(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と端局との間に中継局が設けられた無線通信システムにおいて時間分割多重方式で通信を行う無線通信方法であって、
前記基地局は、前記基地局に対して割り当てられている基地局タイムスロットを使用してダウンリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記基地局から受信したダウンリンクデータを、前記基地局タイムスロットと異なる中継局タイムスロットを使用して送信し、
前記端局は、前記ダウンリンクデータを前記基地局から受信したときは、第１の周波数でアップリンクデータを送信し、前記ダウンリンクデータを前記中継局から受信したときは、前記第１の周波数と異なる第２の周波数で前記アップリンクデータを送信し、前記基地局および中継局からダウンリンクデータを受信したときは、位置情報を得るための無線信号の状態に応じて、前記第１または第２の周波数を選択して前記アップリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記端局から前記第２の周波数で送信されたアップリンクデータを受信したときは、前記第１の周波数で前記アップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記端局は、前記基地局および中継局からダウンリンクデータを受信したときは、位置情報を得るための無線信号の状態、並びに前記基地局および中継局からの受信電波に基づいて、前記第１または第２の周波数を選択して前記アップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記中継局がダウンリンクデータを送信するための周波数は、前記基地局がダウンリンクデータを送信するための周波数と同じである
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記端局が前記アップリンクデータを送信しない期間は、前記端局からのアップリンクデータを受信して送信するリピータ部を停止する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記第２の周波数の受信電波が所定の閾値よりも低い期間は、前記端局からのアップリンクデータを受信して送信するリピータ部を停止する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
請求項１に記載の無線通信方法であって、
前記端局は、前記ダウンリンクデータを前記基地局または中継局のいずれから受信した場合であっても、同じタイムスロットで前記アップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
基地局と端局との間に中継局が設けられた無線通信システムにおいて時間分割多重方式で通信を行う無線通信方法であって、
前記基地局は、前記基地局に対して割り当てられている基地局タイムスロットを使用して、第１の周波数を指示するアップリンク周波数指示情報を含むダウンリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記基地局から受信したダウンリンクデータに含まれているアップリンク周波数指示情報の内容を前記第１の周波数から第２の周波数に変更した後、そのダウンリンクデータを前記基地局タイムスロットと異なる中継局タイムスロットを使用して送信し、
前記端局は、受信したダウンリンクデータのアップリンク周波数指示情報により指示された周波数でアップリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記端局から前記第２の周波数で送信されたアップリンクデータを受信したときは、前記第１の周波数で前記アップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
時間分割多重方式でデータ通信を行う無線通信システムにおいて基地局と端局との間に設けられる中継局装置であって、
前記基地局から基地局タイムスロットおよび基地局周波数で送信されたダウンリンクデータを受信する受信部と、
前記基地局から受信したダウンリンクデータに、前記基地局周波数とは異なる中継局周波数を指示する周波数情報を付与する制御部と、
前記基地局タイムスロットと異なる中継局タイムスロットを使用して、前記周波数情報が付与されたダウンリンクデータを、前記基地局周波数で前記端局へ送信する内部送信部と、
前記端局から前記中継局周波数で送信されたアップリンクデータを受信して前記基地局周波数で前記基地局へ送信するリピータ部、
を有することを特徴とする中継局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線通信方法、および無線通信システムにおいて使用される中継局に係わり、例えば、移動通信システムに適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムが普及し、基地局の通信エリアのカバー率がかなり高くなってきている。しかし、端局の位置によっては、端局は、基地局からの電波を受信できないことがある。例えば、電波がシールドされた建物または車両の中に端局が位置する場合、端局は、無線通信を行えなくなることがある。このため、建物または車両に中継局を設け、その中継局を介して基地局と端局との間の通信を行う方式が提案されている。
【０００３】
例えば、自己干渉による通信品質の低下を抑制する無線中継方法が提案されている。この方法において使用される無線中継装置は、基地局に対応する第１の無線通信部と、端末機に対応する第２の無線通信部と、第１および第２の無線通信部から中継送信させる処理を行う中継制御部を備えている。中継制御部は、基地局側の回線呼制御に対応して第１の無線通信部で使用するタイムスロットと、端末機側の回線呼制御に対応して第２の無線通信部で使用するタイムスロットとを、互いに異なるスロット番号のタイムスロットに割り当てる機能を備えている。（例えば、特許文献１）
【０００４】
また、基地局サービスエリア外におけるグループ通信を実現するための方式が提案されている。この方式では、グループ通話を起動させる移動局からのグループ通話信号でグループモードとなり、該移動局が基地局としての機能を果たすことにより、この移動局の電波到達エリア内の他の移動局は、受信周波数を送信周波数に変更することなく、基地局サービスエリア内にいる場合と同一のシステム機能でグループ通信を運用する。（例えば、特許文献２）
【０００５】
さらに、複数キャリアのスケジューリング方法に係わる技術が提案されている。この方法において、送信ユニットは、受信ユニットとの通信セッションの中に、少なくとも第１のデータブロックを第１のデータキャリアにおいて、および第２のデータブロックを第２のデータキャリアにおいて同時に送信する。受信ユニットは、以前に受信したデータブロックの受信品質に基づいて、第１か、または第２のデータブロックを受信するかを選択する。（例えば、特許文献３）
さらに、特許文献４〜６には、関連する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４９８７５号公報
【特許文献２】特開平１１−３０８６６５号公報
【特許文献３】特表２００８−５４１６０７号公報
【特許文献４】特開２００５−２２９１８７号公報
【特許文献５】特開２０００−１３４１４３号公報
【特許文献６】特開２００７−２２８５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術では、基地局と端局との間に中継局を備える無線通信システムにおいて、端局が基地局の通信エリアから中継局の通信エリア内に移動する際、或いは、端局が中継局の通信エリア内からその外に移動する際に、通信が途切れたり、基地局からの信号を受信できないことがある。
【０００８】
