(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末装置との間で中継装置を介して通信を行う基地局装置であって、
通信端末装置の位置情報を取得して通信端末装置の位置を特定する解析手段と、
送信データを暗号化するデータ生成手段と、
前記暗号化された送信データと前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとのうち、情報量の少ない何れか一方を前記解析手段により特定された自セルの端部の位置の通信端末装置に前記中継装置を介さずに送信し、他方を前記中継装置を介して前記端部の位置の通信端末装置に送信する制御を行う制御手段と、
を具備する基地局装置。
【請求項２】
前記解析手段は、
前記位置の特定に加えて、受信信号より通信端末装置との間の回線品質を測定し、
前記制御手段は、
前記暗号化された送信データと前記復号キーとのうち、情報量の少ない何れか一方を、前記解析手段により測定した前記回線品質が所定の品質未満の通信端末装置に前記中継装置を介さずに送信し、他方を前記中継装置を介して前記通信端末装置に送信する制御を行う
請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基地局装置との間で中継装置を介して通信を行う通信端末装置であって、
暗号化された送信データと前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとのうち、情報量の少ない何れか一方を前記基地局装置から前記中継装置を介さずに受信し、他方を前記中継装置から受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記復号キーにより、前記受信手段により受信した前記暗号化された送信データを復号する復号手段と、
を具備する通信端末装置。
【請求項４】
基地局装置と、中継装置と、前記基地局装置のセルの端部に位置する場合に前記中継装置を介して前記基地局装置との間で通信を行う通信端末装置と、を具備する通信システムであって、
前記基地局装置は、
通信端末装置の位置情報を取得して通信端末装置の位置を特定する解析手段と、
送信データを暗号化するデータ生成手段と、
前記暗号化された送信データと前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとのうち、情報量の少ない何れか一方を前記解析手段により特定された自セルの端部の位置の通信端末装置に前記中継装置を介さずに送信し、他方を前記中継装置を介して前記端部の位置の通信端末装置に送信する制御を行う制御手段と、
を具備し、
前記中継装置を介して前記基地局装置との間で通信を行う通信端末装置は、
前記基地局装置と前記中継装置とのうち、何れか一方から送信された前記暗号化された送信データと、何れか他方から送信された前記復号キーとを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記復号キーにより、前記受信手段により受信した前記暗号化された送信データを復号する復号手段と、
を具備する
通信システム。
【請求項５】
通信端末装置との間で中継装置を介して通信を行う基地局装置における送信方法であって、
通信端末装置の位置情報を取得して通信端末装置の位置を特定する解析ステップと、
送信データを暗号化するデータ生成ステップと、
前記暗号化された送信データと前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとのうち、情報量の少ない何れか一方を前記解析ステップにより特定された前記基地局装置のセルの端部の位置の通信端末装置に前記中継装置を介さずに送信し、他方を前記中継装置を介して前記端部の位置の通信端末装置に送信する制御を行う制御ステップと、
を具備する送信方法。
【請求項６】
前記解析ステップは、
前記位置の特定に加えて、受信信号より通信端末装置との間の回線品質を測定し、
前記制御ステップは、
前記暗号化された送信データと前記復号キーとのうち、情報量の少ない何れか一方を、前記解析ステップにより測定した前記回線品質が所定の品質未満の通信端末装置に前記中継装置を介さずに送信し、他方を前記中継装置を介して前記通信端末装置に送信する制御を行う、
