JP2011035783A

JP2011035783A - 中継装置および無線通信システム

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Publication number: JP2011035783A
Application number: JP2009181754A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Tsuboi; 秀和坪井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】リレー局装置の物理セルＩＤを変更する必要が生じる場合やフレームタイミングが変化する場合においても、配下の移動局装置との通信を切断することなく物理セルＩＤの変更やフレームタイミングの変更を可能とする。
【解決手段】移動局装置と基地局装置との無線通信を中継する中継装置であって、複数の物理セルＩＤのそれぞれに基づいた複数の信号を生成するフレーム生成部２１３−１、２１３−２と、前記信号のうち、いずれか一つを選択する選択部２１２と、前記選択された信号を、アンテナを介して出力する送信部２１０と、前記移動局装置に対して、前記複数の物理セルＩＤのいずれか一つをターゲットセルとするハンドオーバを指示する制御部２０５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、マルチキャリア通信方式を用いた通信を行なう基地局装置、リレー局装置、並びに、その基地局装置とそのリレー局装置とを用いた通信システムに関する。

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project:第３世代パートナーシッププロジェクト）において第３世代の移動通信方式を進化させたＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ（以降EUTRAと称する）、更にその発展形であるＡｄｖａｎｃｅｄＥＵＴＲＡ（LTE-Advancedとも呼ばれる）（以降A-EUTRAと称する）の検討が進められている（非特許文献１）。

図９は、ＥＵＴＲＡにおける下りリンクの無線フレームの構成の一例を示す図である。図９では、無線フレームを、横軸に時間軸をとり、縦軸に周波数軸をとって示している。無線フレームは、周波数軸を１２サブキャリア（sc）、時間軸を複数のＯＦＤＭシンボルの集合であるスロットを一単位として構成され、１２サブキャリアと１スロット長で区切られた領域をリソースブロックと呼ぶ。２つのスロットをまとめたものをサブフレームと呼び、更に１０個のサブフレームをまとめたものをフレームと呼ぶ。周波数方向には複数のリソースブロックが連続して配置され、ＢＷ＝２０ＭＨｚ帯域幅では１００リソースブロックが配置される。その両端には隣接する帯域への輻射を防止するために信号が送信されないガードバンドが配置される。

図９において凡例で示す通り、＃０、＃５サブフレームには、基地局との同期に用いるプライマリ同期チャネル（P-SCH）、セカンダリ同期チャネル（S-SCH）、およびプライマリ報知情報チャネル（P-BCH）が含まれる。移動局装置は、受信信号とＰ−ＳＣＨの複数系列のレプリカ信号との時間領域での相関をとることによってスロット同期を確立する（第１のステップ）。移動局装置は、更に受信信号とＳ−ＳＣＨの複数のレプリカ信号とで、時間領域あるいは周波数領域での相関をとり、得られたＳ−ＳＣＨの系列によってフレーム同期を確立すると共に、先に検出したＰ−ＳＣＨの系列とあわせて基地局装置を識別するための物理セルＩＤ（PCI:Physical Cell Identification）Ｎｉｄ（0≦Nid≦503）を特定する（第２のステップ）。上記第１および第２のステップでなる２つのステップをセルサーチ手順と呼ぶ。

その後の接続の際に、Ｐ−ＢＣＨを復調することで送信アンテナポート数などの主要なパラメータを取得し、その他の報知情報を下りリンク共有チャネル（DL-SCH）に配置される動的報知チャネル（D-BCH）から取得する。Ｄ−ＢＣＨに含まれる情報は、情報の種類により複数のブロックに分けられ、それぞれＳＩＢ（System Information Block）と呼ばれる単位で、個別の周期で報知される。また、各サブフレームの先頭には可変長（１〜４OFDMシンボル）の下りリンク制御信号（PDCCH）が含まれる。いくつのＯＦＤＭシンボルがＰＤＣＣＨに使われるかはＰＣＦＩＣＨと呼ばれる信号で判断する。

更に、図示していないが、各リソースブロックには復調および受信品質測定に必要な参照信号（DL-RS）が含まれる。参照信号のサブキャリア配置は上記５０４個の物理セルＩＤに対して６種類の何れかの配置パターンが対応付けられる。参照信号はＰＤＣＣＨの含まれるＯＦＤＭシンボルに加え、通常はそれ以外のＯＦＤＭシンボルにも配置される。また、参照信号はデータの復調に用いる重要な信号であるため、他の信号よりも高い電力で送信される場合がある。移動局装置は参照信号を用いて受信品質の測定や、ＰＤＣＣＨの伝播路補償を行ない、ＰＤＣＣＨに自局宛のデータ割り当てがあった場合、ＰＤＣＣＨ以降のＯＦＤＭシンボルを復調し、自局宛のデータを取得する。

また、Ａ−ＥＵＴＲＡでは、ＥＵＴＲＡとの互換性を維持しつつ、セルエッジユーザのデータスループットの改善やカバレッジの拡張を目指すリレー局装置（RN:Relay-Node）の導入が検討されている（非特許文献２）。リレー局装置とは、基地局装置からの信号を移動局装置へ伝送、または、逆に移動局装置からの信号を基地局装置に伝送する無線中継装置（無線中継局）である。リレー局装置を配置することで信号を中継（転送、リレー）することができるため、セルエッジユーザのパフォーマンスの向上、カバレッジの拡張が可能となる。また、一時的なトラフィックの増大に対応する場合や、基地局装置が停波した場合の一時的な代替手段としてリレー局装置を使用することも可能である。

非特許文献３では、リレー局装置を次のように種別に分類している。（１）レイヤ１（L1）リレー：受信データに対して送信電力制御などの単純な制御のみを行なうリレー局装置、（２）レイヤ２（L2）リレー：受信データの復調・復号、再変調と再符号化を行なうリレー局装置、（３）レイヤ３（L3）リレー：受信データを上位レイヤのプロトコルデータ（例えばIP(Internet Protocol)パケット）まで再構築し、リレー局装置独自のスケジューリングを行なうリレー局装置の３種類である。

ここで、Ｌ３リレーを行なうリレー局装置は、無線リソース制御（Radio Resource Control:RRC）機能の一部または全部を備えており、リレー局装置固有の物理セルＩＤや報知情報を持ち、移動局装置からは通常の基地局装置として認識させることも可能である。そのため、リレー局装置は、移動局装置に対する制御手順を備える必要がある。例えば、最良セルを選択するためのハンドオーバ、初期アクセス時や再接続時に移動局装置の上り同期タイミングずれを調整するために使用されるランダムアクセス手順（非特許文献４）などの制御処理方法をリレー局装置が備える必要がある。

