(57)【要約】【課題】各無線端末からの無線信号の衝突を防止する。【解決手段】無線基地局１は、無線端末２Ａに周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ１を割り当て、無線端末２Ｂに周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ２を割り当てる。この状態において、無線基地局１は、無線端末２Ａ及び２Ｂからの２つの無線信号の衝突を検出した場合、無線通信部１０５内の無線部１０６ａ乃至１０６ｈのうち、一部の周波数をｆ２に切り替えるとともに、無線端末２Ｂに対して周波数ｆ２の上りタイムスロットを割り当てる。【選択図】図１
2010252284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信に用いられる時間帯を分割した複数のタイムスロットを複数の無線端末に割り当てて、前記複数の無線端末との間で前記タイムスロットを用いた通信を行う無線基地局であって、
アンテナと、無線周波数帯の信号を処理する無線周波数処理部とからなる複数の無線部と、
前記複数の無線部は、前記複数の無線端末からの第１の周波数のタイムスロットを用いた無線信号を受信し、
前記複数の無線部により受信された前記無線端末からの無線信号の遅延を検出する遅延検出部と、
前記遅延検出部により検出された遅延の時間が所定時間以上である場合に、前記複数の無線部の一部の周波数を第２の周波数に切り替えるとともに、前記無線端末に対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てる周波数制御部と
を備える無線基地局。
【請求項２】
前記遅延検出部は、前記複数の無線部により受信された２つの前記無線端末からの無線信号の衝突を検出し、
前記周波数制御部は、前記遅延検出部により２つの前記無線端末からの無線信号の衝突が検出された場合に、前記複数の無線部の一部の周波数を第２の周波数に切り替えるとともに、２つの前記無線端末の何れかに対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てる請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記周波数制御部は、前記遅延検出部により衝突が検出された２つの前記無線端末からの無線信号のうち、時間位置が後方の無線信号の送信元の無線端末に対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てる請求項２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記周波数制御部は、前記遅延検出部により衝突が検出された２つの前記無線端末からの無線信号のうち、時間位置が前方の無線信号の送信元の無線端末に対して割り当てられた前記第１の周波数のタイムスロットの次のタイムスロットを割り当て対象から除外する請求項２又は３に記載の無線基地局。
【請求項５】
前記周波数制御部は、前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てた前記無線端末に対して、前記第２の周波数と、割り当てた前記第２の周波数のタイムスロットの識別情報とを通知する請求項２乃至４の何れかに記載の無線基地局。
【請求項６】
前記周波数制御部は、周波数が前記第１の周波数である無線部と、周波数が第２の周波数である無線部とを同数とする請求項２乃至５の何れかに記載の無線基地局。
【請求項７】
前記遅延検出部は、時間位置が前方の無線信号に対応する受信データにおけるテール部の信号対雑音比が第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の無線信号に対応する受信データにおけるヘッダ部の信号対雑音比が第２の所定レベル以下に劣化した場合に、前記時間位置が前方の無線信号と、前記時間位置が後方の無線信号とが衝突したことを検出する請求項２乃至６の何れかに記載の無線基地局。
【請求項８】
前記遅延検出部により検出された遅延の時間に基づいて、前記第２の周波数のタイムスロットの送信タイミングを調整するタイミング調整部を備える請求項１に記載の無線基地局。
【請求項９】
前記複数の無線部の一部を、遅延が生じている前記無線信号の送信元の前記無線端末の接続先に設定する接続先設定部を備える請求項８に記載の無線基地局。
【請求項１０】
前記周波数制御部は、前記遅延検出部により検出された遅延の時間に基づいて、前記無線部による周波数の使用数を決定し、
前記タイミング調整部は、前記周波数制御部により決定された前記周波数のそれぞれのタイムスロットの送信タイミングを調整する請求項８に記載の無線基地局。
【請求項１１】
前記周波数制御部は、前記遅延検出部により検出された遅延の時間が前記タイムスロットのガードタイムを超える場合に、前記周波数の使用数を決定する請求項１０に記載の無線基地局。
【請求項１２】
通信に用いられる時間帯を分割した複数のタイムスロットを複数の無線端末に割り当てて、前記複数の無線端末との間で前記タイムスロットを用いた通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、
アンテナと、無線周波数帯の信号を処理する無線周波数処理部とからなる複数の無線部が、前記複数の無線端末からの第１の周波数のタイムスロットを用いた無線信号を受信するステップと、
前記無線基地局が、前記複数の無線部により受信された前記無線端末からの無線信号の遅延を検出するステップと、
前記無線基地局が、検出された前記遅延の時間が所定時間以上である場合に、前記複数の無線部の一部の周波数を第２の周波数に切り替えるとともに、前記無線端末に対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てるステップと
を備える通信制御方法。
【請求項１３】
前記無線基地局が、検出された前記遅延の時間に基づいて、前記第２の周波数のタイムスロットの送信タイミングを調整するステップを備える請求項１２に記載の通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線端末からの無線信号を受信する無線基地局、及び、当該無線基地局における通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線端末と無線基地局との間で時分割複信（ＴＤＤ）及び時分割多重（ＴＤＭＡ）により通信を行う無線通信システムでは、各無線端末と無線基地局との距離は無線端末毎に異なる。このため、各無線端末に異なるタイムスロットを割り当てられているにもかかわらず、距離の違いにより発生する伝搬遅延によって、無線基地局が、各無線端末からのバースト信号を同時に受信してしまう場合がある。
【０００３】
このようなバースト信号の同時受信（衝突）を防止するために、例えば特許文献１及び特許文献２に記載された技術では、無線基地局が各無線端末へ衝突防止のための制御信号を送信する。各無線端末は、受信した制御信号に基づいて、バースト信号の送信タイミングを強制的に調整する。このような制御は、タイムアライメント制御と称される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６９３４３号公報
【特許文献２】特開２００２−７７０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、無線端末が、無線基地局に対して近傍から遠方へ移動すると、上述のようなタイムアライメント制御を行っても、無線基地局によって受信されるバースト信号の時間位置（受信ウィンドウ）が、タイムスロットの後側に外れる場合がある。
