JP4801743B2 - 送信局及び中継局並びに中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、送信局及び中継局並びに中継方法に関し、例えば、送信局が分割して送信した分割パケットを受信して受信局へ中継する中継局において前記分割パケットを更に分割して送信（中継）する場合に用いて好適な技術に関する。

W-CDMAや、CDMA2000等のシステムを代表として、現在、無線通信路を介して通信を行なう無線通信システムが世界的に普及している。このような無線通信システムにおいては、サービスエリアに対して複数の無線基地局が設置され、無線端末はいずれかの無線基地局を介して他の通信装置（通信端末）との通信を行なう。その際、隣接する無線基地局が無線通信可能なサービスエリアに重複部分を設け、無線環境の劣化にともない、隣接する無線基地局へのハンドオーバを可能としている。

また、無線方式としては、例えば、符号分割多重、時分割多重、周波数分割多重、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）等の技術が採用され、１つの無線基地局に対して複数の無線端末が同時期に接続可能なことが一般的である。
しかし、無線基地局が無線通信可能なサービスエリア内であっても、エリアの境界に近い場所では、無線環境が良好でないために高速通信が困難であることが多い。また、エリアの内側であったとしても、ビル影等により無線信号の伝播を妨げる要因があり、無線基地局との良好な無線接続が困難なエリア（いわゆる不感地帯）が生じてしまうことがある。

そこで、無線基地局のサービスエリア内に中継局を配置し、無線端末と無線基地局とが中継局を介して無線通信できるようにする案が提案されている。特に、IEEE802.16jのタスクグループにおいて、そのような中継局（ＲＳ：Relay Station）の導入について、目下検討されている最中である。
上述した、IEEE802.16に関する事項は、例えば下記の非特許文献１，２に開示されている。
IEEE Std 802.16-2004 IEEE Std 802.16e-2005

上述した背景技術によれば、無線端末は、無線基地局と直接又は中継局を介して無線通信を行なえることとなるが、どのように中継局を無線端末に利用させるかを検討する必要がある。中継局を経由した通信において、無線基地局（ＢＳ）と中継局（ＲＳ）との間と、中継局（ＲＳ）と無線端末（ＭＳ）との間で、無線リソースや変調方式等が同一である保証は無いからである。

図１２に、一例を示す。この図１２では、１，５００バイトのＩＰ（Internet Protocol）パケット（以下、単に「パケット」ともいう）をＢＳ→ＲＳ→ＭＳとダウンリンクへ順次転送する例を示している。ここで、ＲＳは、ＢＳと比較的良好に通信できるように設置されることが多いため、多値変調等用いて高速な通信ができる場合が多い。
例えば、ＢＳからＲＳへのダウンリンクの通信が、６４ＱＡＭで誤り訂正符号の符号化レートが１／２の場合は、１シンボルあたり３ビット（３ビット／シンボル）の効率で通信できるため、１，５００バイトのＩＰパケットは４，０００シンボルで通信できる。

これに対して、ＲＳからＭＳへのダウンリンク（ＤＬ）の通信では、見通し外通信の場合が多く、ＢＳとＲＳとの間のように多値変調を使える場合が少なくなる。図１２では、ＱＰＳＫで符号化レートが１／２の場合を例として示しているが、この場合、１ビット／シンボルの効率でＲＳからＭＳへのＤＬ通信が行なわれることになる。
このとき、ＢＳからＲＳへの無線リソース（４，０００シンボル）と同量の無線リソースがＲＳからＭＳへのＤＬ通信に割り当てられているとすると、ＲＳは、５００バイトしかＭＳに送信することができない。そのため、ＲＳは、１，５００バイトのＩＰパケットを分割（フラグメンテーション）し、５００バイト分だけＭＳに送信し、残りの１，０００バイトは次の送信機会に送信することとする。

前記非特許文献１では、パケットを分割する「フラグメント機能」が定義されている。同文献１によれば、ＩＰパケット等のMAC-SDU（Service Data Unit）を複数に分割したとき、それぞれにフラグメントサブヘッダ（Fragment Subheader）を付与する。
フラグメントサブヘッダは、MAC-SDUが複数のMAC-PDUに分割されて送信される場合に、ＳＤＵ単位のシーケンス番号及び当該ＳＤＵ（分割したパケットの一部であるフラグメント）が分割前のパケットのどの部分（位置）に属していたかを示すコントロールビット（ＦＣ：Fragmentation Control）を付与するために用いられる。なお、ＩＰパケット等をMAC-SDU、MAC-SDUにＧＭＨ（Generic MAC Header）やフラグメントサブヘッダを付与したものをMAC-PDU（Protocol Data Unit）と呼ぶ。

図１３に、フラグメンテーションの一例を示す。この図１３では、（１）に示すように、あるMAC-ADU#1が、MAC-SDU#1-1及びMAC-SDU#1-2に２分割されて、それぞれにＧＭＨ及び斜線部で示すフラグメントサブヘッダが付与されて、２つのMAC-PDUが構成される様子を示している。（２）に示すMAC-SDU#2については、分割されずにそのままＧＭＨ及びサブヘッダが付与されて１つのMAC-PDUが構成される様子を示している。なお、図１３では図示していないが、MAC-PDUに、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を付与して誤り検出に用いることもできる。

ここで、フラグメンテーションサブヘッダのフォーマットには、例えば、ＡＲＱ（Automatic Repeat Request）不適の場合、拡張性に応じて、次の２つのパターンが用意されている。
(a)ＡＲＱ不適・拡張型コネクション（ARQ-Disabled and Extend-Type connection）
(b)ＡＲＱ不適・非拡張型コネクション（ARQ-Disabled and non-Extended-Type connection）
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に、これら２パターンのフラグメンテーションサブヘッダフォーマットをそれぞれ示す。即ち、前者のフォーマットでは、図１４（ａ）に示すように、ＦＣフィールド（２ビット）と、分割されたMAC-SDU毎に番号情報（シーケンス番号）が設定されるＦＳＮ（Fragment Sequence Number）フィールド（１１ビット）と、予備（reserved）フィールド（３ビット）とが用意され、後者のフォーマットでは、図１４（ｂ）に示すように、ＦＣフィールド（２ビット）と、ＦＳＮフィールド（３ビット）と、予備フィールド（３ビット）とが用意される。

次表１に、各フィールドの説明を示す。

ここで、ＦＣは、前記フラグメントの位置を表すコントロールビットを示し、この表１に示すように、ＦＣ＝００で非分割のMAC-SDUであることが表され、ＦＣ＝０１で分割されたMAC-SDUの最後尾のフラグメントであることが表され、ＦＣ＝１０で分割されたMAC-SDUの最初のフラグメントであることが表され、ＦＣ＝１１で分割されたMAC-SDUの中間のフラグメントであることが表される。また、ＦＳＮは、分割されたMAC-SDU毎に１ずつインクリメントされるシーケンス番号である。

従って、ＢＳで分割されたMAC-SDUをＲＳで更に分割すると、ＦＳＮの衝突（コンフリクション）が生じてしまい、受信側で正しくMAC-SDUを再構成できないことになる。図１５に、ＦＳＮの衝突の例を示す。即ち、ＢＳにて、あるMAC-SDUが２分割され、それぞれにＦＳＮ＝１，２が付与された場合、ＲＳにて、例えば、ＦＳＮ＝１の分割MAC-SDUがさらに２分割されると、それぞれにＦＳＮ＝１，２が付与されることがあり、この場合、ＲＳでは更なる分割が不要なMAC-SDUにＢＳで付与されたＦＳＮ＝２との衝突（コンフリクション）が発生することになる。

本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもので、その目的の一つは、中継局での受信パケット（分割パケット）の更なる分割に伴うＦＳＮの衝突発生を防止することにある。
また、本発明の目的の一つは、中継局での受信パケット（分割パケット）の更なる分割に伴うＦＣの不整合を防止することにある。

さらに、本発明の目的の一つは、中継局での分割の基準となるブロックサイズに予め分割したパケットを結合（「パッキング」と呼ばれる）した上でＲＳへ送信することで、中継局でのパケット分割処理を容易にしつつ、前記衝突や不整合を防止したパケットの分割中継を実現することにある。
また、本発明の目的の一つは、中継局へ送信する前記結合後のパケットサイズを削減して更なる無線リソースの有効利用を可能とすることにある。

なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下に示す装置及び方法を用いることを特徴としている。即ち、
（１）本発明の中継局は、送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、前記送信局で分割された分割パケットを受信するパケット受信手段と、前記パケット受信手段で受信された分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに再分割しうるパケット分割手段と、前記再分割パケット及び前記パケット分割手段で再分割されない非再分割パケットにそれぞれ固有情報を付与する制御手段と、前記制御手段により前記固有情報を付与された各パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴としている。

