(57)【要約】【課題】使用するユーザの無線端末が基地局のエリア外にあっても通話回線品質を保証する無線アクセスシステムを提供する。【解決手段】基地局１はエリア１００を通話回線品質保証エリアとする。端末２０は基地局１とデータの送受信を通常に行える。障害物４０はエリア１００に位置する。端末３０は障害物４０によって基地局１と正常に通信が実施できないエリア１０１に位置する。無線中継機５０は端末３０に対して基地局１の電波を中継することでエリア１０１を通話品質保証エリア５００にし、端末３０の通話品質を保証する。他の基地局２、・・・、Ｎはセル半径を基準に設置される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエリアを通話回線品質保証エリアとする基地局と、この基地局とデータの送受信を通常に行える位置にある第１の端末と、前記第１のエリアに位置する障害物と、この障害物によって前記基地局と正常に通信が実施できない第２のエリアにある第２の端末と、この第２の端末に対して前記基地局の電波を中継することで前記第２のエリアを通話品質保証エリアにし、前記第２の端末の通話品質を保証する無線中継機とを備えたことを特徴とする無線アクセスシステム。
【請求項２】
前記第２の端末は、位置情報取得のため、上り送信波を送信し、この送信した上り送信波は前記無線中継機により中継され、上り中継波として前記基地局へ送信することを特徴とする請求項１記載の無線アクセスシステム。
【請求項３】
前記基地局は、下り送信波を送信し、前記無線中継機により受信された前記下り送信波を下り中継波として、前記第２の端末へ送信することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線アクセスシステム。
【請求項４】
前記無線中継機は、
第１の送受信アンテナと、この第１の送受信アンテナで前記上り送信波を受信し、この送信波の受信信号を帯域制限する第１のバンドパスフィルタと、このフィルタ出力信号の電力増幅を行う第１の送信電力増幅部と、湿度計と、観測された湿度をもとに前記第１の送信電力増幅部の出力信号の減衰量を決定する第１の可変抵抗減衰器と、この可変抵抗減衰器の出力信号の位相調整を行う第１の位相器と、この位相器の出力信号を前記上り中継波として前記基地局へ送信する第２の送受信アンテナと、この第２の送受信アンテナにて前記下り送信波を受信し、この受信波の位相調整を行う第２の位相器と、この位相器の出力信号の帯域制限を行う第２のバンドパスフィルタと、このフィルタ出力信号の電力増幅を行い、前記下り中継波として第１の送受信アンテナにより前記第２の端末へ送信する第２の送信電力増幅部とを有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の無線アクセスシステム。
【請求項５】
前記第２の端末にて送信された前記上り送信波は、前記無線中継機に受信され、この無線中継機内の前記第１の送受信アンテナにて受信された前記受信信号は、前記第１のバンドパスフィルタ、前記第１の送信電力増幅部を通過し、前記湿度計にて観測された湿度をもとに前記第１の可変抵抗減衰器の値を決定し、前記第１の位相器を通り、前記第２の送受信アンテナにより前記基地局へ送信されることを特徴とする請求項４記載の無線アクセスシステム。
【請求項６】
前記基地局により送信された前記下り送信波は、前記無線中継機内の前記第２の送受信アンテナにて受信され、前記第２の位相器、前記第２のバンドパスフィルタ、前記第２の送信電力増幅部を通過し、前記第１の送受信アンテナにより前記第２の端末へ送信されることを特徴とする請求項４記載の無線アクセスシステム。
【請求項７】
請求項１〜３記載の無線アクセスシステムであって、
前記第２の端末が電波を送信する送信ステップと；
前記基地局が前記電波を受信しているか否かを判定する基地局受信判定ステップと；
前記基地局受信判定ステップでの判定結果にかかわらず、前記無線中継機にて受信できているかどうかを判定をする第１及び第２の中継機受信判定ステップと；
前記基地局受信判定テップの判定でｙｅｓ、前記第１の中継機受信判定ステップの判定にてｙｅｓの場合は、前記基地局及び前記無線中継機によるダイバーシティ（ＤＩＶ）受信となるＤＩＶステップと；
前記基地局受信判定ステップの判定でｙｅｓ、前記第１の中継機受信判定ステップの判定にてｎｏの場合は、前記第１のエリア内に前記第２の端末はあり、前記基地局と送受信を実施する基地局送受信ステップと；
前記基地局受信判定ステップの判定でｎｏ、前記第２の中継機受信判定ステップの判定にてｙｅｓの場合は前記無線中継機により中継され、前記基地局送受信ステップに進む中継ステップと；
前記基地局受信判定ステップの判定でｎｏ、前記第２の中継機受信判定ステップの判定でｎｏの場合は、通話不可となる通話不可ステップと；
を備えたことを特徴とする無線アクセスの方法。
【請求項８】
請求項１〜７記載の無線アクセスシステムが、
