JP2011071645A - 非再生型無線中継装置、及び無線中継システム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチキャリア通信方式の通信規格を利用する場合であっても、信号の送信電力をＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力以下に抑え、且つ、該最大許容出力電力以下で最良なレベルとなるように増幅制御可能な非再生型無線中継装置及び無線中継システムを提供すること。
【解決手段】非再生型無線中継装置1及び無線中継システムを次のように構成する。すなわち、中継制御・演算部10は、送信電力が、当該非再生型無線中継装置1に対して規定されている最大許容出力電力以下の値になるように、ダウンリンク信号の受信電力レベルに基づいてＤＬゲインＧｄの値を設定し、且つ、該設定したＤＬゲインＧｄに基づいてＵＬゲインＧｕの値を設定する。そして、ダウンリンク信号の信号レベルをＤＬゲインＧｄにより増幅し、且つ、アップリンク信号の信号レベルをＵＬゲインＧｕにより増幅するように中継制御・演算部10が制御する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば端末装置と基地局との間の無線通信を中継する非再生型無線中継器、及び無線中継システムに関する。

従来より、例えば端末装置と基地局とが通信を行なう際の通信品質を向上させる為に、それらの通信経路中に無線中継装置が設置されることがある。このような無線中継装置は、端末装置及び基地局の性能諸元、中継対象範囲の地形、及び障害物等に基づいてその設置位置が決定されて設けられている。

また、日本国内に関して言えば、例えばＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＸＧＰ（ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）のような通信規格においては、２．５ＧＨｚという高周波が割り当てられている為、屋内に電波が届き難いという問題が存在する。このような問題を解決する為に、屋内設置用の小電力無線中継装置も提案されている。

現在、小電力中継装置には、受信した電波を復調してデータ列に変換した後、再度変調し直して送信する再生型（非透過型）と、受信した電波を復調せずに目的の周波数で再送信する非再生型（透過型）と、が提案されている。

一般的に、非再生型の小電力中継装置は、受信した信号の増幅（及び必要に応じて周波数シフト）のみを行って中継する。非再生型の小電力中継装置は、再生型のそれと比較して構成が簡略である為、今後早期に普及すると期待されている。

無線中継装置に関する技術としては、例えば特許文献１に次のような技術が開示されている。すなわち、特許文献１には、端末から無線中継器を介して基地局への上り回線に対して端末が送信電力制御を行う無線システムにおける無線中継器であって、基地局が送信する制御信号を受信して、これに含まれる基地局の送信電力と基地局の希望受信電力からシステムの最大利得を得る手段と、基地局から無線中継器を介して端末への下り回線の信号を受信して、所定の送信電力まで増幅する手段と、この下り回線を増幅する手段の利得を下り回線の受信電力に応じて自動的に制御して、これを下り回線利得とする手段と、上り回線の信号を受信して、所定の送信電力まで増幅する手段と、この上り回線を増幅する手段の利得として、前記の最大利得と前記の下り回線利得の小さい方を選択する手段とを備えた無線中継装置、が開示されている。

この特許文献１に開示されている技術は、非再生型の無線中継装置であり、受信電力に応じて上り回線（以降、ＵＬ（Ｕｐ Ｌｉｎｋ）と略称する）における利得を自動的に制御している。この制御においては、基地局から送信された情報（送信電力及び希望受信電力に係る情報）に基づいて、ＵＬの利得を決定している。

従って、特許文献１における図１，図２に示されているように、基地局から送信された情報を取得する為の復調器が必要となる。また、復調の為、下り回線（以降、ＤＬ（Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ）と略称する）においてＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の出力が一定となるように、自動利得制御回路（以降、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｎｔｒｏｌ）と略称する）が機能している。

この特許文献１に開示されている技術では、基地局としては単一の基地局を想定しており、開示されているようなＡＧＣによる処理で何ら問題は生じない。

特開２００２−１８５３８２号公報

現在、いわゆるマルチキャリア通信方式の通信規格（例えばＷｉｍａｘ（Ｗｏｒｌｄ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ＡｃｃｅｓｓやＸＧＰ（ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｌａｔｆｏｒｍ）やＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等）が、これからの通信規格として期待されている。

これらのマルチキャリア通信方式の通信規格では、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を利用しており、同一時間に複数の装置から送信された信号を同時に処理する。すなわち、無線中継装置は、複数の基地局（それぞれ端末装置に対して異なる送信電力で信号を送信）を相手に無線中継処理を行うことになる。このようなＯＦＤＭＡにおいては、複数の端末装置が同一タイミングで信号を送信することが想定されており、個々の端末装置毎にアナログ的にゲインを設定することは不可能である。

このような技術の為、マルチキャリア通信方式の通信規格によれば、通信品質の劣化を招きやすい。この問題を解決する為に、現在、例えばＷｉＭＡＸやＸＧＰでは、基地局が適切なレベルで受信可能なように、端末装置の送信電力を制御している。

ところで、マルチキャリア通信方式の通信規格を利用する場合に、特許文献１に開示されているような従来の技術を適用すると、無線中継装置は、全ての基地局の送信電力の平均値に基づいて、ゲインを決定することになる。ここで、ＡＧＣによる制御では、ＤＬ信号について算出したゲインをＵＬ信号に適用することを鑑みると、次のような問題が生じることが分かる。

《問題１》
非再生型の無線中継装置では、中継対象の基地局を個別に選択することができない。従って、対象となる基地局が複数存在する場合には、特許文献１に開示されているＡＧＣを用いた技術では、複数の基地局の平均送信電力に基づいてゲインを決定する。当然ながら、このような方法では、それぞれの基地局からのＤＬ信号について適切なゲインを得ることは難しい。

換言すれば、ＤＬ信号について全ての基地局の送信電力の平均値に基づいて決定したゲインは、或る端末装置のＵＬ信号の中継時においては、過剰なゲインとなってしまう場合が生じる。つまり、当該無線中継装置は、過剰に大きな送信電力によりＵＬ信号を送信してしまう場合が生じる。

ところで、端末装置及び基地局については、それらの最大送信電力が、財団法人テレコムエンジニアリングセンター（以降、ＴＥＬＥＣと略称する）により技術基準として定められている。このＴＥＬＥＣは、電波法第３８条の２第１項の規定により、総務大臣から登録証明機関の登録を受けて、小規模な無線局に使用するための無線設備の技術基準適合証明及び工事設計認証業務を実施している機関である。

そして、無線中継装置についても、ＴＥＬＥＣにより最大送信電力が技術基準として定められることが決定している。ところが、例えば特許文献１に開示されているような従来の技術を用いる場合、上述した理由により前記技術基準から逸脱してしまう事態が生じてしまう。

《問題２》
非再生型の無線中継装置では、全ての基地局からの信号の送信電力の平均値に基づいてゲインを決定する。従って、この平均値がＤＬ信号の中継時に変動した場合、この変動は、例えば特許文献１に開示されているようなＡＧＣによる制御では、ＤＬ信号及びＵＬ信号の中継時におけるゲインを変動させてしまう。

《問題３》
基地局と端末装置との間で送信電力制御機構が存在する場合であって、送信電力制御が受信電力に基づいて行われる場合、当該無線中継装置にてＡＧＣによる制御を行うことによって、送信電力制御による信号レベルの変化が基地局と端末装置との間で正確に伝達されなくなり、送信電力制御機構が正しく動作しないことがある。特に、特許文献１に開示されている技術では、１フレーム前の情報を利用する為、送信電力制御機構による制御タイミングが崩れてしまうことがある。