（２）ここで、前記パケット分割手段は、前記パケット受信手段で受信した分割パケットを更に複数の前記再分割パケットに分割するか否かを所定の判断基準に基づいて判断する分割判断部と、前記分割判断部が前記分割パケットを更に分割すると判断すると、前記当該分割パケットを再分割するパケット再分割部とをそなえて構成されていてもよい。

（３）さらに、前記制御手段は、前記再分割パケット及び前記非再分割パケットに前記固有情報として前記再分割の有無に関わらず連続番号を付与する連続番号付与部をそなえて構成されていてもよい。

（４）さらに、本発明に関連する技術の中継局は、送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、前記送信局で分割された前記パケットの一部と、当該一部が分割前に前記パケットのどの部分に属していたかを示す制御情報とを含む分割パケットを受信するパケット受信手段と、前記パケット受信手段で受信された分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに再分割しうるパケット分割手段と、前記パケット受信手段で受信された前記分割パケットの前記制御情報に基づいて、前記パケット分割手段で分割された再分割パケットに前記再分割前の制御情報と整合する新たな制御情報を付与する制御手段と、前記新たな制御情報を付与された再分割パケット及び前記パケット分割手段で分割されない非再分割パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴としている。

（５）また、本発明に関連する技術の送信局は、パケットを受信して受信局へ中継する中継局に対して前記パケットを送信する送信局であって、１つのパケットを前記中継局での分割の基準となる複数のブロックに分割するパケット分割手段と、前記パケット分割手段で分割されたブロックのそれぞれに固有情報を付与する制御手段と、前記固有情報の付与された各ブロックのいずれか複数を結合するパケット結合手段と、前記パケット結合手段で結合したパケットを前記中継局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴としている。

（６）ここで、当該送信局は、前記パケット結合手段によって結合されたパケットに対してヘッダ情報を付与するヘッダ付与部をさらにそなえていてもよい。

（７）また、本発明の中継局は、送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、前記送信局において複数ブロックに分割されそれぞれに固有情報が付与された上で複数ブロックが結合されて送信されたパケットを受信するパケット受信手段と、前記パケット受信手段で受信されたパケットを前記受信局へ分割して送信する必要がある場合に、前記パケットを前記ブロック単位で分離して複数の分割パケットを生成するパケット分割手段と、前記パケット分割手段で生成された前記分割パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴としている。

（８）さらに、本発明の中継方法は、送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局において、前記送信局で分割された分割パケットを受信し、当該分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに分割し、前記再分割パケット及び分割されない非再分割パケットにそれぞれ固有情報を付与し、前記固有情報を付与された各パケットを前記受信局へ送信することを特徴としている。

（９）また、本発明に関連する技術の中継方法は、送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局において、前記送信局で分割された前記パケットの一部と、当該一部が分割前に前記パケットのどの部分に属していたかを示す制御情報とを含む分割パケットを受信し、当該分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに再分割し、前記受信した分割パケットの制御情報に基づいて、前記再分割パケットに前記再分割前の制御情報と整合する新たな制御情報を付与し、当該新たな制御情報を付与された再分割パケット及び再分割されなかった非再分割パケットを前記受信局へ送信することを特徴としている。

（１０）さらに、本発明の中継方法は、送信局から送信したパケットを中継局が受信して受信局へ中継する中継方法であって、前記送信局は、１つのパケットを前記中継局での分割の基準となる複数のブロックに分割し、分割したブロックのそれぞれに固有情報を付与し、前記情報の付与された各ブロックのいずれか複数を結合し、結合したパケットを前記中継局へ送信し、前記中継局は、前記送信局からのパケットを受信し、受信したパケットを前記受信局へ分割して送信する必要がある場合に、前記パケットを前記ブロック単位で分離して複数の分割パケットを生成し、生成した前記分割パケットを前記受信局へ送信することを特徴としている。

本発明によれば、以下の効果ないし利点がある。
（１）中継局でのパケット再分割に伴う再分割パケットと非再分割パケットとの間のＦＳＮ等の情報の衝突や、制御情報の不整合を防止することができるので、中継局は、受信局との間で利用可能な無線帯域などの無線リソースに応じて、柔軟なパケットの分割中継が可能となり、無線リソースの有効利用を図ることが可能となる。

（２）また、送信局において、予めパケットを中継局で再分割が必要な場合の基準となるブロックに分割し、それぞれにＦＳＮ等の固有情報を付与した上で結合して中継局へ送信することで、中継局は、ＦＳＮや制御情報を管理することなく、前記ブロック単位で受信パケットを分離するだけで、前記情報の衝突や制御情報の不整合を防止しつつ、受信局との間の無線リソースに応じたパケット分割中継が可能となる。

（３）さらに、上記の結合後のパケットにヘッダ情報を付与することで、前記ブロック毎にヘッダ情報を付与する場合に比して、ヘッダ情報を大幅に削減することができるので、更なる無線リソースの有効利用を図ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。 図１に示す中継局（ＲＳ）におけるＰＤＵ再構成部の構成を示すブロック図である。 図１及び図２に示すＲＳの動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るパケット結合（パッキング）を説明するためのパケットフォーマット図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図４に示すパッキングフォーマットにおけるサブヘッダ（パッキングサブヘッダ）のフォーマット例を示す図である。 第２実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。 図６に示す基地局（ＢＳ）におけるＰＤＵ生成部の構成を示すブロック図である。 図６に示す中継局（ＲＳ）の構成を示すブロック図である。 図８に示すＲＳにおけるＰＤＵ再構成部の構成を示すブロック図である。 図６及び図７に示すＢＳの動作を説明するフローチャートである。 図６，図８及び図９に示すＲＳの動作を説明するフローチャートである。 中継局（ＲＳ）でのパケット分割（フラグメント）の必要性を説明するための図である。 フラグメントの一例を説明するためのパケットフォーマット図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１３に示すパケットフォーマットにおけるサブヘッダ（フラグメントサブヘッダ）のフォーマット例を示す図である。 ＲＳでのフラグメントによる課題を説明するための図である。

符号の説明

１０ 基地局（ＢＳ：送信局）
１０１ ネットワーク（ＮＷ）インタフェース部
１０２ パケット識別部
１０３ パケットバッファ部
１０４ ＰＤＵ生成部
１４１ 分割／結合判定部
１４２ ＳＤＵ分割部
１４３ ＦＳＮ／ＦＣ付与部
１４４ ＳＤＵバッファ部
１４５ ヘッダ付与部
１０５ ＦＳＮ管理テーブル部
１０６ 送信制御部
１０７ 符号化部
１０８ 変調部
１０９ 送信部
１１０ アンテナ共用器（デュプレクサ）
１１１ 送受信アンテナ
１１２ 受信部
１１３ 復調部
１１４ 復号化部
１１５ ＳＤＵ再生部
２０ 中継局（ＲＳ）
２０１ ＰＤＵバッファ部
２０２，２１４ ＰＤＵ再構成部
２２１ ＰＤＵ長判定部
２２２，２２６ ＳＤＵ抽出部
２２３ ＳＤＵ分割部
２２４ ＰＤＵ生成部
２２５ ＦＳＮ付与部
２２７ 結合ＳＤＵ分割部
２２８ ヘッダ付与部
２２９ セレクタ
２０３ ＦＳＮ管理テーブル部
２０４ 送信制御部
２０５ 符号化部
２０６ 変調部
２０７ 送信部
２０８ アンテナ共用器（デュプレクサ）
２０９ 送受信アンテナ
２１０ 受信部
２１１ 復調部
２１２ 復号化部
２１３ ＰＤＵ受信部
３０ 移動局（ＭＳ：受信局）

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
〔Ａ〕概要説明
前記の課題を解決すべく、本発明の実施形態では、以下の（１），（２）に示す方策を採る。即ち、
（１）中継局（ＲＳ）は、既に分割（フラグメント）されているパケットを更に分割する場合、新しいシーケンス番号（ＦＳＮ）を分割したパケットに付け直す。

（２）或いは、パケットの送信局（例えば、無線基地局）があらかじめ小さいブロック単位にパケットを分割し、各ブロック単位でシーケンス番号をあらかじめ付与しておく。このとき、オーバヘッド量を削減するため、複数ブロックを結合して転送する。ＲＳで更なる分割が必要な場合、送信局で分割したブロック単位にパケットを分割（分離）する。各ブロックは既に通し番号となるシーケンス番号が付与されているので、ＲＳで付け直す必要は無くなる。

以下、前者（１）の具体例を第１実施形態、後者（２）の具体例を第２実施形態として詳述する。
〔Ｂ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図で、この図１に示すシステムは、無線基地局（ＢＳ）１０と、無線端末（移動局：ＭＳ）３０と、これらのＢＳ１０とＭＳ３０との間に配置されて、ＢＳ１０とＭＳ３０との間の通信を中継する中継局（ＲＳ）２０とをそなえて構成され、ＭＳ３０は、直接あるいはＲＳ２０を介してＢＳ１０と通信できるようになっている。なお、ダウンリンクに着目すると、ＢＳ１０は送信局、ＭＳ３０は受信局として位置付けられる。

