JP2014236437A - 通信装置及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットを向上させることができる通信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、中継装置１０３と基地局１０１との間に確立される第１通信リンクと、中継装置１０３の送信出力が第１通信リンクにおける送信出力よりも高く設定される第２通信リンクとのうち少なくとも１つを使用して基地局１０１と前記無線通信を行う通信部１２１と、無線通信の通信状況に応じて、第１通信リンクと第２通信リンクとのうち通信部１２１が無線通信に使用する使用リンクを決定する制御部１２５とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、通信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通信装置であ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し、一方、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ように動作する。そして、この中継装置には、通信端末との通信においては基地局として動作し、基地局との通信においては通信端末として動作するものがある。

中継装置が通信端末として動作する場合、中継装置の送信出力は、通信端末の送信出力に対応することが通例となっている。そして、通信端末の送信出力は、干渉の発生等を理由に基地局よりも低く規定されている。そのため、通信端末として動作する中継装置から基地局への送信出力は、基地局として動作する中継装置から通信端末への送信出力に比べ、低くなる。

特開２００７−１１６７０３号公報

しかし、送信出力が低いと、中継装置から基地局に信号が届きにくくなり、スループットが低下するおそれがある。その結果、中継装置を基地局から離しにくくなり、中継装置による通信エリアの拡大が、通信端末として動作する中継装置の送信出力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、スループットを向上させることができる通信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の観点に係る通信装置の発明は、
相手通信装置と無線通信を行う通信装置において、
前記通信装置と前記相手通信装置との間に確立される第１通信リンクと、前記通信装置の送信出力が前記第１通信リンクにおける送信出力よりも高く設定される第２通信リンクとのうち少なくとも１つを使用して前記相手通信装置と前記無線通信を行う通信部と、
前記無線通信の通信状況に応じて、前記第１通信リンクと第２通信リンクとのうち前記通信部が前記無線通信に使用する使用リンク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、
前記使用リンクが前記第１通信リンクである場合、前記通信装置から前記相手通信装置への上り通信期間に前記通信部に送信動作させ、前記相手通信装置から前記通信装置への下り通信期間に前記通信部に受信動作させ、
前記使用リンクが前記第２通信リンクである場合、前記上り通信期間に前記通信部に受信動作させ、前記下り通信期間に前記通信部に送信動作させ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又は第２の観点に係る中継装置において、
前記通信状況は、前記第１及び第２通信リンクをそれぞれ使用して前記相手通信装置に送信された信号の通信品質に関する情報であり、
前記制御部は、前記通信品質の最も良い通信リンクを前記使用リンクとして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２の観点に係る中継装置において、
前記通信状況は、前記通信装置と前記相手通信装置との間で無線通信されるデータ量であり、
前記制御部は、前記データ量に応じて、前記上り通信期間及び前記下り通信期間の双方で前記通信部が受信動作又は送信動作の一方を行うように前記使用リンクを切り換え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２の観点に係る中継装置において、
前記通信状況は、前記通信装置と前記相手通信装置との間で無線通信されるデータ量であり、
前記制御部は、下りデータ量が上りデータ量より多いほど、前記通信部の送信動作に対する受信動作の割合が多くなるように、前記使用リンクを切り換え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２の観点に係る中継装置において、
前記通信状況は、前記通信装置と前記相手通信装置との間で無線通信されるデータ量であり、
前記制御部は、上りデータ量が下りデータ量より多いほど、前記通信部の受信動作に対する送信動作の割合が多くなるように、前記使用リンクを切り換え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乃至第６のいずれか１つの観点に係る中継装置において、
前記無線通信は、上下対称なＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線通信であ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乃至第６のいずれか１つの観点に係る中継装置において、
前記無線通信は、上下非対称なＴＤＤ方式の無線通信であることを特徴とするものである。

また、第９の観点に係る発明は、第１乃至第８のいずれか１つの観点に係る中継装置において、
前記通信装置は中継装置であ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１０の観点に係る通信制御方法の発明は、
相手通信装置と無線通信を行う通信装置の通信制御方法であって、当該通信装置が、
前記無線通信の通信状況に応じて、前記通信装置と前記相手通信装置との間に確立される第１通信リンクと、前記通信装置の送信出力が前記第１通信リンクにおける送信出力よりも高く設定される第２通信リンクとのうち、前記無線通信に使用される使用リンクを決定するステップを含むものである。

