(57)【要約】【課題】通信周波数を変更することなく、無線中継装置における干渉の影響を回避するとともに、サイズおよびコストの増大を抑制する。【解決手段】本発明に係る無線中継装置１００は、ＴＤＤ方式を採用する無線通信システムにおいて無線基地局２００および無線端末３００が送受信するデータを中継する。無線中継装置１００は、下りサブフレーム期間ｔ１において無線基地局２００からデータを受信し、上りサブフレーム期間ｔ２において無線基地局２００にデータを送信する。無線中継装置１００は、無線端末３００にデータを送信するリモート側送信期間Ｐ１を上りサブフレーム期間ｔ２に設定し、無線端末３００からデータを受信するリモート側受信期間Ｐ２を下りサブフレーム期間ｔ１に設定する。【選択図】図４
2010056711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置であって、
前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信する第１送受信部と、
前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部と、
前記第２送受信部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間を前記第２期間に設定する無線中継装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置からデータを受信する受信期間を前記前記第１期間に設定する請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記第１期間の時間長は、前記第２期間の時間長よりも長く、
前記制御部が前記送信期間を前記第２期間に設定したことにより、前記送信期間の一部は、時間軸上において、前記第２期間を超えて前記第１期間の一部と重なり、
前記制御部は、前記第１期間と重なる前記送信期間の一部において、前記第２送受信部から前記第２無線通信装置へのデータ送信を停止させる請求項１または２に記載の無線中継装置。
【請求項４】
第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置であって、
前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信する第１送受信部と、
前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部と、
前記第２送受信部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置からデータを受信する受信期間を前記第１期間に設定する無線中継装置。
【請求項５】
前記第１送受信部および前記第２送受信部が無線通信に利用可能な周波数帯は、少なくとも３つの通信周波数に分割され、
前記３つの通信周波数は、第１通信周波数、第２通信周波数、および前記第１通信周波数と前記第２通信周波数との間の第３通信周波数からなり、
前記第１送受信部は、前記第３通信周波数を利用せずに前記第１通信周波数を利用して前記第１無線通信装置と無線通信を実行し、
前記第２送受信部は、前記第３通信周波数を利用せずに前記第２通信周波数を利用して前記第２無線通信装置と無線通信を実行する請求項１〜４の何れか一項に記載の無線中継装置。
【請求項６】
前記第１無線通信装置は、無線基地局であり、前記第２無線通信装置は、無線端末である請求項１〜５の何れか一項に記載の無線中継装置。
【請求項７】
第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置に用いられる無線中継方法であって、
第１送受信部が、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信するステップと、
前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部を制御するステップと
を備え、
前記制御するステップは、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間を前記第２期間に設定するステップを含む無線中継方法。
【請求項８】
第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置に用いられる無線中継方法であって、
第１送受信部が、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信するステップと、
前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部を制御するステップと
を備え、
前記制御するステップは、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置からデータを受信する受信期間を前記第１期間に設定するステップを含む無線中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割複信方式を採用する無線通信システムにおいて第１無線通信装置および第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置および無線中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線基地局などの第１無線通信装置と、無線端末などの第２無線通信装置とが送受信す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（例えば、特許文献１参照）。このような無線中継装置は、第１無線通信装置とデータを送受信する第１送受信部と、第２無線通信装置とデータを送受信する第２送受信部とを有する。
