(57)【要約】    【課題】      双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継すること。    【解決手段】  無線受信部２０２は、情報信号をスイッチ２０８へ出力し、中継制御信号を所定の無線受信処理を施した上で復調部２０４へ出力する。復調部２０４は、中継制御信号を復調する。中継制御信号処理部２０６は、情報信号の中継の可否を判定し、中継可の場合には、受信側の端末装置がこの情報信号を受信できるか否かを問い合わせる。また、中継制御信号処理部２０６は、記憶した中継時間にスイッチ２０８を接続させる。スイッチ２０８は、中継制御部２０６３の制御に従って、中継すべき情報信号が受信されている間のみ接続する。  【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線伝送される情報信号を同一周波数で中継する中継装置であって、
前記情報信号の中継を行うための中継時間を通知する中継制御信号を前記情報信号に先立って受信する受信手段と、
前記中継制御信号によって通知された中継時間に情報信号を中継する中継手段と、
を有することを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記中継制御信号によって通知された中継時間に情報信号の中継動作が可能か否かを判定する判定手段、をさらに有し、
前記中継手段は、
前記判定手段による判定の結果、中継動作が可能な場合は、前記中継時間に情報信号を中継することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項３】
前記受信手段は、
情報信号の中継が可能か否かを問い合わせる中継可否問い合わせ信号を中継制御信号として受信し、
前記判定手段は、
前記中継可否問い合わせ信号によって通知された中継時間に、前記情報信号以外の情報信号を中継する予定がなく、かつ、前記情報信号の中継先において前記情報信号以外の情報信号を受信する予定がない場合に、前記中継時間に情報信号の中継動作が可能であると判定することを特徴とする請求項２記載の中継装置。
【請求項４】
前記判定手段は、
前記中継可否問い合わせ信号によって通知される中継時間と当該中継時間における中継動作の可否とを対応づけて保持する予約テーブル、を含み、
前記予約テーブルを参照して、新たに通知される中継時間に他の情報信号を中継する予定があるか否かを判定することを特徴とする請求項３記載の中継装置。
【請求項５】
前記判定手段は、
前記情報信号の中継先から送信される、受信の可否を示す中継制御信号によって他の情報信号を受信する予定があるか否かを判定することを特徴とする請求項３記載の中継装置。
【請求項６】
前記受信手段は、
情報信号とは異なる周波数帯域であって前記情報信号に割り当てられる周波数帯域よりも狭い周波数帯域が割り当てられた中継制御信号を受信することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項７】
前記受信手段は、
複数のサブキャリアのうち特定のサブキャリアに中継制御信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を受信し、
前記中継手段は、
前記特定のサブキャリア以外のサブキャリアに重畳された情報信号を中継することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項８】
前記中継手段は、
前記ＯＦＤＭ信号の前記特定のサブキャリアのみを減衰するノッチフィルタを含み、
前記特定のサブキャリアが減衰されて得られた情報信号を中継することを特徴とする請求項７記載の中継装置。
【請求項９】
前記受信手段は、
所定の拡散符号によって拡散された中継制御信号が前記特定のサブキャリアに重畳されたＯＦＣＤＭ信号を受信することを特徴とする請求項７記載の中継装置。
【請求項１０】
前記受信手段は、
中継制御信号が所定の拡散符号によって拡散されたＣＤＭ信号を受信し、
前記中継手段は、
複数のサブキャリアに情報信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を中継することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項１１】
前記受信手段は、
前記ＯＦＤＭ信号と同時に同一周波数で送信される前記ＣＤＭ信号を受信することを特徴とする請求項１０記載の中継装置。
【請求項１２】
前記受信手段は、
前記ＯＦＤＭ信号と時分割多重されて送信される前記ＣＤＭ信号を受信することを特徴とする請求項１０記載の中継装置。
【請求項１３】
前記中継手段は、
前記情報信号の送信電力が一定値となるように利得を制御する自動利得制御手段、を含むことを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項１４】
前記中継手段は、
自装置が中継する信号が回り込むことによって生じるエコーを中継すべき信号から除去するエコーキャンセラ、を含むことを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項１５】
前記エコーキャンセラは、
自装置が中継する信号を入力とするＦＩＲフィルタと、
前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を制御する係数制御部と、
前記ＦＩＲフィルタからの出力を中継すべき信号から減算する減算器と、
を有することを特徴とする請求項１４記載の中継装置。
【請求項１６】
前記係数制御部は、
自装置が中継する信号を高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、
高速フーリエ変換の結果を理想的な周波数特性と比較して誤差を演算する誤差演算部と、
演算された誤差を逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、
逆高速フーリエ変換の結果を小さくするように前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を更新する係数更新部と、
を有することを特徴とする請求項１５記載の中継装置。
【請求項１７】
前記係数制御部は、
中継する情報信号の送信元および中継先と当該情報信号の中継時の前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数とを対応づけて記憶する記憶部、をさらに有し、
前記係数更新部は、
中継する情報信号の送信元および中継先が同一である場合に、前記記憶部に記憶されているフィルタ係数を初期値として設定することを特徴とする請求項１６記載の中継装置。
【請求項１８】
前記係数制御部は、
情報信号に含まれるフィルタ係数設定用の既知信号を用いて前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を決定することを特徴とする請求項１５記載の中継装置。
【請求項１９】
前記受信手段は、
無線ローカルエリアネットワークのＤＣＦで使用されるＲＴＳ信号を中継制御信号として受信することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれかに記載の中継装置を有することを特徴とする端末装置。
【請求項２１】
無線伝送される情報信号が中継装置によって同一周波数で中継される無線通信システムにおいて用いられる端末装置であって、
前記情報信号の中継を行うための中継時間の情報を含む中継制御信号を生成する生成手段と、
前記情報信号に先立って前記中継制御信号を送信する送信手段と、を有し、
前記送信手段は、
前記中継時間において前記情報信号を送信することを特徴とする端末装置。
【請求項２２】
前記送信手段によって送信された中継制御信号に対する応答として、前記中継時間において中継動作が可能であるか否かを示す中継制御信号を受信する受信手段、をさらに有し、
前記送信手段は、
前記受信手段によって受信された中継制御信号により中継動作が可能であることが示された場合に、前記情報信号を前記中継時間に送信することを特徴とする請求項２１記載の端末装置。
【請求項２３】
前記送信手段は、
情報信号とは異なる周波数帯域であって前記情報信号に割り当てられる周波数帯域よりも狭い周波数帯域が割り当てられた中継制御信号を送信することを特徴とする請求項２１記載の端末装置。
【請求項２４】
前記送信手段は、
複数のサブキャリアのうち特定のサブキャリアに中継制御信号が重畳され、前記特定のサブキャリア以外のサブキャリアに情報信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を送信することを特徴とする請求項２１記載の端末装置。
【請求項２５】
前記送信手段は、
所定の拡散符号によって拡散された中継制御信号が前記特定のサブキャリアに重畳されたＯＦＣＤＭ信号を送信することを特徴とする請求項２４記載の端末装置。
【請求項２６】
前記送信手段は、
中継制御信号を所定の拡散符号によって拡散して得られるＣＤＭ信号および複数のサブキャリアに情報信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を送信することを特徴とする請求項２１記載の端末装置。
【請求項２７】
前記送信手段は、
前記ＯＦＤＭ信号および前記ＣＤＭ信号を同時に同一周波数で送信することを特徴とする請求項２６記載の端末装置。
【請求項２８】
前記送信手段は、
前記ＯＦＤＭ信号および前記ＣＤＭ信号を時分割多重して送信することを特徴とする請求項２６記載の端末装置。
【請求項２９】
前記生成手段は、
無線ローカルエリアネットワークのＤＣＦで使用されるＲＴＳ信号を生成することを特徴とする請求項２１記載の端末装置。
【請求項３０】
端末装置から送信される情報信号を中継装置が中継する中継方法であって、
前記端末装置が、
前記情報信号を伝送する経路を確保するための第１の中継制御信号を送信するステップと、
前記中継装置が、
前記第１の中継制御信号を受信するステップと、
前記第１の中継制御信号によって通知された中継時間に前記情報信号の中継動作が可能か否かを判定するステップと、
判定の結果、前記中継時間において中継動作が可能であるか否かを示す第２の中継制御信号を送信するステップと、
前記端末装置が、
前記第２の中継制御信号を受信するステップと、
前記第２の中継制御信号により中継動作が可能であることが示された場合に、前記情報信号を前記中継時間に送信するステップと、
前記中継装置が、
前記中継時間に前記情報信号を中継するステップと、
を有することを特徴とする中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置、端末装置、および中継方法に関し、特に装置間で双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて、同一周波数によって信号を中継する中継装置、端末装置、および中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の中継装置としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１には、無線信号を中継する場合、受信信号をディジタル記憶し、記憶された信号を再生した上で送信することにより、送受信で周波数が同一の信号を中継し、周波数の利用効率を向上させる方法が開示されている。この方法においては、使用される無線周波数帯は１つであるが、受信信号を一度記憶してから送信するため、送受信を異なる時間に行う必要があり、時間的な無駄が生じてしまう。
【０００３】
これに対して、例えば特許文献２には、中継装置の送信アンテナから送信される信号が受信アンテナに回り込むことによって生じる干渉を等化回路によって除去するなどして、受信信号をすぐに送信して時間的な無駄を削減することが可能な構成が開示されている。
【０００４】
しかしながら、このような等化回路によって干渉を除去する中継装置においては、送信アンテナと受信アンテナとの結合量を十分小さくする必要がある。すなわち、送信アンテナと受信アンテナとを空間的に十分な距離をおいて配置する必要があり、装置が大型化してしまう。
【０００５】
また、中継装置による中継を必要とする端末装置が移動して、送受信アンテナ間の結合量を十分小さくすることができない場合には、回り込み波の干渉を除去することが困難となり、伝送品質が大きく劣化してしまう。また、中継装置が発振してしまう可能性も高くなる。
【０００６】
その他にも、例えば非特許文献１には、有線通信における中継の際に、衝突が起こっても所望の通信が可能な仕組みに関する技術が開示されている。さらに、非特許文献２には、無線ＬＡＮの標準規格（ＩＥＥＥ８０２．１１）のインフラストラクチャーモードにおいて、直接通信可能な距離にある端末同士がアクセスポイントを介さずに直接通信する方式が提案されている。
【０００７】
一方、地上波ディジタルテレビジョンなどの放送技術においては、例えば特許文献３に記載されたように、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）信号を放送波中継する際に、中継装置内に回り込みキャンセラを配置し、中継装置の送受信アンテナ間の結合量を十分小さくできない場合にも、信号品質の劣化の少ない中継を可能とすることがある。
【特許文献１】特開昭５９−１００４３号公報
【特許文献２】特開昭６２−７７７２５号公報
【特許文献３】特開２００２−１５２０６５号公報
【非特許文献１】株式会社アスキー、“完全図解式ネットワーク再入門”、２００３年４月１５日発行、PP.80-83
【非特許文献２】Draft Amendment to IEEE Std 802.11, 1999 Edition (Reaff 2003)、２００４年２月、PP.142-146