本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、マルチキャリア通信方式の通信規格を利用する場合（複数の基地局を対象として中継処理を行う場合）であっても、信号の送信電力をＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力以下に抑え、且つ、該最大許容出力電力以下で最良なレベルとなるように増幅制御可能な非再生型無線中継装置及び無線中継システムを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る非再生型無線中継装置は、
端末装置と基地局との間の無線通信を中継する非再生型無線中継装置であって、
前記基地局から前記端末装置へ送信されるダウンリンク信号の信号レベルを第１の中継ゲインにより増幅処理し、且つ、前記端末装置から前記基地局へ送信されるアップリンク信号の信号レベルを第２のゲインにより増幅処理する送信電力制御部と、
前記送信電力制御部により信号レベルが増幅処理された信号を送信する送信部と、
前記送信部により送信される信号の送信電力が、当該非再生型無線中継装置に対して規定されている最大許容出力電力以下の値になるように、前記ダウンリンク信号の受信電力レベルに基づいて前記第１の中継ゲインの値を設定し、且つ、該設定した前記第１の中継ゲインに基づいて前記第２の中継ゲインの値を設定するゲイン設定部と、
を具備することを特徴とする。

前記の目的を達成するために、本発明の第２の態様に係る無線中継システムは、
端末装置と、該端末装置と基地局との間の無線通信を中継する非再生型無線中継装置と、を具備する無線中継システムであって、
前記非再生型無線中継装置は、
前記基地局から前記端末装置へ送信されるダウンリンク信号の信号レベルを第１の中継ゲインにより増幅処理し、且つ、前記端末装置から前記基地局へ送信されるアップリンク信号を第２のゲインにより増幅処理する送信電力制御部と、
前記送信電力制御部により信号レベルが増幅処理された信号を送信する送信部と、
前記送信部により送信される信号の送信電力が、当該非再生型無線中継装置に対して規定されている最大許容出力電力以下の値になるように、前記ダウンリンク信号の受信電力レベルに基づいて前記第１の中継ゲインの値を設定し、且つ、該設定した前記第１の中継ゲインに基づいて前記第２の中継ゲインの値を設定するゲイン設定部と、
を有し、
前記端末装置は、
前記基地局との通信が前記非再生型無線中継装置経由の通信であるか否かを判断する中継判断部と、
前記基地局から送信されたダウンリンク信号の受信信号強度と、当該基地局の識別番号と、を対応付けした基地局リストを生成するリスト生成部と、
前記中継判断部により前記非再生型無線中継装置経由の通信であると判断された場合には、前記基地局リストに記載の基地局のうち、前記受信信号強度が所定値以下の値の基地局を、前記基地局リストから削除するリスト削除部と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、マルチキャリア通信方式の通信規格を利用する場合（複数の基地局を対象として中継処理を行う場合）であっても、信号の送信電力をＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力以下に抑え、且つ、該最大許容出力電力以下で最良なレベルとなるように増幅制御可能な非再生型無線中継装置及び無線中継システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る非再生型無線中継装置を適用した無線中継システムの一構成例を示す図。 中継装置１の一構成例を示す図。 電源投入後の中継装置が中継を開始する際のシーケンスの一例を示す図。 中継装置の中継制御・演算部によるゲイン設定に係る処理のフローチャートを示す図。 中継装置の中継制御・演算部によるゲイン設定に係る処理のフローチャートを示す図。 端末装置による基地局リスト作成に係る処理のフローチャートを示す図。 中継処理を行った場合の信号レベルの変遷のレベルダイヤの一例を示す図。 中継処理を行った場合の信号レベルの変遷のレベルダイヤの一例を示す図。 中継処理を行った場合の信号レベルの変遷のレベルダイヤの一例を示す図。 異常時のレベルダイヤの一例を示す図。 本発明の第２実施形態に係る中継装置に特有の構成である過大出力防止回路の構成例を示す図。 過大出力防止回路による処理のフローチャートを示す図。

以下、本発明の実施形態に係る非再生型無線中継装置及び無線中継システムについて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本第１実施形態に係る非再生型無線中継装置を適用した無線中継システムの一構成例を示す図である。

同図に示すように、無線中継システムは、非再生型広帯域小電力無線中継装置である中継装置１と、端末装置２ａ，２ｂ，２ｃと、基地局３ａ，３ｂと、を具備する。ここで、端末装置２ａ,２ｂは、基地局３ａ，３ｂと通信する為には中継装置１による中継が必要な位置に位置している為、中継装置１を介して基地局３ａ，３ｂと通信する。他方、端末装置２ｃは、基地局３ｂと直接通信する。

なお、中継装置１による中継対象の端末装置の数及び基地局の個数は、本例に示す個数に限られない。

前記中継装置１は、端末装置と基地局との間の通信を中継する。この中継装置１による処理の詳細は後述する。

前記端末装置２ａ，２ｂ，２ｃは、例えば携帯電話機等の移動無線端末装置である。

前記基地局３ａ，３ｂは、移動通信網に収容された無線基地局である。

ここで、前記端末装置２a、２ｂは、基地局３ａ，３ｂからの電波を十分なレベルで受信できる場合には、基地局３ａ，３ｂと直接に通信を行う。一方、基地局３ａ，３ｂからの電波を十分なレベルで受信できない場合には、中継装置１を介して基地局３ａ，３ｂと通信を行う。

図２は、中継装置１の一構成例を示す図である。

同図に示すように、中継装置１は、中継制御・演算部１０と、アンテナ１１ａ，１１ｂと、低雑音増幅器（以降、ＬＮＡと略称する）１２ａ，１２ｂと、周波数変換部１３ａ，１３ｂと、ゲイン増幅器１４ａ，１４ｂと、電力増幅器１５ａ，１５ｂと、検出部１６ａ，１６ｂと、送信ゲイン制御部１７ａ，１７ｂと、受信電力レベル検出部１８ａ，１８ｂと、制御信号検出部１９と、アンテナスイッチ２０ａ，２０ｂと、LNAレベル制御部２１ａ，２１ｂと、TCCH生成部２２と、を有する。

前記中継制御・演算部１０は、中継装置１０の各部を統括的に制御する。この中継制御・演算部１０による制御の詳細は後述する。

前記アンテナ１１ａは、端末装置２a、２ｂとの通信に用いるアンテナである。前記アンテナ１１ｂは、基地局３ａ，３ｂとの通信に用いるアンテナである。このように、端末装置２a、２ｂとの通信に用いるアンテナと、基地局３ａ，３ｂとの通信に用いるアンテナと、をそれぞれ専用アンテナとして別に設けることで、端末装置側通信電波と基地局側通信電波とが相互に干渉しない構成としている。

なお、基地局側信号と端末側信号とを十分に分離できる場合は、上述した専用アンテナの代わりに共通アンテナを設けても勿論よい。

前記ＬＮＡ１２ａは、アンテナ１１ａによって受信したＤＬ信号を電力増幅する低雑音増幅器である。前記ＬＮＡ１２ｂは、アンテナ１１ｂによって受信したＵＬ信号を電力増幅する低雑音増幅器である。

前記周波数変換部１３ａは、ＬＮＡ１２ａから出力されたＤＬ信号を周波数変換する。前記周波数変換部１３ｂは、ＬＮＡ１２ｂから出力されたＵＬ信号を周波数変換する。本第１実施形態においては、中継装置１は、端末装置２a、２ｂとの通信に用いる周波数（中継周波数ｆ２）と、基地局３ａ，３ｂとの通信に用いる周波数（公衆周波数ｆ１）と、を互いに異なる周波数としている為、周波数変換部１３ａ，１３ｂを設けている。

なお、周波数変換部１３ａ，１３ｂによる処理の前に、信号レベルを抑える処理を行うことで、スプリアスの発射を抑えることができる。また、周波数変換部１３ａ、１３ｂにいてスプリアスを除去しても勿論よい。

