JP2014233004A - 中継装置及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中継装置を介する基地局と通信端末との間のスループットを向上させることができる中継装置及び通信制御方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかる中継装置１０３は、第１及び第２通信装置との無線通信に使用される複数のアンテナ１２９と、中継装置１０３と無線通信を行う第１通信装置及び第２通信装置の少なくとも一方との無線通信の通信状況を取得し、取得した通信状況に応じて、第１及び第２通信装置との無線通信に使用される複数のアンテナ１２９のうち、第１通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第１アンテナリソースと、第２通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第２アンテナリソースとを決定する制御部１２５とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、中継装置及び通信制御方法に関するものである。

通信エリアの拡大を実現するために、基地局の増設だけでなく、基地局と通信端末との間の信号を無線で中継する中継装置の利用が普及している（例えば、特許文献１参照）。中継装置の設置には有線回線が必要とされないため、例えば、有線回線が敷設できない地域をエリア化したり、基地局の増設では必要となる有線回線の費用を削減したりできる。

中継装置は、通信端末からの信号を受信し、その信号を基地局に送信するように動作する。また、その反対の動作として、中継装置は、基地局からの信号を受信し、その信号を通信端末に送信する。つまり、中継装置による中継サービスは、通信端末と中継装置との間及び基地局と中継装置との間の２つの無線通信が確立して、成立することになる。

特開２００７−１１６７０３号公報

ここで、これらの２つの無線通信における無線性能は、基地局側及び通信端末側の通信環境等の影響を受けるため、一般的に異なる。一方の無線通信の無線性能が低い場合、他方の無線通信の無線性能が高くても、無線性能が低い無線通信が原因で、基地局と通信端末との間のスループットが低下するおそれがある。その結果、中継装置及び基地局間の距離又は中継装置及び通信端末間の距離が離しにくくなり、中継装置による通信エリアの拡大が、無線性能が低い通信リンクによって制限されることになる。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、中継装置を介する基地局と通信端末との間のスループットを向上させることができる中継装置及び通信制御方法を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点に係る中継装置の発明は、
第１通信装置及び第２通信装置のそれぞれと無線通信する中継装置において、
前記第１及び第２通信装置との無線通信に使用される複数のアンテナと、
前記第１及び第２通信装置の少なくとも一方との無線通信の通信状況を取得し、取得した前記通信状況に応じて、前記複数のアンテナのうち、前記第１通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第１アンテナリソースと、前記第２通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第２アンテナリソースとを決定する制御部と
を備えるものである。

また、第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る中継装置において、
前記制御部は、前記第１アンテナリソースとして決定可能なアンテナの複数の組合せそれぞれにおいて、前記第１通信装置との前記無線通信の通信状況を取得し、当該複数の通信状況に応じて、前記第１アンテナリソースを決定しており、
前記第１アンテナリソースの決定は、前記第２アンテナリソースの決定よりも優先して行われる
ことを特徴とするものである。

また、第３の観点に係る発明は、第１の観点に係る中継装置において、前記制御部は、前記第１及び第２アンテナリソースとして決定可能なアンテナの複数の組合せそれぞれにおいて、前記第１及び第２通信装置との前記無線通信の通信状況を取得し、当該複数の通信状況に応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定することを特徴とするものである。

また、第４の観点に係る発明は、第１乃至３のいずれか１つの観点に係る中継装置において、前記通信状況は、前記無線通信において受信される信号の通信品質に関する情報であることを特徴とするものである。

また、第５の観点に係る発明は、第１の観点に係る中継装置において、
前記通信状況は、前記中継装置における前記第１通信装置からの一定時間内での第１受信データ量と、前記中継装置における前記第２通信装置への前記一定時間内での第１送信データ量とを含み、
前記制御部は、前記第１受信データ量と前記第１送信データ量との比較に応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定する
ことを特徴とするものである。

また、第６の観点に係る発明は、第５の観点に係る中継装置において、
前記通信状況は、前記中継装置における前記第２通信装置からの前記一定時間内での第２受信データ量と、前記中継装置における前記第１通信装置への前記一定時間内での第２送信データ量とを更に含み、
前記制御部は、前記第１受信データ量と前記第１送信データ量との比較と、前記第２受信データ量と前記第２送信データ量との比較とに応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定する
ことを特徴とするものである。

また、第７の観点に係る発明は、第１の観点に係る中継装置において、
前記通信状況は、前記中継装置と、前記第１及び第２通信装置との間で採用される通信技術であり、
前記制御部は、当該通信技術が複数のアンテナを必要とするものかに応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定する
ことを特徴とするものである。

