずれかの無線リンクの状態が悪くなった場合、端末は全てのデータを受信できず通信品質が大幅に劣化する。通信品質を常に保証することは運用上極めて重要であり、通信品質を保証できないサービスは実用に大きな支障をきたす。これに対して、本制御を用いれば、チャネル状態が急激に変化し無線局２との接続が悪くなる場合にも無線局１が本来無線局２の送信すべきデータを送信することで端末をサポートできる。このように、本実施の形態の再送制御を用いれば、連携送信における通信品質劣化の問題を解決できる。
　また、実施の形態１では連携無線局に同じデータを配信する構成を説明したが、本構成では連携無線局が同じデータをバッファに格納しており、「他の分割部分の送信要求」の受信に対して極めて低遅延で要求されたデータ部分を送信できる。このように連携無線局に同じデータを配信する構成によって、他のデータ部分の送信に低遅延で対応できる。なお、本実施の形態で説明した再送制御と従来の方式（端末が、受信を失敗したデータの送信元の無線局に再送要求する方式）と併用しても構わない。この場合、端末は、無線局２（受信を失敗したデータの送信元無線局）に再送要求を行い、さらに無線局１に対しても「他の分割部分の送信要求」を送信する。無線局１，２がともに要求内容に対応するデータ部分（図１８に示した例の場合であればデータ部分＃２となる）を送信することにより、端末は再送を要求したデータ部分をより確実に受信できる。
　同様の送信制御は３つ以上の無線局による連携送信にも適用することができる。図２２は、連携送信を行う無線局が３局の場合の送信制御の一例を示す図である。図２２に示した制御動作では、無線局１，２，３がデータ部分＃１，＃２，＃３をそれぞれ送信するが、端末はその中で受信できなかった部分を指定して、データ部分＃ｎ（ｎ＝１，２，３）の送信を、データを正常に受信できた無線局（たとえば無線局１）に要求する。データ部分＃ｎの送信要求を受けた無線局は、要求信号で指定されたデータ部分＃ｎを端末に向けて送信する。このとき、データ部分＃ｎの信号を端末に送信したことを示す制御信号も併せて送信する。端末はデータ部分＃ｎが送信されたことを制御信号から認識して、そのデータを受信する。このような制御により、連携送信を行う無線局が３局またはそれ以上の場合においても、端末は全てのデータを受信することができる。
　なお、図２３は、連携無線局が３局の場合の再送動作を説明するための図であり、無線局１がデータ部分＃１の送信を担当する場合の動作を示している。上段は無線局１が最初に送信するデータ（データ部分＃１）を示し、下段は端末からデータ部分＃２の送信要求を受信した場合に無線局１が送信するデータ部分（データ部分＃２）を示している。
　ここでは、端末は無線局１に対して送信要求を行ったが、他の連携無線局に同様の送信要求を行っても構わない。ただし、より好ましい形態として、連携無線局の中で主無線局と副無線局を決定し、主無線局が端末でのデータ送信の通信品質に責任を持つことが望まれる。このような構成では、端末は主無線局に対して優先的に「他のデータ部分の送信要求信号」を送信する。このように、連携無線局の中に端末との通信品質保証に対して責任を持つ無線局を設けることも特徴の一つである。また、端末が「他の分割部分の送信要求」を特定の無線局に対して優先的に送信する構成も特徴の一つである。
　このように、本実施の形態の無線通信システムにおいて、端末は、連携送信されたデータの一部が受信できなかった場合、受信できなかったデータを送信するように、受信できなかったデータの送信元の無線局とは異なる他の連携無線局に要求することとした。これにより、連携送信における通信品質劣化の問題を解決できる。
実施の形態４．
　本実施の形態では実施の形態３で説明した再送制御において、端末が連携無線局に対して再送要求を行う際のさらに好ましい形態について開示する。
　実施の形態３では無線局１が端末から受信した「他の分割部分の送信要求」に対して他のデータ部分を送信する場合を説明したが、他のデータ部分の送信にはさまざまな方法がある。それらについて図２４および図２５を用いて説明する。
　図２４は、本実施の形態の無線通信システムにおける送信制御動作の一例を示す図であり、無線局１～３が連携送信を行う動作において、無線局１～３が１フレーム内のデータ部分＃１～＃３をそれぞれ送信した後、端末からの要求に応じて無線局１がデータ部分＃２を再送する場合の例を示している。図２４において、２４１～２４９は、各連携無線局から端末へ送信する分割データに付加されたシーケンス番号とする。
　図２４に示した動作では、まず無線局１はデータ部分＃１（分割データ２４１，２４４，２４７）を送信し、無線局２はデータ部分＃２（分割データ２４２，２４５，２４８）を送信し、無線局３はデータ部分＃３（分割データ２４３，２４６，２４９）を送信する。なお、各無線局は、自身が送信を担当する各分割データをシーケンス番号の小さい順に送信する。たとえば、無線局１は、分割データ２４１→分割データ２４４→分割データ２４７の順番で送信する。その後、無線局１が端末からデータ部分＃２の送信を要求されたとする。このとき、データ部分＃２の送信要求を受けた無線局１は、要求されたデータ部分＃２をその前に無線局２から送信された順番と同じ順番で（シーケンス番号の小さい順に）送信してもよいが、逆の順番で送信するようにしてもよい（分割データ２４８→分割データ２４５→分割データ２４２の順に送信するようにしてもよい）。
　本来、無線局２がデータ部分＃２を送信するはずであるが、無線局２と端末の間の伝送速度が想定よりも遅い場合、端末にデータ部分＃２が全て到着するまでの所要時間が長くなる。このような場合、端末は無線局２から分割データ２４２および分割データ２４５は受信できているが、分割データ２４８は受信できていない状態となる可能性がある。そのため、無線局１が分割データ２４８→分割データ２４５→分割データ２４２の順番で送信すれば、端末は無線局１から分割データ２４８を受信した時点で１フレーム内のデータ部分＃２（分割データ２４２，２４５，２４８）を全て受信できる。この結果、無線局１がデータ部分＃２を全て送信する前に端末がＡＣＫ（全データの受信に成功したことを示すＡＣＫ）を無線局１～３に対して送信することとなり、無線局１は途中でデータ部分＃２の送信を停止することができる。なお、ここでいう全データとは１フレーム内の全データを指す。このような再送制御動作を適用すれば、無線局１がデータ部分＃２の全ての分割データを送信しなくても端末は全分割データを受信するため、受信済みの分割データ（送信する必要のない分割データ）が無線局１から端末へ再送信されるのを防止するとともに次フレームの送信を開始するまでの時間を短縮して無線伝送効率を向上できる。
　図２５は、３つの無線局が連携送信する場合のデータ伝送手順の一例を示すシーケンス図であり、上記の図２４を用いて説明した動作のシーケンスを示している。
