無線端末及びその制御方法
【課題】無線基地局と無線中継装置との間で接続先を適切に切り替えることができる無線端末を提供する。
【解決手段】無線基地局と、無線基地局がプリアンブル信号を送信する所定タイミングでプリアンブルマスク信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末が、無線基地局に接続している場合に、該所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局からの受信信号のＣＩＮＲを測定する（Ｓ１１１）。前記無線端末は、前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局ＣＩＮＲと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局ＣＩＮＲとに応じて、無線中継装置に接続先を切り替える（Ｓ１１２、Ｓ１２２）。
【解決手段】無線基地局と、無線基地局がプリアンブル信号を送信する所定タイミングでプリアンブルマスク信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末が、無線基地局に接続している場合に、該所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局からの受信信号のＣＩＮＲを測定する（Ｓ１１１）。前記無線端末は、前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局ＣＩＮＲと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局ＣＩＮＲとに応じて、無線中継装置に接続先を切り替える（Ｓ１１２、Ｓ１２２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局又は無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行う無線端末及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置が広く用いられている。無線端末は、無線中継装置を介して無線基地局との通信を行うことで、無線基地局が形成するセル（通信エリア）の範囲外、あるいは、該セルの周縁部分（いわゆるセルフリンジ）に位置していても、無線基地局と通信できる。このような無線中継装置は、無線基地局との無線通信を行うように構成された第１無線通信部と、無線端末との無線通信を行うように構成された第２無線通信部とを有する。
【０００３】
また、無線通信システムにおいて双方向通信を実現する一方式として、時分割複信（ＴＤＤ）方式が知られている。ＴＤＤ方式では、無線基地局から無線端末への送信が行われる下りリンク期間と、無線端末から無線基地局への送信が行われる上りリンク期間とが、通信フレーム内に時分割で設けられる。
【０００４】
ＴＤＤ方式を採用する無線通信システムで無線中継装置を用いる場合、下りリンク期間においては、無線基地局からの無線信号を第１無線通信部が受信するのと同時に、第２無線通信部から無線端末に無線信号を送信するため、第２無線通信部が送信する無線信号によって第１無線通信部が干渉の影響を受ける。また、上りリンク期間においては、無線端末からの無線信号を第２無線通信部が受信するのと同時に、第１無線通信部から無線基地局に無線信号を送信するため、第１無線通信部が送信する無線信号によって第２無線通信部が干渉の影響を受ける。
【０００５】
このような問題を解決するために、第２無線通信部から無線端末に無線信号を送信する期間を下りリンク期間から上りリンク期間にシフトし、第２無線通信部が無線端末からの無線信号を受信する期間を上りリンク期間から下りリンク期間にシフトするように構成された無線中継装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ところで、無線基地局、及び無線中継装置の第２無線通信部は、下りリンク期間内の所定タイミングで、無線端末によって同期の確立に使用される無線信号である同期信号を送信している。無線端末は、無線通信を開始する際に同期信号を探索（スキャン）し、同期信号を良好に受信できた場合に、同期信号の送信元との同期を確立することで、該同期信号の送信元に接続する。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載の無線中継装置は、無線信号を送信する期間を下りリンク期間から上りリンク期間にシフトしているため、無線端末は、無線基地局からの同期信号と無線中継装置からの同期信号とを異なるタイミングで受信することになるが、無線基地局に同期している無線端末は、既に同期しているタイミングに近い範囲でのみスキャンを行うことが一般的であるため、特許文献１に記載の無線中継装置に対して同期することが難しいという問題がある。
【０００９】
このような問題を解決するためには、無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで、無線中継装置が妨害波信号を送信し、無線基地局から無線端末が受信する同期信号の品質レベルを劣化させて、無線基地局からの同期信号を認識できないようにすることにより、無線端末が無線中継装置に接続する確率を高める手法が考えられる。
【００１０】
しかしながら、このような手法において、無線端末が無線中継装置に接続すべきエリア範囲を適切なものにするためには、無線中継装置が設置される位置等に基づいて妨害波信号の送信電力を調整する必要がある。ここで、妨害波信号の送信電力が適切ではない場合には、無線中継装置に接続した方が良好に通信できる無線端末が無線基地局に接続してしまったり、無線基地局に接続した方が良好に通信できる無線端末が無線中継装置に接続してしまったりする問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、無線基地局と無線中継装置との間で接続先を適切に切り替えることができる無線端末及びその制御方法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】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。
【００１３】
まず、本発明に係る無線端末の第１の特徴は、無線基地局（無線基地局２００）と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置（無線中継装置１００）とを含む無線通信システム（無線通信システム１）で用いられる無線端末（無線端末３００）であって、前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部（無線通信部３１０）と、前記無線通信部を制御する制御部（制御部３２０）とを有し、前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、前記制御部は、前記無線基地局に接続している場合に、前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００１４】
このような特徴によれば、無線基地局に接続している無線端末は、無線中継装置が妨害波信号を送信する所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、該所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、無線中継装置に接続先を切り替える。
【００１５】
例えば無線端末の近くに無線中継装置があるような場合には、妨害波信号の影響を受ける第１の基地局品質レベルは、妨害波信号の影響を受けない第２の基地局品質レベルよりも劣化したものになる。従って、無線基地局に接続している無線端末は、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとを考慮することによって、無線中継装置に接続した方が良好な通信ができるか否かを推定可能になり、無線基地局から無線中継装置に接続先を適切に切り替えることができる。
【００１６】
また、無線基地局に接続している無線端末が無線中継装置のスキャンを行う場合には、該スキャンに起因して無線端末と無線基地局との無線通信が中断することになるが、上記特徴に係る無線端末は、無線基地局からの受信信号の品質レベルに基づいて、自端末の近くに無線中継装置があるか否かを推定できるため、そのようなスキャンによる通信中断時間を短縮することができる。
【００１７】
本発明に係る無線端末の他の特徴は、上記無線端末の第１の特徴において、前記制御部は、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００１８】
このような特徴によれば、無線端末は、第１の基地局品質レベルが第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置に接続先を切り替える。
【００１９】
第１の基地局品質レベルが第２の基地局品質レベルよりも低いということは、無線端末が無線中継装置からの妨害波信号を受信していることを意味する。さらに、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きいということは、妨害波信号の受信電力が大きく、無線端末の近くに無線中継装置があることから、無線中継装置に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【００２０】
従って、第１の基地局品質レベルが第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置に接続先を切り替えることにより、無線基地局から無線中継装置に接続先を適切に切り替えることができる。
【００２１】
本発明に係る無線端末の第２の特徴は、無線基地局（無線基地局２００）と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置（無線中継装置１００）とを含む無線通信システム（無線通信システム１）で用いられる無線端末（無線端末３００）であって、前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部（無線通信部３１０）と、前記無線通信部を制御する制御部（制御部３２０）とを有し、前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、前記制御部は、前記無線中継装置に接続している場合に、前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定し、前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００２２】
このような特徴によれば、無線中継装置に接続している無線端末は、無線中継装置が妨害波信号を送信する所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、該所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、無線中継装置に接続先を切り替える。
【００２３】
ここで、無線端末は、中継装置品質レベルから、妨害波信号の受信電力を推定することができる。また、妨害波信号の受信電力と、基地局品質レベルとから、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベル、すなわち無線基地局からの受信電力を推定することができる。従って、無線中継装置に接続している無線端末は、基地局品質レベルと中継装置品質レベルとを考慮することによって、無線基地局に接続した方が良好な通信ができるか否かを推定可能になり、無線中継装置から無線基地局に接続先を適切に切り替えることができる。
【００２４】
本発明に係る無線端末の他の特徴は、上記無線端末の第２の特徴において、前記制御部は、前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定し、該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００２５】
このような特徴によれば、無線端末は、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、該推定した基地局品質レベルが中継装置品質レベルよりも高い場合に、無線基地局に接続先を切り替える。
【００２６】
ここで、中継装置品質レベルは、無線中継装置が妨害波信号を送信する所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られたものであり、無線中継装置からの妨害波信号以外の受信電力を表している。また、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルは、無線基地局からの受信電力を表している。よって、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルが中継装置品質レベルよりも高いということは、無線基地局からの受信電力が、無線中継装置からの妨害波信号以外の受信電力よりも高く、無線基地局に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【００２７】
従って、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、該推定した基地局品質レベルが中継装置品質レベルよりも高い場合に、無線基地局に接続先を切り替えることにより、無線中継装置から無線基地局に接続先を適切に切り替えることができる。
【００２８】
本発明に係る制御方法の第１の特徴は、無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、前記無線端末が前記無線基地局に接続している場合に、前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替えるステップと、を有することを要旨とする。
【００２９】
本発明に係る制御方法の他の特徴は、上記制御方法の第１の特徴において、前記切り替えるステップでは、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、ことを要旨とする。
【００３０】
本発明に係る制御方法の第２の特徴は、無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、前記無線端末が前記無線中継装置に接続している場合に、前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、且つ、前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替えるステップと、を有することを要旨とする。
【００３１】