請求項５記載の送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置を介して通信を行う基地局装置、通信端末装置、通信システム及び送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局装置から遠いセルエッジに存在する通信端末装置は、受信電力が小さく、また、近傍セルからの干渉の影響が大きいため、通信品質が大きく低下する。そこで、基地局装置と通信端末装置との間に中継装置を設け、データの転送を行うことにより品質を改善する方法が検討されている。
【０００３】
この際、基地局装置から中継装置にそのままデータを送信すると、データの解読またはデータの改ざん等の問題が生じる恐れがあるため、これに対するセキュリティ技術が重要となる。
【０００４】
従来、上記のセキュリティ技術として、特許文献１が知られている。特許文献１では、送信局から受信局への信号を中継するリレー局を設置する。そして、送信局は、送信データを分割し、分割した複数の送信データの断片をそれぞれ異なる複数のリレー局を経由して伝送する。受信局は、分割した複数の送信データを受信して合成する。これにより、送信経路での盗聴若しくは傍受、またはリレー局での解読若しくは改ざんを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、同一のリレー局に送信データを送信することによる改ざんを回避するには、分割した各送信データを２以上のリレー局を経由させる必要があるので、送信データの伝送に伴う負荷が増大するとともに、送信局とリレー局との間及びリレー局と受信局との間の各伝送路を占有してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、送信データの伝送に伴う負荷及び伝送路の占有率を増大させることなく、通信端末装置のスループットを向上させることができるとともに、セキュリティの高い通信を実現することができる基地局装置、通信端末装置、通信システム及び送信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基地局装置は、通信端末装置との間で中継装置を介して通信を行う基地局装置であって、通信端末装置の位置情報を取得して通信端末装置の位置を特定する解析手段と、送信データを暗号化するデータ生成手段と、前記暗号化された送信データと前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとを、前記解析手段により特定された自セルの端部の位置の通信端末装置と単一の前記中継装置とのそれぞれに送信する制御を行う制御手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
本発明の通信端末装置は、基地局装置との間で中継装置を介して通信を行う通信端末装置であって、前記基地局装置と単一の前記中継装置とのうち、何れか一方から送信された暗号化された送信データと、何れか他方から送信された前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとを受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記復号キーにより、前記受信手段により受信した前記暗号化された送信データを復号する復号手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
本発明の通信システムは、基地局装置と、中継装置と、前記基地局装置のセルの端部に位置する場合に前記中継装置を介して前記基地局装置との間で通信を行う通信端末装置と、を具備する通信システムであって、前記基地局装置は、通信端末装置の位置情報を取得して通信端末装置の位置を特定する解析手段と、送信データを暗号化するデータ生成手段と、前記暗号化された送信データと前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとを、前記解析手段により特定された自セルの端部の位置の通信端末装置と単一の前記中継装置とのそれぞれに送信する制御を行う制御手段と、を具備し、前記中継装置を介して前記基地局装置との間で通信を行う通信端末装置は、前記基地局装置と単一の前記中継装置とのうち、何れか一方から送信された前記暗号化された送信データと、何れか他方から送信された前記復号キーとを受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記復号キーにより、前記受信手段により受信した前記暗号化された送信データを復号する復号手段と、を具備する構成を採る。
【００１１】
