(57)【要約】  特別な追加機能を必要としないで、スループット特性およびMCSの多重度を向上させることができる無線通信方法および無線通信装置を提供する。  回線品質測定部２１では、移動局３から受信した信号から、移動局３から中継局１間の回線品質を測定する。MCS予測部２０では、回線品質からどのMCSを使用するかを予測する。MCS抽出部１６では、基地局４が移動局３向けに通知したMCSを抽出する。抽出された移動局３から基地局４間のMCSを、MCS比較部１８に入力する。MCS比較部１８では、予測した移動局３から中継局１間のMCSと、通知された移動局３から基地局４間のMCSのレベルを比較し、レベルが近ければ、次の信号は中継局１経由であると判定し、移動局３から中継局１間のMCSが移動局３から中継局１間のMCSよりも一定以上低いレベル(多重度が低い)であれば、次の信号は直接通信であると判定する。
2008142837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、
前記中継局は、
前記移動局から前記基地局間の上り回線品質を判定する手段と、
前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から上り中継信号を生成する手段と、
生成した前記上り中継信号を前記基地局へ送信する手段と、を備え、
前記基地局は、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記中継局との通信に適する多重度に設定したMCSを通知する手段を備える無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムを構成する中継局として機能する無線通信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信装置であって、
前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する回線品質測定部と、
前記回線品質測定部で測定した前記回線品質から、前記移動局から当該無線通信装置間の通信に使用されるMCSを予測するMCS予測部と、
前記基地局から受信した信号から、前記基地局が前記移動局向けに通知したMCSを抽出するMCS抽出部と、
前記MCS予測部で予測したMCSのレベルと、前記MCS抽出部で抽出したMCSのレベルとを比較し、２つのMCSレベルが近傍の値であれば、前記上り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える無線通信装置。
【請求項４】
請求項２記載の無線通信装置であって、
前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで、前記上り中継信号の送信を行わないものである無線通信装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信システムを構成する基地局として機能する無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記移動局から中継局間のMCSを通知する手段を備える無線通信装置。
【請求項７】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能と、前記中継局から受信した信号から、前記中継局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能とを有する回線品質測定部と、
前記中継局から受信した信号から、前記移動局から前記中継局間の回線品質を抽出する回線品質情報抽出部と、
前記回線品質測定部で測定した、前記移動局から当該無線通信装置間の通信の回線品質および前記中継局から当該無線通信装置間の通信の回線品質と、前記回線品質情報抽出部で抽出した前記移動局から前記中継局間の通信の回線品質とから、前記移動局に通知するMCSを決定するMCS通知信号生成部と、を備える無線通信装置。
【請求項８】
移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、
前記中継局は、
前記基地局から前記移動局間の下り回線品質を判定する手段と、
前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から下り中継信号を生成する手段と、
生成した前記下り中継信号を前記移動局へ送信する手段と、を備え、
前記基地局は、前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度を変更したMCSを通知する手段を備える無線通信システム。
【請求項９】
請求項８記載の無線通信システムを構成する中継局として機能する無線通信装置。
【請求項１０】
請求項９記載の無線通信装置であって、
前記基地局から受信した信号から、前記基地局から当該無線通信装置間の回線品質を測定し、前記基地局へ報告する回線品質情報を生成する回線品質情報生成部と、
前記基地局から受信した信号のMCSを取得するMCS取得部と、
前記移動局から送信された、前記基地局から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報と、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報とを抽出する回線品質情報抽出部と、
前記回線品質情報抽出部で抽出した前記基地局から前記移動局間の回線品質情報からMCSレベルを予測するするMCS予測部と、
前記MCS取得部で取得したMCSのレベルと、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルとを比較し、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルが、前記MCS取得部で取得したMCSのレベルよりも一定以上高いレベルであれば、前記下り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置であって、
前記基地局から前記移動局間の回線品質、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質、および前記MCS取得部で取得したMCSとから、前記下り中継信号の送信量を決定する送信量決定部を備える無線通信装置。
【請求項１２】
移動局から基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局から前記基地局間の回線品質を判定するステップと、
前記回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から中継信号を生成し、前記基地局へ送信するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSとを比較するステップと、
前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSのレベルと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSのレベルとが近傍の値である場合に、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで中継しない無線通信方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の無線通信方法であって、
前記基地局は、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度をかえたMCSを通知する無線通信方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の無線通信方法であって、
前記移動局へ通知する多重度を変えたMCSとは、前記移動局から前記中継局間のMCSである無線通信方法。
【請求項１７】
基地局から移動局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、
前記中継局は、前記基地局から前記移動局間の回線品質を判定するステップと、
前記回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から中継信号を生成し、前記移動局へ送信するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記基地局が送信した信号のMCSと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測されるMCSを比較するステップと、
前記基地局が送信した信号のMCSのレベルと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測するMCSのレベルとの差が一定以上あり、前記基地局が送信した信号のMCSレベルが低い場合に、前記基地局から前記移動局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局が前記基地局へ報告する回線品質を受信するステップと、
受信した前記回線品質と、前記基地局が前記移動局向けに送信した信号のMCSとから、前記移動局における受信品質を予測するステップと、
前記移動局が所望する受信品質を満たすように、中継信号の送信量を決定するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項２０】
移動局と基地局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、
前記移動局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、
取得した前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、
前記基地局が前記移動局からの送信に使用するように指定した第２のパラメーターを含む情報を受信する受信手段と、
前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定が肯定のとき、前記移動局が送信した信号を前記基地局に対し中継送信する送信手段と、を備える無線通信装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の無線通信装置であって、
前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記基地局からの中継要求を受信するまで前記基地局に対する中継送信を抑止する、無線通信装置。
【請求項２２】
請求項２０記載の無線通信装置であって、
前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２３】
基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、
前記基地局と前記移動局の間の通信品質に関する情報を前記移動局から受信し、さらに前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する、受信手段と、
前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、
前記第２のパラメーターの値が、前記第１のパラメーターの値若しくはその近傍の値よりも高品質な通信路に用いられるべき値であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える無線通信装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の無線通信装置であって、
前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止する、無線通信装置。
【請求項２５】
請求項２３記載の無線通信装置であって、
前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２６】
基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、
前記基地局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、
前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、
前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する受信手段と、
前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える無線通信装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の無線通信装置であって、
前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止する、無線通信装置。
【請求項２８】
請求項２６記載の無線通信装置であって、
前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信方法および無線通信装置に関し、特に、スループット特性およびMCSの多重度の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などに代表されるセルラ移動体通信システムにおいて高周波の無線帯域を利用し高伝送レートを実現するための技術的なアプローチが盛んに検討されている。高周波の無線帯域を利用した場合は、低周波の無線帯域を利用する場合に比べて伝送距離による減衰が大きくなるため、高伝送レートの実現が期待できる領域が比較的近距離の領域に限定される。【０００３】
よって、システム内により多くの基地局装置を設置する必要が生じる。基地局装置の設置には相応の費用がかかるため、基地局設置台数の増加を抑制しつつ高伝送レートを実現することが強く求められている。【０００４】
これを解決しようとする技術として、中継を用いた技術がある。中継を用いると、基地局装置と直接通信できない移動局であっても、中継局装置を介して通信することができる。また、この中継技術を用いて、直接通信を補助する中継局装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す技術では、送信端末が受信端末向けに送信した信号を、補助端末(中継局)も受信する。受信端末は、データの受信に失敗すると、中継要求を補助端末に送信する。中継要求を受信した補助端末は、送信端末から受信した信号を受信端末へ中継する。特許文献１に示す技術では、受信端末が受信できなかった信号を補助端末が中継するので、送信端末の送信回数を減らせるという効果がある。【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す従来技術では、送信端末から受信端末までの回線品質が悪くても、初回は直接通信しようとするので、設定するMCS(Modulation and Coding Scheme)のレートが低くなってしまい、スループット特性が低くなるという問題がある。また、補助端末は、中継要求を受信してから中継するので、その待ち時間の存在によりスループット特性が低くなるという問題がある。【０００８】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、移動体に特別な追加機能を必要としないで、スループット特性およびMCSの多重度を向上させることができる無線通信方法および無線通信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る無線通信システムは、移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、前記中継局が、前記移動局から前記基地局間の上り回線品質を判定する手段と、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から上り中継信号を生成する手段と、生成した前記上り中継信号を前記基地局へ送信する手段と、を備え、前記基地局が、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記中継局との通信に適する多重度に設定したMCSを通知する手段を備える。【００１０】
