(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と中継局と移動局とを含み、前記中継局が前記基地局と無線通信を行い、前記移動局が前記基地局または前記中継局と無線通信を行う無線通信システムであって、
前記中継局は、ランダムアクセスについての第１のメッセージを前記基地局に送信し、ランダムアクセスについての第２のメッセージを含む前記基地局からの無線信号を受信する第１の無線通信部と、前記移動局へ無線信号の送信を行うタイミングでは、前記基地局からの無線信号の受信を制限する第１の制御部と、を有し、
前記基地局は、前記第１のメッセージを受信し前記第２のメッセージを送信する第２の無線通信部と、受信した前記第１のメッセージの送信元が前記中継局であるか否かに基づいて、前記第２のメッセージの送信タイミングを制御する第２の制御部と、を有する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第２の制御部は、前記第１のメッセージに含まれる信号系列に基づいて、前記第１のメッセージの送信元が前記中継局であるか否か判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２の制御部は、前記第１のメッセージが受信されたタイミングに基づいて、前記第１のメッセージの送信元が前記中継局であるか否か判定することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第１の制御部は、前記移動局への無線信号の送信を制限する第１の期間と、前記基地局からの無線信号の受信を制限する第２の期間と、を切り替えて無線通信を制御し、
前記第２の無線通信部は、前記第１のメッセージの送信元が前記中継局であるとき、前記第１の期間内で前記第２のメッセージを送信する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第１の制御部は、ランダムアクセスを実行する際、所定の期間内では前記移動局への無線信号の送信を制限し、
前記第２の無線通信部は、前記第１のメッセージの送信元が前記中継局であるとき、前記所定の期間内で前記第２のメッセージを送信する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１の制御部は、前記第１の無線通信部が前記第１のメッセージを送信してから所定時間後における前記移動局への無線信号の送信を制限し、
前記第２の無線通信部は、前記第１のメッセージを受信してから所定時間後に前記第２のメッセージを送信する、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
基地局と中継局と移動局とを含み、前記中継局が前記基地局および前記移動局と無線通信を行う無線通信システムであって、
前記基地局は、ランダムアクセスについての第１のメッセージを受信し、前記第１のメッセージの受信後の所定長の期間内に、ランダムアクセスについての第２のメッセージを送信する第１の無線通信部を有し、
前記中継局は、前記第１のメッセージを前記基地局に送信し前記第２のメッセージを前記基地局から受信する第２の無線通信部と、少なくとも、前記第１のメッセージの送信後の前記所定長の期間の開始から前記第２のメッセージを受信するまでの間、前記移動局への無線信号の送信を制限する制御部と、を有する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
移動局と一部の期間で無線信号の受信を制限する中継局とを含むシステムに用いられ、前記中継局または前記移動局からランダムアクセスを受け付ける基地局であって、
ランダムアクセスについての第１のメッセージを受信し、ランダムアクセスについての第２のメッセージを送信する無線通信部と、
受信した前記第１のメッセージの送信元が前記中継局であるか否かに基づいて、前記第２のメッセージの送信タイミングを制御する制御部と、
を有することを特徴とする基地局。
【請求項９】
基地局と移動局とを含むシステムに用いられる中継局であって、
前記移動局への無線信号の送信を制限する第１の期間と、前記基地局からの無線信号の受信を制限する第２の期間と、を切り替えて無線通信を制御する制御部と、
ランダムアクセスについての第１のメッセージを前記基地局に送信し、ランダムアクセスについての第２のメッセージを前記基地局から受信する無線通信部と、を有し、
前記無線通信部は、前記第１のメッセージを、送信元が前記中継局であることを示す信号系列を用いて送信するか、または、送信元が前記中継局であることを示すタイミングで送信することで、前記基地局から前記第２のメッセージを前記第１の期間内に受信する、
ことを特徴とする中継局。
【請求項１０】
基地局と中継局と移動局とを含み、前記中継局が前記基地局と無線通信を行い、前記移動局が前記基地局または前記中継局と無線通信を行うシステムの無線通信方法であって、
前記中継局が、前記移動局へ無線信号を送信するタイミングでは、前記基地局からの無線信号の受信を制限し、
前記中継局が、ランダムアクセスについての第１のメッセージを前記基地局に送信し、
前記基地局が、前記第１のメッセージの送信元が前記中継局であるか否かに基づいて決定するタイミングで、ランダムアクセスについての第２のメッセージを送信し、
前記中継局が、前記第２のメッセージを前記基地局から受信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システム、基地局、中継局および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話システムや無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。また、無線通信の更なる高速化・大容量化を図るべく、次世代の無線通信技術について継続的に活発な議論が行われている。例えば、国際標準化団体の１つである３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる規格や、ＬＴＥを拡張したＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution - Advanced）と呼ばれる規格が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。【０００３】
基地局と移動局とを含む無線通信システムでは、基地局と移動局の間で無線通信を中継する中継局を設けることがある。中継局を設けることで、建物による電波遮蔽などの影響で無線通信が困難なエリア（デッドスポット）のカバー、基地局が管理するセルの範囲の拡張、通信スループットの向上などを図ることができる。【０００４】
ただし、中継局では、自局の送信信号と受信信号との間で干渉（自己干渉と呼ぶことがある）が生じることがある。例えば、基地局・中継局間で用いる周波数帯域と中継局・移動局間で用いる周波数帯域とが重複している場合、移動局に送信した無線信号が自局の受信機に回り込み、基地局から無線信号を正常に受信できないことが生じ得る。そこで、中継局は、基地局からの無線信号の受信と移動局への無線信号の送信とを同時に実行しないよう制御することが提案されている（例えば、非特許文献２の第９．３節参照）。【０００５】
また、基地局と移動局とを含む無線通信システムには、移動局から基地局へのランダムアクセスの手続きを規定しているものがある。ランダムアクセスでは、移動局が、基地局から個別に無線リソースの割り当てを受けていない状態で、基地局にアクセスすることができる（例えば、非特許文献３の第１０．１．５節参照）。【０００６】
例えば、移動局は、予め設定されたランダムアクセスチャネルで、複数の候補の中から選択した信号系列を、ランダムアクセスプリアンブル（Ｍｓｇ１と呼ぶことがある）として基地局に送信する。Ｍｓｇ１を受信した基地局は、応答としてランダムアクセスレスポンス（Ｍｓｇ２と呼ぶことがある）を送信する。ただし、この時点で基地局は、Ｍｓｇ１の送信元の装置を認識していない。Ｍｓｇ２を受信した移動局は、自局の識別子を含むメッセージ（Ｍｓｇ３と呼ぶことがある）を基地局に送信する。Ｍｓｇ３を受信した基地局は、応答のメッセージ（Ｍｓｇ４と呼ぶことがある）を移動局に送信する。【０００７】
ここで、基地局がＭｓｇ１を受信してからＭｓｇ２を返信するまでの間隔、および、基地局がＭｓｇ３を受信してからＭｓｇ４を返信するまでの間隔は、固定ではなく、一定の許容範囲内であればよい。これにより、基地局は、スケジューリングを行って効率的にＭｓｇ２やＭｓｇ４を送信することができる。移動局は、基地局がＭｓｇ２やＭｓｇ４を送信する可能性のある期間、基地局からの無線信号をモニタリングして、Ｍｓｇ２やＭｓｇ４を検出する（例えば、非特許文献６の第５．１節参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】3rd Generation Partnership Project, "Requirements for further advancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)", 3GPP TR 36.913 V8.0.1, 2009-03.
【非特許文献２】3rd Generation Partnership Project, "Feasibility study for Further advancements for E-UTRA", 3GPP TR 36.912 V9.0.0, 2009-09.
【非特許文献３】3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description", 3GPP TS 36.300 V9.3.0, 2010-03.
【非特許文献４】3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification", 3GPP TS 36.331 V9.2.0, 2010-03.
【非特許文献５】3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation", 3GPP TS 36.211 V9.1.0, 2010-03.
【非特許文献６】3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification", 3GPP TS 36.321 V9.3.0, 2010-06.
