JP5342294B2

JP5342294B2 - 無線中継局及び無線中継方法

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Publication number: JP5342294B2
Application number: JP2009077749A
Authority: JP
Inventors: 貴康蜷川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: CN102362446A; KR101325404B1; CN102362446B; US20120020239A1; US8855041B2; JP2010232921A; WO2010110453A1; KR20110122756A

Description

本発明は、無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局及び無線中継方法に関する。

従来、無線基地局からの信号が届きにくい屋内などにおいても無線端末と無線基地局との通信を可能にするために、無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

このような無線中継局は、無線基地局と信号（以下、第１信号）を送受信する第１送受信部と、無線端末と信号（以下、第２信号）を送受信する第２送受信部とを有する。

特開２００８−６７３８６号公報（[要約]など）

しかしながら、無線中継局において、第１信号の周波数帯（以下、第１周波数帯）と、第２信号の周波数帯（以下、第２周波数帯）とが例えば隣接する場合、第２送受信部からの第２信号が干渉信号として第１送受信部によって受信され、第１送受信部からの第１信号が干渉信号として第２送受信部によって受信される。

この結果、第１送受信部及び第２送受信部が互いに干渉の影響を受けるという問題があった。

そこで、本発明は、無線基地局における第１送受信部と第２送受信部とが互いに受ける干渉の影響を低減できる無線中継局及び無線中継方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、無線基地局（無線基地局ＢＳ）と無線端末（無線端末ＭＳ）との間の通信を中継する無線中継局（無線中継局１０Ａ）であって、第１周波数帯（ドナー側周波数帯Ｂ１）が用いられる第１信号（ドナー側信号ＲＳ１）を前記無線基地局と送受信する第１送受信部（ドナー側送受信部１００）と、第２周波数帯（サービス側周波数帯Ｂ２）が用いられる第２信号（サービス側信号ＲＳ２）を前記無線端末と送受信する第２送受信部（サービス側送受信部２００）と、前記第１送受信部及び前記第２送受信部を制御する制御部（制御部５００）とを備え、前記第２送受信部は、前記第２周波数帯をシフトする周波数シフト部（周波数シフト部２２３）を有し、前記第１送受信部は、前記第２送受信部から前記第２信号を受信した際に、前記第１周波数帯における前記第２信号の信号レベルを測定し、前記制御部は、前記第１送受信部によって測定された前記信号レベルが低下するように、前記周波数シフト部における前記第２周波数帯のシフト量を調整することを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１送受信部は、前記第１送受信部が前記無線基地局に接続した後、且つ、前記無線端末が前記第２送受信部に接続する前において、前記第２送受信部から前記第２信号を受信することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記制御部は、前記シフト量を変化させつつ前記信号レベルを前記第１送受信部に複数回測定させ、複数回の測定のうち最も低い前記信号レベルが測定された際の前記シフト量を、前記周波数シフト部に設定する前記シフト量として決定することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３の何れかの特徴に係り、前記第１信号は、互いに直交する複数の第１サブキャリアを用いて構成され、前記第２信号は、互いに直交する複数の第２サブキャリアを用いて構成され、前記制御部は、前記第２サブキャリアが前記第１サブキャリアに直交するように、前記シフト量を調整することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記第１送受信部は、フーリエ変換により、前記第１信号を前記第１サブキャリアに変換するフーリエ変換部（ＦＦＴ処理部１１２）と、前記第２信号の前記信号レベルを測定する信号レベル測定部（信号レベル測定部１１３）とを備え、前記信号レベル測定部は、前記フーリエ変換部による前記フーリエ変換後の前記第２信号の前記信号レベルを測定することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、無線基地局（無線基地局ＢＳ）と無線端末（無線端末ＭＳ）との間の通信を中継する無線中継局（無線中継局１０Ａ又は無線中継局１０Ｂ）であって、第１周波数帯（ドナー側周波数帯Ｂ１）が用いられる第１信号（ドナー側信号ＲＳ１）を前記無線基地局と送受信し、第２周波数帯（サービス側周波数帯Ｂ２）が用いられる第２信号（サービス側信号ＲＳ２）を前記無線端末と送受信する送受信部（送受信部３００）を備え、前記送受信部は、前記第１信号と直交する前記第２信号を前記無線端末と送受信することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記第１信号は、互いに直交する複数の第１サブキャリアを用いて構成され、前記第２信号は、互いに直交する複数の第２サブキャリアを用いて構成され、前記送受信部は、前記第１サブキャリアと直交する前記第２サブキャリアを用いて構成される前記第２信号を前記無線端末と送受信することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記送受信部は、逆フーリエ変換により、前記第１サブキャリアを前記第１信号に変換するとともに、前記第２サブキャリアを前記第２信号に変換する逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ処理部３１１）と、フーリエ変換により、前記第１信号を前記第１サブキャリアに変換するとともに、前記第２信号を前記第２サブキャリアに変換するフーリエ変換部（ＦＦＴ処理部３１２）とを備えることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第１〜第８の何れの特徴に係り、前記第１送受信部が前記第１信号を受信する時間帯は、前記第２送受信部が前記第２信号を送信する時間帯と重複し、前記第１送受信部が前記第１信号を送信する時間帯は、前記第２送受信部が前記第２信号を受信する時間帯と重複することを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継方法であって、第１周波数帯が用いられる第１信号を第１送受信部が無線基地局と送受信するステップと、第２周波数帯が用いられる第２信号を第２送受信部が前記無線端末と送受信するステップと、前記第１送受信部が、前記第２送受信部から前記第２信号を受信した際に、前記第１周波数帯における前記第２信号の信号レベルを測定するステップと、前記第２送受信部に設けられた周波数シフト部が、前記第２周波数帯をシフトするステップと、前記測定するステップにおいて測定された前記信号レベルが低下するように、前記周波数シフト部における前記第２周波数帯のシフト量を調整するステップとを備えることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継方法であって、第１周波数帯が用いられる第１信号を前記無線基地局と送受信するステップと、第２周波数帯が用いられる第２信号を前記無線端末と送受信するステップとを備え、前記第２信号を送受信するステップでは、前記第１信号と直交する前記第２信号を前記無線端末と送受信することを要旨とする。