【０００６】
このように、無線基地局における受信タイミングが極度に遅延したバースト信号が存在する場合、当該バースト信号は、次のバースト信号と衝突が発生し、正常な復調が困難となる。
【０００７】
特に、ＰＨＳ（Personal Handy Phone System）の無線通信システムでは、マクロセル化に伴い、無線端末と無線基地局との距離の変化が大きいため、上述した信号の衝突が生じやすい。
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、各無線端末からの無線信号の衝突を防止する無線基地局及び通信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】
【０００９】
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。本発明の第１の特徴は、通信に用いられる時間帯を分割した複数のタイムスロットを複数の無線端末（無線端末２Ａ、２Ｂ）に割り当てて、前記複数の無線端末との間で前記タイムスロットを用いた通信を行う無線基地局（無線基地局１）であって、アンテナ（１０８ａ乃至１０８ｈ）と、無線周波数帯の信号を処理する無線周波数処理部（ＲＦ部１０７ａ乃至１０７ｈ）とからなる複数の無線部（無線部１０６ａ乃至１０６ｈ）と、前記複数の無線部は、前記複数の無線端末からの第１の周波数のタイムスロットを用いた無線信号を受信し、前記複数の無線部により受信された前記無線端末からの無線信号の遅延を検出する遅延検出部（遅延検出部１５４）と、前記遅延検出部により検出された遅延の時間が所定時間以上である場合に、前記複数の無線部の一部の周波数を第２の周波数に切り替えるとともに、前記無線端末に対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てる周波数制御部（周波数制御部１５６）とを備えることを要旨とする。
【００１０】
このような無線基地局は、２つの無線端末に同一周波数である第１の周波数のタイムスロットを割り当てた後、当該２つの無線端末からの無線信号を複数の無線部によって受信した際に、無線信号の遅延の時間が所定時間以上である場合には、複数の無線部の一部の周波数を第１の周波数とは別の第２の周波数に切り替えるとともに、２つの無線端末の何れかに対して第２の周波数のタイムスロットを割り当てる。
【００１１】
これにより、衝突していた無線信号の送信元である２つの無線端末は、一方の無線端末が第１の周波数のタイムスロットを用いた通信を継続し、他方の無線端末が第２の周波数のタイムスロットを用いた通信を開始する。したがって、無線信号の衝突が防止される。
【００１２】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記遅延検出部は、前記複数の無線部により受信された２つの前記無線端末からの無線信号の衝突を検出し、前記周波数制御部は、前記遅延検出部により２つの前記無線端末からの無線信号の衝突が検出された場合に、前記複数の無線部の一部の周波数を第２の周波数に切り替えるとともに、２つの前記無線端末の何れかに対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記周波数制御部は、前記遅延検出部により衝突が検出された２つの前記無線端末からの無線信号のうち、時間位置が後方の無線信号の送信元の無線端末に対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第２又は第３の特徴に係り、前記周波数制御部は、前記遅延検出部により衝突が検出された２つの前記無線端末からの無線信号のうち、時間位置が前方の無線信号の送信元の無線端末に対して割り当てられた前記第１の周波数のタイムスロットの次のタイムスロットを割り当て対象から除外することを要旨とする。
【００１５】
本発明の第５の特徴は、本発明の第２乃至第４の特徴の何れかに係り、前記周波数制御部は、前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てた前記無線端末に対して、前記第２の周波数と、割り当てた前記第２の周波数のタイムスロットの識別情報とを通知することを要旨とする。
【００１６】
本発明の第６の特徴は、本発明の第２乃至第５の特徴の何れかに係り、前記周波数制御部は、周波数が前記第１の周波数である無線部と、周波数が第２の周波数である無線部とを同数とすることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第７の特徴は、本発明の第２乃至第６の特徴に係り、前記遅延検出部は、時間位置が前方の無線信号に対応する受信データにおけるテール部の信号対雑音比が第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の無線信号に対応する受信データにおけるヘッダ部の信号対雑音比が第２の所定レベル以下に劣化した場合に、前記時間位置が前方の無線信号と、前記時間位置が後方の無線信号とが衝突したことを検出することを要旨とする。
【００１８】
本発明の第８の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記遅延検出部により検出された遅延の時間に基づいて、前記第２の周波数のタイムスロットの送信タイミングを調整するタイミング調整部（タイミング調整部１６８）を備えることを要旨とする。
【００１９】
このような無線基地局は、無線信号の遅延を検出した場合、当該遅延の時間に基づいて、第２の周波数のタイムスロットの送信タイミングを調整する。
【００２０】
これにより、無線基地局は、遅延が生じている無線信号の送信元の無線端末との間で、第１の周波数とは異なる第２の周波数のタイムスロットを用いた通信を行うことになり、更には、送信タイミングが調整されることにより、遅延が解消され、無線信号の衝突が防止される。
【００２１】
本発明の第９の特徴は、本発明の第８の特徴に係り、前記複数の無線部の一部を、遅延が生じている前記無線信号の送信元の前記無線端末の接続先に設定する接続先設定部（接続先設定部１７０）を備えることを要旨とする。
【００２２】
本発明の第１０の特徴は、本発明の第８の特徴に係り、前記周波数制御部は、前記遅延検出部により検出された遅延の時間に基づいて、前記無線部による周波数の使用数を決定し、前記タイミング調整部は、前記周波数制御部により決定された前記周波数のそれぞれのタイムスロットの送信タイミングを調整することを要旨とする。
【００２３】
本発明の第１１の特徴は、本発明の第１０の特徴に係り、前記周波数制御部は、前記遅延検出部により検出された遅延の時間が前記タイムスロットのガードタイムを超える場合に、前記周波数の使用数を決定することを要旨とする。
【００２４】
本発明の第１２の特徴は、通信に用いられる時間帯を分割した複数のタイムスロットを複数の無線端末に割り当てて、前記複数の無線端末との間で前記タイムスロットを用いた通信を行う無線基地局における通信制御方法であって、アンテナと、無線周波数帯の信号を処理する無線周波数処理部とからなる複数の無線部が、前記複数の無線端末からの第１の周波数のタイムスロットを用いた無線信号を受信するステップと、前記無線基地局が、前記複数の無線部により受信された前記無線端末からの無線信号の遅延を検出するステップと、前記無線基地局が、検出された前記遅延の時間が所定時間以上である場合に、前記複数の無線部の一部の周波数を第２の周波数に切り替えるとともに、前記無線端末に対して前記第２の周波数のタイムスロットを割り当てるステップとを備えることを要旨とする。
【００２５】
