(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信装置と無線受信装置との通信の中継を行う無線中継装置であって、
前記無線送信装置から送信される信号を復調する復調手段と、
復調された前記信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、シンボルの振幅の変化によって値が変動する振幅ビットを復号して、前記無線中継装置宛ての信号を得る復号手段と、
復調された前記信号の各シンボルを構成する前記複数のビットのうち、シンボルの位相の変化によって値が変動する位相ビットを変調して、前記無線受信装置宛ての中継信号を生成する変調手段と、
を具備する無線中継装置。
【請求項２】
前記変調手段は、前記無線送信装置から送信される前記信号の変調方式よりも、シンボルの振幅変動が小さい変調方式で前記位相ビットを変調する、
請求項１記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記変調手段は、位相のみを用いる変調方式で前記位相ビットを変調し、
前記変調手段で変調された前記位相ビットを、出力電圧が一定となるリミッタ動作で送信する送信手段を、さらに具備する、
請求項１記載の無線中継装置。
【請求項４】
前記復号手段は、前記位相ビットのうち一部のビット、及び、前記振幅ビットを復号して、前記無線中継装置宛ての信号を得て、
前記変調手段は、前記位相ビットのうち前記一部のビット以外のビットを変調して、前記無線受信装置宛ての前記中継信号を生成する、
請求項１記載の無線中継装置。
【請求項５】
前記無線中継装置宛ての信号は、前記無線中継装置における中継処理の動作を制御する情報を示す信号である、
請求項１記載の無線中継装置。
【請求項６】
ポーラ変調を用いて、前記変調手段で変調された前記位相ビットを送信する送信手段を、さらに具備する、
請求項１記載の無線中継装置。
【請求項７】
無線送信装置と無線受信装置との通信の中継を行う無線中継装置における無線中継方法であって、
前記無線送信装置から送信される信号を復調する復調ステップと、
復調された前記信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、シンボルの振幅の変化によって値が変動する振幅ビットを復号して、前記無線中継装置宛ての信号を得る復号ステップと、
復調された前記信号の各シンボルを構成する前記複数のビットのうち、シンボルの位相の変化によって値が変動する位相ビットを変調して、前記無線受信装置宛ての中継信号を生成する変調ステップと、
を具備する無線中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継装置および無線中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信移動局装置（以下、単に移動局という）が、他の移動局宛ての信号を中継送信する中継機能（リピータ機能）を有する移動通信システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
この移動通信システムでは、例えば、中継機能を有する移動局が無線通信基地局装置（以下、単に基地局という）から送信された、他の移動局宛ての信号を中継送信する。これにより、基地局と直接通信することが困難な移動局でも、中継機能を有する移動局を介して基地局と通信することが可能となり、システムキャパシティが増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５９４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記移動通信システムでは、中継機能を有する移動局は、他の移動局宛ての信号を中継送信するために自装置の電力を消費しなければならない。具体的には、中継機能を有する移動局は、他の移動局宛ての信号を中継送信する際、受信回路では受信ＲＦ回路及び復調回路を動作させるために電力を消費し、送信回路では変調回路及び送信ＲＦ回路を動作させるために電力を消費する。【０００６】
このような中継処理に係る電力消費は、中継機能を有する移動局が備えるバッテリの充電容量を減少させてしまう。そのため、中継機能を有する移動局では、他の移動局宛ての信号に対する中継処理を行うほどバッテリの充電容量が少なくなり、結果として、中継機能を有する移動局自身の信号の送受信を行えなくなってしまう課題が発生する。【０００７】
一方で、或る移動局が他の移動局の中継処理を行わないと、通信が全く行えない移動局が発生してしまい、移動通信システムのシステムキャパシティを増やすことができない。【０００８】
本発明の目的は、中継機能を有する移動局における中継処理に要する消費電力を減少させて、システムキャパシティを増加させることができる無線中継装置および無線中継方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る無線中継装置は、無線送信装置と無線受信装置との通信の中継を行う無線中継装置であって、前記無線送信装置から送信される信号を復調する復調手段と、復調された前記信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットを復号して、前記無線中継装置宛ての信号を得る復号手段と、復調された前記信号の各シンボルを構成する前記複数のビットのうち位相ビットを変調して、前記無線受信装置宛ての中継信号を生成する変調手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
本発明の一態様に係る無線送信装置は、無線送信装置と無線受信装置との通信の中継を行う無線中継装置、及び、前記無線受信装置へ信号を送信する前記無線送信装置であって、前記無線中継装置宛てのデータを、前記信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットに対応するビット位置に配置し、前記無線受信装置宛てのデータを、前記信号の各シンボルを構成する前記複数のビットのうち位相ビットに対応するビット位置に配置する配置手段と、前記振幅ビット及び前記位相ビットを含む前記信号を変調する変調手段と、を具備する構成を採る。
【００１１】
本発明の一態様に係る無線中継方法は、無線送信装置と無線受信装置との通信の中継を行う無線中継装置における無線中継方法であって、前記無線送信装置から送信される信号を復調する復調ステップと、復調された前記信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットを復号して、前記無線中継装置宛ての信号を得る復号ステップと、復調された前記信号の各シンボルを構成する前記複数のビットのうち位相ビットを変調して、前記無線受信装置宛ての中継信号を生成する変調ステップと、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中継機能を有する移動局における中継処理に要する消費電力を減少させて、システムキャパシティを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の各形態に係る通信システムを示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係る生起ノードの構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る中継ノードの構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る宛先ノードの構成を示すブロック図
【図５Ａ】本発明の実施の形態１に係る生起ノードから送信される信号の各シンボルを構成するビットを示す図
【図５Ｂ】本発明の実施の形態１に係る生起ノードから送信される信号のコンスタレーションを示す図
【図５Ｃ】本発明の実施の形態１に係る通信システムにおける中継処理を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る通信システムにおける中継処理の具体例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る生起ノードから送信される信号の各シンボルを構成するビットを示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係る通信システムにおける中継処理を示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係る生起ノードから送信される信号の各シンボルを構成するビットを示す図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る通信システムにおける中継処理を示す図
【図１１】本発明の実施の形態４に係る生起ノードの構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態４に係る中継ノードの構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る生起ノードから送信される信号の各シンボルを構成するビットを示す図
