中継装置及び通信制御方法
【課題】ドナーノードの通信環境を良好に保ち、且つサービスノードの通信環境において干渉を受けにくいサービスノードの使用周波数帯域を決定できる中継装置及び通信制御方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る中継装置101は、基地局側周波数帯域で基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部123と、基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域のいずれかで移動局と無線信号を送受信する移動局側通信部117と、移動局側通信部123が、使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の移動局の通信品質値を受信すると、当該通信品質値を記憶する記憶部119と、使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように移動局側通信部123を制御する制御部121とを備える。
【解決手段】本発明に係る中継装置101は、基地局側周波数帯域で基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部123と、基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域のいずれかで移動局と無線信号を送受信する移動局側通信部117と、移動局側通信部123が、使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の移動局の通信品質値を受信すると、当該通信品質値を記憶する記憶部119と、使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように移動局側通信部123を制御する制御部121とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置及び通信制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局が基地局と通信するためには、移動局は基地局からの無線電波が届く範囲（サービスエリア）に位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地では、障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。また、屋外に設置された基地局からは、電波が届かない領域（例えば、建物の内部や地下）が多く存在する。特に、ＩＥＥＥ標準規格802.16eを基に規格化されたＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）（登録商標）等の高速無線通信方式では、２．５ＧＨｚ以上の高周波数帯の電波が使用されるが、このような電波は直進性が強く、障害物を回りこむ性質が弱い。そのため、ＷｉＭＡＸ等は障害物の影響を強く受ける。このような電波が届かない領域をカバーするため、基地局と移動局との間の無線信号を中継する中継装置（レピータ）が必要となる。
【０００３】
この中継装置は、サービスエリアを拡充できるという利点がある反面、中継装置が発する電波が他の電波との干渉を引き起こすという欠点がある。中継装置に起因する干渉の一つには、基地局と通信を行うドナーノード（ＭＳ（Mobile Station）部）と、移動局と通信を行うサービスノード（ＢＳ（Base Station）部）との間における相互干渉（回り込み干渉又は自己干渉）があげられる。例えば、ドナーノードの受信期間とサービスノードの送信期間が重なった場合、基地局からの送信波が、サービスノードの送信波と干渉を起こし、ドナーノードは、品質の劣化した基地局からの送信波を受信することになる。同様にして、ドナーノードの送信期間とサービスノードの受信期間が重なった場合にも、相互干渉は発生する。
【０００４】
そこで、従来、相互干渉を抑制する中継装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該中継装置は、基地局と第１信号を第１周波数帯で送受信するドナーノードと、移動局と第２信号を第２周波数帯で送受信するサービスノードとを備えている。そして、ドナーノードは、サービスノードからの第２信号を受信した際に、第１周波数帯における第２信号の信号レベルを測定する。そして、当該信号レベルが低下するように、ドナーノードの第２周波数帯が変更される。つまり、ドナーノード側における相互干渉の影響が小さくなるように、サービスノードにおいて使用される周波数帯域（使用周波数帯域）が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の中継装置では、サービスノードにおける使用周波数帯域が、ドナーノードの通信環境に基づいて決定されるため、当該使用周波数帯域が、サービスノードの通信環境にとって適切である保証はない。例えば、決定された使用周波数帯域と同じ周波数帯域を使用する他の基地局からの電波がサービスノードに届くことがある。この場合、サービスノードからの電波と、他の基地局からの電波とが干渉する。すると、サービスノードと移動局との通信は困難になる。ドナーノードとサービスノードとが離れて位置するほど、ドナーノードの通信環境とサービスノードの通信環境とは異なりやすいため、ドナーノードの通信環境でサービスノードの通信環境を評価することは難しくなる。そのため、ドナーノードとサービスノードとが離れて位置するほど、ドナーノードの通信環境に基づいて決定された使用周波数帯域が、サービスノードの通信環境において干渉を受ける可能性が高くなる。
【０００７】
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、ドナーノードの通信環境を良好に保ち、且つサービスノードの通信環境において干渉を受けにくいサービスノードの使用周波数帯域を決定できる中継装置及び通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点に係る中継装置の発明は、
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置であって、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域のいずれかで前記移動局と無線信号を送受信する移動局側通信部と、
前記移動局側通信部が、前記使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信すると、当該通信品質値を記憶する記憶部と、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように前記移動局側通信部を制御する制御部と
を備える中継装置である。
【０００９】
また、第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る中継装置において、
前記制御部は、前記使用可能周波数帯域各々における前記基地局側通信部の電界強度を測定し、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に前記暫定周波数帯域にする
ことを特徴とするものである。
【００１０】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００１１】
例えば、本発明を方法として実現させた第３の観点に係る通信制御方法は、
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置における通信制御方法において、当該中継装置が、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信するステップと、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信し、当該通信品質値を記憶するステップと、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で前記移動局と無線信号を送受信するステップと
