通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラム
【課題】セル内で移動局にダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上する。
【解決手段】移動局は、アシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときには自セルの中央周波数を使用するが、これは隣接セルの中央周波数とは異なる周波数であることから、隣接セルとの干渉がない。また、隣接セルの中継局は、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときは自セルにとっての中央周波数を使用するが、自セルでは当該領域をダウンリンク共通領域として確保しているので、自セル内で干渉がない。
【解決手段】移動局は、アシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときには自セルの中央周波数を使用するが、これは隣接セルの中央周波数とは異なる周波数であることから、隣接セルとの干渉がない。また、隣接セルの中継局は、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときは自セルにとっての中央周波数を使用するが、自セルでは当該領域をダウンリンク共通領域として確保しているので、自セル内で干渉がない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継局の介在により基地局がセル内の移動局と通信する通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムに係り、特に、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを適用した中継方式の通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理、情報通信技術の普及を背景として通信サービスの多様化が進んでいるが、とりわけ携帯電話を始めとする移動体通信の成長は目覚しい。現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｉｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ：国際電気通信連合）が策定した第３世代（３Ｇ）移動通信システムの世界標準「ＩＭＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）−２０００」の標準化作業が行なわれている。３ＧＰＰが策定したデータ通信仕様の１つである「ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）」は、第４世代（４Ｇ）のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄを目指した長期的高度化システムであり、「３．９Ｇ（スーパー３Ｇ）」とも呼ばれる。
【０００３】
ＬＴＥは、ＯＦＤＭ変調方式を基本とした通信方式であり、また、ダウンリンクの無線アクセス方式にはＯＦＤＭＡを採用する。ここで、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）は、複数のデータを「直交」すなわち互いに干渉し合わない周波数サブキャリアに割り当てるマルチキャリア方式であり、各サブキャリアについて逆ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行なうことで周波数軸での各サブキャリアを時間軸の信号に変換して伝送することができる。送信データを周波数が直交する複数のキャリアに分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数利用効率が非常に高く、マルチパスにより遅延ひずみ（周波数選択性フェージング妨害）に強いという特徴がある。また、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）は、１つの通信局がＯＦＤＭ信号の全サブキャリアを占有するのではなく、周波数軸上のサブキャリアのセットを複数の通信局に割り当てて、複数の通信局でサブキャリアをシェアする多元接続方式である。複数のユーザーが、異なるサブキャリア、又は、異なるタイムスロットをそれぞれ使用すれば（すなわち、周波数方向と時間方向で分割多重することで）、干渉なく通信することができる。
【０００４】
３ＧＰＰでは、第４世代移動通信システムに向けＬＴＥをさらに発展させた標準規格「ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ」において、１００ＭＨｚ近い帯域幅をサポートし、最大でピーク速度１Ｇｂｐｓの実現を目指している。例えば、マルチユーザーＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）若しくはＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｕｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）のように、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続方式が有力である。
【０００５】
また、セル・エッジでのスループットを向上するために、リレー技術がＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ向けに検討されている。ここで言うリレー技術とは、コア・ネットワークに接続された基地局のエリア（セル）内に中継局（Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ：ＲＳ）を設置し、基地局と中継局間でホッピング通信させる仕組みである。１〜２Ｍｂｐｓ程度ではＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：２相位相偏移変調）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＰＳＫ：４相位相偏移変調）などの変調方式を適用することができ、セル・エッジでの所要ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号対雑音比）が低くても許容されるが、これに対し、１００Ｍｂｐｓ若しくはそれ以上の通信速度を得るには、セル全体にわたりＳＮＲを高く保つ必要がある。また、動作周波数が高くなると伝搬ロスが大きくなり、しかもフェージングに敏感であるため、基地局のカバー面積が悪化する。単体の基地局ではセル・エッジでパフォーマンスが落ちてしまうが、中継局はこれを補うものである。
【０００６】
ダウンリンクにおいては、中継局は、基地局からの受信信号を増幅してから、移動局に対して送信を行なう。中継局が中継することで、基地局から移動局に対して信号を直接送信するよりも、ＳＮＲを高くすることが可能である。他方、アップリンクにおいては、中継局は、移動局からの信号を中継局が受信して、それを基地局に対して送信することによりＳＮＲを高く保つことができる（本明細書では、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＳ）から移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ：ＭＳ）に向かう下りの無線アクセスを「ダウンリンク」と呼び、移動局から基地局に向かう上りの無線アクセスを「アップリンク」と呼ぶ）。
【０００７】
例えば、基地局が、端末にリソースを割り当て、現在のタイムスロットにおいて下り信号を送信し、次のタイムスロットにおいて中継局を介して端末からの上り信号を受信し、中継局が、現在のタイムスロットにおいて基地局からの下り信号と端末からの上り信号を受信し、次のタイムスロットにおいて、受信した下り信号を端末へ送信し、上り信号を基地局へ送信し、端末が、現在のタイムスロットにおいて上り信号を送信し、次のタイムスロットにおいて中継局を介して下り信号を受信する、セルラーシステムについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００８】
中継局が基地局と移動局間を中継する方式を、受信信号の送信方法により以下の２種類に分類することができる。
【０００９】
１番目は、中継局が基地局からの受信信号をアナログ信号のまま増幅して再送する、「Ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ（ＡＦ）」と呼ぶ方式である。ＡＦ方式では、移動局でのＳＮＲを改善することができないので、中継局は、信号強度が十分大きい領域で中継する必要がある。また、送信アンテナと受信アンテナの間でフィードバック経路があるために発振をしないように考慮する必要がある。ＡＦ方式の利点としては、通信プロトコルに一切の改良が必要でないことである。
【００１０】
２番目は、中継局が基地局からの受信信号をディジタル処理した後に増幅して送信する、「Ｄｅｃｏｄｅ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ（ＤＦ）」と呼ぶ方式である。すなわち、中継局は、基地局からの受信信号をＡＤ変換でディジタル信号に変換して、その信号を誤り訂正などの復号処理を行なってから、再度符号化し、ＤＡ変換でアナログ信号に変換して、その信号を増幅して送信する。ＤＦ方式によれば、符号化利得によってＳＮを改善することが可能である。また、中継局は、ディジタル信号に変換した信号をメモリーに蓄積し、その信号を次のタイムスロットで送信することにより、送信アンテナと受信アンテナ間の信号に回り込みの問題も避けることができる。また、送信と受信でタイムスロットを変えるのではなく、周波数を変えることによっても発振を抑えることができる。
【００１１】
３ＧＰＰの将来のネットワークであるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、ＡＦ方式よりも、ＳＮＲを改善可能なＤＦ方式の方が主流になる可能性が高い。
【００１２】
また、ＬＴＥでは、隣接セル間での同一チャネルの干渉の影響を低減するために、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーション（ＩｎｔｅｒＣｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ：ＩＣＩＣ）が提案されている。
【００１３】
インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションは、例えば、１セル周波数繰り返しと複数セル周波数繰り返しを組み合わせたフラクショナル周波数繰り返しにより実現することができる。各セルは、基地局から近いセル内部の中央領域と、基地局から離間したセル端の周辺領域に分けられる。基地局と中央領域の移動局との通信に割り当てられる「中央周波数」は、隣接セルと競合するが（すなわち、１セル周波数繰り返し）、中央領域内でしか信号が届かないような小さな送信電力に抑えることで、セル間の干渉を回避する。一方、周辺領域に信号が届くには大きな電力で送信しなければならないが、隣接セルの周辺領域同士は互いに異なる「周辺周波数」を使用することによって（すなわち、複数セル周波数繰り返し）、セル間の干渉を回避する。
【００１４】
また、セル内では、１つの移動局がＯＦＤＭ信号の全サブキャリアを占有するのではなく、基地局に近い移動局に中央周波数のサブキャリアを割り当てるとともに、基地局から離間した移動局に周辺周波数のサブキャリアを割り当て、複数の移動局でサブキャリアをシェアして多元接続（ＯＦＤＭＡ）を行なうことができる。
【００１５】
したがって、ユーザー毎に異なるサブキャリア、又は、異なるタイムスロットをそれぞれ使用することで、干渉なく通信することができる。また、セル内の無線リソースは、基地局が一元的に管理する。ＬＴＥでは、１２サブキャリア×７ＯＦＤＭシンボルを１つのリソース・ブロックとし、リソース・ブロック単位で無線リソースの割り当てが行なわれる（後述）。
【００１６】
また、ＬＴＥでは、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）とＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）の２通りの複信方式を選択することができる。ＴＤＤの場合には、１サブフレーム毎にアップリンク又はダウンリンクのいずれに使用するかを選択することができる。
【００１７】
ところで、１つのセル内で無線リソースの空き状況がダウンリンクとアップリンクで非対称となる事態が想定される（例えば、基地局のダウンリンクには空きがあるが、アップリンクには空きがない、あるいは逆に、基地局のアップリンクには空きがあるが、ダウンリンクには空きがない）。例えば、アップリンクを使って動画像などをサーバーにアップロードするユーザーが多いセルでは、アップリンクのリソースの空きがダウンリンクに比べて少なくなる。また、画像のダウンロードを大量に行うユーザーが多いセルでは、ダウンリンクのリソースだけが少なくなると考えられる。このように、ユーザーの偏り、ユーザーの使用するアプリケーションの偏りが、非対称性（各セルでアップリンクとダウンリンクのリソースの空き具合が非対称であること）の原因となる。ダウンリンクとアップリンク間の無線リソースの非対称性は、周波数利用効率の低下を引き起こし、この結果、ユーザーのスループットも低下してしまうことが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００８−２２５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、中継局の介在により基地局がセル内の移動局と好適に通信することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを好適に行なうことができる、優れた中継方式の通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、セル内で移動局にダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与することができる、優れた中継方式の通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
それぞれ基地局と移動局間を中継する中継局を設置することが許容される、隣接する第１のセルと第２のセルを含み、
前記第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なう、
通信システムである。
【００２３】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００２４】
本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信システムにおいて、第１のセルと第２のセルの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約している。そして、第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を、共通スケジューリング領域を用いて、第２のセル内の第２の中継局を通じて行なうように構成されている。
【００２５】
本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の通信システムにおいて、共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせるように構成されている。
【００２６】
本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の通信システムは、前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてアップリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該アップリンクのためのスケジューリング情報を一致させ、また、前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてダウンリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該ダウンリンクのためのスケジューリング情報を一致させるように構成されている。
【００２７】
本願の請求項５に記載の発明によれば、請求項２に記載の通信システムは、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションとしてフラクショナル周波数繰り返しを適用しており、第１のセル並びに第２のセルは、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなる。
【００２８】
本願の請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の通信システムは、第１のセルの中央領域で且つ第２のセルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００２９】
本願の請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の通信システムは、第１のセルの周辺領域で且つ第２のセルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００３０】
本願の請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の通信システムは、共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせるように構成されている。
【００３１】
また、本願の請求項９に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する通信装置であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
を具備する通信装置である。
【００３２】
本願の請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の通信装置のスケジューラーは、隣接セルとの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、自セル内のダウンリンク又はアップリンクの通信を、前記共通スケジューリング領域を用いてスケジューリングし、又は、隣接セルのダウンリンク又はアップリンクを自セルの中継局で中継するために前記共通スケジューリング領域を避けてスケジューリングするように構成されている。
【００３３】
本願の請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０に記載の通信装置は、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなるセルラー・システムにいて、基地局として動作するように構成されている。
【００３４】
本願の請求項１２に記載の発明によれば、請求項１１に記載の通信装置のスケジューラーは、自セルの中央領域で且つ隣接セルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００３５】
本願の請求項１３に記載の発明によれば、請求項１１に記載の通信装置のスケジューラーは、自セルの周辺領域で且つ隣接セルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００３６】
また、本願の請求項１４に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作するための通信方法であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定ステップと、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信ステップと、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューリング・ステップと、