　図２５に示した伝送手順では、まず、無線局１，２，３は分割データ送信モードに従い、それぞれデータ部分＃１，＃２，＃３を送信する。そして、たとえば端末がデータ部分＃ｎ（ｎ＝１，２，３）の一部を受信できなかった場合、端末は、主無線局である無線局１にデータ部分＃ｎの送信を要求する。端末は無線局１にデータ部分＃ｎの送信を要求する際に、データ部分＃ｎの分割データの送信順序についても事前に規定されたフォーマットに従い要求する。無線局１は端末からの要求に従い、データの送信順序について事前に規定されたいくつかのフォーマットの中の適切なフォーマットでデータ部分＃ｎの分割データを送信する。また、無線局１は端末に対し、制御信号によって分割データの送信順序または順序を規定したフォーマット番号を通知する。端末は、送信を要求したデータ部分＃ｎとともに送信されてきた制御信号を解析することによりデータ部分＃ｎのデータの送信順序を把握し、データを受信する。端末は全ての分割データを受信すると、全データを受信したことを示すＡＣＫ信号を各連携無線局に送信する。ＡＣＫ信号の送信は無線局１がデータ部分＃ｎを全て送信し終わる前であっても構わない。無線局１は、データ部分＃ｎの送信を完了する前に端末から前記ＡＣＫ信号を受信した場合、データ部分＃ｎの送信を途中で中止する。途中でのデータ送信中止により、不要なデータ送信を削減し、無線伝送効率を向上できる。また、周囲への干渉を低減できる。
　本実施の形態では、分割されたデータ単位でシーケンス番号が大きい方から小さい方への再送を行う場合（最初に送信された順番と逆の順番で再送を行う場合）について示したが、情報シンボル単位または情報ビット単位でフレームの最終ビット（またはシンボル）から最初のビットまでを順番に送信する方法も同様に可能である。この場合にも、無線局が再送を行っている途中であっても端末は全データの受信を完了した段階でＡＣＫを送信するので、無線局はデータの送信を停止でき、不要なデータ送信を削減して無線伝送効率を向上できるとともに周囲への干渉を低減できる。
　このように、本実施の形態の無線通信システムにおいて、端末からの要求に応じてデータを再送する無線局は、再送データを、その前に他の無線局から送信された時とは逆の順番で送信することとした。これにより、再送するデータ量が必要以上に多くなるのを防止でき、無線伝送効率を向上させるとともに周囲への干渉を低減できる。
実施の形態５．
　本実施の形態では実施の形態１～４で説明した無線通信システムにおいて、フレーム単位で各無線局が送信するデータ分割部分を制御する方法について示す。本実施の形態では、図１または図２に示したような、無線通信システムの無線局１および２が連携送信を行う場合を想定する。
　実施の形態１～４で説明した無線通信システムの無線局１および２が送信モードＡ（分割データ送信モード）で連携送信を行っている状態において、無線局１があるフレーム（仮にフレームｕとする）でのデータ送信を無線局２よりも早く完了した場合には、無線局１は次のフレームｕ＋１でのデータ部分（分割データ）の送信を無線局２よりも早く開始しても構わない。これにより、無線局２がフレームｕのデータ部分の送信を完了するまで無線局１がフレームｕ＋１のデータ送信を待つ場合に比べて、本手法ではデータ送信をよりフレキシブルに行うことができる。その結果、無線リソースを効率的に利用でき、無線伝送効率を改善できる。
　また、連携無線局は無線局間でのデータの分割比率をフレームごとに変化させてもよい。例えば、無線局１がフレームｕでのデータ送信を無線局２よりも早く完了した場合、無線局１は、次のフレームｕ＋１を送信する際に現在（フレームｕ）よりも高い割合でデータ伝送することができるといえる。従って、次のフレームｕ＋１ではより高い分割比率Ｒでデータを送信する方が無線局１と２からのデータ部分の到着時間を合わせるために適しているといえる。
　このようにフレーム単位でデータの分割比率を変更することは図１２で示した制御信号のうち「データ分割比率」に関する制御情報（図１２に示した分割比率Ｒに相当）をフレーム単位で通知することによって実現できる。
　図２６は、フレームごとにデータ分割比率に関する制御情報を通知する場合の制御信号の通知方法の一例を示す図である。データの分割比率をフレームごとに変化させる場合、図２６に示したように、分割比率Ｒ（データ分割比率に関する制御情報）をフレームごとに通知する。また、その他の制御情報（シーケンス番号割り当て方法に関する制御情報，分割周期・送信部分に関する制御情報）はフレームごとに変化させる必要がないので、フレームよりも長い周期で通知する。このように、フレームごとにデータ分割比率を変更する制御動作において、分割比率Ｒまたはそれに相当する情報をフレーム単位で通知し、データ分割に係わる他の制御情報をより長い周期で通知することも本実施の形態の無線通信システムの特徴の一つである。これにより、連携無線局から端末に送信される制御情報が必要以上に増大するのを防止できる。なお、毎フレームでデータ分割比率に関する制御情報を送信するのではなく、数フレームごとに送信するようにしてもよい。この場合も、その他の制御情報はさらに長い周期で送信する。また、データの分割比率を変更する必要があると判断した場合にデータ分割比率に関する制御情報を送信するようにしてもよい。
　また、「データ分割比率」に関する制御情報として常に分割比率Ｒを通知するのではなく、図２７に示したように、先頭フレームでは分割比率Ｒの初期値（Ｒ０）を通知し、後続フレームでは前フレームからの比率の差分値（ΔＲ１，ΔＲ２，…）のみを制御信号として通知するように構成してもよい。本構成を用いればフレームごとに分割比率の値を通知する場合に比べて、通知するデータ量を削減できる。
　また、データの分割比率Ｒに関する代表的な値とインデックス番号の対応を規格化し、対応するインデックス番号を通知することにより制御情報量を削減することも可能である。この場合、図２８に示すテーブル情報を連携無線局及び端末は予め保持しておく。図２８は、データ分割比率Ｒとインデックス番号の対応テーブルの一例を示す図である。このように、データ分割比率Ｒに関する制御情報としてインデックス番号を通知する構成により、制御情報量を削減できる。また、連続フレームでは前のフレームに対するインデックス番号数の変化のみを通知することも可能である。例えば、前のフレームに対して＋１、０、－１のインデックス番号の変化のみを行うこととする。これは、連続フレームでは分割比率が類似した値になりやすい性質を用いたものである。この場合、制御情報量をさらに削減できる。
　また、データ分割に係わる制御情報は端末単位で変更することがより望ましい。これは、端末の存在位置によって適切なデータ分割比率は変化するためである。従って、主連携無線局は、各端末からのチャネル状態通知に従って、端末単位で適切なデータ分割比率を決定することがより好ましい。
　このように、本実施の形態の無線通信システムにおいては、フレーム単位でデータ分割比率（各連携無線局が端末へ送信するデータ量の比率）を変更するので、効率的な無線伝送を実現できる。
実施の形態６．
　本実施の形態では実施の形態１～５とは異なる連携送信制御を実施する無線通信システムについて説明する。
