(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割多重方式の無線フレームを用いて無線通信を行う無線通信システムであって、
時分割多重方式の無線フレームを用いて無線信号の送受信を行う第１の無線手段及び第２の無線手段と、
前記第１の無線手段において用いられる無線フレームの構成を示す第１の関数を決定する第１の関数決定手段と、
前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を示す第２の関数を決定する第２の関数決定手段と、
前記第１の関数と前記第２の関数との間の時間的な相関関係を示す相関関数を計算する相関関数計算手段と、
前記相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定手段とを有し、
前記第１の関数は、前記第１の無線手段において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
前記第２の関数は、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成の最適化は、前記相関関数の計算結果に応じて、該無線フレームのタイミングを遅らせることによって行われることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第２の無線手段は、
決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を送信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択し、
決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を受信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２の関数計算手段は、複数の前記第２の関数を決定し、
前記相関関数計算手段は、前記第１の関数と前記複数の第２の関数との間の時間的な相関関係を示す複数の相関関数を計算し、
前記無線フレーム構成決定手段は、前記複数の相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
無線端末と無線基地局と無線中継装置とによって構成され、前記無線中継装置が前記無線端末と前記無線基地局との間で無線信号の中継を行う無線通信システムであって、
前記無線中継装置は、前記第１の無線手段と、前記第２の無線手段と、前記第１の関数決定手段と、前記第２の関数決定手段と、前記相関関数計算手段と、前記無線フレーム構成決定手段とを具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
第１の無線端末と第１の無線基地局と第２の無線端末と第２の無線基地局とによって構成され、前記第１の無線端末と前記第１の無線基地局とが前記無線通信を行い、前記第２の無線端末と前記第２の無線基地局とが前記無線通信を行う無線通信システムであって、
前記第１の無線基地局は、前記第１の無線手段と、前記第１の関数決定手段とを具備し、
前記第２の無線基地局は、前記第２の無線手段と、前記第２の関数決定手段と、前記相関関数計算手段と、前記無線フレーム構成決定手段とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
時分割多重方式の無線フレームを用いて無線信号の送受信を行う第１の無線手段及び第２の無線手段を具備する無線通信システムにおいて、前記第２の無線手段において用いられる前記無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定方法であって、
前記第１の無線手段において用いられる無線フレームの構成を示す第１の関数を決定する第１工程と、
前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を示す第２の関数を決定する第２工程と、
前記第１の関数と前記第２の関数との間の時間的な相関関係を示す相関関数を計算する第３工程と、
前記相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定する第４工程とを有し、
前記第１の関数は、前記第１の無線手段において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
前記第２の関数は、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成の最適化は、前記相関関数の計算結果に応じて、該無線フレームのタイミングを遅らせることによって行われることを特徴とする無線フレーム構成決定方法。
【請求項７】
前記第２の無線機において、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を送信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択する工程と、
前記第２の無線手段において、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を受信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択する工程とを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線フレーム構成決定方法。
【請求項８】
前記第２工程において、複数の前記第２の関数を決定し、
前記第３工程において、前記第１の関数と前記複数の第２の関数との間の時間的な相関関係を示す複数の相関関数を計算し、
前記第４工程において、前記複数の相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定することを特徴とする請求項６又は７に記載の無線フレーム構成決定方法。
【請求項９】
無線端末と無線基地局と無線中継装置とによって構成され、前記無線中継装置が前記無線端末と前記無線基地局との間の無線信号の中継を行う前記無線通信システムにおいて、前記第２の無線手段において用いられる前記無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定方法であって、
前記第１工程と、前記第２工程と、前記第３工程と、前記第４工程とが、前記無線中継装置において行われることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の無線フレーム構成決定方法。
【請求項１０】
第１の無線端末と第１の無線基地局と第２の無線端末と第２の無線基地局とによって構成され、前記第１の無線端末と前記第１の無線基地局とが前記無線信号の送受信を行い、前記第２の無線端末と前記第２の無線基地局とが前記無線信号の送受信を行う前記無線通信システムにおいて、前記第２の無線手段において用いられる前記無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定方法であって、
前記第１工程が、前記第１の無線基地局において行われ、
前記第２工程と、前記第３工程と、前記第４工程とが、前記第２の無線基地局において行われることを特徴とする請求項６又は７に記載の無線フレーム構成決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末と無線基地局と無線中継装置とからなる無線通信システムにおいて、それぞれの間の無線通信に用いられる無線フレームの構成を決定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４に示すように、無線端末１０１乃至１０ｎと、無線中継装置２０と、無線基地局３０とによって構成されており、無線中継装置２０と無線基地局３０との間の通信に「ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−２０００／Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）」方式を用いて、無線中継装置２０と無線端末１０１乃至１０ｎとの間の通信に「ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ  Ｐｈｏｎｅ）」方式を用いる無線通信システムが知られている。
【０００３】
この従来の無線通信システムにおいて、無線中継装置２０は、無線端末１０１乃至１０ｎと無線基地局３０とに無線チャネルで接続されており、具体的には、第１無線機２１１と第２無線機２１２と制御部２２とを有するものである。また、無線基地局３０は、無線チャネルを介して無線中継装置２０に接続され、さらに、無線制御局やＩＭＴ２０００／ＴＤＤネットワーク等にも接続されている。
【０００４】
図１５は、この従来の無線通信システムにおける無線フレームの構成、すなわち、無線タイムスロットの割当を示す図である。図１５において、（ａ）及び（ｂ）は、無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）における無線フレーム構成を示すものであり、（ａ）は、無線基地局３０側の無線フレーム構成を示すもの、（ｂ）は、無線中継装置２０側の無線フレーム構成を示すものである。（ｃ）及び（ｄ）は、無線端末１０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＰＨＳ方式）における無線フレーム構成を示すものであり、（ｃ）は、無線中継装置２０側の無線フレーム構成を示すもの、（ｄ）は、無線端末１０１乃至１０ｎ側の無線フレーム構成を示すものである。