を有する通信方法である。
【００３７】
また、本願の請求項１５に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する前記基地局としての処理動作をコンピューター上で実行するようにコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
として機能させるためのコンピューター・プログラムである。
【００３８】
本願の請求項１５に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項１５に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項９に係る通信装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】
また、本願の請求項１６に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記中継局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記移動局と送受信するための通信部と、
前記基地局及び前記移動局間で中継するデータを一時的に保持するバッファーと、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記基地局及び前記移動局間の中継動作を含む、前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの移動局のダウンリンク又はアップリンクの通信を中継する、
通信装置である。
【００４０】
また、本願の請求項１７に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記移動局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記中継局と送受信するための通信部と、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの中継局が中継する自セル内のダウンリンクまたはアップリンクの通信を行なう、
通信装置である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、中継局の介在により基地局がセル内の移動局と好適に通信することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することができる。
【００４２】
本願の請求項１、９、１４乃至１７に記載の発明によれば、第１のセル内でダウンリンク又はアップリンクの内いずれか一方のみ無線リソースに空きがないときには、第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なうので、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与することができる。
【００４３】
本願の請求項２、１０に記載の発明によれば、隣接する第１のセルと第２のセルの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、第１のセル内でアップリンクとダウンリンクの無線リソースの空き状況が非対称となる事態においては、隣接する第２のセルを介在した非対称中継（アシンメトリック・リレー）、すなわち、第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を第２のセル内の第２の基地局及び第２の中継局を通じて行なうことによって、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与することができる。
【００４４】
本願の請求項３に記載の発明によれば、共通スケジューリング領域を周波数ホッピングさせることで、隣接するセル内で使用している周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【００４５】
本願の請求項４に記載の発明によれば、アシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でアップリンク、ダウンリンクのスケジューリング情報をそれぞれ一致させることによって、アシンメトリック・リレーを好適に実現することができる。
【００４６】
本願の請求項５、１１に記載の発明によれば、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションとしてフラクショナル周波数繰り返しを適用する２つのセル間で、中継に関するトラフィックの帯域を共通に確保することで、アシンメトリック・リレーを好適に実現することができる。
【００４７】
本願の請求項６、１２に記載の発明によれば、第１のセルが第２のセルの介在によりアシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときに、アップリンク共通スケジューリング領域は、第２のセルの周辺周波数に相当し、第２のセルの中央周波数とは異なる周波数であることから、セル・エッジでの干渉がない。また逆に、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときには、第２のセルの中継局は、ダウンリンク共通スケジューリング領域として第２のセルの周辺周波数であり第１のセルの中央周波数を使用するが、第１のセル側では、当該領域をダウンリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であっても第１のセル内で干渉がない。但し、第１のセルの移動局は、アップリンクをアシンメトリック・リレーにより行なうときには、周辺領域にいるにも拘らず、自セルの周辺周波数ではなく中央周波数内に割り当てられた共通スケジューリング領域を用いるので、通常のアップリンクにおいて周辺周波数を用いるときとは異なる動きとなる。
【００４８】
本願の請求項７、１３に記載の発明によれば、第１のセルが第２のセルの介在によりアシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときに、アップリンク共通スケジューリング領域は、第２のセルの中央周波数に相当するが、第２のセル側では、当該領域をダウンリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であっても第２のセル内で干渉がない。また逆に、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときには、第２のセルの中継局は、ダウンリンク共通スケジューリング領域として第２のセルの中央周波数であり第１のセルの周波数周波数を使用するが、第１のセルの周辺周波数に相当し、第１のセルの中央周波数とは異なる周波数であることから、セル・エッジでの干渉がない。但し、第２のセルの中継局は、移動局とのアクセスリンクには周辺周波数を用いるところ、隣接する第１のセルのアシンメトリック・リレーにより行なうときには、自セルの周辺周波数ではなく中央周波数内に割り当てられた共通スケジューリング領域を用いて送受信するので、通常のアクセスリンクとは異なる動きとなる。
【００４９】
本願の請求項８に記載の発明によれば、第２のセルの中央領域内に共通スケジューリング領域を予約した場合に、共通スケジューリング領域を周波数ホッピングさせることで、第１のセルから第２のセルの中央周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【００５０】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、ＬＴＥのダウンリンクの無線フレーム構成を示した図である。
【図２】図２は、リソース・ブロックの割り当てを行なう様子を模式的に示した図である。
【図３】図３は、中継局が介在する場合と介在しない場合を含むセル内の基本的な通信動作を示した図である。
【図４Ａ】図４Ａは、フラクショナル周波数繰り返しによりインターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを実現したセルラーシステムを示した図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、フラクショナル周波数繰り返しを行なうセル内での周波数割り当てを説明するための図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、フラクショナル周波数繰り返しを行なうセル内での周波数割り当てを説明するための図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、フラクショナル周波数繰り返しを行なうセル内での周波数割り当てを説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図６Ａ】図６Ａは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図７】図７は、移動局からのアップリンクをアシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でアップリンクのスケジューリング情報を一致させた様子を示した図である。
【図８】図８は、移動局からのダウンリンクをアシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でダウンリンクのスケジューリング情報を一致させた様子を示した図である。
【図９】図９は、自セルにアップリンク又はダウンリンクのどちらか一方のタイムスロットの空きがないためにアシンメトリック・リレーを行なうシナリオを説明するための図である。
【図１０】図１０は、アップリンク及びダウンリンクの双方とも自セルの周辺周波数のスケジューリングのタイムスロットが空いているが、品質向上などのためにアシンメトリック・リレーを行なうシナリオを説明するための図である。
【図１１】図１１は、周波数方向の位置が時間的に変化しない共通スケジューリング領域の設定例を示した図である。
【図１２】図１２は、共通スケジューリング領域を時間的に周波数ホッピングさせる様子を示した図である。
【図１３】図１３は、図９又は図１０に示したシナリオに従って隣接セル間で協調してアシンメトリック・リレーを行なうための、基地局の処理手順を示したフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する基地局がアシンメトリック・リレーを実現するための機能的構成を模式的に示した図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係るセルラーシステムにおいて、中継局がアシンメトリック・リレーを行なうセル内で動作するための機能的構成を模式的に示した図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態に係るセルラーシステムにおいて、移動局がアシンメトリック・リレーを行なうセル内で動作するための機能的構成を模式的に示した図である。
【図１７】図１７は、受信信号強度と基地局からの通信距離（セル内の中継局、移動局の位置）との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下では、本発明をＬＴＥなどの移動通信システムに適用した実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５３】
図１には、ＬＴＥのダウンリンクの無線フレーム構成を示している。図示のように、無線フレームは、時間単位の短い順に、タイムスロット（Ｓｌｏｔ）、サブフレーム（Ｓｕｂｆｒａｍｅ）、無線フレーム（Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ）の３層に階層化されている。
【００５４】
０．５ミリ秒長のタイムスロットは、７個のＯＦＤＭシンボルで構成され（但し、通常のユニキャスト伝送の場合）、ユーザー（移動局）側で受信する際の復調処理の単位となる。１ミリ秒長のサブフレームは、連続する２個のタイムスロットで構成され、訂正符号化された１データ・パケットの送信時間単位となる。１０ミリ秒長の無線フレームは、連続する１０個のサブフレーム（すなわち、２０個のタイムスロット）で構成され、すべての物理チャネルの多重に対する基本単位となる。
【００５５】
各ユーザーは、異なるサブキャリア、又は、異なるタイムスロットを使用すれば、互いに干渉することなく通信することができる。ＬＴＥでは、連続するサブキャリアをブロック化して、「リソース・ブロック（ＲＢ）」と呼ばれる、無線リソース割り当ての最小単位が定義される。
【００５６】
基地局に搭載されているスケジューラーは、各ユーザーに対して、リソース・ブロック単位で無線リソースが割り当てる。図２には、リソース・ブロックの割り当てを行なう様子を模式的に示している。リソース・ブロックは、１２サブキャリア×１タイムスロット（７ＯＦＤＭシンボル＝０．５ミリ秒）からなり、同図中では、太線枠が１リソース・ブロックに相当する。また、サブフレームの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルが、「Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリング」と呼ばれるコントロール・チャネルに使用される（図示の例では、先頭１シンボルのみがコントロール・チャネルに使用されている）。基地局のスケジューラーは、サブフレーム毎すなわち１ミリ秒間隔で、リソース・ブロックの割り当てを行なうことができる。リソース・ブロックの位置情報をスケジューリングと呼ぶ。アップリンクのスケジューリング情報及びダウンリンクのスケジューリング情報は、ともにダウンリンクのコントロール・チャネル内に記載される。各ユーザーは、コントロール・チャネルを見て、自分に割り当てられたリソース・ブロックを認識することができる。
【００５７】
また、ＬＴＥでは、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）とＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）の２通りの複信方式を選択することができる。ＴＤＤの場合には、１サブフレーム毎にアップリンク又はダウンリンクのいずれに使用するかを選択することができる。
【００５８】
本実施形態に係る通信システムでは、セル・エッジでのスループットの向上などを目的として、リレー技術を導入している。
【００５９】
中継局が介在する場合と介在しない場合を含むセル内の基本的な通信動作について、図３を参照しながら説明する。基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）の間を「リレーリンク（ＲｅｌａｙＬｉｎｋ）」と呼び、中継局と移動局（ＭＳ）の間を「アクセスリンク（ＡｃｃｅｓｓＬｉｎｋ）」と呼ぶ。また、中継局を使用しないで、基地局と移動局の間で直接通信するリンクを「ダイレクトリンク（ＤｉｒｅｃｔＬｉｎｋ）」と呼ぶ。また、同図中、ダウンリンクを実線矢印で、アップリンクを点線矢印で、それぞれ示している。
【００６０】
ＬＴＥでは、リソース・ブロック単位で無線リソースの割り当てが行なわれ、Ｌ１／Ｌ２シグナリングというコントロール・チャネルで指定される（前述）。中継局は、１ミリ秒毎にコントロール・チャネルの中のリソース・ブロックの割り当て情報、すなわちスケジューリング情報を見ることにより、自分宛てのリソース・ブロックがあるかどうかを判別する。
【００６１】
ダウンリンクにおいては、中継局は、例えばＤＦ方式（前述）により、基地局からの受信信号を増幅してから、移動局に対して送信を行なう。中継局が中継することで、基地局から移動局に対して信号を直接送信するよりも、ＳＮＲを高くすることが可能である。他方、アップリンクにおいては、中継局は、移動局からの信号を中継局が受信し、受信信号を増幅してから基地局に対して送信することによりＳＮＲを高く保つことができる。
【００６２】
基地局はセル内に１台のみであるが、セル内に複数台の中継局を設置するという通信システムの運用形態が想定される。省電力化の観点から、中継局にスリープ・モードを備ることもできる。スリープ・モードでは、スリープ・モード下の中継局があらかじめ決まった周期でのみ受信ウィンドウを開く。すなわち、中継局は、基地局から所定周期毎に送信される制御信号は受信するとき以外では受信動作を停止して、消費電力をセーブする。
【００６３】
また、本実施形態に係る通信システムでは、隣接セル間での同一チャネルの干渉の影響を低減するためにインターセル・インターフェアレンス・コーディネーション（前述）を適用している。
【００６４】
ここで、図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションについて改めて説明する。図示の例では、１セル周波数繰り返しと複数セル周波数繰り返し（図中は、３セル周波数繰り返し）を組み合わせたフラクショナル周波数繰り返しによって、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを実現している。
【００６５】
図４Ａにおいて、６角形は１つのセル範囲を示している。各セルは、セル内部の白抜きされた中央領域と、セル端の網掛けを施した周辺領域に分けられる。中央領域に割り当てられる中央周波数は、隣接セルと競合するが（すなわち、周波数繰り返しが１）、中央領域内でしか信号が届かないような小さな送信電力に抑えることで、セル間の干渉を回避する。一方、隣接セルの周辺領域同士は異なる周波数が割り当てられる（すなわち、３セル周波数繰り返しをしている）。図４Ａ中では周波数帯の相違を網掛けの種類（右上がり斜線、右下がり斜線、格子斜線）で表している。図示のように隣接セル間で周波数割り振りの配分を切り替えることによって、効率的な周波数の割り当て運用を行なうことができる
【００６６】
図４Ｂ〜図４Ｄには、セル内の周波数割り当て及び送信電力を示している。各セルでは、システム周波数帯域を３つのサブキャリア・ブロックに分割し、周辺周波数にはセル間で周波数繰り返しに用いるサブキャリア・ブロックを割り当て、中央周波数には１セル周波数繰り返しのサブキャリア・ブロックを割り当てる。
【００６７】
例えば、図４Ａ中で右下がり斜線の網掛けが施された周辺領域を持つセル内では、サブキャリア・ブロック＃１が周辺周波数に、サブキャリア・ブロック＃２、＃３が中央周波数に割り当てられる（図４Ｂを参照のこと）。また、図４Ａ中で格子の網掛けが施された周辺領域を持つセル内では、サブキャリア・ブロック＃２が周辺周波数に、サブキャリア・ブロック＃１、＃３が中央周波数に割り当てられる（図４Ｃを参照のこと）。また、図４Ａ中で右上がり斜線の網掛けが施された周辺領域を持つセル内では、サブキャリア・ブロック＃３が周辺周波数に、サブキャリア・ブロック＃１、＃２が中央周波数に割り当てられる（図４Ｄを参照のこと）。また、各セル内では、１つの通信局がＯＦＤＭ信号の全サブキャリアを占有するのではなく、中央周波数のサブキャリアを中央領域にいる移動局又は中継局に割り当てるとともに、周辺周波数のサブキャリアを周辺領域にいる移動局又は中継局に割り当てて、複数の通信局でサブキャリアをシェアして多元接続（ＯＦＤＭＡ）を行なう。
【００６８】
図４Ａ中のいずれのセルにおいても、中央周波数の送信電力は、１セル周波数繰り返ししてもセル間干渉を生じないように、中央領域内でしか信号が届かないような小さな送信電力に抑えられている。また、周辺周波数の送信電力はセル中心の基地局からセル端まで電波が届く程度に大きいが、複数セル（図示の例では３セル）周波数繰り返しが用いられるので、セル間干渉は生じない。
【００６９】
インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションは、通常、帯域内の周波数を中央周波数と周辺周波数に分けて使用する。図４Ｂ、図４Ｃ、図３４に示した例では、１つのシステム周波数（ＬＴＥでは２０ＭＨｚのバンド幅）を３つのサブキャリア・ブロックに分割して、各サブキャリア・ブロックを中央周波数と周辺周波数に割り当てて使用している。これに対し、バンドを複数束ねて通信を行なう方法も考えられる。例えば、２０ＭＨｚのバンド幅のシステム周波数を５つ束ねて、２０ＭＨｚ×５＝１００ＭＨｚとして使用するキャリア・アグリゲーションを用いて通信を行なう場合には、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションにおける中央周波数と周辺周波数への周波数割り当てを、２０ＭＨｚのシステム周波数単位で行なう可能性がある。
