(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局との間で無線通信するための通信手段と、
前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、
他局との間で無線通信するための他の通信手段と、
前記他局と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を前記他の通信手段を介して取得し、取得した前記他局の通信速度と前記通信速度算出手段で算出した自局の通信速度とを比較する通信速度比較手段と、
前記通信速度比較手段による比較の結果、前記他局の通信速度が自局の通信速度よりも大きい場合には、前記基地局から前記他局へ自局宛の情報を送信させるための前記基地局への送信要求を、前記他の通信手段によって前記他局へ依頼する中継依頼手段と、
を備え、
前記中継依頼手段で前記依頼を行った場合には、前記基地局から前記他局へ送信された自局宛の情報を前記他の通信手段によって取得するようにすることを特徴とする通信端末。
【請求項２】
請求項１記載の通信端末において、
前記中継依頼手段は、自局又は他局の何れであるかを前記基地局が識別するための識別情報を、前記他局へ送信することによって前記依頼を行う、ことを特徴とする通信端末。
【請求項３】
基地局との間で無線通信するための通信手段と、
他局との間で無線通信するための他の通信手段と、
前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、
前記他局宛の情報を前記基地局から自局へ送信させるための、当該基地局への送信要求を、前記他の通信手段を介して前記他局から依頼された場合には、前記基地局に対して前記要求を行い、当該要求に基づいて前記基地局から自局へ送信された前記他局宛の通信情報を、前記他の通信手段を介して前記他局へ送信する中継実行手段を備え、
前記中継実行手段は、自局と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を前記他の通信手段を介して前記他局へ送信することを特徴とする通信端末。
【請求項４】
請求項３記載の通信端末において、
前記中継実行手段は、
当該自局宛の通信情報を有していない場合には、前記通信速度算出手段で算出された当該自局の通信速度に関する情報を、前記他の通信手段を介して前記他局に送信することを特徴とする通信端末。
【請求項５】
請求項１記載の通信端末において、
前記通信端末は、前記他の通信手段で前記他局から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御する制御手段を更に備える
ことを特徴とする通信端末。
【請求項６】
互いに無線通信する第１の通信端末および第２の通信端末と、基地局とを備えた移動体通信システムであって、
前記第１の通信端末は、
前記基地局との間で無線通信するための通信手段と、
前記基地局との無通通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、
前記第２の通信端末との間で無線通信するための他の通信手段と、
前記第２の通信端末と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を前記他の通信手段を介して取得し、取得した前記第２の通信端末の通信速度と前記通信速度算出手段で算出した自局の通信端末の通信速度とを比較する通信速度比較手段と、
前記通信速度比較手段による比較の結果、前記他局の通信速度が自局の通信速度よりも大きい場合には、前記基地局から前記第２の通信端末へ前記自局の通信端末宛の情報を送信させるための前記基地局への送信要求を、前記他の通信手段によって前記第２の通信端末へ依頼する中継依頼手段と、
を備え、
前記中継依頼手段は、前記第１又は２の何れの通信端末であるかを前記基地局が識別するための識別情報を、前記第２の通信端末へ送信することによって前記依頼を行うようにし、
前記第２の通信端末は、
前記第１の通信端末から前記依頼された場合には、前記基地局に対して前記要求を行う中継実行手段を備え、
前記基地局は、前記第２の通信端末からの前記要求によって取得した、前記第１の通信端末の前記識別情報に基づいて、前記第１の通信端末宛の通信情報を前記第２の通信端末へ送信する自他局識別送信手段を備え、
前記第２の通信端末の前記中継実行手段は、
前記基地局から、前記第１の通信端末宛の通信情報を受信した場合には、当該第１の通信端末宛の通信情報を当該第１の通信端末へ送信する
ことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項７】
請求項６記載の移動体通信システムにおいて、
前記第２の通信端末は、
前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度手段を更に備え、
前記中継実行手段は、
当該第２の通信端末宛の通信情報を有していない場合には、前記通信速度算出手段で算出された当該第２の通信端末の通信速度に関する情報を、前記第１の通信端末に送信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項８】
