(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、移動局と、マルチホップによるパケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムであって、
前記パケット伝送における受信側の局は、
パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
算出された所望信号レベルを送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段とを備え、
前記送信側の局は、
前記受信側の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記受信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記受信側の局は、
制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数のうち少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる次の受信局を決定する送信先決定手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルは、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
基地局と、移動局と、パケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムであって、
前記基地局又は前記中継局は、
パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
算出された所望信号レベルを前記移動局に通知する所望信号レベル通知手段とを備え、
前記移動局は、
前記基地局又は前記中継局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
基地局と、移動局と、パケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムであって、
前記基地局、前記中継局及び前記移動局の各々は、
パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
算出された所望信号レベルを前記パケットの送信元の局に通知する所望信号レベル通知手段と、
パケットを送信又は中継する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
前記基地局が、
自局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報と、自局と直接通信可能でなく中継局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報とを保持した所属情報保持手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記基地局が、
制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる移動局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記基地局が、
パケットの送信方向に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、
送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記移動局が、
制御信号の受信レベル又は基地局から自局までのホップ数に基づいて、パケットの送信先となる基地局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記移動局が、
基地局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、
送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記中継局が、
制御信号の受信レベル又は基地局から自局までのホップ数に基づいて、パケット中継の送信先となる局を決定する送信先決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記中継局が、
移動局、基地局及び他の中継局から受信した信号を逆拡散することで情報系列信号に復号する復号手段と、
復号された情報系列信号を拡散することで拡散信号を生成する拡散信号生成手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記中継局が、少なくとも前記送信電力量算出手段を備える場合、
前記拡散信号生成手段により生成された拡散信号に、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力が割り当てられ、当該拡散信号の送信が行われることを特徴とする請求項１２記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記中継局が、
基地局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、
送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記中継局が、前記移動局の機能を備えた局、又は乗物或いは据置き型の施設に設置された中継装置により構成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムを、移動局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する基地局であって、
パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、
パケットを送信する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
を備えた基地局。
【請求項１７】
前記干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルは、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルであることを特徴とする請求項１６記載の基地局。
【請求項１８】
パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムを、移動局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する基地局であって、
パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、
パケットを送信する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
を備えた基地局。
【請求項１９】
制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる移動局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１６〜１８の何れか１項に記載の基地局。
【請求項２０】
自局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報と、自局と直接通信可能でなく中継局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報とを保持した所属情報保持手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１６〜１８の何れか１項に記載の基地局。
【請求項２１】
パケットの送信方向に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、
送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１６〜１８の何れか１項に記載の基地局。
【請求項２２】
無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムを、基地局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する移動局であって、
パケットの送信側の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記送信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、
を備えたことを特徴とする移動局。
【請求項２３】
前記干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルは、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルであることを特徴とする請求項２２記載の移動局。
【請求項２４】
パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムを、基地局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する移動局であって、
パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
前記基地局又は前記中継局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とする移動局。
【請求項２５】
制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる基地局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２２〜２４の何れか１項に記載の移動局。
【請求項２６】
基地局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、
送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２２〜２４の何れか１項に記載の移動局。
【請求項２７】
パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムを、基地局及び移動局とともに構成するとともに、パケット伝送の中継機能を有した中継局であって、
パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、
測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、
算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、
パケットを中継する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、