本発明に係る制御方法の他の特徴は、上記制御方法の第２の特徴において、前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定するステップと、該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定するステップと、をさらに有し、前記切り替えるステップでは、該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、ことを要旨とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、無線基地局と無線中継装置との間で接続先を適切に切り替えることができる無線端末及びその制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】サービス側送受信シフト方式を使用した場合に無線端末が受信する無線信号の状態を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る無線通信システムで使用される通信フレームの構成を示す通信フレーム構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信システムで利用可能な通信周波数帯の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無線中継装置の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無線端末の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る無線中継装置の概略動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る無線中継装置の詳細動作を説明するためのタイムチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る無線端末の概略動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る無線端末の動作フロー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】
【００３４】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの概要、（２）無線中継装置の構成、（３）無線端末の構成、（４）無線中継装置の動作、（５）無線端末の動作、（６）実施形態の効果、（７）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。
【００３５】
（１）無線通信システムの概要
まず、本実施形態に係る無線通信システムの概要について、（１．１）全体概略構成、（１．２）通信フレームの構成、（１．３）通信周波数帯の構成の順に説明する。
【００３６】
（１．１）全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の概略構成図である。無線通信システム１は、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく構成を有する。すなわち、無線通信システム１には、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）方式及び時分割複信（ＴＤＤ）方式が採用されている。
【００３７】
ＯＦＤＭＡ方式は、互いに直交する多数のサブキャリアを使用して多重接続を実現する。ＴＤＤ方式は、１つの通信フレーム内において上りリンク通信及び下りリンク通信を時分割で実行することにより、双方向通信を実現する。なお、上りリンク（ＵＬ）とは、無線端末から無線基地局への通信方向を意味し、下りリンク（ＤＬ）とは、無線基地局から無線端末への通信方向を意味する。
【００３８】
無線通信システム１では、１通信フレーム内において、先ず下りリンク通信が実行され、その後上りリンク通信が実行される。以下においては、１通信フレーム内で下りリンク通信が実行される期間を下りリンク期間と称し、１通信フレーム内で上りリンク通信が実行される期間を上りリンク期間と称する。
【００３９】
図１に示すように、無線通信システム１は、無線中継装置１００、無線基地局２００（無線基地局２００Ａ，２００Ｂ）及び無線端末３００を有する。
【００４０】
無線基地局２００Ａ，２００Ｂのそれぞれは、比較的大型のセルを形成する基地局である。無線基地局２００Ａ，２００Ｂは、互いに同期して動作する。無線中継装置１００は、無線基地局２００Ａに接続している。
【００４１】
無線端末３００は、無線基地局２００Ａ，２００Ｂ、又は無線中継装置１００に未接続の状態である。本実施形態では、無線端末３００は、無線中継装置１００に近接した位置にあるとする。
【００４２】
無線端末３００は、無線中継装置１００に接続すると、無線中継装置１００を介して無線基地局２００Ａとの通信を行う。無線端末３００は、無線基地局２００Ａ又は２００Ｂに接続すると、無線基地局２００Ａ又は２００Ｂと直接的に通信を行う。
【００４３】
無線中継装置１００は、無線基地局２００Ａとの無線通信に通信周波数帯ｆＡを使用し、無線端末３００との無線通信に通信周波数帯ｆＢを使用する。無線基地局２００Ｂは、無線端末３００との無線通信に通信周波数帯ｆＢを使用する。
【００４４】
無線基地局２００Ａ，２００Ｂ、及び無線中継装置１００は、無線端末３００によって同期の確立に使用される無線信号であるプリアンブル信号（同期信号）を周期的に送信する。プリアンブル信号は、下りリンク期間の先頭１ＯＦＤＭシンボルによって構成される。以下においては、無線基地局２００Ａ，２００Ｂが送信するプリアンブル信号を適宜「基地局プリアンブル信号」と称し、無線中継装置１００が送信するプリアンブル信号を適宜「中継装置プリアンブル信号」と称する。
【００４５】
無線端末３００は、無線通信を開始する際にプリアンブル信号を探索し、プリアンブル信号を良好に受信できた場合に、プリアンブル信号の送信元との同期を確立することで、該同期信号の送信元に接続する。
【００４６】
無線中継装置１００は、無線端末３００に無線信号を送信する期間を下りリンク期間から上りリンク期間にシフトし、無線端末３００からの無線信号を受信する期間を上りリンク期間から下りリンク期間にシフトするように構成される（特許文献１参照）。以下においては、このような方式を「サービス側送受信シフト方式」（あるいはサービス側送受信反転方式）と称する。
【００４７】
無線基地局２００Ａは、下りリンク期間内で、通信周波数帯ｆＡを使用して基地局プリアンブル信号を送信する。無線基地局２００Ｂは、下りリンク期間内で、通信周波数帯ｆＢを使用して基地局プリアンブル信号を送信する。無線中継装置１００は、上りリンク期間内で、通信周波数帯ｆＢを使用して中継装置プリアンブル信号を送信する。
【００４８】
図２は、サービス側送受信シフト方式を使用した場合に無線端末３００が受信する無線信号の状態を示すタイムチャートである。
【００４９】
図２に示すように、無線端末３００は、下りリンク期間及び上りリンク期間において、同一の通信周波数帯ｆＢを使用した基地局プリアンブル信号及び中継装置プリアンブル信号を受信する。無線中継装置１００に近接する無線端末３００は、無線中継装置１００に接続することで良好な通信状態での無線通信が可能であるが、中継装置プリアンブル信号と同一の通信周波数帯ｆＢを使用した基地局プリアンブル信号を異なるタイミングで受信することで、無線基地局２００Ｂに接続してしまう、あるいは同期先が不確定になり同期を確立できない不具合が生じ得る。
【００５０】
そこで、無線中継装置１００は、無線基地局２００Ｂが基地局プリアンブル信号を送信する所定タイミング（すなわち下りリンク期間の先頭１ＯＦＤＭシンボルに相当するタイミング）で、基地局プリアンブル信号を妨害するための無線信号であるプリアンブルマスク信号（妨害波信号）を送信し、基地局プリアンブル信号と干渉を生じさせる。プリアンブルマスク信号としては、例えば、既知の信号系列からなるパイロット信号が使用できる。プリアンブルマスク信号の送信には、通信周波数帯ｆＢが使用される。
【００５１】
無線端末３００は、基地局プリアンブル信号とプリアンブルマスク信号とを同時に受信することで、無線基地局２００Ｂからの基地局プリアンブル信号を検出不能になる。その結果、無線中継装置１００に近接する無線端末３００が無線基地局２００Ｂに接続してしまう、あるいは同期先が不確定になり同期を確立できないといった不具合を解消できる。
【００５２】
（１．２）通信フレームの構成
図３は、無線通信システム１で使用される通信フレームの構成を示す通信フレーム構成図である。
【００５３】
図３に示すように、通信フレームは、下りリンク期間に相当する下りサブフレームＳＦＲ１と、上りリンク期間に相当する上りサブフレームＳＦＲ２とを有する。下りリンクでは上りリンクよりも大きな通信容量が要求されるため、下りサブフレームＳＦＲ１が上りサブフレームＳＦＲ２よりも長い上り・下り非対称フレーム構成となっている。下りサブフレームＳＦＲ１及び上りサブフレームＳＦＲ２は、それぞれ複数のシンボルから構成される。
【００５４】
下りサブフレームＳＦＲ１の先頭は各種制御データが配置される制御データ領域であり、その後はユーザデータが配置されるバースト領域である。
【００５５】
該制御データは、上述したプリアンブルと、ＦＣＨ（無線基地局から送信されるヘッダ情報）と、上りリンク及び下りリンクのユーザデータに関するリソース割り当て情報であるＭＡＰとを含む。
【００５６】
下りサブフレームＳＦＲ１と上りサブフレームＳＦＲ２との間には、ガードタイム（ＴＴＧ）が設けられている。
【００５７】
（１．３）通信周波数帯の構成
図４は、無線通信システム１で利用可能な通信周波数帯の構成を示す図である。
【００５８】
図４に示すように、無線通信システム１においては、例えば３０ＭＨｚのシステム通信周波数帯を利用可能であり、該システム通信周波数帯は３つの通信周波数帯Ｆ１〜Ｆ３に等分割されている。
【００５９】
通信周波数帯Ｆ１〜Ｆ３の何れかが、上述した通信周波数帯ｆＡに相当する。残る通信周波数帯の何れかが、上述した通信周波数帯ｆＢに相当する。
【００６０】
無線中継装置１００は、無線基地局２００Ａへの接続時に、通信周波数帯Ｆ１〜Ｆ３の何れかを無線基地局２００Ａとの無線通信に使用する通信周波数帯として設定する。また、無線中継装置１００は、残る通信周波数帯の何れかを無線端末との無線通信に使用する通信周波数帯として設定する。
【００６１】
（２）無線中継装置の構成
次に、無線中継装置１００の構成を説明する。図５は、無線中継装置１００の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【００６２】
図５に示すように、無線中継装置１００は、無線基地局２００と通信するためのドナー側通信ユニット１１０Ｄと、無線端末３００と通信するためのサービス側通信ユニット１１０Ｓとを有する。
【００６３】
ドナー側通信ユニット１１０Ｄは無線端末と同等の通信機能を具備し、サービス側通信ユニット１１０Ｓは無線基地局と同等の通信機能を具備する。ドナー側通信ユニット１１０Ｄ及びサービス側通信ユニット１１０Ｓは、イーサネット（登録商標）などを利用して有線接続されている。
【００６４】
ドナー側通信ユニット１１０Ｄは、ドナー側無線通信部１２０Ｄ、ドナー側制御部１３０Ｄ、記憶部１７２、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１７３、及びインジケータ１７４を有する。本実施形態においてドナー側無線通信部１２０Ｄは、第１無線通信部に相当する。
【００６５】
ドナー側無線通信部１２０Ｄは、ＯＦＤＭＡ及びＴＤＤ方式を用いて無線基地局２００との無線通信を行うように構成される。ドナー側無線通信部１２０Ｄは、下りリンク期間において無線基地局２００からの無線信号を受信する。
【００６６】
ドナー側無線通信部１２０Ｄは、ドナーアンテナ１６１ａ，１６１ｂ、送受切り替えスイッチ１６２ａ，１６２ｂ、パワーアンプ（ＰＡ）１６３ａ，１６３ｂ、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１６４ａ，１６４ｂ、及び高周波／ベースバンド（ＲＦ／ＢＢ）部１６５ａ，１６５ｂを有する。このように本実施形態では、ドナー側無線通信部１２０Ｄにおいて送受信系統を２系統設けることによりダイバーシチ効果を得ている。
【００６７】
ドナー側制御部１３０Ｄは、例えばＣＰＵなどによって構成され、ドナー側通信ユニット１１０Ｄが具備する各種機能を制御する。ドナー側制御部１３０Ｄは、ドナー側無線通信部１２０Ｄが受信する無線信号の受信電力レベルを示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）と、ドナー側無線通信部１２０Ｄが受信する無線信号の無線品質を示すＳＮＲ（Signal to Noise ratio）とを測定する機能を有する。
【００６８】
記憶部１７２は、例えばメモリによって構成され、ドナー側通信ユニット１１０Ｄにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。Ｉ／Ｆ部１７３は、サービス側通信ユニット１１０Ｓに接続される。インジケータ１７４は、ドナー側制御部１３０Ｄによって制御され、無線基地局２００からの受信電力レベルを示す情報を表示する。
【００６９】
サービス側通信ユニット１１０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓ、サービス側制御部１３０Ｓ、記憶部１３２及びＩ／Ｆ部１３３を有する。本実施形態においてサービス側無線通信部１２０Ｓは、第２無線通信部に相当する。
【００７０】
サービス側無線通信部１２０Ｓは、ＯＦＤＭＡ及びＴＤＤ方式を用いて無線端末３００との無線通信を行うように構成される。サービス側無線通信部１２０Ｓは、上述した中継装置プリアンブル信号を送信する。
【００７１】
サービス側無線通信部１２０Ｓは、サービスアンテナ１２１ａ，１２１ｂ、送受切り替えスイッチ１２２ａ，１２２ｂ、ＰＡ１２３ａ，１２３ｂ、ＬＮＡ１２４ａ，１２４ｂ、及びＲＦ／ＢＢ部１２５ａ，１２５ｂを有する。このように本実施形態では、サービス側無線通信部１２０Ｓにおいて送受信系統を２系統設けることによりダイバーシチ効果を得ている。
【００７２】
サービス側制御部１３０Ｓは、例えばＣＰＵなどによって構成され、サービス側通信ユニット１１０Ｓが具備する各種機能を制御する。記憶部１３２は、例えばメモリによって構成され、サービス側通信ユニット１１０Ｓにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。Ｉ／Ｆ部１３３は、ドナー側通信ユニット１１０Ｄに接続される。
【００７３】
本実施形態では、ドナー側制御部１３０Ｄ、サービス側制御部１３０Ｓ、記憶部１７２，１３２、Ｉ／Ｆ部１７３，１３３、及びインジケータ１７４は、ドナー側無線通信部１２０Ｄ及びサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する制御部を構成する。
【００７４】
制御部１３０は、無線中継装置１００が利用可能な複数の通信周波数帯のうち、ドナー側無線通信部１２０Ｄについて測定されたＳＮＲ（無線品質）が最も高い通信周波数帯をドナー側無線通信部１２０Ｄに対して設定し、ドナー側無線通信部１２０Ｄについて測定されたＳＮＲが最も低い通信周波数帯をサービス側無線通信部１２０Ｓに対して設定する。
【００７５】
制御部１３０は、プリアンブルマスク信号を、基地局プリアンブル信号の送信タイミング（すなわち下りリンク期間の先頭タイミング）で送信するようサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する。
【００７６】