そして、ＲＳ２０は、その要部の機能に着目すると、ＰＤＵバッファ部２０１と、ＰＤＵ再構成部２０２と、ＦＳＮ管理テーブル部２０３と、送信制御部２０４と、符号化部２０５と、変調部２０６と、送信部２０７と、アンテナ共用器（デュプレクサ）２０８と、送受信アンテナ２０９と、受信部２１０と、復調部２１１と、復号化部２１２と、ＰＤＵ受信部２１３とをそなえて構成されている。

ここで、ＰＤＵバッファ部（パケットバッファ）２０１は、ＢＳ１０又はＭＳ３０から正常に受信されたパケット、即ち、MAC-PDU（以下、「ＰＤＵ」と略記することがある）を次の送信機会まで一時的に記憶しておくものである。
ＰＤＵ再構成部（パケット分割手段）２０２は、送信制御部２０４の制御の下、ＰＤＵバッファ部２０１から転送されてくるMAC-PDUにおけるMAC-SDU（以下、「ＳＤＵ」と略記することがある）の分割の要否を後述する所定の判断基準により判定し、その判定結果に応じて選択的にMAC-SDUを更に分割（再分割）し、分割したMAC-SDU又は非分割のMAC-SDUを基にMAC-PDUを再構成するもので、本例では、下記(1)，(2)に示す機能を具備している。

(1)ＦＳＮ管理テーブル部２０３でコネクション（ＣＩＤ）別に管理されているＦＳＮに基づき、分割（再分割）の有無に関わらず、同一コネクションの分割MAC-SDU及び非分割MAC-SDUに連続するＦＳＮを付与（再設定）するＦＳＮ設定機能
(2)分割MAC-SDUに後述するルールに従って新たなＦＣ値（ＦＣビット）を付与（再設定）するＦＣ設定機能
これらの機能を具備することで、本例のＲＳ２０は、分割MAC-SDUと非分割MAC-SDUとの間でＦＳＮの衝突が発生することを回避することができるとともに、分割前後のＦＣ値の整合性を維持することが可能となる。換言すれば、ＰＤＵ再構成部２０２は、分割MAC-SDU及び非分割MAC-SDUにそれぞれ固有情報としてＦＳＮを再設定し、また、ＢＳ１０で分割されたパケットの一部と、当該一部が分割前にどの部分に属していたかを示す制御情報を、その整合性を維持しつつ再設定していることになる。

ＦＳＮ管理テーブル部（連続番号管理部）２０３は、例えば次表２に示すように、送信対象のMAC-PDUの属するコネクション〔コネクション識別子（ＣＩＤ）〕毎に、次にMAC-SDUに付与すべきＦＳＮ（Next FSN）をテーブル形式のデータ（ＦＳＮ管理テーブル）として図示しないメモリに記憶して管理するものである。なお、「Next FSN」は、MAC-SDUへのＦＳＮの付与毎に１ずつインクリメントされて更新される。

送信制御部２０４は、ＰＤＵ再構成部２０２でのＰＤＵの再構成処理（ＳＤＵの分割、ＦＳＮの付与、ＦＣの付与など）を制御するもので、ＰＤＵの送信タイミングになると、ＰＤＵバッファ部２０１からＰＤＵを抜き出し、ＰＤＵ再構成部２０２に転送させるようになっている。ここで、ＰＤＵの送信タイミングは、ＲＳ２０（送信制御部２０４）が有するスケジューラ（図示省略）がＱｏＳ（Quality of Service）を保証できるように決定したり、ＢＳ１０がＲＳ２０におけるＰＤＵの送信タイミングを決定し、その送信タイミング情報に基づいて決定したりすることができる。

加えて、当該送信制御部２０４は、ＰＤＵ再構成部２０２に対して、ＰＤＵの送信トリガをかけるとともに、送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数の指定を行なう機能も具備している。送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数などのデータ量（送信可能サイズ）は、使用可能な無線リソース（サブチャネル数，シンボル数など）と、変調方式，符号化レートとに基づいて決定することができる。したがって、適応符号化変調を採用するシステムにおいては、ＣＱＩやＣＩＮＲ等のＭＳ３０からの無線受信品質に関するフィードバック情報に基づいて、送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数などのデータ量も適応的に決定することができる。

符号化部２０５は、ＰＤＵ再構成部２０２からのＰＤＵについて、ターボ符号等の所要の誤り訂正符号化を施すものであり、変調部２０６は、符号化部２０５からの符号化データをＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の所要の変調方式で変調するものであり、送信部２０７は、変調部２０６からの変調信号について、ＤＡ変換や無線周波数（ＲＦ）への周波数変換（アップコンバート）、高出力増幅器による所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施すものである。

デュプレクサ２０８は、送信信号と受信信号とを分離するためのもので、送信部２０７からの送信信号を送受信アンテナ２０９へ出力するとともに、送受信アンテナ２０９からの受信信号を受信部２１０へ出力するようになっている。
送受信アンテナ（以下、単に「アンテナ」ともいう）２０９は、デュプレクサ２０８からの送信信号をＭＳ３０あるいはＢＳ１０へ向けて空間へ放射するとともに、ＭＳ３０あるいはＢＳ１０から空間へ向けて放射された信号を受信するものである。

つまり、上記の符号化部２０５，変調部２０６，送信部２０７，デュプレクサ２０８及び送受信アンテナ２０９は、ＰＤＵ再構成部２０２にて前記のようにＦＳＮ、ＦＣを改めて付与された分割ＳＤＵ及び非分割ＳＤＵを受信局であるＭＳ３０へ送信するパケット送信手段として機能する。
一方、受信部２１０は、アンテナ２０９で受信されデュプレクサ２０８により入力されてくる受信信号について、低雑音増幅器による増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施すものであり、復調部２１１は、受信部２１０で前記無線受信処理を施された受信信号を送信側（ＭＳ３０あるいはＢＳ１０）での変調方式に対応した復調方式で復調するものである。

復号化部２１２は、復調部２１１で復調された受信信号を前記送信側での符号化方式、符号化レートに応じた方式、レートで復号するものであり、ＰＤＵ受信部２１３は、復号化部２１２からの復号データから、例えばＰＤＵのＧＭＨに付与されているＣＩＤからＱｏＳに関する情報を識別して、当該情報に応じたＰＤＵバッファ部２０１へのバッファリングを行なったり、前記復号データのＣＲＣを行なったりする機能を具備するものである。なお、ＣＲＣ結果がＮＧ（ＣＲＣエラー）の場合は、ＨＡＲＱ等の再送制御を送信制御部２０４によって行なうことも可能である。

つまり、上記のアンテナ２０９，デュプレクサ２０８，受信部２１０，復調部２１１，復号化部２１２及びＰＤＵ受信部２１３は、ＢＳ１０で分割された分割パケットを受信するパケット受信手段として機能する。
（ＰＤＵ再構成部２０２の詳細説明）
次に、上記ＰＤＵ再構成部２０２の構成例を図２に示す。この図２に示すように、ＰＤＵ再構成部２０２は、既述の機能を実現すべく、ＰＤＵ長判定部２２１と、ＳＤＵ抽出部２２２と、ＳＤＵ分割部２２３と、ＰＤＵ生成部２２４と、ＦＳＮ付与部２２５とをそなえて構成される。

ここで、ＰＤＵ長判定部（分割判断部）２２１は、前記ＰＤＵの送信タイミングに応じてＰＤＵバッファ部２０１からMAC-PDUを受信すると、送信制御部２０４により指定された、送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数などの指定データ量（送信可能サイズ）に基づいて、当該MAC-PDUが分割せずにそのまま送信可能か否か（つまり、送信すべきパケットサイズが送信可能サイズを超えているか否か）を判定するもので、その時点で送信可能（分割不要）であれば、当該ＰＤＵをＦＳＮ付与部２２５に転送し、送信不能（分割必要）であれば当該ＰＤＵをＳＤＵ抽出部２２２へ転送するようになっている。

ＳＤＵ抽出部２２２は、分割必要と判定されてＰＤＵ長判定部２２１から転送されてきたＰＤＵをヘッダ部（ＧＭＨ、サブヘッダ）とペイロード部に格納されているＳＤＵとを分離して、ＳＤＵはＳＤＵ分割部２２３へ転送し、ヘッダ部（ＧＭＨ、サブヘッダ）はＰＤＵ再生成部２２４へ転送するものである。
ＳＤＵ分割部（パケット再分割部）２２３は、ＳＤＵ抽出部２２２からのＳＤＵを、ＰＤＵ生成部２２４にてヘッダ部が付与されることを考慮して、送信制御部２０４で指定された指定データ量となるように分割して、分割ＳＤＵをＰＤＵ生成部２２４に転送するものである。