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述のような放送技術では、信号を送信する放送局が不動であり、中継装置における受信方向が一定で無線伝搬路も比較的安定しており、かつ、放送波として連続的に信号が送信されていることが前提となっている。
【０００９】
これに対して、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合には、一般に信号を送信する端末装置が移動して中継装置における受信方向や無線伝搬路の状況が変化したり、１つの端末装置から信号が送信されている時間と送信されていない時間とがある非連続通信が行われたりする。したがって、単純に上述のような放送技術における回り込みキャンセラを導入するだけでは、小型な中継装置で時間的な無駄を削減した中継を行うことができないという問題がある。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる中継装置、端末装置、および中継方法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】
【００１１】
本発明の中継装置は、無線伝送される情報信号を同一周波数で中継する中継装置であって、前記情報信号の中継を行うための中継時間を通知する中継制御信号を前記情報信号に先立って受信する受信手段と、前記中継制御信号によって通知された中継時間に情報信号を中継する中継手段と、を有する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、中継制御信号によって通知される中継時間に情報信号を中継するため、あらかじめ中継時間における情報信号の伝送経路を確保しておくことができ、情報信号を蓄積する必要がない。したがって、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。
【００１３】
本発明の中継装置は、前記中継制御信号によって通知された中継時間に情報信号の中継動作が可能か否かを判定する判定手段、をさらに有し、前記中継手段は、前記判定手段による判定の結果、中継動作が可能な場合は、前記中継時間に情報信号を中継する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、情報信号を中継する際には、あらかじめ伝送経路が確保されているため、情報信号を中継装置に蓄積する必要がない。したがって、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。すなわち、中継による周波数利用効率の低下を効果的に防ぐことができる。
【００１５】
本発明の中継装置は、前記受信手段は、情報信号の中継が可能か否かを問い合わせる中継可否問い合わせ信号を中継制御信号として受信し、前記判定手段は、前記中継可否問い合わせ信号によって通知された中継時間に、前記情報信号以外の情報信号を中継する予定がなく、かつ、前記情報信号の中継先において前記情報信号以外の情報信号を受信する予定がない場合に、前記中継時間に情報信号の中継動作が可能であると判定する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、例えば端末装置などから情報信号が送信されてきた際には、中継装置および情報信号の中継先がそれぞれ情報信号を中継・受信可能な状態となっており、情報信号を中継装置に蓄積する必要がなく、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。
【００１７】
本発明の中継装置は、前記判定手段は、前記中継可否問い合わせ信号によって通知される中継時間と当該中継時間における中継動作の可否とを対応づけて保持する予約テーブル、を含み、前記予約テーブルを参照して、新たに通知される中継時間に他の情報信号を中継する予定があるか否かを判定する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、中継可否問い合わせ信号が受信された際に、中継装置が中継可能か否かを迅速かつ正確に判定することができる。
【００１９】
本発明の中継装置は、前記判定手段は、前記情報信号の中継先から送信される、受信の可否を示す中継制御信号によって他の情報信号を受信する予定があるか否かを判定する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、情報信号の中継先が所望の中継時間に情報信号を受信可能か否かを正確に判定することができる。
【００２１】
本発明の中継装置は、前記受信手段は、情報信号とは異なる周波数帯域であって前記情報信号に割り当てられる周波数帯域よりも狭い周波数帯域が割り当てられた中継制御信号を受信する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、例えば音声やデータなどの情報信号と比較して情報量が少ない中継制御信号に狭い周波数帯域が割り当てられているため、周波数利用効率を向上させることができるとともに、情報信号と中継制御信号が異なる周波数帯域で伝送されるため、互いの信号間の干渉を低減させることができる。
【００２３】
本発明の中継装置は、前記受信手段は、複数のサブキャリアのうち特定のサブキャリアに中継制御信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を受信し、前記中継手段は、前記特定のサブキャリア以外のサブキャリアに重畳された情報信号を中継する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、中継制御信号および情報信号に異なる周波数帯域を確保する必要がなく、周波数利用効率を向上させることができるとともに、ＯＦＤＭ方式の伝送により、周波数選択性フェージングの影響を除去して、正確に情報信号の中継に必要な経路を確保することができる。
【００２５】
本発明の中継装置は、前記中継手段は、前記ＯＦＤＭ信号の前記特定のサブキャリアのみを減衰するノッチフィルタを含み、前記特定のサブキャリアが減衰されて得られた情報信号を中継する構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、比較的小型な回路で効果的に中継制御信号を減衰することができ、情報信号を中継する際に、中継制御信号による干渉を抑制することができる。
【００２７】
本発明の中継装置は、前記受信手段は、所定の拡散符号によって拡散された中継制御信号が前記特定のサブキャリアに重畳されたＯＦＣＤＭ信号を受信する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、中継制御信号が所定の拡散符号によって拡散されているため、周波数利用効率を向上させることができるとともに、中継制御信号に対する他の信号による干渉を低減することができ、さらに正確に情報信号の中継に必要な経路を確保することができる。
【００２９】
本発明の中継装置は、前記受信手段は、中継制御信号が所定の拡散符号によって拡散されたＣＤＭ信号を受信し、前記中継手段は、複数のサブキャリアに情報信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を中継する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、全帯域の周波数を情報信号の伝送に用いて、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率低下を防止することができるとともに、拡散により中継制御信号の電力レベルを情報信号の電力レベルよりも非常に小さくすることができ、中継制御信号が情報信号に与える干渉を抑圧することができる。
【００３１】
本発明の中継装置は、前記受信手段は、前記ＯＦＤＭ信号と同時に同一周波数で送信される前記ＣＤＭ信号を受信する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、周波数帯域を有効に利用することができるとともに、常に情報信号を伝送し続けることができ、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率の低下をさらに効果的に防止することができる。
【００３３】
本発明の中継装置は、前記受信手段は、前記ＯＦＤＭ信号と時分割多重されて送信される前記ＣＤＭ信号を受信する構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、全帯域の周波数を情報信号の伝送に用いて、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率低下を防止することができるとともに、情報信号と中継制御信号とを異なる時間に伝送して、中継制御信号が情報信号に与える干渉をさらに抑圧することができる。
【００３５】
本発明の中継装置は、前記中継手段は、前記情報信号の送信電力が一定値となるように利得を制御する自動利得制御手段、を含む構成を採る。
【００３６】
この構成によれば、中継装置に信号を蓄積せずに同一周波数で中継する際の回り込み波による異常発振を防止し、中継装置における受信レベルが極端に大きくなって装置が壊れてしまうことを防止することができ、通信ネットワークシステムを安定して運用することができる。
【００３７】
本発明の中継装置は、前記中継手段は、自装置が中継する信号が回り込むことによって生じるエコーを中継すべき信号から除去するエコーキャンセラ、を含む構成を採る。
【００３８】
この構成によれば、中継装置の送受信アンテナ間の結合量を十分小さくすることができない場合でも、回り込み信号の影響を低減することができ、結果として、送受信アンテナを互いに近距離に配置して、装置の小型化を図ることができる。
【００３９】
本発明の中継装置は、前記エコーキャンセラは、自装置が中継する信号を入力とするＦＩＲフィルタと、前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を制御する係数制御部と、前記ＦＩＲフィルタからの出力を中継すべき信号から減算する減算器と、を有する構成を採る。
【００４０】
この構成によれば、回り込み信号のキャンセル後のキャンセル誤差を０に収束させるようにフィルタ係数を更新することにより、エコーキャンセル動作の精度をさらに向上させることができる。
【００４１】
本発明の中継装置は、前記係数制御部は、自装置が中継する信号を高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、高速フーリエ変換の結果を理想的な周波数特性と比較して誤差を演算する誤差演算部と、演算された誤差を逆高速フーリエ変換するＩＦＦＴ部と、逆高速フーリエ変換の結果を小さくするように前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を更新する係数更新部と、を有する構成を採る。
【００４２】
この構成によれば、情報信号がＯＦＤＭ信号である場合に、周波数領域にてキャンセル誤差を求め、このキャンセル誤差を０へと収束させることにより、比較的小型の回路規模で高精度なエコーキャンセラを実現することができる。
【００４３】
本発明の中継装置は、前記係数制御部は、中継する情報信号の送信元および中継先と当該情報信号の中継時の前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数とを対応づけて記憶する記憶部、をさらに有し、前記係数更新部は、中継する情報信号の送信元および中継先が同一である場合に、前記記憶部に記憶されているフィルタ係数を初期値として設定する構成を採る。
【００４４】
この構成によれば、中継動作を開始してからキャンセル誤差が収束するまでの時間を短縮することができ、中継による信号の品質劣化を低減し、高精度な中継を行うことができる。
【００４５】
本発明の中継装置は、前記係数制御部は、情報信号に含まれるフィルタ係数設定用の既知信号を用いて前記ＦＩＲフィルタのフィルタ係数を決定する構成を採る。
【００４６】
この構成によれば、伝搬路状態が大きく変動するような場合でも、伝搬路状態に応じたフィルタ係数を短時間で決定することができ、十分に回り込み波をキャンセルした上で情報信号の中継を開始することができる。
【００４７】
本発明の端末装置は、上記のいずれかに記載の中継装置を有する構成を採る。
【００４８】
この構成によれば、上記のいずれかに記載の中継装置と同様の作用効果を端末装置において実現することができる。
【００４９】
本発明の端末装置は、無線伝送される情報信号が中継装置によって同一周波数で中継される無線通信システムにおいて用いられる端末装置であって、前記情報信号の中継を行うための中継時間の情報を含む中継制御信号を生成する生成手段と、前記情報信号に先立って前記中継制御信号を送信する送信手段と、を有し、前記送信手段は、前記中継時間において前記情報信号を送信する構成を採る。
【００５０】
この構成によれば、中継制御信号によって通知される中継時間に情報信号を送信するため、あらかじめ中継時間における情報信号の伝送経路を確保しておくことができ、情報信号を中継装置に蓄積する必要がない。したがって、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、中継装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。
【００５１】
本発明の端末装置は、前記送信手段によって送信された中継制御信号に対する応答として、前記中継時間において中継動作が可能であるか否かを示す中継制御信号を受信する受信手段、をさらに有し、前記送信手段は、前記受信手段によって受信された中継制御信号により中継動作が可能であることが示された場合に、前記情報信号を前記中継時間に送信する構成を採る。
【００５２】
この構成によれば、送信された情報信号は、あらかじめ確保された伝送経路で中継・伝送されるため、情報信号を中継装置に蓄積する必要がない。したがって、中継装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。
【００５３】