本発明によれば、無線基地局における第１送受信部と第２送受信部とが互いに受ける干渉の影響を低減できる無線中継局及び無線中継方法を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。本発明の第１実施形態に係る無線通信システムにおける通信動作の概略を示すタイムチャートである。本発明の第１実施形態に係る無線中継局において発生する干渉の電力状態について説明するための図である。本発明の第１実施形態に係る無線中継局の構成を示すブロック図である。典型的な位相変調信号の周波数スペクトルを示す図である。ＯＦＤＭ方式の周波数スペクトルを示す図である。干渉発生時のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。直交状態のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。本発明の第１実施形態に係る無線中継局の動作例を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る無線中継局の構成を示すブロック図である。本発明の第２実施形態に係る無線中継局の動作を説明するための図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態、第２実施形態、及びその他の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

［第１実施形態］
第１実施形態においては、（１）無線通信システムの概要、（２）無線中継局の構成、（３）干渉低減処理、（４）無線中継局の動作フローについて説明する。

（１）無線通信システムの概要
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１の概略構成図である。

図１に示すように、無線通信システム１は、無線中継局１０Ａ、無線基地局ＢＳ、及び無線端末ＭＳを有する。無線通信システム１は、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく構成を有する。すなわち、無線通信システム１には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）方式、及び時分割複信（ＴＤＤ）方式が採用されている。

ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式（以下、単に「ＯＦＤＭ方式」と称する）は、送信データを互いに直交する複数のサブキャリアに分散して各サブキャリアを変調する方式である。具体的には、送信側にて、各サブキャリアを多相ＰＳＫ変調又は多値ＱＡＭ変調した後、各サブキャリアを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）することで、ＯＦＤＭ信号が生成される。これに対して受信側では、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することで復調を行う。