本発明の送信方法は、通信端末装置との間で中継装置を介して通信を行う基地局装置における送信方法であって、通信端末装置の位置情報を取得して通信端末装置の位置を特定する解析ステップと、送信データを暗号化するデータ生成ステップと、前記暗号化された送信データと前記暗号化された送信データを復号するための復号キーとを、前記解析ステップにより特定された前記基地局装置のセルの端部の位置の通信端末装置と単一の前記中継装置とのそれぞれに送信する制御を行う制御ステップと、を具備するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、送信データの伝送に伴う負荷及び伝送路の占有率を増大させることなく、通信端末装置のスループットを向上させることができるとともに、セキュリティの高い通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態における中継装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態に係る通信端末装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態に係る基地局装置、中継装置及び通信端末装置の動作を示すシーケンス図
【図６】本発明の実施の形態に係る通信端末装置を選択するためのテーブルを示す図
【図７】本発明の実施の形態における中継装置を選択するためのテーブルを示す図
【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】
（実施の形態）
＜通信システムの構成＞
本発明の実施の形態に係る通信システム１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る通信システム１の構成を示す図である。
【００１６】
通信システム１は、基地局装置１００と、中継装置２００と、通信端末装置３００とから主に構成されている。
【００１７】
基地局装置１００は、通信端末装置３００宛の送信データであるペイロードデータを暗号化し、暗号化したペイロードデータを単一の中継装置２００に送信するとともに、暗号化したペイロードデータを復号するための復号キーを通信端末装置３００に直接送信する。
【００１８】
中継装置２００は、基地局装置１００よりペイロードデータを受信し、受信したペイロードデータを通信端末装置３００に転送する。
【００１９】
通信端末装置３００は、中継装置２００よりペイロードデータを受信するとともに、基地局装置１００より復号キーを受信する。通信端末装置３００は、受信した復号キーを用いて、受信したペイロードデータを復号する。この際、通信端末装置３００は、基地局装置１００のセル＃１０のセルエッジに存在しているか、またはビル陰等の基地局装置１００の見通し外エリアに存在している。
【００２０】
＜基地局装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る基地局装置１００の構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る基地局装置１００の構成を示すブロック図である。
【００２１】
基地局装置１００は、受信アンテナ１０１と、受信処理部１０２と、解析部１０３と、制御部１０４と、符号化部１０５と、切替部１０６と、分割部１０７と、ペイロードデータ制御情報付加部１０８と、復号キー制御情報付加部１０９と、送信処理部１１０と、送信アンテナ１１１とから主に構成されている。
【００２２】
受信アンテナ１０１は、通信端末装置３００から送信された信号を受信して受信処理部１０２に出力する。
【００２３】
受信処理部１０２は、受信アンテナ１０１から入力した受信信号を受信処理して受信データを取得する。
【００２４】
具体的には、受信処理部１０２は、受信アンテナ１０１から入力した受信信号をダウンコンバートするとともに同期処理し、その後、受信信号よりガードインターバルを除去するとともに受信信号に対して高速フーリエ変換（ＦＴＴ）を行う。また、受信処理部１０２は、高速フーリエ変換した信号からユーザ毎に対応する周波数成分（サブキャリアまたはリソースブロック）を抜き出す。受信処理部１０２は、抜き出した周波数成分の信号を、チャネル推定処理及び等化処理を含む多値復調処理するとともに、必要に応じて誤り訂正復号して受信データを取得する。
【００２５】
受信処理部１０２は、取得した受信データを解析部１０３に出力する。
【００２６】
