無線レピータ装置
【課題】コストを増大させることなく、自己の送信波に起因する干渉の影響を極小にし、多段階の中継も可能な無線レピータ装置を提供する。
【解決手段】制御部１００は、当該無線通信システムで用いられる３つの無線通信周波数について、受信電力レベルを検出し、アンテナ１を通じた上り回線用の無線通信周波数に最も受信電力レベルの高い周波数を選択し、一方、アンテナ１７を通じた下り回線用の無線通信周波数には最も受信電力レベルの低い周波数を選択して、無線中継を行うようにしたものである。
【解決手段】制御部１００は、当該無線通信システムで用いられる３つの無線通信周波数について、受信電力レベルを検出し、アンテナ１を通じた上り回線用の無線通信周波数に最も受信電力レベルの高い周波数を選択し、一方、アンテナ１７を通じた下り回線用の無線通信周波数には最も受信電力レベルの低い周波数を選択して、無線中継を行うようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例えば、モバイルブロードバンドや携帯電話事業において、建物の中、ビル陰やトンネル、地下街等に生じる電波の不感地帯対策に用いられる無線レピータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、建物の中、ビル陰やトンネル、地下街等においては、携帯電話システムやモバイルブロードバンド通信（例えば、WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access））の基地局装置や公衆無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントからの無線信号が及ばない不感地帯が生じることがあり、この対策として、無線信号を中継する無線レピータ装置を敷設することで、運用エリアの補間を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、無線レピータ装置は、自己の送信波が受信側に回り込むことで干渉が拡大するため、送信電力レベルを上げることによる運用エリア拡大には限界がある。また複数の無線レピータ装置を用いて、多段階の中継を行うと、上記干渉が蓄積されることになる。これに対して従来は、光ファイバーや同軸ケーブルなどの有線回線を使って、無線レピータ装置の受信点と再送信点の場所と遠ざけることで、上記干渉を回避するなどの対策を講じることがあったが、有線回線の敷設は大規模工事になり、コスト面で問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７１２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の無線レピータ装置では、自己の送信波が受信側に回り込むことによる干渉があり、また複数の無線レピータ装置を用いて多段階の中継を行うと、上記干渉が蓄積されるという問題があった。また有線回線を用いて受信点と再送信点に隔たりを持たせる場合には、コスト面で問題があった。
【０００６】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、コストを増大させることなく、自己の送信波に起因する干渉の影響を極小にし、多段階の中継も可能な無線レピータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、複数の無線通信周波数を受信する受信手段と、この受信手段が受信した複数の無線通信周波数の各受信品質を検出する受信品質検出手段と、この受信品質検出手段が検出した受信品質に基づいて、最も高い受信品質が得られた無線通信周波数で受信した信号を、この無線通信周波数以外の無線通信周波数で送信する中継手段とを具備して構成するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように、この発明では、中継の上流側の無線通信では、最も高い受信品質が得られた無線通信周波数を用い、一方、中継の下流側の無線通信では、上記無線通信周波数以外の無線通信周波数を用いるようにしている。
【０００９】
したがって、この発明によれば、中継の上流側と、中継の下流で異なる無線通信周波数が用いられるので、コストを増大させることなく、自己の送信波に起因する干渉の影響を極小にし、また多段階の中継も可能な無線レピータ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係わる無線レピータ装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した無線レピータ装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】図２に示した制御処理による具体的な動作例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる無線レピータ装置の構成を示すものである。この無線レピータ装置は、図１に示すような機能ブロック１〜２６、および制御部１００を備える。
【００１２】
なお、以下の説明では、WiMAXシステムで用いられる無線レピータ装置を例に挙げて説明する。また、ここで例に挙げるWiMAXシステムは、WiMAXシステムのネットワークに収容される無線基地局と、ユーザが所持する無線端末装置との間の無線通信で、３つの無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のうち、いずれか１つを選択して無線通信を行うものである。
【００１３】
アンテナ１は、WiMAXシステムのネットワークに収容される無線基地局や、当該無線レピータ装置と同様の構成から成り上記無線基地局との中継経路上に敷設された無線レピータ装置と、TDD(Time Division Duplex)方式で送信される無線信号を送受信するためのアンテナである。すなわち、アンテナ１は、上記ネットワークからの下り回線信号の受信と、同ネットワークへ向けた上り回線信号の送信に用いられるアンテナである。
【００１４】
バンドパスフィルタ（BPF）２は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、アンテナ１により空間から得た無線周波数の信号をフィルタリングしてタイムスイッチ３に出力するとともに、タイムスイッチ３から入力される無線周波数の信号をフィルタリングしてアンテナ１に出力する。
【００１５】
タイムスイッチ３は、後述する制御部１００の制御によって所定の周期で切替制御されるスイッチであって、TDDを実現するために、バンドパスフィルタ２から入力される信号のローノイズアンプ（LNA）４への出力と、後述するパワーアンプ２６から入力される信号のバンドパスフィルタ２への出力を順に繰り返し切り替えて行う。
【００１６】
ローノイズアンプ４は、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号の増幅用に利得特性が調整された増幅器であって、タイムスイッチ３から入力される信号を所定のレベルまで増幅し、ダウンコンバータ５に出力する。
ダウンコンバータ５は、発振器６により発振されたローカル信号と、ローノイズアンプ４が出力する信号をミキシングして、ベースバンド信号にダウンコンバートする。
Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）７は、ダウンコンバータ５から出力される中間周波数のアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００１７】
バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃは、それぞれ予め設定された周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれか）に対応する周波数のディジタル信号を抽出するためのフィルタである。バンドパスフィルタ８ａは、無線通信周波数ｆ１に対応する周波数Ｆ１のディジタル信号を抽出する。またバンドパスフィルタ８ｂは、無線通信周波数ｆ２に対応する周波数Ｆ２のディジタル信号を抽出する。そしてバンドパスフィルタ８ｃは、無線通信周波数ｆ３に対応する周波数Ｆ３のディジタル信号を抽出する。これらのバンドパスフィルタによって抽出された３つのディジタル信号は、それぞれ選択スイッチ９および制御部１００に出力される。
