(57)【要約】  本発明は、移動局と中継局間の品質の変動に対する制御遅延を少なくし、全体最適なチャネル割当を行うことができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。  フレーム2の前に、中継局からフレーム2の割り当て情報が移動局へ送信される。フレーム2の割り当て情報で割り当てられたように、フレーム2のCH1で、移動局からパケットMS(2)が中継局へ送信される。同時にフレーム2のCH2で中継局から基地局へパケットRS[MS(1)]が送信される。フレーム3の移動局から中継局間のCH1の品質が劣化している。このとき、中継局は、品質劣化を移動局へ通知する。品質劣化の通知を受けた移動局は、CHを割り当てられているCH1から中継局から基地局間に割り当てられているCH2へ変更する。中継局も、干渉しないように、中継局から基地局間に割り当てられているCH2から移動局から基地局間に割り当てられているCH1に変更する。
2008050539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められたチャネル割当規則に従って、移動局と基地局との間の通信を中継する無線通信装置であって、
前記移動局との間で使用しているチャネルの品質が劣化したことを判定する機能と、
前記チャネルの品質劣化の前記移動局への報告、および、前記基地局との間に割り当てられているチャネルと前記移動局との間に割り当てられているチャネルとの交換、を行う機能と、
を有する無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置であって、
前記基地局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記移動局から受信した信号の品質劣化を判定する品質劣化判定部と、
前記品質劣化判定部より前記信号が劣化しているとの通知を受けた場合に、前記移動局との通信に使用するチャネルと、前記基地局との通信に使用するチャネルとを交換するようにとの指示であるチャネル交換指示情報を出力するチャネル交換指示部と、
前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信装置であって、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示部の指示に従って、チャネルを割り当てる無線通信装置。
【請求項４】
請求項１記載の無線通信装置であって、
前記基地局へ信号を送信する無線送信部と、
前記移動局から送信された信号についてＣＲＣ判定を行うＣＲＣ判定部と、
ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局へ送信するNACKを生成して、前記無線送信部へ入力するNACK生成部と、
ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局との間に割り当てられていたチャネルを、前記基地局との間に割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項５】
予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、
前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けた場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局との通信を行う機能を有する無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記中継局から送信されるチャネル交換指示情報を受信するチャネル交換指示受信部と、
前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項７】
請求項６記載の無線通信装置であって、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示受信部で受信した前記チャネル交換指示情報に従って、チャネルを割り当てる無線通信装置。
【請求項８】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記中継局からNACKを受信した場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局に再送パケットを送信する機能を有する無線通信装置。
【請求項９】
請求項８記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
送信データを符号化する符号化部と、
前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、
前記送信データを保存し、前記NACK受信部からNACKを受信したことが通知された場合に、保存してある前記送信データを前記符号化部へ出力するバッファ部と、
前記NACK受信部からNACKの通知がなければ、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、NACKの通知があると、前記チャネル割当情報が最新であれば、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、前記チャネル割当情報が最新でなければ、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを、前記中継局との間に割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項１０】
請求項５記載の無線通信装置であって、
複数のパケットを１フレームにおける複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局から品質劣化したチャネルの報告を受けると、前記中継局との間に割り当てられているチャネルのうち、品質が劣化したと報告を受けたチャネルの使用をやめて、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用するよう、チャネル割当を変更する無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置であって、
指定された複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルに送る予定のパケットを、前記中継局と前記基地局間に割り当てられている複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルで送信する無線通信装置。
【請求項１２】
予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、
他の無線通信装置が前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けたことを検知した場合、自局と前記中継局との間に割り当てられているチャネルに加え、前記他の無線通信装置と前記中継局との間に割り当てられているチャネルで、前記中継局と通信する機能を有する無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、
受信したNACKが他の無線通信装置向けである場合に、前記チャネル割当情報から、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用しているのが自局であることを判定する送信判定部と、
を備え、
前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信する無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用している無線通信装置が複数存在する場合には、複数の無線通信装置間で共有されている優先順位に従って、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信する無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の無線通信装置であって、
前記優先順位は、前フレームで送信されたパケットのQoSから決定されるものである無線通信装置。
【請求項１６】
移動局と中継局間、および前記中継局と基地局間において、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行い、前記基地局は、フレーム内の複数のチャネルのスケジューリングを行い、前記移動局と前記中継局は、前記基地局から通知されたスケジューリング情報に従い送受信を行う無線通信方法であって、
第１のフレームにおいて、前記基地局と第１のチャネルで通信する前記中継局は、前記移動局との通信で使用する第２のチャネルの品質劣化を検知すると、その旨を前記移動局へ通知し、
第２のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルで前記基地局と通信し、前記移動局は、前記第１のチャネルで前記中継局と通信する無線通信方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記基地局から送信されたスケジューリング情報が最新であれば、前記中継局および前記移動局は、この最新のスケジューリング情報に従ってチャネルを割り当てる無線通信方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第１のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルの品質劣化を検知すると、前記移動局へNACKを送信する無線通信方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記移動局は、前記第1のチャネルを使用して再送パケットを前記中継局に送信する無線通信方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記移動局とは異なる他の移動局が、前記第２のチャネルで前記中継局と通信する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等に代表される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、動画像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、遠距離になるにしたが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、各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。中継送信技術では、基地局と移動局だけの通信と比較して、チャネルの割当数が多くなるので、複雑になる。【０００５】
これを解決しようとするチャネル割当技術として集中制御をする技術（例えば、非特許文献１参照）が提案されている。非特許文献１に示す従来技術では、集中管理局が周波数チャネルを集中的に管理してピコセルに割り当てることで、全体最適な割当が可能となる。【０００６】
【非特許文献１】RCS2004-341「ピコセルシステムにおけるチャネル割当てに関する検討」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記非特許文献１記載の中継送信技術では、集中管理局でチャネルの品質情報を集めるので、移動局と中継局間の品質の変動を集中管理局がリアルタイムに把握できず、制御遅延が生ずる。【０００８】
図１６は、従来方式のチャネル変更方法を説明するためのシーケンス図である。また、図１７は、従来方式のチャネル変更方法におけるフレーム構成を説明するための図である。図１６および図１７により、チャネルの品質が低下してからチャネルが変更されるまでの流れについて説明する。【０００９】
フレーム１に対するチャネル割り当ては既に設定されていて、移動局MSから中継局RSへの通信にはCH3が割り当てられており、中継局RSから基地局BSへの通信にはCH4が割り当てられている。フレーム２から新たなチャネルが割り当てられるものとする。【００１０】
その場合、フレーム１の前に、基地局BSからフレーム2の割り当て情報が中継局RSへ送信される。フレーム１では、移動局MSは、既に設定されているCH3でパケットMS(1)を中継局RSへ送信し、中継局RSは、既に設定されているCH4でパケットRS[MS(0)]を基地局BSへ送信する。【００１１】
フレーム２の前に、中継局RSから移動局MSへフレーム2の割り当て情報が中継される。フレーム2の割り当て情報にしたがって、移動局MSはCH1でパケットMS(2)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(1)]を基地局BSへ送信する。【００１２】
次に、フレーム３では、移動局MSはCH1でパケットMS(3)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(2)]を基地局BSへ送信する。また、フレーム４では、移動局MSはCH1でパケットMS(4)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(3)]を基地局BSへ送信する。【００１３】
この例では、フレーム3の移動局MSから中継局RS間のCH1の品質が低下している。このとき、中継局RSは、フレーム４で品質低下を基地局BSへ報告する。品質低下の報告を受けた基地局BSは、再スケジューリングを行い、フレーム６に対する新たな割り当て情報を中継局RSへ送信する。【００１４】
フレーム５では、移動局MSにまだ新たな割り当て情報が届いていないので、移動局MSはCH1でパケットMS(5)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(4)]を基地局BSへ送信する。フレーム５の後に、中継局RSからフレーム６の割り当て情報が移動局MSへ送信される。【００１５】
フレーム６において、基地局BSで再スケジューリングされた新たなチャネル割当に従って、移動局MSはCH3でパケットMS(6)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH4でパケットRS[MS(5)]を基地局BSへ送信する。移動局MS、中継局RSともに、変更したCHを新しい割り当てがあるまで使い続ける。【００１６】
このように従来のチャネル変更方法では、中継局RSが品質劣化を基地局BSへ通知して、基地局BSが再スケジューリングを行うので、基地局BSから新たにシグナリングされるまでに時間がかかる。従って、移動局MSから中継局RS間のチャネルの品質低下が発生した場合において、移動局MSは新たな割り当て情報が通知されるまでの制御遅延が生じている期間、品質が低下したチャネルを使い続けなければならないという課題を有していた。【００１７】
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、移動局と基地局とが中継局を介して通信する場合に、移動局と中継局との間のチャネル品質の変動に対して、制御遅延を生じることなく対応でき、かつ、全体最適なチャネル割当を行うことができる無線通信装置および無線通信方法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】
【００１８】