【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、第１無線通信装置から第２無線通信装置へデータが送信される第１期間（例えば、下りフレーム）と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へデータが送信される第２期間（例えば、上りフレーム）とが、時間軸上で区分された通信時間枠（通信フレーム）それぞれ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において無線中継装置を用いる場合、第１期間において第１送受信部がデータを第１無線通信装置から受信するのと同時に、第２送受信部がデータを第２無線通信装置に送信する。同様に、第２期間において第２送受信部がデータを第２無線通信装置から受信するのと同時に、第１送受信部がデータを第１無線通信装置に送信する。
【０００５】
このため、第１期間において第２送受信部のアンテナから放射された電波が第１送受信部のアンテナに回り込み、第２期間において第１送受信部のアンテナから放射された電波が第２送受信部のアンテナに回り込む。このような回り込みにより、第１送受信部および第２送受信部が互いに干渉の影響を受けることが問題視されている。
【特許文献１】特開２００８−６７３８６号公報（[要約]など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような干渉の影響を回避するためには、以下の（ａ）〜（ｃ）の何れかの方法が考えられる。（ａ）第１送受信部および第２送受信部の各アンテナの配置間隔を大きく取る、あるいはアンテナ間に電波遮蔽板を配置する。（ｂ）干渉の影響を除去する高度な信号処理技術を導入する。（ｂ）第１送受信部および第２送受信部の各通信周波数の間隔を大きく取る。
【０００７】
しかしながら、上記（ａ）および（ｂ）の方法では、無線中継装置のサイズおよびコストが増大する問題がある。上記（ｃ）の方法では、無線中継装置が使用可能な通信周波数は予め定められており、当該通信周波数の変更が困難であるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、通信周波数を変更することなく、第１送受信部および第２送受信部が互いに干渉の影響を受けることを回避するとともに、サイズおよびコストの増大を抑制した無線中継装置および無線中継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。まず、本発明の第１の特徴は、第１無線通信装置（例えば無線基地局２００）から第２無線通信装置（例えば無線端末３００）へのデータ伝送が実行される第１期間（例えば下りサブフレーム期間ｔ１）と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間（例えば上りサブフレーム期間ｔ２）とが、時間軸上で区分された通信時間枠（通信フレーム期間Ｔｎ）それぞれに時分割で設けられる無線通信システム（無線通信システム１）において、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置（無線中継装置１００）であって、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信する第１送受信部（ドナー側送受信部１２０Ｄ）と、前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部（リモート側送受信部１２０Ｒ）と、前記第２送受信部を制御する制御部（制御部１３０Ｒ）とを備え、前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間（リモート側送信期間Ｐ１）を前記第２期間に設定することを要旨とする。
【００１０】
このような無線中継装置によれば、制御部は、第２送受信部が第２無線通信装置にデータを送信する送信期間を第２期間に設定するため、第１期間において第２送受信部から放射された電波が第１送受信部に干渉を与えることを回避できる。また、当該送信期間を変更するだけでよいため、通信周波数を変更することを要さず、かつ、上記（ａ）および（ｂ）の方法と比較して無線中継装置のサイズおよびコストの増大を抑制できる。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置からデータを受信する受信期間を前記第１期間に設定することを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１または第２の特徴に係り、前記第１期間の時間長は、前記第２期間の時間長よりも長く、前記制御部が前記送信期間を前記第２期間に設定したことにより、前記送信期間の一部（重複部分Δｔ）は、時間軸上において、前記第２期間を超えて前記第１期間の一部と重なり、前記制御部は、前記第１期間と重なる前記送信期間の一部（重複部分Δｔ）において、前記第２送受信部から前記第２無線通信装置へのデータ送信を停止させることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、第１無線通信装置（例えば無線基地局２００）から第２無線通信装置（例えば無線端末３００）へのデータ伝送が実行される第１期間（例えば下りサブフレーム期間ｔ１）と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間（例えば上りサブフレーム期間ｔ２）とが、時間軸上で区分された通信時間枠（通信フレーム期間Ｔｎ）それぞれに時分割で設けられる無線通信システム（無線通信システム１）において、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置であって、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信する第１送受信部（ドナー側送受信部１２０Ｄ）と、前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部（リモート側送受信部１２０Ｒ）と、前記第２送受信部を制御する制御部（制御部１３０Ｒ）とを備え、前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置からデータを受信する受信期間（リモート側受信期間Ｐ２）を前記第１期間に設定することを要旨とする。
