(57)【要約】【課題】中継装置を用いた中継伝送により無線基地局のカバレッジを拡大する無線通信システムにおいて、無線通信システム全体でのスループットを向上させること。【解決手段】この無線基地局１０は、各無線通信端末３０から取得された受信電力情報に基づいて、中継装置２０を介さずに通信を行う直接モード、無線基地局１０と中継装置２０との間で送信される指向性ビームを用いて該中継装置２０を介して通信を行う中継モード、前記直接モードと前記中継モードとを組み合わせて通信を行う複合モードのうちいずれかの通信モードを、無線通信端末３０毎に決定し、無線通信端末３０毎に決定された前記通信モードにより前記各無線通信端末３０と通信を行う。【選択図】図１
2011120015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの中継装置が配置されたセルを形成する無線基地局であって、
各無線通信端末によって該無線基地局から受信された第１制御信号の受信電力情報と前記各無線通信端末によって前記中継装置から受信された第２制御信号の受信電力情報とを、前記各無線通信端末から取得する取得部と、
前記各無線通信端末から取得された前記受信電力情報に基づいて、前記中継装置を介さずに通信を行う直接モード、前記無線基地局と前記中継装置との間で送信される指向性ビームを用いて該中継装置を介して通信を行う中継モード、前記直接モードと前記中継モードとを組み合わせて通信を行う複合モードのうちいずれかの通信モードを、無線通信端末毎に決定する通信モード決定部と、
無線通信端末毎に決定された前記通信モードにより前記各無線通信端末と通信を行う通信部と、
を具備することを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記複合モードは、一の無線リソースを用いて、一の無線通信端末と前記直接モードにより通信を行うとともに、他の無線通信端末と前記中継モードにより通信を行う容量増大モードを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記複合モードは、一の無線リソースを用いて、一の無線通信端末と前記直接モード及び前記中継モードにより通信を行うエリア拡大モードを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の無線基地局。
【請求項４】
無線通信端末毎に決定された前記通信モードに従って、前記各無線通信端末に対して無線リソースを割り当てる割り当て部を更に具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線基地局。
【請求項５】
前記通信部が前記中継モードにより複数の無線通信端末と異なる中継装置を介して通信を行う場合、前記割り当て部は、前記複数の無線通信端末の各々との通信品質が所定値を満たすように、前記複数の無線通信端末から選択された一又は複数の無線通信端末に対して同じ無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
【請求項６】
前記割り当て部は、自局に隣接する無線基地局との間で、同じ無線リソースを割り当てる無線通信端末の通信モードを協調させることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局。
【請求項７】
前記通信部は、前記中継モードにより通信を行う一の無線通信端末と複数の中継装置を介して通信を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線基地局。
【請求項８】
前記通信部は、前記中継モードにより通信を行う一の無線通信端末と、他の無線基地局との間で自局と同一の信号を送受信する中継装置を介して通信を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線基地局。
【請求項９】
無線基地局が形成するセルに配置された中継装置であって、
配下の無線通信端末からの受信信号に該中継装置の識別情報が含まれる場合、所定の増幅率で増幅した前記受信信号を前記無線基地局に向けた指向性ビームを用いて送信し、前記無線基地局からの受信信号に該中継装置の識別情報が含まれる場合、所定の増幅率で増幅した前記受信信号を配下の無線通信端末に送信する送信部を具備することを特徴とする中継装置。
【請求項１０】
前記受信信号における回り込み干渉信号の受信電力が所定値以上であるか否かを判定する回り込み干渉信号判定部と、
前記受信信号における回り込み干渉信号の受信電力が所定値以上である場合、前記受信信号の周波数を他の周波数に変換する周波数変換部を更に具備することを特徴とする請求項９に記載の中継装置。
【請求項１１】
無線基地局と、該無線基地局が形成するセルに配置された少なくとも１つの中継装置とを含む無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線基地局が、各無線通信端末によって該無線基地局から受信された第１制御信号の受信電力情報と前記各無線通信端末によって前記中継装置から受信された第２制御信号の受信電力情報とを、前記各無線通信端末から取得する工程と、
前記無線基地局が、前記各無線通信端末から取得された前記受信電力情報に基づいて、前記中継装置を介さずに通信を行う直接モード、前記無線基地局と前記中継装置との間で送信される指向性ビームを用いて該中継装置を介して通信を行う中継モード、前記直接モードと前記中継モードとを組み合わせて通信を行う複合モードのうちいずれかの通信モードを、無線通信端末毎に決定する工程と、
前記無線基地局が、無線通信端末毎に決定された前記通信モードにより前記各無線通信端末と通信を行う工程とを有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの中継装置が配置されたセルを形成する無線基地局、該セル内に配置された中継装置、該無線基地局と該中継装置とを含む無線通信システムにおける無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ（ＡＦ）型の中継装置を基地局のセル内に設けた無線通信システムが注目されている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２）。この無線通信システムでは、中継装置が、無線基地局から受信した下り信号を増幅して無線通信端末に中継するとともに、無線通信端末から受信した上り信号を増幅して無線基地局に中継する。このような中継装置による信号の中継伝送により、無線基地局のカバレッジを拡大することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】町田春陽、樋口健一、”セルラ通信に適した適応Amplify-and-Forward型リレー伝送法の一検討”、電子情報通信学会総合大会講演論文集2008年_通信(1)、pp.478、社団法人電子情報通信学会