ＴＤＤ方式は、１つの通信フレーム内においてアップリンク（以下、ＵＬ）通信及びダウンリンク（以下、ＤＬ）通信を時分割で実行することにより、双方向通信を実現する。

無線中継局１０Ａは、無線基地局ＢＳと無線端末ＭＳとの間の通信を中継する。これにより、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳの通信エリアの範囲外、あるいは、当該通信エリアの端部に位置していても、無線中継局１０Ａを介して、無線基地局ＢＳとの通信を行うことができる。

無線中継局１０Ａは、ドナー側アンテナＡＮＴ１を介してドナー側信号ＲＳ１（第１信号）を無線基地局ＢＳと送受信するドナー側送受信部１００（第１送受信部）と、サービス側アンテナＡＮＴ２を介してサービス側信号ＲＳ２（第２信号）を無線端末ＭＳと送受信するサービス側送受信部２００（第２送受信部）とを有する。

ドナー側信号ＲＳ１の送受信には、ドナー側周波数帯Ｂ１（第１周波数帯）が用いられる。サービス側信号ＲＳ２の送受信には、ドナー側周波数帯Ｂ１と隣接するサービス側周波数帯Ｂ２（第２周波数帯）が用いられる。

ドナー側送受信部１００は、無線基地局ＢＳとの無線接続を行う。ドナー側送受信部１００は、無線端末ＭＳと同様のレイヤ1/レイヤ2機能を持つ。

サービス側送受信部２００は、無線端末ＭＳとの無線接続を行う。サービス側送受信部２００は、無線基地局ＢＳと同様のレイヤ1/レイヤ2機能を持つ。サービス側送受信部２００は、無線基地局ＢＳと同期してサービス側信号ＲＳ２の送受信を行う。

無線中継局１０Ａは、例えば家庭内に設置される比較的小型のものであり、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００が同一の筐体に収められる。このような場合、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００は、比較的近い距離で無線送受信を行うことになる。

図２は、無線通信システム１における通信動作の概略を示すタイムチャートである。

図２に示すように、ＴＤＤ方式を採用する無線通信システム１においては、ＤＬ通信の時間帯において、ドナー側送受信部１００が無線基地局ＢＳからドナー側信号ＲＳ１を受信（図２中の“Ｒｘ”）し、サービス側送受信部２００がサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳに送信（図２中の“Ｔｘ”）する。

ＵＬ通信の時間帯において、ドナー側送受信部１００がドナー側信号ＲＳ１を無線基地局ＢＳに送信し、サービス側送受信部２００がサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳから受信する。

ドナー側周波数帯Ｂ１及びサービス側周波数帯Ｂ２は隣接しているため、ＤＬ通信の時間帯においてサービス側送受信部２００がドナー側送受信部１００に干渉を与え、ＵＬ通信の時間帯においてドナー側送受信部１００がサービス側送受信部２００に干渉を与える。

図３は、無線中継局１０Ａにおいて発生する干渉の電力状態について説明するための図である。

ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００それぞれについて、送信電力は最大23dBm程度であり、隣接周波数帯域（以下、適宜「隣接チャネル」と称する）への漏洩電力は4〜-4dBm相当である。

したがって、ドナー側送受信部１００からサービス側送受信部２００への干渉信号の受信電力、及び、サービス側送受信部２００からドナー側送受信部１００への干渉信号の受信電力は、-10〜-20dBm程度になる。それに対して、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００が本来受信すべき希望信号の受信電力は、-40〜-80dBm程度になる。

このように、希望信号に対して干渉信号の電力が大きいことが通信品質劣化の一つの原因となる。第１実施形態では、このような干渉の影響を回避するために、サービス側周波数帯Ｂ２のシフト機能を設ける。例えば、サービス側周波数帯Ｂ２のシフトにより、サービス側信号ＲＳ２がドナー側信号ＲＳ１と直交すると、干渉の影響が効果的に低減できる。ただし、必ずしもサービス側信号ＲＳ２がドナー側信号ＲＳ１と直交しなくてもよい。