【００１４】
このような無線中継装置によれば、制御部は、第２送受信部が第２無線通信装置からデータを受信する受信期間を第１期間に設定するため、第２期間において第１送受信部から放射された電波が第２送受信部に干渉を与えることを回避できる。また、当該受信期間を変更するだけでよいため、通信周波数を変更することを要さず、かつ、上記（ａ）および（ｂ）の方法と比較して無線中継装置のサイズおよびコストの増大を抑制できる。
【００１５】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４の何れか一つの特徴に係り、前記第１送受信部および前記第２送受信部が無線通信に利用可能な周波数帯（例えば３０ＭＨｚ）は、少なくとも３つの通信周波数に分割され、前記３つの通信周波数は、第１通信周波数（通信周波数Ｆ１）、第２通信周波数（通信周波数Ｆ２）、および前記第１通信周波数と前記第２通信周波数との間の第３通信周波数（通信周波数Ｆ３）からなり、前記第１送受信部は、前記第３通信周波数を利用せずに前記第１通信周波数を利用して前記第１無線通信装置と無線通信を実行し、前記第２送受信部は、前記第３通信周波数を利用せずに前記第２通信周波数を利用して前記第２無線通信装置と無線通信を実行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１〜第５の何れか一つの特徴に係り、前記第１無線通信装置は、無線基地局（無線基地局２００）であり、前記第２無線通信装置は、無線端末（無線端末３００）であることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第７の特徴は、第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置に用いられる無線中継方法であって、第１送受信部が、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信するステップと、前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部を制御するステップとを備え、前記制御するステップは、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間を前記第２期間に設定するステップを含むことを要旨とする。
【００１８】
本発明の第８の特徴は、第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置に用いられる無線中継方法であって、第１送受信部が、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信するステップと、前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部を制御するステップとを備え、前記制御するステップは、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置からデータを受信する受信期間を前記第１期間に設定するステップを含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、通信周波数を変更することなく、第１送受信部および第２送受信部が互いに干渉の影響を受けることを回避するとともに、サイズおよびコストの増大を抑制した無線中継装置および無線中継方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る無線通信システムについて説明する。具体的には、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線中継装置の構成、（３）無線中継装置の動作、（４）作用・効果、（５）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。
【００２１】
（１）無線通信システムの概略構成
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。
【００２２】
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および無線端末３００を有する。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）方式および時分割複信（ＴＤＤ）方式が採用されている。
【００２３】
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（通信時間枠）内において上り方向通信および下り方向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、「上り方向（アップリンク）」とは、無線端末３００から無線基地局２００へ向かう方向を意味し、「下り方向（ダウンリンク）」とは、無線基地局２００から無線端末３００へ向かう方向を意味する。
【００２４】
ＷｉＭＡＸでは、通信フレーム内において、先ず下り方向通信が実行され、その後上り方向通信が実行される。以下においては、通信フレーム内で下り方向通信が実行される期間を「下りサブフレーム期間（第１期間）」と呼び、通信フレーム内で上り方向通信が実行される期間を「上りサブフレーム期間（第２期間）」と呼ぶ。下り方向通信は、上り方向通信よりも大きな通信容量が要求されるため、下りサブフレーム期間の時間長は、上りサブフレーム期間の時間長よりも長くなっている（図５参照）。
【００２５】
無線中継装置１００は、無線基地局２００および無線端末３００が送受信するデータを中継する。これにより、無線端末３００は、無線基地局２００が形成するセル（通信エリア）の範囲外、あるいは、当該セルの周縁部分（いわゆるセルフリンジ）に位置していても、無線基地局２００と通信できる。図１の例では、無線中継装置１００は、家庭Ｈ内に設置されており、家庭Ｈ内に位置する無線端末３００と無線通信を実行する。このような無線中継装置１００は、小型かつ安価であることが要求される。