本発明の第１３の特徴は、本発明の第１２の特徴に係り、前記無線基地局が、検出された前記遅延の時間に基づいて、前記第２の周波数のタイムスロットの送信タイミングを調整するステップを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、無線基地局において、各無線端末からの無線信号の衝突を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るフレームの構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における上りタイムスロットの割り当ての一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における受信データの構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における２ＲＦモードの無線通信部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における上りタイムスロットの再割り当ての一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における４ＲＦモードの無線通信部の構成を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における無線信号の衝突検出の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における無線通信部の構成変更の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における上りタイムスロットの再割り当ての動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における上りタイムスロットの割り当て監視の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る無線基地局の構成図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る通信エリアの拡大の一例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る通信タイミングの調整の一例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係る無線基地局における遅延検出の動作を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る無線基地局における遅延時間算出の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る無線基地局における周波数使用数決定、無線通信部の構成設定及び通信タイミングの調整の動作を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る無線基地局における無線端末の接続先のユニット設定の動作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】
【００２８】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２９】
（１）無線通信システムの構成
まず、本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。
【００３１】
図１に示すように、無線通信システム１０は、ＰＨＳの無線通信システムである。この無線通信システム１０は、無線基地局１と、無線端末２Ａ、無線端末２Ｂ及び無線端末２Ｃとを含む。図１において、無線端末２Ａ及び２Ｂは、位置登録した無線基地局１が提供するセル３に位置し、無線端末２Ｃは、セル３に位置していない。
【００３２】
初期状態において、無線基地局１は、セル３内の無線端末２Ａ及び２Ｂからの呼接続要求があった場合、これら無線端末２Ａ及び２Ｂに対して、後述するフレーム内のタイムスロットを割り当てる。これにより、無線基地局１と、無線端末２Ａ及び２Ｂとは、ＴＤＤ及びＴＤＭＡにより無線信号を伝送することができる。
【００３３】
（２）第１の実施形態
（２．１）無線基地局の構成
次に、第１の実施形態に係る無線基地局１の構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る無線基地局１の構成図である。図２に示すように、無線基地局１は、制御部１０２、記憶部１０３、ベースバンド信号処理部１０４、無線通信部１０５を含む。
【００３４】
制御部１０２は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１が具備する各種機能を制御する。記憶部１０３は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００３５】
ベースバンド信号処理部１０４は、ベースバンド回路等を含み、符号化及び復号化等を行う。
【００３６】
無線通信部１０５は、アダプティブアレイ制御を行う。この無線通信部１０５は、無線部１０６ａ乃至１０６ｈを含む。無線部１０６ａは、無線周波数の信号を処理するＲＦ部１０７ａとアンテナ１０８ａとを含む。同様に、無線部１０６ｂ乃至１０６ｈは、対応するＲＦ部１０７ｂ乃至１０７ｈのうちの１つと、対応するアンテナ１０８ｂ乃至１０８ｈのうちの１つとを含む。
【００３７】
ＲＦ部１０７ａ乃至１０７ｈは、ＲＦ回路等を含み、変調及び復調を行い、対応するアンテナ１０８ａ乃至１０８ｈを介して、無線端末２Ａ及び２Ｂとの間で、無線信号の送信及び受信を行う。
【００３８】
制御部１０２は、割り当て部１５２、遅延検出部１５４及び周波数制御部１５６を含む。
【００３９】
割り当て部１５２は、初期状態において、無線端末２Ａ及び２Ｂに対して、周波数ｆ１のフレーム内のタイムスロットを割り当てる。このとき、無線部１０６ｂ乃至１０６ｈの周波数はｆ１となる。
【００４０】
図３は、フレームの構成を示す図である。図３に示すように、周波数ｆ１のフレームは、上り方向（無線端末２から無線基地局１に向かう方向）の通信に用いられる上り時間帯と、下り方向（無線基地局１から無線端末２に向かう方向）の通信に用いられる下り時間帯とからなり、上り時間帯が４つの上りタイムスロットＵ１乃至Ｕ４に分割され、下り時間帯が４つの下りタイムスロットＤ１乃至Ｄ４に分割されている。
【００４１】
図３に示すフレームにおいて、割り当て部１５２は、周波数ｆ１の各フレーム内の第１の上りタイムスロットＵ１と第１の下りタイムスロットＤ１とを無線端末２Ａに割り当てる。また、割り当て部１５２は、周波数ｆ１の各フレーム内の第２の上りタイムスロットＵ２と第２の下りタイムスロットＤ２とを無線端末２Ｂに割り当てる。図４は、上りタイムスロットの割り当ての一例を示す図である。
【００４２】
その後、無線端末２Ａ及び２Ｂは、割り当てられた周波数ｆ１の上りタイムスロットを用いて、無線基地局１へ無線信号を送信し、割り当てられた周波数ｆ１の下りタイムスロットを用いて、無線基地局１からの無線信号を受信する。
【００４３】
遅延検出部１５４は、周波数ｆ１の上りタイムスロットを用いて無線端末２Ａ及び２Ｂから送信される無線信号の衝突を検出する。具体的には、遅延検出部１５４は、無線通信部１０５からの連続する周波数ｆ１の上りタイムスロットにある２つの無線信号（無線端末２Ａからの無線信号と無線端末２Ｂからの無線信号）に対応する受信データを入力する。
【００４４】
