中継機，中継方法，送信機，受信機及び無線通信システム
【課題】中継方法を伝搬環境に応じて切り替えることで、良好な伝送状態を維持する。
【解決手段】送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機４００において、送信機から無線信号を受信する受信部４０１と、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を受信機へ送信する送信部４０６と、送信機と中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、中継機と受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部４０２，４０３，４０４とをそなえる。
【解決手段】送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機４００において、送信機から無線信号を受信する受信部４０１と、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を受信機へ送信する送信部４０６と、送信機と中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、中継機と受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部４０２，４０３，４０４とをそなえる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継機，中継方法，送信機，受信機及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信では、サービスエリアの拡充や通信速度の高速化が求められている。
このため、不感地帯の解消や、サービスエリア内のスループットの均一化を目的として、無線信号を中継する中継機を用いたマルチホップ通信方式が多く用いられている。
中継機における中継方式には、例えば、Amplify and Forward（ＡＦ）法とDecode and Forward（ＤＦ）法とがある。ＡＦ法は、中継機で受信した無線信号をそのまま増幅して送信する方式である。一方、ＤＦ法は、中継機において受信した無線信号に復調・復号処理を行ない、再度、符号化・変調処理を施し送信する方式である。
【０００３】
下記特許文献１には、基地局から移動局までのダウンリンクスケジュールの最適化に際して、ＡＦ法又はＤＦ法を用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５２１０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
移動局の移動や、他の基地局からの干渉などの影響によって、基地局，中継機及び移動局を取り巻く伝搬環境は、時々刻々と変化する。また、基地局，中継機及び移動局の周囲に新たな建物が建設された場合などでも、伝搬環境は大きく変化する。このため、無線通信システムの立ち上げ時に最適とされた中継方式が、常に最適であるとは限らない。
さらに、無線信号のQuality of Service（ＱｏＳ）によって許容される遅延量が異なる場合、ＤＦ法よりも中継遅延量の少ないＡＦ法が最適な中継方式であったり、ＡＦ法よりも柔軟なチャネル選択を行なうことができるＤＦ法が最適な中継方式であったりするように、最適となる中継方式も変わることがある。
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、ＡＦ法とＤＦ法とを伝搬環境に応じて切り替えることはできない。
そこで、本発明は、中継方法を伝搬環境に応じて切り替えることで、良好な伝送状態を維持することを目的の１つとする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の案として、送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機において、前記送信機から無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、中継機を用いることができる。
【０００８】
（２）また、第２の案として、送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機の中継方法において、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方の方法から他方の方法へ切り替え、前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記受信機へ送信する、中継方法を用いることができる。
【０００９】
（３）さらに、第３の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記送信機において、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、送信機を用いることができる。
【００１０】
（４）また、第４の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記受信機において、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、受信機を用いることができる。
【００１１】
（５）さらに、第５の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、前記中継機は、前記送信機から無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて前記無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、ＡＦ法及びＤＦ法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、無線通信システムを用いることができる。
【００１２】
（６）また、第６の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、前記送信機は、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、前記中継機は、前記送信機から前記メッセージを受信する受信部と、受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、無線通信システムを用いることができる。
【００１３】
（７）さらに、第７の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、前記受信機は、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、前記中継機は、前記受信機から前記メッセージを受信する受信部と、受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、無線通信システムを用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
中継方法を伝搬環境に応じて切り替えることで、良好な伝送状態を維持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＡＦ法を用いて無線信号の中継を行なう中継機をそなえた無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】ＤＦ法を用いて無線信号の中継を行なう中継機をそなえた無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図３】データ伝送に関する時間シーケンスの一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図５】図４に示す中継機の構成の一例を示す図である。
【図６】中継方式選択部の構成の一例を示す図である。
【図７】図４に示す基地局の構成の一例を示す図である。
【図８】図４に示す移動局の構成の一例を示す図である。
【図９】第１変形例に係る基地局の構成の一例を示す図である。
【図１０】第１変形例に係る中継機の構成の一例を示す図である。
【図１１】第１変形例に係る中継方式選択部の構成の一例を示す図である。
【図１２】第１変形例に係る移動局の構成の一例を示す図である。
【図１３】第３変形例に係る中継機の構成の一例を示す図である。
【図１４】第３変形例に係る中継方式選択部の構成の一例を示す図である。
【図１５】データの種類と所定の定数との関係が設定されたテーブルの一例を示す図である。
【図１６】第５変形例に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図１７】第５変形例に係る中継機の構成の一例を示す図である。
【図１８】第５変形例に係る基地局の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す各実施形態及び変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、各実施形態及び変形例を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔１〕一実施形態の説明
（１．１）Amplify and Forward（ＡＦ）法及びDecode and Forward（ＤＦ）法について
図１は、無線信号を増幅する第１の方法の一例であるＡＦ法を用いて無線信号の中継を行なう無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【００１７】
この図１に示す例では、基地局から送信された信号１（図１中の白抜き矢印参照）及び信号２（図１中の網掛け矢印参照）が、中継機を介して移動局へと送信される。なお、図１中に円筒形状で示すチャネル１及びチャネル２には、例えば、それぞれ周波数の異なるチャネルが用いられてもよい。また、各チャネルを表した円筒形状の太さは、各チャネルの伝送容量の大きさに比例している。
【００１８】
ここで、基地局と中継機との間の無線伝送路に着目すると、図１に示す例では、チャネル１は１０Ｍｂｐｓの速度で信号の伝送が可能である一方、チャネル２は２Ｍｂｐｓの速度でしか信号を伝送できない。また、中継機と移動局との間の無線伝送路に着目すると、図１に示す例では、チャネル２は１０Ｍｂｐｓの速度で信号の伝送が可能である一方、チャネル１は２Ｍｂｐｓの速度でしか信号を伝送できない。
【００１９】
中継機がＡＦ法を用いて中継を行なう場合、中継機で受信された無線信号はそのまま増幅されて移動局へ送信される。
このため、図１に示す例では、基地局からチャネル１を通じて送信された信号１は、中継機においてＡＦ法による中継処理が施された後もチャネル１を通じて移動局へ送信される。同様に、基地局からチャネル２を通じて送信された信号２は、中継機においてＡＦ法による中継処理が施された後もチャネル２を通じて移動局へ送信される。
【００２０】
従って、図１に示す例の場合、信号１については、チャネル１における伝送特性の悪い区間、即ち、中継機と移動局との間の無線伝送路がボトルネックとなり、最大２Ｍｂｐｓの速度でしか伝送を行なうことができない。また、信号２については、チャネル２における伝送特性の悪い区間、即ち、基地局と中継機との間の無線伝送路がボトルネックとなり、やはり、最大２Ｍｂｐｓの速度でしか伝送を行なうことができない。
【００２１】
一方、図２は、無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法の一例であるＤＦ法を用いて無線信号の中継を行なう無線通信システムの構成の一例を示す図である。この図２においても、図１と同様に、図２中の白抜き矢印が信号１を表すとともに、図２中の網掛け矢印が信号２を表している。また、各チャネルを表した円筒形状の太さは、各チャネルの伝送容量の大きさに比例している。
【００２２】
この図２に示すように、中継機がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局だけでなく、中継機においても復調・復号処理が施されるため、無線信号の伝送に用いるチャネルの選択を、基地局と中継機との間及び中継機と移動局との間で行なうことができる。
このため、基地局及び中継機において適切なチャネル選択を行なえば、例えば、信号１については、基地局と中継機との間ではチャネル１を通じて伝送し、中継機と移動局との間ではチャネル２を通じて伝送することで、１０Ｍｂｐｓの速度で信号を伝送することができる。また、信号２については、基地局と中継機との間ではチャネル２を通じて伝送し、中継機と移動局との間ではチャネル１を通じて伝送することで、２Ｍｂｐｓの速度で信号を伝送することができる。その結果、信号１についての伝送速度を向上することが可能になる。
【００２３】
しかしながら、中継機がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、ＡＦ法よりも複雑な信号処理が施すため、中継機において、ＡＦ法の中継遅延よりも大きな中継遅延が生じる。
図３は、データ伝送に関する時間シーケンスの一例を示す図である。図３中の実線矢印は、伝送されるデータ（信号）の伝送方向を示しており、図３中の点線矢印は、各種の信号処理に起因する遅延を示している。
【００２４】
この図３に例示するように、中継機がＤＦ法を用いて中継を行なった場合、中継機において信号中継処理などに起因する遅延（中継遅延）が生じる。
ＤＦ法を用いた場合、基地局がデータを送信してから、移動局が当該データについての応答信号であるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を返送するまでに生じる遅延量は、ＡＦ法での遅延量の倍になる（図３中の一点鎖線矢印参照）。遅延量が倍になるということは、単位時間内に送信できるデータ量が半減することを意味し、即ち、伝送速度が半減することを意味する。
【００２５】
以上のように、ＡＦ法を用いて中継を行なう場合、無線信号を中継する際に生じる遅延量は少ないが、中継機でチャネル選択を行なうことはできないので、伝送速度を向上させることができない場合がある。
一方、ＤＦ法を用いて中継を行なう場合、中継機で適切なチャネル選択を行なうことで伝送速度を向上させることが可能になるが、無線信号を中継する際に生じる遅延量（中継遅延量）が大きくなる。
【００２６】
そこで、以下に説明する実施形態及び各変形例では、例えば、ＡＦ法とＤＦ法とを伝搬環境に応じて柔軟に切り替えることで、伝送速度の向上を図る。
（１．２）無線通信システム
図４は、一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
図４に示す無線通信システム１００は、例示的に、基地局２００と、移動局３００−１，３００−２と、中継機４００とをそなえる。
【００２７】
なお、以下では、移動局３００−１，３００−２を区別しない場合、単に移動局３００と表記する。また、基地局２００，移動局３００及び中継機４００の数は、図４に例示する数にそれぞれ限定されない。例えば、基地局２００から送信された無線信号を、他の中継機が他の移動局に中継してもよい。また、基地局２００と中継機４００の間、もしくは、中継機４００と移動局３００の間に他の中継機が配置され、多段中継を行なうようにしてもよい。
【００２８】
さらに、以下では、基地局２００が送信機の一例として機能するとともに、移動局３００が受信機の一例として機能し、基地局２００から移動局３００への下り方向（ダウンリンク）を例にして本実施形態を説明する。ただし、本発明は、この態様に限定されるものではなく、例えば、移動局３００が送信機の一例として機能するとともに、基地局２００が受信機の一例として機能し、移動局３００から基地局２００への上り方向（アップリンク）に適用してもよい。また、例えば、アドホック通信が可能な場合は、基地局２００や移動局３００が中継機の一例として機能し得ることもいうまでもない。
【００２９】
ここで、図４に示す基地局２００は、基地局２００のカバーエリア５００内に位置する移動局３００−１と直接的に無線通信を行なうことができる。
一方、基地局２００は、基地局２００のカバーエリア５００外に位置する移動局３００−２とは直接的に無線通信を行なうことができないので、中継機４００を介して、移動局３００−２と無線通信を行なう。
【００３０】
中継機４００は、基地局２００のカバーエリア５００内に存在し、基地局２００からの無線信号を移動局３００−２へ中継することができる。中継機４００は、基地局２００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号に所定の中継処理を施し、中継機４００のカバーエリア６００内に位置する移動局３００−２へ再送信する。
なお、中継機４００は、所定の位置に固定的に配置されてもよいし、移動可能であってもよい。中継機４００が移動可能である場合、中継機４００のカバーエリア６００も中継機４００の移動に伴って移動することになる。
【００３１】
（１．３）中継機４００
図５は、中継機４００の構成の一例を示す図である。
この図５に示す中継機４００は、例示的に、受信アンテナ４０１と、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、送信アンテナ４０６と、デジタル回路４３０とをそなえる。
【００３２】
デジタル回路４３０は、無線信号の中継に係る各種の信号処理を行なうものである。前記の各種の中継処理には、例えば、中継方式の選択に係る処理や、ＤＦ法を用いた中継に係る処理が含まれる。
このため、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２及びＤＦ処理部４０７をそなえる。
【００３３】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array），ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）で実現することができる。また、中継方式選択部４０２及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
受信アンテナ４０１は、無線信号を受信する。受信アンテナ４０１で受信される無線信号には、例えば、基地局２００又は移動局３００から送信された無線信号が含まれる。即ち、上記受信アンテナ４０１は、送信機の一例である基地局２００から無線信号を受信する受信部の一例として機能する。
【００３４】
中継方式選択部４０２は、受信アンテナ４０１で受信された無線信号からチャネル係数などの伝搬路情報の推定及び抽出に用いられる信号を取り出し、取り出した当該情報を用いてチャネル係数などの伝搬路情報の推定及び抽出を行ない、当該伝搬路情報に基づいてＡＦ法及びＤＦ法のいずれか一方の中継方式を選択する。なお、上記伝搬路情報の推定及び抽出に用いられる信号には、例えば、基地局２００から送信されたパイロット信号などの既知の信号や、移動局３００から送信された伝搬路情報を含む信号が含まれる。
【００３５】
そして、中継方式選択部４０２は、選択した中継方式についての情報を、後述する切り替えスイッチ４０３，４０４へ出力する。