　実施の形態１～５では、連携無線局の中の主無線局が、各連携無線局と端末との間の各無線リンクの状態（チャネル状態またはチャネル品質など）に基づき連携送信方法を決定する無線通信システムについて示した。これに対して、本実施の形態では端末が送信モード及びデータの分割方法などの連携送信方法を決定し、制御信号として連携無線局に通知する無線通信システムについて示す。
　図２９は、本実施の形態の無線通信システムにおいて連携無線局が連携送信を行う際の制御手順を示すシーケンス図である。図示したように、本実施の形態の無線通信システムでは、連携送信を行う無線局１，２に対して同じデータが配信されると、連携無線局の中の１つが、端末にそのデータ情報を通知する。たとえば、主無線局である無線局１がデータ情報を通知する。データ情報には、端末宛のデータを保持していることを示す情報、および同一データを保持している連携無線局の情報（この例では無線局１，２の情報となる。この情報を送信する連携無線局以外の連携無線局の情報のみであってもよい）を含む。上位のゲートウェイから受信したデータ信号を主無線局が副無線局に再配信するシステム形態（上述した図２の形態）の場合、無線局１（主無線局）はデータ信号の副無線局への再配信も行う。さらに、無線局１，２は、チャネル状態測定用の参照信号を無線リンクでそれぞれ送信し、端末は参照信号を用いてチャネル状態を測定する。そして、端末は測定結果（無線局１，２とのチャネル状態）に基づき適切な送信モードを決定して、決定した送信モードを示す制御情報＃１，＃２を無線局１，２に通知する。
　より好ましい送信モード選択の形態として、端末は、連携無線局側で送信モードを決定する実施の形態１～５と同様に、以下に示す２つの送信モードの中から選択する形態が特に有効である。
（送信モードＡ：分割データ送信モード）
　各連携無線局においてデータを分割してそれぞれ異なるデータ部分を送信する。
（送信モードＢ：同一データ送信モード）
　各連携無線局から同じデータをそれぞれ送信する。
　端末は、送信モードＡを示す制御情報を連携無線局に送信する場合、さらにデータの分割方法に関する制御情報も送信する。図３０に連携無線局が分割データ送信を行う際の制御手順を示す。この場合、端末は参照信号を用いてチャネル状態を測定し、無線局１，２とのチャネル状態に基づき適切なデータ分割方法を決定して無線局１，２に通知する。無線局１，２は端末からの制御情報に基づいてデータを分割し、それぞれデータ部分＃１，＃２を端末に向けて送信する。無線局１，２がそれぞれデータ部分＃１，＃２を送信する際には、そのデータが端末の制御情報に従って分割されたデータであることを示す制御情報を端末に対して送信する。端末は制御情報に基づき、無線局１，２から送信されたデータ部分を認識して受信し、最終的に統合して全データを受信する。全データを受信すると、端末は無線局１，２に対してＡＣＫ信号を送信する。実際には、端末は、参照信号を用いて無線局１，２とのチャネル状態を測定後、チャネル状態に基づいて送信モードを決定し、送信モードＡを選択した場合には、さらに、チャネル状態に基づいてデータ分割方法を決定する。そして、送信モードＡを選択した場合には、送信モードＡを示す制御情報とデータ分割方法を示す制御情報を無線局１，２に送信する。また、送信モードＢを選択した場合には、送信モードＢを示す制御情報を無線局１，２に送信する。端末が送信モード，データ分割方法を決定し、決定結果を示す制御情報を各連携無線局に送信した後の動作（連携無線局から端末へのデータ送信）は実施の形態１～５の無線通信システムと同様である。
　なお、端末がデータを正しく受信できなかった場合には、実施の形態３，４で説明した再送制御を行っても構わないし、公知の再送制御を行っても構わない。
　図３１は、連携無線局が２局の場合に端末が各連携無線局（無線局１，２）に対して送信する制御信号の一例を示す図である。図３１に示した制御信号には、データ分割を開始するデータ位置を示す分割開始位置、分割周期Ｔ(ビット)、分割比率Ｒ、前半を担当する無線局ＩＤ、後半を担当する無線局ＩＤ、およびシーケンス番号の割り当て方法（連携または独立）を示すシーケンス割り当て方法が含まれる。分割開始位置はＩＰパケット番号などのデータ番号またはそのビット位置を指定する情報である。本情報によって連携無線局間で分割開始位置を共有できる。また、図３１に示した制御信号を端末から受信した各連携無線局は、前半を担当する無線局ＩＤ，後半を担当する無線局ＩＤを解読することにより、自身が送信を担当するデータ部分（分割データ）を認識できる。また、分割周期Ｔ及び分割比率Ｒを解読することによりデータの分割方法を把握できる。さらに、シーケンス割り当て方法を解読することにより分割データへのシーケンス番号の割り当て方法（連携シーケンス番号割り当て、または独立シーケンス番号割り当て）を認識できる。
　図３２Ａは、連携無線局が３局の場合に端末が各連携無線局（無線局１，２，３）に対して送信する制御信号の一例を示す図である。図３２Ａに示した制御信号には、データ分割を開始するデータ位置を示す分割開始位置、分割数Ｎ、各分割部分のビット数Ｂ1～ＢN、各分割部分の送信を担当する無線局の無線局ＩＤ、およびシーケンス番号割り当て方法が含まれる。図３２Ｂには、一例として、分割数Ｎが３の場合における各分割部分と各分割部分のビット数の関係を示している。上記の連携無線局が２局の場合と同様に、分割開始位置によって連携無線局間で分割開始位置を共有できる。また、図３２Ａに示した制御信号を端末から受信した各連携無線局は、分割数Ｎ、各分割部分のビット数Ｂ1～ＢN、および各分割部分の送信を担当する無線局の無線局ＩＤを解読することにより、自身が送信を担当するデータ部分を認識する。さらに、シーケンス割り当て方法を解読することにより分割データへのシーケンス番号の割り当て方法を認識する。
　端末から連携無線局に送信する上記の制御信号はフレームごとに送信するようにしてもよい。フレームごとに送信する構成とした場合、端末は連携無線局間でのデータの分割比率（各連携無線局が送信するデータ量の比率）をフレームごとに変化させることができる。また、端末がデータの分割比率に関する情報のみをフレーム単位で通知し、その他の制御情報（シーケンス番号割り当て方法，分割周期・送信部分に関する情報）はフレームよりも長い周期で通知する構成も可能である。「データの分割比率に関する情報」とは、図３１に示した制御信号の場合は分割比率Ｒまたはこれに相当する情報であり、図３２Ａに示した制御信号の場合には各分割部分のビット数Ｂ1～ＢNまたはこれに相当する情報である。このような構成により、短い周期で変更を要する分割比率Ｒのみを効率的に連携無線局へ通知できる。なお、１フレームごとにデータの分割比率に関する情報を送信するのではなく数フレームごとに送信するようにしてもよい。また、データの分割比率を変更する必要があると判断した場合に送信するようにしてもよい。