【非特許文献７】3rd Generation Partnership Project, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Link Control (RLC) protocol specification", 3GPP TS 36.322 V9.2.0, 2010-06.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
基地局と中継局と移動局とを含み、中継局が基地局に対してランダムアクセスを行うことがある無線通信システムを考える。このとき、基地局および中継局は、どの様にランダムアクセスの手続きを実行すればよいかが問題となる。すなわち、従来のランダムアクセスでは、基地局がメッセージを返信する可能性のあるタイミングに幅がある。もし、中継局が移動局へ無線信号を送信しているタイミングでメッセージが返信されると、中継局では、自己干渉によりメッセージを正常に受信できない可能性がある。【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、中継局によるランダムアクセスを円滑に実行することができる無線通信システム、基地局、中継局および無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、基地局と中継局と移動局とを含み、中継局が基地局と無線通信を行い、移動局が基地局または中継局と無線通信を行う無線通信システムが提供される。中継局は、第１の無線通信部と第１の制御部を有する。第１の無線通信部は、ランダムアクセスについての第１のメッセージを基地局に送信し、ランダムアクセスについての第２のメッセージを含む基地局からの無線信号を受信する。第１の制御部は、移動局へ無線信号の送信を行うタイミングでは、基地局からの無線信号の受信を制限する。基地局は、第２の無線通信部と第２の制御部を有する。第２の無線通信部は、第１のメッセージを受信し第２のメッセージを送信する。第２の制御部は、受信した第１のメッセージの送信元が中継局であるか否かに基づいて、第２のメッセージの送信タイミングを制御する。【００１２】
また、上記課題を解決するために、基地局と中継局と移動局とを含み、中継局が基地局および移動局と無線通信を行う無線通信システムが提供される。基地局は、第１の無線通信部を有する。第１の無線通信部は、ランダムアクセスについての第１のメッセージを受信し、第１のメッセージの受信後の所定長の期間内に、ランダムアクセスについての第２のメッセージを送信する。中継局は、第２の無線通信部と制御部を有する。第２の無線通信部は、第１のメッセージを基地局に送信し第２のメッセージを基地局から受信する。制御部は、少なくとも、第１のメッセージの送信後の所定長の期間の開始から第２のメッセージを受信するまでの間、移動局への無線信号の送信を制限する。【００１３】
また、上記課題を解決するために、基地局と中継局と移動局とを含み、中継局が基地局と無線通信を行い、移動局が基地局または中継局と無線通信を行うシステムの無線通信方法が提供される。中継局が、移動局へ無線信号を送信するタイミングでは、基地局からの無線信号の受信を制限する。中継局が、ランダムアクセスについての第１のメッセージを基地局に送信する。基地局が、第１のメッセージの送信元が中継局であるか否かに基づいて決定するタイミングで、ランダムアクセスについての第２のメッセージを送信する。中継局が、第２のメッセージを基地局から受信する。
【発明の効果】
【００１４】
上記無線通信システム、基地局、中継局および無線通信方法によれば、中継局によるランダムアクセスを円滑に実行することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態の無線通信システムを示す図である。
【図２】第２の実施の形態の無線通信システムを示す図である。
【図３】無線フレームの構造例を示す図である。
【図４】無線リソースの使用例を示す図である。
【図５】ランダムアクセスの手順例を示すシーケンス図である。
【図６】基地局を示すブロック図である。
【図７】中継局を示すブロック図である。
【図８】移動局を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。
【図１３】第３の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図１４】第３の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。
【図１６】第３の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。
【図１７】第３の実施の形態の他のランダムアクセス例を示す図である。
【図１８】第４の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図１９】第４の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。
【図２０】第４の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。
【図２１】第４の実施の形態の他のランダムアクセス例を示す図である。
【図２２】第５の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図２３】第５の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。
【図２４】第５の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。
【図２５】第６の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図２６】第６の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。
【図２７】第６の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。
【図２８】第７の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。
【図２９】第７の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。
【図３０】第７の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の無線通信システムを示す図である。第１の実施の形態の無線通信システムは、基地局１０、中継局２０および移動局３０を含む。移動局３０は、例えば、携帯電話機や携帯情報端末装置などが考えられる。中継局２０は、移動無線中継局でも固定無線中継局でもよい。移動局３０は、基地局１０または中継局２０と無線通信を行う。中継局２０は、基地局１０に対してランダムアクセス（ＲＡ）を行って接続を確立し、基地局１０と移動局３０との間でデータ通信を中継することができる。
【００１７】
基地局１０は、無線通信部１１および制御部１２を有する。無線通信部１１は、ランダムアクセスについての第１のメッセージ（メッセージ＃１）を受信し、ランダムアクセスについての第２のメッセージ（メッセージ＃２）を送信する。例えば、メッセージ＃１はＭｓｇ１またはＭｓｇ３、メッセージ＃２はＭｓｇ２またはＭｓｇ４であることが考えられる。制御部１２は、無線通信部１１が受信したメッセージ＃１の送信元が中継局２０であるか否かを判定する。そして、送信元が中継局２０であるか否かに基づいて、無線通信部１１がメッセージ＃２を送信するタイミングを制御する。
【００１８】
中継局２０は、無線通信部２１および制御部２２を有する。無線通信部２１は、基地局１０と無線通信を行う。無線通信部２１は、ランダムアクセスの際、メッセージ＃１を基地局１０に送信し、メッセージ＃２を基地局１０から受信する。制御部２２は、基地局１０から受信する無線信号と移動局３０へ送信する無線信号との間で自己干渉が生じないよう、無線通信のタイミングを制御する。具体的には、移動局３０へ無線信号を送信するタイミングでは、無線通信部２１が基地局１０から無線信号を受信することを制限する（例えば、受信回路を停止する）。中継局２０が移動局３０に送信する無線信号には、移動局３０が通信品質の測定などに用いる参照信号（ＲＳ：Reference Signal）が含まれる。
【００１９】
ここで、メッセージ＃１がＭｓｇ１である場合、制御部１２がメッセージ＃１の送信元を判定する方法として、例えば、メッセージ＃１に含まれる信号系列に基づく方法と、メッセージ＃１が受信されたタイミングに基づく方法とが考えられる。前者の方法では、中継局用の信号系列と移動局用の信号系列とを用意しておき、無線通信部２１が中継局用の信号系列を用いてメッセージ＃１を生成する。無線通信システム内に他の中継局が存在する場合、中継局用の信号系列は、中継局２０と他の中継局とが共通に使用してもよい。後者の方法では、中継局用のランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）と移動局用のＲＡＣＨとを設定しておき、無線通信部２１が中継局用のＲＡＣＨでメッセージ＃１を送信する。
【００２０】
そして、制御部１２は、メッセージ＃１の送信元が中継局２０（または他の中継局）の場合と移動局３０（または他の移動局）の場合とで、メッセージ＃２の送信タイミングを決定するアルゴリズムを変える。前者の場合、制御部１２は、中継局２０が無線信号の受信を制限しないタイミングを選択するようにする。例えば、基地局１０から中継局２０にデータを送信できるタイミングについて、両者の間で何らかの取り決めがなされている場合、当該取り決めを参照してタイミングを選択する。一方、後者の場合、制御部１２は、スケジューリングを行い、許容期間内の任意のタイミングを選択する。
【００２１】
このような第１の実施の形態の無線通信システムによれば、中継局２０は、移動局３０へ無線信号を送信するタイミングでは、基地局１０からの無線信号の受信を制限する。また、中継局２０は、メッセージ＃１を基地局１０に送信する。基地局１０は、メッセージ＃１の送信元が中継局２０であるか判定し、判定結果に応じて決定されるタイミングで、メッセージ＃２を送信する。中継局２０は、メッセージ＃２を基地局１０から受信する。
【００２２】
これにより、中継局２０から基地局１０へのランダムアクセスを円滑に実行することができる。すなわち、中継局２０は、基地局１０から受信する無線信号と移動局３０へ送信する無線信号との間で自己干渉が生じないよう受信制限を行い、基地局１０は、メッセージ＃１の送信元が移動局３０でなく中継局２０である場合には、中継局２０における受信制限を考慮してメッセージ＃２の送信タイミングを決定する。よって、中継局２０がメッセージ＃２を正常に受信できない可能性を抑制することができる。
【００２３】
以下に説明する第２〜第７の実施の形態では、ＬＴＥまたはＬＴＥ−Ａに準拠し、基地局と中継局と移動局とを含む無線通信システムの例を挙げる。
［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態の無線通信システムを示す図である。第２の実施の形態の無線通信システムは、基地局１００、中継局２００，２００ａおよび移動局３００，３００ａを含む。以下の説明では、移動局３００は中継局２００経由で基地局１００とデータ通信を行い、移動局３００ａは基地局１００と直接データ通信を行う場合を主に想定する。
【００２４】
基地局１００は、中継局２００，２００ａおよび移動局３００ａと無線通信を行う無線通信装置である。基地局１００は、上位局（図示せず）と有線で接続されている。基地局１００は、上位局からデータを受信し、下りリンク（ＤＬ）で中継局２００，２００ａおよび移動局３００ａに転送する。また、上りリンク（ＵＬ）で中継局２００，２００ａおよび移動局３００ａからデータを受信し、上位局に転送する。
