(57)【要約】【課題】受信装置が複数のデータを合成して復号する場合の利得を向上させる。【解決手段】通信装置１は、符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し第１のデータおよび第２のデータを合成して復号する受信装置２と通信を行う。通信装置１の制御部１ａは、第１のデータの送信に用いる第１のリソースと第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、通信品質の差に応じて、第２のデータが第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する。【選択図】図１
2010103638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し前記第１のデータおよび前記第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信装置であって、
前記第１のデータの送信に用いる第１のリソースと前記第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、前記通信品質の差に応じて、前記第２のデータが前記第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する制御部、
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記割合は、１００％、０％およびＸ％（０＜Ｘ＜１００）を含むことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記通信品質の差が所定の閾値より小さい場合は前記割合を０％とし、前記通信品質の差が前記所定の閾値以上の場合は前記割合を１００％とすることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記通信品質の差が所定の第１の閾値より小さい場合は前記割合を０％とし、前記通信品質の差が前記所定の第１の閾値以上で所定の第２の閾値より小さい場合は前記割合をＸ％（０＜Ｘ＜１００）とし、前記通信品質の差が前記所定の第２の閾値以上の場合は前記割合を１００％とすることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信すると共に、前記第２のデータを前記第２のリソースを用いて送信する他の通信装置に対して前記割合を通知する送信部を更に有することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項６】
前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信し、前記受信装置から再送要求を受けた場合に、前記割合に基づいて前記第２のデータを前記第１のリソースより遅いタイミングである前記第２のリソースを用いて送信する送信部を更に有することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記割合に応じた推定方法を用いて、前記第１のデータおよび前記第２のデータの送信を含む前記データブロックについての送信全体の通信品質を推定し、前記第１のデータおよび前記第２のデータの送信に用いる符号化変調方式を決定することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項８】
符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し前記第１のデータおよび前記第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信システムであって、
前記第１のデータの送信に用いる第１のリソースと前記第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、前記通信品質の差に応じて、前記第２のデータが前記第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する制御部と、前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信すると共に、前記割合を示す制御情報を送信する送信部とを備える送信装置と、
前記送信装置から前記第１のデータおよび前記制御情報を受信し、前記第１のデータから前記データブロックを復元し、前記データブロックのうち前記制御情報が示す前記割合に応じた部分を前記第２のデータとして前記第２のリソースを用いて送信する中継装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１のリソースの通信品質が前記第２のリソースの通信品質よりも高い場合、前記中継装置による前記第２のデータの送信を停止させることを特徴とする請求項８記載の通信システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１のリソースの通信品質が所定の閾値より小さい場合、前記受信装置が前記第１のデータを用いて合成および復号を行うことを停止させることを特徴とする請求項８記載の通信システム。
【請求項１１】
符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し前記第１のデータおよび前記第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信システムの通信方法であって、
前記第１のデータの送信に用いる第１のリソースと前記第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、
前記通信品質の差に応じて、前記第２のデータが前記第１のデータと重複した部分を含む割合を制御し、
前記割合に従って、前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信し、前記第２のデータを前記第２のリソースを用いて送信する、
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信装置、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。無線通信では、送信装置は、誤り検出符号化や誤り訂正符号化などの符号化処理を施したデータを送信する。受信装置は、受信データに対し誤り訂正復号や誤り検出などの復号処理を行う。ここで、符号化により得られるデータブロックは、高い冗長性を有していることがあり、その一部からでも正常に復号することが可能な場合がある。そこで、送信装置には、符号化により得られたデータブロックから一部のビットを間引く処理（パンクチャリング）を行うものがある。
【０００３】
また、無線通信システムには、同一内容のデータブロックに対してそれぞれパンクチャリングを行って複数のデータを生成し、生成したデータをそれぞれ異なるリソースを用いて送信するものがある。受信装置は、同一内容のデータブロックから派生した複数のデータを合成して復号することで、受信誤りを抑制することができる。
【０００４】
例として、基地局が第１のチャネルを用いてデータを送信し、中継局が基地局からデータを受信して第２のチャネルを用いて転送する移動通信システムを考える（例えば、特許文献１参照）。中継局を備える移動通信システムでは、移動局は、基地局からデータを直接受信すると共に、中継局からもデータを受信できる場合がある。移動局は、基地局と中継局の両方からデータを受信すると、受信したデータを合成して復号することができる。
【０００５】
このとき、中継局が、復号および再符号化して得られるデータブロックに対し、基地局と同じパターンでパンクチャリングを行う方法が考えられる。すなわち、データブロックのうち、基地局が送信する部分と中継局が送信する部分とを同一にする方法が考えられる（例えば、非特許文献１参照）。一方、中継局が、データブロックに対し基地局と異なるパターンでパンクチャリングを行う方法も考えられる。すなわち、データブロックのうち、基地局が送信する部分と中継局が送信する部分とを異なる部分にする方法も考えられる
（例えば、非特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−４３６９０号公報
【非特許文献１】J. N. Laneman, D. N. C. Tse and G. W. Wornell, "Cooperative Diversity in Wireless Networks: Efficient Protocols and Outage Behavior", IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 50, No. 12, pp. 3062-3080, Dec. 2004.
【非特許文献２】T. E. Hunter and A. Nosratinia, "Cooperation Diversity through coding", Proc. IEEE 2002 International Symposium on Information Theory (ISIT), p. 220, June 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
受信装置は、同一内容の複数のデータを受信して合成する（例えば、受信レベルを加算する）ことで、ダイバーシティに基づく利得を得ることができる。また、受信装置は、データブロックの異なる部分をそれぞれ受信して合成する（例えば、結合する）ことで、受信データの冗長度が高くなり、より大きな符号化利得を得ることができる。
【０００７】
しかし、何れの方法がより高い利得を得ることができるかは、データ送信に用いるリソースの通信品質に依存する。例えば、複数のデータをそれぞれ異なるリソースを用いて送信する場合、得られる符号化利得は、リソース間の通信品質の相対関係にも依存することがある。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、受信装置が複数のデータを合成して復号する場合の利得を向上させることが可能な通信装置、通信システムおよび通信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】
【０００９】
上記課題を解決するために、符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し第１のデータおよび第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信装置が提供される。この通信装置は、第１のデータの送信に用いる第１のリソースと第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、通信品質の差に応じて、第２のデータが第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する制御部を有する。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し第１のデータおよび第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信システムが提供される。この通信システムは、送信装置および中継装置を有する。送信装置は、第１のデータの送信に用いる第１のリソースと第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、通信品質の差に応じて、第２のデータが第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する制御部と、第１のデータを第１のリソースを用いて送信すると共に、割合を示す制御情報を送信する送信部とを備える。中継装置は、送信装置から第１のデータおよび制御情報を受信し、第１のデータからデータブロックを復元し、データブロックのうち制御情報が示す割合に応じた部分を第２のデータとして第２のリソースを用いて送信する。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し第１のデータおよび第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信システムの通信方法が提供される。この通信方法では、第１のデータの送信に用いる第１のリソースと第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求める。通信品質の差に応じて、第２のデータが第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する。割合に従って、第１のデータを第１のリソースを用いて送信し、第２のデータを第２のリソースを用いて送信する。
【発明の効果】
【００１２】
上記通信装置、通信システムおよび通信方法によれば、受信装置が複数のデータを合成して復号する場合の利得を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る通信装置を示す図である。通信装置１は、受信装置２と通信を行う。受信装置２は、通信装置１を含む通信システムから、第１のデータと第２のデータとを受信する。第１のデータおよび第２のデータは、符号化により得られたデータブロックの一部である。第１のデータおよび第２のデータは、例えば、同一内容のデータブロックをそれぞれパンクチャリングすることで生成される。受信装置２は、受信した第１のデータと第２のデータとを合成して復号する。なお、３つ以上のデータを受信し合成するようにしてもよい。
【００１４】
通信装置１は、制御部１ａおよび送信部１ｂを有する。
制御部１ａは、第１のデータの送信に用いる第１のリソースと第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求める。制御部１ａは、受信装置２から第１のリソースおよび第２のリソースそれぞれの通信品質を示すフィードバック情報を取得することで、通信品質の差を求めることができる。ただし、受信装置２で通信品質の差を算出し、制御部１ａが受信装置２から通信品質の差を示す情報を取得するようにしてもよい。
【００１５】
そして、制御部１ａは、求めた通信品質の差に応じて、第２のデータが第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する。例えば、割合としては、０％（第１のデータと第２のデータとで重複がない場合）や、１００％（第１のデータと第２のデータとが完全に同一の場合）が考えられる。また、０＜Ｘ＜１００とし、Ｘ％（第１のデータと第２のデータとが一部重複する場合）も考えられる。Ｘは、予め静的に決めておいてもよいし、動的に決定してもよい。前者の場合、例えば、０％，１００％，Ｘ％から割合を選択することも考えられる。
【００１６】
例えば、制御部１ａは、通信品質の差が所定の閾値より小さい場合、割合を０％（重複なし）とし、通信品質の差が閾値以上の場合、割合を１００％（完全同一）と制御する場合が考えられる。これは、２つのデータの受信品質に大きな差がある場合は、それを結合してデータの冗長度を高めても十分な符号化利得が得られず、ダイバーシティに基づく利得の方が高くなる場合があることを考慮したものである。
【００１７】
送信部１ｂは、制御部１ａが制御する割合に基づいて、符号化により得られたデータブロックに対しパンクチャリングなどの処理を施して第１のデータを生成し、第１のリソースを用いて送信する。同様に、送信部１ｂは、データブロックから第２のデータを生成し、第２のリソースを用いて送信する。ただし、第１のデータおよび第２のデータの一方または両方を他の通信装置が送信してもよい。その場合、送信部１ｂは、割合を示す制御情報を、他の通信装置に対し送信する。他の通信装置としては、例えば、通信装置１から受信装置２への通信経路上でデータの中継を行う中継装置が考えられる。
【００１８】
なお、リソースとしては、例えば、周波数帯と時間帯とによって特定される無線リソースを考えることができる。第１のリソースと第２のリソースとは、周波数帯が異なるものでもよいし同じものでもよい。また、時間帯が異なるものでもよいし同じものでもよい。例えば、第１のデータを受信した受信装置２が再送要求を行ったときのみ第２のデータを送信する場合は、第１のリソースと第２のリソースとは、少なくとも時間帯が異なる。
【００１９】
このような通信装置１によれば、制御部１ａにより、第１のデータの送信に用いられる第１のリソースと第２のデータの送信に用いられる第２のリソースとの間の通信品質の差に応じて、第２のデータが第１のデータと重複した部分を含む割合が制御される。
【００２０】
これにより、第１のデータと第２のデータとを合成することにより得られる利得を向上させ、データ伝送を効率化することができる。例えば、重複した部分の割合を大きくした場合に得られるダイバーシティに基づく利得と、重複した部分の割合を小さくして冗長度を高めた場合に得られる符号化利得との関係を考慮して、より有利な利得を得られるようになる。
【００２１】
以下、上記のデータ送信制御を移動通信システムに適用した場合について更に詳細に説明する。ただし、上記のデータ送信制御は、固定無線通信システムなど他の種類の通信システムに適用することもできる。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図２は、第１の実施の形態の無線通信システムの構成を示す図である。この無線通信システムは、基地局１００、リレー局２００および移動局３００を有する。なお、基地局１００は、図１の通信装置１に相当する。移動局３００は、図１の受信装置２に相当する。
