(57)【要約】【課題】基地局と無線端末との間の中継を他無線端末が行うときに、中継を行う無線端末を適切に選択し、中継による伝送遅延を抑制し、中継を行う無線端末に要求される負荷および回路規模を抑制する。【解決手段】第二の無線端末宛てのデータは、基地局および第一の無線端末の双方から第二の無線端末に届ける。第二の無線端末では、高い伝送速度での通信を行った結果、いずれか一方の良好に受信された方のデータを選択して取得する。【選択図】  図１
2004248210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と二つ以上の無線端末から構成された無線通信システムに適用され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信方法において、
前記基地局は、
第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当てるステップと、
第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当てるステップと、
第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てるステップと、
タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知するステップと、
前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するステップと、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップと
を実行し、
前記第一の無線端末は、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータとを識別し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信するステップと、
前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップと
を実行し、
前記第二の無線端末は、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信するステップと、
前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するステップと
を実行することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
基地局と二つ以上の無線端末から構成された無線通信システムに適用され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信方法において、
前記基地局は、
第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当てるステップと、
前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てるステップと、
タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知するステップと、
前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定するステップと、
前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当てるステップと、
前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当てるステップと、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップと
を実行し、
前記第一の無線端末は、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信するステップと、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを識別し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットとは別に前記基地局が設定したタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信するステップと、
前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップと
を実行し、
前記第二の無線端末は、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信するステップと、
前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するステップと
を実行することを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
前記基地局および前記無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行うことが可能であり、
前記基地局は、
前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得するステップと、
前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得するステップと
を実行し、
前記第一または第二の無線端末は、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得するステップと、
前記伝送速度Ｒ２３を前記基地局に通知するステップと
を実行し、
前記基地局は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記第二の無線端末との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択するステップと
を実行する請求項１または２記載の無線通信方法。
【請求項４】
前記基地局および前記無線端末は異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行うことが可能であり、
前記基地局は、
前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得するステップと、
前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得するステップと、
取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知するステップと
を実行し、
前記第一の無線端末は、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得するステップと、
取得した前記伝送速度Ｒ２３を前記第二の無線端末に通知するステップと
を実行し、
前記第二の無線端末は、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得するステップと、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記基地局との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択してその旨を前記基地局に報告するステップと
を実行する請求項１または２記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記基地局は前記報告に基づき自基地局と前記第二の無線端末との間の通信経路を不要であると判断して解放するステップを実行する請求項４記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合には、前記基地局は、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記第二の無線端末との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択するステップを実行する
請求項３記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合に、前記第二の無線端末は、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記基地局に報告すると共に、前記基地局との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択するステップを実行する
請求項４記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記基地局は、前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を含めて報知するステップを実行し、
前記第二の無線端末は、
前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得するステップと、
取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに、前記第二の無線端末を除くすべての無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップと
を実行し、
前記第二の無線端末以外の無線端末は、
前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得するステップと、
取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに前記第二の無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップと
を実行する請求項３ないし７のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記基地局は、
前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当てるステップと、
この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知するステップと、
全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示するステップと
を実行し、
前記無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報に従い、この無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するステップを実行し、
前記第二の無線端末は、この第二の無線端末を除く全ての無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップを実行し、
前記第二の無線端末以外の無線端末は、前記第二の無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップを実行する
請求項３ないし７のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１０】
前記基地局は、前記第一の無線端末を経由した間接通信を行う場合に、前記第一の無線端末とデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量と、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量とが等しくなるようにタイムスロットを割当てるステップを実行する請求項１ないし９のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１１】
前記基地局は、前記無線フレーム内において、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットを、この基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットよりも前方に配置し、
前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットをこの第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットよりも前方に配置するステップを実行する
請求項１ないし１０のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１２】
前記基地局または前記第二の無線端末のうちの送信側にて送信するデータに符号誤り検出用符号を付与し、受信側にてこのデータの符号誤りの有無を検出し、符号誤り時には再送により誤り補償を行うステップを実行する際に、
前記第一の無線端末は、
前記基地局より受信した前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記第二の無線端末に送信するステップと、
前記第二の無線端末より受信した前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記基地局に送信するステップと
を実行する請求項１ないし１１のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項１３】
基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、
第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当て、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、
タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、
前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信し、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備え、
前記第一の無線端末は、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータとを識別する手段と、
この識別する手段によりデータを識別し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備え、
前記第二の無線端末は、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムにおいて、
前記基地局は、
第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、
タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、
前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定し、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当てる手段と、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備え、
前記第一の無線端末は、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを識別する手段と、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記識別する手段によりデータを識別し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットとは別に前記基地局が設定したタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備え、
前記第二の無線端末は、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１５】