【００２５】
中継局２００は、基地局１００と移動局３００との間でデータ通信を中継する無線通信装置である。中継局２００は、ＤＬにおいて、基地局１００からデータを受信し、移動局３００に転送する。また、ＵＬにおいて、移動局３００からデータを受信し、基地局１００に転送する。中継局２００ａも同様に、データ通信の中継を行う。中継局２００，２００ａは、移動無線中継局でもよいし、固定無線中継局でもよい。
【００２６】
ここで、中継局２００，２００ａは、いわゆるＴｙｐｅ１の中継局に該当する。すなわち、中継局２００，２００ａは、レイヤ３までのプロトコル処理を行い、移動局３００，３００ａに対して基地局１００と同様に振る舞う。移動局３００，３００ａからは、基地局１００が提供するセルとは別個のセルを中継局２００，２００ａが提供しているように見える。また、基地局・中継局間の無線通信に用いる周波数帯域と、中継局・移動局間の無線通信に用いる周波数帯域とは、少なくとも一部が重複している。
【００２７】
移動局３００，３００ａは、基地局１００と通信を行う無線端末装置である。移動局３００，３００ａは、中継局２００，２００ａ経由で基地局１００と通信を行うこともできる。移動局３００，３００ａは、例えば、携帯電話機や携帯情報端末装置などである。移動局３００は、ＤＬにおいて、中継局２００からデータを受信する。また、ＵＬにおいて、中継局２００にデータを送信する。
【００２８】
なお、ＤＬの無線通信には、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が用いられ、ＵＬの無線通信には、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）が用いられる。また、基地局はＢＳ（Base Station）、中継局はＲＮ（Relay Node）やＲＳ（Relay Station）、移動局はＭＳ（Mobile Station）やＵＥ（User Equipment）と呼ばれることがある。
【００２９】
図３は、無線フレームの構造例を示す図である。図３に示すような無線フレームが、ＤＬ，ＵＬそれぞれについて、基地局・中継局間および中継局・移動局間で送受信される。第２の実施の形態では、複信方式としてＦＤＤ（Frequency Division Duplex）を用いる場合を考える。ただし、ＴＤＤ（Time Division Duplex）を用いることも可能である。
【００３０】
１０ｍｓ幅の無線フレームは、１ｍｓ幅のサブフレームを１０個（サブフレーム＃０〜＃９）含む。各サブフレームは、０．５ｍｓ幅のスロットを２個（前半スロットと後半スロット）含む。データや制御信号のスケジューリングは、サブフレーム単位で行われる。サブフレームの無線リソースは、周波数方向と時間方向に細分化されて管理される。周波数方向の最小単位はサブキャリア、時間方向の最小単位はシンボルである。サブフレームに含まれるシンボルの数は、サブフレームの種類によって異なることがある。
【００３１】
図４は、無線リソースの使用例を示す図である。中継局２００，２００ａが送受信するＤＬサブフレームおよびＵＬサブフレームには、通信チャネルが設けられる。
ＤＬサブフレームでは、先頭の数シンボル（１〜３シンボル）が制御用の領域であり、残りシンボルがデータ用の領域である。制御用の領域には、物理制御信号を送信するためのＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）などが設けられる。また、データ用の領域には、報知情報を送信するためのＰＢＣＨ（Physical Broadcast Channel）、リレーに関する制御情報を送信するためのＲ−ＰＤＣＣＨ（Relay Physical Downlink Control Channel）などが設けられる。ＵＬサブフレームには、ランダムアクセスプリアンブルを送信するためのＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）などが設けられる。
【００３２】
また、ＤＬサブフレームでは、制御用の領域とデータ用の領域の両方で、パイロット信号である参照信号が送信される。参照信号は、ＤＬデータ通信が行われない間も送信される。移動局３００は、参照信号を用いて、受信電力レベルや無線品質を測定する。
【００３３】
ここで、中継局２００，２００ａは、基地局１００からデータを受信し、配下の移動局へデータを送信しないサブフレーム（ＤＬバックホール）を設定する。送信を停止する信号には、参照信号も含まれる。ただし、制御用の領域では、基地局１００からの受信と配下の移動局への送信とを同時に行うことも許される。すなわち、制御用の領域とデータ用の領域の両方で送信を停止してもよいし、データ用の領域でのみ送信を停止してもよい。
【００３４】
ＤＬバックホールは、例えば、中継局２００，２００ａのＤＬサブフレームがＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network）サブフレームとなるように設定される。ＭＢＳＦＮサブフレームは、通常、基地局１００がＭＢＳＦＮ送信を行うサブフレームである。ＭＢＳＦＮ送信は、複数の送信局が協調して、同一周波数かつ同一変調方式を用いて、同一内容のデータを同一タイミングで送信する場合に用いられる。第２の実施の形態では、中継局２００，２００ａを含む無線通信システムにおいて、ＭＢＳＦＮサブフレームを中継局２００，２００ａのＤＬバックホールとして用いる。これにより、図４に例示するように、例えば、ＭＢＳＦＮサブフレームのデータ用の領域では中継局２００，２００ａが参照信号を送信しないため、当該領域で中継局２００，２００ａがデータを受信しても自己干渉が生じないことになる。
【００３５】
また、中継局２００，２００ａは、基地局１００にデータを送信し、配下の移動局からデータを受信しないサブフレーム（ＵＬバックホール）を設定する。ＤＬバックホールのタイミングとＵＬバックホールのタイミングは、同じでもよいし異なっていてもよい。
【００３６】
ＵＬバックホールを設定した中継局２００，２００ａは、ＵＬバックホールから所定時間（例えば、４サブフレーム）前に、データ送信許可（ＵＬグラント）を与えないようにする。これにより、配下の移動局は、ＵＬバックホールでデータを送信することがない。また、ＵＬバックホールから所定時間前に、配下の移動局にデータを送信しないようにする。これにより、配下の移動局は、ＵＬバックホールでＡＣＫ（Acknowledgement）／ＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）を送信することがない。
【００３７】
ただし、中継局２００，２００ａは、上記のように、配下の移動局がデータ送信を行うタイミングを制御することができる。よって、中継局２００，２００ａは、予め設定したＵＬバックホール以外のサブフレームであっても、スケジューリングにより、配下の移動局からのデータの受信を停止し、基地局１００にデータを送信することが可能である。
【００３８】
なお、基地局１００と中継局２００，２００ａとの間で、バックホールのタイミングを合意しておく。中継局２００，２００ａがタイミングを決定して基地局１００に通知してもよいし、基地局１００がタイミングを決定して中継局２００，２００ａに通知してもよい。中継局２００と中継局２００ａとで、バックホールのタイミングが異なってもよい。中継局２００，２００ａは、バックホールのタイミングを示す情報を報知する。移動局３００は、中継局２００から受信する報知情報に基づいて、タイミングを認識する。
【００３９】
図５は、ランダムアクセスの手順例を示すシーケンス図である。ここでは、移動局３００ａが基地局１００に対してランダムアクセスを行う場合を考える。図５に示すランダムアクセスの手続きを、ステップ番号に沿って説明する。
【００４０】
（ステップＳ１）移動局３００ａは、複数の信号系列の候補の中から１つ選択し、ランダムアクセスプリンブル（Ｍｓｇ１）としてＰＲＡＣＨで送信する。以下では、ランダムアクセスプリアンブルを単にプリアンブルと言うことがある。
【００４１】
（ステップＳ２）基地局１００は、Ｍｓｇ１を検出すると、ランダムアクセスレスポンス（Ｍｓｇ２）を送信する。Ｍｓｇ２は、所定の期間内に送信する。具体的には、Ｍｓｇ１を受信したサブフレームの３サブフレーム後から数えて、Ａサブフレームの期間内に送信する。Ａの値は、２，３，４，５，６，７，８，１０の何れかに予め設定される。
【００４２】
（ステップＳ３）移動局３００ａは、Ｍｓｇ２が送信される可能性のある上記の期間、基地局１００からの受信信号をモニタリングする。そして、Ｍｓｇ２を検出すると、スケジュールドトランスミッションと呼ばれるメッセージ（Ｍｓｇ３）を基地局１００に送信する。Ｍｓｇ３には、移動局３００ａの識別子が含まれる。
【００４３】
（ステップＳ４）基地局１００は、移動局３００ａからＭｓｇ３を受信し、コンテンションリゾリューションと呼ばれるメッセージ（Ｍｓｇ４）を基地局１００に送信する。Ｍｓｇ４は、所定の期間内に送信する。具体的には、Ｍｓｇ３を受信したサブフレームから数えてＢサブフレーム以内に送信する。Ｂの値は、８，１６，２４，３２，４０，４８，５６，６４の何れかに予め設定される。移動局３００ａは、Ｍｓｇ４が送信される可能性のある上記の期間、基地局１００からの受信信号をモニタリングする。
【００４４】
なお、ランダムアクセスが実行される契機（ＲＡトリガ）には以下のものが含まれる。
（１）基地局１００と移動局３００ａの間のコネクションに異常が検出されたとき。コネクションの異常には、上記の非特許文献４に記載があるように、タイマＴ３１０がタイムアウトした場合や、ＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤにおけるデータの再送制御に失敗した場合が含まれる。
【００４５】
（２）移動局３００ａが、ハンドオーバ元の基地局からハンドオーバ開始の指示を受けて、ハンドオーバ先の基地局にアクセスするとき。
（３）スケジューリングリクエスト方式による移動局３００ａから基地局１００へのアクセスが失敗したとき。スケジューリングリクエスト方式は、移動局３００ａが、制御情報用の無線リソースを用いて基地局１００にスケジューリング要求を送信し、データ送信のための無線リソースの割り当てを受けるアクセス方式である。
【００４６】
（４）競合型上り送信方式による移動局３００ａから基地局１００へのデータ送信に失敗したとき。競合型上り送信方式は、複数の移動局が共通に使用できる無線リソースを用いて、移動局３００ａが基地局１００にデータを送信する方式である。競合発生により、データ送信が失敗することがある。競合型上り送信方式については、例えば、３ＧＰＰの寄書（R2-093812, "Contention based uplink transmission"）に記載がある。
【００４７】
（５）移動局３００ａのセキュリティ認証に失敗したとき。
（６）無線リソースの再設定、すなわち、ＲＲＣ（Radio Resource Control）コネクションの再設定（Reconfiguration）に失敗したとき。ＲＲＣコネクションに再設定については、例えば、上記の非特許文献４の第５．３．５．５節に記載がある。
【００４８】
中継局２００，２００ａから基地局１００へのランダムアクセスでも、移動局３００ａから基地局１００へのランダムアクセスと同様、Ｍｓｇ１〜Ｍｓｇ４が送信される。ただし、中継局２００，２００ａの場合、Ｍｓｇ２とＭｓｇ４の送信されるタイミングが、移動局３００ａの場合とは異なる。
【００４９】
図６は、基地局を示すブロック図である。基地局１００は、無線通信部１１０、有線通信部１２０、データ処理部１３０および制御部１４０を有する。