【００２３】
基地局１００は、移動局３００が自局のセル（電波到達範囲）内に存在するとき、移動局３００と無線通信を行うことができる無線通信装置である。基地局１００は、基地局１００から移動局３００へのリンク（ＳＤ（Source - Destination）リンク）の無線リソースを用いて、移動局３００宛てのデータを送信する。
【００２４】
リレー局２００は、基地局１００と移動局３００との間でデータの中継を行うことができる無線中継装置である。リレー局２００は、基地局１００が無線送信した移動局３００宛てのデータを受信する。そして、リレー局２００は、リレー局２００から移動局３００へのリンク（ＲＤ（Relay - Destination）リンク）の無線リソースを用いて、移動局３００宛てのデータを再送信する。
【００２５】
移動局３００は、基地局１００およびリレー局２００と無線通信を行うことができる無線端末装置である。移動局３００としては、例えば、携帯電話機が考えられる。移動局３００は、ＳＤリンクを介して自局宛てのデータを受信すると共に、ＲＤリンクを介して中継されたデータを受信することができる。ＳＤリンクおよびＲＤリンクの両方からデータを受信した場合、移動局３００は、受信データを合成して復号する。このようなデータ伝送方式は、Cooperative Diversity（協同ダイバーシティまたは協調ダイバーシティ）と呼ばれることがある。
【００２６】
なお、図２の例では、基地局１００と移動局３００との間に、１つの直接パスと１つの中継パスとを設けたが、複数の中継パスを設けるようにしてもよい。また、複数のリレー局がデータを連続的に中継して、１つの中継パスを形成するようにしてもよい。また、直接パスを設けずに、中継パスのみを設けるようにしてもよい。
【００２７】
図３は、第１の実施の形態の基地局を示すブロック図である。基地局１００は、誤り検出符号化部１１０、誤り訂正符号化部１２０、レートマッチング部１３０、変調部１４０、復調部１５０および制御部１６０を有する。なお、制御部１６０は、図１の制御部１ａに相当する。
【００２８】
誤り検出符号化部１１０は、移動局３００に送信するユーザデータが発生すると、所定の送信単位（例えば、ＰＤＵ（Protocol Data Unit）と呼ばれるデータ単位）のデータブロック毎に、誤り検出用の検査ビットを付加する。そして、誤り検出符号化部１１０は、検査ビットを付加したデータブロックを、誤り訂正符号化部１２０に出力する。
【００２９】
誤り訂正符号化部１２０は、誤り検出符号化部１１０から取得したデータブロックを、誤り訂正符号化する。誤り訂正符号化では、所定の符号化方式または制御部１６０から指定された符号化方式を用いる。符号化方式としては、例えば、畳み込み符号や畳み込みターボ符号、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ：Low Density Parity Check）符号などが考えられる。誤り訂正符号化後のデータブロックには、組織ビットとパリティビットとが含まれる。この時点の符号化率が１／３の場合、組織ビット長とパリティビット長との比は、１：２となる。そして、誤り訂正符号化部１２０は、誤り訂正符号化後のデータブロックを、レートマッチング部１３０に出力する。
【００３０】
レートマッチング部１３０は、誤り訂正符号化部１２０から取得したデータブロックを無線フレームにマッピングする。その際、レートマッチング部１３０は、データブロックが送信に用いる無線リソースより大きい場合、その一部のビット列を切り出す処理（パンクチャリング）を行う。また、データブロックが送信に用いる無線リソースより小さい場合、少なくとも一部のビット列を複製する処理（レペティション）を行う。そして、レートマッチング部１３０は、レートマッチング後のビット列を変調部１４０に出力する。
【００３１】
本実施の形態では、誤り訂正符号化部１２０によって得られるデータブロックの冗長度が高く、レートマッチング部１３０がレートマッチングとしてパンクチャリングを行う場合を考える。データブロックのビット列のうちパンクチャリングで切り出す部分は、制御部１６０によって制御される。
【００３２】
変調部１４０は、レートマッチング部１３０から取得したビット列を変調する。変調では、所定の変調方式または制御部１６０から指定される変調方式を用いる。変調方式としては、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などのデジタル変調が考えられる。そして、変調部１４０は、変調後の送信信号を、無線送信部（図示せず）およびアンテナを介して、無線出力する。なお、送信に用いるアンテナと受信に用いるアンテナは、同一でもよいし異なってもよい。
【００３３】
復調部１５０は、アンテナおよび無線受信部（図示せず）を介して取得した受信信号を復調する。特に、復調部１５０は、ＳＤリンクおよびＲＤリンクの通信品質を示す移動局３００からのフィードバック情報を復調する。そして、復調部１５０は、得られたフィードバック情報を制御部１６０に出力する。
【００３４】
制御部１６０は、復調部１５０から取得したＳＤリンクおよびＲＤリンクの通信品質のフィードバック情報に基づいて、変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を決定する。変調符号化方式には、例えば、符号化方式、符号化率、パンクチャリングの方法、変調方式が含まれる。そして、制御部１６０は、誤り訂正符号化部１２０に符号化方式や符号化率を指定し、レートマッチング部１３０にパンクチャリングの方法を指定し、変調部１４０に変調方式を指定する。ただし、符号化方式、符号化率および変調方式の一部または全部を、適応的に決定せず固定化してもよい。
【００３５】
また、制御部１６０は、リレー局２００に実行させるパンクチャリングの方法（リレー方式）を示す制御情報を生成する。基地局１００におけるパンクチャリングとリレー局２００におけるパンクチャリングとは、同一方法である（すなわち、同一内容のデータが移動局３００に送信される）場合もあるし、異なる方法である（すなわち、異なる内容のデータが移動局３００に送信される）場合もある。そして、制御部１６０は、生成した制御情報を、変調部１４０に出力してリレー局２００宛てに送信させる。
【００３６】
図４は、第１の実施の形態のリレー局を示すブロック図である。リレー局２００は、復調部２１０、デレートマッチング部２２０、誤り訂正復号部２３０、誤り検出部２４０、誤り訂正符号化部２５０、レートマッチング部２６０、変調部２７０および制御部２８０を有する。
【００３７】
復調部２１０は、アンテナおよび無線受信部（図示せず）を介して取得した基地局１００からの受信信号を復調する。具体的には、復調部２１０は、基地局１００からの受信信号に含まれるユーザデータを復調する。復調では、所定の復調方式またはユーザデータと共に基地局１００から受信される情報が示す復調方式を用いる。そして、復調部２１０は、復調後のユーザデータのビット列をデレートマッチング部２２０に出力する。また、復調部２１０は、基地局１００からの受信信号に含まれるリレー方式を示す制御情報を抽出する。そして、復調部２１０は、リレー方式を示す制御情報を制御部２８０に出力する。
【００３８】
デレートマッチング部２２０は、復調部２１０から取得した復調後のビット列に対し、基地局１００で行われたレートマッチングに対応する逆処理を行って、データブロックを復元する。例えば、デレートマッチング部２２０は、基地局１００でレペティションが行われた場合、同一内容に相当するビット列を合成する（重ね合わせる）。また、基地局１００でパンクチャリングが行われた場合、切り出されずに省略されたビット列を、所定のダミービットで補完する。そして、デレートマッチング部２２０は、デレートマッチング後のデータブロックを誤り訂正復号部２３０に出力する。なお、前述の通り、本実施の形態ではパンクチャリングが行われた場合を考える。
【００３９】
誤り訂正復号部２３０は、デレートマッチング部２２０から取得したデータブロックに対し誤り訂正処理を行う。誤り訂正では、所定の復号方式またはユーザデータと共に基地局１００から受信される情報が示す復号方式を用いる。誤り訂正後のデータブロックは、パリティビットが削除されたものとなる。そして、誤り訂正復号部２３０は、誤り訂正後のデータブロックを、誤り検出部２４０に出力する。
【００４０】
誤り検出部２４０は、誤り訂正復号部２３０から取得したデータブロックに対し、誤り検出処理を行う。誤り検出では、基地局１００で付加された検査ビットを参照する。誤りが検出された場合、誤り検出部２４０は、基地局１００にデータの再送を要求することもできる。そして、誤り検出部２４０は、データブロックを誤り訂正符号化部２５０に出力する。なお、誤り検出処理後のデータブロックは、検査ビットが付加されたものとする。検査ビットは、受信したものを残してもよいし、付加し直してもよい。
【００４１】
誤り訂正符号化部２５０は、誤り検出部２４０から取得したデータブロックを、再度、誤り訂正符号化する。誤り訂正符号化では、基地局１００が用いた符号化方式と同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。誤り訂正符号化後のデータブロックには、組織ビットとパリティビットとが含まれる。そして、誤り訂正符号化部２５０は、誤り訂正符号化後のデータブロックを、レートマッチング部２６０に出力する。
【００４２】
レートマッチング部２６０は、誤り訂正符号化部２５０から取得したデータブロックをＲＤリンクの無線フレームにマッピングする。その際、パンクチャリングやレペティションが行われる。ただし、前述の通り、本実施の形態ではパンクチャリングを行う場合を考える。パンクチャリングの方法、すなわち、データブロックのビット列うちパンクチャリングで切り出す部分は、制御部２８０から指定される。そして、レートマッチング部２６０は、レートマッチング後のビット列を変調部２７０に出力する。
【００４３】
変調部２７０は、レートマッチング部２６０から取得したビット列を変調する。変調では、基地局１００が用いた変調方式と同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。そして、変調部２７０は、変調後の送信信号を、無線送信部（図示せず）およびアンテナを介して、無線出力する。なお、送信に用いるアンテナと受信に用いるアンテナは、同一でもよいし異なってもよい。
【００４４】
制御部２８０は、復調部２１０から取得したリレー方式を示す制御情報に基づいて、レートマッチング部２６０で実行するパンクチャリングを制御する。データブロックのビット列のうち、リレー局２００で切り出す部分は、基地局１００で切り出された部分と同一である場合もあるし、異なる場合もある。なお、リレー方式によっては、リレー局２００で復号および再符号化を行わずに、受信信号を転送するよう制御してもよい。
【００４５】
図５は、第１の実施の形態の移動局を示すブロック図である。移動局３００は、復調部３１０、デレートマッチング部３２０、誤り訂正復号部３３０、誤り検出部３４０、品質測定部３５０，３５５および変調部３６０を有する。
【００４６】
復調部３１０は、アンテナおよび無線受信部（図示せず）を介して取得したＳＤリンクの受信信号およびＲＤリンクの受信信号をそれぞれ復調する。復調では、所定の復調方式またはユーザデータと共に受信される情報が示す復調方式を用いる。そして、復調部３１０は、復調後のビット列をデレートマッチング部３２０に出力する。また、復調部３１０は、ＳＤリンクの受信信号およびＲＤリンクの受信信号に含まれる既知信号をそれぞれ抽出する。そして、復調部３１０は、ＳＤリンクの既知信号の品質測定部３５０に出力し、ＲＤリンクの既知信号を品質測定部３５５に出力する。
【００４７】
デレートマッチング部３２０は、復調部３１０から取得したＳＤリンクのビット列とＲＤリンクのビット列とを合成して、データブロックを復元する。例えば、２つのビット列がデータブロックの同一部分を切り出したものである場合、２つのビット列を重ね合わせる。また、２つのビット列がデータブロックの互いに異なる部分を切り出したものである場合、２つのビット列を結合する。合成によっても不足する部分は、所定のダミービットで補完する。
【００４８】
そして、デレートマッチング部３２０は、デレートマッチング後のデータブロックを誤り訂正復号部３３０に出力する。なお、２つのビット列がデータブロックの同一部分であるか否かは、例えば、ユーザデータと共に基地局１００またはリレー局２００から受信される情報に基づいて判断することが考えられる。
【００４９】
誤り訂正復号部３３０は、デレートマッチング部３２０から取得したデータブロックに対し誤り訂正処理を行う。誤り訂正では、所定の復号方式またはユーザデータと共に受信される情報が示す復号方式を用いる。誤り訂正後のデータブロックは、パリティビットが削除されたものとなる。そして、誤り訂正復号部３３０は、誤り訂正後のデータブロックを、誤り検出部３４０に出力する。
【００５０】
誤り検出部３４０は、誤り訂正復号部３３０から取得したデータブロックに対し、誤り検出処理を行う。誤り検出では、付加されている検査ビットを参照する。誤りが検出された場合、誤り検出部３４０は、基地局１００にデータの再送を要求することもできる。誤り検出処理後のデータブロックは、検査ビットが削除されたものとなる。そして、誤り検出部３４０は、データブロックをそのデータの種類に応じた処理を行うデータ処理部（図示せず）に出力する。
【００５１】
品質測定部３５０，３５５は、復調部３１０から取得した既知信号に基づいて、下り方向（基地局１００から移動局３００への通信方向）の通信品質を測定する。具体的には、品質測定部３５０は、ＳＤリンクの既知信号に基づいてＳＤリンクの通信品質を測定し、測定結果を示すフィードバック情報を変調部３６０に出力する。品質測定部３５５は、ＲＤリンクの既知信号に基づいてＲＤリンクの通信品質を測定し、測定結果を示すフィードバック情報を変調部３６０に出力する。
【００５２】
なお、通信品質の指標としては、信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）や信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）などの各種指標を用いることができる。また、フィードバック情報としては、指標値を所定ビット数の離散値として表現したＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を用いることができる。
【００５３】
変調部３６０は、品質測定部３５０，３５５から取得したフィードバック情報を変調して、無線送信部（図示せず）およびアンテナを介して基地局１００に無線送信する。ＳＤリンクの通信品質を示すフィードバック情報とＲＤリンクの通信品質を示すフィードバック情報とは、同一タイミングで纏めて送信してもよいし、異なるタイミングで別個に送信してもよい。なお、送信に用いるアンテナと受信に用いるアンテナは、同一でもよいし異なってもよい。
【００５４】
以下では、リレー方式のうち、基地局１００とリレー局２００とでデータブロックの同一部分を切り出すものを、単純リピート方式と呼ぶこととする。一方、基地局１００とリレー局２００とでデータブロックの異なる部分を切り出すものを、パリティ選択方式と呼ぶこととする。
【００５５】
単純リピート方式に関しては、例えば、以下の文献（非特許文献１）が挙げられる。
J. N. Laneman, D. N. C. Tse and G. W. Wornell, "Cooperative Diversity in Wireless Networks: Efficient Protocols and Outage Behavior", IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 50, No. 12, pp. 3062-3080, 2004.
パリティ選択方式に関しては、例えば、データブロックを２分割する方法を示した以下の文献（非特許文献２）が挙げられる。
【００５６】
T. E. Hunter and A. Nosratinia, "Cooperation Diversity through coding", Proc. IEEE 2002 International Symposium on Information Theory (ISIT), p. 220, 2002.
ここで、基地局１００が、ＳＤリンクの通信品質とＲＤリンクの通信品質の両方を考慮して、符号化率や変調方式などの変調符号化方式を適応的に決定する方法を説明する。１つの方法として、ＳＤリンクの通信品質とＲＤリンクの通信品質とから、各変調符号化方式を適用した場合のリンク全体での相互情報量（ＭＩ：Mutual Information）またはビット情報量（ＲＢＩＲ：Received Bit Information Rate）を推定し、相互情報量やビット情報量が最大となる変調符号化方式を選択する方法が考えられる。
【００５７】
相互情報量やビット情報量に関しては、例えば、以下の文献が挙げられる。
R. G. Gallager, "Information Theory and Reliable Communication".
L. Wan, S. Tsai and M. Almergn, "A fading-insensitive performance metric for a unified link quality model", IEEE 2006 Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), Vol. 4, pp. 2110-2114, 2006.