前記基地局および前記無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、
前記基地局は、
前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段と
を備え、
前記第一または第二の無線端末は、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、
前記伝送速度Ｒ２３を前記基地局に通知する手段と
を備え、
前記基地局は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記第二の無線端末との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段と
を備えた請求項１３または１４記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記基地局および前記無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、
前記基地局は、
前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段と、
取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知する手段と
を備え、
前記第一の無線端末は、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、
取得した前記伝送速度Ｒ２３を前記第二の無線端末に通知する手段と
を備え、
前記第二の無線端末は、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記基地局との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択してその旨を前記基地局に報告する手段と
を備えた請求項１３または１４記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記基地局は、前記報告する手段からの報告を受け取り自基地局と前記第二の無線端末との間の通信経路を不要であると判断して解放する手段を備えた請求項１６記載の無線通信システム。
【請求項１８】
前記選択する手段は、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合には、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記第二の無線端末との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えた
請求項１６記載の無線通信システム。
【請求項１９】
前記報告する手段は、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合に、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記基地局に報告すると共に、前記基地局との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えた
請求項１７記載の無線通信システム。
【請求項２０】
前記基地局は、前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を含めて報知する手段を備え、
前記第二の無線端末は、
前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得する手段と、
取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに、前記第二の無線端末を除くすべての無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段と
を備え、
前記第二の無線端末以外の無線端末は、
前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得する手段と、
取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに前記第二の無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段と
を備えた請求項１６ないし１９のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項２１】
前記基地局は、
前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当てる手段と、
この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知する手段と、
全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示する手段と
を備え、
前記無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報に従い、この無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信する手段を備え、
前記第二の無線端末は、この第二の無線端末を除く全ての無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備え、
前記第二の無線端末以外の無線端末は、前記第二の無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備えた
請求項１６ないし１９のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項２２】
前記基地局は、前記第一の無線端末を経由した間接通信を行う場合に、前記第一の無線端末とデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量と、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量とが等しくなるようにタイムスロットを割当てる手段を備えた請求項１４ないし２１のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項２３】
前記基地局は、前記無線フレーム内において、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットを、この基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットよりも前方に配置し、
前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットをこの第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットよりも前方に配置する手段を備えた
請求項１４ないし２２のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項２４】
前記基地局または前記第二の無線端末のうちの送信側にて送信するデータに符号誤り検出用符号を付与し、受信側にてこのデータの符号誤りの有無を検出し、符号誤り時には再送により誤り補償を行う手段を備え、
前記第一の無線端末は、
前記基地局より受信した前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記第二の無線端末に送信し、前記第二の無線端末より受信した前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記基地局に送信する手段を備えた
請求項１４ないし２３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項２５】
基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムに適用される前記基地局において、
第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当て、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、
タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、
前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信し、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備えたことを特徴とする基地局。
【請求項２６】
基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムに適用される基地局において、
第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、
タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、
前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定し、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当てる手段と、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備えたことを特徴とする基地局。
【請求項２７】
前記第一または第二の無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行うことができ、基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得し、前記伝送速度Ｒ２３は基地局に通知され、
異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段と、
前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段と、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記第二の無線端末との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段と
を備えた請求項２５または２６記載の基地局。
【請求項２８】
異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段と、
前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段と、
取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知する手段と
を備えた請求項２５または２６記載の基地局。
【請求項２９】
前記通知する手段が前記第二の無線端末に通知した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３に基づき前記第二の無線端末が選択した通信経路の情報を前記第二の無線端末から受け取り、前記第二の無線端末が選択した通信経路以外の自基地局から前記第二の無線端末への通信経路を不要であると判断して解放する手段を備えた請求項２８記載の基地局。
【請求項３０】
前記選択する手段は、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合には、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記第二の無線端末との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えた
請求項２７記載の基地局。
【請求項３１】
前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を含めて報知する手段を備えた請求項２７ないし３０のいずれかに記載の基地局。
【請求項３２】
前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当てる手段と、
この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知する手段と、
全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示する手段と
を備えた
請求項２７ないし３０のいずれかに記載の基地局。
【請求項３３】
前記第一の無線端末を経由した間接通信を行う場合に、前記第一の無線端末とデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量と、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量とが等しくなるようにタイムスロットを割当てる手段を備えた請求項２５ないし３２のいずれかに記載の基地局。
【請求項３４】
前記無線フレーム内において、自基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、自基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットを、自基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットよりも前方に配置し、
自基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記第二の無線端末から自基地局宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットをこの第二の無線端末から自基地局宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットよりも前方に配置する手段を備えた
請求項２５ないし３３のいずれかに記載の基地局。
【請求項３５】
基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムに適用される前記無線端末において、
前記基地局は、第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当て、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当て、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信し、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信し、
自己が前記第一の無線端末であるときには、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータとを識別する手段と、
この識別する手段によりデータを識別し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備え、
自己が前記第二の無線端末であるときには、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段と
を備えたことを特徴とする無線端末。
【請求項３６】
基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムに適用される前記無線端末において、
前記基地局は、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当て、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知し、前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定し、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当て、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信し、