上記構成によれば、移動局において受信品質が低い場合、自動的に中継局が中継信号を送信するので、中継要求を送らなくても良くなり、スループット特性が向上する。また、上記構成によれば、移動局に機能を加えなくても、直リンク（移動局と基地局との直接通信）用のMCSと中継局経由用のMCSとを切り替えることができる。【００１１】
また、本発明に係る無線通信装置は、本発明に係る無線通信システムを構成する中継局として機能するものである。【００１２】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する回線品質測定部と、前記回線品質測定部で測定した前記回線品質から、前記移動局から当該無線通信装置間の通信に使用されるMCSを予測するMCS予測部と、前記基地局から受信した信号から、前記基地局が前記移動局向けに通知したMCSを抽出するMCS抽出部と、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルと、前記MCS抽出部で抽出したMCSのレベルとを比較し、２つのMCSレベルが近傍の値であれば、前記上り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える。【００１３】
上記構成によれば、MCSレベルを用いて比較できるので、移動局から基地局間の回線品質情報を通知する必要がない。【００１４】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで、前記上り中継信号の送信を行わないものである。【００１５】
上記構成によれば、移動局での受信品質が十分であるのに中継することを防げる。【００１６】
また、本発明に係る無線通信装置は、無線通信システムを構成する基地局として機能するものである。【００１７】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記移動局から前記中継局間のMCSを通知する手段を備える。【００１８】
上記構成によれば、移動局から中継局間のMCSに設定すると、中継局で受信誤りとなる確率を低くできる。【００１９】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能と、前記中継局から受信した信号から、前記中継局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能とを有する回線品質測定部と、前記中継局から受信した信号から、前記移動局から前記中継局間の回線品質を抽出する回線品質情報抽出部と、前記回線品質測定部で測定した、前記移動局から当該無線通信装置間の通信の回線品質および前記中継局から当該無線通信装置間の通信の回線品質と、前記回線品質情報抽出部で抽出した前記移動局から前記中継局間の通信の回線品質とから、前記移動局に通知するMCSを決定するMCS通知信号生成部と、を備える。【００２０】
また、本発明に係る無線通信システムは、移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、前記中継局が、前記基地局から前記移動局間の下り回線品質を判定する手段と、前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から下り中継信号を生成する手段と、生成した前記下り中継信号を前記移動局へ送信する手段と、を備え、前記基地局が、前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度を変更したMCSを通知する手段を備える。【００２１】
上記構成によれば、移動局において受信品質が低い場合、自動的に中継局が中継信号を送信するので、中継要求を送らなくても良くなり、スループット特性が向上する。【００２２】
また、本発明に係る無線通信装置は、本発明に係る無線通信システムを構成する中継局として機能するものである。【００２３】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記基地局から受信した信号から、前記基地局から当該無線通信装置間の回線品質を測定し、前記基地局へ報告する回線品質情報を生成する回線品質情報生成部と、前記基地局から受信した信号のMCSを取得するMCS取得部と、前記移動局から送信された、前記基地局から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報と、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報とを抽出する回線品質情報抽出部と、前記回線品質情報抽出部で抽出した前記基地局から前記移動局間の回線品質情報からMCSレベルを予測するするMCS予測部と、前記MCS取得部で取得したMCSのレベルと、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルとを比較し、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルが、前記MCS取得部で取得したMCSのレベルよりも一定以上高いレベルであれば、前記下り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える。【００２４】
上記構成によれば、MCSを使用して、移動局における受信品質が十分かどうかを判定することができる。【００２５】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記基地局から前記移動局間の回線品質、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質、および前記MCS取得部で取得したMCSとから、前記下り中継信号の送信量を決定する送信量決定部を備える。【００２６】
上記構成によれば、回線品質とMCSから受信品質を予測して、必要な分だけを中継できるので、スループット特性が向上する。【００２７】
また、本発明に係る無線通信方法は、移動局から基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、前記中継局が、前記移動局から前記基地局間の回線品質を判定するステップと、前記回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から中継信号を生成し、前記基地局へ送信するステップと、を有する。【００２８】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSとを比較するステップと、前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSのレベルと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSのレベルとが近傍の値である場合に、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する。【００２９】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで中継しないものである。【００３０】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記基地局が、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度をかえたMCSを通知するものである。【００３１】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記移動局へ通知する多重度を変えたMCSとは、前記移動局から前記中継局間のMCSである。【００３２】
また、本発明に係る無線通信方法は、基地局から移動局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、前記中継局が、前記基地局から前記移動局間の回線品質を判定するステップと、前記回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から中継信号を生成し、前記移動局へ送信するステップと、を有する。【００３３】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記基地局が送信した信号のMCSと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測されるMCSを比較するステップと、前記基地局が送信した信号のMCSのレベルと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測するMCSのレベルとの差が一定以上あり、前記基地局が送信した信号のMCSレベルが低い場合に、前記基地局から前記移動局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する。【００３４】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記移動局が前記基地局へ報告する回線品質を受信するステップと、受信した前記回線品質と、前記基地局が前記移動局向けに送信した信号のMCSとから、前記移動局における受信品質を予測するステップと、前記移動局が所望する受信品質を満たすように、中継信号の送信量を決定するステップと、を有する。【００３５】
また、本発明に係る無線通信装置は、移動局と基地局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、前記移動局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、取得した前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、前記基地局が前記移動局からの送信に使用するように指定した第２のパラメーターを含む情報を受信する受信手段と、前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、前記判定が肯定のとき、前記移動局が送信した信号を前記基地局に対し中継送信する送信手段と、を備える。【００３６】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記基地局からの中継要求を受信するまで前記基地局に対する中継送信を抑止するものである。【００３７】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする。【００３８】
また、本発明に係る無線通信装置は、基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、前記基地局と前記移動局の間の通信品質に関する情報を前記移動局から受信し、さらに前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する、受信手段と、前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、前記第２のパラメーターの値が、前記第１のパラメーターの値若しくはその近傍の値よりも高品質な通信路に用いられるべき値であるか否かを判定する判定手段と、前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える。【００３９】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記送信手段が、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止するものである。【００４０】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする。【００４１】
また、本発明に係る無線通信装置は、基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、前記基地局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する受信手段と、前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える。【００４２】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記送信手段が、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止するものである。【００４３】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る無線通信方法および無線通信装置によれば、移動局から基地局間の回線品質が低い場合は、中継が必要になることを予測して中継要求をまたずに中継局から中継することができるので、スループット特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信方法のシステム構成図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線通信方法のシーケンス図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る中継局のブロック図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る中継局のフロー図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基地局のブロック図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る無線通信方法のシステム構成図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る無線通信方法のシーケンス図
【図８】本発明の第２の実施形態に係る中継局のブロック図
【図９】中継で求められるＳＮＲの求め方の説明図
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る中継局のフロー図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る基地局のブロック図
【符号の説明】
【００４６】
１  中継局
３  移動局
４  基地局
１１  バッファ
１２，５１  符号化部
１３，５２  変調部
１４，５３  無線送信部
１５，２４，５４，６３  アンテナ
１６  ＭＣＳ抽出部
１７，５９  復号部
１８  ＭＣＳ比較部
１９，６０  復調部
２０，３１  ＭＣＳ予測部
２１，６１  回線品質測定部
２２  中継要求受信部
２３，６２  無線受信部
３２，５７  回線品質情報抽出部
３３  ＭＣＳ取得部
３４  送信量決定部
３５  回線品質情報生成部
５５  中継要求生成部
５６  誤り判定部
５８  ＭＣＳ通知信号生成部
７１  ＭＣＳ決定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。【００４８】
(実施の形態1：上りリンクの中継）