また、他の方法として、ＳＤリンクの通信品質とＲＤリンクの通信品質とから、リンク全体の通信品質を表す有効通信品質（例えば、有効ＳＮＲ）を算出し、有効通信品質に応じた変調符号化方式を選択する方法が考えられる。例えば、有効ＳＮＲを式（１）のように定義することができる。ここで、α1，α2は所定のパラメータ、Ｆ（ｘ）は所定の関数、Ｎはリンク数（図２の例では、Ｎ＝２）、γiは各リンクのＳＮＲである。α1，α2，Ｆ（ｘ)は、リレー方式に依存する。
【００５８】
【数１】
2010103638.tif 000003
【００５９】
単純リピート方式の場合、移動局３００では、Ｎ個の受信ビット列を加算する（重ね合わせる）ことから、ダイバーシティに基づく利得を得ることができる。よって、リンク全体の有効ＳＮＲは、個々のリンクのＳＮＲの和として近似することが可能である。そこで、単純リピート方式を採用した場合の有効ＳＮＲは、式（１）にα1＝１，α2＝Ｎ，Ｆ（ｘ）＝ｘを代入して、式（２）のように定義することができる。
【００６０】
【数２】
2010103638.tif 000004
【００６１】
一方、パリティ選択方式の場合、移動局３００では、Ｎ個の受信ビット列が結合されて復号対象の冗長度が高くなる（例えば、パリティビットが増える）ことから、より高い符号化利得を得ることができる。パリティ選択方式を採用した場合の有効ＳＮＲは、ＥＥＳＭ（Exponential Effective SNR Mapping）の手法に基づき、式（１）にα1＝α2＝β，Ｆ（ｘ）＝ｅ-xを代入して、式（３）のように定義することができる。βは、変調符号化方式に依存する所定値である。
【００６２】
【数３】
2010103638.tif 000005
【００６３】
有効通信品質に関しては、例えば、以下の文献が挙げられる。
K. Brueninghaus, et al., "Link performance models for system level simulations of broadband radio access systems", IEEE 16th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), Vol. 4, pp. 2306-2311, 2005.
このように、ＳＤリンクおよびＲＤリンクを含むリンク全体の有効通信品質は、リレー方式に応じた計算式を用いて算出することができる。そして、算出した有効通信品質に基づいて、符号化率や変調方式などの変調符号化方式を適応的に決定することが可能となる。以下では、基地局１００が、有効ＳＮＲに基づいて変調符号化方式を決定する場合を考える。
【００６４】
次に、以上のような無線通信システムにおいて実行される処理の詳細を説明する。
図６は、第１の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。この処理は、基地局１００において繰り返し実行される。以下、図６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００６５】
［ステップＳ１１］制御部１６０は、移動局３００で測定された各リンク（ＳＤリンクおよびＲＤリンク）のＳＮＲを示すフィードバック情報を取得する。ＳＤリンクについてのフィードバック情報とＲＤリンクについてのフィードバック情報とは、同一タイミングで纏めて取得する場合もあるし、異なるタイミングで別個に取得する場合もある。
【００６６】
［ステップＳ１２］制御部１６０は、中継パスのリンク（ＲＤリンク）について、直接パスのリンク（ＳＤリンク）とのＳＮＲ差を計算する。すなわち、ＳＤリンクのＳＮＲをγ0、ＲＤリンクのＳＮＲをγ1として、ＳＮＲ差＝γ1−γ0を計算する。
【００６７】
［ステップＳ１３］制御部１６０は、ステップＳ１２で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ１未満か判断する。閾値Ｔｈ１未満の場合、処理をステップＳ１４に進める。閾値Ｔｈ１以上の場合、処理をステップＳ１５に進める。
【００６８】
［ステップＳ１４］制御部１６０は、リレー方式としてパリティ選択方式を選択する。これは、ＳＮＲ差があまり大きくない場合には、パリティ選択方式により得られる符号化利得の方が、単純リピート方式により得られるダイバーシティに基づく利得よりも大きいと考えられるためである。その後、処理をステップＳ１６に進める。
【００６９】
［ステップＳ１５］制御部１６０は、リレー方式として単純リピート方式を選択する。これは、ＳＮＲ差が非常に大きい場合には、パリティ選択方式では十分な符号化利得を得られず、単純リピート方式により得られるダイバーシティに基づく利得の方が大きくなると考えられるためである。その後、処理をステップＳ１６に進める。
【００７０】
［ステップＳ１６］制御部１６０は、ステップＳ１４またはステップＳ１５で選択したリレー方式に対応する計算式を用いて、ＳＤリンクおよびＲＤリンクのＳＮＲから、有効ＳＮＲを計算する。有効ＳＮＲの計算式としては、例えば、前述の式（２）および式（３）を用いることができる。
【００７１】
［ステップＳ１７］制御部１６０は、ステップＳ１６で計算した有効ＳＮＲに応じて、符号化率や変調方式などの変調符号化方式を決定する。例えば、制御部１６０は、有効ＳＮＲと利用可能な変調符号化方式との対応関係を定義したテーブルを参照することで、決定する。このようなテーブルは、予め基地局１００に搭載しておくことが考えられる。制御部１６０は、決定した変調符号化方式に従って、誤り訂正符号化部１２０、レートマッチング部１３０および変調部１４０を制御する。
【００７２】
［ステップＳ１８］制御部１６０は、ステップＳ１４またはステップＳ１５で選択したリレー方式を示す制御情報を生成する。生成された制御情報は、変調部１４０を介して、リレー局２００に送信される。
【００７３】
このようにして、基地局１００は、移動局３００からＳＤリンクおよびＲＤリンクの通信品質を示す情報を取得する。そして、２つのリンクの通信品質の差に応じて、単純リピート方式またはパリティ選択方式を選択する。基地局１００は、選択したリレー方式をリレー局２００に通知する。リレー局２００は、基地局１００から通知されたリレー方式に従って、パンクチャリングを行う。すなわち、リレー局２００は、単純リピート方式が指定された場合、基地局１００と同じ部分をデータブロックから抽出し、パリティ選択方式が指定された場合、基地局１００と異なる部分をデータブロックから抽出する。
【００７４】
なお、リレー方式の選択は、データブロック毎に行ってもよいし、間欠的（定期または不定期）に行ってもよい。また、リレー方式の選択は、変調符号化方式の決定と同一周期で行ってもよいし、異なる周期で行ってもよい。中継パスが複数存在する場合は、中継パス毎に、ＳＮＲ差を計算してリレー方式を決定することができる。または、基地局１００と移動局３００との間の全ての中継パスに対して、同一のリレー方式を適用するよう統一してもよい。
【００７５】
図７は、第１の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ２１］移動局３００は、基地局１００からの受信信号に基づいて、ＳＤリンクのＳＮＲを測定する。また、リレー局２００からの受信信号に基づいて、ＲＤリンクのＳＮＲを測定する。２つのＳＮＲの測定は、同じタイミングで行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。
【００７６】
［ステップＳ２２］移動局３００は、ＳＤリンクおよびＲＤリンクそれぞれについて、測定したＳＮＲに応じたＣＱＩを、フィードバック情報として基地局１００に送信する。２つのＣＱＩは、同じタイミングで纏めて送信してもよいし、異なるタイミングで別個に送信してもよい。
【００７７】
［ステップＳ２３］基地局１００は、ステップＳ２２で受信したフィードバック情報に基づいて、適切なリレー方式（単純リピート方式またはパリティ選択方式）を選択すると共に、適切な変調符号化方式を決定する。
【００７８】
［ステップＳ２４］基地局１００は、ステップＳ２３で選択したリレー方式をリレー局２００に通知する。なお、リレー局２００へのリレー方式の通知は、変調符号化方式を決定する前に行ってもよい。
【００７９】
［ステップＳ２５］基地局１００は、ステップＳ２３で決定した変調符号化方式に従って、データブロックに対し誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。ただし、符号化率、符号化方式および変調方式の一部または全部を、固定のものを用いてもよい。
【００８０】
［ステップＳ２６］基地局１００は、ステップＳ２５で生成した送信信号を、ＳＤリンクの無線リソースを用いて無線出力する。基地局１００が出力した送信信号は、リレー局２００および移動局３００の両方に到達する。
【００８１】
［ステップＳ２７］リレー局２００は、ステップＳ２６で基地局１００が出力した信号を受信し、復調、デレートマッチングおよび復号を行ってデータブロックを再現する。そして、リレー局２００は、データブロックに対して再度、誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行って、送信信号を生成する。その際、リレー局２００は、ステップＳ２４で通知されたリレー方式に従って、パンクチャリングを行う。
【００８２】
［ステップＳ２８］リレー局２００は、ステップＳ２７で生成した送信信号を、ＲＤリンクの無線リソースを用いて無線出力する。リレー局２００が出力した送信信号は、移動局３００に到達する。
【００８３】
［ステップＳ２９］移動局３００は、ステップＳ２６で基地局１００から受信した信号およびステップＳ２８でリレー局２００から受信した信号をそれぞれ復調する。そして、移動局３００は、各リンクの復調後のビット列を合成して復号する。合成では、リレー方式に応じて、ビット列の重ね合わせや結合を行う。
【００８４】
このようにして、移動局３００は、ＳＤリンクおよびＲＤリンクのＳＮＲを測定して、ＣＱＩを基地局１００に報告する。基地局１００は、移動局３００から報告されたＣＱＩに基づいてリレー方式を選択し、リレー局２００に通知する。また、基地局１００は、移動局３００から報告されたＣＱＩに基づいて変調符号化方式を決定し、ＳＤリンクの無線リソースを用いてデータを送信する。リレー局２００は、基地局１００から通知されたリレー方式に従って、基地局１００が送信したデータを中継する。移動局３００は、基地局１００およびリレー局２００から受信したデータを合成する。
【００８５】
図８は、第１の実施の形態の単純リピート方式のデータ送信を示す図である。この例では、基地局１００がリレー方式として単純リピート方式を選択した場合を考える。また、誤り訂正符号化後のデータブロックに含まれる組織ビットとパリティビットとの比が１：２であり、１回のデータ送信でデータブロック長の半分のビット列を送信可能である場合を考える。
【００８６】
基地局１００は、パンクチャリングにおいて、データブロックから全ての組織ビットと一部のパリティビットとを切り出し、ＳＤリンクの無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。リレー局２００は、基地局１００が送信したビット列を受信し、復号および再符号化を行う。その際、データブロックから基地局１００が切り出した部分と同一部分のビット列（全ての組織ビットおよび一部のパリティビット）を切り出す。そして、リレー局２００は、ＲＤリンクの無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。
【００８７】
移動局３００は、基地局１００から受信したビット列とリレー局２００から受信したビット列とを重ね合わせて（例えば、受信レベルを加算して）、合成後のビット列を復号する。これにより、移動局３００では、ダイバーシティに基づく利得を得ることができ、ブロック誤り率を低減することができる。なお、受信するビット列には、多くの組織ビット（例えば、全ての組織ビット）が含まれていることが好ましい。
【００８８】
図９は、第１の実施の形態のパリティ選択方式のデータ送信を示す図である。この例では、基地局１００がリレー方式としてパリティ選択方式を選択した場合を考える。また、図８と同様、誤り訂正符号化後のデータブロックに含まれる組織ビットとパリティビットとの比が１：２であり、１回のデータ送信でデータブロック長の半分のビット列を送信可能である場合を考える。
【００８９】
基地局１００は、パンクチャリングにおいて、データブロックから全ての組織ビットと一部のパリティビットとを切り出し、ＳＤリンクの無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。リレー局２００は、基地局１００が送信したビット列を受信し、復号および再符号化を行う。その際、データブロックから基地局１００で選択されなかった部分のビット列（基地局１００で選択されなかったパリティビット）を切り出す。そして、リレー局２００は、ＲＤリンクの無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。
【００９０】
移動局３００は、基地局１００から受信したビット列とリレー局２００から受信したビット列とを結合して（例えば、基地局１００から受信したビット列の後ろにリレー局２００から受信したビット列を並べて１つのビット列とし）、合成後のビット列を復号する。これにより、移動局３００では、より多くのパリティビットを受信できるため、より高い符号化利得を得ることができ、ブロック誤り率を低減することができる。なお、受信するビット列には、多くの組織ビットが含まれていることが好ましい。
【００９１】
図１０は、第１の実施の形態の他のフォーマット例を示す図である。図９に示したパリティ選択方式の例では、誤り訂正符号化後のデータブロックを２分割したが、この他にも種々のパンクチャリングの方法が考えられる。図１０の例は、基地局１００と移動局３００との間に３つのパス（例えば、１つの直接パスおよび２つの中継パス）が存在する場合を示している。
【００９２】
この例に示すように、パリティ選択方式でも、一部の組織ビットや一部のパリティビットが重複して切り出されるようにしてもよい。この場合、移動局３００は、重複する部分について重ね合わせて合成することができる。また、何れのパスでも切り出されないビットが存在してもよい。この場合、移動局３００は、欠けている部分をダミービットで補完することもできる。なお、パリティ選択方式の場合に、ビット列を切り出す具体的な位置は、予め決めておいてもよいし、通信品質に応じて選択するようにしてもよい。
【００９３】
第１の実施の形態に係る無線通信システムによれば、移動局３００は、ＳＤリンクの受信データとＲＤリンクの受信データとを合成して復号することができる。その場合、ＳＤリンクの通信品質とＲＤリンクの通信品質との差に応じて、適切なリレー方式（例えば、単純リピート方式またはパリティ選択方式）が選択される。その結果、リレー局２００を利用することで移動局３００で得られる利得が向上し、ブロック誤り率が低減し、より高いスループットを達成することができる。
【００９４】
なお、第１の実施の形態では、リレー方式の選択および変調符号化方式の決定を基地局１００が制御することとしたが、他の通信装置が制御するようにしてもよい。例えば、リレー局２００が、各リンクの通信品質を示す情報を取得して、リレー方式の選択および変調符号化方式の決定の一方または両方を行ってもよい。