本発明の課題は、基地局と端局との間に中継局を備える無線通信システムにおいて、通信の途切れ、或いは受信漏れを少なくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様の無線通信方法は、基地局と端局との間に中継局が設けられた無線通信システムにおいて時間分割多重方式で通信を行う方法であって、前記基地局は、前記基地局に対して割り当てられている基地局タイムスロットを使用してダウンリンクデータを送信し、前記中継局は、前記基地局から受信したダウンリンクデータを、前記基地局タイムスロットと異なる中継局タイムスロットを使用して送信し、前記端局は、前記ダウンリンクデータを前記基地局から受信したときは、第１の周波数でアップリンクデータを送信し、前記ダウンリンクデータを前記中継局から受信したときは、前記第１の周波数と異なる第２の周波数で前記アップリンクデータを送信し、前記中継局は、前記端局から前記第２の周波数で送信されたアップリンクデータを受信して前記第１の周波数で送信する。
【発明の効果】
【００１０】
本出願において開示される構成または方法によれば、基地局と端局との間に中継局を備える無線通信システムにおいて、通信の途切れ、或いは受信漏れが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態の中継局および端局の構成を示す図である。
【図３】中継局および端局の動作を説明する図（その１）である。
【図４】中継局および端局の動作を説明する図（その２）である。
【図５】中継局および端局の動作を説明する図（その３）である。
【図６】基地局、中継局、端局によるデータ転送のタイムチャートの実施例である。
【図７】システム制御データのデータ内容の一例を示す図である。
【図８】システム制御データによる同期制御について説明する図である。
【図９】複数の基地局、中継局、端局によるデータ転送のタイムチャートの実施例である。
【図１０】中継局のデータ中継動作を示すフローチャートである。
【図１１】端局のデータ送受信動作を示すフローチャート（その１）である。
【図１２】端局のデータ送受信動作を示すフローチャート（その２）である。
【図１３】中継局の変形例を示す図である。
【図１４】他の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図１５】さらに他の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。実施形態の無線通信システムは、基地局１、端局２（２ａ〜２ｃ）、中継局３を備える。
基地局１は、無線リンクを介して端局２および／または中継局３との間で無線信号を送受信する。ここで、実施形態の無線通信システムは、１または複数の基地局１を備えると共に、複数の端局２を備える。そして、実施形態の無線通信システムにおいては、時間分割多重方式でデータが伝送される。なお、無線信号は、例えば、送信データで搬送波を変調することにより生成される。この場合、変調方式として、特に限定されるものではないが、周波数変調、強度変調などを採用することができる。
【００１３】
端局２は、例えば、ユーザが携帯することができる移動端末装置であり、基地局１との間で無線信号を送受信することができる。また、端局２は、中継局３との間で無線信号を送受信することもできる。
【００１４】
端局２は、基本的には、基地局１との間で無線信号を送受信する。ただし、端局２は、電波シールド領域４の中に位置する場合には、基地局１からの電波を受信することができない。そこで、実施形態の無線通信システムは、このような状況を回避するために、中継局３を備える。中継局３は、基地局１と無線通信が可能であり、且つ、電波シールド領域４内の端局２と無線通信が可能な位置に設けられる。すなわち、中継局３は、外部アンテナを介して基地局１との間で無線信号を送受信し、内部アンテナを介して電波シールド領域４内の端局２との間で無線信号を送受信する。なお、電波シールド領域４は、例えば、車両の中、建物の中、地下街などにおいて発生し得る。
【００１５】
端局２、中継局３は、ＧＰＳ衛星５から送信されるＧＰＳ電波を受信して自機の位置を算出する機能を備えている。なお、一般に、電波シールド領域４の内側では、基地局１から送信される通信電波だけでなく、ＧＰＳ電波も受信困難である。
【００１６】
上記構成の無線通信システムにおいて、端局２ａは、電波シールド領域４の外側に位置している。この場合、端局２ａは、基地局１との間で直接的に無線信号を送受信する。また、端局２ｂは、電波シールド領域４の内側に位置しており、基地局１から送信される通信電波を受信することができない。この場合、端局２ｂは、中継局３を介して基地局１と無線信号を送受信する。端局２ｃは、電波シールド領域４の出入り口の近傍に位置しており、基地局１および中継局３双方から通信電波を受信する。この場合、端局２ｃは、予め決められたアルゴリズムで基地局１または中継局３の一方を選択し、選択した通信装置に無線信号を送信する。
【００１７】
図２は、実施形態の中継局３および端局２の構成を示す図である。なお、基地局１は、周波数ｆ１の搬送波を使用して無線信号を送受信するものとする。また、基地局１は、端局２へダウンリンクデータを送信し、端局２は、基地局１へアップリンクデータを送信する。
【００１８】
中継局３は、受信部１１、ＧＰＳ受信部１２、制御部１３、内部送信部１４、およびリピータ部１５を備える。受信部１１は、基地局１から送信される無線信号を受信して復調する。受信部１１により復調された信号は、制御部１３に入力される。ＧＰＳ受信部１２は、図１に示す複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ電波を受信してＧＰＳ受信部の座標情報を生成する。ＧＰＳ受信部１２により算出した座標情報および付随する座標精度情報も、制御部１３に入力される。
【００１９】
制御部１３は、マイクロコンピュータおよびメモリを備え、中継局３の各回路要素（内部送信部１４およびリピータ部１５を含む）を制御する。メモリは、不揮発性メモリを含み、制御プログラム、制御パラメータ、基地局および中継局に対して割り当てられるタイムスロットの番号、中継局を識別する局番号などを格納する。また、制御部１３は、基地局１からの受信信号を復号してダウンリンクデータを再生する。さらに、制御部１３は、基地局１から受信したダウンリンクデータの一部を書き換えて（或いは、必要な情報を付加して）、端局２へ送信するダウンリンクデータを作成する。このとき、中継局３は、端局２がアップリンクデータを送信するための周波数を指定する。
【００２０】
内部送信部１４は、内部アンテナを利用して、制御部１３により作成されたダウンリンクデータを周波数ｆ１を使用して送信する。これにより、電波シールド領域４内に位置する端局２にダウンリンクデータが送信される。中継局３がダウンリンクデータを送信するための周波数は、基地局１がダウンリンクデータを送信するための周波数と同じである。また、内部送信部１４が端局２へダウンリンクデータを送信するためのタイムスロットは、制御部１３により指示される。
【００２１】
リピータ部１５は、内部アンテナを介して周波数ｆ２の無線信号を受信し、外部アンテナを介して基地局１へ送信する。このようにして端局と基地局の間の通信を中継する。このとき、リピータ１５は、搬送波の周波数をｆ２からｆ１へ変換する。具体的には、リピータ部１５は、例えば、周波数ｆ２をいったん中間周波数ＩＦにダウンコンバートした後、周波数ｆ１へアップコンバートする。あるいは、リピータ部１５は、中間周波数へのダウンコンバートを行うことなく、受信周波数ｆ２を単純に送信周波数ｆ１にシフトするようにしてもよい。なお、リピータ１５が中継する信号は、端局２から基地局１へ送信されるアップリンクデータである。また、リピータ部１５は、制御部１３からの指示に応じて、動作モードを切り替える。例えば、端局２がアップリンクデータを送信するタイムスロットが決まっている場合には、制御部１３は、他のタイムスロットにおけるリピータ部１５の動作を、停止状態（または、スタンバイモード）に設定する。
【００２２】
端局２は、送受信部２１、ＧＰＳ受信部２２、制御部２３を備える。送受信部２１は、基地局１または中継局３から送信される無線信号を受信して復調する。送受信部２１により復調された信号は、制御部２３に入力される。また、送受信部２１は、制御部２３により指示された周波数（ｆ１またはｆ２）でアップリンクデータを送信する。ＧＰＳ受信部２２は、複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ電波を受信してＧＰＳ受信部の座標情報を生成する。ＧＰＳ受信部２２により算出した座標情報および付随する座標精度情報も、制御部２３に入力される。
【００２３】
