(57)【要約】【課題】初期接続手続き開始から基地局−端末間の通信を開始するまでに要する時間を短縮する。【解決手段】本発明の一態様としての中継局は、基地局および端末との間で制御情報をそれぞれ通信するための第一および第二共通制御チャネルを記憶する手段と、前記第一および第二共通制御チャネルと異なる第一のチャネルのキャリアセンスを前記端末に指示することにより前記第一のチャネルを前記端末との間の第一個別チャネルとして確保する手段と、前記第一および第二共通制御チャネルならびに前記第一個別チャネルと異なる、第二のチャネルのキャリアセンスの指示をすることにより前記第二のチャネルを前記端末との間の第二個別チャネルとして確保する手段と、前記基地局から前記第一共通制御チャネルを介して第三のチャネルのキャリアセンスの指示を受ける手段と、前記第三のチャネルが前記第一または第二個別チャネルに一致するとき、一致する方を開放する手段と、を備える。【選択図】図５
2010010806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局および端末との間でそれぞれ個別チャネルを確保し、各確保した個別チャネルを介して前記基地局および前記端末間の通信を中継する中継局であって、
前記基地局との間で制御情報を通信するための第一共通制御チャネルおよび前記端末との間で制御情報を通信するための第二共通制御チャネルの情報を記憶する記憶手段と、
前記第一および第二共通制御チャネルと異なる第一のチャネルのキャリアセンスを指示する第一キャリアセンス指示メッセージを、前記第二共通制御チャネルにより前記端末に送信する第一の送信手段と、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第一のチャネルを前記端末との間の第一個別チャネルとして確保する第一の確保手段と、
前記第一個別チャネルの確保後、前記第一および第二共通制御チャネルならびに前記第一個別チャネルと異なる、第二のチャネルのキャリアセンスを指示する第二キャリアセンス指示メッセージを、前記第一個別チャネルまたは前記第二共通制御チャネルを介して前記端末に送信する第二の送信手段と、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第二のチャネルを前記端末との間の第二個別チャネルとして確保する第二の確保手段と、
前記基地局から、前記第一共通制御チャネルを介して第三のチャネルのキャリアセンスを指示する第三キャリアセンス指示メッセージを受信する受信手段と、
前記第三のチャネルが前記第一個別チャネルまたは前記第二個別チャネルに一致するとき、前記第一個別チャネルおよび前記第二個別チャネルのうち前記第三のチャネルに一致する方を開放するチャネル開放手段と、
前記第三のチャネルを前記基地局との間の第三個別チャネルとして確保する第三の確保手段と
を備えたことを特徴とする中継局。
【請求項２】
TDMA（Time Division Multiple Access)に従って前記基地局および前記端末と通信する請求項１に記載の中継局であって、
前記第二の送信手段は、前記第一共通制御チャネルのタイムスロット、前記第二制御チャネルのタイムスロット、および前記第一個別チャネルのタイムスロット、と異なるタイムスロットに含まれるチャネルを前記第二チャネルとして選択する
ことを特徴とする中継局。
【請求項３】
前記第二の送信手段は、前記第一個別チャネルのタイムスロットと、前記第二共通制御チャネルのタイムスロットとが時間的に重なるときは、前記第二キャリアセンス指示メッセージの送信を行わず、
前記第二の確保手段は、前記第二個別チャネルの確保を行わない
ことを特徴とする請求項２に記載の中継局。
【請求項４】
前記第三のチャネルのタイムスロットと、前記第二共通制御チャネルのタイムスロットとが時間的に重なるとき、前記第三のチャネルをキャリアセンスすることなく、前記第三のチャネルがビジーであることを前記基地局に通知するビジー通知手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の中継局。
【請求項５】
前記第一共通制御チャネルおよび前記第二共通制御チャネルのそれぞれのタイムスロットと異なる複数のタイムスロット毎に前記タイムスロットに含まれる各チャネルの信号を受信し復調する受信復調手段と、
前記複数のタイムスロット毎に、前記各チャネルの送信元アドレスおよび送信先アドレスを解析することにより、前記基地局と他の中継局または他の端末との間で使用されているチャネルの個数を検出する解析処理手段と、をさらに備え、
前記第一の送信手段は、前記複数のタイムスロットのうち、使用チャネル数が多いタイムスロットに含まれるチャネルから優先して、前記端末にキャリアセンスさせるべき前記第一のチャネルを選択する
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の中継局。
【請求項６】
基地局および端末との間でそれぞれ個別チャネルを確保し、各確保した個別チャネルを介して前記基地局および前記端末間の通信を中継する中継局において実行する中継方法であって、
前記基地局との間で制御情報を通信するための第一共通制御チャネルおよび前記端末との間で制御情報を通信するための第二共通制御チャネルの情報を記憶する記憶ステップと、
前記第一および第二共通制御チャネルと異なる第一のチャネルのキャリアセンスを指示する第一キャリアセンス指示メッセージを、前記第二共通制御チャネルにより前記端末に送信する第一の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第一のチャネルを前記端末との間の第一個別チャネルとして確保する第一の確保ステップと、
前記第一個別チャネルの確保後、前記第一および第二共通制御チャネルならびに前記第一個別チャネルと異なる、第二のチャネルのキャリアセンスを指示する第二キャリアセンス指示メッセージを、前記第一個別チャネルまたは前記第二共通制御チャネルを介して前記端末に送信する第二の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第二のチャネルを前記端末との間の第二個別チャネルとして確保する第二の確保ステップと、
前記基地局から、前記第一共通制御チャネルを介して第三のチャネルのキャリアセンスを指示する第三キャリアセンス指示メッセージを受信する受信ステップと、
前記第三のチャネルが前記第一個別チャネルまたは前記第二個別チャネルに一致するとき、前記第一個別チャネルおよび前記第二個別チャネルのうち前記第三のチャネルに一致する方を開放するチャネル開放ステップと、
前記第三のチャネルを前記基地局との間の第三個別チャネルとして確保する第三の確保ステップと
を備えたことを特徴とする中継方法。
【請求項７】
TDMA（Time Division Multiple Access)に従って前記基地局および前記端末と通信する前記中継局において実行する請求項６に記載の中継方法であって、
前記第二の送信ステップは、前記第一共通制御チャネルのタイムスロット、前記第二制御チャネルのタイムスロット、および前記第一個別チャネルのタイムスロット、と異なるタイムスロットに含まれるチャネルを前記第二チャネルとして選択する
ことを特徴とする中継方法。
【請求項８】
前記第二の送信ステップは、前記第一個別チャネルのタイムスロットと、前記第二共通制御チャネルのタイムスロットとが時間的に重なるときは、前記第二キャリアセンス指示メッセージの送信を行わず、
前記第二の確保ステップは、前記第二個別チャネルの確保を行わない
ことを特徴とする請求項７に記載の中継方法。
【請求項９】
前記第三のチャネルのタイムスロットと、前記第二共通制御チャネルのタイムスロットとが時間的に重なるとき、前記第三のチャネルをキャリアセンスすることなく、前記第三のチャネルがビジーであることを前記基地局に通知するビジー通知ステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項７または８に記載の中継方法。
【請求項１０】
前記第一共通制御チャネルおよび前記第二共通制御チャネルのそれぞれのタイムスロットと異なる複数のタイムスロット毎に前記タイムスロットに含まれる各チャネルの信号を受信し復調する受信復調ステップと、
前記複数のタイムスロット毎に、前記各チャネルの送信元アドレスおよび送信先アドレスを解析することにより、前記基地局と他の中継局または他の端末との間で使用されているチャネルの個数を検出する解析処理ステップと、をさらに備え、
前記第一の送信ステップは、前記複数のタイムスロットのうち、使用チャネル数が多いタイムスロットに含まれるチャネルから優先して、前記端末にキャリアセンスさせるべき前記第一のチャネルを選択する
ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載の中継方法。
