無線通信システム、受信局及び無線通信方法
【課題】受信局によって受信される信号の品質を向上させることができる無線通信システム、受信局及び無線通信方法を提供すること。
【解決手段】送信局が、同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信し、中継局が、送信局によって送信された少なくとも２個の同一信号を受信し、受信した受信信号に対して所定の信号処理を行い、受信した２個の同一信号のうち、後に受信した信号を中継せずに除去し、先に受信した信号を信号処理後に中継する。
【解決手段】送信局が、同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信し、中継局が、送信局によって送信された少なくとも２個の同一信号を受信し、受信した受信信号に対して所定の信号処理を行い、受信した２個の同一信号のうち、後に受信した信号を中継せずに除去し、先に受信した信号を信号処理後に中継する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、受信局及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、例えば、基地局等の送信局と、携帯端末装置等の受信局とを有する。受信局は、送信局が提供する通信エリア内に所在する場合に、かかる送信局との間で無線通信を行う。
【０００３】
近年、無線通信システムには、通信エリアを拡大することを目的として、送信局と受信局との間で送受される信号を中継する中継局が配置される場合がある。中継局による中継方式として、ＡＦ（Amplitude and Forward）方式がある。ＡＦ方式により中継処理を行う中継局は、送信局から受信した信号を増幅して、送信局から受信した信号と同一の周波数の信号を送信する。このようなＡＦ方式が採用される無線通信システムでは、送信局及び中継局の双方から送信された同一の信号は、空間多重化されて受信局に到達する場合がある。これにより、ＡＦ方式が採用される無線通信システムでは、受信局によって受信される信号の品質を向上させることができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９８４４２号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４９７４号公報
【特許文献３】特表２００８−５２７７９５号公報
【特許文献４】特表２００８−５０３９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術では、受信局によって受信される信号の品質が劣化する場合がある。具体的には、中継局が配置される無線通信システムにおいて、受信局は、送信局から送信された信号と、中継局から送信された信号とが干渉した信号を受信する場合がある。
【０００６】
以下に、受信局が干渉した信号を受信する理由を説明する。中継局は、送信局から受信した信号に対して、所定の信号処理を行う。例えば、中継局は、受信信号を増幅する処理や、復調処理や、変調処理等の信号処理を行う。また、中継局は、受信局宛に送信した信号を、送信局との間で信号を送受する対送信局アンテナによって受信する場合がある。このような信号は、回り込み波と呼ばれ、中継局の内部回路を発振させる場合がある。このため、中継局は、発振することを防止するために、デジタル信号処理を行うことで回り込み波を除去する。
【０００７】
このように、中継局は、各種信号処理を行うので、送信局によって送信された信号を受信してから信号処理にかかる時間が経過した後に、受信局に対して信号を送信する。ここで、中継局による信号処理の遅延時間が所定値よりも大きい場合には、送信局及び中継局によって送信された異なる信号が受信局に同時に到達する場合がある。すなわち、受信局は、送信局及び中継局によって送信された異なる信号が空間多重化された信号を受信する場合がある。このような信号は、干渉する場合があるので、受信局によって受信される信号の品質を劣化させるという問題を招く。
【０００８】
上記の問題について、図１３を用いて説明する。図１３は、従来の受信局が送信局及び中継局から受信する信号の一例を示す図である。なお、図１３に示した例では、伝送方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されているものとする。図１３の上段は、受信局が送信局から受信する信号成分を示し、図１３の下段は、受信局が中継局から受信する信号成分を示す。なお、図１３では、受信局によって受信される信号を信号成分に分けて図示したが、受信局によって同時間に受信される信号成分は、実際には空間多重化されている。
【０００９】
図１３に示した例において、送信局は、ＣＰ（Cyclic Prefix）とデータ信号Ｄ９１とを含むＯＦＤＭシンボル９０−１ａと、ＣＰとデータ信号Ｄ９２を含むＯＦＤＭシンボル９０−２ａと、ＣＰとデータ信号Ｄ９３を含むＯＦＤＭシンボル９０−３ａを送信する。そして、従来の中継局は、送信局から受信したＯＦＤＭシンボル９０−１ａ〜９０−３ａに対して信号処理を行った後に、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−１ｂ〜９０−３ｂを送信する。なお、ＯＦＤＭシンボル９０−１ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−１ａであり、ＯＦＤＭシンボル９０−２ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−２ａであり、ＯＦＤＭシンボル９０−３ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−３ａである。
【００１０】
ここで、図１３に示した時間「ｔ９１」は、中継局によって行われる信号処理にかかる時間を示す。また、図１３に示した時間「ｔ９２」は、送信局から受信局までのパスと、中継局から受信局までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。すなわち、中継局から送信された信号は、送信局から送信された信号と比較して、時間「ｔ９３」＝「ｔ９１＋ｔ９２」だけ遅延して受信局に到達する。
【００１１】
そして、図１３に示すように、遅延時間「ｔ９３」がＣＰ長よりも大きい場合には、送信局及び中継局から送信された信号は、異なるＯＦＤＭシンボルが空間多重化されるので、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生する。具体的には、中継局から送信されたＯＦＤＭシンボル９０−１ｂは、送信局から送信されたＯＦＤＭシンボル９０−１ａ及びＯＦＤＭシンボル９０−１ｂに跨って空間多重化されている。また、ＯＦＤＭシンボル９０−２ｂは、ＯＦＤＭシンボル９０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル９０−３ａに跨って空間多重化されている。このため、受信局は、時間「ｔ９４」において、異なるＯＦＤＭシンボル９０−２ａとＯＦＤＭシンボル９０−１ｂとが干渉した信号を受信し、時間「ｔ９５」において、異なるＯＦＤＭシンボル９０−３ａとＯＦＤＭシンボル９０−２ｂとが干渉した信号を受信する。このようなことから、中継局を有する無線通信システムにおいて、送信局による信号処理遅延がＣＰ長よりも大きい場合には、受信局によって受信される信号の品質が劣化するおそれがある。
【００１２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、受信局によって受信される信号の品質を向上させることができる無線通信システム、受信局及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願の開示する無線通信システムは、一つの態様において、送信局と中継局とを有する無線通信システムであって、前記送信局が、同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する送信部を有し、前記中継局が、前記送信部から送信された信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された受信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、前記受信部によって受信された２個の同一信号のうち、後に受信された信号を除去し、先に受信された信号を前記信号処理部による信号処理後に中継する中継部とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本願の開示する無線通信システムの一つの態様によれば、受信局によって受信される信号の品質を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施例１における中継局によって送受信される信号の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施例１における送信局の構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１における中継局の構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施例１における受信局の構成例を示す図である。
【図８】図８は、実施例１に係る無線通信システムによる処理手順を示すシーケンス図である。
【図９】図９は、実施例１における中継局によって送受信される信号の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１における中継局によって送受信される信号の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、従来の受信局が送信局及び中継局から受信する信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法が限定されるものではない。例えば、以下の実施例では、伝送方式の一例としてＯＦＤＭを用いる無線通信システムについて説明する。しかし、本願の開示する無線通信システムは、例えば、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）などの伝送方式を用いる無線通信システムにも適用することができる。
【実施例１】
【００１７】
［実施例１に係る無線通信システムの構成］
まず、図１を用いて、実施例１に係る無線通信システムについて説明する。図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、実施例１に係る無線通信システム１は、送信局１００と、中継局２００と、受信局３００とを有する。
【００１８】
送信局１００は、例えば、基地局等であり、受信局３００に対して信号を送信する。このとき、実施例１における送信局１００は、同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する。送信局１００から送信される信号は、中継局２００と受信局３００によって受信される。
【００１９】
中継局２００は、送信局１００から受信した信号を受信局３００に中継する。実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した受信信号に対して、例えば、回り込み波を除去するための信号処理を行う。また、実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した２個の同一信号のうち、後に受信した信号を除去し、先に受信した信号を受信局３００に中継する。
【００２０】
受信局３００は、例えば、携帯電話機や、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯端末装置である。実施例１における受信局３００は、送信局１００及び中継局２００から複数の同一信号を受信した場合に、双方の信号を合成する。
【００２１】
ここで、図２を用いて、受信局３００によって受信される信号について説明する。図２は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図２の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図２の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。なお、図２では、送信局１００から送信される信号成分と、中継局２００から送信される信号成分とを分けて図示したが、受信局３００によって同時間に受信される信号成分は、実際には空間多重化されている。
【００２２】
図２の上段に示すように、送信局１００は、ＣＰとデータ信号Ｄ１０−１とを含むＯＦＤＭシンボル１０−１ａと、ＣＰとデータ信号Ｄ１０−２とを含むＯＦＤＭシンボル１０−２ａとを送信する。なお、ここでいう「データ信号」とは、例えば、制御データを含む制御信号や、ユーザデータを含むユーザデータ信号などを示す。
【００２３】
以下の説明において、ＯＦＤＭシンボルに付与する符号「ｍ−ｎ」のうち、「ｍ」は、ＯＦＤＭシンボルを特定する情報であるものとする。例えば、「ｍ」が同一であるＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及びＯＦＤＭシンボル１０−２ａは、同一のＯＦＤＭシンボルである。また、ＯＦＤＭシンボルに付与する符号「ｍ−ｎ」のうち、「ｎ」は、送信局１００によって同一のＯＦＤＭシンボルが送信された回数を示すものとする。例えば、ＯＦＤＭシンボル１０−１ａは、送信局１００によって最初に送信されたＯＦＤＭシンボルであり、ＯＦＤＭシンボル１０−２ａは、送信局１００によって２番目に送信されたＯＦＤＭシンボルである。
【００２４】
すなわち、図２に示した例では、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａを送信している。また、中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａのうち、先に受信したＯＦＤＭシンボル１０−１ａを中継し、後に受信したＯＦＤＭシンボル１０−２ａを中継せずに廃棄する。具体的には、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル１０−１ａに対して所定の信号処理を行い、信号処理後のＯＦＤＭシンボル１０−１ｂを送信する。すなわち、受信局３００は、図２に示すように、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａと、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル１０−１ｂとが空間多重化された信号を受信する。
【００２５】
ここで、図２に示した時間「ｔ１１」は、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間や、パスの違いにおける伝搬遅延差であるものとする。かかる伝搬遅延差は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する。実施例１における受信局３００は、時間「ｔ１１」がＣＰ長よりも大きい場合であっても、図２に示した例のように、同一のＯＦＤＭシンボル１０−１ａ、１０−２ａ、１０−１ｂが空間多重化された信号を受信することになる。これにより、実施例１における受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。
【００２６】
また、受信局３００は、例えば、中継局２００から送信される既知信号に基づいて、図２に例示した信号に対して処理を行う場合には、ＯＦＤＭシンボル１０−１ｂと、ＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａの一部が空間多重化された信号を取得する。すなわち、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生しておらず、さらに、同一信号が合成された高品質の信号を取得することができる。なお、既知信号は、例えば、パイロット信号や参照信号とも呼ばれ、受信局３００等によってチャネル推定（「伝搬路推定」とも呼ばれる）等が行われる場合に用いられる。
【００２７】
このように、実施例１における送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを少なくとも２回繰り返して送信する。そして、実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した複数の同一のＯＦＤＭシンボルのうち、先に受信したＯＦＤＭシンボルを中継し、後に受信したＯＦＤＭシンボルを中継しない。これにより、実施例１に係る無線通信システム１は、図２に示した例のように、受信局３００が、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。すなわち、実施例１に係る無線通信システム１は、中継局２００による処理遅延が大きい場合であっても、受信局３００によって受信される信号の品質を向上させることができる。
【００２８】
なお、図２では、送信局１００が同一のＯＦＤＭシンボルを２回繰り返して送信する例を示したが、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを３回以上繰り返して送信してもよい。また、中継局２００は、送信局１００から３個以上の同一のＯＦＤＭシンボルを受信する際には、最後に受信したＯＦＤＭシンボル以外のＯＦＤＭシンボルのうち、少なくとも１個のＯＦＤＭシンボルを中継してもよい。具体的には、中継局２００は、Ｎ個の同一のＯＦＤＭシンボルを受信した場合には、最初にＯＦＤＭシンボルを受信してから、Ｎ倍のＯＦＤＭシンボル長に対応する時間が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルのいずれかを中継してもよい。
【００２９】
また、中継局２００は、送信局１００及び中継局２００から送信される同一のＯＦＤＭシンボルが受信局３００によってほぼ同じタイミングで受信されるように、中継対象のＯＦＤＭシンボルを所定時間だけ遅延させて送信してもよい。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信する複数の同一信号のうち、かかる複数の同一信号を受信し始めてから複数の同一信号の時間長が経過するまでに送信可能である信号の少なくとも１個を中継してもよい。
【００３０】
以下に、図３及び図４を用いて、送信局１００によって同一のＯＦＤＭシンボルが３回以上繰り返して送信される場合や、中継局２００によって遅延処理が行われる場合の例について説明する。
【００３１】
図３は、実施例１における中継局２００によって送受信される信号の一例を示す図である。図３の上段は、中継局２００が送信局１００から受信する信号の一例を示す。また、図３の中段は、中継局２００によって全ての信号が中継されるものと仮定した場合に、中継局２００によって送信される信号の一例を示す。また、図３の下段は、実施例１における中継局２００によって中継される信号の一例を示す。
【００３２】
図３に示した例において、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを４回繰り返して送信する。図３の上段に示した例では、中継局２００は、送信局１００から、同一のＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａを受信する。なお、図３には図示することを省略したが、中継局２００は、送信局１００からＯＦＤＭシンボル３０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル３０−２ａ〜３０−４ａも受信する。
