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Title:
WIRELESS COMMUNICATION DEVICE AND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/141975
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a wireless communication device which can improve the usage rate of resources in multi-stage relay communication, reduce the delays of the relay signals, and improve the reception quality in the relay stations and the base stations. A transmission decision unit (16) determines whether there is an error in the relay signal, whether the relay signal will be transmitted based on the ACK/NACK received from one hop downstream, and whether an ACK/NACK will be transmitted. In addition, a modulation coding scheme (MCS) decision unit (17) in the transmission decision unit (16) determines the MCS of the relay signal. The transmission indication generated in the transmission decision unit (16) is output to a buffer (11) and an ACK/NACK generator (19). In addition, the MCS, which was determined, is output to an error correction encoder (12) and a modulator (13). The ACK/NACK generator (19) generates ACK if there was no error in the relay signal, and generates NACK if there was an error.

Inventors:
HORIUCHI AYAKO
NAKAO SEIGO
MIYOSHI KENICHI
HIRAMATSU KATSUHIKO
MORINO HIROAKI
Application Number:
PCT/JP2009/002096
Publication Date:
November 26, 2009
Filing Date:
May 13, 2009
Export Citation:
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Assignee:
PANASONIC CORP (JP)
HORIUCHI AYAKO
NAKAO SEIGO
MIYOSHI KENICHI
HIRAMATSU KATSUHIKO
MORINO HIROAKI
International Classes:
H04B7/15; H04L1/00; H04L1/16; H04W16/26; H04W16/28; H04W28/06; H04W28/18
Domestic Patent References:
WO2006098273A12006-09-21
WO2007000742A22007-01-04
Foreign References:
EP1734705A22006-12-20
Attorney, Agent or Firm:
OGURI, Shohei et al. (JP)
Shohei Oguri (JP)
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Claims:
 送信元の無線通信装置と宛先の無線通信装置との間の通信を多段中継する無線通信装置であって、
 信号を受信する受信部と、
 1ホップ上流の無線通信装置から中継信号の受信に成功した場合において、1ホップ下流の無線通信装置からACKを受信したときは、1ホップ下流の無線通信装置が中継信号の送信に使用するMCSと同一のMCSを設定するMCS設定部と、
 前記MCS設定部で設定したMCSで中継信号を符号化および変調する符号化変調部と、
 前記符号化変調部で符号化および変調した中継信号を送信する送信部と、
を備える無線通信装置。
 請求項1記載の無線通信装置であって、
 前記MCS設定部は、1ホップ下流の無線通信装置からNACKを受信したときは、自局が中継信号の送信に使用するMCSに設定する無線通信装置。
 請求項1記載の無線通信装置であって、
 前記MCS設定部は、2ホップ下流の無線通信装置向けに中継するための制御情報を受信した場合にのみ、1ホップ下流の無線通信装置が中継信号の送信に使用するMCSと同一のMCSを設定する無線通信装置。
 請求項1記載の無線通信装置であって、
 前記MCS設定部は、2ホップ下流の無線通信装置からNACKを受信した場合に、1ホップ下流の無線通信装置が送信に使用するMCSと同一のMCSを設定する無線通信装置。
 請求項1記載の無線通信装置であって、
 受信した中継信号に誤りがあるか否か、および、1ホップ下流の無線通信装置から受信したACK/NACKに応じて、中継信号を送信するか否かを判定する送信判定部を備え、
 前記送信判定部は、1ホップ上流の無線通信装置から中継信号を受信した場合に、ACK/NACKを送信せず、2ホップ上流の無線通信装置から中継信号を受信した場合に、ACK/NACKを送信すると判定する無線通信装置。
 請求項1記載の無線通信装置であって、
 受信した中継信号に誤りがあるか否か、および、1ホップ下流の無線通信装置から受信したACK/NACKに応じて、中継信号を送信するか否かを判定する送信判定部を備え、
 前記送信判定部は、1ホップ上流の無線通信装置からの中継信号の受信に失敗した場合において、1ホップ下流の無線通信装置からNACKを受信した場合にときは、1ホップ上流の無線通信装置へNACKを送信すると判定する無線通信装置。
 送信元の無線通信装置と宛先の無線通信装置との間の通信を多段中継する無線通信装置であって、
 信号を受信する受信部と、
 2ホップ上流の無線通信装置から中継信号の受信に成功した場合において、1ホップ上流の無線通信装置からACKを受信したときは、1ホップ上流の無線通信装置が中継信号の送信に使用するMCSと同一のMCSを設定するMCS設定部と、
 前記MCS設定部で設定したMCSで中継信号を符号化および変調する符号化変調部と、
 前記符号化変調部で符号化および変調した中継信号を送信する送信部と、
を備える無線通信装置。
 送信元の無線通信装置と宛先の無線通信装置との間の通信を多段中継する無線通信装置であって、
 信号を受信する受信部と、
 1ホップ上流の無線通信装置から中継信号の受信に成功した場合において、1ホップ下流の無線通信装置からSNR高を示す信号を受信したときは、前記中継信号が無線通信装置か
ら送信されたときに設定されていたMCSと同一のMCSを設定するMCS設定部と、
 前記MCS設定部で設定したMCSで中継信号を符号化および変調する符号化変調部と、
 前記符号化変調部で符号化および変調した中継信号を送信する送信部と、
を備える無線通信装置。
 請求項8記載の無線通信装置であって、
 前記MCS設定部は、1ホップ下流の無線通信装置からSNR低を示す信号を受信したときは、自局が中継信号の送信に使用するMCSに設定する無線通信装置。
 送信元無線通信装置と宛先無線通信装置との間の通信を第一の無線通信装置および第二の無線通信装置が多段中継する無線通信システムであって、
 前記送信元無線通信装置は、前記第二の無線通信装置へ中継信号を送信するものであり、
 前記第一の無線通信装置は、前記送信元無線通信装置から前記第二の無線通信装置へ送信された中継信号の受信に成功した場合において、前記第二の無線通信装置からACKを受信したときは、前記第二の無線通信装置が中継信号の送信に使用するMCSと同一のMCSで前記宛先無線通信装置へ中継信号を送信することにより前記第二の無線通信装置と協調中継するものであり、
 前記第二の無線通信装置は、前記送信元無線通信装置から送信された中継信号の受信に成功した場合には、ACKを前記第一の無線通信装置へ送信した後、自局が中継信号の送信に使用するMCSで前記宛先無線通信装置へ中継信号を送信することにより前記第一の無線通信装置と協調中継するものであり、
 前記宛先無線通信装置は、前記第一の無線通信装置および前記第二の無線通信装置から同一のMCSで協調中継された中継信号を受信するものである、
無線通信システム。
Description:
無線通信装置および無線通信シ テム

 本発明は、送信元の無線通信装置から宛 の無線通信装置への多段中継を行う無線通 装置および無線通信システムに関する。

 近年、セルラ移動体通信システムにおい は、情報のマルチメディア化に伴い、音声 ータのみならず、静止画像データ、動画像 ータ等の大容量データを伝送することが一 化しつつある。大容量データの伝送を実現 るために、高周波の無線帯域を利用して高 送レートを実現する技術に関して盛んに検 がなされている。

 しかし、高周波の無線帯域を利用した場 、近距離では高伝送レートを期待できる一 、遠距離になるにしたがい伝送距離による 衰が大きくなる。よって、高周波の無線帯 を利用した移動体通信システムを実際に運 する場合は、無線通信基地局装置(以下、基 地局と省略する)のカバーエリアが小さくな 。このため、より多くの基地局を設置する 要が生じる。基地局の設置には相応のコス がかかるため、基地局数の増加を抑制しつ 、高周波の無線帯域を利用した通信サービ を実現するための技術が強く求められてい 。

 このような要求に対し、各基地局のカバ エリアを拡大させるために、図1に示すよう に、基地局と無線通信移動局装置(以下、移 局と省略する)との間に無線通信中継局装置( 以下、中継局と省略する)を多段に設置し、 地局と移動局との間の通信を中継局を介し 行う中継送信技術が検討されている。中継 信技術を用いると、基地局と直接通信でき い移動局も、中継局を介して通信すること できる。

 しかしながら、図1に示すような多段の中 継においては、送信元から受信先へのホップ 数(送信元から受信先へ到達するまでに経由 る中継段数)が多くなると、遅延が増大する そこで、遅延量を削減する必要がある。遅 量を削減する方法として、各中継局での受 品質を向上させて再送回数を減らす方法が 案されている(非特許文献1)。

 非特許文献1では、各中継局が、他の中継 局向けに送信された信号であっても受信し、 バッファに保存して最大比合成受信をするこ とで、各中継局での受信品質を向上させるこ とが提案されている。

 非特許文献1に記載された中継方法を図1 同様の中継局配置を例として説明する。移 局5から送信された信号を、中継局1のみなら ず中継局2、中継局3、中継局4、基地局6が受 する。中継局1~4、および基地局6は、受信し 信号をバッファに保存する。中継局2は、次 に中継局1から中継される信号と、バッファ 保存した移動局5から送信された信号を最大 合成する。