【０００５】
図１５（ａ）において、４０１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５０１乃至５０３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８０は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【０００６】
図１５（ｂ）において、４１１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５１１乃至５１３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８１は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【０００７】
図１５（ｃ）において、６０１乃至６０４は、無線中継装置２０から無線端末１０１乃至１０ｎへの下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＰＨＳ下りスロット）であり、７０１乃至７０４は、無線端末１０１乃至１０ｎから無線中継装置２０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＰＨＳ上りスロット）である。
【０００８】
図１５（ｄ）において、６１１乃至６１４は、無線中継装置２０から無線端末１０１乃至１０ｎへの下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＰＨＳ下りスロット）であり、７１１乃至７１４は、無線端末１０１乃至１０ｎから無線中継装置２０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＰＨＳ上りスロット）である。
【０００９】
ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、１つの無線フレームは１５のタイムスロットによって構成されており、１つの無線フレーム長時間は１０ｍｓである。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、無線基地局３０が、上りスロット４０，４１、下りスロット５０，５１、制御信号スロット８０，８１の割当を自由に行うことができる。ＰＨＳ方式では、１つの無線フレームは８つのタイムスロットによって構成されており、１つの無線フレーム長時間は５ｍｓである。
【００１０】
図１６は、この従来の無線通信システムにおいて、無線フレームの構成を決定する方法を示すタイムチャート図である。図１６（ａ）は、無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）において、無線フレームの構成を決定する方法を示すものであり、図１６（ｂ）は、無線端末１０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＰＨＳ方式）において、無線フレームの構成を決定する方法を示すものである。
【００１１】
図１６（ａ）に示すように、ステップ９０１において、無線基地局３０が、下り制御スロット８０を介して制御信号を送信し、無線中継装置２０の第１無線機２１１が、下り制御スロット８１を介してこの制御信号を受信する。ステップ９０２において、無線中継装置２０の制御部２２が、受信した制御信号に含まれる無線基地局３０側の無線フレーム構成に係る情報に応じて、無線基地局３０側の無線フレームと同じタイミングで無線信号を送受信するように、無線基地局３０との間の無線通信用の無線フレームを構成する。例えば、無線基地局３０側の無線フレームが、図１５（ａ）に示す構成である場合、無線中継装置２０側の無線フレームは、図１５（ｂ）に示す構成となる。
【００１２】
図１６（ｂ）に示すように、ステップ９１１において、無線中継装置２０の制御部２２が、無線端末１０との無線通信用の無線フレームを構成する。無線中継装置２０の制御部２２は、上述の無線基地局３０との無線通信用の無線フレームとは独立に、この無線端末１０との無線通信用の無線フレームを構成する。例えば、図１６（ｂ）は、無線中継装置２０の制御部２２が、無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム（図１５（ｂ））と同じタイミングで無線信号を送受信するように、この無線端末１０との無線通信用の無線フレームを構成した例である。ステップ９１２において、無線中継装置２０の第２無線機２１２が、下りスロット６０１乃至６０４を介して無線端末１０に制御信号を送信し、無線端末１０が、下りスロット６１１乃至６１４を介してこの制御信号を受信する。ステップ９１３において、無線端末１０が、受信した制御信号に含まれる無線中継装置２０側の無線フレーム構成に係る情報に応じて、無線中継装置２０側の無線フレームと同じタイミングで無線信号を送受信するように、無線中継装置２０との間の無線通信用の無線フレームを構成する。
【００１３】
また、図１７に示すように、ＰＨＳ無線通信システム（ＰＨＳ無線端末１０ｂ１、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ、ＰＨＳネットワーク）とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システム（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤネットワーク）が混在する無線通信システムも知られている。
【００１４】
図１８は、この従来の無線通信システムにおける無線フレームの構成、すなわち、無線タイムスロットの割当を示す図である。図１８において、（ａ）は、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信用の無線フレーム構成であって、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ側の無線フレーム構成を示すものである。また、図１８において、（ｂ）は、ＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信用の無線フレーム構成であって、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ側の無線フレーム構成を示すものである。
【００１５】
図１８（ａ）において、４０ａ１は、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１からＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａへの上り方向の通信用タイムスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５０ａ１乃至ａ５０３は、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａからＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａへの下り方向の通信用タイムスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８０ａは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａからＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａへの下り方向の制御信号用タイムスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【００１６】
図１８（ｂ）において、６０ａ１乃至６０ａ４は、ＰＨＳ無線基地局２０ｂからＰＨＳ無線端末１０ｂ１への下り方向の通信用タイムスロット（ＰＨＳ下りスロット）であり、７０ａ１乃至７０ａ４は、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１からＰＨＳ無線基地局２０ｂへの上り方向の通信用タイムスロット（ＰＨＳ上りスロット）である。
【００１７】
ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信用の無線タイムスロットの割当（無線フレーム構成の決定）、及びＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信用の無線タイムスロットの割当（無線フレーム構成の決定）は、独立して行われる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者、すなわち、図１４に示す無線通信システムでは、無線中継装置２０において、無線端末１０との無線通信用の無線フレーム構成の決定と、無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム構成の決定とを別々に行っているため、第１無線機２１１と第２無線機２１２との間で相互に無線信号の干渉が生じる可能性があるという問題点がある。
