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WO2009101816A1 - 無線通信基地局装置、無線通信中継局装置、無線通信端末装置、無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

無線通信基地局装置、無線通信中継局装置、無線通信端末装置、無線通信システム及び無線通信方法 Download PDF

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Publication number
WO2009101816A1
WO2009101816A1 PCT/JP2009/000576 JP2009000576W WO2009101816A1 WO 2009101816 A1 WO2009101816 A1 WO 2009101816A1 JP 2009000576 W JP2009000576 W JP 2009000576W WO 2009101816 A1 WO2009101816 A1 WO 2009101816A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wireless communication
signal
base station
unit
relay
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/000576
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Seigo Nakao
Ayako Horiuchi
Yoshiko Saito
Kenichi Miyoshi
Yoshikazu Ishii
Original Assignee
Panasonic Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corporation filed Critical Panasonic Corporation
Priority to US12/867,436 priority Critical patent/US20110111693A1/en
Priority to EP09711229A priority patent/EP2244501A1/en
Priority to JP2009553372A priority patent/JPWO2009101816A1/ja
Priority to CN2009801046851A priority patent/CN101940023A/zh
Publication of WO2009101816A1 publication Critical patent/WO2009101816A1/ja

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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
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    • H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
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    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication base station device, a wireless communication relay station device, a wireless communication terminal device, a wireless communication system, and a wireless communication method.
  • a relay in 3GPP-LTE (3rd Generation Partnership Project-Long Term Evolution), a relay (repeater or RN (repeater (RN)) that relays both downlink (DL) signals and uplink (UL) signals and extends the service area Also known as Relay Node)).
  • RN relay
  • DL downlink
  • UL uplink
  • Relay Node Relay Node
  • a base station in a system including a repeater, generates UL or DL assignment information toward a target terminal and transmits the information through the repeater. That is, when the base station allocates resources for UL data transmission to the terminal, as shown in FIG. 1A, the UL data transmission resource allocation control information (UL Grant) created by the base station is repeated. And the repeater relays Grant to the terminal. The terminal transmits UL data according to UL Grant relayed from the repeater. When the repeater receives UL data from the terminal, it relays the data to the base station according to resource allocation (UL Grant for repeater) for the repeater received from the base station.
  • UL Grant resource allocation control information
  • the base station when the base station performs downlink data transmission, as shown in FIG. 1 (B), the base station transmits downlink data to the repeater together with downlink data transmission resource allocation control information (DL Grant).
  • DL Grant downlink data transmission resource allocation control information
  • the repeater succeeds in receiving downlink data, it further relays the DL Grant and the downlink data to the terminal according to the instruction from the base station.
  • a communication procedure of UL data communication in a system including such a repeater will be described with reference to FIG.
  • the terminal when it starts transmission of new UL data, it transmits a band allocation request signal (Scheduling Request: SR) to the repeater.
  • SR Band allocation request signal
  • the repeater relays SR to the base station, and the base station transmits Grant based on the SR. Also, the repeater relays Grant to the terminal.
  • the terminal When the terminal receives Grant, it sends UL data to the repeater, and when UL data is transmitted to the repeater without error, the repeater requests the base station for grant for relay, and communication from the repeater to the base station is started .
  • a delay is required compared with a system not including repeaters since a grant is required from the base station after signal transmission between the terminal and repeater is successful. Will be significantly larger.
  • a joint scheduling method in which the base station assigns Grant to both the terminal and the repeater when the SR is transmitted from the terminal to the base station can be considered.
  • a communication procedure using this joint scheduling method is shown in FIG.
  • the base station allocates not only the resource from the terminal to the repeater but also the resource used for relaying from the repeater to the base station to the SR from the terminal.
  • the repeater transmits only Grant1 indicating a resource from the terminal to the repeater to the terminal, and the terminal transmits UL data according to Grant1.
  • the repeater As soon as the repeater receives a signal from the terminal, it relays the data based on the allocation information (Grant RN) previously received from the base station, thereby reducing the time until the data from the terminal reaches the base station be able to.
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication base station device, a wireless communication relay station device, a wireless communication terminal device, a wireless communication system, and a wireless communication base station device that can minimize delay and can efficiently use resources. It is providing a communication method.
  • the wireless communication base station apparatus includes an uplink channel assignment signal for a wireless communication terminal apparatus, retransmission from the wireless communication terminal apparatus to a wireless communication relay station apparatus, and the wireless communication relay station apparatus to the wireless communication base station apparatus.
  • a resource allocation means for generating an uplink resource allocation signal usable for any of the relays, and a transmission means for transmitting the generated uplink channel allocation signal and the uplink resource allocation signal are employed.
  • the wireless communication relay station apparatus of the present invention is used for any of an uplink channel assignment signal for a wireless communication terminal apparatus, retransmission from the wireless communication terminal apparatus to the own apparatus and relay from the own apparatus to the wireless communication base station apparatus.
  • Receiving means for receiving a possible uplink resource assignment signal first relay means for relaying the received uplink channel assignment signal and the received uplink resource assignment signal to the wireless communication terminal device, and a signal received from the wireless communication terminal device.
  • the wireless communication base station apparatus receives the signal received from the wireless communication terminal apparatus based on the uplink resource allocation signal when it is determined that there is no error by the error determination means for determining the presence or absence of the error and the error determination means
  • second relay means for relaying to the second.
  • the wireless communication terminal device of the present invention is applicable to any of an uplink channel assignment signal for the own device, retransmission from the own device to the wireless communication relay station device, and relay from the wireless communication relay station device to the wireless communication base station device.
  • the receiver comprises: reception means for receiving usable uplink resource assignment signals; and transmission means for transmitting initial transmission data based on the uplink channel assignment signals and transmitting retransmission data based on the uplink resource assignment signals.
  • Adopt a configuration.
  • the wireless communication system includes uplink channel assignment signals for wireless communication terminals, retransmission from the wireless communication terminals to the wireless communication relay station, and relaying from the wireless communication relay station to the wireless communication base station
  • a radio communication base station apparatus comprising: resource allocation means for generating an uplink resource allocation signal usable for any of the above; and transmission means for transmitting the generated uplink channel allocation signal and the uplink resource allocation signal.
  • the wireless communication method of the present invention when there is no error in the signal transmitted from the wireless communication terminal, retransmission from the wireless communication terminal to the wireless communication relay station and retransmission from the wireless communication relay station to the wireless communication base station There is an error in the relaying step of relaying the signal from the wireless communication relay station device to the wireless communication base station based on the uplink resource assignment signal which can be used for any of relaying, and the signal transmitted from the wireless communication terminal device In this case, a retransmission step of retransmitting the signal from the radio communication terminal apparatus based on the uplink resource assignment signal is provided.
  • delays can be minimized and resources can be efficiently utilized.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing a communication procedure of the base station shown in FIG. 5, the terminal shown in FIG. 6, and the repeater shown in FIG.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing another communication procedure of the base station shown in FIG. 5, the terminal shown in FIG. 6, and the repeater shown in FIG.
  • resource allocation section 101 allocates UL data resources to terminals or repeaters, and outputs the resource allocation result to control information generation section 102, mapping section 105 and decoding section 115.
  • the control information generation unit 102 generates control information for notifying the resource allocation result of the UL data output from the resource allocation unit 101 for each terminal and repeater (relay station), and outputs the control information to the encoding unit 103.
