JP5598535B2 - 移動通信システム、無線中継装置、移動通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Description

本件は移動通信システム、無線中継装置、移動通信装置および無線通信方法に関する。

現在、携帯電話システムや無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）などの移動通信システムが多く利用されている。また、無線通信の更なる高速化・大容量化を図るべく、次世代の移動通信技術について継続的に活発な議論が行われている。

移動通信システムでは、基地局装置と移動通信装置との間に、無線通信を中継する無線中継装置を設ける場合がある。無線中継装置を設けることで、建物などの影響で無線通信が困難なエリア（デッドスポット）のカバー、基地局装置が管理するセルの範囲の拡張、スループットの向上などを図ることができる。無線中継装置の中には、基地局装置のセルとは独立したセルを管理し、移動通信装置に対して基地局装置と同様に振る舞うものがある。例えば、無線中継装置のセルに基地局装置のセルとは別個のセルＩＤを付与し、移動通信装置にアクセス先のセルが無線中継装置のセルか否かを意識させないようにする方法が提案されている（例えば、非特許文献１の第９節参照）。

なお、複数のノードを経由した無線通信が可能な無線ネットワークに関して、ある１つのノードが報知情報を含むサブフレームを他の１つのノードに送信する技術が提案されている。このサブフレームには、自ノードの識別情報、自ノードの送信出力レベル、コアノード（基地局装置）から自ノードまでの経路情報などの情報が含まれる（例えば、特許文献１の段落［００２５］〜［００２７］参照）。

特開２００８−１０９６１４号公報

3GPP (3rd Generation Partnership Project), "Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)", TR 36.814 V1.5.0, 2009-11.

しかし、移動通信装置は、接続先が基地局装置か無線中継装置かを区別しないと、無線中継装置経由の通信を適切に制御できない場合があるという問題がある。
例えば、無線中継装置の使用可能な無線リソースが基地局装置より少ない場合、移動通信装置は、そのような制限があることを考慮した通信制御を行える方が好ましい。電波干渉を抑制するために無線中継装置と移動通信装置の間で無線通信を行わないタイミングが予め設定されている場合も同様である。また、無線中継装置の送信電力が基地局装置と異なる場合、移動通信装置は、送信電力の違いを考慮した品質測定を行える方が好ましい。また、無線中継装置を経由するか否かによって基地局装置と移動通信装置との間の伝送遅延時間が異なるため、無線中継装置の存在を考慮した遅延制御を行える方が好ましい。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、無線中継装置経由の通信を適切に制御することができる移動通信システム、無線中継装置、移動通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、基地局装置と無線中継装置と複数の移動通信装置とを含む移動通信システムが提供される。基地局装置は、基地局装置に接続する第１の移動通信装置および無線中継装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報を生成する第１の生成部と、第１の報知情報を送信する第１の送信部とを有する。無線中継装置は、第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報を生成する第２の生成部と、第２の報知情報を送信する第２の送信部とを有する。第２の移動通信装置は、第１および第２の報知情報を受信する受信部と、受信した第１および第２の報知情報を用いて、無線中継装置に接続して行う無線通信を制御する制御部とを有する。

また、上記課題を解決するために、受信部と生成部と送信部とを有する無線中継装置が提供される。受信部は、基地局装置から、基地局装置に接続する第１の移動通信装置および自装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報を受信する。生成部は、第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報を生成する。送信部は、受信した第１の報知情報および生成した第２の報知情報を送信する。

また、上記課題を解決するために、受信部と制御部とを有する移動通信装置が提供される。受信部は、基地局装置に接続する第１の移動通信装置および無線中継装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報と、第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報とを受信する。制御部は、受信した第１および第２の報知情報を用いて、無線中継装置に接続して行う無線通信を制御する。

また、上記課題を解決するために、無線通信方法が提供される。基地局装置が、基地局装置に接続する第１の移動通信装置および無線中継装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報を送信する。無線中継装置が、第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報を送信する。第２の移動通信装置が、第１および第２の報知情報を受信し、受信した第１および第２の報知情報に基づいて、無線中継装置と無線通信を行う。

上記移動通信システム、無線中継装置、移動通信装置および無線通信方法によれば、無線中継装置経由の通信を適切に制御することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

第１の実施の形態の移動通信システムを示す図である。 第２の実施の形態の移動通信システムを示す図である。 コンポーネントキャリアの設定例を示す図である。 無線フレームの構造例を示す図である。 拡張報知チャネルの割り当て例を示す図である。 中継局の送受信のタイミング例を示す図である。 基地局と移動局の間の中継経路の例を示す図である。 中継局が報知するリレー情報の例を示す図である。 基地局を示すブロック図である。 中継局を示すブロック図である。 中継局を示すブロック図（続き）である。 移動局を示すブロック図である。 中継局を介した第１の通信例を示すシーケンス図である。 中継局を介した第２の通信例を示すシーケンス図である。 第１の変形例の基地局を示すブロック図である。 第１の変形例の中継局を示すブロック図である。 中継局を介した通信の第１の変形例を示すシーケンス図である。 第２の変形例の基地局を示すブロック図である。 中継局を介した通信の第２の変形例を示すシーケンス図である。 第３の変形例の移動局を示すブロック図である。 中継局を介した通信の第３の変形例を示すシーケンス図である。

以下、本実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の移動通信システムを示す図である。第１の実施の形態の移動通信システムは、基地局装置１、無線中継装置２および移動通信装置３，４を有する。

基地局装置１は、移動通信装置３，４と直接または無線中継装置２経由で通信を行う。無線中継装置２は、基地局装置１と移動通信装置３，４との間で無線通信を中継することができる。無線中継装置２は、固定無線通信装置でも移動通信装置でもよい。基地局装置１と無線中継装置２の間に他の無線中継装置が介在してもよい。移動通信装置３，４は、基地局装置１または無線中継装置２に接続して無線通信を行う。ここでは、移動通信装置３が基地局装置１に接続し、移動通信装置４が無線中継装置２に接続する場合を考える。

基地局装置１は、第１の生成部１ａおよび第１の送信部１ｂを有する。第１の生成部１ａは、第１の報知情報を生成する。第１の報知情報は、基地局装置１に接続する移動通信装置３と無線中継装置２に接続する移動通信装置４とが共通に用いる情報である。第１の報知情報は、例えば、移動通信システムが使用する周波数帯域の帯域幅を示す情報などを含む。第１の送信部１ｂは、第１の生成部１ａが生成した第１の報知情報を送信（報知）する。第１の報知情報は、例えば、報知チャネルで送信される。

無線中継装置２は、第２の生成部２ａおよび第２の送信部２ｂを有する。第２の生成部２ａは、無線中継装置２に接続する移動通信装置４は用いるが、基地局装置１に接続する移動通信装置３は用いなくてもよい情報である。第２の報知情報は、例えば、無線中継装置２が使用可能な無線リソースについての情報、無線中継装置２が行う無線通信のタイミングについての情報、無線中継装置２の送信電力を示す情報、無線通信の中継回数を示す情報などを含む。第２の送信部２ｂは、第２の生成部２ａが生成した第２の報知情報を送信（報知）する。第２の報知情報は、例えば、報知チャネルで送信される。

ここで、無線中継装置２は、基地局装置１が生成し送信した第１の報知情報を転送してもよい。すなわち、基地局装置１から第１の報知情報を受信し、受信した第１の報知情報を無線中継装置２の報知チャネルで再送信してもよい。その際、基地局装置１から受信した第１の報知情報を復調・復号し、再符号化・再変調して転送するようにしてもよい。第１の報知情報と第２の報知情報とは、同一の報知チャネルで送信してもよいし異なる報知チャネルで送信してもよい。

移動通信装置４は、受信部４ａおよび制御部４ｂを有する。受信部４ａは、基地局装置１または無線中継装置２から第１の報知情報を受信し、無線中継装置２から第２の報知情報を受信する。第１の報知情報と第２の報知情報は、同一タイミングで受信してもよいし異なるタイミングで受信してもよい。制御部４ｂは、受信部４ａが受信した第１および第２の報知情報を用いて、無線中継装置２に接続して行う無線通信を制御する。第１および第２の報知情報は、無線中継装置２との接続を確立する際に参照してもよいし、接続確立後の通信制御において参照してもよい。