を含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成された本発明に係る中継装置及び通信制御方法によれば、ドナーノードの通信環境を良好に保ち、且つサービスノードの通信環境において干渉を受けにくいサービスノードの使用周波数帯域を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線通信システム構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線通信システム構成図である。無線通信システム１１は、基地局ＢＳ（Base Station）と、移動局ＭＳ（Mobile Station）と、中継装置１０１とから構成されている。無線通信システム１１の通信方式がＷｉＭＡＸである場合、無線通信システム１１には、例えば時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用される。中継装置１０１は、ＷｉＭＡＸ等の無線通信方式において、基地局ＢＳと移動局ＭＳとの間で送受信される無線信号を中継する。移動局ＭＳは、基地局ＢＳのセル（通信可能エリア）の範囲外に位置していても、中継装置１０１を介して基地局ＢＳと無線信号を送受信できる。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００１７】
中継装置１０１は、基地局ＢＳと通信を行うドナーノード（ＭＳ（Mobile Station）部）１１１と、移動局ＭＳと通信を行うサービスノード（ＢＳ（Base Station）部）１１３とを備えている。中継装置１０１は、一体型、分離型又は車両型である。一体型の中継装置１０１は、一つの筐体内にドナーノード１１１とサービスノード１１３とを備えるものである。分離型又は車両型の中継装置１０１では、ドナーノード１１１とサービスノード１１３とをそれぞれ独立して配置することが可能である。分離型又は車両型のドナーノード１１１とサービスノード１１３とは、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル等の信号ケーブルにより接続される。
【００１８】
まず、ドナーノード１１１の機能ブロックについて説明する。ドナーノード１１１は、基地局側通信部１１７と、記憶部１１９と、制御部１２１とを備えている。基地局側通信部１１７及び記憶部１１９は、制御部１２１に接続されている。
【００１９】
基地局側通信部１１７は、アンテナを介して基地局ＢＳと無線信号を基地局側周波数帯域で送受信する。基地局側通信部１１７は、受信した無線信号に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行うことによりベースバンド信号を生成し、制御部１２１に送る。また、基地局側通信部１１７は、ベースバンド信号に対してアップコンバート及び増幅等を行うことにより、無線信号を生成し、アンテナを介して当該無線信号を基地局ＢＳに送信する。
【００２０】
無線通信システム１１に時分割複信方式が採用されている場合は、基地局側通信部１１７は、例えば、基地局ＢＳから無線信号を基地局ＢＳの下りサブフレーム期間（第１期間）で受信し、基地局ＢＳへ無線信号を第１期間に続く基地局ＢＳの上りサブフレーム期間（第２期間）で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間との繰り返しにより、基地局側通信部１１７は、受信と送信を繰り返すことになる。
【００２１】
記憶部１１９は、移動局ＭＳの通信品質値や通信品質閾値などの各種情報を記憶するものであり、ワークメモリなどとしても機能する。
【００２２】
移動局ＭＳの通信品質値は、移動局ＭＳにおける、サービスノード１１３からの無線信号の受信品質値であり、例えば、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio：搬送波対干渉雑音比）やＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio：信号対干渉雑音比）である。サービスノード１１３から移動局ＭＳへの無線信号が他の電波（例えば、基地局ＢＳ以外の基地局からの電波）と干渉すると、当該通信品質値は小さくなる。以下、本実施形態では、通信品質値は、ＣＩＮＲであるとする。
【００２３】
通信品質閾値とは、移動局ＭＳが安定した品質でサービスノード１１３と通信を行うことができるか否かを判断するための基準であり、例えば、ＣＩＮＲやＳＩＮＲに関する値である。安定した品質とは、例えば、サービスノード１１３からの無線信号を正しく復調できる品質や所望のスループット速度を実現できる品質などである。移動局ＭＳの通信品質値が通信品質閾値以上である場合、移動局ＭＳは、安定した品質でサービスノード１１３からの無線信号を受信できることを意味する。また、移動局ＭＳの通信品質値が通信品質閾値未満である場合、移動局ＭＳは、安定した品質でサービスノード１１３から無線信号を受信できないことを意味する。以下、本実施形態では、通信品質閾値は、ＣＩＮＲに関する値であるとする。
【００２４】
なお、本実施形態では、ドナーノード１１１のみが、記憶部１１９を有するが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、サービスノード１１３のみが記憶部を有し、当該記憶部が、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の各種情報を記憶することもできる。また、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の双方が記憶部を有し、各々の記憶部が関連する各々のユニットの情報を記憶することもできる。
【００２５】
制御部１２１は、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の各機能ブロックをはじめとしてドナーノード１１１及びサービスノード１１３の全体を制御及び管理する。ここで、制御部１２１は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。なお、本実施形態では、ドナーノード１１１のみが、制御部１２１を有するが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、サービスノード１１３のみが制御部を有し、当該制御部が、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の全体を制御及び管理することができる。また、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の双方が制御部を有し、各々の制御部が関連する各々のユニットを制御及び管理することもできる。制御部１２１が行う処理については、後述の図３及び図４の説明にて詳述する。
【００２６】
続いて、サービスノード１１３の機能ブロックについて説明する。サービスノード１１３は、移動局側通信部１２３を備えている。移動局側通信部１２３は、制御部１２１に接続されている。
【００２７】
移動局側通信部１２３は、アンテナを介して移動局ＭＳと無線信号を送受信する。移動局側通信部１２３は、受信した無線信号に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行うことによりベースバンド信号を生成し、制御部１２１に送る。また、移動局側通信部１２３は、ベースバンド信号に対してアップコンバート及び増幅等を行うことにより、無線信号を生成し、アンテナを介して当該無線信号を移動局ＭＳに送信する。
【００２８】