 このようにすると、中継局1が送信した信 号のみを受信する場合の受信品質と比較して 、移動局5からの信号と中継局1からの信号を 大比合成した信号は、受信品質が向上する 中継局3では、移動局5からの信号と、中継 1からの信号と、中継局2からの信号を最大比 合成するので、さらに受信品質を向上させる ことができる。このように非特許文献1に記 された方法によれば、各中継局での受信品 を向上させることで、再送回数を減少し、 延量を削減することができる。

DS-CDMA バーチャルセルラネットワークに おけるマルチホップMRCダイバーシチの送信電 力効率(電子情報通信学会技術研究報告. RCS, 無線通信システム Vol.104, No.597(20050119) pp.  19-24  RCS2004-239)

 しかしながら非特許文献1では、複数の中 継局が常に受信状態になるので、リソースの 利用効率が低いという課題がある。たとえば 、移動局5から中継局1に送信されている信号 基地局6へ届くまでに大きく減衰している場 合、中継局4から基地局6に同一リソースを使 して中継することが可能であるが、非特許 献1に記載された方法では使用することがで きない。

 さらに、非特許文献1に記載された方法に おいては、中継局3が、中継局1からの信号を 信した時点で、移動局5からの信号の受信に 成功したとしても、中継局2からの受信を待 必要があるので、この点でもリソースの利 効率が悪い。

 本発明の目的は、送信元の無線通信装置 ら宛先の無線通信装置への多段中継におけ リソースの利用効率を向上させ、中継信号 遅延量を軽減するとともに、受信先の無線 信装置における受信品質を向上させること できる無線通信装置および無線通信システ を提供することである。

 本明細書において、送信元側を「上流」 宛先(送信先)側を「下流」と表現する。す わち、宛先から見て送信元を「上流」と呼 、送信元からみて宛先を「下流」と呼ぶ。

 本発明において、1ホップ上流の移動局( 信元の無線通信装置)または中継局(無線通信 装置)からの信号の受信に成功した中継局は 1ホップ下流からACKを受信した場合、1ホップ 下流の中継局が送信に使用するMCS(Modulation an d Coding Scheme)と同一のMCSを設定して信号を送 信する。一方、1ホップ上流の移動局または 継局からの信号の受信に成功した中継局は 1ホップ下流からNACKを受信した場合、自局が 送信に使用するMCSに設定して信号を送信する 。これにより、多段中継をする中継局が、同 一のMCSで協調中継できる。

 また、中継局は1ホップ上流の移動局また は中継局から信号を受信した場合、ACK/NACKは 信せずに、2ホップ上流の移動局または中継 局から信号を受信した場合、ACK/NACKを送信す 。これにより、送信元から1ホップ下流の中 継局がACK/NACKを送信しないことで、2ホップ下 流で受信OKとなったときに、1ホップ下流が再 送要求を送信元に送信することを防ぐ。

 また、1ホップ上流の移動局または中継局 からの信号の受信に失敗した中継局は、1ホ プ下流からNACKを受信した場合、1ホップ上流 へNACKを送信する。これにより、送信元から1 ップ下流の中継局も2ホップ下流の中継局も 受信に失敗した場合に、送信元が再送できる 。

 また、中継局は、2ホップ下流向けに中継 をするという制御情報を受信したときのみ、 上記ルールに従う。ルート全てで一斉に実施 しても良いし、ある部分のみ実施するように 指示してもよい。これにより、2ホップの距 が遠く届かない場合は、1ホップ送信にでき 。

 また、中継局は、2ホップ下流からNACKを 信した場合、1ホップ下流が送信に使用するM CSと同一のMCSを設定して信号を送信する。こ により、2ホップ下流からNACKを送信すると 1ホップ下流が再送すると予測し、1ホップ下 流との協調中継となるMCSに設定して送信する ので、2ホップ下流での受信品質を向上でき 。

 また、本発明の無線通信装置は、送信元 無線通信装置と宛先の無線通信装置との間 通信を多段中継する無線通信装置であって 信号を受信する受信部と、1ホップ上流の無 線通信装置から中継信号の受信に成功した場 合において、1ホップ下流の無線通信装置か ACKを受信したときは、1ホップ下流の無線通 装置が中継信号の送信に使用するMCSと同一 MCSを設定するMCS設定部と、前記MCS設定部で 定したMCSで中継信号を符号化および変調す 符号化変調部と、前記符号化変調部で符号 および変調した中継信号を送信する送信部 、を備える。

 上記構成によれば、多段中継において1ホ ップ下流の無線通信装置からACKを受信した場 合、自局と1ホップ下流の無線通信装置との 調中継となるので、受信先における受信品 を向上させることができる。また、多段中 におけるリソースの利用効率を向上させ、 継信号の遅延量を軽減することができる。

 また、本発明の無線通信装置は、前記MCS 定部が、1ホップ下流の無線通信装置からNAC Kを受信したときは、自局が中継信号の送信 使用するMCSに設定するものである。

 上記構成によれば、多段中継において1ホ ップ下流の無線通信装置からNACKを受信した 合に中継信号を再送するので、再送時に1ホ プ下流へ中継することができる。

 また、本発明の無線通信装置は、前記MCS 定部が、2ホップ下流の無線通信装置向けに 中継するための制御情報を受信した場合にの み、1ホップ下流の無線通信装置が中継信号 送信に使用するMCSと同一のMCSを設定するも である。

 上記構成によれば、制御情報に応じてMCS 設定するので、2ホップの距離が遠く届かな い場合は、1ホップ送信に変更できる。この 合、ルート全てで一斉に実施しても良いし ある部分のみ実施するように指示してもよ 。

 また、本発明の無線通信装置は、前記MCS 定部が、2ホップ下流の無線通信装置からNAC Kを受信した場合に、1ホップ下流の無線通信 置が送信に使用するMCSと同一のMCSを設定す ものである。

 上記構成によれば、2ホップ下流の無線通 信装置からNACKを受信した場合に、1ホップ下 の無線通信装置が送信に使用するMCSに設定 るので、自局と1ホップ下流の無線通信装置 との協調中継となり、2ホップ下流の無線通 装置における受信品質を向上できる。

 また、本発明の無線通信装置は、受信し 中継信号に誤りがあるか否か、および、1ホ ップ下流の無線通信装置から受信したACK/NACK 応じて、中継信号を送信するか否かを判定 る送信判定部を備え、前記送信判定部が、1 ホップ上流の無線通信装置から中継信号を受 信した場合に、ACK/NACKを送信せず、2ホップ上 流の無線通信装置から中継信号を受信した場 合に、ACK/NACKを送信すると判定するものであ 。

 上記構成によれば、2ホップ上流の無線通 信装置から中継信号を受信した場合に、1ホ プ上流の無線通信装置に再送要求を送信す ことを防ぐことができる。

 また、本発明の無線通信装置は、受信し 中継信号に誤りがあるか否か、および、1ホ ップ下流の無線通信装置から受信したACK/NACK 応じて、中継信号を送信するか否かを判定 る送信判定部を備え、前記送信判定部が、1 ホップ上流の無線通信装置からの中継信号の 受信に失敗した場合において、1ホップ下流 無線通信装置からNACKを受信した場合にとき 、1ホップ上流の無線通信装置へNACKを送信 ると判定するものである。

 上記構成によれば、1ホップ上流の無線通 信装置から中継信号の受信に失敗し、1ホッ 下流の無線通信装置からNACKを受信した場合 、1ホップ上流の無線通信装置へNACKを送信 るので、自局および1ホップ下流の無線通信 置がともに中継信号の受信に失敗した場合 、送信元に再送要求が可能である。

 また、本発明の無線通信装置は、送信元 無線通信装置と宛先の無線通信装置との間 通信を多段中継する無線通信装置であって 信号を受信する受信部と、2ホップ上流の無 線通信装置から中継信号の受信に成功した場 合において、1ホップ上流の無線通信装置か ACKを受信したときは、1ホップ上流の無線通 装置が中継信号の送信に使用するMCSと同一 MCSを設定するMCS設定部と、前記MCS設定部で 定したMCSで中継信号を符号化および変調す 符号化変調部と、前記符号化変調部で符号 および変調した中継信号を送信する送信部 、を備える。

 上記構成によれば、多段中継において1ホ ップ上流の無線通信装置からACKを受信した場 合、自局と1ホップ上流の無線通信装置との 調中継となるので、受信先における受信品 を向上させることができる。また、多段中 におけるリソースの利用効率を向上させ、 継信号の遅延量を軽減することができる。

 また、本発明の無線通信装置は、送信元 無線通信装置と宛先の無線通信装置との間 通信を多段中継する無線通信装置であって 信号を受信する受信部と、1ホップ上流の無 線通信装置から中継信号の受信に成功した場 合において、1ホップ下流の無線通信装置か SNR高を示す信号を受信したときは、前記中 信号が無線通信装置から送信されたときに 定されていたMCSと同一のMCSを設定するMCS設 部と、前記MCS設定部で設定したMCSで中継信 を符号化および変調する符号化変調部と、 記符号化変調部で符号化および変調した中 信号を送信する送信部と、を備える。

