WO2006098273A1

WO2006098273A1 - 無線通信システム

Info

Publication number: WO2006098273A1
Application number: PCT/JP2006/304901
Authority: WO
Inventors: Tomohiro Imai; Ayako Horiuchi; Akihiko Nishio; Kenichi Kuri; Hiroaki Morino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2007-09-14
Also published as: US7912423B2; US20090227201A1; USRE45171E1; WO2006098273A9; EP2541803B1; EP2541803A1; CN101142768A; USRE44200E1; EP1852986A1; EP1852986A4; CN101142768B; JP4657290B2; BRPI0608435A2; EP1852986B1; USRE45125E1; JPWO2006098273A1

Abstract

　マルチホップ通信において、システムスループットを維持しつつ、ユーザスループットの低下を防ぐことができる無線通信システム。この無線通信システムでは、ＢＳ（基地局）は、非再生中継用パイロットの受信品質（ＭＳ２－ＲＳ－ＢＳ間回線品質）、再生中継用パイロット２の受信品質（ＲＳ－ＢＳ間回線品質）およびＲＳで測定された回線品質（ＭＳ２－ＲＳ間回線品質）に基づいて、ＲＳ（中継局）の中継方式（ＲＳが再生中継または非再生中継のいずれを行うか）およびマルチホップ通信のＭＣＳを決定する。決定結果は中継情報としてＲＳへ送信されるとともに、ＲＳを介してＭＳ２（移動局２）へも送信される。次いで、ＭＳ２は、中継情報に基づいたＭＣＳで上りデータを符号化・変調してＲＳへ送信する。そして、ＲＳでは、中継情報に基づいて、非再生中継と再生中継とを切り替えて上りデータを中継する。

Description

明細書

無線通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信システムに関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯電話システム等に代表される無線セルラシステムにお、ては、サービス形態が多様ィ匕し、音声データだけではなぐ静止画像、動画像等の大容量データを伝送することが要求されている。このような要求に対し、高周波の無線帯域を利用して大容量データを伝送することが盛んに検討されてヽる。

[0003] 高周波の無線帯域を利用した場合、伝送距離に伴う減衰量が問題となる。すなわち、送信局付近では高い伝送レートが得られるが、送信局から一定以上離れた場所では低い伝送レートし力得られない。従って、通信システムの実運用を考えた場合、多数の基地局を設置してサービスエリアをカバーする必要がある。しかし、多数の基地局を設置するには相当なコストを要する。このような事情から、基地局の設置数を増加させることなく大容量通信サービスを実現する技術が強く求められている。

[0004] 基地局のサービスエリアを拡大する方法の 1つにマルチホップ通信がある。これは、基地局サービスエリア内に設置された中継局力サービスエリア外の移動局の信号を中継して基地局に伝送する通信技術である (例えば、非特許文献 1参照)。

[0005] マルチホップ通信は、再生中継と非再生中継とに大別される。再生中継では、中継局は、受信した信号を一旦復調，復号し、回線品質に応じた変調方式，符号化率 (M odulation and Coding Scheme ; MCS)にて再び符号化'変調を行って送信する。これに対し、非再生中継では、中継局は、受信した信号を増幅してそのまま送信する。再生中継は、非再生中継に比べ、回線品質に応じた適切な MCSを用いて中継できるという長所がある一方で、中継による遅延が大きいという短所がある。一方、非再生中継は、再生中継に比べ、中継による遅延が小さいという長所がある一方で、雑音も増幅してしまうことにより SNRが劣化してしまうという短所がある。

非特許文献 1：長谷川他、「固定再生中継局を用いた適応変調技術に適するマルチホップシステムの検討」、信学技報、社団法人電子情報通信学会、 2004年 10月、 A-P 2004-189、 RCS2004- 210、 pp.57- 61

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] マルチホップ通信のうち再生中継では、 1つの中継局を利用する移動局の数が増加するにつれてスループットが低下してしまうことがある。例えば、図 1に示すように移動局 1 (MS1)が再生中継により中継局 (RS)を介して基地局（BS)と通信しているときに、図 2に示すように新たに移動局 2 (MS2)が接続した場合、移動局 2に対する中継処理により移動局 1の通信機会が減少するため、移動局 1のユーザスループットが低下する。また、図 2に示すように、移動局 2と中継局との間の回線品質が移動局 1と中継局との間の回線品質に比べて悪い場合、システムスループット（システム全体の平均伝送レート)も移動局 2の接続前より低下する。

