(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上りスケジューラ情報に基づいて複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域から１つの周波数帯域を決定する設定部を有し、
前記複数の移動局から受信した信号を多重し、前記設定部が決定した前記１つの周波数帯域によりシングルキャリア信号として基地局に中継する中継局。
【請求項２】
前記設定部は、前記複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域のうち最も広い帯域を前記１つの周波数帯域とする、請求項１に記載の中継局。
【請求項３】
前記設定部は、前記複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域のうち隣接する周波数帯域を結合し、該結合した周波数帯域に基づいて前記１つの周波数帯域を決定する、請求項１に記載の中継局。
【請求項４】
前記複数の移動局から受信した信号から制御信号を抽出する受信部と、
前記受信部が抽出した制御信号を前記シングルキャリア信号に多重する多重部とをさらに有する、請求項１に記載の中継局。
【請求項５】
前記複数の移動局から受信した信号から制御信号を抽出する受信部と、
前記受信部が抽出した制御信号を前記シングルキャリア信号に多重する多重部とをさらに有し、
前記設定部は、前記複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域及び前記受信部が抽出した制御信号が割り当てられた周波数帯域のうち隣接する周波数帯域を結合し、該結合した周波数帯域に基づいて前記１つの周波数帯域を決定する、請求項３に記載の中継局。
【請求項６】
前記基地局から、前記複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域を隣接させる指示を含む信号を受信するシグナル受信部をさらに有し、
前記設定部は前記指示に基づいて前記１つの周波数帯域を決定する、請求項１に記載の中継局。
【請求項７】
前記設定部は、前記１つの周波数帯域の帯域幅と、送信すべき情報の情報量とに基づいてＭＣＳ指標値を求め、所定の変換指標と比較して変調方式および符号化率の組み合わせを選択する、請求項１に記載の中継局。
【請求項８】
上りスケジューラ情報に基づいて複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域から１つの周波数帯域を決定する設定部を有し、
前記設定部が決定した前記１つの周波数帯域によりシングルキャリア信号として中継された信号を受信する基地局。
【請求項９】
上りスケジューラ情報に基づいて複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域を抽出する段階と、
前記複数の移動局から受信した信号を多重し、抽出した周波数帯域に基づいて決まる１つの周波数帯域によりシングルキャリア信号として基地局に中継する段階とを含む中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信ネットワークにおける中継局、基地局及び中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムでは、建物遮蔽による電波伝搬減衰が激しい場所や基地局から離れた場所などの電波の不感地帯が生じる問題がある。この問題を解決するため、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ等において、中継局（Relay Node）の標準化が議論されている。【０００３】
中継局として様々な種類が検討されている。大別すると、振幅増幅器を加えて遅延を抑えつつ中継するアンプリチュード・アンド・フォワード（ＡＦ、Amplitude and Forward）方式と、データを復号して誤り訂正確認をしてから中継するデコード・アンド・フォワード（ＤＦ、Decode and Forward）方式の２種類がある。【０００４】
図１は、従来の無線通信ネットワークシステム１００を示す図である。無線通信ネットワークシステム１００において、アップリンク（ＵＬ、Up Link）通信時、複数の移動局ＵＥ１、ＵＥ２が送信した信号は中継局ＲＮにおいて多重されて、基地局ＢＳに再送信される。【０００５】
図１には、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２、及び中継局ＲＮがそれぞれ送信する信号の周波数分布も示した。移動局ＵＥ１、ＵＥ２はシングルキャリア（Single Carrier）で送信しており、これらの信号を中継局ＲＮがマルチキャリア（Multi Carrier）に合成している。
【特許文献１】特開２００６−２９５７７８号公報
【特許文献２】特開２０００−３１８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチキャリアになると、信号が時間軸領域において一定振幅でなくなり、ピーク電力対平均送信電力比（ＰＡＰＲ、Peak to Average Power Ratio）等の問題が発生するため、無線利用効率が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態による中継局は、上りスケジューラ情報に基づき複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域から１つの周波数帯域を決定する設定部を有し、前記複数の移動局から受信した信号を多重して、前記設定部が決定した前記１つの周波数帯域によりシングルキャリア信号として基地局に中継する。【０００８】
また、他の一実施形態による基地局は、上りスケジューラ情報に基づいて複数の移動局から受信した信号の周波数帯域から１つの周波数帯域を決定する設定部を有し、前記設定部が決定した前記１つの周波数帯域によりシングルキャリア信号として中継された信号を受信する。【００１０】
さらに、一実施形態による中継方法は、上りスケジューラ情報に基づき複数の移動局から受信した信号が割り当てられた周波数帯域を抽出する段階と、前記複数の移動局からの信号を多重して、該抽出した周波数帯域に基づいて決まる１つの周波数帯域によりシングルキャリア信号として基地局に中継する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
無線利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来の無線通信ネットワークシステムを示す図である。
【図２】一実施形態による無線通信ネットワークシステムを示す図である。
【図３】第１の中継方法を示す図である。
【図４】第２の中継方法を示す図である。
【図５】第２の中継方法の一変形例を示す図である。
【図６】第２の中継方法の他の変形例を示す図である。
【図７】第３の中継方法を示す図である。
【図８】第４の中継方法を示す図である。
【図９Ａ】物理レイヤにおいて再マッピングをする、レスポンスを重視した多重方法を示す図である。
【図９Ｂ】共通情報チャネルと物理制御チャネルの多重方法を示す図である。
【図１０】物理レイヤにおいて再マッピングをする、符号化を重視した多重方法を示す図である。
【図１１】ＭＡＣレイヤにおいて再マッピングする、符号化を重視した多重方法を示す図である。
【図１２】ＭＡＣレイヤにおいて再マッピングする、符号化を重視した他の多重方法を示す図である。
【図１３】中継前後の符号化レートの変換を説明するための図である。
【図１４】一実施形態による基地局の構成を示す図である。
【図１５】一実施形態による基地局の他の構成を示す図である。
【図１６】一実施形態による基地局の他の構成を示す図である。
【図１７】一実施形態による移動局の他の構成を示す図である。
【図１８】一実施形態による移動局の構成を示す図である。
【図１９】一実施形態による移動局の構成を示す図である。
【図２０】一実施形態による中継局の構成を示すブロック図である。
【図２１】一実施形態による中継局の他の構成を示すブロック図である。
【図２２】一実施形態による中継局の他の構成を示すブロック図である。
【図２３】図３に示した中継方法を実現する中継局の構成をさらに詳細に示すブロック図である。
【図２４】図２３に示した構成の変形例を示すブロック図である。
【図２５】他の実施例による中継局の構成を示すブロック図である。
【図２６】図２５に示した中継局の変形例の構成を示すブロック図である。
【図２７】図２５に示した中継局の変形例の構成を示すブロック図である。
【図２８】図９を参照して説明した中継方法を実現する基地局の構成を示すブロック図である。
【図２９】図１０を参照して説明した中継方法を実現する基地局の構成を示すブロック図である。
【図３０】図１１または図１２を参照して説明した中継方法を実現する基地局の構成を示すブロック図である。
【図３１】図３を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。
【図３２】図４を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。