  • the control information for each terminal and each repeater includes ID information indicating a terminal or a repeater as a destination of the control information. For example, a CRC bit masked by the ID number of the destination terminal of the control information is included in the control information as terminal ID information.
  • Encoding section 103 encodes the control information output from control information generating section 102 in accordance with coding rate information input from a control section or the like (not shown) and outputs the result to modulating section 104, and modulating section 104
  • the control information output from the encoding unit 103 is modulated and output to the mapping unit 105.
  • mapping section 105 controls the control information output from modulation section 104 or the response signal output from modulation section 118 as a frequency resource, that is, subcarrier. , And the mapped signal is output to the IFFT unit 106.
  • IFFT section 106 performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) on the signal output from mapping section 105 to generate an OFDM symbol, and outputs the OFDM symbol to CP addition section 107.
  • CP adding section 107 adds the same signal as the tail part of the OFDM symbol output from IFFT section 106 to the beginning of the OFDM symbol as CP (Cyclic Prefix), and outputs the result to radio transmission section 108.
  • the wireless transmission unit 108 performs transmission processing such as D / A conversion, amplification, and up-conversion on the OFDM symbol output from the CP addition unit 107, and transmits the result from the antenna 109 to the repeater.
  • radio reception section 110 receives UL data transmitted from the repeater via antenna 109, performs down conversion, reception processing such as A / D conversion on the UL data, and outputs the result to CP removal section 111.
  • the CP removing unit 111 removes the CP added to the UL data output from the wireless receiving unit 110 and outputs the CP to the FFT unit 112, and the FFT unit 112 applies to the UL data output from the CP removing unit 111. It performs FFT (Fast Fourier Transform) and outputs the result to the extraction unit 113.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the extraction unit 113 extracts the frequency component assigned to the repeater from the signal output from the FFT unit 112 and outputs the extracted frequency component to the equalization unit 114.
  • the equalization unit 114 outputs the UL data output from the extraction unit 113. Equalize and output to the decoding unit 115.
  • Decoding section 115 decodes the UL data output from equalization section 114 based on the resource allocation result of UL data output from resource allocation section 101, and outputs the result to CRC section 116.
  • CRC section 116 decodes The CRC operation of the UL data output from the unit 115 is performed.
  • the CRC unit 116 outputs an ACK if there is no error as a result of the CRC operation, and outputs a NACK to the encoding unit 117 if there is an error.
  • Encoding section 117 encodes the response signal (ACK or NACK) output from CRC section 116 and outputs the result to modulation section 118, and modulation section 118 modulates the response signal output from encoding section 117. Output to mapping section 105.
  • the wireless reception unit 202 receives an OFDM symbol including control information or a response signal from the repeater via the antenna 201, performs reception processing such as down conversion and A / D conversion on the OFDM symbol, and CP It is output to the removing unit 203.
  • CP removing section 203 removes the CP added to the OFDM symbol output from radio receiving section 202 and outputs the result to FFT section 204.
  • the FFT unit 204 performs FFT on the OFDM symbol output from the CP removal unit 203 to obtain control information mapped to a plurality of subcarriers or a response signal from a repeater, and outputs them to the extraction unit 205.
  • Extraction section 205 extracts control information or response signals from the plurality of subcarriers output from FFT section 204 based on the resource information on the response signal output from determination section 208, and outputs the control information to demodulation section 206. , And outputs a response signal to the demodulation unit 210.
  • Demodulation section 206 demodulates the control information output from extraction section 205 and outputs the result to decoding section 207.
  • Decoding section 207 decodes the control information output from demodulation section 206 and outputs the result to determination section 208.
  • the control unit 209 instructs the frequency mapping unit 218 to transmit a resource to transmit UL data based on the control information addressed to the own station output from the determination unit 208, and sends the coding unit 214 and the modulation unit 216 the MCS. To indicate. Further, when retransmission of UL data occurs, the control unit 209 instructs the retransmission control unit 215 on the timing of retransmission of the UL data.
  • Demodulation section 210 demodulates the response signal output from extraction section 205 and outputs the result to decoding section 211.
  • Decoding section 211 decodes the response signal output from demodulation section 210 and outputs the result to determination section 212.
  • the determination unit 212 determines whether the response signal output from the decoding unit 211 is ACK or NACK, and outputs the determination result to the retransmission control unit 215.
  • the transmission data generation unit 213 generates transmission data (UL data) to be transmitted to the base station and outputs the transmission data to the encoding unit 214.
  • the encoding unit 214 transmits the transmission data according to the coding rate output from the control unit 209
  • the UL data output from the generation unit 213 is encoded and output to the retransmission control unit 215.
  • retransmission control section 215 holds UL data output from encoding section 214 and outputs it to modulation section 216.
  • the retransmission control unit 215 holds UL data until an ACK is notified from the determination unit 212, and discards the held UL data when an ACK is notified. Also, when NACK is notified from the determination unit 212, the retransmission control unit 215 outputs UL data corresponding to the NACK among the held UL data to the modulation unit 216 at a timing instructed from the control unit 209.
  • the modulation unit 216 modulates the UL data output from the retransmission control unit 215 and outputs the result to the FFT unit 217.
  • the FFT unit 217 performs an FFT on the UL data output from the modulation unit 216 to generate UL in the time domain.
  • the data is converted to the frequency domain and output to the frequency mapping unit 218.
  • the frequency mapping unit 218 maps the UL data in the frequency domain output from the FFT unit 217 to the band output from the control unit 209, and outputs the UL data to the IFFT unit 219.
  • the IFFT unit 219 performs IFFT on the signal output from the frequency mapping unit 218, converts the signal in the frequency domain into the time domain, and outputs the signal to the CP adding unit 220.
  • the CP addition unit 220 adds a CP to the signal output from the IFFT unit 219 and outputs the CP to the wireless transmission unit 221.
  • the wireless transmission unit 221 performs D / A conversion and amplification on the signal output from the CP addition unit 220 And performs transmission processing such as up-conversion, and transmits an uplink signal from the antenna 201 to the repeater.
  • the radio reception unit (DL frequency) 302 receives an OFDM symbol including a control signal transmitted from the base station shown in FIG. 5 or a response signal to the repeater via the antenna 301, and down-converts it into the received OFDM symbol, A It performs reception processing such as / D conversion and outputs it to the CP removing unit 303.
  • CP removing section 303 removes the CP added to the OFDM symbol output from radio receiving section 302 and outputs the result to FFT section 304.
  • the FFT unit 304 performs FFT on the OFDM symbol output from the CP removal unit 303, obtains control information or response signals mapped to a plurality of subcarriers, and outputs them to the extraction unit 305.
  • Extraction section 305 extracts control information or a response signal from the plurality of subcarriers output from FFT section 304, outputs the control information to demodulation section 306, and outputs the response signal to demodulation section 310.
  • Demodulation section 306 demodulates the control information output from extraction section 305 and outputs the result to decoding section 307.
  • Decoding section 307 decodes the control information output from demodulation section 306 and outputs the result to determination section 308.
  • Determination section 308 determines control information addressed to a terminal under the control of the own station, that is, a result of resource allocation of UL data to the control terminal under the own station (resource to be received by the repeater from the terminal) and UL data for the own station
  • the resource allocation result (resource for which the repeater should relay data from the terminal) is output to the control unit 309.
  • determination section 308 is associated one-to-one with the resource of UL data for the terminal under the control of the own station, and outputs resource information regarding the response signal to be transmitted by the own station to mapping section 324.