　以上のような、端末が連携送信方法を決定して決定結果を各連携無線局に対して通知する構成を適用すると、連携送信を行う無線局の間で制御信号を交信することなく連携送信を行える。図３３は、本実施の形態の無線通信システムにおけるデータ伝送の動作例を示す図である。図示した無線通信システムにおいて、無線局１，２は、それぞれ異なるネットワークまたは無線通信方式の無線局である。例えば、無線局１がセルラーネットワークの基地局、無線局２がWireless　LANのアクセスポイントである場合、相互に制御信号を交信する規格が規定されていない。このような場合、従来技術では無線局１，２が連携送信を行うのは困難である。これに対して、本実施の形態を適用すれば、無線局１と２の間で制御信号を直接送受信するのが困難な場合においても、端末が送信データ部分を特定して無線リソース制御の一部を実施することにより、連携送信ができる。すなわち、各連携無線局を収容しているゲートウェイ経由で各連携無線局に同じデータを配信する機構、および同じデータが配信された無線局の情報（連携送信を行う無線局の情報）を各連携無線局に通知する機能を設ければ、連携送信を行う無線局間での直接通信が不可能な無線通信システムにおいても連携送信が実現できる。
　このように、本実施の形態で示した構成は従来の異種ネットワークに対して、異種ネットワーク間の相互制御を必要とすることなく柔軟に導入できる。従って、端末が送信データ部分を特定して無線リソース制御の一部を実施することにより、現実的に受け容れられやすい構成であることも大きな利点である。
　また、本実施の形態で説明した連携制御と実施の形態１～５で述べた連携制御を適応的に選択することもできる。例えば、無線局１，２が同じセルラーネットワークに属する隣接基地局である場合には、無線局１，２の間の有線ネットワークを介して連携制御を行う実施の形態１～５を利用することができる。これに対して、無線局１がセルラーネットワークの基地局、無線局２がWireless　LANのアクセスポイントである場合には、本実施の形態のように端末が送信モードおよびデータ分割方法を決定することが好ましい。従って、連携する無線局の形態によって、連携無線局間での連携制御で連携無線局主導の連携送信を行うか、端末からの指示に従って端末主導の連携送信を行うかを選択する。
　図３４は、連携無線局主導での連携制御と端末主導での連携制御のどちらを実施するかを選択する制御の一例を示す図である。図３４に示した制御手順においては、まず、無線局１，２が帰属ネットワーク情報（この情報の送信元無線局が属しているネットワークの情報）を端末に通知する。次に、端末は、各無線局から通知された帰属ネットワーク情報に基づき連携制御方法（端末主導または無線局主導）を決定し、決定結果（連携制御方法）を示す制御情報＃１，＃２を無線局１，２に送信する。その後、無線局１，２は受信した制御情報が示す連携制御方法に従い、連携制御を実施する。また、図３５は、連携無線局主導での連携制御と端末主導での連携制御のどちらを実施するかを選択する制御の異なる例を示す図である。図３５に示した制御手順においては、まず、副無線局である無線局２が主無線局である無線局１に帰属ネットワーク情報を通知する。次に、無線局１は通知された情報（無線局２の帰属ネットワーク情報）に基づき連携制御方法を決定し、決定結果を示す制御情報を端末に送信する。制御情報を受信した端末はその制御情報が示す連携制御方法に従い本実施の形態または実施の形態１～５で示した制御を実施する。このように、ネットワーク環境に応じて、連携無線局間での連携制御を連携無線局主導で行うか、端末主導で行うかを適応的に選択できる。
実施の形態７．
　本実施の形態では実施の形態１～６で説明した連携送信制御におけるデータの分割方法について説明する。
　先の実施の形態において、連携無線局間または無線局と端末の間で送受信する制御信号フォーマットの例を図１０，１２，１４Ａ，１５，３１，３２Ａで開示した。そして、これら制御信号フォーマットは、分割されたデータの各部分を担当する無線局を特定するための情報として、無線局ＩＤなどを制御情報として含んでいた。これに対して、本実施の形態では、分割されたデータの各部分を担当する無線局を特定するための情報を制御信号に含めて通知する必要のない無線通信システムについて説明する。具体的には、あらかじめ決められた規定に従い各部分を担当する無線局を決定することで、分割されたデータの各部分を担当する無線局を特定するための情報の通知を不要とした無線通信システムについて説明する。
　例えば、連携無線局のうち無線局ＩＤの小さい無線局がデータの前半部分を担当することに予め決定しておく。この場合、制御信号において無線局ＩＤと担当するデータ部分の関係を通知する必要がなくなる。連携無線局がお互いの無線局ＩＤを事前に把握していればよい。この場合、データ分割方法のみの通知により各無線局は担当すべき分割データを認識できる。連携無線局が２局の場合には、制御信号にて分割開始位置，分割周期，分割比率（図１０，図３１参照）を通知すればよい。また、連携無線局が３局以上の場合には、制御信号にて分割開始位置，分割数，各分割部分のビット数（図１４Ａ，図３２Ａ参照）を通知すればよい。この結果、伝送効率を改善できる。
　また、連携無線局が２局の場合には、主無線局が１番目のデータ部分を担当し、連携する副無線局が２番目のデータ部分を担当することに予め決定しておくことで、制御信号にて無線局ＩＤと担当するデータ部分の関係を通知する必要がなくなる。この場合にも、データの分割方法（分割開始位置，分割周期，分割比率）のみを制御信号にて通知すれば、各無線局は担当するデータ部分を認識できる。
　また、連携する無線局間で本来の無線局ＩＤを短縮する簡易的な無線局ＩＤを割り振る方法を用いることもできる。例えば、本来の無線局ＩＤをＩＰアドレスとする場合、長いビット数が必要となるが、連携無線局が３局である場合、２ビット（００，０１，１０，１１）の簡易的な無線局ＩＤを３つの連携無線局に付与して制御信号を送信する。このような構成によって無線局ＩＤの通知に必要となる制御信号量を低減でき、伝送効率を向上できる。
実施の形態８．
　本実施の形態では実施の形態１～７とは異なる形態の複数の無線局による連携送信について説明する。なお、本実施の形態では、図２に示した無線通信システムを想定する。
　複数の無線局が連携送信制御を行う場合、各無線局から送信される信号の相対遅延を測定することが伝送品質を維持する上で重要となる。ここで、相対遅延とは、主無線局がデータ信号を上位装置（ゲートウェイ）から受け取った後、このデータ信号を副無線局に再配信して副無線局経由で端末へ送信した場合の端末への到着時間と、端末に向けて直接送信した場合の端末への到着時間の差である。この相対遅延には無線局１と２の間のネットワークの遅延、処理遅延、無線リンクでの伝搬遅延など全ての影響が含まれる。