【００７０】
ここで、１つのセル内で無線リソースの空き状況がダウンリンクとアップリンクで非対称となる事態が想定される。例えば、基地局のダウンリンクには空きがあるが、アップリンクには空きがない、あるいは逆に、アップリンクには空きがあるが、ダウンリンクには空きがない、といつた具合である。例えば、ユーザーの偏り、ユーザーの使用するアプリケーションの偏りが、非対称性の原因となる（前述）。ダウンリンクとアップリンク間の無線リソースの非対称性は、周波数利用効率の低下を引き起こし、この結果、ユーザーのスループットも低下してしまうことが懸念される。
【００７１】
そこで、本実施形態に係る通信システムでは、アップリンクとダウンリンクを異なるセルの中継局を介して接続するという非対称中継（アシンメトリック・リレー）を行なうことにより、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消するようにしている。
【００７２】
図５Ａには、移動局（ＭＳ１）のダウンリンクとアップリンクが異なる基地局（セル１、セル２）に属する中継局（ＲＳ１、ＲＳ２）をそれぞれ通る様子（アシンメトリック・リレーの一例）を示している。例えば、セル１に属する基地局（ＢＳ１）のダウリンクのスロットには空きがあるが、アップリンクには空きがないとする。このとき、隣接するセル２の基地局（ＢＳ２）のアップリンクのスロットに空きがあれば、移動局（ＭＳ１）は、自セル１に属する中継局（ＲＳ１）ではなく、隣接セル２に属する中継局（ＲＳ２）を介してアップリンクを接続するようにすればよい。図５Ａにおいて、実線の矢印は移動局（ＭＳ１）へのダウンリンクを表し、点線の矢印は移動局（ＭＳ１）からのアップリンクを表している。
【００７３】
また、図６Ａには、移動局（ＭＳ１）のダウンリンクとアップリンクが異なる基地局（セル１、セル２）に属する中継局（ＲＳ１、ＲＳ２）をそれぞれ通る他の例（アシンメトリック・リレーの他の例）を示している。図５に示した例とは逆に、セル１の基地局（ＢＳ１）のアップリンクにはスロットの空きがあるが、ダウンリンクには空きがない場合には、移動局（ＭＳ１）は、自セル１に属する中継局（ＲＳ１）ではなく、隣接セル２に属する中継局（ＲＳ２）を介してダウンリンクを受信するようにしている。図６Ａにおいて、実線の矢印は移動局（ＭＳ１）へのダウンリンクを表し、点線の矢印は移動局（ＭＳ１）からのアップリンクを表している。
【００７４】
図Ａ５並びに図６Ａに示すような、セル内の基地局のアップリンク又はダウンリンクのいずれか一方の無線リソースが枯渇する場合に、アップリンク又はダウンリンクの無線リソースに余裕のある隣接セルの基地局に移動局を接続する、という運用形態は、リレー技術を導入しないシステムでは実現が困難である。何故ならば、中継局がないと、自セルの移動局から隣接セルの基地局まで遠く、電波が届き難いからである。これに対し、リレー技術を導入し、中継局が各セル内に設置されていると、隣接セルの基地局へのリンクが張り易くなり、アシンメトリック・リレーが可能となる状況が増加すると予想される。
【００７５】
但し、アシンメトリック・リレーに関わるすべてのセルにおいて中継局を設置する必要はなく、隣接セルにのみ中継局を設置すれば十分な場合もある。図５Ｂ並びに図６Ｂに示した例では、セル１内の移動局（ＭＳ１）から隣接するセル２の基地局（ＢＳ２）までは遠く離れているので、ＳＮＲを高く保つにはセル２内の中継局（ＲＳ２）でリレーすることが必要であるが（同上）、セル１内では移動局（ＭＳ１）と基地局（ＢＳ１）間のダイレクトリンクでもＳＮＲが十分高ければ、中継局（ＲＳ１）は不要である。
【００７６】
なお、図５及び図６に示したように、１つの移動局が複数の異なるセルの基地局や中継局と通信する状態は、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｐｏｉｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）という概念で検討されつつある。この場合、移動局は、１つの基地局に属していて、他の基地局が補助しているという運用方法が最も自然である。図５Ａを例にとると、２つの基地局（ＢＳ１、ＢＳ２）及び２つの中継局（ＲＳ１、ＲＳ２）は、移動局（ＭＳ１）のＩＤを認識しているが、どちらの基地局に属しているかというと、基本的にはセル１内の基地局（ＢＳ１）に属していることになる。
【００７７】
ＬＴＥでは、リソース・ブロック単位で無線リソースの割り当てが行なわれ、アップリンクのスケジューリング情報及びダウンリンクのスケジューリング情報は、ともにダウンリンクのコントロール・チャネル（Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリング）内に記載される（前述）。これに対し、アシンメトリック・リレー、すなわち、アップリンクとダウンリンクを異なるセルの中継局を介して接続する場合には、スケジューリング情報の扱いが問題となる。
【００７８】
通常は、ダウンリンクのＬ１／Ｌ２コントロール・シグナリングの中に、アップリンクとダウンリンクのスケジューリング情報がセットで入っている（前述並びに図３を参照のこと）。これに対し、図５並びに図６に示したように、アシンメトリック・リレーにより異なるセルでアップリンクとダウンリンクを行なう場合に、移動局（ＭＳ１）が属するセル１のアップリンクに入っていたスケジューリング情報を、他方のセル２側のアップリンクのスケジューリング情報として伝えないといけない。しかしながら、移動局（ＭＳ１）は、セル１に属する移動局としてセル１においてアップリンクを送信するので、セル１のアップリンクのスケジューリング情報に則って送信する必要がある。
【００７９】
そこで、アシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でアップリンク、ダウンリンクのスケジューリング情報をそれぞれ一致させるようにする。
【００８０】
図５Ａに示したように、セル１の中継局（ＲＳ１）を経由してダウンリンクを受信したセル１の移動局（ＭＳ１）がアップリンクを隣接セル２の中継局（ＲＳ２）を通って隣接セル２の基地局（ＢＳ２）に送信する場合には、Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリングにおいて、セル１の対象としている移動局（ＭＳ１）のアップリンクのスケジューリング情報とセル２の対象としている移動局（図示しない）に対するアップリンクのスケジューリング情報を一致させるようにする（図７を参照のこと）。
【００８１】
図７に示す例では、セル１側でダウンリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に割り当てるリソース・ブロックを指定するとともに、アップリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に割り当てるリソース・ブロックを指定している。このとき、セル２側でも同様に、アップリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に同じリソース・ブロックを割り当てている（同図中で、網掛けを施した欄を参照のこと）。但し、同図中で「＊」が記されているその他のリソース・ブロックは割り当てが任意である。
【００８２】
また、図６に示したように、逆に、隣接するセル２の中継局（ＲＳ２）を経由してダウンリンクを受信したセル１の移動局（ＭＳ１）がセル１のアップリンクをセル１の中継局（ＲＳ１）経由でセル１の基地局（ＢＳ１）で受信する場合は、Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリングにおいて、セル１の対象としている移動局（ＭＳ１）のダウンリンクのスケジューリング情報とセル２の対象としている移動局（図示しない）に対するダウンのリンクのスケジューリング情報を一致させるようにする（図８を参照のこと）。
【００８３】
図８に示す例では、セル１側でダウンリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に割り当てるリソース・ブロックを指定する。このとき、セル２側でも同様に、ダウンリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に同じリソース・ブロックを割り当てている（同図中で、網掛けを施した欄を参照のこと）。但し、同図中で「＊」が記されているその他のリソース・ブロックは割り当てが任意である。
【００８４】
ＬＴＥに準拠した通信システムにおける各セルの周波数の利用方法については、図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら既に説明した通りである。また、リレー技術を導入したセル内では、中継局は、基地局から遠い移動局に対して中継を行なう（図３を参照のこと）。基地局と中継局間のリレーリンクには中央周波数が用いられ、中継局と移動局間のアクセスリンクには周辺周波数が用いられる（但し、中継局が中央領域内に設置され、移動局が周辺領域にいる場合）。以下では、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションとしてフラクショナル周波数繰り返しを適用するとともにリレー技術を導入した通信システムにおいて、隣接するセル間でアシンメトリック・リレーを行なう方法について説明する。
【００８５】
アシンメトリック・リレーを行なう２つの隣接セルの基地局間で、それぞれのスケジューリング情報のアップリンク、並びにダウンリンクの特定の移動局宛てのスケジューリング情報を一致させる１つの方法として、隣接するセル間でアップリンク共通スケジューリング領域とダウンリンク共通スケジューリング領域をあらかじめ確保しておく方法を挙げることができる。
【００８６】
図９では、セル１にはアップリンク又はダウンリンクのどちらか一方のタイムスロットの空きがないために、その空きがないリンクには隣接するセル２を使用してアシンメトリック・リレーを行なう、というシナリオを想定している。図示の例では、セル２の周辺周波数は、セル１の中央周波数に相当する周波数である。そして、セル１にとっては中央周波数、セル２にとっては周辺周波数に相当する領域に、あらかじめ共通スケジュール領域が確保されている。
【００８７】
まず、セル１におけるアップリンクを、隣接するセル２の中継局経由で行なう場合について説明する。セル１の基地局は、ダウンリンクには空きがあるが、アップリンクには空きがないものとする。
【００８８】
セル１内では、基地局のダウンリンクには空きがある。そこで、ダウンリンクは、自セルの中継局経由で、自セルの周辺周波数を用いて移動局に送信される（図９では省略）。通常であれば、アップリンクをダウンリンクと同じ周辺周波数を用いて移動局から送信したいところである。しかしながら、セル１の基地局のアップリンクには空きがない。このため、セル１の移動局は、セル２の周辺周波数を使用して、アシンメトリック・リレーにより隣接するセル２の中継局経由で送信する。
【００８９】
アシンメトリック・リレーによるアップリンクには、隣接するセル１とセル２の間で、共通スケジューリング領域としてあらかじめ確保されている箇所を用いる。図９上段には、セル１並びにセル２のスケジューリング・テーブルを示している。移動局は、同図中の斜線の網掛けが施された場所を用いて、アップリンクの送信を行なう。このアップリンクは、セル２側の中継局で共通する領域を用いて受信される。そして、セル２側の中継局は、このアップリンクを、セル２の中央周波数を用いてセル２内の基地局に送信する。
【００９０】
続いて、セル１におけるダウンリンクを、隣接するセル２の中継局経由で行なう場合について説明する。セル１の基地局は、アップリンクには空きがあるが、ダウンリンクには空きがないものとする。
【００９１】
セル２の中継局は、セル２にとっては周辺周波数であるが、セル１にとっては中央周波数である共通スケジューリング領域を用いてダウンリンクを送信する。セル１の移動局は、このアシンメトリック・リレーによるダウンリンクを受信する。そして、セル１のアップリンクには空きがあるので、移動局は、セル１の基地局のスケジューラーによるアップリンクのスケジュールに従って、セル１の周辺周波数を使用して中継局へ送信する。
【００９２】
図９に示す例では、アシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときには、セル１の移動局は、アップリンク共通スケジューリング領域として自セル１の中央周波数を使用する。このアップリンク共通スケジューリング領域は、隣接するセル２の周辺周波数に相当し、セル２の中央周波数とは異なる周波数であることから、セル・エッジでの干渉がない。また逆に、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときには、セル２の中継局は、ダウンリンク共通スケジューリング領域としてセル２にとっての周辺周波数でありセル１にとっての中央周波数を使用する。セル１の基地局のスケジューラーは、当該領域をダウンリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であってもセル１内で干渉がない。
【００９３】
図９に示す例では、セル１の移動局は、アップリンクをアシンメトリック・リレーにより行なうときには、（周辺領域にいるにも拘らず、セル１の周辺領域を用いず）セル１の中央周波数内に割り当てられた共通スケジューリング領域を用いるので、通常のアップリンクにおいて周辺周波数を用いるときとは異なる動きとなる。
【００９４】
また、図１０では、セル１ではアップリンク及びダウンリンクの双方とも周辺周波数のスケジューリングのタイムスロットが空いているが、隣接するセル２の中継局経由で送信した方が品質がよいなどの理由によりアシンメトリック・リレーを行なうシナリオを想定している。
【００９５】
図示の例では、セル１の周辺周波数は、セル２の中央周波数に相当する周波数である。そして、セル１にとっては周辺周波数、セル２にとっては中央周波数に相当する領域に、あらかじめ共通スケジュール領域が確保されている。
【００９６】
本来であれば、アップリンクをセル１の周辺周波数を用いて移動局から送信したいところである。しかしながら、セル１の基地局は、アップリンクには空きがあるものの、セル１内には基地局と移動局の間に障害物があるなどの理由により、通信品質がよくない。このため、移動局は、セル１の周辺周波数に相当するセル２の中央周波数を使用して、アシンメトリック・リレーにより隣接するセル２の中継局経由で送信する。
【００９７】
アシンメトリック・リレーによるアップリンクには、隣接するセル１とセル２の間で、共通スケジューリング領域としてあらかじめ確保されている箇所を用いる。図１０上段には、セル１並びにセル２のスケジューリング・テーブルを示している。移動局は、同図中の斜線の網掛けが施された場所を用いて、アップリンクの送信を行なう。このアップリンクは、セル２側の中継局で共通する領域を用いて受信される。そして、セル２側の中継局は、このアップリンクを、セル２の中央周波数を用いてセル２内の基地局に送信する。セル２の中継局は、アップリンク共通スケジューリング領域としてセル１にとっての周辺周波数でありセル２にとっての中央周波数を使用する。セル２の基地局のスケジューラーは、当該領域をアップリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であってもセル２内で干渉がない。
【００９８】
続いて、セル１におけるダウンリンクを、隣接するセル２の中継局経由で行なう場合について説明する。セル１の基地局は、ダウンリンクには空きがあるものの、移動局との間に障害物があるなどの理由により、通信品質がよくないものとする。
【００９９】
セル２の中継局は、セル１にとっては周辺周波数であるが、セル２にとっては中央周波数である共通スケジューリング領域を用いてダウンリンクを送信する。セル１の移動局は、このアシンメトリック・リレーによるダウンリンクを受信する。
【０１００】
図１０に示す例では、セル１の移動局のアクセスリンクは、アップリンクもダウンリンクも、本来の動きと同じ周辺周波数を用いる。一方、隣接するセル２の中継局は、本来は、移動局に対するアクセスリンクでは、周辺周波数を使うところを、中央周波数で送受信する構成になっている。
【０１０１】
図９に示したシナリオでは、移動局は、本来使用する周波数とは異なる周波数を用いて隣接セルの中継局へ送信を行なう。一方、隣接セルの中継局は、本来使用する周波数と同じ周波数を用いて受信する。これに対し、図１０に示したシナリオでは、移動局は、本来使用する周波数と同じ周波数を用いて隣接セルの中継局への送信を行なう。一方、隣接セルの中継局は、本来使用する周波数とは異なる周波数を用いて受信する。
【０１０２】
なお、図９並びに図１０において、共通スケジューリング領域以外の領域は、各セルの基地局のスケジューラーが、他方のセルのスケジューリング情報を関知することなく、通常のスケジューリングを行なうことができる。また、各セルにおいて、通常のスケジューリング領域がなくなったときには、共通スケジューリング領域を通常のスケジューリングに使用するようにしてもよい。
【０１０３】
図９並びに図１０を参照した上記の説明では、共通スケジューリング領域の場所（周波数方向の位置）が時間的に変化するか否かについて、特に言及していない。図１１には、周波数方向の位置が時間的に変化しない共通スケジューリング領域の設定例を示している。図示の例では、周波数方向に３段目の領域が第１の共通スケジューリング領域として右上がり斜線の網掛けが施され、２段目の領域が第２の共通スケジューリング領域として右下がり斜線の網掛けが施され、時間の変化にかかわらず、固定的に使用される。
【０１０４】
これに対し、図１２に示すように、共通スケジューリング領域を時間的に周波数ホッピングさせるようにしても、そのホッピング・パターンを両方のセルの基地局間で認識していれば、問題はない。図示のように、右上がり斜線が施された第１の共通スケジューリング領域、並びに、右下がり斜線が施された第２の共通スケジューリング領域は、それぞれ時間の変化とともに周波数方向にホッピングしている。例えば、アシンメトリック・リレーを協調的に行なう２つのセルの基地局間で、図１２に示すようなホッピング・パターンを、バックホールなどを用いて通知し、認識し合うようにすればよい。共通スケジューリング領域を周波数ホッピングさせることで、隣接するセル２の中央周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【０１０５】
図１３には、図９又は図１０に示したシナリオに従って隣接セル間で協調してアシンメトリック・リレーを行なうための、基地局の処理手順をフローチャートの形式で示している。但し、隣接セル間では、所定の共通スケジューリング領域がバックホールなどを通じてあらかじめ確保されているものとする。
【０１０６】
基地局は、まず、ある特定の移動局とのアップリンク又はダウンリンクを、隣接セルを経由する、すなわち、アシンメトリック・リレーを行なう必要があるか否かをチェックする（ステップＳ１）。
【０１０７】
ここで、アシンメトリック・リレーを行なう必要がある場合の一例は、自セルにアップリンク又はダウンリンクのどちらか一方のタイムスロットの空きがないときである（図９を参照のこと）。また、他の例として、アップリンク及びダウンリンクの双方とも自セルの周辺周波数のスケジューリングのタイムスロットが空いているが、隣接セルを経由した方の通信品質がよい場合を挙げることができる（図１０を参照のこと）。
【０１０８】
ここで、アシンメトリック・リレーを行なう必要がないと判定したときには（ステップＳ１のＮｏ）、基地局は、当該移動局とのダウンリンク並びにアップリンクに対しアシンメトリック・リレーを許可しない（ステップＳ５）。この場合、基地局は、自セル内に設置された中継局に対するスケジューリングを行なって、通常のセル内の中継動作を行なう。
【０１０９】
一方、アシンメトリック・リレーを行なう必要があると判定したときには（ステップＳ１のＹｅｓ）、基地局は、自セルと隣接セルの共通スケジューリング領域がまだ残っているか否かをさらにチェックする（ステップＳ２）。
【０１１０】
