JP2010212981A - リレー局装置、移動局装置、基地局装置、および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて、セル端にＭＩＭＯを利用するリレー局装置を配置した場合においても、他セルとの干渉を緩和できるようにする。
【解決手段】リレー局装置２００は、複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する基地局装置のひとつと接続する装置であり、参照信号生成部２０７を備える。参照信号生成部２０７は、基地局装置から報知される共通のＩＤを上り参照信号ＩＤとして保持する上り参照信号ＩＤ保持部と、基地局装置の物理セルＩＤを、この上り参照信号ＩＤの値に再設定する物理セルＩＤ置換部と、物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて上り参照信号を生成する上り参照信号生成部と、を具備する。
【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う基地局装置、リレー局装置、移動局装置、並びに、その基地局装置とそのリレー局装置および／またはその移動局装置とを用いた通信システムに関する。

セルラ移動通信の第三世代（3rd Generation；以下、「３Ｇ」という）無線アクセス方式の進化（Evolved Universal Terrestrial Radio Access；以下、「ＥＵＴＲＡ」と称す）および３Ｇネットワークの進化（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network；以下、「ＥＵＴＲＡＮ」と称す）が３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project；第三世代パートナーシッププロジェクト）において検討されている。

また、３ＧＰＰにおいて、セルラ移動通信の第四世代（4th Generation；以下、「４Ｇ」という）無線アクセス方式（Advanced EUTRA；以下、「Ａ−ＥＵＴＲＡ」あるいは、「ＬＴＥ−Ａ」と称す）および、４Ｇネットワーク（Advanced EUTRAN；「Ａ−ＥＵＴＲＡＮ」とも称される）の検討が開始された。Ａ−ＥＵＴＲＡでは、リレー局の導入やＥＵＴＲＡでの使用アンテナ数を超える本数の送受信アンテナを用いた通信が検討されており、また、ＥＵＴＲＡとの後方互換性も重要視されている。

ＥＵＴＲＡ、Ａ−ＥＵＴＲＡでは、下りリンクの通信方式として、マルチパス干渉に強く、高速伝送に適したＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access：直交周波数分割多重）方式を採用することが検討されている。

図１０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１０では、無線フレーム１０００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１０００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１０において凡例１００１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（Identification：識別子） 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。何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物理セルＩＤによって一意に決定される。

移動局装置は参照信号を用いて受信品質の測定や、ＰＤＣＣＨの伝播路補償を行い、ＰＤＣＣＨに自局宛のデータ割り当てがあった場合、ＰＤＣＣＨ以降のＯＤＦＭシンボルを復調し、自局宛のデータを取得する。

Ａ−ＥＵＴＲＡで導入が検討されているリレー局（ＲＮ：Relay Node）は、移動局装置（ＵＥ：User Equipment）と同様、親となる基地局（ＭｅＮＢ：Master eNodeB）とＡ−ＥＵＴＲＡの通信方式に従い、無線で移動局装置との送受信信号の転送を行なう方法が考えられている。すなわち、ＭｅＮＢはＲＮに対して、ＭｅＮＢのＡ−ＥＵＴＲＡリソースの一部を利用して、移動局装置への信号を送信し（これをリレーリンクと呼ぶ）、ＲＮは、ＭｅＮＢから受信したＵＥ宛の信号をＵＥへ転送する（これをアクセスリンクと呼ぶ）。

逆に、ＵＥからの上りデータはＲＮがアクセスリンクで受信し、リレーリンクを用いてＲＮからＭｅＮＢへ転送される。

ここでリレーリンクはＭｅＮＢとＲＮとの通信専用に用いられるため、ＥＵＴＲＡと互換性のないリソースブロック構造やサブフレーム構造となることが考えられる。この場合、ＥＵＴＲＡのＵＥは当該リソースブロックあるいはサブフレームの受信処理ができないため、後方互換性に問題がでてしまう。

そのため、以下に述べるＭＢＭＳと呼ばれるサービスのＭＢＳＦＮサブフレームを利用して、問題を回避する提案がなされている。

Ａ−ＥＵＴＲＡでは、マルチメディアの同報通信サービス（ＭＢＭＳ：Multimedia Broadcast/Multicast Service）の実施が検討されている。ＭＢＭＳは複数セルに亘る広範囲なエリアで同一の同報サービスを行なうことも想定されるため、ＭＢＭＳの送信過程でセル間における周波数切り替えによるサービスの中断を減らすために、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Single Frequency Network）の搬送波でＭＢＭＳを送信するＭＢＳＦＮの仕組みが既にＥＵＴＲＡの仕様化段階で検討されている。

ＥＵＴＲＡではＭＢＳＦＮ送信用に物理マルチキャストチャネルＰＭＣＨ（Physical Multicast Channel）が用意され、ＰＭＣＨの配置されるサブフレームの情報がＳＩＢのひとつであるＳＩＢ２で報知される仕組みとなっている（例えば、非特許文献１を参照）。

ＰＭＣＨは、先頭から２ＯＦＤＭシンボルまでの参照信号が通常の送信と同じ構造で送られる。また、ＰＤＣＣＨも配置される。残りのシンボルはＭＢＭＳのために使用されるが、ＥＵＴＲＡではＭＢＭＳを行なわないので、ＥＵＴＲＡの移動局装置はこの残りのシンボルを無視することになる（例えば、非特許文献２を参照）。

このため、ＭＢＳＦＮのサブフレームでは、ＥＵＴＲＡの移動局装置は、先頭から２ＯＦＤＭシンボルに含まれる参照信号のみを用いてＰＤＣＣＨの伝播路補償や、受信品質測定を行なう。

非特許文献５では、上記後方互換性を持たせるため、ＭＢＳＦＮサブフレームをリレー局と基地局間の通信に利用する提案がなされている。すなわち、ＭＢＳＦＮサブフレームのＰＤＣＣＨ以外の信号はＥＵＴＲＡの移動局装置は無視するため、上記ＰＤＣＣＨ以外のＯＦＤＭシンボルをＭｅＮＢとＲＮとの通信目的に転用可能であることが述べられている。

非特許文献３では、ＭＢＳＦＮについて階層的な報知の仕組みの導入が合意されている。まずＢＣＣＨ（Ｄ−ＢＣＨで送信される報知情報チャネル）より、プライマリマルチキャスト制御チャネル（Ｐ−ＭＣＣＨ）の位置を取得する。Ｐ−ＭＣＣＨにはセカンダリマルチキャスト制御チャネル（Ｓ−ＭＣＣＨ）が存在する場合、Ｓ−ＭＣＣＨの位置情報が含まれる。また、複数のＭＢＳＦＮエリアが重複しているセルでは、複数のＳ−ＭＣＣＨを用いてそれぞれのＭＢＳＦＮエリア情報を報知することができる。

