(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手装置からの希望波および周辺装置からの妨害波を含む無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅する増幅器を備えた通信装置において、
当該通信装置が通信不可またはその可能性があることを報知する報知部と、
前記希望波と異なる周波数の妨害波の受信電力が所定の閾値より大きい場合において、前記増幅器のゲインを低下させる際に前記妨害波の受信電力が前記閾値と等しくするためのゲイン調整量に基づいて前記相手装置と無線通信する際の変調方式を選択し、選択できる変調方式がない場合に、前記報知部に報知する制御部と
を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置であって、
前記制御部は、前記増幅器のゲインを低下させる際に算出したときの前記ゲイン調整量がゲイン調整範囲を超えている場合、前記報知部に報知することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の通信装置であって、さらに、
前記希望波の信号品質を検出する信号品質検出部と、
前記ゲイン調整量と雑音指数の劣化量とを対応づけるテーブルを記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、
前記信号品質、および、低下させた前記ゲインに対応する雑音指数の劣化量から、前記増幅器のゲインを低下させた後の信号品質を算出し、
算出した前記信号品質に応じて変調方式を選択することを特徴とする通信装置。
【請求項４】
相手装置からの希望波および周辺装置からの妨害波を含む無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅する増幅器を備える通信装置の通信制御方法であって、
前記希望波と異なる周波数の妨害波の受信電力が所定の閾値より大きい場合において、前記増幅器のゲインを低下させる際に前記妨害波の受信電力が前記閾値と等しくするためのゲイン調整量に基づいて前記相手装置と無線通信する際の変調方式を選択するステップと、
前記選択できる変調方式がない場合に、当該通信装置が通信不可またはその可能性があることを報知するステップと、
を含むことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置および通信制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線端末が基地局と通信するためには、基地局からの無線電波が届く範囲（サービスエリア）に無線端末が位置する必要がある。しかし、山岳地帯や高層ビル等が建ち並ぶ市街地には障害物が多いため無線電波が届きにくい領域が存在する。また、屋外に設置された基地局からは、電波が届かない領域（例えば、建物の内部や地下）が多く存在する。特に、ＩＥＥＥ標準規格802.16eを基に規格化されたＷｉＭＡＸ（登録商標）（WiMAX：Worldwide Interoperability for Microwave Access）等の高速無線通信方式においては、２．５ＧＨｚ以上の周波数帯が使用されるが、このような高周波数帯の電波は直進性が強く障害物を回りこむ性質が弱いため、障害物の影響を強く受ける。このような電波が届かない領域をカバーするためには、基地局と無線端末との間の無線電波を中継する無線中継装置（レピータ）が必要となる。
【０００３】
無線中継装置は、通常、受信回路の初段に低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）を備える。低雑音増幅器は、アンテナを介して受信した無線信号を増幅する。無線中継装置は、受信した信号が微弱な場合、初段の低雑音増幅器で微弱な信号を増幅することにより、良好な信号対雑音比を実現することができる。
【０００４】
しかしながら、基地局と無線中継装置との距離が近い場合などは、無線中継装置が基地局から受信する信号の受信電力は大きい。したがって、低雑音増幅器のゲインが大き過ぎると低雑音増幅器自身または後段の受信回路において信号の歪みが生じ、受信信号の品質が劣化する場合がある。
【０００５】
このような歪みに起因する受信信号の品質の劣化を防ぐため、無線中継装置が希望波の受信電力を検出し、当該受信電力が大きい場合は、低雑音増幅器のゲインを下げる制御をする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、希望波とは、基地局と無線中継装置とが無線通信を行っている無線通信システム（以下「自システム」という）の周波数帯域における信号であり、本来、無線中継装置が基地局から受信するべき信号である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、希望波の受信電力が大きい場合は、低雑音増幅器のゲインを下げるという制御をすることにより、希望波の歪みに起因する信号品質の劣化を防ぐことができる。
【０００８】
一方、希望波の受信電力が小さく、自システムに隣接する周波数帯域を使用する他の無線通信システム（以下「隣接システム」という）において無線通信を行っている無線端末や無線中継装置から受信する無線信号（以下「妨害波」という）の受信電力が大きい場合は希望波の無線信号の品質は劣化する。
【０００９】