本発明の無線通信装置は、予め定められたチャネル割当規則に従って、移動局と基地局との間の通信を中継する無線通信装置であって、前記移動局との間で使用しているチャネルの品質が劣化したことを判定する機能と、前記チャネルの品質劣化の前記移動局への報告、および、前記基地局との間に割り当てられているチャネルと前記移動局との間に割り当てられているチャネルとの交換、を行う機能と、を有する。【００１９】
上記構成によれば、移動局との間のチャネル品質が劣化した場合に、品質劣化をリアルタイムで移動局へ伝え、移動局との間の通信に使用するチャネルを、品質が劣化したチャネルから他のチャネルへ制御遅延を生じることなく変更することができる。したがって、移動局との間のチャネル品質の変動に対して、制御遅延を生じることなく対応できる。また、基地局でスケジューリングされたチャネル割当に従いながら基地局との間に割り当てられているチャネルと移動局との間に割り当てられているチャネルとを交換するため、全体最適なチャネル割当を維持することができる。【００２０】
また、本発明の無線通信装置は、前記基地局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、前記移動局から受信した信号の品質劣化を判定する品質劣化判定部と、前記品質劣化判定部より前記信号が劣化しているとの通知を受けた場合に、前記移動局との通信に使用するチャネルと、前記基地局との通信に使用するチャネルとを交換するようにとの指示であるチャネル交換指示情報を出力するチャネル交換指示部と、前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、を備える。【００２１】
また、本発明の無線通信装置は、前記チャネル割当部が、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示部の指示に従って、チャネルを割り当てるものである。【００２２】
上記構成によれば、移動局との間の品質が劣化した場合に、基地局からのシグナリングを待たずに、自律分散的に品質の低いチャネルを交換することができる。【００２３】
また、本発明の無線通信装置は、前記基地局へ信号を送信する無線送信部と、前記移動局から送信された信号についてＣＲＣ判定を行うＣＲＣ判定部と、ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局へ送信するNACKを生成して、前記無線送信部へ入力するNACK生成部と、ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局との間に割り当てられていたチャネルを、前記基地局との間に割り当てるチャネル割当部と、を備える。【００２４】
上記構成によれば、NACKで品質劣化を通知することにより、品質劣化を通知するための新たな信号を送る必要がなくなる。また、再送パケットを1度目の送信と異なるチャネルを使用して送信することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得られるという利点と、CRC NGになるほど品質の劣化したチャネルを使い続けなくて良くなるという利点がある。【００２５】
また、本発明の無線通信装置は、予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けた場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局との通信を行う機能を有する。【００２６】
上記構成によれば、中継局との間のチャネル品質が劣化した場合に、中継局との間の通信に使用するチャネルを、品質が劣化したチャネルから他のチャネルへ制御遅延を生じることなく変更することができる。【００２７】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、前記中継局から送信されるチャネル交換指示情報を受信するチャネル交換指示受信部と、前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、を備える。【００２８】
上記構成によれば、中継局との間の品質が劣化した場合に、基地局からのシグナリングを待たずに、自律分散的に品質の低いチャネルを交換することができる。【００２９】
また、本発明の無線通信装置は、前記チャネル割当部が、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示受信部で受信した前記チャネル交換指示情報に従って、チャネルを割り当てるものである。【００３０】
上記構成によれば、中継局との間で使用するチャネルを、中継局と基地局間で使用するチャネルに交換することにより、基地局は、移動局と中継局間のチャネル品質の変動に影響されることなく、全体最適を考えてスケジューリングすることができる。【００３１】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局からNACKを受信した場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局に再送パケットを送信する機能を有する。【００３２】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、送信データを符号化する符号化部と、前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、前記送信データを保存し、前記NACK受信部からNACKを受信したことが通知された場合に、保存してある前記送信データを前記符号化部へ出力するバッファ部と、前記NACK受信部からNACKの通知がなければ、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、NACKの通知があると、前記チャネル割当情報が最新であれば、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、前記チャネル割当情報が最新でなければ、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを、前記中継局との間に割り当てるチャネル割当部と、を備える。【００３３】
また、本発明の無線通信装置は、複数のパケットを１フレームにおける複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局から品質劣化したチャネルの報告を受けると、前記中継局との間に割り当てられているチャネルのうち、品質が劣化したと報告を受けたチャネルの使用をやめて、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用するよう、チャネル割当を変更する。【００３４】
上記構成によれば、パケットを複数に分けて送る場合に、パケットを受信した中継局からのNACKとして、品質の低いチャネルを特定する情報が付加されていれば、中継局との間において品質が低いチャネルを効率よく交換することができる。【００３５】
また、本発明の無線通信装置は、指定された複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルに送る予定のパケットを、前記中継局と前記基地局間に割り当てられている複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルで送信するものである。【００３６】
また、本発明の無線通信装置は、予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、他の無線通信装置が前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けたことを検知した場合、自局と前記中継局との間に割り当てられているチャネルに加え、前記他の無線通信装置と前記中継局との間に割り当てられているチャネルで、前記中継局と通信する機能を有する。【００３７】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、受信したNACKが他の無線通信装置向けである場合に、前記チャネル割当情報から、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用しているのが自局であることを判定する送信判定部と、を備え、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信するものである。【００３８】
また、本発明の無線通信装置は、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用している無線通信装置が複数存在する場合には、複数の無線通信装置間で共有されている優先順位に従って、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信するものである。【００３９】
また、本発明の無線通信装置は、前記優先順位が、前フレームで送信されたパケットのQoSから決定されるものである。【００４０】
また、本発明の無線通信システムは、前記移動局が、１フレームで送信するパケットを分割し、分割したパケットを複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局は、品質の低いチャネルを特定する情報を付加したNACKを返すものである。【００４１】
上記構成によれば、例えば、移動局がパケットを複数に分けて送る場合に、NACKとして品質の低いチャネルを特定する情報を付加することにより、移動局−中継局間において品質が低いチャネルを効率よく交換することができる。【００４２】
また、本発明の無線通信システムは、前記第２のフレームにおいて、前記第２のチャネルで、他の移動局の回線品質を測定するためのパイロット信号を送る。【００４３】
上記構成によれば、第２のチャネルで送信をしていない移動局の回線品質を測定できるので、第２のチャネルにおいて回線品質が高い移動局を容易に見つけることができる。【００４４】
また、本発明の無線通信システムは、移動局と中継局間、および前記中継局と基地局間において、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行い、前記基地局は、フレーム内の複数のチャネルのスケジューリングを行い、前記移動局と前記中継局は、前記基地局から通知されたスケジューリング結果に従い送受信を行う無線通信システムであって、前記移動局は、複数のパケットを１フレームにおける複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局から品質劣化したチャネルの報告を受けると、前記移動局と前記中継局間に割り当てられているチャネルのうち品質が劣化したと報告を受けたチャネルの使用をやめて、前記中継局と前記基地局間に割り当てられているチャネルを使用するよう、チャネル割当を変更するものである。【００４５】
上記構成によれば、１フレームに複数のチャネルが割り当てられているときに、品質が劣化したチャネルだけを変更することができる。【００４６】
また、本発明の無線通信システムは、前記移動局が、指定された複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルに送る予定のパケットを、前記中継局と前記基地局間に割り当てられている複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルで送信するものである。【００４７】
また、本発明の無線通信システムは、前記移動局が、品質劣化を通知されたチャネル数と、前記中継局と前記基地局間に割り当てられているチャネル数とが異なる場合に、前記中継局と前記移動局間に割り当てられているチャネルのうち、品質が劣化したチャネルからの距離が大きいチャネルを選択しパケットを割り当てるものである。【００４８】
上記構成によれば、劣化したチャネルから離れたチャネルを使用できるので、回線品質が高くなることが期待できる。【００４９】
また、本発明の無線通信システムは、第１の移動局が前記中継局からNACKを受信し、第２の移動局が前記中継局からACKを受信した場合に、前記チャネル割当の変更により空く予定のチャネルを使用して、第３の移動局と前記中継局間のチャネル推定用のパイロット信号を送信するものである。【００５０】
上記構成によれば、NACKに「品質劣化を示す信号」と同じ役割を持たせ、品質劣化したチャネルを制御遅延なく交換することができる。また、空く予定のチャネルを利用して、他の移動局のパイロット信号を送信できるので、他のチャネルの品質が分かり、他の移動局にチャネルを割り当てることが可能かどうかを効率よく測定することができる。この測定結果を、基地局が次にスケジューリングするときに役立てることができる。【００５１】
また、本発明の無線通信方法は、移動局と中継局間、および前記中継局と基地局間において、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行い、前記基地局は、フレーム内の複数のチャネルのスケジューリングを行い、前記移動局と前記中継局は、前記基地局から通知されたスケジューリング情報に従い送受信を行う無線通信方法であって、第１のフレームにおいて、前記基地局と第１のチャネルで通信する前記中継局は、前記移動局との通信で使用する第２のチャネルの品質劣化を検知すると、その旨を前記移動局へ通知し、第２のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルで前記基地局と通信し、前記移動局は、前記第１のチャネルで前記中継局と通信するものである。【００５２】
また、本発明の無線通信方法は、前記第２のフレームにおいて、前記基地局から送信されたスケジューリング情報が最新であれば、前記中継局および前記移動局は、この最新のスケジューリング情報に従ってチャネルを割り当てるものである。【００５３】
また、本発明の無線通信方法は、前記第１のフレームにおいて、前記中継局が、前記第２のチャネルの品質劣化を検知すると、前記移動局へNACKを送信するものである。【００５４】
また、本発明の無線通信方法は、前記第２のフレームにおいて、前記移動局が、前記第1のチャネルを使用して再送パケットを前記中継局に送信するものである。【００５５】
また、本発明の無線通信方法は、前記第２のフレームにおいて、前記移動局とは異なる他の移動局が、前記第２のチャネルで前記中継局と通信するものである。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、移動局と基地局とが中継局を介して通信する場合に、移動局と中継局との間のチャネル品質の変動に対して、制御遅延を生じることなく対応でき、かつ、全体最適なチャネル割当を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を説明するための図
【図２】本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図３Ａ】本発明の実施の形態（１）に係る無線通信システムにおけるシーケンス図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態（１）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図４】本発明の実施の形態（１）に係る中継局装置のブロック図
