(57)【要約】【課題】中継装置からドナー基地局への無線通信（上りリンク）におけるビームフォーミングを的確に行う。【解決手段】中継装置２０は、端末装置１０とドナー基地局３０との間で通信を中継する中継装置２０であって、ドナー基地局３０から中継装置２０への無線通信の振幅及び位相を測定する振幅及び位相測定部２５と、振幅及び位相測定部２５によって振幅及び位相を測定し、中継装置２０で使用する複数のアンテナからの振幅及び位相を調整して、ドナー基地局３０に対してビームフォーミングを行うビーム調整部２７と、を備え、中継装置２０に対して端末装置１０が在圏していない時間帯に、端末装置１０の在圏していないことを検出、アクセス無線を停止して振幅及び位相測定部２５が振幅及び位相を測定し、ビーム調整部２７がドナー基地局３０に対してビームフォーミングを行う。その後、アクセス無線を再稼働する。【選択図】図１
2018067843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置とドナー基地局との間で通信を中継する中継装置であって、
前記ドナー基地局から前記中継装置への無線通信の振幅及び位相を測定する振幅及び位相測定部と、
測定された前記振幅及び位相に基づいて前記中継装置で使用する複数のアンテナからの振幅及び位相を調整して前記ドナー基地局に対してビームフォーミングのための調整を行うビーム調整部と、
を備え、
前記中継装置に対して前記端末装置が在圏していない時間帯に前記振幅及び位相を測定し、前記ドナー基地局に対してビームフォーミングのための調整を行う、中継装置。
【請求項２】
前記中継装置は前記振幅及び位相測定部及び前記ビーム調整部を起動させるためのタイマーを備え、該タイマーは前記中継装置に対して前記端末装置が在圏していないと推測される時間帯に起動設定される、請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
前記中継装置は、前記タイマーの起動後に、前記端末装置が在圏していないことを検出し、前記中継装置と端末装置との間のアクセス無線を停止してから前記振幅及び位相を測定する、請求項２に記載の中継装置。
【請求項４】
前記中継装置は、前記端末装置の在圏の有無を検出する検出部を備え、該検出部が前記中継装置に対して一定期間前記端末装置の在圏がないことを検出した場合に、前記振幅及び位相を測定し、前記ドナー基地局に対してビームフォーミングための調整を行う、請求項１に記載の中継装置。
【請求項５】
前記中継装置は、一定期間前記端末装置が在圏していないことを検出後、前記中継装置と端末装置との間のアクセス無線を停止してから前記振幅及び位相を測定する、請求項４に記載の中継装置。
【請求項６】
前記中継装置は、前記ビームフォーミングのための調整を行った後、前記アクセス無線を再稼働する、請求項３及び５に記載の中継装置。
【請求項７】
ドナー基地局から中継装置への無線通信の振幅及び位相を測定する工程と、
測定した振幅及び位相に基づいて、前記中継装置で使用する複数のアンテナからの振幅及び位相を調整して、前記中継装置から前記ドナー基地局への無線通信のビームフォーミングのための調整を行うビーム調整工程と、
を含み、
前記中継装置に対して前記端末装置が在圏していない時間帯に、前記振幅及び位相を測定してビームフォーミングのための調整を行う中継装置の中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末装置とドナー基地局との間で通信を中継する中継装置及びその中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信に関する通信規格には、第３世代携帯電話（３Ｇ）規格やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等がある。それぞれの通信規格ごとに、使用可能な種々の周波数帯域が設定されており、それぞれの周波数帯域の仕様が厳密に定められている。
【０００３】
従来、端末装置が屋内で使用される場合のカバレッジを改善するために、中継装置が用いられている。中継装置の端末装置との無線通信であるアクセス無線及びドナー基地局との無線通信であるバックホール無線には、通信規格で定められた複数の周波数帯域からいずれかが選択される。
【０００４】