解析部１０３は、受信処理部１０２から入力した受信データのうち既知データを用いて、基地局装置１００と中継装置２００との間、及び基地局装置１００と通信端末装置３００との間の回線品質を測定する。解析部１０３は、受信処理部１０２から入力した受信データより位置情報を抽出する。解析部１０３は、回線品質の測定結果及び抽出した位置情報を用いてテーブルを作成し、作成したテーブルを制御部１０４に出力する。なお、テーブルについては後述する。
【００２７】
制御部１０４は、解析部１０３から入力したテーブルを参照して、切替部１０６と、ペイロードデータ制御情報付加部１０８と、復号キー制御情報付加部１０９とを制御する。即ち、制御部１０４は、自セルの端部の位置の通信端末装置３００に対して送信する暗号化した送信データを単一の中継装置２００に送信するとともに、暗号化した送信データを復号するための復号キーを自セルの端部の位置の通信端末装置３００に直接送信する制御を行う。また、制御部１０４は、回線品質が所定の品質未満の通信端末装置（以下、「見通し外エリアの通信端末装置」と記載する）３００に対して送信する暗号化した送信データを単一の中継装置２００に送信するとともに、暗号化した送信データを復号するための復号キーを見通し外エリアの通信端末装置３００に直接送信する制御を行う。
【００２８】
具体的には、制御部１０４は、自セルの端部に位置する通信端末装置３００宛に送信データを送信する際に、切替部１０６における端子１０６ａと端子１０６ｃとが接続するように切替部１０６を制御する。また、制御部１０４は、見通し外エリアの通信端末装置３００宛てに送信データを送信する際に、切替部１０６における端子１０６ａと端子１０６ｃとが接続するように切替部１０６を制御する。この際、制御部１０４は、自セルの端部に位置する通信端末装置３００または見通し外エリアの通信端末装置３００の近くに存在する通信端末装置であって、回線品質が所定の品質以上の通信端末装置を中継装置２００として選択する。さらに、制御部１０４は、ペイロードデータ制御情報付加部１０８に対してペイロードデータに制御情報を付加するように制御するとともに、復号キー制御情報付加部１０９に対して復号キーに制御情報を付加するように制御する。一方、制御部１０４は、自セルの端部に位置する通信端末装置３００と見通し外エリアの通信端末装置３００とが存在しない場合には、切替部１０６における端子１０６ａと端子１０６ｂとが接続するように切替部１０６を制御する。また、制御部１０４は、所定の条件を満たす中継装置２００が存在しない場合に、切替部１０６における端子１０６ａと端子１０６ｂとが接続するように切替部１０６を制御する。さらに、制御部１０４は、スケジューリングを行ってマッピング情報、変調情報及び符号化情報等を決定し、決定した各情報を送信処理部１１０に出力する。
【００２９】
符号化部１０５は、入力した送信データを暗号化してペイロードデータとして切替部１０６に出力する。この際、符号化部１０５は、ペイロードデータを復号するための復号キーを生成し、生成した復号キーを切替部１０６に出力する。
【００３０】
切替部１０６は、制御部１０４の制御に従って、端子１０６ａと端子１０６ｂとを接続して、符号化部１０５から入力したペイロードデータ及び復号キーを送信処理部１１０に出力する。また、切替部１０６は、制御部１０４の制御に従って、端子１０６ａと端子１０６ｃとを接続して、符号化部１０５から入力したペイロードデータを分割部１０７に出力する。
【００３１】
分割部１０７は、切替部１０６から入力したペイロードデータをペイロード制御情報付加部１０８に出力するとともに、切替部１０６から入力した復号キーを復号キー制御情報付加部１０９に出力する。
【００３２】
ペイロードデータ制御情報付加部１０８は、分割部１０７から入力したペイロードデータに対して制御情報（ヘッダー）を付加する。具体的には、ペイロードデータ制御情報付加部１０８は、送信データがペイロードデータであることを示す情報と、送信先の中継装置２００のＩＤと、転送先の通信端末装置３００のＩＤと、復号する際に用いられる復号キーと共通のＩＤとを制御情報としてペイロードデータに付加する。
【００３３】
復号キー制御情報付加部１０９は、分割部１０７から入力した復号キーに対して制御情報（ヘッダー）を付加する。具体的には、復号キー制御情報付加部１０９は、復号キーであることを示す情報と、送信先の通信端末装置３００のＩＤと、復号可能なペイロードデータと共通のＩＤとを制御情報として復号キーに付加する。
【００３４】
送信処理部１１０は、切替部１０６から入力したペイロードデータ及び復号キーに対して送信処理を施して送信信号を生成する。また、送信処理部１１０は、ペイロードデータ制御情報付加部１０８から入力したペイロードデータ、または復号キー制御情報付加部１０９から入力した復号キーに対して送信処理を施して送信信号を生成する。