【請求項１１】
基地局および端末との間でそれぞれ個別チャネルを確保し、各確保した個別チャネルを介して前記基地局および前記端末間の通信を中継するコンピュータにおいて実行する中継プログラムであって、
前記基地局との間で制御情報を通信するための第一共通制御チャネルおよび前記端末との間で制御情報を通信するための第二共通制御チャネルの情報を記憶する記憶ステップと、
前記第一および第二共通制御チャネルと異なる第一のチャネルのキャリアセンスを指示する第一キャリアセンス指示メッセージを、前記第二共通制御チャネルにより前記端末に送信する第一の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第一のチャネルを前記端末との間の第一個別チャネルとして確保する第一の確保ステップと、
前記第一個別チャネルの確保後、前記第一および第二共通制御チャネルならびに前記第一個別チャネルと異なる、第二のチャネルのキャリアセンスを指示する第二キャリアセンス指示メッセージを、前記第一個別チャネルまたは前記第二共通制御チャネルを介して前記端末に送信する第二の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第二のチャネルを前記端末との間の第二個別チャネルとして確保する第二の確保ステップと、
前記基地局から、前記第一共通制御チャネルを介して第三のチャネルのキャリアセンスを指示する第三キャリアセンス指示メッセージを受信する受信ステップと、
前記第三のチャネルが前記第一個別チャネルまたは前記第二個別チャネルに一致するとき、前記第一個別チャネルおよび前記第二個別チャネルのうち前記第三のチャネルに一致する方を開放するチャネル開放ステップと、
前記第三のチャネルを前記基地局との間の第三個別チャネルとして確保する第三の確保ステップと
を前記コンピュータに実行させるための中継プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基地局および端末間の通信を中継する中継局および中継方法に関し、特に時分割多元接続方式(TDMA:Time Division Multiple Access)を利用した中継技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、TDMAを利用する簡易型携帯電話システム(PHS:Personal Handy-phone System)が広く普及している。PHSの普及促進を図る業界団体であるPHS MoUでは、次世代PHSに関するワーキンググループPHS MoU NWG(NWG:Next generation Working Group)を2006年3月に設置し、次世代PHS規格の標準化活動などを開始している。次世代PHS規格（非特許文献１）は、2007年9月に開催されたPHS MoU NWG会合においてTS(Technical Specification)承認を受けた。
【０００３】
次世代PHSは、端末が基地局のアクセス可能エリア内に位置している場合、端末は基地局と無線通信することで、基地局と有線接続または無線接続された他の端末やサーバとデータを送受信することが可能である。
【０００４】
基地局のアクセス可能エリアが広いほど、次世代PHSシステムの運用者及びユーザーにとって好ましい。しかし、基地局の送信電力の制限や端末の送信電力の制限があり、基地局のアクセス可能エリアを無限に大きくすることはできない。基地局を多数敷き詰めることでアクセス可能エリアを広げることも可能だが、この場合、基地局を建設するだけでなくこの基地局を有線接続する必要があり、次世代PHSシステムの運用者にとって経済的に非常に不利である。
【０００５】
次世代PHSでは、アクセス可能エリアを拡大する方法の一つとして中継局を規定している。中継局は基地局から送信された無線信号を受信し、信号レベルを増幅して送信する。中継局のアクセス可能エリア内にはある端末が存在し、この端末は基地局のアクセス可能エリア外に位置するとする。この場合、ある端末は、基地局からの送信信号を直接受信することはできないが、中継局からの送信信号を受信することはできる。中継局は上記ある端末から送信された無線信号を受信し、信号レベルを増幅して送信する。基地局は中継局から送信された信号を受信可能であるため、上記ある端末からの送信信号を中継局経由で受信可能である。
【０００６】
このように有線接続する必要のない中継局を用いることで、次世代PHSシステムの運用者は経済的に有利にアクセス可能エリアを広げることが可能である。ただし、現状、次世代PHSシステム規格上は中継局の詳細に関しては決定されていない。
【０００７】
次世代PHSシステムの前身であるPHSシステムでは、中継局を利用してアクセス可能エリアを拡大することが考案されている（特許文献１）。特許文献１では、基地局のTDMAフレームのタイミングに同期して受信信号を増幅して送信する中継システムを想定しており、中継システムからの送信信号が中継システム自身に漏れこむ影響を低減する構成が開示されている。
【特許文献１】特開2000-134143号公報
【非特許文献１】PHS MoU Document A-GN 4.00-01-TS, Next Generation PHS Specifications(Revision3), October 26, 2007.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１における従来技術では、受信信号の信号レベルを増幅するだけなので、復調することなく同じTDMAスロットのタイミングで送信することが可能であった。しかし、復調せず増幅するだけなので、信号レベルは増幅するものの雑音レベルも増幅し、結果として信号電力対雑音電力比(SNR:Signal to Noise Ratio)が劣化してしまう。
【０００９】
例えば、中継局で単に増幅され送信された信号を端末または基地局において受信した場合は、SNRがさらに劣化するため、誤りビット数がさらに増加し誤り訂正を行っても元のビット系列を再生できる可能性が低い。
【００１０】
一方、中継局でいったん復号され、増幅された送信信号を受信した場合はSNRが改善されているために誤りビット数が抑えられ誤り訂正により元のビット系列を再生できる可能性が高い。すなわち、中継局で受信し復調した信号が雑音の影響で歪んでおり誤りビットが生じていたとしても、中継局では誤り訂正することで誤りの無い元のビット系列を完全に再生できる可能性が高く、この元のビット系列を符号化および変調して端末または基地局に送信することで、信号レベルを増幅させるだけでなくSNRも改善して伝送することが可能になる。
【００１１】
しかし、上記の方法では、復調、復号、符号化、および変調のための処理時間が必要になるため、受信したTDMAスロットのタイミングで送信することはできない。すなわち、基地局-端末間の伝送において必ず1スロット以上の遅延が生じることになる。
【００１２】
例えば、TDMAを利用したシステムにおいて、上りリンク(UL:Up Link)4スロット、下りリンク(DL:Down Link)4スロットで1フレームが構成されているとする。すなわち無線リソースとして4チャネル（1ch,2ch,3ch,4ch）あることになる。基地局(BS:Base Station)および端末(MS:Mobile Station)は、このTDMAスロットに同期して通信を行う。中継局(RS:Relay Station)は、受信した信号を復調、復号、符号化、および変調して送信するため、受信した同一チャネル内で送信することができず、受信したチャネルとは異なるチャネルで送信する必要がある。よって中継局は1フレームを(a)UL with BS（中継局から基地局への上り通信）、(b)UL with MS（端末から中継局への上り通信）、(c)DL with BS（基地局から中継局への下り通信）、(d)DL with MS（中継局から端末への下り通信）の4つに分割する必要がある。たとえば1chと2chのULを(a)UL with BS、1chと2chのDLを(c)DL with BS、3chと4chのULを(b)UL with MS、3chと4chのDLを(d)DL with MSとすることができる。この場合、中継局は、1chを基地局との通信に、3chを端末との通信に用いる等により、基地局−端末間の通信を中継することができる。
【００１３】
しかしながら、着呼または発呼などで必要なリンク確立フェーズにおいて、基地局および中継局がそれぞれ独立に通信チャネルを確保しようとした場合、両チャネルが重なってしまう可能性がある。中継局は一つのチャネルで基地局または端末のどちらか一方とのみしか通信できないため、両チャネルが重なってしまった場合には少なくとも基地局−中継局間か中継局−端末間のどちらか一方のチャネルを確保しなおす必要がある。チャネルを確保しなおすためには、別のチャネルのキャリアセンス要求メッセージを基地局に送信したり、中継局でキャリアセンスしたりする必要がある。このため、基地局−端末間の通信を開始するまでに時間を要してしまうという問題がある。