【図３３】図７を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。
【図３４】図８を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。
【図３５】図９Ａを参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【図３６】図１０を参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【図３７】図１１を参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【図３８】図１２を参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【図３９】ＭＣＳの調整を示すフロー図である。
【図４０】一実施形態による中継方法を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００１３】
ＢＳ  基地局
ＲＮ  中継局
ＵＥ１〜ＵＥＮ  移動局
１００、２００  無線通信ネットワーク
１４００、１５００、１６００  基地局
１４０１  Ｌ２バッファ
１４０２  ＤＬスケジューラ制御信号発生部
１４０３  ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
１４０４  ＰＨＹ生成部
１４０５  多重部
１４０６  ＵＬスケジューラ制御信号発生部
１４０７  デュプレクサ
１４０８  アンテナ
１４０９  アルゴリズム規則設定部
１４０９−１  周波数帯域選択部
１４０９−２  ＭＣＳ選択部
１４１０  ＰＨＹ受信部
１４１０−１  ＤＥＭ部
１４１０−２  分離部
１４１０−３  ＤＥＣ部
１４１０−４  パディング廃棄部
１４１１  ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部
１４１２  Ｌ２バッファ
１５０１  ＭＡＣヘッダシグナル生成部
１６０１  ＲＲＣシグナル生成部
１６０２  ＰＤＣＰ処理部
１７００、１８００、１９００  移動局
１７０１  アンテナ
１７０２  デュプレクサ
１７０３  分離部
１７０４  ＤＬスケジューラ制御情報抽出部
１７０５  ＰＨＹ受信部
１７０６  ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部
１７０７、１７０８  Ｌ２バッファ
１７０９  ＵＬスケジューラ制御信号抽出部
１７１０  ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部
１７１１  ＰＨＹ生成部
１７１２  制御信号生成部
１７１３  選択部
１８０１  ＭＡＣヘッダシグナル受信部
１９０１  ＰＤＣＰ処理部
１９０２  ＲＲＣシグナル受信部
２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００
２００１、２０１１  アンテナ
２００２、２０１０  デュプレクサ
２００３  分離部
２００４  ＤＬスケジューラ制御信号抽出部
２００５  ＰＨＹ受信部
２００６  ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部
２００７  ＰＨＹ生成部
２００８  ＵＬスケジューラ制御信号抽出部
２００９  多重部
２０１２  ＰＨＹ受信部
２０１２−１  周波数分離部
２０１２−２  ＳＣ受信部
２０１２−３  ＯＦＤＭ受信部
２０１２−４  ＰＨＹコントロール信号受信部
２０１２−５  復調（ＤＥＭ）部
２０１２−６  復号（ＤＥＣ）部
２０１３  ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部
２０１４  アルゴリズム規則設定部
２０１４−１  周波数帯域選択部
２０１４−２  ＭＣＳ選択部
２０１５  ＰＨＹ生成部
２０１５−１  パディング調整部
２０１５−２  ＳＣ送信部
２０１５−３  符号化（ＣＯＤ）部
２０１５−４  多重部
２０１５−５  変調（ＭＯＤ）部
２１０１  ＭＡＣヘッダシグナル抽出部
２２０１  ＰＤＣＰ処理部
２２０２  ＲＲＣシグナル受信部
２７００  中継局
２８００、２９００、３０００  基地局
２８０１  制御信号抽出部
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図面にわたって同一または対応する構成要素には同じ参照符号を付した。
【００１５】
開示の技術は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、ＬＴＥ-Ａｄｖａｎｃｅｄ等に適用することができる。
【００１６】
図２は、一実施形態による無線通信ネットワークシステム２００を示す図である。無線通信ネットワークシステム２００において、アップリンク（ＵＬ、Up Link）通信時、複数の移動局ＵＥ１、ＵＥ２が送信した信号は中継局ＲＮにおいて多重されて、基地局ＢＳに再送信される。これは図１に示した無線通信ネットワークシステム１００と同様である。
【００１７】
図２に示す中継局ＲＮは、すべての移動局ＵＥから受信したシングルキャリアの信号を一つのトランスポートブロック（Transport Block）にマッピングして、シングルキャリアで基地局へ中継することにより、上記のＰＡＰＲの問題を解決する。このシングルキャリアでの中継は、移動局ＵＥ１、ＵＥ２をＭＡＣレイヤにおいて多重して一つのトランスポートブロックにマッピングする事で実現できる。
【００１８】
まず、シングルキャリアで中継するために、中継局ＲＮがどのような規則に基づいて送信帯域を確保するか、図３ないし図８を参照して説明する。
【００１９】
以下の説明では、特にことわらない限り、スケジューリング機能は基地局に集約されており、基地局から指令するスケジューラ制御信号に従って、各移動局から中継局へデータが送信されるものとする。中継局から基地局については、ここで説明するアルゴリズムに従って、明示的なシグナリングをすることなく、ある規則に従いデータを送受信する。このようにして、送受信で共通な規則を適用することにより制御情報を減らすことが可能になる。
【００２０】
基本的な規則としては、中継局から基地局へ中継送信する時に利用する周波数帯域を、移動局から中継局への伝送時に使用された周波数帯域から選択する。
【００２１】
図３は、第１の中継方法を示す図である。（Ａ）は各移動局ＵＥ１、ＵＥ２がそれぞれ送信するシングルキャリアの周波数帯域３１、３２を示す。（Ｂ）は中継局ＲＮが受信する周波数帯域を示す。
【００２２】
本中継方法は、この周波数帯域３１、３２から、中継局ＲＮから基地局ＢＳへ中継する周波数帯域を選択し、変調方式および符号化率の組み合わせ（ＭＣＳ、Modulation and channel Coding Scheme）を変更するものである。
【００２３】
中継局ＲＮは、基地局ＢＳから移動局ＵＥ１、ＵＥ２に通知しているアップリンク（Uplink）のスケジューリング情報を事前に解析しておく事で、移動局ＵＥ１、ＵＥ２から情報を受け取る前にどの周波数帯域で中継すべきか事前に知ることができる。
【００２４】
本中継方法では、それぞれの移動局ＵＥ１、ＵＥ２に割り当てられた周波数帯域幅３１、３２を比較し、（Ｃ）に示したように最も広い帯域を有する移動局ＵＥの帯域（この場合、ＵＥ１の周波数帯域３１）を使用して基地局に中継する。この手法は、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２に割り当てられた周波数帯域をその大きさの順でソートして抽出できるので、非常に簡易なアルゴリズムで制御できるというメリットがある。
【００２５】
図４は、第２の中継方法を示す図である。（Ａ）は各移動局ＵＥ１、ＵＥ２がそれぞれ送信するシングルキャリアの周波数帯域４１、４２を示す。（Ｂ）は中継局ＲＮが受信する周波数帯域を示す。
【００２６】
第２の中継方法では、それぞれの移動局ＵＥ１、ＵＥ２に割り当てられた周波数帯域幅４１、４２を確認し、（Ｃ）に示したように、隣接し合う帯域（この場合、帯域４１、４２）があればそれらを結合（bundle）して、より広い帯域４３として使用し、変調方式および符号化率の組み合わせ（ＭＣＳ、Modulation and channel Coding Scheme）を変更する。
【００２７】
図５は、第２の中継方法の一変形例を示す図である。結合する規則として、シングルキャリア同士だけではなく、図５に示すように、シングルキャリア５１と、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）で通信している移動局ＵＥ２の帯域５２も結合して、より広い帯域５３として使用し、変調方式および符号化率の組み合わせ（ＭＣＳ、Modulation and channel Coding Scheme）を変更する。これによりシングルキャリアとして中継できる。
【００２８】