【００１８】
選択スイッチ９は、制御部１００によって制御され、バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃから入力される３つのディジタル信号のうち、いずれか１つを選択的に周波数変換部（ｆ変換）１０に出力する。
周波数変換部１０は、制御部１００によって制御され、選択スイッチ９から入力されるディジタル信号を、選択スイッチ９で選択したバンドパスフィルタには対応しない他の周波数に対応するディジタル信号に周波数変換して、Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）１１に出力する。
【００１９】
Ｄ／Ａコンバータ１１は、周波数変換部１０から入力されるディジタル信号をアナログ信号に変換し、アップコンバータ１２に出力する。
アップコンバータ１２は、発振器６により発振されたローカル信号と、Ｄ／Ａコンバータ１１から入力されるアナログ信号をミキシングして、上記アナログ信号をアップコンバートする。これにより、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれかの信号が得られる。
【００２０】
バンドパスフィルタ（BPF）１３は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、アップコンバータ１２から出力される無線周波数の信号から、アップコンバータ１２によるアップコンバートで生じたイメージ信号をキャンセルして、パワーアンプ１４に出力する。
パワーアンプ１４は、バンドパスフィルタ１３から入力される無線周波の信号を、所定の送信電力レベルまで増幅し、タイムスイッチ１５に出力する。
【００２１】
タイムスイッチ１５は、制御部１００の制御によって所定の周期で切替制御されるスイッチであって、TDD(Time Division Duplex)を実現するために、パワーアンプ１４から入力される信号のバンドパスフィルタ（BNP）１６への出力と、バンドパスフィルタ１６から入力される信号のローノイズアンプ（LNA）１８への出力を順に繰り返し切り替えて行う。
【００２２】
バンドパスフィルタ１６は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、タイムスイッチ１５から入力される無線周波数の信号をフィルタリングしてアンテナ１に出力するとともに、アンテナ１７により空間から得た無線周波数の信号をフィルタリングしてタイムスイッチ１５に出力する。
【００２３】
アンテナ１７は、無線端末装置や、当該無線レピータ装置と同様の構成から成り上記無線端末装置との中継経路上に敷設された無線レピータ装置と、無線信号を送受信するためのアンテナである。すなわち、アンテナ１７は、上記無線端末装置へ向けた下り回線信号の送信と、同無線端末装置からの上り回線信号の受信に用いられるアンテナである。
【００２４】
ローノイズアンプ１８は、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号の増幅用に利得特性が調整された増幅器であって、タイムスイッチ１５から入力される信号を所定のレベルまで増幅し、ダウンコンバータ１９に出力する。
ダウンコンバータ１９は、発振器６により発振されたローカル信号と、ローノイズアンプ１８が出力する信号をミキシングして、中間周波数のアナログ信号にダウンコンバートする。
Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）２０は、ダウンコンバータ１９から出力される中間周波数のアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００２５】
可変バンドパスフィルタ２１は、制御部１００によって制御され、周波数変換部１０で変換した周波数のディジタル信号を抽出するためのフィルタである。この可変バンドパスフィルタ２１によって抽出されたディジタル信号は、周波数変換部（ｆ変換部）２２に出力される。
【００２６】
周波数変換部２２は、制御部１００によって制御され、可変バンドパスフィルタ２１から入力されるディジタル信号を、選択スイッチ９が選択したバンドパスフィルタに対応する周波数のディジタル信号に周波数変換して、Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）２３に出力する。
Ｄ／Ａコンバータ２３は、周波数変換部２２から入力されるディジタル信号をアナログ信号に変換し、アップコンバータ２４に出力する。
アップコンバータ２４は、発振器６により発振されたローカル信号と、Ｄ／Ａコンバータ２３から入力されるアナログ信号をミキシングして、上記アナログ信号をアップコンバートする。これにより、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれかの信号が得られる。
【００２７】
バンドパスフィルタ（BPF）２５は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、アップコンバータ２４から出力される無線周波数の信号から、アップコンバータ２４によるアップコンバートで生じたイメージ信号をキャンセルして、パワーアンプ２６に出力する。
パワーアンプ２６は、バンドパスフィルタ２５から入力される無線周波の信号を、所定の送信電力レベルまで増幅し、タイムスイッチ３に出力する。
【００２８】
制御部１００は、マイクロプロセッサと、制御データや制御プログラムを記憶する記憶回路を備え、上記マイクロプロセッサが上記制御データや制御プログラムにしたがって動作することにより、当該無線レピータ装置の各部を統括して制御して、各種無線装置（無線基地局装置、他の無線レピータ装置、あるいは無線端末装置）との間で無線中継を行うものであって、TDD制御手段１０１と、電力レベル検出手段１０２と、中継周波数制御手段１０３とを備えている。
【００２９】
TDD制御手段１０１は、中継経路の上流側に位置する上流側無線装置（無線基地局や他の無線レピータ装置）からの受信信号（バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃの出力）に基づいて、上流側無線装置からの受信タイミングと、上流側無線装置への送信タイミングをそれぞれ検出し、これらのタイミングに基づいて、上流側無線装置が、中継経路の下流側に位置する下流側無線装置（他の無線レピータ装置や無線端末装置）と直接無線通信しているかのように認識できるように、タイムスイッチ３を切替制御して、上流側無線装置との間でTDDを実現する。すなわち、上流側無線装置から受信を行うタイミングでは、バンドパスフィルタ２とローノイズアンプ４を接続し、一方、上流側無線装置へ送信を行うタイミングでは、パワーアンプ２６とバンドパスフィルタ２とを接続する。
【００３０】
またTDD制御手段１０１は、下流側無線装置に対しては、下流側無線装置が上流側無線装置に直接無線接続しているかのように認識できるように、上記受信タイミングおよび上記送信タイミングに同期したタイミングに基づいて、タイムスイッチ１５を切替制御して、下流側無線装置との間でTDDを実現する。すなわち、下流側無線装置へ送信を行うタイミングでは、パワーアンプ１４とバンドパスフィルタ１６とを接続し、一方、下流側無線装置から受信を行うタイミングでは、バンドパスフィルタ１６とローノイズアンプ１８を接続する。この様な動作を行う為、タイムスイッチ３およびタイムスイッチ１５は、TDDのタイミングに合わせて同時に動作する事となる。
【００３１】
