(57)【要約】【課題】端末に制御情報を送信しないリレー局と、制御情報を送信するリレー局とが同時に存在しても、端末が互いの通信に干渉を与えることがないようにする。【解決手段】制御情報非送信リレー局２ａは、端末３ａに制御情報を送信せずデータのみを送信する。制御情報送信リレー局２ｂは、データと制御情報を端末３ｂに送信する。無線通信装置１の送信領域設定手段１ａは、端末３ａ，３ｂ、制御情報非送信リレー局２ａ、および制御情報送信リレー局２ｂと無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、制御情報送信リレー局２ｂから配下の端末３ｂへデータ送信するための領域を設定する。【選択図】図１
2008048286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う無線通信装置において、
端末、データのみを送信する制御情報非送信リレー局、および前記データと制御情報とを送信する制御情報送信リレー局と無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、前記制御情報送信リレー局から配下の前記端末へデータ送信するための領域を設定する送信領域設定手段、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記フレームのアップリンクサブフレーム内に、前記制御情報送信リレー局の配下の前記端末から前記制御情報送信リレー局へデータ送信するための領域を設定するアップリンク送信領域設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記フレームのアップリンクサブフレームの先頭に、前記制御情報送信リレー局と前記制御情報非送信リレー局とが当該無線通信装置にデータ送信するための領域を設定するリレー局送信領域設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記制御情報送信リレー局と前記制御情報非送信リレー局とが前記データを送受信するための領域を間隔が空くように前記フレームに設定するリレー局領域設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】
当該無線通信装置と前記制御情報送信リレー局との一方の前記制御情報しか認識できないエリアに存在する前記端末への、当該無線通信装置からのデータ送信と、前記制御情報送信リレー局からのデータ送信との領域を、重ねて設定する第１の重複領域設定手段と、
当該無線通信装置と前記制御情報送信リレー局との一方の前記制御情報しか認識できないエリアに存在する前記端末の、当該無線通信装置へのデータ送信と、前記制御情報送信リレー局へのデータ送信との領域を、重ねて設定する第２の重複領域設定手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
当該無線通信装置から配下の前記端末へのデータ送信と、前記制御情報送信リレー局および前記制御情報非送信リレー局から配下の前記端末へのデータ送信との領域を、無線通信の干渉が閾値以下の場合、重ねて設定する第１の閾値重複領域設定手段と、
前記端末から当該無線通信装置へのデータ送信と、前記端末から前記制御情報送信リレー局および前記制御情報非送信リレー局へのデータ送信との領域を、無線通信の干渉が閾値以下の場合、重ねて設定する第２の閾値重複領域設定手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記フレームは、前記ダウンリンクサブフレームとアップリンクサブフレームとの順で構成されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記制御情報を前記端末、前記制御情報非送信リレー局、および前記制御情報送信リレー局に送信する領域を前記フレームの先頭に設定する制御情報送信領域設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項９】
基地局と端末との間で送受信されるデータを中継し、前記端末に制御情報を送信する無線通信装置において、
前記基地局が無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、前記端末に送信する前記制御情報と前記データとの領域が収まるように設定する送信領域設定手段、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
基地局、端末、データのみ送信する制御情報非送信リレー局、および前記データと制御情報とを送信する制御情報送信リレー局とを有する無線通信システムの無線通信方法において、
前記基地局が、無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、前記制御情報送信リレー局から配下の前記端末へデータ送信するための領域を設定する、
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】
本発明は無線通信装置および無線通信方法に関し、特に無線通信を行う無線通信装置、基地局と端末との間で送受信されるデータを中継し、端末に制御情報を送信する無線通信装置、および基地局、端末、データのみを送信する制御情報非送信リレー局、およびデータと制御情報とを送信する制御情報送信リレー局とを有する無線通信システムの無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいては、有線リンクにより上位のネットワークと接続された無線基地局と端末との間で通信を行うのが一般的であるが、無線基地局と端末との間に、無線によるリレー転送を行うリレー局を導入したシステムが存在する。リレー局を導入することにより、通信エリアの拡大や、端末の通信スループットの向上を図ることができる。
【０００３】
図１８は、無線リレー通信を行う無線通信システムを示した図である。図には、ＢＳ（Base Station）１０１、ＲＳ（Relay Station）１０２、およびＭＳ（Mobile Station）１０３が示してある。ＢＳ１０１、ＲＳ１０２、およびＭＳ１０３は、それぞれ無線通信を行う。
【０００４】
ＲＳ１０２は、ＢＳ１０１から見ればＭＳに相当し、ＭＳから見ればＢＳ１０１に相当するように動作する。ＲＳ１０２は、ＢＳ１０１またはＭＳ１０３が送信した無線信号を一旦受信し、必要な処理を行って、ＢＳ１０１またはＭＳ１０３へ送信する。ＢＳ１０１とＭＳ１０３との間にＲＳ１０２を１台経由する１段接続や、２台以上のＲＳ１０２を経由する多段接続がある。
【０００５】
このような無線通信システムにおけるリレー通信方式としては、例えば、IEEEの802.16(WiMAX)などがある。特に、Mobile Multihop Relay(MMR)として802.16jにおいて標準化が進められている。なお、リレー局は、802.16jでRelay Stationと呼ばれている。
【０００６】
ＲＳを用いた通信システムとして、２種類の通信システムが考えられる。
図１９は、通信システムのその１を示した図である。図には、ＢＳ１１１、ＲＳ１１２、ＭＳ１１３，１１４が示してある。また、ＢＳ１１１の通信範囲を示したエリア１２１およびＲＳ１１２の通信範囲を示したエリア１２２が示してある。
【０００７】
通信システムその１では、ＲＳ１１２は、無線フレームを構成するための制御情報（例えば、プリアンブル、マップ情報など）を送信せず、ＭＳ１１４へのデータあるいはＭＳ１１４からのデータのみを中継する。これにより、伝播損失を抑えて、高速な通信を可能とする。
【０００８】
ＲＳ１１２は、制御情報を送信しないため、ＭＳ１１４は、ＲＳ１１２の存在を認識せずに、あたかも、ＢＳ１１１と直接通信しているように見える。この通信システムでは、ＭＳ１１４がＢＳ１１１からの制御情報を常に受信できる場所にいることが前提となる。
【０００９】
図２０は、通信システムのその２を示した図である。図には、ＢＳ１３１、ＲＳ１３２、およびＭＳ１３３が示してある。また、ＢＳ１３１の通信範囲を示したエリア１４１およびＲＳ１３２の通信範囲を示したエリア１４２が示してある。
【００１０】
通信システムその２では、ＭＳ１３３は、ＢＳ１３１がカバーするエリア１４１の外（ＭＳ１３３が、ＢＳ１３１の送信する制御情報を受信できるエリアの外）に存在する。この場合、ＲＳ１３２が、ＲＳ１３２のカバーするエリア１４２内にいるＭＳ１３３に対して、ＢＳ１３１との間の通信を中継する。
【００１１】
従って、ＢＳ１３１のエリア１４１外で、ＲＳ１３２のエリア１４２内にいるＭＳ１３３にとっては、ＲＳ１３２がＢＳ１３１のように見え、ＭＳ１３３は、ＢＳ１３１からの制御情報が届かないエリアであっても、ＲＳ１３２から制御情報を受信することで、通信が可能となる。
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004
【非特許文献２】IEEE Std 802.16e-2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上説明した２つの通信システムのＲＳは、それぞれ異なる目的のために使用されるので、同時に存在することもあり得る。この場合、ＢＳは２つの通信システムのＲＳを収容するような構成を持つ必要があるが、これまでのところそのような構成は考えられていない。
【００１３】
