(57)【要約】【課題】通信システム、中継装置、通信端末および基地局を提供すること。【解決手段】基地局と、前記基地局に属する１または２以上の中継装置と、前記基地局と直接、または前記１または２以上の中継装置のうちのいずれかの中継装置を介して通信する通信端末と、を備え、前記１または２以上の中継装置のうちの第１の中継装置は、前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の中継装置のうちの第２の中継装置と、前記第１の中継装置または前記第２の中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、通信システムを構成する。【選択図】図１４
2011091786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と；
前記基地局に属する１または２以上の中継装置と；
前記基地局と直接、または前記１または２以上の中継装置のうちのいずれかの中継装置を介して通信する通信端末と；
を備え、
前記１または２以上の中継装置のうちの第１の中継装置は、前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の中継装置のうちの第２の中継装置と、前記第１の中継装置または前記第２の中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、通信システム。
【請求項２】
前記基地局および前記隣接基地局から、各々に属する各中継装置および各通信端末を示す情報を含む管理情報を受信する受信部と；
前記基地局および前記隣接基地局から受信される前記管理情報に基づき、異なる基地局に属する２の中継装置を選択する選択部と；
前記選択部により前記２の中継装置として選択される前記第１の中継装置および前記第２の中継装置が通信するための前記通信リソースを割り当てる割当部と；
を有する管理サーバ、をさらに備える、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記管理情報は、各中継装置の位置に関する情報をさらに含み、
前記選択部は、前記位置に関する情報に基づき、前記第１の中継装置と、前記隣接基地局に属する前記１または２以上の中継装置のうちで前記第１の中継装置に最も近接する前記第２の中継装置を選択する、請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記管理情報は、各中継装置および各通信端末間の通信品質情報をさらに含み、
前記選択部は、前記通信品質情報に基づき、通信品質が所定の基準を満たさないリンクに関する中継装置を前記第１の中継装置として選択する、請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１の中継装置は、前記第２の中継装置の配下に配されるように接続処理を行い、
前記隣接基地局または前記第２の中継装置が、前記第２の中継装置と前記第１の中継装置が通信するための前記通信リソースを割り当てる、請求項１に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１の中継装置は、
前記隣接基地局が送信する制御情報を受信する受信部と；
前記制御情報に基づき、前記隣接基地局に属する前記１または２以上の中継装置のうちで、前記第１の中継装置と干渉を生じる可能性がある中継装置を前記第２の中継装置として判断する判断部と； 
を有する、請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の中継装置は、
間欠的に受信処理を行う受信部と；
前記隣接基地局に属する中継装置からの前記受信部による信号受信に基づいて前記隣接基地局に属する前記中継装置の存在を検出する検出部と；
を有する、請求項５に記載の通信システム。
【請求項８】
中継装置であって：
通信端末および前記中継装置が属する基地局の一方から受信した信号を他方に中継する通信部を備え、
前記中継装置が属する前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の隣接中継装置のうちの１の隣接中継装置と、前記中継装置または前記隣接中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、中継装置。
【請求項９】
１の基地局に属する中継装置であって、前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の隣接中継装置のうちの１の隣接中継装置と、前記中継装置または前記隣接中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する中継装置を介して、前記基地局と通信する、通信端末。
【請求項１０】
通信端末と中継装置を介して通信を行う通信部を備える基地局であって、
前記中継装置は、前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の隣接中継装置のうちの１の隣接中継装置と、前記中継装置または前記隣接中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、基地局。
【請求項１１】
１または２以上の中小規模基地局と；
前記１または２以上の中小規模基地局のうちのいずれかの中小規模基地局と通信する通信端末と；
を備え、
前記１または２以上の中小規模基地局のうちの第１の中小規模基地局は、前記１または２以上の中継装置のうちの第２の中小規模基地局と、前記第１の中小規模基地局または前記第２の中小規模基地局が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、中継装置、通信端末および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１６ｊでは、リレー技術が規格化されている。また、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）  ＬＴＥ−Ａ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ）においても、セルエッジに位置する通信端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）のスループット向上を実現するために、中継装置（ＲＮ：Ｒｅｌａｙ  ｎｏｄｅ）を利用する技術が盛んに検討されている。
【０００３】
この中継装置は、ダウンリンクにおいて、基地局から送信された信号を受信して、増幅してから、増幅した信号を通信端末に対して送信する。中継装置は、このような中継を行うことにより、基地局から通信端末に対して信号を直接送信する場合よりも信号対雑音比を高くすることが可能である。同様に、中継装置は、アップリンクにおいても、通信端末から送信された信号を基地局へ中継することにより、信号対雑音比を高く保つことができる。このような中継装置については、例えば非特許文献１〜３に記載されている。
【０００４】
なお、セルエッジ付近に位置する通信端末が発する信号の送信電力は、基地局の送信電力に比べて十分に小さいので、中継装置が存在しない場合、隣接セルとの間での干渉は大きな問題でなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｒ１−０９００１５，  “Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｒｅｌａｙ．ｐｐｔ”，  Ｃｈｉｎａ  Ｐｏｔｅｖｉｏ，  ＣＡＴＴ，  Ｊａｎ  ２００９
【非特許文献２】Ｒ１−０９００６５，  “Ｊｏｉｎｔ  ａｎａｌｏｇ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｙ”，  Ａｌｃａｔｅｌ−Ｌｕｃｅｎｔ，  Ｊａｎ  ２００９
【非特許文献３】Ｒ１−０９１８０３，  “Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ  ｏｎ  Ｔｙｐｅ  １  ａｎｄ  Ｔｙｐｅ  ２  Ｒｅｌａｙ”，  Ｈｕａｗｅｉ，  Ｍａｙ  ２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、異なる基地局に属する中継装置が各々のセルエッジ付近に存在する場合、中継装置は通信端末より大きな送信電力で信号を送信するので、各中継装置に起因するセル間での干渉がより重大な問題となる。
【０００７】
上記問題に関し、各中継装置が、各々の基地局を介して情報を交換し、交換した情報に基づいて干渉を回避するための動作を行うことも有効であると考えられる。しかし、基地局を介して情報を交換するためには時間を要するので、通信状況の変化に迅速に対応することが困難であるという問題が想定された。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、中継装置などの複数の中小規模基地局が直接的に通信することが可能な、新規かつ改良された通信システム、中継装置、通信端末および基地局を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基地局と、前記基地局に属する１または２以上の中継装置と、前記基地局と直接、または前記１または２以上の中継装置のうちのいずれかの中継装置を介して通信する通信端末と、を備え、前記１または２以上の中継装置のうちの第１の中継装置は、前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の中継装置のうちの第２の中継装置と、前記第１の中継装置または前記第２の中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、通信システムが提供される。
【００１０】
前記通信システムは、前記基地局および前記隣接基地局から、各々に属する各中継装置および各通信端末を示す情報を含む管理情報を受信する受信部と、前記基地局および前記隣接基地局から受信される前記管理情報に基づき、異なる基地局に属する２の中継装置を選択する選択部と、前記選択部により前記２の中継装置として選択される前記第１の中継装置および前記第２の中継装置が通信するための前記通信リソースを割り当てる割当部と、を有する管理サーバ、をさらに備えてもよい。
【００１１】
前記管理情報は、各中継装置の位置に関する情報をさらに含み、前記選択部は、前記位置に関する情報に基づき、前記第１の中継装置と、前記隣接基地局に属する前記１または２以上の中継装置のうちで前記第１の中継装置に最も近接する前記第２の中継装置を選択してもよい。
【００１２】
前記管理情報は、各中継装置および各通信端末間の通信品質情報をさらに含み、前記選択部は、前記通信品質情報に基づき、通信品質が所定の基準を満たさないリンクに関する中継装置を前記第１の中継装置として選択してもよい。
【００１３】
前記第１の中継装置は、前記第２の中継装置の配下に配されるように接続処理を行い、前記隣接基地局または前記第２の中継装置が、前記第２の中継装置と前記第１の中継装置が通信するための前記通信リソースを割り当ててもよい。