上記のように構成された本発明に係る通信装置及び通信制御方法によれば、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。

以下、本発明の通信装置を中継装置に適用した場合の実施形態について、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（相手通信装置）１０１と、中継装置１０３と、通信端末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を行い、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。以下、中継装置１０３により中継される基地局１０１と通信端末１０５との間の無線通信は、上下対称又は上下非対称なＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式の無線通信であるとする。なお、本発明は相手通信装置が基地局であることに限定されるものではなく、相手通信装置を、他の通信装置や、通信端末とすることもできる。

中継装置１０３は、基地局１０１と通信を行うドナーノード（ＭＳ（Mobile Station）部）と、通信端末１０５と通信を行うサービスノード（ＢＳ（Base Station）部）とを備えるものである。ドナーノードとサービスノードとは、互いに中継すべき信号を転送する。なお、以下、本実施形態では、基地局１０１と中継装置１０３（ドナーノード）との間の通信におけるスループットを向上させるための処理について説明するが、本発明は、この態様に限定されないことに留意すべきである。以下の内容を中継装置１０３と通信端末１０５との間の通信に適用することもできる。

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。なお、図２は、中継装置１０３のうち特にドナーノードの構成について示すものであり、サービスノードの構成については省略してある。サービスノードも、ドナーノードと同様の構成を有することができ、制御部及び記憶部については、サービスノードとドナーノードとにより共用され得る。

通信部１２１は、アンテナを介して基地局１０１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。基地局１０１との無線通信は、第１通信リンクと第２通信リンクとのうち少なくとも１つが使用されて行われる。第１及び第２通信リンクについては、後述する制御部１２５の説明において詳述する。

記憶部１２３は、中継装置１０３と基地局１０１との間の通信リンク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との間の無線通信における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との間に２つの通信リンクを確立する。さらに、制御部１２５は、中継装置１０３と基地局１０１との間の通信状況に基づき、中継装置１０３と基地局１０１との間に確立される２つの通信リンクのうち、基地局１０１との通信に使用するリンク（使用リンク）を決定する。具体的な方法については、後述の図３の説明にて詳述する。

中継装置１０３と基地局１０１との間に確立される２つの通信リンクでは、中継装置１０３の送信出力が異なる。一方の通信リンク（第１通信リンク）は、中継装置１０３が基地局１０１と通信を確立する際に一般的に使用されるリンクであり、この場合、中継装置１０３は通信端末として動作する。通信端末として動作する中継装置１０３の送信出力は、基地局１０１の送信出力よりも低く設定されている。他方の通信リンク（第２通信リンク）は、中継装置１０３の送信出力が第１通信リンクよりも高く設定されているものである。本実施形態では、第２通信リンクでの中継装置１０３の送信出力は、基地局１０１の送信出力に相当するものとする。つまり、中継装置１０３は、第２リンクの使用時には、通信端末ではなく基地局として動作することになる。

以下、本実施形態で想定されているＴＤＤ方式の無線通信において、２つの通信リンクの使用に応じた中継装置１０３の動作について説明する。ＴＤＤ方式では、中継装置１０３から基地局１０１へデータを送信する上り通信及び基地局１０１から中継装置１０３へデータを送信する下り通信とも同一の周波数の無線リソースが使用され、所定時間で上り通信と下り通信とを切り換えることにより、双方向の通信が実現される。上り通信と下り通信とを切り換えるために、基地局１０１と中継装置１０３とは、フレームフォーマットを使用して通信を行う。フレームフォーマットは、基地局１０１から中継装置１０３に信号が送信されるための時間間隔（以下、「下り通信期間」という）と、中継装置１０３から基地局１０１に信号が送信されるための時間間隔（以下、「上り通信期間」という）とを規定し、これらの通信期間は時間軸上で交互に繰り返される。フレームフォーマットは、複数の基地局における回線網の管理上、基地局毎に異ならせることは困難である。そのため、複数の基地局及び複数の通信端末が存在する場合、基地局同士の送信期間と通信端末同士の送信期間とはそれぞれ、揃うことになる。なお、上下対称なＴＤＤ方式とは、上り通信期間と下り通信期間とが等しいことを意味し、例えば、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）やＸＧＰ（eXtended Global Platform）といった規格で採用されているものである。また、上下非対称なＴＤＤ方式とは、上り通信期間と下り通信期間とが異なることを意味し、例えば、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）（登録商標）で採用されている。なお、ＴＤ−ＬＴＥ（Time Division-Long Term Evolution）では、上下対称、上下非対称ともに採用することが可能である。