【００３３】
ここで、図３に示した例において、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間が「ｔ２１」であるものとする。かかる場合に、仮に中継局２００が全てのＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａを中継すると、図３の中段に示すように、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａ及び２０−４ａは、ＯＦＤＭシンボル３０−１ａ等と同じタイミングで受信局３００に到達する。このことは、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａ及び２０−４ａと、他のＯＦＤＭシンボル３０−１ａ等とが干渉することになるので、受信局３００によって受信される信号の品質が劣化する。
【００３４】
そこで、中継局２００は、図３の下段に示すように、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａを中継する場合には、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ及び２０−２ａのうち少なくとも１個のＯＦＤＭシンボルを中継する。具体的には、中継局２００は、１番目のＯＦＤＭシンボル２０−１ａを受信してから、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａのＯＦＤＭシンボル長「ｔ２０」が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルを中継する。言い換えれば、中継局２００は、「ｔ２０」から信号処理時間「ｔ２１」が減算された時間「ｔ２２」内に送信可能なＯＦＤＭシンボル２０−１ａ及び２０−２ａのうち、少なくとも１個のＯＦＤＭシンボルを中継する。
【００３５】
図３に示した例では、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ及び２０−２ａの双方を中継している。具体的には、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａに対して信号処理を行い、信号処理後のＯＦＤＭシンボル２０−１ｂ及び２０−２ｂを送信する。なお、ＯＦＤＭシンボル２０−１ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル２０−１ａであり、ＯＦＤＭシンボル２０−２ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル２０−２ａである。
【００３６】
ここで、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａのＯＦＤＭシンボル長「ｔ２０」は、４個分のＯＦＤＭシンボル長であるので、中継局２００にとって既知の時間である。また、信号処理時間「ｔ２１」は、例えば、中継局２００の製造時に計測された時間であり、中継局２００にとって既知の時間であるものとする。例えば、中継局２００は、製造時に計測された信号処理時間「ｔ２１」を所定の記憶部に保持しておく。したがって、中継局２００は、既知の時間「ｔ２０」と信号処理時間「ｔ２１」とを用いて、時間「ｔ２２」を算出することができる。
【００３７】
また、中継局２００は、送信局１００から送信されたＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻と、自装置が送信したＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻との差異がＣＰ長以下になるように遅延処理を行う。具体的には、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ｂ及び２０−２ｂが受信局３００に到達する時刻と、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａのいずれかが受信局３００に到達する時刻との差異がＣＰ長以下になるように中継処理を行う。図３に示した例では、中継局２００は、信号処理が終了した後に、時間「ｔ２３」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル２０−１ｂを送信する。同様に、中継局２００は、信号処理が終了した後に、時間「ｔ２３」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル２０−２ｂを送信する。
【００３８】
なお、中継局２００は、整数倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「ｔ２１」を減算することにより、遅延時間「ｔ２３」を算出することができる。例えば、図３に示した例のように、信号処理時間「ｔ２１」が、１個のＯＦＤＭシンボル長よりも大きく、２個のＯＦＤＭシンボル長よりも小さい場合には、中継局２００は、２倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「ｔ２１」を減算することにより、遅延時間「ｔ２３」を算出する。すなわち、中継局２００は、信号処理時間「Ｘ」が、「Ｙ」倍のＯＦＤＭシンボル長から「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長の範囲内にある場合には、「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「Ｘ」を減算することにより、遅延時間を算出する。なお、「Ｙ」と「Ｚ」とは、連続する整数であるものとする。
【００３９】
続いて、図４を用いて、中継局２００によって図３に例示した信号が中継された場合に、受信局３００によって受信される信号について説明する。図４は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図４の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図４の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。また、図４に例示した時間「ｔ２４」は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。
【００４０】
図４に示すように、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａ等と、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−１ｂ及び２０−２ｂとが空間多重化された信号を受信する。具体的には、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−１ｂは、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−３ａと、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａ内のＣＰと空間多重化されている。また、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−２ｂは、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−４ａと、ＯＦＤＭシンボル３０−１ａ内のＣＰと空間多重化されている。
【００４１】
なお、ＯＦＤＭシンボル２０−２ｂと、ＯＦＤＭシンボル３０−１ａとは異なるＯＦＤＭシンボルであるが、双方のＯＦＤＭシンボル２０−２ｂ及び３０−１ａは、ＣＰ長の範囲内で空間多重化されているので干渉しない。
【００４２】
このように、受信局３００は、送信局１００及び中継局２００から、同一のＯＦＤＭシンボルが空間多重化された信号を受信する。すなわち、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。
【００４３】
また、中継局２００によって、時間「ｔ２３」だけ遅延された後にＯＦＤＭシンボル２０−１ｂが送信されるので、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａと、ＯＦＤＭシンボル２０−１ｂとの伝搬遅延差はＣＰ長以内となる。同様に、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａと、ＯＦＤＭシンボル２０−２ｂとの伝搬遅延差はＣＰ長以内となる。
【００４４】
これにより、受信局３００は、送信局１００又は中継局２００によって送信されたいずれかの既知信号を用いた場合であっても、ＯＦＤＭシンボル単位で信号を抽出することができる。例えば、受信局３００は、図４に示した例において、送信局１００から送信される既知信号を用いる場合であっても、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａとＯＦＤＭシンボル２０−１ｂとが空間多重化された信号を取得することができる。また、受信局３００は、中継局２００から送信される既知信号を用いる場合であっても、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａとＯＦＤＭシンボル２０−１ｂとが空間多重化された信号を取得することができる。同様に、受信局３００は、送信局１００又は中継局２００のいずれかによって送信された既知信号を用いても、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａとＯＦＤＭシンボル２０−２ｂとが空間多重化された信号を取得することができる。
【００４５】
そして、受信局３００は、図４に例示した各ＯＦＤＭシンボルを受信した場合には、同一のＯＦＤＭシンボルを合成する。具体的には、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａを受信した場合に、所定のバッファに保持する。同様に、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル２０−２ａをバッファに保持する。また、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａ及びＯＦＤＭシンボル２０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルと、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａ及びＯＦＤＭシンボル２０−２ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとをバッファに保持する。そして、受信局３００は、バッファに保持した各ＯＦＤＭシンボルを合成する。例えば、受信局３００は、各ＯＦＤＭシンボルに含まれる同一データの尤度情報をＯＦＤＭシンボル間で合成するＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）合成処理を行う。
【００４６】
このように、実施例１における受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができるとともに、複数のＯＦＤＭシンボルを合成することにより、受信特性を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記では説明することを省略したが、実施例１に係る無線通信システム１では、中継局２００は、特定の受信局に対して信号を中継し、特定の受信局以外の他の受信局に対しては信号を中継しなくてもよい。そして、送信局１００は、かかる特定の受信局に対して、同一の信号を繰り返して送信する処理を行い、特定の受信局以外の他の受信局に対しては同一の信号を繰り返して送信する処理を行わなくてもよい。
【００４８】
［実施例１における送信局の構成］
次に、図５を用いて、実施例１における送信局１００について説明する。図５は、実施例１における送信局１００の構成例を示す図である。図５に示すように、送信局１００は、アンテナ１０１と、アンテナ１０２と、受信ＲＦ（Radio Frequency）部１１１と、制御信号復調部１１２と、中継局ユーザ選択部１２０とを有する。
【００４９】
アンテナ１０１は、図示しない外部装置から送信される信号を受信する。例えば、アンテナ１０１は、受信局３００から送信される上りリンクの信号を受信する。アンテナ１０２は、図示しない外部装置に信号を送信する。例えば、アンテナ１０２は、中継局２００や受信局３００に下りリンクの信号を送信する。なお、図５では、送信局１００が、受信用のアンテナ１０１と、送信用のアンテナ１０２とを有する例を示した。しかし、送信局１００は、アンテナ１０１及びアンテナ１０２の代わりに、送受信可能な共用アンテナを有してもよい。
【００５０】
受信ＲＦ部１１１は、アンテナ１０１によって受信された信号に対して、各種処理を行う。例えば、受信ＲＦ部１１１は、アンテナ１０１によって受信された信号に対して、無線周波数帯からベースバンド帯に変換する周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換処理等を行う。
【００５１】
制御信号復調部１１２は、受信ＲＦ部１１１から出力される信号のうち、受信局３００によって送信された制御信号に対して復調処理等を行う。なお、後述する受信局３００によって送信される制御情報には、受信局３００の所在位置を示す位置情報が含まれる。そして、制御信号復調部１１２は、受信局３００から位置情報を含む制御信号を受信した場合に、かかる制御信号から受信局３００の位置情報を抽出する。
【００５２】
中継局ユーザ選択部１２０は、制御信号復調部１１２から出力される受信局３００の位置情報に基づいて、受信局３００を中継局２００によって中継された信号を受信する受信局にするか否かを決定する。なお、以下では、中継局２００によって中継された信号を受信する受信局を「中継局ユーザ」と表記する場合がある。
【００５３】
具体的には、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００と中継局２００との距離が所定の閾値よりも小さい場合には、受信局３００を中継局ユーザにすることを決定する。一方、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００と中継局２００との距離が所定の閾値以上である場合には、受信局３００を中継局ユーザにしないことを決定する。これは、受信局３００が中継局２００と近距離に位置しない場合には、例えば、かかる受信局３００が中継局２００の通信エリア内に所在しないことや、中継局２００によって中継される信号を高品質の状態で受信できないことが考えられるからである。
【００５４】
なお、送信局１００は、ユーザデータ等を含むデータ信号についても受信し、かかるデータ信号に対しても受信処理を行う。図４では、ユーザデータ等を含むデータ信号に対する受信処理については説明を省略する。
【００５５】
また、図５に示すように、送信局１００は、スケジューラ部１３０と、誤り訂正符号化部１４１と、誤り訂正符号化部１４２と、制御情報変調部１５１と、データ情報変調部１５２と、既知信号生成部１６０と、物理チャネル多重化部１７０とを有する。さらに、送信局１００は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１８１と、ＣＰ付加部１８２と、送信ＲＦ部１８３とを有する。
【００５６】
スケジューラ部１３０は、受信局３００に対して送信する制御データやユーザデータ等をリソースに割り当てる。具体的には、スケジューラ部１３０は、受信局３００に対して送信する制御データをリソースに割り当てる処理と、受信局３００に対して送信するユーザデータをリソースに割り当てる処理とを行う。以下に、スケジューラ部１３０による処理を、制御データをリソースに割り当てる処理と、ユーザデータをリソースに割り当てる処理とに分けて説明する。
【００５７】
まず、制御データをリソースに割り当てる処理について説明する。スケジューラ部１３０は、ユーザデータ等を割り当てたリソースに関するリソース割当情報等を含む制御データを誤り訂正符号化部１４１に出力する。
【００５８】
このとき、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、受信局３００が中継局ユーザであることを示す情報を誤り訂正符号化部１４１に出力する。以下では、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを示す情報を「中継局ユーザ情報」と表記する場合がある。
【００５９】
また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、同一の信号を繰り返して送信する回数「Ｎ」を誤り訂正符号化部１４１に出力する。なお、以下では、送信局１００によって同一の信号が繰り返して送信する回数を「繰り返し送信回数」と表記する場合がある。
【００６０】
また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、受信局３００に対して、同一の制御情報が繰り返して送信されるように、制御データをリソースに割り当てる。このとき、スケジューラ部１３０は、繰り返し送信回数「Ｎ」だけ同一の制御データが受信局３００に送信されるように、制御データをリソースに割り当てる。
【００６１】
一方、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、受信局３００が中継局ユーザでない旨の中継局ユーザ情報を誤り訂正符号化部１４１に出力する。また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、繰り返し送信回数「Ｎ」＝「１」を誤り訂正符号化部１４１に出力する。
【００６２】
また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、受信局３００に対して、同一の制御データが１回だけ送信されるように、制御データをリソースに割り当てる。
【００６３】
続いて、データ情報をリソースに割り当てる処理について説明する。スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、受信局３００に対して、同一のユーザデータが繰り返して送信されるように、ユーザデータをリソースに割り当てる。このとき、スケジューラ部１３０は、繰り返し送信回数「Ｎ」だけ同一のユーザデータが受信局３００に送信されるように、ユーザデータをリソースに割り当てる。
【００６４】
一方、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、受信局３００に対して、同一のユーザデータが１回だけ送信されるように、ユーザデータをリソースに割り当てる。
【００６５】
誤り訂正符号化部１４１は、スケジューラ部１３０によって各リソースに割り当てられた制御データに対して、誤り訂正符号化処理を行う。誤り訂正符号化部１４２は、スケジューラ部１３０によって各リソースに割り当てられたユーザデータに対して、誤り訂正符号化処理を行う。
【００６６】
制御情報変調部１５１は、誤り訂正符号化部１４１によって誤り訂正符号化処理が行われた制御データに対して変調処理を行うことにより、制御信号を生成する。データ情報変調部１５２は、誤り訂正符号化部１４２によって誤り訂正符号化処理が行われたユーザデータに対して変調処理を行うことにより、ユーザデータ信号を生成する。
【００６７】