【００１９】
例えば、第１無線機２１１が、上りスロット４１１を介して無線基地局３０に無線信号を送信している間に、第２無線機２１２が、上りスロット７０１乃至７０４を介して無線端末１０から無線信号を受信している場合、無線中継装置２０と無線基地局３０との間で用いられる無線周波数と、無線中継装置２０と無線端末１０との間で用いられる無線周波数とが、同じ周波数帯域を使用していれば、第２無線機２１２により受信される無線信号は、特に上りスロット７０３において、第１無線機２１１により送信される無線信号からの干渉の影響を受け、誤り特性が劣化する。また、ここで、無線中継装置２０と無線基地局３０との間で用いられる無線周波数と、無線中継装置２０と無線端末１０との間で用いられる無線周波数とが、異なる周波数帯域を使用している場合であっても、第１無線機２１１により送信される無線信号の第２無線機２１２での受信電力が、無線端末１０により送信される無線信号の第２無線機２１２での受信電力よりも非常に大きければ、第２無線機２１２により受信される無線信号の誤り特性が、受信感度抑圧現象によって劣化するという問題点がある。更に、第２無線機２１２により送信される無線信号の帯域外雑音によって、第１無線機２１１の誤り特性が、劣化するという問題点もある。
【００２０】
反対に、第２無線機２１２が、下りスロット６０１乃至６０４を介して無線端末１０に無線信号を送信する場合は、第１無線機２１１により受信される無線信号は、特に制御スロット８１及び下りスロット５１１及び５１２において、第２無線機２１１により送信される無線信号からの干渉の影響を受け、誤り特性が劣化するという問題点がある。
【００２１】
また、後者、すなわち、図１７に示す無線通信システムでは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＰＨＳ無線基地局２０ｂが隣接している場合、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ下りスロット６０ａ１乃至６０ａ４を介して無線信号をＰＨＳ無線端末１０ｂ１に送信する間に、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ１を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１から無線信号を受信すると、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１からの無線信号が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａのＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ１において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂにより送信された無線信号からの干渉の影響を受けるという問題点がある。また、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２０ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット５０ａ１乃至５０ａ３を介して無線信号をＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１に送信する間に、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ上りスロット７０ａ１乃至７０ａ４を介してＰＨＳ無線端末１０ｂ１から無線信号を受信すると、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１からの無線信号が、ＰＨＳ無線基地局２０ｂのＰＨＳ上りスロット７０ａ１乃至７０ａ４において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａにより送信された無線信号からの干渉の影響を受けるという問題点がある。
【００２２】
さらに、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１とが隣接して存在する場合、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１が、無線信号をＰＨＳ上りスロット７０ａ１乃至７０ａ４を介してＰＨＳ無線基地局２０ｂに送信する間に、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット５０ａ１乃至５０ａ３を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａからの無線信号を受信すると、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１により受信された無線信号が、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１により送信された無線信号による干渉の影響を受けるという問題点がある。ここで、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ１を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａに無線信号を送信する間に、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１が、ＰＨＳ下りスロット６０ａ１乃至６０ａ４を介してＰＨＳ無線基地局２０ｂにより送信された無線信号を受信すると、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１により受信された無線信号が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１により送信された無線信号による干渉の影響を受けるという問題点がある。
【００２３】
ＰＨＳ無線通信システムとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システムとでは、使用する無線周波数帯域が異なっているが、無線端末同士及び無線基地局同士の距離が小さい場合、それぞれの無線通信システムにおける帯域外雑音によって相互に干渉を起こしあう可能性があるという問題点がある。
【００２４】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、無線中継装置と無線基地局との間の無線通信、及び無線中継装置と無線端末との間の無線通信において、相互干渉を小さくするように無線フレームを構成することが可能な無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ＰＨＳ無線端末とＰＨＳ無線基地局との間の無線通信、及びＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局との間の無線通信において、相互干渉を小さくするように無線フレームを構成することが可能な無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法は、時分割多重方式の無線フレームを用いて無線通信を行うものであって、時分割多重方式の無線フレームを用いて無線信号の送受信を行う第１の無線手段及び第２の無線手段と、前記第１の無線手段において用いられる無線フレームの構成を示す第１の関数を計算する第１の関数計算手段と、  前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を示す第２の関数を計算する第２の関数計算手段と、前記第１の関数と前記第２の関数との間の相関関係を示す相関関数を計算する相関関数計算手段と、前記相関関数に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定手段とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、無線フレーム構成決定手段が、第１の無線手段及び第２の無線手段で用いられる無線フレームの構成に基づいて相関関数計算手段により計算された相関関数に応じて無線フレームの構成を決定するため、第１の無線手段と第２の無線手段との間の干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００２７】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、前記第１の関数を、前記第１の無線手段において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて、所定の値を取るものとし、前記第２の関数を、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて、所定の値を取るものとし、前記相関関数を、前記第１の関数と前記第２の関数との間の時間的な相関関係を示すものとし、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成の最適化が、前記相関関数の値に応じて、該無線フレームのタイミングを遅らせることによって行われることが好ましい。
