(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信元局と複数の中継局と送信先局との間で信号伝送を行うマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、
前記送信元局は、当該送信元局の識別情報を含むパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
当該送信元局についての設定送信電力値に規定される送信電力で前記パイロット信号を送信する送信部と、を有し、
前記中継局は、パイロット信号を受信する受信部と、
パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する受信ＳＩＲ測定部と、
受信されたパイロット信号に含まれる各局についての識別情報を用いて前記送信元局から当該中継局までの伝送経路を特定する特定部と、
パイロット信号を送信してきた直前の局についての設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲとの関係に基づいて所望受信ＳＩＲに対応する当該直前の局における所要送信電力値を算出する電力値算出部と、
受信したパイロット信号に含まれる各局についての所要送信電力値と当該パイロット信号について前記電力値算出部により算出された所要送信電力値とを加算してパイロット信号毎に伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する総和算出部と、
受信した各パイロット信号について前記特定部により特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択する選択部と、
この選択された伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を当該中継局についての設定送信電力値に規定される送信電力で送信する送信部と、を有し、
前記送信先局は、パイロット信号を受信する受信部と、
受信されたパイロット信号に含まれる各局についての識別情報を用いて前記送信元局から当該送信先局までの伝送経路を特定する特定部と、
パイロット信号を送信してきた直前の局についての設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲとの関係に基づいて所望受信ＳＩＲに対応する当該直前の局における所要送信電力値を算出する電力値算出部と、
受信したパイロット信号に含まれる各局についての所要送信電力値と当該パイロット信号について前記電力値算出部により算出された所要送信電力値とを加算してパイロット信号毎に伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する総和算出部と、
受信した各パイロット信号について前記特定部により特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択する選択部と、
この選択された伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信する送信部と、を有し、
当該パイロット信号を受信した局が、当該パイロット信号に含まれる当該局についての所要送信電力値で当該パイロット信号により特定される伝送経路上の局に対して信号を送信することを特徴とするマルチホップ接続用の無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載のマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、
前記受信部は、パイロット信号を一定期間受信し、
前記選択部は、この一定期間に受信されたパイロット信号についての伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択することを特徴とするマルチホップ接続用の無線通信システム。
【請求項３】
送信元局と中継局と送信先局のうちの少なくとも１つと信号伝送を行う無線局において、
パイロット信号を受信する受信部と、
パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する受信ＳＩＲ測定部と、
受信されたパイロット信号に含まれる各局についての識別情報を用いて前記送信元局から当該中継局までの伝送経路を特定する特定部と、
パイロット信号を送信してきた直前の局についての設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲとの関係に基づいて所望受信ＳＩＲに対応する当該直前の局における所要送信電力値を算出する電力値算出部と、
受信したパイロット信号に含まれる各局についての所要送信電力値と当該パイロット信号について前記電力値算出部により算出された所要送信電力値とを加算してパイロット信号毎に伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する総和算出部と、
受信した各パイロット信号について前記特定部により特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択する選択部と、
選択された伝送経路上の各局の識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信する送信部と、を有し、
当該パイロット信号を受信した局が、当該パイロット信号に含まれる当該局についての所要送信電力値で当該パイロット信号により特定される伝送経路上の局に対して信号を送信可能としたことを特徴とする無線局。
【請求項４】
請求項３記載の無線局において、
前記電力値算出部は、受信されたパイロット信号に含まれる設定送信電力値を用いることを特徴とする無線局。
【請求項５】
請求項３記載の無線局において、
前記送信部は、当該無線局の設定送信電力値を含めてパイロット信号を送信することを特徴とする無線局。
【請求項６】
請求項３記載の無線局において、
前記電力値算出部は、予め格納されている他局についての設定送信電力値を用いることを特徴とする無線局。
【請求項７】
請求項３記載の無線局において、
前記選択部は、識別情報および所要送信電力値を記憶しておく記憶部と、
受信したパイロット信号について前記所要送信電力総和算出部により算出された所要送信電力値の総和と前記記憶部に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合には、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値をもって前記記憶部に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新させる比較部と、
を有することを特徴とする無線局。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれか１項の無線局において、
前記受信部は、パイロット信号を一定期間受信し、
前記選択部は、この一定期間に受信されたパイロット信号についての伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択することを特徴とする無線局。
【請求項９】