電力レベル検出手段１０２は、バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃの各出力の電力レベルを検出して、上流側無線装置から送信される３つの無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のうち、最も大きな電力レベルの無線通信周波数ｆmaxと、最も小さい電力レベルの無線通信周波数ｆｍｉｎを検出する。
【００３２】
中継周波数制御手段１０３は、上流側無線装置との通信に無線通信周波数ｆmaxを用い、一方、下流側無線通信装置との通信に無線通信周波数ｆｍｉｎを用いるように各部を制御する。具体的には、選択スイッチ９、周波数変換部１０、可変バンドパスフィルタ２１および周波数変換部２２を制御する。
【００３３】
次に、上記構成の無線レピータ装置の動作について説明する。図２は、制御部１００の制御処理を説明するためのフローチャートであり、この図を参照して説明する。なお、この制御処理は、電源が投入された場合や、中継を行っていない状態が所定時間続いた場合や、中継を行っていない場合に所定の時刻が到来すると、中継に好適する無線通信周波数を見直すために、実行される。なお、初期状態においては、タイムスイッチ３はLNA４に接続した状態とし、パワーアンプ１４，２６への電力供給は停止して、消費電力を抑制している。
【００３４】
まずステップ２ａにおいて制御部１００は、電力レベル検出手段１０２により、バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃの各出力の電力レベルを検出し、ステップ２ｂに移行する。これにより、上流側無線装置から送信される３つの無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３で受信した信号の電力レベルが検出される。
【００３５】
ステップ２ｂにおいて制御部１００は、電力レベル検出手段１０２により、ステップ２ａの検出結果に基づいて、最も高い受信レベルの無線通信周波数を検出して、これをｆｍａｘとして上流側無線装置との通信に用いる周波数として決定し、ステップ２ｃに移行する。
【００３６】
ステップ２ｃにおいて制御部１００は、電力レベル検出手段１０２により、ステップ２ａの検出結果に基づいて、最も低い受信レベルの無線通信周波数を検出して、これをｆｍｉｎとして下流側無線装置との通信に用いる周波数として決定し、ステップ２ｄに移行する。
【００３７】
ステップ２ｄにおいて制御部１００は、パワーアンプ１４およびパワーアンプ２６に電力を供給して、その動作を開始させ、ステップ２ｅに移行する。なお、ステップ２ｄまでに電力を供給してもよいが、その場合は、十分な利得が得られるほどの電力は供給せず、ステップ２ｄに移行した場合に、所望の利得が得られるような十分な電力を供給する。
【００３８】
ステップ２ｅにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、選択スイッチ９を制御して、ステップ２ｂで決定したｆｍａｘに対応する受信信号を周波数変換部１０に出力するように設定し、ステップ２ｆに移行する。
【００３９】
ステップ２ｆにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、周波数変換部１０を制御して、選択スイッチ９を通じて入力されるｆｍａｘに対応する受信信号を、ステップ２ｃで決定したｆｍｉｎに対応する信号に周波数変換させるように設定し、ステップ２ｇに移行する。この設定によって得られる周波数変換された受信信号は、Ｄ／Ａコンバータ１１でアナログ信号に変換された後、アップコンバータ１２によりアップコンバートされ、バンドパスフィルタ１３を介することにより、無線通信周波数ｆｍｉｎの高周波信号となり、下流側無線装置に送信される。
【００４０】
ステップ２ｇにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、可変バンドパスフィルタ２１を制御して、そのフィルタリングにより、無線通信周波数ｆｍｉｎに対応する受信信号を出力するように設定し、ステップ２ｈに移行する。これにより、アンテナ１７を通じて受信された無線信号のうち、無線通信周波数ｆｍｉｎに対応する受信信号が周波数変換部２２に入力されることになる。
【００４１】
ステップ２ｈにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、周波数変換部２２を制御して、可変バンドパスフィルタ２１から入力されるｆｍｉｎに対応する受信信号を、ステップ２ｂで検出したｆｍａｘに対応する信号に周波数変換させるように設定し、当該処理を終了する。この設定によって得られる周波数変換された受信信号は、Ｄ／Ａコンバータ２３でアナログ信号に変換された後、アップコンバータ２４によりアップコンバートされ、バンドパスフィルタ２５を介することにより、無線通信周波数ｆｍａｘの高周波信号となり、上流側無線装置に送信される。
【００４２】
次に、図３を参照して、図２に示した制御処理による具体的な動作例を説明する。図３では、ビルＢ内の深部に無線端末装置ＭＳが存在し、これとWiMAXシステムのネットワークに収容される無線基地局とを中継する場合を例に挙げている。
【００４３】
ビルＢの屋外には、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３が存在し、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３の順に、ビルＢから近い位置に存在している。そして、ビルBでは、無線基地局ＢＳ１から無線通信周波数ｆ１の信号が強く受信され、また無線基地局ＢＳ２からは、無線通信周波数ｆ２の信号が強く受信され、そして無線基地局ＢＳ３からは、無線通信周波数ｆ３の信号が強く受信されている。またビルＢ内には、この発明に係わる無線レピータ装置ＲＥＰ１、ＲＥＰ２、ＲＥＰ３が、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３と無線端末装置ＭＳとの間に、この順序で敷設されているものとする。
【００４４】
無線レピータ装置ＲＥＰ１は、他の無線レピータ装置ＲＥＰ２、ＲＥＰ３よりも無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３の近くに位置し、最も近くに存在する無線基地局ＢＳ１からの無線通信周波数ｆ１の無線信号を最も高い電力レベルの信号として受信し、一方、最も遠くに存在する無線基地局ＢＳ３からの無線通信周波数ｆ３の無線信号を最も低い電力レベルの信号として受信する。
【００４５】
このため、無線レピータ装置ＲＥＰ１は、ステップ２ｂにて無線通信周波数ｆ１をｆｍａｘに決定し、ステップ２ｃにて無線通信周波数ｆ３をｆｍｉｎに決定する。すなわち、無線基地局ＢＳ１との上り回線用のTDD通信のために、無線通信周波数ｆ１を採用することを決定し、下り回線用のTDD通信のために無線通信周波数ｆ３を採用することを決定する。
【００４６】
次に、無線レピータ装置ＲＥＰ２は、他の無線レピータ装置ＲＥＰ３よりも無線レピータ装置ＲＥＰ１に近く、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３からの無線信号電力レベルが低いため、無線レピータ装置ＲＥＰ１からの無線通信周波数ｆ３の無線信号を最も高い電力レベルの信号として受信する。一方、無線レピータ装置ＲＥＰ１で用いていない無線通信周波数ｆ２の無線信号を最も低い電力レベルの信号として受信する。
【００４７】
このため、無線レピータ装置ＲＥＰ２は、ステップ２ｂにて無線通信周波数ｆ３をｆｍａｘに決定し、ステップ２ｃにて無線通信周波数ｆ２をｆｍｉｎに決定する。すなわち、無線レピータ装置ＲＥＰ１との上り回線用のTDD通信のために、無線通信周波数ｆ３を採用することを決定し、下り回線用のTDD通信のために無線通信周波数ｆ２を採用することを決定する。
【００４８】
同様に、無線レピータ装置ＲＥＰ３は、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３からの無線信号の電力レベルが低いため、無線レピータ装置ＲＥＰ２からの無線通信周波数ｆ２の無線信号を最も高い電力レベルの信号として受信する。一方、無線レピータ装置ＲＥＰ２で用いていない無線通信周波数ｆ１の無線信号を最も低い電力レベルの信号として受信する。