例えば、制御部４ｂは、第２の報知情報に含まれる、無線中継装置２が使用可能な無線リソースについての情報に基づいて、現在の通信相手が無線中継装置であることなどを認識する。また、無線中継装置２が行う無線通信のタイミングについての情報に基づいて、無線信号処理を停止する時間区間を設定して省電力化を図る。また、無線中継装置２の送信電力を示す情報を用いて、セル毎の品質測定やセル選択を行う。また、無線通信の中継回数を示す情報を用いて、基地局装置１と移動通信装置４の間の伝送遅延制御を行う。

このような第１の実施の形態に係る移動通信システムでは、基地局装置１が、基地局装置１に接続する移動通信装置３および無線中継装置２に接続する移動通信装置４による処理に用いられる第１の報知情報を送信する。また、無線中継装置２が、移動通信装置４による処理に用いられる第２の報知情報を送信する。移動通信装置４は、第１および第２の報知情報を受信し、受信した報知情報に基づいて、無線中継装置２と無線通信を行う。

このように、基地局装置１に接続して無線通信を行う場合、移動通信装置３は、基地局装置１が生成した第１の報知情報を参照すればよい。一方、無線中継装置２に接続して無線通信を行う場合、移動通信装置４は、第１の報知情報に加えて無線中継装置２が生成した第２の報知情報を参照する。これにより、無線中継装置２を経由した通信を適切に制御することが可能となる。

このような移動通信システムは、例えば、標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において議論されているＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（Long Term Evolution - Advanced、以下ＬＴＥ−Ａと略す）システムとして実現することができる。ただし、上記の無線通信方法は、もちろん、他の種類の移動通信システムに適用することも可能である。

［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態の移動通信システムを示す図である。第２の実施の形態に係る移動通信システムは、基地局１００、中継局２００，２００ａ，２００ｂおよび移動局３００，４００含む。この移動通信システムは、例えば、ＬＴＥ−Ａシステムとして実現することができる。

基地局１００は、直接または中継局２００，２００ａ，２００ｂ経由で、移動局３００，４００と無線通信を行う無線通信装置である。基地局１００は、有線の上位ネットワーク（図示せず）に接続され、上位ネットワークと移動局３００，４００との間でデータを転送する。基地局１００は、少なくとも１つのセルを管理している。基地局１００は、後述するように、無線通信にコンポーネントキャリア（ＣＣ：Component Carrier）と呼ばれる周波数帯域を複数（例えば５つ）使用する。なお、基地局はＢＳと呼ぶことがある。

中継局２００，２００ａ，２００ｂは、基地局１００と移動局３００，４００との間で無線通信を中継できる無線通信装置である。中継局２００，２００ａ，２００ｂは、それぞれ、基地局１００のセルとは独立なセルを管理している。基地局１００および中継局２００，２００ａ，２００ｂのセルには、互いに異なるセルＩＤが付与される。中継局２００，２００ａ，２００ｂは、後述するように、５つのコンポーネントキャリアのうちの一部（例えば、１つ）を無線通信に使用する。なお、中継局は、ＲＳ（Relay Station）やＲＮ（Relay Node）と呼ぶことがある。

移動局３００，４００は、基地局１００または中継局２００，２００ａ，２００ｂに接続して無線通信を行う無線端末装置であり、例えば、携帯電話機や携帯情報端末装置などである。移動局３００，４００は、基地局１００からデータを受信すると共に、基地局１００へデータを送信する。ここでは、移動局３００は基地局１００に接続して無線通信を行い、移動局４００は中継局２００，２００ａ，２００ｂの１つ（特に、中継局２００）に接続して無線通信を行う場合を考える。なお、移動局はＭＳ（Mobile Station）と呼ぶことがある。

図３は、コンポーネントキャリアの設定例を示す図である。基地局１００は、移動局３００との通信に、最大で５つのコンポーネントキャリア（ＣＣ＃１〜ＣＣ＃５）を使用できる。中継局２００，２００ａ，２００ｂは、基地局１００や移動局４００との通信に、ＣＣ＃１〜＃５の一部（例えば、ＣＣ＃３）を使用できる。中継局２００，２００ａ，２００ｂの使用できるコンポーネントキャリアが少ないのは、基地局１００よりも収容する移動局が少ないことが想定されるためである。

双方向通信のために周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）を用いる場合、下りリンク（ＤＬ：DownLink）および上りリンク（ＵＬ：UpLink）それぞれについて、ＣＣ＃１〜＃５の周波数帯域が確保される。以下では、単にコンポーネントキャリアと呼ぶ場合、ＤＬ用の周波数帯域とＵＬ用の周波数帯域の組を指すことがある。ＤＬとＵＬ共に各コンポーネントキャリアの帯域幅は、例えば２０ＭＨｚであり、移動通信システム全体の帯域幅は、例えば１００ＭＨｚとなる。基地局１００は、ＣＣ＃１〜＃５それぞれについて無線リソースの割り当て（スケジューリング）を行う。中継局２００，２００ａ，２００ｂは、移動局４００との通信に用いる無線リソースの割り当てを行う。

なお、図３の例では、ＦＤＤにより双方向通信を実現しているが、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）により双方向通信を実現することも可能である。その場合、周波数軸上では、ＤＬとＵＬとを区別せずに、５つの周波数帯域が設けられる。また、上記説明では、全てのコンポーネントキャリアの帯域幅を２０ＭＨｚに設定するとしたが、他の帯域幅（例えば、１．４ＭＨｚ，３ＭＨｚ，５ＭＨｚ，１０ＭＨｚ，１５ＭＨｚなど）に設定してもよい。また、全てのコンポーネントキャリアの帯域幅を同一に設定しなくてもよい。

図４は、無線フレームの構造例を示す図である。ＣＣ＃１〜＃５それぞれにおいて、図４に示すような無線フレームが送信される。基地局１００と中継局２００の間と、中継局２００と移動局４００の間とでは、異なる無線フレームが送信される。ここでは、ＦＤＤにより双方向通信を実現する場合を想定している。１０ｍｓの無線フレームは、１ｍｓのサブフレーム（サブフレーム＃０〜＃９）を１０個含む。

ＤＬ無線フレームでは、サブフレーム＃０，＃５に、同期信号を送信するためのプライマリ同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ：Primary Synchronization CHannel）とセカンダリ同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ：Secondary Synchronization CHannel）が設定される。サブフレーム＃０に、報知情報を送信するための物理報知チャネル（ＰＢＣＨ：Physical Broadcast CHannel）と拡張物理報知チャネル（Ｅ−ＰＢＣＨ：Extended Physical Broadcast CHannel）が設定される。サブフレーム＃４，＃９に、移動局の呼び出し（ページング）情報を送信するためのページングチャネル（ＰＣＨ：Paging CHannel）を含む下りリンク物理共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared CHannel）が設定される。

無線フレーム内の無線リソースは、周波数方向および時間方向に細分化されて管理される。例えば、ＤＬフレームにはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が、ＵＬフレームにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）やＮｘＳＣ−ＦＤＭＡ（N Times Single-Carrier Frequency Multiple Access）が用いられる。周波数×時間の領域上の無線リソースが、各種チャネルに割り当てられる。無線リソースの割り当て制御は、サブフレーム単位で行われる。

時間方向について、サブフレームは２つのスロットを含む。スロットは、７個または６個のシンボルを含む。シンボル間には、ＣＰ（Cyclic Prefix）と呼ばれるインターバル信号が挿入される。通常ＣＰと拡張ＣＰという長さの異なる２種類のＣＰが存在する。通常ＣＰの場合、１スロットに７シンボルが含まれ、拡張ＣＰの場合、１スロットに６シンボルが含まれる。周波数方向について、各サブフレームは複数のサブキャリアを含む。

図５は、拡張報知チャネルの割り当て例を示す図である。図５において横方向が周波数方向であり、縦方向が時間方向である。図５の例は、ＣＰとして通常ＣＰを用いた場合、すなわち、１スロットに７シンボルが含まれる場合を示している。