【図１４】本発明の実施の形態４に係る生起ノードのその他の構成を示すブロック図
【図１５】一般的なポーラ変調回路を示す図
【図１６】本発明の実施の形態４に係る中継ノードの送信ＲＦ部におけるポーラ変調回路の構成を示すブロック図
【図１７Ａ】本発明のバリエーションに係る生起ノードから送信される信号のコンスタレーションを示す図
【図１７Ｂ】本発明のバリエーションに係る生起ノードから送信されるシンボルを示す図
【図１８Ａ】本発明のバリエーションに係る生起ノードから送信される信号のコンスタレーションを示す図
【図１８Ｂ】本発明のバリエーションに係る生起ノードから送信されるシンボルを示す図
【図１９Ａ】本発明のバリエーションに係る生起ノードから送信される信号のコンスタレーションを示す図
【図１９Ｂ】本発明のバリエーションに係る各変調方式における振幅ビット数及び位相ビット数を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
以下の説明では、図１に示すように、無線送信装置（以下、生起ノード（source node）という。例えば、上述した基地局）と、無線中継装置（以下、中継ノード（relay node）という。例えば、上述した中継機能を有する移動局）と、無線受信装置（以下、宛先ノード（destination node）という。例えば、上述した他の移動局）とを有する通信システムについて説明する。
【００１６】
この通信システムでは、図１に示すように、生起ノードは、中継ノード宛てデータ及び宛先ノード宛てデータを送信する。また、中継ノードは、生起ノードから送信された信号を受信し、受信した信号のうち宛先ノード宛てデータを宛先ノードへ中継送信する。
【００１７】
（実施の形態１）
本実施の形態に係る生起ノード１００の構成を図２に示す。
【００１８】
図２に示す生起ノード１００において、受信ＲＦ部１０２は、宛先ノード（後述する）及び中継ノード（後述する）からの信号をアンテナ１０１を介して受信する。そして、受信ＲＦ部１０２は、受信した信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行い、受信処理後の信号を宛先ノードＣＱＩ検出部１０３及び中継ノードＣＱＩ検出部１０４に出力する。なお、この信号には、宛先ノード及び中継ノードでそれぞれ生成されたチャネル品質情報（ここでは、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator））が含まれる。
【００１９】
宛先ノードＣＱＩ検出部１０３は、受信ＲＦ部１０２から入力される信号から、宛先ノードで生成されたＣＱＩ（以下、宛先ノードＣＱＩという）を検出する。また、中継ノードＣＱＩ検出部１０４は、受信ＲＦ部１０２から入力される信号から、中継ノードで生成されたＣＱＩ（以下、中継ノードＣＱＩという）を検出する。そして、宛先ノードＣＱＩ検出部１０３及び中継ノードＣＱＩ検出部１０４は、宛先ノードＣＱＩ及び中継ノードＣＱＩをそれぞれスケジューラ１０５に出力する。
【００２０】
なお、チャネル品質情報としては、ＣＱＩに限らず、パイロット信号の受信強度、受信ＳＮＲ、受信ＳＩＮＲ、受信ＣＩＲ、受信ＣＩＮＲ、受信ＳＩＮＲの分散又は標準偏差、受信ＣＩＮＲの分散又は標準偏差を用いてもよい。
【００２１】
スケジューラ１０５は、宛先ノードＣＱＩ検出部１０３及び中継ノードＣＱＩ検出部１０４からそれぞれ入力される宛先ノードＣＱＩ及び中継ノードＣＱＩを用いて、生起ノードから送信する送信信号に割り当てるリソース（時間リソース、周波数リソース、空間リソース、マルチパス等）をスケジューリングする。そして、スケジューラ１０５は、スケジューリング結果をＭＣＳ（Modulation and channel Coding Scheme）決定部１０６に出力する。
【００２２】
ＭＣＳ決定部１０６は、スケジューラ１０５から入力されるスケジューリング結果に基づいて、宛先ノード宛てデータの符号化率、中継ノード宛てデータの符号化率、及び、宛先ノード宛てデータ及び中継ノード宛てデータを含む送信信号の変調方式を決定する。ここで、ＭＣＳ決定部１０６は、送信信号の変調方式を決定することにより、宛先ノード宛てデータ及び中継ノード宛てデータに対して、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、送信信号の各シンボルの振幅の変化によって値が変動するビットである振幅ビット（振幅情報）、及び、送信信号の各シンボルの位相の変化によって値が変動するビットである位相ビット（位相情報）への割当を行う。例えば、ＭＣＳ決定部１０６は、予め設定された複数のコンスタレーションパターンの中から１つを選択して送信信号の変調方式を決定してもよい。または、ＭＣＳ決定部１０６は、スケジューラ１０５を介して入力されるＣＱＩに基づいて任意の変調方式を適応的に決定してもよい。そして、ＭＣＳ決定部１０６は、決定した符号化率及び変調方式を含むＭＣＳ情報を符号化部１０７，１０８、レートマッチング部１０９，１１０、ビット配置部１１１及び変調部１１２に出力する。
【００２３】
符号化部１０７は、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報に示される符号化率に基づいて、宛先ノード宛てデータに対して誤り訂正符号化処理を行い、符号化後の信号をレートマッチング部１０９に出力する。
【００２４】
符号化部１０８は、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報に示される符号化率に基づいて、中継ノード宛てデータに対して誤り訂正符号化処理を行い、符号化後の信号をレートマッチング部１１０に出力する。
【００２５】
なお、符号化部１０７及び符号化部１０８の代わりに、宛先ノード宛てデータと中継ノード宛てデータとをまとめて、１つの符号化器で誤り訂正符号化処理を行ってもよい。すなわち、生起ノード１００は、宛先ノード宛てデータと中継ノード宛てデータとを多重して、誤り訂正符号化処理を一括して行ってもよい。一般に、誤り訂正復号を行う単位（データ長）が長い方が、より誤りにくくなる特性がある。この場合、宛先ノード宛てデータと中継ノード宛てデータとに対して個別に誤り訂正符号化処理を行う場合よりも、中継ノードにおける誤り訂正復号性能が向上して誤り率特性を改善させることができる。
【００２６】
レートマッチング部１０９は、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報に示される符号化率に基づいて、符号化部１０７から入力される宛先ノード宛てデータに対してレートマッチング処理を行う。そして、レートマッチング部１０９は、レートマッチング処理後の信号（宛先ノード宛てデータ）をビット配置部１１１に出力する。
【００２７】
レートマッチング部１１０は、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報に示される符号化率に基づいて、符号化部１０８から入力される中継ノード宛てデータに対してレートマッチング処理を行う。そして、レートマッチング部１１０は、レートマッチング処理後の信号（中継ノード宛てデータ）をビット配置部１１１に出力する。
【００２８】
ビット配置部１１１は、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報に示される変調方式に基づいて、レートマッチング部１０９から入力される宛先ノード宛てデータ、及び、レートマッチング部１１０から入力される中継ノード宛てデータに対して、ビット配置処理を行う。具体的には、ビット配置部１１１は、変調部１１２で変調される送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、振幅ビットに対応するビット位置に中継ノード宛てデータを配置する。また、ビット配置部１１１は、変調部１１２で変調される送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、位相ビットに対応するビット位置に宛先ノード宛てデータを配置する。そして、ビット配置部１１１は、中継ノード宛てデータ及び宛先ノード宛てデータが配置されたビット列を変調部１１２に出力する。
【００２９】
変調部１１２は、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報に示される変調方式に基づいて、ビット配置部１１１から入力されるビット列を変調する。すなわち、変調部１１２は、中継ノード宛てデータが配置された振幅ビット及び宛先ノードが配置された位相ビットを含む信号（ビット列）を変調する。すなわち、変調部１１２は、振幅及び位相を用いる変調方式でビット列を変調する。そして、変調部１１２は、変調後の信号を送信ＲＦ部１１３に出力する。
【００３０】
送信ＲＦ部１１３は、変調部１１２から入力される信号に対して、Ｄ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行い、送信処理後の信号をアンテナ１０１から送信する。
【００３１】