 上記構成によれば、1ホップ下流の無線通 信装置が受信に成功しなかった場合であって も、SNRが高い場合は、当該1ホップ下流の無 通信装置と自局との協調中継となるので、 信先における受信品質を向上させることが きる。

 また、本発明の無線通信装置は、前記MCS 定部が、1ホップ下流の無線通信装置からSNR 低を示す信号を受信したときは、自局が中継 信号の送信に使用するMCSに設定するものであ る。

 上記構成によれば、多段中継において1ホ ップ下流の無線通信装置かららSNR低を示す信 号を受信した場合に、中継信号を再送するの で、再送時に1ホップ下流へ中継することが きる。

 さらに、本発明の無線通信システムは、 信元無線通信装置と宛先無線通信装置との の通信を第一の無線通信装置および第二の 線通信装置が多段中継する無線通信システ であって、前記送信元無線通信装置が、前 第二の無線通信装置へ中継信号を送信する のであり、前記第一の無線通信装置が、前 送信元無線通信装置から前記第二の無線通 装置へ送信された中継信号の受信に成功し 場合において、前記第二の無線通信装置か ACKを受信したときは、前記第二の無線通信 置が中継信号の送信に使用するMCSと同一のM CSで前記宛先無線通信装置へ中継信号を送信 ることにより前記第二の無線通信装置と協 中継するものであり、前記第二の無線通信 置が、前記送信元無線通信装置から送信さ た中継信号の受信に成功した場合には、ACK 前記第一の無線通信装置へ送信した後、自 が中継信号の送信に使用するMCSで前記宛先 線通信装置へ中継信号を送信することによ 前記第一の無線通信装置と協調中継するも であり、前記宛先無線通信装置が、前記第 の無線通信装置および前記第二の無線通信 置から同一のMCSで協調中継された中継信号 受信するものである。

 上記構成によれば、多段中継において1ホ ップ下流の無線通信装置または宛先無線通信 装置からACKを受信した場合、1ホップ下流の 線通信装置または宛先無線通信装置と協調 継するので、受信先における受信品質を向 させることができる。また、多段中継にお るリソースの利用効率を向上させ、中継信 の遅延量を軽減することができる。

 本発明によれば、多段中継におけるリソ スの利用効率を向上させ、中継信号の遅延 を軽減することができる。また、多段中継 おいて、中継信号を送信する無線通信装置 、その1ホップ上流の無線通信装置とが同一 のMCSで協調中継することで、中継先での受信 品質を向上させることができる。

多段中継システムを説明するための図 多段中継システムにおける動作例を示 図 本発明の第1の実施形態にかかる無線通 信方法の動作例(パターン1)を示す図 本発明の第1の実施形態にかかる無線通 信方法の動作例(パターン2)を示す図 本発明の第1の実施形態にかかる無線通 信方法の動作例(パターン3)を示す図 本発明の第1の実施形態にかかる無線通 信方法の動作例(パターン4)を示す図 本発明の第1の実施形態にかかる中継局 装置の構成を示すブロック図 本発明の第1の実施形態にかかる送信判 定部の動作を示すフロー図 本発明の第1の実施形態にかかる移動局 装置の構成を示すブロック図 本発明の第1の実施形態にかかる送信 定部36とMCS決定部37の動作を示すフロー図 本発明の第2の実施形態にかかる無線 信方法の動作例を示す図 本発明の第2の実施形態にかかる送信 定部の動作を示すフロー図 本発明の第2の実施形態にかかる移動 の構成を示すブロック図 本発明の第2の実施形態にかかる移動 の送信判定部36とMCS決定部37の動作を示すフ ー図 本発明の実施形態において送信先、再 送用送信先を指定して中継する例を示す図 本発明の第3の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン1)を示す図 本発明の第3の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン2)を示す図 本発明の第3の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン3)を示す図 本発明の第3の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン4)を示す図 本発明の第3の実施形態にかかる送信 定部の動作を示すフロー図 本発明の第4の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン1)を示す図 本発明の第4の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン2)を示す図 本発明の第4の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン3)を示す図 本発明の第4の実施形態にかかる中継 装置の構成を示すブロック図 本発明の第4の実施形態にかかる送信 定部、SNR判定部およびSNR信号生成部の動作 示すフロー図 本発明の第5の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン1)を示す図 本発明の第5の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン2)を示す図 本発明の第5の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン3)を示す図 本発明の第5の実施形態にかかる無線 信方法の動作例(パターン4)を示す図 本発明の第5の実施形態にかかる中継 装置の構成を示すブロック図 本発明の第5の実施形態にかかる送信 定部の動作を示すフロー図

 まず、本発明の各実施の形態の前提とな 、送信元の無線通信装置から宛先の無線通 装置との間の多段中継を行う多段中継通信 ステムについて説明する。この場合の動作 を図2に示す。本例では、移動局が送信元で あり、最終宛先は基地局である。また、移動 局と基地局との間には、中継局1、中継局2、 継局3が配置されている。配置の順は、移動 局、中継局1、中継局2、中継局3、基地局であ る。

 まず、送信元の移動局は、2ホップ下流の 中継局2へ中継信号を送信する(T201)。このと 1ホップ下流の中継局1も中継信号を受信する (T201)。中継局2では、受信に成功した場合はAC Kを、失敗した場合はNACKを、1ホップ上流の中 継局1へ送信する(T202)。本例では受信に失敗 たので、中継局2は中継局1へNACKを送信する(T 202)。

 中継局1は、中継局2からNACKを受信した場 は中継信号を送信する(T203)。最終宛先は基 局なので、中継局1は2ホップ下流の中継局3 中継信号を送信する(T203)。このとき、中継 2も中継信号を受信しておく(T203)。

 次に、中継局3でも同様に、中継信号の受 信に成功した場合はACKを、失敗した場合はNAC Kを、1ホップ上流の中継局2へ送信する(T204)。 本例では中継局3は受信に成功したので、ACK 中継局2へ送信する(T204)。

 中継局3は、受信に成功したので、最終宛 先である基地局へ中継信号を送信する(T205)。 基地局は、受信に成功した場合はACKを、失敗 した場合はNACKを、1ホップ上流の中継局3へ送 信する(T206)。本例では基地局は受信に成功し たので、中継局3にACKを送信し(T206)、通信を 了する。

 このようにすると、中継信号の受信に成 した場合、2ホップ下流に中継できるので、 1ホップずつ多段中継をする場合と比較して 遅延量を軽減することができる。また、1ホ プ下流の中継局が受信に成功していれば、 送時には1ホップ上流の中継局から再送でき るので、再送がおこっても1ホップ分下流に 継信号を進めることができる。したがって 遅延量を軽減できるという利点がある。

 なお、本発明の各実施の形態では、各中 局は、ルーティング情報を保持しており、 なくとも2ホップ下流の中継局の情報を保持 しているものとする。また、中継局が2ホッ 下流に送信するときに使用するMCSは、1ホッ 下流の中継局へ通知されているものとする ルーティング情報とMCSは、定期的に通知し もよいし、変更があったときのみ通知して よい。

(実施の形態1)
 本実施の形態では、図2を参照して説明した 上記多段中継システムにおいて、中継信号を 送信する中継局と、その1ホップ上流の中継 が同一のMCSで協調中継する。これにより、 述した通り、中継信号の受信に成功した場 2ホップずつ多段中継できるので、遅延量を 減することができるという効果に加え、1ホ ップ上流の中継局と協調中継することで、ダ イバーシチ効果を得ることができ、受信品質 を向上させることができる。なお、協調中継 は、協同中継と称されることもある。

 具体的には、本実施の形態では、送信元 送信した信号の受信に、1ホップ下流の中継 局が成功したか否か、2ホップ下流の中継局 成功したか否かによって、中継方法を変更 る。移動局から中継局への中継方法を4つの ターンに分類したものを、下記表1に示す。 それぞれのパターンについて、図2と同様の 作図を使用して説明する。

 (パターン1)
 図3は動作例(パターン1)を示す。パターン1 、移動局が送信した信号の受信に、中継局1 中継局2ともに成功した(T301)場合である。中 継局2は信号の受信に成功したので、1ホップ 流の中継局1にACKを送信する(T302)。中継局1 、中継局2からACKを受信する(T302)ことにより 中継局2が信号を中継可能と判断する。

 そこで、中継局1は、中継局2が2ホップ下 の基地局への中継用に使用するMCSおよび送 タイミングと同一のMCSおよび送信タイミン で、中継信号を送信する(T303)。また、中継 3も中継局2からのACKを受信する(T302)。基地 は、中継局1からの信号と中継局2からの信号 を同時に受信する(T303)ので、送信ダイバーシ チ効果を得られる。

 中継局3は、中継局2からのACKを受信した 合(T302)、次に中継局2が送信する中継信号は 地局宛であると判断し、中継局2が送信する 中継信号を受信する(T303)が、ACK/NACKは送信し い。基地局で受信に成功した場合(T303:OK)、 地局は1ホップ上流の中継局3へACKを送信す (T304)。中継局3は、最終宛先である基地局か ACKを受信した場合は中継信号を送信しない