送信元局と複数の中継局と送信先局との間で信号伝送を行うマルチホップ接続用の無線通信方法において、
前記中継局は、他の中継局からパイロット信号を受信した場合に、
パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定し、
パイロット信号を送信してきた直前の局についての設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲとの関係に基づいて所望受信ＳＩＲに対応する当該直前の局における所要送信電力値を算出し、
受信されたパイロット信号に含まれる各局についての識別情報を用いて前記送信元局から当該中継局までの伝送経路を特定し、
受信されたパイロット信号に含まれる各局についての所要送信電力値と算出された所要送信電力値とを加算してパイロット信号毎に当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出し、
受信した各パイロット信号について特定された前記伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択し、
この選択された伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を生成し、
このパイロット信号を設定送信電力値で規定される送信電力で送信することによって、
当該パイロット信号を受信した局が、当該パイロット信号に含まれる当該局についての所要送信電力値で当該パイロット信号により特定される伝送経路上の局に対して信号を送信可能としたことを特徴とするマルチホップ接続用の無線通信方法。
【請求項１０】
送信元局と複数の中継局と送信先局との間で信号伝送を行うマルチホップ接続用の無線通信方法において、
前記送信先局は、
パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定し、
パイロット信号を送信してきた直前の局についての設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲとの関係に基づいて所望受信ＳＩＲに対応する当該直前の局における所要送信電力値を算出し、
受信されたパイロット信号に含まれる各局についての識別情報を用いて前記送信元局から当該送信先局までの伝送経路を特定し、
受信されたパイロット信号に含まれる各局についての所要送信電力値と算出された所要送信電力値とを加算してパイロット信号毎に当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出し、
受信した各パイロット信号について特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択し、
この選択された伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信することによって、
当該パイロット信号を受信した局が、当該パイロット信号に含まれる当該局についての所要送信電力値で当該パイロット信号により特定される伝送経路上の局に対して信号を送信可能としたことを特徴とするマルチホップ接続用の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信元局と複数の中継局と送信先局との間で信号の伝送を行うようにしたマルチホップ接続用の無線通信システム、これに用いる送信元局、中継局、送信先局、およびパイロット信号に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムとしては、信号を送信する元となる局（以下「送信元局」という）が送信先の局（以下「送信先局」という）と直接的に無線リンクを確立して信号の伝送を行うシングルホップ接続方式を用いたシステムが知られている。このシングルホップ接続方式では、送信元局における最大送信電力が規定されている場合、伝搬損失や干渉雑音電力が大きいと、送信元局と送信先局との間の無線リンクの確立ができなくなり、エリアカバレッジが低下する要因となる。
【０００３】
これに対して、送信元局と送信先局との間に複数の中継局を設置し、この中継局によって信号伝送の中継を行うようにしたマルチホップ接続方式がある。マルチホップ接続方式は、エリアカバレッジの低下を防ぎ、送信電力を低減する上で有効な方式であることから、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）やＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）に適用されてきた。
【０００４】
ＴＤＭＡやＣＳＭＡでは、送信元局と送信先局との間における複数の伝送経路の中から適切な伝送経路を選択する際に、主な基準としてパケット衝突の回避や送信電力の低減に関する基準が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチホップ接続方式をＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）に適用する場合には、ＴＤＭＡやＣＳＭＡに比べて中継局が信号を中継することによって生じる新たな干渉雑音が増大することが考えられ、干渉雑音の増大がシステム容量を低下させる要因となることが懸念される。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中継局が信号伝送を中継することによる干渉雑音の増大を抑制し得るマルチホップ接続用の無線通信システムおよび無線通信方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、上記マルチホップ接続用の無線通信システムに用いられる無線局を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明に係るマルチホップ接続用の無線通信システムは、送信元局と複数の中継局と送信先局との間で信号伝送を行うマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、前記送信元局は、当該送信元局の識別情報を含むパイロット信号を送信する送信手段を有し、前記中継局は、パイロット信号を受信する受信手段と、受信されたパイロット信号に含まれる情報を用いて前記送信元局から当該中継局までの伝送経路を特定し、当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する所要送信電力総和算出手段と、この特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択する選択手段と、この選択された伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信する送信手段と、を有し、前記送信先局は、パイロット信号を受信する受信手段と、受信されたパイロット信号に含まれる情報を用いて前記送信元局から当該送信先局までの伝送経路を特定し、当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する所要送信電力総和算出手段と、この特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択する選択手段と、この選択された伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信する送信手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、送信元局から送信先局への信号の伝送経路の候補の中から伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択し、この伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を送信元局および中継局へ送信するようにしたことで、このパイロット信号を受信した送信先局および中継局は、以後の信号伝送において、受信したパイロット信号に含まれる識別情報を用いて所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を決定でき、また、受信したパイロットに含まれる所要送信電力値を用いてそれぞれの所要送信電力で信号を伝送することができる。