  • the resource information associated with the response signal from the base station is output to the extraction unit 305 in a one-to-one correspondence with the data resource.
  • the control unit 309 extracts resource information and MCS information that the terminal will transmit UL data from contents of control information addressed to the terminal under the control of the own station, and outputs the resource information to the extraction unit 316, The MCS information is output to the decoding unit 318. Also, control information addressed to the subordinate terminal is output to the encoding unit 322. Further, the control unit 309 instructs the frequency mapping unit 333 to which resource should transmit UL data based on the control information for the own station output from the determination unit 308, and also instructs the coding unit 329 and the modulation unit 331. Indicate MCS. In addition, when retransmission of UL relay data occurs, the control unit 309 instructs the retransmission control unit 330 on the timing of retransmission of the UL relay data.
  • demodulation section 310 demodulates the response signal output from extraction section 305, that is, the response signal from the base station to the uplink relay signal, and outputs it to decoding section 311.
  • Decoding section 311 outputs it from demodulation section 310 The received response signal is decoded and output to the determination unit 312.
  • the determination unit 312 determines whether the response signal output from the decoding unit 311 is ACK or NACK, and outputs the determination result to the retransmission control unit 330.
  • the radio reception unit (UL frequency) 313 receives UL data transmitted from the terminal shown in FIG. 6 via the antenna 301, and performs reception processing such as down conversion and A / D conversion on the received UL data. , CP removal unit 314.
  • the CP removing unit 314 removes the CP added to the UL data output from the wireless receiving unit 313 and outputs the CP to the FFT unit 315, and the FFT unit 315 performs FFT on the UL data output from the CP removing unit 314. And output to the extraction unit 316.
  • the extraction unit 316 extracts the frequency component assigned to the terminal under the control of the own station among the UL data output from the FFT unit 315 according to the resource information output from the control unit 309 and outputs the extracted frequency component to the equalization unit 317
  • the equalization unit 317 equalizes the UL data output from the extraction unit 316, and outputs the UL data to the decoding unit 318.
  • Decoding section 318 decodes the UL data output from equalization section 317 in accordance with the MCS information output from control section 309 and outputs the decoded data to CRC section 319.
  • CRC section 319 outputs the UL data output from decoding section 318 Perform CRC operation on data.
  • the CRC unit 319 outputs an ACK if there is no error as a result of the CRC operation, and outputs a NACK to the coding unit 320 and the relay control unit 328 if there is an error. Further, the CRC unit 319 outputs the UL data to the relay control unit 328 when it is determined that there is no error in the UL data.
  • the encoding unit 320 encodes the response signal (ACK or NACK) output from the CRC unit 319 and outputs the encoded signal to the modulation unit 321.
  • the modulation unit 321 modulates the response signal output from the encoding unit 320. Output to the mapping unit 324.
  • Encoding section 322 encodes control information addressed to a subordinate terminal output from control section 309 and outputs the control information to modulation section 323, and modulation section 323 modulates the control information output from encoding section 322. Output to the mapping unit 324.
  • the mapping unit 324 maps the response signal output from the modulation unit 321 and the control information output from the modulation unit 323 on a frequency resource, that is, a subcarrier, and outputs the mapped signal to the IFFT unit 325, and the IFFT unit 325 , Performs IFFT on the signal output from the mapping unit 324 to generate an OFDM symbol, and outputs the OFDM symbol to the CP addition unit 326.
  • the CP addition unit 326 adds a CP to the OFDM signal output from the IFFT unit 325 and outputs the result to the radio transmission unit (DL frequency) 327, and the radio transmission unit (DL frequency) 327 is output from the CP addition unit 326
  • the OFDM signal is subjected to transmission processing such as D / A conversion, amplification and up conversion, and transmitted from the antenna 301 to the terminal.
  • relay control unit 328 When relay control unit 328 receives ACK and UL data from CRC unit 319, relay control unit 328 holds UL data. Also, the held UL data is output to the encoding unit 329.
  • Encoding section 329 encodes the UL data output from relay control section 328 according to the MCS (coding rate) output from control section 309 and outputs the result to retransmission control section 330.
  • the retransmission control unit 330 holds the UL data output from the encoding unit 329 and outputs the UL data to the modulation unit 331 at the time of the first UL data relay transmission.
  • the retransmission control unit 330 holds UL data until ACK is notified from the determination unit 312, and discards the held UL data when ACK is notified. Also, when NACK is notified from determination unit 312, retransmission control unit 330 outputs UL relay data corresponding to the NACK among the held UL relay data to modulation unit 331 at the timing instructed from control unit 309. Do.
  • the modulation unit 331 modulates the UL data output from the retransmission control unit 330 according to the MCS (modulation method) output from the control unit 309, and outputs the modulated data to the FFT unit 332.
  • the FFT unit 332 outputs the modulation data from the modulation unit 331
  • the received UL relay data is subjected to FFT to convert the UL relay data in the time domain into the frequency domain, and output to the frequency mapping unit 333.
  • the frequency mapping unit 333 maps the UL relay data in the frequency domain output from the FFT unit 332 to the resource (band) output from the control unit 309, and outputs the UL relay data to the IFFT unit 334.
  • the IFFT unit 334 performs IFFT on the signal output from the frequency mapping unit 333 and outputs the signal to the CP addition unit 335.
  • the CP addition unit 335 adds a CP to the signal output from the IFFT unit 334 and outputs the result to the wireless transmission unit (UL frequency) 336.
  • the wireless transmission unit (UL frequency) 336 is output from the CP addition unit 335
  • the signal is subjected to transmission processing such as D / A conversion, amplification, and up conversion, and transmitted from the antenna 301 to the base station.
  • FIG. 8 A
  • SR bandwidth allocation request
  • the repeater relays SR to the base station.
  • this SR is transmitted, for example, through a channel determined in advance between the repeater and the terminal, and between the base station and the repeater, in the same manner as normal data.
  • the base station When receiving the SR, the base station generates an uplink channel assignment signal (Grant1) for the terminal according to the request, and can use the uplink for the retransmission from the terminal to the repeater and the relay from the repeater to the base station. Create a resource allocation signal (Multi-direction grant).
  • allocation signals (Grant 1 and Multi-direction grant) generated by the base station are transmitted from the base station as OFDM signals.
  • the repeater upon receiving these assignment signals, relays both Grant 1 and Multi-direction grant to the terminal through the radio transmission unit 327 of the DL frequency.
  • the terminal receives the assignment signal transmitted from the repeater and makes a blind decision.
  • the assignment signal received by the terminal includes two Grants (Grant 1 and Multi-direction grant) as described above, in ST 405, the terminal transmits a signal according to Grant 1 at the time of initial transmission.
  • the repeater transmits an ACK to the terminal and the base station in ST406, and receives in advance from the base station in ST407. Relay the upstream signal according to the multi-direction grant.
  • the repeater when the repeater fails to receive the signal transmitted from the terminal, in ST 411, the repeater transmits NACK to the terminal and the base station.
  • the base station receives NACK from the repeater, it reallocates resources and transmits Multi-direction grant 2 to the repeater, and in ST 413, the repeater relays Multi-direction grant 2 to the terminal.
  • the terminal retransmits UL data using a resource indicated in Multi-direction grant received in advance, in response to NACK from the repeater (ST 411). Also, when the repeater successfully receives the retransmission signal from the terminal, it relays data to the base station according to the resource indicated by Multi-direction grant 2.