　この相対遅延を測定するために、本実施の形態の無線通信システムでは、図３６および図３７に示したように、主無線局である無線局１がテスト信号＃１を端末に送信し、端末ではその到着時刻を把握する。これとは別に、無線局１はテスト信号＃２を無線局２にネットワークを介して送信し、無線局２はテスト信号＃２を無線局１から受け取るとその信号を端末に向けて送信する。端末ではテスト信号＃１と＃２の受信時間差を相対遅延として把握し、無線局１，２に制御情報＃１，＃２として相対遅延を示す情報（遅延時間差情報）を通知する。遅延時間差情報を受信した無線局１，２は通知された相対遅延を考慮した連携送信制御を行うことができる。なお、説明の便宜上、図３７では無線局１がテスト信号＃１と＃２を送信するタイミングをずらして記載しているが、無線局１は、テスト信号＃１，＃２を同時に送信するのが望ましい。テスト信号＃１，＃２に送信時刻の情報を書き込んで送信するのであれば、必ずしもテスト信号＃１，＃２を同時に送信する必要はないが、同時に送信する場合には送信時刻情報が不要となり送信データ量を抑えることができる。
　連携送信制御の一例を示す。例えば無線局１，２が同じデータを送信する送信モードＢの連携送信において、無線局１が、端末に向けた分割データの送信開始タイミングを相対遅延分だけ遅らせる形態がある。無線局１が時間を遅らせてデータを送信することにより、端末は無線局１と無線局２からのデータをほぼ同時に受け取ることができる。その結果、端末では、無線局１，２からの受信信号を容易に合成することが可能となる。無線局１，２からの受信タイミングが異なる場合には端末は無線局１からの受信データを所定時間メモリに格納しておかなければならず、多くのメモリを必要とする。これに対して、本実施の形態の手法を用いれば端末が必要とするメモリ量を削減できる。
　また、異なる連携送信制御の例を示す。図３８に示すように無線局１にデータが蓄積されており、無線局１，２が分割された蓄積データの異なる部分を送信する送信モードＡの連携送信を実行する場合、遅延時間の短い無線局１が分割データの前半部分を送信し、遅延時間の長い無線局２が分割データの後半部分を送信する。端末は前半部分のデータをより早く必要とするため、無線局１は低遅延伝送が要求される前半部分の信号（図３８におけるデータ１，２，３）を送信する。一方、無線局２は遅延が許容される後半部分の信号（図３７におけるデータ４，５，６）を送信する。
　また、異なる連携送信制御の例を示す。たとえば、音声とメールなど許容される遅延量が異なる２つの通信を端末に提供する場合、許容遅延の短い通信データ（音声など）は無線局１から端末に向けて送信し、許容遅延の長い通信データ（メールなど）は無線局２から端末に向けて送信する。このように、測定した相対遅延にもとづき通信ごとに送信する無線局を決定することで、通信品質を維持できる。
　本実施の形態は上述した実施の形態１～７のいずれとも組み合わせて用いることができる。特に、端末がデータの分割方法を決定して通知する実施の形態６との組合せでは、端末が相対遅延に基づきデータ分割方法を決定して連携無線局に通知するので伝送効率を向上できる。
　このように本実施の形態では、端末が連携基地局から送信される信号の相対遅延を測定し、相対遅延情報を連携基地局に通知することとした。これにより、各連携無線局では、通知された相対遅延情報に基づき各連携無線局から送信するデータを決定することができるようになり、遅延を考慮した高い信号品質を維持することができる。
実施の形態９．
　本実施の形態では複数の無線局による連携送信の実施の形態１～８とは異なる形態について開示する。
　近年の無線通信では高速無線通信を収容するため、送受信局が複数アンテナを用いる構成が多く利用されている。このように送受信局が複数アンテナを備えるシステムはＭＩＭＯ（Multi-Input　Multi-Output）システムと呼ばれ、ＭＩＭＯシステムでは複数の信号を空間多重できる利点が広く知られている。
　一般にＭアンテナを備える受信局では最大Ｍ個の空間多重された信号を分離受信できる。しかし、Ｍ＋１個以上の空間多重された信号を適切に分離受信することは難しい。従って、複数の無線局が同じ時間周波数を用いてＭアンテナを持つ端末に連携送信する際には、Ｍ個以下の信号を同時に送信する構成が好ましい。
　このような状態を実現するため、本実施の形態では図３９に示すように端末が無線局１，２に対してそれぞれ制御情報３６０１，３６０２を送信する。これらの制御情報は無線局１，２が最大限利用可能な空間多重信号数を示す情報である。無線局１，２はそれぞれ制御情報３６０１，３６０２で示された空間多重信号数の範囲で空間多重信号数を設定して端末に向けて送信する。
　例えば、端末のアンテナ数Ｍが２である場合、
　　制御情報３６０１が示す最大空間多重信号数＝Ｎ１
　　制御情報３６０２が示す最大空間多重信号数＝Ｎ２
　とすると、
　（Ｎ１，Ｎ２）＝（１，１），(２，０)，(０，２)，(１，０)，(０，１)
　などが上記「最大限利用可能な空間多重信号数に関する情報」として利用される。
　各無線局が空間多重信号数（Ｎ１，Ｎ２）の範囲で端末に向けて信号を送信した場合、端末で同時に受信される信号数はＭ個以下となる。このように、端末が複数の無線局に対して最大限利用可能な空間多重信号数に関する情報を通知することにより、空間多重信号数を適切な値に制御できる。
　また、端末は制御情報３６０１，３６０２を周期的に通知することにより、周期的に最大限利用可能な空間多重信号数に関する情報を更新することも可能である。このような制御によって、環境に応じて柔軟に空間多重信号数を設定できる。
　なお、上述の「最大限利用可能な空間多重信号数」は空間多重信号数でも構わない。この場合にも、端末で同時に受信される信号数はＭ個以下となる。また、空間多重信号数はレイヤ数と呼んでも構わない。
　制御情報３６０１，３６０２は、図４０に示すように分割比率Ｒとともにテーブル形式で規定することもできる。図４０ではＭ＝４アンテナの端末を想定しており、端末は連携無線局から合計４レイヤまでを受信可能である。図４０では多くのデータ部分を送信する無線局の方が多くのレイヤ数を必要とすることを考慮してテーブルを作成している。このように、送信データ量と必要レイヤ数の相関を利用して両者を結合したテーブルを作成することにより、端末から各連携無線局に送信される制御情報量を低減できる。無線局の担当するデータ量とレイヤ数を結びつけてテーブルを作成することも本実施の形態の無線通信システムの特徴である。
　また、図３９に示した構成とは異なり、無線局１，２が端末のアンテナ数を事前に把握し、無線局１，２の間の連携制御によって無線局１，２が利用するレイヤ数を決定することもできる。この場合、図４１に示すように無線局１，２はそれぞれ制御情報３８０１，３８０２を用いて利用レイヤ数を端末に通知する。このとき、図４０に示したテーブルを用いて無線局１，２から端末に向けてレイヤ数情報と各無線局の担当するデータ部分を通知することも可能である。また、無線局１（主無線局）が利用レイヤ数を決定して無線局２（副無線局）に通知する際にも図４０に示したテーブルを使用することが可能である。このように、レイヤ数情報と各無線局の担当するデータ部分に関する必要な組合せのみを結合したテーブルを保持することにより、効率的に制御情報を端末に通知できる。