自己が前記第一の無線端末であるときには、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを識別する手段と、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記識別する手段によりデータを識別し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットとは別に前記基地局が設定したタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段と
を備え、
自己が前記第二の無線端末であるときには、
前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段と
を備えたことを特徴とする無線端末。
【請求項３７】
前記基地局および自無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、
前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得し、
自己が前記第一または第二の無線端末であるときには、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、
前記伝送速度Ｒ２３を前記基地局に通知する手段と
を備えた請求項３５または３６記載の無線端末。
【請求項３８】
前記基地局および自無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、
前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得し、取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知し、
自己が前記第一の無線端末であるときには、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、
取得した前記伝送速度Ｒ２３を前記第二の無線端末に通知する手段と
を備え、
自己が前記第二の無線端末であるときには、
前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記基地局との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択してその旨を前記基地局に報告する手段と
を備えた請求項３５または３６記載の無線端末。
【請求項３９】
前記報告する手段は、
前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合に、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記基地局に報告すると共に、前記基地局との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えた
請求項３８記載の無線端末。
【請求項４０】
前記基地局は、前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を含めて報知し、
自己が前記第二の無線端末であるときには、
前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得する手段と、
取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置をもとに、前記第二の無線端末を除くすべての無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段と
を備え、
自己が前記第二の無線端末以外の無線端末であるときには、
前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得する手段と、
取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに前記第二の無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段と
を備えた請求項３７ないし３９のいずれかに記載の無線端末。
【請求項４１】
前記基地局は、前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当て、この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知し、全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示し、
自無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報に従い、この無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信する手段を備え、
自己が前記第二の無線端末であるときには、この第二の無線端末を除く全ての無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備え、
自己が前記第二の無線端末以外の無線端末であるときには、前記第二の無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備えた
請求項３７ないし３９のいずれかに記載の無線端末。
【請求項４２】
前記基地局または前記第二の無線端末のうちの送信側にて送信するデータに符号誤り検出用符号を付与し、受信側にてこのデータの符号誤りの有無を検出し、符号誤り時には再送により誤り補償を行う手段を備え、
自己が前記第一の無線端末であるときには、
前記基地局より受信した前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記第二の無線端末に送信し、前記第二の無線端末より受信した前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記基地局に送信する手段を備えた
請求項３５ないし４１のいずれかに記載の無線端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基地局が無線端末を集中管理し、時間的に分割したスロットで構成される無線フレームを用いて通信を行う無線通信システムに利用する。特に、無線端末間で直接通信を行うためのタイムスロットを利用し、中継に適した無線端末を介することで、基地局と無線端末との間の伝送速度を高速化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な基地局集中管理型の無線通信システムの概念を図１９に示す。このシステムでは、基地局ＡＰが複数の無線端末ＭＴ１、ＭＴ２、ＭＴ３を管理し、無線端末ＭＴ１〜ＭＴ３は基地局ＡＰとコネクションを確立して通信を行う。このとき基地局ＡＰを中心として無線端末ＭＴ１〜ＭＴ３が通信可能な領域が基地局のカバーエリアａ５となる。このようなシステムの代表的なものとして、時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ）を用いたシステムがある。
【０００３】
このシステムでは基地局は無線フレームと呼ばれる一定周期の時間枠を設定し、その中に通信用タイムスロットを割当てる。図２０に、この無線フレームｂ１の構成を示す。無線フレームは、基地局に無線端末がタイミング同期するための同期信号ｂ２および各無線端末へのタイムスロット割当情報ｂ３、各無線端末が基地局へ送信（アップリンク）するためのタイムスロットｂ５、基地局が各無線端末へ送信（ダウンリンク）するためのタイムスロットｂ４を含む。基地局は通信する無線端末に対して送受信タイムスロットを割当て、その送受信タイミングをタイムスロット割当情報ｂ３に報知する。無線端末は基地局の同期信号にタイミング同期し、この報知情報を受信することで、送受信のタイミングを取得し、基地局とデータの送受信を行う。
【０００４】
無線通信システムにおいて適用される技術の一つに、通信時に無線信号の変調方式を通信路の電波環境に応じて変化させる適応変調方式がある。一般に、無線通信においては、通信路の距離が長くなれば電波は弱まる。また、多重遅延波などにより信号波形が劣化するため伝送誤りが増大する場所が存在する。このような劣悪な電波環境である場所においては、高伝送速度であるが波形劣化に弱い変調方式で通信すると伝送誤りが増大するため、低伝送速度であるが信頼性の高い変調方式での通信が良い場合がある。
【０００５】
したがって、通信路の電波環境に応じて、高伝送速度の変調方式と低伝送速度であるが信頼度の高い変調方式とを使い分ける必要がある。図２１に基地局集中管理型システムにおける適応変調方式の例を示す。基地局ＡＰを中心として、接続する各無線端末は基地局の近傍では１６ＱＡＭ（ｃ２）で通信し、基地局から離れるに従い、ＱＰＳＫ（ｃ３）、ＢＰＳＫ（ｃ４）のように、より高信頼な変調方式を使用する。この技術により電波環境が悪化しても伝送品質を保って通信を行うことが可能となる。
【０００６】
また、基地局とデータの送受信が可能なエリアの拡大を実現する技術として、例えば特許文献１に示されているような無線端末によるマルチホップ通信がある。これは無線端末同士の通信を利用し、無線端末を一種の中継器として用いることで、基地局との通信を実現する技術である。図２２にマルチホップ通信の一例を示す。基地局ＡＰのカバーエリアｄ２外に存在し、基地局ＡＰとの接続を望む無線端末ＭＴ３は、自身に近く、かつ通信可能である無線端末ＭＴ１と接続する。この無線端末ＭＴ１は、カバーエリアｄ２外にある無線端末ＭＴ３の基地局ＡＰとの通信を中継し、通信路を確立する。
【０００７】
従来のマルチホップ通信では、経路はホップ数を最小にする、もしくは伝送遅延を最小にするように通信路を選択する。したがって、図２２のように基地局ＡＰのエリア内に存在する無線端末ＭＴ２は中継用無線端末を介さずに基地局ＡＰと直接接続し、通信を行う。
【０００８】
以上のような無線端末によるマルチホップを、アクセス方式にＴＤＭＡを採用するシステムにおいて実現する手法としてサブフレームを利用する方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この方式は図２３に示すように、基地局が構成する無線フレームｅ１内に、中継を行う無線端末（ＦＭＴ）が基地局の構成する無線フレームと同様の構成を持ち、フレーム長が短い、サブフレームｅ６を構成し、中継を希望する無線端末がこのサブフレーム内同期信号ｅ７に同期し、送受信を行うことで図２２に示されるようなマルチホップ中継を実現する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２３７７６４号公報
【非特許文献１】
２００１年５月，ＶＴＣ２００１講演論文集，“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ２−Ｈｏｐ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２  Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｍｏｄｅ”
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来のマルチホップ通信では、基地局のエリア内に存在する場合は中継による間接接続ではなく、基地局との直接接続を選択する。しかしながら、基地局のカバーエリア内に存在する無線端末と基地局との間の通信路は必ずしも良好であるとは限らない。
【００１１】
前述のように、基地局のカバーエリア内においても、エリア端や遮蔽物近傍の場所では劣悪な電波環境であることがあり、例えば前述の適応変調方式を用いたシステムであれば、低伝送速度での接続になる可能性がある。このとき他の無線端末と高伝送速度でデータの送受信が可能であり、かつその無線端末が基地局と高伝送速度で通信できる場合には、この無線端末を介して、基地局と通信を行う方が高速伝送となる無線端末が存在する。したがって、基地局への直接接続が可能であっても、直接接続と中継による間接接続で通信路の速度を比較し、より高速な通信路を選択できる可能性がある。
【００１２】
また、前述のようなサブフレームを利用した中継では基地局のカバーエリアの拡大には適しているが、カバーエリア内において低伝送速度で通信する無線端末の救済を考えた場合には、サブフレームのヘッダによるフレーム使用効率の低下が問題となる。これは中継を行う無線端末の台数が増加すればするほどフレーム使用効率の低下が顕著となる。
【００１３】
また、無線アクセスシステムの利用環境では、無線端末は常に移動し、その電波環境は時々刻々と変化する。そのため、電波環境の変化に適応して基地局との直接接続もしくは間接接続を適切に選択して切替える必要がある。これを実現する方法として、サブフレーム方式があるが、この場合に、サブフレームへの再同期が必要となるため、直接接続と中継接続の切替えに時間がかかるという問題がある。加えて、無線端末への機能実装面では、サブフレームを構成するためには無線端末に基地局と同等の機能が必要であり、回路規模の増大や、開発コストが高くなるという問題がある。
【００１４】
本発明は、このような背景に行われたものであって、基地局集中管理型の無線通信システムであり、時間的に分割したタイムスロットで構成される無線フレームを用いて通信を行うシステムにおいて、基地局のカバーエリア内に存在し、電波環境が劣悪であるため低い伝送速度での通信を強いられる無線端末に関して、その無線端末と高速な伝送速度で通信することができ、かつ基地局との高速伝送が可能な無線端末を中継端末として選択し、中継させることで、基地局と直接通信するよりも高速な伝送速度で通信することを可能とし、また、従来の方法に比べ、中継を簡易に実現することができ、さらに、無線端末間の電波環境を取得し、中継を行う無線端末を適切に選択する手段を提供し、さらにまた、中継による伝送遅延を抑制する方法を提供し、加えて、中継時の再送制御のために無線端末に要求される負荷、および無線端末の回路規模を抑制することが可能である無線通信方法および無線通信システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の観点は、基地局と二つ以上の無線端末から構成された無線通信システムに適用され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または（「または」は「および／または」の意味を含む）二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信方法である。
【００１６】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記基地局は、第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当てるステップと、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当てるステップと、第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てるステップと、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知するステップと、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するステップと、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップとを実行し、前記第一の無線端末は、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータとを識別し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信するステップと、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップとを実行し、前記第二の無線端末は、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信するステップと、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するステップとを実行するところにある。
