無線中継装置及び無線通信方法
【課題】無線中継装置と無線移動局との間に通信が困難になるほどの干渉が発生している場合、当該干渉の影響を抑制する無線中継装置及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る無線中継装置111は、ＴＤＤ方式を採用する無線基地局BSと無線移動局MSとの間で送受信されるデータを中継する無線中継装置111であって、無線基地局BSからデータを第１期間で受信し、無線基地局BSへデータを第２期間で送信する基地局側送受信部117と、無線移動局MSからデータを第１期間で受信し、無線移動局MSへデータを第２期間で送信する移動局側送受信部123と、第１期間に移動局側送受信部123での移動局側受信品質値を取得し、取得した移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局MSに指示する制御部121とを備える。
【解決手段】本発明に係る無線中継装置111は、ＴＤＤ方式を採用する無線基地局BSと無線移動局MSとの間で送受信されるデータを中継する無線中継装置111であって、無線基地局BSからデータを第１期間で受信し、無線基地局BSへデータを第２期間で送信する基地局側送受信部117と、無線移動局MSからデータを第１期間で受信し、無線移動局MSへデータを第２期間で送信する移動局側送受信部123と、第１期間に移動局側送受信部123での移動局側受信品質値を取得し、取得した移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局MSに指示する制御部121とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継装置及び無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線移動局が無線基地局と通信するためには、無線移動局は無線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、屋外に設置された無線基地局からは、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）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、無線基地局と無線移動局との間の無線電波を中継する無線中継装置（レピータ）が必要となる。
【０００３】
この無線中継装置は、サービスエリアを拡充できるという利点がある反面、無線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。無線中継装置に起因する干渉の一つには、無線基地局と通信を行う基地局側ユニット（ドナー部又はＭＳ（Mobile Station）部）と、無線移動局と通信を行う移動局側ユニット（サービス部又は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、基地局側ユニットの受信タイミングと移動局側ユニットの送信タイミングが重なった場合、無線基地局からの送信波が、移動局側ユニットの送信波と干渉を起こし、基地局側ユニットは、品質の劣化した無線基地局からの送信波を受信することになる。同様にして、基地局側ユニットの送信タイミングと移動局側ユニットの受信タイミング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ための無線通信方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該方法は、図４のように、基地局側ユニットの送信（Ｔｘ）タイミングと移動局側ユニットの送信タイミングを第１期間に合わせ、基地局側ユニットの受信（Ｒｘ）タイミングと移動局側ユニットの受信タイミングを第２期間に合わせる。これにより、上述したような相互干渉について抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５６７１１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、無線中継装置に起因する干渉は、基地局側ユニットと移動局側ユニットとの間に生じる相互干渉だけではなく、図５のような状況においては別の干渉が発生する。図５では、無線基地局４０１が無線中継装置４０３を介して無線移動局４０５と通信を行っている。具体的には、無線基地局４０１が無線中継装置４０３の基地局側ユニット４０７と周波数Ａで通信を行い、無線移動局４０５が無線中継装置４０３の移動局側ユニット４０９と周波数Ｂで通信を行っている。更に、移動局側ユニット４０９は、無線基地局４１１からの周波数Ｂの電波が届く位置であるとする。このような状況では、上述の第１期間における無線基地局４１１の送信波は、第１期間における無線中継装置４０３と無線移動局４０５との通信（具体的には、無線移動局４０５からの送信波）間に干渉をもたらす。このような干渉は、無線中継装置に届く電波の送信元である無線基地局が激しく変化する電車等の車両に搭載された無線中継装置において特に問題となる。車両に搭載された無線中継装置は、移動局側ユニットで使用している周波数と同一周波数の無線基地局に接近する可能性が高い。
【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、無線中継装置と無線移動局との間に通信が困難になるほどの干渉が発生している場合、当該干渉の影響を抑制する無線中継装置及び無線通信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の発明による無線中継装置は、
ＴＤＤ方式を採用する無線基地局と無線移動局との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局からデータを第１期間で受信し、前記無線基地局へデータを第２期間で送信する基地局側送受信部と、
前記無線移動局からデータを前記第１期間で受信し、前記無線移動局へデータを前記第２期間で送信する移動局側送受信部と、
前記第１期間に前記移動局側送受信部での移動局側受信品質値を取得し、取得した前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する制御部と
を備える無線中継装置である。
【０００９】
また、当該無線中継装置は更に、前記移動局側送受信部により受信されたデータに関する電界強度を減衰させる減衰部を備え、前記制御部は更に、前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、減衰量を現在の減衰量よりも大きくするように前記減衰部を制御し、その後、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示することが望ましい。
【００１０】
また、前記制御部は更に、
前記第１期間に、前記移動局側受信品質値と共に、前記基地局側送受信部での基地局側受信品質値を取得し、
前記移動局側受信品質値が前記移動局側受信品質閾値未満の場合、当該移動局側受信品質値と共に取得された前記基地局側受信品質値のうち、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定し、
前記基地局側受信品質閾値の設定後に、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値以上の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する
ことが望ましい。
【００１１】
また、前記制御部は更に、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値未満の場合、前記移動局側受信品質値と前記移動局側受信品質閾値との比較を行うことが望ましい。
【００１２】
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。
【００１３】
例えば、本発明の第１の発明を方法として実現させた無線中継装置の無線通信方法は、無線中継装置が、
前記無線基地局からデータを第１期間に受信するステップと、
前記無線移動局からデータを前記第１期間に受信するステップと、
前記無線基地局へデータを第２期間に送信するステップと、
前記無線移動局へデータを前記第２期間に送信するステップと、
前記第１期間に移動局側受信品質値を取得するステップと、
取得された前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示するステップと
を含む無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成された本発明に係る無線中継装置及び無線通信方法によれば、無線移動局から受信したデータに関する移動局側受信品質閾値に基づき、無線中継装置と無線移動局との間に通信が困難になるほどの干渉が発生しているか否かが判断され、当該干渉が発生している場合、無線移動局の送信出力は大きくなる。これにより、移動局側受信品質値は改善され、干渉の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線ネットワーク構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る無線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無線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、従来の無線通信方法を示す図である。
