(57)【要約】【課題】基地局と移動局との間で中継送信を行う中継装置を具備する移動通信システムにおいて、基地局、及び、基地局と直接通信する移動局における通信品質の劣化を防ぐこと。【解決手段】検出部１０１は、基地局から送信された信号を移動局へ中継送信した送信時刻と、その信号に対応する応答信号を移動局から受信した受信時刻との時間差を検出し、判定部１０２は、時間差が予め設定された閾値未満の場合、移動局が基地局と直接通信を行っていると判定し、時間差が閾値以上の場合、移動局が基地局と直接通信を行っていないと判定し、送信制御部１０３及び送信制御部１０４は、判定部１０２における判定結果に基づいて、その信号より後に基地局から送信された信号の中継送信を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局から送信された信号を移動局へ中継送信した送信時刻と、前記信号に対応する応答信号を前記移動局から受信した受信時刻との時間差を検出する検出手段と、
前記時間差が予め設定された閾値未満の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると判定し、前記時間差が前記閾値以上の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと判定する判定手段と、
前記判定手段における判定結果に基づいて、前記信号より後に前記基地局から送信された信号の中継送信を制御する制御手段と、
を具備する中継装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると前記判定手段で判定された場合、前記基地局と前記移動局との間の中継送信を停止し、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと前記判定手段で判定された場合、前記基地局と前記移動局との間の中継送信を行う、
請求項１記載の中継装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると前記判定手段で判定された場合には、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと前記判定手段で判定された場合よりも、前記基地局と前記移動局との間で中継送信する信号の電力を小さくする、
請求項１記載の中継装置。
【請求項４】
基地局から受信した信号を移動局へ中継送信する中継装置であって、
前記基地局から前記信号を受信した第１受信時刻と、前記中継送信した信号に対応する応答信号を前記移動局から受信した第２受信時刻との時間差を検出する検出手段と、
前記時間差が予め設定された閾値未満の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると判定し、前記時間差が前記閾値以上の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと判定する判定手段と、
前記判定手段における判定結果に基づいて、前記信号より後に基地局から受信した信号の中継送信を制御する制御手段と、
を具備する中継装置。
【請求項５】
基地局から送信された信号を移動局へ中継送信した送信時刻と、前記信号に対応する応答信号を前記移動局から受信した受信時刻との時間差を検出する検出ステップと、
前記時間差が予め設定された閾値未満の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると判定し、前記時間差が前記閾値以上の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記信号より後に前記基地局から送信された信号の中継送信を制御する制御ステップと、
を具備する中継方法。
【請求項６】
基地局から受信した信号を移動局へ中継送信する中継方法であって、
前記基地局から前記信号を受信した第１受信時刻と、前記中継送信した信号に対応する応答信号を前記移動局から受信した第２受信時刻との時間差を検出する検出ステップと、
前記時間差が予め設定された閾値未満の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると判定し、前記時間差が前記閾値以上の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記信号より後に前記基地局から受信した信号の中継送信を制御する制御ステップと、
を具備する中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置および中継方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話ネットワークに代表される移動通信システムは、近年市場に浸透し、高い人口カバー率を有するシステムである。しかしながら、電波伝搬の性質上、ビルの陰、屋内又は地下街等の電波遮蔽の強い場所では電波の届かない地域（電波空白地域又は不感地帯と称されることがある）が依然として存在している。電波遮蔽の特性は、周波数が上がるに連れて顕著になるため、移動通信システムにおいて電波空白地域の存在は今後も大きな課題となる。
