JP5561362B2 - 無線中継伝送機能を含む移動無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線中継伝送機能を含む移動無線通信システムに関する。

現在、次世代移動無線通信技術として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）が３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化されている。また、更に進化した移動無線通信技術として、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄが検討されている。この検討においては、セルカバレッジ、つまり通信エリアの拡大、及び周波数利用効率の向上を図るために、通信中に移動しない固定の無線中継装置の導入が推進されている。

固定の無線中継装置（中継局（ＲＮ：Relay Node）、リレー局（ＲＳ：Relay Station）と記載することもある）による無線中継伝送機能を含む移動無線通信システムにおいて、無線基地局装置（基地局（ｅＮＢ：evolved Node B）と記載することもある）、中継局、及びユーザ利用の移動局としての無線端末（ＵＥ：User Equipment）の相互間の無線接続技術としては、インバンド（inband）接続及びアウトバンド（outband）接続の２種類がある。

インバンド接続では、基地局と無線端末との間の直接通信に使用する周波数帯域と同一の周波数帯域を異なる時間に使って、基地局と中継局との間の接続を行う。アウトバンド接続では、基地局と無線端末との間の直接通信に使用する周波数帯域とは異なる周波数帯域を常時使って、基地局と中継局との間の接続を行う。

特許文献には、このようなインバンド接続を採用した移動無線通信システムの一例を提案するものがある。この移動無線通信システムは、アクセスリンク（Access Link）及びバックホールリンク（Backhaul Link）における、無線端末数及び無線品質（無線チャネル品質）を収集し、無線端末数または無線品質に応じて、無線リソースとしてのアクセスゾーン及びリレーゾーンの割り当てを決定している。ここで、アクセスゾーンとリレーゾーンとは時間軸上で分離され、割り当て情報はサブフレーム毎に通知される。また、無線品質としては、ＣＩＮＲ（搬送波対干渉雑音比：Carrier to Interference Noise Ratio）、ＲＳＳＩ（受信信号強度：Receive Signal Strength Indicator）、及びＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比：Signal to Interference Noise Ratio）などの指標が用いられている。

他の特許文献には、次のようなスケジューリング技術を開示するものがある。ＬＴＥのデータ通信形態は、パケット通信であり、各移動局あてのユーザデータをどのリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）で送信するかは固定的には決められていない。各移動局は、各リソースブロックの下りチャネル受信品質（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator）を測定し、定期的に基地局に報告している。基地局では、各移動局からのＣＱＩ報告値、トラフィックの状態、通信データの性質（ＱｏＳ）、通信データが再送データかどうか、等の情報を元にして、サブフレーム毎にどの移動局にデータを送信するかを決める。

ここで、各移動局にデータを送信するリソースブロックの数やどのリソースブロックを使うかはできるだけ受信品質のよいリソースブロックが割り当てられるように、その都度選択される。どの移動局にデータ送信を行うかを示す情報と、どのリソースブロックを割り当てたかを示す情報は、制御チャネルを用いて通信される。

国際公開２００９／０７２１９１号 国際公開２００８／０９６４３６号 特開２００７−３３５９４３号公報 特開２００８−１７２７６２号公報 特開２００８−１９９５７９号公報

上述した中継局による無線中継伝送機能を含む移動無線通信システムにおいては、アクセスゾーン及びリレーゾーンの割り当てを決定するときの判定条件が、無線端末数や受信品質であると、アクセスリンク及びバックホールリンクの双方の実際の使用状態は把握できないので、周波数利用効率は大幅には向上しない。

また、割り当て情報が無線フレームのサブフレーム毎に基地局から中継局に通知されると、中継局はサブフレーム毎に割り当て情報を必ず受信するので、制御が複雑になるだけではなく、シグナリング量も増大する。