また、非特許文献４では、複数のＭＢＭＳのサービスエリアが存在する場合に、各々のサービスエリアの識別子であるＳＦＡ ＩＤ（Single Frequency Network Area Identify）を用いて、ＳＦＡ毎の使用サブフレームを指定する方法についての検討がなされている。例えば、図１１に例示するフレーム１１００では、凡例１１０１で示すＳＦＡ ＩＤ毎にＳ−ＭＣＣＨが用意され、Ｐ−ＭＣＣＨによって各Ｓ−ＭＣＣＨの位置が報知される。各Ｓ−ＭＣＣＨはＳＦＡ ＩＤと対応しており、各Ｓ−ＭＣＣＨで指定されるサブフレーム位置が対応するＳＦＡ ＩＤのＭＢＭＳに利用される。

次に、ＥＵＴＲＡの上りリンクでは、アクセス方式にピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：Peak to Average Power Ratio）特性に優れたＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式が採用されている。

上りリンクのフレーム構成は、図１２に示すフレーム１２００のように、下りリンクと同様、１スロット０．５［ｍｓ］を基本単位として２スロットで１サブフレーム、１０サブフレームで１フレームとなっている。また１スロットは通常は７つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルで構成される。

図１２では図示はしていないが、復調のための参照信号が１スロット（７シンボル）の中に１シンボル含まれる。この復調のための参照信号は、基本的にＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列の一種であるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列が用いられる。ただし移動局装置に割り当てられるリソースの帯域が狭い場合には他の系列が用いられる。このＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列には自己相関値が０となり、系列長が素数の場合には（系列長−１）個の相互相関値が低くなる系列を生成することができるという特徴がある。そのため、ＥＵＴＲＡのユーザデータの復調に用いられる上り参照信号は、基地局装置の物理セルＩＤとグループホッピング情報と移動局装置に割り当てられた帯域幅とを含む情報に基づいて系列を選択することで、セル間の干渉（相互相関）を低く抑え、同一のリソースブロックに複数移動局装置を割り当てるＭＵ−ＭＩＭＯ（Multi-User Multiple Input Multiple Output）を行なう際には、移動局装置間の上り参照信号を直交させるために、上位の制御信号により移動局装置毎に異なる時間サイクリックシフトを施し、ユーザ間の干渉（自己相関）が理想的に０となるように設定する。

また、上りリンクでは１サブフレーム単位で移動局装置にリソースが割り当てられるが、１スロット単位で割り当てられる周波数リソースが変わることがある。この割り当てられる周波数リソースが変わっていくことを周波数ホッピングと呼ぶ。

更に、Ａ−ＥＵＴＲＡでは、単一のＳＣ−ＦＤＭＡのスペクトルを周波数方向に分割して送信する方式の採用も検討されている。また、これらの方式と同時に各移動局装置の伝播路状況に応じて、ＭＣＳ（Modulation Coding Scheme：誤り訂正の符号化率とデータ変調レベル）を切り替えるＡＭＣＳ（Adaptive MCS）や、Ａ−ＥＵＴＲＡにおいては通信路容量を増大するために、複数の送受信アンテナで構成されるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を利用した空間多重（ＳＭ：Space Multiplexing）技術の適用も検討されている。

ここで、ＭＩＭＯを利用した空間多重（ＭＩＭＯ−ＳＭ）における変調多値数や空間多重数が増加すると、チャネルの推定精度が信号検出の精度に与える影響が大きくなる。すなわちＭＩＭＯ−ＳＭによりスループットを高めるためには、信号検出の精度をあげる必要があり、そのためには、チャネル推定精度を高める必要がある。

３ＧＰＰ ＴＳ３６．３３１，Ｖ８．３．０（２００８−０９）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ （Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＲＲＣ）；Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ ８）．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／Ｓｐｅｃｓ／２００８−０９／Ｒｅｌ−８／３６＿ｓｅｒｉｅｓ／３６３３１−８３０．ｚｉｐ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１，Ｖ８．４．０（２００８−０９）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ （Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ ８）．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／Ｓｐｅｃｓ／２００８−０９／Ｒｅｌ−８／３６＿ｓｅｒｉｅｓ／３６２１１−８４０．ｚｉｐ ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ２ ＃５９，Ｒ２−０７４４４４，"Ｄｒａｆｔ３ ｍｉｎｕｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ５９ ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ２ ｍｅｅｔｉｎｇ"，３ＧＰＰ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅａｍ ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ２ ＃５９，Ｒ２−０７３５２５，"ＭＣＣＨ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｓ"，Ｍｏｔｏｒｏｌａ ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃５５，Ｒ１−０８４５３８，"ＬＳ ｏｎ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｓｕｐｐｏｒｔ ｉｎ Ｒｅｌ−８"，ＴＳＧ−ＲＡＮ ＷＧ１ ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃５５，Ｒ１−０８４４４９，"Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ｏｎｔｏ ｔｈｅ Ｕｐｌｉｎｋ ｏｆ ＬＴＥ−Ａ"，Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ＃５６，Ｒ１−０９１０９８，"Ｗａｙ Ｆｏｒｗａｒｄ ｏｎ Ｒｅｌａｙｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＬＴＥ−Ａ"，ＣＥＷｉＴ，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ，Ｈｕａｗｅｉ，Ｍｏｔｏｒｏｌａ，Ｎｏｋｉａ，ＮＳＮ，Ｐａｎａｓｏｎｉｃ，Ｐｈｉｌｉｐｓ，Ｑｕａｌｃｏｍｍ，Ｓａｍｓｕｎｇ，ＴＩ，ＲＩＭ，ＳＨＡＲＰ

図１３にＥＵＴＲＡの通信システムの概略を示す。上記ＥＵＴＲＡのシステムにおいて、基地局装置Ａ管轄のセル内の複数の移動局装置Ａ，Ｄからの上り参照信号は、ＭＵ−ＭＩＭＯを行なう際には、前述のように互いに直交するように時間、周波数、符号が割り当てられているが、移動局装置Ｂの上り参照信号と、隣接セル（基地局装置Ｂ管轄のセル）の移動局装置Ｃからの参照信号とは、異なる系列を用いているため直交しない。そのためＥＵＴＲＡでは、スロット単位で移動局装置毎に異なる周波数ホッピングパターンとすることで、例えば移動局装置Ｂと移動局装置Ｃとの上り信号が、あるスロットが衝突する場合であっても、次のスロットでは別の周波数リソースが割り当てられるために、干渉を緩和するということが可能となる。このようにスロット単位で周波数ホッピングをすることでセル端に位置する移動局装置からの上り参照信号同士の干渉を緩和している。