【００４９】
このため、無線レピータ装置ＲＥＰ３は、ステップ２ｂにて無線通信周波数ｆ２をｆｍａｘに決定し、ステップ２ｃにて無線通信周波数ｆ１をｆｍｉｎに決定する。すなわち、無線レピータ装置ＲＥＰ２との上り回線用のTDD通信のために、無線通信周波数ｆ２を採用することを決定し、下り回線用のTDD通信のために無線通信周波数ｆ１を採用することを決定する。
【００５０】
このため、ユーザが所持する無線端末装置ＭＳは、無線レピータ装置ＲＥＰ３から送信される無線通信周波数ｆ１の無線信号の電力レベルが高いことを検出し、無線レピータ装置ＲＥＰ３と無線通信周波数ｆ１を通じて無線接続する。このようにして無線接続された無線端末装置ＭＳは、無線レピータ装置ＲＥＰ３、ＲＥＰ２、ＲＥＰ１を順に介して、無線基地局ＢＳ１に接続される。
【００５１】
以上のように、上記構成の無線レピータ装置では、上り回線用の無線通信周波数に最も受信電力レベルの高い周波数を選択し、一方、下り回線用の無線通信周波数には最も受信電力レベルの低い周波数を選択して、無線中継を行うようにしている。
【００５２】
したがって、上記構成の無線レピータ装置によれば、他局との通信に用いる無線通信周波数を、上りと下りで干渉しないように選択するので、コストを増大させることなく、自己の送信波に起因する干渉の影響を極小でき、また多段階の中継も可能である。
【００５３】
そしてまた無線レピータ装置の設置に際して、装置間で認証設定などの複雑な設定が不要であるため、電力さえ得られれば容易に設置することができ、また変更の容易に可能である。
【００５４】
すなわち、複数の無線レピータ装置を用いて中継する場合には、多段接続された無線レピータ毎に、わずかに伝送遅延が発生する。ＴＤＤ方式で伝送するバースト状の信号の立ち上がり期間に、上記信号品質を検出する必要がある。つまり、初段の無線レピータが上述したアルゴリズムにより周波数を選択して送信すると、その後は初段の無線レピータが受信する信号が、第２の送信出力が回り込んでしまう為、正しい信号品質の評価ができなくなる。これを回避する為に、上記ＴＤＤ方式で伝送するバースト状の信号の立ち上がりで、まだ再送信を行う前の期間で判断を行う事が必要である。
【００５５】
また上記構成の無線レピータ装置では、中継に用いる周波数を決定するまでの間、送信系のパワーアンプ１４，２６への電力供給を停止するようにしているので、中継開始前の消費電力を抑制することができる。
【００５６】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５７】
その一例として例えば、上記実施の形態では、受信品質を判定する基準として、受信電力レベルを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばC／Ｎ比など他の指標に基づいて信号品質を判定し、最も信号品質のよい周波数で上流側無線装置と無線通信し、それ以外の周波数で下流側無線装置と無線通信するようにしてもよい。
【００５８】
また上記実施の形態では、図３を例に挙げ、ビルＢ内の設置する場合を例に挙げて説明したが、設置場所はこれに限定されるものではなく、例えば、地下鉄駅構内や、地下鉄線路区間、トンネルなどに設置することも可能である。これらの環境では、外部からの干渉波は少なく、隣接する無線レピータ装置間での干渉に限定されるため、本発明の係わる無線レピータ装置が好適する。
【００５９】
そしてまた上記実施の形態では、１つの無線基地局が１つの無線通信周波数を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、複数の無線通信周波数を用いる場合にも適用可能である。
【００６０】
さらにまた上記実施の形態では、通信に適した無線基地局を見つけるための周波数と、通信に用いる周波数が同じ場合を例に挙げて説明したが、異なる場合にも適用できる。例えば、複数の無線基地局（あるいは、無線レピータ装置）が互いに共通する周波数を通じて、固有の識別情報を含んだパイロット信号を送信するようにし、無線レピータ装置が最も良好な受信品質が得られる無線基地局（あるいは、無線レピータ装置）を特定し、この無線基地局を上流側無線装置として、上記パイロット信号が送信される周波数とは別の周波数を通じて通信を行うようにしてもよい。そして、下流側無線装置とは、上記別の周波数とは、さらに別の周波数を通じて通信を行うようにする。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１，１７…アンテナ、２，８ａ，８ｂ，８ｃ，１３，１６，２５…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３，１５…タイムスイッチ、４，１８…ローノイズアンプ（ＬＮＡ）、５，１９…ダウンコンバータ、６…発振器、７，２０…Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）、９…選択スイッチ、１０，２２…周波数変換部、１１，２３…Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）、１２，２４…アップコンバータ、１４，２６…パワーアンプ、２１…可変バンドパスフィルタ、１００…制御部、１０１…TDD制御手段、１０２…電力レベル検出手段、１０３…中継周波数制御手段。
【技術分野】
【０００１】
例えば、モバイルブロードバンドや携帯電話事業において、建物の中、ビル陰やトンネル、地下街等に生じる電波の不感地帯対策に用いられる無線レピータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、建物の中、ビル陰やトンネル、地下街等においては、携帯電話システムやモバイルブロードバンド通信（例えば、WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access））の基地局装置や公衆無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントからの無線信号が及ばない不感地帯が生じることがあり、この対策として、無線信号を中継する無線レピータ装置を敷設することで、運用エリアの補間を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、無線レピータ装置は、自己の送信波が受信側に回り込むことで干渉が拡大するため、送信電力レベルを上げることによる運用エリア拡大には限界がある。また複数の無線レピータ装置を用いて、多段階の中継を行うと、上記干渉が蓄積されることになる。これに対して従来は、光ファイバーや同軸ケーブルなどの有線回線を使って、無線レピータ装置の受信点と再送信点の場所と遠ざけることで、上記干渉を回避するなどの対策を講じることがあったが、有線回線の敷設は大規模工事になり、コスト面で問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７１２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の無線レピータ装置では、自己の送信波が受信側に回り込むことによる干渉があり、また複数の無線レピータ装置を用いて多段階の中継を行うと、上記干渉が蓄積されるという問題があった。また有線回線を用いて受信点と再送信点に隔たりを持たせる場合には、コスト面で問題があった。