既知信号生成部１６０は、受信局３００にとって既知である既知信号を生成する。既知信号生成部１６０によって生成される既知信号は、パイロット信号や参照信号とも呼ばれ、受信局３００によってチャネル推定処理等が行われる場合に用いられる。
【００６８】
物理チャネル多重化部１７０は、各サブキャリアにマッピングされた各種信号を周波数多重する。具体的には、物理チャネル多重化部１７０は、制御情報変調部１５１から出力される制御信号と、データ情報変調部１５２から出力されるユーザデータ信号と、既知信号生成部１６０から出力される既知信号とを周波数多重する。
【００６９】
ＩＦＦＴ部１８１は、物理チャネル多重化部１７０によって周波数多重された周波数領域の信号に対して、ＩＦＦＴ処理を行うことにより、時間領域の信号を生成する。ＣＰ付加部１８２は、ＩＦＦＴ部１８１によって生成された信号をＯＦＤＭシンボル長に分割し、ＯＦＤＭシンボル長の信号毎にＣＰを付加する。
【００７０】
送信ＲＦ部１８３は、ＣＰ付加部１８２から出力される信号に対して、各種処理を行う。例えば、送信ＲＦ部１８３は、ＣＰ付加部１８２から出力される信号に対して、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）変換処理や、直交変調処理や、ベースバンド帯から無線周波数帯に変換する周波数変換処理等を行う。そして、送信ＲＦ部１８３は、アンテナ１０２を介して、各種処理後の信号を送信する。
【００７１】
上述した受信ＲＦ部１１１と、送信ＲＦ部１８３とを含むＲＦ処理部１Ａは、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路等のハードウェアにより実現される。また、制御信号復調部１１２と、中継局ユーザ選択部１２０と、スケジューラ部１３０と、誤り訂正符号化部１４１と、誤り訂正符号化部１４２と、制御情報変調部１５１と、データ情報変調部１５２と、既知信号生成部１６０と、物理チャネル多重化部１７０と、ＩＦＦＴ部１８１と、ＣＰ付加部１８２とを含むベースバンド処理部１Ｂは、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のハードウェアにより実現される。すなわち、ＲＦ処理部１Ａと、ベースバンド処理部１Ｂとは、異なるハードウェアによって実現され得る。
【００７２】
［実施例１における中継局の構成］
次に、図６を用いて、実施例１における中継局２００について説明する。図６は、実施例１における中継局２００の構成例を示す図である。図６に示すように、中継局２００は、アンテナ２０１と、アンテナ２０２と、受信ＲＦ部２１１と、回り込み波除去部２１２と、ＣＰ除去部２１３と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２１４とを有する。
【００７３】
アンテナ２０１は、図示しない外部装置から送信される信号を受信する。例えば、アンテナ２０１は、送信局１００から送信される信号を受信する。アンテナ２０２は、図示しない外部装置に信号を送信する。例えば、アンテナ２０２は、受信局３００に信号を送信する。なお、中継局２００は、アンテナ２０１及びアンテナ２０２の代わりに、送受信可能な共用アンテナを有してもよい。
【００７４】
なお、図６に示した例において、送信用のアンテナ２０２から送信される信号は、回り込み波となり、受信用のアンテナ２０１によって受信される場合がある。このような回り込み波は、受信用のアンテナ２０１によって受信された場合に、中継局２００の内部回路を発振させるおそれがある。
【００７５】
受信ＲＦ部２１１は、アンテナ２０１によって受信された信号に対して、各種処理を行う。例えば、受信ＲＦ部２１１は、図５に示した受信ＲＦ部１１１と同様に、周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ変換処理等を行う。
【００７６】
回り込み波除去部２１２は、後述する遅延部２７０から出力される信号を用いて、受信ＲＦ部２１１から入力される信号から回り込み波を除去する。これにより、回り込み波除去部２１２は、アンテナ２０１によって回り込み波が受信された場合であっても、中継局２００の内部回路が発振することを防止することができる。
【００７７】
ＣＰ除去部２１３は、回り込み波除去部２１２から出力される信号からＣＰを除去する。ＦＦＴ部２１４は、ＣＰ除去部２１３から出力される信号に対して、ＦＦＴ処理を行うことにより、周波数領域の信号を生成する。
【００７８】
また、図６に示すように、中継局２００は、既知信号抽出部２２１と、制御信号抽出部２２２と、チャネル推定部２３０と、制御信号復調部２４０と、マッピング制御部２５０とを有する。
【００７９】
既知信号抽出部２２１は、ＦＦＴ部２１４によって生成された周波数領域の信号から、既知信号を抽出する。制御信号抽出部２２２は、ＦＦＴ部２１４によって生成された周波数領域の信号から、制御信号を抽出する。
【００８０】
チャネル推定部２３０は、既知信号抽出部２２１によって抽出された既知信号に基づいて、チャネル推定処理を行う。制御信号復調部２４０は、制御信号抽出部２２２によって抽出された制御信号に対して、チャネル補償処理、復調処理、誤り訂正復号化処理等を行う。これにより、制御信号復調部２４０は、送信局１００によって送信された制御信号から、リソース割当情報、中継局ユーザ情報、繰り返し送信回数等を抽出する。そして、制御信号復調部２４０は、リソース割当情報、中継局ユーザ情報、繰り返し送信回数等をマッピング制御部２５０に出力する。
【００８１】
マッピング制御部２５０は、制御信号復調部２４０から出力される各種情報に基づいて、ＦＦＴ部２１４から出力される周波数領域の信号に対して、各サブキャリアのマッピング位置を調整する処理を行う。
【００８２】
具体的には、マッピング制御部２５０は、制御信号復調部２４０から出力される中継局ユーザ情報に基づいて、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを判定する。そして、マッピング制御部２５０は、受信局３００が中継局ユーザでない場合には、ＦＦＴ部２１４から出力される信号のうち、送信先が受信局３００である信号を「０」に置き換える。これは、受信局３００が中継局ユーザでない場合には、中継局２００は、送信局１００から受信した受信局３００宛の信号を受信局３００に中継しないからである。
【００８３】
一方、マッピング制御部２５０は、受信局３００が中継局ユーザである場合には、送信先が受信局３００である信号に含まれる複数の同一信号のうち、かかる複数の同一信号の時間長が経過するまでに送信可能である信号の少なくとも一つを中継する。具体的には、マッピング制御部２５０は、中継対象外とした信号を「０」に置き換える。
【００８４】
また、図６に示すように、中継局２００は、ＩＦＦＴ部２６１と、ＣＰ付加部２６２と、遅延部２７０と、送信ＲＦ部２８０とを有する。ＩＦＦＴ部２６１は、マッピング制御部２５０から出力される信号に対して、ＩＦＦＴ処理を行うことにより、時間領域の信号を生成する。ＣＰ付加部２６２は、ＩＦＦＴ部２６１によって生成された信号をＯＦＤＭシンボル長に分割し、ＯＦＤＭシンボル長の信号毎にＣＰを付加する。
【００８５】
遅延部２７０は、整数倍のＯＦＤＭシンボル長から、予め定められている信号処理時間を減算した時間である遅延時間だけ待機した後に、ＣＰ付加部２６２から出力されるＯＦＤＭシンボルを送信ＲＦ部２８０に出力する。具体的には、遅延部２７０は、上述したように、信号処理時間「Ｘ」が、「Ｙ」倍のＯＦＤＭシンボル長から「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長の範囲内にある場合に、「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「Ｘ」を減算した遅延時間だけ待機する。なお、信号処理時間「Ｘ」は、例えば、アンテナ２０１によって信号が受信されてから、ＣＰ付加部２６２によるＣＰ付加処理が終了するまでの時間に相当する。
【００８６】
送信ＲＦ部２８０は、遅延部２７０から出力される信号に対して、各種処理を行う。例えば、送信ＲＦ部２８０は、図５に示した送信ＲＦ部１８３と同様に、Ｄ／Ａ変換処理や、直交変調処理や、周波数変換処理等を行う。
【００８７】
上述した受信ＲＦ部２１１と、送信ＲＦ部２８０とを含むＲＦ処理部２Ａは、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路等のハードウェアにより実現される。また、回り込み波除去部２１２と、ＣＰ除去部２１３と、ＦＦＴ部２１４と、既知信号抽出部２２１と、制御信号抽出部２２２と、チャネル推定部２３０と、制御信号復調部２４０と、マッピング制御部２５０と、ＩＦＦＴ部２６１と、ＣＰ付加部２６２と、遅延部２７０とを含むベースバンド処理部２Ｂは、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のハードウェアにより実現される。すなわち、ＲＦ処理部２Ａと、ベースバンド処理部２Ｂとは、異なるハードウェアによって実現され得る。
【００８８】
［実施例１における受信局の構成］
次に、図７を用いて、実施例１における受信局３００について説明する。図７は、実施例１における受信局３００の構成例を示す図である。図７に示すように、受信局３００は、アンテナ３０１と、アンテナ３０２と、位置情報検出部３１１と、制御信号生成部３１２と、送信ＲＦ部３１３とを有する。
【００８９】
アンテナ３０１は、図示しない外部装置から送信される信号を受信する。例えば、アンテナ３０１は、送信局１００や中継局２００から送信される下りリンクの信号を受信する。アンテナ３０２は、図示しない外部装置に信号を送信する。例えば、アンテナ３０２は、送信局１００に上りリンクの信号を送信する。なお、受信局３００は、アンテナ３０１及びアンテナ３０２の代わりに、送受信可能な共用アンテナを有してもよい。
【００９０】
位置情報検出部３１１は、受信局３００の所在位置を検出する。例えば、位置情報検出部３１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信される信号を受信することにより、受信局３００の所在位置を検出する。そして、位置情報検出部３１１は、受信局３００の所在位置を示す位置情報を制御信号生成部３１２に出力する。
【００９１】
制御信号生成部３１２は、制御信号を生成する。実施例１における制御信号生成部３１２は、位置情報検出部３１１によって検出された受信局３００の位置情報を含む制御信号を生成する。
【００９２】
送信ＲＦ部３１３は、制御信号生成部３１２によって生成された制御信号に対して、各種処理を行う。例えば、送信ＲＦ部３１３は、図５に示した送信ＲＦ部１８３と同様に、Ｄ／Ａ変換処理や、直交変調処理や、周波数変換処理等を行う。そして、送信ＲＦ部３１３は、アンテナ３０２を介して、周波数変換処理後の制御信号を送信局１００に送信する。
【００９３】
なお、受信局３００は、ユーザデータ等を含むデータ信号についても生成し、ユーザデータ等を含むデータ信号を送信する処理を行う。図６では、ユーザデータ等を含むデータ信号を送信する処理については説明を省略する。
【００９４】
また、図７に示すように、受信局３００は、受信ＲＦ部３２１と、ＣＰ除去部３２２と、ＦＦＴ部３２３と、物理チャネル分離部３３０とを有する。受信ＲＦ部３２１は、アンテナ３０１によって受信された信号に対して、各種処理を行う。例えば、受信ＲＦ部３２１は、図５に示した受信ＲＦ部１１１と同様に、周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ変換処理等を行う。
【００９５】
ＣＰ除去部３２２は、受信ＲＦ部３２１から出力される信号からＣＰを除去する。ＦＦＴ部３２３は、ＣＰ除去部３２２から出力される信号に対して、ＦＦＴ処理を行うことにより、周波数領域の信号を生成する。
【００９６】
物理チャネル分離部３３０は、ＦＦＴ部３２３から各物理チャネルが周波数多重された信号を受け付け、かかる周波数多重された信号を、既知信号と制御信号とデータ信号とに分離する。なお、物理チャネル分離部３３０は、後述する誤り訂正復号部３９２から制御情報を受け付け、かかる制御情報に含まれるリソース割当情報に基づいて、物理チャネル分離処理を行う。
【００９７】
また、図７に示すように、受信局３００は、チャネル推定部３４０と、補償部３５０と、データ信号復調部３６１と、制御信号復調部３６２と、ＬＬＲ合成制御部３７０と、合成部３８０と、誤り訂正復号部３９１と、誤り訂正復号部３９２とを有する。
【００９８】
チャネル推定部３４０は、物理チャネル分離部３３０によって抽出された既知信号に基づいてチャネル推定処理を行う。具体的には、チャネル推定部３４０は、送信局１００から送信された既知信号と、受信局３００にとって既知である信号との相関を算出することにより、無線チャネル状態を推定する。
【００９９】
補償部３５０は、チャネル補償部３５１と、チャネル補償部３５２とを有する。チャネル補償部３５１は、チャネル推定部３４０によるチャネル推定処理の結果に基づいて、物理チャネル分離部３３０によって抽出されたデータ信号に対して、チャネル補償を行う。また、チャネル補償部３５２は、チャネル推定部３４０によるチャネル推定処理の結果に基づいて、物理チャネル分離部３３０によって抽出された制御信号に対して、チャネル補償を行う。
【０１００】
データ信号復調部３６１は、チャネル補償部３５１によってチャネル補償されたデータ信号に対して、復調処理を行う。制御信号復調部３６２は、チャネル補償部３５２によってチャネル補償された制御信号に対して、復調処理を行う。
【０１０１】
ＬＬＲ合成制御部３７０は、後述する誤り訂正復号部３９２から出力される中継局ユーザ情報及び繰り返し送信回数に基づいて、合成部３８０による合成処理を制御する。具体的には、ＬＬＲ合成制御部３７０は、誤り訂正復号部３９２から出力される中継局ユーザ情報に基づいて、自局である受信局３００が中継局ユーザであるか否かを判定する。そして、ＬＬＲ合成制御部３７０は、自局が中継局ユーザである場合には、合成部３８０に対して繰り返し送信回数を出力し、合成処理を行うように合成部３８０を制御する。一方、ＬＬＲ合成制御部３７０は、自局が中継局ユーザでない場合には、合成処理を行わないように合成部３８０を制御する。
【０１０２】
合成部３８０は、ＬＬＲ合成部３８１と、ＬＬＲ合成部３８２とを有する。ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行わないように制御されている場合には、データ信号復調部３６１から出力されるユーザデータ信号を誤り訂正復号部３９１に出力する。
【０１０３】
一方、ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行うように制御されている場合には、データ信号復調部３６１から出力されるユーザデータ信号を合成する。このとき、ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成制御部３７０から出力される繰り返し送信回数「Ｎ」の数だけ、データ信号復調部３６１から同一のユーザデータ信号が繰り返して入力される。かかる場合に、ＬＬＲ合成部３８１は、データ信号復調部３６１から入力される同一のユーザデータ信号を所定のバッファに保持する。そして、ＬＬＲ合成部３８１は、例えば、同一のユーザデータ信号を全てバッファに保持した後に、バッファ内のユーザデータ信号に対してＬＬＲ合成処理を行う。そして、ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成処理後のユーザデータ信号を誤り訂正復号部３９１に出力する。
【０１０４】
ＬＬＲ合成部３８２は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行わないように制御されている場合には、制御信号復調部３６２から入力される制御信号を誤り訂正復号部３９２に出力する。一方、ＬＬＲ合成部３８２は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行うように制御されている場合には、制御信号復調部３６２から複数の同一の制御信号を入力され、かかる複数の同一の制御信号に対してＬＬＲ合成処理を行う。そして、ＬＬＲ合成部３８２は、ＬＬＲ合成処理後の制御信号を誤り訂正復号部３９２に出力する。
【０１０５】
誤り訂正復号部３９１は、ＬＬＲ合成部３８１から出力されるデータ信号に対して、誤り訂正復号化処理を行う。これにより、誤り訂正復号部３９１は、ユーザデータ信号から、ユーザデータを取得する。
【０１０６】
誤り訂正復号部３９２は、ＬＬＲ合成部３８２から出力される制御信号に対して、誤り訂正復号化処理を行う。これにより、誤り訂正復号部３９２は、制御信号から、リソース割当情報、中継局ユーザ情報、繰り返し送信回数等が含まれる制御情報を取得する。そして、誤り訂正復号部３９２は、制御情報に含まれる各種情報をＬＬＲ合成制御部３７０と、物理チャネル分離部３３０に出力する。
【０１０７】
上述した受信ＲＦ部３２１と、送信ＲＦ部３１３とを含むＲＦ処理部３Ａは、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路等のハードウェアにより実現される。また、位置情報検出部３１１と、制御信号生成部３１２と、ＣＰ除去部３２２と、ＦＦＴ部３２３と、受信モード切替部３３０と、チャネル推定部３４０と、補償部３５０と、データ信号復調部３６１と、制御信号復調部３６２と、ＬＬＲ合成制御部３７０と、合成部３８０と、誤り訂正復号部３９１と、誤り訂正復号部３９２とを含むベースバンド処理部３Ｂは、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のハードウェアにより実現される。すなわち、ＲＦ処理部３Ａと、ベースバンド処理部３Ｂとは、異なるハードウェアによって実現され得る。
【０１０８】
［実施例１に係る無線通信システムによる処理シーケンス］
次に、図８を用いて、実施例１に係る無線通信システム１による処理シーケンスについて説明する。図８は、実施例１に係る無線通信システム１による処理手順を示すシーケンス図である。なお、図８では、実施例１における送信局１００と中継局２００と受信局３００との間で行われる処理手順を示す。
【０１０９】
図８に示すように、受信局３００の位置情報検出部３１１は、受信局３００の所在位置を示す位置情報を取得する（ステップＳ１１）。続いて、受信局３００は、取得した位置情報を送信局１００に送信する（ステップＳ１２）。例えば、受信局３００は、位置情報を含む制御信号を送信局１００に送信する。
【０１１０】
続いて、送信局１００の中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００から受信した位置情報に基づいて、受信局３００を中継局ユーザにするか否かを決定する（ステップＳ１３）。例えば、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００と中継局２００との距離に基づいて、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを決定する。図８に示した例では、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００を中継局ユーザにするものとする。
【０１１１】
そして、送信局１００は、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを示す中継局ユーザ情報と、繰り返し送信回数「Ｎ」とを中継局２００及び受信局３００に送信する（ステップＳ１４）。例えば、送信局１００は、リソース割当情報と、中継局ユーザ情報と、繰り返し送信回数「Ｎ」とを含む制御信号を中継局２００及び受信局３００に送信する。
【０１１２】