【００１７】
これにより、第二の無線端末宛てのデータは、基地局および第一の無線端末の双方から第二の無線端末に届けられることになり、第二の無線端末では、例えば、高い伝送速度での通信を行った結果、いずれか一方の良好に受信された方のデータを選択して取得することができるため、低い伝送速度での通信を強いられることがなくなる。また、通信経路の選択を行っていないため、従来の方法に比べ、中継を簡易に実現することができる。
【００１８】
あるいは、本発明の無線通信方法の特徴とするところは、前記基地局は、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当てるステップと、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てるステップと、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知するステップと、前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定するステップと、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当てるステップと、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当てるステップと、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップとを実行し、前記第一の無線端末は、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信するステップと、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを識別し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットとは別に前記基地局が設定したタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信するステップと、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信するステップとを実行し、前記第二の無線端末は、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信するステップと、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するステップとを実行するところにある。
【００１９】
これによれは、第一の無線端末では、自無線端末に関するデータと第二の無線端末に関するデータとを別のタイムスロットによって送受信できるので、例えば、自無線端末に関するデータの送受信が第二の無線端末に関するデータの送受信によって何らかの支障をきたすことを回避することができる。
【００２０】
また、前記基地局および前記無線端末は異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行うことが可能であり、前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得するステップと、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得するステップとを実行し、前記第一または第二の無線端末は、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得するステップと、前記伝送速度Ｒ２３を前記基地局に通知するステップとを実行し、前記基地局は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記第二の無線端末との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択するステップとを実行することが望ましい。
【００２１】
これにより、基地局は、基地局および第一および第二の無線端末との間における実際の伝送速度情報に基づき精度の高い通信経路を選択することができると共に、無用な通信経路を解放し、ネットワークリソースを有効利用することができる。
【００２２】
あるいは、前記基地局および前記無線端末は異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行うことが可能であり、前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得するステップと、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得するステップと、取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知するステップとを実行し、前記第一の無線端末は、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得するステップと、取得した前記伝送速度Ｒ２３を前記第二の無線端末に通知するステップとを実行し、前記第二の無線端末は、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得するステップと、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記基地局との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択してその旨を前記基地局に報告するステップとを実行することもできる。さらに、前記基地局は前記報告に基づき自基地局と前記第二の無線端末との間の通信経路を不要であると判断して解放するステップを実行することが望ましい。
【００２３】
これにより、基地局は、基地局および第一および第二の無線端末との間における実際の伝送速度情報に基づき精度の高い通信経路を選択することができると共に、無用な通信経路を解放し、ネットワークリソースを有効利用することができるが、この際に、第二の無線端末が通信経路の選択を行うため、基地局の処理負荷を軽減させることができる。例えば、一つの基地局が複数の無線端末との間でデータの送受信を行う場合には、その通信経路選択処理を複数並行して実行する必要があるが、その並行処理能力には自ずから限界がある。このような場合に、第二の無線端末側が通信経路選択処理の大部分を代行することにより、基地局における並行処理能力を大幅に増大させることができる。
【００２４】
また、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合には、前記基地局は、（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記第二の無線端末との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択するステップを実行することが望ましい。
【００２５】
あるいは、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合に、前記第二の無線端末は、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記基地局に報告すると共に、前記基地局との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択するステップを実行することが望ましい。
【００２６】
これにより、複数の第一の無線端末となり得る無線端末の中から最も条件の良い第一の無線端末を選択することができる。
【００２７】
また、前記基地局は、前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を含めて報知するステップを実行し、前記第二の無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得するステップと、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに、前記第二の無線端末を除くすべての無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップとを実行し、前記第二の無線端末以外の無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得するステップと、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに前記第二の無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップとを実行することもできる。これによれば、各無線端末のタイムスロット割当位置情報を知ることによって、所望する無線端末の伝送速度情報を的確に得ることができる。
【００２８】
あるいは、前記基地局は、前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当てるステップと、この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知するステップと、全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示するステップとを実行し、前記無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報に従い、この無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するステップを実行し、前記第二の無線端末は、この第二の無線端末を除く全ての無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップを実行し、前記第二の無線端末以外の無線端末は、前記第二の無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得するステップを実行することもできる。
【００２９】
これによれば、あらかじめ定められた試験信号を送信するためのタイムスロットを用いて各無線端末の伝送速度情報を得ることができるため、所望する無線端末の伝送速度情報を的確に得ることができる。特に、試験信号を用いることにより、現在、通常のデータ通信が行われていない無線端末についても伝送速度情報を得ることができる利点がある。これにより、無線端末間の電波環境情報を取得し、中継を行う無線端末を適切に選択することができる。
【００３０】
前記基地局は、前記第一の無線端末を経由した間接通信を行う場合に、前記第一の無線端末とデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量と、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量とが等しくなるようにタイムスロットを割当てるステップを実行することが望ましい。
【００３１】
すなわち、二つの通信経路を伝送される二つのデータは、等しいデータなので、一方の通信経路に伝送されるデータ量と他方の通信経路に伝送されるデータ量とは等しいが、二つの通信経路のデータ伝送容量が異なる場合もあるので、そのような場合には、いずれかデータ伝送容量の小さい方の通信経路のデータ量に合わせてタイムスロットを割当てる。これにより、二つの通信経路からのデータ到着タイミングをほぼ等しくすることができるため、データの待ち合わせなどの伝送遅延を抑制することができる。
【００３２】
前記基地局は、前記無線フレーム内において、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットを、この基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットよりも前方に配置し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットをこの第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットよりも前方に配置するステップを実行することが望ましい。
【００３３】
すなわち、第一の無線端末が基地局から第二の無線端末宛てのデータを受け取ってからでないと、第一の無線端末は第二の無線端末宛にデータを伝送できないので、ダウンリンクの場合には、第一のタイムスロットを、第三のタイムスロットよりも前方も配置する。また、第一の無線端末が第二の無線端末から基地局宛てのデータを受け取ってからでないと、第一の無線端末は基地局宛にデータを伝送できないので、アップリンクの場合には、第三のタイムスロットを、第一のタイムスロットよりも前方に配置する。これにより、データの待ち合わせなどの伝送遅延を抑制することができる。
【００３４】
前記基地局または前記第二の無線端末のうちの送信側にて送信するデータに符号誤り検出用符号を付与し、受信側にてこのデータの符号誤りの有無を検出し、符号誤り時には再送により誤り補償を行うステップを実行する際に、前記第一の無線端末は、前記基地局より受信した前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記第二の無線端末に送信するステップと、前記第二の無線端末より受信した前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記基地局に送信するステップとを実行することが望ましい。
【００３５】
すなわち、基地局と第二の無線端末との間で中継端末としての役割を果たしている第一の無線端末では、基地局と第二の無線端末との間で送受信されるデータの符号誤りの有無に関与する必要はない。これにより、中継時の再送制御のために無線端末に要求される負荷および無線端末の回路規模を抑制することができる。
【００３６】
本発明の第二の観点は、基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムである。
【００３７】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記基地局は、第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当て、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信し、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備え、前記第一の無線端末は、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータとを識別する手段と、この識別する手段によりデータを識別し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備え、前記第二の無線端末は、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段とを備えたところにある。
【００３８】
あるいは、本発明の無線通信システムの特徴とするところは、前記基地局は、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定し、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当てる手段と、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備え、前記第一の無線端末は、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを識別する手段と、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記識別する手段によりデータを識別し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットとは別に前記基地局が設定したタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備え、前記第二の無線端末は、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段とを備えたところにある。