【００２８】
この場合、無線フレーム構成決定手段が、上述の相関関数に応じて、無線フレームのタイミングを遅らせることによって、無線フレームの構成を決定するため、第１の無線手段及び第２の無線手段で用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当のみに基づいて容易に第１の無線手段と第２の無線手段との間の相互干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００２９】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、前記第２の無線手段が、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を送信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択し、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を受信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択することが好ましい。
【００３０】
この場合、前記第２の無線手段が、無線信号を送受信するタイムスロットを、第１の無線手段で無線信号を送受信するタイミングに応じて選択するため、第１の無線手段と第２の無線手段との間の相互干渉の影響をより軽減させることが可能となる。
【００３１】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、無線中継装置が、無線端末と無線基地局との間で無線信号の中継を行い、無線中継装置が、第１の無線手段と、第２の無線手段と、第１の関数計算手段と、第２の関数計算手段と、相関関数計算手段と、無線フレーム構成決定手段とを具備することが好ましい。
【００３２】
この場合、無線フレーム構成決定手段が、無線中継装置に設けられているため、無線中継装置と無線端末との間で第２の無線手段を介して送受信される無線信号が、無線中継装置と無線基地局との間で第１の無線手段を介して送受信される無線信号からの干渉の影響を軽減させることができる。
【００３３】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、第１の無線端末と第１の無線基地局とが無線通信を行い、第２の無線端末と第２の無線基地局とが無線通信を行い、第１の無線基地局が、第１の無線手段と、第１の関数計算手段とを具備し、第２の無線基地局が、第２の無線手段と、第２の関数計算手段と、相関関数計算手段と、無線フレーム構成決定手段とを具備することが好ましい。
【００３４】
この場合、無線フレーム構成決定手段が、第２の無線基地局に設けられているため、第２の無線基地局と第２の無線端末との間で第２の無線手段を介して送受信される無線信号が、第１の無線基地局と第１の無線端末との間で第１の無線手段を介して送受信される無線信号からの干渉の影響を軽減させることができる。したがって、例えば、第１の無線基地局と第１の無線端末との間の無線通信が、ＰＨＳ方式で行われ、第２の無線基地局と第２の無線端末との間の無線通信がＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式で行われている場合に、それぞれの無線通信において、相互干渉の影響を軽減することが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（実施形態に係る無線通信システムの構成）
本発明の実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。
【００３６】
同図に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、無線端末１０１乃至１０ｎと、無線中継装置２０と、無線基地局３０とによって構成されており、無線中継装置２０と無線基地局３０との間の通信にＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式を用いて、無線中継装置２０と無線端末１０１乃至１０ｎとの間の通信にＰＨＳ方式を用いるものである。
【００３７】
無線中継装置２０は、具体的には、第１無線機２１１と、第２無線機２１２と、関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１と、関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２と、時間相関関数計算部２２３と、無線フレーム決定部２２４とを有する。関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１と関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２と時間相関関数計算部２２３と無線フレーム決定部２２４とが、制御部２２を構成する。
【００３８】
第１無線機２１１は、関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１に接続されており、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネル（時分割多重方式の無線フレーム）を介して無線基地局３０との間で無線通信を行う第１の無線手段である。また、第１無線機２１１は、受信した無線基地局３０からの制御信号に示されている無線基地局３０の無線フレームの構成を認識し、認識した無線フレームと同じ構成で、無線基地局３０との無線通信用の無線フレームを構成するものである。
【００３９】
第２無線機２１２は、関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２と無線フレーム決定部２２４とに接続されており、ＰＨＳ方式の無線チャネル（時分割多重方式の無線フレーム）を介して無線端末１０との間で無線通信を行う第２の無線手段である。
【００４０】
関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１は、第１無線機２１１と時間相関関数計算部２２３とに接続されており、第１無線機２１１により認識された無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成、ずなわち、第１無線機２１１において用いられる無線フレームの構成に基づいて、以下に述べる関数Ｆ１（ｔ）を決定する第１の関数計算手段である。
【００４１】
関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２は、第２無線機２１２と時間相関関数計算部２２３とに接続されており、第２無線機２１２と無線端末１０との間で用いられることが可能な無線フレームの構成に基づいて、以下に述べる関数Ｆ２（ｔ）を決定する第２の関数計算手段である。
【００４２】
時間相関関数計算部２２３は、関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１と関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２と無線フレーム決定部２２４とに接続されており、関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１により決定された関数Ｆ１（ｔ）と、関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２により決定された関数Ｆ２（ｔ）とに基づいて、関数Ｆ１（ｔ）と関数Ｆ２（ｔ）との間の時間的な相関関係を示す時間相関関数∫Ｆ１（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔを計算し、この時間相関関数の値に応じたτの値を計算する相関関数計算手段である。
【００４３】
無線フレーム決定部２２４は、第２無線機２１２と時間相関関数計算部２２３とに接続されており、時間相関関数計算部２２３により計算されたτの値に応じて、第２無線機２１２と無線端末１０との間の無線通信で用いられる無線フレームの構成を最適化することによって、第２無線機２１２において用いられる無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定手段である。
【００４４】
（本実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線フレームの構成を決定する方法）
上記構成を有する無線通信システムにおいて、無線中継装置２０と無線端末１０との間の無線通信用の無線フレーム構成を決定する方法は、以下の手順により実施することができる。図２は、無線中継装置２０が、無線基地局３０との無線通信による干渉の影響を受けないように、無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成を決定する動作を示すフローチャートである。
【００４５】
