(57)【要約】【課題】目標位置に移動して複数の通信オペレータ（ＯＰ）の基地局とユーザ装置との間の無線通信の中継を速やかに開始するとともに、複数ＯＰの無線中継に用いる周波数帯域を抑制する。【解決手段】移動可能な第１無線中継局（親機）は、複数ＯＰの固定基地局との間で複数の第１周波数Ｆ１の無線信号を送受信し、親機よりも高い位置の第２無線中継局（子機）との間で共通の第２周波数Ｆ２の無線信号を送受信し、Ｆ１とＦ２との周波数変換を行い、子機との間で複数ＯＰの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する。子機は、親機との間でＦ２の無線信号を送受信し、ユーザ装置との間で複数のＦ１の無線信号を送受信し、Ｆ１とＦ２との周波数変換を行い、親機の中継切替に同期させて、親機との間で複数ＯＰの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する。Ｆ２の帯域幅は、複数ＯＰの通信帯域の中で最大の帯域幅に設定されている。【選択図】図１
2019169829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、
移動可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に位置する第２無線中継局とを備え、
前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータの固定基地局との間で前記複数の固定基地局それぞれに対応する互いに異なる複数の第１周波数の無線信号を送受信する第１無線通信部と、前記第２無線中継局との間で前記複数の通信オペレータに共通の第２周波数の無線信号を送受信する第２無線通信部と、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数変換を行う周波数変換部と、前記第２無線中継局との間で前記複数の通信オペレータの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段と、を有し、
前記第２無線中継局は、前記第１無線中継局との間で前記第２周波数の無線信号を送受信する第１無線通信部と、ユーザ装置との間で前記複数の第１周波数の無線信号を送受信する第２無線通信部と、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数変換を行う周波数変換部と、前記第１無線中継局の前記切替制御手段による中継切替に同期させて、前記第１無線中継局との間で前記複数の通信オペレータの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段と、を有し、
前記第２周波数の帯域幅は、前記複数の通信オペレータそれぞれの無線通信で必要とされる複数の通信帯域の中で最大の帯域幅に設定されていることを特徴とする無線中継システム。
【請求項２】
請求項１の無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
中継対象の通信オペレータの切り替えが指示されたとき、その中継切替指示情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、
前記中継切替指示情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、
前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記中継切替指示情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、
前記第１無線中継局から受信した前記中継切替指示情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有することを特徴とする無線中継システム。
【請求項３】
請求項１の無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記通信オペレータの中継切替スケジュール情報を予め設定し、その中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、
前記中継切替スケジュール情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、
前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記中継切替スケジュール情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、
前記第１無線中継局から受信した前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有することを特徴とする無線中継システム。
【請求項４】
請求項１の無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
中継対象の通信オペレータの切り替えを指示する中継切替指示情報又は前記通信オペレータの中継切替スケジュール情報を遠隔制御装置から受信する受信部と、
前記遠隔制御装置から受信した前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、
前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、
前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、
前記第１無線中継局から受信した前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有することを特徴とする無線中継システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータのうち無線中継をしない通信オペレータの第１無線中継局及び第２無線中継局の無線通信に関わる回路の電源を全て切ることを特徴とする無線中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地上の固定基地局のアンテナとの間に電波の見通し伝搬の障害になる障害物が存在する、不感地、山岳エリア、海上エリアなどの弱電界エリアにおいて、中継用アンテナ及び対移動局用アンテナを有する無線中継局を搭載した係留気球による無線中継を行う無線中継システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−００２９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の無線中継システムにおいて、固定基地局の圏外エリアでは固定基地局と係留気球に搭載した無線中継局との間で無線通信することが難しいため、固定基地局とユーザ装置（移動局）との間の無線通信を中継することができないおそれがある。そこで、地上を移動可能な車両に基地局（ｅＮｏｄｅＢ）の機能を搭載して目的地へ移動し、その目的地に移動した車両に搭載された基地局及び周波数変換器を含む無線中継局（親機）と係留気球の無線中継局（子機）との間で無線通信することにより、その基地局とユーザ装置（移動局）との間の無線通信を中継する無線中継システムが考えられる。
【０００５】
しかしながら、この無線中継システムでは、次のような課題がある。
親機を基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）と周波数変換器で構成していることから、構成が複雑である。また、親機の基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）を移動体通信網のコアネットワークに有線又は無線で接続する必要があり、運用が複雑である。更に、無線中継の運用は、通信オペレータの担当者が実施する必要があるため、現地が非常に遠い場合には、通信オペレータの作業者が現地に到着し、その後、車両に搭載した親機の基地局と移動通信網のコアネットワークとを有線で接続したり、基地局のシステムパラメータをセットアップしたりする専門の通信オペレータによる作業に時間を要し、無線中継の運用を開始するまで非常に多くの時間を要する。また、固定基地局のセルと無線中継局（親機、子機）のセルでその一部に重なりがある場合には同一周波数による干渉が発生するため、固定基地局のセルと無線中継局（親機、子機）のセルとの間で互いに異なる周波数を用意して干渉を回避する必要がある。特に複数の通信オペレータの移動通信網に対して同時に無線中継をする場合、通信オペレータごとに上記接続及びセットアップを行う必要があるため現地での運用開始までの時間が更に長くなってしまう。
更に、複数の通信オペレータそれぞれのサービスリンクの周波数帯域と同一の帯域幅の周波数を確保する必要があり、複数の通信オペレータの無線中継を同時に行う場合には総和の無線中継周波数が必要となり、通信オペレータ数が増えるに従いそれに応じて多くの周波数帯域幅が必要となることから、無線中継周波数帯域幅を抑制したい、という要請がある。
【０００６】
なお、以上の課題は、ユーザ装置（移動局）と無線通信するユーザ側の無線中継局が、係留気球の無線中継局の場合だけでなく、自律制御により又は外部からの遠隔操作制御により所定の空域に滞在又は移動することができる空中移動体（ドローン等の飛行体）に搭載した無線中継局の場合でも同様に発生し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る無線中継システムは、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、移動可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に位置する第２無線中継局とを備える。前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータの固定基地局との間で前記複数の固定基地局それぞれに対応する互いに異なる複数の第１周波数の無線信号を送受信する第１無線通信部と、前記第２無線中継局との間で前記複数の通信オペレータに共通の第２周波数の無線信号を送受信する第２無線通信部と、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数変換を行う周波数変換部と、前記第２無線中継局との間で前記複数の通信オペレータの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段と、を有する。前記第２無線中継局は、前記第１無線中継局との間で前記第２周波数の無線信号を送受信する第１無線通信部と、ユーザ装置との間で前記複数の第１周波数の無線信号を送受信する第２無線通信部と、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数変換を行う周波数変換部と、前記第１無線中継局の前記切替制御手段による中継切替に同期させて、前記第１無線中継局との間で前記複数の通信オペレータの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段と、を有する。前記第２周波数の帯域幅は、前記複数の通信オペレータそれぞれの無線通信で必要とされる複数の通信帯域の中で最大の帯域幅に設定されている。
【０００８】
前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、中継対象の通信オペレータの切り替えが指示されたとき、その中継切替指示情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、前記中継切替指示情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、前記中継切替指示情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、前記第１無線中継局から受信した前記中継切替指示情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有してもよい。
また、無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、前記通信オペレータの中継切替スケジュール情報を予め設定し、その中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、前記中継切替スケジュール情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、前記中継切替スケジュール情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、前記第１無線中継局から受信した前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有してもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、中継対象の通信オペレータの切り替えを指示する中継切替指示情報又は前記通信オペレータの中継切替スケジュール情報を遠隔制御装置から受信する受信部と、前記遠隔制御装置から受信した前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、前記第１無線中継局から受信した前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有してもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータのうち無線中継をしない通信オペレータの第１無線中継局及び第２無線中継局の無線通信に関わる回路の電源を全て切ってもよい。
【０００９】