次に、遅延検出部１５４は、連続する２つの無線信号（無線端末２Ａからの無線信号と無線端末２Ｂからの無線信号）に対応する２つの受信データについて、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）チェックを行い、エラーフレームの数（ＣＲＣエラー数）が所定数以上であるか否かを判定する。２つの受信データについてのＣＲＣエラー数が所定数以上である場合、遅延検出部１５４は、更に、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲを検出するとともに、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲを検出する。
【００４５】
図５は、受信データの構成を示す図である。図５に示す受信データは、２４０ビットのビット長を有する。この受信データは、先頭から順に、４ビット長の過渡応答用ランプタイム（Ｒ）、２ビット長のスタートシンボル（ＳＳ）、６ビット長のプリアンプル（ＰＲ）、１６ビット長のユニークワード（ＵＷ）、１８０ビット長の情報部、１６ビット長のＣＲＣ、１６ビット長のガードにより構成されている。ヘッダ部は、過渡応答用ランプタイム（Ｒ）、スタートシンボル（ＳＳ）、プリアンプル（ＰＲ）、ユニークワード（ＵＷ）からなり、テール部は、ＣＲＣからなる。
【００４６】
次に、遅延検出部１５４は、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化したか否かを判定する。
【００４７】
時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化した場合、遅延検出部１５４は、連続する２つの無線信号である、時間位置が前方の受信データに対応する時間位置が前方の無線信号と、時間位置が後方の受信データに対応する時間位置が後方の無線信号とが衝突したと判定する。
【００４８】
例えば、図１の例では、無線端末２Ａが無線基地局１の遠方に位置している。このため、図４に示すように、無線基地局１において受信される、無線端末２Ａからの無線信号は、遅延して周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ１の後方に外れ、周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ２に対応する無線端末２Ｂからの無線信号と衝突する。
【００４９】
時間位置が前方の無線信号と時間位置が後方の無線信号とが衝突した場合、周波数制御部１５６は、無線通信部１０５の構成を判定するとともに、構成の分割を行う。ここで、無線通信部１０５の構成は、初期状態では、無線部１０６ａ乃至１０６ｈの周波数はｆ１であり、無線部１０６ａ乃至１０６ｈによって１つのユニットが構成された状態（１ＲＦモード）である。
【００５０】
無線通信部１０５の構成が１ＲＦモードの場合、周波数制御部１５６は、無線通信部１０５について、無線部１０６ａ乃至１０６ｄからなるユニット１を構成するとともに、無線部１０６ｅ乃至１０６ｈからなるユニット２を構成する。このように、無線通信部１０５が２つのユニットに分割された構成は、２ＲＦモードと称される。図６は、２ＲＦモードの無線通信部１０５の構成を示す図である。
【００５１】
無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードに分割された場合、周波数制御部１５６は、ユニット１内の無線部１０６ａ乃至１０６ｄについては、周波数をｆ１に維持する。更に、周波数制御部１５６は、ユニット１内の無線部１０６ａ乃至１０６ｄにおいて、衝突している２つの無線信号のうちの時間位置が前方の無線信号の送信元である無線端末２Ａとの通信を維持する。
【００５２】
また、無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードに分割された場合、周波数制御部１５６は、ユニット２内の無線部１０６ｅ乃至１０６ｈについては、周波数をｆ１からｆ２に切り替える。更に、周波数制御部１５６は、衝突している２つの無線信号のうちの時間位置が後方の無線信号の送信元である無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２のフレーム内の上りタイムスロットＵ１を割り当てる。図７は、２ＲＦモードにおける上りタイムスロットの割り当ての一例を示す図である。
【００５３】
なお、周波数ｆ２の上りタイムスロットＵ１の再割り当てと同時に、周波数制御部１５６は、無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２のフレーム内の下りタイムスロットＤ１を割り当てるようにしてもよい。
【００５４】
更に、周波数制御部１５６は、無線端末２Ｂに割り当てた上りタイムスロットＵ１に対応する周波数ｆ２と、当該上りタイムスロットＵ１のスロット番号とを、ベースバンド信号処理部１０４及び無線通信部１０５を介して、無線端末２Ｂへ通知する。なお、無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２のフレーム内の下りタイムスロットＤ１を割り当てた場合には、周波数制御部１５６は、下りタイムスロットＤ１のスロット番号についても、無線端末２Ｂへ通知する。
【００５５】
無線端末２Ｂは、再割り当てされた上りタイムスロットＵ１に対応する周波数ｆ２と、スロット番号とを認識することにより、送信時に使用すべき周波数と、上りタイムスロットとを認識することができる。
【００５６】
通知先である無線端末２ＢのＩＤ等の識別情報は、当該無線端末２Ｂからの無線信号に含まれている。周波数制御部１５６は、この無線端末２Ｂの識別情報によって、通知先を特定することができる。
【００５７】
以上、１ＲＦモードの場合について説明したが、無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードの場合、すなわち、無線部１０６ａ乃至１０６ｄの周波数がｆ１であって、無線部１０６ｅ乃至１０６ｈの周波数がｆ２である場合、周波数制御部１５６は、無線通信部１０５について、無線部１０６ａ及び１０６ｂからなるユニット１、無線部１０６ｃ及び１０６ｄからなるユニット２、無線部１０６ｅ及び１０６ｆからなるユニット３、及び、無線部１０６ｇ及び１０６ｈからなるユニット４を構成する。このように無線通信部１０５が４つのユニットに分割された構成は、４ＲＦモードと称される。図８は、４ＲＦモードの無線通信部１０５の構成を示す図である。
【００５８】
無線通信部１０５の構成が４ＲＦモードに分割された場合、周波数制御部１５６は、ユニット１内の無線部１０６ａ及び１０６ｂについては、周波数をｆ１に維持する。更に、周波数制御部１５６は、ユニット１内の無線部１０６ａ及び１０６ｂにおいて、衝突している２つの無線信号のうちの時間位置が前方の無線信号の送信元である無線端末２Ａとの通信を維持する。
【００５９】
また、無線通信部１０５の構成が４ＲＦモードに分割された場合、周波数制御部１５６は、ユニット２内の無線部１０６ｃ及び１０６ｄについては、周波数をｆ１からｆ２に切り替える。また、周波数制御部１５６は、ユニット３内の無線部１０６ｅ及び１０６ｆについては、周波数をｆ２からｆ３に切り替え、ユニット４内の無線部１０６ｇ及び１０６ｈについては、周波数をｆ２からｆ４に切り替える。
【００６０】
更に、周波数制御部１５６は、衝突している２つの無線信号のうちの時間位置が後方の無線信号の送信元である無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２乃至ｆ５の何れかのフレーム内の上りタイムスロットＵ１を割り当てる。
【００６１】