通信システムその２で示したＲＳは、ＢＳから制御情報を受信し、ＭＳに制御情報を送信する必要がある。送信と受信を同時に行えない時分割多重システムでは、ＲＳがＢＳから制御情報を受信するタイミングと、ＭＳへ制御情報を送信するタイミングとは異なる。このとき、ＲＳ配下のＭＳは、ＲＳの制御情報を基準にフレームタイミングを検出するので、ＢＳのフレームタイミングとは異なるようになる。
【００１４】
また、通信システムその１で示したＲＳは、自分では制御情報を送信しないので、このＲＳの配下にあるＭＳのフレームタイミングは、ＢＳ配下のＭＳと同じである。従って、制御情報を送信するＲＳの配下にあるＭＳのフレームタイミングと、制御情報を送信しないＲＳの配下にあるＭＳのフレームタイミングは異なることになる。
【００１５】
ＲＳの２つの通信システムを収容するような構成になっていない通信システムの場合、制御情報を送信するＲＳの配下にあるＭＳが、ＲＳから指定されたリソースを使って受信動作に入っているときに、近くで、制御情報を送信しないＲＳの配下にあるＭＳが、ＢＳから同じリソースを指定されて送信動作を行うこともある。この場合、制御情報を送信するＲＳの配下にあるＭＳは、制御情報を送信しないＲＳの配下にあるＭＳの送信する信号に干渉され、十分な品質で通信できない。
【００１６】
また、制御情報を送信しないＲＳが受信動作をしているときに、制御情報を送信するＲＳが送信を行うことも考えられる。一般に制御情報は大きな電力で送信されるので、制御情報を送信しないＲＳは大きな干渉を受ける。
【００１７】
このように、制御情報を送信するＲＳと制御情報を送信しないＲＳが同時に存在する場合、複数のＭＳが同時に送受信動作を行う場合があり、また、複数のＲＳが同時に送受信動作を行う場合があるため干渉が生じるという問題点があった。
【００１８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、制御情報を送信するＲＳと、制御情報を送信しないＲＳとが同時に存在しても、端末が互いの通信に干渉を与えないようにする無線通信装置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】
【００１９】
本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような無線通信を行う無線通信装置１において、端末３ａ，３ｂ、データのみを送信する制御情報非送信リレー局２ａ、およびデータと制御情報とを送信する制御情報送信リレー局２ｂと無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、制御情報送信リレー局２ｂから配下の端末３ｂへデータ送信するための領域を設定する送信領域設定手段１ａ、を有することを特徴とする無線通信装置１が提供される。
【００２０】
このような無線通信装置１によれば、送信領域設定手段１ａがフレームのダウンリンクサブフレーム内に、制御情報送信リレー局２ｂから配下の端末３ｂへデータ送信するための領域を設定する。これにより、制御情報送信リレー局２ｂの配下にある端末３ｂの受信動作中に、制御情報非送信リレー局２ａの配下にある端末３ａが送信動作をすることがない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の無線通信装置では、フレームのダウンリンクサブフレーム内に、制御情報送信リレー局から配下の端末へデータ送信するための領域を設定するようにした。これによって、制御情報送信リレー局の配下にある端末の受信動作中に、制御情報非送信リレー局の配下にある端末が送信動作をすることがないので、端末が互いの通信に干渉を与えることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、無線通信装置の概要を示した図である。図には、無線通信装置１、制御情報非送信リレー局２ａ、制御情報送信リレー局２ｂ、および端末３ａ，３ｂが示してある。
【００２３】
制御情報非送信リレー局２ａは、端末３ａにデータのみを送信し、例えば、プリアンブルやマップ情報を含む制御情報を送信しない。制御情報送信リレー局２ｂは、データを送信するとともに端末３ｂに制御情報を送信する。従って、端末３ａは、無線通信装置１から制御情報を直接受信するが、データは、制御情報非送信リレー局２ａを介して受信する。端末３ｂは、データと制御情報とを、制御情報送信リレー局２ｂから受信する。
【００２４】
無線通信装置１の送信領域設定手段１ａは、端末３ａ，３ｂ、制御情報非送信リレー局２ａ、および制御情報送信リレー局２ｂと無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、制御情報送信リレー局２ｂから配下の端末３ｂへデータ送信するための領域を設定する。なお、フレームは、ダウンリンクサブフレームとアップリンクサブフレームとで構成される。
【００２５】
ところで、端末３ａは、送信領域設定手段１ａからデータのみ制御情報非送信リレー局２ａを介して受信し、制御情報は直接受信する。これに対し、端末３ｂは、データと制御情報とを、制御情報送信リレー局２ｂから受信する。従って、端末３ａと端末３ｂのフレームタイミングは異なる。
【００２６】
そのため、端末３ｂが受信動作をしているときに、端末３ａがアップリンクサブフレームに割当てられたデータ送信領域で、データを送信する場合があり、信号が干渉する恐れがある。
【００２７】
しかし、送信領域設定手段１ａは、フレームのダウンリンクサブフレーム内に、制御情報送信リレー局２ｂから配下の端末３ｂへデータ送信するための領域を設定するので、端末３ｂが受信動作をしているときに、端末３ａがアップリンクサブフレームに割当てられたデータ送信領域によってデータを送信することはない。
【００２８】
このように、フレームのダウンリンクサブフレーム内に、制御情報送信リレー局２ｂから配下の端末３ｂへデータ送信するための領域を設定するようにした。これによって、制御情報送信リレー局２ｂの配下にある端末３ｂの受信動作中に、制御情報非送信リレー局２ａの配下にある端末３ａがアップリンクサブフレームによって送信動作をすることがないので、端末３ａ，３ｂが互いに干渉を与えることがない。また、制御情報非送信リレー局２ａと制御情報送信リレー局２ｂの送受信動作も重なることがないので、これらが互いに干渉を与えることはない。さらに、干渉を抑えることにより、スループットが向上する。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る通信システムの構成例を示した図である。図には、ＢＳ１１、ＲＳ２１，２２、およびＭＳ３１〜３３が示してある。また、図には、ＢＳ１１の通信範囲を示したエリア４１、ＲＳ２１の通信範囲を示したエリア４２、およびＲＳ２２の通信範囲を示したエリア４３が示してある。なお、図に示すＣは、ＢＳ１１、ＲＳ２１，２２、およびＭＳ３１〜３３で送受信される、例えば、プリアンブルやマップ情報などの制御情報を示している。Ｄは、ＢＳ１１、ＲＳ２１，２２、およびＭＳ３１〜３３で送受信されるデータを示している。
【００３０】
図の通信システムでは、制御情報を送信しないＲＳ２１と制御情報を送信するＲＳ２２とが同時に存在している。ＭＳ３１は、ＢＳ１１と直接制御情報およびデータの送受信を行う。ＭＳ３２は、制御情報に関しては、ＢＳ１１から直接受信し、データに関しては、ＲＳ２１を介してＢＳ１１と送受信を行う。ＭＳ３３は、ＢＳ１１のエリア４１外に存在し、ＲＳ２２を介して、ＢＳ１１とデータの送受信を行う。また、ＭＳ３３は、ＲＳ２２から制御情報を受信する。
【００３１】
ＢＳ１１が通信するフレームは、ＤＬ（Down Link）サブフレームとＵＬ（Up Link）サブフレームとに分けられる。ＢＳ１１は、ＲＳ２２が配下のＭＳ３３に制御情報およびデータを送信するための領域をフレーム内に設定するが、ＤＬサブフレーム内に収まるように設定する。
【００３２】
ＵＬサブフレーム内では、ＭＳ３２がＲＳ２１にデータ送信する領域が設定される。しかし、ＭＳ３３の受信動作は、上述したようＤＬサブフレーム内に収まるように設定されるので、ＭＳ３３は、ＭＳ３２の送信する信号に干渉されることはない。
【００３３】
同様に、ＢＳ１１は、ＲＳ２２の配下のＭＳ３３がＲＳ２２に制御情報およびデータを送信するための領域をフレーム内に設定するが、ＵＬサブフレーム内に収まるように設定する。従って、ＭＳ３２は、ＭＳ３３が送信する信号に干渉されることはない。
【００３４】
このように、制御情報を送信しないＲＳ２１と制御情報を送信するＲＳ２２とが同時に存在しても、ＭＳ３１〜３３の信号が干渉することはない。また、ＲＳ２１，２２が同時に送受信動作することもないので、ＲＳ２１，２２の信号が干渉することはない。
【００３５】
次に、図２のＢＳ１１の機能について説明する。
図３は、ＢＳの機能ブロック図である。図に示すようにＢＳ１１は、リソースマネジメント部５０、上位レイヤ制御部６１、バッファ６２、ＤＬＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）送信バッファ６３、ＵＬＨＡＲＱ受信バッファ６４、送信部６５、および受信部６６を有している。
【００３６】
リソースマネジメント部５０は、リソース割当て部５１、再送制御部５２、ＤＬサブフレーム制御部５３、ＵＬサブフレーム制御部５４、プリアンブル生成部５５、および制御情報生成部５６を有している。
【００３７】
リソースマネジメント部５０のＤＬサブフレーム制御部５３は、ＢＳ制御情報送信領域設定部５３ａ、ＢＳ−ＲＳ下り送信領域設定部５３ｂ、ＢＳ−ＭＳ下り送信領域設定部５３ｃ、ＲＳ制御情報送信領域設定部５３ｄ、制御情報送信ＲＳ−ＭＳ下り送信領域設定部５３ｅ、および制御情報非送信ＲＳ−ＭＳ下り送信領域設定部５３ｆを有している。