本発明の端末装置は、前記送信手段は、情報信号とは異なる周波数帯域であって前記情報信号に割り当てられる周波数帯域よりも狭い周波数帯域が割り当てられた中継制御信号を送信する構成を採る。
【００５４】
この構成によれば、例えば音声やデータなどの情報信号と比較して情報量が少ない中継制御信号に狭い周波数帯域が割り当てられているため、周波数利用効率を向上させることができるとともに、情報信号と中継制御信号が異なる周波数帯域で伝送されるため、互いの信号間の干渉を低減させることができる。
【００５５】
本発明の端末装置は、前記送信手段は、複数のサブキャリアのうち特定のサブキャリアに中継制御信号が重畳され、前記特定のサブキャリア以外のサブキャリアに情報信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を送信する構成を採る。
【００５６】
この構成によれば、中継制御信号および情報信号に異なる周波数帯域を確保する必要がなく、周波数利用効率を向上させることができるとともに、ＯＦＤＭ方式の伝送により、周波数選択性フェージングの影響を除去して、正確に情報信号の中継に必要な経路を確保することができる。
【００５７】
本発明の端末装置は、前記送信手段は、所定の拡散符号によって拡散された中継制御信号が前記特定のサブキャリアに重畳されたＯＦＣＤＭ信号を送信する構成を採る。
【００５８】
この構成によれば、中継制御信号が所定の拡散符号によって拡散されているため、周波数利用効率を向上させることができるとともに、中継制御信号に対する他の信号による干渉を低減することができ、さらに正確に情報信号の中継に必要な経路を確保することができる。
【００５９】
本発明の端末装置は、前記送信手段は、中継制御信号を所定の拡散符号によって拡散して得られるＣＤＭ信号および複数のサブキャリアに情報信号が重畳されたＯＦＤＭ信号を送信する構成を採る。
【００６０】
この構成によれば、全帯域の周波数を情報信号の伝送に用いて、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率低下を防止することができるとともに、拡散により中継制御信号の電力レベルを情報信号の電力レベルよりも非常に小さくすることができ、中継制御信号が情報信号に与える干渉を抑圧することができる。
【００６１】
本発明の端末装置は、前記送信手段は、前記ＯＦＤＭ信号および前記ＣＤＭ信号を同時に同一周波数で送信する構成を採る。
【００６２】
この構成によれば、周波数帯域を有効に利用することができるとともに、常に情報信号を伝送し続けることができ、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率の低下をさらに効果的に防止することができる。
【００６３】
本発明の端末装置は、前記送信手段は、前記ＯＦＤＭ信号および前記ＣＤＭ信号を時分割多重して送信する構成を採る。
【００６４】
この構成によれば、全帯域の周波数を情報信号の伝送に用いて、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率低下を防止することができるとともに、情報信号と中継制御信号とを異なる時間に伝送して、中継制御信号が情報信号に与える干渉をさらに抑圧することができる。
【００６５】
本発明の中継方法は、端末装置から送信される情報信号を中継装置が中継する中継方法であって、前記端末装置が、前記情報信号を伝送する経路を確保するための第１の中継制御信号を送信するステップと、前記中継装置が、前記第１の中継制御信号を受信するステップと、前記第１の中継制御信号によって通知された中継時間に前記情報信号の中継動作が可能か否かを判定するステップと、判定の結果、前記中継時間において中継動作が可能であるか否かを示す第２の中継制御信号を送信するステップと、前記端末装置が、前記第２の中継制御信号を受信するステップと、前記第２の中継制御信号により中継動作が可能であることが示された場合に、前記情報信号を前記中継時間に送信するステップと、前記中継装置が、前記中継時間に前記情報信号を中継するステップと、を有するようにした。
【００６６】
この方法によれば、情報信号を中継する際には、中継装置を経由した情報信号の中継先までの伝送経路があらかじめ確保されているため、情報信号を中継装置に蓄積する必要がない。したがって、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
本発明の骨子は、中継装置が端末装置から他の端末装置などへ情報信号を同一の無線周波数で中継する場合、端末装置が情報信号の送信に先立って中継制御信号を送信することにより、情報信号の伝送のための経路を確保し、確保された経路にて情報信号を中継することである。
【００６９】
以下、本発明の実施の形態については、図面を参照して詳細に説明する。
【００７０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信ネットワークの構成の一例を示す図である。同図に示すように、本実施の形態に係る無線通信ネットワークは、端末装置１００、１００ａ、１００ｂおよび中継装置２００から構成されている。
【００７１】
端末装置１００、１００ａ、１００ｂは、いずれも移動可能で、例えば端末装置１００と端末装置１００ａは、比較的近距離に位置するため、端末装置１００は、伝搬路Ｐ１を用いて直接端末装置１００ａへ信号を送信する。
【００７２】
一方、例えば端末装置１００と端末装置１００ｂは、遠距離に位置するため、端末装置１００は、伝搬路Ｐ２を用いて中継装置２００へ信号を送信し、さらに、中継装置２００が伝搬路Ｐ３を用いて端末装置１００ｂへ端末装置１００からの信号を送信する。
【００７３】
なお、図１においては、端末装置１００、１００ａ、１００ｂ間の通信について示したが、例えば端末装置と有線ネットワークに接続されたアクセスポイントとの間の通信においても以下に説明する中継方法を行うことができる。
【００７４】
図２は、本発明の実施の形態１に係る端末装置１００の構成を示すブロック図である。なお、端末装置１００ａ、１００ｂも同様の構成を有している。図２に示す端末装置１００は、中継制御信号処理部１０２、情報信号生成部１０４、変調部１０６、変調部１０８、無線送信部１１０、キャリアセンス部１１２、無線受信部１１４、復調部１１６、および復調部１１８を有している。
【００７５】
中継制御信号処理部１０２は、送信制御部１０２１、伝送時間算出部１０２２、中継制御信号生成部１０２３、中継制御信号解析部１０２４、およびカウンタ１０２５を有している。中継制御信号処理部１０２は、音声やデータなどの情報信号を伝送する経路を確保するための中継制御信号を生成し、生成された中継制御信号の送信タイミングを制御するとともに情報信号の送信タイミングを制御する。
【００７６】
具体的には、送信制御部１０２１は、伝送すべき情報信号がある場合に、この情報信号の中継の可否を問い合わせる中継可否問い合わせ信号を中継制御信号として送信するように中継制御信号生成部１０２３を制御する。また、送信制御部１０２１は、中継制御信号として中継装置２００から中継可能な旨のＯＫ信号を受信した場合には、カウンタ１０２５によってカウントされるタイミングで情報信号を送信するように情報信号生成部１０４を制御する。さらに、送信制御部１０２１は、中継制御信号として中継装置２００から情報信号の受信可否問い合わせ信号を受信した場合には、受信可を示すＯＫ信号または受信不可を示すＮＧ信号を中継制御信号として送信するように中継制御信号生成部１０２３を制御する。
【００７７】
伝送時間算出部１０２２は、伝送すべき情報信号の情報量から伝送時間を算出する。すなわち、伝送時間算出部１０２２は、例えば情報量を伝送レートで除算することにより伝送時間を算出する。
【００７８】
中継制御信号生成部１０２３は、伝送すべき情報信号がある場合に、この情報信号の所要伝送時間を含む中継可否問い合わせ信号を生成する。また、中継制御信号生成部１０２３は、情報信号の受信可否問い合わせ信号を受信した場合に、ＯＫ信号またはＮＧ信号を生成する。
【００７９】
中継制御信号解析部１０２４は、受信された中継制御信号を解析して、中継制御信号の種類および必要な情報を送信制御部１０２１へ通知する。具体的には、中継制御信号解析部１０２４は、受信された中継制御信号が、情報信号の中継可を示すＯＫ信号、中継不可を示すＮＧ信号、情報信号の受信可否問い合わせ信号のいずれであるかを分類し、それぞれの信号が受信された旨を送信制御部１０２１へ通知する。
【００８０】
カウンタ１０２５は、送信制御部１０２１の制御に従い、中継制御信号生成部１０２３から中継可否問い合わせ信号が送信されると同時に動作し始め、送信制御部１０２１によって決定される情報信号の伝送開始時間になるとカウンタ値が０となるように設定されている。
【００８１】
また、情報信号生成部１０４は、音声やデータなどの情報信号を生成し、送信制御部１０２１によって指示される送信タイミングで変調部１０６へ出力する。
【００８２】
変調部１０６は、情報信号を変調し、無線送信部１１０へ出力する。
【００８３】
変調部１０８は、中継制御信号を変調し、無線送信部１１０へ出力する。
【００８４】
無線送信部１１０は、情報信号および中継制御信号に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を行い、アンテナを介して中継装置２００へ送信する。
【００８５】
キャリアセンス部１１２は、情報信号および中継制御信号の送信時に、干渉となる信号が伝送されているか否かを確認するため、無線受信部１１４に受信動作を行わせてキャリアセンスする。キャリアセンス部１１２は、キャリアセンスの結果を送信制御部１０２１へ通知する。
【００８６】
無線受信部１１４は、アンテナを介して信号を受信し、所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を行う。
【００８７】
復調部１１６は、受信された中継制御信号を復調し、中継制御信号解析部１０２４へ出力する。
【００８８】
復調部１１８は、受信された情報信号を復調し、情報データを得る。
【００８９】
図３は、実施の形態１に係る中継装置２００の構成を示すブロック図である。図３に示す中継装置２００は、無線受信部２０２、復調部２０４、中継制御信号処理部２０６、スイッチ２０８、変調部２１０、増幅部２１２、および無線送信部２１４を有している。
【００９０】
無線受信部２０２は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号のうち情報信号はスイッチ２０８へ出力し、中継制御信号は所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施した上で復調部２０４へ出力する。
【００９１】
復調部２０４は、受信された中継制御信号を復調し、中継制御信号処理部２０６へ出力する。
【００９２】
中継制御信号処理部２０６は、中継制御信号解析部２０６１、中継時間抽出部２０６２、中継制御部２０６３、予約テーブル２０６４、および中継制御信号生成部２０６５を有している。中継制御信号処理部２０６は、情報信号の中継の可否を判定し、中継可の場合には、受信側の端末装置１００ｂがこの情報信号を受信できるか否かを問い合わせる。また、中継制御信号処理部２０６は、情報信号が中継される時間を記憶しておき、この中継時間にスイッチ２０８を接続させる。
【００９３】
具体的には、中継制御信号解析部２０６１は、受信された中継制御信号を解析して、中継制御信号の種類を判定する。すなわち、中継制御信号解析部２０６１は、受信された中継制御信号が、中継可否問い合わせ信号、受信側の端末装置１００ｂの受信可を示すＯＫ信号、受信不可を示すＮＧ信号のいずれであるかを分類する。
【００９４】
中継時間抽出部２０６２は、受信された中継制御信号が中継可否問い合わせ信号である場合に、この信号に含まれる、情報信号の伝送の開始時間と継続時間とを示す中継時間を抽出する。
【００９５】
中継制御部２０６３は、中継可否問い合わせ信号を受信した場合には、予約テーブル２０６４を参照して中継可否を判定し、中継可の場合には、受信側の端末装置１００ｂに受信可否を問い合わせる受信可否問い合わせ信号を中継制御信号として送信するように中継制御信号生成部２０６５を制御する。一方、中継不可の場合には、ＮＧ信号を中継制御信号として送信するように中継制御信号生成部２０６５を制御する。また、中継制御部２０６３は、受信側の端末装置１００ｂからＯＫ信号またはＮＧ信号を受信した場合には、それぞれＯＫ信号またはＮＧ信号を中継制御信号として、送信側の端末装置１００に送信するように中継制御信号生成部２０６５を制御する。さらに、中継制御部２０６３は、予約テーブル２０６４を参照して、情報信号の中継時間にスイッチ２０８を接続させる。
【００９６】
予約テーブル２０６４は、各端末装置から送信される中継制御信号に応じて、情報信号の中継を行うための経路の確保状況を記憶している。具体的には、予約テーブル２０６４は、情報信号の送信元アドレス、宛先アドレス、ならびに情報信号の中継が開始される開始時間および中継が継続する継続時間を対応づけて記憶している。
【００９７】
中継制御信号生成部２０６５は、情報信号の中継が可能である場合に、この情報信号の中継の開始時間および継続時間を含む受信可否問い合わせ信号を生成する。また、中継制御信号生成部２０６５は、受信側の端末装置１００ｂからＯＫ信号またはＮＧ信号を受信した場合に、それぞれＯＫ信号またはＮＧ信号を生成する。
【００９８】
また、スイッチ２０８は、中継制御部２０６３の制御に従って、中継すべき情報信号が受信されている間のみ接続して、無線受信部２０２に受信された情報信号を増幅部２１２へ出力する。
【００９９】
変調部２１０は、中継制御信号を変調し、無線送信部２１４へ出力する。
【０１００】
増幅部２１２は、情報信号を増幅し、無線送信部２１４へ出力する。
【０１０１】
無線送信部２１４は、増幅された情報信号を入力しアンテナを介して送信するとともに、中継制御信号に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施した上でアンテナを介して送信する。