また、前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局は、前記周波数変換後の信号電力を前記複数の通信オペレータ間で互いに等しくなるように調整する信号電力調整部を更に有し、前記第２無線中継局は、前記周波数変換後の信号電力を前記複数の通信オペレータ間で互いに等しくなるように調整する信号電力調整部を更に有してもよい。前記第１無線中継局及び前記第２無線中継局それぞれの前記信号電力調整部は、前記複数の通信オペレータそれぞれについて、該通信オペレータの周波数の信号を選択的に通過させる帯域フィルタと、該帯域フィルタを通過した後の信号電力を所定電力にするように調整する自動利得調整付き増幅器とを有してもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータの固定基地局それぞれを追尾するように向きを調整可能な又は制御可能な複数の指向性アンテナ、又は、前記複数の通信オペレータの固定基地局それぞれを追尾するようにビームを形成可能な複数素子からなるアダプティブアンテナを有してもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記複数の通信オペレータそれぞれについて、前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記第１無線中継局における無線信号の回り込み干渉及び前記第２無線中継局における無線信号の回り込み干渉が発生しないように異なる周波数であってもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局は、地上を移動可能な移動体に搭載されていてもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第２無線中継局は、気球に搭載されていてもよい。ここで、前記第１無線中継局は移動体に搭載され、前記第２無線中継局が搭載されている気球は前記移動体とは異なる他の移動体に係留されていてもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第２無線中継局は、自律制御により又は外部からの制御により所定の空域に滞在又は移動する飛行体に搭載されていてもよい。ここで、前記第１無線中継局は移動体に搭載され、その移動体に前記飛行体が離発着可能な離発着部を備えてもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局は、前記第２無線中継局を追尾するように向きを制御可能な指向性アンテナ、又は、前記第２無線中継局を追尾するようにビームを形成可能な複数素子からなるアダプティブアンテナを備えてもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータそれぞれについて、外部からの制御情報により前記固定基地局との間の無線信号と前記第２無線中継局との間の無線信号との中継をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御部を備えてもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記第２無線中継局は、前記複数の通信オペレータそれぞれについて、前記第１周波数からなるユーザ装置との間の無線信号の送信及び受信の少なくとも一方の状況を示す情報を、外部の所定の送信先に送信する手段を備えてもよい。
【００１０】
また、前記無線中継システムにおいて、前記固定基地局は、地上又は海上に設置された基地局であってもよいし、上空滞在型の基地局であってもよい。前記上空滞在型の基地局は、自律制御により又は外部からの制御により所定の空域に滞在可能な浮揚体又は飛行体に搭載されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成で、目標位置に移動した後、複数の通信オペレータの移動通信網について固定基地局とユーザ装置との間の無線通信の中継を速やかに開始することができるとともに、複数の通信オペレータそれぞれのサービスリンクの周波数帯域について所定の帯域を確保しつつ、複数の通信オペレータの親機と子機との間の無線中継に用いる周波数帯域を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図。
【図２】他の実施形態に係る無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図。
【図３】実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局（親機）の主要部構成の一例を示すブロック図。
【図４】実施形態に係る無線中継システムの第２無線中継局（子機）の主要部構成の一例を示すブロック図。
【図５】実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第１無線中継局（親機）の一構成例を示すブロック図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図５の無線中継システムにおけるダウンリンク及びアップリンクの信号の周波数特性及び帯域フィルタの特性ＢＰＦを示す図。
【図７】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、固定基地局と第１無線中継局（親機）との間、第１無線中継局（親機）と第２無線中継局（子機）との間、及び第２無線中継局（子機）と移動局との間における周波数利用の様子を示す説明図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図５の第１無線中継局（親機）における周波数変換器の構成例を示すブロック図。
【図９】実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第２無線中継局（子機）の一構成例を示すブロック図。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、図９の無線中継システムにおけるダウンリンク及びアップリンクの信号の周波数特性及び帯域フィルタの特性ＢＰＦを示す図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図９の第２無線中継局（子機）における周波数変換器の構成例を示すブロック図。
【図１２】実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第１無線中継局（親機）の他の構成例を示すブロック図。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１２の第１無線中継局（親機）における通信オペレータＡに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器の構成例を示すブロック図。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１２の第１無線中継局（親機）における通信オペレータＢに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器の構成例を示すブロック図。
【図１５】実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第２無線中継局（子機）の他の構成例を示すブロック図。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１５の第２無線中継局（子機）における通信オペレータＡに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器の構成例を示すブロック図。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１５の第２無線中継局（子機）における通信オペレータＢに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器の構成例を示すブロック図。
【図１８】実施形態に係る無線中継システムにおける無線中継対象の通信オペレータの切替制御の一例を示すタイムチャート。
【図１９】実施形態に係る無線中継システムにおける無線中継対象の通信オペレータの切替制御の他の例を示すタイムチャート。
【図２０】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る無線中継システムにおける無線中継対象の通信オペレータの遠隔切替制御の一例を示す説明図。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、比較例及び実施形態の無線中継システムにおける親機−子機間（上り回線／下り回線）の送信電力と総送信電力との関係を示す説明図。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、比較例及び実施形態の無線中継システムにおける子機−移動局間（下り回線）の送信電力と総送信電力との関係を示す説明図。
【図２３】実施形態に係る無線中継システムの利点を説明する説明図。
【図２４】（ａ）及び（ｂ）は実施形態に係る無線中継システムの他の利点を説明する説明図。
【図２５】実施形態に係る無線中継システムの更に他の利点を説明する説明図。
【図２６】（ａ）及び（ｂ）は実施形態に係る無線中継システムの更に他の利点を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。本実施形態の無線中継システムは、簡易な構成で、目標位置に移動した後、複数の通信オペレータの移動通信網について固定基地局とユーザ装置との間の無線通信の中継を速やかに開始することができる、時分割中継方式を用いた臨時無線中継システムである。
【００１４】
図１において、本実施形態に係る無線中継システムは、第１無線中継局（以下「親機」ともいう。）１０及び第２無線中継局（以下、「子機」ともいう。）２０を備える。第１無線中継局（親機）１０及び第２無線中継局（子機）２０は、無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータ（通信事業者）Ａ，Ｂの移動通信網８０Ａ，８０Ｂのコアネットワークそれぞれに接続されたマクロセル基地局などの複数の固定基地局３０Ａ，３０Ｂと、複数の通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応するユーザ装置としての複数の移動局４０Ａ，４０Ｂとの間の無線通信を同時に中継する。親機１０及び子機２０は、ＧＰＳ衛星からの受信信号などを利用して互いに時間同期されている。
【００１５】
なお、本実施形態では、通信オペレータ（固定基地局）の数が２の場合について説明するが、通信オペレータ（固定基地局）の数は３以上であってもよい。また、図１では、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応する移動局の数が１であるが、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応する移動局の数は２以上であってもよい。
【００１６】
移動通信網８０Ａ，８０Ｂにはそれぞれ遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ（制御元）を設けてもよい。遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂは、例えば第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の情報を保持し、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の少なくとも一方に制御情報を送信することができる。また、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂは、情報の送信先として機能し、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の少なくとも一方から情報を受信してもよい。なお、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂは、第１無線中継局１０や第２無線中継局２０と通信可能な場所であれば、移動通信網８０Ａ，８０Ｂ以外に設けてもよい。また、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０の制御は、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂの両方で行ってもよいし、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂのいずれか一方が行うようにしてもよい。また、遠隔制御装置８１Ｃは、各通信オペレータの移動通信網８０Ａ，８０Ｂ以外の共通のネットワーク８０Ｃ上に設置されてもよい。遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃは、例えば、第１無線中継局１０と通信可能な、又は、第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０に通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。
【００１７】
第１無線中継局１０は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間の中継対象の第１周波数（以下、「無線中継周波数」又は「基地局側周波数」ともいう。）Ｆ１Ａ（下り信号）及びＦ１Ａ’（上り信号）（以下、まとめて「Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'」と表記する。）並びにＦ１Ｂ（下り信号）及びＦ１Ｂ'（上り信号）（以下、まとめて「Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'」と表記する。）の無線信号と、第２無線中継局２０との間の通信オペレータに共通の第２周波数（以下「中間周波数」ともいう。）Ｆ２（下り信号）及びＦ２'（上り信号）（以下、まとめて「Ｆ２/Ｆ２'」と表記する。）の無線信号とを中継する周波数変換型の無線中継装置であり、車両である自動車５０に搭載されることにより地上の目標位置に移動することができる。
