JPWO2011033630A1 - 中継局、通信システム及び通信方法 - Google Patents

中継局、通信システム及び通信方法 Download PDF

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Abstract

測定部（１１）は、ｅＮＢ（２０）との回線品質を測定する。受信部（１２）は、ＵＥ（３０）からの回線品質情報を受信する。また、送信部（１３）は、測定部（１２）で測定された回線品質と受信部（１１）で受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、ＵＥ（３０）へ送信する。

Description

本発明は、無線基地局と移動端末との間でデータを中継する中継局、通信システム及び通信方法に関する。
無線通信システムでは、プロトコルのレイヤを複数のレイヤに分割し、さらにそのレイヤを複数のサブレイヤに分割したレイヤ構成が採用される。例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、データリンク層に当たるレイヤ２としてＭＡＣ（Medium Access Control）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）の３つのサブレイヤを含む。
このレイヤ２のプロトコル構成を図１０に示す。図１０に示すように、レイヤ２は、ＭＡＣサブレイヤに属するＭＡＣエンティティと、ＲＬＣサブレイヤに属するＲＬＣエンティティと、ＰＤＣＰサブレイヤに属するＰＤＣＰエンティティとを有する。ここで、トランスポートチャネルは、レイヤ１（物理層）及びＭＡＣサブレイヤ間で定義されるＳＡＰ（Service Access Point）である。論理チャネルは、ＭＡＣサブレイヤ及びＲＬＣサブレイヤ間で定義されるＳＡＰである。また、無線ベアラは、ＰＤＣＰ層で定義され、トランスポートチャネルへの複数論理チャネルの多重を可能とするＳＡＰである。なお、図示していないが、レイヤ１はＭＡＣサブレイヤの下位に位置する。
このような無線通信システムに含まれる受信側および送信側の通信装置では、図１０に示すようなレイヤ構成を採用する。以下では、送信側のエンティティ及び受信側のエンティティで実行される処理を説明する。
これらレイヤ２のサブレイヤのエンティティのうち、ＰＤＣＰエンティティ及びＲＬＣエンティティは、通信に使用されるＬＣＨ（Logical Channel）の数（図１０においてはｎ）ずつ存在し、互いに１対１に対応してＰＤＵ（Packet Data Unit）送受信を行う。
送信側のＭＡＣエンティティは、データの送信に利用することができる帯域幅や電力などの送信リソースからＭＡＣ−ＰＤＵの空き領域サイズを決定する。その上で、送信側のＭＡＣエンティティは、ｎ個の各ＲＬＣエンティティから出力されるＲＬＣ−ＰＤＵを適宜ＭＡＣ−ＰＤＵの空き領域に割り当てて多重化（Multiplexing）する。そして、このＭＡＣエンティティは、多重化したＲＬＣ−ＰＤＵ（Packet Data Unit）にＭＡＣヘッダを付加した上でそれにより得られたＭＡＣ−ＰＤＵをＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）に転送する。
一方、受信側のＭＡＣエンティティは、ＨＡＲＱから転送されたＰＤＵを解析し、１つ又は複数のＲＬＣ−ＰＤＵに分割して各ＲＬＣエンティティに転送する。そして、受信側のＲＬＣエンティティでは、ＲＬＣ−ＰＤＵを解析し、ＲＬＣ−ＳＤＵを組み立てＰＤＣＰエンティティに転送する。
また、送信側のＨＡＲＱでは、送信時にＭＡＣ−ＰＤＵを保持するとともに、ＭＡＣ−ＰＤＵに対する誤り訂正処理、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号化を行って送信処理を行う。
一方、受信側のＨＡＲＱでは、受信情報が受信ＮＧ（失敗）、すなわちＣＲＣ符号による誤り検出結果がＮＧとなった場合には、ＮＡＣＫ（Negative Acknowledgment）を対向側（送信側）に返す。また、受信情報が受信ＯＫ、すなわちＣＲＣ符号による誤り検出結果がＯＫとなった場合には、ＡＣＫ（Acknowledgement）を対向側（送信側）に返す。なお、送信側のＭＡＣエンティティは、ＮＡＣＫを受信すると対象となるＭＡＣ−ＰＤＵの再送を行い、ＡＣＫを受信すると初回送信時に保持したＭＡＣ−ＰＤＵを破棄して新規のＭＡＣ−ＰＤＵの送信を行う。
また、１つのＭＡＣ−ＰＤＵについて所定の最大再送回数だけ繰り返し再送してもＡＣＫが返ってこなかった場合にも、該当するＭＡＣ−ＰＤＵが破棄される。このような場合に備えて、ＲＬＣエンティティでは、Poll/Status情報を用いた自動再送要求（ＡＲＱ）による再送制御を行っている。
ところで、最近では、３ＧＰＰによってＬＴＥ（Long Term Evolution）の機能拡張版であるＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄの検討が予定されており、中継局（Relay Station：ＲＳ）の導入が予定されている。このＲＳの導入時のシステム構成を図１１に示す。図１１では、図中の（１）がＲＳ導入なしのシステム構成を示し、また、図中の（２）がＲＳ導入時のシステム構成を示す。なお、図中のｅＮＢ（evolved Node B）は基地局を示し、また、図中のＵＥ（User Equipment）はユーザの移動端末を示す。
図１１に示すように、ＲＳが導入されていない現状では、ｅＮＢ−ＵＥ間でダウンリンク又はアップリンクの通信が行われる。そして、将来的にＲＳが導入された場合には、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間でダウンリンク又はアップリンクの通信が行われる。
かかるＲＳを導入した場合のプロトコルスタックとしては、ｅＮＢ及びＵＥにはレイヤ２の３つのサブレイヤが実装されるのが標準となっている。その一方で、ＲＳには、レイヤ１やレイヤ２のどのサブレイヤまで実装するかは未定である。
しかしながら、ＲＳに実装するレイヤ１及びレイヤ２のサブレイヤの特性には、それぞれ一長一短がある。このため、ＲＳにレイヤ１まで或いはレイヤ２のいずれのサブレイヤまでを終端として実装した場合でも最適なプロトコルを構成したことにはならない。すなわち、ＲＳに実装するレイヤの終端を固定したのでは、実装したレイヤの特性が時と場合によって無線環境と適合しない場合が生じ、結果として、最適でないプロトコルが構成されてしまう。
例えば、レイヤ１までをＲＳに実装した場合におけるｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間のダウンリンクを想定する。この場合には、ＲＳでサイズ調整が行われずにＴｒＢＬＫ（Transport BLocK）がＲＳを透過するので、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間では同一のデータサイズでしか送信できない。このため、一方の区間（ｅＮＢ−ＲＳ間）の無線環境に依存して他方の区間（ＲＳ−ＵＥ間）におけるＴｒＢＬＫのデータサイズが決定されてしまう。つまり、ＲＳ−ＵＥ間では、ＴｒＢＬＫのデータサイズが変更できなくなる。
このため、ｅＮＢ−ＲＳとＲＳ−ＵＥの間で無線環境が異なる場合には、ＲＳで最適なプロトコルを構成することはできない。例えば、ＲＳ−ＵＥ間の無線環境がｅＮＢ−ＲＳ間の無線環境よりも悪い場合には、データのエラー率が高くなりデータが届きにくくなる。一方、ＲＳ−ＵＥ間の無線環境がｅＮＢ−ＲＳ間の無線環境よりも良い場合には、ｅＮＢ−ＲＳ間よりも大きいサイズのＴｒＢＬＫを送信できるにもかかわらず、ＲＳ−ＵＥ間と同じサイズのＴｒＢＬＫしか送信できない。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、最適なプロトコルを構成することができる中継局、通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
本願の開示する中継局は、無線基地局から受信した対象データを中継して、移動端末へ送信する中継局において、無線基地局との回線品質を測定する測定手段と、端末からの回線品質情報を受信する受信手段と、前記測定手段で測定された回線品質と前記受信手段で受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、前記受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、前記移動端末へ送信する送信手段とを備える。