制御部１３０は、ドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉を考慮して制限された送信電力でプリアンブルマスク信号を送信するようサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する。例えば、プリアンブルマスク信号の送信電力は、サービス側無線通信部１２０Ｓがユーザデータを送信する際の送信電力よりも小さくなるよう制御される（図８（ｃ）参照）。
【００７７】
また、制御部１３０は、サービス側無線通信部１２０Ｓに対して設定された通信周波数帯とドナー側無線通信部１２０Ｄに対して設定された通信周波数帯との間の周波数間隔に応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御する。
【００７８】
さらに、制御部１３０は、ドナー側無線通信部１２０Ｄが無線基地局２００から受信した無線信号のＲＳＳＩ（受信電力レベル）に応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御する。なお、無線信号のＲＳＳＩに応じたプリアンブルマスク信号の送信電力制御は、無線環境の変化を考慮し、無線中継装置１００が中継動作を行っている間、実行してもよい。
【００７９】
（３）無線端末の構成
次に、無線端末３００の構成を説明する。図６は、無線端末３００の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【００８０】
図６に示すように、無線端末３００は、無線基地局２００又は無線中継装置１００の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部３１０と、無線通信部３１０を制御する制御部３２０とを有する。
【００８１】
無線通信部３１０は、ＯＦＤＭＡ及びＴＤＤ方式を用いて無線通信を行うように構成される。無線通信部３１０は、アンテナ３１１、送受切り替えスイッチ３１２、パワーアンプ（ＰＡ）３１３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３１４、及び高周波／ベースバンド（ＲＦ／ＢＢ）部３１５を有する。
【００８２】
アンテナ３１１は、無線信号の送受信に用いられる。送受切り替えスイッチ３１２は、無線信号の送信と無線信号の受信とを切り替えるように構成される。ＰＡ３１３は、送信する無線信号を増幅して送受切り替えスイッチ３１２に出力する。ＬＮＡ３１４は、受信した無線信号を増幅してＲＦ／ＢＢ部３１５に出力する。ＲＦ／ＢＢ部３１５は、制御部３２０から入力される送信信号をＢＢ帯からＲＦ帯に変換してＰＡ３１３に出力し、受信信号をＲＦ帯からＢＢ帯に変換して制御部３２０に出力する。また、ＲＦ／ＢＢ部３１５は、送信信号を変調する機能と、受信信号を復調する機能とを有する。
【００８３】
ＲＦ／ＢＢ部３１５は、受信信号のＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）を測定するためのＣＩＮＲ測定部３１５ａを含む。ＣＩＮＲ測定部３１５ａは、制御部３２０の制御下でＣＩＮＲを測定し、その測定値を制御部３２０に出力する。なお、ＣＩＮＲとは、対象とする受信信号の品質レベルを表す指標であり、干渉信号電力及び雑音電力に対して対象信号の搬送波電力がどの程度の値であるかを表す。
【００８４】
制御部３２０は、例えばＣＰＵやメモリを用いて構成されており、無線端末３００の各種機能を制御する。
【００８５】
制御部３２０は、無線通信部３１０が無線基地局２００に接続している場合に、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングでの測定により得られた測定値（以下、「第１の基地局ＣＩＮＲ」）と、該異なるタイミングでの測定により得られた測定値（以下、「第２の基地局ＣＩＮＲ」）とに応じて、無線中継装置１００に接続先を切り替える、ように無線通信部３１０を制御する。
【００８６】
また、制御部３２０は、無線通信部３１０が無線中継装置１００に接続している場合に、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングで無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングとは異なるタイミングで無線中継装置１００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングでの測定により得られた測定値（以下、「基地局ＣＩＮＲ」）と、該異なるタイミングでの測定により得られた測定値（以下、「中継装置ＣＩＮＲ」）とに応じて、無線基地局２００に接続先を切り替える、ように無線通信部３１０を制御する。
【００８７】
（４）無線中継装置の動作
次に、無線中継装置１００の動作について、（４．１）無線中継装置の概略動作、（４．２）無線中継装置の詳細動作の順に説明する。
【００８８】
（４．１）無線中継装置の概略動作
図７は、無線中継装置１００の概略動作を説明するためのタイムチャートである。
【００８９】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、無線基地局２００、無線中継装置１００及び無線端末３００がサービス側送受信シフト方式に従わずに通信する様子を示している。図７（ａ’）〜図７（ｄ’）は、無線基地局２００、無線中継装置１００及び無線端末３００がサービス側送受信シフト方式に従って通信する様子を示している。
【００９０】
なお、図７（ａ）及び図７（ａ’）は無線基地局２００における動作を示し、図７（ｂ）及び図７（ｂ’）は無線中継装置１００のドナー側無線通信部１２０Ｄにおける動作を示し、図７（ｃ）及び図７（ｃ’）は無線中継装置１００のサービス側無線通信部１２０Ｓにおける動作を示し、図７（ｄ）及び図７（ｄ’）は無線端末３００における動作を示している。
【００９１】
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、各通信フレーム期間Ｔｎにおいて、下りリンク期間ｔ１及び上りリンク期間ｔ２が時分割で設けられている。図７（ｂ）に示すように、無線中継装置１００のドナー側無線通信部１２０Ｄは、下りリンク期間ｔ１において無線基地局２００から無線信号を受信し、上りリンク期間ｔ２において無線基地局２００に無線信号を送信する。
【００９２】
サービス側送受信シフト方式に従わない方式では、図７（ｃ）に示すように、無線中継装置１００のサービス側無線通信部１２０Ｓは、下りリンク期間ｔ１において無線端末３００に無線信号を送信し、上りリンク期間ｔ２において無線端末３００から無線信号を受信する。このため、下りリンク期間ｔ１においてサービス側無線通信部１２０Ｓがドナー側無線通信部１２０Ｄに干渉を与え、上りリンク期間ｔ２においてドナー側無線通信部１２０Ｄがサービス側無線通信部１２０Ｓに干渉を与える。
【００９３】
一方、サービス側送受信シフト方式では、図７（ｃ’）に示すように、サービス側通信ユニット１１０Ｓのサービス側制御部１３０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓが無線端末３００に無線信号を送信するサービス側送信期間Ｐ１を上りリンク期間ｔ２にシフトして設定する。また、サービス側制御部１３０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓが無線端末３００から無線信号を受信するサービス側受信期間Ｐ２を下りリンク期間ｔ１にシフトして設定する。
【００９４】
例えば、無線中継装置１００は、図７（ａ’）〜図７（ｄ’）に示すように、通信フレーム期間Ｔ１の下りリンク期間ｔ１において無線端末３００から受信した無線信号を、通信フレーム期間Ｔ１の上りリンク期間ｔ２において無線基地局２００に送信する。また、無線中継装置１００は、通信フレーム期間Ｔ１の下りリンク期間ｔ１において無線基地局２００から受信した無線信号を、通信フレーム期間Ｔ１の上りリンク期間ｔ２において無線端末３００に送信する。これにより、上記の干渉が回避される。
【００９５】
下りリンク期間ｔ１の時間長は、上りリンク期間ｔ２の時間長よりも長い。よって、サービス側制御部１３０Ｓがサービス側送信期間Ｐ１を上りリンク期間ｔ２に設定したことにより、サービス側送信期間Ｐ１の一部は上りリンク期間ｔ２を超えて下りリンク期間ｔ１の一部と重なる。以下では、下りリンク期間ｔ１と重なるサービス側送信期間Ｐ１の一部分を重複部分Δｔと称する。
【００９６】
（４．２）無線中継装置の詳細動作
図８は、無線中継装置１００の詳細動作を説明するためのタイムチャートである。
【００９７】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、サービス側制御部１３０Ｓは、重複部分Δｔのうち、下りリンク期間ｔ１のプリアンブル信号送信タイミングを除く期間において、サービス側無線通信部１２０Ｓから無線端末３００への送信を停止させる。これにより、重複部分Δｔにおいて、サービス側無線通信部１２０Ｓがドナー側無線通信部１２０Ｄに干渉を与えないようになる。
【００９８】
該送信停止期間では、データが送信されないことになるが、再送制御などの仕組みを利用することで該データを無線端末３００に伝達可能となる。重複部分Δｔには、通信遅延が許容されるデータを配置することが好ましく、音声データなどのリアルタイム性及び要求サービス品質（ＱｏＳ）の高いデータは重複部分Δｔに配置しないことが好ましい。
【００９９】
図８（ｃ）に示すように、サービス側制御部１３０Ｓは、重複部分Δｔのうち、下りリンク期間ｔ１のプリアンブル信号送信タイミング（所定タイミング）において、プリアンブルマスク信号を送信するようサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する。例えば、サービス側制御部１３０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓからのユーザデータ送信を停止させつつ、パイロット信号の送信を継続させる。
【０１００】
プリアンブルマスク信号は、ドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉にも繋がることから、ドナー側制御部１３０Ｄ及びサービス側制御部１３０Ｓは、ドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉の度合いが許容範囲内になるように、プリアンブルマスク信号の送信電力を設定する。これにより、干渉対策用の機構（遮蔽板等）を筐体に設けなくて済み、ドナー側通信ユニット１１０Ｄ及びサービス側通信ユニット１１０Ｓをより小型化した筐体に収めることができる。
【０１０１】
サービス側無線通信部１２０Ｓからドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉の影響を考えた場合、サービス送信周波数とドナー受信周波数との関係（間隔）により干渉の度合いが変化する。具体的には、サービス送信周波数とドナー受信周波数が隣接する場合と、次隣接以上の周波数間隔の場合とで異なる。よって、ドナー側制御部１３０Ｄ及びサービス側制御部１３０Ｓは、そのような周波数関係性に応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御してもよい。
【０１０２】
また、ドナー側無線通信部１２０Ｄが無線基地局２００から受信する無線信号の状態によりドナー側制御部１３０Ｄがサービス側無線通信部１２０Ｓから受ける干渉の度合い（割合）が変化する。よって、ドナー側制御部１３０Ｄ及びサービス側制御部１３０Ｓは、ドナー側無線通信部１２０ＤにおけるＲＳＳＩに応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御してもよい。
【０１０３】
（５）無線端末の動作
次に、無線端末３００の動作について、（５．１）無線端末の概略動作、（５．２）無線端末の詳細動作の順に説明する。以下においては、無線端末３００が接続先の切り替え（いわゆる、ハンドオーバ）を行う際の動作を説明する。
【０１０４】
（５．１）無線端末の概略動作
図９は、無線端末３００の概略動作を説明するための図である。
【０１０５】
図９に示すように、下りリンク期間ｔ１の基地局プリアンブル信号送信タイミング（所定タイミング）で無線中継装置１００がプリアンブルマスク信号を送信する手法において、プリアンブルマスク信号の送信電力が適切ではない場合には、無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できる無線端末３００ａが無線基地局２００に接続してしまったり、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できる無線端末３００ｂが無線中継装置１００に接続してしまったりする問題がある。
【０１０６】
このような問題を解決するためには、無線端末３００ａ及び無線端末３００ｂのそれぞれが頻繁にスキャンを行うことによって、無線基地局２００及び無線中継装置１００の両方を検出可能になるが、スキャンの増大によって通信中断時間が増大してしまう。
【０１０７】
そこで、本実施形態では、無線基地局２００に接続している無線端末３００ａは、下りリンク期間ｔ１内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定する。そして、無線端末３００ａは、該所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局ＣＩＮＲとに応じて、無線中継装置１００に接続先を切り替える。
【０１０８】
例えば無線端末３００ａの近くに無線中継装置１００があるような場合には、プリアンブルマスク信号の影響を受ける第１の基地局ＣＩＮＲは、プリアンブルマスク信号の影響を受けない第２の基地局ＣＩＮＲよりも劣化したものになる。従って、無線端末３００ａは、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとを考慮することによって、自端末の近くに無線中継装置１００があるか否か、すなわち無線中継装置１００に接続した方が良好な通信をできるか否かを推定可能になり、無線基地局２００から無線中継装置１００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１０９】
また、無線端末３００ａが無線中継装置１００のスキャンを行う場合には、該スキャンに起因して無線基地局２００との無線通信が中断することになるが、本実施形態によれば、無線端末３００ａは、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲに基づいて、自端末の近くに無線中継装置１００があるか否かを推定できるため、スキャンによる通信中断時間を短縮することができる。
【０１１０】
無線中継装置１００に接続している無線端末３００ｂは、無線中継装置１００のサービス側送信期間内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングで無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングとは異なるタイミングで無線中継装置１００からの受信信号のＣＩＮＲを測定する。そして、無線端末３００ｂは、該所定タイミングでの測定により得られた基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた中継装置ＣＩＮＲとに応じて、無線基地局２００に接続先を切り替える。
【０１１１】