【００１８】
本実施形態の無線中継システムにおいて、複数の通信オペレータの固定基地局と移動局との無線通信の中継に、通信オペレータごとに設定した互いに異なる無線中継周波数（第２周波数、中間周波数）を用いる場合、次のような課題がある。
例えば、通信オペレータの数が３であり、通信オペレータ１の第１周波数をＦ１−１（帯域幅Ｂ１、上下回線で２×Ｂ１）、通信オペレータ２の第１周波数をＦ１−２（帯域幅Ｂ２、上下回線で２×Ｂ２）、通信オペレータ３の第１周波数をＦ１−３（帯域幅Ｂ３、上下回線で２×Ｂ３）とした場合、周波数変換後の無線中継周波数（第２周波数、中間周波数）の帯域幅は上下回線で２×（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３）が必要となる。具体的には、Ｂ１＝Ｂ２＝Ｂ３＝２０ＭＨｚであれば、２×（２０Ｍｚ＋２０Ｍｚ＋２０Ｍｚ）＝１２０ＭＨｚが必要となる。一般に、通信オペレータがＮ社あり、各通信オペレータの帯域幅がＢ［ＭＨｚ］とすれば、上下回線でＮ×（２×Ｂ）＝２・Ｎ・Ｂ［ＭＨｚ］が必要となる。
【００１９】
上記無線中継周波数が、通信オペレータに割り与えられている周波数でないような場合、上下回線で２・Ｎ・Ｂと新たな周波数を割り与える必要となり、このような多くの周波数を割り与えることは一般には困難である。
【００２０】
また、一つの通信オペレータの無線中継周波数の送信電力をＰｍとすると、複数の通信オペレータ（通信オペレータの数：Ｎ）を同時に送信する場合、無線中継システムの親機から子機に向けてＮ×Ｐｍの送信電力が必要となる。同様に、子機から親機に向けてＮ×Ｐｍの送信電力が必要となる。
【００２１】
逆に、親機から子機及び子機から親機に向けた無線中継周波数の総送信電力をＰＭとすると、一つの通信オペレータの送信電力はＰｍ＝ＰＭ／Ｎと小さくなり、無線中継の通信距離が小さくなる。
【００２２】
子機から移動局に向けてのサービスリンクについても、Ｎ社の通信オペレータそれぞれの送信電力をＰｓとおくと、Ｎ×Ｐｓの送信電力が必要となる。逆に、子機から移動局に向けてのサービスリンクの総送信電力をＰＳとすると、一つの通信オペレータの送信電力はＰｓ＝ＰＳ／Ｎと小さくなり、無線中継のサービスエリアが小さくなる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、以下に示すように、複数の通信オペレータの無線中継に時分割中継方式を用いることにより、複数の通信オペレータそれぞれのサービスリンクの周波数帯域について所定の帯域を確保しつつ、複数の通信オペレータの無線中継に用いる周波数帯域を抑制するとともに、親機−子機間の中継距離及び子機−移動局間のサービスエリアを大きくしている。
【００２４】
第１無線中継局１０と第２無線中継局２０との間の無線中継に用いられる通信オペレータに共通の第２周波数Ｆ２/Ｆ２'の帯域幅は、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれの無線通信で必要とされる複数の通信帯域ＢＡ，ＢＢの中で最大の帯域幅Ｂｍａｘ（＝Ｍａｘ［ＢＡ，ＢＢ］）に設定される。無線中継対象の通信オペレータの数がＮであり、ｉ番目（ｉ＝１，２，−−−，Ｎ）の通信オペレータの通信帯域をＢｉとした場合、その複数の通信オペレータそれぞれの無線通信で必要とされる複数の通信帯域Ｂｉ（ｉ＝１，２，−−−，Ｎ）の中で最大の帯域幅Ｂｍａｘ（＝Ｍａｘ［Ｂ１，Ｂ２，−−−，ＢＮ］）に設定される。また、サービスリンクの上り回線及び下り回線で互いに異なる周波数を用いるＦＤＤ（周波数分割複信）の場合は、共通の第２周波数Ｆ２/Ｆ２'全体の帯域幅は、２×Ｂｍａｘに設定される。このように共通の第２周波数Ｆ２/Ｆ２'全体の帯域幅を設定することにより、複数の通信オペレータそれぞれのサービスリンクの周波数帯域について所定の帯域を確保しつつ、複数の通信オペレータの無線中継に用いる周波数（第２周波数Ｆ２/Ｆ２'）の帯域幅を、通信オペレータごとに異なる周波数で無線中継する場合の１／Ｎ（Ｎ：中継対象の通信オペレータの数）に削減することができる。なお、複数の通信オペレータそれぞれが通信できる時間は時分割的に割り当てられた時間に制限されるが、例えば位置情報の送受信のような短いパケット通信の場合は特に問題はない。また、送受信エラー発生時の再送処理などにより通信品質の低下を回避することができる。
【００２５】
第１無線中継局１０が搭載される自動車５０は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車など、第１無線中継局１０に長時間にわたって電力を供給可能なバッテリーや発電機などを備えているものであってもよい。また、図１の構成例では、第１無線中継局１０が自動車５０に組み込まれた場合の例であるが、第１無線中継局１０が組み込まれる移動体は、道路を走行する自動車以外の車両、線路上を走行する鉄道車両、航空機、又は、河川上若しくは海上の船舶などであってもよい。また、第１無線中継局１０が組み込まれる移動体は、遠隔操縦可能な小型のヘリコプター（例えばドローン）など、自律制御により又は外部からの制御により所定の空域に滞在又は移動する飛行体であってもよい。
【００２６】
第２無線中継局２０は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、第１無線中継局１０との間の共通の第２周波数（中間周波数）Ｆ２/Ｆ２'の無線信号と、移動局４０Ａ，４０Ｂとの間の中継対象の第１周波数（以下、「無線中継周波数」又は「移動局側周波数」ともいう。）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'の無線信号とを中継する周波数変換型の無線中継装置であり、自律制御により又は外部からの制御により所定の空域に滞在又は移動するドローンなどの飛行体７０に搭載されることにより第１無線中継局１０よりも高い位置に位置することができる。この場合、第１無線中継局１０が搭載される自動車５０は、飛行体７０が離発着可能な離発着部を備えてもよい。
【００２７】
また、図２に示すように、第２無線中継局２０は、係留気球などの気球６０に搭載してもよい。気球６０は、固定基地局３０Ａ，３０Ｂのアンテナ３１Ａ，３１Ｂとの間に無線通信の電波の見通し伝搬の障害になる山や高層ビルディングなどの障害物が存在する、不感地、山岳エリア、海上エリアなどの弱電界エリアの上空に設置してもよい。気球６０は、例えば地上から数十ｍ〜数百ｍの位置に配置されるように、地上のアンカーベースから上空に延びた係留索（主係留索）で係留されて支持される。アンカーベースは、係留索（主係留索）の下端を固定して気球６０を係留できるものであればよく、形状や大きさなどは特定のものに限定されない。気球６０は、アンカーベースとして第１無線中継局１０が搭載される自動車５０に係留してもよい。また、気球６０を海上の上空に配置する場合、アンカーベースは海上のブイや船舶などに設けてもよい。
【００２８】
第１無線中継局１０及び第２無線中継局２０それぞれにおいて通信オペレータＡ，Ｂごとに変換する第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'及び共通の第２周波数（中間周波数）Ｆ２/Ｆ２'は、第１無線中継局１０で送受信される無線信号どうしの回り込み干渉及び第２無線中継局２０で送受信される無線信号どうしの回り込み干渉が発生しないように互いに異なる周波数である。例えば、第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'が２．１ＧＨｚ帯の周波数であり、通信オペレータＡ，Ｂに共通の第２周波数（中間周波数）Ｆ２/Ｆ２'が３．３ＧＨｚ帯の周波数であってもよい。
【００２９】
図３は、実施形態に係る無線中継システムの第１無線中継局１０の主要部構成の一例を示すブロック図である。図３において、第１無線中継局１０は、第１無線通信部１１と第２無線通信部１２と周波数変換部１３と各部を制御する制御部１４とを備える。
【００３０】
第１無線通信部１１は、固定基地局向けの第１アンテナ１０１を介して固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間で基地局側周波数である第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'の無線信号を送受信する。第２無線通信部１２は、無線中継局向けの第２アンテナ１０２を介して第２無線中継局（子機）２０との間で第２周波数（中間周波数）Ｆ２/Ｆ２'の無線信号を送受信する。第１無線通信部１１及び第２無線通信部１２はそれぞれ増幅器（例えば、受信用のローノイズ増幅器及び送信用の電力増幅器）を備えてもよい。第１無線通信部１１及び第２無線通信部１２は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、周波数変換後の信号電力を複数の通信オペレータＡ，Ｂ間で互いに等しくなるように調整する機能を有してもよい。
【００３１】
周波数変換部１３は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、第１無線通信部１１と第２無線通信部１２との間で第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'と共通の第２周波数Ｆ２/Ｆ２'との周波数変換を行う。周波数変換部１３は、例えば、第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'を第２周波数Ｆ２/Ｆ２'に変換する周波数変換器と、第２周波数Ｆ２/Ｆ２'を第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'に変換する周波数変換器とを用いて構成してもよい。
【００３２】
第１無線中継局１０で中継される無線信号は、例えば、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準規格に準拠したＯＦＭＤＡ通信方式を用いて送受信してもよい。この場合は、無線信号の遅延が異なるマルチパスが発生しても良好な通信品質を維持できる。
【００３３】
第１無線中継局１０の第１アンテナ１０１は、無指向性アンテナでもよいし、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれの方向に指向性の向きを調整可能な複数の指向性アンテナであってもよい。また、第１無線中継局１０の第１アンテナ１０１は、通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれを追尾するように向きを制御可能な指向性アンテナであってもよいし、固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれを追尾するようにビームを形成可能な複数素子からなるアダプティブアンテナ（例えば、アダプティブアレイアンテナ）であってもよい。
【００３４】
第１無線中継局１０の第２アンテナ１０２は、無指向性アンテナ、又は、第２無線中継局２０を追尾するように向きを制御可能な指向性アンテナであってもよいし、第２無線中継局２０を追尾するようにビームを形成可能な複数素子からなるアダプティブアンテナ（例えば、アダプティブアレイアンテナ）であってもよい。
【００３５】
制御部１４は、予め組み込まれたプログラムを実行することにより各部を制御することができる。
【００３６】
また、複数の移動通信網８０Ａ，Ｂの通信オペレータＡ，Ｂの遠隔制御装置８１Ａ，Ｂ（制御元）からの制御情報を受信したり遠隔制御装置８１Ａ，Ｂに情報を送信したりする場合は、制御部１４に接続された制御用通信装置１５を備えてもよい。制御用通信装置１５は、例えば、装置への組み込みが容易な移動通信モジュール等のユーザ端末（移動局）でもよいし、ＷｉＦｉなどの無線通信により第２無線中継局２０と通信可能な無線通信装置であってもよい。
【００３７】
制御部１４は、例えば、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂから固定基地局３０Ａ，３０Ｂを介して送信されてきた制御情報を制御用通信装置１５で受信し、その制御情報に基づいて、通信オペレータＡ若しくはＢの無線中継機能のみ又は通信オペレータＡ，Ｂの両方の無線中継機能をＯＮ／ＯＦＦするように制御してもよい。また、制御部１４は、不要な電力を使用しないように、複数の通信オペレータＡ，Ｂのうち無線中継をしない通信オペレータの第１無線中継局１０及び第２無線中継局の無線通信に関わる回路の電源を全て切る制御を行ってもよい。また、制御部１４は、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置から固定基地局３０Ａ，３０Ｂを介して送信されてきた通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報を制御用通信装置１５で受信し、その中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、第２無線中継局（子機）２０との間の通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御してもよい。ここで、遠隔制御装置と制御用通信装置１５との間の通信は、例えば遠隔制御装置及び制御用通信装置１５それぞれに割り当てられたＩＰアドレス（又は、電話番号若しくはＭＡＣアドレス）を用いて行ってよい。
【００３８】
