(57)【要約】  回線品質の測定精度を向上することができる無線通信中継局装置。この装置において、無線通信中継局（１００）において、周波数帯域割当部（１０９）は、無線受信部（１０２）から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ２を下り回線信号の送信に割り当てるとともに、無線送信部（１１０）は、Ｆ２を使用して下り回線信号を中継送信する。一方、周波数帯域割当部（１０９）は、無線受信部（１０２）から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ２を上り回線信号の送信に割り当てるとともに、無線送信部（１１０）は、Ｆ２を使用して上り回線信号を中継送信する。
2008146469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信基地局装置と、無線通信移動局装置と、前記無線通信基地局装置と前記無線通信移動局装置との間で中継送信を行う無線通信中継局装置と、を具備する移動体通信システムであって、
前記無線通信中継局装置が、第１の周波数帯域を使用して、第１のフレームにおいて下り回線信号を送信するとともに第２のフレームにおいて上り回線信号を送信し、
前記無線通信移動局装置が、前記第１の周波数帯域を使用して、前記第１のフレームにおいて前記下り回線信号を受信するとともに前記第２のフレームにおいて前記上り回線信号を受信する、
移動体通信システム。
【請求項２】
無線通信基地局装置と無線通信移動局装置との間で中継送信を行う無線通信中継局装置であって、
第１の周波数帯域を、第１のフレームにおいて下り回線信号の送信に割り当てるとともに第２のフレームにおいて上り回線信号の送信に割り当てる割当手段と、
前記第１の周波数帯域を使用して、前記第１のフレームにおいて前記下り回線信号を送信するとともに前記第２のフレームにおいて前記上り回線信号を送信する送信手段と、
を具備する無線通信中継局装置。
【請求項３】
前記割当手段は、第２の周波数帯域を、前記第１のフレームにおいて前記上り回線信号の送信に割り当てるとともに前記第２のフレームにおいて前記下り回線信号の受信に割り当てる、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項４】
前記上り回線信号のＭＣＳレベルと、前記第１の周波数帯域に含まれる複数のチャネルのうち前記上り回線信号の送信に使用されるチャネルとを示す割当情報を生成する生成手段、をさらに具備し、
前記送信手段は、前記第２のフレームにおいて前記割当情報を送信する、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項５】
前記上り回線信号に基づいて生成されたウェイトによってプリコーディングされた下り回線信号を第３のフレームにおいて前記第１の周波数帯域を使用して受信する受信手段、をさらに具備する、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項６】
前記受信手段は、前記ウェイトによってプリコーディングされたパイロット信号を前記第３のフレームにおいて前記第１の周波数帯域を使用して受信する、
請求項５記載の無線通信中継局装置。
【請求項７】
同一の前記無線通信基地局装置に対して付与された、複数の無線通信中継局装置毎に異なる識別子を用いて前記無線通信基地局装置を特定する特定手段、をさらに具備する、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項８】
前記特定手段は、前記無線通信基地局装置を仮想の無線通信移動局装置として認識可能な前記識別子を用いて前記無線通信基地局装置を特定する、
請求項７記載の無線通信中継局装置。
【請求項９】
無線通信基地局装置と無線通信移動局装置との間で中継送信を行う無線通信中継局装置における中継送信方法であって、
第１の周波数帯域を使用して、第１のフレームにおいて下り回線信号を送信するとともに第２のフレームにおいて上り回線信号を送信する、
中継送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信システム、無線通信中継局装置および中継送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セルラ移動体通信システムにおいては、情報のマルチメディア化に伴い、音声データのみならず、静止画像データ、動画像データ等の大容量データを伝送することが一般化しつつある。大容量データの伝送を実現するために、高周波の無線帯域を利用して高伝送レートを実現する技術に関して盛んに検討がなされている。【０００３】
しかし、高周波の無線帯域を利用した場合、近距離では高伝送レートを期待できる一方、遠距離になるに従い伝送距離による減衰が大きくなる。よって、高周波の無線帯域を利用した移動体通信システムを実際に運用する場合は、無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）のカバーエリアが小さくなり、このため、より多くの基地局を設置する必要が生じる。基地局の設置には相応のコストがかかるため、基地局数の増加を抑制しつつ、高周波の無線帯域を利用した通信サービスを実現するための技術が強く求められている。【０００４】
このような要求に対し、各基地局のカバーエリアを拡大させるために、基地局と無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）との間に無線通信中継局装置（以下、中継局と省略する）を設置し、基地局と移動局との間の通信を中継局を介して行う中継送信技術が検討されている。【０００５】
中継送信技術における中継局の選択方法として、基地局と中継局との間の回線品質および中継局と移動局との間の回線品質を測定し、より高い回線品質の中継局を選択するものがある（特許文献１参照）。【０００６】
また、中継送信技術における中継局のチャネル割当方法として、基地局と中継局との間の回線品質および中継局と移動局との間の複数のチャネルについての回線品質を測定し、より高い回線品質のチャネルから優先して中継信号を割り当てるものがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５４３０８号公報
【特許文献２】特開２００６−０５０５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術のように移動体通信に中継送信技術を適用する場合には、通常、１基地局に対し複数の中継局が存在する。よって、移動体通信に中継送信技術を適用する場合に１中継局あたりに下り回線信号に対し割当可能なチャネルの数は、移動体通信に中継送信技術を適用しない場合より減少してしまう。よって、移動体通信に中継送信技術を適用する場合には、移動局において回線品質測定が可能なチャネルの数が減少してしまい、移動局が受信可能な周波数帯域全体の回線品質の測定精度が悪くなる。【０００８】
本発明の目的は、回線品質の測定精度を向上することができる移動体通信システム、中継局および中継送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移動体通信システムは、基地局と、移動局と、前記基地局と前記移動局との間で中継送信を行う中継局と、を具備する移動体通信システムであって、前記中継局が、第１の周波数帯域を使用して、第１のフレームにおいて下り回線信号を送信するとともに第２のフレームにおいて上り回線信号を送信し、前記移動局が、前記第１の周波数帯域を使用して、前記第１のフレームにおいて前記下り回線信号を受信するとともに前記第２のフレームにおいて前記上り回線信号を受信する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回線品質の測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の各実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る周波数帯域割当を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係るシーケンス図
【図４】本発明の実施の形態１に係る中継局の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る中継局の動作フロー図
【図６】本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る周波数帯域割当を示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係るシーケンス図
【図９】本発明の実施の形態２に係る中継局の構成を示すブロック図
【図１０Ａ】本発明の実施の形態２に係る移動局の受信信号および既知信号を示す図（フレーム１）
【図１０Ｂ】本発明の実施の形態２に係る移動局の受信信号および既知信号を示す図（フレーム２）
【図１１】本発明の実施の形態３に係る移動体通信システムの構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態３に係る基地局の構成を示すブロック図
【図１３Ａ】本発明の実施の形態４に係る担当中継局情報を示す図
【図１３Ｂ】本発明の実施の形態４に係るチャネル割当情報を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。【００１３】
図１に本発明の各実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す。図１に示すように、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、上り回線において中継局が移動局１〜４からの上り回線信号を基地局へ中継送信し、下り回線において中継局が基地局からの下り回線信号を移動局１〜４へ中継送信する。また、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムはＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式の通信システムであり、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは周波数帯域Ｆ１と周波数帯域Ｆ２とを使用して上り回線と下り回線とを区別する。また、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、複数のサブキャリアが複数のチャネルとして使用され、Ｆ１およびＦ２はそれぞれ、複数のサブキャリア、つまり、複数のチャネルにより構成される。また、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、上り回線信号および下り回線信号にはパイロット信号が含まれる。【００１４】
なお、以下の各実施の形態に係る中継局は、予め設置された固定の中継局またはアドホック網（例えば、特開２００１−１８９９７１号公報参照）のように中継局として利用される他の移動局のいずれであってもよい。【００１５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、中継局が、Ｆ２を使用して、フレーム１において下り回線信号を送信するとともにフレーム２において上り回線信号を送信し、移動局が、Ｆ２を使用して、フレーム１において下り回線信号を受信するとともにフレーム２において上り回線信号を受信する。【００１６】
図２に本実施の形態に係る周波数帯域割当を示す。ここで、図１に示す移動局１〜４、中継局および基地局は、Ｆ１およびＦ２を使用して受信したそれぞれの信号に含まれるパイロット信号から回線品質をそれぞれ測定してＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を生成する。また、移動局１〜４および中継局で生成されたＣＱＩ情報は、基地局に通知される。【００１７】
まず、フレーム１では、各移動局がＦ１を使用して上り回線信号を送信する。具体的には、図２に示すように、移動局１は、Ｆ１を構成するＣＨ（チャネル）１〜６のうちのＣＨ１を使用して上り回線信号を送信する。同様にして、移動局２はＦ１のＣＨ３を使用して上り回線信号を送信し、移動局３はＦ１のＣＨ４を使用して上り回線信号を送信し、移動局４はＦ１のＣＨ６を使用して上り回線信号を送信する。よって、フレーム１では、中継局はＦ１のＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ４およびＣＨ６を使用して上り回線信号を受信する。【００１８】
また、フレーム１では、中継局がフレーム１の前フレームで受信された下り回線信号をＦ２を使用して送信する。具体的には、図２に示すように、中継局は、Ｆ２を構成するＣＨ１〜６のうちのＣＨ２およびＣＨ５を使用して下り回線信号を送信する。例えば、Ｆ２のＣＨ２に割り当てられた下り回線信号は移動局１に対する下り回線信号であり、Ｆ２のＣＨ５に割り当てられた下り回線信号は移動局２に対する下り回線信号である。よって、フレーム１では、移動局１がＦ２のＣＨ２を使用して下り回線信号を受信し、移動局２がＦ２のＣＨ５を使用して下り回線信号を受信する。【００１９】
ここで、図２に示すフレーム１のＦ２では、下り回線信号の送信のために中継局は基地局および他の中継局（図示せず）とＣＨ１〜６を分け合う。このため、各中継局において下り回線信号を割り当てることができる、１中継局あたりのチャネルの数が少なくなる。つまり、各移動局において中継局と各移動局との間の回線品質の測定に使用できる、１移動局あたりのチャネルの数が少なくなる。一方、図２に示すフレーム１のＦ１では、中継局では複数の移動局からの複数の上り回線信号が集まるため、中継局では多くのチャネルを必要とする。【００２０】
そこで、本実施の形態では、中継局は、フレーム１において下り回線信号の送信に割り当てられたＦ２を、フレーム２において上り回線信号の送信に割り当てる。そして移動局は、フレーム２において、中継局がＦ２を使用して送信する上り回線信号を受信する。また、中継局は、フレーム１において上り回線信号の受信に割り当てられたＦ１を、フレーム２において下り回線信号の受信に割り当てる。また、フレーム１において、中継局は、Ｆ１を上り回線信号の受信に割り当てるとともにフレーム１の前フレームで受信された上り回線信号の送信にも割り当て、Ｆ２をフレーム１の前フレームで受信された下り回線信号の送信に割り当てるとともに下り回線信号の受信にも割り当てる。つまり、中継局および基地局では、フレーム１において上り回線信号に対して使用されたＦ１がフレーム２において下り回線信号に対して一時的に使用され、フレーム１において下り回線信号に対して使用されたＦ２がフレーム２において上り回線信号に対して一時的に使用される。つまり、中継局および基地局では、フレーム１とフレーム２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが交換される。【００２１】