【０１０２】
次に、上記のように構成された中継装置２００を介した端末装置１００と端末装置１００ｂとの間の信号の伝送について、図４に示すシーケンス図を参照して説明する。
【０１０３】
まず、端末装置１００において伝送すべき情報がある場合、情報信号生成部１０４によって情報信号が生成される。生成された情報信号は、伝送時間算出部１０２２によって、例えば情報量が伝送レートによって除算されることにより所要伝送時間Ｔａが算出される。この所要伝送時間Ｔａは、中継装置２００が中継を継続する継続時間に等しい。また、送信制御部１０２１によって、中継制御信号送信後に情報信号の伝送を開始する開始時間Ｔｄが決定される（４０１）。なお、開始時間Ｔｄは、例えば、一定時間またはランダム時間等に決定される。
【０１０４】
このように所望中継時間（すなわち、継続時間Ｔａおよび開始時間Ｔｄ）が決定されると、所望中継時間の情報を含む中継制御信号（中継可否問い合わせ信号）が中継制御信号生成部１０２３によって生成される（４０３）。
【０１０５】
ここで、中継制御信号のデータフォーマットとしては、例えば図５に示すようなものが想定される。図５に示す中継制御信号には、情報信号の宛先となる端末装置１００ｂのアドレスを格納する宛先アドレスフィールド５０１、情報信号の送信元となる端末装置１００のアドレスを格納する送信元アドレスフィールド５０３、中継可否問い合わせ信号と受信可否問い合わせ信号と受信のＯＫ／ＮＧ信号と中継のＯＫ／ＮＧ信号との区別を格納する信号の種類フィールド５０５、信号の種類が受信・中継のＯＫ／ＮＧ信号である場合にＯＫ／ＮＧのいずれか一方を格納するＯＫ／ＮＧフィールド５０７、信号の種類が中継・受信の可否問い合わせ信号である場合に中継を開始する時間を格納する開始時間フィールド５０９、および信号の種類が中継・受信の可否問い合わせ信号である場合に中継を継続する時間を格納する継続時間フィールド５１１の６個のフィールドがある。
【０１０６】
ここでは、信号の種類フィールド５０５が中継可否問い合わせ信号であることを示しているため、開始時間Ｔｄおよび継続時間Ｔａが格納された中継制御信号が中継制御信号生成部１０２３によって生成される。
【０１０７】
中継制御信号が生成されると、送信制御部１０２１がキャリアセンス部１１２へキャリアセンスを行うように通知する。そして、キャリアセンス部１１２によって、無線受信部１１４の受信動作が制御され、干渉となる信号が伝送されているか否かが判定される（４０５）。判定結果は、送信制御部１０２１へ通知される。
【０１０８】
キャリアセンスの結果、干渉となる信号が伝送されていない場合は、送信制御部１０２１によってカウンタ１０２５のカウンタ値が開始時間Ｔｄに設定され、同時に中継制御信号が中継制御信号生成部１０２３から変調部１０８へ出力され、変調部１０８によって変調され、無線送信部１１０によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が行われ、中継装置２００へ送信される（４０７）。中継制御信号（中継可否問い合わせ信号）の送信と同時に、カウンタ１０２５がカウントダウンを開始する。
【０１０９】
なお、例えば図６に示すように、情報信号には広い周波数帯域を割り当て、情報信号より情報量が少ない中継制御信号には狭い周波数帯域を割り当てる。このようにすることで、周波数利用効率を向上させることができる。
【０１１０】
送信された中継制御信号（中継可否問い合わせ信号）は、中継装置２００のアンテナを介して無線受信部２０２に受信され、所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）が施された後、復調部２０４によって復調され、中継制御信号解析部２０６１へ出力される。
【０１１１】
そして、中継制御信号解析部２０６１によって、中継制御信号の信号の種類フィールド５０５から、この中継制御信号が中継可否問い合わせ信号であると判定される。中継制御信号が中継可否問い合わせ信号であるため、中継時間抽出部２０６２によって中継の開始時間Ｔｄと継続時間Ｔａとが抽出され（４０９）、中継制御部２０６３へ通知される。
【０１１２】
中継制御部２０６３に中継時間が通知されると、中継制御部２０６３によって予約テーブル２０６４が参照され、通知された中継時間に他の端末装置からの信号を中継する予定があるか否かが判定されることにより、端末装置１００からの信号の中継可否が判定される。また、予約テーブル２０６４が更新され、端末装置１００から新たに中継の要求が出されていることが記録されるとともに、この中継の可否が記録される（４１１）。
【０１１３】
中継可である場合には、中継制御部２０６３によって中継制御信号生成部２０６５が制御され、端末装置１００ｂの受信可否を問い合わせる中継制御信号（受信可否問い合わせ信号）が生成される。すなわち、中継制御信号生成部２０６５によって、受信可否問い合わせ信号であることが図５に示す信号の種類フィールド５０５に格納され、開始時間Ｔｄおよび継続時間Ｔａがそれぞれ開始時間フィールド５０９および継続時間フィールド５１１に格納された受信可否問い合わせ信号が生成される（４１３）。
【０１１４】
一方、中継不可である場合には、中継制御部２０６３によって中継制御信号生成部２０６５が制御され、端末装置１００に中継不可であることを通知する中継制御信号（ＮＧ信号）が生成される。すなわち、中継制御信号生成部２０６５によって、中継のＯＫ／ＮＧ信号であることが信号の種類フィールド５０５に格納され、ＮＧがＯＫ／ＮＧフィールド５０７に格納されたＮＧ信号が生成される（４１３）。
【０１１５】
このように生成された中継制御信号（受信可否問い合わせ信号またはＮＧ信号）は、変調部２１０によって変調され、無線送信部２１４によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が行われ、受信可否問い合わせ信号は端末装置１００ｂへ送信され（４１５）、ＮＧ信号は端末装置１００へ送信される（４１７）。なお、図では省略したが、受信可否問い合わせ信号またはＮＧ信号を送信する際、端末装置１００と同様にキャリアセンスが行われるようにしても良い。また、図４のシーケンス図中、実線は中継可の場合を示しており、破線は中継不可の場合を示している。中継不可の場合は、ＮＧ信号は、端末装置１００のアンテナを介して無線受信部１１４によって受信され、復調部１１６によって復調され、中継制御信号解析部１０２４によってＮＧ信号であると判定される。そして、端末装置１００における処理がリセットされ（４１９）、送信制御部１０２１によって情報信号の伝送の開始時間が改めて決定される。
【０１１６】
受信可否問い合わせ信号が端末装置１００ｂへ送信されると、受信可否問い合わせ信号は、端末装置１００ｂのアンテナを介して無線受信部１１４によって受信され、復調部１１６によって復調され、中継制御信号解析部１０２４によって受信可否問い合わせ信号であると識別される。
【０１１７】
受信可否問い合わせ信号であると識別されると、送信制御部１０２１によって、開始時間Ｔｄおよび継続時間Ｔａの中継時間に、他の端末装置などから信号を受信する予定があるか否かが確認され、他の端末装置などから信号を受信する予定がない場合は受信可であると判定され、他の端末装置などから信号を受信する予定がある場合は受信不可であると判定される（４２１）。
【０１１８】
受信可である場合には、送信制御部１０２１によって中継制御信号生成部１０２３が制御され、中継装置２００に受信可であることを通知する中継制御信号（ＯＫ信号）が生成される。すなわち、中継制御信号生成部１０２３によって、受信のＯＫ／ＮＧ信号であることが信号の種類フィールド５０５に格納され、ＯＫがＯＫ／ＮＧフィールド５０７に格納されたＯＫ信号が生成される（４２３）。
【０１１９】
一方、受信不可である場合には、送信制御部１０２１によって中継制御信号生成部１０２３が制御され、中継装置２００に受信不可であることを通知する中継制御信号（ＮＧ信号）が生成される。すなわち、中継制御信号生成部１０２３によって、受信のＯＫ／ＮＧ信号であることが信号の種類フィールド５０５に格納され、ＮＧがＯＫ／ＮＧフィールド５０７に格納されたＮＧ信号が生成される（４２３）。
【０１２０】
このように生成された中継制御信号（ＯＫ信号またはＮＧ信号）は、変調部１０８によって変調され、無線送信部１１０からアンテナを介して中継装置２００へ送信される（４２５）。なお、図では省略したが、ＯＫ信号またはＮＧ信号を送信する際、端末装置１００と同様にキャリアセンスが行われるようにしても良い。
【０１２１】
ＯＫ／ＮＧ信号が中継装置２００へ送信されると、ＯＫ／ＮＧ信号は、中継装置２００のアンテナを介して無線受信部２０２によって受信され、復調部２０４によって復調され、中継制御信号解析部２０６１によって受信のＯＫ／ＮＧ信号であると識別される。
【０１２２】
ＯＫ／ＮＧ信号であると識別されると、中継制御部２０６３によって、予約テーブル２０６４が更新され、端末装置１００から端末装置１００ｂへの中継について、端末装置１００ｂによる受信の可否が記録される（４２７）。また、中継制御部２０６３によって中継制御信号生成部２０６５が制御され、端末装置１００に受信・中継の可否を通知する中継制御信号（ＯＫ／ＮＧ信号）が生成される。すなわち、中継制御信号生成部２０６５によって、中継のＯＫ／ＮＧ信号であることが信号の種類フィールドに格納され、ＯＫまたはＮＧがＯＫ／ＮＧフィールドに格納されたＯＫ／ＮＧ信号が生成される（４２９）。
【０１２３】
このように生成された中継制御信号（ＯＫ信号またはＮＧ信号）は、変調部２１０によって変調され、無線送信部２１４からアンテナを介して端末装置１００へ送信される（４３１、４３３）。なお、図では省略したが、ＯＫ信号またはＮＧ信号を送信する際、端末装置１００と同様にキャリアセンスが行われるようにしても良い。また、上述したように、中継不可の場合（端末装置１００がＮＧ信号を受信する場合（４３１））は、端末装置１００の送信制御部１０２１によって情報信号の伝送の開始時間が改めて決定される。
【０１２４】
また、中継可の場合（端末装置１００がＯＫ信号を受信する場合（４３３））は、ＯＫ信号は、端末装置１００のアンテナを介して無線受信部１１４によって受信され、復調部１１６によって復調され、中継制御信号解析部１０２４によってＯＫ信号であると識別される。
【０１２５】
これにより、開始時間Ｔｄおよび継続時間Ｔａにおける情報信号の伝送に必要な経路が確保されたことになる。つまり、開始時間Ｔｄから継続時間Ｔａの間に、端末装置１００から中継装置２００を介して端末装置１００ｂへ情報信号を伝送すれば、情報信号は中継装置２００に受信されると、蓄積されることなく直ちに送信される。
【０１２６】
そこで、端末装置１００は、この時間に中継装置２００を介して端末装置１００ｂへ情報信号を伝送する。具体的には、中継可否問い合わせ信号と同時にカウントダウンを開始したカウンタ１０２５のカウンタ値が０となったことが送信制御部１０２１によって検出され（４３５）、カウンタ値が０となると同時に情報信号生成部１０４によって生成された情報信号が変調部１０６によって変調され、無線送信部１１０によって所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）が行われ、アンテナを介して送信される（４３７）。
【０１２７】
情報信号の送信は、継続時間Ｔａの間継続し、送信された情報信号は、中継装置２００のアンテナを介して無線受信部２０２によって受信される。このとき、予約テーブル２０６４には、開始時間Ｔｄから継続時間Ｔａの間、端末装置１００から端末装置１００ｂへの信号の中継を行うことが記録されているため、この時間に中継制御部２０６３によってスイッチ２０８が接続される。
【０１２８】
したがって、無線受信部２０２に受信された情報信号は、増幅部２１２へ出力されて増幅され、無線送信部２１４からアンテナを介して端末装置１００ｂへ送信される。このように、中継すべき情報信号がある場合にのみスイッチ２０８が接続されるため、中継装置２００による中継の必要がない信号を受信して増幅後に送信してしまうことを防止することができ、端末装置や他の中継装置への干渉の増大を防止することができる。
【０１２９】
中継装置２００によって中継された情報信号は、端末装置１００ｂのアンテナを介して無線受信部１１４によって受信され、復調部１１８によって復調され、情報データが得られる。
【０１３０】
次に、中継装置２００による情報信号中継のための経路確保の動作について、さらに具体的に図７に示すフロー図を参照して説明する。
【０１３１】
中継装置２００には、端末装置１００から送信された中継可否問い合わせ信号、端末装置１００ｂから送信された受信可を示すＯＫ信号、および端末装置１００ｂから送信された受信不可を示すＮＧ信号の３種類の中継制御信号が受信される。
【０１３２】
そこで、中継装置２００の無線受信部２０２によって中継制御信号が受信されると（ＳＴ１０００）、復調部２０４によって復調され、中継制御信号解析部２０６１によって、中継制御信号の信号の種類フィールド５０５が参照され、中継可否問い合わせ信号であるか、ＯＫ／ＮＧ信号であるかが判定される（ＳＴ１１００）。
【０１３３】
そして、信号の種類フィールド５０５が中継可否問い合わせ信号である場合には、この中継可否問い合わせ信号の開始時間フィールド５０９および継続時間フィールド５１１から端末装置１００が要望する中継時間が抽出される（ＳＴ１２００）。抽出された中継時間における中継の情報は、予約テーブル２０６４に記録されるとともに、中継制御部２０６３によって予約テーブル２０６４が参照される（ＳＴ１３００）。
【０１３４】
中継制御部２０６３によって予約テーブル２０６４が参照されることにより、受信された中継可否問い合わせ信号で指定されている開始時間から継続時間内に、他の中継を行う予定があるかが抽出され、中継が可能であるか否かが判定される（ＳＴ１４００）。
【０１３５】
この判定の結果、中継可否問い合わせ信号で指定されている開始時間から継続時間内に、他の中継を行う予定がない場合は、宛先の端末装置の受信可否を問い合わせる受信可否問い合わせ信号が生成され、無線送信部２１４から端末装置１００ｂへ送信される（ＳＴ１５００）。