[0007] 本発明の目的は、力かる点に鑑みてなされたものであり、マルチホップ通信において、システムスループットを維持しつつ、ユーザスループットの低下を防ぐことができる無線通信システムを提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の無線通信システムは、移動局および基地局が中継局を介して通信を行う無線通信システムであって、前記中継局は、変調方式を変えずに信号を増幅して中継送信する非再生中継と、信号の変調方式を回線品質に応じて変化させて中継送信する再生中継との 2つの中継方式を、非再生中継における回線品質と再生中継における回線品質との組合せに基づいて切り替える構成を採る。

発明の効果

[0009] 本発明によれば、マルチホップ通信にお!、て、システムスループットを維持しつつ、ユーザスループットの低下を防ぐことができる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]従来のマルチホップ通信システムの概略図

[図 2]従来のマルチホップ通信システムの概略図 [図 3]本発明の実施の形態 1に係るマルチホップ通信システムの動作シーケンス [図 4]本発明の実施の形態 1に係る基地局の構成を示すブロック図

[図 5]本発明の実施の形態 1に係る回線品質の分類

[図 6]本発明の実施の形態 1に係る参照テーブル

[図 7]本発明の実施の形態 1に係る再生中継の場合の回線品質と MCSとの対応関係を示すテーブル

[図 8]本発明の実施の形態 1に係る非再生中継の場合の回線品質と MCSとの対応関係を示すテーブル

[図 9]図 7に示すテーブルと図 8に示すテーブルとを統合したテーブル

[図 10]本発明の実施の形態 1に係る中継局の構成を示すブロック図

[図 11]本発明の実施の形態 1に係るマルチホップ通信システムの概略図

[図 12]本発明の実施の形態 1に係る参照テーブル

[図 13]本発明の実施の形態 1に係るマルチホップ通信システムの概略図

[図 14]本発明の実施の形態 1に係る参照テーブル

[図 15]本発明の実施の形態 2に係るマルチホップ通信システムの動作シーケンス

[図 16]本発明の実施の形態 2に係る基地局の構成を示すブロック図

[図 17]本発明の実施の形態 2に係る参照テーブル

[図 18]本発明の実施の形態 2に係る中継局の構成を示すブロック図

[図 19]本発明の実施の形態 2に係る参照テーブル

[図 20]本発明の実施の形態 2に係る参照テーブル

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

[0012] (実施の形態 1)

本実施の形態では、基地局が、再生中継の回線品質および非再生中継の回線品質の双方を考慮して、中継方式および MCSを決定する。

[0013] まず、本実施の形態に係るマルチホップ通信システムの動作シーケンスについて説明する。動作シーケンスを図 3に示す。図 3では、 MS1 (移動局 1)が RS (中継局) を介して BS (基地局）と通信中に、 MS2 (移動局 2)が新たに接続する場合を示している。なお、以下の説明では、説明が煩雑になることを避けるために上りデータのマルチホップ通信に限定して説明する力上りデータ同様に下りデータのマルチホップ通信も行われる。

[0014] MS2は、新たに接続したときに、 MS2— RS— BS間回線品質を測定するためのパィロット信号 (非再生中継用パイロット）と MS2— RS間回線品質を測定するためのパィロット信号 (再生中継用パイロット 1)を RSへ送信する。このとき、 MS2は、これらのパイロット信号に、非再生中継用パイロットを示すフラグおよび再生中継用パイロット 1 を示すフラグを付加する。なお、非再生中継用パイロットと再生中継用パイロット 1の送信順序は問わない。

[0015] これら 2種類のパイロット信号を受信した RSは、非再生中継用パイロットに対しては非再生中継処理を施して BSへ送信する。つまり、 RSは、 MCSをそのままにしたまま非再生中継用パイロットを増幅して BSへ送信する。また、 RSは、再生中継用パイ口ット 1の受信品質 (MS2—RS間回線品質)を測定し、回線品質情報を BSへ送信する。さらに、 RSは、 RS— BS間回線品質を測定するための新たなパイロット信号 (再生中継用パイロット 2)を BSへ送信する。このとき、 RSは、再生中継用パイロット 2に、再生中継用パイロット 2を示すフラグを付加する。