図６は、第２の中継方法の他の変形例を示す図である。（Ａ）は各移動局ＵＥ１−ＵＥ４がそれぞれ送信するシングルキャリアの周波数帯域６１−６４を示す。（Ｂ）は中継局ＲＮが受信する周波数帯域を示す。隣接する帯域６１、６２と６３、６４はそれぞれ結合して、（Ｃ）に示す帯域６５、６６とする。そして、（Ｄ）に示すように、その中で最も広い帯域を持っている領域（この場合、帯域６５）を使用して、変調方式および符号化率の組み合わせ（ＭＣＳ、Modulation and channel Coding Scheme）を変更して、基地局に中継する。
【００２９】
この第２の変形例は、複雑になるが、使用可能な周波数帯域を有効に使えるので、無線特性を大きく向上することができる。
【００３０】
図７は、第３の中継方法を示す図である。（Ａ）は移動局ＵＥ１、ＵＥ２がそれぞれ送信するシングルキャリアと、移動局ＵＥ３が送信するＯＦＤＭの周波数帯域７１−７３を示す。ここで、結合したときに最も広い帯域を作り出せるよう、中継局ＲＮを通じて中継通信をする各移動局ＵＥ１−ＵＥ３の周波数帯域７１−７３が隣接するように、基地局ＢＳにおいてスケジューリングをして、移動局ＵＥ１−ＵＥ３にシグナリングする。このシグナリングは、スケジューラで毎回指定してもよいし、ＭＡＣレイヤでの制御信号で通知してもよいし、上位レイヤであるＲＲＣ（Radio Resource Control）での制御信号でもよい。シグナリングの詳細は後でより詳細に説明する。
【００３１】
事前にシグナリングをしておく事で、中継局ＲＮは中継する移動局ＵＥの帯域幅を累計するだけで簡易なアルゴリズムで使用すべき帯域を知ることができ、周波数帯域の利用効率を最大化する事ができる。
【００３２】
図８は、第４の中継方法を示す図である。第４の中継方法は、それぞれの移動局ＵＥ１、ＵＥ２に割り当てられた周波数帯域幅だけではなく、物理制御チャネルの制御信号も結合ルールに従って結合し、さらに広い周波数帯域を確保するものである。
【００３３】
（Ａ）に示すように、移動局ＵＥ１は共有チャネル（Shared Channel）の帯域８１を用い、移動局ＵＥ２は物理制御チャネル（Physical Control Channel）の帯域８２を用いているとする。中継局ＲＮは（Ｂ）に示した周波数帯域を受信する。
【００３４】
（Ｃ）に示すように、中継局ＲＮは、物理制御チャネルを分解し（８４）、共有チャネル（Shared Channel）８３に再マッピングする。
【００３５】
なお、物理レイヤの制御信号である物理制御チャネル（Physical Control Channel）は符号化せずにレスポンスの早さを高めてもよいし、ある程度の符号化をして雑音耐性を高めてもよい。周波数帯域を結合したあとに、どのように情報を多重するかにより複数の多重方法が考えられる。
【００３６】
ここで、レスポンスの早さを重視する方法から誤り訂正能力の高さを重視する方法まで考慮して、物理レイヤの制御信号のマッピング法を図９Ａないし図１２に示す。
【００３７】
図９Ａは、物理（ＰＨＹ）レイヤにおいて再マッピングをする、レスポンスを重視した多重方法を示す図である。これは、物理レイヤの制御信号を出来るだけ早く中継するための中継方式である。
【００３８】
（Ａ）は、各移動局からの信号を受け、その内容が２つの共有チャネル（Shared Channel）（参照符号９１）と、物理レイヤの制御信号を担う１つの物理制御チャネル（Physical Control Channel）（参照符号９２）であった場合を一例として挙げている。
【００３９】
（Ｂ）に示したように、共有チャネル（Shared Channel）については、復調・復号を行った共有チャネルデータ（Shared Data）に対して、ＭＡＣレイヤにて移動局ＵＥの多重を行う（参照符号９３）。これに対し、物理チャル（Physical Control Channel）については、復調処理によりディジタル信号の０／１判定処理までを行う（参照符号９４）。物理制御チャネルは、必要に応じて復号処理まで行って０／１判定処理を行っても良い。
【００４０】
（Ｃ）に示したように、共有チャネルの信号については、ＭＡＣレイヤにて多重した信号を符号化（Coding）して通信帯域に合わせたシンボルレートに変換する（参照符号９５）。それに対し、物理制御チャネル（Physical Control Channel）の信号については、レート変換を行って、通信帯域に合わせたシンボルレートに変換する（参照符号９６）。物理制御チャネルは、復号処理を行った場合は符号化を行う。
【００４１】
そして、（Ｄ）では、再マッピングとして一つの共有チャネル（Shared Channel）にマッピングし直し、変調を行った後にシングルキャリアとして中継送信する。
【００４２】
ここで、物理レイヤの制御情報（参照符号９６）は信号の先頭側に付与しているが、後尾側に付与してもよい。付与のしかたは、予め決定しておけばよい。
【００４３】
なお、図９Ａでは、（Ａ）の共有チャネル（Shared Channel）９１と物理制御チャネル（Physical Control Channel）９２は、同時刻に受信した信号と仮定している。しかし、共有チャネル（Shared Channel）は復号やＭＡＣレイヤでの移動局ＵＥの多重等で大きな遅延が発生するため、図９Ｂのように、物理制御チャネル（Physical Control Channel）はそれより前に受信した共有チャネル（Shared Channel）に多重して送信してもよい。
【００４４】
共有チャネル（Shared Channel）には、復号（Decoding）とＭＡＣレイヤでの多重、符号化（Coding）の処理があるために、物理制御チャネル（Physical Control Channel）に対して処理遅延が発生する。また、物理制御チャネル（Physical Control Channel）については制御情報であるので、出来るだけ処理遅延を短縮したい。そこで、異なる時刻で受信した共有チャネル（Shared Channel）と物理制御チャネル（Physical Control Channel）を同一時刻で再マッピングして、中継送信してもよい。
【００４５】
図１０は、物理レイヤにおいて再マッピングをする、符号化を重視した多重方法を示す図である。これは、物理レイヤの制御信号を出来るだけ誤りなく中継するための中継方式である。
【００４６】
（Ａ）は、各移動局からの信号を受け、その中身が２つの共有チャネル（Shared Channel）（参照符号１０１）と物理レイヤの制御信号である物理制御チャネル（Physical Control Channel）（参照符号１０２）であった場合を一例として挙げている。
【００４７】
（Ｂ）に示したように、共有チャネル（Shared Channel）については復調・復号を行った共有チャネルデータ（Shared Data）に対して、ＭＡＣレイヤにて移動局ＵＥの多重を行う（参照符号１０３）。それに対し、物理制御チャネル（Physical Control Channel）については復調を行った後に、符号化されているならば復号して物理コントロール（Physical Control）（参照符号１０４）を生成しておく。
【００４８】
次に、（Ｃ）において、ＭＡＣレイヤにて移動局ＵＥを多重した共有チャネルデータ（Shared Data）（参照符号１０３）が物理レイヤへ戻って来た時に、物理コントロール（Physical Control）（参照符号１０４）との多重を行う。
【００４９】
多重法としては、例えば図１０に示したように、符号化前のビットの物理コントロール（Physical Control）を信号の先頭側に挿入した後に共有チャネルデータ（Shared Data）を再マッピングしてもよい。
【００５０】
なお、物理コントロール（Physical Control）を信号の末尾側に付与しても良く、付与のしかたは予め決定しておけばよい。
【００５１】
そして、多重後に移動局ＵＥ毎の情報と物理レイヤの制御情報とをまとめて符号化（Coding）を行い、さらに変調（Modulation）して中継送信を行う。
【００５２】
ここで、物理コントロール（Physical Control）としては、共有チャネルデータ（Shared Data）と多重することで符号長を飛躍的に伸ばし、符号化利得を大きくすることができる。
【００５３】
本多重方法では、図９Ａに示した多重方法と比較してレスポンスが悪くなるが、図９Ｂに示したように物理レイヤの制御信号の応答をなるべく早くするような処理が可能である。
【００５４】
図１１は、ＭＡＣレイヤにおいて再マッピングする、符号化を重視した多重方法を示す図である。これは、物理レイヤの制御信号を出来るだけ誤りなく中継するための中継方式である。再マッピングをＭＡＣレイヤで行う事が、図１０に示した多重方法との相違点である。
【００５５】
（Ａ）は、各移動局からの信号を受け、その内容が２つの共有チャネル（Shared Channel）（参照符号１１１）と物理レイヤの制御信号である物理制御チャネル（Physical Control Channel）（参照符号１１２）であった場合を一例として挙げている。
【００５６】
（Ｂ）に示すように、共有チャネル（Shared Channel）については復調・復号を行った共有チャネルデータ（Shared Data）（参照符号１１３、１１４）はＭＡＣレイヤに運ばれる。それに対し、物理制御チャネル（Physical Control Channel）については復調を行った後に、符号化されているならば復号してＭＡＣレイヤに運ばれる（参照符号１１５）。