ここで、無線端末３００ｂは、中継装置ＣＩＮＲから、プリアンブルマスク信号の受信電力を推定することができる。また、プリアンブルマスク信号の受信電力と、基地局ＣＩＮＲとから、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲ、すなわち無線基地局２００からの受信電力を推定することができる。
【０１１２】
従って、無線端末３００ｂは、基地局ＣＩＮＲと中継装置ＣＩＮＲとを考慮することによって、自端末の近くに無線基地局２００があるか否か、すなわち無線基地局２００に接続した方が良好な通信をできるか否かを推定可能になり、無線中継装置１００から無線基地局２００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１１３】
なお、ＣＩＮＲ測定の信頼度を上げるために、各タイミングについて繰り返し複数回測定を行い、その平均値を使用してもよい。ここで、複数回の測定は、同一フレーム内であってもよく、複数フレームに跨っていてもよい。
【０１１４】
（５．２）無線端末の詳細動作
図１０は、無線端末３００の動作フローを示すフローチャートである。
【０１１５】
図１０に示すように、ステップＳ１０１において、無線通信部３１０は、無線基地局２００又は無線中継装置１００の何れかに接続して無線通信を行っている。
【０１１６】
無線基地局２００に接続している場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、制御部３２０は、処理をステップＳ１１１に進める。これに対し、無線中継装置１００に接続している場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、制御部３２０は、処理をステップＳ１０３に進める。
【０１１７】
ステップＳ１１１において、制御部３２０は、下りリンク期間ｔ１内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定するよう無線通信部３１０を制御する。
【０１１８】
ステップＳ１１２において、制御部３２０は、該所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局ＣＩＮＲとに基づいて、無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できるか否かを判断する。本実施形態では、制御部３２０は、第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低く、且つ、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きいという条件が満たされているかを確認し、該条件が満たされている場合には無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できると判断する。なお、所定閾値としては、シミュレーションや実験等によって求められた値が予め設定されているものとする。
【０１１９】
無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できると判断した場合（ステップＳ１１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１２２において、制御部３２０は、無線中継装置１００が送信するプリアンブル信号のスキャンを行い、無線中継装置１００への接続処理（同期処理）を行うように無線通信部３１０を制御する。その結果、無線基地局２００から無線中継装置１００への接続先の切り替えが行われる。
【０１２０】
一方、ステップＳ１０３において、制御部３２０は、無線中継装置１００のサービス側送信期間内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングで無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングとは異なるタイミングで無線中継装置１００からの受信信号のＣＩＮＲを測定するよう無線通信部３１０を制御する。
【０１２１】
ステップＳ１０４において、制御部３２０は、該所定タイミングでの測定により得られた基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた中継装置ＣＩＮＲとに基づいて、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できるか否かを判断する。本実施形態では、制御部３２０は、中継装置ＣＩＮＲから、プリアンブルマスク信号の受信電力を推定し、該推定したプリアンブルマスク信号の受信電力と、基地局ＣＩＮＲとから、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定する。そして、推定した基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高い場合には、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できると判断する。なお、中継装置ＣＩＮＲとプリアンブルマスク信号の受信電力とを対応付けたテーブルを制御部３２０に保持させておくことで、中継装置ＣＩＮＲからプリアンブルマスク信号の受信電力を推定できる。また、例えば基地局ＣＩＮＲからプリアンブルマスク信号の受信電力を減じることによって、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定できる。
【０１２２】
無線基地局２００に接続した方が良好に通信できると判断した場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、ステップＳ１２１において、制御部３２０は、無線基地局２００が送信するプリアンブル信号のスキャンを行い、無線基地局２００への接続処理（同期処理）を行うように無線通信部３１０を制御する。その結果、無線中継装置１００から無線基地局２００への接続先の切り替えが行われる。
【０１２３】
（６）実施形態の効果
以上説明したように、無線基地局２００に接続している無線端末３００ａは、第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低く、且つ、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置１００に接続先を切り替える。
【０１２４】
第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低いということは、無線端末３００ａが無線中継装置１００からのプリアンブルマスク信号を受信していることを意味する。さらに、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きいということは、プリアンブルマスク信号の受信電力が大きく、無線端末３００ａの近くに無線中継装置１００があることから、無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【０１２５】
従って、第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低く、且つ、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置１００に接続先を切り替えることにより、無線基地局２００から無線中継装置１００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１２６】
本実施形態では、無線中継装置１００に接続している無線端末３００は、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定し、該推定した基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高い場合に、無線基地局２００に接続先を切り替える。
【０１２７】
ここで、中継装置ＣＩＮＲは、無線中継装置１００がプリアンブルマスク信号を送信する所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られたものであり、無線中継装置１００からのプリアンブルマスク信号以外の受信電力を表している。また、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲは、無線基地局２００からの受信電力を表している。よって、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高いということは、無線基地局２００からの受信電力が、無線中継装置１００からのプリアンブルマスク信号以外の受信電力よりも高く、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【０１２８】
従って、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定し、該推定した基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高い場合に、無線基地局２００に接続先を切り替えることにより、無線中継装置１００から無線基地局２００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１２９】
さらに、本実施形態によれば、プリアンブルマスク信号（妨害波信号）の状態を無線端末３００が検出して、無線中継装置１００及び無線基地局２００への接続切り替えを無線端末３００が判定することにより、プリアンブルマスク信号の送信電力の調整によって接続範囲を定める必要がなくなる。また、無線中継装置１００への接続を促すために、強い妨害波（プリアンブルマスク信号）を出さなくても無線端末３００が無線中継装置１００を検出できるため、無線中継装置１００の置局設計が容易になる。
【０１３０】
（７）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【０１３１】
例えば、上述した実施形態では、無線端末３００は、受信信号の品質レベルとしてＣＩＮＲを測定していたが、ＣＩＮＲに限らず、ＳＮＲ等を測定してもよい。
【０１３２】
上述した実施形態では、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく無線通信システム１について説明したが、ＷｉＭＡＸに限らず、ＴＤＤ方式を採用する無線通信システムであればよく、例えば3GPP（3rd Generation Partnership Project）で規格化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）のＴＤＤモード（ＴＤＤ−ＬＴＥ）などに対しても本発明を適用可能である。
【０１３３】
さらに、無線中継装置１００は、固定型のものに限らず、例えば車両などに搭載される移動型のものであってもよい。
【０１３４】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１３５】
１…無線通信システム、１００…無線中継装置、１１０Ｄ…ドナー側通信ユニット、１１０Ｓ…サービス側通信ユニット、１２０Ｄ…ドナー側無線通信部、１２０Ｓ…サービス側無線通信部、１２１ａ，１２１ｂ…サービスアンテナ、１２２ａ，１２２ｂ…スイッチ、１２３ａ，１２３ｂ…ＰＡ、１２４ａ，１２４ｂ…ＬＮＡ、１２５ａ，１２５ｂ…ＲＦ／ＢＢ部、１３０…制御部、１３０Ｄ…ドナー側制御部、１３０Ｓ…サービス側制御部、１３２…記憶部、１３３…Ｉ／Ｆ部、１６１ａ，１６１ｂ…ドナーアンテナ、１６２ａ，１６２ｂ…スイッチ、１６５ａ，１６５ｂ…ＲＦ／ＢＢ部、１７２…記憶部、１７３…Ｉ／Ｆ部、１７４…インジケータ、２００，２００Ａ，２００Ｂ…無線基地局、３００，３００ａ，３００ｂ…無線端末、３１０…無線通信部、３１１…アンテナ、３１２…スイッチ、３１３…ＰＡ、３１４…ＬＮＡ、３１５…ＲＦ／ＢＢ部、３１５ａ…ＣＩＮＲ測定部、３２０…制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局又は無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行う無線端末及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線基地局と無線端末との間で送受信されるデータを中継する無線中継装置が広く用いられている。無線端末は、無線中継装置を介して無線基地局との通信を行うことで、無線基地局が形成するセル（通信エリア）の範囲外、あるいは、該セルの周縁部分（いわゆるセルフリンジ）に位置していても、無線基地局と通信できる。このような無線中継装置は、無線基地局との無線通信を行うように構成された第１無線通信部と、無線端末との無線通信を行うように構成された第２無線通信部とを有する。
【０００３】
また、無線通信システムにおいて双方向通信を実現する一方式として、時分割複信（ＴＤＤ）方式が知られている。ＴＤＤ方式では、無線基地局から無線端末への送信が行われる下りリンク期間と、無線端末から無線基地局への送信が行われる上りリンク期間とが、通信フレーム内に時分割で設けられる。
【０００４】
ＴＤＤ方式を採用する無線通信システムで無線中継装置を用いる場合、下りリンク期間においては、無線基地局からの無線信号を第１無線通信部が受信するのと同時に、第２無線通信部から無線端末に無線信号を送信するため、第２無線通信部が送信する無線信号によって第１無線通信部が干渉の影響を受ける。また、上りリンク期間においては、無線端末からの無線信号を第２無線通信部が受信するのと同時に、第１無線通信部から無線基地局に無線信号を送信するため、第１無線通信部が送信する無線信号によって第２無線通信部が干渉の影響を受ける。
【０００５】
このような問題を解決するために、第２無線通信部から無線端末に無線信号を送信する期間を下りリンク期間から上りリンク期間にシフトし、第２無線通信部が無線端末からの無線信号を受信する期間を上りリンク期間から下りリンク期間にシフトするように構成された無線中継装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ところで、無線基地局、及び無線中継装置の第２無線通信部は、下りリンク期間内の所定タイミングで、無線端末によって同期の確立に使用される無線信号である同期信号を送信している。無線端末は、無線通信を開始する際に同期信号を探索（スキャン）し、同期信号を良好に受信できた場合に、同期信号の送信元との同期を確立することで、該同期信号の送信元に接続する。
【０００８】
ここで、特許文献１に記載の無線中継装置は、無線信号を送信する期間を下りリンク期間から上りリンク期間にシフトしているため、無線端末は、無線基地局からの同期信号と無線中継装置からの同期信号とを異なるタイミングで受信することになるが、無線基地局に同期している無線端末は、既に同期しているタイミングに近い範囲でのみスキャンを行うことが一般的であるため、特許文献１に記載の無線中継装置に対して同期することが難しいという問題がある。
【０００９】
このような問題を解決するためには、無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで、無線中継装置が妨害波信号を送信し、無線基地局から無線端末が受信する同期信号の品質レベルを劣化させて、無線基地局からの同期信号を認識できないようにすることにより、無線端末が無線中継装置に接続する確率を高める手法が考えられる。