これにより、中継局２００及び受信局３００は、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを検出することができる。また、中継局２００及び受信局３００は、受信局３００が中継局ユーザである場合に、送信局１００から同一の信号が送信される回数「Ｎ」を検出することができる。
【０１１３】
続いて、送信局１００は、制御信号やデータ信号を送信する場合に、同一のＯＦＤＭシンボルを「Ｎ」回だけ繰り返して送信する（ステップＳ１５）。送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボルは、中継局２００及び受信局３００によって受信される。
【０１１４】
中継局２００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボルを受信した場合に、所定の受信処理を行う（ステップＳ１６）。例えば、中継局２００は、周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ変換処理や、回り込み波除去処理等を行う。
【０１１５】
続いて、中継局２００は、送信局１００から受信した信号に含まれる複数の同一のＯＦＤＭシンボルのうち、かかる複数のＯＦＤＭシンボル長が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルの少なくとも一つを中継する（ステップＳ１７）。このとき、中継局２００は、整数倍のＯＦＤＭシンボル長から、予め定められている信号処理時間を減算した時間である遅延時間だけ遅延させてＯＦＤＭシンボルを中継する。
【０１１６】
そして、受信局３００は、送信局１００及び中継局２００によって送信された信号を合成する（ステップＳ１８）。具体的には、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボルと、送信局１００及び中継局２００によって送信され、空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを合成する。
【０１１７】
［送受信される信号の他の例］
次に、図２〜図４に示した以外の具体例を挙げて、送信局１００及び中継局２００によって送信されるＯＦＤＭシンボル、及び、受信局３００によって受信されるＯＦＤＭシンボルについて説明する。
【０１１８】
まず、図９及び図１０に示した例を用いて説明する。図９は、実施例１における中継局２００によって送受信される信号の一例を示す図である。図９の上段は、中継局２００が送信局１００から受信した信号の一例を示す。また、図９の下段は、中継局２００によって中継される信号の一例を示す。
【０１１９】
図９に示した例において、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを２回繰り返して送信する。図９の上段に示した例では、中継局２００は、送信局１００から、同一のＯＦＤＭシンボル４０−１ａ及び４０−２ａを受信し、同一のＯＦＤＭシンボル５０−１ａ及び５０−２ａを受信する。また、図９に示した時間「ｔ３１」は、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間を示す。
【０１２０】
中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル４０−１ａ及び４０−２ａのうち、最初に受信したＯＦＤＭシンボル４０−１ａを中継し、２番目に受信したＯＦＤＭシンボル４０−２ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル４０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル４０−１ｂを送信する。このとき、中継局２００は、１個のＯＦＤＭシンボル長から信号処理時間「ｔ３１」を減算した時間「ｔ３２」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル４０−１ｂを送信する。
【０１２１】
同様に、中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル５０−１ａ及び５０−２ａのうち、最初に受信したＯＦＤＭシンボル５０−１ａを中継し、２番目に受信したＯＦＤＭシンボル５０−２ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル５０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル５０−１ｂを時間「ｔ３２」だけ遅延させて送信する。
【０１２２】
図１０を用いて、中継局２００によって図９に例示した信号が中継された場合に、受信局３００によって受信される信号について説明する。図１０は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図１０の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図１０の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。また、図１０に例示した時間「ｔ３３」及び「ｔ３４」は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。
【０１２３】
図１０に示すように、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル４０−１ａ、４０−２ａ、５０−１ａ及び５０−２ａと、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル４０−１ｂ及び５０−１ｂとが空間多重化された信号を受信する。
【０１２４】
受信局３００は、図１０に例示した信号を受信した場合に、送信局１００又は中継局２００のいずれかによって送信された既知信号を用いても、各ＯＦＤＭシンボルを抽出することができる。例えば、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル４０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル４０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル４０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを取得することができる。同様に、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル５０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル５０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル５０−１ｂとが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを取得することができる。
【０１２５】
そして、受信局３００は、このようにして取得したＯＦＤＭシンボルを合成する。具体的には、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル４０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル４０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル４０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを合成する。また、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル５０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル５０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル５０−１ｂとを合成する。
【０１２６】
次に、図１１及び図１２に示した例を用いて説明する。図１１は、実施例１における中継局２００によって送受信される信号の一例を示す図である。図１１の上段は、中継局２００が送信局１００から受信した信号の一例を示す。また、図１１の下段は、中継局２００によって中継される信号の一例を示す。
【０１２７】
図１１に示した例において、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを３回繰り返して送信する。図１１の上段に示した例では、中継局２００は、送信局１００から、同一のＯＦＤＭシンボル６０−１ａ〜６０−３ａを受信し、同一のＯＦＤＭシンボル７０−１ａ〜７０−３ａを受信する。また、図１１に示した時間「ｔ４１」は、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間を示す。
【０１２８】
中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル６０−１ａ〜６０−３ａのうち、ＯＦＤＭシンボル６０−１ａ及び６０−２ａを中継することができる。しかし、図１１に示した例では、中継局２００は、最初に受信したＯＦＤＭシンボル６０−１ａを中継し、２番目以降に受信したＯＦＤＭシンボル６０−２ａ及び６０−３ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル６０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル６０−１ｂを送信する。このとき、中継局２００は、１個のＯＦＤＭシンボル長から信号処理時間「ｔ４１」を減算した時間「ｔ４２」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル６０−１ｂを送信する。
【０１２９】
同様に、中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル７０−１ａ〜７０−３ａのうち、最初に受信したＯＦＤＭシンボル７０−１ａを中継し、２番目以降に受信したＯＦＤＭシンボル７０−２ａ及び７０−３ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル７０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル７０−１ｂを時間「ｔ４２」だけ遅延させて送信する。
【０１３０】
なお、図１１に示した例において、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル６０−１ａ及び６０−２ａの双方を中継してもよいし、ＯＦＤＭシンボル６０−２ａのみを中継してもよい。同様に、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル７０−１ａ及び７０−２ａの双方を中継してもよいし、ＯＦＤＭシンボル７０−２ａのみを中継してもよい。
【０１３１】
図１２を用いて、中継局２００によって図１１に例示した信号が中継された場合に、受信局３００によって受信される信号について説明する。図１２は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図１２の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図１２の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。また、図１２に例示した時間「ｔ４３」及び「ｔ４４」は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。
【０１３２】
図１２に示すように、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル６０−１ａ〜６０−３ａ、７０−１ａ〜７０−３ａと、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル６０−１ｂ及び７０−１ｂとが空間多重化された信号を受信する。
【０１３３】
受信局３００は、図１２に例示した信号を受信した場合に、ＯＦＤＭシンボル６０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル６０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル６０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルと、ＯＦＤＭシンボル６０−３ａとを合成する。また、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル７０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル７０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル７０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルと、ＯＦＤＭシンボル７０−３ａとを合成する。
【０１３４】
［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１における送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルをＮ回繰り返して送信する。そして、実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した複数の同一のＯＦＤＭシンボルのうち、最初にＯＦＤＭシンボルを受信してから、Ｎ倍のＯＦＤＭシンボル長が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルのいずれかを中継する。これにより、実施例１における受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。すなわち、実施例１に係る無線通信システム１は、受信局３００によって受信される信号の品質を向上させることができる。
【０１３５】
また、実施例１における中継局２００は、送信局１００から送信されたＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻と、自装置が送信したＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻との差異がＣＰ長以下になるように遅延処理を行う。これにより、受信局３００は、送信局１００又は中継局２００によって送信された既知信号のいずれを用いた場合であっても、ＯＦＤＭシンボル単位で信号を抽出することができる。
【０１３６】
また、実施例１における送信局１００は、受信局３００の位置情報に基づいて、受信局３００を中継局ユーザにするか否かを決定する。これにより、送信局１００は、中継局ユーザである受信局３００に対してだけ、上述した同一信号を繰り返し送信する処理を行うことができるので、処理負荷を軽減することができ、周波数リソースを有効に利用することができる。
【実施例２】
【０１３７】
ところで、本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法は、上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、実施例２では、本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法の他の実施例について説明する。
【０１３８】
［遅延処理］
上記実施例１では、中継局２００が、既知の信号処理時間を用いて、遅延処理等を行う例を示した。しかし、中継局２００は、信号処理時間を動的に計測し、計測結果を用いて、遅延処理等を行ってもよい。例えば、中継局２００は、アンテナ２０１によって信号が受信されてから、ＣＰ付加部２６２によるＣＰ付加処理が終了するまでの時間を計測して、計測結果を信号処理時間として用いてもよい。これにより、中継局２００は、高精度に遅延処理を行うことができる。
【０１３９】
［システム構成等］
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 無線通信システム
１００ 送信局
１０１、１０２ アンテナ
１１１ 受信ＲＦ部
１１２ 制御信号復調部
１２０ 中継局ユーザ選択部
１３０ スケジューラ部
１４１、１４２ 誤り訂正符号化部
１５１ 制御情報変調部
１５２ データ情報変調部
１６０ 既知信号生成部
１７０ 物理チャネル多重化部
１８１ ＩＦＦＴ部
１８２ ＣＰ付加部
１８３ 送信ＲＦ部
２００ 中継局
２０１、２０２ アンテナ
２１１ 受信ＲＦ部
２１２ 回り込み波除去部
２１３ ＣＰ除去部
２１４ ＦＦＴ部
２２１ 既知信号抽出部
２２２ 制御信号抽出部
２３０ チャネル推定部
２４０ 制御信号復調部
２５０ マッピング制御部
２６１ ＩＦＦＴ部
２６２ ＣＰ付加部
２７０ 遅延部
２８０ 送信ＲＦ部
３００ 受信局
３０１、３０２ アンテナ
３１１ 位置情報検出部
３１２ 制御信号生成部
３１３ 送信ＲＦ部
３２１ 受信ＲＦ部
３２２ ＣＰ除去部
３２３ ＦＦＴ部
３３０ 物理チャネル分離部
３４０ チャネル推定部
３５０ 補償部
３５１、３５２ チャネル補償部
３６１ データ信号復調部
３６２ 制御信号復調部
３７０ ＬＬＲ合成制御部
３８０ 合成部
３８１、３８２ ＬＬＲ合成部
３９１ 誤り訂正復号部
３９２ 誤り訂正復号部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、受信局及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、例えば、基地局等の送信局と、携帯端末装置等の受信局とを有する。受信局は、送信局が提供する通信エリア内に所在する場合に、かかる送信局との間で無線通信を行う。
【０００３】
近年、無線通信システムには、通信エリアを拡大することを目的として、送信局と受信局との間で送受される信号を中継する中継局が配置される場合がある。中継局による中継方式として、ＡＦ（Amplitude and Forward）方式がある。ＡＦ方式により中継処理を行う中継局は、送信局から受信した信号を増幅して、送信局から受信した信号と同一の周波数の信号を送信する。このようなＡＦ方式が採用される無線通信システムでは、送信局及び中継局の双方から送信された同一の信号は、空間多重化されて受信局に到達する場合がある。これにより、ＡＦ方式が採用される無線通信システムでは、受信局によって受信される信号の品質を向上させることができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９８４４２号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４９７４号公報
【特許文献３】特表２００８−５２７７９５号公報
【特許文献４】特表２００８−５０３９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術では、受信局によって受信される信号の品質が劣化する場合がある。具体的には、中継局が配置される無線通信システムにおいて、受信局は、送信局から送信された信号と、中継局から送信された信号とが干渉した信号を受信する場合がある。
【０００６】
以下に、受信局が干渉した信号を受信する理由を説明する。中継局は、送信局から受信した信号に対して、所定の信号処理を行う。例えば、中継局は、受信信号を増幅する処理や、復調処理や、変調処理等の信号処理を行う。また、中継局は、受信局宛に送信した信号を、送信局との間で信号を送受する対送信局アンテナによって受信する場合がある。このような信号は、回り込み波と呼ばれ、中継局の内部回路を発振させる場合がある。このため、中継局は、発振することを防止するために、デジタル信号処理を行うことで回り込み波を除去する。
