(57)【要約】  本発明の中継装置は、移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行う上り信号中継部と、前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する周波数情報取得部と、前記周波数情報取得部にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する上り信号検出部と、前記上り信号検出部による判定結果を基に、前記上り信号中継部による上り信号中継動作を制御する制御部と、を有する。
2011077862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行う上り信号中継部と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する周波数情報取得部と、
前記周波数情報取得部にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する上り信号検出部と、
前記上り信号検出部による判定結果を基に、前記上り信号中継部による上り信号中継動作を制御する制御部と、を有する中継装置。
【請求項２】
前記周波数情報取得部は、
前記移動局が第１の上りチャネルで使用する第１の周波数帯域を示す周波数情報を取得し、
前記上り信号検出部は、
前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが第１の閾値を超えているか否かを判定し、
前記制御部は、
前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第１の閾値を超えている場合に、前記上り信号中継部に上り信号中継動作を開始させる、請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
前記上り信号検出部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが、前記第１の閾値以下の第２の閾値を超えているか否かを判定し、
前記制御部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、一定期間、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第２の閾値以下である場合には、前記上り信号中継部に上り信号中継動作を停止させる、請求項２に記載の中継装置。
【請求項４】
前記上り信号検出部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが、前記第１の閾値以下の第２の閾値を超えているか否かを判定し、
前記制御部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、一定期間、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第２の閾値以下である場合には、前記上り信号中継部に対し、上り信号を増幅するゲインを下げた上で、上り信号中継動作を継続させる、請求項２に記載の中継装置。
【請求項５】
前記周波数情報取得部は、
前記移動局が第２の上りチャネルで使用する第２の周波数帯域を示す周波数情報をさらに取得し、
前記上り信号検出部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが、前記第１の閾値以下の第２の閾値を超えているか否かを判定するとともに、前記第２の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが、第３の閾値を超えているか否かを判定し、
前記制御部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、一定期間、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第２の閾値以下であり、かつ、前記第２の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第３の閾値以下である場合には、前記上り信号中継部に上り信号中継動作を停止させる、請求項２に記載の中継装置。
【請求項６】
前記周波数情報取得部は、
前記移動局が第２の上りチャネルで使用する第２の周波数帯域を示す周波数情報をさらに取得し、
前記上り信号検出部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが、前記第１の閾値以下の第２の閾値を超えているか否かを判定するとともに、前記第２の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが、第３の閾値を超えているか否かを判定し、
前記制御部は、
前記上り信号中継部が上り信号中継動作を開始した後、一定期間、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第２の閾値以下であり、かつ、前記第２の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第３の閾値以下である場合には、前記上り信号中継部に対し、上り信号を増幅するゲインを下げた上で、上り信号中継動作を継続させる、請求項２に記載の中継装置。
【請求項７】
前記第１の上りチャネルは、
前記移動局が発信の際に最初に使用するランダムアクセスチャネルである、請求項３または４に記載の中継装置。
【請求項８】
前記第１の上りチャネルは、
前記移動局が発信の際に最初に使用するランダムアクセスチャネルであり、
前記第２の上りチャネルは、
前記移動局が定期的に所定の上り信号を送信する物理チャネルである、請求項５または６に記載の中継装置。
【請求項９】
前記基地局から送信されてくる下りチャネルの下り信号を増幅して前記移動局に再送信する下り信号中継動作を行う下り信号中継部をさらに有し、
前記周波数情報取得部は、
前記下り信号中継部にて前記基地局から受信した下り信号の中から、前記周波数情報を含む報知情報を、定期的に取得する、請求項２から８のいずれか１項に記載の中継装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記下り信号中継部による下り信号中継動作が行われている状態で、前記第１の周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが前記第１の閾値を超えている場合にのみ、前記上り信号中継部に上り信号中継動作を開始させる、請求項９に記載の中継装置。