第１通信リンクの使用時（つまり上記使用リンクが第１通信リンク）には、中継装置１０３は通信端末として動作するため、制御部１２５は、下り通信期間で通信部１２１に受信動作させ、上り通信期間で通信部１２１に送信動作させる。一方、第２通信リンクの使用時には、中継装置１０３は基地局として動作する。この場合、第１通信リンクと同様に上り通信期間で通信部１２１に送信動作させると、中継装置１０３の送信出力が基地局並みであるため、中継装置１０３の周囲の通信端末からの送信信号は、中継装置１０３からの信号に埋もれやすくなってしまう。そこで、制御部１２５は、第２通信リンクの使用時には、上り通信期間では通信部１２１に受信動作させ、下り通信期間で通信部１２１に送信動作させる。つまり、上り通信期間であるにもかかわらず、基地局１０１からの信号は中継装置１０３へ下り、下り通信期間では、中継装置１０３からの信号は基地局１０１へ上ることになる。ここで、中継装置１０３を基準に考えると、第１通信リンクが使用されるか第２通信リンクが使用されるかにより、送受信期間がそれぞれ異なる。そのため、第１通信リンクと第２通信リンクとの確立のためには、タイムスロットが異なる無線リソースが使用されることになる。ここで、基地局１０１は、上り通信期間で送信することになるが、この期間では一般的に通信端末が送信しているので、通信端末からの送信信号に干渉しないよう送信出力を通信端末並みに落とすことができる。

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。中継装置１０３は、基地局１０１と第１通信リンクを確立して通信しているとする。なお、初期状態として第２通信リンクが確立されていてもよい。

基地局１０１は、中継装置１０３から第１通信リンクで送信された信号を受信すると、当該信号の通信品質の値を定期的又は不定期的に算出する。そして、基地局１０１は、通信品質から中継装置１０３との安定した通信が困難であると判断すると、第１通信リンクを使用して、第２通信リンクの確立を要求する信号（以下、「リンク確立要求」という）を、中継装置１０３に送信する。安定した通信が困難であるかの判断は、例えば、通信品質がＣＩＮＲの場合、算出されたＣＩＮＲの値を、安定した通信を保証する閾値と比較することにより実現される。

基地局１０１からリンク確立要求が送信されると、中継装置１０３の通信部１２１は、当該リンク確立要求を受信し、制御部１２５に送る（ステップＳ１０１）。

制御部１２５は、リンク確立要求を受信すると、第２通信リンクの確立を許可する信号（以下、「リンク確立許可」という）を、通信部１２１を介して基地局１０１に送信する（ステップＳ１０２）。第２通信リンクでは、中継装置１０３が基地局として動作するため、制御部１２５は、基地局１０１に通信端末として動作させるように指示する情報を上記のリンク確立許可に含めておく。通信端末としての動作とは、送信出力を通信端末並みに落とし、フレームフォーマットの上り通信期間で送信動作をし、下り通信期間で受信動作することである。

第２通信リンクが確立されると、制御部１２５は、２つの通信リンクから、以降の基地局１０１との通信で使用する通信リンク（使用リンク）として、一方を選択することになる。

そのために、まず、基地局１０１が第１及び第２通信リンクそれぞれで受信した中継装置１０３からの信号の通信品質（上りの通信品質）の値を算出する。そして、基地局１０１は、この値を通信品質情報として、中継装置１０３に送信する。すると、中継装置１０３の制御部１２５は、第１及び第２通信リンクそれぞれの通信品質情報を取得する（ステップＳ１０３）。制御部１２５は、取得した通信品質情報を、通信リンクごとに対応付けて記憶部１２３に記憶させることができる。なお、制御部１２５は、上りの通信品質の情報の取得のみならず、基地局１０１から受信した信号の通信品質の値を算出することにより、下りの通信品質も取得することもできる。