【００１４】
前記第１の中継装置は、前記隣接基地局が送信する制御情報を受信する受信部と、前記制御情報に基づき、前記隣接基地局に属する前記１または２以上の中継装置のうちで、前記第１の中継装置と干渉を生じる可能性がある中継装置を前記第２の中継装置として判断する判断部と、を有してもよい。
【００１５】
前記第１の中継装置は、間欠的に受信処理を行う受信部と、前記隣接基地局に属する中継装置からの前記受信部による信号受信に基づいて前記隣接基地局に属する前記中継装置の存在を検出する検出部と、を有してもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、中継装置であって、通信端末および前記中継装置が属する基地局の一方から受信した信号を他方に中継する通信部を備え、前記中継装置が属する前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の隣接中継装置のうちの１の隣接中継装置と、前記中継装置または前記隣接中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、中継装置が提供される。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、１の基地局に属する中継装置であって、前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の隣接中継装置のうちの１の隣接中継装置と、前記中継装置または前記隣接中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する中継装置を介して、前記基地局と通信する、通信端末が提供される。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、通信端末と中継装置を介して通信を行う通信部を備える基地局であって、前記中継装置は、前記基地局と異なる隣接基地局に属する１または２以上の隣接中継装置のうちの１の隣接中継装置と、前記中継装置または前記隣接中継装置が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、基地局が提供される。また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、１または２以上の中小規模基地局と、前記１または２以上の中小規模基地局のうちのいずれかの中小規模基地局と通信する通信端末と、を備え、前記１または２以上の中小規模基地局のうちの第１の中小規模基地局は、前記１または２以上の中継装置のうちの第２の中小規模基地局と、前記第１の中小規模基地局または前記第２の中小規模基地局が有する情報を所定の通信リソースを利用して通信する、通信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明によれば、中継装置などの複数の中小規模基地局が直接的に通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による通信システム１の構成を示した説明図である。
【図２】ＵＬとＤＬとで同一の周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。
【図３】ＵＬとＤＬとで異なる周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。
【図４】ＤＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。
【図５】ＵＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。
【図６】接続処理シーケンスを示した説明図である。
【図７】ＭＢＳＦＮ送受信処理の具体例を示した説明図である。
【図８】各セルにおける周波数の割り当て例を示した説明図である。
【図９】第１の実施形態が対象とする干渉ケース例を示した説明図である。
【図１０】通信端末２０の構成を示した機能ブロック図である。
【図１１】中継装置３０の構成を示した機能ブロック図である。
【図１２】基地局１０の構成を示した機能ブロック図である。
【図１３】管理サーバ１６の構成を示した機能ブロック図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態による動作を示したシーケンス図である。
【図１５】第２の実施形態による中継装置３０’の構成を示した機能ブロック図である。
【図１６】第２の実施形態による接続処理の流れを示したシーケンス図である。
【図１７】第２の実施形態による接続処理の流れを示したシーケンス図である。
【図１８】第２の実施形態による接続処理の流れを示したシーケンス図である。
【図１９】第２の実施形態による接続処理の流れを示したシーケンス図である。
【図２０】ヘテロジニアスネットワークの構成例を示した説明図である。
【図２１】各中小規模基地局の概要を示した説明図である。
【図２２】中小規模基地局の構成例を示した説明図である。
【図２３】ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデルを示した説明図である。
【図２４】ハンドオーバーによる干渉回避例を示した説明図である。
【図２５】ビームフォーミングによる干渉回避例を示した説明図である。
【図２６】送信電力制御による干渉回避例を示した説明図である。
【図２７】中小規模基地局が直接的に情報交換する様子を示した説明図である。
【図２８】複数の中小規模基地局が情報交換するためのシーケンスを示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて通信端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、通信端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単に通信端末２０と称する。
【００２３】
また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．本発明の一実施形態による通信システムの構成
（各リンクへのリソース割当て例）
（無線フレームのフォーマット例）
（接続処理シーケンス）
（ＭＢＳＦＮ）
（各セルにおける周波数割当て例）
２．第１の実施形態
（通信端末の構成）
（中継装置の構成）
（基地局の構成）
（管理サーバの構成）
（第１の実施形態の動作）
３．第２の実施形態
（中継装置の構成）
（第２の実施形態の動作）
４．本発明の他の適用例
５．まとめ
【００２４】
＜１．本発明の一実施形態による通信システムの構成＞
まず、図１〜図８を参照し、本発明の一実施形態による通信システム１について説明する。図１は、本発明の一実施形態による通信システム１の構成を示した説明図である。図１に示したように、本発明の実施形態による通信システム１は、基地局１０Ａおよび１０Ｂと、バックボーンネットワーク１２と、通信端末２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｘと、中継装置３０Ａおよび３０Ｂと、を備える。
【００２５】
基地局１０は、基地局１０が形成するセル内に存在する中継装置３０および通信端末２０との通信を管理する。例えば、基地局１０Ａは、セル内に存在する通信端末２０Ｘと通信するためのスケジューリング情報を管理し、このスケジューリング情報に従って通信端末２０Ｘと通信する。また、基地局１０Ａは、セル内に存在する中継装置３０Ａと通信するためのスケジューリング情報、および中継装置３０Ａと通信端末２０Ａが通信するためのスケジューリング情報を管理する。
【００２６】
なお、スケジューリング情報の管理は、基地局１０と中継装置３０が協働して行っても、基地局１０と中継装置３０と通信端末２０とが協働して行っても、中継装置３０が行ってもよい。
【００２７】
中継装置３０は、基地局１０と通信端末２０との通信を、基地局１０が管理するスケジューリング情報に従って中継する。具体的には、中継装置３０は、ダウンリンクにおいて、基地局１０から送信された信号を受信して、増幅した信号を、スケジューリング情報に従った周波数―時間を利用して通信端末２０に送信する。中継装置３０は、このような中継を行うことにより、基地局１０からセルエッジ付近の通信端末２０に対して信号を直接送信する場合よりも、信号対雑音比を高くすることが可能である。
【００２８】
同様に、中継装置３０は、アップリンクにおいても、通信端末２０から送信された信号を基地局１０が管理するスケジューリング情報に従って基地局１０へ中継することにより、信号対雑音比を高く保つことができる。なお、図１においては、基地局１０Ａが形成するセルに中継装置３０Ａのみが存在する例を示しているが、基地局１０Ａが形成するセルに複数の中継装置３０が存在してもよい。
【００２９】
このような中継装置３０の種類として、Ｔｙｐｅ１およびＴｙｐｅ２が提案されている。Ｔｙｐｅ１の中継装置３０は、個別のセルＩＤを有し、独自のセルを運用することが認められる。したがって、Ｔｙｐｅ１の中継装置３０は、通信端末２０からは基地局１０であると認識されるように動作することになる。しかし、Ｔｙｐｅ１の中継装置３０は完全に自律的に動作するわけでなく、中継装置３０は、基地局１０から割り当てられるリソースの範囲内でリレー通信を行う。
【００３０】
一方、Ｔｙｐｅ２の中継装置３０は、Ｔｙｐｅ１と異なり、個別のセルＩＤを有さず、
基地局１０と通信端末２０間の直接通信を補助する。例えば、Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ｒｅｌａｙやＮｅｔｗｏｒｋ  ｃｏｄｉｎｇを用いたリレー伝送技術が検討されている。以下、表１に、検討中のＴｙｐｅ１とＴｙｐｅ２の特性を示す。
【００３１】
【表１】
2011091786.tif 000003
【００３２】
通信端末２０は、上述したように、基地局１０と直接、または中継装置３０を介して、基地局１０により管理されるスケジューリング情報に従って通信する。なお、通信端末２０が送受信するデータとしては、音声データや、音楽、講演およびラジオ番組などの音楽データや、写真、文書、絵画、図表などの静止画データや、映画、テレビジョン番組、ビデオプログラム、ゲーム画像などの動画データなどが挙げられる。また、通信端末２０は、携帯電話、およびＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの無線通信機能を備えた情報処理装置であってもよい。
【００３３】
管理サーバ１６は、バックボーンネットワーク１２を介して各基地局１０と接続されている。この管理サーバ１６は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）としての機能を有する。また、管理サーバ１６は、Ｓｅｒｖｉｎｇ  Ｇａｔｅｗａｙとしての機能を有してもよい。また、管理サーバ１６は、各基地局１０が形成するセルの状態を示す管理情報を各基地局１０から受信し、この管理情報に基づいて各基地局１０が形成するセルにおける通信を制御する。なお、管理サーバ１６の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