次に、本実施の形態に係る中継ノード２００の構成を図３に示す。
【００３２】
図３に示す中継ノード２００において、受信ＲＦ部２０２は、生起ノード１００から送信された信号をアンテナ２０１を介して受信する。そして、受信ＲＦ部２０２は、受信した信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行い、受信処理後の信号を復調部２０３に出力する。なお、生起ノード１００から送信された信号には、中継ノード２００宛てデータ及び宛先ノード宛てデータが含まれる。
【００３３】
復調部２０３は、受信ＲＦ部２０２から入力される信号を復調し、復調後の信号（ビット列）を振幅ビット抽出部２０４及び位相ビット抽出部２０６に出力する。
【００３４】
振幅ビット抽出部２０４は、復調部２０３から入力される信号（ビット列）から、中継ノード２００宛てデータを抽出する。具体的には、振幅ビット抽出部２０４は、生起ノード１００から送信された信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットを抽出する。そして、振幅ビット抽出部２０４は、抽出した振幅ビット（つまり、中継ノード２００宛てデータ）を復号部２０５に出力する。
【００３５】
復号部２０５は、振幅ビット抽出部２０４から入力される中継ノード２００宛てデータに対して誤り訂正復号処理を行い、復号結果を受信データとして中継ノード２００内の上位レイヤへ出力する。すなわち、復号部２０５は、復調部２０３で復調された信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットを復号して、中継ノード宛てデータを得る。
【００３６】
位相ビット抽出部２０６は、復調部２０３から入力される信号（ビット列）から、宛先ノード宛データを抽出する。具体的には、位相ビット抽出部２０６は、生起ノード１００から送信された信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち位相ビットを抽出する。そして、位相ビット抽出部２０６は、抽出した位相ビット（つまり、宛先ノード宛てデータ）を中継処理部２０７に出力する。
【００３７】
中継処理部２０７は、位相ビット抽出部２０６から入力される宛先ノード宛てデータに対して、中継送信先の宛先ノード向けの信号フォーマットに形成する処理等を施す中継処理を行う。そして、中継処理部２０７は、中継処理後の信号を変調部２０８に出力する。
【００３８】
変調部２０８は、中継処理部２０７から入力される信号（つまり、宛先ノード宛てデータ）を変調する。すなわち、変調部２０８は、復調部２０３で復調された信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち位相ビットを変調して、宛先ノード宛てデータ（中継信号）を生成する。このとき、変調部２０８は、生起ノード１００から送信される信号の変調方式（つまり、振幅及び位相を用いる変調方式）よりも振幅変動が小さい変調方式で信号を変調する。例えば、変調部２０８は、位相のみを用いる変調方式で信号を変調する。そして、変調部２０８は、変調後の信号を送信ＲＦ部２０９に出力する。
【００３９】
送信ＲＦ部２０９は、変調部２０８から入力される信号に対して、Ｄ／Ａ変換、増幅およびアップコンバート等の送信処理を行い、送信処理後の信号をアンテナ２０１から宛先ノードへ送信する。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る宛先ノード３００の構成を図４に示す。
【００４１】
図４に示す宛先ノード３００において、受信ＲＦ部３０２は、中継ノード２００から送信された信号（中継信号）をアンテナ３０１を介して受信する。そして、受信ＲＦ部３０２は、受信した信号に対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行い、受信処理後の信号を復調部３０３に出力する。
【００４２】
復調部３０３は、受信ＲＦ部３０２から入力される信号を復調し、復調後の信号（ビット列）を位相ビット抽出部３０４に出力する。
【００４３】
位相ビット抽出部３０４は、復調部３０３から入力される信号（ビット列）から、宛先ノード３００宛データを抽出する。具体的には、位相ビット抽出部３０４は、中継ノード２００から送信される信号の各シンボルを構成するビットである位相ビット（つまり、宛先ノード３００宛てデータ）を抽出する。そして、位相ビット抽出部３０４は、抽出した宛先ノード３００宛データを復号部３０５に出力する。
【００４４】
復号部３０５は、位相ビット抽出部３０４から入力される宛先ノード３００宛てデータに対して誤り訂正復号処理を行い、復号結果を受信データとして宛先ノード３００内の上位レイヤへ出力する。なお、誤り訂正復号処理は、生起ノード１００又は中継ノード２００で誤り訂正符号化処理が行われているときに必要であり、生起ノード１００又は中継ノード２００で誤り訂正符号化処理が行われていないときには、誤り訂正復号処理は省略される。
【００４５】
また、本実施の形態に係る中継ノード２００（図３）及び宛先ノード３００（図４）は、生起ノード１００（図２）から送信されるパイロット信号を用いて、中継ノード２００と生起ノード１００との間のチャネル、及び、宛先ノード３００と生起ノード１００との間のチャネルをそれぞれ推定する。そして、中継ノード２００及び宛先ノード３００は、推定結果であるチャネル推定値を用いて、ＣＱＩ（上述した中継ノードＣＱＩ及び宛先ノードＣＱＩ）をそれぞれ生成する。そして、宛先ノード３００は、生成した宛先ノードＣＱＩを示すＣＱＩ情報を生起ノード１００又は中継ノード２００に送信する。また、中継ノード２００は、生成した中継ノードＣＱＩ、及び、宛先ノード３００から受信した宛先ノードＣＱＩを生起ノード１００に送信する。
【００４６】
次に、本実施の形態に係る通信システムの動作について詳細に説明する。
【００４７】
以下の説明では、図５Ａに示すように、生起ノード１００（図２）は、１シンボルあたり３ビットで構成される信号を送信する。ここで、図５Ａに示すように、１シンボルを構成する３ビットのうち、上位１ビットは振幅ビットであり、下位２ビットは位相ビットである。
【００４８】
すなわち、生起ノード１００から送信される送信信号のコンスタレーションは図５Ｂに示すようになる。図５Ｂは８ＱＡＭ（８ＰＡＳＫ（8 Phase Amplitude Shift Keying）と呼ばれることもある）のコンスタレーションである。図５Ｂに示すように、１シンボルを構成する３ビットのうち、上位１ビット（振幅ビット）が‘１’の場合、外側の円（リング）上で信号が変調され、上位１ビット（振幅ビット）が‘０’の場合、内側の円（リング）上で信号が変調される。すなわち、図５Ｂに示す８ＰＳＫでは、送信信号（シンボル）の振幅の変化によって上位１ビット（振幅ビット）の値が変動する。つまり、位相ビットの値に依らず、振幅ビットの値のみで送信信号の振幅が決定される。
【００４９】
また、図５Ｂに示すように、１シンボルを構成する３ビットのうち、下位２ビット（位相ビット）が‘０１’、‘１１’、‘１０’、‘００’の場合に、第１象限〜第４象限で信号がそれぞれ変調される。すなわち、図５Ｂに示す８ＰＳＫでは、送信信号（シンボル）の位相の変化によって下位２ビット（位相ビット）の値が変動する。つまり、振幅ビットの値に依らず、位相ビットの値のみで送信信号の位相が決定される。例えば、図５Ｂに示すように、シンボル‘００１’及び‘１０１’については、位相ビット（下位２ビット）が双方とも‘０１’であるため、振幅ビットの値に依らず第１象限で信号が変調される。
【００５０】
よって、生起ノード１００のビット配置部１１１は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち上位１ビット（振幅ビット）に対応するビット位置に中継ノード２００宛てデータｒを配置し、下位２ビット（位相ビット）に対応するビット位置に宛先ノード３００宛てデータｄを配置する。そして、変調部１１２は、図５Ａに示すように中継ノード２００宛てデータｒ及び宛先ノード３００宛てデータｄが配置されたビット列を、図５Ｂに示すコンスタレーションに基づいて変調する。
【００５１】
そして、図５Ｃに示すように、生起ノード１００は、図５Ａに示す構成のシンボルから成る送信信号を中継ノード２００に送信する。
【００５２】
中継ノード２００の復調部２０３は、生起ノード１００から送信された送信信号を復調する。そして、振幅ビット抽出部２０４は、図５Ａに示す各シンボルを構成する３ビットのうち、振幅ビットである上位１ビット（ｒ）を抽出し、復号部２０５は、その振幅ビットを復号する。これにより、中継ノード２００は、中継ノード２００宛てデータｒを得る。
【００５３】
また、中継ノード２００の位相ビット抽出部２０６は、図５Ａに示す各シンボルを構成する３ビットのうち、位相ビットである下位２ビット（ｄ，ｄ）を抽出する。そして、中継ノード２００の変調部２０８は、位相ビット（宛先ノード３００宛てデータ）を変調する。
【００５４】