請求項６記載の移動体通信システムにおいて、
前記基地局は、
前記第１および第２の通信端末に対する通信情報の送信順序及び送信量を、前記第１および第２の通信端末の過去の通信量に対する前記通信速度に基づいて決定するスケジューリング手段と、
前記第１および第２の通信端末の過去の通信量を算出する際に、中継した前記第２の通信端末に対し送信した前記通信情報について、中継を依頼した前記第１の通信端末に対し送信したものとして取扱う通信量補正手段とを備えたことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項９】
請求項６記載の移動体通信システムにおいて、
前記通信量補正手段は、中継した前記第２の通信端末に対し送信した前記通信情報についてこれに応じた通信量を、中継した前記第２の通信端末の過去の通信量から減算し、中継を依頼した前記第１の通信端末の過去の通信量に加算することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項１０】
請求項６記載の移動体通信システムにおいて、
前記第１の通信端末は、前記他の通信手段で前記第２の通信端末から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御する制御手段を更に備えることを特徴とする移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自局の受信状態に応じて求めた通信速度に基づいて下りの通信情報を基地局に対し送信要求する通信端末及びこれを備えた移動体通信システムに関する。
本願は、２００４年１２月１３日に出願された特願２００４−３６００５５号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通信端末における受信状態に応じて下りの通信情報の通信速度（以下、「下り通信速度」という）を可変に制御する無線通信システム（例えば、ＣＤＭＡ２０００１ｘＥＶ−ＤＯ等）が知られている。この無線通信システムは、複数の変調方式・拡散率等により下り通信速度と誤り耐性等のトレードオフを可能とし、通信端末の受信状態により高速な通信速度を提供することができる無線通信方式である。この無線通信方式における通信端末は基地局からの受信信号の品質（搬送波対干渉波比ＣＩＲ）を測定し、所定の誤り率以下でデータ受信できると予測される最高の下り通信速度を基地局に要求する。一方、基地局は複数の通信端末からの下り通信速度の要求を受けて、それぞれの要求に対して、スケジューリングを行い、下り通信情報の送信先である通信端末を決定して通信を行う。この送信先決定のためのスケジューリングは任意の方式によって行われるが、一般的にはプロポーショナルフェアーと呼ばれるスケジューリングアルゴリズムを使って行われている。このスケジューリングは、複数加入者間の通信速度の公平性と基地局全体での合計スループットの最大化のバランスの取れた方式であるとされており、各通信端末に対し、過去の平均通信量Ｒ（移動平均あるいは対数窓平均を用い、一般的には過去１秒間程度の平均に相当する）を計算し、この平均通信量Ｒに対する下り通信速度の要求（ＤＲＣ）の比ＤＲＣ／Ｒが最大になる通信端末に下り通信情報をアサインするものである（例えば、特許文献１参照）。
一方、基地局と通信端末が通信する無線通信システムにおいては、基地局の通信エリア内に存在する通信端末を中継局として使用することにより、基地局の通信エリア外
に存在する通信端末と基地局との通信を可能にする通信方式が知られている（例えば、特
許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７１２８７号公報
【特許文献２】特開２００３−３０９５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載の無線通信システムおいては、基地局と通信端末との間に高いビル等の障害物があると、通信端末の受信状態が悪化するため、下り通信速度が低下してしまうという問題がある。例えば同じ建物内での通信端末間においても、下り通信速度が大きく変わることがあり、受信位置によっては非常に低い下り通信速度しか得られない場合もあれば、良好な受信位置にいるにも関わらずデータ通信を行わずに休止状態である場合もある。このような状況下ではユーザは低い下り通信速度で使用しなければならず、また通信事業者にとっては無線設備を有効利用できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、互いに通信可能な範囲にいる複数の通信端末の中で通信速度が大きい通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい通信速度で基地局から自局宛の通信情報を受信できる通信端末及びこれを備えた移動体通信システムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、以下の手段を採用する。