図２において、無線中継装置２０が、起動時に無線基地局３０を検索する場合や、無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成の変更を検出した場合等に、本動作が開始される（ステップＡ０）。ステップＡ１において、無線中継装置２０の第１無線機２１１が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネルを介して無線基地局３０からの制御信号を受信し、この制御信号で示されている無線基地局３０の無線フレーム構成を認識する。
【００４６】
図３（ａ）に、ステップＡ１において無線中継装置２０の第１無線機２１１により認識された無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）における無線基地局３０側の無線フレームの構成を示す。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、無線フレームは、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式に基づく構成をとっており、無線基地局３０と無線中継装置２０との間で使用可能である無線タイムスロットは、１無線フレーム構成あたり１５タイムスロットである。それぞれのタイムスロットは、ＩＭＴ第１タイムスロット、ＩＭＴ第２タイムスロット、…、ＩＭＴ第１５タイムスロットと呼ばれる。それぞれのタイムスロットは、上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）、下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）、未使用タイムスロットのいずれかに設定される。ここで、無線フレーム長時間は、Ｔｆ１である。図３（ａ）において、４０１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５０１乃至５０３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下りスロット）であり、８０は、無線基地局３０から無線中継装置２０への制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【００４７】
ステップＡ２において、無線機中継装置２０の第１無線機２１１は、認識した無線基地局３０の無線フレーム（図３（ａ））と同じ構成で、無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム構成を決定する。
【００４８】
図３（ｂ）に、ステップＡ２において構成された無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）における無線中継装置２０側の無線フレームの構成を示す。図３の（ｂ）において、４１１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５１１乃至５１３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８１は、無線基地局３０から無線中継装置２０への制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【００４９】
ステップＡ３において、無線中継装置２０の関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１は、上述の無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム構成（図３（ｂ））に基づいて、関数Ｆ１（ｔ）を決定する。関数Ｆ１（ｔ）は、以下の通り、第１無線機２１１において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取る第１の関数である。
【００５０】
（ｉ）ＩＭＴ第ｉスロットが、上りスロットである場合、
Ｆ１（ｔ）＝  ａｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ１／Ｎ１  ＜＝  ｔ  ＜  ｉ×Ｔｆ１／Ｎ１]
（ii）ＩＭＴ第ｉスロットが、下りスロットである場合、
Ｆ１（ｔ）＝  −ａｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ１／Ｎ１  ＜＝  ｔ  ＜  ｉ×Ｔｆ１／Ｎ１]
（iii）ＩＭＴ第ｉスロットが、未使用である場合、
Ｆ１（ｔ）＝  ０
[（ｉ−１）×Ｔｆ１／Ｎ１  ＜＝  ｔ  ＜  ｉ×Ｔｆ１／Ｎ１]
また、関数Ｆ１（ｔ）は、以下の式も満たす。
【００５１】
Ｆ１（ｔ）＝  Ｆ１（ｔ−Ｔｆ１）
ここで、Ｔｆ１は、無線フレーム長時間を示し、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、１０ｍｓである。また、Ｎ１は、１無線フレーム当たりのスロット数であり、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、１５である。ａｉは、ＩＭＴ第ｉスロットで送受信される信号の種類によって決定される値である。
【００５２】
図４に、ステップＡ３において無線中継装置２０の関数Ｆ１（ｔ）決定部２２１により決定された関数Ｆ１（ｔ）を示す。ここで、ａｉ＝１とする。
【００５３】
ステップＡ４において、無線中継装置２０の関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２が、無線中継装置２０の第２無線機２１２と無線端末１０との間で用いられることが可能な無線フレームの構成から関数Ｆ２（ｔ）を決定する。
【００５４】
図５に、無線端末１０と無線中継装置２０の第２無線機２１２との間の無線通信（ＰＨＳ方式）で用いることが可能な無線フレームの構成を示す。ＰＨＳ方式では、無線フレームは、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式に基づく構成をとっており、無線端末１０と無線中継装置２０との間で使用可能である無線タイムスロットは、１無線フレーム構成あたり８タイムスロットである。それぞれのタイムスロットは、ＰＨＳ第１タイムスロット、ＰＨＳ第２タイムスロット、…、ＰＨＳ第８タイムスロットと呼ばれる。ＰＨＳ第１タイムスロット乃至ＰＨＳ第４タイムスロットが下りスロット用に、ＰＨＳ第５タイムスロット乃至ＰＨＳ第８タイムスロットが上りスロット用に割り当てられる。図５において、６０１（６１１）乃至６０４（６１４）は、無線中継装置２０から無線端末１０への下りスロットであり、７０１（７１１）乃至７０４（７１４）は、無線端末１０から無線中継装置２０への上りスロットである。
【００５５】
関数Ｆ２（ｔ）は、以下の通り、第２無線機２１１において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取る第２の関数である。
【００５６】
（ｉ）ＰＨＳ第ｉスロットが、上りスロットである場合、
Ｆ２（ｔ）＝  ｂｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ２／Ｎ２  ＜＝  ｔ  ＜  ｉ×Ｔｆ２／Ｎ２]
（ii）ＰＨＳ第ｉスロットが、下りスロットである場合、
Ｆ２（ｔ）＝  −ｂｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ２／Ｎ２  ＜＝  ｔ  ＜  ｉ×Ｔｆ２／Ｎ２]
（iii）ＰＨＳ第ｉスロットが、未使用である場合、
Ｆ２（ｔ）＝  ０
[（ｉ−１）×Ｔｆ２／Ｎ２  ＜＝  ｔ  ＜  ｉ×Ｔｆ２／Ｎ２]
また、関数Ｆ２（ｔ）は、以下の式も満たす。
【００５７】
Ｆ２（ｔ）＝  Ｆ２（ｔ−Ｔｆ２）
ここで、Ｔｆ２は、無線フレーム長時間を示し、ＰＨＳ方式では、５ｍｓである。また、Ｎ２は、１無線フレーム当たりのスロット数であり、ＰＨＳ方式では、８である。ｂｉは、ＰＨＳ第ｉスロットで送受信される信号の種類によって決定される値である。
【００５８】
図６に、ステップＡ４において無線中継装置２０の関数Ｆ２（ｔ）決定部２２２により決定された関数Ｆ２（ｔ）を示す。ここで、ｂｉ＝１とする。
【００５９】
ステップＡ５において、無線中継装置２０の時間相関関数計算部２２３は、関数Ｆ１（ｔ）と関数Ｆ２（ｔ）とに基づいて、時間相関関数∫Ｆ１（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔを計算する。
【００６０】
本実施形態に係る無線通信システムでは、無線中継装置２０の第１無線機２１１が、上りスロット４１１を介して無線基地局３０に無線信号を送信している間に、無線中継装置２０の第２無線機２１２が、下りスロット６０１乃至６０４を介して無線端末１０に無線信号を送信する場合で、かつ、無線中継装置２０の第１無線機２１１が、下りスロット５１１乃至５１３を介して無線基地局３０から無線信号を受信している間に、無線中継装置２０の第２無線機２１２が、上りスロット７０１乃至７０４を介して無線端末１０から無線信号を受信する場合に、無線中継装置２０の第１無線機２１１と無線中継装置２０の第２無線機２１２との間で相互干渉の影響が最も小さい。
【００６１】
したがって、無線中継装置２０の時間相関関数計算部２２３は、上述の時間相関関数の値が最小となるτの値を求める。積分範囲は、０からＴとする。Ｔは、Ｔｆ１及びＴｆ２が、任意の時間Ｔ０と任意の整数Ｍ，Ｎを用いて、Ｔｆ１＝Ｍ×Ｔ０、Ｔｆ２＝Ｎ×Ｔ０と表すことができる場合、Ｔ＝Ｋ×Ｔ０と表すことができる。Ｋは、ＭとＮの最小公倍数である。もし、Ｔｆ１及びＴｆ２を上述のように表すことができない場合、Ｔは、Ｔｆ１及びＴｆ２と比較して十分大きな値となる。