【非特許文献２】町田春陽、樋口健一、”セルラ通信に適した適応Amplify-and-Forward型リレー伝送法の特性評価”、電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集2008年_通信(1)、pp.317、社団法人電子情報通信学会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の無線通信システムでは、無線基地局と該無線基地局のセル内の一方向に配置された一の中継装置との間において、該セル全体に向けた無指向性ビームを用いた信号の送受信が行われる。したがって、上述のような中継伝送を行う無線通信システムでは、無線基地局と一の中継装置との間で送受信される信号が、無線基地局と他の中継装置又は他の無線通信端末との間で送受信される信号の干渉信号となり、無線通信システム全体のスループットが低下するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、中継装置を用いた中継伝送により無線基地局のカバレッジを拡大する無線通信システムにおいて、無線通信システム全体でのスループットを向上させることが可能な無線基地局、中継装置、無線通信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】
【０００６】
本発明の無線基地局は、少なくとも１つの中継装置が配置されたセルを形成する無線基地局であって、各無線通信端末によって該無線基地局から受信された第１制御信号の受信電力情報と前記各無線通信端末によって前記中継装置から受信された第２制御信号の受信電力情報とを、前記各無線通信端末から取得する取得部と、前記各無線通信端末から取得された前記受信電力情報に基づいて、前記中継装置を介さずに通信を行う直接モード、前記無線基地局と前記中継装置との間で送信される指向性ビームを用いて該中継装置を介して通信を行う中継モード、前記直接モードと前記中継モードとを組み合わせて通信を行う複合モードのうちいずれかの通信モードを、無線通信端末毎に決定する通信モード決定部と、無線通信端末毎に決定された前記通信モードにより前記各無線通信端末と通信を行う通信部と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、無線基地局が中継装置を介さずに無線通信端末と通信を行う直接モード、無線基地局が中継装置との間で送信される指向性ビームを用いて中継装置を介して通信を行う中継モード、直接モードと中継モードとを組み合わせた複合モードとを適応的に決定するので、無線リソースを有効利用することができ、無線通信システム全体でのスループットを向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、中継装置を用いた中継伝送により無線基地局のカバレッジを拡大する無線通信システムにおいて、無線通信システム全体でのスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る通信モードを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局によって取得される受信電力情報を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る無線リソースを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る中継装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る無線通信方法を示すシーケンス図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局による通信モードの決定動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局による無線通信端末に対する無線リソースの割り当てを示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る中継装置の機能ブロック図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係る無線基地局による送信電力制御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】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。
【００１１】
［第１の実施形態］
（無線通信システムの全体概略構成）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。図１に示すように、無線通信システムは、無線基地局１０と、無線基地局１０のセルＣ１内に配置された非再生型（Ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ（ＡＦ）型）の中継装置２０と、無線通信端末３０−１乃至３０−５とで構成されている。以下、無線通信端末３０−１乃至３０−５を区別しない場合は、無線通信端末３０と称する。なお、無線通信システムに含まれる無線基地局１０、中継装置２０及び無線通信端末３０は、図１に示した数又は形態に限定されるものではない。
【００１２】
無線基地局１０は、各無線通信端末３０から取得された受信電力情報に基づいて、直接モード、中継モード、直接モードと中継モードとを組み合わせた複合モードのうちのいずれかの通信モードを、無線通信端末３０毎に決定する。例えば、図１に示す無線通信システムにおいては、無線基地局１０は、無線通信端末３０−２の通信モードを直接モード、無線通信端末３０−３の通信モードを中継モード、無線通信端末３０−１、３０−４の通信モードを、複合モードに含まれる容量増大モード、無線通信端末３０−５の通信モードを、複合モードに含まれるエリア拡大モード決定する。
【００１３】
ここで、直接モードとは、無線基地局１０が、中継装置２０を介さずに、無線通信端末３０と通信を行う通信モードである。具体的には、下り通信では、図２（ａ）に示すように、無線基地局１０は、セルＣ１全体に向けた無指向性ビーム（図示なし）を用いて無線通信端末３０−２に対する下り信号を送信する。一方、図示しないが、上り通信では、無線基地局１０は、無線通信端末３０−２から送信された上り信号を受信する。なお、無線基地局１０は、無指向性ビームの代わりに指向性ビームを用いて無線通信端末３０−２と通信を行ってもよい。
【００１４】
中継モードとは、無線基地局１０が、無線基地局１０と中継装置２０との間で送信される指向性ビームを用いて、無線通信端末３０と中継装置２０を介して通信を行う通信モードである。具体的には、下り通信では、図２（ｂ）に示すように、無線基地局１０は、中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０を用いて、無線通信端末３０−３に対する下り信号を送信する。中継装置２０は、無線基地局１０から受信した下り信号を増幅して無線通信端末３０−３に送信する。一方、図示しないが、上り通信では、中継装置２０は、無線通信端末３０−３から受信した上り信号を増幅して、無線基地局１０に向けた指向性ビームを用いて送信する。無線基地局１０は、中継装置２０から送信された上り信号を受信する。
【００１５】
複合モードは、複数の無線通信端末３０に対して直接モードと中継モードとを組み合わせた容量増大モードと、１つの無線通信端末３０に対して直接モードと中継モードとを組み合わせたエリア拡大モードとを含む。
【００１６】