なお、周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかの上りタイムスロットＵ１の再割り当てと同時に、周波数制御部１５６は、無線端末２Ｂに対して、割り当てた上りタイムスロットＵ１の周波数と同一の周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかのフレーム内の下りタイムスロットＤ１を割り当てるようにしてもよい。
【００６２】
更に、周波数制御部１５６は、無線端末２Ｂに割り当てた上りタイムスロットＵ１に対応する周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかと、当該上りタイムスロットＵ１のスロット番号とを、ベースバンド信号処理部１０４及び無線通信部１０５を介して、無線端末２Ｂへ通知する。
【００６３】
なお、無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかのフレーム内の下りタイムスロットＤ１を割り当てた場合には、周波数制御部１５６は、下りタイムスロットＤ１のスロット番号についても、無線端末２Ｂへ通知する。
【００６４】
周波数とスロット番号の通知後、周波数制御部１５６は、衝突している２つの無線信号のうちの時間位置が前方の無線信号の送信元の無線端末２Ａに対して割り当てられた周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ１の次の周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ２、すなわち、遅延している無線端末２Ａからの無線信号に対応する周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ１の次の周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ２を割り当て対象から除外する。割り当て対象から除外された上りタイムスロットＵ２に対応する周波数ｆ１と、当該上りタイムスロットＵ２のスロット番号とは、記憶部１０３に記憶される。
【００６５】
その後、割り当て部１５２は、無線端末２Ａ及び２Ｂ以外の無線端末である無線端末２Ｃがセル３内に進入し、当該無線端末２Ｃからの呼接続要求が行われたか否かを判定する。無線端末２Ｃからの呼接続要求が行われた場合、割り当て部１５２は、記憶部１０３に記憶された、周波数ｆ１とスロット番号とによって特定される周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ２以外の上りタイムスロットを、無線端末２Ｃに割り当てる。
【００６６】
（２．２）無線基地局の動作
次に、第１の実施形態に係る無線基地局１の動作を説明する。図９は、第１の実施形態に係る無線基地局１の動作を示すフローチャートである。
【００６７】
ステップＳ１０１において、無線基地局１は、無線信号の衝突検出を行う。
【００６８】
図１０は、無線信号の衝突検出の動作を示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、無線基地局１内の制御部１０２は、無線端末２Ａ及び２Ｂから受信した連続する２つの無線信号（時間位置が前方の無線信号及び時間位置が後方の無線信号）に対応する受信データを取得し、これら連続する２つの受信データのＣＲＣエラー数が所定数以上であるか否かを判定する。
【００６９】
２つの受信データのＣＲＣエラー数が所定数以上である場合、ステップＳ２０２において、制御部１０２は、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲを検出するとともに、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲを検出し、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化したか否かを判定する。
【００７０】
時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化した場合、無線端末２Ａからの時間位置が前方の無線信号と無線端末２Ｂからの時間位置が後方の無線信号とは、衝突している。
【００７１】
この場合、図９のステップＳ１０２において、無線基地局１は、無線通信部１０５の構成変更と周波数切り替えとを行う。
【００７２】
図１１は、無線通信部１０５の構成変更及び周波数切り替えの動作を示すフローチャートである。ステップＳ３０１において、無線基地局１内の制御部１０２は、現在の無線通信部１０５の構成が、１ＲＦモードであるか否かを判定する。
【００７３】
現在の無線通信部１０５の構成が１ＲＦモードである場合、ステップＳ３０２において、制御部１０２は、無線通信部１０５の構成をユニット１とユニット２に分割する２ＲＦモードに変更する。
【００７４】
ステップＳ３０５において、制御部１０２は、無線通信部１０５内のユニット２の周波数をｆ１からｆ２に切り替える。
【００７５】
一方、ステップＳ３０１において、現在の無線通信部１０５の構成が１ＲＦモードでないと判定された場合、ステップＳ３０４において、制御部１０２は、現在の無線通信部１０５の構成が、２ＲＦモードであるか否かを判定する。
【００７６】
現在の無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードでない場合には、一連の動作が終了する。一方、現在の無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードである場合、ステップＳ３０５において、制御部１０２は、無線通信部１０５の構成をユニット１乃至ユニット４に分割する２ＲＦモードに変更する。
【００７７】
ステップＳ３０６において、制御部１０２は、無線通信部１０５内のユニット２の周波数をｆ１からｆ２に切り替え、ユニット３の周波数をｆ２からｆ３に切り替え、ユニット４の周波数をｆ２からｆ４に切り替える。
【００７８】
ステップＳ３０３において、無線通信部１０５内のユニット２の周波数が切り替えられた後、又は、ステップＳ３０６において、無線通信部１０５内のユニット２乃至４の周波数が切り替えられた後、図９のステップＳ１０３において、無線基地局１は、上りタイムスロットの再割り当てを行う。
【００７９】
図１２は、上りタイムスロットの再割り当ての動作を示すフローチャートである。ステップＳ４０１において、無線基地局１内の制御部１０２は、無線通信部１０５内のユニット１について、周波数をｆ１に維持する。更に、制御部１０２は、ユニット１において、衝突している２つの無線信号のうちの時間位置が前方の無線信号の送信元である無線端末２Ａとの通信を維持する。
【００８０】
ステップＳ４０２において、制御部１０２は、２ＲＦモードの場合は、時間位置が後方の無線信号の送信元無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２の上りタイムスロットＵ１を割り当てる。一方、制御部１０２は、４ＲＦモードの場合は、周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかの上りタイムスロットＵ１を割り当てる。
【００８１】
ステップＳ４０３において、制御部１０２は、無線端末２Ｂに対して、２ＲＦモードの場合は、無線端末２Ｂに割り当てた上りタイムスロットＵ１に対応する周波数ｆ２を通知し、４ＲＦモードの場合は、無線端末２Ｂに割り当てた上りタイムスロットＵ１に対応する周波数ｆ２乃至ｆ４を通知する。更に、制御部１０２は、無線端末２Ｂに対して、当該無線端末２Ｂに割り当てた上りタイムスロットＵ１のスロット番号を通知する。
【００８２】