ここで、自セルと隣接セルの共通スケジューリング領域がもはや残っていないときには（ステップＳ２のＮｏ）、当該隣接セルを利用してアシンメトリック・リレーを行なうことはできないので、基地局は、当該移動局とのダウンリンク並びにアップリンクに対しアシンメトリック・リレーを許可しない（ステップＳ５）。この場合、基地局は、自セル内に設置された中継局に対するスケジューリングを行なって、通常のセル内の中継動作を敢行する。
【０１１１】
これに対し、自セルと隣接セルの共通スケジューリング領域がまだ残っているときには（ステップＳ２のＹｅｓ）、基地局は、未使用の共通スケジューリング領域の中からアシンメトリック・リレーに使用する部分を決定して、その識別番号を隣接セルの基地局にバックホールを通じて通知するとともに（ステップＳ４）、当該移動局とのダウンリンク並びにアップリンクに対しアシンメトリック・リレーを許可する（ステップＳ４）。
【０１１２】
図１４には、本実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する基地局が、図１３に示した処理手順に従ってアシンメトリック・リレーを実現するための機能的構成を模式的に示している。図示の基地局１４００は、アンテナ部１４０１と、送受信信号のアナログ処理を行なうアナログ部１４０２と、アナログ受信信号のディジタル変換並びにディジタル送信信号のアナログ変換を行なうＡＤ／ＤＡ処理部１４０３と、送受信信号のディジタル処理を行なうディジタル部１４０４と、データ送信要求並びに受信データ処理などを行なう上位層プロトコル処理部１４０５で構成される。
【０１１３】
基地局１４００は、例えば、アンテナ部１４０１として複数のアンテナ素子を備え、ＭＵ−ＭＩＭＯ若しくはＳＤＭＡのように、高スループット通信の実現のために、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続方式を採用するが、本発明の要旨には直接関連しないので、本明細書ではこの点については説明を省略する。
【０１１４】
また、上位層プロトコル処理部１４０５は、パーソナル・コンピューターなどの一般的な計算機システムとして構成することもできるが、本発明の要旨には直接関連しないので、本明細書ではこの点については説明を省略する。
【０１１５】
ディジタル部１４０４は、受信信号を復調並びに復号処理する復調・復号部１４１１と、送信信号を符号化並びに変調処理する符号化・変調部１４１２の他に、自セル内の移動局とのアップリンク又はダウンリンクの中継方式、若しくは隣接セルの移動局とのアップリンク又はダウンリンクの中継方式に関する決定を行なう中継方式決定部１４１３と、自セル内の無線リソースの管理すなわちスケジューリングを行なうスケジューラー１４１４と、光ファイバーなどで構成されるバックホールを通じて他のセルの基地局と通信を行なうバックホール通信部１４１５といった機能モジュールを備えている。機能モジュール１４１３〜１４１４は、専用のハードウェアとして構成することができるが、プロセッサーが所定のソフトウェア・プログラムを実行するという形態でも実現することができる。
【０１１６】
中継方式決定部１４１３は、特定の移動局とのアップリンク又はダウンリンクの通信を行なう際に、図１３に示した処理手順に従って、中継方式の決定を行なう。すなわち、自セル内の移動局とのアップリンク又はダウンリンクを行なう際に、自セル内の無線リソースの空き状況、並びに隣接セルとの共通スケジューリング領域の空き状況に応じて、隣接セルの中継局を介したアシンメトリック・リレーを行なう必要があるか否かを決定する。また、中継方式決定部１４１３は、アシンメトリック・リレーを行なうと決定したときには、隣接セルの基地局に対して、アシンメトリック・リレーに使用する共通スケジューリング領域の識別番号を、バックホールを通じて通知する。
【０１１７】
また、中継方式決定部１４１３は、隣接セルの基地局から、隣接セル内の移動局とのアップリンク又はダウンリンクを自セル内の中継局を通じたアシンメトリック・リレーを行なう旨の通知を、使用する共通スケジューリング領域の識別番号とともに受け取ったときには、自セル内の該当する中継局に対して、アシンメトリック・リレーに関する指示を伝達する。
【０１１８】
なお、中継方式決定部１４１３は、アシンメトリック・リレーを行なう際に、使用する共通スケジューリング領域を時間とともに周波数ホッピングさせるようにしてもよい。周波数ホッピングさせることで、隣接セルの中央周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【０１１９】
スケジューラー１４１４は、中継方式決定部１４１３が決定した内容に則り、自セル内での無線リソースの割り当てすなわちスケジューリングを行なう。スケジューリングの最小単位はリソース・ブロックである。
【０１２０】
また、図１５には、本実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する中継局の機能的構成を模式的に示している。図示の中継局１５００は、アンテナ部１５０１と、送受信信号のアナログ処理を行なうアナログ部１５０２と、アナログ受信信号のディジタル変換並びにディジタル送信信号のアナログ変換を行なうＡＤ／ＤＡ処理部１５０３と、送受信信号のディジタル処理を行なうディジタル部１５０４で構成される。
【０１２１】
中継局１５００は、例えば、アンテナ部１５０１として複数のアンテナ素子を備え、空間分割多元接続方式を採用してもよいが（同上）、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。
【０１２２】
ディジタル部１５０４は、送受信部の動作を制御する送受信制御部１５１５と、基地局１４００からコントロール・チャネルを通じて送られてきたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリー１５１６と、ディジタル部１３０４内の動作を統括的にコントロールするＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５１７で構成される。また、送受信部は、ディジタル受信信号から同期を獲得する同期部１５１１と、獲得した同期に従って受信信号を復調並びに復号処理する復調・復号部１５１２と、送信データを一時的に保持するバッファー１５１４と、送信信号を符号化及び変調処理する符号化・変調部１５１３で構成される。
【０１２３】
送受信制御部１５１５は、スケジューリング情報保持メモリー１５１６に記憶されているスケジューリング情報に従って、指定されたリソース・ブロックを用いて、ダウンリンクのリレーリンクでの受信処理並びにアクセスリンクでの送信処理、アップリンクのアクセスリンクでの受信処理並びリレーリンクでの送信処理を制御する。
【０１２４】
バッファー１５１４には、ダウンリンクのリレーリンクで受信した移動局１６００（後述）宛てのデータや、アップリンクのアクセスリンクで受信した基地局１４００宛てのデータが一時的に蓄積され、ダウンリンクのアクセスリンクとして移動局１６００宛てに、アップリンクのリレーリンクとして基地局１４００宛に、それぞれ送信されることになる。中継局１５００は、リレーする信号を復調並びに復号してバッファー１５１４に一時保持し、再度符号化並びに変調して転送する、すなわち、ＤＦ方式（前述）を適用しているが、勿論、ＡＦ方式を適用することもできる。
【０１２５】
なお、図１３に示した処理手順は、基地局が自セル内の中継方式を決定するために実行するものであり、また、図１４に示した基地局１４００の構成例並びに図１５に示した中継局の構成例は、基地局１４００が自セル内の中継局１５００による中継方式を決定することを前提としたものである。その変形例として、中継局１５００に中継方式決定部（基地局１４００の中継方式決定部１４１３と同様の機能）を備える構成として、中継局１５００が中継方式の判断を行なうことも考えられる。この場合、中継局１５００は、中継方式の判断に必要となる情報をセル内の基地局から通知してもらうか、又は、中継局１５００がその情報を自ら収集することになる。また、アクセスリンクとリレーリンクの違いや、アップリンクとダウンリンクの違いを考慮して、中継方式を決定する処理を異なる２以上の装置（例えば、基地局と中継局）に分散することも可能である。
【０１２６】
また、図１６には、本実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する移動局の機能的構成を模式的に示している。図示の移動局１６００は、アンテナ部１６０１と、送受信信号のアナログ処理を行なうアナログ部１６０２と、アナログ受信信号のディジタル変換並びにディジタル送信信号のアナログ変換を行なうＡＤ／ＤＡ処理部１６０３と、送受信信号のディジタル処理を行なうディジタル部１６０４と、データ送信要求並びに受信データ処理などを行なう上位層プロトコル処理部１６０５で構成される。
【０１２７】
移動局１６００は、例えば、アンテナ部１６０１として複数のアンテナ素子を備え、空間分割多元接続方式を採用してもよいが（同上）、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。また、上位層プロトコル処理部１６０５は、パーソナル・コンピューターなどの一般的な計算機システムとして構成することもできる（同上）。
【０１２８】
ディジタル部１６０４は、ディジタル受信信号から同期を獲得する同期部１６１１と、獲得した同期に従って受信信号を復調並びに復号処理する復調・復号部１６１２と、送信信号を符号化及び変調処理する符号化・変調部１６１３と、基地局１４００からコントロール・チャネルを通じて送られてきたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリー１６１４と、ディジタル部１６０４内の動作を統括的にコントロールするＣＰＵ１６１５で構成される。
【０１２９】
スケジューリング情報保持メモリー１６１４には、スケジューリング情報として、自局に割り当てられたリソース・ブロックが記憶されている。同期部１６１１並びに復調・復号部１６１２では、ダウンリンクのアクセスリンク用に割り当てられたリソース・ブロックを用いて受信処理を行なう。また、符号化・変調部１６１３は、アップリンクのアクセスリンク用に割り当てられたリソース・ブロックを用いて送信動作を行なう。
【０１３０】
図１４、図１５、図１６にそれぞれ示した基地局１４００、中継局１５００、移動局１６００を配置して構成される隣接セル間では、中継に関するトラフィックの帯域を共通に確保して、アシンメトリック・リレーを実現することで、中継局の位置に応じて周波数帯域の割り当てを行なうことによって、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与するという点を十分理解されたい。
【０１３１】
ここで、中継局、移動局の位置を取得する方法について、説明しておく。例えば、基地局が中継局や移動局からの受信信号強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づいて中継局、移動局までの各通信距離を測定し、その結果に基づいて中継局、移動局の位置を検出することができる。基地局は、中継局並びに移動局から無線信号を受信するときに、各々からの受信信号強度を取得すればよい。図１７には、受信信号強度と基地局からの通信距離（セル内の中継局、移動局の位置）との関係を示している。図示のように、中継局、移動局の位置が基地局から遠くなるにつれて、受信信号強度は減衰する。受信信号強度が所定の閾値よりも強い位置を中央領域、閾値よりも弱い位置を周辺領域と推定することができる。そして、基地局は、中継局、移動局の位置の推定結果に基づいて、リレーリンクとアクセスリンクの各々について、中央周波数又は周辺周波数のいずれを使用するかを決定すればよい。
【０１３２】
また、基地局が中継局、移動局の位置情報を取得する他の方法として、中継局及び移動局がそれぞれＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載し、ＧＰＳで測定した位置情報をアップリンクのチャネルを使用して基地局に通知する方法が挙げられる。基地局は、中継局及び移動局から通知された位置情報に基づいて、リレーリンクとアクセスリンクの各々について、中央周波数又は周辺周波数のいずれを使用するかを決定すればよい。
【０１３３】
また、基地局が中継局、移動局の位置情報を取得するさらに他の方法として、中継局や移動局がネットワークに参入する際の初期化手続きを利用する方法が挙げられる。ネットワーク参入時の初期化手続きの１つとして、ランダム・アクセスを行なう。ランダム・アクセスの際に、基地局は、中継局や移動局から送られてくる信号がどのくらい遅延しているかという情報（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅｄ値）を得ることができる。通信距離が長ければ遅延は大きく、通信距離が短ければ遅延は小さいことから、基地局はｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅｄ値に基づいて、セル内の中継局、移動局の位置を推定することができる。そして、この推定結果より、リレーリンクとアクセスリンクの各々について、中央周波数又は周辺周波数のいずれを使用するかを決定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１３５】
本明細書では、移動通信システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。無線ＬＡＮを始め、中継局の介在により基地局が移動局と通信するさまざまに通信システムに、本発明を同様に適用することができる。
【０１３６】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【０１３７】
１４００…基地局
１４０１…アンテナ部
１４０２…アナログ部
１４０３…ＡＤ／ＤＡ処理部
１４０４…ディジタル部
１４０５…上位層プロトコル処理部
１４１１…復調・復号部
１４１２…符号化・変調部
１４１３…中継方式決定部
１４１４…スケジューラー
１４１５…バックホール通信部
１５００…中継局
１５０１…アンテナ部
１５０２…アナログ部
１５０３…ＡＤ／ＤＡ処理部
１５０４…ディジタル部
１５１１…同期部
１５１２…復調・復号部
１５１３…符号化・変調部
１５１４…バッファー
１５１５…送受信制御部
１５１６…スケジューリング情報保持メモリー
１５１７…ＣＰＵ
１６００…移動局
１６０１…アンテナ部
１６０２…アナログ部
１６０３…ＡＤ／ＤＡ処理部
１６０４…ディジタル部
１６０５…上位層プロトコル処理部
１６１１…同期部
１６１２…復調・復号部
１６１３…符号化・変調部
１６１４…スケジューリング情報保持メモリー
１６１５…ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継局の介在により基地局がセル内の移動局と通信する通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムに係り、特に、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを適用した中継方式の通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理、情報通信技術の普及を背景として通信サービスの多様化が進んでいるが、とりわけ携帯電話を始めとする移動体通信の成長は目覚しい。現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｉｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、ＩＴＵ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ：国際電気通信連合）が策定した第３世代（３Ｇ）移動通信システムの世界標準「ＩＭＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）−２０００」の標準化作業が行なわれている。３ＧＰＰが策定したデータ通信仕様の１つである「ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）」は、第４世代（４Ｇ）のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄを目指した長期的高度化システムであり、「３．９Ｇ（スーパー３Ｇ）」とも呼ばれる。
【０００３】
ＬＴＥは、ＯＦＤＭ変調方式を基本とした通信方式であり、また、ダウンリンクの無線アクセス方式にはＯＦＤＭＡを採用する。ここで、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）は、複数のデータを「直交」すなわち互いに干渉し合わない周波数サブキャリアに割り当てるマルチキャリア方式であり、各サブキャリアについて逆ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行なうことで周波数軸での各サブキャリアを時間軸の信号に変換して伝送することができる。送信データを周波数が直交する複数のキャリアに分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数利用効率が非常に高く、マルチパスにより遅延ひずみ（周波数選択性フェージング妨害）に強いという特徴がある。また、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）は、１つの通信局がＯＦＤＭ信号の全サブキャリアを占有するのではなく、周波数軸上のサブキャリアのセットを複数の通信局に割り当てて、複数の通信局でサブキャリアをシェアする多元接続方式である。複数のユーザーが、異なるサブキャリア、又は、異なるタイムスロットをそれぞれ使用すれば（すなわち、周波数方向と時間方向で分割多重することで）、干渉なく通信することができる。
【０００４】
３ＧＰＰでは、第４世代移動通信システムに向けＬＴＥをさらに発展させた標準規格「ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ」において、１００ＭＨｚ近い帯域幅をサポートし、最大でピーク速度１Ｇｂｐｓの実現を目指している。例えば、マルチユーザーＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）若しくはＳＤＭＡ（Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｕｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）のように、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続方式が有力である。
【０００５】
また、セル・エッジでのスループットを向上するために、リレー技術がＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ向けに検討されている。ここで言うリレー技術とは、コア・ネットワークに接続された基地局のエリア（セル）内に中継局（Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ：ＲＳ）を設置し、基地局と中継局間でホッピング通信させる仕組みである。１〜２Ｍｂｐｓ程度ではＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：２相位相偏移変調）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＰＳＫ：４相位相偏移変調）などの変調方式を適用することができ、セル・エッジでの所要ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号対雑音比）が低くても許容されるが、これに対し、１００Ｍｂｐｓ若しくはそれ以上の通信速度を得るには、セル全体にわたりＳＮＲを高く保つ必要がある。また、動作周波数が高くなると伝搬ロスが大きくなり、しかもフェージングに敏感であるため、基地局のカバー面積が悪化する。単体の基地局ではセル・エッジでパフォーマンスが落ちてしまうが、中継局はこれを補うものである。
【０００６】