【００３４】
（各リンクへのリソース割当て例）
ここで、各リンクへのリソース割当てについて説明する。なお、以下では、基地局１０と中継装置３０の間の通信経路をリレーリンクと称し、中継装置３０と通信端末２０の間の通信経路をアクセスリンクと称し、基地局１０と通信端末２０の間の直接的な通信経路をダイレクトリンクと称する。また、基地局１０へ向かう通信経路をＵＬ（アップリンク）と称し、通信端末２０へ向かう通信経路をＤＬ（ダウンリンク）と称する。なお、各リンクにおける通信は、ＯＦＤＭＡに基づいて行われる。
【００３５】
中継装置３０は、リレーリンクおよびアクセスリンク間の干渉を防止するために、リレーリンクおよびアクセスリンクを周波数または時間で分離する。例えば、中継装置３０は、同一方向のリレーリンクおよびアクセスリンクを、共通の周波数を用いてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）により分離してもよい。
【００３６】
図２は、ＵＬとＤＬとで同一の周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。図２に示したように、１の無線フレームは、サブフレーム０〜サブフレーム９により構成される。また、図２に示した例では、中継装置３０は、基地局１０からの指示に従い、サブフレーム８および９をアクセスリンクのＤＬのためのリソースとして認識し、基地局１０から送信された信号をサブフレーム８および９において通信端末２０に中継する。
【００３７】
なお、サブフレーム０とサブフレーム５には、ダウンリンクの同期用信号であるＰＳＣ（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）およびＳＳＣ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）や、ＰＢＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる。また、サブフレーム１および６にはページングチャネルが割り当てられる。
【００３８】
図３は、ＵＬとＤＬとで異なる周波数を利用する場合のリソース割当て例を示した説明図である。図３に示したように、周波数ｆ０がＤＬのために利用され、周波数ｆ１がＵＬのために利用される。また、図３に示した例では、中継装置３０は、基地局１０からの指示に従い、周波数ｆ０のサブフレーム６−８をアクセスリンクのＤＬのためのリソースとして認識し、基地局１０から送信された信号を周波数ｆ０のサブフレーム６−８を利用して通信端末２０に中継する。
【００３９】
なお、周波数ｆ０（ＤＬ用）のサブフレーム０とサブフレーム５には、ダウンリンクの同期用信号であるＰＳＣおよびＳＳＣが割り当てられ、サブフレーム４とサブフレーム９にはページングチャネルが割り当てられる。
【００４０】
（無線フレームのフォーマット例）
次に、図４および図５を参照し、ＤＬ無線フレームおよびＵＬ無線フレームの詳細なフレームフォーマット例を説明する。
【００４１】
図４は、ＤＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。ＤＬ無線フレームは、サブフレーム０〜９で構成され、各サブフレームは２の０．５ｍｓスロットで構成され、各０．５ｍｓスロットは７ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルで構成される。
【００４２】
図４に示したように、各サブフレームの先頭の１〜３ＯＦＤＭシンボルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ＣＨａｎｎｅｌ）、およびＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）などの制御用チャネルが配置される。
【００４３】
なお、上記の各チャネルは、一例として以下に示す情報を含む。
ＰＣＦＩＣＨ：レイヤ１、レイヤ２に関するＰＤＣＣＨのシンボル数
ＰＨＩＣＨ  ：ＰＵＳＣＨに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ
ＰＤＣＣＨ  ：下りリンク制御情報。ＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨのスケジューリング
情報（変調法、符号化率などのフォーマット）
【００４４】
また、リソース割り当ての最小単位である１リソースブロック（１ＲＢ）は、図４に示したように、６または７ＯＦＤＭシンボル、および１２サブキャリアにより構成される。このリソースブロックの一部に復調用リファレンス（リファレンス信号）が配置される。
【００４５】
また、サブフレーム０および５にはＳＳＣ、ＰＢＣＨおよびＰＳＣが配置される。また、図４に示した無線フレームにおける空き部分がＰＤＳＣＨ（Ｐｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）として利用される。
【００４６】
図５は、ＵＬ無線フレームのフォーマット例を示した説明図である。ＵＬ無線フレームは、ＤＬ無線フレームと同様に、サブフレーム０〜９で構成され、各サブフレームは２の０．５ｍｓスロットで構成され、各０．５ｍｓスロットは７ＯＦＤＭシンボルで構成される。
【００４７】
図５に示したように、０．５ｍｓスロットの各々には復調用リファレンス（リファレンス信号）が配置され、ＣＱＩ測定リファレンスが分散して配置される。受信側の基地局１０または中継装置３０は、復調用リファレンスを用いてチャネル推定を行い、チャネル推定結果に従って受信信号を復調する。また、受信側の基地局１０または中継装置３０は、ＣＱＩ測定リファレンスを測定することにより、送信側の中継装置３０または通信端末２０との間のＣＱＩを取得する。
【００４８】
また、図５に示した無線フレームにおける空き部分がＰＵＳＣＨ（Ｐｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）として利用される。なお、ＣＱＩレポートを要求されると、通信端末２０または中継装置３０は、ＰＵＳＣＨを利用してＣＱＩレポートを送信する。
【００４９】
（接続処理シーケンス）
続いて、図６を参照し、中継装置３０または通信端末２０と、基地局１０との間の接続処理シーケンスを説明する。
【００５０】
図６は、接続処理シーケンスを示した説明図である。図６に示したように、まず、中継装置３０または通信端末２０が基地局１０にＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  ＣＨａｎｎｅｌ）  ｐｒｅａｍｂｌｅを送信する（Ｓ６２）。基地局１０は、ＲＡＣＨ  ｐｒｅａｍｂｌｅを受信すると、ＴＡ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ）情報を取得し、ＴＡ情報を割当てリソース情報と共に中継装置３０または通信端末２０へ送信する（Ｓ６４）。例えば、基地局１０は、ＲＡＣＨ  ｐｒｅａｍｂｌｅの送信タイミングを把握できる場合、送信タイミングと、ＲＡＣＨ  ｐｒｅａｍｂｌｅの受信タイミングの差分をＴＡ情報として取得してもよい。
【００５１】
その後、中継装置３０または通信端末２０は、割当てリソース情報の示すリソースを利用して基地局１０にＲＲＣ接続要求（ＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する（Ｓ６６）。基地局１０は、ＲＲＣ接続要求を受信した場合、ＲＲＣ接続要求の送信元を示すＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎを送信する（Ｓ６８）。これにより、中継装置３０または通信端末２０は、基地局１０がＲＲＣ接続要求を受信したか否かを確認することができる。
【００５２】
続いて、基地局１０は、ＭＭＥとしての機能を有する管理サーバ１６に、中継装置３０または通信端末２０がサービス要求していることを示すＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（Ｓ７０）。管理サーバ１６は、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔを受信すると、中継装置３０または通信端末２０に設定するための情報をＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｓｅｔｕｐにより送信する（Ｓ７２）。
【００５３】
そして、基地局１０が、管理サーバ１６からのＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｓｅｔｕｐに基づいてＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｓｅｔｕｐを中継装置３０または通信端末２０に送信し（Ｓ７４）、中継装置３０または通信端末２０が接続設定を行う。その後、中継装置３０または通信端末２０が、接続設定が完了したことを示すＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｌｅｔｅを基地局１０に送信する（Ｓ７６）。
【００５４】
これにより、中継装置３０または通信端末２０と、基地局１０との間の接続が完了し、通信可能な状態となる。なお、上記の接続処理シーケンスは一例に過ぎず、中継装置３０または通信端末２０と基地局１０とは、他のシーケンスにより接続されてもよい。
【００５５】
（ＭＢＳＦＮ）
次に、基地局１０が行うＭＢＳＦＮ（Ｍｕｌｔｉ−ｍｅｄｉａ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）送信、およびＭＢＳＦＮ送信に対する中継装置３０の動作例を説明する。
【００５６】
ＭＢＳＦＮは、複数の基地局１０が、同じ周波数で、データを同時にＢｒｏａｄｃａｓｔ送信するモードである。したがって、ＭＢＳＦＮによれば、仮想的に基地局として動作するＴｙｐｅ１の中継装置３０は、基地局１０と同じ周波数を用いてＤＬ用の制御チャネルなどを送信する。以下、図７を参照し、具体的なＭＢＳＦＮ送受信処理の流れを説明する。
【００５７】
図７は、ＭＢＳＦＮ送受信処理の具体例を示した説明図である。まず、図７に示したように、基地局１０と中継装置３０が同時にＰＤＣＣＨを送信する。ここで、基地局１０は、ＰＤＣＣＨの後に、通信端末２０に対するＰＤＳＣＨに加え、中継を制御するためのＲ−ＰＤＣＣＨを送信する。このＲ−ＰＤＣＣＨの後に、中継装置３０に対するＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）が送信される。なお、中継装置３０に対するＰＤＳＣＨの後には無送信区間が設けられる。
【００５８】