ＰＤＵ生成部２２４は、当該分割ＳＤＵにそれぞれヘッダ部（サブヘッダを含む）を付与し、複数のＰＤＵを生成（再構成）するもので、送信可能なＰＤＵはＦＳＮ付与部２２５へ転送し、まだ送信できないＰＤＵはＰＤＵバッファ部２０１へ転送するようになっている。
ここで、ＳＤＵ分割部２２３は、フラグメントサブヘッダに含まれるＦＣを更新（付け替え）する機能も具備している。例えば、ＳＤＵを２分割する場合、次表３に示すように、分割前（オリジナル）のＦＣ値に応じて、先頭フラグメントと後続フラグメントの２つの分割ＳＤＵに、それぞれＦＣ値を付与する。

より詳細には、分割前のＳＤＵのＦＣ値がフラグメント無しを意味する“００”であれば、当該ＳＤＵを２分割した分割ＳＤＵのうち、先頭フラグメントには先頭フラグメント（First Fragment）を意味するＦＣ＝１０、その後続フラグメントには最後尾フラグメント（Last Fragment）を意味するＦＣ＝０１がそれぞれ付与され、分割前のＳＤＵのＦＣ値が最後尾フラグメントを意味する“０１”であれば、分割ＳＤＵのうち、先頭フラグメントには中間フラグメント（Middle Fragment）を意味するＦＣ＝１１、その後続フラグメントには最後尾フラグメント（Last Fragment）を意味するＦＣ＝０１がそれぞれ付与されることになる。

同様にして、分割前のＳＤＵのＦＣ値が先頭フラグメントを意味する“１０”であれば、分割ＳＤＵのうち、先頭フラグメントには先頭フラグメント（First Fragment）を意味するＦＣ＝１０、その後続フラグメントには中間フラグメント（Middle Fragment）を意味するＦＣ＝１１がそれぞれ付与され、分割前のＳＤＵのＦＣ値が中間フラグメントを意味する“１１”であれば、各分割ＳＤＵには、いずれも中間フラグメント（Middle Fragment）を意味するＦＣ＝１１がそれぞれ付与されることになる。

なお、上記表３に示すＦＣ値の変換ルールは、テーブル形式のデータとしてＳＤＵ分割部２２３、あるいは、送信制御部２０４内の図示しないメモリに記憶されるものとする。
つまり、ＳＤＵ分割部２２３は、単独あるいは送信制御部２０４と協働して、分割前のＳＤＵのＦＣ値に基づいて、分割ＳＤＵに分割前のＦＣ値と整合する新たなＦＣ値を付与する制御手段として機能する。

このようなＦＣの付け替えを行なうことにより、分割前後のＳＤＵのＦＣ値の整合性を確保することが可能になり、受信局（ダウンリンクについてのＭＳ３０、アップリンクについてのＢＳ１０）では、前記ＦＳＮと当該ＦＣ値とに基づいて、正しい組み合わせで分割ＳＤＵの結合、再生（復元）を行なうことが可能となる。つまり、ＦＳＮ及びＦＣは、分割に応じて付与される情報であって分割前のパケットを復元するために用いられる情報としての位置付けを有する。

最後に、ＦＳＮ付与部（連続番号付与部）２２５は、ＦＳＮ管理テーブル部２０３における前記ＦＳＮ管理テーブル（表２参照）を参照して、送信対象のＰＤＵにＦＳＮを付与し、当該ＰＤＵの属するコネクション（ＣＩＤ）の次ＦＳＮ番号（Next FSN）をインクリメントしてＦＳＮ管理テーブルを更新するとともに、必要に応じＣＲＣを付与して、符号化部２０５に転送するものである。

つまり、上記のＦＳＮ管理テーブル部２０３，送信制御部２０４及びＦＳＮ付与部２２５は、分割ＳＤＵ及び非分割ＳＤＵにそれぞれ固有情報としてのＦＳＮを付与する制御手段として機能する。
（ＲＳ２０の動作説明）
以下、上述のごとく構成された本実施形態のＲＳ２０の動作について、図３に示すフローチャートを参照しながら詳述する。

ＲＳ２０は、送信制御部２０４により、送信データ量Ｄの割り当てがなされているか（つまり、パケット分割機能が有効設定されているか）否かをチェックし（ステップＳ１のＮルート）、割り当てがなされていれば、前記ＰＤＵの送信タイミングに従って、ＰＤＵバッファ部２０１から送信対象のＰＤＵを読み出してＰＤＵ再構成部２０２へ転送させる（ステップＳ１のＹルートからステップＳ２）。

ＰＤＵ再構成部２０２では、ＰＤＵバッファ部２０１からＰＤＵを受信すると、ＰＤＵ長判定部２２１にて、送信制御部２０４からの指定データ量Ｄで当該ＰＤＵを分割せずにそのまま送信可能か否かを判定する（ステップＳ３）。
その結果、送信不能（分割必要）であれば（ステップＳ３のＮルート）、ＰＤＵ長判定部２２１は、当該ＰＤＵをＳＤＵ抽出部２２２へ転送し、ＳＤＵ抽出部２２２は、当該ＰＤＵをヘッダ部（ＧＭＨ＋サブヘッダ）（ヘッダ部のサイズをＨとする）とペイロード部に格納されているＳＤＵとを分離して、ＳＤＵはＳＤＵ分割部２２３へ転送し、ヘッダ部はＰＤＵ再生成部２２４へ転送する（ステップＳ４）。

ＳＤＵ分割部２２３では、ＳＤＵ抽出部２２２からのＳＤＵの先頭（Ｄ−Ｈ）分のＳＤＵ＃１と残りのＳＤＵ＃２とに分割して（ステップＳ５）、ＰＤＵ生成部２２４へ転送する。
ＰＤＵ生成部２２４では、このＳＤＵ分割部２２３から転送されてきた各ＳＤＵ＃１及び＃２に、それぞれ、ヘッダ部（サイズＨ）を付与するとともに、前記表３に示したルールに従ってフラグメントサブヘッダに含まれるＦＣビットを新しいＦＣビットに更新（付け替え）してＰＤＵ＃１，＃２を生成（再構成）し（ステップＳ６）、送信可能なＰＤＵ（例えば、ＰＤＵ＃１）はＦＳＮ付与部２２５へ転送し、まだ送信できないＰＤＵ（ＰＤＵ＃２）はＰＤＵバッファ部２１へ転送する（ステップＳ７）。

一方、前記のステップＳ３において、送信可能（分割不要）と判定された場合、ＰＤＵ長判定部２２１は、当該ＰＤＵをそのままＦＳＮ付与部２２５へ転送する（ステップＳ３のＹルート）。
そして、ＦＳＮ付与部２２５は、ＰＤＵ生成部２２４からの分割ＰＤＵ、及び、ＰＤＵ長判定部２２１からの非分割ＰＤＵについて、それぞれ、前記ＦＳＮ管理テーブルで管理されているＦＳＮを付与して（ステップＳ８）、符号化部２０５へ転送する。

これにより、ＳＤＵ分割部２２３にてＳＤＵが分割されたＰＤＵ、あるいは、非分割のＰＤＵであって送信可能なＰＤＵは、符号化部２０５，変調部２０６，送信部２０７を経由することにより、所要の誤り訂正符号化，変調，無線送信処理を施された上で、アンテナ２０９から受信局（ダウンリンクについてＭＳ３）に向けて送信される（ステップＳ９）。

アンテナ２０９で受信された信号については、デュプレクサ２０８，受信部２１０，復調部２１１，復号化部２１２，ＰＤＵ受信部２１３を経由することにより、所要の無線受信処理，復調，復号，ＣＲＣ等が施された上で、ＰＤＵバッファ部２０１に、送信制御部２０４から指定される送信タイミングまで一時的に蓄積される。
以上のように、本実施形態によれば、ＲＳ２０において、受信パケットの分割（再分割）の有無に関わらず、各パケットに連続するシーケンス番号を付与し直すので、ＭＳ３０でのＦＳＮの衝突による誤動作を防止することができる。したがって、ＲＳ２０は、ＭＳ３０との間で利用可能な無線帯域などの無線リソースに応じて、自由（柔軟）に受信パケットを分割してＢＳ３０へ送信（中継）することが可能となり、無線リソースの有効利用を図ることが可能となる。

なお、上述した第１実施形態では、フラグメントサブヘッダ〔図１４（ａ），図１４（ｂ）参照〕のＦＳＮフィールドに新たなシーケンス番号を付与することで、ＦＳＮの衝突を回避する例について説明したが、例えば、受信したＦＳＮフィールドはそのままで、“Reserved”フィールド（３ビット）に、追加のシーケンス番号等の固有情報を付与することによっても、同等のＦＳＮ衝突防止機能を実現可能である。