また、第８の観点に係る発明は、第１乃至７のいずれか１つの観点に係る中継装置において、前記制御部は、前記第１及び第２アンテナリソースを、アンテナの本数及びアンテナの配置に基づいて決定することを特徴とするものである。

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、第１の観点に係る中継装置を通信制御方法として実現させた第９の観点に係る通信制御方法の発明は、
第１通信装置及び第２通信装置のそれぞれと無線通信する中継装置の通信制御方法であって、
前記中継装置が、前記第１及び第２通信装置の少なくとも一方との無線通信の通信状況を取得するステップと、
前記中継装置が、取得した前記通信状況に応じて、前記中継装置が備える複数のアンテナのうち、前記第１通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第１アンテナリソースと、前記第２通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第２アンテナリソースとを決定するステップと
を含むものである。

上記のように構成された本発明に係る中継装置及び通信制御方法によれば、中継装置を介する基地局と通信端末との間のスループットを向上させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第２実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第２実施形態に係る中継装置の別の処理を示すフローチャートである。 図６は、本発明の第３実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。通信システム１００は、基地局（第１通信装置）１０１と、中継装置１０３と、通信端末（第２通信装置）１０５とを含んでいる。基地局１０１は、通信端末１０５と無線通信を行うものである。通信端末１０５は、例えば携帯電話端末等の無線通信端末である。中継装置１０３は、基地局１０１及び通信端末１０５のそれぞれと無線通信し、基地局１０１と通信端末１０５との間の無線通信を中継する。すなわち、中継装置１０３は、基地局１０１からの信号を受信し、その信号を通信端末１０５に送信する。また、その反対の動作として、中継装置１０３は、通信端末１０５からの信号を受信し、その信号を基地局１０１に送信する。

図２は、本発明の第１実施形態に係る中継装置の概略構成を示す機能ブロック図である。中継装置１０３は、通信部１２１と、記憶部１２３と、制御部１２５と、複数のアンテナ１２９とを備えている。通信部１２１と、記憶部１２３とは、制御部１２５に接続されている。

通信部１２１は、アンテナ１２９を介して、基地局１０１及び通信端末１０５との無線通信により、データ（信号）を送受信するものである。

記憶部１２３は、中継装置１０３と基地局１０１及び通信端末１０５との間の通信状況等の各種情報を記憶するものであり、ワークメモリ等としても機能する。通信状況は、例えば、中継装置１０３と基地局１０１及び通信端末１０５との間の無線通信における信号の通信品質に関する情報である。通信品質に関する情報は、復調のし易さを表現するものであり、例えば、ＦＥＲ（Frame Error Rate：フレーム誤り率）、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude：エラーベクトル振幅）、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）エラー数、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio：搬送波対干渉雑音比）等の値により規定することが可能である。以下、本実施形態では、通信状況は、通信品質に関する情報（通信品質情報）であるとする。

制御部１２５は、中継装置１０３の各機能ブロックをはじめとして、中継装置１０３の全体を制御及び管理するものである。制御部１２５は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。また、制御部１２５は、中継装置１０３と基地局１０１との無線通信に使用されるアンテナリソース（以下「第１アンテナリソース」という）と、中継装置１０３と通信端末１０５との無線通信に使用されるアンテナリソース（以下「第２アンテナリソース」という）とを、通信状況に応じて決定する。ここで、アンテナリソースとは、アンテナの他、当該アンテナに接続している図示しないＲＦ部（通信部１２１の一部）を含む無線通信リソースを意味する。したがって、第１及び第２アンテナリソースは、複数のアンテナ１２９のうち、１つ以上のアンテナと、当該アンテナに接続しているＲＦ部を含むものである。そのため、アンテナリソースの決定は、複数のアンテナ１２９と、当該アンテナ１２９の各々に接続しているＲＦ部を決定することになる。そして、制御部１２５は、決定した第１アンテナリソースで基地局１０１との無線通信が、及び、第２アンテナリソースで通信端末１０５との無線通信が可能な接続状態になるように、図示しないスイッチ部（通信部１２１の一部）を制御する。これにより、第１及び第２アンテナリソースが基地局１０１及び通信端末１０５との通信に使用されることになる。第１及び第２アンテナリソースの具体的な決定方法については、後述の図３の説明にて詳述する。

制御部１２５は、各アンテナリソースを、アンテナの本数及びアンテナの配置に基づいて決定することができる。基地局１０１又は通信端末１０５との通信に使用されるアンテナの本数が増えることにより、一般的に、無線通信の通信品質は向上し、反対に、アンテナの本数が減ることにより、通信品質は低下しうる。また、アンテナの本数が同じであっても、どのアンテナを使用するか、つまりどのような配置のアンテナを使用するかによって、アンテナの指向性やアンテナ間の干渉等により、通信品質は変化しうる。