[0016] 次いで、 BSは、非再生中継用パイロットの受信品質 (MS2— RS— BS間回線品質 )を測定する。また、 BSは、再生中継用ノィロット 2の受信品質 (RS— BS間回線品質）を測定する。これにより、 BSでは、非再生中継の回線品質として MS2— RS— B S間回線品質が得られ、また、再生中継の回線品質として RS— BS間回線品質が得られる。さらに、 BSでは、受信した回線品質情報力 MS2—RS間回線品質が再生中継の回線品質として得られる。そして、 BSでは、これら 3つの回線品質に基づいて、 RSの中継方式 (RSが再生中継または非再生中継のいずれを行うか）およびマルチホップ通信の MCSを決定する。決定結果は中継情報として RSへ送信される。また、この中継情報は、 RSを介して MS2へも送信される。

[0017] MS2では、中継情報に基づいた MCSで上りデータを符号化'変調して RSへ送信する。

[0018] RSでは、中継情報に基づいて、非再生中継と再生中継とを切り替えて上りデータを中継する。すなわち、 RSは、非再生中継の場合は、 MCSをそのままにしたまま上りデータを増幅して BSへ送信する。一方、再生中継の場合は、 RSは、上りデータを一旦復調 '復号し、中継情報に基づ、た MCSで上りデータを再び符号ィ匕 ·変調して BSへ送信する。

[0019] 次いで、本実施の形態に係る BS (基地局）の構成について説明する。 BSの構成を図 4に示す。

[0020] 図 4に示す BS100において、アンテナ 101を介して受信された非再生中継用パイロット、再生中継用パイロット 2、回線品質情報および上りデータは、受信 RF部 102 においてダウンコンバート等の無線処理を施される。無線処理後、非再生中継用パィロットおよび再生中継用パイロット 2は受信品質測定部 103に入力され、回線品質情報および上りデータは復調部 105に入力される。

[0021] 回線品質情報および上りデータは、決定部 104で決定された MCSに従って、復調部 105で復調され、復号部 106で復号される。これにより受信データが得られる。また、復号された回線品質情報 (MS2— RS間回線品質）は決定部 104に入力される。

[0022] 一方、受信品質測定部 103では、非再生中継用パイロットおよび再生中継用パイ口ット 2の受信品質が測定され、 MS2— RS— BS間回線品質および RS— BS間回線品質が得られる。これらの回線品質は決定部 104に入力される。なお、受信品質測定部 103は、各パイロットに付加されたフラグにより、非再生中継用ノィロットと再生中継用パイロット 2とを区別することができる。

[0023] 決定部 104では、 MS2—RS— BS間回線品質、 MS2—RS間回線品質および RS

BS間回線品質から、 RSの中継方式およびマルチホップ通信の MCSを決定する。決定方法については後述する。決定結果（中継方式および MCS)は中継情報として符号ィ匕部 107に入力される。

[0024] 中継情報および送信データ（下りデータ）は、決定部 104で決定された MCSに従つて、符号化 107で符号化され、変調部 108で変調される。変調後の中継情報および下りデータは、送信 RF部 109でアップコンバート等の無線処理を施された後、アンテナ 101を介して送信される。

[0025] 次いで、中継方式および MCSの決定方法について説明する。なお、以下の説明では、回線品質として受信 SNRを用いる。

[0026] 決定部 104では、まず、回線品質を図 5に示すように「良」、「並」、「悪」の 3段階に分類する。各状態において通信可能な変調方式は、「良」では 16QAM、「並」では QPSK,「悪」では BPSKとする。

[0027] 次いで、決定部 104は、図 6に示すテーブルを参照し、 MS2—RS間回線品質、 R S -BS間回線品質および MS 2-RS-BS間回線品質の組合せに応じて、中継方式および MCSを決定する。決定結果は、 '0'〜 ' 5 'のいずれかの中継情報（'ΟΟΟ' 〜' 101，の 3ビットの情報）とされる。なお、図 6のテーブルでは、説明を簡単にするために、 MCSとして符号ィ匕率を省き変調方式のみを示している。

[0028] 図 6において、例えば、 MS2—RS間回線品質が「良」、 RS— BS間回線品質が「良」、 MS2— RS— BS間回線品質が「並」の場合、中継方式は非再生中継、変調方式は QPSKと決定され、この決定結果に対応する中継情報' 1 'が送信される。また、例えば、 MS2—RS間回線品質が「並」、RS— BS間回線品質カ「良」、MS2—RS— B S間回線品質力 ^悪」の場合、中継方式は再生中継、変調方式は、 MS2— RS間が QPSK, RS— BS間が 16QAMと決定され、この決定結果に対応する中継情報' 3，が送信される。