制御部２３は、マイクロコンピュータおよびメモリを備え、端局２の各回路要素を制御する。また、制御部２３は、基地局１または中継局３からの受信信号を復号してダウンリンクデータを再生する。さらに、制御部２３は、受信したダウンリンクデータを解釈し、アップリンクデータを送信するための周波数を決定して送受信部２１に指示する。制御部２３は、基地局１からダウンリンクデータを受信したときは、アップリンクデータを周波数ｆ１で送信する指示を送受信部２１に与える。中継局３からダウンリンクデータを受信したときは、周波数ｆ２でアップリンクデータを送信する指示を送受信部２１に与える。
【００２４】
端局２は、さらに、電源部３１、接続箱３２を備えている。電源部３１は、例えばリチウムイオンバッテリを内蔵し、端局２の各回路要素に電力を供給する。接続箱３２には、図２に示す例においては、受光器３３および火器インタフェース３４が接続される。なお、受光器３３および火器インタフェース３４については後で説明する。
【００２５】
図３〜図５は、中継局３および端局２の動作を説明する図である。図３〜図５では、基地局１は、周波数ｆ１の搬送波を使用して無線信号を送信および受信する。また、基地局１がダウンリンクデータを送信するためのタイムスロット（基地局スロット）および中継局３がダウンリンクデータを送信するためのタイムスロット（中継局スロット）は、それぞれ予め決められている。また、各端局２は、予め決められたタイムスロット、又は基地局１から送信された送信許可情報で指示されたタイムスロット（端局スロット）でアップリンクデータを送信する。
【００２６】
図３は、端局２が電波シールド領域４の外に位置しているときの端局２の動作を説明する図である。この端局２は、図１に示す例では、端局２ａに相当する。
基地局１は、周波数ｆ１を使用して基地局スロットでダウンリンクデータ信号を送信する。なお、ダウンリンクデータ信号は、ダウンリンクデータを伝送する無線信号である。端局２は、中継局３を介することなく、基地局１から送信されるダウンリンクデータ信号を受信する。端局２は、予め決められている端局スロット、又は基地局１から送信された送信許可情報で指示された端局スロットでアップリンクデータ信号を送信する。なお、アップリンクデータ信号は、アップリンクデータを伝送する無線信号である。端局２は、基地局１からダウンリンクデータ信号を受信しているので、周波数ｆ１を使用してアップリンクデータ信号を送信する。このアップリンクデータ信号は、中継局３を介することなく、基地局１へ伝送される。このように、端局２が電波シールド領域４の外に位置しているときは、基地局１と端局２との間で、周波数ｆ１を使用してデータ信号が送受信される。
【００２７】
図３に示す状態において、基地局１から送信されるダウンリンクデータ信号は、中継局３によっても受信され得る。中継局３は、基地局１からダウンリンクデータ信号を受信すると、電波シールド領域４内にそのダウンリンクデータ信号を送信する処理を実行する。ただし、図３では、中継局３は省略されている。
【００２８】
図４は、端局２が電波シールド領域４の中に位置しているときの端局２および中継局３の動作を説明する図である。この端局２は、図１に示す例では、端局２ｂに相当する。
基地局１は、図３に示す例と同様に、周波数ｆ１を使用して基地局スロットでダウンリンクデータ信号を送信する。このダウンリンクデータ信号は、中継局３により受信されるが、電波シールド領域４の中に位置する端局２には到達しない。
【００２９】
中継局３は、基地局１からダウンリンクデータ信号を受信すると、基地局スロットとは異なるタイムスロットである中継局スロットでダウンリンクデータ信号を送信する。このとき、中継局３は周波数ｆ１を使用して内部アンテナを介してダウンリンクデータ信号を送信する。
【００３０】
端局２は、中継局３から送信されるダウンリンクデータ信号を受信する。そうすると、端局２は、図３に示す例と同様に、端局スロットでアップリンクデータ信号を送信する。端局２は、中継局３からダウンリンクデータ信号を受信しているので、周波数ｆ２を使用してアップリンクデータ信号を送信する。
【００３１】
端局２から送信されたアップリンクデータ信号は中継局３の内部アンテナに到達する。中継局３は、そのアップリンクデータ信号を外部アンテナを介して送信する。このとき、中継局３のリピータ部１５は、無線信号の周波数をｆ２からｆ１に変換する。すなわち、中継局３は周波数ｆ１の搬送波を使用してアップリンクデータを送信する。そして、基地局１は、中継局３から送信されるアップリンクデータ信号を受信する。なお、リピータ部１５は、搬送波の周波数変換を行うが、データ再生処理を行わないので、リピータ部１５における遅延時間は１タイムスロットと比較して十分に短い。よって、中継局３は、端局スロットでアップリンクデータ信号を送信することができる。
【００３２】
このように、端局２が電波シールド領域４の中に位置しているときは、基地局１と端局２との間のデータ通信は、中継局３を介して実現される。このとき、基地局１は、端局スロットにおいて周波数ｆ１のアップリンクデータ信号を受信する。すなわち、基地局１は、端局２から直接アップリンクデータ信号を受信するときと同じ条件（タイミング及び周波数）で、中継局３からアップリンクデータ信号を受信することができる。
【００３３】
また、中継局３は、アップリンクデータ信号を中継する際、搬送波の周波数をｆ２からｆ１に変換する。すなわち、受信波の周波数と送信波の周波数が異なる。したがって、中継局３においてアップリンクデータ信号を中継する際に、出力した電波が入力側に回り込んで、発振が起こることはない。なお、中継局３がダウンリンクデータ信号を中継する際には、受信スロット（基地局スロット）と送信スロット（中継局スロット）とが互いに異なっている。このため、受信波の周波数と送信波の周波数とが一致していても、発振が生じることはない。
【００３４】
図５は、基地局１および中継局３の双方から無線信号を受信する端局２の動作を説明する図である。この端局２は、図１に示す例では、端局２ｃに相当する。
基地局１は、図３または図４に示す例と同様に、周波数ｆ１を使用して基地局スロットでダウンリンクデータ信号を送信する。このダウンリンクデータ信号は、中継局３により受信されると共に、端局２によっても受信される。
【００３５】
中継局３は、図４に示す例と同様に、基地局スロットとは異なるタイムスロットである中継局スロットでダウンリンクデータ信号を送信する。このとき、ダウンリンクデータ信号は、周波数ｆ１を使用して送信される。
【００３６】
端局２は、基地局スロットで基地局１からダウンリンクデータ信号を受信すると共に、中継局スロットで中継局３からダウンリンクデータ信号を受信する。即ち、端局２は、基地局１および中継局３から、それぞれ異なるタイムスロットでダウンリンクデータ信号を受信する。端局２は、アップリンクデータ信号を、基地局１へ直接的に送信するのか、中継局３へ送信するのかを判断する。このとき、端局２は、例えば、ＧＰＳ電波の受信状況に応じてアップリンクデータ信号の送信先を決定する。或いは、端局２は、基地局１および中継局３からの受信電波の強度に応じてアップリンクデータ信号の送信先を決定するようにしてもよい。さらに、端局２は、先に受信したダウンリンクデータ信号の送信元にアップリンクデータ信号を送信するようにしてもよい。そして、端局２は、直接基地局１へアップリンクデータ信号を送信する場合には、周波数ｆ１を使用する。一方、端局２は、中継局３へアップリンクデータ信号を送信する場合には、周波数ｆ２を使用する。
【００３７】
中継局３は、端局２から周波数ｆ２のアップリンクデータを受信すると、図４に示す例と同様に、搬送波の周波数変換を行い、周波数ｆ１のアップリンクデータ信号を基地局１へ送信する。
【００３８】
このように、端局２は、その位置によって、基地局１および中継局３の双方からダウンリンクデータ信号を受信する。このとき、基地局１は、基地局スロットでダウンリンクデータ信号を端局２へ送信する。一方、中継局３は、基地局１からのダウンリンクデータをいったん保持した後、基地局スロットと異なる中継局スロットでそのダウンリンクデータ信号を端局２へ送信する。このため、端局２は、基地局１および中継局３から互いに異なるタイムスロットでダウンリンクデータ信号を受信する。したがって、基地局１および中継局３からのダウンリンクデータ信号が互いに干渉することはない。このため、端局２は、ダウンリンクデータを確実に取得することができる。
【００３９】
図６は、基地局１、中継局３、端局２によるデータ転送のタイムチャートの実施例である。ここでは、図面を見やすくするために、ある１つのデータ通信を行う基地局１、中継局３、端局２のシーケンスを示す。
