JP2012004987A - 中継装置、中継方法、無線通信システム、基地局、および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中継装置、中継方法、無線通信システム、基地局、および無線通信装置を提供する。
【解決手段】複数の無線通信装置から情報を受信する受信部と、前記受信部により複数の無線通信装置から受信された情報を蓄積する記憶部と、前記記憶部に蓄積された情報を集約する情報処理部と、前記情報処理部により集約された情報を基地局に送信する送信部と
を備える、中継装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、中継装置、中継方法、無線通信システム、基地局、および無線通信装置に関する。

現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において４Ｇの無線通信システムの規格化が進められている。４Ｇによれば、リレーやキャリアアグリゲーションなどの技術を用いることにより、最大通信速度の向上やセルエッジでの品質向上を実現することができる。リレーを行う中継装置（リレーノード）に関しては、例えば下記の特許文献に記載されている。

一方、３ＧＰＰでは、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）に関する議論も進められている。ＭＴＣのアプリケーションとしては、例えば、Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄと呼ばれる次世代送電網が想定されている。各仮定の電力使用量を測定する電気メータにこのＳｍａｒｔ Ｇｒｉｄを適用することにより、地頭的に遠隔地の電力使用量を集計し、管理することが可能になると考えられる。また、電気メータだけでなく、電力を使用する個々の機器にＳｍａｒｔ Ｇｒｉｄを適用すれば、より柔軟な電力管理を行うことが可能になる。その他、ＭＴＣのアプリケーションとして、ヘルスケア用途の機器情報を収集するアプリケーション、自動販売機における販売状況を収集するアプリケーションなど、多様なアプリケーションが検討されている。ＭＴＣ端末は、これらのアプリケーションに特化した端末である。

再公表２００６／０３５９０２号公報 特開２００７−６０２１２号公報

しかし、各セルにおけるＭＴＣ端末の収容数は極めて多くなることが予想される。このため、セル内のリンク数の増加に伴い、スケジューリング情報や認証設定情報などの送受信される制御情報が増大すると考えられる。さらに、中継装置の導入により、実質的なリンク数は倍増する。したがって、ＭＴＣ端末と中継装置が導入された場合、ネットワーク負荷を緩和するための対策が重要となる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ＭＴＣ端末などの無線通信装置および中継装置の導入によるネットワーク負荷の増大を緩和することが可能な、新規かつ改良された中継装置、中継方法、無線通信システム、基地局、および無線通信装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の無線通信装置から情報を受信する受信部と、前記受信部により複数の無線通信装置から受信された情報を蓄積する記憶部と、前記記憶部に蓄積された情報を集約する情報処理部と、前記情報処理部により集約された情報を基地局に送信する送信部と、を備える中継装置が提供される。

前記記憶部には、前記複数の無線通信装置から受信された情報のうちで、情報量が所定量以下である情報が蓄積され、前記送信部は、前記複数の無線通信装置から受信された情報のうちで、情報量が所定量を上回る情報を、他の情報と集約されていない状態で前記基地局に送信してもよい。

前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報を間欠的に集約してもよい。

前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報を所定周期で集約してもよい。

前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積されている情報の各々の遅延許容時間が経過するタイミングを判断し、遅延許容時間が経過する最も早いタイミングが経過する前に前記記憶部に蓄積された情報を集約してもよい。

前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報数が所定数に達した場合に、前記記憶部に蓄積された情報を集約してもよい。

前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報の情報量の総和が上限値に達した場合に、前記記憶部に蓄積された情報を集約してもよい。

前記蓄積部には、ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報が蓄積され、前記情報処理部は、前記ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報を集約し、前記送信部は、前記ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報は前記情報処理部により集約された状態で送信し、非ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報は他の情報と集約されていない状態で前記基地局に送信してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の無線通信装置のための集約された情報を基地局から受信する受信部と、前記受信部により受信された前記集約された情報に基づき、前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得する情報処理部と、前記情報処理部により取得された前記個別情報を、前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信する送信部と、を備える中継装置が提供される。

前記複数の無線通信装置のための集約された情報はリソース情報であり、前記情報処理部は、前記リソース情報の示すリソースの範囲内で前記複数の無線通信装置の各々にリソース割り当てを行うことにより、前記個別情報を取得してもよい。

