(57)【要約】【課題】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無線中継システムを提供する。【解決手段】移動可能な第１無線中継局は、複数の固定基地局との間で複数の第１周波数の無線信号を送受信し、第２無線中継局との間で複数の第２周波数の無線信号を送受信し、通信オペレータごとに第１周波数と第２周波数との周波数変換を行うとともに周波数変換後の信号電力を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。第２無線中継局は、第１無線中継局との間で複数の第２周波数の無線信号を送受信し、ユーザ装置との間で複数の第１周波数の無線信号を送受信し、通信オペレータごとに第１周波数と第２周波数との周波数変換を行うとともに周波数変換後の信号電力を複数の通信オペレータ間で互いに等しくになるように調整する。【選択図】図１
2019125877.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対応する互いに異なる複数の第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、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複数の第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、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と、を有す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又は２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することを特徴とする無線中継システム。
【請求項４】
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対応する互いに異なる複数の第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、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複数の第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、を有し、
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ることを特徴とする無線中継システム。
【請求項６】
請求項１乃至５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、地上を移動可能な移動体に搭載されていることを特徴とする無線中継システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの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ることを特徴とする無線中継システム。
【請求項８】
請求項７の無線中継システムにおいて、
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ることを特徴とする無線中継システム。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれかの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ることを特徴とする無線中継システム。
【請求項１０】
請求項９の無線中継システムにおいて、
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ることを特徴とする無線中継システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０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いることを特徴とする無線中継システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１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ることを特徴とする無線中継システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかの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。
【０００６】
なお、このような課題は、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対応する互いに異なる複数の第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、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複数の第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、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と、を有する。
前記無線中継システムにおいて、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備えてもよい。
【０００８】
本発明の他の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対応する互いに異なる複数の第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、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複数の第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、を有する。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更に有する。
【０００９】
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してもよい。
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してもよい。
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】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８】（ａ）〜（ｄ）は、図７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１無線中継局（親機）の他の構成例を示すブロック図。
【図１０】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）の更に他の構成例を示すブロック図。
【図１１】図５の第１無線中継局（親機）のダウンリンク信号処理経路における遠隔制御系の一例を示すブロック図。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図１１の第１無線中継局（親機）の遠隔制御における周波数変換前のダウンリンクの受信信号の出力パターンの説明図。（ｅ）〜（ｈ）はそれぞれ、図１１の第１無線中継局（親機）の遠隔制御における周波数変換前のアップリンクの受信信号の出力パターンの説明図。
【図１３】図５の第１無線中継局（親機）のダウンリンク信号処理経路における遠隔制御系の他の例を示すブロック図。
【図１４】比較例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を示す概略構成図。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は図１４の第１無線中継局（親機）のダウンリンク信号処理経路及び第２無線中継局（子親機）のアップリンク信号処理経路における受信信号の周波数特性、周波数変換後の送信信号の周波数特性及び帯域フィルタの特性を示す図。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は図１４の第２無線中継局（子機）のダウンリンク信号処理経路及び第１無線中継局（親機）のアップリンク信号処理経路における受信信号の周波数特性、周波数変換後の送信信号の周波数特性及び帯域フィルタの特性を示す図。
【図１７】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）の更に他の構成例を示すブロック図。
【図１８】（ａ）〜（ｆ）は図１７の第１無線中継局（親機）のダウンリンク信号処理経路及びアップリンク信号処理経路におけるアンテナで受信された受信信号の周波数特性、周波数変換及び電力調整を行った後の受信信号の周波数特性、及びアンテナから送信される送信信号の周波数特性を示す図。
【図１９】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２０】（ａ）〜（ｆ）は図１９の第２無線中継局（子機）のダウンリンク信号処理経路及びアップリンク信号処理経路におけるアンテナで受信された受信信号の周波数特性、周波数変換及び電力調整を行った後の受信信号の周波数特性、アンテナから送信される送信信号の周波数特性を示す図。
【図２１】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）の更に他の構成例を示すブロック図。
【図２２】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）の更に他の構成例を示すブロック図。
【図２３】図１７の第１無線中継局（親機）のダウンリンク信号処理経路及びアップリンク信号処理経路における遠隔制御系の一例を示すブロック図。
【図２４】図１７の第１無線中継局（親機）のダウンリンク信号処理経路及びアップリンク信号処理経路における遠隔制御系の他の例を示すブロック図。
【図２５】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２６】（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２７】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２８】（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】
【００１２】
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。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。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。
【００１３】
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。
【００１４】