【００４０】
実施形態の無線通信システムにおいては、基地局１に対して予め決められたタイムスロット（基地局スロット）が割り当てられている。そして、基地局１は、自分の基地局スロットを利用して、端局２へダウンリンクデータを送信する。基地局１から送信されるダウンリンクデータは、例えば、システム制御データａ、位置補正データｂ、制御データｃ、送信許可データｄ、受信確認データｅである。
【００４１】
システム制御データａは、端局２に対する指示を含み、定期的に送信される。なお、システム制御データａについては後で詳しく説明する。位置補正データｂは、基地局１に設置したＧＰＳ基準局が受信したＧＰＳ電波に基づいて、端局２の位置情報を補正する指示を含む。この位置補正データｂにより、例えば、基地局１を基準位置とするディファレンシャルＧＰＳを実現する。なお、ＧＰＳ基準局は、必ずしも基地局1に設置しなくてもよく、後述する収集制御装置の近くに設置してもよい。制御データｃは、基地局１から端局２に対して通知すべき各種指示および各種情報を含む。送信許可データｄは、送信予約データｆを送信した端局２に対して使用可能なタイムスロット（端局スロット）を通知する情報を含む。受信確認データｅは、本体データｈを送信した端局２に対してデータを受信したことを通知する情報を含む。
【００４２】
端局２は、基地局１に対してアップリンクデータ（送信予約データｆ、位置データｇ、本体データｈ）を送信する。送信予約データｆは、本体データｈを送信するタイムスロットを予約するためのリクエストを含む。なお、送信予約データｆは、各端局に対して予め割り当てられている短いタイムスロットを利用して送信される。位置データｇは、ＧＰＳ受信部から得られる端局２の位置情報を含む。なお、位置データｇは、定期的に送信されるようにしてもよい。本体データｈは、基地局１からの要求に応じて生成される情報、および端局２が自発的に基地局１へ通知する情報を含む。なお、端局２は、本体データｈを送信する際には、送信予約データｆを利用して基地局１に端局スロットを要求する。そして、端局２は、送信許可データｄで通知された端局スロットを使用して本体データｈを送信する。
【００４３】
図７は、システム制御データのデータ内容の一例を示す図である。図７において、データ種別ＩＤとしては、システム制御データを識別するコードが書き込まれる。基地局スロット番号は、各基地局に対して割り当てられているタイムスロットを示す情報である。動作モード指示は、端局２の動作モードを指示する。時刻情報は、現在の日付および時刻を表す。アップリンク周波数指示コードは、端局２がアップリンクデータを送信する際の搬送波の周波数を指示する。図２〜図５に示す実施例では、基地局１は、アップリンク周波数指示コードとして周波数ｆ１を指示するコードを設定する。
【００４４】
中継局３は、基地局１からシステム制御データを受信すると、そのデータ内容の一部を変更して端局２へ送信する。具体的には、基地局スロット番号を中継局スロット番号に変更する。中継局スロット番号は、各中継局に対して割り当てられているタイムスロットを示す情報である。また、アップリンク周波数指示コードは、端局２が中継局３に対してアップリンクデータを送信する際に使用する周波数を指示する情報に変更される。図２〜図５に示す実施例では、「ｆ１」から「ｆ２」に書き換えられる。さらに、中継局３は、他の情報を付加してもよい。例えば、中継局３は、端局２の送信パワーを指示する情報を付加してもよい。
【００４５】
なお、システム制御データは、図７では示さないが、他にも様々な情報を伝送し得る。例えば、システム制御データは、受信周波数を指示する情報、端局の送信パワーを指示する情報などを含むようにしてもよい。
【００４６】
図８は、システム制御データによる同期制御について説明する図である。システム制御データの先頭には、予め決められたデータパターンの同期キャラクタが設定されている。そして、端局２および中継局３は、システム制御データを受信すると、同期キャラクタをトリガとしてタイマを起動する。また、端局２および中継局３は、受信したシステム制御データをデコードして基地局スロット番号（または、中継局スロット番号）を検出し、検出したスロット番号に対応するタイマ時間を算出する。算出したタイマ時間でタイマをセットし直す。そして、端局２および中継局３は、タイマが満了したタイミングでデータ通信動作を開始する。この結果、端局２および中継局３は、基地局１と同期したデータ通信動作を行うことができる。
【００４７】
中継局３は、基地局１から受信したシステム制御データに基づいて同期制御を行う。端局２は、基地局１または中継局３から受信したシステム制御データに基づいて同期制御を行う。例えば、最初に受信したシステム制御データに基づいて中継局３および端局２は、同期制御を行う。
【００４８】
このように、図６〜図８に示す例では、端局２は、システム制御データの受信に失敗すると、次のサイクルのシステム制御データを待たなければならない。したがって、この通信システムでは、端局２においてシステム制御データの受信漏れを回避することは重要である。
【００４９】
次に、図６を参照しながら実施形態の無線通信システムにおけるデータ通信について説明する。まず、基地局１は、基地局１に対して割り当てられている基地局スロットを利用してシステム制御データａ１を端局２へ送信する。システム制御データａ１には、基地局スロット番号＝Ｘ、およびアップリンク周波数コード＝ｆ１が設定されている。
【００５０】
中継局３は、システム制御データａ１を受信すると、基地局スロット番号およびアップリンク周波数コードを書き換えることによりシステム制御データａ２を生成する。このとき、基地局スロット番号は、中継局スロット番号（＝Ｙ）に変更される。また、アップリンク周波数コードは、ｆ１からｆ２に変更される。そして、中継局３は、中継局３に対して割り当てられている中継局スロットを利用してシステム制御データａ２を端局２へ送信する。
【００５１】
端局２は、システム制御データａ１、ａ２の一方または双方を受信する。すなわち、端局２は、電波シールド領域４の外に位置しているときは、システム制御データａ１を受信する。また、端局２は、電波シールド領域４の中に位置していれば、システム制御データａ２を受信する。さらに、たとえば、端局２が電波シールド領域４の外から中へ移動する際、或いは、電波シールド領域４の中から外へ移動する際には、端局２は、システム制御データａ１、ａ２双方を受信する。このとき、システム制御データａ１、ａ２の受信タイミングは互いに異なっているので、システム制御データａ１、ａ２間で干渉が発生することはない。よって、端局２は、システム制御データａ１、ａ２の少なくとも一方を確実に受信できる。
【００５２】
端局２は、本体データｈを基地局１へ送信する際には、その前に、送信予約データｆを基地局１へ送信する。このとき、端局２は、例えば、予め端局２に対して割り当てられているタイムスロットを利用して送信予約データｆを送信する。基地局１は、送信予約データｆを受信すると、端局２に対して割り当てるべきタイムスロット（端局スロット）を決定し、送信許可データｄを用いてその端局スロット端局２に通知する。そして、端局２は、通知された端局スロットを利用して本体データｈを送信する。基地局１は、本体データｈを受信後、受信確認データｅを返送する。
【００５３】
端局２は、アップリンクデータ（送信予約データｆ、位置データｇ、本体データｈ）を送信する際には、システム制御データａ１またはａ２のアップリンク周波数指示コードで指示された周波数を使用する。すなわち、端局２がシステム制御データａ１を受信した場合は、周波数ｆ１でアップリンクデータを送信する。また、端局２がシステム制御データａ２を受信した場合は、周波数ｆ２でアップリンクデータを送信する。さらに、端局２は、システム制御データａ１、ａ２双方を受信した場合は、後述するアルゴリズムに従って一方のシステム制御データを選択し、その選択したシステム制御データが指示する周波数でアップリンクデータを送信する。このとき、端局２は、いずれの周波数を使用する場合であっても、同じタイムスロット（すなわち、基地局１により許可された端局スロット）でアップリンクデータを送信する。
【００５４】