また、リレー局装置は、移動局装置（UE:User Equipment）と同様、親となる基地局装置（DeNB:Donor eNodeB）と無線接続することにより、コアネットワークとの通信を行なう。すなわち、ＤｅＮＢはＲＮに対して、ＤｅＮＢのＡ−ＥＵＴＲＡリソースの一部を利用して、ＲＮ配下の各ＵＥ宛の信号を送信し（これを下りリレーリンクと呼ぶ）、ＲＮは、ＤｅＮＢから受信した信号を各ＵＥへ送信する（これを下りアクセスリンクと呼ぶ）。逆に、ＵＥからの上りデータはＲＮが上りアクセスリンクで受信し、上りリレーリンクを用いてＲＮからＤｅＮＢへ転送される。

ここでＬ３リレー局装置の初期動作について説明を行なう。まずリレー局装置は電源投入時に、ＤｅＮＢとなる基地局装置と無線接続する。リレー局装置が基地局装置と接続する方法については決定されていないが、移動局装置と同様のセル選択処理を行なうことが提案されている。そのため、以下に従来の移動局装置によるセル選択方法の説明を行なう。

図１０は、移動局装置のセルサーチ手順を示す図である。まず、移動局装置は近傍の基地局装置から送信される信号を受信し、３種類のＰ−ＳＣＨの自局内で保持しているレプリカと受信した信号との相関を一定期間観測し、相関ピークが最大となる時刻とＰＳＣ（Primary Synchronisation Code）の種類から、自局が同期する対象とする物理セルＩＤグループとスロットタイミングを取得する（第１のステップ）。次に移動局装置は、前記物理セルＩＤグループに対応するＰＳＣのレプリカと受信したＰ−ＳＣＨ信号との差から伝播路推定を行なう。さらに取得したスロットタイミングからＳ−ＳＣＨの位置を同定し、前述のＰ−ＳＣＨの伝播路推定結果を用いて伝播路補償を行なう。伝播路補償されたＳ−ＳＣＨからＳＳＣ（Secondary Synchronisation Code）１、ＳＳＣ２を同定し、その組み合わせから、物理セルＩＤ、フレームタイミングなどの情報を取得する（第２のステップ）。上述の処理がセルサーチ手順となる。

次にセルサーチで検出されたセルの報知情報を取得する。報知情報から前記セルへのアクセス権がない場合には再度セルサーチ手順を行ない、他のセルを検出する。アクセス権のあるセルに同期した移動局装置は、次にランダムアクセス手順を実行する。

ランダムアクセスには、ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓとＮｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ（Contention-free Random Accessとも称する）の２つのアクセス方法がある。ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓは、移動局装置間で衝突する可能性のあるランダムアクセスであり、接続処理時に通常行なわれるランダムアクセスである。また、Ｎｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓは、移動局装置間で衝突が発生しないランダムアクセスであり、迅速に移動局装置−基地局装置間の同期をとるために用いられるランダムアクセスであり、ハンドオーバ等の特別な場合に基地局装置主導で行なわれる。

ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓでは、上り同期を取る（上り同期タイミングを調整する）ためにランダムアクセスプリアンブル（単にプリアンブルとも呼ばれる）をランダムアクセスチャネルで送信する。プリアンブルには、情報を表す信号パターンであるシグネチャが含まれ、数十種類のシグネチャを用意して数ビットの情報を表現することができる。ＥＵＴＲＡでは、６ビットの情報を送信することが想定され、６４種類のシグネチャが用意されることが想定されている。６ビットの情報は、５ビットがランダムＩＤ、残りの１ビットが下りリンクのパスロスとランダムアクセス後に送信する上りデータ量に基づき決定される。ここで、ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓおよびＮｏｎ−ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓの通信手順の概略について説明する。

図１１は、ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓの手順例について示したシーケンスチャートである。ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓは、初期アクセス時、再接続時、Ｉｎｔｅｒ−ＲＡＴハンドオーバ時などに用いられる。移動局装置は、基地局装置から報知情報を受信し、送信するシグネチャを選択するためのシグネチャ情報（ランダムアクセスチャネルの無線リソース情報、シグネチャのグループ情報など）を取得する（ステップＳ１０１）。そして、ランダムアクセス要求が発生した場合（ステップＳ１０２）、シグネチャ情報に基づいてシグネチャを選択し、ランダムアクセスチャネルを用いて選択したプリアンブルを基地局装置へ送信する（ステップＳ１０３）。

基地局装置は、移動局装置からランダムアクセスチャネルを受信すると、送信されたプリアンブルから移動局装置と基地局装置間の上り同期タイミングずれ（Timing Advance）を算出し、ランダムアクセス応答（ランダムアクセスレスポンス）を送信するためにスケジューリングを行ない、移動局装置に対して仮の識別子であるＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩ（Cell-Radio Network Temporary Identifier）を割り当て、下り共用制御チャネル（PDCCH）にプリアンブルを送信した移動局装置宛の応答を示す識別子であるＲＡ−ＲＮＴＩ（Random Access-Radio Network Temporary Identifier）と下りデータチャネルのリソース割当て情報を配置し、下りデータチャネル（PDSCH）に上り同期タイミングずれ情報、上りスケジューリング情報、ＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩおよび受信したプリアンブルのシグネチャＩＤ番号（またはランダムID）を配置し、ランダムアクセス応答として前記下り共用制御チャネルと前記下りデータチャネルを送信する（ステップＳ１０４）。

移動局装置は、下り共用制御チャネル（PDCCH）にＲＡ−ＲＮＴＩがあることを確認すると、下りデータチャネル（PDSCH）に配置されたランダムアクセス応答の中身を確認し、送信したプリアンブルのシグネチャＩＤ番号（またはランダムID）が含まれる応答を抽出する。そして、上り同期タイミングずれを補正し、スケジューリングされた無線リソースでＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩを含む上りスケジューリングデータを送信する（ステップＳ１０５）。なお、移動局装置は、基地局装置からのランダムアクセス応答を一定期間待ち続け、送信したプリアンブルのシグネチャＩＤ番号を含んだランダムアクセス応答を受信しない場合は、再度、プリアンブルを送信する。

基地局装置は、移動局装置からの上りスケジューリングデータを受信すると、受信した上りスケジューリングデータに含まれるＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩを使用して移動局装置間で衝突が起こっているかどうかを移動局装置に判断させるための下りスケジューリングデータを移動局装置に送信する（ステップＳ１０６）。前記下りスケジューリングデータは、コンテンションレゾリューションとも呼ばれる。移動局装置は、下りスケジューリングデータを制限時間内に正しく受信することにより、ランダムアクセスが成功したと判断し、ランダムアクセス手順を終了する。そして、ＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩを一時的なものでなく、当該セルにおいて移動局装置を識別するための識別子（C-RNTI）として使用する。