無線通信部１１０は、中継局２００，２００ａや移動局３００ａと無線通信を行う無線インタフェースである。無線通信部１１０は、受信した無線信号に対して復調・復号を含む信号処理を行い、データや制御信号を抽出する。また、ＰＲＡＣＨで送信されたプリアンブルを検出する。上位局に転送するデータは、データ処理部１３０に出力する。また、無線通信部１１０は、データ処理部１３０からデータを取得すると共に、制御部１４０からの指示に基づいて制御信号を生成する。そして、データや制御信号に対して符号化・変調を含む信号処理を行い、無線信号を出力する。
【００５０】
有線通信部１２０は、上位局と有線通信を行う通信インタフェースである。有線通信部１２０は、上位局から移動局３００，３００ａ宛てのデータを受信し、データ処理部１３０に出力する。また、データ処理部１３０から取得したデータを、有線ネットワークのパケット形式に変換し、上位局に送信する。
【００５１】
データ処理部１３０は、無線通信部１１０から上位局に転送するデータを取得し、有線通信部１２０に出力する。また、有線通信部１２０から移動局３００，３００ａ宛てのデータを取得し、制御部１４０の制御のもとで無線フレームにデータをマッピングし、無線通信部１１０に出力する。
【００５２】
制御部１４０は、無線通信部１１０、有線通信部１２０およびデータ処理部１３０の処理を制御する。制御部１４０は、データプレーン部１５０および制御プレーン部１６０を有する。データプレーン部１５０は、中継局２００，２００ａや移動局３００ａとの間のデータの送受信を制御する。制御プレーン部１６０は、中継局２００，２００ａや移動局３００ａとの間の制御信号の送受信を制御する。
【００５３】
すなわち、制御プレーン部１６０は、無線通信部１１０で抽出された制御信号を取得して、当該制御信号に応じた通信制御を行う。また、送信する制御信号を、無線通信部１１０に通知する。制御プレーン部１６０は、プリアンブル管理部１６１、ＲＡスロット管理部１６２およびバックホール制御部１６３を有する。
【００５４】
プリアンブル管理部１６１は、ランダムアクセスで使用されるプリアンブルの候補を管理する。中継局用のプリアンブルと移動局用のプリアンブルとが区別される場合、無線通信部１１０で検出されたプリアンブルが中継局用か移動局用かを判定する。
【００５５】
ＲＡスロット管理部１６２は、ＰＲＡＣＨを設定するスロット（ＲＡスロット）を管理する。中継局用のＲＡスロットと移動局用のＲＡスロットとが区別される場合、無線通信部１１０でプリアンブルが検出されたスロットが、中継局用か移動局用かを判定する。また、ＲＡスロット管理部１６２は、ＲＡトリガの発生状況や、中継局２００，２００ａのＤＬバックホールの設定状況に応じて、ＲＡスロットを動的に設定することがある。
【００５６】
バックホール制御部１６３は、中継局２００，２００ａのバックホールを管理し、無線信号の送受信のタイミングを制御する。バックホール制御部１６３は、ランダムアクセス元が中継局である場合は、中継局２００，２００ａのＤＬバックホールの設定状況を参照して、Ｍｓｇ２やＭｓｇ４を送信するタイミングを決定する。
【００５７】
図７は、中継局を示すブロック図である。中継局２００は、無線通信部２１０，２２０、スケジューラ２３０および制御部２４０を有する。中継局２００ａも、中継局２００と同様のブロック構造によって実現できる。
【００５８】
無線通信部２１０は、基地局１００と無線通信を行う無線インタフェースである。無線通信部２１０は、受信した無線信号に対して復調・復号を含む信号処理を行い、データや制御信号を抽出する。移動局３００宛てのデータは、スケジューラ２３０に出力する。また、無線通信部２１０は、スケジューラ２３０からデータを取得すると共に、制御部２４０からの指示に基づいて制御信号やプリアンブルを生成する。そして、符号化・変調を含む信号処理を行い、無線信号を出力する。
【００５９】
無線通信部２２０は、移動局３００と無線通信を行う無線インタフェースである。無線通信部２２０は、受信した無線信号に対して復調・復号を含む信号処理を行い、データや制御信号を抽出する。基地局１００に対して転送するデータは、スケジューラ２３０に出力する。また、無線通信部２２０は、スケジューラ２３０からデータを取得すると共に、制御部２４０からの指示に基づいて制御信号や参照信号を生成する。そして、符号化・変調を含む信号処理を行い、無線信号を出力する。
【００６０】
スケジューラ２３０は、基地局１００から移動局３００へのデータの転送および移動局３００から基地局１００へのデータの転送をスケジューリングする。すなわち、無線通信部２１０から取得した移動局３００宛てのデータをＤＬ無線フレームにマッピングし、無線通信部２２０に出力する。また、無線通信部２２０から取得した基地局１００宛てのデータをＵＬ無線フレームにマッピングし、無線通信部２１０に出力する。
【００６１】
制御部２４０は、無線通信部２１０，２２０およびスケジューラ２３０の処理を制御する。制御部２４０は、データプレーン部２５０および制御プレーン部２６０を有する。
データプレーン部２５０は、基地局１００や移動局３００との間のデータの送受信を制御する。データプレーン部２５０は、スケジューラ制御部２５１を有する。スケジューラ制御部２５１は、スケジューラ２３０のスケジューリング方法を管理する。
【００６２】
制御プレーン部２６０は、基地局１００や移動局３００との間の制御信号の送受信を制御する。すなわち、制御プレーン部２６０は、無線通信部２１０，２２０で抽出された制御信号を取得して、当該制御信号に応じた通信制御を行う。また、送信する制御信号を、無線通信部２１０，２２０に通知する。制御プレーン部２６０は、プリアンブル管理部２６１、ＲＡ送信管理部２６２およびバックホール制御部２６３を有する。
【００６３】
プリアンブル管理部２６１は、ランダムアクセスで使用できるプリアンブルの候補を管理し、基地局１００へのランダムアクセスの際にＭｓｇ１で使用するプリアンブルを選択する。中継局用のプリアンブルと移動局用のプリアンブルとが区別される場合には、中継局用のプリアンブルを選択する。
【００６４】
ＲＡ送信管理部２６２は、ＲＡスロットを把握し、基地局１００へのランダムアクセスの際にＭｓｇ１の送信に使用するＲＡスロットを選択する。中継局用のＲＡスロットと移動局用のＲＡスロットとが区別される場合には、中継局用のＲＡスロットを選択する。
【００６５】
バックホール制御部２６３は、自局のバックホールを管理し、無線信号の送受信のタイミングを制御する。特に、ＤＬバックホールのうち少なくともデータ用の領域では、移動局３００に対してデータや参照信号を送信しないようにする。また、バックホール制御部２６３は、ランダムアクセスの際には、通常のデータ通信に使用するバックホールに加えて、臨時のバックホールを設定することがある。
【００６６】
図８は、移動局を示すブロック図である。移動局３００は、無線通信部３１０、データ処理部３２０および制御部３３０を有する。移動局３００ａも、移動局３００と同様のブロック構造によって実現できる。
【００６７】
無線通信部３１０は、中継局２００または基地局１００と無線通信を行う無線インタフェースである。無線通信部３１０は、受信した無線信号に対して復調・復号を含む信号処理を行い、データや制御信号を抽出する。抽出されたデータは、データ処理部３２０に出力する。また、無線通信部３１０は、データ処理部３２０からデータを取得すると共に、制御部３３０からの指示に基づいて制御信号を生成する。そして、符号化・変調を含む信号処理を行い、無線信号を出力する。
【００６８】
データ処理部３２０は、中継局２００または基地局１００に送信するデータを生成し、無線通信部３１０に出力する。また、データ処理部３２０は、無線通信部３１０から自局宛てのデータを取得し、データの種類に応じた処理を実行する。
【００６９】
制御部３３０は、無線通信部３１０およびデータ処理部３２０の処理を制御する。制御部３３０は、データプレーン部３４０および制御プレーン部３５０を有する。データプレーン部３４０は、無線によるデータの送受信を制御する。制御プレーン部３５０は、無線による制御信号の送受信を制御する。制御プレーン部３５０は、プリアンブル管理部３５１およびＲＡスロット管理部３５２を有する。
【００７０】
プリアンブル管理部３５１は、ランダムアクセスで使用できるプリアンブルの候補を管理し、中継局２００または基地局１００へのランダムアクセスの際にＭｓｇ１で使用するプリアンブルを選択する。中継局用のプリアンブルと移動局用のプリアンブルとが区別される場合には、移動局用のプリアンブルを選択する。
【００７１】
ＲＡスロット管理部３５２は、ＲＡスロットを把握し、中継局２００または基地局１００へのランダムアクセスの際にＭｓｇ１の送信に使用するＲＡスロットを選択する。中継局用のＲＡスロットと移動局用のＲＡスロットとが区別される場合には、移動局用のＲＡスロットを選択する。
【００７２】
次に、ランダムアクセスに関し、基地局１００、中継局２００および移動局３００（または移動局３００ａ）で実行される処理を説明する。第２の実施の形態では、Ｍｓｇ１の送信元が中継局か移動局かを、使用されたプリアンブルに基づいて判定する。
【００７３】
図９は、第２の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。図９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１１１）無線通信部１１０は、ＰＲＡＣＨでプリアンブル（Ｍｓｇ１）を受信する。この時点では、Ｍｓｇ１の送信元は具体的に特定されない。
【００７４】
（ステップＳ１１２）プリアンブル管理部１６１は、受信したプリアンブルが中継局用のものか否か判定する。中継局用のプリアンブルである場合、処理をステップＳ１１３に進める。移動局用のプリアンブルである場合、処理をステップＳ１１４に進める。
【００７５】
（ステップＳ１１３）バックホール制御部１６３は、前述のＭｓｇ２を送信できる期間（すなわち、Ｍｓｇ１を受信したサブフレームの３サブフレーム後からＡサブフレームの期間）内に存在する、中継局２００，２００ａそれぞれのＤＬバックホールを選択する。そして、処理をステップＳ１１５に進める。
【００７６】
（ステップＳ１１４）制御プレーン部１６０は、スケジューリングを行い、前述のＭｓｇ２を送信できる期間内の任意のサブフレームを選択する。
（ステップＳ１１５）無線通信部１１０は、ステップＳ１１３またはステップＳ１１４で選択されたサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ２を送信する。中継局２００と中継局２００ａとでＤＬバックホールのタイミングが異なることにより、ステップＳ１１３で複数のサブフレームが選択された場合には、それぞれのサブフレームでＭｓｇ２を送信する。これは、Ｍｓｇ１を受信した時点では、中継局２００，２００ａの何れがＭｓｇ１を送信したか特定されないためである。
【００７７】
（ステップＳ１１６）無線通信部１１０は、Ｍｓｇ３を受信する。
（ステップＳ１１７）制御プレーン部１６０は、Ｍｓｇ３の送信元を判定する。Ｍｓｇ３の送信元は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子を用いて判定することができる。送信元が中継局である場合、処理をステップＳ１１８に進める。送信元が中継局でない場合、処理をステップＳ１１９に進める。ここでは、送信元が中継局２００であるとする。
【００７８】
（ステップＳ１１８）バックホール制御部１６３は、前述のＭｓｇ４を送信できる期間（すなわち、Ｍｓｇ３を受信したサブフレームから数えてＢサブフレーム以内の期間）内に存在する、中継局２００のＤＬバックホールを選択する。そして、処理をステップＳ１２０に進める。なお、Ｍｓｇ３を受信した時点で、Ｍｓｇ３の送信元が具体的に特定されるため、中継局２００ａのＤＬバックホールは選択しなくてよい。
【００７９】
（ステップＳ１１９）制御プレーン部１６０は、スケジューリングを行い、前述のＭｓｇ４を送信できる期間内の任意のサブフレームを選択する。