本実施の形態では、移動局、中継局および基地局で構成される通信システムにおいて、移動局から基地局へ信号を送信する際、移動局から基地局へ送信される信号を、必要に応じて、中継局が中継する上りリンクの例を説明する。本実施の形態では、中継局は、移動局が送信した基地局向けの信号を受信し、移動局が送信した基地局向けの信号の、基地局における受信品質が十分かどうかを判定し、受信品質が低いと判定すると、中継要求を待たずに中継信号（上り中継信号）を送信（中継）する。中継局は、受信品質が高いと判定すると、基地局から中継要求があるまで、中継をしない。【００４９】
また、基地局は、移動局から基地局間の回線品質が低いと、移動局へ、移動局から中継局間の回線品質に合うMCS(Modulation and Coding Scheme)を通知する。このとき移動局は、通知されたMCSで送信するので、中継局向けのMCSであってもそのことに気づかずに、通知されたMCSで送信することができる。【００５０】
このようにすると、移動局から基地局間の回線品質が低い場合に、中継局は、中継が必要になることを予測して、中継要求を待たずに中継することができるので、スループット特性を向上することができる。【００５１】
また、回線品質が低い場合には、基地局が、中継局経由で送信することを想定してMCSを設定するので、MCSの多重度を上げることができる。さらに、移動局は基地局から指定されたMCSで送信するだけなので、特別な追加機能を必要としない。【００５２】
[システム構成]
本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する無線通信装置は、第一の無線通信装置からの送信信号を第二の無線通信装置へ中継送信する無線通信装置であって、例えば、移動体通信システムにおいて使用される中継局に搭載されるものである。なお、以下の実施の形態では、中継送信を行う無線通信装置を中継局、第一の無線通信装置を移動局、第二の無線通信装置を基地局として説明する。【００５３】
図１に示す移動体通信システムは、中継局１と移動局３と基地局４とで構成される。この移動体通信システムでは、図１に示すように、移動局３の送信する信号は、基地局４と中継局１で受信される。中継局１は、基地局４での受信品質が低いと判断したとき、中継要求を待たずに、受信信号を基地局４へ中継する。基地局４は、移動局３から受信した信号と、中継局１から受信した信号を合成して受信信号を生成する。【００５４】
[シーケンス図]
図２に示すシーケンス図を用いて全体処理について説明する。図２の(a)は、 移動局３が基地局４へ直接通信する場合のシーケンスを示し、(b)は移動局３が中継局１経由で送信する場合のシーケンスを示す。【００５５】
基地局４は、移動局３から基地局４間の回線品質と、中継局１から基地局４間の回線品質と、移動局３から中継局１間の回線品質を把握している。基地局４は、移動局３から基地局４間の回線品質と、中継局１から基地局４間の回線品質とを、基地局４に送信された信号から測定して求める。基地局４は、移動局３から中継局１間の回線品質を、中継局１から報告を受けて把握する。【００５６】
基地局４は、3つの回線品質を使用して、移動局３が直接基地局４へ送信したほうが良いか、中継局１経由で送信したほうが良いか決定する。基地局４は、移動局３から直接基地局４へ送信したほうが良いと判断すると、図２(a)に示すように、フレーム１で移動局３へ基地局４向けのMCSを通知する。【００５７】
このとき中継局１も通知されたMCSを受信し、移動局３がどのMCSで送信するかを知る。中継局１は、基地局４から移動局３向けに通知されたMCSと、移動局３から中継局１間の回線品質から予測するMCS（予測MCS）とを比較する。ここで、移動局３から中継局１間の回線品質から予測するMCS（予測MCS）は、移動局３と中継局１との間の回線品質に対応するパラメーター（第１のパラメーター）であり、基地局４から移動局３向けに通知されたMCSは、基地局４が移動局３からの送信に使用するように指定したパラメーター（第２のパラメーター）である。【００５８】
二つのMCSレベルが近傍の値であれば、中継局１は、次の信号が中継局１経由のものであると判定する。また、中継局１は、基地局４から移動局３向けに通知されたMCSが、移動局３から中継局１間の予測MCSよりも一定レベル以上多重度が低ければ、次の信号が直接基地局４へ送信されるものであると判断する。【００５９】
図２(a)では、中継局１は、フレーム１で、上記判断手法を用いて、次の信号が基地局４に直接通信されると判断する。その後、フレーム2で、移動局３は基地局４向けに信号を送信する。基地局４と中継局１は、移動局３からの信号を受信する。【００６０】
基地局４は、受信した信号に誤りがあるかどうか判定する。誤りがあると、基地局４は、フレーム3で中継局１へ中継要求を送信する。中継局１は、中継要求を受信すると、保存しておいた受信信号から中継信号を生成して、フレーム4で基地局４へ送信する。図２(a)では、基地局４において信号が誤る例を示したが、信号を正しく受信できた場合、そこで通信は終了となる。【００６１】
次に、移動局３から基地局４間の回線品質が低く、基地局４が、中継局１経由で送信したほうが良いと判断する場合について示す。図２(b)に示すように、基地局４は、中継局１経由で通信すると判断すると、フレーム１で移動局３へ中継局１向けのMCSを通知する。このとき図２(a)と同様に、中継局１も通知されたMCSを受信し、移動局３がどのMCSで送信するかを知る。【００６２】
図２(b)では、フレーム１で、中継局１は、移動局３向けに通知されたMCSと、移動局３から基地局４間の回線品質から予測するMCSとを比較する。二つのMCSレベルが近傍の値である場合、中継局１は、次の信号が中継局１経由のものであると判定（中継判定）し、中継信号の送信を決定する。【００６３】
その後、フレーム2で、移動局３は基地局４向けに信号を送信する。基地局４と中継局１は、移動局３からの信号を受信する。中継局１は、フレーム１で、MCSから次の信号が中継局１経由のものであると判定し、中継信号の送信を決定したので、フレーム３で、中継信号を生成して基地局４へ送信する。【００６４】
[中継局ブロック図]
図３は本実施の形態に係る中継局１の構成を示すブロック図である。中継局１において、無線受信部２３は、移動局３または基地局４からの信号を、アンテナ２４を介して受信し、ダウンコンバート等の無線処理を行って出力する。無線受信部２４から出力された信号は、復調部１９で復調され、復号部１７で復号される。また、無線受信部２４から出力された信号は、後述する回線品質測定部２１、中継要求受信部２２へ入力される。復号部１７で復号された信号は、バッファ部１１で保存される。また、復号部１７で復号された信号は、後述するＭＣＳ抽出部１６へ入力される。【００６５】
回線品質測定部２１では、移動局３から受信した信号から、移動局３から中継局１間の回線品質を測定する。測定された回線品質は、移動局−中継局間MCS予測部２０に入力される。移動局−中継局間MCS予測部２０では、測定された移動局から中継局間の回線品質から、中継する場合にどのMCSを使用するかを予測する。【００６６】
移動局−中継局間MCS予測部２０で予測したＭＣＳの情報のうち、基地局４で保持されている情報と同様の情報をＭＣＳ比較部１８へ入力する。また、MCS抽出部１６では、復号部１７で復号された信号から、基地局４が移動局３向けに通知したMCSを抽出する。MCS抽出部１６で抽出された、移動局３から基地局４間のMCSは、MCS比較部１８に入力される。【００６７】
MCS比較部１８では、移動局−中継局間MCS予測部２０で予測した移動局３から中継局１間のMCSと、MCS抽出部１６で抽出した、基地局４から通知された移動局３から基地局４間のMCSのレベルとを比較する。そしてMCS比較部１８は、上記２つのMCSレベルが近ければ、次の信号が中継局１経由であると判定し、移動局３から中継局１間のMCSが移動局３から基地局４間のMCSよりも一定以上低いレベル(多重度が低い)であれば、次の信号が直接通信であると判定する。MCS比較部１８は、次の信号が中継局１経由であると判定すると、バッファ部１１へ中継信号の送出を指示する。また、MCS比較部１８が直接通信であると判断すると、中継局１は、次のフレームではなにもしない。【００６８】
中継要求受信部２２は、基地局４から中継要求信号を受信すると、バッファ部１１に中継信号の送信を指示する。バッファ部１１から出力された中継信号は、符号化部１２で符号化され、変調部１３へ入力される。変調部１３で変調された中継信号は、無線送信部１４へ入力される。無線送信部１４は、入力された中継信号に対してアップコンバート等の無線処理を施して、アンテナ１５から中継信号を送信する。【００６９】
MCS比較部１８の動作について、例をあげて説明する。MCSレベルが表１のように設定されており、基地局４と中継局１はこの表を保持しているとする。【００７０】
【表１】
2008142837.tif 000003
【００７１】
中継局１は、基地局４から移動局３に通知されるMCSと、移動局３から中継局１間のMCSのレベルとを比較して、レベル差が±1以内であれば、両レベルが近傍の値であると判定し、中継要求を待たずに中継信号を送信する。【００７２】
中継局１は、移動局３が送信した信号から、回線品質測定部２１でSNRの値を取得する。そして、移動局から中継局間MCS予測部２０で、SNRの値から表を用いてMCSを予測する。このとき、SNR=6[dB]であったとすると、表１より、MCSレベルは3になる。レベル3のMCSはQPSK1/2であるので、予測MCSをQPSK1/2とする。【００７３】
次に、中継局１は、MCS抽出部１６で、基地局４から移動局３へ通知されたMCSを取得する。通知されたMCSがQPSK1/3であったとすると、表１よりMCSレベルは2である。予測MCSレベルが3であり、通知されたMCSレベルが2であるので、中継局１は、2つのMCSレベルが予め定められた範囲内であり、すなわち、移動局３が中継局１経由で送信していると判定し、中継要求を待たずに送信すると決定する。【００７４】
通知されたMCSのレベルが4以上であると、中継局１は、移動局３が直接基地局４へ送信していると判定し、中継信号は中継要求があるまで送信しない。【００７５】
[中継局フロー図]
図４は本実施の形態に係る中継局の処理手順を示すフロー図である。
step11では、中継局１は、移動局３が送信した信号を使用して、回線品質測定部２１にて、移動局３から中継局１間の回線品質を測定する。step12では、中継局１は、移動局―中継局間MCS予測部２にて、step11で測定した回線品質から、移動局３から中継局１間のMCSを予測する。予測には、表１に示したMCSレベルの表を使用する。ここで予測したMCSをMCS_Aとする。step13では、中継局１は、step11で測定した移動局３から中継局１間の回線品質を基地局４へ報告する。【００７６】
次に、step14では、中継局１は、基地局４が移動局３へ送信した信号を受信し、制御信号から、指定されたMCSを取得する。ここで取得したMCSをMCS_Bとする。step15で中継局１は、ＭＣＳ比較部１８にて、MCS_AのレベルとMCS_Bのレベルを比較する。中継局１は、MCS_BのレベルがMCS_A±１の範囲内であれば、中継が必要であると判定しstep16へ移行し、それ以外であればstep17へ移行する。そして、step16では、中継局１は、基地局４から受信した信号を移動局３へ中継する。また、step17では、中継局１は、移動局３から中継要求があるかどうかを判定する。中継局１は、中継要求があるとstep16へ移行し、中継要求がなければ終了へ移行する。【００７７】
なお、step13の回線品質の報告は、毎回報告しなくてもよい。例えば、回線品質に変化があったときのみ報告するようにしても良い。【００７８】
[基地局ブロック図]
図５は本実施の形態に係る基地局４の構成を示すブロック図である。図３に示した中継局１と等しい機能を有する部分は説明を省略する。回線品質測定部６１では、移動局３から受信した信号から、移動局３から基地局４間の回線品質を測定し、中継局１から受信した信号から、中継局１から基地局４間の回線品質を測定する。そして回線品質測定部６１は、測定結果をMCS通知信号生成部５８へ入力する。【００７９】
回線品質情報抽出部５７では、復号部５９で復号された信号（中継局１から受信した信号）から、中継局１から報告された、移動局３から中継局１間の通信の回線品質情報を抽出する。回線品質情報抽出部５７で抽出された回線品質情報は、MCS通知信号生成部５８へ入力される。MCS通知信号生成部５８では、移動局３から基地局４間の回線品質と中継局１から基地局４間の回線品質と移動局３から中継局１間の回線品質とから、移動局３にどのMCSを通知するか決定する。【００８０】
このとき、基地局４は、中継局１で保持している表と同一の表を保持している。基地局４のMCS通知信号生成部５８は、この表に基づいて、移動局３に直接通信させたい場合は、移動局３に通知するMCSを、移動局３と中継局１間の予測MCSとレベルが2つ以上はなれたMCSとし、中継局１経由で通信させたい場合は、移動局３と中継局１間の予測MCSとレベルが1つ以内の差であるMCSとするMCS通知信号を生成する。MCS通知信号生成部５８は、決定したMCSを通知するMCS通知信号を符号化部５１へ入力する。【００８１】
一方、誤り判定部５６では、受信信号（復号部５９で復号された信号）に誤りがあるかどうかをCRCなどで判定する。誤り判定部５６は、誤りがある場合、中継要求生成部５５へ誤りがあることを通知し、中継要求生成部５５では、中継要求信号を生成し、符号化部５１へ入力する。【００８２】
このように、本実施の形態では、移動局３から基地局４間の回線品質が低い場合は、中継が必要になることを予測して、中継要求をまたずに中継局１から中継信号を送信することができるので、スループット特性を向上することができる。【００８３】
また、回線品質が低い場合には、中継局１経由で送信することを想定して移動局３が送信するMCSを設定できるので、MCSの多重度を上げることができる。さらに、移動局３は基地局４から指定されたMCSで送信するだけなので、特別な追加機能を必要としないで直接通信と中継局１通信の切り替えをすることができる。【００８４】
なお、基地局４は、通信が始まる前に中継局１に対して、担当する移動局３を通知するようにしても良い。また、移動局３から基地局４間までの回線品質が一定以上高くなると、中継局１へ、担当を外れるように通知しても良い。【００８５】
なお、中継局１か基地局４へ移動局３から中継局１間の品質を報告する頻度は、あらかじめ決められた周期でおこなってもよいし、変更があったときのみ報告するようにしてもよい。【００８６】
なお、中継局１が判定するレベル差は、本実施の形態では±1としたが0としても良いし、また、-1〜2 などのように、範囲を定めても良い。レベル差の範囲は通信を開始する前に、基地局が中継局へ通知してもよいし、システムで予め定められていても良い。【００８７】
なお、上記例ではレベル差が範囲内であるかどうかで判定したが、大小関係で判定しても良い。【００８８】
なお、回線品質とは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類などを使用しても良い。【００８９】
なお、移動局３は、回線品質を推定するためのパイロット部分と、データ部分の送信電力を別々に設定できるようになっており、パイロット部分の電力は基地局４まで届く値に設定されても良い。【００９０】
(実施の形態2：下りリンクの中継）
本実施の形態では、実施の形態１と同様に移動局、中継局および基地局で構成される通信システムにおいて、実施の形態１（上りリンクの中継）と異なり、基地局から移動局へ送信される信号を、必要に応じて、中継局が中継する下りリンクの例を説明する。本実施の形態では、中継局は、回線品質から求めた基地局から移動局間のMCSと、受信信号のMCSとを比較して、基地局が直接通信向けに送信したか、中継局経由で送信した（下り回線品質が低い）かを判定する。中継局は、中継局経由と判断すると、中継要求を待たずに中継信号（下り中継信号）を移動局へ送信する。【００９１】