　図４０のテーブルはデータ量とレイヤ数の対応関係を示したものであるが、テーブルを作成しなくても、データ量とレイヤ数に関連性を有する制御方法であれば構わない。例えば、データ量またはデータ比率が決定されると、その値に応じてレイヤ数の候補を限定する構成も可能である。４アンテナを有する端末に送信する際に、無線局１が担当するデータ比率が５０％以下の場合にはレイヤ数の候補を１，２に限定し、無線局１が担当するデータ比率が５０％より大きい場合にはレイヤ数の候補を１，２，３，４として、無線局１（主無線局）が決定することも可能である。その他、データ量とレイヤ数に関連性を有する制御方法であればどのようなものでも構わない。このように、データ比率またはデータ量の通知によって、レイヤ数の候補を変更する方法も本実施の形態の無線通信システムの特徴の一つである。このように、無線局１の送信するデータ量の増加に応じて、無線局１がより高いレイヤ数をサポートできる構成が好ましい。
　このように、本実施の形態の無線通信システムでは、連携無線局と端末が複数のアンテナを有し、空間多重伝送を行う構成の場合、端末局は、各連携無線局との間のチャネル状態に基づいて、各連携無線局に利用を許可する多重数（最大空間多重信号数）を決定する、または主無線局に多重数を決定させることとした。これにより、先の実施の形態１～８で説明した無線通信システムにおける連携送信制御をＭＩＭＯシステムに適用できる。
実施の形態１０．
　本実施の形態では実施の形態１～９で開示した連携送信の利用形態の一例を開示する。
　図４２は実施の形態１～９で開示した連携送信の利用形態の一例を示す図である。図４２に示したシステム構成では、無線局１と２は隣接しており、端末が無線局１および２の双方と通信可能な領域が連携領域、端末が無線局１および２のいずれか一方とのみ通信可能な領域が非連携領域である。端末が連携領域内に位置している場合、無線局１，２は端末に対する連携送信を行う。一方、端末が非連携領域に位置している場合には、端末が位置している非連携領域をサポートしている無線局が端末に対して単独でデータを送信する。
　ここで、図示したような、端末が無線局１のセルから移動を開始して無線局２のセルまで移動する場合について考える。この場合、端末は、無線局１の単独サポート領域（無線局１配下の非連携領域）から無線局１および２による連携サポート領域を経て、無線局２の単独サポート領域へと移動する。このとき、実施の形態１～９で示した連携送信制御は無線局１および２による連携サポート領域において適用される。このような制御は無線局１，２がそれぞれ単独サポート／連携サポートを示す情報を制御信号として端末に通知し、その制御信号に基づき端末が単独サポートか連携サポートかを認識する。制御信号が単独サポートを示している場合、端末は従来の無線制御に従う。一方、制御信号が連携サポートを示している場合、端末は実施の形態１～９で示した制御動作を行う。
　図４２に示した例では端末が無線局１のセルから無線局２のセルに移動する場合、端末の位置が無線局２に近づくにつれて無線局１の担当するデータの割合を徐々に下げて無線局２の担当するデータの割合を徐々に上げていく。この制御は、端末の移動に伴い、無線局１と端末との間の通信品質は下がっていき、逆に、無線局２と端末との間の通信品質は上がっていくためである。このように、セル境界付近では連携送信を行う２つの無線局がそれぞれデータの異なる部分を送信し、送信するデータの割合を徐々に変更することにより、ハンドオーバを円滑にサポートすることができる。
　なお、３ＧＰＰ（Third　Generation　Partnership　Project）における国際標準規格ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）では、セル間のハンドオーバは瞬時に切替を行うハードハンドオーバであり、常に１つの無線局（基地局）が端末をサポートする。また、第３世代移動通信方式Ｗ－ＣＤＭＡではソフトハンドオーバがサポートされているが、この方式では各無線局が同じデータを送信する。これに対して、本実施の形態では複数の無線局が異なるデータ部分を送信する点で大きく異なる。異なるデータ部分を送信することにより、より高い通信容量を実現することが可能となる。
　また、無線局１のセルから無線局２のセルに移る際に、無線局１が担当するデータ部分の比率を徐々に下げることにより、各無線局が異なるデータ部分を送信する新たなソフトハンドオーバ機能が可能となる。このようなハンドオーバはこれまでの移動通信システムでは考えられていなかった。
　また、連携サポート領域において端末が移動した際には、無線局１，２の一方との無線リンク接続状態が急激に劣化する場合も考えられる。このような環境においても、実施の形態３で説明した再送制御に基づく無線伝送制御を行えば、通信品質を常に保証することができる。したがって、実施の形態３で示した再送制御を適用することにより、一方の無線局との伝搬状態が急激に変化した場合にも他方の無線局がデータ伝送をサポートするので、安定したサービスを提供できる。
　このように、本実施の形態によれば、新たなタイプのソフトハンドオーバをサポートする無線通信システムを実現することができ、従来よりも高効率かつ安定的な無線通信品質を実現できる。
実施の形態１１．
　本実施の形態では実施の形態１または６で説明した複数の無線局による連携送信の利用形態の一例を開示する。
　実施の形態１や６においては、無線局１および２が連携送信を行うに際して、同一データを送信する送信モードＢを選定できることを説明したが、この送信モードＢでは以下に示すさらにいくつかのモードを環境に応じて提供できる。
（送信モードＢ１）
　無線局１，２が同一データを非コヒーレントに送信する。
　端末は無線局１，２からのデータを個別に受信した後、最大比合成などの信号合成に基づき信号品質を改善する。
（送信モードＢ２）
　無線局１，２が同じ時間周波数で分散時空間符号を用いて同じデータを送信する。
　代表的な分散時空間符号としては、無線局１，２を異なる送信アンテナとみなしてＳＴＢＣ（Space　Time　Block　Code）符号を適用する構成がある。ＳＴＢＣ符号の受信方法は広く知られており、端末はそのいかなる方法を用いても構わない。
（送信モードＢ３）
　無線局１，２が同一データを同じ時間周波数でコヒーレントに送信する。
　コヒーレント送信は、例えば文献「P.Larsson　and　R.Hu,　“Large-scale　cooperative　relaying　network　with　optimal　coherent　combining　under　aggregate　relay　power　constraints,”　Proc.　of　FTC,2003.」で開示されている。
（送信モードＢ４）