サブフレーム＃０の前半スロット（スロット＃０）の第１シンボルには、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator CHannel）とＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid automatic repeat request Indicator CHannel）が設定される。ＰＣＦＩＣＨは、下りリンク物理制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control CHannel）に用いるシンボルの数を通知するためのチャネルである。ＰＨＩＣＨは、データの受信に対するＡＣＫ（ACKnowledgement）応答またはＮＡＣＫ（Negative ACKnowledgement）応答を返すためのチャネルである。ＰＨＩＣＨは、第３シンボルに設定することもある。

また、スロット＃０の第１シンボルには、上記のＰＤＣＣＨが設定される。ＰＤＣＣＨは、Ｌ１／Ｌ２（Layer 1/Layer 2）の制御情報を送信するためのチャネルである。ＰＤＣＣＨは、第２，第３シンボルにも設定されることがある。ＰＤＣＣＨのシンボル数は、１個〜３個の間で可変である。

また、スロット＃０の第６シンボルには、Ｓ−ＳＣＨが設定され、第７シンボルには、Ｐ−ＳＣＨが設定される。Ｐ−ＳＣＨは、所定数（例えば、３個）のプライマリ同期信号系列のうちの何れか１つが送信されるチャネルである。Ｓ−ＳＣＨは、所定数（例えば、１６８個）のセカンダリ同期信号系列のうちの何れか１つが送信されるチャネルである。Ｐ−ＳＣＨ系列とＳ−ＳＣＨ系列の組み合わせ（例えば、３個×１６８個＝５０４通りの組み合わせ）が、セルＩＤと対応している。

サブフレーム＃０の後半スロット（スロット＃１）の第１〜第４シンボルには、ＰＢＣＨが設定され、第５〜第７シンボルには、Ｅ−ＰＢＣＨが設定される。ＰＢＣＨは、ＬＴＥ（ＬＴＥ−Ａの前世代の規格）およびＬＴＥ−Ａで共通に定義された報知チャネルである。Ｅ−ＰＢＣＨは、ＬＴＥでは定義されていない報知チャネルである。周波数×時間の領域上で、ＰＢＣＨとＥ−ＰＢＣＨは時間方向に隣接している。隣接することで、両者のチャネル検出が容易となる。ＰＢＣＨを設定する周波数とＥ−ＰＢＣＨを設定する周波数は、同一でもよいし異なってもよい。

基地局１００に接続する移動局３００と中継局２００（または、他の中継局）に接続する移動局４００とが共通に参照する報知情報は、ＰＢＣＨで送信される。この報知情報には、例えば、ＰＢＣＨが設定されたコンポーネントキャリアの帯域幅を示す情報が含まれる。一方、中継局２００（または、他の中継局）に接続する移動局４００が参照するリレーに関する報知情報（リレー情報）は、後述するように、ＰＢＣＨで送信される可能性やＥ−ＰＢＣＨで送信される可能性がある。

また、ＤＬ無線フレームでは、上記チャネルに使用される無線リソース以外の無線リソースの一部を用いて、既知のパイロット信号である参照信号（ＲＳ：Reference Signal）が送信される。中継局２００，２００ａ，２００ｂや移動局３００，４００は、参照信号を用いて、受信電力や受信品質を測定することができる。

なお、図５に示すＥ−ＰＢＣＨの設定位置は一例であり、他の位置に設定してもよい。例えば、次のような設定位置も考えられる：（１）スロット＃０の第４，第５シンボル（２）スロット＃０の第４，第５シンボルとスロット＃１の第５〜第７シンボル（３）スロット＃１の第７シンボル（４）スロット＃０の第４シンボル（５）スロット＃１の第６シンボル。また、周波数×時間の領域上で、ＰＢＣＨとＥ−ＰＢＣＨとは周波数方向に隣接していてもよい。

図６は、中継局の送受信のタイミング例を示す図である。中継局２００は、電波干渉を抑制するため、ＤＬについて、基地局１００からの受信と移動局４００への送信を同時に行わないよう制御する。すなわち、移動局４００側の送信処理を行っている間は、基地局１００側の受信処理を停止する。これは、移動局４００への送信信号が基地局１００側の受信回路に回り込み、受信品質が低下する可能性があるからである。同様に、ＵＬについて、移動局４００からの受信と基地局１００への送信を同時に行わないよう制御する。

中継局２００と移動局４００の間で通信を行わないタイミング（基地局１００と中継局２００の間で通信を行うタイミング）は、基地局１００または中継局２００が予め決めておく。ＵＬのタイミングとＤＬのタイミングは、連動させてもよいし、互いに独立に設定してもよい。ＤＬについて、中継局２００が移動局４００への送信を行わないタイミングを、例えば、基地局１００がＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast and multicast service Single Frequency Network）送信を行うタイミングに設定する方法が考えられる。

ＭＢＳＦＮ送信は、複数の基地局が同一タイミング且つ同一周波数で同一内容のデータを送信する通信形態である。通常のサブフレームには通常ＣＰが使用されるのに対し、ＭＢＳＦＮ送信が行われるサブフレーム（ＭＢＳＦＮサブフレーム）には拡張ＣＰが使用される。ＭＢＳＦＮ送信は、同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ，Ｓ−ＳＣＨ）、報知チャネル（ＰＢＣＨ，Ｅ−ＰＢＣＨ）およびページングチャネル（ＰＣＨ）の何れも設定されていないサブフレームで行われる。すなわち、サブフレーム＃１〜＃３，＃６〜＃８の何れか１つまたは複数で、ＭＢＳＦＮ送信が行われる。

ここで、サブフレーム＃７が通常のサブフレームであり、サブフレーム＃８がＭＢＳＦＮサブフレームであるとする。サブフレーム＃７では、基地局１００は、配下の移動局３００に対してデータを送信できる。また、中継局２００は、配下の移動局４００に対してデータを送信できる。しかし、中継局２００は、基地局１００からのデータを受信しない。一方、サブフレーム＃８では、基地局１００は、中継局２００および配下の移動局３００に対してデータを送信できる。しかし、中継局２００は、移動局４００に対してデータを送信しない。

従って、移動局４００は、サブフレーム＃８が中継局２００がデータを送信しないサブフレームであると知っていれば、サブフレーム＃８のデータが伝送される区間では、受信処理を停止することができる。図６ではＤＬのタイミングを示したが、ＵＬのタイミングについても同様の制御を行うことが可能である。また、中継局２００ａ，２００ｂも、中継局２００と同様の制御を行う。

なお、上記タイミング制御は、基地局１００と中継局２００の間の通信に使用する周波数帯域（または無線リソース）と、中継局２００と移動局４００の間の通信に使用する周波数帯域（または無線リソース）とが、重複している場合を想定している。すなわち、周波数帯域が重複することに伴う電波干渉を避けるために、送信停止区間を設定している。これに対し、基地局１００と中継局２００の間で使用する周波数帯域と、中継局２００と移動局４００の間で使用する周波数帯域とが、重複しなければ、送信停止区間を設けなくてもよい。

図７は、基地局と移動局の間の中継経路の例を示す図である。基地局１００と移動局４００は、複数の中継局を経由して通信を行うこともできる。図７に示すように、中継局２００ａは、基地局１００と中継局２００ｂとの間で無線通信を中継する。また、移動局４００が中継局２００ａに接続した場合、基地局１００と移動局４００との間で無線通信を中継する。中継局２００ｂは、移動局４００が中継局２００ｂに接続した場合、中継局２００ａと移動局４００との間で無線通信を中継する。図７では、２つの中継局を直列接続しているが、３つ以上の中継局を直列接続することも可能である。

ここで、基地局１００と移動局４００との間のホップ数を定義する。ホップ数は、例えば、経由する中継局の数と定義することができる。この場合、移動局４００が中継局２００ａに接続すると、ホップ数は１である。中継局２００ｂに接続すると、中継局２００ａ，２００ｂを経由するため、ホップ数は２である。ただし、経由する無線リンクの数をホップ数と定義することも可能である。この場合、移動局４００が中継局２００ａに接続すると、ホップ数は２である。中継局２００ｂに接続すると、ホップ数は３である。

また、移動局４００にとっての個別のホップ数に加えて、直列接続された複数の中継局全体のホップ数を定義することができる。全体のホップ数は、移動局４００が基地局１００から最も遠い中継局（例えば、中継局２００ｂ）に接続した場合のホップ数である。例えば、基地局１００から末端の中継局に向かって中継局の数をカウントアップしていき、末端の中継局から基地局１００に向かって決定した全体のホップ数を伝搬させることで、各中継局は全体のホップ数を知ることができる。