〔Ｃ〕第２実施形態の説明
次に、本実施形態では、ＭＳ３０へのダウンリンク（ただし、ＢＳ１０へのアップリンクに適用することもできる）に関して、ＢＳ１０で第１実施形態での分割ＳＤＵに相当するサイズにＰＤＵにおけるＳＤＵを予めフラグメントしてＦＳＮを付与した上で結合（パッキング）してＲＳ２０へ送信することにより、ＲＳ２０において更なるフラグメントに伴うＦＳＮの再付与（ＲＳ２０でのＦＳＮ管理）を必要としない態様について説明する。

（パッキングの説明）
まず、前記非特許文献１で定義されている「パッキング」機能について説明する。
同文献１によれば、複数のＳＤＵ（分割されたＳＤＵを含む）それぞれにパッキングサブヘッダを付与した後、それらを結合して、１つのＧＭＨ（Generic MAC Header）を付与する。これにより、ＳＤＵ毎にＧＭＨを付与するよりも、ＧＭＨによるオーバヘッドを小さくすることができる。

前記パッキングサブヘッダは、複数のＳＤＵを１つのＰＤＵで送信する場合に、ＳＤＵ単位のシーケンス番号、フラグメントの位置を表すコントロールビット及びＳＤＵ長を付与するために用いられる。図４にパッキングの一例を示す。この図４では、２つのＳＤＵ＃１及びＳＤＵ＃２のそれぞれに斜線部で示すパッキングサブヘッダが付与されるとともに、各ＳＤＵ＃１及び＃２に共通のＧＭＨが付与されて、１つのＰＤＵが構成される様子を示している。なお、パッキングされるＳＤＵは、ＧＭＨを共有することからも分かるように、同一ＣＩＤのＳＤＵのみが同じＰＤＵにパッキングされることができる。

ここで、パッキングサブヘッダのフォーマットについても、例えば、ＡＲＱ不適の場合、拡張性に応じて、次の(a)，(b)に示す２通りのパターンが用意されている。
(a)ＡＲＱ不適・拡張型コネクション（ARQ-disabled and Extend-Type connection）
(b)ＡＲＱ不適・非拡張型コネクション（ARQ-Disabled and non-Extended-Type connection）
図５（ａ）及び図５（ｂ）に、これら２通りのフラグメンテーションサブヘッダフォーマットをそれぞれ示す。即ち、前者のフォーマットでは、図５（ａ）に示すように、ＦＣフィールド（２ビット）と、分割されたMAC-SDU毎に番号情報（シーケンス番号）が設定されるＦＳＮフィールド（１１ビット）と、パッキングされているＳＤＵ（当該サブヘッダを含む）の長さを表示（バイト表示）するＳＤＵ長（Length）フィールド（１１ビット）とが用意される。一方、後者のフォーマットでは、図５（ｂ）に示すように、ＦＣフィールド（２ビット）と、ＦＳＮフィールド（３ビット）と、ＳＤＵ長フィールド（１１ビット）とが用意される。

また、次表４、各フィールドの説明を示す。

即ち、ＦＣは、本実施形態においても、分割ＳＤＵ（フラグメント）の位置を表すコントロールビットを示し、ＦＣ＝００で非分割のＳＤＵであることが表され、ＦＣ＝０１で分割されたＳＤＵの最後のフラグメントであることが表され、ＦＣ＝１０で分割されたＳＤＵの最初のフラグメントであることが表され、ＦＣ＝１１で分割されたＳＤＵの中間のフラグメントであることが表される。また、ＦＳＮについても、分割されたMAC-SDU毎に１ずつインクリメントされるシーケンス番号である。なお、パッキングサブヘッダにもＦＣビットが含まれるのは、フラグメンテーションとパッキングの両方を同時に行なうことがあるためである。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したように、パッキングサブヘッダは、フラグメントサブヘッダにＳＤＵ長の情報が加わった構成となっている。そこで、送信局（ダウンリンクについてのＢＳ１０）が予めＳＤＵをより小さい単位に分割し、それらを結合（パッキング）したＰＤＵとしてＲＳ２０に送信する。これにより、ＲＳ２０では、受信ＰＤＵを分割する必要がある場合、ＢＳ１０で分割されたＳＤＵ単位に分割（分離）する制約があるものの、第１実施形態のようにＲＳ２０で新しいシーケンス番号の付与、ＦＣビットの付け替え等の処理を不要にしてＲＳ２０の処理負荷を軽減することができる。

以下では、ダウンリンク、即ち、ＢＳ１０からＲＳ２０及びＲＳ２０からＭＳ３０にパケットを送信する場合に着目して説明する。もっとも、逆方向であるアップリンクについても、以下に説明する動作と同様の動作でパケットの分割やパッキングが実現可能である。また、以下において、既述の符号と同一符号を付して説明する部分は、特に断らない限り、既述の部分と同一若しくは同様の部分を指す。

（ＢＳ１０の説明）
図６は本発明の第２実施形態にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図で、この図６に示す無線通信システムにおいて、ＢＳ１０は、その要部の機能に着目すると、例えば、ネットワーク（ＮＷ）インタフェース部１０１と、パケット識別部１０２と、パケットバッファ部１０３と、ＰＤＵ生成部１０４と、ＦＳＮ管理テーブル部１０５と、送信制御部１０６と、符号化部１０７と、変調部１０８と、送信部１０９と、アンテナ共用器（デュプレクサ）１１０と、送受信アンテナ１１１と、受信部１１２と、復調部１１３と、復号化部１１４と、ＳＤＵ再生部１１５とをそなえて構成されている。

ここで、ＮＷインタフェース部１０１は、上位ネットワークとのインタフェースをとるものであり、パケット識別部１０２は、ＮＷインタフェース部１０１からの受信パケットのＩＰヘッダ等の情報を基に、宛先ＭＳ３０やＱｏＳクラスを識別して、受信パケットを宛先ＭＳ３０やＱｏＳクラスに対応するコネクション（ＣＩＤ）別にパケットバッファ１０３に蓄積（バッファリング）するものである。

パケットバッファ部１０３は、上述のごとくＣＩＤ別に受信パケットを送信制御部１０６から指示される送信タイミングになるまで一時的に蓄積しておくものであり、ＰＤＵ生成部１０４は、送信制御部１０６の制御の下、パケットバッファ部１０３から転送されてきたパケットを基に送信ＰＤＵを生成するもので、ここでは、パケットバッファ部１０３のパケットを分割及び／又は結合したＰＤＵとして送信するか否かを判断し、分割が必要であれば、ＳＤＵを複数ブロック（分割ＳＤＵ）に分割し、それぞれにＦＳＮ及びＦＣを付与した上で複数ＳＤＵをパッキングすることができるようになっている。この当該ＰＤＵ生成部１０４で分割されたＳＤＵサイズが、ＲＳ２０での更なる分割が必要なときの分割（分離）の基準となる。

ＦＳＮ管理テーブル部１０５は、既述のＲＳ２０におけるＦＳＮ管理テーブル部２０３と同様に、送信対象のＰＤＵの属するコネクション（ＣＩＤ）毎に、次にＳＤＵに付与すべきＦＳＮ（Next FSN）をテーブル形式のデータ（ＦＳＮ管理テーブル）として管理するものである。「Next FSN」は、ＳＤＵへのＦＳＮの付与毎に１ずつインクリメントされて更新される。

送信制御部１０６は、既述のＲＳ２０における送信制御部２０４と同等の機能を具備するものである。即ち、当該送信制御部１０６は、ＰＤＵの送信タイミングになると、パケットバッファ部１０３からパケットを抜き出し、ＰＤＵ生成部１０４に転送させる機能を具備している。ここで、当該ＰＤＵの送信タイミングは、本例においても、例えば、ＢＳ１０が有するスケジューラ（図示省略）によってＱｏＳを保証できるように決定される。

加えて、当該送信制御部１０６は、ＰＤＵ生成部１０４に対して、ＰＤＵの送信トリガをかけるとともに、送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数の指定を行なう機能も具備している。この場合も、送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数などのデータ量は、使用可能な無線リソース（サブチャネル数，シンボル数など）と、変調方式，符号化レートとに基づいて決定することができる。したがって、適応符号化変調を採用するシステムにおいては、ＣＱＩやＣＩＮＲ等のＭＳ３０からの無線受信品質に関するフィードバック情報に基づいて、送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数などのデータ量も適応的に決定することができる。

符号化部１０７は、ＰＤＵ生成部１０４からのＰＤＵについて、ターボ符号等の所要の誤り訂正符号化を施すものであり、変調部１０８は、この符号化部１０７からの符号化データをＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の所要の変調方式で変調するものであり、送信部１０９は、この変調部１０８からの変調信号について、ＤＡ変換や無線周波数（ＲＦ）への周波数変換（アップコンバート）、高出力増幅器による所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施すものである。

デュプレクサ１１０は、送信信号と受信信号とを分離するためのもので、送信部１０９からの送信信号を送受信アンテナ１１１へ出力するとともに、送受信アンテナ１１１からの受信信号を受信部１１２へ出力するようになっている。
送受信アンテナ（以下、単に「アンテナ」ともいう）１１１は、デュプレクサ１１０からの送信信号をＭＳ３０あるいはＲＳ２０へ向けて空間へ放射するとともに、ＭＳ３０あるいはＲＳ２０から空間へ向けて放射された信号を受信するものである。