そして、制御部１２５は、取得した通信品質情報に基づき、第１及び第２通信リンクのうち通信品質の最も良い通信リンクを使用リンクとして決定する（ステップＳ１０４）。通信品質情報がＣＩＮＲやＲＳＳＩのように、値が大きいほど通信品質の良さを表すものである場合には、通信品質情報の値が最も大きい通信リンクが決定される。また、通信品質情報がＦＥＲやＣＲＣエラー数などであれば、エラーの発生率が最も少ない通信リンクが決定される。

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、無線通信の通信品質情報に応じて、第１通信リンクと、中継装置１０３の送信出力が第１通信リンクにおける送信出力よりも高く設定される第２通信リンクとのうち、通信部１２１が無線通信に使用する使用リンクを決定する。つまり、制御部１２５は、第１及び第２通信リンクという２つの通信リンクを確立し、これらの通信リンクの通信品質を考慮するため、通信品質が最も良い通信リンクを使用リンクとして選択することが可能になる。通信品質が最も良い通信リンクを使用することにより、中継装置１０３と基地局１０１との間で信号が送受信され易くなり得るため、スループットの向上が実現される。また、第２通信リンクは、中継装置１０３と基地局１０１との通信で確立される一般的な第１通信リンクよりも高い送信出力に関連するものであるため、第１通信リンクよりも通信品質が高くなりやすい。そのため、同じ送信出力に関する２つの通信リンクを単に確立する場合に比べ、スループットのより良い改善が見込める。さらに、通信品質が最も良い通信リンクを使用することにより、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、通信システム１００の通信エリアを拡大することも可能になる。

また、第１実施形態において、制御部１２５は、使用リンクが第１通信リンクである場合、上り通信期間に通信部１２１に送信動作させ、下り通信期間に通信部１２１に受信動作させ、使用リンクが第２通信リンクである場合、上り通信期間に通信部１２１に受信動作させ、下り通信期間に通信部１２１に送信動作させる。つまり、第１通信リンクでは、基地局１０１による信号送信が想定される下り通信期間と基地局１０１による信号受信が想定される上り通信期間とを規定するフレームフォーマットが使用されている。ここで、中継装置１０３は、第２通信リンクの使用時には、送信出力が基地局並みであるため基地局として動作する。この場合、中継装置１０３は、第１通信リンクに関する上記フレームフォーマットにおける基地局の送受信期間に従って送受信する。これにより、中継装置１０３が、第１通信リンクよりも送信出力の高い第２通信リンクを使用しても、第１通信リンクに関するフレームフォーマットを変更することなく、基地局１０１と通信できる。

（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、中継装置が基地局と送受信すべきデータ量である場合について説明する。

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。なお、第２実施形態においても、中継装置２０３と基地局２０１とは、ＴＤＤ方式の通信を行っているとする。

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とである。制御部２２５以外の機能部２２１及び２２３は、対応する図２の機能部１２１及び１２３と同じ機能を有するので、説明は省略する。制御部２２５が行う処理については、以下の図４及び図５の説明にて詳述する。

続いて、図４及び図５を用いて、中継装置２０３の処理について説明する。図４及び図５は、本発明の第２実施形態にかかる中継装置の処理を示すフローチャートである。中継装置２０３は、基地局２０１と第１通信リンクを確立して通信しているとする。なお、初期状態として第２通信リンクが確立されていてもよい。

以下の処理により、第２実施形態では、中継装置２０３が、第１通信リンクと第２通信リンクとの双方を時間軸上で切り換えて使用することになるが、図４では、基地局２０１が双方のリンクの切り換えを行うことを決定する場合について説明する。

基地局２０１は、中継装置２０３に送信すべきデータ量を定期的又は不定期的に監視する。そして、基地局２０１は、データ量が多いかを判断する。例えば、基地局２０１は、予め定められている基準閾値と現在のデータ量とを比較し、データ量が基準閾値以上又は超えている場合に、データ量が多いと判断できる。基準閾値は、基地局２０１が所定時間内で送信されることが要求されるデータ量や、過去の送信データ量履歴の平均、所定回数の下り通信期間で送信可能な最大データ量などに基づいて適宜設定されるものである。