容量増大モードとは、一の無線リソースを用いて、無線基地局１０が、一の無線通信端末３０と直接モードで通信を行うとともに、他の無線通信端末３０と中継モードで通信を行う通信モードである。具体的には、下り通信では、図２（ｃ）に示すように、無線基地局１０は、セルＣ１全体に向けた無指向性ビーム（図示なし）を用いて無線通信端末３０−１に対する下り信号を送信するとともに、中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０を用いて無線通信端末３０−４に対する下り信号を送信する。中継装置２０は、無線基地局１０から指向性ビームＢ０を用いて受信した下り信号を増幅して無線通信端末３０−４に送信する。一方、図示しないが、上り通信では、中継装置２０は、無線通信端末３０−４から受信した上り信号を増幅して、無線基地局１０に向けた指向性ビームを用いて送信する。無線基地局１０は、中継装置２０から送信された上り信号を受信するとともに、無線通信端末３０−１から送信された上り信号を受信する。
【００１７】
エリア拡大モードとは、一の無線リソースを用いて、無線基地局１０が、無線通信端末３０と直接モードで通信を行うとともに、同じ無線通信端末３０と中継モードで通信を行う通信モードである。具体的には、下り通信では、図２（ｄ）に示すように、無線基地局１０は、セルＣ１全体に向けた無指向性ビーム（図示なし）を用いて無線通信端末３０−５に対する下り信号を送信するとともに、中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０を用いて同一の下り信号を送信する。中継装置２０は、無線基地局１０から指向性ビームＢ０を用いて受信した下り信号を増幅して同じ無線通信端末３０−５に送信する。一方、図示しないが、上り通信では、中継装置２０は、無線通信端末３０−５から受信した上り信号を増幅して、無線基地局１０に向けた指向性ビームを用いて送信する。無線基地局１０は、中継装置２０から送信された上り信号を受信するとともに、無線通信端末３０−５から送信された同一の上り信号を受信する。
【００１８】
無線基地局１０は、無線通信端末毎に決定された以上のような通信モードにより、各無線通信端末３０と通信を行う。
【００１９】
（無線通信システムの機能構成）
次に、第１の実施形態に係る無線通信システムを構成する無線基地局１０及び中継装置２０の機能構成について説明する。図３は、無線基地局１０の機能ブロック図、図４及び図５は、無線基地局１０の機能構成を説明するための図、図６は、中継装置２０の機能ブロック図である。
【００２０】
（１）無線基地局１０の機能構成
図３に示すように、無線基地局１０は、複数のアンテナから構成されるアレイアンテナ１０１、トレーニング信号生成部１０２、ウェイト情報受信部１０３、ウェイト生成部１０４、ウェイト記憶部１０５、第１制御信号生成部１０６、第２制御信号生成部１０７、受信電力情報受信部１０８、通信モード決定部１０９、スケジューリング部１１０、送信バッファ１１１、送信信号生成部１１２、１１３を具備する。
【００２１】
トレーニング信号生成部１０２は、アレイアンテナ１０１から中継装置２０に送信されるトレーニング信号を生成する。なお、トレーニング信号とは、中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０の最適ウェイトを決定するためのダミー信号である。
【００２２】
ウェイト情報受信部１０３は、中継装置２０におけるトレーニング信号の受信結果に基づいて決定されたウェイト情報を、中継装置２０から受信する。ウェイト生成部１０４は、ウェイト情報受信部１０３によって受信されたウェイト情報に基づいて、中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０の最適ウェイトを生成する。ウェイト記憶部１０５は、生成したウェイトと中継装置２０と関連付けて記憶する。
【００２３】
第１制御信号生成部１０６は、アレイアンテナ１０１からセルＣ１全体に向けた無指向性ビームを用いて送信される第１制御信号を生成する。また、第２制御信号生成部１０７は、アレイアンテナ１０１から中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０を用いて送信される第２制御信号を生成する。第２制御信号は、中継装置２０の識別情報である中継装置ＩＤを含む。また、第２制御信号は、後述するように、中継装置２０において受信され、増幅された後、中継装置２０配下の無線通信端末３０に送信される。
【００２４】
受信電力情報受信部１０８は、無線通信端末３０から、第１制御信号及び第２制御信号の受信電力情報を受信する。受信電力情報とは、無線通信端末３０における信号の受信電力を示すものであり、例えば、ＳＩＮＲ等である。例えば、受信電力情報受信部１０８は、図４に示すように、図１の無線通信端末３０−１乃至３０−５から、第１制御信号及び第２制御信号の受信電力（単位は、ｄＢ）を受信する。なお、受信電力情報受信部１０８は、無線通信端末３０から、第１制御信号の受信電力情報、第２制御の受信電力情報に加えて、第１制御信号及び第２制御信号の合成信号の受信電力情報を受信してもよい。
【００２５】
通信モード決定部１０９は、受信電力情報受信部１０８によって受信された第１制御信号及び第２制御信号の受信電力情報に基づいて、無線通信端末３０との通信に用いる通信モードを、直接モード、中継モード、容量増大モード、エリア拡大モードのいずれかに決定する。なお、通信モードの決定方法については、後に詳述（図８参照）するため、ここでは、説明を省略する。
【００２６】
スケジューリング部１１０は、通信モード決定部１０９によって通信モードが決定された無線通信端末３０に対して、無線リソースを割り当てる。ここで、無線リソースは、各通信モードに対して、固定的に割り当てられてもよく、動的に割り当てられてもよい。なお、無線リソースは、各通信モードに対して、時分割で割り当てられてもよいし、周波数分割で割り当てられてもよい。
【００２７】
例えば、図５（ａ）では、直接モード用の無線リソースａと、容量増大モード及びエリア拡大モードを含む複合モード用の無線リソースｂと、中継モード用の無線リソースｃとが、各通信モードのトラフィック量に応じた比率で固定的に割り当てられている。かかる場合、スケジューリング部１１０は、直接モードが決定された無線通信端末３０に対して、ラウンドロビンやＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎ  ｆａｉｒ等のスケジューリングアルゴリズムを用いて、直接モード用の無線リソースａを割り当てる。同様に、スケジューリング部１１０は、複合モード、中継モードが決定された無線通信端末３０に対して、複合モード用の無線リソースｂ、中継モード用の無線リソースｃを割り当てる。
【００２８】
また、図５（ｂ）では、直接モード用の無線リソースａと、容量増大モード及びエリア拡大モードを含む複合モード用の無線リソースｂと、中継モード用の無線リソースｃとが、動的に割り当てられている。かかる場合、スケジューリング部１１０は、全ての無線通信端末３０の中から、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  ｆａｉｒの指標（瞬時ＳＩＮＲ／平均ＳＩＮＲ）が高い無線通信端末３０をｎ個選択する。スケジューリング部１１０は、選択されたｎ個の無線通信端末３０の通信モード毎のトラフィック量に応じた比率で、無線リソースａ、ｂ、ｃが割り当てられる。例えば、選択されたｎ個の無線通信端末３０の通信モード毎のトラフィック量の比率が６：１：３（直接モード：複合モード：中継モード）である場合、無線リソースａ、ｂ、ｃも６：１：３の比率で割り当てられる。