【００９５】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第２の実施の形態の無線通信システムでは、３つのリレー方式を定義し、その中から適切なリレー方式を選択する。第２の実施の形態では、基地局とリレー局とでデータブロックの同一部分を切り出す方式を単純リピート方式と呼び、一部ビットが重複するように切り出す方式を複合方式と呼び、重複するビットがないように切り出す方式をパリティ選択方式と呼ぶこととする。
【００９６】
第２の実施の形態に係る無線通信システムは、図２に示した第１の実施の形態のものと同様のシステム構成によって実現できる。また、第２の実施の形態に係る基地局、リレー局および移動局は、図３〜５に示した第１の実施の形態のものと同様のブロック構成によって実現できる。ただし、基地局におけるリレー方式の選択制御の具体的内容が異なる。以下、図２〜５で用いたものと同様の符号を用いて、第２の実施の形態を説明する。
【００９７】
図１１は、第２の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。この処理は、基地局１００において繰り返し実行される。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００９８】
［ステップＳ３１］制御部１６０は、移動局３００で測定された各リンク（ＳＤリンクおよびＲＤリンク）のＳＮＲを示すフィードバック情報を取得する。
［ステップＳ３２］制御部１６０は、ＲＤリンクについて、ＳＤリンクとのＳＮＲ差を計算する。すなわち、ＳＤリンクのＳＮＲをγ0、ＲＤリンクのＳＮＲをγ1として、ＳＮＲ差＝γ1−γ0を計算する。
【００９９】
［ステップＳ３３］制御部１６０は、ステップＳ３２で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ１未満か判断する。閾値Ｔｈ１は、第１の実施の形態で用いたものと同じでもよいし、異なってもよい。閾値Ｔｈ１未満の場合、処理をステップＳ３４に進める。閾値Ｔｈ１以上の場合、処理をステップＳ３５に進める。
【０１００】
［ステップＳ３４］制御部１６０は、リレー方式としてパリティ選択方式を選択する。すなわち、リレー局２００に、基地局１００の場合とビットが重複しないようにデータブロックからビット列を抽出させると決定する。そして、処理をステップＳ３８に進める。
【０１０１】
［ステップＳ３５］制御部１６０は、ステップＳ３２で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ２（Ｔｈ１＜Ｔｈ２）未満（かつ、閾値Ｔｈ１以上）か判断する。閾値Ｔｈ２未満の場合、処理をステップＳ３６に進める。閾値Ｔｈ２以上の場合、処理をステップＳ３７に進める。
【０１０２】
［ステップＳ３６］制御部１６０は、リレー方式として複合方式を選択する。すなわち、リレー局２００に、基地局１００の場合とビットが一部重複するようにデータブロックからビット列を抽出させると決定する。そして、処理をステップＳ３８に進める。
【０１０３】
［ステップＳ３７］制御部１６０は、リレー方式として単純リピート方式を選択する。すなわち、リレー局２００に、基地局１００の場合と同一部分のビット列をデータブロックから抽出させると決定する。そして、処理をステップＳ３８に進める。
【０１０４】
［ステップＳ３８］制御部１６０は、ステップＳ３４、ステップＳ３６またはステップＳ３７で選択したリレー方式に対応する計算式を用いて、ＳＤリンクおよびＲＤリンクのＳＮＲから、有効ＳＮＲを計算する。例えば、単純リピート方式を選択した場合、前述の式（２）を用い、パリティ選択方式を選択した場合、前述の式（３）を用いることができる。複合方式を選択した場合、パリティ選択方式と同じく式（３）を用いてもよいし、別個に用意した計算式を用いてもよい。
【０１０５】
［ステップＳ３９］制御部１６０は、ステップＳ３８で計算した有効ＳＮＲに応じて、変調符号化方式を決定する。
［ステップＳ４０］制御部１６０は、ステップＳ３４、ステップＳ３６またはステップＳ３７で選択したリレー方式を示す制御情報を生成する。生成された制御情報は、変調部１４０を介して、リレー局２００に送信される。
【０１０６】
このようにして、基地局１００は、移動局３００からＳＤリンクおよびＲＤリンクの通信品質を示す情報を取得する。そして、２つのリンクの通信品質の差に応じて、単純リピート方式、複合方式またはパリティ選択方式を選択する。基地局１００は、選択したリレー方式をリレー局２００に通知する。リレー局２００は、基地局１００から通知されたリレー方式に従って、パンクチャリングを行う。
【０１０７】
図１２は、第２の実施の形態の複合方式のデータ送信を示す図である。この例では、基地局１００がリレー方式として複合方式を選択した場合を考える。また、誤り訂正符号化後のデータブロックに含まれる組織ビットとパリティビットとの比が１：２であり、１回のデータ送信でデータブロック長の半分のビット列を送信可能である場合を考える。
【０１０８】
基地局１００は、パンクチャリングにおいて、データブロックから全ての組織ビットと一部のパリティビットとを切り出し、ＳＤリンクの無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。リレー局２００は、基地局１００が送信したビット列を受信し、復号および再符号化を行う。その際、データブロックから基地局１００が切り出した部分と一部重複するようにビット列（例えば、一部の組織ビットおよび一部のパリティビット）を切り出す。そして、リレー局２００は、ＲＤリンクの無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。
【０１０９】
移動局３００は、基地局１００から受信したビット列とリレー局２００から受信したビット列とを合成して（重複する部分は重ね合わせ、重複しない部分同士は結合して）、合成後のビット列を復号する。これにより、移動局３００では、ダイバーシティに基づく利得と符号化利得との組み合わせに応じた利得を得ることができ、ブロック誤り率を低減することができる。なお、複合方式の場合に、ビット列を切り出す具体的な位置は、予め決めておいてもよいし、通信品質に応じて選択するようにしてもよい。ここで、単純リピート方式とパリティ選択方式とに加えて、複合方式を設ける利点を説明する。
【０１１０】
図１３は、リレー方式とブロック誤り率との関係を示す第１の図である。図１３のグラフは、単純リピート方式、複合方式、パリティ選択方式それぞれについての、ＳＮＲ差とブロック誤り率（ＢＬＥＲ：BLock Error Rate）との関係を示している。横軸がＳＮＲ差（単位はｄＢ）、縦軸がブロック誤り率（無単位）である。このグラフは、データブロック長を３０７２バイト、変調方式をＱＰＳＫ、ＳＤリンクのビット列に含まれる組織ビットの割合（ＳＤリンクの符号化率）を０．８、ＲＤリンクのビット列に含まれる組織ビットの割合（ＲＤリンクの符号化率）を０．４８としたシミュレーションの結果である。
【０１１１】
このグラフに示すように、単純リピート方式では、ＲＤリンクのＳＮＲが大きくなるほどブロック誤り率が低下する。これは、各リンクのビット列を重ね合わせる（例えば、受信レベルを加算する）ので、データブロック内に品質の大きく異なるビットが混在することがないためである。一方、パリティ選択方式では、ＲＤリンクのＳＮＲが大きくなったとき、単純リピート方式ほどブロック誤り率は低下しない。これは、各リンクのビット列を結合するので、データブロック内に品質の大きく異なるビットが混在するためである。
【０１１２】
特に、誤り訂正において組織ビットの方がパリティビットよりも重要度が高い符号を用いており、組織ビットを主にＳＤリンクで送信し、パリティビットを主にＲＤリンクで送信する場合は、ＲＤリンクのＳＮＲがＳＤリンクのＳＮＲより非常に大きくなると、十分な符号化利得が得られなくなる。これに対し、複合方式では、ＲＤリンクのＳＮＲが大きくなればブロック誤り率は低下するが、その程度はＲＤリンクの符号化率にも依存する。
【０１１３】
このシミュレーション例では、ＳＮＲ差が１２ｄＢ以下の場合、パリティ選択方式が最もブロック誤り率を低下できる。ＳＮＲ差が１３ｄＢ以上１５ｄＢ以下の場合、複合方式が最もブロック誤り率を低下できる。ＳＮＲ差が１６ｄＢ以上の場合、単純リピート方式が最もブロック誤り率を低下できる。基地局１００は、求めたＳＤリンクとＲＤリンクとのＳＮＲ差から、ブロック誤り率が最も低くなるリレー方式を、適切なリレー方式として選択することができる。前述の閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２は、例えば、図１３に示したようなシミュレーション結果から決定することができる。
【０１１４】
図１４は、リレー方式とブロック誤り率との関係を示す第２の図である。図１４のグラフは、図１３と同様、単純リピート方式、複合方式、パリティ選択方式それぞれについての、ＳＮＲ差とブロック誤り率との関係を示している。このグラフは、データブロック長を３０７２バイト、変調方式をＱＰＳＫ、ＳＤリンクの符号化率を０．８、ＲＤリンクの符号化率を０．３としてシミュレーションを行った結果である。図１３のグラフとは、ＲＤリンクの符号化率が異なることから、複合方式の曲線が異なっている。
【０１１５】
このシミュレーション例では、ＳＮＲ差が１２ｄＢ以下の場合、パリティ選択方式が最もブロック誤り率を低下できる。ＳＮＲ差が１３ｄＢ以上の場合、複合方式が最もブロック誤り率を低下できる。ＳＮＲ差が更に大きい場合でも、複合方式のブロック誤り率と単純リピート方式のブロック誤り率とは逆転しない。すなわち、基地局１００は、パリティ選択方式または複合方式を、最適なリレー方式として選択することが考えられる。
【０１１６】
なお、基地局１００は、ＳＤリンクのビット列とＲＤリンクのビット列との重複度を固定にしてもよいし、通信品質に応じて適応的に決定してもよい。後者の場合、基地局１００は、ビット列間の重複度またはＲＤリンクの符号化率に応じた閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を用いて、適切なリレー方式を選択することもできる。
【０１１７】
第２の実施の形態に係る無線通信システムによれば、ＳＤリンクの通信品質とＲＤリンクの通信品質との差に応じて、単純リピート方式、複合方式およびパリティ選択方式から適切なリレー方式が選択される。特に、ＳＤリンクとＲＤリンクとで一部のビットを重複して送信した場合の利得が考慮される。その結果、リレー局２００を利用することで移動局３００で得られる利得がより向上し、ブロック誤り率が低減し、より高いスループットを達成することができる。
【０１１８】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第３の実施の形態の無線通信システムでは、通信方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を採用し、基地局はリソースブロックと呼ばれる単位で移動局に無線リソースを割り当てることができる。
【０１１９】
第３の実施の形態に係る無線通信システムは、図２に示した第１の実施の形態のものと同様のシステム構成によって実現できる。また、第２の実施の形態に係る基地局、リレー局および移動局は、図３〜５に示した第１の実施の形態のものと同様のブロック構成によって実現できる。ただし、基地局におけるリレー方式の選択制御の具体的内容が異なる。以下、図２〜５で用いたものと同様の符号を用いて、第３の実施の形態を説明する。
【０１２０】
図１５は、第３の実施の形態のＯＦＤＭのフレーム構造例を示す図である。このような構造のＯＦＤＭフレームが、ＳＤリンクおよびＲＤリンクで送信される。１つのフレームの時間幅は１０ｍｓ（ミリ秒）である。１つのフレームは複数のサブフレームを含む。１つのサブフレームの時間幅は１ｍｓである。サブフレームでは、周波数領域×時間領域上の無線リソースが細分化されて管理される。周波数方向の最小単位はサブキャリアと呼ばれる。時間方向の最小単位はシンボルと呼ばれる。１サブキャリア・１シンボルで特定される無線リソースの最小単位はリソースエレメントと呼ばれる。
【０１２１】
移動局３００には、例えば、１サブフレーム内の複数のサブキャリア分の無線リソースが、リソースブロックとして割り当てられる。移動局３００には、ＳＤリンクおよびＲＤリンクそれぞれについて、リソースブロックが割り当てられる。なお、ＳＤリンクで使用可能な周波数帯とＲＤリンクで使用可能な周波数帯とは、同一でもよいし、異なっていてもよい。また、ＳＤリンクのフレームとＲＤリンクのフレームとは、同期していてもよいし、同期していなくてもよい。
【０１２２】
図１６は、第３の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。この処理は、基地局１００において繰り返し実行される。以下、図１６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０１２３】
［ステップＳ４１］制御部１６０は、移動局３００で測定された各リソースブロックのＳＮＲを示すフィードバック情報を取得する。複数の移動局が存在する場合、他の移動局からもフィードバック情報を取得する。なお、移動局３００は、自局に割り当てられる可能性のあるリソースブロックを絞り込むことができる場合、そのリソースブロックについてのみＳＮＲを報告するようにしてもよい。
【０１２４】
［ステップＳ４２］制御部１６０は、ステップＳ４１で取得した各リソースブロックのＳＮＲに基づいて、移動局３００に対し、ＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとを割り当てる。複数の移動局が存在する場合、他の移動局に対してもリソースブロックを割り当てる。その際、移動局間の公正性を考慮することもできる。
【０１２５】
［ステップＳ４３］制御部１６０は、以下のステップＳ４４〜Ｓ４９の処理を、基地局１００に接続する全ての移動局について実行したか判断する。全ての移動局について実行した場合、処理をステップＳ５０に進める。未実行の移動局がある場合、処理をステップＳ４４に進める。なお、以下のステップＳ４４〜Ｓ４９の説明では、移動局３００についての処理を考える。
【０１２６】
［ステップＳ４４］制御部１６０は、移動局３００に割り当てたＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとのＳＮＲ差を計算する。すなわち、ＳＤリンクのリソースブロックのＳＮＲをγ0、ＲＤリンクのリソースブロックのＳＮＲをγ1として、ＳＮＲ差＝γ1−γ0を計算する。
【０１２７】
［ステップＳ４５］制御部１６０は、ステップＳ４４で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ１未満か判断する。閾値Ｔｈ１未満の場合、処理をステップＳ４６に進める。閾値Ｔｈ１以上の場合、処理をステップＳ４７に進める。
【０１２８】
［ステップＳ４６］制御部１６０は、移動局３００宛てのデータに適用するリレー方式としてパリティ選択方式を選択する。その後、処理をステップＳ４８に進める。
［ステップＳ４７］制御部１６０は、移動局３００宛てのデータに適用するリレー方式として単純リピート方式を選択する。その後、処理をステップＳ４８に進める。
【０１２９】
［ステップＳ４８］制御部１６０は、ステップＳ４６またはステップＳ４７で選択したリレー方式に対応する計算式を用いて、ＳＤリンクのリソースブロックおよびＲＤリンクのリソースブロックのＳＮＲから、有効ＳＮＲを計算する。有効ＳＮＲの計算式としては、例えば、前述の式（２）および式（３）を用いることができる。