これによって、送信元局から送信先局へ信号を伝送するときの所要送信電力値の総和を最小とすることができ、中継局により信号伝送を中継することによる干渉雑音の増大を抑制することができる。
【００１０】
送信元局から送信先局までの伝送経路について、伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択するためには、まず、送信局は、当該送信先局の識別情報を含むパイロット信号を送信する。
【００１１】
中継局では、受信したパイロット信号に含まれる識別情報を用いて送信元局から当該中継局までの伝送経路を特定し、伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択して、この伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を送信する。なお、送信元局から当該中継局への伝送経路としては、中継局を１つも経由しない直接的な伝送経路と、１つ以上の中継局を経由する伝送経路があり得る。
【００１２】
送信先局では、受信したパイロット信号に含まれる識別情報を用いて送信元局から送信先局までの伝送経路を特定し、伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択する。このように、伝送経路の選択に必要な処理の一部を中継局でも行うことによって、送信先局における処理負担の軽減を図るようにしている。なお、送信元局から送信先局までの伝送経路についても、中継局を１つも経由しない直接的な伝送経路と、１つ以上の中継局を経由する伝送経路があり得る。
【００１３】
第２の本発明は、第１のマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、  前記送信元局の送信手段および前記中継局の送信手段は、それぞれの設定送信電力値に規定される送信電力でパイロット信号を送信し、前記中継局は、パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する測定手段を有し、前記中継局の所要送信電力総和算出手段は、パイロット信号を送信してきた直前の局における設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲと所望受信ＳＩＲとを用いて、当該直前の局における所要送信電力値を算出する電力値算出手段と、受信されたパイロット信号に含まれる所要送信電力値と当該パイロット信号について前記電力値算出手段により算出された所要送信電力値とを用いて当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する総和算出手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、中継局において、パイロット信号を送信してきた直前の局における設定送信電力値と当該パイロット信号の受信の際に測定した受信ＳＩＲと所望受信ＳＩＲとを用いて、当該直前の局における所望受信ＳＩＲを満たす所要送信電力値を算出し、受信されたパイロット信号に含まれる全ての所要送信電力値と当該パイロット信号について算出された所要送信電力値とを加算することによって、送信元局から当該中継局までの伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出できるようにしている。
【００１５】
第３の本発明は、第１又は第２のマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、前記送信元局の送信手段および前記中継局の送信手段は、それぞれの設定送信電力値に規定される送信電力でパイロット信号を送信し、前記送信先局は、パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する測定手段を有し、前記送信先局の所要送信電力総和算出手段は、パイロット信号を送信してきた直前の局における設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲと所望受信ＳＩＲとを用いて、当該直前の局における所要送信電力値を算出する電力値算出手段と、受信されたパイロット信号に含まれる所要送信電力値と当該パイロット信号について前記電力値算出手段により算出された所要送信電力値とを用いて当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する総和算出手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、送信先局において、パイロット信号を送信してきた直前の局における設定送信電力値と当該パイロット信号の受信の際に測定した受信ＳＩＲと所望受信ＳＩＲとを用いて、当該直前の局における所望受信ＳＩＲを満たす所要送信電力値を算出し、受信されたパイロット信号に含まれる全ての所要送信電力値と当該パイロット信号について算出された所要送信電力値とを加算することによって、送信元局から送信先局までの伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出できるようにしている。
【００１７】
第４の本発明は、第２又は第３のマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、前記送信元局の送信手段および前記中継局の送信手段は、パイロット信号にそれぞれの局の設定送信電力値を含めて送信し、前記中継局の電力値算出手段および前記送信先局の電力値算出手段は、受信されたパイロット信号に含まれる設定送信電力値を用いることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、送信元局および中継局で、当該局における設定送信電力値を含めてパイロット信号を送信するようにしたことで、パイロット信号を受信した中継局および送信先局において、パイロット信号を送信してきた直前の局における所要送信電力値を算出する際に、そのパイロット信号に含まれる設定送信電力値を用いることができるようにしている。
【００１９】