上下の周波数が同じ広帯域のＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式であることを特徴とする無線アクセスシステム。
【請求項９】
請求項１〜７記載の無線アクセスシステムが、
ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式であることを特徴とする無線アクセスシステム。
【請求項１０】
請求項１〜７記載の無線アクセスシステムが、
前記基地局からの電波が弱い部分に設置することによりダイバーシティ効果が得られるＤＳ−ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｐｒｅａｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式であることを特徴とする無線アクセスシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線アクセスシステムに関し、特に無線基地局と移動端末間の通信で、移動端末が無線基地局のエリア外にあっても通話回線品質を保証する無線アクセスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、移動体無線システムにおいて、電波の有効利用から考えるとＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）波は単一の周波数を使用しているため、大きな電力で送信してしまうとそれが干渉波にもなってしまう。そのため通話品質保証の観点から、ＣＤＭＡにとって基地局からの送信電力制御は必要不可欠なものである。
【０００３】
しかし、エリア内にある端末に対する通話品質は保証されているものの、エリア外にある端末に対しては保証されない。
【０００４】
ここ数年で、ＰＨＳや携帯電話は、日本の人口の約１／２が持つ時代となっている。さらにこのＰＨＳ、ＣＤＭＡは、メーカ、事業者によって異なるが、同じメーカのものでは、基本的なフレームフォーマットは同じである。  もともと基地局はそれぞれサービスゾーンを有しており、移動体端末はこのサービスゾーン内に位置するときに、基地局を介して他の移動体端末や固定局との間で双方向通信を行うことが可能となる。この場合、基地局との無線伝送路上に障害物があると無線伝送効率が著しく低下するので、一般には基地局から障害物のない場所を探して、そこに新たな基地局を設置したり、ビルの屋上に基地局を設置する場合がある。
【０００５】
基地局のエリア外及びエリア内であっても障害物で電波の死角となる部分では、通話品質を保証することが不可能になる。
【０００６】
従来の無線アクセスシステムは、中継機能をもつ移動体端末を建物の窓際に置き、他の無線通信端末を建物の中で自由に移動させ、基地局からの電波を窓際に置かれた中継機能付き移動体端末を介して、建物の中の無線通信端末と通信を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、アンテナのスペース削減とともにアンテナの受信感度を高くし、通話品質を保証すると云う方式を取っているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
さらにまた、携帯電話網の交換局と基地局との間に無線伝送効率を低下させる障害物が存在した場合、基地局が必要とするエリア内のいずれの場所に基地局を設置しても障害物の影響が無視できないので、交換局と基地局との間に無線信号を中継する無線中継局を設置している（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１６６５０号公報（第２−３頁、図２）
【特許文献２】
特開平８−１８６４３２号公報（第２頁、図１）
【特許文献３】
特開２００２−１８５３８０号公報（第２−３頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の無線アクセスシステムは、中継機能付きの移動体端末を利用して自営無線機と接続しているが、この方法では２つの通信モードを使用するため、中継機能付きの移動体端末と自営無線機が必要になりコスト増になってしまうという欠点を有している。
【００１１】
また、アンテナの受信感度を高くし、通話品質を保証すると云う方式を取っているが、ユーザ端末が基地局のエリアの外にある場合には、その効果を発揮できないという欠点を有している。
【００１２】
さらにまた、携帯電話網の交換局と基地局との間に無線中継基地局を追加することを考えると、サービスエリアは特定部分に限られ、場所、工事費用がかかるという欠点を有している。
【００１３】