このような中継装置を取り扱う技術は種々提案されている。例えば、特許文献１には、中継装置に設けられた複数のアンテナを使用してバックホール無線に係る信号の送信をビームフォーミング（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１５−５２０９９６号公報（請求項２４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本願発明者の検証によれば、バックホール無線における無線通信の周波数帯域とアクセス無線における無線通信の周波数帯域とが異なっていたとしても、アクセス無線の無線通信がバックホール無線におけるビームフォーミングに少なからず影響を与えることが判明した。すなわち、中継装置にてアクセス無線の稼働中にビームフォーミングを実行しようとすると、近距離で行われているアクセス無線における無線通信において発生する高調波（Ｓｐｕｒｉｏｕｓ）がバックホール無線における無線通信へ干渉してしまうのである。したがって、ビームフォーミングが的確に行えないという可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、中継装置からドナー基地局への無線通信におけるビームフォーミングを的確に行える中継装置及びその中継方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る中継装置は、端末装置とドナー基地局との間で通信を中継する中継装置であって、前記ドナー基地局から前記中継装置への無線通信の振幅及び位相を測定する振幅及び位相測定部と、測定された前記振幅及び位相に基づいて前記中継装置で使用する複数のアンテナからの振幅及び位相を調整して前記ドナー基地局に対してビームフォーミングのための調整を行うビーム調整部と、を備え、前記中継装置に対して前記端末装置が在圏していない時間帯に前記振幅及び位相を測定し、前記ドナー基地局に対してビームフォーミングのための調整を行う。
【０００９】
この態様によれば、端末装置が在圏しない時間帯に、振幅及び位相測定部がドナー基地局から中継装置への無線通信（下りリンク）の振幅及び位相を測定するので、下りリンクの振幅及び位相が正しく測定される。したがって、当該下りリンクと同振幅及び逆位相となるように調整された複数のアンテナからは、同じ周波数帯域を用いる中継装置からドナー基地局への無線通信（上りリンク）を最高の合成受信品質で提供できることが判っているので、上りリンクのビームフォーミングのための調整を的確に行うことができる。
【００１０】
中継装置は振幅及び位相測定部及びビーム調整部を起動させるためのタイマーを備え、該タイマーは中継装置に対して端末装置が在圏していないと推測される時間帯に起動設定されるようにしてもよい。
【００１１】
中継装置は、タイマーの起動後に、端末装置が在圏していないことを検出し、中継装置と端末装置との間のアクセス無線を停止してから振幅及び位相を測定するようにしてもよい。
【００１２】
中継装置は、端末装置の在圏の有無を検出する検出部を備え、該検出部が中継装置に対して一定期間端末装置の在圏がないことを検出した場合に、振幅及び位相を測定し、ドナー基地局に対してビームフォーミングのための調整を行うようにしてもよい。
【００１３】
中継装置は、一定期間端末装置が在圏していないことを検出後、中継装置と端末装置との間のアクセス無線を停止してから振幅及び位相を測定するようにしてもよい。
【００１４】
中継装置は、ビームフォーミングのための調整を行った後、アクセス無線を再稼働するようにしてもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る中継装置の中継方法は、ドナー基地局から中継装置への無線通信の振幅及び位相を測定する工程と、測定した振幅及び位相に基づいて、中継装置で使用する複数のアンテナからの振幅及び位相を調整して、中継装置からドナー基地局への無線通信のビームフォーミングのための調整を行うビーム調整工程と、を含み、中継装置に対して端末装置が在圏していない時間帯に、振幅及び位相を測定してビームフォーミングのための調整を行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、中継装置からドナー基地局への無線通信におけるビームフォーミングを的確に行える中継装置及びその中継方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】移動通信システムの無線ネットワーク構成を示す説明図。
【図２】第１実施形態に係る中継装置のブロック図。
【図３】通常の中継装置の動作のシーケンス図。
【図４】第１実施形態に係る中継装置の中継方法のフローチャート。
【図５】端末装置の在圏による電界強度の測定不具合の説明図。
【図６】第２実施形態に係る中継装置のブロック図。
【図７】第２実施形態に係る中継装置の中継方法のフローチャート。