本発明の課題は、これらの問題を解消し、アクセスリンク及びバックホールリンクの双方に対して、無線リソース、つまり無線フレームのサブフレームを動的に割り当てることを可能にする技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の無線基地局装置は、第１の無線端末と無線基地局装置との直接通信に使用される第１のリンクと、第２の無線端末と固定の無線中継装置との直接通信に使用される第２のリンクと、前記無線基地局装置と前記固定の無線中継装置との中継伝送に使用される第３のリンクとのそれぞれに関して収集した品質情報及びトラフィック情報の双方に基づいて、前記第１のリンク、前記第２のリンク及び前記第３のリンクに割り当てる無線リソースとしての無線フレームの複数サブフレームの内の割り当て数及び割り当てタイミングを動的に決定する手段と、前記中継伝送に使用される第３のリンクに対する前記割り当て数及び前記割り当てタイミングを含む割り当て情報を前記無線中継装置に前記無線フレームにおいて少なくとも１回の周期で通知する手段とを備える。

本発明によれば、サブフレーム毎ではなく、無線フレームにおいて少なくとも１回の周期でバックホールリンクの割り当て情報を基地局から中継局に通知することにより、シグナリング量の低減を図ることができる。

本発明の他の課題、特徴及び利点は、図面及び併記の請求の範囲とともに取り上げられる際に、以下に記載される発明を実施するため形態を読むことにより明らかになるであろう。

図１は本発明の一実施の形態及び変形例におけるシステム構成を示す。 図２は本発明の一実施の形態及び変形例におけるシステム構成を示す。 図３は本発明の一実施の形態における基地局の詳細構成を示す。 図４は本発明の一実施の形態及び変形例における中継局の詳細構成を示す。 図５は本発明の一実施の形態における無線リソース割り当て例を示す。 図６は本発明の一実施の形態における無線リソース割り当て処理を説明するためのシーケンスチャートである。 図７は本発明の一実施の形態における無線リソース割り当て処理を説明するためのフローチャートである。 図８は本発明の変形例における基地局の詳細構成を示す。 図９は本発明の変形例における無線リソース割り当て処理を説明するためのフローチャートである。 図１０は本発明の変形例における無線リソース割り当て処理を説明するためのシーケンスチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。図面には本発明の好ましい実施形態が示されている。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されることが可能であり、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されてはならない。

［一実施の形態］
［システム］
本発明の一実施の形態におけるシステムの構成を示す図１及び図２を参照すると、ＬＴＥに則った無線中継伝送機能を含む移動無線通信システムＳＹＳは、無線基地局装置としての基地局ｅＮＢと、固定の無線中継装置としての中継局ＲＮと、ユーザ利用の移動局としての無線端末ＵＥ（ＵＥ１，ＵＥ２）とを備えている。なお、実際に構築される移動無線通信システムＳＹＳは、基地局ｅＮＢ、中継局ＲＮ及び無線端末ＵＥをそれぞれ多数備えるが、ここでは図示を簡略化している。

この移動無線通信システムＳＹＳにおいては、基地局ｅＮＢは、ドナーセル（donor cell）に配置され、図示省略の上位の有線ネットワーク（コアネットワーク）及び他の基地局に所定の有線インタフェース、つまりＳ１インタフェース及びＸ２インタフェースでそれぞれ接続される。基地局ｅＮＢ、中継局ＲＮ及び無線端末ＵＥの相互間の無線接続技術として、インバンド接続を採用する。

このインバンド接続では、基地局ｅＮＢと無線端末ＵＥ１とが、アクセスリンクＡＬ１を介して直接通信に使用する周波数帯域と同一の周波数帯域を異なる時間に使って、基地局ｅＮＢと中継局ＲＮとの間のバックホールリンクＢＬの接続を行う。無線端末ＵＥ２は、アクセスリンクＡＬ２を介して中継局ＲＮと通信し、この中継局ＲＮの無線中継伝送機能により基地局ｅＮＢに接続される。中継局ＲＮは、無線端末ＵＥ２に対して基地局として機能し、基地局ｅＮＢに対しては無線端末としても機能する。

この移動無線通信システムＳＹＳにおいては、基地局ｅＮＢから中継局ＲＮ及び無線端末ＵＥ１方向の下りリンク（Down Link）信号は直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）信号であり、中継局ＲＮ及び無線端末ＵＥ１から基地局ｅＮＢ方向の上りリンク（Up Link）信号はＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）信号である。また、中継局ＲＮから無線端末ＵＥ２方向の下りリンク信号はＯＦＤＭＡ信号であり、無線端末ＵＥ２から中継局ＲＮ方向の上りリンク信号はＳＣ−ＦＤＭＡ信号である。