ところでセル中心付近の移動局装置はＭＩＭＯを利用し、大容量の通信を行なうことが想定される。ＭＩＭＯを利用する場合、前述のように参照信号を用いた伝播路推定を正確に行なう必要があるが、例えば非特許文献６では、キャリア周波数が３．５ＧＨｚにおいて、現状の１スロットに含まれる１シンボルの復調用参照信号のみではドップラーの影響によりＭＩＭＯを行なわない場合であっても特性の劣化があることが示されている。

この場合、周波数ホッピングを行なわず、同一周波数リソースに複数スロットを連続して割り当てることで、時間方向の参照信号の数を増やし、より正確に伝播路推定を行なうことが可能である。

しかしながら、前述のリレー局装置がカバレッジ拡張の目的でセル端に配置され、ＭＩＭＯを利用するユーザのデータや制御信号を伝送する必要がある場合には、リレー局装置も基地局装置との上りリンクでＳＵ−ＭＩＭＯ（Single-User MIMO）を利用することが想定される。この場合、ＭＩＭＯの特性を改善するために周波数ホッピングを行なわないようにすると、隣接のセルの周波数ホッピングを行なわない移動局装置やリレー局装置の上り参照信号との干渉が発生してしまい、干渉を緩和するために周波数ホッピングを行なうと、時間方向の伝播路推定性能が劣化してしまうため、ＭＩＭＯの特性も劣化してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、無線通信システムにおいて、セル端にＭＩＭＯを利用するリレー局装置を配置した場合においても、他セルとの干渉を緩和できるようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する基地局装置のひとつと接続するリレー局装置であって、前記リレー局装置は、前記基地局装置から報知される前記共通のＩＤを上り参照信号ＩＤとして保持する上り参照信号ＩＤ保持部と、前記基地局装置の物理セルＩＤを、前記上り参照信号ＩＤの値に再設定する物理セルＩＤ置換部と、前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて上り参照信号を生成する上り参照信号生成部と、を具備することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記上り参照信号生成部は、上りリンクで送信するトラフィックデータ復調用参照信号と、制御信号復調用参照信号と、サウンディング参照信号のうち、少なくともひとつの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて生成し、残りの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換される前の物理セルＩＤを用いて生成することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する基地局装置のひとつと接続する移動局装置であって、前記移動局装置は、前記基地局装置から報知される前記共通のＩＤを上り参照信号ＩＤとして保持する上り参照信号ＩＤ保持部と、前記基地局装置の物理セルＩＤを、前記上り参照信号ＩＤの値に再設定する物理セルＩＤ置換部と、前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて上り参照信号を生成する上り参照信号生成部と、を具備することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、通信システムにおいて、複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する基地局装置と、第１の技術手段におけるリレー局装置と、第３の技術手段における移動局装置とで構成されることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１の技術手段において、前記リレー局装置と接続する前記基地局装置は、前記リレー局装置より上位のノードとして定義される上位リレー局装置であることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第３の技術手段において、前記移動局装置と接続する前記基地局装置は、リレー局装置または前記リレー局装置より上位のノードとして定義される上位リレー局装置であることを特徴としたものである。

第７の技術手段は、通信システムにおいて、第５の技術手段におけるリレー局装置と、前記リレー局装置より上位のノードとして定義される、複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する上位リレー局装置と、第６の技術手段における移動局装置であって前記上位リレー局装置と接続する移動局装置とで構成されることを特徴としたものである。

第８の技術手段は、ＳＦＡ ＩＤ（Single Frequency Network Area Identify）を報知する基地局装置のひとつと接続するリレー局装置であって、前記リレー局装置は、前記基地局装置から報知されるＳＦＡ ＩＤから、複数の前記基地局装置に対応する複数のセルで共通の上り参照信号ＩＤを算出して保持する上り参照信号ＩＤ算出部と、前記基地局装置の物理セルＩＤを、前記上り参照信号ＩＤ算出部で算出した値に再設定する物理セルＩＤ置換部と、前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて上り参照信号を生成する上り参照信号生成部と、を具備としたものである。

第９の技術手段は、第８の技術手段において、前記上り参照信号生成部は、上りリンクで送信するトラフィックデータ復調用参照信号と、制御信号復調用参照信号と、サウンディング参照信号のうち、少なくともひとつの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて生成し、残りの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換される前の物理セルＩＤを用いて生成することを特徴としたものである。

第１０の技術手段は、第８又は第９の技術手段におけるリレー局装置と接続する基地局装置であって、前記基地局装置で報知する前記ＳＦＡ ＩＤは、前記上り参照信号ＩＤと一意に対応付けられるＩＤとすることを特徴としたものである。

第１１の技術手段は、通信システムにおいて、第８又は第９の技術手段におけるリレー局装置と、第１０の技術手段における基地局装置と、移動局装置とで構成されることを特徴としたものである。

第１２の技術手段は、第８又は第９の技術手段において、前記リレー局装置と接続する前記基地局装置は、前記リレー局装置より上位のノードとして定義される上位リレー局装置であることを特徴としたものである。

第１３の技術手段は、第１２の技術手段におけるリレー局装置と接続する上位リレー局装置であって、前記上位リレー局装置で報知する前記ＳＦＡ ＩＤは、前記上り参照信号ＩＤと一意に対応付けられるＩＤとすることを特徴としたものである。

第１４の技術手段は、通信システムにおいて、第１２の技術手段におけるリレー局装置と、第１３の技術手段における上位リレー局装置と、移動局装置とで構成されることを特徴としたものである。

本発明に係る通信システムによれば、セル端にＭＩＭＯを利用するリレー局装置を配置した場合においても、他セルとの干渉を緩和することが可能になる。

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参照信号生成部の一例を示すブロック図である。 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参照信号生成部の一例を示すブロック図である。 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。 本発明の第２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参照信号生成部の一例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る通信システムにおける移動局装置の参照信号生成部の一例を示すブロック図である。 本発明の第３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参照信号生成部の一例を示すブロック図である。 ＥＵＴＲＡの下りフレーム構成の一例を示す図である。 従来のＳＦＡ ＩＤ毎のサブフレーム位置指定を示す図である。 ＥＵＴＲＡの上りフレーム構成の一例を示す図である。 ＥＵＴＲＡ、Ａ−ＥＵＴＲＡの通信システムのセル構成の一例を示す図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る通信システムは、マルチキャリア通信方式を用いた無線通信システムであり、従来ではセル固有の物理セルＩＤによって行なっていた上り参照信号の符号の設定を、前述のＳＩＢなどによって報知される、あるいは個別の制御信号として通知される上り参照信号ＩＤを物理セルＩＤの代わりに用いることによって行なう。

