JP3853611B2 - 無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末と無線基地局と無線中継装置とからなる無線通信システムにおいて、それぞれの間の無線通信に用いられる無線フレームの構成を決定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４に示すように、無線端末１０_１乃至１０_ｎと、無線中継装置２０と、無線基地局３０とによって構成されており、無線中継装置２０と無線基地局３０との間の通信に「ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−２０００／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）」方式を用いて、無線中継装置２０と無線端末１０_１乃至１０_ｎとの間の通信に「ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ Ｐｈｏｎｅ）」方式を用いる無線通信システムが知られている。
【０００３】
この従来の無線通信システムにおいて、無線中継装置２０は、無線端末１０_１乃至１０_ｎと無線基地局３０とに無線チャネルで接続されており、具体的には、第１無線機２１_１と第２無線機２１_２と制御部２２とを有するものである。また、無線基地局３０は、無線チャネルを介して無線中継装置２０に接続され、さらに、無線制御局やＩＭＴ２０００／ＴＤＤネットワーク等にも接続されている。
【０００４】
図１５は、この従来の無線通信システムにおける無線フレームの構成、すなわち、無線タイムスロットの割当を示す図である。図１５において、（ａ）及び（ｂ）は、無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）における無線フレーム構成を示すものであり、（ａ）は、無線基地局３０側の無線フレーム構成を示すもの、（ｂ）は、無線中継装置２０側の無線フレーム構成を示すものである。（ｃ）及び（ｄ）は、無線端末１０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＰＨＳ方式）における無線フレーム構成を示すものであり、（ｃ）は、無線中継装置２０側の無線フレーム構成を示すもの、（ｄ）は、無線端末１０_１乃至１０_ｎ側の無線フレーム構成を示すものである。
【０００５】
図１５（ａ）において、４０_１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５０_１乃至５０_３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８０は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【０００６】
図１５（ｂ）において、４１_１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５１_１乃至５１_３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８１は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下り方向の制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【０００７】
図１５（ｃ）において、６０_１乃至６０_４は、無線中継装置２０から無線端末１０_１乃至１０_ｎへの下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＰＨＳ下りスロット）であり、７０_１乃至７０_４は、無線端末１０_１乃至１０_ｎから無線中継装置２０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＰＨＳ上りスロット）である。
【０００８】
図１５（ｄ）において、６１_１乃至６１_４は、無線中継装置２０から無線端末１０_１乃至１０_ｎへの下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＰＨＳ下りスロット）であり、７１_１乃至７１_４は、無線端末１０_１乃至１０_ｎから無線中継装置２０への上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＰＨＳ上りスロット）である。
【０００９】
ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、１つの無線フレームは１５のタイムスロットによって構成されており、１つの無線フレーム長時間は１０ｍｓである。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、無線基地局３０が、上りスロット４０，４１、下りスロット５０，５１、制御信号スロット８０，８１の割当を自由に行うことができる。ＰＨＳ方式では、１つの無線フレームは８つのタイムスロットによって構成されており、１つの無線フレーム長時間は５ｍｓである。
【００１０】
図１６は、この従来の無線通信システムにおいて、無線フレームの構成を決定する方法を示すタイムチャート図である。図１６（ａ）は、無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）において、無線フレームの構成を決定する方法を示すものであり、図１６（ｂ）は、無線端末１０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＰＨＳ方式）において、無線フレームの構成を決定する方法を示すものである。
【００１１】
図１６（ａ）に示すように、ステップ９０１において、無線基地局３０が、下り制御スロット８０を介して制御信号を送信し、無線中継装置２０の第１無線機２１_１が、下り制御スロット８１を介してこの制御信号を受信する。ステップ９０２において、無線中継装置２０の制御部２２が、受信した制御信号に含まれる無線基地局３０側の無線フレーム構成に係る情報に応じて、無線基地局３０側の無線フレームと同じタイミングで無線信号を送受信するように、無線基地局３０との間の無線通信用の無線フレームを構成する。例えば、無線基地局３０側の無線フレームが、図１５（ａ）に示す構成である場合、無線中継装置２０側の無線フレームは、図１５（ｂ）に示す構成となる。
【００１２】
図１６（ｂ）に示すように、ステップ９１１において、無線中継装置２０の制御部２２が、無線端末１０との無線通信用の無線フレームを構成する。無線中継装置２０の制御部２２は、上述の無線基地局３０との無線通信用の無線フレームとは独立に、この無線端末１０との無線通信用の無線フレームを構成する。例えば、図１６（ｂ）は、無線中継装置２０の制御部２２が、無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム（図１５（ｂ））と同じタイミングで無線信号を送受信するように、この無線端末１０との無線通信用の無線フレームを構成した例である。ステップ９１２において、無線中継装置２０の第２無線機２１_２が、下りスロット６０_１乃至６０_４を介して無線端末１０に制御信号を送信し、無線端末１０が、下りスロット６１_１乃至６１_４を介してこの制御信号を受信する。ステップ９１３において、無線端末１０が、受信した制御信号に含まれる無線中継装置２０側の無線フレーム構成に係る情報に応じて、無線中継装置２０側の無線フレームと同じタイミングで無線信号を送受信するように、無線中継装置２０との間の無線通信用の無線フレームを構成する。