本実施の形態では、中継局が中継信号を移動局へ送信する際に、中継局は、移動局で必要とする中継信号量を予測して、予測した中継信号量を満たせるように中継信号を送信する。中継局は、中継信号量を予測するために、移動局が基地局へ報告する基地局から移動局間の回線品質と、中継局から移動局間の回線品質と、基地局から移動局へ送信した信号量の情報を取得する。【００９２】
このようにすると、移動局で必要となる受信品質を満たしているかどうか中継局が判断して、中継信号を送信することができる。また、必要となる中継信号量を計算できるので、必要な分だけを中継することができるため、スループット特性が向上する。【００９３】
[システム構成]
図６に示す移動体通信システムは、図１と同様に、中継局１と移動局３と基地局４とで構成される。この移動体通信システムでは、図６に示すように、基地局４の送信する信号は、移動局３と中継局１で受信される。中継局１は、移動局３で受信した信号が不十分であると判断すると、受信した信号を移動局３へ中継する。移動局３は、基地局４から受信した信号と、中継局１から受信した信号とを合成して受信信号を生成する。また、本実施の形態では、上り回線(移動局３から基地局４間)は、直接通信せずに、中継局１経由で通信する。【００９４】
[シーケンス図]
図７に示すシーケンス図を用いて本実施の形態の全体処理について説明する。図７の(a)は、基地局４が移動局３へ直接通信する場合のシーケンスを示し、(b)は基地局４が中継局１経由で送信する場合のシーケンスを示す。【００９５】
移動局３は、図示するフレーム（フレーム１〜フレーム５）以前に、基地局４と中継局１からの信号を受信し、基地局４から移動局３間の回線品質情報と、中継局１から移動局３間の回線品質情報を生成しており、フレーム１でこれらの回線品質情報を中継局１へ送信する。中継局１は、受信した回線品質情報と基地局４から中継局１間の回線品質情報とをフレーム2で基地局４へ送信する。【００９６】
基地局４は、基地局４から移動局３と、基地局４から中継局１と、中継局１から移動局３の3つの回線品質を使用して、基地局４が直接移動局３へ送信したほうが良いか、中継局１経由で送信したほうが良いか決定する。基地局４は、回線品質情報から、MCSを決定してフレーム3で信号を送信する。【００９７】
中継局１は、フレーム3で基地局４が送信した信号を受信し、受信信号の制御信号部分からMCSを取得する。また、中継局１は、取得したMCSと、移動局３から受信した基地局４から移動局３間の回線品質から予測するMCSとを比較する。MCSの予測は、実施の形態１で示したように、中継局１が保持する、回線品質とMCSを対応させた表に基づいて行う。ここで、基地局４から移動局３間の回線品質から予測するMCSは、基地局４と移動局３の間の通信品質に対応するパラメーター（第１のパラメーター）の一例であり、基地局４から受信した信号の制御信号部分から取得したMCSは、基地局４からの送信に使用されるパラメーター（第２のパラメーター）の一例である。【００９８】
二つのMCSレベルが近ければ、中継局１は、受信信号が直接通信であると判定し、受信信号のMCSが、基地局４から移動局３間の予測MCSよりも多重度が高いレベルであれば、受信信号が中継局１経由であると判断する。【００９９】
図７(a)では、中継局１は、フレーム３で、受信信号が直接通信された信号と判断する。直接通信されたと判定した場合、中継局１は次のフレーム4では送信しない。移動局３は、フレーム3で信号を受信すると、受信した信号に誤りがあるかどうか判定する。誤りがあると、移動局３は、中継局１へフレーム4で中継要求を送信する。【０１００】
中継要求を受信した中継局１は、基地局４から移動局３間の回線品質と、中継局１から移動局３間の回線品質とから、中継信号量を決定し、フレーム5で移動局３へ中継信号を送信する。図７(a)では、基地局４において信号が誤る例を示したが、信号を正しく受信できた場合、そこで通信は終了となる。【０１０１】
次に、基地局４から移動局３間の回線品質が低く、基地局４が、中継局１経由で送信したほうが良いと判断する場合について示す。図７(b)に示すように、フレーム１とフレーム2の動作は、図７(a)と同じである。【０１０２】
基地局４は、3つの回線品質から、中継局１経由で通信すると判断すると、フレーム3で基地局４から中継局１間用のMCSで信号を送信する。中継局１は、フレーム3で基地局４が送信した信号を受信し、受信信号のMCSを取得する。中継局１は、取得したMCSと、移動局３から受信した基地局４から移動局３間の回線品質から予測するMCSとを比較する。【０１０３】
中継局１は、二つのMCSレベルを比較し、受信信号のMCSのレベルが高い(多重度が高い)場合、受信信号が中継局１経由であると判定する。そして中継局１は、フレーム３において、フレーム4で中継信号を送信するために、中継信号量を決定する。【０１０４】
中継信号量は、図７(a)と同様に、基地局４から移動局３間の回線品質と、中継局１から移動局３間の回線品質とから決定される。中継局１は、中継信号量（送信量）を決定すると、フレーム４で中継信号を移動局３へ送信する。【０１０５】
なお、移動局３ではフレーム3の信号に誤りがあると判定するとフレーム4で中継要求を送信するが、中継局１は、中継信号を同フレームで送信しているので、フレーム4の中継要求は無視する。【０１０６】
[中継局ブロック図]
図８は本実施の形態に係る中継局１の構成を示すブロック図である。図３と等しい機能を有する部分については説明を省略する。【０１０７】
回線品質情報生成部３５では、基地局４から受信した信号の回線品質（基地局４から中継局１間の回線品質）を測定し、基地局４へ報告するために、回線品質情報を生成して、符号化部１２へ入力する。MCS取得部３３は、基地局４から受信した信号からMCSを取得して、MCS比較部１８と送信量決定部３４へ入力する。【０１０８】
回線品質情報抽出部３２では、復号部１７で復号された信号から、移動局３から送信された、基地局４から移動局３間の回線品質を示す回線品質情報と、中継局１から移動局３間の回線品質を示す回線品質情報とを抽出する。回線品質情報抽出部３２で抽出した回線品質情報は、符号化部１２とMCS予測部３１へ入力される。MCS予測部３１では、入力された基地局４から移動局３間の回線品質情報からMCSレベルを予測して、MCS比較部１８へ入力する。【０１０９】
MCS比較部１８は、受信信号（基地局４から受信した信号）のMCSレベルと、予測した基地局４から移動局３間のMCSレベルの大小関係を比較して、受信信号のMCSレベルが、予測した基地局４から移動局間３のMCSレベル以下であれば、受信信号が直接通信であると判定し、受信信号のMCSレベルが基地局４から移動局３間のMCSレベルよりも一定以上高いレベル(多重度が高い)であれば、受信信号が中継局１経由であると判定する。【０１１０】
中継局１は、受信信号が中継局１経由であると判定すると、バッファ部１１へ受信信号を出力するように指示をする。また、送信量決定部３４は、基地局４から移動局３間の回線品質と、中継局１から移動局３間の回線品質と、受信信号のMCS（MCS取得部３３で取得したMCS）から中継信号の送信量を決定する。決定した送信量は、符号化部１２へ入力される。【０１１１】
中継局１での送信量決定方法について説明する。送信量決定部３４は、受信信号のMCSと、基地局４から移動局３間の回線品質と中継局１から移動局３の回線品質とから送信量を求める。【０１１２】
まず、図９に示すように、送信量決定部３４は、受信信号のMCSと基地局４から移動局３間の回線品質とから、移動局３での受信信号の予測SNRを求める。そして送信量決定部３４は、予測SNRと、移動局３が正しく信号を受信するために必要となる所望SNRとを比較する。【０１１３】
受信信号の予測SNRが所望SNRを満たしていない場合、送信量決定部３４は、所望SNRから予測SNRを引いた値を中継信号で求められるSNRとする。そこで、送信量決定部３４は、中継信号で求められるSNRから、中継局１から移動局３間の回線品質から求めたSNRを引いた値を使用して、中継信号の送信量を決定する。【０１１４】
例として、受信信号のMCSがQPSK 1/2であり、送信された信号列が、システマティックビットSとパリティビットP1であったとする。このとき、中継信号で必要となるSNRから中継局１から移動局３間のＳＮＲを引いた値と送信ビット列と変調多値数との関係を表２に示す。【０１１５】
【表２】
2008142837.tif 000004
【０１１６】
[中継局のフロー図]
図１０は本実施の形態に係る中継局の処理手順を示すフロー図である。
Step21では、中継局１は、基地局４が送信した信号から、回線品質情報生成部３５にて、基地局４から中継局１間の回線品質を測定する。Step22では、中継局１は、移動局３が測定した基地局４から移動局３間の回線品質情報を受信する。Step23では、中継局１は、移動局３が測定した中継局１から移動局３間の回線品質を受信する。次に、Step24では、中継局１は、ＭＣＳ予測部３１にて、step22で受信した基地局４から移動局３間の回線品質から、基地局４から移動局３間のMCSを予測する。MCSの予測は表１を使用する。ここで予測したMCSをMCS_Cとする。Step25では、中継局１は、step21で測定した回線品質と、step22とstep23で受信した回線品質とを基地局４へ報告する。【０１１７】
次に、Step26では、中継局１は、基地局４が移動局３へ送信した信号を受信する。そして、Step27では、ＭＣＳ取得部３３にて、step26で受信した信号の制御信号から、基地局４が移動局３へ指定したMCSを取得する。ここで取得したMCSをMCS_Dとする。Step28では、中継局１は、ＭＣＳ比較部３１にて、step24で予測したMCS_Cと基地局４が移動局３へ指定したMCS_Dとを比較する。中継局１は、MCS_DのレベルがMCS_Cのレベルよりも高ければ、信号の多重度が予測よりも高いので中継が必要であると判定してstep29へ移行し、低ければstep30へ移行する。Step29では、中継局１は、送信量決定部３４にて、表2を使用して、中継信号で必要になるSNRと中継局１から移動局３間のSNRから、中継信号の送信ビット列と変調多値数を計算する。【０１１８】
そして、Step30では、中継局１は、中継信号を送信する。Step31では、中継局１は、移動局３から中継要求があるかどうかを判定する。中継局１は、中継要求があるとstep29へ移行し、中継要求がなければ終了へ移行する。【０１１９】
[基地局ブロック図]
図１１は本実施の形態に係る基地局４の構成を示すブロック図である。図５に示した中継局１と等しい機能を有する部分は説明を省略する。回線品質情報抽出部５７では、中継局１から受信した信号から、基地局４から移動局３間の回線品質情報、基地局４から中継局１間の回線品質情報、中継局１から移動局３間の回線品質情報を抽出する。【０１２０】
回線品質情報抽出部５７で抽出した回線品質情報は、MCS決定部７１へ入力される。MCS決定部７１では、3つの回線品質から、直接移動局３へ送信するMCSにするか、中継局１経由で送信するMCSにするか決定し、決定したMCSを符号化部５１と変調部５２へ指示する。【０１２１】
なお、本実施の形態では、移動局３から基地局４のアップリンクは中継局１を経由するとしたが、アップリンクが直接通信であってもよい。【０１２２】
なお、本実施の形態では、中継信号で必要となるSNR[dB] から中継局１から移動局３間のSNR[dB]を引いた値と、送信ビット列、変調多値数の関係として表２に示した例を使用したが、数値の異なる表であっても良い。【０１２３】
なお、本実施の形態では、基地局４から移動局３間の予測ＭＣＳと、受信信号のＭＣＳを比較したが、実施の形態１の上りと下りを逆にしたように、基地局４から中継局１間の予測ＭＣＳと、受信信号のＭＣＳとを比較し、受信信号のＭＣＳが基地局４から中継局１間の予測ＭＣＳの近傍の値であれば中継信号をすぐに送信するとしてもよい。ここにおいて近傍の値であることの判定は、全く同じ値であることの判定も含む。このときの比較についても、大小関係を使用しても良い。なお、大小関係の比較では、受信信号のレベルにある一定量のレベルを足したもの、または引いたものを比較に用いても良い。【０１２４】
なお、上記各実施の形態では、中継局１は中継信号を送信するとしたが、直接送信の品質がある一定以下であると判断した場合には、元の信号を中継するようにしてもよい。【０１２５】
中継信号はＦＥＣと再送(ＡＲＱ)を組み合わせたＨＡＲＱで生成しても良い。このとき、生成する中継信号は、ＨＡＲＱタイプＩであるＣｈａｓｅ合成法を用いてもよいし、ＨＡＲＱのタイプIIであるＩＲ（Incremental Redundancy）法を用いてもよい。Ｃｈａｓｅ合成を用いる場合、受信側では元の信号と、中継信号とを最大比合成して、誤り率特性を改善することができる。【０１２６】
また、ＩＲ法を用いる場合、送信側では中継回数ごとに異なる消去規則により一部を消去された信号を送信し、受信側では元の信号と、元の信号とは異なる部分が消去されている信号とを組み合わせて誤り訂正復号をする。【０１２７】
なお、上記各実施の形態では、移動局３は一度目の送信と、中継局１から送信される信号とを合成するとしたが、一度目に受信した信号の受信品質が低い場合、中継信号だけを使用して受信信号を作成しても良い。【０１２８】
また、上記各実施の形態では、中継局１と基地局４との間、または、移動局３と中継局１との間に、さらに他の中継局が存在してもよい。また、移動局３からの信号を複数の中継局を介して基地局４が受信しても良い。【０１２９】
また、上記各実施の形態における基地局４はNode B、移動局３はUEと表されることがある。また、上記各実施の形態における中継局１は、リピータ、簡易基地局、クラスタヘッド等と呼ばれることもある。また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。また、上記各実施の形態において、基地局４若しくは中継局３にフィードバックされる回線品質情報はＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と呼ばれることもある。【０１３０】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。【０１３１】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。【０１３２】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。【０１３３】
本発明は、特別な追加機能を必要としないで、スループット特性およびMCSの多重度を向上させることができる効果を有し、無線通信方法および無線通信装置等として利用可能である。【０１３４】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。【０１３５】
本出願は、2007年5月11日出願の日本特許出願（特願2007−126678）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明に係る無線通信装置では、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表され、無線通信装置等として有用である。
【図１】
2008142837.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月11日(2009.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信方法および無線通信装置に関し、特に、スループット特性およびMCSの多重度の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などに代表されるセルラ移動体通信システムにおいて高周波の無線帯域を利用し高伝送レートを実現するための技術的なアプローチが盛んに検討されている。高周波の無線帯域を利用した場合は、低周波の無線帯域を利用する場合に比べて伝送距離による減衰が大きくなるため、高伝送レートの実現が期待できる領域が比較的近距離の領域に限定される。