ここで、アンテナの最大数（以下「アンテナ接続最大数」という）は決まっているため、第１アンテナリソースのアンテナ本数と、第２アンテナリソースのアンテナ本数との総和は、このアンテナ接続最大数以下となる。そのため、第１又は第２アンテナリソースの一方のアンテナ本数が増加するほど、他方のアンテナ本数は減少しうる。

続いて、図３を用いて、中継装置１０３の処理について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。まず、第１アンテナリソースを第２アンテナリソースよりも優先的に決定する方法を説明する。続いて、第１及び第２アンテナリソースを同時に決定する方法について説明する。

一般的に、中継装置１０３と、基地局１０１は、特定の位置に設置され、移動することが少ない。そのため、中継装置１０３と基地局１０１との間の通信品質は、中継装置１０３と移動中または移動して位置が変化してしまう可能性が高い通信端末１０５との間の通信品質よりも推定精度が高い。よって、中継装置１０３と基地局１０１との間の通信を維持するために必要な最低限の通信品質を確保できる第１アンテナリソースをまず決定するほうが第１、第２アンテナリソースを決定する際の効率が良いと考えられる。したがって、まずは、第１アンテナリソースを第２アンテナリソースよりも優先的に決定する方法を説明する。

まず、中継装置１０３の制御部１２５は、複数のアンテナ１２９のうち、中継装置１０３と基地局１０１との間の無線通信に使用されるアンテナの組合せ（つまり、第１アンテナリソース）を選択する（ステップＳ１０１）。制御部１２５は、任意にアンテナの組合せを選択することができ、例えば、図３のフローを開始するごとに無作為に選択したり、このフローを開始するごとに同一のアンテナの組合せを選択したりできる。第１アンテナリソースが選択されると、中継装置１０３は、第１アンテナリソースを使用して、基地局１０１に新規接続要求を送信する。そして、中継装置１０３と基地局１０１との間の通信リンクが確立される。

続いて、制御部１２５は、中継装置１０３と基地局１０１との無線通信の通信状況として通信品質情報を取得する（ステップＳ１０２）。制御部１２５は、通信品質情報として、上述のＦＥＲ、ＥＶＭ等の値だけでなく、選択された第１アンテナリソースで使用可能な最大変調方式の情報を取得することもできる。中継装置１０３で受信される信号の通信品質（下りの通信品質）は、制御部１２５により受信信号に基づいて算出される。また、基地局１０１で受信される信号の通信品質（上りの通信品質）は、基地局１０１が算出して中継装置１０３に送信することにより、制御部１２５で取得される。取得される通信品質は、下りの通信品質及び上りの通信品質の双方、又はいずれか一方とすることができる。制御部１２５は、取得した通信品質情報を、第１アンテナリソースの情報（本数、配置）と対応付けて、記憶部１２３に記憶させることができる。

次に、制御部１２５は、第１アンテナリソースとして決定可能なアンテナの組合せを変更できるかを判断する（ステップＳ１０３）。制御部１２５は、第１アンテナリソースとして決定可能なアンテナの組合せが現在使用中のもの以外に存在する場合、第１アンテナリソースを変更できると判断できる。また、変更回数が予め規定されている場合、制御部１２５は、当該変更回数に達するまでは、第１アンテナリソースを変更できると判断することもできる。

制御部１２５は、第１アンテナリソースを変更できる場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、第１アンテナリソースを構成するアンテナの組合せを規則的又は不規則的に変更する（ステップＳ１０４）。そして、制御部１２５は、変更された第１アンテナリソースにおける通信品質情報を取得し、記憶部１２３に記憶させる（ステップＳ１０２）。

制御部１２５は、第１アンテナリソースを変更できない場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、通信品質情報を取得した複数のアンテナリソースの中から、通信品質情報に基づいて第１アンテナリソースを決定する（ステップＳ１０５）。制御部１２５は、例えば、最も良い品質を示す通信品質情報に対応付けられているアンテナリソースを、第１アンテナリソースとして決定することができる。ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の繰返処理において、アンテナリソースの変更回数が多いほど、通信品質情報を多く集めることができ、ステップＳ１０５において、中継装置１０３と基地局１０１との間の通信品質をより良くできるアンテナリソースの特定が可能になる。