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。また、図４は、図２のリレー局装置における参照信号生成部の一例を示すブロック図、図５は、図３の移動局装置における参照信号生成部の一例を示すブロック図、図６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。

まず、図１を参照して、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について説明する。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ＡＮ１１、送信アンテナＡＮ１２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、リレー局装置経由の通信も含まれる。また、上り参照信号の符号系列決定のための上り参照信号ＩＤ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を行なう。参照信号生成部１０７は、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う。送信部１１０から出力された信号は送信アンテナＡＮ１２から送信される。

また、受信アンテナＡＮ１１で受信された信号は、受信部１０１へ入力される。受信部１０１は、移動局装置または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い、制御部１０５から入力されるパラメータ（ＭＩＭＯの有無、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や上り参照信号ＩＤ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。

次に、図２および図４を参照して、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について説明する。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、符号部２０６、参照信号生成部２０７、変調部２０８、多重部２０９、送信部２１０、制御情報選択部２１１、受信アンテナＡＮ２１、送信アンテナＡＮ２２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。

上位レイヤ２０４は、基地局装置へ送信する上りリレー局制御データと、基地局装置と移動局装置との間の上り・下りトラフィックデータおよび上り・下り制御信号とを、符号部２０６へ入力する。上り・下りトラフィックデータと上り・下り制御信号とは、基地局装置向けであれば、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。一方、移動局装置向けであれば、基地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。符号部２０６は、入力されたデータを符号化し、変調部２０８へ入力する。変調部２０８は、符号化した信号の変調を行なう。

また、参照信号生成部２０７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。ここで、上りトラフィックデータの復調に用いる参照信号は、上り参照信号ＩＤや時間サイクリックシフトをもとに生成する。変調部２０８から出力される信号と参照信号生成部２０７で生成される各参照信号とは、多重部２０９にて多重される。参照信号は、移動局装置向けであれば下り参照信号が、基地局装置向けであれば上り参照信号が多重される。

多重部２０９からの出力信号は、送信部２１０に入力される。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う。ここで基地局装置向けであり周波数ホッピングが基地局より指示されている場合、制御部２０５から入力される周波数ホッピングパターンに基づき上記周波数が変更される。送信部２１０から出力された信号は送信アンテナＡＮ２２から送信される。なお、周波数ホッピングパターンに基づく送信周波数変更は送信部２１０で行なってもよいし、多重部２０９で広帯域の信号を生成する場合には多重部２０９での周波数マッピングを変更してもよい。

また、受信アンテナＡＮ２１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、符号部２０６、参照信号生成部２０７、変調部２０８、多重部２０９、送信部２１０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。

リレー局装置２００の参照信号生成部２０７は、図４で参照信号生成部４００として例示するように、トラフィックデータ復調用参照信号生成部４０１と、制御信号復調用参照信号生成部４０２と、サウンディング参照信号生成部４０３と、上り参照信号ＩＤ保持部４０４と、物理セルＩＤ置換部４０５と、下り参照信号生成部４０６とから構成される。

制御部２０５から入力される送信制御情報のうち上り参照信号ＩＤは、ＳＩＢなどによって報知される、あるいは個別の制御信号として通知されるものであり、上り参照信号ＩＤ保持部４０４で保持され、上り参照信号ＩＤ保持部４０４が物理セルＩＤ置換部４０５へ出力する。物理セルＩＤ置換部４０５は、入力された送信制御信号のうち、物理セルＩＤの値をその上り参照信号ＩＤの値に置き換える。置き換えられた（再設定された）物理セルＩＤを含む送信制御情報は、トラフィックデータ復調用参照信号生成部４０１と、制御信号復調用参照信号生成部４０２と、サウンディング参照信号生成部４０３とで構成される上り参照信号生成部４０７に送られる。また、制御部２０５から入力された送信制御信号は、下り参照信号生成部４０６へも入力される。上り参照信号生成部４０７と下り参照信号生成部４０６では、入力された制御情報をもとに参照信号を生成する。

このようにして、リレー局装置２００は、上り参照信号の符号の設定を、ＳＩＢなどによって報知される、あるいは個別の制御信号として通知される上り参照信号ＩＤを物理セルＩＤの代わりに用いることによって行ない、各上り参照信号を生成する。

次に、図３および図５を参照して、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について説明する。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ＡＮ３１、送信アンテナＡＮ３２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。ここで、上りトラフィックデータの復調に用いる参照信号は、上り参照信号ＩＤや時間サイクリックシフト情報をもとに生成する。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う。ここで基地局装置向けであり周波数ホッピングが基地局より指示されている場合、制御部３０５から入力される周波数ホッピングパターンに基づき上記周波数が変更される。送信部３１０から出力された信号は送信アンテナＡＮ３２から送信される。なお、周波数ホッピングパターンに基づく送信周波数変更は送信部３１０で行なってもよいし、多重部３０９で広帯域の信号を生成する場合には多重部３０９にて周波数マッピングを変更してもよい。

また、受信アンテナＡＮ３１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をもとに伝播路補償を行い、制御部３０５から入力されるパラメータ（ＭＩＭＯの有無、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。

移動局装置３００の参照信号生成部３０７は、図５で参照信号生成部５００として例示するように、トラフィックデータ復調用参照信号生成部５０１と、制御信号復調用参照信号生成部５０２と、サウンディング参照信号生成部５０３と、上り参照信号ＩＤ保持部５０４と、物理セルＩＤ置換部５０５とから構成される。

制御部３０５から入力される送信制御情報のうち上り参照信号ＩＤは、ＳＩＢなどによって報知される、あるいは個別の制御信号として通知されるものであり、上り参照信号ＩＤ保持部５０４で保持され、上り参照信号ＩＤ保持部５０４が物理セルＩＤ置換部５０５へ出力する。物理セルＩＤ置換部５０５は、入力された送信制御信号のうち、物理セルＩＤの値をその上り参照信号ＩＤの値に置き換える。置き換えられた（再設定された）物理セルＩＤを含む送信制御情報は、トラフィックデータ復調用参照信号生成部５０１と、制御信号復調用参照信号生成部５０２と、サウンディング参照信号生成部５０３とで構成される上り参照信号生成部５０６に送られる。各参照信号生成部では、入力された制御情報をもとに参照信号を生成する。