本願の開示する中継局は、無線基地局と移動端末の間を中継する中継局において、第１のレイヤの送受信を処理する第１の送受信手段と、第２のレイヤの第１のサブレイヤの送受信を処理する第２の送受信手段と、第２のレイヤの第２のサブレイヤの送受信を処理する第３の送受信手段と、前記第１の送受信手段まで、前記第２の送受信手段まで、或いは前記第３の送受信手段までのいずれを終端として、受信した対象データの送受信を処理させるかを切替制御する終端切替制御手段とを備える。
本願の開示する通信システムは、無線基地局から受信した対象データを中継して、移動端末へ送信する中継局を有する通信システムにおいて、前記移動端末は、前記中継局との間における回線品質情報を送信する回線品質情報送信手段を備え、前記中継局は、前記無線基地局との回線品質を測定する測定手段と、前記回線品質情報送信手段によって送信された回線品質情報を受信する回線品質情報受信手段と、前記測定手段で測定された回線品質と前記回線品質情報受信手段で受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、前記受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、前記移動端末へ送信する送信手段と備える。
本願の開示する通信方法は、無線基地局から受信した対象データを中継して、移動端末へ送信する中継局を有する通信システムに適用する通信方法において、前記移動端末が、前記中継局との間における回線品質情報を送信する回線品質情報送信ステップを含み、前記中継局が、前記無線基地局との回線品質を測定する測定ステップと、前記回線品質情報送信ステップによって送信された回線品質情報を受信する回線品質情報受信ステップと、前記測定ステップで測定された回線品質と前記回線品質情報受信ステップで受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、前記受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、前記移動端末へ送信する送信ステップと含む。
開示の中継局、通信システム及び通信方法によれば、最適なプロトコルを構成することが可能になるという効果を奏する。
図１は、実施例１に係る中継局（ＲＳ）の構成を示すブロック図である。 図２は、ＲＳにレイヤ１までを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。 図３は、ＲＳにＭＡＣサブレイヤまでを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。 図４は、ＲＳにＲＬＣサブレイヤまでを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。 図５は、ＲＳにＰＤＣＰサブレイヤまでを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。 図６は、実装レイヤごとの長所と短所のリストである。 図７は、実施例２に係る中継局（ＲＳ）の構成を示すブロック図である。 図８は、実施例２に係る終端切替制御処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、実施例３に係る終端切替制御処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、レイヤ２のプロトコル構成を示す図である。 図１１は、ＲＳ未導入時およびＲＳ導入時の通信システムのシステム構成を示す図である。
以下に、本願の開示する中継局、通信システム及び通信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。
図１は、実施例１に係る中継局（Relay Station：ＲＳ）の構成を示すブロック図である。図１に示すＲＳ１０は、測定部１１と、受信部１２と、送信部１３とを有する。
このうち、測定部１１は、無線基地局（ｅＮＢ：evolved Node B）２０との回線品質を測定する。受信部１２は、移動端末（ＵＥ：User Equipment）３０からの回線品質情報を受信する。また、送信部１３は、測定部１１で測定された回線品質と受信部１２で受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、ＵＥ３０へ送信する。
つまり、ＲＳ１０は、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間で回線品質が異なる場合には、レイヤ２を終端としてダウンリンク通信を行う。このため、ＲＳ−ＵＥ間の回線品質がｅＮＢ−ＲＳ間よりも悪い場合には、レイヤ２でＲＳ−ＵＥ間のＴｒＢＬＫ（Transport BLocK）のサイズをＲＳ−ＵＥ間よりも小さくすることができ、ＲＳ−ＵＥ間でエラーレートが高まることを防止できる。一方、ＲＳ−ＵＥ間の回線品質がｅＮＢ−ＲＳ間よりも良い場合には、レイヤ２でＲＳ−ＵＥ間のＴｒＢＬＫのサイズをＲＳ−ＵＥ間よりも大きくすることができ、無線リソースを有効利用することができる。
その一方で、ＲＳ１０は、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間で回線品質が同一である場合には、レイヤ１を終端としてレイヤ２では送受信の処理をさせずにダウンリンク通信を行う。このため、ＲＳ−ＵＥ間でＴｒＢＬＫのサイズを変更しなくともよい場合には、ｅＮＢ−ＲＳ間でのＴｒＢＬＫのサイズを固定したままでＲＳ１０を透過させることができ、レイヤ２でのＴｒＢＬＫのサイズ変更や再送制御に伴う遅延を招くことを防止できる。
このように、本実施例に係るＲＳ１０によれば、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間で回線品質が異なる場合或いは同一である場合のいずれの場合であっても、最適なプロトコルを構成することができる。
なお、ここでは、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間でダウンリンク通信を行う想定して説明を行ったが、ＵＥ−ＲＳ−ｅＮＢ間のアップリンク通信を行う場合にも上記のレイヤ１およびレイヤ２の終端の切替を同様に行うことができる。また、終端を切り替える基準をｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間における回線品質に限定することなく、ｅＮＢ−ＵＥ間で伝送されるデータのサービス種別によってレイヤ１およびレイヤ２の終端を切り替えることもできる。
続いて、実施例２に係るＲＳ（中継局）について説明する。なお、ここでは、ＲＳでレイヤ１まで或いはレイヤ２のサブレイヤまでを実装した場合における長所と短所を説明した後にＲＳの構成を説明し、ＲＳで行われる処理の流れを説明する。また、実施例２においてもｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間のダウンリンクを例示しつつ以下の説明を行うこととする。
［実装レイヤごとの長所と短所］
図２は、ＲＳにレイヤ１までを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。図２に示すように、ＲＳ１００は、受信側及び送信側のレイヤ１（ＰＨＹ：Physical）１２１及び１３７を実装する。一方、ｅＮＢ２０は、ＰＨＹ２１と、ＭＡＣ（Medium Access Control）２２と、ＲＬＣ（Radio Link Control）２３と、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）２４とを実装する。また、ＵＥ３０は、ＰＨＹ３１と、ＭＡＣ３２と、ＲＬＣ３３と、ＰＤＣＰ３４とを実装する。
ＵＥ３０のＭＡＣ３２は、ストップアンドウェイト（Stop & Wait）を用いたハイブリッド自動再送要求をＲＳ１００へ行うＨＡＲＱ３２ａを有する。ＲＬＣ３３は、シーケンス番号が採番されたＳｅｇｍｅｎｔデータの自動再送要求（ＡＲＱ）をＲＳ１００へ行うＳｅｇｍ．ＡＲＱ３３ａを有する。また、ＰＤＣＰ３４は、Ｈｅａｄｅｒ圧縮伸長処理を行うＲＯＨＣ３４ａと、ＲＳ１００からのストリームデータを復号化するＳｅｃｕｒｉｔｙ３４ｂとを有する。