その後、ステップＳ４０４において、制御部１０２は、２ＲＦモードの場合は、周波数ｆ２に対応するユニット２において、無線端末２Ｂとの通信を開始する。一方、制御部１０２は、４ＲＦモードの場合は、周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかに対応するユニット２乃至４の何れかにおいて、無線端末２Ｂとの通信を開始する。
【００８３】
その後、図９のステップＳ１０４において、無線基地局１は、タイムスロット割り当て監視を行う。
【００８４】
図１３は、タイムスロットの割り当て監視の動作を示すフローチャートである。ステップＳ５０１において、無線基地局１内の制御部１０２は、無線端末２Ａに対して割り当てられた周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ１の次の周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ２を割り当て対象から除外する。
【００８５】
ステップＳ５０２において、制御部１０２は、無線端末２Ｃがセル３内に進入し、当該無線端末２Ｃからの呼接続要求が行われたか否かを判定する。
【００８６】
無線端末２Ｃからの呼接続要求が行われた場合、制御部１０２は、割り当て対象から除外された、周波数ｆ１の上りタイムスロットＵ２以外の上りタイムスロットを、無線端末２Ｃに割り当てる。
【００８７】
（２．３）作用・効果
本発明の実施形態に係る無線通信システム１０において、無線基地局１は、２つの無線端末２Ａ及び２Ｂに対して、同一の周波数ｆ１の上りタイムスロットを割り当てた後、当該無線端末２Ａ及び２Ｂからの無線信号を受信した際、当該無線信号の衝突を検出する。
【００８８】
無線信号の衝突が検出され、且つ、無線通信部１０５の構成が１ＲＦモードである場合、無線基地局１は、無線通信部１０５をユニット１及びユニット２に分割して２ＲＦモードに切り替え、ユニット１の周波数をｆ１に維持するとともに、ユニット２の周波数をｆ２に切り替える。更に、無線基地局１は、無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２の上りタイムスロットを割り当てる。
【００８９】
また、無線信号の衝突が検出され、且つ、無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードである場合、無線基地局１は、無線通信部１０５をユニット１乃至ユニット４に分割して４ＲＦモードに切り替え、ユニット１の周波数をｆ１に維持するとともに、ユニット２乃至４の周波数をｆ２乃至ｆ４に切り替える。更に、無線基地局１は、衝突している２つの無線信号のうち、時間位置が後方の無線信号の送信元である無線端末２Ｂに対して、周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかの上りタイムスロットを割り当てる。
【００９０】
これにより、衝突していた無線信号の送信元である２つの無線端末２Ａ及び２Ｂのうち、一方の無線端末２Ａが周波数ｆ１の上りタイムスロットを用いた通信を継続し、他方の無線端末２Ｂが周波数ｆ２、あるいは、周波数ｆ２乃至ｆ４の何れかの上りタイムスロットを用いた通信を開始する。したがって、無線信号の衝突が防止される。
【００９１】
また、無線基地局１は、衝突している２つの無線信号のうち、時間位置が前方の無線信号の送信元である無線端末２Ａに対して割り当てている周波数ｆ１の上りタイムスロットの次の上りタイムスロットを、割り当て対象から除外する。
【００９２】
無線端末２Ａからの無線信号は、無線基地局１における受信時に、当該無線端末２Ａに割り当てられている上りタイムスロットの後側に外れる場合がある。このため、上述のように、無線基地局１が、無線端末２Ａに対して割り当てている周波数ｆ１の上りタイムスロットの次の上りタイムスロットを、割り当て対象から除外することで、その後に、無線端末２Ａからの無線信号が、他の無線信号と衝突することが防止される。
【００９３】
また、無線基地局１は、無線通信部１０５の構成を変更する場合、変更後の各ユニットに含まれる無線部１０６の数を同数にしている。具体的には、無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードに変更される場合には、ユニット１は４つの無線部１０６ａ乃至１０６ｄによって構成され、ユニット２は４つの無線部１０６ｅ乃至１０６ｈによって構成される。また、無線通信部１０５の構成が４ＲＦモードに変更される場合には、ユニット１は２つの無線部１０６ａ及び１０６ｂによって構成され、ユニット２は２つの無線部１０６ｃ及び１０６ｄによって構成され、ユニット３は２つの無線部１０６ｅ及び１０６ｆによって構成され、ユニット４は２つの無線部１０６ｇ及び１０６ｈによって構成される。
【００９４】
１つのユニットに含まれるアンテナ１０８の数が減少すると、指向性が緩やかになり、無線信号の到達距離が短くなる可能性がある。このため、上述のように、変更後の各ユニットに含まれる無線部１０６の数を同数にして、各ユニットの指向性と無線信号の到達距離の劣化の度合を同等とすることで、一部のユニットのみについて、指向性と無線信号の到達距離が極端に劣化してしまい、その結果、無線端末との通信が不能になることが防止される。
【００９５】
（２）第２の実施形態
（３．１）無線基地局の構成
次に、第２の実施形態に係る無線基地局１の構成について説明する。図１４は、第２の実施形態に係る無線基地局１の構成図である。図１４に示すように、第２の実施形態に係る無線基地局１は、第１の実施形態に係る無線基地局１と比較すると、制御部１０２が、更に、タイミング調整部１６８及び接続先設定部１７０を含む点が異なる。
【００９６】
割り当て部１６２は、呼設定前の初期状態において、無線端末２Ａ及び２Ｂに対して、周波数ｆ１のフレーム内のタイムスロットを割り当てる。このとき、無線部１０６ｂ乃至１０６ｈの周波数はｆ１となる。
【００９７】
その後、無線端末２Ａ及び２Ｂは、割り当てられた周波数ｆ１の上りタイムスロットを用いて、無線基地局１へ無線信号を送信し、割り当てられた周波数ｆ１の下りタイムスロットを用いて、無線基地局１からの無線信号を受信する。
【００９８】
遅延検出部１６４は、周波数ｆ１の上りタイムスロットを用いて無線端末２Ａ及び２Ｂから送信される無線信号の遅延を検出する。具体的には、遅延検出部１６４は、無線通信部１０５からの周波数ｆ１の上りタイムスロットにある連続する２つの無線信号（無線端末２Ａからの無線信号と無線端末２Ｂからの無線信号）に対応する受信データを入力する。
【００９９】
次に、遅延検出部１６４は、連続する２つの無線信号（無線端末２Ａからの無線信号と無線端末２Ｂからの無線信号）に対応する２つの受信データについて、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）チェックを行い、エラーフレームの数（ＣＲＣエラー数）が所定数以上であるか否かを判定する。２つの受信データについてのエラーフレームの数が所定数以上である場合、遅延検出部１６４は、更に、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲを検出するとともに、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲを検出する。
【０１００】
次に、遅延検出部１６４は、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化したか否かを判定する。
【０１０１】
時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化した場合、遅延検出部１６４は、時間位置が前方の受信データに対応する無線信号が遅延していると判定する。
