JP2007150911A - 無線通信システム及び方法並びに無線基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄なリソースの消費を抑えるとともに遠方のユーザとの間でも十分な品質で通信を行うことができる無線通信システム及び方法並びに無線基地局を提供する。
【解決手段】本発明の無線通信システムは、基地局１、中継局２、及び複数の端末３を含んで構成される。中継局２は、基地局１と端末３との間の行われる通信のうち、データ伝送率が最大データ伝送率の半分以下の通信を基地局１に代わって端末３との間で行う。中継局２の通信エリアは、少なくとも一部が基地局１の通信エリア外に配置されるよう基地局１に対して配置されていることが望ましい。また、中継局２は、特定の通信プロトコル（例えば、ＶｏＩＰ）が用いられる場合に、ＲＯＨＣ等の圧縮技術を使用して端末３との間で送受信するデータを圧縮するのが望ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線信号を送受信して通信を行う無線通信システム及び方法並びに無線基地局に関する。

近年、携帯電話機等の無線端末を用いた無線通信システムにおいては高速・大容量のデータ伝送の実現が望まれており、この要望に応えるべく研究開発が盛んに行われている。高速・大容量のデータ伝送を実現するために、時分割多重接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式を用いた通信システムにおいて、予め割り当てられた使用周波数帯域内で複数のキャリアを使用して通信を行う技術が提案されている。

また、以下の特許文献１には、無線端末と無線基地局との間の通信を中継する無線中継局を設けて、無線基地局と無線端末との間の無線状態が悪い場合、又は無線端末が無線基地局間を移動している最中である場合であっても、応答の遅延を抑える技術が開示されている。
特開２００２−７７０２０号公報

ところで、上記の無線通信システム以外の固定通信システムについて着目すると、従来の電話回線網を使用した固定通信システムに代えて、ＶｏＩＰ（Voice over Intenet Protocol）を用いた固定通信システムが採用されてきつつある。ここで、ＶｏＩＰとは、インターネットやイントラネット等のＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）ネットワークを使用して音声データを送受信する技術であり、例えば企業内に敷設された社内ＬＡＮ（Local Area Network）を介した社員同士の会話を行うために用いられ、又はインターネット電話としても使用されている。最近では一般家庭においても使用されてきつつある。

近時においては、上記のＶｏＩＰを用いた通信システムを、無線通信システムにも適用しようという動きがある。尚、帯域が大容量であり通信範囲が一定の範囲（百メートル程度）に限られている無線ＬＡＮ等の無線通信システムでは、既にＶｏＩＰが用いられているものもある。ここで、ＶｏＩＰを用いる長所としては、従来の電話回線網等の専ら音声の送受信を行う通信ネットワークと、従来のインターネット等の専らデータの送受信を行うネットワークとが統合されることにより、音声の送受信を行う通信ネットワークを省略することができるとともに、通信料が不要になることが挙げられる。これに対し、ＶｏＩＰを用いる短所としては、音声をＩＰ（Internet Protocol）パケット化する場合、又はＩＰパケットをＩＰネットワークへ送出する際に、遅延や揺らぎが生じてしまい、音声品質の劣化につながることが挙げられる。

ここで、前述の複数のキャリアを用いてＴＤＭＡ方式により通信を行う通信システムに、上記のＶｏＩＰを適用しようとすると、この通信システムは前述した固定通信システムに比べて安定性が遥かに劣るため、音声品質を一定以上に保つことが難しくなると考えられる。また、無線通信の性質上、リソースが制限されてしまう。特に、上述のＴＤＭＡ方式を用いた通信システムにおいて、任意の周波数、タイムスロットで通信を行う場合に、無線端末が無線基地局から遠方にある場合には通信を行う上で必要な帯域を確保することができなくなってしまう。