【図５】図５は、従来の無線通信方法において発生する干渉の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線ネットワーク構成図である。無線ネットワーク１１は、無線基地局ＢＳ（Base Station）と、無線移動局ＭＳ（Mobile Station）と、無線中継装置１１１とから構成されている。無線ネットワーク１１の通信方式がＷｉＭＡＸである場合、無線ネットワーク１１には、例えば時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用される。無線中継装置１１１は、ＷｉＭＡＸ等の無線通信方式において、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとの間で送受信されるデータを中継する。当該無線中継装置１１１により、無線移動局ＭＳは、無線基地局ＢＳのセル（通信可能エリア）の範囲外に位置していても、無線基地局ＢＳとデータを送受信できる。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００１９】
無線中継装置１１１は、基地局側ユニット（ドナー部又はＭＳ（Mobile Station）部）１１３と、移動局側ユニット（サービス部又はＢＳ（Base Station）部）１１５とを備えている。無線中継装置１１１は、一体型、分離型又は車両型である。一体型の無線中継装置１１１は、一つの筐体内に基地局側ユニット１１３と移動局側ユニット１１５とを備えるものである。分離型又は車両型の無線中継装置１１１では、基地局側ユニット１１３と移動局側ユニット１１５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基地局側ユニット１１３と移動局側ユニット１１５とは、同軸ケーブル等の信号ケーブルにより接続される。車両型の無線中継装置１１１は、移動車両への搭載を目的とするものであり、車両外に設置される基地局側ユニット１１３と、車両内に設置される移動局側ユニット１１５とにおいて異なる無線通信方式が採用されることがある。例えば、基地局側ユニット１１３には（ＷｉＦｉよりも）移動に強いＷｉＭＡＸが、移動局側ユニット１１５には（ＷｉＭＡＸよりも）通信速度の速いＷｉＦｉが採用される。
【００２０】
まず、基地局側ユニット１１３の機能ブロックについて説明する。基地局側ユニット１１３は、基地局側送受信部１１７と、基地局側記憶部１１９と、基地局側制御部１２１（請求項における制御部）とを備えている。
【００２１】
基地局側送受信部１１７は、アンテナを介して無線基地局ＢＳとデータを送受信する。無線ネットワーク１１に時分割複信方式が採用されている場合は、基地局側送受信部１１７は、例えば、無線基地局ＢＳからデータをある第１期間で受信し、無線基地局ＢＳへデータを第１期間に続く第２期間で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間の繰り返しにより、基地局側送受信部１１７は、受信と送信を繰り返すことになる。
【００２２】
基地局側記憶部１１９は、移動局側ユニット１１５の移動局側受信品質閾値や基地局側ユニット１１３の基地局側受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。移動局側受信品質閾値は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほど干渉が発生しているか否かという点に基づいて設定されるものであり、例えば、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio：搬送波レベル対干渉雑音比）の値である。無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとが通信できるためには、無線中継装置１１１及び無線移動局ＭＳに届いたデータが復調可能な品質を有している必要がある。そこで、移動局側受信品質閾値に、無線中継装置１１１でのデータの復調を保証するＣＩＮＲの値が設定される。当該値は、通信に採用されている変調方式やコーディングレートなどを勘案して求めることができる。また、基地局側受信品質閾値は、無線基地局ＢＳからの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性が高いか否かという点に基づいて設定されるものであり、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）の値である。基地局側受信品質閾値は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間で通信が困難になるほどの干渉が発生した場合に取得された当該干渉の要因となる無線基地局ＢＳに関する基地局側受信品質値の値に基づいて設定される。無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉が発生することは、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数で電波を発する無線基地局ＢＳが無線中継装置１１１の周囲に存在することを意味する。そして、干渉が強いほど、干渉の要因となる無線基地局ＢＳの発する電波の電界強度は強いことを意味する。そのため、干渉発生時に取得された当該干渉の要因となる無線基地局ＢＳに関する基地局側受信品質値（ＲＳＳＩ値）は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉が発生することを意味する値となる。干渉発生時に取得された基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を決定することにより、実際の通信環境を考慮することができる。例えば、基地局側制御部１２１は、基地局側受信品質閾値を干渉発生毎に基地局側受信品質値で更新することができる。また、基地局側制御部１２１は、干渉発生毎に基地局側記憶部１１９に基地局側受信品質値を記憶させ、所定の回数(例えば、過去１０回)の基地局側受信品質値の平均を基地局側受信品質閾値に設定することもできる。なお、本実施形態では、基地局側ユニット１１３のみが、記憶部を有するが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、移動局側ユニット１１５のみが記憶部を有し、当該記憶部が、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の各種情報を記憶することもできる。また、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の双方が記憶部を有し、各々の記憶部が各々の情報を記憶することもできる。
【００２３】
基地局側制御部１２１は、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の各機能ブロックをはじめとして基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の全体を制御及び管理する。ここで、基地局側制御部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、基地局側ユニット１１３のみが、制御部を有するが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、移動局側ユニット１１５のみが制御部を有し、当該制御部が、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の全体を制御及び管理することができる。また、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の双方が制御部を有し、各々の制御部が各々のユニットを制御及び管理することもできる。
【００２４】
基地局側制御部１２１についてより詳細に説明する。基地局側制御部１２１は、基地局側送受信部１１７及び後述の移動局側送受信部１２３が受信した電波から、当該電波に関する基地局側受信品質値及び移動局側受信品質値を取得する。基地局側受信品質値及び移動局側受信品質値とは、例えば、ＲＳＳＩやＣＩＮＲである。基地局側送受信部１１７が受信した電波のＲＳＳＩとは、基地局側送受信部１１７が受信する無線基地局ＢＳからのデータ信号の電界強度のことである。ＲＳＳＩの値が大きいほど受信品質（通信品質）は良い。また、移動局側送受信部１２３が受信した電波のＣＩＮＲとは、無線移動局ＭＳからのデータ信号が受ける干渉や雑音の影響の度合いを示すものである。ＣＩＮＲの値が大きいほど受信品質は良い。
【００２５】