【００５７】
（Ｃ）に示すように、ＭＡＣレイヤにてこれらの信号を多重するが、多重した移動局ＵＥ毎の共有チャネルデータ（Shared Data）（参照符号１１６）については対応するＭＡＣヘッダ（参照符号１１７）を付与するが、従来はＭＡＣに含まれていない物理コントロール（Physical Control）（参照符号１１５）についてはＭＡＣヘッダを付与せずに最後尾に付与する。
【００５８】
このような形態にすると、受信側ではＭＡＣヘッダとそれに対応するＭＡＣサービスデータユニット（ＭＡＣ＿ＳＤＵ）を順次取り出していき、最後に残った所に物理コントロール（Physical Control）が含まれているとして予め決定しておけば受信することが可能である。
【００５９】
多重した信号は、物理レイヤに戻されて、符号化・変調を行った後に中継送信される。
【００６０】
図１２は、ＭＡＣレイヤにおいて再マッピングする、符号化を重視した他の多重方法を示す図である。
【００６１】
（Ａ）（Ｂ）で示した、ＭＡＣレイヤにて多重されるところまでは、図１１に示した多重方法と同じである。
【００６２】
一方、（Ｃ）で示したように、ＭＡＣレイヤにて多重した移動局ＵＥの共有チャネルデータ（Shared Data）（参照符号１２６）、共有チャネルデータ（Shared Data）のＭＡＣヘッダ１２７、物理コントロール（Physical Control）（参照符号１２５）を多重する時に、従来はＭＡＣ＿ＰＤＵに含まれない物理コントロール（Physical Control）について、ＭＡＣヘッダ（参照符号１２９）を用意し、物理レイヤの制御信号を多重したことを明示的に表す点で異なる。多重した信号は、物理レイヤに戻されて、符号化・変調を行った後に中継送信される。
【００６３】
上記の中継方法を適用すると、中継局ＲＮによる中継の前後で、使用する周波数帯域が変わり、かつ移動局ＵＥと中継局ＲＮとの間と、中継局ＲＮと基地局ＢＳとの間で電波伝搬路の品質も異なってくる。本実施形態の中継方法は、中継局と基地局間で特別なシグナリングをせずに中継できるという特長を有し、中継前後の符号化レートの変換も自動的に導かれる。
【００６４】
図１３は、中継前後の符号化レートの変換を説明するための図である。
【００６５】
（Ａ）は、各移動局ＵＥ１、ＵＥ２から中継局ＲＮへ伝送された信号の周波数帯域１３１、１３２である。ＵＥ１は帯域１３１を用いてトランスポートブロック・サイズＴＢＳ（TB size）＝Ａで情報量Ａを送っており、ＵＥ２は帯域１３２を用いてトランスポートブロック・サイズＴＢＳ＝Ｂで情報量Ｂを送っている。
【００６６】
そこで、中継局ＲＮは、これらを合計した情報量（Ａ＋Ｂ）を基地局ＢＳに向けて中継送信する必要が有り、利用できる周波数帯域１３４は、図３ないし図８を参照して説明した帯域幅ＢＷ（Band Width）である。データ変調・チャネル符号化率セット（ＭＣＳ、Modulation and channel Coding Scheme）について、これらのパラメータから計算するＭＣＳ指標値ＭＣＳ＿ｃｏｎｆｉｇ（MCS_configuration）を指標にしてコーディングレート（Coding Rate）を決定する。
【００６７】
【数１】
0005408244.tif 000002
なお、ＵＥ１とＵＥ２を多重する際にヘッダ等の増減γや中継局から基地局へのシグナリングがあった場合には、次の指標（２）を用いる。
【００６８】
【数２】
0005408244.tif 000003
このＭＣＳ＿ｃｏｎｆｉｇを次の変換対応表を用いて変換する。
【００６９】
【表１】
0005408244.tif 000004
なお、この対応変換表は一例である。
【００７０】
例えば、ＭＣＳ＿ｃｏｎｆｉｇ＝ｘ＝０．３５である場合、変調方式はＱＰＳＫであるからコーディングレートＲ＝１／５である。ＱＰＳＫ（２ビット／シンボル／ストリーム）、ＳＩＭＯ（Single Input, Multiple Output）（１ストリーム）、Ｒ＝１／５より、選択したＭＣＳでは一度に送れる情報送信効率は２／５＝０．４である。
【００７１】
ここで、上式（１）または（２）と選択したＭＣＳの情報送信効率の差分については、コーディング（Coding）時にパディングデータ（Padding）等を挿入して調整する。パディングデータ（Padding）量をＰとすると、Ｐは次式で求まる。
【００７２】
【数３】
0005408244.tif 000005
したがって、
【００７３】
【数４】
0005408244.tif 000006
次に、上記の中継方法を実現する基地局、中継局、移動局の実施例を説明する。
【００７４】
図１４は、一実施形態による基地局１４００の構成を示す図である。この基地局１４００は、上記の第１と第２の中継方法に対応している。
【００７５】
この実施例は、従来のアップリンク（UpLink、以下ＵＬと略す）スケジューラ動作を基にして、そのＵＬスケジューラで移動局ＵＥに割り当てた周波数帯域の中から、中継局ＲＮと基地局ＢＳとの間の周波数リソースを確保するものである。
【００７６】
まず、ダウンリンク（DownLink、以下ＤＬと略す）側の動作について説明する。
【００７７】
上位レイヤより発生した制御信号やネットワークより転送されてきた情報信号は、基地局１４００のレイヤ２バッファ（L2 Buffer）１４０１に、ＵＥ毎に格納される。
【００７８】
次に、ＤＬスケジューラ１４０２のアルゴリズムに従って、レイヤ２バッファ（L2 Buffer）１４０１から情報が読み出され、ＤＬスケジューラが指示する送信フォーマットで、ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部１４０３によりＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＡＣ＿ＰＤＵ）が生成され、ＰＨＹ生成部１４０４によりＰＨＹが生成される。
【００７９】
そして、多重部１４０５によりＤＬスケジューラ１４０２の制御情報とＵＬスケジューラ１４０６の制御情報が生成されたＭＡＣ＿ＰＤＵに多重され、デュプレクサ（ＤＵＰ）１４０７を介してアンテナ１４０８から送信される。
【００８０】
つぎに、アップリンク（UpLink、以下ＵＬと略す）で受信する情報について説明する。
【００８１】
アンテナ１４０８よりデュプレクサ１４０７を介して信号を受信する。アルゴリズム規則設定部１４０９はＵＬスケジューラ１４０６の制御信号に基づきアルゴリズム規則を求め、現在受信すべきＵＥについての設定値を用いて、ＰＨＹ受信部１４１０を設定する。ＰＨＹ受信部１４１０はＰＨＹの復調・復号を行う。
【００８２】
その後に、復調・復号した情報をＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部１４１１にてＵＥ毎に分離し、各ＵＥのデータを対応するレイヤ２バッファ（L2 Buffer）１４１２に格納する。そして、上位レイヤへ転送する条件が整ったら、基地局の制御部やネットワークへ情報は送信される。
【００８３】
なお、ＵＥから通知される物理レイヤの制御信号が有る場合は、ＰＨＹ受信部１４１０にて受信する。この点については図２８ないし図３０を参照して後でより詳細に説明を行う。
【００８４】
図１５は、一実施形態による基地局１５００の構成を示す図である。この基地局１５００は、図７を参照して説明した中継方法（ＭＡＣシグナリングの場合）に対応している。基地局１５００は、図１４に示した基地局１４００と以下の点で異なる。
【００８５】
基地局１５００は、中継局ＲＮを経由してＵＬの送信を行うＵＥに対して、ＭＡＣシグナリングを行う。ＭＡＣシグナリングとして、ＭＡＣヘッダシグナル生成部１５０１がＭＡＣヘッダシグナル信号を生成し、ＭＡＣヘッダにスケジューリングの情報の一部をプリセットする。そのＭＡＣヘッダシグナル信号はＭＡＣ＿ＰＤＵ生成時にＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部１４０３により、多重されて送信される。
【００８６】
多重方法としては、例えば、各ＵＥのＭＡＣ＿ＰＤＵとして付与する方法と、中継局ＲＮに向けて全てのＵＥのＭＡＣシグナリングを集めて中継局用のＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する方法がある。前者は中継局で全てのＵＥを復号してＭＡＣシグナリングの有無を確認する必要があるが、後者は中継局用のＭＡＣ＿ＰＤＵを抽出して、その付与したＭＡＣシグナリングを読み取ればよい。
【００８７】
また、ＵＬ中継受信を行う際にも、ＵＬスケジューラ情報とＭＡＣヘッダシグナル生成部１５０１からのＭＡＣヘッダシグナル信号とを合わせてアルゴリズム規則設定部１４０９によりアルゴリズム規則を求め、それを用いて受信した信号のＰＨＹを復調・復号する。その他の構成要素の動作、機能は図１４を参照して説明した基地局１４００と同様である。
【００８８】
図１６は、一実施形態による基地局１６００の構成を示す図である。この基地局１６００は、上記の第３の中継方法に対応している。基地局１６００は、図１５に示した基地局１５００と以下の点で異なる。