第１アンテナリソースのアンテナ数が決定されると、このアンテナ本数を上記のアンテナ接続最大数から減算した値が、第２アンテナリソースの最大アンテナ本数となる。よって、制御部１２５は、アンテナ本数がこの最大アンテナ本数を超えないようにアンテナの本数及び配置を任意に選択して第２アンテナリソースを決定することができる。また、制御部１２５は、第２アンテナリソースに関しても、図３の処理を行い、中継装置１０３と通信端末１０５との間の通信品質情報に基づいて、第２アンテナリソースを決定することもできる。

ここまで、第１アンテナリソースを優先的に決定する方法を説明したが、第１実施形態に係る中継装置１０３の処理によって、第１及び第２アンテナリソースを同時に決定することも可能である。以下、図３を用いて、第１及び第２アンテナリソースを同時に決定する方法について説明する。なお、上述の第１アンテナリソースの決定方法と同様となる各ステップの詳細は、以下の説明では省略する。

まず、中継装置１０３の制御部１２５は、複数のアンテナ１２９のうち、中継装置１０３と基地局１０１との間の無線通信に使用されるアンテナの組合せ（つまり、第１アンテナリソース）と、中継装置１０３と通信端末１０５との間の無線通信に使用されるアンテナの組合せ（つまり、第２アンテナリソース）とを選択する（ステップＳ１０１）。制御部１２５は、任意にアンテナの組合せを選択することができる。

続いて、制御部１２５は、中継装置１０３と基地局１０１及び通信端末１０５との無線通信の通信状況として通信品質情報を取得する（ステップＳ１０２）。そして、制御部１２５は、取得した通信品質情報を、第１及び第２アンテナリソースの情報（本数、配置）と対応付けて、記憶部１２３に記憶させることができる。

次に、制御部１２５は、第１及び第２アンテナリソースとして決定可能なアンテナの組合せを変更できるかを判断する（ステップＳ１０３）。制御部１２５は、第１及び第２アンテナリソースを変更できる場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、第１及び第２アンテナリソースを構成するアンテナの組合せを規則的又は不規則的に変更する（ステップＳ１０４）。そして、制御部１２５は、変更された第１及び第２アンテナリソースにおける通信品質情報を取得し、記憶部１２３に記憶させる（ステップＳ１０２）。

制御部１２５は、第１及び第２アンテナリソースを変更できない場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、通信品質情報を取得した複数のアンテナリソースの中から、通信品質情報に基づいて第１及び第２アンテナリソースを決定する（ステップＳ１０５）。例えば、制御部１２５は、基地局１０１及び中継装置１０３の間の通信品質と、中継装置１０３及び通信端末１０５の間の通信品質とが互いに最も近似するように、第１アンテナリソース及び第２アンテナリソースを決定することができる。

このように、第１実施形態においては、中継装置１０３の制御部１２５は、基地局１０１及び通信端末１０５の少なくとも一方との無線通信の通信品質情報を取得し、取得した通信品質情報に応じて、基地局１０１との無線通信に使用される第１アンテナリソースと、通信端末１０５との無線通信に使用される第２アンテナリソースとを決定する。つまり、制御部１２５は、中継装置１０３を介する基地局１０１及び通信端末１０５の間の通信品質を考慮するため、通信品質が良くなるようにアンテナリソースを決定することが可能になる。通信品質の向上により、基地局１０１及び通信端末１０５の間で信号が送受信され易くなるため、スループットの向上が実現される。

また、第１実施形態においては、基地局１０１と中継装置１０３との間の通信品質が、通信端末１０５と中継装置１０３との間の通信品質よりも悪い場合、制御部１２５は、第１アンテナリソースとして決定可能なアンテナの複数の組合せそれぞれにおいて、基地局１０１との無線通信の通信品質情報を取得し、当該複数の通信品質情報に応じて、第１アンテナリソースを決定することができる。つまり、制御部１２５は、通信品質の推定精度が高い基地局側の通信品質情報を考慮して、第１アンテナリソースから優先的に決定する。これにより、基地局１０１及び通信端末１０５の間において、効率よく、通信品質の向上が図られるため、効率的にスループットを向上させることができる。また、基地局１０１と中継装置１０３との間の通信品質が向上するような第１アンテナリソースの決定により、中継装置１０３を基地局１０１からより遠くに配置しても、安定した通信が維持され易くなる。これにより、中継装置の中継可能距離を広げることも可能になる。

また、第１実施形態においては、制御部１２５は、第１及び第２アンテナリソースとして決定可能なアンテナの複数の組合せそれぞれにおいて、基地局１０１及び通信端末１０５との無線通信の通信品質情報を取得し、当該複数の通信品質情報に応じて、第１及び第２アンテナリソースを決定することができる。つまり、制御部１２５は、基地局１０１と通信端末１０５との間の中継装置１０３を介した通信全体の通信品質情報を考慮して、アンテナリソースを決定する。これにより、基地局−中継装置間のスループットと、中継装置−通信端末間のスループットとの双方をバランス良く向上させることができ、その結果、基地局−通信端末間の通信システム１００全体のスループットを向上させることが可能である。