【００１４】
そこで、この発明は、初期接続手続き開始から基地局−端末間の通信を開始するまでに要する時間を短縮することを可能とする中継局および中継方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様としての中継局は、
基地局および端末との間でそれぞれ個別チャネルを確保し、各確保した個別チャネルを介して前記基地局および前記端末間の通信を中継する中継局であって、
前記基地局との間で制御情報を通信するための第一共通制御チャネルおよび前記端末との間で制御情報を通信するための第二共通制御チャネルの情報を記憶する記憶手段と、
前記第一および第二共通制御チャネルと異なる第一のチャネルのキャリアセンスを指示する第一キャリアセンス指示メッセージを、前記第二共通制御チャネルにより前記端末に送信する第一の送信手段と、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第一のチャネルを前記端末との間の第一個別チャネルとして確保する第一の確保手段と、
前記第一個別チャネルの確保後、前記第一および第二共通制御チャネルならびに前記第一個別チャネルと異なる、第二のチャネルのキャリアセンスを指示する第二キャリアセンス指示メッセージを、前記第一個別チャネルまたは前記第二共通制御チャネルを介して前記端末に送信する第二の送信手段と、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第二のチャネルを前記端末との間の第二個別チャネルとして確保する第二の確保手段と、
前記基地局から、前記第一共通制御チャネルを介して第三のチャネルのキャリアセンスを指示する第三キャリアセンス指示メッセージを受信する受信手段と、
前記第三のチャネルが前記第一個別チャネルまたは前記第二個別チャネルに一致するとき、前記第一個別チャネルおよび前記第二個別チャネルのうち前記第三のチャネルに一致する方を開放するチャネル開放手段と、
前記第三のチャネルを前記基地局との間の第三個別チャネルとして確保する第三の確保手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の一態様としての中継方法は、
基地局および端末との間でそれぞれ個別チャネルを確保し、各確保した個別チャネルを介して前記基地局および前記端末間の通信を中継する中継局において実行する中継方法であって、
前記基地局との間で制御情報を通信するための第一共通制御チャネルおよび前記端末との間で制御情報を通信するための第二共通制御チャネルの情報を記憶する記憶ステップと、
前記第一および第二共通制御チャネルと異なる第一のチャネルのキャリアセンスを指示する第一キャリアセンス指示メッセージを、前記第二共通制御チャネルにより前記端末に送信する第一の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第一のチャネルを前記端末との間の第一個別チャネルとして確保する第一の確保ステップと、
前記第一個別チャネルの確保後、前記第一および第二共通制御チャネルならびに前記第一個別チャネルと異なる、第二のチャネルのキャリアセンスを指示する第二キャリアセンス指示メッセージを、前記第一個別チャネルまたは前記第二共通制御チャネルを介して前記端末に送信する第二の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第二のチャネルを前記端末との間の第二個別チャネルとして確保する第二の確保ステップと、
前記基地局から、前記第一共通制御チャネルを介して第三のチャネルのキャリアセンスを指示する第三キャリアセンス指示メッセージを受信する受信ステップと、
前記第三のチャネルが前記第一個別チャネルまたは前記第二個別チャネルに一致するとき、前記第一個別チャネルおよび前記第二個別チャネルのうち前記第三のチャネルに一致する方を開放するチャネル開放ステップと、
前記第三のチャネルを前記基地局との間の第三個別チャネルとして確保する第三の確保ステップと
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の一態様としての中継プログラムは、
基地局および端末との間でそれぞれ個別チャネルを確保し、各確保した個別チャネルを介して前記基地局および前記端末間の通信を中継するコンピュータにおいて実行する中継プログラムであって、
前記基地局との間で制御情報を通信するための第一共通制御チャネルおよび前記端末との間で制御情報を通信するための第二共通制御チャネルの情報を記憶する記憶ステップと、
前記第一および第二共通制御チャネルと異なる第一のチャネルのキャリアセンスを指示する第一キャリアセンス指示メッセージを、前記第二共通制御チャネルにより前記端末に送信する第一の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第一のチャネルを前記端末との間の第一個別チャネルとして確保する第一の確保ステップと、
前記第一個別チャネルの確保後、前記第一および第二共通制御チャネルならびに前記第一個別チャネルと異なる、第二のチャネルのキャリアセンスを指示する第二キャリアセンス指示メッセージを、前記第一個別チャネルまたは前記第二共通制御チャネルを介して前記端末に送信する第二の送信ステップと、
前記端末においてビジーでないと判定された前記第二のチャネルを前記端末との間の第二個別チャネルとして確保する第二の確保ステップと、
前記基地局から、前記第一共通制御チャネルを介して第三のチャネルのキャリアセンスを指示する第三キャリアセンス指示メッセージを受信する受信ステップと、
前記第三のチャネルが前記第一個別チャネルまたは前記第二個別チャネルに一致するとき、前記第一個別チャネルおよび前記第二個別チャネルのうち前記第三のチャネルに一致する方を開放するチャネル開放ステップと、
前記第三のチャネルを前記基地局との間の第三個別チャネルとして確保する第三の確保ステップと
を前記コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、初期接続手続き開始から基地局−端末間の通信を開始するまでに要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書または図面で用いる略称とその意味を以下に示す。
BS: Base Station, 基地局
MS: Mobile Station, 端末
RS: Relay Station, 中継局
UL: Up Link, 上りリンク
DL: Down Link, 下りリンク
TDMA: Time Division Multiple Access, 時分割多元接続方式
FDMA: Frequency Division Multiple Access, 周波数分割多元接続方式
SNR: Signal to Noise Ratio, 信号電力対雑音電力比
CCH: Common Channel, 共通制御チャネル
ICH: Individual Channel, 個別チャネル
LCCH: Logical Common Channel, 論理制御チャネル
BCCH: Broadcast Control Channel, 報知チャネル
PCH: Paging Channel, ページングチャネル
SCCH: Signaling Control Channel, シグナリング制御チャネル
ICCH: Individual Control Channel, 個別制御チャネル
TCCH: Timing Correct Channel, タイミング訂正チャネル
【００２０】
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
（第一の実施例）
図１は、基地局BS1、中継局RS1、端末MS1、端末MS2の位置関係と、基地局BS1のアクセス可能エリア、および中継局RS1のアクセス可能エリアを示した図である。
【００２２】
端末MS1が基地局BS1のアクセス可能エリア内に位置している場合、端末MS1は基地局BS1と無線通信することで、基地局BS1と有線接続または無線接続された他の端末(図示せず)やサーバ(図示せず)とデータを送受信することが可能である。基地局BS1は公衆網PNに接続されており、上記他の端末(図示せず)やサーバ(図示せず)は公衆網内に存在してもよい。
【００２３】