【００１０】
しかしながら、このような手法において、無線端末が無線中継装置に接続すべきエリア範囲を適切なものにするためには、無線中継装置が設置される位置等に基づいて妨害波信号の送信電力を調整する必要がある。ここで、妨害波信号の送信電力が適切ではない場合には、無線中継装置に接続した方が良好に通信できる無線端末が無線基地局に接続してしまったり、無線基地局に接続した方が良好に通信できる無線端末が無線中継装置に接続してしまったりする問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、無線基地局と無線中継装置との間で接続先を適切に切り替えることができる無線端末及びその制御方法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】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。
【００１３】
まず、本発明に係る無線端末の第１の特徴は、無線基地局（無線基地局２００）と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置（無線中継装置１００）とを含む無線通信システム（無線通信システム１）で用いられる無線端末（無線端末３００）であって、前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部（無線通信部３１０）と、前記無線通信部を制御する制御部（制御部３２０）とを有し、前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、前記制御部は、前記無線基地局に接続している場合に、前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００１４】
このような特徴によれば、無線基地局に接続している無線端末は、無線中継装置が妨害波信号を送信する所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、該所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、無線中継装置に接続先を切り替える。
【００１５】
例えば無線端末の近くに無線中継装置があるような場合には、妨害波信号の影響を受ける第１の基地局品質レベルは、妨害波信号の影響を受けない第２の基地局品質レベルよりも劣化したものになる。従って、無線基地局に接続している無線端末は、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとを考慮することによって、無線中継装置に接続した方が良好な通信ができるか否かを推定可能になり、無線基地局から無線中継装置に接続先を適切に切り替えることができる。
【００１６】
また、無線基地局に接続している無線端末が無線中継装置のスキャンを行う場合には、該スキャンに起因して無線端末と無線基地局との無線通信が中断することになるが、上記特徴に係る無線端末は、無線基地局からの受信信号の品質レベルに基づいて、自端末の近くに無線中継装置があるか否かを推定できるため、そのようなスキャンによる通信中断時間を短縮することができる。
【００１７】
本発明に係る無線端末の他の特徴は、上記無線端末の第１の特徴において、前記制御部は、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００１８】
このような特徴によれば、無線端末は、第１の基地局品質レベルが第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置に接続先を切り替える。
【００１９】
第１の基地局品質レベルが第２の基地局品質レベルよりも低いということは、無線端末が無線中継装置からの妨害波信号を受信していることを意味する。さらに、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きいということは、妨害波信号の受信電力が大きく、無線端末の近くに無線中継装置があることから、無線中継装置に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【００２０】
従って、第１の基地局品質レベルが第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、第１の基地局品質レベルと第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置に接続先を切り替えることにより、無線基地局から無線中継装置に接続先を適切に切り替えることができる。
【００２１】
本発明に係る無線端末の第２の特徴は、無線基地局（無線基地局２００）と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置（無線中継装置１００）とを含む無線通信システム（無線通信システム１）で用いられる無線端末（無線端末３００）であって、前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部（無線通信部３１０）と、前記無線通信部を制御する制御部（制御部３２０）とを有し、前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、前記制御部は、前記無線中継装置に接続している場合に、前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定し、前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００２２】
このような特徴によれば、無線中継装置に接続している無線端末は、無線中継装置が妨害波信号を送信する所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、該所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、無線中継装置に接続先を切り替える。
【００２３】
ここで、無線端末は、中継装置品質レベルから、妨害波信号の受信電力を推定することができる。また、妨害波信号の受信電力と、基地局品質レベルとから、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベル、すなわち無線基地局からの受信電力を推定することができる。従って、無線中継装置に接続している無線端末は、基地局品質レベルと中継装置品質レベルとを考慮することによって、無線基地局に接続した方が良好な通信ができるか否かを推定可能になり、無線中継装置から無線基地局に接続先を適切に切り替えることができる。
【００２４】
本発明に係る無線端末の他の特徴は、上記無線端末の第２の特徴において、前記制御部は、前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定し、該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、ように前記無線通信部を制御することを要旨とする。
【００２５】
このような特徴によれば、無線端末は、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、該推定した基地局品質レベルが中継装置品質レベルよりも高い場合に、無線基地局に接続先を切り替える。
【００２６】
ここで、中継装置品質レベルは、無線中継装置が妨害波信号を送信する所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られたものであり、無線中継装置からの妨害波信号以外の受信電力を表している。また、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルは、無線基地局からの受信電力を表している。よって、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルが中継装置品質レベルよりも高いということは、無線基地局からの受信電力が、無線中継装置からの妨害波信号以外の受信電力よりも高く、無線基地局に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【００２７】
従って、妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、該推定した基地局品質レベルが中継装置品質レベルよりも高い場合に、無線基地局に接続先を切り替えることにより、無線中継装置から無線基地局に接続先を適切に切り替えることができる。
【００２８】
本発明に係る制御方法の第１の特徴は、無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、前記無線端末が前記無線基地局に接続している場合に、前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替えるステップと、を有することを要旨とする。
【００２９】
本発明に係る制御方法の他の特徴は、上記制御方法の第１の特徴において、前記切り替えるステップでは、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、ことを要旨とする。
【００３０】
本発明に係る制御方法の第２の特徴は、無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、前記無線端末が前記無線中継装置に接続している場合に、前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、且つ、前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替えるステップと、を有することを要旨とする。
【００３１】
本発明に係る制御方法の他の特徴は、上記制御方法の第２の特徴において、前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定するステップと、該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定するステップと、をさらに有し、前記切り替えるステップでは、該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、ことを要旨とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、無線基地局と無線中継装置との間で接続先を適切に切り替えることができる無線端末及びその制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】サービス側送受信シフト方式を使用した場合に無線端末が受信する無線信号の状態を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る無線通信システムで使用される通信フレームの構成を示す通信フレーム構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信システムで利用可能な通信周波数帯の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無線中継装置の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無線端末の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る無線中継装置の概略動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る無線中継装置の詳細動作を説明するためのタイムチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る無線端末の概略動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る無線端末の動作フロー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】
【００３４】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの概要、（２）無線中継装置の構成、（３）無線端末の構成、（４）無線中継装置の動作、（５）無線端末の動作、（６）実施形態の効果、（７）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。
【００３５】
（１）無線通信システムの概要
まず、本実施形態に係る無線通信システムの概要について、（１．１）全体概略構成、（１．２）通信フレームの構成、（１．３）通信周波数帯の構成の順に説明する。
【００３６】
（１．１）全体概略構成
図１は、本実施形態に係る無線通信システム１の概略構成図である。無線通信システム１は、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく構成を有する。すなわち、無線通信システム１には、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）方式及び時分割複信（ＴＤＤ）方式が採用されている。
【００３７】
ＯＦＤＭＡ方式は、互いに直交する多数のサブキャリアを使用して多重接続を実現する。ＴＤＤ方式は、１つの通信フレーム内において上りリンク通信及び下りリンク通信を時分割で実行することにより、双方向通信を実現する。なお、上りリンク（ＵＬ）とは、無線端末から無線基地局への通信方向を意味し、下りリンク（ＤＬ）とは、無線基地局から無線端末への通信方向を意味する。
【００３８】
無線通信システム１では、１通信フレーム内において、先ず下りリンク通信が実行され、その後上りリンク通信が実行される。以下においては、１通信フレーム内で下りリンク通信が実行される期間を下りリンク期間と称し、１通信フレーム内で上りリンク通信が実行される期間を上りリンク期間と称する。
【００３９】
図１に示すように、無線通信システム１は、無線中継装置１００、無線基地局２００（無線基地局２００Ａ，２００Ｂ）及び無線端末３００を有する。
【００４０】
無線基地局２００Ａ，２００Ｂのそれぞれは、比較的大型のセルを形成する基地局である。無線基地局２００Ａ，２００Ｂは、互いに同期して動作する。無線中継装置１００は、無線基地局２００Ａに接続している。
【００４１】
無線端末３００は、無線基地局２００Ａ，２００Ｂ、又は無線中継装置１００に未接続の状態である。本実施形態では、無線端末３００は、無線中継装置１００に近接した位置にあるとする。
【００４２】
無線端末３００は、無線中継装置１００に接続すると、無線中継装置１００を介して無線基地局２００Ａとの通信を行う。無線端末３００は、無線基地局２００Ａ又は２００Ｂに接続すると、無線基地局２００Ａ又は２００Ｂと直接的に通信を行う。
【００４３】
無線中継装置１００は、無線基地局２００Ａとの無線通信に通信周波数帯ｆＡを使用し、無線端末３００との無線通信に通信周波数帯ｆＢを使用する。無線基地局２００Ｂは、無線端末３００との無線通信に通信周波数帯ｆＢを使用する。
【００４４】
