(57)【要約】      （修正有）【課題】干渉を低減することができる。【解決手段】基地局１０において取得部２１は、基地局１０の通信エリア内に存在する各中継局間の第１のパスロス値に関する情報を取得する。そして、パターン割当部２２は、各中継局間の第１のパスロス値に基づいて、複数の単位期間のそれぞれでの中継の実行及び非実行を規定する中継パターンを、各中継局に割り当てる。そして、通知部２３は、パターン割当部２２が割り当てた中継パターンを各中継局へ通知する。【選択図】図２
2015099998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基地局と複数の端末のそれぞれとの間の通信の中継を行う、複数の中継局を含む通信システムにおいて、前記中継を制御する制御装置であって、
各中継局間の第１のパスロス値に関する情報を取得する取得部と、
前記各中継局間の第１のパスロス値に基づいて、複数の単位期間のそれぞれでの中継の実行及び非実行を規定する中継パターンを、各中継局に割り当てる割当部と、
前記割り当てた中継パターンを各中継局へ通知する通知部と、
を具備することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記割当部は、前記複数の中継局の内で前記第１のパスロス値が第１の閾値より小さい、第１のグループの中継局群に対して、中継の実行を示す単位期間が互いに重ならない複数の中継パターンをそれぞれ割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記取得部は、各端末から各端末と中継局との間の第２のパスロス値に関する情報を取得し、
前記割当部は、前記第１のグループの中継局群の内の第１の中継局との間の前記第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末の数よりも、第２の中継局との間の前記第２のパスロス値が前記第２の閾値よりも小さい端末の数が多い場合、前記第１の中継局に割り当てる第１の中継パターンよりも、中継の実行を示す単位期間を多く含む第２の中継パターンを前記第２の中継局に割り当てる、
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記割当部は、前記第１のパスロス値が前記第１の閾値以上である中継局に対して、全ての単位期間が中継の実行を示す中継パターンを割り当てる、
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記割当部は、前記第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末が存在しない中継局に対して、全ての単位期間が中継の非実行を示す中継パターンを割り当てる、
ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項６】
前記割当部は、前記第１の基地局と異なる第２の基地局から前記第２の基地局に対応するセル内に存在する中継局に割り当てた中継パターンに関する情報を取得した場合、前記取得した中継パターンに基づいて、前記割り当てた中継パターンを修正し、
前記通知部は、前記修正した中継パターンを各中継局へ通知する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記単位期間は、各端末において信号品質を測定する期間に等しい、
ことを特等とする請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
第１の基地局と複数の端末のそれぞれとの間の通信の中継を行う、複数の中継局を含む通信システムにおける、中継制御方法であって、
各中継局間の第１のパスロス値に関する情報を取得し、
前記各中継局間の第１のパスロス値に基づいて、複数の単位期間のそれぞれでの中継の実行及び非実行を規定する中継パターンを、各中継局に割り当て、
前記割り当てた中継パターンを各中継局へ通知する、
ことを特徴とする中継制御方法。
【請求項９】
基地局と複数の端末のそれぞれとの間の通信の中継を行う、複数の中継局と、前記中継を制御する制御装置を含む通信システムであって、
前記制御装置は、
各中継局間の第１のパスロス値に関する情報を取得する取得部と、
前記各中継局間の第１のパスロス値に基づいて、複数の単位期間のそれぞれでの中継の実行及び非実行を規定する中継パターンを、各中継局に割り当てる割当部と、
前記割り当てた中継パターンを各中継局へ通知する通知部と、
を具備し、
各中継局は、
自身に割り当てられた中継パターンに関する情報を取得する取得部と、
前記取得した情報の示す中継パターンに基づいて、中継処理を実行する中継処理部と、
を具備する、
ことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、中継制御方法、及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局装置と無線端末装置とが通信を行うセルラー通信において、増幅中継を行う無線中継局装置が用いられることがある。以下では、無線基地局装置、無線端末装置、及び無線中継局装置を、「基地局」、「端末」、及び「中継局」とそれぞれ呼ぶことがある。中継局が、基地局及び端末の内の一方から送信された信号を増幅して他方へ中継することにより、受信品質を向上させて通信品質を高めることができる。このため、基地局の「通信エリア」内に複数の中継局を高い密度で配置することで、通信エリア全体の通信品質が向上することが期待される。なお、「通信エリア」とは、基地局から送信された電波が所定電力値以上で到達するエリアである。
【０００３】
しかしながら、基地局の通信エリア内に存在する複数の中継局が同じ周波数を用いて送信（中継）する場合、つまり、中継局がfull-duplex型である場合、第１の中継局が送信（中継）した信号が第２の中継局で受信されることがある。そして、この受信した信号を第２の中継局が送信（中継）し、この信号を第１の中継局が受信してしまうことがある。すなわち、複数の中継局間で中継処理が繰り返された信号は、大きな遅延を伴って基地局又は端末である受信側装置で受信されることになる。このように大きく遅延した信号は、受信側装置において大きな干渉になる可能性がある。また、中継処理が繰り返されることで、中継局の増幅器に入力される信号の電力値が設計時の想定を上回ることで、増幅器が発振してしまう可能性もある。