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との間の第２周波数（以下「中間周波数」ともいう。）Ｆ２Ａ（下り信号）及びＦ２Ａ'（上り信号）（以下、まとめて「Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'」と表記する。）並びにＦ２Ｂ（下り信号）及びＦ２Ｂ'（上り信号）（以下、まとめて「Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'」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。
【００１５】
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。
【００１６】
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との間の第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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、係留気球などの気球６０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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、図２に示すように、第２無線中継局２０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ドローンなどの飛行体７０に搭載してもよい。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。
【００１９】
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'及び第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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、第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'が３．３ＧＨｚ帯の周波数であってもよい。
【００２０】
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。
【００２１】
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）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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。
【００２２】
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'と第２周波数Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'に変換する周波数変換器と、第２周波数Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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端末としてのユーザ端末（移動局）１５を備えてもよい。ユーザ端末（移動局）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であってもよい。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ユーザ端末（移動局）１５で受信し、その制御情報に基づいて、通信オペレータＡの無線中継機能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。ここで、遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂとユーザ端末（移動局）１５との間の通信は、例えば遠隔制御装置８１Ａ，Ｂ及びユーザ端末（移動局）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。
【００２８】
また、制御部１４は、ユーザ端末（移動局）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Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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それぞれ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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）Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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。
【００３１】
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'と第２周波数Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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'を第２周波数Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'に変換する周波数変換器と、第２周波数Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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からの制御情報を受信したり遠隔制御装置８１Ａ，８１Ｂ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端末としてのユーザ端末（移動局）２５を備えてもよい。ユーザ端末（移動局）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であってもよい。制御部２４は、例えば、遠隔制御装置８１Ａ，Ｂ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ユーザ端末（移動局）２５で受信し、その制御情報に基づいて通信オペレータＡ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。ここで、遠隔制御装置８１Ａ，Ｂとユーザ端末（移動局）２５との間の通信は、例えば遠隔制御装置８１Ａ，Ｂ及びユーザ端末（移動局）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。
【００３６】
また、制御部２４は、ユーザ端末（移動局）２５を介して、第２周波数Ｆ２Ａ/Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ/Ｆ２Ｂ'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に送信するように制御してもよい。
【００３７】
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１０１及び子機側の第２アンテナ１０２それぞれに無指向性アンテナを用いた例である。なお、図５において、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。
【００３８】
また、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１０１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Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの送信信号ＳＴ２Ａ，ＳＴ２Ｂ,の周波数特性及び帯域フィルタの特性ＢＰＦ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Ｆ２Ａ'，Ｆ２Ｂ'の受信信号ＳＲ２Ａ'，ＳＲ２Ｂ'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’の周波数特性及び帯域フィルタの特性ＢＰＦを示す図である。
【００３９】
図５において、第１無線通信部１１は、ＤＵＰ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ：送受共用器）１１０と、固定基地局側のダウンリンク受信信号処理部と、固定基地局側のアップリンク送信信号処理部とを備える。ＤＵＰ１１０は、第１アンテナ１０１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１０１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。
固定基地局側のダウンリンク受信信号処理部は、受信用の増幅器１１１とダウンリンク無線中継切替部１１８とを備える。ダウンリンク無線中継切替部１１８は、受信信号分配部１１２と、通信オペレータＡ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ及び帯域フィルタ１１４Ａと、通信オペレータＢ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ｂ及び帯域フィルタ１１４Ｂと、受信信号合成部１１５とを備える。
また、固定基地局側のアップリンク送信信号処理部は、通信オペレータＡ，Ｂ用の帯域フィルタ１１６及び自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの共通増幅器（例えば、線形増幅器）１１７を備える。
【００４０】
ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂは、例えばスイッチ又は減衰器（ＡＴＴ）で構成してもよい。
【００４１】
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。
【００４２】
また、帯域フィルタ１１６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’の両方のアップリンクの送信信号ＳＴ１Ａ'，ＳＴ１Ｂ'を通過させる帯域通過フィルタである。
【００４３】
なお、固定基地局３０Ａ，３０Ｂから第１アンテナ１０１を介して受信する受信信号のレベルが十分に大きい場合は、受信用の増幅器１１１を設けなくてもよい。また、ダウンリンクの無線中継のＯＮ／ＯＦＦ切り替え制御を行わない場合、ダウンリンク無線中継切替部１１８を構成する受信信号分配部１１２、ＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａ，１１３Ｂ、帯域フィルタ１１４Ａ，１１４Ｂ及び受信信号合成部１１５は設けなくてもよい。
【００４４】
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第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ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ＳＴ２Ａ’，ＳＴ２Ｂ’の第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’を固定基地局用の第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’に変換する。