データ量が多く、下り主体の通信を行うことが望ましい場合、基地局２０１は、第１通信リンクを使用して、新たに第２通信リンクの確立を要求する信号（以下、「リンク確立要求」という）を、中継装置２０３に送信する。そして、基地局２０１は、上り通信期間及び下り通信期間の双方で中継装置２０３が受信動作を行うように使用リンクを切り換えるよう指示する信号（以下、「切換指示」という）を、中継装置２０３に送信する。なお、本発明は、切換指示が、リンク確立要求から独立した信号であることに限定されるものではなく、切換指示の内容をリンク確立要求に含ませてもよい。

基地局２０１からリンク確立要求が送信されると、中継装置２０３の通信部２２１は、当該リンク確立要求を受信し、制御部２２５に送る（ステップＳ２０１）。そして、通信部２２１は、切換指示も受信して、制御部２２５は、この切換指示を取得する（ステップＳ２０２）。

制御部２２５は、リンク確立要求に従って第２通信リンクが確立された場合には、切換指示に従って、上り通信期間及び下り通信期間において受信動作が連続するように通信部２２１を制御することになる。切換指示に従った制御とは、具体的には、制御部２２５が、下り通信期間では、第１通信リンクの使用により、通信部２２１に受信動作させ、上り通信期間では、第２通信リンクの使用により、通信部２２１に受信動作させることである。

制御部２２５は、上り通信期間及び下り通信期間において、使用すべき通信リンクを決定すると、第２通信リンクの確立を許可する信号（以下、「リンク確立許可」という）を、通信部２２１を介して基地局２０１に送信する（ステップＳ２０３）。ここで、中継装置２０３は、下り通信期間では通信端末として動作し、上り通信期間では基地局として動作することになる。そのため、制御部２２５は、基地局２０１に下り通信期間では基地局として動作し、上り通信期間では通信端末として動作させるように指示する情報を上記のリンク確立許可に含めておく。これにより、基地局２０１は、上り通信期間及び下り通信期間において、送信動作を連続して行うことができるようになる。

そして、第１通信リンクに加えて第２通信リンクが確立されると、制御部２２５は、上り通信期間では第２通信リンクが使用リンクになり、且つ下り通信期間では第１通信リンクが使用リンクになるように、使用リンクを切り換える（ステップＳ２０４）。

続いて、図５を参照して、中継装置２０３が双方のリンクの切り換えを行うことを決定する場合について説明する。

まず、基地局２０１は、図４の場合と同様、基地局２０１から中継装置２０３に送信すべきデータ量（以下、「下りデータ量」という）が多いと、リンク確立要求を中継装置２０３に送信する。このとき、図４の場合と異なり、基地局２０１は、切換指示は送らず、代わりに下りデータ量の情報を中継装置２０３に送信する。なお、リンク確立要求が下りデータ量の情報を含んでいてもよい。

すると、中継装置２０３の通信部２２１は、リンク確立要求を受信するとともに（ステップＳ２１１）、下りデータ量の情報も受信し、制御部２２５に送信する（ステップＳ２１２）。

続いて、中継装置２０３は、通信端末２０５が中継装置２０３に送信すべきデータ量（以下、「上りデータ量」という）の情報を中継装置２０３に送信するように、通信端末２０５に要求する。この要求の応答として、通信端末２０５は、上りデータ量の情報を中継装置２０３に送信し、中継装置２０３の制御部２２５は、上りデータ量の情報を取得する（ステップＳ２１３）。なお、通信端末２０５からの上りデータは、中継装置２０３により受信された後、中継装置２０３から基地局２０１に送信されるデータとなる。そのため、通信端末２０５から中継装置２０３への上りデータ量は、中継装置２０３から基地局２０１に送信されるべき上りデータ量と等しい。