なお、フレーム２では、移動局はＦ１を使用した上り回線信号の送信を行わない。移動局がフレーム２においてＦ１を使用した上り回線信号の送信を行うと、基地局がフレーム２のＦ１において下り回線信号の送信と上り回線信号の受信との分離を行うことが困難になるからである。つまり、フレーム２では、基地局と中継局との間でのみ通信を行う。ただし、移動局は、フレーム２においてもＦ２を使用して信号を受信できる状態にある。また、本実施の形態では、上記の周波数帯域交換が行われる際に、基地局が中継局に対して、周波数帯域の交換の指示を示す周波数帯域交換指示信号を送信する。つまり、フレーム１において、基地局はＦ２を使用して中継局に対して周波数帯域交換指示信号を送信する。【００２２】
よって、図２に示すように、中継局は、フレーム１でＦ１を使用して受信した上り回線信号をフレーム２で一時的にＦ２を使用して送信する。具体的には、フレーム２では、中継局はＦ２を構成するＣＨ１〜６のうちのＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ４およびＣＨ６を使用して上り回線信号を中継送信する。つまり、各移動局の送信信号は、移動局から中継局へはＦ１を使用して送信され、中継局から基地局へはＦ２を使用して送信される。また、基地局は、フレーム２において一時的にＦ１のＣＨ２およびＣＨ５を使用して下り回線信号を送信する。【００２３】
このように、中継局がフレーム１において下り回線信号の送信に使用するＦ２を、フレーム２において一時的に上り回線信号の送信に使用するため、移動局では、フレーム１およびフレーム２の双方において中継局から送信された信号をＦ２を用いて受信することができる。これにより、移動局では、中継局と移動局との間の回線品質の測定に使用できるチャネルの数が増加する。具体的には、移動局は、フレーム１ではＦ２のうちのＣＨ２およびＣＨ５の２つのチャネルの回線品質しか測定できないのに対し、フレーム２ではＦ２のうちのＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ４およびＣＨ６の４つのチャネルの回線品質を測定することができる。つまり、移動局では、フレーム１およびフレーム２において、Ｆ２を構成するＣＨ１〜ＣＨ６の全てのチャネルの回線品質を測定することができる。このように、移動局では、受信可能なＦ２のみを使用して、従来よりも多数のチャネルの回線品質を測定することができる。【００２４】
また、移動局はフレーム１で下り回線信号を受信する際に回線品質を測定するだけでなく、フレーム２で中継局が上り回線信号を送信する際にも回線品質を測定することができるため、従来よりも短時間で多数のチャネルの回線品質を測定することができる。【００２５】
また、中継局はフレーム１ではＦ１を使用して上り回線信号を送信する。ここで、Ｆ１を構成するＣＨ１〜６は複数の中継局で分け合って使用されるため、基地局で回線品質測定が可能な１中継局あたりのチャネル数が少なくなる。一方で、各中継局はＦ１およびＦ２の双方において信号を受信可能である。そこで、図２に示すフレーム２のように、基地局が一時的にＦ１を使用して下り回線信号を送信することで、図１に示す中継局を含むすべての中継局がＦ１においても下り回線信号を受信して、自局宛てでない下り回線信号をも使用して自局と基地局との間の回線品質を測定することができるようになる。よって、基地局が一時的にＦ１を使用して下り回線信号を送信することで、中継局と基地局との間においても従来よりも多数のチャネルの回線品質を測定することができる。【００２６】
次に、図３に本実施の形態に係る移動体通信システムのシーケンス図を示す。図３では、ＢＳ（基地局）とＭＳ（移動局）との間でＲＳ（中継局）が中継送信を行う。ここで、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行う図示しないＭＳも存在し、ＢＳでは、ＢＳとそのＭＳとの間の回線品質も測定する。しかし、ここでは説明を簡略するために、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行うＭＳについての説明を省略する。【００２７】
図３に示すように、まずフレーム１のＦ１では、ＭＳが上り回線信号をＲＳへ送信する。また、フレーム１のＦ２では、ＢＳが周波数帯域交換指示信号をＲＳへ送信する。よって、ＢＳおよびＲＳでは、対象フレームがフレーム１からフレーム２へ移行する際に、Ｆ１とＦ２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される。【００２８】
そして、フレーム２のＦ１では、ＢＳが下り回線信号をＲＳへ送信する。また、フレーム２のＦ２では、ＲＳがフレーム１でＭＳから受信した上り回線信号をＢＳへ中継送信する。そして、フレーム２では、ＢＳはＦ２において受信した上り回線信号を用いてＢＳとＲＳとの間の回線品質を測定し、ＲＳはＦ１において受信した下り回線信号を用いてＢＳとＲＳとの間の回線品質を測定する。また、ＲＳが中継送信した上り回線信号をＭＳも受信可能であるため、ＭＳはフレーム２のＦ２において上り回線信号を受信し、ＲＳとＭＳとの間の回線品質を測定する。【００２９】
次いで、対象フレームがフレーム２からフレーム３へ移行する際に、対象フレームがフレーム１からフレーム２へ移行する際に一時的に交換された周波数帯域を元に戻す。そして、フレーム３のＦ１では、ＭＳが上り回線信号をＲＳへ送信する。このとき、ＭＳはフレーム２で測定した回線品質（Ｆ２におけるＲＳ−ＭＳ間の回線品質）を示すＣＱＩをＲＳに報告する。また、フレーム３のＦ２では、ＢＳが下り回線信号をＲＳへ送信する。【００３０】
次いで、フレーム４のＦ１では、ＲＳがフレーム３でＭＳから受信した上り回線信号をＢＳへ中継送信する。このとき、ＲＳはフレーム２で測定した回線品質（Ｆ１におけるＢＳ−ＲＳ間の回線品質）を示すＣＱＩおよびフレーム３でＭＳより報告されたＣＱＩをＢＳに報告する。また、フレーム４のＦ２では、ＲＳがフレーム３でＢＳから受信した下り回線信号をＭＳへ中継送信する。【００３１】
そしてＢＳでは、フレーム４で報告されたＣＱＩ、フレーム２で測定した回線品質（Ｆ２におけるＢＳ−ＲＳ間の回線品質）を示すＣＱＩ、および、図示しないＭＳとＢＳとの間の回線品質を示すＣＱＩに基づいて新たにチャネル割当を行い、チャネル割当の結果を示すチャネル割当情報を生成する。一般に、ＲＳとＭＳとの間の回線品質はＢＳとＲＳとの間の回線品質より低いため、ＢＳは、ＲＳとＭＳとの間でより高いＣＱＩを持つチャネルを中継信号に優先的に割り当ててもよい。【００３２】
そして、ＢＳがチャネル割当情報をＲＳに送信し、ＲＳがチャネル割当情報を受信するとともに、受信されたチャネル割当情報をＭＳへ中継送信する。【００３３】
このように、ＢＳおよびＲＳにおいて上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが相互に交換され、ＲＳが一時的にＦ２を使用してＢＳへ上り回線信号を送信する。これにより、ＭＳが、フレーム１だけでなくフレーム２でも、Ｆ２の回線品質を測定することができる。【００３４】
次に、本実施の形態に係る中継局の構成について説明する。図４に本実施の形態に係る中継局１００の構成を示す。【００３５】
中継局１００において、無線受信部１０２は、移動局からの上り回線信号、基地局からの下り回線信号または基地局からの周波数帯域交換指示信号をアンテナ１０１を介して受信し、これらの信号に対しダウンコンバート等の無線処理を施す。そして、無線受信部１０２は、無線処理後の上り回線信号または下り回線信号を周波数帯域割当部１０３に出力し、周波数帯域交換指示信号を周波数帯域割当部１０３および周波数帯域割当部１０９に出力する。【００３６】
周波数帯域割当部１０３は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ１を上り回線信号の受信に割り当て、Ｆ２を下り回線信号の受信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部１０３は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ１を下り回線信号の受信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部１０３は、上り回線信号または下り回線信号を復調部１０４および回線品質測定部１０６に出力する。【００３７】
復調部１０４は、周波数帯域割当部１０３から入力される上り回線信号または下り回線信号を復調し、復調後の信号を復号部１０５に出力する。【００３８】
復号部１０５は、上り回線信号または下り回線信号を復号し、復号後のデータを符号化部１０７に出力する。【００３９】
回線品質測定部１０６は、周波数帯域割当部１０３から入力される上り回線信号または下り回線信号の回線品質を測定し、測定された回線品質に対応するＣＱＩを生成する。回線品質測定部１０６は、入力される信号の周波数毎の回線品質を測定する。そして、回線品質測定部１０６は、生成したＣＱＩを符号化部１０７に出力する。【００４０】
符号化部１０７は、復号部１０５から入力されるデータ、または、回線品質測定部１０６から入力されるＣＱＩを符号化し、符号化後のデータまたはＣＱＩを変調部１０８に出力する。【００４１】
変調部１０８は、符号化部１０７から入力されるデータまたはＣＱＩを変調し、変調後の信号を周波数帯域割当部１０９に出力する。【００４２】
周波数帯域割当部１０９は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ１を上り回線信号の送信に割り当て、Ｆ２を下り回線信号の送信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部１０９は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ２を上り回線信号の送信に割り当てる。すなわち、周波数帯域割当部１０９は、周波数帯域交換指示信号が入力される場合、下り回線信号の送信に割り当てられていたＦ２を上り回線信号の送信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部１０９は、変調後の信号を無線送信部１１０に出力する。【００４３】
つまり、周波数帯域交換指示信号に従って、周波数帯域割当部１０９は、周波数帯域割当部１０３で下り回線信号の受信に割り当てられていたＦ２を一時的に上り回線信号の送信に割り当てる一方、周波数帯域割当部１０３は、周波数帯域割当部１０９で上り回線信号の送信に割り当てられていたＦ１を一時的に下り回線信号の受信に割り当てる。このようにして中継局１００では、周波数帯域交換指示信号に従って、上り回線信号の送信に使用される周波数帯域と下り回線信号の受信に使用される周波数帯域とが相互に交換される。【００４４】
無線送信部１１０は、変調後の信号に対してアップコンバート等の無線処理を施し、無線処理後の信号をアンテナ１０１から移動局または基地局へ中継送信する。【００４５】
次に、中継局１００の処理フローについて図５のフローチャートを用いて説明する。【００４６】
中継局１００は、ＳＴ（ステップ）１０１において周波数帯域交換指示信号を受信した場合（ＳＴ１０１：ＹＥＳ）、ＳＴ１０２で、上り回線信号の送信に使用される周波数帯域と下り回線信号の受信に使用される周波数帯域とを相互に交換する。すなわち、中継局１００は、上り回線信号の送信に使用していたＦ１を下り回線信号の受信に割り当て、下り回線信号の受信に使用していたＦ２を上り回線信号の送信に割り当てる。【００４７】
ＳＴ１０３では、中継局１００は、交換後の周波数帯域を使用して中継送信を行う。すなわち、中継局１００は、一時的に、Ｆ１を使用して下り回線信号を受信し、Ｆ２を使用して上り回線信号を送信する。移動局はＦ２を使用して信号を受信することができるため、中継局１００が一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信することにより、移動局は、中継局１００から移動局への下り回線信号の中継送信時だけでなく、中継局１００から基地局への上り回線信号の中継送信時にもＦ２における回線品質を測定することができる。【００４８】
ＳＴ１０４では、中継局１００は、ＳＴ１０３でＦ１を使用して受信した下り回線信号の回線品質を測定する。【００４９】
ＳＴ１０５では、中継局１００は、ＳＴ１０４で測定した回線品質よりＣＱＩを生成する。【００５０】
ＳＴ１０６では、中継局１００は、ＳＴ１０２で交換した周波数帯域を元に戻す。すなわち、中継局１００は、Ｆ１を上り回線信号の受信および送信に割り当て、Ｆ２を下り回線信号の受信および送信に割り当てる。【００５１】
ＳＴ１０７では、中継局１００は、ＣＱＩを基地局に送信する。【００５２】
一方、中継局１００は、ＳＴ１０１において周波数帯域交換指示信号を受信しない場合（ＳＴ１０１：ＮＯ）、ＳＴ１０８で中継送信を行う。ここでは、中継局１００は、Ｆ１を使用して上り回線信号を中継送信し、Ｆ２を使用して下り回線信号を中継送信する。【００５３】
次に、本実施の形態に係る基地局の構成について説明する。図６に本実施の形態に係る基地局２００の構成を示す。【００５４】
基地局２００において、無線受信部２０２は、中継局からの上り回線信号およびＣＱＩ、または、中継局を介さない移動局からの上り回線信号をアンテナ２０１を介して受信し、上り回線信号またはＣＱＩに対しダウンコンバート等の無線処理を施す。そして、無線受信部２０２は、無線処理後の上り回線信号またはＣＱＩを周波数帯域割当部２０３に出力する。【００５５】
周波数帯域割当部２０３は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ１を上り回線信号の受信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部２０３は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ２を上り回線信号の受信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部２０３は、上り回線信号を復調部２０４および回線品質測定部２０６に出力し、ＣＱＩを復調部２０４に出力する。【００５６】
復調部２０４は、上り回線信号およびＣＱＩを復調して、復調後の上り回線信号およびＣＱＩを復号部２０５に出力する。【００５７】
復号部２０５は、上り回線信号およびＣＱＩを復号し、復号後のＣＱＩを周波数帯域交換指示部２０７に出力するとともに復号後の上り回線信号を受信データとして出力する。【００５８】