前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、
を備えた中継局。
【請求項２８】
前記干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルは、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルであることを特徴とする請求項２７記載の中継局。
【請求項２９】
制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケット中継の送信先となる局を決定する送信先決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の中継局。
【請求項３０】
移動局、基地局及び他の中継局から受信した信号を逆拡散することで情報系列信号に復号する復号手段と、
復号された情報系列信号を拡散することで拡散信号を生成する拡散信号生成手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の中継局。
【請求項３１】
当該中継局が、少なくとも前記送信電力量算出手段を備える場合、
前記拡散信号生成手段により生成された拡散信号に、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力が割り当てられ、当該拡散信号の送信が行われることを特徴とする請求項３０記載の中継局。
【請求項３２】
送信側の起点となる局から自局までのホップ数に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、
送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の中継局。
【請求項３３】
当該中継局が、前記移動局の機能を備えた局、又は乗物或いは据置き型の施設に設置された中継装置により構成されることを特徴とする請求項２７又は２８に記載の中継局。
【請求項３４】
基地局と、移動局と、マルチホップによるパケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムにおけるパケット送信制御方法であって、
前記パケット伝送における受信側の局が、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定工程と、
当該受信側の局が、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出工程と、
当該受信側の局が、算出された所望信号レベルを送信側の局に通知する所望信号レベル通知工程と、
前記送信側の局が、前記通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出工程と、
当該送信側の局が、算出された送信電力量に基づいて、前記受信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断工程と、
当該送信側の局が、パケット送信可能と判断された受信側の局に対し、当該受信側の局についての送信電力量の電力を用いてパケット送信を行うパケット送信工程と、
を有することを特徴とするパケット送信制御方法。
【請求項３５】
基地局と、移動局と、パケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムにて、移動局から中継局を介して基地局へパケットを送信する際に実行されるパケット送信制御方法であって、
パケットの受信側の局が、受信したパケットの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定工程と、
当該受信側の局が、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出工程と、
当該受信側の局が、算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知工程と、
前記送信側の局が、前記通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出工程と、
当該送信側の局が、算出された送信電力量に基づいて、前記受信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断工程と、
当該送信側の局が、パケット送信可能と判断された受信側の局に対し、当該受信側の局についての送信電力量の電力を用いてパケット送信を行うパケット送信工程と、
を有することを特徴とするパケット送信制御方法。
【請求項３６】
前記受信側の局となった移動局が、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる基地局又は中継局を決定する移動局送信先決定工程をさらに有することを特徴とする請求項３４又は３５に記載のパケット送信制御方法。
【請求項３７】
前記受信側の局となった基地局が、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる移動局又は中継局を決定する基地局送信先決定工程をさらに有することを特徴とする請求項３４又は３５に記載のパケット送信制御方法。
【請求項３８】
前記受信側の局となった中継局が、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケット中継の送信先となる局を決定する中継局送信先決定工程をさらに有することを特徴とする請求項３４又は３５に記載のパケット送信制御方法。
【請求項３９】
前記中継局が、移動局、基地局及び他の中継局から受信した信号を逆拡散することで情報系列信号に復号する復号工程と、
当該中継局が、復号された情報系列信号を拡散することで拡散信号を生成する拡散信号生成工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項３４又は３５に記載のパケット送信制御方法。
【請求項４０】
前記移動局及び前記中継局が、送信側の起点となる局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するとともに、前記基地局がパケットの送信方向に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択工程と、
前記移動局、前記中継局及び前記基地局が、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項３４又は３５に記載のパケット送信制御方法。
【請求項４１】
前記チャネルグループ選択工程では、
信号伝送のための伝送チャネルが２つのチャネルグループに分けられ、
基地局、中継局及び移動局において共通して、一方のチャネルグループが、移動局が送信元である上り信号に対し割り当てられ、他方のチャネルグループが、基地局が送信元である下り信号に対し割り当てられることを特徴とする請求項４０記載のパケット送信制御方法。
【請求項４２】
前記チャネルグループ選択工程では、
信号伝送のための伝送チャネルが４つのチャネルグループに分けられ、
基地局、基地局から偶数番目の中継局、及び移動局に関する基地局からのホップ数が偶数である場合の当該移動局において共通して、第１のチャネルグループが、基地局が送信元である下り信号に対し割り当てられ、第２のチャネルグループが、移動局が送信元である上り信号に対し割り当てられ、
基地局から奇数番目の中継局、及び移動局に関する基地局からのホップ数が奇数である場合の当該移動局において共通して、第３のチャネルグループが前記下り信号に対し割り当てられ、第４のチャネルグループが前記上り信号に対し割り当てられる、
ことを特徴とする請求項４０記載のパケット送信制御方法。
【請求項４３】
前記チャネルグループ選択工程では、
信号伝送のための伝送チャネルがＮ個（Ｎは３以上の整数）のチャネルグループに分けられ、
基地局、中継局及び移動局の各々において、一の局における送信される上り信号と下り信号とに対し同じチャネルグループが割り当てられ、受信される上り信号と下り信号とで異なるチャネルグループが割り当てられるように、前記Ｎ個のチャネルグループが割り当てられる、
ことを特徴とする請求項４０記載のパケット送信制御方法。
【請求項４４】
前記チャネルグループ選択工程では、
信号伝送のための伝送チャネルが２つのチャネルグループに分けられ、
基地局、並びに、基地局から偶数番目の中継局及び移動局からの送信を第１のチャネルグループで、受信を第２のチャネルグループで行い、
基地局から奇数番目の中継局及び移動局からの送信を第２のチャネルグループで、受信を第１のチャネルグループで行う、
ことを特徴とする請求項４０記載のパケット送信制御方法。
【請求項４５】
前記チャネルグループは、周波数で分割されたチャネルグループにより構成されることを特徴とする請求項４１〜４４の何れか１項に記載のパケット送信制御方法。
【請求項４６】
前記チャネルグループは、時間で分割されたチャネルグループにより構成されることを特徴とする請求項４１〜４４の何れか１項に記載のパケット送信制御方法。
【請求項４７】
前記チャネルグループは、周波数と時間の両方で分割されたチャネルグループにより構成されることを特徴とする請求項４２又は４３に記載のパケット送信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中継局による多段中継を用いて移動局と基地局との接続を行うマルチホップ技術が適用された無線通信システム、基地局、中継局、移動局及びパケット送信制御方法に関する。
【０００２】
本発明に係る無線通信システムでは、１つの通信に関わる局として「基地局」、「中継局」、「移動局」の３者が挙げられるが、以下では「基地局」はコアネットワークを介して他の基地局と接続可能な局を、「移動局」は最初にパケット送信を要求した又は最後にパケットを受信する（即ちパケット到達先となる）端末を、「中継局」は移動局からのパケットを基地局へ中継する又は基地局からのパケットを移動局へ中継する機能を果たす端末を、それぞれ意味するものとする。
【０００３】
また、「パケットの送信方向」とは、上記無線通信システムにおいて移動局から基地局へ向けての「上り方向」と、基地局から移動局へ向けての「下り方向」とを総称するものであり、以下、「上り方向」、「下り方向」も上記の意味で用いる。また、「ホップ数」とは、送信側の起点となる局と当該局との間に存在する局によって何回中継が行なわれるかを示す回数である。例えば、上り方向の通信の場合、移動局が通信をする際に、基地局と移動局との間に存在する移動局又は中継局によって何回中継が行なわれるかを示す回数であり、具体的には、基地局のホップ数は０、直接通信可能な移動局のホップ数は１であり、その他の移動局又は中継局のホップ数については中継がなされる度に１つずつ増加するものである。なお、後述の発明の実施形態におけるホップ数は、上記の「移動局が通信をする際に、基地局と移動局との間に存在する移動局又は中継局によって何回中継が行なわれるかを示す回数」を意味する。また、下り方向の通信の場合、基地局が通信をする際に、基地局と移動局との間に存在する基地局又は中継局によって何回中継が行なわれるかを示す回数である。
【０００４】