【０００３】
そこで、電波空白地域を補完する簡易な装置として、基地局（ドナー基地局と称されることもある）と移動局との間で電波を中継する中継装置（リピータ又はブースタと称されることもある）がある（例えば、特許文献１参照）。中継装置は、一般に、基地局がカバーするセル内の弱電界地域であるビルの中又は地下街等の、基地局からの電波が届きにくい場所と、基地局からの電波を送受信可能な場所との境界に設置される。そして、中継装置は、基地局と移動局との間で送受信されるべき信号を受信し、増幅し、送信することで（つまり、信号に対して中継処理を施すことで）、基地局がカバーするセル内に存在する電波空白地域を補完する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中継装置がカバーするエリアと、基地局がカバーするエリアとの境界付近等、両方のエリアが重なる位置にいる移動局は、中継装置から中継される信号のみでなく、基地局から送信される信号を直接受信する場合があり得る。つまり、移動局は、基地局との間で直接通信することが可能であるにも関わらず、基地局から送信された信号を中継装置からも中継される。
【０００６】
このとき、基地局と直接通信する移動局では、基地局からの信号に対する、中継装置から中継される信号の遅延時間がＣＰ（Cyclic Prefix、又はＧＩ（Guard Interval）と称されることもある）時間、すなわち、想定される遅延時間を超える場合には、中継装置からの信号は干渉波となってしまう。同様に、基地局では、基地局と直接通信する移動局からの信号に対する、中継装置から中継される信号の遅延時間がＣＰ時間、すなわち、想定される遅延時間を超える場合には、中継装置からの信号は干渉波となってしまう。
【０００７】
このように、基地局、及び、基地局と直接通信する移動局において、中継装置からの信号（遅延波）によって通信品質が劣化してしまう可能性がある。
【０００８】
特に、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いた移動通信システムにおいて、中継装置がＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波）フィルタを用いる場合、ＳＡＷフィルタの影響により大きな群遅延を有する。このため、ＯＦＤＭＡを用いた移動通信システムでは、中継装置がＣＰ時間を超えた遅延を有する信号を中継した場合には、基地局、及び、基地局と直接通信する移動局における通信品質は著しく劣化してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、基地局と移動局との間で中継送信を行う中継装置を具備する移動通信システムにおいて、基地局、及び、基地局と直接通信する移動局における通信品質の劣化を防ぐことができる中継装置及び中継方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の中継装置は、基地局から送信された信号を移動局へ中継送信した送信時刻と、前記信号に対応する応答信号を前記移動局から受信した受信時刻との時間差を検出する検出手段と、前記時間差が予め設定された閾値未満の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると判定し、前記時間差が前記閾値以上の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと判定する判定手段と、前記判定手段における判定結果に基づいて、前記信号より後に前記基地局から送信された信号の中継送信を制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１１】
本発明の中継方法は、基地局から送信された信号を移動局へ中継送信した送信時刻と、前記信号に対応する応答信号を前記移動局から受信した受信時刻との時間差を検出する検出ステップと、前記時間差が予め設定された閾値未満の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていると判定し、前記時間差が前記閾値以上の場合、前記移動局が前記基地局と直接通信を行っていないと判定する判定ステップと、前記判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記信号より後に前記基地局から送信された信号の中継送信を制御する制御ステップと、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の中継装置又は中継方法によれば、基地局と移動局との間で中継送信を行う中継装置を具備する移動通信システムにおいて、基地局、及び、基地局と直接通信する移動局における通信品質の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る移動通信システムの構成を示す図