つまり、上記の符号化部１０７，変調部１０８，送信部１０９，デュプレクサ１１０及びアンテナ１１１は、ＰＤＵ生成部１０４にて前記分割ＳＤＵ毎にＦＳＮを付与された上でパッキングされて生成されたＰＤＵをＲＳ２０へ送信するパケット送信手段として機能する。
一方、受信部１１２は、アンテナ１１１で受信されデュプレクサ１１０により入力されてくる受信信号について、低雑音増幅器による増幅、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施すものであり、復調部１１３は、受信部１１２で前記無線受信処理を施された受信信号を送信側（ＭＳ３０あるいはＲＳ２０）での変調方式に対応した復調方式で復調するものである。

復号化部１１４は、復調部１１３で復調された受信信号を前記送信側での符号化方式、符号化レートに応じた方式、レートで復号するものであり、ＳＤＵ再生部１１５は、復号化部１１５からの復号データから、例えばＰＤＵのＧＭＨに付与されているＣＩＤからＱｏＳに関する情報を識別して、当該情報に応じたＩＰパケット等を再生する機能を具備するものである。なお、当該ＳＤＵ再生部１１５は、前記復号データのＣＲＣを行なう機能を具備することができ、ＣＲＣ結果がＮＧ（ＣＲＣエラー）の場合は、ＨＡＲＱ等の再送制御を送信制御部１０６に行なわせることも可能である。

（ＰＤＵ生成部１０４の詳細説明）
次に、上記ＰＤＵ生成部１０４の構成例を図７に示す。この図７に示すように、ＰＤＵ生成部１０４は、既述の機能を実現すべく、分割／結合判定部１４１と、ＳＤＵ分割部１４２と、ＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３と、ＳＤＵバッファ部１４４と、ヘッダ付与部１４５とをそなえて構成される。

ここで、分割／結合判定部１４１は、パケットバッファ部１０３からのパケットを分割または結合したＰＤＵとして送信するか否かを判定するもので、分割が不要であれば、ＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３に転送し、分割が必要であれば、ＳＤＵ分割部１４２に転送するようになっている。なお、分割の要否は、例えば、所定の閾値を基準にパケット長が当該閾値を上回れば分割必要、それ以外は分割不要と判定することができる。同閾値は、予め設定された値としたり、ＲＳ２０から通知された値としたりすることができる。また、結合については、送信制御部１０６から指示された送信可能なデータ量の範囲内で複数のパケット（分割後のＳＤＵ含む）を結合する。

ＳＤＵ分割部（パケット分割手段）１４２は、上記閾値を基準にＳＤＵを分割してＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３に転送するものであり、ＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３は、分割されたＳＤＵあるいは分割されていないＳＤＵに対して、対応するＦＣとＳＤＵ毎に１ずつインクリメントされるＦＳＮとを含むサブヘッダを生成、付与するもので、送信可能なデータ量の範囲内となるＳＤＵはヘッダ付与部１４５に転送し、範囲外となるＳＤＵはＳＤＵバッファ部１４４に一時蓄積して、次の送信可能なデータ量の割当まで待機させるようになっている。

ヘッダ付与部１４５は、１つのＳＤＵあるいは複数ＳＤＵをパッキングしてヘッダ（ＧＭＨ）を付与してＰＤＵを生成し、符号化部１０７に転送するものである。ただし、パッキングするＳＤＵは同一コネクション（ＣＩＤ）に属しているＳＤＵどうしである。
つまり、上記のＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３は、ＦＳＮ管理テーブル部１０５及び送信制御部１０６と協働して、分割ＳＤＵのブロックのそれぞれに固有情報であるＦＳＮを付与する制御手段としての機能を果たし、上記のヘッダ付与部１４５は、当該ＦＳＮを付与された複数の分割ＳＤＵを結合するパケット結合手段としての機能を果たしている。

（ＢＳ１０の動作説明）
以下、上述のごとく構成された本実施形態のＢＳ１０の動作について、図１０に示すフローチャートを参照しながら詳述する。
ＢＳ１０は、送信制御部１０６により、送信データ量Ｄの割り当てがなされているか（つまり、パケット分割／結合機能が有効設定されているか）否かをチェックし（ステップＳ１１のＮルート）、割り当てがなされていれば、前記ＰＤＵの送信タイミングに従って、パケットバッファ部１０３から送信対象のパケットを読み出してＰＤＵ生成部１０４へ転送させる（ステップＳ１１のＹルートからステップＳ１２）。

ＰＤＵ生成部１０４では、パケットバッファ部１０３からパケットを受信すると、分割／結合判定部１４１にて、当該パケット（ＳＤＵ）を分割または結合したＰＤＵとして送信するかを判定する。即ち、例えば、当該パケットのパケット長と閾値との比較により、パケット長が閾値を上回れば分割必要、それ以外は分割不要と判定する。
分割が不要であれば、分割／結合判定部１４１は、ＳＤＵをＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３に転送し、分割が必要であれば、当該ＳＤＵをＳＤＵ分割部１４２に転送する。ＳＤＵ分割部１４２では、分割／結合判定部１４１から転送されてきたＳＤＵを所定のデータ量Ｘ（ただし、Ｘ＜Ｄ）のブロックに分割して（ステップＳ１３）、ＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３に転送する。

ＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３では、ＳＤＵ分割部１４２からの分割ＳＤＵ、あるいは、分割／結合判定部１４１で分割不要と判定されて転送されてきた非分割ＳＤＵに対して、対応するＦＣ、シーケンス番号ＦＳＮ及び当該ＳＤＵの長さ（ブロック長）を含むサブヘッダを生成・付与する（ステップＳ１４）。そして、ＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３は、送信可能なデータ量Ｄの範囲内となるＳＤＵについてはヘッダ付与部１４５に転送し、範囲外となるＳＤＵについてはＳＤＵバッファ部１４４に一時蓄積し、次の送信可能なデータ量の割当まで待機させる。

ヘッダ付与部１４５では、ＦＳＮ／ＦＣ付与部１４３又はＳＤＵバッファ部１４４からの、１つのＳＤＵあるいは複数ＳＤＵを結合してＧＭＨを付与してＰＤＵを生成する。より詳細には、例えば、ＧＭＨのヘッダ長をＨ、サブヘッダ長をＳＨとすると、Ｈ＋（ＳＨ＋Ｘ）×ｎ≦Ｄ＜Ｈ＋（ＳＨ＋Ｘ）×（ｎ＋１）を満たすｎ個のブロック（ＳＤＵ）を結合して、ＧＭＨを付与することにより、ＰＤＵを生成する（ステップＳ１５）。

そして、生成されたＰＤＵは、符号化部１０７，変調部１０８，送信部１０９を経て、アンテナ１１１からＲＳ２０やＭＳ３０に送信される。
なお、アンテナ１１１で受信された信号については、デュプレクサ１１０，受信部１１２，復調部１１３，復号化部１１４，ＳＤＵ再生部１１５を経由することにより、所要の無線受信処理，復調，復号，ＣＲＣ等が施された上で、ＮＷインタフェース部１０１へ転送される。

以上のようにして、ＢＳ１０は、予めＳＤＵを分割してそれぞれにＦＳＮを付与した上で結合（パッキング）してＲＳ２０へ送信する。これにより、ＲＳ２０では、ＳＤＵの更なる分割が必要な場合、ＢＳ１０での分割単位（ブロック）で受信ＳＤＵの分離を行なえば、ＦＳＮの再付与（ＲＳ２０でのＦＳＮ管理）を必要としない動作が可能となる。以下、当該ＲＳ２０の詳細について説明する。

（ＲＳ２０の説明）
図８は本実施形態におけるＲＳ２０の要部の機能に着目した構成を示すブロック図で、この図８に示すＲＳ２０は、ＢＳ１０側での上記ＳＤＵの分割、ＦＳＮ／ＦＣ付与、パッキング処理に伴い、図１により前述したＲＳ２０の構成に比して、ＦＳＮ管理テーブル部２０３が不要になるとともに、ＰＤＵ再構成部２０２に代えて、ＰＤＵ再構成部２１４をそなえて構成されている点が異なる。なお、この図８及び以下の説明において、既述の符号と同一符号を付した部分は、特に断らない限り、それぞれ既述の部分と同一若しくは同様の部分を指す。

ここで、本例におけるＰＤＵ再構成部２１４は、前記ＢＳ１０にて前記の分割、ＦＳＮ／ＦＣ付与、パッキング処理を施された上で送信されたＰＤＵあるいはこれらの処理を施されずに送信されたＰＤＵであって、受信部２１０，復調部２１１，復号化部２１２及びＰＤＵ受信部２１３を経由してＰＤＵバッファ部２０１にバッファリングされた後、当該ＰＤＵバッファ部２０１から転送されてきたＰＤＵの分割の要否を判定し、分割が必要であれば、ＢＳ１０側で分割されたＳＤＵ（ブロック）単位でＳＤＵを分離することにより当該ＰＤＵを分割するものである。