（２）無線中継局の構成
図４は、無線中継局１０Ａの構成を示すブロック図である。

図４に示すように、無線中継局１０Ａは、ドナー側アンテナＡＮＴ１、ドナー側送受信部１００、制御部１５０、サービス側アンテナＡＮＴ２、サービス側送受信部２００、及び制御部２５０を有する。

制御部１５０は、ドナー側送受信部１００を制御する。制御部２５０は、サービス側送受信部２００を制御する。本実施形態において、制御部１５０及び制御部２５０は、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００を制御する制御部５００を構成する。

ドナー側送受信部１００は、信号処理部１１０及び無線部１２０を有する。信号処理部１１０は、ベースバンド（ＢＢ）帯のドナー側信号ＲＳ１を処理する。無線部１２０は、無線周波数（ＲＦ）帯のドナー側信号ＲＳ１を処理する。

信号処理部１１０は、ＩＦＦＴ処理部１１１、ＦＦＴ処理部１１２、及び信号レベル測定部１１３を有する。無線部１２０は、送信部１２１及び受信部１２２を有する。

制御部１５０からの送信データは、互いに直交する複数の第１サブキャリアに分散され、第１サブキャリア毎に変調が施された後、ＩＦＦＴ処理部１１１によるＩＦＦＴにより、ドナー側信号ＲＳ１に変換される。このようにして得られたドナー側信号ＲＳ１は、送信部１２１において、ＲＦ帯にアップコンバートされ、且つ増幅された後、ドナー側アンテナＡＮＴ１から送出される。

一方、ドナー側アンテナＡＮＴ１が受信したドナー側信号ＲＳ１は、受信部１２２において、ＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートされ、且つ増幅された後、ＦＦＴ処理部１１２によるＦＦＴが施される。ＦＦＴにより、ドナー側信号ＲＳ１は、複数の第１サブキャリアに変換され、且つ第１サブキャリア毎に復調されて、受信データとして制御部１５０に入力される。

第１実施形態においては、ドナー側送受信部１００は、サービス側信号ＲＳ２に対する受信処理も行うことができる。この場合、ドナー側アンテナＡＮＴ１が受信したサービス側信号ＲＳ２は、受信部１２２において、ＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートされ、且つ増幅された後、ＦＦＴ処理部１１２によるＦＦＴが施される。ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２は、信号レベル測定部１１３に入力される。

サービス側送受信部２００は、信号処理部２１０及び無線部２２０を有する。信号処理部２１０は、ＢＢ帯のサービス側信号ＲＳ２を処理する。無線部２２０は、ＲＦ帯のサービス側信号ＲＳ２を処理する。

信号処理部２１０は、ＩＦＦＴ処理部２１１及びＦＦＴ処理部２１２を有する。無線部２２０は、送信部２２１、受信部２２２、及び周波数シフト部２２３を有する。

制御部２５０からの送信データは、互いに直交する複数の第２サブキャリアに分散され、第２サブキャリア毎に変調が施された後、ＩＦＦＴ処理部２１１によるＩＦＦＴにより、サービス側信号ＲＳ２に変換される。このようにして得られたサービス側信号ＲＳ２は、送信部２２１において、ＲＦ帯にアップコンバートされ、且つ増幅された後、サービス側アンテナＡＮＴ２から送出される。

一方、サービス側アンテナＡＮＴ２が受信したサービス側信号ＲＳ２は、受信部２２２において、ＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートされ、且つ増幅された後、ＦＦＴ処理部２１２によるＦＦＴが施される。ＦＦＴにより、サービス側信号ＲＳ２は、複数の第２サブキャリアに変換され、且つ第２サブキャリア毎に復調されて、受信データとして制御部１５０に入力される。

周波数シフト部２２３は、サービス側周波数帯Ｂ２をシフトする。具体的には、周波数シフト部２２３は、サービス側周波数帯Ｂ２の初期値からサービス側周波数帯Ｂ２を上昇又は低下させる。なお、サービス側周波数帯Ｂ２の上限及び下限は予め定められていることから、周波数シフト部２２３は、上限及び下限の範囲内でサービス側周波数帯Ｂ２をシフトする。