第５の本発明は、第２又は第３のマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、前記中継局および前記送信先局は、他局における設定送信電力値を予め格納しておく格納手段をそれぞれ有し、前記中継局の電力値算出手段および前記送信先局の電力値算出手段は、各々の格納手段に格納されている設定送信電力値を用いることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、中継局および送信先局で、他局における設定送信電力値を予め格納しておくようにしたことで、パイロット信号を受信した中継局および送信先局において、パイロット信号を送信してきた直前の局における所要送信電力値を算出する際に、格納されている設定送信電力値を読み出して用いることができるようにしている。
【００２１】
第６の本発明は、第１乃至第５のいずれかのマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、前記中継局の選択手段は、識別情報および所要送信電力値を記憶しておく記憶手段と、受信したパイロット信号について当該中継局の所要送信電力総和算出手段により算出された所要送信電力値の総和と前記記憶手段に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合には、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値をもって前記記憶手段に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新させる比較手段と、を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、中継局において、受信したパイロット信号について算出された所要送信電力値の総和と記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合には、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値をもって記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新するようにしたことで、送信元局から当該中継局までの伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択できるようにしている。
【００２３】
第７の本発明は、第１乃至第６のいずれかのマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、前記送信先局の選択手段は、識別情報および所要送信電力値を記憶しておく記憶手段と、受信したパイロット信号について当該送信先局の所要送信電力総和算出手段により算出された所要送信電力値の総和と前記記憶手段に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合には、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値をもって前記記憶手段に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新させる比較手段と、を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、送信先局において、受信したパイロット信号が受信される度に、当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和と記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合には、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値をもって記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新するようにしたことで、送信元局から送信先局までの伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択できるようにしている。
【００２５】
第８の本発明は、第１乃至第７のいずれかのマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて、前記中継局の受信手段は、パイロット信号を一定期間受信するものであって、前記中継局の選択手段は、この一定期間に受信されたパイロット信号についての伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択することを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、中継局において、一定期間内に受信されたパイロット信号について所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択するようにしたことで、高精度な選択を可能としている。
【００２７】
第９の本発明は、第１乃至第８のいずれかの無線通信システムにおいて、前記送信先局の受信手段は、パイロット信号を一定期間受信するものであって、前記送信先局の選択手段は、この一定期間に受信されたパイロット信号についての伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択することを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、送信先局において、一定期間内に受信されたパイロット信号について所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択するようにしたことで、高精度な選択を可能としている。
【００２９】
第１０の本発明に係る送信元局は、中継局又は送信先局のうちの少なくとも一方と信号伝送を行う送信元局において、当該送信元局の識別情報および設定送信電力値を含むパイロット信号を生成する生成手段と、前記パイロット信号を前記設定送信電力値に規定される電力で送信する送信手段と、を有することを特徴とする。
【００３０】
第１１の本発明に係る中継局は、送信元局と送信先局との間で信号伝送を中継する中継局において、パイロット信号を受信する受信手段と、受信されたパイロット信号に含まれる情報を用いて前記送信元局から当該中継局までの伝送経路を特定し、当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する所要送信電力総和算出手段と、特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択する選択手段と、選択された伝送経路上の各局の識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信する送信手段と、を有することを特徴とする。
【００３１】
ここで、パイロット信号の送信元局から当該中継局への伝送経路としては、中継局を１つも経由しない直接的な伝送経路と、１つ以上の中継局を経由する伝送経路があり得る。
【００３２】