（ステップＳ１２０）無線通信部１１０は、ステップＳ１１８またはステップＳ１１９で選択されたサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ４を送信する。
【００８０】
図１０は、第２の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１２１）無線通信部２１０は、基地局１００からＰＢＣＨで報知情報を受信する。報知情報には、ＲＡスロットのタイミングについての情報が含まれる。当該ＲＡスロットは、中継局と移動局が共通に使用できるものである。ＲＡ送信管理部２６２は、ＵＬバックホールのＲＡスロットを選択する。ただし、移動局３００からの無線信号の受信を停止できれば、ＵＬバックホール以外のＲＡスロットを選択してもよい。
【００８１】
（ステップＳ１２２）プリアンブル管理部２６１は、プリアンブルの候補の中から、中継局用のプリアンブルを選択する。中継局用のプリアンブルは、中継局２００と中継局２００ａが共通に使用できるものであってもよい。無線通信部２１０は、ステップＳ１２１で選択したＲＡスロットで、選択したプリアンブルを送信する。
【００８２】
（ステップＳ１２３）バックホール制御部２６３は、ＤＬバックホールで、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。Ｍｓｇ２がＰＤＣＣＨで送信される場合は、制御用の領域とデータ用の領域の両方で信号送信を停止する。Ｍｓｇ２がＲ−ＰＤＣＣＨで送信される場合は、少なくともデータ用の領域で信号送信を停止する。
【００８３】
（ステップＳ１２４）無線通信部２１０は、ＤＬバックホールのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ２を受信する。
（ステップＳ１２５）無線通信部２１０は、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。好ましくは、ＵＬバックホールで送信する。
【００８４】
（ステップＳ１２６）バックホール制御部２６３は、ＤＬバックホールで、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。Ｍｓｇ４がＰＤＣＣＨで送信される場合は、制御用の領域とデータ用の領域の両方で信号送信を停止する。Ｍｓｇ４がＲ−ＰＤＣＣＨで送信される場合は、少なくともデータ用の領域で信号送信を停止する。
【００８５】
（ステップＳ１２７）無線通信部２１０は、ＤＬバックホールのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ４を受信する。これにより、中継局２００から基地局１００へのランダムアクセスの手続きが完了する。
【００８６】
図１１は、第２の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。ここでは、移動局３００が中継局２００または基地局１００に対してランダムアクセスを行う場合を考える。図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００８７】
（ステップＳ１３１）無線通信部３１０は、中継局２００または基地局１００からＰＢＣＨで報知情報を受信する。報知情報には、ＲＡスロットのタイミングについての情報が含まれる。ＲＡスロット管理部３５２は、ＲＡスロットを１つ選択する。
【００８８】
（ステップＳ１３２）プリアンブル管理部３５１は、プリアンブルの候補の中から、移動局用のプリアンブルを１つ選択する。無線通信部３１０は、ステップＳ１３１で選択したＲＡスロットで、選択したプリアンブルを送信する。
【００８９】
（ステップＳ１３３）無線通信部３１０は、前述のＭｓｇ２が送信され得る期間（すなわち、Ｍｓｇ１を送信したサブフレームの３サブフレーム後からＡサブフレームの期間）に、ＰＤＣＣＨをモニタリングし、中継局２００または基地局１００からＭｓｇ２を受信する。ただし、中継局２００からは、ＤＬバックホールを除くサブフレームで受信する。
【００９０】
（ステップＳ１３４）無線通信部３１０は、中継局２００または基地局１００にＭｓｇ３を送信する。中継局２００へは、ＵＬバックホールを除くサブフレームで送信する。
（ステップＳ１３５）無線通信部３１０は、前述のＭｓｇ４が送信され得る期間（すなわち、Ｍｓｇ３を送信したサブフレームから数えてＢサブフレーム以内の期間）に、ＰＤＣＣＨをモニタリングし、中継局２００または基地局１００からＭｓｇ４を受信する。ただし、中継局２００からは、ＤＬバックホールを除くサブフレームで受信する。
【００９１】
（ステップＳ１３６）ステップＳ１３５までの処理により、移動局３００から中継局２００または基地局１００へのランダムアクセスの手続きが完了する。以降、無線通信部３１０は、中継局２００または基地局１００との間でデータ通信を行う。ただし、中継局２００に接続した場合は、バックホール以外のサブフレームでデータ通信を行う。
【００９２】
図１２は、第２の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。図１２に示すメッセージの流れをステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１１）中継局２００は、ＵＬバックホールで、基地局１００にＭｓｇ１を送信する。Ｍｓｇ１として送信されるプリアンブルは、中継局用のものである。基地局１００は、プリアンブルから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局であることを認識する。
【００９３】
（ステップＳ１２）基地局１００は、Ｍｓｇ２を送信できる期間内における、中継局２００のＤＬバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ２を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ２を受信する。
【００９４】
（ステップＳ１３）基地局１００は、Ｍｓｇ２を送信できる期間内における、中継局２００ａのＤＬバックホールでＭｓｇ２を送信する。ただし、中継局２００ａは、Ｍｓｇ１を送信していないため、基地局１００から受信したＭｓｇ２を無視する。
【００９５】
（ステップＳ１４）中継局２００は、ＵＬバックホールで、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。基地局１００は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子から、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００であることを認識する。
【００９６】
（ステップＳ１５）基地局１００は、Ｍｓｇ４を送信できる期間内における、中継局２００のＤＬバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ４を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ４を受信する。
【００９７】
このような第２の実施の形態の無線通信システムによれば、基地局１００は、Ｍｓｇ１として受信したプリアンブルから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局か移動局かを判定する。そして、送信元が中継局である場合、送信元が既存のＤＬバックホールでＭｓｇ２を受信できるよう、送信タイミングを制御する。また、基地局１００は、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００である場合、中継局２００が既存のＤＬバックホールでＭｓｇ４を受信できるよう、送信タイミングを制御する。これにより、中継局２００における自己干渉を抑制し、中継局２００から基地局１００へのランダムアクセスを円滑に実行することができる。
【００９８】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を説明する。第２の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第３の実施の形態では、Ｍｓｇ１の送信元が中継局か移動局かを判定する方法が、第２の実施の形態と異なる。
【００９９】
第３の実施の形態の無線通信システムは、図２に示した第２の実施の形態と同様の装置構成によって実現できる。また、第３の実施の形態の基地局、中継局および移動局は、図６〜８に示した第２の実施の形態と同様のブロック構造によって実現できる。以下では、図６〜８と同じ符号を用いて、第３の実施の形態を説明する。
【０１００】
図１３は、第３の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ２１１）ＲＡスロット管理部１６２は、中継局用のＲＡスロットと移動局用のＲＡスロットを区別して設定する。無線通信部１１０は、移動局用および中継局用のＲＡスロットのタイミングを示す情報を、報知情報としてＰＢＣＨで送信する。ただし、無線通信部１１０は、中継局２００，２００ａに、個別の制御情報として中継局用のＲＡスロットのタイミングを示す情報を送信してもよい。
【０１０１】
なお、前述の非特許文献５に記載されているように、通常のＲＡスロットのタイミングを示す情報は、報知情報内のパラメータ（PRACH Configuration Index）として送信できる。中継局用のＲＡスロットのタイミングを示す情報は、例えば、新たなパラメータとして報知情報に挿入して送信することが考えられる。中継局用のＲＡスロットは、例えば４０ｍｓに１回など、低頻度で設定するようにしてもよい。
【０１０２】
（ステップＳ２１２）無線通信部１１０は、ＰＲＡＣＨでプリアンブルを受信する。
（ステップＳ２１３）ＲＡスロット管理部１６２は、プリアンブルを中継局用のＲＡスロットで受信したか移動局用のＲＡスロットで受信したか判定する。中継局用のＲＡスロットで受信した場合、処理をステップＳ２１４に進める。移動局用のＲＡスロットで受信した場合、処理をステップＳ２１５に進める。
【０１０３】
（ステップＳ２１４）バックホール制御部１６３は、前述のＭｓｇ２を送信できる期間内に存在する中継局２００，２００ａそれぞれのＤＬバックホールを選択する。そして、処理をステップＳ２１６に進める。
【０１０４】
（ステップＳ２１５）制御プレーン部１６０は、スケジューリングを行い、前述のＭｓｇ２を送信できる期間内の任意のサブフレームを選択する。
（ステップＳ２１６）無線通信部１１０は、ステップＳ２１４またはステップＳ２１５で選択されたサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ２を送信する。なお、中継局２００と中継局２００ａとでＤＬバックホールのタイミングが異なる場合には、それぞれのＤＬバックホールでＭｓｇ２を送信する。
【０１０５】
（ステップＳ２１７）無線通信部１１０は、Ｍｓｇ３を受信する。
（ステップＳ２１８）制御プレーン部１６０は、Ｍｓｇ３の送信元を判定する。送信元が中継局である場合、処理をステップＳ２１９に進める。送信元が中継局でない場合、処理をステップＳ２２０に進める。ここでは、送信元が中継局２００であるとする。
【０１０６】
（ステップＳ２１９）バックホール制御部１６３は、前述のＭｓｇ４を送信できる期間内に存在する中継局２００のＤＬバックホールを選択する。そして、処理をステップＳ２２１に進める。なお、中継局２００ａのＤＬバックホールは選択しなくてよい。
【０１０７】
（ステップＳ２２０）制御プレーン部１６０は、スケジューリングを行い、前述のＭｓｇ４を送信できる期間内の任意のサブフレームを選択する。