本発明に係る通信端末は、基地局との間で無線通信するための通信手段と、前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、他局との間で無線通信するための他の通信手段と、前記他局と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を前記他の通信手段を介して取得し、取得した前記他局の通信速度と前記通信速度算出手段で算出した自局の通信速度とを比較する通信速度比較手段と、前記通信速度比較手段による比較の結果、前記他局の通信速度が自局の通信速度よりも大きい場合には、前記基地局から前記他局へ自局宛の情報を送信させるための前記基地局への送信要求を、前記他の通信手段によって前記他局へ依頼する中継依頼手段と、
を備え、前記中継依頼手段で前記依頼を行った場合には、前記基地局から前記他局へ送信された自局宛の情報を前記他の通信手段によって取得するようにすることを特徴とする。
これにより、互いに通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で通信速度が大きい他局の通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい他局の通信速度で基地局から自局宛の通信情報を受信できる。これにより、ユーザの利便性を高めることができるとともに、基地局から見た全体の合成スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。
【０００６】
また、前記中継依頼手段は、自局又は他局の何れであるかを前記基地局が識別するための識別情報を、前記他局へ送信することによって前記依頼を行うようにしてもよい。
これにより、通信端末は、自局の識別情報に基づき、他局を経由して基地局から自局宛の通信情報を取得することが可能になる。
【０００７】
また、基地局との間で無線通信するための通信手段と、他局との間で無線通信するための他の通信手段と、前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、前記他局宛の情報を前記基地局から自局へ送信させるための、当該基地局への送信要求を、前記他の通信手段を介して前記他局から依頼された場合には、前記基地局に対して前記要求を行い、当該要求に基づいて前記基地局から自局へ送信された前記他局宛の通信情報を、前記他の通信手段を介して前記他局へ送信する中継実行手段を備え、前記中継実行手段は、自局と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を前記他の通信手段を介して前記他局へ送信することを特徴とする。
これにより、通信端末は、他局との間で無線通信するための他の通信手段を介して、確実に他局から中継依頼を受けることができ、また、確実に他局のために中継を実行することができる。
【０００８】
また、前記中継実行手段は、当該自局宛の通信情報を有していない場合には、前記通信速度算出手段で算出された当該自局の通信速度に関する情報を、前記他の通信手段を介して前記他局に送信することを特徴とする。
これにより、通信端末は、より確実に、他局のために中継を実行することが可能となる。
【０００９】
また、前記通信端末は、前記他の通信手段で前記他局から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御する制御手段を更に備えていてもよい。
【００１０】
本発明に係る移動体通信システムは、互いに無線通信する第１の通信端末および第２の通信端末と、基地局とを備えた移動体通信システムであって、前記第１の通信端末は、前記基地局との間で無線通信するための通信手段と、前記基地局との無通通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段と、前記第２の通信端末との間で無線通信するための他の通信手段と、前記第２の通信端末と前記基地局との無線通信における通信速度に関する情報を前記他の通信手段を介して取得し、取得した前記第２の通信端末の通信速度と前記通信速度算出手段で算出した自局の通信端末の通信速度とを比較する通信速度比較手段と、前記通信速度比較手段による比較の結果、前記他局の通信速度が自局の通信速度よりも大きい場合には、前記基地局から前記第２の通信端末へ前記自局の通信端末宛の情報を送信させるための前記基地局への送信要求を、前記他の通信手段によって前記第２の通信端末へ依頼する中継依頼手段と、を備え、前記中継依頼手段は、前記第１又は２の何れの通信端末であるかを前記基地局が識別するための識別情報を、前記第２の通信端末へ送信することによって前記依頼を行うようにし、前記第２の通信端末は、前記第１の通信端末から前記依頼された場合には、前記基地局に対して前記要求を行う中継実行手段を備え、前記基地局は、前記第２の通信端末からの前記要求によって取得した、前記第１の通信端末の前記識別情報に基づいて、前記第１の通信端末宛の通信情報を前記第２の通信端末へ送信する自他局識別送信手段を備え、前記第２の通信端末の前記中継実行手段は、前記基地局から、前記第１の通信端末宛の通信情報を受信した場合には、当該第１の通信端末宛の通信情報を当該第１の通信端末へ送信することを特徴とする。