基地局側制御部１２１は、取得した移動局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている移動局側受信品質閾値と比較し、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値以上の場合、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間には通信が困難になるほどの干渉は発生していないと判断する。つまり、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信することができる。また、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間には通信が困難になるほどの干渉が発生していると判断する。つまり、無線中継装置１１１を介したとしても無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとの間の通信は実現されないことを意味する。そこで、基地局側制御部１２１は、移動局側の受信信号に関する電界強度の減衰量を現在の減衰量より大きくするように後述の減衰部１２５を制御する。これにより、基地局側制御部１２１は、受信感度が悪くなったと判断し、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。その結果、干渉の要因となった無線基地局ＢＳからの電波（干渉波）の大きさは変わらず、無線移動局ＭＳからの電波（希望波）の大きさのみ大きくなるので、移動局側受信品質値は改善され、データの復調が容易となる。よって、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００２６】
また、基地局側制御部１２１は、取得した基地局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている基地局側受信品質閾値と比較し、基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値以上の場合、無線基地局ＢＳからの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性は高いと判断する。このままでは、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとが無線中継装置１１１を介して通信できない可能性が高いので、基地局側制御部１２１は、移動局側の受信データに関する電界強度の減衰量を現在の減衰量より大きくするように減衰部１２５を制御する。そして、基地局側制御部１２１は、受信感度が悪くなったと判断し、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。これにより、移動局側受信品質値は改善され、データの復調が容易となる。よって、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００２７】
続いて、移動局側ユニット１１５の機能ブロックについて説明する。移動局側ユニット１１５は、移動局側送受信部１２３と、減衰部１２５とを備えている。
【００２８】
移動局側送受信部１２３は、アンテナを介して無線移動局ＭＳとデータを送受信する。無線ネットワーク１１に時分割複信方式が採用されている場合は、移動局側送受信部１２３は、例えば、無線移動局ＭＳからデータをある第１期間で受信し、無線移動局ＭＳへデータを第１期間に続く第２期間で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間の繰り返しにより、移動局側送受信部１２３は、受信と送信を繰り返すことになる。移動局側送受信部１２３と基地局側送受信部１１７との送信タイミング及び受信タイミングが揃うことにより、無線中継装置１１１における相互干渉は抑制される。
【００２９】
減衰部１２５は、移動局側送受信部１２３が受信したデータの電界強度を減衰させるものであり、例えば、アッテネータ（減衰器）により構成される。
【００３０】
続いて、無線中継装置１１１の干渉の影響を抑制する方法について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
基地局側ユニット１１３は、データを送受信するために、未使用の伝送路を検出するためのキャリアセンスを定期的に行う。基地局側制御部１２１は、キャリアセンスにおいて基地局側送受信部１１７が受信した電波から基地局側受信品質値を取得することができる（ステップＳ１０１）。なお、図１では、無線基地局ＢＳが１つのみ記されているが、無線基地局ＢＳの数は１つに限定されるものではない点に留意すべきである。基地局側ユニット１１３が受信可能な電波を送信する無線基地局ＢＳが複数存在する場合、基地局側ユニット１１３は、全ての無線基地局ＢＳに関する基地局側受信品質値を取得することができる。また、キャリアセンスでは、基地局側制御部１２１は、基地局側受信品質値と共に無線基地局のＩＤ及び無線基地局の使用周波数の情報も受信することにより、基地局側受信品質値がどの無線基地局及びどの周波数に関する値であるかを把握することができる。
【００３２】
そして、基地局側制御部１２１は、取得した基地局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている基地局側受信品質閾値と比較することができる（ステップＳ１０２）。基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値以上の場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、基地局側制御部１２１は、無線基地局ＢＳの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性が高いと判断できる。
【００３３】
よって、基地局側制御部１２１は、干渉波の影響を抑制するために希望波の大きさが干渉波の大きさよりも相対的に大きくなるようにする。具体的には、基地局側制御部１２１は移動局側の受信データに関する電界強度の減衰量を増大するように減衰部１２５を制御する（ステップＳ１０３）。受信データに関する電界強度が低下するため、基地局側制御部１２１は、受信感度が悪くなったと判断し、送信出力を大きくするように無線移動局ＭＳに指示する（ステップＳ１０４）。これにより、移動局側送受信部１２３が受信する電波のうち希望波の占める割合が大きくなり、移動局側受信品質は向上することになる。よって、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００３４】
ステップＳ１０２において、基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値未満の場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、基地局側制御部１２１は、無線基地局ＢＳの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性は低いと判断できる。
【００３５】
実際の干渉の有無を確認するために、基地局側制御部１２１は、移動局側受信品質値を取得する（ステップＳ１０５）。
【００３６】
基地局側制御部１２１は、取得した移動局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている移動局側受信品質閾値と比較する（ステップＳ１０６）。移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満である場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、基地局側制御部１２１は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉が発生していると判断する。
【００３７】
基地局側制御部１２１は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの通信における使用周波数と同一の周波数で電波を発する無線基地局を特定し、当該無線基地局１１１に関する基地局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶させる（ステップＳ１０７）。基地局側制御部１２１は、記憶された基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定する。例えば、干渉の要因となった無線基地局の基地局側受信品質値が−４５［ｄＢｍ］であったとき、基地局側受信品質閾値に−４５［ｄＢｍ］を設定することができる。設定後に、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数が変わらず、かつ当該周波数を使用する無線基地局の基地局側受信品質値が−４５［ｄＢｍ］以上、例えば−４０［ｄＢｍ］であると、干渉の要因である無線基地局の電界強度は無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉を発生させるほどに強いと判断できる。このように基地局側受信品質閾値を設定することにより、基地局側制御部１２１は、移動局側受信品質値の取得無しに干渉の有無を判断することができる。