また、中継方式選択部４０２は、上記の各伝搬路情報や選択した中継方式についての情報を、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して、基地局２００へ通知することもできる。このようにすれば、基地局２００は、中継機４００から通知された上記の各情報に基づき、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択を行なうことができるので、最適なチャネル選択が可能となり、伝送速度の向上を図ることができる。なお、中継方式選択部４０２の詳細については、図６を用いて後述する。
【００３６】
切り替えスイッチ４０３，４０４は、中継方式選択部４０２が選択した中継方式についての情報に基づき、中継機４００内の信号経路を切り替えることによって、中継方式の切り替えを行なう。
例えば、切り替えスイッチ４０３，４０４は、ＡＦ法を用いて中継を行なう旨の情報を与えられた場合は、端子ａ−ａ’側の回路を有効にする一方、ＤＦ法を用いて中継を行なう旨の情報を与えられた場合は、端子ｂ−ｂ’側の回路を有効にする。
【００３７】
即ち、上記中継方式選択部４０２及び切り替えスイッチ４０３，４０４は、送信機の一例である基地局２００と中継機４００との間の伝搬環境に関する評価値と、中継機４００と受信機の一例である移動局３００との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、第１の方法及び第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部の一例として機能する。
【００３８】
次に、ＤＦ処理部４０７について説明する。
ＤＦ処理部４０７は、受信アンテナ４０１で受信された無線信号に対し、ＤＦ法に係る各種の処理を施す。前記各種の処理には、復調・復号処理や、チャネルの再選択や、再符号化・変調処理が含まれる。
このため、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【００３９】
復調・復号部４０８は、受信アンテナ４０１で受信された無線信号に対し、復調・復号処理を施す。復調・復号処理が施された信号は、チャネル選択部４０９へと出力される。
チャネル選択部４０９は、中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報に基づき、無線信号を再送信するチャネルの選択を行なう。なお、上記中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報は、移動局３００からの無線信号から、チャネル選択部４０９が直接取得してもよいし、中継方式選択部４０２における抽出結果を用いてもよい。
【００４０】
符号化・変調部４１０は、チャネル選択部４０９から出力された信号に再度符号化・変調処理を施し、切り替えスイッチ４０４を介して、増幅部４０５へと出力する。
増幅部４０５は、切り替えスイッチ４０４からの信号を増幅して、送信アンテナ４０６へ出力する。
送信アンテナ４０６は、増幅部４０５で増幅された信号を送信する。送信アンテナ４０６から送信された無線信号は、例えば、移動局３００へ送信される。
【００４１】
即ち、上記送信アンテナ４０６は、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を受信機の一例である移動局３００へ送信する送信部の一例として機能する。
なお、受信アンテナ４０１及び送信アンテナ４０６に代えて、アンテナ共用器などにより共用化された単一のアンテナを用いることもできる。
【００４２】
ここで、図６に、中継方式選択部４０２の構成の一例を示す。
この図６に示す中継方式選択部４０２は、例示的に、伝搬路推定部４１１と、復調・復号部４１２と、伝搬路情報抽出部４１３と、評価指標算出部４１４と、中継方式切り替え決定部４１５と、符号化・変調部４１６とをそなえる。
中継方式選択部４０２に入力された信号は、伝搬路推定部４１１、または、復調・復号部４１２及び伝搬路情報抽出部４１３へ入力される。
【００４３】
伝搬路推定部４１１は、基地局２００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて伝搬路情報の推定を行なう。
ここで、伝搬路情報の推定方法について説明する。
送信された既知信号をｘ、受信された信号をｙ、チャネル係数をα、受信雑音をｎとすると、次の（１）式に示す関係が成り立つ。
【００４４】
【数１】
【００４５】
上記の（１）式において、ｙをｘで除することにより、チャネル係数αを推定する。また、複数のシンボルを用いて推定結果を平均化することで、雑音の影響を低減することができる。
上記の推定方法を用いることにより、伝搬路推定部４１１は、基地局２００から中継機４００への伝搬路情報を推定する。なお、伝搬路推定部４１１で推定された伝搬路情報は、チャネル選択部４０９へ出力し、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択に用いることができる。また、当該伝搬路情報を、基地局２００へ送信し、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択に用いてもよい。
【００４６】
一方、中継機４００から移動局３００への方向についての伝搬路情報は、移動局３００において推定され、それらの伝搬路情報は、無線信号として中継機４００へフィードバックされる。
そこで、復調・復号部４１２は、上記の移動局３００から中継機４００へフィードバックされた無線信号に対し、復調・復号処理を施し、伝搬路情報抽出部４１３は、復調・復号部４１２で出力された信号から、伝搬路情報を抽出する。
【００４７】
評価指標算出部４１４は、伝搬路推定部４１１、並びに、復調・復号部４１２及び伝搬路情報抽出部４１３で得られた伝搬路情報に基づき、以下の（２）式及び（３）式を用いて、中継方式の切り替えに用いる評価値ＣＡＦ，ＣＤＦを算出する。なお、上述したように、ここではダウンリンクの場合を例に挙げる。また、説明を簡単にするため、基地局２００と中継機４００との間、及び、中継機４００と移動局３００との間におけるチャネル数はそれぞれ２とする。
【００４８】
【数２】
【００４９】
ただし、α１，α２は、それぞれ基地局２００から中継機４００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数、β１，β２は、それぞれ中継機４００から移動局３００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数である。また、Ｃ（）は評価関数であり、Ｍｉｎ（）は、複数ある引数の中から最小値を有するものを選択する関数である。
なお、前記評価関数として、例えば、次の（４）式で与えられるチャネル容量を用いることができる。
【００５０】
【数３】
【００５１】
ただし、Ｓは送信信号電力、Ｎは受信雑音電力である。
また、前記評価関数として、次の（５）式で与えられる相互情報量を用いることもできる。
【００５２】
【数４】
【００５３】
ただし、ｐ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙの確率分布、ｐ（ｙ｜ｘ）はｙのｘの条件付き確率分布、ｐ（ｙ）はｙの確率分布である。
中継方式切り替え決定部４１５は、評価指標算出部４１４で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び所定の定数Ａ（ただし、０≦Ａ＜１）に基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択してもよい。
【００５４】
ここで、定数Ａの値はＤＦ法を用いた場合に生じる遅延量などに基づいて決定することができる。例えば、ＤＦ法を用いた場合の遅延量が、ＡＦ法を用いた場合の遅延量のｋ（ｋは１より大きい実数）倍であるならば、定数Ａの値を１／ｋとしてもよい。また、ＡＦ法の方がＤＦ法よりも簡易な回路構成で実現でき、消費電力を小さくできるなどの優位性に鑑み、定数Ａの値を更に小さくすることもできる。
【００５５】
符号化・変調部４１６は、伝搬路推定部４１１で推定された伝搬路情報，伝搬路情報抽出部４１３によって抽出された伝搬路情報及び選択した中継方式についての情報に符号化・変調処理を施す。符号化・変調処理が施された無線信号は、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して基地局２００へ送信される。
以上の構成によれば、中継機４００は、基地局２００と中継機４００との間の伝搬路情報及び中継器４００と移動局３００との間の伝搬路情報に基づき、無線信号の中継方式を決定することができる。これにより、中継機４００は、中継機４００内の信号経路を切り替えて、ＡＦ法からＤＦ法へ中継方式を切り替えたり、ＤＦ法からＡＦ法へ中継方式を切り替えたりすることで、中継方式を適応的に切り替えることができ、良好な伝送状態を維持することができるようになる。
【００５６】
（１．４）基地局２００
図７は、基地局２００の構成の一例を示す図である。
この図７に示す基地局２００は、例示的に、受信アンテナ２０１と、復調・復号部２０２と、抽出部２０３と、チャネル選択部２０４と、符号化・変調部２０５と、送信アンテナ２０６とをそなえる。
【００５７】
受信アンテナ２０１は、無線信号を受信する。受信アンテナ２０１で受信される無線信号には、例えば、中継機４００から送信された無線信号が含まれる。また、中継機４００から送信された無線信号は、基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報、並びに、中継方式切り替え決定部４１５が選択した中継方式についての情報を含んでいてもよい。
【００５８】
復調・復号部２０２は、受信アンテナ２０１で受信された無線信号に復調・復号処理を施す。
抽出部２０３は、復調・復号部２０２から出力された信号から、上記基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報、並びに、上記中継方式についての情報を抽出する。
【００５９】
そして、抽出部２０３は、中継機４００がＡＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から移動局３００までの全伝搬路情報を抽出する。一方、中継機４００がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から中継機４００までの伝搬路情報を抽出すればよい。
チャネル選択部２０４は、抽出部２０３で得られた各情報に基づき、無線信号の伝送に用いるチャネルの選択を行なう。
【００６０】
即ち、チャネル選択部２０４は、中継機４００がＡＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から移動局３００までの全伝搬路情報を考慮に入れチャネルの選択を行なう。一方、中継機４００がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から中継機４００までの伝搬路情報を考慮に入れチャネルの選択を行なう。
符号化・変調部２０５は、チャネル選択部２０４で選択されたチャネルを用いて無線信号を伝送すべく、送信データに符号化・変調処理を施す。
【００６１】
送信アンテナ２０６は、符号化・変調部２０５において符号化・変調処理が施された無線信号を送信する。送信アンテナ２０６で送信された信号は、例えば、中継機４００または移動局３００で受信される。なお、受信アンテナ２０１及び送信アンテナ２０６に代えて、アンテナ共用器などにより共用化された単一のアンテナを用いることもできる。
以上の構成によれば、基地局２００は、基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報、並びに、中継機４００で選択された中継方式についての情報に基づき、無線信号の送信に用いるチャネルの選択を適切に行なうことができる。これにより、基地局２００は、中継機４００で選択された中継方法に応じて、無線信号の伝送に最適となるチャネルを選択することができる。
【００６２】
（１．５）移動局３００
図８は、移動局３００の構成の一例を示す図である。
この図８に示す移動局３００は、例示的に、受信アンテナ３０１と、復調・復号部３０２と、伝搬路推定部３０３と、符号化・変調部３０４と、送信アンテナ３０５とをそなえる。
【００６３】
受信アンテナ３０１は、無線信号を受信する。前記無線信号は、基地局２００または中継機４００から送信されたものである。
復調・復号部３０２は、受信アンテナ３０１で受信された無線信号に復調・復号処理を施し、送信信号を取り出す。
伝搬路推定部３０３は、中継機４００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報の推定を行なうものであり、上述した伝搬路推定部４１１と同様の機能を有している。
【００６４】
符号化・変調部３０４は、伝搬路推定部３０３で得られた伝搬路情報を中継機４００へ送信すべく、伝搬路情報を含むデータ信号に符号化・変調処理を施す。
送信アンテナ３０６は、符号化・変調部３０４において符号化・変調処理が施された無線信号を送信する。送信アンテナ３０５で送信された信号は、例えば、中継機４００または基地局２００で受信される。なお、受信アンテナ３０１及び送信アンテナ３０５に代えて、アンテナ共用器などにより共用化された単一のアンテナを用いることもできる。
【００６５】
以上の構成によれば、移動局３００は、中継機４００から送信された無線信号を受信することができる。また、移動局３００は、中継機４００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報を伝搬路推定部３０３で推定し、符号化・変調部３０４及び送信アンテナ３０５を介して、中継機４００へ当該伝搬路情報をフィードバックすることができる。
【００６６】
以上のように、本例では、中継機４００が、伝搬路情報に基づいてＡＦ法とＤＦ法とを適応的に切り替えるので、良好な伝送状態を維持することができるようになる。
〔２〕第１変形例
上述した実施形態では、中継方式の切り替えに関する決定を中継機４００が行なう例について説明したが、例えば、基地局２００が中継方式の切り替えに関する決定を行なってもよい。
【００６７】
図９は、第１変形例に係る基地局２００ａの構成の一例を示す図である。
図９に示す基地局２００ａは、例示的に、受信アンテナ２０１と、復調・復号部２０２と、抽出部２０３ａと、チャネル選択部２０４と、符号化・変調部２０５と、送信アンテナ２０６と、中継方式選択部２０７とをそなえる。なお、図９中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
抽出部２０３ａは、復調・復号部２０２で出力された信号から、基地局２００ａから中継機４００ａに向かう区間における伝搬路情報及び中継機４００ａから移動局３００に向かう区間における伝搬路情報を抽出する。
中継方式選択部２０７は、抽出部２０３ａから出力された、基地局２００ａから後述する中継機４００ａへ向かう区間及び中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報に基づいて、ＡＦ法及びＤＦ法のいずれか一方の中継方式を選択する。
【００６９】
また、中継方式選択部２０７は、選択した中継方式についての情報及び上記の各伝搬路情報を、チャネル選択部２０４に出力する。
さらに、上記選択した中継方式についての情報は符号化・変調部２０５及び送信アンテナ２０６を介して、中継機４００ａへ送信される。
このため、中継方式選択部２０７は、評価指標算出部２０８と、中継方式切り替え決定部２０９とをそなえる。
【００７０】
評価指標算出部２０８は、抽出部２０３ａから出力された基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報に基づき、上述した（２）式及び（３）式を用いて中継方式の切り替えに用いる指標値ＣＡＦ，ＣＤＦを算出する。算出した指標値ＣＡＦ，ＣＤＦは、中継方式切り替え決定部２０９へ出力される。
【００７１】
中継方式切り替え決定部２０９は、評価指標算出部２０８で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び所定の定数Ａ（ただし、０≦Ａ＜１）に基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択する。
即ち、上記中継方式切り替え決定部２０９は、送信機の一例である基地局２００ａと中継機４００ａとの間の伝搬環境に関する評価値と、中継機４００ａと受信機の一例である移動局３００との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方へ切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部の一例として機能する。
【００７２】
中継方式切り替え決定部２０９で選択された中継方式についての情報は、チャネル選択部２０４へ出力され、また、符号化・変調部２０５及び送信アンテナ２０６を介して中継機４００ａへ通知される。なお、中継機４００ａでは、当該情報に基づいて中継方式の切り替えがなされる。
即ち、上記送信アンテナ２０６は、上記切り替えに関する決定を通知するメッセージを中継機４００ａに送信する送信部の一例として機能する。
【００７３】
以上の構成によれば、基地局２００ａは、基地局２００ａと中継機４００ａとの間及び中継機４００ａと移動局３００との間の各伝搬路情報に基づき、中継機４００ａでの中継方式の切り替えに関する決定を行なうことができる。なお、当該切り替えに関する情報は、送信アンテナ２０６を介して中継機４００ａに通知される。
図１０は、第１変形例に係る中継機４００ａの構成の一例を示す図である。
【００７４】
図１０に示す中継機４００ａは、例示的に、受信アンテナ４０１と、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、送信アンテナ４０６と、デジタル回路４３０とをそなえる。
また、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２ａとＤＦ処理部４０７とをそなえる。さらに、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【００７５】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣまたはＤＳＰで実現することができる。また、中継方式選択部４０２ａ及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
なお、図１０中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
図１０に示す中継方式選択部４０２ａは、上記の基地局２００ａから送信された無線信号から、基地局２００ａの中継方式切り替え決定部２０９が選択した中継方式についての情報を抽出し、当該情報を切り替えスイッチ４０３，４０４に出力する。
図１１は、中継方式選択部４０２ａの構成の一例を示す図である。図１１に示す中継方式選択部４０２ａは、例示的に、伝搬路推定部４１１と、復調・復号部４１２と、符号化・変調部４１６と、抽出部４１７とをそなえる。
【００７７】