これにより、互いに通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で通信速度が大きい通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい通信速度で基地局から自局宛の通信情報を受信できる。これにより、ユーザの利便性を高めることができるとともに、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。
【００１１】
また、前記第２の通信端末は、前記基地局との無線通信における受信状態に応じて、前記基地局との前記無線通信における通信速度を算出する通信速度算出手段を更に備え、前記中継実行手段は、当該第２の通信端末宛の通信情報を有していない場合には、前記通信速度算出手段で算出された当該第２の通信端末の通信速度に関する情報を、前記第１の通信端末に送信してもよい。
【００１２】
また、前記基地局は、前記第１および第２の通信端末に対する通信情報の送信順序及び送信量を、前記第１および第２の通信端末の過去の通信量に対する前記通信速度に基づいて決定するスケジューリング手段と、前記第１および第２の通信端末の過去の通信量を算出する際に、中継した前記第２の通信端末に対し送信した前記通信情報について、中継を依頼した前記第１の通信端末に対し送信したものとして取扱う通信量補正手段とを備えていてもよい。
これにより、中継を行う通信端末がスケジューリング上不利な扱いを受けることがないため、ユーザは通信端末を使用しないときであっても積極的に通信端末の電源を入れておくようになり、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。
【００１３】
また、前記通信量補正手段は、中継した前記第２の通信端末に対し送信した前記通信情報についてこれに応じた通信量を、中継した前記第２の通信端末の過去の通信量から減算し、中継を依頼した前記第１の通信端末の過去の通信量に加算してもよい。
これにより、中継した通信端末に対し送信した通信情報についてこれに応じた通信量を、中継した通信端末の過去の通信量から減算するようにしたため、中継を行う通信端末は、中継を行うほど自己のスケジューリング上の取り扱いを有利にすることができ、ユーザは通信端末を使用しないときであっても積極的に通信端末の電源を入れておくようになり、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。
【００１４】
また、前記第１の通信端末は、前記他の通信手段で前記第２の通信端末から自局宛の通信情報を取得する場合には、前記通信手段による前記基地局との無線通信を止めるように制御する制御手段を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、互いに通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で通信速度が大きい通信端末を中継局とすることにより、自局より大きい通信速度で基地局から自局宛の通信情報を受信できるという効果が得られる。これにより、ユーザの利便性を高めることができるとともに、基地局から見た全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】基地局と通信端末の位置関係を示す図である。
【図２】本発明による移動体通信システムの構成例を示す図である。
【図３】各局間の通信動作を示す図である。
【図４】通信端末の通信動作を示すフローチャートである。
【図５】ＭＡＣアドレスを付加した拡張ＤＲＣフレームの例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１、２  通信端末（移動通信端末）  ３  基地局  １０、１１  アンテナ  １２  基地局向け送受信部  １３  無線ＬＡＮ送受信部  １４  音声処理部  １５  スピーカ  １６  マイク  １７  画面表示部  １８  操作キー  ２０  記憶部  ２１  制御部  ２２  受信品質測定部  ２３  通信速度算出部  ２４  通信速度情報交換部  ２５  通信端末選択部  ３１  スケジューラ  ３２  自他局識別送信部  ３３  通信量補正部 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、本発明は以下の各実施例に限定されるものではなく、例えばこれら実施例の構成要素同士を適宜組み合わせてもよい。