【００３５】
具体的には、送信処理部１１０は、ペイロードデータ及び復号キーに対して、制御部１０４から入力した符号化情報及び変調情報に基づき、必要であれば誤り訂正符号化を施し、多値変調して変調信号を生成する。さらに、送信処理部１１０は、制御部１０４から入力したマッピング情報に基づき、適切な周波数（サブキャリアまたはリソースブロック）へ変調信号をマッピングするとともに、マッピングした変調信号を高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）する。さらに、送信処理部１１０は、高速逆フーリエ変換した信号にガードインターバルを挿入し、ガードインターバルを挿入した信号をアップコンバートして送信信号を生成する。
【００３６】
送信処理部１１０は、生成した送信信号を送信アンテナ１１１に出力する。
【００３７】
送信アンテナ１１１は、送信処理部１１０から入力した送信信号を中継装置２００または通信端末装置３００に送信する。
【００３８】
＜中継装置の構成＞
本発明の実施の形態における中継装置２００の構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態における中継装置２００の構成を示すブロック図である。
【００３９】
中継装置２００は、受信アンテナ２０１と、受信処理部２０２と、制御情報解析部２０３と、受信アンテナ２０４と、衛星信号受信処理部２０５と、測定部２０６と、制御情報付加部２０７と、送信処理部２０８と、送信アンテナ２０９とから主に構成されている。
【００４０】
受信アンテナ２０１は、基地局装置１００から送信された信号を受信して受信処理部２０２に出力する。
【００４１】
受信処理部２０２は、受信アンテナ２０１から入力した受信信号を受信処理して受信データを取得する。受信処理部２０２は、取得した受信データを制御情報解析部２０３及び測定部２０６に出力する。なお、受信処理部２０２における受信処理は、受信処理部１０２における受信処理と同一であるので、その説明を省略する。
【００４２】
制御情報解析部２０３は、受信処理部２０２から入力した受信データに含まれる制御情報を解析する。制御情報解析部２０３は、制御情報の解析結果が自分宛である場合にはその受信データを取得し、制御情報の解析結果が通信端末装置３００宛の転送用ペイロードデータである場合には転送用ペイロードデータを制御情報付加部２０７に出力する。
【００４３】
受信アンテナ２０４は、ＧＰＳ衛星等の現在位置を測定するための情報を提供する衛星からの信号を受信して衛星信号受信処理部２０５に出力する。
【００４４】
衛星信号受信処理部２０５は、受信アンテナ２０４から入力した受信信号をダウンコンバートして測定部２０６に出力する。
【００４５】
測定部２０６は、受信処理部２０２から入力した受信データのうち既知データを用いて、基地局装置１００との間の回線品質を測定する。測定部２０６は、衛星信号受信処理部２０５から入力した受信信号を用いて演算を行うことにより、自分の位置を算出する。測定部２０６は、回線品質の測定結果と自分の位置情報とを送信処理部２０８に出力する。
【００４６】
制御情報付加部２０７は、制御情報解析部２０３から入力した転送用ペイロードデータに制御情報（ヘッダー）を付加し、制御情報を付加した転送用ペイロードデータを送信処理部２０８に出力する。具体的には、制御情報付加部２０７は、ペイロードデータであることを示す情報と、転送先の通信端末装置３００のＩＤと、復号する際に用いられる復号キーと共通のＩＤとを制御情報として転送用ペイロードデータに付加する。
【００４７】
送信処理部２０８は、測定部２０６から入力した回線品質の測定結果と自分の位置情報とを送信処理して送信信号を生成して送信アンテナ２０９に出力する。送信処理部２０８は、制御情報付加部２０７から入力した転送用ペイロードデータを送信処理して送信信号を生成して送信アンテナ２０９に出力する。なお、送信処理部２０８における送信処理は、送信処理部１１０における送信処理と同一であるので、その説明を省略する。
【００４８】
送信アンテナ２０９は、送信処理部２０８から入力した、転送用ペイロードデータを含む送信信号を通信端末装置３００に送信する。送信アンテナ２０９は、送信処理部２０８から入力した、回線品質の測定結果及び位置情報を含む送信信号を基地局装置１００に送信する。
【００４９】
＜通信端末装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る通信端末装置３００の構成について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る通信端末装置３００の構成を示すブロック図である。