[0029] ここで、図 6に示すテーブルの作成根拠について説明する。

[0030] まず、再生中継の場合の回線品質と MCSとの対応関係を図 7のテーブルに示す。

回線品質と MCSとの対応関係は、「良」の場合 16QAM、「並」の場合 QPSK、「悪」の場合 BPSKである。また、伝送レート' bitZT'は、単位時間 T秒あたりに伝送可能なビット数を表す。ここでは、 MS2—RS間、 RS— BS間共に QPSKである場合の伝送レートを lbit/Tとする。 16QAMでは、 1シンボルあたり QPSKの 2倍のビット数を伝送可能なため、 MS2— RS間、 RS— BS間共に 16QAMである場合は、伝送レートは 2bitZTとなる。また、 BPSKでは、 1シンボルあたり伝送可能なビット数は QPSK の 2分の 1であるため、 MS2— RS間、 RS— BS間共に BPSKである場合は、伝送レートは 0.5bit/Tとなる。

[0031] 同様に、非再生中継の場合の回線品質と MCSとの対応関係を図 8のテーブルに示す。上記のように、再生中継は、非再生中継に比べ、中継処理により多くの時間がかかり、中継による遅延が大きいという短所がある。ここでは、再生中継には非再生中継の 2倍の処理時間を要するものとする。よって、 MS2—RS— BS間のMCSがQ PSKの場合の伝送レートは 2bitZTとなり、再生中継で MS2—RS間、 RS— BS間共に QPSKである場合の 2倍の伝送レートとなる。換言すれば、再生中継と非再生中継とにお、て同じ変調方式が選択されたとしても、再生中継では単位時間あたりに伝送できるビット数が非再生中継の 2分の 1になる。

[0032] ここで、図 7と図 8とを比較すると、非再生中継の回線品質が「並」以上であれば、再生中継の場合の最大伝送レート（2bitZT)以上の伝送レートを確保できることが分力り、図 7のテーブルと図 8のテーブルを図 9に示すテーブルに統合することができる。但し、再生中継では回線品質に応じた再符号ィ匕 Z再変調が行われるのに対し、非再生中継ではノイズも増幅されてしまうため、再生中継の回線品質におけるより悪い方の回線品質が非再生中継の回線品質より悪くなることはない、という前提に基づき図 9のテーブルを作成した。例えば、再生中継において、 MS2—RS間の回線品質力 S「良」、 RS— BS間の回線品質が「悪」の場合、非再生中継において MS2— RS— BS間の回線品質が「並」以上になることはないと考えられるため、再生中継において、 MS2—RS間の回線品質が「良」、 RS— BS間の回線品質が「悪」の場合、非再生中継の MS2—RS— BS間の回線品質「良」および「並」は図 9のテーブルから除外した。

[0033] そして、図 9のテーブルに基づき、 3つの回線品質の同一の組合せに対し、より大きい伝送レートが得られる中継方式と MCSとの組合せを選択してまとめたのが図 6に示すテーブルである。但し、回線品質の同一の組合せに対し伝送レートが同一の場合（例えば、図 9のテーブルにおいて、 MS2—RS間の回線品質が「良」、 RS— BS 間の回線品質が「良」、 MS2— RS— BS間の回線品質が「並」であり、再生中継および非再生中継共に伝送レートが 2bitZTになる場合）、非再生中継は再生中継に比ベ中継局の処理負荷が小さ!/、ことを考慮し、非再生中継を選択した。

[0034] よって、このような図 6に示すテーブルに基づき中継方式と MCSとの組合せを選択し、適宜、中継方式および MCSを切り替えながら中継を行うと、 MS2— RS間、 RS BS間、 MS2—RS— BS間の 3つの回線品質に応じた最適な組合せ、すなわち、 3 つの回線品質に応じて最大の伝送レートを得ることができる中継方式と MCSとの組合せにてマルチホップ通信を行うことができ、再生中継または非再生中継の常にいずれか一方の中継方式のみで中継を行う従来のマルチホップ通信に比べユーザスループットを向上することができる。

[0035] 次いで、本実施の形態に係る RS (中継局）の構成について説明する。 RSの構成を図 10に示す。

[0036] 図 10に示す RS200において、アンテナ 201を介して受信された中継情報（中継方式と MCSとの組合せを示す情報）、パイロット (再生中継用パイロット 1、非再生中継用パイロット）および上りデータは、受信 RF部 202においてダウンコンバート等の無線処理を施される。なお、中継情報は BSから受信され、ノィロットおよび上りデータは MS2から受信される。無線処理後、パイロットはパイロット判定部 203に入力され、中継情報および上りデータは切替部 205に入力される。