【００２９】
送信信号生成部１１２は、第１制御信号生成部１０６で生成された第１制御信号を所定形式の送信信号に変換する。また、送信信号生成部１１２は、ウェイト記憶部１０５に記憶されたウェイトに基づいて、第２制御信号生成部１０７で生成された第２制御信号を所定形式の送信信号に変換する。送信信号生成部１１３は、送信バッファ１１１に蓄積された下りデータ信号を所定形式の送信信号に変換する。
【００３０】
（２）中継装置２０の機能構成
図６に示すように、中継装置２０は、受信部２０１、第１増幅部２０２、ウェイト生成部２０３、制御信号生成部２０４、第１送信部２０５、中継制御部２０６、第２増幅部２０７、中継スイッチ２０８、第２送信部２０９を具備する。
【００３１】
受信部２０１は、無線基地局１０から送信されたデータ信号、制御信号及びトレーニング信号、無線通信端末３０から送信されたデータ信号、制御信号を受信する。第１増幅部２０２は、受信部２０１で受信された下り信号、上り信号を増幅する。
【００３２】
ウェイト生成部２０３は、受信部２０１で受信されたトレーニング信号の受信結果に基づいて、無線基地局１０のアレイアンテナ１０１から中継装置２０に向けて送信される指向性ビームＢ０の最適ウェイトを生成する。制御信号生成部２０４は、ウェイト生成部２０３で生成された最適ウェイトを示すウェイト情報を含む制御信号を生成する。第１送信部２０５は、ウェイト生成部２０３で生成されたウェイト情報を含む制御信号を無線基地局１０に送信する。
【００３３】
中継制御部２０６は、受信部２０１での受信信号に自装置の中継装置ＩＤが含まれているか否かに応じて、受信信号を中継するか否かを制御する。受信信号に自装置の中継装置ＩＤが含まれている場合、中継制御部２０６は、第２増幅部２０７で増幅された受信信号を中継するために、中継スイッチ２０８をＯＮにする。一方、受信信号に自装置の中継装置ＩＤが含まれていない場合、中継制御部２０６は、第２増幅部２０７で増幅された受信信号を中継しないように、中継スイッチ２０８をＯＦＦにする。
【００３４】
第２送信部２０９は、中継スイッチ２０８がＯＮにされた場合に、第２増幅部２０７で増幅された受信信号を無線通信端末３０又は無線基地局１０に送信する。
【００３５】
（第１の実施形態に係る無線通信システムの動作）
次に、図７乃至図９を参照し、以上のように構成された無線通信システムの動作について説明する。図７は、第１の実施形態に係る無線通信方法を示すシーケンス図である。なお、以下では、図１に示すように、無線基地局１０のセルＣ１内に中継装置２０が配置され、無線基地局１０のセルＣ１内に無線通信端末３０−１及び３０−２、中継装置２０のセルＣ２内に無線通信端末３０−３及び３０−４、セルＣ１、Ｃ２外に無線通信端末３０−５が位置し、無線通信端末３０−１乃至３０−５が下り通信を行っているものとする。
【００３６】
図７に示すように、ステップＳ１０１において、無線基地局１０は、セルＣ１全体に向けた無指向性ビームを用いて第１制御信号を報知する。無線通信端末３０−１乃至３０−５は、無線基地局１０から報知された第１制御信号を受信する。中継装置２０は、無線基地局１０から報知された第１制御信号を受信するが、受信した第１制御信号に自装置の中継装置ＩＤが含まれていないため、第１制御信号の中継を行わない。
【００３７】
ステップＳ１０２において、無線基地局１０は、中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０を用いて、中継装置２０の中継装置ＩＤを含む第２制御信号を報知する。中継装置２０は、無線基地局１０から報知された第２制御信号を受信する。中継装置２０は、受信した第２制御信号に自装置の中継装置ＩＤが含まれているため、第２制御信号を増幅して報知する。無線通信端末３０−１乃至３０−５は、中継装置２０から報知された第２制御信号を受信する。
【００３８】
ステップＳ１０３において、無線通信端末３０−１乃至３０−５は、ステップＳ１０１で受信した第１制御信号の受信電力、ステップＳ１０２で受信した第２制御信号の受信電力を測定する。
【００３９】
ステップＳ１０４において、無線通信端末３０−１乃至３０−５は、ステップＳ１０３で測定した第１制御信号及び第２制御信号の受信電力情報を、無線基地局１０に通知する。
【００４０】
ステップＳ１０５において、無線基地局１０は、無線通信端末３０−１乃至３０−５から通知された第１制御信号及び第２制御信号の受信電力情報に基づいて、無線通信端末３０−１乃至３０−５の各々との通信に用いる通信モードを決定する。ここで、図８を参照し、無線基地局１０が、各無線通信端末３０との通信に用いる通信モードの決定する動作について詳述する。図８は、通信モードの決定動作を示すフローチャートである。なお、以下では、無線基地局１０は、無線通信端末３０−１乃至３０−５から、図４に示す受信電力情報を受信するものとする。
【００４１】
図８に示すように、ステップ２０１において、無線基地局１０は、無線通信端末３０から通知された受信電力情報に基づいて、無線通信端末３０における第１制御信号の受信電力又は第２制御信号の受信電力が所定値以上であるか否かを判定する。
【００４２】
無線通信端末３０における第１制御信号の受信電力又は第２制御信号の受信電力が所定値未満の場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ステップＳ２０２において、無線基地局１０は、無線通信端末３０の通信モードを複合モードに含まれる“エリア拡大モード”に決定する。例えば、図１に示す無線通信端末３０−５は、無線基地局１０からの第１制御信号の受信電力（図４では、５ｄＢ）と中継装置２０からの第２制御信号の受信電力（図４では、６ｄＢ）との両方が所定値（例えば、１０ｄＢ）未満となる。このため、無線基地局１０は、本ステップにおいて、無線通信端末３０−５の通信モードを“エリア拡大モード”に決定する。
【００４３】
無線通信端末３０における第１制御信号の受信電力又は第２制御信号の受信電力が所定電力以上の場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３において、無線基地局１０は、第１制御信号の受信電力が第２制御信号の受信電力より大きいか否かを判定する。
【００４４】
無線通信端末３０における第１制御信号の受信電力が第２制御信号の受信電力より大きい場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ステップ２０４において、第２制御信号に対する第１制御信号の受信電力比（すなわち、第１制御信号の受信電力／第２制御信号の受信電力）が所定値以上であるか否かを判定する。
【００４５】
第２制御信号に対する第１制御信号の受信電力比が所定値以上の場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５において、無線基地局１０は、無線通信端末３０の通信モードを“直接モード”に決定する。例えば、図１に示す無線通信端末３０−２は、第１制御信号の受信電力（図４では、２０ｄＢ）が第２制御信号の受信電力（図４では、２ｄＢ）よりも大きく、第２制御信号に対する第１制御信号の受信電力比が所定値（例えば、１０）以上となる。このため、無線基地局１０は、本ステップにおいて、無線通信端末３０−２の通信モードを“直接モード”に決定する。