【００３９】
さらに、前記基地局および前記無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段とを備え、前記第一または第二の無線端末は、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、前記伝送速度Ｒ２３を前記基地局に通知する手段とを備え、前記基地局は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記第二の無線端末との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段とを備えることが望ましい。
【００４０】
さらに、前記基地局および前記無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段と、取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知する手段とを備え、前記第一の無線端末は、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、取得した前記伝送速度Ｒ２３を前記第二の無線端末に通知する手段とを備え、前記第二の無線端末は、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記基地局との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択してその旨を前記基地局に報告する手段とを備えることもできる。さらに、前記基地局は、前記報告する手段からの報告を受け取り自基地局と前記第二の無線端末との間の通信経路を不要であると判断して解放する手段を備えることが望ましい。
【００４１】
この際に、前記選択する手段は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合には、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記第二の無線端末との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えることが望ましい。
【００４２】
あるいは、前記報告する手段は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合に、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記基地局に報告すると共に、前記基地局との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えることが望ましい。
【００４３】
さらに、前記基地局は、前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置を含めて報知する手段を備え、前記第二の無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置を取得する手段と、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置をもとに、前記第二の無線端末を除くすべての無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段とを備え、前記第二の無線端末以外の無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置を取得する手段と、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置をもとに前記第二の無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段とを備えることもできる。
【００４４】
あるいは、前記基地局は、前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当てる手段と、この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知する手段と、全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示する手段とを備え、前記無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報に従い、この無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信する手段を備え、前記第二の無線端末は、この第二の無線端末を除く全ての無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備え、前記第二の無線端末以外の無線端末は、前記第二の無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備えることもできる。
【００４５】
また、前記基地局は、前記第一の無線端末を経由した間接通信を行う場合に、前記第一の無線端末とデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量と、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量とが等しくなるようにタイムスロットを割当てる手段を備えることが望ましい。
【００４６】
また、前記基地局は、前記無線フレーム内において、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットを、この基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットよりも前方に配置し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットをこの第二の無線端末から基地局宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットよりも前方に配置する手段を備えることが望ましい。
【００４７】
また、前記基地局または前記第二の無線端末のうちの送信側にて送信するデータに符号誤り検出用符号を付与し、受信側にてこのデータの符号誤りの有無を検出し、符号誤り時には再送により誤り補償を行う手段を備え、前記第一の無線端末は、前記基地局より受信した前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記第二の無線端末に送信し、前記第二の無線端末より受信した前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記基地局に送信する手段を備えることが望ましい。
【００４８】
本発明の第三の観点は、基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムに適用される前記基地局である。
【００４９】
ここで、本発明の特徴とするところは、第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当て、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信し、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備えたところにある。
【００５０】
あるいは、本発明の基地局の特徴とするところは、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当てる手段と、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知する手段と、前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定し、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当てる手段と、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備えたところにある。
【００５１】
さらに、前記第一または第二の無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行うことができ、基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得し、前記伝送速度Ｒ２３は基地局に通知され、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段と、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段と、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記第二の無線端末との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段とを備えることが望ましい。
【００５２】
さらに、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段と、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する手段と、取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知する手段とを備えることが望ましい。
【００５３】
さらに、前記通知する手段が前記第二の無線端末に通知した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３に基づき前記第二の無線端末が選択した通信経路の情報を前記第二の無線端末から受け取り、前記第二の無線端末が選択した通信経路以外の自基地局から前記第二の無線端末への通信経路を不要であると判断して解放する手段を備えることが望ましい。
【００５４】
また、前記選択する手段は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合には、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記第二の無線端末との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えることが望ましい。
【００５５】
また、前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置を含めて報知する手段を備えることが望ましい。
【００５６】
また、前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当てる手段と、この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知する手段と、全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示する手段とを備えることが望ましい。
【００５７】
また、前記第一の無線端末を経由した間接通信を行う場合に、前記第一の無線端末とデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量と、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータのデータ量とが等しくなるようにタイムスロットを割当てる手段を備えることが望ましい。
【００５８】
また、前記無線フレーム内において、自基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、自基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットを、自基地局から第二の無線端末宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットよりも前方に配置し、自基地局と前記第二の無線端末との間のデータのうち、前記第二の無線端末から自基地局宛てのデータを収容する前記第三のタイムスロットをこの第二の無線端末から自基地局宛てのデータを収容する前記第一のタイムスロットよりも前方に配置する手段を備えることが望ましい。
【００５９】
本発明の第四の観点は、基地局と二つ以上の無線端末から構成され、前記基地局は自基地局と前記無線端末との間または二つの前記無線端末の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、前記無線端末は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムに適用される前記無線端末である。
【００６０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記基地局は、第一の無線端末とデータの送受信を行うための第一のタイムスロットを割当て、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、第一の無線端末と第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当て、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信し、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信し、自己が前記第一の無線端末であるときには、
前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータとを識別する手段と、この識別する手段によりデータを識別し、前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータまたは前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備え、自己が前記第二の無線端末であるときには、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段とを備えたところにある。
【００６１】
あるいは、本発明の無線端末の特徴とするところは、前記基地局は、第二の無線端末とデータの送受信を行うための第二のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間で直接的にデータの送受信を行うための第三のタイムスロットを割当て、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知し、前記第一の無線端末との間に複数のコネクションを設定し、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットを割当て、前記第一の無線端末との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信するためのコネクションとし前記第一のタイムスロットとは別のタイムスロットを割当て、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信し、自己が前記第一の無線端末であるときには、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータと前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを識別する手段と、前記基地局と前記第一の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記識別する手段によりデータを識別し、前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一のタイムスロットとは別に前記基地局が設定したタイムスロットを用いて前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第二の無線端末との間で送受信する手段とを備え、自己が前記第二の無線端末であるときには、前記第二のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記基地局との間で送受信し、前記第三のタイムスロットを用いて前記基地局と前記第二の無線端末との間のデータを前記第一の無線端末との間で送受信する手段とを備えたところにある。