【００６２】
図７に、Ｆ１（ｔ）及びＦ２（ｔ）から計算した時間相関関数∫Ｆ１（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔを示す。図７から最小値となるτの値は、３.４ｍｓ乃至３.９ｍｓとなる。
【００６３】
ステップＡ６において、無線中継装置２０の無線フレーム決定部２２４が、図５に示す無線中継装置２０の第２無線機２１２と無線端末１０との間で用いることが可能な無線フレームの送受信タイミングを、時間τだけ遅延させることによって最適化を行い、無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成を決定する。
【００６４】
図８に、ステップＡ２において構成された無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成（ａ）と、ステップＡ６において決定された無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）とを示す。無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）は、無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成（ａ）と比較して、３.４ｍｓだけ遅延したものとなっている。
【００６５】
ステップＡ７において、無線中継装置２０の第２無線機２１２が、決定された無線端末１０１乃至１０ｎとの無線通信用の無線フレームの構成を、下りスロット６０１乃至６０４を介した制御信号で無線端末１０１乃至１０ｎに伝える。このとき、無線中継装置２０の第２無線機２１２は、制御信号を無線端末１０１乃至１０ｎに送信するために、下りスロット６０１乃至６０４のうち、無線基地局３０からの無線信号を受信する下りスロット５１１乃至５１３と送受信タイミングが重複しないものであって、下りスロット６０１乃至６０４と対になる上りスロット７０１乃至７０４が、無線基地局３０に無線信号を送信する上りスロット４１１と送受信タイミングが重複しないものを優先的に選択する。ＰＨＳ方式では、下りスロットＰＨＳ第ｉスロットと対になる上りスロットは、ＰＨＳ第（ｉ＋４）スロットである。言い換えると、無線中継装置２０の第２無線機２１２は、決定された無線端末１０１乃至１０ｎとの無線通信用の無線フレーム内の下りスロット６０１乃至６０４のうち、無線信号を送信するタイムスロットとして、第１無線機２１１が無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択し、無線中継装置２０の第２無線機２１２は、決定された無線端末１０１乃至１０ｎとの無線通信用の無線フレーム内の上りスロット７０１乃至７０４のうち、無線信号を受信するタイムスロットとして、第１無線機２１１が無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択する。
【００６６】
ステップＡ８において、無線端末１０１乃至１０ｎは、無線中継装置２０からの制御信号を受信し、その制御信号に応じて、無線中継装置２０側の無線フレームと同じ無線フレームを構成して、無線中継装置２０との無線通信用の無線フレームとする。
【００６７】
無線端末１０１乃至１０ｎは、発信又は着信を行う場合、上りスロット７１１乃至７１４を介してＬＣＨ確立要求信号を無線中継装置２０に送信する。ここで、ＬＣＨ確立要求信号が送信される上りスロットは、無線中継装置２０により制御信号が送信される下りスロット６１１乃至６１４と対になる上りスロットである。無線中継装置２０の第２無線機２１２は、ＬＣＨ確立要求信号に応じて、無線端末１０１乃至１０ｎと無線通信を行うために、対となる下りスロット及び上りスロットを決定し、ＬＣＨ割当信号で無線端末１０１乃至１０ｎに送信する。このとき、無線中継装置２０の第２無線機２１２は、無線端末１０１乃至１０ｎと無線通信を行うためのタイムスロットとして、第１無線機２１１により無線基地局３０から無線信号を受信する下りスロット５１１乃至５１３と送受信タイミングが重複しないものであって、下りスロット６０１乃至６０４と対になる上りスロット７０１乃至７０４が、第１無線機２１１により無線基地局３０に無線信号を送信する上りスロット４１１と送受信タイミングが重複しないものを優先的に選択する。
【００６８】
（実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法の作用・効果）
本実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、無線フレーム決定部２２４が、無線基地局３０と第１無線機２１１との間で用いられる無線フレーム（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネル）の構成及び無線端末１０１乃至１０ｎと第２無線機２１２との間で用いることが可能な無線フレーム（ＰＨＳ方式の無線チャネル）の構成に基づいて時間相関関数計算部２２３により計算された時間相関関数∫Ｆ１（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔに応じて、無線端末１０１乃至１０ｎと第２無線機２１２との間で用いられる無線フレーム（ＰＨＳ方式の無線チャネル）の構成を決定するため、第１無線機２１１と第２無線機２１２との間の干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、無線フレーム決定部２２４が、上述の相関関数∫Ｆ１（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔを最小にするτに応じて、無線フレームのタイミングを遅らせることによって、無線フレームの構成を決定するため、第１無線機２１１及び第２無線機２１２で用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当のみに基づいて容易に第１無線機２１１と第２無線機２１２との間の相互干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００７０】
さらに、本実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、第２無線機２１２が、無線信号を送受信するタイムスロットを、第１無線機２１１で無線信号を送受信するタイミングに応じて選択するため、第１無線機２１１と第２無線機２１２との間の相互干渉の影響をより軽減させることが可能となる。
【００７１】
（変更例１に係る無線通信システム）
本発明の変更例１について図９を参照しながら説明する。図９は、本変更例に係る無線通信システムを示す概略構成図である。
【００７２】
本変更例に係る無線通信システムは、ＰＨＳ無線通信システム（ＰＨＳ無線端末１０ｂ１、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ、ＰＨＳネットワーク）とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システム（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤネットワーク）とが混在するものである。本変更例に係る無線通信システムは、図９に示すように、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ（第２の無線基地局）と、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１（第２の無線端末）と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ（第１の無線基地局）と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１（第１の無線端末）とによって構成されている。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１及びＰＨＳ無線端末１０ｂ１は、複数存在していてもよい。
【００７３】
ＰＨＳ無線基地局２０ｂは、無線機２１ｂと制御部２２ｂとによって構成されており、無線機２１ｂによって、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間でＰＨＳ方式の無線チャネルを介して無線通信を行う第２の無線基地局である。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａは、無線機２１ａと制御部２２ａとによって構成されており、無線機２１ａ（第１の無線手段）によって、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間でＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネルを介して無線通信を行う第１の無線基地局である。
【００７４】
ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システムでは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間で、上下非対称通信が可能であり、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａが、上りスロットと下りスロットを自由に設定することができる。
【００７５】
制御部２２ａ及び制御部２２ｂは、上述の実施形態において説明した制御部２２と同じ機能を有するもの、すなわち、関数Ｆ１（ｔ）決定部（第１の関数計算手段）と関数Ｆ２（ｔ）決定部（第１の関数計算手段）と時間相関関数計算部（相関関数計算手段）と無線フレーム決定部（無線フレーム構成決定手段）とを有するものである。制御部２２ａ及び制御部２２ｂは、有線又は無線の通信線によって相互に接続されている。
【００７６】
図１０に、本変更例に係る無線通信システムにおいて、ＰＨＳ無線基地局２０ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信による干渉の影響を受けないように、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１との無線通信用の無線フレームの構成を決定する方法を示す。
【００７７】
図１０において、本方法は、ステップＢ０において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの起動時や、ＰＨＳ無線基地局２０ｂによってＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信用の無線フレームの構成の変更が検出された場合に開始される。
【００７８】
ステップＢ１において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信に用いられる無線フレームの構成に係る情報を獲得する。この情報を獲得する方法としては、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの制御部２２ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの制御部２２ａから有線又は無線の通信線を介してこの情報を獲得する方法と、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａからＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１に常時送信されている制御信号を受信し、この制御信号に含まれている無線フレーム構成からこの情報を獲得する方法が考えられる。
【００７９】
ステップＢ２において、上述の実施形態のステップＡ３と同じ方法で、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの関数Ｆ１（ｔ）決定部が、上述のＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成に基づいて、関数Ｆ１（ｔ）を決定する。
【００８０】
ステップＢ３において、上述の実施形態のステップＡ４と同じ方法で、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの関数Ｆ２（ｔ）決定部が、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間で用いることが可能な無線フレームの構成から関数Ｆ２（ｔ）を決定する。
【００８１】
ステップＢ４において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの時間相関関数計算部が、関数Ｆ１（ｔ）と関数Ｆ２（ｔ）とに基づいて、時間相関関数∫Ｆ１（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔを計算する。
【００８２】
本変更例に係る無線通信システムでは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット５０ａ１乃至５０３を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１に無線信号を送信している間に、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ下りスロット６０ａ１乃至６０ａ４を介してＰＨＳ無線端末１０ｂ１に無線信号を送信する場合で、かつ、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ１を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１から無線信号を受信している間に、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ上りスロット７０１乃至７０４を介してＰＨＳ無線端末１０ｂ１から無線信号を受信する場合に、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１の無線機２１ａとＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂとの間で相互干渉の影響が最も小さい。
【００８３】
したがって、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの時間相関関数計算部が、この時間相関関数の値が最大となるτの値を求める。図７から、このτは、１ｍｓが適当であることが分かる。
【００８４】
ステップＢ５において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線フレーム決定部が、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間で用いることが可能な無線フレームの構成を、時間τだけ遅延させることによって、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１との無線通信用の無線フレームの構成を最適化する。
【００８５】
図１１に、上述のＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成（ａ）と、ステップＢ５において決定されたＰＨＳ無線端末１０ｂ１との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）とを示す。ＰＨＳ無線端末１０ｂ１との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）は、上述のＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成（ａ）と比較して、１ｍｓだけ遅延したものとなっている。
【００８６】
ステップＢ６において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ａが、決定されたＰＨＳ無線端末１０ｂ１との無線通信用の無線フレームの構成を、ＰＨＳ下りスロット６０ａ１乃至６０ａ４を介した制御信号でＰＨＳ無線端末１０ｂ１に送信する。
【００８７】
ステップＢ７において、ＰＨＳ無線端末１０ｂ１が、この無線フレームと同じ構成の無線フレームを構成する。
【００８８】
（変更例２に係る無線通信システム）
本発明の変更例２に係る無線通信システムの構成は、図９に示す本発明の変更例１に係る無線通信システムの構成と同じである。
【００８９】
本変更例に係る無線通信システムは、ＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信に用いられている無線フレーム構成を用いて、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間の無線通信用の無線フレームを構成するものである。
【００９０】
図１２に、本変更例に係る無線通信システムにおいて、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ（第２の無線基地局）が、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ（第１の無線基地局）とＰＨＳ無線端末１０ｂ１（第１の無線端末）との間の無線通信による干渉の影響を受けないように、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１（第２の無線端末）との無線通信用の無線フレームの構成を決定する方法を示す。
【００９１】
ステップＣ１において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａが、ＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成に係る情報を獲得する。この情報を獲得する方法としては、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの制御部２２ａが、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの制御部２２ｂから有線又は無線の通信線を介してこの情報を獲得する方法と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂからＰＨＳ無線端末１０ｂ１に常時送信されている制御信号を受信し、この制御信号に含まれている無線フレーム構成からこの情報を獲得する方法が考えられる。