【００８９】
基地局１６００は、図１５に示した基地局１５００がＭＡＣシグナリングで行うことＲＲＣシグナリングで行うものである。ＲＲＣシグナル生成部１６０１がＲＲＣスケジューリング情報を生成し、ＰＤＣＰ処理部１６０２を介してＬ２バッファ１４０１に送る。このＲＲＣスケジューリング情報はＭＡＣ＿ＰＤＵに含まれる。シグナリングするレイヤを上位にすることにより、ＰＤＣＰレイヤを経由してセキュリティ能力を向上させることができる。
【００９０】
なお、セキュリティはＵＥ毎に行われるため、ＵＥ毎にそれぞれＲＲＣスケジューリング情報を通知するとともに、中継局にはすべてのＵＥのＲＲＣスケジューリング情報を通知する。そして、この情報は、上位レイヤの制御信号としてアンテナより送信される。
【００９１】
また、ＵＬ中継受信を行う時は、ＵＬスケジューラ情報とＲＲＣシグナル生成部１６０１からのＲＲＣシグナリングとを合わせてアルゴリズム規則設定部１４０９によりアルゴリズム規則を求め、それを用いてアンテナで受信した信号のＰＨＹを復調・復号する。その他の構成要素の動作、機能は図１４を参照して説明した基地局１４００と同様である。
【００９２】
図１７は、一実施形態による移動局１７００の構成を示す図である。この移動局１７００は、上記の第１と第２の中継方法に対応している。
【００９３】
まず、ＤＬ側の動作について説明する。
【００９４】
アンテナ１７０１よりデュプレクサ１７０３を介して受信された信号から、まず分離部１７０３及びＤＬスケジューラ制御信号抽出部１７０４によりＤＬスケジューラ制御信号を抽出する。その情報に基づき自局宛の情報が含まれていれば、ＰＨＹ受信部１７０５によりＰＨＹを復調・復号し、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部１７０６によりＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出する。抽出したＭＡＣ＿ＳＤＵはＬ２バッファ（L2 Buffer）１７０７に格納する。そして、上位レイヤへ転送する条件が整った時点で上位レイヤへ転送される。
【００９５】
次に、ＵＬ側の動作について説明する。
【００９６】
上位レイヤより発生した信号は、ＵＥ毎にレイヤ２バッファ（L2 Buffer）１７０８に格納される。そして、ＤＬ情報から分離部１７０３及びＵＬスケジューラ制御信号抽出部１７０９により抽出したＵＬスケジューラ制御信号に基づき、自局宛のリソース割り当てが含まれていたら、レイヤ２バッファ（L2 Buffer）１７０８より情報を読み出し、ＭＡＣ＿ＰＤＵ生成部１７１０によりＭＡＣ＿ＰＤＵを生成する。ＰＨＹ生成部１７１１は、このＭＡＣ＿ＰＤＵから、ＵＬスケジューラ１７０９が指示する送信フォーマットでＰＨＹを生成し、デュプレクサ１７０２を介してアンテナ１７０１から送信する。
【００９７】
なお、物理レイヤを制御する信号として制御信号が規定されているならば、制御信号生成部１７１２により予め決められているタイミングで物理レイヤの制御信号を生成して、デュプレクサ１７０２を介してアンテナより送信される。選択部１７１３は、ＰＨＹ生成部１７１１からのＰＨＹと制御信号生成部１７１２からの制御信号とを選択するものである。
【００９８】
図１８は、一実施形態による移動局１８００の構成を示す図である。この移動局１８００は、上記の第３の中継方法（ＭＡＣシグナリングの場合）に対応している。移動局１８００は、図１７に示した移動局１７００と以下の点で異なる。
【００９９】
ＭＡＣ＿ＳＤＵ１７０６によるＭＡＣ＿ＳＤＵの抽出時にＭＡＣヘッダにスケジューラ向けのシグナリングが挿入されていた場合は、ＭＡＣヘッダシグナル受信部１８０１により抽出して、その内容をＵＬスケジューラ信号抽出部１７０９に転送する。ＵＬスケジューラ制御信号抽出部１７０９は、ＵＬスケジューラ制御信号とＭＡＣヘッダシグナルの情報を合わせてＵＬスケジューラからの制御としてＰＨＹ生成部１７１１に適用する。その他の構成要素の動作、機能は図１７を参照して説明した移動局１７００と同様である。
【０１００】
図１９は、一実施形態による移動局１９００の構成を示す図である。この移動局１９００は、上記の第３の中継方法（ＲＲＣシグナリングの場合）に対応している。移動局１９００は、図１８に示した移動局１８００と以下の点で異なる。
【０１０１】
移動局１９００は、図１８に示した移動局１８００がＭＡＣシグナリングで行う内容を、ＲＲＣシグナリングで行う。シグナリングするレイヤを上位にすることにより、ＰＤＣＰレイヤを経由してセキュリティ能力を向上させている。ＲＲＣシグナリングでスケジューラ向けのシグナリングが挿入されている場合、ＰＤＣＰ処理部１９０１を介してＲＲＣシグナル受信部１９０２でそのＲＲＣシグナリングを受信し、その内容をＵＬスケジューラ制御信号抽出部１７０９に転送する。ＵＬスケジューラ制御信号抽出部１７０９は、ＵＬスケジューラ制御信号とＲＲＣシグナリングの情報を合わせてＵＬスケジューラの制御としてＰＨＹ生成部１７１１に適用する。その他の構成要素の動作、機能は図１７を参照して説明した移動局１７００と同様である。
【０１０２】
図２０は、一実施形態による中継局２０００の構成を示すブロック図である。この中継局２０００は、上記の第１と第２の中継方法に対応している。
【０１０３】
この実施例は、従来のＵＬスケジューラ動作を基にして、そのスケジューラでＵＥに割り当てた周波数帯域の中から中継局ＲＮと基地局ＢＳの周波数リソースを確保するものである。
【０１０４】
まず、ＤＬ側の中継送信を説明する。
【０１０５】
中継局２０００は、基地局ＢＳからの信号をアンテナ２００１とデュプレクサ２００２により受信すると、まず分離部２００３とＤＬスケジューラ制御信号抽出部２００４とによりＤＬスケジューラ制御信号を抽出する。ＤＬスケジューラ制御信号に基づき、自局宛の情報が含まれていれば、ＰＨＹ受信部２００５によりＰＨＹを復調・復号し、ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部２００６によりＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出する。抽出したＭＡＣ＿ＳＤＵはＬ２バッファ（L2 Buffer）（図示せず）に格納する。
【０１０６】
また、中継局２０００は、自局経由でＵＥに送信する情報についても、ＤＬスケジューラ制御信号に基づきＰＨＹ受信部２００５によりＰＨＹを復調・復号し、ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部２００６によりＭＡＣ＿ＳＤＵを分離してから、再びＰＨＹ生成部２００７によりＰＨＹを符号化・変調して中継する。
【０１０７】
ＰＨＹ生成部２００７で生成されたＰＨＹは、ＤＬスケジューラ制御信号抽出部２００４からの制御信号と、ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２００８からの制御信号と多重部２００９により多重され、デュプレクサ２０１０を介してアンテナ２０１１から送信される。
【０１０８】
但し、ＤＬ側で中継送信する場合は、例えば、ＵＥの信号を復号せずに、ディジタルフィルタにて中継すべきＵＥの信号のみを抽出して中継してもよい。
【０１０９】
つぎに、ＵＬ側の中継送信を説明する。
【０１１０】
アンテナ２０１１とデュプレクサ２０１０を介してＵＥからの信号を受信すると、まず分離部２００３とＵＬスケジューラ制御信号抽出部２００８によりＤＬ側で抽出したＵＬスケジューラ制御信号に基づき、中継送信するＵＥのＰＨＹをＰＨＹ受信部２０１２により復調・復号し、複数のＵＥからの信号をＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部２０１３によりＭＡＣ＿ＰＤＵとして多重する。この時に、中継局２０００から基地局に向けた上位レイヤのシグナリングが存在していれば多重する。
【０１１１】
そして、生成されたＭＡＣ＿ＰＤＵに対し、ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２００８からのＵＬスケジューラ制御信号に基づき、アルゴリズム規則設定部２０１４によりアルゴリズム規則を求め、現在中継送信すべき信号に対してＰＨＹ生成部２０１５によりＰＨＹの符号化・変調を行い生成する。
【０１１２】
生成したＰＨＹはデュプレクサ２００２を介してアンテナ２００１より基地局（図示せず）に送信する。
【０１１３】
図２１は、一実施形態による中継局２１００の構成を示すブロック図である。この中継局２１００は、上記の第３の中継方法（ＭＡＣシグナリングの場合）に対応している。中継局２１００は、図２０に示した中継局２０００と以下の点で異なる。
【０１１４】
図２０の場合と異なり、基地局によりＤＬ信号にＭＡＣシグナリングが挿入されている。それの抽出法に応じてＤＬ側の構成が決まる。
【０１１５】
ＭＡＣシグナリングをそれぞれのＵＥ毎に付与した場合、ＤＬスケジューラ制御信号を基にして全てのＵＥを復号し、ＭＡＣヘッダシグナル抽出部２１０１によりＭＡＣヘッダにＭＡＣシグナリングが付与されているか確認し、抽出する。
【０１１６】