中継装置３０は、ＰＤＣＣＨを送信した後、受信処理への切り替え区間を経て、基地局１０からのＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）を受信する。中継装置３０は、その後、基地局１０からのＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）の後に設けられた無送信区間において受信処理を送信処理へ切り替える。さらに、中継装置３０は、次のステップで、デコードしたＰＤＳＣＨ（中継対象のデータ）に、ＰＤＣＣＨを付加し、通信端末２０に中継送信する。
【００５９】
これにより、中継装置３０の存在を前提としない既存の通信端末も、混乱することなく中継装置３０による中継を享受することができる。
【００６０】
（各セルにおける周波数割当て例）
続いて、複数のセルが隣接する場合の各セルにおける周波数の割り当て例を説明する。
【００６１】
図８は、各セルにおける周波数の割り当て例を示した説明図である。各セルが３セクタで構成される場合、周波数ｆ１〜ｆ３を各セクタに図８に示したように割当てることにより、セル境界における周波数の干渉を抑制することができる。このような割り当ては、トラフィックの高い人口密集エリアにおいて特に有効である。
【００６２】
しかし、ＬＴＥ−Ａにおいては、Ｅｎｄ  ｔｏ  Ｅｎｄでの高スループットを実現するために、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ、ネットワークＭＩＭＯ、ＵｐｌｉｎｋマルチユーザＭＩＭＯ、およびリレー技術など様々な新規技術の検討がされている。このため、高スループットの新規モバイルアプリケーションの出現により、郊外部でも周波数リソースの枯渇が問題となる可能性もある。また、ＬＴＥ−Ａの導入に際し、インフラ配備を低コストに実現する目的で、中継装置３０の導入が活発化する可能性も高い。
【００６３】
ここで、異なる基地局１０に属する中継装置３０が各々のセルエッジ付近に存在する場合、中継装置３０は通信端末１０より大きな送信電力で信号を送信するので、各中継装置３０に起因するセル間での干渉がより重大な問題となる。
【００６４】
以下に説明する本発明の第１の実施形態および第２の実施形態は、これらの背景に鑑みてなされたものである。なお、本発明の第１の実施形態および第２の実施形態の各々は、上述した本発明の一実施形態による通信システム１の構成に加え、追加的特徴を含むものである。
【００６５】
＜２．第１の実施形態＞
図９は、第１の実施形態が対象とする干渉ケース例を示した説明図である。図９に示したように、中継装置３０Ｂが通信端末２０ＢにアクセスリンクのＤＬで信号を送信すると同時に、通信端末２０Ａが中継装置３０ＡにアクセスリンクのＵＬで信号を送信すると、双方の信号が通信端末２０Ｂにおいて干渉してしまう。
【００６６】
また、通信端末２０Ｂが中継装置３０ＢにアクセスリンクのＵＬで信号を送信すると同時に、中継装置３０Ａが基地局１０ＡにリレーリンクのＵＬで信号を送信すると、双方の信号が中継装置３０Ｂにおいて干渉してしまう。
【００６７】
本発明の第１の実施形態によれば、このような中継装置３０に関する干渉を、異なる基地局１０に属する中継装置３０Ａおよび３０Ｂが各々の有する情報を交換することにより防止することができる。以下、図１０〜図１４を参照し、このような第１の実施形態について詳細に説明する。
【００６８】
（通信端末の構成）
図１０は、通信端末２０の構成を示した機能ブロック図である。図１０に示したように、通信端末２０は、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎと、アナログ処理部２２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８と、デジタル処理部２３０と、を備える。
【００６９】
複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎの各々は、基地局１０または中継装置３０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部２２４へ供給する。また、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎの各々は、アナログ処理部２２４から供給される高周波信号に基づいて基地局１０または中継装置３０に無線信号を送信する。通信端末２０は、このように複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
【００７０】
アナログ処理部２２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部２２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。
【００７１】
ＡＤ・ＤＡ変換部２２８は、アナログ処理部２２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部２３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８は、デジタル処理部２３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部２２４に供給する。
【００７２】
デジタル処理部２３０は、同期部２３２と、デコーダ２３４と、エンコーダ２４０と、制御部２４２と、を備える。このうち、同期部２３２、デコーダ２３４、およびエンコーダ２４０などは、複数のアンテナ２２０ａ〜２２０ｎ、アナログ処理部２２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部２２８と共に、基地局１０や中継装置３０と通信するための通信部として機能する。
【００７３】
同期部２３２は、基地局１０や中継装置３０から送信されたＰＳＣやＳＳＣなどの同期用信号がＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給され、この同期用信号に基づいて無線フレームの同期処理を行う。具体的には、同期部２３２は、同期用信号と既知のシーケンスパターンとの相関を演算し、相関のピーク位置を検出することにより無線フレームの同期をとる。
【００７４】
デコーダ２３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８から供給されるベースバンド信号をデコードして受信データを得る。なお、上記デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理およびＯＦＤＭ復調処理を含んでもよい。
【００７５】
エンコーダ２４０は、ＰＵＳＣＨなどの送信データをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部２２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。
【００７６】
制御部２４２は、送信処理、受信処理、および中継装置３０や基地局１０との接続処理など、通信端末２０における動作全般を制御する。例えば、通信端末２０は、制御部２４２による制御に基づき、基地局１０により割り当てられたリソースブロックを利用して送信処理および受信処理を行う。なお、制御部２４２は、基地局１０または中継装置３０から指定された送信パラメータに従って送信処理を制御する。例えば、基地局１０がＰＤＣＣＨにより通信端末２０のＴＰＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）パラメータを指定した場合、制御部２４２は、基地局１０により指定されたＴＰＣパラメータに従って送信処理を制御する。
【００７７】
また、基地局１０または中継装置３０がＰＤＣＣＨにより通信端末２０に対してＣＱＩレポートを要求した場合、デジタル処理部２３０は、基地局１０または中継装置３０から送信される復調用リファレンスを用いてチャネル品質（例えば、受信電力）を測定する。制御部２４２は、上記測定結果に基づいてＣＱＩレポートを生成し、生成したＣＱＩレポートをエンコーダ２４０に供給する。その結果、ＣＱＩレポートが基地局１０または中継装置３０へＰＵＳＣＨを利用して送信される。
【００７８】
（中継装置の構成）
次に、図１１を参照し、中継装置３０の構成を説明する。
【００７９】
図１１は、中継装置３０の構成を示した機能ブロック図である。図１１に示したように、中継装置３０は、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎと、アナログ処理部３２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８と、デジタル処理部３３０と、を備える。
【００８０】
複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎの各々は、基地局１０または通信端末２０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部３２４へ供給する。また、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎの各々は、アナログ処理部３２４から供給される高周波信号に基づいて基地局１０または通信端末２０に無線信号を送信する。中継装置３０は、このように複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
【００８１】
アナログ処理部３２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部３２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。
【００８２】
ＡＤ・ＤＡ変換部３２８は、アナログ処理部３２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部３３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８は、デジタル処理部３３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部３２４に供給する。
【００８３】
デジタル処理部３３０は、同期部３３２と、デコーダ３３４と、バッファ３３８と、エンコーダ３４０と、制御部３４２と、を備える。このうち、同期部３３２、デコーダ３３４、およびエンコーダ３４０などは、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎ、アナログ処理部３２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部３２８と共に、基地局１０や通信端末２０と通信するための受信部、送信部、および中継部として機能する。
【００８４】
同期部３３２は、基地局１０から送信された同期用信号がＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給され、この同期用信号に基づいて無線フレームの同期処理を行う。具体的には、同期部３３２は、同期用信号と既知のシーケンスパターンとの相関を演算し、相関のピーク位置を検出することにより無線フレームの同期をとる。