このとき、変調部２０８は、図５Ａに示す位相ビット（下位２ビット）を、４つの位相で表現されるＱＰＳＫで変調する。換言すると、変調部２０８は、生起ノード１００から送信される送信信号の変調方式である８ＰＡＳＫ（振幅及び位相を用いる変調方式）よりも振幅変動が小さい変調方式であるＱＰＳＫ（位相のみを用いる変調方式）で位相ビットを変調する。具体的には、変調部２０８は、生起ノード１００から送信された送信信号の振幅ビットの値がいずれであっても、位相ビット（下位２ビット）のみを、４つの位相で表現されるＱＰＳＫで変調する。これにより、結果として、中継送信される中継信号は、１シンボルあたり２ビット、つまり、４つの位相で表現されるＱＰＳＫ信号となる。
【００５５】
これにより、中継ノード２００は、生起ノード１００から送信された送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち下位２ビット（位相ビット）をそのまま宛先ノード３００に中継送信することができる。換言すると、中継ノード２００は、生起ノード１００から送信された送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち、振幅ビットである上位１ビットを中継送信しない。
【００５６】
つまり、図５Ｃに示すように、中継ノード２００は、位相ビット（ｄ，ｄ）のみを含む中継信号（宛先ノード３００宛てデータ）を宛先ノード３００に中継送信する。そして、図５Ｃに示すように、宛先ノード３００は、位相ビット（ｄ，ｄ）を中継ノード２００から受信し、受信した位相ビットを復号することで、宛先ノード３００宛てデータを得る。
【００５７】
ここで、より詳細に、図６に示すように、中継ノード２００宛てデータが、ｒ（１），ｒ（２），…，ｒ（ｎ）であり、宛先ノード３００宛てデータが、ｄ（１），ｄ（２），…，ｄ（２ｎ）である場合について説明する。
【００５８】
図５Ａに示すように、各シンボルを構成する３ビットのうち、上位１ビットが振幅ビットであり、下位２ビットが位相ビットである。そこで、図６に示すように、生起ノード１００は、シンボル＃１を構成する３ビットのうち、上位１ビットに中継ノード２００宛てデータｒ（１）を配置し、下位２ビットに宛先ノード３００宛てデータｄ（１），ｄ（２）を配置する。同様にして、図６に示すように、生起ノード１００は、シンボル＃２を構成する３ビットのうち、上位１ビットに中継ノード２００宛てデータｒ（２）を配置し、下位２ビットに宛先ノード３００宛てデータｄ（３），ｄ（４）を配置する。シンボル＃３〜＃ｎについても同様である。
【００５９】
つまり、図６に示すように、生起ノード１００からシンボル＃１〜＃ｎで送信される送信ビット数３ｎビットのうち、ｎビットが中継ノード２００宛てデータとなり、２ｎビットが宛先ノード３００宛てデータとなる。
【００６０】
このようにして、生起ノード１００は、振幅及び位相を用いた変調方式である８ＰＡＳＫで送信信号を変調して中継ノード２００に送信する。そして、中継ノード２００は、８ＰＡＳＫで変調された送信信号を受信すると、送信信号の各シンボルに含まれる位相ビットのみを、８ＰＡＳＫよりも振幅変動が小さい変調方式（ここでは、位相のみを用いるＱＰＳＫ）で変調して宛先ノード３００へ中継送信する。
【００６１】
ここで、送信回路における無線送信アンプ（図３に示す送信ＲＦ部２０９）の動作として、無線送信アンプの電源電圧に応じて出力電圧が変動するリニア（線形）動作、及び、無線送信アンプの電源電圧に依らず出力電圧が一定（飽和状態）となるリミッタ動作がある。
【００６２】
また、送信回路において、無線送信アンプの消費電力は、無線送信アンプの出力電圧には依存せず、電源電圧にのみ依存する。これに対して、送信アンテナから送信される信号の送信電力は、無線送信アンプの出力電圧に依存する。そのため、無線送信アンプの出力電圧（平均出力電圧）を一定にした場合（送信アンテナから送信される信号の送信電力を一定にした場合）には、無線送信アンプの電源電圧に相当するエネルギー（つまり、無線送信アンプの消費電力）と実際の瞬時的な出力電圧に相当するエネルギー（つまり、信号の送信電力）との差は無駄なエネルギー（電力）となる。
【００６３】
例えば、リニア動作では、無線送信アンプは、設定された平均出力電圧を中心として出力電圧を変動させる。つまり、リニア動作では、無線送信アンプは、平均出力電圧よりも大きな出力電圧を出力する必要がある。よって、平均出力電圧を一定にするために出力すべき最大出力電圧に対応する電源電圧に相当するエネルギー（つまり、無線送信アンプの消費電力）と、各時刻における瞬時的な出力電圧に相当するエネルギー（つまり、送信信号の送信電力）との差が無駄となる。また、リニア動作では、平均出力電圧が同一であっても、出力電圧の振幅変動がより大きいほど、上記最大出力電圧がより大きくなるため、無駄なエネルギー（無駄な電力）はより増加する。
【００６４】
これに対して、無線送信アンプの電源電圧に依らず出力電圧が一定（振幅変動無し）であるリミッタ動作では、無線送信アンプは、設定された平均出力電圧と同一の出力電圧を供給し続けることができる。このため、リミッタ動作では、平均出力電圧を一定にするために出力すべき最大出力電圧に対応する電源電圧に相当するエネルギー（つまり、無線送信アンプの消費電力）と、各時刻における瞬時的な出力電圧に相当するエネルギー（つまり、送信信号の送信電力）との差はほとんど無く、無駄なエネルギー（無駄な電力）は極めて少ない。
【００６５】
すなわち、リミッタ動作は、リニア動作と比較して、無線送信アンプの電力効率が高く、リニア動作よりも少ない消費電力で信号を送信することが可能である。また、リニア動作においても、振幅変動が小さいリニア動作は、振幅振動が大きいリニア動作と比較して、無線送信アンプの電力効率がより高く、かつ、より少ない消費電力で信号を送信することが可能である。
【００６６】
ただし、リニア動作による送信（以下、リニア送信という）では、出力電圧の振幅を変動させることができるため、送信信号における振幅情報（振幅ビット）及び位相情報（位相ビット）の双方を送信することができる。一方、リミッタ動作による送信（以下、リミッタ送信という）では、出力電圧の振幅が一定であるので、送信信号における位相情報（位相ビット）のみしか送信することができない。
【００６７】
そのため、上述した、位相及び振幅の双方を用いる変調方式では、リミッタ送信ではなくリニア送信を行う必要がある。これに対して、位相のみを用いる変調方式では、リニア送信及びリミッタ送信の双方を行うことが可能となる。
【００６８】
ここで、中継ノード２００は、生起ノード１００からの送信信号の変調方式である８ＰＡＳＫ（振幅及び位相を用いる変調方式）よりも振幅変動が小さい変調方式であるＱＰＳＫ（位相のみを用いる変調方式）を中継送信時に用いる。そのため、中継送信時にＱＰＳＫを用いて中継信号をリニア送信する場合には、生起ノード１００からの送信信号の変調方式（８ＰＡＳＫ）よりも無線送信アンプの振幅変動が小さくなり、無線送信アンプの電力効率を向上させることができる。また、中継送信時に、ＧＭＳＫ（Gaussian filtered Minimum Shift Keying）又はＦＳＫ（Frequency Shift Keying）等のような定振幅特性を有する変調方式を用いて中継信号をリミッタ送信する場合には、中継ノード２００は、無線送信アンプの電力効率をリニア送信時よりもさらに向上させることができる。
【００６９】
このようにして、中継ノード２００は、中継信号（宛先ノード３００宛てデータ）として位相ビット（位相情報）のみを有する信号を中継送信する。これにより、中継ノード２００では、中継送信時の変調方式を、生起ノード１００からの送信信号の変調方式よりも振幅変動が小さい変調方式にすることができる。そのため、中継ノード２００の無線送信アンプ（送信ＲＦ部２０９）における電力効率を向上させることができる。つまり、中継ノード２００では、中継処理で生じる無駄な消費電力の増加を抑えることができる。さらに、中継ノード２００は、位相のみを用いる変調方式で変調された中継信号を、リミッタ動作で送信することにより、中継処理で生じる無駄な消費電力の増加をリニア動作での送信時よりも抑えることができる。
【００７０】
よって、本実施の形態によれば、中継機能を有する移動局（本実施の形態では中継ノード２００）における中継処理に要する消費電力を減少させることで、他の移動局宛ての信号に対する中継処理を行う際のバッテリの充電容量の減少を少なく抑えることができる。これにより、中継機能を有する移動局（中継ノード２００）自身の信号の送受信を行いつつ、他の移動局の信号の中継送信を行うことで、移動通信システム全体におけるシステムキャパシティを増加させることができる。つまり、本実施の形態によれば、中継機能を有する移動局における中継処理に要する消費電力を減少させて、システムキャパシティを増加させることができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、生起ノード１００は、中継ノード２００宛てデータを振幅ビットに配置し、宛先ノード３００宛てデータを位相ビットに配置する。ここで、図５Ｂに示すように、振幅ビットの判定軸は各象限内のシンボル間に存在する。例えば、図５Ｂに示す第１象限では、‘００１’と‘１０１’との間にこれら２つのシンボルを判定する判定軸が存在する。これに対し、位相ビットの判定軸は各象限の境界上に存在する。つまり、８ＰＡＳＫでは、振幅ビットは位相ビットよりも誤りやすいという特徴がある。しかしながら、生起ノード１００から中継ノード２００までの距離は、生起ノード１００から宛先ノード３００までの距離よりも近いことが想定される。すなわち、中継ノード２００宛てデータは、通信距離を考慮すると、宛先ノード３００宛てデータよりも誤りが発生する可能性は低い。そのため、生起ノード１００が中継ノード２００宛てデータを振幅ビット（位相ビットよりも誤りやすいビット）に配置する場合でも、中継ノード２００は、振幅ビットに配置された中継ノード２００宛てデータを確実に受信することができる可能性は高くなる。