一方、ハンドオーバ等で用いられるＮｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｅｄｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓでは、基地局装置がシグネチャＩＤ番号を選択して移動局装置に通知する。移動局装置は、通知されたシグネチャを使用し、ランダムアクセスチャネルでプリアンブルを送信する。基地局装置は、移動局装置からのプリアンブルを受信すると、プリアンブルから移動局装置−基地局装置間の同期タイミングずれを算出し、下り共用制御チャネル（PDCCH）に、ランダムアクセスチャネルを送信した移動局装置宛の応答を示すためにＣ−ＲＮＴＩを配置し、同期タイミングずれ情報を含んだランダムアクセス応答を送信する。移動局装置は、受信したランダムアクセス応答から同期タイミングずれを補正し、ランダムアクセスが正しく完了したと判断する。

前記ランダムアクセス手順により、移動局装置は、基地局装置との接続やハンドオーバを行なうことができる。すなわち、リレー局装置も同様の処理を行なうことにより基地局装置との接続やハンドオーバを行なうことができる。

しかしながら、リレー局装置は、基地局装置との間で通常の移動局装置として接続を行なう一方、リレー局装置と接続する移動局装置との通信（アクセスリンク）を行なう。そのため、基地局装置から送信される信号（リレーリンク）を常に監視する必要がある場合、リレー局装置と接続する移動局装置との通信（アクセスリンク）を行なうことができなくなってしまう。このため、時分割でリレーリンクとアクセスリンクを切り替える手法が提案されている。すなわち、リレーリンクとしてＤｅＮＢ−ＲＮ間の通信の可能性があるサブフレームを予め上位レイヤのシグナリングなどを用いて割り当てておき、残りをアクセスリンクとしてＲＮ−ＵＥ間の通信用に利用する。

図１２は、非特許文献５に提案されているリレー局装置の下りリンクサブフレーム構成の一例を示す。図１２の左側の（ある時点における）サブフレームでは、リレー局装置から配下の移動局装置に対する下りリンク信号の送信が行なわれ、右側の（次の）サブフレームでは、リレー局装置は、制御信号（PDCCH）である先頭部分のＯＦＤＭシンボルのみを配下の移動局装置に対して送信し、残りを基地局装置からの信号の受信に割り当てる。この際、リレー局配下の移動局装置に対しては報知情報によって前記右側のサブフレームがＭＢＳＦＮサブフレームであることが予め通知される。移動局装置は、ＭＢＳＦＮサブフレームに設定されたサブフレームでは制御信号（PDCCH）の含まれるＯＦＤＭシンボル以外を無視するため、リレー局装置は、ＰＤＣＣＨの含まれないＯＦＤＭシンボルにおいて参照信号を含めすべての信号を送信する必要がなくなり、ＤｅＮＢからの信号を受信することが可能となる。

ここで、非特許文献５記載のＥＵＴＲＡにおけるＴｙｐｅ１のフレーム構造においては、リレー局装置がアクセスリンクで送信するサブフレーム＃０、４、５、９は、ＳＣＨ（Synchronization Channel）、Ｐ−ＢＣＨ、移動局装置への着呼を通知するページング信号などが配置されるため、アクセスリンクとして設定される。他のサブフレームは、リレーリンクの通信量やＱｏＳ（Quality of Service）に応じてリレーリンクとアクセスリンクが割り当てられる。例えばリレーリンクの通信量が少ない場合や、ＱｏＳが低い場合にはリレーリンクとするサブフレームを少なく設定し、リレーリンクの通信量が多い場合や、要求されるＱｏＳが高い場合にはリレーリンクとするサブフレームを多く設定するなどが考えられる。

また、上記Ｌ３リレー局装置のうち、移動することが可能なリレー局装置（Group Mobility）についても検討がなされている。例えば、電車やバスなどの多人数を収容する乗り物に装備されたリレー局装置などが該当する。移動するリレー局装置は、移動によりリレーリンクの接続先の基地局装置を変更する（ハンドオーバする）仕組みが必要である。リレー局装置のハンドオーバは移動局装置と同様の方法によって実現することができる。

3GPP TR36.913,Requirements for Further Advancements for E-UTRA.V8.0.0http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36913.htm 3GPP TR36.814,Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects.V1.0.0http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36814.htm Ericsson,R1-082024,3GPP TSG-RAN1 Meeting #53,Kansas City,MO,USA,May 5-9,2008 3GPP TS36.321,Medium Access Control(MAC);Protocol specification.V8.4.0http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36321.htm 3GPP TS36.211,Technical Specification Group Radio Access Network;Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);Physical Channels and Modulation(Release 8).V8.4.0(2008-09)http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36211.htm

しかしながら、リレー局装置はアクセスリンクにて自局の物理セルＩＤに基づいた信号を送信しており、リレー局装置のアクセスリンクで利用している物理セルＩＤと周辺のセルの物理セルＩＤが同じとなる場合、あるいは物理セルＩＤに対応する参照信号の配置が同一となる場合において大きな干渉を生じてしまう。すなわち、リレー局装置のアクセスリンクで使用する物理セルＩＤが、近傍のマクロセルと同一の物理セルＩＤとなる場合、物理セルＩＤに基づいた信号のスクランブルの効果が無効となり、移動局装置における復調が困難となる。また、異なる物理セルＩＤである場合においても、信号の復調に用いる参照信号の配置は５０４個の物理セルＩＤに対して６種類のパターンが定義されるため、配置が重複する場合がある。この場合も参照信号同士の干渉により、移動局装置における復調精度が劣化してしまう。このように、移動するリレー局装置は干渉を低減するための仕組みを導入する必要がある。

また、移動するリレー局装置はリレーリンクにおいてＤｅＮＢとの通信を行なうためにサブフレーム単位で同期をとる必要があるが、前述のＭＢＳＦＮサブフレームの仕組みを用いる場合、アクセスリンクも前記リレーリンクと同様にＤｅＮＢに対してフレーム同期をとることになる。すなわち、ハンドオーバ元とハンドオーバ先の基地局装置のフレームタイミングが異なる場合、アクセスリンクのフレームタイミングも変化してしまい、アクセスリンクの通信を維持することができなくなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、リレー局装置の物理セルＩＤを変更する必要が生じる場合やフレームタイミングが変化する場合においても、配下の移動局装置との通信を切断することなく物理セルＩＤの変更やフレームタイミングの変更を可能とする中継装置および無線通信システムを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の中継装置は、移動局装置と基地局装置との無線通信を中継する中継装置であって、複数の物理セルＩＤのそれぞれに基づいた複数の信号を生成するフレーム生成部と、前記信号のうち、いずれか一つを選択する選択部と、前記選択された信号を、アンテナを介して出力する送信部と、前記移動局装置に対して、前記複数の物理セルＩＤのいずれか一つをターゲットセルとするハンドオーバを指示する制御部と、を備えることを特徴とする。