【０００６】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、コストを増大させることなく、自己の送信波に起因する干渉の影響を極小にし、多段階の中継も可能な無線レピータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、複数の無線通信周波数を受信する受信手段と、この受信手段が受信した複数の無線通信周波数の各受信品質を検出する受信品質検出手段と、この受信品質検出手段が検出した受信品質に基づいて、最も高い受信品質が得られた無線通信周波数で受信した信号を、この無線通信周波数以外の無線通信周波数で送信する中継手段とを具備して構成するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように、この発明では、中継の上流側の無線通信では、最も高い受信品質が得られた無線通信周波数を用い、一方、中継の下流側の無線通信では、上記無線通信周波数以外の無線通信周波数を用いるようにしている。
【０００９】
したがって、この発明によれば、中継の上流側と、中継の下流で異なる無線通信周波数が用いられるので、コストを増大させることなく、自己の送信波に起因する干渉の影響を極小にし、また多段階の中継も可能な無線レピータ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明に係わる無線レピータ装置の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した無線レピータ装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】図２に示した制御処理による具体的な動作例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる無線レピータ装置の構成を示すものである。この無線レピータ装置は、図１に示すような機能ブロック１〜２６、および制御部１００を備える。
【００１２】
なお、以下の説明では、WiMAXシステムで用いられる無線レピータ装置を例に挙げて説明する。また、ここで例に挙げるWiMAXシステムは、WiMAXシステムのネットワークに収容される無線基地局と、ユーザが所持する無線端末装置との間の無線通信で、３つの無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のうち、いずれか１つを選択して無線通信を行うものである。
【００１３】
アンテナ１は、WiMAXシステムのネットワークに収容される無線基地局や、当該無線レピータ装置と同様の構成から成り上記無線基地局との中継経路上に敷設された無線レピータ装置と、TDD(Time Division Duplex)方式で送信される無線信号を送受信するためのアンテナである。すなわち、アンテナ１は、上記ネットワークからの下り回線信号の受信と、同ネットワークへ向けた上り回線信号の送信に用いられるアンテナである。
【００１４】
バンドパスフィルタ（BPF）２は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、アンテナ１により空間から得た無線周波数の信号をフィルタリングしてタイムスイッチ３に出力するとともに、タイムスイッチ３から入力される無線周波数の信号をフィルタリングしてアンテナ１に出力する。
【００１５】
タイムスイッチ３は、後述する制御部１００の制御によって所定の周期で切替制御されるスイッチであって、TDDを実現するために、バンドパスフィルタ２から入力される信号のローノイズアンプ（LNA）４への出力と、後述するパワーアンプ２６から入力される信号のバンドパスフィルタ２への出力を順に繰り返し切り替えて行う。
【００１６】
ローノイズアンプ４は、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号の増幅用に利得特性が調整された増幅器であって、タイムスイッチ３から入力される信号を所定のレベルまで増幅し、ダウンコンバータ５に出力する。
ダウンコンバータ５は、発振器６により発振されたローカル信号と、ローノイズアンプ４が出力する信号をミキシングして、ベースバンド信号にダウンコンバートする。
Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）７は、ダウンコンバータ５から出力される中間周波数のアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００１７】
バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃは、それぞれ予め設定された周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれか）に対応する周波数のディジタル信号を抽出するためのフィルタである。バンドパスフィルタ８ａは、無線通信周波数ｆ１に対応する周波数Ｆ１のディジタル信号を抽出する。またバンドパスフィルタ８ｂは、無線通信周波数ｆ２に対応する周波数Ｆ２のディジタル信号を抽出する。そしてバンドパスフィルタ８ｃは、無線通信周波数ｆ３に対応する周波数Ｆ３のディジタル信号を抽出する。これらのバンドパスフィルタによって抽出された３つのディジタル信号は、それぞれ選択スイッチ９および制御部１００に出力される。
【００１８】
選択スイッチ９は、制御部１００によって制御され、バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃから入力される３つのディジタル信号のうち、いずれか１つを選択的に周波数変換部（ｆ変換）１０に出力する。
周波数変換部１０は、制御部１００によって制御され、選択スイッチ９から入力されるディジタル信号を、選択スイッチ９で選択したバンドパスフィルタには対応しない他の周波数に対応するディジタル信号に周波数変換して、Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）１１に出力する。
【００１９】
Ｄ／Ａコンバータ１１は、周波数変換部１０から入力されるディジタル信号をアナログ信号に変換し、アップコンバータ１２に出力する。
アップコンバータ１２は、発振器６により発振されたローカル信号と、Ｄ／Ａコンバータ１１から入力されるアナログ信号をミキシングして、上記アナログ信号をアップコンバートする。これにより、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれかの信号が得られる。
【００２０】
バンドパスフィルタ（BPF）１３は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、アップコンバータ１２から出力される無線周波数の信号から、アップコンバータ１２によるアップコンバートで生じたイメージ信号をキャンセルして、パワーアンプ１４に出力する。
パワーアンプ１４は、バンドパスフィルタ１３から入力される無線周波の信号を、所定の送信電力レベルまで増幅し、タイムスイッチ１５に出力する。
【００２１】
タイムスイッチ１５は、制御部１００の制御によって所定の周期で切替制御されるスイッチであって、TDD(Time Division Duplex)を実現するために、パワーアンプ１４から入力される信号のバンドパスフィルタ（BNP）１６への出力と、バンドパスフィルタ１６から入力される信号のローノイズアンプ（LNA）１８への出力を順に繰り返し切り替えて行う。
【００２２】
バンドパスフィルタ１６は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、タイムスイッチ１５から入力される無線周波数の信号をフィルタリングしてアンテナ１に出力するとともに、アンテナ１７により空間から得た無線周波数の信号をフィルタリングしてタイムスイッチ１５に出力する。
【００２３】
アンテナ１７は、無線端末装置や、当該無線レピータ装置と同様の構成から成り上記無線端末装置との中継経路上に敷設された無線レピータ装置と、無線信号を送受信するためのアンテナである。すなわち、アンテナ１７は、上記無線端末装置へ向けた下り回線信号の送信と、同無線端末装置からの上り回線信号の受信に用いられるアンテナである。
【００２４】
ローノイズアンプ１８は、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の信号の増幅用に利得特性が調整された増幅器であって、タイムスイッチ１５から入力される信号を所定のレベルまで増幅し、ダウンコンバータ１９に出力する。