回線品質測定部２０６は、周波数帯域割当部２０３から入力される上り回線信号の回線品質を測定し、測定された回線品質に対応するＣＱＩを生成する。つまり、回線品質測定部２０６は、中継局と基地局との間の回線品質および移動局と基地局との間の回線品質を測定する。そして、回線品質測定部２０６は、生成したＣＱＩを周波数帯域交換指示部２０７に出力する。【００５９】
周波数帯域交換指示部２０７は、回線品質測定部２０６から入力されるＣＱＩおよび復号部２０５から入力されるＣＱＩに基づいて、上り回線信号の受信に使用される周波数帯域と下り回線信号の送信に使用される周波数帯域とを交換するか否かを判断する。そして、周波数帯域交換指示部２０７は、周波数帯域を交換する場合、Ｆ１とＦ２とを相互に交換することを示す周波数帯域交換指示信号を生成する。周波数帯域交換指示部２０７は、基地局２００、移動局および中継局１００の送信信号に割り当てられているチャネルのＣＱＩが閾値より低く、より高いＣＱＩを持つ他のチャネルを割り当てる必要があると判断した場合に周波数帯域交換指示信号を生成する。なお、周波数帯域交換指示部２０７は、基地局２００、移動局および中継局１００の送信信号に割り当てられているチャネルにおいて常に最適なチャネルを選択するために、一定の時間間隔で周波数帯域交換指示信号を生成してもよい。そして、周波数帯域交換指示部２０７は、周波数帯域交換指示信号を符号化部２０８に出力する。【００６０】
符号化部２０８は送信データおよび周波数帯域交換指示部２０７から入力される周波数帯域交換指示信号を符号化し、符号化後のデータおよび周波数帯域交換指示信号を変調部２０９に出力する。【００６１】
変調部２０９は、符号化部２０８から入力されるデータおよび周波数帯域交換指示信号を変調し、変調後の信号を周波数帯域割当部２１０に出力する。【００６２】
周波数帯域割当部２１０は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ２を変調後の信号の送信、すなわち、下り回線信号の送信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部２１０は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ１を下り回線信号の送信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部２１０は、変調後の信号を無線送信部２１１に出力する。【００６３】
つまり、周波数帯域交換指示信号に従って、周波数帯域割当部２１０は、周波数帯域割当部２０３で上り回線信号の受信に割り当てられていたＦ１を一時的に下り回線信号の送信に割り当てる一方、周波数帯域割当部２０３は、周波数帯域割当部２１０で下り回線信号の送信に割り当てられていたＦ２を一時的に上り回線信号の受信に割り当てる。このようにして基地局２００では、周波数帯域交換指示信号に従って、上り回線信号の受信に使用される周波数帯域と下り回線信号の送信に使用される周波数帯域とが相互に交換される。【００６４】
無線送信部２１１は、変調後の信号に対してアップコンバート等の無線処理を施し、無線処理後の信号をアンテナ２０１から中継局１００へ送信する。【００６５】
このように、本実施の形態によれば、中継局は、周波数帯域交換指示信号を受信した場合、下り回線信号の送信に使用していた周波数帯域を一時的に上り回線信号の送信に使用する。このため、移動局では多数のチャネルを使用して中継局からの信号を受信することができる。これより、移動局では、より広い帯域の回線品質を測定することができる。よって、本実施の形態によれば、移動局における中継局と移動局との間の回線品質の測定精度を向上することができる。【００６６】
さらに、本実施の形態によれば、中継局は、周波数帯域交換指示信号を受信した場合、上り回線信号の送信に使用していた周波数帯域を一時的に下り回線信号の受信に使用するため、基地局から送信される下り回線信号を自局宛てであるか否かに関わらず受信することができる。よって、中継局では上り回線信号の送信に使用していた周波数帯域において多数のチャネルを使用して中継局と基地局との間の回線品質を測定できるため、中継局における基地局と中継局との間の回線品質の測定精度を向上することができる。【００６７】
さらに、本実施の形態によれば、移動局は、中継局が送信する上り回線信号を受信して回線品質を測定するため、下り回線信号の回線品質のみを測定する場合よりも効率よく多くのチャネルの回線品質を測定することができる。よって、移動体通信に中継送信技術を適用した結果、回線品質の測定が必要となるチャネルが増加する場合でも、回線品質測定用のパイロット信号を増加させることなく、効率良く中継送信を行うことができる。【００６８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、中継局がＦ２を使用して上り回線信号を送信する際、上り回線信号のＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）レベルと、Ｆ２に含まれる複数のチャネルのうち上り回線信号の送信に使用されるチャネルとを示す割当情報を移動局に通知する点において実施の形態１と相違する。【００６９】
図７に本実施の形態に係る周波数帯域割当を示す。ここでは、Ｆ１およびＦ２はそれぞれＣＨ１〜８で構成される。【００７０】
まず、フレーム１では、各移動局がＦ１を使用して上り回線信号を送信する。具体的には、図７に示すように、移動局１がＦ１のＣＨ１を使用して上り回線信号を送信し、移動局２がＦ１のＣＨ３およびＣＨ４を使用して上り回線信号を送信し、移動局３がＦ１のＣＨ６およびＣＨ８を使用して上り回線信号を送信する。また、フレーム１では、図７に示すように、中継局はＦ２のＣＨ３およびＣＨ６を使用して下り回線信号を送信する。【００７１】
ここで、基地局から中継局へ周波数帯域交換指示信号を送信される場合、フレーム１とフレーム２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが交換される。よって、フレーム２では、中継局は一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信する。具体的には、図７に示すように、フレーム２では、中継局は、Ｆ２のＣＨ８を使用して移動局１からの上り回線信号を送信し、Ｆ２のＣＨ５およびＣＨ６を使用して移動局２からの上り回線信号を送信し、Ｆ２のＣＨ１およびＣＨ３を使用して移動局３からの上り回線信号を送信する。また、フレーム２では、図７に示すように、基地局がＦ１のＣＨ３およびＣＨ６を使用して下り回線信号を送信する。【００７２】
さらに、フレーム２では、中継局は、各移動局からの上り回線信号の中継送信に使用されるＭＣＳレベルとチャネルとを示す割当情報を移動局１〜３に対して通知する。これにより、割当情報を通知された移動局は、自局が送信した上り回線信号がどのＭＣＳレベルで中継送信され、Ｆ２のどのチャネルを使用して中継送信されるかを認識することができる。ここで中継局は、割当情報の送信に使用するチャネルを、基地局から送信されるチャネル割当情報に従って決定してもよく、中継局に割り当てられているチャネルの中から決定してもよい。【００７３】
よって、フレーム２において、各移動局は、中継局からＦ２を使用して送信される上り回線信号を受信するとともに割当情報を受信する。そして、各移動局は、割当情報によって、自局からの上り回線信号がどのＭＣＳレベルでＦ２のどのチャネルに割り当てられて中継送信されるかを認識できるため、パイロット信号のみでなく、データ信号をも用いて回線品質を測定することができる。例えば、移動局１では、フレーム２においてＦ２のＣＨ８に自局の上り回線信号が割り当てられていることを認識することができる。よって、移動局１では、Ｆ２のＣＨ８においてパイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定する。一方、Ｆ２のうちＣＨ８以外の残りのＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５およびＣＨ６には、移動局１以外の移動局の上り回線信号が割り当てられているため、移動局１では、ＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５およびＣＨ６に割り当てられたデータ信号を認識できない。そこで、移動局１は、ＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５およびＣＨ６ではパイロット信号のみを用いて回線品質を測定する。移動局２および移動局３についても同様である。【００７４】
このように、中継局が割当情報を移動局に通知することで、移動局では、パイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定することができるため、より精度が高い回線品質を測定することができる。【００７５】
次に、図８に本実施の形態に係る移動体通信システムのシーケンス図を示す。図８では、ＢＳ（基地局）とＭＳ（移動局）との間でＲＳ（中継局）が中継送信を行う。ここで、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行う図示しないＭＳも存在し、ＢＳでは、ＢＳとそのＭＳとの間の回線品質も測定する。しかし、ここでは説明を簡略するために、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行うＭＳについての説明を省略する。また、実施の形態１の図３に示すシーケンス図における動作と同一の動作については説明を省略する。【００７６】
図８に示すように、フレーム１のＦ２では、ＢＳが周波数帯域交換指示信号および割当情報をＲＳへ送信する。よって、ＢＳおよびＲＳでは、対象フレームがフレーム１からフレーム２へ移行する際に、Ｆ１とＦ２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される。【００７７】
そして、フレーム２のＦ２では、ＲＳは、フレーム１で受信した上り回線信号および割当情報を割当情報に示されたＭＣＳレベルとＦ２のチャネルとを使用してＢＳへ送信する。そして、ＢＳはＦ２において受信した上り回線信号を用いてＢＳとＲＳとの間の回線品質を測定する。また、ＭＳはフレーム２のＦ２において上り回線信号および割当情報を受信し、上り回線信号を用いてＲＳとＭＳとの間の回線品質を測定する。ここで、ＭＳは、割当情報に示されたＭＣＳレベルおよびＦ２のチャネルより自局がフレーム１で送信した上り回線信号を特定できるため、ＲＳからＢＳへ中継送信されたパイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定する。【００７８】
次に、図９に本実施の形態に係る中継局３００の構成を示す。図９において、実施の形態１（図４）と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。【００７９】
割当情報生成部３０１は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、上記の割当情報を生成する。そして、割当情報生成部３０１は、生成した割当情報を符号化部１０７へ出力する。【００８０】
無線送信部１１０は、割当情報をアンテナ１０１を介して移動局へ送信する。【００８１】
ここで、パイロット信号のみで回線品質を測定する場合（図１０Ａ）と、パイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定する場合（図１０Ｂ）とを比較する。回線品質の測定は、受信信号と既知信号との差分から各チャネルの変動を求めることによって行われる。このときの受信信号には、受信時に加わる雑音が含まれている。図１０Ａに示すようにパイロット信号のみが既知である場合より、図１０Ｂに示すようにパイロット信号およびデータ信号が既知である場合の方が、より多くの信号の平均値から回線品質を測定することができるため、雑音の平均化効果がより大きい。よって、図１０Ｂに示す場合の方が回線品質の測定精度を向上させることができる。【００８２】
このようにして、本実施の形態によれば、移動局はパイロット信号のみでなく、自局のデータ信号も用いて回線品質を測定することができるため、実施の形態１よりもさらに回線品質の測定精度を向上することができる。【００８３】
なお、本実施の形態では、図７に示すように、フレーム１のＦ１における上り回線信号のチャネル配置とフレーム２のＦ２における上り回線信号のチャネル配置とは同一でなくてもよい。また、中継局と移動局との間の複数のチャネルのうち特に回線品質測定を要するチャネルがある場合、中継局は、フレーム２において、回線品質測定を要するチャネルに上り回線信号を割り当ててもよい。これにより、移動局は、必要な回線品質のみを効率良く測定することができる。【００８４】
（実施の形態３）
本実施の形態では、基地局がプリコーディングを行う場合について説明する。【００８５】
図１１に本実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す。ここでは、基地局は４本のアンテナを具備する。【００８６】
基地局がアンテナ毎にプリコーディングを行う場合、基地局と中継局との間の回線品質はアンテナ毎に測定される必要がある。つまり、Ｆ２における基地局と中継局との間の回線品質はアンテナ毎に測定される必要がある。【００８７】
そこで、本実施の形態では、４本のアンテナを備える基地局がアンテナ毎にプリコーディングを行う場合、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とを相互に交換する。すなわち、中継局は、一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信する。これにより、基地局は、中継局がＦ２を使用して送信した上り回線信号を用いて基地局と中継局との間の回線品質をアンテナ毎に測定することができる。【００８８】
以下、図１１を用いて具体的に説明する。【００８９】
図１１に示すように、フレーム１において周波数帯域交換指示信号を受信した中継局は、フレーム２において一時的にＦ２を使用して上り回線信号を基地局へ送信する。【００９０】
フレーム２では、基地局は、４本のアンテナを使用して中継局からの上り回線信号を受信する。そして、基地局は、各アンテナで受信した上り回線信号を用いて、アンテナ毎の回線品質を測定し、測定した回線品質に基づいてプリコーディング用のウェイトｗ１〜ｗ４を生成する。【００９１】
フレーム３では、図１１に示すように、基地局は、下り回線信号に対してアンテナ毎にそれぞれのウェイトｗ１〜ｗ４を乗算し、ウェイト乗算後の下り回線信号をＦ２を使用して４本のアンテナから中継局へ送信する。よって、中継局は、上り回線信号に基づいて生成されたウェイトによってプリコーディングされた下り回線信号をフレーム３においてＦ２を使用して受信する。【００９２】