このように、複数の物理セルＩＤのそれぞれに基づいた複数の信号を生成し、これらの信号のうち、いずれか一つを選択することにより、リレー局装置（中継装置）は、セルＤ（リレー局装置）において通信を行なっている移動局装置との接続を切断することなく、新たな物理セルＩＤのセルを構成することが可能となる。また、例えば、上記物理セルＩＤの変更を乗り物がセルＡ（移動前）にて行なうことにより、セルＢ（移動後）へ乗り物が移動した際にも、セルＣ（セルＡからは離れているが、セルＢの隣）との干渉を防ぐことができる。また、セルＢの移動局装置がセルＤと同じ物理セルＩＤのセルへのハンドオーバ処理を行なう場合にセルＣとセルＤを識別することが可能となる。

（２）また、本発明の中継装置において、前記選択部は、サブフレーム単位で前記信号の選択を行なうことを特徴とする。

このように、サブフレーム単位で信号の選択を行なうので、同一アンテナを用いて送信する場合には、ＰＣＩ変更前とＰＣＩ変更後とで移動局装置における受信品質に大きな差が生じないため、移動局装置が受信状態（受信電力や受信品質）を新たに測定、レポートする必要がない。すなわち、変更後のＰＣＩに基づいた信号に対する測定およびレポートを行なわない場合において、移動局装置が変更後のＰＣＩに基づいた同期チャネル信号や報知情報チャネル信号を受信できない確率を低減させることが可能となる。

（３）また、本発明の中継装置において、前記フレーム生成部は、前記物理セルＩＤの変更前のフレームと、前記物理セルＩＤ変更後のフレームとを出力し、前記選択部は、少なくとも、前記物理セルＩＤ変更前のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号と、前記物理セルＩＤ変更後のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号とがフレームに含まれるように前記信号の選択を行なうことを特徴とする。

このように、物理セルＩＤの変更前のフレームと、物理セルＩＤ変更後のフレームとを出力するので、移動局装置は、セルサーチを実施してターゲットセルへの同期を行なうことができる。

（４）また、本発明の中継装置において、前記各物理セルＩＤは、接続可能な複数の基地局装置の信号送信タイミングと一意に関連付けられており、前記送信部は、前記各物理セルＩＤに基づいて生成された信号を、前記各基地局装置の送信タイミングに基づいて送信することを特徴とする。

このように、各物理セルＩＤに基づいて生成された信号を、各基地局装置の送信タイミングに基づいて送信するので、リレー局装置は、セルＤにおいて通信を行なっている移動局装置との接続を切断することなく新たな物理セルＩＤのセルを構成し、さらにハンドオーバ先の基地局装置とのサブフレーム同期を行なうことが可能となる。また、上記物理セルＩＤの変更を乗り物がセルＡからセルＢへハンドオーバする際に実施しておくことにより、セルＣとの干渉を防ぐことができる。

（５）また、本発明の中継装置において、前記フレーム生成部は、ハンドオーバ元の基地局装置のフレームタイミングを、ハンドオーバ先の基地局装置のフレームタイミングに合わせたフレームを生成し、前記選択部は、少なくとも、前記ハンドオーバ元の基地局装置のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号と、前記ハンドオーバ先の基地局装置のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号とがフレームに含まれるように前記信号の選択を行なうことを特徴とする。

このように、ハンドオーバ元の基地局装置のフレームタイミングを、ハンドオーバ先の基地局装置のフレームタイミングに合わせたフレームを生成するので、移動局装置は、セルサーチを実施してターゲットセルへの同期を行なうことができる。

（６）また、本発明の無線通信システムは、基地局装置と、（１）から（５）のいずれかに記載の中継装置と、移動局装置と、から構成されることを特徴とする。

このように、基地局装置と、（１）から（５）のいずれかに記載の中継装置と、移動局装置と、から構成されるので、リレー局装置は、セルＤにおいて通信を行なっている移動局装置との接続を切断することなく、新たな物理セルＩＤのセルを構成することが可能となる。また、例えば、上記物理セルＩＤの変更を乗り物がセルＡにて行なうことにより、セルＢへ乗り物が移動した際にも、セルＣとの干渉を防ぐことができる。また、セルＢの移動局装置がセルＤと同じ物理セルＩＤのセルへのハンドオーバ処理を行なう場合にセルＣとセルＤを識別することが可能となる。

本発明に係る通信システムによれば、リレー局装置が物理セルＩＤやフレームタイミングの変更を、配下の移動局装置の接続を切断することなく実施することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける基地局装置の一例を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおけるリレー局装置の一例を示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける移動局装置の一例を示す概略ブロック図である。本発明の通信システムに係るセル構成の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係るリレー局装置が物理セルＩＤを変更するときの、下りアクセスリンクで送信するフレーム構成の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態に係るハンドオーバ（物理セルIDの変更）手順の概要を示すシーケンスチャートである。本発明の第２の実施形態に係るリレーリンク接続先のセルが変更される場合の、リレー局装置のハンドオーバ（物理セルIDおよびフレームタイミングの変更）手順の概要を示すシーケンスチャートである。本発明の第２の実施形態に係るリレーリンクの接続先のセルが変更される場合の、下りリレーリンクと下りアクセスリンクで送信するフレーム構成の一例を示す図である。ＥＵＴＲＡにおける下りリンクの無線フレームの構成の一例を示す図である。移動局装置のセルサーチ手順を示す図である。ＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓの手順例について示したシーケンスチャートである。非特許文献５に提案されているリレー局装置の下りリンクサブフレーム構成の一例を示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
以下、図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１、図２、図３は、それぞれ本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける基地局装置、リレー局装置、移動局装置の一例を示す概略ブロック図である。図４は、本発明の通信システムにおけるセル構成の一例を示す図である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける基地局装置の一例を示す概略ブロック図である。図１で例示する基地局装置１００は、受信部１０１、復調部１０２、復号部１０３、上位レイヤ１０４、制御部１０５、符号部１０６、参照信号生成部１０７、変調部１０８、多重部１０９、送信部１１０、受信アンテナ１１１、送信アンテナ１１２から構成される。図１において、基地局装置１００のその他の構成要素は本実施形態に関係ないため省略してある。

上位レイヤ１０４は、リレー局制御のための下りリレー局制御データと、移動局装置向けの下りトラフィックデータおよび下り制御信号とを、符号部１０６へ入力する。移動局装置向けとは、リレー局装置（中継装置）経由の通信も含まれる。符号部１０６は、入力されたデータを符号化し、変調部１０８へ入力する。変調部１０８は、符号化した信号の変調、および自局の物理セルＩＤに基づいたスクランブリング処理を行なう。参照信号生成部１０７は、自局の物理セルＩＤに基づいた下り参照信号を生成する。また、変調部１０８から出力される信号と参照信号生成部１０７で生成される下り参照信号は、多重部１０９にて周波数領域にマッピングされる。多重部１０９からの出力信号は、送信部１１０に入力される。送信部１１０は、周波数領域の信号を時間領域の信号へ変換し、既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行なう。送信部１１０から出力された信号は送信アンテナ１１２から送信される。