また、システム制御データにより送信パワーが指定されているときは、端局２は、その指定された送信パワーでアップリンクデータを送信する。例えば、中継局３は、システム制御データａ２に、電波シールド領域４内で無線信号を伝送するための小さい送信パワーを設定する。そうすると、端局２は、周波数ｆ２を使用する際には、指定された小さい送信パワーでアップリンクデータを中継局３へ送信する。このような構成を採用すれば、端局２の消費電力を抑えることができる。
【００５５】
このように、実施形態の無線通信システムにおいては、基地局１および中継局３によるダウンリンクデータの送信スロットが互いに異なっている。このため、端局２は、基地局１の通達領域と中継局３の通達領域との間を移動する際には、基地局１および中継局３から送信されるダウンリンクデータの双方を受信する。したがって、基地局１の通達領域と中継局３の通達領域との間で端局２が移動する場合であっても、ダウンリンクデータの受信途切れまたは受信漏れが抑制される。
【００５６】
また、アップリンクデータは、中継局３を経由する場合であっても、中継局３を経由しない場合と同じタイムスロットで基地局１に伝送される。すなわち、アップリンクデータが中継局３により中継される場合であっても、新たなタイムスロットを用意する必要はない。よって、余ったタイムスロットを他の端局のアップリンク通信に割り当てることができ、通信資源が有効に利用されるので、無線通信システムに収容可能な端局の数が多くなる。
【００５７】
なお、実施形態の無線通信システムは、複数の基地局、複数の中継局、複数の端局を備える構成であってもよい。複数の基地局、中継局、端局を備える場合システムにおけるデータ転送のタイムチャートを図９に示す。
【００５８】
無線通信システムが複数の基地局および複数の中継局を備える場合、基本的に、各基地局に対してそれぞれタイムスロットが割り当てられる。ただし、無線通信システムが多数の中継局を備える場合には、各中継局に対して異なるタイムスロットを割り当てると、通信資源の利用効率が低下するおそれがある。そこで、この実施例では、特に限定されるものではないが、複数の中継局に対して共通のタイムスロット（中継局スロット）を割り当てる。そうすると、端局２の位置によっては、端局２は、複数の中継局から同時にダウンリンクデータを受信し、干渉が生じて、受信データの受信ができない場合がある。複数の中継局からの電波が干渉する場合は、基地局からのダウンリンクデータも受信可能である。よって、端局２は、干渉が発生したときは、中継局からの受信電波が強い場合であっても、アップリンクデータを基地局１へ送信するようにしてもよい。
【００５９】
なお、無線通信システムが提供する端局タイムスロットの数よりも多くの端局を収容する場合には、たとえば、各端局に対して優先度が与えられる。そして、優先度の低い端局は、複数サイクルに対して１回だけ位置データを送信するように制御される。
【００６０】
図１０は、中継局３のデータ中継動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートでは、データ中継に直接的に係わらない動作については省略されている。
ステップＳ１において、受信動作が開始される。すなわち、受信部１１および制御部１３は、受信無線信号の復調および復号を開始する。ステップＳ２では、制御部１３は、受信データがシステム制御データであるか否かをチェックする。このとき、受信データのデータ種別ＩＤが参照される。受信データがシステム制御データであれば、制御部１３は、ステップＳ３において、システム制御データの送信元が基地局１であるか否かをチェックする。このとき、制御部１３は、例えば、システム制御データに設定されている基地局スロット番号を参照する。或いは、制御部１３は、システム制御データを受信したタイムスロットが基地局１に割り当てられているタイムスロットであるか否かをチェックする。システム制御データの送信元が基地局１であれば、ステップＳ４以降の処理が実行される。なお、制御部１３は、基地局１からシステム制御データ以外のダウンリンクデータを受信した場合は、特に図示しないが、そのダウンリンクデータの内容を変更することなく内部アンテナを介して端局２へ送信する。
【００６１】
ステップＳ４では、制御部１３は、基地局１から受信したシステム制御データ（基地局データ）を保存する。ステップＳ５では、制御部１３は、基地局データの「基地局スロット番号」を「中継局スロット番号」に変更し、アップリンク周波数指示コードを「ｆ１」から「ｆ２」に変更することにより、端局２へ送信すべきシステム制御データ（中継局データ）を作成する。ステップＳ６では、内部送信部１４は、制御部１３の指示に従って、中継局スロットを使用して中継局データを端局２へ送信する。
【００６２】
リピータ部１５は、ステップＳ７において、内部アンテナを介して受信するアップリンクデータを外部アンテナを介して送信する。すなわち、リピータ部１５は、端局２から送信されたアップリンクデータを受信して基地局１へ送信する。このとき、リピータ部１５は、アップリンクデータの搬送波の周波数をｆ２からｆ１に変換する。
【００６３】
また、制御部１３は、端局２がアップリンクデータを送信するタイムスロットを認識しており、そのタイムスロットにおいてリピータ部１５をオン状態に制御し、他の期間はリピータ部１５をオフ状態（または、スタンバイ状態）に制御する。さらに、制御部１３は、基地局１から端局２へ送信される送信許可データを受信して解析することにより、端局２の送信スロットを認識することができる。このような機能を導入することで、リピータの動作時間を必要な時間だけ動作させることで、中継局３の消費電力を小さくすることができる。また、不用な送信電波が少なくなるので、他の端局から送信される電波との干渉も抑制される。
【００６４】
図１１は、端局２のデータ送受信動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートでは、データの送受信に直接係わらない動作については省略されている。
ステップＳ１１において、受信動作が開始される。すなわち、受信部２１および制御部２３は、受信無線信号の復調および復号を開始する。ステップＳ１２では、制御部２３は、受信データがシステム制御データであるか否かをチェックする。このとき、受信データのデータ種別ＩＤが参照される。受信データがシステム制御データであれば、制御部２３は、ステップＳ１３において、システム制御データの送信元が基地局１であるか否かをチェックする。このとき、制御部２３は、例えば、受信してシステム制御データに書き込まれている基地局スロット番号／中継局スロット番号を参照する。或いは、各基地局および各中継局のタイムスロットが予め決められている場合には、どのタイムスロットにおいてシステム制御データを受信したのかに基づいて、そのシステム制御データの送信元を検出してもよい。そして、システム制御データの送信元が基地局１であれば、ステップＳ１４が実行され、システム制御データの送信元が基地局１でなければ、ステップＳ１８が実行される。
【００６５】
ステップＳ１４では、制御部２３は、基地局１から受信したシステム制御データ（基地局データ）を保存する。ステップＳ１５では、制御部２３は、中継局３からシステム制御データを受信したか否かをチェックする。中継局３からシステム制御データを受信していなければ、すなわち、基地局１のみからシステム制御データを受信した場合は、制御部２３は、ステップＳ１６において、基地局通信モードに係わる各種端局処理を実行する。
【００６６】
ステップＳ１７では、制御部２３は、基地局データに設定されているアップリンク周波数指示コードに基づいて、送受信器２１の発振周波数を「ｆ１」に設定する。そして、制御部２３および送受信部２１は、端局スロットを使用して周波数ｆ１の搬送波でアプリンクデータを基地局１へ送信する。なお、端局２には、先に、基地局１から送信許可データにより端局スロットが通知されている。
【００６７】
システム制御データの送信元が基地局１ではなく中継局３であった場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、制御部２３は、ステップＳ１８において、中継局３から受信したシステム制御データ（中継局データ）を保存する。ステップＳ１９では、制御部２３は、中継局通信モードに係わる各種端局処理を実行する。そして、ステップＳ２０において、制御部２３は、中継局データに設定されているアップリンク周波数指示コードに基づいて、送受信器２１の発振周波数を「ｆ２」に設定する。そして、制御部２３および送受信部２１は、端局スロットを使用して周波数ｆ２の搬送波でアップリンクデータを中継局３へ送信する。