【従来の技術】
従来のセルラ移動通信システムにおいて移動局は、その時々で最も高い受信レベルの得られる基地局を選択し、その基地局と直接通信する事で、ネットワーク網に参加する。その際、最大電力を送信した場合でも基地局からの受信レベルが所要値に達しない場合、移動局は基地局との通信を確立できない。
【０００５】
この問題を解決するため、基地局と直接通信できない場合に他の移動局を中継して、基地局と通信するマルチホップ方式が提案されている。例えば、図１に示す移動局１４は基地局１２と直接通信できるが、移動局１１は、基地局１２との間に障害物１５が存在するため、基地局１２と直接通信できない。このとき、中継機能を有する他の移動局１３が中継局として、移動局１１と基地局１２間の通信を中継することにより、移動局１１と基地局１２間の通信を実現させる技術である。
【０００６】
このようなマルチホップ方式によって、基地局の電波の届かないエリアにある移動局の通信を可能にするため、ビルや地形によって困難であった置局を簡易化する。また、従来の方法では基地局のセルエリアのみで全てのサービスエリアをカバーする必要があるのに対し、マルチホップ方式を導入する事によって、セル間に隙間がある場合でもマルチホップによって移動局は通信可能となるため、基地局数を減少させることができ、ネットワーク構築に要するコストの低減につながる。
【０００７】
但し、これまで提案されているＣＳＭＡベースでのマルチホップ方式では、いわゆる隠れ端末問題（隣接する局が同じ周波数で信号を送信するために、これら隣接する局の無線ゾーンの重なりエリアに位置する局が、両受信電波の衝突により受信不可となる問題（例えば「IEEE communication magazine (2001)」に掲載された論文「題名 : "Does IEEE 802.11 MAC protocol work well on multihop wireless ad-hoc networks"、著者：Shugong Xu, et. Al」を参照））等が発生し、この隠れ端末問題等に起因するトラヒックの増加及びシステムのスループットの低下といった問題が依然として未解決であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来のセルラ移動通信システムでは基地局の配置によって大きくサービスエリアの範囲が影響され、基地局電波の受信レベルの低いエリアでは、移動局は通信が確立できない、という問題があった。また、従来のＣＳＭＡやＴＤＭＡ方式を用いたマルチホップ方式は上記の通信不能の移動局を通信可能にする手段として有望であるが、中継局の配置によっては隠れ端末問題等が生じ、トラヒックの増加及びシステムのスループットの低下を招いていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、トラヒックの増加及びシステムのスループットの低下を回避しつつ、中継局の配置によらず移動局がより確実に通信を確立することができる無線通信システム、基地局、中継局、移動局及びパケット送信制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、基地局と、移動局と、マルチホップによるパケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムであって、前記パケット伝送における受信側の局は、パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、算出された所望信号レベルを送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段とを備え、前記送信側の局は、前記受信側の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記受信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする。なお、あるパケット伝送の局面では、基地局、移動局、中継局のいずれもが「受信側の局」になることがある。同様に、基地局、移動局、中継局のいずれもが「送信側の局」になることがある。
【００１１】
即ち、パケット伝送における受信側の局では、パケットを受信する際、干渉レベル測定手段が干渉レベルを測定し、所望信号レベル算出手段が、測定で得られた干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出し、そして、所望信号レベル通知手段が、算出された所望信号レベルを送信側の局に通知する。送信側の局では、送信電力量算出手段が、通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出し、判断手段が、算出された送信電力量に基づいて、受信側の局へのパケット送信の可否を判断する。このようにして受信側の局における干渉レベルに基づいて、送信側の局によって、接続先探索及びパケット送信の可否判断によるパケット送信制御が行われる。このように、送信側の局では、受信側の局の干渉レベルに基づき求められた所望信号レベルの通知を受け、当該所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出し、算出された送信電力量に基づいて、受信側の局へのパケット送信の可否を判断するので、受信側の局の干渉レベルに応じた適切なパケット送信可否判断を実現できるとともに、中継局の配置によらず、隠れ端末問題、トラヒックの増加及びシステムのスループットの低下等の不都合を回避することができる。
【００１２】
なお、上記の無線通信システムでは、受信側の局の干渉レベルに応じてパケット送信可否を判断する点で、干渉レベルでなく干渉信号によってパケット送信可否を判断するＣＳＭＡ／ＣＤ方式とは異なる特徴を有する。
【００１４】
即ち、パケット伝送における受信側の局では、パケットを受信する際、干渉レベル測定手段が干渉レベルを測定し、所望信号レベル算出手段が、測定で得られた干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する。そして、判断手段が、干渉レベル、所望信号レベル、制御信号の受信レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、送信側の局のパケット送信の可否を判断し、通知手段は、判断手段による結果に応じて所望信号レベルを送信側の局に通知する。このようにして受信側の局における干渉レベル、所望信号レベル、制御信号の受信レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、受信側の局によって、送信側の局のパケット送信の可否が判断され、当該判断結果に応じて所望信号レベルが送信側の局に通知される。これにより、受信側の局における干渉レベル、所望信号レベル、制御信号の受信レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づく送信側の局のパケット送信の適切な可否判断を、受信側の局において実現することができる。
【００１５】
上記のような無線通信システムにおいて、受信側の局は、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数のうち少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる次の受信局を決定する送信先決定手段を更に有する構成とすることが望ましい。
【００１６】
なお、干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルとしては、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを採用することができる。
【００１７】
また、本発明が適用される上記の無線パケット伝送方式としては、特に限定されるものではないが、とりわけ、同一周波数及び同一時間を用いて符号によってユーザを特定する方式（例えば、ＣＤＭＡ、ＯＦＣＤＭ）に好適である。特に、本発明は、無線パケット伝送方式としてＣＤＭＡ方式が用いられることが望ましく、その適用例については後述する。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、基地局と、移動局と、パケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムであって、前記基地局又は前記中継局は、パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、算出された所望信号レベルを前記移動局に通知する所望信号レベル通知手段とを備え、前記移動局は、前記基地局又は前記中継局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
即ち、基地局又は中継局では、所望信号レベル算出手段が、移動局から送信されたパケットの受信レベルと自局における干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出し、所望信号レベル通知手段が、算出された所望信号レベルを前記移動局に通知する。そして、移動局では、送信電力量算出手段が、通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出し、判断手段が、算出された送信電力量に基づいて当該所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する。このようにして基地局又は中継局における干渉レベルに基づいて、移動局によって、接続先探索及びパケット送信の可否判断によるパケット送信制御が行われる。このように、移動局では、相手の局の干渉レベルに基づき求められた所望信号レベルの通知を受け、当該所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出し、算出された送信電力量に基づいて当該相手の局へのパケット送信の可否を判断するので、相手の局の干渉レベルに応じた適切なパケット送信可否判断を実現できるとともに、中継局の配置によらず、隠れ端末問題、トラヒックの増加及びシステムのスループットの低下等の不都合を回避することができる。
【００２０】
本発明は、移動局から中継局を介して基地局への上り方向のパケット送信のみならず、基地局から中継局を介して移動局への下り方向のパケット送信についても適用可能であり、本発明に係る無線通信システムは、基地局と、移動局と、パケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムであって、前記基地局、前記中継局及び前記移動局の各々は、パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、算出された所望信号レベルを前記パケットの送信元の局に通知する所望信号レベル通知手段と、パケットを送信又は中継する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