【００５０】
通信端末装置３００は、受信アンテナ３０１と、受信処理部３０２と、制御情報解析部３０３と、ペイロードデータ保存部３０４と、復号キー保存部３０５と、同期制御部３０６と、復号部３０７と、受信アンテナ３０８と、衛星信号受信処理部３０９と、測定部３１０と、送信処理部３１１と、送信アンテナ３１２とから主に構成されている。
【００５１】
受信アンテナ３０１は、基地局装置１００または中継装置２００から送信された信号を受信して受信処理部３０２に出力する。
【００５２】
受信処理部３０２は、受信アンテナ３０１から入力した受信信号を受信処理して受信データを取得する。受信処理部３０２は、取得した受信データを制御情報解析部３０３及び測定部３１０に出力する。なお、受信処理部３０２における受信処理は、受信処理部１０２における受信処理と同一であるので、その説明を省略する。
【００５３】
制御情報解析部３０３は、受信処理部３０２から入力した受信データに含まれる制御情報を解析する。制御情報解析部３０３は、制御情報の解析の結果、中継装置２００により転送されずに基地局装置１００から直接送信された受信データの場合には、受信データを復号部３０７に出力する。制御情報解析部３０３は、制御情報の解析の結果、中継装置２００から転送されたペイロードデータである場合には、ペイロードデータをペイロードデータ保存部３０４に出力する。制御情報解析部３０３は、制御情報の解析の結果、基地局装置１００から直接送信された復号キーである場合には、復号キーを復号キー保存部３０５に出力する。また、制御情報解析部３０３は、ペイロードデータと復号キーのうち、どちらを受信したか解析した結果を同期制御部３０６に出力する。
【００５４】
ペイロードデータ保存部３０４は、制御情報解析部３０３から入力したペイロードデータを格納する。
【００５５】
復号キー保存部３０５は、制御情報解析部３０３から入力した復号キーを格納する。
【００５６】
同期制御部３０６は、制御情報解析部３０３から入力した解析の結果が転送されたペイロードデータであることを示す場合には同期処理を行って、ペイロードデータ保存部３０４に格納されているペイロードデータ及び復号キー保存部３０５に格納されている復号キーのうち、互いに同一のＩＤを含むペイロードデータと復号キーとを検出する。ここで、ペイロードデータは、中継装置２００における中継処理のために、遅れて受信される。同期制御部３０６は、検出したペイロードデータをペイローデータ保存部３０４から読み出すとともに、検出した復号キーを復号キー保存部３０５から読み出して、読み出したペイロードデータ及び復号キーを復号部３０７に出力する。なお、同期制御部３０６は、定期的にペイロードデータ保存部３０４と復号キー保存部３０５とを監視し、同一のＩＤを含むペイロードデータと復号キーとを検出してもよい。
【００５７】
復号部３０７は、制御情報解析部３０３または同期制御部３０６から入力したペイロードデータと復号キーとを用いて復号して受信データとして出力する。
【００５８】
受信アンテナ３０８は、ＧＰＳ衛星等の現在位置を測定するための情報を提供する衛星からの信号を受信して衛星信号受信処理部３０９に出力する。
【００５９】
衛星信号受信処理部３０９は、受信アンテナ３０８から入力した受信信号をダウンコンバートして測定部３１０に出力する。
【００６０】
測定部３１０は、受信処理部３０２から入力した受信データのうち既知データを用いて、基地局装置１００との間の回線品質を測定する。測定部３１０は、衛星信号受信処理部３０９から入力した受信信号を用いて演算を行うことにより、自分の位置を算出する。測定部３１０は、回線品質の測定結果と自分の位置情報とを送信処理部３１１に出力する。
【００６１】
送信処理部３１１は、測定部３１０から入力した回線品質の測定結果と自分の位置情報とを送信処理して送信信号を生成して送信アンテナ３１２に出力する。なお、送信処理部３１１における送信処理は、送信処理部１１０における送信処理と同一であるので、その説明を省略する。
【００６２】
送信アンテナ３１２は、送信処理部３１１から入力した送信信号を基地局装置１００に送信する。
【００６３】
＜基地局装置、中継装置、及び通信端末装置の動作＞
本発明の実施の形態に係る基地局装置１００、中継装置２００及び通信端末装置３００の動作について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係る基地局装置１００、中継装置２００及び通信端末装置３００の動作を示すシーケンス図である。