ｅＮＢ２０のＭＡＣ２２は、ＲＳ１００からのハイブリッド自動再送要求に応答するＨＡＲＱ２２ａを有する。ＲＬＣ２３は、ＲＳ１００からの自動再送要求（ＡＲＱ）に応答するＳｅｇｍ．ＡＲＱ２３ａを有する。また、ＰＤＣＰ２４は、Ｈｅａｄｅｒ圧縮伸長処理を行うＲｏＨＣ２４ａと、セキュリティ特徴（security feature）を実現するために暗号鍵を用いたストリーム暗号処理を行うＳｅｃｕｒｉｔｙ２４ｂとを有する。
ここで、レイヤ１までを実装してレイヤ１終端とした場合を検討する。図２に示すように、ＲＳ１００では、コーデックレベルでの終端となるので、ＭＡＣサブレイヤ、ＲＬＣサブレイヤ及びＰＤＣＰサブレイヤによる処理は実行されない。このため、ＲＳ−ＵＥ間では、ＴｒＢＬＫのサイズ変更を行うことはできず、ｅＮＢ２０から受信したＴｒＢＬＫ（Transport BLocK）のサイズを変更せずにそのままＵＥ３０へ送信することとなる。このように、ｅＮＢ−ＲＳ間の回線品質に依存してＲＳ−ＵＥ間のＴｒＢＬＫサイズが決定される結果、ｅＮＢ−ＲＳ間及びＲＳ−ＵＥ間のＴｒＢＬＫサイズが固定となる。
このことから、ＲＳ−ＵＥ間では、ＲＳ−ＵＥ間の回線品質がｅＮＢ−ＲＳ間よりも悪いとデータのエラーレートが高くなってＵＥ３０へデータが送達しにくくなる。一方、ＲＳ−ＵＥ間の回線品質がｅＮＢ−ＲＳ間よりも良いとエラーレートが低くなり届きやすくなる。その反面で、ＲＳ−ＵＥ間では、ｅＮＢ−ＲＳ間よりもサイズが大きいＴｒＢＬＫを送信できるにもかかわらず、ｅＮＢ−ＲＳ間と同じサイズのＴｒＢＬＫを送信する結果、無線リソースを無駄にしてしまう。また、ＲＳ１００では、再送制御の機能を有しないので、ｅＮＢ−ＲＳ間及びＲＳ−ＵＥ間の両区間でエラー復帰させることができない反面で遅延時間は短い。
次に、ＭＡＣサブレイヤまでを実装してＭＡＣ終端とした場合を検討する。図３は、ＲＳにＭＡＣサブレイヤまでを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。図３に示す例では、ＲＳ１００にレイヤ１までを実装した場合（図２参照）に比べて、ＲＳ１００が受信側のＭＡＣ１２３及び送信側のＭＡＣ１３５を実装する点が異なる。
図３に示すように、ＭＡＣ終端とした場合には、ＲＬＣサブレイヤ及びＰＤＣＰサブレイヤによる処理は実行されない。このため、ＲＳ１００では、ＭＡＣ１２３のＨＡＲＱ１２３ａによる誤り訂正処理や再送制御の結果として得られたＭＡＣ−ＳＤＵ（service data unit）が終端となり、ｅＮＢ−ＵＥ間ではＭＡＣ−ＳＤＵが透過となる。
したがって、ＲＳ１００では、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間の両者の間でＴｒＢＬＫのサイズをＭＡＣ−ＳＤＵ単位で変更できる。その反面で、ＭＡＣ−ＳＤＵ単位での調整しか実行できず、決定したデータブロックのサイズに入れるためにＰａｄｄｉｎｇが大量に付加され、伝送データが冗長となる結果、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間の伝送は非効率になる。すなわち、データブロックのサイズは可変であるが、送信側の都合で決定出来ずエアーの状況により決定されるので、そのデータサイズに丁度入るＭＡＣ−ＳＤＵがない場合はＰａｄｄｉｎｇで埋める必要がある。また、ＨＡＲＱによる再送制御が実行可能であるので、データが送達しやすくなる反面でデータの順番が入れ替わったりするため、Ｌ１終端の場合よりも伝送に遅延が生じる。
次に、ＲＬＣサブレイヤまで実装してＲＬＣ終端とした場合を検討する。図４は、ＲＳにＲＬＣサブレイヤまでを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。図４に示す例では、ＲＳ１００にＭＡＣサブレイヤまでの実装した場合（図３参照）に比べて、ＲＳ１００が受信側のＲＬＣ１２５及び送信側のＲＬＣ１３３を実装する点が異なる。
図４に示すように、ＲＬＣ終端とした場合には、ＰＤＣＰサブレイヤによる処理は実行されない。このため、ＲＳ１００では、ＲＬＣ１２５のＳｅｇｍ．ＡＲＱ１２５ａによるＲｅｏｒｄｅｒｉｎｇ（順番制御）の結果として組み立てられたＲＬＣ−ＳＤＵが終端となり、ｅＮＢ−ＵＥ間ではＲＬＣ−ＳＤＵが透過となる。
したがって、ＲＳ１００では、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間の両者の間でＴｒＢＬＫのサイズをＲＬＣ−ＳＤＵ単位で変更できる。このため、ＭＡＣ−ＳＤＵ単位でサイズ変更する場合よりも小さいサイズのデータ単位（ARQ BLOCK）でＴｒＢＬＫのサイズ変更を行うことができる。また、ＨＡＲＱとＡＲＱを用いた再送が実行可能である反面で、再送制御および順番制御に伴い遅延時間がＭＡＣ終端の場合よりも大きくなる。
次に、ＰＤＣＰサブレイヤまで実装してＰＤＣＰ終端とした場合を検討する。図５は、ＲＳにＰＤＣＰサブレイヤまでを実装した場合のプロトコル構成を示す図である。図５に示す例では、ＲＳ１００にＲＬＣサブレイヤまでの実装した場合（図４参照）に比べて、ＲＳ１００が受信側のＰＤＣＰ１２７及び送信側のＰＤＣＰ１３１を実装する点が異なる。
図５に示すように、ＰＤＣＰ終端とした場合には、レイヤ２の３つのサブレイヤで処理が実行されることになる。このため、ＲＳ１００では、ＰＤＣＰ１２７のＲＯＨＣ１２７ａによるＨｅａｄｅｒ圧縮伸長処理後のＩＰが終端となり、ｅＮＢ−ＵＥ間ではレイヤ３に相当するネットワーク層が透過となる。
このように、ＲＳ１００では、ＲＯＨＣによりＩＰ（Internet Protocol）／ＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）のプロファイルを定義する。このため、ＲＳ１００では、伝送データをＩＰまで組み立てることができ、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＥＤＧＥ（Enhanced Data GSM Environment）やＣＤＭＡ２０００などの無線方式でＵＥ３０へ送信できる。また、Ｓｅｃｕｒｉｔｙにより暗号化／復号化を行うので、伝送データのセキュリティを向上させることもできる。その一方で、ＵＥ３０の移動によってハンドオーバーが発生して他のＲＳ１００に接続が切り替えられると、それに伴って暗号鍵も変わってしまう可能性がある。この場合には、ＵＥ３０ではｅＮＢ２０からの再送が必要となり、ＵＥ３０で受信したデータが無駄になるとともに再送により遅延時間も大きくなる。
これら実装レイヤの長所と短所を図６を用いて総括する。図６は、実装レイヤごとの長所と短所のリストである。図６では、Ｌ１（ＰＨＹ）終端、ＭＡＣ終端、ＲＬＣ終端及びＰＤＣＰ終端それぞれに関し、ＴｒＢＬＫの可変性（サイズ変更可否）、終端データ、再送制御の有無、順番制御の有無および長所と短所を示す。
具体的に説明すると、Ｌ１終端の場合には、ｅＮＢ−ＲＳ間及びＲＳ−ＵＥ間のＴｒＢＬＫサイズが固定であり、終端データはＴｒＢＬＫとなる。また、Ｌ１終端の場合には、再送制御および順番制御の機能は有しない。Ｌ１終端の長所としては、再送制御および順番制御が実行されない分、他のレイヤ２のサブレイヤのいずれかが終端とされる場合よりも遅延が少ない点が挙げられる。一方、Ｌ１終端の短所としては、ｅＮＢ−ＲＳ間およびＲＳ−ＵＥ間でエラーが発生しても再送による復帰が実行できない点が挙げられる。このことから、Ｌ１終端は、音声などのリアルタイム性が重視されるデータを伝送する場合に好適であるという知見が得られる。
また、ＭＡＣ終端の場合には、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間の両者の間でＴｒＢＬＫのサイズをＭＡＣ−ＳＤＵ単位で変更できる。当然、終端データはＭＡＣ−ＳＤＵである。また、ＭＡＣ終端の場合には、再送制御の機能は有するが順番制御の機能は有しない。ＭＡＣ終端の長所としては、ＨＡＲＱによる再送制御が実行可能である点が挙げられる。一方、ＭＡＣ終端の短所としては、Ｌ１終端の場合よりも伝送に遅延が生じる点、順番制御を実行できない点が挙げられる。
さらに、ＲＬＣ終端の場合には、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間の両者の間でＴｒＢＬＫのサイズをＲＬＣ−ＳＤＵ単位で変更できる。当然、終端データはＲＬＣ−ＳＤＵである。また、ＲＬＣ終端の場合には、再送制御および順番制御の両機能を有する。ＲＬＣ終端の長所としては、ＨＡＲＱによる再送制御およびＡＲＱによる順番制御の両方が実行可能である点が挙げられる。一方、ＲＬＣの短所としては、再送制御および順番制御に伴い遅延がＭＡＣ終端の場合よりも大きくなる点が挙げられる。このことから、ＲＬＣ終端は、送達に確実性が求められるパケット通信を行う場合に好適であるという知見が得られる。
