(57)【要約】  伝送路選択方法は、複数の伝送経路それぞれの評価値を算出するための情報を収集し、複数の移動局装置それぞれに対して単独に伝送経路の単独評価値を算出する。また、複数の移動局装置に対して、単独評価値を用いて、伝送経路の候補の削減を行う。また、複数の移動局装置の少なくとも１台に対して複合的に伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複合的評価値を算出する。また、単独評価値と複合評価値とを用いて、複数の移動局装置の通信経路を選択する。
2012070614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送経路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムにおける伝送路選択方法であって、
前記複数の伝送経路それぞれの評価値を算出するための情報を収集し、前記複数の移動局装置それぞれに対して単独に伝送経路の単独評価値を算出し、
前記複数の移動局装置に対して、前記単独評価値を用いて、伝送経路の候補の削減を行い、
前記複数の移動局装置の少なくとも１台に対して複合的に伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複合的評価値を算出し、
前記単独評価値と前記複合評価値とを用いて、前記複数の移動局装置の通信経路を選択する伝送路選択方法。
【請求項２】
前記単独評価値を算出するための情報は、前記複数の移動局装置で測定した伝搬路損失であって、前記基地局装置又は前記少なくとも１台のリレー局装置からのダウンリンクの伝搬路損失を含む請求項１に記載の伝送路選択方法。
【請求項３】
前記単独評価値を算出するための情報は、前記基地局装置又は前記リレー局装置で測定した伝搬路損失であって、前記複数の移動局装置からのアップリンクの伝搬路損失を含む請求項１に記載の伝送路選択方法。
【請求項４】
前記複合的評価値を算出するための情報は、前記複数の移動局装置で測定したダウンリンクのチャネル状態情報を含む請求項１に記載の伝送路選択方法。
【請求項５】
前記複合的評価値を算出するための情報は、前記基地局装置又はリレー局装置で測定した第１、第３、又は第５の伝送路セグメントのアップリンクのチャネル状態情報を含む請求項１に記載の伝送路選択方法。
【請求項６】
前記伝送経路の候補の削減を行う場合に、前記単独評価値について、第１位の評価値と第２位との評価値の差を、予め定めた値と比較し、
前記比較した結果が、前記予め定めた値より小さい場合に、前記第１位の評価値と前記第２位の評価値とに対応する経路を残して、他の経路を削減する請求項１に記載の伝送路選択方法。
【請求項７】
前記複合的評価値を算出する場合に、前記複数の移動局装置に対して、ＭＵ−ＭＩＭＯを行う場合の複合評価値を算出し、
ビームフォーミングによる干渉抑圧を行う場合の複合評価値を算出する請求項１に記載の伝送路選択方法。
【請求項８】
基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送経路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムにおける伝送路選択方法であって、
前記複数の移動局装置が、前記基地局装置及び前記少なくとも１台のリレー局装置と、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントの品質測定値を送信し、
制御装置が、前記基地局装置及び前記少なくとも１台のリレー局装置と、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を要求する信号を、前記移動局装置に送信し、
前記複数の移動局装置が、前記基地局装置及び前記リレー局装置と、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を送信する伝送路選択方法。
【請求項９】
基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送経路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムにおける伝送路選択方法であって、
前記少なくとも１台のリレー局装置が、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントの品質測定値を、制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記少なくとも１台のリレー装置と前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を要求する信号を、前記少なくとも１台のリレー局装置に送信し、
前記少なくとも１台のリレー局装置が、前記少なくとも１台のリレー装置と前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を、前記制御装置に送信する伝送路選択方法。
【請求項１０】
基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムであって、
前記基地局装置は、伝送路の複合評価値を算出する複合評価値算出部と、
前記複合評価値算出部が算出した複合評価値に基づいて、伝送路を決定する伝送路決定部と、
を備える無線通信システム。
【請求項１１】
各伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複数の移動局装置それぞれに対して単独に伝送経路の単独評価値を算出し、
前記複数の移動局装置に対して、前記単独評価値を用いて、伝送経路の候補の削減を行い、
前記複数の移動局装置の少なくとも１台に対して複合的に伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複合的評価値を算出し、
前記単独評価値と前記複合評価値とを用いて、前記複数の移動局装置の通信経路を選択するプログラムをコンピュータに実行させる伝送路選択プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、伝送路選択方法、及び伝送路選択プログラムに関する。
本願は、２０１０年１１月２５日に、日本に出願された特願２０１０−２６２５３０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信システムは、従来の通話のみの用途の通信システムに比べ、インターネット接続機能、音楽配信機能、映像配信機能、電子決済機能など新しいマルチメディア・データ通信サービスを展開するシステムを対象としている。そのため、より高い無線品質が要求され、また移動局装置の送信電力が電源容量などの制約で制限される。よって、１つの基地局装置がカバーする無線エリアの拡張が、困難である。そこで、通信サービスエリアの拡大や通信品質の向上などの目的で、以下の無線通信システムが用いられている（特許文献１）。この無線通信システムでは、リレー局装置を通信サービスエリアの遠端部や電波不感地帯に配置して、無線基地局装置と移動局装置との間でこのリレー局装置を介してリレー通信を行う。