伝搬路推定部４１１は、基地局２００ａから送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて基地局２００ａから中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報の推定を行なう。
符号化・変調部４１６は、伝搬路推定部４１１で推定された伝搬路情報に符号化・変調処理を施す。符号化・変調処理が施された無線信号は、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して基地局２００ａへ送信される。
【００７８】
復調・復号部４１２は、上記の基地局２００ａから送信された無線信号に復調・復号処理を施し、抽出部４１７は、復調・復号部４１２で出力された信号から選択された中継方式についての情報を抽出する。また、抽出された上記情報は、切り替えスイッチ４０３，４０４へ出力される。
また、復調・復号部４１２及び抽出部４１７は、移動局３００から送信された、中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報の抽出を行ない、符号化・変調部４１６へ出力する。この場合、中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報は、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して基地局２００ａへ送信される。
【００７９】
基地局２００ａは、上記の伝搬路推定部４１１で推定された基地局２００ａから中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報、及び、抽出部４１７で抽出された中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報に基づき、中継方式の選択を行なう。また、基地局２００ａから中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報に基づき、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択を行なうことができるので、最適なチャネル選択が可能となり、伝送速度の向上を図ることができる。
【００８０】
以上の構成によれば、中継機４００ａは、基地局２００ａが選択した中継方式についての情報に基づいて、中継機４００内の信号経路を切り替えることにより、基地局２００ａで選択された中継方式に合わせて中継方式を切り替えることができる。
以上のように、中継方式の切り替えに関する決定を、基地局２００ａが行なっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合、より単純な構成で中継機４００ａを構成することができる。
【００８１】
〔３〕第２変形例
また、中継機４００に代わって、移動局３００が、中継方式の切り替えに関する決定を行なってもよい。なお、この場合、中継機４００は、上記第１変形例における中継機４００ａと同様に構成される。
図１２は、第２変形例に係る移動局３００ａの構成の一例を示す図である。
【００８２】
図１２に示す移動局３００ａは、例示的に、受信アンテナ３０１と、復調・復号部３０２と、伝搬路推定部３０３と、符号化・変調部３０４と、送信アンテナ３０５と、復調・復号部３０６と、伝搬路情報抽出部３０７と、中継方式選択部３０８とをそなえる。なお、図１２中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００８３】
復調・復号部３０６は、中継機４００ａの伝搬路推定部４１１によって推定され、中継機４００ａの増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して送信された、基地局２００から中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報を含む無線信号に復調・復号処理を施す。
伝搬路情報抽出部３０７は、復調・復号部３０６の出力から、基地局２００から中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報を抽出する。
【００８４】
中継方式選択部３０８は、伝搬路推定部３０３によって推定された中継機４００ａから移動局３００ａへ向かう区間における伝搬路情報及び伝搬路情報抽出部３０７によって抽出された基地局２００から中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報に基づき、中継機４００ａにおける中継方式を選択する。
このため、中継方式選択部３０８は、例示的に、評価指標算出部３０９と、中継方式切り替え決定部３１０とをそなえる。
【００８５】
評価指標算出部３０９は、伝搬路推定部３０３及び伝搬路情報抽出部３０７から出力された各伝搬路情報に基づき、上述した（２）式及び（３）式を用いて中継方式の切り替えに用いる指標値ＣＡＦ，ＣＤＦを算出する。算出した指標値ＣＡＦ，ＣＤＦは、中継方式切り替え決定部３１０へ出力される。
中継方式切り替え決定部３１０は、評価指標算出部３０９で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び所定の定数Ａ（ただし、０≦Ａ＜１）に基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択する。
【００８６】
即ち、上記中継方式切り替え決定部３１０は、送信機の一例である基地局２００と中継機４００ａとの間の伝搬環境に関する評価値と、中継機４００ａと受信機の一例である移動局３００ａとの間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える決定を行なう切り替え決定部の一例として機能する。
【００８７】
中継方式切り替え決定部３０９で選択された中継方式についての情報は、送信アンテナ３０５を介して中継機４００ａへ送信される。中継機４００ａでは、当該情報に基づいて中継方式の切り替えがなされる。
即ち、上記送信アンテナ３０５は、上記切り替えに関する決定を通知するメッセージを中継機４００ａに送信する送信部の一例として機能する。
【００８８】
以上の構成によれば、移動局３００ａは、基地局２００ａと中継機４００ａとの間及び中継機４００ａと移動局３００ａとの間の伝搬路情報に基づき、中継機４００ａでの中継方式の切り替えに関する決定を行なうことができる。なお、当該切り替えに関する情報は、送信アンテナ３０５を介して中継機４００ａに通知される。また、これを受けた中継機４００ａが、移動局３００ａで選択された中継方式に合わせて中継方式を切り替える。
【００８９】
以上のように、中継方式の切り替えに関する決定を、移動局３００ａが行なっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合、より単純な構成で中継機４００ａを構成することができる。
〔４〕第３変形例
既述のように、ＤＦ法を用いた中継を行なった場合、中継遅延が大きくなる。
【００９０】
一般的に、この中継遅延の許容範囲は、送信されるデータの種類によって異なる。例えば、音声通信においては、低遅延が要求される。また、ストリーミングにおいては、音声通信ほどではないが低遅延が要求される。一方、データダウンロードにおいては、音声通信やストリーミングで要求される条件ほどの低遅延は要求されない。
そこで、本例のように、送信されるデータの種類に応じて、中継方法の選択に用いる既述の定数Ａの値を変更してもよい。
【００９１】
図１３は、第３変形例に係る中継機４００ｂの構成の一例を示す図である。
図１３に示す中継機４００ｂは、例示的に、受信アンテナ４０１と、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、送信アンテナ４０６と、デジタル回路４３０とをそなえる。
また、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２ｂとＤＦ処理部４０７とをそなえる。さらに、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【００９２】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣまたはＤＳＰで実現することができる。また、中継方式選択部４０２ｂ及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
なお、図１３中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００９３】
図１３に示す中継方式選択部４０２ｂは、基地局２００によって送信された無線信号に含まれるデータの種類を検出し、当該検出結果に基づいて、前記無線信号について、ＡＦ法及びＤＦ法のいずれか一方の中継方式を選択する。
図１４は、中継方式選択部４０２ｂの構成の一例を示す図である。
図１４に示す中継方式選択部４０２ｂは、例示的に、伝搬路推定部４１１と、復調・復号部４１２と、伝搬路情報抽出部４１３と、評価指標算出部４１４と、中継方式切り替え決定部４１５ｂと、符号化・変調部４１６と、データ種類検出部４１８とをそなえる。なお、図１４中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
データ種類検出部４１８は、受信した無線信号に含まれるデータの種類を検出する。具体的には、例えば、基地局２００と中継機４００ｂとの間に設定される各チャネルを介して、どのような種類のデータを含む無線信号がそれぞれ伝送されるのかを表わす設定情報に基づき、データ種類検出部４１８は、受信した無線信号に含まれるデータの種類を検出することができる。
【００９５】
また、データ種類検出部４１８は、受信した無線信号について、復調・復号処理を施し、データを抽出して、当該データの種類を検出してもよい。例えば、抽出データが、ヘッダとペイロードとを有するパケットである場合、データ種類検出部４１８は、ヘッダに含まれるQuality of Service（ＱｏＳ）情報に基づいて、データの種類を検出することができる。
【００９６】
データ種類検出部４１８で検出されたデータ種類に関する情報は、中継方式切り替え決定部４１５ｂへ出力される。
中継方式切り替え決定部４１５ｂは、入力されたデータの種類に関する情報に応じて、定数Ａの値を変更する。例えば、中継方式切り替え決定部４１５ｂは、図１５に示す、データの種類と上記定数Ａとの関係が設定されたテーブルを予め用意し、当該テーブルを参照することで定数Ａの値を変更することができる。
【００９７】
ここで、図１５に示すように、遅延に対する要求が厳しいデータほど、定数Ａの値を小さくすることで、ＤＦ法よりもＡＦ法が選択されやすくし、中継遅延量を低減させる。その結果、要求される遅延量を満足することができる。
また、中継方式切り替え決定部４１５ｂは、評価指標算出部４１４で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び上記の定数Ａに基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択してもよい。
【００９８】
以上のように、本例によれば、送信されるデータの種類に応じて、中継方法の選択に用いる既述の定数Ａの値を変更することができるので、送信されるデータの種類毎に最適な中継方法を選択することが可能となる。また、この結果、要求される遅延量を満足することができる。
なお、本例は、上述した実施形態及び各変形例のいずれの構成においても実施可能である。
【００９９】
例えば、基地局２００ａ又は移動局３００ａが中継方式の切り替えに関する決定を行なう場合、基地局２００ａ又は移動局３００ａが、データの種類に応じて定数Ａの値を変更してもよい。
〔５〕第４変形例
また、中継方式切り替え決定部４１５は、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせるように中継方式の切り替え制御を行なってもよい。即ち、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えについての閾値と、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えについての閾値を異なるものにすることができる。
【０１００】
例えば、中継方式切り替え決定部４１５は、上記（２）式及び（３）式で与えられる評価値、並びに、新たな定数Ｄ（ただし、０≦Ｄ＜１）及びＥ（ただし、０≦Ｅ＜１）を用いて、以下に示す切り替え制御を行なう。ただし、Ｄ＞Ｅとする。
中継方式切り替え決定部４１５は、ＣＡＦ＞ＤＣＤＦの条件を満たす場合、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えを行なう。また、ＣＡＦ＜ＥＣＤＦの条件を満たす場合、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えを行なう。さらに、それ以外の場合については、中継方式の変更を行なわない。
【０１０１】
即ち、ＣＡＦがＤＣＤＦより大きくなるとＤＦ法からＡＦ法への切り替えが行なわれるが、ＣＡＰがＤＣＤＦ以下になったとしても、ＣＡＦがＥＣＤＦより小さくならない限りはＡＦ法からＤＦ法への切り替えは行なわれない。
また、ＣＡＦがＥＣＤＦより小さくなるとＡＦ法からＤＦ法への切り替えが行なわれるが、ＣＡＦがＥＣＤＦ以上になったとしても、ＣＡＦがＤＣＤＦより大きくならない限りはＤＦ法からＡＦ法への切り替えは行なわれない。
【０１０２】
なお、上記定数Ｄ及びＥの値も、上記定数Ａと同様、ＤＦ法を用いた場合に生じる遅延量などに基づいて決定することができる。また、ＡＦ法の方が簡易な回路構成で実現でき、消費電力を小さくできるなどの実情に鑑み、上記定数Ｄ及びＥの値を更に小さくすることもできる。
以上のように、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせるように中継方式の切り替え制御を行なうことで、例えば、伝搬環境が瞬時的な変動を繰り返す場合において、中継方式の切り替えが頻繁に生じることのないようにすることができる。
【０１０３】
なお、本例は、上述した実施形態及び各変形例のいずれの構成においても実施可能である。
例えば、基地局２００ａ又は移動局３００ａが中継方式の切り替えに関する決定を行なう場合、基地局２００ａ又は移動局３００ａが、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせるように中継方式の切り替え制御を行なうことができる。
【０１０４】
また、データの種類に応じて個別に中継方式の切り替えを行なう際においても、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせてもよい。
〔６〕第５変形例
また、例えば、無線通信システムが複数の移動局を有する場合、各移動局の位置により伝搬環境が異なるため、ある移動局にとって最適な中継方式が、他の移動局にとっての最適な中継方式であるとは限らない。
【０１０５】
そこで、中継機４００は、各移動局へ送信される信号毎に中継方式を切り替えてもよく、さらに、中継処理を並列的に行なってもよい。
なお、ここでは、説明を簡単にするため、信号数、並びに、基地局と中継機との間及び中継機と各移動局との間におけるチャネル数は全てＮ（Ｎは２以上の整数）とする。
図１６は、第５変形例に係る無線通信システム１００ｃの構成の一例を示す図である。
【０１０６】
図１６に示す無線通信システム１００ｃは、例示的に、基地局２００ｃと、Ｍ（Ｍは２以上の整数、Ｍ≦Ｎ）個の移動局３００ｃ−１，・・・，３００ｃ−Ｍと、中継機４００ｂとをそなえる。なお、以下では、移動局３００ｃ−１，・・・，３００ｃ−Ｍを区別しない場合、単に移動局３００ｃと表記する。
また、図１６に示す無線通信システム１００ｃは、基地局２００ｃと中継機４００ｃとの間にＮ個のチャネル７００−１，・・・，７００−Ｎを有し、中継機４００ｃと移動局３００ｂの間にＮ個のチャネル７０１−１，・・・，７０１−Ｎを有する。
【０１０７】
なお、移動局の数Ｍと信号数Ｎが同一ではないのは、単一の移動局に複数のチャネルが割り当てられる可能性を示唆している。
図１７は、第５変形例に係る中継機４００ｃの構成の一例を示す図である。
図１７に示す中継機４００ｃは、例示的に、受信アンテナ４０１と、送信アンテナ４０６と、信号分離部４１９と、信号合成部４２０と、第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎとをそなえる。また、第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎは、例示的に、それぞれ、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、デジタル回路４３０とをそなえる。さらに、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２とＤＦ処理部４０７とをそなえる。また、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【０１０８】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣまたはＤＳＰで実現することができる。また、中継方式選択部４０２及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
なお、図１７中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【０１０９】
図１７に示す信号分離部４１９は、基地局２００ｃから送信され、チャネル７００−１，・・・，７００−Ｎを経由して受信アンテナ４０１で受信されたＮ個の無線信号を、信号毎に分離する。各無線信号で周波数が異なる場合、信号分離にフィルタ回路を用いることができる。なお、分離された各信号は、それぞれ移動局毎に割り当てられてもよいし、１つの移動局に対して複数の信号が割り当てられてもよい。
【０１１０】
信号分離部４１９で分離されたＮ個の信号は、それぞれ第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎに入力され、独立に中継処理が施される。第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎにおいて中継処理が施された各信号は、信号合成部４２０に出力される。
信号合成部４２０は、第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎのそれぞれから出力された信号を合成し、送信アンテナ４０６へ出力する。
【０１１１】
送信アンテナ４０６は、上記信号を基地局２００ｃまたは移動局３００ｃへ送信する。
また、第１中継処理部４２１−１の中継方式選択部４０２は、基地局２００ｃと中継機４００ｂとの間のチャネル７００−１に係る伝搬路情報、及び、中継機４００ｃと移動局３００ｂとの間のチャネル７０１−１に係る伝搬路情報を出力する。
同様に、第Ｎ中継処理部４２１−Ｎの中継方式選択部４０２は、基地局２００ｃと中継機４００ｃとの間のチャネル７００−Ｎに係る伝搬路情報、及び、中継機４００ｃと移動局３００ｃとの間のチャネル７０１−Ｎに係る伝搬路情報を出力する。
【０１１２】
上記の各情報は、増幅部４０５，信号合成部４２０及び送信アンテナ４０６を経由して基地局２００ｂに送信される。