【００４５】
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及び自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの共通増幅器（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、受信用の増幅器１２１とアップリンク無線中継切替部１２８とを備える。アップリンク無線中継切替部１２８は、受信信号分配部１２２と、通信オペレータＡ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ａ及び帯域フィルタ１２４Ａと、通信オペレータＢ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ｂ及び帯域フィルタ１２４Ｂと、受信信号合成部１２５とを備える。
【００４６】
ＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ａ，１２３Ｂは、例えばスイッチ又は減衰器（ＡＴＴ）で構成してもよい。
【００４７】
帯域フィルタ１２４Ａは、図６（ｃ）に示す通信オペレータＡ，Ｂのアップリンクの受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’のうち、通信オペレータＡに対応する第２周波数Ｆ２Ａ’の受信信号ＳＲ２Ａ’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１２４Ｂは、通信オペレータＢに対応する第２周波数Ｆ２Ｂ’の受信信号ＳＲ２Ｂ’を選択的に通過させる帯域通過フィルタである。
【００４８】
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の周波数変換後の第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの両方のダウンリンクの送信信号ＳＴ２Ａ，ＳＴ２Ｂを通過させる帯域通過フィルタである。
【００４９】
なお、子機２０から第２アンテナ１０２を介して受信した受信信号のレベルが十分に大きい場合は、受信用の増幅器１２１は設けなくてもよい。また、アップリンクの無線中継のＯＮ／ＯＦＦ切り替え制御を行わない場合、そのアップリンク無線中継切替部１２８を構成する受信信号分配部１２２、ＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ａ，１２３Ｂ、帯域フィルタ１２４Ａ，１２４Ｂ及び受信信号合成部１２５は設けなくてもよい。
【００５０】
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、第１アンテナ１０１を介して固定基地局３０Ａ，３０Ｂから受信された第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂは、第１無線通信部１１の増幅器１１１で増幅され、ダウンリンク無線中継切替部１１８を通過した後、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から第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂに変換された受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂ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、共通増幅器１２７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、ダウンリンク中継用の送信信号ＳＴ２Ａ，ＳＴ２Ｂ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。
【００５１】
一方、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から受信された第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’は、第２無線通信部１２の増幅器１２１で増幅され、アップリンク無線中継切替部１２８を通過した後、周波数変換器１３２に出力される。周波数変換器１３２で第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’から第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’に変換された受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’は、第１無線通信部１１の帯域フィルタ１１６を通過して不要な信号が除去され、共通増幅器１１７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’として、第１アンテナ１０１を介して固定基地局３０Ａ，３０Ｂに向けて送信される。
【００５２】
図７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７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。
【００５３】
また、図８（ａ）〜（ｄ）は、図７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を示す図である。
図８（ａ）は図７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の第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの周波数特性を示す図である。
図８（ｂ）は図７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の周波数特性及び帯域フィルタの特性ＢＰＦを示す図である。
図８（ｃ）は図７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２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８（ｄ）は図７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第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の送信信号ＳＴ２Ａ’，ＳＴ２Ｂ’の周波数特性及び帯域フィルタの特性ＢＰＦを示す図である。
【００５４】
図７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、受信用の増幅器２１１とダウンリンク無線中継切替部２１８とを備える。ダウンリンク無線中継切替部２１８は、受信信号分配部２１２と、通信オペレータＡ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部２１３Ａ及び帯域フィルタ２１４Ａと、通信オペレータＢ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部２１３Ｂ及び帯域フィルタ２１４Ｂと、受信信号加算部２１５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、通信オペレータＡ，Ｂ用の帯域フィルタ２１６及び自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの共通増幅器（例えば、線形増幅器）２１７を備える。
【００５５】
ＯＮ／ＯＦＦ切替部２１３Ａ，２１３Ｂは、例えばスイッチ又は減衰器（ＡＴＴ）で構成してもよい。
【００５６】
帯域フィルタ２１４Ａは、図８（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ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂのうち、通信オペレータＡに対応する第２周波数Ｆ２Ａの受信信号ＳＲ２Ａ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２１４Ｂは、通信オペレータＢに対応する第２周波数Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ｂを選択的に通過させる帯域通過フィルタである。
【００５７】
また、帯域フィルタ２１６は、図８（ｄ）に示す通信オペレータＡ，Ｂの周波数変換後の第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の両方のアップリンクの送信信号ＳＴ２Ａ’，ＳＴ２Ｂ’を通過させる帯域通過フィルタである。
【００５８】
なお、親機１０から第１アンテナ２０１を介して受信する受信信号のレベルが十分に大きい場合は、受信用の増幅器２１１は設けなくてもよい。また、ダウンリンクの無線中継のＯＮ／ＯＦＦ切り替え制御を行わない場合、そのダウンリンク無線中継切替部２１８を構成する受信信号分配部２１２、ＯＮ／ＯＦＦ切替部２１３Ａ，２１３Ｂ、帯域フィルタ２１４Ａ，２１４Ｂ及び受信信号加算部２１５は設けなくてもよい。
【００５９】
また、図７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ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ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−子機中継用の中間周波数である第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’に変換する。
【００６０】
また、図７において、第２無線通信部２２は、ＤＵＰ２２０と、移動局側のダウンリンク受信信号処理部と、移動局側のアップリンク送信信号処理部とを備える。ＤＵＰ２２０は、第２アンテナ２０２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２０２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。
移動局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２２６及び自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの共通増幅器（例えば、線形増幅器）２２７を備える。
また、移動局側のアップリンク送信信号処理部は、受信用の増幅器２２１とアップリンク無線中継切替部２２８とを備える。アップリンク無線中継切替部２２８は、受信信号分配部２２２と、通信オペレータＡ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部２２３Ａ及び帯域フィルタ２２４Ａと、通信オペレータＢ用のＯＮ／ＯＦＦ切替部２２３Ｂ及び帯域フィルタ２２４Ｂと、受信信号合成部２２５とを備える。
【００６１】
ＯＮ／ＯＦＦ切替部２２３Ａ，２２３Ｂは、例えばスイッチ又は減衰器（ＡＴＴ）で構成してもよい。
【００６２】