[0037] 判定部 203では、ノィロットに付加されたフラグに基づいて、パイロットが再生中継用パイロット 1または非再生中継用ノィロットのいずれであるかが判定され、再生中継用パイロット 1は受信品質測定部 204に入力され、非再生中継用パイロットは増幅部 206〖こ人力される。

[0038] 受信品質測定部 204では、再生中継用パイロット 1の受信品質が測定され、 MS2

RS間回線品質が得られる。そして、得られた回線品質を示す回線品質情報が符号ィ匕部 209に入力される。

[0039] 切替部 205では、中継情報と中継方式 ZMCSとの対応関係を示すテーブル（図 6 のテーブルの一部）を備え、入力された中継情報に従って、中継方式と MCSとの組合せを選択し、再生中継と非再生中継とを切り替える。例えば、図 6のテーブルを参照するに、中継情報が' 1 'の場合、 RSは非再生中継によりデータを中継し、かつ、 MS2— RS間、 RS— BS間ともに QPSKが使用される。よって、中継情報が' 1 'の場合は、 RSは非再生中継によりデータを中継するため、上りデータは増幅部 206に入力される。また、例えば、中継情報が' 4'の場合、 RSは再生中継によりデータを中継し、かつ、 MS2— RS間では 16QAM、 RS— BS間では QPSKが使用されるため、上りデータは復調部 207に入力される。また、切替部 205では、選択された MCSの情報力復調部 207、復号部 208、符号ィ匕部 209および変調部 210に入力される。

[0040] 増幅部 206では、上りデータおよび非再生中継用パイロットが増幅され、送信 RF部 211に入力される。

[0041] 一方、復調部 207に入力された上りデータは、切替部 205から指示された MS2— RS間の MCSに従って、復調部 207で復調され、復号部 208で復号された後、切替部 205から指示された RS— BS間の MCSに従って、符号ィ匕部 209で再び符号ィ匕され、変調部 210で再び変調される。変調後の上りデータは、送信 RF部 211に入力される。

[0042] また、回線品質情報および再生中継用ノィロット 2は、符号化部 209で符号化され、変調部 210で変調された後、送信 RF部 211に入力される。

[0043] 変調部 210から入力される上りデータ (再生中継される上りデータ)または増幅部 2 06から入力される上りデータ (非再生中継される上りデータ）は、送信 RF部 211でァップコンバート等の無線処理を施された後、アンテナ 201を介して BSへ送信される。また、回線品質情報、再生中継用パイロット 2および非再生中継用パイロットも、送信 RF部 211でアップコンバート等の無線処理を施された後、アンテナ 201を介して BS へ送信される。なお、中継情報は、上りデータと同様にして切り替えられる下りデータの中継方式により、 MS2へ送信される。

[0044] 以上説明したような BSおよび RSにより、図 11に示すように、 MS1が再生中継により RSを介して BSと通信しているときに、新たに MS2が接続した場合、 MS2に対しては、 MS2— RS間、 RS— BS間、 MS2— RS— BS間の 3つの回線品質に応じて最大の伝送レートを得ることができる中継方式と MCSとの組合せ（図 11では、非再生中継 ZQPSK)にてマルチホップ通信を行うことができる。このように、 MS2に対して最大の伝送レートを得ることができる中継を行うことで、新たに MS2が接続した場合でも、システムスループットを維持することができる。また、特に、 MS2に対して非再生中継が行われると、非再生中継の処理遅延は再生中継に比べて小さいため、 MS2 に対して再生中継が行われる場合に比べて MS1の通信機会が多くなり、よって、 M S1のユーザスループットの低下を防ぐことができる。さらに、 MS2に対して非再生中継を適用することによる処理遅延の減少により、システムスループットを向上することができる。

[0045] なお、 MS—RS間の通信に、符号分割多重（Code Division Multiplex； CDM)や空間分割多重（Space Division Multiplex ; SDM)等の多重化方式が使用される場合、図 6のテーブルに代えて、図 12に示すテーブルを用いることもできる。

[0046] 図 12に示すテーブルでは、再生中継における RS— BS間の回線品質と非再生中継における MS— RS— BS間の回線品質とが同じ場合にのみ非再生中継を適用する。このようなテーブルを用いることで、再生中継適用時に、 RS— BS間の回線品質が MS— RS間の回線品質よりも良好な場合は、 RS— BS間の伝送レートを MS— RS 間の伝送レートより高くすることができる。よって、図 13に示すように、 MSI— RS間のデータと MS2—RS間のデータとを多重化して伝送することができ、その結果、 RS- BS間において使用するリソースを削減することができる。また、 RS— BS間において使用するリソースの削減により、 BSと接続する他の MS (MS3)が使用できるリソースが増加し、さらにシステムスループットを向上することができる。