【００８５】
デコーダ３３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８から供給されるベースバンド信号をデコードして基地局１０宛または通信端末２０宛の中継データを得る。なお、デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理、ＯＦＤＭ復調処理および誤り訂正処理などを含んでもよい。
【００８６】
バッファ３３８は、デコーダ３３４により得られた基地局１０宛または通信端末２０宛の中継データを一時的に保持する。そして、制御部３４２の制御により、アクセスリンクのＤＬ用のリソースブロックにおいてバッファ３３８からエンコーダ３４０へ通信端末２０宛の中継データが読み出される。同様に、制御部３４２の制御により、リレーリンクのＵＬ用のリソースブロックにおいてバッファ３３８からエンコーダ３４０へ基地局１０宛の中継データが読み出される。
【００８７】
エンコーダ３４０は、バッファ３３８から供給される中継データをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。
【００８８】
制御部３４２は、送信処理、受信処理、および基地局１０や通信端末２０との接続処理など、中継装置３０における動作全般を制御する。例えば、中継装置３０は、制御部３４２による制御に基づき、基地局１０により割り当てられたリソースブロックを利用して送信処理および受信処理を行う。
【００８９】
また、制御部３４２は、管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して、隣接セルの中継装置３０Ｂと情報交換するための通信制御を行う。交換される情報としては、各中継装置３０に属する通信端末２０の識別情報、スケジューリング情報、干渉許容レベル、ＣＱＩ情報、Ｑｏｓ情報および位置に関する情報などが挙げられる。なお、位置に関する情報は、ＧＰＳにより取得された位置情報、通信端末２０と中継装置３０との距離を示すＴＡ情報、または通信端末２０の方向を示す情報を含んでもよい。通信端末２０の方向は、通信端末２０から送信された信号の到来方向を推定するアルゴリズムや、指向受信を行うことにより取得できる。
【００９０】
また、制御部３４２は、管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを示すリソース情報に特定の論理的な識別子が付されている場合、必ずしも上記リソースブロックを利用して隣接中継装置３０Ｂと情報交換のための通信制御を行わなくてもよい。例えば、制御部３４２は、必要と判断した場合や、一時的にのみ、情報交換のための通信制御を行ってもよい。
【００９１】
さらに、制御部３４２は、交換した情報に基づいて、隣接セルとの干渉を防止するための制御を行ってもよい。例えば、制御部３４２は、中継装置３０Ｂのスケジューリング情報を参照し、中継装置３０のスケジューリング情報と時間―周波数が重なるリソースブロックが存在する場合、このリソースブロックの利用を変更してもよい。または、中継装置３０は、交換した情報を基地局１０へ送信し、基地局１０が干渉を防止するための制御を行ってもよい。
【００９２】
（基地局の構成）
図１２は、基地局１０の構成を示した機能ブロック図である。図１２に示したように、基地局１０は、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎと、アナログ処理部１２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８と、デジタル処理部１３０と、バックボーン通信部１４６と、を備える。
【００９３】
複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎの各々は、中継装置３０または通信端末２０から無線信号を受信して電気的な高周波信号を取得し、高周波信号をアナログ処理部１２４へ供給する。また、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎの各々は、アナログ処理部１２４から供給される高周波信号に基づいて無線信号を中継装置３０または通信端末２０に送信する。基地局１０は、このように複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎを備えるため、ＭＩＭＯ通信やダイバーシティ通信を行うことが可能である。
【００９４】
アナログ処理部１２４は、増幅、フィルタリング、およびダウンコンバージョンなどのアナログ処理を行うことにより、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎから供給される高周波信号をベースバンド信号に変換する。また、アナログ処理部１２４は、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８から供給されるベースバンド信号を高周波信号に変換する。
【００９５】
ＡＤ・ＤＡ変換部１２８は、アナログ処理部１２４から供給されるアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式に変換し、デジタル処理部１３０に供給する。また、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８は、デジタル処理部１３０から供給されるデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式に変換し、アナログ処理部１２４に供給する。
【００９６】
デジタル処理部１３０は、同期部１３２と、デコーダ１３４と、エンコーダ１４０と、制御部１４２と、記憶部１４４と、を備える。このうち、同期部１３２、デコーダ１３４、およびエンコーダ１４０などは、複数のアンテナ１２０ａ〜１２０ｎ、アナログ処理部１２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部１２８と共に、中継装置３０や通信端末２０と通信するための通信部として機能する。
【００９７】
同期部１３２は、通信端末２０や中継装置３０から送信された同期用信号がＡＤ・ＤＡ変換部１２８から供給され、この同期用信号に基づいて無線フレームの同期処理を行う。また、デコーダ１３４は、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８から供給されるベースバンド信号をデコードして受信データを得る。なお、デコードは、例えばＭＩＭＯ受信処理、ＯＦＤＭ復調処理および誤り訂正処理などを含んでもよい。
【００９８】
エンコーダ１４０は、例えばＰＤＳＣＨをエンコードし、ＡＤ・ＤＡ変換部１２８に供給する。なお、エンコードは、例えばＭＩＭＯ送信処理およびＯＦＤＭ変調処理を含んでもよい。
【００９９】
制御部１４２は、送信処理、受信処理、中継装置３０や通信端末２０の接続処理、スケジューリング情報の管理など、基地局１０における動作全般を制御する。例えば、制御部１４２は、基地局１０と中継装置３０とのリレーリンク通信、および中継装置３０と通信端末２０とのアクセスリンク通信をスケジュールする。
【０１００】
また、制御部１４２は、基地局１０が形成するセルの状態を示す管理情報を記憶部１４４に保持する。管理情報の一例を以下に示す。
（１）基地局１０に属する各中継装置３０および各通信端末２０の位置に関する情報
（２）基地局１０に属する各中継装置３０および各通信端末２０のＩＤおよびスケジューリング情報
（３）各リレーリンク、および各アクセスリンクの通信品質情報（例えば、ＣＱＩ情報、ＴＰＣ情報、または双方）
（４）基地局１０に属する各通信端末２０の干渉許容レベル（例えば、最低レートでの所要ＳＩＮＲ）
【０１０１】
バックボーン通信部１４６は、バックボーンネットワーク１２を介して管理サーバ１６と通信する。例えば、バックボーン通信部１４６は、記憶部１４４に保持される上記（１）〜（４）に示した情報を管理サーバ１６へ送信する。その際、上記（２）に関し、基地局１０が他の基地局と非同期で動作している場合を考慮し、バックボーン通信部１４６は、基地局１０と他の基地局間での同期のズレを検知するための基準カウンター情報をさらに送信してもよい。
【０１０２】
（管理サーバの構成）
図１３は、管理サーバ１６の構成を示した機能ブロック図である。図１３に示したように、管理サーバ１６は、通信部１６０と、記憶部１６２と、ペアリング部１６４と、リソース割当て部１６６と、を備える。
【０１０３】
通信部１６０は、各基地局１０と接続されており、各基地局１０から情報を受信する受信部、および各基地局１０へ情報を送信する送信部の機能を有する。例えば、通信部１６０は、各基地局１０から上記（１）〜（４）に示した管理情報を受信する。通信部１６０により受信された管理情報は記憶部１６２に記録される。
【０１０４】
ペアリング部１６４（選択部）は、上記（１）〜（４）に示した管理情報の一部または全てを用いて、情報交換をさせる２の中継装置３０をペアリングする。具体的には、ペアリング部１６４は、相互に干渉を起こす可能性のある、異なる基地局１０に属する２の中継装置３０をペアリングしてもよい。ここで、あるリンクの通信品質が所定の基準（例えば、干渉許容レベル）を満たさない場合、当該リンクで干渉が起きる可能性がある。そこで、ペアリング部１６４は、通信品質が所定の基準を満たさないリンクに関する中継装置３０と、当該中継装置３０に最も近接する中継装置３０をペアリングしてもよい。
【０１０５】
また、ペアリング部１６４は、各々が配下に有する通信端末２０が近接する２の中継装置３０をペアリングしてもよい。また、ペアリング部１６４は、間隔が所定距離以下である２の中継装置３０をペアリングしてもよい。また、ペアリング部１６４は、各々が利用するリソースブロックが時間―周波数で重なる２の中継装置３０をペアリングしてもよい。
【０１０６】
なお、ペアリングされる２の中継装置３０が情報交換するためのリソースを確保できることも、２の中継装置３０をペアリングする際の条件である。また、相互に干渉を起こす可能性のある中継装置３０が存在しない場合、または情報交換のためのリソースを確保できない場合、ペアリング部１６４はペアリングを行わず、他の方法での干渉回避を試みる。
【０１０７】
リソース割当て部１６６は、ペアリングされた２の中継装置３０が情報交換するためのリソースブロックを割り当てる。例えば、リソース割当て部１６６は、情報の送信側の中継装置３０に対してアクセスリンクのＤＬにリソースブロックを割当て、受信側の中継装置３０に対してアクセスリンクのＵＬにリソースブロックを割り当てる。または、リソース割当て部１６６は、情報の送信側の中継装置３０に対してリレーリンクのＵＬにリソースブロックを割当て、受信側の中継装置３０に対してリレーリンクのＤＬにリソースブロックを割り当ててもよい。
【０１０８】
また、リソース割当て部１６６は、２の中継装置３０の双方に、受信側として機能するためのリソースブロック、および送信側として機能するためのリソースブロックを割り当ててもよい。これにより、２の中継装置３０が、双方向に情報交換を行うことが可能となる。