信号レベル測定部１１３は、ドナー側送受信部１００がサービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信した際に、ドナー側周波数帯Ｂ１におけるサービス側信号ＲＳ２の信号レベル（つまり、干渉レベル）を測定する。

具体的には、信号レベル測定部１１３がサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する場合、ＦＦＴ処理部２１２は、複数の第１サブキャリアそれぞれの周波数でＦＦＴを実施する。信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。

制御部５００は、信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルが低下するように、周波数シフト部２２３におけるサービス側周波数帯Ｂ２のシフト量を調整する。

なお、周波数シフト部２２３におけるサービス側周波数帯Ｂ２のシフト量を調整する処理は、ドナー側送受信部１００が無線基地局ＢＳとの接続（ネットワークエントリ）が完了したときに行われる。ドナー側送受信部１００は、ドナー側送受信部１００が無線基地局ＢＳに接続した後に、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ここで、本実施形態では、無線端末ＭＳがサービス側送受信部２００に接続する前にサービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する場合について説明するが、無線端末ＭＳがサービス側送受信部２００に接続した後にサービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する場合であってもよい。

制御部５００は、信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルが低下する方向に変更する処理を繰り返し、当該信号レベルが最も小さくなるシフト量を探索する。具体的には、制御部５００は、周波数シフト部２２３におけるシフト量を変化させつつ信号レベルを信号レベル測定部１１３に複数回測定させ、複数回の測定のうち最も低い信号レベルが測定された際のシフト量を、周波数シフト部２２３に設定する最終的なシフト量として決定する。

信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルが小さくなる条件とは、例えば、ドナー側信号ＲＳ１（あるいは第１サブキャリア）及びサービス側信号ＲＳ２（あるいは第２サブキャリア）が直交している状態である。

上記のようなシフト量調整処理により、サービス側送受信部２００は、例えば、ドナー側送受信部１００と直交している周波数で無線端末ＭＳとの無線通信を行うことができる。

（３）干渉低減処理
以下において、図５〜図８を用いて、無線中継局１０Ａにおける干渉低減処理の一例について詳細に説明する。

図５は、典型的な位相変調信号の周波数スペクトルを示す図である。

図５において、中心の矢印で示しているのが、実際の信号成分である。位相変調信号は、実際の信号がある周波数だけでなく、前後に雑音成分が発生する。

ただし、図５に示すように、位相変調信号の雑音成分には、一定周波数ごとに、信号レベルが０となる点（以下、「０点」）が存在する。この０点は、位相変調のシンボル周期に比例している。したがって、同じシンボル周期である信号では、同じ周期で０点が現れる。ＯＦＤＭ方式は、その０点となるところに、信号を重ね合わせて多重伝送を行う方式である。

図６は、ＯＦＤＭ方式の周波数スペクトルを示す図である。

図６に示すように、０点に他の信号を重ねれば(直交させれば)、お互いの信号が干渉することなく伝送を行うことができる。ＯＦＤＭの信号帯域外に漏れる信号雑音についても、一定周波数ごとにレベルが０となる０点が存在する。

図７は、干渉発生時のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。

図７の例において、破線はドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）、実線はサービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）を示す。

通常、ＯＦＤＭの隣接セル間では直交性を有する周波数を用いないので、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）の雑音がドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）に干渉する。

図８は、直交状態のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。

図８に示すように、第１実施形態に係る無線中継局１０Ａは、ドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）と、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）とを直交させることができる。

すなわち、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）の雑音の０点が、ドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）の信号成分と重なるため、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）の雑音が干渉しない。そのため、ドナー側送受信部１００は、キャリア間干渉の影響を受けずに、正常に受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）を復調することができる。

また、ドナー側送受信部１００の送信信号（ドナー側信号ＲＳ１）の雑音の０点も、サービス側送受信部２００の受信信号（サービス側信号ＲＳ２）の信号成分と重なることになるため、ドナー側送受信部１００の送信信号（ドナー側信号ＲＳ１）の雑音が干渉しない。そのため、サービス側送受信部２００は、キャリア間干渉の影響を受けずに、正常に受信信号（サービス側信号ＲＳ２）を復調することができる。