第１２の本発明は、第１１の中継局において、パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する測定手段を有し、前記送信手段は、設定送信電力値に規定される送信電力でパイロット信号を送信するものであって、前記所要送信電力総和算出手段は、パイロット信号を送信してきた直前の局における設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲと所望受信ＳＩＲとを用いて、当該直前の局における所要送信電力値を算出する電力値算出手段と、受信されたパイロット信号に含まれる所要送信電力値と当該パイロット信号について前記電力値算出手段により算出された所要送信電力値とを用いて当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する総和算出手段と、を有することを特徴とする。
【００３３】
第１３の本発明は、第１２の中継局において、前記送信手段は、当該中継局の設定送信電力値を含めてパイロット信号を送信し、前記電力値算出手段は、受信されたパイロット信号に含まれる設定送信電力値を用いることを特徴とする。
【００３４】
第１４の本発明は、第１２の中継局において、他局における設定送信電力値を予め格納しておく格納手段を有し、前記電力値算出手段は、前記格納手段に格納されている設定送信電力値を用いることを特徴とする。
【００３５】
第１５の本発明は、第１１乃至第１４のいずれかの中継局において、前記選択手段は、識別情報および所要送信電力値を記憶しておく記憶手段と、受信したパイロット信号について前記所要送信電力総和算出手段により算出された所要送信電力値の総和と前記記憶手段に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合には、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値をもって前記記憶手段に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新させる比較手段と、を有することを特徴とする。
【００３６】
第１６の本発明は、第１１乃至第１５のいずれかの中継局において、前記受信手段は、パイロット信号を一定期間受信するものであって、前記選択手段は、この一定期間に受信されたパイロット信号についての伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択することを特徴とする。
【００３７】
第１７の本発明に係る送信先局は、送信元局又は中継局のうちの少なくとも一方と信号伝送を行う送信先局において、パイロット信号を受信する受信手段と、受信されたパイロット信号に含まれる情報を用いて前記送信元局から当該送信先局までの伝送経路を特定し、当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する所要送信電力総和算出手段と、特定された伝送経路の候補の中から前記所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択する選択手段と、選択された伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信する送信手段と、を有することを特徴とする。
【００３８】
ここで、パイロット信号の送信元局から送信先局への伝送経路としては、中継局を１つも経由しない直接的な伝送経路と、１つ以上の中継局を経由する伝送経路があり得る。
【００３９】
第１８の本発明は、第１７の送信先局において、パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する測定手段を有し、前記所要送信電力総和算出手段は、パイロット信号を送信してきた直前の局における設定送信電力値と測定された受信ＳＩＲと所望受信ＳＩＲとを用いて、当該直前の局における所要送信電力値を算出する電力値算出手段と、受信されたパイロット信号に含まれる所要送信電力値と当該パイロット信号について前記電力値算出手段により算出された所要送信電力値とを用いて当該伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和を算出する総和算出手段と、を有することを特徴とする。
【００４０】
第１９の本発明は、第１８の送信先局において、前記電力値算出手段は、受信されたパイロット信号に含まれる設定送信電力値を用いることを特徴とする。
【００４１】
第２０の本発明は、第１８の送信先局において、他局における設定送信電力値を予め格納しておく格納手段を有し、前記電力値算出手段は、前記格納手段に格納されている設定送信電力値を用いることを特徴とする。
【００４２】
第２１の本発明は、第１７乃至第２０のいずれかの送信先局において、前記選択手段は、識別情報および所要送信電力値を記憶しておく記憶手段と、受信したパイロット信号について前記所要送信電力総和算出手段により算出された所要送信電力値の総和と前記記憶手段に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合には、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値をもって前記記憶手段に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新させる比較手段と、を有することを特徴とする。
【００４３】
第２２の本発明は、第１７乃至第２１のいずれかの送信先局において、前記受信手段は、前記パイロット信号を一定期間受信するものであって、前記選択手段は、この一定期間に受信されたパイロット信号について所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択することを特徴とする。
【００４４】
第２３の本発明に係るパイロット信号は、送信元局と複数の中継局と送信先局との間で信号伝送を行うマルチホップ接続用の無線通信システムにおいて各局の所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を選択するために用いられるパイロット信号であって、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値が含まれることを特徴とする。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００４６】
図１は、一実施の形態におけるマルチホップ接続用の無線通信システムの全体的な概略構成を示すブロック図である。同図の無線通信システムは、送信元局１と、複数の中継局２（各中継局については適宜「中継局２Ａ，２Ｂ，２Ｃ‥」と示す）と、送信先局３と、を有する構成である。各中継局２Ａ，２Ｂ，２Ｃは基本的には同様の構成である。送信元局１から送信先局３への信号の伝送経路については、送信元局１から送信先局３へ直接的に信号が伝送される伝送経路と、送信元局１から送信先局３までの間に１つ以上の中継局２を中継して信号が伝送される伝送経路がある。
【００４７】
本無線通信システムでは、送信元局１や各中継局２について所要の送信電力値（以下「所要送信電力値」という）を算出するとともに、上記伝送経路の候補の中から所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択する処理を行う。この処理を行うために、本来の信号を伝送する前に、後述するようなパイロット信号の伝送を行う。以下、本無線通信システムにおける処理について詳細に説明する。