ダウンリンクにおいては、中継局は、基地局からの受信信号を増幅してから、移動局に対して送信を行なう。中継局が中継することで、基地局から移動局に対して信号を直接送信するよりも、ＳＮＲを高くすることが可能である。他方、アップリンクにおいては、中継局は、移動局からの信号を中継局が受信して、それを基地局に対して送信することによりＳＮＲを高く保つことができる（本明細書では、基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＳ）から移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ：ＭＳ）に向かう下りの無線アクセスを「ダウンリンク」と呼び、移動局から基地局に向かう上りの無線アクセスを「アップリンク」と呼ぶ）。
【０００７】
例えば、基地局が、端末にリソースを割り当て、現在のタイムスロットにおいて下り信号を送信し、次のタイムスロットにおいて中継局を介して端末からの上り信号を受信し、中継局が、現在のタイムスロットにおいて基地局からの下り信号と端末からの上り信号を受信し、次のタイムスロットにおいて、受信した下り信号を端末へ送信し、上り信号を基地局へ送信し、端末が、現在のタイムスロットにおいて上り信号を送信し、次のタイムスロットにおいて中継局を介して下り信号を受信する、セルラーシステムについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００８】
中継局が基地局と移動局間を中継する方式を、受信信号の送信方法により以下の２種類に分類することができる。
【０００９】
１番目は、中継局が基地局からの受信信号をアナログ信号のまま増幅して再送する、「Ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ（ＡＦ）」と呼ぶ方式である。ＡＦ方式では、移動局でのＳＮＲを改善することができないので、中継局は、信号強度が十分大きい領域で中継する必要がある。また、送信アンテナと受信アンテナの間でフィードバック経路があるために発振をしないように考慮する必要がある。ＡＦ方式の利点としては、通信プロトコルに一切の改良が必要でないことである。
【００１０】
２番目は、中継局が基地局からの受信信号をディジタル処理した後に増幅して送信する、「Ｄｅｃｏｄｅ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ（ＤＦ）」と呼ぶ方式である。すなわち、中継局は、基地局からの受信信号をＡＤ変換でディジタル信号に変換して、その信号を誤り訂正などの復号処理を行なってから、再度符号化し、ＤＡ変換でアナログ信号に変換して、その信号を増幅して送信する。ＤＦ方式によれば、符号化利得によってＳＮを改善することが可能である。また、中継局は、ディジタル信号に変換した信号をメモリーに蓄積し、その信号を次のタイムスロットで送信することにより、送信アンテナと受信アンテナ間の信号に回り込みの問題も避けることができる。また、送信と受信でタイムスロットを変えるのではなく、周波数を変えることによっても発振を抑えることができる。
【００１１】
３ＧＰＰの将来のネットワークであるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおいては、ＡＦ方式よりも、ＳＮＲを改善可能なＤＦ方式の方が主流になる可能性が高い。
【００１２】
また、ＬＴＥでは、隣接セル間での同一チャネルの干渉の影響を低減するために、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーション（ＩｎｔｅｒＣｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ：ＩＣＩＣ）が提案されている。
【００１３】
インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションは、例えば、１セル周波数繰り返しと複数セル周波数繰り返しを組み合わせたフラクショナル周波数繰り返しにより実現することができる。各セルは、基地局から近いセル内部の中央領域と、基地局から離間したセル端の周辺領域に分けられる。基地局と中央領域の移動局との通信に割り当てられる「中央周波数」は、隣接セルと競合するが（すなわち、１セル周波数繰り返し）、中央領域内でしか信号が届かないような小さな送信電力に抑えることで、セル間の干渉を回避する。一方、周辺領域に信号が届くには大きな電力で送信しなければならないが、隣接セルの周辺領域同士は互いに異なる「周辺周波数」を使用することによって（すなわち、複数セル周波数繰り返し）、セル間の干渉を回避する。
【００１４】
また、セル内では、１つの移動局がＯＦＤＭ信号の全サブキャリアを占有するのではなく、基地局に近い移動局に中央周波数のサブキャリアを割り当てるとともに、基地局から離間した移動局に周辺周波数のサブキャリアを割り当て、複数の移動局でサブキャリアをシェアして多元接続（ＯＦＤＭＡ）を行なうことができる。
【００１５】
したがって、ユーザー毎に異なるサブキャリア、又は、異なるタイムスロットをそれぞれ使用することで、干渉なく通信することができる。また、セル内の無線リソースは、基地局が一元的に管理する。ＬＴＥでは、１２サブキャリア×７ＯＦＤＭシンボルを１つのリソース・ブロックとし、リソース・ブロック単位で無線リソースの割り当てが行なわれる（後述）。
【００１６】
また、ＬＴＥでは、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）とＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）の２通りの複信方式を選択することができる。ＴＤＤの場合には、１サブフレーム毎にアップリンク又はダウンリンクのいずれに使用するかを選択することができる。
【００１７】
ところで、１つのセル内で無線リソースの空き状況がダウンリンクとアップリンクで非対称となる事態が想定される（例えば、基地局のダウンリンクには空きがあるが、アップリンクには空きがない、あるいは逆に、基地局のアップリンクには空きがあるが、ダウンリンクには空きがない）。例えば、アップリンクを使って動画像などをサーバーにアップロードするユーザーが多いセルでは、アップリンクのリソースの空きがダウンリンクに比べて少なくなる。また、画像のダウンロードを大量に行うユーザーが多いセルでは、ダウンリンクのリソースだけが少なくなると考えられる。このように、ユーザーの偏り、ユーザーの使用するアプリケーションの偏りが、非対称性（各セルでアップリンクとダウンリンクのリソースの空き具合が非対称であること）の原因となる。ダウンリンクとアップリンク間の無線リソースの非対称性は、周波数利用効率の低下を引き起こし、この結果、ユーザーのスループットも低下してしまうことが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００８−２２５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、中継局の介在により基地局がセル内の移動局と好適に通信することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを好適に行なうことができる、優れた中継方式の通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、セル内で移動局にダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与することができる、優れた中継方式の通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
それぞれ基地局と移動局間を中継する中継局を設置することが許容される、隣接する第１のセルと第２のセルを含み、
前記第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なう、
通信システムである。
【００２３】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００２４】
本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信システムにおいて、第１のセルと第２のセルの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約している。そして、第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を、共通スケジューリング領域を用いて、第２のセル内の第２の中継局を通じて行なうように構成されている。
【００２５】
本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の通信システムにおいて、共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせるように構成されている。
【００２６】
本願の請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の通信システムは、前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてアップリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該アップリンクのためのスケジューリング情報を一致させ、また、前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてダウンリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該ダウンリンクのためのスケジューリング情報を一致させるように構成されている。
【００２７】
本願の請求項５に記載の発明によれば、請求項２に記載の通信システムは、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションとしてフラクショナル周波数繰り返しを適用しており、第１のセル並びに第２のセルは、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなる。
【００２８】
本願の請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の通信システムは、第１のセルの中央領域で且つ第２のセルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００２９】
本願の請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の通信システムは、第１のセルの周辺領域で且つ第２のセルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００３０】
本願の請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の通信システムは、共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせるように構成されている。
【００３１】
また、本願の請求項９に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する通信装置であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
を具備する通信装置である。
【００３２】
本願の請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の通信装置のスケジューラーは、隣接セルとの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、自セル内のダウンリンク又はアップリンクの通信を、前記共通スケジューリング領域を用いてスケジューリングし、又は、隣接セルのダウンリンク又はアップリンクを自セルの中継局で中継するために前記共通スケジューリング領域を避けてスケジューリングするように構成されている。
【００３３】
本願の請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０に記載の通信装置は、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなるセルラー・システムにいて、基地局として動作するように構成されている。
【００３４】
本願の請求項１２に記載の発明によれば、請求項１１に記載の通信装置のスケジューラーは、自セルの中央領域で且つ隣接セルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００３５】
本願の請求項１３に記載の発明によれば、請求項１１に記載の通信装置のスケジューラーは、自セルの周辺領域で且つ隣接セルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約するように構成されている。
【００３６】
また、本願の請求項１４に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作するための通信方法であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定ステップと、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信ステップと、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューリング・ステップと、
を有する通信方法である。
【００３７】
また、本願の請求項１５に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する前記基地局としての処理動作をコンピューター上で実行するようにコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
として機能させるためのコンピューター・プログラムである。
【００３８】
本願の請求項１５に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項１５に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項９に係る通信装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】
また、本願の請求項１６に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記中継局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記移動局と送受信するための通信部と、
前記基地局及び前記移動局間で中継するデータを一時的に保持するバッファーと、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記基地局及び前記移動局間の中継動作を含む、前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの移動局のダウンリンク又はアップリンクの通信を中継する、
通信装置である。
【００４０】
また、本願の請求項１７に記載の発明は、セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記移動局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記中継局と送受信するための通信部と、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの中継局が中継する自セル内のダウンリンクまたはアップリンクの通信を行なう、
通信装置である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、中継局の介在により基地局がセル内の移動局と好適に通信することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することができる。
【００４２】
本願の請求項１、９、１４乃至１７に記載の発明によれば、第１のセル内でダウンリンク又はアップリンクの内いずれか一方のみ無線リソースに空きがないときには、第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なうので、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与することができる。
【００４３】
本願の請求項２、１０に記載の発明によれば、隣接する第１のセルと第２のセルの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、第１のセル内でアップリンクとダウンリンクの無線リソースの空き状況が非対称となる事態においては、隣接する第２のセルを介在した非対称中継（アシンメトリック・リレー）、すなわち、第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を第２のセル内の第２の基地局及び第２の中継局を通じて行なうことによって、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与することができる。
【００４４】
本願の請求項３に記載の発明によれば、共通スケジューリング領域を周波数ホッピングさせることで、隣接するセル内で使用している周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【００４５】
本願の請求項４に記載の発明によれば、アシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でアップリンク、ダウンリンクのスケジューリング情報をそれぞれ一致させることによって、アシンメトリック・リレーを好適に実現することができる。
【００４６】
本願の請求項５、１１に記載の発明によれば、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションとしてフラクショナル周波数繰り返しを適用する２つのセル間で、中継に関するトラフィックの帯域を共通に確保することで、アシンメトリック・リレーを好適に実現することができる。
【００４７】
本願の請求項６、１２に記載の発明によれば、第１のセルが第２のセルの介在によりアシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときに、アップリンク共通スケジューリング領域は、第２のセルの周辺周波数に相当し、第２のセルの中央周波数とは異なる周波数であることから、セル・エッジでの干渉がない。また逆に、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときには、第２のセルの中継局は、ダウンリンク共通スケジューリング領域として第２のセルの周辺周波数であり第１のセルの中央周波数を使用するが、第１のセル側では、当該領域をダウンリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であっても第１のセル内で干渉がない。但し、第１のセルの移動局は、アップリンクをアシンメトリック・リレーにより行なうときには、周辺領域にいるにも拘らず、自セルの周辺周波数ではなく中央周波数内に割り当てられた共通スケジューリング領域を用いるので、通常のアップリンクにおいて周辺周波数を用いるときとは異なる動きとなる。
【００４８】
本願の請求項７、１３に記載の発明によれば、第１のセルが第２のセルの介在によりアシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときに、アップリンク共通スケジューリング領域は、第２のセルの中央周波数に相当するが、第２のセル側では、当該領域をダウンリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であっても第２のセル内で干渉がない。また逆に、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときには、第２のセルの中継局は、ダウンリンク共通スケジューリング領域として第２のセルの中央周波数であり第１のセルの周波数周波数を使用するが、第１のセルの周辺周波数に相当し、第１のセルの中央周波数とは異なる周波数であることから、セル・エッジでの干渉がない。但し、第２のセルの中継局は、移動局とのアクセスリンクには周辺周波数を用いるところ、隣接する第１のセルのアシンメトリック・リレーにより行なうときには、自セルの周辺周波数ではなく中央周波数内に割り当てられた共通スケジューリング領域を用いて送受信するので、通常のアクセスリンクとは異なる動きとなる。