前記ゲイン増幅器１４ａは、端末装置側の送信電力レベルを調整する為の増幅器である。前記ゲイン増幅器１４ｂは、基地局側の送信電力レベルを調整する為の増幅器である。

前記電力増幅器１５ａは、端末装置２a，２ｂに信号を送信する電力増幅器である。前記電力増幅器１５ｂは、基地局３ａ，３ｂに信号を送信する電力増幅器である。

前記検出部１６ａは、電力増幅器１５ａの送信電力レベルを検出する検出部であり、アンテナ１１ａへ送出される電力値を検出する。前記検出部１６ｂは、電力増幅器１５ｂの送信電力レベルを検出する検出部であり、アンテナ１１ｂへ送出される電力値を検出する。

前記送信ゲイン制御部１７ａは、中継制御・演算部１０による指示に基づいて、ゲイン増幅器１４ａのゲインの値を設定する。前記送信ゲイン制御部１７ｂは、中継制御・演算部１０による指示に基づいて、ゲイン増幅器１４ｂのゲインの値を設定する。

前記受信電力レベル検出部１８ａは、基地局３ａ，３ｂから受信した信号のレベルを検出する。前記受信電力レベル検出部１８ｂは、端末装置２a、２ｂから受信した信号のレベルを検出する。

本第１実施形態に係る中継装置１においては、中継制御・演算部１０が、受信電力レベル検出部１８ａにより検出された基地局信号の受信電力レベルの値に基づいて、ＬＮＡの増幅レベルが最適になるように、ＤＬ信号及びＵＬ信号についてのゲインを設定する。

詳細には後述するが、複数の基地局からの信号が当該中継装置１に入力された場合、この中継制御・演算部１０によるゲイン設定においては、信号の到達可否に関わらず、受信電力レベル検出部１８ａによる検出結果を参照して、受信電力レベルが最大である基地局信号に基づいて、ゲインを算出して設定する。

なお、受信電力レベル検出部１８ｂにより検出された端末信号の受信電力レベルは、第２実施形態において説明する中継制御・演算部１０による過大出力防止の処理に利用される。

前記制御信号検出部１９は、基地局識別番号（以降、ＢＳ−ＩＤと略称する）の取得処理、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；時分割多元接続）システムにおけるフレーム、スーパーフレーム、及び受信した制御信号のスーパーフレームでの位置検出処理を行う。この制御信号検出部１９により検出されたフレームに基づいて、中継制御・演算部１０は、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）タイミング信号を生成する。

前記アンテナスイッチ２０ａ，２０ｂは、中継制御・演算部１０により生成されたＴＤＤタイミング信号に基づいて、送信／受信の切り替えを行う。詳細には、アンテナスイッチ２０ａは、送信時にはアンテナ１１ａを電力増幅器１５ａに接続し、受信時にはアンテナ１１ａをＬＮＡ１２ｂに接続する。同様に、アンテナスイッチ２０ｂは、送信時にはアンテナ１１ｂを電力増幅器１５ｂに接続し、受信時にはアンテナ１１ａをＬＮＡ１２ａに接続する。

前記ＬＮＡレベル制御部２１ａは、受信電力レベル検出部１８ａにより検出された受信電力レベルに基づいて中継制御・演算部１０により算出されたゲインをＬＮＡ１２ａに設定する。同様に、前記ＬＮＡレベル制御部２１ｂは、受信電力レベル検出部１８ｂにより検出された受信電力レベルに基づいて中継制御・演算部１０により算出されたゲインをＬＮＡ１２ｂに設定する。該設定したゲインは、対応する基地局が消失する等の何らかの要因により、再同期が行われるまで保持される。

前記ＴＣＣＨ生成部２２は、ＴＣＣＨ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｒｒｅｃｔ Ｃｈａｎｎｅｌ：タイミング補正チャネル）を生成する。このＴＣＣＨは、当該中継装置１起動時における基地局リストの生成時に、当該中継装置１が受信した制御信号を送信した基地局、に対して送信する信号である。このＴＣＣＨを受信した基地局は、中継装置１に対してレスポンス信号を送信する。このレスポンス信号の受信を以って、本中継装置１から基地局方向への通信確認が完了し、本中継装置１によるＤＬ信号の中継が開始される。

以下、電源投入後の中継装置１による処理の流れを、図３を参照して説明する。図３は、電源投入後の中継装置１が中継を開始する際のシーケンスの一例を示す図である。

まず、電源が投入された中継装置１は、公衆側（基地局側）における対象周波数帯域の基地局制御信号をオープンサーチする。そして、中継装置１は、最初に受信したＢＣＣＨ(Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ)によりフレーム同期を実施する（ｓｑ１）。なお、このＢＣＣＨは制御情報を報知する基地局制御信号であり、基地局３ａ，３ｂによって、所定の周期で継続して送信され続けている。

続いて、中継装置１は、接続確立の為の信号であるＴＣＣＨ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｒｒｅｃｔ Ｃｈａｎｎｅｌ：タイミング補正チャネル）を、前記（ｓｑ１）で受信したＢＣＣＨを送信した基地局に対して送信する（ｓｑ２）。なお、このときのＴＣＣＨの送信電力レベルは、基地局制御信号であるＢＣＣＨの受信電力レベルに応じて、中継装置１が決定する。

そして、前記（ｓｑ２）において中継装置１から送信されたＴＣＣＨを受信した基地局は、該ＴＣＣＨに対するレスポンスとしてＳＣＣＨ（Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；シグナリング制御チャネル）を中継装置１に送信する（ｓｑ３）。このＳＣＣＨを中継装置１が受信し、ＳＣＣＨを送信した基地局と中継装置１との通信が開始される。

以上説明した（ｓｑ１）〜（ｓｑ３）における処理を、中継装置１は、通信可能な全ての基地局（本例の場合は基地局３ａ，３ｂ）について行う。そして、それらの処理結果に基づいて、中継装置１は、それぞれの基地局の基地局識別番号（以降、ＢＳ−ＩＤと略称する）と、それぞれの基地局から送信された信号の受信電力レベルを示す受信信号強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ；以降、ＲＳＳＩと略称する）Ｐｒｂｒと、をリストアップして中継可能基地局リスト（以降、基地局リストと略称する）を作成する。そして、中継装置１は、中継時の増幅処理におけるゲインの設定処理を行う（詳細は後述する）。

その後、中継装置１は、例えば屋外周波数である公衆周波数ｆ１帯域の中継を開始し、信号の増幅処理及び例えば屋内周波数である中継周波数ｆ２への周波数変換処理を行う。

すなわち、中継装置１がＤＬ信号の中継を開始すると、端末装置２a、２ｂは、基地局３ａ，３ｂから送信された基地局制御信号であるＢＣＣＨを受信することが可能になる。

端末装置２a、２ｂは、最初に受信したＢＣＣＨによりフレーム同期を実施する（ｓｑ４）。続いて、端末装置２a、２ｂは、ＴＣＣＨを、前記（ｓｑ４）で受信したＢＣＣＨを送信した基地局に対して送信する（ｓｑ５）。なお、このときのＴＣＣＨの送信電力レベルは、基地局制御信号であるＢＣＣＨの受信電力レベルに応じて、各端末装置２a、２ｂが決定する。

ここで、中継装置１は、端末装置２a、２ｂから送信されたＴＣＣＨを受信すると、基地局側への中継路を開き、公衆周波数ｆ１帯域の信号を増幅・周波数変換処理して基地局側へ送信する。この中継装置１による中継処理によって、端末装置２a、２ｂから送信されたＴＣＣＨは、基地局側に送信される。

なお、中継装置１は、最初の（一回目の）ＴＣＣＨの送信を以て、ＵＬ信号についての中継（端末装置側から基地局側への中継）を開始する。従って、最初のＴＣＣＨが中継されない場合も生じ得るが、端末装置２ａ，２ｂは、ＴＣＣＨを一定周期で規定回数繰り返し送出する為、少なくとも２回目のＴＣＣＨは基地局側へ中継される。