また、ＰＤＣＰ終端の場合には、ＲＬＣ終端の場合と同様、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間の両者の間でＴｒＢＬＫのサイズをＲＬＣ−ＳＤＵ単位で変更できる。一方、終端データはＩＰである。また、ＰＤＣＰ終端の場合には、ＲＬＣ終端の場合と同様、再送制御および順番制御の両機能を有する。ＰＤＣＰ終端の長所としては、再送制御および順番制御に伴い遅延がＭＡＣ終端の場合よりも大きくなる点とともに、ＩＰまで組み立てられるのでＲＳ１００が別の無線方式で送信できる点が挙げられる。一方、ＰＤＣＰ終端の短所としては、再送制御および順番制御に伴う遅延に加え、ハンドオーバー時にはｅＮＢ２０からの再送が必要となり、さらなる遅延が発生する点が挙げられる。
［ＲＳ１００の構成］
図７は、実施例２に係る中継局（ＲＳ）の構成を示すブロック図である。図７に示すように、このＲＳ１００は、バッファ１１１〜１１６と、ＲＳ内受信側エンティティ１２０と、ＲＳ内送信側エンティティ１３０と、ＲＲＣ１５０と、終端選択部１７０とを有する。ここで、図中のＲＸは、Receiverの略記を指し、図中のＴＸは、Transmitterの略記を指す。図中の＃１及び＃２は、論理チャネルの番号を指す。なお、かかる論理チャネル数は２つに限定されず、任意の数の論理チャネルを実装できる。
このうち、バッファ１１１〜１１６は、データを一時記憶するメモリデバイスである。バッファ１１１は、後述のＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１からＬ１終端切替制御部１２２経由で出力されるＴｒＢＬＫを保持する。バッファ１１２は、後述のＲＸ ＭＡＣ１２３からＭＡＣ終端切替制御部１２４経由で出力されるＭＡＣ−ＳＤＵを保持する。バッファ１１３は、後述のＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１からＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃１経由で出力されるＲＬＣ−ＳＤＵを保持する。バッファ１１４は、後述のＲＸ ＲＬＣ１２５−＃２からＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃２経由で出力されるＲＬＣ−ＳＤＵを保持する。バッファ１１５は、後述のＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃１から出力されるＩＰを保持する。また、バッファ１１６には、後述のＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃２から出力されるＩＰが保持される。
ＲＳ内受信側エンティティ１２０は、ＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１と、ＲＸ ＭＡＣ１２３と、ＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１及び１２５−＃２と、ＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃１及び１２７−＃２とを有する。
このうち、ＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１は、図示しない１つまたは複数のアンテナにおける帯域幅や電力を制御する。このＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１は、アンテナから受信したＴｒＢＬＫをＬ１終端切替制御部１２２へ出力する。
ＲＸ ＭＡＣ１２３は、ＴｒＢＬＫをＭＡＣ−ＰＤＵとし、そのＭＡＣ−ＰＤＵのＭＡＣヘッダを解析してＭＡＣ−ＰＤＵに多重化されているＭＡＣ−ＳＤＵを分割する。このＲＸ ＭＡＣ１２３は、ＭＡＣ−ＰＤＵから１つまたは複数に分割したＭＡＣ−ＳＤＵをＭＡＣ終端切替制御部１２４へ出力する。
ＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１及び１２５−＃２は、ＭＡＣ−ＳＤＵをＲＬＣ−ＰＤＵとし、そのＲＬＣヘッダを解析する。このＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１及び１２５−＃２は、解析によって得られたＲＬＣ−ＳＤＵをＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃１または１２６−＃２へ出力する。なお、ＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１又は１２５−＃２はそれぞれの論理チャネルを区別する必要がない場合にはＲＸ ＲＬＣ１２５と総称する。
ＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃１及び１２７−＃２は、ＲＬＣ−ＳＤＵをＰＤＣＰ−ＰＤＵとし、そのＰＤＣＰヘッダを解析する。このＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃１及び１２７−＃２は、解析によって得られたＰＤＣＰ−ＳＤＵをバッファ１１５又は１１６へ出力する。
さらに、ＲＳ内受信側エンティティ１２０は、Ｌ１終端切替制御部１２２と、ＭＡＣ終端切替制御部１２４と、ＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃１及び１２６−＃２とを有する。
Ｌ１終端切替制御部１２２は、後述の終端選択部１７０からの制御信号に基づき、ＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１から入力されたデータの出力先をＲＸ ＭＡＣ１２３またはバッファ１１１のいずれへ切り替える。ここで、出力先がバッファ１１１へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＬ１終端となる。
ＭＡＣ終端切替制御部１２４は、後述の終端選択部１７０からの制御信号に基づき、ＲＸ ＭＡＣ１２３から入力されたデータの出力先をＲＸ ＲＬＣ１２５またはバッファ１１２のいずれかへ切り替える。ここで、出力先がバッファ１１２へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＭＡＣ終端となる。なお、出力先がＲＸ ＲＬＣ１２５である場合には、受信データに対応する論理チャネルのＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１又は１２５−＃２へＭＡＣ−ＳＤＵが出力される。
ＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃１は、後述の終端選択部１７０からの制御信号に基づき、ＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１から入力されたデータの出力先をＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃１またはバッファ１１３のいずれかへ切り替える。ここで、出力先がバッファ１１３へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＲＬＣ終端となり、ＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃１へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＰＤＣＰ終端となる。なお、ＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃２の場合もＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃１と略同一であり、出力先がＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃２またはバッファ１１４のいずれかへ切り替えられる。