【０１０２】
遅延が検出された場合、遅延検出部１６４は、更に遅延時間Ｔｄを算出する。具体的には、遅延検出部１６４は、相互相関関数を算出する。ここで、相互相関関数は、既知のユニークワード（ＵＷ）の時間位置と、遅延が生じている無線信号に対応する受信データ（遅延データ）のヘッダ部との差分である。次に、遅延検出部１６４は、相互相関関数がピークとなる時間を遅延時間Ｔｄとして算出する。
【０１０３】
周波数制御部１６６は、遅延時間Ｔｄに基づいて、無線通信部１０５が使用する周波数の数（周波数使用数）を決定する。具体的には、周波数制御部１６６は、ガードタイムをＴｇ、ｎを正の整数とした場合、（ｎ−１）Ｔｇ＜Ｔｄ＜ｎＴｇを満たすｎを、周波数使用数として決定する。例えば、２Ｔｇ＜Ｔｄ＜３Ｔｇである場合、周波数制御部１６６は、周波数使用数を３とする。
【０１０４】
次に、周波数制御部１６６は、周波数使用数と同一の数だけ、無線通信部１０５内の無線部１０６ａ乃至１０６ｈからなるユニットを構成する。更に、周波数制御部１６６は、決定した使用数の周波数を、１つずつユニットに割り当てる。なお、初期状態は、無線部１０６ａ乃至１０６ｈによって１つのユニットが構成された状態（１ＲＦモード）である。
【０１０５】
例えば、周波数使用数が３である場合、周波数制御部１６６は、無線部１０６ａ乃至１０６ｃからなるユニット１と、無線部１０６ｄ乃至１０６ｆからなるユニット３と、無線部１０６ｇ及び１０６ｈからなるユニット３とを構成し、３ＲＦモードとする。更に、周波数制御部１６６は、周波数ｆ１をユニット１に割り当て、周波数ｆ２をユニット２に割り当て、周波数ｆ３をユニット３に割り当てる。
【０１０６】
上述した処理によって、無線通信部１０５が複数のユニットに分割され、更に、各ユニットに異なる周波数が割り当てられる。これにより、無線基地局１の通信エリアである、無線基地局１を中心とする円形のエリアの拡大が可能となる。具体的には、無線基地局１の通信エリアは、周波数使用数と同一の倍率で径方向に拡大される。
【０１０７】
拡大後の無線基地局１の通信エリアは、無線基地局１を中心とする円状及び環状の通信エリアによって構成される。各円状及び環状の通信エリア（分割通信エリア）の径方向の長さは、同一であり、それぞれＣ・Ｔｇである。ここでＣは光速である。
【０１０８】
図１５は、拡大後の通信エリアの一例を示す図である。図１５は、無線基地局１の通信エリアが径方向に３倍に拡大される場合の例である。分割通信エリア２０１は、拡大前の通信エリアであり、分割通信エリア２０１乃至２０３からなる通信エリアは、拡大後の通信エリアである。分割通信エリア２０１は、無線基地局１からの距離が０乃至Ｃ・Ｔｇの領域である。周波数ｆ１のユニット１は、分割通信エリア２０１内の無線端末との間で通信を行う。分割通信エリア２０２は、無線基地局１からの距離がＣ・Ｔｇ乃至Ｃ・２Ｔｇの領域である。周波数ｆ２のユニット２は、分割通信エリア２０２内の無線端末との間で通信を行う。分割通信エリア２０３は、無線基地局１からの距離がＣ・２Ｔｇ乃至Ｃ・３Ｔｇの領域である。周波数ｆ２のユニット２は、分割通信エリア２０３内の無線端末との間で通信を行う。周波数制御部１６６は、無線基地局１から遠い分割通信エリアに対応するユニットほど、当該ユニットの送信電力を大きくするようにしてもよい。
【０１０９】
タイミング調整部１６８は、各ユニットの通信のタイミング（タイムスロットを用いた通信における送信及び受信のタイミング）を調整する。具体的には、ｎを正の整数、Ｃを光速とした場合、タイミング調整部１６８は、無線基地局１からの距離が（ｎ−１）Ｃ・Ｔｇ乃至ｎＣ・Ｔｇの領域に対応する分割通信エリアを担当するユニットの通信タイミングを、（ｎ−１）・Ｔｇだけ前方にシフトする。
【０１１０】
図１６は、通信タイミングの調整の一例を示す図である。図１６は、図１５に示すように、分割通信エリア２０１乃至２０３が構成され、周波数ｆ１のユニット１が分割通信エリア２０１内の無線端末との間で通信を行い、周波数ｆ２のユニット２が分割通信エリア２０２内の無線端末との間で通信を行い、ユニット３が分割通信エリア２０３内の無線端末との間で通信を行う場合の例である。ユニット１の通信タイミングは、変更がない。一方、ユニット２の通信タイミングは、Ｔｇだけ前方にシフトし、ユニット３の通信タイミングは、２Ｔｇだけ前方にシフトする。
【０１１１】
接続先設定部１７０は、ユニットの何れかを遅延している無線信号の送信元の無線端末の接続先に設定する。具体的には、ｎを正の整数、Ｃを光速とした場合、接続先設定部１７０は、無線信号の遅延時間Ｔｄについて、（ｎ−１）Ｔｇ＜Ｔｄ＜ｎＴｇを満たすｎを特定する。更に、接続先設定部１７０は、特定したｎについて、（ｎ−１）Ｃ・Ｔｇ乃至ｎＣ・Ｔｇの領域に対応する分割通信エリアを担当するユニットを、遅延している無線信号の送信元の無線端末の接続先に設定する。
【０１１２】
更に、接続先設定部１７０は、遅延している無線信号の送信元の無線端末に対して、接続先として設定したユニットへの接続を指示するための指示情報を生成する。この指示情報には、接続先として設定したユニットの通信タイミングが含まれている。指示情報は、ベースバンド信号処理部１０４及び無線通信部１０５を介して、無線端末へ送信される。
【０１１３】
その後、指示情報の送信先の無線端末と、接続先として設定されたユニットとの間で通信が開始される。
【０１１４】
（３．２）無線基地局の動作
次に、第２の実施形態に係る無線基地局１の動作を説明する。図１７は、第２の実施形態に係る無線基地局１の動作を示すフローチャートである。
【０１１５】
ステップＳ６０１において、無線基地局１は、無線信号の遅延を検出する。
【０１１６】
図１８は、無線信号の遅延検出の動作を示すフローチャートである。ステップＳ７０１において、無線基地局１内の制御部１０２は、無線端末２Ａ及び２Ｂから受信した連続する２つの無線信号（時間位置が前方の無線信号及び時間位置が後方の無線信号）に対応する受信データを取得し、これら連続する２つの受信データのＣＲＣエラー数が所定数以上であるか否かを判定する。
【０１１７】
２つの受信データのＣＲＣエラー数が所定数以上である場合、ステップＳ７０２において、制御部１０２は、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲを検出するとともに、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲを検出し、時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化したか否かを判定する。
【０１１８】
時間位置が前方の受信データにおけるテール部のＳＮＲが第１の所定レベル以下に劣化し、且つ、時間位置が後方の受信データにおけるヘッダ部のＳＮＲが第２の所定レベル以下に劣化した場合、無線端末２Ａからの無線信号には、遅延が生じている。
【０１１９】
この場合、図１７のステップＳ６０２において、無線基地局１は、遅延時間を算出する。
【０１２０】
図１９は、遅延時間算出の動作を示すフローチャートである。ステップＳ８０１において、無線基地局１内の制御部１０２は、既知のユニークワード（ＵＷ）の時間位置と、遅延データ（時間位置が後方の受信データ）のヘッダ部との差分を相互相関関数として算出する。
【０１２１】
ステップＳ８０２において、制御部１０２は、相互相関関数がピークとなる時間を遅延時間Ｔｄとして算出する。
【０１２２】
その後、図１７のステップＳ６０３において、無線基地局１は、周波数使用数決定、無線通信部の構成設定及び通信タイミングの調整を行う。
【０１２３】