【００３８】
リソースマネジメント部５０のＵＬサブフレーム制御部５４は、ＭＳ−ＢＳ上り送信領域設定部５４ａ、ＭＳ−制御情報送信ＲＳ上り送信領域設定部５４ｂ、ＭＳ−制御情報非送信ＲＳ上り送信領域設定部５４ｃ、ＲＳ−ＢＳ上り送信領域設定部５４ｄを有している。
【００３９】
ＢＳ１１の下り方向の送信動作は以下のように行われる。下り方向のデータは、ネットワーク側から上位レイヤ制御部６１を介して受信される。受信されたデータは、一旦バッファ６２に保存され、このデータに関する情報がリソースマネジメント部５０に送られる。
【００４０】
リソースマネジメント部５０では、リソース割当て部５１とＤＬサブフレーム制御部５３とＵＬサブフレーム制御部５４とによって、フレームの構成設定、送信データの決定を行う。
【００４１】
再送制御部５２は、ＤＬ／ＵＬのＡＲＱ（Automatic Repeat Request）やＨＡＲＱを制御し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの作成や再送の指示を行う。ＤＬサブフレーム制御部５３およびＵＬサブフレーム制御部５４内の各設定部は、リソース割当て部５１と協働して全体のリソースを各領域に配分する。
【００４２】
ＤＬサブフレーム制御部５３のＢＳ制御情報送信領域設定部５３ａは、ＢＳ１１から配下のＲＳ２１，２２、ＭＳ３１〜３３へ制御情報をブロードキャストする領域を設定する。
【００４３】
なお、領域とは、フレームの送信開始時刻、フレームの先頭時刻からのオフセット、送信期間を表す。つまり、各設定部は、フレーム構成を上記の領域によって設定している。例えば、ＢＳ制御情報送信領域設定部５３ａは、以下で説明する図８のＦｒａｍｅの先頭に、制御情報をブロードキャストする領域（図８の期間Ｄ１が対応する）を設定している。
【００４４】
ＢＳ−ＲＳ下り送信領域設定部５３ｂは、ＢＳ１１から配下のＲＳ２１，２２へデータを送信する領域を設定する。
ＢＳ−ＭＳ下り送信領域設定部５３ｃは、ＢＳ１１から配下のＭＳ３３へデータを送信する領域を設定する。
【００４５】
ＲＳ制御情報送信領域設定部５３ｄは、制御情報を送信するＲＳ２２からＲＳ２２配下のＭＳ３３へ制御情報をブロードキャストする領域を設定する。
制御情報送信ＲＳ−ＭＳ下り送信領域設定部５３ｅは、制御情報を送信するＲＳ２２からＲＳ２２配下のＭＳ３３へデータを送信する領域を設定する。
【００４６】
制御情報非送信ＲＳ−ＭＳ下り送信領域設定部５３ｆは、制御情報を送信しないＲＳ２１からＲＳ２１配下のＭＳ３２へデータを送信する領域を設定する。
ＵＬサブフレーム制御部５４のＭＳ−ＢＳ上り送信領域設定部５４ａは、ＢＳ１１配下のＭＳ３１からＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
【００４７】
ＭＳ−制御情報送信ＲＳ上り送信領域設定部５４ｂは、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３からＲＳ２２へデータを送信する領域を設定する。
ＭＳ−制御情報非送信ＲＳ上り送信領域設定部５４ｃは、制御情報を送信しないＲＳ２１配下のＭＳ３２からＲＳ２１へデータを送信する領域を設定する。
【００４８】
ＲＳ−ＢＳ上り送信領域設定部５４ｄは、ＢＳ１１配下のＲＳ２１，２２からＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
ＤＬサブフレーム制御部５３およびＵＬサブフレーム制御部５４で決定したフレーム構成は、制御情報生成部５６によって制御情報としてまとめられ、送信部６５からＢＳ制御情報送信領域（例えば、図８の期間Ｄ１が対応する）で送信される。制御情報を受信したＲＳ２１，２２、ＭＳ３１〜３３は、制御情報によって指示された領域で送受信を行う。また、制御情報には、プリアンブル生成部５５で生成された、フレームタイミングを知らせるためのプリアンブルも含まれる。
【００４９】
リソース割当て部５１から送信を指示されたＤＬデータは、バッファ６２から取り出され、送信部６５から送信される。再送制御部５２から送信を指示されたＢＳ１１のＤＬＨＡＲＱ再送データは、ＤＬＨＡＲＱ送信バッファ６３から取り出され、送信部６５から送信される。
【００５０】
なお、ＲＳ２１，２２に送られるデータは、ＢＳ−ＲＳ下り送信領域で送信され、ＭＳ３１に送られるデータは、ＢＳ−ＭＳ下り送信領域で送信される（各送信領域は、例えば、図８の期間Ｄ３、期間Ｄ２が対応する）。
【００５１】
ＢＳ１１の上り方向の受信動作は以下のように行われる。受信部６６は、ＭＳ３１からの上り信号をＭＳ−ＢＳ上り送信領域で受信し、ＲＳからの上り信号をＲＳ−ＢＳ上り送信領域で受信する（各送信領域は、例えば、図８の期間Ｕ１、期間Ｕ４が対応する）。
【００５２】
受信された信号のうち、上りユーザデータは、上位レイヤ制御部６１に送られ、ネットワーク側へ送信される。上り制御情報は、リソース割当て部５１に送られる。上り制御情報には、上り、下りの伝播路の品質や、帯域要求等が含まれ、リソース割当て部５１およびＤＬ／ＵＬサブフレーム制御部５３，５４は、この情報を基に各送信領域を決定する。また、ＤＬＨＡＲＱデータに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫは、再送制御部５２に送られる。
【００５３】
次に、ＢＳ１１から送信される制御情報のデータ構成例について説明する。
図４は、制御情報のデータ構成例を示した図である。ＢＳ１１からＲＳ２１，２２およびＭＳ３１，３２に送信される制御情報は、図に示すように時間方向とサブチャネル方向とに、プリアンブルの情報とマップ情報とが割当てられる。各マップ内には、送受信時刻、送受信期間が示してある。この制御情報を受信したＲＳ２１，２２およびＭＳ３１，３２は、受信した制御情報のマップ情報を基に、自身の使用できる送受信領域を認識し、その領域内で信号の送受信を行う。
【００５４】
次に、ＲＳ２２からＭＳ３３へ送信される制御情報について説明する。
図５は、ＲＳから送信される制御情報のデータ構成例を示した図である。ＲＳ２２からＭＳ３３へ送信される制御情報は、図に示すように時間方向とサブチャネル方向とに、プリアンブル情報とマップ情報とが割当てられる。各マップ内には、送受信時刻、送受信期間が示してある。この制御情報を受信したＭＳ３３は、受信した制御情報のマップ情報を基に、自身の使用できる送受信領域を認識し、その領域内で信号の送受信を行う。なお、図５の制御情報は、ＲＳ２２がＢＳ１１から受信した制御情報に基づいて生成する。
【００５５】
次に、ＤＬサブフレームの設定について説明する。
図６は、ＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＤＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、６つの領域が設定される。
【００５６】
［ステップＳ１］ＢＳ１１は、ＢＳ１１からＲＳ２１，２２およびＭＳ３１，３２へ制御情報をブロードキャスト（図中ＢＣ：BroadCast）する領域を設定する。ＲＳ２１，２２およびＭＳ３１，３２は、ネットワークにエントリーするためにＢＳ１１から送信される制御情報を受信し、フレームのタイミングを検出する。よって、この制御情報は、フレームの先頭で送信する必要がある。
【００５７】
［ステップＳ２］ＢＳ１１は、ＢＳ１１からＲＳ２１，２２へデータを送信する領域を設定する。
［ステップＳ３］ＢＳ１１は、ＢＳ１１から配下のＭＳ３１へデータを送信する領域を設定する。
【００５８】
［ステップＳ４］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２から、その配下のＭＳ３３へ制御情報をブロードキャストする領域を設定する。制御情報を受信したＲＳ２２およびＭＳ３３は、制御情報を受信した時刻をフレームの先頭と認識し、フレームのタイミングを検出することができる。
【００５９】
［ステップＳ５］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２からその配下のＭＳ３３へデータを送信する領域を設定する。
ここで、制御情報を送信するＲＳ２２の配下のＭＳ３３は、ＢＳ１１が送信するフレームタイミングとは異なるフレームタイミングで動作している。ＢＳ１１のＵＬサブフレームの期間では、ＢＳ１１の配下のＭＳ３１，３２はデータ送信をするが、このときＲＳ２２の配下のＭＳ３３がＤＬサブフレームの受信動作をしていると、ＭＳ３１，３２の送信する信号がＭＳ３３に対して干渉してしまう。
【００６０】
そこで、ＢＳ１１は、フレームタイミングの異なるＭＳ３１，３２とＭＳ３３との間の干渉をなくすために、ＲＳ２２の配下のＭＳ３３が行う受信動作の期間を、ＢＳ１１のＤＬサブフレーム期間内に収まるように設定するようにする。
【００６１】
また、ＭＳ３３へのデータ送信は、制御情報送信の直後とする。ＭＳ３３は、制御情報を受信した後でないとフレームタイミングがわからず、また、受信動作を連続して行うようにするためである。
【００６２】
［ステップＳ６］ＢＳ１１は、制御情報を送信しないＲＳ２１からその配下のＭＳ３２へデータを送信する領域を設定する。
なお、以上のステップで設定される領域について、ステップＳ１で設定される領域以外は、ＤＬサブフレーム内での順序を問わない。
【００６３】
次に、ＤＬサブフレームの設定について説明する。
図７は、ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＵＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、４つの領域が設定される。