【０００７】
このように、中継局は、各種信号処理を行うので、送信局によって送信された信号を受信してから信号処理にかかる時間が経過した後に、受信局に対して信号を送信する。ここで、中継局による信号処理の遅延時間が所定値よりも大きい場合には、送信局及び中継局によって送信された異なる信号が受信局に同時に到達する場合がある。すなわち、受信局は、送信局及び中継局によって送信された異なる信号が空間多重化された信号を受信する場合がある。このような信号は、干渉する場合があるので、受信局によって受信される信号の品質を劣化させるという問題を招く。
【０００８】
上記の問題について、図１３を用いて説明する。図１３は、従来の受信局が送信局及び中継局から受信する信号の一例を示す図である。なお、図１３に示した例では、伝送方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されているものとする。図１３の上段は、受信局が送信局から受信する信号成分を示し、図１３の下段は、受信局が中継局から受信する信号成分を示す。なお、図１３では、受信局によって受信される信号を信号成分に分けて図示したが、受信局によって同時間に受信される信号成分は、実際には空間多重化されている。
【０００９】
図１３に示した例において、送信局は、ＣＰ（Cyclic Prefix）とデータ信号Ｄ９１とを含むＯＦＤＭシンボル９０−１ａと、ＣＰとデータ信号Ｄ９２を含むＯＦＤＭシンボル９０−２ａと、ＣＰとデータ信号Ｄ９３を含むＯＦＤＭシンボル９０−３ａを送信する。そして、従来の中継局は、送信局から受信したＯＦＤＭシンボル９０−１ａ〜９０−３ａに対して信号処理を行った後に、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−１ｂ〜９０−３ｂを送信する。なお、ＯＦＤＭシンボル９０−１ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−１ａであり、ＯＦＤＭシンボル９０−２ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−２ａであり、ＯＦＤＭシンボル９０−３ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル９０−３ａである。
【００１０】
ここで、図１３に示した時間「ｔ９１」は、中継局によって行われる信号処理にかかる時間を示す。また、図１３に示した時間「ｔ９２」は、送信局から受信局までのパスと、中継局から受信局までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。すなわち、中継局から送信された信号は、送信局から送信された信号と比較して、時間「ｔ９３」＝「ｔ９１＋ｔ９２」だけ遅延して受信局に到達する。
【００１１】
そして、図１３に示すように、遅延時間「ｔ９３」がＣＰ長よりも大きい場合には、送信局及び中継局から送信された信号は、異なるＯＦＤＭシンボルが空間多重化されるので、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生する。具体的には、中継局から送信されたＯＦＤＭシンボル９０−１ｂは、送信局から送信されたＯＦＤＭシンボル９０−１ａ及びＯＦＤＭシンボル９０−１ｂに跨って空間多重化されている。また、ＯＦＤＭシンボル９０−２ｂは、ＯＦＤＭシンボル９０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル９０−３ａに跨って空間多重化されている。このため、受信局は、時間「ｔ９４」において、異なるＯＦＤＭシンボル９０−２ａとＯＦＤＭシンボル９０−１ｂとが干渉した信号を受信し、時間「ｔ９５」において、異なるＯＦＤＭシンボル９０−３ａとＯＦＤＭシンボル９０−２ｂとが干渉した信号を受信する。このようなことから、中継局を有する無線通信システムにおいて、送信局による信号処理遅延がＣＰ長よりも大きい場合には、受信局によって受信される信号の品質が劣化するおそれがある。
【００１２】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、受信局によって受信される信号の品質を向上させることができる無線通信システム、受信局及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願の開示する無線通信システムは、一つの態様において、送信局と中継局とを有する無線通信システムであって、前記送信局が、同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する送信部を有し、前記中継局が、前記送信部から送信された信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された受信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、前記受信部によって受信された２個の同一信号のうち、後に受信された信号を除去し、先に受信された信号を前記信号処理部による信号処理後に中継する中継部とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本願の開示する無線通信システムの一つの態様によれば、受信局によって受信される信号の品質を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施例１における中継局によって送受信される信号の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施例１における送信局の構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１における中継局の構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施例１における受信局の構成例を示す図である。
【図８】図８は、実施例１に係る無線通信システムによる処理手順を示すシーケンス図である。
【図９】図９は、実施例１における中継局によって送受信される信号の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例１における中継局によって送受信される信号の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例１における受信局によって受信される信号の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、従来の受信局が送信局及び中継局から受信する信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法が限定されるものではない。例えば、以下の実施例では、伝送方式の一例としてＯＦＤＭを用いる無線通信システムについて説明する。しかし、本願の開示する無線通信システムは、例えば、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）などの伝送方式を用いる無線通信システムにも適用することができる。
【実施例１】
【００１７】
［実施例１に係る無線通信システムの構成］
まず、図１を用いて、実施例１に係る無線通信システムについて説明する。図１は、実施例１に係る無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、実施例１に係る無線通信システム１は、送信局１００と、中継局２００と、受信局３００とを有する。
【００１８】
送信局１００は、例えば、基地局等であり、受信局３００に対して信号を送信する。このとき、実施例１における送信局１００は、同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する。送信局１００から送信される信号は、中継局２００と受信局３００によって受信される。
【００１９】
中継局２００は、送信局１００から受信した信号を受信局３００に中継する。実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した受信信号に対して、例えば、回り込み波を除去するための信号処理を行う。また、実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した２個の同一信号のうち、後に受信した信号を除去し、先に受信した信号を受信局３００に中継する。
【００２０】
受信局３００は、例えば、携帯電話機や、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯端末装置である。実施例１における受信局３００は、送信局１００及び中継局２００から複数の同一信号を受信した場合に、双方の信号を合成する。
【００２１】
ここで、図２を用いて、受信局３００によって受信される信号について説明する。図２は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図２の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図２の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。なお、図２では、送信局１００から送信される信号成分と、中継局２００から送信される信号成分とを分けて図示したが、受信局３００によって同時間に受信される信号成分は、実際には空間多重化されている。
【００２２】
図２の上段に示すように、送信局１００は、ＣＰとデータ信号Ｄ１０−１とを含むＯＦＤＭシンボル１０−１ａと、ＣＰとデータ信号Ｄ１０−２とを含むＯＦＤＭシンボル１０−２ａとを送信する。なお、ここでいう「データ信号」とは、例えば、制御データを含む制御信号や、ユーザデータを含むユーザデータ信号などを示す。
【００２３】
以下の説明において、ＯＦＤＭシンボルに付与する符号「ｍ−ｎ」のうち、「ｍ」は、ＯＦＤＭシンボルを特定する情報であるものとする。例えば、「ｍ」が同一であるＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及びＯＦＤＭシンボル１０−２ａは、同一のＯＦＤＭシンボルである。また、ＯＦＤＭシンボルに付与する符号「ｍ−ｎ」のうち、「ｎ」は、送信局１００によって同一のＯＦＤＭシンボルが送信された回数を示すものとする。例えば、ＯＦＤＭシンボル１０−１ａは、送信局１００によって最初に送信されたＯＦＤＭシンボルであり、ＯＦＤＭシンボル１０−２ａは、送信局１００によって２番目に送信されたＯＦＤＭシンボルである。
【００２４】
すなわち、図２に示した例では、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａを送信している。また、中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａのうち、先に受信したＯＦＤＭシンボル１０−１ａを中継し、後に受信したＯＦＤＭシンボル１０−２ａを中継せずに廃棄する。具体的には、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル１０−１ａに対して所定の信号処理を行い、信号処理後のＯＦＤＭシンボル１０−１ｂを送信する。すなわち、受信局３００は、図２に示すように、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａと、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル１０−１ｂとが空間多重化された信号を受信する。
【００２５】
ここで、図２に示した時間「ｔ１１」は、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間や、パスの違いにおける伝搬遅延差であるものとする。かかる伝搬遅延差は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する。実施例１における受信局３００は、時間「ｔ１１」がＣＰ長よりも大きい場合であっても、図２に示した例のように、同一のＯＦＤＭシンボル１０−１ａ、１０−２ａ、１０−１ｂが空間多重化された信号を受信することになる。これにより、実施例１における受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。
【００２６】
また、受信局３００は、例えば、中継局２００から送信される既知信号に基づいて、図２に例示した信号に対して処理を行う場合には、ＯＦＤＭシンボル１０−１ｂと、ＯＦＤＭシンボル１０−１ａ及び１０−２ａの一部が空間多重化された信号を取得する。すなわち、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生しておらず、さらに、同一信号が合成された高品質の信号を取得することができる。なお、既知信号は、例えば、パイロット信号や参照信号とも呼ばれ、受信局３００等によってチャネル推定（「伝搬路推定」とも呼ばれる）等が行われる場合に用いられる。
【００２７】
このように、実施例１における送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを少なくとも２回繰り返して送信する。そして、実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した複数の同一のＯＦＤＭシンボルのうち、先に受信したＯＦＤＭシンボルを中継し、後に受信したＯＦＤＭシンボルを中継しない。これにより、実施例１に係る無線通信システム１は、図２に示した例のように、受信局３００が、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。すなわち、実施例１に係る無線通信システム１は、中継局２００による処理遅延が大きい場合であっても、受信局３００によって受信される信号の品質を向上させることができる。
【００２８】
なお、図２では、送信局１００が同一のＯＦＤＭシンボルを２回繰り返して送信する例を示したが、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを３回以上繰り返して送信してもよい。また、中継局２００は、送信局１００から３個以上の同一のＯＦＤＭシンボルを受信する際には、最後に受信したＯＦＤＭシンボル以外のＯＦＤＭシンボルのうち、少なくとも１個のＯＦＤＭシンボルを中継してもよい。具体的には、中継局２００は、Ｎ個の同一のＯＦＤＭシンボルを受信した場合には、最初にＯＦＤＭシンボルを受信してから、Ｎ倍のＯＦＤＭシンボル長に対応する時間が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルのいずれかを中継してもよい。
【００２９】
また、中継局２００は、送信局１００及び中継局２００から送信される同一のＯＦＤＭシンボルが受信局３００によってほぼ同じタイミングで受信されるように、中継対象のＯＦＤＭシンボルを所定時間だけ遅延させて送信してもよい。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信する複数の同一信号のうち、かかる複数の同一信号を受信し始めてから複数の同一信号の時間長が経過するまでに送信可能である信号の少なくとも１個を中継してもよい。
【００３０】
以下に、図３及び図４を用いて、送信局１００によって同一のＯＦＤＭシンボルが３回以上繰り返して送信される場合や、中継局２００によって遅延処理が行われる場合の例について説明する。
【００３１】
図３は、実施例１における中継局２００によって送受信される信号の一例を示す図である。図３の上段は、中継局２００が送信局１００から受信する信号の一例を示す。また、図３の中段は、中継局２００によって全ての信号が中継されるものと仮定した場合に、中継局２００によって送信される信号の一例を示す。また、図３の下段は、実施例１における中継局２００によって中継される信号の一例を示す。
【００３２】
図３に示した例において、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを４回繰り返して送信する。図３の上段に示した例では、中継局２００は、送信局１００から、同一のＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａを受信する。なお、図３には図示することを省略したが、中継局２００は、送信局１００からＯＦＤＭシンボル３０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル３０−２ａ〜３０−４ａも受信する。
【００３３】
ここで、図３に示した例において、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間が「ｔ２１」であるものとする。かかる場合に、仮に中継局２００が全てのＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａを中継すると、図３の中段に示すように、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａ及び２０−４ａは、ＯＦＤＭシンボル３０−１ａ等と同じタイミングで受信局３００に到達する。このことは、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａ及び２０−４ａと、他のＯＦＤＭシンボル３０−１ａ等とが干渉することになるので、受信局３００によって受信される信号の品質が劣化する。
【００３４】
そこで、中継局２００は、図３の下段に示すように、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａを中継する場合には、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ及び２０−２ａのうち少なくとも１個のＯＦＤＭシンボルを中継する。具体的には、中継局２００は、１番目のＯＦＤＭシンボル２０−１ａを受信してから、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａのＯＦＤＭシンボル長「ｔ２０」が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルを中継する。言い換えれば、中継局２００は、「ｔ２０」から信号処理時間「ｔ２１」が減算された時間「ｔ２２」内に送信可能なＯＦＤＭシンボル２０−１ａ及び２０−２ａのうち、少なくとも１個のＯＦＤＭシンボルを中継する。
【００３５】
図３に示した例では、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ及び２０−２ａの双方を中継している。具体的には、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａに対して信号処理を行い、信号処理後のＯＦＤＭシンボル２０−１ｂ及び２０−２ｂを送信する。なお、ＯＦＤＭシンボル２０−１ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル２０−１ａであり、ＯＦＤＭシンボル２０−２ｂは、信号処理後のＯＦＤＭシンボル２０−２ａである。
【００３６】
ここで、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａのＯＦＤＭシンボル長「ｔ２０」は、４個分のＯＦＤＭシンボル長であるので、中継局２００にとって既知の時間である。また、信号処理時間「ｔ２１」は、例えば、中継局２００の製造時に計測された時間であり、中継局２００にとって既知の時間であるものとする。例えば、中継局２００は、製造時に計測された信号処理時間「ｔ２１」を所定の記憶部に保持しておく。したがって、中継局２００は、既知の時間「ｔ２０」と信号処理時間「ｔ２１」とを用いて、時間「ｔ２２」を算出することができる。