【請求項１１】
前記周波数情報取得部は、
前記中継装置の外部の監視制御装置と接続されており、前記監視制御装置から定期的にまたは特定のタイミングで送信されてくる、前記周波数情報を含む制御情報を取得する、請求項２から８のいずれか１項に記載の中継装置。
【請求項１２】
前記上り信号検出部は、
前記上り信号中継部にて前記移動局から受信した上り信号を、直交復調によりＩ相、Ｑ相のベースバンドデジタル信号に変換する直交復調器と、
Ｉ相、Ｑ相のベースバンドデジタル信号に対してＦＦＴを行い、サブキャリア毎のベースバンドデジタル信号に変換するＦＦＴ部と、
サブキャリア毎にベースバンドデジタル信号の平均受信パワーを測定する受信パワー測定器と、
前記周波数情報が示す周波数帯域に該当するサブキャリアの上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定するレベル判定器と、を有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の中継装置。
【請求項１３】
前記受信パワー測定器は、
上りチャネルで使用する周波数帯域に該当するサブキャリアのベースバンドデジタル信号の平均受信パワーを測定するに際し、当該サブキャリアのベースバンドデジタル信号について、当該上りチャネルの既知の符号列との相関を計算し、計算した相関値を当該サブキャリアのベースバンドデジタル信号の平均受信パワーとする、請求項１２に記載の中継装置。
【請求項１４】
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行う上り信号中継部と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する周波数情報取得部と、
前記周波数情報取得部にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する上り信号検出部と、
前記上り信号検出部による判定結果を基に、前記上り信号中継部による上り信号中継動作を制御する制御部と、を有する中継システム。
【請求項１５】
中継装置による中継方法であって、
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行うステップと、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得するステップと、
前記取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定するステップと、
前記判定結果を基に、前記上り信号中継動作を制御するステップと、を有する中継方法。
【請求項１６】
移動局と、基地局と、中継装置と、を有してなる無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して前記基地局に再送信する上り信号中継動作を行う上り信号中継部と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する周波数情報取得部と、
前記周波数情報取得部にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する上り信号検出部と、
前記上り信号検出部による判定結果を基に、前記上り信号中継部による上り信号中継動作を制御する制御部と、を有する無線通信システム。
【請求項１７】
中継装置に、
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行う手順と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する手順と、
前記取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する手順と、
前記判定結果を基に、前記上り信号中継動作を制御する手順と、を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置、中継システム、中継方法、無線通信システム、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、通信事業者は、利用者の利便性や満足度の向上のために、携帯電話等の移動局の電波が上手く届かない繁華街のビル陰や飲食店内、セルエッジ、高層ビルといった不感地域の対策に力を入れている。【０００３】
そこで、新たに基地局の設備を設置するような空間的スペースがないところや利用者が少ない山間部などには、新たに基地局を設置するのではなく、基地局や移動局から送られてくる信号を増幅して再送信する中継動作を行うレピータ（中継装置）が盛んに設置されている。【０００４】
しかしながら、中継装置は、基地局や移動局から受信される信号以外に、それらと同時に受信される干渉波やノイズまでも増幅して中継してしまうため、基地局や周辺の移動局において受信される信号の品質が劣化するといった悪影響が生じる恐れがある。【０００５】
このため、中継装置の周辺において、移動局が基地局と通信を行っていないときは、できるだけ信号の中継動作を制限することが望ましいといえる。【０００６】
そこで、最近の中継装置においては、例えば、上り信号の中継動作において、全ての上り信号の受信パワーを加算した総受信パワーが、中継装置に設定された基準パワーレベルを超えたときだけ、中継動作を行うような制御を行っている。【０００７】
ところで、近年、実用化されたり、検討が進められたりしている無線通信システム（携帯電話システム等を含む。以下、同じ）は、広いシステム周波数帯域を確保したうえで、個々の移動局が使用する周波数帯域を、必要に応じて区切って割り当てるといった伝送方式を採用している。【０００８】
例えば、３ＧＰＰ（Third  Generation  Partnership  Project）で標準化が進められているＬＴＥ（Long  Term  Evolution）においては、最大で２０ＭＨｚといった広い周波数帯域を１００個のリソースブロックに分け、さらに時間的にも短い時間に区切って、そのリソースブロックを制御用チャネルやデータ用チャネルに割り当てている。【０００９】
このため、トラヒック量が高いエリアでは、常にシステム周波数帯域の全体が使用されるが、その一方で、トラヒック量が低いエリアでは、一部の周波数が短い間だけしか使用されないといった状況が生まれる。【００１０】