【００６４】
［ステップＳ１１］ＢＳ１１は、ＢＳ１１配下のＭＳ３１がＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
［ステップＳ１２］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３がＲＳ２２へデータを送信する領域を設定する。
【００６５】
ここで、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３のフレームタイミングは、ＢＳ１１のフレームタイミングと異なっている。従って、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３のデータを送信する領域が、ＢＳ１１のＤＬサブフレーム期間に重なってしまうと、ＲＳ２２配下のＭＳ３３の送信する信号が、受信動作を行っているＢＳ１１配下のＭＳ３１または制御情報を送信しないＲＳ２１の配下のＭＳ３２を干渉してしまう。
【００６６】
そこで、ＢＳ１１は、この干渉を避けるために、ＲＳ２２の配下のＭＳ３３が行う送信動作を、ＢＳ１１のＵＬサブフレーム期間内に収まるように設定する。
［ステップＳ１３］ＢＳ１１は、制御情報を送信しないＲＳ２１配下のＭＳ３２がＲＳ２１へデータを送信する領域を設定する。
【００６７】
［ステップＳ１４］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２がＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
なお、以上で設定される領域は、ＵＬサブフレーム内での順序を問わない。ただし、ＤＬサブフレームとＵＬサブフレームの順序は必ずＤＬが先になるようにする。これは、ＤＬサブフレーム内の制御情報にフレーム全体の構成が載っており、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２はその制御情報を基に送受信動作を行うためである。
【００６８】
次に、以上のような領域設定によって構成されるフレームについて説明する。
図８は、フレームのフォーマットを示した図である。図に示すように、時刻０（フレームの先頭）において、制御情報がＢＳ１１からブロードキャストされ、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２で受信される。
【００６９】
IEEE802.16eでは、制御情報としてプリアンブルとマップ情報を送信している。上記説明で定義した送信領域は、図４で説明したようにマップ情報として送信される。制御情報を受信したＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、マップ情報を基に自身が関係する送受信領域を使用する。
【００７０】
制御情報の送信後、時刻Ｄ１から期間Ｄ２の領域では、ＢＳ１１からＭＳ３１へデータ送信が行われる。
時刻Ｄ１＋Ｄ２から期間Ｄ３の領域では、ＢＳ１１からＲＳ２１，２２へデータ送信が行われる。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれへのデータ送信は、時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＲＳ２１，２２で信号が分離できるようにする必要がある
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３から期間Ｄ４の領域では、ＲＳ２１からＭＳ３２へのデータ送信が行われる。ＲＳ２１は、制御情報を送らないので、ＲＳ２１から送信する領域の情報は、予めＢＳ１１からの制御情報によりＲＳ２１とＭＳ３２に通知しておく。
【００７１】
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４から期間Ｄ５の領域では、ＲＳ２２から制御情報がブロードキャストされる。IEEE802.16eを元にしたシステム（例えば、IEEE802.16j）では、上記説明で定義したＭＳ３３の送受信領域は、図５で説明したようにマップ情報として送信される。ＭＳ３３は、ＲＳ２２からの制御情報を受信し、ＲＳ２２のフレームタイミングを把握する。また、ＭＳ３３がＲＳ２２に接続した後では、ＲＳ２２からの制御情報からＭＳ３３に対する送受信タイミング、期間を通知される。
【００７２】
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５から期間Ｄ６の領域では、ＲＳ２２からＭＳ３３にデータが送信される。この送信が終了すると、ＢＳ１１のフレームタイミングのＤＬサブフレーム領域が終了し、ＵＬサブフレーム領域が始まる。
【００７３】
ＵＬサブフレーム領域の開始は、ＢＳ１１の制御情報によってＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２に予め通知されており、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、その開始タイミングと、ＢＳ１１の制御情報で指定されたタイミングおよび期間とを基に、ＢＳ１１またはＲＳ２１，２２へのデータ送信を行う。ＢＳ１１のＤＬサブフレームの期間をＴDLsubframeとすると、時刻ＴDLsubframeから期間Ｕ１の領域で、ＭＳ３１からＢＳ１１へデータが送信される。
【００７４】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１から期間Ｕ２の領域では、ＭＳ３２からＲＳ２１へデータが送信される。
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１＋Ｕ２から期間Ｕ３の領域では、ＭＳ３３からＲＳ２２へデータが送信される。ここで、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３の送信領域は、ＲＳ２２から送信された制御情報によって指定されている。
【００７５】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３から期間Ｕ４の領域では、ＲＳ２１，２２からＢＳ１１へデータが送信される。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれからＢＳ１１へのデータ送信は、時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＢＳ１１で信号が分離できるようにする必要がある。以上で１フレーム分の送受信が完了する。
【００７６】
このように、ＤＬサブフレーム内に、ＲＳ２２から配下のＭＳ３３へデータ送信するための領域を設定するようにした。また、ＵＬサブフレーム内に、ＲＳ２２配下のＭＳ３３からＲＳ２２へデータ送信するための領域を設定するようにした。これによって、制御情報を送信しないＲＳ２１と制御情報を送信するＲＳ２２とが同時に存在しても、ＭＳ３１〜３３の信号が干渉することはない。また、ＲＳ２１，２２が同時に送受信動作することもないので、ＲＳ２１，２２の信号が干渉することはない。また、信号が干渉しないために通信スループットを向上することができる。
【００７７】
なお、上記では、ＢＳ１１が、制御情報およびデータを送信する領域をＤＬサブフレーム内に収まるように設定するとしたが、この設定を、制御情報を送信するＲＳ２２に行わせるようにしてもよい。この場合、ＲＳ２２は、自身でＭＳ３３に送信する制御情報とデータとの領域が、ＢＳ１１のダウンリンクサブフレームの期間内に収まるように設定する。例えば、ＲＳ２２は、図８において期間Ｄ５，Ｄ６がＢＳ１１のＤＬサブフレームの期間内に収まるように設定する。
【００７８】
また、ＢＳ１１が、ＭＳ３３からＲＳ２２へデータを送信する領域をＵＬサブフレーム内に収まるように設定するとしたが、この設定を、制御情報を送信するＲＳ２２に行わせるようにしてもよい。この場合、ＲＳ２２は、自身でＭＳ３３がＲＳ２２へデータ送信する領域を、ＢＳ１１のダウンリンクサブフレームの期間内に収まるように設定する。例えば、ＲＳ２２は、図８において期間Ｕ３がＢＳ１１のＵＬサブフレームの期間内に収まるように設定する。
【００７９】
次に、本発明の第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。ＲＳの送受信動作の切り替えは遅延が伴い、その間は送受信動作が行えない。そこで、第２の実施の形態では、ＲＳの送受信動作の切り替え回数を低減するようにする。また、あるＲＳが送受信切り替えを行う際、他のＲＳに送受信動作を行わせ、ＲＳの送受信動作の切り替えに間隔を空け、送受信動作が止められるのを防止する。なお、以下では、図２で示した通信システムを参照して説明する。
【００８０】
図９は、第２の実施の形態に係るＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＤＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、６つの領域が設定される。
［ステップＳ２１］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２へ制御情報をブロードキャスト（図中ＢＣ）する領域を設定する。ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、ネットワークにエントリーするためにＢＳ１１から送信される制御情報を受信し、フレームのタイミングを検出する。従って、この制御情報は、フレームの先頭で送信する必要がある。