これらの点を改善する手法の１つとして、ＲＯＨＣ（RObust Header Compression）等のヘッダ圧縮技術を使用する方法が挙げられる。データを送信する際に、かかる圧縮方法を用いてパケットを圧縮してデータ量を削減することにより、使用する帯域を減らすことができる。これにより、収容できるＶｏＩＰユーザの数を増やし、遠方のユーザに対しても無線基地局のリソースを余分に与えることなく通信を行うことができる。しかしながら、上記のＲＯＨＣ等のヘッダ圧縮を用いる場合には、データの送信側で圧縮処理を行い、データの受信側で伸長処理を行う必要があり、無線基地局及び無線端末の双方の負担が大きくなるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、無駄なリソースの消費を抑えるとともに遠方のユーザとの間でも十分な品質で通信を行うことができる無線通信システム及び方法並びに無線基地局を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の無線通信システムは、無線基地局と無線端末の間に無線中継局を含み、前記無線基地局と前記無線端末との間で無線信号の送受信を行う無線通信システムにおいて、前記無線基地局から前記無線端末への前記無線信号の通信状況を把握する第１の通信状況把握手段と、前記無線中継局から前記無線端末への前記無線信号の通信状況を把握する第２の通信状況把握手段と、を備え、前記第１及び前記第２の通信状況把握手段の通信状況に基づいて、前記中継局の適用を制御する制御手段を備えることを特徴としている。
ここで、本発明の無線通信システムは、前記無線中継局が、通信エリアの少なくとも一部が前記無線基地局の通信エリア外に配置されるよう前記無線基地局に対して配置されていることを特徴としている。
或いは、本発明の無線通信システムは、前記無線中継局が、前記無線基地局の通信エリアの境界近傍に配置されていることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記無線中継局が、１つの前記無線基地局に対して複数設けられていることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記無線中継局が、前記無線端末との間で所定の通信プロトコルを用いた通信を行う場合に、前記無線端末との間で送受信するデータを圧縮する圧縮処理部を備えることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の無線通信方法は、無線基地局と無線端末との間で無線信号の送受信を行う無線通信方法において、前記無線基地局と前記無線端末との間の通信状況を把握する第１ステップと、前記無線基地局と無線中継局との間の通信状況を把握する第２ステップと、前記第１及び前記第２ステップの結果に基づいて、前記中継局の適用の可否を判断するステップとを含むことを特徴としている。
また、本発明の無線通信方法は、前記無線中継局を介して通信を行う場合に、通信プロトコルが所定のものであるか否かを判断する第３ステップと、前記第３ステップで前記通信プロトコルが前記所定のものであると判断された場合に、前記無線端末との間で送受信するデータを圧縮する第４ステップとを含むことを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の無線基地局は、無線端末への無線信号の通信状況を把握する第１の通信状況把握手段と、無線中継局を介した無線端末への無線信号の通信状況を把握する第２の通信状況把握手段と、を備え、前記第１及び前記第２の通信状況把握手段の通信状況に基づいて、前記無線中継局の適用を制御する制御手段を備えることを特徴としている。

本発明によれば、無線基地局と無線端末で行われる通信のうち、データ伝送率が最大データ伝送率の半分以下の通信が、無線基地局に代わって無線中継局と無線端末との間で行われるため、無駄なリソースの消費を抑えることができるという効果がある。また、無線基地局と無線端末との間の通信が無線中継局を介して行われているため、無線基地局から遠方のユーザとの間でも十分な品質で通信を行うことができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による無線通信システム及び方法、無線中継局、並びに無線端末について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の無線通信システムは、無線基地局（以下、基地局という）１、無線中継局（以下、中継局という）２、及び複数の無線端末（以下、端末という）３を含んで構成される。尚、基地局１は例えば一定間隔で複数設けられており、また中継局２も１つの基地局１に対して所定の位置関係で複数設けられているが、図１では図示の簡略化のために１つの基地局１及び１つの中継局２のみを図示している。

基地局１は、端末３の各々に対してチャネル（通信チャネル）を割り当て、割り当てたチャネルを介して分割多重接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access ）方式により無線信号を送受信する。これにより、例えば１つの端末３のユーザと他の１つの端末３のユーザとの間で通話が行われる。また、基地局１は、中継局２に対してチャネルを割り当てて中継局２との間でも無線信号を送受信する。尚、基地局１が端末３に割り当てるチャネル及び基地局１が中継局２に割り当てるチャネルは周波数帯が異なることが望ましいが、同一の周波数帯であっても良い。