このように基地局、中継局及び移動局が共通して、▲１▼干渉レベル測定手段、▲２▼所望信号レベル算出手段、▲３▼所望信号レベル通知手段、▲４▼送信電力量算出手段、▲５▼判断手段を備えることで、上り方向及び下り方向のパケット送信において、基地局、中継局及び移動局によって、送信相手における干渉レベルに基づく接続先探索及びパケット送信の可否判断によるパケット送信制御が行われる。
【００２２】
例えば、下り方向で基地局から一の中継局へパケット送信を行う場合、当該一の中継局では、所望信号レベル算出手段が、基地局から送信されたパケットの受信レベルと、自局における干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出し、所望信号レベル通知手段が、算出された所望信号レベルを前記基地局に通知する。そして、基地局では、送信電力量算出手段が、通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出し、判断手段が、算出された送信電力量に基づいて当該所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する。これにより、下り方向通信でも、相手の局の干渉レベルに応じた適切なパケット送信可否判断を実現できるとともに、中継局の配置によらず、隠れ端末問題、トラヒックの増加及びシステムのスループットの低下等の不都合を回避することができる。
【００２３】
上述した各種の無線通信システムでは、それを構成する基地局、移動局、中継局の各々において、以下の手段（機能）を持つ構成とすることが望ましい。
【００２４】
即ち、前記基地局が、自局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報と、自局と直接通信可能でなく中継局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報とを保持した所属情報保持手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００２５】
また、前記基地局が、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる移動局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００２６】
なお、上記の送信先決定手段、及び後述の送信先決定手段による送信先の決定方法としては、例えば、ホップ数を最小にする方法（図７）と、制御信号の受信ＳＩＲと制御信号送信元における干渉レベルとから算出される相対的な送信電力が最小となる局を選択する方法（図８）などが挙げられる。これらは後述する。
【００２７】
また、前記基地局が、パケットの送信方向に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００２８】
また、前記移動局が、制御信号の受信レベル又は基地局から自局までのホップ数に基づいて、パケットの送信先となる基地局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００２９】
また、前記移動局が、基地局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００３０】
また、前記中継局が、制御信号の受信レベル又は送信側の起点となる局から自局までのホップ数に基づいて、パケット中継の送信先となる局を決定する送信先決定手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００３１】
また、前記中継局が、移動局、基地局及び他の中継局から受信した信号を逆拡散することで情報系列信号に復号する復号手段と、復号された情報系列信号を拡散することで拡散信号を生成する拡散信号生成手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００３２】
また、前記中継局が、少なくとも前記送信電力量算出手段を備える場合、前記拡散信号生成手段により生成された拡散信号に、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力が割り当てられ、当該拡散信号の送信が行われる構成とすることが望ましい。
【００３３】
また、前記中継局が、送信側の起点となる局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００３４】
なお、本発明における中継局は、前記移動局の機能を備えた局、又は乗物或いは据置き型の施設に設置された装置により構成してもよい。
【００３５】
ところで、本発明は、無線通信システムとしての発明以外に、当該システムを構成する基地局、移動局、中継局の各々の発明としても捉えることができ、同様の作用・効果を奏する。即ち、以下のように記述することができる。
【００３６】
本発明に係る基地局は、無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムを、移動局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する基地局であって、パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、パケットを送信する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３７】
なお、干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルとしては、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを採用することができる。
【００３８】
また、本発明に係る基地局は、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムを、移動局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する基地局であって、パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、パケットを送信する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４０】
この基地局では、自局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報と、自局と直接通信可能でなく中継局と直接通信可能な移動局及び中継局の所属情報とを保持した所属情報保持手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００４１】
また、この基地局では、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる移動局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００４２】
また、この基地局では、パケットの送信方向に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００４３】
本発明に係る移動局は、無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムを、基地局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する移動局であって、パケットの送信側の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記送信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と，パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４５】
このとき、干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルとしては、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを採用することができる。
【００４６】
また、本発明に係る移動局は、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムを、基地局及びパケット伝送の中継機能を有した中継局とともに構成する移動局であって、パケットを受信する際、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、前記基地局又は前記中継局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、前記所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４７】
上記の移動局では、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる基地局又は中継局を決定する送信先決定手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００４８】
また、この移動局では、基地局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段とをさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００５１】
なお、干渉レベル測定手段により測定される自局の干渉レベルとしては、パケットの受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを採用することができる。
【００５２】
また、本発明に係る中継局は、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムを、基地局及び移動局とともに構成するとともに、パケット伝送の中継機能を有した中継局であって、パケットを受信する際、受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定手段と、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出手段と、算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知手段と、パケットを中継する場合、他の局から通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出手段と、送信電力量算出手段により算出された送信電力量に基づいて、所望信号レベルの通知元の局へのパケット送信の可否を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【００５４】
また、中継局では、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケット中継の送信先となる局を決定する送信先決定手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００５５】