ダウンコンバータ１９は、発振器６により発振されたローカル信号と、ローノイズアンプ１８が出力する信号をミキシングして、中間周波数のアナログ信号にダウンコンバートする。
Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）２０は、ダウンコンバータ１９から出力される中間周波数のアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００２５】
可変バンドパスフィルタ２１は、制御部１００によって制御され、周波数変換部１０で変換した周波数のディジタル信号を抽出するためのフィルタである。この可変バンドパスフィルタ２１によって抽出されたディジタル信号は、周波数変換部（ｆ変換部）２２に出力される。
【００２６】
周波数変換部２２は、制御部１００によって制御され、可変バンドパスフィルタ２１から入力されるディジタル信号を、選択スイッチ９が選択したバンドパスフィルタに対応する周波数のディジタル信号に周波数変換して、Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）２３に出力する。
Ｄ／Ａコンバータ２３は、周波数変換部２２から入力されるディジタル信号をアナログ信号に変換し、アップコンバータ２４に出力する。
アップコンバータ２４は、発振器６により発振されたローカル信号と、Ｄ／Ａコンバータ２３から入力されるアナログ信号をミキシングして、上記アナログ信号をアップコンバートする。これにより、無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれかの信号が得られる。
【００２７】
バンドパスフィルタ（BPF）２５は、所定の周波数帯域（ｆ１，ｆ２，ｆ３を含む）の信号のみ通過させるフィルタであって、アップコンバータ２４から出力される無線周波数の信号から、アップコンバータ２４によるアップコンバートで生じたイメージ信号をキャンセルして、パワーアンプ２６に出力する。
パワーアンプ２６は、バンドパスフィルタ２５から入力される無線周波の信号を、所定の送信電力レベルまで増幅し、タイムスイッチ３に出力する。
【００２８】
制御部１００は、マイクロプロセッサと、制御データや制御プログラムを記憶する記憶回路を備え、上記マイクロプロセッサが上記制御データや制御プログラムにしたがって動作することにより、当該無線レピータ装置の各部を統括して制御して、各種無線装置（無線基地局装置、他の無線レピータ装置、あるいは無線端末装置）との間で無線中継を行うものであって、TDD制御手段１０１と、電力レベル検出手段１０２と、中継周波数制御手段１０３とを備えている。
【００２９】
TDD制御手段１０１は、中継経路の上流側に位置する上流側無線装置（無線基地局や他の無線レピータ装置）からの受信信号（バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃの出力）に基づいて、上流側無線装置からの受信タイミングと、上流側無線装置への送信タイミングをそれぞれ検出し、これらのタイミングに基づいて、上流側無線装置が、中継経路の下流側に位置する下流側無線装置（他の無線レピータ装置や無線端末装置）と直接無線通信しているかのように認識できるように、タイムスイッチ３を切替制御して、上流側無線装置との間でTDDを実現する。すなわち、上流側無線装置から受信を行うタイミングでは、バンドパスフィルタ２とローノイズアンプ４を接続し、一方、上流側無線装置へ送信を行うタイミングでは、パワーアンプ２６とバンドパスフィルタ２とを接続する。
【００３０】
またTDD制御手段１０１は、下流側無線装置に対しては、下流側無線装置が上流側無線装置に直接無線接続しているかのように認識できるように、上記受信タイミングおよび上記送信タイミングに同期したタイミングに基づいて、タイムスイッチ１５を切替制御して、下流側無線装置との間でTDDを実現する。すなわち、下流側無線装置へ送信を行うタイミングでは、パワーアンプ１４とバンドパスフィルタ１６とを接続し、一方、下流側無線装置から受信を行うタイミングでは、バンドパスフィルタ１６とローノイズアンプ１８を接続する。この様な動作を行う為、タイムスイッチ３およびタイムスイッチ１５は、TDDのタイミングに合わせて同時に動作する事となる。
【００３１】
電力レベル検出手段１０２は、バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃの各出力の電力レベルを検出して、上流側無線装置から送信される３つの無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３のうち、最も大きな電力レベルの無線通信周波数ｆmaxと、最も小さい電力レベルの無線通信周波数ｆｍｉｎを検出する。
【００３２】
中継周波数制御手段１０３は、上流側無線装置との通信に無線通信周波数ｆmaxを用い、一方、下流側無線通信装置との通信に無線通信周波数ｆｍｉｎを用いるように各部を制御する。具体的には、選択スイッチ９、周波数変換部１０、可変バンドパスフィルタ２１および周波数変換部２２を制御する。
【００３３】
次に、上記構成の無線レピータ装置の動作について説明する。図２は、制御部１００の制御処理を説明するためのフローチャートであり、この図を参照して説明する。なお、この制御処理は、電源が投入された場合や、中継を行っていない状態が所定時間続いた場合や、中継を行っていない場合に所定の時刻が到来すると、中継に好適する無線通信周波数を見直すために、実行される。なお、初期状態においては、タイムスイッチ３はLNA４に接続した状態とし、パワーアンプ１４，２６への電力供給は停止して、消費電力を抑制している。
【００３４】
まずステップ２ａにおいて制御部１００は、電力レベル検出手段１０２により、バンドパスフィルタ８ａ〜８ｃの各出力の電力レベルを検出し、ステップ２ｂに移行する。これにより、上流側無線装置から送信される３つの無線通信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３で受信した信号の電力レベルが検出される。
【００３５】
ステップ２ｂにおいて制御部１００は、電力レベル検出手段１０２により、ステップ２ａの検出結果に基づいて、最も高い受信レベルの無線通信周波数を検出して、これをｆｍａｘとして上流側無線装置との通信に用いる周波数として決定し、ステップ２ｃに移行する。
【００３６】
ステップ２ｃにおいて制御部１００は、電力レベル検出手段１０２により、ステップ２ａの検出結果に基づいて、最も低い受信レベルの無線通信周波数を検出して、これをｆｍｉｎとして下流側無線装置との通信に用いる周波数として決定し、ステップ２ｄに移行する。
【００３７】
ステップ２ｄにおいて制御部１００は、パワーアンプ１４およびパワーアンプ２６に電力を供給して、その動作を開始させ、ステップ２ｅに移行する。なお、ステップ２ｄまでに電力を供給してもよいが、その場合は、十分な利得が得られるほどの電力は供給せず、ステップ２ｄに移行した場合に、所望の利得が得られるような十分な電力を供給する。
【００３８】
ステップ２ｅにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、選択スイッチ９を制御して、ステップ２ｂで決定したｆｍａｘに対応する受信信号を周波数変換部１０に出力するように設定し、ステップ２ｆに移行する。
【００３９】
ステップ２ｆにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、周波数変換部１０を制御して、選択スイッチ９を通じて入力されるｆｍａｘに対応する受信信号を、ステップ２ｃで決定したｆｍｉｎに対応する信号に周波数変換させるように設定し、ステップ２ｇに移行する。この設定によって得られる周波数変換された受信信号は、Ｄ／Ａコンバータ１１でアナログ信号に変換された後、アップコンバータ１２によりアップコンバートされ、バンドパスフィルタ１３を介することにより、無線通信周波数ｆｍｉｎの高周波信号となり、下流側無線装置に送信される。