 このように、パターン1では、中継局1と 継局2の送信ダイバーシチ効果により、中継 3と基地局での受信品質を向上させることが できる。

(パターン2)
 図4は動作例(パターン2)を示す。パターン2 、移動局が送信した信号の受信に、中継局1 は成功し、中継局2では失敗した(T401)場合で ある。中継局2は受信に失敗したので、1ホッ 上流の中継局1にNACKを送信する(T402)。中継 1は、中継局2からNACKを受信する(T402)ことに り、中継局2が信号を中継不可能と判断する

 そこで、中継局1は、中継局1から中継局3 に設定したMCSで信号を送信する(T403)。また 中継局3も中継局2が送信したNACKを受信して り(T402)、中継局1が中継局3にむけて中継信 を送信すると予測する。

 中継局3は、中継局1が送信した信号を受 し(T403)、受信に成功した場合は1ホップ上流 中継局2にACKを送信する(T404)。中継局2は、AC Kを受信した場合(T404)、パターン1の中継局1の 動作と同様に、1ホップ下流の中継局3が送信 使用するMCSと送信タイミングで、中継信号 送信する(T405)。基地局は、中継局2と中継局 3から信号を受信し(T405)、ダイバーシチ効果 得る。

 このように、パターン2では、中継局2で 信に失敗した信号を、移動局にかわって中 局1が中継局3向けに中継するので、再送時に 1ホップ下流へ中継することができる。

 (パターン3)
 図5は動作例(パターン3)を示す。パターン3 移動局が送信した信号の受信に、中継局1で 失敗し、中継局2では成功した(T501)場合であ る。中継局2は受信に成功したので、1ホップ 流の中継局1にACKを送信する(T502)。中継局1 、ACKを受信する(T502)ことにより、中継局2が 継信号を送信すると判断して、自局は受信 失敗していても、移動局にNACKを送信しない 。

 中継局2は、中継信号を基地局むけのMCSに 設定して送信する(T503)。このとき、中継局3 中継局2が送信した中継信号を受信しておく( T503)。基地局は、中継局2が送信した信号の受 信に成功した場合(T503:OK)、1ホップ上流の中 局3へACKを送信する(T504)。

 このようにパターン3では、中継局1が受 に失敗した場合であっても、中継局2が受信 成功しているので、基地局宛に中継信号を 信することができる。中継局1が受信に失敗 した場合であっても再送要求(NACK)を送信しな いので、移動局は中継信号を再送する必要が ない。

 (パターン4)
 図6は動作例(パターン4)を示す。パターン4 移動局が送信した信号の受信に、中継局1、 継局2ともに失敗した(T601)場合である。中継 局2は、受信に失敗したので1ホップ上流の中 局1にNACKを送信する(T602)。中継局1は、中継 1も中継局2も受信に失敗したので、移動局 NACKを送信する(T603)。

 移動局は、中継局1からNACKを受信する(T603 )と、中継信号を再送する(T604)。このとき、 動局は、移動局が中継局2に向けて使用するM CSに設定して中継する(T604)。中継局3は、中継 局2からのNACKを受信した(T602)ことから、中継 1からの中継信号の再送を予測する。

 しかしながら中継局1でも受信に失敗して いるので、中継局3は、中継局1からの信号で なく移動局からの信号を受信する(T604)。中 局3は、移動局からの信号を受信した場合は 、3ホップ上流からの信号と判断して、バッ ァに保存するが、ACK/NACKは送信しない。

 中継局2は、中継信号の受信に成功した場 合は(T604:OK)中継局1へACKを送信する(T605)。パ ーン1と同様に、中継局1と中継局2は、中継 2から基地局用のMCSおよび送信タイミングと 一のMCSおよび送信タイミングで、基地局へ 継信号を送信する(T606)。基地局は、受信に 功した場合は(T606:OK)中継局3にACKを送信する (T607)。

 [中継局ブロック図]
 図7は本実施の形態に係る中継局装置の構成 を示すブロック図である。無線受信部23は、 動局または中継局からの信号をアンテナ24 介して受信し、ダウンコンバート等の無線 理を施し、信号分離部22へ出力する。

 信号分離部22は、無線受信部23から出力さ れた信号を、中継信号と、ACK/NACKの信号とに 離する。中継信号は、復調部21へ出力され 。ACK/NACKは、送信判定部16へ出力される。復 部21は、中継信号を復調して誤り訂正復号 20へ出力する。

 誤り訂正復号部20は、中継信号を誤り訂 復号して誤り判定部18とバッファ11へ出力す 。誤り判定部18は、中継信号に誤りがある 否かをCRC(Cyclic Redundancy Check)で判定する。 定結果は、送信判定部16とACK/NACK生成部19へ 力される。

 送信判定部16は、中継信号に誤りがある 否か(誤り判定部18からの出力)と、1ホップ下 流から受信したACK/NACK(信号分離部22からの出 )より、中継信号を送信するか否かと、ACK/NA CKを送信するか否かとを判定する。また、送 判定部16内にあるMCS決定部17は、中継信号の MCSを決定する。送信判定部16の動作の詳細に いては、別途、フロー図を使用して説明す 。送信判定部16で生成された送信指示は、 ッファ11とACK/NACK生成部19へ出力される。ま MCS決定部17で決定されたMCSは、誤り訂正符号 化部12と変調部13へ出力される。

 ACK/NACK生成部19は、誤り判定部18からの出 に基づいて、中継信号に誤りがなければACK 誤りがあればNACKを生成する。また、ACK/NACK 成部19は、送信判定部16から送信の指示があ れば変調部13へACK/NACKを出力する。バッファ11 は、信号をバッファし、送信判定部16から指 された場合に、中継信号を誤り訂正符号化 12へ出力する。

 誤り訂正符号化部12は、中継信号を、MCS 定部17から指示された符号化率で誤り訂正符 号化し、変調部13へ出力する。変調部13は、 継信号をMCS決定部17から指示された変調多値 数で変調し、無線送信部14へ出力する。無線 信部14は、変調後の信号に対してアップコ バート等の無線処理を施して、アンテナ15か ら中継送信する。

 図8は、中継局装置内の送信判定部16の動 のフロー図(実施の形態1)を示す。[Step1]にお いて、送信判定部16は、送信元のアドレス、 信タイミングまたは周波数に基づいて、送 元端末が何ホップ上流にあるかを判断し、 ータを送信した端末(中継局、移動局)が、 局から3ホップ以上上流であればStep1へ戻り 2ホップ上流であればStep2へ移り、1ホップ上 であればStep5へ移る。

 [Step2]において、送信判定部16は、誤り判 部18からの出力に基づいて、データの受信 成功した場合はStep4へ、失敗した場合はStep3 移る。[Step3]において、送信判定部16は、NACK を送信し、Step1へ戻る。[Step4]において、送信 判定部16は、ACKを送信しStep7へ移る。一方、[S tep5]において、データの受信に成功した場合 Step6へ、失敗した場合はStep11へ移る。

 次に、[Step6]において、送信判定部16は、1 ホップ下流の中継局または基地局からACKを受 信した場合はStep9へ、NACKを受信した場合はSte p7へ移る。[Step7]において、送信判定部16は、 局用のMCSで中継データを送信すると判定す 。このとき、送信判定部16内のMCS決定部17は 、1ホップ下流が基地局(宛先)である場合は、 基地局宛のMCSで、1ホップ下流が基地局(宛先) でない場合は、2ホップ下流の中継局または 地局向けのMCSに設定し、Step8へ移る。

 次に、[Step8]において、送信判定部16は、1 ホップ下流からNACKを受信した場合はStep7へ移 り、NACKを受信しなかった場合は終了する。 た、[Step9]において、送信判定部16は、1ホッ 下流が基地局(宛先)である場合は終了し、1 ップ下流が宛先ではない中継局である場合 Step10へ移る。

 次に、[Step10]において、送信判定部16は、 1ホップ下流の中継局が、中継信号の送付に 用するMCSと同一のMCSで中継信号を送信する う判定し終了する。[Step11]において、送信判 定部16は、1ホップ下流からACKを受信した場合 は終了し、NACKを受信した場合はStep12へ移る [Step12]において、送信判定部16は、1ホップ上 流へNACKを送信するよう判定しStep5へ移る。

 図9は本実施の形態に係る移動局装置の構 成を示すブロック図である。図7の中継局の ロック図と同一の部分については説明を省 する。シーケンス図(図3~図6)では移動局が送 信元、基地局が宛先である場合の例を示した が、ブロック図については、移動局が送信元 にも宛先にもなるように構成する。

 送信判定部36は、信号分離部42からNACKが 力されると、バッファ31に送信するよう出力 (送信を指示)する。MCS決定部37は、2ホップ下 の中継局または基地局に向けてMCSを設定し 誤り訂正符号化部32と変調部33へ出力する。 ACK/NACK生成部39は、誤り判定部38からの入力が 受信成功であればACK、受信失敗であればNACK 変調部33へ出力する。