【００４９】
本願の請求項８に記載の発明によれば、第２のセルの中央領域内に共通スケジューリング領域を予約した場合に、共通スケジューリング領域を周波数ホッピングさせることで、第１のセルから第２のセルの中央周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【００５０】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、ＬＴＥのダウンリンクの無線フレーム構成を示した図である。
【図２】図２は、リソース・ブロックの割り当てを行なう様子を模式的に示した図である。
【図３】図３は、中継局が介在する場合と介在しない場合を含むセル内の基本的な通信動作を示した図である。
【図４Ａ】図４Ａは、フラクショナル周波数繰り返しによりインターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを実現したセルラーシステムを示した図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、フラクショナル周波数繰り返しを行なうセル内での周波数割り当てを説明するための図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、フラクショナル周波数繰り返しを行なうセル内での周波数割り当てを説明するための図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、フラクショナル周波数繰り返しを行なうセル内での周波数割り当てを説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図６Ａ】図６Ａは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、隣接する２つのセル間でアシンメトリック・リレーを行なう様子を示した図である。
【図７】図７は、移動局からのアップリンクをアシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でアップリンクのスケジューリング情報を一致させた様子を示した図である。
【図８】図８は、移動局からのダウンリンクをアシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でダウンリンクのスケジューリング情報を一致させた様子を示した図である。
【図９】図９は、自セルにアップリンク又はダウンリンクのどちらか一方のタイムスロットの空きがないためにアシンメトリック・リレーを行なうシナリオを説明するための図である。
【図１０】図１０は、アップリンク及びダウンリンクの双方とも自セルの周辺周波数のスケジューリングのタイムスロットが空いているが、品質向上などのためにアシンメトリック・リレーを行なうシナリオを説明するための図である。
【図１１】図１１は、周波数方向の位置が時間的に変化しない共通スケジューリング領域の設定例を示した図である。
【図１２】図１２は、共通スケジューリング領域を時間的に周波数ホッピングさせる様子を示した図である。
【図１３】図１３は、図９又は図１０に示したシナリオに従って隣接セル間で協調してアシンメトリック・リレーを行なうための、基地局の処理手順を示したフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する基地局がアシンメトリック・リレーを実現するための機能的構成を模式的に示した図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係るセルラーシステムにおいて、中継局がアシンメトリック・リレーを行なうセル内で動作するための機能的構成を模式的に示した図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態に係るセルラーシステムにおいて、移動局がアシンメトリック・リレーを行なうセル内で動作するための機能的構成を模式的に示した図である。
【図１７】図１７は、受信信号強度と基地局からの通信距離（セル内の中継局、移動局の位置）との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下では、本発明をＬＴＥなどの移動通信システムに適用した実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５３】
図１には、ＬＴＥのダウンリンクの無線フレーム構成を示している。図示のように、無線フレームは、時間単位の短い順に、タイムスロット（Ｓｌｏｔ）、サブフレーム（Ｓｕｂｆｒａｍｅ）、無線フレーム（Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ）の３層に階層化されている。
【００５４】
０．５ミリ秒長のタイムスロットは、７個のＯＦＤＭシンボルで構成され（但し、通常のユニキャスト伝送の場合）、ユーザー（移動局）側で受信する際の復調処理の単位となる。１ミリ秒長のサブフレームは、連続する２個のタイムスロットで構成され、訂正符号化された１データ・パケットの送信時間単位となる。１０ミリ秒長の無線フレームは、連続する１０個のサブフレーム（すなわち、２０個のタイムスロット）で構成され、すべての物理チャネルの多重に対する基本単位となる。
【００５５】
各ユーザーは、異なるサブキャリア、又は、異なるタイムスロットを使用すれば、互いに干渉することなく通信することができる。ＬＴＥでは、連続するサブキャリアをブロック化して、「リソース・ブロック（ＲＢ）」と呼ばれる、無線リソース割り当ての最小単位が定義される。
【００５６】
基地局に搭載されているスケジューラーは、各ユーザーに対して、リソース・ブロック単位で無線リソースが割り当てる。図２には、リソース・ブロックの割り当てを行なう様子を模式的に示している。リソース・ブロックは、１２サブキャリア×１タイムスロット（７ＯＦＤＭシンボル＝０．５ミリ秒）からなり、同図中では、太線枠が１リソース・ブロックに相当する。また、サブフレームの先頭から最大３ＯＦＤＭシンボルが、「Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリング」と呼ばれるコントロール・チャネルに使用される（図示の例では、先頭１シンボルのみがコントロール・チャネルに使用されている）。基地局のスケジューラーは、サブフレーム毎すなわち１ミリ秒間隔で、リソース・ブロックの割り当てを行なうことができる。リソース・ブロックの位置情報をスケジューリングと呼ぶ。アップリンクのスケジューリング情報及びダウンリンクのスケジューリング情報は、ともにダウンリンクのコントロール・チャネル内に記載される。各ユーザーは、コントロール・チャネルを見て、自分に割り当てられたリソース・ブロックを認識することができる。
【００５７】
また、ＬＴＥでは、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）とＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）の２通りの複信方式を選択することができる。ＴＤＤの場合には、１サブフレーム毎にアップリンク又はダウンリンクのいずれに使用するかを選択することができる。
【００５８】
本実施形態に係る通信システムでは、セル・エッジでのスループットの向上などを目的として、リレー技術を導入している。
【００５９】
中継局が介在する場合と介在しない場合を含むセル内の基本的な通信動作について、図３を参照しながら説明する。基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）の間を「リレーリンク（ＲｅｌａｙＬｉｎｋ）」と呼び、中継局と移動局（ＭＳ）の間を「アクセスリンク（ＡｃｃｅｓｓＬｉｎｋ）」と呼ぶ。また、中継局を使用しないで、基地局と移動局の間で直接通信するリンクを「ダイレクトリンク（ＤｉｒｅｃｔＬｉｎｋ）」と呼ぶ。また、同図中、ダウンリンクを実線矢印で、アップリンクを点線矢印で、それぞれ示している。
【００６０】
ＬＴＥでは、リソース・ブロック単位で無線リソースの割り当てが行なわれ、Ｌ１／Ｌ２シグナリングというコントロール・チャネルで指定される（前述）。中継局は、１ミリ秒毎にコントロール・チャネルの中のリソース・ブロックの割り当て情報、すなわちスケジューリング情報を見ることにより、自分宛てのリソース・ブロックがあるかどうかを判別する。
【００６１】
ダウンリンクにおいては、中継局は、例えばＤＦ方式（前述）により、基地局からの受信信号を増幅してから、移動局に対して送信を行なう。中継局が中継することで、基地局から移動局に対して信号を直接送信するよりも、ＳＮＲを高くすることが可能である。他方、アップリンクにおいては、中継局は、移動局からの信号を中継局が受信し、受信信号を増幅してから基地局に対して送信することによりＳＮＲを高く保つことができる。
【００６２】
基地局はセル内に１台のみであるが、セル内に複数台の中継局を設置するという通信システムの運用形態が想定される。省電力化の観点から、中継局にスリープ・モードを備ることもできる。スリープ・モードでは、スリープ・モード下の中継局があらかじめ決まった周期でのみ受信ウィンドウを開く。すなわち、中継局は、基地局から所定周期毎に送信される制御信号は受信するとき以外では受信動作を停止して、消費電力をセーブする。
【００６３】
また、本実施形態に係る通信システムでは、隣接セル間での同一チャネルの干渉の影響を低減するためにインターセル・インターフェアレンス・コーディネーション（前述）を適用している。
【００６４】
ここで、図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションについて改めて説明する。図示の例では、１セル周波数繰り返しと複数セル周波数繰り返し（図中は、３セル周波数繰り返し）を組み合わせたフラクショナル周波数繰り返しによって、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションを実現している。
【００６５】
図４Ａにおいて、６角形は１つのセル範囲を示している。各セルは、セル内部の白抜きされた中央領域と、セル端の網掛けを施した周辺領域に分けられる。中央領域に割り当てられる中央周波数は、隣接セルと競合するが（すなわち、周波数繰り返しが１）、中央領域内でしか信号が届かないような小さな送信電力に抑えることで、セル間の干渉を回避する。一方、隣接セルの周辺領域同士は異なる周波数が割り当てられる（すなわち、３セル周波数繰り返しをしている）。図４Ａ中では周波数帯の相違を網掛けの種類（右上がり斜線、右下がり斜線、格子斜線）で表している。図示のように隣接セル間で周波数割り振りの配分を切り替えることによって、効率的な周波数の割り当て運用を行なうことができる
【００６６】
図４Ｂ〜図４Ｄには、セル内の周波数割り当て及び送信電力を示している。各セルでは、システム周波数帯域を３つのサブキャリア・ブロックに分割し、周辺周波数にはセル間で周波数繰り返しに用いるサブキャリア・ブロックを割り当て、中央周波数には１セル周波数繰り返しのサブキャリア・ブロックを割り当てる。
【００６７】
例えば、図４Ａ中で右下がり斜線の網掛けが施された周辺領域を持つセル内では、サブキャリア・ブロック＃１が周辺周波数に、サブキャリア・ブロック＃２、＃３が中央周波数に割り当てられる（図４Ｂを参照のこと）。また、図４Ａ中で格子の網掛けが施された周辺領域を持つセル内では、サブキャリア・ブロック＃２が周辺周波数に、サブキャリア・ブロック＃１、＃３が中央周波数に割り当てられる（図４Ｃを参照のこと）。また、図４Ａ中で右上がり斜線の網掛けが施された周辺領域を持つセル内では、サブキャリア・ブロック＃３が周辺周波数に、サブキャリア・ブロック＃１、＃２が中央周波数に割り当てられる（図４Ｄを参照のこと）。また、各セル内では、１つの通信局がＯＦＤＭ信号の全サブキャリアを占有するのではなく、中央周波数のサブキャリアを中央領域にいる移動局又は中継局に割り当てるとともに、周辺周波数のサブキャリアを周辺領域にいる移動局又は中継局に割り当てて、複数の通信局でサブキャリアをシェアして多元接続（ＯＦＤＭＡ）を行なう。
【００６８】
図４Ａ中のいずれのセルにおいても、中央周波数の送信電力は、１セル周波数繰り返ししてもセル間干渉を生じないように、中央領域内でしか信号が届かないような小さな送信電力に抑えられている。また、周辺周波数の送信電力はセル中心の基地局からセル端まで電波が届く程度に大きいが、複数セル（図示の例では３セル）周波数繰り返しが用いられるので、セル間干渉は生じない。
【００６９】
インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションは、通常、帯域内の周波数を中央周波数と周辺周波数に分けて使用する。図４Ｂ、図４Ｃ、図３４に示した例では、１つのシステム周波数（ＬＴＥでは２０ＭＨｚのバンド幅）を３つのサブキャリア・ブロックに分割して、各サブキャリア・ブロックを中央周波数と周辺周波数に割り当てて使用している。これに対し、バンドを複数束ねて通信を行なう方法も考えられる。例えば、２０ＭＨｚのバンド幅のシステム周波数を５つ束ねて、２０ＭＨｚ×５＝１００ＭＨｚとして使用するキャリア・アグリゲーションを用いて通信を行なう場合には、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションにおける中央周波数と周辺周波数への周波数割り当てを、２０ＭＨｚのシステム周波数単位で行なう可能性がある。
【００７０】
ここで、１つのセル内で無線リソースの空き状況がダウンリンクとアップリンクで非対称となる事態が想定される。例えば、基地局のダウンリンクには空きがあるが、アップリンクには空きがない、あるいは逆に、アップリンクには空きがあるが、ダウンリンクには空きがない、といつた具合である。例えば、ユーザーの偏り、ユーザーの使用するアプリケーションの偏りが、非対称性の原因となる（前述）。ダウンリンクとアップリンク間の無線リソースの非対称性は、周波数利用効率の低下を引き起こし、この結果、ユーザーのスループットも低下してしまうことが懸念される。
【００７１】
そこで、本実施形態に係る通信システムでは、アップリンクとダウンリンクを異なるセルの中継局を介して接続するという非対称中継（アシンメトリック・リレー）を行なうことにより、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消するようにしている。
【００７２】
図５Ａには、移動局（ＭＳ１）のダウンリンクとアップリンクが異なる基地局（セル１、セル２）に属する中継局（ＲＳ１、ＲＳ２）をそれぞれ通る様子（アシンメトリック・リレーの一例）を示している。例えば、セル１に属する基地局（ＢＳ１）のダウリンクのスロットには空きがあるが、アップリンクには空きがないとする。このとき、隣接するセル２の基地局（ＢＳ２）のアップリンクのスロットに空きがあれば、移動局（ＭＳ１）は、自セル１に属する中継局（ＲＳ１）ではなく、隣接セル２に属する中継局（ＲＳ２）を介してアップリンクを接続するようにすればよい。図５Ａにおいて、実線の矢印は移動局（ＭＳ１）へのダウンリンクを表し、点線の矢印は移動局（ＭＳ１）からのアップリンクを表している。
【００７３】
また、図６Ａには、移動局（ＭＳ１）のダウンリンクとアップリンクが異なる基地局（セル１、セル２）に属する中継局（ＲＳ１、ＲＳ２）をそれぞれ通る他の例（アシンメトリック・リレーの他の例）を示している。図５に示した例とは逆に、セル１の基地局（ＢＳ１）のアップリンクにはスロットの空きがあるが、ダウンリンクには空きがない場合には、移動局（ＭＳ１）は、自セル１に属する中継局（ＲＳ１）ではなく、隣接セル２に属する中継局（ＲＳ２）を介してダウンリンクを受信するようにしている。図６Ａにおいて、実線の矢印は移動局（ＭＳ１）へのダウンリンクを表し、点線の矢印は移動局（ＭＳ１）からのアップリンクを表している。
【００７４】
図Ａ５並びに図６Ａに示すような、セル内の基地局のアップリンク又はダウンリンクのいずれか一方の無線リソースが枯渇する場合に、アップリンク又はダウンリンクの無線リソースに余裕のある隣接セルの基地局に移動局を接続する、という運用形態は、リレー技術を導入しないシステムでは実現が困難である。何故ならば、中継局がないと、自セルの移動局から隣接セルの基地局まで遠く、電波が届き難いからである。これに対し、リレー技術を導入し、中継局が各セル内に設置されていると、隣接セルの基地局へのリンクが張り易くなり、アシンメトリック・リレーが可能となる状況が増加すると予想される。
【００７５】
但し、アシンメトリック・リレーに関わるすべてのセルにおいて中継局を設置する必要はなく、隣接セルにのみ中継局を設置すれば十分な場合もある。図５Ｂ並びに図６Ｂに示した例では、セル１内の移動局（ＭＳ１）から隣接するセル２の基地局（ＢＳ２）までは遠く離れているので、ＳＮＲを高く保つにはセル２内の中継局（ＲＳ２）でリレーすることが必要であるが（同上）、セル１内では移動局（ＭＳ１）と基地局（ＢＳ１）間のダイレクトリンクでもＳＮＲが十分高ければ、中継局（ＲＳ１）は不要である。
【００７６】
なお、図５及び図６に示したように、１つの移動局が複数の異なるセルの基地局や中継局と通信する状態は、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｐｏｉｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）という概念で検討されつつある。この場合、移動局は、１つの基地局に属していて、他の基地局が補助しているという運用方法が最も自然である。図５Ａを例にとると、２つの基地局（ＢＳ１、ＢＳ２）及び２つの中継局（ＲＳ１、ＲＳ２）は、移動局（ＭＳ１）のＩＤを認識しているが、どちらの基地局に属しているかというと、基本的にはセル１内の基地局（ＢＳ１）に属していることになる。
【００７７】
ＬＴＥでは、リソース・ブロック単位で無線リソースの割り当てが行なわれ、アップリンクのスケジューリング情報及びダウンリンクのスケジューリング情報は、ともにダウンリンクのコントロール・チャネル（Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリング）内に記載される（前述）。これに対し、アシンメトリック・リレー、すなわち、アップリンクとダウンリンクを異なるセルの中継局を介して接続する場合には、スケジューリング情報の扱いが問題となる。
【００７８】
通常は、ダウンリンクのＬ１／Ｌ２コントロール・シグナリングの中に、アップリンクとダウンリンクのスケジューリング情報がセットで入っている（前述並びに図３を参照のこと）。これに対し、図５並びに図６に示したように、アシンメトリック・リレーにより異なるセルでアップリンクとダウンリンクを行なう場合に、移動局（ＭＳ１）が属するセル１のアップリンクに入っていたスケジューリング情報を、他方のセル２側のアップリンクのスケジューリング情報として伝えないといけない。しかしながら、移動局（ＭＳ１）は、セル１に属する移動局としてセル１においてアップリンクを送信するので、セル１のアップリンクのスケジューリング情報に則って送信する必要がある。
【００７９】
そこで、アシンメトリック・リレーで行なう隣接セル間でアップリンク、ダウンリンクのスケジューリング情報をそれぞれ一致させるようにする。
【００８０】
図５Ａに示したように、セル１の中継局（ＲＳ１）を経由してダウンリンクを受信したセル１の移動局（ＭＳ１）がアップリンクを隣接セル２の中継局（ＲＳ２）を通って隣接セル２の基地局（ＢＳ２）に送信する場合には、Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリングにおいて、セル１の対象としている移動局（ＭＳ１）のアップリンクのスケジューリング情報とセル２の対象としている移動局（図示しない）に対するアップリンクのスケジューリング情報を一致させるようにする（図７を参照のこと）。
【００８１】
図７に示す例では、セル１側でダウンリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に割り当てるリソース・ブロックを指定するとともに、アップリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に割り当てるリソース・ブロックを指定している。このとき、セル２側でも同様に、アップリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に同じリソース・ブロックを割り当てている（同図中で、網掛けを施した欄を参照のこと）。但し、同図中で「＊」が記されているその他のリソース・ブロックは割り当てが任意である。