また、中継局では、移動局、基地局及び他の中継局から受信した信号を逆拡散することで情報系列信号に復号する復号手段と、復号された情報系列信号を拡散することで拡散信号を生成する拡散信号生成手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００５６】
また、中継局では、当該中継局が、少なくとも前記送信電力量算出手段を備える場合、前記拡散信号生成手段により生成された拡散信号に、前記送信電力量算出手段により算出された送信電力が割り当てられ、当該拡散信号の送信が行われる構成とすることが望ましい。
【００５７】
また、中継局では、送信側の起点となる局から自局までのホップ数に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択手段と、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【００５８】
また、中継局では、当該中継局が、前記移動局の機能を備えた局、又は乗物或いは据置き型の施設に設置された中継装置により構成してもよい。
【００５９】
ところで、本発明は、無線通信システムとしての発明や当該システムを構成する基地局、移動局、中継局の各々の発明以外にも、無線通信システムにて実行されるパケット送信制御方法の発明としても捉えることができ、同様の作用・効果を奏する。即ち、以下のように記述することができる。
【００６０】
本発明に係るパケット送信制御方法は、基地局と、移動局と、マルチホップによるパケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、無線パケット伝送方式に基づく通信を行う無線通信システムにおけるパケット送信制御方法であって、前記パケット伝送における受信側の局が、自局の干渉レベルを測定する干渉レベル測定工程と、当該受信側の局が、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出工程と、当該受信側の局が、算出された所望信号レベルを送信側の局に通知する所望信号レベル通知工程と、前記送信側の局が、前記通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出工程と、当該送信側の局が、算出された送信電力量に基づいて、前記受信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断工程と、当該送信側の局が、パケット送信可能と判断された受信側の局に対し、当該受信側の局についての送信電力量の電力を用いてパケット送信を行うパケット送信工程とを有することを特徴とする。なお、あるパケット伝送の局面では、基地局、移動局、中継局のいずれもが「受信側の局」になることがある。同様に、基地局、移動局、中継局のいずれもが「送信側の局」になることがある。
【００６１】
また、本発明に係るパケット送信制御方法は、基地局と、移動局と、パケット伝送の中継機能を有した中継局とを含んで構成され、パケット伝送の無線多重化方式にＣＤＭＡを用いる無線通信システムにて、移動局から中継局を介して基地局へパケットを送信する際に実行されるパケット送信制御方法であって、パケットの受信側の局が、受信したパケットの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定工程と、当該受信側の局が、測定で得られた自局の干渉レベルに基づいて所望信号レベルを算出する所望信号レベル算出工程と、当該受信側の局が、算出された所望信号レベルを、前記パケットの送信側の局に通知する所望信号レベル通知工程と、前記送信側の局が、前記通知された所望信号レベルに基づいてパケットの送信電力量を算出する送信電力量算出工程と、当該送信側の局が、算出された送信電力量に基づいて、前記受信側の局へのパケット送信の可否を判断する判断工程と、当該送信側の局が、パケット送信可能と判断された受信側の局に対し、当該受信側の局についての送信電力量の電力を用いてパケット送信を行うパケット送信工程と、を有することを特徴とする。
【００６２】
ここでは、前記受信側の局となった移動局が、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる基地局又は中継局を決定する移動局送信先決定工程をさらに有することが望ましい。
【００６３】
また、上記パケット送信制御方法は、前記受信側の局となった基地局が、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケットの送信先となる移動局又は中継局を決定する基地局送信先決定工程をさらに有することが望ましい。
【００６４】
また、上記パケット送信制御方法は、前記受信側の局となった中継局が、制御信号の受信レベル、自局の干渉レベル、及び送信側の起点となる局から自局までのホップ数の少なくとも１つに基づいて、パケット中継の送信先となる局を決定する中継局送信先決定工程をさらに有することが望ましい。
【００６５】
また、上記パケット送信制御方法は、前記中継局が、移動局、基地局及び他の中継局から受信した信号を逆拡散することで情報系列信号に復号する復号工程と、当該中継局が、復号された情報系列信号を拡散することで拡散信号を生成する拡散信号生成工程と、をさらに有することが望ましい。
【００６６】
また、上記パケット送信制御方法は、前記移動局及び前記中継局が、送信側の起点となる局から自局までのホップ数又はパケットの送信方向の両方又は一方に基づいて送受信のチャネルグループを選択するとともに、前記基地局がパケットの送信方向に基づいて送受信のチャネルグループを選択するチャネルグループ選択工程と、前記移動局、前記中継局及び前記基地局が、送信すべき信号を、前記選択したチャネルグループに応じた所定のチャネルに乗せて送信する信号送信工程と、をさらに有することが望ましい。
【００６７】
また、上記パケット送信制御方法では、以下のように、複数チャネルグループへの伝送チャネルの分割と上り信号及び下り信号への割当てを行うことが望ましい。
【００６８】
例えば、前記チャネルグループ選択工程では、信号伝送のための伝送チャネルが２つのチャネルグループに分けられ、基地局、中継局及び移動局において共通して、一方のチャネルグループが、移動局が送信元である上り信号に対し割り当てられ、他方のチャネルグループが、基地局が送信元である下り信号に対し割り当てられることが望ましい。
【００６９】
また、前記チャネルグループ選択工程では、信号伝送のための伝送チャネルが４つのチャネルグループに分けられ、基地局、基地局から偶数番目の中継局、及び移動局に関する基地局からのホップ数が偶数である場合の当該移動局において共通して、第１のチャネルグループが、基地局が送信元である下り信号に対し割り当てられ、第２のチャネルグループが、移動局が送信元である上り信号に対し割り当てられ、基地局から奇数番目の中継局、及び移動局に関する基地局からのホップ数が奇数である場合の当該移動局において共通して、第３のチャネルグループが前記下り信号に対し割り当てられ、第４のチャネルグループが前記上り信号に対し割り当てられる、ことが望ましい。
【００７０】
また、前記チャネルグループ選択工程では、信号伝送のための伝送チャネルがＮ個（Ｎは３以上の整数）のチャネルグループに分けられ、基地局、中継局及び移動局の各々において、一の局における送信される上り信号と下り信号とに対し同じチャネルグループが割り当てられ、受信される上り信号と下り信号とで異なるチャネルグループが割り当てられるように、前記Ｎ個のチャネルグループが割り当てられる、ことが望ましい。
【００７１】
また、前記チャネルグループ選択工程では、信号伝送のための伝送チャネルが２つのチャネルグループに分けられ、基地局、並びに、基地局から偶数番目の中継局及び移動局からの送信を第１のチャネルグループで、受信を第２のチャネルグループで行い、基地局から奇数番目の中継局及び移動局からの送信を第２のチャネルグループで、受信を第１のチャネルグループで行うことが望ましい。
【００７２】
また、前記チャネルグループは、周波数で分割されたチャネルグループにより構成してもよいし、時間で分割されたチャネルグループにより構成してもよいし、周波数と時間の両方で分割されたチャネルグループにより構成してもよい。これらの具体的な態様は後述する。
【００７３】
以上説明したように本発明によれば、基地局の配置によって移動局での通信が確立できないという問題点を解消しつつ、従来のＣＳＭＡやＴＤＭＡ方式を用いたマルチホップ方式での隠れ端末問題等の発生、トラヒックの増加及びシステムのスループットの低下といった問題点も併せて解消することができる。また、特異なチャネルグループ割り当て方法により、干渉の低減と周波数利用効率の向上を図ることができる。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００７５】
［移動通信システム全体の概要］
本実施形態の移動通信システムでは、１つの通信に関わる局として「基地局」、「中継局」、「移動局」の３者が挙げられる。このうち基地局はコアネットワークを介して他の基地局と接続可能な局であり、移動局は最初にパケット送信を要求した又は最後にパケットを受信する端末である。また、中継局は、移動局からのパケットを基地局へ中継する又は基地局からのパケットを移動局へ中継する機能を果たす端末（中継端末）であり、この中継局は、パケット中継によって電力を消費するため、従来のバッテリーによって動作する端末に加えて、太陽電池や発電器、あるいは有線による電力供給を受けられるものであると考えられ、通信事業者がエリアカバーのために基地局の代わりにコストダウンを狙って置くもの、自動車や電車のように移動しながら電気の供給を受けているもの、自動販売機など固定されて電源の供給を受けているものなどが考えられる。即ち、中継局には、移動局の機能を有し且つ中継機能を有するものが該当するほか、自動車、電車等の乗物及び自動販売機に設置された中継装置も該当する。
【００７６】
以下では、移動通信システムにおける１つの通信局面に着目し、当該通信でパケット送信元又はパケット送信先となる移動局を「移動局」とし、中継局として機能しうる端末や中継装置を「中継局」として説明する。
【００７７】
ところで、本システムにおいて基地局は、移動局との接続を、直接あるいは１つ以上の中継局を経由して確保する必要が有る。このため、各基地局は、直接通信が可能な移動局の所属情報だけでなく、直接通信が可能な中継局の所属情報及び直接通信が可能でないが中継局経由で接続可能な移動局の所属情報を、所定時間毎に更新、保持することにより、直接的及び間接的に通信可能なすべての移動局の所属情報を保持することができ、基地局と当該直接的及び間接的に通信可能なすべての移動局との接続が確保される。
【００７８】
各移動局及び中継局は所定の時間間隔（あるいは送信パケット発生時）で、基地局への接続経路確保のために自局のＩＤを情報として持つリクエスト信号を送信する。リクエスト信号を受け取ったすべての局は、移動局と接続可能であることを示すコントロール信号に、中継情報（例えば、自局のＩＤ、リクエスト信号を送信した移動局のＩＤ、自局での干渉レベル、基地局までのホップ数等の情報を含む）を乗せて送信する。コントロール信号を受信した移動局は、その信号の情報から接続経路を決定し、接続する局に対してＡＣＫ信号を送信し、接続経路を確定する。