【００８１】
［ステップＳ２２］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２へデータを送信する領域を設定する。
［ステップＳ２３］ＢＳ１１は、配下のＭＳ３１へデータを送信する領域を設定する。
［ステップＳ２４］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２から、その配下のＭＳ３３へ制御情報をブロードキャストする領域を設定する。制御情報を受信したＲＳ２２およびＭＳ３３は、制御情報を受信した時刻をフレームの先頭と認識し、フレームのタイミングを検出することができる。
【００８２】
［ステップＳ２５］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２からその配下のＭＳ３３へデータを送信する領域を設定する。
ここで、制御情報を送信するＲＳ２２の配下のＭＳ３３は、ＢＳ１１が送信するフレームタイミングとは異なるフレームタイミングで動作している。ＢＳ１１のＵＬサブフレーム期間では、ＢＳ１１の配下のＭＳ３１，３２はデータを送信するが、このときＲＳ２２配下のＭＳ３３がＤＬサブフレームの受信動作をしていると、ＭＳ３１，３２が送信する信号がＭＳ３３に対して干渉してしまう。
【００８３】
そこで、ＢＳ１１は、フレームタイミングの異なるＭＳ３１，３２とＭＳ３３との間の干渉をなくすために、ＲＳ２２の配下のＭＳ３３が行う受信動作の期間を、ＢＳ１１のＤＬサブフレーム期間内に収まるように設定するようにする。
【００８４】
また、ＭＳ３３へのデータ送信は、制御情報送信の直後とする。ＭＳ３３は、制御情報を受信した後でないとフレームタイミングがわからず、また、受信動作を連続して行うようにするためである。
【００８５】
［ステップＳ２６］ＢＳ１１は、制御情報を送信しないＲＳ２１からその配下のＭＳ３２へデータを送信する領域を設定する。
なお、以上で設定される領域は、上記のステップの順番で並ぶように設定する。
【００８６】
図１０は、ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＵＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、４つの領域が設定される。
［ステップＳ３１］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２がＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
【００８７】
［ステップＳ３２］ＢＳ１１は、配下のＭＳ３１がＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
［ステップＳ３３］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３がＲＳ２２へデータを送信する領域を設定する。
【００８８】
ここで、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３のフレームタイミングは、ＢＳ１１のフレームタイミングと異なっている。従って、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３のデータを送信する領域が、ＢＳ１１のＤＬサブフレーム期間と重なってしまうと、ＲＳ２２配下のＭＳ３３の送信する信号が、受信動作を行っているＢＳ１１配下のＭＳ３１または制御情報を送信しないＲＳ２１の配下のＭＳ３２を干渉してしまう。
【００８９】
そこで、ＢＳ１１は、この干渉を避けるために、ＲＳ２２の配下のＭＳ３３が行う送信動作を、ＢＳ１１のＵＬサブフレーム期間内に収まるように設定する。
［ステップＳ３４］ＢＳ１１は、制御情報を送信しないＲＳ２１配下のＭＳ３２がＲＳ２１へデータを送信する領域を設定する。
【００９０】
なお、上記ステップで設定される領域は、ＵＬサブフレームの開始時刻からこの順序に並ぶように設定する。ただし、ステップＳ３３，Ｓ３４は、順序が入れ替わってもよい。
次に、以上のような領域設定によって構成されるフレームについて説明する。
【００９１】
図１１は、フレームのフォーマットを示した図である。図に示すように、時刻０（フレームの先頭）において、制御情報がＢＳ１１からブロードキャストされ、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２で受信される。
【００９２】
制御情報の送信の後、時刻Ｄ１から期間Ｄ２の領域では、ＢＳ１１からＲＳ２１，２２へデータの送信が行われる。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれへのデータ送信は、時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＲＳ２１，２２で信号が分離できるようにする必要がある。
【００９３】
時刻Ｄ１＋Ｄ２から期間Ｄ３の領域では、ＢＳ１１からＭＳ３１へデータの送信が行われる。
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３から期間Ｄ４の領域では、ＲＳ２１からＭＳ３２へのデータ送信が行われる。ＲＳ２１は、制御情報を送らないので、ＲＳ２１から送信する領域の情報は、予めＢＳ１１からの制御情報によりＲＳ２１とＭＳ３２とに通知しておく。
【００９４】
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４から期間Ｄ５の領域では、ＲＳ２２から制御情報がブロードキャストされる。ＭＳ３３は、ＲＳ２２からの制御情報を受信し、ＲＳ２２のフレームタイミングを把握する。また、ＭＳ３３がＲＳ２２に接続した後では、ＲＳ２２からの制御情報からＭＳ３３に対する送受信タイミング、期間を通知される。
【００９５】
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５から期間Ｄ６の領域では、ＲＳ２２からＭＳ３３にデータが送信される。この送信が終了すると、ＢＳ１１のフレームタイミングのＤＬサブフレーム領域が終了し、ＵＬサブフレーム領域が始まる。
【００９６】
ＵＬサブフレーム領域の開始は、ＢＳ１１の制御情報によってＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２に予め通知されており、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、その開始タイミングと、ＢＳ１１の制御情報で指定されたタイミングおよび期間とを基に、ＢＳ１１またはＲＳ２１，２２へのデータ送信を行う。ＢＳ１１のＤＬサブフレームの期間をＴDLsubframeとすると、時刻ＴDLsubframeから期間Ｕ１の領域で、ＲＳ２１，２２からＢＳ１１へデータが送信される。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれからのデータ送信は時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＢＳ１１で信号が分離できるようにする必要がある。
【００９７】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１から期間Ｕ２の領域では、ＭＳ３１からＢＳ１１へデータが送信される。
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１＋Ｕ２から期間Ｕ３の領域では、ＭＳ３２からＲＳ２１へデータが送信される。ここで、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３の送信領域は、ＲＳ３３から送信される制御情報によって指定されている。
【００９８】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３から期間Ｕ４の領域では、ＭＳ３３からＲＳ２２へデータが送信される。以上で１フレーム分の送受信が完了する。
送信動作と受信動作の切り替えには遅延が伴うので、その間は送受信動作ができなくなるが、以上のように送信領域を設定すると、ＲＳ２１，２２における１フレーム中の送受信動作の切り替え回数を最も少なくすることができる。
【００９９】
例えば、図８では、ＲＳ２１は、次のフレームの先頭までの間に受信、受信、送信、受信、送信、受信と、送受信を４回切り替えている。これに対し、図１１では、ＲＳ２１は、受信、受信、送信、送信、受信、受信と、送受信を２回切り替えている。すなわち、ＢＳ１１のＵＬサブフレームにおけるＲＳ２１，２２の最初の領域を、ＢＳにデータ送信する領域とすることで、切り替え回数を少なくすることができる。
【０１００】
なお、ＲＳ２１，２２のＤＬサブフレームの最後の領域は、データ送信の領域で終わる。ＲＳ２１，２２は、ＢＳ１１からデータを受信して、ＭＳ３２，３３に送信するからである。例えば、図１１のＤ４，Ｄ６に示すようにデータ送信で終わっている。
【０１０１】
また、第２の実施の形態に係る切り替えでは、送信から受信または受信から送信に切り替わる際に、他のＲＳの送信を待つ区間が必ず入るので、その間に送受信動作切り替えを行うことにより、送受信動作切り替えの遅延による送信、または受信動作が止められる期間をゼロにすることができる。
【０１０２】