また、受信アンテナ１１１で受信された信号は、受信部１０１へ入力される。受信部１０１は、移動局装置およびリレー局装置から受信した信号をベースバンドのデジタル信号に変換し、変換後の信号は復調部１０２へ入力されて復調される。復調部１０２では、受信部１０１で変換された信号に含まれる参照信号をもとに伝播路補償を行ない、制御部１０５から入力されるパラメータ（変調方式、周波数ホッピングパターンなど）に従って、参照信号以外の信号の復調を行なう。復調された信号は続いて復号部１０３へ入力されて復号され、正しく復号された上りリレー局制御データや上り制御信号や上りトラフィックデータを上位レイヤ１０４へと出力する。

これら各ブロックの制御に必要な制御情報は、上位レイヤ１０４より制御部１０５へ入力される。送信に関連する制御情報は、制御部１０５により送信制御情報として、符号部１０６、参照信号生成部１０７、変調部１０８、多重部１０９、送信部１１０の各ブロックに適切に入力される。受信に関連する制御情報は、制御部１０５により受信制御情報として、受信部１０１、復調部１０２、復号部１０３の各ブロックに適切に入力される。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおけるリレー局装置の一例を示す概略ブロック図である。図２で例示するリレー局装置２００は、受信部２０１、復調部２０２、復号部２０３、上位レイヤ２０４、制御部２０５、第１の符号部２０６−１、第２の符号部２０６−２、第３の符号部２０６−３、第１の参照信号生成部２０７−１、第２の参照信号生成部２０７−２、第３の参照信号生成部２０７−３、第１の変調部２０８−１、第２の変調部２０８−２、第３の変調部２０８−３、第１の多重部２０９−１、第２の多重部２０９−２、第３の多重部２０９−３、選択部２１２、下り送信部（請求項１の送信部）２１０、上り送信部２１４、制御情報選択部２１１、受信アンテナ２１５、下り送信アンテナ２１６、上り送信アンテナ２１７から構成される。図２において、リレー局装置２００のその他の構成要素は本実施形態に関係ないため省略してある。

また、ここでは、基地局装置１００との通信と移動局装置との通信とで、同一の受信アンテナを用いる構成となっているが、それぞれ異なるアンテナを用いることも可能であるし、上りリレーリンクと上りアクセスリンクとで同じアンテナを用いて、下りリレーリンクと下りアクセスリンクとで同じアンテナを用いてもよい。

上位レイヤ２０４は、基地局装置１００から移動局装置への下りトラフィックデータおよび下り制御信号とを、第１の符号部２０６−１へ入力する。下りトラフィックデータと下り制御信号は、基地局装置１００から送信された各データを受信部２０１で受信したものが上位レイヤ２０４経由で送信される。第１の符号部２０６−１は、入力されたデータを符号化し、第１の変調部２０８−１へ入力する。第１の変調部２０８−１は、符号化した信号の変調を行なう。また、第１の参照信号生成部２０７−１は下り参照信号を生成する。第１の変調部２０８−１から出力される信号と第１の参照信号生成部２０７−１で生成される各参照信号とは、第１の多重部２０９−１にて多重される。

また、上位レイヤ２０４は、基地局装置１００へ送信する上りリレー局制御データと、移動局装置から基地局装置１００への上りトラフィックデータおよび上り制御信号とを、第３の符号部２０６−３へ入力する。上りトラフィックデータと上り制御信号は、移動局装置から送信された各データを受信部２０１で受信したものが上位レイヤ２０４経由で送信される。第３の符号部２０６−３は、入力されたデータを符号化し、第３の変調部２０８−３へ入力する。第３の変調部２０８−３は、符号化した信号の変調を行なう。第３の参照信号生成部２０７−３は、上りトラフィックデータの復調に用いる参照信号と、上り制御信号の復調に用いる参照信号と、伝播品質測定のためのサウンディング参照信号とを生成する。第３の変調部２０８−３から出力される信号と第３の参照信号生成部２０７−３で生成される各参照信号とは、第３の多重部２０９−３にて多重される。

ここで、第１の符号部２０６−１、第１の参照信号生成部２０７−１、第１の変調部２０８−１、第１の多重部２０９−１から構成される処理部を第１のフレーム生成部２１３−１と定義し、第３の符号部２０６−３、第３の参照信号生成部２０７−３、第３の変調部２０８−３、第３の多重部２０９−３から構成される処理部を第３のフレーム生成部２１３−３と定義する。

また、第２の符号部２０６−２は、物理セルＩＤ（PCI）を変更する際に送信される下り制御信号および下りトラフィックデータを符号化し、第２の変調部２０８−２へ入力する。第２の変調部２０８−２は、符号化した信号の変調を行なう。第２の参照信号生成部２０７−２は、変更後の物理セルＩＤに基づいた下り参照信号を生成する。第２の変調部２０８−２から出力される信号と第２の参照信号生成部２０７−２で生成される参照信号とは、第２の多重部２０９−２にて多重される。

第２の符号部２０６−２、第２の参照信号生成部２０７−２、第２の変調部２０８−２、第２の多重部２０９−２から構成される処理部を第２のフレーム生成部２１３−２と定義する。

第１のフレーム生成部２１３−１と第２のフレーム生成部２１３−２からの出力信号は、選択部２１２で何れかの信号が選択され、下り送信部２１０に入力される。下り送信部２１０は、入力された信号を既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行なう。下り送信部２１０から出力された信号は下り送信アンテナ２１６から送信される。また、第３のフレーム生成部２１３−３からの出力信号は、上り送信部２１４に入力される。上り送信部２１４は、入力された信号を既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行なう。上り送信部２１４から出力された信号は上り送信アンテナ２１７から送信される。

また、受信アンテナ２１５で受信された信号は、受信部２０１へ入力される。受信部２０１は、移動局装置または基地局装置１００から受信した信号をベースバンドのデジタル信号に変換し、変換後の信号は復調部２０２へ入力されて復調される。復調部２０２で復調された信号は続いて復号部２０３へ入力されて復号され、正しく復号された制御信号やトラフィックデータを上位レイヤ２０４へと出力する。また、基地局装置１００から送信された下りリレー局制御データも、上位レイヤ２０４へ出力される。これら各ブロックの制御に必要な制御情報は、各局との送受信に先立って制御情報選択部２１１で選択され、制御部２０５へ入力される。リレー局制御データの送受信を行なう場合、制御部２０５へはリレー局制御情報が入力される。また、基地局装置１００と制御信号、トラフィックデータの送受信を行なう場合、制御部２０５へは基地局装置制御情報が入力される。また、移動局装置と制御信号、トラフィックデータの送受信を行なう場合、制御部２０５へは移動局装置制御情報が入力される。