（４）無線中継局の動作フロー
図９は、無線中継局１０Ａの動作例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、ドナー側送受信部１００は、無線基地局ＢＳへの接続（ネットワークエントリ）を行う。ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。

ステップＳ１０２において、ドナー側送受信部１００の受信部１２２は、ドナー側アンテナＡＮＴ１が受信したサービス側信号ＲＳ２をＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートし、且つ増幅する。ドナー側送受信部１００のＦＦＴ処理部１１２は、受信部１２２からのサービス側信号ＲＳ２にＦＦＴを施す。ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００によって記憶される。

ステップＳ１０３において、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２を初期値から所定量だけ上昇させる。

ステップＳ１０４において、ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ステップＳ１０２と同様にして、ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。

ステップＳ１０５において、制御部５００は、ステップＳ１０４で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１０４で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低い場合には、処理がステップＳ１０６に進む。一方、ステップＳ１０４で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベル以上である場合には、処理がステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０６において、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２をさらに所定量だけ上昇させる。

ステップＳ１０７において、ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ステップＳ１０２と同様にして、ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。

ステップＳ１０８において、制御部５００は、ステップＳ１０７で測定された信号レベルが、ステップＳ１０４で測定された信号レベルよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１０７で測定された信号レベルが、ステップＳ１０４で測定された信号レベルよりも低い場合には、処理がステップＳ１０６に戻る。一方、ステップＳ１０７で測定された信号レベルが、ステップＳ１０４で測定された信号レベル以上である場合には、処理がステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１０９において、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２を初期値から所定量だけ低下させる。

ステップＳ１１０において、ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ステップＳ１０２と同様にして、ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。

ステップＳ１１１において、制御部５００は、ステップＳ１１０で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１１０で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低い場合には、処理がステップＳ１０９に戻る。その後のステップＳ１０９では、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２をさらに所定量だけ低下させることになる。一方、ステップＳ１１０で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベル以上である場合には、処理がステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２において、制御部５００は、複数回の信号レベル測定のうち最も低い信号レベルが測定された際のシフト量を、周波数シフト部２２３に設定する最終的なシフト量として決定する。

なお、本動作フローでは、ステップＳ１０３において周波数を上昇させているが、これに代えて、ステップＳ１０３において周波数を低下させてもよい。この場合、ステップＳ１０６では、周波数の上昇に代えて周波数の低下を行うことになり、ステップＳ１０９では、周波数の低下に代えて周波数の上昇を行うことになる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、例えばドナー側信号ＲＳ１とサービス側信号ＲＳ２とをＯＦＤＭ上で直交させることで、干渉を回避することができる。このため、ＴＤＤ方式において隣接チャネルが存在する場合等に特に有効である。さらに、干渉低減用のフィルタ回路を必ずしも用いる必要がないため、他の周波数帯を用いるシステムへの転用が容易である。また、干渉低減用のフィルタ回路を必ずしも用いる必要がないため、小型化を図ることができる。

第１実施形態では、ドナー側送受信部１００は、無線端末ＭＳがサービス側送受信部２００に接続する前において、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信するため、周波数シフト部２２３におけるシフト量を決定することができ、無線端末ＭＳとの無線通信に悪影響を与えることを防止できる。

なお、無線端末ＭＳは、サービス側送受信部２００に接続する際に、自動周波数制御により、シフト量が反映されたサービス側周波数帯Ｂ２に追従することができる。

第１実施形態では、制御部５００は、シフト量を変化させつつ信号レベルを信号レベル測定部１１３に複数回測定させ、複数回の測定のうち最も低い信号レベルが測定された際のシフト量を、周波数シフト部２２３に設定する最終的なシフト量として決定するため、効果的なシフト量を自動的に探索することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。図１０は、第２実施形態に係る無線中継局１０Ｂの構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、無線中継局１０Ｂは、アンテナＡＮＴ、送受信部３００及び制御部３５０を有する。送受信部３００は、アンテナＡＮＴを介して、ドナー側周波数帯Ｂ１が用いられるドナー側信号ＲＳ１を無線基地局ＢＳと送受信し、ドナー側周波数帯Ｂ１と隣接するサービス側周波数帯Ｂ２が用いられるサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳと送受信する。制御部３５０は、送受信部３００を制御する。