このようにして、移動局装置３００は、上り参照信号の符号の設定を、ＳＩＢなどによって報知される、あるいは個別の制御信号として通知される上り参照信号ＩＤを物理セルＩＤの代わりに用いることによって行ない、各上り参照信号を生成する。

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６を参照して説明する。この例では、基地局装置Ｎａ管轄の物理セルＩＤ＝１のセルＡと、基地局装置Ｎｂ管轄の物理セルＩＤ＝２のセルＢと、基地局装置Ｎｃ管轄の物理セルＩＤ＝３のセルＣとがあり、セルＡ内にリレー局装置Ｒａ、セルＢ内にリレー局装置Ｒｂが配置されている。

このようなセル構成において、基地局装置Ｎａに対してリレー局装置Ｒｂの上り参照信号が到来する場合、逆に基地局装置Ｎｂに対してリレー局装置Ｒａの上り参照信号が到来する場合には、少なくともセルＡとセルＢの上り参照信号ＩＤの値を同じ（共通）として、更に同一リソースブロックにおける時間サイクリックシフトを異なる値となるようにスケジューリングを行なう。この上り参照信号ＩＤの設定は、基地局装置やリレー局装置の設置・運用開始時に行なうことで実現できる。また、時間サイクリックシフトの値については、例えばセルＡの値の範囲を０から３、セルＢでの範囲を４から６などと予め設定しておくことで実現できる。なお、上記上り参照信号ＩＤと時間サイクリックシフトの値については、上記手法に限定されるものではなく、動的あるいは準静的に対応する基地局間のＸ２インターフェースを通じて設定してもよいし、複数の基地局を束ねて制御するＭＭＥ（Mobility Management Entity）がＳ１インターフェースを通じて設定を行ない、各基地局へ通知してもよい。

上記設定により、セル端のリレー局装置Ｒａ，Ｒｂやこれらのリレー局装置に接続する移動局装置Ｕａ，Ｕｂが周波数ホッピングを行なわない場合においても、上り参照信号の系列が同じで時間サイクリックシフトが異なるため互いに直交しており、干渉を抑えることができる。なお、前述したように、特にＭＩＭＯを利用しているときには周波数ホッピングを行わないことは有益である。また、セルＣのセル端の移動局装置Ｕｃは、セルＣ内にリレー局装置がないため、伝播品質が悪く、ＭＩＭＯを利用できない。そのため、周波数ホッピングを行なうことで、結果としてリレー局装置Ｒａ，Ｒｂや移動局装置Ｕａ，Ｕｂからの干渉を緩和することができ、また、リレー局装置Ｒａ，Ｒｂや移動局装置Ｕａ，Ｕｂも移動局装置Ｕｃからの干渉を緩和することができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では複数セル内の全ての移動局装置およびリレー局装置が上り参照信号ＩＤを物理セルＩＤの代わりに用いて上り参照信号の符号を生成した。本発明では、リレー局装置のみに上記上り参照信号ＩＤを適用することもでき、このような手法を、第２の実施形態として図７および図８を参照しながら説明する。図７、図８は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る通信システムにおける、リレー局装置の参照信号生成部、移動局装置の参照信号生成部の一例を示すブロック図である。

本実施形態の基地局装置、リレー局装置、移動局装置は、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。ただし、図２のリレー局装置２００において、参照信号生成部２０７（すなわち図４の参照信号生成部４００）の代わりに図７に例示する参照信号生成部７００を採用し、図３の移動局装置３００において、参照信号生成部３０７（すなわち図５の参照信号生成部５００）の代わりに図８に例示する参照信号生成部８００を採用している。

本実施形態においてリレー局装置２００に具備される参照信号生成部７００は、トラフィックデータ復調用参照信号生成部７０１と、制御信号復調用参照信号生成部７０２と、サウンディング参照信号生成部７０３と、上り参照信号ＩＤ保持部７０４と、物理セルＩＤ置換部７０５と、下り参照信号生成部７０６とから構成される。

制御部２０５から入力される送信制御情報のうち上り参照信号ＩＤは、ＳＩＢなどによって報知される、あるいは個別の制御信号として通知されるものであり、上り参照信号ＩＤ保持部７０４で保持され、上り参照信号ＩＤ保持部７０４が物理セルＩＤ置換部７０５へ出力する。物理セルＩＤ置換部７０５は、入力された送信制御信号のうち、物理セルＩＤの値をその上り参照信号ＩＤの値に置き換える。置き換えられた（再設定された）物理セルＩＤを含む送信制御情報は、トラフィックデータ復調用参照信号生成部７０１へ出力される。また、制御部２０５から入力された上り参照信号ＩＤ以外の送信制御信号は、制御信号復調用参照信号生成部７０２と、サウンディング参照信号生成部７０３と、下り参照信号生成部７０６へも入力される。各参照信号生成部では、入力された制御情報をもとに参照信号を生成する。

このようにして、リレー局装置２００は、上り参照信号の符号の設定を、ＳＩＢなどによって報知される、あるいは個別の制御信号として通知される上り参照信号ＩＤを物理セルＩＤの代わりに用いることによって行ない、各上り参照信号を生成する。

本実施形態において移動局装置３００に具備される参照信号生成部８００は、トラフィックデータ復調用参照信号生成部５０１と、制御信号復調用参照信号生成部５０２と、サウンディング参照信号生成部５０３とから構成され、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。しかし、上りトラフィックデータの復調に用いる参照信号は、上り参照信号ＩＤではなく従来と同様物理セルＩＤをもとに生成される。すなわち、本実施形態における参照信号生成部８００は、図５の参照信号生成部５００から上り参照信号ＩＤ保持部５０４および物理セルＩＤ置換部５０５を省いた従来と同様の構成となる。

本実施形態に係る、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いても、そのセル構成は、図６で例示できる。このセル構成において、基地局装置Ｎａに対してリレー局装置Ｒｂの上り参照信号が到来する場合、逆に基地局装置Ｎｂに対してリレー局装置Ｒａの上り参照信号が到来する場合には、第１の実施形態と同様、少なくともセルＡとセルＢの上り参照信号ＩＤの値を同じ（共通）として、更に同一リソースブロックにおける時間サイクリックシフトを異なる値となるようにスケジューリングを行なう。更に、基地局装置Ｎａ，Ｎｂにおけるリレー局装置へのトラフィックデータ送信のための上りリソース割り当てを同一のサブフレームとなるように協調してスケジューリングを行なう。どのサブフレームに対して割り当てを行なうかの情報は、前述のＸ２インターフェースを用いてやり取りしてもよいし、Ｓ１インターフェースを用いてＭＭＥが制御してもよい。