  • the base station when the terminal starts uplink communication with the base station via the repeater, the base station assigns a resource for initial transmission to the terminal from Grant, and from the retransmission from the terminal to the repeater and the repeater By transmitting to the repeater a Multi-direction Grant applicable to any relay to the base station, the delay is minimized, regardless of whether or not the signal transmitted from the terminal to the repeater is successful.
  • the resource can be efficiently used even when retransmission is performed.
  • the repeater is described as transmitting Multi-direction Grant transmitted from the base station to the terminal together with Grant1, but transmission of Multi-direction Grant may be restricted as follows. Good. That is, as shown in FIG. 9, when the repeater receives Grant1 and Multi-direction Grant from the base station, in ST421, the repeater transmits only Grant1 without transmitting Multi-direction Grant to the terminal, and in ST422, the repeater When transmitting NACK, it may be made to relay Multi-direction grant to the terminal. As a result, the overhead for transmission of the control channel can be further reduced, and frequency utilization efficiency can be further improved.
  • the MCS and frequency band of data in Multi-direction Grant are determined in consideration of the channel quality from the terminal to the repeater and the channel quality from the repeater to the base station. If the difference in channel quality is large, the frequency utilization efficiency may be deteriorated due to the multi-direction grant, and the base station may switch the presence / absence of the multi-direction grant according to the difference in channel quality.
  • the physical channel from the terminal to the repeater and the physical channel from the repeater to the base station are both distributed on the frequency axis as shown in FIG. 2 so that the target SINR at the receiver side becomes equal.
  • the above channel quality difference may not be generated by controlling.
  • a control bit of transmission power used when the terminal uses resources and a control bit of transmission power used when the repeater uses resources are provided in the multi-direction grant, and in either case the receiver Control may be performed so that the SINRs on the side become equal.
  • the base station may use this to compress and transmit these two Grants.
  • the repeater may adaptively determine whether to use the resource indicated by the multi-direction grant for relaying, based on the communication status with the terminal under the repeater.
  • the present invention although it is described as retransmission of data, this does not only refer to transmission of the same data, but for example, data and part of parity bits are transmitted at the first time, and at the second time.
  • the present invention can also be applied to a retransmission control method in which parity bits different from the first one are transmitted. That is, the present invention is not limited to the retransmission control method.
  • the repeater may deliver these control information directly to the terminal. In this way, it is possible to reduce the delay for relaying repeaters.
  • the present invention is described using hardware as an example, but the present invention can also be realized by software.
  • Each function block employed in the description of each of the aforementioned embodiments may typically be implemented as an LSI constituted by an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include some or all. Although an LSI is used here, it may be called an IC, a system LSI, a super LSI, or an ultra LSI depending on the degree of integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible.
  • a programmable field programmable gate array FPGA
  • a reconfigurable processor that can reconfigure connection and setting of circuit cells in the LSI may be used.
  • a wireless communication base station device, a wireless communication relay station device, a wireless communication terminal device, a wireless communication system, and a wireless communication method according to the present invention can minimize delay and efficiently use resources. For example, it can be applied to mobile communication systems and the like.