特許文献２には、リレー局装置を介した基地局装置と移動局装置との無線通信システムについて記載されている。この無線通信システムでは、移動局装置と基地局装置間の伝送路で通信するか、リレー局装置を介して通信するかを判定する場合に、使用周波数帯域、伝送時間、伝播損失値、伝播損失変動値幅、相対移動速度、送信電力値の情報からそれぞれの経路の評価値を算出し、評価値に基づいて経路を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６０９５１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、移動通信システム、特にセルラーシステムを用いる移動通信システムでは、複数の移動局装置が関与している。そのため、移動局装置毎にこのようなリレー局装置が関連する評価値の算出を独立に行うことは、システム全体としての最適解を与えることにはならない。その上、ある基地局装置に関係する全ての移動局装置について複合的に評価値の算出を行うことは、膨大な演算量を必要とする。その結果、演算に要する時間が増大すると共に、消費電力を浪費する。【０００５】
本発明は、少ない計算量、少ない消費電力、短い計算時間で最適な通信経路の選択が可能な無線通信システム、伝送路選択方法、及び伝送路選択プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  本発明の第１の態様による伝送路選択方法は、基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送経路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムにおける伝送路選択方法であって、前記複数の伝送経路それぞれの評価値を算出するための情報を収集し、前記複数の移動局装置それぞれに対して単独に伝送経路の単独評価値を算出し、前記複数の移動局装置に対して、前記単独評価値を用いて、伝送経路の候補の削減を行い、前記複数の移動局装置の少なくとも１台に対して複合的に伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複合的評価値を算出し、前記単独評価値と前記複合評価値とを用いて、前記複数の移動局装置の通信経路を選択する。【０００７】
（２）  なお、本発明の第１の態様による伝送路選択方法において、前記単独評価値を算出するための情報は、前記複数の移動局装置で測定した伝搬路損失であって、前記基地局装置又は前記少なくとも１台のリレー局装置からのダウンリンクの伝搬路損失を含んでいても良い。【０００８】
（３）  また、本発明の第１の態様による伝送路選択方法において、前記単独評価値を算出するための情報は、前記基地局装置又は前記リレー局装置で測定した伝搬路損失であって、前記複数の移動局装置からのアップリンクの伝搬路損失を含んでいても良い。【０００９】
（４）  また、本発明の第１の態様による伝送路選択方法において、前記複合的評価値を算出するための情報は、前記複数の移動局装置で測定したダウンリンクのチャネル状態情報を含んでいても良い。【００１０】
（５）  また、本発明の第１の態様による伝送路選択方法において、前記複合的評価値を算出するための情報は、前記基地局装置又はリレー局装置で測定した第１、第３、又は第５の伝送路セグメントのアップリンクのチャネル状態情報を含んでいても良い。【００１１】
（６）  また、本発明の第１の態様による伝送路選択方法において、前記伝送経路の候補の削減を行う場合に、前記単独評価値について、第１位の評価値と第２位との評価値の差を、予め定めた値と比較し、前記比較した結果が、前記予め定めた値より小さい場合に、前記第１位の評価値と前記第２位の評価値とに対応する経路を残して、他の経路を削減しても良い。【００１２】
（７）  また、本発明の第１の態様による伝送路選択方法において、前記複合的評価値を算出する場合に、前記複数の移動局装置に対して、ＭＵ−ＭＩＭＯを行う場合の複合評価値を算出し、ビームフォーミングによる干渉抑圧を行う場合の複合評価値を算出しても良い。【００１３】
（８）  また、本発明の第２の態様による伝送路選択方法は、基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送経路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムにおける伝送路選択方法であって、前記複数の移動局装置が、前記基地局装置及び前記少なくとも１台のリレー局装置と、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントの品質測定値を送信し、制御装置が、前記基地局装置及び前記少なくとも１台のリレー局装置と、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を要求する信号を、前記移動局装置に送信し、前記複数の移動局装置が、前記基地局装置及び前記リレー局装置と、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を送信する。【００１４】
（９）  また、本発明の第３の態様による伝送路選択方法は、基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送経路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムにおける伝送路選択方法であって、前記少なくとも１台のリレー局装置が、前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントの品質測定値を、制御装置に送信し、前記制御装置が、前記少なくとも１台のリレー装置と前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を要求する信号を、前記少なくとも１台のリレー局装置に送信し、前記少なくとも１台のリレー局装置が、前記少なくとも１台のリレー装置と前記複数の移動局装置との間の伝送路セグメントのうち２つ以上のセグメントの通信路状態情報を、前記制御装置に送信する。【００１５】
（１０）  また、本発明の第４の態様による無線通信システムは、基地局装置と、複数の移動局装置と、前記基地局装置と前記複数の移動局装置との間でデータ伝送を中継する少なくとも１台のリレー局装置とを備え、前記基地局装置と前記複数の移動局装置間のデータ伝送を行う複数の伝送路のうち、２つ以上の経路が使用可能である無線通信システムであって、前記基地局装置は、伝送路の複合評価値を算出する複合評価値算出部と、前記複合評価値算出部が算出した複合評価値に基づいて、伝送路を決定する伝送路決定部と、を備える。【００１６】
（１１）  また、本発明の第５の態様による伝送路選択プログラムは、各伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複数の移動局装置それぞれに対して単独に伝送経路の単独評価値を算出し、前記複数の移動局装置に対して、前記単独評価値を用いて、伝送経路の候補の削減を行い、前記複数の移動局装置の少なくとも１台に対して複合的に伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複合的評価値を算出し、前記単独評価値と前記複合評価値とを用いて、前記複数の移動局装置の通信経路を選択するプログラムをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、移動通信において、最適な経路選択を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概念図である。
【図２】本実施形態に係るリレー局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る移動局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】本実施形態に係る基地局装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本実施形態に係る端末毎、経路毎の単独評価値の例を示すテーブルである。
【図６】本実施形態に係る無線通信システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムを示す概略図である。