前記複数の無線通信装置のための集約された情報には、前記複数の無線通信装置の各々に対するリソース情報が含まれ、前記情報処理部は、前記複数の無線通信装置の各々に対するリソース情報を前記個別情報として取得してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の無線通信装置から情報を受信するステップと、前記複数の無線通信装置から受信された情報を蓄積するステップと、前記蓄積された情報を集約するステップと、前記集約された情報を基地局に送信するステップと、を含む中継方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の無線通信装置のための集約された情報を基地局から受信するステップと、前記集約された情報に基づき、前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得するステップと、前記個別情報を、前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信するステップと、を含む中継方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の無線通信装置と、前記複数の無線通信装置から情報を受信する受信部、前記受信部により複数の無線通信装置から受信された情報を蓄積する記憶部、前記記憶部に蓄積された情報を集約する情報処理部、および前記情報処理部により集約された情報を基地局に送信する送信部、を有する中継装置と、を備える無線通信システムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の無線通信装置のための集約された情報を送信する基地局と、前記基地局から前記集約された情報を受信する受信部、前記受信部により受信された前記集約された情報に基づき、前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得する情報処理部、前記情報処理部により取得された前記個別情報を、前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信する送信部、を有する中継装置と、を備える無線通信システムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、前記複数の無線通信装置のための情報を集約する情報処理部と、前記情報処理部により集約された情報を、前記複数の無線通信装置に関する通信を中継する中継装置に送信する送信部と、を備える基地局が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数の無線通信装置のための集約された情報を基地局から受信し、前記集約された情報に基づいて前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得し、前記個別情報を前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信する中継装置から、前記個別情報を受信する、無線通信装置が提供される。

以上説明したように本発明によれば、ＭＴＣ端末などの無線通信装置および中継装置の導入によるネットワーク負荷の増大を緩和することができる。

無線通信システムの構成例を示した説明図である。 比較例による中継装置がｅＮｏｄｅＢおよび非ＭＴＣ端末間で行うリレー通信の流れを示した説明図である。 比較例による中継装置がｅＮｏｄｅＢおよびＭＴＣ端末間で行うリレー通信の流れを示した説明図である。 アップリンクグラントの構成例を示した説明図である。 第１の実施形態による中継装置の構成を示した機能ブロック図である。 ダウンリンクの第１の動作例を示したシーケンス図である。 第１の動作例におけるグループアップリンクグラントの構成を示した説明図である。 ダウンリンクの第２の動作例を示したシーケンス図である。 第２の動作例におけるグループアップリンクグラントの構成を示した説明図である。 比較例による中継装置がｅＮｏｄｅＢおよびＭＴＣ端末間で行うリレー通信の流れを示した説明図である。 アップリンクの動作例を示したシーケンス図である。 本発明の第２の実施形態による動作を示したシーケンス図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じてＭＴＣ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、ＭＴＣ端末２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単にＭＴＣ端末２０と称する。

また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．無線通信システムの構成
２．第１の実施形態
２−１．第１の実施形態による中継装置の構成
２−２．第１の実施形態による中継装置の動作
３．第２の実施形態
４．まとめ

＜１．無線通信システムの構成＞
現在、３ＧＰＰにおいて４Ｇの無線通信システムの規格化が進められている。本発明の実施形態は、一例としてこの４Ｇの無線通信システムに適用することができるので、まず、４Ｇの無線通信システムの概略を説明する。

図１は、無線通信システム１の構成例を示した説明図である。図１に示したように、無線通信システム１は、ｅＮｏｄｅＢ１０と、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）１２、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）１４、およびＰＤＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）−ＧＷ１６を含むコアネットワークと、ＭＴＣ端末２０と、ＭＴＣサーバ３０と、中継装置４０と、を備える。

なお、図１に示したＭＴＣ端末２０は無線通信装置の一例である。変形例として、無線通信装置は、ユーザ端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）のうちで非ＭＴＣ端末である携帯電話などであってもよい。

ｅＮｏｄｅＢ１０は、ＭＴＣ端末２０に無線信号を送信する送信部の機能、およびＭＴＣ端末２０から無線信号を受信する受信部の機能を有する無線基地局である。図１においては１台のｅＮｏｄｅＢ１０のみを示しているが、実際には多数のｅＮｏｄｅＢがコアネットワークに接続される。また、図１においては記載を省略しているが、ｅＮｏｄｅＢ１０は例えばＭＴＣ端末２０以外のユーザ端末とも通信する。

ＭＭＥ１２は、データ通信用のセッションの設定、開放やハンドオーバーの制御を行う装置である。このＭＭＥ１２は、ｅＮｏｄｅＢ１０とＸ２と呼ばれるインタフェースを介して接続される。Ｓ−ＧＷ１４は、ユーザデータのルーティング、転送などを行う装置である。ＰＤＮ−ＧＷ１６は、ＩＰサービスネットワークとの接続点として機能し、ＩＰサービスネットワークとの間でユーザデータを転送する。

ＭＴＣ端末２０は、３ＧＰＰにおいて検討されているＭＴＣ用のアプリケーションに特化した端末であり、ｅＮｏｄｅＢ１０とアプリケーションに応じた無線通信を行う。また、ＭＴＣ端末２０は、コアネットワークを介してＭＴＣサーバ３０と双方向通信を行う。ユーザは、ＭＴＣサーバ３０にアクセスすることにより所定のアプリケーションを実行する。以下に、ＭＴＣ用のアプリケーションの一例を示す。

１．Ｓｅｃｕｒｉｔｙ
２．Ｔｒｃｋｉｎｇ＆Ｔｒａｃｉｎｇ
３．Ｐａｙｍｅｎｔ
４．Ｈｅａｌｔｈ
５．Ｒｅｍｏｔｅ Ｍａｉｎｔｅｎａｃｅ／Ｃｏｎｔｒｏｌ
６．Ｍｅｔｅｒｉｎｇ
７．Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ

一例として、ＭＴＣ端末２０は上記「４．Ｈｅａｌｔｈ」に該当する心電図測定器であってもよい。この場合、ユーザがＭＴＣサーバ３０に心電図の測定結果の報告を要求するコマンドを入力すると、ＭＴＣサーバ３０がＭＴＣ端末２０に心電図の測定結果の報告を要求し、ＭＴＣ端末２０から心電図の測定結果がＭＴＣサーバ３０に報告される。

他の例として、ＭＴＣ端末２０は上記「３．Ｐａｙｍｅｎｔ」に該当する自動販売機であってもよい。この場合、ユーザがＭＴＣサーバ３０に販売状況の報告を要求するコマンドを入力すると、ＭＴＣサーバ３０がＭＴＣ端末２０に販売状況の報告を要求し、ＭＴＣ端末２０から販売状況がＭＴＣサーバ３０に報告される。

このようなＭＴＣ端末２０の特徴を以下に示す。なお、ＭＴＣ端末２０は以下の全ての特徴を有する必要はない。

１．Ｌｏｗ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ
２．Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
３．Ｔｉｍｅ Ｔｏｌｅｒａｎｔ
４．Ｐａｃｋｅｔ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｏｎｌｙ
５．Ｏｎｌｉｎｅ Ｓｍａｌｌ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ
６．Ｏｆｆｌｉｎｅ Ｓｍａｌｌ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
７．Ｍｏｂｉｌｅ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｏｎｌｙ
８．Ｉｎｆｒｅｑｕｅｎｔ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ
９．ＭＴＣ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
１０．Ｏｆｆｌｉｎｅ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ
１１．Ｊａｍｍｉｎｇ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ
１２．Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ａｌａｒｍ Ｍｅｓｓａｇｅ
１３．Ｅｘｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ
１４．Ｓｅｃｕｒｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
１５．Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｔｒｉｇｅｒ
１６．Ｇｒｏｕｐ ｂａｓｅｄ ＭＴＣ Ｆｅａｔｕｒｅｓ

以上をまとめると、ＭＴＣ端末２０は、移動が少なく、低頻度でｅＮｏｄｅＢ１０に接続して少量のデータ通信を行い、再びアイドルモードに戻る。また、データ通信にはある程度の遅延が許容される。

中継装置４０は、ｅＮｏｄｅＢ１０とＭＴＣ端末２０との通信を中継する。これにより、例えば図１に示したＭＴＣ端末２０Ｄ〜２０ＦのようにｅＮｏｄｅＢ１０と離隔する端末であっても、中継装置４０を介してｅＮｏｄｅＢ１０と通信することが可能となる。なお、ｅＮｏｄｅＢ１０と中継装置４０との間のリンクはバックホールリンク（Ｂａｃｋｈａｕｌ Ｌｉｎｋ）と、中継装置４０とＭＴＣ端末２０との間のリンクはアクセスリンクと称される場合がある。

以下、本発明の実施形態の意義を明確にするために、比較例による中継装置７０によるリレー通信の流れを説明する。

図２は、比較例による中継装置７０がｅＮｏｄｅＢ１０および非ＭＴＣ端末２４間で行うリレー通信の流れを示した説明図である。図２に示したように、比較例による中継装置７０は、中継装置７０に属する非ＭＴＣ端末２４に対するスケジューリング情報を含むアップリンクグラントをｅＮｏｄｅＢ１０から受信すると（Ｓ１０４）、このアップリンクグラントを非ＭＴＣ端末２４に中継する（Ｓ１０８）。

その後、非ＭＴＣ端末２４からアップリンクデータが送信されると（Ｓ１１２）、中継装置７０はこのアップリンクデータをｅＮｏｄｅＢ１０に中継する（Ｓ１１６）。同様に、ｅＮｏｄｅＢ１０から非ＭＴＣ端末２４宛てのダウンリンクデータが送信されると（Ｓ１２０）、中継装置７０はこのダウンリンクデータを非ＭＴＣ端末２４に中継する（Ｓ１２４）。

ここで、将来的には多様な機器がＭＴＣ端末２０として動作するようになると考えられる。このため、各セルにおけるＭＴＣ端末２０の収容数は極めて多くなることが予想される。さらに、これらのＭＴＣ端末２０が比較例による中継装置７０を介してｅＮｏｄｅｂ１０と通信する場合、情報のやり取りが倍増してしまう。当該事項について、以下に図３を参照して説明する。

図３は、比較例による中継装置７０がｅＮｏｄｅＢ１０およびＭＴＣ端末２０間で行うリレー通信の流れを示した説明図である。図３に示したように、ｅＮｏｄｅＢ１０は、各ＭＴＣ端末２０に対して個別にアップリンクグラントを送信する（Ｓ１６０）。中継装置７０は、ｅＮｏｄｅＢ１０からアップリンクグラントを受信すると、このアップリンクグラントを各ＭＴＣ端末２０に個別に送信する（Ｓ１６４）。