このように、基地局の各アンテナから送信される下り回線信号に乗算されるウェイトは中継局からの中継信号に基づいて生成される。実施の形態１と同様に、基地局では、複数の移動局からの上り回線信号が集約された中継信号がＦ２を使用して受信されるため、広い帯域における回線品質を測定することができ、回線品質の測定精度を向上することができる。よって、中継局からの中継信号に基づいて生成されるウェイトｗ１〜ｗ４を用いてプリコーディングされた下り回線信号の中継局での受信品質が向上する。【００９３】
また、基地局は中継局からの上り回線信号をアンテナ毎に受信することができるため、基地局は、アンテナ毎のＣＱＩを得るために、アンテナ間で直交するパイロット信号を中継局へ送信する必要が無くなる。【００９４】
なお、基地局では、パイロット信号に対してもプリコーディング用のウェイトを乗算してもよい。例えば、中継局は、プリコーディングされたパイロット信号を図１１に示すフレーム３において受信することで、ウェイトが乗算されたパイロット信号よりデータ信号のウェイトの情報を得ることができる。【００９５】
さらに、中継局では、Ｆ２を使用して上り回線信号を送信したフレーム（フレーム２）の次のフレーム（フレーム３）で、プリコーディングされた下り回線信号が受信されることが分かる。よって、基地局がプリコーディングされた下り回線信号を送信することを中継局に通知しなくても、中継局は、一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信するタイミングに基づいて、プリコーディングされた下り回線信号が受信されるタイミングを認識できる。【００９６】
次に、図１２に本実施の形態に係る基地局４００の構成を示す。図１２において、実施の形態１（図６）と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。【００９７】
無線受信部４０２−１〜４０２−Ｋは、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋに対応して備えられる。無線受信部４０２−１〜４０２−Ｋは、中継局からの上り回線信号をアンテナ４０１−１〜４０１−Ｋを介して受信する。【００９８】
回線品質測定部２０６は、周波数帯域割当部２０３から入力されるＫ個の上り回線信号それぞれの回線品質を測定し、測定された回線品質に対応するＣＱＩを生成する。すなわち、回線品質測定部２０６は、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋ毎のＣＱＩを生成する。そして、回線品質測定部２０６は、生成したＫ個のＣＱＩを含む制御情報を生成し、周波数帯域交換指示部２０７およびウェイト生成部４０３に出力する。【００９９】
ウェイト生成部４０３は、回線品質測定部２０６から入力される制御情報に含まれるＣＱＩに基づいて、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋそれぞれに対するプリコーディング用のウェイトｗ１〜ｗＫを生成する。例えば、ウェイト生成部４０３は、固有モード伝送のように、アンテナ間で送信信号を直交させるウェイトを生成する。そして、ウェイト生成部４０３は、生成した各アンテナのウェイトｗ１〜ｗＫを無線送信部４０４−１〜４０４−Ｋに出力する。【０１００】
周波数帯域交換指示部２０７は、送信信号に対するプリコーディングが行われるフレームの前のフレームで上記の周波数帯域交換が行われるように周波数帯域交換指示信号を生成する。例えば、周波数帯域交換指示部２０７は、図１１に示すフレーム３で送信信号に対するプリコーディング行われる場合、フレーム１で周波数帯域交換指示信号を生成する。【０１０１】
無線送信部４０４−１〜４０４−Ｋは、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋに対応して備えられる。無線送信部４０１−１〜４０４−Ｋは、周波数帯域割当部２１０から入力される送信信号に対して、ウェイト生成部４０３から入力されるウェイトを乗算し、ウェイト乗算後の信号をアンテナ４０１−１〜４０１−Ｋそれぞれを介して中継局へ送信する。【０１０２】
なお、中継局は、図１１に示すフレーム１において周波数帯域交換指示信号を受信した場合、フレーム２において、チャネル割当情報に従って割り当てられたＦ２のチャネルを一時的に使用して上り回線信号を基地局へ送信する。そして、基地局は、図１１に示すフレーム２のＦ２において受信される上り回線信号が割り当てられていたＦ２のチャネルを、フレーム３においてプリコーディングされる下り回線信号の送信に使用する。そして、中継局は、図１１に示すフレーム３において、フレーム２で上り回線信号の送信に使用されたチャネルを使用して、プリコーディングされた下り回線信号を受信する。【０１０３】
つまり、中継局は、フレーム２で上り回線信号の送信に使用したチャネルを、プリコーディングされた下り回線信号のフレーム３における受信に使用する。これにより、中継局では、基地局からのチャネル割当情報の通知がなくても、プリコーディングされた下り回線信号に割り当てられたチャネルを認識できるため、基地局からのチャネル割当情報を削減することができる。【０１０４】
このようにして、本実施の形態によれば、基地局は中継局が送信した上り回線信号に基づいて回線品質を測定するため、プリコーディングを行う場合でも、測定精度が良い回線品質に基づいてウェイトを生成することができる。【０１０５】
さらに、本実施の形態によれば、基地局は中継局からの上り回線信号を複数のアンテナによって受信してアンテナ毎の回線品質を測定するため、アンテナ間で直交するパイロット信号の基地局から中継局への送信が不要になるとともに、中継局から基地局へのＣＱＩの報告が不要になる。よって、本実施の形態によれば、ウェイト生成に要する情報量および処理量を削減することができる。【０１０６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、中継局は、同一の基地局に対して付与された、複数の中継局毎に異なる識別子を用いて基地局を特定する。【０１０７】
本実施の形態に係る基地局は、各中継局と、各中継局が中継送信を担当する移動局との対応を示す担当中継局情報を中継局に通知する。中継局では、担当中継局情報に基づいて、自局が中継送信を担当する移動局を認識するとともに、自局が中継送信を担当する移動局に対して担当中継局情報を中継送信する。そして、移動局は、担当中継局情報に基づいて、自局の担当の中継局を認識するとともに、自局の担当の中継局が担当する他の移動局を認識し、他の移動局宛てに送信されたパイロット信号を受信して回線品質を測定する。【０１０８】
また、基地局は、Ｆ２の各チャネルと、各チャネルに割り当てられた信号の宛先装置との対応を示すチャネル割当情報を中継局および移動局へ通知する。そして、中継局および移動局は、担当中継局情報およびチャネル割当情報に基づいて、各チャネルに割り当てられた信号の送信元装置と宛先装置とを特定する。例えば、中継局および移動局は、チャネル割当情報に示された宛先装置が移動局である場合、担当中継局情報に示された中継局のうち、その宛先移動局を担当している中継局が送信元装置であると特定することができる。また、チャネル割当情報に示された宛先装置が中継局である場合は、中継局および移動局は、送信元装置が基地局であると特定することができる。【０１０９】
しかしながら、基地局および中継局において上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される場合、チャネル割当情報に示される宛先装置が基地局になってしまうことがある。よって、この場合、基地局宛ての信号の送信元装置がどの中継局であるのかを特定することができなくなってしまうことがある。そのため、各中継局は、信号を送信することができなくなってしまう。また、移動局は、自局の担当中継局が基地局宛ての信号を送信するのか否かを特定できないため、回線品質を測定することができない。【０１１０】
そこで、中継局は、同一の基地局に対して付与された、複数の中継局毎に異なる識別子を用いて基地局を特定する。さらに、中継局は、基地局を仮想の移動局として認識可能な識別子を用いて基地局を特定する。これにより、基地局および中継局において上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される場合でも、担当中継局情報およびチャネル割当情報のフォーマットを変更することなく、中継局は基地局を特定することができる。【０１１１】
以下、具体的に説明する。図１３Ａに担当中継局情報を示す。具体的には、図１３Ａに示すように、ＲＳ（中継局）１は、ＭＳ（移動局）１、ＭＳ２、ＭＳ４、ＭＳ７およびＭＳ１１の中継送信を担当し、ＲＳ２は、ＭＳ３、ＭＳ６、ＭＳ８およびＭＳ１２の中継送信を担当する。ここでは、担当中継局情報によって、同一のＢＳが、ＲＳ１に対しては仮想の移動局ＭＳ１１として管理され、ＲＳ２に対しては仮想の移動局ＭＳ１２として管理される。つまり、図１３Ａに示すＭＳ１１およびＭＳ１２は同一のＢＳを示す。【０１１２】
次いで、図１３ＢにＦ２のチャネル割当情報を示す。具体的には、図１３Ｂに示すように、Ｆ２のＣＨ１にＭＳ１１宛ての信号が割り当てられ、Ｆ２のＣＨ２にＭＳ１２宛ての信号が割り当てられる。ここで、図１３Ａに示すように、ＭＳ１１を担当する中継局はＲＳ１である。よって、ＣＨ１に割り当てられた信号の送信元装置はＲＳ１であると特定することができる。同様に、図１３Ａに示すように、ＭＳ１２を担当する中継局はＲＳ２である。よって、ＣＨ２に割り当てられた信号の送信元装置はＲＳ２であると特定することができる。【０１１３】
また、図１３Ａに示すように基地局を仮想の移動局として担当中継局情報により管理することで、移動局では、中継局から基地局への信号を、自局の担当中継局が担当する他の移動局への信号であると認識して回線品質を測定することができる。【０１１４】
このようにして、本実施の形態によれば、中継局毎に異なる識別子を用いて同一基地局を特定する。これにより、基地局および中継局において上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される場合でも、移動局は確実に回線品質を測定することができる。【０１１５】
なお、図４に示す中継局１００の周波数帯域割当部１０９および図９に示す中継局３００の周波数帯域割当部１０９が、本実施の形態で説明した担当中継局情報およびチャネル割当情報を保持し、中継局毎に異なる上記識別子を用いて基地局を特定してもよい。【０１１６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。【０１１７】
なお、上記実施の形態における回線品質の測定は、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、チャネル変動の大きさ等の測定によって行うことができる。また、誤り訂正符号の種類に基づいて回線品質を測定することもできる。【０１１８】
また、上記実施の形態では、周波数帯域を交換する場合、移動局が中継局へＦ１で上り回線信号を送信してもよく、移動局が基地局からＦ２で下り回線信号を受信してもよい。但し、基地局は、Ｆ１およびＦ２において、送信信号と受信信号とを分離する必要がある。【０１１９】
また、上記実施の形態では、複数のサブキャリアを複数のチャネルとして使用した。しかし、チャネルはサブキャリアに限らない。チャネルは、時間、周波数、符号、アンテナおよびストリーム等で区別できる送信単位であればよい。【０１２０】
また、本発明では、中継局が基地局への中継送信に使用するチャネル数が閾値を越えた場合のみ周波数帯域を交換してもよい。このチャネル数は図６および図１２に示す周波数帯域交換指示部２０７に入力されるＣＱＩの数と等しいため、図６および図１２に示す周波数帯域交換指示部２０７に入力されるＣＱＩの数からこのチャネル数を判断することができる。中継局が使用するチャネル数が少ない場合は、移動局が受信できるチャネル数も少なく、回線品質の測定精度はあまり向上しない。これに対し、中継局が使用するチャネル数が多い場合は、移動局が受信できるチャネル数も多くなり、移動局はより広い帯域で回線品質を測定することができるため、回線品質の測定精度を大きく向上することができる。【０１２１】
また、上記実施の形態におけるフレーム１,２,３は必ずしも連続するフレームでなくてもよい。つまり、フレーム２はフレーム１より後のフレームでさえあればよく、フレーム３はフレーム２より後のフレームでさえあればよい。【０１２２】
また、上記実施の形態では、交換された周波数帯域を１フレーム後に元に戻した。しかし、本発明では、交換された周波数帯域を元に戻すタイミングは１フレーム後に限られず、予め設定されたフレーム数経過後としてもよい。また、基地局が中継局に対して、交換された周波数帯域を元に戻す指示を与える指示信号を送信し、中継局はその指示信号に従って、交換された周波数帯域を元に戻してもよい。【０１２３】
また、上記実施の形態では、中継局と基地局との間、または、移動局と中継局との間に、さらに他の中継局が存在してもよい。また、移動局からの信号を複数の中継局を介して基地局が受信してもよい。【０１２４】
また、基地局はNode B、移動局はUEと称されることがある。また、中継局は、リピータ、簡易基地局またはクラスタヘッドと称されることがある。また、サブキャリアはトーンと称されることがある。【０１２５】
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。【０１２６】
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。【０１２７】
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。【０１２８】
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。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。【０１２９】
２００７年５月２２日出願の特願２００７−１３５５７８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、移動局や基地局等の無線通信装置が中継局を介して無線通信を行う通信システム（例えば、マルチホップシステム）等に適用することができる。
【図１】
2008146469.tif 000003
【図２】
2008146469.tif 000004
【図３】
2008146469.tif 000005
【図４】
2008146469.tif 000006