［基地局］
図３は、図１及び図２に示した一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳにおける基地局ｅＮＢの詳細構成を示す。

図３に示す基地局ｅＮＢ１０Ａは、中継局ＲＮ及び無線端末ＵＥ１からバックホールリンクＢＬ及びアクセスリンクＡＬ１をそれぞれ通して受信した上りリンク信号（ユーザデータ、品質情報）を処理する受信機能部と、バックホールリンクＢＬ及びアクセスリンクＡＬ１をそれぞれ通して中継局ＲＮ及び無線端末ＵＥ１に送信する下りリンク信号（ユーザデータ、制御データ）を処理する送信機能部と、収集した品質情報及びトラフィック情報に基づいて無線リソースの割り当てを制御（スケジューリング）する制御機能部とを備える。

受信機能部は、受信機（無線受信部）１１及びレイヤ１（Ｌ１）受信部１２を含んでいる。受信機１１は、アンテナを通して上り無線周波数（ＵＬＲＦ）信号を受信し、ベースバンド（ＢＢ）信号に変換（周波数逆変換）する。Ｌ１受信部１２は、受信機１１から入力されたＢＢ信号を復調及び復号し、データ再生を行う。

制御機能部に含まれるレイヤ２（Ｌ２）部１３は、Ｌ１受信部１２において再生された信号（ユーザデータ、品質情報）に対してレイヤ２処理を行う。このレイヤ２処理には、ＭＡＣ（Media Access Control）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）の変換処理が含まれる。Ｌ２部１３は、変換処理した信号を有線ネットワークとインタフェースする上位レイヤに送出する。

送信機能部は、Ｌ１送信部１４及び送信機（無線送信部）１５を含んでいる。Ｌ１送信部１４は、Ｌ２部１３からのレイヤ２変換処理された信号を符号化及び変調（例えば、ＱＰＳＫ変調）した後、データ変調（ＯＦＤＭ変調）を行う。送信機１５は、Ｌ１送信部１４から入力されたＢＢ信号を下り無線周波数（ＤＬＲＦ）信号に変換（周波数変換）し、アンテナから送信する。

制御機能部は、スケジューラとしてそれぞれ機能する、Ｌ２部１３、品質情報検出部１６、トラフィック判定部１７、割り当て数判定部１８、割り当てタイミング制御部１９、及び割り当て情報生成部２０を含んでいる。制御機能部は、図示を省略しているが、主制御部（ＣＰＵ）及び記憶部を更に含み、主制御部が記憶部に予め記憶されている基地局制御プログラムを実行することにより、基地局ｅＮＢ１０Ａの全体動作を制御する。基地局ｅＮＢ１０Ａにおいて送受信される下りリンク信号及び上りリンク信号はパケット形態であり、送信元アドレス及び宛先アドレスを含むパケットヘッダ処理は基地局制御プログラムの実行により行われる。

品質情報検出部１６は、Ｌ１受信部１２において再生された信号からアクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬについての品質情報を検出し、Ｌ２部１３、割り当て数判定部１８及び割り当てタイミング制御部１９に所定の品質情報を入力する。Ｌ２部１３は品質情報検出部１６から入力された品質情報を統計処理する。この品質情報としては、例えば各移動局が測定して定期的に基地局に報告する各リソースブロックのチャネル品質情報（ＣＱＩ）を利用可能である。このＣＱＩの指標には、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、及びＣＩＮＲ（搬送波対干渉雑音比）などがある。

トラフィック判定部１７は、Ｌ２部１３が収集して統計処理したトラフィック情報を参照して、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬの各リンクのトラフィック量を判定する。このトラフィック量の指標には、無線使用率、再送回数、及び無線誤り率などがある。

また、割り当て数判定部１８は、トラフィック判定部１７による判定結果に基づいて、各リンクへの無線リソースの割り当て数を決定する。割り当てタイミング制御部１９は、割り当て数判定部１８から入力される割り当て数と、品質情報検出部１６から入力される各リンクの品質情報とに基づいて、割り当てタイミングを決定する。この決定結果の各リンクへの割り当て数及び割り当てタイミングを含む割り当て情報は、後の無線リソースの割り当て処理に利用するために、Ｌ２部１３に通知される。割り当て情報生成部２０は、中継局ＲＮに通知するタイミングにおいて、決定したバックホールリンクＢＬに関する割り当て情報をＬ１送信部１４に送出する。