次に、本発明の第３の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。ＭＳには、存在する位置によって、ＢＳと制御情報を送信するＲＳとのいずれかのみの制御情報しか見えないものが存在する。例えば、図２のＭＳ３３は、ＲＳ２２の制御情報は見えて、ＢＳ１１の制御情報は見えない。ＭＳ３１は、ＢＳ１１に制御情報は見えて、ＲＳ２２の制御情報は見えない。そこで、第３の実施の形態では、このようなＭＳへのデータ送信の領域を重ねて設定し、同じリソースを割当てて通信するようにする。これにより、リソースの有効活用が可能となる。なお、以下では、図２で示した通信システムを参照して説明する。
【０１０３】
図１２は、第３の実施の形態に係るＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＤＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、７つの領域が設定される。
［ステップＳ４１］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２へ制御情報をブロードキャスト（図中ＢＣ）する領域を設定する。ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、ネットワークにエントリーするためにＢＳ１１から送信される制御情報を受信し、フレームのタイミングを検出する。従って、制御情報は、フレームの先頭で送信する必要がある。
【０１０４】
［ステップＳ４２］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２にデータを送信する領域を設定する。
［ステップＳ４３］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２から、その配下のＭＳ３３へ制御情報をブロードキャストする領域を設定する。この制御情報を受信したＲＳ２２またはＭＳ３３は、この制御情報を受信した時刻をフレームの先頭と認識し、フレームのタイミングを検出することができる。
【０１０５】
［ステップＳ４４］ＢＳ１１は、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２との両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳ（図２には図示されていない）のうち、ＢＳ１１の配下にあるＭＳへデータを送信する領域を設定する。
【０１０６】
［ステップＳ４５］ＢＳ１１は、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２との両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳ（図２には図示されていない）のうち、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳへデータを送信する領域を設定する。
【０１０７】
［ステップＳ４６］ＢＳ１１は、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２とのいずれかのみの制御情報が届くエリアにいるＭＳ３１，３３へ、ＢＳ１１またはＲＳ２２からデータを送信する領域を設定する。このとき、ＢＳ１１とＲＳ２２は、同じリソースを使用してもかまわない。
【０１０８】
［ステップＳ４７］ＢＳ１１は、制御情報を送信しないＲＳ２１からその配下のＭＳ３２へデータを送信する領域を設定する。
なお、図の枠７１に示すように、制御情報を送信するＲＳ２２が、制御情報を送信する領域においては、ＢＳ１１はデータを送信しない。従って、ＢＳ１１は、ステップＳ４４，Ｓ４６でデータを送信する。
【０１０９】
また、枠７２に示すように、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２との両方の制御情報が見えるエリアに存在するＭＳにおいては、それぞれ異なる送信領域となるようにする。すなわち、ステップＳ４４，Ｓ４５のＭＳには、それぞれ異なる送信領域となるように領域を設定する。同じ領域とすると干渉してしまうからである。
【０１１０】
また、枠７３に示すように、ステップＳ４６のＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２のいずれかのみの制御情報が届くエリアにいるＭＳ３１，３２については、同じ領域を設定する。
【０１１１】
以上で設定される領域は、ステップＳ４１を先頭にし、ステップＳ４３の後にステップＳ４４〜Ｓ４６が続くようにすること以外には、ＤＬサブフレーム内での順序は問わない。ただし、フレーム内の送受信切り替え回数を最小にする場合は、ＤＬサブフレーム内でこの順番で並ぶように設定する。このとき、ステップＳ４３〜Ｓ４５の順序は問わない。
【０１１２】
ステップＳ４４，Ｓ４５では、ＢＳ１１からデータを送信する領域と、制御情報を送信するＲＳ２２からデータを送信する領域とを異なるようにすることで、干渉の発生を防ぐことが可能になる。
【０１１３】
また、ステップＳ４６では、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２とが送信する領域を同じにすることで、リソースの有効利用が可能となる。このとき、ＢＳ１１配下のＭＳ３１は、制御情報を送信するＲＳ２２からの信号が届かないので、干渉は発生せず、また制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３は、ＢＳ１１からの信号が届かないので、干渉は発生しない。
【０１１４】
図１３は、ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＵＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、５つの領域が設定される。
［ステップＳ６１］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２がＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
【０１１５】
［ステップＳ６２］ＢＳ１１は、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２との両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳのうち、ＢＳ１１配下のＭＳからＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
【０１１６】
［ステップＳ６３］ＢＳ１１は、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２との両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳのうち、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳからＲＳ２２へデータを送信する領域を設定する。
【０１１７】
［ステップＳ６４］ＢＳ１１は、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２とのいずれかのみの制御情報が届くエリアにいるＭＳ３１，３３から、ＢＳ１１またはＲＳ２２へデータを送信する領域を設定する。このとき、ＢＳ１１にデータを送信するＭＳ３１とＲＳ２２にデータを送信するＭＳ３３は、同じリソースを使用してもかまわない。
【０１１８】
［ステップＳ６５］ＢＳ１１は、制御情報を送信しないＲＳ２１配下のＭＳ３２がＲＳ２１へデータを送信する領域を設定する。
なお、図の枠７４に示すように、ＢＳ１１と制御情報を送信するＲＳ２２との両方の制御情報が見えるエリアに存在するＭＳにおいては、それぞれ異なる送信領域となるようにする。すなわち、ステップＳ６２，Ｓ６３のＭＳには、それぞれ異なる送信領域となるように領域を設定する。同じ領域とすると干渉してしまうからである。
【０１１９】
以上で設定される領域は、ＵＬサブフレーム内での順序は問わない。ただし、フレーム内の送受信切り替え回数を最小にする場合は、この順序で並ぶように設定する。
次に、以上のような領域設定によって構成されるフレームについて説明する。
【０１２０】
図１４は、フレームのフォーマットを示した図である。図に示すように、時刻０（フレームの先頭）において、制御情報がＢＳ１１からブロードキャストされ、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２で受信される。
【０１２１】
制御情報の送信の後、時刻Ｄ１から期間Ｄ２の領域では、ＢＳ１１からＲＳ２１，２２へデータ送信が行われる。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれへのデータ送信は、時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＲＳ２１，２２で信号が分離できるようにする必要がある。
【０１２２】
時刻Ｄ１＋Ｄ２から期間Ｄ３の領域では、ＲＳ２２から制御情報がブロードキャストされ、ＭＳ３３で受信される。