上記設定により、セル端のリレー局装置Ｒａ，Ｒｂが周波数ホッピングを行なわない場合においても、上り参照信号の系列が同じで時間サイクリックシフトが異なるため互いに直交しており、干渉を抑えることができる。また、リレー局装置Ｒａと周波数ホッピングを行なわない移動局装置Ｕｄとは、系列が異なるため直交していないが、リレー局装置と移動局装置を異なる時間（サブフレーム）に割り当てているため、問題は生じない。更にセルＣのセル端の移動局装置Ｕｃは、セルＣ内にリレー局装置がないため、伝播品質が悪く、ＭＩＭＯを利用できない。そのため、周波数ホッピングを行なうことで、結果としてリレー局装置Ｒａ，Ｒｂや移動局装置Ｕａ，Ｕｂからの干渉を緩和することができ、また、リレー局装置Ｒａ，Ｒｂや移動局装置Ｕａ，Ｕｂも移動局装置Ｕｃからの干渉を緩和することができる。また、制御信号復調用参照信号とサウンディング参照信号は各々のセルの物理セルＩＤを用いて導出されているため、トラフィックデータのスケジューリングに関わらず、従来どおりのリソース割り当てを行なうことができる。すなわち、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）処理のための制御信号送信や伝播品質測定のためのサウンディング参照信号送信は、本実施形態におけるトラフィックデータのスケジューリングの制約を受けずに通信を行なうことができる。

ここでは、制御信号復調用参照信号生成部７０２における参照信号生成に物理セルＩＤを用いるようにしているが、トラフィックデータと同様に上り参照信号ＩＤを用いるようにしてもよい。すなわち、制御信号復調用参照信号に物理セルＩＤを用いて生成した参照信号を送信する移動局装置と、制御信号復調用参照信号に上り参照信号ＩＤを用いて生成した参照信号を送信するリレー局装置とを異なるリソースに割り当てることで、トラフィックデータ復調用参照信号だけでなく、制御信号復調用参照信号も、上り参照信号ＩＤを用いて参照信号を生成することが可能である。
同様にサウンディング参照信号のリソースを分離することにより、サウンディング参照信号も、上り参照信号ＩＤを用いて生成することが可能である。なお、このような応用は、次の第３の実施形態でも適用できる。

［第３の実施形態］
第２の実施形態ではリレー局装置のみに上り参照信号ＩＤを適用する手法について述べた。本発明では、上り参照信号ＩＤの設定にＭＢＳＦＮのパラメータを用いることもでき、このような手法を、第３の実施形態として説明する。

ＭＢＳＦＮは前述のように、複数のセルが同一の搬送波でＭＢＭＳを送信する。ＭＢＭＳを送信するサブフレームは報知情報およびＰ−ＭＣＣＨ、Ｓ−ＭＣＣＨで取得することが可能である。また、複数のＭＢＭＳサービスエリアが存在する場合にはＳＦＡ ＩＤを用いてＭＢＭＳ毎に使用されるサブフレームを指定することができる。

本実施形態では、リレー局装置により干渉が発生する複数のセルをひとつのエリアとし、上記エリアに対して使用するサブフレームの情報とひとつのＳＦＡ ＩＤをＭＢＳＦＮの仕組みを利用して、リレー局装置へ通知する。

リレー局装置では割り当てられたＭＢＳＦＮサブフレームを利用して基地局装置との通信を行い、ＳＦＡ ＩＤから一意に算出される値（複数セルで共通の値）を第２の実施形態における上り参照信号ＩＤとして利用する。

このようなＳＦＡ ＩＤの利用が可能な本実施形態の通信システムの構成について、図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の第３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参照信号生成部の一例を示すブロック図である。

本実施形態の基地局装置、リレー局装置、移動局装置は、それぞれ第２の実施形態の図１、図２、図３と同じ構成とする。ただし、図２のリレー局装置２００において、参照信号生成部２０７（すなわち参照信号生成部７００）の代わりに図９に例示する参照信号生成部９００を採用している。

本実施形態においてリレー局装置２００に具備される参照信号生成部９００は、トラフィックデータ復調用参照信号生成部９０１と、制御信号復調用参照信号生成部９０２と、サウンディング参照信号生成部９０３と、上り参照信号ＩＤ算出部９０４と、物理セルＩＤ置換部９０５と、下り参照信号生成部９０６とから構成される。

制御部２０５から入力される送信制御情報のうちＳＦＡ ＩＤは、上り参照信号ＩＤ算出部９０４で上り参照信号ＩＤ（複数セルで共通の上り参照信号ＩＤ）に一意に変換されたうえで保持され、上り参照信号ＩＤ算出部９０４が物理セルＩＤ置換部９０５へ出力する。物理セルＩＤ置換部９０５は、入力された送信制御信号のうち、物理セルＩＤの値をその上り参照信号ＩＤの値に置き換える。置き換えられた（再設定された）物理セルＩＤを含む送信制御情報は、トラフィックデータ復調用参照信号生成部９０１へ出力される。また、制御部２０５から入力されたＳＦＡ ＩＤ以外の送信制御信号は、制御信号復調用参照信号生成部９０２と、サウンディング参照信号生成部９０３と、下り参照信号生成部９０６へも入力される。各参照信号生成部では、入力された制御情報をもとに参照信号を生成する。

このようにして、リレー局装置２００は、上り参照信号の符号の設定を、通知されたＳＦＡ ＩＤから算出した上り参照信号ＩＤを物理セルＩＤの代わりに用いることによって行ない、各上り参照信号を生成する。

本実施形態に係る、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いても、そのセル構成は、図６で例示できる。このセル構成において、基地局装置Ｎａに対してリレー局装置Ｒｂの上り参照信号が到来する場合、逆に基地局装置Ｎｂに対してリレー局装置Ｒａの上り参照信号が到来する場合には、少なくともセルＡとセルＢの上り参照信号ＩＤの値を同じ（共通）としてＳＦＡ ＩＤとしてリレー局装置へ通知し、更に同一リソースブロックにおける時間サイクリックシフトを異なる値となるようにスケジューリングを行なう。更に、基地局装置Ｎａ，Ｎｂにおけるリレー局装置へのトラフィックデータ送信のための上りリソース割り当てを同一のサブフレームとなるように協調してＭＢＳＦＮサブフレーム割り当てとしてスケジューリングを行なう。どのサブフレームに対して割り当てを行なうかの情報は前述のＸ２インターフェースを用いてやり取りしてもよいし、Ｓ１インターフェースを用いてＭＭＥが制御してもよいし、下りリンクでＭＢＳＦＮサブフレームとして割り当てたリソースに一意に対応する上りサブフレーム（例えば、下りリンクで割り当てられたサブフレームから４サブフレーム後の上りサブフレーム）を割り当てることも可能である。