【００７９】
例えば、図２に示す移動局２１は、基地局２４への接続経路確保のためにリクエスト信号を送信する。点線の円が移動局２１からのリクエスト信号の到達範囲を表しており、当該到達範囲内に存在する中継局２２、２３はリクエスト信号を受信すると、中継情報が付加されたコントロール信号を送信する。そして、移動局２１はこのコントロール信号を受信すると、そのコントロール信号の中継情報から接続経路を決定し、接続する局（例えば中継局２２）に対してＡＣＫ信号を送信し、接続経路（移動局２１―中継局２２―基地局２４）を確定する。
【００８０】
以下、本システムを構成する中継局、移動局、基地局の構成について、本発明に関連する箇所を中心に説明する。
【００８１】
［中継局について］
本実施形態において、中継局は、受信した信号をそのまま中継するリピータとしての役割を果たすのではなく、他の移動局あるいは基地局から受信された信号を復調、復号し、情報系列に変換する機能を有し、パケットを受信すべき局（パケット送信先）から通知された所望信号レベルに応じた送信電力を算出し、情報系列を再度、符号化、変調し、所望のチャネルに乗せて送信する端末である。アクセス方式としてＣＤＭＡを用いる場合には、上記中継局はさらに受信信号を逆拡散する機能と、得られた情報系列を再度拡散する機能を有する。
【００８２】
ここで、パケット送信先の所望信号レベルに応じた送信電力を算出する機能を持つことで、当該送信電力を用いた安定的な信頼性の高い送信が実現される。また、中継局において受信信号を一旦情報系列に復号することで、信号の利得補正を行うことができる。
【００８３】
ここで、アクセス方式をＣＤＭＡとした場合を例にとり、図１７を用いて中継局の構成を説明する。図１７（ａ）に示すように、中継局３０は、基地局までの線路を確保するための信号を処理するコントロール信号処理部３１と、パケットデータを処理するデータ処理部３２とを含んで構成され、並列に中継可能なパケット数（これは同時に中継可能なパケット数に対応し、図１７（ａ）の例では「３」）の台数のデータ処理部３２を備えている。
【００８４】
データ処理部３２では、受信信号から所望信号を取り出し、情報系列に再生する。再生された情報系列は、再び、符号化、Ｄ／Ａ変換され、送信電力制御部（不図示）から得られる情報（例えばパケット送信先の干渉レベルと伝搬損失情報）から算出した送信電力量に応じて増幅された搬送波に乗せて送信される。なお、送信電力制御部はコントロール信号処理部３１内に設置してもよいし、コントロール信号処理部３１とは独立に中継局３０内に設置してもよい。
【００８５】
コントロール信号処理部３１は、図１７（ｂ）に示すように、自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定部３１Ａと、入力された信号の復調及び復号を行う復調器／チャネル復号器３１Ｂと、中継局の選択を行う中継局選択器３１Ｃと、ホップ情報等の記憶のためのホップ情報用バッファ３１Ｅと、ＡＣＫ信号を生成するＡＣＫ信号生成器３１Ｆと、コントロール信号を生成するコントロール信号生成器３１Ｇと、リクエスト信号を生成するリクエスト信号生成器３１Ｈとを含んで構成されている。
【００８６】
このコントロール信号処理部３１では、基地局と移動局をどういった経路で接続するか（どの中継局を用いるか）を決定する。図１７（ｂ）に示すように、コントロール信号処理部３１に入力されたリクエスト信号、コントロール信号、ＡＣＫ信号は、復調器／チャネル復号器３１Ｂで、信号の種類と送信元の局毎に区別され、リクエスト信号はコントロール信号生成器３１Ｇのトリガとして入力され、コントロール信号は中継局選択器３１Ｃに入力され、ＡＣＫ信号はホップ情報用バッファ３１Ｅに入力され、さらに上位（基地局に近い）局へとその情報が渡される。
【００８７】
中継局選択器３１Ｃでは、近傍の局から送信されるコントロール信号を受信し、コントロール信号についての受信電力対干渉信号電力比（Signal to Interference Ratio：以下、「ＳＩＲ」と称する）や、コントロール信号発信元における干渉レベルや基地局までのホップ数などの情報に基づいて、次に接続する中継局あるいは基地局（以下、「接続局」という）を決定する。
【００８８】
次に、後述のチャネルグループ割り当て方法によって、中継に用いるチャネルグループを中継ごとに選択する場合の中継局の構成を、図３に基づき説明する。
【００８９】
図３（ａ）に示すデータ処理部３２では、後述の図３（ｂ）のチャネルグループ選択器３１Ｄから得られる情報を元に受信信号から所望信号を取り出し、逆拡散することで、情報を再生する。再生された情報系列は、再び、符号化、拡散、Ｄ／Ａ変換され、送信電力制御部（不図示）から得られる情報（例えばパケット送信先の干渉レベルと伝播損失等の情報）から算出した送信電力量に応じて増幅された搬送波（チャネルグループ選択器３１Ｄが決定する搬送波）に乗せて送信される。なお、送信電力制御部は、コントロール信号処理部３１内に設置してもよいし、コントロール信号処理部３１とは独立に中継局３０内に設置してもよい。
【００９０】
コントロール信号処理部３１は、図３（ｂ）に示すように、パケットを受信する際に当該受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定部３１Ａと、入力された信号の復調／復号を行う復調器／チャネル復号器３１Ｂと、中継局の選択を行う中継局選択器３１Ｃと、チャネルグループの選択を行うチャネルグループ選択器３１Ｄと、ホップ数等の情報を記憶するためのホップ情報用バッファ３１Ｅと、ＡＣＫ信号を生成するＡＣＫ信号生成器３１Ｆと、コントロール信号を生成するコントロール信号生成器３１Ｇと、リクエスト信号を生成するリクエスト信号生成器３１Ｈとを含んで構成されている。
【００９１】
このコントロール信号処理部３１では、基地局と移動局をどういった経路で接続するか（どの中継局を用いるか）を決定する。図３（ｂ）に示すように、コントロール信号処理部３１に入力されたリクエスト信号、コントロール信号、ＡＣＫ信号は、復調器／チャネル復号器３１Ｂで、信号の種類と送信元の局毎に区別され、リクエスト信号はコントロール信号生成器３１Ｇのトリガとして入力され、コントロール信号は中継局選択器３１Ｃに入力され、ＡＣＫ信号はホップ情報用バッファ３１Ｅに入力され、さらに上位（基地局に近い）局へとその情報が渡される。
【００９２】
中継局選択器３１Ｃでは、近傍の局から送信されるコントロール信号を受信して、コントロール信号についての受信電力対干渉信号電力比（ＳＩＲ）や、コントロール信号発信元における干渉レベルや基地局までのホップ数などの情報に基づいて、次に接続する接続局（中継局あるいは基地局）を決定し、チャネルグループ選択器３１Ｄが基地局までのホップ数に応じて送受信のチャネルグループを決定する。
【００９３】
［移動局について］
次に、図４（ａ）及び図１８を用いて移動局の構成を説明する。図４（ａ）に示すように、移動局４０は、入力データを処理し、処理後のデータを送信する送信データ処理部４１と、受信信号を処理し、処理後のデータを出力データに変換する受信データ処理部４３と、コントロール信号、リクエスト信号、ＡＣＫ信号を処理するコントロール信号処理部４２とを含んで構成されている。
【００９４】
このうちコントロール信号処理部４２は図１８に示すように、入力された信号の復調／復号を行う復調器／チャネル復号器４２Ｂと、中継局の選択を行う中継局選択器４２Ｃと、ホップ情報等の記憶のためのホップ情報用バッファ４２Ｅと、ＡＣＫ信号を生成するＡＣＫ信号生成器４２Ｆと、リクエスト信号を生成するリクエスト信号生成器４２Ｇとを含んで構成されている。
【００９５】
これにさらに、図１８において破線で示した、自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定部４２Ａを含んだ構成とすることが望ましく、基地局から中継局を介した移動局へ向けての下り方向のパケット送信において移動局での干渉レベルに基づく中継局のパケット送信可否判断を、上り方向のパケット送信と同様に実現可能となる。本実施形態では、図１８にて破線で示す干渉レベル測定部４２Ａも存在するものとし、上り下り両方向のパケット送信で本発明にかかるパケット送信制御が行われるものとする。この制御に関する接続経路の決定方法等については、後述する。
【００９６】
このような移動局４０におけるコントロール信号処理部４２では、復調器／チャネル復号器４２Ｂによって送信局毎に判別されたコントロール信号は中継局選択器４２Ｃに入力される。そして、中継局選択器４２Ｃによって接続条件に適合した中継局あるいは基地局が一つ選択され、選択された接続局に対し、ＡＣＫ信号生成器４２ＦによってＡＣＫ信号が送信され、同時に、ホップ情報用バッファ４２Ｅヘの書き込みが行われる。
【００９７】
次に、後述のチャネルグループ割り当て方法によって、中継に用いるチャネルグループを中継ごとに選択する場合の移動局の構成を図４（ｂ）に基づき説明する。なお、図４（ａ）に示す移動局４０の概略構成は前述した構成と同様であるので、説明を省略する。但し、コントロール信号処理部４２の構成は、前述した構成と異なるので、以下説明する。
【００９８】
コントロール信号処理部４２は、図４（ｂ）に示すように、入力された信号の復調／復号を行う復調器／チャネル復号器４２Ｂと、中継局の選択を行う中継局選択器４２Ｃと、チャネルグループの選択を行うチャネルグループ選択器４２Ｄと、ホップ数等の情報を記憶するためのホップ情報用バッファ４２Ｅと、ＡＣＫ信号を生成するＡＣＫ信号生成器４２Ｆと、リクエスト信号を生成するリクエスト信号生成器４２Ｇとを含んで構成されている。
【００９９】
これにさらに、図４（ｂ）にて破線で示した、パケットを受信する際に当該受信に用いるチャネルグループの自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定部４２Ａを含んだ構成とすることが望ましく、基地局から中継局を介した移動局へ向けての下り方向のパケット送信において移動局での干渉レベルに基づく中継局のパケット送信可否判断を、上り方向のパケット送信と同様に実現可能となる。本実施形態では、破線の干渉レベル測定部４２Ａも存在するものとし、上り・下り両方向のパケット送信で本発明に係るパケット送信制御が行われるものとする。この制御に関する接続経路の決定方法等については、後述する。なお、パケット送信で用いられるチャネルは予め決められたものであってもよいし、中継ごとにチャネルを決定してもよい。また、チャネルは、グループ分けされていてもよい。
【０１００】
このような移動局４０におけるコントロール信号処理部４２では、復調器／チャネル復号器４２Ｂによって送信局毎に判別されたコントロール信号は中継局選択器４２Ｃに入力される。そして、中継局選択器４２Ｃによって接続条件に適合した中継局あるいは基地局（即ち、接続局）が一つ選択され、選択された接続局に対しＡＣＫ信号生成器４２ＦによってＡＣＫ信号が送信され、同時に、ホップ情報用バッファ４２Ｅヘの書込み及びチャネルグループ選択器４２Ｄによる送受信使用チャネルグループの選択が行われる。
【０１０１】
［基地局について］