中継局２は、基地局１と端末３との間で行われる通信のうち、データ伝送率（データレート）が最大データ伝送率の半分以下の通信を、基地局１に代わって集約して行うものである。ここで、上述した通り、基地局１と端末３との間の通信は基地局１が端末３に対してチャネルを割り当てて行われるが、端末３が使用する通信プロトコルによっては、さほど大きなデータ伝送率を必要としない場合がある。例えば、端末３が通信プロトコルとしてＶｏＩＰを用いる場合には、８ｋｂｐｓ（bit per second）程度のデータ伝送率を確保できれば十分実用的な音声品質が得られる。かかる低レートの通信を行うために、基地局１の１つのチャネルを端末３に割り当てることはチャネルを効率的に使用しているとは言い難い。このため、本実施形態では基地局１に代わって低レートの通信を集約して行う中継局２を設けて無駄なリソースの消費を抑えている。

また、上述の通り、中継局２が端末３と通信を行うのは、基地局１と端末３との間のデータ伝送率が最大データ伝送率の半分以下の場合である。ここで、データ伝送率は、基地局１及び端末３の双方で使用される変調方式、基地局１と端末３との間の通信環境等によって大きく変化する。基地局１と端末３との間の実際のデータ伝送率がリアルタイムで計測できる場合には、その計測結果を用いて基地局１と端末３との間の通信を中継局２と端末３との間の通信に切り替えれば良い。実際のデータ伝送率が測定できない場合には、例えば、基地局１及び端末３の双方で使用している変調方式の論理的な伝送レートを参照して、基地局１と端末３との間の通信を中継局２と端末３との間の通信に切り替えれば良い。

例えば、基地局１及び端末３の双方で２４ＱＡＭ（24 Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）、１６ＱＡＭ、及びＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）の３つの変調方式が使用可能である場合を考える。ここで、変調方式として２４ＱＡＭを用いたときに理論的な最大データ伝送率が得られるとし、また変調方式として１６ＱＡＭを用いたときの論理的なデータ伝送率は２４ＱＡＭを用いたときの最大データ伝送率の半分よりも大きく、変調方式としてＱＰＳＫを用いたときの論理的なデータ伝送率は２４ＱＡＭを用いたときの最大データ伝送率の半分以下であるとする。かかる場合に、基地局１及び端末３の双方で用いられる変調方式が１６ＱＡＭであるときには、基地局１と端末３との間の通信が中継局２と端末３との間の通信を切り替え、基地局１及び端末３の双方で用いられる変調方式がＱＰＳＫであるときには、基地局１と端末３との間の通信を継続するようにすれば良い。

また、中継局２は、端末３との間で所定の通信プロトコルを用いた通信を行う場合に、端末３との間で送受信するデータを圧縮する。例えば、通信プロトコルとしてＶｏＩＰを用いる場合には、例えばＲＯＨＣ（RObust Header Compression）等のヘッダ圧縮技術を使用してＩＰパケットのヘッダ圧縮を行う。かかる圧縮を行うことによりデータ量が削減されるため、使用する帯域を減らすことができる。これにより、収容できるＶｏＩＰユーザの数を増やすことができ、遠方のユーザに対しても基地局１のリソースを余分に与えることなく通信を行うことができる。

図２は、基地局１と中継局２との位置関係の一例を示す図である。図２（ａ）に示す例では、基地局１の四方に１つずつ中継局２が配置されている。図２（ａ）に示す円形の領域Ａ１は基地局１の通信エリアを示しており、通信エリアＡ１よりも大きさが小さい円形の領域Ａ２は各中継局２の通信エリアを示している。図示の通り、各中継局２は基地局１の通信エリアＡ１内に配置されており、各中継局２の通信エリアＡ２の大部分が基地局Ａ１の通信エリアＡ１と重複している。但し、各中継局２は、その通信エリアＡ２の少なくとも一部が基地局１の通信エリアＡ１外に配置されるよう基地局１に対して配置されている。かかる配置とするのは、基地局１の通信エリアＡ１の境界に端末３が位置して基地局１に対して距離があっても基地局１のリソースを余分に与えることなく通信を可能とするためである。