【００１３】
また、図１７に示すように、ＰＨＳ無線通信システム（ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ、ＰＨＳネットワーク）とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システム（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤネットワーク）が混在する無線通信システムも知られている。
【００１４】
図１８は、この従来の無線通信システムにおける無線フレームの構成、すなわち、無線タイムスロットの割当を示す図である。図１８において、（ａ）は、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信用の無線フレーム構成であって、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ側の無線フレーム構成を示すものである。また、図１８において、（ｂ）は、ＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信用の無線フレーム構成であって、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ側の無線フレーム構成を示すものである。
【００１５】
図１８（ａ）において、４０ａ_１は、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１からＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａへの上り方向の通信用タイムスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５０ａ_１乃至ａ５０_３は、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａからＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａへの下り方向の通信用タイムスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８０ａは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａからＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａへの下り方向の制御信号用タイムスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【００１６】
図１８（ｂ）において、６０ａ_１乃至６０ａ_４は、ＰＨＳ無線基地局２０ｂからＰＨＳ無線端末１０ｂ_１への下り方向の通信用タイムスロット（ＰＨＳ下りスロット）であり、７０ａ_１乃至７０ａ_４は、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１からＰＨＳ無線基地局２０ｂへの上り方向の通信用タイムスロット（ＰＨＳ上りスロット）である。
【００１７】
ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信用の無線タイムスロットの割当（無線フレーム構成の決定）、及びＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信用の無線タイムスロットの割当（無線フレーム構成の決定）は、独立して行われる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者、すなわち、図１４に示す無線通信システムでは、無線中継装置２０において、無線端末１０との無線通信用の無線フレーム構成の決定と、無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム構成の決定とを別々に行っているため、第１無線機２１_１と第２無線機２１_２との間で相互に無線信号の干渉が生じる可能性があるという問題点がある。
【００１９】
例えば、第１無線機２１_１が、上りスロット４１_１を介して無線基地局３０に無線信号を送信している間に、第２無線機２１_２が、上りスロット７０_１乃至７０_４を介して無線端末１０から無線信号を受信している場合、無線中継装置２０と無線基地局３０との間で用いられる無線周波数と、無線中継装置２０と無線端末１０との間で用いられる無線周波数とが、同じ周波数帯域を使用していれば、第２無線機２１_２により受信される無線信号は、特に上りスロット７０_３において、第１無線機２１_１により送信される無線信号からの干渉の影響を受け、誤り特性が劣化する。また、ここで、無線中継装置２０と無線基地局３０との間で用いられる無線周波数と、無線中継装置２０と無線端末１０との間で用いられる無線周波数とが、異なる周波数帯域を使用している場合であっても、第１無線機２１_１により送信される無線信号の第２無線機２１_２での受信電力が、無線端末１０により送信される無線信号の第２無線機２１_２での受信電力よりも非常に大きければ、第２無線機２１_２により受信される無線信号の誤り特性が、受信感度抑圧現象によって劣化するという問題点がある。更に、第２無線機２１_２により送信される無線信号の帯域外雑音によって、第１無線機２１_１の誤り特性が、劣化するという問題点もある。
【００２０】
反対に、第２無線機２１_２が、下りスロット６０_１乃至６０_４を介して無線端末１０に無線信号を送信する場合は、第１無線機２１_１により受信される無線信号は、特に制御スロット８１及び下りスロット５１_１及び５１_２において、第２無線機２１_１により送信される無線信号からの干渉の影響を受け、誤り特性が劣化するという問題点がある。
【００２１】
また、後者、すなわち、図１７に示す無線通信システムでは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＰＨＳ無線基地局２０ｂが隣接している場合、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ下りスロット６０ａ_１乃至６０ａ_４を介して無線信号をＰＨＳ無線端末１０ｂ_１に送信する間に、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ_１を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１から無線信号を受信すると、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１からの無線信号が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａのＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ_１において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂにより送信された無線信号からの干渉の影響を受けるという問題点がある。また、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２０ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット５０ａ_１乃至５０ａ_３を介して無線信号をＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１に送信する間に、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ上りスロット７０ａ_１乃至７０ａ_４を介してＰＨＳ無線端末１０ｂ_１から無線信号を受信すると、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１からの無線信号が、ＰＨＳ無線基地局２０ｂのＰＨＳ上りスロット７０ａ_１乃至７０ａ_４において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａにより送信された無線信号からの干渉の影響を受けるという問題点がある。