以上の構成によれば、中継機４００ｃは、受信した無線信号から移動局３００ｃ毎に信号を分離し、分離した各信号に対して独立に中継処理を施すことにより、送信される信号毎に中継方式を切り替え、さらに、中継処理を並列的に行なうことができる。これにより、移動局３００ｂ毎に最適な中継方式を選択することができ、各移動局３００ｃに対する伝送速度を最適化することが可能となる。
【０１１３】
図１８は、第５変形例に係る基地局２００ｃの構成の一例を示す図である。
図１８に示す基地局２００ｃは、例示的に、受信アンテナ２０１と、送信アンテナ２０６と、信号分離部２１０と、信号合成部２１１と、第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎとをそなえる。また、第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎは、例示的に、それぞれ、復調・復号部２０２と、抽出部２０３と、チャネル選択部２０４と、符号化・変調部２０５とをそなえる。
【０１１４】
なお、図１８中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
図１８に示す信号分離部２１０は、中継機４００ｃから送信された、基地局２００ｃと中継機４００ｃとの間の伝搬路情報及び中継機４００ｃと移動局３００ｃとの間の伝搬路情報、並びに、中継方式選択部４０２において選択された中継方式についての情報を含む無線信号を、信号毎に分離する。分離された各無線信号は、それぞれ第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎにおいて用いられる。なお、第１中継処理部４２１−１で出力された無線信号は、第１送信処理部２１２−１において用いられ、同様に、第Ｎ中継処理部４２１−Ｎで出力された無線信号は、第Ｎ送信処理部２１２−Ｎにおいて用いられる。
【０１１５】
第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎは、送信信号毎にチャネルの選択及び符号化・変調処理を施す。
信号合成部２１１は、第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎのそれぞれにおいて信号処理が施された送信信号を合成し、送信アンテナ２０６へ出力する。
【０１１６】
以上の構成によれば、移動局３００ｃ毎に、送信信号の伝送に用いるチャネルの選択を行なうことにより、各無線信号の伝送に最適となるチャネルを選択することができる。
なお、本実施形態に係る移動局３００ｃは、それぞれ上記一実施形態における移動局３００と同様に構成される。
以上のように、送信される信号毎に中継方式を切り替えることにより、例えば、中継機が複数の移動局宛の無線信号を中継する場合においても、移動局毎に最適な中継方式を選択することができる。
【０１１７】
なお、本例においても、上述した各変形例のうち少なくとも１つを適宜適用することができる。
例えば、中継方式の切り替えに関する決定を、基地局２００ｃが行なってもよいし、又は、各移動局３００ｃがそれぞれ行なってもよい。
また、複数の移動局３００ｃへ送信される各信号について、それぞれ、データの種類に応じて個別に中継方式の切り替えを行なってもよい。
【０１１８】
さらに、複数の移動局３００ｃへ送信される各信号について、それぞれ、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせてもよい。
〔７〕第６変形例
上述した実施形態及び各変形例では、基地局から移動局へ向かう方向についての伝搬路情報に基づいて中継方式の切り替えを行なう例を説明したが、移動局から基地局へ向かう方向（フィードバックチャネル）についての伝搬路情報も考慮して中継方式の切り替えを行なうこともできる。
【０１１９】
この場合、中継機４００及び移動局３００だけでなく、基地局２００も伝搬路情報の推定を行なう機能を有する。また、本例において、基地局２００は、上述した機能に加え、中継機４００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて、中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報の推定を行ない、中継機４００へ送信する機能を有する。さらに、中継機４００は、上述した機能に加え、移動局３００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて、移動局３００から中継機４００へ向かう区間における伝搬路情報を推定する機能を有する。
【０１２０】
具体的には、評価指標算出部４１４は、上述した（２）式及び（３）式の代わりに、以下に示す（６）式及び（７）を用いて、ＡＦ法及びＤＦ法に係る評価値ＣＡＦ’，ＣＤＦ’を算出することができる。
【０１２１】
【数５】
【０１２２】
ただし、α１１，α２１は、それぞれ基地局２００から中継機４００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数、β１１，β２１は、それぞれ中継機４００から移動局３００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数である。
また、α１２，α２２は、それぞれ基地局２００から中継機４００へ向かう区間におけるチャネル係数である第１及び第２フィードバックチャネル係数、β１２，β２２は、それぞれ中継機４００から移動局３００へ向かう区間におけるチャネル係数である第１及び第２フィードバックチャネル係数である。
【０１２３】
Ｆは０以上の任意の定数であるが、Ｆを１より小さい定数として、各評価値におけるフィードバックチャネルの影響を小さくすることができる。
以上のように、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮して中継方式の切り替えを行なうことで、例えば、Ａｃｋ／Ｎａｃｋなどのフィードバックを考慮した上で最適な中継方式を選択することができる。
【０１２４】
また、評価指標算出部４１４は、基地局２００から移動局３００へ向かう方向についての伝搬路情報と、移動局３００から基地局２００へ向かう方向についての伝搬路情報とを適宜組み合わせて、評価指標を算出しても良い。
なお、本例は、上述した実施形態及び各変形例のいずれの構成においても実施可能である。
【０１２５】
例えば、基地局２００ａ又は移動局３００ａが中継方式の切り替えに関する決定を行なう場合、基地局２００ａ又は移動局３００ａが、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮して中継方式の切り替えを行なってもよい。
また、データの種類に応じて個別に中継方式の切り替えを行なう際においても、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮して中継方式の切り替えを行なってもよい。
【０１２６】
さらに、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮した中継方式の切り替えを行なう際、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせてもよい。
〔８〕その他
なお、上述した基地局２００，移動局３００及び中継機４００の各構成及び各機能は、必要に応じて取捨選択してもよいし、適宜組み合わせて用いてもよい。即ち、本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能を取捨選択したり、適宜組み合わせて用いたりしてもよい。
【０１２７】
また、上述した実施形態及び各変形例において、ＤＦ法を用いた場合、中継機で無線信号の各チャネルへの割り振りを決め、その情報を他の機器に通知することができる。基地局２００と中継機４００との間におけるチャネルｉへのデータ割り振り、及び、中継機４００と移動局３００との間におけるチャネルｉへのデータ割り振りは、例えば、次の（８）式及び（９）式に基づいて行なわれる。
【０１２８】
【数６】
【０１２９】
なお、無線信号の各チャネルへの割り振りの決定は、中継機４００ばかりでなく基地局２００または移動局３００が行なうこともできる。
さらに、上述した実施形態及び各変形例において、中継機４００を多段に構成することもできる。この場合において、評価値ＣＡＦ，ＣＤＦは、例えば、それぞれ以下に示す（１０）式及び（１１）式を用いて算出される。
【０１３０】
【数７】
【０１３１】
ただし、ｒは中継区間数、ｎｉは第ｉ区間におけるチャネル数を示す。また、αijは、中継機によって区切られた、基地局２００から移動局３００へ向かう第ｉ区間における第ｊチャネル係数である。
以上の実施形態及び各変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔９〕付記
（付記１）
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機において、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、中継機。
【０１３２】
（付記２）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記１記載の中継機。
【０１３３】
（付記３）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記１または２に記載の中継機。
（付記４）
前記制御部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の中継機。
【０１３４】
（付記５）
前記送信部が、前記第１の方法又は前記第２の方法を用いて無線信号を複数の受信機へそれぞれ送信し、
前記制御部が、前記複数の受信機へそれぞれ送信される無線信号毎に前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう、
ことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の中継機。
【０１３５】
（付記６）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の中継機。
（付記７）
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機の中継方法において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方の方法から他方の方法へ切り替え、
前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記受信機へ送信する、
ことを特徴とする、中継方法。
【０１３６】
（付記８）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記７記載の中継方法。
【０１３７】
（付記９）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記７または８に記載の中継方法。
（付記１０）
前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスがある、
ことを特徴とする、付記７〜９のいずれか１項に記載の中継方法。
【０１３８】
（付記１１）
前記中継機は、
無線信号を複数の受信機へそれぞれ送信し、
前記複数の受信機へそれぞれ送信する無線信号毎に前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替え、
前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記複数の受信機へそれぞれ中継する、
ことを特徴とする、付記７〜１０のいずれか１項に記載の中継方法。
【０１３９】
（付記１２）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記７〜１１のいずれか１項に記載の中継方法。
（付記１３）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記送信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、送信機。
【０１４０】
（付記１４）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記１３記載の送信機。
【０１４１】
（付記１５）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記１３または１４に記載の送信機。
（付記１６）
前記切り替え決定部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、付記１３〜１５のいずれか１項に記載の送信機。
【０１４２】
（付記１７）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記１３〜１６のいずれか１項に記載の送信機。
（付記１８）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記受信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。
【０１４３】
（付記１９）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記１８記載の受信機。
【０１４４】
（付記２０）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記１８または１９に記載の受信機。
（付記２１）
前記切り替え決定部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、付記１８〜２０のいずれか１項に記載の受信機。
【０１４５】
（付記２２）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記１８〜２１のいずれか１項に記載の受信機。
（付記２３）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記中継機は、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて前記無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【０１４６】
（付記２４）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記送信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記送信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【０１４７】
（付記２５）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記受信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記受信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【０１４８】
（付記２６）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記２３〜２５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【符号の説明】
【０１４９】
１００，１００ｃ 無線通信システム
２００，２００ａ，２００ｃ 基地局
２０１，３０１，４０１ 受信アンテナ
２０２，３０２，３０６，４０８，４１２ 復調・復号部
２０３，２０３ａ，４１７ 抽出部
２０４，４０９ チャネル選択部
２０５，３０４，４１０，４１６ 符号化・変調部
２０６，３０５，４０６ 送信アンテナ
２０７，３０８，４０２，４０２ａ，４０２ｂ 中継方式選択部
２０８，３０９，４１４ 評価指標算出部
２０９，３１０，４１５，４１５ｂ 中継方式切り替え決定部
２１０，４１９ 信号分離部
２１１，４２０ 信号合成部
２１２−１，・・・，２１２−Ｎ 第１送信処理部，・・・，第Ｎ送信処理部
３００，３００−１，３００−２，３００ａ，３００ｃ，３００ｃ−１，・・・，３００ｃ−Ｍ 移動局
３０３，４１１ 伝搬路推定部
３０７，４１３ 伝搬路情報抽出部
４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｃ 中継機
４０３，４０４ 切り替えスイッチ
４０５ 増幅部
４０７ ＤＦ処理部
４１８ データ種類検出部
４２１−１，・・・，４２１−Ｎ 第１中継処理部，・・・，第Ｎ中継処理部
４３０ デジタル回路
５００，６００ カバーエリア
７００−１，・・・，７００−Ｎ，７０１−１，・・・，７０１−Ｎ チャネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継機，中継方法，送信機，受信機及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信では、サービスエリアの拡充や通信速度の高速化が求められている。
このため、不感地帯の解消や、サービスエリア内のスループットの均一化を目的として、無線信号を中継する中継機を用いたマルチホップ通信方式が多く用いられている。
中継機における中継方式には、例えば、Amplify and Forward（ＡＦ）法とDecode and Forward（ＤＦ）法とがある。ＡＦ法は、中継機で受信した無線信号をそのまま増幅して送信する方式である。一方、ＤＦ法は、中継機において受信した無線信号に復調・復号処理を行ない、再度、符号化・変調処理を施し送信する方式である。
【０００３】
下記特許文献１には、基地局から移動局までのダウンリンクスケジュールの最適化に際して、ＡＦ法又はＤＦ法を用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５２１０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
移動局の移動や、他の基地局からの干渉などの影響によって、基地局，中継機及び移動局を取り巻く伝搬環境は、時々刻々と変化する。また、基地局，中継機及び移動局の周囲に新たな建物が建設された場合などでも、伝搬環境は大きく変化する。このため、無線通信システムの立ち上げ時に最適とされた中継方式が、常に最適であるとは限らない。
さらに、無線信号のQuality of Service（ＱｏＳ）によって許容される遅延量が異なる場合、ＤＦ法よりも中継遅延量の少ないＡＦ法が最適な中継方式であったり、ＡＦ法よりも柔軟なチャネル選択を行なうことができるＤＦ法が最適な中継方式であったりするように、最適となる中継方式も変わることがある。
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、ＡＦ法とＤＦ法とを伝搬環境に応じて切り替えることはできない。