尚、図２（ａ）においては、基地局１の通信エリアＡ１と中継局２の通信エリアＡ２とに着目して基地局１に対する中継局２の配置を設定する場合について説明した。しかしながら、基地局１の通信エリアＡ１のみに着目し、図２（ｂ）に示す通り中継局２を通信エリアＡ１の境界の近傍に配置してもよい。また、図２においては、基地局１の四方に４つの中継局２を配置した場合を例に挙げて説明したが、１つの基地局１に対して設ける中継局２の数は任意に決定することができる。尚、基地局１の通信エリアＡ１が円形の場合には、１つの基地局１に対して中継局２を３つ以上設けることが望ましい。

次に、基地局１及び中継局２の内部構成について説明する。図３は、基地局１の構成を示すブロック図である。図３に示す通り、基地局１は、アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、ＲＦ部１２、信号処理部１３、復調部１４、復号化部１５、ＳＩＮＲ値算出部１６、制御部１７、符号化部１８、及び変調部１９を含んで構成される。アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、アダプティブ・アレーアンテナ（Adaptive Array Antenna）を構成する。尚、図３においては、３つのアンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備える構成を例に挙げて図示しているが、基地局１が備えるアンテナ素子の数は任意である。ＲＦ部１２は、アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃの各々で受信される信号、又はアンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃから送信すべき信号の周波数変換等の処理を行う送受信部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備える。これら送受信部１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応してそれぞれ設けられている。

信号処理部１３は、ＲＦ部１２から出力される信号に対して所定の信号処理を施して処理後の信号を復調部１４に出力する。また、変調部１９から出力される信号に対して所定の処理を施して処理後の信号をＲＦ部１２に出力する。信号処理部１３の処理は、例えばＲＦ部１２の送受信部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各々から出力される信号の受信ウェイト（重み付け）を求める処理、この受信ウェイトを用いて送受信部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各々から出力される信号を合成する処理、及びアンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃから送信すべき信号の送信ウェイトを求める処理等の各種処理がある。

復調部１４は信号処理部１３から出力される信号を復調し、復調信号を復号化部１５及びＳＩＮＲ値算出部１６に出力する。復号化部１５は、復調部１４からの復調信号を復号化する。ＳＩＮＲ値算出部１６は、復調部１４から出力される復調信号を用いて、端末３等からの無線信号の品質を示す品質情報であるＳＩＮＲ値を算出（推定）する。ここで、ＳＩＮＲ値とは、信号対干渉波・雑音比（Signal to Interference and Noise Ratio）を示す値であって、基地局１と端末３等とで送受信される無線信号の品質を示す品質情報である。ＳＩＮＲ値算出部１６で算出されたＳＩＮＲ値は、制御部１７に供給される。制御部１７は、基地局１の動作を統括的に制御する。具体的には、端末３等との間のチャネル割り当ての制御、端末３との間の通信環境に応じた変調方式及び送信電力の制御等の各種制御を行う。

符号化部１８は、端末３等に対して送信すべき送信データを符号化して変調部１９に出力する。変調部１９は入力されるデータの変調等の処理を行って信号処理部１３に出力する。この変調部１９は、入力されるデータを、例えば２４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ等の変調方式により変調する。尚、説明の簡単のため、本明細書では変調方式の一例として２４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫを挙げるが、変調方式はこの変調に制限される訳ではない。