移動局側通信部１２３は、無線信号を送受信する際、基地局側周波数帯域とは異なる周波数帯域を使用する。また、移動局側通信部１２３が使用できる周波数帯域（使用可能周波数帯域）は、複数存在する。移動局側通信部１２３は、使用可能周波数帯域のうちいずれか１つの周波数帯域（使用周波数帯域）を使用して、移動局ＭＳと無線信号を送受信する。例えば、通信システム１１にＷｉＭＡＸ方式が採用されている場合、中継装置１０１に対応する周波数帯域は３つである。３つの周波数のうちいずれか１つの周波数帯域は、基地局側通信部１１７により基地局側周波数帯域として使用されるため、移動局側通信部１２３の使用可能周波数帯域は、２つとなる。なお、中継装置１０１に対応する周波数帯域とは、基地局側通信部１１７及び移動局側通信部１２３が無線信号を送受信するために使用することができる周波数帯域である。
【００２９】
無線通信システム１１に時分割複信方式が採用されている場合は、移動局側通信部１２３は、例えば、移動局ＭＳから無線信号を第１期間内で受信し、移動局ＭＳへ無線信号を第１期間に続く第２期間内で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間の繰り返しにより、移動局側通信部１２３は、受信と送信を繰り返すことになる。移動局側通信部１２３と基地局側通信部１１７との送信期間が、且つ移動局側通信部１２３と基地局側通信部１１７との受信期間が揃うことにより中継装置１０１における相互干渉は抑制される。
【００３０】
続いて、中継装置１０１が移動局ＭＳとの通信で使用する周波数帯域を決定する方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
中継装置１０１が、初めて起動するような場合、中継装置１０１は、使用可能周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲの情報を有さないので、当該情報について取得する必要がある。そのため、中継装置１０１は、図３に示される処理を行う。
【００３２】
まず、基地局ＢＳとドナーノード１１１との間の通信環境に基づき、基地局側通信部１１７が使用する基地局側周波数帯域が決定される。例えば、基地局ＢＳがキャリアセンス（基地局ＢＳの周囲の電波状況の観測）を行い、電界強度が最も低い周波数帯域を中継装置１０１に割り当てる。これにより、制御部１２１は、割り当てられた周波数帯域を基地局側周波数帯域とし、当該基地局側周波数帯域で同期信号を送受信するように基地局側通信部１１７を制御する。これにより、基地局ＢＳとドナーノード１１１との通信接続が確立される。
【００３３】
基地局ＢＳとドナーノード１１１との通信接続の確立後、制御部１２１は、移動局ＭＳとサービスノード１１３との通信接続の確立を試みる。まず、制御部１２１は、基地局側通信部１１７が基地局ＢＳとの通信で使用する基地局側周波数帯域を取得する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１１７は、中継装置１０１に対応する周波数帯域から基地局側周波数帯域を除く複数の周波数帯域を使用可能周波数帯域とする（ステップＳ１０２）。
【００３４】
続いて、制御部１２１は、基地局側通信部１１７を用いて、例えばキャリアセンスを行い、使用可能周波数帯域各々における基地局側通信部１１７の通信品質を測定する（ステップＳ１０３）。通信品質とは、例えば、電界強度を表すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：電界強度）や干渉の影響を表すＣＩＮＲである。本実施形態では、通信品質は電界強度であるとする。これにより、制御部１２１は、使用可能周波数帯域に存在する電波のドナーノード１１１の位置における電界強度を把握することができる。
【００３５】
ドナーノード１１１とサービスノード１１３との設置位置が近い場合もあるため、ドナーノード１１１の位置において電波の電界強度が小さい周波数帯域は、サービスノード１１３の位置においても当該周波数帯域の電波の電界強度は小さい可能性が高い。よって、制御部１２１は、使用可能周波数帯域のうち電界強度が最も小さい周波数帯域を特定し、当該周波数帯域を移動局側通信部１２３に割り当てる（ステップＳ１０４）。よって、移動局側通信部１２３は、割り当てられた周波数帯域で同期信号を移動局ＭＳと送受信し、移動局ＭＳと通信接続を確立する。
【００３６】
移動局ＭＳは、サービスノード１１３との通信接続の確立後、移動局側通信部１２３からの無線信号のＣＩＮＲを算出する。そして、移動局ＭＳは、算出したＣＩＮＲの情報を含む信号をサービスノード１１３に送信する。すると、移動局側通信部１２３は、移動局ＭＳのＣＩＮＲの情報を含む信号を受信し、制御部１２１に送る。制御部１２１は、当該信号から移動局ＭＳのＣＩＮＲを取得する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１２１は、ＣＩＮＲを、移動局側通信部１２３が使用する周波数帯域と関連付けて記憶部１１９に記憶させる（ステップＳ１０６）。
【００３７】
中継装置１０１は、基地局ＢＳと移動局ＭＳとの中継を開始した後、通信環境の変化に伴い、移動局側通信部１２３に使用させる周波数帯域を変えることができる。例えば、通信環境の変化に伴い、ステップＳ１０３において、使用可能周波数帯域のうち電界強度が最も小さい周波数帯域が変化することがある。この場合、制御部１２１は、電界強度が最も小さくなった周波数帯域を移動局側通信部１２３に割り当てることができる。なお、移動局ＭＳのＣＩＮＲの取得のために、制御部１２１は、基地局側周波数帯域を移動局側通信部１２３に割り当てることもできる。
【００３８】
中継装置１０１が全ての使用可能周波数帯域及び基地局側周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲを取得した後に、移動局側通信部１２３が使用する周波数帯域を変更する必要が生じるとする。この場合、中継装置１０１は、以下の図４の処理を行う。なお、移動局側通信部１２３が使用する周波数帯域の変更の必要性が生じる場合とは、例えば、中継装置１０１が再起動する場合や、ドナーノード１１１がハンドオーバにより接続先を変更する場合などである。
【００３９】
中継装置１０１は、図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様の処理であるステップＳ１１１〜Ｓ１１３を行う。そして、制御部１２１は、使用可能周波数帯域のうちの１つを暫定周波数帯域にする（ステップＳ１１４）。このとき、制御部１２１は、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に暫定周波数帯域にすることもできる。つまり、制御部１２１は、まず、最も電界強度が小さい使用可能周波数帯域を暫定周波数帯域に設定する。
【００４０】
そして、制御部１２１は、記憶部１１９に記憶されている暫定周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲと通信品質閾値とを読み出し、比較する（ステップＳ１１５）。
【００４１】
暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値以上の場合（ステップＳ１１５のＹｅｓ）、制御部１２１は、当該暫定周波数帯域を使用周波数帯域として移動局側通信部１２３に割り当てる（ステップＳ１１６）。そして、制御部１２１は、暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように移動局側通信部１２３を制御する。移動局側通信部１２３が、暫定周波数を使用して、移動局ＭＳと同期信号を送受信することにより、通信接続が確立される。
【００４２】
移動局ＭＳは、サービスノード１１３との通信接続の確立後、移動局側通信部１２３からの無線信号のＣＩＮＲを算出する。そして、移動局ＭＳは、算出したＣＩＮＲの情報を含む信号をサービスノード１１３に送信する。すると、移動局側通信部１２３は、移動局ＭＳのＣＩＮＲの情報を含む信号を受信し、制御部１２１に送る。制御部１２１は、図３のステップＳ１０５及びＳ１０６と同様、当該信号から移動局ＭＳのＣＩＮＲを取得する（ステップＳ１１７）。そして、制御部１２１は、取得したＣＩＮＲを記憶部１１９に記憶させることにより、移動局側通信部１２３の使用周波数帯域に関連するＣＩＮＲの値を更新する（ステップＳ１１８）。