　無線局１，２が同一データに対して異なる符号化方法を適用して符号化された信号を送信する。端末は無線局１，２からのデータを個別に受信した後、無線局１，２からの符号化データを用いて復号処理を行う。異なる符号化方法の適用方法はさまざまであるが、異なる冗長ビットを付加する方法、異なる符号化率を用いる方法、異なる畳み込み演算を行う方法なども含まれる。
　送信モードＢ１は異なる時間周波数を用いて無線局１，２が信号送信する場合に特に適する。また、送信モードＢ２は同じ時間周波数を用いて無線局１，２が信号送信する場合に適する。送信モードＢ３は端末の移動速度が十分低速であり、チャネル状態が極めてゆっくりと変化する場合に適する。また、送信モードＢ４は送信モードＢ１と同じ環境で利用することができ、受信局での演算量は大きくなるものの、符号化利得が得られるため送信モードＢ１よりも良好な受信特性が得られる。従って、受信局がその演算量を許容できる環境では、送信モードＢ１よりも優れた方式となる。
　そこで、本実施の形態の無線通信システムでは、送信モードＢを使用する際に、さらに送信モードＢ１，Ｂ２，Ｂ３を環境に応じて適応的に使い分ける。この構成を実現するために、端末は無線局１，２とのチャネル状態及びその変動状態を測定し、無線局１，２に通知する。図４３は、連携無線局における送信モードの選択手順を示すフローチャートであり、無線局１，２を連携無線局とした場合の送信モード選択手順を示している。まず、無線局１，２の間で、連携制御において同じ時間周波数で送信するか否かを決定する。異なる時間周波数で送信する場合（「Ｎｏ」の場合）には、送信モードＢ１を選定する。一方、同じ時間周波数で送信する場合（「Ｙｅｓ」の場合）には、さらに端末におけるチャネルの変動状態を観測し、チャネルの変動状態が遅い場合（「Ｙｅｓ」の場合）には送信モードＢ３を選定し、チャネルの変動状態が早い場合（「Ｎｏ」の場合）には送信モードＢ２を選定する。
　このように、連携制御状態と端末におけるチャネル状態に応じて適切な送信モードを選定することにより、無線伝送効率を向上することができる。
実施の形態１２．
　本実施の形態では実施の形態１～１１で説明した連携送信制御を国際標準規格３ＧＰＰ　ＬＴＥ方式に適用するための構成を開示する。
　セルラー無線通信では、国際標準規格３ＧＰＰ　ＬＴＥ方式が適用されるケースが多く、従来のＬＴＥ方式の構成を拡張する形で従来規格をサポートしながら機能拡張を行うことが重要となる。そこで、本実施の形態ではＬＴＥ方式に無線局（基地局）間での連携機能を円滑に導入するための方法について説明する。
　図４４は、ＬＴＥ方式におけるユーザープレーンのプロトコルスタックを示す図である。このプロトコルスタックは、文献「3GPP　TS　36.300　V9.2.0　“EUTRA　and　EUTRAN　overall　description,　Stage　2.”」に基づくものである。
　図４４に示したプロトコルスタックにおいて、ＰＤＣＰ（Packet　Data　Convergence　Protocol）層ではＩＰパケットのヘッダの圧縮／解凍およびデータの暗号化を行い、効率的な帯域幅の使用を実現する。また、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）層では無線リンク上で送信されるデータフォーマットへの変換を行う。ＭＡＣ（Medium　Access　Control）層では他のユーザのデータとの多重化を行う。物理（ＰＨＹ:　Physical　Layer）層では変調・符号化など実際の送信データを生成する処理を行う。物理層で生成された送信データは無線リンクに送信される。
　図４５は、実施の形態１～１１で説明した連携送信制御を３ＧＰＰ　ＬＴＥ方式に適用するためのプロトコルスタックを示す図である。図示したように、基地局（ｅＮＢ：evolved　node　B）においてデータ抽出を行う機能を新たに付加し、さらに、端末（ＵＥ：User　Equipment）側ではデータを結合する機能を新たに付加することによって、従来の機能をサポートしながら新たな連携制御機能をサポートすることができる。
　図４６は、本実施の形態の無線通信システムを構成する無線局の構成例を示す図であり、より詳細には、実施の形態１～１１で説明した連携送信制御を３ＧＰＰ　ＬＴＥ方式に適用する場合の構成例を示している。
　図４６に示した構成の基地局はＩＰネットワークにおいてＩＰパケットを受信すると、ＰＤＣＰ層においてＩＰパケットのヘッダ圧縮、ＰＤＣＰ番号付けなどを実行する。さらに、新たに挿入されたバッファ・データ抽出部においてデータのバッファリングを行い、ｋ番目の端末（端末＃ｋ）のデータのうち当該基地局が送信すべきＰＤＣＰ番号を持つデータのみを抽出する。抽出されたデータは従来のＬＴＥ構成と同様にＲＬＣ／ＭＡＣ層およびＰＨＹ層を経て無線リンクで送信される。
　バッファ・データ抽出部において必要データ部分を抽出する際は、データ分割制御部が抽出すべきデータを指示する。データ分割制御部は、Ｘ２インタフェース経由で連携基地局（連携してデータ送信を行う他の基地局）と分割方法に関する制御情報の交信を行い、適切な分割方法を決定する。なお、実施の形態６で説明したような形態、すなわち端末からの制御情報に応じてデータ分割方法を決定する（端末での決定結果に従う）ことも可能である。この場合、上り制御チャネル受信部が端末から送信された制御情報を受信する。端末ごとに異なるデータ分割をサポートするため、バッファ・データ抽出部、データ分割制御部および上り制御チャネル受信部は端末ごとに構成される。
　このように、従来のＬＴＥ方式に対応した基地局に対して連携送信で必要とするＰＤＣＰ番号のデータを抽出する機能のみを付加することにより、従来のＬＴＥ方式の機能を失うことなく新たに基地局連携機能（連携送信機能）を追加することができる。従来のＬＴＥ方式のみをサポートしたい場合、端末をサポートする基地局はバッファ・データ抽出部において全てのＰＤＣＰパケットを下位レイヤに送信する。この場合、連携基地局では全てのＰＤＣＰパケットを破棄する。基地局連携送信を行う場合には、一部のＰＤＣＰ番号をもつパケットを下位のレイヤに通知する。
　図４７は、本実施の形態の無線通信システムを構成する無線局からデータを受信する端末の構成例を示す図であり、実施の形態１～１１で説明した連携送信制御を３ＧＰＰ　ＬＴＥ方式に適用する場合の構成例を示している。
　図４７に示した構成の端末は無線リンクで受信した信号を従来のＬＴＥ方式の端末と同様に、ＰＨＹ層／ＭＡＣ層／ＲＬＣ層において処理する。このとき、下り制御チャネル解析部は、無線局から送信されてきた制御信号を解読することにより無線局１，２の一方のみが信号を送信するのか、無線局１，２が信号を連携送信するのかを判別する。そして、下り制御チャネル解析部が、複数の無線局（無線局１，２）が連携送信を行う、と判定した場合には各データ受信部（無線局１からのデータ受信部，無線局２からのデータ受信部）が、無線局１，２からの信号を個別に受信し、各無線局から送信されたＰＤＣＰ番号付のデータをそれぞれ抽出してデータ結合部に出力する。データ結合部はデータ受信部から入力された各データのＰＤＣＰ番号をチェックし、各データを番号順に並び替えてから結合する。また、実施の形態３で示した再送制御（再送要求）を行うため、ＰＤＣＰ番号の欠落を確認し、再送要求に必要な情報を生成して上り制御チャネル送信部から送信する。データ結合部において結合されたデータは従来のＬＴＥ方式の端末と同様にＰＤＣＰ層経由でＩＰ層へ転送される。