図４は、中継局２の構成を示すブロック図である。図４に示す通り、中継局２は、基地局１とほぼ同様の構成であり、アンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、ＲＦ部２２、信号処理部２３、復調部２４、復号化部２５、ＳＩＮＲ値算出部２６、圧縮処理部２７、制御部２８、符号化部２９、及び変調部３０を含んで構成される。尚、図４においては、３つのアンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃを備える構成を例に挙げて図示しているが、中継局２が備えるアンテナ素子の数は任意である。ＲＦ部２２は、アンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃの各々で受信される信号、又はアンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃから送信すべき信号の周波数変換等の処理を行う送受信部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備える。これら送受信部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、アンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対応してそれぞれ設けられている。

信号処理部２３は、ＲＦ部２２から出力される信号に対して所定の信号処理を施して処理後の信号を復調部２４に出力する。また、変調部３０から出力される信号に対して所定の処理を施して処理後の信号をＲＦ部２２に出力する。信号処理部２３の処理は、例えばＲＦ部２２の送受信部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々から出力される信号の受信ウェイトを求める処理、この受信ウェイトを用いて送受信部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々から出力される信号を合成する処理、及びアンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃから送信すべき信号の送信ウェイトを求める処理等の各種処理がある。

復調部２４は信号処理部２３から出力される信号を復調し、復調信号を復号化部２５及びＳＩＮＲ値算出部２６に出力する。復号化部２５は、復調部２４からの復調信号を復号化する。ＳＩＮＲ値算出部２６は、復調部２４から出力される復調信号を用いて、基地局１等からの無線信号の品質を示す品質情報であるＳＩＮＲ値を算出（推定）する。ＳＩＮＲ値算出部２６で算出されたＳＩＮＲ値は、制御部２８に供給される。

圧縮処理部２７は、制御部２８の制御の下で、復号化部２５で復号された信号の圧縮を行う。具体的には、例えば、通信プロトコルとしてＶｏＩＰが用いられている場合に、ＲＯＨＣ等のヘッダ圧縮技術を使用してＩＰパケットのヘッダ圧縮を行う。圧縮処理部２７で圧縮されたデータ（ＩＰパケット）は制御部２８に出力される。制御部２８は、端末３の動作を統括的に制御する。例えば、基地局１等との間の通信環境に応じた変調方式及び送信電力の制御等の各種制御を行う。また、圧縮処理部２７で圧縮処理を行うか否かを制御する。尚、制御部２８は、圧縮処理部２７を介したデータを送信データとして符号化部２９に出力する。

次に、本発明の一実施形態による無線通信方法について説明する。図５は、本発明の一実施形態による無線通信方法の一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、端末３から基地局１に対して接続要求がなされる度、及び基地局１から端末３に着信通知がなされてそれに対する応答がある度に実行される。尚、以下の説明では、１つの端末３と基地局１との間で通信が行われる場合を例に挙げて説明する。

端末３から基地局１に接続要求がなされ、又は、基地局１から端末３に着信通知がなされてそれに対する応答が端末３からなされると、まず基地局１は、中継局２に対してチャネルを割り当てて無線信号を送信する。尚、図２に示す通り、１つの基地局１に対して複数の中継局２が設けられるが、基地局１がこれらの中継局２の何れに対してチャネルを割り当てるかは任意である。例えば、全ての中継局２に対してチャネルを割り当てても良く、また通信エリアＡ１（図２参照）内における端末３の位置情報が得られる場合には、端末３に最も近接する中継局２に対してのみチャネルを割り当てても良い。

基地局１から無線信号が送信されると、中継局２はその無線信号を受信する（ステップＳ１１）。基地局１から無線信号を受信すると、中継局２は端末３に送信すべき信号の電力制御を行った上で信号を端末３に送信する（ステップＳ１２）。次に、端末３は基地局１から送信される信号を受信して、その電界強度を測定する（ステップＳ１３）。そして、端末３は基地局１の電界強度が、基地局１との間で通信を行う上で十分であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。尚、ステップＳ１３において測定した電界強度の情報を基地局１に送ることにより、ステップＳ１４の判断を基地局１で行っても良い。