本実施形態では、一例として、基地局装置の数を１、リレー局装置（「中継局」と言うことがある。）の数を３、移動局装置（「端末」、「通信端末」と言うことがある。）の数を６とした場合を説明する。
図１において、基地局装置４（基地局装置のことを「ＢＳ」と言うことがある。）は、通信サービスエリアＡを有する。基地局装置４は、移動局装置３−１〜３−６（移動局装置のことを「ＭＳ」と言うことがある。）、又はリレー局装置２−１〜２−３（リレー局装置のことを「ＲＮ」と言うことがある。）との無線通信の伝送路を確立する。
リレー局装置２−１〜２−３は、通信サービスエリアＢ１〜Ｂ３を有する。リレー局装置２−１〜２−３は、基地局装置４から大きく離れた場所や電波不感地帯に設置され、基地局装置４の通信サービスエリアの拡大や通信品質の改善に供される。移動局装置３−１〜３−６は、利用者が使用する移動可能な通信端末である。なお、通信サービスエリアのことを「セルエリア」と言ったり、単に「エリア」と言うことがある。また、リレー局装置２−１〜２−３のことを総称してリレー局装置２と言ったり、また、移動局装置３−１〜３−６のことを総称して移動局装置３と言うことがある。
【００２０】
ここで、リレー局装置（ＲＮｉ）（ｉ＝１−３）、移動局装置（ＭＳ１）と基地局装置（ＢＳ１）の間の伝送路（無線通信経路）について説明する。基地局装置４（ＢＳ）と移動局装置３−１（ＭＳ１）との間に以下の４つの経路が存在する。
【００２１】
経路０：ＢＳ    →    ＭＳ１、
経路１：ＢＳ→ＲＮ１→ＭＳ１、
経路２：ＢＳ→ＲＮ２→ＭＳ１、
経路３：ＢＳ→ＲＮ３→ＭＳ１
【００２２】
つまり、経路０は、基地局装置から直接、移動局装置へと通信を行う経路である。経路０は、１つの伝送路を含む。他方、経路１、経路２、経路３は、基地局装置から１つのリレー局装置によって中継されて、移動局装置と通信を行う経路である。これらの経路ｉ（ｉ＝１−３）は、それぞれＢＳ−ＲＮｉとＲＮｉ―ＭＳ１との２つの伝送路セグメントを含む。
【００２３】
図１に破線で示した通信サービスエリアＢ１〜Ｂ３は、リレー局装置２−１〜２−３の通信サービスエリアを示す。基地局装置４は、そのエリア内の複数の伝送路（無線通信経路）の選択を制御する制御装置を含む。この制御装置については、後に説明する。本実施形態の無線通信システムは、上記で説明したよりも、より多くの数の基地局装置、リレー局装置及び移動局装置から構成されてもよい。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係るリレー局装置２の構成を示す概略ブロック図である。この図２に示す概略ブロック図の構成は、リレー局装置２−１〜２−３に共通のものである。
リレー局装置２は、受信部２０１、信号強度測定部２０２、伝送路損失算出部２０３、ＣＳＩ生成部２０４、転送制御部２０５、記憶部２０６、リファレンス信号生成部２０７、送信部２０８、アンテナ２０９を備える。また、リレー局装置２は、その他、リレー局装置の一般的な公知の機能を備える。
【００２５】
受信部２０１は、基地局装置４、又は、移動局装置３−１〜３−６が送信し、複数のアンテナ２０９が受信した無線信号であって、空間多重化されたＭＩＭＯ技術の無線信号を、受信信号へと変換する。なお、空間多重された無線信号を受信する送受信兼用のアンテナとして、図２では２本のアンテナを例として示す。さらに、受信部２０１は、受信信号に対して、復調及び復号等の処理を行って、ベースバンド信号に変換する。受信部２０１は、ベースバンド信号を、信号強度測定部２０２、ＣＳＩ制御部２０４、及び転送制御部２０５へ出力する。
信号強度測定部２０２には、基地局装置４及び移動局装置３から送信されたリファレンス信号が、受信部２０１から入力される。信号強度測定部２０２は、入力されたリファレンス信号の強度を測定する。信号強度測定部２０２は、測定したリファレンス信号強度信号ＩＲＦを、伝送路損失算定部２０３に出力する。
【００２６】
伝送路損失算出部２０３は、信号強度測定部２０２が出力したリファレンス信号電力ＩＲＦと、送信局（この例では、基地局装置４、又は移動局装置３）から送信された、送信時のリファレンス信号電力ＩＲＦ０とに基づいて、両者の電力比（ＩＲＦ／ＩＲＦ０）を計算する。伝送路損出算出部２０３によって計算された両者の電力比（ＩＲＦ／ＩＲＦ０）を、各伝送路の伝送路損失をとして採用する。この伝送路損失は、送信局が基地局装置の場合は、基地局装置とこのリレー局装置との間のダウンリンクの伝送路損失となる。また、この伝送路損失は、送信局が移動局装置の場合は、移動局装置とこのリレー局装置との間のアップリンクの伝送路損失となる。
計算に用いられる基地局装置４及び移動局装置３から送信されるリファレンス信号の電力は、予め定められている場合（基地局装置の場合）は、その値を伝送路損失算定部に記録しておき、その値を用いてもよい。基地局装置４及び移動局装置３から送信されるリファレンス信号電力が、その都度変化する場合は、別途送信されるリファレンス信号の強度に関する情報から得られるリファレンス信号電力を用いてもよい。
【００２７】
ＣＳＩ生成部２０４には、基地局装置４が出力した、ＣＳＩを要求する信号が、受信部２０１から入力される。ここで、ＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）とは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ、多入力／多出力）におけるチャネルの状態を表す情報である。ＣＳＩは、基地局装置のアンテナ本数をＮＢＳとし、移動局装置のアンテナ本数をＮＭＳとすると、ＮＭＳ×ＮＢＳの複素数のチャネル行列となる。チャネル行列については、後で詳述する。ＣＳＩ生成部２０４は、発信局側が送信したリファレンス信号を受信し、その受信信号の振幅及び位相の情報を用いて各伝送路のＣＳＩを生成する。なお、ＣＳＩの詳細については後述する。ＣＳＩ生成部２０４は、生成したＣＳＩ情報を送信部２０８に出力する。
【００２８】
転送制御部２０５は、基地局装置４が出力した通信経路情報に基づいて、リレー局装置２が通信を中継するか否かを判定する。リレー局装置２が通信を中継すると判定した場合は、受信部２０１から中継すべきデータを入力し、送信部２０８に出力する。リレー局装置２が通信を中継すると判定しなかった場合は、受信部２０１から送信部２０８へのデータの転送を行わない。
記憶部２０６は、伝送路損失算出部２０３が算出した伝送路損出や、ＣＳＩ生成部２０４が生成したＣＳＩ情報、リレー局装置２に割り振られたリレー局装置ＩＤ（リレー局識別子）などの情報を保持する。
【００２９】
リファレンス信号生成部２０７は、基地局装置４、及び移動局装置３との間の伝送路損失、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ、受信信号対干渉信号電力比）、及びＣＳＩを算出するために用いるリファレンス信号を生成し、送信部２１２に出力する。送信部２０８は、リレー局装置２から基地局装置４、及び移動局装置３へ向けて送信するデータ系列に対してフレーム構成を行い、リソースブロック割り当てを決定し、符号化処理を行って、ベースバンド信号を生成する。さらに、送信部２０８は、ＭＩＭＯ送信に必要なプレコーディング（送信側であらかじめＭＩＭＯ信号に行列演算を行うこと）等の処理を行う。さらに、送信部２０８は、ベースバンド信号を無線信号へと周波数変換する。さらに、送信部２０８は、無線信号の増幅を行ってアンテナ２０９に出力する。
アンテナ２０９は、送信部２０８から出力された信号を、電波として送信する。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態に係る移動局装置３の構成を示す概略ブロック図である。