中継局RS1は基地局BS1から送信された無線信号を受信し、受信信号を復調、復号、符号化、変調し、その信号レベルを増幅して送信する。端末MS2は基地局BS1のアクセス可能エリア外に位置するため、基地局BS1からの送信信号を直接受信することはできないが、中継局RS1のアクセス可能エリア内に位置するため中継局RS1からの送信信号を受信することはできる。また、中継局RS1は端末MS2から送信された無線信号を受信し、受信信号を復調、復号、符号化、変調し、その信号レベルを増幅して送信する。基地局BS1は中継局RS1から送信された信号を受信可能であるため、端末MS2からの送信信号を中継局RS1経由で受信可能である。
【００２４】
図２は、TDMAを利用したシステムの時間的な概念を表した図である。上りリンク(UL:Up Link)4スロット、下りリンク(DL:Down Link)4スロットで1フレームが構成されている。すなわち無線リソースとして4チャネル（1ch,2ch,3ch,4ch）ある。基地局および端末は、このTDMAスロットに同期して通信を行う。中継局は、受信した信号を復調、復号、符号化、および変調して送信するため、受信した同一チャネル内で送信することができず、受信したチャネルとは異なるチャネルで送信する必要がある。よって中継局は1フレームを(a)UL with BS（中継局から基地局への上り通信）、(b)UL with MS（端末から中継局への上り通信）、(c)DL with BS（基地局から中継局への下り通信）、(d)DL with MS（中継局から端末への下り通信）の4つに分割する必要がある。
【００２５】
図３は、基地局から下りリンクで送信される共通制御チャネルの構成を示している。基地局は5msecの周期で1フレーム送信し、20フレームを共通制御チャネルの下り間欠送信周期とする。この下り間欠周期毎に1フレームの１つのスロットに共通制御チャネル (CCH)を割り当てている。図３の例では1chを基地局のCCHとして割り当てている。基地局が送信するCCH（共通制御チャネル）はたとえば第一共通制御チャネルに相当する。
【００２６】
図４は、論理制御チャネル(LCCH)スーパーフレームの構成を示している。CCHは下り間欠送信周期で送信されるが、そのCCHは、BCCH、PCH、SCCHからなる。これらBCCH、PCH、SCCのある送信パターンが一定の周期で繰り返され、その周期がLCCHスーパーフレーム周期である。
【００２７】
図２に示すとおり、基地局が1chでCCHを送信するため、この基地局からの送信信号を中継する中継局は1chで基地局からの信号を受信する必要がある。すなわち、1chのDLが(c)DL with BSとなる。一方、PCHなどでの呼び出しメッセージに対して応答するメッセージを送信するときは、1chのULで通知する必要がある。すなわち1chのULが(a)UL with BSとなる。また、中継局は基地局と同様にCCHを下り間欠送信周期で送信する必要がある。中継局が送信するCCH（共通制御チャネル）はたとえば第二共通制御チャネルに相当する。図２の例では、中継局は3chでCCHを送信する。すなわち、3chのDLが(d)DL with MS、3chのULが(b)UL with MSとなる。この場合、中継局が基地局または端末とのデータ通信に使用できるチャネルは、2chまたは4chである。一方のチャネルを基地局との通信に使用すれば、他方のチャネルのみ端末との通信に使用できることになる。
【００２８】
図５は、着呼から通信開始までのタイミングに関する概念図である。
【００２９】
端末の呼び出しは複数に分割されたページンググループ毎に行われる。図５の例では、８つのページンググループがある。ある端末がページンググループnに所属している場合、当該ある端末はLCCHスーパーフレーム周期のうち、PCHnのタイミングで呼び出される。
【００３０】
基地局がPCH2でページンググループ2に所属する端末を呼び出したとする（Ａ１１）。中継局は、1chで基地局からの呼び出しメッセージを受信し、復調し、復号し、符号化し、変調し、送信する（Ａ１２）。中継局が送信するチャネルはCCHとして使用している3chである。ページンググループ2に所属している端末は、PCH2のタイミングで中継局から送信された信号を受信する。
【００３１】
端末は、受信信号を復調および復号し、その結果、自らが呼び出されていた場合には、TCCHで応答メッセージを送信する（Ａ１３）。TCCHを送信するタイミングは、呼び出された後のCCH（図５の例では呼び出された次のCCH）の下り間欠送信周期に対応する上りリンクのタイミングである。
【００３２】
端末からTCCHで応答信号を受信した中継局は、SCCHのタイミングでキャリアセンスするチャネルを指示する（Ａ１４）。また、チャネルの指示だけでなく、送信タイミングや送信電力に関するフィードバック情報も通知する。
【００３３】
あるチャネルのキャリアセンスの指示を受けた端末は、所定回数分だけそのチャネルをキャリアセンスして、キャリアセンス値が所定のしきい値を上回っているか否かを測定し（Ａ１５）、その結果しきい値を下回っていれば、そのチャネルを個別チャネルとして用いて、初期セットアップを行い（Ａ１６）、中継局と通信を開始することができる（Ａ１７）。
【００３４】
なお、他のPCHにおいて呼び出す端末が存在しない場合には、SCCHと同様にTCCHで、応答のあった端末に対してキャリアセンスするチャネルの指示、ならびに、送信タイミングや送信電力に関するフィードバック情報を通知することもできる。
【００３５】
端末からTCCHを受信した中継局は、端末と同様に基地局に対してTCCHで応答する（Ａ１８）。TCCHを受信した基地局は、中継局と同様にSCCHでキャリアセンスするチャネルを指示するとともに、送信タイミングや送信電力に関するフィードバック情報を通知する（Ａ１９）。
【００３６】
あるチャネルのキャリアセンスの指示を受けた中継局は、所定回数分だけそのチャネルをキャリアセンスし、所定のしきい値を上回っているか否かを測定する。キャリアセンス値がしきい値を下回っていれば、そのチャネルを個別チャネルとして用いて初期セットアップを行い（Ａ２０）、基地局と通信を開始することができる（Ａ２１）。
【００３７】
このように、基地局-中継局間と中継局-端末間のチャネルを確保することで初めて基地局-端末間の通信を、中継局を通じて可能になる。
【００３８】
ただし、上記の手続において、基地局-中継局間と中継局-端末間で同じチャネルを用いて通信することはできず、また、中継局がCCHとして用いている3chで基地局−中継局間の通信をすることもできない。このことから、以下のような問題が生じる。
【００３９】
例えば、中継局-端末間で4chを確保した後に基地局が中継局に4chのキャリアセンス指示のメッセージを送信した場合、中継局は基地局にそのチャネルが空いていないことを示すビジーメッセージを送信し、他のチャネルを割り当ててもらう必要がある。同様に、基地局が中継局に、中継局のCCHとして用いられている3chのキャリアセンス指示のメッセージを送信した場合、中継局は基地局にそのチャネルが空いていないことを示すビジーメッセージを送信し、他のチャネルを割り当ててもらう必要がある。すなわち、基地局-端末間で通信を開始するまでに時間を要してしまう。
【００４０】
そこで、本実施例では以下のような工夫を加えることによりこの問題を解決する。
【００４１】
すなわち、中継局は端末に対して個別チャネル(4ch)を確保した後に、さらに確保した個別チャネル(4ch)と基地局の共通制御チャネル(1ch)と中継局の共通制御チャネル(3ch)を除くチャネルをキャリアセンスさせるよう端末にメッセージを送信する。これは個別チャネル（4ch）を用いて初期セットアップＡ１６中に行ってもよいし、共通制御チャネル(3ch)を用いて行ってもよい。ここでは2chをキャリアセンスするように端末に指示を出し、端末が2chをキャリアセンスしたとする（図５のＡ２２）。中継局は、空いていることを確認できた場合は、中継局-端末間でチャネル(2ch)を確保する。この後、基地局が中継局に対して4chのキャリアセンス指示のメッセージを送信した場合、キャリアセンス指示された4chは、端末に確保済みの個別チャネル（4ch）と重なることとなる（図５のＡ２３）。この場合、中継局は4chから2chへ通信チャネルを移行することを要求するメッセージを端末に対して送信して4chを開放し（図５のＡ２４）、この結果、中継局は基地局と4chで通信を開始できるようになる。
【００４２】
図６は、本実施例に係る、端末の呼び出しから通信開始までの基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示す。中継局は端末との個別チャネルICHを確保したあとに、ICCH（ICH上で使用する論理チャネル）でさらにキャリアセンスするようにメッセージを送信することが特徴である。
【００４３】
基地局がページンググループ2に属している端末をPCH2で呼び出す（Ｂ１１）。中継局は、1chで基地局からの呼び出しメッセージを受信し、復調し、復号し、符号化し、変調し、3chでこのメッセージを送信する（Ｂ１２）。ページンググループ2に所属している端末は、PCH2のタイミングで中継局から送信された信号を受信する。