【００２２】
さらに、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１とが隣接して存在する場合、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１が、無線信号をＰＨＳ上りスロット７０ａ_１乃至７０ａ_４を介してＰＨＳ無線基地局２０ｂに送信する間に、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット５０ａ_１乃至５０ａ_３を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａからの無線信号を受信すると、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１により受信された無線信号が、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１により送信された無線信号による干渉の影響を受けるという問題点がある。ここで、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ_１を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａに無線信号を送信する間に、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１が、ＰＨＳ下りスロット６０ａ_１乃至６０ａ_４を介してＰＨＳ無線基地局２０ｂにより送信された無線信号を受信すると、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１により受信された無線信号が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１により送信された無線信号による干渉の影響を受けるという問題点がある。
【００２３】
ＰＨＳ無線通信システムとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システムとでは、使用する無線周波数帯域が異なっているが、無線端末同士及び無線基地局同士の距離が小さい場合、それぞれの無線通信システムにおける帯域外雑音によって相互に干渉を起こしあう可能性があるという問題点がある。
【００２４】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、無線中継装置と無線基地局との間の無線通信、及び無線中継装置と無線端末との間の無線通信において、相互干渉を小さくするように無線フレームを構成することが可能な無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ＰＨＳ無線端末とＰＨＳ無線基地局との間の無線通信、及びＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局との間の無線通信において、相互干渉を小さくするように無線フレームを構成することが可能な無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法は、時分割多重方式の無線フレームを用いて無線通信を行うものであって、時分割多重方式の無線フレームを用いて無線信号の送受信を行う第１の無線手段及び第２の無線手段と、前記第１の無線手段において用いられる無線フレームの構成を示す第１の関数を計算する第１の関数計算手段と、 前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を示す第２の関数を計算する第２の関数計算手段と、前記第１の関数と前記第２の関数との間の相関関係を示す相関関数を計算する相関関数計算手段と、前記相関関数に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定手段とを有することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、無線フレーム構成決定手段が、第１の無線手段及び第２の無線手段で用いられる無線フレームの構成に基づいて相関関数計算手段により計算された相関関数に応じて無線フレームの構成を決定するため、第１の無線手段と第２の無線手段との間の干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００２７】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、前記第１の関数を、前記第１の無線手段において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて、所定の値を取るものとし、前記第２の関数を、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて、所定の値を取るものとし、前記相関関数を、前記第１の関数と前記第２の関数との間の時間的な相関関係を示すものとし、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成の最適化が、前記相関関数の値に応じて、該無線フレームのタイミングを遅らせることによって行われることが好ましい。
【００２８】
この場合、無線フレーム構成決定手段が、上述の相関関数に応じて、無線フレームのタイミングを遅らせることによって、無線フレームの構成を決定するため、第１の無線手段及び第２の無線手段で用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当のみに基づいて容易に第１の無線手段と第２の無線手段との間の相互干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００２９】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、前記第２の無線手段が、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を送信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択し、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を受信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択することが好ましい。
【００３０】
この場合、前記第２の無線手段が、無線信号を送受信するタイムスロットを、第１の無線手段で無線信号を送受信するタイミングに応じて選択するため、第１の無線手段と第２の無線手段との間の相互干渉の影響をより軽減させることが可能となる。