【０００４】
このような問題を回避するために、従来、中継局と端末との間の伝搬減衰（つまり、パスロス）に基づいて、通信エリア内に含まれる複数の中継局の内の一部の中継処理を停止させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Area  Power  Consumption  in  a  Single  Cell  Assisted  by  Relays,”  in  Proc.  IEEE  /  ACM  Int.  Conf.  Green  Computing  and  Communications  (GreenCom)  &  INt.Conf.  Physical  and  Social  Computing  (CPSCom),  Dec.2010,  pp.  460  -  465
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術のように、中継局と端末との間のパスロスに基づいて一部の中継局の中継処理を停止させたとしても、中継処理を実行している複数の中継局が高い密度で配置されている場合には、上記の問題が生じてしまうことになる。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、干渉を低減することができる、制御装置、中継制御方法、及び通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の態様では、第１の基地局と複数の端末のそれぞれとの間の通信の中継を行う、複数の中継局を含む通信システムにおいて、前記中継を制御する制御装置が、取得部と、割当部と、通知部とを有する。前記取得部は、各中継局間の第１のパスロス値に関する情報を取得する。前記割当部は、前記各中継局間の第１のパスロス値に基づいて、複数の単位期間のそれぞれでの中継の実行及び非実行を規定する中継パターンを、各中継局に割り当てる。前記通知部は、前記割り当てた中継パターンを各中継局へ通知する。
【発明の効果】
【０００９】
開示の態様によれば、干渉を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１の通信システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、実施例１の基地局の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施例１の中継局の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施例１の基地局の処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施例１の中継パターンの割当結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、信号品質情報の示す信号品質の説明に供する図である。
【図７】図７は、実際の信号品質と測定された信号品質とのギャップの説明に供する図である。
【図８】図８は、単位期間をサブフレームサブセットに等しくした場合の、中継パターン割当の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施例２の通信システムの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例２の基地局の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施例２の基地局の処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、修正後の中継パターンの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、基地局のハードウェア構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、中継局のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本願の開示する制御装置、中継制御方法、及び通信システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本願の開示する制御装置、中継制御方法、及び通信システムが限定されるものではない。また、実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。実施形態において同一のステップには同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
【００１２】
［実施例１］
［通信システムの概要］
図１は、実施例１の通信システムの一例を示す図である。図１において、通信システム１は、基地局１０と、中継局３０−１〜４と、端末５０−１〜４とを有する。ここでは、基地局１０を１つ、中継局３０を４つ、端末５０を４つ示しているが、数はこれに限定されるものではない。また、以下では、中継局３０−１〜４を特に区別しない場合、総称して中継局３０と呼ぶことがある。また、端末５０−１〜４を特に区別しない場合、総称して端末５０と呼ぶことがある。
【００１３】
基地局１０は、通信エリアＡ１０内の各中継局３０間のパスロス値（以下では、「第１のパスロス値」と呼ぶことがある）に関する情報を取得する。そして、基地局１０は、各中継局３０間の第１のパスロス値に基づいて、「中継パターン」を各中継局３０に割り当てる。「中継パターン」は、複数の「単位期間」のそれぞれでの中継の実行及び非実行を規定する。すなわち、中継局３０において中継の実行及び非実行についての制御は、「単位期間」毎に行われる。そして、基地局１０は、割り当てた中継パターンを各中継局３０へ通知する。なお、以下では、中継パターンに含まれる単位期間の数を、「パターン長」と呼ぶことがある。
【００１４】