（第２実施形態）
第１実施形態では、中継装置１０３の制御部１２５が取得する通信状況が、通信品質情報である場合について説明した。第２実施形態では、制御部が取得する通信状況が、中継装置が一定時間内に送受信するデータ量（つまり、データ転送速度）である場合について説明する。すなわち、第２実施形態の制御部は、中継装置が送受信するデータ量に基づいて、アンテナリソースを決定する。データ転送速度は、受信側で正しく復調できるか否かに依存するものであり、受信側での復調が困難になると、送信側は、変調クラスを下げたりすることにより、壊れにくい方法でデータを送信することになる。この場合、データ転送速度は犠牲になることになる。

第２実施形態に係る通信システム２００は、第１実施形態に係る通信システム１００と同様、基地局２０１と、中継装置２０３と、通信端末２０５とを含んでいる。これらの構成要素の説明は、第１実施形態の構成要素と同一であるため、省略する。

第２実施形態に係る中継装置２０３が備える機能ブロックは、第１実施形態と同様、通信部２２１と、記憶部２２３と、制御部２２５と、複数のアンテナ２２９とである。制御部２２５以外の機能部２２１、２２３及び２２９は、対応する図２の機能部１２１、１２３及び１２９と同じ機能を有するので、説明は省略する。なお、制御部２２５が行う処理については、後述の図４及び図５の説明にて詳述する。

第２実施形態の中継装置２０３の処理について、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、本発明の第２実施形態に係る中継装置の処理を示すフローチャートである。図４では、下り通信のデータ転送速度に基づいてアンテナリソースを決定する方法を説明する。図５では、下り通信及び上り通信のデータ転送速度に基づいてアンテナリソースを決定する方法を説明する。

一般的に、中継装置２０３を介する基地局２０１から通信端末２０５へのデータ通信（下り通信）のデータ量は、中継装置２０３を介する通信端末２０５から基地局２０１へのデータ通信（上り通信）のデータ量よりも多い傾向にある。そのため、図４において、データ量の多い下り通信でのスループットの向上を図るための処理を示す。

まず、中継装置２０３は、任意の第１アンテナリソースを使用して基地局２０１と通信し、任意の第２アンテナリソースを使用して通信端末２０５と通信しているとする。このとき、中継装置２０３の制御部２２５は、中継装置２０３と基地局２０１との無線通信の通信状況として、中継装置２０３が基地局２０１から一定時間内に受信するデータ量（以下「下り受信データ量」という）を取得する（ステップＳ２０１）。そして、制御部２２５は、中継装置２０３と通信端末２０５との無線通信の通信状況として、中継装置２０３が通信端末２０５へ一定時間内に送信するデータ量（以下「下り送信データ量」）を取得する（ステップＳ２０２）。制御部２２５は、取得した下り受信データ量及び下り送信データ量を記憶部１２３に記憶させることができる。

続いて、制御部２２５は、取得した下り受信データ量と下り送信データ量とを比較する（ステップＳ２０３）。下り送信データ量が下り受信データ量よりも多い場合（ステップＳ２０３の（１））、下り通信において、基地局−中継装置間のスループットの方が、中継装置−通信端末間よりも悪いことになる。つまり、基地局−中継装置間の下り通信が、基地局−通信端末間の下り通信全体でのスループット向上を阻むボトルネックである。よって、制御部２２５は、基地局−中継装置間のスループットが向上するように、第１アンテナリソースを調整する（ステップＳ２０４）。例えば、制御部２２５は、第１アンテナリソースのアンテナ本数を増やしたり、アンテナ間の干渉等が減るようにアンテナ本数を変えずに異なるアンテナを選択（つまり、アンテナ配置の変更）したりする。また、制御部２２５は、下り受信データ量と下り送信データ量との差分が大きいほど、アンテナ本数を多く増やすこともできる。なお、制御部２２５は、第１アンテナリソースのアンテナ本数を増やした場合、その分、第２アンテナリソースのアンテナ本数を減らすことになる。以上のようにして、ボトルネックを解消する方向に第１アンテナリソースが決定される。

一方、下り受信データ量が下り送信データ量よりも多い場合（ステップＳ２０３の（２））、下り通信において、中継装置−通信端末間のスループットのほうが、基地局−中継装置間よりも悪いことになる。中継装置−通信端末間の下り通信が、基地局−通信端末間の下り通信におけるボトルネックである。よって、制御部２２５は、中継装置−通信端末間のスループットが向上するように、ステップＳ２０４と同様に、第２アンテナリソースを調整する（ステップＳ２０５）。