【００６８】
基地局１および中継局３の双方からシステム制御データを受信した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、制御部２３は、ステップＳ２１およびＳ２２において、ＧＰＳ受信部２２におけるＧＰＳ電波の受信状態をチェックする。ここで、ＧＰＳ受信部２２は、ＧＰＳ衛星５から送信されるＧＰＳ電波を常時、検知している。
【００６９】
ＧＰＳ電波の状態をチェックするために、ＧＰＳ受信部からの座標情報の精度情報(ＰＤＯＰ)を用いる。この精度情報が閾値よりも小さいときは、制御部２３は、端局２が電波シールド領域４の外に位置しており、基地局１と直接的に無線信号を送受信できると判定する。この場合、制御部２３は、ステップＳ１６およびＳ１７を実行し、周波数ｆ１の搬送波で基地局１へ直接的にアップリンクデータを送信する。一方、ＧＰＳ受信部からの座標情報の精度情報(ＰＤＯＰ)が閾値よりも大きいときは、制御部２３は、基地局１と直接的に無線信号を送受信することが困難と判定する。この場合、制御部２３は、ステップＳ１９およびＳ２０を実行し、周波数ｆ２の搬送波で中継局３へアップリンクデータを送信する。
【００７０】
このように、端局２は、ダウンリンクデータの送信元に基づいて、アップリンクデータを送信するための周波数（または、アップリンクデータの送信先）を決定する。また、端局２は、基地局１および中継局３の双方からダウンリンクデータを受信したときは、ＧＰＳ受信部２２におけるＧＰＳ電波の受信状態に応じて、アップリンクデータを送信するための周波数（または、アップリンクデータの送信先）を決定する。
【００７１】
図１２は、端局２のデータ送受信動作の他の実施例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す方法では、図１１に示す手順に加えて、ステップＳ３１〜Ｓ３３が実行される。
【００７２】
ステップＳ３１は、ステップＳ１４の次に実行される。ステップＳ３１では、制御部２３は、基地局電波の受信強度を検出する。そして、基地局電波受信強度を表す情報は、所定のメモリ領域に保存される。また、基地局１および中継局３の双方からシステム制御データを受信した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、制御部２３は、ステップＳ３２において、中継局電波の受信強度を検出する。そして、中継局電波受信強度を表す情報も、所定のメモリ領域に保存される。
【００７３】
基地局１および中継局３の双方からシステム制御データを受信した場合であって、ＧＰＳ電波の受信レベルが良好であるときは（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御部２３は、ステップＳ３３において、基地局電波および中継局電波の受信強度の比率を計算する。そして、基地局電波の受信強度Ｐbが中継局電波の受信強度Ｐrよりも高く、受信電波強度の比率Ｒ（＝Ｐb／Ｐr）が閾値Ｃthを越えていれば、ステップＳ１６およびＳ１７が実行される。一方、比率Ｒが閾値Ｃth以下であれば、ステップＳ１９およびＳ２０が実行される。
【００７４】
このように、図１２に示す手順では、ＧＰＳ電波の受信レベルに加えて、基地局電波および中継局電波の受信レベルを参照して、アップリンクデータを送信するための周波数が決定される。なお、端局２は、特に図示しないが、ＧＰＳ電波の受信状態を参照することなく、基地局電波および中継局電波の受信レベルに基づいてアップリンクデータを送信するための周波数を決定してもよい。この場合、図１２に示すフローチャートおいて、ステップＳ２１およびＳ２２が削除され、ステップＳ３２の次にステップＳ３３が実行されるようにすればよい。
【００７５】
なお、端局２は、ダウンリンクデータの送信元を認識することなく送信周波数を選択してもよい。すなわち、例えば、図３または図４に示すケースでは、端局２は、受信したシステム制御データに設定されているアップリンク周波数指示コード（及び、送信パワー情報）に従ってアップリンクデータを送信してもよい。また、図５に示すケースでは、端局２は、２つのシステム制御データ信号を受信したときに、ＧＰＳ電波の受信状態に基づいて、および／または、２つのシステム制御データ信号の受信電波強度に基づいて、一方のシステム制御データを選択してもよい。そして、端局２は、選択したシステム制御データに設定されているアップリンク周波数指示コード（及び、送信パワー情報）に従ってアップリンクデータを送信する。
【００７６】
図１３は、上述の無線通信システムで使用される中継局３の変形例を示す図である。この中継局は、図２に示す構成に加えて、受信電波強度モニタ部１６を備えている。
受信電波強度モニタ部１６は、周波数ｆ２の受信電波の強度をモニタし、制御部１３に通知する。制御部１３は、周波数ｆ２の受信電波の強度が所定の閾値レベルよりも高ければ、端局２が中継局３宛てにアップリンクデータを送信していると判定し、リピータ部１５をＯＮ状態に制御する。一方、周波数ｆ２の受信電波の強度が所定の閾値レベルよりも低ければ、制御部１３は、端局２が中継局３宛てにアップリンクデータを送信していないと判定し、リピータ部１５をＯＦＦ状態に制御する。したがって、図１３に示す構成によれば、中継局３の消費電力が低減され、また、干渉電波の送信も少なくできる。
【００７７】
次に、実施形態の無線通信システムを使用して実施されるアプリケーションシステムを説明する。実施形態の無線通信システムは、特に限定されるものではないが、例えば、基地局１が各端局から送信される情報（図６では、位置データｇ、本体データｈ）を収集して、収集制御装置経由で、ホストコンピュータに転送する。ホストコンピュータは、基地局から転送されたデータを蓄積、分析するアプリケーションを実行する。以下では、実施形態の無線通信システムを利用して模擬戦闘訓練を行う例を説明する。
【００７８】
模擬戦闘訓練では、各戦闘員がそれぞれ端局２を携帯する。また、各端局２には、それぞれ、図２に示すように、受光器３３および火器インタフェース３４が接続されている。受光器３３は、戦闘員の着用するジャケットもしくはベルト等によって、所定箇所（例えば、頭部、背中、腕、脚など）に設けられる。受光器３３は擬似的な火器としてのレーザ銃から出力されるレーザ光線を検知する。受光器３３がレーザ光線を検知すると、制御部２３は、戦闘員が「撃たれた」と判断する。また、火器インタフェース３４は、レーザ銃に接続されている。そして、戦闘員がレーザ銃を使用すると、制御部２３は、戦闘員が火器を使用したと判断する。
【００７９】
端局２は、戦闘員の位置、戦闘員の損耗状態などを基地局１に通知する。例えば、戦闘員の位置は、ＧＰＳ受信部からの座標情報をもとに、図６に示す位置データｇを用いて基地局１に通知される。また、戦闘員の損耗状態を表す情報は、受光器３３、火器インタフェース３４からの入力信号に基づいて作成され、図６に示す本体データｈを利用して基地局１に通知される。
【００８０】
基地局１は、各端局２から送信される情報を収集し、収集制御装置経由で、ホストコンピュータに送信する。ホストコンピュータは、収集した情報を整理して蓄積する。そして、ホストコンピュータは、蓄積した情報に基づいて作戦、展開、戦闘状況をレビューし、戦闘訓練の練度の向上を図る。
【００８１】
無線通信システムが備える基地局の数は、訓練地域全体に電波が到達するように、訓練地域の広さおよび電波通達性の状況等に応じて決定される。訓練に参加する戦闘員は、例えば、数十〜数千人である。また、訓練では、戦闘車両および屋内戦闘訓練用の建物が使用される。これらの戦闘車両および建物の中には、基地局１またはＧＰＳ衛星５からの電波が届かないものもある。すなわち、これらの戦闘車両および建物は、電波シールド領域４に相当する。
【００８２】
各戦闘車両および建物には、それぞれ、中継局３が設置される。また、各戦闘車両および建物に端局２を設置してもよい。この場合、端局２は、戦闘車両の位置、戦闘車両および建物の状態（正常、小破、大破など）を基地局１に通知する。これにより、模擬戦闘の状況がより精確に確認できる。
【００８３】