ＲＳ内送信側エンティティ１３０は、ＴＸ ＰＤＣＰ１３１−＃１及び１３１−＃２と、ＴＸ ＲＬＣ１３３−＃１及び１３３−＃２と、ＴＸ ＭＡＣ１３５と、ＴＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１３７とを有する。
ＴＸ ＰＤＣＰ１３１−＃１及び１３１−＃２は、バッファ１１５または１１６から読み出したＰＤＣＰ−ＳＤＵへＰＤＣＰヘッダを付加する。このＴＸ ＰＤＣＰ１３１−＃１及び１３１−＃２は、ＰＤＣＰヘッダの付加により得られたＰＤＣＰ−ＰＤＵを、それぞれ対応するＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１または１３２−＃２へ出力する。
ＴＸ ＲＬＣ１３３−＃１及び１３３−＃２は、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１または１３２−＃２から出力されるＰＤＣＰ−ＰＤＵをＲＬＣ−ＳＤＵとして、ＲＬＣ−ＳＤＵにＲＬＣヘッダを付加する。このＴＸ ＲＬＣ１３３−＃１及び１３３−＃２は、ＲＬＣヘッダの付加により得られたＲＬＣ−ＰＤＵをＭＡＣ終端切替制御部１３４へ出力する。なお、ＴＸ ＲＬＣ１３３−＃１又は１３３−＃２はそれぞれの論理チャネルを区別する必要がない場合にはＴＸ ＲＬＣ１３３と総称する。
ＴＸ ＭＡＣ１３５は、ＭＡＣ終端切替制御部１３４から出力されるＲＬＣ−ＰＤＵを多重化してＭＡＣ−ＰＤＵを作成する。このＴＸ ＭＡＣ１３５は、多重化して作成したＭＡＣ−ＰＤＵをＬ１終端切替制御部１３６へ出力する。
ＴＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１３７は、図示しない１つまたは複数のアンテナにおける帯域幅や電力を制御する。このＴＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１３７は、Ｌ１終端切替制御部１３６から入力されたＭＡＣ−ＰＤＵをそれぞれ異なるアンテナから送信する。
さらに、ＲＳ内送信側エンティティ１３０は、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１及び１３２−＃２と、ＭＡＣ終端切替制御部１３４と、Ｌ１終端切替制御部１３６とを有する。
ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１は、後述の終端選択部１７０からの制御信号に基づき、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１へデータを入力させる入力元をＴＸ ＰＤＣＰ１３１−＃１またはバッファ１１３のいずれかへ切り替える。ここで、入力元がＴＸ ＰＤＣＰ１３１−＃１へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＰＤＣＰ終端となり、バッファ１１３へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＲＬＣ終端となる。なお、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃２の場合もＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１と略同一であり、入力元がＴＸ ＰＤＣＰ１３１−＃２またはバッファ１１４のいずれかへ切り替えられる。
ＭＡＣ終端切替制御部１３４は、後述の終端選択部１７０からの制御信号に基づき、ＭＡＣ終端切替制御部１３４へデータを入力させる入力元をＴＸ ＲＬＣ１３３またはバッファ１１２のいずれかへ切り替える。ここで、入力元がバッファ１１２へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＭＡＣ終端となる。
Ｌ１終端切替制御部１３６は、後述の終端選択部１７０からの制御信号に基づき、Ｌ１終端切替制御部１３６へデータを入力させる入力元をＴＸ ＭＡＣ１３５またはバッファ１１１のいずれへ切り替える。ここで、入力元がバッファ１１１へ切り替えられた場合には、ＲＳ１００はＬ１終端となる。
ＲＲＣ（radio resource control）１５０は、無線リソースを制御するレイヤ３のエンティティである。図７では図示していないが、ＲＲＣ１５０は、ＲＸ Ｔ１（ＰＨＹ）１２１、ＲＸ ＭＡＣ１２３及びＲＸ ＲＬＣ１２５と接続される。このＲＲＣ１５０は、ｅＮＢ−ＲＳ間の回線品質を測定する回線品質測定部１５１と、ＵＥ３０からＲＳ−ＵＥ間に関する回線品質情報を受信する回線品質情報受信部１５２とを含む。
このうち、回線品質測定部１５１は、対ｅＮＢのエラーレートを測定する。具体的には、回線品質測定部１５１は、ＴｒＢＬＫに影響を与えるエラーレートとして、ＲＳ内受信側エンティティ１２０に含まれるＲＸ Ｔ１（ＰＨＹ）１２１からエラーレート（ＣＲＣエラー率）を対ｅＮＢのエラーレートとして取得する。なお、回線品質測定部１５１は、ＲＳ内受信側エンティティ１２０に含まれるＲＸ ＭＡＣ１２３からＨＡＲＱによるＡＣＫ／ＮＡＣＫ率を対ｅＮＢのエラーレートとして測定することもできる。
回線品質情報受信部１５２は、ＲＳ内送信側エンティティ１３０に含まれるエンティティとＵＥ３０の間で行われる通信のエラーレートを回線品質情報としてＵＥ３０から受信する。
ここで、ＵＥ３０は、ＲＳ１００との間で通信を行っている場合に、Ｌ１（ＰＨＹ）３１、ＭＡＣ３２又はＲＬＣ３３でエラーレートを測定する。ＵＥ３０は、このようにして測定したエラーレートをＲＳ１００へ送信する。このとき、ＵＥ３０は、ＴｒＢＬＫに影響を与えるエラーレートとして、ＵＥ３０のＬ１（ＰＨＹ）３１で測定されたエラーレート（ＣＲＣエラー率）をＲＳ１００へ送信する。なお、回線品質情報受信部１５２は、このようにしてＵＥ３０から送信されたエラーレートを対ＵＥのエラーレートとして受信する。また、回線品質情報受信部１５２は、ＵＥ３０からＨＡＲＱによるＡＣＫ／ＮＡＣＫ率を受信したり、ＲＳ内送信側エンティティ１３０に含まれるＴＸ ＭＡＣ１３５からＡＣＫ／ＮＡＣＫ率を対ＵＥのエラーレートとして受信することもできる。
終端選択部１７０は、レイヤ１、ＭＡＣサブレイヤ、ＲＬＣサブレイヤまたはＰＤＣＰサブレイヤのうちいずれを終端とするかを選択する。具体的に説明すると、終端選択部１７０は、回線品質測定部１５１によって測定された対ｅＮＢのエラーレートと、ＭＡＣ終端切替制御部１３４によって受信された対ＵＥのエラーレートとの差に基づき、終端とするレイヤを選択する。なお、以下では、対ｅＮＢのエラーレートから対ＵＥのエラーレートを減算した場合の差を閾値と比較するが、対ＵＥのエラーレートから対ｅＮＢのエラーレートを減算した場合の差を閾値と比較することとしてもかまわない。
例えば、終端選択部１７０は、エラーレートの差がＭＡＣ閾値未満である場合には、レイヤ１を終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＬ１終端切替制御指示を行う。具体的に説明すると、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１２２にＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１で受信したデータをバッファ１１１へ出力するように制御信号を送る。これとともに、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１３６にバッファ１１１からデータを入力するように制御信号を送る。ここで、Ｌ１終端は、エラーレートの差がゼロの時に選択されるのが最も好ましく、ゼロから大きくなればなるほど送信データが不到達となるリスクが高くなる。このため、ＭＡＣ閾値としては、不到達となるリスクが所定値以下に収まる程度の値が好ましい。
また、終端選択部１７０は、エラーレートの差がＭＡＣ閾値以上であり、かつＲＬＣ閾値未満である場合には、ＭＡＣを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＭＡＣ終端切替制御指示を行う。具体的に説明すると、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１２２にＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１で受信したデータをＲＸ ＭＡＣ１２３へ出力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１２４にＲＸ ＭＡＣ１２３から入力されるデータをバッファ１１２へ出力するように制御信号を送る。さらに、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１３４にバッファ１１２からデータを入力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１３６にＴＸ ＭＡＣ１３５からデータを入力するように制御信号を送る。