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Abstract

　遅延を最小限に抑えることができ、また、リソースを効率的に利用することができる無線通信基地局装置、無線通信中継局装置、無線通信端末装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供する。端末がリピーターを介して基地局と上り通信を開始する際、ＳＴ４０３において、基地局が端末に初回送信用リソースを割り当てるＧｒａｎｔ１と、端末からリピーターへの再送及びリピーターから基地局への中継のいずれにも適用可能なMulti-direction Grantとを基地局からリピーターに送信し、ＳＴ４０４において、Ｇｒａｎｔ１とMulti-direction Grantとを端末に中継する。

Description

無線通信基地局装置、無線通信中継局装置、無線通信端末装置、無線通信システム及び無線通信方法
　本発明は、無線通信基地局装置、無線通信中継局装置、無線通信端末装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
　３ＧＰＰ－ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project-Long Term Evolution）では、下り回線（Downlink:ＤＬ）信号及び上り回線（Uplink：ＵＬ）信号の両方を中継し、サービスエリアを拡大する中継器（リピーター又はＲＮ（Relay Node）ともいう）が検討されている。
　図１に示すように、リピーターを含むシステムでは、基地局がターゲット端末に向けてＵＬ又はＤＬの割当情報を生成し、リピーターを介して伝達する。すなわち、基地局が端末にＵＬデータ伝送のためのリソース割り当てを行う場合には、図１（Ａ）に示すように、基地局が作成したＵＬデータ送信用リソース割当制御情報（ＵＬ Ｇｒａｎｔ）をリピーターに送信し、リピーターはＧｒａｎｔを端末に中継する。端末は、リピーターから中継されたＵＬ Ｇｒａｎｔに従ってＵＬデータを送信する。リピーターが端末からＵＬデータを受けると、基地局から受けたリピーターに対するリソース割り当て（リピーター向けのＵＬ Ｇｒａｎｔ）に従って、基地局へデータを中継する。
　また、基地局が下りデータ伝送を行う場合には、図１（Ｂ）に示すように、基地局は下りデータ送信用リソース割当制御情報（ＤＬ Ｇｒａｎｔ）と共に、下りデータをリピーターに向けて送信する。リピーターが下りデータの受信に成功すると、さらに基地局からの指示に従って、ＤＬ Ｇｒａｎｔと下りデータとを端末に中継する。
　この時、リピーターと基地局間の通信、及び、端末とリピーター間の通信は、図２に示すように周波数方向にディストリビュート（Distribute）配置されたリソースを用いて行う。このようなリソース配置を用いることによって、常に周波数ダイバーシチ効果が得られるため、基地局にとっての周波数選択性スケジューリングの負荷を減らすことができる。
　ここで、このようなリピーターを含むシステムにおける、ＵＬデータ通信の通信手順について図３を用いて説明する。図３に示すように、端末が新規ＵＬデータを送信開始する際には、帯域割当要求信号（Scheduling Request：ＳＲ）をリピーターに送信する。リピーターはＳＲを基地局に中継し、基地局はＳＲに基づいてＧｒａｎｔを送信する。また、リピーターはＧｒａｎｔを端末に中継する。
　端末がＧｒａｎｔを受け取るとリピーターにＵＬデータを送信し、ＵＬデータが誤り無くリピーターに伝送されると、リピーターは基地局に中継用のＧｒａｎｔを要求し、リピーターから基地局への通信が開始される。
　上述したリピーターを含むシステムでは、リピーターが基地局にデータを中継する際に、端末とリピーター間の信号伝送に成功してからＧｒａｎｔを基地局に要求するため、リピーターを含まないシステムに比べて遅延が大幅に大きくなる。
　そこで、この遅延を削減する方式として、端末から基地局にＳＲが送信されてきた場合に、基地局が端末とリピーターの両方にＧｒａｎｔを割り当てるジョイントスケジューリング（Joint Scheduling）方式が考えられる。このジョイントスケジューリング方式を用いた通信手順を図４に示す。図４（Ａ）に示すように、ジョイントスケジューリング方式では、端末からのＳＲに対して、基地局は端末からリピーターへのリソースだけではなく、同時にリピーターから基地局への中継に用いるリソースも割り当てる。リピーターは端末に対して、端末からリピーターへのリソースを示すＧｒａｎｔ１のみを送信し、端末はＧｒａｎｔ１に従ってＵＬデータを送信する。リピーターが端末からの信号を受けるとすぐに、予め基地局から受け取っていた割当情報（Ｇｒａｎｔ ＲＮ）に基づいてデータを中継するため、端末からのデータが基地局に到達するまでの時間を削減することができる。
3GPP TS 36.211 V8.0.0, "Physical Channels and Modulation (Release 8)," Sep. 2007
　しかしながら、端末からリピーターへの通信に再送が発生した場合には、図４（Ｂ）に示すように、中継用にリピーターに割り当てられていたリソースが使われなくなり、リソースの無駄が発生する。すなわち、リソースの効率的な利用と、リピーターによるシステムの遅延を削減することとを両立させることは困難である。
　本発明の目的は、遅延を最小限に抑えることができ、また、リソースを効率的に利用することができる無線通信基地局装置、無線通信中継局装置、無線通信端末装置、無線通信システム及び無線通信方法を提供することである。
　本発明の無線通信基地局装置は、無線通信端末装置向けに上りチャネル割当信号と、前記無線通信端末装置から無線通信中継局装置への再送及び前記無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を生成するリソース割当手段と、生成された前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
　本発明の無線通信中継局装置は、無線通信端末装置向けの上りチャネル割当信号と、前記無線通信端末装置から自装置への再送及び自装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を受信する受信手段と、受信した前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を前記無線通信端末装置に中継する第１中継手段と、前記無線通信端末装置から受信した信号の誤りの有無を判定する誤り判定手段と、前記誤り判定手段によって誤りなしと判定された場合、前記上りリソース割当信号に基づいて、前記無線通信端末装置から受信した信号を前記無線通信基地局装置に中継する第２中継手段と、を具備する構成を採る。
　本発明の無線通信端末装置は、自装置向けの上りチャネル割当信号と、自装置から無線通信中継局装置への再送及び前記無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を受信する受信手段と、前記上りチャネル割当信号に基づいて、初回送信データを送信し、前記上りリソース割当信号に基づいて、再送データを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
　本発明の無線通信システムは、無線通信端末装置向けに上りチャネル割当信号と、前記無線通信端末装置から無線通信中継局装置への再送及び前記無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を生成するリソース割当手段と、生成された前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を送信する送信手段と、を有する無線通信基地局装置と、前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を受信する受信手段と、受信した前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を前記無線通信端末装置に中継する第１中継手段と、前記無線通信端末装置から受信した信号の誤りの有無を判定する誤り判定手段と、前記誤り判定手段によって誤りなしと判定された場合、前記上りリソース割当信号に基づいて、前記無線通信端末装置から受信した信号を前記無線通信基地局装置に中継する第２中継手段と、を有する無線通信中継局装置と、前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を受信する受信手段と、前記上りチャネル割当信号に基づいて、初回送信データを送信し、前記上りリソース割当信号に基づいて、再送データを送信する送信手段と、を有する無線通信端末装置と、を具備する構成を採る。
　本発明の無線通信方法は、無線通信端末装置から送信された信号に誤りがない場合、無線通信端末装置から無線通信中継局装置への再送及び無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号に基づいて、前記信号を無線通信中継局装置から無線通信基地局装に中継する中継工程と、無線通信端末装置から送信された信号に誤りがある場合、上りリソース割当信号に基づいて、前記信号を無線通信端末装置から再送する再送工程と、を具備するようにした。
　本発明によれば、遅延を最小限に抑えることができ、また、リソースを効率的に利用することができる。