例えば、基地局１０は、複数の中継局３０の内で第１のパスロス値が「第１の閾値」より小さい、第１のグループの中継局３０に対して、中継の実行を示す単位期間が互いに重ならない複数の中継パターンを、第１のグループの中継局３０にそれぞれ割り当てる。一方、基地局１０は、第１のパスロス値が第１の閾値以上である中継局３０に対して、全ての単位期間が中継の実行を示す中継パターンを割り当てる。なお、図１における点線は、第１のパスロス値が第１の閾値よりも小さい、中継局３０と他の中継局３０との間の伝搬路、又は、後述する第２のパスロス値が第２の閾値より小さい、中継局３０と端末５０との間の伝搬路を示している。
【００１５】
また、基地局１０は、各端末５０から所定の周期で「信号品質情報」を取得する。「信号品質情報」は、基地局１０から送信された信号の各端末５０における受信品質を示す情報である。この受信品質は、基地局１０から送信された信号が中継局３０を介さずに直接端末５０で受信される信号と、中継局３０で中継された信号との合成信号の受信品質である。
【００１６】
また、基地局１０は、各端末５０から各端末５０と中継局３０との間のパスロス値（以下では、「第２のパスロス値」と呼ぶことがある）を取得する。そして、基地局１０は、第２のパスロス値が「第２の閾値」よりも小さい、端末５０と中継局３０との組合せを特定する。
【００１７】
そして、基地局１０は、スケジューリング対象の複数の端末５０について、当該複数の端末５０から取得した信号品質情報に基づいて、スケジューリングを行う。なお、基地局１０は、スケジューリング対象の端末５０について、当該端末５０から取得した信号品質情報と、当該端末５０のとの間で第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さくなる中継局３０に割り当てた中継パターンとに基づいて、スケジューリングを行ってもよい。
【００１８】
中継局３０は、自局に割り当てられた中継パターンに関する情報を取得する。そして、中継局３０は、取得した情報の示す中継パターンに基づいて、中継処理を実行する。
【００１９】
以上のように、基地局１０が各中継局３０間の第１のパスロス値に基づいて中継パターンを各中継局３０に割り当てることにより、複数の中継局３０の密集度を考慮した中継制御を行うことができるので、高い精度で干渉を低減することができる。
【００２０】
［基地局の構成例］
図２は、実施例１の基地局の一例を示すブロック図である。図２において、基地局１０は、無線受信部１１と、受信処理部１２と、パターン割当制御部１３と、スケジューラ１４と、送信処理部１５と、無線送信部１６とを有する。また、パターン割当制御部１３は、取得部２１と、パターン割当部２２と、通知部２３とを有する。
【００２１】
無線受信部１１は、アンテナを介して受信した受信信号に対して所定の無線受信処理、つまりダウンコンバート、アナログディジタル変換等を施し、無線受信処理後の受信信号を受信処理部１２へ出力する。
【００２２】
受信処理部１２は、無線受信部１１から受け取った受信信号に対して所定の受信処理を施し、受信処理後の受信信号から、上記の第１のパスロス値に関する情報、上記の第２のパスロス値に関する情報、上記の信号品質情報、及び、受信データを抽出する。そして、受信処理部１２は、抽出した第１のパスロス値に関する情報及び第２のパスロス値に関する情報をパターン割当制御部１３へ出力する。また、受信処理部１２は、抽出した信号品質情報をスケジューラ１４へ出力する。また、受信処理部１２は、抽出した受信データを後段の機能部（図示せず）へ出力する。ここで、受信処理部１２は、スケジューラ１４から受け取るリソース割当情報（上り回線のリソース割当情報）の示すリソースから、受信データを抽出する。
【００２３】
取得部２１は、受信処理部１２から第１のパスロス値に関する情報及び第２のパスロス値に関する情報を取得し、パターン割当部２２へ出力する。
【００２４】
パターン割当部２２は、各中継局３０間の第１のパスロス値に基づいて、中継パターンを各中継局３０に割り当てる。例えば、パターン割当部２２は、複数の中継局３０の内で第１のパスロス値が第１の閾値より小さい、第１のグループの中継局３０に対して、中継の実行を示す単位期間が互いに重ならない複数の中継パターンを、第１のグループの中継局３０にそれぞれ割り当てる。さらに、パターン割当部２２は、第１のグループの複数の中継局３０の内で、第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数が多い中継局３０ほど、中継の実行を示す単位期間を多く含む中継パターンを割り当ててもよい。すなわち、第１の条件を満たす場合には、パターン割当部２２は、第１のグループの複数の中継局３０の内の第１の中継局３０に割り当てる第１の中継パターンよりも、中継の実行を示す単位期間を多く含む第２の中継パターンを第２の中継局３０に割り当てもよい。第１の条件とは、第１のグループの複数の中継局３０の内の第１の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数よりも、第２の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数が多いことである。さらに、パターン割当部２２は、上記の第１の割当パターンに含まれる中継の実行を示す単位期間の数と、上記の第２の割当パターンに含まれる中継の実行を示す単位期間の数との比を、第１の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数と、第２の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数の比に等しくしてもよい。
【００２５】
一方、パターン割当部２２は、第１のパスロス値が第１の閾値以上である中継局３０に対して、全ての単位期間が中継の実行を示す中継パターンを割り当てる。また、パターン割当部２２は、第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０が存在しない中継局３０に対して、全ての単位期間が中継の非実行を示す中継パターンを割り当ててもよい。
【００２６】
そして、パターン割当部２２は、各中継局３０に割り当てた中継パターンを示す情報と、各中継局３０の識別情報とを通知部２３及びスケジューラ１４へ出力する。なお、中継パターンは、上り回線と下り回線とで別々に割り当ててもよいし、上り回線と下り回線とで共通にしてもよい。
【００２７】