【００７２】
また、本実施の形態では、宛先ノード３００は、中継ノード２００から中継される信号のうち、位相ビットのみを抽出する。ここで、位相ビットのみを抽出する回路では、差動符号化変調された信号に対して遅延検波を行うことができる。これにより、位相ビットのみを抽出する回路（遅延検波を行うことが可能な回路）は、同期検波を行う回路よりも簡易な回路構成となる。すなわち、位相ビットのみを抽出する回路は、振幅ビット及び位相ビットの双方を抽出する回路よりも簡易な回路構成となる。よって、宛先ノード３００の回路構成が大きくなることを防ぐことができる。例えば、移動局が中継機能を備えることで中継処理に関する回路（つまり、中継ノード２００に相当する回路）の追加による回路規模が増加する場合でも、移動局が備える受信回路（つまり、宛先ノード３００に相当する回路）を簡易にすることで、移動局全体の回路規模の増大を抑えることができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、生起ノード（無線送信装置）が、複数の受信ノード宛てのデータである放送データをさらに送信する場合について説明する。
【００７４】
以下、具体的に説明する。本実施の形態に係る生起ノード１００のビット配置部１１１（図２）は、実施の形態１と同様、宛先ノード３００宛てデータ、及び、中継ノード２００宛てデータに加え、さらに、図示しない入力部から入力される放送データに対して、ビット配置処理を行う。ここで、放送データは、宛先データを含む複数の受信ノード（以下、放送データ受信ノードという）に対して送信される。
【００７５】
具体的には、ビット配置部１１１は、実施の形態１と同様、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、振幅ビットに対応するビット位置に中継ノード宛てデータを配置する。一方、ビット配置部１１１は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、位相ビットに対応するビット位置に、中継ノード宛てデータ及び放送データを配置する。
【００７６】
例えば、図７に示すように、生起ノード１００は、実施の形態１と同様、１シンボルあたり３ビットで構成される信号を送信する。また、図７に示すように、１シンボルを構成する３ビットのうち、上位１ビットは振幅ビットであり、下位２ビットは位相ビットである。
【００７７】
そこで、ビット配置部１１１は、図７に示すように、送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち上位１ビット（振幅ビット）に対応するビット位置に、中継ノード２００宛てデータｒを配置する。また、ビット配置部１１１は、送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち下位２ビット（位相ビット）に対応するビット位置において、上位ビットから順に放送データｂ、宛先ノード３００宛てデータｄを配置する。そして、変調部１１２は、図７に示すように中継ノード２００宛てデータｒ、放送データｂ及び宛先ノード３００宛てデータｄが配置されたビット列を、図５Ｂに示すコンスタレーションに基づいて変調する。
【００７８】
そして、生起ノード１００は、図８に示すように、１シンボルを構成する３ビットにデータ（ｒ、ｂ、ｄ）が上位ビットから順に配置された送信信号を中継ノード２００に送信する。
【００７９】
次いで、本実施の形態に係る中継ノード２００の振幅ビット検出部２０４（図３）は、実施の形態１と同様にして、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、振幅ビットである上位１ビット（ｒ）を抽出する。そして、復号部２０５は、その振幅ビットを復号することにより、中継ノード２００宛データｒを得る。
【００８０】
一方、位相ビット抽出部２０６は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、位相ビット（図７に示す放送データｂ及び宛先ノード３００宛てデータｄ）を抽出する。つまり、中継ノード２００は、図８に示すように、生起ノード１００から送信された送信信号のうち位相ビット（ｂ、ｄ）のみを中継送信する。これにより、中継ノード２００は、宛先ノード３００へデータｄを送信すると同時に、宛先ノード３００以外のノード（図８では受信機）へもデータｂを送信する。
【００８１】
このとき、中継ノード２００の変調部２０８は、実施の形態１と同様、生起ノード１００から送信された送信信号の変調方式（例えば、８ＰＡＳＫ（振幅及び位相を用いる変調方式））よりも振幅変動が小さい変調方式（例えば、ＱＰＳＫ（位相のみを用いる変調方式））で位相ビット（放送データｂ及び宛先ノード３００宛てデータｄ）を変調する。
【００８２】
次いで、本実施の形態に係る宛先ノード３００（図４）は、図８に示すように、中継ノード２００から送信された中継信号の各シンボルを構成する放送データｂ及び宛先ノード３００宛てデータｄを受信する。
【００８３】
一方、図８に示す受信機（放送データ受信ノード）は、中継ノード２００から送信された中継信号の各シンボルを構成するビットのうち放送データｂを抽出するとともに、宛先ノード３００宛てデータｄを破棄（図８では×で示す）することで、放送データｂのみを受信する。
【００８４】
このようにして、生起ノード１００は、実施の形態１と同様、振幅及び位相を用いた変調方式（例えば、８ＰＡＳＫ）で送信信号を変調して中継ノード２００に送信する。ただし、生起ノード１００は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、位相ビットに、複数の放送データ受信ノード宛ての放送データ、及び、個別の宛先ノード宛てデータを配置する。これにより、中継ノード２００は、実施の形態１と同様にして、生起ノード１００からの送信信号の各シンボルに含まれる位相ビットのみを中継送信することで、宛先ノード３００宛てデータのみでなく、複数の放送データ受信ノードに対して放送データを中継送信することができる。
【００８５】
このとき、中継ノード２００は、実施の形態１と同様、生起ノード１００からの送信信号の各シンボルに含まれる位相ビットを、その送信信号の変調方式（例えば、８ＰＡＳＫ）よりも振幅変動が小さい変調方式（例えば、ＱＰＳＫ）で変調して中継送信する。よって、本実施の形態によれば、中継ノード２００は、宛先ノード３００宛てデータの中継処理のみでなく、放送データの中継処理でも無駄な消費電力の増加を抑えることができる。つまり、中継ノード２００では、複数の放送データ受信ノードに対する中継処理に要する消費電力を減少させることができる。
【００８６】
よって、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様、中継機能を有する移動局（中継ノード）における中継処理に要する消費電力を減少させて、システムキャパシティを増加させることができる。さらに、本実施の形態によれば、中継機能を有する移動局が、複数の放送データ受信ノードに対して放送データを中継送信する際に要する消費電力も抑えることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態において、生起ノード１００から送信される送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、位相ビット内での放送データ及び宛先ノード宛てデータの配置位置及びビット数は、図７に示す場合に限定されない。すなわち、位相ビット内の放送データ及び宛先ノード宛てデータの配置位置及びビット数を任意に変更してもよい。例えば、生起ノード１００から送信する宛先ノード宛てデータが存在しない場合には、生起ノード１００は、位相ビット内に放送データのみを配置して送信してもよい。または、生起ノード１００は、宛先ノード及び放送データ受信ノードからそれぞれ受信したＣＱＩに応じて、位相ビット内の位相ビット内の放送データ及び宛先ノード宛てデータの配置位置及びビット数を適応的に変更してもよい。これにより、宛先ノード及び放送データ受信ノードでは、データ受信をより確実に行うことが可能となる。
【００８８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、生起ノード（無線送信装置）において、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットのみでなく、位相ビットの一部のビットでも、中継ノード（無線中継装置）宛てデータを送信する場合について説明する。