［中継局］
図４は、図１及び図２に示した一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳにおける中継局ＲＮの詳細構成を示す。

図４に示す中継局ＲＮ３０は、基地局ｅＮＢからバックホールリンクＢＬを通して受信した下りリンク信号（ユーザデータ、制御データ）を無線端末ＵＥ２に中継伝送したり、自局宛ての制御データを受信するために処理するＤＬ送受信機能部と、無線端末ＵＥ２からアクセスリンクＡＬ２を通して受信した上りリンク信号（ユーザデータ、品質情報）を基地局ｅＮＢに中継伝送したり、自局で収集したバックホールリンクＢＬに関する品質情報を送信するために処理するＵＬ送受信機能部と、基地局ｅＮＢ１０Ａからの自局宛の制御データに基づいて中継伝送を制御する制御機能部とを備える。

ＤＬ送受信機能部は、ＤＬ受信機３１、ＤＬＬ１部３２、及びＤＬ送信機３３を含んでいる。ＤＬ受信機３１は、第１の受信アンテナを介して基地局ｅＮＢからのＤＬＲＦ信号を受信し、ＢＢ信号に変換する。ＤＬＬ１部３２は、ＤＬ受信機３１から受信したＢＢ信号を復調及び復号し、データ再生を行うとともに、中継伝送するＢＢ信号をＤＬ送信機３３に転送する。ＤＬ送信機３３は、ＤＬＬ１部から転送されたＢＢ信号をＤＬＲＦ信号に変換し、第１の送信アンテナから無線端末ＵＥ２に送信を行う。

ＵＬ送受信機能部は、ＵＬ受信機３４、ＵＬＬ１部３５、及びＵＬ送信機３６を含んでいる。ＵＬ受信機３４は、第２の受信アンテナを介して無線端末ＵＥ２からのＵＬＲＦ信号を受信し、ＢＢ信号に変換する。ＵＬＬ１部３５は、ＵＬ受信機３４から受信したＢＢ信号を復調及び復号し、データ再生を行うとともに、中継伝送するＢＢ信号をＵＬ送信機３６に転送する。ＵＬ送信機３６は、ＵＬＬ１部から転送されたＢＢ信号をＵＬＲＦ信号に変換し、第２の送信アンテナから送信する。

制御機能部は、割り当て情報周期制御部３７、割り当て情報検出部３８、及びタイミング制御部３９を含んでいる。制御機能部は、図示を省略しているが、主制御部及び記憶部を更に含み、主制御部が記憶部に予め記憶されている中継局制御プログラムを実行することにより、中継局ＲＮの全体動作を制御する。中継局ＲＮにおいて送受信される下りリンク信号及び上りリンク信号はパケット形態であり、送信元アドレス及び宛先アドレスを含むパケットヘッダ処理は中継局制御プログラムの実行により行われる。

割り当て情報周期制御部３７は、ＤＬＬ１部３２において再生された制御データに基づいて、割り当て情報が通知されるタイミングを決定する。割り当て情報検出部３８は、割り当て情報周期制御部３７によって決定されたタイミングで割り当て情報を受信する。

また、タイミング制御部３９は、割り当て情報周期制御部３７によって決定されたタイミング及び割り当て情報検出部３８によって検出された割り当て情報に基づき、送信機３３，３６、受信機３１，３４、ＤＬＬ１部３２、及びＵＬＬ１部３５をオン／オフ制御する。つまり、タイミング制御部３９は、インバンド接続時の中継局ＲＮにおける自己干渉対策のために、第１の受信アンテナ及び第１の送信アンテナ間、または第２の受信アンテナ及び第２の送信アンテナ間を論理的に分離する必要がある。したがって、タイミング制御部３９は、決定タイミング及び割り当て情報に基づき、ＤＬ ＯＮ／ＯＦＦ制御信号及びＵＬ ＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成し、ＤＬ送受信機能部の構成要素またはＵＬ送受信機能部の構成要素の同時動作を回避する。