【００２６】
（２）無線中継装置の構成
次に、無線中継装置１００の構成について、（２．１）機能ブロック構成、（２．２）実装例の順で説明する。
【００２７】
（２．１）機能ブロック構成
図２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。
【００２８】
図２に示すように、無線中継装置１００は、無線基地局２００と通信するドナー側通信ユニット１１０Ｄと、無線端末３００と通信するリモート側通信ユニット１１０Ｒとを有する。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、リモート側通信ユニット１１０Ｒ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およびリモート側通信ユニット１１０Ｒ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。
【００２９】
ドナー側通信ユニット１１０Ｄは、ドナー側送受信部１２０Ｄ（第１送受信部）、制御部１３０Ｄ、記憶部１７２、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１７３、およびインジケータ１７４を有する。ドナー側送受信部１２０Ｄは、ＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を用いて、無線基地局２００とデータを送受信する。具体的には、ドナー側送受信部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、ローノイズ増幅器（ＬＮＡ）１６４ａ，１６４ｂ、および高周波／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、ドナー側送受信部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。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。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、リモート側通信ユニット１１０Ｒに接続される。インジケータ１７４は、制御部１３０Ｄによって制御され、無線基地局２００からの受信レベルを示す情報を表示する。
【００３０】
リモート側通信ユニット１１０Ｒは、リモート側送受信部１２０Ｒ（第２送受信部）、制御部１３０Ｒ（制御部）、記憶部１３２およびＩ／Ｆ部１３３を有する。リモート側送受信部１２０Ｒは、ＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を用いて、無線端末３００とデータを送受信する。具体的には、リモート側送受信部１２０Ｒは、リモートアンテナ１２１ａ，１２１ｂ、送受切り替えスイッチ１２２ａ，１２２ｂ、ＰＡ１２３ａ，１２３ｂ、ＬＮＡ１２４ａ，１２４ｂ、およびＲＦ／ＢＢ部１２５ａ，１２５ｂを有する。このように本実施形態では、リモート側送受信部１２０Ｒ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。制御部１３０Ｒは、例えばＣＰＵなどによって構成され、リモート側通信ユニット１１０Ｒ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、リモート側通信ユニット１１０Ｒ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。
【００３１】
（２．２）実装例
図３は、無線中継装置１００の実装例を示す概略斜視図である。
【００３２】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、無線中継装置１００の筐体１０５内には、ドナー側通信ユニット１１０Ｄが実装される基板１０１と、リモート側通信ユニット１１０Ｒが実装される基板１０３と、ドナー側通信ユニット１１０Ｄおよびリモート側通信ユニット１１０Ｒ間の中継機構が実装される基板１０２とが配設されている。基板１０１からは、ドナーアンテナ１６１ａ，１６１ｂが筐体１０５の外部まで延びている。リモートアンテナ１２１ａ，１２１ｂは、基板１０３上に配設される。このように無線中継装置１００では、電波遮蔽板を設けることなく、ドナーアンテナ１６１ａ，１６１ｂおよびリモートアンテナ１２１ａ，１２１ｂが互いに近接して配設されている。
【００３３】
（３）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、（３．１）概略動作、（３．２）詳細動作の順で説明する。
【００３４】
（３．１）概略動作
図４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。
【００３５】
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、無線基地局２００、無線中継装置１００および無線端末３００が従来の方式に従って通信する様子を示している。図４（ａ’）〜図４（ｄ’）は、無線基地局２００、無線中継装置１００および無線端末３００が本実施形態の方式に従って通信する様子を示している。
【００３６】
なお、図４（ａ）および図４（ａ’）は無線基地局２００における動作を示し、図４（ｂ）および図４（ｂ’）は無線中継装置１００のドナー側送受信部１２０Ｄにおける動作を示し、図４（ｃ）および図４（ｃ’）は無線中継装置１００のリモート側送受信部１２０Ｒにおける動作を示し、図４（ｄ）および図４（ｄ’）は無線端末３００における動作を示している。
【００３７】