（ステップＳ２２１）無線通信部１１０は、ステップＳ２１９またはステップＳ２２０で選択されたサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ４を送信する。
【０１０８】
図１４は、第３の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。図１４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ２３１）無線通信部２１０は、基地局１００からＰＢＣＨで報知情報を受信する。報知情報には、中継局用のＲＡスロットのタイミングを示す情報が含まれる。
【０１０９】
（ステップＳ２３２）ＲＡ送信管理部２６２は、中継局用のＲＡスロットを選択する。好ましくは、ＵＬバックホールに設けられた中継局用のＲＡスロットを選択する。
（ステップＳ２３３）プリアンブル管理部２６１は、プリアンブルの候補の中から１つ選択する。プリアンブルの候補は、中継局２００，２００ａや移動局３００，３００ａが共通に使用できるものである。無線通信部２１０は、ステップ２３２で選択したＲＡスロットで、選択したプリアンブルを送信する。
【０１１０】
（ステップＳ２３４）バックホール制御部２６３は、ＤＬバックホールで、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。
（ステップＳ２３５）無線通信部２１０は、ＤＬバックホールのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ２を受信する。
【０１１１】
（ステップＳ２３６）無線通信部２１０は、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。好ましくは、ＵＬバックホールで送信する。
（ステップＳ２３７）バックホール制御部２６３は、ＤＬバックホールで、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。
【０１１２】
（ステップＳ２３８）無線通信部２１０は、ＤＬバックホールのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ４を受信する。
図１５は、第３の実施の形態の移動局処理を示すフローチャートである。ここでは、移動局３００が中継局２００または基地局１００に対してランダムアクセスを行う場合を考える。図１５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０１１３】
（ステップＳ２４１）無線通信部３１０は、中継局２００または基地局１００からＰＢＣＨで報知情報を受信する。報知情報には、移動局用のＲＡスロットのタイミングを示す情報が含まれる。ＲＡスロット管理部３５２は、移動局用のＲＡスロットを選択する。
【０１１４】
（ステップＳ２４２）プリアンブル管理部３５１は、プリアンブルの候補の中から１つ選択する。プリアンブルの候補は、中継局２００，２００ａや移動局３００，３００ａが共通に使用できるものである。無線通信部３１０は、ステップＳ２４１で選択したＲＡスロットで、選択したプリアンブルを送信する。
【０１１５】
（ステップＳ２４３）無線通信部３１０は、前述のＭｓｇ２が送信され得る期間、ＰＤＣＣＨをモニタリングし、中継局２００または基地局１００からＭｓｇ２を受信する。ただし、中継局２００からは、ＤＬバックホールを除くサブフレームで受信する。
【０１１６】
（ステップＳ２４４）無線通信部３１０は、中継局２００または基地局１００にＭｓｇ３を送信する。中継局２００へは、ＵＬバックホールを除くサブフレームで送信する。
（ステップＳ２４５）無線通信部３１０は、前述のＭｓｇ４が送信され得る期間、ＰＤＣＣＨをモニタリングし、中継局２００または基地局１００からＭｓｇ４を受信する。ただし、中継局２００からは、ＤＬバックホールを除くサブフレームで受信する。
【０１１７】
（ステップＳ２４６）無線通信部３１０は、中継局２００または基地局１００との間でデータ通信を行う。ただし、中継局２００に接続した場合は、バックホール以外のサブフレームでデータ通信を行う。
【０１１８】
図１６は、第３の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。図１６に示すメッセージの流れをステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ２１）中継局２００は、ＵＬバックホールの中継局用のＲＡスロットで、基地局１００にＭｓｇ１を送信する。Ｍｓｇ１として送信されるプリアンブルは、中継局と移動局が共通に使用するものでよい。基地局１００は、プリアンブルの受信タイミングから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局であることを認識する。
【０１１９】
（ステップＳ２２）基地局１００は、Ｍｓｇ２を送信できる期間内における、中継局２００のＤＬバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ２を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ２を受信する。
【０１２０】
（ステップＳ２３）基地局１００は、Ｍｓｇ２を送信できる期間内における、中継局２００ａのＤＬバックホールでＭｓｇ２を送信する。
（ステップＳ２４）中継局２００は、ＵＬバックホールで、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。基地局１００は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子から、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００であることを認識する。
【０１２１】
（ステップＳ２５）基地局１００は、Ｍｓｇ４を送信できる期間内における、中継局２００のＤＬバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ４を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ４を受信する。
【０１２２】
ところで、基地局１００は、中継局用のＲＡスロットを常に設定しなくてもよい。すなわち、中継局２００，２００ａについて前述のＲＡトリガを検出した後に、ＲＡスロットを設定するようにしてもよい。
【０１２３】
図１７は、第３の実施の形態の他のランダムアクセス例を示す図である。基地局１００は、通常時は中継局用のＰＲＡＣＨに無線リソースを割り当てない。一方、ＲＡトリガを検出し中継局２００，２００ａの何れかがランダムアクセスを行う可能性があると判断すると、中継局用のＰＲＡＣＨに無線リソースを割り当てる。このとき、タイマを用いて、無線リソースを割り当てる期間を制限してもよい。中継局２００，２００ａは、当該期間内にＭｓｇ１を送信するようにする。このようにして、中継局２００，２００ａがランダムアクセスを行わないときは、中継局用のＲＡスロットの無線リソースをＰＲＡＣＨ以外のチャネルに割り当てることができ、無線リソースを有効活用できる。
【０１２４】
このような第３の実施の形態の無線通信システムによれば、基地局１００は、Ｍｓｇ１を受信したタイミングから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局か移動局かを判定する。そして、送信元が中継局である場合、送信元が既存のＤＬバックホールでＭｓｇ２を受信できるよう、送信タイミングを制御する。また、基地局１００は、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００である場合、中継局２００が既存のＤＬバックホールでＭｓｇ４を受信できるよう、送信タイミングを制御する。これにより、中継局２００における自己干渉を抑制し、中継局２００から基地局１００へのランダムアクセスを円滑に実行することができる。
【０１２５】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態を説明する。第２および第３の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第４の実施の形態では、Ｍｓｇ２やＭｓｇ４の送信されるタイミングが、第２および第３の実施の形態と異なる。
【０１２６】
第４の実施の形態の無線通信システムは、図２に示した第２の実施の形態と同様の装置構成によって実現できる。また、第４の実施の形態の基地局、中継局および移動局は、図６〜８に示した第２の実施の形態と同様のブロック構造によって実現できる。以下では、図６〜８と同じ符号を用いて、第４の実施の形態を説明する。
【０１２７】
図１８は、第４の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。図１８のステップＳ３１１，Ｓ３１２，Ｓ３１４〜Ｓ３１７，Ｓ３１９，Ｓ３２０の処理は、図９に示したステップＳ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１４〜Ｓ１１７，Ｓ１１９，Ｓ１２０と同様であるため、説明を省略する。
【０１２８】
（ステップＳ３１３）バックホール制御部１６３は、前述のＭｓｇ２を送信できる期間内に存在するＤＬデフォルトバックホールを選択する。デフォルトバックホールは、通常時は有効でないが、ランダムアクセスの際に自動的に有効となるバックホールである。デフォルトバックホールのタイミングは、例えば、中継局２００と中継局２００ａとで共通に設定される。中継局２００，２００ａのデフォルトバックホールのタイミングは、基地局１００との間で予め設定されるものであり、例えば、中継局２００，２００ａの設置時に通信事業者により設定される。
【０１２９】
（ステップＳ３１８）バックホール制御部１６３は、前述のＭｓｇ４を送信できる期間内に存在するＤＬデフォルトバックホールを選択する。
図１９は、第４の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。図１９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０１３０】
（ステップＳ３２１）制御プレーン部２６０は、ＲＡトリガを検出したか判断する。ＲＡトリガを検出した場合、処理をステップＳ３２２に進める。ＲＡトリガを検出していない場合、ステップＳ３２１の処理を繰り返す。
【０１３１】
（ステップＳ３２２）バックホール制御部２６３は、既存のバックホールに加えて、所定のタイミングのデフォルトバックホールを有効にする。
（ステップＳ３２３）ＲＡ送信管理部２６２は、ＵＬデフォルトバックホールのＲＡスロットを選択する。ただし、移動局３００からの無線信号の受信を停止できれば、ＵＬデフォルトバックホール以外のＲＡスロットを選択してもよい。
【０１３２】
（ステップＳ３２４）プリアンブル管理部２６１は、プリアンブルの候補の中から、中継局用のプリアンブルを選択する。無線通信部２１０は、ステップＳ３２３で選択したＲＡスロットで、選択したプリアンブルを送信する。
【０１３３】
（ステップＳ３２５）バックホール制御部２６３は、ＤＬバックホールに加えて、ＤＬデフォルトバックホールで、移動局３００への無線信号の送信を制限する。
（ステップＳ３２６）無線通信部２１０は、ＤＬデフォルトバックホールのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ２を受信する。
【０１３４】
（ステップＳ３２７）無線通信部２１０は、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。好ましくは、ＵＬデフォルトバックホールで送信する。