【０１３０】
［ステップＳ４９］制御部１６０は、ステップＳ４８で計算した有効ＳＮＲに応じて、変調符号化方式を決定する。そして、処理をステップＳ４３に進める。
［ステップＳ５０］制御部１６０は、ステップＳ４２でＲＤリンク用に割り当てたリソースブロックを示す制御情報を生成する。また、ステップＳ４６またはステップＳ４７で選択したリレー方式を示す制御情報を生成する。生成された制御情報は、変調部１４０を介して、リレー局２００に送信される。
【０１３１】
このようにして、基地局１００は、移動局３００から各リソースブロックの通信品質を示す情報を取得する。そして、ＳＤリンクおよびＲＤリンク用のリソースブロックを割り当て、割り当てたリソースブロックの通信品質の差に応じて、単純リピート方式またはパリティ選択方式を選択する。基地局１００は、割り当てたリソースブロックおよび選択したリレー方式を、リレー局２００に通知する。リレー局２００は、基地局１００から通知されたリレー方式に従って、パンクチャリングを行う。そして、基地局１００から通知されたリソースブロックを用いて、パンクチャリング後のビット列を送信する。
【０１３２】
図１７は、第３の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。以下、図１７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ５１］移動局３００は、基地局１００からの受信信号およびリレー局２００からの受信信号に基づいて、各リソースブロックのＳＮＲを測定する。各リソースブロックの測定は、同じタイミングで行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。
【０１３３】
［ステップＳ５２］移動局３００は、各リソースブロックについて、測定したＳＮＲに応じたＣＱＩを、フィードバック情報として基地局１００に送信する。各リソースブロックのＣＱＩは、同じタイミングで纏めて送信してもよいし、異なるタイミングで別個に送信してもよい。
【０１３４】
［ステップＳ５３］基地局１００は、ステップ５２で受信したフィードバック情報に基づいて、移動局３００にリソースブロックを割り当てる。そして、割り当てたリソースブロックのＣＱＩに基づいて、適切なリレー方式（単純リピート方式またはパリティ選択方式）を選択すると共に、適切な変調符号化方式を決定する。
【０１３５】
［ステップＳ５４］基地局１００は、ステップＳ５３で割り当てたリソースブロックおよび選択したリレー方式を、リレー局２００に通知する。割り当てたリソースブロックとリレー方式とは、同じタイミングで纏めて通知してもよいし、異なるタイミングで別個に通知してもよい。
【０１３６】
［ステップＳ５５］基地局１００は、ステップＳ５３で決定した変調符号化方式に従って、データブロックに対し誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。
【０１３７】
［ステップＳ５６］基地局１００は、ステップＳ５５で生成した送信信号を、ＳＤリンクのリソースブロックを用いて無線出力する。
［ステップＳ５７］リレー局２００は、ステップＳ５６で基地局１００が出力した信号を受信し、復調、デレートマッチングおよび復号を行ってデータブロックを再現する。そして、リレー局２００は、データブロックに対して再度、誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行って、送信信号を生成する。その際、リレー局２００は、ステップＳ５４で通知されたリレー方式に従ってパンクチャリングを行う。
【０１３８】
［ステップＳ５８］リレー局２００は、ステップＳ５７で生成した送信信号を、ステップＳ５４で通知されたＲＤリンクのリソースブロックを用いて無線出力する。
［ステップＳ５９］移動局３００は、ステップＳ５６で基地局１００から受信した信号およびステップＳ５８でリレー局２００から受信した信号をそれぞれ復調する。そして、移動局３００は、各リンクの復調後のビット列を合成して復号する。
【０１３９】
このようにして、移動局３００は、各リソースブロックのＳＮＲを測定して、ＣＱＩを基地局１００に報告する。基地局１００は、移動局３００から報告されたＣＱＩに基づいてリソースブロックを移動局３００に割り当てると共に、リレー方式を選択してリレー局２００に通知する。また、基地局１００は、移動局３００から報告されたＣＱＩに基づいて変調符号化方式を決定し、ＳＤリンクのリソースブロックを用いてデータを送信する。リレー局２００は、基地局１００から通知されたリレー方式に従い、通知されたリソースブロックを用いてデータを中継する。移動局３００は、基地局１００およびリレー局２００から受信したデータを合成する。
【０１４０】
第３の実施の形態に係る無線通信システムによれば、基地局１００は、各リソースブロックの通信品質に応じて、ＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとを移動局３００に割り当てることができる。リレー方式は、ＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとの通信品質差に応じて選択される。その結果、移動局３００で得られる利得が向上し、ブロック誤り率が低減し、より高いスループットを達成することができる。
【０１４１】
なお、第３の実施の形態では、基地局１００がＳＤリンクおよびＲＤリンクのリソースブロックの割り当てを管理したが、リレー局２００がＲＤリンクのリソースブロックの割り当てを管理してもよい。その場合、リレー方式の選択のために、リレー局２００が基地局１００に、割り当てたリソースブロックを通知することが考えられる。また、ＲＤリンクのリソースブロックの通信品質を、リレー局２００経由で基地局１００に報告するようにしてもよい。また、リレー方式は、第２の実施の形態で述べたように、３つの方式（単純リピート方式、複合方式およびパリティ選択方式）から選択してもよい。
【０１４２】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第４の実施の形態の無線通信システムでは、基地局からリレー局へのリンク（ＳＲ（Source - Relay）リンク）の通信品質も考慮して、移動局への無線リソースの割り当てを制御する。
【０１４３】
第４の実施の形態に係る無線通信システムは、図２に示した第１の実施の形態のものと同様のシステム構成によって実現できる。また、第４の実施の形態に係る基地局および移動局は、図３，５に示した第１の実施の形態のものと同様のブロック構成によって実現できる。ただし、基地局におけるリソース管理の具体的内容が異なる。以下、基地局および移動局については、図３，５と同様の符号を用いて、第４の実施の形態を説明する。
【０１４４】
図１８は、第４の実施の形態のリレー局を示すブロック図である。第４の実施の形態に係るリレー局２００ａは、復調部２１０、デレートマッチング部２２０、誤り訂正復号部２３０、誤り検出部２４０、誤り訂正符号化部２５０、レートマッチング部２６０、変調部２７０、制御部２８０および品質測定部２９０を有する。
【０１４５】
復調部２１０、デレートマッチング部２２０、誤り訂正復号部２３０、誤り検出部２４０、誤り訂正符号化部２５０、レートマッチング部２６０、変調部２７０および制御部２８０の機能は、第１および第３の実施の形態で述べた通りである。
【０１４６】
品質測定部２９０は、基地局１００の送信信号に含まれる既知信号を復調部２１０から取得し、取得した既知信号に基づいてＳＲリンクの通信品質を測定する。そして、品質測定部２９０は、測定結果を示すフィードバック情報を生成し、変調部２７０に出力する。例えば、通信品質の指標としては、ＳＮＲやＳＩＮＲを用いることができ、フィードバック情報としては、ＣＱＩを用いることができる。フィードバック情報は、変調部２７０を介して、基地局１００に送信される。
【０１４７】
図１９は、第４の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。この処理は、基地局１００において繰り返し実行される。以下、図１９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０１４８】
［ステップＳ６１］制御部１６０は、移動局３００で測定された各リソースブロックのＳＮＲを示すフィードバック情報を取得する。また、ＳＲリンクについてリレー局２００ａで測定された各リソースブロックのＳＮＲを示すフィードバック情報を取得する。複数の移動局が存在する場合、他の移動局からもフィードバック情報を取得する。
【０１４９】
［ステップＳ６２］制御部１６０は、ステップＳ６１で取得した各リソースブロックのＳＮＲに基づいて、移動局３００に対し、ＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとを割り当てる。複数の移動局が存在する場合、他の移動局に対してもリソースブロックを割り当てる。
【０１５０】
［ステップＳ６３］制御部１６０は、以下のステップＳ６４〜Ｓ７２の処理を、基地局１００に接続する全ての移動局について実行したか判断する。全ての移動局について実行した場合、処理をステップＳ７３に進める。未実行の移動局がある場合、処理をステップＳ６４に進める。なお、以下のステップＳ６４〜Ｓ７２の説明では、移動局３００についての処理を考える。
【０１５１】
［ステップＳ６４］制御部１６０は、移動局３００に割り当てたＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとのＳＮＲ差を計算する。
［ステップＳ６５］制御部１６０は、ステップＳ６４で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ１未満か判断する。閾値Ｔｈ１未満の場合、処理をステップＳ６６に進める。閾値Ｔｈ１以上の場合、処理をステップＳ６７に進める。
【０１５２】
［ステップＳ６６］制御部１６０は、移動局３００宛てのデータに適用するリレー方式としてパリティ選択方式を選択する。その後、処理をステップＳ６８に進める。
［ステップＳ６７］制御部１６０は、移動局３００宛てのデータに適用するリレー方式として単純リピート方式を選択する。その後、処理をステップＳ６８に進める。
【０１５３】
［ステップＳ６８］制御部１６０は、ステップＳ６６またはステップＳ６７で選択したリレー方式に対応する計算式を用いて、ＳＤリンクのリソースブロックおよびＲＤリンクのリソースブロックのＳＮＲから、有効ＳＮＲを計算する。
【０１５４】
［ステップＳ６９］制御部１６０は、ステップＳ６８で計算した有効ＳＮＲに応じて、変調符号化方式を決定する。
［ステップＳ７０］制御部１６０は、ステップＳ６１で取得したＳＮＲとステップＳ６９で決定した変調符号化方式とから、ＳＲリンクとＲＤリンクとで達成可能な伝送レートを推定する。そして、制御部１６０は、ＳＲリンクの伝送レートがＲＤリンクの伝送レートより小さいか判断する。ＳＲリンクの伝送レートが小さい場合、処理をステップＳ７１に進める。ＳＲリンクの伝送レートが小さくない場合、処理をステップＳ６３に進める。
【０１５５】
［ステップＳ７１］制御部１６０は、ＲＤリンクの割り当てリソース量を削減する。例えば、ステップＳ６２で移動局３００に複数のリソースブロックを割り当てた場合、割り当てるリソースブロック数を削減する。削減量は、例えば、ステップＳ７０で推定したＳＲリンクの伝送レートとＲＤリンクの伝送レートとの差に応じて決定する。
【０１５６】
［ステップＳ７２］制御部１６０は、ステップＳ７１で割り当て直したリソースブロックのＳＮＲに応じて、変調符号化方式を再決定する。そして、処理をステップＳ６３に進める。
【０１５７】
［ステップＳ７３］制御部１６０は、ステップＳ６２でＲＤリンク用に割り当てたリソースブロックを示す制御情報を生成する。また、ステップＳ６６またはステップＳ６７で選択したリレー方式を示す制御情報を生成する。生成された制御情報は、変調部１４０を介して、リレー局２００に送信される。
【０１５８】
このようにして、基地局１００は、ＳＲリンクの伝送レートがＲＤリンクの伝送レートより小さいと判断すると、ＲＤリンクの無線リソースの割り当て量を再調整する。これにより、ＳＲリンクの通信品質が低いために、ＲＤリンクの無線リソースを有効活用できないことを防止できる。
【０１５９】
図２０は、第４の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。以下、図２０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ８１］移動局３００は、基地局１００からの受信信号およびリレー局２００ａからの受信信号に基づいて、各リソースブロックのＳＮＲを測定する。
【０１６０】
［ステップＳ８２］移動局３００は、ステップＳ８１で測定したＳＮＲに応じたＣＱＩを、フィードバック情報として基地局１００に送信する。
［ステップＳ８３］リレー局２００ａは、基地局１００からの受信信号に基づいて、各リソースブロックのＳＮＲを測定する。
【０１６１】
［ステップＳ８４］リレー局２００ａは、ステップＳ８３で測定したＳＮＲに応じたＣＱＩを、フィードバック情報として基地局１００に送信する。なお、ステップＳ８１，Ｓ８２の移動局３００の処理と、ステップＳ８２，Ｓ８３のリレー局２００ａの処理とは、順不同に実行してもよい。
【０１６２】
［ステップＳ８５］基地局１００は、ステップ８２で受信したフィードバック情報に基づいて、移動局３００にリソースブロックを割り当てる。そして、割り当てたリソースブロックのＣＱＩに基づいて、適切なリレー方式を選択すると共に、適切な変調符号化方式を決定する。また、ステップ８４で受信したフィードバック情報に基づいて、ＲＤリンクのリソースブロックの割り当て量を調整する。
【０１６３】
［ステップＳ８６］基地局１００は、ステップＳ８５で割り当てたＲＤリンクのリソースブロックおよび選択したリレー方式を、リレー局２００ａに通知する。
［ステップＳ８７］基地局１００は、ステップＳ８５で決定した変調符号化方式に従って、データブロックに対し誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。
【０１６４】
［ステップＳ８８］基地局１００は、ステップＳ８７で生成した送信信号を、ＳＤリンクのリソースブロックを用いて無線出力する。
［ステップＳ８９］リレー局２００ａは、ステップＳ８８で基地局１００が出力した信号を受信し、復調、デレートマッチングおよび復号を行ってデータブロックを再現する。そして、リレー局２００ａは、データブロックに対して再度、誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行って、送信信号を生成する。その際、リレー局２００ａは、ステップＳ８４で通知されたリレー方式に従ってパンクチャリングを行う。
【０１６５】
［ステップＳ９０］リレー局２００ａは、ステップＳ８９で生成した送信信号を、ステップＳ８４で通知されたＲＤリンクのリソースブロックを用いて無線出力する。
［ステップＳ９１］移動局３００は、ステップＳ８８で基地局１００から受信した信号およびステップＳ９０でリレー局２００ａから受信した信号をそれぞれ復調する。そして、移動局３００は、各リンクの復調後のビット列を合成して復号する。
【０１６６】