この図３に示す概略ブロック図の構成は、移動局装置３−１〜３−６に共通のものである。
移動局装置３は、受信部３０１、信号強度測定部３０２、伝送路損失算出部３０３、ＣＳＩ生成部３０４、記憶部３０５、リファレンス信号生成部３０６、送信部３０７、アンテナ３０８を備える。また、移動局装置３は、その他、移動局装置の一般的な公知の機能を備える。
【００３１】
移動局装置３に含まれる構成要素と、リレー局装置２に含まれる構成要素とを比較すると、移動局装置３は、リレー局装置２の転送制御部２０５を備えていない。しかし、移動局装置３の受信部３０１、信号強度測定部３０２、伝送路損失算出部３０３、ＣＳＩ生成部３０４、記憶部３０５、リファレンス信号生成部３０６、送信部３０７、アンテナ３０８の各部の機能は、リレー局装置２の対応する各部（受信部２０１、信号強度測定部２０２、伝送路損失算出部２０３、ＣＳＩ生成部２０４、記憶部２０６、リファレンス信号生成部２０７、送信部２０８、アンテナ２０９）の構成と同様であるため、その説明は省略する。つまり、移動局装置３の構成及び機能は、リレー局装置２の転送制御部２０５の構成及び機能を欠くだけで、その他の点ではリレー局装置２の構成及び機能と同一である。
【００３２】
図４は、本発明の一実施形態に係る基地局装置４の構成を示す概略ブロック図である。
基地局装置４は、受信部４０１、信号強度測定部４０２、伝送路損失算出部４０３、単独評価値算出部４０４、記憶部４０５、経路抽出部４０６、ＣＳＩ生成部４０７、ＣＳＩ収集部４０８、複合評価値算出部４０９、通信経路決定部４１０、リファレンス信号生成部４１１、送信部４１２、経路情報収集部４１３、アンテナ４１４を備える。また、基地局装置４は、その他、基地局装置の一般的な公知の機能を備える。
【００３３】
基地局装置４に含まれる構成要素と、リレー局装置２に含まれる構成要素とを比較すると、基地局装置４に含まれる受信部４０１、信号強度測定部４０２、伝送路損失算出部４０３、ＣＳＩ生成部４０７、リファレンス信号生成部４１１、送信部４１２、アンテナ４１４の各部の構成及び機能は、図２に示したリレー局装置２の対応する各部（受信部２０１、信号強度測定部２０２、伝送路損失算出部２０３、ＣＳＩ生成部２０４、リファレンス信号生成部２０７、送信部２０８、アンテナ２０９）のものと同様であるため、その説明は省略する。以下では専ら、相違点について説明をする。
【００３４】
単独評価値算出部４０４は、受信部４０１、及び伝送路損失算出部４０３から入力された伝送路損失の値を用いて、各移動局装置、各経路について、単独評価値を算出する。単独評価値の算出方法の詳細については後述する。単独評価値算出部４０４は、各移動局装置、各経路の単独評価値を記憶部４０５に出力する。
【００３５】
記憶部４０５は、単独評価値算出部４０４から出力された各移動局装置、各経路の単独評価値を記憶する。記憶部４０５は、経路抽出部４０６からの要求に応じて、各移動局装置、各経路の単独評価値を経路抽出部４０６に出力する。
経路抽出部４０６は、記憶部４０５に記憶された各移動局装置、各経路の単独評価値を読み出し、その情報に基づいて複合評価を行うか否かを判定する。経路抽出部４０６は、複合評価を行うと判定した各移動局装置、各経路については、その複合評価を行う各移動局装置及び、複合評価に係る経路に関する情報を、ＣＳＩ収集部４０８、及び複合評価値算出部４０９に出力する。また、経路抽出部４０６は、総合評価を行わないと判定した移動局装置、及びその移動局装置への経路の情報を、通信経路決定部４１０に出力する。なお、複合評価を行うか否かを判定する方法の詳細については後述する。
【００３６】
ＣＳＩ生成部４０７には、移動局装置３−１〜３−６、及びリレー局装置２−１〜２−３から送信されたリファレンス信号が入力される。ＣＳＩ生成部４０７は、受信したリファレンス信号の位相、振幅情報を元に、各伝送路の前述のチャネル行列を計算する。ＣＳＩ生成部４０７は、計算したチャネル行列をＣＳＩ収集部に出力する。
【００３７】
ＣＳＩ収集部４０８には、経路抽出部４０６から、複合評価の対象として選択された移動局装置、及び経路の情報が入力される。ＣＳＩ収集部４０８は、複合評価の対象となる経路に含まれる各伝送路のＣＳＩを選択する。ＣＳＩ収集部４０８は、選択された各伝送路のＣＳＩを基地局装置４に向けて送信するよう、リレー局装置２−１〜リレー局装置２−３、及び移動局装置３−１〜移動局装置３−６対して送信部４１２を介して送信する。ＣＳＩ収集部４０８には、受信部４０１を介して、リレー局装置２−１〜リレー局装置２−３、及び移動局装置３−１〜移動局装置３−６から送信された各伝送路のＣＳＩが入力される。ＣＳＩ収集部４０８は、収集した各伝送路のＣＳＩを複合評価値算出部４０９に出力する。
【００３８】
複合評価値算出部４０９は、経路抽出部４０６が出力した経路の組み合わせに関する情報、及びＣＩＳ情報収集部４０８が出力したＣＳＩ情報に基づいて、複合評価値を算出する。複合評価値の算出方法の詳細については後述する。複合評価値算出部４０９は、算出した複合評価値を通信経路決定部４１０に出力する。
【００３９】
通信経路決定部４１０は、複合評価値算出部４０９が出力した複合評価値、及び経路抽出部４０６が出力した単独評価値であって、複合評価の対象とならなかった経路の単独評価値を元に、基地局装置４から移動局装置３−１〜３−６の間の最も通信品質の高い（複合評価値の値の小さい）経路を決定する。通信経路決定部４１０は、決定した最も通信品質の高い経路に関する情報を送信部４１２を介してリレー局装置２−１〜２−３、及び移動局装置３−１〜３−６に出力する。
【００４０】
次に、本実施形態に係る単独評価の方法について、基地局装置４（ＢＳ）と移動局装置３−１（ＭＳ１）との間の経路を例として具体的に説明する。
【００４１】
（１）単独評価値の算出
まず、移動局装置３−１（ＭＳ１）に着目し、基地局装置４（ＢＳ１）と移動局装置ＭＳ１との間で以下の経路を考える。
【００４２】
経路０：ＢＳ１→ＭＳ１
経路１：ＢＳ１→ＲＮ１→ＭＳ１
経路２：ＢＳ１→ＲＮ２→ＭＳ１
経路３：ＢＳ１→ＲＮ３→ＭＳ１
【００４３】
経路０は、ＢＳ１から、ＲＮ１〜３を経由せずに、直接ＭＳ１に到達する経路を表す。
すなわち、経路０は、１つの伝送路を表す。経路１〜３は、それぞれ、ＢＳ１からＲＮ１〜３を経由してＭＳ１に到達する経路を表す。
【００４４】
経路０では、基地局装置４と移動局装置３との間の通信に１つの伝送路セグメント（単に「セグメント」と言うことがある。）のみを用いる。これに対して、経路１〜３では、基地局装置と移動局装置との間の通信に基地局装置とリレー局装置との間、及び、リレー局装置と移動局装置との間、の２つの伝送路セグメントを用いている。単独評価値算出部４０４は、各移動局装置について各々、単独評価を行う。つまり、本実施形態においては、移動局装置３−１〜３−６（ＭＳ１〜６）の６台の移動局装置に対して各々、単独評価を行う。
単独評価は、各経路の評価値の大小を比較して行われる。経路中の各セグメントの評価値の評価は、各セグメントの伝送路損失を用いて行われる。ここで、伝送路損失は、基地局装置４又はリレー局装置２から送信されるリファレンス信号の送信電力に対する、移動局装置３で受信するリファレンス信号の受信電力の比をデシベル（ｄＢ）で表したものである。あるいは、伝送路損失は、基地局装置４から送信されるリファレンス信号の送信電力に対する、リレー局装置２で受信するリファレンス信号の受信電力の比をデシベル（ｄＢ）で表したものである。
【００４５】
経路が一つのセグメントのみを有する場合（経路０）では、そのセグメントの評価値が経路の評価値となる。経路が複数のセグメントを有する場合（経路１〜３）では、各セグメントの評価値の和を経路の評価値とする。
【００４６】
（２）複合評価を行うか否かの判定