その後、各ＭＴＣ端末２０からアップリンクデータが送信されると（Ｓ１６８）、中継装置７０は、各ＭＴＣ端末２０から送信されたアップリンクデータをｅＮｏｄｅＢ１０に対して個別に送信する（Ｓ１７２）。

ここで、アップリンクグラントには、図４に示したように、ＣＲＣフィールド（ＵＥ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、リソースグラントフィールド、ＭＣＳフィールド（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）、およびパワーコントロールフィールドなどが含まれる。

ＣＲＣフィールドは、宛先のＭＴＣ端末２０固有のコードでスクランブルされている。このため、ＣＲＣフィールドをスクランブルしているコードに基づいて宛先のＭＴＣ端末２０を特定することができる。リソースグラントフィールドには、ＭＴＣ端末２０からのアップリンクデータの送信が認められたリソースを示す情報が記載される。ＭＣＳフィールドやパワーコントロールフィールドには、アップリンクデータを送信する際のレートや送信電力を示す情報が記載される。

比較例においては、このようなアップリンクグラントがｅＮｏｄｅＢ１０から中継装置７０にＭＴＣ端末２０ごとに送信される。このため、アップリンクグラントの送信のためのｅＮｏｄｅＢ１０および中継装置７０間のトラフィックが、宛先のＭＴＣ端末２０の増加に応じて線形的に増加してしまう。データ通信時においても同様の問題が生じる。

そこで、本発明の実施形態では、ＭＴＣ端末２０の増加によるネットワーク負荷の増大を抑制するための新規な機能を中継装置４０に実装する。以下、このような本発明の実施形態による中継装置４０について詳細に説明する。

＜２．第１の実施形態＞
［２−１．第１の実施形態による中継装置の構成］
まず、図５を参照し、第１の実施形態による中継装置４０の構成を説明する。

図５は、第１の実施形態による中継装置４０の構成を示した機能ブロック図である。図５に示したように、中継装置４０は、アンテナ４１０と、受信処理部４２０と、記憶部４３０と、情報処理部４４０と、送信処理部４５０と、を有する。

アンテナ４１０は、ｅＮｏｄｅＢ１０、ＭＴＣ端末２０または非ＭＴＣ端末２４などから無線信号を受信し、無線信号を電気的な受信信号に変換する。アンテナ４１０により得られた受信信号は受信処理部４２０に供給される。また、アンテナ４１０は、送信処理部４５０から供給される送信信号を無線信号に変換してｅＮｏｄｅＢ１０、ＭＴＣ端末２０または非ＭＴＣ端末２４などに送信する。

なお、図５においては、説明の便宜上、１つのアンテナのみを示しているが、中継装置４０は複数のアンテナを備えてもよい。中継装置４０は、複数のアンテナを備える場合、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）通信やダイバーシティ通信などを行うことができる。このように、アンテナ４１０は送信部および受信部として機能する。

受信処理部４２０は、アンテナ４１０から供給される受信信号の復調処理および復号処理などを行う。なお、中継装置４０は、中継に際して受信処理部４２０における復調処理および復号処理などを行わず、単に受信信号の電力を増幅するのみであってもよい。

記憶部４３０は、受信処理部４２０により得られた情報のうちで、アップリンクで送信された情報を蓄積する。

情報処理部４４０は、ｅＮｏｄｅＢ１０から複数のＭＴＣ端末２０のための集約された情報が受信された場合、この集約された情報に基づき、複数のＭＴＣ端末２０の各々に対する個別情報を取得する。集約された情報としては、詳細については後述するが、複数のＭＴＣ端末２０のためのアップリンクグラントに関する情報が集約されたグループアップリンクグラント、複数のＭＴＣ端末２０のためのＡＣＫに関する情報が集約されたグループＡＣＫなどが挙げられる。また、個別情報としては、各ＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラント、各ＭＴＣ端末２０に対するＡＣＫなどが挙げられる。

また、情報処理部４４０は、アップリンクに関し、記憶部４３０に蓄積された複数のＭＴＣ端末２０からの情報を１データフレームに集約する。例えば、情報処理部４４０は、複数のＭＴＣ端末２０から送信された新たなアップリンクデータが蓄積されている場合、これらのアップリンクデータを集約してグループアップリンクデータを生成する。

なお、情報処理部４４０は、記憶部４３０に蓄積された情報を、１０秒、１分、３０分、または１時間など、所定時間内にＭＴＣ端末２０から受信したデータをｅＮｏｄｅＢ１０への中継のために集約してもよい。

また、ＭＴＣ端末２０からのアップリンクのデータフレームには、許容遅延時間に関する情報が記載されている場合がある。また、この許容遅延時間はＭＴＣ端末２０ごとに異なる場合がある。そこで、中継装置４０は、各ＭＴＣ端末２０から受信したアップリンクデータの許容遅延時間のうち、最短の時間が経過する前に、記憶部４３０にそれまでに蓄積された情報を集約してｅＮｏｄｅＢ１０に中継してもよい。