以下、本発明の一実施形態による通信端末及び移動体通信システムを図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、システムの全体構成を説明する。図１は、基地局３と自局の移動通信端末（以下、通信端末と称する）及び他局の通信端末の位置関係を示す図である。ここでは、通信端末の受信状態によりデータ通信速度が制御される通信方式（例えば、ＣＤＭＡ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ方式）を用いた移動体通信システムを例にして、以下の説明においては、自局の通信端末１は、基地局３との間にビル等の障害物が介在し、低受信品質の通信状態にあり、他局の通信端末２は基地局３と高受信品質の通信状態にあるものとして説明する。図１に示す通信端末１、２は、無線ＬＡＮの通信方式の一つであるアドホックモードを使用して、アクセスポイントを介さずに通信端末同士が直接通信を行なうことができる通信機能を有している。
なお、図１中で通信端末は２つのみ例示しているが、これに限定されず、３つ以上であっても構わない。【００２０】
ここで、本明細書及び請求項において用いる用語について定義する。
自局及び他局は、通信端末が置かれている状態を示す論理的な名称であり、自局とは、相対的に低受信品質状態にある通信端末のことであり、他局とは相対的に高受信品質状態にある通信端末のことである。原則として、自局は他局に対して、下り通信情報の中継を依頼する通信端末であり、他局は自局からの中継依頼を受けて、基地局３からの下り通信情報を中継して自局へ送信する通信端末である。したがって、自局は少なくとも他局に対して中継を依頼する中継依頼手段を備えている必要があり、他局は少なくとも自局に対する下り通信情報の中継を行う中継実行手段を備えている必要がある。図１に示す例では、通信端末２が他局であり、通信端末１が自局となるが、２つの通信端末１、２が中継依頼手段と中継実行手段の両方を備えており、ビル等の障害物が基地局３と通信端末１との間ではなく、基地局３と通信端末２との間にある場合は、通信端末２が自局であり、通信端末１が他局となる場合もある。受信状態とは、通信端末における基地局からの受信信号の品質（搬送波対干渉波比ＣＩＲ）のことである。通信速度とは、通信端末が搬送波対干渉波比ＣＩＲから求めた受信可能な下り通信速度（ＤＲＣ）のことである。通信情報とは、トラフィックデータのことである。送信要求とは、自局の識別情報（ＭＡＣアドレス）と他局の通信速度を含み、基地局に対して、自局が他局を経由して、下りの通信情報の送信を要求するものである。【００２１】
次に、図２を参照して、図１に示す通信端末１及び基地局３の構成を説明する。図１に示す通信端末２の構成は、通信端末１と同様な構成であるため詳細な説明を省略する。図２は、図１に示す通信端末１及び基地局３の構成を示すブロック図である。図２において、基地局向け送受信部１２は、通信端末１における基地局３に対する送受信処理を制御部２１の制御によって実行する回路であり、この基地局向け送受信部１２にアンテナ１０が接続されている。なお、基地局向け送受信部１２は、本発明の第４，１０の態様に記載した「通信手段」に対応する構成である。また、無線ＬＡＮ送受信部１３は、他局の通信端末（ここでは、通信端末２）に対する無線ＬＡＮによる送受信処理を制御部２１の制御によって実行する回路であり、この無線ＬＡＮ送受信部１３にはアンテナ１１が接続されている。なお、無線ＬＡＮ送受信部１３は、本発明の第４，１０の態様に記載した「他の通信手段」に対応する構成である。【００２２】
制御部２１は、基地局向け送受信部１２、画面表示部１７、操作キー１８及び音声処理部１４を制御して、音声通信における呼処理、電子メール等の送受信処理を行うとともに、無線ＬＡＮ送受信部１３における他局の通信端末との通信処理を制御する。また、制御部２１は、本発明の機能を実現するための主要な機能部として、受信品質測定部２２と、通信速度算出部２３、通信速度情報交換部２４と、通信端末選択部２５等から構成されている。なお、制御部２１は、本発明の第４，１０の態様に記載した「制御手段」に対応する構成である。【００２３】
受信品質測定部２２は、基地局３からの下りパイロット信号を受信し受信品質（ＣＩＲ）を測定する処理を行う。通信速度算出部２３は、得られた受信品質（ＣＩＲ）から受信可能な下り通信速度（ＤＲＣ）を算出する処理を行う。また、通信速度情報交換部２４は、受信可能な下り通信速度の情報を通信端末間で無線ＬＡＮにより情報交換する処理を行う。通信端末選択部２５は、自局よりも受信可能な下り通信速度が大きい他局の通信端末２が存在する場合に、中継を依頼する他局の通信端末２を選択する処理を行う。【００２４】
音声処理部１４は音声信号の符号化・復号化処理を行う回路であり、スピーカ１５およびマイク１６に接続されている。記憶部２０には、制御部２１が実行するプログラム等が記憶されているともに、受信したデータの保存に用いる。【００２５】
通信端末１の構成において、受信品質測定部２２は自局の受信状態を測定し、通信速度算出部２３は受信可能な下り通信速度を算出する。なお、通信速度算出部２３は、本発明の第４，１０の態様に記載した「通信速度算出手段」に対応する構成である。また、通信速度情報交換部２４は、自局宛の通信情報がなく、他局向けの通信情報を中継可能な場合には、自局の受信可能な下り通信速度を直接通信可能な周囲の通信端末に通知し、そうでない場合には、周囲の通信端末から受信可能な下り通信速度の情報を受信する。通信端末選択部２５は、自局の受信可能な下り通信速度と他局の通信端末の受信可能な下り通信速度とを比較し、最も高い受信可能な下り通信速度を有する他局の通信端末を決定する。ただし、図１、２に示す例のように、他局の通信端末２が１台のみの場合は、自局と他局の受信可能な下り通信速度を比較して、他局の受信可能な下り通信速度の方が大きいかを判定するのみである。なお、通信端末選択部２５は、本発明の第４，１０の態様に記載した「通信速度比較手段」に対応する構成である。【００２６】