複合評価では、複数の移動局装置３−１〜３−６（ＭＳ１〜ＭＳ６）から選択した２台又はそれ以上の台数の移動局装置について、複数の異なる経路の組み合わせについて同時に評価を行い、複合的な評価値を算出する。ここでは、簡単な例として、移動局装置がＭＳ１、ＭＳ２の２台であり、リレー局装置がＲＮ１〜ＲＮ３の３台である例について検討する。
【００４７】
移動局装置（ＭＳ１）の経路と移動局装置（ＭＳ２）の経路の組み合わせは、以下に示すように１６通りの組み合わせがある。
【００４８】
Ｅ（ＭＳ１：経路０、ＭＳ２：経路０）、
Ｅ（ＭＳ１：経路０、ＭＳ２：経路１）、
・・・
Ｅ（ＭＳ１：経路０、ＭＳ２：経路３）、
Ｅ（ＭＳ１：経路１、ＭＳ２：経路０）、
・・・
Ｅ（ＭＳ１：経路３、ＭＳ２：経路３）
【００４９】
上記の移動局装置、経路、評価値の組み合わせを示したテーブルを図５に示す。但し、図５では、１台の基地局装置に対してリレー局装置が３台あり、移動局装置が４台ある例を示している。
図５の１列目には、各移動局を区別するための番号が示されている。図５の２列目には、基地局装置から移動局装置までの経路を区別するための番号が示されている。図５の３列目には、各移動局装置から基地局装置へのアップリンクにおける単独評価の評価値が示されている。図５の４列目には、基地局装置から各移動局装置へのダウンリンクにおける単独評価の評価値が示されている。図５に示した情報は、単独評価値算出部４０４において計算され、記憶部４０５に記録される。
【００５０】
これらの経路について全ての組み合わせを含んだ取り扱いをすると、単独評価に比べて計算コストが非常に大きくなる。例えば、基地局から、ある移動局装置に到達する経路が４通り、基地局装置が１台、リレー局装置が３台、移動局装置が６台の簡単なモデルであっても、組み合わせの数は４６＝４０９６に達する。
【００５１】
そこで、複合評価では、例えば、上記の例の１６通りの全ての経路を対象とするのではなく、全ての経路の中から一部のみを選択して複合評価の対象とする。そのために、まず、複合評価の対象とする移動局装置の組み合わせを選択して、限定する。具体的には、複合評価を行う前に、各移動局装置について単独評価を行い、単独評価に基づく評価値を用い、その大きさに基づいて複合評価の候補を選択する。例えば、移動局装置３−１（ＭＳ１）については、各経路の評価値Ｅ経路ｉ（ｉ＝０〜３）を算出し、その大きさに基づいて複合評価の候補を選択する。
【００５２】
上述の単独評価を行った結果、Ｅ経路１＜Ｅ経路２＜Ｅ経路０＜Ｅ経路３であったとする。予め、ある閾値Ｔを定めておき、４つの評価値Ｅ経路ｉ（ｉ＝０〜３）のとき、もっとも小さい評価値と、その次に小さい評価値の差が閾値Ｔより小さい場合に、複合評価の対象とする。すなわち、｜Ｅ経路２−Ｅ経路１｜＜Ｔであった場合に、経路１と経路２とを移動局装置（ＭＳ１）への経路の候補とし、複合評価の対象とする。同様に移動局装置（ＭＳ２〜ＭＳ６）に対しても単独評価による評価値の比較を行う。その結果、同じく経路１と経路２を候補とする移動局装置が他にも存在した場合に、それらの端末を含めて同時に複合評価による評価値の評価を行う。
【００５３】
例えば、単独評価の結果、移動局装置（ＭＳ１）と移動局装置（ＭＳ２）が共に経路１及び経路２を候補と評価した場合、以下に示すように、以下の４組の経路を、複合評価の対象とする。
【００５４】
Ｅ（ＭＳ１：経路１、ＭＳ２：経路１）、
Ｅ（ＭＳ１：経路１、ＭＳ２：経路２）、
Ｅ（ＭＳ１：経路２、ＭＳ２：経路１）、
Ｅ（ＭＳ１：経路２、ＭＳ２：経路２）
【００５５】
（３）複合評価値の算出
ここでは移動局装置（ＭＳ１）と移動局装置（ＭＳ２）について共に｜Ｅ経路２−Ｅ経路１｜≦Ｔを満たした場合を例として、複合評価値の算出方法について具体的に説明する。
複合評価値の評価は、チャネル状態情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて行われる。ＣＳＩは、基地局装置４と移動局装置３の間のチャネル行列の形で与えられる。ＣＳＩは、基地局装置の送信アンテナの個数をＮＢＳとし、移動局装置の受信アンテナの個数をＮＭＳとすると、ＮＭＳ×ＮＢＳ（ＮＭＳ行ＮＢＳ列）の複素数の行列となる。
したがって、単純評価では評価値が伝送路損失であったのに比べて、複合評価では情報量が多くなる。しかし、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ、ＭＩＭＯ技術を複数のユーザー間での空間多重に利用するもの）やビームフォーミング（ビーム形成による送信ダイバーシティ）を利用した高品質の通信を実現するためには、ＣＳＩを用いた評価が必要となる。
【００５６】
一例として、移動局装置（ＭＳ１）と移動局装置（ＭＳ２）について、経路１と経路２を複合評価する場合の評価値の算出法について説明する。簡単のために、リレー局装置２−１（ＲＮ１）のアンテナ（送信アンテナ）の個数を２とし、移動局装置３−１、３−２（ＭＳ１、２）のアンテナ（順アンテナ）の個数をそれぞれ２とする。そして、ＲＮ１からＭＳ１へのチャネル行列をＨＲＮ１→ＭＳ１とし、ＲＮ１からＭＳ２へのチャネル行列をＨＲＮ１→ＭＳ２とし、ＲＮ２からＭＳ１へのチャネル行列をＨＲＮ２→ＭＳ１とし、ＲＮ２からＭＳ２へのチャネル行列をＨＲＮ２→ＭＳ２とする。
それぞれのチャネル行列は、２×２（２行２列）の行列となる。
【００５７】
（Ａ）共通のリレー局装置（ＲＮ）を経由する場合
まず、初めに、Ｅ（経路１：ＭＳ１、経路１：ＭＳ２)、つまり、移動局装置３−１（ＭＳ１）も移動局装置３−２（ＭＳ２）も、共に、共通のリレー局装置２（ＲＮ）を経由するダウンリンクの経路をとる場合の複合評価値の算出方法について述べる。
このように共通のリレー局装置（ＲＮ）を経由する場合には、移動局装置（ＭＳ１）と移動局装置（ＭＳ２）に対してＭＵ−ＭＩＭＯを適用することができる。ＭＵ−ＭＩＭＯを適用した場合には、自局に対する信号以外に、他の移動局装置に対する信号（干渉成分）が合わせて受信される。
ここでは、リレー局装置（ＲＮ１）から移動局装置（ＭＳ１）と移動局装置（ＭＳ２）へ送信する場合を例として、信号と干渉成分について式を用いて説明する。
【００５８】
まず初めに、チャネル行列の成分を定義する。本例では、ＮＭＳ×ＮＢＳ＝２×２であるから、チャネル行列は２×２の行列であり、各行列要素は、式（１）および式（２）のように表される。ここでは、ＨＲＮ１→ＭＳ１をＨ（１）とし、ＨＲＮ１→ＭＳ２をＨ（２）と記載する。
【００５９】
2012070614.tif 000003
【００６０】
2012070614.tif 000004
【００６１】
ここで、ｈｉｊ（１）は、リレー局装置（ＲＮ１）の送信アンテナｊから移動局装置（ＭＳ１）の受信アンテナｉへの伝搬係数、ｈｉｊ（２）は、リレー局装置（ＲＮ１）の送信アンテナｊから移動局装置（ＭＳ２）の受信アンテナｉへの伝搬係数を示す。
また、ＭＩＭＯ送信におけるプレコーディング行列を２×２の行列Ｃとする。行列Ｃの各行列要素は式（３）のように表される。
【００６２】
2012070614.tif 000005
【００６３】
２組の送信信号は、リレー局装置２−１（ＲＮ１）の２個の送信アンテナからそれぞれ別個のストリームとして送信される。したがって、送信信号Ｓｅは、送信信号が２ストリームであるため、２×１のベクトルとなる。送信信号Ｓｅは、式（４）のように表される。ここでＳｅ１、Ｓｅ２は上記の２ストリームの内のそれぞれのストリームを示す。
【００６４】
2012070614.tif 000006
【００６５】
また、移動局装置（ＭＳ１）、移動局装置（ＭＳ２）は、それぞれ２つの受信アンテナを持つ。そのため、移動局装置（ＭＳ１）、移動局装置（ＭＳ２）がそれぞれ受信する受信信号は、２×１のベクトルとなる。移動局装置（ＭＳ１）の受信信号ベクトルＳｒ（１）および移動局装置（ＭＳ２）の受信信号ベクトルＳｒ（２）は、式（５）および式（６）のように表される。