【００６２】
さらに、前記基地局および自無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得し、自己が前記第一または第二の無線端末であるときには、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、前記伝送速度Ｒ２３を前記基地局に通知する手段とを備えることが望ましい。
【００６３】
さらに、前記基地局および自無線端末は、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う手段を備え、前記基地局は、前記第一の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第一の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、前記第二の無線端末との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し前記基地局と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得し、取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を前記第二の無線端末に通知し、自己が前記第一の無線端末であるときには、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、取得した前記伝送速度Ｒ２３を前記第二の無線端末に通知する手段とを備え、自己が前記第二の無線端末であるときには、前記基地局により前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し前記第一の無線端末と前記第二の無線端末との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する手段と、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に前記基地局との直接通信ではなく前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択してその旨を前記基地局に報告する手段とを備えることが望ましい。
【００６４】
この際に、前記報告する手段は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす前記第一の無線端末となり得る無線端末が複数存在した場合に、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を前記第一の無線端末として選択し、前記基地局に報告すると共に、前記基地局との直接通信ではなく、前記第一の無線端末を経由した間接通信を選択する手段を備えることが望ましい。
【００６５】
また、前記基地局は、前記タイムスロット割当情報に前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置を含めて報知し、自己が前記第二の無線端末であるときには、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置を取得する手段と、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置をもとに、前記第二の無線端末を除くすべての無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段とを備え、自己が前記第二の無線端末以外の無線端末であるときには、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置を取得する手段と、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置をもとに前記第二の無線端末が基地局に対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段とを備えることが望ましい。
【００６６】
また、前記基地局は、前記無線端末に対してこの無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当て、この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知し、全ての無線端末に対して前記試験信号を受信することを指示し、自無線端末は、前記基地局が報知する前記タイムスロット割当情報に従い、この無線端末を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信する手段を備え、自己が前記第二の無線端末であるときには、この第二の無線端末を除く全ての無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備え、自己が前記第二の無線端末以外の無線端末であるときには、前記第二の無線端末が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する手段を備えることもできる。
【００６７】
また、前記基地局または前記第二の無線端末のうちの送信側にて送信するデータに符号誤り検出用符号を付与し、受信側にてこのデータの符号誤りの有無を検出し、符号誤り時には再送により誤り補償を行う手段を備え、自己が前記第一の無線端末であるときには、前記基地局より受信した前記基地局から第二の無線端末宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記第二の無線端末に送信し、前記第二の無線端末より受信した前記第二の無線端末から基地局宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま前記基地局に送信する手段を備えることが望ましい。
【００６８】
これにより、基地局のカバーエリア内に存在し、電波環境が劣悪であるため低い伝送速度での通信を強いられる無線端末に関して、その無線端末と高速な伝送速度で通信することができ、かつ基地局との高速伝送が可能な無線端末を中継端末として選択し、中継させることで、基地局と直接通信するよりも高伝送速度で通信することを可能とし、また、従来の方法に比べ、中継を簡易に実現することができ、さらに、無線端末間の電波環境を取得し、中継を行う無線端末を適切に選択する手段を提供し、さらにまた、中継による伝送遅延を抑制する方法を提供し、加えて、中継時の再送制御のために無線端末に要求される負荷、および無線端末の回路規模を抑制することが可能である無線通信方法および無線通信システムを実現することができる。
【００６９】
【発明の実施の形態】
本発明実施例の無線通信システムを図１ないし図１８を参照して説明する。図１は本実施例の基地局のブロック構成図である。図２は本実施例の第一の無線端末のブロック構成図である。図３は本実施例の第二の無線端末のブロック構成図である。図４はＨｉＳＷＡＮａ規格における無線フレーム構成を示す図である。図５は無線端末中継による基地局へ接続の例を示す図である。図６はダイレクトリンクスロットを含む場合の無線フレーム構成を示す図である。図７はダイレクトリンクを用いた中継方式の説明図である。図８は無線端末による中継への移行処理開始の判断を示すフローチャートである。図９は基地局主導による中継への移行処理手順を示すフローチャートである。図１０は基地局主導による無線端末ＭＴ１選択方法を示すフローチャートである。図１１は中継用無線端末に対する中継許可の問い合わせ処理を示すフローチャートである。図１２は中継接続から直接接続への移行処理手順を示すフローチャートである。図１３は無線端末ＭＴ２主導による中継への移行処理手順を示すフローチャートである。図１４は無線端末ＭＴ２主導によるＭＴ１選択方法を示すフローチャートである。図１５は他無線端末の送信信号受信による中継を行う無線端末検出の実施例を示すフローチャートである。図１６は信号のブロードキャストによる中継を行う無線端末検出の実施例を示すフローチャートである。図１７は基地局から無線端末方向の通信におけるタイムスロット割当の実施例を示す図である。図１８は無線端末から基地局方向の通信におけるタイムスロット割当の実施例を示す図である。
【００７０】
ここでは本発明を日本における標準化団体ＡＲＩＢ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ａｎｄ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ）の標準規格であるＨｉＳＷＡＮａシステムや欧州における標準化団体ＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）の標準規格であるＨｉｐｅｒＬＡＮ２システムへ適用した場合を想定して実施形態を説明する。両者は仕様協調が図られており、一部を除き共通の仕様である。
【００７１】
日本のＨｉＳＷＡＮａシステムや欧州のＨｉｐｅｒＬＡＮ２システムは時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式を用い、基地局が無線端末を集中的に管理するシステムである。図４にＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ２システムの基地局が構成する無線フレームを示す。無線フレームｆ１の周期は２ｍｓであり、同期信号（ＢＣＨ）ｆ２を先頭に、各無線端末へのタイムスロット割当情報（ＦＣＨ）ｆ３、ランダムアクセス応答チャネル（ＡＣＨ）ｆ４、各無線端末のダウンリンクｆ５、アップリンクｆ６、ランダムアクセスチャネル（ＲＣＨ）ｆ７から構成される。このようなシステムにおいて、図５に示すように、基地局と二つの無線端末が存在するとする。基地局ＡＰは使用可能な周波数から一つの周波数を選択して使用する。基地局ＡＰは前記無線フレームを構成し、ＢＣＨを送信すると共に、ＦＣＨにて無線フレーム構成情報を送信する。各無線端末ＭＴ１、ＭＴ２はこのＢＣＨに同期し、ＦＣＨを受信し、その無線フレーム構成情報に記述されたタイミング情報に従って、ダウンリンク、アップリンクに割当てられたタイムスロットを用いて基地局ＡＰと通信を行う。ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ２システムではＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの変調方式と符号化率との組み合わせにより、複数の変調モードが規定されており、それぞれ伝送速度が異なる。これらの変調モードの中から、受信信号のＣ／Ｎ比、遅延分散などを考慮し、伝搬路に適した変調モードを選択して使用する。
【００７２】
以下の説明では、説明をわかりやすくするために、異なる装置構成の無線端末ＭＴ１、ＭＴ２として説明するが、実際には、いずれの無線端末も無線端末ＭＴ１、ＭＴ２のいずれの機能も有しており、自己の役割りに応じて必要な機能を発動させる。
【００７３】
（第一実施例）
本実施例は、図５に示すように、基地局ＡＰと二つの無線端末ＭＴ１、ＭＴ２から構成され、基地局ＡＰは自基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１またはＭＴ２との間または二つの無線端末ＭＴ１およびＭＴ２の間にコネクションを設定し、このコネクション毎に時分割した送受信タイムスロットを割当て、この割当てに関するタイムスロット割当情報と前記送受信タイムスロットとで構成された無線フレームを送信し、無線端末ＭＴ１、ＭＴ２は受信した前記無線フレーム内の前記タイムスロット割当情報に従って前記送受信タイムスロットを用いてデータの送受信を行う無線通信システムである。
【００７４】
ここで、本実施例の特徴とするところは、基地局ＡＰは、図１および図４に示すように、無線端末ＭＴ１とデータの送受信を行うためのタイムスロットＴＳ＃１を割当て、無線端末ＭＴ２とデータの送受信を行うためのタイムスロットＴＳ＃２を割当て、無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１を割当てるタイムスロット割当部１と、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末ＭＴ１、ＭＴ２に通知するタイムスロット割当情報通知部２と、タイムスロットＴＳ＃１を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間のデータまたは基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ１との間で送受信し、タイムスロットＴＳ＃２を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ２との間で送受信するデータ送受信部４とを備え、無線端末ＭＴ１は、図２に示すように、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間のデータと基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータとを識別するデータ識別部１５と、このデータ識別部１５によりデータを識別し、タイムスロット割当情報受信部１４１により受信したタイムスロット割当情報に基づき、タイムスロットＴＳ＃１を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間のデータまたは基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを基地局ＡＰとの間で送受信し、タイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ２との間で送受信するデータ送受信部１６１とを備え、無線端末ＭＴ２は、図３に示すように、タイムスロット割当情報受信部１４２により受信したタイムスロット割当情報に基づき、タイムスロットＴＳ＃２を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを基地局ＡＰとの間で送受信し、タイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ１との間で送受信するデータ送受信部１６２とを備えたところにある。
【００７５】
次に、本実施例の無線通信システムの動作を説明する。図５において、基地局ＡＰの通信エリアｇ２内に存在する無線端末ＭＴ１、ＭＴ２のうち、障害物などの存在により電波が遮られる。あるいは基地局ＡＰのカバーエリア端にあることで電波環境が劣悪であり、基地局ＡＰとの通信は可能であるが、低い伝送速度Ｒ１２で通信を強いられる無線端末が存在するとし（図５中（ｇ５）の伝搬路）、これを無線端末ＭＴ２とする。
【００７６】
本実施例では、この無線端末ＭＴ２と高速な伝送速度Ｒ２３で通信を行え、かつ基地局ＡＰとの伝送速度Ｒ１３も高速である無線端末を選択し、これを無線端末ＭＴ１とし、無線端末ＭＴ２は無線端末ＭＴ１とデータを送受信し、無線端末ＭＴ１は基地局ＡＰとＭＴ２無線端末との間の通信を中継することで、高速な伝送速度での通信を実現する（図５中（ｇ６）、（ｇ７）の伝搬路）。
【００７７】