そして、制御部２２５は、上りデータ量と下りデータ量とを比較し、通信部２２１の送信動作に対する受信動作の割合を決定する。例えば、制御部２２５は、下りデータ量が上りデータ量より多いほど、通信部２２１の送信動作に対する受信動作の割合が多くなるようにする。また、制御部２２５は、反対に、上りデータ量が下りデータ量より多いほど、通信部２２１の送信動作に対する受信動作の割合が少なくなるようにする。より具体的には、下りデータ量が上りデータ量の３倍であった場合、制御部２２５は、ある下り通信期間では、第１の通信リンクの使用により、通信部２２１に受信動作させ、次の上り通信期間では、第２の通信リンクの使用により、通信部２２１に受信動作させる。そして、制御部２２５は、次の下り通信期間でも、第１の通信リンクの使用により、通信部２２１に受信動作させ、その次の上り通信期間では、第１の通信リンクの使用により、通信部２２１に送信動作させる。これにより、上り及び下り通信期間合わせて４つの通信期間のうち、３つの通信期間では基地局２０１から中継装置２０３への下り通信が行われ、１つの通信期間では中継装置２０３から基地局２０１への上り通信が行われる。従って、データ量に応じた通信期間が確保されることになる。

制御部２２５は、上り通信期間及び下り通信期間において、使用すべき通信リンクを決定すると、ステップＳ２０３と同様に、第２通信リンクの確立を許可する信号（以下、「リンク確立許可」という）を、通信部２２１を介して基地局２０１に送信する（ステップＳ２１４）。

そして、第１通信リンクに加えて第２通信リンクが確立されると、制御部２２５は、上りデータ量及び下りデータ量に基づいて決定された通信リンクが使用されるように、使用リンクを切り換える（ステップＳ２１５）。

このように第２実施形態（特に図４の処理）においては、中継装置２０３の制御部２２５は、通信状況として、基地局２０１が中継装置２０３に送信すべきデータ量を取得し、当該データ量に応じて、上り通信期間及び下り通信期間の双方で、中継装置２０３の通信部２２１が受信動作を行うように使用リンクを切り換える。つまり、制御部２２５は、一般的には基地局２０１へ信号が送信されるための上り通信期間においても、制御部２２５が、通信部２２１に受信動作させる。これにより、基地局２０１は、上り通信期間及び下り通信期間を通して、連続して信号を送信することが可能になる。そのため、基地局２０１から送信されるデータ量が多い場合においても、専ら基地局２０１から中継装置２０３への下り通信を行うことができるので、下り通信におけるスループットの向上が実現される。

また、第２実施形態（特に図５の処理）においては、中継装置２０３の制御部２２５は、通信状況として、中継装置２０３と基地局２０１との間で送受信される上り及び下りのデータ量を取得し、下りデータ量が上りデータ量より多いほど、通信部２２１の送信動作に対する受信動作の割合が多くなるように、使用リンクを切り換える。つまり、制御部２２５は、上り及び下りそれぞれの通信期間が、上り及び下りデータ量に応じて確保されるように、使用リンクを切り換えることができる。これにより、中継装置−基地局間における上り通信と下り通信との双方の期間がデータ量にとって過不足なく設定されるため、上り及び下り通信のスループットを効率的に向上させることが可能である。

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及び第２実施形態の説明において、ＴＤＤ方式の無線通信の場合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、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex：周波数分割複信）方式の無線通信の場合にも使用できる。ＦＤＤ方式においては、第１及び第２通信リンクの確立のために周波数帯の異なる２つの無線リソースが使用される。すなわち、ＦＤＤ方式においては、一方の周波数帯の通信リンクで上り通信を行いつつ、他方の周波数帯の通信リンクで下り通信を行うことにより、同時に双方向の通信を実現する。なお、２つの通信リンクを同時に確立する必要があるため、基地局と通信するための通信部は、２つ必要となる。

本発明をＦＤＤ方式に適用すると、中継装置の処理は、以下のようになる。ここで、第２通信リンクの方がより高い送信出力に関連付けられているとする。中継装置が、例えば、第１通信リンクで基地局への上り通信を行い、第２通信リンクで基地局からの下り通信を行っているとする。このとき、上り通信の品質が悪化すると、中継装置は、第２通信リンクで基地局への上り通信を行い、第１通信リンクで基地局からの下り通信を行うようにする。これにより、上り通信のスループットの向上が見込める。また、基地局からの下り通信のデータ量が多い場合には、中継装置は、第１通信リンク及び第２通信リンクで基地局からの下り通信を行うようにする。これにより、下り通信のスループットの向上が見込める。