【００４４】
端末は、受信信号を復調および復号し、その結果、自らが呼び出されていた場合には、TCCHで応答メッセージを送信する（Ｂ１３）。
【００４５】
端末からTCCHで応答信号を受信した中継局は、SCCHのタイミングでキャリアセンスするようチャネルを指示等したメッセージを送信する（Ｂ１４）。この処理はたとえば第一の送信手段の処理に相当する。ここでは4chのキャリアセンスを指示したとする。
【００４６】
4chのキャリアセンスの指示を受けた端末は、所定回数分だけそのチャネルをキャリアセンスして、キャリアセンス値が所定のしきい値を上回っているか否かを測定する（Ｂ１５）。その結果、キャリアセンス値がしきい値を下回っていれば、そのチャネル（4ch）を個別チャネルとして用いて、初期セットアップを行い、中継局と通信を開始することができる（Ｂ１６、Ｂ１８）。すなわち、中継局は、このチャネル（4ch）を中継局−端末間で確保する。この処理は第一の確保手段の処理に相当する。
【００４７】
初期セットアップの際、中継局は、さらに別のチャネル（個別チャネル(4ch)と基地局の共通制御チャネル(1ch)と中継局の共通制御チャネル(3ch)と異なるチャネル。ここでは2chとする）についてキャリアセンスするようにメッセージをICCHで送信する（Ｂ１７）。この処理は第二の送信手段の処理に相当する。
【００４８】
端末は2chをキャリアセンスする（Ｂ１９）。中継局は、2chが空いていることを確認できた場合は、中継局-端末間でこのチャネル(2ch)を確保する（Ｂ２０）。この処理は、第二の確保手段の処理に相当する。中継局はこのチャネル(2ch)を用いて端末と通信を行ってもよい。
【００４９】
ステップＢ１３で端末からTCCHを受信した中継局は、端末と同様に基地局に対してTCCHで応答する（Ｂ２１）。TCCHを受信した基地局は、中継局と同様にSCCHでキャリアセンスするようチャネルを指示等したメッセージを送信し、中継局はこのメッセージを受信する（Ｂ２２）。この処理はたとえば受信手段の処理に相当する。ここでは4chのキャリアセンスを基地局が指示したとする。
【００５０】
キャリアセンス指示された4chは、端末の個別チャネル（4ch）と重なる。この場合、中継局は、使用中の4chを、中継局-端末間で確保している2chへ移行することを要求するメッセージを端末に対して送信し、4chを開放する（Ｂ２３）。この処理はたとえばチャネル開放手段の処理に相当する。この結果、中継局は、基地局と4chを用いて初期セットアップを行い、通信を開始できるようになる（Ｂ２４、Ｂ２５）。また端末と中継局は、移行後の2chで通信を継続する（Ｂ２６）。
【００５１】
なお、基地局がキャリアセンス指示したチャネルが、端末が確保している２つのチャネルと異なるチャネルである場合は、そのチャネルについてキャリアセンスし（Ｂ２７）、ビジーでなければ、そのチャネルで、初期セットアップし、通信を開始する。この場合、中継局は、端末に確保したチャネル(2ch)を、開放する。あるいは、端末が２つのチャネル2ch,4chの両方を用いて通信していた場合は、いずれか一方のチャネルを開放し、残りのチャネルで通信を継続してもよい。
【００５２】
図７は、第一の実施例に係る中継局のブロック図である。
【００５３】
中継局は、アンテナ１１、BPF（Band Pass Filter：帯域通過フィルタ）１２、SW（スイッチ）１３、受信部１４、送信部１５、MAC部１６、BS CCH記憶部１７、RS CCH記憶部１８、CS（Carrier Sense：キャリアセンス）指示部１９、第一ICH記憶部２０から構成される。
【００５４】
アンテナ１１は、BPF１２から入力された信号を電磁波に変換し中継局外に送信する。また、アンテナ１１は、中継局外から入力された電磁波を受信しBPF１２に出力する。
【００５５】
BPF１２は、アンテナ１１から入力された信号に対して帯域制限用フィルタでフィルタリング処理し、システム帯域外の信号電力を減衰させ、SW１３に出力する。また、BPF １２は、SW１３から入力された信号に対して帯域制限用フィルタでフィルタリング処理し、システム帯域外の信号電力を減衰させ、アンテナ１１に出力する。
【００５６】
SW１３は、MAC部１６から入力された信号による指示に従い、BPF１２から入力された信号を受信部１４に出力するか、あるいは送信部１５から入力された信号をBPF１２に出力するか、どちらか一方の処理を行う。
【００５７】
受信部１４は、SW１３から入力された信号（RF信号）に対して、信号電力を増幅させ、増幅信号をダウンコンバート処理してベースバンド信号に変換する。そして、受信部１４は、ベースバンド信号をフィルタリング処理して所望の信号成分を取り出し、取り出した信号をアナログからデジタルへ変換する。受信部１４は、デジタル信号を復号し、CRCにより誤りの有無を確認し、MAC部１６に信号を出力する。
【００５８】
送信部１５は、MAC部１６から入力された信号に対して、CRC付加、符号化、変調を行い、変調信号をデジタルからアナログに変換する。そして送信部１５は、ベースバンドのアナログ信号をアップコンバート処理してRF信号に変換し、RF信号をフィルタリング処理して所望の信号成分を取り出す。送信部１５は、取り出した信号の信号電力を増幅させ、SW１３に信号を出力する。
【００５９】
MAC部１６は、受信部１４から入力された信号に対してMAC処理を行い、上位レイヤ部(図示せず)と信号の送受信を行う。また、MAC部１６は、上位レイヤ部(図示せず)から入力された信号に対してMAC処理を行い、送信部１５に信号を出力する。また、MAC部１６は、SW１３に受信処理をさせるか、あるいは送信処理をさせるかを指示するための信号を出力する。
【００６０】
また、MAC部１６は、基地局の共通制御チャネルを識別し、電源投入時または基地局の共通制御チャネル変更時にそのチャネルの情報をBS CCH記憶部１７に出力する。また、MAC部１６は、中継局の共通制御チャネルを識別し、電源投入時または中継局の共通制御チャネル変更時にそのチャネルの情報をRS CCH記憶部１８に出力する。
【００６１】
また、MAC部１６は、CS指示部１９から入力されたキャリアセンス指示情報に基づき、端末にキャリアセンスさせるチャネルの情報を含むメッセージを生成する。
【００６２】
また、MAC部１６は、端末との間で１つ目の個別チャネル（第一個別チャネル）を確保したか否かの情報を、CS指示部１９に出力する。
【００６３】
BS CCH記憶部１７は、MAC部１６から入力された基地局の共通制御チャネルを記憶する。
【００６４】
RS CCH記憶部１８は、MAC部１６から入力された中継局の共通制御チャネルを記憶する。
【００６５】
CS指示部１９は、BS CCH記憶部１７から基地局の共通制御チャネルを読み出し、RS CCH記憶部１８から中継局の共通制御チャネルを読み出し、これら2つのチャネルを除くチャネルのうち一つのチャネルを、端末にキャリアセンスさせるチャネルとして選択する。CS指示部１９は、選択したチャネルのキャリアセンス指示情報をMAC部１６および第一ICH記憶部２０に出力する。
【００６６】
また、CS指示部１９は、BS CCH記憶部１７から基地局の共通制御チャネルを読み出し、RS CCH記憶部１８から中継局の共通制御チャネルを読み出し、第一ICH記憶部２０に記憶されているチャネルを読み出し、これら3つのチャネルを除くチャネルのうち一つのチャネルを、端末にキャリアセンスさせるチャネルとして選択する。CS指示部１９は、選択したチャネルのキャリアセンス指示情報をMAC部１６に出力する。
【００６７】
CS指示部１９は、上記2つの処理のうちどちらの処理を行うかは、MAC部１６から入力された信号に従う。端末との間で上記第一個別チャネルを確保していないときは前者の処理を行い、上記第一個別チャネルを確保済みのときは後者の処理を行う。
【００６８】
第一ICH記憶部２０は、CS指示部１９から入力されたキャリアセンス指示情報を記憶する。
【００６９】
以上のように、本実施例によれば、中継局は、端末と個別チャネルを確保した後に、さらに、その個別チャネルと基地局の共通制御チャネルと中継局の共通制御チャネルとを除くチャネルを端末にキャリアセンスさせ、そのチャネルを別途確保することによって、通信開始までの時間を短縮することができる。すなわち、基地局からのキャリアセンス指示されたチャネルが端末の一方のチャネルと重なった場合、当該一方のチャネルを端末から基地局へ譲り、端末は、他方のチャネルを使用することで、中継局−基地局間のキャリアセンスのやり直しする必要を無くすことができる。
【００７０】
（第二の実施例）