また、制御部１４は、第１無線中継局（親機）１０において手操作などでリアルタイムに入力設定された中継切替指示情報に基づいて、第２無線中継局（子機）２０との間の通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御したり、その中継切替指示情報を、制御用通信装置１５を介して第２無線中継局（子機）２０に送信（転送）したりしてもよい。また、制御部１４は、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置から受信した通信オペレータＡ，Ｂの中継切替スケジュール情報を、制御用通信装置１５を介して第２無線中継局（子機）２０に送信（転送）してもよい。
【００３９】
また、制御部１４は、制御用通信装置１５を介して、第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'からなる固定基地局３０Ａ，３０Ｂとの間の無線信号の送信及び受信の少なくとも一方の状況及び無線中継局の位置情報を示す情報や、第２周波数Ｆ２/Ｆ２'からなる第２無線中継局２０との間の無線信号の送信及び受信の少なくとも一方の状況及び無線中継局の位置情報を示す無線中継情報を、移動体通信の通信オペレータＡ，Ｂの遠隔制御装置８１Ａ，Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置に送信するように制御してもよい。移動体通信のオペレータ側は、例えば、受信した無線中継情報に基づいて、第１無線中継局１０の無線中継機能をＯＮ／ＯＦＦすることにより、第２無線中継局２０への信号をＯＮ／ＯＦＦすることが可能であり、他の固定基地局のサービスエリアに干渉を及ぼすことが予測される場合はＯＦＦとすることで干渉を及ぼさないように、又は、第２無線中継局２０への信号をＯＦＦにすることでノイズが増加しないように、制御することができる。例えば、ドローンが中継場所に到着するまでの間、電波を送信する必要がない時などＯＦＦにして、電波を送信しないように制御することが可能である。
【００４０】
図４は、実施形態に係る無線中継システムの第２無線中継局２０の主要部構成の一例を示すブロック図である。図４において、第２無線中継局２０は、第１無線通信部２１と第２無線通信部２２と周波数変換部２３と各部を制御する制御部２４とを備える。
【００４１】
第１無線通信部２１は、無線中継局向けの第１アンテナ２０１を介して第１無線中継局１０との間で第２周波数（中間周波数）Ｆ２/Ｆ２'の無線信号を送受信する。第２無線通信部２２は、移動局向けの第２アンテナ２０２を介して移動局４０Ａ，４０Ｂとの間で移動局側周波数である第１周波数（中継対象周波数）Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'の無線信号を送受信する。第１無線通信部２１及び第２無線通信部２２はそれぞれ増幅器（例えば、受信用のローノイズ増幅器及び送信用の電力増幅器）を備えてもよい。第１無線通信部２１及び第２無線通信部２２は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、周波数変換後の信号電力を複数の通信オペレータＡ，Ｂ間で互いに等しくなるように調整する機能を有してもよい。
【００４２】
周波数変換部２３は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、第１無線通信部２１と第２無線通信部２２との間で第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'と共通の第２周波数Ｆ２/Ｆ２'との周波数変換を行う。周波数変換部２３は、例えば、第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'を共通の第２周波数Ｆ２/Ｆ２'に変換する周波数変換器と、第２周波数Ｆ２/Ｆ２'を第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'に変換する周波数変換器とを用いて構成してもよい。
【００４３】
第２無線中継局２０で中継される無線信号は、例えば、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄの標準規格に準拠したＯＦＭＤＡ通信方式を用いて送受信してもよい。この場合は、固定基地局から届く無線信号と、第２無線中継局２０から届く無線信号が遅延が異なるマルチパスと等価となり、複数のパスの無線信号を受信することで良好な通信品質を維持できる。
【００４４】
第２無線中継局２０の第１アンテナ２０１は、第１無線中継局１０を追尾するように向きを制御可能な指向性アンテナであってもよいし、第１無線中継局１０を追尾するようにビームを形成可能な複数素子からなるアダプティブアンテナ（例えば、アダプティブアレイアンテナ）であってもよい。
【００４５】
制御部２４は、予め組み込まれたプログラムを実行することにより各部を制御することができる。
【００４６】
また、複数の移動通信網８０Ａ，Ｂの通信オペレータＡ，Ｂの遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置からの制御情報を受信したり遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置に情報を送信したりする場合は、制御部２４に接続された制御部１４に接続された制御用通信装置２５を備えてもよい。制御用通信装置２５は、例えば、装置への組み込みが容易な移動通信モジュールなどのユーザ端末（移動局）２５であってもよいし、ＷｉＦｉなどの無線通信により第２無線中継局２０と通信可能な無線通信装置であってもよい。
【００４７】
制御部２４は、例えば、遠隔制御装置８１Ａ，Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置から固定基地局３０Ａ，Ｂ及び無線中継システムを介して送信されてきた制御情報を制御用通信装置２５で受信し、その制御情報に基づいて、通信オペレータＡ若しくはＢの無線中継機能のみ又は通信オペレータＡ，Ｂの両方の無線中継機能をＯＮ／ＯＦＦするように制御してもよい。また、制御部２４は、不要な電力を使用しないように、複数の通信オペレータＡ，Ｂのうち無線中継をしない通信オペレータの第２無線中継局２０の無線通信に関わる回路の電源を全て切る制御を行ってもよい。また、制御部２４は、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置から固定基地局３０Ａ，３０Ｂを介して送信されてきた通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報を制御用通信装置２５で受信し、その中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、第１無線中継局（親機）１０との間の通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御してもよい。ここで、遠隔制御装置と制御用通信装置２５との間の通信は、例えば遠隔制御装置及び制御用通信装置２５それぞれに割り当てられたＩＰアドレス（又は、電話番号若しくはＭＡＣアドレス）を用いて行ってよい。
【００４８】
また、制御部２４は、第１無線中継局（親機）１０において設定された通信オペレータＡ，Ｂの中継切替情報又は中継切替スケジュール情報を制御用通信装置２５で受信し、その中継切替情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、第１無線中継局（親機）１０との間の通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御してもよい。この場合、親機の第１無線中継局１０の制御部１４が主制御装置（マスター）であり、子機の第２無線中継局２０の制御部２４が副制御装置（スレーブ）であり、親機の制御部１４が子機の制御部２４を制御する。親機の制御部１４からの制御情報（中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報）により、第１無線中継局（親機）１０及び第２無線中継局（子機）２０の通信オペレータの切替を同時に行うことができる。
【００４９】
また、制御部２４は、制御用通信装置２５を介して、共通の第２周波数Ｆ２/Ｆ２'からなる第１無線中継局１０との間の無線信号の送信及び受信の少なくとも一方の状況及び無線中継局の位置情報を示す無線中継情報や、第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'からなる移動局４０Ａ，４０Ｂとの間の無線信号の送信及び受信の少なくとも一方の状況及び無線中継局の位置情報を示す無線中継情報を、移動体通信の通信オペレータの遠隔制御装置８１Ａ，Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置に送信するように制御してもよい。
【００５０】
図５は、実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第１無線中継局（親機）１０の一構成例を示すブロック図である。本構成例は、固定基地局側の第１アンテナとして複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂを用いた例である。なお、図５において、前述の図３と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５１】
また、図６（ａ）〜図６（ｄ）は、図５の無線中継システムにおけるダウンリンク及びアップリンクの信号の周波数特性を示す図である。
図６（ａ）は図５の第１無線中継局（親機）１０のダウンリンク信号処理経路における第１アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂで受信された各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂの周波数特性を示す図である。
図６（ｂ）は図５の第１無線中継局（親機）１０のダウンリンク信号処理経路における周波数変換後の第２周波数Ｆ２の送信信号ＳＴ２の周波数特性を示す図である。
図６（ｃ）は図５の第１無線中継局（親機）１０のアップリンク信号処理経路における第２アンテナ１０２で受信された各通信オペレータＡ，Ｂの第２周波数Ｆ２'の受信信号ＳＲ２'の周波数特性を示す図である。
また、図６（ｄ）は図５の第１無線中継局（親機）１０のアップリンク信号処理経路における周波数変換後の第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’の送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’の周波数特性を示す図である。
【００５２】
また、図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）はそれぞれ、固定基地局３０Ａ，３０Ｂと第１無線中継局（親機）１０との間、第１無線中継局（親機）１０と第２無線中継局（子機）２０との間、及び第２無線中継局（子機）２０と移動局４０Ａ，４０Ｂとの間における周波数利用の様子を示す説明図である。図７（ａ）及び図７（ｃ）に示すように通信オペレータＡ，Ｂのダウンリンク及びアップリンクそれぞれに対して通信帯域ＢＡ，ＢＢの互いに異なる周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｂ’が割り当てられ合計２×ＢＡ＋２×ＢＢの帯域を利用している場合、第１無線中継局（親機）１０と第２無線中継局（子機）２０との間の無線中継の第２周波数Ｆ２，Ｆ２’で利用される帯域を、上記割当周波数の帯域（２×ＢＡ＋２×ＢＢ）の１／２（＝ＢＡ＋ＢＢ）に削減することができる。
【００５３】
図５において、固定基地局側の第１アンテナは、複数の通信オペレータの固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれに向いた指向性を有する複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂで構成されている。指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂはそれぞれ、第１無線中継局（親機）１０が目的地に移動した後、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれを追尾するように指向性の向きを調整できるように構成されている。なお、指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂは、第１無線中継局（親機）１０及び指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂを搭載した自動車５０の位置情報及び姿勢情報などに基づいて、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれを追尾するよう指向性の向きを自動制御可能に構成してもよい。
【００５４】
第１無線通信部１１は、複数のＤＵＰ１１０Ａ，１１０Ｂと、固定基地局側のダウンリンク受信信号処理部であるダウンリンク無線中継切替部１１８Ｄと、固定基地局側のアップリンク送信信号処理部であるアップリンク無線中継切替部１１８Ｕとを備えている。
【００５５】