図２０は、周波数使用数決定、無線通信部の構成設定及び通信タイミングの調整の動作を示すフローチャートである。以下においては、遅延時間Ｔｄがガードタイムの３倍である３Ｔｇ未満である場合を例に説明する。
【０１２４】
ステップＳ９０１において、無線基地局１内の制御部１０２は、遅延時間ＴｄがガードタイムＴｇより大きいか否かを判定する。遅延時間ＴｄがガードタイムＴｇ以下である場合には、一連の動作が終了する。
【０１２５】
一方、遅延時間ＴｄがガードタイムＴｇより大きい場合、ステップＳ９０２において、制御部１０２は、遅延時間ＴｄがガードタイムＴｇより大きく、且つ、ガードタイムＴｇの２倍未満であるか否かを判定する。遅延時間ＴｄがガードタイムＴｇ以下である場合には、一連の動作が終了する。
【０１２６】
遅延時間ＴｄがガードタイムＴｇより大きく、且つ、ガードタイムＴｇの２倍未満である場合、ステップＳ９０３において、制御部１０２は、無線通信部１０５の周波数使用数を２に決定する。次に、ステップＳ９０４において、制御部１０２は、無線通信部１０５の構成を２ＲＦモードに設定する。ここでは、ユニット１及びユニット２が構成される。更に、制御部１０２は、決定した使用数の周波数を、１つずつユニット１及び２に割り当てる。
【０１２７】
ステップＳ９０５において、制御部１０２は、ユニット２の通信タイミングをガードタイムＴｇだけ前方にシフトさせる。
【０１２８】
一方、ステップＳ９０２において、遅延時間ＴｄがガードタイムＴｇの２倍以上であると判定された場合、ステップＳ９０６において、制御部１０２は、無線通信部１０５の周波数使用数を３に決定する。次に、ステップＳ９０７において、制御部１０２は、無線通信部１０５の構成を３ＲＦモードに設定する。ここでは、ユニット１、ユニット２及びユニット３が構成される。更に、制御部１０２は、決定した使用数の周波数を、１つずつユニット１、ユニット２及びユニット３に割り当てる。
【０１２９】
次に、ステップＳ９０８において、制御部１０２は、ユニット２の通信タイミングをガードタイムＴｇだけ前方にシフトさせる。更に、ステップＳ９０９において、制御部１０２は、ユニット３の通信タイミングをガードタイムＴｇの２倍（２Ｔｇ）だけ前方にシフトさせる。
【０１３０】
その後、図１７のステップＳ６０４において、無線基地局１は、無線端末２Ａの接続先のユニット設定を行う。
【０１３１】
図２１は、無線端末の接続先のユニット設定の動作を示すフローチャートである。なお、以下においては、通信エリアが２分割され、且つ、無線通信部１０５の構成が２ＲＦモードであるものとする。
【０１３２】
ステップＳ１００１において、無線基地局１内の制御部１０２は、遅延している無線信号の送信元の無線端末２Ａの接続先をユニット２に設定する。ステップＳ１００２において、制御部１０２は、遅延している無線信号の送信元の無線端末２Ａへユニット２への接続を指示するための指示情報を生成し、生成した指示情報を無線端末２Ａへ送信する。その後ステップＳ１００３において、指示情報の送信先の無線端末２Ａと、ユニット２との通信が、周波数ｆ２のタイムスロットを用いて開始される。なお、３ＲＦモードの場合には、制御部１０２は、遅延している無線信号の送信元の無線端末２Ａへユニット３への接続を指示するための指示情報を生成し、生成した指示情報を無線端末２Ａへ送信する。
【０１３３】
（３．３）作用・効果
本発明の実施形態に係る無線通信システム１０において、無線基地局１は、無線端末からの無線信号の遅延を検出した場合、当該遅延の時間に基づいて、無線通信部１０５の周波数使用数を決定し、当該周波数使用数に応じた数のユニットを無線通信部１０５内に構成する。また、無線基地局１は、各ユニットに異なる周波数を割り当てる。更に、無線基地局１は、遅延の時間に対応する分割通信エリアを担当するユニットの通信タイミングを前方にシフトさせる。
【０１３４】
これにより、無線通信部１０５内に構成される１のユニットは、遅延の時間に対応する通信エリアを担当することになり、更には、当該ユニットの通信のタイミングが前方にシフトされることにより、遅延が解消され、無線信号の衝突が防止される。また、無線基地局１からの距離が遠い無線端末からの信号ほど、他の無線信号との衝突が生じやすいが、無線信号の衝突が防止されることで、無線基地局１は、距離が遠い無線端末との間で通信を行うことが可能となり、通信エリアを拡大することができる。
【０１３５】
（４）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。
【０１３６】
上述した第１の実施形態では、無線基地局１において、無線端末２Ａからの無線信号と無線端末２Ｂからの無線信号とが衝突した場合、時間位置が後方である無線信号の送信元の無線端末２Ｂに対して、それまでとは別の周波数の上りタイムスロットを割り当てるようにしたが、時間位置が前方である無線信号の送信元の無線端末２Ａに対して、それまでとは別の周波数の上りタイムスロットを割り当てるようにしてもよい。
【０１３７】
また、上述した第１の実施形態では、無線通信部１０５内の無線部１０６ａ乃至１０６ｈは、全て初期状態において稼働していることとしたが、例えば、初期状態においては、半数の無線部１０６ｅ乃至１０６ｈをスタンバイ状態とし、無線信号の衝突が検出された場合に稼働を開始するようにしてもよい。この場合、制御部１０２内の周波数制御部１５６は、無線部１０６ｅ乃至１０６ｈの稼働開始時に、当該無線部１０６ｅ乃至１０６ｈの周波数を、無線部１０６ａ乃至１０６ｄの周波数とは異なる周波数に設定する。
【０１３８】
また、上述した第１の実施形態では、無線基地局１は、無線端末からの無線信号の衝突を検出したが、第２の実施形態と同様、無線信号の遅延、及び、当該遅延の時間を検出するようにしてもよい。
【０１３９】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、無線通信部１０５は、２つのユニットに分割された２ＲＦモード、３つのユニットに分割された３ＲＦモード、４つのユニットに分割された４ＲＦモードが設定されたが、１つのユニットには、少なくとも１つの無線部１０６が含まれていればよく、例えば、無線通信部１０５は、８つのユニットに分割された８ＲＦモードに変更されてもよい。
【０１４０】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、複数のアンテナ１０８ａ乃至１０８ｈを備え、アダプティブアレイ制御を行う無線基地局１について説明したが、他のマルチアンテナ技術、例えばＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を利用する場合においても、同様に本発明を適用することができる。
【０１４１】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明の無線基地局及び通信制御方法は、各無線端末からの無線信号の衝突を防止することができ、無線基地局及び通信制御方法として有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
１…無線基地局、２Ａ〜２Ｃ…無線端末、３…セル、１０…無線通信システム、１０２…制御部、１０３…記憶部、１０４…ベースバンド信号処理部、１０５…無線通信部、１０６ａ〜１０６ｈ…無線部、１０７ａ〜１０７ｈ…ＲＦ部、１０８ａ〜１０８ｈ…アンテナ、１５２…割り当て部、１５４…遅延検出部、１５６…周波数制御部、１６２…割り当て部、１６４…遅延検出部、１６６…周波数制御部、１６８…タイミング調整部、１７０…接続先設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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