【図５】本発明の実施の形態（１）に係る移動局装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態（２）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態（２）に係る中継局装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態（２）に係る移動局装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態（2-2A）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１０】本発明の実施の形態（２）に係る移動局装置（２）のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態（2-2B）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１２】本発明の実施の形態（2-3）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１３】本発明の実施の形態（３）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態（3-2）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１５】本発明の実施の形態（3-3）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１６】従来方式のチャネル変更方法を説明するためのシーケンス図
【図１７】従来方式のチャネル変更方法におけるフレーム構成を説明するための図
【符号の説明】
【００５８】
１００  移動局
１１１，２２１  符号化部
１１２，２２２  変調部
１１３，２１２  CH割り当て部
１１４，２１５  無線送信部
１１５，２１７  送信アンテナ
１１６，２１１  CH割り当て情報抽出部
１１７  CH交換指示受信部
１１８，２２５  復号部
１１９，２２６  復調部
１２０，２１６  無線受信部
１２１，２１８  受信アンテナ
１３１  バッファ部
１３２  NACK受信部
１４１  送信判定部
２００  中継局
２２３  中継制御部
２２４  CRC判定部
２２７  NACK生成部
２１３  CH交換指示部
２１４  品質劣化判定部
３００  基地局
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。以下に説明する無線通信装置は、基地局で定められたチャネル割当にしたがって、第１無線通信装置から送信された信号を第２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、以下の各実施の形態では、中継送信を行う無線通信装置を中継局、第１無線通信装置を移動局、第２無線通信装置を基地局として説明する。【００６０】
なお、以下の各実施の形態における中継局は予め設置された中継局であってもよいし、アドホック網のように他の移動局を中継局として利用してもよい。【００６１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、移動局から中継局間で使用しているチャネルの品質が劣化すると、移動局から中継局間に割り当てられていたCHと中継局から基地局間に割り当てられていたCHとを交換して使用する。中継局はチャネルの品質の劣化を検知して、移動局へ通知する。【００６２】
[システム構成]
以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、図１に示すように、中継局(RS)２００が移動局(MS)１００からの送信信号を基地局(BS)３００へ中継送信する。移動局１００、中継局２００および基地局３００は、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行う。【００６３】
基地局３００はフレーム内のチャネルのスケジューリングをする。スケジューリング結果は、基地局３００から中継局２００へ送信され、中継局２００から移動局１００へ中継される。移動局１００と中継局２００は基地局３００から通知されたスケジューリング結果に従い送信をする。なお、スケジューリングは、移動局１００から中継局２００間および中継局２００から基地局３００間で使用するフレーム内のチャネル（CH）を割り当てることである。【００６４】
フレーム構成を図２に示す。フレーム1では、移動局MSはCH3でパケットを中継局へ送信し、中継局RSはCH4でパケットを基地局へ送信する。フレーム2とフレーム3では、移動局MSはCH1でパケットを中継局へ送信し、中継局RSはCH2でパケットを基地局へ送信する。CHが変更されたのは、フレーム２で新たにCHの割り当てがあったからである。【００６５】
また、パケットMS(1)は、移動局MSが送信する１つめのパケットであり、パケットRS[MS(0)]は、中継局RSが中継するパケットMS(0)を示す。パケットMS(1)は、フレーム１で移動局から中継局へCH3で送信され、フレーム2で中継局から基地局へCH2で送信される。【００６６】
[シーケンス図]
図３Ａに示すシーケンス図、および図３Ｂに示すフレーム構成図を用いて本実施の形態の全体処理について説明する。フレーム１の前に、基地局からフレーム2の割り当て情報が中継局へ送信される。フレーム１のCH3で、移動局からパケットMS(1)が中継局へ送信される。同時にフレーム1のCH4で中継局から基地局へパケットRS[MS(0)]が送信される。【００６７】
フレーム2の前に、中継局からフレーム2の割り当て情報が移動局へ送信される。フレーム2の割り当て情報で割り当てられたように、フレーム2のCH1で、移動局からパケットMS(2)が中継局へ送信される。同時にフレーム2のCH2で中継局から基地局へパケットRS[MS(1)]が送信される。【００６８】
この例では、フレーム3の移動局から中継局間のCH1の品質が劣化している。このとき、中継局は、品質劣化を移動局へ通知する。品質劣化の通知を受けた移動局は、CHを割り当てられているCH1から中継局から基地局間に割り当てられているCH2へ変更する。【００６９】
中継局も、干渉しないように、中継局から基地局間に割り当てられているCH2から移動局から基地局間に割り当てられているCH1に変更する。移動局、中継局ともに変更したCHを新しい割り当てがあるまで使い続ける。【００７０】
中継局は、品質劣化を報告する信号を基地局へも送信することにより、基地局に品質劣化を把握させることができる。基地局は、品質劣化を報告する信号を受信すると、新たにスケジューリングをする。また、中継局が基地局には品質を報告する信号を送らずに、CHを入換えて送る信号のヘッダに、中継局からの信号であることを示すフラグを付加して送信することにより、基地局に品質劣化を把握させることができる。基地局は、CHが変更されたことがわかると、移動局から中継局間に割り当てられていたCHの品質が劣化したと分かる。【００７１】
[中継局装置ブロック図（１）]
図４は本実施の形態に係る中継局装置２００の構成を示すブロック図である。中継局２００において、無線受信部２１６は、移動局１００または基地局３００からの信号と基地局３００からの割り当て情報を、アンテナ２１８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。【００７２】
CH割り当て情報抽出部２１１では、無線受信部２１６の出力から、基地局３００から送信されるチャネル割当情報を抽出する。品質劣化判定部２１４は、移動局１００から受信した信号の品質の劣化を判定する。判定結果はCH交換指示部２１３へ入力される。【００７３】
CH交換指示部２１３では、品質劣化判定部２１４より信号品質が劣化しているとの通知を受けると、移動局１００から中継局２００間のCHと、中継局２００から基地局３００間のCHを交換するように指示（CH交換指示情報）を出す。【００７４】
CH割り当て部２１２では、CH割り当て情報抽出部２１１から入力されたCH割り当て情報が最新のものであればその情報に従い、CH割り当て情報が最新のものでなければ、CH交換指示部２１３の指示に従う。
CH割り当て部２１２は、CH交換指示部２１３がCHの交換を指示していれば、移動局１００から中継局２００間に割り当てられていたCHを中継局２００から基地局３００間に割り当てる。CH割り当て部２１２は、CH交換指示部２１３がCHの交換を指示していなければ、CHを交換せずにそのまま中継局２００から基地局３００間のCHを割り当てる。【００７５】
CHに割り当てられた信号は、無線送信部２１５へ入力される。無線送信部２１５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２１７から基地局３００へ中継信号を送信する。また、無線送信部２１５は、CH交換指示部２１３からのCH交換指示情報をアンテナ２１７から移動局１００へ送信する。【００７６】
[移動局装置ブロック図（１）]
図５に移動局１００のブロック図を示す。図４との共通部分は説明を省略する。CH交換指示受信部１１７では、中継局２００から送信されるCH交換指示情報を受信する。復調部１１９では信号が復調され、復号部１１８では信号が復号されて受信データとなる。送信データは符号化部１１１で符号化され、変調部１１２で変調される。変調された信号は、CH割り当て部１１３へ入力される。【００７７】
CH割り当て部１１３では、CH割り当て情報抽出部１１６から入力されたCH割り当て情報が最新のものであればその情報に従い、CH割り当て情報が最新のものでなければ、CH交換指示受信部１１７で受信したCH交換指示情報に従う。CH割り当て部１１３は、CHの交換が指示されていれば、中継局２００から基地局３００間に割り当てられていたCHを移動局１００から中継局２００間に割り当てる。CH割り当て部１１３は、CHの交換が指示していなければ、CHを交換せずにそのまま移動局１００から中継局２００間のCHを割り当てる。【００７８】
このように、本実施形態の無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法によれば、移動局と中継局間のチャネル品質が劣化した場合に、移動局と中継局間で使用するチャネルを、中継局と基地局間で使用するチャネルに交換することにより、基地局からのシグナリングを待たずに、自律分散的に、品質の低いチャネルを使い続けることを防止できる。すなわち、本実施形態によれば、基地局によるスケジューリングに従って全体最適を実現しながら、制御遅延を生じさせることなく品質のよいチャネルを使用することができる。【００７９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、チャネル品質の劣化をNACK（Negative Acknowledgment：パケット送達確認の否定型応答）で通知する。中継局は、移動局から中継局へ送信したパケットについて、ＣＲＣ判定（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）を行う。パケットのＣＲＣ判定結果がＮＧ（No Good：パケットの到達確認ができなかった場合）になると、中継局が移動局へNACKを送信する。NACKを受信した移動局は、中継局から基地局間に割り当てられていたCHを使用して再送パケットを送信する。【００８０】
このようにすると、再送パケットを1度目の送信と異なるCHを使用して送信することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得られるという利点と、CRC NGになるほど品質の劣化したCHを使い続けなくて良くなるという利点がある。【００８１】
本実施の形態について、フレーム構成を示す図６を用いて説明する。フレーム１とフレーム２は、実施の形態１の図２と同じである。フレーム２では、移動局から基地局間の送信にCH1が割り当てられており、中継局から基地局間はCH2が割り当てられている。【００８２】
フレーム２で移動局が送信したパケットMS(2)が中継局においてCRC NGとなり、移動局へNACKが返っている。NACKを受信した移動局は、中継局から移動局間に割り当てられているCH2を使用して再送パケットを送信する。【００８３】
[中継局装置ブロック図（２）]
本実施の形態の中継局２００のブロック図を図７に示す。図４との共通部分は説明を省略する。本実施の形態では中継局２００がCRCを判定する点が実施の形態１と異なる。無線受信部２１６から出力された信号は、復調部２２６で信号が復調され、復号部２２５で復号された後、符号化部２２１とCRC判定部２２４へ入力される。符号化部２２１では中継信号が再び符号化され、変調部２２２で再び変調される。変調された信号は、CH割り当て部２１２へ入力される。【００８４】
CRC判定部２２４では中継信号に誤りがあるかどうか判定し、判定結果を中継制御部２２３と、NACK生成部２２７へ入力する。中継制御部２２３では、CRC判定結果がNGであると、中継を中止するようにCH割り当て部２１２へ指示する。NACK生成部２２７では、CRC判定結果がNGであると、移動局１００へ送信するNACKを生成して、無線送信部２１５へ入力する。【００８５】
[移動局装置ブロック図（２）]
本実施の形態の移動局のブロック図を図８に示す。図４および図７との共通部分は説明を省略する。NACK受信部１３２では、中継局２００から送信されるNACKを受信する。NACKを受信するとNACKを受信したことをバッファ部１３１とCH割当て部１１３へ通知する。【００８６】
送信データは符号化部１１１とバッファ部１３１に入力される。バッファ部１３１では送信データを保存しておく。NACK受信部１３２からNACKを受信したことを通知されるとバッファ部１３１に保存してある信号を符号化部１１１へ入力する。【００８７】
CH割り当て部１１３は、NACKの通知がなければCH割り当て情報に従いCHを割り当てる。CH割り当て部１１３は、NACKの通知があると、CH割り当て情報が最新であればCH割り当て情報に従って割り当てを行い、CH割り当て情報が最新でなければ、中継局２００から基地局３００間に割り当てられているCHを割り当てる。【００８８】
（再送する場合に空きCHを他のMSが使用する例）
本実施の形態において、移動局から中継局間で再送が起きると、中継局から基地局間に送信するパケットに割り当てられていたCHが使用されない。そこで、その空きCHを他のMSが使用することを提案する。フレーム構成図（図９）を用いて説明する。【００８９】
移動局数は2とする。フレーム1では、移動局１のパケットMS1(1)がCH2に、移動局2のパケットMS2(1)がCH3に、パケットMS1(0)を中継するパケットRS[MS1(0)]がCH1に、パケットMS2(0)を中継するパケットRS[MS2(0)]がCH4に割り当てられている。【００９０】
このとき、移動局1のパケットMS1(1)に対してNACKが返され再送が必要になると、CHの交換が行われる。そして、フレーム2では、移動局１が再送パケットMS1(1)を、中継用に割り当てられていたCH1で送信する。この場合に、移動局１用に割り当てられており空きチャネルとなったCH2には、移動局2がパケットMS2(3)を送信する。【００９１】
ここで、移動局2が選ばれたのは、空きCHとなるCH2に最も近いCHであるCH3が割り当てられているからである。CH2とCH3は隣接しているので、品質が近いことが期待できる。従って、CH3が割り当てられている移動局2は、CH3と同等の品質でCH2へ送信できる可能性が高い。この優先順位は、前もってMS間で共有しておく必要がある。優先順位は、パケットのQoS （Quality of Service：サービスの品質）などから決めても良い。【００９２】