【図５】
2008146469.tif 000007
【図６】
2008146469.tif 000008
【図７】
2008146469.tif 000009
【図８】
2008146469.tif 000010
【図９】
2008146469.tif 000011
【図１０Ａ】
2008146469.tif 000012
【図１０Ｂ】
2008146469.tif 000013
【図１１】
2008146469.tif 000014
【図１２】
2008146469.tif 000015
【図１３Ａ】
2008146469.tif 000016
【図１３Ｂ】
2008146469.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月10日(2009.8.10)
【手続補正１】
【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】
無線通信基地局装置と、無線通信移動局装置と、前記無線通信基地局装置と前記無線通信移動局装置との間で中継送信を行う無線通信中継局装置と、を具備する移動体通信システムであって、
前記無線通信中継局装置が、第１の周波数帯域を使用して、第１のフレームにおいて下り回線信号を送信するとともに第２のフレームにおいて上り回線信号を送信し、
前記無線通信移動局装置が、前記第１の周波数帯域を使用して、前記第１のフレームにおいて前記下り回線信号を受信するとともに前記第２のフレームにおいて前記上り回線信号を受信する、
移動体通信システム。
【請求項２】
無線通信基地局装置と無線通信移動局装置との間で中継送信を行う無線通信中継局装置であって、
第１の周波数帯域を、第１のフレームにおいて下り回線信号の送信に割り当てるとともに第２のフレームにおいて上り回線信号の送信に割り当てる割当手段と、
前記第１の周波数帯域を使用して、前記第１のフレームにおいて前記下り回線信号を送信するとともに前記第２のフレームにおいて前記上り回線信号を送信する送信手段と、
を具備する無線通信中継局装置。
【請求項３】
前記割当手段は、第２の周波数帯域を、前記第１のフレームにおいて前記上り回線信号の送信に割り当てるとともに前記第２のフレームにおいて前記下り回線信号の受信に割り当てる、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項４】
前記上り回線信号のＭＣＳレベルと、前記第１の周波数帯域に含まれる複数のチャネルのうち前記上り回線信号の送信に使用されるチャネルとを示す割当情報を生成する生成手段、をさらに具備し、
前記送信手段は、前記第２のフレームにおいて前記割当情報を送信する、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項５】
前記上り回線信号に基づいて生成されたウェイトによってプリコーディングされた下り回線信号を第３のフレームにおいて前記第１の周波数帯域を使用して受信する受信手段、をさらに具備する、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項６】
前記受信手段は、前記ウェイトによってプリコーディングされたパイロット信号を前記第３のフレームにおいて前記第１の周波数帯域を使用して受信する、
請求項５記載の無線通信中継局装置。
【請求項７】
同一の前記無線通信基地局装置に対して付与された、複数の無線通信中継局装置毎に異なる識別子を用いて前記無線通信基地局装置を特定する特定手段、をさらに具備する、
請求項２記載の無線通信中継局装置。
【請求項８】
前記特定手段は、前記無線通信基地局装置を仮想の無線通信移動局装置として認識可能な前記識別子を用いて前記無線通信基地局装置を特定する、
請求項７記載の無線通信中継局装置。
【請求項９】
無線通信基地局装置と無線通信移動局装置との間で中継送信を行う無線通信中継局装置における中継送信方法であって、
第１の周波数帯域を使用して、第１のフレームにおいて下り回線信号を送信するとともに第２のフレームにおいて上り回線信号を送信する、
中継送信方法。
【手続補正２】
【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、移動体通信システム、無線通信中継局装置および中継送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セルラ移動体通信システムにおいては、情報のマルチメディア化に伴い、音声データのみならず、静止画像データ、動画像データ等の大容量データを伝送することが一般化しつつある。大容量データの伝送を実現するために、高周波の無線帯域を利用して高伝送レートを実現する技術に関して盛んに検討がなされている。
【０００３】
しかし、高周波の無線帯域を利用した場合、近距離では高伝送レートを期待できる一方、遠距離になるに従い伝送距離による減衰が大きくなる。よって、高周波の無線帯域を利用した移動体通信システムを実際に運用する場合は、無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）のカバーエリアが小さくなり、このため、より多くの基地局を設置する必要が生じる。基地局の設置には相応のコストがかかるため、基地局数の増加を抑制しつつ、高周波の無線帯域を利用した通信サービスを実現するための技術が強く求められている。
【０００４】
このような要求に対し、各基地局のカバーエリアを拡大させるために、基地局と無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）との間に無線通信中継局装置（以下、中継局と省略する）を設置し、基地局と移動局との間の通信を中継局を介して行う中継送信技術が検討されている。
【０００５】
中継送信技術における中継局の選択方法として、基地局と中継局との間の回線品質および中継局と移動局との間の回線品質を測定し、より高い回線品質の中継局を選択するものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
また、中継送信技術における中継局のチャネル割当方法として、基地局と中継局との間の回線品質および中継局と移動局との間の複数のチャネルについての回線品質を測定し、より高い回線品質のチャネルから優先して中継信号を割り当てるものがある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５４３０８号公報
【特許文献２】特開２００６−０５０５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術のように移動体通信に中継送信技術を適用する場合には、通常、１基地局に対し複数の中継局が存在する。よって、移動体通信に中継送信技術を適用する場合に１中継局あたりに下り回線信号に対し割当可能なチャネルの数は、移動体通信に中継送信技術を適用しない場合より減少してしまう。よって、移動体通信に中継送信技術を適用する場合には、移動局において回線品質測定が可能なチャネルの数が減少してしまい、移動局が受信可能な周波数帯域全体の回線品質の測定精度が悪くなる。
【０００８】
本発明の目的は、回線品質の測定精度を向上することができる移動体通信システム、中継局および中継送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移動体通信システムは、基地局と、移動局と、前記基地局と前記移動局との間で中継送信を行う中継局と、を具備する移動体通信システムであって、前記中継局が、第
１の周波数帯域を使用して、第１のフレームにおいて下り回線信号を送信するとともに第２のフレームにおいて上り回線信号を送信し、前記移動局が、前記第１の周波数帯域を使用して、前記第１のフレームにおいて前記下り回線信号を受信するとともに前記第２のフレームにおいて前記上り回線信号を受信する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回線品質の測定精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１に本発明の各実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す。図１に示すように、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、上り回線において中継局が移動局１〜４からの上り回線信号を基地局へ中継送信し、下り回線において中継局が基地局からの下り回線信号を移動局１〜４へ中継送信する。また、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムはＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式の通信システムであり、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは周波数帯域Ｆ１と周波数帯域Ｆ２とを使用して上り回線と下り回線とを区別する。また、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、複数のサブキャリアが複数のチャネルとして使用され、Ｆ１およびＦ２はそれぞれ、複数のサブキャリア、つまり、複数のチャネルにより構成される。また、以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、上り回線信号および下り回線信号にはパイロット信号が含まれる。
【００１３】
なお、以下の各実施の形態に係る中継局は、予め設置された固定の中継局またはアドホック網（例えば、特開２００１−１８９９７１号公報参照）のように中継局として利用される他の移動局のいずれであってもよい。
【００１４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、中継局が、Ｆ２を使用して、フレーム１において下り回線信号を送信するとともにフレーム２において上り回線信号を送信し、移動局が、Ｆ２を使用して、フレーム１において下り回線信号を受信するとともにフレーム２において上り回線信号を
受信する。
【００１５】
図２に本実施の形態に係る周波数帯域割当を示す。ここで、図１に示す移動局１〜４、中継局および基地局は、Ｆ１およびＦ２を使用して受信したそれぞれの信号に含まれるパイロット信号から回線品質をそれぞれ測定してＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を生成する。また、移動局１〜４および中継局で生成されたＣＱＩ情報は、基地局に通知される。
【００１６】
まず、フレーム１では、各移動局がＦ１を使用して上り回線信号を送信する。具体的には、図２に示すように、移動局１は、Ｆ１を構成するＣＨ（チャネル）１〜６のうちのＣＨ１を使用して上り回線信号を送信する。同様にして、移動局２はＦ１のＣＨ３を使用して上り回線信号を送信し、移動局３はＦ１のＣＨ４を使用して上り回線信号を送信し、移動局４はＦ１のＣＨ６を使用して上り回線信号を送信する。よって、フレーム１では、中継局はＦ１のＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ４およびＣＨ６を使用して上り回線信号を受信する。
【００１７】
また、フレーム１では、中継局がフレーム１の前フレームで受信された下り回線信号をＦ２を使用して送信する。具体的には、図２に示すように、中継局は、Ｆ２を構成するＣＨ１〜６のうちのＣＨ２およびＣＨ５を使用して下り回線信号を送信する。例えば、Ｆ２のＣＨ２に割り当てられた下り回線信号は移動局１に対する下り回線信号であり、Ｆ２のＣＨ５に割り当てられた下り回線信号は移動局２に対する下り回線信号である。よって、フレーム１では、移動局１がＦ２のＣＨ２を使用して下り回線信号を受信し、移動局２がＦ２のＣＨ５を使用して下り回線信号を受信する。
【００１８】
ここで、図２に示すフレーム１のＦ２では、下り回線信号の送信のために中継局は基地局および他の中継局（図示せず）とＣＨ１〜６を分け合う。このため、各中継局において下り回線信号を割り当てることができる、１中継局あたりのチャネルの数が少なくなる。つまり、各移動局において中継局と各移動局との間の回線品質の測定に使用できる、１移動局あたりのチャネルの数が少なくなる。一方、図２に示すフレーム１のＦ１では、中継局では複数の移動局からの複数の上り回線信号が集まるため、中継局では多くのチャネルを必要とする。
【００１９】
そこで、本実施の形態では、中継局は、フレーム１において下り回線信号の送信に割り当てられたＦ２を、フレーム２において上り回線信号の送信に割り当てる。そして移動局は、フレーム２において、中継局がＦ２を使用して送信する上り回線信号を受信する。また、中継局は、フレーム１において上り回線信号の受信に割り当てられたＦ１を、フレーム２において下り回線信号の受信に割り当てる。また、フレーム１において、中継局は、Ｆ１を上り回線信号の受信に割り当てるとともにフレーム１の前フレームで受信された上り回線信号の送信にも割り当て、Ｆ２をフレーム１の前フレームで受信された下り回線信号の送信に割り当てるとともに下り回線信号の受信にも割り当てる。つまり、中継局および基地局では、フレーム１において上り回線信号に対して使用されたＦ１がフレーム２において下り回線信号に対して一時的に使用され、フレーム１において下り回線信号に対して使用されたＦ２がフレーム２において上り回線信号に対して一時的に使用される。つまり、中継局および基地局では、フレーム１とフレーム２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが交換される。
【００２０】
なお、フレーム２では、移動局はＦ１を使用した上り回線信号の送信を行わない。移動局がフレーム２においてＦ１を使用した上り回線信号の送信を行うと、基地局がフレーム２のＦ１において下り回線信号の送信と上り回線信号の受信との分離を行うことが困難になるからである。つまり、フレーム２では、基地局と中継局との間でのみ通信を行う。た
だし、移動局は、フレーム２においてもＦ２を使用して信号を受信できる状態にある。また、本実施の形態では、上記の周波数帯域交換が行われる際に、基地局が中継局に対して、周波数帯域の交換の指示を示す周波数帯域交換指示信号を送信する。つまり、フレーム１において、基地局はＦ２を使用して中継局に対して周波数帯域交換指示信号を送信する。
【００２１】
よって、図２に示すように、中継局は、フレーム１でＦ１を使用して受信した上り回線信号をフレーム２で一時的にＦ２を使用して送信する。具体的には、フレーム２では、中継局はＦ２を構成するＣＨ１〜６のうちのＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ４およびＣＨ６を使用して上り回線信号を中継送信する。つまり、各移動局の送信信号は、移動局から中継局へはＦ１を使用して送信され、中継局から基地局へはＦ２を使用して送信される。また、基地局は、フレーム２において一時的にＦ１のＣＨ２およびＣＨ５を使用して下り回線信号を送信する。