 送信判定部36とMCS決定部37の動作を、図10 フロー図に示す。[Step21]において、送信判 部36は、自局が送信元であるか宛先であるか 判定する。すなわち送信判定部36は、は、ス ジューリングで、送信リソースが割当てら ていれば送信元、受信リソースが割当てら ていれば宛先であると判定する。自局が送 元であればStep25、宛先であればStep22へ移る [Step22]において、送信判定部36は、誤り判定 部38からの出力に基づいて、データの受信に 功すればStep23へ、データの受信に失敗すれ Step24へ移る。なお、移動局装置は、送信元 よび宛先として同時に動作することも可能 ある。

 次に、[Step23]において、送信判定部36は、 ACKを送信するようACK/NACK生成部39に指示し、 了する。[Step24]において、送信判定部36は、N ACKを送信するようACK/NACK生成部39に指示し、St ep22へ移る。[Step25]において、MCS決定部37は、 動局が2ホップ下流の中継局または基地局へ 送信するMCSに設定し、送信判定部36は、中継 号を送信するようバッファ31に指示し、Step2 6へ移る。[Step26]において、送信判定部36は、1 ホップ下流からNACKを受信するとStep25へ移り NACKを受信しなければ終了する。

 このように、本実施の形態によれば、多 中継において、中継信号を送信する中継局 、その1ホップ上流の中継局とが同一のMCSで 協調中継することで、中継先での受信品質を 向上させることができる。

 また、中継局は2ホップ下流の中継局に送 信するので、2ホップ下流の中継局で受信に 功した場合は、2ホップ下流の中継局が信号 さらに2ホップ下流の中継局に中継できるの で、遅延量を軽減することができる。

 中継局で受信に失敗した場合は、1ホップ 上流に再送要求を送信し、再送要求を受信し た中継局は、2ホップ下流の中継局へ中継信 を送信するので、再送時にも1ホップ下流へ 継信号を進めることができる。

 なお、中継局が1ホップ上流の中継局へACK を送信する際に、MCSを指定しても良い。なお 、着目している中継局(中継局1)の1ホップ下 の中継局(中継局2)は、2ホップ下流の中継局( 中継局3)からNACKがあった場合に、自局(中継 2)も受信に失敗していたときはNACKを送信し いたが、成功していたときはACKを送信して 良い。

 なお、基地局または中継局または移動局 ら送信される制御情報により指定された場 のみ、上記実施の形態を実施してもよい。 た、制御情報により指定された区間のみ上 実施例を実施しても良い。

 なお、上記実施の形態のパターン4におい て、中継局3は、中継局2からNACKを受信した後 に中継信号を受信し、その中継信号が3ホッ 上流からの信号であると判断した場合は、 信信号をバッファに保存するのみで、次の 継を行わなかったが、中継局3で受信に成功 た場合、中継局2が送信する中継信号のMCSと 同一のMCSで中継信号を送信してもよい。

 (実施の形態2)
 本実施の形態では、ACK/NACK信号を2ホップ上 まで受信できる点が実施の形態1と異なる。 2ホップ間の回線品質が高い場合、2ホップ下 の中継局から送信されたACK/NACKを2ホップ上 の移動局または中継局で受信することが可 となる。移動局または中継局は2ホップ下流 からACKを受信した場合は中継信号の送信を終 了し、NACKを受信した場合は中継信号を送信 る。このとき、中継信号のMCSは1ホップ下流 設定したMCSと同一のMCSに設定する。

 このようにすると、送信元の中継局は、2 ホップ下流からNACKを受信した際に、1ホップ 流で信号が受信できたか否か判断せずに、 継信号を再送することができる。したがっ 、1ホップ下流が受信に失敗している場合、 実施の形態1では、中継局1からNACKを受信する まで再送できなかったのに比べ、本実施の形 態では即座に再送できるので、再送にかかる 遅延量を軽減することができる。また、1ホ プ下流が受信に成功している場合は、1ホッ 下流と同一のMCSで協調中継を実施できるの 、再送信号の受信品質を向上させることが きる。

 本実施の形態の動作を説明するために、 11に動作例を示す。実施の形態1と同様に、 動局が送信元、基地局が宛先であり、その に中継局1、中継局2、中継局3が存在してい 。配列は移動局、中継局1、中継局2、中継 3、基地局の順である。

 まず、移動局は、中継局2に向けて中継信 号を送信する(T1101)。ここで、実施の形態1と 様に中継局1も移動局からの信号を受信する (T1101)。中継局2では、中継信号の受信に失敗 たので、NACKを中継局1と移動局へ送信する(T 1102)。

 中継局1では、中継信号の受信に失敗して おり(T1101:NG)、さらに中継局2からNACKを受信し た(T1102)ので、移動局からの再送信号を受信 る準備をする。移動局は、2ホップ下流の中 局2からNACKを受信した(T1102)ので、1ホップ下 流の中継局1との協調中継となると予測し、 継局1が使用するMCSと同一のMCSで中継信号を 送する(T1103)。

 移動局から再送された中継信号を、中継 1と中継局2が受信する(T1103)。中継局2では、 中継信号の受信に失敗した(T1103:NG)ので、NACK 中継局1と移動局へ送信する(T1104)。中継局1 は中継信号の受信に成功した(T1103:OK)ので、 中継局1が設定したMCSで、中継信号を中継局3 けに送信する(T1105)。

 移動局は前回同様に2ホップ下流の中継局 2からNACKを受信した(T1104)ので、1ホップ下流 中継局1との協調中継となると予測し、中継 1が使用するMCSと同一のMCSで中継信号を再送 する(T1105)。

 移動局と中継局1から送信された中継信号 を、中継局2と中継局3が受信する(T1105)。中継 局3で受信に成功した場合(T1105:OK)、中継局3は 、ACKを中継局2と中継局1向けに送信する(T1106) 。中継局3は、ACKを送信した後、中継信号を 地局へ送信する(T1107)。

 中継局2は、中継局3からACKを受信した場 (T1106)、中継局3が基地局向けに送信するとき に使用するMCSと同一のMCSで中継信号を送信す る(T1107)。中継局1は、2ホップ下流の中継局3 らACKを受信した(T1106)ので中継を終了する。

 中継局装置の構成を示すブロック図は、 7と同様であるが、送信判定部の動作が異な るので、本実施の形態の送信判定部の動作を 示すフロー図を図12に示す。実施の形態1のフ ロー図(図8)と同様の部分は説明を省略する。 なお、本実施の形態のフロー図は、実施の形 態1(図8)のStep12を削除し、Step8を変更し、Step7 Step11の接続を変更したものである。

 [Step7]において、送信判定部16は、自局用 MCSで中継データを送信するようバッファ11 指示する。このとき、MCS判定部17は、1ホッ 下流が基地局(宛先)であれば基地局宛のMCSで 、1ホップ下流が基地局(宛先)でなければ、2 ップ下流の中継局または基地局向けのMCSに 定し、Step13へ移る。

 次に、[Step8]において、1ホップ下流からNA CKを受信した場合はStep7へ移り、ACKを受信し 場合は終了する。[Step11]において、1ホップ 流からACKを受信した場合は終了し、NACKを受 した場合はStep12へ移る。

 次に、[Step13]において、1ホップ下流が基 局(宛先)であればStep8へ移り、宛先でなけれ ばStep14へ移る。[Step14]において、2ホップ下流 から ACKを受信した場合は中継を終了し、NACK を受信した場合はStep15へ移る。[Step15]におい 、1ホップ下流の中継局が送信に使用するMCS と同一のMCSで、中継信号を送信し、Step14へ移 る。

 移動局の構成を示すブロック図を図13に す。図9と同様のブロックについては説明を 略する。図9と異なる部分は、送信判定部36 、MCS決定部37の動作である。送信判定部36で は、2ホップ下流の中継局が送信したACK/NACK情 報から、ACKであれば信号の送信を終了し、NAC Kであれば、MCS決定部37にNACKを出力する。

 MCS決定部37は、送信信号の初回送信では 自局が2ホップ下流向けに送信するMCSに決定 、送信判定部36からNACKの入力がある場合に 、1ホップ下流の中継局が使用するMCSに決定 する。決定したMCSは、誤り訂正符号化部32と 変調部33へ出力される。

 本実施の形態の移動局の送信判定部36とMC S決定部37の動作を示すフロー図を図14に示す 実施の形態1のフロー図(図10)と同様の部分 説明を省略する。なお、本実施の形態のブ ー図は、実施の形態1のStep26を削除し、Step25 接続を変更したものである。

 [Step25]において、MCS決定部37は、送信信号 の初回の送信は、2ホップ下流の中継局また 基地局へ送信するMCSに設定して送信し、Step2 7へ移る。[Step27]において、2ホップ下流の中 局からACKを受信すると信号の送信を終了し NACKを受信するとStep28へ移る。[Step28]におい 、1ホップ下流の中継局が送信に使用するMCS 同一のMCSに設定して再送信号を送信し、Step 27へ移る。

 このように本実施の形態では、2ホップ下 流からNACKを受信した場合は、1ホップ下流か のACK/NACKを受信せずに再送信号を中継でき ので、1ホップ下流も2ホップ下流も受信に失 敗した場合の再送要求の送信にかかる遅延量 を軽減できる。また、1ホップ下流が受信に 功した場合は協調中継になるように同一のMC Sに設定することで、受信品質を向上させる とができる。