帯域フィルタ２２４Ａは、図８（ｃ）に示す通信オペレータＡ，Ｂのアップリンクの受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’のうち、通信オペレータＡに対応する第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２２４Ｂは、通信オペレータＢに対応する第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。
【００６３】
また、帯域フィルタ２２６は、図８（ｂ）に示すように通信オペレータＡ，Ｂの周波数変換後の第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの両方のダウンリンクの送信信号ＳＴ１Ａ，ＳＴ１Ｂを通過させる帯域通過フィルタである。
【００６４】
なお、移動局４０Ａ，４０Ｂから第２アンテナ２０２を介して受信した受信信号のレベルが十分に大きい場合は、受信用の増幅器２２１を設けなくてもよい。また、アップリンクの無線中継のＯＮ／ＯＦＦ切り替え制御を行わない場合、アップリンク無線中継切替部２２８を構成する受信信号分配部２２２、ＯＮ／ＯＦＦ切替部２２３Ａ，２２３Ｂ、帯域フィルタ２２４Ａ，２２４Ｂ及び受信信号合成部２２５は設けなくてもよい。
【００６５】
図７の構成例の第２無線中継局（子機）２０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、第１アンテナ２０１を介して親機１０から受信された第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂは、第１無線通信部２１の増幅器２１１で増幅され、ダウンリンク無線中継切替部２１８を通過した後、周波数変換器２３１に出力される。周波数変換器２３１で第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂから第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂに変換された受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂは、第２無線通信部２２の帯域フィルタ２２６を通過して不要な信号が除去され、共通増幅器２２７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、ダウンリンクの送信信号ＳＴ１Ａ，ＳＴ１Ｂとして、第２アンテナ２０２を介して移動局４０Ａ，４０Ｂに向けて送信される。
【００６６】
一方、図７の構成例の第２無線中継局（子機）２０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２０２を介して移動局４０Ａ，４０Ｂから受信された第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’の受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’は、第２無線通信部２２の増幅器２２１で増幅され、アップリンク無線中継切替部２２８を通過した後、周波数変換器２３２に出力される。周波数変換器２３２で第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’から第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’に変換された受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’は、第１無線通信部２１の帯域フィルタ２１６を通過して不要な信号が除去され、共通増幅器２１７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、アップリンク中継用の送信信号ＳＴ２Ａ’，ＳＴ２Ｂ’として、第１アンテナ２０１を介して親機１０に向けて送信される。
【００６７】
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、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。図９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。また、本構成例の第１無線中継局（親機）１０と組み合わせる第２無線中継局（子機）２０については、前述の図７に例示したものを用いることができるため、その説明を省略する。
【００６８】
図９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。
【００６９】
第１無線通信部１１は、複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂそれぞれに対応するように、複数のＤＵＰ１１０Ａ，１１０Ｂと、複数の通信オペレータＡ，Ｂごとに自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有する複数の電力調整部とを備えている。複数の電力調整部はそれぞれ、例えば、帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１１１Ａ，１１１１Ｂと自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器１１１２Ａ，１１１２Ｂとを備える。帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１１１Ａ，１１１１Ｂはそれぞれ、通信オペレータＡ，Ｂの無線中継周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’を選択的に通過させる。増幅器１１１２Ａ，１１１２Ｂはそれぞれ、帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１１１Ａ，１１１１Ｂ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。
【００７０】
受信信号分配部１１９で分配され各電力調整部で調整された所定の同一電力Ｐｒのアップリンクの受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’はそれぞれ、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。
【００７１】
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１１８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１１８に入力される。
【００７２】
図１０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の更に他の構成例を示すブロック図である。本構成例は、図９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。図１０において、前述の図５及び図９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。また、本構成例の第１無線中継局（親機）１０と組み合わせる第２無線中継局（子機）２０については、前述の図７に例示したものを用いることができるため、その説明を省略する。
【００７３】
図１０において、第１無線通信部１１は、複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂそれぞれに対応するように、複数のＤＵＰ１１０Ａ，１１０Ｂと、複数の通信オペレータＡ，Ｂごとに自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有する複数の電力調整部と、複数の周波数変換器１３２Ａ，１３２Ｂとを備えている。
【００７４】
第２無線通信部１２から出力された各通信オペレータＡ，Ｂの無線中継周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’のアップリンクの受信信号はそれぞれ、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後、電力調整部に入力される。各電力調整部で調整された所定の同一電力Ｐｒのアップリンクの受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’はそれぞれ、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。
【００７５】
図１１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遠隔制御系の一例を示すブロック図である。図１２（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図１１の第１無線中継局（親機）の遠隔制御における周波数変換前のダウンリンクの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂの出力パターンの説明図である。図１２（ｅ）〜（ｈ）はそれぞれ、図１１の第１無線中継局（親機）の遠隔制御における周波数変換前のアップリンクの受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’の出力パターンの説明図である。なお、図１１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。
【００７６】
図１１において、第１無線中継局（親機）１０は、通信オペレータＡ，Ｂごとに、制御用通信端末としてのユーザ端末（移動局）１５Ａ，１５Ｂを備え、また、制御部１４は、通信オペレータＡ，Ｂそれぞれに対応した遠隔制御部１４１Ａ，１４１Ｂを有する。
【００７７】
遠隔制御部１４１Ａは、ユーザ端末（移動局）１５Ａ及び固定基地局３０Ａを介して、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａからの制御情報Ａを受信したり遠隔制御装置８１Ａに情報を送信したりすることができる。
例えば、遠隔制御部１４１Ａは、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａから受信した制御情報Ａに基づいて、ダウンリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａを制御し、第１無線通信部１１から周波数変換部１３へ出力される通信オペレータＡの第１周波数Ｆ１Ａのダウンリンク受信信号ＳＲ１Ａの出力を、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
また例えば、遠隔制御部１４１Ａは、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａから受信した制御情報Ａに基づいて、アップリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ａを制御し、第２無線通信部１２から周波数変換部１３へ出力される通信オペレータＡの第２周波数Ｆ２Ａ’のアップリンク受信信号ＳＲ２Ａ’の出力を、図１２（ｅ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００７８】
また、遠隔制御部１４１Ｂは、ユーザ端末（移動局）１５Ｂ及び固定基地局３０Ｂを介して、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂからの制御情報Ｂを受信したり遠隔制御装置８１Ｂに情報を送信したりすることができる。