図８は、TDMA-FDMAを利用したシステムの時間的な概念を表した図である。図２との違いは、時間軸だけでなく周波数軸でも多元接続している点である。図８では１フレームを、時間軸上で4つ、周波数軸上で20つに分割することで、1フレームのリソースとして80チャネル確保した例が示される。ここではFDMA（Frequency Division Multiple Access）のうち、特にOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）またはSC-FDMA（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）を利用する。すなわち、基地局は、端末または中継局からの送信信号を周波数軸上で一括して受信し、受信した信号を各端末または各中継局毎に分割して復調する。
【００７１】
図９は、基地局から下りリンクで送信される共通制御チャネルの構成を示している。図３との違いは、TDMA-FDMAであるため周波数軸上にチャネルが分割されている点である。図３と同様に、基地局は5msecの周期で1フレーム送信し、20フレームを共通制御チャネルの下り間欠送信周期とする。この下り間欠周期毎に1フレームの１つのスロットに制御用スロット(CCH)を割り当てている。図９の例では1chを基地局のCCHとしている。
【００７２】
基地局が1chでCCHを送信するため、この基地局からの送信信号を中継する中継局は1chで基地局からの信号を受信する必要がある。第一の実施例のTDMAと異なり、本実施例ではTDMA-FDMAであり、特にOFDMAまたはSC-FDMAであるため、第一タイムスロットのチャネル(1ch, 5ch, ..., 77ch)のDLが全て(c)DL with BSとなる。一方、PCHなどでの呼び出しメッセージに対して応答するメッセージを送信するときは、1chのULで通知する必要がある。すなわち、第一タイムスロットのチャネル(1ch, 5ch, ..., 77ch)のULが全て(a)UL with BSとなる。また、中継局は7chでCCHを送信するため（図８参照）、第三タイムスロットのチャネル(3ch, 7ch, ...., 79ch)のDLが(d)DL with MS、第三タイムスロットのチャネル(3ch, 7ch, ...., 79ch)のULが(b)UL with MSとなる。
【００７３】
この場合、中継局が基地局または端末との通信に使用できるチャネルは、第二タイムスロットのチャネル(2ch, 6ch, ..., 78ch)または第四タイムスロットのチャネル(4ch, 8ch, ..., 80ch)である。一方のタイムスロットのチャネルを基地局との通信に使用すれば、他方のタイムスロットのチャネルのみ端末との通信に使用できることになる。
【００７４】
すなわち、第一の実施例では基地局-中継局間と中継局-端末間で同じチャネルを用いて通信することはできなかったが、第二の実施例では同じチャネルのみならず、同じタイムスロットのチャネルを用いて通信することはできない(たとえば中継局は送信と受信とを同時に行えない)。また、中継局がCCHとして用いている第三タイムスロットのチャネルでも基地局-中継局間の通信をすることもできない。
【００７５】
一例として、中継局は端末に対して第四タイムスロットにおける個別チャネル(8ch)を確保した後に、さらに、個別チャネル(8ch)と基地局の共通制御チャネル(1ch)と中継局の共通制御チャネル（7ch）とのタイムスロットを除くタイムスロット内のチャネルをキャリアセンスさせるよう端末にメッセージを送信したとする。ここでは第二タイムスロットのチャネルのひとつである2chをキャリアセンスするように端末に指示を出したとする。端末が2chをキャリアセンスし、空いていることを確認できた場合は、中継局-端末間でこのチャネルを確保する。この後、基地局が中継局に対して第四タイムスロットの12chのキャリアセンス指示のメッセージを送信した場合、中継局は中継局-端末間でチャネルを確保している2chと8chのうち、第四タイムスロットに含まれる8chを開放するようメッセージを端末に対して送信する。8chが開放されたことにより、中継局は基地局と8chで通信を開始できるようになる。
【００７６】
端末の呼び出しから通信開始までの基地局、中継局、端末のシーケンスは第一の実施例と同様に、図６に示される。中継局は端末との個別チャネルICHを確保したあとに、ICCHでさらにキャリアセンスするようにメッセージを送信することを特徴としている。図６については第一の実施例で説明したのでここでは説明を省略する。
【００７７】
このように、本実施例によれば、中継局は、端末と個別チャネルを確保した後に、さらに、その個別チャネルと、基地局の共通制御チャネルと、中継局の共通制御チャネルとがそれぞれ属するタイムスロットを除くタイムスロットにおけるチャネルを端末にキャリアセンスさせ、そのチャネルを確保することによって、通信開始までの時間を短縮することができる。
【００７８】
（第三の実施例）
本第三の実施例では、第二の実施例と同様に、TDMA-FDMAを利用したシステム、特にOFDMAまたはSC-FDMAを利用したシステムを想定する。
【００７９】
図８に示すTDMA-FDMAシステムにおいて、中継局が7chを共通制御チャネル（CCH）として利用している。この場合、第三タイムスロットは必ず端末との共通制御チャネルのために用いられることになるため、基地局が中継局に対して第三タイムスロット内のチャネルをキャリアセンスするようメッセージを中継局に送信してきたとしても、中継局はビジーであることを基地局に対して通知し、別のチャネルを割り当ててもらう必要がある（なお、中継局が、端末に送信するCCHを切り替えるようなことはしない。CCHと同じタイムスロットは、端末-中継局間では通信できるが、中継局-基地局間では通信できない）。このため、中継局-端末間で確保した個別チャネルのタイムスロットが、中継局が送信するCCHのタイムスロットと時間的に重なった場合、さらなる個別チャネルを確保する必要が無い。そこで、本実施例では、このような場合、さらなる個別チャネルの確保を行わないことにより無線リソースを有効活用するとともに、無駄な処理を省いて低消費電力化を図る。
【００８０】
図１０、図１１、図１２は、第三の実施例に係る、基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示す。
【００８１】
図１０に示すように、中継局は、端末との間で個別チャネルを確保したら、確保した個別チャネルのタイムスロットと、中継局が送信するCCHのタイムスロットが時間的に重なるかどうかを判断する（Ｃ１１）。ステップＢ１１〜Ｂ１６は、図６における同一符号のステップと同じであるため説明を省略する。図１１にこれらのタイムスロットが時間的に重なる場合の続きのシーケンス、図１２にこれらのタイムスロットが重ならない場合の続きのシーケンスを示す。
【００８２】
図１１に示すように、これらのタイムスロットが重なった場合は（Ｃ１２）、中継局は端末に対してさらに別のチャネルをキャリアセンスするようメッセージを送信しない。したがって以降のステップは、図６のステップを一部省略したものになる。図６と同一のステップには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】
一方、図１２に示すように、これらのタイムスロットが時間的に異なる場合は（Ｃ１３）、第二の実施例と同様に、中継局は端末に対してさらに別のチャネルをキャリアセンスするようメッセージを送信する。したがって、以降のステップは、図６と同一である。図６と同一のステップに同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
このように、本実施例によれば、中継局の共通制御チャネルのタイムスロットと、中継局−端末間で確保した個別チャネルのタイムスロットが重なるときは、さらなる個別チャネルの確保を行わないことで、必要のないチャネル確保を行う可能性を低減でき、よって無線リソースを有効に活用できる。また、中継局による端末へのキャリアセンス要求メッセージの送信、および端末のキャリアセンスなど余分な処理を省略できるため、演算量を削減でき、消費電力を抑えることができる。
【００８５】
（第四の実施例）
図１３は、第四の実施例に係る、基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示す。図６のシーケンスに対しステップＤ１１〜Ｄ１３が追加されている。それ以外のステップについては図６と同等であるため同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００８６】