上記設定により、第２の実施形態と同様に、セル端のリレー局装置Ｒａ，Ｒｂが周波数ホッピングを行なわない場合においても、上り参照信号の系列が同じで時間サイクリックシフトが異なるため互いに直交しており、干渉を抑えることができる。また、リレー局装置Ｒａと周波数ホッピングを行なわない移動局装置Ｕｄとは、系列が異なるため直交していないが、リレー局装置と移動局装置を異なる時間（サブフレーム）に割り当てているため、問題は生じない。更にセルＣのセル端の移動局装置Ｕｃは、セルＣ内にリレー局装置がないため、伝播品質が悪く、ＭＩＭＯを利用できない。そのため、周波数ホッピングを行なうことで、結果としてリレー局装置Ｒａ，Ｒｂや移動局装置Ｕａ，Ｕｂからの干渉を緩和することができ、また、リレー局装置Ｒａ，Ｒｂや移動局装置Ｕａ，Ｕｂも移動局装置Ｕｃからの干渉を緩和することができる。また、制御信号復調用参照信号とサウンディング参照信号は各々のセルの物理セルＩＤを用いて導出されているため、トラフィックデータのスケジューリングに関わらず、従来どおりのリソース割り当てを行なうことができる。すなわち、ＨＡＲＱ処理のための制御信号送信や伝播品質測定のためのサウンディング参照信号送信は、本実施形態におけるトラフィックデータのスケジューリングの制約を受けずに通信を行なうことができる。

また、本実施形態では、ＭＢＳＦＮのシグナリングの仕組みを用いて上り参照信号ＩＤの通知を行なうことにより、追加のシグナリングを削減することが可能となる。

また、上り参照信号ＩＤ算出に用いるＳＦＡ ＩＤを複数のグループに分類し、各グループ毎に異なるサブフレーム構造とすることも考えられる。例えば上り参照信号ＩＤ算出に用いるＳＦＡ ＩＤを２つのグループに分類し、ひとつは固定設置のリレー局装置向け、ひとつは移動するリレー局装置向けとする。そして、固定設置のリレー局装置向けのＳＦＡ ＩＤが割り当てられたリレー局装置は、既定のサブフレーム構造（例えば復調用の上り参照信号が従来と同様のサブフレーム構造）で上り信号を送信し、移動するリレー局装置向けのＳＦＡ ＩＤが割り当てられたリレー局装置は、既定とは異なるサブフレーム構造（例えば復調用の上り参照信号が多く含まれるサブフレーム構造）で上り信号を送信することなどが考えられる。これにより、移動するリレー局装置においても、リレーリンクの伝播路推定性能の劣化を抑えることが可能となる。または逆に、固定設置のリレー局装置では、リレーリンクの伝播路変動が小さいため、復調用の上り参照信号が規定のサブフレーム構造よりより少ないサブフレーム構造で、上り信号を送信することなども考えられる。これにより、固定設置のリレー局装置において参照信号に用いていたリソースをトラフィックデータや制御信号に用いることにより、上りの情報通信量を増やすことが可能となる。

［各実施形態についての補足説明］
上述した第１〜第３の実施形態では、基地局装置と、その配下のリレー局装置および移動局装置と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、リレー局装置（上位のリレー局装置）と、その配下のリレー局装置（下位のリレー局装置）および移動局装置とに対しても同様に適用することが可能である。つまり、リレー局装置（下位リレー局）より上位のノードとして定義される上位リレー局装置を基地局装置とみなして、複数有る上位リレー局装置で共通のＩＤを、第１の実施形態では下位リレー局装置および移動局装置に報知し、第２の実施形態では下位リレー局装置に報知する。同様に、第３の実施形態では、上位リレー局装置を基地局装置とみなして、共通のＳＦＡ ＩＤを下位リレー局装置に報知する。例えば、非特許文献７に示されるタイプ１のリレーノードと定義されるリレー局装置は、他の移動局装置やリレー局装置からは基地局装置のひとつとして認識される。すなわち、リレー局装置が基地局装置として動作するため、リレー局装置のアクセスリンクにおける処理を基地局装置と同等の処理とすることで、上記実施形態における基地局装置をリレー局装置と読み替えることが可能である。また、下位のリレー局装置が存在しないシステム構成でも本発明は適用できる。すなわち、リレー局装置を基地局装置とみなして複数有るリレー局装置で共通のＩＤ又はＳＦＡ ＩＤを移動局装置に報知するようなシステムとして構成することもできる。

また、第２、第３の実施形態では、隣接するセル間で同一のリソースをリレー局装置に割り当てることで、周波数ホッピングを行わない移動局装置との干渉を回避しているが、他の方法として、例えば図６で、セルＢでリレー局装置に割り当てられているサブフレームでは、セルＡで中心付近の移動局装置Ｕｄなどに同サブフレームを割り当てるようにスケジューリングすることで、干渉を緩和することも可能である。すなわち、隣接するセル間で同一のリソースを割り当てることができなかった場合においても、他セルがリレー局装置に割り当てるリソースに自セルの中心付近の移動局装置を割り当てることにより、同様に干渉を回避することが可能となる。あるいは、自セルの中心付近の移動局装置ではなく、周波数ホッピングを行なう移動局装置を割り当てることでも、干渉を緩和することが可能となる。

更に、第２、第３の実施形態では、上り参照信号ＩＤをトラフィックデータの復調に用いる参照信号の符号生成に用いたが、サウンディング参照信号については、セル内の移動局装置およびリレー局装置が同一のリソースで送信する場合には物理セルＩＤを用いる必要がある。しかし、トラフィックデータと同様に異なるリソースで送信する場合には上り参照信号ＩＤを用いることも可能である。