【００９２】
ステップＣ２において、上述の実施形態のステップＡ４と同じ方法で、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの関数Ｆ２（ｔ）決定部が、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成に基づいて、関数Ｆ２（ｔ）を決定する。
【００９３】
ステップＣ３において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの関数Ｆ１（ｔ）決定部が、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システムにおいて必要な上りスロット数及び下りスロット数等の条件から、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との間で用いることが可能な全ての理論無線フレーム構成ｆｋ｛ｋ＝１…ｎ｝を決定する。この理論無線フレーム構成ｆｋ｛ｋ＝１…ｎ｝を決定するための条件には、スロットの連続性、送信電力制御や送信ダイバーシティ等によるものも含まれる。
【００９４】
ステップＣ４において、上述の実施形態のステップＡ３と同じ方法で、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの関数Ｆ１（ｔ）決定部が、上述の理論無線フレーム構成ｆｋ｛ｋ＝１…ｎ｝の各々に基づいて、関数Ｆ１ｋ（ｔ）を決定する。
【００９５】
ステップＣ５及びＣ６において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの時間相関関数計算部が、全ての関数Ｆ１ｋ（ｔ）と関数Ｆ２（ｔ）との組み合わせに基づいて、時間相関関数∫Ｆ１ｋ（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔを計算し、この時間相関関数の最大値Ｃｋと、そのときのτの値τｋとを求める。
【００９６】
ステップＣ７において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの時間相関関数計算部が、Ｃｋを最大にする組み合わせｆｍａｘとτｍａｘを決定する。
【００９７】
ステップＣ８において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線フレーム決定部が、理論無線フレーム構成ｆｍａｘを、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信に用いられる無線フレームから時間τｍａｘだけ遅延させることによって、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との無線通信用の無線フレームの構成を決定する。すなわち、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａは、理論無線フレーム構成ｆｍａｘを、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信に用いられる無線フレームから、時間τｍａｘだけ遅延させてＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１に送信する。
【００９８】
図１３に、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ１との間の無線通信に用いられている無線フレーム構成（ａ）と、ステップＣ８において決定されたＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ１との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）とを示す。ここで、τｍａｘは０である。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、無線フレーム決定部２２４が、第１無線機２１１で用いられる無線フレームの構成及び第２無線機２１２で用いることが可能な無線フレームの構成に基づいて時間相関関数計算部２２３により計算された時間相関関数∫Ｆ１（ｔ）×Ｆ２（ｔ−τ）ｄｔに応じて、第２無線機２１２で用いられる無線フレームの構成を決定するため、第１無線機２１１と第２無線機２１２との間の干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線端末との無線通信用の無線フレーム構成を決定する動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線中継装置と無線基地局との間で用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける関数ｆ１（ｔ）を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線中継装置と無線端末との間で用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける関数ｆ２（ｔ）を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける時間相関関数を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて決定された無線中継装置と無線端末との間の無線通信用の無線フレーム構成を示す図である。
【図９】本発明の一変更例に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１０】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて、ＰＨＳ無線端末とＰＨＳ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を決定する動作を示すフローチャート図である。
【図１１】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて決定されたＰＨＳ無線端末とＰＨＳ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を示す図である。
【図１２】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を決定する動作を示すフローチャート図である。
【図１３】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて決定されたＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を示す図である。
【図１４】従来技術に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１５】従来技術に係る無線通信システムにおいて用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【図１６】従来技術に係る無線通信システムにおいて、無線通信用の無線フレームを構成する動作を示すタイムチャート図である。
【図１７】従来技術に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１８】従来技術に係る無線通信システムにおいて用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０１、１０２、１０３…無線端末
１０ａ１…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末
１０ｂ１…ＰＨＳ無線端末
２０…無線中継装置
２０ａ…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局
２０ｂ…ＰＨＳ無線基地局
２１ａ、２１ｂ…無線機
２１１…第１無線機
２１２…第２無線機
２２、２２ａ、２２ｂ…制御部
２２１…関数ｆ１（ｔ）決定部
２２２…関数ｆ２（ｔ）決定部
２２３…時間相関関数計算部
２２４…無線フレーム決定部
３０…無線基地局
４０１、４０ａ１、４１１…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット
５０１、５０２、５０３、５１１、５１２、５１３、５０ａ１、５０ａ２、５０ａ３…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット
６０１、６０２、６０３、６０４、６１１、６１２、６１３、６１４、６０ａ１、６０ａ２、６０ａ３、６０ａ４…ＰＨＳ下りスロット
７０１、７０２、７０３、７０４、７１１、７１２、７１３、７１４、７０ａ１、７０ａ２、７０ａ３、７０ａ４…ＰＨＳ上りスロット
８０、８１、８０ａ…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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