（ＰＤＵ再構成部２１４の詳細説明）
そのため、本例のＰＤＵ再構成部２１４は、その要部の機能に着目すると、例えば図９に示すように、ＰＤＵ長判定部２２１と、ＳＤＵ抽出部２２６と、結合ＳＤＵ分割部２２７と、ヘッダ付与部２２８と、セレクタ２２９とをそなえて構成されている。
ここで、ＰＤＵ長判定部２２１は、前記ＰＤＵの送信タイミングに応じてＰＤＵバッファ部２０１からMAC-PDUを受信すると、送信制御部２０４により指定された、送信可能なＰＤＵ長あるいはバイト数などの指定データ量に基づいて、当該MAC-PDUが分割せずにそのまま送信可能か否かを判定するもので、送信可能（分割不要）であれば、当該ＰＤＵをセレクタ２２９に転送し、送信不能（分割必要）であれば当該ＰＤＵをＳＤＵ抽出部２２６へ転送するようになっている。

また、ＳＤＵ抽出部２２６は、分割必要と判定されてＰＤＵ長判定部２２１から転送されてきたＰＤＵをヘッダ部（ＧＭＨ）とペイロード部に格納されているＳＤＵ（サブヘッダを含む）とを分離して、ＳＤＵ（サブヘッダを含む）は結合ＳＤＵ分割部２２７へ転送し、ヘッダ部（ＧＭＨ）はヘッダ付与部２２８へ転送するものである。
結合ＳＤＵ分割部２２７は、ヘッダ付与部２２８でのヘッダ付与を考慮して、送信制御部２０４で指定されたデータ量未満となるように結合された複数のＳＤＵをその単位で分離して、ヘッダ付与部２２８に転送するものであり、ヘッダ付与部２２８は、分離されたＳＤＵにそれぞれヘッダ部（ＧＭＨ）を付与し、複数のＰＤＵを生成（再構成）するものである。なお、まだ送信できないＰＤＵについてはＰＤＵバッファ部２０１に転送されて次の送信タイミングまで一時的に蓄積されて待機させられる。

セレクタ２２９は、ＰＤＵ長判定部２２１で分割不要と判定されて転送されてくるＰＤＵと、ヘッダ付与部２２８から転送されてくるＰＤＵとを、送信制御部２０４の制御下、選択的に符号化部２０５へ転送するものである。なお、符号化部２０５への転送の際に、ＣＲＣ符号を付与することもできる。
（ＲＳ２０の動作説明）
以下、上述のごとく構成された本実施形態のＲＳ２０の動作について、図１１に示すフローチャートを参照しながら詳述する。

ＲＳ２０は、送信制御部２０４により、送信データ量Ｄの割り当てがなされているか（つまり、パケット分割機能が有効設定されているか）否かをチェックし（ステップＳ２１のＮルート）、割り当てがなされていれば、前記ＰＤＵの送信タイミングに従って、ＰＤＵバッファ部２０１から送信対象のＰＤＵを読み出してＰＤＵ再構成部２１４へ転送させる（ステップＳ２１のＹルートからステップＳ２２）。

ＰＤＵ再構成部２１４では、ＰＤＵバッファ部２０１からＰＤＵを受信すると、ＰＤＵ長判定部２２１にて、送信制御部２０４からの指定データ量Ｄで当該ＰＤＵを分割せずにそのまま送信可能か否かを判定する（ステップＳ２３）。
その結果、送信不能（分割必要）であれば（ステップＳ２３のＮルート）、ＰＤＵ長判定部２２１は、当該ＰＤＵをＳＤＵ抽出部２２６へ転送し、ＳＤＵ抽出部２２６は、当該ＰＤＵをヘッダ部（ＧＭＨ）（ヘッダ部のサイズをＨとする）とペイロード部に格納されているＳＤＵ（サブヘッダを含む）とを分離して、当該ＳＤＵは結合ＳＤＵ分割部２２７へ転送し、ヘッダ部はヘッダ付与部２２８へ転送する（ステップＳ２４）。

結合ＳＤＵ分割部２２７では、ＳＤＵ抽出部２２６からのＳＤＵに関して、ヘッダ部（ＧＭＨ）のヘッダ長をＨ、サブヘッダのヘッダ長をＳＨ、前記所定のデータ量をＸ（Ｘ＜Ｄ）と仮定すると、Ｈ＋（ＳＨ＋Ｘ）×ｎ≦Ｄ＜Ｈ＋（ＳＨ＋Ｘ）×（ｎ＋１）を満たす、先頭ｎ個のＳＤＵと、それ以外のＳＤＵとを分離して（ステップＳ２５）、ヘッダ付与部２２８へ転送する。

ヘッダ付与部２２８では、この結合ＳＤＵ分割部２２７から転送されてきた各ＳＤＵに、それぞれ、ヘッダ部（ＧＭＨ）を付与して、ＰＤＵ＃１とＰＤＵ＃２とを生成し（ステップＳ２６）、ＰＤＵ＃２については次の送信タイミングまでＰＤＵバッファ部２０１に蓄積し、ＰＤＵ＃１についてはセレクタ２２９へ出力して送信準備を行なう（ステップＳ２７）。

一方、前記ステップＳ２３において分割不要と判定された場合、ＰＤＵ長判定部２２１は、ＰＤＵバッファ部２０１から転送されてきたＰＤＵをそのままセレクタ２２９へ出力する（ステップＳ２３のＹルート）。
そして、セレクタ２２９にて選択されたＰＤＵは、符号化部２０５へ転送され、変調部２０６，送信部２０７を経由することにより、所要の符号化，変調，無線送信処理を施された上で、デュプレクサ２０８経由でアンテナ２０９から送信される（ステップＳ２８）。

アンテナ２０９で受信された信号については、本例においても、デュプレクサ２０８，受信部２１０，復調部２１１，復号化部２１２，ＰＤＵ受信部２１３を経由することにより、所要の無線受信処理，復調，復号，ＣＲＣ等が施された上で、ＰＤＵバッファ部２０１に、送信制御部２０４から指定される送信タイミングまで一時的に蓄積される。
以上のように、本実施形態によれば、パケットの送信局であるＢＳ１０において、予め送信ＰＤＵをＲＳ２０で分割送信が必要な場合の分割の基準となるブロックにＳＤＵを分割し、それぞれにＦＳＮ、ＦＣを付与した上でパッキングしてＰＤＵを生成し、ＲＳ２０へ送信するので、ＲＳ２０では、第１実施形態のようにＦＳＮ、ＦＣを管理することなく、当該ブロック単位でＳＤＵを分離するだけで、ＦＳＮの衝突、ＦＣの不整合の発生を回避しつつ、ＭＳ３０へのパケット分割送信が可能となる。

したがって、ＦＳＮの衝突、ＦＣの不整合によるＭＳ３０での誤動作を防止しつつ、ＲＳ２０とＭＳ３０との間で利用可能な無線帯域などの無線リソースに応じた、ＲＳ２０によるパケットの分割中継が可能となり、無線リソースの有効利用を図ることが可能となる。
特に、上述した例においては、パッキング後にヘッダ（ＧＭＨ）を付与するので、分割したＳＤＵ単位でヘッダを付与する場合に比して、ヘッダ量を大幅に削減でき、更なる無線リソースの有効利用を図ることが可能である。

〔Ｄ〕その他
上述した各実施形態において、分割の要否の判断基準については、ＰＤＵのＱｏＳクラスを用いることができる。例えば、ＱｏＳクラスが所定の基準ＱｏＳよりも高優先のＰＤＵについては、分割して残り部分を次の送信タイミングで送信するのではなく、必要な無線リソースを送信制御部に要求し、分割しないでも送信できるようにしてもよい。

また、ペイロード部が暗号化されているＰＤＵについては分割不要と判断するようにすることもできる。即ち、暗号化されているＰＤＵを復号化しないで分割すると、受信側で正常に復号できない場合があるので、それを防止するために、暗号化されているＰＤＵは分割せずに、十分な無線リソースが確保できるとき、あるいは、十分な無線リソースを送信制御部に要求して、送信することができる。なお、ペイロード分の暗号化の有無は、ヘッダ部（暗号化されない）に付与される識別ビットを利用して判別することができる。