従って、ＬＴＥのシステム環境下において、中継装置が、上述のように、全ての上り信号の総受信パワー、すなわち、システム周波数帯域全体の総受信パワーを基準に中継動作の制御を行ってしまっては、中継装置の周辺の移動局の数が極端に少ないときに、ある移動局が上り信号を送信したとしても、中継装置に受信された上り信号の総受信パワーが基準パワーレベルを超えず、上りリンクの中継動作が正しく行われない恐れがある。【００１１】
そこで、中継装置において、例えば、挟帯域信号を抽出する特許文献１に記載の技術を用いて、移動局が上りチャネルに使用する周波数帯域の上り信号を抽出し、抽出した上り信号の受信パワーのみを基準に上り信号の中継動作を行うことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２００８−５０３９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１においては、挟帯域信号を抽出する具体的な方法については何ら開示されていない。また、特許文献１に記載の技術では、予め決められた周波数帯域の信号を挟帯域信号として抽出していると考えられる。【００１４】
ところが、移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域は、運用途中に通信事業者により変更される可能性がある。【００１５】
そうすると、中継装置において、予め決められた周波数帯域の信号を抽出する特許文献１に記載の技術を用いたとしても、上りリンクのチャネルが使用する周波数帯域の変更に追従することができないため、上り信号の中継動作を正しく行うことができない。【００１６】
そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決し、移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域の変更に追従して、上り信号の中継動作を行うことができる中継装置、中継システム、中継方法、無線通信システム、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の中継装置は、
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行う上り信号中継部と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する周波数情報取得部と、
前記周波数情報取得部にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する上り信号検出部と、
前記上り信号検出部による判定結果を基に、前記上り信号中継部による上り信号中継動作を制御する制御部と、を有する。【００１８】
本発明の中継システムは、
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行う上り信号中継部と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する周波数情報取得部と、
前記周波数情報取得部にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する上り信号検出部と、
前記上り信号検出部による判定結果を基に、前記上り信号中継部による上り信号中継動作を制御する制御部と、を有する。【００１９】
本発明の中継方法は、
中継装置による中継方法であって、
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行うステップと、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得するステップと、
前記取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定するステップと、
前記判定結果を基に、前記上り信号中継動作を制御するステップと、を有する。【００２０】
本発明の無線通信システムは、
移動局と、基地局と、中継装置と、を有してなる無線通信システムであって、
前記中継装置は、
前記移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して前記基地局に再送信する上り信号中継動作を行う上り信号中継部と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する周波数情報取得部と、
前記周波数情報取得部にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する上り信号検出部と、
前記上り信号検出部による判定結果を基に、前記上り信号中継部による上り信号中継動作を制御する制御部と、を有する。【００２１】
本発明のプログラムは、
中継装置に、
移動局から送信されてくる上りチャネルの上り信号を増幅して基地局に再送信する上り信号中継動作を行う手順と、
前記移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を、定期的にまたは特定のタイミングで取得する手順と、
前記取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する手順と、
前記判定結果を基に、前記上り信号中継動作を制御する手順と、を実行させる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、中継装置は、移動局が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を定期的にまたは特定のタイミングで取得し、取得した周波数情報が示す周波数帯域の上り信号を基に、上り信号の中継動作を制御している。【００２３】
したがって、中継装置は、上りチャネルで使用する周波数帯域が変更されたとしても、その変更後の周波数帯域を上り信号の中継動作の制御に反映させることができるため、上りチャネルで使用する周波数帯域の変更に追従して、上り信号の中継動作を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の無線通信システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の中継装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１，２の無線通信システムの概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例１，２の中継装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１〜３の中継装置内の上り検出部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例１の無線通信システムの動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施例１，２の無線通信システムの動作を説明する図である。