[0047] また、 MS2が BSのサービスエリア内に存在する場合、図 6のテーブルに代えて、図 14に示すテーブルを用いることもできる。

[0048] 図 14に示すテーブルでは、再生中継における回線品質 (MS2— RS間回線品質、 RS BS間回線品質）と非再生中継における回線品質 (MS 2— RS— BS間回線品質）に加え、 RSを介せず MS2— BS間で直接接続した場合の回線品質 (MS2— BS 間回線品質)も BSへ通知し、 BSでは、これらの回線品質から、 MS2— BS間において、直接接続、再生中継、非再生中継のいずれを行うかと MCSとを決定する。なお、直接接続の場合は MCSにかかわらず中継情報を' 0'とする。このようなテーブルを用いることで、 RSを介して通信する場合の回線品質が悪い場合、 MS2— BS間で直接接続することで、さらにスループットを向上することができる。

[0049] (実施の形態 2)

本実施の形態では、再生中継の場合に、 RSが MS— RS間の MCSを決定する。

[0050] まず、本実施の形態に係るマルチホップ通信システムの動作シーケンスについて説明する。動作シーケンスを図 15に示す。図 15では、 MS1が RSを介して BSと通信中に、 MS2が新たに接続する場合を示している。なお、以下の説明では、説明が煩雑になることを避けるために上りデータのマルチホップ通信に限定して説明するが、上りデータ同様に下りデータのマルチホップ通信も行われる。

[0051] MS2は、新たに接続したときに、 RSに対して、 MS2—RS間回線品質および MS2 —RS— BS間回線品質の双方を測定するためのノィロット信号を RSへ送信する。このパイロット信号は、再生中継用および非再生中継用として共通に使用されるパイ口ットであるため、再生中継用パイロットと非再生中継用パイロットとを区別するフラグは付カ卩しない。

[0052] このパイロット信号を受信した RSは、パイロットに対して非再生中継処理を施して、非再生中継用パイロットとして BSへ送信する。つまり、 RSは、 MCSをそのままにしたままパイロットを増幅して BSへ送信する。このとき、 RSは、非再生中継用パイロットに、非再生中継用パイロットを示すフラグを付加する。また、 RSは、受信したパイロットの受信品質 (MS2— RS間回線品質)を測定し、その回線品質に従って、再生中継の場合の MS2— RS間の MCSを選択する。回線品質が「良」の場合は 16QAM、「並」の場合は QPSK、「悪」の場合は BPSKを選択する。選択結果は MCS情報として MS2へ送信される。さらに、 RSは、 RS— BS間回線品質を測定するための新たなパイロット信号 (再生中継用ノィロット）を BSへ送信する。このとき、 RSは、再生中継用パイロットに、再生中継用パイロットを示すフラグを付加する。

[0053] 次いで、 BSは、非再生中継用パイロットの受信品質 (MS2— RS— BS間回線品質 )を測定する。また、 BSは、再生中継用パイロットの受信品質 (RS— BS間回線品質) を測定する。これにより、 BSでは、非再生中継の回線品質として MS2—RS— BS間回線品質が得られ、また、再生中継の回線品質として RS— BS間回線品質が得られる。そして、 BSでは、これら 2つの回線品質に基づいて、 RSの中継方式 (RSが再生中継または非再生中継のいずれを行うか）、および、再生中継の場合は RS— BS間の MCS、非再生中継の場合は MS2— RS— BS間の MCSを決定する。決定結果は中継情報として RSへ送信される。また、この中継情報は、 RSを介して MS2へも送信される。

[0054] MS2では、再生中継の場合は、 RS力送信された MCS情報に基づいた MCSで上りデータを符号化'変調して RSへ送信する。また、非再生中継の場合は、 BSカゝら送信された中継情報に基づいた MCSで上りデータを符号化'変調して RSへ送信する。

[0055] RSでは、中継情報に基づいて、非再生中継と再生中継とを切り替えて上りデータを中継する。すなわち、 RSは、非再生中継の場合は、 MCSをそのままにしたまま上りデータを増幅して BSへ送信する。一方、再生中継の場合は、 RSは、 RSが決定した MCSで上りデータをー且復調'復号し、中継情報に基づいた MCSで上りデータを再び符号化'変調して BSへ送信する。なお、下りデータについては、再生中継の場合、 RSは、 BSからの下りデータをー且復調'復号し、 RSが決定した MCSで下りデータを再び符号化 ·変調して MS 2へ送信する。