【００８９】
以下、具体的に説明する。本実施の形態に係る生起ノード１００のビット配置部１１１（図２）は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、振幅ビットに対応するビット位置、及び、位相ビットの一部のビットに対応するビット位置に中継ノード２００宛てデータを配置する。一方、ビット配置部１１１は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、位相ビットの上記一部のビット（中継ノード２００宛てデータが配置されるビット）以外のビットに対応するビット位置に、中継ノード２００宛てデータを配置する。
【００９０】
例えば、図９に示すように、生起ノード１００は、実施の形態１と同様、１シンボルあたり３ビットで構成される信号を送信する。また、図９に示すように、１シンボルを構成する３ビットのうち、上位１ビットは振幅ビットであり、下位２ビットは位相ビットである。
【００９１】
そこで、ビット配置部１１１は、図９に示すように、送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち上位２ビット（振幅ビット、及び、位相ビットの一部のビット）に対応するビット位置に、中継ノード２００宛てデータｒを配置する。また、ビット配置部１１１は、図９に示すように、送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち下位１ビット（位相ビットのうち中継ノード２００宛てデータが配置される一部のビット以外のビット）に対応するビット位置に、宛先ノード３００宛てデータｄを配置する。つまり、生起ノード１００では、送信信号の各シンボルを構成する３ビットのうち、２ビット（振幅ビットの１ビット及び位相ビットの１ビット）を中継ノード２００宛てデータに割り当て、残りの１ビット（位相ビットの１ビット）を宛先ノード３００宛てデータに割り当てる。そして、変調部１１２は、図９に示すように中継ノード２００宛てデータ（ｒ，ｒ）及び宛先ノード３００宛てデータｄが配置されたビット列を、図５Ｂに示すコンスタレーションに基づいて変調する。
【００９２】
そして、生起ノード１００は、図１０に示すように、１シンボルを構成する３ビットにデータ（ｒ、ｒ、ｄ）が配置された送信信号を中継ノード２００に送信する。
【００９３】
次いで、本実施の形態に係る中継ノード２００の振幅ビット抽出部２０４（図３）は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、振幅ビットである上位１ビット（ｒ）を抽出する。また、位相ビット抽出部２０６は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、位相ビット（図９に示すｒ，ｄ）を抽出する。
【００９４】
そして、中継ノード２００は、抽出した複数のビットのうち、振幅ビット（図９に示すｒ）及び位相ビットの一部のビット（図９に示すｒ）を復号することにより、中継ノード２００宛てデータを得る。また、中継ノード２００は、抽出した複数のビットのうち、位相ビットの上記一部のビット（ｒ）以外のビット（ｄ）を中継送信する。つまり、中継ノード２００は、図１０に示すように、生起ノード１００から送信された送信信号のうち位相ビットの一部のビット（ｄ）、つまり、位相ビットのうち中継ノード２００宛てデータ（ｒ）以外のビットのみを中継送信する。
【００９５】
このとき、中継ノード２００の変調部２０８は、実施の形態１と同様、生起ノード１００から送信された送信信号の変調方式（例えば、８ＰＡＳＫ（振幅及び位相を用いる変調方式））よりも振幅変動が小さい変調方式（例えば、ＢＰＳＫ（位相のみを用いる変調方式））で位相ビットの一部のビット（宛先ノード３００宛てデータｄ）を変調する。すなわち、実施の形態１における中継ノード２００の中継時のコンスタレーション（ＱＰＳＫ：１シンボルあたり２ビット）と比較して、本実施の形態における変調部２０８で生成される１シンボルを構成するビット数（１ビット）が少なくなる。例えば、変調部２０８は、位相ビットの一部のビット（宛先ノード３００宛てデータｄ）をＢＰＳＫで変調する。
【００９６】
次いで、本実施の形態に係る宛先ノード３００（図４）は、図１０に示すように、中継ノード２００から送信された中継信号の各シンボルを構成する宛先ノード３００宛てデータｄを受信する。
【００９７】
このようにして、生起ノード１００は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、振幅ビットのみでなく、位相ビットの一部のビットにも中継ノード２００宛てデータを割り当てる。つまり、生起ノード１００では、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのいずれのビットでも中継ノード２００宛てデータを割り当てることができる。これにより、生起ノード１００は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットにおいて、中継ノード宛てデータ及び宛先ノード宛てデータのビット数の割合を適応的に変更することが可能となる。
【００９８】
ただし、図９に示すように、宛先ノード３００宛てデータｄ（つまり、中継送信される信号）は、実施の形態１（例えば、図５Ａ）と同様、位相ビットのみに配置される。よって、中継ノード２００は、実施の形態１と同様、生起ノード１００からの送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち一部の位相ビットのみ（図９に示すｄのみ）を、その送信信号の変調方式（例えば、８ＰＡＳＫ）よりも振幅変動が小さい変調方式（例えば、ＢＰＳＫ）で変調して中継送信すればよい。
【００９９】
すなわち、生起ノード１００は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットにおいてビット数の割合を適応的に変更する場合でも、振幅ビットに宛先ノード３００宛てデータを割り当てなければよい。これにより、中継ノード２００では、上述した無線送信アンプ（図３に示す送信ＲＦ部２０９）の消費電力効率の向上効果が失われることはない。
【０１００】
このようにして、本実施の形態によれば、生起ノード１００は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビット、及び、位相ビットの一部のビットにも中継ノード２００宛てデータを割り当てる。ただし、生起ノード１００は、実施の形態１と同様、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち位相ビットのみに宛先ノード３００宛てデータを割り当てる。これより、中継ノード２００における中継送信時の電力効率を低下させることなく、中継ノード２００宛てデータをより多く伝送することが可能となる。よって、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様、中継機能を有する移動局（中継ノード）における中継処理に要する消費電力を減少させて、システムキャパシティを増加させることができる。さらに、本実施の形態によれば、中継ノード２００宛てデータ及び宛先ノード３００宛てデータのデータ割当（１シンボル内でのビット割当）を適応的に変更することができる。
【０１０１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上述した中継ノード（無線中継装置）宛てデータとして、中継ノードにおける中継処理の動作を制御するための制御情報（制御チャネル）を示す信号が送信される場合について説明する。
【０１０２】
以下、具体的に説明する。本実施の形態に係る生起ノード４００の構成を図１１に示す。なお、図１１において、実施の形態１（図２）と同一の構成部には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０３】
図１１に示す生起ノード４００において、スケジューラ１０５には、宛先ノードＣＱＩ検出部１０３から宛先ノードＣＱＩが入力される。そして、スケジューラ１０５は、宛先ノードＣＱＩを用いて、生起ノード４００から送信する送信信号に割り当てるリソースをスケジューリングする。そして、ＭＣＳ決定部１０６は、スケジューラ１０５から入力されるスケジューリング結果に基づいて、宛先ノード宛てデータの符号化率及び変調方式を決定する。また、ＭＣＳ決定部１０６は、決定した符号化率及び変調方式を含むＭＣＳ情報を符号化部１０７、変調部１１２及び中継ノード向け制御情報生成部４０１に出力する。
【０１０４】
中継ノード向け制御情報生成部４０１は、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報等を含む制御情報を生成する。そして、中継ノード向け制御情報生成部４０１は、生成した制御情報を振幅ビット生成部４０３に出力する。
【０１０５】