これは、隣接システムの妨害波の受信電力が大きい場合に、低雑音増幅器や後段の受信回路などが飽和してしまうことによるものであり感度抑圧と称されるものである。
【００１０】
従来技術は、希望波の受信電力のみを検出しており、隣接システムの妨害波の受信電力は検出していない。よって、感度抑圧に起因して希望波の信号品質が劣化している場合に、当該劣化が感度抑圧に起因するものか否かを判断することができず、感度抑圧を回避することができない。
【００１１】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、隣接システムの妨害波の受信電力が大きい場合に感度抑圧を回避することができる通信装置および通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する第１の観点に係る通信装置の発明は、
相手装置からの希望波および周辺装置からの妨害波を含む無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅する増幅器を備えた通信装置において、
当該通信装置が通信不可またはその可能性があることを報知する報知部と、
前記希望波と異なる周波数の妨害波の受信電力が所定の閾値より大きい場合において、前記増幅器のゲインを低下させる際に前記妨害波の受信電力が前記閾値と等しくするためのゲイン調整量に基づいて前記相手装置と無線通信する際の変調方式を選択し、選択できる変調方式がない場合に、前記報知部に報知する制御部と
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る通信装置であって、
前記制御部は、前記増幅器のゲインを低下させる際に算出したときの前記ゲイン調整量がゲイン調整範囲を超えている場合、前記報知部に報知することを特徴とする。
【００１４】
第３の観点に係る発明は、第１の観点に係る通信装置であって、さらに、
前記希望波の信号品質を検出する信号品質検出部と、
前記ゲイン調整量と雑音指数の劣化量とを対応づけるテーブルを記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、
前記信号品質、および、低下させた前記ゲインに対応する雑音指数の劣化量から、前記増幅器のゲインを低下させた後の信号品質を算出し、
算出した前記信号品質に応じて変調方式を選択することを特徴とする。
【００１７】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００１８】
例えば、本発明を方法として実現させた第４の観点に係る通信制御方法の発明は、
相手装置からの希望波および周辺装置からの妨害波を含む無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅する増幅器を備える通信装置の通信制御方法であって、
前記希望波と異なる周波数の妨害波の受信電力が所定の閾値より大きい場合において、前記増幅器のゲインを低下させる際に前記妨害波の受信電力が前記閾値と等しくするためのゲイン調整量に基づいて前記相手装置と無線通信する際の変調方式を選択するステップと、
前記選択できる変調方式がない場合に、当該通信装置が通信不可またはその可能性があることを報知するステップと、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、隣接システムの妨害波の受信電力が大きい場合に感度抑圧を回避することができる通信装置および通信制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線中継装置のドナーノードの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線中継装置が受信する希望波および妨害波の受信電力の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る無線中継装置が感度抑圧回避処理に移行するか否かを判定する処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る無線中継装置の感度抑圧回避処理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】
【００２１】
以下、本発明の通信装置を無線中継装置に適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。図１の例に示す無線通信システム１は、無線中継装置１０、基地局２０、自システムの無線端末３０、隣接システムの無線端末４０および隣接システムの無線中継装置５０から構成されている。
【００２３】
無線中継装置１０は、ドナーノード１００とサービスノード２００とを備える。ドナーノード１００は基地局２０とデータを送受信するブロックであり、サービスノード２００は無線端末３０とデータを送受信するブロックである。
【００２４】
ドナーノード１００は、基地局２０から自システムの希望波を受信するとともに、隣接システムの無線端末４０や無線中継装置５０が送信する無線信号も妨害波として受信する。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態に係る無線中継装置のドナーノードの概略構成を示す機能ブロック図である。無線中継装置１０のドナーノード１００は、低雑音増幅器１１０、バンドパスフィルタ１２０、ＲＦ（Radio Frequency）部１３０、ベースバンド部１４０、広帯域電力検出部１５０、希望波電力検出部１６０、信号品質検出部１６５、記憶部１７０、報知部１８０および制御部１９０を備える。