一方、ＭＡＣシグナリングを中継局向けのＭＡＣ＿ＰＤＵにも付与した場合、中継局向けの信号を復号し、ＭＡＣヘッダシグナル抽出部２１０１によりＭＡＣシグナリングが付与されているか確認し、抽出する。
【０１１７】
このようにして抽出したＭＡＣシグナリングについては、ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２００８からのＵＬスケジューラ制御信号と共に、アルゴリズム規則設定部２０１４に通知する。その他の構成要素の動作、機能は図２０を参照して説明した移動局２０００と同様である。
【０１１８】
図２２は、一実施形態による中継局２２００の構成を示すブロック図である。この中継局２２００は、上記の第３の中継方法（ＲＲＣシグナリングの場合）に対応している。中継局２２００は、図２１に示した中継局２１００と以下の点で異なる。
【０１１９】
中継局２２００は、図２１に示した中継局２１００がＭＡＣシグナリングで行っていることを、ＲＲＣシグナリングで行っている。この場合はＰＤＣＰによるセキュリティを施している。
【０１２０】
ＤＬ側において、受信時、ＤＬスケジューラ制御信号に基づき中継局向けの信号がある場合は、ＰＨＹ受信部２００５によりＰＨＹの復調・復号を行い、ＭＡＣ＿ＳＤＵ分離部２００６によりＭＡＣ＿ＳＤＵとして分離する。その後、ＰＤＣＰ処理部２２０１によりＰＤＣＰ処理を行い、ＵＬスケジューリングに関するＲＲＣシグナリングが含まれていれば、ＲＲＣシグナル受信部２２０２で受信して、アルゴリズム規則設定部２０１４に通知する。
【０１２１】
なお、この構成の場合は、中継する各ＵＥの信号を一旦復号してから中継しても、必要なＵＥの信号のみをディジタルフィルタ（図示せず）で抽出して中継してもよい。
【０１２２】
以上、基地局、移動局、中継局の構成の概要を説明した。次に、中継局の構成をさらに詳細に説明する。
【０１２３】
図２３は、図３に示した第１の中継方法を実現する中継局２３００の構成をさらに詳細に示すブロック図である。図２３は、中継局２３００のＵＬ側のＰＨＹ受信部２０１２とその内部構成、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部２０１３、ＰＨＹ生成部２０１５とその内部構成、ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２００８、及びアルゴリズム規則設定部２０１４とその内部構成を示している。
【０１２４】
ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２００８からの制御信号により、ＰＨＹの単位や復調・復号するための情報がＰＨＹ受信部２０１２に伝えられる。その情報を基に、ＰＨＹ受信部２０１２の周波数分離部２０１２−１が周波数領域でＰＨＹ毎に分離し、ＳＣ（Single Carrier）受信部２０１２−２が対応するＰＨＹ（または周波数領域）ごとにＳＣ受信を行う。ＳＣ受信部２０１２−２が受信したそれぞれのＭＡＣレイヤの信号は、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部２０１３で一つにまとめられて、ＰＨＹ生成部２０１５に送られる。
【０１２５】
アルゴリズム規則設定部２０１４の周波数帯域選択部２０１４−１は、ＵＬスケジューラ制御信号抽出部２００８からのＵＬスケジューラ制御信号の情報に基づき、周波数帯域の選択を行い、次いで、ＭＣＳ選択部２０１４−２は、ＭＣＳ選択を行う。
【０１２６】
なお、周波数帯域選択部２０１４−１の動作は、図３１または図３２を参照してさらに詳しく説明する。また、ＭＣＳ選択部２０１４−２は、図３９を参照してさらに説明する。
【０１２７】
ＭＣＳ選択部２０１４−２は、パディング（Padding）量もＰＨＹ生成部に通知するので、ＰＨＹ生成部２０１５において、パディング調整部２０１５−１が、一つにまとめたＰＨＹ信号にパディングを追加する。また、ＳＣ送信部２０１５−２が、周波数帯域選択部２０１４−２とＭＣＳ選択部２０１４−２から通知された形式に従って、シングルキャリア信号を生成し、アンテナから中継送信する。
【０１２８】
図２４は、図２３に示した構成の変形例による中継局２４００を示すブロック図である。この構成は、図５を参照して説明した第２の中継方法の一変形例に対応し、ＰＨＹ受信部２０１２に、ＵＬからのシングルキャリア信号を受信するＳＣ受信部２０１２−２だけでなく、ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信部２０１２−３を有する。その他の構成要素は図２３のもとの同様である。
【０１２９】
図２５は、他の実施例による中継局２５００の構成を示すブロック図である。中継局２５００は、さらに物理レイヤにおける制御信号である物理コントロール（Physical Control）も一つのＰＨＹにマッピング（Mapping）してシングルキャリア中継する実施例であり、図９Ａを参照して説明した多重方法を実現するものである。
【０１３０】
周波数分離部２０１２−１においてＰＨＹ毎に信号が分離され、ＰＨＹコントロール信号受信部２０１２−４においてその中から物理制御チャネル（Physical Control Channel）を抽出し、復調（DEModulation）部２０１２−５において硬判定を行う。
【０１３１】
復調（ＤＥＭ）部２０１２−５の出力信号に対して、中継後に使用可能な帯域に合わせてレート調整部（Rate Control）部２５０１においてレート調整を行う。
【０１３２】
一方、ＰＨＹ生成部２０１５において、パディング調整部２０１５−１によりパディング調整したＵＥ多重後の信号に符号化（CODing）部２０１５−３で符号化した信号と、レート調整部２５０１においてレート調整を行った信号とを、多重部２０１５−３において多重する。
【０１３３】
多重した信号に変調（MODulation）部２０１５−５において、共有チャネル（Shared Channel）と同等の変調をしてアンテナから中継送信する。
【０１３４】
このように、本実施例では、物理コントロール（Physical Control）を変調の直前で多重する。本実施例で用いる中継方法は、後で図３５を参照してさらに説明する。
【０１３５】
また、アルゴリズム規則設定部２０１４の周波数帯域選択部２０１４−１では、図３１、図３２を参照して説明するアルゴリズムに加えて、図３４のアルゴリズムを選択することもできる。ＭＣＳ選択部２０１４−２は、図３９を参照して説明するアルゴリズムが対応する。
【０１３６】
図２６は、図２５に示した中継局の変形例の構成を示すブロック図である。中継局２６００は、図２５に示した中継局２５００に対して、物理制御チャネル（Physical Control Channel）のマッピング方法を変えており、図１０を参照して説明した中継方法に対応している。
【０１３７】
物理制御チャネル（Physical Control Channel）は、ＰＨＹ制御信号受信部２０１２−４において、復調（DEModulation）部２０１２−６において復調後、可能ならば復号（DECoding）部２０１２−６において復号する。
【０１３８】
復号部２０１２−６で復号された情報は、ＰＨＹ生成部２０１５において、パディング調整部２０１５−１でパディング調整された信号と、多重部２０１５−４において多重される。さらに、符号化（CODing）部２０１５−３で共有チャネル（Shared Channel）と同等の符号化をし、変調（MODulation）部２０１５−５で変調をしてアンテナから中継送信される。
【０１３９】
なお、このマッピング方法は図３６を参照して説明する方法に対応する。
【０１４０】
また、アルゴリズム規則設定部２０１４の周波数帯域選択部２０１４−１では、図３１、図３２のアルゴリズムに加えて、図３４のアルゴリズムを選択してもよい。ＭＣＳ選択部２０１４−２は、図３９のアルゴリズムが対応する。
【０１４１】
図２７は、図２５に示した中継局の変形例の構成を示すブロック図である。中継局２７００は、図２５に示した中継局２５００に対して、物理制御チャネル（Physical Control Channel）のマッピング方法を変えており、図１１及び図１２を参照して説明した中継方法に対応している。
【０１４２】
物理制御チャネル（Physical Control Channel）は、ＰＨＹコントロール信号受信部２０１２−４において、復調（DEModulation）部２０１２−６において復調後、可能ならば復号（DECoding）部２０１２−６において復号する。
【０１４３】
復号部２０１２−６で復号された情報は、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部２０１３においてＭＡＣ＿ＰＤＵに多重される。そして多重されたＭＡＣ＿ＰＤＵは、ＰＨＹ生成部２０１５により共有チャネル（Shared Channel）と同等のＰＨＹ送信処理をしてアンテナから中継送信される。物理制御チャネル（Physical Control Channel）はＭＡＣ＿ＰＤＵ多重部２０１３において多重されるので、ＰＨＹ生成部２０１５には多重部を設けていない。
【０１４４】