　このように、従来のＬＴＥ方式に対応した端末に対して新たにデータ結合部および下り制御チャネル解析部を付加することにより、端末は、ＬＴＥ方式の機能を失うことなく新たな基地局連携機能をサポートできる。
　以上のように、本実施の形態の無線局（基地局）および端末は、新たに付加する機能以外は従来と同じ機能であり、変更が必要ない。その結果、ＬＴＥ方式と同じ製造過程を用いることができ、設備投資の観点から低コスト化が実現できる。また、従来のＬＴＥ方式との間で部品の共通化を図ることができ、量産化の観点からも有益である。
　性能面においては、一方の基地局と端末との伝搬状態が急激に悪化する場合にも基地局連携機能によって他方の基地局が端末をサポートできる。その結果、１つの基地局のみがサポートするＬＴＥ方式よりも安定した信号品質を実現できる。また、ＭＩＭＯシステムでは各基地局と端末がそれぞれ良好な空間チャネルを用いて複数のリンクを確立できる。その結果、基地局連携によって無線伝送効率を向上させることができる。また、一方の基地局がサポートできる端末数に余裕のある環境では、基地局連携によってより高い伝送速度をサポートできる。このように、本発明にかかる無線通信で実施する連携送信制御は高効率な無線伝送の実現に大きく寄与できる。
実施の形態１３．
　実施の形態１～１２で示した連携送信制御は適宜組み合わせて使用してもよい。また、実施の形態１～１２では、端末から連携無線局へ制御情報（図３に示したチャネル状態やチャネル品質、図２９に示した送信モード情報、図３０に示したデータ分割方法、など）が個別に送信される場合について主に説明したが、端末から１つの無線局（例えば、無線局１）に全ての制御情報を送信し、その制御情報を受信した無線局１が他の連携無線局に有線ネットワークを介して送信するように構成しても構わない。
　また、実施の形態１～１２では、連携無線局から端末に向けた下り制御情報（データを送信する場合にそのデータに適用されている分割方法などを示す情報）を各連携無線局が個別に送信する場合について主に説明したが、１つの無線局（例えば、無線局１）が連携無線局から有線ネットワークを介して制御情報を受け取り、無線局１から端末に全ての連携送信局の制御情報を送信しても構わない。
　また、実施の形態１～１２では、各連携無線局が異なる位置に配置される場合について主に説明したが、連携無線局は同じ位置に配置されても構わない。連携無線局は特定の方向のエリアのみをサポートするセクタであっても構わない。従って、セクタ間での連携送信も本発明に含まれる。
　また、実施の形態１～１２では、「フレーム」を用いて制御方式を説明する場合もあったが、「時間スロット」「サブフレーム」「時間シンボル」「時間サンプル」など時間を表すいかなるパラメータであっても構わない。また、用語「分割比率」を用いて無線制御方法を説明する場合もあったが、分割比率を直接通知する代わりに分割比率を推測できるいかなる情報を通知しても構わない。
　以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、複数の無線局が連携して１つの端末にデータを送信する無線通信システムに有用であり、特に、連携する無線局がそれぞれ異なるデータ部分の送信を担当する形態の無線通信システムに適している。
　１，２　無線局
　４１，９４，９５　データ受信部
　４２　バッファ
　４３　送信モード選択部
　４４　データ選択部
　４５，９６　制御情報受信部
　４６　制御情報決定部
　４７　データ／制御情報送信部
　９１　信号受信部
　９２　チャネル状態測定部
　９３　制御情報決定／送信部
　９７　データ結合部

Claims (7)

  1. 　複数の無線局、当該複数の無線局を収容するゲートウェイ、および当該無線局と通信する端末を含んだ無線通信システムであって、
    　前記複数の無線局は、
    　自局および他の無線局に同一端末宛の同一データが配信されると、当該他の無線局と連携し、当該データの全てをその宛先端末に向けて送信する第１の処理、または当該データの一部をその宛先端末に向けて送信する第２の処理を実行する機能を有し、
    　前記端末は、
    　前記複数の無線局の中の２つ以上の無線局に自装置宛の同一データが配信されたことを検出した場合、当該同一データが配信された各無線局との間のチャネル状態に基づき、前記第１の処理および前記第２の処理のどちらを当該各無線局に実行させるか決定する
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記端末は、
    　前記第２の処理を実行させることに決定した場合、さらに、前記自装置宛の同一データが配信された各無線局に送信を担当させる、無線局ごとに異なるデータ部分、および当該各無線局に送信を担当させるデータ部分同士の比率を決定し、決定結果に従って前記第２の処理を実行するよう当該各無線局に指示する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記端末は、
    　前記比率を周期的に決定する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
  4. 　前記端末は、
    　前記比率を所定数のフレームごとに決定する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
  5. 　前記端末は、
    　前記比率を決定した場合、
    　前回決定した比率と今回決定した比率の差分を前記各無線局に通知する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
  6. 　前記端末は、
    　自装置宛の同一データを保持している各無線局が前記第２の処理を実施して送信したデータの一部を受信できなかった場合、受信できなかったデータ部分の送信を担当させた無線局とは異なる無線局に対して当該受信できなかったデータ部分の再送信を要求する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
  7. 　前記端末は、
    　自装置宛の同一データを保持している各無線局が前記第２の処理を実施して送信したデータの全部を受信した場合、その旨を示す制御信号を、当該各無線局に向けて送信する
    　ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の無線通信システム。
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