【００８２】
また、図６に示したように、逆に、隣接するセル２の中継局（ＲＳ２）を経由してダウンリンクを受信したセル１の移動局（ＭＳ１）がセル１のアップリンクをセル１の中継局（ＲＳ１）経由でセル１の基地局（ＢＳ１）で受信する場合は、Ｌ１／Ｌ２コントロール・シグナリングにおいて、セル１の対象としている移動局（ＭＳ１）のダウンリンクのスケジューリング情報とセル２の対象としている移動局（図示しない）に対するダウンのリンクのスケジューリング情報を一致させるようにする（図８を参照のこと）。
【００８３】
図８に示す例では、セル１側でダウンリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に割り当てるリソース・ブロックを指定する。このとき、セル２側でも同様に、ダウンリンクのスケジューリング情報としてターゲット移動局（Ａ）に同じリソース・ブロックを割り当てている（同図中で、網掛けを施した欄を参照のこと）。但し、同図中で「＊」が記されているその他のリソース・ブロックは割り当てが任意である。
【００８４】
ＬＴＥに準拠した通信システムにおける各セルの周波数の利用方法については、図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら既に説明した通りである。また、リレー技術を導入したセル内では、中継局は、基地局から遠い移動局に対して中継を行なう（図３を参照のこと）。基地局と中継局間のリレーリンクには中央周波数が用いられ、中継局と移動局間のアクセスリンクには周辺周波数が用いられる（但し、中継局が中央領域内に設置され、移動局が周辺領域にいる場合）。以下では、インターセル・インターフェアレンス・コーディネーションとしてフラクショナル周波数繰り返しを適用するとともにリレー技術を導入した通信システムにおいて、隣接するセル間でアシンメトリック・リレーを行なう方法について説明する。
【００８５】
アシンメトリック・リレーを行なう２つの隣接セルの基地局間で、それぞれのスケジューリング情報のアップリンク、並びにダウンリンクの特定の移動局宛てのスケジューリング情報を一致させる１つの方法として、隣接するセル間でアップリンク共通スケジューリング領域とダウンリンク共通スケジューリング領域をあらかじめ確保しておく方法を挙げることができる。
【００８６】
図９では、セル１にはアップリンク又はダウンリンクのどちらか一方のタイムスロットの空きがないために、その空きがないリンクには隣接するセル２を使用してアシンメトリック・リレーを行なう、というシナリオを想定している。図示の例では、セル２の周辺周波数は、セル１の中央周波数に相当する周波数である。そして、セル１にとっては中央周波数、セル２にとっては周辺周波数に相当する領域に、あらかじめ共通スケジュール領域が確保されている。
【００８７】
まず、セル１におけるアップリンクを、隣接するセル２の中継局経由で行なう場合について説明する。セル１の基地局は、ダウンリンクには空きがあるが、アップリンクには空きがないものとする。
【００８８】
セル１内では、基地局のダウンリンクには空きがある。そこで、ダウンリンクは、自セルの中継局経由で、自セルの周辺周波数を用いて移動局に送信される（図９では省略）。通常であれば、アップリンクをダウンリンクと同じ周辺周波数を用いて移動局から送信したいところである。しかしながら、セル１の基地局のアップリンクには空きがない。このため、セル１の移動局は、セル２の周辺周波数を使用して、アシンメトリック・リレーにより隣接するセル２の中継局経由で送信する。
【００８９】
アシンメトリック・リレーによるアップリンクには、隣接するセル１とセル２の間で、共通スケジューリング領域としてあらかじめ確保されている箇所を用いる。図９上段には、セル１並びにセル２のスケジューリング・テーブルを示している。移動局は、同図中の斜線の網掛けが施された場所を用いて、アップリンクの送信を行なう。このアップリンクは、セル２側の中継局で共通する領域を用いて受信される。そして、セル２側の中継局は、このアップリンクを、セル２の中央周波数を用いてセル２内の基地局に送信する。
【００９０】
続いて、セル１におけるダウンリンクを、隣接するセル２の中継局経由で行なう場合について説明する。セル１の基地局は、アップリンクには空きがあるが、ダウンリンクには空きがないものとする。
【００９１】
セル２の中継局は、セル２にとっては周辺周波数であるが、セル１にとっては中央周波数である共通スケジューリング領域を用いてダウンリンクを送信する。セル１の移動局は、このアシンメトリック・リレーによるダウンリンクを受信する。そして、セル１のアップリンクには空きがあるので、移動局は、セル１の基地局のスケジューラーによるアップリンクのスケジュールに従って、セル１の周辺周波数を使用して中継局へ送信する。
【００９２】
図９に示す例では、アシンメトリック・リレーによるアップリンクを送信するときには、セル１の移動局は、アップリンク共通スケジューリング領域として自セル１の中央周波数を使用する。このアップリンク共通スケジューリング領域は、隣接するセル２の周辺周波数に相当し、セル２の中央周波数とは異なる周波数であることから、セル・エッジでの干渉がない。また逆に、アシンメトリック・リレーによるダウンリンクを送信するときには、セル２の中継局は、ダウンリンク共通スケジューリング領域としてセル２にとっての周辺周波数でありセル１にとっての中央周波数を使用する。セル１の基地局のスケジューラーは、当該領域をダウンリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であってもセル１内で干渉がない。
【００９３】
図９に示す例では、セル１の移動局は、アップリンクをアシンメトリック・リレーにより行なうときには、（周辺領域にいるにも拘らず、セル１の周辺領域を用いず）セル１の中央周波数内に割り当てられた共通スケジューリング領域を用いるので、通常のアップリンクにおいて周辺周波数を用いるときとは異なる動きとなる。
【００９４】
また、図１０では、セル１ではアップリンク及びダウンリンクの双方とも周辺周波数のスケジューリングのタイムスロットが空いているが、隣接するセル２の中継局経由で送信した方が品質がよいなどの理由によりアシンメトリック・リレーを行なうシナリオを想定している。
【００９５】
図示の例では、セル１の周辺周波数は、セル２の中央周波数に相当する周波数である。そして、セル１にとっては周辺周波数、セル２にとっては中央周波数に相当する領域に、あらかじめ共通スケジュール領域が確保されている。
【００９６】
本来であれば、アップリンクをセル１の周辺周波数を用いて移動局から送信したいところである。しかしながら、セル１の基地局は、アップリンクには空きがあるものの、セル１内には基地局と移動局の間に障害物があるなどの理由により、通信品質がよくない。このため、移動局は、セル１の周辺周波数に相当するセル２の中央周波数を使用して、アシンメトリック・リレーにより隣接するセル２の中継局経由で送信する。
【００９７】
アシンメトリック・リレーによるアップリンクには、隣接するセル１とセル２の間で、共通スケジューリング領域としてあらかじめ確保されている箇所を用いる。図１０上段には、セル１並びにセル２のスケジューリング・テーブルを示している。移動局は、同図中の斜線の網掛けが施された場所を用いて、アップリンクの送信を行なう。このアップリンクは、セル２側の中継局で共通する領域を用いて受信される。そして、セル２側の中継局は、このアップリンクを、セル２の中央周波数を用いてセル２内の基地局に送信する。セル２の中継局は、アップリンク共通スケジューリング領域としてセル１にとっての周辺周波数でありセル２にとっての中央周波数を使用する。セル２の基地局のスケジューラーは、当該領域をアップリンク共通スケジューリング領域として確保しているので、中央周波数であってもセル２内で干渉がない。
【００９８】
続いて、セル１におけるダウンリンクを、隣接するセル２の中継局経由で行なう場合について説明する。セル１の基地局は、ダウンリンクには空きがあるものの、移動局との間に障害物があるなどの理由により、通信品質がよくないものとする。
【００９９】
セル２の中継局は、セル１にとっては周辺周波数であるが、セル２にとっては中央周波数である共通スケジューリング領域を用いてダウンリンクを送信する。セル１の移動局は、このアシンメトリック・リレーによるダウンリンクを受信する。
【０１００】
図１０に示す例では、セル１の移動局のアクセスリンクは、アップリンクもダウンリンクも、本来の動きと同じ周辺周波数を用いる。一方、隣接するセル２の中継局は、本来は、移動局に対するアクセスリンクでは、周辺周波数を使うところを、中央周波数で送受信する構成になっている。
【０１０１】
図９に示したシナリオでは、移動局は、本来使用する周波数とは異なる周波数を用いて隣接セルの中継局へ送信を行なう。一方、隣接セルの中継局は、本来使用する周波数と同じ周波数を用いて受信する。これに対し、図１０に示したシナリオでは、移動局は、本来使用する周波数と同じ周波数を用いて隣接セルの中継局への送信を行なう。一方、隣接セルの中継局は、本来使用する周波数とは異なる周波数を用いて受信する。
【０１０２】
なお、図９並びに図１０において、共通スケジューリング領域以外の領域は、各セルの基地局のスケジューラーが、他方のセルのスケジューリング情報を関知することなく、通常のスケジューリングを行なうことができる。また、各セルにおいて、通常のスケジューリング領域がなくなったときには、共通スケジューリング領域を通常のスケジューリングに使用するようにしてもよい。
【０１０３】
図９並びに図１０を参照した上記の説明では、共通スケジューリング領域の場所（周波数方向の位置）が時間的に変化するか否かについて、特に言及していない。図１１には、周波数方向の位置が時間的に変化しない共通スケジューリング領域の設定例を示している。図示の例では、周波数方向に３段目の領域が第１の共通スケジューリング領域として右上がり斜線の網掛けが施され、２段目の領域が第２の共通スケジューリング領域として右下がり斜線の網掛けが施され、時間の変化にかかわらず、固定的に使用される。
【０１０４】
これに対し、図１２に示すように、共通スケジューリング領域を時間的に周波数ホッピングさせるようにしても、そのホッピング・パターンを両方のセルの基地局間で認識していれば、問題はない。図示のように、右上がり斜線が施された第１の共通スケジューリング領域、並びに、右下がり斜線が施された第２の共通スケジューリング領域は、それぞれ時間の変化とともに周波数方向にホッピングしている。例えば、アシンメトリック・リレーを協調的に行なう２つのセルの基地局間で、図１２に示すようなホッピング・パターンを、バックホールなどを用いて通知し、認識し合うようにすればよい。共通スケジューリング領域を周波数ホッピングさせることで、隣接するセル２の中央周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【０１０５】
図１３には、図９又は図１０に示したシナリオに従って隣接セル間で協調してアシンメトリック・リレーを行なうための、基地局の処理手順をフローチャートの形式で示している。但し、隣接セル間では、所定の共通スケジューリング領域がバックホールなどを通じてあらかじめ確保されているものとする。
【０１０６】
基地局は、まず、ある特定の移動局とのアップリンク又はダウンリンクを、隣接セルを経由する、すなわち、アシンメトリック・リレーを行なう必要があるか否かをチェックする（ステップＳ１）。
【０１０７】
ここで、アシンメトリック・リレーを行なう必要がある場合の一例は、自セルにアップリンク又はダウンリンクのどちらか一方のタイムスロットの空きがないときである（図９を参照のこと）。また、他の例として、アップリンク及びダウンリンクの双方とも自セルの周辺周波数のスケジューリングのタイムスロットが空いているが、隣接セルを経由した方の通信品質がよい場合を挙げることができる（図１０を参照のこと）。
【０１０８】
ここで、アシンメトリック・リレーを行なう必要がないと判定したときには（ステップＳ１のＮｏ）、基地局は、当該移動局とのダウンリンク並びにアップリンクに対しアシンメトリック・リレーを許可しない（ステップＳ５）。この場合、基地局は、自セル内に設置された中継局に対するスケジューリングを行なって、通常のセル内の中継動作を行なう。
【０１０９】
一方、アシンメトリック・リレーを行なう必要があると判定したときには（ステップＳ１のＹｅｓ）、基地局は、自セルと隣接セルの共通スケジューリング領域がまだ残っているか否かをさらにチェックする（ステップＳ２）。
【０１１０】
ここで、自セルと隣接セルの共通スケジューリング領域がもはや残っていないときには（ステップＳ２のＮｏ）、当該隣接セルを利用してアシンメトリック・リレーを行なうことはできないので、基地局は、当該移動局とのダウンリンク並びにアップリンクに対しアシンメトリック・リレーを許可しない（ステップＳ５）。この場合、基地局は、自セル内に設置された中継局に対するスケジューリングを行なって、通常のセル内の中継動作を敢行する。
【０１１１】
これに対し、自セルと隣接セルの共通スケジューリング領域がまだ残っているときには（ステップＳ２のＹｅｓ）、基地局は、未使用の共通スケジューリング領域の中からアシンメトリック・リレーに使用する部分を決定して、その識別番号を隣接セルの基地局にバックホールを通じて通知するとともに（ステップＳ４）、当該移動局とのダウンリンク並びにアップリンクに対しアシンメトリック・リレーを許可する（ステップＳ４）。
【０１１２】
図１４には、本実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する基地局が、図１３に示した処理手順に従ってアシンメトリック・リレーを実現するための機能的構成を模式的に示している。図示の基地局１４００は、アンテナ部１４０１と、送受信信号のアナログ処理を行なうアナログ部１４０２と、アナログ受信信号のディジタル変換並びにディジタル送信信号のアナログ変換を行なうＡＤ／ＤＡ処理部１４０３と、送受信信号のディジタル処理を行なうディジタル部１４０４と、データ送信要求並びに受信データ処理などを行なう上位層プロトコル処理部１４０５で構成される。
【０１１３】
基地局１４００は、例えば、アンテナ部１４０１として複数のアンテナ素子を備え、ＭＵ−ＭＩＭＯ若しくはＳＤＭＡのように、高スループット通信の実現のために、空間軸上の無線リソースを複数のユーザーで共有する空間分割多元接続方式を採用するが、本発明の要旨には直接関連しないので、本明細書ではこの点については説明を省略する。
【０１１４】
また、上位層プロトコル処理部１４０５は、パーソナル・コンピューターなどの一般的な計算機システムとして構成することもできるが、本発明の要旨には直接関連しないので、本明細書ではこの点については説明を省略する。
【０１１５】
ディジタル部１４０４は、受信信号を復調並びに復号処理する復調・復号部１４１１と、送信信号を符号化並びに変調処理する符号化・変調部１４１２の他に、自セル内の移動局とのアップリンク又はダウンリンクの中継方式、若しくは隣接セルの移動局とのアップリンク又はダウンリンクの中継方式に関する決定を行なう中継方式決定部１４１３と、自セル内の無線リソースの管理すなわちスケジューリングを行なうスケジューラー１４１４と、光ファイバーなどで構成されるバックホールを通じて他のセルの基地局と通信を行なうバックホール通信部１４１５といった機能モジュールを備えている。機能モジュール１４１３〜１４１４は、専用のハードウェアとして構成することができるが、プロセッサーが所定のソフトウェア・プログラムを実行するという形態でも実現することができる。
【０１１６】
中継方式決定部１４１３は、特定の移動局とのアップリンク又はダウンリンクの通信を行なう際に、図１３に示した処理手順に従って、中継方式の決定を行なう。すなわち、自セル内の移動局とのアップリンク又はダウンリンクを行なう際に、自セル内の無線リソースの空き状況、並びに隣接セルとの共通スケジューリング領域の空き状況に応じて、隣接セルの中継局を介したアシンメトリック・リレーを行なう必要があるか否かを決定する。また、中継方式決定部１４１３は、アシンメトリック・リレーを行なうと決定したときには、隣接セルの基地局に対して、アシンメトリック・リレーに使用する共通スケジューリング領域の識別番号を、バックホールを通じて通知する。
【０１１７】
また、中継方式決定部１４１３は、隣接セルの基地局から、隣接セル内の移動局とのアップリンク又はダウンリンクを自セル内の中継局を通じたアシンメトリック・リレーを行なう旨の通知を、使用する共通スケジューリング領域の識別番号とともに受け取ったときには、自セル内の該当する中継局に対して、アシンメトリック・リレーに関する指示を伝達する。
【０１１８】
なお、中継方式決定部１４１３は、アシンメトリック・リレーを行なう際に、使用する共通スケジューリング領域を時間とともに周波数ホッピングさせるようにしてもよい。周波数ホッピングさせることで、隣接セルの中央周波数に与える干渉の具合を平均化することができる。
【０１１９】
スケジューラー１４１４は、中継方式決定部１４１３が決定した内容に則り、自セル内での無線リソースの割り当てすなわちスケジューリングを行なう。スケジューリングの最小単位はリソース・ブロックである。
【０１２０】
また、図１５には、本実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する中継局の機能的構成を模式的に示している。図示の中継局１５００は、アンテナ部１５０１と、送受信信号のアナログ処理を行なうアナログ部１５０２と、アナログ受信信号のディジタル変換並びにディジタル送信信号のアナログ変換を行なうＡＤ／ＤＡ処理部１５０３と、送受信信号のディジタル処理を行なうディジタル部１５０４で構成される。
【０１２１】
中継局１５００は、例えば、アンテナ部１５０１として複数のアンテナ素子を備え、空間分割多元接続方式を採用してもよいが（同上）、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。
【０１２２】
ディジタル部１５０４は、送受信部の動作を制御する送受信制御部１５１５と、基地局１４００からコントロール・チャネルを通じて送られてきたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリー１５１６と、ディジタル部１３０４内の動作を統括的にコントロールするＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５１７で構成される。また、送受信部は、ディジタル受信信号から同期を獲得する同期部１５１１と、獲得した同期に従って受信信号を復調並びに復号処理する復調・復号部１５１２と、送信データを一時的に保持するバッファー１５１４と、送信信号を符号化及び変調処理する符号化・変調部１５１３で構成される。
【０１２３】
送受信制御部１５１５は、スケジューリング情報保持メモリー１５１６に記憶されているスケジューリング情報に従って、指定されたリソース・ブロックを用いて、ダウンリンクのリレーリンクでの受信処理並びにアクセスリンクでの送信処理、アップリンクのアクセスリンクでの受信処理並びリレーリンクでの送信処理を制御する。
【０１２４】
バッファー１５１４には、ダウンリンクのリレーリンクで受信した移動局１６００（後述）宛てのデータや、アップリンクのアクセスリンクで受信した基地局１４００宛てのデータが一時的に蓄積され、ダウンリンクのアクセスリンクとして移動局１６００宛てに、アップリンクのリレーリンクとして基地局１４００宛に、それぞれ送信されることになる。中継局１５００は、リレーする信号を復調並びに復号してバッファー１５１４に一時保持し、再度符号化並びに変調して転送する、すなわち、ＤＦ方式（前述）を適用しているが、勿論、ＡＦ方式を適用することもできる。
【０１２５】