【００４６】
第２制御信号に対する第１制御信号の受信電力比が所定値未満の場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２０６において、無線基地局１０は、無線通信端末３０の通信モードを複合モードに含まれる“容量増大モード”に決定する。ただし、容量増大モード”において該無線通信端末３０と対となる他の無線通信端末３０、すなわち、後述するステップＳ２０９に進む他の無線通信端末３０が存在しない場合は、無線基地局１０は、該無線通信端末３０の通信モードを“直接モード”に決定する。
【００４７】
例えば、図１に示す無線通信端末３０−１は、第１制御信号の受信電力（図４では、１２ｄＢ）が第２制御信号の受信電力（図４では、８ｄＢ）よりも大きく、第２制御信号に対する第１制御信号の受信電力比が所定値（例えば、１０）未満となる。さらに、図１に示す場合においては、“容量増大モード”において無線通信端末３０−１と対となる無線通信端末３０−４が存在する。このため、無線基地局１０は、本ステップにおいて、無線通信端末３０−１との通信に用いる通信モードを“容量増大モード”に決定する。
【００４８】
無線通信端末３０における第２制御信号の受信電力が第１制御信号の受信電力以上である場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップ２０７において、第１制御信号に対する第２制御信号の受信電力比（すなわち、第２制御信号の受信電力／第１制御信号の受信電力）が所定値以上であるか否かを判定する。
【００４９】
第１制御信号に対する第２制御信号の受信電力比が所定値以上の場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８において、無線基地局１０は、無線通信端末３０の通信モードを“中継モード”に決定する。例えば、図１に示す無線通信端末３０−３は、第２制御信号の受信電力（図４では、２０ｄＢ）が第１制御信号の受信電力（図４では、２ｄＢ）以上であり、第１制御信号に対する第２制御信号の受信電力比が所定値（例えば、１０）以上となる。このため、無線基地局１０は、本ステップにおいて、無線通信端末３０−３の通信モードを“中継モード”に決定する。
【００５０】
第１制御信号に対する第２制御信号の受信電力比が所定値未満の場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０９において、無線基地局１０は、無線通信端末３０の通信モードを“容量増大モード”に決定する。ただし、容量増大モード”において該無線通信端末３０と対となる他の無線通信端末３０、すなわち、上述のステップＳ２０６に進む他の無線通信端末３０が存在しない場合は、無線基地局１０は、該無線通信端末３０の通信モードを“中継モード”に決定する。
【００５１】
例えば、図１に示す無線通信端末３０−４は、第２制御信号の受信電力（図４では、２０ｄＢ）が第１制御信号の受信電力（図４では、１０ｄＢ）以上であり、第２制御信号に対する第１制御信号の受信電力比も所定値（例えば、１０）未満となる。さらに、図１に示す場合においては、“容量増大モード”において無線通信端末３０−４と対となる無線通信端末３０−１が存在する。このため、無線基地局１０は、本ステップにおいて、無線通信端末３０−４との通信に用いる通信モードを“容量増大モード”に決定する。
【００５２】
以上のように、図７のステップＳ１０５において、無線基地局１０は、無線通信端末３０−１乃至３０−５との通信に用いる通信モードを決定する。ステップＳ１０６において、無線基地局１０は、ステップＳ１０５で通信モードが決定された無線通信端末３０−１乃至３０−５に対して、無線リソースを割り当てる。図９は、通信モードが決定された無線通信端末３０に対する無線リソースの割り当て例を示す図である。なお、図９では、各通信モードの無線通信端末に対して無線リソースが時分割で割り当てられた例を示すが、周波数分割で割り当てられるものであってもよい。
【００５３】
図９に示すように、無線基地局１０は、“直接モード”が決定された無線通信端末３０−２に対して、期間Ｔ１を割り当てる。また、無線基地局１０は、“中継モード”が決定された無線通信端末３０−３に対して、期間Ｔ２を割り当てる。また、無線基地局１０は、“容量増大モード”が決定された複数の無線通信端末３０−１及び３０−４に対して、同一の期間Ｔ３を割り当てる。また、無線基地局１０は、“エリア拡大モード”が決定された無線通信端末３０−５に対して、期間Ｔ４を割り当てる。
【００５４】
ステップＳ１０７乃至Ｓ１１０において、無線基地局１０は、ステップＳ１０６において割り当てられた無線リソースで、無線通信端末３０−１乃至３０−５との通信を行う。なお、図７では、下り通信のシーケンスのみを示す。
【００５５】
ステップＳ１０７において、図２（ａ）に示すように、無線基地局１０は、“直接モード”の無線通信端末３０−２に対するデータ信号を、ステップＳ１０６において割り当てられた無線リソース（図９の期間Ｔ１）で、セルＣ１全体に向けた無指向性ビームにより送信する。なお、無線基地局１０は、該データ信号に中継装置２０の中継装置ＩＤを含めない。
【００５６】
ステップＳ１０８において、図２（ｂ）に示すように、無線基地局１０は、“中継モード”の無線通信端末３０−３に対するデータ信号を、ステップＳ１０６で割り当てられた無線リソース（図９の期間Ｔ２）で、中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０により送信する。なお、無線基地局１０は、該データ信号に中継装置２０の中継装置ＩＤを含めるため、中継装置２０は、無線基地局１０から受信した該データ信号を増幅して二次送信する。
【００５７】
ステップＳ１０９において、図２（ｃ）に示すように、無線基地局１０は、“容量増大モード”の無線通信端末３０−１及び３０−４に対するデータ信号を、ステップＳ１０６で割り当てられた無線リソース（図９の期間Ｔ３）で送信する。具体的には、無線基地局１０は、期間Ｔ３で、無線通信端末３０−１に対するデータ信号をセルＣ１全体に向けた無指向性ビームにより送信するとともに、無線通信端末３０−４に対するデータ信号を中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０により送信する。なお、無線基地局１０は、中継装置２０の中継装置ＩＤを、無線通信端末３０−１に対するデータ信号に含めない一方、無線通信端末３０−４に対するデータ信号に含める。このため、中継装置２０は、無線通信端末３０−４に対するデータ信号のみを増幅して二次送信する。
【００５８】
ステップＳ１１０において、図２（ｄ）に示すように、無線基地局１０は、“エリア拡大モード”の無線リソースに対するデータ信号を、ステップＳ１０６で割り当てられた無線リソース（図９の期間Ｔ４）で、セルＣ１全体に向けた無指向性ビームと中継装置２０に向けた指向性ビームＢ０により送信する。なお、無線基地局１０は、中継装置２０の中継装置ＩＤを、一方のデータ信号には含めずに、他方のデータ信号に含める。このため、中継装置２０は、自装置の中継装置ＩＤが含められたデータ信号のみを増幅して二次送信する。
【００５９】