移動局2のブロック図を図１０に示す。図８との共通部分は説明を省略する。NACK受信部１３２では、中継局２００から送信されるNACKを受信する。NACK受信部１３２は、NACKを受信すると、NACKを受信したことを送信判定部１４１とCH割り当て部１１３へ通知する。CH割り当て情報抽出部１１６は、抽出したCH割り当て情報をCH割り当て部１１３と送信判定部１４１へ入力する。送信判定部１４１では、NACKが自局向けであれば、バッファ部１３１へ信号を再送するように通知する。送信判定部１４１は、NACKが他局向けであれば、CH割当情報から、他局の信号が中継される予定であったCHに最も近いCHを使用しているのが自局かどうか調べる。自局であれば、送信判定部１４１は、割り当てられているCHに加えて、他局の信号が中継される予定であったCHにも送信データを送信するように指示し、自局でなければ割り当てられているCHのみに送信データを送信するように指示する。また、他局の信号が中継される予定であったCHに最も近いCHを使用している移動局が複数ある場合、CH番号の小さいCHで送信している移動局が送信するように予め定めても良いし、CH番号の大きいCHで送信している移動局が送信するように予め定めても良い。【００９３】
図１１は、移動局−中継局間と中継局−基地局間とでチャネル数が異なる場合の例を示す。この場合、移動局は、フレーム１で、３つに分割されたパケット１を、３つのチャネルCH1，CH2，CH4を使用して中継局に送っている。中継局は、品質の低いチャネルを検出すると、移動局にNACKとともに品質の低いチャネル（この例ではCH2）を通知する。そして、フレーム２において、品質の低いCH2の使用をやめて、フレーム１で中継局と基地局間に割り当てられていたCH5を使用し、CH1，CH4，CH5でパケット１を再送する。【００９４】
このように、移動局MS1がパケット１を３つに分けて送る場合に、品質の低いチャネルを特定する情報を付加してNACKを返すことにより、移動局−中継局間において品質が低いチャネルを効率よく交換することができる。【００９５】
（空きチャネルの一部にパイロット信号を送る例）
さらに、空きチャネルの一部に、移動局が回線品質を測定するためのパイロット信号を送ることを提案する。フレーム構成図（図１２）を用いて説明する。【００９６】
移動局数は4とする。フレーム１の移動局1のパケットMS1(1)にNACKが返され再送が必要になるとする。フレーム2では、移動局１が再送パケットMS1(1)を中継用に割り当てられていたCH1で送信する。フレーム2のCH2は空きCHになるので、図９と同様に最もCH2に近いCH3を使用している移動局2がパケットMS2(3)をCH2に送信する。【００９７】
さらに、CH2にもともと割り当てられていた移動局１と、パケットを送信する移動局2以外の移動局である移動局３および移動局４が、回線品質を推定するためのパイロット信号をCH2に送信する。このように、CH2を使用したパケット送信をしていない移動局がCH2の回線品質を測定できると、CH2の回線品質が高い移動局が見つかりやすくなる。【００９８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、中継局が、品質が劣化したCHを移動局に通知する。移動局は指定されたCHの代わりに、中継局から基地局間に割り当てられているCHを使用する。中継局は中継局から基地局間に割り当てられているCHの代わりに、移動局へ品質劣化を通知したCHを使用して基地局へのパケット送信を行う。本実施の形態では、複数のCHが割り当てられているときに、品質が劣化したCHだけを変更することができる。【００９９】
フレーム構成図（図１３）を用いて本実施の形態について説明する。フレーム１では、移動局１がCH2、CH3、CH4、CH6を使用して中継局にパケットMS(5)、MS(6)、MS(7)、MS(8)、を送信している。中継局は、CH1とCH5を使用してそれぞれMS1(1)とMS1(2)を中継するパケットと、MS1(3)とMS1(4)を中継するパケットを基地局へ送信している。【０１００】
ここで、中継局が複数のパケットを1つのパケットで中継しているのは、中継局で中継信号を集約しているからである。このとき、CH2とCH3の品質が劣化したので、中継局から移動局へ、CH2とCH3の品質が劣化したと通知する。通知を受けた移動局は、CH2とCH3を中継局から移動局間に割り当てられているCH1とCH5に変更する。【０１０１】
（チャネル番号の小さい順に対応する例）
ここでは、チャネル割当の変更は、それぞれチャネル番号の小さい順に対応する。つまりCH2とCH3のうちチャネル番号の小さいCH2に送る予定のパケットを、CH1とCH5のうちチャネル番号の値が小さいCH1へ割り当てる。同様に、CH3に送る予定のパケットをCH5で送信する。【０１０２】
このようにすると、フレーム2で移動局が使用するCHは、CH1、CH4、CH5、CH6の4つになる。中継局は、移動局へ品質の劣化を通知すると、フレーム2では移動局へ劣化を通知したCH2とCH3を使用して、基地局へ送信する。【０１０３】
（品質劣化したCH数と割り当てられているCH数が異なる場合の例）
品質劣化を通知されたCH数と、中継局から基地局に割り当てられていたCH数が異なる場合について説明する。【０１０４】
フレーム構成図（図１４）を用いて説明する。フレーム１は図１３と同様である。中継局はCH2の劣化を移動局へ通知する。移動局は、CH2が劣化したという報告を受けると、中継局から移動局間に割り当てられているCHのうち、CH2からの距離が大きいCHを選択する。【０１０５】
本例では、候補はCH1とCH5なので、CH2からの距離が大きいCH5にパケットを割り当てる。このようにすると、劣化したCHから離れたCHを使用できるので、回線品質が高くなることが期待できる。【０１０６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、移動局から中継局間に割り当てられていたCHと中継局から基地局間に割り当てられていたCHとを交換して使用する場合において、空きチャネルを利用して、他の移動局のチャネル推定用のパイロット信号を送信することを提案する。本実施の形態では、空きチャネルを有効利用できるとともに、スループットを劣化させることなく、多数の移動局と基地局間のチャネル品質を効率よく測定できる。【０１０７】
図１５は、移動局MS1が中継局RSからNACKを受信し、移動局MS2が中継局RSからACK（Acknowledgment：確認応答）を受信した場合に、CH交換により空く予定のチャネルに、他の移動局のチャネル推定用のパイロット信号を送信する例を示す。【０１０８】
フレーム１において、移動局MS1が中継局RSからNACKを受信し、移動局MS2が中継局RSからACKを受信する。フレーム２において、移動局MS1は、CHを交換し、中継局RSが基地局BSへの送信に使用していたチャネルCH3を使用してパケット１を再送する。フレーム２において、移動局MS2は、CH2でパケット２を送信するとともに、空きチャネルとなったCH1でパケット３を送信する。このとき、CH1で移動局MS3，MS4，MS5のチャネル推定用のパイロット信号を送信する。【０１０９】
本実施の形態によれば、空く予定のチャネルを利用して、他の移動局のパイロット信号（MS3〜MS5）を送信できるので、他のチャネルの品質が分かり、他の移動局にチャネルを割り当てることが可能かどうかを効率よく測定することができる。したがって、基地局でのスケジューリングに有効である。【０１１０】
なお、上記各実施の形態では、本発明を上り回線に適用する場合について説明したが、下り回線において実施することもできる。つまり、下り回線チャネルで基地局から送信されるチャネル割当情報等の制御信号や下り回線データを上記と同様にして中継局が移動局へ中継送信してもよい。【０１１１】
なお、上記各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。【０１１２】
なお、上記各実施の形態におけるチャネルCH１,２,３,４は必ずしも連続するチャネルでなくてもよい。【０１１３】
なお、上記各実施の形態においてチャネル交換する際に、交換前のMCS(Modulation and Coding Scheme)から予め定めておいたN段階多重を下げて送信すると規定してもよい。【０１１４】
なお、上記各実施の形態（実施の形態４を除く）において、交換対象になるCHに割り当てられている信号のうち、パイロット信号のみを交換後のCHで送信し、データ信号についてはCH交換せずに割り当てられたCHで送信するとしてもよい。さらに、回線品質測定用のパイロット信号のみをCH交換の対象としてもよい。【０１１５】
また、上記各実施の形態では、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良い。【０１１６】
また、上記各実施の形態における基地局はNode B、移動局は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。【０１１７】
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。【０１１８】
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。
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。
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。【０１１９】
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。
本出願は、2006年10月27日出願の日本特許出願（特願2006−292101）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】
【０１２０】
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】
2008050539.tif 000003
【図２】
2008050539.tif 000004
【図３Ａ】
2008050539.tif 000005
【図３Ｂ】
2008050539.tif 000006
【図４】
2008050539.tif 000007
【図５】
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【図６】
2008050539.tif 000009
【図７】
2008050539.tif 000010
【図８】
2008050539.tif 000011
【図９】
2008050539.tif 000012
【図１０】
2008050539.tif 000013
【図１１】
2008050539.tif 000014
【図１２】
2008050539.tif 000015
【図１３】
2008050539.tif 000016
【図１４】
2008050539.tif 000017
【図１５】
2008050539.tif 000018
【図１６】
2008050539.tif 000019
【図１７】
2008050539.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月25日(2008.2.25)
【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】
予め定められたチャネル割当規則に従って、移動局と基地局との間の通信を中継する無線通信装置であって、
前記移動局との間で使用しているチャネルの品質が劣化したことを判定する機能と、
前記チャネルの品質劣化の前記移動局への報告、および、前記基地局との間に割り当てられているチャネルと前記移動局との間に割り当てられているチャネルとの交換、を行う機能と、
を有する無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置であって、
前記基地局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記移動局から受信した信号の品質劣化を判定する品質劣化判定部と、
前記品質劣化判定部より前記信号が劣化しているとの通知を受けた場合に、前記移動局との通信に使用するチャネルと、前記基地局との通信に使用するチャネルとを交換するようにとの指示であるチャネル交換指示情報を出力するチャネル交換指示部と、
前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信装置であって、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示部の指示に従って、チャネルを割り当てる無線通信装置。
【請求項４】
請求項１記載の無線通信装置であって、
前記基地局へ信号を送信する無線送信部と、
前記移動局から送信された信号についてＣＲＣ判定を行うＣＲＣ判定部と、
ＣＲＣ判定の結果がＮＧである場合に、前記移動局へ送信するＮＡＣＫを生成して、前記無線送信部へ入力するＮＡＣＫ生成部と、
ＣＲＣ判定の結果がＮＧである場合に、前記移動局との間に割り当てられていたチャネルを、前記基地局との間に割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項５】
予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、
前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けた場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局との通信を行う機能を有する無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記中継局から送信されるチャネル交換指示情報を受信するチャネル交換指示受信部と、
前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項７】
請求項６記載の無線通信装置であって、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示受信部で受信した前記チャネル交換指示情報に従って、チャネルを割り当てる無線通信装置。
【請求項８】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記中継局からＮＡＣＫを受信した場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局に再送パケットを送信する機能を有する無線通信装置。
【請求項９】
請求項８記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
送信データを符号化する符号化部と、
前記中継局から送信されるＮＡＣＫを受信するＮＡＣＫ受信部と、
前記送信データを保存し、前記ＮＡＣＫ受信部からＮＡＣＫを受信したことが通知された場合に、保存してある前記送信データを前記符号化部へ出力するバッファ部と、
前記ＮＡＣＫ受信部からＮＡＣＫの通知がなければ、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、ＮＡＣＫの通知があると、前記チャネル割当情報が最新であれば、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、前記チャネル割当情報が最新でなければ、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを、前記中継局との間に割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項１０】