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３から期間Ｄ４の領域では、ＢＳ１１とＲＳ２２の両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳのうち、ＢＳ１１配下のＭＳへ、ＢＳ１１からデータを送信する。なお、図のＢＳ→ＭＳＴｘに対応するＢＳ→ＭＳＲｘが図示されていないが、これはデータを受信するＭＳが図２に図示されていないからである。
【０１２３】
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４から期間Ｄ５の領域では、ＢＳ１１とＲＳ２２の両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳのうち、ＲＳ２２配下のＭＳへ、ＲＳ２２からデータを送信する。
【０１２４】
時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５から期間Ｄ６の領域では、ＢＳ１１の制御情報のみが届くＭＳ３１と、ＲＳ２２の制御情報のみが届くＭＳ３３へ、ＢＳ１１とＲＳ２２とからそれぞれデータを送信する。このとき、ＢＳ１１とＲＳ２２は、同じリソースを使用してもかまわない。
【０１２５】
ＤＬサブフレームの最後の時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５＋Ｄ６から期間Ｄ７の領域では、ＲＳ２１からＭＳ３２へのデータ送信が行われる。ＲＳ２１は、制御情報を送らないので、ＲＳ２１から送信する領域の情報は、予めＢＳ１１からの制御情報でＲＳ２１とＭＳ３２に通知しておく。この送信が終了すると、ＢＳ１１のフレームタイミングのＤＬサブフレーム領域が終了し、ＵＬサブフレーム領域が始まる。
【０１２６】
ＵＬサブフレーム領域の開始は、ＢＳ１１の制御情報によってＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２に予め通知されており、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、その開始タイミングと、ＢＳ１１の制御情報で指定されたタイミングおよび期間とを基に、ＢＳ１１またはＲＳ２１，２２へのデータ送信を行う。ＢＳ１１のＤＬサブフレームの期間をＴDLsubframeとすると、時刻ＴDLsubframeから期間Ｕ１の領域では、ＲＳ２１，２２からＢＳ１１へデータが送信される。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれからのデータ送信は、時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＢＳ１１で信号が分離できるようにする必要がある。
【０１２７】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１から期間Ｕ２の領域では、ＢＳ１１とＲＳ２２の両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳのうち、ＢＳ１１配下のＭＳからＢＳ１１へデータを送信する。なお、図のＭＳ→ＢＳＲｘに対応するＭＳ→ＢＳＴｘが図示されていないが、これはデータを送信するＭＳが図２に図示されていないからである。
【０１２８】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１＋Ｕ２から期間Ｕ３の領域では、ＢＳ１１とＲＳ２２の両方の制御情報が届くエリアにいるＭＳのうち、ＲＳ２２配下のＭＳからＲＳ２２へデータを送信する。
【０１２９】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３から期間Ｕ４の領域では、ＢＳ１１の制御情報のみが届くＭＳ３１と、ＲＳ２２の制御情報のみが届くＭＳ３３とから、ＢＳ１１とＲＳ２２のそれぞれへデータを送信する。このとき、ＭＳ３１とＭＳ３３は、同じリソースを使用してもかまわない。
【０１３０】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３＋Ｕ４から期間Ｕ５の領域で、ＭＳ３２からＲＳ２１へデータが送信される。以上で１フレーム分の送受信が完了する。
同じリソースを使って送信を行っている領域（図のＤ６，Ｕ４）では、ＭＳ３２，３３は、互いの制御情報が見えないところにいるので干渉が発生しない。よって、リソースの有効活用が可能となる。
【０１３１】
次に、本発明の第４の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第４の実施の形態では、例えば、ＭＳのＳＩＮＲなどによって信号の干渉を測定する。そして、干渉に応じて、ＢＳ１１配下のＭＳ３１へデータ送信する領域、ＲＳ２１配下のＭＳ３２へデータ送信する領域、およびＲＳ２２配下のＭＳ３３へデータ送信する領域を同じ領域となるように設定する。なお、以下では、図２で示した通信システムを参照して説明する。
【０１３２】
図１５は、第４の実施の形態に係るＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＤＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、４つの領域が設定される。
［ステップＳ７１］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２へ制御情報をブロードキャスト（図中ＢＣ）する領域を設定する。ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、ネットワークにエントリーするためにＢＳ１１から送信される制御情報を受信し、フレームのタイミングを検出する。従って、制御情報は、フレームの先頭で送信する必要がある。
【０１３３】
［ステップＳ７２］ＢＳ１１は、ＢＳ１１からＲＳ２１，２２へデータを送信する領域を設定する。
［ステップＳ７３］ＢＳ１１は、制御情報を送信するＲＳ２２から、その配下のＭＳ３２へ制御情報をブロードキャストする領域を設定する。制御情報を受信したＲＳ２２またはＭＳ３３は、制御情報を受信した時刻をフレームの先頭と認識し、フレームのタイミングを検出することができる。
【０１３４】
［ステップＳ７４］ＢＳ１１は、ＢＳ１１配下のＭＳ１１へデータを送信する領域と、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３へデータを送信する領域と、制御情報を送信しないＲＳ２１からその配下のＭＳ３２へデータを送信する領域とを設定する。
【０１３５】
このとき、制御情報を送信するＲＳ２２から配下のＭＳ３３へデータを送信する領域は、枠７５に示すように、ステップＳ７３で設定される領域より後になるようにする。
また、枠７６に示すように、ＭＳでの干渉が閾値以下になる場合、ＢＳ１１、ＲＳ２１，２２は、同じリソースを使用し、干渉が閾値以上になる場合は、異なるリソースを使用する。
【０１３６】
以上で設定される領域において、ステップＳ７３の領域は、ステップＳ７４の領域の一部となってもかまわない。また、ステップＳ７１を先頭にすれば、ステップＳ７２とステップＳ７３，Ｓ７４のＤＬサブフレーム内の順序は問わない。ただし、フレーム内の送受信切り替え回数を最小にする場合は、ＤＬサブフレーム内で上記の順番で並ぶように設定する。
【０１３７】
図１６は、ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。ＵＬサブフレームは、以下のステップに基づいて、２つの領域が設定される。
［ステップＳ８１］ＢＳ１１は、ＲＳ２１，２２がＢＳ１１へデータを送信する領域を設定する。
【０１３８】
［ステップＳ８２］ＢＳ１１は、ＢＳ１１配下のＭＳ３１からＢＳ１１へデータを送信する領域と、制御情報を送信するＲＳ２２配下のＭＳ３３からＲＳ２２へデータを送信する領域と、制御情報を送信しないＲＳ２１配下のＭＳ３２からＲＳ２１へデータを送信する領域とを設定する。このとき、データを受信するＢＳ１１、ＲＳ２１，２２での干渉が閾値以下になる場合は、枠７７に示すようにＭＳ３１〜３３間で同じリソースを使用し、干渉が閾値以上になる場合は異なるリソースを使用する。
【０１３９】
以上で設定される領域は、ＵＬサブフレーム内での順序を問わない。ただし、フレーム内の送受信切り替え回数を最小にする場合は、上記の順序で並ぶように設定する。
次に、以上のような領域設定によって構成されるフレームについて説明する。
【０１４０】
図１７は、フレームのフォーマットを示した図である。図に示すように、時刻０（フレームの先頭）において、制御情報がＢＳ１１からブロードキャストされ、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２で受信される。
【０１４１】
制御情報の送信の後、時刻Ｄ１から期間Ｄ２の領域では、ＢＳ１１からＲＳ２１，２２へデータ送信が行われる。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれへのデータ送信は、時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＲＳ２１，２２で信号が分離できるようにする必要がある。
【０１４２】
時刻Ｄ１＋Ｄ２から期間Ｄ３の領域では、ＲＳ２２から制御情報がブロードキャストされ、ＭＳ３３で受信される。
また、時刻Ｄ１＋Ｄ２から期間Ｄ４の領域では、ＢＳ１１、ＲＳ２１，２２が配下のＭＳ３１〜３３へデータ送信する。このとき、ＲＳ２２の送信領域だけは、時刻Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３からとなる。また、各ＭＳ３１〜３３で予想される干渉が閾値以下である場合は、ＢＳ１１とＲＳ２１，２２は、同じリソースを使用し、干渉が閾値以上である場合は、異なるリソースを使用する。このデータ送信が終了すると、ＢＳ１１のフレームタイミングにおけるＤＬサブフレーム領域が終了し、ＵＬサブフレーム領域が始まる。