基地局及び端末間を中継するリピーターを示す概念図 時間－周波数リソースの割り当て例を示す図 ＵＬデータ通信の通信手順を示すシーケンス図 ジョイントスケジューリング方式を用いた通信手順を示すシーケンス図 本発明の実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るリピーターの構成を示すブロック図 図５に示した基地局、図６に示した端末及び図７に示したリピーターの通信手順を示すシーケンス図 図５に示した基地局、図６に示した端末及び図７に示したリピーターの他の通信手順を示すシーケンス図
　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。
　（実施の形態）
　本発明の実施の形態に係る基地局の構成について、図５を用いて説明する。この基地局において、リソース割当部１０１は、ＵＬデータのリソースを端末またはリピーターに割り当て、リソース割当結果を制御情報生成部１０２、マッピング部１０５及び復号部１１５に出力する。
　制御情報生成部１０２は、リソース割当部１０１から出力されたＵＬデータのリソース割当結果を通知する制御情報を端末毎、リピーター（中継局）毎に生成して符号化部１０３に出力する。なお、端末毎及びリピーター毎の制御情報には、制御情報の宛先となる端末又はリピーターを示すＩＤ情報が含まれる。例えば、制御情報の宛先の端末のＩＤ番号でマスキングされたＣＲＣビットが端末ＩＤ情報として制御情報に含まれる。
　符号化部１０３は、図示せぬ制御部等から入力される符号化率情報に従って、制御情報生成部１０２から出力された制御情報を符号化して変調部１０４に出力し、変調部１０４は、符号化部１０３から出力された制御情報を変調してマッピング部１０５に出力する。
　マッピング部１０５は、リソース割当部１０１から出力されたＵＬデータのリソース割当結果に基づいて、変調部１０４から出力された制御情報又は変調部１１８から出力された応答信号を周波数リソース、すなわち、サブキャリアにマッピングし、マッピングした信号をＩＦＦＴ部１０６に出力する。
　ＩＦＦＴ部１０６は、マッピング部１０５から出力された信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行ってＯＦＤＭシンボルを生成し、ＣＰ付加部１０７に出力する。ＣＰ付加部１０７は、ＩＦＦＴ部１０６から出力されたＯＦＤＭシンボルの後尾部分と同じ信号をＣＰ（Cyclic Prefix）としてＯＦＤＭシンボルの先頭に付加し、無線送信部１０８に出力する。無線送信部１０８は、ＣＰ付加部１０７から出力されたＯＦＤＭシンボルに対してＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を行ってアンテナ１０９からリピーターへ送信する。
　一方、無線受信部１１０は、リピーターから送信されたＵＬデータをアンテナ１０９を介して受信し、ＵＬデータに対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行い、ＣＰ除去部１１１に出力する。
　ＣＰ除去部１１１は、無線受信部１１０から出力されたＵＬデータに付加されているＣＰを除去してＦＦＴ部１１２に出力し、ＦＦＴ部１１２は、ＣＰ除去部１１１から出力されたＵＬデータに対しＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行って、抽出部１１３に出力する。
　抽出部１１３は、ＦＦＴ部１１２から出力された信号のうち、リピーターに割り当てた周波数成分を抽出して等化部１１４に出力し、等化部１１４は、抽出部１１３から出力されたＵＬデータを等化し、復号部１１５に出力する。
　復号部１１５は、リソース割当部１０１から出力されたＵＬデータのリソース割当結果に基づいて、等化部１１４から出力されたＵＬデータを復号してＣＲＣ部１１６に出力し、ＣＲＣ部１１６は、復号部１１５から出力されたＵＬデータのＣＲＣ演算を行う。ＣＲＣ部１１６は、ＣＲＣ演算の結果、誤り無しであればＡＣＫを、誤りがあった場合にはＮＡＣＫを符号化部１１７に出力する。
　符号化部１１７は、ＣＲＣ部１１６から出力された応答信号（ＡＣＫ又はＮＡＣＫ）を符号化して変調部１１８に出力し、変調部１１８は、符号化部１１７から出力された応答信号を変調してマッピング部１０５に出力する。
　次に、本発明の実施の形態に係る端末の構成について、図６を用いて説明する。この端末において、無線受信部２０２は、リピーターからの制御情報又は応答信号を含むＯＦＤＭシンボルをアンテナ２０１を介して受信し、ＯＦＤＭシンボルに対しダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行い、ＣＰ除去部２０３に出力する。ＣＰ除去部２０３は、無線受信部２０２から出力されたＯＦＤＭシンボルに付加されているＣＰを除去してＦＦＴ部２０４に出力する。
　ＦＦＴ部２０４は、ＣＰ除去部２０３から出力されたＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを行って複数のサブキャリアにマッピングされている制御情報又はリピーターからの応答信号を得て、それらを抽出部２０５に出力する。抽出部２０５は、判定部２０８から出力された応答信号に関するリソース情報に基づいて、ＦＦＴ部２０４から出力された複数のサブキャリアから制御情報又は応答信号を抽出し、制御情報を復調部２０６に出力し、応答信号を復調部２１０に出力する。
　復調部２０６は、抽出部２０５から出力された制御情報を復調して復号部２０７に出力し、復号部２０７は、復調部２０６から出力された制御情報を復号して判定部２０８に出力する。
　判定部２０８は、復号部２０７から出力された制御情報が自局宛の制御情報であるか否かをブラインド判定する。例えば、判定部２０８は、自局のＩＤ番号でＣＲＣビットをデマスキングすることによりＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）となった制御情報を自局宛の制御情報であると判定する。判定部２０８は、自局宛の制御情報、すなわち、自局に対するＵＬデータのリソース割当結果を制御部２０９に出力する。また、判定部２０８は、自局に対するＵＬデータのリソースに一対一で対応付けられ、リピーターからの応答信号に関するリソース情報を抽出部２０５に出力する。
　制御部２０９は、判定部２０８から出力された自局宛の制御情報に基づいて、周波数マッピング部２１８にＵＬデータを送信すべきリソースを指示すると共に、符号化部２１４及び変調部２１６に対しＭＣＳを指示する。また、制御部２０９は、ＵＬデータの再送が発生した場合、再送制御部２１５に対しＵＬデータを再送するタイミングを指示する。
　復調部２１０は、抽出部２０５から出力された応答信号を復調して復号部２１１に出力し、復号部２１１は、復調部２１０から出力された応答信号を復号して判定部２１２に出力する。
　判定部２１２は、復号部２１１から出力された応答信号がＡＣＫかＮＡＣＫかを判定し、判定結果を再送制御部２１５に出力する。
　送信データ生成部２１３は、基地局に送信する送信データ（ＵＬデータ）を生成して符号化部２１４に出力し、符号化部２１４は、制御部２０９から出力された符号化率に従って、送信データ生成部２１３から出力されたＵＬデータを符号化し、再送制御部２１５に出力する。
　再送制御部２１５は、初回送信時には、符号化部２１４から出力されたＵＬデータを保持すると共に変調部２１６に出力する。再送制御部２１５は、判定部２１２からＡＣＫが通知されるまでＵＬデータを保持し、ＡＣＫが通知されると保持していたＵＬデータを破棄する。また、再送制御部２１５は、判定部２１２からＮＡＣＫが通知された場合、保持したＵＬデータのうち、そのＮＡＣＫに対応するＵＬデータを制御部２０９から指示されたタイミングで変調部２１６に出力する。
　変調部２１６は、再送制御部２１５から出力されたＵＬデータを変調してＦＦＴ部２１７に出力し、ＦＦＴ部２１７は、変調部２１６から出力されたＵＬデータにＦＦＴを行って、時間領域のＵＬデータを周波数領域に変換し、周波数マッピング部２１８に出力する。
　周波数マッピング部２１８は、ＦＦＴ部２１７から出力された周波数領域のＵＬデータを制御部２０９から出力された帯域にマッピングし、ＩＦＦＴ部２１９に出力する。ＩＦＦＴ部２１９は、周波数マッピング部２１８から出力された信号にＩＦＦＴを行い、周波数領域の信号を時間領域に変換してＣＰ付加部２２０に出力する。
　ＣＰ付加部２２０は、ＩＦＦＴ部２１９から出力された信号にＣＰを付加して無線送信部２２１に出力し、無線送信部２２１は、ＣＰ付加部２２０から出力された信号にＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を行って、アンテナ２０１からリピーターへ上り信号を送信する。
　次に、本発明の実施の形態に係るリピーターの構成について、図７を用いて説明する。無線受信部（ＤＬ周波数）３０２は、図５に示した基地局から送信された制御信号又はリピーターに対する応答信号を含むＯＦＤＭシンボルをアンテナ３０１を介して受信し、受信したＯＦＤＭシンボルにダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行って、ＣＰ除去部３０３に出力する。ＣＰ除去部３０３は、無線受信部３０２から出力されたＯＦＤＭシンボルに付加されているＣＰを除去してＦＦＴ部３０４に出力する。
　ＦＦＴ部３０４は、ＣＰ除去部３０３から出力されたＯＦＤＭシンボルにＦＦＴを行って、複数のサブキャリアにマッピングされている制御情報又は応答信号を得て、それらを抽出部３０５に出力する。抽出部３０５は、ＦＦＴ部３０４から出力された複数のサブキャリアから制御情報又は応答信号を抽出し、制御情報を復調部３０６に出力し、応答信号を復調部３１０に出力する。