【００４０】
ステップ２ｇにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、可変バンドパスフィルタ２１を制御して、そのフィルタリングにより、無線通信周波数ｆｍｉｎに対応する受信信号を出力するように設定し、ステップ２ｈに移行する。これにより、アンテナ１７を通じて受信された無線信号のうち、無線通信周波数ｆｍｉｎに対応する受信信号が周波数変換部２２に入力されることになる。
【００４１】
ステップ２ｈにおいて制御部１００は、中継周波数制御手段１０３により、周波数変換部２２を制御して、可変バンドパスフィルタ２１から入力されるｆｍｉｎに対応する受信信号を、ステップ２ｂで検出したｆｍａｘに対応する信号に周波数変換させるように設定し、当該処理を終了する。この設定によって得られる周波数変換された受信信号は、Ｄ／Ａコンバータ２３でアナログ信号に変換された後、アップコンバータ２４によりアップコンバートされ、バンドパスフィルタ２５を介することにより、無線通信周波数ｆｍａｘの高周波信号となり、上流側無線装置に送信される。
【００４２】
次に、図３を参照して、図２に示した制御処理による具体的な動作例を説明する。図３では、ビルＢ内の深部に無線端末装置ＭＳが存在し、これとWiMAXシステムのネットワークに収容される無線基地局とを中継する場合を例に挙げている。
【００４３】
ビルＢの屋外には、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３が存在し、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３の順に、ビルＢから近い位置に存在している。そして、ビルBでは、無線基地局ＢＳ１から無線通信周波数ｆ１の信号が強く受信され、また無線基地局ＢＳ２からは、無線通信周波数ｆ２の信号が強く受信され、そして無線基地局ＢＳ３からは、無線通信周波数ｆ３の信号が強く受信されている。またビルＢ内には、この発明に係わる無線レピータ装置ＲＥＰ１、ＲＥＰ２、ＲＥＰ３が、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３と無線端末装置ＭＳとの間に、この順序で敷設されているものとする。
【００４４】
無線レピータ装置ＲＥＰ１は、他の無線レピータ装置ＲＥＰ２、ＲＥＰ３よりも無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３の近くに位置し、最も近くに存在する無線基地局ＢＳ１からの無線通信周波数ｆ１の無線信号を最も高い電力レベルの信号として受信し、一方、最も遠くに存在する無線基地局ＢＳ３からの無線通信周波数ｆ３の無線信号を最も低い電力レベルの信号として受信する。
【００４５】
このため、無線レピータ装置ＲＥＰ１は、ステップ２ｂにて無線通信周波数ｆ１をｆｍａｘに決定し、ステップ２ｃにて無線通信周波数ｆ３をｆｍｉｎに決定する。すなわち、無線基地局ＢＳ１との上り回線用のTDD通信のために、無線通信周波数ｆ１を採用することを決定し、下り回線用のTDD通信のために無線通信周波数ｆ３を採用することを決定する。
【００４６】
次に、無線レピータ装置ＲＥＰ２は、他の無線レピータ装置ＲＥＰ３よりも無線レピータ装置ＲＥＰ１に近く、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３からの無線信号電力レベルが低いため、無線レピータ装置ＲＥＰ１からの無線通信周波数ｆ３の無線信号を最も高い電力レベルの信号として受信する。一方、無線レピータ装置ＲＥＰ１で用いていない無線通信周波数ｆ２の無線信号を最も低い電力レベルの信号として受信する。
【００４７】
このため、無線レピータ装置ＲＥＰ２は、ステップ２ｂにて無線通信周波数ｆ３をｆｍａｘに決定し、ステップ２ｃにて無線通信周波数ｆ２をｆｍｉｎに決定する。すなわち、無線レピータ装置ＲＥＰ１との上り回線用のTDD通信のために、無線通信周波数ｆ３を採用することを決定し、下り回線用のTDD通信のために無線通信周波数ｆ２を採用することを決定する。
【００４８】
同様に、無線レピータ装置ＲＥＰ３は、無線基地局ＢＳ１〜ＢＳ３からの無線信号の電力レベルが低いため、無線レピータ装置ＲＥＰ２からの無線通信周波数ｆ２の無線信号を最も高い電力レベルの信号として受信する。一方、無線レピータ装置ＲＥＰ２で用いていない無線通信周波数ｆ１の無線信号を最も低い電力レベルの信号として受信する。
【００４９】
このため、無線レピータ装置ＲＥＰ３は、ステップ２ｂにて無線通信周波数ｆ２をｆｍａｘに決定し、ステップ２ｃにて無線通信周波数ｆ１をｆｍｉｎに決定する。すなわち、無線レピータ装置ＲＥＰ２との上り回線用のTDD通信のために、無線通信周波数ｆ２を採用することを決定し、下り回線用のTDD通信のために無線通信周波数ｆ１を採用することを決定する。
【００５０】
このため、ユーザが所持する無線端末装置ＭＳは、無線レピータ装置ＲＥＰ３から送信される無線通信周波数ｆ１の無線信号の電力レベルが高いことを検出し、無線レピータ装置ＲＥＰ３と無線通信周波数ｆ１を通じて無線接続する。このようにして無線接続された無線端末装置ＭＳは、無線レピータ装置ＲＥＰ３、ＲＥＰ２、ＲＥＰ１を順に介して、無線基地局ＢＳ１に接続される。
【００５１】
以上のように、上記構成の無線レピータ装置では、上り回線用の無線通信周波数に最も受信電力レベルの高い周波数を選択し、一方、下り回線用の無線通信周波数には最も受信電力レベルの低い周波数を選択して、無線中継を行うようにしている。
【００５２】
したがって、上記構成の無線レピータ装置によれば、他局との通信に用いる無線通信周波数を、上りと下りで干渉しないように選択するので、コストを増大させることなく、自己の送信波に起因する干渉の影響を極小でき、また多段階の中継も可能である。
【００５３】
そしてまた無線レピータ装置の設置に際して、装置間で認証設定などの複雑な設定が不要であるため、電力さえ得られれば容易に設置することができ、また変更の容易に可能である。
【００５４】
すなわち、複数の無線レピータ装置を用いて中継する場合には、多段接続された無線レピータ毎に、わずかに伝送遅延が発生する。ＴＤＤ方式で伝送するバースト状の信号の立ち上がり期間に、上記信号品質を検出する必要がある。つまり、初段の無線レピータが上述したアルゴリズムにより周波数を選択して送信すると、その後は初段の無線レピータが受信する信号が、第２の送信出力が回り込んでしまう為、正しい信号品質の評価ができなくなる。これを回避する為に、上記ＴＤＤ方式で伝送するバースト状の信号の立ち上がりで、まだ再送信を行う前の期間で判断を行う事が必要である。
【００５５】
また上記構成の無線レピータ装置では、中継に用いる周波数を決定するまでの間、送信系のパワーアンプ１４，２６への電力供給を停止するようにしているので、中継開始前の消費電力を抑制することができる。
【００５６】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５７】
その一例として例えば、上記実施の形態では、受信品質を判定する基準として、受信電力レベルを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばC／Ｎ比など他の指標に基づいて信号品質を判定し、最も信号品質のよい周波数で上流側無線装置と無線通信し、それ以外の周波数で下流側無線装置と無線通信するようにしてもよい。
【００５８】
また上記実施の形態では、図３を例に挙げ、ビルＢ内の設置する場合を例に挙げて説明したが、設置場所はこれに限定されるものではなく、例えば、地下鉄駅構内や、地下鉄線路区間、トンネルなどに設置することも可能である。これらの環境では、外部からの干渉波は少なく、隣接する無線レピータ装置間での干渉に限定されるため、本発明の係わる無線レピータ装置が好適する。
【００５９】
そしてまた上記実施の形態では、１つの無線基地局が１つの無線通信周波数を用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、複数の無線通信周波数を用いる場合にも適用可能である。