図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、各通信フレーム期間Ｔｎにおいて、下りサブフレーム期間ｔ１および上りサブフレーム期間ｔ２が時分割で設けられている。図４（ｂ）に示すように、無線中継装置１００のドナー側送受信部１２０Ｄは、下りサブフレーム期間ｔ１において無線基地局２００からデータを受信し、上りサブフレーム期間ｔ２において無線基地局２００にデータを送信する。従来の方式では図４（ｃ）に示すように、無線中継装置１００のリモート側送受信部１２０Ｒは、下りサブフレーム期間ｔ１において無線端末３００にデータを送信し、上りサブフレーム期間ｔ２において無線端末３００からデータを受信する。このため、下りサブフレーム期間ｔ１においてリモート側送受信部１２０Ｒがドナー側送受信部１２０Ｄに干渉を与え、上りサブフレーム期間ｔ２においてドナー側送受信部１２０Ｄがリモート側送受信部１２０Ｒに干渉を与える。
【００３８】
一方、本実施形態では図４（ｃ’）に示すように、リモート側通信ユニット１１０Ｒの制御部１３０Ｒは、リモート側送受信部１２０Ｒが無線端末３００にデータを送信するリモート側送信期間Ｐ１を上りサブフレーム期間ｔ２に設定する。また、制御部１３０Ｒは、リモート側送受信部１２０Ｒが無線端末３００からデータを受信するリモート側受信期間Ｐ２を下りサブフレーム期間ｔ１に設定する。
【００３９】
例えば、無線中継装置１００は、図４（ａ’）〜図４（ｄ’）に示すように、通信フレーム期間Ｔ１の下りサブフレーム期間ｔ１において無線端末３００から受信したデータを、通信フレーム期間Ｔ１の上りサブフレーム期間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の下りサブフレーム期間ｔ１において無線基地局２００から受信したデータを、通信フレーム期間Ｔ１の上りサブフレーム期間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。
【００４０】
ただし、下りサブフレーム期間ｔ１の時間長は、上りサブフレーム期間ｔ２の時間長よりも長い。よって、制御部１３０Ｒがリモート側送信期間Ｐ１を上りサブフレーム期間ｔ２に設定したことにより、リモート側送信期間Ｐ１の一部は上りサブフレーム期間ｔ２を超えて下りサブフレーム期間ｔ１の一部と重なる。以下では、下りサブフレーム期間ｔ１と重なるリモート側送信期間Ｐ１の一部分を重複部分Δｔと呼ぶ。重複部分Δｔでは、リモート側送受信部１２０Ｒがドナー側送受信部１２０Ｄに干渉を与えることになる。したがって、制御部１３０Ｒは、重複部分Δｔにおいて、リモート側送受信部１２０Ｒから無線端末３００へのデータ送信を停止させる。これにより、重複部分Δｔにおける干渉も回避できる。
【００４１】
（３．２）詳細動作
次に、無線中継装置１００の詳細動作について説明する。図５は、無線中継装置１００の詳細動作を説明するための通信フレーム構成図である。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、ＷｉＭＡＸにおける通信フレームＦＲは、下りサブフレームＳＦＲ１と、上りサブフレームＳＦＲ２とを有する。下りサブフレームＳＦＲ１およ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。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、その後は通信データ（ユーザデータ）が配置されるバースト領域である。当該制御データは、既知のシンボルであるプリアンブルと、ＦＣＨ（無線基地局から送信されるヘッダ情報）と、上り回線および下り回線のバースト信号に関する割り当て情報であるＭＡＰとを含む。無線中継装置１００のリモート側送受信部１２０Ｒは、リモート側送信期間Ｐ１において下りサブフレームＳＦＲ１を送信し、リモート側受信期間Ｐ２において上りサブフレームＳＦＲ２を受信する。なお、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。
【００４３】
図５（ｂ）に示すように、リモート側送信期間Ｐ１における重複部分Δｔ（図４参照）では、無線中継装置１００のリモート側送受信部１２０Ｒは下りサブフレームＳＦＲ１の送信を停止する。このため、重複部分Δｔにおいて送信すべき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当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およ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。
【００４４】
（４）作用・効果
以上説明したように、制御部１３０Ｒは、リモート側送信期間Ｐ１を下りサブフレーム期間ｔ１から上りサブフレーム期間ｔ２に設定するため、下りサブフレーム期間ｔ１においてリモート側送受信部１２０Ｒから放射された電波がドナー側送受信部１２０Ｄに干渉を与えることを回避できる。また、制御部１３０Ｒは、リモート側受信期間Ｐ２を上りサブフレーム期間ｔ２から下りサブフレーム期間ｔ１に設定するため、上りサブフレーム期間ｔ２においてドナー側送受信部１２０Ｄから放射された電波がリモート側送受信部１２０Ｒに干渉を与えることを回避できる。さらに、リモート側送信期間Ｐ１およびリモート側受信期間Ｐ２を変更するだけでよいため、通信周波数を変更することを要さず、かつ、無線中継装置１００のサイズおよびコストの増大を抑制できる。したがって、本実施形態によれば、小型かつ安価な無線中継装置１００を提供できる。
【００４５】
本実施形態では、制御部１３０Ｒは、重複部分Δｔにおいて、リモート側送受信部１２０Ｒから無線端末３００へのデータ送信を停止させる。これにより、上り・下り非対称フレーム構成を採用する無線通信システム１であっても、干渉の影響を確実に回避できる。
【００４６】
（５）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。
【００４７】
（５．１）変形例１
無線中継装置１００は、無線基地局２００のセルフリンジに設置されるケースが多く、無線中継装置１００の設置場所によっては無線基地局２００からの電波が無線中継装置１００に正常に届かないことがある。このような場合、無線中継装置１００はデータ中継を実行できない。