（作用・効果）
第１の実施形態に係る無線通信システムによれば、中継モードにおいて、無線基地局１０と中継装置２０との間で指向性ビームを用いることにより、他の中継装置２０や他の無線通信端末３０に対する干渉を軽減することができる。この結果、直接モードと中継モードとを組み合わせた複合モードを無線通信端末３０の通信モードとして用いることが可能となり、無線リソースを有効に利用することができる。
【００６０】
また、第１の実施形態に係る無線通信システムによれば、中継装置２０が受信信号に自装置の中継装置ＩＤが含まれるか否かを判断するだけで、受信信号中継可否を判断できる。このため、中継装置２０配下に無線通信端末３０が存在しない場合などに、中継装置２０が受信信号を不必要に中継するのを防止ででき、この結果、他セルの無線通信端末３０や、直接モードの無線通信端末３０に対する干渉を低減させることができる。
【００６１】
このように、第１の実施形態に係る無線通信システムによれば、中継装置２０を用いた中継伝送により無線基地局１０のカバレッジを拡大する無線通信システムにおいて、無線リソースを有効利用することにより、無線通信システム全体でのスループットを向上させることができる。
【００６２】
以下、第２の実施形態乃至第７の実施形態では、無線基地局１０が、上述の中継モードにより無線通信端末３０と中継装置２０を介して通信を行う場合のバリエーションについて詳述する。なお、以下のバリエーションは、中継モードと直接モードとを組み合わせた複合モード（容量増大モード及びエリア拡大モード）において、中継モードにより通信を行う無線通信端末３０にも適用可能である。
【００６３】
[第２の実施形態]
第１の実施形態では、無線基地局１０が、中継モードにより１つ又は複数の無線通信端末３０と一の中継装置２０を介して通信を行う場合について説明した。第２の実施形態では、無線基地局１０が、中継モードにより複数の無線通信端末３０と異なる中継装置２０を介して通信を行う場合について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６４】
図１０は、第２の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。第２の実施形態に係る無線通信システムでは、図１０に示すように、無線基地局１０のセル（図示なし）内に複数の中継装置２０−１乃至２０−３が配置されており、複数の中継装置２０−１乃至２０−３のセルＣ２１乃至Ｃ２３内には、それぞれ無線通信端末３０−１乃至３０−３が位置している。
【００６５】
図１０に示す無線通信システムにおいて、無線基地局１０は、中継モードにより、複数の無線通信端末３０−１乃至３０−３と異なる中継装置２０−１乃至２０−３を介して通信を行う。かかる通信には、無線基地局１０と中継装置２０−１乃至２０−３との間でそれぞれ送信される指向性ビームＢ１乃至Ｂ３が用いられる。このような場合、無線通信端末３０−１乃至３０−３に対して同じ無線リソース（例えば、所定期間又は所定周波数）を割り当てられると、指向性ビームＢ１乃至Ｂ３間の干渉により、無線通信端末３０−１乃至３０−３と無線基地局１０との通信品質が悪化する。
【００６６】
そこで、無線基地局１０のスケジューリング部１１０は、無線通信端末３０−１乃至３０−３と無線基地局１０との通信品質がそれぞれ所定値を満たすように、後述のように選択された無線通信端末３０に対して同じ無線リソース（例えば、所定期間又は所定周波数）を割り当てるセル内干渉制御を行う。
【００６７】
例えば、スケジューリング部１１０は、異なる中継装置２０を介して通信を行う複数の無線通信端末３０から所定数の無線通信端末３０をランダムに選択し、選択された複数の無線通信端末３０に対して同じ無線リソースを割り当ててもよい。
【００６８】
また、スケジューリング部１１０は、異なる中継装置２０を介して通信を行う複数の無線通信端末３０から同じ無線リソースを割り当てる無線通信端末３０を順次選択してもよい。具体的には、スケジューリング部１１０は、当該複数の無線通信端末３０の中から一の無線通信端末３０を選択して無線リソースを割り当てる。その後、スケジューリング部１１０は、当該複数の無線通信端末３０から他の無線通信端末３０を選択して同じ無線リソースを割り当てる。選択された一の無線通信端末３０と他の無線通信端末３０との通信品質が共に所定値を満たす場合、スケジューリング部１１０は、双方の無線通信端末３０に対して、同じ無線リソースを割り当てる。一方、所定値を満たさない場合、スケジューリング部１１０は、他の無線通信端末３０に対して、無線リソースを割り当てない。スケジューリング部１１０は、上記動作を繰り返す。
【００６９】
図１０においては、スケジューリング部１１０は、複数の無線通信端末３０−１乃至３０−３から上述のように選択した無線通信端末３０−１及び３０−３に対して期間Ｔ１を割り当てるとともに、無線通信端末３０−２に対して期間Ｔ２を割り当てる。
【００７０】
このように、第２の実施形態に係る無線通信システムによれば、異なる中継装置２０を介して無線基地局１０と通信を行う複数の無線通信端末３０−１乃至３０−３のうちで、同じ無線リソースを割り当てる無線通信端末３０を選択することにより、該通信に用いられる指向性ビームＢ１乃至Ｂ３間の干渉を防ぐことができる。さらに、通信品質が所定値を満たす限り、中継モードの複数の無線通信端末３０に対して同じ無線リソースを用いることができるので、無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
【００７１】
[第３の実施形態]
第３の実施形態では、中継装置２０が配置されたセルを形成する複数の無線基地局１０が隣接する無線通信システムについて、上述の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７２】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。第３の実施形態に係る無線通信システムでは、図１１に示すように、無線基地局１０−１のセル（図示なし）内に複数の中継装置２０−１乃至２０−３が配置されており、複数の中継装置２０−１乃至２０−３のセルＣ２１乃至Ｃ２３内には、それぞれ無線通信端末３０−１乃至３０−３が位置している。同様に、無線基地局１０−１に隣接する無線基地局１０−２のセル（図示なし）内に複数の中継装置２０−４乃至２０−６が配置されており、複数の中継装置２０−４乃至２０−６のセルＣ２４乃至Ｃ２６内には、それぞれ無線通信端末３０−４乃至３０−６が位置している。
【００７３】
図１１に示す無線通信システムにおいて、無線基地局１０−１は、中継モードにより、異なる中継装置２０−１乃至２０−３を介して無線通信端末３０−１乃至３０−３と通信を行う。かかる通信には、無線基地局１０と中継装置２０−１乃至２０−３との間でそれぞれ送信される指向性ビームＢ１乃至Ｂ３が用いられる。同様に、無線基地局１０−２は、中継モードにより、無線通信端末３０−４乃至３０−６と異なる中継装置２０−４乃至２０−６を介して通信を行う。かかる通信には、無線基地局１０と中継装置２０−４乃至２０−６との間でそれぞれ送信される指向性ビームＢ４乃至Ｂ６が用いられる。
【００７４】