【００４３】
ステップＳ１１５において、暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値未満の場合（ステップＳ１１５のＮｏ）、制御部１２１は、複数の使用可能周波数帯域の中に、暫定周波数帯域の候補が存在するか否かを判断する（ステップＳ１１９）。暫定周波数帯域の候補とは、使用可能周波数帯域のうち、自帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲと通信品質閾値との比較が行われていない周波数帯域を意味する。
【００４４】
暫定周波数帯域の候補が存在する場合（ステップＳ１１９のＹｅｓ）、制御部１２１は、使用可能周波数帯域から新たな暫定周波数帯域を特定し、暫定周波数帯域を変更する（ステップＳ１１４）。なお、制御部１２１が、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に暫定周波数帯域にする場合は、変更前の暫定周波数帯域の次に電界強度の小さい使用可能周波数帯域を新たな暫定周波数帯域にすることができる。
【００４５】
そして、制御部１２１は、新たに特定された暫定周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲと通信品質閾値とを比較し、暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値以上の場合は（ステップＳ１１５のＹｅｓ）、中継装置１０１は、ステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理を行う。
【００４６】
暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値未満の場合は（ステップＳ１１５のＮｏ）、中継装置１０１は、再度ステップＳ１１９の処理を行う。
【００４７】
暫定周波数帯域の候補が存在しない場合は（ステップＳ１１９のＮｏ）、制御部１２１は、最も電界強度が小さい使用可能周波数帯域を通信周波数帯域として移動局側通信部１２３に割り当てる（ステップＳ１２０）。そして、移動局側通信部１２３は、最も電界強度が小さい使用可能周波数帯域を使用して、移動局ＭＳと同期信号を送受信して、通信接続を確立する。その後、中継装置１０１は、ステップＳ１１７及びＳ１１８の処理を行う。
【００４８】
このように本実施形態では、中継装置１０１の制御部１２１は、使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように移動局側通信部１２３を制御する。移動局側通信部１２３が使用する可能性のある使用可能周波数帯域は、基地局側通信部１１７が基地局ＢＳとの通信で使用する基地局側周波数帯域と異なるものである。そのため、移動局側通信部１２３が使用可能周波数帯域のいずれかで無線信号を送信する限り、移動局側通信部１２３からの信号が基地局側通信部１１７からの信号に干渉し、ドナーノード１１１の通信環境を悪化させることはない。また、移動局側通信部１２３には、使用可能周波数帯域のうち、移動局ＭＳのＣＩＮＲが通信品質閾値以上となる周波数帯域が割り当てられる。つまり、移動局側通信部１２３の使用周波数帯域は、移動局ＭＳのＣＩＮＲ、つまりサービスノード１１３の通信環境に基づいて決定される。よって、制御部１２１が移動局側通信部１２３に割り当てた周波数帯域は、サービスノード１１３の通信環境において干渉の影響を受けにくいものである。
【００４９】
また、本実施形態では、制御部１２１は、使用可能周波数帯域各々における基地局側通信部１１７の電界強度を測定し、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に暫定周波数帯域に設定することができる。これにより、制御部１２１は、電界強度が小さい使用可能周波数帯域から順に、使用可能周波数帯域のＣＩＮＲと通信品質閾値との比較を行う。測定された電界強度は、使用可能周波数帯域に存在する電波のドナーノード１１１の位置における電界強度であるが、通信ドナーノード１１１とサービスノード１１３とが近くに位置するほど、サービスノード１１３の電界強度に近い値となる。よって、電界強度が小さい使用可能周波数帯域のＣＩＮＲほど通信品質閾値以上になる可能性が高い。従って、制御部１２１が移動局側通信部１２３に割り当てる周波数帯域を決定するまでの処理を最小限に抑えることができる。
【００５０】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００５１】
例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００５２】
上述の本発明の実施形態では、中継装置１０１は、使用可能周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲを予め取得するとして説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、制御部は、暫定周波数帯域を特定した時点で、暫定周波数帯域を移動局側通信部に一時的に割当て、移動局と通信を行うことができる。そして、移動局から暫定周波数帯域で送信された無線信号のＣＩＮＲを測定し、その値をサービスノードに送信することができる。制御部は、取得したＣＩＮＲを通信品質閾値と比較し、通信品質閾値上であれば、移動局側通信部と移動局との暫定周波数帯域での通信を継続させることができる。また、制御部は、取得したＣＩＮＲが通信品質閾値未満である場合は、移動局側通信部と移動局との通信接続を切断することができる。つまり、中継装置は、暫定周波数帯域に関するＣＩＮＲと通信品質閾値とを比較する直前に、暫定周波数帯域に関するＣＩＮＲを取得することができる。
【００５３】
上述の本発明の実施形態の説明において、例えば、閾値「以上」または閾値「未満」のような表現の技術的思想が意味する内容は必ずしも厳密な意味ではなく、中継装置の仕様に応じて、基準となる値を含む場合又は含まない場合の意味を包含するものとする。例えば、閾値「以上」とは、閾値の比較対象である値が閾値に達した場合のみならず、閾値を超えた場合も含意し得るものとする。また、例えば閾値「未満」とは、閾値の比較対象である値が閾値を下回った場合のみならず、閾値に達した場合、つまり閾値以下になった場合も含意し得るものとする。
【符号の説明】
【００５４】
１１ 無線通信システム
１０１ 中継装置
１１１ ドナーノード
１１３ サービスノード
１１７ 基地局側通信部
１１９ 記憶部
１２１ 制御部
１２３ 移動局側通信部
ＢＳ 基地局
ＭＳ 移動局
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置及び通信制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局が基地局と通信するためには、移動局は基地局からの無線電波が届く範囲（サービスエリア）に位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地では、障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。また、屋外に設置された基地局からは、電波が届かない領域（例えば、建物の内部や地下）が多く存在する。特に、ＩＥＥＥ標準規格802.16eを基に規格化されたＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）（登録商標）等の高速無線通信方式では、２．５ＧＨｚ以上の高周波数帯の電波が使用されるが、このような電波は直進性が強く、障害物を回りこむ性質が弱い。そのため、ＷｉＭＡＸ等は障害物の影響を強く受ける。このような電波が届かない領域をカバーするため、基地局と移動局との間の無線信号を中継する中継装置（レピータ）が必要となる。