通知部２３は、各中継局３０に割り当てた中継パターンを各中継局３０に通知する。しなわち、通知部２３は、パターン割当部２２から受け取った中継局３０に割り当てた中継パターンを示す情報と中継局３０の識別情報とを含めた「通知信号」を生成し、送信処理部１５及び無線送信部１６を介して中継局３０へ送信する。
【００２８】
スケジューラ１４は、受信処理部１２から信号品質情報を受け取る。信号品質情報は、各端末５０から所定の周期で送信（報告）される。また、スケジューラ１４は、パターン割当部２２から、各中継局３０に割り当てた中継パターンを示す情報と、各中継局３０の識別情報とを受け取る。
【００２９】
そして、スケジューラ１４は、スケジューリング対象の複数の端末５０について、当該複数の端末５０から取得した信号品質情報に基づいて、スケジューリング、つまりリソースの割当を行う。なお、基地局１０は、スケジューリング対象の端末５０について、当該端末５０から取得した信号品質情報と、当該端末５０との間で第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さくなる中継局３０に割り当てた中継パターンとに基づいて、スケジューリングを行ってもよい。
【００３０】
そして、スケジューラ１４は、スケジューリング対象の各端末５０についてのスケジューリング結果、つまりリソース割当情報を送信処理部１５及び無線送信部１６を介して、各端末５０へ送信する。このスケジューリング結果は、制御チャネルを用いて送信されてもよい。
【００３１】
また、スケジューラ１４は、リソース割当情報を送信処理部１５及び受信処理部１２へ出力する。
【００３２】
送信処理部１５は、送信データ及びリソース割当情報（上り回線のリソース割当情報）を入力し、所定の送信処理を施して、無線送信部１６へ出力する。所定の送信処理は、符号化処理及び変調処理を含む。ここで、送信処理部１５は、リソース割当情報を制御チャネルにマッピングして無線送信部１６へ出力する。また、送信処理部１５は、各端末５０に対するリソース割当情報（下り回線のリソース割当情報）の示すリソース（時間及び周波数等）に各端末５０宛ての送信データをマッピングして無線送信部１６へ出力する。
【００３３】
無線送信部１６は、所定の送信処理後の送信信号に対して所定の無線送信処理、つまりディジタルアナログ変換、アップコンバート等を施し、無線送信処理後の送信信号をアンテナを介して送信する。
【００３４】
［中継局の構成例］
図３は、実施例１の中継局の一例を示すブロック図である。図３において、中継局３０は、無線受信部３１，３６と、取得部３２と、切替制御部３３と、中継増幅部３４，３７と、無線送信部３５，３８とを有する。無線受信部３１と、中継増幅部３４と、無線送信部３５とは下り回線に対応する。また、無線受信部３６と、中継増幅部３７と、無線送信部３８とは上り回線に対応する。
【００３５】
無線受信部３１は、基地局１０から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理、つまりダウンコンバート、アナログディジタル変換等を施し、無線受信処理後の受信信号を取得部３２及び中継増幅部３４へ出力する。
【００３６】
取得部３２は、基地局１０から送信された、自局宛の中継パターンを示す情報を取得する。すなわち、取得部３２は、無線受信部３１から受け取った受信信号から、自局宛の中継パターンを示す情報を抽出する。そして、取得部３２は、抽出した自局宛の中継パターンを示す情報を切替制御部３３へ出力する。
【００３７】
切替制御部３３は、取得部３２から受け取った中継パターン情報に基づいて、中継増幅部３４及び中継増幅部３７のオンオフを切り替える制御を行う。例えば、中継パターン情報には、上り回線の中継パターン及び下り回線の中継パターンが含まれている。そして、切替制御部３３は、下り回線の中継パターンの内で中継実行を示す単位期間が始まる時に、オン命令信号を中継増幅部３４へ出力し、中継非実行を示す単位期間が始まる時に、オフ命令信号を中継増幅部３４へ出力する。これにより、中継増幅部３４は、下り回線の中継パターンに応じて、オンオフすることになる。また、切替制御部３３は、上り回線の中継パターンの内で中継実行を示す単位期間が始まる時に、オン命令信号を中継増幅部３７へ出力し、中継非実行を示す単位期間が始まる時に、オフ命令信号を中継増幅部３７へ出力する。これにより、中継増幅部３７は、上り回線の中継パターンに応じて、オンオフすることになる。
【００３８】
中継増幅部３４は、切替制御部３３からオン命令信号を受け取ったタイミングからオフ命令信号を受け取るまでの間、オン状態となる。そして、中継増幅部３４は、オン状態において、無線受信部３１から受け取った信号を増幅し、増幅後の信号を無線送信部３５へ出力する。なお、中継増幅部３４は、オフ状態においては、無線送信部３５への信号出力を停止する。
【００３９】
無線送信部３５は、中継増幅部３４から受け取った信号に対して所定の無線送信処理、つまりディジタルアナログ変換、アップコンバート等を施し、無線送信処理後の送信信号をアンテナを介して送信する。
【００４０】
無線受信部３６は、自局の通信エリア内に存在する端末５０から送信された信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理、つまりダウンコンバート、アナログディジタル変換等を施し、無線受信処理後の受信信号を中継増幅部３７へ出力する。
【００４１】
中継増幅部３７は、切替制御部３３からオン命令信号を受け取ったタイミングからオフ命令信号を受け取るまでの間、オン状態となる。そして、中継増幅部３７は、オン状態において、無線受信部３６から受け取った信号を増幅し、増幅後の信号を無線送信部３８へ出力する。なお、中継増幅部３７は、オフ状態においては、無線送信部３８への信号出力を停止する。
【００４２】
無線送信部３８は、中継増幅部３７から受け取った信号に対して所定の無線送信処理、つまりディジタルアナログ変換、アップコンバート等を施し、無線送信処理後の送信信号をアンテナを介して送信する。
【００４３】
［通信システムの動作］
以上の構成を有する通信システム１の処理動作について説明する。特に基地局１０の処理動作を中心に説明する。図４は、実施例１の基地局の処理動作の一例を示すフローチャートである。図４のフローは、例えば、基地局１０の電源がオンしたタイミングでスタートし、終了条件を満たした場合（ステップＳ１０１肯定）、終了する。
【００４４】