【００３８】
その後、基地局側制御部１２１は、減衰量が大きくなるように減衰部１２５を制御し（ステップＳ１０３）、送信出力を大きくするように無線移動局ＭＳに指示する（ステップＳ１０４）。これにより、移動局側受信品質は向上し、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００３９】
ステップＳ１０６において、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値以上の場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間には通信が困難になるほどの干渉は生じていないことを意味するので、基地局側制御部１２１が減衰部１２５の減衰量を調整することなく、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信することができる。
【００４０】
このように本実施形態では、無線中継装置１１１の基地局側制御部１２１は、移動局側送受信部１２３での移動局側受信品質値を取得し、取得した移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。移動局側受信品質閾値は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉が発生しているか否かという点に基づいて設定されるものであるため、取得した移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合は、無線中継装置１１１を介して無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは通信できない。そこで、基地局側制御部１２１は、無線移動局ＭＳに送信出力を大きくさせることにより、データ移動局側送受信部１２３が受信する電波のうち希望波の占める割合が大きくなり、移動局側受信品質は向上することになる。つまり無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間の干渉は抑制され、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００４１】
また、本実施形態では、無線中継装置１１１は更に、移動局側送受信部１２３により受信されたデータに関する電界強度を減衰させる減衰部１２５を備え、基地局側制御部１２１は更に、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、減衰量を現在の減衰量よりも大きくするように減衰部１２５を制御し、その後、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。これにより、基地局側制御部１２１は、無線移動局ＭＳへの送信出力増大の指示を出すタイミングを、受信感度が悪化した場合に定めることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、基地局側制御部１２１は、移動局側受信品質値と共に、基地局側送受信部１１７での基地局側受信品質値を取得する。そして、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、当該移動局側受信品質値と共に取得された基地局側受信品質値のうち、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定し、基地局側受信品質閾値の設定後に、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値以上の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。つまり、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を引き起こす無線基地局からの電波の電界強度を基に移動局側受信品質閾値が設定される。これにより、基地局側受信品質閾値以上の基地局側受信品質値である電波は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉を引き起こすことになる。よって、基地局側受信品質値の取得のみにより、基地局側制御部１２１は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間の干渉の有無を予測することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、基地局側制御部１２１は、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値未満の場合、移動局側受信品質値と移動局側受信品質閾値との比較を行う。つまり、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉は生じていないと予測された場合に、実際に干渉が生じているか否かが移動局側受信品質値により判断される。これにより、干渉は無いと予測されたが、実際には干渉は生じている場合にも、干渉を抑制するための無線移動局ＭＳの送信出力の調整が行われることになる。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
上述の本発明の実施形態の説明において、例えば、（基地局側又は移動局側）受信品質閾値「以上」または受信品質閾値「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、無線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、受信品質閾値「以上」とは、受信品質が受信品質閾値に達した場合のみならず、受信品質閾値を超えた場合も含意し得るものとする。また、例えば受信品質閾値「未満」とは、受信品質値が受信品質閾値を下回った場合のみならず、受信品質閾値に達した場合、つまり受信品質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】
【００４７】
１１ 無線ネットワーク
１１１ 無線中継装置
１１３ 基地局側ユニット
１１５ 移動局側ユニット
１１７ 基地局側送受信部
１１９ 基地局側記憶部
１２１ 基地局側制御部
１２３ 移動局側送受信部
１２５ 移動局側表示部
ＢＳ 無線基地局
ＭＳ 無線移動局
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継装置及び無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線移動局が無線基地局と通信するためには、無線移動局は無線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、屋外に設置された無線基地局からは、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）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、無線基地局と無線移動局との間の無線電波を中継する無線中継装置（レピータ）が必要となる。
【０００３】
この無線中継装置は、サービスエリアを拡充できるという利点がある反面、無線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。無線中継装置に起因する干渉の一つには、無線基地局と通信を行う基地局側ユニット（ドナー部又はＭＳ（Mobile Station）部）と、無線移動局と通信を行う移動局側ユニット（サービス部又は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、基地局側ユニットの受信タイミングと移動局側ユニットの送信タイミングが重なった場合、無線基地局からの送信波が、移動局側ユニットの送信波と干渉を起こし、基地局側ユニットは、品質の劣化した無線基地局からの送信波を受信することになる。同様にして、基地局側ユニットの送信タイミングと移動局側ユニットの受信タイミング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ための無線通信方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該方法は、図４のように、基地局側ユニットの送信（Ｔｘ）タイミングと移動局側ユニットの送信タイミングを第１期間に合わせ、基地局側ユニットの受信（Ｒｘ）タイミングと移動局側ユニットの受信タイミングを第２期間に合わせる。これにより、上述したような相互干渉について抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５６７１１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、無線中継装置に起因する干渉は、基地局側ユニットと移動局側ユニットとの間に生じる相互干渉だけではなく、図５のような状況においては別の干渉が発生する。図５では、無線基地局４０１が無線中継装置４０３を介して無線移動局４０５と通信を行っている。具体的には、無線基地局４０１が無線中継装置４０３の基地局側ユニット４０７と周波数Ａで通信を行い、無線移動局４０５が無線中継装置４０３の移動局側ユニット４０９と周波数Ｂで通信を行っている。更に、移動局側ユニット４０９は、無線基地局４１１からの周波数Ｂの電波が届く位置であるとする。このような状況では、上述の第１期間における無線基地局４１１の送信波は、第１期間における無線中継装置４０３と無線移動局４０５との通信（具体的には、無線移動局４０５からの送信波）間に干渉をもたらす。このような干渉は、無線中継装置に届く電波の送信元である無線基地局が激しく変化する電車等の車両に搭載された無線中継装置において特に問題となる。車両に搭載された無線中継装置は、移動局側ユニットで使用している周波数と同一周波数の無線基地局に接近する可能性が高い。