（ステップＳ３２８）バックホール制御部２６３は、ＤＬバックホールに加えて、ＤＬデフォルトバックホールで、移動局３００への無線信号の送信を制限する。
【０１３５】
（ステップＳ３２９）無線通信部２１０は、ＤＬデフォルトバックホールのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ４を受信する。
図２０は、第４の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。図２０に示すメッセージの流れをステップ番号に沿って説明する。
【０１３６】
（ステップＳ３１）中継局２００は、ＵＬデフォルトバックホールで、基地局１００にＭｓｇ１を送信する。送信されるプリアンブルは、中継局用のものである。基地局１００は、プリアンブルから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局であることを認識する。
【０１３７】
（ステップＳ３２）基地局１００は、Ｍｓｇ２を送信できる期間内における、ＤＬデフォルトバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ２を送信する。中継局２００，２００ａそれぞれのＤＬバックホールではＭｓｇ２を送信しなくてもよい。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ２を受信する。なお、中継局２００ａでは、デフォルトバックホールが有効であればＭｓｇ２が受信され、有効でなければＭｓｇ２は受信されない。
【０１３８】
（ステップＳ３３）中継局２００は、ＵＬデフォルトバックホールで、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。基地局１００は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子から、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００であることを認識する。
【０１３９】
（ステップＳ３４）基地局１００は、Ｍｓｇ４を送信できる期間内における、ＤＬデフォルトバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ４を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ４を受信する。
【０１４０】
上記説明では、第２の実施の形態で用いた方法によりＭｓｇ１の送信元が中継局か否か判定したが、第３の実施の形態で用いた方法により判定してもよい。
図２１は、第４の実施の形態の他のランダムアクセス例を示す図である。図２１に示すメッセージの流れをステップ番号に沿って説明する。
【０１４１】
（ステップＳ３５）中継局２００は、ＵＬデフォルトバックホールにおける中継局用のＲＡスロットで、基地局１００にＭｓｇ１を送信する。基地局１００は、プリアンブルの受信タイミングから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局であることを認識する。なお、基地局１００は、ＲＡトリガを検出した後に中継局用のＲＡスロットを有効にしてもよい。
【０１４２】
（ステップＳ３６）基地局１００は、Ｍｓｇ２を送信できる期間内における、ＤＬデフォルトバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ２を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ２を受信する。
【０１４３】
（ステップＳ３７）中継局２００は、ＵＬデフォルトバックホールで、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。基地局１００は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子から、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００であることを認識する。
【０１４４】
（ステップＳ３８）基地局１００は、Ｍｓｇ４を送信できる期間内における、ＤＬデフォルトバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ４を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ４を受信する。
【０１４５】
このような第４の実施の形態の無線通信システムによれば、第２および第３の実施の形態と同様に、中継局２００から基地局１００へのランダムアクセスを円滑に実行することができる。更に、第４の実施の形態では、Ｍｓｇ２およびＭｓｇ４の送信タイミングを共通化でき、ランダムアクセスの制御が簡潔になる。送信タイミングを共通化できる点は、ハンドオーバに伴うランダムアクセスの場合に特に有効である。
【０１４６】
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態を説明する。第２および第３の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第５の実施の形態では、ＲＡスロットを設定するサブフレームが、第２および第３の実施の形態と異なる。
【０１４７】
第５の実施の形態の無線通信システムは、図２に示した第２の実施の形態と同様の装置構成によって実現できる。また、第５の実施の形態の基地局、中継局および移動局は、図６〜８に示した第２の実施の形態と同様のブロック構造によって実現できる。以下では、図６〜８と同じ符号を用いて、第５の実施の形態を説明する。
【０１４８】
図２２は、第５の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。図２２のステップＳ４１２，Ｓ４１３，Ｓ４１５〜Ｓ４２１の処理は、図１３に示したステップＳ２１２，Ｓ２１３，Ｓ２１５〜Ｓ２２１と同様であるため、説明を省略する。
【０１４９】
（ステップＳ４１１）ＲＡスロット管理部１６２は、中継局用のＲＡスロットを、中継局２００，２００ａのＤＬバックホールのｋサブフレーム（例えば、３サブフレーム）前に設定する。中継局２００と中継局２００ａとでＤＬバックホールのタイミングが異なる場合には、各ＤＬバックホールのｋサブフレーム前に設定する。
【０１５０】
（ステップＳ４１４）バックホール制御部１６３は、Ｍｓｇ１を受信したサブフレームのｋサブフレーム後のＤＬバックホールを選択する。ただし、ｋサブフレーム後にＭｓｇ２を送信できない事情がある場合には、Ｍｓｇ２を送信できる期間内であってｋサブフレーム以降の他のＤＬバックホールを選択してもよい。
【０１５１】
図２３は、第５の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。図２３のステップＳ４３２，Ｓ４３３，Ｓ４３５〜Ｓ４３７の処理は、図１４に示したステップＳ２３３，Ｓ２３４，Ｓ２３６〜Ｓ２３８と同様であるため、説明を省略する。
【０１５２】
（ステップＳ４３１）ＲＡ送信管理部２６２は、中継局用のＲＡスロットとしてＤＬバックホールのｋサブフレーム（例えば、３サブフレーム）前のＲＡスロットを選択する。選択したサブフレームがＵＬバックホールでない場合、バックホール制御部２６３は、当該サブフレームで移動局３００からデータを受信しないよう制御する。
【０１５３】
（ステップＳ４３４）無線通信部２１０は、Ｍｓｇ１を送信したサブフレームのｋサブフレーム後のＤＬバックホールから、ＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨのモニタリングを開始する。当該ＤＬバックホールでＭｓｇ２を受信できると期待される。ただし、当該ＤＬバックホールで受信できなかった場合には、無線通信部２１０は、それ以降のＤＬバックホールのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨをモニタリングする。
【０１５４】
図２４は、第５の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。図２４に示すメッセージの流れをステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ４１）中継局２００は、ＤＬバックホールの３サブフレーム前のＲＡスロットで、基地局１００にＭｓｇ１を送信する。基地局１００は、プリアンブルの受信タイミングから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局であることを認識する。
【０１５５】
（ステップＳ４２）基地局１００は、Ｍｓｇ１を受信したサブフレームの３サブフレーム後のＤＬバックホールにおけるＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ２を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ２を受信する。
【０１５６】
（ステップＳ４３）中継局２００は、ＵＬバックホールで、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。基地局１００は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子から、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００であることを認識する。
【０１５７】
（ステップＳ４４）基地局１００は、Ｍｓｇ４を送信できる期間内における、中継局２００のＤＬバックホールのＲ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ４を送信する。中継局２００は、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないことで、Ｍｓｇ４を受信する。
【０１５８】
上記説明では、第３の実施の形態で用いた方法によりＭｓｇ１の送信元が中継局か否か判定したが、第２の実施の形態で用いた方法により判定してもよい。
このような第５の実施の形態の無線通信システムによれば、第２および第３の実施の形態と同様に、中継局２００から基地局１００へのランダムアクセスを円滑に実行することができる。更に、第５の実施の形態では、中継局２００は、ＵＬバックホールにＲＡスロットが設けられていなくても、円滑にランダムアクセスを開始できる。また、Ｍｓｇ１を送信してから所定時間後に受信信号をモニタリングすればよく、制御が簡潔になる。
【０１５９】
［第６の実施の形態］
次に、第６の実施の形態を説明する。第２および第３の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。第６の実施の形態では、中継局のＤＬバックホール以外でも、Ｍｓｇ２やＭｓｇ４が送信され得る。
【０１６０】
第６の実施の形態の無線通信システムは、図２に示した第２の実施の形態と同様の装置構成によって実現できる。また、第６の実施の形態の基地局、中継局および移動局は、図６〜８に示した第２の実施の形態と同様のブロック構造によって実現できる。以下では、図６〜８と同じ符号を用いて、第６の実施の形態を説明する。
【０１６１】
図２５は、第６の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。図２５のステップＳ５１１，Ｓ５１２，Ｓ５１４〜Ｓ５１７，Ｓ５１９，Ｓ５２０の処理は、図９に示したステップＳ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１４〜Ｓ１１７，Ｓ１１９，Ｓ１２０と同様であるため、説明を省略する。
【０１６２】