無線基地局２００Ａ，２００Ｂ、及び無線中継装置１００は、無線端末３００によって同期の確立に使用される無線信号であるプリアンブル信号（同期信号）を周期的に送信する。プリアンブル信号は、下りリンク期間の先頭１ＯＦＤＭシンボルによって構成される。以下においては、無線基地局２００Ａ，２００Ｂが送信するプリアンブル信号を適宜「基地局プリアンブル信号」と称し、無線中継装置１００が送信するプリアンブル信号を適宜「中継装置プリアンブル信号」と称する。
【００４５】
無線端末３００は、無線通信を開始する際にプリアンブル信号を探索し、プリアンブル信号を良好に受信できた場合に、プリアンブル信号の送信元との同期を確立することで、該同期信号の送信元に接続する。
【００４６】
無線中継装置１００は、無線端末３００に無線信号を送信する期間を下りリンク期間から上りリンク期間にシフトし、無線端末３００からの無線信号を受信する期間を上りリンク期間から下りリンク期間にシフトするように構成される（特許文献１参照）。以下においては、このような方式を「サービス側送受信シフト方式」（あるいはサービス側送受信反転方式）と称する。
【００４７】
無線基地局２００Ａは、下りリンク期間内で、通信周波数帯ｆＡを使用して基地局プリアンブル信号を送信する。無線基地局２００Ｂは、下りリンク期間内で、通信周波数帯ｆＢを使用して基地局プリアンブル信号を送信する。無線中継装置１００は、上りリンク期間内で、通信周波数帯ｆＢを使用して中継装置プリアンブル信号を送信する。
【００４８】
図２は、サービス側送受信シフト方式を使用した場合に無線端末３００が受信する無線信号の状態を示すタイムチャートである。
【００４９】
図２に示すように、無線端末３００は、下りリンク期間及び上りリンク期間において、同一の通信周波数帯ｆＢを使用した基地局プリアンブル信号及び中継装置プリアンブル信号を受信する。無線中継装置１００に近接する無線端末３００は、無線中継装置１００に接続することで良好な通信状態での無線通信が可能であるが、中継装置プリアンブル信号と同一の通信周波数帯ｆＢを使用した基地局プリアンブル信号を異なるタイミングで受信することで、無線基地局２００Ｂに接続してしまう、あるいは同期先が不確定になり同期を確立できない不具合が生じ得る。
【００５０】
そこで、無線中継装置１００は、無線基地局２００Ｂが基地局プリアンブル信号を送信する所定タイミング（すなわち下りリンク期間の先頭１ＯＦＤＭシンボルに相当するタイミング）で、基地局プリアンブル信号を妨害するための無線信号であるプリアンブルマスク信号（妨害波信号）を送信し、基地局プリアンブル信号と干渉を生じさせる。プリアンブルマスク信号としては、例えば、既知の信号系列からなるパイロット信号が使用できる。プリアンブルマスク信号の送信には、通信周波数帯ｆＢが使用される。
【００５１】
無線端末３００は、基地局プリアンブル信号とプリアンブルマスク信号とを同時に受信することで、無線基地局２００Ｂからの基地局プリアンブル信号を検出不能になる。その結果、無線中継装置１００に近接する無線端末３００が無線基地局２００Ｂに接続してしまう、あるいは同期先が不確定になり同期を確立できないといった不具合を解消できる。
【００５２】
（１．２）通信フレームの構成
図３は、無線通信システム１で使用される通信フレームの構成を示す通信フレーム構成図である。
【００５３】
図３に示すように、通信フレームは、下りリンク期間に相当する下りサブフレームＳＦＲ１と、上りリンク期間に相当する上りサブフレームＳＦＲ２とを有する。下りリンクでは上りリンクよりも大きな通信容量が要求されるため、下りサブフレームＳＦＲ１が上りサブフレームＳＦＲ２よりも長い上り・下り非対称フレーム構成となっている。下りサブフレームＳＦＲ１及び上りサブフレームＳＦＲ２は、それぞれ複数のシンボルから構成される。
【００５４】
下りサブフレームＳＦＲ１の先頭は各種制御データが配置される制御データ領域であり、その後はユーザデータが配置されるバースト領域である。
【００５５】
該制御データは、上述したプリアンブルと、ＦＣＨ（無線基地局から送信されるヘッダ情報）と、上りリンク及び下りリンクのユーザデータに関するリソース割り当て情報であるＭＡＰとを含む。
【００５６】
下りサブフレームＳＦＲ１と上りサブフレームＳＦＲ２との間には、ガードタイム（ＴＴＧ）が設けられている。
【００５７】
（１．３）通信周波数帯の構成
図４は、無線通信システム１で利用可能な通信周波数帯の構成を示す図である。
【００５８】
図４に示すように、無線通信システム１においては、例えば３０ＭＨｚのシステム通信周波数帯を利用可能であり、該システム通信周波数帯は３つの通信周波数帯Ｆ１〜Ｆ３に等分割されている。
【００５９】
通信周波数帯Ｆ１〜Ｆ３の何れかが、上述した通信周波数帯ｆＡに相当する。残る通信周波数帯の何れかが、上述した通信周波数帯ｆＢに相当する。
【００６０】
無線中継装置１００は、無線基地局２００Ａへの接続時に、通信周波数帯Ｆ１〜Ｆ３の何れかを無線基地局２００Ａとの無線通信に使用する通信周波数帯として設定する。また、無線中継装置１００は、残る通信周波数帯の何れかを無線端末との無線通信に使用する通信周波数帯として設定する。
【００６１】
（２）無線中継装置の構成
次に、無線中継装置１００の構成を説明する。図５は、無線中継装置１００の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【００６２】
図５に示すように、無線中継装置１００は、無線基地局２００と通信するためのドナー側通信ユニット１１０Ｄと、無線端末３００と通信するためのサービス側通信ユニット１１０Ｓとを有する。
【００６３】
ドナー側通信ユニット１１０Ｄは無線端末と同等の通信機能を具備し、サービス側通信ユニット１１０Ｓは無線基地局と同等の通信機能を具備する。ドナー側通信ユニット１１０Ｄ及びサービス側通信ユニット１１０Ｓは、イーサネット（登録商標）などを利用して有線接続されている。
【００６４】
ドナー側通信ユニット１１０Ｄは、ドナー側無線通信部１２０Ｄ、ドナー側制御部１３０Ｄ、記憶部１７２、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１７３、及びインジケータ１７４を有する。本実施形態においてドナー側無線通信部１２０Ｄは、第１無線通信部に相当する。
【００６５】
ドナー側無線通信部１２０Ｄは、ＯＦＤＭＡ及びＴＤＤ方式を用いて無線基地局２００との無線通信を行うように構成される。ドナー側無線通信部１２０Ｄは、下りリンク期間において無線基地局２００からの無線信号を受信する。
【００６６】
ドナー側無線通信部１２０Ｄは、ドナーアンテナ１６１ａ，１６１ｂ、送受切り替えスイッチ１６２ａ，１６２ｂ、パワーアンプ（ＰＡ）１６３ａ，１６３ｂ、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１６４ａ，１６４ｂ、及び高周波／ベースバンド（ＲＦ／ＢＢ）部１６５ａ，１６５ｂを有する。このように本実施形態では、ドナー側無線通信部１２０Ｄにおいて送受信系統を２系統設けることによりダイバーシチ効果を得ている。
【００６７】
ドナー側制御部１３０Ｄは、例えばＣＰＵなどによって構成され、ドナー側通信ユニット１１０Ｄが具備する各種機能を制御する。ドナー側制御部１３０Ｄは、ドナー側無線通信部１２０Ｄが受信する無線信号の受信電力レベルを示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）と、ドナー側無線通信部１２０Ｄが受信する無線信号の無線品質を示すＳＮＲ（Signal to Noise ratio）とを測定する機能を有する。
【００６８】
記憶部１７２は、例えばメモリによって構成され、ドナー側通信ユニット１１０Ｄにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。Ｉ／Ｆ部１７３は、サービス側通信ユニット１１０Ｓに接続される。インジケータ１７４は、ドナー側制御部１３０Ｄによって制御され、無線基地局２００からの受信電力レベルを示す情報を表示する。
【００６９】
サービス側通信ユニット１１０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓ、サービス側制御部１３０Ｓ、記憶部１３２及びＩ／Ｆ部１３３を有する。本実施形態においてサービス側無線通信部１２０Ｓは、第２無線通信部に相当する。
【００７０】
サービス側無線通信部１２０Ｓは、ＯＦＤＭＡ及びＴＤＤ方式を用いて無線端末３００との無線通信を行うように構成される。サービス側無線通信部１２０Ｓは、上述した中継装置プリアンブル信号を送信する。
【００７１】
サービス側無線通信部１２０Ｓは、サービスアンテナ１２１ａ，１２１ｂ、送受切り替えスイッチ１２２ａ，１２２ｂ、ＰＡ１２３ａ，１２３ｂ、ＬＮＡ１２４ａ，１２４ｂ、及びＲＦ／ＢＢ部１２５ａ，１２５ｂを有する。このように本実施形態では、サービス側無線通信部１２０Ｓにおいて送受信系統を２系統設けることによりダイバーシチ効果を得ている。
【００７２】
サービス側制御部１３０Ｓは、例えばＣＰＵなどによって構成され、サービス側通信ユニット１１０Ｓが具備する各種機能を制御する。記憶部１３２は、例えばメモリによって構成され、サービス側通信ユニット１１０Ｓにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。Ｉ／Ｆ部１３３は、ドナー側通信ユニット１１０Ｄに接続される。
【００７３】
本実施形態では、ドナー側制御部１３０Ｄ、サービス側制御部１３０Ｓ、記憶部１７２，１３２、Ｉ／Ｆ部１７３，１３３、及びインジケータ１７４は、ドナー側無線通信部１２０Ｄ及びサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する制御部を構成する。
【００７４】
制御部１３０は、無線中継装置１００が利用可能な複数の通信周波数帯のうち、ドナー側無線通信部１２０Ｄについて測定されたＳＮＲ（無線品質）が最も高い通信周波数帯をドナー側無線通信部１２０Ｄに対して設定し、ドナー側無線通信部１２０Ｄについて測定されたＳＮＲが最も低い通信周波数帯をサービス側無線通信部１２０Ｓに対して設定する。
【００７５】
制御部１３０は、プリアンブルマスク信号を、基地局プリアンブル信号の送信タイミング（すなわち下りリンク期間の先頭タイミング）で送信するようサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する。
【００７６】
制御部１３０は、ドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉を考慮して制限された送信電力でプリアンブルマスク信号を送信するようサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する。例えば、プリアンブルマスク信号の送信電力は、サービス側無線通信部１２０Ｓがユーザデータを送信する際の送信電力よりも小さくなるよう制御される（図８（ｃ）参照）。
【００７７】
また、制御部１３０は、サービス側無線通信部１２０Ｓに対して設定された通信周波数帯とドナー側無線通信部１２０Ｄに対して設定された通信周波数帯との間の周波数間隔に応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御する。
【００７８】
さらに、制御部１３０は、ドナー側無線通信部１２０Ｄが無線基地局２００から受信した無線信号のＲＳＳＩ（受信電力レベル）に応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御する。なお、無線信号のＲＳＳＩに応じたプリアンブルマスク信号の送信電力制御は、無線環境の変化を考慮し、無線中継装置１００が中継動作を行っている間、実行してもよい。
【００７９】
（３）無線端末の構成
次に、無線端末３００の構成を説明する。図６は、無線端末３００の機能ブロック構成を示すブロック図である。
【００８０】
図６に示すように、無線端末３００は、無線基地局２００又は無線中継装置１００の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部３１０と、無線通信部３１０を制御する制御部３２０とを有する。
【００８１】
無線通信部３１０は、ＯＦＤＭＡ及びＴＤＤ方式を用いて無線通信を行うように構成される。無線通信部３１０は、アンテナ３１１、送受切り替えスイッチ３１２、パワーアンプ（ＰＡ）３１３、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３１４、及び高周波／ベースバンド（ＲＦ／ＢＢ）部３１５を有する。
【００８２】
アンテナ３１１は、無線信号の送受信に用いられる。送受切り替えスイッチ３１２は、無線信号の送信と無線信号の受信とを切り替えるように構成される。ＰＡ３１３は、送信する無線信号を増幅して送受切り替えスイッチ３１２に出力する。ＬＮＡ３１４は、受信した無線信号を増幅してＲＦ／ＢＢ部３１５に出力する。ＲＦ／ＢＢ部３１５は、制御部３２０から入力される送信信号をＢＢ帯からＲＦ帯に変換してＰＡ３１３に出力し、受信信号をＲＦ帯からＢＢ帯に変換して制御部３２０に出力する。また、ＲＦ／ＢＢ部３１５は、送信信号を変調する機能と、受信信号を復調する機能とを有する。
【００８３】
ＲＦ／ＢＢ部３１５は、受信信号のＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）を測定するためのＣＩＮＲ測定部３１５ａを含む。ＣＩＮＲ測定部３１５ａは、制御部３２０の制御下でＣＩＮＲを測定し、その測定値を制御部３２０に出力する。なお、ＣＩＮＲとは、対象とする受信信号の品質レベルを表す指標であり、干渉信号電力及び雑音電力に対して対象信号の搬送波電力がどの程度の値であるかを表す。
【００８４】
制御部３２０は、例えばＣＰＵやメモリを用いて構成されており、無線端末３００の各種機能を制御する。
【００８５】
制御部３２０は、無線通信部３１０が無線基地局２００に接続している場合に、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングでの測定により得られた測定値（以下、「第１の基地局ＣＩＮＲ」）と、該異なるタイミングでの測定により得られた測定値（以下、「第２の基地局ＣＩＮＲ」）とに応じて、無線中継装置１００に接続先を切り替える、ように無線通信部３１０を制御する。
【００８６】
また、制御部３２０は、無線通信部３１０が無線中継装置１００に接続している場合に、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングで無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングとは異なるタイミングで無線中継装置１００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングでの測定により得られた測定値（以下、「基地局ＣＩＮＲ」）と、該異なるタイミングでの測定により得られた測定値（以下、「中継装置ＣＩＮＲ」）とに応じて、無線基地局２００に接続先を切り替える、ように無線通信部３１０を制御する。
【００８７】
（４）無線中継装置の動作
次に、無線中継装置１００の動作について、（４．１）無線中継装置の概略動作、（４．２）無線中継装置の詳細動作の順に説明する。
【００８８】
（４．１）無線中継装置の概略動作
図７は、無線中継装置１００の概略動作を説明するためのタイムチャートである。