または、情報処理部４４０は、記憶部４３０に蓄積された情報数が所定数に達した場合に記憶部４３０に蓄積された情報を集約してもよい。あるいは、情報処理部４４０は、記憶部４３０に蓄積された情報の情報量の総和が上限値に達した場合に、記憶部４３０に蓄積された情報を集約してもよい。

送信処理部４５０は、情報処理部４４０により得られた情報に基づいて送信信号を生成し、送信信号をアンテナ４１０に供給する。例えば、送信処理部４５０は、ダウンリンクに関し、情報処理部４４０により得られた各ＭＴＣ端末２０に対する個別情報（アップリンクグラント、ＡＣＫなど）の送信信号を生成する。送信処理部４５０により生成された個別情報は、各ＭＴＣ端末２０に対してアンテナ４１０から個別に送信される。

また、送信処理部４５０は、アプリンクに関し、情報処理部４４０により集約された情報に基づいて送信信号を生成する。送信処理部４５０により生成された集約情報の送信信号はアンテナ４１０からｅＮｏｄｅＢ１０に送信される。

［２−２．第１の実施形態による中継装置の動作］
以上、本発明の第１の実施形態による中継装置４０の構成を説明した。続いて、本発明の第１の実施形態による中継装置４０を含む無線通信システム１の動作を説明する。

（ダウンリンクの第１の動作例）
図６は、ダウンリンクの第１の動作例を示したシーケンス図である。図６に示したように、まずｅＮｏｄｅＢ１０がグループアップリンクグラントを中継装置４０に送信する（Ｓ２０４）。ここで、本動作例におけるグループアップリンクグラントの構成について図７を参照して説明する。

図７は、第１の動作例におけるグループアップリンクグラントの構成を示した説明図である。図７に示したように、本動作例におけるグループアップリンクグラントは、ＣＲＣフィールド（Ｇｒｏｕｐ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、リソースブロックフィールド、ＭＣＳ方針フィールド（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ Ｓｔｒａｔｅｇｙ）、およびパワーコントロール方針フィールドなどを含む。

ＣＲＣフィールドは、複数のＭＴＣ端末２０からなるグループを識別するためのフィールドであり、当該グループ固有のコードでスクランブルされる。なお、複数のＭＴＣ端末２０は、例えば所定の基準に従って中継装置４０によりグループ化される。あるいは、ＭＴＣ端末２０の設置時や中継装置４０などの設置時などに、人間がＭＴＣ端末２０をグループ化し、グループ化した情報を中継装置４０に記憶させてもよい。このため、中継装置４０は、グループの識別子情報としての固有のコード、および各グループに属するＭＴＣ端末２０の識別情報を把握している。また、中継装置４０が各グループの識別子情報を事前にｅＮｏｄｅＢ１０に送信しておくことにより、ｅＮｏｄｅＢ１０は、中継装置４０から受信された各グループの識別子情報を保持し、当該情報に基づいてＣＲＣフィールドをグループ固有のコードでスクランブルすることができる。なお、中継装置４０は、各グループに属するＭＴＣ端末２０の識別情報をｅＮｏｄｅＢ１０と共有しておいてもよいし、共有しておかなくてもよい。また、中継装置４０は、１つのグループを中継装置４０に属する全てのＭＴＣ端末２０で形成してもよい。

リソースブロックフィールドは、ＣＲＣフィールドにより識別されるグループ内の複数のＭＴＣ端末２０からのアップリンクデータの送信が認められたリソースを示す情報が記載される。

ＭＣＳ方針フィールドやパワーコントロール方針フィールドには、レートや送信電力の方針を示す情報が記載される。例えば、ＭＣＳ方針フィールドにはレートの最大値を示す情報が記載されてもよいし、パワーコントロール方針フィールドには送信電力の最大値を示す情報が記載されてもよい。また、ＭＣＳ方針フィールドやパワーコントロール方針フィールドには、レートや送信電力の方針を示す情報がリソースごとに記載されてもよい。

ここで、図６を参照して動作の説明に戻ると、中継装置４０は、上記のようなグループアップリンクグラントに基づき、各ＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラントを生成する。具体的には、中継装置４０の情報処理部４４０は、上述したように各グループの識別子情報としての固有のコード、および各グループに属するＭＴＣ端末２０の識別情報を把握している場合、ＣＲＣフィールドをスクランブルするコードに基づき、対象となるＭＴＣ端末２０を特定する。そして、中継装置４０の情報処理部４４０は、リソースブロックフィールドの示すリソースの範囲内で、ＣＲＣフィールドにより特定される各ＭＴＣ端末２０に対してリソース割り当てを行う（Ｓ２０８）。同様に、情報処理部４４０は、ＭＣＳ方針フィールドやパワーコントロール方針フィールドに従い、ＣＲＣフィールドにより特定される各ＭＴＣ端末２０のＭＴＣやパワーを決定する。その後、中継装置４０は、情報処理部４４０により生成された各ＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラントをアンテナ４１０から個別に送信する（Ｓ２１２）。