 なお、2ホップ下流の中継局との回線品質 が低い場合は実施の形態1、高い場合は実施 形態2の中継方法を使用するように切り替え もよい。切り替える場合、どちらを使用す かという情報を2ホップ下流の中継局と共有 する。

 なお、データの種類やQoS(Quality of Service) によって、上記実施の形態を実施するか判断 しても良い。例えば、VoIP(Voice over Internet Pr otocol)は実施の形態2の中継方法で通信し、デ タは1ホップずつ通信(実施の形態1)するよう にしてもよい。また、QoSの高いものは本実施 の形態の中継方法で通信し、QoSの低いものは 1ホップずつ通信してもよい。

 なお、上記各実施の形態における2ホップ 下流の中継局の役割を送信先、1ホップ下流 役割を再送用送信先として、送信先と再送 送信先を、中継信号を送信する移動局また 中継局が指定できるようにしても良い。こ とき、データ送信時に、宛先、送信先、再 用送信先情報を一緒に送信する。

 送信先、再送用送信先を指定して中継す 例を図15に示す。移動局は送信先に3ホップ 流の中継局3、再送用送信先に2ホップ下流 中継局2を指定し、宛先を基地局として送信 る。中継局3は、送信先に指定されたので、 中継信号を正しく受信出来たか否か判断し、 再送用送信局に指定された中継局2へACK/NACKを 送信する。

 再送用送信先に指定された中継局2は、送 信先に指定された中継局からACKを受信した場 合は、送信先の中継局が次に中継信号を送信 する際に使用するMCSで中継信号を送信する。 一方、再送用送信先に指定された中継局2は 送信先に指定された中継局からNACKを受信し 場合は、宛先、送信先、再送用送信先情報 自局用に変更して、自局の送信先に向けたM CSに設定して中継信号を送信する。本例では 送信先の中継局3からNACKが送信されたので 再送用送信局の中継局2は、送信先を基地局 再送用送信先を中継局4として、中継信号を 送信する。

(実施の形態3)
 本実施の形態では、実施の形態1と同様に協 調中継をおこなうが、協調中継する際のMCS設 定方法が異なる。実施の形態1では、下流の 継局にあわせてMCSを決定していたが、本実 の形態では、上流の中継局にあわせてMCSを 定する。また、ACK/NACK信号を受信できる範囲 は、実施の形態2と同様に2ホップとする。

 具体的には、本実施の形態では、送信元 送信した信号の受信に、1ホップ下流の中継 局が成功したか否か、2ホップ下流の中継局 成功したか否かによって、中継方法を変更 る。移動局から中継局への中継方法を4つの ターンに分類したものを、下記表2に示す。 それぞれのパターンについて、動作図を使用 して説明する。

 本実施の形態は、ACK/NACK信号を2ホップ上 まで受信できる点が実施の形態1と異なる。 2ホップ間の回線品質が高い場合、中継局か 送信されたACK/NACKを2ホップ上流の移動局ま は中継局で受信することが可能となる。移 局または中継局は、2ホップ下流からACKを受 した場合は中継信号の送信を終了し、NACKを 受信した場合は中継信号を送信する。このと き、中継信号のMCSは1ホップ下流で設定したMC Sと同一のMCSに設定する。

 (パターン1)
 図16は動作例(パターン1)を示す。パターン1 、移動局が送信した信号の受信に、中継局1 、中継局2ともに成功した(T1601)場合である。 継局1は信号の受信に成功したので、1ホッ 下流の中継局2、2ホップ下流の中継局3、1ホ プ上流の移動局へACKを送信する(T1602)。中継 局2は、中継局1からACKを受信する(T1602)ことに より、中継局1が信号を中継可能と判断する

 そこで、中継局2は、中継局1が3ホップ下 の基地局への中継用に使用するMCSおよび送 タイミングと同一のMCSおよび送信タイミン で、中継信号を送信する(T1603)。また、中継 局3も中継局1からのACKを受信する(T1602)。基地 局は、中継局1からの信号と中継局2からの信 を同時に受信する(T1603)ので、送信ダイバー シチ効果を得られる。

 中継局3は、中継局1から送信されたACKを受 した場合(T1602)、中継局1の中継信号を受信す る(T1603)。しかしながら、中継局3は基地局に 接する中継局なので、基地局からACK/NACKの 信があるかどうかを判定してから、ACKまた NACKを送信する。
 基地局が受信に成功した場合(T1603:OK)、基地 局は1ホップ上流の中継局3と2ホップ上流の中 継局2へACKを送信する(T1604)。

 このように、パターン1では、中継局1と 継局2の送信ダイバーシチ効果により、中継 3と基地局での受信品質を向上させることが できる。

(パターン2)
 図17は動作例(パターン2)を示す。パターン2 、移動局が送信した信号の受信に、中継局1 では成功し、中継局2では失敗した(T1701)場合 ある。中継局1はパターン1と同様に受信に 功したので、1ホップ下流の中継局2、2ホッ 下流の中継局3、1ホップ上流の移動局にACKを 送信する(T1702)。中継局2は受信に失敗したの 、協調中継に参加しない。

 中継局1は、中継局1から中継局3用に設定 たMCSで信号を送信する(T1703)。中継局2は中 局1が中継した信号を受信し(T1703)、受信に成 功した場合は1ホップ下流の中継局3、2ホップ 下流の基地局、1ホップ上流の中継局1、2ホッ プ上流の移動局にACKを送信する(T1704)。

 中継局3は、ACKを受信した場合(T1704)、パ ーン1の中継局2の動作と同様に、1ホップ上 の中継局2が送信に使用するMCSと送信タイミ グで、中継信号を送信する(T1705)。基地局は 、中継局2と中継局3から信号を受信し(T1705)、 ダイバーシチ効果を得る。

 このように、パターン2では、中継局2で 信に失敗した信号を、移動局にかわって中 局1が中継局3向けに中継するので、再送時に 1ホップ下流へ中継することができる。

 (パターン3)
 図18は動作例(パターン3)を示す。パターン3 移動局が送信した信号の受信に、中継局1で は失敗し、中継局2では成功した(T1801)場合で る。中継局1は受信に失敗したので、1ホッ 下流の中継局2、2ホップ下流の中継局3、1ホ プ上流の移動局にNACKを送信する(T1802)。中 局2は、NACKを受信する(T1802)ことにより、中 局1が中継信号を送信しないと判断する。

 中継局2は、中継信号を基地局むけのMCSに 設定して送信する(T1803)。このとき、中継局3 中継局2が送信した中継信号を受信しておく (T1803)。基地局は、中継局2が送信した信号の 信に成功した場合(T1803:OK)、1ホップ上流の 継局3、2ホップ上流の中継局2へACKを送信す (T1804)。

 このようにパターン3では、中継局1が受 に失敗した場合であっても、中継局2が受信 成功しているので、基地局宛に中継信号を 信することができる。また、中継局1が受信 に失敗した場合であっても再送要求(NACK)を送 信しないので、移動局は中継信号を再送する 必要がない。

 (パターン4)
 図19は動作例(パターン4)を示す。パターン4 移動局が送信した信号の受信に、中継局1、 中継局2ともに失敗した(T1901)場合である。中 局1は、受信に失敗したので1ホップ下流の 継局2、2ホップ下流の中継局3、1ホップ上流 移動局にNACKを送信する(T1902)。中継局2は、 継局1も中継局2も受信に失敗したので、1ホ プ上流の中継局1、2ホップ上流の移動局、1 ップ下流の中継局3、2ホップ下流の基地局 NACKを送信する(T1903)。

 移動局は、中継局2からNACKを受信した場合(T 1903)、中継信号を再送する(T1904)。このとき、 移動局は、移動局が中継局2に向けて使用す MCSに設定して中継する(T1904)。中継局3は、中 継局1と中継局2からのNACKを受信した(T1902)こ から、移動局による中継信号の再送を予測 る。
 中継局1と中継局2は、移動局からの再送信 を受信する(T1904)。この後の動作は、中継局1 と中継局2で受信に成功したかどうかにより パターン1から4の動作となる。なお、図19に 、パターン1の場合の例を示す(T1905~T1907)。

 中継局装置の構成を示すブロック図は、 7と同様であるが、送信判定部の動作が異な るので、本実施の形態の送信判定部の動作を 示すフロー図を図20に示す。実施の形態1のフ ロー図(図8)と同様の部分は説明を省略する。

 [Step1]において、送信判定部16は、送信元 アドレス、送信タイミングまたは周波数に づいて、送信元端末が何ホップ上流にある を判断し、データを送信した端末(中継局、 移動局)が、自局から3ホップ以上上流であれ Step1へ戻り、1ホップ上流であればStep2へ移 、2ホップ上流であればStep5へ移る。

 [Step6]において、送信判定部16は、1ホップ上 流の中継局または基地局からACKを受信した場 合はStep10へ、NACKを受信した場合はStep7へ移る 。
 [Step8]において、送信判定部16は、2ホップ下 流からNACKを受信した場合はStep7へ移り、NACK 受信しなかった場合は終了する。
 [Step10]において、送信判定部16は、1ホップ 流の中継局が、中継信号の送信に使用するMC Sと同一のMCSで中継信号を送信するよう判定 、終了する。