【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、無線中継装置と無線移動局との間に通信が困難になるほどの干渉が発生している場合、当該干渉の影響を抑制する無線中継装置及び無線通信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の発明による無線中継装置は、
ＴＤＤ方式を採用する無線基地局と無線移動局との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局からデータを第１期間で受信し、前記無線基地局へデータを第２期間で送信する基地局側送受信部と、
前記無線移動局からデータを前記第１期間で受信し、前記無線移動局へデータを前記第２期間で送信する移動局側送受信部と、
前記第１期間に前記移動局側送受信部での移動局側受信品質値を取得し、取得した前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する制御部と
を備える無線中継装置である。
【０００９】
また、当該無線中継装置は更に、前記移動局側送受信部により受信されたデータに関する電界強度を減衰させる減衰部を備え、前記制御部は更に、前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、減衰量を現在の減衰量よりも大きくするように前記減衰部を制御し、その後、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示することが望ましい。
【００１０】
また、前記制御部は更に、
前記第１期間に、前記移動局側受信品質値と共に、前記基地局側送受信部での基地局側受信品質値を取得し、
前記移動局側受信品質値が前記移動局側受信品質閾値未満の場合、当該移動局側受信品質値と共に取得された前記基地局側受信品質値のうち、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定し、
前記基地局側受信品質閾値の設定後に、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値以上の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する
ことが望ましい。
【００１１】
また、前記制御部は更に、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値未満の場合、前記移動局側受信品質値と前記移動局側受信品質閾値との比較を行うことが望ましい。
【００１２】
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。
【００１３】
例えば、本発明の第１の発明を方法として実現させた無線中継装置の無線通信方法は、無線中継装置が、
前記無線基地局からデータを第１期間に受信するステップと、
前記無線移動局からデータを前記第１期間に受信するステップと、
前記無線基地局へデータを第２期間に送信するステップと、
前記無線移動局へデータを前記第２期間に送信するステップと、
前記第１期間に移動局側受信品質値を取得するステップと、
取得された前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示するステップと
を含む無線通信方法である。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成された本発明に係る無線中継装置及び無線通信方法によれば、無線移動局から受信したデータに関する移動局側受信品質閾値に基づき、無線中継装置と無線移動局との間に通信が困難になるほどの干渉が発生しているか否かが判断され、当該干渉が発生している場合、無線移動局の送信出力は大きくなる。これにより、移動局側受信品質値は改善され、干渉の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線ネットワーク構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る無線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無線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、従来の無線通信方法を示す図である。
【図５】図５は、従来の無線通信方法において発生する干渉の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る概略的な無線ネットワーク構成図である。無線ネットワーク１１は、無線基地局ＢＳ（Base Station）と、無線移動局ＭＳ（Mobile Station）と、無線中継装置１１１とから構成されている。無線ネットワーク１１の通信方式がＷｉＭＡＸである場合、無線ネットワーク１１には、例えば時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式が採用される。無線中継装置１１１は、ＷｉＭＡＸ等の無線通信方式において、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとの間で送受信されるデータを中継する。当該無線中継装置１１１により、無線移動局ＭＳは、無線基地局ＢＳのセル（通信可能エリア）の範囲外に位置していても、無線基地局ＢＳとデータを送受信できる。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００１９】
無線中継装置１１１は、基地局側ユニット（ドナー部又はＭＳ（Mobile Station）部）１１３と、移動局側ユニット（サービス部又はＢＳ（Base Station）部）１１５とを備えている。無線中継装置１１１は、一体型、分離型又は車両型である。一体型の無線中継装置１１１は、一つの筐体内に基地局側ユニット１１３と移動局側ユニット１１５とを備えるものである。分離型又は車両型の無線中継装置１１１では、基地局側ユニット１１３と移動局側ユニット１１５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基地局側ユニット１１３と移動局側ユニット１１５とは、同軸ケーブル等の信号ケーブルにより接続される。車両型の無線中継装置１１１は、移動車両への搭載を目的とするものであり、車両外に設置される基地局側ユニット１１３と、車両内に設置される移動局側ユニット１１５とにおいて異なる無線通信方式が採用されることがある。例えば、基地局側ユニット１１３には（ＷｉＦｉよりも）移動に強いＷｉＭＡＸが、移動局側ユニット１１５には（ＷｉＭＡＸよりも）通信速度の速いＷｉＦｉが採用される。
【００２０】
まず、基地局側ユニット１１３の機能ブロックについて説明する。基地局側ユニット１１３は、基地局側送受信部１１７と、基地局側記憶部１１９と、基地局側制御部１２１（請求項における制御部）とを備えている。
【００２１】
基地局側送受信部１１７は、アンテナを介して無線基地局ＢＳとデータを送受信する。無線ネットワーク１１に時分割複信方式が採用されている場合は、基地局側送受信部１１７は、例えば、無線基地局ＢＳからデータをある第１期間で受信し、無線基地局ＢＳへデータを第１期間に続く第２期間で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間の繰り返しにより、基地局側送受信部１１７は、受信と送信を繰り返すことになる。
【００２２】