位相ビット生成部４０２は、生起ノード４００が送信する送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち位相ビットに対応するビット位置に、符号化部１０７から入力される宛先ノード宛てデータが配置されるように制御する。つまり、位相ビット生成部４０２は、宛先ノード宛てデータを含む位相ビットを生成する。
【０１０６】
振幅ビット生成部４０３は、生起ノード４００が送信する送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットに対応するビット位置に中継ノード向け制御情報生成部４０１から入力される制御情報が配置されるように制御する。つまり、振幅ビット生成部４０３は、制御情報を含む振幅ビットを生成する。
【０１０７】
なお、生起ノード４００では、位相ビット生成部４０２及び振幅ビット４０３の代わりに、実施の形態１で述べたビット配置部１１１を用いてもよい。つまり、生起ノード４００が備えるビット配置部１１１は、宛先ノード宛てデータを位相ビットに対応するビット位置に配置し、制御情報を振幅ビットに対応するビット位置に配置してもよい。
【０１０８】
次に、本実施の形態に係る中継ノード５００の構成を図１２に示す。なお、図１２において、実施の形態１（図３）と同一の構成部には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０９】
図１２に示す中継ノード５００において、制御情報受信部５０１は、振幅ビット抽出部２０４から入力される信号、つまり、生起ノード４００から送信された中継ノード５００向け制御情報に基づいて、中継ノード５００における中継処理の動作を制御する。
【０１１０】
ここで、制御情報には、上述したＭＣＳ情報の他に、例えば、復調部２０３における復調方式、中継処理部２０７における中継方式（例えば、デコードアンドフォワード型又はアンプリチュードアンドフォワード型のいずれか一方を示す指示情報）、変調部２０８における変調方式（例えば、位相の数、又は、コンスタレーション候補）、送信ＲＦ部２０９における動作モード、中継ノード５００のシステム全体を制御するシステム制御情報、及び、上位レイヤに対する制御情報等が含まれる。さらには、制御情報には、中継ノード５００宛てデータに関する制御チャネルを示す情報、又は、宛先ノード宛てデータに関する制御チャネルを示す情報が含まれてもよい。この場合、制御情報受信部５０１は、中継ノード５００向け制御情報に示される、生起ノード４００からの指示に従って、復調部２０３、中継処理部２０７、変調部２０８、送信ＲＦ部２０９、つまり、宛先ノード３００宛てデータの中継処理を制御する。また、制御情報受信部５０１は、中継ノード５００向け制御情報に示される生起ノード４００からの指示に従って、中継ノードシステム制御部５０２及び上位レイヤを制御する。
【０１１１】
このようにして、本実施の形態では、中継ノード５００は、生起ノード４００から送信される送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットから中継ノード５００向けの制御情報（中継処理に関する情報を含む制御情報）を抽出し、位相ビットから宛先ノード３００宛てデータを抽出する。そして、中継ノード５００は、制御情報に示される、生起ノード４００からの指示に基づいて、宛先ノード３００宛てデータを中継送信する。
【０１１２】
これにより、本実施の形態によれば、実施の形態１と同様、中継ノード５００は、宛先ノード３００宛てデータの中継処理に要する消費電力を減少させて、システムキャパシティを増加させることができる。さらに、本実施の形態によれば、生起ノード４００が送信する送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットに、中継ノード５００向けの制御情報を割り当てる。これにより、中継ノード５００における中継動作をシンボル毎に制御するため、実施の形態１と比較して、中継処理の動作の制御をより細かく行うことが可能となる。
【０１１３】
なお、本実施の形態において、中継ノード向け制御情報として、中継ノード５００における中継機能のＯＮ／ＯＦＦ設定を示す情報（ＯＮ／ＯＦＦ設定情報）が含まれてもよい。例えば、図１３に示すように、送信信号の各シンボルを構成する３ビット（ｂ０，ｂ１，ｂ２）のうち振幅ビットｂ０をＯＮ／ＯＦＦ設定情報とし、位相ビットｂ１，ｂ２をデータとする。ここで、図１３に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ設定情報が‘０’の場合、位相ビットｂ１，ｂ２を中継ノード宛てデータ（つまり、中継ノード５００の中継機能：ＯＦＦ）とする。また、ＯＮ／ＯＦＦ設定情報が‘１’の場合、位相ビットｂ１，ｂ２を宛先ノード宛てデータ（つまり、中継ノード５００の中継機能：ＯＮ）とする。よって、中継ノード５００は、生起ノード４００からの送信信号の各シンボルを構成する３ビット（ｂ０，ｂ１，ｂ２）うち、ＯＮ／ＯＦＦ設定情報ｂ０が‘０’の場合には、位相ビットｂ１，ｂ２を、中継ノード５００宛てデータとして受信する。一方、中継ノード５００は、生起ノード４００からの送信信号の各シンボルを構成する３ビット（ｂ０，ｂ１，ｂ２）うち、ＯＮ／ＯＦＦ設定情報ｂ０が‘１’の場合には、位相ビットｂ１，ｂ２を、宛先ノード３００宛てデータとして中継送信する。これにより、生起ノード４００は、中継ノード５００宛てデータ及び宛先ノード３００宛てデータの発生状況に応じて、送信するデータを適応的に変更することができる。
【０１１４】
また、本実施の形態において、図１４に示す生起ノード４００ａ内の上位レイヤから入力される、中継ノード向け制御情報を、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち振幅ビットに割り当ててもよい。例えば、図１４に示す生起ノード４００ａの中継ノード向け制御情報生成部４０１ａは、ＭＣＳ決定部１０６から入力されるＭＣＳ情報、及び、上位レイヤから入力される制御情報のいずれか一方、又は双方を、中継ノード向け制御情報として生成してもよい。
【０１１５】
また、本実施の形態と実施の形態２とを組み合わせることにより、中継ノード向け制御情報として、位相ビット内の放送データと宛先ノード宛てデータとの間の比率及び構成に関する情報（例えば、ビット数及び配置位置）が含まれてもよい。
【０１１６】
また、本実施の形態と実施の形態３とを組み合わせることにより、中継ノード向け制御情報は、送信信号の各シンボルを構成する複数のビットのうち、振幅ビットのみでなく、位相ビットの一部のビットに割り当てられてもよい。
【０１１７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、中継ノード（無線中継装置）の送信ＲＦ部を構成する回路としてポーラ変調回路を用いる場合について説明する。
【０１１８】
なお、以下の説明では、本実施の形態に係る中継ノード２００の送信ＲＦ部２０９（図３）における動作モードがリミッタ動作である場合について説明する。
【０１１９】
ここで、一般的なポーラ変調回路１０を図１５に示す。ここで、例えば、中継ノード２００の変調部２０８での変調後の信号は、図１５に示すように、直交座標平面上でＩ（同相）成分及びＱ（直交）成分を用いて表現される。
【０１２０】
図１５に示すポーラ変調回路１０では、極座標変換部１１は、変調後の信号（Ｉ成分，Ｑ成分）に対して極座標変換を行い、振幅情報γ及び位相情報θを得る。そして、極座標変換部１１は、振幅情報γを飽和アンプ１２の入力電圧の端子に出力し、位相情報θを飽和アンプ１２の入力信号の端子に出力する。そして、飽和アンプ１２は、入力電圧の端子に入力された振幅情報γに基づいて、入力信号の端子に入力された位相情報θを増幅させる。
【０１２１】
ここで、上述したように、中継ノード２００において、生起ノード１００から送信される送信信号のうち中継送信すべき信号（宛先ノード３００宛てデータ）は、位相ビット（つまり、図１５に示す位相情報θ）にのみ割り当てられている。よって、送信ＲＦ部２０９には、位相情報θ（宛先ノード宛てデータ）のみが変調部２０８から入力される。
【０１２２】
また、本実施の形態では、送信ＲＦ部２０９における動作モードがリミッタ動作であるので、中継送信すべき信号（宛先ノード３００宛てデータ）の振幅は一定値であり、かつ、最大値である。よって、送信ＲＦ部２０９を構成するポーラ変調回路では、飽和アンプの入力電圧として、一定であり、最大の振幅値を示す振幅情報γ＝ＭＡＸが入力される。
【０１２３】
これより、本実施の形態における中継ノード２００の送信ＲＦ部２０９（図３）を構成するポーラ変調回路２０は図１６に示すようになる。すなわち、ポーラ変調回路２０は、飽和アンプ２１のみを備える。また、飽和アンプ２１の入力電圧は一定値（γ＝ＭＡＸ）となる。よって、飽和アンプ２１には、宛先ノード宛てデータ、つまり、位相情報θのみが入力される。
【０１２４】
すなわち、図１５に示す一般的なポーラ変調回路１０と比較すると、図１６に示す本実施の形態に係る送信ＲＦ部２０９を構成するポーラ変調回路２０では、変調部２０８から位相ビット（位相情報θ）が直接入力されるため、極座標変換部が不要となる。さらに、リミッタ送信することで飽和アンプの入力電圧は一定値（かつ、最大値）となるため、飽和アンプ２１の入力電圧の端子が不要となる。つまり、図１６に示す本実施の形態に係るポーラ変調回路２０は、位相情報θ（宛先ノード３００宛てデータ）が入力される入力信号の端子のみを備える飽和アンプ２１のみで構成される。