第２実施形態において、送受信部３００は、ドナー側信号ＲＳ１と直交するサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳと送受信する。

送受信部３００は、信号処理部３１０及び無線部３２０を有する。信号処理部３１０は、ＢＢ帯のドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２の両信号を処理する。無線部３２０は、ＲＦ帯のドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２の両信号を処理する。

信号処理部３１０は、ＩＦＦＴ処理部３１１及びＦＦＴ処理部３１２を有する。ＩＦＦＴ処理部３１１は、ＩＦＦＴにより、互いに直交する複数の第１サブキャリアをドナー側信号ＲＳ１に変換するとともに、互いに直交する複数の第２サブキャリアをサービス側信号ＲＳ２に変換する。

ここで、ＩＦＦＴ処理部３１１は、第１サブキャリア及び第２サブキャリアそれぞれを予め直交させている。すなわち、ＩＦＦＴ処理部３１１は、ドナー側周波数帯Ｂ１とサービス側周波数帯Ｂ２とを併せた周波数帯（すなわち、通常の倍の周波数帯）に対し、一括してＩＦＦＴを行うように構成されている（図１１参照）。

ＦＦＴ処理部３１２は、ＦＦＴにより、ドナー側信号ＲＳ１を互いに直交する複数の第１サブキャリアに変換するとともに、サービス側信号ＲＳ２を互いに直交する複数の第２サブキャリアに変換する。ＦＦＴ処理部３１２は、ドナー側周波数帯Ｂ１とサービス側周波数帯Ｂ２とを併せた周波数帯（すなわち、通常の倍の周波数帯）に対し、一括してＦＦＴを行うように構成されている（図１１参照）。

無線部３２０は、送信部３２１及び受信部３２２を有する。送信部３２１は、ＩＦＦＴ処理部３１１からのドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２を一括してＲＦ帯にアップコンバートし、且つ増幅し、アンテナＡＮＴから送出する。受信部３２２は、アンテナＡＮＴが受信したドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２を一括してＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートし、且つ増幅する。

このように構成された無線中継局１０Ｂの動作について、図１１を参照しながら説明する。図１１では、無線中継局１０Ａにおける全帯域が２０ＭＨｚであると仮定している。

無線中継局１０Ｂが無線基地局ＢＳとの接続を行い、周波数が同期すると、ドナー側周波数帯Ｂ１（１０ＭＨｚ）が確定する。

ドナー側周波数帯Ｂ１が同期すると、サービス側周波数帯Ｂ２も同期する。このため、無線中継局１０Ａ内部で、ドナー側信号ＲＳ１（第１サブキャリア）及びサービス側信号ＲＳ２（第２サブキャリア）を直交させることができる。

このように、無線中継局１０Ｂによれば、第１実施形態のようなシフト量調整処理を省略して、最初から、互いに直交するドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２を送受信できる。したがって、第１実施形態において得られる効果に加え、無線中継局１０Ｂの処理負荷を低減するという効果が得られる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した第１実施形態では、周波数シフト部２２３におけるシフト量を調整する構成について説明した。しかしながら、最適なシフト量が一旦確定すれば、無線中継局１０Ａは、以後のシフト量調整処理を省略し、シフト量を固定にしてもよい。

上述した第１実施形態及び第２実施形態では、周波数領域の信号（サブキャリア）から時間領域の信号（ドナー側信号ＲＳ１又はサービス側信号ＲＳ２）への変換にＩＦＦＴを使用し、時間領域の信号（ドナー側信号ＲＳ１又はサービス側信号ＲＳ２）から周波数領域の信号（サブキャリア）への変換にＦＦＴを使用していた。しかしながら、ＦＦＴに限らず、ＤＦＴ（discrete Fourier transform）等を使用してもよい。