【０００３】
よって、システム内により多くの基地局装置を設置する必要が生じる。基地局装置の設置には相応の費用がかかるため、基地局設置台数の増加を抑制しつつ高伝送レートを実現することが強く求められている。
【０００４】
これを解決しようとする技術として、中継を用いた技術がある。中継を用いると、基地局装置と直接通信できない移動局であっても、中継局装置を介して通信することができる。また、この中継技術を用いて、直接通信を補助する中継局装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す技術では、送信端末が受信端末向けに送信した信号を、補助端末(中継局)も受信する。受信端末は、データの受信に失敗すると、中継要求を補助端末に送信する。中継要求を受信した補助端末は、送信端末から受信した信号を受信端末へ中継する。特許文献１に示す技術では、受信端末が受信できなかった信号を補助端末が中継するので、送信端末の送信回数を減らせるという効果がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す従来技術では、送信端末から受信端末までの回線品質が悪くても、初回は直接通信しようとするので、設定するMCS(Modulation and Coding Scheme)のレートが低くなってしまい、スループット特性が低くなるという問題がある。また、補助端末は、中継要求を受信してから中継するので、その待ち時間の存在によりスループット特性が低くなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、移動体に特別な追加機能を必要としないで、スループット特性およびMCSの多重度を向上させることができる無線通信方法および無線通信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る無線通信システムは、移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、前記中継局が、前記移動局から前記基地局間の上り回線品質を判定する手段と、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から上り中継信号を生成する手段と、生成した前記上り中継信号を前記基地局へ送信する手段と、を備え、前記基地局が、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記中継局との通信に適する多重度に設定したMCSを通知する手段を備える。
【００１０】
上記構成によれば、移動局において受信品質が低い場合、自動的に中継局が中継信号を送信するので、中継要求を送らなくても良くなり、スループット特性が向上する。また、上記構成によれば、移動局に機能を加えなくても、直リンク（移動局と基地局との直接通信）用のMCSと中継局経由用のMCSとを切り替えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る無線通信装置は、本発明に係る無線通信システムを構成する中継局として機能するものである。
【００１２】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する回線品質測定部と、前記回線品質測定部で測定した前記回線品質から、前記移動局から当該無線通信装置間の通信に使用されるMCSを予測するMCS予測部と、前記基地局から受信した信号から、前記基地局が前記移動局向けに通知したMCSを抽出するMCS抽出部と、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルと、前記MCS抽出部で抽出したMCSのレベルとを比較し、２つのMCSレベルが近傍の値であれば、前記上り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える。
【００１３】
上記構成によれば、MCSレベルを用いて比較できるので、移動局から基地局間の回線品質情報を通知する必要がない。
【００１４】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで、前記上り中継信号の送信を行わないものである。
【００１５】
上記構成によれば、移動局での受信品質が十分であるのに中継することを防げる。
【００１６】
また、本発明に係る無線通信装置は、無線通信システムを構成する基地局として機能するものである。
【００１７】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記移動局から前記中継局間のMCSを通知する手段を備える。
【００１８】
上記構成によれば、移動局から中継局間のMCSに設定すると、中継局で受信誤りとなる確率を低くできる。
【００１９】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能と、前記中継局から受信した信号から、前記中継局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能とを有する回線品質測定部と、前記中継局から受信した信号から、前記移動局から前記中継局間の回線品質を抽出する回線品質情報抽出部と、前記回線品質測定部で測定した、前記移動局から当該無線通信装置間の通信の回線品質および前記中継局から当該無線通信装置間の通信の回線品質と、前記回線品質情報抽出部で抽出した前記移動局から前記中継局間の通信の回線品質とから、前記移動局に通知するMCSを決定するMCS通知信号生成部と、を備える。
【００２０】
また、本発明に係る無線通信システムは、移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、前記中継局が、前記基地局から前記移動局間の下り回線品質を判定する手段と、前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から下り中継信号を生成する手段と、生成した前記下り中継信号を前記移動局へ送信する手段と、を備え、前記基地局が、前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度を変更したMCSを通知する手段を備える。
【００２１】
上記構成によれば、移動局において受信品質が低い場合、自動的に中継局が中継信号を送信するので、中継要求を送らなくても良くなり、スループット特性が向上する。
【００２２】
また、本発明に係る無線通信装置は、本発明に係る無線通信システムを構成する中継局として機能するものである。
【００２３】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記基地局から受信した信号から、前記基地局から当該無線通信装置間の回線品質を測定し、前記基地局へ報告する回線品質情報を生成する回線品質情報生成部と、前記基地局から受信した信号のMCSを取得するMCS取得部と、前記移動局から送信された、前記基地局から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報と、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報とを抽出する回線品質情報抽出部と、前記回線品質情報抽出部で抽出した前記基地局から前記移動局間の回線品質情報からMCSレベルを予測するするMCS予測部と、前記MCS取得部で取得したMCSのレベルと、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルとを比較し、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルが、前記MCS取得部で取得したMCSのレベルよりも一定以上高いレベルであれば、前記下り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える。
【００２４】
上記構成によれば、MCSを使用して、移動局における受信品質が十分かどうかを判定することができる。
【００２５】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記基地局から前記移動局間の回線品質、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質、および前記MCS取得部で取得したMCSとから、前記下り中継信号の送信量を決定する送信量決定部を備える。
【００２６】
上記構成によれば、回線品質とMCSから受信品質を予測して、必要な分だけを中継できるので、スループット特性が向上する。
【００２７】
また、本発明に係る無線通信方法は、移動局から基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、前記中継局が、前記移動局から前記基地局間の回線品質を判定するステップと、前記回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から中継信号を生成し、前記基地局へ送信するステップと、を有する。
【００２８】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSとを比較するステップと、前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSのレベルと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSのレベルとが近傍の値である場合に、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する。
【００２９】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで中継しないものである。
【００３０】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記基地局が、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度をかえたMCSを通知するものである。
【００３１】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記移動局へ通知する多重度を変えたMCSとは、前記移動局から前記中継局間のMCSである。
【００３２】
また、本発明に係る無線通信方法は、基地局から移動局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、前記中継局が、前記基地局から前記移動局間の回線品質を判定するステップと、前記回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から中継信号を生成し、前記移動局へ送信するステップと、を有する。
【００３３】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記基地局が送信した信号のMCSと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測されるMCSを比較するステップと、前記基地局が送信した信号のMCSのレベルと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測するMCSのレベルとの差が一定以上あり、前記基地局が送信した信号のMCSレベルが低い場合に、前記基地局から前記移動局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する。
【００３４】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記中継局が、前記移動局が前記基地局へ報告する回線品質を受信するステップと、受信した前記回線品質と、前記基地局が前記移動局向けに送信した信号のMCSとから、前記移動局における受信品質を予測するステップと、前記移動局が所望する受信品質を満たすように、中継信号の送信量を決定するステップと、を有する。
【００３５】
また、本発明に係る無線通信装置は、移動局と基地局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、前記移動局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、取得した前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、前記基地局が前記移動局からの送信に使用するように指定した第２のパラメーターを含む情報を受信する受信手段と、前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、前記判定が肯定のとき、前記移動局が送信した信号を前記基地局に対し中継送信する送信手段と、を備える。
【００３６】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記基地局からの中継要求を受信するまで前記基地局に対する中継送信を抑止するものである。
【００３７】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明に係る無線通信装置は、基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、前記基地局と前記移動局の間の通信品質に関する情報を前記移動局から受信し、さらに前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する、受信手段と、前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、前記第２のパラメーターの値が、前記第１のパラメーターの値若しくはその近傍の値よりも高品質な通信路に用いられるべき値であるか否かを判定する判定手段と、前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える。
【００３９】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記送信手段が、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止するものである。
【００４０】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする。
【００４１】
また、本発明に係る無線通信装置は、基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、前記基地局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する受信手段と、前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える。
【００４２】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記送信手段が、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止するものである。
【００４３】