ステップＳ２０３において、下り受信データ量と下り送信データ量が等しい場合（ステップＳ２０３の（３））、基地局２０１から通信端末２０５まで一定速度でデータが送信されていることになる。つまり、基地局−中継装置間の無線通信及び中継装置−通信端末間の無線通信のいずれかが、基地局−通信端末間の無線通信全体のスループットに悪影響を及ぼすことはない。よって、制御部２２５は、第１アンテナリソース及び第２アンテナリソースを調整せずに使用し続ける。なお、下り受信データ量と下り送信データ量が等しいとは、厳密に値が一致することに限定されるものではない。例えば、誤差範囲を予め定め、下り受信データ量と下り送信データ量との差分が当該誤差範囲内であるならば、これらのデータ量は等しいとみなすことができる。

ここまで、優先的に下り通信のデータ量に基づいてアンテナリソースを決定する方法を説明したが、中継装置２０３は、上り通信及び下り通信において一定時間内に送受信されるデータ量（データ転送速度）に基づいてアンテナリソースを決定することも可能である。以下、図５を用いて、上り通信及び下り通信のデータ転送速度に基づいてアンテナリソースを決定する方法について説明する。

まず、中継装置２０３の制御部２２５は、図４のステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の処理を行うことにより、下り通信におけるボトルネックを特定する（ステップＳ２１１）。次に、制御部２２５は、下り通信に関する処理と同様、中継装置２０３が通信端末２０５から一定時間内に受信するデータ量（以下「上り受信データ量」という）と、中継装置２０３が基地局２０１へ一定時間内に送信するデータ量（以下「上り送信データ量」）を取得し、上り通信におけるボトルネックを特定する（ステップＳ２１２）。

続いて、制御部２２５は、上り通信及び下り通信それぞれのボトルネックのうちいずれが、基地局−通信端末間の無線通信に最も悪影響を及ぼすボトルネック（以下「主要ボトルネック」という）であるかを特定する（ステップＳ２１３）。具体的には、制御部２２５は、例えば、下り受信データ量と下り送信データ量との差分と、上り受信データ量と上り送信データ量との差分とを比較し、より差分の大きい通信の流れ（上り又は下り）を特定する。そして、制御部２２５は、特定された流れに関するボトルネックが主要ボトルネックであると判断する。また、制御部２２５は、下り受信データ量と下り送信データ量との比率（≦１）と、上り受信データ量と上り送信データ量との比率（≦１）とを比較し、より比率の小さい通信の流れ（上り又は下り）を特定することもできる。そして、制御部２２５は、特定された流れに関するボトルネックが主要ボトルネックであると判断する。

そして、制御部２２５は、ステップＳ２０４又はＳ２０５の処理と同様にして、主要ボトルネックと判断された装置間（基地局−中継装置間又は中継装置−通信端末間）のスループットが向上するように、アンテナリソースを調整する（ステップＳ２１４）。

このように第２実施形態においては、中継装置２０３の制御部２２５は、中継装置２０３における基地局２０１からの一定時間内での下り受信データ量（第１受信データ量）と、中継装置２０３における通信端末１０５への一定時間内での下り送信データ量（第１送信データ量）とを取得し、下り受信データ量と下り送信データ量との比較に応じて、第１及び第２アンテナリソースを決定することができる。つまり、制御部２２５は、基地局−中継装置間及び中継装置−通信端末間それぞれにおけるデータ転送速度を把握するため、基地局−通信端末間におけるボトルネックを特定できる。よって、制御部２２５は、ボトルネックを解消する方向に、アンテナリソースを決定することが可能になる。ボトルネックを解消することにより、基地局２０１から通信端末２０５へのデータ送信が滞りにくくなるため、スループットの向上が実現される。

また、第２実施形態においては、制御部２２５は、中継装置２０３における通信端末２０５からの一定時間内での上り受信データ量（第２受信データ量）と、中継装置２０３における基地局２０１への一定時間内での上り送信データ量（第２送信データ量）とを更に取得し、下り受信データ量と下り送信データ量との比較と、上り受信データ量と上り送信データ量との比較とに応じて、第１及び第２アンテナリソースを決定することができる。つまり、制御部２２５は、上り通信及び下り通信のデータ量を考慮するため、通信システム２００全体における主要ボトルネックを特定できる。よって、制御部２２５は、当該主要ボトルネックを解消する方向に、アンテナリソースを決定することが可能である。これにより、基地局−通信端末間の上り通信全体又は下り通信全体に最も悪影響を及ぼしている部分から優先的にスループットの向上を図ることができる。