【００３１】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、無線中継装置が、無線端末と無線基地局との間で無線信号の中継を行い、無線中継装置が、第１の無線手段と、第２の無線手段と、第１の関数計算手段と、第２の関数計算手段と、相関関数計算手段と、無線フレーム構成決定手段とを具備することが好ましい。
【００３２】
この場合、無線フレーム構成決定手段が、無線中継装置に設けられているため、無線中継装置と無線端末との間で第２の無線手段を介して送受信される無線信号が、無線中継装置と無線基地局との間で第１の無線手段を介して送受信される無線信号からの干渉の影響を軽減させることができる。
【００３３】
上述の無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法において、第１の無線端末と第１の無線基地局とが無線通信を行い、第２の無線端末と第２の無線基地局とが無線通信を行い、第１の無線基地局が、第１の無線手段と、第１の関数計算手段とを具備し、第２の無線基地局が、第２の無線手段と、第２の関数計算手段と、相関関数計算手段と、無線フレーム構成決定手段とを具備することが好ましい。
【００３４】
この場合、無線フレーム構成決定手段が、第２の無線基地局に設けられているため、第２の無線基地局と第２の無線端末との間で第２の無線手段を介して送受信される無線信号が、第１の無線基地局と第１の無線端末との間で第１の無線手段を介して送受信される無線信号からの干渉の影響を軽減させることができる。したがって、例えば、第１の無線基地局と第１の無線端末との間の無線通信が、ＰＨＳ方式で行われ、第２の無線基地局と第２の無線端末との間の無線通信がＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式で行われている場合に、それぞれの無線通信において、相互干渉の影響を軽減することが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（実施形態に係る無線通信システムの構成）
本発明の実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。
【００３６】
同図に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、無線端末１０_１乃至１０_ｎと、無線中継装置２０と、無線基地局３０とによって構成されており、無線中継装置２０と無線基地局３０との間の通信にＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式を用いて、無線中継装置２０と無線端末１０_１乃至１０_ｎとの間の通信にＰＨＳ方式を用いるものである。
【００３７】
無線中継装置２０は、具体的には、第１無線機２１_１と、第２無線機２１_２と、関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１と、関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２と、時間相関関数計算部２２_３と、無線フレーム決定部２２_４とを有する。関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１と関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２と時間相関関数計算部２２_３と無線フレーム決定部２２_４とが、制御部２２を構成する。
【００３８】
第１無線機２１_１は、関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１に接続されており、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネル（時分割多重方式の無線フレーム）を介して無線基地局３０との間で無線通信を行う第１の無線手段である。また、第１無線機２１_１は、受信した無線基地局３０からの制御信号に示されている無線基地局３０の無線フレームの構成を認識し、認識した無線フレームと同じ構成で、無線基地局３０との無線通信用の無線フレームを構成するものである。
【００３９】
第２無線機２１_２は、関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２と無線フレーム決定部２２_４とに接続されており、ＰＨＳ方式の無線チャネル（時分割多重方式の無線フレーム）を介して無線端末１０との間で無線通信を行う第２の無線手段である。
【００４０】
関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１は、第１無線機２１_１と時間相関関数計算部２２_３とに接続されており、第１無線機２１_１により認識された無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成、ずなわち、第１無線機２１_１において用いられる無線フレームの構成に基づいて、以下に述べる関数Ｆ_１（ｔ）を決定する第１の関数計算手段である。
【００４１】
関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２は、第２無線機２１_２と時間相関関数計算部２２_３とに接続されており、第２無線機２１_２と無線端末１０との間で用いられることが可能な無線フレームの構成に基づいて、以下に述べる関数Ｆ_２（ｔ）を決定する第２の関数計算手段である。
【００４２】
時間相関関数計算部２２_３は、関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１と関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２と無線フレーム決定部２２_４とに接続されており、関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１により決定された関数Ｆ_１（ｔ）と、関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２により決定された関数Ｆ_２（ｔ）とに基づいて、関数Ｆ_１（ｔ）と関数Ｆ_２（ｔ）との間の時間的な相関関係を示す時間相関関数∫Ｆ_１（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔを計算し、この時間相関関数の値に応じたτの値を計算する相関関数計算手段である。
【００４３】
無線フレーム決定部２２_４は、第２無線機２１_２と時間相関関数計算部２２_３とに接続されており、時間相関関数計算部２２_３により計算されたτの値に応じて、第２無線機２１_２と無線端末１０との間の無線通信で用いられる無線フレームの構成を最適化することによって、第２無線機２１_２において用いられる無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定手段である。
【００４４】
（本実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線フレームの構成を決定する方法）
上記構成を有する無線通信システムにおいて、無線中継装置２０と無線端末１０との間の無線通信用の無線フレーム構成を決定する方法は、以下の手順により実施することができる。図２は、無線中継装置２０が、無線基地局３０との無線通信による干渉の影響を受けないように、無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成を決定する動作を示すフローチャートである。
【００４５】