【図８】Ｋ素子リニアアンテナの説明図。
【図９】等方性アンテナ素子の指向性パターンの例示であり、（ａ）は６素子半波長間隔、（ｂ）は６素子一波長間隔の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００１９】
［第１実施形態］
（無線ネットワーク構成）
まず、第１実施形態に係る中継装置を適用する移動通信システムの無線ネットワーク構成について説明する。図１は、移動通信システムの無線ネットワーク構成を示す説明図である。図１に示すように、移動体通信システム１００の無線ネットワークとしては、端末装置１０、中継装置２０、及びドナー基地局３０を備える。
【００２０】
端末装置１０は、スマートフォン、携帯電話等の移動体通信端末である。図１では、アクセス無線が稼働中で端末装置１０が、中継装置２０の通信可能範囲には在圏している様子が示されている。
【００２１】
中継装置２０は、ドナー基地局３０と端末装置１０とを中継するノードという意味で全体をＲｅＮＢ（Ｒｅｌａｙ  ＮｏｄｅＢ）とも呼ばれている。具体的に、中継装置２０は、ドナー基地局３０とのバックホール無線に係る無線通信を実行するリレーノード（Ｒｅｌａｙ  Ｎｏｄｅ）２２と、端末装置１０とのアクセス無線に係る無線通信を実行するアクセスノード（Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｏｄｅ）２４を備える。図１では、リレーノード２２とアクセスノード２４とは独立した別個の装置として構成されているが、双方の機能を集約した一体型の装置として構成されていてもよい。リレーノード２２及びアクセスノード２４は、無線信号としてパケットデータを取り扱う。パケットデータの送受信を可能とすることにより、端末装置１０に対して、パケット通信サービス（例えば音声パケット通信サービス、マルチメディアサービス等）が提供される。
【００２２】
リレーノード２２は、無線ネットワークにおける一つのノードを構成し、ドナー基地局３０との間でバックホール無線通信を確立するノードである。リレーノード２２は、顧客構内機器ＣＰＥ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ  Ｐｒｅｍｉｓｅｓ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）とも呼ばれる。リレーノード２２は、通信規格で選択可能に定められている複数の周波数帯域のなかからいずれかの周波数帯域を選択して、ドナー基地局３０と通信を確立することが可能になっている。
【００２３】
リレーノード２２は、アンテナ群２１を備える。アンテナ群２１は、複数個のアンテナ素子の集合体である。リレーノード２２は、各々のアンテナ素子における励振の振幅及び位相を個別に独立して制御するように構成されている。複数のアンテナ素子のうち使用するアンテナ素子の組み合わせによってアンテナ群２１で受信する無線信号について指向性を制御することができる。よって、使用するアンテナ素子を適切に選択することによって、特定の方角からの無線信号についての信号利得を高くすることができる。
【００２４】
アクセスノード２４は、無線ネットワークにおける一つのノードを構成し、端末装置１０との間でアクセス無線通信を確立するノードである。アクセスノード２４は、ＬＴＥ規格ではＨｅＮＢ（Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ）やフェムトセル（Ｆｅｍｔｏ  Ｃｅｌｌ）基地局とも呼ばれている。アクセスノード２４が形成するセルサイズは、ドナー基地局３０よりも小規模であり、半径数メートルから数十メートルの通信エリアを構築する。このようにアクセスノード２４のセルサイズは小さいものであるが、物理的にリレーノード２２が至近距離に配置されているため、アクセスノード２４のアクセス無線の稼働がリレーノード２２におけるビームフォーミングの実行に影響を与えるおそれがあり、本実施形態ではそれを防止する方法を提供する。
【００２５】
周波数が同じであれば、ドナー基地局からリレーノード２２への無線通信（下りリンクＤｎ）と、リレーノード２２からドナー基地局への無線通信（上りリンクＵｐ）とで、無線信号が同じ伝搬経路を経由することが判っている。言い換えれば、下りリンクＤｎと上りリンクＵｐとで同じ周波数帯域の信号を利用する場合であれば、リレーノード２２において上りリンクＵｐの振幅及び位相を下りリンクＤｎと同振幅及び逆位相とすれば、下りリンクＤｎにおける無線電波の指向性と上りリンクＵｐにおける無線電波の指向性とは同様なものとなることが判っている。つまり、無線通信で使用する周波数帯域、ドナー基地局３０の位置、及びリレーノード２２の位置が同じ条件では、上りリンクＵｐの振幅及び位相を下りリンクＤｎと同振幅及び逆位相とした場合にドナー基地局３０で最高の合成受信品質で無線通信を提供することができるのである。