そして、前記（ｓｑ５）において端末装置２a、２ｂから送信されたＴＣＣＨを受信した基地局は、該ＴＣＣＨに対するレスポンスとしてＳＣＣＨを端末装置２a、２ｂに送信する（ｓｑ６）。そして、中継装置１による中継で、このＳＣＣＨを端末装置２a、２ｂが受信し、ＳＣＣＨを送信した基地局と端末装置２a、２ｂとの通信が開始される。

以上説明した（ｓｑ４）〜（ｓｑ６）における処理を、端末装置２a、２ｂは、通信可能な全ての基地局（本例の場合は基地局３ａ，３ｂ）について行う。そして、それらの処理結果に基づいて、端末装置２a、２ｂは、それぞれの基地局のＢＳ−ＩＤと、それぞれの基地局から送信された信号のＲＳＳＩ値と、をリストアップして基地局リストを作成する。

以下、中継装置１によるＤＬ信号に基づくゲイン設定処理について詳細に説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、中継装置１の中継制御・演算部１０によるゲイン設定に係る処理のフローチャートを示す図である。

中継装置１の電源が投入された時点においては、ＤＬ信号についての中継経路及びＵＬ信号についての中継経路は、双方とも遮断された状態である。そして、電源が投入されると中継装置１は、公衆側（基地局側）における対象周波数帯域の基地局制御信号をオープンサーチする。そして、中継装置１は、最初に受信した基地局制御信号（ＢＣＣＨ）についてフレーム同期を実施する（ステップＳ１）。この処理により、当該中継装置１自身の送信タイミングを把握することができる。

続いて、中継装置１は、ＢＣＣＨを送信した基地局に対して送信するＴＣＣＨの送信電力レベルを、ＢＣＣＨの受信電力レベルに基づいて決定する（ステップＳ２）。そして、中継装置１は、受信したＢＣＣＨに対する上り回線のタイミングで、当該ＢＣＣＨを送信した基地局に対して、ステップＳ２において決定した送信電力レベルでＴＣＣＨを送信する（ステップＳ３）。

そして、中継装置１から送信されたＴＣＣＨを受信した基地局は、該ＴＣＣＨに対するレスポンスとしてＳＣＣＨを中継装置１に送信する。中継装置１は、このＳＣＣＨを受信したか否かを判断する（ステップＳ４）。換言すれば、このステップＳ４において、中継装置１は、ＳＣＣＨを受信したか否かを判断することで、中継対象の基地局が、当該中継装置１が送信した信号を受信可能であるか否か（本中継装置１によるＤＬ信号の中継開始が可能であるか否か）を判断する。このステップＳ４をＮＯに分岐する場合は、前記ステップＳ１に戻る。

ところで、本例においては、当該基地局から送信された信号のＲＳＳＩ値と、当該基地局のＢＳ−ＩＤと、が対応付けされて成る基地局リストはＮ局分のリストとして構成されている。また、この基地局リストにおいては、ＲＳＳＩ値が大きい値のデータから順にリストアップしている。

前記ステップＳ４をＹＥＳに分岐する場合、中継装置１は、前記ステップＳ１において受信したＢＣＣＨのＲＳＳＩ値の大きさが、基地局リストにおいてＮ番目以内に入るか否かを判断する（ステップＳ５）。このステップＳ５をＮＯに分岐する場合は、当該データを破棄して前記ステップＳ１に戻る。

一方、このステップＳ５をＹＥＳに分岐する場合は、中継装置１は、当該基地局から送信された信号のＲＳＳＩ値と、当該基地局のＢＳ−ＩＤと、を対応付けして基地局リストに追加する（ステップＳ６）。

このステップＳ６における処理を終えた後、当該中継装置１が通信可能な全ての基地局について、前記ステップＳ１〜前記ステップＳ６における処理を行ったか否かを判断する（ステップＳ７）。このステップＳ７をＮＯに分岐する場合、前記ステップＳ１に戻る。

このステップＳ７をＹＥＳに分岐する場合、基地局リストには、ＲＳＳＩ値が大きい順にリストアップされたＮ局の基地局について、ＢＳ−ＩＤとＲＳＳＩ値とが対応付けされて保存されている。なお、この基地局リストには、スーパーフレーム中の制御ＣＨの位置に関する情報を併せて保存しても勿論よい。

そして、ステップＳ７をＹＥＳに分岐する場合、ＤＬ信号の中継処理におけるゲインであるＤＬゲインＧｄを算出する（ステップＳ８）。詳細には、次の処理によりＤＬゲインＧｄを算出する。

中継装置１は、基地局リストに記載されているＲＳＳＩ値の中で最も大きな値のＲＳＳＩ値に対応する基地局を検出し、該基地局から送信された信号の受信電力レベルをＰｒｂｒ（ｍａｘ）とする。

Ｇｄ＝ＰｔＭＡＸ［ｄＢｍ］−Ｐｒｂｒ（ｍａｘ）［ｄＢｍ］−α［ｄＢ］…（式１）
により、Ｇｄを算出する。ここで、ＰｔＭＡＸは、ＴＥＬＥＣにより技術基準として定められた中継装置１の最大許容出力電力である。α［ｄＢ］は、種々の変動要因を考慮した余裕度である。

このようにして、中継装置１のＤＬ側出力端では、Ｇｄ［ｄＢ］に相当する基地局間空間損失を補償し、且つ、当該中継装置１の送信電力が最大許容出力電力（ＰｔＭＡＸ）を越えない値となる（ＴＥＬＥＣにより定められた技術基準を満たす）ようなＤＬゲインＧｄを算出することができる。このステップＳ８における処理を終えた後、中継装置１は、ＤＬ信号について、ＤＬゲインＧｄにより増幅処理する中継を開始する。

ＤＬゲインＧｄを算出した後、中継装置１は、ＵＬ信号についての中継処理におけるゲインであるＵＬゲインＧｕを算出する（ステップＳ９）。詳細には、このステップＳ９においては、基地局リスト及びＤＬゲインＧｄに基づいて次のように推定する。

まず、対象となる端末装置と当該中継装置１との距離をＬ［ｍ］とし、この場合の空間損失をＡ［ｄＢ］とする。

ここで、基地局リストに記載のＲＳＳＩ値のうち最小の値であるＲＳＳＩｍｉｎに基づいて、対象となる端末装置が通信を行った場合に、当該端末装置から送信され、中継装置１が受信する信号の受信電力レベルが最大となる。

従って、この場合を想定することで、中継装置１からの送信電力が最大許容出力電力（ＰｔＭＡＸ）を越えないようなＵＬゲインＧｕを算出する。

中継装置１のＤＬ信号についての送信電力Ｐｒｍｔについては、受信電力レベルが最小の場合の送信電力をＰｒｔｍ(ｍｉｎ)とすると、
Ｐｒｔｍ(ｍｉｎ)＝ＲＳＳＩ［ｄＢｍ］＋Ｇｄ［ｄＢ］…（式２）
である。

ここで、上述したように空間損失がＡ［ｄＢ］であるので、中継装置１は空間損失Ａ［ｄＢ］分だけ減衰された状態で受信する。

そして、対象となる端末装置の送信電力ＰｔｍＵＬは、
ＰｔｍＵＬ［ｄＢｍ］＝Ｐｂｔｒ−（ＲＳＳＩ＋Ｇ−Ａ）−Ｐｂｔ…（式３）
と表される。ここで、Ｐｂｔｒは基地局受信タ−ゲット電力であり、Ｐｂｔは基地局送信電力である。