（ステップＳ５１３）バックホール制御部１６３は、Ｍｓｇ１を受信したサブフレームのｍ個後のサブフレームを選択する。ｍは、基地局１００および中継局２００，２００ａに予め設定された値であり、例えばｍ＝３とする。
【０１６３】
（ステップＳ５１８）バックホール制御部１６３は、Ｍｓｇ３を受信したサブフレームのｎ個後のサブフレームを選択する。ｎは、基地局１００および中継局２００，２００ａに予め設定された値であり、例えばｎ＝８とする。
【０１６４】
図２６は、第６の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。図２６のステップＳ５２１，Ｓ５２２，Ｓ５２５の処理は、図１０に示したステップＳ１２１，Ｓ１２２，Ｓ１２５と同様であるため、説明を省略する。
【０１６５】
（ステップＳ５２３）バックホール制御部２６３は、Ｍｓｇ１を送信したサブフレームからｍ個後のサブフレームで、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。Ｍｓｇ２がＰＤＣＣＨで送信される場合は、制御用の領域とデータ用の領域の両方で信号送信を停止する。Ｍｓｇ２がＲ−ＰＤＣＣＨで送信される場合は、少なくともデータ用の領域で信号送信を停止する。
【０１６６】
（ステップＳ５２４）無線通信部２１０は、上記ｍ個後のサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ２を受信する。
（ステップＳ５２６）バックホール制御部２６３は、Ｍｓｇ３を送信したサブフレームからｎ個後のサブフレームで、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。Ｍｓｇ４がＰＤＣＣＨで送信される場合は、制御用の領域とデータ用の領域の両方で信号送信を停止する。Ｍｓｇ４がＲ−ＰＤＣＣＨで送信される場合は、少なくともデータ用の領域で信号送信を停止する。
【０１６７】
（ステップＳ５２７）無線通信部２１０は、上記ｎ個後のサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ４を受信する。
図２７は、第６の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。図２７に示すメッセージの流れをステップ番号に沿って説明する。
【０１６８】
（ステップＳ５１）中継局２００は、中継局用のプリアンブルを用いて、基地局１００にＭｓｇ１を送信する。基地局１００は、プリアンブルから、Ｍｓｇ１の送信元が中継局であることを認識する。
【０１６９】
（ステップＳ５２）基地局１００は、Ｍｓｇ１を受信してから３サブフレーム後に、Ｒ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ２を送信する。中継局２００は、Ｍｓｇ１を送信したサブフレームの３個後のサブフレームで、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないように制御し、Ｍｓｇ２を受信する。
【０１７０】
（ステップＳ５３）中継局２００は、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。基地局１００は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子から、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００であることを認識する。
【０１７１】
（ステップＳ５４）基地局１００は、Ｍｓｇ３を受信してから８サブフレーム後に、Ｒ−ＰＤＣＣＨでＭｓｇ４を送信する。中継局２００は、Ｍｓｇ３を送信したサブフレームの８個後のサブフレームで、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないように制御することで、Ｍｓｇ４を受信する。
【０１７２】
上記説明では、第２の実施の形態で用いた方法によりＭｓｇ１の送信元が中継局か否か判定したが、第３の実施の形態で用いた方法により判定してもよい。
このような第６の実施の形態の無線通信システムによれば、第２および第３の実施の形態と同様に、中継局２００から基地局１００へのランダムアクセスを円滑に実行することができる。更に、第６の実施の形態では、Ｍｓｇ１とＭｓｇ２の間の間隔およびＭｓｇ３とＭｓｇ４の間の間隔が固定であるため、中継局２００におけるランダムアクセスの制御が簡潔になる。一方で、移動局３００ａから基地局１００へのランダムアクセスについては、上記間隔を固定にしなくてよいため、スケジューリングの柔軟性を確保できる。
【０１７３】
［第７の実施の形態］
次に、第７の実施の形態を説明する。第２の実施の形態との差異を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。前述の第２〜第６の実施の形態では、Ｍｓｇ１やＭｓｇ３の送信元が中継局か移動局かに応じて、Ｍｓｇ２やＭｓｇ４の送信タイミングを変更するようにした。これに対し、第７の実施の形態では、送信元が中継局である場合と移動局である場合とを基地局が区別しなくても、ランダムアクセスを実行できるようにする。
【０１７４】
第７の実施の形態の無線通信システムは、図２に示した第２の実施の形態と同様の装置構成によって実現できる。また、第７の実施の形態の基地局、中継局および移動局は、図６〜８に示した第２の実施の形態と同様のブロック構造によって実現できる。以下では、図６〜８と同じ符号を用いて、第７の実施の形態を説明する。
【０１７５】
図２８は、第７の実施の形態の基地局処理を示すフローチャートである。図２８に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ６１１）無線通信部１１０は、ＰＲＡＣＨでプリアンブル（Ｍｓｇ１）を受信する。この時点では、Ｍｓｇ１の送信元は具体的に特定されない。
【０１７６】
（ステップＳ６１２）制御プレーン部１６０は、スケジューリングを行い、前述のＭｓｇ２を送信できる期間内の任意のサブフレームを選択する。
（ステップＳ６１３）無線通信部１１０は、ステップＳ６１２で選択されたサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ２を送信する。
【０１７７】
（ステップＳ６１４）無線通信部１１０は、Ｍｓｇ３を受信する。ここでは、送信元が中継局２００であるとする。
（ステップＳ６１５）制御プレーン部１６０は、スケジューリングを行い、前述のＭｓｇ４を送信できる期間内の任意のサブフレームを選択する。
【０１７８】
（ステップＳ６１６）無線通信部１１０は、ステップＳ６１５で選択されたサブフレームのＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ４を送信する。
図２９は、第７の実施の形態の中継局処理を示すフローチャートである。図２９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【０１７９】
（ステップＳ６２１）無線通信部２１０は、基地局１００からＰＢＣＨで報知情報を受信する。報知情報には、ＲＡスロットのタイミングについての情報が含まれる。ＲＡ送信管理部２６２は、ＲＡスロットを１つ選択する。バックホール制御部２６３は当該ＲＡスロットが設けられたサブフレームで移動局３００からデータを受信しないよう制御する。
【０１８０】
（ステップＳ６２２）プリアンブル管理部２６１は、プリアンブルの候補の中から１つ選択する。無線通信部２１０は、ステップＳ６２１で選択したＲＡスロットで、選択したプリアンブルを送信する。
【０１８１】
（ステップＳ６２３）バックホール制御部２６３は、前述のＭｓｇ２を受信する可能性のある期間の先頭からＭｓｇ２を受信するまでの間、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。Ｍｓｇ２がＰＤＣＣＨで送信される場合は、制御用の領域とデータ用の領域の両方で信号送信を停止する。Ｍｓｇ２がＲ−ＰＤＣＣＨで送信される場合は、少なくともデータ用の領域で信号送信を停止する。
【０１８２】
（ステップＳ６２４）無線通信部２１０は、ＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ２を受信する。
（ステップＳ６２５）バックホール制御部２６３は、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を再開する。
【０１８３】
（ステップＳ６２６）無線通信部２１０は、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。
（ステップＳ６２７）バックホール制御部２６３は、前述のＭｓｇ４を受信する可能性のある期間の先頭からＭｓｇ４を受信するまでの間、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を制限する。Ｍｓｇ２がＰＤＣＣＨで送信される場合は、制御用の領域とデータ用の領域の両方で信号送信を停止する。Ｍｓｇ２がＲ−ＰＤＣＣＨで送信される場合は、少なくともデータ用の領域で信号送信を停止する。
【０１８４】
（ステップＳ６２８）無線通信部２１０は、ＰＤＣＣＨまたはＲ−ＰＤＣＣＨで、基地局１００からＭｓｇ２を受信する。
（ステップＳ６２９）バックホール制御部２６３は、移動局３００への無線信号（参照信号を含む）の送信を再開する。
【０１８５】
図３０は、第７の実施の形態のランダムアクセス例を示す図である。図３０に示すメッセージの流れをステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ６１）中継局２００は、基地局１００にＭｓｇ１を送信する。
【０１８６】
（ステップＳ６２）基地局１００は、スケジューリングを行い、Ｍｓｇ２を送信できる期間内の何れかのサブフレームのＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ２を送信する。中継局２００は、Ｍｓｇ１を送信したサブフレームから３サブフレーム以降、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないように制御し、Ｍｓｇ２を受信する。
【０１８７】
（ステップＳ６３）中継局２００は、基地局１００にＭｓｇ３を送信する。基地局１００は、Ｍｓｇ３に含まれる識別子から、Ｍｓｇ３の送信元が中継局２００であることを認識する。
【０１８８】
（ステップＳ６４）基地局１００は、スケジューリングを行い、Ｍｓｇ４を送信できる期間内の何れかのサブフレームのＲ−ＰＤＣＣＨで、Ｍｓｇ４を送信する。中継局２００は、Ｍｓｇ３を送信したサブフレーム以降、データ用の領域内で参照信号などの信号を送信しないように制御し、Ｍｓｇ４を受信する。
【０１８９】
このような第７の実施の形態の無線通信システムによれば、中継局２００における自己干渉を抑制し、中継局２００から基地局１００へのランダムアクセスを円滑に実行することができる。また、基地局１００では、中継局２００によるランダムアクセスと移動局３００ａによるランダムアクセスとを区別せずに共通の手続きを実行すればよいため、ランダムアクセスの制御が簡潔になる。
【０１９０】
上記については単に本発明の原理を示すものである。更に、多数の変形や変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応する全ての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【０１９１】
１０  基地局
２０  中継局
１１，２１  無線通信部
１２，２２  制御部
３０  移動局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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