【００２２】
このように、中継局がフレーム１において下り回線信号の送信に使用するＦ２を、フレーム２において一時的に上り回線信号の送信に使用するため、移動局では、フレーム１およびフレーム２の双方において中継局から送信された信号をＦ２を用いて受信することができる。これにより、移動局では、中継局と移動局との間の回線品質の測定に使用できるチャネルの数が増加する。具体的には、移動局は、フレーム１ではＦ２のうちのＣＨ２およびＣＨ５の２つのチャネルの回線品質しか測定できないのに対し、フレーム２ではＦ２のうちのＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ４およびＣＨ６の４つのチャネルの回線品質を測定することができる。つまり、移動局では、フレーム１およびフレーム２において、Ｆ２を構成するＣＨ１〜ＣＨ６の全てのチャネルの回線品質を測定することができる。このように、移動局では、受信可能なＦ２のみを使用して、従来よりも多数のチャネルの回線品質を測定することができる。
【００２３】
また、移動局はフレーム１で下り回線信号を受信する際に回線品質を測定するだけでなく、フレーム２で中継局が上り回線信号を送信する際にも回線品質を測定することができるため、従来よりも短時間で多数のチャネルの回線品質を測定することができる。
【００２４】
また、中継局はフレーム１ではＦ１を使用して上り回線信号を送信する。ここで、Ｆ１を構成するＣＨ１〜６は複数の中継局で分け合って使用されるため、基地局で回線品質測定が可能な１中継局あたりのチャネル数が少なくなる。一方で、各中継局はＦ１およびＦ２の双方において信号を受信可能である。そこで、図２に示すフレーム２のように、基地局が一時的にＦ１を使用して下り回線信号を送信することで、図１に示す中継局を含むすべての中継局がＦ１においても下り回線信号を受信して、自局宛てでない下り回線信号をも使用して自局と基地局との間の回線品質を測定することができるようになる。よって、基地局が一時的にＦ１を使用して下り回線信号を送信することで、中継局と基地局との間においても従来よりも多数のチャネルの回線品質を測定することができる。
【００２５】
次に、図３に本実施の形態に係る移動体通信システムのシーケンス図を示す。図３では、ＢＳ（基地局）とＭＳ（移動局）との間でＲＳ（中継局）が中継送信を行う。ここで、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行う図示しないＭＳも存在し、ＢＳでは、ＢＳとそのＭＳとの間の回線品質も測定する。しかし、ここでは説明を簡略するために、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行うＭＳについての説明を省略する。
【００２６】
図３に示すように、まずフレーム１のＦ１では、ＭＳが上り回線信号をＲＳへ送信する。また、フレーム１のＦ２では、ＢＳが周波数帯域交換指示信号をＲＳへ送信する。よって、ＢＳおよびＲＳでは、対象フレームがフレーム１からフレーム２へ移行する際に、Ｆ１とＦ２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に
対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される。
【００２７】
そして、フレーム２のＦ１では、ＢＳが下り回線信号をＲＳへ送信する。また、フレーム２のＦ２では、ＲＳがフレーム１でＭＳから受信した上り回線信号をＢＳへ中継送信する。そして、フレーム２では、ＢＳはＦ２において受信した上り回線信号を用いてＢＳとＲＳとの間の回線品質を測定し、ＲＳはＦ１において受信した下り回線信号を用いてＢＳとＲＳとの間の回線品質を測定する。また、ＲＳが中継送信した上り回線信号をＭＳも受信可能であるため、ＭＳはフレーム２のＦ２において上り回線信号を受信し、ＲＳとＭＳとの間の回線品質を測定する。
【００２８】
次いで、対象フレームがフレーム２からフレーム３へ移行する際に、対象フレームがフレーム１からフレーム２へ移行する際に一時的に交換された周波数帯域を元に戻す。そして、フレーム３のＦ１では、ＭＳが上り回線信号をＲＳへ送信する。このとき、ＭＳはフレーム２で測定した回線品質（Ｆ２におけるＲＳ−ＭＳ間の回線品質）を示すＣＱＩをＲＳに報告する。また、フレーム３のＦ２では、ＢＳが下り回線信号をＲＳへ送信する。
【００２９】
次いで、フレーム４のＦ１では、ＲＳがフレーム３でＭＳから受信した上り回線信号をＢＳへ中継送信する。このとき、ＲＳはフレーム２で測定した回線品質（Ｆ１におけるＢＳ−ＲＳ間の回線品質）を示すＣＱＩおよびフレーム３でＭＳより報告されたＣＱＩをＢＳに報告する。また、フレーム４のＦ２では、ＲＳがフレーム３でＢＳから受信した下り回線信号をＭＳへ中継送信する。
【００３０】
そしてＢＳでは、フレーム４で報告されたＣＱＩ、フレーム２で測定した回線品質（Ｆ２におけるＢＳ−ＲＳ間の回線品質）を示すＣＱＩ、および、図示しないＭＳとＢＳとの間の回線品質を示すＣＱＩに基づいて新たにチャネル割当を行い、チャネル割当の結果を示すチャネル割当情報を生成する。一般に、ＲＳとＭＳとの間の回線品質はＢＳとＲＳとの間の回線品質より低いため、ＢＳは、ＲＳとＭＳとの間でより高いＣＱＩを持つチャネルを中継信号に優先的に割り当ててもよい。
【００３１】
そして、ＢＳがチャネル割当情報をＲＳに送信し、ＲＳがチャネル割当情報を受信するとともに、受信されたチャネル割当情報をＭＳへ中継送信する。
【００３２】
このように、ＢＳおよびＲＳにおいて上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが相互に交換され、ＲＳが一時的にＦ２を使用してＢＳへ上り回線信号を送信する。これにより、ＭＳが、フレーム１だけでなくフレーム２でも、Ｆ２の回線品質を測定することができる。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る中継局の構成について説明する。図４に本実施の形態に係る中継局１００の構成を示す。
【００３４】
中継局１００において、無線受信部１０２は、移動局からの上り回線信号、基地局からの下り回線信号または基地局からの周波数帯域交換指示信号をアンテナ１０１を介して受信し、これらの信号に対しダウンコンバート等の無線処理を施す。そして、無線受信部１０２は、無線処理後の上り回線信号または下り回線信号を周波数帯域割当部１０３に出力し、周波数帯域交換指示信号を周波数帯域割当部１０３および周波数帯域割当部１０９に出力する。
【００３５】
周波数帯域割当部１０３は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ１を上り回線信号の受信に割り当て、Ｆ２を下り回線信号の受信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部１０３は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が
入力される場合、Ｆ１を下り回線信号の受信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部１０３は、上り回線信号または下り回線信号を復調部１０４および回線品質測定部１０６に出力する。
【００３６】
復調部１０４は、周波数帯域割当部１０３から入力される上り回線信号または下り回線信号を復調し、復調後の信号を復号部１０５に出力する。
【００３７】
復号部１０５は、上り回線信号または下り回線信号を復号し、復号後のデータを符号化部１０７に出力する。
【００３８】
回線品質測定部１０６は、周波数帯域割当部１０３から入力される上り回線信号または下り回線信号の回線品質を測定し、測定された回線品質に対応するＣＱＩを生成する。回線品質測定部１０６は、入力される信号の周波数毎の回線品質を測定する。そして、回線品質測定部１０６は、生成したＣＱＩを符号化部１０７に出力する。
【００３９】
符号化部１０７は、復号部１０５から入力されるデータ、または、回線品質測定部１０６から入力されるＣＱＩを符号化し、符号化後のデータまたはＣＱＩを変調部１０８に出力する。
【００４０】
変調部１０８は、符号化部１０７から入力されるデータまたはＣＱＩを変調し、変調後の信号を周波数帯域割当部１０９に出力する。
【００４１】
周波数帯域割当部１０９は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ１を上り回線信号の送信に割り当て、Ｆ２を下り回線信号の送信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部１０９は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ２を上り回線信号の送信に割り当てる。すなわち、周波数帯域割当部１０９は、周波数帯域交換指示信号が入力される場合、下り回線信号の送信に割り当てられていたＦ２を上り回線信号の送信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部１０９は、変調後の信号を無線送信部１１０に出力する。
【００４２】
つまり、周波数帯域交換指示信号に従って、周波数帯域割当部１０９は、周波数帯域割当部１０３で下り回線信号の受信に割り当てられていたＦ２を一時的に上り回線信号の送信に割り当てる一方、周波数帯域割当部１０３は、周波数帯域割当部１０９で上り回線信号の送信に割り当てられていたＦ１を一時的に下り回線信号の受信に割り当てる。このようにして中継局１００では、周波数帯域交換指示信号に従って、上り回線信号の送信に使用される周波数帯域と下り回線信号の受信に使用される周波数帯域とが相互に交換される。
【００４３】
無線送信部１１０は、変調後の信号に対してアップコンバート等の無線処理を施し、無線処理後の信号をアンテナ１０１から移動局または基地局へ中継送信する。
【００４４】
次に、中継局１００の処理フローについて図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
中継局１００は、ＳＴ（ステップ）１０１において周波数帯域交換指示信号を受信した場合（ＳＴ１０１：ＹＥＳ）、ＳＴ１０２で、上り回線信号の送信に使用される周波数帯域と下り回線信号の受信に使用される周波数帯域とを相互に交換する。すなわち、中継局１００は、上り回線信号の送信に使用していたＦ１を下り回線信号の受信に割り当て、下り回線信号の受信に使用していたＦ２を上り回線信号の送信に割り当てる。
【００４６】
ＳＴ１０３では、中継局１００は、交換後の周波数帯域を使用して中継送信を行う。す
なわち、中継局１００は、一時的に、Ｆ１を使用して下り回線信号を受信し、Ｆ２を使用して上り回線信号を送信する。移動局はＦ２を使用して信号を受信することができるため、中継局１００が一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信することにより、移動局は、中継局１００から移動局への下り回線信号の中継送信時だけでなく、中継局１００から基地局への上り回線信号の中継送信時にもＦ２における回線品質を測定することができる。
【００４７】
ＳＴ１０４では、中継局１００は、ＳＴ１０３でＦ１を使用して受信した下り回線信号の回線品質を測定する。
【００４８】
ＳＴ１０５では、中継局１００は、ＳＴ１０４で測定した回線品質よりＣＱＩを生成する。
【００４９】
ＳＴ１０６では、中継局１００は、ＳＴ１０２で交換した周波数帯域を元に戻す。すなわち、中継局１００は、Ｆ１を上り回線信号の受信および送信に割り当て、Ｆ２を下り回線信号の受信および送信に割り当てる。
【００５０】
ＳＴ１０７では、中継局１００は、ＣＱＩを基地局に送信する。
【００５１】
一方、中継局１００は、ＳＴ１０１において周波数帯域交換指示信号を受信しない場合（ＳＴ１０１：ＮＯ）、ＳＴ１０８で中継送信を行う。ここでは、中継局１００は、Ｆ１を使用して上り回線信号を中継送信し、Ｆ２を使用して下り回線信号を中継送信する。
【００５２】
次に、本実施の形態に係る基地局の構成について説明する。図６に本実施の形態に係る基地局２００の構成を示す。
【００５３】
基地局２００において、無線受信部２０２は、中継局からの上り回線信号およびＣＱＩ、または、中継局を介さない移動局からの上り回線信号をアンテナ２０１を介して受信し、上り回線信号またはＣＱＩに対しダウンコンバート等の無線処理を施す。そして、無線受信部２０２は、無線処理後の上り回線信号またはＣＱＩを周波数帯域割当部２０３に出力する。
【００５４】
周波数帯域割当部２０３は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ１を上り回線信号の受信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部２０３は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ２を上り回線信号の受信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部２０３は、上り回線信号を復調部２０４および回線品質測定部２０６に出力し、ＣＱＩを復調部２０４に出力する。
【００５５】
復調部２０４は、上り回線信号およびＣＱＩを復調して、復調後の上り回線信号およびＣＱＩを復号部２０５に出力する。
【００５６】
復号部２０５は、上り回線信号およびＣＱＩを復号し、復号後のＣＱＩを周波数帯域交換指示部２０７に出力するとともに復号後の上り回線信号を受信データとして出力する。
【００５７】
回線品質測定部２０６は、周波数帯域割当部２０３から入力される上り回線信号の回線品質を測定し、測定された回線品質に対応するＣＱＩを生成する。つまり、回線品質測定部２０６は、中継局と基地局との間の回線品質および移動局と基地局との間の回線品質を測定する。そして、回線品質測定部２０６は、生成したＣＱＩを周波数帯域交換指示部２０７に出力する。
【００５８】
周波数帯域交換指示部２０７は、回線品質測定部２０６から入力されるＣＱＩおよび復号部２０５から入力されるＣＱＩに基づいて、上り回線信号の受信に使用される周波数帯域と下り回線信号の送信に使用される周波数帯域とを交換するか否かを判断する。そして、周波数帯域交換指示部２０７は、周波数帯域を交換する場合、Ｆ１とＦ２とを相互に交換することを示す周波数帯域交換指示信号を生成する。周波数帯域交換指示部２０７は、基地局２００、移動局および中継局１００の送信信号に割り当てられているチャネルのＣＱＩが閾値より低く、より高いＣＱＩを持つ他のチャネルを割り当てる必要があると判断した場合に周波数帯域交換指示信号を生成する。なお、周波数帯域交換指示部２０７は、基地局２００、移動局および中継局１００の送信信号に割り当てられているチャネルにおいて常に最適なチャネルを選択するために、一定の時間間隔で周波数帯域交換指示信号を生成してもよい。そして、周波数帯域交換指示部２０７は、周波数帯域交換指示信号を符号化部２０８に出力する。