そこで、本発明は、中継方法を伝搬環境に応じて切り替えることで、良好な伝送状態を維持することを目的の１つとする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）第１の案として、送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機において、前記送信機から無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、中継機を用いることができる。
【０００８】
（２）また、第２の案として、送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機の中継方法において、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方の方法から他方の方法へ切り替え、前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記受信機へ送信する、中継方法を用いることができる。
【０００９】
（３）さらに、第３の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記送信機において、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、送信機を用いることができる。
【００１０】
（４）また、第４の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記受信機において、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、受信機を用いることができる。
【００１１】
（５）さらに、第５の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、前記中継機は、前記送信機から無線信号を受信する受信部と、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて前記無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、ＡＦ法及びＤＦ法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、無線通信システムを用いることができる。
【００１２】
（６）また、第６の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、前記送信機は、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、前記中継機は、前記送信機から前記メッセージを受信する受信部と、受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、無線通信システムを用いることができる。
【００１３】
（７）さらに、第７の案として、無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、前記受信機は、前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、前記中継機は、前記受信機から前記メッセージを受信する受信部と、受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、無線通信システムを用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
中継方法を伝搬環境に応じて切り替えることで、良好な伝送状態を維持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＡＦ法を用いて無線信号の中継を行なう中継機をそなえた無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】ＤＦ法を用いて無線信号の中継を行なう中継機をそなえた無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図３】データ伝送に関する時間シーケンスの一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図５】図４に示す中継機の構成の一例を示す図である。
【図６】中継方式選択部の構成の一例を示す図である。
【図７】図４に示す基地局の構成の一例を示す図である。
【図８】図４に示す移動局の構成の一例を示す図である。
【図９】第１変形例に係る基地局の構成の一例を示す図である。
【図１０】第１変形例に係る中継機の構成の一例を示す図である。
【図１１】第１変形例に係る中継方式選択部の構成の一例を示す図である。
【図１２】第１変形例に係る移動局の構成の一例を示す図である。
【図１３】第３変形例に係る中継機の構成の一例を示す図である。
【図１４】第３変形例に係る中継方式選択部の構成の一例を示す図である。
【図１５】データの種類と所定の定数との関係が設定されたテーブルの一例を示す図である。
【図１６】第５変形例に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【図１７】第５変形例に係る中継機の構成の一例を示す図である。
【図１８】第５変形例に係る基地局の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す各実施形態及び変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、各実施形態及び変形例を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔１〕一実施形態の説明
（１．１）Amplify and Forward（ＡＦ）法及びDecode and Forward（ＤＦ）法について
図１は、無線信号を増幅する第１の方法の一例であるＡＦ法を用いて無線信号の中継を行なう無線通信システムの構成の一例を示す図である。
【００１７】
この図１に示す例では、基地局から送信された信号１（図１中の白抜き矢印参照）及び信号２（図１中の網掛け矢印参照）が、中継機を介して移動局へと送信される。なお、図１中に円筒形状で示すチャネル１及びチャネル２には、例えば、それぞれ周波数の異なるチャネルが用いられてもよい。また、各チャネルを表した円筒形状の太さは、各チャネルの伝送容量の大きさに比例している。
【００１８】
ここで、基地局と中継機との間の無線伝送路に着目すると、図１に示す例では、チャネル１は１０Ｍｂｐｓの速度で信号の伝送が可能である一方、チャネル２は２Ｍｂｐｓの速度でしか信号を伝送できない。また、中継機と移動局との間の無線伝送路に着目すると、図１に示す例では、チャネル２は１０Ｍｂｐｓの速度で信号の伝送が可能である一方、チャネル１は２Ｍｂｐｓの速度でしか信号を伝送できない。
【００１９】
中継機がＡＦ法を用いて中継を行なう場合、中継機で受信された無線信号はそのまま増幅されて移動局へ送信される。
このため、図１に示す例では、基地局からチャネル１を通じて送信された信号１は、中継機においてＡＦ法による中継処理が施された後もチャネル１を通じて移動局へ送信される。同様に、基地局からチャネル２を通じて送信された信号２は、中継機においてＡＦ法による中継処理が施された後もチャネル２を通じて移動局へ送信される。
【００２０】
従って、図１に示す例の場合、信号１については、チャネル１における伝送特性の悪い区間、即ち、中継機と移動局との間の無線伝送路がボトルネックとなり、最大２Ｍｂｐｓの速度でしか伝送を行なうことができない。また、信号２については、チャネル２における伝送特性の悪い区間、即ち、基地局と中継機との間の無線伝送路がボトルネックとなり、やはり、最大２Ｍｂｐｓの速度でしか伝送を行なうことができない。
【００２１】
一方、図２は、無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法の一例であるＤＦ法を用いて無線信号の中継を行なう無線通信システムの構成の一例を示す図である。この図２においても、図１と同様に、図２中の白抜き矢印が信号１を表すとともに、図２中の網掛け矢印が信号２を表している。また、各チャネルを表した円筒形状の太さは、各チャネルの伝送容量の大きさに比例している。
【００２２】
この図２に示すように、中継機がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局だけでなく、中継機においても復調・復号処理が施されるため、無線信号の伝送に用いるチャネルの選択を、基地局と中継機との間及び中継機と移動局との間で行なうことができる。
このため、基地局及び中継機において適切なチャネル選択を行なえば、例えば、信号１については、基地局と中継機との間ではチャネル１を通じて伝送し、中継機と移動局との間ではチャネル２を通じて伝送することで、１０Ｍｂｐｓの速度で信号を伝送することができる。また、信号２については、基地局と中継機との間ではチャネル２を通じて伝送し、中継機と移動局との間ではチャネル１を通じて伝送することで、２Ｍｂｐｓの速度で信号を伝送することができる。その結果、信号１についての伝送速度を向上することが可能になる。
【００２３】
しかしながら、中継機がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、ＡＦ法よりも複雑な信号処理が施すため、中継機において、ＡＦ法の中継遅延よりも大きな中継遅延が生じる。
図３は、データ伝送に関する時間シーケンスの一例を示す図である。図３中の実線矢印は、伝送されるデータ（信号）の伝送方向を示しており、図３中の点線矢印は、各種の信号処理に起因する遅延を示している。
【００２４】
この図３に例示するように、中継機がＤＦ法を用いて中継を行なった場合、中継機において信号中継処理などに起因する遅延（中継遅延）が生じる。
ＤＦ法を用いた場合、基地局がデータを送信してから、移動局が当該データについての応答信号であるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を返送するまでに生じる遅延量は、ＡＦ法での遅延量の倍になる（図３中の一点鎖線矢印参照）。遅延量が倍になるということは、単位時間内に送信できるデータ量が半減することを意味し、即ち、伝送速度が半減することを意味する。
【００２５】
以上のように、ＡＦ法を用いて中継を行なう場合、無線信号を中継する際に生じる遅延量は少ないが、中継機でチャネル選択を行なうことはできないので、伝送速度を向上させることができない場合がある。
一方、ＤＦ法を用いて中継を行なう場合、中継機で適切なチャネル選択を行なうことで伝送速度を向上させることが可能になるが、無線信号を中継する際に生じる遅延量（中継遅延量）が大きくなる。
【００２６】
そこで、以下に説明する実施形態及び各変形例では、例えば、ＡＦ法とＤＦ法とを伝搬環境に応じて柔軟に切り替えることで、伝送速度の向上を図る。
（１．２）無線通信システム
図４は、一実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。
図４に示す無線通信システム１００は、例示的に、基地局２００と、移動局３００−１，３００−２と、中継機４００とをそなえる。
【００２７】
なお、以下では、移動局３００−１，３００−２を区別しない場合、単に移動局３００と表記する。また、基地局２００，移動局３００及び中継機４００の数は、図４に例示する数にそれぞれ限定されない。例えば、基地局２００から送信された無線信号を、他の中継機が他の移動局に中継してもよい。また、基地局２００と中継機４００の間、もしくは、中継機４００と移動局３００の間に他の中継機が配置され、多段中継を行なうようにしてもよい。
【００２８】
さらに、以下では、基地局２００が送信機の一例として機能するとともに、移動局３００が受信機の一例として機能し、基地局２００から移動局３００への下り方向（ダウンリンク）を例にして本実施形態を説明する。ただし、本発明は、この態様に限定されるものではなく、例えば、移動局３００が送信機の一例として機能するとともに、基地局２００が受信機の一例として機能し、移動局３００から基地局２００への上り方向（アップリンク）に適用してもよい。また、例えば、アドホック通信が可能な場合は、基地局２００や移動局３００が中継機の一例として機能し得ることもいうまでもない。
【００２９】
ここで、図４に示す基地局２００は、基地局２００のカバーエリア５００内に位置する移動局３００−１と直接的に無線通信を行なうことができる。
一方、基地局２００は、基地局２００のカバーエリア５００外に位置する移動局３００−２とは直接的に無線通信を行なうことができないので、中継機４００を介して、移動局３００−２と無線通信を行なう。
【００３０】
中継機４００は、基地局２００のカバーエリア５００内に存在し、基地局２００からの無線信号を移動局３００−２へ中継することができる。中継機４００は、基地局２００から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号に所定の中継処理を施し、中継機４００のカバーエリア６００内に位置する移動局３００−２へ再送信する。
なお、中継機４００は、所定の位置に固定的に配置されてもよいし、移動可能であってもよい。中継機４００が移動可能である場合、中継機４００のカバーエリア６００も中継機４００の移動に伴って移動することになる。
【００３１】
（１．３）中継機４００
図５は、中継機４００の構成の一例を示す図である。
この図５に示す中継機４００は、例示的に、受信アンテナ４０１と、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、送信アンテナ４０６と、デジタル回路４３０とをそなえる。
【００３２】
デジタル回路４３０は、無線信号の中継に係る各種の信号処理を行なうものである。前記の各種の中継処理には、例えば、中継方式の選択に係る処理や、ＤＦ法を用いた中継に係る処理が含まれる。
このため、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２及びＤＦ処理部４０７をそなえる。
【００３３】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array），ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）で実現することができる。また、中継方式選択部４０２及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
受信アンテナ４０１は、無線信号を受信する。受信アンテナ４０１で受信される無線信号には、例えば、基地局２００又は移動局３００から送信された無線信号が含まれる。即ち、上記受信アンテナ４０１は、送信機の一例である基地局２００から無線信号を受信する受信部の一例として機能する。
【００３４】
中継方式選択部４０２は、受信アンテナ４０１で受信された無線信号からチャネル係数などの伝搬路情報の推定及び抽出に用いられる信号を取り出し、取り出した当該情報を用いてチャネル係数などの伝搬路情報の推定及び抽出を行ない、当該伝搬路情報に基づいてＡＦ法及びＤＦ法のいずれか一方の中継方式を選択する。なお、上記伝搬路情報の推定及び抽出に用いられる信号には、例えば、基地局２００から送信されたパイロット信号などの既知の信号や、移動局３００から送信された伝搬路情報を含む信号が含まれる。
【００３５】
そして、中継方式選択部４０２は、選択した中継方式についての情報を、後述する切り替えスイッチ４０３，４０４へ出力する。
また、中継方式選択部４０２は、上記の各伝搬路情報や選択した中継方式についての情報を、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して、基地局２００へ通知することもできる。このようにすれば、基地局２００は、中継機４００から通知された上記の各情報に基づき、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択を行なうことができるので、最適なチャネル選択が可能となり、伝送速度の向上を図ることができる。なお、中継方式選択部４０２の詳細については、図６を用いて後述する。
【００３６】
切り替えスイッチ４０３，４０４は、中継方式選択部４０２が選択した中継方式についての情報に基づき、中継機４００内の信号経路を切り替えることによって、中継方式の切り替えを行なう。
例えば、切り替えスイッチ４０３，４０４は、ＡＦ法を用いて中継を行なう旨の情報を与えられた場合は、端子ａ−ａ’側の回路を有効にする一方、ＤＦ法を用いて中継を行なう旨の情報を与えられた場合は、端子ｂ−ｂ’側の回路を有効にする。
【００３７】
即ち、上記中継方式選択部４０２及び切り替えスイッチ４０３，４０４は、送信機の一例である基地局２００と中継機４００との間の伝搬環境に関する評価値と、中継機４００と受信機の一例である移動局３００との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、第１の方法及び第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部の一例として機能する。
【００３８】
次に、ＤＦ処理部４０７について説明する。
ＤＦ処理部４０７は、受信アンテナ４０１で受信された無線信号に対し、ＤＦ法に係る各種の処理を施す。前記各種の処理には、復調・復号処理や、チャネルの再選択や、再符号化・変調処理が含まれる。
このため、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【００３９】
復調・復号部４０８は、受信アンテナ４０１で受信された無線信号に対し、復調・復号処理を施す。復調・復号処理が施された信号は、チャネル選択部４０９へと出力される。
チャネル選択部４０９は、中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報に基づき、無線信号を再送信するチャネルの選択を行なう。なお、上記中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報は、移動局３００からの無線信号から、チャネル選択部４０９が直接取得してもよいし、中継方式選択部４０２における抽出結果を用いてもよい。
【００４０】
符号化・変調部４１０は、チャネル選択部４０９から出力された信号に再度符号化・変調処理を施し、切り替えスイッチ４０４を介して、増幅部４０５へと出力する。
増幅部４０５は、切り替えスイッチ４０４からの信号を増幅して、送信アンテナ４０６へ出力する。
送信アンテナ４０６は、増幅部４０５で増幅された信号を送信する。送信アンテナ４０６から送信された無線信号は、例えば、移動局３００へ送信される。
【００４１】
即ち、上記送信アンテナ４０６は、受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を受信機の一例である移動局３００へ送信する送信部の一例として機能する。
なお、受信アンテナ４０１及び送信アンテナ４０６に代えて、アンテナ共用器などにより共用化された単一のアンテナを用いることもできる。
【００４２】
ここで、図６に、中継方式選択部４０２の構成の一例を示す。
この図６に示す中継方式選択部４０２は、例示的に、伝搬路推定部４１１と、復調・復号部４１２と、伝搬路情報抽出部４１３と、評価指標算出部４１４と、中継方式切り替え決定部４１５と、符号化・変調部４１６とをそなえる。
中継方式選択部４０２に入力された信号は、伝搬路推定部４１１、または、復調・復号部４１２及び伝搬路情報抽出部４１３へ入力される。