図１３において、中継局が、あるチャネルをキャリアセンスするよう基地局からSCCHによりメッセージを受けたとき（Ｂ２２）、そのチャネルのタイムスロットが中継局のCCHのタイムスロットと重なるか否かを検査する。重なった場合には（Ｄ１１）、そのチャネルをキャリアセンスすることなくそのチャネルがビジーであることを基地局に通知する（Ｄ１２）。すなわち、基地局から指定されたチャネルが中継局のCCHのタイムスロットと重なる場合は、キャリアセンスを行うことなく、当該あるチャネルについてビジー判定を行い、ビジーを基地局に通知する。この処理はたとえばビジー通知手段の処理に相当する。基地局は、再度、別のチャネルを指定して、キャリアセンスをSCCHにより中継局に指示する（Ｄ１３）。
【００８７】
このように、本実施例によれば、基地局から指定されたチャネルが、中継局のCCHのタイムスロットと重なる場合のビジー判定を高速に行うことができるため、基地局-中継局間のチャネルをより早く確立することができ、結果として基地局-端末間の通信開始までの時間を短縮することができる。
【００８８】
（第五の実施例）
本第五の実施例では、第二の実施例と同様に、TDMA-FDMAを利用したシステムを想定する。本実施例では、中継局が、基地局の共通制御チャネルおよび中継局の共通制御チャネルのそれぞれのタイムスロットを除くタイムスロットのうち、基地局が他の中継局および他の端末との間で使用している個別チャネルの個数が多いタイムスロットから優先して、端末にキャリアセンスさせるべきチャネル（１番目にキャリアセンスさせるチャネル）を決定しようとするものである。以下本実施例の詳細について説明する。
【００８９】
図１４は、第五の実施例に係る中継局のブロック図である。
【００９０】
中継局は、アンテナ１１、BPF１２、SW１３、受信部１４、送信部１５、MAC部１６、BS CCH記憶部１７、RS CCH記憶部１８、CS指示部１９、第一ICH記憶部２０、Channel Assign Controller（チャネル割当コントローラ）２１、BS Channel Memory（ＢＳチャネルメモリ）２２から構成される。図７の中継局に対し、Channel Assign Controller２１およびBS Channel Memory２２が新たに追加されている。図１４において、図７と同一名称のブロックには同一の符号を付し、拡張された処理を除き当該ブロックの説明は省略する。
【００９１】
Channel Assign Controller２１は、中継局のCCHと基地局のCCHとのタイムスロットを除くタイムスロットのチャネルを定期的に復調処理するようMAC部１６に制御信号を送信する。すなわち、Channel Assign Controller２１は、BS CCH記憶部１７から基地局の共通制御チャネルを読み出し、RS CCH記憶部１８から中継局の共通制御チャネルを読み出し、これら2つのチャネルのタイムスロットを除くタイムスロットから一つ以上のチャネル（たとえば全チャネル）を、受信部１４に復調処理させるチャネルとして選択し、復調処理指示情報をMAC部１６に出力する。
【００９２】
また、Channel Assign Controller２１は、BS Channel Memory２２から各チャネルの復調処理の結果を読み出し、タイムスロット毎に基地局が他の中継局および他の端末との間で個別チャネルとして使用していたチャネル数をカウントする。なお、中継局はどの端末とも個別チャネルを設定しておらず、また基地局との間でも同様にまだ個別チャネルは１つも設定されていないとする。Channel Assign Controller２１は、たとえば本発明の解析処理手段の一機能を含む。
【００９３】
CS指示部１９は、BS CCH記憶部１７から基地局の共通制御チャネルを読み出し、RS CCH記憶部１８から中継局の共通制御チャネルを読み出し、これら2つのチャネルのタイムスロットを除くタイムスロットから一つのチャネルを、端末にキャリアセンスさせるチャネルとして選択する。その選択方法は、Channel Assign Controller２１からタイムスロット毎に基地局が上記他の基地局および他の端末との間で個別チャネルとして使用していたチャネル数が多いタイムスロットから優先的にチャネルを選択する。選択されたチャネルをキャリアセンス指示情報に含め、MAC部１６および第一ICH記憶部２０に出力する。
【００９４】
また、CS指示部１９は、BS CCH記憶部１７から基地局の共通制御チャネルを読み出し、RS CCH記憶部１８から中継局の共通制御チャネルを読み出し、第一ICH記憶部２０から記憶されているチャネルを読み出し、これら3つのチャネルのタイムスロットを除くタイムスロットから一つのチャネルを、端末にキャリアセンスさせるチャネルとして選択する。CS指示部１９は、選択したチャネルをキャリアセンス指示情報に含めてMAC部１６に出力する。
【００９５】
CS指示部１９は、上記2つの処理のうちどちらの処理を行うかは、MAC部１６から入力された信号に従う。１つ目の個別チャネル（第一個別チャネル）を確保していないときは前者の処理を行い、第一個別チャネルを確保しているときは後者の処理を行う。なお後者の処理では、前者の処理のようにチャネル数に基づく優先選択は行わない。
【００９６】
MAC部１６は、図７で説明した処理に加え、Channel Assign Controller２１から入力される復調処理指示情報を受け取り、その復調処理指示情報に応じて、キャリアセンスを行う受信部１５に信号を出力する。また、MAC部１６は、受信部１４から入力されたチャネルの復調処理結果を受け取り、復調処理結果に含まれる送信元または送信先の情報から基地局が、他の中継局または他の端末との間で個別チャネルとして使用しているか否かを判断し、基地局が個別チャネルとして使用しているチャネルをBS Channel Memory２２に出力する。MAC部１６は、たとえば本発明の解析処理手段の別の一機能を含む。
【００９７】
BS Channel Memory２２は、MAC部１６から入力された復調処理結果を記憶する。
【００９８】
受信部１４は、図７で説明した処理に加え、MAC部１６から入力された信号に従い、復調処理し、復調処理結果をMAC部１６に出力する。受信部１４はたとえば本発明の受信復調手段に相当する。
【００９９】
基地局は、基地局-中継局間にチャネルを割り当てる場合、基地局自身が使っていない全チャネルの中から一つのチャネルを等確率で割り当てるとすると、使っていないタイムスロットのチャネルが多い方から選択する確率が高くなる。すなわち、中継局は、中継局-端末間の個別チャネルとして、基地局がより使用しているタイムスロットのチャネルから選択した方が、基地局-中継局間のチャネル（基地局がキャリアセンス指示するチャネル）と、中継局-端末間のチャネル（ここでは１番目にキャリアセンスさせたチャネル）が重なる可能性を低くできる。
【０１００】
このことは特に、中継局のSCCHによるキャリアセンス指示のタイミングと、基地局のSCCHによるキャリアセンス指示のタイミングとの間にあまり時間差がない場合に有効である。この場合、中継局−端末間で２つ目の個別チャネルを確保する前に基地局から中継局にキャリアセンス指示する可能性があり、中継局−端末間の１つ目の個別チャネルと基地局−中継局間のチャネルが重なると、通信開始までに遅延が生じることとなる。この重なる可能性を低くすることで通信開始までの時間を短くすることができる。
【０１０１】
（第六の実施例）
図１５〜図１７は、第六の実施例に係る中継局による処理のフローを示したフローチャートである。より詳細には、図１５〜図１７は、中継局がまだ基地局-端末間の個別チャネルを中継しておらず、端末からのリンク確立要求も発生していない待ち受け中の状態から、基地局-端末間の個別チャネルによる通信を中継するまでの中継局のフローを示している。このフローは、特に、第二〜第四の実施例における中継局の処理を含んでいる。
【０１０２】
中継局が、待ち受け中のとき、基地局から呼び出しメッセージを受信したら（Ｓ１１）、端末に呼び出しメッセージを送信する（Ｓ１２）。
【０１０３】
中継局は、端末から、リンク確立チャネル要求メッセージを受信したら（Ｓ１３）、端末に対して、あるチャネルのキャリアセンスを指示し、基地局にリンク確立要求メッセージを送信する（Ｓ１４）。
【０１０４】
中継局が端末から空きチャネルメッセージを受信したら（Ｓ１５のＹＥＳ）、該空きチャネル（第一チャネル）のタイムスロットと、中継局の共通制御チャネルのタイムスロットが重なっているかどうかを検査する（Ｓ１６）。
【０１０５】
重なっているときは（Ｓ１６のＹＥＳ）、空きチャネル（第一チャネル）で中継局−端末間のセットアップを開始する（図１６のＳ５１）。基地局からあるチャネル（第三チャネル）のキャリアセンス要求メッセージを受信したら（Ｓ５２、Ｓ５３）、あるチャネル（第三チャネル）が中継局の共通制御チャネルのタイムスロットと重なるかどうかを検査し（Ｓ５４）、重なるときは（Ｓ５４のＹＥＳ）、キャリアセンスを行うことなく、基地局にあるチャネル（第三チャネル）がビジーであることを通知する（Ｓ５５）。重ならないときは（Ｓ５４のＮＯ）、あるチャネル（第三チャネル）が空きであるかどうかをキャリアセンスに調べ（Ｓ５６）、空きでないときは基地局にあるチャネル（第三チャネル）がビジーであることを通知する（Ｓ５５）。空きであるときは（Ｓ５６のＹＥＳ）、あるチャネル（第三チャネル）で中継局−基地局間のセットアップを開始する（図１５のＳ２８）。