以上説明したように、第１の動作例によれば、中継装置４０は、複数のＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラントが集約されたグループアップリンクグラントをｅＮｏｄｅＢ１０から受信する。特に、このグループアップリンクグラントは、各ＭＴＣ端末２０に対する割り当てリソースを個別に指定する代わりに、中継装置４０による割り当てを認めるリソースを指定するものであるので、リソース情報に関する情報量を大幅に抑制される。その結果、ｅＮｏｄｅＢ１０および中継装置４０間のトラフィック量を抑制することができるので、ネットワーク負荷を緩和することが可能である。

（ダウンリンクの第２の動作例）
図８は、ダウンリンクの第２の動作例を示したシーケンス図である。図８に示したように、まずｅＮｏｄｅＢ１０がグループアップリンクグラントを中継装置４０に送信する（Ｓ２２０）。ここで、本動作例におけるグループアップリンクグラントの構成について図９を参照して説明する。

図９は、第２の動作例におけるグループアップリンクグラントの構成を示した説明図である。図９に示したように、本動作例におけるグループアップリンクグラントは、端末識別リスト（ＵＥ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｌｉｓｔ）、リソースグラントリスト（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｇｒａｎｔ Ｌｉｓｔ）、ＭＣＳ方針フィールド、およびパワーコントロール方針フィールドなどを含む。

端末識別リストは、各ＭＴＣ端末２０を識別する情報からなる。リソースグラントリストには、端末識別リストにおいて識別される各ＭＴＣ端末２０からのアップリンクデータの送信が認められたリソースを示す情報が記載される。ＭＣＳ方針フィールドやパワーコントロール方針フィールドには、第１の動作例と同様に、レートや送信電力の方針を示す情報が記載される。

ここで、図８を参照して動作の説明に戻ると、中継装置４０は、上記のようなグループアップリンクグラントに基づき、各ＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラントを生成する。具体的には、中継装置４０の情報処理部４４０は、グループアップリンクグラントに含まれる情報を分割することにより、すなわち、各ＭＴＣ端末２０に対する割り当てリソースを抽出することにより、アップリンクグラントを生成する（Ｓ２２４）。同様に、情報処理部４４０は、ＭＣＳ方針フィールドやパワーコントロール方針フィールドに従い、端末識別リストにおいて識別される識別される各ＭＴＣ端末２０のＭＴＣやパワーを決定する。

その後、中継装置４０は、情報処理部４４０により生成された各ＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラントをアンテナ４１０から個別に送信する（Ｓ２２８）。

以上説明したように、第２の動作例によれば、中継装置４０は、複数のＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラントが集約されたグループアップリンクグラントをｅＮｏｄｅＢ１０から受信する。このグループアップリンクグラントは、第１の動作例と異なり、中継装置４０による割り当てを認めるリソースを指定するものではない。しかし、各ＭＴＣ端末２０に対するアップリンクグラントをｅＮｏｄｅＢ１０から個別に受信する場合よりも、フレーム内容を示すフォーマットＩＤフィールドやＣＲＣフィールドなどの制御フィールドを一本化できるので、トラフィック抑制に関する効果を見込むことができる。

（アップリンクの動作例）
以上、ダウンリンクにおいて、ｅＮｏｄｅＢ１０および中継装置４０間で通信される情報をグループ化することによりトラフィックを抑制することを説明した。アップリンクにおいても同様に、ｅＮｏｄｅＢ１０および中継装置４０間で通信される情報をグループ化することによりトラフィックを抑制することが可能である。以下、図１０を参照して比較例による中継装置７０によるリレー通信の流れを説明した後に、本発明の実施形態による中継装置４０によるリレー通信について説明する。

図１０は、比較例による中継装置７０がｅＮｏｄｅＢ１０およびＭＴＣ端末２０間で行うリレー通信の流れを示した説明図である。図１０に示したように、各ＭＴＣ端末２０は、アップリンクデータを異なるリソースを利用して個別に送信する（Ｓ１８０）。中継装置７０は、各ＭＴＣ端末２０からアップリンクデータを受信すると、受信したアップリンクデータをｅＮｏｄｅＢ１０に対して個別に送信する（Ｓ１８４）。その後、中継装置７０は、ｅＮｏｄｅＢ１０から各ＭＴＣ端末２０に対して個別に送信されたＡＣＫを受信すると（Ｓ１８８）、当該ＡＣＫを各ＭＴＣ端末２０に送信する（Ｓ１９２）。

このように、比較例による中継装置７０は、各ＭＴＣ端末２０からのアップリンクデータをｅＮｏｄｅＢ１０に対して個別に送信し、各ＭＴＣ端末２０に対するＡＣＫをｅＮｏｄｅＢ１０から個別に受信する。これに対し、本発明の実施形態による中継装置４０は、以下に図１１を参照して説明するように、ｅＮｏｄｅＢ１０との間で、グループ化されたアップリンクデータやＡＣＫを通信することができる。