【０１３６】
一方、ＳＴ１４００の判定において、他の中継を行う予定がある場合は、情報信号を伝送するための経路を確保することができず、ＮＧ信号が無線送信部２１４から端末装置１００へ送信される（ＳＴ１７００）。
【０１３７】
また、ＳＴ１１００の判定において、信号の種類フィールド５０５がＯＫ／ＮＧ信号である場合には、このＯＫ／ＮＧ信号のＯＫ／ＮＧフィールド５０７が参照される（ＳＴ１６００）。
【０１３８】
ＯＫ／ＮＧフィールド５０７がＮＧである場合は、中継装置２００による中継は可能であっても、宛先の端末装置１００ｂによる受信が不可能であるため、中継制御信号生成部２０６５によってＮＧ信号が生成され、送信元の端末装置１００へ送信される（ＳＴ１７００）。
【０１３９】
一方、ＯＫ／ＮＧフィールド５０７がＯＫである場合は、中継装置２００による中継および宛先の端末装置１００ｂによる受信のいずれも可能であるため、中継制御部２０６３によって予約テーブル２０６４が更新され（ＳＴ１８００）、中継制御信号生成部２０６５によってＯＫ信号が生成され、送信元の端末装置１００へ送信される（ＳＴ１９００）。
【０１４０】
ここで、予約テーブル２０６４の一例を図８に示す。同図に示すように、予約テーブル２０６４には、情報信号の宛先となる端末装置の宛先アドレス８０１、除法信号の送信元である端末装置の送信元アドレス８０３、情報信号の中継を開始する開始時間８０５、および情報信号の中継を継続する継続時間８０７からなる各中継の情報について、中継装置２００における中継の可否８０９、および宛先の端末装置における受信の可否８１１が格納されている。
【０１４１】
具体的には、例えば端末装置Ａから端末装置Ｂへの中継であって開始時間Ｔｄ１から継続時間Ｔａ１だけ継続する中継については、中継装置２００においてこの時間に他の中継を行う予定がないため、中継判定８０９はＯＫとなっている。さらに、例えば端末装置Ｄから端末装置Ｃへの中継であって開始時間Ｔｄ２から継続時間Ｔａ２だけ継続する中継については、中継装置２００における中継が可能であるとともに、宛先の端末装置Ｃにおける受信も可能であるため（端末装置ＣからのＯＫ信号が受信されたため）、中継判定８０９および宛先端末の受信判定８１１ともにＯＫとなっている。
【０１４２】
したがって、受信された中継制御信号がＯＫ信号である場合は、予約テーブル２０６４の該当する中継の行の宛先端末の受信判定８１１の列にＯＫのステータスが格納される。このようにして、端末装置から要望のある中継について、中継の開始時間および継続時間、ならびに中継の可否および宛先の端末装置による受信の可否を予約テーブルで一元管理することにより、中継装置２００は、確実に情報信号の中継を行うことができる。
【０１４３】
このように、本実施の形態によれば、端末装置間で中継装置を介して伝送する情報信号がある場合に、中継制御信号によって、送信元の端末装置が中継装置に中継可否を問い合わせ、さらに中継装置が宛先の端末装置に受信可否を問い合わせ、中継・受信が可能である場合、換言すれば、情報信号の伝送経路が確保された場合に、情報信号を伝送する。このため、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができる。
【０１４４】
また、有線通信の中継で用いられるリピーターハブのように、衝突が起こった後に再送する方式とは異なるため、伝送効率を向上することができる。なお、無線による同一周波数中継では中継遅延が許容されないため、情報信号と同時に受信された中継制御信号から宛先を認識して中継することはできない。しかし、本実施の形態によれば、無線通信において同一周波数による伝送効率の高い中継が可能となる。
【０１４５】
なお、本実施の形態においては、端末装置と中継装置を別体として構成するようにしたが、例えば図９に示すように、端末装置と中継装置を一体的に構成するようにしても良い。図９は、図２に示す端末装置１００と図３に示す中継装置２００とを組み合わせたものであり、図２および図３と同じ部分には同じ符号を付している。
【０１４６】
図９において、中継制御信号処理部１０２ａは、図２に示す中継制御信号処理部１０２および図３に示す中継制御信号処理部２０６の機能を併せ持っている。
【０１４７】
すなわち、送信制御部１０２１ａによって、情報信号、この情報信号の中継の可否を問い合わせる中継可否問い合わせ信号、および他の装置からの受信可否問い合わせ信号に対するＯＫ／ＮＧ信号の送信が制御されるとともに、中継制御部２０６３ａによって、他の装置からの中継制御信号に応じてスイッチ２０８の接続が制御される。
【０１４８】
このように、端末装置と中継装置を一体的に構成することにより、通信ネットワークを柔軟に構成することができる。
【０１４９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、中継可否判定において予約テーブルを使用しない簡易な構成で中継を行う点であり、ＤＬＰ（Direct Link Protocol）のような手順を利用することを想定している。
【０１５０】
なお、本実施の形態に係る中継装置は、図３に示す中継装置２００から中継制御信号処理部２０６の予約テーブル２０６４を削除した構成を有している。
【０１５１】
本実施の形態においては、予約テーブルが使用されるのではなく、ネットワークを構成する各々の装置がＮＡＶ（Network Allocation Vector）と呼ばれる送信禁止期間には、信号の送信が禁止される。すなわち、各々の装置が無線回線を使用する予定期間を他の装置に通知することで、他の装置はその期間中に信号を送信せず、信号の衝突が回避できる。
【０１５２】
本実施の形態においては、図１の端末装置１００と端末装置１００ｂのように、２つの端末装置が直接通信できない位置にある場合は、中継装置２００がＤＬＰを実行する。すなわち、端末装置１００の中継制御信号生成部１０２３によって生成されたＤＬＰ要求信号が中継装置２００へ送信され、中継装置２００は、端末装置１００ｂが通信圏内にある場合、端末装置１００からのＤＬＰ要求信号を端末装置１００ｂに転送する。
【０１５３】
そして、端末装置１００ｂがこのＤＬＰ要求を許可する場合は、端末装置１００ｂの中継制御信号生成部１０２３は、端末装置１００および端末装置１００ｂの宛先アドレスを含むＤＬＰ応答信号を生成し、中継装置２００に送信する。中継装置２００は、このＤＬＰ応答信号を端末装置１００に転送する。なお、中継制御信号であるＤＬＰ要求信号およびＤＬＰ応答信号は、中継装置２００に一旦蓄積されて中継される。すなわち、ＤＬＰ要求信号およびＤＬＰ応答信号は、従来の中継動作と同様の手順で中継される。
【０１５４】
このようにして、ＤＬＰのセットアップが完了した後、端末装置１００と端末装置１００ｂは、直接通信を行うことができないため、中継装置２００が互いの通信相手となる端末装置のように動作をする。
【０１５５】
以下、ＤＬＰの手順を、送受信する信号の衝突を前提にしたアクセス制御方式であるＤＣＦ（Distributed Coordination Function）で通信する場合を例にとって説明する。
【０１５６】
端末装置１００から情報信号が送信される場合、キャリアセンス部１１２によってキャリアセンスが行われ、他の端末装置（例えば端末装置１００ａ）から信号が送信されていないことが確認された後、中継制御信号生成部１０２３によって生成されたＲＴＳ（Request To Send：送信要求）信号が送信される。ＲＴＳ信号には、端末装置１００が情報信号を送信する送信継続時間（ＮＡＶ）の情報が含まれている。
【０１５７】
そして、ＲＴＳ信号は、直接端末装置１００ｂには到達しないため、中継装置２００の無線受信部２０２によって受信される。中継装置２００によってＲＴＳ信号が受信されると、中継制御信号解析部２０６１によって受信された中継制御信号がＲＴＳ信号であると判定される。その後、中継時間抽出部２０６２によって、ＲＴＳ信号に含まれるＮＡＶの情報が抽出され、中継制御部２０６３へ通知される。
【０１５８】
そして、ＮＡＶは、中継制御部２０６３によって記憶されるとともに、中継制御部２０６３によって、ＣＴＳ（Clear To Send：受信準備完了）信号を生成するように中継制御信号生成部２０６５が制御される。生成されたＣＴＳ信号は、本来、端末装置１００の通信相手である端末装置１００ｂが送信するものであるが、本実施の形態においては、中継装置２００が端末装置１００ｂの代わりにＣＴＳ信号を中継制御信号として返信する。
【０１５９】
そして、ＲＴＳ信号の送信からＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）と呼ばれる一定時間（短フレーム間隔）経過後に端末装置１００の情報信号生成部１０４によって生成された情報信号の送信が開始される。なお、端末装置１００からの情報信号の送信継続時間（ＮＡＶ）は、ＲＴＳ信号のヘッダに含まれるデュレーションフィールドに格納されているため、ＲＴＳ信号が中継制御信号解析部２０６１によって解析された結果、中継時間抽出部２０６２によって中継の開始時間（ＲＴＳ信号受信からＳＩＦＳ経過後）および終了時間が求められる。そして、中継制御部２０６３によって、情報信号が送信されるＮＡＶの間のみ、スイッチ２０８が接続される。
【０１６０】
ここで、中継装置２００が端末装置１００へ返信するＣＴＳ信号の送信元アドレスを中継装置２００のアドレスではなく、端末装置１００ｂのアドレスとしておくと、送信側の端末装置１００は、中継装置２００の存在を意識することなく従来と同様に動作するだけで良いことになる。
【０１６１】
一方、端末装置１００ｂは、本来、自装置が返信すべきＣＴＳ信号が中継装置２００から返信されていることを把握し、ＳＩＦＳ経過後に中継装置２００経由で伝送される端末装置１００からの情報信号の受信準備を整える。
【０１６２】
受信側の端末装置１００ｂでは情報信号を復調・誤り検査が行われ、誤りがないと判定された場合には、情報信号のＮＡＶ完了からＳＩＦＳ経過後に、ＡＣＫフレームを返信する。そこで、中継装置２００の中継制御部２０６３は、端末装置１００ｂからのＡＣＫフレーム送信タイミングにおいても、スイッチ２０８を接続させる。このタイミングも、中継装置２００の中継制御部２０６３においてＮＡＶが記憶されているとともに、ＳＩＦＳが既知であるため、改めて中継装置２００に通知される必要はない。
【０１６３】
なお、ＰＣＦ（Point Coordination Function：集中制御によるアクセス制御機能）と呼ばれるアクセス制御方式により通信が行われる場合にも、中継装置２００がアクセスポイントとしての動作に加え、受信側の端末装置１００ｂとしての動作も実行することで、前述したＤＣＦの場合と同様に通信することが可能である。
【０１６４】
なお、端末装置１００と端末装置１００ｂとが直接通信できる場合にも中継装置２００が応答してしまうと、二つの装置（端末装置１００ｂおよび中継装置２００）からＣＴＳ信号が返信されることとなり、干渉が発生する。したがって、中継装置２００が応答する場合の基準をあらかじめ設けておくようにすれば良い。
【０１６５】
また、本実施の形態においては、ＤＬＰのセットアップが完了した後、端末装置１００からのＲＴＳ信号に対応したＣＴＳ信号が返信されない場合でも、端末装置１００は、ＤＬＰモードを終了させない。ＣＴＳ信号が返信されない場合は、中継装置２００が情報信号を蓄積せずに増幅して中継することで擬似的なＤＬＰモードの確立が可能である旨が端末装置１００に通知される。
【０１６６】
このとき、端末装置１００への通知方法は特に限定されるものでなく、例えば、端末装置１００においてＣＴＳ信号の返信が確認されない場合には、端末装置１００が再度ＲＴＳ信号を送信するように規定しておき、２度目のＲＴＳ信号が中継装置２００によって受信された場合には、中継装置２００が端末装置１００ｂの代わりにＣＴＳ信号を返信するように規定しておけば良い。また、擬似的なＤＬＰモードでの通信が可能であることを示す明示的な信号を、中継装置２００から、端末装置１００に送信するように規定しても良い。
【０１６７】
なお、本実施の形態においては、端末装置１００が直接通信可能な端末装置のリストを保有し、更新することが前提となっているが、直接通信可能な端末装置のリストに加え、中継装置２００が通信可能な端末装置のリストも端末装置１００が保有していれば、擬似的なＤＬＰモードで通信できる頻度が高くなり、結果として周波数を有効利用することができる。
【０１６８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、中継制御信号および情報信号をそれぞれ周波数が直交する複数のサブキャリアに重畳して、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式の伝送を行う点である。
【０１６９】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る端末装置の構成を示すブロック図である。同図において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１０に示す端末装置は、中継制御信号処理部１０２、情報信号生成部１０４、変調部１０６、変調部１０８、Ｓ／Ｐ変換部３０２、Ｓ／Ｐ変換部３０４、多重部３０６、ＩＦＦＴ（Inverse Fast
Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部３０８、Ｐ／Ｓ変換部３１０、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）付加部３１２、無線送信部１１０、キャリアセンス部１１２、無線受信部１１４、ＧＩ除去部３１４、Ｓ／Ｐ変換部３１６、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部３１８、分離部３２０、Ｐ／Ｓ変換部３２２、Ｐ／Ｓ変換部３２４、復調部１１６、および復調部１１８を有している。なお、図１０においては、中継制御信号処理部１０２の内部構成は、図２と同様であるため省略している。