【図８】本発明の実施例１の無線通信システムの動作を説明する図である。
【図９】本発明の実施例２の無線通信システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例２の無線通信システムの動作を説明する図である。
【図１１】本発明の実施例３の無線通信システムの概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例３の中継装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施例３の無線通信システムの動作を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例３の無線通信システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１に、本発明の一実施形態の無線通信システムの概要構成を示す。
【００２７】
図１を参照すると、本実施形態の無線通信システムは、基地局１０と、移動局２０と、基地局１０および移動局２０から送信されてくる下り信号および上り信号を増幅して再送信する中継装置３０と、を有している。
【００２８】
なお、基地局１０、移動局２０、および中継装置３０の数は、図１のように１つに限定されず、複数であってもよい。
【００２９】
また、上りリンクの伝送方式として、広いシステム周波数帯域を区切ったものを移動局２０に割り当て、移動局２０がその周波数帯域を使用する方式（ＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access）やＳＣ−ＦＤＭＡ（Single-Carrier  Frequency  Division  Multiple  Access）等）が採用されているものとする。
【００３０】
図２に、本実施形態の中継装置３０の構成を示す。なお、図２は、本発明の特徴部分となる上り信号の中継動作に係る構成要素のみを図示している。
【００３１】
図２を参照すると、本実施形態の中継装置３０は、対基地局用アンテナ３１と、対移動局用アンテナ３２と、上り信号中継部３３と、周波数情報取得部３４と、上り信号検出部３５と、制御部３６と、を有している。
【００３２】
上り信号中継部３３は、移動局１０から送信されて対移動局用アンテナ３２で受信された上り信号を増幅して、対基地局用アンテナ３１から基地局２０に再送信する上り信号中継動作を行う。
【００３３】
周波数情報取得部３４は、移動局１０が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報を定期的にまたは特定のタイミングで取得する。
【００３４】
なお、周波数情報の取得方法としては、以下の方法が考えられるが、詳細は後述する。
（１）基地局１０が送信する報知情報（System  Information）から定期的に取得する方法
（２）監視制御装置（不図示）から定期的にまたは特定のタイミングで通知される設定情報から取得する方法
上り信号検出部３５は、周波数情報取得部３４にて取得された周波数情報が示す周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値を超えているか否かを判定する。
【００３５】
制御部３６は、上り信号検出部３５による判定結果を基に、上り信号中継部３３による上り信号中継動作を制御する。なお、上り信号中継動作の制御方法としては、平均受信パワーが閾値を超えた場合に、上り信号中継動作をＯＮする方法等がある。
【００３６】
上述したように本実施形態においては、中継装置３０は、移動局２０が上りチャネルの周波数帯域を示す周波数情報を定期的にまたは特定のタイミングで取得し、その周波数帯域の上り信号を基に、上り信号の中継動作を制御している。
【００３７】
したがって、中継装置３０は、上りチャネルの周波数帯域が変更されたとしても、その変更後の周波数帯域を上り信号の中継動作の制御に反映させることができるため、上りチャネルの周波数帯域の変更に追従して、上り信号の中継動作を行うことができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施形態を具体化した実施例について説明する。
（実施例１）
図３に、本発明の実施例１の無線通信システムの概要構成を示す。【００３９】
図３を参照すると、本実施例の無線通信システムは、ｅＮＢ（evolved  Node  B）１００と、ＵＥ（User  Equipment）２００と、中継装置３００と、を有している。【００４０】
なお、図３において、ｅＮＢ１００は、図１の基地局１０の一例であり、ＵＥ２００は、図１の移動局２０の一例であり、中継装置３００は、図１の中継装置３０の一例である。【００４１】
また、ｅＮＢ１００、ＵＥ２００、および中継装置３００の数は、図３のように１つに限定されず、複数であってもよい。【００４２】
本実施例の無線通信システムは、３ＧＰＰ（Third  Generation  Partnership  Project  /  [URL]  http://www.3gpp.org）で規定されるＦＤＤ−ＬＴＥ（Frequency  Division  Duplex  -  Long  Term  Evolution）方式の携帯電話システムに適用した場合の例である。【００４３】
従って、ｅＮＢ１００からＵＥ２００への下りリンクの伝送方式はＯＦＤＭＡであり、ＵＥ２００からｅＮＢ１００への上りリンクの伝送方式はＳＣ−ＦＤＭＡとなる。【００４４】
ここで、中継装置３００は、ｅＮＢ１００から送信されるＰＢＣＨ（Physical  Broadcast  Channel）、ＰＤＳＣＨ（Physical  Downlink  Shared  Channel）、ＰＤＣＣＨ（Physical  Downlink  Control  Channel）といった下りリンクの物理チャネルの信号や、Ｐ−ＳＳ（Primary  Synchronization  Signal）、Ｓ−ＳＳ（Secondary  Synchronization  Signal）、ＲＳ（Reference  Signal）といった下りリンクの物理シグナルを、ある程度の信号パワーで受信できる位置に設置されているものとする。【００４５】