また、終端選択部１７０は、エラーレートの差がＲＬＣ閾値以上であり、かつＰＤＣＰ閾値未満である場合には、ＲＬＣ（ここでは論理チャネル＃１とする）を終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＲＬＣ終端切替制御指示を行う。具体的に説明すると、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１２２にＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１で受信したデータをＲＸ ＭＡＣ１２３へ出力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１２４にＲＸ ＭＡＣ１２３から入力されるデータをＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１へ出力するように制御信号を送る。さらに、終端選択部１７０は、ＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃１にＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１から入力されるデータをバッファ１１３へ出力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１にバッファ１１３からデータを入力するように制御信号を送る。さらに、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１３４にＴＸ ＲＬＣ１３３−＃１からデータを入力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１３６にＴＸ ＭＡＣ１３５からデータを入力するように制御信号を送る。
また、終端選択部１７０は、エラーレートの差がＰＤＣＰ閾値以上である場合には、ＰＤＣＰ（ここでは論理チャネル＃１とする）を終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＰＤＣＰ終端切替制御指示を行う。具体的に説明すると、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１２２にＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１で受信したデータをＲＸ ＭＡＣ１２３へ出力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１２４にＲＸ ＭＡＣ１２３から入力されるデータをＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１へ出力するように制御信号を送る。さらに、終端選択部１７０は、ＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃１にＲＸ ＲＬＣ１２５−＃１から入力されるデータをＲＸ ＰＤＣＰ１２７−＃１へ出力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃１にＴＸ ＰＤＣＰ１３１−＃１からデータを入力するように制御信号を送る。さらに、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１３４にＴＸ ＲＬＣ１３３−＃１からデータを入力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１３６にＴＸ ＭＡＣ１３５からデータを入力するように制御信号を送る。
これらＭＡＣ閾値、ＲＬＣ閾値およびＰＤＣＰ閾値は、例えば管理者によって予め設定され、図示しない記憶部に記憶される。また、バッファ１１１〜１１６は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ（flash memory）などの半導体メモリ素子である。なお、バッファ１１１〜１１６は、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置であってもよい。また、図７のごとく、エンティティ個別に設ける必要はなく、１つの記憶デバイスとしてもよい。
ＲＳ内受信側エンティティ１２０に含まれる各エンティティ、ＲＳ内送信側エンティティ１３０に含まれる各エンティティは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のような集積回路、または、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。また、ＲＲＣ１５０および終端選択部１７０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のような集積回路、または、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路である。
［ＲＳ１００の処理の流れ］
次に、本実施例に係るＲＳの処理の流れについて説明する。図８は、実施例２に係る終端切替制御処理の手順を示すフローチャートである。この終端切替制御処理は、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間が通信中である場合に再帰的に実行される処理である。
図８に示すように、回線品質測定部１５１は、ＲＳ内受信側エンティティ１２０のうち終端のエンティティを対象に対ｅＮＢのエラーレートを回線品質として測定する（ステップＳ１０１）。また、ＭＡＣ終端切替制御部１３４は、ＵＥ３０から送信されたエラーレートを対ＵＥのエラーレートとして受信する（ステップＳ１０２）。
ここで、終端選択部１７０は、回線品質測定部１５１によって測定された対ｅＮＢのエラーレートと、ＭＡＣ終端切替制御部１３４によって受信された対ＵＥのエラーレートとの差がＭＡＣ閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
このとき、エラーレートの差がＭＡＣ閾値未満である場合（ステップＳ１０３Ｎｏ）には、終端選択部１７０は、レイヤ１を終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＬ１終端切替制御指示を行う（ステップＳ１０４）。
一方、エラーレートの差がＭＡＣ閾値以上である場合（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）には、終端選択部１７０は、エラーレートの差がＲＬＣ閾値以上であるか否かをさらに判定する（ステップＳ１０５）。
そして、エラーレートの差がＲＬＣ閾値未満である場合（ステップＳ１０５Ｎｏ）には、終端選択部１７０は、ＭＡＣを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＭＡＣ終端切替制御指示を行う（ステップＳ１０６）。
また、エラーレートの差がＲＬＣ閾値以上である場合（ステップＳ１０５Ｙｅｓ）には、終端選択部１７０は、エラーレートの差がＰＤＣＰ閾値以上であるか否かをさらに判定する（ステップＳ１０７）。
このとき、エラーレートの差がＰＤＣＰ閾値未満である場合（ステップＳ１０７Ｎｏ）には、終端選択部１７０は、ＲＬＣを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＲＬＣ終端切替制御指示を行う（ステップＳ１０８）。
また、エラーレートの差がＰＤＣＰ閾値以上である場合（ステップＳ１０７Ｙｅｓ）には、終端選択部１７０は、ＰＤＣＰを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＰＤＣＰ終端切替制御指示を行う（ステップＳ１０９）。