【００６６】
2012070614.tif 000007
【００６７】
2012070614.tif 000008
【００６８】
リレー局装置（ＲＮ）から送信された移動局装置３−１（ＭＳ１）の受信信号Ｓｒ（１）は、一方では、式（７）で表される。
【００６９】
2012070614.tif 000009
【００７０】
ここで式（７）を展開すると、式（８）のようになる。Ｓｒ１（１）およびＳｒ２（１）は、それぞれ移動局装置（ＭＳ１）のアンテナ１およびアンテナ２での受信信号である。
【００７１】
2012070614.tif 000010
【００７２】
さらに、展開を行って移動局装置（ＭＳ１）が受信する受信信号Ｓｅの各成分を求めると、式（９）、式（１０）のように表すことができる。
【００７３】
2012070614.tif 000011
【００７４】
2012070614.tif 000012
【００７５】
このように、移動局装置（ＭＳ１）に向けた信号に加え、移動局装置（ＭＳ２）に向けた信号が干渉信号として含まれている。すなわち、式（９）及び（１０）においてＳｅ１を含む第１項が希望信号であり、Ｓｅ２を含む第２項が干渉信号である。
同様に、移動局装置（ＭＳ２）の受信信号は、式（１１）〜（１３）のようになる。移動局装置（ＭＳ２）の受信信号には、移動局装置（ＭＳ２）向けの信号に加え、移動局装置（ＭＳ１）向けの信号が干渉信号として含まれている。すなわち、式（１２）及び（１３）においてＳｅ１を含む第１項が干渉信号であり、Ｓｅ２を含む第２項が希望信号である。
【００７６】
2012070614.tif 000013
【００７７】
2012070614.tif 000014
【００７８】
2012070614.tif 000015
【００７９】
移動局装置（ＭＳ１）の１番目、２番目のアンテナのＳＩＲは、式（１４）および（１５）で与えられる。
【００８０】
2012070614.tif 000016
【００８１】
2012070614.tif 000017
【００８２】
複合評価においては、ＳＩＲの逆数をセグメントの評価値とする。
移動局装置（ＭＳ１）においては、式(１６）のように重みづけ合成する。
【００８３】
2012070614.tif 000018
【００８４】
最大比合成を行ったとき、ＳＩＲ（受信信号対干渉信号電力比）は、各アンテナのＳＩＲの和となる。
すなわち、セグメントの評価値は、式（１７）の様になる。
【００８５】
2012070614.tif 000019
【００８６】
本実施形態では、各アンテナに対するＳＩＲの和の逆数を、セグメントの評価値としたが、これは受信処理のプロセスによって変更しても良い。例えば、選択ダイバーシティを用いる場合は、式（１８）のように評価値を決めても良い。
【００８７】
2012070614.tif 000020
【００８８】
（Ｂ）異なるリレー局装置（ＲＮ）を経由する場合
Ｅ（経路１：ＭＳ１、経路２：ＭＳ２)、つまり、リレー局装置２−１（ＲＮ１）が移動局装置３−１（ＭＳ１）に送信し、リレー局装置２−２（ＲＮ２）が移動局装置３−２（ＭＳ２）に対して送信する場合の評価値の算出方法について説明する。単独評価によって移動局装置（ＭＳ１）と移動局装置（ＭＳ２）は略同じ条件にあることが分かっているため、同じリソースブロックに割り当てられた場合には相当の干渉があることが予想され、２ストリームのＭＩＭＯ送信は困難である。そこで、この場合には、１ストリームのビームフォーミングにより、互いの干渉を抑圧し、その際にプリコーディングを行う。
【００８９】
まず、リレー局装置（ＲＮ１）から移動局装置（ＭＳ１）に対して１ストリームのビームフォーミングを用いた送信を行い、そしてリレー局装置（ＲＮ２）から移動局装置（ＭＳ２）に対して１ストリームのビームフォーミングを用いた送信を行う場合を考える。１ストリームの送信を行うことは、式（３）においてＳｅ２＝０とすることに等しい。したがって、ＲＮ１→ＭＳ１の経路で移動局装置（ＭＳ１）に到達する信号は、式（１９）のように表される。なお、ここでは、ＨＲＮ１→ＭＳ１をＨ（１）と略記する。
【００９０】
2012070614.tif 000021
【００９１】
このとき、同時にリレー局装置（ＲＮ２）から移動局装置（ＭＳ２）に向けて、同じリソースブロックで１ストリームのビームフォーミングを行っている。そのため、リレー局装置（ＲＮ２）から移動局装置（ＭＳ２）に向けた送信信号の一部がリレー局装置（ＲＮ１）でも受信されてしまう。このリレー局装置（ＲＮ２）から移動局装置（ＭＳ１）の経路で到達する信号は、式（２０）のように表される。なお、ここでは、ＨＲＮ２→ＭＳ１をＨ（３）と略記し、その要素をｈｉｊ（３）で表す。ここで、ｈｉｊ（３）は、リレー局装置（ＲＮ２）の送信アンテナｊから移動局装置（ＭＳ１）の受信アンテナｉへの伝搬係数を表す。またリレー局装置（ＲＮ２）のプリコーディングをＣ（３）と略記し、その行列要素をｃｉｊ（３）で表す。ここで、ｃｉｊ（３）はプリコーディング行列の要素である。
【００９２】
2012070614.tif 000022
【００９３】
移動局装置（ＭＳ１）が実際に受信する信号をＳｒ（３）で表すと、式（２１）のように、式（１９）と式（２０）の信号の和として表される。Ｓｒ１（３）およびＳｒ２（３）は、それぞれ移動局装置（ＭＳ１）のアンテナ１およびアンテナ２での受信信号である。
【００９４】
2012070614.tif 000023
【００９５】
式（１９）が希望信号成分であり、式（２０）が干渉成分である。
これを展開すると各アンテナ成分は式（２２）および式（２３）のようになる。
【００９６】
2012070614.tif 000024
【００９７】
2012070614.tif 000025
【００９８】
移動局装置（ＭＳ１）の１番目、２番目のアンテナのＳＩＲは、式（２４）および（２５）で与えられる。
【００９９】
2012070614.tif 000026
【０１００】
2012070614.tif 000027
【０１０１】
移動局装置（ＭＳ１）においては、式(２６）のように重みづけ合成する。
【０１０２】
2012070614.tif 000028
【０１０３】
最大比合成を行ったとき、ＳＩＲ（受信信号対干渉信号電力比）は、各アンテナのＳＩＲの和となる。この場合、式（２７）に示すように、ＳＩＲの逆数をセグメントの評価値とする。
【０１０４】
2012070614.tif 000029
【０１０５】
本実施形態では、各アンテナに対するＳＩＲの和の逆数をセグメントの評価値としたが、これは受信処理のプロセスによって変更しても良い。たとえば、選択ダイバーシティを用いる場合は、式（２８）のように評価値を決めても良い。
【０１０６】
2012070614.tif 000030
【０１０７】
以下に、本発明の一実施形態について、フローチャートを参照しながら説明する。図６は、本発明の一実施形態における伝送経路選択における複合評価の処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、図１に示したように、基地局装置４が１台、リレー局装置２が３台、移動局装置が６台ある場合について説明する。
【０１０８】
（ステップＳ１０１）
基地局装置４（ＢＳ）は、リファレンス信号生成部４１１が生成したリファレンス信号を、送信部４１２を介して移動局装置３−１〜３−６に送信する。ここでは、基地局装置４から移動局装置３−１へのセグメント評価値の算出法について例示するが、基地局装置と、移動局装置３−２〜３−６間のセグメント評価値の算出法についても同様である。
基地局装置４が送信したリファレンス信号の強度をＩＢＳとする。移動局装置３−１〜移動局装置３−６は、基地局装置４が送信したリファレンス信号を、受信部３０１で受信する。受信部３０１は、受信したリファレンス信号を、信号強度測定部３０２に出力する。信号強度測定部３０２は、受信部３０１から入力されたリファレンス信号を元に、リファレンス信号の強度ＩＭＳを求め、伝送路損失算定部３０３に出力する。