【０１０９】
なお、ペアリングされた２の中継装置３０の同期がずれている場合、リソース割当て部１６６は、リソースブロックの割り当てを、双方に割当てるリソースブロックの時間が一致するように行ってもよい。
【０１１０】
一方、ペアリングされた２の中継装置３０の各々が属する基地局１０が同期しており、配下の中継装置３０とＭＢＳＦＮで動作している場合、リソース割当て部１６６は、情報の送信側の中継装置３０に対してアクセスリンクのＤＬにリソースブロックを割当て、受信側の中継装置３０に対してアクセスリンクのＵＬにリソースブロックを割り当ててもよい。また、リソース割当て部１６６は、２の中継装置３０の双方に、受信側として機能するためのリソースブロック、および送信側として機能するためのリソースブロックを割り当ててもよい。これにより、２の中継装置３０が、双方向に情報交換を行うことが可能となる。
【０１１１】
上記のようにしてリソース割当て部１６６によりリソースブロックが割り当てられると、通信部１６０が、ペアリングされた２の中継装置３０が属する基地局１０へ割当てられたリソースブロックを示すリソース情報を送信する。また、各基地局１０は、管理サーバ１６から受信したリソース情報を例えばＰＤＣＣＨを利用して該当する中継装置３０へ送信する。
【０１１２】
その結果、異なる基地局１０に属する中継装置３０が、管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して直接的に情報交換を行うことが可能となる。この直接的な情報交換によれば、各基地局１０がバックボーンネットワーク１２を介して行う情報交換と比較して遅延時間を抑制できるため、通信状況の変化に応じて迅速に干渉回避のための動作を実現できる。
【０１１３】
（第１の実施形態の動作）
以上、図９〜図１３を参照し、本発明の第１の実施形態による中継装置３０、および管理サーバ１６などの構成を説明した。続いて、図１４を参照し、本発明の第１の実施形態による動作を説明する。なお、本実施形態においては、以下の点を前提とする。
・中継装置３０は、ダイレクトリンクを利用し、通信端末２０と同様の手順でＲＲＣ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｌｅｔｅまでの手順を終了しており、サブセルＩＤ、レファレンスパターン割当てなども決定している。
・基地局１０と、配下の中継装置３０は、同期がとれている。
・中継装置３０と、中継装置３０に属する通信端末２０を示すグルーピング情報が基地局１０により事前に与えられている（基地局１０がＣＱＩレポートやＴＡ情報から中継の必要性を判断し、必要な場合には中継のためのリソースを割り当てる）。
・Ｐｔｘ＿ＤＬ＞＞Ｐｔｘ＿ＲＬ．Ｐｔｘ＿ＡＬ（Ｐｔｘ：最大送信電力）
・ダイレクトリンクへの干渉対策、特に中継装置３０の存在を前提としない通信装置（ＬＴＥ  ＵＥ）のダイレクトリンクへの干渉対策を重要課題とする。
【０１１４】
図１４は、本発明の第１の実施形態による動作を示したシーケンス図である。図１４に示した例では、中継装置３０Ａと基地局１０Ａが接続中であり、中継装置３０Ｂと基地局１０Ｂが接続中である。この場合、基地局１０Ａは、基地局１０Ａが形成するセルの状態を示す管理情報を管理サーバ１６へ送信する（Ｓ４０４）。同様に、基地局１０Ｂは、基地局１０Ｂが形成するセルの状態を示す管理情報を管理サーバ１６へ送信する（Ｓ４０８）。
【０１１５】
その後、管理サーバ１６のペアリング部１６４が、各基地局１０から受信された管理情報に基づいて、相互に干渉を起こす可能性がある２の中継装置３０をペアリングする（Ｓ４１２）。続いて、管理サーバ１６のリソース割当て部１６６は、ペアリングされた２の中継装置３０（中継装置３０Ａおよび中継装置３０Ｂ）が情報交換するためのリソースブロックを割り当てる（Ｓ４２０）。
【０１１６】
そして、管理サーバ１６は、情報交換するためのリソースブロックを示すリソース情報を、中継装置３０Ａが属する基地局１０Ａ、および中継装置３０Ｂが属する基地局１０Ｂに送信する（Ｓ４２０、Ｓ４２４）。さらに、基地局１０Ａがリソース情報を中継装置３０Ａに送信し、基地局１０Ｂがリソース情報を中継装置３０Ｂに送信する（Ｓ４２８、Ｓ４３２）。
【０１１７】
その後、異なる基地局１０に属する中継装置３０Ａおよび中継装置３０Ｂが、管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して直接的に情報交換を行う（Ｓ４３６）。その結果、中継装置３０Ａおよび中継装置３０Ｂは、交換した情報に基づいて、中継装置３０Ａが形成するサブセル、および中継装置３０Ｂが形成するサブセル間での干渉を防止することが可能となる。
【０１１８】
＜３．第２の実施形態＞
以上、本発明の第１の実施形態について説明した。続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本発明の第２の実施形態は、主に、情報交換のためのリソースブロックを割り当てる主体が管理サーバ１６でない点で第１の実施形態と相違する。
【０１１９】
（中継装置の構成）
図１５は、第２の実施形態による中継装置３０’の構成を示した機能ブロック図である。図１５に示したように、中継装置３０’は、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎと、アナログ処理部３２４と、ＡＤ・ＤＡ変換部３２８と、デジタル処理部３３０と、を備える。また、デジタル処理部３３０は、同期部３３２と、デコーダ３３４と、バッファ３３８と、エンコーダ３４０と、制御部３４２と、中継装置検出部３４４と、干渉判断部３４６と、を備える。
【０１２０】
このうち、同期部３３２、デコーダ３３４、およびエンコーダ３４０などは、複数のアンテナ３２０ａ〜３２０ｎ、アナログ処理部３２４、およびＡＤ・ＤＡ変換部３２８と共に、基地局１０や通信端末２０と通信するための受信部、送信部、および中継部として機能する。なお、これらの受信部、送信部、および中継部として機能する構成は、第１の実施形態と実質的に同一の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２１】
以下、制御部３４２、中継装置検出部３４４、および干渉判断部３４６について、中継装置３０’が隣接基地局からの信号を受信できる場合と、受信できない場合とに場合分けして説明する。
【０１２２】
（隣接基地局から信号を受信できる場合）
中継装置検出部３４４は、隣接基地局（中継装置３０’が属する基地局１０に隣接する基地局）から受信されるＰＤＣＣＨやＰＢＣＨからスケジューリング情報などの制御情報を取得し、隣接基地局１０に属する隣接中継装置の存在を検出する。なお、隣接基地局が隣接中継装置とＭＢＳＦＮで動作している場合、中継装置検出部３４４は、隣接基地局から受信されるＲ−ＰＤＣＣＨから制御情報を取得してもよい。
【０１２３】
干渉判断部３４６は、中継装置検出部３４４に検出された隣接中継装置が、中継装置３０’と干渉する可能性があるか否かを判断する。例えば、干渉判断部３４６は、隣接中継装置のスケジューリング情報を参照し、中継装置３０’のスケジューリング情報と時間―周波数が重なるリソースブロックが存在する場合、干渉する可能性があると判断してもよい。
【０１２４】
制御部３４２は、中継装置３０’が、干渉判断部３４６により干渉する可能性があると判断された隣接中継装置の配下にアクセスリンクで接続されるように接続処理を行う。例えば、制御部３４２は、隣接基地局とＵＬ同期および接続登録を行う際に、隣接中継装置のＩＤを隣接基地局に明示的に通知してもよい。
【０１２５】
また、隣接基地局は、中継装置３０’のＣＱＩが低い場合、隣接中継装置による中継が必要であると判断すると考えられる。そこで、制御部３４２は、本来よりも低いＣＱＩを示すＣＱＩレポート、または高いＱｏｓリクエストを隣接基地局に送信してもよい。
【０１２６】
その結果、中継装置３０’が、擬似的な通信端末２０として隣接中継装置の配下に接続され、中継装置３０’と隣接中継装置がアクセスリンクで通信するためのリソースブロックが隣接基地局により割り当てられる。したがって、中継装置３０’は、アクセスリンクのＵＬを利用して中継装置３０’が有する情報を隣接基地局に送信することが可能となる。
【０１２７】
ここで、中継装置３０’は、送信する情報に、異なる基地局に属する中継装置からの情報であることを示す識別子を付する。隣接中継装置は、この識別子が付されており、アクセスリンクのＤＬのためにリソースブロックを確保できる場合、アクセスリンクのＤＬを利用して隣接中継装置が有する情報を中継装置３０’に送信してもよい。
【０１２８】
なお、中継装置３０’は、マルチリンク接続の状態で隣接中継装置と接続してもよい。すなわち、中継装置３０’は、基地局１０との接続を維持しつつ隣接中継装置と接続してもよい。また、中継装置３０’は、基地局１０との接続を維持しつつ隣接の基地局と接続してもよい。また、隣接中継装置が中継装置３０’の接続権限を有する場合、制御部３４２は、隣接中継装置と直接にＵＬ同期および接続処理を行ってもよい。また、ここでは、中継装置３０’が隣接中継装置とアクセスリンクを用いて接続する例を記載したが、アクセスリンクでなくリレーリンクを用いて接続してもよい。
【０１２９】
（隣接基地局から信号を受信できない場合）
中継装置３０’は、制御部３４２による制御に基づき、間欠的に受信処理を行う。中継装置検出部３４４は、上記の間欠的な受信処理により隣接中継装置から信号が受信されたか否かに基づいて隣接中継装置の存在を検出する。
【０１３０】
干渉判断部３４６は、中継装置検出部３４４に検出された隣接中継装置が、中継装置３０’と干渉する可能性があるか否かを判断する。例えば、干渉判断部３４６は、隣接中継装置から受信されるＰＤＣＣＨに含まれるスケジューリング情報を参照し、中継装置３０’のスケジューリング情報と時間―周波数が重なるリソースブロックが存在する場合、干渉する可能性があると判断してもよい。
【０１３１】
制御部３４２は、中継装置３０’が、干渉判断部３４６により干渉する可能性があると判断された隣接中継装置の配下にアクセスリンクで接続されるように接続処理を行う。例えば、制御部３４２は、基地局１０を介して隣接基地局と接続処理を行っても、隣接中継装置と直接に接続処理を行ってもよい。
【０１３２】
その結果、中継装置３０’が、擬似的な通信端末２０として隣接中継装置の配下に接続され、中継装置３０’と隣接中継装置がアクセスリンクで通信するためのリソースブロックが隣接基地局により割り当てられる。したがって、中継装置３０’は、アクセスリンクのＵＬを利用して中継装置３０’が有する情報を隣接基地局に送信することが可能となる。
【０１３３】
ここで、中継装置３０’は、送信する情報に、異なる基地局に属する中継装置からの情報であることを示す識別子を付する。隣接中継装置は、この識別子が付されており、アクセスリンクのＤＬのためにリソースブロックを確保できる場合、アクセスリンクのＤＬを利用して隣接中継装置が有する情報を中継装置３０’に送信してもよい。
【０１３４】