【００２６】
よって、下りリンクの無線通信の振幅及び位相を測定し、下りリンクＤｎと同振幅及び逆位相を上りリンクＵｐについて使用するように調整すれば、上りリンクＵｐにおいてドナー基地局３０に対する無線通信のビームを整形して集中させて強い電波で送ること、すなわち、好適なビームフォーミングが行えるのである。
【００２７】
図２は、本実施形態に係るリレーノード２２のブロック図である。図２に示すように、リレーノード２２は、無線通信の振幅及び位相を測定する振幅及び位相測定部２５と、アクセスノード２４に対して端末装置１０が在圏していないことを検出する検出部２６と、ドナー基地局３０に対してビームフォーミングのための調整を行うビーム調整部２７と、これらの振幅及び位相測定部２５及びビーム調整部２８を起動させるタイマー２７とを備える。
【００２８】
振幅及び位相測定部２５は、例えば、下りリンクＤｎの無線信号の振幅及び位相を測定するアダプティブアレーである。
【００２９】
検出部２６は、タイマー２７からの問い合わせを受けると、アクセスノード２４に対して端末装置１０が在圏しているか否かを検出し、その検出結果をタイマー２７に対して返信する手段である。
【００３０】
タイマー２７は、中継装置２０のアクセスノード２４に対して端末装置１０が在圏していない時間帯に、振幅及び位相測定部２５及びビーム調整部２７を起動させる計時手段である。具体的には、タイマー２７は、アクセスノード２４に対して端末装置１０が在圏していない可能性が高い時間帯として予め設定された時間帯に、検出部２６に対し、アクセスノード２４に対して端末装置１０が在圏していないことの有無を問い合わせる。そして検出部２６によってアクセスノード２４に対して端末装置１０が在圏していないことが検出されたことを確認したら、アクセスノード２４によるアクセス無線を停止し、振幅及び位相測定部２５及びビーム調整部２７を起動させる。またタイマー２７は、振幅及び位相測定部２５及びビーム調整部２７によるビームフォーミングのための調整が終了したら、アクセスノード２４によるアクセス無線を再稼働させる。
【００３１】
なお、振幅及び位相測定部２５が下りリンクＤｎの振幅及び位相を測定する際にアクセス無線を停止することが好ましい理由は以下である。バックホール無線の振幅及び位相の測定において影響する要因は、一般に、１）アクセス無線が稼働している事（すなわち、中継装置２０のアクセスノード２４（フェムトセル基地局）が立ち上がってパイロットチャネルや報知情報を報知していること、２）この報知情報を参照して端末装置１０は、在圏する際にフェムトセル基地局経由で通信するようになっていること、３）音声やデータ通信がフェムトセル基地局経由で行っていること等がある。アクセス無線を停止すれば、端末装置１０は中継装置２０のアクセスノード２４（フェムトセル基地局）へ在圏できなくなり、通信サービスの利用が出来なくなる。したがって、バックホール無線の振幅及び位相の測定を行う際には、測定結果の正確を期するために、本実施形態のように、アクセス無線を停止することが好ましいのである。
【００３２】
ビーム調整部２８は、複数のアンテナ素子からの振幅及び位相を振幅及び位相測定部２５で測定した下りリンクＤｎと同振幅及び逆位相に調整することにより、上りリンクＵｐにおいて、ドナー基地局３０に対して無線通信のビームを整形して集中させて強い電波で送るビームフォーミングのための調整を行う。アンテナ群２１及びビーム調整部２８としては、例えば、アンテナ群２１の指向性特性の適応制御を行うアダプティブ（適応型）アレーシステムとすることが挙げられる。詳しくは後述する。
【００３３】
ドナー基地局３０は、リレーノード２２との間で無線通信を確立する他、端末装置１０との間でも直接アクセス無線通信を確立するように構成されている。ドナー基地局３０は、半径数百メートルから十数キロメートルの通信エリアを構築する。
【００３４】
（無線ネットワークの動作）
図３は、通常の中継装置の動作のシーケンス図である。図３に示すように、中継装置２０のアクセスノード２４にＷｉｆｉ通信のみを行う端末装置１０が在圏している場合には、Ｗｉｆｉ用のセッションが生成され、端末装置１０と中継装置２０のアクセスノード２４との間では、アクセス通信（ＡＣ）が実行される（ＳＴ１０）。
【００３５】
中継装置２０がドナー基地局３０と接続を開始する場合には、リレーノード２２は、ドナー基地局３０から接続先識別情報を取得する（ＳＴ１１）。