請求項５記載の無線通信装置であって、
複数のパケットを１フレームにおける複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局から品質劣化したチャネルの報告を受けると、前記中継局との間に割り当てられているチャネルのうち、品質が劣化したと報告を受けたチャネルの使用をやめて、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用するよう、チャネル割当を変更する無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置であって、
指定された複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルに送る予定のパケットを、前記中継局と前記基地局間に割り当てられている複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルで送信する無線通信装置。
【請求項１２】
予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、
他の無線通信装置が前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けたことを検知した場合、自局と前記中継局との間に割り当てられているチャネルに加え、前記中継局が当該中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルと交換した結果、空いた前記他の無線通信装置と前記中継局との間に割り当てられているチャネルで、前記中継局と通信する機能を有する無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記中継局から送信されるＮＡＣＫを受信するＮＡＣＫ受信部と、
受信したＮＡＣＫが他の無線通信装置向けである場合に、前記チャネル割当情報から、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用しているのが自局であることを判定する送信判定部と、
を備え、
前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信する無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用している無線通信装置が複数存在する場合には、複数の無線通信装置間で共有されている優先順位に従って、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信する無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の無線通信装置であって、
前記優先順位は、前フレームで送信されたパケットのＱｏＳから決定されるものである無線通信装置。
【請求項１６】
移動局と中継局間、および前記中継局と基地局間において、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行い、前記基地局は、フレーム内の複数のチャネルのスケジューリングを行い、前記移動局と前記中継局は、前記基地局から通知されたスケジューリング情報に従い送受信を行う無線通信方法であって、
第１のフレームにおいて、前記基地局と第１のチャネルで通信する前記中継局は、前記移動局との通信で使用する第２のチャネルの品質劣化を検知すると、その旨を前記移動局へ通知し、
第２のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルで前記基地局と通信し、前記移動局は、前記第１のチャネルで前記中継局と通信する無線通信方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記基地局から送信されたスケジューリング情報が最新であれば、前記中継局および前記移動局は、この最新のスケジューリング情報に従ってチャネルを割り当てる無線通信方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第１のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルの品質劣化を検知すると、前記移動局へＮＡＣＫを送信する無線通信方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記移動局は、前記第１のチャネルを使用して再送パケットを前記中継局に送信する無線通信方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記移動局とは異なる他の移動局が、前記第２のチャネルで前記中継局と通信する無線通信方法。
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月27日(2009.4.27)
【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、無線通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等に代表される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、動画像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、遠距離になるにしたが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、各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。中継送信技術では、基地局と移動局だけの通信と比較して、チャネルの割当数が多くなるので、複雑になる。
【０００５】
これを解決しようとするチャネル割当技術として集中制御をする技術（例えば、非特許文献１参照）が提案されている。非特許文献１に示す従来技術では、集中管理局が周波数チャネルを集中的に管理してピコセルに割り当てることで、全体最適な割当が可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＲＣＳ２００４−３４１「ピコセルシステムにおけるチャネル割当てに関する検討」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記非特許文献１記載の中継送信技術では、集中管理局でチャネルの品質情報を集めるので、移動局と中継局間の品質の変動を集中管理局がリアルタイムに把握できず、制御遅延が生ずる。
【０００８】
図１６は、従来方式のチャネル変更方法を説明するためのシーケンス図である。また、図１７は、従来方式のチャネル変更方法におけるフレーム構成を説明するための図である。図１６および図１７により、チャネルの品質が低下してからチャネルが変更されるまでの流れについて説明する。
【０００９】
フレーム１に対するチャネル割り当ては既に設定されていて、移動局MSから中継局RSへの通信にはCH3が割り当てられており、中継局RSから基地局BSへの通信にはCH4が割り当てられている。フレーム２から新たなチャネルが割り当てられるものとする。
【００１０】
その場合、フレーム１の前に、基地局BSからフレーム2の割り当て情報が中継局RSへ送信される。フレーム１では、移動局MSは、既に設定されているCH3でパケットMS(1)を中継局RSへ送信し、中継局RSは、既に設定されているCH4でパケットRS[MS(0)]を基地局BSへ送信する。
【００１１】
フレーム２の前に、中継局RSから移動局MSへフレーム2の割り当て情報が中継される。フレーム2の割り当て情報にしたがって、移動局MSはCH1でパケットMS(2)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(1)]を基地局BSへ送信する。
【００１２】
次に、フレーム３では、移動局MSはCH1でパケットMS(3)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(2)]を基地局BSへ送信する。また、フレーム４では、移動局MSはCH1でパケットMS(4)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(3)]を基地局BSへ送信する。
【００１３】
この例では、フレーム3の移動局MSから中継局RS間のCH1の品質が低下している。このとき、中継局RSは、フレーム４で品質低下を基地局BSへ報告する。品質低下の報告を受けた基地局BSは、再スケジューリングを行い、フレーム６に対する新たな割り当て情報を中継局RSへ送信する。
【００１４】
フレーム５では、移動局MSにまだ新たな割り当て情報が届いていないので、移動局MSはCH1でパケットMS(5)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH2でパケットRS[MS(4)]を基地局BSへ送信する。フレーム５の後に、中継局RSからフレーム６の割り当て情報が移動局MSへ送信される。
【００１５】
フレーム６において、基地局BSで再スケジューリングされた新たなチャネル割当に従って、移動局MSはCH3でパケットMS(6)を中継局RSへ送信し、中継局RSはCH4でパケットRS[MS(5)]を基地局BSへ送信する。移動局MS、中継局RSともに、変更したCHを新しい割り当てがあるまで使い続ける。
【００１６】
このように従来のチャネル変更方法では、中継局RSが品質劣化を基地局BSへ通知して、基地局BSが再スケジューリングを行うので、基地局BSから新たにシグナリングされるまでに時間がかかる。従って、移動局MSから中継局RS間のチャネルの品質低下が発生した場合において、移動局MSは新たな割り当て情報が通知されるまでの制御遅延が生じている期間、品質が低下したチャネルを使い続けなければならないという課題を有していた。
【００１７】
本発明の目的は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、移動局と基地局とが中継局を介して通信する場合に、移動局と中継局との間のチャネル品質の変動に対して、制御遅延を生じることなく対応でき、かつ、全体最適なチャネル割当を行うことができる無線通信装置および無線通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】
【００１８】
本発明の無線通信装置は、予め定められたチャネル割当規則に従って、移動局と基地局との間の通信を中継する無線通信装置であって、前記移動局との間で使用しているチャネルの品質が劣化したことを判定する機能と、前記チャネルの品質劣化の前記移動局への報告、および、前記基地局との間に割り当てられているチャネルと前記移動局との間に割り当てられているチャネルとの交換、を行う機能と、を有する。
【００１９】
上記構成によれば、移動局との間のチャネル品質が劣化した場合に、品質劣化をリアルタイムで移動局へ伝え、移動局との間の通信に使用するチャネルを、品質が劣化したチャネルから他のチャネルへ制御遅延を生じることなく変更することができる。したがって、移動局との間のチャネル品質の変動に対して、制御遅延を生じることなく対応できる。また、基地局でスケジューリングされたチャネル割当に従いながら基地局との間に割り当てられているチャネルと移動局との間に割り当てられているチャネルとを交換するため、全体最適なチャネル割当を維持することができる。
【００２０】
また、本発明の無線通信装置は、前記基地局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、前記移動局から受信した信号の品質劣化を判定する品質劣化判定部と、前記品質劣化判定部より前記信号が劣化しているとの通知を受けた場合に、前記移動局との通信に使用するチャネルと、前記基地局との通信に使用するチャネルとを交換するようにとの指示であるチャネル交換指示情報を出力するチャネル交換指示部と、前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、を備える。
【００２１】
また、本発明の無線通信装置は、前記チャネル割当部が、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示部の指示に従って、チャネルを割り当てるものである。
【００２２】
上記構成によれば、移動局との間の品質が劣化した場合に、基地局からのシグナリングを待たずに、自律分散的に品質の低いチャネルを交換することができる。
【００２３】
また、本発明の無線通信装置は、前記基地局へ信号を送信する無線送信部と、前記移動局から送信された信号についてＣＲＣ判定を行うＣＲＣ判定部と、ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局へ送信するNACKを生成して、前記無線送信部へ入力するNACK生成部と、ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局との間に割り当てられていたチャネルを、前記基地局との間に割り当てるチャネル割当部と、を備える。
【００２４】
上記構成によれば、NACKで品質劣化を通知することにより、品質劣化を通知するための新たな信号を送る必要がなくなる。また、再送パケットを1度目の送信と異なるチャネルを使用して送信することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得られるという利点と、CRC NGになるほど品質の劣化したチャネルを使い続けなくて良くなるという利点がある。
【００２５】
また、本発明の無線通信装置は、予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けた場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局との通信を行う機能を有する。
【００２６】
上記構成によれば、中継局との間のチャネル品質が劣化した場合に、中継局との間の通信に使用するチャネルを、品質が劣化したチャネルから他のチャネルへ制御遅延を生じることなく変更することができる。
【００２７】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、前記中継局から送信されるチャネル交換指示情報を受信するチャネル交換指示受信部と、前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、を備える。
【００２８】
上記構成によれば、中継局との間の品質が劣化した場合に、基地局からのシグナリングを待たずに、自律分散的に品質の低いチャネルを交換することができる。
【００２９】
また、本発明の無線通信装置は、前記チャネル割当部が、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示受信部で受信した前記チャネル交換指示情報に従って、チャネルを割り当てるものである。
【００３０】
上記構成によれば、中継局との間で使用するチャネルを、中継局と基地局間で使用するチャネルに交換することにより、基地局は、移動局と中継局間のチャネル品質の変動に影響されることなく、全体最適を考えてスケジューリングすることができる。