なお、ＭＡＣ＿ＰＤＵ多重では、図３７を参照して説明するように、物理制御チャネル（Physical Control Channel）をＭＡＣレイヤにて余剰ビットとして挿入する形態と、図３８を参照して説明するようにＭＡＣヘッダを付与して挿入する形態がある。
【０１４５】
アルゴリズム規則設定部２０１４の周波数帯域選択部２０１４−１では、図３１、図３２のアルゴリズムに加えて、図３４のアルゴリズムを選択することもできる。また、ＭＣＳ選択部２０１４−２は図３９を参照して説明するアルゴリズムが対応する。
【０１４６】
以上、中継局の構成の詳細を説明した。次に、基地局の構成をさらに詳細に説明する。
【０１４７】
図２８は、図９を参照して説明した中継方法を実現する基地局２８００の構成を示すブロック図である。
【０１４８】
図２８は、基地局の詳細としてＵＬ側のＰＨＹ受信部１４１０、アルゴリズム規則設定部１４０９の内部構成をそれぞれ示している。
【０１４９】
アルゴリズム規則設定部１４０９では、ＵＬスケジューラ制御信号１４０６の情報に基づき、周波数帯域選択部１４０９−１が周波数帯域を選択し、ＭＣＳ選択部１４０９−２がＭＣＳ選択を行う。
【０１５０】
周波数選択部１４０９−１は、図３１、図３２を参照して説明するアルゴリズムに加えて、図３４を参照して説明するアルゴリズムも選択できる。言うまでもなく、適用するアルゴリズムは予め基地局と中継局とで合わせておく。
【０１５１】
また、ＭＣＳ選択部１４０９−２は、例えば図３９を参照して説明するアルゴリズムにより動作する。
【０１５２】
ＰＨＹ受信部において、復調（DEModulation）部１４１０−１と復号（DECoding）部１４１０−３は、周波数帯域選択部１４０９−１とＭＣＳ選択部１４０９−２から通知された形式に従って、シングルキャリア信号をそれぞれ復調、復号する。復号された情報は、ＵＥ毎にＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部１４１１を介してＬ２バッファ１４１２に格納する。
【０１５３】
物理レイヤの制御信号は、復調処理後に分離部１４１０−２により分離され、制御信号抽出部２８０１により抽出される。
【０１５４】
パディング廃棄部１４１０−４は、ＭＣＳ選択部１４０９−２から通知されるパディングの挿入情報に基づき、パディング（Padding）を廃棄する。
【０１５５】
この基地局２８００は、図２５に示した中継局２５００と対になる基地局である。
【０１５６】
図２９は、図１０を参照して説明した中継方法を実現する基地局２９００の構成を示すブロック図である。
基地局２９００は、図２６に示した中継局２６００と対になる基地局であり、復調部１４１０−１と復号部１４１０−３による復調、復号処理後に、物理レイヤの制御信号を分離部１４１０−２により分離し、制御信号抽出部２８０１により抽出するものである。
【０１５７】
図３０は、図１１または図１２を参照して説明した中継方法を実現する基地局３０００の構成を示すブロック図である。
【０１５８】
基地局３０００は、図２７に示した中継局２７００と対になる基地局であり、ＭＡＣ＿ＳＤＵ抽出部１４１１によりＭＡＣ＿ＳＤＵを抽出する段階で、物理レイヤの制御信号を分離、抽出するものである。
【０１５９】
物理レイヤの制御信号を抽出する際、図１２を参照して説明したように、ＭＡＣヘッダを参照する形態と、図１１を参照して説明したように、余った部分が物理レイヤの制御信号であるものと解釈する形態とがある。
【０１６０】
以上、実施形態による基地局、中継局、移動局の構成について説明した。次に、実施形態による中継方法を、フロー図を用いて説明する。
【０１６１】
図３１は、図３を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。この中継方法は、例えば図２０の中継局により実施することができる。
【０１６２】
中継局は、ＵＬスケジューラ情報を受信し（ステップＳ３１０１）、中継送信する移動局ＵＥ１〜ＵＥｎの周波数帯域情報を抽出する（ステップＳ３１０２）。このステップは、例えば図２０のＵＬスケジューラ制御情報抽出部２００８により実施できる。
【０１６３】
次に、中継送信するＵＥ１〜ＵＥｎの帯域幅の最大値を検出して記憶して、ソート処理を行い（ステップＳ３１０３）、中継送信時に最大の帯域幅を使用する（ステップＳ３１０４）。このステップは、例えば図２０のアルゴリズム規則設定部２０１４とＰＨＹ生成部２０１５により実施できる。
【０１６４】
図３２は、図４を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。この中継方法も、例えば図２０の中継局により実施することができる。
【０１６５】
中継局は、ＵＬスケジューラ情報を受信し（ステップＳ３２０１）、中継送信する移動局ＵＥ１〜ＵＥｎの周波数帯域情報を抽出する（ステップＳ３２０２）。このステップは、例えば図２０のＵＬスケジューラ制御情報抽出部２００８により実施できる。
【０１６６】
次に、ステップＳ３２０３〜Ｓ３２０９において、ＵＥ１〜ＵＥｎについて隣接する帯域を結合（Bundle化）する。より詳細には、２つのパラメータｕｅ（ｕｅ＝１〜Ｎ、ステップＳ３２０３）とＩ（Ｉ＝ｕｅ〜Ｎ、ステップＳ３２０４）を用いて、ｕｅ番目の移動局の帯域とＩ番目の移動局の帯域が隣接している場合（ステップＳ３２０５）、隣接するＵＥの帯域を結合し、ｕｅ番目の移動局の情報を更新してBundle化し、それに帯域が隣接するＩ番目の移動局の情報を削除する（ステップＳ３２０７）。
【０１６７】
すべてのＵＥ１〜ＵＥＮについてBundle化が終了すると（ステップＳ３２１０）、Bundle化した帯域幅の最大値を検出して記憶して、ソート処理を行い（ステップＳ３２１１）、中継送信時に最大の帯域幅を使用する（ステップＳ３２１２）。これらのステップは、例えば図２０のアルゴリズム規則設定部２０１４とＰＨＹ生成部２０１５により実施できる。
【０１６８】
図３３は、図７を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。この中継方法は、例えば図２１の中継局により実施することができる。
【０１６９】
中継局は、ＵＬスケジューラ情報を受信し（ステップＳ３３０１）、ＲＲＣシグナリングまたはＭＡＣシグナリングを受信する（ステップＳ３３０２）。基地局は、ＵＥが使用する周波数帯域が隣接するようにスケジューリングしている。ＲＲＣシグナリングの場合には事前設定され、ＭＡＣシグナリングの場合にはリソース割り当て時に設定される。
【０１７０】
中継局は、ＲＲＣシグナリングまたはＭＡＣシグナリングから中継送信時のBundle幅を認識し（ステップＳ３３０３）、中継送信時に認識した帯域幅を使用する（ステップＳ３３０４）。
【０１７１】
図３４は、図８を参照して説明した中継方法を示すフロー図である。
【０１７２】
中継局は、ＵＬスケジューラ情報を受信し（ステップＳ３４０１）、Bundle化する（ステップＳ３４０２）。
【０１７３】
このステップと並行して、中継局は、物理制御チャネル（Physical Control Channel）の設定値を調べる（ステップＳ３４０３）。
【０１７４】
共有チャネル（Shared Channel）と物理制御チャネル（Physical Control Channel）の帯域が隣接していない場合（ステップＳ３４０４、ＮＯ）、物理制御チャネル（Physical Control Channel）の周波数帯域は使用しない。但し、共有チャネル（Shared Channel）で選択された周波数帯域を用いて、共有チャネルデータ（Shared Data）と制御情報を多重して一つの物理制御チャネル（Physical Control Channel）へマッピングする。
【０１７５】
共有チャネル（Shared Channel）と物理制御チャネル（Physical Control Channel）の帯域が隣接している場合（ステップＳ３４０４、ＹＥＳ）、さらにBundle化を行う（ステップＳ３４０５）。
【０１７６】
中継送信するBundle化した帯域幅の最大値を検出して記憶し、ソート処理を行い（ステップＳ３４０６）、中継送信時に最大の帯域幅を使用する（ステップＳ３４０７）。これにより周波数を有効利用することができる。
【０１７７】
ここで、共有チャネル（Shared Channel）と物理制御チャネル（Physical Control Channel）のマッピングと抜き取りについて、図３５ないし図３８を参照して説明する。
【０１７８】
図３５は、図９Ａを参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【０１７９】
中継局は、多重するＵＥｉとＵＥｊそれぞれについて、共有チャネル（Shared Channel）を受信し（ステップＳ３５０１−１、２）、復調・復号を行い（ステップＳ３５０２−１、２）、ＭＡＣヘッダを生成する（ステップＳ３５０３−１、２）。
【０１８０】
ＵＥｉとＵＥｊの共有チャネルデータ（Shared Data）はＭＡＣレイヤで多重し（ステップＳ３５０４）、符号化する（ステップＳ３５０５）。
【０１８１】
一方、中継局は、物理制御チャネル（Physical Control Channel）を受信し（ステップＳ３５０６）、復調のみ行い（ステップＳ３５０７）、レート調整をする（ステップＳ３５０８）。