このようにして、移動局３００は、ＳＤリンクおよびＲＤリンクのＣＱＩを基地局１００に報告する。リレー局２００ａは、ＳＲリンクのＣＱＩを基地局１００に報告する。基地局１００は、移動局３００から報告されたＣＱＩに基づいて、リソースブロックを割り当て、リレー方式を選択し、変調符号化方式を決定する。更に、リレー局２００ａから報告されたＣＱＩも参照して、割り当てリソース量を調整する。リレー局２００ａは、基地局１００で選択されたリレー方式に従ってデータを中継する。移動局３００は、基地局１００およびリレー局２００ａから受信したデータを合成する。
【０１６７】
第４の実施の形態に係る無線通信システムによれば、基地局１００は、ＳＲリンクの通信品質が低くＲＤリンクの通信品質が高い場合に、ＲＤリンクの割り当てリソース量を削減することができる。削減分の無線リソースは、他の移動局に割り当てることもできる。これにより、ＳＲリンクがボトルネックとなってＲＤリンクの無線リソースを活用できない事態を回避でき、無線リソースの有効活用が図られる。
【０１６８】
なお、第４の実施の形態では、基地局１００がＲＤリンクのリソースブロックの割り当てを管理したが、リレー局２００ａが割り当てを管理してもよい。また、リレー方式は、第２の実施の形態で述べたように、３つの方式（単純リピート方式、複合方式およびパリティ選択方式）から選択してもよい。また、ＯＦＤＭ以外の通信方式を用いた無線通信システムに応用することもできる。
【０１６９】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第５の実施の形態の無線通信システムでは、ＳＤリンクおよびＲＤリンクの通信品質に応じて、協同ダイバーシティを停止させることができる。
【０１７０】
第５の実施の形態に係る無線通信システムは、図２に示した第１の実施の形態のものと同様のシステム構成によって実現できる。また、第５の実施の形態に係る基地局、リレー局および移動局は、図３〜５に示した第１の実施の形態のものと同様のブロック構成によって実現できる。ただし、基地局におけるリレー制御の具体的内容が異なる。以下、図２〜５で用いたものと同様の符号を用いて、第５の実施の形態を説明する。
【０１７１】
図２１は、第５の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。この処理は、基地局１００において繰り返し実行される。以下、図２１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０１７２】
［ステップＳ１０１］制御部１６０は、移動局３００で測定された各リソースブロックのＳＮＲを示すフィードバック情報を取得する。複数の移動局が存在する場合、他の移動局からもフィードバック情報を取得する。
【０１７３】
［ステップＳ１０２］制御部１６０は、ステップＳ１０１で取得した各リソースブロックのＳＮＲに基づいて、移動局３００に対し、ＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとを割り当てる。複数の移動局が存在する場合、他の移動局に対してもリソースブロックを割り当てる。
【０１７４】
［ステップＳ１０３］制御部１６０は、以下のステップＳ１０４〜Ｓ１１２の処理を、基地局１００に接続する全ての移動局について実行したか判断する。全ての移動局について実行した場合、処理をステップＳ１１３に進める。未実行の移動局がある場合、処理をステップＳ１０４に進める。なお、以下のステップＳ１０４〜Ｓ１１２の説明では、移動局３００についての処理を考える。
【０１７５】
［ステップＳ１０４］制御部１６０は、ＳＤリンクのリソースブロックのＳＮＲが所定の閾値Ｔｈ３より大きいか判断する。ＳＤリンクで使用可能なリソースブロックが複数ある場合、例えば、ＳＮＲの平均値、最小値、最大値などで判断する。閾値Ｔｈ３より大きい場合、処理をステップＳ１０５に進める。閾値Ｔｈ３以下の場合、ＳＤリンクを用いた協同ダイバーシティを停止すると判断し、処理をステップＳ１１２に進める。
【０１７６】
［ステップＳ１０５］制御部１６０は、移動局３００に割り当てたＳＤリンクのリソースブロックとＲＤリンクのリソースブロックとのＳＮＲ差を計算する。
［ステップＳ１０６］制御部１６０は、ステップＳ１０５で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ４（Ｔｈ４＜０）未満であるか判断する。すなわち、ＲＤリンクに比べてＳＤリンクのＳＮＲが十分に大きいか判断する。閾値Ｔｈ４未満の場合、処理をステップＳ１０７に進める。閾値Ｔｈ４以上の場合、処理をステップＳ１０８に進める。
【０１７７】
［ステップＳ１０７］制御部１６０は、ＲＤリンクを用いた協同ダイバーシティを停止すると判断し、移動局３００に対するＲＤリンクのリソースブロックの割り当てを解放する。そして、処理をステップＳ１１２に進める。
【０１７８】
［ステップＳ１０８］制御部１６０は、ステップＳ１０５で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ１未満（かつ、閾値Ｔｈ４以上）か判断する。閾値Ｔｈ１未満の場合、処理をステップＳ１０９に進める。閾値Ｔｈ１以上の場合、処理をステップＳ１１０に進める。
【０１７９】
［ステップＳ１０９］制御部１６０は、移動局３００宛てのデータに適用するリレー方式としてパリティ選択方式を選択する。その後、処理をステップＳ１１１に進める。
［ステップＳ１１０］制御部１６０は、移動局３００宛てのデータに適用するリレー方式として単純リピート方式を選択する。その後、処理をステップＳ１１１に進める。
【０１８０】
［ステップＳ１１１］制御部１６０は、ステップＳ１０９またはステップＳ１１０で選択したリレー方式に対応する計算式を用いて、ＳＤリンクのリソースブロックおよびＲＤリンクのリソースブロックのＳＮＲから、有効ＳＮＲを計算する。
【０１８１】
［ステップＳ１１２］制御部１６０は、協同ダイバーシティを行う場合、ステップＳ１１１で計算した有効ＳＮＲに応じて、変調符号化方式を決定する。協同ダイバーシティを行わない場合、ＳＤリンクまたはＲＤリンクのＳＮＲに応じて、変調符号化方式を決定する。そして、処理をステップＳ１０３に進める。
【０１８２】
［ステップＳ１１３］制御部１６０は、ステップＳ１０２でＲＤリンク用に割り当てたリソースブロックを示す制御情報を生成する。ただし、ステップＳ１０７でリソースブロックの割り当てを解放した場合は、その旨の制御情報を生成する。また、ステップＳ１０９またはステップＳ１１０で選択したリレー方式を示す制御情報を生成する。生成された制御情報は、変調部１４０を介して、リレー局２００に送信される。
【０１８３】
このようにして、基地局１００は、ＲＤリンクの通信品質が低くＳＤリンクの通信品質が高い場合は、ＲＤリンクを用いたデータ中継を行わないよう制御する。また、ＳＤリンクの通信品質が低い場合は、移動局３００がＳＤリンクのビット列を使用せずＲＤリンクのビット列のみ使用するよう制御する。
【０１８４】
図２２は、第５の実施の形態のリレー停止時のデータ送信を示す図である。この例では、誤り訂正符号化後のデータブロックに含まれる組織ビットとパリティビットとの比が１：２であり、１回のデータ送信でデータブロック長の半分のビット列を送信可能である場合を考える。
【０１８５】
基地局１００は、データブロックから全ての組織ビットと一部のパリティビットとを切り出し、ＳＤリンクの無線リソースを用いて送信する。基地局１００が送信したビット列は、リレー局２００にも到達するが、リレー局２００は復号や再符号化、ＲＤリンクを用いた送信は行わない。移動局３００は、基地局１００から受信したビット列を復号する。その際、ＳＤリンクの通信品質は良好であり、ブロック誤り率は高くならないと期待できる。なお、リレー局２００からの受信信号を復号に使用しないことは、例えば、制御情報により基地局１００から移動局３００に通知することが考えられる。
【０１８６】
図２３は、第５の実施の形態の直接パス停止時のデータ送信を示す図である。この例では、図２２と同様、誤り訂正符号化後のデータブロックに含まれる組織ビットとパリティビットとの比が１：２であり、１回のデータ送信でデータブロック長の半分のビット列を送信可能である場合を考える。
【０１８７】
基地局１００は、データブロックから全ての組織ビットと一部のパリティビットとを切り出し、ＳＤリンクの無線リソースを用いて送信する。リレー局２００は、基地局１００が送信したビット列を受信し、復号および再符号化を行いＲＤリンクの無線リソースを用いて送信する。移動局３００は、リレー局２００から受信したビット列を復号する。その際、ＲＤリンクの通信品質は良好であり、ブロック誤り率は高くならないと期待できる。
【０１８８】
なお、リレー局２００は、パンクチャリングで切り出す部分を変更しなくてもよいし、変更してもよい。前者の場合、復号および再符号化を行わずに、受信信号を中継してもよい。後者の場合、切り出すビット列に組織ビットが含まれていることが好ましい。また、基地局１００からの受信信号を復号に使用しないことは、例えば、制御情報により基地局１００またはリレー局２００から移動局３００に通知することが考えられる。
【０１８９】
また、基地局１００と移動局３００との間に３つ以上のパスが存在する場合において、１つのパスを使用しないと判断したとき、残りのパスを用いてダイバーシティを継続してもよい。直接パスを使用しない場合、中継パスの中から基準パスを選択し、基準パスのＳＮＲを基準にしてＳＮＲ差を計算することが考えられる。基準パスは、例えば、ＳＮＲが最も小さいものを選択する。
【０１９０】
第５の実施の形態に係る無線通信システムによれば、基地局１００は、ＳＤリンクおよびＲＤリンクの通信品質に応じて、協同ダイバーシティを停止することができる。これにより、無線リソースの有効活用が図られる。また、移動局３００の受信処理の負荷を軽減することもできる。
【０１９１】
なお、第５の実施の形態では、基地局１００が協同ダイバーシティを行うか否かを制御したが、リレー局２００など他の通信装置が制御するようにしてもよい。また、リレー方式は、第２の実施の形態で述べたように、３つの方式（単純リピート方式、複合方式およびパリティ選択方式）から選択してもよい。また、ＯＦＤＭ以外の通信方式を用いた無線通信システムに応用することもできる。
【０１９２】
［第６の実施の形態］
次に、第６の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第６の実施の形態の無線通信システムでは、ＳＮＲ差を基地局で計算せずに移動局で計算する。
【０１９３】
第６の実施の形態に係る無線通信システムは、図２に示した第１の実施の形態のものと同様のシステム構成によって実現できる。また、第６の実施の形態に係る基地局およびリレー局は、図３，４に示した第１の実施の形態のものと同様のブロック構成によって実現できる。以下、基地局およびリレー局については、図３，４と同様の符号を用いて、第６の実施の形態を説明する。
【０１９４】
図２４は、第６の実施の形態の移動局を示すブロック図である。第６の実施の形態に係る移動局３００ｂは、復調部３１０、デレートマッチング部３２０、誤り訂正復号部３３０、誤り検出部３４０、品質測定部３５０，３５５、変調部３６０および制御部３７０を有する。復調部３１０、デレートマッチング部３２０、誤り訂正復号部３３０、誤り検出部３４０、品質測定部３５０，３５５および変調部３６０の機能は、第１の実施の形態で述べた通りである。
【０１９５】
制御部３７０は、品質測定部３５０からＳＤリンクの通信品質の測定結果を取得すると共に、品質測定部３５５からＲＤリンクの通信品質の測定結果を取得する。測定結果としては、ＳＮＲやＳＩＮＲなどの指標値を取得してもよいし、指標値に対応するＣＱＩを取得してもよい。そして、制御部３７０は、２つの測定結果から、ＳＤリンクとＲＤリンクとの通信品質の差を計算する。例えば、ＳＤリンクのＳＮＲをγ0、ＲＤリンクのＳＮＲをγ1として、ＳＮＲ差＝γ1−γ0を計算する。
【０１９６】
そして、制御部３７０は、通信品質の差を示す情報とＳＤリンクの通信品質を示す情報とを含むフィードバック情報を、変調部３６０に出力する。フィードバック情報は、変調部３６０を介して基地局１００に無線送信される。なお、通信品質の差を示す情報とＳＤリンクの通信品質を示す情報とは、纏めて送信してもよいし、異なるタイミングで別個に送信してもよい。また、基地局１００で適応変調符号化を行わない場合は、ＳＤリンクの通信品質を示す情報を送信しなくてもよい。
【０１９７】
図２５は、第６の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。以下、図２５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ１２１］移動局３００ｂは、基地局１００からの受信信号に基づいて、ＳＤリンクのＳＮＲを測定する。また、リレー局２００からの受信信号に基づいて、ＲＤリンクのＳＮＲを測定する。
【０１９８】
［ステップＳ１２２］移動局３００ｂは、ステップＳ１２１の測定結果から、ＳＤリンクとＲＤリンクとのＳＮＲ差を計算する。
［ステップＳ１２３］移動局３００ｂは、ステップＳ１２２で計算したＳＮＲ差を示す情報（例えば、差分を示すＣＱＩ）と、ステップＳ１２１で測定したＳＤリンクに応じたＣＱＩとを、フィードバック情報として基地局１００に送信する。
【０１９９】
［ステップＳ１２４］基地局１００は、受信したフィードバック情報が示すＳＮＲ差に基づいて、適切なリレー方式（単純リピート方式またはパリティ選択方式）を選択する。また、ＳＤリンクの通信品質とＳＮＲ差に基づいて、適切な変調符号化方式を決定する。
【０２００】
［ステップＳ１２５］基地局１００は、ステップＳ１２５で選択したリレー方式をリレー局２００に通知する。
［ステップＳ１２６］基地局１００は、ステップＳ１２４で決定した変調符号化方式に従って、データブロックに対し誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。
【０２０１】
［ステップＳ１２７］基地局１００は、ステップＳ１２６で生成した送信信号を、ＳＤリンクの無線リソースを用いて無線出力する。
［ステップＳ１２８］リレー局２００は、ステップＳ１２７で基地局１００が出力した信号を受信し、ステップＳ１２８で通知されたリレー方式に従って中継する。
【０２０２】
［ステップＳ１２９］リレー局２００は、ステップＳ１２８で生成した送信信号を、ＲＤリンクの無線リソースを用いて無線出力する。
［ステップＳ１３０］移動局３００ｂは、ステップＳ１２７で基地局１００から受信した信号およびステップＳ１２９でリレー局２００から受信した信号をそれぞれ復調する。そして、移動局３００ｂは、各リンクの復調後のビット列を合成して復号する。
【０２０３】
このようにして、移動局３００ｂは、ＳＤリンクとＲＤリンクのＳＮＲ差を計算して、基地局１００に報告する。基地局１００は、移動局３００ｂから報告されたＳＮＲ差に基づいてリレー方式を選択し、リレー局２００に通知する。リレー局２００は、基地局１００から通知されたリレー方式に従って、基地局１００が送信したデータを中継する。
【０２０４】
第６の実施の形態に係る無線通信システムによれば、基地局１００は、移動局３００ｂから報告されるＳＮＲ差に応じて、リレー方式を選択することができる。このため、基地局１００の制御の負荷を軽減することができる。なお、リレー方式は、第２の実施の形態で述べたように、３つの方式（単純リピート方式、複合方式およびパリティ選択方式）から選択してもよい。