（第３実施形態）
第２実施形態では、中継装置２０３の制御部２２５が取得する通信状況が、中継装置２０３で送受信されるデータ量である場合について説明した。第３実施形態では、制御部が取得する通信状況が、中継装置と、基地局及び通信端末との間で採用される通信技術である場合について説明する。

図６は、本発明の第３実施形態に係る通信システムの概略的な構成図である。通信システム３００は、複数の基地局３０１（３０１ａ及び３０１ｂ）と、中継装置３０３と、通信端末３０５とを有する。以下、基地局３０１ａ及び３０１ｂ全てにおいて共通する事項の説明においては、基地局３０１ａ及び３０１ｂを区別せず、基地局３０１と表現する。

中継装置３０３は、複数の基地局３０１からの信号を受信し、その信号を通信端末３０５に送信する。例えば、基地局３０１と中継装置３０３との間で、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point：多地点協調）技術が採用されている場合、中継装置３０３は、同一の無線リソースで、複数の基地局３０１から信号を受信することになる。この場合、中継装置３０３は、基地局３０１との通信のために、少なくとも２本のアンテナを必要とする。以下、本実施形態では、基地局３０１と中継装置３０３との間で、ＣｏＭＰ技術が採用されているとする。なお、中継装置３０３は、３つ以上の基地局とＣｏＭＰ技術を利用して通信することもできる。また、本実施形態では、中継装置３０３と通信端末３０５との間では、複数アンテナの使用を必須とする通信技術は採用されていないとする。

第３実施形態に係る中継装置３０３が備える機能ブロックは、第１実施形態と同様、通信部３２１と、記憶部３２３と、制御部３２５と、複数のアンテナ３２９とである。制御部３２５以外の機能部３２１、３２３及び３２９は、対応する図２の機能部１２１、１２３及び１２９と同じ機能を有するので、説明は省略する。

中継装置３０３の制御部３２５は、通信状況として、中継装置３０３と、基地局３０１及び通信端末３０５との間で採用される通信技術に関する情報を取得する。通信技術に関する情報の取得は、例えば、当該情報を予め記憶する記憶部３２３からこの情報を読み出したり、通信部３２１が基地局３０１から当該情報を受信したりすることにより実現される。通信技術とは、データを送受信するための技術であり、例えば、本実施形態で想定しているＣｏＭＰ技術であったり、それ以外には、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術や、ＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access）技術等が挙げられる。なお、ＣｏＭＰ技術以外にも、ＭＩＭＯ技術やＳＤＭＡ技術も複数のアンテナを必要とするものである。中継装置３０３がＭＩＭＯ技術やＳＤＭＡ技術を利用する場合、通信先の基地局は複数存在しなくても良く、基地局を１つとすることができる。

そして、制御部３２５は、通信技術が複数のアンテナを必要とするものかに応じて、第１及び第２アンテナリソースを決定する。具体的には、制御部３２５は、複数のアンテナを必要とする通信技術を採用する装置間（本実施形態では、基地局−中継装置間）で使用されるアンテナリソースに優先的に多くのアンテナを割り当てる。よって、本実施形態では、第１アンテナリソースが第２アンテナリソースより多くのアンテナを含むことになる。

また、制御部３２５は、第１又は第２実施形態の方法を、第３実施形態の方法と同時に実施することもできる。つまり、制御部３２５は、優先的に第１アンテナリソースに最低２本のアンテナを割り当てつつ、通信品質やデータ転送速度に応じて、割当可能な残りのアンテナを、第１アンテナリソース及び第２アンテナリソースに振り分けることができる。例えば、制御部３２５は、中継装置３０３と通信端末３０５との間の通信における通信品質が悪いほど、割当可能な残りのアンテナのうち多くのアンテナを第２アンテナリソースとして使用することができる。また、制御部３２５は、基地局３０１と中継装置３０３との間のＣｏＭＰ通信でのデータ転送速度と、中継装置３０３と通信端末３０５との間の通信におけるデータ転送速度とが近くなるように、第１アンテナリソース及び第２アンテナリソースを決定できるようにもなる。

このように、第３実施形態においては、中継装置３０３の制御部３２５は、基地局３０１及び通信端末３０５との間で採用される通信技術に関する情報を取得し、当該通信技術が複数のアンテナを必要とするものかに応じて、第１及び第２アンテナリソースを決定することができる。つまり、第３実施形態では、制御部３２５は、基地局−中継装置間でのＣｏＭＰ技術の使用を考慮するため、第１アンテナリソースに優先的に複数のアンテナを割り当てる。これにより、複数のアンテナを必要とする通信技術の利用可能性を高めることができ、このような通信技術の利用により、スループットの更なる向上が実現される。