終了条件を満たしていない場合（ステップＳ１０１否定）、基地局１０において取得部２１は、通信エリアＡ１０内の各端末５０から、中継局３０との間の第２のパスロス値を取得（収集）する（ステップＳ１０２）。第２のパスロス値の測定は、例えば、各中継局３０から所定の送信電力で送信された参照信号に基づいて、各端末５０がパスロス値を測定することによって行われる。そして、各端末５０が測定した第２のパスロス値を基地局１０に報告する。
【００４５】
また、取得部２１は、通信エリアＡ１０内の各中継局３０から、他の中継局３０との間の第１のパスロス値を取得する（ステップＳ１０３）。第１のパスロス値の測定は、例えば、各中継局３０が各他の中継局３０から所定の送信電力で送信された参照信号に基づいて、パスロス値を測定することによって行われる。そして、各中継局３０が測定した第１のパスロス値を基地局１０に報告する。
【００４６】
パターン割当部２２は、中継パターンを各中継局３０に割り当てる（ステップＳ１０４）。すなわち、パターン割当部２２は、取得部２１で取得された第１のパスロス値及び第２のパスロス値に基づいて、中継パターンを各中継局３０に割り当てる。
【００４７】
例えば、図１において、中継局３０−１との間で第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０が存在しない。このため、中継局３０−１に中継処理を実行させても干渉を引き起こすだけである。従って、パターン割当部２２は、図５に示すように、中継局３０−１に対しては、全ての単位期間が中継の非実行を示す中継パターンを割り当てる。図５は、実施例１の中継パターンの割当結果の一例を示す図である。
【００４８】
また、図１において、中継局３０−４との間で第１のパスロス値が第１の閾値よりも小さい中継局３０が存在しない。このため、中継局３０−４に中継処理をさせても干渉の原因とならない。従って、パターン割当部２２は、図５に示すように、中継局３０−４に対しては、全ての単位期間が中継の実行を示す中継パターンを割り当てる。
【００４９】
また、図１において、中継局３０−２との間で第１のパスロス値が第１の閾値よりも小さい中継局３０（つまり、中継局３０−３）、及び、中継局３０−３との間で第１のパスロス値が第１の閾値よりも小さい中継局３０（つまり、中継局３０−２）が存在する。このため、中継局３０−２及び中継局３０−３が同じタイミングで中継処理をしてしまうと、干渉を引き起こす可能性がある。従って、パターン割当部２２は、図５に示すように、中継局３０−２及び中継局３０−３に対して、互いに中継実行を示す単位期間が重ならない２つの中継パターンをそれぞれ割り当てる。さらに、中継局３０−２との間で第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０は、２つ（つまり、端末５０−１及び端末５０−２）存在し、中継局３０−３との間で第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０は、１つ（つまり、端末５０−３）存在する。そこで、パターン割当部２２は、図５に示すように、中継局３０−２に対して、中継局３０−３に割り当てた中継パターンと比べて、中継実行を示す単位期間の数が２倍となる中継パターンを割り当てる。なお、図５では、中継パターンのパターン長を３としている。
【００５０】
図４に戻り、通知部２３は、各中継局３０に割り当てた中継パターンを各中継局３０に通知する（ステップＳ１０５）。
【００５１】
基地局１０は、参照信号を送信する（ステップＳ１０６）。
【００５２】
スケジューラ１４は、各端末５０から送信された信号品質情報を、無線受信部１１及び受信処理部１２を介して受信する（ステップＳ１０７）。図６は、信号品質情報の示す信号品質の説明に供する図である。図６に示すように、瞬時的にみると、付近の中継局３０が中継を停止していることで信号品質が下がっている端末５０が存在する。しかし、基地局１０が、端末５０の信号品質が高くなるタイミングで適切に端末５０をスケジューリングすることで、品質の良い通信を実現することができる。
【００５３】
スケジューラ１４は、スケジューリング対象の複数の端末５０について、当該複数の端末５０から取得した信号品質情報に基づいて、スケジューリングする（ステップＳ１０８）。
【００５４】
スケジューラ１４は、第１のパスロス値及び第２のパスロス値の前回の取得タイミングから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ１０９否定）、処理は、ステップＳ１０８に戻る。所定時間が経過している場合（ステップＳ１０９肯定）、処理は、ステップＳ１０１に戻る。
【００５５】
以上のように本実施例によれば、基地局１０において取得部２１は、基地局１０の通信エリア内に存在する各中継局３０間の第１のパスロス値に関する情報を取得する。そして、パターン割当部２２は、各中継局３０間の第１のパスロス値に基づいて、複数の単位期間のそれぞれでの中継の実行及び非実行を規定する中継パターンを、各中継局３０に割り当てる。そして、通知部２３は、パターン割当部２２が割り当てた中継パターンを各中継局３０へ通知する。
【００５６】
この基地局１０の構成により、１つの中継局３０と他の中継局３０との間の離間距離等、つまり複数の中継局３０の密集度を考慮した中継制御を行うことができるので、高い精度で干渉を低減することができる。また、ある程度纏まった期間の中継の実行及び非実行を設定できるので、制御信号のオーバヘッドを低減することができる。
【００５７】
また、パターン割当部２２は、複数の中継局３０の内で第１のパスロス値が第１の閾値より小さい、第１のグループの複数の中継局３０に対して、中継の実行を示す単位期間が互いに重ならない複数の中継パターンをそれぞれ割り当てる。
【００５８】
この基地局１０の構成により、互いの送信信号を中継してしまう距離に在る複数の中継局３０の中継実行タイミングをずらすことができるので、高い精度で干渉を低減することができる。
【００５９】
また、取得部２１は、各端末５０から各端末５０と中継局３０との間の第２のパスロス値に関する情報を取得する。そして、パターン割当部２２は、第１のグループの複数の中継局３０の内の第１の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数よりも、第２の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数が多い場合、第１の中継局３０に割り当てる第１の中継パターンよりも、中継の実行を示す単位期間を多く含む第２の中継パターンを第２の中継局３０に割り当てる。