基地局３の制御部は、スケジューラ３１と、自他局識別送信部３２と、通信量補正部３３等から構成されている。スケジューラ３１は、プロポーショナルフェアー等の「過去の通信量の（所定時間あるいは所定アルゴリズムで求められた）平均に対する送信要求量（または要求速度）」に基づいて下りトラフィックデータ（通信情報）の送信順序および送信量等を決定する処理を行う。自他局識別送信部３２は、自局の識別情報を含む送信要求を、他局の通信端末２から受信し、このヘッダ情報から中継を依頼した自局の通信端末１の識別情報を参照し、中継した他局の通信端末２を介して、中継を依頼した自局の通信端末１に下りトラフィックデータ（通信情報）を送信する処理を行う。【００２７】
通信量補正部３３は、各通信端末への過去の通信量を算出する際に、中継した通信端末（他局の通信端末２）に対して送信した下りトラフィックデータの通信量について、中継を依頼した通信端末（自局の通信端末１）に対して送信したものとして取り扱う。具体的には、通信量補正部３３は、中継を実施した他局の通信端末２の過去の通信量から上記通信量（中継を実施した通信量）を減算し、中継を依頼した自局の通信端末１の過去の通信量に対して上記通信量（他局が中継した通信量）を加算する処理を行う。【００２８】
図３は、各局間の通信動作を示す図であり、以下、図３を参照して２つの通信端末１、２及び基地局３間の通信動作について説明する。ここでは、自局の通信端末１が基地局３から下りトラフィックデータを受信する必要がある状態であり、他局の通信端末２は、基地局３の通信エリア内に存在しているが、通信端末２自身は下りトラフィックデータを受信する必要はない状態にあるものとして説明する。【００２９】
まず、通信端末１は、基地局３からの下りパイロット信号を受信して、受信状態を測定し、受信可能な下り通信速度ｒ１を算出する（ステップＳ１）。また、通信端末２も基地局３からの下りパイロット信号を受信して、受信状態を測定し、受信可能な下り通信速度ｒ２を算出する（ステップＳ２）。そして、通信端末１と通信端末２は原則として、相互に、受信可能な下り通信速度ｒ１、ｒ２の情報を交換するが、ここでは、通信端末１は、中継可能な状態でないため、通信端末２に対して自局の下り通信速度ｒ１を送信せず、通信端末２から他局の下り通信速度ｒ２を受信するのみである（ステップＳ３）。通信端末１において「ｒ１＜ｒ２」と判定した場合は、通信端末１から通信端末２に対して、通信端末１のＭＡＣアドレス（識別情報）を含む中継依頼を行なう（ステップＳ４）。ここで、ＭＡＣアドレスとは、ＥＶ−ＤＯ方式において基地局３と通信している各通信端末を識別するアドレス（コード）である。通信端末２は、通信端末１からの中継依頼を受けた場合に、基地局３に対してＭＡＣアドレス（中継情報）を付加した下りトラフィック要求（送信要求）を送信する（ステップＳ５）。基地局３は、通信端末２に対して、「基地局１向けの下りトラフィックデータ」を送信する（ステップＳ６）。これを受けて、通信端末２は、基地局３から受信した「通信端末１向けの下りトラフィックデータ」を無線ＬＡＮにより中継して通信端末１へ送信する（ステップＳ７）。【００３０】
なお、受信可能な下り通信速度の送信を自局の通信端末１が中継可能な状態にある場合に行うようにしたのは、他局の通信端末２から中継を依頼されないようにするためである。尤も自局の通信端末１と直接通信可能な他局の通信端末２が存在する場合でも中継可能な通信端末が無い場合は自局の通信端末１は基地局３と直接通信することとなる。【００３１】
このようして、本発明の移動体通信システムおよび通信端末においては、直接通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で最も受信状態の良い通信端末を中継局とすることにより高い下り通信速度を得ることができ、ユーザの利便性を高めることができる。また、基地局３から見て全体の合計スループット（セクタスループット）を改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。【００３２】
次に、図４を参照して、通信端末１の内部処理動作の詳細について説明する。図４は、通信端末１の動作を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、通信端末１が中継依頼手段と中継実行手段の両方を備えている場合の処理動作を示している。
まず最初に、通信端末１においてスロットｎの処理が開始される（ステップＳ１１）。通信端末１では、基地局３からの下りパイロット信号により、受信状態を測定し（ステップＳ１２）、受信可能な下り通信速度を計算する（ステップＳ１３）。【００３３】