図２において、無線中継装置２０が、起動時に無線基地局３０を検索する場合や、無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成の変更を検出した場合等に、本動作が開始される（ステップＡ０）。ステップＡ１において、無線中継装置２０の第１無線機２１_１が、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネルを介して無線基地局３０からの制御信号を受信し、この制御信号で示されている無線基地局３０の無線フレーム構成を認識する。
【００４６】
図３（ａ）に、ステップＡ１において無線中継装置２０の第１無線機２１_１により認識された無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）における無線基地局３０側の無線フレームの構成を示す。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、無線フレームは、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式に基づく構成をとっており、無線基地局３０と無線中継装置２０との間で使用可能である無線タイムスロットは、１無線フレーム構成あたり１５タイムスロットである。それぞれのタイムスロットは、ＩＭＴ第１タイムスロット、ＩＭＴ第２タイムスロット、…、ＩＭＴ第１５タイムスロットと呼ばれる。それぞれのタイムスロットは、上り方向の通信用タイムスロット（上りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）、下り方向の通信用タイムスロット（下りスロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）、未使用タイムスロットのいずれかに設定される。ここで、無線フレーム長時間は、Ｔｆ_１である。図３（ａ）において、４０_１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５０_１乃至５０_３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下りスロット）であり、８０は、無線基地局３０から無線中継装置２０への制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【００４７】
ステップＡ２において、無線機中継装置２０の第１無線機２１_１は、認識した無線基地局３０の無線フレーム（図３（ａ））と同じ構成で、無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム構成を決定する。
【００４８】
図３（ｂ）に、ステップＡ２において構成された無線基地局３０と無線中継装置２０との間の無線通信（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式）における無線中継装置２０側の無線フレームの構成を示す。図３の（ｂ）において、４１_１は、無線中継装置２０から無線基地局３０への上りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット）であり、５１_１乃至５１_３は、無線基地局３０から無線中継装置２０への下りスロット（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット）であり、８１は、無線基地局３０から無線中継装置２０への制御信号用タイムスロット（下り制御スロット又はＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット）である。
【００４９】
ステップＡ３において、無線中継装置２０の関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１は、上述の無線基地局３０との無線通信用の無線フレーム構成（図３（ｂ））に基づいて、関数Ｆ_１（ｔ）を決定する。関数Ｆ_１（ｔ）は、以下の通り、第１無線機２１_１において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取る第１の関数である。
【００５０】
（ｉ）ＩＭＴ第ｉスロットが、上りスロットである場合、
Ｆ_１（ｔ）＝ ａ_ｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ_１／Ｎ_１ ＜＝ ｔ ＜ ｉ×Ｔｆ_１／Ｎ_１]
（ii）ＩＭＴ第ｉスロットが、下りスロットである場合、
Ｆ_１（ｔ）＝ −ａ_ｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ_１／Ｎ_１ ＜＝ ｔ ＜ ｉ×Ｔｆ_１／Ｎ_１]
（iii）ＩＭＴ第ｉスロットが、未使用である場合、
Ｆ_１（ｔ）＝ ０
[（ｉ−１）×Ｔｆ_１／Ｎ_１ ＜＝ ｔ ＜ ｉ×Ｔｆ_１／Ｎ_１]
また、関数Ｆ_１（ｔ）は、以下の式も満たす。
【００５１】
Ｆ_１（ｔ）＝ Ｆ_１（ｔ−Ｔｆ_１）
ここで、Ｔｆ_１は、無線フレーム長時間を示し、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、１０ｍｓである。また、Ｎ_１は、１無線フレーム当たりのスロット数であり、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式では、１５である。ａ_ｉは、ＩＭＴ第ｉスロットで送受信される信号の種類によって決定される値である。
【００５２】
図４に、ステップＡ３において無線中継装置２０の関数Ｆ_１（ｔ）決定部２２_１により決定された関数Ｆ_１（ｔ）を示す。ここで、ａ_ｉ＝１とする。
【００５３】
ステップＡ４において、無線中継装置２０の関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２が、無線中継装置２０の第２無線機２１_２と無線端末１０との間で用いられることが可能な無線フレームの構成から関数Ｆ_２（ｔ）を決定する。
【００５４】
図５に、無線端末１０と無線中継装置２０の第２無線機２１_２との間の無線通信（ＰＨＳ方式）で用いることが可能な無線フレームの構成を示す。ＰＨＳ方式では、無線フレームは、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式に基づく構成をとっており、無線端末１０と無線中継装置２０との間で使用可能である無線タイムスロットは、１無線フレーム構成あたり８タイムスロットである。それぞれのタイムスロットは、ＰＨＳ第１タイムスロット、ＰＨＳ第２タイムスロット、…、ＰＨＳ第８タイムスロットと呼ばれる。ＰＨＳ第１タイムスロット乃至ＰＨＳ第４タイムスロットが下りスロット用に、ＰＨＳ第５タイムスロット乃至ＰＨＳ第８タイムスロットが上りスロット用に割り当てられる。図５において、６０_１（６１_１）乃至６０_４（６１_４）は、無線中継装置２０から無線端末１０への下りスロットであり、７０_１（７１_１）乃至７０_４（７１_４）は、無線端末１０から無線中継装置２０への上りスロットである。
【００５５】
関数Ｆ_２（ｔ）は、以下の通り、第２無線機２１_１において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取る第２の関数である。
【００５６】
（ｉ）ＰＨＳ第ｉスロットが、上りスロットである場合、
Ｆ_２（ｔ）＝ ｂ_ｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ_２／Ｎ_２ ＜＝ ｔ ＜ ｉ×Ｔｆ_２／Ｎ_２]