【図２】本発明の一実施の形態に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る中継装置における中継処理の説明に供する図
【図４】本発明の一実施の形態に係る中継装置におけるその他の中継処理の説明に供する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１に本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示す。図１に示すように、本発明の実施の形態における移動体通信システムでは、基地局は、下り個別チャネルを用いて移動局宛ての信号を送信する。この信号は中継装置１００及び移動局によって受信される。
【００１６】
また、図１に示す中継装置１００は、基地局との送受信を行うアンテナ１−１、及び、移動局との送受信を行うアンテナ１−２を備える。そして、中継装置１００は、下り個別チャネルを用いて、基地局からの信号を電波空白地域内の移動局へ中継する。また、図１に示すように、中継装置１００は、上り個別チャネルを用いて、電波空白地域内の移動局が上り個別チャネルを用いて送信した信号を基地局へ中継する。
【００１７】
また、電波空白地域内の移動局は、下り個別チャネルを用いて中継装置１００から送信された信号を受信すると、上り個別チャネルを用いて、その信号に対応する信号（応答信号）を送信する。ただし、図１に示す移動局は、電波空白地域内に位置するものの、中継装置１００からの信号のみでなく、基地局からの信号も直接受信することが可能である。
【００１８】
また、図１に示す移動通信システムでは、移動局は、基地局又は中継装置１００からの信号を受信すると、予め設定された時間経過後に、その信号に対応する信号（応答信号）を基地局又は中継装置１００へ送信する。つまり、図１に示す移動通信システムでは、基地局及び中継装置１００は、移動局に対して信号を送信してから、その信号に対応する信号（以下、応答信号という）が返ってくるまでの時間間隔（以下、応答時間という）を予め把握している。
【００１９】
本発明の実施の形態に係る中継装置１００の構成を図２に示す。
【００２０】
図１に示す中継装置１００において、検出部１０１には、アンテナ１−２を介して移動局へ送信される信号（つまり、送信制御部１０３から出力される、基地局から送信された信号）、及び、アンテナ１−２で受信された信号（つまり、アンテナ１−２を介して送信された信号に対応する応答信号）が入力される。そして、検出部１０１は、基地局から送信された信号を移動局へ送信する送信時刻と、その信号に対応する応答信号を移動局から受信した受信時刻との時間差を検出する。ここで、基地局から送信された信号を移動局へ送信する送信時刻とは、基地局からの信号を受信した時刻に中継装置１００での中継処理に要する時間（中継装置１００での遅延時間）を加えた時刻である。そして、検出部１０１は、検出した時間差を判定部１０２に出力する。
【００２１】
判定部１０２は、検出部１０１から入力される時間差に基づいて、アンテナ１−２で受信された信号の送信元である移動局が基地局と直接通信を行っているか否かを判定する。具体的には、判定部１０２は、検出部１０１から入力される時間差と、予め設定された閾値とを比較する。ここでは、閾値は、移動通信システムで予め設定された応答時間を用いて設定される。そして、判定部１０２は、検出部１０１から入力される時間差が閾値未満の場合には、移動局が基地局と直接通信を行っていると判定する。一方、判定部１０２は、検出部１０１から入力される時間差が閾値以上の場合には、移動局は基地局と直接通信を行っていないと判定する。そして、判定部１０２は、判定結果を送信制御部１０３及び送信制御部１０４に出力する。
【００２２】
送信制御部１０３及び送信制御部１０４は、判定部１０２における判定結果に基づいて、基地局と移動局との間の中継送信を制御する。具体的には、移動局が基地局と直接通信を行っていると判定部１０２で判定された場合、基地局と移動局との間の中継送信を停止し、移動局が基地局と直接通信を行っていないと判定部１０２で判定された場合、基地局と移動局との間の中継送信を行う。
【００２３】
つまり、送信制御部１０３は、判定部１０２から入力される判定結果に基づいて、アンテナ１−１で受信された信号（基地局から送信された信号）の移動局に対する送信制御を行う。例えば、送信制御部１０３は、移動局が基地局と直接通信を行っているという判定結果が判定部１０２から入力される場合、アンテナ１−１で受信された信号（基地局から送信された信号）の送信を停止する。一方、送信制御部１０３は、移動局が基地局と直接通信を行っていないという判定結果が判定部１０２から入力される場合、アンテナ１−１で受信された信号（基地局から送信された信号）の電力を増幅して、電力増幅後の信号をアンテナ１−２を介して移動局へ送信する（つまり、基地局から移動局への信号に対して中継送信を行う）。