【００４８】
図２は、送信元局１の構成の一例を示すブロック図である。送信元局１は、少なくともフレーム化部１１と送信部１２を有する構成である。
【００４９】
図３は、送信元局１における処理の一例を示すフローチャートである。ステップ１で、下りの無線リンクの確立処理の開始が指示されると、ステップ２で、フレーム化部１１は、送信元局１の識別情報（以下、信号を送信する局の識別情報のことを適宜「送信局ＩＤ」という）、およびパイロット信号を送信する電力として予め定められた設定送信電力値をそれぞれフレーム化してパイロット信号を生成する。ステップ３で、送信部１２は、生成されたパイロット信号を設定送信電力値により規定される送信電力で送信する。送信元局１から送信されたパイロット信号は、いずれかの中継局２により受信される場合と、送信先局３により直接的に受信される場合がある。
【００５０】
図４は、このときのパイロット信号の構造の一例を示す図である。パイロット信号には、送信元局１の送信局ＩＤ（識別情報）および設定送信電力値が含まれる。
【００５１】
図５は、中継局２がパイロット信号を伝送するときの伝送経路を示す図である。同図に示すように、例えば、中継局２Ａがパイロット信号を受信した場合には、中継局２ａから送信先局３へ直接的にパイロット信号が伝送される伝送経路と、中継局２Ａから他の中継局２Ｂ又は２Ｃを経由して送信先局３へ伝送される伝送経路がある。送信元局１からのパイロット信号を中継局２Ｂ，２Ｃが受信した場合も同様である。
【００５２】
図６は、中継局２の構成の一例を示すブロック図である。同図の中継局２は、受信部２１と、受信ＳＩＲ測定部２２と、復号部２３と、所要送信電力総和算出部２４と、選択部２７と、フレーム化部２８と、送信部２９を有する構成である。
【００５３】
選択部２７は、記憶部２５および比較部２６を有し、所要送信電力総和算出部２４は、図示していない電力値算出部および総和算出部を有する。以下、各部の機能について説明する。
【００５４】
図７は、送信元局１からのパイロット信号を直接的に受信した場合（２ホップ目）の中継局２における処理の一例を示すフローチャートである。
【００５５】
ステップ１１で、受信部２１は、送信元局１から送信されてきたパイロット信号を受信する。
【００５６】
ステップ１２で、受信ＳＩＲ測定部２２は、パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲ（信号電力対干渉雑音電力比）を測定する。復号部２３は、受信されたパイロット信号に含まれる送信元局１の識別情報および設定送信電力値を復号する。記憶部２５は、これらの識別情報および設定送信電力値を記憶する。所要送信電力総和算出部２４の電力値算出部は、測定された受信ＳＩＲ、所望受信ＳＩＲ、送信元局１の設定送信電力値を用いて、送信元局１における所望ＳＩＲを満たす所要送信電力値を算出する。この算出は、例えば、測定された受信ＳＩＲと所望受信ＳＩＲとの差分が、設定送信電力値と所要送信電力値との差分に対応するように算出する。記憶部２５では、この所要送信電力値を、先に記憶した送信元局１の識別情報に対応付けて記憶する。
【００５７】
ステップ１３で、フレーム化部２８は、記憶部２５から送信元局１の識別情報と所要送信電力値を読み出し、これらの情報と、当該中継局の識別情報と、当該中継局がパイロット信号を送信するときの設定送信電力値をフレーム化してパイロット信号を生成する。
【００５８】
ステップ１４で、送信部２９は、生成されたパイロット信号を当該中継局の設定送信電力値で規定される送信電力で送信する。
【００５９】
図８（ａ）は、ステップ１１で中継局２が受信するパイロット信号の構造の一例を示す図であり、図８（ｂ）は、ステップ１４で中継局２が送信するパイロット信号の構造の一例を示す図である。同図（ｂ）に示すように、送信するパイロット信号には、送信元局１の送信局ＩＤ、送信元局１の所要送信電力値、当該中継局２の送信局ＩＤ、当該中継局２の設定送信電力値が含まれる。
【００６０】
図９は、他の中継局２からのパイロット信号を受信した場合（３ホップ目以降）の当該中継局２における処理の一例を示すフローチャートである。
【００６１】
ステップ２１で、受信部２１は、他の中継局２から送信されてきたパイロット信号を受信する。
【００６２】
ステップ２２で、受信ＳＩＲ測定部２２は、パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する。復号部２３は、受信されたパイロット信号に含まれる情報を全て復号する。この情報には、３ホップ目においては、送信元局１の識別情報および所要送信電力値、パイロット信号を送信してきた直前の中継局２の識別情報および設定送信電力値が含まれる。所要送信電力総和算出部２４の電力値算出部は、測定された受信ＳＩＲ、所望受信ＳＩＲ、直前の中継局２の設定送信電力値を用いて、直前の中継局２における所望ＳＩＲを満たす所要送信電力値を算出する。
【００６３】
ステップ２３で、所要送信電力総和算出部２４の総和算出部は、受信されたパイロット信号に含まれる全ての所要送信電力値と、当該パイロット信号について電力算出部により算出された所要送信電力値とを加算することにより、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての所要送信電力値の総和を算出する。
【００６４】
ステップ２４で、比較部２６は、当該パイロット信号について所要送信電力総和算出部２４により算出された所要送信電力値の総和と、記憶部２５に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合にはステップ２５へ進み、そうでない場合にはステップ２１へ戻る。
【００６５】
ステップ２５で、比較部２５は、当該パイロット信号の伝送経路が所要送信電力値の総和が最小の伝送経路であるとして、当該パイロット信号に含まれていた全ての識別情報および所要送信電力値と、当該パイロット信号を送信してきた直前の中継局２について電力値算出部により算出された所要送信電力値とをもって記憶部２５に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新する。すなわち、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値で記憶部２５に記憶されている情報を更新する。この処理の後、ステップ２１へ戻り、上記処理を繰り返す。
【００６６】
一方、ステップ２１直後のステップ２６で、比較部２６は、既に他のパイロット信号を受信しているか否かを判定し、受信していない場合にステップ２７へ進み、内蔵タイマをスタートさせる。すなわち、最初にパイロット信号を受信したときをトリガーとして内蔵タイマがスタートする。
【００６７】
ステップ２８で、比較部２６は、内蔵タイマにより一定期間が経過したか否かを判断する。一定期間が経過するまでの間、先に説明したステップ２１からステップ２５までの処理が繰り返され、一定期間が経過したところでステップ２９へ進む。これにより、送信元局１から当該中継局２までの伝送経路の候補のうち、一定期間経過時における所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路が選択されることとなり、当該伝送経路上の全ての局についての識別情報および所要送信電力値が記憶部２５に記憶された状態となる。