【０１８２】
符号化した共有チャネルデータ（Shared Data）とレート調整した物理制御チャネル（Physical Control Channel）とを物理レイヤで多重して（ステップＳ３５０９）、変調し（ステップＳ３５１０）、中継局から送信する（ステップＳ３５１１）。
【０１８３】
以上が中継局におけるフローである。次に基地局におけるフローを説明する。
【０１８４】
基地局は、中継局からの信号を受信すると（ステップＳ３５２１）、復調し（ステップＳ３５２２）、物理レイヤで共有チャネル（Shared Channel）と物理制御チャネル（Physical Control Channel）とに分離する（ステップＳ３５２３）。
【０１８５】
分離された共有チャネル（Shared Channel）は、復号し（ステップＳ３５２４）、ＭＡＣレイヤでさらに各ＵＥに分離して（ステップＳ３５２５）、上位レイヤに渡す。
【０１８６】
分離された物理制御チャネル（Physical Control Channel）は、復号して（ステップＳ３５２６）、制御情報を受信する（ステップＳ３５２７）。
【０１８７】
図３６は、図１０を参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【０１８８】
中継局は、多重するＵＥｉとＵＥｊそれぞれについて、共有チャネル（Shared Channel）を受信し（ステップＳ３６０１−１、２）、復調・復号を行い（ステップＳ３６０２−１、２）、ＭＡＣヘッダを生成する（ステップＳ３６０３−１、２）。
【０１８９】
ＵＥｉとＵＥｊの共有チャネルデータ（Shared Data）はＭＡＣレイヤで多重する（ステップＳ３６０４）。ここまでは図３５と同様である。
【０１９０】
一方、中継局は、物理制御チャネル（Physical Control Channel）を受信し（ステップＳ３６０６）、復調及び復号を行う（ステップＳ３６０７）。
【０１９１】
多重した共有チャネル（Shared Channel）と復号した物理制御チャネル（Physical Control Channel）とを物理レイヤで多重し（ステップＳ３６０９）、符号化及び変調を行い（ステップＳ３６１０）、中継局から送信する（ステップＳ３６１１）。
【０１９２】
多重した共有チャネル（Shared Channel）のみの符号化は行わないので、物理制御チャネル（Physical Control Channel）のレート調整は必要ない。
【０１９３】
以上が中継局におけるフローである。次に基地局におけるフローを説明する。
【０１９４】
基地局は、中継局からの信号を受信すると（ステップＳ３６２１）、復調及び復号を行い（ステップＳ３６２２）、物理レイヤで共有チャネル（Shared Channel）と物理制御チャネル（Physical Control Channel）とに分離する（ステップＳ３６２３）。
【０１９５】
物理レイヤで物理制御チャネル（Physical Control Channel）と分離された共有チャネル（Shared Channel）は、ＭＡＣレイヤでさらに各ＵＥに分離して（ステップＳ３６２５）、上位レイヤに渡す。
【０１９６】
物理レイヤで共有チャネル（Shared Channel）と分離された物理制御チャネル（Physical Control Channel）から制御情報を受信する（ステップＳ３６２７）。
【０１９７】
図３７は、図１１を参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【０１９８】
中継局は、多重するＵＥｉとＵＥｊそれぞれについて、共有チャネル（Shared Channel）を受信し（ステップＳ３７０１−１、２）、復調・復号を行い（ステップＳ３７０２−１、２）、ＭＡＣヘッダを生成する（ステップＳ３７０３−１、２）。
【０１９９】
一方、中継局は、物理制御チャネル（Physical Control Channel）を受信し（ステップＳ３７０４）、復調及び復号を行う（ステップＳ３７０５）。
【０２００】
上記の情報をＭＡＣレイヤで多重する（ステップＳ３７０７）。物理コントロール（Physical Control）は予め決められた場所に含める。
【０２０１】
多重した情報を符号化及び変調を行い（ステップＳ３７０８）、中継局から送信する（ステップＳ３７０９）。
【０２０２】
以上が中継局におけるフローである。次に基地局におけるフローを説明する。
【０２０３】
基地局は、中継局からの信号を受信すると（ステップＳ３７１１）、復調及び復号を行い（ステップＳ３７１２）、ＭＡＣレイヤで多重された情報をＭＡＣレイヤで分離する（ステップＳ３７１３）。
【０２０４】
分離された共有チャネル（Shared Channel）はＵＥごとに上位レイヤに渡し、物理制御チャネル（Physical Control Channel）からは制御情報を受信する（ステップＳ３７１４）。
【０２０５】
図３８は、図１２を参照して説明した多重方法を示すフロー図である。
【０２０６】
中継局は、多重するＵＥｉとＵＥｊそれぞれについて、共有チャネル（Shared Channel）を受信し（ステップＳ３８０１−１、２）、復調・復号を行い（ステップＳ３８０２−１、２）、ＭＡＣヘッダを生成する（ステップＳ３８０３−１、２）。
【０２０７】
一方、中継局は、物理制御チャネル（Physical Control Channel）を受信し（ステップＳ３８０４）、復調及び復号を行い（ステップＳ３８０５）、物理コントロール（Physical Control）のＭＡＣヘッダも生成する（ステップＳ３８０６）。
【０２０８】
上記の情報をＭＡＣレイヤで多重し（ステップＳ３８０７）、多重した情報を符号化及び変調を行い（ステップＳ３８０８）、中継局から送信する（ステップＳ３８０９）。
【０２０９】
以上が中継局におけるフローである。次に基地局におけるフローを説明する。
【０２１０】
基地局は、中継局からの信号を受信すると（ステップＳ３８１１）、復調及び復号を行い（ステップＳ３８１２）、ＭＡＣレイヤで多重された情報をＭＡＣレイヤで分離する（ステップＳ３８１３）。
【０２１１】
分離された共有チャネル（Shared Channel）はＵＥごとに上位レイヤに渡し、物理制御チャネル（Physical Control Channel）からは制御情報を受信する（ステップＳ３８１４）。
【０２１２】
最後に、図１３を参照して説明したＭＣＳ（Modulation and channel Coding Scheme）の調整（パディング挿入数の決定）を説明する。図３９はＭＣＳの調整を示すフロー図である。
【０２１３】
中継局は、ＵＬスケジューラ情報を受信すると（ステップＳ３９０１）、ＵＥごとに中継送信タイミングのトランスポートブロックのサイズを抽出する（ステップＳ３９０２−１〜Ｎ）。次に、中継送信タイミングのＴＢＳ値の累計値を算出し（ステップＳ３９０３）、式（２）のＡ＋Ｂ＋γに相当するＵＥ多重によるＭＡＣ増減値を算出する（ステップＳ３９０４）。
【０２１４】
一方、中継局は、ＵＬスケジューラ情報から、周波数帯域選択部（例えば、図２３の周波数帯域選択部２０１４−１）において周波数帯域ＢＷを算出する（ステップＳ３９０５）。
【０２１５】
ステップＳ３９０４で求めたＡ＋Ｂ＋γと、ステップＳ３９０５で求めたＢＷとに基づき、式（２）からＭＣＳ指標値ＭＣＳ＿ｃｏｎｆｉｇを算出する（ステップＳ３９０６）。
【０２１６】
次に、ストリーム数、変調、符号化値を導出する変換テーブル（例えば、表１）に基づきＭＣＳ＿ｃｏｎｇｉｇの範囲を判定する（ステップＳ３９０７）。判定した範囲に基づいてコーディングレートの値Ｒを導出し（ステップＳ３９０８）、この値Ｒからパディング量の値Ｐを算出する（ステップＳ３９０９）。そして、算出したストリーム数、変調値、符号化値、Ｐ値を出力する（ステップＳ３９１０）。
【０２１７】
なお、移動局−中継局間及び中継局−基地局間について仕様で決められている搬送波周波数が異なっていても（例えば、移動局−中継局間で搬送波Ｆ０により通信し、中継局−基地局間で搬送波Ｆ１に載せ替えて中継送信する場合であっても）、このアルゴリズムを用いてその搬送波周波数上の帯域を選択することができる。
【０２１８】
図４０は、一実施形態による中継方法を説明するフロー図である。
【０２１９】
中継局は、上りスケジューラ情報に基づき複数の移動局からの信号の周波数帯域を抽出する（ステップＳ４００１）。そして、複数の移動局からの信号を多重し（ステップＳ４００２）、抽出した周波数帯域に基づいて決まる１つの周波数帯域によりシングルキャリア信号として基地局に中継送信する。
【０２２０】
以上、実施の形態について詳述したが、開示の技術は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許補正級の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２２１】
本発明は無線通信ネットワークにおける中継局、基地局、移動局等に適用することができる。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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