【０１４３】
ＵＬサブフレーム領域の開始は、ＢＳ１１の制御情報によって、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２に予め通知されており、ＲＳ２１，２２、ＭＳ３１，３２は、その開始タイミングと、ＢＳ１１の制御情報で指定されたタイミングおよび期間とを基に、ＢＳ１１またはＲＳ２１，２２への送信を行う。ＢＳ１１のＤＬサブフレーム期間をＴDLsubframeとすると、時刻ＴDLsubframeから期間Ｕ１の領域では、ＲＳ２１，２２からＢＳ１１へデータが送信される。このとき、ＲＳ２１，２２のそれぞれからのデータ送信は、時分割多重、サブチャネル分割多重、符号分割多重、空間分割多重のいずれでもよいが、ＢＳ１１で信号が分離できるようにする必要がある。
【０１４４】
時刻ＴDLsubframe＋Ｕ１から期間Ｕ２の領域では、ＭＳ３１からＢＳ１１へ、ＭＳ３２からＲＳ２１へ、ＭＳ３３からＲＳ２２へデータが送信される。各ＢＳ１１、ＲＳ２１，２２で予想される干渉が閾値以下である場合は、各ＭＳ３１〜３３は、同じリソースを使用し、干渉が閾値以上である場合は、異なるリソースを使用する。以上で１フレーム分の送受信が完了する。
【０１４５】
このように、干渉が少ない場合は、同じリソースを使用することで、リソースの有効活用が可能となる。
（付記１）  無線通信を行う無線通信装置において、
端末、データのみを送信する制御情報非送信リレー局、および前記データと制御情報とを送信する制御情報送信リレー局と無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、前記制御情報送信リレー局から配下の前記端末へデータ送信するための領域を設定する送信領域設定手段、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【０１４６】
（付記２）  前記フレームのアップリンクサブフレーム内に、前記制御情報送信リレー局の配下の前記端末から前記制御情報送信リレー局へデータ送信するための領域を設定するアップリンク送信領域設定手段をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１４７】
（付記３）  前記フレームのアップリンクサブフレームの先頭に、前記制御情報送信リレー局と前記制御情報非送信リレー局とが当該無線通信装置にデータ送信するための領域を設定するリレー局送信領域設定手段をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１４８】
（付記４）  前記制御情報送信リレー局と前記制御情報非送信リレー局とが前記データを送受信するための領域を間隔が空くように前記フレームに設定するリレー局領域設定手段をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１４９】
（付記５）  当該無線通信装置と前記制御情報送信リレー局との一方の前記制御情報しか認識できないエリアに存在する前記端末への、当該無線通信装置からのデータ送信と、前記制御情報送信リレー局からのデータ送信との領域を、重ねて設定する第１の重複領域設定手段と、
当該無線通信装置と前記制御情報送信リレー局との一方の前記制御情報しか認識できないエリアに存在する前記端末の、当該無線通信装置へのデータ送信と、前記制御情報送信リレー局へのデータ送信との領域を、重ねて設定する第２の重複領域設定手段と、
をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１５０】
（付記６）  当該無線通信装置から配下の前記端末へのデータ送信と、前記制御情報送信リレー局および前記制御情報非送信リレー局から配下の前記端末へのデータ送信との領域を、無線通信の干渉が閾値以下の場合、重ねて設定する第１の閾値重複領域設定手段と、
前記端末から当該無線通信装置へのデータ送信と、前記端末から前記制御情報送信リレー局および前記制御情報非送信リレー局へのデータ送信との領域を、無線通信の干渉が閾値以下の場合、重ねて設定する第２の閾値重複領域設定手段と、
をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１５１】
（付記７）  前記フレームは、前記ダウンリンクサブフレームとアップリンクサブフレームとの順で構成されていることを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
（付記８）  前記制御情報を前記端末、前記制御情報非送信リレー局、および前記制御情報送信リレー局に送信する領域を前記フレームの先頭に設定する制御情報送信領域設定手段をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１５２】
（付記９）  当該無線通信装置が送信する前記制御情報には、前記端末、前記制御情報非送信リレー局、および前記制御情報送信リレー局の前記フレーム内に設定されるデータ送受信の領域の情報と、前記送信領域設定手段が設定した領域の情報とが含まれ、前記制御情報送信リレー局が送信する前記制御情報には、前記送信領域設定手段が設定した領域の情報が含まれることを特徴とする付記１記載の無線通信装置。
【０１５３】
（付記１０）  基地局と端末との間で送受信されるデータを中継し、前記端末に制御情報を送信する無線通信装置において、
前記基地局が無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、前記端末に送信する前記制御情報と前記データとの領域が収まるように設定する送信領域設定手段、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【０１５４】
（付記１１）  前記フレームのアップリンクサブフレーム内に、当該無線通信装置の配下の前記端末から当該無線通信装置へデータ送信するための領域を設定するアップリンク送信領域設定手段をさらに有することを特徴とする付記１０記載の無線通信装置。
【０１５５】
（付記１２）  基地局、端末、データのみ送信する制御情報非送信リレー局、および前記データと制御情報とを送信する制御情報送信リレー局とを有する無線通信システムの無線通信方法において、
前記基地局が、無線通信を行うフレームのダウンリンクサブフレーム内に、前記制御情報送信リレー局から配下の前記端末へデータ送信するための領域を設定する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【０１５６】
（付記１３）  前記基地局が、前記フレームのアップリンクサブフレーム内に、前記制御情報送信リレー局の配下の前記端末から前記制御情報送信リレー局へデータ送信するための領域を設定することを特徴とする付記１２記載の無線通信方法。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】無線通信装置の概要を示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係る通信システムの構成例を示した図である。
【図３】ＢＳの機能ブロック図である。
【図４】制御情報のデータ構成例を示した図である。
【図５】ＲＳから送信される制御情報のデータ構成例を示した図である。
【図６】ＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図７】ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図８】フレームフォーマットを示した図である。
【図９】第２の実施の形態に係るＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図１０】ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図１１】フレームのフォーマットを示した図である。
【図１２】第３の実施の形態に係るＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図１３】ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図１４】フレームのフォーマットを示した図である。
【図１５】第４の実施の形態に係るＤＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図１６】ＵＬサブフレームの設定フローを示した図である。
【図１７】フレームのフォーマットを示した図である。
【図１８】無線リレー通信を行う無線通信システムを示した図である。
【図１９】通信システムのその１を示した図である。
【図２０】通信システムのその２を示した図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１  無線通信装置
１ａ  送信領域設定手段
２ａ  制御情報非送信リレー局
２ｂ  制御情報送信リレー局
３ａ，３ｂ  端末
【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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