【００３１】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局からNACKを受信した場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局に再送パケットを送信する機能を有する。
【００３２】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、送信データを符号化する符号化部と、前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、前記送信データを保存し、前記NACK受信部からNACKを受信したことが通知された場合に、保存してある前記送信データを前記符号化部へ出力するバッファ部と、前記NACK受信部からNACKの通知がなければ、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、NACKの通知があると、前記チャネル割当情報が最新であれば、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、前記チャネル割当情報が最新でなければ、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを、前記中継局との間に割り当てるチャネル割当部と、を備える。
【００３３】
また、本発明の無線通信装置は、複数のパケットを１フレームにおける複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局から品質劣化したチャネルの報告を受けると、前記中継局との間に割り当てられているチャネルのうち、品質が劣化したと報告を受けたチャネルの使用をやめて、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用するよう、チャネル割当を変更する。
【００３４】
上記構成によれば、パケットを複数に分けて送る場合に、パケットを受信した中継局からのNACKとして、品質の低いチャネルを特定する情報が付加されていれば、中継局との間において品質が低いチャネルを効率よく交換することができる。
【００３５】
また、本発明の無線通信装置は、指定された複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルに送る予定のパケットを、前記中継局と前記基地局間に割り当てられている複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルで送信するものである。
【００３６】
また、本発明の無線通信装置は、予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、他の無線通信装置が前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けたことを検知した場合、自局と前記中継局との間に割り当てられているチャネルに加え、前記他の無線通信装置と前記中継局との間に割り当てられているチャネルで、前記中継局と通信する機能を有する。
【００３７】
また、本発明の無線通信装置は、前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、受信したNACKが他の無線通信装置向けである場合に、前記チャネル割当情報から、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用しているのが自局であることを判定する送信判定部と、を備え、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信するものである。
【００３８】
また、本発明の無線通信装置は、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用している無線通信装置が複数存在する場合には、複数の無線通信装置間で共有されている優先順位に従って、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信するものである。
【００３９】
また、本発明の無線通信装置は、前記優先順位が、前フレームで送信されたパケットのQoSから決定されるものである。
【００４０】
また、本発明の無線通信システムは、前記移動局が、１フレームで送信するパケットを分割し、分割したパケットを複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局は、品質の低いチャネルを特定する情報を付加したNACKを返すものである。
【００４１】
上記構成によれば、例えば、移動局がパケットを複数に分けて送る場合に、NACKとして品質の低いチャネルを特定する情報を付加することにより、移動局−中継局間において品質が低いチャネルを効率よく交換することができる。
【００４２】
また、本発明の無線通信システムは、前記第２のフレームにおいて、前記第２のチャネルで、他の移動局の回線品質を測定するためのパイロット信号を送る。
【００４３】
上記構成によれば、第２のチャネルで送信をしていない移動局の回線品質を測定できるので、第２のチャネルにおいて回線品質が高い移動局を容易に見つけることができる。
【００４４】
また、本発明の無線通信システムは、移動局と中継局間、および前記中継局と基地局間において、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行い、前記基地局は、フレーム内の複数のチャネルのスケジューリングを行い、前記移動局と前記中継局は、前記基地局から通知されたスケジューリング結果に従い送受信を行う無線通信システムであって、前記移動局は、複数のパケットを１フレームにおける複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局から品質劣化したチャネルの報告を受けると、前記移動局と前記中継局間に割り当てられているチャネルのうち品質が劣化したと報告を受けたチャネルの使用をやめて、前記中継局と前記基地局間に割り当てられているチャネルを使用するよう、チャネル割当を変更するものである。
【００４５】
上記構成によれば、１フレームに複数のチャネルが割り当てられているときに、品質が劣化したチャネルだけを変更することができる。
【００４６】
また、本発明の無線通信システムは、前記移動局が、指定された複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルに送る予定のパケットを、前記中継局と前記基地局間に割り当てられている複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルで送信するものである。
【００４７】
また、本発明の無線通信システムは、前記移動局が、品質劣化を通知されたチャネル数と、前記中継局と前記基地局間に割り当てられているチャネル数とが異なる場合に、前記中継局と前記移動局間に割り当てられているチャネルのうち、品質が劣化したチャネルからの距離が大きいチャネルを選択しパケットを割り当てるものである。
【００４８】
上記構成によれば、劣化したチャネルから離れたチャネルを使用できるので、回線品質が高くなることが期待できる。
【００４９】
また、本発明の無線通信システムは、第１の移動局が前記中継局からNACKを受信し、第２の移動局が前記中継局からACKを受信した場合に、前記チャネル割当の変更により空く予定のチャネルを使用して、第３の移動局と前記中継局間のチャネル推定用のパイロット信号を送信するものである。
【００５０】
上記構成によれば、NACKに「品質劣化を示す信号」と同じ役割を持たせ、品質劣化したチャネルを制御遅延なく交換することができる。また、空く予定のチャネルを利用して、他の移動局のパイロット信号を送信できるので、他のチャネルの品質が分かり、他の移動局にチャネルを割り当てることが可能かどうかを効率よく測定することができる。この測定結果を、基地局が次にスケジューリングするときに役立てることができる。
【００５１】
また、本発明の無線通信方法は、移動局と中継局間、および前記中継局と基地局間において、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行い、前記基地局は、フレーム内の複数のチャネルのスケジューリングを行い、前記移動局と前記中継局は、前記基地局から通知されたスケジューリング情報に従い送受信を行う無線通信方法であって、第１のフレームにおいて、前記基地局と第１のチャネルで通信する前記中継局は、前記移動局との通信で使用する第２のチャネルの品質劣化を検知すると、その旨を前記移動局へ通知し、第２のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルで前記基地局と通信し、前記移動局は、前記第１のチャネルで前記中継局と通信するものである。
【００５２】
また、本発明の無線通信方法は、前記第２のフレームにおいて、前記基地局から送信されたスケジューリング情報が最新であれば、前記中継局および前記移動局は、この最新のスケジューリング情報に従ってチャネルを割り当てるものである。
【００５３】
また、本発明の無線通信方法は、前記第１のフレームにおいて、前記中継局が、前記第２のチャネルの品質劣化を検知すると、前記移動局へNACKを送信するものである。
【００５４】
また、本発明の無線通信方法は、前記第２のフレームにおいて、前記移動局が、前記第1のチャネルを使用して再送パケットを前記中継局に送信するものである。
【００５５】
また、本発明の無線通信方法は、前記第２のフレームにおいて、前記移動局とは異なる他の移動局が、前記第２のチャネルで前記中継局と通信するものである。
【発明の効果】
【００５６】
本発明に係る無線通信装置および無線通信方法によれば、移動局と基地局とが中継局を介して通信する場合に、移動局と中継局との間のチャネル品質の変動に対して、制御遅延を生じることなく対応でき、かつ、全体最適なチャネル割当を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を説明するための図
【図２】本発明の実施の形態に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図３Ａ】本発明の実施の形態（１）に係る無線通信システムにおけるシーケンス図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態（１）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図４】本発明の実施の形態（１）に係る中継局装置のブロック図
【図５】本発明の実施の形態（１）に係る移動局装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態（２）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態（２）に係る中継局装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態（２）に係る移動局装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態（2-2A）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１０】本発明の実施の形態（２）に係る移動局装置（２）のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態（2-2B）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１２】本発明の実施の形態（2-3）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１３】本発明の実施の形態（３）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１４】本発明の実施の形態（3-2）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１５】本発明の実施の形態（3-3）に係る無線通信システムにおけるフレーム構成を説明するための図
【図１６】従来方式のチャネル変更方法を説明するためのシーケンス図
【図１７】従来方式のチャネル変更方法におけるフレーム構成を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。以下に説明する無線通信装置は、基地局で定められたチャネル割当にしたがって、第１無線通信装置から送信された信号を第２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、以下の各実施の形態では、中継送信を行う無線通信装置を中継局、第１無線通信装置を移動局、第２無線通信装置を基地局として説明する。
【００５９】
なお、以下の各実施の形態における中継局は予め設置された中継局であってもよいし、アドホック網のように他の移動局を中継局として利用してもよい。
【００６０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、移動局から中継局間で使用しているチャネルの品質が劣化すると、移動局から中継局間に割り当てられていたCHと中継局から基地局間に割り当てられていたCHとを交換して使用する。中継局はチャネルの品質の劣化を検知して、移動局へ通知する。
【００６１】
[システム構成]
以下の各実施の形態に係る移動体通信システムでは、図１に示すように、中継局(RS)２００が移動局(MS)１００からの送信信号を基地局(BS)３００へ中継送信する。移動局１００、中継局２００および基地局３００は、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行う。
【００６２】
基地局３００はフレーム内のチャネルのスケジューリングをする。スケジューリング結果は、基地局３００から中継局２００へ送信され、中継局２００から移動局１００へ中継される。移動局１００と中継局２００は基地局３００から通知されたスケジューリング結果に従い送信をする。なお、スケジューリングは、移動局１００から中継局２００間および中継局２００から基地局３００間で使用するフレーム内のチャネル（CH）を割り当てることである。
【００６３】
フレーム構成を図２に示す。フレーム1では、移動局MSはCH3でパケットを中継局へ送信し、中継局RSはCH4でパケットを基地局へ送信する。フレーム2とフレーム3では、移動局MSはCH1でパケットを中継局へ送信し、中継局RSはCH2でパケットを基地局へ送信する。CHが変更されたのは、フレーム２で新たにCHの割り当てがあったからである。
【００６４】
また、パケットMS(1)は、移動局MSが送信する１つめのパケットであり、パケットRS[MS(0)]は、中継局RSが中継するパケットMS(0)を示す。パケットMS(1)は、フレーム１で移動局から中継局へCH3で送信され、フレーム2で中継局から基地局へCH2で送信される。
【００６５】
[シーケンス図]
図３Ａに示すシーケンス図、および図３Ｂに示すフレーム構成図を用いて本実施の形態の全体処理について説明する。フレーム１の前に、基地局からフレーム2の割り当て情報が中継局へ送信される。フレーム１のCH3で、移動局からパケットMS(1)が中継局へ送信される。同時にフレーム1のCH4で中継局から基地局へパケットRS[MS(0)]が送信される。
【００６６】