【００６０】
例えば、パターン割当部２２は、上記の第１の割当パターンに含まれる中継の実行を示す単位期間の数と、上記の第２の割当パターンに含まれる中継の実行を示す単位期間の数との比を、第１の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数と、第２の中継局３０との間の第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０の数の比に等しくしてもよい。
【００６１】
この基地局１０の構成により、各中継局３０に対して、通信量に応じて中継処理時間（リソース）を割り当てることができる。
【００６２】
また、パターン割当部２２は、第１のパスロス値が第１の閾値以上である中継局３０に対して、全ての単位期間が中継の実行を示す中継パターンを割り当てる。
【００６３】
この基地局１０の構成により、干渉を引き起こす可能性の少ない中継局３０に対して常時中継処理を実行させることができるので、中継による通信品質の向上効果を享受することができる。
【００６４】
また、パターン割当部２２は、第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０が存在しない中継局３０に対して、全ての単位期間が中継の非実行を示す中継パターンを割り当てる。
【００６５】
この基地局１０の構成により、実質的に中継を行わない中継局３０に中継処理を実行させないので、干渉の原因を排除することができる。
【００６６】
また、パターン割当部２２は、パターン長を、中継局３０の密集度、つまり、第１のパスロス値が小さい中継局３０の数に応じて、長くしてもよい。
【００６７】
また、パターン割当部２２は、中継パターンの候補を記憶するテーブルから、中継局３０に割り当てる中継パターンを選択してもよいし、アルゴリズムを用いて、中継局３０に割り当てる中継パターンを都度決定してもよい。
【００６８】
なお、一定の時間長を有する「信号品質測定期間」における参照信号を基に、信号品質の測定が行われる。「信号品質測定期間」と「単位期間」とが一致しないと、１つの信号品質測定期間内に異なる中継状態が含まれてしまい、信号品質を正しく測定できない可能性がある。図７は、実際の信号品質と測定された信号品質とのギャップの説明に供する図である。そこで、信号品質測定期間と単位期間とを等しくさせてもよい。すなわち、単位期間を、各端末５０において信号品質を測定する期間に等しくしてもよい。又は、単位期間を信号品質測定期間の２以上の自然数倍にしてもよい。なお、図７において、実線は、実際の信号品質を表し、点線は、測定された信号品質を表す。
【００６９】
たとえば、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（3rd  Generation  Partnership  Project  Long  Term  Evolution）−ＡｄｖａｎｃｅｄにおいてＣＳＩ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎと呼ばれる仕様が規定されている。この仕様では、端末は１フレーム（１０ｍｓ）の無線区間を、サブフレームサブセット＃１とサブフレームサブセット＃２と呼ばれる２つの区間に分割して、それぞれの区間内で閉じて信号品質の測定を行う。このため、基地局１０、中継局３０、及び端末５０がＬＴＥ仕様である場合、単位期間を、サブフレームサブセットと等しくしてもよい。図８は、単位期間をサブフレームサブセットに等しくした場合の、中継パターン割当の一例を示す図である。各サブフレームサブセットの区間に関する情報は、基地局から端末へ通知されるため、追加で測定が必要となる情報は存在しない。
【００７０】
［実施例２］
実施例１では、基地局が自身の通信エリア内の第１のパスロス値及び第２のパスロス値に基づいて、中継局に中継パターンを割り当てた。これに対して、実施例２では、第１の基地局が、隣接する第２の基地局から当該第２の基地局での中継パターンの単位期間の長さ及びパターン長に関する情報を取得し、当該第２の基地局での中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に基づいて、第１の基地局で中継局に仮に割り当てた（仮に決定した）中継パターンを修正する。
【００７１】
［通信システムの概要］
図９は、実施例２の通信システムの一例を示す図である。図２において、通信システム２は、基地局１００−１，２と、中継局３０−１１〜１３，２１〜２３と、端末５０−１１〜１３，２１，２２とを有する。ここでは、基地局１００を２つ、中継局３０を６つ、端末５０を５つ示しているが、数はこれに限定されるものではない。また、以下では、基地局１００−１，２を特に区別しない場合、総称して基地局１００と呼ぶことがある。中継局３０−１１〜１３，２１〜２３を特に区別しない場合、総称して中継局３０と呼ぶことがある。また、端末５０−１１〜１３，２１，２２を特に区別しない場合、総称して端末５０と呼ぶことがある。
【００７２】
基地局１００−１は、実施例１の基地局１０における中継パターンの割当方法と同様の方法で、まず、通信エリアＡ１０１内に存在する中継局３０に対して中継パターンを仮に割り当てる。基地局１００−２も、基地局１００−１と同様に、実施例１の基地局１０における中継パターンの割当方法と同様の方法で、まず、通信エリアＡ１０２内に存在する中継局３０に対して中継パターンを仮に割り当てる。
【００７３】
そして、基地局１００−１は、基地局１００−２から基地局１００−２で仮に割り当てた中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に関する情報を取得する。そして、基地局１００−１は、基地局１００−２での中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に基づいて、基地局１００−１で仮に割り当てた中継パターンを修正する。また、基地局１００−２も、基地局１００−１と同様に、基地局１００−１から基地局１００−１で仮に割り当てた中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に関する情報を取得する。そして、基地局１００−２は、基地局１００−１での中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に基づいて、基地局１００−２で仮に割り当てた中継パターンを修正する。