 [Step11]において、送信判定部16は、1ホップ 流からACKを受信した場合は終了し、NACKを受 した場合はStep12へ移る。
 [Step12]において、送信判定部16は、1ホップ 流、2ホップ上流へNACKを送信するよう判定し Step5へ移る。

 このように、本実施の形態では上流の中 局にあわせたMCSにあわせて協調中継をする とができる。

(実施の形態4)
 本実施の形態では、下流の中継局2において 、移動局からの信号を誤りなく受信できた場 合、中継局2が自局のMCSに設定して単独で中 し、中継局2において、受信した信号に誤り ある場合、中継信号のSNR(Signal to Noise ratio )を上流の中継局1へ通知する。そして、中継 2におけるSNRが高い場合は、中継局1および 継局2は、移動局から受信した信号のMCSと同 のMCSで協調中継をする。一方、中継局2にお けるSNRが低い場合は、中継局1が単独で中継 る。

 このように本実施の形態では、下流の中 局において、中継信号に誤りがある場合で 、中継信号のSNRが高ければ、下流の中継局 協調中継に参加できるので、ダイバーシチ 果を得ることができる。

 移動局から中継局1では受信に成功した場 合(OK)における、中継局への中継方法を3つの ターンに分類したものを、下記表3に示す。 それぞれのパターンについて、動作図を使用 して説明する。

 (パターン1)
 図21は動作例(パターン1)を示す。パターン1 、移動局が送信した信号の受信に、中継局1 、中継局2ともに成功した(T2101)場合である。 継局2は中継局2から2ホップ先の基地向けのM CSに設定して、中継信号を送信する(T2102)。中 継局1は、移動局が送信した中継信号を受信 ることにより、中継局が受信に成功したと 定して、中継を中止する。

 (パターン2)
 図22は動作例(パターン2)を示す。パターン2 、中継局1は受信に成功し、中継局2は失敗 た(T2201)場合である。中継局2では、誤り判定 (CRC)をした結果NGとなり、中継信号は誤りを む信号であると判定する。誤りがあると判 した場合、中継局2は、中継信号の受信SNRを らかじめ定められたしきい値と比較し、SNR 高いか低いかを判定する。本パターンではS NRが高いので、中継局2は、SNRが高いことを中 継局1へ通知する(T2202)。

 中継局1は、中継局2のSNRが高いことを通 する信号を受信した(T2202)場合、移動局から 信した中継信号のMCSと同一のMCSを使用して 中継信号を基地局へ送信する(T2203)。中継局 2は、受信した中継信号の誤りを含むまま、 信したときと同一のMCSを使用して中継信号 送信する(T2203)。

 (パターン3)
 図23は動作例(パターン3)を示す。パターン3 、パターン2と同様に中継局1は受信に成功 、中継局2は失敗した(T2301)場合である。本パ ターンでは中継局2で受信した中継局のSNRが い場合を示す。中継局2は中継局1へ、中継信 号のSNRが低いことを通知する(T2302)。

 中継局1は、中継局2のSNRが低いことを通 する信号を受信した場合(T2302)、中継局1が2 ップ先の中継局3へ送信するときのMCSを使用 て、中継信号を送信する(T2303)。そして、中 継局3は基地局へ中継信号を送信する(T2304)。

 [中継局ブロック図]
 図24は本実施の形態に係る中継局装置の構 を示すブロック図である。図24に示す中継局 装置は、図7に示した、実施の形態1の中継局 置に、SNR判定部25とSNR信号生成部26とを加え たものであり、送信判定部16の動作が異なる のである。以下、実施の形態1と異なる部分 についてのみ説明する。

 本実施の形態の送信判定部16は、中継信 、ACK/NACK、SNR信号を送信するか否かを判定し 、それぞれバッファ11、ACK/NACK生成部19、SNR信 号生成部26へ指示する。信号分離部2は、無線 受信部23から出力された信号を、中継信号、A CK/NACKの信号、SNR高/低を示す信号とに分離す 。受信信号は、復調部21およびSNR判定部25へ 出力される。SNR高/低を示す信号は、送信判 部16へ出力される。

 SNR判定部25は、信号分離部22で分離された 中継信号のSNRを測定し、あらかじめ定められ たしきい値と比較し、しきい値以上であるか どうかを判定する。SNR判定部25は、判定結果 送信判定部16、SNR信号生成部26へ入力する。

 SNR信号生成部26は、SNR判定部25の判定結果 より、SNR高またはSNR低を示す信号を生成する 。また、SNR信号生成部26は、送信判定部16よ 出力の指示があった場合に、変調部13へ信号 を出力する。

 図25は、中継局装置内の送信判定部16、SNR 判定部25およびSNR信号生成部26の動作のフロ 図(実施の形態4)を示す。[Step301]において、 信判定部16は、送信元のアドレス、送信タイ ミングまたは周波数に基づいて、送信元端末 が何ホップ上流にあるかを判断し、データを 送信した端末(中継局、移動局)が、自局から3 ホップ以上上流であればStep301へ戻り、2ホッ 上流であればStep302へ移り、1ホップ上流で ればStep307へ移る。

 [Step302]において、送信判定部16は、誤り 定部18からの出力に基づいて、データの受信 に成功した場合はStep309へ、失敗した場合はSt ep303へ移る。[Step303]において、SNR判定部25は 中継信号のSNRをあらかじめ定められたしき 値と比較し、中継信号のSNRがしきい値以上 あれば高と判定して、Step305へ移り、中継信 のSNRがしきい値よりも低ければ低と判定し Step304へ移る。

 [Step304]において、 SNR信号生成部26は、「 SNR低」という信号を生成し、Step301へ移る。 方、[Step305]において、SNR信号生成部26は、「 SNR高」という信号を生成し、Step306へ移る。 お、SNR信号生成部26は、送信判定部16より出 の指示があった場合に、変調部13へ信号を 力する。次に、[Step306]において、送信判定 16は、受信した中継信号と同じMCSで中継信号 を送信するよう判定し、終了する。

 [Step307]において、送信判定部16は、1ホッ 下流から中継信号が送信されたことを、中 信号が割当られているリソースの受信電力 測定することで検知した場合は、終了へ移 、検知できなかった場合は、Step308へ移る。 [Step308]において、送信判定部16は、1ホップ下 流からSNR低を示す信号を受信した場合、Step30 9へ移る。一方、[Step308]において、送信判定 16は、1ホップ下流からSNR高を示す信号を受 した場合、Step306へ移る。そして、[Step309]に いて、送信判定部16は、自局用のMCSで中継 号を送信するよう判定し、終了へ移る。

 なお、本実施の形態では、中継局1は受信に 成功していると仮定して説明したが、受信に 失敗している場合に、中継局2からSNR低を示 信号を受信した場合、中継局1から移動局へN ACKを送信し、移動局から再送を行う。中継局 2からSNR高を示す信号を受信した場合、中継 1も、誤りを含む信号を中継してもよい。
 なお、パターン1において、中継局2は単独 基地局へ中継しているが、実施の形態1のよ に、中継局2がACKを送信し、中継局1と中継 2の協調中継で中継しても良い。
 なお、SNRの代わりに品質情報として、SIR、S INR、CIR、CNR、CINR、RSSI、受信電力、干渉電力 誤り率、伝送レート、スループットを用い も良い。

(実施の形態5)
 本実施の形態では、移動局から中継信号を 信した中継局1と中継局2が異なるタイミン で中継をする。中継局2は中継信号を受信し 受信に成功した場合ACKを送信する。その後 中継局2は中継信号を送信する。中継局1は 中継局2からACKを受信した場合、中継局2とは 異なるタイミングで中継信号を送信する。

 このようにすると、中継局1の送信する中 継信号と、中継局2の送信する中継信号とが 渉しないので、中継局1と、中継局2はそれぞ れの中継に適した変調多値数に中継信号を設 定することができる。

 また、本実施の形態では、中継局1と中継 局2が異なるタイミングで送信するので、同 のシンボルを送信しなくてもよい。そこで 中継局2はHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の初 回送信用の信号、中継局1は、中継局2が送信 た信号の再送信号を送信する。具体的には 中継局1と中継局2とは、同一の誤り訂正符 化をした信号をバッファに保存し、中継局1 バッファの先頭から所定位置まで送信し、 継局2がその続きから送信する。

 このようにすると、中継局1と中継局2が なるパリティビットを含む信号を送信する で、受信側で誤り訂正効果を高くできる。

(パターン1)
 図26は動作例(パターン1)を示す。パターン1 、移動局が送信した信号の受信に、中継局1 、中継局2ともに成功した(T2601)場合である。 継局2は信号の受信に成功したので、1ホッ 上流の中継局1にACKを送信する(T2602)。中継局 1は、中継局2からACKを受信する(T2602)ことによ り、中継局2が信号を中継可能と判断する。