［無線端末］
図１及び図２に示した一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳにおける無線端末ＵＥ１，ＵＥ２については、構成の図示を省略している。

ここで、中継局ＲＮと無線接続される無線端末ＵＥ２は、中継局ＲＮからアクセスリンクＡＬ２を通して受信した下りリンク信号（ユーザデータ、制御データ）を処理する受信機能部と、アクセスリンクＡＬ２を通して中継局ＲＮに送信する上りリンク信号（ユーザデータ、品質情報）を処理する送信機能部と、受信機能部における復調及び復号の結果に基づく所定の処理を行うとともに、受信した各種制御データに応じて送信機能部に対して送信処理を指示する制御機能部とを備える。

また、基地局ｅＮＢ１０Ａと無線接続される無線端末ＵＥ１は、同様に、受信機能部、送信機能部、及び制御機能部を備える。無線端末ＵＥ１，ＵＥ２の各制御機能部は、図示を省略しているが、主制御部及び記憶部を更に含み、主制御部が記憶部に予め記憶されている端末制御プログラムを実行することにより、各無線端末ＵＥ１，ＵＥ２の全体動作を制御する。各無線端末ＵＥ１，ＵＥ２において送受信される下りリンク信号及び上りリンク信号はパケット形態であり、送信元アドレス及び宛先アドレスを含むパケットヘッダ処理は端末制御プログラムの実行により行われる。

［無線リソース割り当て処理］
図５に示すように、一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳにおいては、１つの無線フレームを構成する１０個（＃０−＃９）のサブフレームのそれぞれを無線リソースの割り当て単位としている。ＬＴＥでは、無線区間で送信する１２個の隣接サブキャリアを１つのグループとして扱い、リソースブロックと定義している。無線リソースの割り当て単位としての１０個のサブフレームのそれぞれは、リソースブロックに対応する。

基地局ｅＮＢ１０Ａは、中継局ＲＮ及び無線端末ＵＥ１，ＵＥ２のそれぞれにリソースブロック単位で割り当てるべき周波数帯域を決定する。このために、基地局ｅＮＢ１０Ａの無線リソース割り当て処理においては、無線端末ＵＥ１と基地局ｅＮＢ１０Ａとの直接通信に使用されるアクセスリンクＡＬ１と、無線端末ＵＥ２と中継局ＲＮとの直接通信に使用されるアクセスリンクＡＬ２と、基地局ｅＮＢ１０Ａと中継局ＲＮとの中継伝送に使用されるバックホールリンクＢＬとのそれぞれに関して収集した品質情報及びトラフィック情報の双方に基づいて、アクセスリンクＡＬ１、アクセスリンクＡＬ２及びバックホールリンクＢＬに割り当てる無線リソースとしての無線フレームの複数サブフレームの内の割り当て数及び割り当てタイミングを動的に決定する。そして、中継伝送に使用されるバックホールリンクＢＬに対するサブフレームの割り当て数及び割り当てタイミングを含む割り当て情報を基地局ｅＮＢ１０Ａから中継局ＲＮに無線フレームを単位とする周期で通知する。

この無線リソース割り当て処理により、図５に示す下り方向通信の例では、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２に第１無線フレームＦＲ１の複数サブフレームの内のサブフレーム＃１−＃５，＃７−＃９が割り当てられ、バックホールリンクＢＬに第１無線フレームＦＲ１の複数サブフレームの内のサブフレーム＃６が割り当てられている。

また、時間軸上で第１無線フレームＦＲ１に続く第２無線フレームＦＲ２においては、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２にサブフレーム＃１−＃９が割り当てられ、バックホールリンクＢＬにはいずれのサブフレームも割り当てられていない。

ここで、例えば第１無線フレームＦＲ１に着目すると、サブフレーム＃１−＃５，＃７−＃９と、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２（つまり、無線端末ＵＥ１，ＵＥ２）との割り当て対応情報は、各サブフレームの制御チャネルにより通知される。また、サブフレーム＃６がバックホールリンクＢＬに割り当てられたことを示す割り当て情報は、サブフレーム＃０により通知される。重要なことは、バックホールリンクＢＬに対する少なくとも１つのサブフレームの割り当て情報が、サブフレーム＃０により、基地局ｅＮＢ１０Ａから中継局ＲＮに無線フレームを単位とする周期で通知されることである。