なお、ここでは、上記のフローチャートで説明したステップＳ１０１とステップＳ１０２とは、図示の順序には拘束されず、任意の順序で処理を実行させてよく、また、各々の処理を並列に処理させてもよい。また、ステップＳ１０３と、ステップＳ１０５と、ステップＳ１０７とは、閾値を判定する順序を逆にすることもできる。
［実施例２の効果］
上述してきたように、本実施例に係るＲＳ１００によれば、無線環境（回線品質）に関する短所が最小化されるとともに回線品質に関する長所が最大化されたレイヤを終端として定めることができ、無線環境に適合したプロトコルを構成することができる。特に、ダウンリンクの場合には、ＵＥの移動によってｅＮＢ−ＲＳ間に比べて無線環境が不安定になりがちになるが、ＲＳ−ＵＥ間でも無線環境に適合したプロトコルを構成できる。このため、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間での再送回数が減る結果、スループットを向上させることができる。
また、本実施例によれば、論理チャネルごとに終端切替制御を行うことができ、移動端末ごとに無線環境に適合したプロトコルを構成することができる。
さて、上記の実施例２では、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間の回線品質に基づいて終端とするレイヤを選択する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、他の基準に基づいて終端とするレイヤを選択してもよい。そこで、実施例３では、ｅＮＢ−ＵＥ間で伝送されるデータのサービス種別に応じて、いずれのレイヤまたはサブレイヤを終端とするかを選択する場合を説明する。
すなわち、図２〜図６を用いて説明したように、同じレイヤ２の中でもＭＡＣサブレイヤは、他のレイヤ２のサブレイヤが終端とされる場合よりも遅延が少なく、音声などのリアルタイム性が重視されるデータを伝送する場合に好適である。また、ＲＬＣサブレイヤは、再送制御および順番制御を実行するので、文書や画像などのように送達確認の担保が重視されるファイルを伝送する場合に好適である。このようなレイヤ２のサブレイヤまたはレイヤ１の長所とサービスを適合させるべく、本実施例に係るＲＳ２００は、受信データのサービス種別を取得するサービス種別取得部１５３をＲＲＣ１５０に付加する。なお、本実施例に係るＲＳ２００は、サービス種別取得部１５３を有する他は図７と同様の構成であるので、この説明を実施例３に係るＲＳ２００のブロック図に代用するものとする。
このサービス種別取得部１５３は、ＲＲＣ接続要求時にＵＥ３０によって指定されるサービスの種別を取得する。具体的に説明すると、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間でＲＲＣコネクションを確立する際には、ＵＥ３０はｅＮＢ２０へＲＲＣ接続要求を送信する。このとき、ＵＥ３０によって音声系サービス、パケットサービスまたはその他のサービスが指定されるので、サービス種別取得部１５３は、ＵＥ３０から受信したＲＲＣ接続要求をｅＮＢ２０へ転送する際にサービス種別を取得する。なお、サービス種別取得部１５３は、このようにして取得したサービス種別を論理チャネルごとに保持する。
終端選択部１７０は、サービス種別取得部１５３によって取得されたサービス種別が音声系サービスである場合には、ＭＡＣを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＭＡＣ終端切替制御指示を行う。また、終端選択部１７０は、サービス種別取得部１５３によって取得されたサービス種別がパケットサービスである場合には、ＲＬＣを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＲＬＣ終端切替制御指示を行う。なお、本実施例では、サービス種別がパケットサービスである場合に、ＲＬＣを終端と選択する場合を例示したが、ＰＤＣＰを終端として選択してもＲＬＣ終端と同様に送達確認を担保できる。
次に、本実施例に係るＲＳの処理の流れを説明する。図９は、実施例３に係る終端切替制御処理の手順を示すフローチャートである。この終端切替制御処理は、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間が通信中である場合に再帰的に実行される処理である。なお、上記のサービス種別は、サービス種別取得部１５３がＲＲＣ接続要求時に取得したものとして説明を進める。
図９に示すように、ＲＲＣ接続要求時に得たサービス種別が音声であった場合（ステップＳ２０１Ｙｅｓ）に、終端選択部１７０は、ＭＡＣを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＭＡＣ終端切替制御指示を行う（ステップＳ２０２）。
一方、サービス種別がパケットであった場合（ステップＳ２０３Ｙｅｓ）には、終端選択部１７０は、ＲＬＣを終端と選択し、受信側及び送信側で該当する終端切替制御部にＲＬＣ終端切替制御指示を行う（ステップＳ２０４）。
また、サービス種別が音声でもなく、また、パケットでもなかった場合（ステップＳ２０１ＮｏかつＳ２０３Ｎｏ）には、終端選択部１７０は、以降のステップＳ２０５〜Ｓ２１３までの処理として、図８に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０９と同様の処理を行う。
つまり、終端選択部１７０は、対ｅＮＢのエラーレートと対ＵＥのエラーレートの差と３つの閾値を比較して、回線品質に基づく終端切替を行う。例えば、エラーレートの差がＭＡＣ閾値未満であれば、終端選択部１７０は、レイヤ１を終端として選択する。また、エラーレートの差がＭＡＣ閾値以上であり、かつＲＬＣ閾値未満であれば、終端選択部１７０は、ＭＡＣサブレイヤを終端として選択する。また、エラーレートの差がＲＬＣ閾値以上であり、かつＰＤＣＰ閾値未満であれば、終端選択部１７０は、ＲＬＣサブレイヤを終端として選択する。また、エラーレートの差がＰＤＣＰ閾値以上であれば、終端選択部１７０は、ＰＤＣＰサブレイヤを終端として選択する。
なお、上記のフローチャートで説明したステップＳ２０１とステップＳ２０３は、図示の順序には拘束されず、順序を入れ替えて処理を実行させてもよい。
例えば、論理チャネル（ＬＣＨ：Logical CHannel）＃１のサービス種別として音声、ＬＣＨ＃２のサービス種別としてパケットが取得された場合の終端切替を例示する。終端選択部１７０は、サービス種別取得部１５３より受け取った各ＬＣＨのサービス種別に応じて受信側及び送信側で該当する終端切替制御部に終端切替制御指示を行う。
まず、ＲＳ受信側の終端切替を説明すると、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１２２にＲＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１２１で受信したデータをＲＸ ＭＡＣ１２３へ出力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１２４にＲＸ ＭＡＣ１２３から入力されるデータのうちＬＣＨ＃１のデータをバッファ１１２へ出力するように制御信号を送る。さらに、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１２４にＲＸ ＭＡＣ１２３から入力されるデータのうちＬＣＨ＃２のデータをＲＸ ＲＬＣ１２５−＃２へ出力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃２にＲＸ ＲＬＣ１２５−＃２から入力されるデータをバッファ１１４へ出力するように制御信号を送る。
続いて、ＲＳ送信側の終端切替を説明すると、終端選択部１７０は、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃２にバッファ１１４からデータを入力するように制御信号を送る。さらに、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１３４にＴＸ ＲＬＣ１３３−＃２からデータを入力するように制御信号を送る。また、終端選択部１７０は、ＭＡＣ終端切替制御部１３４にバッファ１１２からデータ（ＬＣＨ＃１のデータ）を入力するように制御信号を送る。最後に、終端選択部１７０は、Ｌ１終端切替制御部１３６にＴＸ ＭＡＣ１３５からデータを入力するように制御信号を送る。