基地局側記憶部１１９は、移動局側ユニット１１５の移動局側受信品質閾値や基地局側ユニット１１３の基地局側受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。移動局側受信品質閾値は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほど干渉が発生しているか否かという点に基づいて設定されるものであり、例えば、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio：搬送波レベル対干渉雑音比）の値である。無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとが通信できるためには、無線中継装置１１１及び無線移動局ＭＳに届いたデータが復調可能な品質を有している必要がある。そこで、移動局側受信品質閾値に、無線中継装置１１１でのデータの復調を保証するＣＩＮＲの値が設定される。当該値は、通信に採用されている変調方式やコーディングレートなどを勘案して求めることができる。また、基地局側受信品質閾値は、無線基地局ＢＳからの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性が高いか否かという点に基づいて設定されるものであり、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）の値である。基地局側受信品質閾値は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間で通信が困難になるほどの干渉が発生した場合に取得された当該干渉の要因となる無線基地局ＢＳに関する基地局側受信品質値の値に基づいて設定される。無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉が発生することは、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数で電波を発する無線基地局ＢＳが無線中継装置１１１の周囲に存在することを意味する。そして、干渉が強いほど、干渉の要因となる無線基地局ＢＳの発する電波の電界強度は強いことを意味する。そのため、干渉発生時に取得された当該干渉の要因となる無線基地局ＢＳに関する基地局側受信品質値（ＲＳＳＩ値）は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉が発生することを意味する値となる。干渉発生時に取得された基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を決定することにより、実際の通信環境を考慮することができる。例えば、基地局側制御部１２１は、基地局側受信品質閾値を干渉発生毎に基地局側受信品質値で更新することができる。また、基地局側制御部１２１は、干渉発生毎に基地局側記憶部１１９に基地局側受信品質値を記憶させ、所定の回数(例えば、過去１０回)の基地局側受信品質値の平均を基地局側受信品質閾値に設定することもできる。なお、本実施形態では、基地局側ユニット１１３のみが、記憶部を有するが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、移動局側ユニット１１５のみが記憶部を有し、当該記憶部が、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の各種情報を記憶することもできる。また、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の双方が記憶部を有し、各々の記憶部が各々の情報を記憶することもできる。
【００２３】
基地局側制御部１２１は、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の各機能ブロックをはじめとして基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の全体を制御及び管理する。ここで、基地局側制御部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、基地局側ユニット１１３のみが、制御部を有するが、本発明は、この構成に限定されるわけではない。例えば、移動局側ユニット１１５のみが制御部を有し、当該制御部が、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の全体を制御及び管理することができる。また、基地局側ユニット１１３及び移動局側ユニット１１５の双方が制御部を有し、各々の制御部が各々のユニットを制御及び管理することもできる。
【００２４】
基地局側制御部１２１についてより詳細に説明する。基地局側制御部１２１は、基地局側送受信部１１７及び後述の移動局側送受信部１２３が受信した電波から、当該電波に関する基地局側受信品質値及び移動局側受信品質値を取得する。基地局側受信品質値及び移動局側受信品質値とは、例えば、ＲＳＳＩやＣＩＮＲである。基地局側送受信部１１７が受信した電波のＲＳＳＩとは、基地局側送受信部１１７が受信する無線基地局ＢＳからのデータ信号の電界強度のことである。ＲＳＳＩの値が大きいほど受信品質（通信品質）は良い。また、移動局側送受信部１２３が受信した電波のＣＩＮＲとは、無線移動局ＭＳからのデータ信号が受ける干渉や雑音の影響の度合いを示すものである。ＣＩＮＲの値が大きいほど受信品質は良い。
【００２５】
基地局側制御部１２１は、取得した移動局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている移動局側受信品質閾値と比較し、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値以上の場合、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間には通信が困難になるほどの干渉は発生していないと判断する。つまり、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信することができる。また、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間には通信が困難になるほどの干渉が発生していると判断する。つまり、無線中継装置１１１を介したとしても無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとの間の通信は実現されないことを意味する。そこで、基地局側制御部１２１は、移動局側の受信信号に関する電界強度の減衰量を現在の減衰量より大きくするように後述の減衰部１２５を制御する。これにより、基地局側制御部１２１は、受信感度が悪くなったと判断し、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。その結果、干渉の要因となった無線基地局ＢＳからの電波（干渉波）の大きさは変わらず、無線移動局ＭＳからの電波（希望波）の大きさのみ大きくなるので、移動局側受信品質値は改善され、データの復調が容易となる。よって、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００２６】
また、基地局側制御部１２１は、取得した基地局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている基地局側受信品質閾値と比較し、基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値以上の場合、無線基地局ＢＳからの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性は高いと判断する。このままでは、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとが無線中継装置１１１を介して通信できない可能性が高いので、基地局側制御部１２１は、移動局側の受信データに関する電界強度の減衰量を現在の減衰量より大きくするように減衰部１２５を制御する。そして、基地局側制御部１２１は、受信感度が悪くなったと判断し、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。これにより、移動局側受信品質値は改善され、データの復調が容易となる。よって、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００２７】
続いて、移動局側ユニット１１５の機能ブロックについて説明する。移動局側ユニット１１５は、移動局側送受信部１２３と、減衰部１２５とを備えている。
【００２８】
移動局側送受信部１２３は、アンテナを介して無線移動局ＭＳとデータを送受信する。無線ネットワーク１１に時分割複信方式が採用されている場合は、移動局側送受信部１２３は、例えば、無線移動局ＭＳからデータをある第１期間で受信し、無線移動局ＭＳへデータを第１期間に続く第２期間で送信する。そして、連続する第１期間と第２期間の繰り返しにより、移動局側送受信部１２３は、受信と送信を繰り返すことになる。移動局側送受信部１２３と基地局側送受信部１１７との送信タイミング及び受信タイミングが揃うことにより、無線中継装置１１１における相互干渉は抑制される。
【００２９】
減衰部１２５は、移動局側送受信部１２３が受信したデータの電界強度を減衰させるものであり、例えば、アッテネータ（減衰器）により構成される。
【００３０】
続いて、無線中継装置１１１の干渉の影響を抑制する方法について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置の処理を示すフローチャートである。
【００３１】