そして、中継装置１のＵＬゲインＧｕについては、
ＰｔｍＵＬ−Ａ［ｄＢ］＋Ｇｕ＜ＰｔＭＡＸ…（式４）
を満たすように設定する。

なお、中継装置１は、ＰｔｍＵＬがＰｔＭＡＸに対してＡ［ｄＢ］だけ余裕度を持つようなＵＬゲインＧｕを設定することで、ＲＳＳＩ値が最大の基地局よりＡ［ｄＢ］低い基地局に対して接続しても最大許容出力電力を越えなくなる。

以上、基地局リストにリストアップされているＮ局の基地局のうち、ＲＳＳＩ値が最小である基地局を基準としてＵＬゲインＧｕを算出する例を説明した。ところで、中継装置１は、基地局リストに入らないレベルのＲＳＳＩ値の基地局の信号も実際には中継しており、端末装置は、通常はＲＳＳＩ値が大きな基地局から接続を試みる。なお、基地局リストの数Ｎは、中継装置１がシステムリソースから推定して決定する。

図４Ｂは、中継処理を実行中の中継装置１の中継制御・演算部１０によるゲイン設定処理のフローチャートを示す図である。

中継装置１は、中継処理中においても基地局信号を監視し、新たにＢＣＣＨを検出した場合には、該ＢＣＣＨに基づいてフレーム同期を実施する（ステップＳ２１）。続いて、中継装置１は、ＢＣＣＨを送信した基地局に対して送信するＴＣＣＨの送信電力レベルを、ＢＣＣＨの受信電力レベルに基づいて決定する。そして、受信したＢＣＣＨに対する上り回線のタイミングで、当該ＢＣＣＨを送信した基地局に対して、前記決定した送信電力レベルでＴＣＣＨを送信する（ステップＳ２２）。

そして、ステップＳ２２において送信したＴＣＣＨを受信した基地局は、ＴＣＣＨに対するレスポンスとしてＳＣＣＨ（Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；シグナリング制御チャネル）を中継装置１に送信する。中継装置１は、このＳＣＣＨを受信したか否かを判断する（ステップＳ２３）。このステップＳ２３をＮＯに分岐する場合（接続確認ができなかった場合）は、前記ステップＳ２１に戻る。

一方、前記ステップＳ２３をＹＥＳに分岐する場合（接続確認ができた場合）、当該新たに立ち上がった基地局についてのＲＳＳＩ値であるＲＳＳＩｒが、基地局リスト中のＲＳＳＩ値の最小値であるＲＳＳＩｍｉｎよりも大きい値であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。このステップＳ２４をＮＯに分岐する場合、前記ステップＳ２１に戻る。

前記ステップＳ２４をＹＥＳに分岐する場合、当該ＲＳＳＩｒに対応する基地局を、基地局リストにおいてＲＳＳＩｒが該当する順位に追加し、且つ、ＲＳＳＩｍｉｎを基地局リストから削除する（ステップＳ２５）。

さらに、ＲＳＳＩｒが、基地局リスト中の最大のＲＳＳＩｍａｘよりも大きい値であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。このステップＳ２６をＮＯに分岐する場合、前記ステップＳ２１に戻る。

このステップＳ２６をＹＥＳに分岐する場合、現在設定中のゲインの値では、過大なゲインとなる可能性（中継装置１の送信電力が、ＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力を越えてしまう可能性）がある為、ゲインの再設定処理を行う（ステップＳ２７）。このステップＳ２７においては、図４Ａに示すフローチャートの処理と同様の処理を行うことで、新しいゲインの値を算出する。

なお、中継装置１は、ステップＳ２７におけるゲインの再設定処理中は、ＤＬ信号及びＵＬ信号の中継処理を一旦停止する。

以上説明したように、中継装置１は、中継処理中に新たな基地局が立ち上がった場合には、図４Ｂに示すようなゲインの再設定処理を実行する。

以下、端末装置２a、２ｂによる基地局リスト作成に係る処理について説明する。図５は、端末装置２a、２ｂによる基地局リスト作成に係る処理のフローチャートを示す図である。

まず、中継装置１は、上述の処理により端末装置２ａ，２ｂと基地局３ａ，３ｂとの間の中継処理を開始する。

続いて、端末装置２a、２ｂは、最初に受信したＢＣＣＨに基づいてフレーム同期を実施する（ステップＳ１０１）。この処理により、当該端末装置２a、２ｂ自身の送信タイミングを把握することができる。なお、このＢＣＣＨは、中継装置１により中継された基地局３ａ，３ｂからの送信信号である。

続いて、端末装置２a、２ｂは、ＢＣＣＨを送信した基地局に対して送信するＴＣＣＨの送信電力レベルを、ＢＣＣＨの受信電力レベルに基づいて決定する（ステップＳ１０２）。そして、端末装置２a、２ｂは、受信したＢＣＣＨに対する上り回線のタイミングで、当該ＢＣＣＨを送信した基地局に対して、ステップＳ１０２において決定した送信電力レベルでＴＣＣＨを送信する（ステップＳ１０３）。

そして、端末装置２a、２ｂから送信されたＴＣＣＨを受信した基地局は、該ＴＣＣＨに対するレスポンスとしてＳＣＣＨを、端末装置２a、２ｂに送信する。端末装置２a、２ｂは、このＳＣＣＨを受信したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。換言すれば、このステップＳ１０４において、端末装置２a、２ｂは、ＳＣＣＨを受信したか否かを判断することで、基地局との通信の可否を判断する。このステップＳ１０４をＮＯに分岐する場合は、前記ステップＳ１０１に戻る。

このステップＳ１０４をＹＥＳに分岐する場合、端末装置２a、２ｂは、新基地局についてのＲＳＳＩ値であるＲＳＳＩｒと、基地局リスト中の最小のＲＳＳＩ値であるＲＳＳＩｍｉｎと、を比較する（ステップＳ１０５）。続いて、このステップＳ１０５における比較結果に基づいて、ＲＳＳＩｒが（ＲＳＳＩｍｉｎ−Ｎ）よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、Ｎは、種々の変動要因を考慮した余裕度である。このステップＳ１０６をＮＯに分岐する場合は、前記ステップＳ１０１に戻る。

一方、このステップＳ１０６をＹＥＳに分岐する場合は、当該ＲＳＳＩｒに対応する基地局を、基地局リストにおいてＲＳＳＩｒが該当する順位に追加し、且つ、ＲＳＳＩｍｉｎを基地局リストから削除する（ステップＳ１０７）。

続いて、当該端末装置２a、２ｂが通信可能な全ての基地局について、前記ステップＳ１０１〜前記ステップＳ１０７における処理を行ったか否かを判断する（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８をＮＯに分岐する場合、前記ステップＳ１０１に戻る。

前記ステップＳ１０８をＹＥＳに分岐する場合、基地局リストを参照して、予め規定されたルールに従って、利用する基地局を選択する（ステップＳ１０９）。このステップＳ１０９における基地局選択の処理については、公知のルールを利用してもよいし、公知のルールに加えて、例えば次のようなルールを新たに規定してもよい。

まず、端末装置２a、２ｂは、基地局側における対象周波数帯域の基地局制御信号をオープンサーチする際に、基地局側から送信された信号が、リレーステーション（例えば中継装置）経由の信号であるか否かを検出する。そして、リレーステーション経由の信号であると判断した場合、次のような処理を行う。

すなわち、端末装置２a、２ｂは、当該リレーステーション経由の信号についてＲＳＳＩ値を求め、該ＲＳＳＩ値の値が、基地局リストのうち最大のＲＳＳＩ値よりも、所定値以上（例えばＢ［ｄＢ］以上）小さい値であるか否かを判断する。ここで、所定値以上小さい値であると判断した場合には、当該信号を送信した基地局を、基地局リストに追加しない（接続対象としない）処理を行う。

換言すれば、端末装置２a、２ｂは、基地局リストのうちＲＳＳＩ値が所定値以下の値である基地局については、当該ＲＳＳＩ値に対応する基地局を、基地局リストから削除する。