また、上述の第２実施形態の説明において、下りデータ量が多いか否かに応じて、基地局が第１及び第２通信リンクの切換えを行うことを決定する場合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、上りデータ量に応じて中継装置が通信リンクの切換えを行うことを決定する場合にも使用できる。この場合、中継装置の制御部が、上りデータ量を監視し、当該データ量が多いと判断したときに、基地局と第２通信リンクを確立する。そして、中継装置から基地局への上り通信を主体とする必要があるため、制御部は、下り通信期間では第２通信リンクの使用により送信動作を行い、上り通信期間では第１通信リンクの使用により送信動作を行うように、通信部を制御する。この制御により、中継装置の通信部は、上り及び下り通信期間を通して、連続して送信動作を行うことが可能になるため、上り通信におけるスループットの向上が実現される。

１００ 通信システム
１０１ 基地局（相手通信装置）
１０３ 中継装置（通信装置）
１０５ 通信端末
１２１ 通信部
１２３ 記憶部
１２５ 制御部

Claims (10)

1. 相手通信装置と無線通信を行う通信装置において、
   前記通信装置と前記相手通信装置との間に確立される第１通信リンクと、前記通信装置の送信出力が前記第１通信リンクにおける送信出力よりも高く設定される第２通信リンクとのうち少なくとも１つを使用して前記相手通信装置と前記無線通信を行う通信部と、
   前記無線通信の通信状況に応じて、前記第１通信リンクと第２通信リンクとのうち前記通信部が前記無線通信に使用する使用リンクを決定する制御部と
   を備える通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置において、前記制御部は、
   前記使用リンクが前記第１通信リンクである場合、前記通信装置から前記相手通信装置への上り通信期間に前記通信部に送信動作させ、前記相手通信装置から前記通信装置への下り通信期間に前記通信部に受信動作させ、
   前記使用リンクが前記第２通信リンクである場合、前記上り通信期間に前記通信部に受信動作させ、前記下り通信期間に前記通信部に送信動作させる
   ことを特徴とする通信装置。
3. 請求項１又は２に記載の通信装置において、
   前記通信状況は、前記第１及び第２通信リンクをそれぞれ使用して前記相手通信装置に送信された信号の通信品質に関する情報であり、
   前記制御部は、前記通信品質の最も良い通信リンクを前記使用リンクとして決定する
   ことを特徴とする通信装置。
4. 請求項２に記載の通信装置において、
   前記通信状況は、前記通信装置と前記相手通信装置との間で無線通信されるデータ量であり、
   前記制御部は、前記データ量に応じて、前記上り通信期間及び前記下り通信期間の双方で前記通信部が受信動作又は送信動作の一方を行うように前記使用リンクを切り換える
   ことを特徴とする通信装置。
5. 請求項２に記載の通信装置において、
   前記通信状況は、前記通信装置と前記相手通信装置との間で無線通信されるデータ量であり、
   前記制御部は、下りデータ量が上りデータ量より多いほど、前記通信部の送信動作に対する受信動作の割合が多くなるように、前記使用リンクを切り換える
   ことを特徴とする通信装置。
6. 請求項２に記載の通信装置において、
   前記通信状況は、前記通信装置と前記相手通信装置との間で無線通信されるデータ量であり、
   前記制御部は、上りデータ量が下りデータ量より多いほど、前記通信部の受信動作に対する送信動作の割合が多くなるように、前記使用リンクを切り換える
   ことを特徴とする通信装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信装置において、前記無線通信は、上下対称なＴＤＤ（Time Division Duplex）方式の無線通信である
   ことを特徴とする通信装置。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信装置において、前記無線通信は、上下非対称なＴＤＤ方式の無線通信である
   ことを特徴とする通信装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の通信装置において、前記通信装置は中継装置であることを特徴とする通信装置。
10. 相手通信装置と無線通信を行う通信装置の通信制御方法であって、当該通信装置が、
    前記無線通信の通信状況に応じて、前記通信装置と前記相手通信装置との間に確立される第１通信リンクと、前記通信装置の送信出力が前記第１通信リンクにおける送信出力よりも高く設定される第２通信リンクとのうち、前記無線通信に使用される使用リンクを決定するステップ
    を含む通信制御方法。

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