ステップＳ１４の判断結果が「ＹＥＳ」である場合（基地局１の電界強度が十分である場合）には、端末３は通常通り基地局１との間で通信を行う（ステップＳ１５）。そして、図５に示す一連の処理は終了する。一方、ステップＳ１４の判断結果が「ＮＯ」である場合（基地局１の電界強度が十分でない場合）には、端末３は、中継局２からの信号を受信して、その電界強度を測定する（ステップＳ１６）。次に、端末３は基地局１の電界強度と中継局２の電界強度とを比較し、中継局２の電界強度の方が基地局１の電界強度よりも強いか否かを判断する（ステップＳ１７）。尚、ステップＳ１４において測定した電界強度の情報を基地局１に送ることにより、ステップＳ１７の判断を基地局１で行っても良い。

ステップＳ１７の判断結果が「ＮＯ」である場合（基地局１の電界強度が中継局２の電界強度よりも高い場合）には、端末３は通常通り基地局１との間で通信を行う（ステップＳ１５）。そして、図５に示す一連の処理は終了する。一方、ステップＳ１７の判断結果が「ＹＥＳ」である場合（中継局２の電界強度が基地局１の電界強度よりも高い場合）には、端末３は基地局１との間のデータ伝送率が最大データ伝送率の半分以下であるか否かを判断する（ステップＳ１８）。尚、この判断は、端末３と基地局１との間で送受信される制御信号に基づいて端末３に設定された変調方式に基づいて行われる。

具体的には、例えば、端末３で２４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、及びＱＰＳＫの３つの変調方式が使用可能である場合に、端末３で設定された変調方式が１６ＱＡＭであるときには、最大データ伝送率（変調方式を２４ＱＡＭに設定したときに得られる論理上のデータ伝送率）の半分よりも大きいと判断する。一方、端末３で設定された変調方式がＱＰＳＫであるときには、最大データ伝送率の半分以下であると判断する。ステップＳ１８の判断結果が「ＮＯ」である場合には、端末３は通常通り基地局１との間で通信を行う（ステップＳ１５）。そして、図５に示す一連の処理は終了する。

一方、ステップＳ１８の判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、端末３は中継局２を介して通信を実行する（ステップＳ１９）。端末３と中継局２との間の通信が開始されると、中継局２の制御部２８（図４参照）は、通信を開始した端末３がＶｏＩＰユーザであるか否かを判断する（ステップＳ２０）。ここで、端末３がＶｏＩＰユーザであるか否かの判断は、使用している通信プロトコルにより判断する。即ち、中継局２は端末３との間の通信プロトコルとしてＶｏＩＰが使用されていればＶｏＩＰユーザであると判断し、ＶｏＩＰプロトコルが使用されていなければＶｏＩＰユーザではないと判断する。

ステップＳ２０の判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、中継局２の制御部２８は、圧縮処理部２７に制御信号を出力し、端末３から受信した信号（ＩＰパケット）を圧縮させる。具体的には、ＲＯＨＣ等のヘッダ圧縮技術によりＩＰパケットのヘッダを圧縮させる。圧縮処理部２７で圧縮されたＩＰパケットは制御部２８に出力され、その後送信データとして符号部２９、変調部３０、及び信号処理部２３を介してアンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃから基地局１に送信される。

このように、端末３がＶｏＩＰユーザである場合には、中継局２は端末３から受信したＩＰパケットのヘッダ圧縮を行いつつ基地局１に送信する（ステップＳ２１）。一方、ステップＳ２０の判断結果が「ＮＯ」の場合には、中継局２の制御部２８は、圧縮処理部２７に制御信号を出力して端末３から受信した信号（ＩＰパケット）を圧縮させない。圧縮処理部２７を介した圧縮されていないＩＰパケットは、制御部２８に出力され、送信データとして符号部２９、変調部３０、及び信号処理部２３を介してアンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃから基地局１に送信される。このように。端末３がＶｏＩＰユーザでない場合には、中継局２は端末３から受信した信号を圧縮せずに基地局１に送信する（ステップＳ２２）。