なお、中継装置３０’は、マルチリンク接続の状態で隣接中継装置と接続してもよい。すなわち、中継装置３０’は、基地局１０との接続を維持しつつ隣接中継装置と接続してもよい。また、中継装置３０’は、基地局１０との接続を維持しつつ隣接の基地局と接続してもよい。また、ここでは、中継装置３０’が隣接中継装置とアクセスリンクを用いて接続する例を記載したが、アクセスリンクでなくリレーリンクを用いて接続してもよい。
【０１３５】
（第２の実施形態の動作）
以上、本発明の第２の実施形態の構成を説明した。続いて、本発明の第２の実施形態の動作を説明する。
【０１３６】
図１６は、中継装置３０’Ａが隣接基地局である基地局１０Ｂと通信できる位置に存在する場合の接続処理の一例を示したシーケンス図である。図１６に示した例では、中継装置３０’Ａと基地局１０Ａが接続中であり、中継装置３０’Ｂと基地局１０Ｂが接続中である。中継装置３０’Ａは、中継装置３０’Ｂと干渉を起こす可能性があると判断した場合、基地局１０Ｂに中継装置３０’Ｂとの接続を要求する（Ｓ５０４）。
【０１３７】
基地局１０Ｂは、要求に対する応答として接続要求ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを中継装置３０’Ａに送信し（Ｓ５０８）、中継装置３０’Ｂに、中継装置３０’Ａとの接続を指示する接続コマンドを送信する（Ｓ５１２）。
【０１３８】
そして、中継装置３０’Ｂは、接続コマンドに対する応答としてコマンドｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを基地局１０Ｂに送信し（Ｓ５１６）、中継装置３０’Ａと接続するための処理を行うと、中継装置３０’Ａに接続完了を通知する（Ｓ５２０）。続いて、中継装置３０’Ａは、接続完了の通知に対する応答として接続完了ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを中継装置３０’Ｂに送信する。その後、中継装置３０’Ｂが、中継装置３０’Ａと接続したことを、基地局１０Ｂを介して管理サーバ１６に報告する（Ｓ５２８、Ｓ５３２）。
【０１３９】
上記処理により、中継装置３０’Ａと中継装置３０’Ｂは、アクセスリンクで接続されるので、アクセスリンクに割り当てられたリソースブロックを利用して情報交換を行うことが可能となる（Ｓ５３６）。なお、Ｓ５２０およびＳ５２４の通信は、図１７に変形例においてＳ５２０’およびＳ５２４’として示したように、基地局１０Ｂおよび中継装置３０’Ａ間で直接行ってもよい。この場合、中継装置３０’Ｂは、Ｓ５１６において接続完了を併せて基地局１０Ｂに通知し、図１６に示したＳ５２８の通信（接続報告）は行わなくてもよい。
【０１４０】
図１８は、中継装置３０’Ａが隣接基地局である基地局１０Ｂとの通信範囲外である場合の接続処理の一例を示したシーケンス図である。図１８に示したように、中継装置３０’Ａは、中継装置３０’Ｂと干渉を起こす可能性があると判断した場合、基地局１０Ａおよびバックボーンネットワーク１２を介し、中継装置３０’Ｂとの接続に必要な登録を基地局１０Ｂに要求する（Ｓ５４４、Ｓ５４８）。
【０１４１】
そして、基地局１０Ｂは、要求された登録を行うと、登録を完了した旨を示す登録完了通知をバックボーンネットワーク１２および基地局１０Ａを介して中継装置３０’Ａに送信する（Ｓ５５２、Ｓ５５６）。その後、中継装置３０’Ａが中継装置３０’Ｂに接続要求を送信し（Ｓ５６０）、中継装置３０’Ｂが接続要求に対する応答として接続要求ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを中継装置３０’Ａに送信する（Ｓ５６４）。
【０１４２】
そして、中継装置３０’Ｂは、中継装置３０’Ａから接続完了を通知されると（Ｓ５６８）、中継装置３０’Ａと接続したことを、基地局１０Ｂを介して管理サーバ１６に報告する（Ｓ５７２、Ｓ５７６）。上記処理により、中継装置３０’Ａと中継装置３０’Ｂは、アクセスリンクで接続されるので、アクセスリンクに割り当てられたリソースブロックを利用して情報交換を行うことが可能となる（Ｓ５８０）。
【０１４３】
図１９は、中継装置３０’Ａが隣接基地局である基地局１０Ｂとの通信範囲外であり、中継装置３０’Ｂが中継装置３０’Ａの接続権限を有する場合の接続処理の一例を示したシーケンス図である。図１９に示したように、中継装置３０’Ａは、中継装置３０’Ｂと干渉を起こす可能性があると判断した場合、中継装置３０’Ｂに対して直接に接続要求を送信する（Ｓ６０４）。そして、中継装置３０’Ｂは、接続のために必要な処理を行い、接続要求に対する応答として接続要求ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを中継装置３０’Ａに送信する（Ｓ６０８）。
【０１４４】
そして、中継装置３０’Ｂは、中継装置３０’Ａから接続完了を通知されると（Ｓ６１２）、中継装置３０’Ａと接続したことを、基地局１０Ｂを介して管理サーバ１６に報告する（Ｓ６１６、Ｓ６２０）。上記処理により、中継装置３０’Ａと中継装置３０’Ｂは、アクセスリンクで接続されるので、アクセスリンクに割り当てられたリソースブロックを利用して情報交換を行うことが可能となる（Ｓ５８０）。
【０１４５】
＜４．本発明の他の適用例＞
以上、複数の中継装置３０および３０’が所定の通信リソースを利用して情報交換を行うことを説明したが、上記における中継装置３０および３０’は、以下に説明するヘテロジニアスネットワークにおける中小規模基地局の一例に過ぎない。すなわち、複数の中小規模基地局が所定の通信リソースを利用して無線で情報交換を行うことも、本発明の技術的範囲に属する。
【０１４６】
ヘテロジニアスネットワークは、マクロセル内で、複数種類の中小規模基地局が、オーバレイ送信またはスペクトラムシェアリングを行うことにより共存するネットワークである。中小規模基地局としては、ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ  ＲａｄｉｏＨｅａｄ）セル基地局、ホットゾーン基地局（Ｐｉｃｏ／ｍｉｃｒｏ  ｃｅｌｌ  ｅＮＢ）、フェムセル基地局（Ｈｏｍｅ  ｅＮＢ）、および中継装置（リレー基地局）などがあげられる。以下、ヘテロジニアスネットワークの構成を具体的に説明する。
【０１４７】
図２０は、ヘテロジニアスネットワークの構成例を示した説明図である。図２０に示したように、ヘテロジニアスネットワークは、マクロセル基地局１０（基地局１０と同義）と、中継装置３０と、ホットゾーン基地局３１と、フェムセル基地局３２と、ＲＲＨセル基地局３３と、管理サーバ１６Ａおよび１６Ｂと、を備える。
【０１４８】
管理サーバ１６Ａおよび１６Ｂは、マクロセル基地局１０および中小規模基地局が協調して動作するための機能を有する。例えば、管理サーバ１６Ａは、「２．第１の実施形態（管理サーバの構成）」において説明したように、マクロセル基地局１０や中小規模基地局に属する通信端末２０に関する情報（位置情報、スケジューリング情報、Ｑｏｓ情報など）を受信し、相互に干渉を起こす可能性のある中小規模基地局をペアリングしたり、ペアリングした中小規模基地局に対し、情報交換のためのリソースブロックを割り当てたりする。なお、管理サーバ１６の機能は、マクロセル基地局１０またはいずれかの中小規模基地局に実装され、当該機能が実装されたマクロセル基地局１０またはいずれかの中小規模基地局が集中制御を行ってもよい。または、管理サーバ１６の機能は、マクロセル基地局１０および中小規模基地局のうちの複数個所に実装され、当該機能が実装されたマクロセル基地局１０または中小規模基地局が互いに自律的な制御を行ってもよい。
【０１４９】
マクロセル基地局１０は、マクロセル内の中小規模基地局、および通信端末２０を管理する。このマクロセル基地局１０の構成は、「２．第１の実施形態（基地局の構成）」において説明した通りである。
【０１５０】
ホットゾーン基地局３１は、最大送信電力がマクロセル基地局１０より小さく、マクロセル基地局１０とはコアネットワークのＸ２やＳ１などのインタフェースを用いて通信する。なお、ホットゾーン基地局３１は、どの通信端末２０からもアクセス可能なＯＳＧ（Ｏｐｅｎ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｇｒｏｕｐ）を形成する。
【０１５１】
フェムセル基地局３２は、最大送信電力がマクロセル基地局１０より小さく、マクロセル基地局１０とはＡＤＳＬなどのパケット交換ネットワークを用いて通信する。または、フェムトセル基地局３２は、無線リンクによりマクロセル基地局１０と通信することも可能である。なお、フェムセル基地局３２は、限られた通信端末２０からしかアクセスできないＣＳＧ（Ｃｌｏｓｅｄ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｇｒｏｕｐ）を形成する。
【０１５２】
ＲＲＨセル基地局３３は、マクロセル基地局１０と光ファイバで接続されている。このため、マクロセル基地局１０は、地理的に異なる場所に配置されたＲＲＨセル基地局３３Ａおよび３３Ｂに光ファイバを介して信号を伝送し、ＲＲＨセル基地局３３Ａおよび３３Ｂから信号を無線送信させることができる。例えば、通信端末２０の位置に近いＲＲＨセル基地局３３のみを利用することも可能である。なお、制御系の機能はマクロセル基地局１０に実装されており、通信端末２０の分布に応じて、最適な送信形態を選択する。
【０１５３】
以上説明した各中小規模基地局の概要を図２１にまとめた。また、ホットゾーン基地局３１やフェムセル基地局３２などの中小規模基地局４０の構成例を図２２に示す。図２２に示したように、ホットゾーン基地局３１やフェムセル基地局３２などの中小規模基地局４０は、有線でネットワーク側と通信するためバッグボーン通信部４５０を有する。一方、中小規模基地局４０の他の構成は、図１５を参照して説明した中継装置３０’（または図１１を参照して説明した中継装置３０）と実質的に同一とすることができる。
【０１５４】
このような中小規模基地局４０は、所定の通信リソースを利用して情報交換することにより、他通信との干渉を回避することができる。以下、ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデルおよび干渉回避制御について説明した後に、中小規模基地局４０間の情報交換について説明する。
【０１５５】
（ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデル）
図２３は、ヘテロジニアスネットワークにおける干渉モデルを示した説明図である。なお、図２３および後述の図２４〜図２６においては、中継装置３０、ホットゾーン基地局３１、およびフェムセル基地局３２などを特に区別せず、中小規模基地局４０として示す。
【０１５６】
図２３に示したように、ヘテロジニアスネットワークにおいては、以下に示す干渉の発生が想定される。
（１）中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉するケース
（２）通信端末２０Ｂ−２からの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が中小規模基地局４０Ｂにおいて干渉するケース