次に、図５を用いて基地局の構成を説明する。図５（ａ）に示すように、基地局５０は、コアネットワークからの送信データを処理し、処理後のデータを送信する送信信号処理部５１と、受信信号を処理し、コアネットワークへ送るべき受信データを生成する受信信号処理部５３と、リクエスト信号、コントロール信号、ＡＣＫ信号を処理するコントロール信号処理部５２とを含んで構成されている。
【０１０２】
このうちコントロール信号処理部５２は、図５（ｂ）に示すように、自局における干渉レベルを測定する干渉レベル測定部５２Ａと、入力された信号の復調／復号を行う復調器／チャネル復号器５２Ｂと、ホップ数等の情報を記憶するためのホップ情報用バッファ５２Ｃと、コントロール信号を生成するコントロール信号生成器５２Ｄとを含んで構成されている。
【０１０３】
このような基地局５０におけるコントロール信号処理部５２では、受信信号はまず、復調器／チャネル復号器５２Ｂによって復調、復号され、リクエスト信号とＡＣＫ信号とを送信局毎に判別する。リクエスト信号は、コントロール信号生成器５２Ｄを動作させるトリガとして機能する。ＡＣＫ信号を受信した場合は、信号送信元のホップ情報をホップ情報用バッファ５２Ｃに書き込む。
【０１０４】
［移動局、中継局、基地局の各々における接続経路の決定方法］
ところで、各局間の通信が可能かどうかは、該当局間の通信に用いられるチャネルのパケット受信側の局における受信ＳＩＲによって判定される。すなわち、パケットを受信する局における受信ＳＩＲが所要値を上回る場合には通信可能と判定され、当該受信ＳＩＲが所要値を下回る場合には通信不可能と判定される。この判定は、受信側の局が自局における干渉レベルに基づいて行ってもよいし、受信側の局が送信側の局に対して干渉レベルを通知することで、送信側の局で行うこともできる。
【０１０５】
このようにして通信可能と判定される局が複数局存在する場合があり、この場合の基地局までの接続経路を決定する方法を以下で詳述する。接続経路を決定する方法としては、ホップ数（即ち、基地局から自局までのホップ数）を最小にする方法（図７）と、コントロール信号の受信ＳＩＲとコントロール信号送信元における干渉レベルとから算出される相対的な送信電力が最小となる局を選択する方法（図８）などが挙げられる。以下、これらの方法を、移動局を主体とした場合を例に説明する。
【０１０６】
このうちホップ数を最小にする方法（図７）では、移動局は、コントロール信号を送信した中継局あるいは基地局のうちホップ数が最小であるものを選定する。ただし、基地局のホップ数は０とし、ホップ数が同じ場合は、それらの局のうちでＳＩＲが最大となるものを選定する。
【０１０７】
具体的には、移動局において図７の処理が実行される。まず、周辺の中継局あるいは基地局からのコントロール信号ｓが検知され復号される（Ｓ００１）。カウンタｉが０に初期設定された（Ｓ００２）後、ホップ数（Ｎｈｏｐ）＝ｉとなるコントロール信号ｓの集合Ｓが抽出される（Ｓ００３）。ここで集合Ｓが空（ｎｕｌｌ）であるか否かが判定され（Ｓ００４）、集合Ｓが空であれば、カウンタｉが、システムで規定された最大ホップ数に到達したか否かが判定される（Ｓ００５）。カウンタｉが最大ホップ数に到達していなければ、カウンタｉが１つカウントアップされ（Ｓ００６）、カウントアップ後のｉについてＳ００３以降の処理が再実行される。
【０１０８】
そして、Ｓ００４でホップ数＝ｉとなるコントロール信号ｓの集合Ｓが空でなければ、集合Ｓのすべての要素に対して相対送信電力が算出される（Ｓ００７）。算出された相対送信電力のうち最小の相対送信電力に対応する局が選択される（Ｓ００８）。さらに、当該選択された局のホップ数ｉに１を加算した値をホップ数Ｎｈｏｐに代入して（Ｓ００９）、処理を終了する。
【０１０９】
これにより、移動局は、コントロール信号を送信した中継局あるいは基地局のうちホップ数が最小であるものを選定することができる。しかも、ホップ数が最小である局が複数存在する場合は、それらの局のうちでＳＩＲが最大となるものを選定することができる。
【０１１０】
なお、Ｓ００４でホップ数＝ｉとなるコントロール信号ｓの集合Ｓが空でないものが検知される前に、Ｓ００５でカウンタｉが最大ホップ数に到達した場合は、中継局となりうる局が存在しなかったと判断できるので、ホップ失敗としてホップ数Ｎｈｏｐに負の数（例えば、「―１」）を代入して（Ｓ０１０）、処理を終了する。
【０１１１】
一方、相対的な送信電力量が最小となる局を選択する方法（図８）では、受信されたコントロール信号は、それぞれの信号で送信電力が求められ、送信電力の小さいものから順にソートされ、ソート順にホップ数が所定値以内であるか否かのチェックが行われ、所定値以内であれば、その局を接続局として選定する。
【０１１２】
ここでの送信電力量Ｐtxの算出法としては、例えば、パケット受信局の干渉レベルＩ（ｄＢｍ）とコントロール信号の受信信号レベルＳ（ｄＢ）を用いて、以下の式（１）で表される。
【０１１３】
Ｐtx＝Ｉ−Ｓ＋定数項  ・・・（１）
【０１１４】
具体的には、移動局において図８の処理が実行される。まず、周辺の中継局あるいは基地局からのコントロール信号ｓが検知され復号される（Ｓ１０１）。そして、すべてのコントロール信号ｓに対して相対送信電力が算出され（Ｓ１０２）、算出された相対送信電力について昇順となるよう、コントロール信号ｓがソーティングされる（Ｓ１０３）。
【０１１５】
カウンタｉが１に初期設定された（Ｓ１０４）後、ｉ番目のコントロール信号ｓ（ｉ）が空（ｎｕｌｌ）であるか否かが判定され（Ｓ１０５）、コントロール信号ｓ（ｉ）が存在していれば、当該コントロール信号ｓ（ｉ）のホップ数が所定値以下であるか否かが判定される（Ｓ１０６）。コントロール信号ｓ（ｉ）のホップ数が所定値より大きい場合は、カウンタｉが１つカウントアップされ（Ｓ１０７）、カウントアップ後のｉについてＳ１０５以降の処理が再実行される。
【０１１６】
Ｓ１０６でコントロール信号ｓ（ｉ）のホップ数が所定値以下であれば、当該コントロール信号ｓ（ｉ）を送信した局は、ホップ数が所定値以下という条件下で相対的な送信電力量が最小となる局であると判断することができるので、当該コントロール信号ｓ（ｉ）を送信した局が選択される（Ｓ１０８）。そして、当該選択された局のホップ数Ｎｈｏｐ（ｉ）に１を加算した値をホップ数Ｎｈｏｐに代入して（Ｓ１０９）、処理を終了する。
【０１１７】
これにより、移動局は、ホップ数が所定値以下という条件下で相対的な送信電力量が最小となる局を選択することができる。なお、Ｓ１０５でコントロール信号ｓ（ｉ）が空であると判定された場合は、中継局となりうる局が存在しなかったと判断できるので、ホップ失敗としてホップ数Ｎｈｏｐに負の数（例えば、「−１」）を代入して（Ｓ１１０）、処理を終了する。
【０１１８】
移動局で発生し基地局へ向けて送信される上り方向のパケットあるいはコアネットワークから基地局へ到達し移動局へ向けて送信される下り方向のパケットは、上記の方法で決定した接続経路を通ってパケット通信が行われる。
【０１１９】
この時のパケットの送信電力を決定する方法として、パケット送信前に所望信号レベル決定のためのトレーニング信号を送信し、トレーニング信号の受信レベルと受信局の干渉レベルとから決定された所望信号レベルをパケット送信元に通知する方法が考えられる。
【０１２０】
［チャネルグループ割り当て方法］
以下、本発明の特徴の１つであるチャネルグループ割り当て方法について詳述する。チャネルグループ割り当て方法としては、例えば、以下の４種類が挙げられる。即ち、▲１▼２つのチャネルグループを用いる第１の方法、▲２▼４つのチャネルグループを用いる第２の方法、▲３▼Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のチャネルグループを用いる第３の方法、▲４▼２つのチャネルグループを用いる第４の方法の４つである。以下、順に説明する。
【０１２１】
第１の方法では、信号伝送のための伝送チャネルが２つのチャネルグループＧ１、Ｇ２に分けられる。その方法としては、図１０（ａ）に示すように周波数帯域により２つに分割してもよいし、図１０（ｂ）に示すように時間により２つに分割してもよい。図９には第１の方法に係るチャネルグループ割り当ての概念を示しており、基地局（ＢＳ）、中継局（ＨＳ１、ＨＳ２、ＨＳ３）及び移動局（ＭＳ）において共通して、チャネルグループＧ１が下り信号に、チャネルグループＧ２が上り信号に割り当てられる。
【０１２２】
ここで、中継局において、連続したパケットを中継する場合には、送信と受信で同一のチャネルを使用するため、自局の送信した信号が自局での受信信号に干渉するといったいわゆる遠近問題が発生してしまうおそれがあるが、図６（ａ）に示す干渉キャンセラ３５を図６（ｂ）のように、受信信号及び送信信号がともに入力されるよう中継局３０内に内蔵する。干渉キャンセラ３５には、入力信号の位相を１８０度ずらす１８０度位相器３５Ａと、送信信号が受信アンテナ３３に到達するまでの送信信号の減衰分を調整する振幅調整器３５Ｂとが内蔵され、送信アンテナ３４からの送信信号が１８０度位相器３５Ａ、振幅調整器３５Ｂにより、干渉信号（受信アンテナ３３で受信された送信信号）を相殺する信号に変換される。この干渉信号を相殺する信号と受信信号（干渉信号も含んだ信号）とを加算することで、受信信号に含まれた干渉信号分が相殺され、干渉を除去した信号が得られる。
【０１２３】
上記第１の方法では、図１０（ａ）の周波数帯域の割り当て幅、又は図１０（ｂ）の時間の割り当て幅をチャネルグループＧ１、Ｇ２で適宜差異を設けることができる。このため例えば、下り信号の情報量が上り信号の情報量よりかなり多い場合は、下り信号用のチャネルグループＧ１の割り当て幅を上り信号用のチャネルグループＧ２の割り当て幅よりもかなり広く設定することで、周波数の利用効率又は時間の利用効率を高めることができる。また、分割数を最小の２とすることでいわゆる分割損を抑えることもできる。
【０１２４】
第２の方法では、伝送チャネルが４つのチャネルグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４に分けられる。その方法としては、図１２（ａ）に示すように周波数帯域により４つに分割してもよいし、図１２（ｂ）に示すように時間により４つに分割してもよいし、図１２（ｃ）に示すように周波数帯域と時間の組合せにより４つに分割してもよい。図１１には第２の方法に係るチャネルグループ割り当ての概念を示しており、基地局（ＢＳ）、基地局から偶数番目の中継局（ＨＳ２）、及び基地局からのホップ数が偶数である移動局（ＭＳ）において共通して、チャネルグループＧ１が下り信号に、チャネルグループＧ２が上り信号に割り当てられる。また、基地局から奇数番目の中継局（ＨＳ１、ＨＳ３）において共通して、チャネルグループＧ３が下り信号に、チャネルグループＧ４が上り信号に割り当てられる。
【０１２５】
この第２の方法では、上記第１の方法とは異なり、各中継局では、送信と受信とで異なるチャネルを使用するため、自局の送信した信号が自局での受信信号に干渉するいわゆる遠近問題の発生のおそれは少ない、という利点がある。よって、前述した図６（ａ）の干渉キャンセラ３５を中継局に設ける必要はない。
【０１２６】