【００３６】
リレーノード２２は、接続先識別情報に基づきドナー基地局３０と接続する（ＳＴ１２）。その際、リレーノード２２は、中継装置２０に関する故障管理、品質管理、起動／停止化制御管理を行うフェムト・コアネットワーク（Ｆｅｍｔｏ  ＣＮＷ）５０にメジャーレポートを送信する。
【００３７】
他方、フェムト・コアネットワーク５０は、リレーノード２２からのメジャーレポートに基づき、当該リレーノード２２との通信品質や通信量等を判断する（ＳＴ１３）。そして、リレーノード２２とドナー基地局３０との間で接続が確立され、バックホール通信（ＢＨ）が実行される（ＳＴ１４）。
【００３８】
ドナー基地局３０のフェムト・コアネットワーク５０は、リレーノード２２からのメジャーレポートに基づき、当該リレーノード２２とドナー基地局３０との通信品質や通信量等を判断し続ける。
【００３９】
本実施形態によれば、リレーノード２２がドナー基地局３０との上りリンクＵｐの無線通信時に使用するアンテナ素子からの振幅及び位相が適切に選択されているので、バックホール無線に係る無線通信における合成受信品質が高く維持され、高い通信品質及び好適な通信速度での通信を確保することが可能である。
【００４０】
（アレーアンテナによるビームフォーミングの原理）
第１実施形態では、アンテナ２１として、複数個のアンテナ素子を配列し、各々のアンテナ素子の励振の振幅及び位相を独立に制御するようにしたアレーアンテナを採用している。また、ビーム調整部２８として、例えば、アレーアンテナの指向性特性の適応制御を行うアダプティブアレーシステムを採用している。
【００４１】
ここで、アダプティブアレーシステムの原理について、「アレーアンテナの基礎」（名古屋工業大学大学院  情報工学専攻  菊間信良著）の論文を参照し、アレーアンテナによるビームフォーミングの原理について説明する。
【００４２】
アレーアンテナを構成するためのアンテナ素子の配列法は、直線状、平面状、曲面状などの種々の配列が考えられるが、ここでは基本原理を理解するために、図８に示すようなＫ個の同一アンテナ素子からなるリニア（直線状）アレーを考える。
【００４３】
電波がブロードサイドから測って角度θの方向から１波到来したとする。ベースライン上の基準点での到来信号をＥ0と表し、アンテナ素子の指向性関数をｇ（θ）、アレーに対して到来信号が狭帯域であるとすると、ｋ番目のアンテナ素子に誘起する電圧は式（１）で与えられる。
【数１】
2018067843.tif 000003
【数２】
2018067843.tif 000004
【数３】
2018067843.tif 000005
となる。
【００４４】
ここに、Ａk，δkはそれぞれｋ番目の素子に掛けられる重みと移相量である。またＤ（θ）はアレーファクタである。式（２）のように、アレー全体の指向性は素子の指向性ｇ（θ）とアレーファクタＤ（θ）との積で表される。これは指向性相乗の理（ｐａｔｔｅｒｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる。従って、全てのアンテナ素子が同一で同じ向きに置かれている場合は、アレーファクタを制御することで効果的にアレー全体の指向性の調整ができる。
【００４５】
例えば、ある角度θ0方向にアレーファクタの大きさを最大にしたい場合は、一般に移相量δkを
【数４】
2018067843.tif 000006
と選ぶ。即ち、所望信号に関して移相器の出力での位相が各素子にわたって揃うように定められる。それ以外の方向では、各素子の出力の位相が一致せず、互いにある程度の相殺が行われる。このようにして、アレーアンテナを用いると、所望信号に対する利得が上がる。ただし、素子間隔が大きい場合には、
【数５】
2018067843.tif 000007
を満足するような角度θgmでも同相になって加算されるので、大きなアレー応答値を生ずる。これはグレーティングローブ（ｇｒａｔｉｎｇ  lｏｂｅ）と呼ばれ（図９参照）、設計の段階で防止策がとられるのが普通である。式（２）の絶対値｜Ｅｓｕｍ｜を角度θの関数として表したものは指向性パターンと呼ばれ、その最大値周辺をメインローブ（メインビーム）と呼ぶ（図９参照）。その他にも局所的に極大値がいくつも存在するが、これらはサイドローブと呼ばれる。また、ローブとローブの間の零点をヌル（ｎｕｌｌ）という。
【００４６】
サイドローブ方向に不要波源が存在した場合には、それ相当の受信電圧が誘起される。もし、不要波と所望信号との電界強度比がサイドローブとメインローブの比の逆数よりも大きければ、アンテナ系の出力端においてすら、信号が不要波よりも劣勢になる。
【００４７】