【００４３】
伝搬路推定部４１１は、基地局２００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて伝搬路情報の推定を行なう。
ここで、伝搬路情報の推定方法について説明する。
送信された既知信号をｘ、受信された信号をｙ、チャネル係数をα、受信雑音をｎとすると、次の（１）式に示す関係が成り立つ。
【００４４】
【数１】
【００４５】
上記の（１）式において、ｙをｘで除することにより、チャネル係数αを推定する。また、複数のシンボルを用いて推定結果を平均化することで、雑音の影響を低減することができる。
上記の推定方法を用いることにより、伝搬路推定部４１１は、基地局２００から中継機４００への伝搬路情報を推定する。なお、伝搬路推定部４１１で推定された伝搬路情報は、チャネル選択部４０９へ出力し、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択に用いることができる。また、当該伝搬路情報を、基地局２００へ送信し、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択に用いてもよい。
【００４６】
一方、中継機４００から移動局３００への方向についての伝搬路情報は、移動局３００において推定され、それらの伝搬路情報は、無線信号として中継機４００へフィードバックされる。
そこで、復調・復号部４１２は、上記の移動局３００から中継機４００へフィードバックされた無線信号に対し、復調・復号処理を施し、伝搬路情報抽出部４１３は、復調・復号部４１２で出力された信号から、伝搬路情報を抽出する。
【００４７】
評価指標算出部４１４は、伝搬路推定部４１１、並びに、復調・復号部４１２及び伝搬路情報抽出部４１３で得られた伝搬路情報に基づき、以下の（２）式及び（３）式を用いて、中継方式の切り替えに用いる評価値ＣＡＦ，ＣＤＦを算出する。なお、上述したように、ここではダウンリンクの場合を例に挙げる。また、説明を簡単にするため、基地局２００と中継機４００との間、及び、中継機４００と移動局３００との間におけるチャネル数はそれぞれ２とする。
【００４８】
【数２】
【００４９】
ただし、α１，α２は、それぞれ基地局２００から中継機４００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数、β１，β２は、それぞれ中継機４００から移動局３００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数である。また、Ｃ（）は評価関数であり、Ｍｉｎ（）は、複数ある引数の中から最小値を有するものを選択する関数である。
なお、前記評価関数として、例えば、次の（４）式で与えられるチャネル容量を用いることができる。
【００５０】
【数３】
【００５１】
ただし、Ｓは送信信号電力、Ｎは受信雑音電力である。
また、前記評価関数として、次の（５）式で与えられる相互情報量を用いることもできる。
【００５２】
【数４】
【００５３】
ただし、ｐ（ｘ，ｙ）はｘ，ｙの確率分布、ｐ（ｙ｜ｘ）はｙのｘの条件付き確率分布、ｐ（ｙ）はｙの確率分布である。
中継方式切り替え決定部４１５は、評価指標算出部４１４で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び所定の定数Ａ（ただし、０≦Ａ＜１）に基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択してもよい。
【００５４】
ここで、定数Ａの値はＤＦ法を用いた場合に生じる遅延量などに基づいて決定することができる。例えば、ＤＦ法を用いた場合の遅延量が、ＡＦ法を用いた場合の遅延量のｋ（ｋは１より大きい実数）倍であるならば、定数Ａの値を１／ｋとしてもよい。また、ＡＦ法の方がＤＦ法よりも簡易な回路構成で実現でき、消費電力を小さくできるなどの優位性に鑑み、定数Ａの値を更に小さくすることもできる。
【００５５】
符号化・変調部４１６は、伝搬路推定部４１１で推定された伝搬路情報，伝搬路情報抽出部４１３によって抽出された伝搬路情報及び選択した中継方式についての情報に符号化・変調処理を施す。符号化・変調処理が施された無線信号は、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して基地局２００へ送信される。
以上の構成によれば、中継機４００は、基地局２００と中継機４００との間の伝搬路情報及び中継器４００と移動局３００との間の伝搬路情報に基づき、無線信号の中継方式を決定することができる。これにより、中継機４００は、中継機４００内の信号経路を切り替えて、ＡＦ法からＤＦ法へ中継方式を切り替えたり、ＤＦ法からＡＦ法へ中継方式を切り替えたりすることで、中継方式を適応的に切り替えることができ、良好な伝送状態を維持することができるようになる。
【００５６】
（１．４）基地局２００
図７は、基地局２００の構成の一例を示す図である。
この図７に示す基地局２００は、例示的に、受信アンテナ２０１と、復調・復号部２０２と、抽出部２０３と、チャネル選択部２０４と、符号化・変調部２０５と、送信アンテナ２０６とをそなえる。
【００５７】
受信アンテナ２０１は、無線信号を受信する。受信アンテナ２０１で受信される無線信号には、例えば、中継機４００から送信された無線信号が含まれる。また、中継機４００から送信された無線信号は、基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報、並びに、中継方式切り替え決定部４１５が選択した中継方式についての情報を含んでいてもよい。
【００５８】
復調・復号部２０２は、受信アンテナ２０１で受信された無線信号に復調・復号処理を施す。
抽出部２０３は、復調・復号部２０２から出力された信号から、上記基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報、並びに、上記中継方式についての情報を抽出する。
【００５９】
そして、抽出部２０３は、中継機４００がＡＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から移動局３００までの全伝搬路情報を抽出する。一方、中継機４００がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から中継機４００までの伝搬路情報を抽出すればよい。
チャネル選択部２０４は、抽出部２０３で得られた各情報に基づき、無線信号の伝送に用いるチャネルの選択を行なう。
【００６０】
即ち、チャネル選択部２０４は、中継機４００がＡＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から移動局３００までの全伝搬路情報を考慮に入れチャネルの選択を行なう。一方、中継機４００がＤＦ法を用いて中継を行なう場合、基地局２００から中継機４００までの伝搬路情報を考慮に入れチャネルの選択を行なう。
符号化・変調部２０５は、チャネル選択部２０４で選択されたチャネルを用いて無線信号を伝送すべく、送信データに符号化・変調処理を施す。
【００６１】
送信アンテナ２０６は、符号化・変調部２０５において符号化・変調処理が施された無線信号を送信する。送信アンテナ２０６で送信された信号は、例えば、中継機４００または移動局３００で受信される。なお、受信アンテナ２０１及び送信アンテナ２０６に代えて、アンテナ共用器などにより共用化された単一のアンテナを用いることもできる。
以上の構成によれば、基地局２００は、基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報、並びに、中継機４００で選択された中継方式についての情報に基づき、無線信号の送信に用いるチャネルの選択を適切に行なうことができる。これにより、基地局２００は、中継機４００で選択された中継方法に応じて、無線信号の伝送に最適となるチャネルを選択することができる。
【００６２】
（１．５）移動局３００
図８は、移動局３００の構成の一例を示す図である。
この図８に示す移動局３００は、例示的に、受信アンテナ３０１と、復調・復号部３０２と、伝搬路推定部３０３と、符号化・変調部３０４と、送信アンテナ３０５とをそなえる。
【００６３】
受信アンテナ３０１は、無線信号を受信する。前記無線信号は、基地局２００または中継機４００から送信されたものである。
復調・復号部３０２は、受信アンテナ３０１で受信された無線信号に復調・復号処理を施し、送信信号を取り出す。
伝搬路推定部３０３は、中継機４００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報の推定を行なうものであり、上述した伝搬路推定部４１１と同様の機能を有している。
【００６４】
符号化・変調部３０４は、伝搬路推定部３０３で得られた伝搬路情報を中継機４００へ送信すべく、伝搬路情報を含むデータ信号に符号化・変調処理を施す。
送信アンテナ３０６は、符号化・変調部３０４において符号化・変調処理が施された無線信号を送信する。送信アンテナ３０５で送信された信号は、例えば、中継機４００または基地局２００で受信される。なお、受信アンテナ３０１及び送信アンテナ３０５に代えて、アンテナ共用器などにより共用化された単一のアンテナを用いることもできる。
【００６５】
以上の構成によれば、移動局３００は、中継機４００から送信された無線信号を受信することができる。また、移動局３００は、中継機４００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報を伝搬路推定部３０３で推定し、符号化・変調部３０４及び送信アンテナ３０５を介して、中継機４００へ当該伝搬路情報をフィードバックすることができる。
【００６６】
以上のように、本例では、中継機４００が、伝搬路情報に基づいてＡＦ法とＤＦ法とを適応的に切り替えるので、良好な伝送状態を維持することができるようになる。
〔２〕第１変形例
上述した実施形態では、中継方式の切り替えに関する決定を中継機４００が行なう例について説明したが、例えば、基地局２００が中継方式の切り替えに関する決定を行なってもよい。
【００６７】
図９は、第１変形例に係る基地局２００ａの構成の一例を示す図である。
図９に示す基地局２００ａは、例示的に、受信アンテナ２０１と、復調・復号部２０２と、抽出部２０３ａと、チャネル選択部２０４と、符号化・変調部２０５と、送信アンテナ２０６と、中継方式選択部２０７とをそなえる。なお、図９中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
抽出部２０３ａは、復調・復号部２０２で出力された信号から、基地局２００ａから中継機４００ａに向かう区間における伝搬路情報及び中継機４００ａから移動局３００に向かう区間における伝搬路情報を抽出する。
中継方式選択部２０７は、抽出部２０３ａから出力された、基地局２００ａから後述する中継機４００ａへ向かう区間及び中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報に基づいて、ＡＦ法及びＤＦ法のいずれか一方の中継方式を選択する。
【００６９】
また、中継方式選択部２０７は、選択した中継方式についての情報及び上記の各伝搬路情報を、チャネル選択部２０４に出力する。
さらに、上記選択した中継方式についての情報は符号化・変調部２０５及び送信アンテナ２０６を介して、中継機４００ａへ送信される。
このため、中継方式選択部２０７は、評価指標算出部２０８と、中継方式切り替え決定部２０９とをそなえる。
【００７０】
評価指標算出部２０８は、抽出部２０３ａから出力された基地局２００から中継機４００へ向かう区間及び中継機４００から移動局３００へ向かう区間における各伝搬路情報に基づき、上述した（２）式及び（３）式を用いて中継方式の切り替えに用いる指標値ＣＡＦ，ＣＤＦを算出する。算出した指標値ＣＡＦ，ＣＤＦは、中継方式切り替え決定部２０９へ出力される。
【００７１】
中継方式切り替え決定部２０９は、評価指標算出部２０８で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び所定の定数Ａ（ただし、０≦Ａ＜１）に基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択する。
即ち、上記中継方式切り替え決定部２０９は、送信機の一例である基地局２００ａと中継機４００ａとの間の伝搬環境に関する評価値と、中継機４００ａと受信機の一例である移動局３００との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方へ切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部の一例として機能する。
【００７２】
中継方式切り替え決定部２０９で選択された中継方式についての情報は、チャネル選択部２０４へ出力され、また、符号化・変調部２０５及び送信アンテナ２０６を介して中継機４００ａへ通知される。なお、中継機４００ａでは、当該情報に基づいて中継方式の切り替えがなされる。
即ち、上記送信アンテナ２０６は、上記切り替えに関する決定を通知するメッセージを中継機４００ａに送信する送信部の一例として機能する。
【００７３】
以上の構成によれば、基地局２００ａは、基地局２００ａと中継機４００ａとの間及び中継機４００ａと移動局３００との間の各伝搬路情報に基づき、中継機４００ａでの中継方式の切り替えに関する決定を行なうことができる。なお、当該切り替えに関する情報は、送信アンテナ２０６を介して中継機４００ａに通知される。
図１０は、第１変形例に係る中継機４００ａの構成の一例を示す図である。
【００７４】
図１０に示す中継機４００ａは、例示的に、受信アンテナ４０１と、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、送信アンテナ４０６と、デジタル回路４３０とをそなえる。
また、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２ａとＤＦ処理部４０７とをそなえる。さらに、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【００７５】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣまたはＤＳＰで実現することができる。また、中継方式選択部４０２ａ及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
なお、図１０中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
図１０に示す中継方式選択部４０２ａは、上記の基地局２００ａから送信された無線信号から、基地局２００ａの中継方式切り替え決定部２０９が選択した中継方式についての情報を抽出し、当該情報を切り替えスイッチ４０３，４０４に出力する。
図１１は、中継方式選択部４０２ａの構成の一例を示す図である。図１１に示す中継方式選択部４０２ａは、例示的に、伝搬路推定部４１１と、復調・復号部４１２と、符号化・変調部４１６と、抽出部４１７とをそなえる。
【００７７】
伝搬路推定部４１１は、基地局２００ａから送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて基地局２００ａから中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報の推定を行なう。
符号化・変調部４１６は、伝搬路推定部４１１で推定された伝搬路情報に符号化・変調処理を施す。符号化・変調処理が施された無線信号は、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して基地局２００ａへ送信される。
【００７８】
復調・復号部４１２は、上記の基地局２００ａから送信された無線信号に復調・復号処理を施し、抽出部４１７は、復調・復号部４１２で出力された信号から選択された中継方式についての情報を抽出する。また、抽出された上記情報は、切り替えスイッチ４０３，４０４へ出力される。
また、復調・復号部４１２及び抽出部４１７は、移動局３００から送信された、中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報の抽出を行ない、符号化・変調部４１６へ出力する。この場合、中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報は、増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して基地局２００ａへ送信される。
【００７９】
基地局２００ａは、上記の伝搬路推定部４１１で推定された基地局２００ａから中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報、及び、抽出部４１７で抽出された中継機４００ａから移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報に基づき、中継方式の選択を行なう。また、基地局２００ａから中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報に基づき、無線信号の伝送に使用するチャネルの選択を行なうことができるので、最適なチャネル選択が可能となり、伝送速度の向上を図ることができる。
【００８０】
以上の構成によれば、中継機４００ａは、基地局２００ａが選択した中継方式についての情報に基づいて、中継機４００内の信号経路を切り替えることにより、基地局２００ａで選択された中継方式に合わせて中継方式を切り替えることができる。
以上のように、中継方式の切り替えに関する決定を、基地局２００ａが行なっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合、より単純な構成で中継機４００ａを構成することができる。
【００８１】
〔３〕第２変形例
また、中継機４００に代わって、移動局３００が、中継方式の切り替えに関する決定を行なってもよい。なお、この場合、中継機４００は、上記第１変形例における中継機４００ａと同様に構成される。
図１２は、第２変形例に係る移動局３００ａの構成の一例を示す図である。
【００８２】
図１２に示す移動局３００ａは、例示的に、受信アンテナ３０１と、復調・復号部３０２と、伝搬路推定部３０３と、符号化・変調部３０４と、送信アンテナ３０５と、復調・復号部３０６と、伝搬路情報抽出部３０７と、中継方式選択部３０８とをそなえる。なお、図１２中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００８３】
復調・復号部３０６は、中継機４００ａの伝搬路推定部４１１によって推定され、中継機４００ａの増幅部４０５及び送信アンテナ４０６を介して送信された、基地局２００から中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報を含む無線信号に復調・復号処理を施す。
伝搬路情報抽出部３０７は、復調・復号部３０６の出力から、基地局２００から中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報を抽出する。
【００８４】