続いて、無線リソースの割り当て処理について、更に詳述する。図６及び図７を併せ参照すると、基地局ｅＮＢ１０Ａは次の手順で無線リソース割り当て処理を実行する。

品質情報検出部１６は、先ず無線端末ＵＥ１，ＵＥ２及び中継局ＲＮからアクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬについての品質情報を受信（収集）する（図７中のＳ７１）。なお、無線端末ＵＥ２からのアクセスリンクＡＬ２についての品質情報は、中継局ＲＮを介して収集される。

トラフィック判定部１７は、Ｌ２部１３が予め収集して統計処理したアクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬの各リンクのトラフィック量を判定する（Ｓ７２）。品質情報検出部１６は、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬの品質を判定する（Ｓ７３）。

割り当て数判定部１８は、トラフィック判定部１７から入力されるトラフィック量の判定結果に基づいて、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２のトラフィック量が閾値以上であり（Ｓ７４）、かつバックホールリンクＢＬのトラフィック量が閾値以下であると判定し（Ｓ７５）、更に品質情報検出部１６から入力されるバックホールリンクＢＬの品質判定結果に基づいて、バックホールリンクＢＬの品質が閾値以上であると判定したときは（Ｓ７６）、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２に対するサブフレームの割り当て数を増加する（Ｓ７７）。

割り当て数判定部１８は、上記処理Ｓ７４，Ｓ７５，Ｓ７６における条件判定のいずれかが否定であるときは、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２に対するサブフレームの割り当て数を減少する（Ｓ７８）。

割り当てタイミング制御部１９は、上記処理Ｓ７７またはＳ７８に続き、品質情報検出部１６から入力されるアクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬについての品質判定結果を参照し、品質の高いサブフレームの順番で、バックホールリンクＢＬに対するサブフレームの割り当て数及び割り当てタイミングを決定する（Ｓ７９）。

割り当て情報生成部２０は、予め決められている割り当て情報の通知タイミング（図５中のサブフレーム＃０対応のタイミング）になったとき、中継局ＲＮに通知するための割り当て情報（ここでは、サブフレーム＃６を通知）を生成し、Ｌ１送信部１４に出力する（Ｓ８０）。

なお、図６においては、上述した無線リソース割り当て処理の概要だけを示している。基地局ｅＮＢ１０Ａは、予め決められた周期で中継局ＲＮにバックホールリンクＢＬに対するサブフレームの割り当て情報の通知を行うとともに、アクセスリンクＡＬ１及びバックホールリンクＢＬへのデータ送信を行う。以降、予め決められた周期で割り当て情報の通知を繰り返す。

中継局ＲＮでは、基地局ｅＮＢ１０Ａから受信した割り当て情報に基づいて、送受信タイミングを決定し、中継する必要のある無線端末ＵＥ２にデータの送信を行う。

なお、上述した無線リソースの割り当て処理は、下り方向通信について例示したが、無線フレームの異なる周波数帯域（システム帯域）を利用する上り方向通信にも同様に適用できる。

［一実施の形態の効果］
上述したように、一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳにおいては、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２のトラフィック量が増えていくにつれて、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２に対する無線リソースの割り当て数を増やすことで、各無線フレーム当たりに通信できる無線端末ＵＥ１，ＵＥ２の数を増やすことができる。

さらに、アクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬの双方の実際の使用状態に基づいて、制御（スケジューリング）を行うので、周波数利用効率向上の効果が高くなる。

また、サブフレーム毎ではなく、無線フレームにおいて少なくとも１回の周期でバックホールリンクＢＬの割り当て情報を基地局ｅＮＢ１０Ａから中継局ＲＮに通知することにより、シグナリング量の低減を図ることができる。