[0056] 次いで、本実施の形態に係る BS (基地局）の構成について説明する。 BSの構成を図 16に示す。

[0057] 図 16に示す BS300において、アンテナ 301を介して受信された非再生中継用パィロット、再生中継用パイロットおよび上りデータは、受信 RF部 302においてダウンコンバート等の無線処理を施される。無線処理後、非再生中継用パイロットおよび再生中継用パイロットは受信品質測定部 303に入力され、上りデータは復調部 305に入力される。

[0058] 上りデータは、決定部 304で決定された MCSに従って、復調部 305で復調され、復号部 306で復号される。これにより受信データが得られる。

[0059] 一方、受信品質測定部 303では、非再生中継用パイロットおよび再生中継用パイ口ットの受信品質が測定され、 MS2— RS— BS間回線品質および RS— BS間回線品質が得られる。これらの回線品質は決定部 304に入力される。なお、受信品質測定部 303は、各パイロットに付加されたフラグにより、非再生中継用ノィロットと再生中継用パイロットとを区別することができる。

[0060] 決定部 304では、 MS2—RS— BS間回線品質ぉょびRS— BS間回線品質から、 R Sの中継方式および MCSを決定する。決定方法については後述する。決定結果（中継方式および MCS)は中継情報として符号ィ匕部 307に入力される。

[0061] 中継情報および送信データ（下りデータ）は、決定部 304で決定された MCSに従つて、符号化 307で符号化され、変調部 308で変調される。変調後の中継情報および下りデータは、送信 RF部 309でアップコンバート等の無線処理を施された後、アンテナ 301を介して送信される。

[0062] 次いで、中継方式および MCSの決定方法について説明する。なお、以下の説明では、回線品質として受信 SNRを用いる。

[0063] 決定部 304では、まず、回線品質を図 5に示すように「良」、「並」、「悪」の 3段階に分類する。各状態において通信可能な変調方式は、「良」では 16QAM、「並」では QPSK、「悪」では BPSKとする。

[0064] 次いで、決定部 304は、図 17に示すテーブルを参照し、 RS— BS間回線品質と M S2—RS— BS間回線品質との組合せに応じて、中継方式および MCSを決定する。決定結果は、 '0，〜 '4，のいずれかの中継情報（ '000，〜 ' 100，の 3ビットの情報）とされる。なお、図 17のテーブルでは、説明を簡単にするために、 MCSとして符号ィ匕率を省き変調方式のみを示して、る。

[0065] 図 17のテーブルは、図 9のテーブルに基づき、 RS— BS間回線品質と MS2—RS

BS間回線品質の組合せに対し最大の伝送レートが得られる中継方式と MCSとの組合せを選択してまとめたものである。但し、回線品質の同一の組合せに対し最大の伝送レートが複数存在する場合 (例えば、図 9のテーブルにおいて、 RS— BS間回線品質が「良」、 MS2— RS— BS間の回線品質が「並」であり、再生中継および非再生中継共に最大の伝送レートが 2bitZTになる場合）、非再生中継は再生中継に比べ中継局の処理負荷が小さ、ことを考慮し、非再生中継を選択した。

[0066] また、図 9に基づき最大の伝送レートが得られる中継方式に再生中継が選択される場合、図 17において、 MS2— RS間の MCSは、 MS2— RS間回線品質に応じて RS が決定する。例えば、図 9において、 RS— BS間回線品質が「良」または「並」で、 MS 2— RS— BS間回線品質が「悪」の場合、最大の伝送レートは再生中継で得られる。但し、この場合、図 17において、 RS— BS間の MCSは図 9に基づき選択されたものであるのに対し、 MS2— RS間の MCSは、 MS2— RS間回線品質に応じて RSが決定する。

[0067] 次いで、本実施の形態に係る RS (中継局）の構成について説明する。 RSの構成を図 18に示す。 [0068] 図 18に示す RS400において、アンテナ 401を介して受信された中継情報、パイ口ットおよび上りデータは、受信 RF部 402においてダウンコンバート等の無線処理を施される。無線処理後、パイロットは受信品質測定部 403および増幅部 406に入力され、中継情報および上りデータは切替部 405に入力される。なお、中継情報は BSから受信され、ノィロットおよび上りデータは MS2から受信される。