ダウンリンク無線中継切替部１１８Ｄは、通信オペレータＡ用の帯域フィルタ１１４Ａ及び自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器１１１Ａと、通信オペレータＢ用の帯域フィルタ１１４Ｂ及び自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器１１１Ｂと、通信オペレータ切替部１１５とを備える。帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１４Ａ，１１４Ｂはそれぞれ、通信オペレータＡ，Ｂのダウンリンク信号の周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂを選択的に通過させる。増幅器１１１Ａ，１１１Ｂはそれぞれ、帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１４Ａ，１１４Ｂを通過した通信オペレータＡ，Ｂの無線中継周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの受信信号の電力を所定電力Ｐｒにする。
【００５６】
帯域フィルタ１１４Ａは、図６（ａ）に示す通信オペレータＡ，Ｂのダウンリンクの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂのうち、通信オペレータＡの第１周波数Ｆ１Ａの受信信号ＳＲ１Ａを選択的に通過させる帯域通過フィルタであり、帯域フィルタ１１４Ｂは、通信オペレータＢの第１周波数Ｆ１Ｂの受信信号ＳＲ１Ｂを選択的に通過させる帯域通過フィルタである。
【００５７】
通信オペレータ切替部１１５は、例えば制御部１４からの制御信号で切替可能なスイッチで構成され、通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、ダウンリンク信号経路を、帯域フィルタ１１４Ａ及び増幅器１１１Ａを通過する経路、又は帯域フィルタ１１４Ｂ及び増幅器１１１Ｂを通過する経路に切り替えるように制御される。
【００５８】
アップリンク無線中継切替部１１８Ｕは、通信オペレータＡ用の帯域フィルタ１１６Ａ及び増幅器１１７Ａと、通信オペレータＢ用の帯域フィルタ１１６Ｂ及び増幅器１１７Ｂと、通信オペレータ切替部１１９とを備える。帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１６Ａ，１１６Ｂはそれぞれ、通信オペレータＡ，Ｂのアップリンク信号の周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’を選択的に通過させる。増幅器１１７Ａ，１１７Ｂはそれぞれ、帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１６Ａ，１１６Ｂを通過した通信オペレータＡ，Ｂの無線中継周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’の送信信号を所定の電力（信号レベル）まで増幅する。
【００５９】
また、帯域フィルタ１１６Ａは、図６（ｄ）に示す通信オペレータＡ，Ｂの周波数変換後の第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’のアップリンクの送信信号ＳＴ１Ａ'，ＳＴ１Ｂ'のうち、通信オペレータＡの第１周波数Ｆ１Ａ’の送信信号ＳＴ１Ａ'を選択的に通過させる帯域通過フィルタであり、帯域フィルタ１１６Ｂは、通信オペレータＢの第１周波数Ｆ１Ｂ’の送信信号ＳＴ１Ｂ'を選択的に通過させる帯域通過フィルタである。
【００６０】
通信オペレータ切替部１１９は、制御部１４からの制御信号で切替可能なスイッチで構成され、通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、ダウンリンク信号経路を、帯域フィルタ１１６Ａ及び増幅器１１７Ａを通過する経路、又は帯域フィルタ１１６Ｂ及び増幅器１１７Ｂを通過する経路に切り替えるように制御される。
【００６１】
上記通信オペレータ切替部１１５、１１９及び制御部１４は、第２無線中継局（子機）２０との間で複数の通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段を構成する。
【００６２】
また、図５において、周波数変換部１３は、ダウンリンク用の周波数変換器１３１とアップリンク用の周波数変換器１３２とを備える。周波数変換器１３１は、ダウンリンク信号処理経路において受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂの第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂを親機−子機中継用の中間周波数である共通の第２周波数Ｆ２に変換する。一方、周波数変換器１３２は、アップリンク信号処理経路において親機−子機中継用の中間周波数である送信信号ＳＴ２’の第２周波数Ｆ２’を固定基地局用の第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’に変換する。
【００６３】
図８（ａ）及び図８（ｂ）はそれぞれ、図５の第１無線中継局（親機）１０における周波数変換器１３１，１３２の構成例を示すブロック図である。
図８（ａ）のダウンリンク用の周波数変換器１３１は、局部発振器１３１１と周波数混合器１３１２とを備え、図５の出力フィルタ１２６に出力される。出力フィルタ１２６の通過帯域は、共通の第２周波数（中間周波数）Ｆ２が通過するように設定されている。局部発振器１３１１では、制御部１４により通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、通信オペレータが通信する時間に合わせて局部発振周波数が時分割的に切り替えられる。具体的には、通信オペレータＡの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ２−Ｆ１Ａに設定され、通信オペレータＢの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ２−Ｆ１Ｂに設定されるように切替制御される。このように設定が切り替えられた局部発振周波数の信号とダウンリンク信号（Ｆ１Ａ又はＦ１Ｂ）が周波数混合器１３１２で混合される。図５の出力フィルタ１２６から出力される信号の周波数は、通信オペレータＡ，Ｂのダウンリンク信号のどちらが入力された場合でも、共通の第２周波数（中間周波数）Ｆ２になる。
【００６４】
また、図８（ｂ）のアップリンク用の周波数変換器１３２は、局部発振器１３２１と周波数混合器１３２２とを備える。図５の出力フィルタ１１６Ａまたは１１６Ｂの通過帯域は、各通信オペレータＡ，Ｂのアップリンク信号の第１周波数Ｆ１Ａ’及びＦ１Ｂ’が通過するように設定されている。局部発振器１３２１では、制御部１４により通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、通信オペレータが通信する時間に合わせて局部発振周波数が時分割的に切り替えられる。具体的には、通信オペレータＡの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ１Ａ’−Ｆ２に設定され、通信オペレータＢの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ１Ｂ’−Ｆ２に設定されるように切替制御される。このように設定が切り替えられた局部発振周波数の信号と第２周波数（中間周波数）Ｆの中継信号が周波数混合器１３２２で混合され、その出力は図５の出力フィルタ１１６Ａまたは１１６Ｂに出力される。出力フィルタ１１６Ａまたは１１６Ｂから出力される信号の周波数は、通信オペレータＡ，Ｂの通信時間に応じてＦ１Ａ’又はＦ１Ｂ’に切り替わる。
【００６５】
また、図５において、第２無線通信部１２は、ＤＵＰ１２０と、子機側のダウンリンク受信信号処理部と、子機側のアップリンク送信信号処理部とを備える。ＤＵＰ１２０は、第２アンテナ１０２で受信された受信信号のアップリンク経路と第２アンテナ１０２で送信される送信信号のダウンリンク経路との経路分離を行う。
子機側のダウンリンク受信信号処理部は、通信オペレータＡ，Ｂ用の帯域フィルタ１２６及び増幅器（例えば、線形増幅器）１２７を備える。
また、子機側のアップリンク送信信号処理部は、受信用の自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付き増幅器１２１と、通信オペレータＡ，Ｂ用の帯域フィルタ１２４と、を備える。
【００６６】
帯域フィルタ１２４は、図６（ｃ）に示す通信オペレータＡ，Ｂに共通の周波数変換前の第２周波数Ｆ２のアップリンク受信信号ＳＲ２’を選択的に通過させる帯域通過フィルタである。また、帯域フィルタ１２６は、図６（ｂ）に示すように通信オペレータＡ，Ｂに共通の周波数変換後の第２周波数Ｆ２のダウンリンク送信信号ＳＴ２を通過させる帯域通過フィルタである。
【００６７】
図５の構成例の第１無線中継局（親機）１０において、移動局４０Ａ，４０Ｂから固定基地局３０Ａ，３０Ｂへのアップリンクの無線通信を中継する場合、第２アンテナ１０２を介して子機２０から受信された共通の第２周波数Ｆ２の受信信号ＳＲ２’は、第２無線通信部１２の帯域フィルタ１２４を通過し、増幅器１２１で増幅された後、周波数変換器１３２に出力される。周波数変換器１３２で共通の第２周波数Ｆ２’から第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’に変換された受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’はそれぞれ、第１無線通信部１１の帯域フィルタ１１６Ａ，１１６Ｂを通過して不要な信号が除去され、増幅器１１７Ａ，１１７Ｂで所定の同一電力Ｐｒ（信号レベル）まで増幅された後、送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’として、ＤＵＰ１１０Ａ，１１０Ｂ及び第１アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂを介して携帯基地局３０Ａ，３０Ｂに向けて送信される。
【００６８】
また、図５の構成例の第１無線中継局（親機）１０において、固定基地局３０Ａ，３０Ｂから移動局４０Ａ，４０Ｂへのダウンリンクの無線通信を中継する場合、通信オペレータＡの固定基地局３０Ａから送信された第１周波数Ｆ１Ａのダウンリンクの無線信号は、その固定基地局３０Ａの方向に向いた指向性アンテナ１０１Ａで受信され、ＤＵＰ１１０Ａを介してダウンリンク無線中継切替部１１８Ｄに入力される。一方、通信オペレータＢの固定基地局３０Ｂから送信された第１周波数Ｆ１Ｂのダウンリンクの無線信号は、その固定基地局３０Ｂの方向に向いた指向性アンテナ１０１Ｂで受信され、ＤＵＰ１１０Ｂを介して、ダウンリンク無線中継切替部１１８Ｄに入力される。
【００６９】
ダウンリンク無線中継切替部１１８Ｄにおいて、各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂは、帯域フィルタ１１４Ａ，１１４Ｂを通過して不要な信号が除去され、増幅器１１１Ａ，１１１Ｂで増幅され、通信オペレータ切替部１１５を時分割的に通過した後、周波数変換器１３１に出力される。周波数変換器１３１で第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂから共通の第２周波数Ｆ２に変換された受信信号ＳＲ２は、第２無線通信部１２の帯域フィルタ１２６を通過して不要な信号が除去され、増幅器１２７で所定の電力（信号レベル）まで増幅された後、ダウンリンク中継用の送信信号ＳＴ２として、第２アンテナ１０２を介して子機２０に向けて送信される。
【００７０】
図９は、実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第２無線中継局（子機）２０の一構成例を示すブロック図である。本構成例は、図５の第１無線中継局（親機）１０と組み合わせて用いられ、親機側の第１アンテナ２０１及び移動局側の第２アンテナ２０２それぞれに無指向性アンテナを用いた例である。なお、図９において、図５と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
また、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、図９の無線中継システムにおけるダウンリンク及びアップリンクの信号の周波数特性を示す図である。
図１０（ａ）は図９の第２無線中継局（子機）２０のダウンリンク信号処理経路における第１アンテナ２０１で受信された各通信オペレータＡ，Ｂに共通の第２周波数Ｆ２の受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの周波数特性を示す図である。
図１０（ｂ）は図９の第２無線中継局（子機）２０のダウンリンク信号処理経路における周波数変換後の第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの送信信号ＳＴ１Ａ，ＳＴ１Ｂの周波数特性を示す図である。
図１０（ｃ）は図９の第２無線中継局（子機）２０のアップリンク信号処理経路における第２アンテナ２０２で受信された各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ'の受信信号ＳＲ１Ａ'，ＳＲ１Ｂ'の周波数特性を示す図である。
図１０（ｄ）は図９の第２無線中継局（子機）２０のアップリンク信号処理経路における周波数変換後の共通の第２周波数Ｆ２’の送信信号ＳＴ２’の周波数特性を示す図である。
【００７２】
図９において、第１無線通信部２１は、ＤＵＰ２１０と、親機側のダウンリンク受信信号処理部と、親機側のアップリンク送信信号処理部とを備える。ＤＵＰ２１０は、第１アンテナ２０１で受信された受信信号のダウンリンク経路と第１アンテナ２０１へ向かう送信信号のアップリンク経路との経路分離を行う。
親機側のダウンリンク受信信号処理部は、受信用の自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器２１１と帯域フィルタ２１４とを備える。