（ii）ＰＨＳ第ｉスロットが、下りスロットである場合、
Ｆ_２（ｔ）＝ −ｂ_ｉ
[（ｉ−１）×Ｔｆ_２／Ｎ_２ ＜＝ ｔ ＜ ｉ×Ｔｆ_２／Ｎ_２]
（iii）ＰＨＳ第ｉスロットが、未使用である場合、
Ｆ_２（ｔ）＝ ０
[（ｉ−１）×Ｔｆ_２／Ｎ_２ ＜＝ ｔ ＜ ｉ×Ｔｆ_２／Ｎ_２]
また、関数Ｆ_２（ｔ）は、以下の式も満たす。
【００５７】
Ｆ_２（ｔ）＝ Ｆ_２（ｔ−Ｔｆ_２）
ここで、Ｔｆ_２は、無線フレーム長時間を示し、ＰＨＳ方式では、５ｍｓである。また、Ｎ_２は、１無線フレーム当たりのスロット数であり、ＰＨＳ方式では、８である。ｂ_ｉは、ＰＨＳ第ｉスロットで送受信される信号の種類によって決定される値である。
【００５８】
図６に、ステップＡ４において無線中継装置２０の関数Ｆ_２（ｔ）決定部２２_２により決定された関数Ｆ_２（ｔ）を示す。ここで、ｂ_ｉ＝１とする。
【００５９】
ステップＡ５において、無線中継装置２０の時間相関関数計算部２２_３は、関数Ｆ_１（ｔ）と関数Ｆ_２（ｔ）とに基づいて、時間相関関数∫Ｆ_１（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔを計算する。
【００６０】
本実施形態に係る無線通信システムでは、無線中継装置２０の第１無線機２１_１が、上りスロット４１_１を介して無線基地局３０に無線信号を送信している間に、無線中継装置２０の第２無線機２１_２が、下りスロット６０_１乃至６０_４を介して無線端末１０に無線信号を送信する場合で、かつ、無線中継装置２０の第１無線機２１_１が、下りスロット５１_１乃至５１_３を介して無線基地局３０から無線信号を受信している間に、無線中継装置２０の第２無線機２１_２が、上りスロット７０_１乃至７０_４を介して無線端末１０から無線信号を受信する場合に、無線中継装置２０の第１無線機２１_１と無線中継装置２０の第２無線機２１_２との間で相互干渉の影響が最も小さい。
【００６１】
したがって、無線中継装置２０の時間相関関数計算部２２_３は、上述の時間相関関数の値が最小となるτの値を求める。積分範囲は、０からＴとする。Ｔは、Ｔｆ_１及びＴｆ_２が、任意の時間Ｔ_０と任意の整数Ｍ，Ｎを用いて、Ｔｆ_１＝Ｍ×Ｔ_０、Ｔｆ_２＝Ｎ×Ｔ_０と表すことができる場合、Ｔ＝Ｋ×Ｔ_０と表すことができる。Ｋは、ＭとＮの最小公倍数である。もし、Ｔｆ_１及びＴｆ_２を上述のように表すことができない場合、Ｔは、Ｔｆ_１及びＴｆ_２と比較して十分大きな値となる。
【００６２】
図７に、Ｆ_１（ｔ）及びＦ_２（ｔ）から計算した時間相関関数∫Ｆ_１（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔを示す。図７から最小値となるτの値は、３.４ｍｓ乃至３.９ｍｓとなる。
【００６３】
ステップＡ６において、無線中継装置２０の無線フレーム決定部２２_４が、図５に示す無線中継装置２０の第２無線機２１_２と無線端末１０との間で用いることが可能な無線フレームの送受信タイミングを、時間τだけ遅延させることによって最適化を行い、無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成を決定する。
【００６４】
図８に、ステップＡ２において構成された無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成（ａ）と、ステップＡ６において決定された無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）とを示す。無線端末１０との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）は、無線基地局３０との無線通信用の無線フレームの構成（ａ）と比較して、３.４ｍｓだけ遅延したものとなっている。
【００６５】
ステップＡ７において、無線中継装置２０の第２無線機２１_２が、決定された無線端末１０_１乃至１０_ｎとの無線通信用の無線フレームの構成を、下りスロット６０_１乃至６０_４を介した制御信号で無線端末１０_１乃至１０_ｎに伝える。このとき、無線中継装置２０の第２無線機２１_２は、制御信号を無線端末１０_１乃至１０_ｎに送信するために、下りスロット６０_１乃至６０_４のうち、無線基地局３０からの無線信号を受信する下りスロット５１_１乃至５１_３と送受信タイミングが重複しないものであって、下りスロット６０_１乃至６０_４と対になる上りスロット７０_１乃至７０_４が、無線基地局３０に無線信号を送信する上りスロット４１_１と送受信タイミングが重複しないものを優先的に選択する。ＰＨＳ方式では、下りスロットＰＨＳ第ｉスロットと対になる上りスロットは、ＰＨＳ第（ｉ＋４）スロットである。言い換えると、無線中継装置２０の第２無線機２１_２は、決定された無線端末１０_１乃至１０_ｎとの無線通信用の無線フレーム内の下りスロット６０_１乃至６０_４のうち、無線信号を送信するタイムスロットとして、第１無線機２１_１が無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択し、無線中継装置２０の第２無線機２１_２は、決定された無線端末１０_１乃至１０_ｎとの無線通信用の無線フレーム内の上りスロット７０_１乃至７０_４のうち、無線信号を受信するタイムスロットとして、第１無線機２１_１が無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択する。
【００６６】
ステップＡ８において、無線端末１０_１乃至１０_ｎは、無線中継装置２０からの制御信号を受信し、その制御信号に応じて、無線中継装置２０側の無線フレームと同じ無線フレームを構成して、無線中継装置２０との無線通信用の無線フレームとする。
【００６７】
無線端末１０_１乃至１０_ｎは、発信又は着信を行う場合、上りスロット７１_１乃至７１_４を介してＬＣＨ確立要求信号を無線中継装置２０に送信する。ここで、ＬＣＨ確立要求信号が送信される上りスロットは、無線中継装置２０により制御信号が送信される下りスロット６１_１乃至６１_４と対になる上りスロットである。無線中継装置２０の第２無線機２１_２は、ＬＣＨ確立要求信号に応じて、無線端末１０_１乃至１０_ｎと無線通信を行うために、対となる下りスロット及び上りスロットを決定し、ＬＣＨ割当信号で無線端末１０_１乃至１０_ｎに送信する。このとき、無線中継装置２０の第２無線機２１_２は、無線端末１０_１乃至１０_ｎと無線通信を行うためのタイムスロットとして、第１無線機２１_１により無線基地局３０から無線信号を受信する下りスロット５１_１乃至５１_３と送受信タイミングが重複しないものであって、下りスロット６０_１乃至６０_４と対になる上りスロット７０_１乃至７０_４が、第１無線機２１_１により無線基地局３０に無線信号を送信する上りスロット４１_１と送受信タイミングが重複しないものを優先的に選択する。
【００６８】
（実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法の作用・効果）