【０１７０】
Ｓ／Ｐ変換部３０２は、変調された情報信号をＳ／Ｐ変換し、パラレルな情報信号を出力する。
【０１７１】
Ｓ／Ｐ変換部３０４は、変調された中継制御信号をＳ／Ｐ変換し、パラレルな中継制御信号を出力する。
【０１７２】
多重部３０６は、パラレルな情報信号とパラレルな中継制御信号とを多重し、パラレルな多重信号を出力する。
【０１７３】
ＩＦＦＴ部３０８は、パラレルな多重信号を逆高速フーリエ変換し、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアに情報信号および中継制御信号を重畳する。
【０１７４】
Ｐ／Ｓ変換部３１０は、情報信号および中継制御信号が重畳された複数のサブキャリアをＰ／Ｓ変換し、シリアル信号を出力する。
【０１７５】
ＧＩ付加部３１２は、シリアル信号の末端部分を複製してガードインターバルとして先頭に付加してＯＦＤＭ信号を生成する。
【０１７６】
ＧＩ除去部３１４は、受信信号からガードインターバルを除去する。
【０１７７】
Ｓ／Ｐ変換部３１６は、ガードインターバル除去後の信号をＳ／Ｐ変換し、サブキャリアごとのパラレル信号に分離する。
【０１７８】
ＦＦＴ部３１８は、サブキャリアごとのパラレル信号を高速フーリエ変換し、各サブキャリアに重畳されている信号を抽出する。
【０１７９】
分離部３２０は、ＦＦＴ部３１８によって抽出された信号に含まれる情報信号および中継制御信号を分離する。
【０１８０】
Ｐ／Ｓ変換部３２２は、中継制御信号をＰ／Ｓ変換し、シリアルな中継制御信号を出力する。
【０１８１】
Ｐ／Ｓ変換部３２４は、情報信号をＰ／Ｓ変換し、シリアルな情報信号を出力する。
【０１８２】
図１１は、実施の形態３に係る中継装置の構成を示すブロック図である。同図において、図３と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１１に示す中継装置は、無線受信部２０２、ＧＩ除去部４０２、Ｓ／Ｐ変換部４０４、ＦＦＴ部４０６、分離部４０８、Ｐ／Ｓ変換部４１０、復調部２０４、中継制御信号処理部２０６、スイッチ２０８、変調部２１０、Ｓ／Ｐ変換部４１２、多重部４１４、ＩＦＦＴ部４１６、Ｐ／Ｓ変換部４１８、ＧＩ付加部４２０、タイミング調整部４２２、増幅部２１２、および無線送信部２１４を有している。なお、図１１においては、中継制御信号処理部２０６の内部構成は、図３と同様であるため省略している。
【０１８３】
ＧＩ除去部４０２は、受信信号からガードインターバルを除去する。
【０１８４】
Ｓ／Ｐ変換部４０４は、ガードインターバル除去後の信号をＳ／Ｐ変換し、サブキャリアごとのパラレル信号に分離する。
【０１８５】
ＦＦＴ部４０６は、サブキャリアごとのパラレル信号を高速フーリエ変換し、各サブキャリアに重畳されている信号を抽出する。
【０１８６】
分離部４０８は、ＦＦＴ部４０６によって抽出された信号に含まれる情報信号および中継制御信号を分離し、中継制御信号のみを出力する。
【０１８７】
Ｐ／Ｓ変換部４１０は、中継制御信号をＰ／Ｓ変換し、シリアルな中継制御信号を出力する。
【０１８８】
Ｓ／Ｐ変換部４１２は、変調された中継制御信号をＳ／Ｐ変換し、パラレルな中継制御信号を出力する。
【０１８９】
多重部４１４は、パラレルな中継制御信号と０信号を多重し、パラレルな多重信号を出力する。なお、０信号は、何も情報を持たない信号であり、０信号が多重された部分には後段で情報信号が加算される。
【０１９０】
ＩＦＦＴ部４１６は、パラレルな多重信号を逆高速フーリエ変換し、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアに０信号および中継制御信号を重畳する。
【０１９１】
Ｐ／Ｓ変換部４１８は、０信号および中継制御信号が重畳された複数のサブキャリアをＰ／Ｓ変換し、シリアル信号を出力する。
【０１９２】
ＧＩ付加部４２０は、シリアル信号の末端部分を複製してガードインターバルとして先頭に付加してＯＦＤＭ信号を生成する。
【０１９３】
タイミング調整部４２２は、増幅部２１２から出力される情報信号との直交性が保たれるように０信号および中継制御信号を含むＯＦＤＭ信号の出力タイミングを調整する。
【０１９４】
本実施の形態においては、端末装置が中継装置を介して送受信する信号は、ＯＦＤＭ方式で変調された信号である。ＯＦＤＭ方式で変調された信号は、図１２に示すように、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアに情報信号および中継制御信号が重畳されて生成される。
【０１９５】
このようなＯＦＤＭ信号を生成するために、端末装置（図１０）では、情報信号および中継制御信号がそれぞれＳ／Ｐ変換部３０２およびＳ／Ｐ変換部３０４によってＳ／Ｐ変換され、多重部３０６によって多重され、ＩＦＦＴ部３０８によって逆高速フーリエ変換される。ここで、情報信号と中継制御信号が多重されて、同時に送信されることになるが、この中継制御信号は、同時に送信される情報信号の中継に関するものではなく、後に送信される情報信号の中継に関するものである。
【０１９６】
また、中継制御信号は、情報信号と比較して情報量が少ないため、図１２中斜線で示すように、中継制御信号には、情報信号よりも少ないサブキャリアを割り当てれば良い。さらに、中継制御信号に割り当てるサブキャリアの周波数を互いに大きく異なるようにすることにより、周波数選択性フェージングの影響を低減することができる。このようなサブキャリアの割り当ては、Ｓ／Ｐ変換部３０２およびＳ／Ｐ変換部３０４によるＳ／Ｐ変換を調整することにより実現することができる。
【０１９７】
一方、中継装置（図１１）では、ＯＦＤＭ信号が受信されると、ＧＩ除去部４０２によってガードインターバルが除去された信号をＦＦＴ部４０６によって高速フーリエ変換し、分離部４０８によって中継制御信号が重畳されているサブキャリアのみが出力される。
【０１９８】
そして、実施の形態１と同様に中継制御信号の処理が行われ、中継制御信号処理部２０６によって生成された中継制御信号は、Ｓ／Ｐ変換部４１２によってＳ／Ｐ変換され、多重部４１４によって０信号と多重され、ＩＦＦＴ部４１６によって逆高速フーリエ変換される。ここで、中継制御信号は、何も情報を持たない０信号と多重されるが、この０信号の部分には、後段で増幅部２１２によって増幅された情報信号に置き換えられる。
【０１９９】
逆フーリエ変換された信号は、ＧＩ付加部４２０によってガードインターバルが付加され、タイミング調整部４２２によってタイミングが調整されて出力される。タイミング調整部４２２によるタイミングの調整は、出力される中継制御信号と増幅部２１２によって増幅される情報信号との直交性が満たされるようなタイミングとなるように、中継制御信号の出力が遅延される。なお、タイミング調整部４２２は、中継制御信号と情報信号との直交性が満たされるようなタイミングではなく、中継装置において情報信号の送受信が行われていないタイミングで中継制御信号を出力するようにしても良い。このようにすることで、情報信号と中継制御信号は、周波数が異なるサブキャリアに重畳されているのみならず、送信タイミングが異なるため、情報信号と中継制御信号の分離がより容易になる。
【０２００】
このように、本実施の形態によれば、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアに情報信号および中継制御信号を重畳してＯＦＤＭ信号を生成する際に、中継制御信号には情報信号より少ないサブキャリアを割り当て、かつ中継制御信号に割り当てるサブキャリアの周波数を大きく異ならせるため、中継制御信号を伝送するために情報信号と異なる周波数帯域を確保する必要が無く、周波数利用効率を向上させることができるとともに、周波数選択性フェージングの影響を除去して、正確に情報信号の中継に必要な経路を確保することができる。
【０２０１】
なお、本実施の形態において、図１１に示す中継装置の無線受信部２０２によって受信された信号が図示しないノッチフィルタを通過し、ノッチフィルタによって中継制御信号が重畳されたサブキャリアの周波数が減衰され、得られた信号を増幅部２１２によって増幅して中継するようにしても良い。
【０２０２】
この場合、複数のサブキャリアに周期的に中継制御信号を重畳することにより、ノッチフィルタの特性は、周期的に周波数を減衰するようにすれば良く、比較的小型な回路で効果的に中継制御信号を減衰することができる。また、中継制御信号が他の中継装置または端末装置へ中継されることを防止することができる。
【０２０３】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の特徴は、中継制御信号および情報信号をそれぞれ周波数が直交する複数のサブキャリアに重畳する際、中継制御信号のみを拡散して、ＯＦＣＤＭ（Orthogonal Frequency Code Division Multiplex：直交周波数符号分割多重）方式の伝送を行う点である。
【０２０４】
図１３は、本発明の実施の形態４に係る端末装置の構成を示すブロック図である。同図において、図２および図１０と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１３に示す端末装置は、図１０に示した端末装置に拡散部５０２および逆拡散部５０４を加えた構成を有している。なお、図１３においては、中継制御信号処理部１０２の内部構成は、図２と同様であるため省略している。
【０２０５】
拡散部５０２は、変調部１０８によって変調された中継制御信号を所定の拡散符号で拡散する。
【０２０６】
逆拡散部５０４は、Ｐ／Ｓ変換部３２２から出力されるシリアルな中継制御信号を後述する中継装置が拡散に用いた拡散符号で逆拡散する。
【０２０７】
図１４は、実施の形態４に係る中継装置の構成を示すブロック図である。同図において、図３および図１１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１４に示す中継装置は、図１１に示した中継装置に逆拡散部６０２および拡散部６０４を加えた構成を有している。なお、図１４においては、中継制御信号処理部２０６の内部構成は、図３と同様であるため省略している。
【０２０８】
逆拡散部６０２は、Ｐ／Ｓ変換部４１０から出力されるシリアルな中継制御信号を端末装置が拡散に用いた拡散符号で逆拡散する。
【０２０９】
拡散部６０４は、変調部２１０によって変調された中継制御信号を所定の拡散符号で拡散する。なお、拡散部６０４が拡散に用いる拡散符号は、端末装置の拡散部５０２が用いる拡散符号と同一でも同一でなくても良い。
【０２１０】
本実施の形態においては、情報信号と中継制御信号のうち、中継制御信号のみが拡散され、ＯＦＣＤＭ方式で変調されたＯＦＣＤＭ信号となる。中継制御信号を拡散することで、他の端末装置および中継装置から送信される情報信号および中継制御信号による干渉を低減することができ、より正確に情報信号の中継に必要な経路を確保することができる。
【０２１１】
このように、本実施の形態によれば、中継制御信号を所定の拡散符号で拡散し、さらに、複数のサブキャリアに情報信号および中継制御信号を重畳してＯＦＣＤＭ信号を生成するため、周波数利用効率を向上させることができるとともに、中継制御信号の伝送における干渉を低減することができ、さらに正確に情報信号の中継に必要な経路を確保することができる。
【０２１２】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５の特徴は、情報信号についてはＯＦＤＭ方式の伝送を行う一方、中継制御信号についてはＣＤＭ（Code Division Multiplex：符号分割多重）方式の伝送
を行う点である。
【０２１３】
図１５は、本発明の実施の形態５に係る端末装置の構成を示すブロック図である。同図において、図２、図１０、および図１３と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１５に示す端末装置は、図１３に示した端末装置からＳ／Ｐ変換部３０４、多重部３０６、分離部３２０、およびＰ／Ｓ変換部３２２を削除し、加算部７０２を加えた構成を有している。なお、図１５においては、中継制御信号処理部１０２の内部構成は、図２と同様であるため省略している。
【０２１４】
加算部７０２は、複数のサブキャリアに情報信号が多重されたＯＦＤＭ信号と中継制御信号を所定の拡散符号で拡散して得られたＣＤＭ信号とを同じ周波数帯域に多重する。ＯＦＤＭ信号とＣＤＭ信号とを同じ周波数帯域に多重することにより、情報信号と中継制御信号のそれぞれに別の周波数帯域を確保する必要が無く、周波数利用効率を向上させることができる。
【０２１５】
図１６は、実施の形態５に係る中継装置の構成を示すブロック図である。同図において、図３、図１１、および図１４と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１６に示す中継装置は、図１４に示した中継装置からＯＦＤＭ方式の変復調に関する処理部、すなわちＧＩ除去部４０２、Ｓ／Ｐ変換部４０４、ＦＦＴ部４０６、分離部４０８、Ｐ／Ｓ変換部４１０、Ｓ／Ｐ変換部４１２、多重部４１４、ＩＦＦＴ部４１６、Ｐ／Ｓ変換部４１８、ＧＩ付加部４２０、およびタイミング調整部４２２、を削除した構成を有している。なお、図１６においては、中継制御信号処理部２０６の内部構成は、図３と同様であるため省略している。
【０２１６】
本実施の形態においては、情報信号がＯＦＤＭ変調されて複数のサブキャリアに重畳される一方、中継制御信号が所定の拡散符号によって拡散され、それぞれ得られたＯＦＤＭ信号とＣＤＭ信号とが同一の周波数帯域に多重されている。このため、図１７に示すように、各周波数帯における電力レベルは、情報信号よりも中継制御信号の方が非常に小さい。したがって、中継制御信号が情報信号に与える干渉を抑圧することができる。
【０２１７】