また、親機側のアップリンク送信信号処理部は、共通の第２周波数Ｆ２’用の帯域フィルタ２１６及び増幅器（例えば、線形増幅器）２１７を備える。
【００７３】
帯域フィルタ２１４は、図１０（ａ）に示す通信オペレータＡ，Ｂに共通の第２周波数Ｆ２を有するダウンリンクの受信信号ＳＲ２を選択的に通過させる帯域通過フィルタである。
【００７４】
また、帯域フィルタ２１６は、図１０（ｄ）に示す通信オペレータＡ，Ｂに共通の周波数変換後の第２周波数Ｆ２’のアップリンクの送信信号ＳＴ２’を通過させる帯域通過フィルタである。
【００７５】
また、図９において、周波数変換部２３は、ダウンリンク用の周波数変換器２３１とアップリンク用の周波数変換器２３２とを備える。周波数変換器２３１は、ダウンリンク信号処理経路において受信信号ＳＲ２の第２周波数Ｆ２を移動局対応の第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂに変換する。一方、周波数変換器２３２は、アップリンク信号処理経路において移動局対応の送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’の第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’を親機−子機中継用の共通の中間周波数である第２周波数Ｆ２’に変換する。
【００７６】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はそれぞれ、図９の第２無線中継局（子機）２０における周波数変換器２３１，２３２の構成例を示すブロック図である。
図１１（ａ）のダウンリンク用の周波数変換器２３１は、局部発振器２３１１と周波数混合器２３１２と出力フィルタ２３１３とを備える。出力フィルタ２３１３の通過帯域は、各通信オペレータＡ，Ｂのダウンリンク信号の第１周波数Ｆ１Ａ及びＦ１Ｂが通過するように設定されている。局部発振器２３１１では、制御部２４により通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、通信オペレータが通信する時間に合わせて局部発振周波数が時分割的に切り替えられる。具体的には、通信オペレータＡの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ１Ａ−Ｆ２に設定され、通信オペレータＢの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ１Ｂ−Ｆ２に設定されるように切替制御される。このように設定が切り替えられた局部発振周波数の信号とダウンリンク信号（Ｆ２）が周波数混合器２３１２で混合され、出力フィルタ２３１３から出力される。出力フィルタ２３１３から出力される信号の周波数は、通信オペレータＡ，Ｂの通信時間に応じてＦ１Ａ又はＦ１Ｂに切り替わる。
【００７７】
また、図１１（ｂ）のアップリンク用の周波数変換器２３２は、局部発振器２３２１と周波数混合器２３２２と出力フィルタ２３２３とを備える。出力フィルタ２３２３の通過帯域は、共通の第２周波数（中間周波数）Ｆ２’が通過するように設定されている。局部発振器２３２１では、制御部２４により通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、通信オペレータが通信する時間に合わせて局部発振周波数が時分割的に切り替えられる。具体的には、通信オペレータＡの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ２’−Ｆ１Ａ’に設定され、通信オペレータＢの無線通信を中継するときには局部発振周波数がＦ２’−Ｆ１Ｂ’に設定されるように切替制御される。このように設定が切り替えられた局部発振周波数の信号とアップリンク信号（Ｆ１Ａ’又はＦ１Ｂ’）が周波数混合器１３２２で混合され、出力フィルタ１３２３から出力される。出力フィルタ１３２３から出力される信号の周波数は、通信オペレータＡ，Ｂのアップリンク信号のどちらが入力された場合でも、共通の第２周波数（中間周波数）Ｆ２’になる。
【００７８】
図１２は、実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第１無線中継局（親機）１０の他の構成例を示すブロック図である。本構成例は、図５の構成例と同様に、固定基地局側の第１アンテナとして複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂを用いた例である。本構成例では、ダウンリンク及びアップリンクそれぞれについて通信オペレータＡ，Ｂごとに予め変換周波数を固定した個別の周波数変換器１３１Ａ，Ｂ及び１３２Ａ，Ｂを設けている。なお、図１２において、前述の図５と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
図１２において、第１無線通信部１１のダウンリンク無線中継切替部１１８Ｄは、通信オペレータ切替部１１５を備えず、各通信オペレータＡ，Ｂの増幅器１１１Ａ，１１１Ｂから出力される無線中継周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂのダウンリンク信号はそれぞれ、対応する周波数変換器１３１Ａ，１３１Ｂに入力される。各周波数変換器１３１Ａ，１３１Ｂから出力される共通の第２周波数Ｆ２の送信信号は、通信オペレータ切替部１２５を介して共用の帯域フィルタ１２６に入力される。
【００８０】
通信オペレータ切替部１２５は、制御部１４からの制御信号で切替可能なスイッチで構成され、通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、ダウンリンク信号経路を、周波数変換器１３１Ａを通過する経路、又は周波数変換器１３１Ｂを通過する経路に切り替えるように制御される。この通信オペレータ切替部１２５及び制御部１４は、第２無線中継局（子機）２０との間で複数の通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段を構成する。
【００８１】
第２無線通信部１２の増幅器１２１から出力された各通信オペレータＡ，Ｂに共通の第２周波数Ｆ２’のアップリンクの受信信号は、受信信号分配部２１２で分配されて周波数変換器１３２Ａ及び１３２Ｂに入力される。周波数変換器１３２Ａ，１３２Ｂで第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’に周波数変換されたアップリンクの受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’はそれぞれ、アップリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂを介して増幅器１１７Ａ，１１７Ｂに入力され。増幅器１１７Ａ，１１７Ｂで所定の電力まで増幅された周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’のアップリンクの送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’は、ＤＵＰ１１０Ａ，１１０Ｂ及び第１アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂを介して携帯基地局３０Ａ，３０Ｂに向けて送信される。
【００８２】
アップリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂは、例えば、制御部１４からの制御信号で切替可能なスイッチ又は減衰器（ＡＴＴ）で構成されている。このＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂ及び制御部１４により、通信オペレータＡ，Ｂの中継切替に同期させて、無線中継していない通信オペレータの固定基地局に対するアップリンク信号の信号出力回路を遮断する手段として機能する。
【００８３】
ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂは、通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、各通信オペレータＡ，Ｂの増幅器１１７Ａ，１１７Ｂを介したアップリンク送信信号経路を相補的にＯＮ／ＯＦＦするように制御される。例えば、通信オペレータＡの無線通信を中継するときは、ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３ＡをＯＮにして周波数Ｆ１Ａ’のアップリンクの送信信号ＳＴ１Ａ’を携帯基地局３０Ａに向けて送信し、ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３ＢをＯＦＦにして周波数Ｆ１Ｂ’のアップリンクの送信信号ＳＴ１B'が送信されないようにする。一方、通信オペレータＢの無線通信を中継するときは、ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３ＢをＯＮにして周波数Ｆ１Ｂ’のアップリンクの送信信号ＳＴ１Ｂ’を携帯基地局３０Ｂに向けて送信し、ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３ＡをＯＦＦにして周波数Ｆ１Ａ’のアップリンクの送信信号ＳＴ１Ａ’が送信されないようにする。このように無線中継対象になっていないアップリンク送信信号を送信しないようにすることにより、各通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局３０Ａ，３０Ｂ等におけるノイズや干渉を抑制できる。なお、ノイズや干渉が許容レベルの場合はＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂを省略してもよい。
【００８４】
また、ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂ及び制御部１４は、不要な電力を使用しないように、通信オペレータＡ，Ｂの中継切替に同期させて、無線中継していない通信オペレータの第１無線中継局（親機）の無線通信に関わるアップリンク信号の回路の電源を全て切る手段として機能してもよい。
【００８５】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）はそれぞれ、図１２の第１無線中継局（親機）における通信オペレータＡに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器１３１Ａ，１３２Ａの構成例を示すブロック図である。また、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）はそれぞれ、図１２の第１無線中継局（親機）における通信オペレータＢに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器１３１Ｂ，１３２Ｂの構成例を示すブロック図である。なお、図１３及び図１４において、図８と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００８６】
図１２〜図１３の第１無線中継局（親機）１０の構成例では、通信オペレータＡ，Ｂごとに、ダウンリンク及びアップリンクそれぞれに対応する周波数変換器１３１Ａ，Ｂ及び１３２Ａ，Ｂを設けている。図１３の周波数変換器１３１Ａ，１３２Ａの局部発振器１３１１Ａ，１３２１Ａの局部発振周波数は、通信オペレータＡ用に固定された周波数（Ｆ２−Ｆ１Ａ，Ｆ１Ａ’−Ｆ２’）に予め設定しておくことができる。また、図１４の周波数変換器１３１Ｂ，１３２Ｂの局部発振器１３１１Ｂ，１３２１Ｂの局部発振周波数は、通信オペレータＢ用に固定された周波数（Ｆ２−Ｆ１Ｂ，Ｆ１Ｂ’−Ｆ２’）に予め設定しておくことができる。従って、周波数変換が容易になり、各通信オペレータが通信する時間に合わせて局部発振周波数を時分割的に切り替える制御も不要になる。
【００８７】
図１５は、実施形態に係る無線中継システムのダウンリンク及びアップリンクの双方向無線中継に対応した第２無線中継局（子機）２０の他の構成例を示すブロック図である。本構成例は、図１２の第１無線中継局（親機）１０と組み合わせて用いられる構成例である。なお、図１５において、図５、図９及び図１２と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００８８】
図１５において、第１無線通信部２１の親機側のダウンリンク受信信号処理部は、通信オペレータ切替部を備えず、受信信号分配部２１２と、通信オペレータＡ，Ｂごとに設けられた受信用の自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器２１１Ａ，２１１Ｂ及び帯域フィルタ２１４Ａ，２１４Ｂとを備える。
【００８９】
親機側のアップリンク送信信号処理部は、共通の第２周波数Ｆ２’用の増幅器（例えば、線形増幅器）２１７と、アップリンク無線中継切替部２１８Ｕとを備える。
【００９０】
アップリンク無線中継切替部２１８Ｕは、通信オペレータＡ用の帯域フィルタ２１６Ａと、通信オペレータＢ用の帯域フィルタ２１６Ｂと、通信オペレータ切替部２１５とを備える。帯域フィルタ（ＢＰＦ）２１６Ａ，２１６Ｂはそれぞれ、通信オペレータＡ，Ｂに共通のアップリンク信号の周波数Ｆ２’を選択的に通過させる。なお、帯域フィルタ（ＢＰＦ）２１６Ａ，２１６Ｂは増幅器２１７の前段又は後段に共通の帯域フィルタとして設けてもよい。
【００９１】
通信オペレータ切替部２１５は、例えば制御部２４からの制御信号で切替可能なスイッチで構成され、通信オペレータＡ，Ｂの中継切替指示情報又は中継切替スケジュール情報に基づいて、アップリンク信号経路を、周波数変換器２３２Ａ及び帯域フィルタ２１６Ａを通過する経路、又は周波数変換器２３２Ｂ及び帯域フィルタ２１６Ｂを通過する経路に切り替えるように制御される。
【００９２】