【００７４】
そして、基地局１００−１は、修正後の中継パターンを通信エリアＡ１０１内に存在する各中継局３０に通知する。また、基地局１００−２は、修正後の中継パターンを通信エリアＡ１０２内に存在する各中継局３０に通知する。
【００７５】
以上のようにすることで、隣接する複数の基地局１００間で中継パターンを調整することにより、１つのセルにおいて他のセルからの影響で信号品質に変動が生じることを防止できる。
【００７６】
［基地局の構成例］
図１０は、実施例２の基地局の一例を示すブロック図である。図１０において、基地局１００は、パターン割当制御部１０１と、インタフェース（ＩＦ）部１０２とを有する。また、パターン割当制御部１０１は、取得部１１１と、パターン割当部１１２と、通知部１１３とを有する。
【００７７】
取得部１１１は、実施例１の取得部２１と同様に、基地局１００の通信エリア内に存在する中継局３０及び端末５０から、第１のパスロス値に関する情報及び第２のパスロス値に関する情報を取得し、パターン割当部１１２へ出力する。
【００７８】
また、取得部１１１は、隣接する他の基地局１００から、他の基地局１００で仮に割り当てられた中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に関する情報を取得し、パターン割当部１１２へ出力する。
【００７９】
パターン割当部１１２は、実施例１のパターン割当部２２と同じ方法で、基地局１００の通信エリア内に存在する中継局３０に対して中継パターンを仮に割り当てる。パターン割当部１１２は、仮に割り当てた中継パターンの単位期間の長さ及びパターン長に関する情報をＩＦ部１０２を介して隣接する他の基地局１００へ送信（通知）する。そして、パターン割当部１１２は、隣接する他の基地局１００での中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に基づいて、仮に割り当てた中継パターンを修正する。
【００８０】
例えば、パターン割当部１１２は、単位期間の長さについては、基地局１００と他の基地局１００との間で単位期間の長さが異なる場合、長い方を選択する。また、パターン割当部１１２は、パターン長については、基地局１００と他の基地局１００との間でパターン長が異なる場合、基地局１００のパターン長と他の基地局１００のパターン長との最小公倍数を、修正後の中継パターンのパターン長とする。そして、パターン割当部１１２は、仮に割り当てた中継パターンにおける中継単位期間と非中継単位期間との比を維持したまま、仮に割り当てた中継パターンの単位期間の長さを上記の選択した単位期間の長さに合わせると共に、パターン長を上記の最小公倍数に合わせる。
【００８１】
通知部１１３は、修正後の中継パターンに関する情報を、基地局１００の通信エリア内に存在する各中継局３０に通知する。
【００８２】
［通信システムの動作例］
以上の構成を有する通信システム２の処理動作について説明する。特に基地局１００の処理動作を中心に説明する。図１１は、実施例２の基地局の処理動作の一例を示すフローチャートである。図１１のフローは、例えば、基地局１００の電源がオンしたタイミングでスタートし、終了条件を満たした場合（ステップＳ１０１肯定）、終了する。
【００８３】
パターン割当部１１２は、中継パターンを各中継局３０に仮に割り当てる（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１での処理は、実施例１のステップＳ１０４での処理と同等である。すなわち、他セルの状態については意識せず、自セル内のみで中継パターンが仮決定される。
【００８４】
例えば、図９の通信エリアＡ１０１では、中継局３０−１１〜１３のすべてに、第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０が存在する。また、中継局３０−１１〜１３は、いずれも、第１のパスロス値が第１の閾値よりも小さくなる。このため、中継局３０−１１〜１３には、互いに中継実行を示す単位期間が重ならない中継パターンが割り当てられることが好ましい。そこで、基地局１００−１のパターン割当部１１２は、パターン長を３と決定する。また、基地局１００−１のパターン割当部１１２は、単位期間の長さを１ｍｓとしたとする。
【００８５】
一方、通信エリアＡ１０２では、中継局３０−２１，２２には、第２のパスロス値が第２の閾値よりも小さい端末５０が存在する一方、中継局３０−２３には存在しない。また、中継局３０−２１〜２３は、いずれも、第１のパスロス値が第１の閾値よりも小さくなる。このため、中継局３０−２１，２２には、互いに中継実行を示す単位期間が重ならない中継パターンが割り当てられることが好ましい。一方、中継局３０−２３には、全ての単位期間が中継の非実行を示す中継パターンを割り当てることが好ましい。そこで、基地局１００−２のパターン割当部１１２は、パターン長を２と決定する。また、基地局１００−２のパターン割当部１１２は、単位期間の長さを２ｍｓとしたとする。
【００８６】
パターン割当部１１２は、仮に割り当てた中継パターンの単位期間の長さ及びパターン長に関する情報をＩＦ部１０２を介して隣接する他の基地局１００へ通知する（ステップＳ２０２）。この情報は、コアネットワークを介して通知されてもよいし、基地局間を結ぶ通信回線（ＬＴＥでは、Ｘ２回線と呼ばれる）を介して通知されてもよい。
【００８７】
取得部１１１は、隣接する他の基地局１００から、他の基地局１００で仮に割り当てられた中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に関する情報を取得する（ステップＳ２０３）。
【００８８】
パターン割当部１１２は、隣接する他の基地局１００での中継パターンの「単位期間の長さ」及び「パターン長」に基づいて、仮に割り当てた中継パターンを修正する（ステップＳ２０４）。
【００８９】