【０００３】
この中継装置は、サービスエリアを拡充できるという利点がある反面、中継装置が発する電波が他の電波との干渉を引き起こすという欠点がある。中継装置に起因する干渉の一つには、基地局と通信を行うドナーノード（ＭＳ（Mobile Station）部）と、移動局と通信を行うサービスノード（ＢＳ（Base Station）部）との間における相互干渉（回り込み干渉又は自己干渉）があげられる。例えば、ドナーノードの受信期間とサービスノードの送信期間が重なった場合、基地局からの送信波が、サービスノードの送信波と干渉を起こし、ドナーノードは、品質の劣化した基地局からの送信波を受信することになる。同様にして、ドナーノードの送信期間とサービスノードの受信期間が重なった場合にも、相互干渉は発生する。
【０００４】
そこで、従来、相互干渉を抑制する中継装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該中継装置は、基地局と第１信号を第１周波数帯で送受信するドナーノードと、移動局と第２信号を第２周波数帯で送受信するサービスノードとを備えている。そして、ドナーノードは、サービスノードからの第２信号を受信した際に、第１周波数帯における第２信号の信号レベルを測定する。そして、当該信号レベルが低下するように、ドナーノードの第２周波数帯が変更される。つまり、ドナーノード側における相互干渉の影響が小さくなるように、サービスノードにおいて使用される周波数帯域（使用周波数帯域）が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の中継装置では、サービスノードにおける使用周波数帯域が、ドナーノードの通信環境に基づいて決定されるため、当該使用周波数帯域が、サービスノードの通信環境にとって適切である保証はない。例えば、決定された使用周波数帯域と同じ周波数帯域を使用する他の基地局からの電波がサービスノードに届くことがある。この場合、サービスノードからの電波と、他の基地局からの電波とが干渉する。すると、サービスノードと移動局との通信は困難になる。ドナーノードとサービスノードとが離れて位置するほど、ドナーノードの通信環境とサービスノードの通信環境とは異なりやすいため、ドナーノードの通信環境でサービスノードの通信環境を評価することは難しくなる。そのため、ドナーノードとサービスノードとが離れて位置するほど、ドナーノードの通信環境に基づいて決定された使用周波数帯域が、サービスノードの通信環境において干渉を受ける可能性が高くなる。
【０００７】
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、ドナーノードの通信環境を良好に保ち、且つサービスノードの通信環境において干渉を受けにくいサービスノードの使用周波数帯域を決定できる中継装置及び通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点に係る中継装置の発明は、
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置であって、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域のいずれかで前記移動局と無線信号を送受信する移動局側通信部と、
前記移動局側通信部が、前記使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信すると、当該通信品質値を記憶する記憶部と、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように前記移動局側通信部を制御する制御部と
を備える中継装置である。
【０００９】
また、第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る中継装置において、
前記制御部は、前記使用可能周波数帯域各々における前記基地局側通信部の電界強度を測定し、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に前記暫定周波数帯域にする
ことを特徴とするものである。
【００１０】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００１１】
例えば、本発明を方法として実現させた第３の観点に係る通信制御方法は、
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置における通信制御方法において、当該中継装置が、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信するステップと、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信し、当該通信品質値を記憶するステップと、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で前記移動局と無線信号を送受信するステップと
を含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成された本発明に係る中継装置及び通信制御方法によれば、ドナーノードの通信環境を良好に保ち、且つサービスノードの通信環境において干渉を受けにくいサービスノードの使用周波数帯域を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線通信システム構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線通信システム構成図である。無線通信システム１１は、基地局ＢＳ（Base Station）と、移動局ＭＳ（Mobile Station）と、中継装置１０１とから構成されている。無線通信システム１１の通信方式がＷｉＭＡＸである場合、無線通信システム１１には、例えば時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用される。中継装置１０１は、ＷｉＭＡＸ等の無線通信方式において、基地局ＢＳと移動局ＭＳとの間で送受信される無線信号を中継する。移動局ＭＳは、基地局ＢＳのセル（通信可能エリア）の範囲外に位置していても、中継装置１０１を介して基地局ＢＳと無線信号を送受信できる。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００１７】
中継装置１０１は、基地局ＢＳと通信を行うドナーノード（ＭＳ（Mobile Station）部）１１１と、移動局ＭＳと通信を行うサービスノード（ＢＳ（Base Station）部）１１３とを備えている。中継装置１０１は、一体型、分離型又は車両型である。一体型の中継装置１０１は、一つの筐体内にドナーノード１１１とサービスノード１１３とを備えるものである。分離型又は車両型の中継装置１０１では、ドナーノード１１１とサービスノード１１３とをそれぞれ独立して配置することが可能である。分離型又は車両型のドナーノード１１１とサービスノード１１３とは、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル等の信号ケーブルにより接続される。
【００１８】
まず、ドナーノード１１１の機能ブロックについて説明する。ドナーノード１１１は、基地局側通信部１１７と、記憶部１１９と、制御部１２１とを備えている。基地局側通信部１１７及び記憶部１１９は、制御部１２１に接続されている。
【００１９】
基地局側通信部１１７は、アンテナを介して基地局ＢＳと無線信号を基地局側周波数帯域で送受信する。基地局側通信部１１７は、受信した無線信号に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行うことによりベースバンド信号を生成し、制御部１２１に送る。また、基地局側通信部１１７は、ベースバンド信号に対してアップコンバート及び増幅等を行うことにより、無線信号を生成し、アンテナを介して当該無線信号を基地局ＢＳに送信する。