図８は、中継局が報知するリレー情報の例を示す図である。中継局２００は、移動局４００が中継局２００経由の通信を適切に制御できるよう、図８に示すようなリレー情報を報知する。リレー情報は、ＲＳ使用の有無、ＲＳタイミング、ＲＳ送信電力およびホップ数の情報を含む。ただし、中継局２００は、これら４種類のうち一部の種類の情報のみを報知してもよい。中継局２００ａ，２００ｂも同様にリレー情報を報知する。

ＲＳ使用の有無の情報は、リレー情報が報知されているコンポーネントキャリアが、中継局２００の使用するコンポーネントキャリアであることを示す情報（例えば、フラグ）である。移動局４００は、ＲＳ使用の有無の情報を参照することで、通信相手が中継局であること、そのコンポーネントキャリアが中継局の使用するものであることを認識する。

ＲＳタイミングの情報は、中継局２００と配下の移動局との間の通信タイミングに関する情報である。移動局４００は、ＲＳタイミングの情報を参照することで、無線信号処理（例えば、中継局２００からの無線信号の受信処理）を間欠的に停止することができる。ＲＳタイミングの情報は、ＵＬタイミングとＤＬタイミングの情報を含んでもよい。

このＲＳタイミングの情報は、基地局１００と中継局２００の間の通信タイミングを示す情報でも、中継局２００と移動局４００の間の通信タイミングを示す情報でもよい。また、通信を行うタイミングを示す情報でも、通信を行わないタイミングを示す情報でもよい。何れの表現形式であっても、移動局４００は、無線信号処理を停止可能なタイミングを判断することができる。タイミングは、データ送信を行わない（または、行う）サブフレームの番号、サブフレーム番号の集合、先頭のサブフレーム番号と連続するサブフレーム数など、任意の方法で表現することができる。

ＲＳ送信電力の情報は、中継局２００が送信するパイロット信号である参照信号の送信電力を示す情報である。移動局４００は、ＲＳ送信電力の情報を参照することで、受信電力から伝搬ロスを算出することができる。そして、算出した伝搬ロスを用いて、セル選択や送信電力制御を適切に行うことができる。

すなわち、移動局４００は、参照信号の受信電力を測定し、参照信号の送信元の送信電力と測定した受信電力とから伝搬ロスを算出する。もし、送信電力が送信元によらず一定でありその送信電力が既知であれば、移動局４００は伝搬ロスを容易に算出できる。しかし、基地局１００と中継局２００では、セル半径が異なり、参照信号の送信電力も異なることが想定される。そこで、中継局２００は、送信電力の情報を報知する。移動局４００は、送信電力の情報を受信することで、伝搬ロスを容易に算出できるようになる。

また、移動局４００は、周辺セルの参照信号の受信電力を測定し、受信電力レベルに基づいてアクセス先のセルを選択する。しかし、中継局２００の送信電力は、基地局１００の送信電力より小さいことが想定される。よって、単純に受信電力レベルを比較する方法では、移動局４００が中継局２００の近くに位置していても、基地局１００のセルを選択してしまうことが起こり得る。そこで、移動局４００は、受信電力レベルを比較する際、算出した伝搬ロスに応じて中継局２００の受信電力レベルを補正する（底上げする）。これにより、中継局２００を有効に活用してスループットを向上させることができる。

更に、移動局４００は、算出した伝搬ロスを用いて、移動局４００から中継局２００への送信電力を制御することができる。また、移動局４００が算出した伝搬ロスを中継局２００に通知することで、中継局２００は、中継局２００から移動局４００への送信電力を制御することができる。移動局４００は、伝搬ロスを通知する代わりに、伝搬ロスに応じた送信電力制御（ＴＰＣ：Transmission Power Control）コマンドを送信してもよい。

ホップ数の情報は、中継局２００を経由する通信パスにおける中継回数を示す情報である。ホップ数の情報には、移動局４００にとってのホップ数を示す情報と、中継局２００を経由する最長の通信パスのホップ数を示す情報とが含まれる。移動局４００は、ホップ数の情報を参照することで、基地局１００との間の伝送遅延制御を適切に行える。

すなわち、移動通信システムでは、要求されるサービス品質（ＱｏＳ：Quality of Service）に応じて最大伝送遅延時間を設定することがある。例えば、音声通話などのリアルタイム通信については、短い最大伝送遅延時間を設定することがある。しかし、基地局１００と移動局４００との間のホップ数が増加すると、両者の間の伝送遅延も大きくなる。特に、データを復調・復号し再符号化・再復号して転送する中継方式を採用した中継局を経由すると、伝送遅延が大きく増加する。

そこで、移動局４００は、ホップ数に応じた伝送遅延制御を行う。例えば、ホップ数に応じた最大伝送遅延時間を設定する、すなわち、ホップ数が多いほど最大伝送遅延時間の要件を緩和することが考えられる。また、リアルタイム通信については、ホップ数を制限する、すなわち、ホップ数が小さくなるようにセル選択を行うことが考えられる。また、ＱｏＳに応じた最大伝送遅延時間からホップ数に応じた伝送遅延時間を減じて、実質的な最大伝送遅延時間を算出し、実質的な最大伝送遅延時間の要件を満たすよう伝送遅延制御を行うことも可能である。

以下、基地局１００が中継局２００経由で移動局４００と通信を行う場合を考える。
図９は、基地局を示すブロック図である。基地局１００は、アンテナ１１１、無線受信部１１２、復調復号部１１３、品質情報抽出部１１４、スケジューラ１１５、制御情報生成部１１６、報知情報生成部１１７、同期信号生成部１１８、ＲＳ生成部１１９、マッピング部１２０、符号化変調部１２１および無線送信部１２２を有する。

アンテナ１１１は、中継局２００が送信した無線信号を受信し、無線受信部１１２に出力する。また、アンテナ１１１は、無線送信部１２２から取得した送信信号を無線出力する。なお、送受信兼用のアンテナではなく、送信用アンテナと受信用アンテナとを、別個に基地局１００に設けてもよい。また、複数の送受信アンテナを用いて、ダイバーシティ送信を行うようにしてもよい。

無線受信部１１２は、アンテナ１１１から取得した信号を無線信号処理し、高周波数の無線信号から低周波数のベースバンド信号への変換（ダウンコンバート）を行う。無線受信部１１２は、無線信号処理のために、例えば、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）、周波数変換器、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器などを備える。

復調復号部１１３は、無線受信部１１２から取得したベースバンド信号を、復調および誤り訂正復号し、得られたユーザデータや制御情報を出力する。復調および復号は、所定の変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）またはスケジューラ１１５から指示された変調符号化方式に対応する方法で行う。変調方式の候補には、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などのデジタル変調方式が含まれる。符号化方式の候補には、ターボ符号や低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ：Low Density Parity Check）符号が含まれる。抽出されたユーザデータは、パケット形式に変換されて、上位ネットワークに転送される。

品質情報抽出部１１４は、中継局２００が送信した制御情報である、無線品質の測定報告（Measurement Report）を抽出する。そして、品質情報抽出部１１４は、抽出した測定報告をスケジューラ１１５に出力する。

スケジューラ１１５は、品質情報抽出部１１４から取得した測定報告に基づいて、中継局２００との通信に用いる無線リソースを割り当てる。そして、無線リソースの割り当て状況を、無線受信部１１２、復調復号部１１３、制御情報生成部１１６、符号化変調部１２１および無線送信部１２２に通知する。また、スケジューラ１１５は、測定報告に基づいて、変調符号化方式を適応的に選択する。そして、選択した変調符号化方式を、復調復号部１１３、制御情報生成部１１６および符号化変調部１２１に通知する。

制御情報生成部１１６は、スケジューラ１１５からの通知に基づいて、中継局２００に送信するＬ１／Ｌ２の制御情報を生成する。この制御情報は、基地局１００と中継局２００の間に設定されるＤＬ制御チャネルであるＲ−ＰＤＣＣＨ（Relay - Physical Downlink Control CHannel）で送信される。制御情報には、無線リソースの割り当て結果や適用される変調符号化方式を示す情報などが含まれる。