基地局側ユニット１１３は、データを送受信するために、未使用の伝送路を検出するためのキャリアセンスを定期的に行う。基地局側制御部１２１は、キャリアセンスにおいて基地局側送受信部１１７が受信した電波から基地局側受信品質値を取得することができる（ステップＳ１０１）。なお、図１では、無線基地局ＢＳが１つのみ記されているが、無線基地局ＢＳの数は１つに限定されるものではない点に留意すべきである。基地局側ユニット１１３が受信可能な電波を送信する無線基地局ＢＳが複数存在する場合、基地局側ユニット１１３は、全ての無線基地局ＢＳに関する基地局側受信品質値を取得することができる。また、キャリアセンスでは、基地局側制御部１２１は、基地局側受信品質値と共に無線基地局のＩＤ及び無線基地局の使用周波数の情報も受信することにより、基地局側受信品質値がどの無線基地局及びどの周波数に関する値であるかを把握することができる。
【００３２】
そして、基地局側制御部１２１は、取得した基地局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている基地局側受信品質閾値と比較することができる（ステップＳ１０２）。基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値以上の場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、基地局側制御部１２１は、無線基地局ＢＳの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性が高いと判断できる。
【００３３】
よって、基地局側制御部１２１は、干渉波の影響を抑制するために希望波の大きさが干渉波の大きさよりも相対的に大きくなるようにする。具体的には、基地局側制御部１２１は移動局側の受信データに関する電界強度の減衰量を増大するように減衰部１２５を制御する（ステップＳ１０３）。受信データに関する電界強度が低下するため、基地局側制御部１２１は、受信感度が悪くなったと判断し、送信出力を大きくするように無線移動局ＭＳに指示する（ステップＳ１０４）。これにより、移動局側送受信部１２３が受信する電波のうち希望波の占める割合が大きくなり、移動局側受信品質は向上することになる。よって、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００３４】
ステップＳ１０２において、基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値未満の場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、基地局側制御部１２１は、無線基地局ＢＳの電波が、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を発生させる可能性は低いと判断できる。
【００３５】
実際の干渉の有無を確認するために、基地局側制御部１２１は、移動局側受信品質値を取得する（ステップＳ１０５）。
【００３６】
基地局側制御部１２１は、取得した移動局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶されている移動局側受信品質閾値と比較する（ステップＳ１０６）。移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満である場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、基地局側制御部１２１は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉が発生していると判断する。
【００３７】
基地局側制御部１２１は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの通信における使用周波数と同一の周波数で電波を発する無線基地局を特定し、当該無線基地局１１１に関する基地局側受信品質値を基地局側記憶部１１９に記憶させる（ステップＳ１０７）。基地局側制御部１２１は、記憶された基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定する。例えば、干渉の要因となった無線基地局の基地局側受信品質値が−４５［ｄＢｍ］であったとき、基地局側受信品質閾値に−４５［ｄＢｍ］を設定することができる。設定後に、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数が変わらず、かつ当該周波数を使用する無線基地局の基地局側受信品質値が−４５［ｄＢｍ］以上、例えば−４０［ｄＢｍ］であると、干渉の要因である無線基地局の電界強度は無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉を発生させるほどに強いと判断できる。このように基地局側受信品質閾値を設定することにより、基地局側制御部１２１は、移動局側受信品質値の取得無しに干渉の有無を判断することができる。
【００３８】
その後、基地局側制御部１２１は、減衰量が大きくなるように減衰部１２５を制御し（ステップＳ１０３）、送信出力を大きくするように無線移動局ＭＳに指示する（ステップＳ１０４）。これにより、移動局側受信品質は向上し、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００３９】
ステップＳ１０６において、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値以上の場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間には通信が困難になるほどの干渉は生じていないことを意味するので、基地局側制御部１２１が減衰部１２５の減衰量を調整することなく、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信することができる。
【００４０】
このように本実施形態では、無線中継装置１１１の基地局側制御部１２１は、移動局側送受信部１２３での移動局側受信品質値を取得し、取得した移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。移動局側受信品質閾値は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉が発生しているか否かという点に基づいて設定されるものであるため、取得した移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合は、無線中継装置１１１を介して無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは通信できない。そこで、基地局側制御部１２１は、無線移動局ＭＳに送信出力を大きくさせることにより、データ移動局側送受信部１２３が受信する電波のうち希望波の占める割合が大きくなり、移動局側受信品質は向上することになる。つまり無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間の干渉は抑制され、無線基地局ＢＳと無線移動局ＭＳとは、無線中継装置１１１を介して通信できるようになる。
【００４１】
また、本実施形態では、無線中継装置１１１は更に、移動局側送受信部１２３により受信されたデータに関する電界強度を減衰させる減衰部１２５を備え、基地局側制御部１２１は更に、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、減衰量を現在の減衰量よりも大きくするように減衰部１２５を制御し、その後、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。これにより、基地局側制御部１２１は、無線移動局ＭＳへの送信出力増大の指示を出すタイミングを、受信感度が悪化した場合に定めることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、基地局側制御部１２１は、移動局側受信品質値と共に、基地局側送受信部１１７での基地局側受信品質値を取得する。そして、移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、当該移動局側受信品質値と共に取得された基地局側受信品質値のうち、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定し、基地局側受信品質閾値の設定後に、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値以上の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように無線移動局ＭＳに指示する。つまり、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉を引き起こす無線基地局からの電波の電界強度を基に移動局側受信品質閾値が設定される。これにより、基地局側受信品質閾値以上の基地局側受信品質値である電波は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に干渉を引き起こすことになる。よって、基地局側受信品質値の取得のみにより、基地局側制御部１２１は、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間の干渉の有無を予測することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、基地局側制御部１２１は、無線移動局ＭＳから無線中継装置１１１への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が基地局側受信品質閾値未満の場合、移動局側受信品質値と移動局側受信品質閾値との比較を行う。つまり、無線中継装置１１１と無線移動局ＭＳとの間に通信が困難になるほどの干渉は生じていないと予測された場合に、実際に干渉が生じているか否かが移動局側受信品質値により判断される。これにより、干渉は無いと予測されたが、実際には干渉は生じている場合にも、干渉を抑制するための無線移動局ＭＳの送信出力の調整が行われることになる。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