アンテナ素子が等間隔に配置されているときには、式（３）のアレーファクタは整次多項式の形となるので、数学的な手段を利用してＡkを適切に選んで、サイドローブを全般的に低くしたり、或いは特定の強力な不要波に対して、その到来方向の応答値を零にしたりすることが可能である。
【００４８】
しかし、その到来方向が未知であったり、または変化したりする場合には、何らかの学習を行って得られた情報をフィードバックし、最適の特性を作り上げることが必要になる。このような思想に基づくシステムがアダプティブ（適応型）アレーである。
【００４９】
（中継方法）
次に、図４及び図５を参照して、第１実施形態に係る中継装置の中継方法について説明する。図４は、第１実施形態に係る中継装置の中継方法のフローチャートである。図５は、アクセス無線の稼働による振幅及び位相の測定不具合の説明図である。
【００５０】
前述したように、ドナー基地局３０からリレーノード２２への無線通信（下りリンクＤｎ）と、リレーノード２２からドナー基地局３０への無線通信（上りリンクＵｐ）とは、同じ伝搬経路を経由することが判っている。
【００５１】
本実施形態では、下りリンクＤｎの無線通信の振幅及び位相を測定し、当該下りリンクＤｎと同振幅及び逆位相を上りリンクＵｐについても利用することで、より高い合成受信品質で無線通信を行うこととする。
【００５２】
その際、図５に示すように、中継装置２０のアクセスノード２４のアクセス無線が稼働している場合に、リレーノード２２において下りリンクＤｎの無線通信の振幅及び位相を測定しながら上りリンクＵｐのためのアンテナの組み合わせを調整しようとすると、近距離で行われているアクセスノード２４のアクセス無線からの高調波が干渉Ｉｆしてしまう。したがって、下りリンクＤｎの無線通信の振幅及び位相測定が正しく行えず、上りリンクＵｐのビームフォーミングが的確に行えない。
【００５３】
そこで、第１実施形態では、中継装置２０に端末装置１０が在圏していないと推測される時間帯にタイマー２７を起動し、所定の起動時間に端末装置１０の在圏していないことを検出したらアクセス無線を停止し、ビームフォーミングを実行するように動作する。
【００５４】
具体的に、図４に示すように、まず、中継装置２０に備えられたタイマー２７の起動時刻は、当該中継装置２０に端末装置１０が在圏していないと推測される時間帯に設定される（ＳＴ２１）。当該時間帯は、日常的に端末装置１０が使用されないような時間帯、例えば深夜の時間帯を一律に設定することができる。また、中継装置２０が公共の場所ではなく個人宅に設定される場合など、中継装置２０に対して在圏しうる端末装置１０が特定のもの限定可能な場合、この特定の端末装置１０が利用される時間帯を計測等により予め設定しておき、当該特定の端末装置１０が利用される可能性の最も低い時間帯にタイマー２７の起動時間を設定してもよい。
【００５５】
タイマー２７の設定時刻が経過、端末装置１０の在圏していないことを検出し（ＳＴ２２：ＮＯ）、アクセス無線を停止するまでは、振幅及び位相測定部２５による振幅及び位相の測定は行われない。
【００５６】
タイマー２７の設定時刻が経過し、かつ、端末装置１０の在圏していないことを検出したら（ＳＴ２２：ＹＥＳ）、アクセス無線が停止される（ＳＴ２３）。次いで、振幅及び位相測定部２５による振幅及び位相の測定が開始される（ＳＴ２４）。振幅及び位相測定部２５は、ドナー基地局３０からリレーノード２２への下りリンクＤｎの振幅及び位相を測定する。ビーム調整部２８は、この下りリンクＤｎの振幅及び位相を測定し、当該下りリンクＤｎと同振幅及び逆位相となるように、複数のアンテナ素子からの上りリンクＵｐを調整する（ＳＴ２５）。その後、アクセス無線を再稼働する（ＳＴ２６）。
【００５７】
リレーノード２２は、複数のアンテナからの振幅及び位相を調整することにより（ＳＴ２５）、ドナー基地局３０に対する上りリンクＵｐのビームを整形して集中させて強い電波で送って、ビームフォーミングを的確に行うことができる（ＳＴ２７）。
【００５８】
以上説明したように、第１実施形態に係る中継装置２０及びその中継方法によれば、タイマーの時刻設定により、端末装置１０が在圏しない時間帯に端末装置１０の在圏していないことを検出、アクセス無線を停止し、振幅及び位相測定部２５がドナー基地局３０からリレーノード２２への下りリンクＤｎの振幅及び位相を測定するので、当該下りリンクＤｎの振幅及び位相が正しく測定される。したがって、アクセス無線からの高調波の影響を受けることなく、リレーノード２２からドナー基地局３０への上りリンクＵｐのビームフォーミングを的確に行うことができる。