図１１に示すような場合、無線基地局１０−１及び１０−２のセル（図示なし）の隣接エリアでは、セル間干渉が発生する。かかるセル間干渉を軽減するために、隣接する無線基地局１０−１及び１０−２のスケジューリング部１１０は、隣接する無線基地局１０−１及び１０−２間で同じ無線リソースを割り当てる無線通信端末３０の通信モードを協調させる。
【００７５】
ここで、第３の実施形態に係る無線通信システムでは、隣接する無線基地局１０−１及び１０−２間において、図５（ａ）に示す直接モード用の無線リソースａと、容量増大モード及びエリア拡大モードを含む複合モード用の無線リソースｂと、中継モード用の無線リソースｃとの割り当て比率と割り当てられる無線リソースとが同一となるように予め制御されている。
【００７６】
したがって、隣接する無線基地局１０−１及び１０−２のスケジューリング部１１０は、同じ無線リソースに対しては、同じ通信モードの無線通信端末３０を割り当てる。すなわち、無線基地局１０−１のスケジューリング部１１０によって、“中継モード”の無線通信端末３０に割り当てられた無線リソースは、無線基地局１０−２のスケジューリング部１１０によっても“中継モード”の無線通信端末３０に割り当てられ、他の通信モードの無線通信端末３０に割り当てられることがない。
【００７７】
このように、隣接する無線基地局１０−１及び１０−２間において、同じ無線リソースを割り当てる無線通信端末３０の通信モードを協調させることにより、隣接する無線基地局１０−１及び１０−２間のセル間干渉を軽減することができる。
【００７８】
また、隣接する無線基地局１０−１及び１０−２のスケジューリング部１１０は、セル間干渉を更に軽減するために、無線基地局１０−１及び１０−２のセル（図示なし）の隣接エリアに位置する複数の無線通信端末３０に対して、それぞれ異なる無線リソースを割り当ててもよい。図１１を参照し、このような無線リソースの割り当てについて、詳述する。
【００７９】
図１１に示すような場合、無線基地局１０−１及び１０−２のセルの隣接エリアに位置する無線通信端末３０−１及び３０−４に対して同じ無線リソースが割り当てられると、無線基地局１０−１と中継装置２０−１と無線通信端末３０−１との間で送受信される信号と、無線基地局１０−２と中継装置２０−４と無線通信端末３０−４との間で送受信される信号との干渉により、双方の信号の通信品質が悪化する。
【００８０】
そこで、無線基地局１０−１及び１０−２のスケジューリング部１１０は、当該隣接エリアに位置する複数の無線通信端末３０−１及び３０−４に対して、それぞれ異なる無線リソースを割り当てる。例えば、図１１においては、無線基地局１０−１のスケジューリング部１１０は、無線通信端末３０−１に対して、期間Ｔ１を割り当てる。一方、無線基地局１０−２のスケジューリング部１１０は、無線通信端末３０−４に対して、期間Ｔ２を割り当てる。
【００８１】
さらに、無線基地局１０−１及び１０−２のスケジューリング部１１０は、第２の実施形態で述べたセル内干渉制御を更に行ってもよい。例えば、図１１において、無線基地局１０−１のスケジューリング部１１０は、期間Ｔ１で送信される指向性ビームＢ１とのセル内干渉を防ぐために、指向性ビームＢ２用いて通信を行う無線通信端末３０−２に対して、期間Ｔ２を割り当てる。一方、指向性ビームＢ１に対する影響が少ない指向性ビームＢ３を用いて通信を行う無線通信端末３０−３に対しては、無線通信端末３０−１と同じ期間Ｔ１を割り当てる。同様に、無線基地局１０−２のスケジューリング部１１０は、期間Ｔ２で送信される指向性ビームＢ４とのセル内干渉を防ぐために、指向性ビームＢ５及びＢ６を用いて通信を行う無線通信端末３０−５及び３０−６に対して、期間Ｔ１に割り当てる。
【００８２】
このように、第２の実施形態に係る無線通信システムによれば、隣接する複数の無線基地局１０間で同じ無線リソースを割り当てる無線通信端末３０の通信モードを協調させるとともに、複数の無線基地局１０のセルの隣接エリアに位置する複数の無線通信端末３０に対してそれぞれ異なる無線リソースを割り当てることにより、隣接する無線基地局１０のセル間干渉を防ぐことができる。さらに、セル間干渉が所定値を満たす限り、同じ無線リソースを隣接する複数の無線基地局１０間で共用することができるので、スループットを向上させることができる。
【００８３】
[第４の実施形態]
第４の実施形態では、無線基地局１０が、中継モードにより通信を行う１つ無線通信端末３０と異なる中継装置２０を介して通信を行う場合について相違点を中心に説明する。
【００８４】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。第４の実施形態に係る無線通信システムでは、図１２に示すように、無線基地局１０のセル内に複数の中継装置２０−１及び２０−２が配置されている。中継装置２０−１及び２０−２はセルＣ２１及びＣ２２を形成し、セルＣ２１及びＣ２２の隣接エリアには、無線通信端末３０が位置している。
【００８５】
図１２に示す無線通信システムにおいて、無線基地局１０は、中継モードにより、異なる中継装置２０−１及び２０−２を介して無線通信端末３０と通信を行う。かかる通信には、無線基地局１０と中継装置２０−１及び２０−２との間でそれぞれ送信される指向性ビームＢ１及びＢ２が用いられる。
【００８６】
図１２に示す場合、無線基地局１０は、無線通信端末３０からの通知（すなわち、無線通信端末３０が中継装置２０−１及び２０−２を介して通信可能である旨の通知）に基づいて、中継モードにより中継装置２０−１及び２０−２を介して無線通信端末３０と通信を行う。また、無線通信端末３０は、中継装置２０−１の中継装置ＩＤを含む第２制御信号を中継装置２０−１から受信し、中継装置２０−２の中継装置ＩＤを含む第２制御信号を中継装置２０−２から受信する。無線通信端末３０は、中継装置２０−１及び２０−２から受信した２つの第２制御信号の受信電力に基づいて、中継装置２０−１及び２０−２を介して通信可能であるか否かの判断を行う。
【００８７】
このように、第４の実施形態に係る無線通信システムによれば、無線基地局１０が、中継モードにより１つ無線通信端末３０と異なる中継装置２０を介して通信を行うことがきるので、無線基地局１０のカバレッジを更に拡大することができる。
【００８８】
[第５の実施形態]
第５の実施形態では、複数の無線基地局１０が、中継モードにより通信を行う１つ無線通信端末３０と１つ中継装置２０を介して通信を行う場合について相違点を中心に説明する。
【００８９】
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る無線通信システムの概略図である。第５の実施形態に係る無線通信システムでは、図１３に示すように、無線基地局１０−１及び無線基地局１０−２のセル（図示なし）の隣接エリアに中継装置２０が配置されており、中継装置２０のセルＣ２内には、無線通信端末３０が位置している。
【００９０】
図１３に示す無線通信システムにおいて、無線基地局１０−１及び１０−２の各々は、中継モードにより、１つの中継装置２０を介して無線通信端末３０と通信を行う。かかる通信には、無線基地局１０−１及び１０−２と中継装置２０との間でそれぞれ送信される指向性ビームＢ１及びＢ２が用いられる。
【００９１】
図１３に示す場合、中継装置２０は、周囲の無線基地局１０−１及び１０−２に対して、自装置を介して通信可能である旨を通知する。無線基地局１０−１及び１０−２の各々は、中継装置２０からの通知に応じて、無線通信端末３０と該中継装置２０を介した通信を行う。