【００２０】
無線通信システム１１に時分割複信方式が採用されている場合は、基地局側通信部１１７は、例えば、基地局ＢＳから無線信号を基地局ＢＳの下りサブフレーム期間（第１期間）で受信し、基地局ＢＳへ無線信号を第１期間に続く基地局ＢＳの上りサブフレーム期間（第２期間）で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間との繰り返しにより、基地局側通信部１１７は、受信と送信を繰り返すことになる。
【００２１】
記憶部１１９は、移動局ＭＳの通信品質値や通信品質閾値などの各種情報を記憶するものであり、ワークメモリなどとしても機能する。
【００２２】
移動局ＭＳの通信品質値は、移動局ＭＳにおける、サービスノード１１３からの無線信号の受信品質値であり、例えば、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio：搬送波対干渉雑音比）やＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio：信号対干渉雑音比）である。サービスノード１１３から移動局ＭＳへの無線信号が他の電波（例えば、基地局ＢＳ以外の基地局からの電波）と干渉すると、当該通信品質値は小さくなる。以下、本実施形態では、通信品質値は、ＣＩＮＲであるとする。
【００２３】
通信品質閾値とは、移動局ＭＳが安定した品質でサービスノード１１３と通信を行うことができるか否かを判断するための基準であり、例えば、ＣＩＮＲやＳＩＮＲに関する値である。安定した品質とは、例えば、サービスノード１１３からの無線信号を正しく復調できる品質や所望のスループット速度を実現できる品質などである。移動局ＭＳの通信品質値が通信品質閾値以上である場合、移動局ＭＳは、安定した品質でサービスノード１１３からの無線信号を受信できることを意味する。また、移動局ＭＳの通信品質値が通信品質閾値未満である場合、移動局ＭＳは、安定した品質でサービスノード１１３から無線信号を受信できないことを意味する。以下、本実施形態では、通信品質閾値は、ＣＩＮＲに関する値であるとする。
【００２４】
なお、本実施形態では、ドナーノード１１１のみが、記憶部１１９を有するが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、サービスノード１１３のみが記憶部を有し、当該記憶部が、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の各種情報を記憶することもできる。また、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の双方が記憶部を有し、各々の記憶部が関連する各々のユニットの情報を記憶することもできる。
【００２５】
制御部１２１は、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の各機能ブロックをはじめとしてドナーノード１１１及びサービスノード１１３の全体を制御及び管理する。ここで、制御部１２１は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。なお、本実施形態では、ドナーノード１１１のみが、制御部１２１を有するが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、サービスノード１１３のみが制御部を有し、当該制御部が、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の全体を制御及び管理することができる。また、ドナーノード１１１及びサービスノード１１３の双方が制御部を有し、各々の制御部が関連する各々のユニットを制御及び管理することもできる。制御部１２１が行う処理については、後述の図３及び図４の説明にて詳述する。
【００２６】
続いて、サービスノード１１３の機能ブロックについて説明する。サービスノード１１３は、移動局側通信部１２３を備えている。移動局側通信部１２３は、制御部１２１に接続されている。
【００２７】
移動局側通信部１２３は、アンテナを介して移動局ＭＳと無線信号を送受信する。移動局側通信部１２３は、受信した無線信号に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行うことによりベースバンド信号を生成し、制御部１２１に送る。また、移動局側通信部１２３は、ベースバンド信号に対してアップコンバート及び増幅等を行うことにより、無線信号を生成し、アンテナを介して当該無線信号を移動局ＭＳに送信する。
【００２８】
移動局側通信部１２３は、無線信号を送受信する際、基地局側周波数帯域とは異なる周波数帯域を使用する。また、移動局側通信部１２３が使用できる周波数帯域（使用可能周波数帯域）は、複数存在する。移動局側通信部１２３は、使用可能周波数帯域のうちいずれか１つの周波数帯域（使用周波数帯域）を使用して、移動局ＭＳと無線信号を送受信する。例えば、通信システム１１にＷｉＭＡＸ方式が採用されている場合、中継装置１０１に対応する周波数帯域は３つである。３つの周波数のうちいずれか１つの周波数帯域は、基地局側通信部１１７により基地局側周波数帯域として使用されるため、移動局側通信部１２３の使用可能周波数帯域は、２つとなる。なお、中継装置１０１に対応する周波数帯域とは、基地局側通信部１１７及び移動局側通信部１２３が無線信号を送受信するために使用することができる周波数帯域である。
【００２９】
無線通信システム１１に時分割複信方式が採用されている場合は、移動局側通信部１２３は、例えば、移動局ＭＳから無線信号を第１期間内で受信し、移動局ＭＳへ無線信号を第１期間に続く第２期間内で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間の繰り返しにより、移動局側通信部１２３は、受信と送信を繰り返すことになる。移動局側通信部１２３と基地局側通信部１１７との送信期間が、且つ移動局側通信部１２３と基地局側通信部１１７との受信期間が揃うことにより中継装置１０１における相互干渉は抑制される。
【００３０】
続いて、中継装置１０１が移動局ＭＳとの通信で使用する周波数帯域を決定する方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、本発明の一実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
中継装置１０１が、初めて起動するような場合、中継装置１０１は、使用可能周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲの情報を有さないので、当該情報について取得する必要がある。そのため、中継装置１０１は、図３に示される処理を行う。
【００３２】
まず、基地局ＢＳとドナーノード１１１との間の通信環境に基づき、基地局側通信部１１７が使用する基地局側周波数帯域が決定される。例えば、基地局ＢＳがキャリアセンス（基地局ＢＳの周囲の電波状況の観測）を行い、電界強度が最も低い周波数帯域を中継装置１０１に割り当てる。これにより、制御部１２１は、割り当てられた周波数帯域を基地局側周波数帯域とし、当該基地局側周波数帯域で同期信号を送受信するように基地局側通信部１１７を制御する。これにより、基地局ＢＳとドナーノード１１１との通信接続が確立される。
【００３３】
基地局ＢＳとドナーノード１１１との通信接続の確立後、制御部１２１は、移動局ＭＳとサービスノード１１３との通信接続の確立を試みる。まず、制御部１２１は、基地局側通信部１１７が基地局ＢＳとの通信で使用する基地局側周波数帯域を取得する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１１７は、中継装置１０１に対応する周波数帯域から基地局側周波数帯域を除く複数の周波数帯域を使用可能周波数帯域とする（ステップＳ１０２）。