無線端末ＭＴ２とＭＴ１との間の通信（図５中（ｇ７）の伝搬路）は基地局ＡＰが無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の通信用のタイムスロットを割当てることで実現する。無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の通信のタイムスロットにはＨｉｐｅｒＬＡＮ２システムに規定されているダイレクトリンク（ＤｉＬ）スロットを用いる。ＤｉＬは基地局ＡＰを介さず、無線端末同士の直接通信のためにタイムスロットを割り当てるものであり、図６に示すように無線フレームｈ１中のダウンリンクフェーズｈ５とアップリンクフェーズｈ７との間にＤｉＬフェーズｈ６を設け、その中にＤｉＬ用タイムスロットを割り当てる。ＤｉＬ用タイムスロットは、送信元無線端末と宛先無線端末が指定されており、サブフレーム方式のようなフレーム同期をせずに無線端末相互間で直接通信することが可能である。
【００７８】
このＤｉＬスロットを用いた中継方法について図７を用いて説明する。基地局ＡＰから無線端末ＭＴ２へのダウンリンクの場合には、基地局ＡＰがダウンリンクフェーズｊ５において無線端末ＭＴ２宛てのパケットｊ９を無線端末ＭＴ１宛に送信する。これを受信した無線端末ＭＴ１は、基地局ＡＰがＤｉＬフェーズｊ６に割り当てた、無線端末ＭＴ１から無線端末ＭＴ２への通信用のＤｉＬスロットｊ１０にその受信データをコピーして送信する。無線端末ＭＴ２はこのＤｉＬスロットを受信する（ｊ１３）。
【００７９】
無線端末ＭＴ２から基地局ＡＰへのアップリンクでは、基地局ＡＰがＤｉＬフェーズｊ６に割当てた無線端末ＭＴ２から無線端末ＭＴ１への通信用のＤｉＬスロットｊ１４にて無線端末ＭＴ２は無線端末ＭＴ１にデータを送信する。これを受信（ｊ１１）した無線端末ＭＴ１はこの受信データを、基地局ＡＰがアップリンクフェーズｊ７に割り当てたタイムスロットｊ１２にコピーし、基地局ＡＰに送信する。以上のように基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間で通信を行う（これは本発明の請求項１および１３に対応している）。
【００８０】
（第二実施例）
本実施例の無線通信システムの特徴とするところは、基地局ＡＰは、図１に示すように、無線端末ＭＴ２とデータの送受信を行うためのタイムスロットＴＳ＃２を割当て、無線端末ＭＴ１と無線端末ＭＴ２との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１を割当てるタイムスロット割当部１と、タイムスロット割当情報を通知するタイムスロットを割当て当該タイムスロット割当情報を無線端末に通知するタイムスロット割当情報通知部２と、無線端末ＭＴ１との間に複数のコネクションを設定し、無線端末ＭＴ１との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間のデータを無線端末ＭＴ１との間で送受信するためのコネクションとしタイムスロットＴＳ＃１を割当て、無線端末ＭＴ１との間に設定した前記複数のコネクションのうちの一つを基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ１との間で送受信するためのコネクションとしタイムスロットＴＳ＃１とは別のタイムスロットを割当てるコネクション割当部３と、タイムスロットＴＳ＃２を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ２との間で送受信するデータ送受信部４とを備え、無線端末ＭＴ１は、図２に示すように、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間のデータと基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを識別するデータ識別部１５と、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間のデータをタイムスロットＴＳ＃１を用いて基地局ＡＰとの間で送受信し、データ識別部１５によりデータを識別し、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータをタイムスロットＴＳ＃１とは別に基地局ＡＰが設定したタイムスロットを用いて基地局ＡＰとの間で送受信し、タイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ２との間で送受信するデータ送受信部１６１とを備え、無線端末ＭＴ２は、図３に示すように、タイムスロットＴＳ＃２を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを基地局ＡＰとの間で送受信し、タイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１を用いて基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータを無線端末ＭＴ１との間で送受信するデータ送受信部１６２とを備えたところにある。
【００８１】
なお、無線端末ＭＴ１において基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の通信データと基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間の通信データとを区別する方法としては、マルチコネクションを利用する。ＨｉＳＷＡＮａシステムおよびＨｉｐｅｒＬＡＮ２システムにおいては基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１、ＭＴ２との間のコネクションを無線端末ＭＴ１、ＭＴ２毎に割り振られるＭＡＣ−ＩＤと論理的なコネクションＩＤであるＤＬＣＣ−ＩＤとで管理する。
【００８２】
したがって、無線端末ＭＴ１と基地局ＡＰとの間のＤＬＣＣ−ＩＤを複数設定（マルチコネクション）し、そのうちの１つを中継用とすることで、無線端末ＭＴ１はデータを区別する（これは本発明の請求項２および１４に対応している）。
【００８３】
ここで、中継用コネクションの利用方法としては、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の直接通信のコネクションを保持したまま、中継用コネクションを設定し、両コネクションを平行して使用する方法もあり、また、全てのデータの送受信を中継用コネクションで行う方法もある。
【００８４】
（第三実施例）
基地局ＡＰおよび無線端末ＭＴ１およびＭＴ２は、図１ないし図３に示すように、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う変調モード選択部５、１７１、１７２をそれぞれ備え、基地局ＡＰは、図１に示すように、無線端末ＭＴ１との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、無線端末ＭＴ２との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する伝送速度算出部６とを備え、無線端末ＭＴ１およびＭＴ２は、図２および図３に示すように、基地局ＡＰにより無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する伝送速度算出部１８１、１８２と、前記伝送速度Ｒ２３を基地局ＡＰに通知する伝送速度通知部１９１、１９２とを備え、基地局ＡＰは、伝送速度通知部１９１、１９２から通知される前記伝送速度を伝送速度情報収集部７により収集し、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に無線端末ＭＴ２との直接通信ではなく無線端末ＭＴ１を経由した間接通信を選択する通信経路選択部８とを備える。
【００８５】
通信経路選択部８は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす無線端末ＭＴ１となり得る無線端末が複数存在した場合には、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を無線端末ＭＴ１として選択し、無線端末ＭＴ２との直接通信ではなく、無線端末ＭＴ１を経由した間接通信を選択する。
【００８６】
なお、中継への移行開始の判断は、フローを図８に示すように、基地局ＡＰと接続している無線端末ＭＴ２は基地局ＡＰとの通信における伝送速度Ｒ１２を取得（ｋ１）し、Ｒ１２が低下し、ある閾値（Ｒｔｈ）を下回った場合（ｋ２）、中継に適した無線端末ＭＴ１候補の探索を行う（ｋ３）。
【００８７】
中継への移行処理は図９に示すフローのように、基地局ＡＰは、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２、ＭＴ１との間の伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３をそれぞれ取得し（ｍ１）、また、無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の伝送速度Ｒ２３を取得する（ｍ２）。これらの伝送速度から（ｍ３）のように比較し、
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす場合には、無線端末ＭＴ１として適しているとし、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の通信を無線端末ＭＴ１を介した中継接続に切替える（ｍ４）（これは本発明の請求項３および１５に対応している）。
【００８８】
さらに、無線端末ＭＴ２の周囲に無線端末ＭＴ１となり得る複数の無線端末が存在した場合の無線端末選択方法について以下に実施例を示す。図１０に示すフローのように、まず、無線端末ＭＴ２を除く全無線端末を対象無線端末として無線端末ＭＴ１候補となり得る無線端末を選別する（ｎ１〜ｎ７）。この選別方法としては、基地局ＡＰは、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２、対象無線端末間の伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３をそれぞれ取得し（ｎ２）、また、無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の伝送速度Ｒ２３を取得する（ｎ３）。これらの伝送速度から（ｎ４）のように比較し、
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす場合には、無線端末ＭＴ１候補とする（ｎ５）。ここで選別された無線端末ＭＴ１候補に対して、（ｎ８）に示すように基地局ＡＰが、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にするものを無線端末ＭＴ１として選択する（これは請求項６および１８に対応している）。
【００８９】
以上のようにして選択した無線端末ＭＴ１について、図１１に示すフローに従って中継の可否を問う信号を発信し問い合わせ（ｏ１、ｏ２）、可である旨の返答を得た場合には（ｏ３）、その無線端末を無線端末ＭＴ１とし、基地局ＡＰは、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間および無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間に新たに中継用コネクションを設定し、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の通信は以後中継用コネクションを用いて行い、不可である返答を得た場合には、別の候補の選択を行い（ｏ４）、新たな候補端末に対して同様の処理を行う。また、中継の無線端末ＭＴ１を用いた通信中に、図１２に示すフローに従い、適宜、間接接続と直接接続のどちらが適しているかの判定（ｐ２）を行い、直接接続の伝送速度が優れている場合には直接接続に移行（ｐ３）することも有効である。
【００９０】
（第四実施例）
本実施例は、基地局ＡＰおよび無線端末ＭＴ１およびＭＴ２は、図１〜図３に示すように、異なる伝送速度を実現する変調モードを二つ以上持ち、その中から任意の変調モードを選択して通信を行う変調モード選択部５、１７１、１７２をそれぞれ備え、基地局ＡＰは、図１に示すように、無線端末ＭＴ１との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１３を取得し、無線端末ＭＴ２との間に設定したコネクションの伝送品質を測定し基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ１２を取得する伝送速度算出部６と、取得した前記伝送速度Ｒ１２およびＲ１３を無線端末ＭＴ２に通知する伝送速度通知部９とを備え、無線端末ＭＴ１は、図２に示すように、基地局ＡＰにより無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する伝送速度算出部１８１と、取得した前記伝送速度Ｒ２３を無線端末ＭＴ２に通知する伝送速度通知部１９１とを備え、無線端末ＭＴ２は、図３に示すように、基地局ＡＰにより無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間に設定されたコネクションの伝送品質を測定し無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の通信における最適な変調モードの伝送速度Ｒ２３を取得する伝送速度算出部１８２と、基地局ＡＰの伝送速度通知部９および無線端末ＭＴ１の伝送速度通知部１９１から通知された前記伝送速度情報を伝送速度情報収集部２１によって収集し、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
が満たされた場合に基地局ＡＰとの直接通信ではなく無線端末ＭＴ１を経由した間接通信を選択してその旨を基地局ＡＰに報告する通信経路選択部２２とを備える。
【００９１】
通信経路選択部２２は、前記伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２３で表される条件式
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす無線端末ＭＴ１となり得る無線端末が複数存在した場合に、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にする無線端末を無線端末ＭＴ１として選択し、基地局ＡＰに報告すると共に、基地局ＡＰとの直接通信ではなく、無線端末ＭＴ１を経由した間接通信を選択する。無線端末ＭＴ２からの報告を受け取った基地局ＡＰでは、基地局ＡＰから無線端末ＭＴ２への通信経路を不要であると判断して解放する（これは本発明の請求項５および１７に対応する）。
【００９２】
また、図１３に示すフローのように、無線端末ＭＴ２は基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２、ＭＴ１との間の伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３をそれぞれ取得し（ｑ１）、また、無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の伝送速度Ｒ２３を取得する（ｑ２）。これらの伝送速度から（ｑ３）のように比較し、
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす場合には、無線端末ＭＴ１として適しているとし、この無線端末ＭＴ１を介した中継接続を行うことを基地局ＡＰに報告する（ｑ４）。基地局ＡＰは、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の通信を無線端末ＭＴ１を介した中継接続に切り替える（これは本発明の請求項４および１６に対応している）。
【００９３】