また、本発明に係る無線通信装置は、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る無線通信方法および無線通信装置によれば、移動局から基地局間の回線品質が低い場合は、中継が必要になることを予測して中継要求をまたずに中継局から中継することができるので、スループット特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信方法のシステム構成図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線通信方法のシーケンス図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る中継局のブロック図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る中継局のフロー図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る基地局のブロック図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る無線通信方法のシステム構成図
【図７】本発明の第２の実施形態に係る無線通信方法のシーケンス図
【図８】本発明の第２の実施形態に係る中継局のブロック図
【図９】中継で求められるＳＮＲの求め方の説明図
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る中継局のフロー図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る基地局のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００４７】
(実施の形態1：上りリンクの中継）
本実施の形態では、移動局、中継局および基地局で構成される通信システムにおいて、移動局から基地局へ信号を送信する際、移動局から基地局へ送信される信号を、必要に応じて、中継局が中継する上りリンクの例を説明する。本実施の形態では、中継局は、移動局が送信した基地局向けの信号を受信し、移動局が送信した基地局向けの信号の、基地局における受信品質が十分かどうかを判定し、受信品質が低いと判定すると、中継要求を待たずに中継信号（上り中継信号）を送信（中継）する。中継局は、受信品質が高いと判定すると、基地局から中継要求があるまで、中継をしない。
【００４８】
また、基地局は、移動局から基地局間の回線品質が低いと、移動局へ、移動局から中継局間の回線品質に合うMCS(Modulation and Coding Scheme)を通知する。このとき移動局は、通知されたMCSで送信するので、中継局向けのMCSであってもそのことに気づかずに、通知されたMCSで送信することができる。
【００４９】
このようにすると、移動局から基地局間の回線品質が低い場合に、中継局は、中継が必要になることを予測して、中継要求を待たずに中継することができるので、スループット特性を向上することができる。
【００５０】
また、回線品質が低い場合には、基地局が、中継局経由で送信することを想定してMCSを設定するので、MCSの多重度を上げることができる。さらに、移動局は基地局から指定されたMCSで送信するだけなので、特別な追加機能を必要としない。
【００５１】
[システム構成]
本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する無線通信装置は、第一の無線通信装置からの送信信号を第二の無線通信装置へ中継送信する無線通信装置であって、例えば、移動体通信システムにおいて使用される中継局に搭載されるものである。なお、以下の実施の形態では、中継送信を行う無線通信装置を中継局、第一の無線通信装置を移動局、第二の無線通信装置を基地局として説明する。
【００５２】
図１に示す移動体通信システムは、中継局１と移動局３と基地局４とで構成される。この移動体通信システムでは、図１に示すように、移動局３の送信する信号は、基地局４と中継局１で受信される。中継局１は、基地局４での受信品質が低いと判断したとき、中継要求を待たずに、受信信号を基地局４へ中継する。基地局４は、移動局３から受信した信号と、中継局１から受信した信号を合成して受信信号を生成する。
【００５３】
[シーケンス図]
図２に示すシーケンス図を用いて全体処理について説明する。図２の(a)は、 移動局３が基地局４へ直接通信する場合のシーケンスを示し、(b)は移動局３が中継局１経由で送信する場合のシーケンスを示す。
【００５４】
基地局４は、移動局３から基地局４間の回線品質と、中継局１から基地局４間の回線品質と、移動局３から中継局１間の回線品質を把握している。基地局４は、移動局３から基地局４間の回線品質と、中継局１から基地局４間の回線品質とを、基地局４に送信された信号から測定して求める。基地局４は、移動局３から中継局１間の回線品質を、中継局１から報告を受けて把握する。
【００５５】
基地局４は、3つの回線品質を使用して、移動局３が直接基地局４へ送信したほうが良いか、中継局１経由で送信したほうが良いか決定する。基地局４は、移動局３から直接基地局４へ送信したほうが良いと判断すると、図２(a)に示すように、フレーム１で移動局３へ基地局４向けのMCSを通知する。
【００５６】
このとき中継局１も通知されたMCSを受信し、移動局３がどのMCSで送信するかを知る。中継局１は、基地局４から移動局３向けに通知されたMCSと、移動局３から中継局１間の回線品質から予測するMCS（予測MCS）とを比較する。ここで、移動局３から中継局１間の回線品質から予測するMCS（予測MCS）は、移動局３と中継局１との間の回線品質に対応するパラメーター（第１のパラメーター）であり、基地局４から移動局３向けに通知されたMCSは、基地局４が移動局３からの送信に使用するように指定したパラメーター（第２のパラメーター）である。
【００５７】
二つのMCSレベルが近傍の値であれば、中継局１は、次の信号が中継局１経由のものであると判定する。また、中継局１は、基地局４から移動局３向けに通知されたMCSが、移動局３から中継局１間の予測MCSよりも一定レベル以上多重度が低ければ、次の信号が直接基地局４へ送信されるものであると判断する。
【００５８】
図２(a)では、中継局１は、フレーム１で、上記判断手法を用いて、次の信号が基地局４に直接通信されると判断する。その後、フレーム2で、移動局３は基地局４向けに信号を送信する。基地局４と中継局１は、移動局３からの信号を受信する。
【００５９】
基地局４は、受信した信号に誤りがあるかどうか判定する。誤りがあると、基地局４は、フレーム3で中継局１へ中継要求を送信する。中継局１は、中継要求を受信すると、保存しておいた受信信号から中継信号を生成して、フレーム4で基地局４へ送信する。図２(a)では、基地局４において信号が誤る例を示したが、信号を正しく受信できた場合、そこで通信は終了となる。
【００６０】
次に、移動局３から基地局４間の回線品質が低く、基地局４が、中継局１経由で送信したほうが良いと判断する場合について示す。図２(b)に示すように、基地局４は、中継局１経由で通信すると判断すると、フレーム１で移動局３へ中継局１向けのMCSを通知する。このとき図２(a)と同様に、中継局１も通知されたMCSを受信し、移動局３がどのMCSで送信するかを知る。
【００６１】
図２(b)では、フレーム１で、中継局１は、移動局３向けに通知されたMCSと、移動局３から基地局４間の回線品質から予測するMCSとを比較する。二つのMCSレベルが近傍の値である場合、中継局１は、次の信号が中継局１経由のものであると判定（中継判定）し、中継信号の送信を決定する。
【００６２】
その後、フレーム2で、移動局３は基地局４向けに信号を送信する。基地局４と中継局１は、移動局３からの信号を受信する。中継局１は、フレーム１で、MCSから次の信号が中継局１経由のものであると判定し、中継信号の送信を決定したので、フレーム３で、中継信号を生成して基地局４へ送信する。
【００６３】
[中継局ブロック図]
図３は本実施の形態に係る中継局１の構成を示すブロック図である。中継局１において、無線受信部２３は、移動局３または基地局４からの信号を、アンテナ２４を介して受信し、ダウンコンバート等の無線処理を行って出力する。無線受信部２４から出力された信号は、復調部１９で復調され、復号部１７で復号される。また、無線受信部２４から出力された信号は、後述する回線品質測定部２１、中継要求受信部２２へ入力される。復号部１７で復号された信号は、バッファ部１１で保存される。また、復号部１７で復号された信号は、後述するＭＣＳ抽出部１６へ入力される。
【００６４】
回線品質測定部２１では、移動局３から受信した信号から、移動局３から中継局１間の回線品質を測定する。測定された回線品質は、移動局−中継局間MCS予測部２０に入力される。移動局−中継局間MCS予測部２０では、測定された移動局から中継局間の回線品質から、中継する場合にどのMCSを使用するかを予測する。
【００６５】
移動局−中継局間MCS予測部２０で予測したＭＣＳの情報のうち、基地局４で保持されている情報と同様の情報をＭＣＳ比較部１８へ入力する。また、MCS抽出部１６では、復号部１７で復号された信号から、基地局４が移動局３向けに通知したMCSを抽出する。MCS抽出部１６で抽出された、移動局３から基地局４間のMCSは、MCS比較部１８に入力される。
【００６６】
MCS比較部１８では、移動局−中継局間MCS予測部２０で予測した移動局３から中継局１間のMCSと、MCS抽出部１６で抽出した、基地局４から通知された移動局３から基地局４間のMCSのレベルとを比較する。そしてMCS比較部１８は、上記２つのMCSレベルが近ければ、次の信号が中継局１経由であると判定し、移動局３から中継局１間のMCSが移動局３から基地局４間のMCSよりも一定以上低いレベル(多重度が低い)であれば、次の信号が直接通信であると判定する。MCS比較部１８は、次の信号が中継局１経由であると判定すると、バッファ部１１へ中継信号の送出を指示する。また、MCS比較部１８が直接通信であると判断すると、中継局１は、次のフレームではなにもしない。
【００６７】
中継要求受信部２２は、基地局４から中継要求信号を受信すると、バッファ部１１に中継信号の送信を指示する。バッファ部１１から出力された中継信号は、符号化部１２で符号化され、変調部１３へ入力される。変調部１３で変調された中継信号は、無線送信部１４へ入力される。無線送信部１４は、入力された中継信号に対してアップコンバート等の無線処理を施して、アンテナ１５から中継信号を送信する。
【００６８】
MCS比較部１８の動作について、例をあげて説明する。MCSレベルが表１のように設定されており、基地局４と中継局１はこの表を保持しているとする。
【００６９】
【表１】
2008142837.tif 000016
【００７０】
中継局１は、基地局４から移動局３に通知されるMCSと、移動局３から中継局１間のMCSのレベルとを比較して、レベル差が±1以内であれば、両レベルが近傍の値であると判定し、中継要求を待たずに中継信号を送信する。
【００７１】
中継局１は、移動局３が送信した信号から、回線品質測定部２１でSNRの値を取得する。そして、移動局から中継局間MCS予測部２０で、SNRの値から表を用いてMCSを予測する。このとき、SNR=6[dB]であったとすると、表１より、MCSレベルは3になる。レベル3のMCSはQPSK1/2であるので、予測MCSをQPSK1/2とする。
【００７２】
次に、中継局１は、MCS抽出部１６で、基地局４から移動局３へ通知されたMCSを取得する。通知されたMCSがQPSK1/3であったとすると、表１よりMCSレベルは2である。予測MCSレベルが3であり、通知されたMCSレベルが2であるので、中継局１は、2つのMCSレベルが予め定められた範囲内であり、すなわち、移動局３が中継局１経由で送信していると判定し、中継要求を待たずに送信すると決定する。
【００７３】
通知されたMCSのレベルが4以上であると、中継局１は、移動局３が直接基地局４へ送信していると判定し、中継信号は中継要求があるまで送信しない。
【００７４】
[中継局フロー図]
図４は本実施の形態に係る中継局の処理手順を示すフロー図である。
step11では、中継局１は、移動局３が送信した信号を使用して、回線品質測定部２１にて、移動局３から中継局１間の回線品質を測定する。step12では、中継局１は、移動局―中継局間MCS予測部２にて、step11で測定した回線品質から、移動局３から中継局１間のMCSを予測する。予測には、表１に示したMCSレベルの表を使用する。ここで予測したMCSをMCS_Aとする。step13では、中継局１は、step11で測定した移動局３から中継局１間の回線品質を基地局４へ報告する。
【００７５】
次に、step14では、中継局１は、基地局４が移動局３へ送信した信号を受信し、制御信号から、指定されたMCSを取得する。ここで取得したMCSをMCS_Bとする。step15で中継局１は、ＭＣＳ比較部１８にて、MCS_AのレベルとMCS_Bのレベルを比較する。中継局１は、MCS_BのレベルがMCS_A±１の範囲内であれば、中継が必要であると判定しstep16へ移行し、それ以外であればstep17へ移行する。そして、step16では、中継局１は、基地局４から受信した信号を移動局３へ中継する。また、step17では、中継局１は、移動局３から中継要求があるかどうかを判定する。中継局１は、中継要求があるとstep16へ移行し、中継要求がなければ終了へ移行する。
【００７６】
なお、step13の回線品質の報告は、毎回報告しなくてもよい。例えば、回線品質に変化があったときのみ報告するようにしても良い。
【００７７】
[基地局ブロック図]
図５は本実施の形態に係る基地局４の構成を示すブロック図である。図３に示した中継局１と等しい機能を有する部分は説明を省略する。回線品質測定部６１では、移動局３から受信した信号から、移動局３から基地局４間の回線品質を測定し、中継局１から受信した信号から、中継局１から基地局４間の回線品質を測定する。そして回線品質測定部６１は、測定結果をMCS通知信号生成部５８へ入力する。
【００７８】
回線品質情報抽出部５７では、復号部５９で復号された信号（中継局１から受信した信号）から、中継局１から報告された、移動局３から中継局１間の通信の回線品質情報を抽出する。回線品質情報抽出部５７で抽出された回線品質情報は、MCS通知信号生成部５８へ入力される。MCS通知信号生成部５８では、移動局３から基地局４間の回線品質と中継局１から基地局４間の回線品質と移動局３から中継局１間の回線品質とから、移動局３にどのMCSを通知するか決定する。
【００７９】
このとき、基地局４は、中継局１で保持している表と同一の表を保持している。基地局４のMCS通知信号生成部５８は、この表に基づいて、移動局３に直接通信させたい場合は、移動局３に通知するMCSを、移動局３と中継局１間の予測MCSとレベルが2つ以上はなれたMCSとし、中継局１経由で通信させたい場合は、移動局３と中継局１間の予測MCSとレベルが1つ以内の差であるMCSとするMCS通知信号を生成する。MCS通知信号生成部５８は、決定したMCSを通知するMCS通知信号を符号化部５１へ入力する。
【００８０】
一方、誤り判定部５６では、受信信号（復号部５９で復号された信号）に誤りがあるかどうかをCRCなどで判定する。誤り判定部５６は、誤りがある場合、中継要求生成部５５へ誤りがあることを通知し、中継要求生成部５５では、中継要求信号を生成し、符号化部５１へ入力する。
【００８１】
このように、本実施の形態では、移動局３から基地局４間の回線品質が低い場合は、中継が必要になることを予測して、中継要求をまたずに中継局１から中継信号を送信することができるので、スループット特性を向上することができる。
【００８２】
また、回線品質が低い場合には、中継局１経由で送信することを想定して移動局３が送信するMCSを設定できるので、MCSの多重度を上げることができる。さらに、移動局３は基地局４から指定されたMCSで送信するだけなので、特別な追加機能を必要としないで直接通信と中継局１通信の切り替えをすることができる。