このような終端切替により、ＬＣＨ＃１のデータ（受信側）は、ＲＸＬ１（ＰＨＹ）１２１、Ｌ１終端切替制御部１２２、ＲＸ ＭＡＣ１２３、ＭＡＣ終端切替制御部１２４を経由してバッファ１１２に届く。ＬＣＨ＃１のデータ（送信側）は、バッファ１１２、ＭＡＣ終端切替制御部１３４、ＴＸ ＭＡＣ１３５、Ｌ１終端切替制御部１３６、ＴＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１３７を経由してＵＥ３０へ届く。
一方、ＬＣＨ＃２のデータ（受信側）は、ＲＸＬ１（ＰＨＹ）１２１、Ｌ１終端切替制御部１２２、ＲＸ ＭＡＣ１２３、ＭＡＣ終端切替制御部１２４、ＲＸ ＲＬＣ１２５−＃２、ＲＬＣ終端切替制御部１２６−＃２を経由してバッファ１１４へ届く。ＬＣＨ＃２のデータ（送信側）は、バッファ１１４、ＲＬＣ終端切替制御部１３２−＃２、ＴＸ ＲＬＣ１３３−＃２、ＭＡＣ終端切替制御部１３４、ＴＸ ＭＡＣ１３５、Ｌ１終端切替制御部１３６、ＴＸ Ｌ１（ＰＨＹ）１３７を経由してＵＥ３０へ届く。
これによって、一方のＬＣＨ＃１のデータは、順序制御を行わずに遅延を抑えたままＵＥ３０へ送信し、他方のＬＣＨ＃２のデータは、再送制御および順序制御を行って送達確認を取ることができる。このため、レイヤ３（ネットワーク層）での送達確認を待つ必要がなくなりスループットを向上させることができる。
［実施例３の効果］
上述してきたように、本実施例に係るＲＳ２００によれば、サービス種別に関する短所が最小化されるとともにサービス種別に関する長所が最大化されたレイヤを終端として定めることができ、サービス種別に適合したプロトコルを構成することができる。
［変形例および応用例］
また、上記の実施例１及び２では、ｅＮＢ−ＲＳ間とＲＳ−ＵＥ間における回線品質に基づいて終端を切り替える例を説明し、また、上記の実施例３では、受信データのサービス種別に応じて終端を切り替える例を説明した。これらの実施例に限らず、ＲＳは他の要因に基づいて終端を切り替えることとしてもかまわない。
また、上記の実施例２及び３では、対ｅＮＢのエラーレートと対ＵＥのエラーレートの差に基づき、終端切替を行う場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、２つのエラーレートのうち１つだけを用いる場合でも、終端選択部１７０は回線品質に基づき終端切替を行うことができる。例えば、終端選択部１７０は、対ＵＥのエラーレートを時系列に監視し、対ＵＥのエラーレートの最低値や平均値などの履歴を保持する。そして、終端選択部１７０は、回線品質情報受信部１５２によって新たに受信された対ＵＥのエラーレートが履歴として保持した対ＵＥのエラーレートの最低値または平均値よりも小さくなった場合に、終端とするサブレイヤまたはレイヤを下位層に変更してもよい。
また、上記の実施例１〜３では、ｅＮＢ−ＲＳ−ＵＥ間で終端の切替を行う場合を説明したが、この組合せに限定されない。上記の実施例１〜３で説明したＲＳは、ｅＮＢ−ＲＳ−ＲＳ間、ＲＳ−ＲＳ−ＵＥ間やＲＳ−ＲＳ−ＲＳ間で中継を行う場合にも終端の切替を同様に行うことができる。
また、図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、図７に示したバッファ１１１〜１１６を１つに統合してもよい。また、終端選択部１７０をＲＳ１００または２００の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。また、回線品質測定部１５１、回線品質情報受信部１５２、終端選択部１７０を別の装置がそれぞれ有し、ネットワーク接続されて協働することで、上記のＲＳ１００の機能を実現するようにしてもよい。
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともできる。例えば、終端選択部１７０がレイヤ１、ＭＡＣサブレイヤ、ＲＬＣサブレイヤ又はＰＤＣＰサブレイヤを自動的に選択する場合を説明したが、ＲＳの外部にボタンやレバーなどのメカスイッチを設けて手動で選択させることもできる。
２０ ｅＮＢ
３０ ＵＥ
１００ ＲＳ
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６ バッファ
１２０ ＲＳ内受信側エンティティ
１２１ ＲＸ Ｌ１
１２２ Ｌ１終端切替制御部
１２３ ＲＸ ＭＡＣ
１２４ ＭＡＣ終端切替制御部
１２５−＃１，１２５−＃２ ＲＸ ＲＬＣ
１２６−＃１，１２６−＃２ ＲＬＣ終端切替制御部
１２７−＃１，１２７−＃２ ＲＸ ＰＤＣＰ
１３０ ＲＳ内送信側エンティティ
１３１−＃１，１３１−＃２ ＴＸ ＰＤＣＰ
１３２−＃１，１３２−＃２ ＲＬＣ終端切替制御部
１３３−＃１，１３３−＃２ ＴＸ ＲＬＣ
１３４ ＭＡＣ終端切替制御部
１３５ ＴＸ ＭＡＣ
１３６ Ｌ１終端切替制御部
１３７ ＴＸ Ｌ１
１５０ ＲＲＣ
１５１ 回線品質測定部
１５２ 回線品質情報受信部
１７０ 終端選択部

Claims (6)

  1. 無線基地局から受信した対象データを中継して、移動端末へ送信する中継局において、
    無線基地局との回線品質を測定する測定手段と、
    端末からの回線品質情報を受信する受信手段と、
    前記測定手段で測定された回線品質と前記受信手段で受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、前記受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、前記移動端末へ送信する送信手段と
    を備えたことを特徴とする中継局。
  2. 前記対象データのサービス種別を取得する取得手段をさらに備え、
    前記送信手段は、前記取得手段で取得されたサービス種別に応じて、前記受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、前記移動端末へ送信することを特徴とする請求項１に記載の中継局。
  3. 前記送信手段は、前記中継局で使用される論理チャネルごとに、前記受信した対象データを前記物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更することを特徴とする請求項１または２に記載の中継局。
  4. 無線基地局と移動端末の間を中継する中継局において、
    第１のレイヤの送受信を処理する第１の送受信手段と、
    第２のレイヤの第１のサブレイヤの送受信を処理する第２の送受信手段と、
    第２のレイヤの第２のサブレイヤの送受信を処理する第３の送受信手段と、
    前記第１の送受信手段まで、前記第２の送受信手段まで、或いは前記第３の送受信手段までのいずれを終端として、受信した対象データの送受信を処理させるかを切替制御する終端切替制御手段と
    を備えたことを特徴とする中継局。
  5. 無線基地局から受信した対象データを中継して、移動端末へ送信する中継局を有する通信システムにおいて、
    前記移動端末は、
    前記中継局との間における回線品質情報を送信する回線品質情報送信手段を備え、
    前記中継局は、
    前記無線基地局との回線品質を測定する測定手段と、
    前記回線品質情報送信手段によって送信された回線品質情報を受信する回線品質情報受信手段と、
    前記測定手段で測定された回線品質と前記回線品質情報受信手段で受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、前記受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、前記移動端末へ送信する送信手段と備えた
    ことを特徴とする通信システム。
  6. 無線基地局から受信した対象データを中継して、移動端末へ送信する中継局を有する通信システムに適用する通信方法において、
    前記移動端末が、
    前記中継局との間における回線品質情報を送信する回線品質情報送信ステップを含み、
    前記中継局が、
    前記無線基地局との回線品質を測定する測定ステップと、
    前記回線品質情報送信ステップによって送信された回線品質情報を受信する回線品質情報受信ステップと、
    前記測定ステップで測定された回線品質と前記回線品質情報受信ステップで受信した回線品質情報との回線品質が異なる場合、前記受信した対象データを、物理レイヤと異なるレイヤの対象データに変更して、前記移動端末へ送信する送信ステップと含んだ
    ことを特徴とする通信方法。
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