また、ＵＥ２００は、ｅＮＢ１００から直接的にこれらの下りリンクの物理チャネルの信号や物理シグナルを受信できる位置におらず、中継装置３００により増幅され、再送信されたものを受信するものとする。【００４６】
同様に、ＵＥ２００から送信されるＰＲＡＣＨ（Physical  Random  Access  Channel）、ＰＵＳＣＨ（Physical  Uplink  Shared  Channel）、ＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）といった上りリンクの物理チャネルの信号や、ＲＳ（Reference  Signal）といった上りリンクの物理シグナルについても、中継装置３００により増幅され、再送信されたものをｅＮＢ１００は受信するものとする。【００４７】
図４に、本実施例の中継装置３００の構成を示す。【００４８】
図４を参照すると、本実施例の中継装置３００は、ドナーアンテナ３０１と、サービスアンテナ３０２と、下り信号中継部３０３と、上り信号中継部３０４と、デュプレクサ（Duplexer）３０５，３０６と、報知情報取得部３０７と、上り信号検出部３０８と、制御部３０９と、を有している。【００４９】
なお、図４において、ドナーアンテナ３０１は、図２の対基地局用アンテナ３１の一例であり、サービスアンテナ３０２は、図２の対移動局用アンテナ３２の一例であり、上り信号中継部３０４は、図２の上り信号中継部３３の一例であり、報知情報取得部３０７は、図２の周波数情報取得部３４の一例であり、上り信号検出部３０８は、図２の上り信号検出部３５の一例であり、制御部３０９は、図２の制御部３６の一例である。【００５０】
ｅＮＢ１００から送信された下りリンクの下り信号は、ドナーアンテナ３０１にて受信され、デュプレクサ３０５を介して下り信号中継部３０３に出力される。【００５１】
下り信号中継部３０３は、ドナーアンテナ３０１にて受信された下り信号を増幅して、サービスアンテナ３０２からＵＥ２００に再送信する下り信号中継動作を行う。【００５２】
具体的には、下り信号中継部３０３は、ドナーアンテナ３０１にて受信された下り信号を、中継する必要がある周波数帯域にフィルタリングした後、アンプにより増幅して出力する。下り信号中継部３０３から出力された下り信号は、デュプレクサ３０６を介してサービスアンテナ３０２に出力され、サービスアンテナ３０２から中継装置３００周辺のＵＥ２００に対して再送信される。その際、下り信号中継部３０３にて中継する周波数帯域やアンプでのゲイン、下り信号中継動作のＯＮ／ＯＦＦについては、制御部３０９より設定される。【００５３】
一方、ＵＥ２００から送信された上りリンクの上り信号は、サービスアンテナ３０２にて受信され、デュプレクサ３０６を介して上り信号中継部３０４に出力される。【００５４】
上り信号中継部３０４は、サービスアンテナ３０２にて受信された上り信号を増幅して、ドナーアンテナ３０１からｅＮＢ１００に再送信する上り信号中継動作を行う。【００５５】
具体的には、上り信号中継部３０４は、サービスアンテナ３０２にて受信された上り信号を、中継する必要がある周波数帯域にフィルタリングした後、アンプにより増幅して出力する。上り信号中継部３０４から出力された上り信号は、デュプレクサ３０５を介してドナーアンテナ３０１に出力され、ドナーアンテナ３０１からｅＮＢ１００に対して再送信される。その際、上り信号中継部３０４にて中継する周波数帯域やアンプでのゲイン、上り信号中継動作のＯＮ／ＯＦＦについては、制御部３０９より設定される。【００５６】
ここで、本発明の特徴的な動作として、下り信号中継部３０３は、報知情報取得部３０７に対して、下り信号を入力する。【００５７】
報知情報取得部３０７は、下り信号中継部３０３から入力された下り信号がＲＦ（Radio  Frequency）信号やＩＦ（Inter  frequency）信号であった場合は、直交復調により、Ｉ相、Ｑ相のベースバンドデジタル信号に変換する。その後、報知情報取得部３０７は、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）やＩＤＦＴ（Inverse  Discrete  Fourier  Transform）、イコライザなどを用いて、一般的なＬＴＥ対応のＵＥで行うような下りリンクのベースバンド信号処理を行い、ＰＢＣＨやＰＤＳＣＨから報知情報を取得し、制御部３０９に通知する。報知情報には、ＵＥ２００が発信の際に最初に使用するランダムアクセスチャネルであるＰＲＡＣＨに関する情報が含まれており、さらにその中には、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域を示す周波数情報（例えば、prach-FrequencyOffset）が含まれている。【００５８】
また、本発明のさらなる特徴的な動作として、上り信号中継部３０４は、上り信号検出部３０８に対して、上り信号を入力する。【００５９】
図５に、上り信号検出部３０８の構成を示す。【００６０】
図５を参照すると、上り信号検出部３０８は、直交復調器３０８Ａと、ＦＦＴ部３０８Ｂと、受信パワー測定器３０８Ｃと、レベル判定器３０８Ｄと、を有している。【００６１】
上り信号検出部３０８においては、上り信号中継部３０４から入力された上り信号がＲＦ信号やＩＦ信号であった場合、まず、直交復調器３０８Ａは、上り信号を、直交復調によりＩ相、Ｑ相のベースバンドデジタル信号に変換する。続いて、ＦＦＴ部３０８Ｂは、Ｉ相、Ｑ相のベースバンドデジタル信号に対してＦＦＴを行い、サブキャリア毎のベースバンドデジタル信号に変換し、受信パワー測定器３０８Ｃは、サブキャリア毎にベースバンドデジタル信号の平均受信パワーを測定する。続いて、レベル判定器３０８Ｄは、制御部３０９から、報知情報内のＰＲＡＣＨの周波数情報を取得するとともに、制御部３０９に予め設定されている閾値Ａを取得し、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域に該当するサブキャリアの平均受信パワーが閾値Ａを超えているか否かを判定する（以下、この動作をレベル判定と称す）。もし、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ａを超えていた場合は、その旨を制御部３０９に通知する。【００６２】