フレーム2の前に、中継局からフレーム2の割り当て情報が移動局へ送信される。フレーム2の割り当て情報で割り当てられたように、フレーム2のCH1で、移動局からパケットMS(2)が中継局へ送信される。同時にフレーム2のCH2で中継局から基地局へパケットRS[MS(1)]が送信される。
【００６７】
この例では、フレーム3の移動局から中継局間のCH1の品質が劣化している。このとき、中継局は、品質劣化を移動局へ通知する。品質劣化の通知を受けた移動局は、CHを割り当てられているCH1から中継局から基地局間に割り当てられているCH2へ変更する。
【００６８】
中継局も、干渉しないように、中継局から基地局間に割り当てられているCH2から移動局から基地局間に割り当てられているCH1に変更する。移動局、中継局ともに変更したCHを新しい割り当てがあるまで使い続ける。
【００６９】
中継局は、品質劣化を報告する信号を基地局へも送信することにより、基地局に品質劣化を把握させることができる。基地局は、品質劣化を報告する信号を受信すると、新たにスケジューリングをする。また、中継局が基地局には品質を報告する信号を送らずに、CHを入換えて送る信号のヘッダに、中継局からの信号であることを示すフラグを付加して送信することにより、基地局に品質劣化を把握させることができる。基地局は、CHが変更されたことがわかると、移動局から中継局間に割り当てられていたCHの品質が劣化したと分かる。
【００７０】
[中継局装置ブロック図（１）]
図４は本実施の形態に係る中継局装置２００の構成を示すブロック図である。中継局２００において、無線受信部２１６は、移動局１００または基地局３００からの信号と基地局３００からの割り当て情報を、アンテナ２１８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。
【００７１】
CH割り当て情報抽出部２１１では、無線受信部２１６の出力から、基地局３００から送信されるチャネル割当情報を抽出する。品質劣化判定部２１４は、移動局１００から受信した信号の品質の劣化を判定する。判定結果はCH交換指示部２１３へ入力される。
【００７２】
CH交換指示部２１３では、品質劣化判定部２１４より信号品質が劣化しているとの通知を受けると、移動局１００から中継局２００間のCHと、中継局２００から基地局３００間のCHを交換するように指示（CH交換指示情報）を出す。
【００７３】
CH割り当て部２１２では、CH割り当て情報抽出部２１１から入力されたCH割り当て情報が最新のものであればその情報に従い、CH割り当て情報が最新のものでなければ、CH交換指示部２１３の指示に従う。
CH割り当て部２１２は、CH交換指示部２１３がCHの交換を指示していれば、移動局１００から中継局２００間に割り当てられていたCHを中継局２００から基地局３００間に割り当てる。CH割り当て部２１２は、CH交換指示部２１３がCHの交換を指示していなければ、CHを交換せずにそのまま中継局２００から基地局３００間のCHを割り当てる。
【００７４】
CHに割り当てられた信号は、無線送信部２１５へ入力される。無線送信部２１５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２１７から基地局３００へ中継信号を送信する。また、無線送信部２１５は、CH交換指示部２１３からのCH交換指示情報をアンテナ２１７から移動局１００へ送信する。
【００７５】
[移動局装置ブロック図（１）]
図５に移動局１００のブロック図を示す。図４との共通部分は説明を省略する。CH交換指示受信部１１７では、中継局２００から送信されるCH交換指示情報を受信する。復調部１１９では信号が復調され、復号部１１８では信号が復号されて受信データとなる。送信データは符号化部１１１で符号化され、変調部１１２で変調される。変調された信号は、CH割り当て部１１３へ入力される。
【００７６】
CH割り当て部１１３では、CH割り当て情報抽出部１１６から入力されたCH割り当て情報が最新のものであればその情報に従い、CH割り当て情報が最新のものでなければ、CH交換指示受信部１１７で受信したCH交換指示情報に従う。CH割り当て部１１３は、CHの交換が指示されていれば、中継局２００から基地局３００間に割り当てられていたCHを移動局１００から中継局２００間に割り当てる。CH割り当て部１１３は、CHの交換が指示していなければ、CHを交換せずにそのまま移動局１００から中継局２００間のCHを割り当てる。
【００７７】
このように、本実施形態の無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法によれば、移動局と中継局間のチャネル品質が劣化した場合に、移動局と中継局間で使用するチャネルを、中継局と基地局間で使用するチャネルに交換することにより、基地局からのシグナリングを待たずに、自律分散的に、品質の低いチャネルを使い続けることを防止できる。すなわち、本実施形態によれば、基地局によるスケジューリングに従って全体最適を実現しながら、制御遅延を生じさせることなく品質のよいチャネルを使用することができる。
【００７８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、チャネル品質の劣化をNACK（Negative Acknowledgment：パケット送達確認の否定型応答）で通知する。中継局は、移動局から中継局へ送信したパケットについて、ＣＲＣ判定（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）を行う。パケットのＣＲＣ判定結果がＮＧ（No Good：パケットの到達確認ができなかった場合）になると、中継局が移動局へNACKを送信する。NACKを受信した移動局は、中継局から基地局間に割り当てられていたCHを使用して再送パケットを送信する。
【００７９】
このようにすると、再送パケットを1度目の送信と異なるCHを使用して送信することができるので、周波数ダイバーシチ効果を得られるという利点と、CRC NGになるほど品質の劣化したCHを使い続けなくて良くなるという利点がある。
【００８０】
本実施の形態について、フレーム構成を示す図６を用いて説明する。フレーム１とフレーム２は、実施の形態１の図２と同じである。フレーム２では、移動局から基地局間の送信にCH1が割り当てられており、中継局から基地局間はCH2が割り当てられている。
【００８１】
フレーム２で移動局が送信したパケットMS(2)が中継局においてCRC NGとなり、移動局へNACKが返っている。NACKを受信した移動局は、中継局から移動局間に割り当てられているCH2を使用して再送パケットを送信する。
【００８２】
[中継局装置ブロック図（２）]
本実施の形態の中継局２００のブロック図を図７に示す。図４との共通部分は説明を省略する。本実施の形態では中継局２００がCRCを判定する点が実施の形態１と異なる。無線受信部２１６から出力された信号は、復調部２２６で信号が復調され、復号部２２５で復号された後、符号化部２２１とCRC判定部２２４へ入力される。符号化部２２１では中継信号が再び符号化され、変調部２２２で再び変調される。変調された信号は、CH割り当て部２１２へ入力される。
【００８３】
CRC判定部２２４では中継信号に誤りがあるかどうか判定し、判定結果を中継制御部２２３と、NACK生成部２２７へ入力する。中継制御部２２３では、CRC判定結果がNGであると、中継を中止するようにCH割り当て部２１２へ指示する。NACK生成部２２７では、CRC判定結果がNGであると、移動局１００へ送信するNACKを生成して、無線送信部２１５へ入力する。
【００８４】
[移動局装置ブロック図（２）]
本実施の形態の移動局のブロック図を図８に示す。図４および図７との共通部分は説明を省略する。NACK受信部１３２では、中継局２００から送信されるNACKを受信する。NACKを受信するとNACKを受信したことをバッファ部１３１とCH割当て部１１３へ通知する。
【００８５】
送信データは符号化部１１１とバッファ部１３１に入力される。バッファ部１３１では送信データを保存しておく。NACK受信部１３２からNACKを受信したことを通知されるとバッファ部１３１に保存してある信号を符号化部１１１へ入力する。
【００８６】
CH割り当て部１１３は、NACKの通知がなければCH割り当て情報に従いCHを割り当てる。CH割り当て部１１３は、NACKの通知があると、CH割り当て情報が最新であればCH割り当て情報に従って割り当てを行い、CH割り当て情報が最新でなければ、中継局２００から基地局３００間に割り当てられているCHを割り当てる。
【００８７】
（再送する場合に空きCHを他のMSが使用する例）
本実施の形態において、移動局から中継局間で再送が起きると、中継局から基地局間に送信するパケットに割り当てられていたCHが使用されない。そこで、その空きCHを他のMSが使用することを提案する。フレーム構成図（図９）を用いて説明する。
【００８８】
移動局数は2とする。フレーム1では、移動局１のパケットMS1(1)がCH2に、移動局2のパケットMS2(1)がCH3に、パケットMS1(0)を中継するパケットRS[MS1(0)]がCH1に、パケットMS2(0)を中継するパケットRS[MS2(0)]がCH4に割り当てられている。
【００８９】
このとき、移動局1のパケットMS1(1)に対してNACKが返され再送が必要になると、CHの交換が行われる。そして、フレーム2では、移動局１が再送パケットMS1(1)を、中継用に割り当てられていたCH1で送信する。この場合に、移動局１用に割り当てられており空きチャネルとなったCH2には、移動局2がパケットMS2(3)を送信する。
【００９０】
ここで、移動局2が選ばれたのは、空きCHとなるCH2に最も近いCHであるCH3が割り当てられているからである。CH2とCH3は隣接しているので、品質が近いことが期待できる。従って、CH3が割り当てられている移動局2は、CH3と同等の品質でCH2へ送信できる可能性が高い。この優先順位は、前もってMS間で共有しておく必要がある。優先順位は、パケットのQoS （Quality of Service：サービスの品質）などから決めても良い。
【００９１】
移動局2のブロック図を図１０に示す。図８との共通部分は説明を省略する。NACK受信部１３２では、中継局２００から送信されるNACKを受信する。NACK受信部１３２は、NACKを受信すると、NACKを受信したことを送信判定部１４１とCH割り当て部１１３へ通知する。CH割り当て情報抽出部１１６は、抽出したCH割り当て情報をCH割り当て部１１３と送信判定部１４１へ入力する。送信判定部１４１では、NACKが自局向けであれば、バッファ部１３１へ信号を再送するように通知する。送信判定部１４１は、NACKが他局向けであれば、CH割当情報から、他局の信号が中継される予定であったCHに最も近いCHを使用しているのが自局かどうか調べる。自局であれば、送信判定部１４１は、割り当てられているCHに加えて、他局の信号が中継される予定であったCHにも送信データを送信するように指示し、自局でなければ割り当てられているCHのみに送信データを送信するように指示する。また、他局の信号が中継される予定であったCHに最も近いCHを使用している移動局が複数ある場合、CH番号の小さいCHで送信している移動局が送信するように予め定めても良いし、CH番号の大きいCHで送信している移動局が送信するように予め定めても良い。
【００９２】
図１１は、移動局−中継局間と中継局−基地局間とでチャネル数が異なる場合の例を示す。この場合、移動局は、フレーム１で、３つに分割されたパケット１を、３つのチャネルCH1，CH2，CH4を使用して中継局に送っている。中継局は、品質の低いチャネルを検出すると、移動局にNACKとともに品質の低いチャネル（この例ではCH2）を通知する。そして、フレーム２において、品質の低いCH2の使用をやめて、フレーム１で中継局と基地局間に割り当てられていたCH5を使用し、CH1，CH4，CH5でパケット１を再送する。
【００９３】
このように、移動局MS1がパケット１を３つに分けて送る場合に、品質の低いチャネルを特定する情報を付加してNACKを返すことにより、移動局−中継局間において品質が低いチャネルを効率よく交換することができる。
【００９４】
（空きチャネルの一部にパイロット信号を送る例）
さらに、空きチャネルの一部に、移動局が回線品質を測定するためのパイロット信号を送ることを提案する。フレーム構成図（図１２）を用いて説明する。
【００９５】
移動局数は4とする。フレーム１の移動局1のパケットMS1(1)にNACKが返され再送が必要になるとする。フレーム2では、移動局１が再送パケットMS1(1)を中継用に割り当てられていたCH1で送信する。フレーム2のCH2は空きCHになるので、図９と同様に最もCH2に近いCH3を使用している移動局2がパケットMS2(3)をCH2に送信する。
【００９６】
さらに、CH2にもともと割り当てられていた移動局１と、パケットを送信する移動局2以外の移動局である移動局３および移動局４が、回線品質を推定するためのパイロット信号をCH2に送信する。このように、CH2を使用したパケット送信をしていない移動局がCH2の回線品質を測定できると、CH2の回線品質が高い移動局が見つかりやすくなる。
【００９７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、中継局が、品質が劣化したCHを移動局に通知する。移動局は指定されたCHの代わりに、中継局から基地局間に割り当てられているCHを使用する。中継局は中継局から基地局間に割り当てられているCHの代わりに、移動局へ品質劣化を通知したCHを使用して基地局へのパケット送信を行う。本実施の形態では、複数のCHが割り当てられているときに、品質が劣化したCHだけを変更することができる。
【００９８】
フレーム構成図（図１３）を用いて本実施の形態について説明する。フレーム１では、移動局１がCH2、CH3、CH4、CH6を使用して中継局にパケットMS(5)、MS(6)、MS(7)、MS(8)、を送信している。中継局は、CH1とCH5を使用してそれぞれMS1(1)とMS1(2)を中継するパケットと、MS1(3)とMS1(4)を中継するパケットを基地局へ送信している。
【００９９】
ここで、中継局が複数のパケットを1つのパケットで中継しているのは、中継局で中継信号を集約しているからである。このとき、CH2とCH3の品質が劣化したので、中継局から移動局へ、CH2とCH3の品質が劣化したと通知する。通知を受けた移動局は、CH2とCH3を中継局から移動局間に割り当てられているCH1とCH5に変更する。
【０１００】
（チャネル番号の小さい順に対応する例）
ここでは、チャネル割当の変更は、それぞれチャネル番号の小さい順に対応する。つまりCH2とCH3のうちチャネル番号の小さいCH2に送る予定のパケットを、CH1とCH5のうちチャネル番号の値が小さいCH1へ割り当てる。同様に、CH3に送る予定のパケットをCH5で送信する。
【０１０１】
このようにすると、フレーム2で移動局が使用するCHは、CH1、CH4、CH5、CH6の4つになる。中継局は、移動局へ品質の劣化を通知すると、フレーム2では移動局へ劣化を通知したCH2とCH3を使用して、基地局へ送信する。
【０１０２】
（品質劣化したCH数と割り当てられているCH数が異なる場合の例）
品質劣化を通知されたCH数と、中継局から基地局に割り当てられていたCH数が異なる場合について説明する。
【０１０３】
フレーム構成図（図１４）を用いて説明する。フレーム１は図１３と同様である。中継局はCH2の劣化を移動局へ通知する。移動局は、CH2が劣化したという報告を受けると、中継局から移動局間に割り当てられているCHのうち、CH2からの距離が大きいCHを選択する。