さらにこの無線端末ＭＴ１選択方法の一形態として、図１４に示すフローのように、まず、無線端末ＭＴ２を除く全無線端末を対象無線端末として無線端末ＭＴ１候補となる得る無線端末を選別する（ｒ１〜ｒ７）。この選別方法としては、無線端末ＭＴ２は基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間および無線端末ＭＴ２と対象無線端末との間の伝送速度Ｒ１２、Ｒ１３をそれぞれ取得し（ｒ２）、また、無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間の伝送速度Ｒ２３を取得する（ｒ３）。これらの伝送速度から（ｒ４）のように比較し、
Ｒ１２＜１／（（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３））
を満たす場合に、無線端末ＭＴ１候補とする（ｒ５）。ここで選別された無線端末ＭＴ１候補に対して（ｒ８）に示すように無線端末ＭＴ２が、
（１／Ｒ１３）＋（１／Ｒ２３）
を最小にするものを無線端末ＭＴ１として選択する（これは請求項７および１８に対応している）。
【００９４】
以上のようにして選択した無線端末ＭＴ１について、図１１に示すフローに従って中継の可否を問う信号を発信し問い合わせ（ｏ１、ｏ２）、可である旨の返答を得た場合には（ｏ３）、その無線端末を無線端末ＭＴ１とし、基地局ＡＰは、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間および無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間に新たに中継用コネクションを設定し、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間の通信は以後中継用コネクションを用いて行い、不可である返答を得た場合には、別の候補の選択を行い（ｏ４）、新たな候補端末に対して同様の処理を行う。また、中継の無線端末ＭＴ１を用いた通信中に、図１２に示すフローに従い、適宜、間接接続と直接接続のどちらが適しているかの判定（ｐ２）を行い、直接接続の伝送速度が優れている場合には直接接続に移行（ｐ３）することも有効である。
【００９５】
（第五実施例）
基地局ＡＰのタイムスロット割当情報通知部２は、前記タイムスロット割当情報に無線端末ＭＴ１およびＭＴ２との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を含めて報知し、無線端末ＭＴ２は、図３に示すように、基地局ＡＰが報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得するタイムスロット割当情報受信部１４２と、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに、無線端末ＭＴ２を除くすべての無線端末が基地局ＡＰに対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する伝送速度算出部１８２とを備え、無線端末ＭＴ１は、図２に示すように、基地局ＡＰが報知する前記タイムスロット割当情報を受信しこのタイムスロット割当情報に記載の各無線端末に対する前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報を取得するタイムスロット割当情報受信部１４１と、取得した前記無線端末との通信に用いるタイムスロットの割当位置情報をもとに無線端末ＭＴ２が基地局ＡＰに対して送信する信号を受信することによって前記伝送速度Ｒ２３を取得する伝送速度算出部１８１を備える。
【００９６】
すなわち、前記伝送速度Ｒ２３を取得する方法として、図１５に示すように、無線端末ＭＴ２は基地局ＡＰが送信するタイムスロット割当情報を受信（ｓ１）し、他の無線端末の上り信号の送信タイミング情報を取得し、他の無線端末の上り信号を受信（ｓ２）する。ここで、ＨｉＳＷＡＮａシステムやＨｉｐｅｒＬＡＮ２システムでは、アップリンクで送信される信号の先頭にプリアンブルと呼ばれる共通信号が付加されており、このプリアンブルを受信することが望ましい。取得したそれぞれの無線端末は、その受信結果をアップリンクにより基地局ＡＰに報告する（ｓ３）。基地局ＡＰは取得した受信情報を使用する変調モードに対応させ、それぞれの無線端末を無線端末ＭＴ１候補とみなし伝送速度Ｒ２３を得る（これは本発明の請求項８および２０に対応している）。
【００９７】
（第六実施例）
基地局ＡＰのタイムスロット割当部１は、無線端末ＭＴ１およびＭＴ２に対して自己を除く全ての無線端末宛に試験信号を送信するためのタイムスロットを割当て、タイムスロット割当情報通知部２は、この割当てに関する情報を前記タイムスロット割当情報に含めて報知し、無線端末ＭＴ１およびＭＴ２に対して前記試験信号を受信することを指示し、無線端末ＭＴ１は、図２に示すように、基地局ＡＰが報知する前記タイムスロット割当情報に従い、無線端末ＭＴ２宛に試験信号を送信する試験信号送出部２０１を備え、無線端末ＭＴ２の伝送速度算出部１８２は、この無線端末ＭＴ１が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得し、無線端末ＭＴ１の伝送速度算出部１８１は、無線端末ＭＴ２が送信する前記試験信号を受信し、前記伝送速度Ｒ２３を取得する。
【００９８】
すなわち、前記伝送速度Ｒ２３を取得する方法として、図１６に示すように、まず基地局ＡＰが無線端末ＭＴ２に対してあらかじめ規定したブロードキャストを送信するためのタイムスロットを割当て（ｔ１）、無線端末ＭＴ２は電波環境測定のためのブロードキャスト信号を送信する（ｔ２）。それと同時に基地局ＡＰは全ての無線端末に対して、そのブロードキャスト信号のタイムスロットを受信する指示（ｔ３）を出す。全ての無線端末は無線端末ＭＴ２が送信したブロードキャスト信号を受信し、その受信結果を基地局ＡＰに報告（ｔ４）する。基地局ＡＰは報告された情報をもとに最大の伝送速度を実現する無線端末ＭＴ１を選択（ｔ５）する。このとき、受信結果は受信電力やパケット誤りなどであり、一意に規定するものではない（これは本発明の請求項９および２１に対応している）。
【００９９】
（第七実施例）
基地局ＡＰは、無線端末ＭＴ１を経由した間接通信を行う場合に、無線端末ＭＴ１とデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータのデータ量と、無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間で直接的にデータの送受信を行うためのタイムスロットで送信可能な基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータのデータ量とが等しくなるようにタイムスロットを割当てるタイムスロット割当部１を備える。
【０１００】
さらに、基地局ＡＰのタイムスロット割当部１は、前記無線フレーム内において、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータのうち、基地局ＡＰから無線端末ＭＴ２宛てのデータを収容するタイムスロットＴＳ＃１を、この基地局ＡＰから無線端末ＭＴ２宛てのデータを収容するタイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１よりも前方に配置し、基地局ＡＰと無線端末ＭＴ２との間のデータのうち、無線端末ＭＴ２から基地局ＡＰ宛てのデータを収容するタイムスロットＴＳ＃１２およびＴＳ＃２１をこの無線端末ＭＴ２から基地局ＡＰ宛てのデータを収容するタイムスロットＴＳ＃１よりも前方に配置する。
【０１０１】
すなわち、基地局ＡＰにおける、中継用タイムスロットの割当て方法に関して、基地局ＡＰはフレーム中に基地局ＡＰと無線端末ＭＴ１との間の通信のタイムスロットＴＳ＃１と無線端末ＭＴ１とＭＴ２との間のタイムスロットＴＳ＃２とを割当てるが、この２つのタイムスロット量が等しくなるように割当てる（請求項１０および２２）と共に、その割当て順序を、下り方向すなわち基地局から無線端末への方向の通信に関しては図１７に示すように、基地局ＡＰが構成するフレームｕ１中で、タイムスロットＴＳ＃１をＴＳ＃２の前方に、また、上り方向すなわち無線端末ＭＴ１、ＭＴ２から基地局ＡＰの方向の通信に関しては図１８に示すように、基地局ＡＰが構成するフレームｖ１中で、タイムスロットＴＳ＃２をタイムスロットＴＳ＃１の前方に配置する（請求項１１および２３）。また、両タイムスロットが同一フレーム中に収まらない場合は、次のフレームに割当てるなどし、両タイムスロットの割当時間差がなるべく小さくなるように割当てる。これにより、無線端末ＭＴ１は中継データを割当てられたタイムスロットで即座に転送することで、一時的に保存する領域を最小限に抑えると共に、中継による伝送遅延を最小限に抑える。
【０１０２】
（第八実施例）
基地局ＡＰまたは無線端末ＭＴ２は、図１および図２に示すように、基地局ＡＰまたは無線端末ＭＴ２のうちの送信側にて送信するデータに符号誤り検出用符号を付与する誤り検出用符号付与部１０、２３と、受信側にてこのデータの符号誤りの有無を検出し、符号誤り時には再送により誤り補償を行う誤り検出部１１、２４、再送要求部１２、２５を備え、無線端末ＭＴ１は、基地局ＡＰより受信した基地局ＡＰから無線端末ＭＴ２宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま無線端末ＭＴ２に送信し、無線端末ＭＴ２より受信した無線端末ＭＴ２から基地局ＡＰ宛てのデータを符号誤りの有無に関わらずそのまま基地局ＡＰに送信する。
【０１０３】
すなわち、ＨｉＳＷＡＮａ規格ではＡＲＱ（Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｑｕｅｓｔ）として、ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）という最小単位で、誤ったデータを効率的に再送する方式が規定されている。ＡＲＱではＰＤＵにシーケンスナンバーを付加し、誤ったＰＤＵのナンバーを送信側に伝えることで再送を行う。本実施例における中継接続時にＡＲＱを実現する方式として、無線端末ＭＴ１においてはパケット誤りの有無を判定せず、受信したパケットをそのまま転送し、ＡＲＱの誤り制御情報の送受信と誤ったＰＤＵの再送を基地局とＭＴ２との間で行う。これにより、無線端末ＭＴ１への負荷、機能追加量を低減することが可能である（これは本発明の請求項１２および２４に対応している）。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、基地局集中管理型の無線通信システムであり、時間的に分割したタイムスロットで構成される無線フレームを用いて通信を行うシステムにおいて、基地局のカバーエリア内に存在し、電波環境が劣悪であるため低い伝送速度での通信を強いられる無線端末に関して、その無線端末と高速な伝送速度で通信することができ、かつ基地局との高速伝送が可能な無線端末を中継端末として選択し、中継させることで、基地局と直接通信するよりも高伝送速度で通信することを可能とする。また、従来の方法に比べ、中継を簡易に実現することができる。さらに、無線端末間の電波環境を取得し、中継を行う無線端末を適切に選択する手段を提供する。さらにまた、中継による伝送遅延を抑制する方法を提供する。加えて、中継時の再送制御のために無線端末に要求される負荷、および無線端末の回路規模を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の基地局のブロック構成図。
【図２】本実施例の第一の無線端末のブロック構成図。
【図３】本実施例の第二の無線端末のブロック構成図。
【図４】ＨｉＳＷＡＮａ規格における無線フレーム構成を示す図。
【図５】無線端末中継による基地局へ接続の例を示す図。
【図６】ダイレクトリンクスロットを含む場合の無線フレーム構成を示す図。
【図７】ダイレクトリンクを用いた中継方式の説明図。
【図８】無線端末による中継への移行処理開始の判断を示すフローチャート。
【図９】基地局主導による中継への移行処理手順を示すフローチャート。
【図１０】基地局主導による無線端末ＭＴ１選択方法を示すフローチャート。
【図１１】中継用無線端末に対する中継許可の問い合わせ処理を示すフローチャート。
【図１２】中継接続から直接接続への移行処理手順を示すフローチャート。
【図１３】無線端末ＭＴ２主導による中継への移行処理手順を示すフローチャート。
【図１４】無線端末ＭＴ２主導による無線端末ＭＴ１選択方法を示すフローチャート。
【図１５】他無線端末の送信信号受信による中継を行う無線端末検出の実施例を示すフローチャート。
【図１６】信号のブロードキャストによる中継を行う無線端末検出の実施例を示すフローチャート。
【図１７】基地局から無線端末方向の通信におけるタイムスロット割当の実施例を示す図。
【図１８】無線端末から基地局方向の通信におけるタイムスロット割当の実施例を示す図。
【図１９】基地局集中制御型の無線通信システムの例を示す図。
【図２０】時分割多元接続方式を適用するシステムにおける無線フレームの構成例を示す図。
【図２１】適応的に変調方式を変化させるシステムの例を示す図。
【図２２】マルチホップ通信による基地局のカバーエリアの拡大を示す図。
【図２３】サブフレームを利用した中継方式における無線フレーム構成例を示す図。
【符号の説明】
１  タイムスロット割当部
２  タイムスロット割当情報通知部
３  コネクション割当部
４、１６１、１６２  データ送受信部
５、１７１、１７２  変調モード選択部
６、１８１、１８２  伝送速度算出部
７、２１  伝送速度情報収集部
８、２２  通信経路選択部
９、１９１、１９２  伝送速度通知部
１０、２３  誤り検出用符号付与部
１１、２４  誤り検出部
１２、２５  再送要求部
１４１、１４２  タイムスロット割当情報受信部
１５  データ識別部
２０１、２０２  試験信号送出部
ＡＰ  基地局
ＭＴ１、ＭＴ２  無線端末
Ｒ１２  ＡＰとＭＴ１との間の伝送速度
Ｒ１３  ＡＰとＭＴ２との間の伝送速度
Ｒ２３  ＭＴ１とＭＴ２との間の伝送速度
Ｒｔｈ  中継を開始する伝送速度の閾値
ＴＳ＃１、ＴＳ＃２、ＴＳ＃１２、ＴＳ＃２１  タイムスロット
ｇ２、ａ５、ｄ２  カバーエリア
ｂ２、ｅ７、ｅ２  同期信号
ｂ３、ｅ３  タイムスロット割当情報
ｃ２  １６ＱＡＭ
ｃ３  ＱＰＳＫ
ｃ４  ＢＰＳＫ
ｅ６  サブフレーム
ｅ４、ｅ９、ｆ５、ｈ５、ｊ５  ダウンリンクフェーズ
ｅ５、ｅ１０、ｆ６、ｈ７、ｊ７  アップリンクフェーズ
ｅ８  帯域割当情報
ｆ２、ｈ２、ｊ２  ＢＣＨ
ｆ３、ｈ３、ｊ３  ＦＣＨ
ｆ４、ｈ４、ｊ４  ＡＣＨ
ｈ６、ｊ６  ＤｉＬフェーズ
ｆ７、ｈ８、ｊ８  ＲＣＨ
ｇ５〜ｇ７  伝搬路
ｕ１、ｖ１  フレーム
ｆ１、ｈ１、ｊ１、ｂ１、ｅ１  無線フレーム
【図１】
2004248210.tif 000003
【図２】
2004248210.tif 000004
【図３】
2004248210.tif 000005
【図４】
2004248210.tif 000006
【図５】
2004248210.tif 000007
【図６】
2004248210.tif 000008
【図７】
2004248210.tif 000009
【図８】
2004248210.tif 000010
【図９】
2004248210.tif 000011
【図１０】
2004248210.tif 000012
【図１１】
2004248210.tif 000013
【図１２】
2004248210.tif 000014
【図１３】
2004248210.tif 000015
【図１４】
2004248210.tif 000016
【図１５】
2004248210.tif 000017
【図１６】
2004248210.tif 000018
【図１７】
2004248210.tif 000019
【図１８】
2004248210.tif 000020
【図１９】
2004248210.tif 000021
【図２０】
2004248210.tif 000022
【図２１】
2004248210.tif 000023
【図２２】
2004248210.tif 000024
【図２３】
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