本実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、無線フレーム決定部２２_４が、無線基地局３０と第１無線機２１_１との間で用いられる無線フレーム（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネル）の構成及び無線端末１０_１乃至１０_ｎと第２無線機２１_２との間で用いることが可能な無線フレーム（ＰＨＳ方式の無線チャネル）の構成に基づいて時間相関関数計算部２２_３により計算された時間相関関数∫Ｆ_１（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔに応じて、無線端末１０_１乃至１０_ｎと第２無線機２１_２との間で用いられる無線フレーム（ＰＨＳ方式の無線チャネル）の構成を決定するため、第１無線機２１_１と第２無線機２１_２との間の干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、無線フレーム決定部２２_４が、上述の相関関数∫Ｆ_１（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔを最小にするτに応じて、無線フレームのタイミングを遅らせることによって、無線フレームの構成を決定するため、第１無線機２１_１及び第２無線機２１_２で用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当のみに基づいて容易に第１無線機２１_１と第２無線機２１_２との間の相互干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【００７０】
さらに、本実施形態に係る無線通信システム及び無線フレーム構成決定方法によれば、第２無線機２１_２が、無線信号を送受信するタイムスロットを、第１無線機２１_１で無線信号を送受信するタイミングに応じて選択するため、第１無線機２１_１と第２無線機２１_２との間の相互干渉の影響をより軽減させることが可能となる。
【００７１】
（変更例１に係る無線通信システム）
本発明の変更例１について図９を参照しながら説明する。図９は、本変更例に係る無線通信システムを示す概略構成図である。
【００７２】
本変更例に係る無線通信システムは、ＰＨＳ無線通信システム（ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ、ＰＨＳネットワーク）とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システム（ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤネットワーク）とが混在するものである。本変更例に係る無線通信システムは、図９に示すように、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ（第２の無線基地局）と、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１（第２の無線端末）と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ（第１の無線基地局）と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１（第１の無線端末）とによって構成されている。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１及びＰＨＳ無線端末１０ｂ_１は、複数存在していてもよい。
【００７３】
ＰＨＳ無線基地局２０ｂは、無線機２１ｂと制御部２２ｂとによって構成されており、無線機２１ｂによって、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間でＰＨＳ方式の無線チャネルを介して無線通信を行う第２の無線基地局である。ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａは、無線機２１ａと制御部２２ａとによって構成されており、無線機２１ａ（第１の無線手段）によって、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間でＩＭＴ２０００／ＴＤＤ方式の無線チャネルを介して無線通信を行う第１の無線基地局である。
【００７４】
ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システムでは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間で、上下非対称通信が可能であり、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａが、上りスロットと下りスロットを自由に設定することができる。
【００７５】
制御部２２ａ及び制御部２２ｂは、上述の実施形態において説明した制御部２２と同じ機能を有するもの、すなわち、関数Ｆ_１（ｔ）決定部（第１の関数計算手段）と関数Ｆ_２（ｔ）決定部（第１の関数計算手段）と時間相関関数計算部（相関関数計算手段）と無線フレーム決定部（無線フレーム構成決定手段）とを有するものである。制御部２２ａ及び制御部２２ｂは、有線又は無線の通信線によって相互に接続されている。
【００７６】
図１０に、本変更例に係る無線通信システムにおいて、ＰＨＳ無線基地局２０ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信による干渉の影響を受けないように、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との無線通信用の無線フレームの構成を決定する方法を示す。
【００７７】
図１０において、本方法は、ステップＢ０において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの起動時や、ＰＨＳ無線基地局２０ｂによってＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信用の無線フレームの構成の変更が検出された場合に開始される。
【００７８】
ステップＢ１において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信に用いられる無線フレームの構成に係る情報を獲得する。この情報を獲得する方法としては、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの制御部２２ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの制御部２２ａから有線又は無線の通信線を介してこの情報を獲得する方法と、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａからＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１に常時送信されている制御信号を受信し、この制御信号に含まれている無線フレーム構成からこの情報を獲得する方法が考えられる。
【００７９】
ステップＢ２において、上述の実施形態のステップＡ３と同じ方法で、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの関数Ｆ_１（ｔ）決定部が、上述のＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成に基づいて、関数Ｆ_１（ｔ）を決定する。
【００８０】
ステップＢ３において、上述の実施形態のステップＡ４と同じ方法で、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの関数Ｆ_２（ｔ）決定部が、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間で用いることが可能な無線フレームの構成から関数Ｆ_２（ｔ）を決定する。