このような処理を行うルールを適用することで、例えば著しく低いＲＳＳＩ値の基地局ではあるが他に選択可能な基地局が存在せず、端末装置２a、２ｂが当該基地局を接続対象として選択してしまい、結果として中継装置１の送信電力が最大許容出力電力を越えてしまうことを防ぐことができる。つまり、本ルールは、端末装置の送信電力は最大許容出力電力よりも低いが、中継装置１の送信電力が最大許容出力電力を越えてしまうという事態を防ぐ為のルールである。

以下、上述した中継処理を行った場合の信号レベルの変遷について、図６〜図８を参照して説明する。

図中における“Ｌｏｓｓ”は、対応する両矢印により示される各区間での空間損失を表している。一方、図中における“Ｇａｉｎ”は、中継装置１による中継処理における増幅率（ゲイン）を表しており、左向き矢印に対応するゲイン（Ｇａｉｎ１）はＤＬゲインＧｄを表し、右向き矢印に対応するゲイン（Ｇａｉｎ２）はＵＬゲインＧｕを表している。

図６は、端末装置２ａ，２ｂと、基地局３ａと、が中継装置１を介して通信する場合におけるレベルダイヤの一例を示す図である。つまり、図６に示す例では、複数の端末装置と一つの基地局とを想定している。

図６に示す例では、基地局３ａから送出されたＢＣＣＨが、中継装置１により中継されて端末装置２ａ，２ｂに到達し、このＢＣＣＨを受信した端末装置２ａ，２ｂから送信されたＴＣＣＨが、中継装置１により中継されて基地局３ａに到達する。

ここで、基地局３ａ−中継装置１間の空間損失を“Ｌｏｓｓ１”とし、中継装置１−端末装置２ａ間の空間損失を“Ｌｏｓｓ２”とし、中継装置１−端末装置２ｂ間の空間損失を“Ｌｏｓｓ４”とする。

まず、中継装置１は、基地局３ａから送信されたＢＣＣＨ（ｆ１）を、
基地局３ａの規定出力電力（Ｐｂｔ）−Ｌｏｓｓ１で表される電力で受信する。

次に、中継装置１は、受信したＢＣＣＨ（ｆ１）を“Ｇａｉｎ１”で増幅し且つ周波数変換し、ＢＣＣＨ（ｆ２）を端末装置側へ送信する。

端末装置２ａは、さらに“Ｌｏｓｓ２”だけ減衰した信号レベルでＢＣＣＨ（ｆ２）を受信する。従って、端末装置２ａでの受信電力Ｐｍａｒは、
Ｐｍａｒ＝Ｐｂｔ−Ｌｏｓｓ１＋ｇａｉｎ１−Ｌｏｓｓ２…（式５）
と表される。

同様に、端末装置２ｂでの受信電力Ｐｍｂｒは、
Ｐｍｂｒ=Ｐｍａｒ+Ｌｏｓｓ２−Ｌｏｓｓ４…（式６）
と表される。

なお、ＸＧＰやＷｉＭＡＸ等のようにＯＦＤＭＡを採用している通信規格の場合、基地局の受信端において、全ての端末装置からの信号レベルが一致していることが望ましい為、ターゲットとなる受信電力レベルＰｂｔｒが定められている。

従って、各端末装置２ａ，２ｂは、基地局受信端における受信電力レベルがＰｂｔｒとなるように、送信電力(Ｐｍｘｔ)を下式で算出して送信電力を決定する。

端末装置送信電力(Ｐｍｘｔ)
＝基地局のタ−ゲット受信電力レベル(Ｐｂｔｒ)−（端末装置の受信電力レベル（Ｐｍｘｒ）−基地局の送信電力(Ｐｂｔ）)…（式７）
これは、基地局３ａ−端末装置２ａ，２ｂ間における損失分を予め加算した電力で送信することを意味している。中継装置１を経由した場合、図６に示す例では、端末装置２ａの受信電力レベルについては、中継装置１による中継で“Ｌｏｓｓ１−Ｇａｉｎ１+Ｌｏｓｓ２”により減衰分と増幅分とが相殺されている。

端末装置２ａの送信電力は、
Ｐｍａｔ=Ｐｂｔｒ−(Ｐｍａｒ−Ｐｂｔ)…（式８）
と表される。端末装置２ｂの送信電力は、
Ｐｍｂｔ＝Ｐｂｔｒ−(Ｐｍｂｒ−Ｐｂｔ)＝Ｐｂｔｒ−((Ｐｍａｒ+Ｌｏｓｓ２−Ｌｏｓｓ4)−Ｐｂｔ)…（式９）
と表される。

このように、端末装置２ｂの送信電力は、端末装置２ａのそれよりも（Ｌｏｓｓ２−Ｌｏｓｓ４）だけ大きな送信電力である。これにより、図６に示すように、中継装置１の端末装置側受信端において、端末装置２ａの受信電力レベルと、端末装置２ｂの受信電力レベルと、を一致させる（ターゲット受信電力レベルＰｂｔｒ）ことができる。

そして、中継装置１は、ＵＬ信号であるＴＣＣＨについてはＧａｉｎ２で増幅し且つ周波数変換し、ＴＣＣＨ（ｆ１）として基地局３ａに送信する。このとき、Ｌｏｓｓ１による減衰分とＧａｉｎ２による増幅分とが同じ値となるように、Ｌｏｓｓ１及びＧａｉｎ２を設定する。これにより、基地局３ａでの受信電力レベルをターゲット受信電力レベルＰｂｔｒにすることができる。

図７は、端末装置２ａと、基地局３ａ，３ｂと、が中継装置１を介して通信する場合におけるレベルダイヤの一例を示す図である。つまり、図７に示す例では、一つの端末装置と複数の基地局とを想定している。

図７に示す例では、基地局３ａ，３ｂから送出されたＢＣＣＨが、中継装置１により中継されて端末装置２ａに到達し、このＢＣＣＨを受信した端末装置２ａから送信されたＴＣＣＨが、中継装置１により中継されて基地局３ａ，３ｂに到達する。

ここで、基地局３ａ−中継装置１間の空間損失を“Ｌｏｓｓ１”とし、基地局３ｂ−中継装置１間の空間損失を“Ｌｏｓｓ３”とし、中継装置１−端末装置２ａ間の空間損失を“Ｌｏｓｓ２”とする。

なお、説明の重複を避ける為、図６に示す例との相違点のみを説明する。

中継装置１が基地局３ａから送出された信号の受信電力レベルに基づいてＤＬゲインＧｄ（図７に示すＧａｉｎ１）を設定し、このＧａｉｎ１で中継する場合、基地局３ｂから送信されたＤＬ信号は、基地局３ａから送信された信号と比較して“Ｌｏｓｓ３−Ｌｏｓｓ１”だけ小さいレベルで端末装置２ａに到達する。端末装置２ａからのＵＬ信号についても同様に“Ｌｏｓｓ３−Ｌｏｓｓ１”だけ小さいレベルで基地局３ｂへ到達する。

従って、端末装置２ａは、基地局３ｂに対して信号を送信する場合には、基地局３ａに対して信号を送信する場合より、“Ｌｏｓｓ３−Ｌｏｓｓ１”だけ大きな送信電力レベルで信号を送信する。これにより、基地局３ｂが、ＵＬ信号をターゲット受信電力レベルＰｂｔｒで受信することが可能になる。

換言すれば、中継装置１は、端末装置２ａが基地局３ｂに送信したＵＬ信号については、基地局３ａに送信したＵＬ信号よりも、“Ｌｏｓｓ３−Ｌｏｓｓ１”だけ大きなレベルで受信することになる。