例えば、遠隔制御部１４１Ｂは、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂから受信した制御情報Ｂに基づいて、ダウンリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ｂを制御し、第１無線通信部１１から周波数変換部１３へ出力される通信オペレータＢの第１周波数Ｆ１Ｂのダウンリンク受信信号ＳＲ１Ｂの出力を、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
また例えば、遠隔制御部１４１Ｂは、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂから受信した制御情報Ｂに基づいて、アップリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ｂを制御し、第２無線通信部１２から周波数変換部１３へ出力される通信オペレータＢの第２周波数Ｆ２Ｂ’のアップリンク受信信号ＳＲ２Ｂ’の出力を、図１２（ｅ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００７９】
図１３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遠隔制御系の他の例を示すブロック図である。なお、図１３において、前述の図５及び図１１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。
【００８０】
図１３の例では、複数の通信オペレータＡ，Ｂに共通の制御用通信端末として、通信オペレータＢに対応したユーザ端末（移動局）１５Ｂを備えている。また、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａは、通信オペレータＢの移動通信網８０Ｂを介して、第１無線中継局（親機）１０に設けたユーザ端末（移動局）１５Ｂと通信することができる。
【００８１】
遠隔制御部１４１Ｂは、ユーザ端末（移動局）１５Ｂ及び固定基地局３０Ｂを介して、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂからの制御情報Ｂを受信したり遠隔制御装置８１Ｂに情報を送信したりすることができる。
例えば、遠隔制御部１４１Ｂは、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂから受信した制御情報Ｂに基づいて、ダウンリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ｂを制御し、第１無線通信部１１から周波数変換部１３へ出力される第１周波数Ｆ１Ｂのダウンリンク受信信号ＳＲ１Ｂの出力を、前述の図１２（ａ）〜（ｄ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
また例えば、遠隔制御部１４１Ｂは、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂから受信した制御情報Ｂに基づいて、アップリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ｂを制御し、第２無線通信部１２から周波数変換部１３へ出力される第２周波数Ｆ２Ｂ’のアップリンク受信信号ＳＲ２Ｂ’の出力を、前述の図１２（ｅ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００８２】
一方、遠隔制御部１４１Ａは、通信オペレータＡのユーザ端末（移動局）１５Ａ及び固定基地局３０Ａではなく、通信オペレータＢのユーザ端末（移動局）１５Ｂ、固定基地局３０Ｂ及び移動通信網８０Ｂを介して、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａからの制御情報Ａを受信したり遠隔制御装置８１Ａに情報を送信したりすることができる。
例えば、遠隔制御部１４１Ａは、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａから受信した制御情報Ａに基づいて、ダウンリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１１３Ａを制御し、第１無線通信部１１から周波数変換部１３へ出力される通信オペレータＡの第１周波数Ｆ１Ａの受信信号ＳＲ１Ａの出力を、前述の図１２（ａ）〜（ｄ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
また例えば、遠隔制御部１４１Ａは、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａから受信した制御情報Ａに基づいて、アップリンク信号処理経路のＯＮ／ＯＦＦ切替部１２３Ａを制御し、第２無線通信部１２から周波数変換部１３へ出力される通信オペレータＡの第２周波数Ｆ２Ａ’の受信信号ＳＲ２Ａ’の出力を、前述の図１２（ｅ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００８３】
なお、図１３において、通信オペレータＡのユーザ端末（移動局）１５Ｂの代わりに、通信オペレータＡに対応したユーザ端末（移動局）１５Ａを備えてもよい。
【００８４】
次に、複数の通信オペレータ間で無線信号の伝搬路（伝搬損失）が異なっても中継先での各通信オペレータの無線中継エリア（例えば、子機２０のセル２００Ａ，２００Ｂ）を均一にすることができる無線中継システムの実施形態について説明する。
【００８５】
図１４は、比較例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を示す概略構成図である。
図１５（ａ）は図１４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アンテナで受信された第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り、図１５（ｂ）は同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Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの送信信号ＳＴ２Ａ，ＳＴ２Ｂの周波数特性及び帯域フィルタの特性を示す図である。
また、図１５（ｃ）は図１４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アンテナで受信された第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り、図１５（ｄ）は同アップ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Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の送信信号ＳＴ２Ａ’，ＳＴ２Ｂ’の周波数特性及び帯域フィルタの特性を示す図である。
また、図１６（ａ）は図１４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アンテナで受信された第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの周波数特性を示す図であり、図１６（ｂ）は同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の周波数特性及び帯域フィルタの特性を示す図である。
また、図１６（ｃ）は図１４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アンテナで受信された第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’の周波数特性を示す図であり、図１６（ｄ）は同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’の周波数特性及び帯域フィルタの特性を示す図である。
【００８６】
図１４の通信システムのダウンリンクの通信において、通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂと親機１０との間の伝搬路（伝搬損失）がそれぞれ異なることから、親機１０で受信する各通信オペレータＡ，Ｂが利用する第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂの電力が異なることがある（図１５（ａ）参照）。そのため、親機１０内の共通増幅器で線形増幅する周波数変換後の第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの送信電力が異なる（図１５（ｂ）参照）。その結果、図１４に示すように各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂでサイズが互いに異なる無線中継エリア（セル）２００Ａ，２００Ｂとなるおそれがある。
【００８７】
更に、ダウンリンクの親機１０と子機２０との間においても、複数の通信オペレータＡ，Ｂで使用する第２周波数（無線中継周波数）Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂが互いに異なることによる選択性フェージング等により、親機１０と子機２０との間の伝搬路（伝搬損失）が互いに異なり、子機２０で受信する各第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの電力が異なることがある（図１６（ａ）参照）。そのため、子機２０内の共通増幅器で線形増幅する周波数変換後の第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの送信信号ＳＴ１Ａ，ＳＴ１Ｂの電力が互いに異なる（図１６（ｂ）参照）。その結果、図１４に示すように各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂでサイズが互いに異なる無線中継エリア（セル）２００Ａ，２００Ｂとなるおそれがある。
【００８８】
また、図１４の通信システムのアップリンクの通信において、通信オペレータＡ，Ｂの移動局４０Ａ，４０Ｂと子機２０との間の伝搬路（伝搬損失）がそれぞれ異なることから、子機２０で受信する各通信オペレータＡ，Ｂが利用する第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’の受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’の電力が異なることがある（図１５（ｃ）参照）。そのため、子機２０内の共通増幅器で線形増幅する周波数変換後の第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の送信電力が異なる（図１５（ｄ）参照）。その結果、各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’間で、アップリンクにおいて親機１０が各通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局３０Ａ，３０Ｂと通信可能な無線中継エリアが互いに異なるおそれがある。
【００８９】