ここで、中継制御信号を拡散する拡散符号に必要とされる拡散率は、情報信号を重畳するサブキャリア数、ＣＤＭ信号とＯＦＤＭ信号の電力比、および許容されるＣＤＭ信号とＯＦＤＭ信号の変調誤差比（ＭＥＲ：Modulation Error Ratio）などによって異なる。例えば、サブキャリア数を７６８、電力比を１／７６８、変調誤差比を３０ｄＢとすると、中継制御信号は、１００倍程度に拡散される必要がある。
【０２１８】
また、いずれかのサブキャリアに中継制御信号を重畳する実施の形態３および実施の形態４と異なり、全帯域の周波数を情報信号の伝送に用いることができるため、中継制御信号の伝送によって情報信号の伝送効率を低下させることがない。
【０２１９】
このように、本実施の形態によれば、情報信号を複数のサブキャリアに重畳してＯＦＤＭ信号とする一方、中継制御信号を所定の拡散符号で拡散してＣＤＭ信号として、得られたＯＦＤＭ信号とＣＤＭ信号とを同一の周波数帯域に多重するため、全帯域の周波数を情報信号の伝送に用いて、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率低下を防止することができるとともに、拡散により中継制御信号の電力レベルを情報信号の電力レベルよりも非常に小さくすることができ、中継制御信号が情報信号に与える干渉を抑圧することができる。
【０２２０】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の特徴は、実施の形態５と同様にして得られるＯＦＤＭ信号およびＣＤＭ信号を時分割多重して送受信する点である。
【０２２１】
図１８は、本発明の実施の形態６に係る端末装置の構成を示すブロック図である。同図において、図２、図１０、図１３、および図１５と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１８に示す端末装置は、図１５に示した端末装置の加算部７０２に代えてスイッチ８０２を設け、スイッチ８０４を加えた構成を有している。なお、図１８においては、中継制御信号処理部１０２の内部構成は、図２と同様であるため省略している。
【０２２２】
スイッチ８０２は、所定の時間ごとに切り替わり、ＯＦＤＭ信号となった情報信号およびＣＤＭ信号となった中継制御信号を時分割で出力する。なお、スイッチ８０２が切り替わる時間は、固定されていても可変であっても良い。固定周期でスイッチ８０２を切り替える場合には、切り替えの制御を単純な回路構成で実現することができ、回路の小型化を図ることができる。一方、スイッチ８０２の切り替え周期を可変にする場合には、情報信号のデータ量、無線伝搬路の状況、または要求されるＱｏＳ（Quality of Service：サービス品質）などのパラメータにより、状況に応じた最適な周期で送信を切り替えることができる。
【０２２３】
スイッチ８０４は、受信信号と同期をとることにより、中継制御信号を逆拡散部５０４へ出力し、情報信号をＧＩ除去部３１４へ出力する。
【０２２４】
図１９は、実施の形態６に係る中継装置の構成を示すブロック図である。同図において、図３、図１１、図１４、および図１６と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１９に示す中継装置は、図１６に示した中継装置に、図１１に示したタイミング調整部４２２を加えた構成を有している。なお、図１９においては、中継制御信号処理部２０６の内部構成は、図３と同様であるため省略している。
【０２２５】
本実施の形態においては、実施の形態５と同様に、情報信号がＯＦＤＭ変調されて複数のサブキャリアに重畳される一方、中継制御信号が所定の拡散符号によって拡散され、それぞれＯＦＤＭ信号とＣＤＭ信号とが得られる。そして、本実施の形態においては、実施の形態５と異なり、端末装置において得られたＯＦＤＭ信号とＣＤＭ信号とがスイッチ８０２によって切り替えられながら出力され、時分割多重されて送信される。
【０２２６】
そして、中継装置においては、実施の形態１から実施の形態５までと同様に、中継制御信号処理部２０６によって中継制御信号を用いた処理が行われ、新たに受信可否問い合わせ信号またはＮＧ信号などの中継制御信号が生成される。生成された中継制御信号は、タイミング調整部４２２によって、タイミングが調整された上で送信される。タイミング調整部４２２によるタイミング調整は、増幅部２１２から情報信号が出力されていない時間に中継制御信号を出力するようにして行われる。したがって、中継装置において情報信号の送信が行われないタイミングで中継制御信号が送信される。
【０２２７】
これにより、情報信号と中継制御信号とが異なる時間に伝送されることになり、中継制御信号が情報信号に与える干渉を実施の形態５よりもさらに抑圧することができる。
【０２２８】
このように、本実施の形態によれば、情報信号を複数のサブキャリアに重畳してＯＦＤＭ信号とする一方、中継制御信号を所定の拡散符号で拡散してＣＤＭ信号として、得られたＯＦＤＭ信号とＣＤＭ信号とを時分割多重して送信するため、全帯域の周波数を情報信号の伝送に用いて、中継制御信号の伝送による情報信号の伝送効率低下を防止することができるとともに、情報信号と中継制御信号とを異なる時間に伝送して、中継制御信号が情報信号に与える干渉をさらに抑圧することができる。
【０２２９】
なお、上記実施の形態５および実施の形態６においては、拡散方式として直接拡散方式を採用する構成としたが、周波数ホッピング方式を採用しても良い。また、情報信号および中継制御信号に用いる変調方式も、上述した変調方式に限定されるものではない。
【０２３０】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７の特徴は、中継装置によって中継される情報信号の出力電力が一定となるように、利得を可変にして情報信号を増幅する点である。
【０２３１】
図２０は、本発明の実施の形態７に係る中継装置の構成を示すブロック図である。同図において、図３と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図２０に示す中継装置は、図３に示した中継装置２００における増幅部２１２に代えて自動利得制御部９０２を備えた構成を有している。
【０２３２】
自動利得制御部９０２は、スイッチ２０８が接続されている際に入力される情報信号の入力電力を測定し、出力電力が一定となるよう利得を変化させる。なお、自動利得制御部９０２内に、情報信号の中継動作を行っていない時に発生する雑音を制御するためのスケルチ検出部を配置しても良い。スケルチ検出部を配置した場合には、入力電力が所定電力レベル以下であれば信号を全く出力させないようにしたり、同一周波数で中継すべきでない信号レベルの信号を増幅して送信することを防ぎ、他の装置に対する干渉の発生を防止したりすることができる。
【０２３３】
本実施の形態においては、実施の形態１から実施の形態６と同様に、端末装置の中継制御信号処理部（図示略）および中継装置の中継制御信号処理部２０６によって中継制御信号を用いた処理が行われる。このため、情報信号を中継するための経路は確保されており、情報信号の中継時には、中継装置において情報信号の送受信が同時に行われる。一般的にこのような場合、中継装置から送信される信号が再び中継装置に受信される回り込み波が発生し、中継装置が異常発振して装置が壊れてしまうことがある。そこで、本実施の形態においては、自動利得制御部９０２からの出力電力を一定にして、回り込み波による異常発振を防止する。
【０２３４】
このように、本実施の形態によれば、利得を制御して情報信号の出力電力を一定に保つため、中継装置に信号を蓄積せずに同一周波数で中継する際の回り込み波による異常発振を防止し、中継装置における受信レベルが極端に大きくなって装置が壊れてしまうことを防止することができ、通信ネットワークシステムを安定して運用することができる。
【０２３５】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８の特徴は、中継装置において回り込み波に相当するレプリカ信号をあらかじめ受信信号から減算してエコーキャンセルを行う点である。
【０２３６】
図２１は、本発明の実施の形態８に係る中継装置の構成を示すブロック図である。同図において、図３および図２０と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図２１に示す中継装置は、図２０に示した中継装置にエコーキャンセラ９０４を加えた構成を有している。
【０２３７】
エコーキャンセラ９０４は、中継装置の送信アンテナから受信アンテナへ回り込む信号を擬似的に発生させて、得られたレプリカ信号を受信信号から減じる。なお、送信アンテナと受信アンテナとを空間的に十分離して配置し、送受信アンテナ間の結合量を十分小さくすることができれば、エコーキャンセラ９０４が無くても回り込み波の影響は小さい。
【０２３８】
しかし、送受信アンテナを十分離して配置すると、装置の小型化を図ることが困難となる。また、中継すべき情報信号の受信電力が変動して極端に小さくなる場合には、受信アンテナ端において、中継すべき情報信号の電力と回り込み波の電力との比が逆転してしまうことがあり、結果として、中継装置の異常発振が発生することがある。エコーキャンセラ９０４は、このような事態を防止して、回り込み波による中継の品質劣化を緩和する重要な役割を果たす。
【０２３９】
以下、エコーキャンセラ９０４の内部構成例について、具体的に５つの構成例を挙げて説明する。
【０２４０】
（１）図２２は、エコーキャンセラ９０４の第１の構成例を示すブロック図である。同図に示すエコーキャンセラ９０４は、スイッチ２０８から出力される信号から回り込み波のレプリカ信号を除去するＩＩＲ（Infinite-duration Impulse Response）フィルタ９０４１およびＩＩＲフィルタ９０４１のフィルタ係数を制御する係数制御部９０４２を有している。
【０２４１】
図２２に示すエコーキャンセラ９０４においては、係数制御部９０４２によって、送信アンテナから受信アンテナへの伝搬路特性の推定値が求められ、この推定値がＩＩＲフィルタ９０４１のフィルタ係数として設定される。そして、ＩＩＲフィルタ９０４１によって、送信アンテナから受信アンテナへの回り込み波のレプリカ信号が除去され、フィードバック制御が行われる。
【０２４２】
（２）図２３は、エコーキャンセラ９０４の第２の構成例を示すブロック図である。同図に示すエコーキャンセラ９０４は、係数制御部９０４２、減算器９０４３、およびＦＩＲ（Finite-duration Impulse Response）フィルタ９０４４を有している。
【０２４３】
図２３に示すエコーキャンセラ９０４においては、係数制御部９０４２によって、ＦＩＲフィルタ９０４４のフィルタ係数が制御される。そして、ＦＩＲフィルタ９０４４によって、回り込み波のレプリカ信号が生成され、減算器９０４３によって、スイッチ２０８から出力される信号から回り込み波のレプリカ信号が減算される。すなわち、図２３における減算器９０４３およびＦＩＲフィルタ９０４４は、図２２におけるＩＩＲフィルタ９０４１と同様の動作をする。これらのエコーキャンセラ９０４においては、係数制御部９０４２へ入力される信号は、常に回り込み波成分がキャンセルされたものであり、キャンセル誤差のみを含む信号である。したがって、キャンセル誤差を０に収束させるように係数を更新することにより、エコーキャンセル動作の精度をさらに向上させることができる。
【０２４４】
（３）図２４は、エコーキャンセラ９０４の第３の構成例を示すブロック図である。同図に示すエコーキャンセラ９０４は、中継すべき情報信号がＯＦＤＭ方式で変調されている場合に回り込み波を除去するもので、図２３に示す係数制御部９０４２のさらに具体的な構成を示している。
【０２４５】
図２４に示す係数制御部９０４２は、ＦＦＴ部９０４２ａ、誤差演算部９０４２ｂ、ＩＦＦＴ部９０４２ｃ、および係数更新部９０４２ｄを有している。図２４に示すエコーキャンセラにおいては、減算器９０４３によって回り込み波のレプリカ信号が減算された信号は、ＦＦＴ部９０４２ａによって高速フーリエ変換される。これにより、係数制御部９０４２へ入力された時間領域の信号が周波数領域の信号に変換される。
【０２４６】
ここで、上述したように、係数制御部９０４２へ入力される信号は、回り込み波成分がキャンセルされたものであり、キャンセル誤差を含んでいる。キャンセル誤差を含む信号がＦＦＴ部９０４２ａによって周波数領域の信号に変換された上で、誤差演算部９０４２ｂによって、キャンセル誤差を含まない理想的な周波数特性と比較され、キャンセル誤差が演算される。
【０２４７】
そして、演算されたキャンセル誤差は、ＩＦＦＴ部９０４２ｃによって逆高速フーリエ変換されることにより、再び時間領域の信号となり、係数更新部９０４２ｄへ出力される。そして、係数更新部９０４２ｄによって、キャンセル誤差に基づいてＦＩＲフィルタ９０４４のフィルタ係数が決定される。具体的には、係数更新部９０４２ｄによって、ＦＩＲフィルタ９０４４のタップごとに過去のキャンセル誤差成分が累積され、累積結果をＦＩＲフィルタ９０４４のフィルタ係数とする。
【０２４８】
このようなフィルタ係数の更新を繰り返すことにより、キャンセル誤差が０へ収束し、回り込み波のレプリカ信号を精度良く生成することができる。なお、送受信アンテナ間の無線伝搬路は常に変動しているため、ＦＩＲフィルタ９０４４のフィルタ係数を頻繁に更新し、無線伝搬路の変動に追従させるのが望ましい。
【０２４９】
このように情報信号がＯＦＤＭ信号である場合には、周波数領域にてキャンセル誤差を求め、このキャンセル誤差を０へと収束させることにより、比較的小型の回路規模で高精度なエコーキャンセラを実現することができる。
【０２５０】
なお、無線通信ネットワークにおいては、連続的に信号が中継される放送とは異なり、バースト的に信号が中継される。このため、係数更新部９０４２ｄにおいては、前回の中継時に求められたＦＩＲフィルタ９０４４のフィルタ係数を記憶しておき、次の中継動作開始時には、記憶されたフィルタ係数をＦＩＲフィルタ９０４４に設定することにより、キャンセル誤差が収束するまでの時間を短縮することができる。
【０２５１】