具体的には、パターン割当部１１２は、単位期間の長さについては、基地局１００と他の基地局１００との間で単位期間の長さが異なる場合、長い方を選択する。また、パターン割当部１１２は、パターン長については、基地局１００と他の基地局１００との間でパターン長が異なる場合、基地局１００のパターン長と他の基地局１００のパターン長との最小公倍数を、修正後の中継パターンのパターン長とする。そして、パターン割当部１１２は、仮に割り当てた中継パターンにおける中継単位期間と非中継単位期間との比を維持したまま、仮に割り当てた中継パターンの単位期間の長さを上記の選択した単位期間の長さに合わせると共に、パターン長を上記の最小公倍数に合わせる。
【００９０】
例えば、図９で示した上記例の場合、基地局１００−１のパターン割当部１１２は、修正後の単位期間の長さとして、２ｍｓを選択する。また、通信エリアＡ１０１のパターン長が３であり、通信エリアＡ１０２のパターン長が２であるので、上記の最小公倍数は、６となる。こうして修正された後の中継パターンを図１２に示す。図１２は、修正後の中継パターンの一例を示す図である。
【００９１】
通知部１１３は、修正後の中継パターンに関する情報を、基地局１００の通信エリア内に存在する各中継局３０に通知する（ステップＳ２０５）。
【００９２】
以上のように本実施例によれば、基地局１００（上記の基地局１００−１に対応）において取得部１１１は、他の基地局１００（上記の基地局１００−２に対応）から、他の基地局１００（上記の基地局１００−２に対応）に対応する通信エリア（セル）内に存在する中継局３０に仮に割り当てた中継パターンに関する情報を取得する。そして、パターン割当部１１２は、他の基地局１００（上記の基地局１００−２に対応）で仮に割り当てられた中継パターンに関する情報に基づいて、基地局１００（上記の基地局１００−１に対応）において仮に割り当てた中継パターンを修正する。
【００９３】
この基地局１００の構成により、隣接する複数の基地局１００間で中継パターンを調整することにより、１つのセルにおいて他のセルからの影響で信号品質に変動が生じることを防止できる。
【００９４】
［他の実施例］
［１］実施例１及び実施例２では、パターン割当制御部１３，１０１が基地局１０，１００に組み込まれた場合について説明を行ったが、これに限定されるものではない。パターン割当制御部１３，１０１は、基地局１０，１００と別体の装置（パターン割当制御装置）とされてもよい。
【００９５】
［２］実施例１及び実施例２で図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【００９６】
更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）（又はＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）、ＭＣＵ（Micro  Controller  Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。
【００９７】
実施例１及び実施例２の基地局及び中継局は、次のようなハードウェア構成により実現することができる。
【００９８】
図１３は、基地局のハードウェア構成例を示す図である。図１３に示すように、基地局２００は、ＲＦ（Radio  Frequency）回路２０１と、プロセッサ２０２と、メモリ２０３と、ネットワークＩＦ（Inter  Face）２０４とを有する。プロセッサ２０２の一例としては、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等が挙げられる。また、メモリ２０３の一例としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等のＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ等が挙げられる。実施例１及び実施例２で示した基地局１０，１００のそれぞれが、図１３に示すようなハードウェア構成を有している。
【００９９】
そして、実施例１及び実施例２の基地局で行われる各種処理機能は、不揮発性記憶媒体などの各種メモリに格納されたプログラムを増幅装置が備えるプロセッサで実行することによって実現してもよい。
【０１００】
すなわち、受信処理部１２と、パターン割当制御部１３，１０１と、スケジューラ１４と、送信処理部１５とによって実行される各処理に対応するプログラムがメモリ２０３に記録され、各プログラムがプロセッサ２０２で実行されてもよい。なお、無線受信部１１及び無線送信部１６は、ＲＦ回路２０１により実現される。また、インターフェース部１０２は、ネットワークＩＦ２０４により実現される。
【０１０１】
図１４は、中継局のハードウェア構成例を示す図である。図１４に示すように、中継局３００は、ＲＦ回路３０１と、プロセッサ３０２と、メモリ３０３とを有する。プロセッサ３０２の一例としては、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ等が挙げられる。また、メモリ３０３の一例としては、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。
【０１０２】
実施例１及び実施例２の中継局で行われる各種処理機能は、不揮発性記憶媒体などの各種メモリに格納されたプログラムを増幅装置が備えるプロセッサで実行することによって実現してもよい。
【０１０３】
すなわち、取得部３２と、切替制御部３３とによって実行される各処理に対応するプログラムがメモリ３０３に記録され、各プログラムがプロセッサ３０２で実行されてもよい。また、無線受信部３１，３６と、中継増幅部３４，３７と、無線送信部３５，３８とは、ＲＦ回路３０１により実現される。
【符号の説明】
【０１０４】
１，２  通信システム
１０，１００  基地局
１１，３１，３６  無線受信部
１２  受信処理部
１３，１０１  パターン割当制御部
１４  スケジューラ
１５  送信処理部
１６，３５，３８  無線送信部
２１，３２，１１１  取得部
２２，１１２  パターン割当部
２３，１１３  通知部
３０  中継局
３３  切替制御部
３４，３７  中継増幅部
５０  端末
１０２  インターフェース部
【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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