報知情報生成部１１７は、ＰＢＣＨで送信する報知情報を生成する。具体的には、報知情報生成部１１７は、中継局２００や移動局３００，４００が通信制御のために共通に参照する報知情報を生成する。また、報知情報生成部１１７は、中継局２００がリレー情報を生成するために用いる情報を生成する。例えば、基地局１００と中継局２００の間の通信タイミングを基地局１００が指定する場合、通信タイミングを示す情報を生成する。

同期信号生成部１１８は、基地局１００のセルに付与されたセルＩＤに対応するＰ−ＳＣＨ系列およびＳ−ＳＣＨ系列を生成する。ＲＳ生成部１１９は、既知信号である参照信号を生成する。

マッピング部１２０は、上位ネットワークから受信した移動局４００宛てのユーザデータと、制御情報生成部１１６、報知情報生成部１１７、同期信号生成部１１８およびＲＳ生成部１１９が生成した制御情報／制御信号とを、ＤＬ無線フレームにマッピングする。そして、マッピング後のデータを符号化変調部１２１に順次出力する。移動局４００宛てのユーザデータは、基地局１００と中継局２００の間に設定されるＤＬデータチャネルであるＲ−ＰＤＳＣＨ（Relay - Physical Downlink Shared CHannel）で送信される。

符号化変調部１２１は、マッピング部１２０から取得したデータを誤り訂正符号化および変調し、送信信号としてのベースバンド信号を生成して無線送信部１２２に出力する。符号化および変調は、所定の変調符号化方式またはスケジューラ１１５から指示された変調符号化方式を用いる。

無線送信部１２２は、符号化変調部１２１から取得した送信信号を無線信号処理し、低周波数のベースバンド信号から高周波数の無線信号へ変換（アップコンバート）を行う。無線送信部１２２は、無線信号処理のために、例えば、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換器、周波数変換器、帯域通過フィルタ、電力増幅器などを備える。

図１０は、中継局を示すブロック図である。中継局２００は、アンテナ２１１、無線受信部２１２、復調復号部２１３、制御情報抽出部２１４、報知情報抽出部２１５、同期信号抽出部２１６、同期制御部２１７、中継制御部２１８、符号化変調部２１９および無線送信部２２０を有する。図１０は、基地局１００側の通信に関するユニットを示す。

アンテナ２１１は、基地局１００が送信した無線信号を受信し、無線受信部２１２に出力する。また、無線送信部２２０から取得した送信信号を無線出力する。無線受信部２１２は、アンテナ２１１から取得した信号を無線信号処理し、無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートする。復調復号部２１３は、無線受信部２１２から取得したベースバンド信号を、復調および誤り訂正復号し、得られたユーザデータや制御情報を出力する。

制御情報抽出部２１４は、基地局１００がＲ−ＰＤＣＣＨで送信したＬ１／Ｌ２の制御情報を抽出する。この制御情報には、前述の通り、無線リソースの割り当て結果や適用される変調符号化方式を示す情報などが含まれる。そして、制御情報抽出部２１４は、抽出した制御情報を中継制御部２１８に出力する。

報知情報抽出部２１５は、基地局１００がＰＢＣＨで送信した報知情報を抽出する。抽出される報知情報には、前述の通り、中継局２００や移動局３００，４００が通信制御のために共通に参照する情報と、中継局２００がリレー情報を生成するために用いる情報が含まれる。報知情報抽出部２１５は、抽出した報知情報を中継制御部２１８に出力する。

同期信号抽出部２１６は、基地局１００がＰ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨで送信した同期信号（プライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号）を抽出する。そして、同期信号抽出部２１６は、同期信号を同期制御部２１７に出力する。

同期制御部２１７は、同期信号抽出部２１６で抽出された同期信号に基づいて、１０ｍｓ周期の無線フレームのタイミングや、０．５ｍｓ周期のスロットのタイミングを検出する。また、基地局１００が使用したＰ−ＳＣＨ系列およびＳ−ＳＣＨ系列を特定し、両者の組み合わせからセルＩＤを特定する。そして、検出したタイミングおよび特定したセルＩＤを中継制御部２１８に通知する。

中継制御部２１８は、制御情報抽出部２１４で抽出された制御情報、報知情報抽出部２１５で抽出された報知情報および同期制御部２１７で検出されたタイミングに基づいて、無線受信部２１２、復調復号部２１３、符号化変調部２１９および無線送信部２２０の動作を制御する。また、中継制御部２１８は、報知情報抽出部２１５で抽出された報知情報に基づいて、配下の移動局に対してどのような報知情報を送信するかを決定する。

符号化変調部２１９は、移動局４００側から取得したデータを誤り訂正符号化および変調し、送信信号としてのベースバンド信号を生成して無線送信部２２０に出力する。無線送信部２２０は、符号化変調部２１９から取得した送信信号を無線信号処理し、ベースバンド信号から無線信号へアップコンバートする。

図１１は、中継局を示すブロック図（続き）である。中継局２００は、更に、アンテナ２２１、無線受信部２２２、復調復号部２２３、品質情報抽出部２２４、スケジューラ２２５、制御情報生成部２２６、拡張報知情報生成部２２７、報知情報生成部２２８、同期信号生成部２２９、ＲＳ生成部２３０、マッピング部２３１、符号化変調部２３２および無線送信部２３３を有する。図１１は、移動局４００側の通信に関するユニットを示す。

アンテナ２２１は、移動局４００が送信した無線信号を受信し、無線受信部２２２に出力する。また、無線送信部２３３から取得した送信信号を無線出力する。無線受信部２２２は、アンテナ２２１から取得した信号を無線信号処理し、無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートする。復調復号部２２３は、無線受信部２２２から取得したベースバンド信号を、復調および誤り訂正復号し、得られたユーザデータや制御情報を出力する。

品質情報抽出部２２４は、移動局４００が送信した制御情報である、無線品質の測定報告を抽出する。そして、品質情報抽出部２２４は、抽出した測定報告をスケジューラ２２５に出力する。

スケジューラ２２５は、品質情報抽出部２２４から取得した測定報告に基づいて、移動局４００との通信に用いる無線リソースを割り当てると共に、変調符号化方式を適応的に選択する。そして、無線リソースの割り当て状況と選択した変調符号化方式を、中継制御部２１８および制御情報生成部２２６に通知する。なお、中継制御部２１８から無線受信部２２２、復調復号部２２３、符号化変調部２３２および無線送信部２３３に、無線リソースの割り当て状況と変調符号化方式が通知される。

制御情報生成部２２６は、スケジューラ２２５からの通知に基づいて、移動局４００に送信するＬ１／Ｌ２の制御情報を生成する。この制御情報は、中継局２００と移動局４００の間に設定されるＰＤＣＣＨで送信される。制御情報には、無線リソースの割り当て結果や適用される変調符号化方式を示す情報などが含まれる。

拡張報知情報生成部２２７は、中継制御部２１８からの指示に基づいて、Ｅ−ＰＢＣＨで配下の移動局に対して送信する拡張報知情報を生成する。拡張報知情報には、前述のリレー情報が含まれる。リレー情報は、基地局１００がＰＢＣＨで送信した情報（リレー情報の生成に用いられる情報）を参照して生成される。例えば、リレー情報のうちＲＳタイミングの情報は、基地局１００から指定された通信タイミングを示す内容とし、それ以外の情報は、中継局２００が決定した内容とすることが考えられる。

報知情報生成部２２８は、中継制御部２１８からの指示に基づいて、ＰＢＣＨで配下の移動局に送信する報知情報を生成する。具体的には、報知情報生成部２２８は、移動局３００，４００が通信制御のために共通に参照する報知情報を生成する。この報知情報は、基地局１００がＰＢＣＨで送信したものと同様の内容である。

同期信号生成部２２９は、中継局２００のセルに付与されたセルＩＤに対応するＰ−ＳＣＨ系列およびＳ−ＳＣＨ系列を生成する。ＲＳ生成部２３０は、既知信号である参照信号を生成する。

マッピング部２３１は、基地局１００から受信した移動局４００宛てユーザデータと、制御情報生成部２２６、拡張報知情報生成部２２７、報知情報生成部２２８、同期信号生成部２２９およびＲＳ生成部２３０が生成した制御情報／制御信号とを、ＤＬ無線フレームにマッピングする。そして、マッピング後のデータを符号化変調部２３２に順次出力する。移動局４００宛てのユーザデータは、中継局２００と移動局４００の間に設定されるＰＤＳＣＨで送信される。