（４）図２５は、エコーキャンセラ９０４の第４の構成例を示すブロック図である。同図に示すエコーキャンセラ９０４は、図２４に示すエコーキャンセラ９０４に記憶部９０４２ｅを加えた構成を有している。その他の部分については、図２４に示すエコーキャンセラ９０４と同様であるため、説明を省略する。
【０２５２】
記憶部９０４２ｅは、中継制御部２０６３から情報を取得し、過去の中継動作時の信号の送信元端末装置および宛先端末装置の組み合わせと係数更新部９０４２ｄによって求められたフィルタ係数とを対応づけて記憶する。
【０２５３】
図２５に示すエコーキャンセラ９０４においては、今回中継すべき信号の送信元端末装置と宛先端末装置との組み合わせが、過去の中継動作時と同じものである場合に、過去の中継動作時に求められたＦＩＲフィルタ９０４４のフィルタ係数が記憶部９０４２ｅから係数更新部９０４２ｄへと出力され、係数更新部９０４２ｄによる係数更新の初期値とされる。
【０２５４】
これにより、中継動作を開始してからキャンセル誤差が収束するまでの時間を短縮することができ、中継による信号の品質劣化を低減し、高精度な中継を行うことができる。
【０２５５】
（５）図２６は、エコーキャンセラ９０４の第５の構成例を示すブロック図である。同図に示すエコーキャンセラ９０４は、中継すべき情報信号の先頭部分にフィルタ係数設定用の既知信号が付加されている場合に回り込み波を除去するもので、図２２に示すエコーキャンセラ９０４に既知信号記憶部９０４５を加えた構成を有している。
【０２５６】
既知信号記憶部９０４５は、中継すべき情報信号の先頭部分に付加されるフィルタ係数設定用の既知信号を記憶する。
【０２５７】
図２６に示すエコーキャンセラ９０４においては、中継開始時に係数制御部９０４２によって、ＩＩＲフィルタ９０４１を通過した情報信号の先頭部分と既知信号記憶部９０４５に記憶されている既知信号との誤差が求められ、この誤差を低減するフィルタ係数が求められる。
【０２５８】
なお、既知信号記憶部９０４５に記憶される既知信号は、情報信号の先頭部分に付加されている信号そのものであっても良く、また、この信号を周波数領域に変換して得られた信号であっても良い。図２４および図２５に示すエコーキャンセラ９０４において、周波数領域で既知信号を用いた誤差の演算を行う場合には、既知信号記憶部９０４５に記憶される既知信号も周波数領域の信号となっているのが望ましい。
【０２５９】
このように既知信号を用いてフィルタ係数を決定することにより、伝搬路状態が大きく変動するような場合でも、伝搬路状態に応じたフィルタ係数を短時間で決定することができ、十分に回り込み波をキャンセルした上で情報信号の中継を開始することができる。
【０２６０】
このように、本実施の形態によれば、中継すべき情報信号から回り込み波のレプリカ信号をあらかじめ減じた上で中継するため、中継装置の送受信アンテナ間の結合量を十分小さくすることができない場合でも、回り込み波の影響を低減することができ、結果として、送受信アンテナを互いに近距離に配置して、装置の小型化を図ることができる。
【０２６１】
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９の特徴は、中継すべき情報信号の信号品質に応じてこの情報信号を増幅する増幅利得を制御することである。
【０２６２】
図２７は、本発明の実施の形態９に係る中継装置の構成を示すブロック図である。同図において、図３および図２１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図２７に示す中継装置は、図３に示した中継装置にエコーキャンセラ９０４および利得制御部９０６を加えた構成を有している。
【０２６３】
利得制御部９０６は、中継すべき情報信号の信号品質を監視し、信号品質に応じて増幅部２１２の利得を制御することにより、中継される情報信号の送信電力を制御する。具体的には、利得制御部９０６は、例えばＤ／Ｕ（Desire/Undesire：所望波対非所望波）比
、Ｓ／Ｎ（Signal/Noise：信号対雑音）比、および変調誤差比（ＭＥＲ）などを信号品質として監視し、信号品質が劣悪である場合には送信電力を小さくするように制御する。
【０２６４】
これにより、中継装置の送信アンテナから受信アンテナへの回り込み波によって、利得制御部９０６への入力端におけるＤ／Ｕ比が負になることがなく、中継すべき情報信号の品質劣化を防止することができる。さらに、信号品質としてＳ／Ｎ比が劣悪な場合には、情報信号を中継しないようにすることで、周波数の浪費を防止することができる。
【０２６５】
このように、本実施の形態によれば、信号品質に応じて中継すべき情報信号の送信電力を制御するため、中継される情報信号の品質劣化を防止することができ、周波数の浪費を防止して周波数利用効率を向上させることができる。
【０２６６】
図２８は、上記各実施の形態における端末装置および中継装置を地域防災無線システムのネットワークに配置した場合の例を示す模式図である。
【０２６７】
この地域防災無線システムにおいては、情報集中センターＣが有線系ネットワークに接続されており、この有線系ネットワークにアクセスポイントＡＰ−１およびアクセスポイントＡＰ−２が接続されている。そして、端末装置１００−１〜１００−３は、直接または中継装置２００−１〜２００−３を介して、アクセスポイントＡＰ−１およびアクセスポイントＡＰ−２にアクセスする。
【０２６８】
また、端末装置１００−１〜１００−３には、それぞれ例えばＴＶカメラ１００ａ−１〜１００ａ−３が接続されており、ＴＶカメラ１００ａ−１〜１００ａ−３によって取得された映像などの情報が情報信号として、端末装置１００−１〜１００−３から中継装置２００−１〜２００−３、アクセスポイントＡＰ−１およびアクセスポイントＡＰ−２、ならびに有線系ネットワークを介して情報集中センターＣへ伝送される。
【０２６９】
このような構成の地域防災無線システムを構築することにより、各端末装置１００−１〜１００−３にて収集された様々な情報が情報集中センターＣに集められ、災害が発生したエリアにおける状況を把握することが可能となる。
【０２７０】
災害時に、例えば有線網が切断されて有線による通信が不能になったとしても、この地域防災無線システムを用いれば、広範囲にわたる情報を容易に収集することが可能となる。すなわち、災害地域に複数の中継装置２００−１〜２００−３を設置し、これらの中継装置２００−１〜２００−３と無線通信可能な端末装置１００−１〜１００−３を各地点に運び、ＴＶカメラ１００ａ−１〜１００ａ−３などを端末装置１００−１〜１００−３に接続し、ＴＶカメラ１００ａ−１〜１００ａ−３によって撮影された映像を情報集中センターＣに送信することができる。
【０２７１】
一般に、ＴＶカメラなどで撮影された映像は、高速・広帯域な信号であるため、複数地点における映像を収集するためには広帯域な無線チャネルの確保が必須となる。本発明によれば、あらかじめ中継制御信号により無線チャネルを確保した上で、同一周波数を用いて情報信号を中継するため、高速・広帯域な信号を効率良く伝送することができる。また、ＯＦＤＭ方式やＯＦＣＤＭ方式を用いて周波数利用効率を高めることにより、数多くの端末装置においてインターネットなどの有線網に接続することが可能となり、被災地における情報の共有や発信が容易となる。
【０２７２】
なお、本発明は、災害時などの緊急用の地域防災無線システムのみではなく、通常の広範囲なエリアをカバーする無線通信ネットワークに広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２７３】
本発明に係る中継装置、端末装置、および中継方法は、双方向通信が行われる無線通信ネットワークにおいて同一周波数による中継が行われる場合に、装置の規模を小型化しつつ、送信と受信を時間的に切り替えずに時間的な無駄を削減して信号を中継することができ、例えば無線ＬＡＮや災害時などの緊急用の地域防災無線システムなどとして幅広い分野で有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２７４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信ネットワークの構成の一例を示す図
【図２】実施の形態１に係る端末装置の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１に係る端末装置および中継装置の中継動作を示すシーケンス図
【図５】実施の形態１に係る中継制御信号のフォーマットの一例を示す図
【図６】実施の形態１に係る周波数帯域の利用の一例を示す図
【図７】実施の形態１に係る中継装置の動作を示すフロー図
【図８】実施の形態１に係る予約テーブルの一例を示す図
【図９】実施の形態１に係る端末装置の他の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る端末装置の構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態３に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図１２】実施の形態３に係る周波数帯域の利用の一例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る端末装置の構成を示すブロック図
【図１４】実施の形態４に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態５に係る端末装置の構成を示すブロック図
【図１６】実施の形態５に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図１７】実施の形態５に係る周波数帯域の利用の一例を示す図
【図１８】本発明の実施の形態６に係る端末装置の構成を示すブロック図
【図１９】実施の形態６に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図２０】本発明の実施の形態７に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図２１】本発明の実施の形態８に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図２２】実施の形態８に係るエコーキャンセラの第１の構成例を示すブロック図
【図２３】実施の形態８に係るエコーキャンセラの第２の構成例を示すブロック図
【図２４】実施の形態８に係るエコーキャンセラの第３の構成例を示すブロック図
【図２５】実施の形態８に係るエコーキャンセラの第４の構成例を示すブロック図
【図２６】実施の形態８に係るエコーキャンセラの第５の構成例を示すブロック図
【図２７】本発明の実施の形態９に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の実施の形態に係る地域防災無線システムの例を示す模式図
【符号の説明】
【０２７５】
１０２、２０６  中継制御信号処理部
１０２１  送信制御部
１０２２  伝送時間算出部
１０２３、２０６５  中継制御信号生成部
１０２４、２０６１  中継制御信号解析部
１０２５  カウンタ
２０６２  中継時間抽出部
２０６３  中継制御部
２０６４  予約テーブル
１０４  情報信号生成部
１０６、１０８、２１０  変調部
１１０、２１４  無線送信部
１１２  キャリアセンス部
１１４、２０２  無線受信部
１１６、１１８、２０４  復調部
２０８、８０２、８０４  スイッチ
２１２  増幅部
３０２、３０４、３１６、４０４、４１２  Ｓ／Ｐ変換部
３０６、４１４  多重部
３０８、４１６  ＩＦＦＴ部
３１０、３２２、３２４、４１０、４１８  Ｐ／Ｓ変換部
３１２、４２０  ＧＩ付加部
３１４、４０２  ＧＩ除去部
３１８、４０６  ＦＦＴ部
３２０、４０８  分離部
４２２  タイミング調整部
５０２、６０４  拡散部
５０４、６０２  逆拡散部
７０２  加算部
９０２  自動利得制御部
９０４  エコーキャンセラ
９０６  利得制御部
９０４１  ＩＩＲフィルタ
９０４２  係数制御部
９０４３  減算器
９０４４  ＦＩＲフィルタ
９０４５  既知信号記憶部
９０４２ａ  ＦＦＴ部
９０４２ｂ  誤差演算部
９０４２ｃ  ＩＦＦＴ部
９０４２ｄ  係数更新部
９０４２ｅ  記憶部
【図１】
2005117625.tif 000003
【図２】
2005117625.tif 000004
【図３】
2005117625.tif 000005
【図４】
2005117625.tif 000006
【図５】
2005117625.tif 000007
【図６】
2005117625.tif 000008
【図７】
2005117625.tif 000009
【図８】
2005117625.tif 000010
【図９】
2005117625.tif 000011
【図１０】
2005117625.tif 000012
【図１１】
2005117625.tif 000013
【図１２】
2005117625.tif 000014
【図１３】
2005117625.tif 000015
【図１４】
2005117625.tif 000016
【図１５】
2005117625.tif 000017
【図１６】
2005117625.tif 000018
【図１７】
2005117625.tif 000019
【図１８】
2005117625.tif 000020
【図１９】
2005117625.tif 000021
【図２０】
2005117625.tif 000022
【図２１】
2005117625.tif 000023
【図２２】
2005117625.tif 000024
【図２３】
2005117625.tif 000025
【図２４】
2005117625.tif 000026
【図２５】
2005117625.tif 000027
【図２６】
2005117625.tif 000028
【図２７】
2005117625.tif 000029
【図２８】
2005117625.tif 000030