中継方式選択部３０８は、伝搬路推定部３０３によって推定された中継機４００ａから移動局３００ａへ向かう区間における伝搬路情報及び伝搬路情報抽出部３０７によって抽出された基地局２００から中継機４００ａへ向かう区間における伝搬路情報に基づき、中継機４００ａにおける中継方式を選択する。
このため、中継方式選択部３０８は、例示的に、評価指標算出部３０９と、中継方式切り替え決定部３１０とをそなえる。
【００８５】
評価指標算出部３０９は、伝搬路推定部３０３及び伝搬路情報抽出部３０７から出力された各伝搬路情報に基づき、上述した（２）式及び（３）式を用いて中継方式の切り替えに用いる指標値ＣＡＦ，ＣＤＦを算出する。算出した指標値ＣＡＦ，ＣＤＦは、中継方式切り替え決定部３１０へ出力される。
中継方式切り替え決定部３１０は、評価指標算出部３０９で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び所定の定数Ａ（ただし、０≦Ａ＜１）に基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択する。
【００８６】
即ち、上記中継方式切り替え決定部３１０は、送信機の一例である基地局２００と中継機４００ａとの間の伝搬環境に関する評価値と、中継機４００ａと受信機の一例である移動局３００ａとの間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える決定を行なう切り替え決定部の一例として機能する。
【００８７】
中継方式切り替え決定部３０９で選択された中継方式についての情報は、送信アンテナ３０５を介して中継機４００ａへ送信される。中継機４００ａでは、当該情報に基づいて中継方式の切り替えがなされる。
即ち、上記送信アンテナ３０５は、上記切り替えに関する決定を通知するメッセージを中継機４００ａに送信する送信部の一例として機能する。
【００８８】
以上の構成によれば、移動局３００ａは、基地局２００ａと中継機４００ａとの間及び中継機４００ａと移動局３００ａとの間の伝搬路情報に基づき、中継機４００ａでの中継方式の切り替えに関する決定を行なうことができる。なお、当該切り替えに関する情報は、送信アンテナ３０５を介して中継機４００ａに通知される。また、これを受けた中継機４００ａが、移動局３００ａで選択された中継方式に合わせて中継方式を切り替える。
【００８９】
以上のように、中継方式の切り替えに関する決定を、移動局３００ａが行なっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合、より単純な構成で中継機４００ａを構成することができる。
〔４〕第３変形例
既述のように、ＤＦ法を用いた中継を行なった場合、中継遅延が大きくなる。
【００９０】
一般的に、この中継遅延の許容範囲は、送信されるデータの種類によって異なる。例えば、音声通信においては、低遅延が要求される。また、ストリーミングにおいては、音声通信ほどではないが低遅延が要求される。一方、データダウンロードにおいては、音声通信やストリーミングで要求される条件ほどの低遅延は要求されない。
そこで、本例のように、送信されるデータの種類に応じて、中継方法の選択に用いる既述の定数Ａの値を変更してもよい。
【００９１】
図１３は、第３変形例に係る中継機４００ｂの構成の一例を示す図である。
図１３に示す中継機４００ｂは、例示的に、受信アンテナ４０１と、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、送信アンテナ４０６と、デジタル回路４３０とをそなえる。
また、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２ｂとＤＦ処理部４０７とをそなえる。さらに、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【００９２】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣまたはＤＳＰで実現することができる。また、中継方式選択部４０２ｂ及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
なお、図１３中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００９３】
図１３に示す中継方式選択部４０２ｂは、基地局２００によって送信された無線信号に含まれるデータの種類を検出し、当該検出結果に基づいて、前記無線信号について、ＡＦ法及びＤＦ法のいずれか一方の中継方式を選択する。
図１４は、中継方式選択部４０２ｂの構成の一例を示す図である。
図１４に示す中継方式選択部４０２ｂは、例示的に、伝搬路推定部４１１と、復調・復号部４１２と、伝搬路情報抽出部４１３と、評価指標算出部４１４と、中継方式切り替え決定部４１５ｂと、符号化・変調部４１６と、データ種類検出部４１８とをそなえる。なお、図１４中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【００９４】
データ種類検出部４１８は、受信した無線信号に含まれるデータの種類を検出する。具体的には、例えば、基地局２００と中継機４００ｂとの間に設定される各チャネルを介して、どのような種類のデータを含む無線信号がそれぞれ伝送されるのかを表わす設定情報に基づき、データ種類検出部４１８は、受信した無線信号に含まれるデータの種類を検出することができる。
【００９５】
また、データ種類検出部４１８は、受信した無線信号について、復調・復号処理を施し、データを抽出して、当該データの種類を検出してもよい。例えば、抽出データが、ヘッダとペイロードとを有するパケットである場合、データ種類検出部４１８は、ヘッダに含まれるQuality of Service（ＱｏＳ）情報に基づいて、データの種類を検出することができる。
【００９６】
データ種類検出部４１８で検出されたデータ種類に関する情報は、中継方式切り替え決定部４１５ｂへ出力される。
中継方式切り替え決定部４１５ｂは、入力されたデータの種類に関する情報に応じて、定数Ａの値を変更する。例えば、中継方式切り替え決定部４１５ｂは、図１５に示す、データの種類と上記定数Ａとの関係が設定されたテーブルを予め用意し、当該テーブルを参照することで定数Ａの値を変更することができる。
【００９７】
ここで、図１５に示すように、遅延に対する要求が厳しいデータほど、定数Ａの値を小さくすることで、ＤＦ法よりもＡＦ法が選択されやすくし、中継遅延量を低減させる。その結果、要求される遅延量を満足することができる。
また、中継方式切り替え決定部４１５ｂは、評価指標算出部４１４で算出された評価値ＣＡＦ，ＣＤＦ及び上記の定数Ａに基づき、中継方式切り替えの判断を行なう。例えば、ＣＡＦ＞ＡＣＤＦの場合、ＡＦ法を選択し、その他の場合はＤＦ法を選択してもよい。
【００９８】
以上のように、本例によれば、送信されるデータの種類に応じて、中継方法の選択に用いる既述の定数Ａの値を変更することができるので、送信されるデータの種類毎に最適な中継方法を選択することが可能となる。また、この結果、要求される遅延量を満足することができる。
なお、本例は、上述した実施形態及び各変形例のいずれの構成においても実施可能である。
【００９９】
例えば、基地局２００ａ又は移動局３００ａが中継方式の切り替えに関する決定を行なう場合、基地局２００ａ又は移動局３００ａが、データの種類に応じて定数Ａの値を変更してもよい。
〔５〕第４変形例
また、中継方式切り替え決定部４１５は、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせるように中継方式の切り替え制御を行なってもよい。即ち、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えについての閾値と、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えについての閾値を異なるものにすることができる。
【０１００】
例えば、中継方式切り替え決定部４１５は、上記（２）式及び（３）式で与えられる評価値、並びに、新たな定数Ｄ（ただし、０≦Ｄ＜１）及びＥ（ただし、０≦Ｅ＜１）を用いて、以下に示す切り替え制御を行なう。ただし、Ｄ＞Ｅとする。
中継方式切り替え決定部４１５は、ＣＡＦ＞ＤＣＤＦの条件を満たす場合、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えを行なう。また、ＣＡＦ＜ＥＣＤＦの条件を満たす場合、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えを行なう。さらに、それ以外の場合については、中継方式の変更を行なわない。
【０１０１】
即ち、ＣＡＦがＤＣＤＦより大きくなるとＤＦ法からＡＦ法への切り替えが行なわれるが、ＣＡＰがＤＣＤＦ以下になったとしても、ＣＡＦがＥＣＤＦより小さくならない限りはＡＦ法からＤＦ法への切り替えは行なわれない。
また、ＣＡＦがＥＣＤＦより小さくなるとＡＦ法からＤＦ法への切り替えが行なわれるが、ＣＡＦがＥＣＤＦ以上になったとしても、ＣＡＦがＤＣＤＦより大きくならない限りはＤＦ法からＡＦ法への切り替えは行なわれない。
【０１０２】
なお、上記定数Ｄ及びＥの値も、上記定数Ａと同様、ＤＦ法を用いた場合に生じる遅延量などに基づいて決定することができる。また、ＡＦ法の方が簡易な回路構成で実現でき、消費電力を小さくできるなどの実情に鑑み、上記定数Ｄ及びＥの値を更に小さくすることもできる。
以上のように、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせるように中継方式の切り替え制御を行なうことで、例えば、伝搬環境が瞬時的な変動を繰り返す場合において、中継方式の切り替えが頻繁に生じることのないようにすることができる。
【０１０３】
なお、本例は、上述した実施形態及び各変形例のいずれの構成においても実施可能である。
例えば、基地局２００ａ又は移動局３００ａが中継方式の切り替えに関する決定を行なう場合、基地局２００ａ又は移動局３００ａが、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせるように中継方式の切り替え制御を行なうことができる。
【０１０４】
また、データの種類に応じて個別に中継方式の切り替えを行なう際においても、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせてもよい。
〔６〕第５変形例
また、例えば、無線通信システムが複数の移動局を有する場合、各移動局の位置により伝搬環境が異なるため、ある移動局にとって最適な中継方式が、他の移動局にとっての最適な中継方式であるとは限らない。
【０１０５】
そこで、中継機４００は、各移動局へ送信される信号毎に中継方式を切り替えてもよく、さらに、中継処理を並列的に行なってもよい。
なお、ここでは、説明を簡単にするため、信号数、並びに、基地局と中継機との間及び中継機と各移動局との間におけるチャネル数は全てＮ（Ｎは２以上の整数）とする。
図１６は、第５変形例に係る無線通信システム１００ｃの構成の一例を示す図である。
【０１０６】
図１６に示す無線通信システム１００ｃは、例示的に、基地局２００ｃと、Ｍ（Ｍは２以上の整数、Ｍ≦Ｎ）個の移動局３００ｃ−１，・・・，３００ｃ−Ｍと、中継機４００ｂとをそなえる。なお、以下では、移動局３００ｃ−１，・・・，３００ｃ−Ｍを区別しない場合、単に移動局３００ｃと表記する。
また、図１６に示す無線通信システム１００ｃは、基地局２００ｃと中継機４００ｃとの間にＮ個のチャネル７００−１，・・・，７００−Ｎを有し、中継機４００ｃと移動局３００ｂの間にＮ個のチャネル７０１−１，・・・，７０１−Ｎを有する。
【０１０７】
なお、移動局の数Ｍと信号数Ｎが同一ではないのは、単一の移動局に複数のチャネルが割り当てられる可能性を示唆している。
図１７は、第５変形例に係る中継機４００ｃの構成の一例を示す図である。
図１７に示す中継機４００ｃは、例示的に、受信アンテナ４０１と、送信アンテナ４０６と、信号分離部４１９と、信号合成部４２０と、第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎとをそなえる。また、第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎは、例示的に、それぞれ、切り替えスイッチ４０３，４０４と、増幅部４０５と、デジタル回路４３０とをそなえる。さらに、デジタル回路４３０は、例示的に、中継方式選択部４０２とＤＦ処理部４０７とをそなえる。また、ＤＦ処理部４０７は、例示的に、復調・復号部４０８と、チャネル選択部４０９と、符号化・変調部４１０とをそなえる。
【０１０８】
デジタル回路４３０は、例えば、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣまたはＤＳＰで実現することができる。また、中継方式選択部４０２及びＤＦ処理部４０７は、それぞれ個別のＤＳＰやＦＰＧＡなどで実現してもよい。
なお、図１７中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
【０１０９】
図１７に示す信号分離部４１９は、基地局２００ｃから送信され、チャネル７００−１，・・・，７００−Ｎを経由して受信アンテナ４０１で受信されたＮ個の無線信号を、信号毎に分離する。各無線信号で周波数が異なる場合、信号分離にフィルタ回路を用いることができる。なお、分離された各信号は、それぞれ移動局毎に割り当てられてもよいし、１つの移動局に対して複数の信号が割り当てられてもよい。
【０１１０】
信号分離部４１９で分離されたＮ個の信号は、それぞれ第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎに入力され、独立に中継処理が施される。第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎにおいて中継処理が施された各信号は、信号合成部４２０に出力される。
信号合成部４２０は、第１中継処理部４２１−１，・・・，第Ｎ中継処理部４２１−Ｎのそれぞれから出力された信号を合成し、送信アンテナ４０６へ出力する。
【０１１１】
送信アンテナ４０６は、上記信号を基地局２００ｃまたは移動局３００ｃへ送信する。
また、第１中継処理部４２１−１の中継方式選択部４０２は、基地局２００ｃと中継機４００ｂとの間のチャネル７００−１に係る伝搬路情報、及び、中継機４００ｃと移動局３００ｂとの間のチャネル７０１−１に係る伝搬路情報を出力する。
同様に、第Ｎ中継処理部４２１−Ｎの中継方式選択部４０２は、基地局２００ｃと中継機４００ｃとの間のチャネル７００−Ｎに係る伝搬路情報、及び、中継機４００ｃと移動局３００ｃとの間のチャネル７０１−Ｎに係る伝搬路情報を出力する。
【０１１２】
上記の各情報は、増幅部４０５，信号合成部４２０及び送信アンテナ４０６を経由して基地局２００ｂに送信される。
以上の構成によれば、中継機４００ｃは、受信した無線信号から移動局３００ｃ毎に信号を分離し、分離した各信号に対して独立に中継処理を施すことにより、送信される信号毎に中継方式を切り替え、さらに、中継処理を並列的に行なうことができる。これにより、移動局３００ｂ毎に最適な中継方式を選択することができ、各移動局３００ｃに対する伝送速度を最適化することが可能となる。
【０１１３】
図１８は、第５変形例に係る基地局２００ｃの構成の一例を示す図である。
図１８に示す基地局２００ｃは、例示的に、受信アンテナ２０１と、送信アンテナ２０６と、信号分離部２１０と、信号合成部２１１と、第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎとをそなえる。また、第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎは、例示的に、それぞれ、復調・復号部２０２と、抽出部２０３と、チャネル選択部２０４と、符号化・変調部２０５とをそなえる。
【０１１４】
なお、図１８中、既述の符号を付した各構成については、前述の各構成と同様の機能を具備するので、その詳細な説明は省略する。
図１８に示す信号分離部２１０は、中継機４００ｃから送信された、基地局２００ｃと中継機４００ｃとの間の伝搬路情報及び中継機４００ｃと移動局３００ｃとの間の伝搬路情報、並びに、中継方式選択部４０２において選択された中継方式についての情報を含む無線信号を、信号毎に分離する。分離された各無線信号は、それぞれ第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎにおいて用いられる。なお、第１中継処理部４２１−１で出力された無線信号は、第１送信処理部２１２−１において用いられ、同様に、第Ｎ中継処理部４２１−Ｎで出力された無線信号は、第Ｎ送信処理部２１２−Ｎにおいて用いられる。
【０１１５】
第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎは、送信信号毎にチャネルの選択及び符号化・変調処理を施す。
信号合成部２１１は、第１送信処理部２１２−１，・・・，第Ｎ送信処理部２１２−Ｎのそれぞれにおいて信号処理が施された送信信号を合成し、送信アンテナ２０６へ出力する。
【０１１６】
以上の構成によれば、移動局３００ｃ毎に、送信信号の伝送に用いるチャネルの選択を行なうことにより、各無線信号の伝送に最適となるチャネルを選択することができる。
なお、本実施形態に係る移動局３００ｃは、それぞれ上記一実施形態における移動局３００と同様に構成される。
以上のように、送信される信号毎に中継方式を切り替えることにより、例えば、中継機が複数の移動局宛の無線信号を中継する場合においても、移動局毎に最適な中継方式を選択することができる。
【０１１７】
なお、本例においても、上述した各変形例のうち少なくとも１つを適宜適用することができる。
例えば、中継方式の切り替えに関する決定を、基地局２００ｃが行なってもよいし、又は、各移動局３００ｃがそれぞれ行なってもよい。
また、複数の移動局３００ｃへ送信される各信号について、それぞれ、データの種類に応じて個別に中継方式の切り替えを行なってもよい。
【０１１８】
さらに、複数の移動局３００ｃへ送信される各信号について、それぞれ、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせてもよい。
〔７〕第６変形例
上述した実施形態及び各変形例では、基地局から移動局へ向かう方向についての伝搬路情報に基づいて中継方式の切り替えを行なう例を説明したが、移動局から基地局へ向かう方向（フィードバックチャネル）についての伝搬路情報も考慮して中継方式の切り替えを行なうこともできる。
【０１１９】
この場合、中継機４００及び移動局３００だけでなく、基地局２００も伝搬路情報の推定を行なう機能を有する。また、本例において、基地局２００は、上述した機能に加え、中継機４００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて、中継機４００から移動局３００へ向かう区間における伝搬路情報の推定を行ない、中継機４００へ送信する機能を有する。さらに、中継機４００は、上述した機能に加え、移動局３００から送信されたパイロット信号などの既知の信号を用いて、移動局３００から中継機４００へ向かう区間における伝搬路情報を推定する機能を有する。
【０１２０】
具体的には、評価指標算出部４１４は、上述した（２）式及び（３）式の代わりに、以下に示す（６）式及び（７）を用いて、ＡＦ法及びＤＦ法に係る評価値ＣＡＦ’，ＣＤＦ’を算出することができる。