次に、通信端末１は、無線ＬＡＮにより直接通信可能な他局の通信端末２があるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において無線ＬＡＮにより直接通信可能な他局の通信端末２がないと判定した場合は、基地局３へ自局の受信可能な下り通信速度情報を含めて送信し、下りトラフィックデータ（自局宛の通信情報）の送信を要求する（ステップＳ２２）。そして、下りトラフィックデータがアサインされた場合は、基地局３から下りトラフィックデータを受信し（ステップＳ２３、Ｓ２４）、下りトラフィックデータがアサインされなかった場合は、最初のステップＳ１１に戻る。【００３４】
一方、ステップＳ１４において、無線ＬＡＮにより直接通信可能な他局の通信端末２があると判定された場合は、通信端末１（自局）は中継可能か否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、自局は中継可能でないと判定した場合は、ステップＳ１６に移行し、中継可能な通信端末２があるか否かを判定し、中継可能な通信端末２がない場合は、ステップＳ２２に移行し、自局で下りトラフィックデータを受信する処理を行う。ステップＳ１６において、中継可能な通信端末２があると判定した場合には、無線ＬＡＮ上で中継可能な通信端末２から受信可能な下り通信速度を受信する（ステップＳ１７）。【００３５】
そして、通信端末１は自局の受信可能な下り通信速度ｒ１と他局の通信端末２の受信可能な下り通信速度ｒ２を比較し（ステップＳ１８）、「自局の受信可能な下り通信速度ｒ１＞他局の受信可能な下り通信速度ｒ２」の場合は、ステップＳ２２に移行し、自局で下りトラフィックデータを受信する処理を行う。ステップＳ１８において、「自局の受信可能な下り通信速度ｒ１＜他局の受信可能な下り通信速度ｒ２」の場合は、無線ＬＡＮ上で最大の受信可能な下り通信速度ｒｎが最大である通信端末（ここでは通信端末２）へ中継を依頼する（ステップＳ１９）。そして、無線ＬＡＮ上に下りトラフィックデータがある場合には、無線ＬＡＮ上で下りトラフィックデータを受信する（ステップＳ２０、Ｓ２１）。【００３６】
一方、ステップＳ１５において、自局は中継可能と判定した場合は、ステップＳ２５に移行し、無線ＬＡＮ上で受信可能な下り通信速度ｒ１を他局の通信端末２に向けて送信する。そして、他局の通信端末ｎ（中継依頼している他局）からの中継依頼があるか否かを判定し（ステップＳ２６）、中継依頼がない場合は、ステップＳ２２に移行する。中継依頼がある場合には、通信端末ｎの識別情報であるＭＡＣアドレスを含む中継情報を付加して、自局の受信可能な下り通信速度ｒ１を基地局３に送信する（ステップＳ２７）。【００３７】
そして、通信端末１は、下りトラフィックデータがアサインされたか否かを判定し（ステップＳ２８）、下りトラフィックデータがアサインされた場合は、下りトラフィックデータを受信し（ステップＳ２９）、受信した下りトラフィックデータを無線ＬＡＮ上で通信端末ｎに送信する（ステップＳ３０）。また、ステップＳ２８において、下りトラフィックデータがアサインされていないと判定した場合は、最初のステップＳ１１に戻る。【００３８】
以上の処理動作により、直接通信可能な範囲に存在する複数の通信端末の中で最も下り通信速度の大きい通信端末を中継局として通信することができ、ユーザの利便性を高めることができる。また、基地局３から見て全体の合計スループットを改善し、無線設備の利用効率を高めることができる。【００３９】
なお、通信端末１が通信端末２に対して中継を依頼する場合は、通信端末１は通信端末２に対し、無線ＬＡＮを用いて自局宛の下りトラフィックデータの中継を依頼し、他局の通信端末２はこの依頼に応じて基地局３に対し他局（通信端末２自身）の受信可能な下り通信速度と、通信端末（自局）の識別情報（ＭＡＣアドレス）をヘッダ情報として含めて付加して基地局３に送信要求する。【００４０】
図５は、ＭＡＣアドレスを付加した拡張ＤＲＣフレームの例を示す図である。ヘッダ情報としては中継を要求する通信端末１のＭＡＣアドレス（６ｂｉｔ）を含み、通信端末２から基地局３へは上りトラフィックデータチャネル上で、ＤＲＣサブチャネルにＤＲＣシンボルの４ｂｉｔを拡張して送信する。また、ＤＲＣサブチャネルの一部をパンクチャリングしてＭＡＣアドレス情報を載せる。また、パイロットサブチャネルの一部をパンクチャリングしてＭＡＣアドレス情報を載せる等の方法を用いることもできる。【００４１】
また、基地局３はスケジューリングに基づき、通信端末宛の下りトラフィックデータを送出する場合は、通信端末に要求された受信可能な下り通信速度で通信端末に対し下りトラフィックデータを送出する。この場合、下りトラフィックデータに通信端末宛であることを示すヘッダを付加してもよいし、通信端末は受信する下りトラフィックデータに対応する下りデータ要求が通信端末の要求であることを知っているためヘッダを付加しないことによりトラフィックデータのオーバーヘッド増加を避けるようにしても良い。【００４２】