上述した各制御情報に関し、送信に関連する制御情報は、制御部２０５により送信制御情報として、第１の符号部２０６−１、第２の符号部２０６−２、第３の符号部２０６−３、第１の参照信号生成部２０７−１、第２の参照信号生成部２０７−２、第３の参照信号生成部２０７−３、第１の変調部２０８−１、第２の変調部２０８−２、第３の変調部２０８−３、第１の多重部２０９−１、第２の多重部２０９−２、第３の多重部２０９−３、選択部２１２、下り送信部２１０、上り送信部２１４の各ブロックに適切に入力される。受信に関連する制御情報は、制御部２０５により受信制御情報として、受信部２０１、復調部２０２、復号部２０３の各ブロックに適切に入力される。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムにおける移動局装置の一例を示す概略ブロック図である。図３で例示する移動局装置３００は、受信部３０１、復調部３０２、復号部３０３、上位レイヤ３０４、制御部３０５、符号部３０６、参照信号生成部３０７、変調部３０８、多重部３０９、送信部３１０、受信アンテナ３１１、送信アンテナ３１２から構成される。図３において、移動局装置３００のその他の構成要素は本実施形態に関係ないため省略してある。移動局装置３００は、携帯電話機、携帯情報端末等として構成される。上位レイヤ３０４は、上りトラフィックデータおよび上り制御信号を符号部３０６へ入力する。符号部３０６は、入力されたデータを符号化し、変調部３０８へ入力する。変調部３０８は、符号化した信号の変調を行なう。

また、参照信号生成部３０７は、上りトラフィックデータの復調に用いる参照信号と、上り制御信号の復調に用いる参照信号と、伝播品質測定のためのサウンディング参照信号とを生成する。変調部３０８から出力される信号と参照信号生成部３０７で生成される上り参照信号とは、多重部３０９にて多重される。多重部３０９からの出力信号は、送信部３１０に入力される。送信部３１０は、入力された信号を既定の周波数の搬送波にのせて電力増幅を行なう。送信部３１０から出力された信号は送信アンテナ３１２から送信される。

また、受信アンテナ３１１で受信された信号は、受信部３０１へ入力される。受信部３０１は、受信した信号をベースバンドのデジタル信号に変換し、変換後の信号は復調部３０２へ入力されて復調される。復調部３０２では、受信部３０１で変換された信号に含まれる参照信号（通信相手局の物理セルIDに基づいて生成された既知の信号）をもとに伝播路補償を行ない、制御部３０５から入力されるパラメータ（通信相手局の物理セルIDに基づくスクランブリング解除符号、変調方式など）に従って、参照信号以外の信号の復調を行なう。復調された信号は続いて復号部３０３へ入力されて復号され、正しく復号された下り制御信号や下りトラフィックデータや上り参照信号ＩＤを上位レイヤ３０４へと出力する。

これら各ブロックの制御に必要な制御情報は、上位レイヤ３０４より制御部３０５へ入力される。送信に関連する制御情報は、制御部３０５により送信制御情報として、符号部３０６、参照信号生成部３０７、変調部３０８、多重部３０９、送信部３１０の各ブロックに適切に入力される。受信に関連する制御情報は、制御部３０５により受信制御情報として、受信部３０１、復調部３０２、復号部３０３の各ブロックに適切に入力される。

図４は、本発明の通信システムに係るセル構成の一例を示す図である。上述した基地局装置１００、リレー局装置２００、および移動局装置３００から構成される通信システムにおけるセル構成の一例を、図４を参照して説明する。この例では、基地局装置１００Ａ管轄の物理セルＩＤ＝１のセルＡと、基地局装置１００Ｂ管轄の物理セルＩＤ＝２のセルＢと、基地局装置１００Ｃ管轄の物理セルＩＤ＝３のセルＣとがあり、これらのセル内にはリレー局装置２００Ａを具備する乗り物４００Ａ（バス、電車など）がある。また、乗り物４００Ａ内は物理セルＩＤ＝３のセルＤがあり、乗り物４００Ａ内には移動局装置３００Ａが存在する。上記配置にて、リレー局装置２００Ａは基地局装置１００Ａとリレーリンクの通信を行ない、乗り物４００Ａ内の移動局装置３００Ａとアクセスリンクの通信を行なっている。

この状態において、乗り物４００Ａが移動によりセルＢからセルＣに近づく場合、セルＣの物理セルＩＤとセルＤの物理セルＩＤが同一であるため、フレームタイミングが同一の場合には移動局装置３００ＡがセルＣからの干渉信号を誤って復調してしまう恐れがあり、フレームタイミングが異なる場合においても、セルＢ内の移動局装置３００Ｂが物理セルＩＤ＝３のセルへのハンドオーバ処理を行なう場合にセルＣとセルＤを識別できないなどの不都合が生じる。そのため、リレー局装置２００ＡはセルＤの物理セルＩＤを以下に示す方法で変更する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るリレー局装置２００Ａが物理セルＩＤを変更するときの、下りアクセスリンクで送信するフレーム構成の一例を示す図である。図５において物理セルＩＤ（PCI）を変更する前のリレー局装置２００Ａは、物理セルＩＤ＝３に基づいた信号を前述の図２における第１のフレーム生成部を用いて生成し、送信している。次にリレー局装置２００Ａは、変更後のＰＣＩ（例えば物理セルID=4）に基づいた信号（少なくとも同期チャネル信号と報知情報チャネル信号と下り参照信号）を、ＰＣＩ変更前のフレーム構成におけるサブフレーム＃２がＰＣＩ変更後のサブフレーム＃０となるタイミングで、第２のフレーム生成部２１３−２を用いて生成する。

第１のフレーム生成部２１３−１で生成された信号と、第２のフレーム生成部２１３−２で生成された信号とは、選択部２１２に入力される。選択部２１２は、少なくとも、ＰＣＩ変更前フレームにおけるサブフレーム＃０、＃５が、第１のフレーム生成部２１３−１からの信号となり、ＰＣＩ変更前フレームにおけるサブフレーム＃２、＃７（PCI変更後フレームにおける＃０、＃５）が、第２のフレーム生成部２１３−２からの信号となるよう選択する。選択部２１２から出力された信号は、送信部２１０で既定の周波数の搬送波にのせられ電力増幅が行なわれる。送信部２１０から出力された信号は下り送信アンテナ２１６から送信される。上記フレーム信号を送信するリレー局装置２００Ａは、次にセルＤでリレー局装置２００Ａと通信を行なっている移動局装置３００Ａに対して、物理セルＩＤ＝４のセルに対するハンドオーバを指示する。