なお、図１３に示した処理手順は、基地局が自セル内の中継方式を決定するために実行するものであり、また、図１４に示した基地局１４００の構成例並びに図１５に示した中継局の構成例は、基地局１４００が自セル内の中継局１５００による中継方式を決定することを前提としたものである。その変形例として、中継局１５００に中継方式決定部（基地局１４００の中継方式決定部１４１３と同様の機能）を備える構成として、中継局１５００が中継方式の判断を行なうことも考えられる。この場合、中継局１５００は、中継方式の判断に必要となる情報をセル内の基地局から通知してもらうか、又は、中継局１５００がその情報を自ら収集することになる。また、アクセスリンクとリレーリンクの違いや、アップリンクとダウンリンクの違いを考慮して、中継方式を決定する処理を異なる２以上の装置（例えば、基地局と中継局）に分散することも可能である。
【０１２６】
また、図１６には、本実施形態に係るセルラーシステムにおいて動作する移動局の機能的構成を模式的に示している。図示の移動局１６００は、アンテナ部１６０１と、送受信信号のアナログ処理を行なうアナログ部１６０２と、アナログ受信信号のディジタル変換並びにディジタル送信信号のアナログ変換を行なうＡＤ／ＤＡ処理部１６０３と、送受信信号のディジタル処理を行なうディジタル部１６０４と、データ送信要求並びに受信データ処理などを行なう上位層プロトコル処理部１６０５で構成される。
【０１２７】
移動局１６００は、例えば、アンテナ部１６０１として複数のアンテナ素子を備え、空間分割多元接続方式を採用してもよいが（同上）、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。また、上位層プロトコル処理部１６０５は、パーソナル・コンピューターなどの一般的な計算機システムとして構成することもできる（同上）。
【０１２８】
ディジタル部１６０４は、ディジタル受信信号から同期を獲得する同期部１６１１と、獲得した同期に従って受信信号を復調並びに復号処理する復調・復号部１６１２と、送信信号を符号化及び変調処理する符号化・変調部１６１３と、基地局１４００からコントロール・チャネルを通じて送られてきたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリー１６１４と、ディジタル部１６０４内の動作を統括的にコントロールするＣＰＵ１６１５で構成される。
【０１２９】
スケジューリング情報保持メモリー１６１４には、スケジューリング情報として、自局に割り当てられたリソース・ブロックが記憶されている。同期部１６１１並びに復調・復号部１６１２では、ダウンリンクのアクセスリンク用に割り当てられたリソース・ブロックを用いて受信処理を行なう。また、符号化・変調部１６１３は、アップリンクのアクセスリンク用に割り当てられたリソース・ブロックを用いて送信動作を行なう。
【０１３０】
図１４、図１５、図１６にそれぞれ示した基地局１４００、中継局１５００、移動局１６００を配置して構成される隣接セル間では、中継に関するトラフィックの帯域を共通に確保して、アシンメトリック・リレーを実現することで、中継局の位置に応じて周波数帯域の割り当てを行なうことによって、セル内でのダウンリンク及びアップリンクに割り当てられる無線リソースの非対称性を解消して、周波数利用効率を向上するとともに、ユーザーのスループット向上に寄与するという点を十分理解されたい。
【０１３１】
ここで、中継局、移動局の位置を取得する方法について、説明しておく。例えば、基地局が中継局や移動局からの受信信号強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に基づいて中継局、移動局までの各通信距離を測定し、その結果に基づいて中継局、移動局の位置を検出することができる。基地局は、中継局並びに移動局から無線信号を受信するときに、各々からの受信信号強度を取得すればよい。図１７には、受信信号強度と基地局からの通信距離（セル内の中継局、移動局の位置）との関係を示している。図示のように、中継局、移動局の位置が基地局から遠くなるにつれて、受信信号強度は減衰する。受信信号強度が所定の閾値よりも強い位置を中央領域、閾値よりも弱い位置を周辺領域と推定することができる。そして、基地局は、中継局、移動局の位置の推定結果に基づいて、リレーリンクとアクセスリンクの各々について、中央周波数又は周辺周波数のいずれを使用するかを決定すればよい。
【０１３２】
また、基地局が中継局、移動局の位置情報を取得する他の方法として、中継局及び移動局がそれぞれＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載し、ＧＰＳで測定した位置情報をアップリンクのチャネルを使用して基地局に通知する方法が挙げられる。基地局は、中継局及び移動局から通知された位置情報に基づいて、リレーリンクとアクセスリンクの各々について、中央周波数又は周辺周波数のいずれを使用するかを決定すればよい。
【０１３３】
また、基地局が中継局、移動局の位置情報を取得するさらに他の方法として、中継局や移動局がネットワークに参入する際の初期化手続きを利用する方法が挙げられる。ネットワーク参入時の初期化手続きの１つとして、ランダム・アクセスを行なう。ランダム・アクセスの際に、基地局は、中継局や移動局から送られてくる信号がどのくらい遅延しているかという情報（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅｄ値）を得ることができる。通信距離が長ければ遅延は大きく、通信距離が短ければ遅延は小さいことから、基地局はｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅｄ値に基づいて、セル内の中継局、移動局の位置を推定することができる。そして、この推定結果より、リレーリンクとアクセスリンクの各々について、中央周波数又は周辺周波数のいずれを使用するかを決定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１３５】
本明細書では、移動通信システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。無線ＬＡＮを始め、中継局の介在により基地局が移動局と通信するさまざまに通信システムに、本発明を同様に適用することができる。
【０１３６】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【０１３７】
１４００…基地局
１４０１…アンテナ部
１４０２…アナログ部
１４０３…ＡＤ／ＤＡ処理部
１４０４…ディジタル部
１４０５…上位層プロトコル処理部
１４１１…復調・復号部
１４１２…符号化・変調部
１４１３…中継方式決定部
１４１４…スケジューラー
１４１５…バックホール通信部
１５００…中継局
１５０１…アンテナ部
１５０２…アナログ部
１５０３…ＡＤ／ＤＡ処理部
１５０４…ディジタル部
１５１１…同期部
１５１２…復調・復号部
１５１３…符号化・変調部
１５１４…バッファー
１５１５…送受信制御部
１５１６…スケジューリング情報保持メモリー
１５１７…ＣＰＵ
１６００…移動局
１６０１…アンテナ部
１６０２…アナログ部
１６０３…ＡＤ／ＤＡ処理部
１６０４…ディジタル部
１６０５…上位層プロトコル処理部
１６１１…同期部
１６１２…復調・復号部
１６１３…符号化・変調部
１６１４…スケジューリング情報保持メモリー
１６１５…ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ基地局と移動局間を中継する中継局を設置することが許容される、隣接する第１のセルと第２のセルを含み、
前記第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なう、
通信システム。
【請求項２】
前記第１のセルと前記第２のセルの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、
前記第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を、前記共通スケジューリング領域を用い、前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なう、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせる、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてアップリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該アップリンクのためのスケジューリング情報を一致させ、
前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてダウンリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該ダウンリンクのためのスケジューリング情報を一致させる、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１のセル並びに前記第２のセルは、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなる、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１のセルの中央領域で且つ前記第２のセルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１のセルの周辺領域で且つ前記第２のセルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項８】
前記共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせる、
請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する通信装置であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
を具備する通信装置。
【請求項１０】
前記スケジューラーは、
隣接セルとの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、
自セル内のダウンリンク又はアップリンクの通信を、前記共通スケジューリング領域を用いてスケジューリングし、又は、隣接セルのダウンリンク又はアップリンクを自セルの中継局で中継するために前記共通スケジューリング領域を避けてスケジューリングする、
請求項９に記載の通信装置。
【請求項１１】
自セル及び隣接セルは、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなる、
請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記スケジューラーは、自セルの中央領域で且つ隣接セルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記スケジューラーは、自セルの周辺領域で且つ隣接セルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１４】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作するための通信方法であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定ステップと、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信ステップと、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューリング・ステップと、
を有する通信方法。
【請求項１５】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する前記基地局としての処理動作をコンピューター上で実行するようにコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
として機能させるためのコンピューター・プログラム。
【請求項１６】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記中継局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記移動局と送受信するための通信部と、
前記基地局及び前記移動局間で中継するデータを一時的に保持するバッファーと、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記基地局及び前記移動局間の中継動作を含む、前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの移動局のダウンリンク又はアップリンクの通信を中継する、
通信装置。
【請求項１７】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記移動局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記中継局と送受信するための通信部と、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの中継局が中継する自セル内のダウンリンクまたはアップリンクの通信を行なう、
通信装置。
【請求項１】
それぞれ基地局と移動局間を中継する中継局を設置することが許容される、隣接する第１のセルと第２のセルを含み、
前記第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なう、
通信システム。
【請求項２】
前記第１のセルと前記第２のセルの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、
前記第１のセル内の第１の基地局と第１の移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を、前記共通スケジューリング領域を用い、前記第２のセル内の第２の中継局を通じて行なう、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせる、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてアップリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該アップリンクのためのスケジューリング情報を一致させ、
前記第１のセル内の第１の移動局が前記第２のセル内の第２の中継局を通じてダウンリンクの通信を行なうときは、前記第１のセルと前記第２のセル間で当該ダウンリンクのためのスケジューリング情報を一致させる、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１のセル並びに前記第２のセルは、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなる、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１のセルの中央領域で且つ前記第２のセルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１のセルの周辺領域で且つ前記第２のセルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項８】
前記共通周波数スケジュール領域の周波数割り当てを時間とともにホッピングさせる、
請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する通信装置であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
を具備する通信装置。
【請求項１０】
前記スケジューラーは、
隣接セルとの間で、システム周波数帯域の一部を共通スケジューリング領域として予約し、
自セル内のダウンリンク又はアップリンクの通信を、前記共通スケジューリング領域を用いてスケジューリングし、又は、隣接セルのダウンリンク又はアップリンクを自セルの中継局で中継するために前記共通スケジューリング領域を避けてスケジューリングする、
請求項９に記載の通信装置。
【請求項１１】
自セル及び隣接セルは、それぞれ中央周波数を使用するセル内部の中央領域と複数セル周波数繰り返しによる周辺周波数を使用するセル端部の周辺領域からなる、
請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記スケジューラーは、自セルの中央領域で且つ隣接セルの周辺領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記スケジューラーは、自セルの周辺領域で且つ隣接セルの中央領域に相当する領域に前記共通スケジューリング領域を予約する、
請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１４】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作するための通信方法であって、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定ステップと、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信ステップと、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューリング・ステップと、
を有する通信方法。
【請求項１５】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記基地局として動作する前記基地局としての処理動作をコンピューター上で実行するようにコンピューター・プログラムであって、前記コンピューターを、
自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行ない、若しくは、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継するか否かを決定する中継方式決定部と、
隣接セルの基地局と通信し、自セル内の移動局とのダウンリンク又はアップリンクの通信を隣接セル内の中継局を通じて行なう旨の決定を隣接セルに通知し、又は、隣接セルの基地局と移動局間のダウンリンク又はアップリンクの通信を自セル内の中継局で中継する旨の要求を隣接セルから受け取る通信部と、
前記中継方式決定部が決定した中継方式に則って、自セル内の無線リソースのスケジューリングを行なうスケジューラーと、
として機能させるためのコンピューター・プログラム。
【請求項１６】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記中継局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記移動局と送受信するための通信部と、
前記基地局及び前記移動局間で中継するデータを一時的に保持するバッファーと、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記基地局及び前記移動局間の中継動作を含む、前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの移動局のダウンリンク又はアップリンクの通信を中継する、
通信装置。
【請求項１７】
セル内の無線リソースを管理する基地局と、移動局と、前記基地局と自局に属する前記移動局の間を中継する中継局で構成される通信システムにおいて、前記移動局として動作する通信装置であって、
前記基地局並びに前記中継局と送受信するための通信部と、
前記基地局から通知されたスケジューリング情報を記憶するスケジューリング情報保持メモリーと、
前記通信部による通信動作を、前記スケジューリング情報に基づいて制御する制御部と、
を具備し、
前記通信部は、隣接セルの中継局が中継する自セル内のダウンリンクまたはアップリンクの通信を行なう、
通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−７１９６３（Ｐ２０１１−７１９６３Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５１４１６（Ｐ２０１０−１５１４１６）
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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