各通信端末は基地局３から受信した下りトラフィックデータを通信端末に無線ＬＡＮを用いて送出し、通信端末は無線ＬＡＮ上で下りトラフィックデータを受信することができる。この場合、基地局３はスケジューリングを行うが、スケジューリングは以下に説明するプロポーショナルフェアーアルゴリズムに基づいて行われる。【００４３】
基地局３と通信している全ての通信端末に対し、基地局３は直近の割り当て通信速度の平均Ｒｉ（ｎ）を記憶し、所定の送信タイミング（１／６００秒毎）で更新を行う。
Ｒｉ（ｎ）＝（１−１／ｔｃ）×Ｒｉ（ｎ−１）＋１／ｔｃ×ｒｉ（ｎ−１）
ここで、
Ｒｉ（ｎ）：通信端末ｉに対するスロットｎにおける平均データ通信速度、
ｒｉ（ｎ）：通信端末ｉに対するスロットｎにおける伝送データ通信速度であり、通信端末ｉに対する下りトラフィックがアサインされない場合は０、
ｔｃ（ｉ）：時定数【００４４】
基地局３は通信端末ｉの時刻ｎにおける以下の評価関数を求める。
Ｆｉ（ｎ）＝ＤＲＣｉ（ｎ）／Ｒｉ（ｎ）
ＤＲＣｉ（ｎ）：通信端末ｉのスロットｎにおける要求データ通信速度、通信端末が求めた基地局に送信する受信可能な下り通信速度【００４５】
基地局３は各送信タイミング（１／６００秒毎）で各通信端末のＦｉ（ｎ）を評価し、Ｆｉ（ｎ）が最大である通信端末に下りトラフィックデータをアサインする。【００４６】
上記評価式計算過程において、通信端末ｉ（通信端末１）が基地局３と直接通信した場合はｒｉ（ｎ）を実際に伝送された通信速度とするが、通信端末ｉが通信端末ｊ（通信端末２）を中継局として通信し、基地局３からの下りトラフィックが実際には通信端末ｊにアサインされた場合、（従来技術であればｒｉ（ｎ）＝０、ｒｊ（ｎ）は実際に伝送された通信速度となる）ｒｊ（ｎ）＝０、ｒｉ（ｎ）を通信端末ｊに対して実際に伝送された通信速度とする。【００４７】
またはｒｉ（ｎ）＝０、ｒｊ（ｎ）は通信端末ｊに実際に伝送された通信速度として
Ｒｉ（ｎ）＝（１−１／ｔｃ）×Ｒｉ（ｎ−１）＋１／ｔｃ×ｒｊ（ｎ−１）、
Ｒｊ（ｎ）＝（１−１／ｔｃ）×Ｒｊ（ｎ−１）＋１／ｔｃ×ｒｊ（ｎ−１）、とする。【００４８】
また、Ｒｉ（ｎ）の計算に以下のような補正を加える。
ｎ−１の時点で通信端末ｉが通信端末ｊを中継局として基地局と通信し、基地局３から下りトラフィックが通信端末ｊにアサインされた時、
Ｒｉ（ｎ）＝（１−１／ｔｃ）×Ｒｉ（ｎ−１）＋１／ｔｃ×ｒｊ（ｎ−１）×（１＋ｃ）、
Ｒｊ（ｎ）＝（１−１／ｔｃ）×Ｒｊ（ｎ−１）＋１／ｔｃ×ｒｊ（ｎ−１）×（−ｃ）、
ｃ：補正係数、０．１〜０．５程度とする。【００４９】
すなわち、通信端末ｊに中継してもらった通信端末ｉの平均データ速度は補正係数ｃだけ割増、通信端末２の平均データ速度はｃだけ割引となり、以後の評価関数計算で通信端末２の方が通信端末１より有利になる。同様の補正計算は評価関数に対しオフセット（通信端末ｉのＦｉ（ｎ）を減らし、通信端末ｊのＦｊ（ｎ）を増やす）するなどの方法も可能である。【００５０】
以上説明したスケジューリング方法により、中継を行う通信端末がスケジューリング上不利な扱いを受けることがなく、さらに、電力消費等の不利益をスケジューリング上で補償する仕組みを導入することができる。【００５１】
なお、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を依頼する通信端末（図１においては、自局の通信端末１）は、周囲の通信端末に対して、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を実行する中継実行手段を必ずしも備えていなくてもよい。また、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を実行する通信端末（図１においては、他局の通信端末２）は、周囲の通信端末に対して、下り通信情報（トラフィックデータ）の中継を依頼する中継依頼手段を必ずしも備えていなくてもよい。特に、自動車電話のように、送信電力及び電源の容量が十分に大きい場合は、周囲の通信端末に対して、下り通信情報（トラフィックデータ）を中継しても消費電力の点で問題が少ないため、自動車電話を移動可能な中継局と見なして利用すれば、新たな基地局を設けることなく高品質の情報通信を実現することが可能となる。【００５２】
以上、本発明の実施の形態を通信端末（移動通信端末）を例にして説明したが、この通信端末としては、携帯電話機、モバイル端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明においては、直接通信可能な範囲にいる複数通信端末の中で最も受信状態の良い通信端末を中継局とすることにより高い下り通信速度を得ることができ、ユーザの利便性を高めることができ、また、中継を行う通信端末がスケジューリング上不利な扱いを受けることがない効果を奏する。このため、本発明は、移動体通信システム、および通信端末等に有用である。
【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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