　復調部３０６は、抽出部３０５から出力された制御情報を復調して復号部３０７に出力し、復号部３０７は、復調部３０６から出力された制御情報を復号して判定部３０８に出力する。
　判定部３０８は、復号部３０７から出力された制御情報が自局の配下に存在する端末宛の制御情報であるか、または自局宛の制御情報であるかをブラインド判定する。例えば、判定部３０８は、自局の配下に存在する端末のＩＤ番号でＣＲＣビットをデマスキングすることによりＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）となった制御情報を自局の配下に存在する端末宛の制御情報であると判定する。そして、自局のＩＤ番号でＣＲＣビットをデマスキングすることによりＣＲＣ＝ＯＫ（誤り無し）となった制御情報を自局宛の制御情報であると判定する。判定部３０８は、自局の配下に存在する端末宛の制御情報、すなわち、自局の配下の端末に対するＵＬデータのリソース割当結果（リピーターが端末から受信すべきリソース）及び自局に対するＵＬデータのリソース割当結果（リピーターが端末からのデータを中継すべきリソース）を制御部３０９に出力する。また、判定部３０８は、自局の配下の端末に対するＵＬデータのリソースに一対一で対応付けられ、自局が送信すべき応答信号に関するリソース情報をマッピング部３２４に出力すると共に、自局に対するＵＬデータのリソースに一対一で対応付けられ、基地局からの応答信号に関するリソース情報を抽出部３０５に出力する。
　制御部３０９は、自局の配下に存在する端末宛の制御情報の内容から、端末がＵＬデータを送信するであろうリソース情報及びＭＣＳ情報を抽出し、リソース情報を抽出部３１６に出力し、ＭＣＳ情報を復号部３１８に出力する。また、配下の端末宛の制御情報を符号化部３２２に出力する。また、制御部３０９は、判定部３０８から出力された自局宛の制御情報に基づいて、周波数マッピング部３３３にＵＬデータを送信すべきリソースを指示すると共に、符号化部３２９及び変調部３３１にＭＣＳを指示する。また、制御部３０９は、ＵＬ中継データの再送が発生した場合、再送制御部３３０にＵＬ中継データを再送するタイミングを指示する。
　一方、復調部３１０は、抽出部３０５から出力された応答信号、すなわち、上り中継信号に対する基地局からの応答信号を復調して復号部３１１に出力し、復号部３１１は、復調部３１０から出力された応答信号を復号して判定部３１２に出力する。
　判定部３１２は、復号部３１１から出力された応答信号がＡＣＫかＮＡＣＫかを判定し、判定結果を再送制御部３３０に出力する。
　無線受信部（ＵＬ周波数）３１３は、図６に示した端末から送信されたＵＬデータをアンテナ３０１を介して受信し、受信したＵＬデータにダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を行って、ＣＰ除去部３１４に出力する。
　ＣＰ除去部３１４は、無線受信部３１３から出力されたＵＬデータに付加されているＣＰを除去してＦＦＴ部３１５に出力し、ＦＦＴ部３１５は、ＣＰ除去部３１４から出力されたＵＬデータにＦＦＴを行って、抽出部３１６に出力する。
　抽出部３１６は、制御部３０９から出力されたリソース情報に従って、ＦＦＴ部３１５から出力されたＵＬデータのうち、自局の配下の端末に割り当てられた周波数成分を抽出して等化部３１７に出力し、等化部３１７は、抽出部３１６から出力されたＵＬデータを等化し、復号部３１８に出力する。
　復号部３１８は、制御部３０９から出力されたＭＣＳ情報に従って、等化部３１７から出力されたＵＬデータを復号してＣＲＣ部３１９に出力し、ＣＲＣ部３１９は、復号部３１８から出力されたＵＬデータのＣＲＣ演算を行う。ＣＲＣ部３１９は、ＣＲＣ演算の結果、誤り無しであればＡＣＫを、誤りがあった場合にはＮＡＣＫを符号化部３２０及び中継制御部３２８に出力する。また、ＣＲＣ部３１９は、ＵＬデータに誤り無しと判定した場合、ＵＬデータを中継制御部３２８に出力する。
　符号化部３２０は、ＣＲＣ部３１９から出力された応答信号（ＡＣＫ又はＮＡＣＫ）を符号化して変調部３２１に出力し、変調部３２１は、符号化部３２０から出力された応答信号を変調してマッピング部３２４に出力する。
　符号化部３２２は、制御部３０９から出力された配下の端末宛の制御情報を符号化して変調部３２３に出力し、変調部３２３は、符号化部３２２から出力された制御情報を変調してマッピング部３２４に出力する。
　マッピング部３２４は、変調部３２１から出力された応答信号及び変調部３２３から出力された制御情報を周波数リソース、すなわち、サブキャリアにマッピングし、マッピングした信号をＩＦＦＴ部３２５に出力し、ＩＦＦＴ部３２５は、マッピング部３２４から出力された信号にＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成し、ＣＰ付加部３２６に出力する。
　ＣＰ付加部３２６は、ＩＦＦＴ部３２５から出力されたＯＦＤＭ信号にＣＰを付加して無線送信部（ＤＬ周波数）３２７に出力し、無線送信部（ＤＬ周波数）３２７は、ＣＰ付加部３２６から出力されたＯＦＤＭ信号にＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を行って、アンテナ３０１から端末へ送信する。
　中継制御部３２８は、ＣＲＣ部３１９からＡＣＫ及びＵＬデータを受けると、ＵＬデータを保持する。また、保持したＵＬデータを符号化部３２９に出力する。
　符号化部３２９は、制御部３０９から出力されたＭＣＳ（符号化率）に従って、中継制御部３２８から出力されたＵＬデータを符号化して再送制御部３３０に出力する。
　再送制御部３３０は、初回ＵＬデータ中継送信時には、符号化部３２９から出力されたＵＬデータを保持すると共に、変調部３３１に出力する。再送制御部３３０は、判定部３１２からＡＣＫが通知されるまでＵＬデータを保持し、ＡＣＫが通知されると保持していたＵＬデータを破棄する。また、再送制御部３３０は、判定部３１２からＮＡＣＫが通知された場合、保持したＵＬ中継データのうち、そのＮＡＣＫに対応するＵＬ中継データを制御部３０９から指示されたタイミングで変調部３３１に出力する。
　変調部３３１は、制御部３０９から出力されたＭＣＳ（変調方式）に従って、再送制御部３３０から出力されたＵＬデータを変調してＦＦＴ部３３２に出力し、ＦＦＴ部３３２は、変調部３３１から出力されたＵＬ中継データにＦＦＴを行って、時間領域のＵＬ中継データを周波数領域に変換し、周波数マッピング部３３３に出力する。
　周波数マッピング部３３３は、ＦＦＴ部３３２から出力された周波数領域のＵＬ中継データを制御部３０９から出力されたリソース（帯域）にマッピングし、ＩＦＦＴ部３３４に出力する。
　ＩＦＦＴ部３３４は、周波数マッピング部３３３から出力された信号にＩＦＦＴを行って、ＣＰ付加部３３５に出力する。
　ＣＰ付加部３３５は、ＩＦＦＴ部３３４から出力された信号にＣＰを付加して無線送信部（ＵＬ周波数）３３６に出力し、無線送信部（ＵＬ周波数）３３６は、ＣＰ付加部３３５から出力された信号にＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を行って、アンテナ３０１から基地局へ送信する。
　次に、上述した基地局、端末及びリピーターの通信手順について、図８を用いて説明する。まず、図８（Ａ）において、端末が信号の送信を開始するに際し、ＳＴ４０１では、帯域割当要求（Scheduling Request:ＳＲ）が端末からリピーターに送信され、ＳＴ４０２では、リピーターはＳＲを基地局に中継する。なお、このＳＲは、例えば、予めリピーターと端末間、基地局とリピーター間で決められたチャネルを通して、通常のデータと同様に送信される。
　基地局は、ＳＲを受け取ると、要求に応じて端末向けに上りチャネル割当信号（Ｇｒａｎｔ１）を作成すると共に、端末からリピーターへの再送及びリピーターから基地局への中継のどちらにも使用可能な上りリソース割当信号（Multi-direction grant）を作成する。ＳＴ４０３では、基地局が作成した割当信号（Ｇｒａｎｔ１及びMulti-direction grant）が基地局からＯＦＤＭ信号として送信される。
　ＳＴ４０４では、リピーターは、これらの割当信号を受けると、ＤＬ周波数の無線送信部３２７を通してＧｒａｎｔ１とMulti-direction grantとの双方を端末に向けて中継する。
　端末は、リピーターから送信された割当信号を受信してブラインド判定する。端末が受信する割当信号には、上記の通り２つのＧｒａｎｔ（Ｇｒａｎｔ１及びMulti-direction grant）が含まれているが、ＳＴ４０５において、端末は初回送信時にはＧｒａｎｔ１に従って信号を送信する。
　ここでは、リピーターが端末から送信された信号の受信に成功した場合を示しており、この場合、リピーターは、ＳＴ４０６において、端末と基地局にＡＣＫを送信し、ＳＴ４０７では、予め基地局から受信しているMulti-direction grantに従って、上り信号を中継する。
　一方、図８（Ｂ）に示すように、リピーターが端末から送信された信号の受信に失敗した場合、ＳＴ４１１では、リピーターから端末と基地局にＮＡＣＫを送信する。ＳＴ４１２では、基地局がリピーターからＮＡＣＫを受け取ると、再度リソースを割り当て、Multi-direction grant 2をリピーターに送信し、ＳＴ４１３では、リピーターが端末に対しMulti-direction grant 2を中継する。ＳＴ４１４では、端末はリピーターからのＮＡＣＫ（ＳＴ４１１）に対応して、予め受信していたMulti-direction grantに示されるリソースを用いてＵＬデータを再送する。また、リピーターは、端末からの再送信号の受信に成功すると、Multi-direction grant 2の示すリソースに従って、データを基地局に中継する。