増幅器２１７は、帯域フィルタ（ＢＰＦ）２１６Ａ又は２１６Ｂを通過した通信オペレータＡ，Ｂに共通の無線中継周波数Ｆ２’の送信信号を所定の電力（信号レベル）まで増幅する。
【００９３】
親機１０から受信した共通の第２周波数Ｆ２のダウンリンクの受信信号は、受信信号分配部２１２で分配され、通信オペレータＡ，Ｂごとに増幅器２１１Ａ，２１１Ｂ及び帯域フィルタ２１４Ａ，２１４Ｂを介して、対応する周波数変換器２３１Ａ，２３１Ｂに入力される。各周波数変換器２３１Ａ，２３１Ｂから出力される各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの信号はそれぞれ、ダウンリンク無線中継切替部２２８Ｄに入力される。
【００９４】
第２無線通信部２２の移動局側のアップリンク受信信号処理部の共通増幅器２２１から出力された第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂのアップリンクの受信信号は、受信信号分配部２２２で分配され、通信オペレータＡ，Ｂごとに設けられた周波数変換器２３１Ａ，２３１Ｂそれぞれに入力される。
【００９５】
なお、図１５の第２無線中継局（子機）２０において、通信オペレータ切替部２１５、２２５及び制御部２４は、第１無線中継局（親機）１０との間で複数の通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段を構成する。
【００９６】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）はそれぞれ、図１５の第２無線中継局（子機）２０における通信オペレータＡに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器２３１Ａ，２３２Ａの構成例を示すブロック図である。また、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）はそれぞれ、図１５の第２無線中継局（子機）２０における通信オペレータＢに対応するダウンリンク及びアップリンクそれぞれの周波数変換器２３１Ｂ，２３２Ｂの構成例を示すブロック図である。なお、図１６及び図１７において、図８と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００９７】
図１５〜図１７の第２無線中継局（子機）２０の構成例では、通信オペレータＡ，Ｂごとに、ダウンリンク及びアップリンクそれぞれに対応する周波数変換器２３１Ａ，Ｂ及び２３２Ａ，Ｂを設けている。図１６の周波数変換器２３１Ａ，２３２Ａの局部発振器２３１１Ａ，２３２１Ａの局部発振周波数は、通信オペレータＡ用に固定された周波数（Ｆ１−Ｆ２，Ｆ２’−Ｆ１Ａ’）に予め設定しておくことができる。また、図１７の周波数変換器２３１Ｂ，２３２Ｂの局部発振器２３１１Ｂ，２３２１Ｂの局部発振周波数は、通信オペレータＢ用に固定された周波数（Ｆ１Ｂ−Ｆ２，Ｆ２’−Ｆ１Ｂ’）に予め設定しておくことができる。従って、周波数変換が容易になり、各通信オペレータが通信する時間に合わせて局部発振周波数を時分割的に切り替える制御も不要になる。
【００９８】
上記各実施形態の無線中継システムにおいて無線中継対象の複数の通信オペレータＡ，Ｂは、予め設定した所定周期ごとに交互に切り替えてもよいし、任意のタイミングでリアルタイムに切り替えてもよいし、予め設定した切替スケジュールに基づいて切り替えてもよい。
【００９９】
図１８は実施形態に係る無線中継システムにおける無線中継対象の通信オペレータの切替制御の一例を示すタイムチャートである。図１８において、親機１０の制御部１４は、親機１０を操作している操作者の手操作などで中継対象を通信オペレータＡから通信オペレータＢに切り替える切替１が指示されると、その切替１の中継切替指示情報を、制御用通信装置１５を介して子機２０に送信する。また、親機１０の制御部１４は、切替１の中継切替指示情報に基づいて、子機２０との間の無線通信の中継対象オペレータを通信オペレータＡから通信オペレータＢに切り替えて中継するように制御する。子機２０の制御部２４は、制御用通信装置２５を介して親機１０から受信した切替１の中継切替指示情報に基づいて、親機１０との間の無線通信の中継対象オペレータを通信オペレータＡから通信オペレータＢに切り替えて中継するように制御する。同様に、切替２（通信オペレータＢから通信オペレータＡ）及び切替３（通信オペレータＡから通信オペレータＢへの切替）の指示があったときは、親機１０の制御部１４及び子機２０の制御部２４は、各切替２，３の中継切替指示情報に基づいて、通信オペレータを同時に切り替えて中継するように制御する。以上のように、本例の制御例によれば、任意のタイミングで手操作などにより中継対象の通信オペレータの切替指示があった場合に、その切替指示に応じて、親機１０及び子機２０による無線通信の中継対象の通信オペレータをリアルタイムに切り替えることができる。
【０１００】
図１９は、実施形態に係る無線中継システムにおける無線中継対象の通信オペレータの切替制御の他の例を示すタイムチャート。図１９において、親機１０の制御部１４は、親機１０を操作している操作者の手操作などで表１のような通信オペレータＡ，Ｂの中継切替スケジュール情報が作成されると、そのスケジュール情報を、制御用通信装置１５を介して子機２０に送信する。
【表１】
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【０１０１】
親機１０の制御部１４は、上記中継切替スケジュール情報に基づいて、切替１の時刻ｔ１になったタイミングに、子機２０との間の無線通信の中継対象オペレータを通信オペレータＡから通信オペレータＢに切り替えて中継するように制御する。また、子機２０の制御部（スレーブ）２４は、親機１０から受信した中継切替スケジュール情報に基づいて、切替１の時刻ｔ１になったタイミングに、親機１０との間の無線通信の中継対象オペレータを通信オペレータＡから通信オペレータＢに切り替えて中継するように制御する。同様に、切替２（通信オペレータＢから通信オペレータＡ）の時刻ｔ２になったタイミング及び切替３（通信オペレータＡから通信オペレータＢへの切替）の時刻ｔ３になったタイミングそれぞれに、親機１０の制御部１４及び子機２０の制御部２４は、通信オペレータを同時に切り替えて中継するように制御する。以上のように、本例の制御例によれば、親機１０で予め作成された中継切替スケジュール情報に応じて、親機１０及び子機２０による無線通信の中継対象の通信オペレータを切り替えることができる。
【０１０２】
また、上記各実施形態の無線中継システムにおいて無線中継対象の複数の通信オペレータＡ，Ｂは、遠隔制御装置から制御情報に基づいて遠隔制御してもよい。
【０１０３】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る無線中継システムにおける無線中継対象の通信オペレータの遠隔切替制御の一例を示す説明図である。
図２０（ａ）において、遠隔制御装置８１（遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置）は、遠隔制御装置８１を操作している操作者の手操作などで中継対象の通信オペレータの切替が指示されると、その中継切替指示情報を、移動通信網を介して親機１０の制御部１４に送信する。親機１０の制御部１４は、遠隔制御装置８１から中継切替指示情報を受信すると、ＷｉＦｉなどの無線通信又は移動通信網を介して子機２０の制御部２４に中継切替指示情報を送信（転送）する。親機１０の制御部１４及び子機２０の制御部２４は、遠隔制御装置８１で設定された中継切替指示情報に基づいて、無線通信の中継対象の通信オペレータをリアルタイムに切り替えるように制御する。
【０１０４】
図２０（ｂ）において、遠隔制御装置８１（遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ又は他の共通の遠隔制御装置）は、遠隔制御装置８１を操作している操作者の手操作などで通信オペレータＡ，Ｂの中継切替スケジュール情報（例えば表１参照）が作成されると、その中継切替スケジュール情報を、移動通信網を介して親機１０の制御部１４に送信する。親機１０の制御部１４は、遠隔制御装置８１から中継切替スケジュール情報を受信すると、ＷｉＦｉなどの無線通信又は移動通信網を介して子機２０の制御部２４に中継切替スケジュール情報を送信（転送）する。親機１０の制御部１４及び子機２０の制御部２４は、遠隔制御装置８１で作成された中継切替スケジュール情報に基づいて、無線通信の中継対象の通信オペレータを切り替えるように制御する。
【０１０５】
以上、本実施形態によれば、第１無線中継局１０を自動車に搭載して目標位置に移動した後、基地局を搭載した場合のようなコアネットワークへの接続作業や基地局のセットアップ作業を行う必要がないため、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂと移動局（ユーザ装置）４０Ａ，４０Ｂとの間の無線通信の中継を速やかに開始することができる。
【０１０６】
また、本実施形態によれば、親機１０に基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）が不要であり、構成が簡易である。
【０１０７】
一般には、複数の通信オペレータＡ，Ｂそれぞれのサービスリンクを中継するためには、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれの周波数帯域幅の合計（和）の無線中継周波数が必要であるが、本実施形態によれば、複数の通信オペレータＡ，Ｂの無線中継に共通の中間周波数Ｆ２/Ｆ２'を用いることができるため無線中継に用いる中間周波数の帯域幅を抑制することができる。例えば、中継対象の通信オペレータの数をＮとした場合、通信オペレータごとに互いに異なる中間周波数を用いる場合に比べ、無線中継に共通の中間周波数の帯域幅を１／Ｎに削減できる。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、中継対象の通信オペレータの数をＮとした場合、親機−子機間（上り回線／下り回線）の総送信電力及び子機−移動局間（下り回線）の総送信電力がそれぞれ一定の場合、通信オペレータごとに互いに異なる中間周波数を用いる場合に比べ、親機−子機間（上り回線／下り回線）の送信電力及び子機−移動局間（下り回線）の送信電力をＮ倍に増大できる。
【０１０９】
例えば、図２１（ａ）の比較例のように親機−子機間（上り回線／下り回線）の無線中継において通信オペレータＡ，Ｂに対して互いに異なる複数の中間周波数（Ｆ２Ａ／Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ／Ｆ２Ｂ’）を用いる場合、親機−子機間（上り回線／下り回線）の総送信電力をＰＭとすると、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれの親機−子機間（上り回線／下り回線）の送信電力ＰｍはＰＭ／２になる。これに対し、図２１（ｂ）に示す本実施形態のように複数の通信オペレータＡ，Ｂの無線中継に共通の中間周波数Ｆ２/Ｆ２'を用いた場合は、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれの親機−子機間（上り回線／下り回線）の送信電力Ｐｍは上記比較例の２倍のＰＭになる。
【０１１０】
また、図２２（ａ）の比較例のように子機−移動局間（下り回線）のサービスリンクで通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を同時に行う場合、子機−移動局間（下り回線）の総送信電力をＰＳとすると、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれの子機−移動局間（下り回線）の送信電力ＰｓはＰＳ／２になる。これに対し、図２２（ｂ）の本実施形態のように子機−移動局間（下り回線）のサービスリンクで通信オペレータＡ，Ｂの無線通信を切り替えて行う場合は、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれの子機−移動局間（下り回線）の送信電力Ｐｓは上記比較例の２倍のＰＳになる。
【０１１１】
このように親機−子機間（上下回線）の送信電力及び子機−移動局間（下り回線）の送信電力を増大できるため、親機−子機間の中継距離及び子機−移動局間のサービスエリアを大きくすることができる。
【０１１２】
図５及び図１２の構成例によれば、第１無線中継局（親機）１０の対携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）向けの第１アンテナとして複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂを用い、通信オペレータＡ，Ｂ毎の携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）と送受信することにより、各通信オペレータＡ，Ｂの通信品質の改善が図れる。
【０１１３】
また特に、図５〜図１７の構成例によれば、第１無線中継局（親機）１０で受信したダウンリンクの無線中継周波数（第１周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ毎に、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を適用して、各通信オペレータＡ，Ｂに対応する中間周波数（第２周波数）Ｆ２の対子機向けの無線信号の出力が同一電力になるように制御する。また、第２無線中継局（子機）２０で受信した中間周波数（第２周波数）Ｆ２の信号に、ＡＧＣを適用して、各通信オペレータＡ，Ｂの無線中継周波数（第１周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの対移動局向けの出力が同一電力になるように制御する。この第１無線中継局（親機）１０及び第２無線中継局（子機）２０の電力調整の制御により、ダウンリンクにおける第２無線中継局（子機）２０の対移動局向けの無線中継周波数（第１周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの送信電力が同じとなるため、各通信オペレータＡ，Ｂに対応する無線中継周波数（第１周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ間で無線中継エリア（子機２０のセル２００）が同じになる。