更に、アップリンクの親機１０と子機２０との間においても、複数の通信オペレータＡ，Ｂで使用する第２周波数（無線中継周波数）Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’が互いに異なることによる選択性フェージング等により、親機１０と子機２０との間の伝搬路（伝搬損失）が互いに異なり、親機１０で受信する各第２周波数（中間周波数）Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’の電力が異なることがある（図１６（ｃ）参照）。そのため、親機１０内の共通増幅器で線形増幅する周波数変換後の第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’の送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’の電力が互いに異なる（図１６（ｄ）参照）。その結果、各通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数（無線中継周波数）Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’間で、アップリンクにおいて親機１０が各通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局３０Ａ，３０Ｂと通信可能な無線中継エリアが互いに異なるおそれがある。
【００９０】
本実施形態の無線中継システムでは、上記複数の通信オペレータＡ，Ｂにおける伝搬路（伝搬損失）の違いを考慮し、以下の構成例に示すように親機１０及び子機２０の少なくとも一方の送信電力を調整してもよい。この送信電力の調整により、固定基地局３０Ａ，３０Ｂと親機１０との間や親機１０と子機２０との間のダウンリンク及びアップリンクの伝搬路（伝搬損失）が通信オペレータＡ，Ｂ間で異なる場合でも、子機２０が移動局４０Ａ，４０Ｂと通信可能な無線中継エリア（セル）２００Ａ，２００Ｂのサイズを互いに同じにすることができるとともに、親機１０が携帯基地局３０Ａ，３０Ｂと通信可能な無線中継エリアを互いに同じにすることができる。
【００９１】
図１７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上記ダウンリンク及びアップリンクの送信電力調整を行う第１無線中継局（親機）１０の更に他の構成例を示すブロック図である。なお、図１７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。
【００９２】
図１８（ａ）は図１７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アンテナで受信された第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１８（ｂ）は図１７のダウンリンク信号処理経路における周波数変換及び電力調整を行った後の第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの周波数特性を示す図である。図１８（ｃ）は図１７のダウンリンク信号処理経路における第２アンテナ１０２から送信される送信信号ＳＴ２Ａ，ＳＴ２Ｂの周波数特性を示す図である。
【００９３】
また、図１８（ｄ）は図１７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アンテナで受信された第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’の周波数特性を示す図である。図１８（ｅ）は図１７のアップリンク信号処理経路における周波数変換及び電力調整を行った後の第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１８（ｆ）は図１７のアップリンク信号処理経路における第１アンテナ１０１から送信される送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’の周波数特性を示す図である。
【００９４】
図１７の第１無線中継局（親機）１０の第１無線通信部１１では、前述のダウンリンク無線中継切替部１１８がなく、第１アンテナ１０１で受信した第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂが周波数変換器１３１に直接入力される。図１８（ａ）に示すように受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂの電力は通信オペレータＡ，Ｂ間で異なるため、周波数変換器１３１で第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂに変換された受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの電力も通信オペレータＡ，Ｂ間で異なる。この受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの電力が図１８（ｂ）に示す所定の同一電力Ｐｒになるように、第２無線通信部１２は、通信オペレータＡ，Ｂごとに自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有する複数の電力調整部１２１０Ａ，１２１０Ｂを備える。複数の電力調整部１２１０Ａ，１２１０Ｂはそれぞれ、例えば、図１８（ｂ）に示すように通信オペレータＡ，Ｂの無線中継周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂを選択的に通過させる帯域フィルタ（ＢＰＦ）１２１１Ａ，１２１１Ｂと、各帯域フィルタ（ＢＰＦ）１２１１Ａ，１２１１Ｂ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にする自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器１２１２Ａ，１２１２Ｂとを備える。各電力調整部１２１０Ａ，１２１０Ｂで調整された所定の同一電力Ｐｒの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂは、帯域フィルタ１２６を通過して不要な信号が除去され、共通増幅器１２７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、図１８（ｃ）に示す送信信号ＳＴ２Ａ，ＳＴ２Ｂ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。なお、電力調整部１２１０Ａ，１２１０Ｂで所定電力に調整されるため、共通増幅器１２７は、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有しなくてもよい。
【００９５】
また、図１７の第１無線中継局（親機）１０の第２無線通信部１２では、前述のアップリンク無線中継切替部１２８がなく、第２アンテナ１０２で受信した第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’が周波数変換器１３２に直接入力される。図１８（ｄ）に示すように受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’の電力は通信オペレータＡ，Ｂ間で異なるため、周波数変換器１３２で第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’に変換された受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’の電力も通信オペレータＡ，Ｂ間で異なる。この受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’の電力が図１８（ｅ）に示す所定の同一電力Ｐｒになるように、第１無線通信部１１は、通信オペレータＡ，Ｂごとに自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有する複数の電力調整部１１１０Ａ，１１１０Ｂを備える。複数の電力調整部１１１０Ａ，１１１０Ｂはそれぞれ、例えば、図１８（ｅ）に示すように通信オペレータＡ，Ｂの無線中継周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’を選択的に通過させる帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１１１Ａ，１１１１Ｂと、各帯域フィルタ（ＢＰＦ）１１１１Ａ，１１１１Ｂ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にする自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器１１１２Ａ，１１１２Ｂとを備える。各電力調整部１１１０Ａ，１１１０Ｂで調整された所定の同一電力Ｐｒの受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’は、帯域フィルタ１１６を通過して不要な信号が除去され、共通増幅器１１７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、図１８（ｆ）に示す送信信号ＳＴ１Ａ’，ＳＴ１Ｂ’として、第１アンテナ１０１を介して携帯基地局３０Ａ，３０Ｂに向けて送信される。なお、電力調整部１１１０Ａ，１１１０Ｂで所定電力に調整されるため、共通増幅器１１７は、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有しなくてもよい。
【００９６】
図１９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上記ダウンリンク及びアップリンクの送信電力調整を行う第２無線中継局（子機）２０の更に他の構成例を示すブロック図である。なお、図１９において、前述の図７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２０（ａ）は図１９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アンテナで受信された第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの周波数特性を示す図である。図２０（ｂ）は図１９のダウンリンク信号処理経路における周波数変換及び電力調整を行った後の第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２０（ｃ）は図１９のダウンリンク信号処理経路における第２アンテナ２０２から送信される送信信号ＳＴ１Ａ，ＳＴ１Ｂの周波数特性を示す図である。
【００９８】
また、図２０（ｄ）は図１９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アンテナ２０２で受信された第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２０（ｅ）は図１９のアップリンク信号処理経路における周波数変換及び電力調整を行った後の第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’の周波数特性を示す図である。図２０（ｆ）は図１９のアップリンク信号処理経路における第１アンテナ２０１から送信される送信信号ＳＴ２Ａ’，ＳＴ２Ｂ’の周波数特性を示す図である。
【００９９】