【００４８】
そこで、変形例１では図６に示すように、無線中継装置１００に外部アンテナユニット１９０を接続可能とし、無線基地局２００からの電波が無線中継装置１００に正常に届かない場合であってもデータ中継を実行可能とする。
【００４９】
変形例１に係る無線中継装置１００は、外部アンテナユニット１９０からのケーブルが着脱される接続端子を有する。制御部１３０Ｄは、当該ケーブルが接続端子に接続されたことを検知した場合に、ドナー側送受信部１２０Ｄから外部アンテナユニット１９０に送受信系統を自動的に切り替える。
【００５０】
（５．２）変形例２
上述したように、無線通信システム１においてドナー側送受信部１２０Ｄおよびリモート側送受信部１２０Ｒが無線通信に利用可能な周波数帯は予め定められている。図７に示すように、例えば３０ＭＨｚの周波数帯を利用可能であり、当該周波数帯は３つの通信周波数Ｆ１〜通信周波数Ｆ３に等分割されている。
【００５１】
変形例２では、ドナー側送受信部１２０Ｄは、中心の通信周波数Ｆ３を利用せずに通信周波数Ｆ１を利用して無線基地局２００と無線通信を実行する。リモート側送受信部１２０Ｒは、中心の通信周波数Ｆ３を利用せずに通信周波数Ｆ２を利用して無線端末３００と無線通信を実行する。これにより、リモート側送受信部１２０Ｒおよびドナー側送受信部１２０Ｄのそれぞれが利用する通信周波数の間隔が確保され、干渉の影響がさらに低減される。
【００５２】
（５．３）他の適用例
上述した実施形態では、無線中継装置１００は、無線基地局２００と無線端末３００との間においてデータ中継を実行していた。しかしながら、２つの無線端末３００同士がＴＤＤ方式を用いて通信するような場合には、無線中継装置１００は、これらの無線端末３００間で送受信されるデータを中継してもよい。あるいは、無線基地局２００と無線端末３００との間において複数の無線中継装置１００がデータ中継を行う場合には、無線中継装置１００は、他の無線中継装置１００間で送受信されるデータを中継してもよい。
【００５３】
なお、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、例えば次世代ＰＨＳやｉＢｕｒｓｔ（登録商標）システムなどに対しても本発明を適用可能である。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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】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図である。
【図３】本発明の実施形態に係る無線中継装置の実装例を示す概略斜視図である。
【図４】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５】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通信フレーム構成図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例１を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例２を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…無線通信システム、１００…無線中継装置、１０１〜１０３…基板、１０５…筐体、１１０Ｄ…ドナー側通信ユニット、１１０Ｒ…リモート側通信ユニット、１２０Ｄ…ドナー側送受信部、１２０Ｒ…リモート側送受信部、１２１ａ，１２１ｂ…リモートアンテナ、１２２ａ，１２２ｂ，１６２ａ，１６２ｂ…送受切り替えスイッチ、１２３ａ，１２３ｂ，１６３ａ，１６３ｂ…ＰＡ、１２４ａ，１２４ｂ，１６４ａ，１６４ｂ…ＬＮＡ、１２５ａ，１２５ｂ，１６５ａ，１６５ｂ…ＲＦ／ＢＢ部、１３０Ｄ，１３０Ｒ…制御部、１３２，１７２…記憶部、１３３，１７３…Ｉ／Ｆ部、１６１ａ，１６１ｂ…ドナーアンテナ、１７４…インジケータ、１９０…外部アンテナユニット、２００…無線基地局、３００…無線端末
【図１】
2010056711.tif 000003
【図２】
2010056711.tif 000004
【図３】
2010056711.tif 000005
【図４】
2010056711.tif 000006
【図５】
2010056711.tif 000007
【図６】
2010056711.tif 000008
【図７】
2010056711.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月9日(2009.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置であって、
前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信する第１送受信部と、
前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部と、
前記第２送受信部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間を前記第２期間に設定し、
前記第１期間の時間長は、前記第２期間の時間長よりも長く、
前記制御部が前記送信期間を前記第２期間に設定したことにより、前記送信期間の一部は、時間軸上において、前記第２期間を超えて前記第１期間の一部と重なり、
前記制御部は、前記第１期間と重なる前記送信期間の一部において、前記第２送受信部から前記第２無線通信装置への送信時にデータを割り当てないようにする無線中継装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置からデータを受信する受信期間を前記前記第１期間に設定する請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記第１期間の時間長は、前記第２期間の時間長よりも長く、
前記制御部が前記送信期間を前記第２期間に設定したことにより、前記送信期間の一部は、時間軸上において、前記第２期間を超えて前記第１期間の一部と重なり、