図６は、本発明の第１の実施形態に係るハンドオーバ（物理セルIDの変更）手順の概要を示すシーケンスチャートである。図で示すように、リレー局装置２００Ａは移動局装置３００Ａに対してハンドオーバ指示のためにＲＲＣメッセージとしてＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを送信する（ステップＳ２０１）。ＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎにはハンドオーバ先セル（ターゲットセル）の物理セルＩＤ（本実施形態では物理セルID=4）やキャリア周波数情報やＣ−ＲＮＴＩなどが含まれる。

ＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを受信した移動局装置３００Ａは前述のセルサーチ手順を実施して、ＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに含まれるターゲットセル（物理セルID=4）の物理セルＩＤをもとに、ターゲットセル（物理セルID=4）への同期を行ない報知情報チャネルを受信する（ステップＳ２０２）。続いて、前記Ｃ−ＲＮＴＩを用いてＮｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｅｄｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ手順を実施する（ステップＳ２０３）。移動局装置３００ＡはＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ手順が成功するとターゲットセルに対してＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅを送信する（ステップＳ２０４）。ターゲットセルでは受信したＣ−ＲＮＴＩとＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅからハンドオーバを指示した移動局装置３００Ａであることを照合する。上記ハンドオーバ手順により、セルＤ内で物理セルＩＤ＝３で通信状態にある移動局装置３００Ａがすべて物理セルＩＤ＝４のセルへ移動した後、リレー局装置２００Ａは、第１のフレーム生成部の信号生成を停止し、ＰＣＩ変更後のフレーム信号を第２のフレーム生成部にて生成して出力する。

以上の処理により、リレー局装置２００Ａは、セルＤにおいて通信を行なっている移動局装置３００Ａとの接続を切断することなく、新たな物理セルＩＤのセルを構成することが可能となる。また、上記物理セルＩＤの変更を乗り物４００ＡがセルＡにて行なうことにより、セルＢへ乗り物４００Ａが移動した際にも、セルＣとの干渉を防ぐことができる。また、セルＢの移動局装置３００Ｂが物理セルＩＤ＝３のセルへのハンドオーバ処理を行なう場合にセルＣとセルＤを識別することが可能となる。さらに本実施形態で示すように、ＰＣＩ変更前とＰＣＩ変更後の信号をサブフレーム単位で切り替えて、同一アンテナを用いて送信する場合には、ＰＣＩ変更前とＰＣＩ変更後とで移動局装置３００Ａにおける受信品質に大きな差が生じないため、移動局装置３００Ａが受信状態（受信電力や受信品質）を新たに測定、レポートする必要がない。すなわち、変更後のＰＣＩに基づいた信号に対する測定およびレポートを行なわない場合において、移動局装置３００Ａが変更後のＰＣＩに基づいた同期チャネル信号や報知情報チャネル信号を受信できない確率を低減させることが可能となる。

また、前記説明において、選択部２１２は、少なくとも、ＰＣＩ変更前フレームにおけるサブフレーム＃０、＃５が、第１のフレーム生成部２１３−１からの信号となり、ＰＣＩ変更前フレームにおけるサブフレーム＃２、＃７（PCI変更後フレームにおける＃０、＃５）が、第２のフレーム生成部２１３−２からの信号となるよう選択することにより、ＰＣＩ変更前後の同期チャネルおよびプライマリ報知情報チャネルを取得できるようにしているが、残りのサブフレームに関しては、ページング信号送信のために、ＰＣＩ変更前フレームにおけるサブフレーム＃４、＃９が、第１のフレーム生成部２１３−１からの信号となり、ＰＣＩ変更前フレームにおけるサブフレーム＃１、＃６（PCI変更後フレームにおける＃４、＃９）が、第２のフレーム生成部２１３−２からの信号となるよう選択し、ＰＣＩ変更前フレームにおけるサブフレーム＃３、＃８をリレーリンクの受信用にＭＢＳＦＮサブフレームに設定することなどが考えられる。

なお、本実施形態では、ＰＣＩ変更前の信号を第１のフレーム生成部から出力し、ＰＣＩ変更後の信号を第２のフレーム生成部から出力しているが、さらに変更が必要となる場合は、第１のフレーム生成部と第２のフレーム生成部を入れ替えて（読み替えて）上記手順を行なうことにより同様にＰＣＩを変更することが可能であり、以降の実施形態においても同様である。

［第２の実施形態］
前記第１の実施形態では、リレーリンク接続先のセルが変更されない（リレー局装置２００Ａがセル間をハンドオーバしない）状態について説明を行なった。本実施形態ではリレーリンクの接続先のセルが変更される場合について説明を行なう。本実施形態の基地局装置１００、リレー局装置２００Ａ、移動局装置３００Ａは、それぞれ第１の実施形態の図１、図２、図３と同じ構成とする。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るリレーリンク接続先のセルが変更される場合の、リレー局装置２００Ａのハンドオーバ（物理セルIDおよびフレームタイミングの変更）手順の概要を示すシーケンスチャートである。図４のセル構成において、リレー局装置２００Ａは通信中のソースセル（基地局装置１００Ａ）から、ハンドオーバ指示のためにＲＲＣメッセージとしてＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを受信する（ステップＳ３０１）。ハンドオーバ指示を受けたリレー局装置２００Ａは、ＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに含まれるターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）の物理セルＩＤをもとに、ターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）への同期を行ない報知情報チャネルを受信する（ステップＳ３０２）。

次にリレー局装置２００Ａは、Ｃ−ＲＮＴＩを用いてＮｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｅｄｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ手順を実施する（ステップＳ３０３）。リレー局装置２００ＡはＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ手順が成功すると、ターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）に対してＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅを送信する（ステップＳ３０４）。ターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）では受信したＣ−ＲＮＴＩとＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅからハンドオーバを指示したリレー局装置２００Ａであることを照合する。次にリレー局装置２００Ａは、ソースセル（基地局装置１００Ａ）のフレームタイミングとターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）のフレームタイミングをもとに、例えば図８に示すフレーム構成の信号を生成し、下りアクセスリンクで送信する（ステップＳ３０５）。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るリレーリンクの接続先のセルが変更される場合の、下りリレーリンクと下りアクセスリンクで送信するフレーム構成の一例を示す図である。図８では、各物理セルＩＤが、接続可能な複数の基地局装置の信号送信タイミングと一意に関連付けられており、ターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）の下りリンクフレームの先頭がソースセル（基地局装置１００Ａ）のサブフレーム＃２の途中にある例を示す。ハンドオーバ後のリレー局装置２００Ａは、下りアクセスリンクのフレームとして、ハンドオーバ前フレームのサブフレーム＃０、５が、第１のフレーム生成部２１３−１からの信号となり、ハンドオーバ前フレームにおけるサブフレーム＃２、＃３、＃７、＃８が、第２のフレーム生成部２１３−２からの信号となるよう選択する。（図８におけるハンドオーバ後の下りアクセスリンクフレーム１）選択部２１２から出力された信号は、送信部２１０で既定の周波数の搬送波にのせられ電力増幅が行なわれる。送信部２１０から出力された信号は下り送信アンテナ２１６から送信される。