本発明の目的は、基地局のエリアを安価、迅速に広げることが可能となり、携帯端末の利用効率を高め、使用するユーザの携帯端末が基地局のエリア外にあっても通話回線品質を保証する無線アクセスシステムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の無線アクセスシステムは、第１のエリアを通話回線品質保証エリアとする基地局と、この基地局とデータの送受信を通常に行える位置にある第１の端末と、前記第１のエリアに位置する障害物と、この障害物によって前記基地局と正常に通信が実施できない第２のエリアにある第２の端末と、この第２の端末に対して前記基地局の電波を中継することで前記第２のエリアを通話品質保証エリアにし、前記第２の端末の通話品質を保証する無線中継機とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
本発明の第２の無線アクセスシステムは、前記第１の無線アクセスシステムにおいて、
前記第２の端末は、位置情報取得のため、上り送信波を送信し、この送信した上り送信波は前記無線中継機により中継され、上り中継波として前記基地局へ送信することを特徴としている。
【００１６】
本発明の第３の無線アクセスシステムは、前記第１または第２の無線アクセスシステムにおいて、
前記基地局は、下り送信波を送信し、前記無線中継機により受信された前記下り送信波を下り中継波として、前記第２の端末へ送信することを特徴としている。
【００１７】
本発明の第４の無線アクセスシステムは、前記第１、第２又は第３の無線アクセスシステムにおいて、
前記無線中継機は、
第１の送受信アンテナと、この第１の送受信アンテナで前記上り送信波を受信し、この送信波の受信信号を帯域制限する第１のバンドパスフィルタと、このフィルタ出力信号の電力増幅を行う第１の送信電力増幅部と、湿度計と、観測された湿度をもとに前記第１の送信電力増幅部の出力信号の減衰量を決定する第１の可変抵抗減衰器と、この可変抵抗減衰器の出力信号の位相調整を行う第１の位相器と、この位相器の出力信号を前記上り中継波として前記基地局へ送信する第２の送受信アンテナと、この第２の送受信アンテナにて前記下り送信波を受信し、この受信波の位相調整を行う第２の位相器と、この位相器の出力信号の帯域制限を行う第２のバンドパスフィルタと、このフィルタ出力信号の電力増幅を行い、前記下り中継波として第１の送受信アンテナにより前記第２の端末へ送信する第２の送信電力増幅部とを有していることを特徴としている。
【００１８】
本発明の第５の無線アクセスシステムは、前記第４の無線アクセスシステムにおいて、
前記第２の端末にて送信された前記上り送信波は、前記無線中継機に受信され、この無線中継機内の前記第１の送受信アンテナにて受信された前記受信信号は、前記第１のバンドパスフィルタ、前記第１の送信電力増幅部を通過し、前記湿度計にて観測された湿度をもとに前記第１の可変抵抗減衰器の値を決定し、前記第１の位相器を通り、前記第２の送受信アンテナにより前記基地局へ送信されることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第６の無線アクセスシステムは、前記第４の無線アクセスシステムにおいて、
前記基地局により送信された前記下り送信波は、前記無線中継機内の前記第２の送受信アンテナにて受信され、前記第２の位相器、前記第２のバンドパスフィルタ、前記第２の送信電力増幅部を通過し、前記第１の送受信アンテナにより前記第２の端末へ送信されることを特徴としている。
【００２０】
本発明の第７の無線アクセスシステムは、前記第１〜第３のいずれかの無線アクセスシステムにおいて、
前記第２の端末が電波を送信する送信ステップと；
前記基地局が前記電波を受信しているか否かを判定する基地局受信判定ステップと；
前記基地局受信判定ステップでの判定結果にかかわらず、前記無線中継機にて受信できているかどうかを判定をする第１及び第２の中継機受信判定ステップと；
前記基地局受信判定テップの判定でｙｅｓ、前記第１の中継機受信判定ステップの判定にてｙｅｓの場合は、前記基地局及び前記無線中継機によるダイバーシティ（ＤＩＶ）受信となるＤＩＶステップと；
前記基地局受信判定ステップの判定でｙｅｓ、前記第１の中継機受信判定ステップの判定にてｎｏの場合は、前記第１のエリア内に前記第２の端末はあり、前記基地局と送受信を実施する基地局送受信ステップと；
前記基地局受信判定ステップの判定でｎｏ、前記第２の中継機受信判定ステップの判定にてｙｅｓの場合は前記無線中継機により中継され、前記基地局送受信ステップに進む中継ステップと；
前記基地局受信判定ステップの判定でｎｏ、前記第２の中継機受信判定ステップの判定でｎｏの場合は、通話不可となる通話不可ステップと；
を備えた無線アクセスの方法を特徴としている。
【００２１】
本発明の第８の無線アクセスシステムは、前記第１〜第７のいずれかの無線アクセスシステムにおいて、
上下の周波数が同じ広帯域のＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式であることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第９の無線アクセスシステムは、前記第１〜第７のいずれかの無線アクセスシステムにおいて、
ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式であることを特徴としている。
【００２３】
本発明の第１０の無線アクセスシステムは、前記第１〜第７のいずれかの無線アクセスシステムにおいて、
前記基地局からの電波が弱い部分に設置することによりダイバーシティ効果が得られるＤＳ−ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｐｒｅａｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式であることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の無線アクセスシステムの一つの実施の形態を示すシステムブロック図である。
【００２６】
図１に示す本実施の形態は、エリア１００を通話回線品質保証エリアとする基地局１と、基地局１とデータの送受信を通常に行える位置にある端末２０と、エリア１００に位置する障害物４０と、この障害物４０によって基地局１と正常に通信が実施できないエリア１０１にある端末３０と、この端末３０に対して基地局１の電波を中継することでエリア１０１を通話品質保証エリア５００にし、端末３０の通話品質を保証する無線中継機５０と、セル半径を基準に設置してある他の基地局２、３、・・・、Ｎとから構成されている。
【００２７】
次に図１を参照して、基地局１の動作を説明する。
【００２８】
基地局１はエリア１００を通話回線品質保証エリアとしている。エリア１００内にある端末２０は、基地局１とデータの送受信を通常に行える位置にある。
【００２９】
次に、エリア１００内にある端末３０は、障害物４０によって基地局１と正常に通信が実施できないエリア１０１にある。ここでエリア１０１に対し、基地局を追加することを考えると、サービスエリアは特定部分に限られ、かつ基地局１つを追加すると、場所や工事費用がかかることになる。加えて、ＲＮＣ接続の回線工事を実施するため時間もかかる。そこで、基地局１の電波を無線中継機５０が中継してエリア１０１を通話品質保証エリアにすることで、端末３０は通話品質が保証される通話品質保証エリア５００に入ることになる。つまり、エリア１０１は通話品質保証エリア５００に包含される（エリア５００⊇エリア１０１）。このとき、端末３０は基地局１とデータを送受信する際には、次のような方法で行う。
【００３０】
最初に、端末３０は位置情報取得のため、上り送信波３１を送信する。送信した上り送信波３１は無線中継機５０により中継され、上り中継波２１を基地局１へ送信する。この際、上り中継波２１の電力は、無線中継機５０が固定されているため、基地局１が受信するための最低電力となる。
【００３１】
次に、基地局１から端末３０への送信方法を説明する。基地局１は下り送信波１１を送信する。この際、基地局１は下り送信波１１を受信する相手を気にしなくて良い。無線中継機５０により受信された下り送信波１１は、下り中継波４１として送信される。
【００３２】
図２は図１の無線中継機の詳細を示すブロック図である。
【００３３】
図２の無線中継機は、送受信アンテナ５１と、この送受信アンテナ５１で上り送信波３１を受信し、この受信信号５１１を帯域制限するバンドパスフィルタ５２と、このフィルタ出力信号の電力増幅を行う送信電力増幅部５３と、湿度計５４と、この観測された湿度をもとに送信電力増幅部５３の出力信号の減衰量を決定する可変抵抗減衰器５５と、この可変抵抗減衰器５５の出力信号の位相調整を行う位相器５６と、この位相器５６の出力信号を上り中継波２１として基地局１へ送信する送受信アンテナ５７と、この送受信アンテナ５７にて下り送信波１１を受信し、この受信波の位相調整を行う位相器６０と、この位相器６０の出力信号の帯域制限を行うバンドパスフィルタ５８と、このフィルタ出力信号の電力増幅を行い、下り中継波４１として送受信アンテナ５１により端末３０へ送信する送信電力増幅部５９とを有している。
【００３４】
次に、図１および図２を参照して本実施の形態の動作をより詳細に説明する。
【００３５】
まず、端末３０から基地局１へ送信されるまでの動作を説明する。
【００３６】
端末３０にて送信された上り送信波３１は無線中継機５０に受信される。無線中継機５０内の送受信アンテナ５１にて受信された受信信号５１１は、バンドパスフィルタ５２、送信電力増幅部５３を通過し、湿度計５４にて観測された湿度をもとに可変抵抗減衰器５５の値を決定し、位相器５６を通り、送受信アンテナ５７により基地局１へ上り中継波２１として送信される。送受信アンテナ５７は基地局１の位置を知っているのでこの間はＰ−Ｐ（Ｐｏｉｎｔ  ｔｏ  Ｐｏｉｎｔ）通信になり、最善の増幅量及び位相量が決定できる。