【０１０９】
伝送路損失算定部３０３は、信号強度測定部３０２が出力したＩＭＳと、基地局装置４が送信したリファレンス信号の強度ＩＢＳとの比、ＩＭＳ／ＩＢＳを計算する。この値を、基地局装置と移動局装置間のダウンリンクの伝送路損失（セグメント評価値）Ｅとよぶ。
ここで、計算に用いるＩＢＳは、いずれかの経路を経て基地局装置４から送信され、移動局装置３−１〜３−６で受信したものを用いてもよい。また、基地局装置４が発信するリファレンス信号の強度のＩＢＳが予め定められている場合は、計算に用いるＩＢＳとして、予め定められた値を用いてもよい。伝送路損失算定部３０３は、計算されたセグメント評価値Ｅを、記憶部２０６に記憶する。
【０１１０】
リレー局装置２−１〜２−３（ＲＮ１〜ＲＮ３）は、リファレンス信号生成部２０７が生成したリファレンス信号を、送信部２０８を介して移動局装置３−１〜３−６に送信する。ここでは、リレー局装置２−１から移動局装置３−１へのセグメント評価値の算出法について例示するが、他のリレー局装置、移動局装置間のセグメント評価値の算出法についても同様である。
リレー局装置２−１が送信したリファレンス信号の強度をＩＲＮとする。移動局装置は、基地局装置が発信したリファレンス信号を、受信部３０１で受信する。受信部３０１は、受信したリファレンス信号を、信号強度測定部３０２に出力する。信号強度測定部３０２は、受信部３０１から入力されたリファレンス信号を元に、リファレンス信号の強度ＩＭＳを求め、伝送路損失算定部３０３に出力する。
【０１１１】
伝送路損失算定部３０３は、信号強度測定部３０２が出力したＩＭＳと、基地局装置が送信したリファレンス信号の強度ＩＲＮとの比、ＩＭＳ／ＩＲＮを計算する。この値を、リレー局装置２−１と移動局装置３−１間のダウンリンクの伝送路損失（セグメント評価値）Ｅとよぶ。ここで、計算に用いるＩＲＮは、いずれかの経路を経て基地局装置から送信され、移動局装置で受信したものを用いてもよい。また、リレー局装置が発信するリファレンス信号の強度のＩＲＮが予め分かっている場合は、計算に用いるＩＲＮとして、予め定められた値を用いてもよい。
【０１１２】
基地局装置４（ＢＳ）は、リファレンス信号生成部４１１が生成したリファレンス信号を、送信部４１２を介してリレー局装置２−１〜２−３に送信する。
ここでは、基地局装置４からリレー局装置２−１へのセグメント評価値の算出法について例示するが、基地局装置、リレー局装置間のセグメント評価値の算出法についても同様である。ここで、基地局装置が送信したリファレンス信号の強度をＩＢＳとする。リレー局装置は、基地局装置が発信したリファレンス信号を、受信部２０１で受信する。受信部２０１は、受信したリファレンス信号を、信号強度測定部２０２に出力する。信号強度測定部２０２は、受信部２０１から入力されたリファレンス信号の強度ＩＲＮを求め、伝送路損失算定部２０３に出力する。
【０１１３】
伝送路損失算定部２０３は、信号強度測定部２０２が出力したＩＲＮと、基地局装置が送信したリファレンス信号の強度ＩＢＳとの比、ＩＲＮ／ＩＢＳを計算する。この値をリレー局装置と移動局装置間のダウンリンクの評価値Ｅとよぶ。ここで、ＩＢＳは、基地局装置から送信され、リレー局装置で受信したものを用いてもよい。また、基地局装置が発信するリファレンス信号の強度のＩＢＳが予め分かっている場合は、ＩＢＳとして、予め定められた値を用いてもよい。
【０１１４】
ここまで、ダウンリンクの伝送路損失（セグメント評価値）Ｅの算出方法について説明してきたが、各伝送路のアップリンクにおける伝送路損失についても、同様の方法を用いて計算を行う。なお、上述したダウンリンク、アップリンクの評価値の算出において、リファレンス信号の受信不可などにより、評価値が算出できない場合には、評価値を大きな値、例えば、無限大とする。
【０１１５】
（ステップＳ１０２）
経路情報収集部４１４は、移動局装置３−１〜３−６、及びリレー局装置２−１〜２−３に対して、算出した各セグメントの評価値を基地局装置４に送信させる命令（セグメント情報送信要求）を、送信部４１２を介して送信する。
【０１１６】
リレー局装置２−１〜２−３、及び移動局装置３−１〜３−６は、基地局装置４からのセグメント情報送信要求を受信し、リレー局装置２−１〜２−３、及び移動局装置３−１〜３−６は、ステップＳ１０１において伝送路損出推定部２０３で算出され、記憶部２０６（リレー局装置）、又は記憶部３０５（移動局装置）に記憶されたアップリンク、及びダウンリンクの評価値を基地局装置に送信する。
【０１１７】
基地局装置４は、移動局装置３−１〜３−６、及びリレー局装置２−１〜２−３から送信された各セグメントの評価値を、受信部２０１を介して単独評価値算出部４０４に入力する。また、伝送路損失算定部４０３は、リレー局装置２−１〜２−３、及び移動局装置３−１〜３−６からのアップリンクの各セグメントの評価値を、単独評価値算出部４０４に出力する。
【０１１８】
（ステップＳ１０３）
単独評価値算出部４０４は、ステップＳ１０３で入力された各セグメントの評価値と、各伝送路の上りトラフィック量と下りトラフィック量の割合であるＲｉＵＬ：ＲｉＤＬを用いて、各経路の単独評価値を算出する。各移動局装置についての、各経路の評価値（Ｅ経路０、Ｅ経路１、Ｅ経路２、Ｅ経路３)を算出する。各経路の評価値は、経路に含まれる各伝送路のセグメント評価値と、各伝送路の上りトラフィック量と下りトラフィック量の割合であるＲｉＵＬ：ＲｉＤＬを用いて算出する。例えば、各伝送路セグメントの上りトラフィック量と下りトラフィック量との比を、ＲｉＵＬ：ＲｉＤＬで表す（ＲｉＵＬ＋ＲｉＤＬ＝１）。
【０１１９】
すると、各経路の評価値（Ｅ経路０、Ｅ経路１、Ｅ経路２、Ｅ経路３)は、Ｅ経路０＝ＲｉＤＬＥ（ＢＳ１→ＭＳ１）＋ＲｉＵＬＥ（ＭＳ１→ＢＳ１）Ｅ経路１＝ＲｉＤＬＥ（ＢＳ１→ＲＮ１）＋ＲｉＤＬＥ（ＲＮ１→ＭＳ１）＋ＲｉＵＬＥ（ＭＳ１→ＲＮ１）＋ＲｉＵＬＥ（ＲＮ１→ＢＳ１）・・・Ｅ経路３＝ＲｉＤＬＥ（ＢＳ１→ＲＮ３）＋ＲｉＤＬＥ（ＲＮ３→ＭＳ１）＋ＲｉＵＬＥ（ＭＳ１→ＲＮ３）＋ＲｉＵＬＥ（ＲＮ３→ＢＳ１）と表される。ここで、例えば、Ｅ（ＢＳ１→ＲＮ１）は、基地局装置（ＢＳ１）からリレー局装置（ＲＮ１）へのダウンリンクのセグメント評価値を表す。また、Ｅ（ＭＳ１→ＲＮ１）は、移動局装置（ＭＳ１）からリレー局装置（ＲＮ１）へのアップリンクのセグメント評価値を表す。なお、上りトラフィック量と下りトラフィック量との比ＲｉＵＬ：ＲｉＤＬは、予め想定される上りトラフィック量と下りトラフィック量との比を定めておいたものを用いてもよいし、トラフィック量の変化に応じて変更した値を用いてもよい。
【０１２０】
単独評価値算出部４０４は、上記のように算出された各端末、各経路に対する単独評価による経路評価値を、記録部４０５に出力する。
【０１２１】
（ステップＳ１０４）
経路抽出部４０６は、記憶部４０５から、ステップＳ１０３で計算された、ある移動局装置（例えば、ＭＳ１）に対する経路の評価値（Ｅ経路０、Ｅ経路１、Ｅ経路２、Ｅ経路３)を読み出す。次に、経路抽出部４０６は、移動局装置（ＭＳ１）に対する経路の評価値（Ｅ経路０、Ｅ経路１、Ｅ経路２、Ｅ経路３）を小さい順に並べ、その値を小さな順に（Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）とする。予め閾値Ｔを定めておき、閾値Ｔに対して、｜Ｅ０−Ｅ１｜＞Ｔとなる移動局装置（ＭＳ）に対しては、Ｅ０が他の経路に比較して明らかに優位な評価値を持っていると判定し、Ｅ０を最適な経路として選択する。対応する経路を選択する。
【０１２２】