【０１０４】
本例では、候補はCH1とCH5なので、CH2からの距離が大きいCH5にパケットを割り当てる。このようにすると、劣化したCHから離れたCHを使用できるので、回線品質が高くなることが期待できる。
【０１０５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、移動局から中継局間に割り当てられていたCHと中継局から基地局間に割り当てられていたCHとを交換して使用する場合において、空きチャネルを利用して、他の移動局のチャネル推定用のパイロット信号を送信することを提案する。本実施の形態では、空きチャネルを有効利用できるとともに、スループットを劣化させることなく、多数の移動局と基地局間のチャネル品質を効率よく測定できる。
【０１０６】
図１５は、移動局MS1が中継局RSからNACKを受信し、移動局MS2が中継局RSからACK（Acknowledgment：確認応答）を受信した場合に、CH交換により空く予定のチャネルに、他の移動局のチャネル推定用のパイロット信号を送信する例を示す。
【０１０７】
フレーム１において、移動局MS1が中継局RSからNACKを受信し、移動局MS2が中継局RSからACKを受信する。フレーム２において、移動局MS1は、CHを交換し、中継局RSが基地局BSへの送信に使用していたチャネルCH3を使用してパケット１を再送する。フレーム２において、移動局MS2は、CH2でパケット２を送信するとともに、空きチャネルとなったCH1でパケット３を送信する。このとき、CH1で移動局MS3，MS4，MS5のチャネル推定用のパイロット信号を送信する。
【０１０８】
本実施の形態によれば、空く予定のチャネルを利用して、他の移動局のパイロット信号（MS3〜MS5）を送信できるので、他のチャネルの品質が分かり、他の移動局にチャネルを割り当てることが可能かどうかを効率よく測定することができる。したがって、基地局でのスケジューリングに有効である。
【０１０９】
なお、上記各実施の形態では、本発明を上り回線に適用する場合について説明したが、下り回線において実施することもできる。つまり、下り回線チャネルで基地局から送信されるチャネル割当情報等の制御信号や下り回線データを上記と同様にして中継局が移動局へ中継送信してもよい。
【０１１０】
なお、上記各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。
【０１１１】
なお、上記各実施の形態におけるチャネルCH１,２,３,４は必ずしも連続するチャネルでなくてもよい。
【０１１２】
なお、上記各実施の形態においてチャネル交換する際に、交換前のMCS(Modulation and Coding Scheme)から予め定めておいたN段階多重を下げて送信すると規定してもよい。
【０１１３】
なお、上記各実施の形態（実施の形態４を除く）において、交換対象になるCHに割り当てられている信号のうち、パイロット信号のみを交換後のCHで送信し、データ信号についてはCH交換せずに割り当てられたCHで送信するとしてもよい。さらに、回線品質測定用のパイロット信号のみをCH交換の対象としてもよい。
【０１１４】
また、上記各実施の形態では、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良い。
【０１１５】
また、上記各実施の形態における基地局はNode B、移動局は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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
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。
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。
なお、上記実施の形態ではアンテナとして説明したが、アンテナポートでも同様に適用できる。アンテナポート（antenna port）とは、1本または複数の物理アンテナから構成される。論理的なアンテナを指す。すなわち、アンテナポートは必ずしも1本の物理アンテナを指すとは限らず、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ等を指すことがある。例えばLTEにおいては、アンテナポートが何本の物理アンテナから構成されるかは規定されず、基地局が異なるReference signalを送信できる最小単位として規定されている。また、アンテナポートはPrecoding vectorの重み付けを乗算する最小単位として規定されることもある。
【０１１８】
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。
本出願は、2006年10月27日出願の日本特許出願（特願2006−292101）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】
【０１１９】
本発明に係る無線通信装置および無線通信方法は、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。
【符号の説明】
【０１２０】
１００  移動局
１１１，２２１  符号化部
１１２，２２２  変調部
１１３，２１２  CH割り当て部
１１４，２１５  無線送信部
１１５，２１７  送信アンテナ
１１６，２１１  CH割り当て情報抽出部
１１７  CH交換指示受信部
１１８，２２５  復号部
１１９，２２６  復調部
１２０，２１６  無線受信部
１２１，２１８  受信アンテナ
１３１  バッファ部
１３２  NACK受信部
１４１  送信判定部
２００  中継局
２２３  中継制御部
２２４  CRC判定部
２２７  NACK生成部
２１３  CH交換指示部
２１４  品質劣化判定部
３００  基地局
【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】
予め定められたチャネル割当規則に従って、移動局と基地局との間の通信を中継する無線通信装置であって、
前記移動局との間で使用しているチャネルの品質が劣化したことを判定する機能と、
前記チャネルの品質劣化の前記移動局への報告、および、前記基地局との間に割り当てられているチャネルと前記移動局との間に割り当てられているチャネルとの交換、を行う機能と、
を有する無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置であって、
前記基地局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記移動局から受信した信号の品質劣化を判定する品質劣化判定部と、
前記品質劣化判定部より前記信号が劣化しているとの通知を受けた場合に、前記移動局との通信に使用するチャネルと、前記基地局との通信に使用するチャネルとを交換するようにとの指示であるチャネル交換指示情報を出力するチャネル交換指示部と、
前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信装置であって、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示部の指示に従って、チャネルを割り当てる無線通信装置。
【請求項４】
請求項１記載の無線通信装置であって、
前記基地局へ信号を送信する無線送信部と、
前記移動局から送信された信号についてＣＲＣ判定を行うＣＲＣ判定部と、
ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局へ送信するNACKを生成して、前記無線送信部へ入力するNACK生成部と、
ＣＲＣ判定の結果がNGである場合に、前記移動局との間に割り当てられていたチャネルを、前記基地局との間に割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項５】
予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、
前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けた場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局との通信を行う機能を有する無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記中継局から送信されるチャネル交換指示情報を受信するチャネル交換指示受信部と、
前記チャネル交換指示情報に従ってチャネルを割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項７】
請求項６記載の無線通信装置であって、
前記チャネル割当部は、前記チャネル割当情報抽出部から入力された前記チャネル割当情報が最新のものであればその情報に従い、前記チャネル割当情報が最新のものでなければ前記チャネル交換指示受信部で受信した前記チャネル交換指示情報に従って、チャネルを割り当てる無線通信装置。
【請求項８】
請求項５記載の無線通信装置であって、
前記中継局からNACKを受信した場合に、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用して、前記中継局に再送パケットを送信する機能を有する無線通信装置。
【請求項９】
請求項８記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
送信データを符号化する符号化部と、
前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、
前記送信データを保存し、前記NACK受信部からNACKを受信したことが通知された場合に、保存してある前記送信データを前記符号化部へ出力するバッファ部と、
前記NACK受信部からNACKの通知がなければ、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、NACKの通知があると、前記チャネル割当情報が最新であれば、前記チャネル割当情報に従ってチャネルを割り当て、前記チャネル割当情報が最新でなければ、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを、前記中継局との間に割り当てるチャネル割当部と、
を備える無線通信装置。
【請求項１０】
請求項５記載の無線通信装置であって、
複数のパケットを１フレームにおける複数のチャネルで送信する場合に、前記中継局から品質劣化したチャネルの報告を受けると、前記中継局との間に割り当てられているチャネルのうち、品質が劣化したと報告を受けたチャネルの使用をやめて、前記中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルを使用するよう、チャネル割当を変更する無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の無線通信装置であって、
指定された複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルに送る予定のパケットを、前記中継局と前記基地局間に割り当てられている複数のチャネルにおけるチャネル番号の小さいチャネルで送信する無線通信装置。
【請求項１２】
予め定められたチャネル割当規則に従って、中継局を介して基地局と通信する無線通信装置であって、
他の無線通信装置が前記中継局からチャネルの品質劣化の報告を受けたことを検知した場合、自局と前記中継局との間に割り当てられているチャネルに加え、前記中継局が当該中継局と前記基地局との間に割り当てられているチャネルと交換した結果、空いた前記他の無線通信装置と前記中継局との間に割り当てられているチャネルで、前記中継局と通信する機能を有する無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の無線通信装置であって、
前記中継局から送信されるチャネル割当情報を抽出するチャネル割当情報抽出部と、
前記中継局から送信されるNACKを受信するNACK受信部と、
受信したNACKが他の無線通信装置向けである場合に、前記チャネル割当情報から、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用しているのが自局であることを判定する送信判定部と、
を備え、
前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信する無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の無線通信装置であって、
前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに最も近いチャネルを使用している無線通信装置が複数存在する場合には、複数の無線通信装置間で共有されている優先順位に従って、前記他の無線通信装置からの信号が中継される予定であったチャネルに送信データを送信する無線通信装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の無線通信装置であって、
前記優先順位は、前フレームで送信されたパケットのQoSから決定されるものである無線通信装置。
【請求項１６】
移動局と中継局間、および前記中継局と基地局間において、所定の時間長を有するフレームを単位として互いに同期して送受信を行い、前記基地局は、フレーム内の複数のチャネルのスケジューリングを行い、前記移動局と前記中継局は、前記基地局から通知されたスケジューリング情報に従い送受信を行う無線通信方法であって、
第１のフレームにおいて、前記基地局と第１のチャネルで通信する前記中継局は、前記移動局との通信で使用する第２のチャネルの品質劣化を検知すると、その旨を前記移動局へ通知し、
第２のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルで前記基地局と通信し、前記移動局は、前記第１のチャネルで前記中継局と通信する無線通信方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記基地局から送信されたスケジューリング情報が最新であれば、前記中継局および前記移動局は、この最新のスケジューリング情報に従ってチャネルを割り当てる無線通信方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第１のフレームにおいて、前記中継局は、前記第２のチャネルの品質劣化を検知すると、前記移動局へNACKを送信する無線通信方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記移動局は、前記第1のチャネルを使用して再送パケットを前記中継局に送信する無線通信方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の無線通信方法であって、
前記第２のフレームにおいて、前記移動局とは異なる他の移動局が、前記第２のチャネルで前記中継局と通信する無線通信方法。
【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３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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