制御部３０９は、上り信号検出部３０８から、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ａを超えている旨の通知を受けると、上り信号中継部３０４に対して、上り信号中継動作のＯＮを通知する。【００６３】
なお、上り信号中継動作がＯＮとなった後も、上り信号検出部３０８のレベル判定器３０８Ｄは、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーのレベル判定を継続する。ただし、レベル判定では閾値Ｂ（Ｂ≦Ａ）を用いることとする。なお、閾値Ｂも、閾値Ａと同様に、制御部３０９に予め設定されており、制御部３０９から取得する。【００６４】
レベル判定器３０８Ｄは、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下となった場合や、その後にＰＲＡＣＨの平均受信パワーが再度閾値Ｂを超えた場合は、その旨を制御部３０９に通知する。【００６５】
制御部３０９は、上り信号検出部３０８から、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下となった旨の通知を受けた場合、一定時間経過しても、上り信号検出部３０８から、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが再度閾値Ｂを超えた旨の通知を受けなければ、上り信号中継部３０４に対して、上り信号中継動作のＯＦＦを通知する。【００６６】
以下、本実施例の無線通信システムの動作について、図６、図７、および図８を参照して説明する。【００６７】
図６を参照すると、中継装置３００は、上り信号中継動作を停止している状態で（ステップＳ１）、ｅＮＢ１００からＰＢＣＨやＰＤＳＣＨにより送信される下り信号から報知情報を取得し（ステップＳ２，Ｓ３）、さらに、報知情報から、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域を示す周波数情報を取得する（ステップＳ４）。【００６８】
以降、中継装置３００は、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域の平均受信パワーのレベル判定を開始する（ステップＳ５）。【００６９】
まず、中継装置３００は、ＵＥ２００からの上り信号のうちＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域の上り信号の平均受信パワーが閾値Ａを超えたか否かを判定する（ステップＳ６，Ｓ７）。なお、平均受信パワーの測定は、定期的に十分に短い周期で行うものとする。【００７０】
もし、ステップＳ７において、平均受信パワーが閾値Ａを超えていた場合（レベル判定ＯＫ。図７の上図参照）、中継装置３００は、上り信号中継動作を開始し（ステップＳ８。図７の下図参照）、直前に受信したＰＲＡＣＨの信号やその他の上り信号を中継する（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。なお、上り信号中継動作の開始までに時間がかかると、ＵＥ２００が直前に送信したＰＲＡＣＨの信号はｅＮＢ１００に対して中継されないことが考えられる。しかし、この場合、ＵＥ２００は再びＰＲＡＣＨの信号を送信するため、システム上問題にはならないと考えられる。【００７１】
その後も、中継装置３００は、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域の平均受信パワーを定期的に測定し、閾値Ｂ（Ｂ≦Ａ）を用いたレベル判定を行う（ステップＳ１２）。【００７２】
もし、ステップＳ１２において、平均受信パワーが閾値Ｂ以下になっても（レベル判定ＮＧ）、一定時間内に平均受信パワーが閾値Ｂを超えれば（ステップＳ１３，Ｓ１４）、中継装置３００は、上り信号中継動作を継続する（ステップＳ１５）。【００７３】
一方、ステップＳ１２において、平均受信パワーが閾値Ｂ以下になった後（レベル判定ＮＧ。図８の上図参照）、一定時間が経過しても、平均受信パワーが閾値Ｂを超えなければ（ステップＳ１３，Ｓ１４）、中継装置３００は、上り信号中継動作を停止する（ステップＳ１６。図８の下図参照）。この場合は、図示していないが、ステップＳ７の処理に戻り、再度、閾値Ａを用いたレベル判定を開始する。【００７４】
ここで、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域は、運用途中に通信事業者により変更される可能性がある。このため、中継装置３００は、定期的に報知情報を取得し、その都度、図６に示した処理を行うことにより、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域に変更があった場合にも、その内容を上り信号の中継動作に反映させる。このとき、報知情報を取得する周期は、周波数帯域の変更に追従するという本発明の目的を考慮すると、短い方が好ましく、１秒程度を想定しているが、特に限定はなく、１秒以下でもよい。【００７５】
上述したように本実施例においては、中継装置３００は、ｅＮＢ１００から送信された報知情報から、ＰＲＡＣＨの周波数帯域を示す周波数情報を定期的に取得し、その周波数帯域の上り信号を基に、上り信号の中継動作を制御している。【００７６】
したがって、中継装置３００は、ＰＲＡＣＨの周波数帯域が変更されたとしても、その変更後の周波数帯域を上り信号の中継動作の制御に反映させることができるため、ＰＲＡＣＨの周波数帯域の変更に追従して、上り信号の中継動作を行うことができるという効果が得られる。【００７７】
また、本実施例においては、中継装置３００は、各周波数帯域の上り信号の抽出にＦＦＴを用いているため、ＰＲＡＣＨの周波数帯域が変更されたとしても、その変更に容易に追従することができるとともに、デジタルフィルタで抽出処理を行う構成と比較して、回路規模の削減が図れるという効果が得られる。
（実施例２）
本実施例の無線通信システムは、実施例１と構成自体は同様であるが、動作が異なる。【００７８】
実施例１においては、中継装置３００は、上り信号の中継動作の開始後、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域の平均受信パワーのレベル判定を行い、一定時間が経過しても、ＰＲＡＣＨのレベル判定がＮＧのままである場合に、上り信号の中継動作を停止していた。【００７９】