図１１は、アップリンクの動作例を示したシーケンス図である。図１１に示したように、各ＭＴＣ端末２０は、アップリンクデータを異なるリソースを利用して個別に送信する（Ｓ３０４）。中継装置４０は、各ＭＴＣ端末２０からアップリンクデータを受信すると、受信したアップリンクデータを記憶部４３０に蓄積する（Ｓ３０８）。

その後、中継装置４０の情報処理部４４０は、記憶部４３０に蓄積されたアップリンクデータを集約し、グループアップリンクデータを生成する（Ｓ３１２）。そして、中継装置４０は、図１１に示したように、ｅＮｏｄｅＢ１０にグループアップリンクデータを送信する（Ｓ３１６）。

これに対し、ｅＮｏｄｅＢ１０は、複数のＭＴＣ端末２０に対するＡＣＫ情報が集約されたグループＡＣＫを送信する（Ｓ３２０）。その後、中継装置４０の情報処理部４４０は、このグループＡＣＫを分割することにより各ＭＴＣ端末２０に対するＡＣＫを取得する（Ｓ３２４）。そして、中継装置４０は、当該ＡＣＫを各ＭＴＣ端末２０に送信する（Ｓ３２８）。

本動作例によれば、上記のように、グループアップリンクデータやグループＡＣＫを用いることにより、フレーム内容を示すフォーマットＩＤフィールドなどの制御フィールドを一本化できる。このため、本動作例によれば、アップリンクおよびダウンリンクにおけるトラフィック量の抑制を見込むことができる

＜３．第２の実施形態＞
以上、本発明の第１の実施形態を説明した。続いて、本発明の第２の実施形態を説明する。

上述したように、ＭＴＣ端末２０による通信は、緊急度の低い場合が多く、第１の動作例で説明したアップリンクデータの蓄積による遅延時間はある程度許容されると考えられる。一方、携帯電話などの非ＭＴＣ端末２４による通信は、ＭＴＣ端末２０と比べて遅延時間の許容量が短いと予想される。そこで、第２の実施形態による中継装置４０は、ＭＴＣ端末２０からのアップリンクデータは蓄積および集約しつつ、非ＭＴＣ端末２４からのアップリンクデータは迅速に中継する。以下、このような本発明の第２の実施形態について図１２を参照して詳細に説明する。

図１２は、本発明の第２の実施形態による動作を示したシーケンス図である。図１２に示したように、中継装置４０は、ＭＴＣ端末２０Ｆからアップリンクデータを受信すると（Ｓ３３２）、このアップリンクデータを記憶部４３０に蓄積する（Ｓ３３６）。同様に、中継装置４０は、ＭＴＣ端末２０Ｅからアップリンクデータを受信すると（Ｓ３４０）、このアップリンクデータを記憶部４３０に蓄積する（Ｓ３４４）。

一方、中継装置４０は、非ＭＴＣ端末２４からアップリンクデータを受信すると（Ｓ３４８）、このアップリンクデータは集約対象とせず、ｅＮｏｄｅＢ１０に送信する（Ｓ３５２）。

また、中継装置４０は、ＭＴＣ端末２０Ｅからアップリンクデータを受信すると（Ｓ３５６）、このアップリンクデータを記憶部４３０に蓄積する（Ｓ３６０）。そして、中継装置４０の情報処理部４４０が、記憶部４３０に蓄積されたアップリンクデータを集約することによりグループアップリンクデータを生成する（Ｓ３６４）。その後、中継装置４０は、グループアップリンクデータをｅＮｏｄｅＢ１０に送信する（Ｓ３６８）。

上記のような処理を実現するために、中継装置４０は、アップリンクデータを受信した場合、このアップリンクデータがＭＴＣ端末２０または非ＭＴＣ端末２４のいずれから送信されたかを判断する。例えば、アップリンクデータにＭＴＣ端末２０であるか否かを示す情報、または、非ＭＴＣ端末２４であるか否かを示す情報が含まれる場合、中継装置４０は、この情報に基づいて送信元端末を判断してもよい。

または、中継装置４０は、アップリンクデータのデータ量に基づいて送信元端末を判断してもよい。この点について補足すると、ＭＴＣ端末２０から送信されるデータは、水道や電気の使用量などを示すデータが想定されている。また、このＭＴＣ端末２０から送信されるデータは、非ＭＴＣ端末２４から送信されるデータと比較してデータ量が小さくなることが予想される。そこで、中継装置４０は、アップリンクデータのデータ量が所定値未満である場合には送信元端末がＭＴＣ端末２０であると判断し、アップリンクデータのデータ量が所定値以上である場合には送信元端末が非ＭＴＣ端末２４であると判断してもよい。

このように、本発明の第２の実施形態による中継装置４０は、アップリンクデータの送信元端末がＭＴＣ端末２０であるか否かに応じて中継処理の内容を適切に切り替えることが可能である。