［変形例］
上述した一実施の形態の移動無線通信システムＳＹＳ（図１，２参照）においては、基地局ｅＮＢ１０Ａ（図３参照）と中継局ＲＮ（図４参照）との中継伝送に使用されるバックホールリンクＢＬに対する少なくとも１つのサブフレームの割り当て情報が、サブフレーム＃０により、基地局ｅＮＢ１０Ａから中継局ＲＮに無線フレームを単位とする周期（図５参照）で通知された。

この変形例の移動無線通信システムＳＹＳ（図１，２参照）においては、図８に示す変形構成を採る基地局ｅＮＢ１０Ｂと中継局ＲＮ（図４参照）との中継伝送に使用されるバックホールリンクＢＬに対する少なくとも１つのサブフレームの割り当て情報が、トラフィック量の変動量に応じて、割り当て周期を変更して中継局ＲＮに通知される。この制御によると、割り当て情報が、例えばサブフレーム＃０，＃５により、基地局ｅＮＢ１０Ｂから中継局ＲＮに一無線フレーム中に少なくとも２回の周期で通知される。

ここでは、この変更された特徴に限定して説明する。図８を参照すると、変形構成の基地局ｅＮＢ１０Ｂは、基地局ｅＮＢ１０Ａと同様に受信機能部、送信機能部及び制御機能部を備えている。制御機能部は、スケジューラとしてそれぞれ機能する、Ｌ２部１３、品質情報検出部１６、トラフィック判定部１７、割り当て数判定部１８、割り当てタイミング制御部１９、及び割り当て情報生成部２０を含むだけでなく、更にトラフィック変動判定部２１及び割り当て周期判定部２２を含んでいる。

図９及び図１０は基地局ｅＮＢ１０Ｂにおける無線リソース割り当て処理のフローチャート及びシーケンスチャートを示す。図９に示す処理手順Ｓ９１〜Ｓ９４までは、図７に示す処理手順Ｓ７１〜Ｓ７９と同一である。また、図１０に示すシーケンスにおいては、トラフィック変動量判定及び割り当て周期判定までは、図６に示すシーケンスと同一である。

図８、図９及び図１０を併せ参照すると、トラフィック変動判定部２１は、トラフィック判定部１７によるアクセスリンクＡＬ１，ＡＬ２及びバックホールリンクＢＬの各リンクのトラフィック量の判定結果を参照して、トラフィック量の変動量を判定する。この判定においては、トラフィック変動判定部２１は、各リンクのトラフィック量の変動量が予め決められた閾値以上であるか否かを判定する（図９中のＳ９１）。

割り当て周期判定部２２は、トラフィック変動判定部２１によるトラフィック量の変動量の判定結果に応じて、割り当て周期を決定（変更）し、制御周期情報を割り当て情報生成部２０に入力する。つまり、割り当て周期判定部２２は、各リンクのトラフィック量の変動量が閾値以上であると判定されたときは、割り当て周期を短くし（Ｓ９２）、各リンクのトラフィック量の変動量が閾値以下であると判定されたときは、割り当て周期を長くするように決定し（Ｓ９３）、対応の制御周期情報を生成する。

割り当て情報生成部２０は、中継局ＲＮに通知するタイミングにおいて、決定したバックホールリンクＢＬに関する割り当て情報及び制御周期情報をＬ１送信部１４に送出する。

これにより、基地局ｅＮＢ１０Ｂは、決められた周期で中継局ＲＮにバックホールリンクＢＬに対するサブフレームの割り当て情報と制御周期情報とを通知するとともに、アクセスリンクＡＬ１及びバックホールリンクＢＬへのデータ送信を行う。以降、決められた周期で割り当て情報及び制御周期情報の通知を繰り返す。

中継局ＲＮにおいては、割り当て情報周期制御部３７は、ＤＬＬ１部３２において再生された制御データ（制御周期情報）に基づいて、割り当て情報が通知されるタイミングを決定して、同様に動作する。また、中継局ＲＮでは、中継する必要のある無線端末ＵＥ２にデータの送信を行う。

［変形例の効果］
上述したように、変形例の移動無線通信システムＳＹＳにおいては、更に、割り当て情報を通知する周期をトラフィック量の変動に応じて、一サブフレームを最小単位としない条件で各無線フレームにおいて複数回になるように決定することができる。