【００６８】
ステップ２９で、フレーム化部２８は、記憶部２５に記憶されている情報、すなわち、所要送信電力値の総和が最小の伝送経路上の全ての局についての識別情報および所要送信電力値を読み出し、これらの情報と、当該中継局２の識別情報および当該中継局２がパイロット信号を送信するときの設定送信電力値とをフレーム化してパイロット信号を生成する。このとき、受信したパイロット信号に含まれていた直前の中継局２についての設定送信電力値については、当該直前の中継局２について算出された所要送信電力値で入れ替えるものとする。
【００６９】
ステップ３０で、送信部２９は、生成されたパイロット信号を当該中継局２における設定送信電力値で規定される送信電力で送信する。
【００７０】
図１０（ａ）は、ステップ２１で中継局２が受信するパイロット信号の構造の一例を示す図であり、図１０（ｂ）は、ステップ２８で中継局２が３ホップ目に送信するときのパイロット信号の構造の一例を示す図である。図１０（ｃ）は、ステップ２８で中継局２が４ホップ目以降に送信するパイロット信号の構造の一例を示す図である。同図（ｃ）に示すように、送信するパイロット信号には、送信元局１の送信局ＩＤ（識別情報）および所要送信電力値、パイロット信号が伝送されてきた伝送経路上の全ての中継局２についての送信局ＩＤおよび所要送信電力値、当該中継局２の送信局ＩＤおよび設定送信電力値が含まれる。
【００７１】
図１１は、送信先局３がパイロット信号を伝送するときの伝送経路を示す図である。送信先局３からいずれかの中継局２へ信号が伝送される伝送経路と、送信先局３から送信元局１へ直接的に信号が伝送される伝送経路がある。
【００７２】
図１２は、送信先局３の構成の一例を示すブロック図である。同図の送信先局３は、受信部３１と、受信ＳＩＲ測定部３２と、復号部３３と、所要送信電力総和算出部３４と、選択部３７と、フレーム化部３８と、送信部３９を有する構成である。選択部３７は、記憶部３５および比較部３６を有し、所要送信電力総和算出部３４は、図示しない電力値算出部と総和算出部を有する。以下、各部の機能について説明する。
【００７３】
図１３は、パイロット信号を受信したときの送信先局３における処理の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
ステップ３１で、受信部３１は、送信元局１あるいは中継局２から送信されてきたパイロット信号を受信する。
【００７５】
ステップ３２で、受信ＳＩＲ測定部３２は、パイロット信号を受信したときの受信ＳＩＲを測定する。復号部３３は、受信されたパイロット信号に含まれる情報を全て復号する。この情報には、一例として、送信元局１の識別情報および所要送信電力値、当該パイロット信号が伝送されてきた伝送経路上の各中継局２についての識別情報および所要送信電力値が含まれる。ただし、送信元となった直前の中継局２については、所要送信電力値の代わりに設定送信電力値が含まれる。所要送信電力総和算出部３４の電力値算出部は、測定された受信ＳＩＲ、所望受信ＳＩＲ、直前の中継局２の設定送信電力値を用いて、直前の中継局２における所望ＳＩＲを満たす所要送信電力値を算出する。
【００７６】
ステップ３３で、所要送信電力総和算出部３４の総和算出部は、受信されたパイロットに含まれる全ての所要送信電力値と、当該パイロット信号について電力値算出部により算出された所要送信電力値とを加算することにより、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての所要送信電力値の総和を算出する。
【００７７】
ステップ３４で、比較部３６は、所要送信電力総和算出部２４により当該パイロット信号について算出された所要送信電力値の総和と、記憶部２５に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合にはステップ３５へ進み、そうでない場合にはステップ３１へ戻る。
【００７８】
ステップ３５で、比較部３６は、当該パイロット信号の伝送経路が所要送信電力値の総和が最小の伝送経路であるとして、当該パイロット信号に含まれていた全ての識別情報および所要送信電力値と、当該パイロット信号を送信してきた直前の局について電力値算出部により算出された所要送信電力値とをもって記憶部３５に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新する。すなわち、当該パイロット信号の伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値で記憶部２５に記憶されている情報を更新する。この処理の後、ステップ３１へ戻り、上記処理を繰り返す。
【００７９】
一方、ステップ３１直後のステップ３６で、比較部３６は、既に他のパイロット信号を受信しているか否かを判定し、受信していない場合にステップ３７へ進み、内蔵タイマをスタートさせる。すなわち、最初にパイロット信号を受信したときをトリガーとして内蔵タイマがスタートする。
【００８０】
ステップ３８で、比較部２６は、内蔵タイマにより一定期間が経過したか否かを判断する。一定期間が経過するまでの間、先に説明したステップ３１からステップ３５までの処理が繰り返され、一定期間が経過したところでステップ３９へ進む。これにより、送信元局１から送信先局３までの伝送経路の候補のうち、一定期間における所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路が選択されることとなり、当該伝送経路上の全ての局についての識別情報および所要送信電力値が記憶部３５に記憶された状態となる。
【００８１】
ステップ３９で、フレーム化部３８は、記憶部２５に記憶されている情報、すなわち所要送信電力値の総和が最小の伝送経路上の全ての局についての識別情報および所要送信電力値を読み出し、これらの情報をフレーム化してパイロット信号を生成する。
【００８２】
ステップ４０で、送信部３９は、生成されたパイロット信号を送信する。
【００８３】
このようにして送信されたパイロット信号は、送信元局１および各中継局２により受信される。送信元局１は、このパイロット信号をいずれかの中継局２を経由して受信することもあるし、送信先局３から直接的に受信することもある。以後、送信元局１および各中継局２は、受信したパイロット信号に含まれる識別情報を用いて所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を決定するとともに、受信したパイロットに含まれる所要送信電力値により規定される送信電力で信号を伝送する。
【００８４】
したがって、本実施の形態によれば、送信先局３において、送信元局１から送信先局３への伝送経路の候補の中から伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択し、この伝送経路上の各局についての識別情報および所要送信電力値を含むパイロット信号を送信元局１および中継局２へ送信するようにしたことで、このパイロット信号を受信した送信先局１および中継局２は、以後の信号伝送において、受信したパイロット信号に含まれる識別情報を用いて所要送信電力値の総和が最小の伝送経路を決定でき、また、受信したパイロットに含まれる所要送信電力値により規定される送信電力で信号を伝送することができる。これによって、送信元局１から送信先局３へ信号を伝送するときの所要送信電力値の総和を最小とすることができ、中継局２により信号伝送を中継することによる干渉雑音の増大を抑制することができる。