【０１２５】
このように、中継ノード２００における無線送信アンプ（送信ＲＦ部２０９）の回路としてポーラ変調回路を用いることで、無線送信アンプの回路構成を一般的なポーラ変調回路を用いる場合よりも簡易化することができる。すなわち、振幅情報及び位相情報を用いて変調を行うポーラ変調回路は、位相（位相情報）のみを用いて中継信号（宛先ノード宛てデータ）を中継送信する中継ノードの送信ＲＦ部に適用して好適である。
【０１２６】
このようにして、本実施の形態によれば、中継ノード２００における中継処理に要する消費電力をさらに低く抑えることができる。すなわち、中継ノード２００は、宛先ノード３００宛てデータの中継処理に要する消費電力をさらに減少させて、システムキャパシティを増加させることができる。
【０１２７】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【０１２８】
なお、上記実施の形態では、生起ノードが変調方式として８ＰＡＳＫを用いる場合について説明した。しかし、生起ノードが用いる変調方式は、８ＰＡＳＫに限らず、コンスタレーションにおいてシンボルの振幅の変化によって値が変動する振幅ビットと、シンボルの位相の変化によって値が変動する位相ビットとが別々に表現できる変調方式であればよい。
【０１２９】
例えば、生起ノードが変調方式として４ＱＡＭを用いる場合について説明する。図１７Ａに示すように、４ＱＡＭのコンスタレーションでは、１シンボルを構成するビット数が２ビットであり、上位１ビットが振幅ビットとなり、下位１ビットが位相ビットとなる。すなわち、図１７Ａに示すように、１シンボルを構成する２ビットのうち、上位１ビット（振幅ビット）が‘１’の場合、外側の円（リング）上で信号が変調され、上位１ビット（振幅ビット）が‘０’の場合、内側の円（リング）上で信号が変調される。さらに、図１７Ａに示すように、１シンボルを構成する２ビットのうち、上位１ビット（振幅ビット）が‘１’の場合、位相の９０度オフセットが付加され、上位１ビット（振幅ビット）が‘０’の場合、位相の９０度オフセットが付加されない。この場合、生起ノードでは、図１７Ｂに示すように、各シンボルを構成する２ビットのうち上位１ビット（振幅ビット）に中継ノード宛てデータｒ（ｎ）を割り当て、下位１ビット（位相ビット）に宛先ノード宛てデータｄ（ｎ）を割り当てる。そして、中継ノードは、図１７Ａに示すシンボルを構成する２ビットのうち、上位１ビット（振幅ビット）を抽出して中継ノード宛てデータ（図１７Ｂに示すｒ（ｎ））を得るとともに、下位１ビット（位相ビット）を抽出して宛先ノード宛てデータ（図１７Ｂに示すｄ（ｎ））を得る。そして、中継ノードは、下位１ビット（位相ビット）に相当する宛先ノード宛てデータを、位相のみを用いる変調方式であるＢＰＳＫで変調して中継送信する。これにより、上記実施の形態と同様、中継ノードにおける中継処理に要する消費電力を低減することができる。
【０１３０】
また、例えば、生起ノードが変調方式として４ＰＡＳＫを用いる場合について説明する。図１８Ａに示すように、４ＰＡＳＫのコンスタレーションでは、１シンボルを構成するビット数が２ビットであり、下位１ビットが振幅ビットとなり、上位１ビットが位相ビットとなる。すなわち、図１８Ａに示すように、１シンボルを構成する２ビットのうち、下位１ビット（振幅ビット）が‘１’の場合、振幅が大きいシンボル（‘１１’又は‘０１’）で信号が変調される。一方、図１８Ａに示すように、１シンボルを構成する２ビットのうち、下位１ビット（振幅ビット）が‘０’の場合、振幅が小さいシンボル（‘１０’又は‘００’）で信号が変調される。この場合、生起ノードでは、図１８Ｂに示すように、各シンボルを構成する２ビットのうち下位１ビット（振幅ビット）に中継ノード宛てデータｒ（ｎ）を割り当て、上位１ビット（位相ビット）に宛先ノード宛てデータｄ（ｎ）を割り当てる。そして、中継ノードでは、図１８Ａに示すシンボルを構成する２ビットのうち、下位１ビット（振幅ビット）を抽出して中継ノード宛てデータ（図１８Ｂに示すｒ（ｎ））を得るとともに、上位１ビット（位相ビット）を抽出して宛先ノード宛てデータ（図１８Ｂに示すｄ（ｎ））を得る。そして、中継ノードは、上位１ビット（位相ビット）に相当する宛先ノード宛てデータを、位相のみを用いる変調方式であるＢＰＳＫで変調して中継送信する。これにより、上記実施の形態と同様、中継ノードにおける中継処理に要する消費電力を低減することができる。
【０１３１】
また、例えば、図１９Ａに示すように、生起ノードは、振幅ビット数がｋ個（図１９Ａではｋ＝３個）であり、位相ビット数がｌ個（図１９Ａではｌ＝８個）である変調方式として、図１９Ｂに示す２（ｋ＋ｌ）ＱＡＭ（図１９Ａでは２１１ＱＡＭ）を用いてもよい。すなわち、生起ノードは、１シンボルを構成する複数のビット（（ｋ＋ｌ）ビット）のうち、ｋビットを中継ノード宛てデータに割り当て、ｌビットを宛先ノード宛てデータに割り当てる。例えば、図１９Ｂに示すように、１６（＝２（２＋２））ＱＡＭでは、生起ノードは、１シンボルを構成する複数のビット（４ビット）のうち、２ビットを中継ノード宛てデータに割り当て、２ビットを宛先ノード宛てデータに割り当てる。図１９Ｂに示す他の変調方式についても同様である。
【０１３２】
また、上記実施の形態では、中継ノード及び宛先ノードが生起ノードへＣＱＩをフィードバックする場合について説明した。ここで、ＣＱＩとしては、振幅ビット数、位相ビット数、振幅ビット数と位相ビット数との割合（比率）、又は、予め設定された振幅ビット数と位相ビット数との組み合わせを用いてもよい。例えば、生起ノードは、上述したＣＱＩの代わりに、振幅ビット数と位相ビット数との割合（比率）がフィードバックされると、その振幅ビット数と位相ビット数との割合（比率）に基づいて変調方式等（つまり、ＭＣＳ情報）を決定する。
【０１３３】
また、上記実施の形態では、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。
【０１３４】
また、上記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。
【０１３５】
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・プロセッサを利用してもよい。
【０１３６】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０１３７】
２００９年１２月１５日出願の特願２００９−２８４３４５の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、移動体通信システム等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１００，４００，４００ａ  生起ノード
２００，５００  中継ノード
３００  宛先ノード
１０１，２０１，３０１  アンテナ
１０２，２０２，３０２  受信ＲＦ部
１０３  宛先ノードＣＱＩ検出部
１０４  中継ノードＣＱＩ検出部
１０５  スケジューラ
１０６  ＭＣＳ決定部
１０７，１０８  符号化部
１０９，１１０  レートマッチング部
１１１  ビット配置部
１１２，２０８  変調部
１１３，２０９  送信ＲＦ部
２０３，３０３  復調部
２０４  振幅ビット抽出部
２０５，３０５  復号部
２０６，３０４  位相ビット抽出部
２０７  中継処理部
【図１】
0005579747.tif 000002
【図２】
0005579747.tif 000003
【図３】
0005579747.tif 000004
【図４】
0005579747.tif 000005
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0005579747.tif 000007
【図５Ｃ】
0005579747.tif 000008
【図６】
0005579747.tif 000009
【図７】
0005579747.tif 000010
【図８】
0005579747.tif 000011
【図９】
0005579747.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
0005579747.tif 000014
【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】
0005579747.tif 000019
【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
0005579747.tif 000021
【図１８Ａ】
0005579747.tif 000022
【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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