【００６４】
まず、中継装置２００は、測定部２０６において、基地局装置１００との間の回線品質を測定するとともに自分の位置を算出する（ステップＳＴ５０１）。
【００６５】
また、通信端末装置３００は、測定部３１０において、基地局装置１００との間の回線品質を測定するとともに自分の位置を算出する（ステップＳＴ５０２）。
【００６６】
次に、中継装置２００は、回線品質の測定結果及び位置情報を基地局装置１００に送信する（ステップＳＴ５０３）。
【００６７】
また、通信端末装置３００は、回線品質の測定結果及び位置情報を基地局装置１００に送信する（ステップＳＴ５０４）。
【００６８】
次に、基地局装置１００は、解析部１０３において、中継装置２００及び通信端末装置３００から受信した回線品質の測定結果及び位置情報を解析してテーブルを作成する（ステップＳＴ５０５）。
【００６９】
次に、基地局装置１００は、制御部１０４において、テーブルを参照して、中継装置２００によりペイロードデータを中継するか否かを判定する（ステップＳＴ５０６）。
【００７０】
中継すると判定した場合（ステップＳＴ５０６：Ｙｅｓ）には、基地局装置１００は、符号化部１０５において、送信データを暗号化し（ステップＳＴ５０７）、分割部１０７においてペイロードデータと復号キーとに分割する（ステップＳＴ５０８）。
【００７１】
そして、基地局装置１００は、ペイロードデータ制御情報付加部１０８においてペイロードデータに制御情報を付加し、復号キー制御情報付加部１０９において復号キーに制御情報を付加する（ステップＳＴ５０９）。
【００７２】
次に、基地局装置１００は、ペイロードデータを中継装置２００に送信する（ステップＳＴ５１０）。
【００７３】
次に、中継装置２００は、制御情報解析部２０３において、制御情報を解析する（ステップＳＴ５１１）。
【００７４】
次に、中継装置２００は、制御情報解析部２０３において、転送用のペイロードデータであるか否かを判定する（ステップＳＴ５１２）。
【００７５】
転送用のペイロードデータではないと判定した場合（ステップＳＴ５１２：Ｎｏ）には、中継装置２００は、自分宛の受信データとして取得する。
【００７６】
一方、転送用のペイロードデータであると判定した場合（ステップＳＴ５１２：Ｙｅｓ）には、中継装置２００は、ペイロードデータを通信端末装置３００に転送する（ステップＳＴ５１３）。
【００７７】
また、ステップＳＴ５０６において、中継しないと判定した場合（ステップＳＴ５０６：Ｎｏ）には、基地局装置１００は、符号化部１０５において、送信データを暗号化する（ステップＳＴ５１４）。
【００７８】
また、基地局装置１００は、ステップＳＴ５０６において中継すると判定した場合（ステップＳＴ５０６：Ｙｅｓ）には、ステップＳＴ５０７〜ステップＳＴ５０９の処理の後に、ステップＳＴ５１０と同時に復号キーを通信端末装置３００に送信する（ステップＳＴ５１５）。また、基地局装置１００は、ステップＳＴ５０６において中継しないと判定した場合（ステップＳＴ５０６：Ｎｏ）には、ステップＳＴ５１４の処理の後に、ペイロードデータと復号キーとの双方を通信端末装置３００に送信する（ステップＳＴ５１５）。
【００７９】
次に、通信端末装置３００は、制御情報解析部３０３において、制御情報を解析する（ステップＳＴ５１６）。
【００８０】
次に、通信端末装置３００は、制御情報解析部３０３において解析した結果が単一のペイロードデータまたは復号キーであるか否かを判定する（ステップＳＴ５１７）。
【００８１】
単一のペイロードデータまたは復号キーであると判定した場合（ステップＳＴ５１７：Ｙｅｓ）には、通信端末装置３００は、ペイロードデータである場合には、ペイロードデータをペイロードデータ保存部３０４に保存し、復号キーである場合には、復号キーを復号キー保存部３０５に保存する。
【００８２】
さらに、ペイロードデータである場合には、同期制御部３０６は、同期処理を行い、ペイロードデータ保存部３０４に保存されているペイロードデータと、復号キー保存部３０５に保存されている復号キーとの中から、共通のＩＤに基づきペイロードデータと復号キーとのペアを検出する。（ステップＳＴ５１８）。
【００８３】
次に、通信端末装置３００は、復号部３０７において、復号キーを用いてペイロードデータを復号する（ステップＳＴ５１９）。
【００８４】
一方、単一のペイロードデータまたは復号キーではないと判定した場合（ステップＳＴ５１７：Ｎｏ）には、制御情報解析部３０３は、基地局装置１００から直接送信されたペイロードデータと復号キーとの両方を復号部３０７に出力する。そして、復号部３０７において、復号キーを用いてペイロードデータを復号する（ステップＳＴ５１９）。