【００３７】
次に、基地局１より端末３０へ送信されるまでの動作を説明する。
【００３８】
基地局１にて送信された下り送信波１１は無線中継機５０内の送受信アンテナ５７にて受信され、位相器６０、バンドパスフィルタ５８、送信電力増幅部５９を通過し、送受信アンテナ５１により下り中継波４１として端末３０へ送信される。この場合は、端末３０の位置が不確定なため、位相器、可変抵抗減衰器は入れていない。
【００３９】
図３は本発明の無線アクセスシステムの動作を説明するフローチャートである。
【００４０】
なお、図３において図１に示す構成要素に対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
次に、図１および図３を参照して本実施の形態の動作をより詳細に説明する。
【００４２】
まず、端末３０が電波を送信する（ステップ１：Ｓ１）。次に基地局１が受信しているか否かを判定する（ステップ２：Ｓ２）。ステップ２でのｙｅｓ、ｎｏの判定結果にかかわらず、無線中継機５０にて受信できているかどうかを判定をする（ステップ３、ステップ６：Ｓ３，Ｓ６）。
【００４３】
ステップ２の判定でｙｅｓ、ステップ３の判定にてｙｅｓの場合は、基地局１及び無線中継機５０によるダイバーシティ（ＤＩＶ）受信となる（ステップ４：Ｓ４）。ステップ２の判定でｙｅｓ、ステップ３の判定にてｎｏの場合は、エリア１００内に端末３０はあり、基地局１と送受信を実施する（ステップ５：Ｓ５）。
【００４４】
ステップ２の判定でｎｏ、ステップ６の判定にてｙｅｓの場合は、無線中継機５０により中継され（ステップ８：Ｓ８）、ステップ５の基地局１と送受信を実施する（ステップ５：Ｓ５）。
【００４５】
ステップ２の判定でｎｏ、ステップ６の判定にてｎｏの場合は、通話不可となる（ステップ７：Ｓ７）。
【００４６】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、災害時等で基地局が破損してしまった場合に、無線中継機を用いることにより破損したセルをカバーすることができる。
【００４７】
加えて、広帯域Ｗ−ＣＤＭＡであるＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式のような上下の周波数が同じ方式においても適用することが可能であり、かつ現在の無線アクセス系の補助的な部分を持ち合わせているため、現状の無線アクセスシステムにも適応することが可能である。
【００４８】
ＤＳ−ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｐｒｅａｄ−Ｃｏｄｅ  ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式においては、基地局からの電波が弱い部分に設置することによりダイバーシティ効果が得られ、より高い通話品質を得ることが可能となる。
【００４９】
上述の通り本発明は、移動体無線基地局において、空間ダイバーシティ方式を用いることにより、安価で、迅速かつ効率的にユーザのカバー率を高める無線アクセスシステムを提供する。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線アクセスシステムは、中継機を設置するだけで広域なエリアに対し通話品質を保証することができるので、基地局のエリアを安価、迅速に広げることが可能となり、携帯端末の利用効率を高め、使用するユーザの携帯端末が基地局のエリア外にあっても、また障害物で伝搬できないエリアに対しても送受信し、通話回線品質を保証するという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線アクセスシステムの一つの実施の形態を示すシステムブロック図である。
【図２】図１の無線中継機の詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明の無線アクセスシステムの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１    基地局
２，３，Ｎ    基地局
１１    下り送信波
２０    端末
２１    上り中継波
３０    端末
３１    上り送信波
４０    障害物
４１    下り中継波
５０    無線中継機
５１    送受信アンテナ
５２    バンドパスフィルタ
５３    送信電力増幅部
５４    湿度計
５５    可変抵抗減衰器
５６    位相器
５７    送受信アンテナ
５８    バンドパスフィルタ
５９    送信電力増幅部
６０    位相器
１００    エリア
１０１    エリア
５００    通話品質保証エリア
５１１    受信信号
【図１】
2004207969.tif 000003
【図２】
2004207969.tif 000004
【図３】
2004207969.tif 000005