（３）中小規模基地局４０Ｃからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が中小規模基地局４０Ｄにおいて干渉するケース
（４）中小規模基地局４０からの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉するケース
【０１５７】
（ヘテロジニアスネットワークにおける干渉回避制御）
上記のように、ヘテロジニアスネットワークにおいては多様な干渉が発生するが、これらの干渉は、ハンドオーバ、送信電力制御、およびビームフォーミングなどにより対処することが可能である。以下、干渉回避制御例について具体的に説明する。
【０１５８】
図２４は、ハンドオーバーによる干渉回避例を示した説明図である。図２４の左図においては、中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ａ−２を、中小規模基地局４０Ａから、マクロセル基地局１０と送信タイミングが異なる中小規模基地局４０Ｇにハンドオーバーさせることにより、上記干渉を解消することができる。
【０１５９】
また、図２４の左図においては、中小規模基地局４０からの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ｅ−２を中小規模基地局４０Ｅから中小規模基地局４０Ｆにハンドオーバーさせることにより、上記干渉を解消することができる。なお、中小規模基地局４０Ｅおよび中小規模基地局４０Ｆは、このハンドオーバーに際して必要な情報を、例えば管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して交換してもよい。
【０１６０】
図２５は、ビームフォーミングによる干渉回避例を示した説明図である。図２５の左図においては、中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ａ−２は、中小規模基地局４０Ａの配置方向に受信指向性を向けることにより、上記干渉を解消することができる。
【０１６１】
また、図２５の左図においては、中小規模基地局４０からの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉している。この場合、通信端末２０Ｆ−２が、中小規模基地局４０Ｆの配置方向に送信指向性を向けることにより、通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２に到達しなくなるので、上記干渉を解消することができる。なお、中小規模基地局４０Ｆは、通信端末２０Ｆ−２による干渉状況や通信端末２０Ｅ−２の位置情報などを、例えば管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して中小規模基地局４０Ｅから受信し、受信した情報に基づいて上記干渉回避制御を実現する。
【０１６２】
図２６は、送信電力制御による干渉回避例を示した説明図である。図２６の左図においては、中小規模基地局４０Ａからの送信信号とマクロセル基地局１０からの送信信号が通信端末２０Ａ−２において干渉している。この場合、中小規模基地局４０Ａの送信電力を下げると、通信端末２０Ａ−２が中小規模基地局４０Ａの電波到達範囲から外れるので、通信端末２０Ａ−２と中小規模基地局４０Ａとの接続が切断される。これにより、通信端末２０Ａ−２は、新たな接続先を探して例えばマクロセル基地局１０と接続するので、中小規模基地局４０Ａの送信電力を下げることにより上記干渉を解消することができる。
【０１６３】
また、図２６の左図においては、中小規模基地局４０からの送信信号と通信端末２０Ｆ−２からの送信信号が通信端末２０Ｅ−２において干渉している。この場合、中小規模基地局４０Ｆの送信電力を下げると、通信端末２０Ｆ−２が中小規模基地局４０Ｆの電波到達範囲から外れるので、通信端末２０Ｆ−２と中小規模基地局４０Ｆとの接続が切断される。これにより、通信端末２０Ｆ−２は、新たな接続先を探して例えばマクロセル基地局１０と接続するので、中小規模基地局４０Ｆの送信電力を下げることにより上記干渉を解消することができる。なお、中小規模基地局４０Ｆは、通信端末２０Ｆ−２による干渉状況などを、例えば管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して中小規模基地局４０Ｅから受信し、受信した情報に基づいて上記干渉回避制御を実現する。
【０１６４】
（情報交換方法）
中小規模基地局４０は、「２．第１の実施形態」で説明した方法、および「３．第２の実施形態」で説明した方法のいずれにも準拠し、周囲の中小規模基地局４０と無線でダイレクトに情報交換を行うことができる。例えば、図２７に示したように、同一のマクロセル内に配置された中小規模基地局４０Ｅおよび４０Ｆは、ダイレクトに情報交換を行うことができる。
【０１６５】
すなわち、中小規模基地局４０は、「２．第１の実施形態」で説明したように、管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して、管理サーバ１６によりペアリングされた周囲の中小規模基地局４０と情報交換することができる。
【０１６６】
また、中小規模基地局４０は、「３．第２の実施形態」で説明したように、周囲の中小規模基地局４０に通信端末として接続し、周囲の中小規模基地局４０からアクセスリンクのための通信リソースとして割り当てられたリソースブロックを利用して情報交換を行ってもよい。以下、図２８を参照し、当該事項についてより例示的に説明する。
【０１６７】
図２８は、複数の中小規模基地局４０が情報交換するためのシーケンスを示した説明図である。図２８には、中小規模基地局４０Ｅおよび４０Ｆがマクロセル基地局１０の管理下にある例を示している。
【０１６８】
まず、中小規模基地局４０Ｅは、中小規模基地局４０Ｅが制御する通信および中小規模基地局４０Ｆが制御する通信間で干渉が発生する可能性があると判断した場合、マクロセル基地局１０に中小規模基地局４０Ｆとの接続を要求する（Ｓ７０４）。ここで、各中小規模基地局４０は、管理サーバ１６と直接的に通信するためのインタフェースを備える場合もあるが、マクロセル基地局１０の管理下にあるので、マクロセル基地局１０と情報交換のための通信を行う。
【０１６９】
なお、マクロセル基地局１０と中小規模基地局４０とのインタフェースは、中小規模基地局４０の種別に応じて異なる。例えば、中小規模基地局４０がホットゾーン基地局３１である場合、中小規模基地局４０とマクロセル基地局１０とはＸ２インタフェースを利用して通信を行う。また、中小規模基地局４０がフェムトセル基地局３２である場合、中小規模基地局４０とマクロセル基地局１０とはパケット交換ネットワークにＸ２インタフェースをトンネリングさせることにより通信を行う。
【０１７０】
マクロセル基地局１０は、中小規模基地局４０Ｅからの要求に対する応答として接続要求Ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを中小規模基地局４０Ｅに送信し（Ｓ７０８）、中小規模基地局４０Ｆに、中小規模基地局４０Ｅとの接続を指示する接続コマンドを送信する（Ｓ７１２）。そして、マクロセル基地局１０は、中小規模基地局４０Ｆから接続コマンドに対する応答としてコマンドｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを受信すると（Ｓ７１６）、中小規模基地局４０Ｅおよび中小規模基地局４０Ｆが接続するための接続パラメータをスケジューリングし、接続パラメータを中小規模基地局４０Ｅに送信する（Ｓ７２４）。
【０１７１】
その後、中小規模基地局４０Ｅおよび中小規模基地局４０Ｆは、マクロセル基地局１０から送信された接続パラメータに従って接続処理を行う（Ｓ７２８）。この接続処理の過程で、中小規模基地局４０Ｅおよび中小規模基地局４０Ｆ間で、送受信タイミングや送信電力の調整などを行ってもよい。続いて、中小規模基地局４０Ｆが中小規模基地局４０Ｅに接続完了を通知し（Ｓ７３２）、中小規模基地局４０Ｅが接続完了の通知に対する応答として接続完了ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎを中小規模基地局４０Ｆに送信する（Ｓ７３６）。
【０１７２】
そして、中小規模基地局４０Ｆは、中小規模基地局４０Ｅと接続したことを、マクロセル基地局１０を介して管理サーバ１６に報告する（Ｓ７４０、Ｓ７４４）。上記処理により、中小規模基地局４０Ｅと中小規模基地局４０Ｆは、直接、無線接続可能なリンクを確保し、当該無線リンクに割り当てられたリソースブロックを利用して情報交換を行うことが可能となる（Ｓ７４８）。
【０１７３】
＜５．まとめ＞
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、中継装置３０などの中小規模基地局が、管理サーバ１６により割り当てられたリソースブロックを利用して直接的に情報交換を行うことが可能となる。また、本発明の第２の実施形態によれば、中継装置３０’などの中小規模基地局が、隣接する中小規模基地局の配下に配されるように接続処理を行うので、隣接する中小規模基地局とアクセスリンクを利用して直接的に情報交換を行うことが可能となる。この直接的な情報交換によれば、各基地局１０がバックボーンネットワーク１２を介して行う情報交換と比較して遅延時間を抑制できるので、通信状況の変化に応じて迅速に干渉回避のための動作を実現できる。
【０１７４】
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１７５】
例えば、本明細書の通信システム１の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、通信システム１の処理における各ステップは、シーケンス図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
【０１７６】
また、中継装置３０および管理サーバ１６などに内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した中継装置３０および管理サーバ１６などの各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。
【符号の説明】
【０１７７】
１０      基地局
１６      管理サーバ
２０      通信端末
３０、３０’      中継装置
１２４、２２４、３２４  アナログ処理部
１２８、２２８、３２８  ＡＤ・ＤＡ変換部
１３０、２３０、３３０  デジタル処理部
１３４、２３４、３３４  デコーダ
１４０、２４０、３４０  エンコーダ
１４２、２４２、３４２  制御部
１６４      ペアリング部
１６６      リソース割当て部
２３２、３３２    同期部
３３８      バッファ
【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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