　このように本実施の形態によれば、端末がリピーターを介して基地局と上り通信を開始する際、基地局が端末に初回送信用リソースを割り当てるＧｒａｎｔと、端末からリピーターへの再送及びリピーターから基地局への中継のいずれにも適用可能なMulti-direction Grantとをリピーターに送信することにより、端末からリピーターへ送信された信号の受信が成功したか否かにかかわらず、遅延を最小限に抑えることができ、再送を行う場合でもリソースを効率的に利用することができる。
　なお、本実施の形態では、リピーターは基地局から送信されたMulti-direction GrantをＧｒａｎｔ１と共に端末に送信するものとして説明したが、Multi-direction Grantの送信については次のように制限を設けてもよい。すなわち、図９に示すように、リピーターが基地局からＧｒａｎｔ１とMulti-direction Grantを受けた場合、ＳＴ４２１では、リピーターは端末にMulti-direction Grantを送信せずＧｒａｎｔ１のみを送信し、ＳＴ４２２では、リピーターがＮＡＣＫを送信する時に、端末にMulti-direction grantを中継するようにしてもよい。これにより、コントロールチャネルの伝送にかかるオーバーヘッドをさらに減少することができるため、周波数利用効率をより向上させることができる。
　また、Ｇｒａｎｔ１とMulti-direction Grantで示されるリソースは、同一のデータ送信（初回送信又は再送）に用いられるが、異なるＭＣＳが設定されてもよいし、異なる周波数帯域が設定されてもよい。
　また、Multi-direction GrantにおけるデータのＭＣＳや周波数帯は、端末からリピーターへのチャネル品質及びリピーターから基地局へのチャネル品質を考慮して決定される。このチャネル品質の差が大きい場合、Multi-direction grantによって周波数利用効率がかえって劣化する可能性もあるため、基地局はこのチャネル品質の差に応じてMulti-direction Grantの有無を切り替えてもよい。
　また、端末からリピーターへの物理チャネル及びリピーターから基地局への物理チャネルを両方とも図２に示すように周波数軸上でディストリビュート配置とし、受信機側でのターゲットＳＩＮＲが同等になるよう送信電力を制御することによって、上記チャネル品質の差が発生しないようにしてもよい。
　さらに、端末がリソースを利用する場合に用いる送信電力の制御ビットと、リピーターがリソースを利用する場合に用いる送信電力の制御ビットとをMulti-direction Grantの中に設けて、いずれの場合も受信機側でのＳＩＮＲが同等となるように制御を行ってもよい。
　Multi-direction GrantとＧｒａｎｔ１に設定される元のデータのサイズ（Transport Block Size）は同じであるので、基地局はこれを利用してこの２つのＧｒａｎｔを圧縮送信してもよい。
　さらに、リピーター配下に複数の端末が存在する場合には、リピーターにとってある端末からの信号を受信しつつ、同時に異なるリソースを使って信号を送信（中継）することは難しいため、この場合、Multi-direction Grantに示されるリソースを中継用に使わないことを選択してもよい。すなわち、リピーターはMulti-direction grantが示すリソースを中継に利用するかしないかを、リピーター配下の端末との通信状況によって適応的に判断してもよい。
　また、本実施の形態では、データの再送と表記したが、これは同一データを送信することを指すだけではなく、例えば、１回目にデータとパリティービットの一部を送信し、２回目には１回目と異なるパリティービットを送信するような再送制御方法にも適用できる。すなわち、本発明は再送制御方法に限定されるものではない。
　また、本実施の形態では、基地局からのＧｒａｎｔ１及びMulti-direction Grantをリピーターが中継するとしたが、基地局はこれらの制御情報を直接端末に届けてもよい。これにより、リピーターの中継にかかる遅延を削減することができる。
　上記各実施の形態では、本発明をハードウェ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。
　また、上記各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チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、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 Programmable 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ュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　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化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
　２００８年２月１４日出願の特願２００８－０３３５５３の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明にかかる無線通信基地局装置、無線通信中継局装置、無線通信端末装置、無線通信システム及び無線通信方法は、遅延を最小限に抑えることができ、また、リソースを効率的に利用することができ、例えば、移動通信システム等に適用できる。
 

Claims (6)

  1. 　無線通信端末装置向けに上りチャネル割当信号と、前記無線通信端末装置から無線通信中継局装置への再送及び前記無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を生成するリソース割当手段と、
    　生成された前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を送信する送信手段と、
    　を具備する無線通信基地局装置。
  2. 　無線通信端末装置向けの上りチャネル割当信号と、前記無線通信端末装置から自装置への再送及び自装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を受信する受信手段と、
    　受信した前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を前記無線通信端末装置に中継する第１中継手段と、
    　前記無線通信端末装置から受信した信号の誤りの有無を判定する誤り判定手段と、
    　前記誤り判定手段によって誤りなしと判定された場合、前記上りリソース割当信号に基づいて、前記無線通信端末装置から受信した信号を前記無線通信基地局装置に中継する第２中継手段と、
    　を具備する無線通信中継局装置。
  3. 　前記第１中継手段は、前記誤り判定手段によって誤り有りと判定された場合に、前記上りリソース割当信号を前記無線通信端末装置に中継する請求項２に記載の無線通信中継局装置。
  4. 　自装置向けの上りチャネル割当信号と、自装置から無線通信中継局装置への再送及び前記無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を受信する受信手段と、
    　前記上りチャネル割当信号に基づいて、初回送信データを送信し、前記上りリソース割当信号に基づいて、再送データを送信する送信手段と、
    　を具備する無線通信端末装置。
  5. 　無線通信端末装置向けに上りチャネル割当信号と、前記無線通信端末装置から無線通信中継局装置への再送及び前記無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号を生成するリソース割当手段と、
    　生成された前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を送信する送信手段と、
    　を有する無線通信基地局装置と、
    　前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を受信する受信手段と、
    　受信した前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を前記無線通信端末装置に中継する第１中継手段と、
    　前記無線通信端末装置から受信した信号の誤りの有無を判定する誤り判定手段と、
    　前記誤り判定手段によって誤りなしと判定された場合、前記上りリソース割当信号に基づいて、前記無線通信端末装置から受信した信号を前記無線通信基地局装置に中継する第２中継手段と、
    　を有する無線通信中継局装置と、
    　前記上りチャネル割当信号及び前記上りリソース割当信号を受信する受信手段と、
    　前記上りチャネル割当信号に基づいて、初回送信データを送信し、前記上りリソース割当信号に基づいて、再送データを送信する送信手段と、
    　を有する無線通信端末装置と、
    　を具備する無線通信システム。
  6. 　無線通信端末装置から送信された信号に誤りがない場合、無線通信端末装置から無線通信中継局装置への再送及び無線通信中継局装置から無線通信基地局装置への中継のいずれにも使用可能な上りリソース割当信号に基づいて、前記信号を無線通信中継局装置から無線通信基地局装に中継する中継工程と、
    　無線通信端末装置から送信された信号に誤りがある場合、上りリソース割当信号に基づいて、前記信号を無線通信端末装置から再送する再送工程と、
    　を具備する無線通信方法。
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