また、第１〜第３の実施形態ではセル端に配置されるリレー局装置がＭＩＭＯによる通信を行なう（周波数ホッピングを行なわない）場合について述べた。しかし通常、リレー局装置あるいは移動局装置の周波数ホッピングを伴う通信と伴わない通信との切り替えは、接続先の基地局装置あるいはリレー局装置から通知される送信方式で指定される。ここで通知される送信方式とは、ＰＤＣＣＨに含まれるリソース数、変調方式など、および上位（ＲＲＣ、ＭＡＣ［Media Access Control］）レイヤのシグナリングにより通知される制御情報を指す。上記送信方式は、接続する装置間の伝播損などの伝播路状況や干渉波受信電力などの測定値に基づいて決定される。すなわち、セル中心付近に配置されるリレー局装置には、従来と同様に物理セルＩＤを用いた復調のための上り参照信号で送信を行なうよう送信方式を指定し、セル端付近に配置されるリレー局装置には、上り参照信号ＩＤを用いた復調のための上り参照信号で送信を行なうよう送信方式を指定することが考えられる。同様に移動局装置に対しても、セル端付近に存在する移動局装置には、上り参照信号ＩＤを用いた復調のための上り参照信号で送信を行なうよう送信方式を指定することも考えられる。

１００，Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃ…基地局装置、２００，Ｒａ，Ｒｂ…リレー局装置、３００，Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ…移動局装置、１０１，２０１，３０１…受信部、１０２，２０２，３０２…復調部、１０３，２０３，３０３…復号部、１０４，２０４，３０４…上位レイヤ、１０５，２０５，３０５…制御部、１０６，２０６，３０６…符号部、１０７，２０７，３０７，４００，５００，７００，８００，９００…参照信号生成部、１０８，２０８，３０８…変調部、１０９，２０９，３０９…多重部、１１０，２１０，３１０…送信部、２１１…制御情報選択部、４０１，５０１，７０１，９０１…トラフィックデータ復調用参照信号生成部、４０２，５０２，７０２，９０２…制御信号復調用参照信号生成部、４０３，５０３，７０３，９０３…サウンディング参照信号生成部、４０４，５０４，７０４…参照信号ＩＤ保持部、４０５，５０５，７０５，９０５…物理セルＩＤ置換部、４０６，７０６，９０６…下り参照信号生成部、４０７，５０６…上り参照信号生成部、９０４…参照信号ＩＤ算出部、ＡＮ１１，ＡＮ２１，ＡＮ３１…受信アンテナ、ＡＮ１２，ＡＮ２２，ＡＮ３２…送信アンテナ。

Claims (14)

1. 複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する基地局装置のひとつと接続するリレー局装置であって、前記リレー局装置は、
   前記基地局装置から報知される前記共通のＩＤを上り参照信号ＩＤとして保持する上り参照信号ＩＤ保持部と、
   前記基地局装置の物理セルＩＤを、前記上り参照信号ＩＤの値に再設定する物理セルＩＤ置換部と、
   前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて上り参照信号を生成する上り参照信号生成部と、
   を具備することを特徴とするリレー局装置。
2. 請求項１に記載のリレー局装置であって、
   前記上り参照信号生成部は、
   上りリンクで送信するトラフィックデータ復調用参照信号と、制御信号復調用参照信号と、サウンディング参照信号のうち、少なくともひとつの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて生成し、
   残りの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換される前の物理セルＩＤを用いて生成する
   ことを特徴とするリレー局装置。
3. 複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する基地局装置のひとつと接続する移動局装置であって、前記移動局装置は、
   前記基地局装置から報知される前記共通のＩＤを上り参照信号ＩＤとして保持する上り参照信号ＩＤ保持部と、
   前記基地局装置の物理セルＩＤを、前記上り参照信号ＩＤの値に再設定する物理セルＩＤ置換部と、
   前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて上り参照信号を生成する上り参照信号生成部と、
   を具備することを特徴とする移動局装置。
4. 複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する基地局装置と、請求項１に記載のリレー局装置と、請求項３に記載の移動局装置とで構成される通信システム。
5. 請求項１に記載のリレー局装置において、前記リレー局装置と接続する前記基地局装置は、前記リレー局装置より上位のノードとして定義される上位リレー局装置であることを特徴とするリレー局装置。
6. 請求項３に記載の移動局装置において、前記移動局装置と接続する前記基地局装置は、リレー局装置または前記リレー局装置より上位のノードとして定義される上位リレー局装置であることを特徴とする移動局装置。
7. 請求項５に記載のリレー局装置と、前記リレー局装置より上位のノードとして定義される、複数のセルで共通のＩＤ（識別子）を報知する上位リレー局装置と、請求項６に記載の移動局装置であって前記上位リレー局装置と接続する移動局装置とで構成される通信システム。
8. ＳＦＡ ＩＤ（Single Frequency Network Area Identify）を報知する基地局装置のひとつと接続するリレー局装置であって、前記リレー局装置は、
   前記基地局装置から報知されるＳＦＡ ＩＤから、複数の前記基地局装置に対応する複数のセルで共通の上り参照信号ＩＤを算出して保持する上り参照信号ＩＤ算出部と、
   前記基地局装置の物理セルＩＤを、前記上り参照信号ＩＤ算出部で算出した値に再設定する物理セルＩＤ置換部と、
   前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて上り参照信号を生成する上り参照信号生成部と、
   を具備することを特徴とするリレー局装置。
9. 請求項８に記載のリレー局装置であって、
   前記上り参照信号生成部は、
   上りリンクで送信するトラフィックデータ復調用参照信号と、制御信号復調用参照信号と、サウンディング参照信号のうち、少なくともひとつの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換された物理セルＩＤを用いて生成し、
   残りの参照信号を、前記物理セルＩＤ置換部で置換される前の物理セルＩＤを用いて生成する
   ことを特徴とするリレー局装置。
10. 請求項８又は９に記載のリレー局装置と接続する基地局装置であって、前記基地局装置で報知する前記ＳＦＡ ＩＤは、前記上り参照信号ＩＤと一意に対応付けられるＩＤとすることを特徴とする基地局装置。
11. 請求項８又は９に記載のリレー局装置と、請求項１０に記載の基地局装置と、移動局装置とで構成される通信システム。
12. 請求項８又は９に記載のリレー局装置において、前記リレー局装置と接続する前記基地局装置は、前記リレー局装置より上位のノードとして定義される上位リレー局装置であることを特徴とするリレー局装置。
13. 請求項１２に記載のリレー局装置と接続する上位リレー局装置であって、前記上位リレー局装置で報知する前記ＳＦＡ ＩＤは、前記上り参照信号ＩＤと一意に対応付けられるＩＤとすることを特徴とする上位リレー局装置。
14. 請求項１２に記載のリレー局装置と、請求項１３に記載の上位リレー局装置と、移動局装置とで構成される通信システム。

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