【００５９】
符号化部２０８は送信データおよび周波数帯域交換指示部２０７から入力される周波数帯域交換指示信号を符号化し、符号化後のデータおよび周波数帯域交換指示信号を変調部２０９に出力する。
【００６０】
変調部２０９は、符号化部２０８から入力されるデータおよび周波数帯域交換指示信号を変調し、変調後の信号を周波数帯域割当部２１０に出力する。
【００６１】
周波数帯域割当部２１０は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力されない場合、Ｆ２を変調後の信号の送信、すなわち、下り回線信号の送信に割り当てる。一方、周波数帯域割当部２１０は、周波数帯域交換指示部２０７から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、Ｆ１を下り回線信号の送信に割り当てる。そして、周波数帯域割当部２１０は、変調後の信号を無線送信部２１１に出力する。
【００６２】
つまり、周波数帯域交換指示信号に従って、周波数帯域割当部２１０は、周波数帯域割当部２０３で上り回線信号の受信に割り当てられていたＦ１を一時的に下り回線信号の送信に割り当てる一方、周波数帯域割当部２０３は、周波数帯域割当部２１０で下り回線信号の送信に割り当てられていたＦ２を一時的に上り回線信号の受信に割り当てる。このようにして基地局２００では、周波数帯域交換指示信号に従って、上り回線信号の受信に使用される周波数帯域と下り回線信号の送信に使用される周波数帯域とが相互に交換される。
【００６３】
無線送信部２１１は、変調後の信号に対してアップコンバート等の無線処理を施し、無線処理後の信号をアンテナ２０１から中継局１００へ送信する。
【００６４】
このように、本実施の形態によれば、中継局は、周波数帯域交換指示信号を受信した場合、下り回線信号の送信に使用していた周波数帯域を一時的に上り回線信号の送信に使用する。このため、移動局では多数のチャネルを使用して中継局からの信号を受信することができる。これより、移動局では、より広い帯域の回線品質を測定することができる。よって、本実施の形態によれば、移動局における中継局と移動局との間の回線品質の測定精度を向上することができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態によれば、中継局は、周波数帯域交換指示信号を受信した場合、上り回線信号の送信に使用していた周波数帯域を一時的に下り回線信号の受信に使用するため、基地局から送信される下り回線信号を自局宛てであるか否かに関わらず受信することができる。よって、中継局では上り回線信号の送信に使用していた周波数帯域において多数のチャネルを使用して中継局と基地局との間の回線品質を測定できるため、中継局に
おける基地局と中継局との間の回線品質の測定精度を向上することができる。
【００６６】
さらに、本実施の形態によれば、移動局は、中継局が送信する上り回線信号を受信して回線品質を測定するため、下り回線信号の回線品質のみを測定する場合よりも効率よく多くのチャネルの回線品質を測定することができる。よって、移動体通信に中継送信技術を適用した結果、回線品質の測定が必要となるチャネルが増加する場合でも、回線品質測定用のパイロット信号を増加させることなく、効率良く中継送信を行うことができる。
【００６７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、中継局がＦ２を使用して上り回線信号を送信する際、上り回線信号のＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）レベルと、Ｆ２に含まれる複数のチャネルのうち上り回線信号の送信に使用されるチャネルとを示す割当情報を移動局に通知する点において実施の形態１と相違する。
【００６８】
図７に本実施の形態に係る周波数帯域割当を示す。ここでは、Ｆ１およびＦ２はそれぞれＣＨ１〜８で構成される。
【００６９】
まず、フレーム１では、各移動局がＦ１を使用して上り回線信号を送信する。具体的には、図７に示すように、移動局１がＦ１のＣＨ１を使用して上り回線信号を送信し、移動局２がＦ１のＣＨ３およびＣＨ４を使用して上り回線信号を送信し、移動局３がＦ１のＣＨ６およびＣＨ８を使用して上り回線信号を送信する。また、フレーム１では、図７に示すように、中継局はＦ２のＣＨ３およびＣＨ６を使用して下り回線信号を送信する。
【００７０】
ここで、基地局から中継局へ周波数帯域交換指示信号を送信される場合、フレーム１とフレーム２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが交換される。よって、フレーム２では、中継局は一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信する。具体的には、図７に示すように、フレーム２では、中継局は、Ｆ２のＣＨ８を使用して移動局１からの上り回線信号を送信し、Ｆ２のＣＨ５およびＣＨ６を使用して移動局２からの上り回線信号を送信し、Ｆ２のＣＨ１およびＣＨ３を使用して移動局３からの上り回線信号を送信する。また、フレーム２では、図７に示すように、基地局がＦ１のＣＨ３およびＣＨ６を使用して下り回線信号を送信する。
【００７１】
さらに、フレーム２では、中継局は、各移動局からの上り回線信号の中継送信に使用されるＭＣＳレベルとチャネルとを示す割当情報を移動局１〜３に対して通知する。これにより、割当情報を通知された移動局は、自局が送信した上り回線信号がどのＭＣＳレベルで中継送信され、Ｆ２のどのチャネルを使用して中継送信されるかを認識することができる。ここで中継局は、割当情報の送信に使用するチャネルを、基地局から送信されるチャネル割当情報に従って決定してもよく、中継局に割り当てられているチャネルの中から決定してもよい。
【００７２】
よって、フレーム２において、各移動局は、中継局からＦ２を使用して送信される上り回線信号を受信するとともに割当情報を受信する。そして、各移動局は、割当情報によって、自局からの上り回線信号がどのＭＣＳレベルでＦ２のどのチャネルに割り当てられて中継送信されるかを認識できるため、パイロット信号のみでなく、データ信号をも用いて回線品質を測定することができる。例えば、移動局１では、フレーム２においてＦ２のＣＨ８に自局の上り回線信号が割り当てられていることを認識することができる。よって、移動局１では、Ｆ２のＣＨ８においてパイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定する。一方、Ｆ２のうちＣＨ８以外の残りのＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５およびＣＨ６には、移動局１以外の移動局の上り回線信号が割り当てられているため、移動局１では、
ＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５およびＣＨ６に割り当てられたデータ信号を認識できない。そこで、移動局１は、ＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５およびＣＨ６ではパイロット信号のみを用いて回線品質を測定する。移動局２および移動局３についても同様である。
【００７３】
このように、中継局が割当情報を移動局に通知することで、移動局では、パイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定することができるため、より精度が高い回線品質を測定することができる。
【００７４】
次に、図８に本実施の形態に係る移動体通信システムのシーケンス図を示す。図８では、ＢＳ（基地局）とＭＳ（移動局）との間でＲＳ（中継局）が中継送信を行う。ここで、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行う図示しないＭＳも存在し、ＢＳでは、ＢＳとそのＭＳとの間の回線品質も測定する。しかし、ここでは説明を簡略するために、ＲＳを介さずにＢＳと直接通信を行うＭＳについての説明を省略する。また、実施の形態１の図３に示すシーケンス図における動作と同一の動作については説明を省略する。
【００７５】
図８に示すように、フレーム１のＦ２では、ＢＳが周波数帯域交換指示信号および割当情報をＲＳへ送信する。よって、ＢＳおよびＲＳでは、対象フレームがフレーム１からフレーム２へ移行する際に、Ｆ１とＦ２との間において、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される。
【００７６】
そして、フレーム２のＦ２では、ＲＳは、フレーム１で受信した上り回線信号および割当情報を割当情報に示されたＭＣＳレベルとＦ２のチャネルとを使用してＢＳへ送信する。そして、ＢＳはＦ２において受信した上り回線信号を用いてＢＳとＲＳとの間の回線品質を測定する。また、ＭＳはフレーム２のＦ２において上り回線信号および割当情報を受信し、上り回線信号を用いてＲＳとＭＳとの間の回線品質を測定する。ここで、ＭＳは、割当情報に示されたＭＣＳレベルおよびＦ２のチャネルより自局がフレーム１で送信した上り回線信号を特定できるため、ＲＳからＢＳへ中継送信されたパイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定する。
【００７７】
次に、図９に本実施の形態に係る中継局３００の構成を示す。図９において、実施の形態１（図４）と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
【００７８】
割当情報生成部３０１は、無線受信部１０２から周波数帯域交換指示信号が入力される場合、上記の割当情報を生成する。そして、割当情報生成部３０１は、生成した割当情報を符号化部１０７へ出力する。
【００７９】
無線送信部１１０は、割当情報をアンテナ１０１を介して移動局へ送信する。
【００８０】
ここで、パイロット信号のみで回線品質を測定する場合（図１０Ａ）と、パイロット信号およびデータ信号を用いて回線品質を測定する場合（図１０Ｂ）とを比較する。回線品質の測定は、受信信号と既知信号との差分から各チャネルの変動を求めることによって行われる。このときの受信信号には、受信時に加わる雑音が含まれている。図１０Ａに示すようにパイロット信号のみが既知である場合より、図１０Ｂに示すようにパイロット信号およびデータ信号が既知である場合の方が、より多くの信号の平均値から回線品質を測定することができるため、雑音の平均化効果がより大きい。よって、図１０Ｂに示す場合の方が回線品質の測定精度を向上させることができる。
【００８１】
このようにして、本実施の形態によれば、移動局はパイロット信号のみでなく、自局のデータ信号も用いて回線品質を測定することができるため、実施の形態１よりもさらに回線品質の測定精度を向上することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、図７に示すように、フレーム１のＦ１における上り回線信号のチャネル配置とフレーム２のＦ２における上り回線信号のチャネル配置とは同一でなくてもよい。また、中継局と移動局との間の複数のチャネルのうち特に回線品質測定を要するチャネルがある場合、中継局は、フレーム２において、回線品質測定を要するチャネルに上り回線信号を割り当ててもよい。これにより、移動局は、必要な回線品質のみを効率良く測定することができる。
【００８３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、基地局がプリコーディングを行う場合について説明する。
【００８４】
図１１に本実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す。ここでは、基地局は４本のアンテナを具備する。
【００８５】
基地局がアンテナ毎にプリコーディングを行う場合、基地局と中継局との間の回線品質はアンテナ毎に測定される必要がある。つまり、Ｆ２における基地局と中継局との間の回線品質はアンテナ毎に測定される必要がある。
【００８６】
そこで、本実施の形態では、４本のアンテナを備える基地局がアンテナ毎にプリコーディングを行う場合、上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とを相互に交換する。すなわち、中継局は、一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信する。これにより、基地局は、中継局がＦ２を使用して送信した上り回線信号を用いて基地局と中継局との間の回線品質をアンテナ毎に測定することができる。
【００８７】
以下、図１１を用いて具体的に説明する。
【００８８】
図１１に示すように、フレーム１において周波数帯域交換指示信号を受信した中継局は、フレーム２において一時的にＦ２を使用して上り回線信号を基地局へ送信する。
【００８９】
フレーム２では、基地局は、４本のアンテナを使用して中継局からの上り回線信号を受信する。そして、基地局は、各アンテナで受信した上り回線信号を用いて、アンテナ毎の回線品質を測定し、測定した回線品質に基づいてプリコーディング用のウェイトｗ１〜ｗ４を生成する。
【００９０】
フレーム３では、図１１に示すように、基地局は、下り回線信号に対してアンテナ毎にそれぞれのウェイトｗ１〜ｗ４を乗算し、ウェイト乗算後の下り回線信号をＦ２を使用して４本のアンテナから中継局へ送信する。よって、中継局は、上り回線信号に基づいて生成されたウェイトによってプリコーディングされた下り回線信号をフレーム３においてＦ２を使用して受信する。
【００９１】
このように、基地局の各アンテナから送信される下り回線信号に乗算されるウェイトは中継局からの中継信号に基づいて生成される。実施の形態１と同様に、基地局では、複数の移動局からの上り回線信号が集約された中継信号がＦ２を使用して受信されるため、広い帯域における回線品質を測定することができ、回線品質の測定精度を向上することができる。よって、中継局からの中継信号に基づいて生成されるウェイトｗ１〜ｗ４を用いてプリコーディングされた下り回線信号の中継局での受信品質が向上する。
【００９２】
また、基地局は中継局からの上り回線信号をアンテナ毎に受信することができるため、基地局は、アンテナ毎のＣＱＩを得るために、アンテナ間で直交するパイロット信号を中
継局へ送信する必要が無くなる。
【００９３】