[0069] 受信品質測定部 403では、パイロットの受信品質が測定され、 MS2— RS間回線品質が得られる。

[0070] MCS決定部 404では、 MS2—RS間回線品質に基づいて MS2—RS間の MCS が決定され、その MCS情報が復調部 407および復号部 408に入力される。また、 M S2—RS間の MCS情報は、 MS2へ通知されるため、符号化部 409に入力される。

[0071] 切替部 405では、中継情報と中継方式 ZMCSとの対応関係を示すテーブル（図 1 7のテーブルの一部）を備え、入力された中継情報に従って、中継方式と MCSとの組合せを選択し、再生中継と非再生中継とを切り替える。そして、非再生中継の場合は、上りデータは増幅部 406に入力され、再生中継の場合は、上りデータは復調部 4 07に入力される。

[0072] 増幅部 406では、上りデータおよびパイロットが増幅され、送信 RF部 411に入力される。

[0073] 一方、復調部 407に入力された上りデータは、 MCS決定部 404から指示された M S2— RS間の MCSに従って、復調部 407で復調され、復号部 408で復号された後、切替部 405から指示された RS— BS間の MCSに従って、符号ィ匕部 409で再び符号化され、変調部 410で再び変調される。変調後の上りデータは、送信 RF部 411に入力される。

[0074] また、再生中継用パイロットおよび MS2—RS間の MCS情報は、符号ィ匕部 409で符号化され、変調部 410で変調された後、送信 RF部 411に入力される。

[0075] 変調部 410から入力される上りデータ (再生中継される上りデータ)または増幅部 4 06から入力される上りデータ (非再生中継される上りデータ）は、送信 RF部 411でァップコンバート等の無線処理を施された後、アンテナ 401を介して BSへ送信される。また、再生中継用パイロット、増幅部 406で増幅されたパイロット (非再生中継用パイロット)も、送信 RF部 411でアップコンバート等の無線処理を施された後、アンテナ 4 01を介して BSへ送信される。さらに、 MS2— RS間の MCS情報は、送信 RF部 411 でアップコンバート等の無線処理を施された後、アンテナ 401を介して MS 2へ送信される。なお、中継情報は、上りデータと同様にして切り替えられる下りデータの中継方式により、 MS2へ送信される。

[0076] なお、実施の形態 1同様、 MS— RS間の通信に、 CDMや SDM等の多重化方式が使用される場合、図 17のテーブルに代えて、図 19に示すテーブルを用いることもできる。図 19に示すテーブルでは、実施の形態 1同様、再生中継における RS— BS 間の回線品質と非再生中継における MS— RS— BS間の回線品質とが同じ場合にのみ非再生中継を適用する。また、 MS2が BSのサービスエリア内に存在する場合、実施の形態 1同様、図 17のテーブルに代えて、図 20に示すテーブルを用いることもできる。

[0077] このように、本実施の形態によれば、実施の形態 1同様、ユーザスループットの低下を防ぎつつ、システムスループットを向上することができる。また、本実施の形態では、再生中継の場合、 RSが MS—RS間の MCSを決定する。このため、実施の形態 1と比較し、 MSが送信するパイロットの数を減らすことができるとともに、 RSが MS—RS 間の回線品質情報を BSへ送信する必要がなくなり、これによりスループットをさらに向上することができる。

[0078] なお、上記実施の形態では、伝送レートが最大となるように各テーブルを作成しているが、例えば「最低 1Mbpsのデータレートを満たせばよい」、「SNR= 15dBにおいて BER=0.01を満たす伝送レート」等、様々な通信システムの要求条件に応じて各テーブルを作成することも可能である。

[0079] また、上記実施の形態では、基地局が中継方式および MCSを決定する例を説明したが、参照テーブルを中継局または移動局が保持し、中継局または移動局において中継方式および MCSを決定してもよヽ。

[0080] また、上記実施の形態では、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

[0081] また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように 1チップィ匕されてもょ、。

[0082] ここでは、 LSIとした力集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ゥノレ卜ラ LSIと呼称されることちある。

[0083] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Program mable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギユラブル'プロセッサーを利用してもよい。

[0084] さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積ィ匕を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

[0085] 本明糸田書 ίま、 2005年 3月 14曰出願の特願 2005— 071775に基づくものである。

この内容はすべてここに含めておく。

産業上の利用可能性

[0086] 本発明は、高周波の無線帯域を使用する移動体通信システム等に好適である。

Claims

ある LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように 1チップィ匕されてもょ、。

この内容はすべてここに含めておく。

産業上の利用可能性