このような場合であっても、中継装置１の送信電力が最大許容出力電力を越えないように、図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートの処理により、ＤＬゲインＧｄ（図７に示すＧａｉｎ１）及びＵＬゲインＧｕ（図７に示すＧａｉｎ２）を設定する。

図８は、端末装置２ａ，２ｂと、基地局３ａ，３ｂと、が中継装置１を介して通信する場合におけるレベルダイヤの一例を示す図である。つまり、図８に示す例では、複数の端末装置と複数の基地局とを想定している。

図８に示す例では、基地局３ａから送出されたＢＣＣＨが、中継装置１により中継されて端末装置２ａに到達し、このＢＣＣＨを受信した端末装置２ａから送信されたＴＣＣＨが、中継装置１により中継されて基地局３ａに到達する。同様に、基地局３ｂから送出されたＢＣＣＨが、中継装置１により中継されて端末装置２ｂに到達し、このＢＣＣＨを受信した端末装置２ｂから送信されたＴＣＣＨが、中継装置１により中継されて基地局３ｂに到達する。

ここで、基地局３ａ−中継装置１間の空間損失を“Ｌｏｓｓ１”とし、基地局３ｂ−中継装置１間の空間損失を“Ｌｏｓｓ３”とし、中継装置１−端末装置２ａ間の空間損失を“Ｌｏｓｓ２”とし、中継装置１−端末装置２ｂ間の空間損失を“Ｌｏｓｓ４”とする。

本例における信号レベルの変遷は、基本的には図６に示す例及び図７に示す例と同様である。すなわち、中継装置１との間の空間損失が互いに異なる基地局から送信された信号の受信電力レベルに基づいてＤＬゲインＧｄ及びＵＬゲインＧｕを決定する為、端末装置２ａ，２ｂから送信されるＵＬ信号の送信電力がそれぞれ異なる。従って、中継装置１は、何れのＵＬ信号を中継する場合であっても、中継装置１自身の送信電力が最大許容出力電力を越えないように、図４Ａ及び図４Ｂに示すフローチャートを参照して説明した処理により、ＤＬゲインＧｄ（図８に示すＧａｉｎ１）及びＵＬゲインＧｕ（図８に示すＧａｉｎ２）を設定する。

以上説明したように、本第１実施形態によれば、マルチキャリア通信方式の通信規格を利用する場合（複数の基地局を対象として中継処理を行う場合）であっても、信号の送信電力をＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力以下に抑え、且つ、該最大許容出力電力以下で最良なレベルとなるように増幅制御可能な非再生型無線中継装置及び無線中継システムを提供することができる。

具体的には、本第１実施形態に係る非再生型無線中継装置及び無線中継システムによれば、例えば次のような効果を奏する。

・従来技術のようにＡＧＣで常にＤＬゲインＧｄを調整している場合、基地局の増減や通信中の信号チャネルの増減によりレベル変動が発生してしまうが、本第１実施形態によれば、ＤＬゲインＧｄ及びＵＬゲインＧｕをＢＣＣＨのＲＳＳＩ値に基づいて設定した値にて固定する為、中継ゲインの変動が発生せず、通信を安定して継続できる。

・中継装置１は、同一タイミングでの最大受信電力レベルに基づいて中継に係るゲインを決定することで、ＤＬ信号及びＵＬ信号の両方について、中継装置１の出力が最大許容出力電力を越えず、且つ、最良となるように制御することができる。

なお、前記基地局リストは、フレーム同期を行っている基地局に異常が発生し、当該基地局が同期対象として適さない基地局となった場合、代替の基地局を即座に設定して同期を維持する為にも用いる。

［第２実施形態］
本第２実施形態は、以下説明するような異常時であっても、信号の送信電力を、ＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力以下に抑えることが可能な非再生型無線中継装置及び無線中継システムを提供することを目的とする。なお、説明の重複を避ける為、第１実施形態に係る非再生型無線中継装置及び無線中継システムとの相違点のみを説明する。

図９は、本第２実施形態において想定する異常時のレベルダイヤを示す図である。すなわち、本第２実施形態において想定する異常時とは、図９に示すように、基地局３ａから送信されたＤＬ信号の中継装置１における受信電力レベルと、基地局３ｂから送信されたＤＬ信号の中継装置１における受信電力レベルと、の差が異常に大きい状態である。

図９に示す例では、基地局３ａから送出されたＢＣＣＨが、中継装置１により中継されて端末装置２ａに到達し、このＢＣＣＨを受信した端末装置２ａから送信されたＴＣＣＨが、中継装置１により中継されて基地局３ａに到達する。同様に、基地局３ｂから送出されたＢＣＣＨが、中継装置１により中継されて端末装置２ｂに到達し、このＢＣＣＨを受信した端末装置２ｂから送信されたＴＣＣＨが、中継装置１により中継されて基地局３ｂに到達する。

ここで、基地局３ａ−中継装置１間の空間損失を“Ｌｏｓｓ１”とし、基地局３ｂ−中継装置１間の空間損失を“Ｌｏｓｓ３”とし、中継装置１−端末装置２ａ間の空間損失を“Ｌｏｓｓ２”とし、中継装置１−端末装置２ｂ間の空間損失を“Ｌｏｓｓ４”とする。

図９に示すように、Ｌｏｓｓ３が異常に大きい場合、ＤＬゲインＧｄ（図９に示すＧａｉｎ１）及びＵＬゲインＧｕ（図９に示すＧａｉｎ２）の値が過大な値となってしまう。

従って、中継装置１との間の空間損失が基地局３ｂよりも大幅に小さい基地局３ａについては、上述した処理により設定したゲインの値が過大となってしまい、端末装置２ａ，２ｂとの間の通信の中継における中継装置１による送信電力が、ＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力を越えてしまう場合がある。

このような異常時にも対応可能なように、本第２実施形態に係る非再生型無線中継装置及び無線中継システムは、図１０に示す構成を採る。図１０は、本第２実施形態に係る中継装置に特有の構成である過大出力防止回路を示す図である。

図１０に示すように、本第２実施形態に係る中継装置は、第１実施形態に係る中継装置が有する部材に加えて、予想最大受信電力レベル保存部１１０と、比較部１１１と、ＬＮＡ１１２ｂと、ＰＡ１１５ｂと、受信電力レベル検出部１８ｂと、から成る過大出力防止回路を有する。なお、図１０において符号５０が付された部材は、図２において破線で囲まれた領域５０内に含まれている部材を示している。

前記予想最大受信電力レベル保存部１１０は、中継制御・演算部１０により算出された、“許容される受信電力レベル”の値が保存されているレジスタである。この“許容される受信電力レベル”とは、中継装置１が当該受信電力レベルで端末装置から受信したアップリンク信号をＵＬゲインＧｕにて増幅処理した場合に、該アップリンク信号を基地局に送信する際の送信電力が、最大許容出力電力を越えないような、最大の受信電力レベルである。

前記ＬＮＡ１１２ｂは、当該中継装置に入力されたＵＬ信号を電力増幅する低雑音増幅器である。

前記受信電力レベル検出部１８ｂは、前記ＬＮＡ１１２ｂｂの出力に基づいて、当該ＵＬ信号の受信電力レベルを検出する。

前記比較部１１１は、前記予想最大受信電力レベル保存部１１０に保存された受信電力レベルと、前記受信電力レベル検出部１８ｂにより検出された受信電力レベルと、を比較する。詳細には、この比較部１１１による処理は、図１１に示すフローチャートに従う。