【００５９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る中継装置の構成について説明する。第１実施形態では、ビームフォーミングをタイマーによる設定に基づき実行していたが、当該第２実施形態は、タイマーに依らず一定期間端末装置１０の在圏していないことを検出してビームフォーミングの実行の可否を判断する点で、第１実施形態と異なる。
【００６０】
図６は、第２実施形態に係る中継装置のブロック図である。なお、図６において、第１実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付している。図６に示すように、第２実施形態に係るリレーノード２２ｂは、タイマーを備えず、一定期間中継装置２０への端末装置１０の在圏のないことを検出する検出部２６ｂを備える点で、第１実施形態と異なる。振幅及び位相測定部２５とビーム調整部２８については、第１実施形態と同様に動作する。
【００６１】
次に、第２実施形態に係る中継装置の中継方法について説明する。図７は、第２実施形態に係る中継装置の中継方法のフローチャートである。
【００６２】
図７に示すように、検出部２６ｂは、一定期間中継装置２０に端末装置１０が在圏していないことを検出する（ＳＴ３１）。一定時間端末装置１０が在圏していなかったということは、端末装置１０が周辺に存在しない、または、端末装置１０のユーザが操作不能な状況にいるということが推測される。端末装置１０が在圏していないことを検出したら（ＳＴ３１：ＹＥＳ）、アクセスノード２４においてアクセス無線を停止する（ＳＴ３２）。
【００６３】
一方、中継装置２０に端末装置１０が在圏している間は（ＳＴ３１：ＮＯ）、アクセス無線を停止せず振幅及び位相測定部２５による振幅及び位相の測定は行われない。
【００６４】
アクセス無線の停止後、振幅及び位相測定部２５による振幅及び位相の測定が開始される（ＳＴ３３）。振幅及び位相測定部２５は、ドナー基地局３０からリレーノード２２への下りリンクＤｎの振幅及び位相を測定する。この下りリンクＤｎの振幅及び位相を測定し、ビーム調整部２８は、当該下りリンクＤｎと同振幅及び逆位相となるように、複数のアンテナ素子からの上りリンクＵｐを調整する（ＳＴ３４）。その後、アクセス無線を再稼働する（ＳＴ３５）。
【００６５】
リレーノード２２は、複数のアンテナからの振幅及び位相を調整したので（ＳＴ３４）、ドナー基地局３０に対して上りリンクＵｐのビームを整形して集中させて強い電波で送り、ビームフォーミングを的確に行うことができる（ＳＴ３６）。
【００６６】
以上説明したように、第２実施形態に係る中継装置２０及びその中継方法によれば、検出部２６ｂによって中継装置２０に一定期間端末装置１０が在圏していないと検出しアクセス無線を停止した場合に、振幅及び位相測定部２５がドナー基地局３０からリレーノード２２への下りリンクＤｎの振幅及び位相を測定するので、下りリンクＤｎの無線通信にアクセス無線による高調波が干渉することが防止される。したがって、リレーノード２２からドナー基地局３０への上りリンクＵｐのビームフォーミングを的確に行うことができる。
【００６７】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【００６８】
例えば、上記の実施形態における中継装置２０は、リレーノード２２とアクセスノード２４とを分離した分離型装置を例示して説明したが、リレーノード２２とアクセスノード２４を統合した一体型装置であっても構わない。分離型装置の場合、１基のリレーノードに対して、アクセスノードが複数の設けられることもある。
【符号の説明】
【００６９】
１０…端末装置、２０…中継装置、２２、２２ｂ…リレーノード、２４…アクセスノード、３０…ドナー基地局、１００…無線ネットワーク
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月25日(2017.12.25)
【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】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
ドナー基地局から中継装置への無線通信の振幅及び位相を測定する工程と、
測定した振幅及び位相に基づいて、前記中継装置で使用する複数のアンテナからの振幅及び位相を調整して、前記中継装置から前記ドナー基地局への無線通信のビームフォーミングのための調整を行うビーム調整工程と、
を含み、
前記中継装置に対して端末装置が在圏していない時間帯に、前記振幅及び位相を測定してビームフォーミングのための調整を行う中継装置の中継方法。