なお、この訓練システムでは、数台の基地局に対して、数十〜数千個の端局が収容される。すなわち、１対多の無線データ通信システムが構築される。また、システム全体でリアルタイム性が要求される。このため、各基地局から端局へのダウンリンクデータは、基本的に、無線エリア内のすべての端局に放送される。このとき、基地局から各端局へのダウンリンクデータ（例えば、図６に示すシステム制御データａ、または制御データｃ）により、動作モードの指示、位置データの送信周期の指示などが通知される。また、ダウンリンクデータは、砲弾の落下位置、破裂高さ等の情報も送信することができる。
【００８４】
端局は、自局の位置および防御状況（装甲車の内部など）などに基づいて、当該端局を携帯している戦闘員の被害状況を判断するようにしてもよい。また、車両と戦闘員との模擬戦闘、あるいは戦闘員同士の模擬戦闘において、レーザ光線が使用される。このとき、例えば、端局２に接続された受光器３３にレーザ光線が入射され、戦闘員の損耗状態が変化すると、その状態変化がアップリンクデータとして基地局１に自動的に送信される。そして、ホストコンピュータは、各端局からのアップリンクデータに基づいて各戦闘員の位置および状態を把握し、訓練状況を精確に認識する。
【００８５】
なお、実施形態の無線通信システムは、上述の模擬戦闘訓練の他にも、様々なアプリケーションに利用可能である。例えば、健康管理システムにおいて、各会員が端局２を携帯し、各会員の身体情報（心拍数、血圧、体温など）を収集して管理することができる。他に、ゴルフ場における、プレーの進行状況の確認システムへの応用。ある種のアドベンチャーゲームにおける各人の位置確認システムへの応用。さらに、子供あるいは老人の迷子対策といった応用も可能である。
【００８６】
図１４は、他の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。図１４に示す構成では、電波シールド領域４としての車両または建物に、端局６（以下、車両端局６）が設けられている。車両端局６は、基地局１と直接無線信号の送受信が可能である。
【００８７】
車両端局６は、送受信部４１、ＧＰＳ受信部４２、制御部４３を備える。ここで、送受信部４１、ＧＰＳ受信部４２、制御部４３は、基本的に、端局２の送受信部２１、ＧＰＳ受信部２２、制御部２３と同じである。また、車両端局６には、接続箱４４を介して発光器４５および火器インタフェース４６が接続されている。接続箱４４および火器インタフェース４６は、基本的に、端局２の接続箱３２および火器インタフェース３４と同じである。
【００８８】
発光器４５は、例えば、レーザ光源あるいは赤外線光源を備え、基地局１から受信したデータおよび制御部４３により生成されるデータを伝送する光信号を出力する。発光器４５の出力光の波長は、特に限定されるものではないが、端局２の受光器３３により検知されるものとする。このように、車両端局６は、発光器４５を利用して、端局２に所望のデータを送信することができる。
【００８９】
例えば、制御部４３は、中継局３を使用してアップリンクデータを送信する旨の指示を端局２に通知することができる。この場合、端局２は、周波数ｆ２を使用してアップリンクデータを送信する。この構成によれば、端局２は、基地局１と直接通信するのか、中継局３と通信するのかを、車両端局６からの指示に従って切り替えることができる。また、制御部４３は、中継局３に到達すれば十分である程度に小さい送信パワーを指示する情報を端局２に通知することができる。さらに、上述の模擬戦闘訓練においては、制御部４３は、例えば、車両の損耗状態を基地局１および端局２に通知してもよい。この場合、端局２は、通知された損耗状態に応じて、対応する情報を更新する。
【００９０】
図１５は、さらに他の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。この実施形態では、電波をシールドする建物４Ａが建物中継局３Ａを備え、電波をシールドする車両４Ｂが車両中継局３Ｂを備えている。そして、図１５に示す例では、車両４Ｂが建物４Ａの中に位置し、端局２がその車両４Ｂの中に位置している。
【００９１】
建物中継局３Ａおよび車両中継局３Ｂの構成および動作は、基本的には、上述した中継局３と同じである。ただし、車両中継局３Ｂが備えるリピータ部５１は、搬送波周波数をｆ２からｆ１に変換する機能に加えて、搬送波周波数をｆ３からｆ２に変換する機能を備える。なお、建物中継局３Ａおよび車両中継局３Ｂには、それぞれ、別個の中継局スロットが割り当てられている。そして、建物中継局３Ａおよび車両中継局３Ｂは、それぞれ、自分の中継局スロットでダウンリンクデータを送信する。すなわち、建物中継局３Ａは、基地局スロットと異なるタイムスロット（第１の中継局スロット）を使用してダウンリンクデータを建物内に送信する。また、車両中継局３Ｂは、基地局スロットおよび第１の中継局スロットと異なるタイムスロット（第２の中継局スロット）を使用して、タウンリンクデータを車両内に送信する。
【００９２】
上記構成の無線通信システムにおいて、車両中継局３Ｂは、建物４Ａの外に位置しているときは、基地局１と直接無線信号を送受信する。また、車両中継局３Ｂは、建物中継局３Ａからの受信電波強度が閾値レベルよりも高くなり、且つ、ＧＰＳ電波の受信状況が悪化すると、建物４Ａの中に侵入したと判断する。この場合、車両中継局３Ｂは、次に受信したシステム制御データにおいて、アップリンク周波数指定コードとして「ｆ３」を設定する。また、車両中継局３Ｂの制御部１３は、リピータ部５１に対して、ｆ３からｆ２への周波数変換を行うことを指示する。
【００９３】
端局２は、車両中継局３Ｂから上記システム制御データを受信すると、以降、周波数ｆ３を使用してアップリンクデータを送信する。そうすると、車両中継局３Ｂは、端局２から送信されるアップリンクデータの搬送波の周波数をｆ３からｆ２に変換して送信する。さらに、建物中継局３Ａは、車両中継局３Ｂから送信されるアップリンクデータの搬送波の周波数をｆ２からｆ１に変換して基地局１へ送信する。このように、車両４Ｂが建物４Ａの中に位置するときは、２段階の周波数変換が行われる。このとき、周波数変換に要する処理時間は、１タイムスロットに比較して無視できる程度に短い。よって、端局２から端局スロットを使用して送信されるアップリンクデータは、車両中継局３Ｂおよび建物中継局３Ａ経由する場合であっても、その端局スロット内に基地局１により受信される。
【００９４】
端局２が建物４Ａの中であって車両４Ｂの外に位置するときは、端局２は、車両中継局３Ｂおよび建物中継局３Ａの双方からダウンリンクデータを受信し得る。この場合、端局２は、車両中継局３Ｂおよび建物中継局３Ａからの受信電波強度の変化に基づいて端局２の移動方法を推定し、例えば、車両中継局３Ｂから遠ざかっていると判定したときは、送信周波数をｆ３からｆ２に切り替える。この場合、建物中継局３Ａは、ｆ２からｆ１への周波数変換を行ってアップリンクデータを基地局１へ送信する。すなわち、建物中継局３Ａは、中継局３Ｂまたは端局２のいずれからアップリンクデータを受信する場合であっても、同じ動作（すなわち、ｆ２からｆ１への周波数変換）でそのアップリンクデータを基地局１へ送信できる。
【００９５】
上記構成により、車両４Ｂが建物４Ａの中に位置する場合であって、端局２が車両４Ｂの外から中あるいは中から外へ移動する場合においても、基地局１との間の通信の途切れ、或いは通信漏れが少なくなる。
【００９６】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
基地局と端局との間に中継局が設けられた無線通信システムにおいて時間分割多重方式で通信を行う無線通信方法であって、
前記基地局は、前記基地局に対して割り当てられている基地局タイムスロットを使用してダウンリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記基地局から受信したダウンリンクデータを、前記基地局タイムスロットと異なる中継局タイムスロットを使用して送信し、
前記端局は、前記ダウンリンクデータを前記基地局から受信したときは、第１の周波数でアップリンクデータを送信し、前記ダウンリンクデータを前記中継局から受信したときは、前記第１の周波数と異なる第２の周波数で前記アップリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記端局から前記第２の周波数で送信されたアップリンクデータを受信して前記第１の周波数で送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記２）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記端局は、前記基地局および中継局からダウンリンクデータを受信したときは、位置情報を得るための無線信号の状態に応じて、前記第１または第２の周波数を選択して前記アップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記３）