【０２０５】
［第７の実施の形態］
次に、第７の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。前述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第７の実施の形態の無線通信システムでは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）合成が行われる。すなわち、受信データの復号に失敗したとき、移動局は復号失敗データを破棄せずに保持しておき、その後に受信する再送データと合成して復号する。これにより、再送回数を低減することができる。
【０２０６】
ここで、再送データのパンクチャリング方法を復号失敗データのパンクチャリング方法と同一にするか否かを、前述のリレー方式と同様の手法で決定することを考える。この観点によれば、前述のＳＤリンクの無線リソースおよびＲＤリンクの無線リソースは、互いにタイミングの異なる複数の無線リソースに対応する。第７の実施の形態に係る無線通信システムは、基地局と移動局とで実現できる。ただし、基地局と移動局との間に、リレー局が介在してもよいし、複数のパスが形成されていてもよい。
【０２０７】
図２６は、第７の実施の形態の基地局を示すブロック図である。第７の実施の形態に係る基地局１００ｃは、誤り検出符号化部１１０、誤り訂正符号化部１２０、レートマッチング部１３０、変調部１４０、復調部１５０および制御部１７０を有する。ここで、誤り検出符号化部１１０、誤り訂正符号化部１２０、レートマッチング部１３０、変調部１４０および復調部１５０の機能は、第１の実施の形態に係る基地局１００と同様である。なお、レートマッチング部１３０は、再送要求に備え、ＡＣＫ（ACKnowledgement）を受信するまで、誤り訂正符号化後のデータブロックを一時的に保持しておく。
【０２０８】
制御部１７０は、誤り訂正符号化部１２０、レートマッチング部１３０および変調部１４０を制御する。制御部１７０は、フォーマット制御部１７１および再送制御部１７２を有する。
【０２０９】
フォーマット制御部１７１は、復調部１５０から取得した通信品質を示すフィードバック情報に基づいて、変調符号化方式を決定する。また、フォーマット制御部１７１は、フィードバック情報に基づいて、再送パターンを決定する。すなわち、再送時のパンクチャリング方法を、前回送信時のパンクチャリング方法と同一にするかを決定する。
【０２１０】
再送制御部１７２は、ＨＡＲＱの再送制御を行う。具体的には、復調部１５０から移動局３００ｃが送信したＡＣＫを取得すると、次のデータブロックを送信するようレートマッチング部１３０に指示する。一方、移動局３００ｃが送信したＮＡＣＫ（Negative ACKnowledgement）を取得すると、前回送信したデータブロックを再送するようレートマッチング部１３０に指示する。その際、再送制御部１７２は、フォーマット制御部１７１で決定したパンクチャリング方法を指定する。
【０２１１】
図２７は、第７の実施の形態の移動局を示すブロック図である。第７の実施の形態に係る移動局３００ｃは、復調部３１０、デレートマッチング部３２０、ＨＡＲＱ合成部３２５、誤り訂正復号部３３０、誤り検出部３４０、変調部３６０、品質測定部３８０、品質推定部３８５および再送制御部３９０を有する。ここで、復調部３１０、デレートマッチング部３２０、誤り訂正復号部３３０、誤り検出部３４０および変調部３６０の機能は、第１の実施の形態に係る移動局３００と同様である。
【０２１２】
ＨＡＲＱ合成部３２５は、デレートマッチング部３２０からデータブロックのビット列を取得する。そのデータブロックについての初回受信時である場合、ＨＡＲＱ合成部３２５は、取得したビット列を所定のメモリに一時的に記憶すると共に、誤り訂正復号部３３０に出力する。一方、そのデータブロックについての２回目以降の受信時（再送時）である場合、保持しているビット列とデレートマッチング部３２０から取得したビット列とを合成し、メモリに一時的に記憶しているビット列を更新すると共に、誤り訂正復号部３３０に出力する。
【０２１３】
ＨＡＲＱ合成の方法は、基地局１００ｃが行うパンクチャリング方法によって異なる。例えば、前回送信時と再送時とで、データブロックの同一部分が切り出された場合、２つのビット列を重ね合わせる（単純リピート方式）。一方、データブロックの異なる部分が切り出された場合、２つのビット列を結合する（パリティ選択方式）。なお、第１の実施の形態で述べたように、異なる部分が切り出される場合には、一部ビットが重複する場合を含んでもよい。
【０２１４】
品質測定部３８０は、復調部３１０から取得した既知信号に基づいて、下り方向（基地局１００ｃから移動局３００ｃへの通信方向）の通信品質を測定する。そして、品質測定部３８０は、測定結果を品質推定部３８５に出力する。なお、測定結果は、ＳＮＲやＳＩＮＲなどの指標値で表してもよいし、ＣＱＩで表してもよい。
【０２１５】
品質推定部３８５は、再送信が行われるとした場合に再送データを受信すると考えられるタイミング（例えば、所定時間後）の通信品質を、品質測定部３８０から取得した通信品質の測定結果に基づいて推定する。例えば、品質推定部３８５は、所定時間前までの通信品質の履歴を保持しておき、通信品質の変化傾向から、未来の通信品質を推定する。そして、品質推定部３８５は、現在の通信品質の測定結果と未来の通信品質の推定結果とを示すフィードバック情報を、変調部３６０に出力する。
【０２１６】
なお、現在の通信品質の測定結果と未来の通信品質の推定結果とは、同一タイミングで纏めて送信してもよいし、異なるタイミングで別個に送信してもよい。また、未来の通信品質の推定結果は、再送要求を行う場合のみ、基地局１００ｃに報告してもよい。また、現在の通信品質の測定結果は、再送状況に拘わらず、継続的に送信してもよい。
【０２１７】
再送制御部３９０は、誤り検出部３４０から、データブロックに対する誤り検出結果を取得する。データブロックに誤りが検出された場合、再送を要求するため、ＮＡＣＫを示す信号を変調部３６０に出力する。誤りが検出されなかった場合、ＡＣＫを示す信号を変調部３６０に出力する。これにより、データブロックに対するＡＣＫまたはＮＡＣＫが、基地局１００ｃに報告される。
【０２１８】
図２８は、第７の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。この処理は、基地局１００ｃにおいて繰り返し実行される。以下、図２８に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０２１９】
［ステップＳ１３１］制御部１７０は、移動局３００ｃで測定されたＳＮＲと推定された未来のＳＮＲ（例えば、再送予定時のＳＮＲ）とを示すフィードバック情報を取得する。測定されたＳＮＲの情報と推定されたＳＮＲの情報とは、同一タイミングで纏めて取得する場合もあるし、異なるタイミングで別個に取得する場合もある。
【０２２０】
［ステップＳ１３２］制御部１７０は、再送（第２の送信）とその前の送信（第１の送信）との間のＳＮＲ差を計算する。すなわち、第１の送信の際のＳＮＲをγ0、第２の送信の際のＳＮＲをγ1として、ＳＮＲ差＝γ1−γ0を計算する。
【０２２１】
［ステップＳ１３３］制御部１７０は、ステップＳ１３２で計算したＳＮＲ差が所定の閾値Ｔｈ１未満か判断する。閾値Ｔｈ１未満の場合、処理をステップＳ１３４に進める。閾値Ｔｈ１以上の場合、処理をステップＳ１３５に進める。
【０２２２】
［ステップＳ１３４］制御部１７０は、再送パターンとしてパリティ選択方式を選択する。その理由は、第１の実施の形態におけるリレー方式の選択の場合と同様である。その後、処理をステップＳ１３６に進める。
【０２２３】
［ステップＳ１３５］制御部１７０は、再送パターンとして単純リピート方式を選択する。その理由は、第１の実施の形態におけるリレー方式の選択の場合と同様である。その後、処理をステップＳ１３６に進める。
【０２２４】
［ステップＳ１３６］制御部１７０は、ステップＳ１３４またはステップＳ１３５で選択した再送パターンに対応する計算式を用いて、有効ＳＮＲを計算する。有効ＳＮＲの計算式としては、例えば、前述の式（２）および式（３）を用いることができる。
【０２２５】
［ステップＳ１３７］制御部１７０は、ステップＳ１３６で計算した有効ＳＮＲに応じて、変調符号化方式を決定する。制御部１７０は、決定した変調符号化方式に従って、誤り訂正符号化部１２０、レートマッチング部１３０および変調部１４０を制御する。
【０２２６】
このようにして、基地局１００ｃは、移動局３００ｃから第１の送信および第２の送信（再送信）に対応するＳＮＲの情報を取得する。そして、ＳＮＲ差に応じて、単純リピート方式またはパリティ選択方式を選択する。基地局１００ｃは、単純リピート方式を選択した場合、第２の送信で第１の送信と同じ部分をデータブロックから抽出し、パリティ選択方式を選択した場合、第１の送信と異なる部分をデータブロックから抽出する。なお、再送パターンの選択は、再送時毎に行ってもよいし、間欠的（定期または不定期）に行ってもよい。
【０２２７】
図２９は、第７の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。この例では、基地局１００ｃから移動局３００ｃへの１回目のデータ送信でビット誤りが生じ、その後、同じデータブロックについて２回目のデータ送信（再送信）を行う場合を考える。以下、図２９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０２２８】
［ステップＳ１４１］移動局３００ｃは、基地局１００ｃからの受信信号に基づいて、現在のＳＮＲを測定する。
［ステップＳ１４２］移動局３００ｃは、ステップＳ１４１で測定したＳＮＲに応じたＣＱＩを、フィードバック情報として基地局１００ｃに送信する。
【０２２９】
［ステップＳ１４３］基地局１００ｃは、データブロックに対し誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。適応変調符号化を行う場合、基地局１００ｃは、ステップＳ１４２で受信したフィードバック情報に基づいて、適切な変調符号化方式を決定することもできる。
【０２３０】
［ステップＳ１４４］基地局１００ｃは、ステップＳ１４３で生成した送信信号を、下りリンクの無線リソースを用いて無線出力する。
［ステップＳ１４５］移動局３００ｃは、ステップＳ１４４で基地局１００ｃが出力した信号を受信し、復調、デレートマッチングおよび復号を行う。そして、得られたデータブロックに対し誤り検出を行う。
【０２３１】
［ステップＳ１４６］移動局３００ｃは、ステップＳ１４５でデータブロックの誤りが検出されると、基地局１００ｃに対し再送要求を行う。
［ステップＳ１４７］移動局３００ｃは、基地局１００ｃからの受信信号に基づいて、現在のＳＮＲを測定する。そして、現在のＳＮＲから再送データの受信時のＳＮＲを推定する。
【０２３２】
［ステップＳ１４８］移動局３００ｃは、ステップＳ１４７で推定したＳＮＲに応じたＣＱＩを、フィードバック情報として基地局１００ｃに送信する。
［ステップＳ１４９］基地局１００ｃは、ステップＳ１４２で報告されたＳＮＲ（初回送信時のＳＮＲ）とステップＳ１４８で報告されたＳＮＲ（再送時のＳＮＲ）との差に基づいて、適切な再送パターン（単純リピート方式またはパリティ選択方式）を選択する。
【０２３３】
［ステップＳ１５０］基地局１００ｃは、再送するデータブロックに対しレートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。その際、基地局１００ｃは、ステップＳ１４９で選択した再送パターンに従って、パンクチャリングを行う。
【０２３４】
［ステップＳ１５１］基地局１００ｃは、ステップＳ１５０で生成した送信信号を、下りリンクの無線リソース（ステップＳ１４４で用いたものより遅いタイイングの無線リソース）を用いて無線出力する。
【０２３５】
［ステップＳ１５２］移動局３００ｃは、ステップＳ１５１で基地局１００ｃが出力した信号を受信し復調する。そして、復調後のビット列とステップＳ１４５で得た誤りを含むビット列とをＨＡＲＱ合成して復号する。ＨＡＲＱ合成では、再送パターンに応じて、ビット列の重ね合わせや結合を行う。
【０２３６】
このようにして、移動局３００ｃは、データブロックの誤りを検出すると、再送時のＳＮＲを推定して、ＣＱＩを基地局１００ｃに報告する。基地局１００ｃは、移動局３００ｃによって推定されたＣＱＩと前回報告されたＣＱＩとに基づいて再送パターンを選択する。そして、その再送パターンに従って、データブロックのパンクチャリングを行う。移動局３００ｃは、前回のビット列と再送されたビット列とをＨＡＲＱ合成して復号する。
【０２３７】
図３０は、第７の実施の形態の単純リピート方式のデータ送信を示す図である。この例では、基地局１００ｃが再送パターンとして単純リピート方式を選択した場合を考える。また、誤り訂正符号化後のデータブロックに含まれる組織ビットとパリティビットとの比が１：２であり、１回のデータ送信でデータブロック長の半分のビット列を送信可能である場合を考える。
【０２３８】
基地局１００ｃは、初回のパンクチャリングにおいて、データブロックから全ての組織ビットと一部のパリティビットとを切り出し、初回送信時の無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。その後、移動局３００ｃから再送要求がなされると、基地局１００ｃは、２回目のパンクチャリングにおいて、初回と同一部分のビット列（全ての組織ビットおよび一部のパリティビット）を切り出す。そして、再送時の無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。
【０２３９】
移動局３００ｃは、基地局１００ｃから再送信号を受信すると、初回受信時のビット列と２回目受信時のビット列とを重ね合わせて（例えば、受信レベルを加算して）、ＨＡＲＱ合成後のビット列を復号する。これにより、移動局３００ｃでは、ＨＡＲＱ合成による利得としてダイバーシティに基づく利得を得ることができ、再送回数を低減することができる。なお、移動局３００ｃが受信するビット列には、全ての組織ビットが含まれていることが好ましい。
【０２４０】
図３１は、第７の実施の形態のパリティ選択方式のデータ送信を示す図である。この例では、基地局１００ｃが再送パターンとしてパリティ選択方式を選択した場合を考える。また、図３０と同様、誤り訂正符号化後のデータブロックに含まれる組織ビットとパリティビットとの比が１：２であり、１回のデータ送信でデータブロック長の半分のビット列を送信可能である場合を考える。
【０２４１】
基地局１００ｃは、初回のパンクチャリングにおいて、データブロックから全ての組織ビットと一部のパリティビットとを切り出し、初回送信時の無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。その後、移動局３００ｃから再送要求がなされると、基地局１００ｃは、２回目のパンクチャリングにおいて、初回に選択されなかった部分のビット列（残りのパリティビット）を切り出す。そして、再送時の無線リソースを用いて切り出したビット列を送信する。
【０２４２】
移動局３００ｃは、基地局１００ｃから再送信号を受信すると、初回受信時のビット列と２回目受信時のビット列とを結合して（例えば、初回受信時のビット列の後ろに２回目受信時のビット列を並べて１つのビット列とし）、ＨＡＲＱ合成後のビット列を復号する。これにより、移動局３００ｃでは、ＨＡＲＱ合成による利得として高い符号化利得を得ることができ、再送回数を低減することができる。なお、移動局３００ｃが受信するビット列には、全ての組織ビットが含まれていることが好ましい。