前記制御部は、前記第１期間と重なる前記送信期間の一部において、前記第２送受信部から前記第２無線通信装置へのデータ送信を停止させる請求項１または２に記載の無線中継装置。
【請求項４】
前記第１送受信部および前記第２送受信部が無線通信に利用可能な周波数帯は、少なくとも３つの通信周波数に分割され、
前記３つの通信周波数は、第１通信周波数、第２通信周波数、および前記第１通信周波数と前記第２通信周波数との間の第３通信周波数からなり、
前記第１送受信部は、前記第３通信周波数を利用せずに前記第１通信周波数を利用して前記第１無線通信装置と無線通信を実行し、
前記第２送受信部は、前記第３通信周波数を利用せずに前記第２通信周波数を利用して前記第２無線通信装置と無線通信を実行する請求項１〜３の何れか一項に記載の無線中継装置。
【請求項５】
前記第１無線通信装置は、無線基地局であり、前記第２無線通信装置は、無線端末である請求項１〜４の何れか一項に記載の無線中継装置。
【請求項６】
第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置に用いられる無線中継方法であって、
第１送受信部が、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信するステップと、
前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部を制御するステップと
を備え、
前記制御するステップは、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間を前記第２期間に設定するステップを含み、
前記第１期間の時間長は、前記第２期間の時間長よりも長く、
前記制御部が前記送信期間を前記第２期間に設定したことにより、前記送信期間の一部は、時間軸上において、前記第２期間を超えて前記第１期間の一部と重なり、
前記制御するステップは、前記第１期間と重なる前記送信期間の一部において、前記第２送受信部から前記第２無線通信装置への送信時にデータを割り当てないようにするステップを含む無線中継方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記のような干渉の影響を回避するためには、以下の（ａ）〜（ｃ）の何れかの方法が考えられる。（ａ）第１送受信部および第２送受信部の各アンテナの配置間隔を大きく取る、あるいはアンテナ間に電波遮蔽板を配置する。（ｂ）干渉の影響を除去する高度な信号処理技術を導入する。（ｃ）第１送受信部および第２送受信部の各通信周波数の間隔を大きく取る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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。まず、本発明の第１の特徴は、第１無線通信装置（例えば無線基地局２００）から第２無線通信装置（例えば無線端末３００）へのデータ伝送が実行される第１期間（例えば下りサブフレーム期間ｔ１）と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間（例えば上りサブフレーム期間ｔ２）とが、時間軸上で区分された通信時間枠（通信フレーム期間Ｔｎ）それぞれに時分割で設けられる無線通信システム（無線通信システム１）において、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置（無線中継装置１００）であって、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信する第１送受信部（ドナー側送受信部１２０Ｄ）と、前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部（リモート側送受信部１２０Ｒ）と、前記第２送受信部を制御する制御部（制御部１３０Ｒ）とを備え、前記制御部は、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間（リモート側送信期間Ｐ１）を前記第２期間に設定し、前記第１期間の時間長は、前記第２期間の時間長よりも長く、前記制御部が前記送信期間を前記第２期間に設定したことにより、前記送信期間の一部（重複部分Δｔ）は、時間軸上において、前記第２期間を超えて前記第１期間の一部と重なり、前記制御部は、前記第１期間と重なる前記送信期間の一部（重複部分Δｔ）において、前記第２送受信部から前記第２無線通信装置への送信時にデータを割り当てないようにすることを要旨とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第７の特徴は、第１無線通信装置から第２無線通信装置へのデータ伝送が実行される第１期間と、前記第２無線通信装置から前記第１無線通信装置へのデータ伝送が実行される第２期間とが、時間軸上で区分された通信時間枠それぞれに時分割で設けられる無線通信システムにおいて、前記第１無線通信装置および前記第２無線通信装置が送受信するデータを中継する無線中継装置に用いられる無線中継方法であって、第１送受信部が、前記第１期間において前記第１無線通信装置からデータを受信し、前記第２期間において前記第１無線通信装置にデータを送信するステップと、前記第２無線通信装置にデータを送信し、前記第２無線通信装置からデータを受信する第２送受信部を制御するステップとを備え、前記制御するステップは、前記第２送受信部が前記第２無線通信装置にデータを送信する送信期間を前記第２期間に設定するステップを含み、前記第１期間の時間長は、前記第２期間の時間長よりも長く、前記制御部が前記送信期間を前記第２期間に設定したことにより、前記送信期間の一部は、時間軸上において、前記第２期間を超えて前記第１期間の一部と重なり、前記制御するステップは、前記第１期間と重なる前記送信期間の一部において、前記第２送受信部から前記第２無線通信装置への送信時にデータを割り当てないようにするステップを含むことを要旨とする。