前記ＰＡ１１５ｂは、比較部１１１の出力を制御入力とする電力増幅器である。

図１１は、過大出力防止回路による処理のフローチャートを示す図である。

まず、受信電力レベル検出部１８ｂが、受信信号入力部１１２ｂの出力に基づいて、当該ＵＬ信号の受信電力レベルを検出する（ステップＳ２０１）。続いて、比較部１１１が、予想最大受信電力レベル保存部１１０に保存された受信電力レベルＡと、受信電力レベル検出部１８ｂにより検出された受信電力レベルＢと、を比較し（ステップＳ２０２）、
受信電力レベルＡ＞受信電力レベルＢ
を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０３）。換言すれば、このステップＳ２０３においては、検出された受信電力レベルが、許容される受信電力レベルよりも小さいか否かを判定する。

このステップＳ２０３をＹＥＳに分岐する場合は、ＰＡ１１５ｂの出力をＯＮに設定する／またはレベル復帰させる（ステップＳ２０４）。一方、このステップＳ２０３をＮＯに分岐する場合（中継装置１による信号の送信電力が、ＴＥＬＥＣにより定められた最大許容出力電力を越えてしまう場合）は、ＰＡ１１５ｂの出力をＯＦＦに設定する／またはレベルダウンさせる（ステップＳ２０５）。

以上説明したように、本第２実施形態によれば、第１実施形態に係る非再生型無線中継装置及び無線中継システムと同様の効果を奏する上に、さらに、上述したような異常時であっても対応可能な非再生型無線中継装置及び無線中継システムを提供することができる。

具体的には、本第２実施形態に係る非再生型無線中継装置及び無線中継システムによれば、例えば次のような効果を奏する。

・第１実施形態と同様にＤＬゲインＧｄ及びＵＬゲインＧｕを固定する為、端末装置が送信した信号のＲＳＳＩ値から、中継時に増幅した後の送信電力を推定することが可能であることを利用して、当該中継装置１の送信電力が最大許容出力電力以下に成り得るか否かを推定し、予め、信号レベルを下げたり、信号送信自体を停止させたりすることで、最大許容出力電力を越えないようにすることが更に確実にできる。

なお、前記比較部１１１による比較結果に基づいてＰＡ１１５ｂを制御する例を説明したが、ＰＡ１１５ｂの代わりに送信ゲイン制御部１７ｂを制御しても勿論よい。

また、即応性を求める場合には、ＰＡ１１５ｂや送信ゲイン制御部１７ｂを制御するだけでなく、さらにアンテナスイッチ２０ｂを切り替えることによって、基地局側への信号の送信を停止させても勿論よい。

ところで、上述した方法により中継装置１による信号の送信を停止させた場合、基地局３ａ，３ｂは、端末装置２ａ，２ｂからの信号を受信する処理が停止する為、一定時間後にタイムアウトと判断して切断処理に移行する。このようにして切断処理された端末装置は、基地局を変更して再接続を試みる。ここで、送信電力が過大とならない程度に近い基地局に接続した場合、上述したような異常事態は発生せずに接続可能となる。

なお、上り回線を遮断した旨を表示してユーザに通知することで、ユーザ自身に再接続処理を促すようにしても勿論よい。

以上、第１実施形態及び第２実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。

さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示した複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示す全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

１…中継装置、 ２ａ，２ｂ…端末装置、 ３ａ，３ｂ…基地局、 １０…中継制御・演算部、 １１ａ，１１ｂ…アンテナ、 １２ａ，１２ｂ…低雑音増幅器、 １３ａ，１３ｂ…周波数変換部、 １４ａ，１４ｂ…ゲイン増幅器、 １５ａ，１５ｂ…電力増幅器、 １６ａ，１６ｂ…検出部、 １７ａ，１７ｂ…送信ゲイン制御部、 １８ａ，１８ｂ…受信電力レベル検出部、 １９…制御信号検出部、 ２０ａ，２０ｂ…アンテナスイッチ、 ２１ａ，２１ｂ…ＬＮＡレベル制御部、 ２２…ＴＣＣＨ生成部、 １１０…予想最大受信電力レベル保存部、 １１１…比較部、 １１２ｂ…ＬＮＡ、 １１５ｂ…ＰＡ。

Claims (5)

1. 端末装置と基地局との間の無線通信を中継する非再生型無線中継装置であって、
   前記基地局から前記端末装置へ送信されるダウンリンク信号の信号レベルを第１の中継ゲインにより増幅処理し、且つ、前記端末装置から前記基地局へ送信されるアップリンク信号の信号レベルを第２のゲインにより増幅処理する送信電力制御部と、
   前記送信電力制御部により信号レベルが増幅処理された信号を送信する送信部と、
   前記送信部により送信される信号の送信電力が、当該非再生型無線中継装置に対して規定されている最大許容出力電力以下の値になるように、前記ダウンリンク信号の受信電力レベルに基づいて前記第１の中継ゲインの値を設定し、且つ、該設定した前記第１の中継ゲインに基づいて前記第２の中継ゲインの値を設定するゲイン設定部と、
   を具備することを特徴とする非再生型無線中継装置。
2. 前記ゲイン設定部は、
   前記基地局から間欠的に常時送信されている制御信号の受信電力レベルに基づいて、前記送信部により送信される信号の送信電力が前記最大許容出力電力以下の値になるように前記第１の中継ゲインの値を設定し、且つ、該設定した前記第１の中継ゲインに基づいて前記第２の中継ゲインの値を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の非再生型無線中継装置。
3. 前記ゲイン設定部は、
   前記第２の中継ゲインの値を、前記基地局がアップリンク信号を受信する際の受信電力レベルが目標受信電力レベルとなるように設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の非再生型無線中継装置。
4. 前記端末装置から送信されたアップリンク信号の受信電力レベルを検出する受信電力レベル検出部と、
   端末装置から受信したアップリンク信号の信号レベルを前記第２の中継ゲインにて増幅処理した場合に、該アップリンク信号を基地局に中継送信する際の送信電力が前記最大許容出力電力を越えないような、最大の受信電力レベルを算出する最大受信電力レベル算出部と、
   前記最大受信電力レベルを記憶する記憶部と、
   前記受信電力レベル検出部により検出された受信電力レベルが、前記記憶部に記憶された前記最大受信電力レベルよりも大きい値であるか否かを判断する比較判断部と、
   前記比較判断部により、前記受信電力レベル検出部により検出された受信電力レベルが、前記記憶部に記憶された前記最大受信電力レベルよりも大きい値であると判断された場合、前記送信電力制御部による増幅処理の増幅率を下げる処理、または、前記送信部による送信を止める処理を行う過大出力抑止部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の非再生型無線中継装置。
5. 端末装置と、該端末装置と基地局との間の無線通信を中継する非再生型無線中継装置と、を具備する無線中継システムであって、
   前記非再生型無線中継装置は、
   前記基地局から前記端末装置へ送信されるダウンリンク信号の信号レベルを第１の中継ゲインにより増幅処理し、且つ、前記端末装置から前記基地局へ送信されるアップリンク信号を第２のゲインにより増幅処理する送信電力制御部と、
   前記送信電力制御部により信号レベルが増幅処理された信号を送信する送信部と、
   前記送信部により送信される信号の送信電力が、当該非再生型無線中継装置に対して規定されている最大許容出力電力以下の値になるように、前記ダウンリンク信号の受信電力レベルに基づいて前記第１の中継ゲインの値を設定し、且つ、該設定した前記第１の中継ゲインに基づいて前記第２の中継ゲインの値を設定するゲイン設定部と、
   を有し、
   前記端末装置は、
   前記基地局との通信が前記非再生型無線中継装置経由の通信であるか否かを判断する中継判断部と、
   前記基地局から送信されたダウンリンク信号の受信信号強度と、当該基地局の識別番号と、を対応付けした基地局リストを生成するリスト生成部と、
   前記中継判断部により前記非再生型無線中継装置経由の通信であると判断された場合には、前記基地局リストに記載の基地局のうち、前記受信信号強度が所定値以下の値の基地局を、前記基地局リストから削除するリスト削除部と、
   を有する
   ことを特徴とする無線中継システム。

Images