【０１２１】
【数５】
【０１２２】
ただし、α１１，α２１は、それぞれ基地局２００から中継機４００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数、β１１，β２１は、それぞれ中継機４００から移動局３００へ向かう区間における第１及び第２チャネル係数である。
また、α１２，α２２は、それぞれ基地局２００から中継機４００へ向かう区間におけるチャネル係数である第１及び第２フィードバックチャネル係数、β１２，β２２は、それぞれ中継機４００から移動局３００へ向かう区間におけるチャネル係数である第１及び第２フィードバックチャネル係数である。
【０１２３】
Ｆは０以上の任意の定数であるが、Ｆを１より小さい定数として、各評価値におけるフィードバックチャネルの影響を小さくすることができる。
以上のように、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮して中継方式の切り替えを行なうことで、例えば、Ａｃｋ／Ｎａｃｋなどのフィードバックを考慮した上で最適な中継方式を選択することができる。
【０１２４】
また、評価指標算出部４１４は、基地局２００から移動局３００へ向かう方向についての伝搬路情報と、移動局３００から基地局２００へ向かう方向についての伝搬路情報とを適宜組み合わせて、評価指標を算出しても良い。
なお、本例は、上述した実施形態及び各変形例のいずれの構成においても実施可能である。
【０１２５】
例えば、基地局２００ａ又は移動局３００ａが中継方式の切り替えに関する決定を行なう場合、基地局２００ａ又は移動局３００ａが、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮して中継方式の切り替えを行なってもよい。
また、データの種類に応じて個別に中継方式の切り替えを行なう際においても、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮して中継方式の切り替えを行なってもよい。
【０１２６】
さらに、フィードバックチャネルの伝搬路情報を考慮した中継方式の切り替えを行なう際、ＡＦ法からＤＦ法への切り替えと、ＤＦ法からＡＦ法への切り替えとの間でヒステリシスを持たせてもよい。
〔８〕その他
なお、上述した基地局２００，移動局３００及び中継機４００の各構成及び各機能は、必要に応じて取捨選択してもよいし、適宜組み合わせて用いてもよい。即ち、本発明の機能を発揮できるように、上記の各構成及び各機能を取捨選択したり、適宜組み合わせて用いたりしてもよい。
【０１２７】
また、上述した実施形態及び各変形例において、ＤＦ法を用いた場合、中継機で無線信号の各チャネルへの割り振りを決め、その情報を他の機器に通知することができる。基地局２００と中継機４００との間におけるチャネルｉへのデータ割り振り、及び、中継機４００と移動局３００との間におけるチャネルｉへのデータ割り振りは、例えば、次の（８）式及び（９）式に基づいて行なわれる。
【０１２８】
【数６】
【０１２９】
なお、無線信号の各チャネルへの割り振りの決定は、中継機４００ばかりでなく基地局２００または移動局３００が行なうこともできる。
さらに、上述した実施形態及び各変形例において、中継機４００を多段に構成することもできる。この場合において、評価値ＣＡＦ，ＣＤＦは、例えば、それぞれ以下に示す（１０）式及び（１１）式を用いて算出される。
【０１３０】
【数７】
【０１３１】
ただし、ｒは中継区間数、ｎｉは第ｉ区間におけるチャネル数を示す。また、αijは、中継機によって区切られた、基地局２００から移動局３００へ向かう第ｉ区間における第ｊチャネル係数である。
以上の実施形態及び各変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔９〕付記
（付記１）
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機において、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、中継機。
【０１３２】
（付記２）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記１記載の中継機。
【０１３３】
（付記３）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記１または２に記載の中継機。
（付記４）
前記制御部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の中継機。
【０１３４】
（付記５）
前記送信部が、前記第１の方法又は前記第２の方法を用いて無線信号を複数の受信機へそれぞれ送信し、
前記制御部が、前記複数の受信機へそれぞれ送信される無線信号毎に前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう、
ことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の中継機。
【０１３５】
（付記６）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の中継機。
（付記７）
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機の中継方法において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方の方法から他方の方法へ切り替え、
前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記受信機へ送信する、
ことを特徴とする、中継方法。
【０１３６】
（付記８）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記７記載の中継方法。
【０１３７】
（付記９）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記７または８に記載の中継方法。
（付記１０）
前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスがある、
ことを特徴とする、付記７〜９のいずれか１項に記載の中継方法。
【０１３８】
（付記１１）
前記中継機は、
無線信号を複数の受信機へそれぞれ送信し、
前記複数の受信機へそれぞれ送信する無線信号毎に前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替え、
前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記複数の受信機へそれぞれ中継する、
ことを特徴とする、付記７〜１０のいずれか１項に記載の中継方法。
【０１３９】
（付記１２）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記７〜１１のいずれか１項に記載の中継方法。
（付記１３）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記送信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、送信機。
【０１４０】
（付記１４）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記１３記載の送信機。
【０１４１】
（付記１５）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記１３または１４に記載の送信機。
（付記１６）
前記切り替え決定部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、付記１３〜１５のいずれか１項に記載の送信機。
【０１４２】
（付記１７）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記１３〜１６のいずれか１項に記載の送信機。
（付記１８）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記受信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。
【０１４３】
（付記１９）
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、付記１８記載の受信機。
【０１４４】
（付記２０）
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、付記１８または１９に記載の受信機。
（付記２１）
前記切り替え決定部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、付記１８〜２０のいずれか１項に記載の受信機。
【０１４５】
（付記２２）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記１８〜２１のいずれか１項に記載の受信機。
（付記２３）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記中継機は、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて前記無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【０１４６】
（付記２４）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記送信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記送信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【０１４７】
（付記２５）
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記受信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記受信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【０１４８】
（付記２６）
前記第１の方法がＡＦ（Amplify and Forward）法である一方、前記第２の方法がＤＦ（Decode and Forward）法である、
ことを特徴とする、付記２３〜２５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【符号の説明】
【０１４９】
１００，１００ｃ 無線通信システム
２００，２００ａ，２００ｃ 基地局
２０１，３０１，４０１ 受信アンテナ
２０２，３０２，３０６，４０８，４１２ 復調・復号部
２０３，２０３ａ，４１７ 抽出部
２０４，４０９ チャネル選択部
２０５，３０４，４１０，４１６ 符号化・変調部
２０６，３０５，４０６ 送信アンテナ
２０７，３０８，４０２，４０２ａ，４０２ｂ 中継方式選択部
２０８，３０９，４１４ 評価指標算出部
２０９，３１０，４１５，４１５ｂ 中継方式切り替え決定部
２１０，４１９ 信号分離部
２１１，４２０ 信号合成部
２１２−１，・・・，２１２−Ｎ 第１送信処理部，・・・，第Ｎ送信処理部
３００，３００−１，３００−２，３００ａ，３００ｃ，３００ｃ−１，・・・，３００ｃ−Ｍ 移動局
３０３，４１１ 伝搬路推定部
３０７，４１３ 伝搬路情報抽出部
４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｃ 中継機
４０３，４０４ 切り替えスイッチ
４０５ 増幅部
４０７ ＤＦ処理部
４１８ データ種類検出部
４２１−１，・・・，４２１−Ｎ 第１中継処理部，・・・，第Ｎ中継処理部
４３０ デジタル回路
５００，６００ カバーエリア
７００−１，・・・，７００−Ｎ，７０１−１，・・・，７０１−Ｎ チャネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機において、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、中継機。
【請求項２】
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、請求項１記載の中継機。
【請求項３】
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の中継機。
【請求項４】
前記制御部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の中継機。
【請求項５】
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機の中継方法において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方の方法から他方の方法へ切り替え、
前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記受信機へ送信する、
ことを特徴とする、中継方法。
【請求項６】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記送信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、送信機。
【請求項７】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記受信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。
【請求項８】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記中継機は、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて前記無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項９】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記送信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記送信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項１０】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記受信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記受信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項１】
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機において、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、中継機。
【請求項２】
前記所定の評価指標が、前記第１の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値と、前記第２の方法を用いた場合の前記中継機における中継遅延時間に関する評価値とを含む、
ことを特徴とする、請求項１記載の中継機。
【請求項３】
前記所定の評価指標が、前記データの種類に関する評価値を含む、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の中継機。
【請求項４】
前記制御部が、前記第１の方法から前記第２の方法への切り替えと前記第２の方法から前記第１の方法への切り替えとの間にヒステリシスをもたせる、
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の中継機。
【請求項５】
送信機と受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機の中継方法において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方の方法から他方の方法へ切り替え、
前記切り替え後の方法を用いて、前記送信機からの無線信号を前記受信機へ送信する、
ことを特徴とする、中継方法。
【請求項６】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記送信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、送信機。
【請求項７】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムの前記受信機において、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえる、
ことを特徴とする、受信機。
【請求項８】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記中継機は、
前記送信機から無線信号を受信する受信部と、
受信した無線信号を増幅する第１の方法、または、受信した無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法を用いて前記無線信号を前記受信機へ送信する送信部と、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項９】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記送信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記送信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項１０】
無線信号を送信する送信機と、無線信号を受信する受信機と、前記送信機と前記受信機との間で送受信される無線信号を中継する中継機とを有する無線通信システムにおいて、
前記受信機は、
前記送信機と前記中継機との間の伝搬環境に関する評価値と、前記中継機と前記受信機との間の伝搬環境に関する評価値とを含む所定の評価指標に基づいて、無線信号を増幅する第１の方法並びに無線信号からデータの復号及び再符号化を行なう第２の方法のうちの一方から他方への切り替えに関する決定を行なう切り替え決定部と、
前記決定を通知するメッセージを前記中継機に送信する送信部とをそなえ、
前記中継機は、
前記受信機から前記メッセージを受信する受信部と、
受信したメッセージに基づいて、前記第１の方法及び前記第２の方法のうちの一方から他方へ切り替える制御を行なう制御部とをそなえる、
ことを特徴とする、無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１７５４７０（Ｐ２０１２−１７５４７０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６４５２（Ｐ２０１１−３６４５２）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]