これに対して、本実施例においては、中継装置３００は、上り信号の中継動作の開始後、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ）が使用する周波数帯域の平均受信パワーのレベル判定も行い、一定時間が経過しても、ＰＲＡＣＨのレベル判定と、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルのレベル判定と、がいずれもＮＧのままである場合に、上り信号の中継動作を停止する。【００８０】
ただし、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルのレベル判定では閾値Ｃを用いることとする。なお、閾値Ｃは、閾値Ａおよび閾値Ｂと同じ値でも異なる値でもよく、また、大小関係も問わない。【００８１】
上記動作を実現するため、上り信号検出部３０８のレベル判定器３０８Ｄおよび制御部３０９は、以下のような動作を行う。【００８２】
レベル判定器３０８Ｄは、制御部３０９から、ＰＲＡＣＨの周波数情報、閾値Ａ、および閾値Ｂだけでなく、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルの周波数情報および閾値Ｃも取得する。なお、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルの周波数情報は、報知情報に含まれており、また、閾値Ｃは、制御部３０９に予め設定されている。【００８３】
また、レベル判定器３０８Ｄは、上り信号の中継動作の開始後、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下となった場合や、その後にＰＲＡＣＨの平均受信パワーが再度閾値Ｂを超えたかまたはＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルの平均受信パワーが閾値Ｃを超えた場合に、その旨を制御部３０９に通知する。【００８４】
制御部３０９は、上り信号の中継動作の開始後、上り信号検出部３０８から、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下となった旨の通知を受けた場合、一定時間経過しても、上り信号検出部３０８から、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが再度閾値Ｂを超えた旨の通知またはＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルの平均受信パワーが閾値Ｃを超えた旨の通知のいずれも受けなければ、上り信号中継部３０４に対して、上り信号中継動作のＯＦＦを通知する。【００８５】
以下、本実施例の無線通信システムの動作について、図９および図１０を参照して説明する。以下では、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルが、ＰＵＣＣＨであるものとする。また、図９において、図６と同様の部分には同一の符号を付している。【００８６】
図９を参照すると、まず、図６と同様に、ステップＳ１〜Ｓ３の処理が行われ、中継装置３００は、報知情報を取得する。【００８７】
次に、中継装置３００は、報知情報から、ＰＲＡＣＨおよびＰＵＣＣＨの周波数情報を取得する（ステップＳ２０）。【００８８】
以降、図６と同様に、ステップＳ５〜Ｓ１２の処理が行われる。【００８９】
もし、ステップＳ１２において、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下になっても（レベル判定ＮＧ）、一定時間内に、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂを超えるか、または、ＰＵＣＣＨの平均受信パワーが閾値Ｃを超えれば（ステップＳ１３，Ｓ２１）、中継装置３００は、上り信号中継動作を継続する（ステップＳ１５）。【００９０】
一方、ステップＳ１２において、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下になった後（レベル判定ＮＧ）、一定時間が経過しても、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂを超えず、かつ、ＰＵＣＣＨの平均受信パワーが閾値Ｃを超えなければ（ステップＳ１３，Ｓ２１。図１０の上図参照）、中継装置３００は、上り信号中継動作を停止する（ステップＳ１６。図１０の下図参照）。【００９１】
以降の処理は、図６と同様である。【００９２】
なお、本実施例において、レベル判定の対象となる、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルの例としては、上述のＰＵＣＣＨに限定されず、定期的に所定の上り信号を送信する物理チャネル（例えば、ＰＵＳＣＨ等）であればよい。【００９３】
上述したように本実施例は、実施例１と比較して、ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルのレベル判定も行い、その結果も上り信号の中継動作の制御に反映させている点が異なるのみであり、効果は実施例１と同様である。
（実施例３）
図１１に、本発明の実施例３の無線通信システムの概要構成を示す。【００９４】
図１１を参照すると、本実施例の無線通信システムは、実施例１，２と比較して、中継装置３００に接続される監視制御装置４００が追加されている点が異なっている。【００９５】
監視制御装置４００は、中継装置３００の中継動作に関する設定情報を通知するコンピュータやサーバであり、設定情報には、ＵＥ２００が上りチャネルで使用する周波数帯域を示す周波数情報が含まれる。このとき、上記の設定情報の通知は、定期的に行ってもよく、また、周波数情報が更新された等の特定のタイミングで行ってもよい。なお、設定情報の通知を定期的に行う場合の周期は、実施例１において報知情報を取得する周期と略同様にすることが考えられる。【００９６】
図１２に、本実施例の中継装置３００の構成を示す。【００９７】
図１２を参照すると、本実施例の中継装置３００は、実施例１，２と比較して、報知情報取得部３０７の代わりに、監視制御装置４００に接続される外部インターフェース３１０を設けた点が異なっている。【００９８】
すなわち、本実施例においては、外部インターフェース３１０が、図２の周波数情報取得部３４の一例となり、監視制御装置４００から、上述のように、定期的にまたは特定のタイミングで、上記の周波数情報を含む設定情報を取得する。【００９９】
なお、実施例１，２においては、閾値Ａ、閾値Ｂ、および閾値Ｃは、制御部３０９に予め設定されているものとして説明したが、本実施例においては、閾値Ａ、閾値Ｂ、および閾値Ｃを、監視制御装置４００から取得することとしてもよい。【０１００】