［その他］
上述した一実施の形態及び変形例における処理はコンピュータで実行可能なプログラムとして提供され、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクなどの記録媒体、さらには通信回線を経て提供可能である。

また、上述した一実施の形態及び変形例における各処理はその任意の複数または全てを選択し組合せて実施することもできる。

ＳＹＳ 移動無線通信システム
ｅＮＢ 基地局
ＲＮ 中継局
ＵＥ 無線端末
ＵＥ１ 無線端末
ＵＥ２ 無線端末
ＡＬ１ アクセスリンク
ＡＬ２ アクセスリンク
ＢＬ バックホールリンク
１０Ａ 基地局
１０Ｂ 基地局
３０ 中継局

Claims (6)

1. 第１の無線端末と無線基地局装置との直接通信に使用される第１のリンクと、第２の無線端末と固定の無線中継装置との直接通信に使用される第２のリンクと、前記無線基地局装置と前記固定の無線中継装置との中継伝送に使用される第３のリンクとのそれぞれに関して収集した、品質情報及び実際の使用状態に対応したトラフィック量の双方に基づいて、前記第１のリンク、前記第２のリンク及び前記第３のリンクに割り当てる無線リソースとしての無線フレームの複数サブフレームの内の割り当て数及び割り当てタイミングを動的に決定する手段と、
   前記品質情報及び前記実際の使用状態に対応したトラフィック量の双方に基づいて動的に決定された、前記中継伝送に使用される第３のリンクに対する前記割り当て数及び前記割り当てタイミングを含む割り当て情報を前記無線中継装置に各無線フレームにおいて少なくとも１回の周期で通知する手段と、
   を備える無線基地局装置。
2. 前記割り当て情報を通知する前記周期を前記トラフィック量の変動に応じて、一サブフレームを最小単位としない条件で前記各無線フレームにおいて複数回になるように決定する手段を更に備える
   請求項１記載の無線基地局装置。
3. 無線使用率、再送回数、及び無線誤り率のいずれかに基づく前記トラフィック量である
   請求項１記載の無線基地局装置。
4. 前記第１のリンク及び前記第２のリンクはアクセスリンクであり、前記第３のリンクはバックホールリンクである
   請求項１記載の無線基地局装置。
5. 第１の無線端末と無線基地局装置との直接通信に使用される第１のリンクと、第２の無線端末と固定の無線中継装置との直接通信に使用される第２のリンクと、前記無線基地局装置と前記固定の無線中継装置との中継伝送に使用される第３のリンクとのそれぞれに関して収集した、品質情報及び実際の使用状態に対応したトラフィック量の双方に基づいて
   、前記第１のリンク、前記第２のリンク及び前記第３のリンクに割り当てる無線リソースとしての無線フレームの複数サブフレームの内の割り当て数及び割り当てタイミングを動的に決定し、
   前記品質情報及び前記実際の使用状態に対応したトラフィック量の双方に基づいて動的に決定された、前記中継伝送に使用される第３のリンクに対する前記割り当て数及び前記割り当てタイミングを含む割り当て情報を前記無線基地局装置から前記無線中継装置に各無線フレームにおいて少なくとも１回の周期で通知する
   無線リソース割り当て方法。
6. 第１の無線端末と第１のリンクを使用して直接通信する無線基地局装置と；
   第２の無線端末と第２のリンクを使用して直接通信し、前記無線基地局装置と第３のリンクを使用して中継伝送する固定の無線中継装置とを備え；
   前記無線基地局装置は、
   前記第１のリンクと前記第２のリンクと前記第３のリンクとのそれぞれに関して収集した、品質情報及び実際の使用状態に対応したトラフィック量の双方に基づいて、前記第１のリンク、前記第２のリンク及び前記第３のリンクに割り当てる無線リソースとしての無線フレームの複数サブフレームの内の割り当て数及び割り当てタイミングを動的に決定し、
   前記品質情報及び前記実際の使用状態に対応したトラフィック量の双方に基づいて動的に決定された、前記中継伝送に使用される第３のリンクに対する前記割り当て数及び前記割り当てタイミングを含む割り当て情報を前記無線中継装置に各無線フレームにおいて少なくとも１回の周期で通知する
   無線通信システム。

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