【００２４】
送信制御部１０４は、送信制御部１０３と同様にして、判定部１０２から入力される判定結果に基づいて、アンテナ１−２で受信された信号（移動局から送信された信号）の基地局に対する送信制御を行う。例えば、送信制御部１０４は、移動局が基地局と直接通信を行っているという判定結果が判定部１０２から入力される場合、アンテナ１−２で受信された信号（移動局から送信された信号）の送信を停止する。一方、送信制御部１０４は、移動局が基地局と直接通信を行っていないという判定結果が判定部１０２から入力される場合、アンテナ１−２で受信された信号（移動局から送信された信号）の電力を増幅して、電力増幅後の信号をアンテナ１−１を介して基地局へ送信する（つまり、移動局から基地局への信号に対して中継送信を行う）。
【００２５】
次に、例えば、移動局が中継装置１００からの信号だけでなく、基地局からの信号も直接受信する場合について説明する。
【００２６】
例えば、図３に示すように、移動局は、基地局からの信号、及び、中継装置１００からの信号を受信する。ただし、図３に示すように、移動局は、基地局からの信号に対して、中継装置１００での処理に要する時間及び伝送路における伝送時間を含む遅延時間（図３に示す中継装置１００の遅延時間）だけ遅れて、中継装置１００からの信号を受信する。
【００２７】
このとき、移動局は、基地局からの信号を受信した時点で、その信号に対する処理を開始し、図３に示すように、基地局からの信号を受信した時刻から予め設定された時間（応答時間）経過後に、その信号に対応する応答信号を基地局へ送信する。つまり、基地局は、信号を移動局へ送信した時刻から応答時間経過後に、その信号に対応する応答信号を受信する。なお、この応答信号は、中継装置１００でも受信される。
【００２８】
すなわち、中継装置１００は、基地局からの信号を移動局へ送信した時刻（図３に示す中継装置１００での送信時刻）から応答時間経過後の時刻よりも早い時刻（図３に示す受信時刻）で、その信号に対応する応答信号を受信する。換言すると、中継装置１００は、基地局からの信号を移動局へ送信した時刻（図３に示す送信時刻）から応答時間経過後の時刻よりも、中継装置１００の遅延時間分だけ早く応答信号を受信する。よって、この場合、中継装置１００において、基地局からの信号を移動局へ送信した送信時刻と、その信号に対応する応答信号を移動局から受信した受信時刻との時間差は閾値（ここでは、応答時間に相当する時間）未満となる。
【００２９】
これより、中継装置１００の判定部１０２は、検出部１０１で検出される時間差（図３に示す時間差＝受信時刻−送信時刻）が閾値未満の場合、移動局が基地局と直接通信を行っていると判定する。そして、中継装置１００の送信制御部１０３及び送信制御部１０４は、基地局と移動局との間の中継送信を停止する。
【００３０】
一方、移動局が中継装置１００からの信号のみを受信する場合（図示せず）、中継装置１００からの信号を受信した時刻から応答時間経過後に、その信号に対応する応答信号を中継装置１００へ送信する。すなわち、中継装置１００は、基地局からの信号を移動局へ送信した時刻から応答時間経過後の時刻で、その信号に対応する応答信号を受信する。よって、この場合、中継装置１００において、基地局からの信号を移動局へ送信した送信時刻と、その信号に対応する応答信号を移動局から受信した受信時刻との時間差は閾値（ここでは、応答時間に相当する時間）以上となる。
【００３１】
これより、中継装置１００の判定部１０２は、検出部１０１で検出される時間差（図３に示す時間差＝受信時刻−送信時刻）が閾値以上の場合、移動局が基地局と直接通信を行っていないと判定する。そして、中継装置１００の送信制御部１０３及び送信制御部１０４は、基地局と移動局との間の中継送信を行う。
【００３２】
このように、中継装置１００は、中継装置１００が基地局からの信号を移動局へ送信した送信時刻と、その信号に対応する応答信号を受信した受信時刻との時間差に基づいて、移動局が基地局と直接通信を行っているか否かを判定する。そして、中継装置１００は、移動局が基地局と直接通信を行っている場合には、基地局と移動局との間の信号の中継送信を停止する。すなわち、中継装置１００は、移動局が基地局と直接通信を行っている場合、つまり、中継装置１００が中継送信する信号が基地局及び移動局に対して干渉波となり得る場合には、その信号の中継を停止する。これにより、中継装置１００によって中継送信される信号が、基地局、及び、基地局と直接通信する移動局に対して干渉を与えることを防ぐことができる。
【００３３】