上述の本発明の実施形態の説明において、例えば、（基地局側又は移動局側）受信品質閾値「以上」または受信品質閾値「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、無線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、受信品質閾値「以上」とは、受信品質が受信品質閾値に達した場合のみならず、受信品質閾値を超えた場合も含意し得るものとする。また、例えば受信品質閾値「未満」とは、受信品質値が受信品質閾値を下回った場合のみならず、受信品質閾値に達した場合、つまり受信品質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】
【００４７】
１１ 無線ネットワーク
１１１ 無線中継装置
１１３ 基地局側ユニット
１１５ 移動局側ユニット
１１７ 基地局側送受信部
１１９ 基地局側記憶部
１２１ 基地局側制御部
１２３ 移動局側送受信部
１２５ 移動局側表示部
ＢＳ 無線基地局
ＭＳ 無線移動局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＤ方式を採用する無線基地局と無線移動局との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局からデータを第１期間で受信し、前記無線基地局へデータを第２期間で送信する基地局側送受信部と、
前記無線移動局からデータを前記第１期間で受信し、前記無線移動局へデータを前記第２期間で送信する移動局側送受信部と、
前記第１期間に前記移動局側送受信部での移動局側受信品質値を取得し、取得した前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する制御部と
を備える無線中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線中継装置において、
当該無線中継装置は更に、前記移動局側送受信部により受信されたデータに関する電界強度を減衰させる減衰部を備え、
前記制御部は更に、前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、減衰量を現在の減衰量よりも大きくするように前記減衰部を制御し、その後、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線中継装置において、前記制御部は更に、
前記第１期間に、前記移動局側受信品質値と共に、前記基地局側送受信部での基地局側受信品質値を取得し、
前記移動局側受信品質値が前記移動局側受信品質閾値未満の場合、当該移動局側受信品質値と共に取得された前記基地局側受信品質値のうち、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定し、
前記基地局側受信品質閾値の設定後に、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値以上の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線中継装置において、前記制御部は更に、前記無線移動局から前記中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値未満の場合、前記移動局側受信品質値と前記移動局側受信品質閾値との比較を行うことを特徴とする無線中継装置。
【請求項５】
ＴＤＤ方式を採用する無線基地局と無線移動局との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置の無線通信方法であって、前記無線中継装置が、
前記無線基地局からデータを第１期間に受信するステップと、
前記無線移動局からデータを前記第１期間に受信するステップと、
前記無線基地局へデータを第２期間に送信するステップと、
前記無線移動局へデータを前記第２期間に送信するステップと、
前記第１期間に移動局側受信品質値を取得するステップと、
取得された前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示するステップと
を含む無線通信方法。
【請求項１】
ＴＤＤ方式を採用する無線基地局と無線移動局との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置であって、
前記無線基地局からデータを第１期間で受信し、前記無線基地局へデータを第２期間で送信する基地局側送受信部と、
前記無線移動局からデータを前記第１期間で受信し、前記無線移動局へデータを前記第２期間で送信する移動局側送受信部と、
前記第１期間に前記移動局側送受信部での移動局側受信品質値を取得し、取得した前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する制御部と
を備える無線中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線中継装置において、
当該無線中継装置は更に、前記移動局側送受信部により受信されたデータに関する電界強度を減衰させる減衰部を備え、
前記制御部は更に、前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、減衰量を現在の減衰量よりも大きくするように前記減衰部を制御し、その後、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線中継装置において、前記制御部は更に、
前記第１期間に、前記移動局側受信品質値と共に、前記基地局側送受信部での基地局側受信品質値を取得し、
前記移動局側受信品質値が前記移動局側受信品質閾値未満の場合、当該移動局側受信品質値と共に取得された前記基地局側受信品質値のうち、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値を基に基地局側受信品質閾値を設定し、
前記基地局側受信品質閾値の設定後に、前記無線移動局から前記無線中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値以上の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示する
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線中継装置において、前記制御部は更に、前記無線移動局から前記中継装置への通信での使用周波数と同じ周波数でデータを送信する無線基地局に関する基地局側受信品質値が前記基地局側受信品質閾値未満の場合、前記移動局側受信品質値と前記移動局側受信品質閾値との比較を行うことを特徴とする無線中継装置。
【請求項５】
ＴＤＤ方式を採用する無線基地局と無線移動局との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置の無線通信方法であって、前記無線中継装置が、
前記無線基地局からデータを第１期間に受信するステップと、
前記無線移動局からデータを前記第１期間に受信するステップと、
前記無線基地局へデータを第２期間に送信するステップと、
前記無線移動局へデータを前記第２期間に送信するステップと、
前記第１期間に移動局側受信品質値を取得するステップと、
取得された前記移動局側受信品質値が移動局側受信品質閾値未満の場合、データを送信する際の送信出力を現在の送信出力よりも大きくするように前記無線移動局に指示するステップと
を含む無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１１４８４５（Ｐ２０１２−１１４８４５Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６４１５７（Ｐ２０１０−２６４１５７）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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