【０１０６】
一方、空きチャネル（第一チャネル）が中継局の共通制御チャネルのタイムスロットと重ならないときは（Ｓ１６のＮＯ）、空きチャネル（第一チャネル）で中継局−端末間のセットアップを開始するとともに、端末に特定のタイムスロットのチャネルをキャリアセンスするように指示する（Ｓ１７）。端末から空きチャネルメッセージを受信したら（Ｓ１８のＹＥＳ）、空きチャネル（第二チャネル）でダミーデータを送信することにより、当該空きチャネル（第二チャネル）を確保する（Ｓ１９）。この後、基地局からあるチャネル（第三チャネル）のキャリアセンス要求メッセージを受信したら（Ｓ２０、Ｓ２１）、あるチャネル（第三チャネル）が、中継局の共通制御チャネルのタイムスロットと重なるかどうかを検査する（Ｓ２２）。
【０１０７】
なお、中継局が、端末から空きチャネルメッセージを受信する前に基地局からキャリアセンス要求メッセージを受信した場合も（Ｓ１８のＮＯ、Ｓ３１のＹＥＳ）、同様に検査する（Ｓ２２）。また中継局が端末から空きチャネルメッセージを受信しないときは、中継局は、再度、特定のタイムスロットのチャネルをキャリアセンスするように端末に指示する（Ｓ３２）。
【０１０８】
ステップＳ２２においてあるチャネル（第三チャネル）が中継局の共通制御チャネルのタイムスロットと重ならないときは（Ｓ２２のＮＯ）、第一チャネルと第三チャネルとのタイムスロットが重なるかどうかを検査する（Ｓ２３）。第一チャネルと第三チャネルとのタイムスロットが重なり（Ｓ２３のＹＥＳ）、第二チャネルが確保済みのときは（Ｓ２４のＹＥＳ）、中継局は、第一チャネルを開放し（Ｓ２５）、以降は、第二チャネルでの通信を端末と継続する（Ｓ２６）。この後、第三チャネルが空きかどうかをキャリアセンスにより検査し（Ｓ２７）、空きであるときは（Ｓ２７のＹＥＳ）、第三チャネルにより中継局−基地局間のセットアップを開始する（Ｓ２８）。
【０１０９】
ステップＳ２２においてあるチャネル（第三チャネル）が中継局の共通制御チャネルのタイムスロットと重なるとき（Ｓ２２のＹＥＳ）、あるいは、ステップＳ２４において第二チャネルを確保済みでないとき（Ｓ２４のＮＯ）、あるいは、ステップＳ２７において第三チャネルが空きでないとき（Ｓ２７のＮＯ）は、中継局は、基地局にあるチャネル（第三チャネル）がビジーであることを通知する（Ｓ３３）。そして、第二チャネルが確保済みであるときは（Ｓ３４のＹＥＳ）、ステップＳ２０に戻って、基地局からのキャリアセンス要求メッセージを待つ。第二チャネルが確保済みでないときは（Ｓ３４のＮＯ）、端末に特定のタイムスロットのチャネルをキャリアセンスするように指示し（Ｓ３５）、この後、ステップＳ１８に戻って、端末から空きチャネルメッセージを受信したかどうかを検査する。
【０１１０】
ステップＳ２３において第一チャネルと第三チャネルとのタイムスロットが重ならないときは（Ｓ２３のＮＯ）、第二チャネルが確保済みかどうかを検査し（Ｓ３６）、確保済みのときは（Ｓ３６のＹＥＳ）第二チャネルと第三チャネルとのタイムスロットが重なるかどうかを検査する（Ｓ３７）。第二チャネルと第三チャネルとのタイムスロットが重なるときは（Ｓ３７のＹＥＳ）、中継局は第二チャネルを開放する（Ｓ３８）。この後、あるいはＳ３６において第二チャネルが確保済みでないとき（Ｓ３６のＮＯ）、あるいは、第二チャネルと第三チャネルとが重ならないとき（Ｓ３７のＮＯ）は、既に説明したステップＳ２７に進み、第三チャネルが空きであれば（Ｓ３７のＹＥＳ）、第三チャネルで中継局−基地局間のセットアップを開始する（Ｓ２８）。
【０１１１】
上述したステップＳ１５において中継局が端末から空きチャネルメッセージを受信しないときは（Ｓ１５のＮＯ）、基地局からあるチャネルのキャリアセンス要求メッセージを受信したかどうかを検査する（Ｓ２９）。受信してないときは（Ｓ２９のＮＯ）、再度、端末にあるチャネルのキャリアセンスを指示し（Ｓ３０）、ステップＳ１５に戻る。受信したときは（Ｓ２９のＹＥＳ）、基地局からのあるチャネル（第三チャネル）が、中継局の共通制御チャネルのタイムスロットと重なるかどうかを検査する（図１７のＳ６１、Ｓ６２）。重なるときは（Ｓ６２のＹＥＳ）、キャリアセンスすることなく、基地局に第三チャネルがビジーであることを通知し（Ｓ６３）、図１５のステップＳ３０に戻る。重ならないときは（Ｓ６２のＮＯ）、キャリアセンスにより第三チャネルがビジーかどうかを検査し（Ｓ６５）、ビジーのときは（Ｓ６４のＮＯ）、基地局に第三チャネルがビジーであることを通知し（Ｓ６３）、図１５のステップＳ３０に戻る。第三チャネルがビジーでないときは（Ｓ６４のＹＥＳ）、第三チャネルで中継局−基地局間のセットアップを開始し（Ｓ６５）、この後、端末から空きチャネルメッセージを受信するまで、端末にあるチャネルのキャリアセンスを指示する（Ｓ６６、Ｓ６７のＮＯ）。端末から空きチャネルメッセージを受信したら（Ｓ６７のＹＥＳ）、空きチャネル（第一チャネル）で中継局−端末間のセットアップを開始する（Ｓ６８）。
【０１１２】
以上に説明した本フローに従ってチャネル割り当てすることによって、基地局-端末間の通信開始までの時間を短くすることができる。
【０１１３】
なお、以上に説明した第一〜第五の実施例における中継局は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、中継局における各BPF１２、SW１３、受信部１４、送信部１５、MAC部１６、CS指示部１９、Channel Assign Controller ２１は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、中継局は、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、BS CCH記憶部１７、RS CCH記憶部１８、第一ICH記憶部２０、BS Channel Memory２２は、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。
【０１１４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】基地局、中継局、端末の位置関係を示した図。
【図２】TDMAを利用したシステムの時間的な概念を表した図。
【図３】基地局から下りリンクで送信される共通制御チャネルの構成を示す図。
【図４】論理制御チャネル(LCCH)スーパーフレームの構成を示す図。
【図５】着呼から通信開始までのタイミングに関する概念図。
【図６】第一の実施例に係る、端末の呼び出しから通信開始までの基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示す図。
【図７】第一の実施例に係る中継局のブロック図。
【図８】TDMA-FDMAを利用したシステムの時間的な概念を表した図。
【図９】基地局から下りリンクで送信される共通制御チャネルの構成を示す図。
【図１０】第三の実施例に係る、基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示すシーケンス図。
【図１１】第三の実施例に係る、基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示すシーケンス図。
【図１２】第三の実施例に係る、基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示すシーケンス図。
【図１３】第四の実施例に係る、基地局、中継局、端末間の動作シーケンスを示すシーケンス図。
【図１４】第五の実施例に係る中継局のブロック図。
【図１５】第六の実施例に係る中継局による処理のフローを示したフローチャート。
【図１６】図１５に続く処理のフローを示したフローチャート。
【図１７】図１５に続く処理のフローを示したフローチャート。
【符号の説明】
【０１１６】
ＢＳ１：基地局
ＭＳ１、ＭＳ２：端末
ＲＳ１：中継局
１１：アンテナ
１２：帯域通過フィルタ
１３：スイッチ
１４：受信部
１５：送信部
１６：ＭＡＣ部
１７：ＢＳ  ＣＣＨ記憶部
１８：ＲＳ  ＣＣＨ記憶部
１９：ＣＳ指示部
２０：第一ＩＣＨ記憶部
２１：チャネル割当コントローラ
２２：ＢＳメモリ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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