図１９の第２無線中継局（子機）２０の第１無線通信部２１では、前述のダウンリンク無線中継切替部２１８がなく、第１アンテナ２０１で受信した第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂの受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂが周波数変換器２３１に直接入力される。図２０（ａ）に示すように受信信号ＳＲ２Ａ，ＳＲ２Ｂの電力は通信オペレータＡ，Ｂ間で異なるため、周波数変換器２３１で第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂに変換された受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂの電力も通信オペレータＡ，Ｂ間で異なる。この受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂの電力が図２０（ｂ）に示す所定の同一電力Ｐｒになるように、第２無線通信部２２は、通信オペレータＡ，Ｂごとに自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有する複数の電力調整部２２１０Ａ，２２１０Ｂを備える。複数の電力調整部２２１０Ａ，２２１０Ｂはそれぞれ、例えば、図２０（ｂ）に示すように通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂを選択的に通過させる帯域フィルタ（ＢＰＦ）２２１１Ａ，２２１１Ｂと、各帯域フィルタ（ＢＰＦ）２２１１Ａ，２２１１Ｂを通過した通信オペレータＡ，Ｂの第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの受信信号の電力を所定電力Ｐｒにする自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器２２１２Ａ，２２１２とを備える。各電力調整部２２１０Ａ，２２１０Ｂで調整された所定の同一電力Ｐｒの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂは、帯域フィルタ２２６を通過して不要な信号が除去され、共通増幅器２２７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、図２０（ｃ）に示す送信信号ＳＴ１Ａ，ＳＴ１Ｂとして、第２アンテナ２０２を介して移動局４０Ａ，４０Ｂに向けて送信される。なお、電力調整部２２１０Ａ，２２１０Ｂで所定電力に調整されるため、共通増幅器２２７は、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有しなくてもよい。
【０１００】
図１９の第２無線中継局（子機）２０の第２無線通信部２２では、前述のアップリンク無線中継切替部２２８がなく、第２アンテナ２０２で受信した第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’の受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’が周波数変換器２３２に直接入力される。図２０（ｄ）に示すように受信信号ＳＲ１Ａ’，ＳＲ１Ｂ’の電力は通信オペレータＡ，Ｂ間で異なるため、周波数変換器２３２で第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂに変換された受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’の電力も通信オペレータＡ，Ｂ間で異なる。この受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’の電力が図２０（ｅ）に示す所定の同一電力Ｐｒになるように、第１無線通信部２１は、通信オペレータＡ，Ｂごとに自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有する複数の電力調整部２１１０Ａ，２１１０Ｂを備える。複数の電力調整部２１１０Ａ，２１１０Ｂはそれぞれ、例えば、図２０（ｅ）に示すように通信オペレータＡ，Ｂの第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’を選択的に通過させる帯域フィルタ（ＢＰＦ）２１１１Ａ，２１１１Ｂと、各帯域フィルタ（ＢＰＦ）２１１１Ａ，２１１１Ｂを通過した通信オペレータＡ，Ｂの第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の受信信号の電力を所定電力Ｐｒにする自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器２１１２Ａ，２１１２Ｂとを備える。各電力調整部２１１０Ａ，２１１０Ｂで調整された所定の同一電力Ｐｒの受信信号ＳＲ２Ａ’，ＳＲ２Ｂ’は、帯域フィルタ２１６を通過して不要な信号が除去され、共通増幅器２１７で所定の電力（信号レベル）まで線形増幅された後、図２０（ｆ）に示す送信信号ＳＴ２Ａ’，ＳＴ２Ｂ’として、第１アンテナ２０１を介して携帯基地局３０Ａ，３０Ｂに向けて送信される。なお、電力調整部２１１０Ａ，２１１０Ｂで所定電力に調整されるため、共通増幅器２１７は、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能を有しなくてもよい。
【０１０１】
図２１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上記ダウンリンク及びアップリンクの送信電力調整を行う第１無線中継局（親機）１０の更に他の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。図２１において、前述の図５、図９及び図１７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。また、本構成例の第１無線中継局（親機）１０と組み合わせる第２無線中継局（子機）２０については、前述の図１９に例示したものを用いることができるため、その説明を省略する。
【０１０２】
図２１において、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれに向いた指向性を有する複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂで受信されたダウンリンクの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂは、受信信号合成部１１５で合成された後、周波数変換器１３１に入力される。
【０１０３】
図２２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上記ダウンリンク及びアップリンクの送信電力調整を行う第１無線中継局（親機）１０の更に他の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。図２２において、前述の図５、図９、図１０及び図１７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。また、本構成例の第１無線中継局（親機）１０と組み合わせる第２無線中継局（子機）２０については、前述の図１９に例示したものを用いることができるため、その説明を省略する。
【０１０４】
図２２において、複数の通信オペレータＡ，Ｂの固定基地局３０Ａ，３０Ｂそれぞれに向いた指向性を有する複数の指向性アンテナ１０１Ａ，１０１Ｂで受信されたダウンリンクの受信信号ＳＲ１Ａ，ＳＲ１Ｂは、受信信号合成部１１５で合成された後、周波数変換器１３１に入力される。
【０１０５】
図２３は、上記ダウンリンク及びアップリンクの送信電力調整を行う図１７の第１無線中継局（親機）１０のダウンリンク信号処理経路及びアップリンク信号処理経路における遠隔制御系の一例を示すブロック図である。なお、図２３において、前述の図１１及び図１７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。
【０１０６】
図２３において、遠隔制御部１４１Ａは、例えば、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａから受信した制御情報Ａに基づいて、ダウンリンク信号処理経路の電力調整部１２１０Ａ及びアップリンク信号処理経路の電力調整部１１１０Ａを制御し、電力調整部１２１０Ａ及び電力調整部１１１０Ａそれぞれから出力される通信オペレータＡの第２周波数Ｆ２Ａのダウンリンク送信信号ＳＴ２Ａの出力及び第１周波数Ｆ１Ａ’のアップリンク送信信号ＳＴ１Ａ’の出力を、前述の図１２（ａ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【０１０７】
また、遠隔制御部１４１Ｂは、例えば、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂから受信した制御情報Ｂに基づいて、ダウンリンク信号処理経路の電力調整部１２１０Ｂ及びアップリンク信号処理経路の電力調整部１１１０Ｂを制御し、電力調整部１２１０Ｂ及び電力調整部１１１０Ｂそれぞれから出力される通信オペレータＢの第２周波数Ｆ２Ａのダウンリンク送信信号ＳＴ２Ａの出力及び第１周波数Ｆ１Ｂ’のアップリンク送信信号ＳＴ１Ｂ’の出力を、前述の図１２（ａ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【０１０８】
図２４は、上記ダウンリンクの送信電力調整を行う図１７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遠隔制御系の他の例を示すブロック図である。なお、図２４において、前述の図１１、図１２、図１７及び図２３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。
【０１０９】
図２４において、遠隔制御部１４１Ｂは、例えば、通信オペレータＢの遠隔制御装置８１Ｂから受信した制御情報Ｂに基づいて、ダウンリンク信号処理経路の電力調整部１２１０Ｂ及びアップリンク信号処理経路の電力調整部１１１０Ｂを制御し、電力調整部１２１０Ｂ及び電力調整部１１１０Ｂそれぞれからへ出力される通信オペレータＢの第２周波数Ｆ２Ｂのダウンリンク送信信号ＳＴ２Ｂの出力及び第１周波数Ｆ１Ｂ’のアップリンク送信信号ＳＴ１Ｂ’の出力を、前述の図１２（ａ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【０１１０】
一方、遠隔制御部１４１Ａは、例えば、通信オペレータＡのユーザ端末（移動局）１５Ａ及び固定基地局３０Ａではなく、通信オペレータＢのユーザ端末（移動局）１５Ｂ、固定基地局３０Ｂ及び移動通信網８０Ｂを介して、通信オペレータＡの遠隔制御装置８１Ａから制御情報Ａを受信する。この制御情報Ａに基づいて、ダウンリンク信号処理経路の電力調整部１２１０Ａ及びアップリンク信号処理経路の電力調整部１１１０Ａを制御し、電力調整部１２１０Ａ及び電力調整部１１１０Ａそれぞれから出力される通信オペレータＡの第２周波数Ｆ２Ａのダウンリンク送信信号ＳＴ２Ａの出力及び第１周波数Ｆ１Ａ’のアップリンク送信信号ＳＴ１Ａ’の出力を、前述の図１２（ａ）〜（ｈ）に示すようにＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【０１１１】