次にリレー局装置２００Ａは、移動局装置３００Ａに対して第１の実施形態と同様に、ハンドオーバ指示のためにＲＲＣメッセージとしてＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを含むＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎを送信する（ステップＳ３０６）。ＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎにはターゲットセル（リレー局装置２００Ａ）の物理セルＩＤ（本実施形態では物理セルID=4）やキャリア周波数情報やＣ−ＲＮＴＩなどが含まれる。ハンドオーバ指示を受けた移動局装置３００Ａは、ＭｏｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに含まれるターゲットセル（物理セルID=4）の物理セルＩＤをもとに、ターゲットセル（物理セルID=4）への同期を行ない報知情報チャネルを受信する（ステップＳ３０７）。

続いて、前記Ｃ−ＲＮＴＩを用いてＮｏｎ−ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｅｄｂａｓｅｄＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ手順を実施する（ステップＳ３０８）。移動局装置３００ＡはＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ手順が成功するとターゲットセル（物理セルID=4）に対してＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅを送信する（ステップＳ３０９）。ターゲットセル（物理セルID=4）では受信したＣ−ＲＮＴＩとＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅからハンドオーバを指示した移動局装置３００Ａであることを照合する。

上記ハンドオーバ手順により、セルＤ内で物理セルＩＤ＝３で通信状態にある移動局装置３００Ａがすべて物理セルＩＤ＝４のセルへ移動した後、リレー局装置２００Ａは、第１のフレーム信号生成部の信号生成を停止し、第２のフレーム生成部からの信号のみを出力する。（図８におけるハンドオーバ後の下りアクセスリンクフレーム２）また、前述の移動局装置３００Ａがすべて物理セルＩＤ＝４のセルへ移動した後に、リレー局装置２００Ａはターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）に対してＰＣＩ変更完了の通知を行なってもよい。この場合、ターゲットセル（基地局装置１００Ｂ）は、前記ＰＣＩ変更完了の通知を受信するまでは、リレー局装置２００Ａに対しての通信を通常のスケジューリングではなく、限定されたサブフレームのみを用いるスケジューリングなどに切り替えることができる。

以上の処理により、リレー局装置２００Ａは、セルＤにおいて通信を行なっている移動局装置３００Ａとの接続を切断することなく新たな物理セルＩＤのセルを構成し、さらにハンドオーバ先の基地局装置１００Ｂとのサブフレーム同期を行なうことが可能となる。また、上記物理セルＩＤの変更を乗り物４００ＡがセルＡからセルＢへハンドオーバする際に実施しておくことにより、セルＣとの干渉を防ぐことができる。さらに本実施形態で示すように、ＰＣＩ変更前とＰＣＩ変更後の信号をサブフレーム単位で切り替えて、同一アンテナを用いて送信する場合には、ＰＣＩ変更前とＰＣＩ変更後とで移動局装置３００Ａにおける受信品質に大きな差が生じないため、移動局装置３００Ａが受信状態（受信電力や受信品質）を新たに測定、レポートする必要がない。すなわち、変更後のＰＣＩに基づいた信号に対する測定およびレポートを行なわない場合において、移動局装置３００Ａが変更後のＰＣＩに基づいた同期チャネル信号や報知情報チャネル信号を受信できない確率を低減させることが可能となる。

また、リレーリンクのハンドオーバ元とハンドオーバ先のセルがサブフレーム同期している場合（例えばGPS等を利用して基地局装置１００間の同期がなされている同期ネットワーク上のセルや、同一基地局装置１００が生成するセルである場合）は、サブフレームタイミングの変更をする必要はないため、ハンドオーバ後の下りアクセスリンクの１つのサブフレーム＃０を送信するためにハンドオーバ前の２つのサブフレーム（＃２、＃３）を用いる必要がなくなり、リソースの有効利用を図ることが可能となる。

以上述べた実施形態において、物理セルＩＤを変更するリレー局装置２００について説明を行なったが、これに限定されるものではなく、基地局装置１００においても同様の方法によって物理セルＩＤの変更やフレームタイミングの変更を行なうことは可能である。なお、以上説明した実施の形態において、リレー局装置２００、移動局装置３００および基地局装置１００の各部の機能またはこれらの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより移動局装置３００や基地局装置１００の制御を行なっても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、この発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ基地局装置
２００、２００Ａリレー局装置
２０５制御部
２１０下り送信部
２１２選択部
２１３フレーム生成部
３００、３００Ａ、３００Ｂ移動局装置

Claims

移動局装置と基地局装置との無線通信を中継する中継装置であって、
複数の物理セルＩＤのそれぞれに基づいた複数の信号を生成するフレーム生成部と、
前記信号のうち、いずれか一つを選択する選択部と、
前記選択された信号を、アンテナを介して出力する送信部と、
前記移動局装置に対して、前記複数の物理セルＩＤのいずれか一つをターゲットセルとするハンドオーバを指示する制御部と、を備えることを特徴とする中継装置。
前記選択部は、サブフレーム単位で前記信号の選択を行なうことを特徴とする請求項１記載の中継装置。
前記フレーム生成部は、前記物理セルＩＤの変更前のフレームと、前記物理セルＩＤ変更後のフレームとを出力し、
前記選択部は、少なくとも、前記物理セルＩＤ変更前のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号と、前記物理セルＩＤ変更後のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号とがフレームに含まれるように前記信号の選択を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２記載の中継装置。
前記各物理セルＩＤは、接続可能な複数の基地局装置の信号送信タイミングと一意に関連付けられており、
前記送信部は、前記各物理セルＩＤに基づいて生成された信号を、前記各基地局装置の送信タイミングに基づいて送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の中継装置。
前記フレーム生成部は、ハンドオーバ元の基地局装置のフレームタイミングを、ハンドオーバ先の基地局装置のフレームタイミングに合わせたフレームを生成し、
前記選択部は、少なくとも、前記ハンドオーバ元の基地局装置のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号と、前記ハンドオーバ先の基地局装置のフレームの同期チャネル信号、報知情報チャネル信号および下り参照信号とがフレームに含まれるように前記信号の選択を行なうことを特徴とする請求項４記載の中継装置。
基地局装置と、請求項１から請求項５のいずれかに記載の中継装置と、移動局装置と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。