【００３４】
続いて、制御部１２１は、基地局側通信部１１７を用いて、例えばキャリアセンスを行い、使用可能周波数帯域各々における基地局側通信部１１７の通信品質を測定する（ステップＳ１０３）。通信品質とは、例えば、電界強度を表すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：電界強度）や干渉の影響を表すＣＩＮＲである。本実施形態では、通信品質は電界強度であるとする。これにより、制御部１２１は、使用可能周波数帯域に存在する電波のドナーノード１１１の位置における電界強度を把握することができる。
【００３５】
ドナーノード１１１とサービスノード１１３との設置位置が近い場合もあるため、ドナーノード１１１の位置において電波の電界強度が小さい周波数帯域は、サービスノード１１３の位置においても当該周波数帯域の電波の電界強度は小さい可能性が高い。よって、制御部１２１は、使用可能周波数帯域のうち電界強度が最も小さい周波数帯域を特定し、当該周波数帯域を移動局側通信部１２３に割り当てる（ステップＳ１０４）。よって、移動局側通信部１２３は、割り当てられた周波数帯域で同期信号を移動局ＭＳと送受信し、移動局ＭＳと通信接続を確立する。
【００３６】
移動局ＭＳは、サービスノード１１３との通信接続の確立後、移動局側通信部１２３からの無線信号のＣＩＮＲを算出する。そして、移動局ＭＳは、算出したＣＩＮＲの情報を含む信号をサービスノード１１３に送信する。すると、移動局側通信部１２３は、移動局ＭＳのＣＩＮＲの情報を含む信号を受信し、制御部１２１に送る。制御部１２１は、当該信号から移動局ＭＳのＣＩＮＲを取得する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１２１は、ＣＩＮＲを、移動局側通信部１２３が使用する周波数帯域と関連付けて記憶部１１９に記憶させる（ステップＳ１０６）。
【００３７】
中継装置１０１は、基地局ＢＳと移動局ＭＳとの中継を開始した後、通信環境の変化に伴い、移動局側通信部１２３に使用させる周波数帯域を変えることができる。例えば、通信環境の変化に伴い、ステップＳ１０３において、使用可能周波数帯域のうち電界強度が最も小さい周波数帯域が変化することがある。この場合、制御部１２１は、電界強度が最も小さくなった周波数帯域を移動局側通信部１２３に割り当てることができる。なお、移動局ＭＳのＣＩＮＲの取得のために、制御部１２１は、基地局側周波数帯域を移動局側通信部１２３に割り当てることもできる。
【００３８】
中継装置１０１が全ての使用可能周波数帯域及び基地局側周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲを取得した後に、移動局側通信部１２３が使用する周波数帯域を変更する必要が生じるとする。この場合、中継装置１０１は、以下の図４の処理を行う。なお、移動局側通信部１２３が使用する周波数帯域の変更の必要性が生じる場合とは、例えば、中継装置１０１が再起動する場合や、ドナーノード１１１がハンドオーバにより接続先を変更する場合などである。
【００３９】
中継装置１０１は、図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様の処理であるステップＳ１１１〜Ｓ１１３を行う。そして、制御部１２１は、使用可能周波数帯域のうちの１つを暫定周波数帯域にする（ステップＳ１１４）。このとき、制御部１２１は、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に暫定周波数帯域にすることもできる。つまり、制御部１２１は、まず、最も電界強度が小さい使用可能周波数帯域を暫定周波数帯域に設定する。
【００４０】
そして、制御部１２１は、記憶部１１９に記憶されている暫定周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲと通信品質閾値とを読み出し、比較する（ステップＳ１１５）。
【００４１】
暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値以上の場合（ステップＳ１１５のＹｅｓ）、制御部１２１は、当該暫定周波数帯域を使用周波数帯域として移動局側通信部１２３に割り当てる（ステップＳ１１６）。そして、制御部１２１は、暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように移動局側通信部１２３を制御する。移動局側通信部１２３が、暫定周波数を使用して、移動局ＭＳと同期信号を送受信することにより、通信接続が確立される。
【００４２】
移動局ＭＳは、サービスノード１１３との通信接続の確立後、移動局側通信部１２３からの無線信号のＣＩＮＲを算出する。そして、移動局ＭＳは、算出したＣＩＮＲの情報を含む信号をサービスノード１１３に送信する。すると、移動局側通信部１２３は、移動局ＭＳのＣＩＮＲの情報を含む信号を受信し、制御部１２１に送る。制御部１２１は、図３のステップＳ１０５及びＳ１０６と同様、当該信号から移動局ＭＳのＣＩＮＲを取得する（ステップＳ１１７）。そして、制御部１２１は、取得したＣＩＮＲを記憶部１１９に記憶させることにより、移動局側通信部１２３の使用周波数帯域に関連するＣＩＮＲの値を更新する（ステップＳ１１８）。
【００４３】
ステップＳ１１５において、暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値未満の場合（ステップＳ１１５のＮｏ）、制御部１２１は、複数の使用可能周波数帯域の中に、暫定周波数帯域の候補が存在するか否かを判断する（ステップＳ１１９）。暫定周波数帯域の候補とは、使用可能周波数帯域のうち、自帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲと通信品質閾値との比較が行われていない周波数帯域を意味する。
【００４４】
暫定周波数帯域の候補が存在する場合（ステップＳ１１９のＹｅｓ）、制御部１２１は、使用可能周波数帯域から新たな暫定周波数帯域を特定し、暫定周波数帯域を変更する（ステップＳ１１４）。なお、制御部１２１が、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に暫定周波数帯域にする場合は、変更前の暫定周波数帯域の次に電界強度の小さい使用可能周波数帯域を新たな暫定周波数帯域にすることができる。
【００４５】
そして、制御部１２１は、新たに特定された暫定周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲと通信品質閾値とを比較し、暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値以上の場合は（ステップＳ１１５のＹｅｓ）、中継装置１０１は、ステップＳ１１６〜Ｓ１１８の処理を行う。
【００４６】
暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値未満の場合は（ステップＳ１１５のＮｏ）、中継装置１０１は、再度ステップＳ１１９の処理を行う。
【００４７】
暫定周波数帯域の候補が存在しない場合は（ステップＳ１１９のＮｏ）、制御部１２１は、最も電界強度が小さい使用可能周波数帯域を通信周波数帯域として移動局側通信部１２３に割り当てる（ステップＳ１２０）。そして、移動局側通信部１２３は、最も電界強度が小さい使用可能周波数帯域を使用して、移動局ＭＳと同期信号を送受信して、通信接続を確立する。その後、中継装置１０１は、ステップＳ１１７及びＳ１１８の処理を行う。
【００４８】