以上示したように、上記構成の無線中継システムにおいて、親機１０は、対携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）向けの第１アンテナ１０１により、複数の通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局（固定基地局）３０Ａ，３０Ｂそれぞれが送信する第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂの無線信号を受信し、周波数変換部（周波数変換器）１３で第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂに変換し、対無線中継局向けの第２アンテナ１０２で子機２０に向けて送信する。子機２０は対親機向けの第１アンテナ２０１で親機１０から第２周波数Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂで送信された電波を受信し、周波数変換部（周波数変換器）２３で第１周波数Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂに周波数変換し、対移動局（ユーザ端末）向けの第２アンテナ２０２で送信する。
【０１１２】
また、子機２０は、対移動局向けの第２アンテナ２０２により、複数の通信オペレータＡ，Ｂに対応する移動局４０Ａ，４０Ｂそれぞれが送信する第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’の無線信号を受信し、周波数変換部（周波数変換器）２３で第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’に変換し、無線中継局向けの第１アンテナ２０１で親機１０に向けて送信する。親機１０は対無線中継局向けの第２アンテナ１０２で子機２０から第２周波数Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’で送信された電波を受信し、周波数変換部（周波数変換器）１３で第１周波数Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’に周波数変換し、対携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）向けの第１アンテナ１０１で送信する。
【０１１３】
上記周波数変換を行うことにより、子機２０のアンテナ２０１，２０２間の同一周波数の回り込み干渉がなくなることから、子機２０の送信電力を最大送信電力で送信できる。
【０１１４】
また、無線中継システムで用いる第１周波数Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'は、一般に携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）が使用している周波数と同じ周波数を用いる。
【０１１５】
また、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）と“無線接続”されているので、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）のエリア内であれば任意の場所に固定設置することもでき、また、特定の方向に走行させることも可能である。例えば子機２０の方向に向かって走行させ、子機２０のエリアを携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）の圏外エリアまで拡張することができる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）の無線周波数（Ｆ１Ａ/Ｆ１Ａ'，Ｆ１Ｂ/Ｆ１Ｂ'）を無線中継システムでも用いるので、新たな周波数を用意する必要がなく、無線中継システムの構成が簡易である。
【０１１９】
特に、図５、図７、図１７及び図１９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１０１として無指向性アンテナを用い、異なる複数の通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）と送受信し、無線中継することが可能である。また、対携帯基地局向けの第１アンテナ１０１が１本であるため、構成が簡易である。
【０１２０】
また特に、図９及び図２１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。
【０１２１】
また特に、図１７〜図２４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）Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ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）Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ毎に、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。
【０１２２】
同様に、第２無線中継局（子機）２０で受信したアップリンクの無線中継周波数（第１周波数）Ｆ１Ａ’，Ｆ１Ｂ’毎に、ＡＧＣ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）Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’の対親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１無線中継局（親機）１０で受信した中間周波数（第２周波数）Ｆ２Ａ’，Ｆ２Ｂ’毎に、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’の対携帯基地局（固定基地局３０Ａ，３０Ｂ）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、アップリンクにおける第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（各通信オペレータＡ，Ｂの携帯基地局と通信可能なエリア）が同じになる。
【０１２３】
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２５参照）。
【０１２４】
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２６（ａ）及び（ｂ）参照）。
【０１２５】
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２７参照）。
【０１２６】
また、本実施形態によれば、親機１０は、前述のユーザ端末（移動局）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）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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、本実施形態によれば、無線中継システム（親機１０、子機２０）の設置作業は現地の作業者（装置の運用操作をできない作業者）でも行うことができ、無線中継システムの運用は遠隔で通信オペレータが実施することができる。これにより、通信オペレータの作業者が現地に赴き設置作業をする必要がないため、運用の効率化や運用開始までの時間の大幅な短縮化が期待できる。
【０１３０】
また、本実施形態によれば、無線中継の運用は通信オペレータが制御（許可）できるため、勝手に無線中継を実行できないようにすることができる。そのため、予め災害等や捜索などに備えて様々な場所に無線中期局を置くことが可能となる。
【０１３１】
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２８参照）。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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】
【０１３６】
１０：第１無線中継局（親機）
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ：第１アンテナ
１０２：第２アンテナ
１１：第１無線通信部
１１１：受信用の増幅器
１１２：受信信号分配部
１１３Ａ、１１３Ｂ：ＯＮ／ＯＦＦ切替部
１１４Ａ，１１４Ｂ：帯域フィルタ
１１５：受信信号合成部
１１６，１１６Ａ，１１６Ｂ：帯域フィルタ
１１７，１１７Ａ，１１７Ｂ：共通増幅器
１１８：ダウンリンク無線中継切替部
１１９：受信信号分配部
１１１０Ａ，１１１０Ｂ：電力調整部
１１１１Ａ，１１１１Ｂ：帯域フィルタ（ＢＰＦ）
１１１２Ａ，１１１２Ｂ：自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器
１２：第２無線通信部
１２１：受信用の増幅器
１２２：受信信号分配部
１２３Ａ，１２３Ｂ：ＯＮ／ＯＦＦ切替部
１２４Ａ，１２４Ｂ：帯域フィルタ
１２５：受信信号合成部
１２６：帯域フィルタ
１２７：共通増幅器
１２８：アップリンク無線中継切替部
１２１０Ａ，１２１０Ｂ  電力調整部
１２１１Ａ，１２１１Ｂ  帯域フィルタ（ＢＰＦ）
１２１２Ａ，１２１２Ｂ  自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器
１３：周波数変換部
１３１，１３２：周波数変換器
１４：制御部
１４１Ａ，１４１Ｂ：遠隔制御部
２０：第２無線中継局（子機）
２００Ａ，２００Ｂ：無線中継エリア
２０１：第１アンテナ
２０２：第２アンテナ
２１：第１無線通信部
２１１：受信用の増幅器
２１２：受信信号分配部
２１３Ａ，２１３Ｂ：ＯＮ／ＯＦＦ切替部
２１４Ａ，２１４Ｂ：帯域フィルタ
２１５：受信信号加算部
２１６：帯域フィルタ
２１７：共通増幅器
２１８：ダウンリンク無線中継切替部
２１１０Ａ，２１１０Ｂ：電力調整部
２１１１Ａ，２１１１Ｂ：帯域フィルタ（ＢＰＦ）
２１１２Ａ，２１１２Ｂ：自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器
２２：第２無線通信部
２２１：受信用の増幅器  ２２２：受信信号分配部
２２３Ａ，２２３Ｂ：ＯＮ／ＯＦＦ切替部
２２４Ａ，２２４Ｂ：帯域フィルタ
２２５：受信信号合成部
２２６：帯域フィルタ
２２７：共通増幅器
２２８：アップリンク無線中継切替部
２２１０Ａ，２２１０Ｂ：電力調整部
２２１１Ａ，２２１１Ｂ：帯域フィルタ（ＢＰＦ）
２２１２Ａ，２２１２Ｂ：自動ゲイン制御（ＡＧＣ）機能付きの増幅器
２３：周波数変換部
２３１，２３２：周波数変換器
２４：制御部
３０Ａ，３０Ｂ：固定基地局（携帯基地局）
３０Ｃ：固定基地局（携帯基地局）
３１Ａ，３１Ｂ：アンテナ
４０Ａ，４０Ｂ：移動局（ユーザ装置）
５０：自動車
６０：気球（係留気球）
７０：小型飛行体（ドローン）
８０Ａ，８０Ｂ：移動通信網
８１Ａ，８１Ｂ：遠隔制御装置
【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】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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