【００３７】
また、中継局２００は、送信局１００から送信されたＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻と、自装置が送信したＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻との差異がＣＰ長以下になるように遅延処理を行う。具体的には、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ｂ及び２０−２ｂが受信局３００に到達する時刻と、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａのいずれかが受信局３００に到達する時刻との差異がＣＰ長以下になるように中継処理を行う。図３に示した例では、中継局２００は、信号処理が終了した後に、時間「ｔ２３」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル２０−１ｂを送信する。同様に、中継局２００は、信号処理が終了した後に、時間「ｔ２３」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル２０−２ｂを送信する。
【００３８】
なお、中継局２００は、整数倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「ｔ２１」を減算することにより、遅延時間「ｔ２３」を算出することができる。例えば、図３に示した例のように、信号処理時間「ｔ２１」が、１個のＯＦＤＭシンボル長よりも大きく、２個のＯＦＤＭシンボル長よりも小さい場合には、中継局２００は、２倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「ｔ２１」を減算することにより、遅延時間「ｔ２３」を算出する。すなわち、中継局２００は、信号処理時間「Ｘ」が、「Ｙ」倍のＯＦＤＭシンボル長から「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長の範囲内にある場合には、「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「Ｘ」を減算することにより、遅延時間を算出する。なお、「Ｙ」と「Ｚ」とは、連続する整数であるものとする。
【００３９】
続いて、図４を用いて、中継局２００によって図３に例示した信号が中継された場合に、受信局３００によって受信される信号について説明する。図４は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図４の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図４の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。また、図４に例示した時間「ｔ２４」は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。
【００４０】
図４に示すように、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−１ａ〜２０−４ａ等と、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−１ｂ及び２０−２ｂとが空間多重化された信号を受信する。具体的には、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−１ｂは、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−３ａと、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａ内のＣＰと空間多重化されている。また、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−２ｂは、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル２０−４ａと、ＯＦＤＭシンボル３０−１ａ内のＣＰと空間多重化されている。
【００４１】
なお、ＯＦＤＭシンボル２０−２ｂと、ＯＦＤＭシンボル３０−１ａとは異なるＯＦＤＭシンボルであるが、双方のＯＦＤＭシンボル２０−２ｂ及び３０−１ａは、ＣＰ長の範囲内で空間多重化されているので干渉しない。
【００４２】
このように、受信局３００は、送信局１００及び中継局２００から、同一のＯＦＤＭシンボルが空間多重化された信号を受信する。すなわち、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。
【００４３】
また、中継局２００によって、時間「ｔ２３」だけ遅延された後にＯＦＤＭシンボル２０−１ｂが送信されるので、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａと、ＯＦＤＭシンボル２０−１ｂとの伝搬遅延差はＣＰ長以内となる。同様に、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａと、ＯＦＤＭシンボル２０−２ｂとの伝搬遅延差はＣＰ長以内となる。
【００４４】
これにより、受信局３００は、送信局１００又は中継局２００によって送信されたいずれかの既知信号を用いた場合であっても、ＯＦＤＭシンボル単位で信号を抽出することができる。例えば、受信局３００は、図４に示した例において、送信局１００から送信される既知信号を用いる場合であっても、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａとＯＦＤＭシンボル２０−１ｂとが空間多重化された信号を取得することができる。また、受信局３００は、中継局２００から送信される既知信号を用いる場合であっても、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａとＯＦＤＭシンボル２０−１ｂとが空間多重化された信号を取得することができる。同様に、受信局３００は、送信局１００又は中継局２００のいずれかによって送信された既知信号を用いても、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａとＯＦＤＭシンボル２０−２ｂとが空間多重化された信号を取得することができる。
【００４５】
そして、受信局３００は、図４に例示した各ＯＦＤＭシンボルを受信した場合には、同一のＯＦＤＭシンボルを合成する。具体的には、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル２０−１ａを受信した場合に、所定のバッファに保持する。同様に、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル２０−２ａをバッファに保持する。また、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル２０−３ａ及びＯＦＤＭシンボル２０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルと、ＯＦＤＭシンボル２０−４ａ及びＯＦＤＭシンボル２０−２ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとをバッファに保持する。そして、受信局３００は、バッファに保持した各ＯＦＤＭシンボルを合成する。例えば、受信局３００は、各ＯＦＤＭシンボルに含まれる同一データの尤度情報をＯＦＤＭシンボル間で合成するＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）合成処理を行う。
【００４６】
このように、実施例１における受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができるとともに、複数のＯＦＤＭシンボルを合成することにより、受信特性を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記では説明することを省略したが、実施例１に係る無線通信システム１では、中継局２００は、特定の受信局に対して信号を中継し、特定の受信局以外の他の受信局に対しては信号を中継しなくてもよい。そして、送信局１００は、かかる特定の受信局に対して、同一の信号を繰り返して送信する処理を行い、特定の受信局以外の他の受信局に対しては同一の信号を繰り返して送信する処理を行わなくてもよい。
【００４８】
［実施例１における送信局の構成］
次に、図５を用いて、実施例１における送信局１００について説明する。図５は、実施例１における送信局１００の構成例を示す図である。図５に示すように、送信局１００は、アンテナ１０１と、アンテナ１０２と、受信ＲＦ（Radio Frequency）部１１１と、制御信号復調部１１２と、中継局ユーザ選択部１２０とを有する。
【００４９】
アンテナ１０１は、図示しない外部装置から送信される信号を受信する。例えば、アンテナ１０１は、受信局３００から送信される上りリンクの信号を受信する。アンテナ１０２は、図示しない外部装置に信号を送信する。例えば、アンテナ１０２は、中継局２００や受信局３００に下りリンクの信号を送信する。なお、図５では、送信局１００が、受信用のアンテナ１０１と、送信用のアンテナ１０２とを有する例を示した。しかし、送信局１００は、アンテナ１０１及びアンテナ１０２の代わりに、送受信可能な共用アンテナを有してもよい。
【００５０】
受信ＲＦ部１１１は、アンテナ１０１によって受信された信号に対して、各種処理を行う。例えば、受信ＲＦ部１１１は、アンテナ１０１によって受信された信号に対して、無線周波数帯からベースバンド帯に変換する周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換処理等を行う。
【００５１】
制御信号復調部１１２は、受信ＲＦ部１１１から出力される信号のうち、受信局３００によって送信された制御信号に対して復調処理等を行う。なお、後述する受信局３００によって送信される制御情報には、受信局３００の所在位置を示す位置情報が含まれる。そして、制御信号復調部１１２は、受信局３００から位置情報を含む制御信号を受信した場合に、かかる制御信号から受信局３００の位置情報を抽出する。
【００５２】
中継局ユーザ選択部１２０は、制御信号復調部１１２から出力される受信局３００の位置情報に基づいて、受信局３００を中継局２００によって中継された信号を受信する受信局にするか否かを決定する。なお、以下では、中継局２００によって中継された信号を受信する受信局を「中継局ユーザ」と表記する場合がある。
【００５３】
具体的には、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００と中継局２００との距離が所定の閾値よりも小さい場合には、受信局３００を中継局ユーザにすることを決定する。一方、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００と中継局２００との距離が所定の閾値以上である場合には、受信局３００を中継局ユーザにしないことを決定する。これは、受信局３００が中継局２００と近距離に位置しない場合には、例えば、かかる受信局３００が中継局２００の通信エリア内に所在しないことや、中継局２００によって中継される信号を高品質の状態で受信できないことが考えられるからである。
【００５４】
なお、送信局１００は、ユーザデータ等を含むデータ信号についても受信し、かかるデータ信号に対しても受信処理を行う。図４では、ユーザデータ等を含むデータ信号に対する受信処理については説明を省略する。
【００５５】
また、図５に示すように、送信局１００は、スケジューラ部１３０と、誤り訂正符号化部１４１と、誤り訂正符号化部１４２と、制御情報変調部１５１と、データ情報変調部１５２と、既知信号生成部１６０と、物理チャネル多重化部１７０とを有する。さらに、送信局１００は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１８１と、ＣＰ付加部１８２と、送信ＲＦ部１８３とを有する。
【００５６】
スケジューラ部１３０は、受信局３００に対して送信する制御データやユーザデータ等をリソースに割り当てる。具体的には、スケジューラ部１３０は、受信局３００に対して送信する制御データをリソースに割り当てる処理と、受信局３００に対して送信するユーザデータをリソースに割り当てる処理とを行う。以下に、スケジューラ部１３０による処理を、制御データをリソースに割り当てる処理と、ユーザデータをリソースに割り当てる処理とに分けて説明する。
【００５７】
まず、制御データをリソースに割り当てる処理について説明する。スケジューラ部１３０は、ユーザデータ等を割り当てたリソースに関するリソース割当情報等を含む制御データを誤り訂正符号化部１４１に出力する。
【００５８】
このとき、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、受信局３００が中継局ユーザであることを示す情報を誤り訂正符号化部１４１に出力する。以下では、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを示す情報を「中継局ユーザ情報」と表記する場合がある。
【００５９】
また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、同一の信号を繰り返して送信する回数「Ｎ」を誤り訂正符号化部１４１に出力する。なお、以下では、送信局１００によって同一の信号が繰り返して送信する回数を「繰り返し送信回数」と表記する場合がある。
【００６０】
また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、受信局３００に対して、同一の制御情報が繰り返して送信されるように、制御データをリソースに割り当てる。このとき、スケジューラ部１３０は、繰り返し送信回数「Ｎ」だけ同一の制御データが受信局３００に送信されるように、制御データをリソースに割り当てる。
【００６１】
一方、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、受信局３００が中継局ユーザでない旨の中継局ユーザ情報を誤り訂正符号化部１４１に出力する。また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、繰り返し送信回数「Ｎ」＝「１」を誤り訂正符号化部１４１に出力する。
【００６２】
また、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、受信局３００に対して、同一の制御データが１回だけ送信されるように、制御データをリソースに割り当てる。
【００６３】
続いて、データ情報をリソースに割り当てる処理について説明する。スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにすることが決定された場合には、受信局３００に対して、同一のユーザデータが繰り返して送信されるように、ユーザデータをリソースに割り当てる。このとき、スケジューラ部１３０は、繰り返し送信回数「Ｎ」だけ同一のユーザデータが受信局３００に送信されるように、ユーザデータをリソースに割り当てる。
【００６４】
一方、スケジューラ部１３０は、中継局ユーザ選択部１２０によって受信局３００を中継局ユーザにしないことが決定された場合には、受信局３００に対して、同一のユーザデータが１回だけ送信されるように、ユーザデータをリソースに割り当てる。
【００６５】
誤り訂正符号化部１４１は、スケジューラ部１３０によって各リソースに割り当てられた制御データに対して、誤り訂正符号化処理を行う。誤り訂正符号化部１４２は、スケジューラ部１３０によって各リソースに割り当てられたユーザデータに対して、誤り訂正符号化処理を行う。
【００６６】
制御情報変調部１５１は、誤り訂正符号化部１４１によって誤り訂正符号化処理が行われた制御データに対して変調処理を行うことにより、制御信号を生成する。データ情報変調部１５２は、誤り訂正符号化部１４２によって誤り訂正符号化処理が行われたユーザデータに対して変調処理を行うことにより、ユーザデータ信号を生成する。
【００６７】
既知信号生成部１６０は、受信局３００にとって既知である既知信号を生成する。既知信号生成部１６０によって生成される既知信号は、パイロット信号や参照信号とも呼ばれ、受信局３００によってチャネル推定処理等が行われる場合に用いられる。
【００６８】
物理チャネル多重化部１７０は、各サブキャリアにマッピングされた各種信号を周波数多重する。具体的には、物理チャネル多重化部１７０は、制御情報変調部１５１から出力される制御信号と、データ情報変調部１５２から出力されるユーザデータ信号と、既知信号生成部１６０から出力される既知信号とを周波数多重する。
【００６９】
ＩＦＦＴ部１８１は、物理チャネル多重化部１７０によって周波数多重された周波数領域の信号に対して、ＩＦＦＴ処理を行うことにより、時間領域の信号を生成する。ＣＰ付加部１８２は、ＩＦＦＴ部１８１によって生成された信号をＯＦＤＭシンボル長に分割し、ＯＦＤＭシンボル長の信号毎にＣＰを付加する。
【００７０】
送信ＲＦ部１８３は、ＣＰ付加部１８２から出力される信号に対して、各種処理を行う。例えば、送信ＲＦ部１８３は、ＣＰ付加部１８２から出力される信号に対して、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）変換処理や、直交変調処理や、ベースバンド帯から無線周波数帯に変換する周波数変換処理等を行う。そして、送信ＲＦ部１８３は、アンテナ１０２を介して、各種処理後の信号を送信する。
【００７１】
上述した受信ＲＦ部１１１と、送信ＲＦ部１８３とを含むＲＦ処理部１Ａは、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路等のハードウェアにより実現される。また、制御信号復調部１１２と、中継局ユーザ選択部１２０と、スケジューラ部１３０と、誤り訂正符号化部１４１と、誤り訂正符号化部１４２と、制御情報変調部１５１と、データ情報変調部１５２と、既知信号生成部１６０と、物理チャネル多重化部１７０と、ＩＦＦＴ部１８１と、ＣＰ付加部１８２とを含むベースバンド処理部１Ｂは、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のハードウェアにより実現される。すなわち、ＲＦ処理部１Ａと、ベースバンド処理部１Ｂとは、異なるハードウェアによって実現され得る。
【００７２】
［実施例１における中継局の構成］
次に、図６を用いて、実施例１における中継局２００について説明する。図６は、実施例１における中継局２００の構成例を示す図である。図６に示すように、中継局２００は、アンテナ２０１と、アンテナ２０２と、受信ＲＦ部２１１と、回り込み波除去部２１２と、ＣＰ除去部２１３と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２１４とを有する。
【００７３】
アンテナ２０１は、図示しない外部装置から送信される信号を受信する。例えば、アンテナ２０１は、送信局１００から送信される信号を受信する。アンテナ２０２は、図示しない外部装置に信号を送信する。例えば、アンテナ２０２は、受信局３００に信号を送信する。なお、中継局２００は、アンテナ２０１及びアンテナ２０２の代わりに、送受信可能な共用アンテナを有してもよい。
【００７４】