符号化変調部２３２は、マッピング部２３１から取得したデータを誤り訂正符号化および変調し、送信信号としてのベースバンド信号を生成して無線送信部２３３に出力する。無線送信部２３３は、符号化変調部２３２から取得した送信信号を無線信号処理し、ベースバンド信号から無線信号へアップコンバートする。

図１２は、移動局を示すブロック図である。移動局４００は、アンテナ４１１、無線受信部４１２、復調復号部４１３、制御情報抽出部４１４、報知情報抽出部４１５、拡張報知情報抽出部４１６、遅延制御部４１７、端末制御部４１８、同期信号抽出部４１９、同期制御部４２０、ＲＳ抽出部４２１、品質測定部４２２、品質情報生成部４２３、符号化変調部４２４および無線送信部４２５を有する。移動局３００も、移動局４００と同様のブロック構成によって実現することが可能である。

アンテナ４１１は、中継局２００が送信した無線信号を受信し、無線受信部４１２に出力する。また、無線送信部４２５から取得した送信信号を無線出力する。無線受信部４１２は、アンテナ４１１から取得した信号を無線信号処理し、無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートする。復調復号部４１３は、無線受信部４１２から取得したベースバンド信号を、復調および誤り訂正復号し、得られたユーザデータや制御情報を出力する。

制御情報抽出部４１４は、中継局２００がＰＤＣＣＨで送信したＬ１／Ｌ２の制御情報を抽出する。この制御情報には、前述の通り、無線リソースの割り当て結果や適用される変調符号化方式を示す情報などが含まれる。そして、制御情報抽出部４１４は、抽出した制御情報を端末制御部４１８に出力する。

報知情報抽出部４１５は、中継局２００がＰＢＣＨで送信した報知情報を抽出する。報知情報には、報知情報が送信されたコンポーネントキャリアの周波数帯域幅を示す情報が含まれる。報知情報抽出部４１５は、抽出した報知情報を端末制御部４１８に出力する。

拡張報知情報抽出部４１６は、中継局２００がＥ−ＰＢＣＨで送信した拡張報知情報を抽出する。拡張報知情報には、前述の通り、ＲＳ使用の有無、ＲＳタイミング、ＲＳ送信電力、ホップ数などを示すリレー情報が含まれる。拡張報知情報抽出部４１６は、ＲＳ使用の有無を、端末制御部４１８に通知する。また、ＲＳタイミングを、端末制御部４１８、同期制御部４２０、品質測定部４２２および品質情報生成部４２３に通知する。ＲＳ送信電力を、品質測定部４２２および品質情報生成部４２３の少なくとも一方に通知する。ホップ数を、遅延制御部４１７に通知する。

遅延制御部４１７は、拡張報知情報抽出部４１６から通知されたホップ数に基づいて、基地局１００との間の伝送遅延の制御を行う。例えば、ホップ数に応じた最大伝送遅延時間の設定や、現在の通信パスが最大伝送遅延時間の要件を具備するか否かの判断を行う。そして、伝送遅延制御の結果を端末制御部４１８に通知する。

端末制御部４１８は、制御情報抽出部４１４で抽出された制御情報、報知情報抽出部４１５で抽出された報知情報、拡張報知情報抽出部４１６からの通知、および、遅延制御部４１７からの通知を取得する。そして、取得した情報に基づいて、無線受信部４１２、復調復号部４１３、符号化変調部４２４および無線送信部４２５の動作を制御する。特に、拡張報知情報に含まれるＲＳタイミングに基づいて、無線受信部４１２および復調復号部４１３の受信処理を間欠的に停止させる。受信処理を停止させる方法には、例えば、電源供給を止める、クロック供給を止める、クロック周波数を下げるなどの方法がある。

同期信号抽出部４１９は、中継局２００がＰ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨで送信した同期信号（プライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号）を抽出する。そして、同期信号抽出部４１９は、同期信号を同期制御部４２０に出力する。

同期制御部４２０は、同期信号抽出部４１９で抽出された同期信号に基づいて、１０ｍｓ周期の無線フレームのタイミングや、０．５ｍｓ周期のスロットのタイミングを検出する。そして、検出したタイミングを、ＲＳ抽出部４２１に通知すると共に同期信号抽出部４１９にフィードバックする。また、同期制御部４２０は、中継局２００が使用したＰ−ＳＣＨ系列およびＳ−ＳＣＨ系列を特定し、両者の組み合わせからセルＩＤを特定する。

ＲＳ抽出部４２１は、同期制御部４２０で検出された無線フレームおよびスロットのタイミングに基づいて、中継局２００が送信した参照信号を抽出する。そして、抽出した参照信号を、品質測定部４２２に出力する。

品質測定部４２２は、中継局２００が使用するコンポーネントキャリアの受信品質を、ＲＳ抽出部４２１で抽出された参照信号を用いて測定する。そして、測定結果を品質情報生成部４２３に通知すると共に、ＲＳ抽出部４２１にフィードバックする。品質情報生成部４２３は、品質測定部４２２で測定された受信品質を示す制御情報（測定報告）を生成する。測定報告としては、例えば、受信品質を離散値で表したＣＱＩ（Channel Quality Indication）を用いることができる。なお、品質測定部４２２または品質情報生成部４２３は、測定された受信品質を示す値を、中継局２００の送信電力に応じて補正する。

符号化変調部４２４は、中継局２００に送信するユーザデータや制御情報を誤り訂正符号化および変調し、送信信号としてのベースバンド信号を生成して無線送信部４２５に出力する。無線送信部４２５は、符号化変調部４２４から取得した送信信号を無線信号処理し、ベースバンド信号から無線信号へアップコンバートする。

図１３は、中継局を介した第１の通信例を示すシーケンス図である。図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１１）基地局１００は、Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨで、基地局１００が管理するセルのセルＩＤに応じた同期信号（プライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号）を送信する。中継局２００は、基地局１００から同期信号を受信する。

（ステップＳ１２）中継局２００は、受信した同期信号に基づいて、無線フレームおよびスロットのタイミングを検出し、基地局１００と同期を取る。
（ステップＳ１３）基地局１００は、既知信号である参照信号を送信する。中継局２００は、基地局１００から参照信号を受信する。

（ステップＳ１４）中継局２００は、受信した参照信号に基づいて、受信電力を測定する。同様に、他の基地局や中継局がある場合は、それら接続先の候補についても受信電力を測定する。そして、アクセス先のセル（すなわち、接続先の基地局または他の中継局）を選択する。ここでは、基地局１００を選択した場合を考える。

（ステップＳ１５）基地局１００は、ＰＢＣＨで報知情報を送信する。この報知情報には、コンポーネントキャリアの帯域幅を示す情報などが含まれる。また、中継局２００が報知するリレー情報の生成に用いられる情報（例えば、ＲＳタイミングの情報）も含まれる。中継局２００は、基地局１００から報知情報を受信する。

（ステップＳ１６）中継局２００は、受信した報知情報を参照して、基地局１００との間で回線接続の手続きを行う。なお、以上のステップＳ１１〜Ｓ１６の処理は、既に基地局１００と中継局２００の間に回線が確立している場合には、省略することができる。

（ステップＳ１７）中継局２００は、Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨで、中継局２００が管理するセルのセルＩＤに応じた同期信号（プライマリ同期信号およびセカンダリ同期信号）を送信する。移動局４００は、中継局２００から同期信号を受信する。

（ステップＳ１８）移動局４００は、受信した同期信号に基づいて、無線フレームおよびスロットのタイミングを検出し、中継局２００と同期を取る。
（ステップＳ１９）中継局２００は、既知信号である参照信号を送信する。移動局４００は、中継局２００から参照信号を受信する。

（ステップＳ２０）移動局４００は、受信した参照信号に基づいて、受信電力を測定する。同様に、基地局１００や他の中継局についても受信電力を測定する。そして、アクセス先のセル（すなわち、接続先の基地局または中継局）を選択する。ここでは、中継局２００を選択した場合を考える。