上述した実施形態では、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく無線通信システム１について説明したが、ＷｉＭＡＸに限らず、ＯＦＤＭ方式を採用する無線通信システムであればよく、例えば、次世代ＰＨＳ（Personal Handyphone System）や、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などに対しても本発明を適用可能である。

上述した実施形態では、無線中継局１０Ａ及び無線中継局１０Ｂとして固定型のものを説明したが、固定型に限らず、例えば車両などに搭載される移動型中継局であってもよい。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

ＡＮＴ，ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…アンテナ、ＢＳ…無線基地局、ＭＳ…無線端末、１…無線通信システム、１０Ａ，１０Ｂ…無線中継局、１００…ドナー側送受信部、１１０…信号処理部、１１１…ＩＦＦＴ処理部、１１２…ＦＦＴ処理部、１１３…信号レベル測定部、１２０…無線部、１２１…送信部、１２２…受信部、１５０…制御部、２００…サービス側送受信部、２１０…信号処理部、２１１…ＩＦＦＴ処理部、２１２…ＦＦＴ処理部、２２０…無線部、２２１…送信部、２２２…受信部、２２３…周波数シフト部、２５０…制御部、３００…送受信部、３１０…信号処理部、３１１…ＩＦＦＴ処理部、３１２…ＦＦＴ処理部、３２０…無線部、３２１…送信部、３２２…受信部、３５０，５００…制御部

Claims

無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局であって、
第１周波数帯が用いられる第１信号を前記無線基地局と送受信する第１送受信部と、
第２周波数帯が用いられる第２信号を前記無線端末と送受信する第２送受信部と、
前記第１送受信部及び前記第２送受信部を制御する制御部と
を備え、
前記第２送受信部は、前記第２周波数帯をシフトする周波数シフト部を有し、
前記第１送受信部は、前記第２送受信部から前記第２信号を受信した際に、前記第１周波数帯における前記第２信号の信号レベルを測定し、
前記制御部は、前記第１送受信部によって測定された前記信号レベルが低下するように、前記周波数シフト部における前記第２周波数帯のシフト量を調整する無線中継局。
前記第１送受信部は、前記第１送受信部が前記無線基地局に接続した後、且つ、前記無線端末が前記第２送受信部に接続する前において、前記第２送受信部から前記第２信号を受信する請求項１に記載の無線中継局。
前記制御部は、
前記シフト量を変化させつつ前記信号レベルを前記第１送受信部に複数回測定させ、
複数回の測定のうち最も低い前記信号レベルが測定された際の前記シフト量を、前記周波数シフト部に設定する前記シフト量として決定する請求項１又は２に記載の無線中継局。
前記第１信号は、互いに直交する複数の第１サブキャリアを用いて構成され、
前記第２信号は、互いに直交する複数の第２サブキャリアを用いて構成され、
前記制御部は、前記第２サブキャリアが前記第１サブキャリアに直交するように、前記シフト量を調整する請求項１〜３の何れか一項に記載の無線中継局。
前記第１送受信部は、
フーリエ変換により、前記第１信号を前記第１サブキャリアに変換するフーリエ変換部と、
前記第２信号の前記信号レベルを測定する信号レベル測定部と
を備え、
前記信号レベル測定部は、前記フーリエ変換部による前記フーリエ変換後の前記第２信号の前記信号レベルを測定する請求項４に記載の無線中継局。
無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継方法であって、
第１周波数帯が用いられる第１信号を第１送受信部が無線基地局と送受信するステップと、
第２周波数帯が用いられる第２信号を第２送受信部が前記無線端末と送受信するステップと、
前記第１送受信部が、前記第２送受信部から前記第２信号を受信した際に、前記第１周波数帯における前記第２信号の信号レベルを測定するステップと、
前記第２送受信部に設けられた周波数シフト部が、前記第２周波数帯をシフトするステップと、
前記測定するステップにおいて測定された前記信号レベルが低下するように、前記周波数シフト部における前記第２周波数帯のシフト量を調整するステップと
を備える無線中継方法。