よって、本実施の形態によれば、基地局と移動局との間で中継送信を行う中継装置を具備する移動通信システムにおいて、基地局、及び、基地局と直接通信する移動局における通信品質の劣化を防ぐことができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、送信制御部１０３及び送信制御部１０４が、判定部１０２の判定結果に基づいて、基地局と移動局との間の中継送信を停止するか否かを制御する場合について説明した。しかし、本発明では、これに限らず、送信制御部１０３及び送信制御部１０４は、判定部１０２の判定結果に基づいて、基地局と移動局との間で中継送信する信号の電力を制御してもよい。具体的には、送信制御部１０３及び送信制御部１０４は、移動局が基地局と直接通信を行っていると判定部１０２で判定された場合には、移動局が基地局と直接通信を行っていないと判定部１０２で判定された場合よりも、基地局と移動局との間で中継送信する信号の電力を小さくする。これにより、中継装置１００が送信する信号（基地局及び移動局では干渉波となる信号）が、基地局及び移動局での通信品質の劣化に与える影響を低く抑えることができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、判定部１０２で予め設定される閾値として、移動局が信号を受信してからその信号に対応する信号（応答信号）を送信するまでの時間（応答時間）を用いる場合について説明したが、閾値はこれに限らない。例えば、判定部１０２で予め設定される閾値として、応答時間からＣＰ時間を差し引いた時間を設定してもよい。このとき、検出部１０１で検出される時間差が閾値以上の場合（例えば、図４）は、移動局が基地局と直接通信していない場合、又は、移動局が基地局と直接通信をしているものの、中継装置１００からの信号が干渉波とならない場合（つまり、中継装置１００の遅延時間がＣＰ時間内に収まる場合）に相当する。一方、検出部１０１で検出される時間差が閾値未満の場合は、移動局が基地局と直接通信をしており、中継装置１００からの信号が干渉波となる場合（つまり、中継装置１００の遅延時間がＣＰ時間を超える場合）に相当する。よって、例えば、中継装置１００は、検出部１０１で検出される時間差が閾値以上の場合、基地局と移動局との間の中継送信を行い、検出部１０１で検出される時間差が閾値未満の場合、基地局と移動局との間の中継送信を停止してもよい。
【００３６】
また、上記の実施の形態では、中継装置１００が基地局からの信号を移動局へ送信した時刻から応答が返ってくるまでの時間を基に、移動局が基地局と直接通信を行っているか否かを判断する場合について説明した。しかし、これに限られるものではなく、中継装置１００が基地局からの信号を受信した時刻から移動局からの応答が返ってくるまでの時間を基に、移動局が基地局と直接通信を行っているか否かを判断することもできる。この場合の閾値は、中継装置１００が中継の処理を行うために必要な時間（中継装置１００での遅延時間）を考慮して設定する必要がある。中継装置１００が基地局から信号を受け取った時点から、移動局から応答が返ってくると予測される時間は、中継装置での遅延時間＋移動局での遅延時間となる。従って、中継装置１００は、これを閾値として用いることで、移動局からの応答が中継送信に対するものか、直接通信に対するものかを判断することができる。
【００３７】
また、閾値に移動局と中継装置との間の伝送路の遅延時間を反映させてもよい。本実施の形態は、中継装置から移動局へ送信した信号に対する応答が、予想していた時間よりも早く返ってきたか否かによって、移動局が基地局と直接通信を行っているかを判断するものである。ここで、応答が返ってくると予想される時間は、厳密には移動局の応答時間のみで定まるのではなく、中継装置からの信号が移動局に到達するまでにかかる時間及び移動局からの応答が中継装置に到達するまでにかかる時間を含むものである。すなわち、移動局の応答時間に中継装置と移動局との間の伝送路での往復の遅延時間を加えた値を閾値として用いる方がより精度の高い判断を行うことができる。
【００３８】
また、上記の各閾値の例では、説明を簡単にするために、閾値の設定に当たって考慮すべき要素それぞれの例を独立して説明したが、それぞれの例を組み合わせてより精度の高い閾値を設定するとしてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、移動局が基地局と直接通信を行っているという判定結果が得られた場合、中継装置による基地局から送信された信号及び移動局から送信された信号それぞれの送信を停止していた。しかし、これに限られるものではなく、中継装置は、信号の送信電力を抑えて送信するとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、中継処理を行う中継装置等に適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１００  中継装置
１０１  検出部
１０２  判定部
１０３  送信制御部
１０４  送信制御部
【図１】
2011146913.tif 000003
【図２】
2011146913.tif 000004
【図３】
2011146913.tif 000005
【図４】
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