【００８５】
なお、本実施の形態においては、中継局２における所要送信電力総和算出部２４の電力値算出部および送信先局３における所要送信電力総和算出部３４の電力値算出部は、それぞれ受信されたパイロット信号に含まれる設定送信電力値を用いて、当該パイロット信号を送信してきた直前の局における所要送信電力値を算出することとしたが、これに限られるものではない。他の実施形態としては、中継局２および送信先局３に、他局における設定送信電力値を格納しておく格納部を設けることとし、直前の局での所要送信電力値を算出する際には、この格納部に格納されている設定送信電力値を用いるようにすることもできる。
【００８６】
また、本実施の形態においては、中継局２は図６に示す構成としたが、図１４に示す構成としてもよい。図１４に示す中継局２は、図６の選択部２７に代えて、記憶部２５と比較部４１とスイッチ４２を有する選択部４３を用いた構成である。なお、その他、図６と同一物には同一の符号を付す。
【００８７】
図１４に示す構成においては、フレーム化部２８は、受信されたパイロット信号に含まれる全ての識別情報および所要送信電力値と、所要送信電力総和算出部２４の電力値算出部によって算出された所要送信電力値と、当該中継局についての識別情報および設定送信電力値とをフレーム化してパイロット信号を生成する。
【００８８】
比較部４１は、受信されたパイロット信号について所要送信電力総和算出部２４によって算出された所要送信電力値の総和と記憶部２５に記憶されている所要送信電力値の総和とを比較し、算出された所要送信電力値の総和の方が小さい場合にだけ、当該パイロット信号に含まれる各局についての識別情報と所要送信電力値および電力値算出部で算出された所要送信電力値をもって記憶部２５に記憶されている識別情報および所要送信電力値を更新するとともに、スイッチ４２をオンすることにより、フレーム化部２７で生成されたパイロット信号を送信部２９へ送出する。
【００８９】
同図の中継局２は、図６の中継局のように一定期間中にパイロット信号を受信したときの所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択するというものではないが、上述したようにしてパイロット信号を送信することによって、送信先局３が所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択するための情報を提供することができる。また、パイロット信号を受信する度に逐次的に処理することによって、パイロット信号の伝送遅延を低減させることができる。
【００９０】
また、本実施の形態に係る無線通信システムは、ＴＤＭＡやＣＳＭＡ、ＣＤＭＡ等のセルラ方式の上りリンクおよび下りリンクに適用することができる。例えば、下りリンクに適用した場合には、送信元局１は基地局、送信先局３は移動局、中継局２は移動局もしくは中継専用局にそれぞれ相当する。上りリンクに適用した場合には、送信元局１は移動局、送信先局３は基地局にそれぞれ相当する。
【００９１】
また、本実施の形態においては、パイロット信号に各局の識別情報や所要送信電力値等を含めて送信することとしたが、この他に制御情報が含まれている信号をパイロット信号として利用してもよい。
【００９２】
【発明の効果】
本発明のマルチホップ接続用の無線通信システム、送信元局、中継局、送信先局、パイロット信号によれば、送信元局から送信先局への伝送経路の候補の中から伝送経路上の各局の所要送信電力値の総和が最小となる伝送経路を選択するようにしたことで、中継局により信号伝送を中継することによる干渉雑音の増大を抑制でき、システム容量の増大、エリアカバレッジの増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態におけるマルチホップ接続用の無線通信システムの全体的な概略構成を示すブロック図である。
【図２】送信元局の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】送信元局における処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】送信元局が送信したパイロット信号の構造の一例を示す図である。
【図５】中継局がパイロット信号を伝送するときの伝送経路を示す図である。
【図６】中継局の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】送信元局からのパイロット信号を直接的に受信した場合（２ホップ目）の中継局における処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】同図（ａ）は、２ホップ目において中継局が受信するパイロット信号の構造の一例を示す図であり、同図（ｂ）は、当該中継局が送信するパイロット信号の構造の一例を示す図である。
【図９】他の中継局からのパイロット信号を受信した場合（３ホップ目以降）の中継局における処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】同図（ａ）は、３ホップ目において中継局が受信するパイロット信号の構造の一例を示す図、同図（ｂ）は、当該中継局が送信するパイロット信号の構造の一例を示す図、同図（ｃ）は、４ホップ目以降において中継局が送信するパイロット信号の構造の一例を示す図である。
【図１１】送信先局がパイロット信号を伝送するときの伝送経路を示す図である。
【図１２】送信先局の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】パイロット信号を受信したときの送信先局における処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】中継局の別の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  送信元局
２  中継局
３  送信先局
２１，３１  受信部
２２，３２  受信ＳＩＲ測定部
２３，３３  復号部
２４，３４  所要送信電力総和算出部
２５，３５  記憶部
２６，３６，４１  比較部
２７，３７，４３  選択部
１１，２８，３８  フレーム化部
１２，２９，３９  送信部
４２  スイッチ
【図１】
0004014893.tif 000002
【図２】
0004014893.tif 000003
【図３】
0004014893.tif 000004
【図４】
0004014893.tif 000005
【図５】
0004014893.tif 000006
【図６】
0004014893.tif 000007
【図７】
0004014893.tif 000008
【図８】
0004014893.tif 000009
【図９】
0004014893.tif 000010
【図１０】
0004014893.tif 000011
【図１１】
0004014893.tif 000012
【図１２】
0004014893.tif 000013
【図１３】
0004014893.tif 000014
【図１４】
0004014893.tif 000015