【００２６】
低雑音増幅器１１０は、アンテナを介して無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅する。低雑音増幅器１１０は、広帯域の周波数を増幅する増幅器であり、自システムの希望波だけでなく隣接システムの妨害波も増幅する。
【００２７】
低雑音増幅器１１０はゲイン調整可能な増幅器であり、制御部１９０が低雑音増幅器１１０のゲインを制御する。図２においては明示的に示していないが、低雑音増幅器１１０と並列にバイパス回路を設け、低雑音増幅器１１０をバイパスしてゲインを下げる構成としてもよい。
【００２８】
バンドバスフィルタ１２０は、低雑音増幅器１１０が増幅した無線信号を受け取り、自システムの周波数帯域以外の無線信号を減衰させてＲＦ部１３０に出力する。
【００２９】
ＲＦ部１３０は、バンドパスフィルタ１２０通過後の無線信号を受け取り、ベースバンド周波数へダウンコンバートする処理などをして、ベースバンド周波数に変換した信号をベースバンド部１４０に出力する。
【００３０】
ベースバンド部１４０は、ＲＦ部１３０からベースバンド周波数の信号を受け取り、ベースバンド信号処理を行ってサービスノード２００に出力する。
【００３１】
広帯域電力検出部１５０は、低雑音増幅器１１０の出力部に接続され、自システムおよび隣接システムの周波数帯域全体の無線信号の受信電力（Ｐ２）を検出する。ここで、受信電力Ｐ２は、自システムの希望波の受信電力（Ｐ１）と隣接システムの妨害波の受信電力（Ｐ３）との和である。
【００３２】
希望波電力検出部１６０は、バンドパスフィルタ１２０の出力に接続され、自システムの希望波の受信電力Ｐ１を検出する。
【００３３】
信号品質検出部１６５は、バンドパスフィルタ１２０の出力に接続され、自システムの希望波の信号品質を検出する。信号品質検出部１６５は、信号品質として例えばＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を検出する。
【００３４】
記憶部１７０は、低雑音増幅器１１０のゲイン調整量と雑音指数（ＮＦ：Noise Figure）の劣化量とを対応させたテーブルを記憶する。
【００３５】
報知部１８０は、無線中継装置１０が感度抑圧に起因して通信不可となる可能性がある場合に、ＬＥＤを点灯させるなどの手段により通信不可である旨をユーザに報知する。
【００３６】
制御部１９０は、ドナーノード１００全体を制御する。制御部１９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。
【００３７】
制御部１９０は、広帯域電力検出部１５０から自システムの希望波および隣接システムの妨害波全体の受信電力Ｐ２を取得し、希望波電力検出部１６０からは自システムの希望波の受信電力Ｐ１を取得する。制御部１９０は、自システムの希望波および隣接システムの妨害波全体の受信電力Ｐ２から、自システムの希望波の受信電力Ｐ１をひくことにより隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３を算出する。
【００３８】
制御部１９０は、隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３を予め設定されている閾値Ｐ４と比較し、Ｐ３がＰ４よりも大きい場合は感度抑圧により希望波の受信品質が劣化して無線中継装置１０が通信不可になる可能性があると判断する。閾値Ｐ４は、事前の測定または計算などにより、妨害波の受信電力が当該値を超えると感度抑圧により無線中継装置１０が通信不可になる可能性がある値として定めておく値である。
【００３９】
図３に、希望波と妨害波の受信電力の一例を示す。図３に示す例においては、妨害波の受信電力Ｐ３は閾値Ｐ４を超えている。したがって、感度抑圧により無線中継装置１０が通信不可になる可能性があることから、この場合は、Ｐ３をＰ４のレベルまで下げる必要がある。
【００４０】
制御部１９０は、隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３が閾値Ｐ４よりも大きい場合は、Ｐ３をＰ４に等しくするために必要な低雑音増幅器１１０のゲイン調整量（以下「ゲイン調整量」という）を算出する。このゲイン調整量は、受信電力Ｐ３と閾値Ｐ４との差分である。そして、制御部１９０は、算出したゲイン調整量の分だけ低雑音増幅器１１０のゲインを低下させる。
【００４１】
しかしながら、算出したゲイン調整量が低雑音増幅器１１０のゲイン調整範囲を超えている場合は、制御部１９０は、ゲイン調整量の分だけ低雑音増幅器１１０のゲインを低下させることができない。その場合は、制御部１９０は、報知部１８０を制御して、無線中継装置１０が感度抑圧により通信不可となる可能性がある旨を報知させる。
【００４２】
制御部１９０は、低雑音増幅器１１０のゲインを低下させる際に、記憶部１７０に記憶しているテーブルを参照して、当該ゲイン低下に対応する雑音指数の劣化量を取得する。制御部１９０は、当該雑音指数の劣化量および信号品質検出部１６５が検出するＣＮＲから、ゲイン調整量の分だけ低雑音増幅器１１０のゲインを低下させた後のＣＮＲを算出する。制御部１９０は、算出した劣化後のＣＮＲに応じて適切な変調方式を変更する。
【００４３】