【０２４３】
図３２は、第７の実施の形態の他のメッセージの流れを示すシーケンス図である。この例では、再送パターンを選択するタイミングが、図２９の場合と異なる。以下、図３２に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０２４４】
［ステップＳ１６１］移動局３００ｃは、基地局１００ｃからの受信信号に基づいて、現在のＳＮＲを測定する。また、移動局３００ｃは、再送データを受信する可能性のあるタイミングにおけるＳＮＲを現在のＳＮＲから推定する。
【０２４５】
［ステップＳ１６２］移動局３００ｃは、ステップＳ１６１で測定したＳＮＲに応じたＣＱＩと推定したＳＮＲに応じたＣＱＩとを、フィードバック情報として基地局１００ｃに送信する。２つのＣＱＩは、同時に纏めて送信してもよいし、別個に送信してもよい。
【０２４６】
［ステップＳ１６３］基地局１００ｃは、ステップＳ１６２で報告された現在のＳＮＲ再送時のＳＮＲとの差に基づいて、適切な再送パターン（単純リピート方式またはパリティ選択方式）を選択する。
【０２４７】
［ステップＳ１６４］基地局１００ｃは、データブロックに対し誤り訂正符号化、レートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。
［ステップＳ１６５］基地局１００ｃは、ステップＳ１６４で生成した送信信号を、下りリンクの無線リソースを用いて無線出力する。
【０２４８】
［ステップＳ１６６］移動局３００ｃは、ステップＳ１６５で基地局１００ｃが出力した信号を受信し、復調、デレートマッチングおよび復号を行う。そして、得られたデータブロックに対し誤り検出を行う。
【０２４９】
［ステップＳ１６７］移動局３００ｃは、ステップＳ１６６でデータブロックの誤りが検出されると、基地局１００ｃに対し再送要求を行う。
［ステップＳ１６８］基地局１００ｃは、再送するデータブロックに対しレートマッチングおよび変調を行い、送信信号を生成する。その際、基地局１００ｃは、ステップＳ１６３で選択した再送パターンに従って、パンクチャリングを行う。
【０２５０】
［ステップＳ１６９］基地局１００ｃは、ステップＳ１６８で生成した送信信号を、下りリンクの無線リソース（ステップＳ１６５で用いたものより遅いタイミングの無線リソース）を用いて無線出力する。
【０２５１】
［ステップＳ１７０］移動局３００ｃは、ステップＳ１６９で基地局１００ｃが出力した信号を受信し復調する。そして、復調後のビット列とステップＳ１６６で得た誤りを含むビット列とをＨＡＲＱ合成して復号する。
【０２５２】
このようにして、移動局３００ｃは、再送要求前に予め未来のＳＮＲを推定しておき、基地局１００ｃは、初回送信前に再送パターンを選択する。これにより、再送およびＨＲＱ合成を考慮して、初回送信時のパンクチャリングで切り出す部分を最適化することが可能となる。
【０２５３】
第７の実施の形態に係る無線通信システムによれば、移動局３００ｃは、前回の復号誤りデータと再送データとをＨＡＲＱ合成して復号することができる。その場合、前回送信時の通信品質と再送時の通信品質との差に応じて、適切な再送パターン（例えば、単純リピート方式またはパリティ選択方式）が選択される。その結果、ＨＡＲＱ合成を行うことで得られる利得が向上し、再送回数が低減し、より高いスループットを達成できる。
【０２５４】
なお、第７の実施の形態では、移動局３００ｃが再送時の通信品質を推定したが、基地局１００ｃが推定を行ってもよい。また、基地局１００ｃと移動局３００ｃとの間に複数のパスを形成する場合、再送信を前回の送信と異なるパスを用いて行ってもよい。また、第７の実施の形態では、下りデータ通信について説明したが、上記ＨＡＲＱ制御は、移動局３００ｃから基地局１００ｃへの上りデータ通信にも応用できる。また、再送パターンは、第２の実施の形態で述べたように、３つの方式（単純リピート方式、複合方式およびパリティ選択方式）から選択してもよい。また、第３の実施の形態で述べたように、リソースブロック単位でリソース割り当てを行う無線通信システムに応用することもできる。
【０２５５】
上記第１〜第７の実施の形態を含む実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し前記第１のデータおよび前記第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信装置であって、
前記第１のデータの送信に用いる第１のリソースと前記第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、前記通信品質の差に応じて、前記第２のデータが前記第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する制御部、
を有することを特徴とする通信装置。
【０２５６】
（付記２）  前記割合は、１００％、０％およびＸ％（０＜Ｘ＜１００）を含むことを特徴とする付記１記載の通信装置。
（付記３）  前記制御部は、前記通信品質の差が所定の閾値より小さい場合は前記割合を０％とし、前記通信品質の差が前記所定の閾値以上の場合は前記割合を１００％とすることを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２５７】
（付記４）  前記制御部は、前記通信品質の差が所定の第１の閾値より小さい場合は前記割合を０％とし、前記通信品質の差が前記所定の第１の閾値以上で所定の第２の閾値より小さい場合は前記割合をＸ％（０＜Ｘ＜１００）とし、前記通信品質の差が前記所定の第２の閾値以上の場合は前記割合を１００％とすることを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２５８】
（付記５）  前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信すると共に、前記第２のデータを前記第２のリソースを用いて送信する他の通信装置に対して前記割合を通知する送信部を更に有することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２５９】
（付記６）  前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信し、前記受信装置から再送要求を受けた場合に、前記割合に基づいて前記第２のデータを前記第１のリソースより遅いタイミングである前記第２のリソースを用いて送信する送信部を更に有することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２６０】
（付記７）  前記制御部は、前記送信部が前記第１のデータを送信した後であって前記第２のデータを送信する前に前記割合を決定することを特徴とする付記６記載の通信装置。
【０２６１】
（付記８）  前記制御部は、前記送信部が前記第１のデータを送信する前に前記割合を決定することを特徴とする付記６記載の通信装置。
（付記９）  前記制御部は、前記割合に応じた推定方法を用いて、前記第１のデータおよび前記第２のデータの送信を含む前記データブロックについての送信全体の通信品質を推定し、前記第１のデータおよび前記第２のデータの送信に用いる符号化変調方式を決定することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２６２】
（付記１０）  前記第１のリソースおよび前記第２のリソースそれぞれの通信品質の情報を前記受信装置から取得する受信部を更に有し、
前記制御部は、前記受信部が取得した前記通信品質の情報に基づいて前記通信品質の差を求めることを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２６３】
（付記１１）  前記第１のリソースおよび前記第２のリソースの少なくとも一方として使用可能なリソースブロックそれぞれの通信品質の情報を前記受信装置から取得する受信部を更に有し、
前記制御部は、前記受信装置に対する前記リソースブロックの割り当て状況と前記受信部が取得した前記通信品質の情報とに基づいて前記通信品質の差を求めることを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２６４】
（付記１２）  前記受信装置で測定された前記通信品質の差の情報を前記受信装置から取得する受信部を更に有し、
前記制御部は、前記受信部が取得した前記通信品質の差の情報に基づいて前記割合を制御する、
ことを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２６５】
（付記１３）  前記データブロックは、組織ビットおよびパリティビットを含み、
前記制御部は、前記第１のデータには少なくとも前記組織ビットが含まれ、前記第２のデータには少なくとも前記パリティビットが含まれるよう制御することを特徴とする付記１記載の通信装置。
【０２６６】
（付記１４）  符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し前記第１のデータおよび前記第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信システムであって、
前記第１のデータの送信に用いる第１のリソースと前記第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、前記通信品質の差に応じて、前記第２のデータが前記第１のデータと重複した部分を含む割合を制御する制御部と、前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信すると共に、前記割合を示す制御情報を送信する送信部とを備える送信装置と、
前記送信装置から前記第１のデータおよび前記制御情報を受信し、前記第１のデータから前記データブロックを復元し、前記データブロックのうち前記制御情報が示す前記割合に応じた部分を前記第２のデータとして前記第２のリソースを用いて送信する中継装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【０２６７】
（付記１５）  前記制御部は、前記第１のリソースの通信品質が前記第２のリソースの通信品質よりも高い場合、前記中継装置による前記第２のデータの送信を停止させることを特徴とする付記１４記載の通信システム。
【０２６８】
（付記１６）  前記制御部は、前記第１のリソースの通信品質が所定の閾値より小さい場合、前記受信装置が前記第１のデータを用いて合成および復号を行うことを停止させることを特徴とする付記１４記載の通信システム。
【０２６９】
（付記１７）  前記制御部は、前記受信装置に対して前記第１のリソースおよび前記第２のリソースとしてリソースブロックを割り当て、前記リソースブロックの割り当て結果に基づいて前記送信装置と前記中継装置との間の第１の送信レートと前記中継装置と前記受信装置との間の第２の送信レートとを推定し、前記第１の送信レートが前記第２の送信レートより小さい場合、前記第２のリソースとしての前記リソースブロックの割り当て量を減らすことを特徴とする付記１４記載の通信システム。
【０２７０】
（付記１８）  符号化により得られたデータブロックの一部である第１のデータおよび第２のデータを受信し前記第１のデータおよび前記第２のデータを合成して復号する受信装置と通信を行う通信システムの通信方法であって、
前記第１のデータの送信に用いる第１のリソースと前記第２のデータの送信に用いる第２のリソースとの間の通信品質の差を求め、
前記通信品質の差に応じて、前記第２のデータが前記第１のデータと重複した部分を含む割合を制御し、
前記割合に従って、前記第１のデータを前記第１のリソースを用いて送信し、前記第２のデータを前記第２のリソースを用いて送信する、
ことを特徴とする通信方法。
【図面の簡単な説明】
【０２７１】
【図１】本実施の形態に係る通信装置を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の基地局を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態のリレー局を示すブロック図である。
【図５】第１の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
【図６】第１の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図８】第１の実施の形態の単純リピート方式のデータ送信を示す図である。
【図９】第１の実施の形態のパリティ選択方式のデータ送信を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態の他のフォーマット例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施の形態の複合方式のデータ送信を示す図である。
【図１３】リレー方式とブロック誤り率との関係を示す第１の図である。
【図１４】リレー方式とブロック誤り率との関係を示す第２の図である。
【図１５】第３の実施の形態のＯＦＤＭのフレーム構造例を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図１８】第４の実施の形態のリレー局を示すブロック図である。
【図１９】第４の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。
【図２０】第４の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図２１】第５の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。
【図２２】第５の実施の形態のリレー停止時のデータ送信を示す図である。
【図２３】第５の実施の形態の直接パス停止時のデータ送信を示す図である。
【図２４】第６の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
【図２５】第６の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図２６】第７の実施の形態の基地局を示すブロック図である。
【図２７】第７の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
【図２８】第７の実施の形態のフォーマット決定処理を示すフローチャートである。
【図２９】第７の実施の形態のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【図３０】第７の実施の形態の単純リピート方式のデータ送信を示す図である。
【図３１】第７の実施の形態のパリティ選択方式のデータ送信を示す図である。
【図３２】第７の実施の形態の他のメッセージの流れを示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【０２７２】
１  通信装置
１ａ  制御部
１ｂ  送信部
２  受信装置
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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