（ステップＳ２１）中継局２００は、ステップＳ１５で受信した報知情報を用いて自局の報知情報を生成しＰＢＣＨで送信する。この報知情報には、基地局１００と同様、コンポーネントキャリアの帯域幅を示す情報などが含まれる。また、受信した報知情報を用いてリレー情報を生成しＥ−ＰＢＣＨで拡張報知情報として送信する。リレー情報には、前述の通り、ＲＳ使用の有無、ＲＳタイミング、ＲＳ送信電力およびホップ数を示す情報が含まれ得る。移動局４００は、中継局２００から報知情報と拡張報知情報を受信する。

なお、基地局１００と中継局２００とが回線を確立した後、基地局１００が、リレー情報の生成に用いられる情報（例えば、ＲＳタイミングの情報）を更新する可能性がある。基地局１００は、更新する毎に当該情報を報知してもよいし、定期的に報知するようにしてもよい。中継局２００は、基地局１００から受信した最新の報知情報に基づいて、リレー情報を生成する。

（ステップＳ２２）移動局４００は、受信した報知情報を参照して、中継局２００との間で回線接続の手続きを行う。
（ステップＳ２３）移動局４００は、拡張報知情報に含まれるホップ数の情報に基づいて、基地局１００と移動局４００の間の伝送遅延制御を行う。

（ステップＳ２４）移動局４００は、拡張報知情報に含まれるＲＳタイミングの情報に基づいて、間欠的に受信処理を停止する制御を行う。
（ステップＳ２５）移動局４００は、拡張報知情報に含まれるＲＳ送信電力の情報を参照して、中継局２００についての無線品質を測定する。なお、ステップＳ２３〜Ｓ２５の処理は、任意の順序で実行することができる。

（ステップＳ２６）移動局４００は、ステップＳ２５で測定した無線品質を示す品質情報を、中継局２００にフィードバックする。
（ステップＳ２７）基地局１００は、移動局４００宛てのユーザデータを上位ネットワークから受信すると、ユーザデータをＲ−ＰＤＳＣＨで中継局２００に送信する。また、ユーザデータの送信に伴う制御情報を、Ｒ−ＰＤＣＣＨで中継局２００に送信する。中継局２００は、基地局１００から移動局４００宛てのユーザデータを受信する。

（ステップＳ２８）中継局２００は、受信したユーザデータを、ＰＤＳＣＨで移動局４００に転送する。その際、ユーザデータを復調・復号し、再符号化・再変調する。また、ユーザデータの送信に伴う制御情報を、ＰＤＣＣＨで移動局４００に送信する。

ここで、図１３のシーケンス例では、移動局４００は、報知情報と拡張報知情報の両方を中継局２００から受信しているが、報知情報を基地局１００から受信する場合もある。
図１４は、中継局を介した第２の通信例を示すシーケンス図である。図１４のシーケンス例では、図１３のステップＳ２１に代えて、ステップＳ２１ａ，Ｓ２１ｂを実行する。

（ステップＳ２１ａ）基地局１００は、ＰＢＣＨで報知情報を送信する。この報知情報には、コンポーネントキャリアの帯域幅を示す情報などが含まれる。移動局４００は、基地局１００から報知情報を受信する。

（ステップＳ２１ｂ）中継局２００は、ステップＳ１５で受信した報知情報を用いてリレー情報を生成し、Ｅ−ＰＢＣＨで拡張報知情報として送信する。移動局４００は、中継局２００から拡張報知情報を受信する。

このように、移動局４００は、基地局１００からの無線信号を受信できる場合、基地局１００が送信した報知情報を受信して、通信制御に使用してもよい。なお、基地局１００からの報知情報と中継局２００からの拡張報知情報は、同じ無線フレームで受信してもよいし、異なる無線フレームで受信してもよい。

次に、リレー情報の生成に用いられる情報の基地局１００から中継局２００への通知方法、および、中継局２００のリレー情報の報知方法について、変形例を説明する。
図１５は、第１の変形例の基地局を示すブロック図である。第１の変形例に係る基地局１００ａは、リレー情報の生成に用いられる情報を、ＰＢＣＨではなくＥ−ＰＢＣＨで送信する。基地局１００ａは、基地局１００の報知情報生成部１１７に代えて、報知情報生成部１１７ａを有する。また、拡張報知情報生成部１２３を有する。

報知情報生成部１１７ａは、ＰＢＣＨで送信される報知情報を生成する。この報知情報には、移動局３００，４００や以下に説明する中継局２００ｃが通信制御のために共通に参照する情報が含まれる。ただし、リレー情報の生成に用いられる情報（例えば、基地局１００ａと中継局２００ｃの間の通信タイミングを示す情報）は含まれない。拡張報知情報生成部１２３は、Ｅ−ＰＢＣＨで送信される拡張報知情報を生成する。この拡張報知情報には、リレー情報の生成に用いられる情報が含まれる。

図１６は、第１の変形例の中継局を示すブロック図である。第１の変形例に係る中継局２００ｃは、リレー情報の生成に用いられる情報を、基地局１００ａからＥ−ＰＢＣＨで受信する。中継局２００ｃは、中継局２００の報知情報抽出部２１５に代えて、報知情報抽出部２１５ｃを有する。また、拡張報知情報抽出部２３４を有する。

報知情報抽出部２１５ｃは、基地局１００ａがＰＢＣＨで送信した報知情報を抽出する。この報知情報には、上記の通り、中継局２００ｃや移動局３００，４００が通信制御のために共通に参照する情報が含まれる。しかし、リレー情報の生成に用いられる情報は含まれない。拡張報知情報抽出部２３４は、基地局１００ｃがＥ−ＢＰＣＨで送信した拡張報知情報を抽出する。この拡張報知情報には、上記の通り、中継局２００ｃがリレー情報の生成に用いる情報が含まれる。

図１７は、中継局を介した通信の第１の変形例を示すシーケンス図である。図１７のシーケンス例では、図１３のステップＳ１５に代えて、ステップＳ１５ａを実行する。
（ステップＳ１５ａ）基地局１００ａは、ＰＢＣＨで報知情報を送信する。この報知情報には、コンポーネントキャリアの帯域幅を示す情報などが含まれる。また、基地局１００ａは、Ｅ−ＰＢＣＨで拡張報知情報を送信する。この拡張報知情報には、中継局２００ｃが報知するリレー情報の生成に用いられる情報（例えば、ＲＳタイミングの情報）が含まれる。中継局２００ｃは、基地局１００ａから報知情報と拡張報知情報を受信する。

図１８は、第２の変形例の基地局を示すブロック図である。第２の変形例に係る基地局１００ｂは、リレー情報の生成に用いられる情報を、ＰＢＣＨではなくＲ−ＰＤＣＣＨで送信する。基地局１００ｂは、基地局１００の報知情報生成部１１７に代えて、報知情報生成部１１７ｂを有する。また、リレー制御情報生成部１２４を有する。

報知情報生成部１１７ｂは、ＰＢＣＨで送信される報知情報を生成する。この報知情報には、移動局３００，４００や以下に説明する中継局２００ｄが通信制御のために共通に参照する情報が含まれる。ただし、リレー情報の生成に用いられる情報（例えば、基地局１００ａと中継局２００ｄの間の通信タイミングを示す情報）は含まれない。リレー制御情報生成部１２４は、Ｒ−ＰＤＣＣＨで中継局２００ｄ宛てに送信される制御情報を生成する。この制御情報には、リレー情報の生成に用いられる情報が含まれる。

中継局２００ｄは、図１０，１１に示した中継局２００と同様のブロック構成によって実現できる。その場合、制御情報抽出部２１４は、基地局１００ｂがＲ−ＰＤＣＣＨで中継局２００ｄ宛てに送信した、リレー情報の生成に用いられる情報を抽出する。

図１９は、中継局を介した通信の第２の変形例を示すシーケンス図である。図１９のシーケンス例では、図１３のステップＳ１５に代えて、ステップＳ１５ｂを実行する。また、ステップＳ１６とステップＳ１７の間に、ステップＳ１６ａを実行する。

（ステップＳ１５ｂ）基地局１００ｂは、ＰＢＣＨで報知情報を送信する。この報知情報には、コンポーネントキャリアの帯域幅を示す情報などが含まれる。ただし、リレー情報の生成に用いられる情報（例えば、ＲＳタイミングの情報）は含まれない。中継局２００ｄは、基地局１００ｂから報知情報を受信する。