以下、本実施例の無線通信システムの動作について、図１３および図１４を参照して説明する。以下では、上り信号の中継動作の開始後、実施例１（図６）のように、ＰＲＡＣＨについてのみレベル判定を行うものとする。また、図１３において、図６と同様の部分には同一の符号を付している。【０１０１】
図１３を参照すると、中継装置３００は、上り信号中継動作を停止している状態で（ステップＳ１）、監視制御装置４００から通知される設定情報を取得し（ステップＳ３０，Ｓ３１）、さらに、設定情報から、ＰＲＡＣＨが使用する周波数帯域を示す周波数情報を取得する（ステップＳ３２）。【０１０２】
以降、図６と同様に、ステップＳ５〜Ｓ１２の処理が行われる。【０１０３】
もし、ステップＳ１２において、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下になっても（レベル判定ＮＧ）、一定時間内に、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂを超えれば（ステップＳ１３，Ｓ１４）、中継装置３００は、上り信号中継動作を継続する（ステップＳ１５）。【０１０４】
一方、ステップＳ１２において、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂ以下になった後（レベル判定ＮＧ）、一定時間が経過しても、ＰＲＡＣＨの平均受信パワーが閾値Ｂを超えなければ（ステップＳ１３，Ｓ１４。図１４の上図参照）、中継装置３００は、上り信号中継動作を停止する（ステップＳ１６。図１４の下図参照）。【０１０５】
以降の処理は、図６と同様である。【０１０６】
なお、本実施例においては、上り信号の中継動作の開始後、実施例２（図９）のように、ＰＵＣＣＨのレベル判定を行うことも可能である。その場合、図９のステップＳ２，Ｓ３を図１３のステップＳ３０，Ｓ３１で置換し、さらに、図９のステップＳ２０において、設定情報からＰＲＡＣＨおよびＰＵＣＣＨの周波数情報を取得すればよい。【０１０７】
上述したように本実施例は、実施例１，２と比較して、監視制御装置４００から周波数情報を取得する点が異なるのみであり、効果は実施例１，２と同様である。【０１０８】
以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【０１０９】
例えば、本発明は、次のような場合や環境に適用してもよい。【０１１０】
（１）実施例１〜３においては、ＦＤＤ−ＬＴＥ方式の携帯電話システムを例に挙げたが、ＯＦＤＭＡやＳＣ−ＦＤＭＡを使用する他の方式の携帯電話ネットワークや無線ネットワークに適用してもよい。【０１１１】
（２）実施形態および実施例１〜３においては、中継装置と基地局とが無線で接続されていたが、中継装置と基地局とを、有線（同軸ケーブル、光ケーブル、ＬＡＮケーブルなど）で接続してもよい。
ただし、中継装置と基地局とを有線で接続する構成において、本発明の効果が十分に発揮されるのは、次のような場合である。
・基地局に複数の中継装置が接続され、複数の中継装置からの上り信号が基地局にて合成されるような場合
・基地局と基地局が備えるアンテナとを結ぶケーブルに、中継装置から伸びるケーブルが接続されるような場合。【０１１２】
（３）実施形態および実施例１〜３においては、中継装置が備える下り信号送信および上り信号受信のためのアンテナの数は、１本であったが、２本以上でもよい。
また、同様に、実施形態および実施例１〜３においては、中継装置が備える上り信号送信および下り信号受信のためのアンテナの数は、１本であったが、２本以上でもよい。【０１１３】
（４）実施形態および実施例１〜３においては、１台の中継装置を設けていたが、中継装置が備える機能を、複数の装置（ハードウェア機器）に分散させて、これら複数の装置を有線または無線で接続した「中継システム」として構成してもよい。【０１１４】
（５）実施例１〜３においては、中継される下り信号や上り信号の中継装置における形態はデジタル信号であったが、アナログ信号でもよい。【０１１５】
（６）実施形態および実施例１〜３においては、中継装置は、本発明の上り信号中継動作の制御を、下り信号中継動作とは独立して行っていたが、下り信号中継動作が行われているときだけ、本発明の上り信号中継動作の制御を行ってもよい。
例えば、下り信号中継動作が行われていないときは、レベル判定で平均受信パワーが閾値を超えても、上り信号中継動作を行わないこととしてもよい。
なお、下り信号中継動作の制御については、特に限定はないが、例えば、全ての下り信号の受信パワーを加算した総受信パワーが基準パワーレベルを超えたときだけ、下り信号中継動作を行う等が考えられる。実施例１，２の場合は、さらに、報知情報を正しく取得できたときだけ、下り信号中継動作を行うという条件を加えてもよい。【０１１６】
（７）実施例１〜３においては、中継装置は、上り信号中継動作を開始した後、レベル判定で平均受信パワーが閾値を一定期間超えなかった場合、上り信号中継動作を停止したが、下り信号中継動作を停止するのではなく、上り信号を増幅するアンプのゲインを下げて（上り信号中継動作を開始した時点のゲインよりも下げる）、極低いパワーで上り信号の中継動作を継続してもよい。【０１１７】
（８）実施例１〜３において、上り信号検出部３０８の受信パワー測定器３０８Ｃは、ＰＲＡＣＨの周波数帯域に該当するサブキャリアのベースバンドデジタル信号の平均受信パワーを測定するに際し、当該サブキャリアのベースバンドデジタル信号について、ＰＲＡＣＨの既知の符号列との相関を計算し、計算した相関値を当該サブキャリアのベースバンドデジタル信号の平均受信パワーとしてもよい。ＰＲＡＣＨとは別の上り物理チャネルについても、同様の方法で平均受信パワーを測定することができる。【０１１８】
なお、本発明の中継装置にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。【０１１９】
本出願は、２００９年１２月２４日に出願された日本出願特願２００９−２９２５２１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【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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【国際調査報告】
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