【００８９】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、無線基地局２００、無線中継装置１００及び無線端末３００がサービス側送受信シフト方式に従わずに通信する様子を示している。図７（ａ’）〜図７（ｄ’）は、無線基地局２００、無線中継装置１００及び無線端末３００がサービス側送受信シフト方式に従って通信する様子を示している。
【００９０】
なお、図７（ａ）及び図７（ａ’）は無線基地局２００における動作を示し、図７（ｂ）及び図７（ｂ’）は無線中継装置１００のドナー側無線通信部１２０Ｄにおける動作を示し、図７（ｃ）及び図７（ｃ’）は無線中継装置１００のサービス側無線通信部１２０Ｓにおける動作を示し、図７（ｄ）及び図７（ｄ’）は無線端末３００における動作を示している。
【００９１】
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、各通信フレーム期間Ｔｎにおいて、下りリンク期間ｔ１及び上りリンク期間ｔ２が時分割で設けられている。図７（ｂ）に示すように、無線中継装置１００のドナー側無線通信部１２０Ｄは、下りリンク期間ｔ１において無線基地局２００から無線信号を受信し、上りリンク期間ｔ２において無線基地局２００に無線信号を送信する。
【００９２】
サービス側送受信シフト方式に従わない方式では、図７（ｃ）に示すように、無線中継装置１００のサービス側無線通信部１２０Ｓは、下りリンク期間ｔ１において無線端末３００に無線信号を送信し、上りリンク期間ｔ２において無線端末３００から無線信号を受信する。このため、下りリンク期間ｔ１においてサービス側無線通信部１２０Ｓがドナー側無線通信部１２０Ｄに干渉を与え、上りリンク期間ｔ２においてドナー側無線通信部１２０Ｄがサービス側無線通信部１２０Ｓに干渉を与える。
【００９３】
一方、サービス側送受信シフト方式では、図７（ｃ’）に示すように、サービス側通信ユニット１１０Ｓのサービス側制御部１３０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓが無線端末３００に無線信号を送信するサービス側送信期間Ｐ１を上りリンク期間ｔ２にシフトして設定する。また、サービス側制御部１３０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓが無線端末３００から無線信号を受信するサービス側受信期間Ｐ２を下りリンク期間ｔ１にシフトして設定する。
【００９４】
例えば、無線中継装置１００は、図７（ａ’）〜図７（ｄ’）に示すように、通信フレーム期間Ｔ１の下りリンク期間ｔ１において無線端末３００から受信した無線信号を、通信フレーム期間Ｔ１の上りリンク期間ｔ２において無線基地局２００に送信する。また、無線中継装置１００は、通信フレーム期間Ｔ１の下りリンク期間ｔ１において無線基地局２００から受信した無線信号を、通信フレーム期間Ｔ１の上りリンク期間ｔ２において無線端末３００に送信する。これにより、上記の干渉が回避される。
【００９５】
下りリンク期間ｔ１の時間長は、上りリンク期間ｔ２の時間長よりも長い。よって、サービス側制御部１３０Ｓがサービス側送信期間Ｐ１を上りリンク期間ｔ２に設定したことにより、サービス側送信期間Ｐ１の一部は上りリンク期間ｔ２を超えて下りリンク期間ｔ１の一部と重なる。以下では、下りリンク期間ｔ１と重なるサービス側送信期間Ｐ１の一部分を重複部分Δｔと称する。
【００９６】
（４．２）無線中継装置の詳細動作
図８は、無線中継装置１００の詳細動作を説明するためのタイムチャートである。
【００９７】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、サービス側制御部１３０Ｓは、重複部分Δｔのうち、下りリンク期間ｔ１のプリアンブル信号送信タイミングを除く期間において、サービス側無線通信部１２０Ｓから無線端末３００への送信を停止させる。これにより、重複部分Δｔにおいて、サービス側無線通信部１２０Ｓがドナー側無線通信部１２０Ｄに干渉を与えないようになる。
【００９８】
該送信停止期間では、データが送信されないことになるが、再送制御などの仕組みを利用することで該データを無線端末３００に伝達可能となる。重複部分Δｔには、通信遅延が許容されるデータを配置することが好ましく、音声データなどのリアルタイム性及び要求サービス品質（ＱｏＳ）の高いデータは重複部分Δｔに配置しないことが好ましい。
【００９９】
図８（ｃ）に示すように、サービス側制御部１３０Ｓは、重複部分Δｔのうち、下りリンク期間ｔ１のプリアンブル信号送信タイミング（所定タイミング）において、プリアンブルマスク信号を送信するようサービス側無線通信部１２０Ｓを制御する。例えば、サービス側制御部１３０Ｓは、サービス側無線通信部１２０Ｓからのユーザデータ送信を停止させつつ、パイロット信号の送信を継続させる。
【０１００】
プリアンブルマスク信号は、ドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉にも繋がることから、ドナー側制御部１３０Ｄ及びサービス側制御部１３０Ｓは、ドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉の度合いが許容範囲内になるように、プリアンブルマスク信号の送信電力を設定する。これにより、干渉対策用の機構（遮蔽板等）を筐体に設けなくて済み、ドナー側通信ユニット１１０Ｄ及びサービス側通信ユニット１１０Ｓをより小型化した筐体に収めることができる。
【０１０１】
サービス側無線通信部１２０Ｓからドナー側無線通信部１２０Ｄへの干渉の影響を考えた場合、サービス送信周波数とドナー受信周波数との関係（間隔）により干渉の度合いが変化する。具体的には、サービス送信周波数とドナー受信周波数が隣接する場合と、次隣接以上の周波数間隔の場合とで異なる。よって、ドナー側制御部１３０Ｄ及びサービス側制御部１３０Ｓは、そのような周波数関係性に応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御してもよい。
【０１０２】
また、ドナー側無線通信部１２０Ｄが無線基地局２００から受信する無線信号の状態によりドナー側制御部１３０Ｄがサービス側無線通信部１２０Ｓから受ける干渉の度合い（割合）が変化する。よって、ドナー側制御部１３０Ｄ及びサービス側制御部１３０Ｓは、ドナー側無線通信部１２０ＤにおけるＲＳＳＩに応じて、プリアンブルマスク信号の送信電力を制御してもよい。
【０１０３】
（５）無線端末の動作
次に、無線端末３００の動作について、（５．１）無線端末の概略動作、（５．２）無線端末の詳細動作の順に説明する。以下においては、無線端末３００が接続先の切り替え（いわゆる、ハンドオーバ）を行う際の動作を説明する。
【０１０４】
（５．１）無線端末の概略動作
図９は、無線端末３００の概略動作を説明するための図である。
【０１０５】
図９に示すように、下りリンク期間ｔ１の基地局プリアンブル信号送信タイミング（所定タイミング）で無線中継装置１００がプリアンブルマスク信号を送信する手法において、プリアンブルマスク信号の送信電力が適切ではない場合には、無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できる無線端末３００ａが無線基地局２００に接続してしまったり、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できる無線端末３００ｂが無線中継装置１００に接続してしまったりする問題がある。
【０１０６】
このような問題を解決するためには、無線端末３００ａ及び無線端末３００ｂのそれぞれが頻繁にスキャンを行うことによって、無線基地局２００及び無線中継装置１００の両方を検出可能になるが、スキャンの増大によって通信中断時間が増大してしまう。
【０１０７】
そこで、本実施形態では、無線基地局２００に接続している無線端末３００ａは、下りリンク期間ｔ１内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定する。そして、無線端末３００ａは、該所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局ＣＩＮＲとに応じて、無線中継装置１００に接続先を切り替える。
【０１０８】
例えば無線端末３００ａの近くに無線中継装置１００があるような場合には、プリアンブルマスク信号の影響を受ける第１の基地局ＣＩＮＲは、プリアンブルマスク信号の影響を受けない第２の基地局ＣＩＮＲよりも劣化したものになる。従って、無線端末３００ａは、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとを考慮することによって、自端末の近くに無線中継装置１００があるか否か、すなわち無線中継装置１００に接続した方が良好な通信をできるか否かを推定可能になり、無線基地局２００から無線中継装置１００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１０９】
また、無線端末３００ａが無線中継装置１００のスキャンを行う場合には、該スキャンに起因して無線基地局２００との無線通信が中断することになるが、本実施形態によれば、無線端末３００ａは、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲに基づいて、自端末の近くに無線中継装置１００があるか否かを推定できるため、スキャンによる通信中断時間を短縮することができる。
【０１１０】
無線中継装置１００に接続している無線端末３００ｂは、無線中継装置１００のサービス側送信期間内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングで無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングとは異なるタイミングで無線中継装置１００からの受信信号のＣＩＮＲを測定する。そして、無線端末３００ｂは、該所定タイミングでの測定により得られた基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた中継装置ＣＩＮＲとに応じて、無線基地局２００に接続先を切り替える。
【０１１１】
ここで、無線端末３００ｂは、中継装置ＣＩＮＲから、プリアンブルマスク信号の受信電力を推定することができる。また、プリアンブルマスク信号の受信電力と、基地局ＣＩＮＲとから、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲ、すなわち無線基地局２００からの受信電力を推定することができる。
【０１１２】
従って、無線端末３００ｂは、基地局ＣＩＮＲと中継装置ＣＩＮＲとを考慮することによって、自端末の近くに無線基地局２００があるか否か、すなわち無線基地局２００に接続した方が良好な通信をできるか否かを推定可能になり、無線中継装置１００から無線基地局２００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１１３】
なお、ＣＩＮＲ測定の信頼度を上げるために、各タイミングについて繰り返し複数回測定を行い、その平均値を使用してもよい。ここで、複数回の測定は、同一フレーム内であってもよく、複数フレームに跨っていてもよい。
【０１１４】
（５．２）無線端末の詳細動作
図１０は、無線端末３００の動作フローを示すフローチャートである。
【０１１５】
図１０に示すように、ステップＳ１０１において、無線通信部３１０は、無線基地局２００又は無線中継装置１００の何れかに接続して無線通信を行っている。
【０１１６】
無線基地局２００に接続している場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、制御部３２０は、処理をステップＳ１１１に進める。これに対し、無線中継装置１００に接続している場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、制御部３２０は、処理をステップＳ１０３に進める。
【０１１７】
ステップＳ１１１において、制御部３２０は、下りリンク期間ｔ１内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングと、該所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定するよう無線通信部３１０を制御する。
【０１１８】
ステップＳ１１２において、制御部３２０は、該所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局ＣＩＮＲとに基づいて、無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できるか否かを判断する。本実施形態では、制御部３２０は、第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低く、且つ、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きいという条件が満たされているかを確認し、該条件が満たされている場合には無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できると判断する。なお、所定閾値としては、シミュレーションや実験等によって求められた値が予め設定されているものとする。
【０１１９】
無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できると判断した場合（ステップＳ１１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１２２において、制御部３２０は、無線中継装置１００が送信するプリアンブル信号のスキャンを行い、無線中継装置１００への接続処理（同期処理）を行うように無線通信部３１０を制御する。その結果、無線基地局２００から無線中継装置１００への接続先の切り替えが行われる。
【０１２０】
一方、ステップＳ１０３において、制御部３２０は、無線中継装置１００のサービス側送信期間内において、無線基地局２００がプリアンブル信号を送信する所定タイミングで無線基地局２００からの受信信号のＣＩＮＲを測定し、該所定タイミングとは異なるタイミングで無線中継装置１００からの受信信号のＣＩＮＲを測定するよう無線通信部３１０を制御する。
【０１２１】
ステップＳ１０４において、制御部３２０は、該所定タイミングでの測定により得られた基地局ＣＩＮＲと、該異なるタイミングでの測定により得られた中継装置ＣＩＮＲとに基づいて、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できるか否かを判断する。本実施形態では、制御部３２０は、中継装置ＣＩＮＲから、プリアンブルマスク信号の受信電力を推定し、該推定したプリアンブルマスク信号の受信電力と、基地局ＣＩＮＲとから、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定する。そして、推定した基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高い場合には、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できると判断する。なお、中継装置ＣＩＮＲとプリアンブルマスク信号の受信電力とを対応付けたテーブルを制御部３２０に保持させておくことで、中継装置ＣＩＮＲからプリアンブルマスク信号の受信電力を推定できる。また、例えば基地局ＣＩＮＲからプリアンブルマスク信号の受信電力を減じることによって、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定できる。