このように本実施形態では、中継装置１０１の制御部１２１は、使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域のＣＩＮＲが通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように移動局側通信部１２３を制御する。移動局側通信部１２３が使用する可能性のある使用可能周波数帯域は、基地局側通信部１１７が基地局ＢＳとの通信で使用する基地局側周波数帯域と異なるものである。そのため、移動局側通信部１２３が使用可能周波数帯域のいずれかで無線信号を送信する限り、移動局側通信部１２３からの信号が基地局側通信部１１７からの信号に干渉し、ドナーノード１１１の通信環境を悪化させることはない。また、移動局側通信部１２３には、使用可能周波数帯域のうち、移動局ＭＳのＣＩＮＲが通信品質閾値以上となる周波数帯域が割り当てられる。つまり、移動局側通信部１２３の使用周波数帯域は、移動局ＭＳのＣＩＮＲ、つまりサービスノード１１３の通信環境に基づいて決定される。よって、制御部１２１が移動局側通信部１２３に割り当てた周波数帯域は、サービスノード１１３の通信環境において干渉の影響を受けにくいものである。
【００４９】
また、本実施形態では、制御部１２１は、使用可能周波数帯域各々における基地局側通信部１１７の電界強度を測定し、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に暫定周波数帯域に設定することができる。これにより、制御部１２１は、電界強度が小さい使用可能周波数帯域から順に、使用可能周波数帯域のＣＩＮＲと通信品質閾値との比較を行う。測定された電界強度は、使用可能周波数帯域に存在する電波のドナーノード１１１の位置における電界強度であるが、通信ドナーノード１１１とサービスノード１１３とが近くに位置するほど、サービスノード１１３の電界強度に近い値となる。よって、電界強度が小さい使用可能周波数帯域のＣＩＮＲほど通信品質閾値以上になる可能性が高い。従って、制御部１２１が移動局側通信部１２３に割り当てる周波数帯域を決定するまでの処理を最小限に抑えることができる。
【００５０】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００５１】
例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００５２】
上述の本発明の実施形態では、中継装置１０１は、使用可能周波数帯域に関する移動局ＭＳのＣＩＮＲを予め取得するとして説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、制御部は、暫定周波数帯域を特定した時点で、暫定周波数帯域を移動局側通信部に一時的に割当て、移動局と通信を行うことができる。そして、移動局から暫定周波数帯域で送信された無線信号のＣＩＮＲを測定し、その値をサービスノードに送信することができる。制御部は、取得したＣＩＮＲを通信品質閾値と比較し、通信品質閾値上であれば、移動局側通信部と移動局との暫定周波数帯域での通信を継続させることができる。また、制御部は、取得したＣＩＮＲが通信品質閾値未満である場合は、移動局側通信部と移動局との通信接続を切断することができる。つまり、中継装置は、暫定周波数帯域に関するＣＩＮＲと通信品質閾値とを比較する直前に、暫定周波数帯域に関するＣＩＮＲを取得することができる。
【００５３】
上述の本発明の実施形態の説明において、例えば、閾値「以上」または閾値「未満」のような表現の技術的思想が意味する内容は必ずしも厳密な意味ではなく、中継装置の仕様に応じて、基準となる値を含む場合又は含まない場合の意味を包含するものとする。例えば、閾値「以上」とは、閾値の比較対象である値が閾値に達した場合のみならず、閾値を超えた場合も含意し得るものとする。また、例えば閾値「未満」とは、閾値の比較対象である値が閾値を下回った場合のみならず、閾値に達した場合、つまり閾値以下になった場合も含意し得るものとする。
【符号の説明】
【００５４】
１１ 無線通信システム
１０１ 中継装置
１１１ ドナーノード
１１３ サービスノード
１１７ 基地局側通信部
１１９ 記憶部
１２１ 制御部
１２３ 移動局側通信部
ＢＳ 基地局
ＭＳ 移動局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置であって、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域のいずれかで前記移動局と無線信号を送受信する移動局側通信部と、
前記移動局側通信部が、前記使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信すると、当該通信品質値を記憶する記憶部と、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように前記移動局側通信部を制御する制御部と
を備える中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の中継装置において、
前記制御部は、前記使用可能周波数帯域各々における前記基地局側通信部の電界強度を測定し、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に前記暫定周波数帯域にすることを特徴とする中継装置。
【請求項３】
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置における通信制御方法において、当該中継装置が、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信するステップと、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信し、当該通信品質値を記憶するステップと、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で前記移動局と無線信号を送受信するステップと
を含む通信制御方法。
【請求項１】
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置であって、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信する基地局側通信部と、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域のいずれかで前記移動局と無線信号を送受信する移動局側通信部と、
前記移動局側通信部が、前記使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信すると、当該通信品質値を記憶する記憶部と、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で無線信号を送受信するように前記移動局側通信部を制御する制御部と
を備える中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の中継装置において、
前記制御部は、前記使用可能周波数帯域各々における前記基地局側通信部の電界強度を測定し、電界強度がより小さい使用可能周波数帯域を優先的に前記暫定周波数帯域にすることを特徴とする中継装置。
【請求項３】
基地局と移動局との間で送受信される無線信号を中継する中継装置における通信制御方法において、当該中継装置が、
基地局側周波数帯域で前記基地局と無線信号を送受信するステップと、
基地局側周波数帯域と異なる複数の使用可能周波数帯域各々で無線信号が送信された場合の前記移動局の通信品質値を受信し、当該通信品質値を記憶するステップと、
前記使用可能周波数帯域のうちのある暫定周波数帯域の通信品質値が通信品質閾値以上である場合、当該暫定周波数帯域で前記移動局と無線信号を送受信するステップと
を含む通信制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９８５８６（Ｐ２０１３−９８５８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６４３６（Ｐ２０１１−２３６４３６）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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