なお、図６に示した例において、送信用のアンテナ２０２から送信される信号は、回り込み波となり、受信用のアンテナ２０１によって受信される場合がある。このような回り込み波は、受信用のアンテナ２０１によって受信された場合に、中継局２００の内部回路を発振させるおそれがある。
【００７５】
受信ＲＦ部２１１は、アンテナ２０１によって受信された信号に対して、各種処理を行う。例えば、受信ＲＦ部２１１は、図５に示した受信ＲＦ部１１１と同様に、周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ変換処理等を行う。
【００７６】
回り込み波除去部２１２は、後述する遅延部２７０から出力される信号を用いて、受信ＲＦ部２１１から入力される信号から回り込み波を除去する。これにより、回り込み波除去部２１２は、アンテナ２０１によって回り込み波が受信された場合であっても、中継局２００の内部回路が発振することを防止することができる。
【００７７】
ＣＰ除去部２１３は、回り込み波除去部２１２から出力される信号からＣＰを除去する。ＦＦＴ部２１４は、ＣＰ除去部２１３から出力される信号に対して、ＦＦＴ処理を行うことにより、周波数領域の信号を生成する。
【００７８】
また、図６に示すように、中継局２００は、既知信号抽出部２２１と、制御信号抽出部２２２と、チャネル推定部２３０と、制御信号復調部２４０と、マッピング制御部２５０とを有する。
【００７９】
既知信号抽出部２２１は、ＦＦＴ部２１４によって生成された周波数領域の信号から、既知信号を抽出する。制御信号抽出部２２２は、ＦＦＴ部２１４によって生成された周波数領域の信号から、制御信号を抽出する。
【００８０】
チャネル推定部２３０は、既知信号抽出部２２１によって抽出された既知信号に基づいて、チャネル推定処理を行う。制御信号復調部２４０は、制御信号抽出部２２２によって抽出された制御信号に対して、チャネル補償処理、復調処理、誤り訂正復号化処理等を行う。これにより、制御信号復調部２４０は、送信局１００によって送信された制御信号から、リソース割当情報、中継局ユーザ情報、繰り返し送信回数等を抽出する。そして、制御信号復調部２４０は、リソース割当情報、中継局ユーザ情報、繰り返し送信回数等をマッピング制御部２５０に出力する。
【００８１】
マッピング制御部２５０は、制御信号復調部２４０から出力される各種情報に基づいて、ＦＦＴ部２１４から出力される周波数領域の信号に対して、各サブキャリアのマッピング位置を調整する処理を行う。
【００８２】
具体的には、マッピング制御部２５０は、制御信号復調部２４０から出力される中継局ユーザ情報に基づいて、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを判定する。そして、マッピング制御部２５０は、受信局３００が中継局ユーザでない場合には、ＦＦＴ部２１４から出力される信号のうち、送信先が受信局３００である信号を「０」に置き換える。これは、受信局３００が中継局ユーザでない場合には、中継局２００は、送信局１００から受信した受信局３００宛の信号を受信局３００に中継しないからである。
【００８３】
一方、マッピング制御部２５０は、受信局３００が中継局ユーザである場合には、送信先が受信局３００である信号に含まれる複数の同一信号のうち、かかる複数の同一信号の時間長が経過するまでに送信可能である信号の少なくとも一つを中継する。具体的には、マッピング制御部２５０は、中継対象外とした信号を「０」に置き換える。
【００８４】
また、図６に示すように、中継局２００は、ＩＦＦＴ部２６１と、ＣＰ付加部２６２と、遅延部２７０と、送信ＲＦ部２８０とを有する。ＩＦＦＴ部２６１は、マッピング制御部２５０から出力される信号に対して、ＩＦＦＴ処理を行うことにより、時間領域の信号を生成する。ＣＰ付加部２６２は、ＩＦＦＴ部２６１によって生成された信号をＯＦＤＭシンボル長に分割し、ＯＦＤＭシンボル長の信号毎にＣＰを付加する。
【００８５】
遅延部２７０は、整数倍のＯＦＤＭシンボル長から、予め定められている信号処理時間を減算した時間である遅延時間だけ待機した後に、ＣＰ付加部２６２から出力されるＯＦＤＭシンボルを送信ＲＦ部２８０に出力する。具体的には、遅延部２７０は、上述したように、信号処理時間「Ｘ」が、「Ｙ」倍のＯＦＤＭシンボル長から「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長の範囲内にある場合に、「Ｚ」倍のＯＦＤＭシンボル長から、信号処理時間「Ｘ」を減算した遅延時間だけ待機する。なお、信号処理時間「Ｘ」は、例えば、アンテナ２０１によって信号が受信されてから、ＣＰ付加部２６２によるＣＰ付加処理が終了するまでの時間に相当する。
【００８６】
送信ＲＦ部２８０は、遅延部２７０から出力される信号に対して、各種処理を行う。例えば、送信ＲＦ部２８０は、図５に示した送信ＲＦ部１８３と同様に、Ｄ／Ａ変換処理や、直交変調処理や、周波数変換処理等を行う。
【００８７】
上述した受信ＲＦ部２１１と、送信ＲＦ部２８０とを含むＲＦ処理部２Ａは、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路等のハードウェアにより実現される。また、回り込み波除去部２１２と、ＣＰ除去部２１３と、ＦＦＴ部２１４と、既知信号抽出部２２１と、制御信号抽出部２２２と、チャネル推定部２３０と、制御信号復調部２４０と、マッピング制御部２５０と、ＩＦＦＴ部２６１と、ＣＰ付加部２６２と、遅延部２７０とを含むベースバンド処理部２Ｂは、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のハードウェアにより実現される。すなわち、ＲＦ処理部２Ａと、ベースバンド処理部２Ｂとは、異なるハードウェアによって実現され得る。
【００８８】
［実施例１における受信局の構成］
次に、図７を用いて、実施例１における受信局３００について説明する。図７は、実施例１における受信局３００の構成例を示す図である。図７に示すように、受信局３００は、アンテナ３０１と、アンテナ３０２と、位置情報検出部３１１と、制御信号生成部３１２と、送信ＲＦ部３１３とを有する。
【００８９】
アンテナ３０１は、図示しない外部装置から送信される信号を受信する。例えば、アンテナ３０１は、送信局１００や中継局２００から送信される下りリンクの信号を受信する。アンテナ３０２は、図示しない外部装置に信号を送信する。例えば、アンテナ３０２は、送信局１００に上りリンクの信号を送信する。なお、受信局３００は、アンテナ３０１及びアンテナ３０２の代わりに、送受信可能な共用アンテナを有してもよい。
【００９０】
位置情報検出部３１１は、受信局３００の所在位置を検出する。例えば、位置情報検出部３１１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信される信号を受信することにより、受信局３００の所在位置を検出する。そして、位置情報検出部３１１は、受信局３００の所在位置を示す位置情報を制御信号生成部３１２に出力する。
【００９１】
制御信号生成部３１２は、制御信号を生成する。実施例１における制御信号生成部３１２は、位置情報検出部３１１によって検出された受信局３００の位置情報を含む制御信号を生成する。
【００９２】
送信ＲＦ部３１３は、制御信号生成部３１２によって生成された制御信号に対して、各種処理を行う。例えば、送信ＲＦ部３１３は、図５に示した送信ＲＦ部１８３と同様に、Ｄ／Ａ変換処理や、直交変調処理や、周波数変換処理等を行う。そして、送信ＲＦ部３１３は、アンテナ３０２を介して、周波数変換処理後の制御信号を送信局１００に送信する。
【００９３】
なお、受信局３００は、ユーザデータ等を含むデータ信号についても生成し、ユーザデータ等を含むデータ信号を送信する処理を行う。図６では、ユーザデータ等を含むデータ信号を送信する処理については説明を省略する。
【００９４】
また、図７に示すように、受信局３００は、受信ＲＦ部３２１と、ＣＰ除去部３２２と、ＦＦＴ部３２３と、物理チャネル分離部３３０とを有する。受信ＲＦ部３２１は、アンテナ３０１によって受信された信号に対して、各種処理を行う。例えば、受信ＲＦ部３２１は、図５に示した受信ＲＦ部１１１と同様に、周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ変換処理等を行う。
【００９５】
ＣＰ除去部３２２は、受信ＲＦ部３２１から出力される信号からＣＰを除去する。ＦＦＴ部３２３は、ＣＰ除去部３２２から出力される信号に対して、ＦＦＴ処理を行うことにより、周波数領域の信号を生成する。
【００９６】
物理チャネル分離部３３０は、ＦＦＴ部３２３から各物理チャネルが周波数多重された信号を受け付け、かかる周波数多重された信号を、既知信号と制御信号とデータ信号とに分離する。なお、物理チャネル分離部３３０は、後述する誤り訂正復号部３９２から制御情報を受け付け、かかる制御情報に含まれるリソース割当情報に基づいて、物理チャネル分離処理を行う。
【００９７】
また、図７に示すように、受信局３００は、チャネル推定部３４０と、補償部３５０と、データ信号復調部３６１と、制御信号復調部３６２と、ＬＬＲ合成制御部３７０と、合成部３８０と、誤り訂正復号部３９１と、誤り訂正復号部３９２とを有する。
【００９８】
チャネル推定部３４０は、物理チャネル分離部３３０によって抽出された既知信号に基づいてチャネル推定処理を行う。具体的には、チャネル推定部３４０は、送信局１００から送信された既知信号と、受信局３００にとって既知である信号との相関を算出することにより、無線チャネル状態を推定する。
【００９９】
補償部３５０は、チャネル補償部３５１と、チャネル補償部３５２とを有する。チャネル補償部３５１は、チャネル推定部３４０によるチャネル推定処理の結果に基づいて、物理チャネル分離部３３０によって抽出されたデータ信号に対して、チャネル補償を行う。また、チャネル補償部３５２は、チャネル推定部３４０によるチャネル推定処理の結果に基づいて、物理チャネル分離部３３０によって抽出された制御信号に対して、チャネル補償を行う。
【０１００】
データ信号復調部３６１は、チャネル補償部３５１によってチャネル補償されたデータ信号に対して、復調処理を行う。制御信号復調部３６２は、チャネル補償部３５２によってチャネル補償された制御信号に対して、復調処理を行う。
【０１０１】
ＬＬＲ合成制御部３７０は、後述する誤り訂正復号部３９２から出力される中継局ユーザ情報及び繰り返し送信回数に基づいて、合成部３８０による合成処理を制御する。具体的には、ＬＬＲ合成制御部３７０は、誤り訂正復号部３９２から出力される中継局ユーザ情報に基づいて、自局である受信局３００が中継局ユーザであるか否かを判定する。そして、ＬＬＲ合成制御部３７０は、自局が中継局ユーザである場合には、合成部３８０に対して繰り返し送信回数を出力し、合成処理を行うように合成部３８０を制御する。一方、ＬＬＲ合成制御部３７０は、自局が中継局ユーザでない場合には、合成処理を行わないように合成部３８０を制御する。
【０１０２】
合成部３８０は、ＬＬＲ合成部３８１と、ＬＬＲ合成部３８２とを有する。ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行わないように制御されている場合には、データ信号復調部３６１から出力されるユーザデータ信号を誤り訂正復号部３９１に出力する。
【０１０３】
一方、ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行うように制御されている場合には、データ信号復調部３６１から出力されるユーザデータ信号を合成する。このとき、ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成制御部３７０から出力される繰り返し送信回数「Ｎ」の数だけ、データ信号復調部３６１から同一のユーザデータ信号が繰り返して入力される。かかる場合に、ＬＬＲ合成部３８１は、データ信号復調部３６１から入力される同一のユーザデータ信号を所定のバッファに保持する。そして、ＬＬＲ合成部３８１は、例えば、同一のユーザデータ信号を全てバッファに保持した後に、バッファ内のユーザデータ信号に対してＬＬＲ合成処理を行う。そして、ＬＬＲ合成部３８１は、ＬＬＲ合成処理後のユーザデータ信号を誤り訂正復号部３９１に出力する。
【０１０４】
ＬＬＲ合成部３８２は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行わないように制御されている場合には、制御信号復調部３６２から入力される制御信号を誤り訂正復号部３９２に出力する。一方、ＬＬＲ合成部３８２は、ＬＬＲ合成制御部３７０から合成処理を行うように制御されている場合には、制御信号復調部３６２から複数の同一の制御信号を入力され、かかる複数の同一の制御信号に対してＬＬＲ合成処理を行う。そして、ＬＬＲ合成部３８２は、ＬＬＲ合成処理後の制御信号を誤り訂正復号部３９２に出力する。
【０１０５】
誤り訂正復号部３９１は、ＬＬＲ合成部３８１から出力されるデータ信号に対して、誤り訂正復号化処理を行う。これにより、誤り訂正復号部３９１は、ユーザデータ信号から、ユーザデータを取得する。
【０１０６】
誤り訂正復号部３９２は、ＬＬＲ合成部３８２から出力される制御信号に対して、誤り訂正復号化処理を行う。これにより、誤り訂正復号部３９２は、制御信号から、リソース割当情報、中継局ユーザ情報、繰り返し送信回数等が含まれる制御情報を取得する。そして、誤り訂正復号部３９２は、制御情報に含まれる各種情報をＬＬＲ合成制御部３７０と、物理チャネル分離部３３０に出力する。
【０１０７】
上述した受信ＲＦ部３２１と、送信ＲＦ部３１３とを含むＲＦ処理部３Ａは、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路等のハードウェアにより実現される。また、位置情報検出部３１１と、制御信号生成部３１２と、ＣＰ除去部３２２と、ＦＦＴ部３２３と、受信モード切替部３３０と、チャネル推定部３４０と、補償部３５０と、データ信号復調部３６１と、制御信号復調部３６２と、ＬＬＲ合成制御部３７０と、合成部３８０と、誤り訂正復号部３９１と、誤り訂正復号部３９２とを含むベースバンド処理部３Ｂは、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のハードウェアにより実現される。すなわち、ＲＦ処理部３Ａと、ベースバンド処理部３Ｂとは、異なるハードウェアによって実現され得る。
【０１０８】
［実施例１に係る無線通信システムによる処理シーケンス］
次に、図８を用いて、実施例１に係る無線通信システム１による処理シーケンスについて説明する。図８は、実施例１に係る無線通信システム１による処理手順を示すシーケンス図である。なお、図８では、実施例１における送信局１００と中継局２００と受信局３００との間で行われる処理手順を示す。
【０１０９】
図８に示すように、受信局３００の位置情報検出部３１１は、受信局３００の所在位置を示す位置情報を取得する（ステップＳ１１）。続いて、受信局３００は、取得した位置情報を送信局１００に送信する（ステップＳ１２）。例えば、受信局３００は、位置情報を含む制御信号を送信局１００に送信する。
【０１１０】
続いて、送信局１００の中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００から受信した位置情報に基づいて、受信局３００を中継局ユーザにするか否かを決定する（ステップＳ１３）。例えば、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００と中継局２００との距離に基づいて、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを決定する。図８に示した例では、中継局ユーザ選択部１２０は、受信局３００を中継局ユーザにするものとする。
【０１１１】
そして、送信局１００は、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを示す中継局ユーザ情報と、繰り返し送信回数「Ｎ」とを中継局２００及び受信局３００に送信する（ステップＳ１４）。例えば、送信局１００は、リソース割当情報と、中継局ユーザ情報と、繰り返し送信回数「Ｎ」とを含む制御信号を中継局２００及び受信局３００に送信する。
【０１１２】
これにより、中継局２００及び受信局３００は、受信局３００が中継局ユーザであるか否かを検出することができる。また、中継局２００及び受信局３００は、受信局３００が中継局ユーザである場合に、送信局１００から同一の信号が送信される回数「Ｎ」を検出することができる。
【０１１３】
続いて、送信局１００は、制御信号やデータ信号を送信する場合に、同一のＯＦＤＭシンボルを「Ｎ」回だけ繰り返して送信する（ステップＳ１５）。送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボルは、中継局２００及び受信局３００によって受信される。
【０１１４】
中継局２００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボルを受信した場合に、所定の受信処理を行う（ステップＳ１６）。例えば、中継局２００は、周波数変換処理や、直交復調処理や、Ａ／Ｄ変換処理や、回り込み波除去処理等を行う。
【０１１５】
続いて、中継局２００は、送信局１００から受信した信号に含まれる複数の同一のＯＦＤＭシンボルのうち、かかる複数のＯＦＤＭシンボル長が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルの少なくとも一つを中継する（ステップＳ１７）。このとき、中継局２００は、整数倍のＯＦＤＭシンボル長から、予め定められている信号処理時間を減算した時間である遅延時間だけ遅延させてＯＦＤＭシンボルを中継する。
【０１１６】
そして、受信局３００は、送信局１００及び中継局２００によって送信された信号を合成する（ステップＳ１８）。具体的には、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボルと、送信局１００及び中継局２００によって送信され、空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを合成する。
【０１１７】
［送受信される信号の他の例］
次に、図２〜図４に示した以外の具体例を挙げて、送信局１００及び中継局２００によって送信されるＯＦＤＭシンボル、及び、受信局３００によって受信されるＯＦＤＭシンボルについて説明する。
【０１１８】
まず、図９及び図１０に示した例を用いて説明する。図９は、実施例１における中継局２００によって送受信される信号の一例を示す図である。図９の上段は、中継局２００が送信局１００から受信した信号の一例を示す。また、図９の下段は、中継局２００によって中継される信号の一例を示す。
【０１１９】
図９に示した例において、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを２回繰り返して送信する。図９の上段に示した例では、中継局２００は、送信局１００から、同一のＯＦＤＭシンボル４０−１ａ及び４０−２ａを受信し、同一のＯＦＤＭシンボル５０−１ａ及び５０−２ａを受信する。また、図９に示した時間「ｔ３１」は、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間を示す。
【０１２０】
中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル４０−１ａ及び４０−２ａのうち、最初に受信したＯＦＤＭシンボル４０−１ａを中継し、２番目に受信したＯＦＤＭシンボル４０−２ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル４０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル４０−１ｂを送信する。このとき、中継局２００は、１個のＯＦＤＭシンボル長から信号処理時間「ｔ３１」を減算した時間「ｔ３２」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル４０−１ｂを送信する。