 中継局2は、HARQの初回送信用の中継信号 基地局へ送信する(T2603)。そして、中継局1、 中継局2が2ホップ下流の基地局へ中継する信 の、再送信号となる信号を生成する。この 号には、中継局2が送信していないパリティ ビットを含むので、受信側の誤り訂正効果を 高めることができる。中継局1は、生成した 継信号を中継局2とは異なるタイミングで送 する(T2604)。

 基地局は、中継局1からの信号と中継局2 らの信号を受信するので、送信ダイバーシ 効果を得られる。

 中継局3は、中継局2からのACKを受信した(T 2602)場合、実施の形態1と同様に次に中継局2 送信する中継信号は基地局宛であると判断 、中継局2が送信する中継信号を受信する(T26 04)が、ACK/NACKは送信しない。基地局で受信に 功した場合、基地局は1ホップ上流の中継局 3へACKを送信する(T2605)。中継局3は、最終宛先 である基地局からACKを受信した場合は中継信 号を送信しない。

 このように、パターン1では、中継局1と 継局2が異なる中継信号を送信することで、 送信ダイバーシチ効果を高めることができ 。したがって、中継局3と基地局での受信品 質を向上させることができる。

(パターン2)
 図27は動作例(パターン2)を示す。パターン2 、移動局が送信した信号の受信に、中継局1 では成功し、中継局2では失敗した(T2701)場合 ある。中継局2は受信に失敗したので、1ホ プ上流の中継局1にNACKを送信する(T2702)。中 局1は、中継局2からNACKを受信する(T2702)こと より、中継局2が信号を中継不可能と判断す る。

 そこで、中継局1は、中継局2が送信予定 あったHARQの初回信号を送信する(T2703)。この ときの変調多値数は、中継局1から中継局3用 定められている変調多値数を使用する。

 また、中継局3も中継局2が送信したNACKを 信(T2702)しており、中継局1が中継局3にむけ 中継信号を送信すると予測する。

 中継局3は、中継局1が送信した信号を受 し(T2703)、受信に成功した場合は1ホップ上流 の中継局2にACKを送信する(T2704)。中継局3は、 HARQの初回送信信号を基地局へ送信する(T2705) 中継局2は、ACKを受信した(T2704)場合、パタ ン1の中継局1の動作と同様に、HARQの再送信 を中継局3とは異なるタイミングで送信する( T2706)。基地局は、中継局2と中継局3から信号 受信し、ダイバーシチ効果を得る(T2705、T270 6)。基地局で受信に成功した場合、基地局は 1ホップ上流の中継局3にACKを送信する(T2707)

 このように、パターン2では、中継局2で 信に失敗した信号を、移動局にかわって中 局1が中継局3向けに中継するので、再送時に 1ホップ下流へ中継することができる。

 (パターン3)
 図28は動作例(パターン3)を示す。パターン3 移動局が送信した信号の受信に、中継局1で は失敗し、中継局2では成功した(T2801)場合で る。中継局2は受信に成功した(T2801)ので、1 ップ上流の中継局1にACKを送信する(T2802)。 継局1は、ACKを受信する(T2802)ことにより、中 継局2が中継信号を送信すると判断して、自 は受信に失敗していても、移動局にNACKを送 しない。

 中継局2は、中継信号を基地局むけのMCSに 設定してHARQの初回信号を送信する(T2803)。こ とき、中継局3は中継局2が送信した中継信 を受信しておく(T2803)。基地局は、中継局2が 送信した信号を受信した後、中継局1からの 号を受信しようとするが、中継局2は再送信 を送信していないので、タイムアウトとな 、中継局2からの信号のみで、誤り訂正復号 をする。基地局は、受信に失敗した場合、1 ップ上流の中継局3へNACKを送信する(T2804)。NA CKを受信した中継局3は、HARQの再送信号を生 して、基地局へ送信する(T2805)。

 このようにパターン3では、中継局1が受 に失敗した場合であっても、中継局2が受信 成功しているので、基地局宛に中継信号を 信することができる。また、中継局1が受信 に失敗した場合であっても再送要求(NACK)を送 信しないので、移動局は中継信号を再送する 必要がない。

 (パターン4)
 図29は動作例(パターン4)を示す。パターン4 移動局が送信した信号の受信に、中継局1、 中継局2ともに失敗した(T2901)場合である。中 局2は、受信に失敗したので1ホップ上流の 継局1にNACKを送信する(T2902)。中継局1は、中 局1も中継局2も受信に失敗したので、移動 へNACKを送信する(T2903)。

 移動局は、中継局1からNACKを受信した場合 中継信号を再送する(T2904)。このとき、移動 は、移動局が中継局2に向けて使用するMCSに 設定して中継する。中継局3は、中継局2から NACKを受信した(T2902)ことから、中継局1から 中継信号の再送を予測する。しかしながら 継局1でも受信に失敗しており中継局1から 継信号が再送されないので、中継局3は、中 局1から信号が送信されなかったことを検知 する。
 中継局2は、中継信号の受信に成功した(T2904 )場合は、中継局1へACKを送信する(T2905)。その 後の動作はパターン1と同じである(T2906~T2908)

 [中継局ブロック図]
 図30は本実施の形態に係る中継局装置の構 を示すブロック図である。図30に示す中継局 装置は、図7に示した、実施の形態1の中継局 置の送信判定部16がさらにタイミング決定27 を備えるものであり、送信判定部16の動作が なるものである。以下、実施の形態 1と異 る点についてのみ説明する。

 タイミング決定部27は、2ホップ上流から 継信号を受信した場合は、タイミング1(T1) 中継信号を送信し、1ホップ上流から中継信 を受信した場合は、タイミング2(T2)で中継 るように、無線送信部14へ指示する。

 図31は、中継局装置内の送信判定部16のフ ロー図(実施の形態5)を示す。実施の形態1の ロー図(図8)と同様の部分は説明を省略する

 [Step4]において、送信判定部16は、ACKを送信 るよう判定した後、Step13へ移る。[Step6]にお いて、送信判定部16は、1ホップ下流からNACK 受信した場合、Step13へ移る。[Step8]において 送信判定部16は、1ホップ下流からNACKを受信 した場合、Step13へ移る。[Step9]において、送 判定部16は、1ホップ下流が宛先でなければSt ep14へ
移る。

 [Step13]において、送信判定部16は、タイミ ング決定部27の決定により、タイミング1でHAR Qの初回信号を送信するよう判定し、Step8へ移 る[Step14]において、送信判定部16は、タイミ グ決定部27の決定により、タイミング2でHARQ 再送信号を送信するよう判定しStep8へ移る

 このように、本実施の形態では、中継局1 と、中継局2はそれぞれの中継に適した変調 値数に中継信号を設定することができる。 た、中継局1と中継局2が異なるパリティビッ トを含む信号を送信することにより、受信側 で誤り訂正効果を高くできる。

 なお、中継局1は、中継局2からのACKの代 りに中継局2が中継した信号を受信して判断 ても良い。なお、中継局3は、中継局2から 初回送信の信号の受信に成功した場合、中 局1が送信する信号と同一のMCSの信号を、同 イミングで送信してもよい。このようにす と、基地局でのダイバーシチ効果が向上す 。

 また、上記各実施の形態における中継局 、リレイステーション、リピータ、簡易基 局、クラスタヘッド、と表現されることも る

 また、上記各実施の形態の説明に用いた 機能ブロックは、典型的には集積回路であ LSIとして実現される。これらは個別に1チッ プ化されてもよいし、一部または全てを含む ように1チップ化されてもよい。ここでは、LS Iとしたが、集積度の違いにより、IC、システ ムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称される こともある。

 また、集積回路化の手法はLSIに限るもの はなく、専用回路または汎用プロセッサで 現してもよい。LSI製造後に、プログラムす ことが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array) 、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成 能なリコンフィギュラブル・プロセッサー 利用してもよい。

 さらには、半導体技術の進歩または派生 る別技術によりLSIに置き換わる集積回路化 技術が登場すれば、当然、その技術を用い 機能ブロックの集積化を行ってもよい。バ オ技術の適応等が可能性としてありえる。

 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参 して説明したが、本発明の精神と範囲を逸 することなく様々な変更や修正を加えるこ ができることは当業者にとって明らかであ 。

 本出願は、2008年5月21日出願の日本特許出 願(特願2008-133177)に基づくものであり、その 容はここに参照として取り込まれる。

 本発明に係る無線通信装置、無線通信方 および無線通信システムは、多段中継にお るリソースの利用効率を向上させ、中継信 の遅延量を軽減するとともに、中継局また 基地局における受信品質を向上させること できる無線通信装置、無線通信方法および 線通信システムとして利用可能である。

 1,2,3,4 中継局
 5 移動局
 6 基地局
 11,31 バッファ
 12,32 誤り訂正符号化部
 13,33 変調部
 14,34 無線送信部
 15,24,35,44 アンテナ
 16,36 送信判定部
 17,37 MCS決定部
 18,38 誤り判定部
 19,39 ACK/NACK生成部
 20,40 誤り訂正復号部
 21,41 復調部
 22,42 信号分離部
 23,43 無線受信部
 25 SNR判定部
 26 SNR信号生成部
 27 タイミング決定部




 
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