以上、本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

上述の第１実施形態の説明において、第１アンテナリソースを優先的に決定するとして説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、第２アンテナリソースを優先的に決定することもできる。この場合、中継装置と通信端末との間の通信のスループットが向上するため、中継装置−通信端末間の通信範囲が拡がり、通信端末が中継装置から遠ざかるように移動しても、安定した通信が維持されやすくなる。

また、上述の第３実施形態の説明において、中継装置が複数の基地局と無線通信を行う場合のＣｏＭＰ技術について説明したが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、複数の中継装置が１つの通信端末と無線通信を行うＣｏＭＰ技術にも使用できる。この場合、制御部が、通信端末と無線通信を行う第２アンテナリソースに優先的に多くのアンテナを割り当てる。これにより、中継装置は、ビームフォーミングを利用して、通信端末に対してＣｏＭＰ通信を行うことができるようになる。よって、中継装置−通信端末間の通信範囲を拡大することができる。

１００、３００ 通信システム
１０１、３０１ａ、３０１ｂ 基地局（第１通信装置）
１０３、３０３ 中継装置
１０５、３０５ 通信端末（第２通信装置）
１２１ 通信部
１２３ 記憶部
１２５ 制御部
１２９ アンテナ

Claims (9)

1. 第１通信装置及び第２通信装置のそれぞれと無線通信する中継装置において、
   前記第１及び第２通信装置との無線通信に使用される複数のアンテナと、
   前記第１及び第２通信装置の少なくとも一方との無線通信の通信状況を取得し、取得した前記通信状況に応じて、前記複数のアンテナのうち、前記第１通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第１アンテナリソースと、前記第２通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第２アンテナリソースとを決定する制御部と
   を備える中継装置。
2. 請求項１に記載の中継装置において、
   前記制御部は、前記第１アンテナリソースとして決定可能なアンテナの複数の組合せそれぞれにおいて、前記第１通信装置との前記無線通信の通信状況を取得し、当該複数の通信状況に応じて、前記第１アンテナリソースを決定しており、
   前記第１アンテナリソースの決定は、前記第２アンテナリソースの決定よりも優先して行われる
   ことを特徴とする中継装置。
3. 請求項１に記載の中継装置において、
   前記制御部は、前記第１及び第２アンテナリソースとして決定可能なアンテナの複数の組合せそれぞれにおいて、前記第１及び第２通信装置との前記無線通信の通信状況を取得し、当該複数の通信状況に応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定する
   ことを特徴とする中継装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の中継装置において、
   前記通信状況は、前記無線通信において受信される信号の通信品質に関する情報である
   ことを特徴とする中継装置。
5. 請求項１に記載の中継装置において、
   前記通信状況は、前記中継装置における前記第１通信装置からの一定時間内での第１受信データ量と、前記中継装置における前記第２通信装置への前記一定時間内での第１送信データ量とを含み、
   前記制御部は、前記第１受信データ量と前記第１送信データ量との比較に応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定する
   ことを特徴とする中継装置。
6. 請求項５に記載の中継装置において、
   前記通信状況は、前記中継装置における前記第２通信装置からの前記一定時間内での第２受信データ量と、前記中継装置における前記第１通信装置への前記一定時間内での第２送信データ量とを更に含み、
   前記制御部は、前記第１受信データ量と前記第１送信データ量との比較と、前記第２受信データ量と前記第２送信データ量との比較とに応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定する
   ことを特徴とする中継装置。
7. 請求項１に記載の中継装置において、
   前記通信状況は、前記中継装置と、前記第１及び第２通信装置との間で採用される通信技術であり、
   前記制御部は、当該通信技術が複数のアンテナを必要とするものかに応じて、前記第１及び第２アンテナリソースを決定する
   ことを特徴とする中継装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の中継装置において、
   前記制御部は、前記第１及び第２アンテナリソースを、アンテナの本数及びアンテナの配置に基づいて決定する
   ことを特徴とする中継装置。
9. 第１通信装置及び第２通信装置のそれぞれと無線通信する中継装置の通信制御方法であって、
   前記中継装置が、前記第１及び第２通信装置の少なくとも一方との無線通信の通信状況を取得するステップと、
   前記中継装置が、取得した前記通信状況に応じて、前記中継装置が備える複数のアンテナのうち、前記第１通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第１アンテナリソースと、前記第２通信装置との無線通信に使用される１つ以上のアンテナを含む第２アンテナリソースとを決定するステップと
   を含む通信制御方法。

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