一方、閾値Ｔに対して、｜Ｅ０−Ｅ１｜≦Ｔとなる場合には、Ｅ０に対応する経路とＥ１に対応する経路の評価値が概ね等しいことを示している。この場合には、移動局装置（ＭＳ１）に対してＥ０に対応する経路とＥ１に対応する経路とを、複合評価の対象として選択する。
移動局装置（ＭＳ１）以外の移動局装置についても同様に、各経路の評価値を算出する。
【０１２３】
（ステップＳ１０５）
経路抽出部４０６は、ステップＳ１０４で選択された複合評価の対象として選択された移動局装置と、その経路の組み合わせの中から、その経路が等しくなる移動局装置の組み合わせを選択する。
【０１２４】
具体的には、ある移動局装置（ここでは、ＭＳａと呼ぶ）を単独評価した結果、経路１と経路２が、｜Ｅ経路１−Ｅ経路２｜≦Ｔを満たしたとする。このとき、同時に移動局装置（ＭＳａ）と異なる移動局装置（ＭＳｂ）についても、｜Ｅ経路１−Ｅ経路２｜≦Ｔを満たしたときに、移動局装置（ＭＳａ、ＭＳｂ）と、経路１、２について複合評価を行う組み合わせとする。経路抽出部４０６は、複合評価の対象となる移動局装置と経路の組み合わせに関する情報を、ＣＳＩ収集部４０８に出力する。
【０１２５】
（ステップＳ１０６）
ＣＳＩ収集部４０８は、ステップＳ１０５で選択された経路の情報に基づいて、複合評価の対象となった経路に属する各セグメントのＣＳＩを移動局装置、リレー局装置及び基地局装置に要求する。ダウンリンクのＣＳＩは、基地局装置、又はリレー局装置から送信されるリファレンス信号を移動局装置で受信することで求めることができる。また、アップリンクのＣＳＩは、移動局装置から送信されるリファレンス信号を基地局装置、又はリレー局装置で受信することで求めることができる。リレー局装置や移動局装置がリファレンス信号を送信していない場合には、経路情報収集部４１４は、リレー局装置や移動局装置に対し、リファレンス信号の送信を要求する命令を送信し、ＣＳＩ情報を生成させる。その後、ステップＳ１０７に進む。
【０１２６】
（ステップＳ１０７）
リレー局装置２の受信部２０１、及び移動局装置３の受信部３０１は、基地局４から、経路に属する各セグメントのＣＳＩを要求する信号を受信し、リレー局装置のＣＳＩ生成部２０４、及び移動局装置のＣＳＩ生成部３０４に出力する。ＣＳＩ生成部２０４、３０４は、受信部３０１が受信したリファレンス信号に基づいてＣＳＩ情報を生成する。ＣＳＩ情報生成部２０４、３０４は、リレー局２の送信部２０８、及び移動局３の送信部３０７を介してＣＳＩ情報を基地局４に送信する。基地局４のＣＳＩ収集部４０８は、ステップＳ１０６で移動局装置、リレー局装置、基地局装置に要求したＣＳＩであって、経路に属する各セグメントのＣＳＩを要求する信号に対する応答であるＣＳＩを、受信部４０１を介して取得する。その後ステップＳ１０８に進む。
【０１２７】
（ステップＳ１０８）
複合評価値算出部４０９は、経路抽出部４０６、ＣＳＩ収集部４０８から出力された経路情報、ＣＳＩ情報を用いて、複合評価を行い、各セグメントに対する複合評価値を算出する。複合評価値の算出は、式（１）〜（２８）を参照して説明した方法と同様の方法を用いて行う。すなわち、複数の移動局への通信が同一のリレー局装置（ＲＮ）を経由する場合、異なるリレー局装置（ＲＮ）を経由する場合を含む複数の経路に対して、複合的な評価値の算出を行う。
経路が１つのセグメントからなる場合は、セグメントに対する複合評価値が経路の複合評価値と等しくなる。経路が複数のセグメントを経由する場合は、各セグメントの複合評価値の和を、経路の複合評価値とする。その後ステップＳ１０９へ進む。
【０１２８】
（ステップＳ１０９）
複合評価値算出部４０９は、経路抽出部４０６において複合評価の対象として選択されたが、これまでに複合評価を行っていない、移動局装置と、その経路の組み合わせがなお存在するかどうかを判定する。これまでに複合評価を行っていない、複合評価の対象として選択された移動局装置と、その経路の組み合わせがなお存在すると判定した場合は、ステップＳ１０６へ進む。これまでに複合評価を行っていない複合評価の対象として選択された移動局装置と、その経路の組み合わせが存在しないと判定した場合は、ステップＳ１１０に進む。
【０１２９】
（ステップＳ１１０）
通信経路決定部４１０は、ステップＳ１０４で経路抽出部４０６が選択した、複合評価の対象とならなかった移動局装置に対しては、単独評価値が最も小さな経路を、その移動局に対する経路として決定する。通信経路決定部４１０は、ステップＳ１０４で複合評価の対象として選んだ移動局装置に対しては、ステップＳ１０８で、複合評価を行い、複合評価算出部４０９が算出した経路の評価値が最小の経路を、その移動局に対する経路として決定する。
【０１３０】
以上のように、本実施形態によれば、複数の伝送経路それぞれの評価値を算出するための情報を収集し、複数の移動局装置それぞれに対して単独に伝送経路の単独評価値を算出し、複数の移動局装置に対して、単独評価値を用いて、伝送経路の候補の削減を行い、複数の移動局装置の少なくとも１台に対して複合的に伝送経路の評価値を算出するための情報を収集し、複合的評価値を算出し、単独評価値と複合評価値とを用いて、複数の移動局装置の通信経路を選択する。これにより、本実施形態では、各伝送路の単独評価値を用いて複合評価を行う経路の数を削減し、経路の数を削減しない場合に比べて少ない計算量で、経路選択を行うことができる。その結果、必要とする消費電力を大幅に削減することが出来、計算時間も短縮することができる。
【０１３１】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【０１３２】
なお、上述した各実施形態における時間設定装置が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録しても良い。そして、この記録媒体に記録されたプログラムを、コンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって、それらの機能を実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含む。
【０１３３】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
無線通信において経路選択を容易に行うことが必要な無線通信システム、伝送路選択方法、及び伝送路選択プログラムなどに適用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
２−１〜２−３・・・リレー局装置、２０１・・・受信部、２０２・・・信号強度測定部、２０３・・・伝送路損失推定部、２０４・・・ＣＳＩ生成部、２０５・・・転送制御部、２０６・・・記憶部、２０７・・・リファレンス信号生成部、２０８・・・送信部、２０９・・・アンテナ、３−１〜３−６・・・移動局装置、３０１・・・受信部、３０２・・・信号強度測定部、３０３・・・伝送路損失推定部、３０４・・・ＣＳＩ生成部、３０５・・・記憶部、３０６・・・リファレンス信号生成部、３０７・・・送信部、３０８・・・アンテナ、４・・・基地局装置、４−１・・・制御装置、４０１・・・受信部、４０２・・・信号強度測定部、４０３・・・伝送路損失推定部、４０４・・・ＣＳＩ生成部、４０５・・・記憶部、４０６・・・経路抽出部、４０７・・・ＣＳＩ生成部、４０８・・・ＣＳＩ収集部、４０９・・・複合評価値算出部、４１０・・・通信経路決定部、４１１・・・リファレンス信号生成部、４１２・・・送信部、４１３・・・経路情報収集部、４１４・・・アンテナ、Ａ・・・基地局４のサービスエリア、Ｂ１〜Ｂ３・・・リレー局２−１〜２−３のサービスエリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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