なお、基地局では、パイロット信号に対してもプリコーディング用のウェイトを乗算してもよい。例えば、中継局は、プリコーディングされたパイロット信号を図１１に示すフレーム３において受信することで、ウェイトが乗算されたパイロット信号よりデータ信号のウェイトの情報を得ることができる。
【００９４】
さらに、中継局では、Ｆ２を使用して上り回線信号を送信したフレーム（フレーム２）の次のフレーム（フレーム３）で、プリコーディングされた下り回線信号が受信されることが分かる。よって、基地局がプリコーディングされた下り回線信号を送信することを中継局に通知しなくても、中継局は、一時的にＦ２を使用して上り回線信号を送信するタイミングに基づいて、プリコーディングされた下り回線信号が受信されるタイミングを認識できる。
【００９５】
次に、図１２に本実施の形態に係る基地局４００の構成を示す。図１２において、実施の形態１（図６）と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
【００９６】
無線受信部４０２−１〜４０２−Ｋは、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋに対応して備えられる。無線受信部４０２−１〜４０２−Ｋは、中継局からの上り回線信号をアンテナ４０１−１〜４０１−Ｋを介して受信する。
【００９７】
回線品質測定部２０６は、周波数帯域割当部２０３から入力されるＫ個の上り回線信号それぞれの回線品質を測定し、測定された回線品質に対応するＣＱＩを生成する。すなわち、回線品質測定部２０６は、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋ毎のＣＱＩを生成する。そして、回線品質測定部２０６は、生成したＫ個のＣＱＩを含む制御情報を生成し、周波数帯域交換指示部２０７およびウェイト生成部４０３に出力する。
【００９８】
ウェイト生成部４０３は、回線品質測定部２０６から入力される制御情報に含まれるＣＱＩに基づいて、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋそれぞれに対するプリコーディング用のウェイトｗ１〜ｗＫを生成する。例えば、ウェイト生成部４０３は、固有モード伝送のように、アンテナ間で送信信号を直交させるウェイトを生成する。そして、ウェイト生成部４０３は、生成した各アンテナのウェイトｗ１〜ｗＫを無線送信部４０４−１〜４０４−Ｋに出力する。
【００９９】
周波数帯域交換指示部２０７は、送信信号に対するプリコーディングが行われるフレームの前のフレームで上記の周波数帯域交換が行われるように周波数帯域交換指示信号を生成する。例えば、周波数帯域交換指示部２０７は、図１１に示すフレーム３で送信信号に対するプリコーディング行われる場合、フレーム１で周波数帯域交換指示信号を生成する。
【０１００】
無線送信部４０４−１〜４０４−Ｋは、アンテナ４０１−１〜４０１−Ｋに対応して備えられる。無線送信部４０１−１〜４０４−Ｋは、周波数帯域割当部２１０から入力される送信信号に対して、ウェイト生成部４０３から入力されるウェイトを乗算し、ウェイト乗算後の信号をアンテナ４０１−１〜４０１−Ｋそれぞれを介して中継局へ送信する。
【０１０１】
なお、中継局は、図１１に示すフレーム１において周波数帯域交換指示信号を受信した場合、フレーム２において、チャネル割当情報に従って割り当てられたＦ２のチャネルを一時的に使用して上り回線信号を基地局へ送信する。そして、基地局は、図１１に示すフレーム２のＦ２において受信される上り回線信号が割り当てられていたＦ２のチャネルを、フレーム３においてプリコーディングされる下り回線信号の送信に使用する。そして、
中継局は、図１１に示すフレーム３において、フレーム２で上り回線信号の送信に使用されたチャネルを使用して、プリコーディングされた下り回線信号を受信する。
【０１０２】
つまり、中継局は、フレーム２で上り回線信号の送信に使用したチャネルを、プリコーディングされた下り回線信号のフレーム３における受信に使用する。これにより、中継局では、基地局からのチャネル割当情報の通知がなくても、プリコーディングされた下り回線信号に割り当てられたチャネルを認識できるため、基地局からのチャネル割当情報を削減することができる。
【０１０３】
このようにして、本実施の形態によれば、基地局は中継局が送信した上り回線信号に基づいて回線品質を測定するため、プリコーディングを行う場合でも、測定精度が良い回線品質に基づいてウェイトを生成することができる。
【０１０４】
さらに、本実施の形態によれば、基地局は中継局からの上り回線信号を複数のアンテナによって受信してアンテナ毎の回線品質を測定するため、アンテナ間で直交するパイロット信号の基地局から中継局への送信が不要になるとともに、中継局から基地局へのＣＱＩの報告が不要になる。よって、本実施の形態によれば、ウェイト生成に要する情報量および処理量を削減することができる。
【０１０５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、中継局は、同一の基地局に対して付与された、複数の中継局毎に異なる識別子を用いて基地局を特定する。
【０１０６】
本実施の形態に係る基地局は、各中継局と、各中継局が中継送信を担当する移動局との対応を示す担当中継局情報を中継局に通知する。中継局では、担当中継局情報に基づいて、自局が中継送信を担当する移動局を認識するとともに、自局が中継送信を担当する移動局に対して担当中継局情報を中継送信する。そして、移動局は、担当中継局情報に基づいて、自局の担当の中継局を認識するとともに、自局の担当の中継局が担当する他の移動局を認識し、他の移動局宛てに送信されたパイロット信号を受信して回線品質を測定する。
【０１０７】
また、基地局は、Ｆ２の各チャネルと、各チャネルに割り当てられた信号の宛先装置との対応を示すチャネル割当情報を中継局および移動局へ通知する。そして、中継局および移動局は、担当中継局情報およびチャネル割当情報に基づいて、各チャネルに割り当てられた信号の送信元装置と宛先装置とを特定する。例えば、中継局および移動局は、チャネル割当情報に示された宛先装置が移動局である場合、担当中継局情報に示された中継局のうち、その宛先移動局を担当している中継局が送信元装置であると特定することができる。また、チャネル割当情報に示された宛先装置が中継局である場合は、中継局および移動局は、送信元装置が基地局であると特定することができる。
【０１０８】
しかしながら、基地局および中継局において上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される場合、チャネル割当情報に示される宛先装置が基地局になってしまうことがある。よって、この場合、基地局宛ての信号の送信元装置がどの中継局であるのかを特定することができなくなってしまうことがある。そのため、各中継局は、信号を送信することができなくなってしまう。また、移動局は、自局の担当中継局が基地局宛ての信号を送信するのか否かを特定できないため、回線品質を測定することができない。
【０１０９】
そこで、中継局は、同一の基地局に対して付与された、複数の中継局毎に異なる識別子を用いて基地局を特定する。さらに、中継局は、基地局を仮想の移動局として認識可能な識別子を用いて基地局を特定する。これにより、基地局および中継局において上り回線信
号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される場合でも、担当中継局情報およびチャネル割当情報のフォーマットを変更することなく、中継局は基地局を特定することができる。
【０１１０】
以下、具体的に説明する。図１３Ａに担当中継局情報を示す。具体的には、図１３Ａに示すように、ＲＳ（中継局）１は、ＭＳ（移動局）１、ＭＳ２、ＭＳ４、ＭＳ７およびＭＳ１１の中継送信を担当し、ＲＳ２は、ＭＳ３、ＭＳ６、ＭＳ８およびＭＳ１２の中継送信を担当する。ここでは、担当中継局情報によって、同一のＢＳが、ＲＳ１に対しては仮想の移動局ＭＳ１１として管理され、ＲＳ２に対しては仮想の移動局ＭＳ１２として管理される。つまり、図１３Ａに示すＭＳ１１およびＭＳ１２は同一のＢＳを示す。
【０１１１】
次いで、図１３ＢにＦ２のチャネル割当情報を示す。具体的には、図１３Ｂに示すように、Ｆ２のＣＨ１にＭＳ１１宛ての信号が割り当てられ、Ｆ２のＣＨ２にＭＳ１２宛ての信号が割り当てられる。ここで、図１３Ａに示すように、ＭＳ１１を担当する中継局はＲＳ１である。よって、ＣＨ１に割り当てられた信号の送信元装置はＲＳ１であると特定することができる。同様に、図１３Ａに示すように、ＭＳ１２を担当する中継局はＲＳ２である。よって、ＣＨ２に割り当てられた信号の送信元装置はＲＳ２であると特定することができる。
【０１１２】
また、図１３Ａに示すように基地局を仮想の移動局として担当中継局情報により管理することで、移動局では、中継局から基地局への信号を、自局の担当中継局が担当する他の移動局への信号であると認識して回線品質を測定することができる。
【０１１３】
このようにして、本実施の形態によれば、中継局毎に異なる識別子を用いて同一基地局を特定する。これにより、基地局および中継局において上り回線信号に対して使用される周波数帯域と下り回線信号に対して使用される周波数帯域とが一時的に交換される場合でも、移動局は確実に回線品質を測定することができる。
【０１１４】
なお、図４に示す中継局１００の周波数帯域割当部１０９および図９に示す中継局３００の周波数帯域割当部１０９が、本実施の形態で説明した担当中継局情報およびチャネル割当情報を保持し、中継局毎に異なる上記識別子を用いて基地局を特定してもよい。
【０１１５】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【０１１６】
なお、上記実施の形態における回線品質の測定は、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、チャネル変動の大きさ等の測定によって行うことができる。また、誤り訂正符号の種類に基づいて回線品質を測定することもできる。
【０１１７】
また、上記実施の形態では、周波数帯域を交換する場合、移動局が中継局へＦ１で上り回線信号を送信してもよく、移動局が基地局からＦ２で下り回線信号を受信してもよい。但し、基地局は、Ｆ１およびＦ２において、送信信号と受信信号とを分離する必要がある。
【０１１８】
また、上記実施の形態では、複数のサブキャリアを複数のチャネルとして使用した。しかし、チャネルはサブキャリアに限らない。チャネルは、時間、周波数、符号、アンテナおよびストリーム等で区別できる送信単位であればよい。
【０１１９】
また、本発明では、中継局が基地局への中継送信に使用するチャネル数が閾値を越えた場合のみ周波数帯域を交換してもよい。このチャネル数は図６および図１２に示す周波数
帯域交換指示部２０７に入力されるＣＱＩの数と等しいため、図６および図１２に示す周波数帯域交換指示部２０７に入力されるＣＱＩの数からこのチャネル数を判断することができる。中継局が使用するチャネル数が少ない場合は、移動局が受信できるチャネル数も少なく、回線品質の測定精度はあまり向上しない。これに対し、中継局が使用するチャネル数が多い場合は、移動局が受信できるチャネル数も多くなり、移動局はより広い帯域で回線品質を測定することができるため、回線品質の測定精度を大きく向上することができる。
【０１２０】
また、上記実施の形態におけるフレーム１,２,３は必ずしも連続するフレームでなくてもよい。つまり、フレーム２はフレーム１より後のフレームでさえあればよく、フレーム３はフレーム２より後のフレームでさえあればよい。
【０１２１】
また、上記実施の形態では、交換された周波数帯域を１フレーム後に元に戻した。しかし、本発明では、交換された周波数帯域を元に戻すタイミングは１フレーム後に限られず、予め設定されたフレーム数経過後としてもよい。また、基地局が中継局に対して、交換された周波数帯域を元に戻す指示を与える指示信号を送信し、中継局はその指示信号に従って、交換された周波数帯域を元に戻してもよい。
【０１２２】
また、上記実施の形態では、中継局と基地局との間、または、移動局と中継局との間に、さらに他の中継局が存在してもよい。また、移動局からの信号を複数の中継局を介して基地局が受信してもよい。
【０１２３】
また、基地局はNode B、移動局はUEと称されることがある。また、中継局は、リピータ、簡易基地局またはクラスタヘッドと称されることがある。また、サブキャリアはトーンと称されることがある。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０１２８】
２００７年５月２２日出願の特願２００７−１３５５７８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、移動局や基地局等の無線通信装置が中継局を介して無線通信を行う通信システム（例えば、マルチホップシステム）等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の各実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る周波数帯域割当を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係るシーケンス図
【図４】本発明の実施の形態１に係る中継局の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る中継局の動作フロー図
【図６】本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る周波数帯域割当を示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係るシーケンス図
【図９】本発明の実施の形態２に係る中継局の構成を示すブロック図
【図１０Ａ】本発明の実施の形態２に係る移動局の受信信号および既知信号を示す図（フレーム１）
【図１０Ｂ】本発明の実施の形態２に係る移動局の受信信号および既知信号を示す図（フレーム２）
【図１１】本発明の実施の形態３に係る移動体通信システムの構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態３に係る基地局の構成を示すブロック図
【図１３Ａ】本発明の実施の形態４に係る担当中継局情報を示す図
【図１３Ｂ】本発明の実施の形態４に係るチャネル割当情報を示す図
【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】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【国際調査報告】
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