【００８３】
なお、基地局４は、通信が始まる前に中継局１に対して、担当する移動局３を通知するようにしても良い。また、移動局３から基地局４間までの回線品質が一定以上高くなると、中継局１へ、担当を外れるように通知しても良い。
【００８４】
なお、中継局１か基地局４へ移動局３から中継局１間の品質を報告する頻度は、あらかじめ決められた周期でおこなってもよいし、変更があったときのみ報告するようにしてもよい。
【００８５】
なお、中継局１が判定するレベル差は、本実施の形態では±1としたが0としても良いし、また、-1〜2などのように、範囲を定めても良い。レベル差の範囲は通信を開始する前に、基地局が中継局へ通知してもよいし、システムで予め定められていても良い。
【００８６】
なお、上記例ではレベル差が範囲内であるかどうかで判定したが、大小関係で判定しても良い。
【００８７】
なお、回線品質とは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類などを使用しても良い。
【００８８】
なお、移動局３は、回線品質を推定するためのパイロット部分と、データ部分の送信電力を別々に設定できるようになっており、パイロット部分の電力は基地局４まで届く値に設定されても良い。
【００８９】
(実施の形態2：下りリンクの中継）
本実施の形態では、実施の形態１と同様に移動局、中継局および基地局で構成される通信システムにおいて、実施の形態１（上りリンクの中継）と異なり、基地局から移動局へ送信される信号を、必要に応じて、中継局が中継する下りリンクの例を説明する。本実施の形態では、中継局は、回線品質から求めた基地局から移動局間のMCSと、受信信号のMCSとを比較して、基地局が直接通信向けに送信したか、中継局経由で送信した（下り回線品質が低い）かを判定する。中継局は、中継局経由と判断すると、中継要求を待たずに中継信号（下り中継信号）を移動局へ送信する。
【００９０】
本実施の形態では、中継局が中継信号を移動局へ送信する際に、中継局は、移動局で必要とする中継信号量を予測して、予測した中継信号量を満たせるように中継信号を送信する。中継局は、中継信号量を予測するために、移動局が基地局へ報告する基地局から移動局間の回線品質と、中継局から移動局間の回線品質と、基地局から移動局へ送信した信号量の情報を取得する。
【００９１】
このようにすると、移動局で必要となる受信品質を満たしているかどうか中継局が判断して、中継信号を送信することができる。また、必要となる中継信号量を計算できるので、必要な分だけを中継することができるため、スループット特性が向上する。
【００９２】
[システム構成]
図６に示す移動体通信システムは、図１と同様に、中継局１と移動局３と基地局４とで構成される。この移動体通信システムでは、図６に示すように、基地局４の送信する信号は、移動局３と中継局１で受信される。中継局１は、移動局３で受信した信号が不十分であると判断すると、受信した信号を移動局３へ中継する。移動局３は、基地局４から受信した信号と、中継局１から受信した信号とを合成して受信信号を生成する。また、本実施の形態では、上り回線(移動局３から基地局４間)は、直接通信せずに、中継局１経由で通信する。
【００９３】
[シーケンス図]
図７に示すシーケンス図を用いて本実施の形態の全体処理について説明する。図７の(a)は、基地局４が移動局３へ直接通信する場合のシーケンスを示し、(b)は基地局４が中継局１経由で送信する場合のシーケンスを示す。
【００９４】
移動局３は、図示するフレーム（フレーム１〜フレーム５）以前に、基地局４と中継局１からの信号を受信し、基地局４から移動局３間の回線品質情報と、中継局１から移動局３間の回線品質情報を生成しており、フレーム１でこれらの回線品質情報を中継局１へ送信する。中継局１は、受信した回線品質情報と基地局４から中継局１間の回線品質情報とをフレーム2で基地局４へ送信する。
【００９５】
基地局４は、基地局４から移動局３と、基地局４から中継局１と、中継局１から移動局３の3つの回線品質を使用して、基地局４が直接移動局３へ送信したほうが良いか、中継局１経由で送信したほうが良いか決定する。基地局４は、回線品質情報から、MCSを決定してフレーム3で信号を送信する。
【００９６】
中継局１は、フレーム3で基地局４が送信した信号を受信し、受信信号の制御信号部分からMCSを取得する。また、中継局１は、取得したMCSと、移動局３から受信した基地局４から移動局３間の回線品質から予測するMCSとを比較する。MCSの予測は、実施の形態１で示したように、中継局１が保持する、回線品質とMCSを対応させた表に基づいて行う。ここで、基地局４から移動局３間の回線品質から予測するMCSは、基地局４と移動局３の間の通信品質に対応するパラメーター（第１のパラメーター）の一例であり、基地局４から受信した信号の制御信号部分から取得したMCSは、基地局４からの送信に使用されるパラメーター（第２のパラメーター）の一例である。
【００９７】
二つのMCSレベルが近ければ、中継局１は、受信信号が直接通信であると判定し、受信信号のMCSが、基地局４から移動局３間の予測MCSよりも多重度が高いレベルであれば、受信信号が中継局１経由であると判断する。
【００９８】
図７(a)では、中継局１は、フレーム３で、受信信号が直接通信された信号と判断する。直接通信されたと判定した場合、中継局１は次のフレーム4では送信しない。移動局３は、フレーム3で信号を受信すると、受信した信号に誤りがあるかどうか判定する。誤りがあると、移動局３は、中継局１へフレーム4で中継要求を送信する。
【００９９】
中継要求を受信した中継局１は、基地局４から移動局３間の回線品質と、中継局１から移動局３間の回線品質とから、中継信号量を決定し、フレーム5で移動局３へ中継信号を送信する。図７(a)では、基地局４において信号が誤る例を示したが、信号を正しく受信できた場合、そこで通信は終了となる。
【０１００】
次に、基地局４から移動局３間の回線品質が低く、基地局４が、中継局１経由で送信したほうが良いと判断する場合について示す。図７(b)に示すように、フレーム１とフレーム2の動作は、図７(a)と同じである。
【０１０１】
基地局４は、3つの回線品質から、中継局１経由で通信すると判断すると、フレーム3で基地局４から中継局１間用のMCSで信号を送信する。中継局１は、フレーム3で基地局４が送信した信号を受信し、受信信号のMCSを取得する。中継局１は、取得したMCSと、移動局３から受信した基地局４から移動局３間の回線品質から予測するMCSとを比較する。
【０１０２】
中継局１は、二つのMCSレベルを比較し、受信信号のMCSのレベルが高い(多重度が高い)場合、受信信号が中継局１経由であると判定する。そして中継局１は、フレーム３において、フレーム4で中継信号を送信するために、中継信号量を決定する。
【０１０３】
中継信号量は、図７(a)と同様に、基地局４から移動局３間の回線品質と、中継局１から移動局３間の回線品質とから決定される。中継局１は、中継信号量（送信量）を決定すると、フレーム４で中継信号を移動局３へ送信する。
【０１０４】
なお、移動局３ではフレーム3の信号に誤りがあると判定するとフレーム4で中継要求を送信するが、中継局１は、中継信号を同フレームで送信しているので、フレーム4の中継要求は無視する。
【０１０５】
[中継局ブロック図]
図８は本実施の形態に係る中継局１の構成を示すブロック図である。図３と等しい機能を有する部分については説明を省略する。
【０１０６】
回線品質情報生成部３５では、基地局４から受信した信号の回線品質（基地局４から中継局１間の回線品質）を測定し、基地局４へ報告するために、回線品質情報を生成して、符号化部１２へ入力する。MCS取得部３３は、基地局４から受信した信号からMCSを取得して、MCS比較部１８と送信量決定部３４へ入力する。
【０１０７】
回線品質情報抽出部３２では、復号部１７で復号された信号から、移動局３から送信された、基地局４から移動局３間の回線品質を示す回線品質情報と、中継局１から移動局３間の回線品質を示す回線品質情報とを抽出する。回線品質情報抽出部３２で抽出した回線品質情報は、符号化部１２とMCS予測部３１へ入力される。MCS予測部３１では、入力された基地局４から移動局３間の回線品質情報からMCSレベルを予測して、MCS比較部１８へ入力する。
【０１０８】
MCS比較部１８は、受信信号（基地局４から受信した信号）のMCSレベルと、予測した基地局４から移動局３間のMCSレベルの大小関係を比較して、受信信号のMCSレベルが、予測した基地局４から移動局間３のMCSレベル以下であれば、受信信号が直接通信であると判定し、受信信号のMCSレベルが基地局４から移動局３間のMCSレベルよりも一定以上高いレベル(多重度が高い)であれば、受信信号が中継局１経由であると判定する。
【０１０９】
中継局１は、受信信号が中継局１経由であると判定すると、バッファ部１１へ受信信号を出力するように指示をする。また、送信量決定部３４は、基地局４から移動局３間の回線品質と、中継局１から移動局３間の回線品質と、受信信号のMCS（MCS取得部３３で取得したMCS）から中継信号の送信量を決定する。決定した送信量は、符号化部１２へ入力される。
【０１１０】
中継局１での送信量決定方法について説明する。送信量決定部３４は、受信信号のMCSと、基地局４から移動局３間の回線品質と中継局１から移動局３の回線品質とから送信量を求める。
【０１１１】
まず、図９に示すように、送信量決定部３４は、受信信号のMCSと基地局４から移動局３間の回線品質とから、移動局３での受信信号の予測SNRを求める。そして送信量決定部３４は、予測SNRと、移動局３が正しく信号を受信するために必要となる所望SNRとを比較する。
【０１１２】
受信信号の予測SNRが所望SNRを満たしていない場合、送信量決定部３４は、所望SNRから予測SNRを引いた値を中継信号で求められるSNRとする。そこで、送信量決定部３４は、中継信号で求められるSNRから、中継局１から移動局３間の回線品質から求めたSNRを引いた値を使用して、中継信号の送信量を決定する。
【０１１３】
例として、受信信号のMCSがQPSK  1/2であり、送信された信号列が、システマティックビットSとパリティビットP1であったとする。このとき、中継信号で必要となるSNRから中継局１から移動局３間のＳＮＲを引いた値と送信ビット列と変調多値数との関係を表２に示す。
【０１１４】
【表２】
2008142837.tif 000017
【０１１５】
[中継局のフロー図]
図１０は本実施の形態に係る中継局の処理手順を示すフロー図である。
Step21では、中継局１は、基地局４が送信した信号から、回線品質情報生成部３５にて、基地局４から中継局１間の回線品質を測定する。Step22では、中継局１は、移動局３が測定した基地局４から移動局３間の回線品質情報を受信する。Step23では、中継局１は、移動局３が測定した中継局１から移動局３間の回線品質を受信する。次に、Step24では、中継局１は、ＭＣＳ予測部３１にて、step22で受信した基地局４から移動局３間の回線品質から、基地局４から移動局３間のMCSを予測する。MCSの予測は表１を使用する。ここで予測したMCSをMCS_Cとする。Step25では、中継局１は、step21で測定した回線品質と、step22とstep23で受信した回線品質とを基地局４へ報告する。
【０１１６】
次に、Step26では、中継局１は、基地局４が移動局３へ送信した信号を受信する。そして、Step27では、ＭＣＳ取得部３３にて、step26で受信した信号の制御信号から、基地局４が移動局３へ指定したMCSを取得する。ここで取得したMCSをMCS_Dとする。Step28では、中継局１は、ＭＣＳ比較部３１にて、step24で予測したMCS_Cと基地局４が移動局３へ指定したMCS_Dとを比較する。中継局１は、MCS_DのレベルがMCS_Cのレベルよりも高ければ、信号の多重度が予測よりも高いので中継が必要であると判定してstep29へ移行し、低ければstep30へ移行する。Step29では、中継局１は、送信量決定部３４にて、表2を使用して、中継信号で必要になるSNRと中継局１から移動局３間のSNRから、中継信号の送信ビット列と変調多値数を計算する。
【０１１７】
そして、Step30では、中継局１は、中継信号を送信する。Step31では、中継局１は、移動局３から中継要求があるかどうかを判定する。中継局１は、中継要求があるとstep29へ移行し、中継要求がなければ終了へ移行する。
【０１１８】
[基地局ブロック図]
図１１は本実施の形態に係る基地局４の構成を示すブロック図である。図５に示した中継局１と等しい機能を有する部分は説明を省略する。回線品質情報抽出部５７では、中継局１から受信した信号から、基地局４から移動局３間の回線品質情報、基地局４から中継局１間の回線品質情報、中継局１から移動局３間の回線品質情報を抽出する。
【０１１９】
回線品質情報抽出部５７で抽出した回線品質情報は、MCS決定部７１へ入力される。MCS決定部７１では、3つの回線品質から、直接移動局３へ送信するMCSにするか、中継局１経由で送信するMCSにするか決定し、決定したMCSを符号化部５１と変調部５２へ指示する。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、移動局３から基地局４のアップリンクは中継局１を経由するとしたが、アップリンクが直接通信であってもよい。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、中継信号で必要となるSNR[dB] から中継局１から移動局３間のSNR[dB]を引いた値と、送信ビット列、変調多値数の関係として表２に示した例を使用したが、数値の異なる表であっても良い。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、基地局４から移動局３間の予測ＭＣＳと、受信信号のＭＣＳを比較したが、実施の形態１の上りと下りを逆にしたように、基地局４から中継局１間の予測ＭＣＳと、受信信号のＭＣＳとを比較し、受信信号のＭＣＳが基地局４から中継局１間の予測ＭＣＳの近傍の値であれば中継信号をすぐに送信するとしてもよい。ここにおいて近傍の値であることの判定は、全く同じ値であることの判定も含む。このときの比較についても、大小関係を使用しても良い。なお、大小関係の比較では、受信信号のレベルにある一定量のレベルを足したもの、または引いたものを比較に用いても良い。
【０１２３】
なお、上記各実施の形態では、中継局１は中継信号を送信するとしたが、直接送信の品質がある一定以下であると判断した場合には、元の信号を中継するようにしてもよい。
【０１２４】
中継信号はＦＥＣと再送(ＡＲＱ)を組み合わせたＨＡＲＱで生成しても良い。このとき、生成する中継信号は、ＨＡＲＱタイプＩであるＣｈａｓｅ合成法を用いてもよいし、ＨＡＲＱのタイプIIであるＩＲ（Incremental Redundancy）法を用いてもよい。Ｃｈａｓｅ合成を用いる場合、受信側では元の信号と、中継信号とを最大比合成して、誤り率特性を改善することができる。
【０１２５】
また、ＩＲ法を用いる場合、送信側では中継回数ごとに異なる消去規則により一部を消去された信号を送信し、受信側では元の信号と、元の信号とは異なる部分が消去されている信号とを組み合わせて誤り訂正復号をする。
【０１２６】
なお、上記各実施の形態では、移動局３は一度目の送信と、中継局１から送信される信号とを合成するとしたが、一度目に受信した信号の受信品質が低い場合、中継信号だけを使用して受信信号を作成しても良い。
【０１２７】
また、上記各実施の形態では、中継局１と基地局４との間、または、移動局３と中継局１との間に、さらに他の中継局が存在してもよい。また、移動局３からの信号を複数の中継局を介して基地局４が受信しても良い。
【０１２８】