また、この第２の方法でも、図１２（ａ）〜（ｃ）の各チャネルグループの割り当て幅に適宜差異を設けることができる。このため例えば、下り信号の情報量が上り信号の情報量よりかなり多い場合は、下り信号用のチャネルグループＧ１、Ｇ３の割り当て幅を上り信号用のチャネルグループＧ２、Ｇ４の割り当て幅よりもかなり広く設定することで、周波数の利用効率又は時間の利用効率を高めることができる。
【０１２７】
第３の方法では、伝送チャネルがＮ個（Ｎは３以上の整数）のチャネルグループに分けられ、基地局、中継局及び移動局の各々において、送信される上り信号と下り信号とに対し同じチャネルグループが割り当てられ、受信される上り信号と下り信号とで異なるチャネルグループが割り当てられる。ここではＮ＝３の場合について説明する。
【０１２８】
伝送チャネルを３つのチャネルグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３に分ける方法としては、図１４（ａ）に示すように周波数帯域により３つに分割してもよいし、図１４（ｂ）に示すように時間により３つに分割してもよいし、図１４（ｃ）に示すように所定時間帯については周波数によらず一律にチャネルグループＧ２とし、所定時間帯以外については所定周波数未満をチャネルグループＧ１、所定周波数以上をチャネルグループＧ３としてもよい。また、図１４（ｄ）に示すように所定周波数帯については時間によらず一律にチャネルグループＧ２とし、所定周波数帯以外については所定時間帯をチャネルグループＧ１、所定時間帯以外をチャネルグループＧ３としてもよい。
【０１２９】
図１３には第３の方法に係るチャネルグループ割り当ての概念を示しており、基地局（ＢＳ）と基地局からＮ番目（３番目）の中継局（ＨＳ３）には、送信される上り信号と下り信号とに対し同じチャネルグループ１が割り当てられ、基地局から１番目の中継局（ＨＳ１）と、基地局から４番目に位置する移動局（ＭＳ）には、送信される上り信号と下り信号とに対し同じチャネルグループ２が割り当てられ、基地局から２番目の中継局（ＨＳ２）には、送信される上り信号と下り信号とに対し同じチャネルグループ３が割り当てられる。これにより、基地局、移動局、各中継局とも、受信される上り信号と下り信号については異なるチャネルグループが割り当てられることになる。例えば、中継局（ＨＳ１）については、上り・下り送信信号にチャネルグループ２が、上り受信信号にチャネルグループ３が、下り受信信号にチャネルグループ１が割り当てられ、信号相互間の干渉を未然に防止することができる。
【０１３０】
第４の方法では、伝送チャネルが２つのチャネルグループＧ１、Ｇ２に分けられる。その分割方法は、前述した図１０（ａ）に示す周波数分割でもよいし、図１０（ｂ）に示す時間分割でもよい。図１５には第４の方法に係るチャネルグループ割り当ての概念を示しており、基地局、並びに、基地局から偶数番目の中継局及び移動局からの送信を第１のチャネルグループで、受信を第２のチャネルグループで行い、基地局から奇数番目の中継局及び移動局からの送信を第２のチャネルグループで、受信を第１のチャネルグループで行う。例えば、図１５では、基地局（ＢＳ）、基地局から２番目の中継局ＨＳ２、及び基地局から４番目の移動局（ＭＳ）の各々での送信信号にチャネルグループＧ１を、受信信号にチャネルグループＧ２を割り当てる。また、基地局から１番目の中継局ＨＳ１及び基地局から３番目の中継局ＨＳ３の各々での送信信号にチャネルグループＧ２を、受信信号にチャネルグループＧ１を割り当てる。
【０１３１】
これにより、ある中継局における送信と受信を異なるチャネルグループで行うように構成できるので、送受信信号間相互の干渉を防止することができるとともに、最小の分割数であることから、分割損を抑えることもできる。
【０１３２】
以上のような特異なチャネルグループ割り当て方法により、干渉の低減と周波数利用効率の向上を図ることができる。
【０１３３】
なお、受信側の局は、上記の実施形態のように、自分が受ける信号の受信レベルを確保するために送信側の局に所望信号レベルを通知する代わりに、干渉レベルから推定した送信局の送信レベルを通知しても構わない。
【０１３４】
ところで、次世代の移動通信において期待されている技術にアドホックな無線ネットワークがある。現在の固定基地局を介した通信形態をとらずに、端末自身が中継機能を有しマルチホップ機能により柔軟な無線情報ネットワークを構築していこうというものである。
【０１３５】
かかるアドホックな無線ネットワークに対応するために、基地局に中継局の機能を持たせて、当該基地局に他の基地局への通信を中継する動作をさせるよう構成してもよい。
【０１３６】
例えば、図１６に示すように、図５（ａ）の基地局構成に対し、並列に中継可能なパケット数（これはＣＤＭＡのマルチコ一ド数に対応し、図１６の例では「３」）の台数のデータ処理部５４を追加で設け、コントロール信号処理部５２を、他の基地局までの線路を確保するための信号を処理する処理部として構成すればよい。ここで、追加のデータ処理部５４は、前述した中継局のデータ処理部３２（図３（ａ））と同様に構成し、コントロール信号処理部５２は、中継局のコントロール信号処理部３１（図３（ａ）、（ｂ））と同様に構成すればよい。
【０１３７】
このように基地局にも中継局の機能を持たせることで、アドホックな無線ネットワークに柔軟に対応することが可能となる。
【０１３８】
また、本発明に係る無線通信システムは、無線ＬＡＮのような制御局と子局があるようなローカルエリアネットワークや、階層的モバイルＩＰv６に代表されるパケット通信ネットワーク、無線タグ等の小型無線機やネットワークに接続可能な白物家電を介して通信されるパーベイシブネットワークにおいても、適用可能なことは言うまでもない。その場合には、無線制御局やアクセスポイント、白物家電と呼ばれているものが本実施形態の基地局に、無線局や移動ノード（モバイルノード）、小型無線機（例えば無線タグなど）と呼ばれているものが本実施形態の移動局に該当する。
【０１３９】
また、無線制御局、無線局、アクセスポイント、モバイルノード、小型無線機、無線タグ、白物家電の何れも、通信形態によって本実施形態の移動局、中継局又は基地局になり得ることは言うまでもない。
【０１４０】
また、本実施形態でセルラと呼ぶ領域は、上記記載のネットワークにおける各送信側の局が電波を照射可能なエリアであってもよいことは言うまでもない。その場合、通信方式はＣＤＭＡに限られるものではなく他の無線伝送方式でもよく、IrDAやBluetoothなどの赤外線通信や非接触式磁気読取などの近距離通信、人体間の筋電（筋肉から発生する微弱な電気）を読取り通信を行う接触式通信であっても良いことは言うまでもない。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基地局の配置によって移動局での通信が確立できないという問題点を解消しつつ、従来のＣＳＭＡやＴＤＭＡ方式を用いたマルチホップ方式での隠れ端末問題等の発生、トラヒックの増加及びシステムのスループットの低下といった問題点も併せて解消することができる。また、特異なチャネルグループ割り当て方法により、干渉の低減と周波数利用効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マルチホップセルラ移動通信方式の概念図である。
【図２】移動局による中継局探索の概念図である。
【図３】（ａ）はチャネルグループ割り当て方法によってチャネルグループを中継ごとに選択する場合の中継局の全体構成図であり、（ｂ）はチャネルグループ割り当て方法によってチャネルグループを中継ごとに選択する場合の中継局内のコントロール信号処理部の構成図である。
【図４】（ａ）は移動局の全体構成図であり、（ｂ）はチャネルグループ割り当て方法によってチャネルグループを中継ごとに選択する場合の移動局内のコントロール信号処理部の構成図である。
【図５】（ａ）は基地局の全体構成図であり、（ｂ）は基地局内のコントロール信号処理部の構成図である。
【図６】（ａ）は干渉キャンセラの構成図であり、（ｂ）は干渉キャンセラを備えた中継局の構成図である。
【図７】ホップ数を最小にする中継局の選択処理の流れ図である。
【図８】コントロール信号のＳＩＲを最大にする中継局の選択処理の流れ図である。
【図９】第１のチャネルグループ割当て方法の概念図である。
【図１０】（ａ）は周波数分割により２つのチャネルグループを設定する例を示す図であり、（ｂ）は時分割により２つのチャネルグループを設定する例を示す図である。
【図１１】第２のチャネルグループ割当て方法の概念図である。
【図１２】（ａ）は周波数分割により４つのチャネルグループを設定する例を示す図であり、（ｂ）は時分割により４つのチャネルグループを設定する例を示す図であり、（ｃ）は周波数分割と時分割の両方により４つのチャネルグループを設定する例を示す図である。
【図１３】第３のチャネルグループ割当て方法の概念図である。
【図１４】（ａ）は周波数分割により３つのチャネルグループを設定する例を示す図であり、（ｂ）は時分割により３つのチャネルグループを設定する例を示す図であり、（ｃ）は周波数分割と時分割の両方により３つのチャネルグループを設定する第１の例を示す図であり、（ｄ）は周波数分割と時分割の両方により３つのチャネルグループを設定する第２の例を示す図である。
【図１５】第４のチャネルグループ割当て方法の概念図である。
【図１６】中継局の機能を有する基地局の構成図である。
【図１７】（ａ）はチャネルグループの選択を行わない場合の中継局の全体構成図であり、（ｂ）はチャネルグループの選択を行わない場合の中継局内のコントロール信号処理部の構成図である。
【図１８】チャネルグループの選択を行わない場合の移動局内のコントロール信号処理部の構成図である。
【符号の説明】
１１、１３、１４、２１、４０…移動局、１２、２４、５０…基地局、１５…障害物、２２、３０…中継局、３１…コントロール信号処理部、３１Ａ…干渉レベル測定部、３１Ｂ…チャネル復号器、３１Ｃ…中継局選択器、３１Ｄ…チャネルグループ選択器、３１Ｅ…ホップ情報用バッファ、３１Ｆ…ＡＣＫ信号生成器、３１Ｇ…コントロール信号生成器、３１Ｈ…リクエスト信号生成器、３２…データ処理部、３３…受信アンテナ、３４…送信アンテナ、３５…干渉キャンセラ、３５Ａ…１８０度位相器、３５Ｂ…振幅調整器、４１…送信データ処理部、４２…コントロール信号処理部、４２Ａ…干渉レベル測定部、４２Ｂ…チャネル復号器、４２Ｃ…中継局選択器、４２Ｄ…チャネルグループ選択器、４２Ｅ…ホップ情報用バッファ、４２Ｆ…ＡＣＫ信号生成器、４２Ｇ…リクエスト信号生成器、４３…受信データ処理部、５１…送信信号処理部、５２…コントロール信号処理部、５２Ａ…干渉レベル測定部、５２Ｂ…チャネル復号器、５２Ｃ…ホップ情報用バッファ、５２Ｄ…コントロール信号生成器、５３…受信信号処理部、５４…データ処理部、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…チャネルグループ、Ｎｈｏｐ…ホップ数、Ｐtx…送信電力量、ｓ…コントロール信号。
【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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