【００９２】
このように、第５の実施形態に係る無線通信システムによれば、隣接する複数の無線基地局１０が、中継モードにより１つ無線通信端末３０と１つの中継装置２０を介して通信を行うことにより、無線基地局１０のカバレッジを更に拡大することができる。
【００９３】
[第６の実施形態]
第１の実施形態では、無線基地局１０が、中継モードにより、無線通信端末３０と中継装置２０を介して通信を行う場合、中継装置２０は、受信信号と同一周波数を用いて該受信信号を中継する無線通信システムについて説明した。第６の実施形態では、同様の場合、中継装置２０は、受信信号と同一又は異なる周波数を用いて該受信信号を中継する無線通信システムについて説明する。
【００９４】
図１４は、第６の実施形態に係る無線通信システムの中継装置２０の機能ブロック図である。図１４に示すように、中継装置２０は、第１の実施形態の構成に加えて、回り込み干渉判定部２１０、周波数変換スイッチ２１１、周波数変換部２１２を具備する。
【００９５】
回り込み干渉判定部２１０は、無線基地局１０又は無線通信端末３０からの受信信号について、回り込み干渉信号の受信電力が所定値以上であるか否かを判定する。回り込み干渉判定部２１０は、回り込み干渉信号の受信電力が所定値以上であると判定した場合、受信信号について周波数変換が必要である旨を中継制御部２０６に通知する。一方、回り込み干渉判定部２１０は、回り込み干渉信号の受信電力が所定値未満であると判定した場合、受信信号について周波数変換が不要である旨を中継制御部２０６に通知する。
【００９６】
中継制御部２０６は、回り込み干渉判定部２１０からの通知に応じて、周波数変換スイッチ２１１を制御する。中継制御部２０６は、受信信号について周波数変換が必要である旨が通知された場合、周波数変換スイッチ２１１をＯＮにする。一方、中継制御部２０６は、受信信号について周波数変換が不要である旨が通知された場合、周波数変換スイッチ２１１をＯＦＦにする。なお、図１４において、周波数変換スイッチ２１１は、ＯＦＦとなっている。
【００９７】
周波数変換部２１２は、第１増幅部で増幅された受信信号の周波数を異なる周波数に変換する。
【００９８】
このように、第６の実施形態に係る無線通信システムによれば、中継装置２０が、受信信号と同一又は異なる周波数を用いて該受信信号を中継するため、中継装置２０において増幅された送信信号が該中継装置２０の受信部２０１に回り込むことによって発生する回り込み干渉信号により、無線基地局１０又は無線通信端末３０からの受信信号の通信品質が悪化するのを防止することができる。
【００９９】
[第７の実施形態]
第７の実施形態では、無線基地局１０が、中継モードにより無線通信端末３０と通信を行う場合、当該通信の通信品質を改善するために送信電力制御を行う無線通信システムについて、説明する。
【０１００】
図１５は、第７の実施形態に係る無線通信システムの無線基地局１０が中継モードにより無線通信端末３０と下り通信を行う場合（図１０参照）に、無線基地局１０が行う送信電力制御を示すフローチャートである。図１５において、無線基地局１０は、中継モードにより下り通信を行う無線通信端末３０から送信電力の増加要求を受信しているものとする。
【０１０１】
ステップＳ４０１において、無線基地局１０は、中継装置２０における下り信号の受信電力が所定値以上であるか否かを判定する。
【０１０２】
中継装置２０における下り信号の受信電力が所定値以上である場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ４０２において、無線基地局１０は、自局と中継装置２０との間の伝搬状況は良好であるが中継装置２０と無線通信端末３０との間の伝搬状況が悪化していると判断し、中継装置２０に対して増幅率を増加させるように指示する。
【０１０３】
一方、中継装置２０における下り信号の受信電力が所定値未満である場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、ステップＳ４０３において、無線基地局１０は、中継装置２０における干渉電力が所定値以上であるか否かを判定する。
【０１０４】
中継装置２０における干渉電力が所定値以上である場合（ステップＳ４０３；Ｙｅｓ）、ステップＳ４０４において、無線基地局１０は、他の中継装置２０に向けた指向性ビームとの干渉が生じていると判断し、第２の実施形態で述べたように、該下り信号に対して割り当てる無線リソースを他の無線リソース（例えば、他の期間や、他の周波数）に変更する。一方、中継装置２０における干渉電力が所定値未満である場合（ステップＳ４０３；Ｎｏ）、ステップＳ４０５において、無線基地局１０は、ステップＳ４０４のように無線リソースを変更する必要はないと判断し、中継装置２０に向けた指向性ビームの送信電力を増加させる。
【０１０５】
なお、図示しないが、無線基地局１０が中継モードにより無線通信端末３０と上り通信を行う場合、図１５に示す無線基地局１０が行う送信電力制御を、無線通信端末３０が行う。かかる場合、無線通信端末３０は、中継モードにより上り通信を行う無線基地局１０から送信電力の増加要求を受信しているものとする。
【０１０６】
このように、第７の実施形態に係る無線通信システムでは、中継装置２０における増幅率や無線基地局１０又は無線通信端末３０からの送信電力が制御されるため、中継モードによる無線基地局１０と無線通信端末３０との通信品質を改善することができる。
【０１０７】
[その他の実施形態]
上述の実施形態では、指向性ビームの最適ウェイトを形成する方法として、中継装置２０が、無線基地局１０からのトレーニング信号に基づいて最適ウェイトを生成し、生成した最適ウェイトを無線基地局１０に通知する方法（フィードバック利用方法）について説明した。しかしながら、無線基地局１０が、中継装置２０からのチャネルサウンディング信号に基づいて最適ウェイトを生成する同一周波数チャネルサウンディング方法を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…無線基地局、２０…中継装置、３０…無線通信端末、１０１…アレイアンテナ、１０２…トレーニング信号生成部、１０３…ウェイト情報受信部、１０４…ウェイト生成部、１０６…第１制御信号生成部、１０７…第２制御信号生成部、１０８…受信電力情報受信部、１０９…通信モード決定部、１１０…スケジューリング部、１１１…送信バッファ、１１２、１１３…送信信号生成部、２０１…受信部、２０２…第１増幅部、２０３…ウェイト生成部、２０４…制御信号生成部、２０５…第１送信部、２０６…中継制御部、２０７…第２増幅部、２０８…中継スイッチ、２０９…第２送信部、２１０…回り込み干渉判定部、２１１…周波数変換スイッチ、２１２…周波数変換部、Ｂ０〜Ｂ５…指向性ビーム、Ｃ１、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２、Ｃ２１〜Ｃ２６…セル、Ｔ１〜Ｔ４…期間、
【図１】
2011120015.tif 000003
【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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【図１５】
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