【００６０】
さらにまた上記実施の形態では、通信に適した無線基地局を見つけるための周波数と、通信に用いる周波数が同じ場合を例に挙げて説明したが、異なる場合にも適用できる。例えば、複数の無線基地局（あるいは、無線レピータ装置）が互いに共通する周波数を通じて、固有の識別情報を含んだパイロット信号を送信するようにし、無線レピータ装置が最も良好な受信品質が得られる無線基地局（あるいは、無線レピータ装置）を特定し、この無線基地局を上流側無線装置として、上記パイロット信号が送信される周波数とは別の周波数を通じて通信を行うようにしてもよい。そして、下流側無線装置とは、上記別の周波数とは、さらに別の周波数を通じて通信を行うようにする。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１，１７…アンテナ、２，８ａ，８ｂ，８ｃ，１３，１６，２５…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３，１５…タイムスイッチ、４，１８…ローノイズアンプ（ＬＮＡ）、５，１９…ダウンコンバータ、６…発振器、７，２０…Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）、９…選択スイッチ、１０，２２…周波数変換部、１１，２３…Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ）、１２，２４…アップコンバータ、１４，２６…パワーアンプ、２１…可変バンドパスフィルタ、１００…制御部、１０１…TDD制御手段、１０２…電力レベル検出手段、１０３…中継周波数制御手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる無線通信周波数の複数の無線信号を受信する受信手段と、
この受信手段が受信した無線通信周波数毎の無線信号の各受信品質を検出する受信品質検出手段と、
この受信品質検出手段が検出した受信品質に基づいて、最も高い受信品質が得られた無線通信周波数で受信した信号を、この無線通信周波数以外の無線通信周波数を用いて送信する中継手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項２】
無線信号を送受信する第１無線通信手段と、
無線信号を送受信する第２無線通信手段と、
前記第１無線通信手段が受信した信号を前記第２無線通信手段に送信させ、一方、前記第２無線通信手段が受信した信号を前記第１無線通信手段に送信させる中継制御手段と、
前記第１無線通信手段を制御して、それぞれ異なる無線通信周波数の複数の無線信号を受信し、最も高い受信品質が得られた第１無線通信周波数と、それ以外の第２無線通信周波数を検出する周波数検出手段と、
前記第１無線通信手段が前記第１無線通信周波数を用いて無線信号の送受信を行うように制御するとともに、前記第２無線通信手段が前記第２無線通信周波数を用いて無線信号の送受信を行うように制御する周波数制御手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項３】
複数の無線局からそれぞれ無線信号を受信して、各無線局からの受信品質を検出する受信品質検出手段と、
この受信品質検出手段の検出結果に基づいて、最も高い受信品質が得られた無線局から受信した信号を、この信号の受信に用いられた無線通信周波数以外の無線通信周波数で送信する中継手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項４】
無線信号を送受信する第１無線通信手段と、
無線信号を送受信する第２無線通信手段と、
前記第１無線通信手段が受信した信号を前記第２無線通信手段に送信させ、一方、前記第２無線通信手段が受信した信号を前記第１無線通信手段に送信させる中継制御手段と、
前記第１無線通信手段を制御して
、複数の無線局からそれぞれ無線信号を受信し、最も高い受信品質が得られた無線局を検出する無線局検出手段と、
前記第１無線通信手段が前記第１無線通信周波数を用いて、前記無線局検出手段が検出した無線局と通信するように制御するとともに、前記第２無線通信手段が前記第１無線通信周波数とは異なる第２無線通信周波数を用いて無線信号の送受信を行うように制御する周波数制御手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項５】
さらに、送信に用いる無線通信周波数が決定するまで、送信系の増幅器への電力供給を制限する送信電力制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線レピータ装置。
【請求項１】
それぞれ異なる無線通信周波数の複数の無線信号を受信する受信手段と、
この受信手段が受信した無線通信周波数毎の無線信号の各受信品質を検出する受信品質検出手段と、
この受信品質検出手段が検出した受信品質に基づいて、最も高い受信品質が得られた無線通信周波数で受信した信号を、この無線通信周波数以外の無線通信周波数を用いて送信する中継手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項２】
無線信号を送受信する第１無線通信手段と、
無線信号を送受信する第２無線通信手段と、
前記第１無線通信手段が受信した信号を前記第２無線通信手段に送信させ、一方、前記第２無線通信手段が受信した信号を前記第１無線通信手段に送信させる中継制御手段と、
前記第１無線通信手段を制御して、それぞれ異なる無線通信周波数の複数の無線信号を受信し、最も高い受信品質が得られた第１無線通信周波数と、それ以外の第２無線通信周波数を検出する周波数検出手段と、
前記第１無線通信手段が前記第１無線通信周波数を用いて無線信号の送受信を行うように制御するとともに、前記第２無線通信手段が前記第２無線通信周波数を用いて無線信号の送受信を行うように制御する周波数制御手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項３】
複数の無線局からそれぞれ無線信号を受信して、各無線局からの受信品質を検出する受信品質検出手段と、
この受信品質検出手段の検出結果に基づいて、最も高い受信品質が得られた無線局から受信した信号を、この信号の受信に用いられた無線通信周波数以外の無線通信周波数で送信する中継手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項４】
無線信号を送受信する第１無線通信手段と、
無線信号を送受信する第２無線通信手段と、
前記第１無線通信手段が受信した信号を前記第２無線通信手段に送信させ、一方、前記第２無線通信手段が受信した信号を前記第１無線通信手段に送信させる中継制御手段と、
前記第１無線通信手段を制御して
、複数の無線局からそれぞれ無線信号を受信し、最も高い受信品質が得られた無線局を検出する無線局検出手段と、
前記第１無線通信手段が前記第１無線通信周波数を用いて、前記無線局検出手段が検出した無線局と通信するように制御するとともに、前記第２無線通信手段が前記第１無線通信周波数とは異なる第２無線通信周波数を用いて無線信号の送受信を行うように制御する周波数制御手段とを具備することを特徴とする無線レピータ装置。
【請求項５】
さらに、送信に用いる無線通信周波数が決定するまで、送信系の増幅器への電力供給を制限する送信電力制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線レピータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１３９１５７（Ｐ２０１１−１３９１５７Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９６３４２（Ｐ２００９−２９６３４２）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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