【０１１４】
また、本実施形態によれば、各通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局エリア（固定基地局３０Ａ，３０Ｂのセル３００Ａ，３００Ｂ）と無線中継エリア（子機２０のセル２００）との間に一部重なりがあっても、携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）と無線中継システムが同一信号を送信しているため、その重なりエリアに位置する移動局（ユーザ端末）４０Ａ，４０Ｂには干渉とはならない。むしろ、携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）と無線中継システムの両方から送信された無線信号を加算して受信しているため、通信品質が向上する（図２３参照）。
【０１１５】
また、本実施形態によれば、自動車５０等に搭載した親機１０は各通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）のサービスエリア（セル３００Ａ，３００Ｂ）の端部まで移動することができる。例えば、携帯基地局のエリア端（固定基地局３０Ａ，３０Ｂのセル端）に親機１０を移動させれば、そこから子機２０に中継できるため、無線中継システムのサービスエリアをより遠くまで拡張できる（図２４（ａ）及び図２４（ｂ）参照）。
【０１１６】
また、本実施形態によれば、親機１０を自動車５０等に搭載して走行させれば、無線中継システムのサービスエリアを連続的に拡張できる。例えば、各通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）のサービスエリア（セル３００Ａ，３００Ｂ）外での遭難者の捜索するような場合、エリアを連続的に拡張できるので探索範囲の拡張が短時間に容易に図れる。特に自動車５０等の走行速度が速い程、短時間にエリアの拡張が図れる（図２５参照）。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、親機１０は、前述の制御用通信装置１５（１５Ａ，１５Ｂ）により、遠隔制御通信のＯＮ／ＯＦＦ又は電源のＯＮ／ＯＦＦの制御と装置の監視を行う制御部１４と、移動通信網８０Ａ，８０Ｂの通信オペレータＡ，Ｂに設けた遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ（制御元）の少なくとも一方との間で通信を行うことができる。また、子機２０は、前述のユーザ端末（移動局）などの制御用通信装置２５（２５Ａ，２５Ｂ）により、遠隔制御通信のＯＮ／ＯＦＦ、電源のＯＮ／ＯＦＦ制御及び無線通信部の増幅器（ＡＭＰ）の利得制御（最大送信電力制御）を行う制御部２４と、移動通信網８０Ａ，８０Ｂの通信オペレータＡ，Ｂの遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ（制御元）の少なくとも一方との間で通信を行うことができる。
【０１１８】
通信オペレータＡ，Ｂは、親機１０の通信のＯＮ／ＯＦＦ又は電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を遠隔で行うことで、無線中継システムの通信の開始及び終了を独自に遠隔制御することができる。例えば、親機１０及び子機２０を所定の場所に設置した場合、通信オペレータＡ，Ｂに設けた遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ（制御元）から遠隔で親機１０の通信のＯＮ／ＯＦＦまたは電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。これにより、通信オペレータＡ，Ｂごとに無線中継システムの通信の開始、停止を遠隔で制御できる。
【０１１９】
同様に、親機１０の通信ＯＮ後に、子機２０の電源のＯＮ／ＯＦＦを遠隔で制御することで、無線中継システムの通信の開始、停止を子機２０でも制御することができる。また、子機２０の増幅器（ＡＭＰ）の利得制御（最大送信電力制御）を遠隔で行うこともできる。
【０１２０】
また、本実施形態によれば、無線中継システムが他の携帯基地局（固定基地局３０Ｃ）のサービスエリア（セル３００Ｃ）に干渉を与えるような場合、子機２０の増幅器（ＡＭＰ）の利得（最大送信電力）を低減制御することで他の携帯基地局（固定基地局３０Ｃ）のサービスエリア（セル３００Ｃ）への予干渉を抑圧することができる（図２７参照）。
【０１２１】
なお、本明細書で説明された処理工程並びに無線中継局、遠隔制御装置及び基地局における基地局装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【０１２２】
ハードウェア実装については、実体（例えば、無線中継局、基地局装置、無線中継装置、ユーザ装置（移動局、通信端末）、遠隔制御装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【０１２３】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【０１２４】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【０１２５】
１０：第１無線中継局（親機）
１１：第１無線通信部
１２：第２無線通信部
１３：周波数変換部
１４：制御部
１５：制御用通信装置
２０：第２無線中継局（子機）
２１：第１無線通信部
２２：第２無線通信部
２３：周波数変換部
２４：制御部
２５：制御用通信装置
３０Ａ，３０Ｂ：固定基地局（携帯基地局）
３０Ｃ：固定基地局
３１Ａ，３１Ｂ：アンテナ
４０Ａ，４０Ｂ：移動局
５０：自動車
６０：気球
７０：飛行体
８０Ａ，８０Ｂ：移動通信網
８１（８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ）：遠隔制御装置
１０１（１０１Ａ，１０１Ｂ）：第１アンテナ
１０２：第２アンテナ
１１１（１１１Ａ，１１１Ｂ）：増幅器
１１２：受信信号分配部
１１３Ａ，１１３Ｂ：ＯＮ／ＯＦＦ切替部
１１４Ａ，１１４Ｂ：帯域フィルタ
１１５：通信オペレータ切替部
１１６（１１６Ａ，１１６Ｂ）：帯域フィルタ
１１７（１１７Ａ，１１７Ｂ）：増幅器
１１８Ｄ：ダウンリンク無線中継切替部
１１８Ｕ：アップリンク無線中継切替部
１１９：通信オペレータ切替部
１２１：増幅器
１２４：帯域フィルタ
１２５：通信オペレータ切替部
１２６：帯域フィルタ
１２７：増幅器
１３１（１３１Ａ，１３１Ｂ）：周波数変換器
１３２（１３２Ａ，１３２Ｂ）：周波数変換器
２００：セル
２０１：第１アンテナ
２０２：第２アンテナ
２１１（２１１Ａ，２１１Ｂ）：増幅器
２１２：受信信号分配部
２１４（２１４Ａ，２１４Ｂ）：帯域フィルタ
２１５：通信オペレータ切替部
２１６（２１６Ａ，２１６Ｂ）：帯域フィルタ
２１７：増幅器
２１８Ｕ：アップリンク無線中継切替部
２２１：増幅器
２２２：受信信号分配部
２２４：帯域フィルタ
２２５：通信オペレータ切替部
２２６Ａ，２２６Ｂ：帯域フィルタ
２２７：増幅器
２２８Ｄ：ダウンリンク無線中継切替部
２３１（２３１Ａ，２３１Ｂ）：周波数変換器
２３２（２３２Ａ，２３２Ｂ）：周波数変換器
２５５：通信オペレータ切替部
３００Ａ：セル
３００Ｂ：セル
３００Ｃ：セル
１３１１（１３１１Ａ，１３１１Ｂ）：局部発振器
１３１２：周波数混合器
１３２１（１３２１Ａ，１３２１Ｂ）：局部発振器
１３２２：周波数混合器
２３１１（２３１１Ａ，２３１１Ｂ）：局部発振器
２３１２：周波数混合器
２３２１（２３２１Ａ，２３２１Ｂ）：局部発振器
２３２２：周波数混合器
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2019169829.tif 000028
【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月23日(2019.4.23)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号の周波数が互いに異なる複数の通信オペレータの固定基地局とユーザ装置との間の無線通信を中継する無線中継システムであって、
移動可能な第１無線中継局と、前記第１無線中継局よりも高い位置に位置する第２無線中継局とを備え、
前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータの固定基地局との間で前記複数の固定基地局それぞれに対応する互いに異なる複数の第１周波数の無線信号を送受信する第１無線通信部と、前記第２無線中継局との間で前記複数の通信オペレータに共通の第２周波数の無線信号を送受信する第２無線通信部と、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数変換を行う周波数変換部と、前記第２無線中継局との間で前記複数の通信オペレータの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段と、を有し、
前記第２無線中継局は、前記第１無線中継局との間で前記第２周波数の無線信号を送受信する第１無線通信部と、ユーザ装置との間で前記複数の第１周波数の無線信号を送受信する第２無線通信部と、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数変換を行う周波数変換部と、前記第１無線中継局の前記切替制御手段による中継切替に同期させて、前記第１無線中継局との間で前記複数の通信オペレータの無線通信を時分割で切り替えて中継するように制御する切替制御手段と、を有し、
前記第２周波数の帯域幅は、前記複数の通信オペレータそれぞれの無線通信で必要とされる複数の通信帯域の中で最大の帯域幅に設定されていることを特徴とする無線中継システム。
【請求項２】
請求項１の無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
中継対象の通信オペレータの切り替えを指示する中継切替指示情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、
前記中継切替指示情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、
前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記中継切替指示情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、
前記第１無線中継局から受信した前記中継切替指示情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有することを特徴とする無線中継システム。
【請求項３】
請求項１の無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記通信オペレータの中継切替スケジュール情報を予め設定し、その中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、
前記中継切替スケジュール情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、
前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記中継切替スケジュール情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、
前記第１無線中継局から受信した前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有することを特徴とする無線中継システム。
【請求項４】
請求項１の無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第１無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
中継対象の通信オペレータの切り替えを指示する中継切替指示情報又は前記通信オペレータの中継切替スケジュール情報を遠隔制御装置から受信する受信部と、
前記遠隔制御装置から受信した前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、
前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報を前記第２無線中継局に送信する送信部と、を有し、
前記第２無線中継局の前記切替制御手段は、
前記第２無線中継局における前記複数の通信オペレータの中継信号経路を切り替える切替部と、
前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報を前記第１無線中継局から受信する受信部と、
前記第１無線中継局から受信した前記中継切替指示情報又は前記中継切替スケジュール情報に基づいて前記切替部を制御する制御部と、を有することを特徴とする無線中継システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの無線中継システムにおいて、
前記第１無線中継局は、前記複数の通信オペレータのうち無線中継をしない通信オペレータの第１無線中継局及び第２無線中継局の無線通信に関わる回路の電源を全て切ることを特徴とする無線中継システム。