【０１２１】
同様に、中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル５０−１ａ及び５０−２ａのうち、最初に受信したＯＦＤＭシンボル５０−１ａを中継し、２番目に受信したＯＦＤＭシンボル５０−２ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル５０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル５０−１ｂを時間「ｔ３２」だけ遅延させて送信する。
【０１２２】
図１０を用いて、中継局２００によって図９に例示した信号が中継された場合に、受信局３００によって受信される信号について説明する。図１０は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図１０の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図１０の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。また、図１０に例示した時間「ｔ３３」及び「ｔ３４」は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。
【０１２３】
図１０に示すように、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル４０−１ａ、４０−２ａ、５０−１ａ及び５０−２ａと、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル４０−１ｂ及び５０−１ｂとが空間多重化された信号を受信する。
【０１２４】
受信局３００は、図１０に例示した信号を受信した場合に、送信局１００又は中継局２００のいずれかによって送信された既知信号を用いても、各ＯＦＤＭシンボルを抽出することができる。例えば、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル４０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル４０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル４０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを取得することができる。同様に、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル５０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル５０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル５０−１ｂとが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを取得することができる。
【０１２５】
そして、受信局３００は、このようにして取得したＯＦＤＭシンボルを合成する。具体的には、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル４０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル４０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル４０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルとを合成する。また、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル５０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル５０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル５０−１ｂとを合成する。
【０１２６】
次に、図１１及び図１２に示した例を用いて説明する。図１１は、実施例１における中継局２００によって送受信される信号の一例を示す図である。図１１の上段は、中継局２００が送信局１００から受信した信号の一例を示す。また、図１１の下段は、中継局２００によって中継される信号の一例を示す。
【０１２７】
図１１に示した例において、送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルを３回繰り返して送信する。図１１の上段に示した例では、中継局２００は、送信局１００から、同一のＯＦＤＭシンボル６０−１ａ〜６０−３ａを受信し、同一のＯＦＤＭシンボル７０−１ａ〜７０−３ａを受信する。また、図１１に示した時間「ｔ４１」は、中継局２００によって行われる信号処理にかかる時間を示す。
【０１２８】
中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル６０−１ａ〜６０−３ａのうち、ＯＦＤＭシンボル６０−１ａ及び６０−２ａを中継することができる。しかし、図１１に示した例では、中継局２００は、最初に受信したＯＦＤＭシンボル６０−１ａを中継し、２番目以降に受信したＯＦＤＭシンボル６０−２ａ及び６０−３ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル６０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル６０−１ｂを送信する。このとき、中継局２００は、１個のＯＦＤＭシンボル長から信号処理時間「ｔ４１」を減算した時間「ｔ４２」だけ遅延させてＯＦＤＭシンボル６０−１ｂを送信する。
【０１２９】
同様に、中継局２００は、送信局１００から受信した同一のＯＦＤＭシンボル７０−１ａ〜７０−３ａのうち、最初に受信したＯＦＤＭシンボル７０−１ａを中継し、２番目以降に受信したＯＦＤＭシンボル７０−２ａ及び７０−３ａを中継しない。具体的には、中継局２００は、送信局１００から受信したＯＦＤＭシンボル７０−１ａと同一のＯＦＤＭシンボル７０−１ｂを時間「ｔ４２」だけ遅延させて送信する。
【０１３０】
なお、図１１に示した例において、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル６０−１ａ及び６０−２ａの双方を中継してもよいし、ＯＦＤＭシンボル６０−２ａのみを中継してもよい。同様に、中継局２００は、ＯＦＤＭシンボル７０−１ａ及び７０−２ａの双方を中継してもよいし、ＯＦＤＭシンボル７０−２ａのみを中継してもよい。
【０１３１】
図１２を用いて、中継局２００によって図１１に例示した信号が中継された場合に、受信局３００によって受信される信号について説明する。図１２は、実施例１における受信局３００によって受信される信号の一例を示す図である。図１２の上段は、受信局３００が送信局１００から受信する信号成分を示し、図１２の下段は、受信局３００が中継局２００から受信する信号成分を示す。また、図１２に例示した時間「ｔ４３」及び「ｔ４４」は、送信局１００から受信局３００までのパスと、中継局２００から受信局３００までのパスとが異なるために発生する伝搬遅延差を示す。
【０１３２】
図１２に示すように、受信局３００は、送信局１００によって送信されたＯＦＤＭシンボル６０−１ａ〜６０−３ａ、７０−１ａ〜７０−３ａと、中継局２００によって送信されたＯＦＤＭシンボル６０−１ｂ及び７０−１ｂとが空間多重化された信号を受信する。
【０１３３】
受信局３００は、図１２に例示した信号を受信した場合に、ＯＦＤＭシンボル６０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル６０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル６０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルと、ＯＦＤＭシンボル６０−３ａとを合成する。また、受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル７０−１ａと、ＯＦＤＭシンボル７０−２ａ及びＯＦＤＭシンボル７０−１ｂが空間多重化されたＯＦＤＭシンボルと、ＯＦＤＭシンボル７０−３ａとを合成する。
【０１３４】
［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１における送信局１００は、同一のＯＦＤＭシンボルをＮ回繰り返して送信する。そして、実施例１における中継局２００は、送信局１００から受信した複数の同一のＯＦＤＭシンボルのうち、最初にＯＦＤＭシンボルを受信してから、Ｎ倍のＯＦＤＭシンボル長が経過するまでに送信可能であるＯＦＤＭシンボルのいずれかを中継する。これにより、実施例１における受信局３００は、ＯＦＤＭシンボル間の干渉が発生していない信号を受信することができる。すなわち、実施例１に係る無線通信システム１は、受信局３００によって受信される信号の品質を向上させることができる。
【０１３５】
また、実施例１における中継局２００は、送信局１００から送信されたＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻と、自装置が送信したＯＦＤＭシンボルが受信局３００に到達する時刻との差異がＣＰ長以下になるように遅延処理を行う。これにより、受信局３００は、送信局１００又は中継局２００によって送信された既知信号のいずれを用いた場合であっても、ＯＦＤＭシンボル単位で信号を抽出することができる。
【０１３６】
また、実施例１における送信局１００は、受信局３００の位置情報に基づいて、受信局３００を中継局ユーザにするか否かを決定する。これにより、送信局１００は、中継局ユーザである受信局３００に対してだけ、上述した同一信号を繰り返し送信する処理を行うことができるので、処理負荷を軽減することができ、周波数リソースを有効に利用することができる。
【実施例２】
【０１３７】
ところで、本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法は、上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、実施例２では、本願の開示する無線通信システム、受信局及び無線通信方法の他の実施例について説明する。
【０１３８】
［遅延処理］
上記実施例１では、中継局２００が、既知の信号処理時間を用いて、遅延処理等を行う例を示した。しかし、中継局２００は、信号処理時間を動的に計測し、計測結果を用いて、遅延処理等を行ってもよい。例えば、中継局２００は、アンテナ２０１によって信号が受信されてから、ＣＰ付加部２６２によるＣＰ付加処理が終了するまでの時間を計測して、計測結果を信号処理時間として用いてもよい。これにより、中継局２００は、高精度に遅延処理を行うことができる。
【０１３９】
［システム構成等］
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 無線通信システム
１００ 送信局
１０１、１０２ アンテナ
１１１ 受信ＲＦ部
１１２ 制御信号復調部
１２０ 中継局ユーザ選択部
１３０ スケジューラ部
１４１、１４２ 誤り訂正符号化部
１５１ 制御情報変調部
１５２ データ情報変調部
１６０ 既知信号生成部
１７０ 物理チャネル多重化部
１８１ ＩＦＦＴ部
１８２ ＣＰ付加部
１８３ 送信ＲＦ部
２００ 中継局
２０１、２０２ アンテナ
２１１ 受信ＲＦ部
２１２ 回り込み波除去部
２１３ ＣＰ除去部
２１４ ＦＦＴ部
２２１ 既知信号抽出部
２２２ 制御信号抽出部
２３０ チャネル推定部
２４０ 制御信号復調部
２５０ マッピング制御部
２６１ ＩＦＦＴ部
２６２ ＣＰ付加部
２７０ 遅延部
２８０ 送信ＲＦ部
３００ 受信局
３０１、３０２ アンテナ
３１１ 位置情報検出部
３１２ 制御信号生成部
３１３ 送信ＲＦ部
３２１ 受信ＲＦ部
３２２ ＣＰ除去部
３２３ ＦＦＴ部
３３０ 物理チャネル分離部
３４０ チャネル推定部
３５０ 補償部
３５１、３５２ チャネル補償部
３６１ データ信号復調部
３６２ 制御信号復調部
３７０ ＬＬＲ合成制御部
３８０ 合成部
３８１、３８２ ＬＬＲ合成部
３９１ 誤り訂正復号部
３９２ 誤り訂正復号部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信局と中継局とを有する無線通信システムであって、
前記送信局が、
同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する送信部を有し、
前記中継局が、
前記送信部から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された受信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、
前記受信部によって受信された２個の同一信号のうち、後に受信された信号を除去し、先に受信された信号を前記信号処理部による信号処理後に中継する中継部と
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記中継部は、
前記受信部によって受信された複数の同一信号のうち、該複数の同一信号が受信され始めてから該複数の同一信号の時間長が経過するまでに送信可能である信号の少なくとも１個を中継する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記中継局は、
前記複数の同一信号のいずれかの信号を受信するタイミングと略同一のタイミングで前記中継部によって信号が中継されるように前記中継部による中継処理を遅延させる遅延部
をさらに有する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記送信局は、
受信局の所在位置を示す位置情報に基づいて、該受信局を、前記中継局の中継部によって中継された信号を受信する受信局である中継局ユーザにするか否かを決定する決定部
をさらに有し、
前記送信部は、
前記決定部によって前記受信局を中継局ユーザにすることが決定された場合に、該受信局に対してのみ、同一の信号を繰り返して送信し、
前記中継部は、
前記決定部によって中継局ユーザにすることが決定された受信局が送信先である信号のみを中継する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項５】
送信局によって繰り返して２回送信された同一の信号のうち先に送信された第１の信号を受信した後、後に送信された第２の信号と中継局によって中継された前記第１の信号とが空間多重化された第３の信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された第１の信号と第３の信号とを合成する合成部と
を有することを特徴とする受信局。
【請求項６】
送信局と中継局とを有する無線通信システムによる無線通信方法であって、
前記送信局が、
同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する送信ステップを含み、
前記中継局が、
前記送信ステップにおいて送信された信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された受信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された２個の同一信号のうち、後に受信された信号を除去し、先に受信された信号を前記信号処理ステップによる信号処理後に中継する中継ステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
送信局と中継局とを有する無線通信システムであって、
前記送信局が、
同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する送信部を有し、
前記中継局が、
前記送信部から送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された受信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、
前記受信部によって受信された２個の同一信号のうち、後に受信された信号を除去し、先に受信された信号を前記信号処理部による信号処理後に中継する中継部と
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記中継部は、
前記受信部によって受信された複数の同一信号のうち、該複数の同一信号が受信され始めてから該複数の同一信号の時間長が経過するまでに送信可能である信号の少なくとも１個を中継する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記中継局は、
前記複数の同一信号のいずれかの信号を受信するタイミングと略同一のタイミングで前記中継部によって信号が中継されるように前記中継部による中継処理を遅延させる遅延部
をさらに有する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記送信局は、
受信局の所在位置を示す位置情報に基づいて、該受信局を、前記中継局の中継部によって中継された信号を受信する受信局である中継局ユーザにするか否かを決定する決定部
をさらに有し、
前記送信部は、
前記決定部によって前記受信局を中継局ユーザにすることが決定された場合に、該受信局に対してのみ、同一の信号を繰り返して送信し、
前記中継部は、
前記決定部によって中継局ユーザにすることが決定された受信局が送信先である信号のみを中継する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の無線通信システム。
【請求項５】
送信局によって繰り返して２回送信された同一の信号のうち先に送信された第１の信号を受信した後、後に送信された第２の信号と中継局によって中継された前記第１の信号とが空間多重化された第３の信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された第１の信号と第３の信号とを合成する合成部と
を有することを特徴とする受信局。
【請求項６】
送信局と中継局とを有する無線通信システムによる無線通信方法であって、
前記送信局が、
同一の信号を少なくとも２回繰り返して送信する送信ステップを含み、
前記中継局が、
前記送信ステップにおいて送信された信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された受信信号に対して所定の信号処理を行う信号処理ステップと、
前記受信ステップにおいて受信された２個の同一信号のうち、後に受信された信号を除去し、先に受信された信号を前記信号処理ステップによる信号処理後に中継する中継ステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−４４４８２（Ｐ２０１２−４４４８２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８４４０４（Ｐ２０１０−１８４４０４）
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【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３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]