また、上記各実施の形態における基地局４はNode B、移動局３はUEと表されることがある。また、上記各実施の形態における中継局１は、リピータ、簡易基地局、クラスタヘッド等と呼ばれることもある。また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。また、上記各実施の形態において、基地局４若しくは中継局３にフィードバックされる回線品質情報はＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と呼ばれることもある。
【０１２９】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１３０】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【０１３１】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１３２】
本発明は、特別な追加機能を必要としないで、スループット特性およびMCSの多重度を向上させることができる効果を有し、無線通信方法および無線通信装置等として利用可能である。
【０１３３】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【０１３４】
本出願は、2007年5月11日出願の日本特許出願（特願2007−126678）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明に係る無線通信装置では、前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターが、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表され、無線通信装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  中継局
３  移動局
４  基地局
１１  バッファ
１２，５１  符号化部
１３，５２  変調部
１４，５３  無線送信部
１５，２４，５４，６３  アンテナ
１６  ＭＣＳ抽出部
１７，５９  復号部
１８  ＭＣＳ比較部
１９，６０  復調部
２０，３１  ＭＣＳ予測部
２１，６１  回線品質測定部
２２  中継要求受信部
２３，６２  無線受信部
３２，５７  回線品質情報抽出部
３３  ＭＣＳ取得部
３４  送信量決定部
３５  回線品質情報生成部
５５  中継要求生成部
５６  誤り判定部
５８  ＭＣＳ通知信号生成部
７１  ＭＣＳ決定部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、
前記中継局は、
前記移動局から前記基地局間の上り回線品質を判定する手段と、
前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から上り中継信号を生成する手段と、
生成した前記上り中継信号を前記基地局へ送信する手段と、を備え、
前記基地局は、前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記中継局との通信に適する多重度に設定したMCSを通知する手段を備える無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムを構成する中継局として機能する無線通信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信装置であって、
前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する回線品質測定部と、
前記回線品質測定部で測定した前記回線品質から、前記移動局から当該無線通信装置間の通信に使用されるMCSを予測するMCS予測部と、
前記基地局から受信した信号から、前記基地局が前記移動局向けに通知したMCSを抽出するMCS抽出部と、
前記MCS予測部で予測したMCSのレベルと、前記MCS抽出部で抽出したMCSのレベルとを比較し、２つのMCSレベルが近傍の値であれば、前記上り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える無線通信装置。
【請求項４】
請求項２記載の無線通信装置であって、
前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで、前記上り中継信号の送信を行わないものである無線通信装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信システムを構成する基地局として機能する無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記上り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ、前記移動局から中継局間のMCSを通知する手段を備える無線通信装置。
【請求項７】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記移動局から受信した信号から、前記移動局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能と、前記中継局から受信した信号から、前記中継局から当該無線通信装置間の回線品質を測定する機能とを有する回線品質測定部と、
前記中継局から受信した信号から、前記移動局から前記中継局間の回線品質を抽出する回線品質情報抽出部と、
前記回線品質測定部で測定した、前記移動局から当該無線通信装置間の通信の回線品質および前記中継局から当該無線通信装置間の通信の回線品質と、前記回線品質情報抽出部で抽出した前記移動局から前記中継局間の通信の回線品質とから、前記移動局に通知するMCSを決定するMCS通知信号生成部と、を備える無線通信装置。
【請求項８】
移動局と基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信システムであって、
前記中継局は、
前記基地局から前記移動局間の下り回線品質を判定する手段と、
前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から下り中継信号を生成する手段と、
生成した前記下り中継信号を前記移動局へ送信する手段と、を備え、
前記基地局は、前記下り回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度を変更したMCSを通知する手段を備える無線通信システム。
【請求項９】
請求項８記載の無線通信システムを構成する中継局として機能する無線通信装置。
【請求項１０】
請求項９記載の無線通信装置であって、
前記基地局から受信した信号から、前記基地局から当該無線通信装置間の回線品質を測定し、前記基地局へ報告する回線品質情報を生成する回線品質情報生成部と、
前記基地局から受信した信号のMCSを取得するMCS取得部と、
前記移動局から送信された、前記基地局から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報と、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質を示す回線品質情報とを抽出する回線品質情報抽出部と、
前記回線品質情報抽出部で抽出した前記基地局から前記移動局間の回線品質情報からMCSレベルを予測するするMCS予測部と、
前記MCS取得部で取得したMCSのレベルと、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルとを比較し、前記MCS予測部で予測したMCSのレベルが、前記MCS取得部で取得したMCSのレベルよりも一定以上高いレベルであれば、前記下り回線品質が低いと判定するMCS比較部と、を備える無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置であって、
前記基地局から前記移動局間の回線品質、当該無線通信装置から前記移動局間の回線品質、および前記MCS取得部で取得したMCSとから、前記下り中継信号の送信量を決定する送信量決定部を備える無線通信装置。
【請求項１２】
移動局から基地局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局から前記基地局間の回線品質を判定するステップと、
前記回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局から受信した信号から中継信号を生成し、前記基地局へ送信するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSとを比較するステップと、
前記移動局から前記基地局間に割り当てられたMCSのレベルと、前記移動局から前記中継局間の回線品質から予測するMCSのレベルとが近傍の値である場合に、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局から前記基地局への回線品質が高いと判定した場合に、前記移動局から中継要求があるまで中継しない無線通信方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の無線通信方法であって、
前記基地局は、前記移動局から前記基地局間の回線品質が低いと判定した場合に、前記移動局へ多重度をかえたMCSを通知する無線通信方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の無線通信方法であって、
前記移動局へ通知する多重度を変えたMCSとは、前記移動局から前記中継局間のMCSである無線通信方法。
【請求項１７】
基地局から移動局間の信号を中継局が中継送信する無線通信方法であって、
前記中継局は、前記基地局から前記移動局間の回線品質を判定するステップと、
前記回線品質が低いと判定した場合に、前記基地局から受信した信号から中継信号を生成し、前記移動局へ送信するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記基地局が送信した信号のMCSと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測されるMCSを比較するステップと、
前記基地局が送信した信号のMCSのレベルと、前記基地局から前記移動局間の回線品質から予測するMCSのレベルとの差が一定以上あり、前記基地局が送信した信号のMCSレベルが低い場合に、前記基地局から前記移動局間の回線品質が低いと判断するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記移動局が前記基地局へ報告する回線品質を受信するステップと、受信した前記回線品質と、前記基地局が前記移動局向けに送信した信号のMCSとから、前記移動局における受信品質を予測するステップと、
前記移動局が所望する受信品質を満たすように、中継信号の送信量を決定するステップと、を有する無線通信方法。
【請求項２０】
移動局と基地局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、
前記移動局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、
取得した前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、
前記基地局が前記移動局からの送信に使用するように指定した第２のパラメーターを含む情報を受信する受信手段と、
前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定が肯定のとき、前記移動局が送信した信号を前記基地局に対し中継送信する送信手段と、を備える無線通信装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の無線通信装置であって、
前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記基地局からの中継要求を受信するまで前記基地局に対する中継送信を抑止する、無線通信装置。
【請求項２２】
請求項２０記載の無線通信装置であって、
前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２３】
基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、
前記基地局と前記移動局の間の通信品質に関する情報を前記移動局から受信し、さらに前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する、受信手段と、
前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、
前記第２のパラメーターの値が、前記第１のパラメーターの値若しくはその近傍の値よりも高品質な通信路に用いられるべき値であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える無線通信装置。
【請求項２４】
請求項２３記載の無線通信装置であって、
前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止する、無線通信装置。
【請求項２５】
請求項２３記載の無線通信装置であって、
前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２６】
基地局と移動局との間の通信を中継する中継局として機能する無線通信装置であって、
前記基地局と前記中継局との間の通信品質を取得する取得手段と、
前記通信品質に対応する第１のパラメーターを選択する選択手段と、
前記基地局からの送信に使用される第２のパラメーターに関する情報を前記基地局から受信する受信手段と、
前記第２のパラメーターの値が前記第１のパラメーターの値の近傍の値であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定が肯定のとき、前記基地局が送信した信号を前記移動局に対し中継送信する送信手段と、を備える無線通信装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の無線通信装置であって、
前記送信手段は、前記判定が否定のとき、前記移動局からの中継要求を受信するまで前記移動局に対する中継送信を抑止する、無線通信装置。
【請求項２８】
請求項２６記載の無線通信装置であって、
前記第１のパラメーター及び第２のパラメーターは、MCSレベル、CQI、SNR、SIR、SINR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力、誤り率、伝送レート、スループット、予測誤り率、移動局の移動速度、チャネル変動の激しさ、誤り訂正符号の種類の内、何れか１つ以上を用いて表されることを特徴とする無線通信装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008142837.tif 000018
【図２】
2008142837.tif 000019
【図３】
2008142837.tif 000020
【図４】
2008142837.tif 000021
【図５】
2008142837.tif 000022
【図６】
2008142837.tif 000023
【図７】
2008142837.tif 000024
【図８】
2008142837.tif 000025
【図９】
2008142837.tif 000026
【図１０】
2008142837.tif 000027
【図１１】
2008142837.tif 000028
【国際調査報告】
2008142837.tif 000029
2008142837.tif 000030
2008142837.tif 000031