＜４．まとめ＞
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、ダウンリンクおよびアップリンクの双方において、ｅＮｏｄｅＢ１０および中継装置４０間で通信される情報をグループ化することにより、トラフィックを抑制することが可能である。また、本発明の第２の実施形態による中継装置４０は、アップリンクデータの送信元端末がＭＴＣ端末２０であるか否かに応じて中継処理の内容を適切に切り替えることが可能である。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本明細書の中継装置４０の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図として記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、中継装置４０の処理における各ステップは、シーケンス図として記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

また、中継装置４０に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した中継装置４０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。

１０ ｅＮｏｄｅＢ
２０ ＭＴＣ端末
２４ 非ＭＴＣ端末
４１０ アンテナ
４２０ 受信処理部
４３０ 記憶部
４４０ 情報処理部
４５０ 送信処理部

Claims (17)

1. 複数の無線通信装置から情報を受信する受信部と；
   前記受信部により複数の無線通信装置から受信された情報を蓄積する記憶部と；
   前記記憶部に蓄積された情報を集約する情報処理部と；
   前記情報処理部により集約された情報を基地局に送信する送信部と；
   を備える、中継装置。
2. 前記記憶部には、前記複数の無線通信装置から受信された情報のうちで、情報量が所定量以下である情報が蓄積され、
   前記送信部は、前記複数の無線通信装置から受信された情報のうちで、情報量が所定量を上回る情報を、他の情報と集約されていない状態で前記基地局に送信する、請求項１に記載の中継装置。
3. 前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報を間欠的に集約する、請求項２に記載の中継装置。
4. 前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報を所定周期で集約する、請求項３に記載の中継装置。
5. 前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積されている情報の各々の遅延許容時間が経過するタイミングを判断し、遅延許容時間が経過する最も早いタイミングが経過する前に前記記憶部に蓄積された情報を集約する、請求項３に記載の中継装置。
6. 前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報数が所定数に達した場合に、前記記憶部に蓄積された情報を集約する、請求項３に記載の中継装置。
7. 前記情報処理部は、前記記憶部に蓄積された情報の情報量の総和が上限値に達した場合に、前記記憶部に蓄積された情報を集約する、請求項３に記載の中継装置。
8. 前記蓄積部には、ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報が蓄積され、
   前記情報処理部は、前記ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報を集約し、
   前記送信部は、前記ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報は前記情報処理部により集約された状態で送信し、非ＭＴＣ端末である無線通信装置から受信された情報は他の情報と集約されていない状態で前記基地局に送信する、請求項１に記載の中継装置。
9. 複数の無線通信装置のための集約された情報を基地局から受信する受信部と：
   前記受信部により受信された前記集約された情報に基づき、前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得する情報処理部と；
   前記情報処理部により取得された前記個別情報を、前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信する送信部と；
   を備える、中継装置。
10. 前記複数の無線通信装置のための集約された情報はリソース情報であり、
    前記情報処理部は、前記リソース情報の示すリソースの範囲内で前記複数の無線通信装置の各々にリソース割り当てを行うことにより、前記個別情報を取得する、請求項９に記載の中継装置。
11. 前記複数の無線通信装置のための集約された情報には、前記複数の無線通信装置の各々に対するリソース情報が含まれ、
    前記情報処理部は、前記複数の無線通信装置の各々に対するリソース情報を前記個別情報として取得する、請求項９に記載の中継装置。
12. 複数の無線通信装置から情報を受信するステップと；
    前記複数の無線通信装置から受信された情報を蓄積するステップと；
    前記蓄積された情報を集約するステップと；
    前記集約された情報を基地局に送信するステップと；
    を含む、中継方法。
13. 複数の無線通信装置のための集約された情報を基地局から受信するステップと：
    前記集約された情報に基づき、前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得するステップと；
    前記個別情報を、前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信するステップと；
    を含む、中継方法。
14. 複数の無線通信装置と；
    前記複数の無線通信装置から情報を受信する受信部、
    前記受信部により複数の無線通信装置から受信された情報を蓄積する記憶部、
    前記記憶部に蓄積された情報を集約する情報処理部、および
    前記情報処理部により集約された情報を基地局に送信する送信部、
    を有する中継装置と；
    を備える、無線通信システム。
15. 複数の無線通信装置のための集約された情報を送信する基地局と；
    前記基地局から前記集約された情報を受信する受信部、
    前記受信部により受信された前記集約された情報に基づき、前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得する情報処理部、
    前記情報処理部により取得された前記個別情報を、前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信する送信部、
    を有する中継装置と；
    を備える、無線通信システム。
16. 前記複数の無線通信装置のための情報を集約する情報処理部と；
    前記情報処理部により集約された情報を、前記複数の無線通信装置に関する通信を中継する中継装置に送信する送信部と；
    を備える、基地局。
17. 複数の無線通信装置のための集約された情報を基地局から受信し、前記集約された情報に基づいて前記複数の無線通信装置の各々に対する個別情報を取得し、前記個別情報を前記複数の無線通信装置の各々に個別に送信する中継装置から、前記個別情報を受信する、無線通信装置。

Images