【００８５】
＜基地局装置において作成するテーブル＞
本発明の実施の形態に係る基地局装置１００において作成するテーブルについて、図６及び図７を用いて説明する。図６は、通信端末装置３００を選択するためのテーブルを示す図である。図７は、中継装置２００を選択するためのテーブルを示す図である。
【００８６】
図６より、制御部１０４は、基地局装置１００からの距離が閾値以上の地点に位置する通信端末装置３００を、回線品質に関わりなくセルエッジに存在する通信端末装置３００であると判定し、ペイロードデータを中継装置２００で中継させるための制御を行う。
【００８７】
また、制御部１０４は、基地局装置１００からの距離が閾値未満の地点に位置し、かつ回線品質が所定の品質未満の通信端末装置３００を、見通し外エリアの通信端末装置３００であると判定し、ペイロードデータを中継装置２００で中継させるための制御を行う。
【００８８】
一方、制御部１０４は、基地局装置１００からの距離が閾値未満の地点に位置し、かつ回線品質が所定の品質以上の通信端末装置３００を、中継不要と判定し、ペイロードデータを中継装置２００で中継させるための制御を行わない。
【００８９】
また、図７より、制御部１０４は、基地局装置１００と基地局装置１００のセルの端部に位置する通信端末装置３００とを結ぶ直線の中間付近に存在し、かつ回線品質が所定の品質以上の通信端末装置３００を、基地局装置１００のセルの端部に位置する通信端末装置３００の中継装置２００として選択する。
【００９０】
また、制御部１０４は、見通し外エリアの通信端末装置３００の近くに存在し、かつ回線品質が所定の品質以上の通信端末装置３００を、見通し外エリアの通信端末装置３００の中継装置２００として選択する。
【００９１】
＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、送信データの伝送に伴う負荷及び伝送路の占有率を増大させることなく、セルエッジに存在する通信端末装置のスループットを向上させることができるとともに、セキュリティの高い通信を実現することができる。
【００９２】
また、本実施の形態によれば、見通し外エリアの通信端末装置に対して、ペイロードデータを単一の中継装置を介して送信するとともに、基地局装置より復号キーを直接送信するので、見通し外エリアの通信端末装置のスループットを向上させることができるとともに、セキュリティの高い通信を実現することができる。
【００９３】
＜本実施の形態の変形例＞
本実施の形態において、通信端末装置を中継装置として用いたが、本発明はこれに限らず、アクセスポイント等の移動しない装置を中継装置としてもよい。この場合、中継装置の位置は既知であるとともに、通信端末装置が中継装置と通信することにより通信端末装置の近くの中継装置を判断することができるので、基地局装置は中継装置及び通信端末装置から位置情報を取得しなくてもよい。
【００９４】
また、本実施の形態において、基地局装置は、暗号化したペイロードデータを中継装置に送信し、この暗号化したペイロードデータを復号するための復号キーを通信端末装置に送信したが、本発明はこれに限らず、暗号化したペイロードデータの情報量より復号キーの情報量の方が大きい場合は、暗号化したペイロードデータを通信端末装置に送信し、この暗号化したペイロードデータを復号するための復号キーを中継装置に送信してもよい。
【００９５】
また、本実施の形態において、通信方式をＯＦＤＭにしたが、本発明はこれに限らず、例えばＳＣ−ＦＤＭＡまたはその他のシングルキャリア方式など、ＯＦＤＭ以外の通信方式を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明にかかる基地局装置、通信端末装置、通信システム及び送信方法は、中継装置を介して通信を行うのに好適である。
【符号の説明】
【００９７】
１００  基地局装置
１０１  受信アンテナ
１０２  受信処理部
１０３  解析部
１０４  制御部
１０５  符号化部
１０６  切替部
１０７  分割部
１０８  ペイロードデータ制御情報付加部
１０９  復号キー制御情報付加部
１１０  送信処理部
１１１  送信アンテナ
【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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