さらに、分割サイズは固定長でも可変長でもよい。また、ＲＳ２０とＭＳ３０との間の最大レートを基準にしてもよいしそれよりも小さいレートを基準にしてもよい。ただし、小さいレートを基準にした場合は、ＨＡＲＱ等の再送制御を併用する方が好ましい。
〔Ｅ〕付記
（付記１）
送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、
前記送信局で分割された分割パケットを受信するパケット受信手段と、
前記パケット受信手段で受信された分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに再分割しうるパケット分割手段と、
前記再分割パケット及び前記パケット分割手段で再分割されない非再分割パケットにそれぞれ固有情報を付与する制御手段と、
前記制御手段により前記固有情報を付与された各パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴とする、中継局。
（付記２）
前記パケット分割手段が、
前記パケット受信手段で受信した分割パケットを更に複数の前記再分割パケットに分割するか否かを所定の判断基準に基づいて判断する分割判断部と、
前記分割判断部が前記分割パケットを更に分割すると判断すると、前記当該分割パケットを再分割するパケット再分割部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の中継局。
（付記３）
前記分割判断部が、
前記パケット受信手段で受信した分割パケットのパケットサイズが、その時点での前記受信局への送信可能サイズを超えていると、当該分割パケットを更に分割すると判断することを特徴とする、付記２記載の中継局。
（付記４）
前記制御手段が、
前記再分割パケット及び前記非再分割パケットに前記固有情報として前記再分割の有無に関わらず連続番号を付与する連続番号付与部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の中継局。
（付記５）
前記制御手段が、
前記連続番号を前記受信局とのコネクション別に管理する連続番号管理部をさらにそなえ、
前記連続番号付与部は、
前記連続番号管理部での管理の下、同一コネクションの前記再分割パケット及び前記非再分割パケットについて前記連続番号を付与することを特徴とする、付記４記載の中継局。
（付記６）
送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、
前記送信局で分割された前記パケットの一部と、当該一部が分割前に前記パケットのどの部分に属していたかを示す制御情報とを含む分割パケットを受信するパケット受信手段と、
前記パケット受信手段で受信された分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに再分割しうるパケット分割手段と、
前記パケット受信手段で受信された前記分割パケットの前記制御情報に基づいて、前記パケット分割手段で分割された再分割パケットに前記再分割前の制御情報と整合する新たな制御情報を付与する制御手段と、
前記新たな制御情報を付与された再分割パケット及び前記パケット分割手段で分割されない非再分割パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴とする、中継局。
（付記７）
前記制御情報は、分割無し、先頭パケット、中間パケット及び最後尾パケットの４状態のいずれかを表す情報を含むことを特徴とする、付記６記載の中継局。
（付記８）
前記制御手段は、
前記パケット受信手段で受信された前記分割パケットの制御情報が先頭パケットを表していれば、前記再分割パケットの１つに先頭パケットを表す制御情報を付与するとともに残りの再分割パケットに中間パケットを表す制御情報を付与し、前記分割パケットの制御情報が中間パケットを表していれば、前記再分割パケットのそれぞれに中間パケットを表す情報を付与し、前記分割パケットの制御情報が最後尾パケットを表していれば、前記再分割パケットの１つに最後尾パケットを表す制御情報を付与するとともに残りの再分割パケットに中間パケットを表す制御情報を付与することを特徴とする、付記７記載の中継局。
（付記９）
パケットを受信して受信局へ中継する中継局に対して前記パケットを送信する送信局であって、
１つのパケットを前記中継局での分割の基準となる複数のブロックに分割するパケット分割手段と、
前記パケット分割手段で分割されたブロックのそれぞれに固有情報を付与する制御手段と、
前記固有情報の付与された各ブロックのいずれか複数を結合するパケット結合手段と、
前記パケット結合手段で結合したパケットを前記中継局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴とする、送信局。
（付記１０）
前記パケット結合手段によって結合されたパケットに対してヘッダ情報を付与するヘッダ付与部をさらにそなえて構成されたことを特徴とする、付記９記載の送信局。
（付記１１）
前記固有情報は、前記各ブロックに対して連続する連続番号であることを特徴とする、付記９又は１０に記載の送信局。
（付記１２）
前記パケット結合手段は、前記受信局との同一コネクションについてのブロックどうしを結合することを特徴とする、付記９〜１１のいずれか１項に記載の送信局。
（付記１３）
送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、
前記送信局において複数ブロックに分割されそれぞれに固有情報が付与された上で複数ブロックが結合されて送信されたパケットを受信するパケット受信手段と、
前記パケット受信手段で受信されたパケットを前記受信局へ分割して送信する必要がある場合に、前記パケットを前記ブロック単位で分離して複数の分割パケットを生成するパケット分割手段と、
前記パケット分割手段で生成された前記分割パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴とする、中継局。
（付記１４）
前記固有情報は、前記各ブロックに対して連続する連続番号であることを特徴とする、付記１３記載の中継局。
（付記１５）
送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局において、
前記送信局で分割された分割パケットを受信し、
当該分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに分割し、
前記再分割パケット及び分割されない非再分割パケットにそれぞれ固有情報を付与し、
前記固有情報を付与された各パケットを前記受信局へ送信することを特徴とする、中継方法。
（付記１６）
送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局において、
前記送信局で分割された前記パケットの一部と、当該一部が分割前に前記パケットのどの部分に属していたかを示す制御情報とを含む分割パケットを受信し、
当該分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに再分割し、
前記受信した分割パケットの制御情報に基づいて、前記再分割パケットに前記再分割前の制御情報と整合する新たな制御情報を付与し、
当該新たな制御情報を付与された再分割パケット及び再分割されなかった非再分割パケットを前記受信局へ送信することを特徴とする、中継方法。
（付記１７）
送信局から送信したパケットを中継局が受信して受信局へ中継する中継方法であって、
前記送信局は、
１つのパケットを前記中継局での分割の基準となる複数のブロックに分割し、
分割したブロックのそれぞれに固有情報を付与し、
前記情報の付与された各ブロックのいずれか複数を結合し、
結合したパケットを前記中継局へ送信し、
前記中継局は、
前記送信局からのパケットを受信し、
受信したパケットを前記受信局へ分割して送信する必要がある場合に、前記パケットを前記ブロック単位で分離して複数の分割パケットを生成し、
生成した前記分割パケットを前記受信局へ送信することを特徴とする、中継方法。

以上詳述したように、本発明によれば、ＲＳでのパケット再分割に伴うＦＳＮの衝突や、ＦＣの不整合を防止することができるので、ＲＳとＭＳとの間で利用可能な無線リソースに応じた、柔軟なパケット分割中継が可能となり、無線リソースの有効利用を図ることが可能となる。したがって、無線通信技術分野に極めて有用と考えられる。

Claims (6)

1. 送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、
   前記送信局で分割された分割パケットを受信するパケット受信手段と、
   前記パケット受信手段で受信された分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに再分割しうるパケット分割手段と、
   前記再分割パケット及び前記パケット分割手段で再分割されない非再分割パケットにそれぞれ固有情報を付与する制御手段と、
   前記制御手段により前記固有情報を付与された各パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴とする、中継局。
2. 前記パケット分割手段が、
   前記パケット受信手段で受信した分割パケットを更に複数の前記再分割パケットに分割するか否かを所定の判断基準に基づいて判断する分割判断部と、
   前記分割判断部が前記分割パケットを更に分割すると判断すると、前記当該分割パケットを再分割するパケット再分割部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の中継局。
3. 前記制御手段が、
   前記再分割パケット及び前記非再分割パケットに前記固有情報として前記再分割の有無に関わらず連続番号を付与する連続番号付与部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の中継局。
4. 送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局であって、
   前記送信局において複数ブロックに分割されそれぞれに固有情報が付与された上で複数ブロックが結合されて送信されたパケットを受信するパケット受信手段と、
   前記パケット受信手段で受信されたパケットを前記受信局へ分割して送信する必要がある場合に、前記パケットを前記ブロック単位で分離して複数の分割パケットを生成するパケット分割手段と、
   前記パケット分割手段で生成された前記分割パケットを前記受信局へ送信するパケット送信手段とをそなえたことを特徴とする、中継局。
5. 送信局が送信したパケットを受信して受信局へ中継する中継局において、
   前記送信局で分割された分割パケットを受信し、
   当該分割パケットを選択的に更に複数の再分割パケットに分割し、
   前記再分割パケット及び分割されない非再分割パケットにそれぞれ固有情報を付与し、
   前記固有情報を付与された各パケットを前記受信局へ送信することを特徴とする、中継方法。
6. 送信局から送信したパケットを中継局が受信して受信局へ中継する中継方法であって、
   前記送信局は、
   １つのパケットを前記中継局での分割の基準となる複数のブロックに分割し、
   分割したブロックのそれぞれに固有情報を付与し、
   前記情報の付与された各ブロックのいずれか複数を結合し、
   結合したパケットを前記中継局へ送信し、
   前記中継局は、
   前記送信局からのパケットを受信し、
   受信したパケットを前記受信局へ分割して送信する必要がある場合に、前記パケットを前記ブロック単位で分離して複数の分割パケットを生成し、
   生成した前記分割パケットを前記受信局へ送信することを特徴とする、中継方法。

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