付記１または２に記載の無線通信方法であって、
前記端局は、前記基地局および中継局からダウンリンクデータを受信したときは、前記基地局および中継局からの受信電波に基づいて、前記第１または第２の周波数を選択して前記アップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記４）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記基地局から送信されるダウンリンクデータは、前記第１の周波数を指示するアップリンク周波数指示情報を含み、
前記中継局は、前記基地局から受信したダウンリンクデータのアップリンク周波数指示情報の内容を前記第１の周波数から前記第２の周波数に変更した後、そのダウンリンクデータを前記端局へ送信し、
前記端局は、受信したダウンリンクデータのアップリンク周波数指示情報により指示された周波数でアップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記５）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記中継局がダウンリンクデータを送信するための周波数は、前記基地局がダウンリンクデータを送信するための周波数と同じである
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記６）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記端局は、前記ダウンリンクデータを前記基地局または中継局のいずれから受信した場合であっても、同じタイムスロットで前記アップリンクデータを送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記７）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記端局が前記アップリンクデータを送信しない期間は、前記端局からのアップリンクデータを受信して送信するリピータ部を停止する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記８）
付記７に記載の無線通信方法であって、
前記ダウンリンクデータは、前記端局が前記アップリンクデータを送信するタイムスロットを指示する送信許可データであり、
前記中継局は、前記送信許可データに基づいて前記端局が前記アップリンクデータを送信するタイムスロットを認識し、前記端局が前記アップリンクデータを送信しない期間は前記リピータ部を停止する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記９）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記中継局は、前記第２の周波数の受信電波が所定の閾値よりも低い期間は、前記端局からのアップリンクデータを受信して送信するリピータ部を停止する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記１０）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記基地局と直接的に無線通信を行う他の端局が、前記基地局から受信したデータを、光信号を用いて前記端局に通知する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記１１）
付記１に記載の無線通信方法であって、
前記基地局と直接的に無線通信を行う他の端局が、通信動作を制御する情報を、光信号を用いて前記端局に通知する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記１２）
基地局と端局との間に第１および第２の中継局が設けられた無線通信システムにおいて時間分割多重方式で通信を行う無線通信方法であって、
前記基地局は、前記基地局に対して割り当てられている基地局タイムスロットを使用してダウンリンクデータを送信し、
前記第１の中継局は、前記基地局から受信したダウンリンクデータを、前記基地局タイムスロットと異なる第１の中継局タイムスロットを使用して送信し、
前記第２の中継局は、前記第１の中継局から受信したダウンリンクデータを、前記基地局タイムスロットおよび第１の中継局タイムスロットと異なる第２の中継局タイムスロットを使用して送信し、
前記端局は、前記ダウンリンクデータを前記基地局から受信したときは、第１の周波数でアップリンクデータを送信し、前記ダウンリンクデータを前記第１の中継局から受信したときは、前記第１の周波数と異なる第２の周波数で前記アップリンクデータを送信し、前記ダウンリンクデータを前記第２の中継局から受信したときは、前記第１および第２の周波数と異なる第３の周波数で前記アップリンクデータを送信し、
前記第２の中継局は、前記端局から前記第３の周波数で送信されたアップリンクデータを受信して前記第２の周波数で送信し、
前記第１の中継局は、前記第２の中継局から前記第２の周波数で送信されたアップリンクデータを受信して前記第１の周波数で送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
（付記１３）
基地局と、
前記基地局と時間分割多重方式でデータ通信を行う端局と、
前記基地局と端局との間に設けられる中継局、を備え、
前記基地局は、前記基地局に対して割り当てられている基地局タイムスロットを使用してダウンリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記基地局から受信したダウンリンクデータを、前記基地局タイムスロットと異なる中継局タイムスロットを使用して送信し、
前記端局は、前記ダウンリンクデータを前記基地局から受信したときは、第１の周波数でアップリンクデータを送信し、前記ダウンリンクデータを前記中継局から受信したときは、前記第１の周波数と異なる第２の周波数で前記アップリンクデータを送信し、
前記中継局は、前記端局から前記第２の周波数で送信されたアップリンクデータを受信して前記第１の周波数で送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
（付記１４）
時間分割多重方式でデータ通信を行う無線通信システムにおいて基地局と端局との間に設けられる中継局装置であって、
前記基地局から基地局タイムスロットおよび基地局周波数で送信されたダウンリンクデータを受信する受信部と、
前記基地局から受信したダウンリンクデータに、中継局周波数を指示する周波数情報を付与する制御部と、
前記基地局タイムスロットと異なる中継局タイムスロットを使用して、前記周波数情報が付与されたダウンリンクデータを、前記基地局周波数で前記端局へ送信する内部送信部と、
前記端局から前記中継局周波数で送信されたアップリンクデータを受信して前記基地局周波数で前記基地局へ送信するリピータ部、
を有することを特徴とする中継局装置。
（付記１５）
付記１４に記載の中継局装置であって、
前記制御部は、前記ダウンリンクデータに、前記端局の送信パワーを指示するパワー情報を付与する
ことを特徴とする中継局装置。
【符号の説明】
【００９７】
１  基地局
２（２ａ〜２ｃ）  端局
３  中継局
３Ａ  建物中継局
３Ｂ  車両中継局
４  電波シールド領域
４Ａ  建物
４Ｂ  車両
５  ＧＰＳ衛星
６  車両端局
１１  受信部
１２  ＧＰＳ受信部
１３  制御部
１４  内部送信部
１５  リピータ部
１６  受信電波強度モニタ部
２１  送受信部
２２  ＧＰＳ受信部
２３  制御部
３３  受光器
４５  発光器
【図２】
0005454017.tif 000002
【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１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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