【０１２２】
無線基地局２００に接続した方が良好に通信できると判断した場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、ステップＳ１２１において、制御部３２０は、無線基地局２００が送信するプリアンブル信号のスキャンを行い、無線基地局２００への接続処理（同期処理）を行うように無線通信部３１０を制御する。その結果、無線中継装置１００から無線基地局２００への接続先の切り替えが行われる。
【０１２３】
（６）実施形態の効果
以上説明したように、無線基地局２００に接続している無線端末３００ａは、第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低く、且つ、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置１００に接続先を切り替える。
【０１２４】
第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低いということは、無線端末３００ａが無線中継装置１００からのプリアンブルマスク信号を受信していることを意味する。さらに、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きいということは、プリアンブルマスク信号の受信電力が大きく、無線端末３００ａの近くに無線中継装置１００があることから、無線中継装置１００に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【０１２５】
従って、第１の基地局ＣＩＮＲが第２の基地局ＣＩＮＲよりも低く、且つ、第１の基地局ＣＩＮＲと第２の基地局ＣＩＮＲとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、無線中継装置１００に接続先を切り替えることにより、無線基地局２００から無線中継装置１００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１２６】
本実施形態では、無線中継装置１００に接続している無線端末３００は、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定し、該推定した基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高い場合に、無線基地局２００に接続先を切り替える。
【０１２７】
ここで、中継装置ＣＩＮＲは、無線中継装置１００がプリアンブルマスク信号を送信する所定タイミングとは異なるタイミングでの測定により得られたものであり、無線中継装置１００からのプリアンブルマスク信号以外の受信電力を表している。また、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲは、無線基地局２００からの受信電力を表している。よって、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高いということは、無線基地局２００からの受信電力が、無線中継装置１００からのプリアンブルマスク信号以外の受信電力よりも高く、無線基地局２００に接続した方が良好に通信できることを意味する。
【０１２８】
従って、プリアンブルマスク信号の影響を除いた基地局ＣＩＮＲを推定し、該推定した基地局ＣＩＮＲが中継装置ＣＩＮＲよりも高い場合に、無線基地局２００に接続先を切り替えることにより、無線中継装置１００から無線基地局２００に接続先を適切に切り替えることができる。
【０１２９】
さらに、本実施形態によれば、プリアンブルマスク信号（妨害波信号）の状態を無線端末３００が検出して、無線中継装置１００及び無線基地局２００への接続切り替えを無線端末３００が判定することにより、プリアンブルマスク信号の送信電力の調整によって接続範囲を定める必要がなくなる。また、無線中継装置１００への接続を促すために、強い妨害波（プリアンブルマスク信号）を出さなくても無線端末３００が無線中継装置１００を検出できるため、無線中継装置１００の置局設計が容易になる。
【０１３０】
（７）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【０１３１】
例えば、上述した実施形態では、無線端末３００は、受信信号の品質レベルとしてＣＩＮＲを測定していたが、ＣＩＮＲに限らず、ＳＮＲ等を測定してもよい。
【０１３２】
上述した実施形態では、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく無線通信システム１について説明したが、ＷｉＭＡＸに限らず、ＴＤＤ方式を採用する無線通信システムであればよく、例えば3GPP（3rd Generation Partnership Project）で規格化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）のＴＤＤモード（ＴＤＤ−ＬＴＥ）などに対しても本発明を適用可能である。
【０１３３】
さらに、無線中継装置１００は、固定型のものに限らず、例えば車両などに搭載される移動型のものであってもよい。
【０１３４】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１３５】
１…無線通信システム、１００…無線中継装置、１１０Ｄ…ドナー側通信ユニット、１１０Ｓ…サービス側通信ユニット、１２０Ｄ…ドナー側無線通信部、１２０Ｓ…サービス側無線通信部、１２１ａ，１２１ｂ…サービスアンテナ、１２２ａ，１２２ｂ…スイッチ、１２３ａ，１２３ｂ…ＰＡ、１２４ａ，１２４ｂ…ＬＮＡ、１２５ａ，１２５ｂ…ＲＦ／ＢＢ部、１３０…制御部、１３０Ｄ…ドナー側制御部、１３０Ｓ…サービス側制御部、１３２…記憶部、１３３…Ｉ／Ｆ部、１６１ａ，１６１ｂ…ドナーアンテナ、１６２ａ，１６２ｂ…スイッチ、１６５ａ，１６５ｂ…ＲＦ／ＢＢ部、１７２…記憶部、１７３…Ｉ／Ｆ部、１７４…インジケータ、２００，２００Ａ，２００Ｂ…無線基地局、３００，３００ａ，３００ｂ…無線端末、３１０…無線通信部、３１１…アンテナ、３１２…スイッチ、３１３…ＰＡ、３１４…ＬＮＡ、３１５…ＲＦ／ＢＢ部、３１５ａ…ＣＩＮＲ測定部、３２０…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末であって、
前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部とを有し、
前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、
前記制御部は、前記無線基地局に接続している場合に、
前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、
前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする無線端末。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末であって、
前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部とを有し、
前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、
前記制御部は、前記無線中継装置に接続している場合に、
前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、
前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定し、
前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする無線端末。
【請求項４】
前記制御部は、
前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定し、
該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、
該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする請求項３に記載の無線端末。
【請求項５】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、
前記無線端末が前記無線基地局に接続している場合に、前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、
前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替えるステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項６】
前記切り替えるステップでは、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、
ことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項７】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、
前記無線端末が前記無線中継装置に接続している場合に、前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、且つ、前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、
前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替えるステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定するステップと、
該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定するステップと、
をさらに有し、
前記切り替えるステップでは、該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、
ことを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項１】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末であって、
前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部とを有し、
前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、
前記制御部は、前記無線基地局に接続している場合に、
前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、
前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする無線端末。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末であって、
前記無線基地局又は前記無線中継装置の何れかに接続して無線通信を行うように構成された無線通信部と、
前記無線通信部を制御する制御部とを有し、
前記無線通信部は、受信信号の品質レベルを測定可能に構成されており、
前記制御部は、前記無線中継装置に接続している場合に、
前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、
前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定し、
前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする無線端末。
【請求項４】
前記制御部は、
前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定し、
該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定し、
該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、
ように前記無線通信部を制御することを特徴とする請求項３に記載の無線端末。
【請求項５】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、
前記無線端末が前記無線基地局に接続している場合に、前記所定タイミングと、前記所定タイミングとは異なるタイミングとの各タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、
前記所定タイミングでの測定により得られた第１の基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた第２の基地局品質レベルとに応じて、前記無線中継装置に接続先を切り替えるステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項６】
前記切り替えるステップでは、前記第１の基地局品質レベルが前記第２の基地局品質レベルよりも低く、且つ、前記第１の基地局品質レベルと前記第２の基地局品質レベルとの差分が所定閾値よりも大きい場合に、前記無線中継装置に接続先を切り替える、
ことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項７】
無線基地局と、前記無線基地局が同期信号を送信する所定タイミングで妨害波信号を送信する無線中継装置とを含む無線通信システムで用いられる無線端末の制御方法であって、
前記無線端末が前記無線中継装置に接続している場合に、前記所定タイミングで、前記無線基地局からの受信信号の品質レベルを測定し、且つ、前記所定タイミングとは異なるタイミングで、前記無線中継装置からの受信信号の品質レベルを測定するステップと、
前記所定タイミングでの測定により得られた基地局品質レベルと、前記異なるタイミングでの測定により得られた中継装置品質レベルとに応じて、前記無線基地局に接続先を切り替えるステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
前記中継装置品質レベルから、前記妨害波信号の受信電力を推定するステップと、
該推定した妨害波信号の受信電力と、前記基地局品質レベルとから、前記妨害波信号の影響を除いた基地局品質レベルを推定するステップと、
をさらに有し、
前記切り替えるステップでは、該推定した基地局品質レベルが前記中継装置品質レベルよりも高い場合に、前記無線基地局に接続先を切り替える、
ことを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１７５５１１（Ｐ２０１２−１７５５１１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６９１７（Ｐ２０１１−３６９１７）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【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９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]