一般的には、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）のような変調多値数の多い変調方式は高いＣＮＲを要求し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）のような変調多値数の少ない変調方式は比較的低いＣＮＲでも通信可能である。したがって、制御部１９０は、ゲイン調整量の分だけ低雑音増幅器１１０のゲインを低下させた後のＣＮＲが、１６ＱＡＭは選択不可だがＱＰＳＫは選択可能なレベルの場合、変調方式としてＱＰＳＫを選択する。
【００４４】
算出した劣化後のＣＮＲでは通信可能な変調方式がない場合は、制御部１９０は、報知部１８０を制御して、無線中継装置１０が感度抑圧により通信不可となる可能性がある旨を報知させる。
【００４５】
図４のフローチャートを参照しながら、本発明の一実施形態に係る無線中継装置が感度抑圧を回避する処理（以後「感度抑圧処理」という）に移行するか否かを判定する処理を説明する。
【００４６】
希望波電力検出部１６０は、希望波の受信電力Ｐ１を検出する（ステップＳ１０１）。広帯域電力検出部１５０は、自システムの希望波および隣接システムの妨害波全体の受信電力Ｐ２を検出する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
制御部１９０は、希望波電力検出部１６０から希望波の受信電力Ｐ１を取得し、広帯域電力検出部１５０から自システムの希望波および隣接システムの妨害波全体の受信電力Ｐ２を取得する。制御部１９０は、Ｐ２からＰ１をひいて隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３を算出する（ステップＳ１０３）。
【００４８】
制御部１９０は、隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３を予め設定されている閾値Ｐ４と比較する（ステップＳ１０４）。制御部１９０は、隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３が閾値Ｐ４以下である場合は、現状の低雑音増幅器１１０のゲインをそのまま継続する（ステップＳ１０５）。制御部１９０は、隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３が閾値Ｐ４より大きい場合は、感度抑圧回避処理に移行する（ステップＳ１０６）。感度抑圧回避処理については図５のフローチャートにて説明する。
【００４９】
図５のフローチャートを参照しながら、本発明の一実施形態に係る無線中継装置の感度抑圧回避処理を説明する。
【００５０】
制御部１９０は、隣接システムの妨害波の受信電力Ｐ３および閾値Ｐ４から低雑音増幅器１１０のゲイン調整量を算出する（ステップＳ２０１）。制御部１９０は、ゲイン調整量が低雑音増幅器１１０のゲイン調整範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００５１】
制御部１９０は、ステップＳ２０２においてゲイン調整量が低雑音増幅器１１０のゲイン調整範囲内であると判定した場合、ゲイン調整量の分だけ低雑音増幅器１１０のゲインを低下させた場合のＣＮＲの劣化量を算出する（ステップＳ２０３）。
【００５２】
制御部１９０は、ゲイン調整量の分だけＣＮＲが劣化した場合に、当該劣化したＣＮＲで通信可能な変調方式があるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【００５３】
制御部１９０は、ステップＳ２０４において通信可能な変調方式があると判定した場合は、ゲイン調整量の分だけ低雑音増幅器１１０のゲインを低下させ、また、変調方式を劣化したＣＮＲで通信可能な変調方式に変更する（ステップＳ２０５）。
【００５４】
制御部１９０は、ステップＳ２０２においてゲイン調整量が低雑音増幅器１１０のゲイン調整範囲を超えると判定した場合、および、ステップＳ２０４において通信可能な変調方式がないと判定した場合は、感度抑圧により通信不可となる可能性があることをＬＥＤの点灯などによりユーザに報知する（ステップＳ２０６）。
【００５５】
このように、本実施形態によれば、隣接システムの無線信号の受信電力が大きい場合に感度抑圧を回避することができる通信装置および通信制御方法を提供することができる。
【００５６】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００５７】
また、上述の実施形態においては、無線中継装置のドナーノードを例に挙げて説明したが、これはドナーノードに限るものではなく、サービスノードについても同様の方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  無線中継装置
２０  基地局
３０  無線端末
４０  隣接システムの無線端末
５０  隣接システムの無線中継装置
１００  ドナーノード
１１０  低雑音増幅器
１２０  バンドパスフィルタ
１３０  ＲＦ部
１４０  ベースバンド部
１５０  広帯域電力検出部
１６０  希望波電力検出部
１６５  信号品質検出部
１７０  記憶部
１８０  報知部
１９０  制御部
２００  サービスノード
【図１】
0005840436.tif 000002
【図２】
0005840436.tif 000003
【図３】
0005840436.tif 000004
【図４】
0005840436.tif 000005
【図５】
0005840436.tif 000006