（ステップＳ１６ａ）基地局１００ｂは、回線接続の手続後、Ｒ−ＰＤＣＣＨでリレー制御のための制御情報を送信する。この制御情報には、リレー情報の生成に用いられる情報が含まれる。中継局２００ｄは、基地局１００ｂから制御情報を受信する。

なお、前述の通り、基地局１００ｂは、リレー情報の生成に用いられる情報（例えば、ＲＳタイミングの情報）を更新する可能性がある。基地局１００ｂは、更新する毎に制御情報をＲ−ＰＤＣＣＨで中継局２００ｄに送信してもよいし、定期的に送信するようにしてもよい。中継局２００ｄは、基地局１００ｂから受信した最新の制御情報に基づいて、リレー情報を生成する。

図２０は、第３の変形例の移動局を示すブロック図である。第３の変形例に係る移動局４００ａは、以下で説明する第３の変形例に係る中継局２００ｅから、リレー情報をＰＢＣＨで受信する。移動局４００ａは、移動局４００の報知情報抽出部４１５に代えて、報知情報抽出部４１５ａを有する。一方、移動局４００ａは、拡張報知情報抽出部４１６を有していなくてもよい。

報知情報抽出部４１５ａは、中継局２００ｅがＰＢＣＨで送信した報知情報を抽出する。この報知情報には、報知情報が送信されたコンポーネントキャリアの周波数帯域幅を示す情報が含まれる。また、報知情報には、ＲＳ使用の有無、ＲＳタイミング、ＲＳ送信電力、ホップ数などを示すリレー情報が含まれる。報知情報抽出部４１５ａは、抽出した報知情報の内容を、情報の種類に応じて、遅延制御部４１７、端末制御部４１８、同期制御部４２０、品質測定部４２２および品質情報生成部４２３に振り分けて通知する。

なお、中継局２００ｅは、図１０，１１に示した中継局２００と同様のブロック構成によって実現できる。その場合、報知情報生成部２２８は、中継制御部２１８からの指示に基づいて、リレー情報を含む報知情報を生成する。

図２１は、中継局を介した通信の第３の変形例を示すシーケンス図である。図２１のシーケンス例では、図１３のステップＳ２１に代えて、ステップＳ２１ａを実行する。
（ステップＳ２１ａ）中継局２００ｅは、ステップＳ１５で受信した報知情報を用いて自局の報知情報を生成しＰＢＣＨで送信する。この報知情報には、コンポーネントキャリアの帯域幅を示す情報などが含まれる。また、ＲＳ使用の有無、ＲＳタイミング、ＲＳ送信電力およびホップ数などを示すリレー情報が含まれる。すなわち、中継局２００ｅは、リレー情報とそれ以外の報知情報を、共にＰＢＣＨで送信する。移動局４００ａは、中継局２００ｅから報知情報を受信する。

なお、以上の第２の実施の形態の説明では、基地局１００がＲＳタイミングを決定して中継局２００に通知することとしたが、中継局２００が決定して基地局１００に通知するようにしてもよい。その場合、中継局２００は、基地局１００と中継局２００の間に設定されるＵＬの制御チャネルを用いて、ＲＳタイミングの情報を基地局１００に送信する方法が考えられる。

また、以上の第２の実施の形態の説明では、中継局２００のセルは、基地局１００のセルとは別個のセルＩＤが付与され、移動局４００から基地局１００のセルとは区別されるものとした。しかし、以上のリレー情報の報知方法は、中継局２００のセルが、移動局４００から基地局１００のセルの一部として認識される形態のシステムにも適用できる。

このような第２の実施の形態に係る移動通信システムによれば、移動局４００は、中継局２００（または、中継局２００ａ，２００ｂ）経由の無線通信を適切に制御することができる。すなわち、移動局４００は、報知されているリレー情報を受信して、アクセス先のセルが中継局のセルであること、および、その中継局が使用するコンポーネントキャリアを知ることができる。また、接続先の中継局の送信タイミングを知ることができ、無線信号処理を間欠的に停止することができる。これにより、消費電力が抑制される。

例えば、無線フレームに含まれる１０サブフレームのうち４サブフレームで、基地局１００と中継局２００の間の無線通信が行われるとする。もし、移動局４００が、この通信タイミングを知らないとすると、全区間（１０サブフレーム）で中継局２００から無線信号を受信し、自局宛てのデータの有無を判定することになる。一方、この通信タイミングを知っていれば、移動局４００は、４サブフレームでは中継局２００から無線信号を受信しなくてよいと予め判断できる。よって、この場合、受信処理の負荷を１０分の６に軽減することができ、移動局４００の消費電力が抑制される。

また、移動局４００は、中継局２００，２００ａ，２００ｂの送信電力を知ることができ、送信電力と受信電力から伝搬ロスを算出することができる。これにより、中継局２００，２００ａ，２００ｂの送信電力が基地局１００とは異なる場合であっても、セル選択や送信電力制御を適切に実行することができる。また、基地局１００と移動局４００の間のホップ数を知ることができ、ホップ数に応じた伝送遅延制御を実行することができる。

上記については単に本発明の原理を示すものである。更に、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応する全ての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

１ 基地局装置
１ａ 第１の生成部
１ｂ 第１の送信部
２ 無線中継装置
２ａ 第２の生成部
２ｂ 第２の送信部
３，４ 移動通信装置
４ａ 受信部
４ｂ 制御部

Claims (10)

1. 基地局装置と無線中継装置と複数の移動通信装置とを含む移動通信システムであって、
   前記基地局装置は、前記基地局装置に接続する第１の移動通信装置および前記無線中継装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報を生成する第１の生成部と、前記第１の報知情報を送信する第１の送信部と、を有し、
   前記無線中継装置は、前記第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報を生成する第２の生成部と、前記第２の報知情報を送信する第２の送信部と、を有し、
   前記第２の移動通信装置は、前記第１および前記第２の報知情報を受信する受信部と、受信した前記第１および前記第２の報知情報を用いて、前記無線中継装置に接続して行う無線通信を制御する制御部と、を有する、
   ことを特徴とする移動通信システム。
2. 前記第２の送信部は、前記基地局装置が送信した前記第１の報知情報を第１の報知チャネルで転送し、前記第２の報知情報を第２の報知チャネルで送信することを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 前記第１の報知チャネルが設定される無線リソースと前記第２の報知チャネルが設定される無線リソースとは、周波数および時間の少なくとも一方が隣接していることを特徴とする請求項２記載の移動通信システム。
4. 前記第２の報知情報は、前記移動通信システムが使用する無線リソースのうち前記無線中継装置が使用できる無線リソースについての情報を含むことを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
5. 前記第２の報知情報は、前記無線中継装置が行う無線通信のタイミングについての情報を含むことを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
6. 前記第２の報知情報は、前記無線中継装置の送信電力についての情報を含むことを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
7. 前記第２の報知情報は、前記基地局装置と前記第２の移動通信装置との間の中継回数についての情報を含むことを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
8. 基地局装置から、前記基地局装置に接続する第１の移動通信装置および自装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報を受信する受信部と、
   前記第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報を生成する生成部と、
   受信した前記第１の報知情報および生成した前記第２の報知情報を送信する送信部と、
   を有することを特徴とする無線中継装置。
9. 基地局装置に接続する第１の移動通信装置および無線中継装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報と、前記第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報と、を受信する受信部と、
   受信した前記第１および前記第２の報知情報を用いて、前記無線中継装置に接続して行う無線通信を制御する制御部と、を有し、
   前記第２の移動通信装置として動作することを特徴とする移動通信装置。
10. 基地局装置が、前記基地局装置に接続する第１の移動通信装置および無線中継装置に接続する第２の移動通信装置による処理に用いられる第１の報知情報を送信し、
    前記無線中継装置が、前記第２の移動通信装置による処理に用いられる第２の報知情報を送信し、
    前記第２の移動通信装置が、前記第１および前記第２の報知情報を受信し、受信した前記第１および前記第２の報知情報に基づいて、前記無線中継装置と無線通信を行う、
    ことを特徴とする無線通信方法。
    

Images