以上説明した通り、本実施形態では基地局１と端末３との間で行われる通信のうち、データ伝送率が最大データ伝送率の半分以下の通信を、基地局１に代わって中継局２が集約して行っている。このため、基地局１の無駄なリソースの消費を抑えることができる。また、中継局２は端末３がＶｏＩＰユーザである場合に、ＲＯＨＣ等のヘッダ圧縮技術を使用してＩＰパケットのヘッダ圧縮を行っている。これにより、データ量が削減されるため、使用する帯域を減らすことができる。また、収容できるＶｏＩＰユーザの数を増やすことができ、遠方のユーザに対しても基地局１のリソースを余分に与えることなく通信を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態による無線通信システム及び方法、無線中継局、並びに無線端末について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、基地局１との間で通信を行うか、又は中継局２との間で通信を行うかを端末３が主導して行っていたが、基地局１又は中継局２が主導して行ってもよい。かかる制御を行う場合には、基地局１と端末３との間の通信環境を示す情報（例えば、ＳＩＮＲ値）と、中継局２と端末３との間の通信環境を示す情報とを基地局１と中継局２との間で交換し、基地局１又は中継局２が何れとの間で通信を行った方が良いかを判断すればよい。

或いは、基地局１が端末３の位置情報を取得する機能（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能）を備えている場合には、この機能を用いて前述した各種制御を行ってもよい。具体的には、ＧＰＳ機能により得られた端末３の位置に応じて基地局１との間で通信を行うか、又は中継局２との間で通信を行うかを制御してもよい。更に、ＧＰＳ機能により得られる端末３の位置情報に基づいて、１つの基地局１に対して複数設けられる中継局２の何れを端末３との間の通信に使用するかを制御しても良い。

本発明の一実施形態による無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 基地局１と中継局２との位置関係の一例を示す図である。 基地局１の構成を示すブロック図である。 中継局２の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による無線通信方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基地局
２ 中継局
３ 端末
２７ 圧縮処理部
Ａ１，Ａ２ 通信エリア

Claims (8)

1. 無線基地局と無線端末の間に無線中継局を含み、前記無線基地局と前記無線端末との間で無線信号の送受信を行う無線通信システムにおいて、
   前記無線基地局から前記無線端末への前記無線信号の通信状況を把握する第１の通信状況把握手段と、
   前記無線中継局から前記無線端末への前記無線信号の通信状況を把握する第２の通信状況把握手段と、を備え、
   前記第１及び前記第２の通信状況把握手段の通信状況に基づいて、前記中継局の適用を制御する制御手段を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記無線中継局は、通信エリアの少なくとも一部が前記無線基地局の通信エリア外に配置されるよう前記無線基地局に対して配置されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記無線中継局は、前記無線基地局の通信エリアの境界近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記無線中継局は、１つの前記無線基地局に対して複数設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の無線通信システム。
5. 前記無線中継局は、前記無線端末との間で所定の通信プロトコルを用いた通信を行う場合に、前記無線端末との間で送受信するデータを圧縮する圧縮処理部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の無線通信システム。
6. 無線基地局と無線端末との間で無線信号の送受信を行う無線通信方法において、
   前記無線基地局と前記無線端末との間の通信状況を把握する第１ステップと、
   前記無線基地局と無線中継局との間の通信状況を把握する第２ステップと、
   前記第１及び前記第２ステップの結果に基づいて、前記中継局の適用の可否を判断するステップと
   を含むことを特徴とする無線通信方法。
7. 前記無線中継局を介して通信を行う場合に、通信プロトコルが所定のものであるか否かを判断する第３ステップと、
   前記第３ステップで前記通信プロトコルが前記所定のものであると判断された場合に、前記無線端末との間で送受信するデータを圧縮する第４ステップと
   を含むことを特徴とする請求項６記載の無線通信方法。
8. 無線端末への無線信号の通信状況を把握する第１の通信状況把握手段と、
   無線中継局を介した無線端末への無線信号の通信状況を把握する第２の通信状況把握手段と、を備え、
   前記第１及び前記第２の通信状況把握手段の通信状況に基づいて、前記無線中継局の適用を制御する制御手段を備えることを特徴とする無線基地局。
   

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