【００８１】
ステップＢ４において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの時間相関関数計算部が、関数Ｆ_１（ｔ）と関数Ｆ_２（ｔ）とに基づいて、時間相関関数∫Ｆ_１（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔを計算する。
【００８２】
本変更例に係る無線通信システムでは、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット５０ａ_１乃至５０_３を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１に無線信号を送信している間に、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ下りスロット６０ａ_１乃至６０ａ_４を介してＰＨＳ無線端末１０ｂ_１に無線信号を送信する場合で、かつ、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット４０ａ_１を介してＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１から無線信号を受信している間に、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂが、ＰＨＳ上りスロット７０_１乃至７０_４を介してＰＨＳ無線端末１０ｂ_１から無線信号を受信する場合に、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１の無線機２１ａとＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂとの間で相互干渉の影響が最も小さい。
【００８３】
したがって、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの時間相関関数計算部が、この時間相関関数の値が最大となるτの値を求める。図７から、このτは、１ｍｓが適当であることが分かる。
【００８４】
ステップＢ５において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線フレーム決定部が、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間で用いることが可能な無線フレームの構成を、時間τだけ遅延させることによって、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との無線通信用の無線フレームの構成を最適化する。
【００８５】
図１１に、上述のＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成（ａ）と、ステップＢ５において決定されたＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）とを示す。ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）は、上述のＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成（ａ）と比較して、１ｍｓだけ遅延したものとなっている。
【００８６】
ステップＢ６において、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ａが、決定されたＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との無線通信用の無線フレームの構成を、ＰＨＳ下りスロット６０ａ_１乃至６０ａ_４を介した制御信号でＰＨＳ無線端末１０ｂ_１に送信する。
【００８７】
ステップＢ７において、ＰＨＳ無線端末１０ｂ_１が、この無線フレームと同じ構成の無線フレームを構成する。
【００８８】
（変更例２に係る無線通信システム）
本発明の変更例２に係る無線通信システムの構成は、図９に示す本発明の変更例１に係る無線通信システムの構成と同じである。
【００８９】
本変更例に係る無線通信システムは、ＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信に用いられている無線フレーム構成を用いて、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａが、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間の無線通信用の無線フレームを構成するものである。
【００９０】
図１２に、本変更例に係る無線通信システムにおいて、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａ（第２の無線基地局）が、ＰＨＳ無線基地局２０ｂ（第１の無線基地局）とＰＨＳ無線端末１０ｂ_１（第１の無線端末）との間の無線通信による干渉の影響を受けないように、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１（第２の無線端末）との無線通信用の無線フレームの構成を決定する方法を示す。
【００９１】
ステップＣ１において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａが、ＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成に係る情報を獲得する。この情報を獲得する方法としては、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの制御部２２ａが、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの制御部２２ｂから有線又は無線の通信線を介してこの情報を獲得する方法と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａが、ＰＨＳ無線基地局２０ｂの無線機２１ｂからＰＨＳ無線端末１０ｂ_１に常時送信されている制御信号を受信し、この制御信号に含まれている無線フレーム構成からこの情報を獲得する方法が考えられる。
【００９２】
ステップＣ２において、上述の実施形態のステップＡ４と同じ方法で、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの関数Ｆ_２（ｔ）決定部が、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成に基づいて、関数Ｆ_２（ｔ）を決定する。
【００９３】
ステップＣ３において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの関数Ｆ_１（ｔ）決定部が、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信に用いられる無線フレーム構成と、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線通信システムにおいて必要な上りスロット数及び下りスロット数等の条件から、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａとＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との間で用いることが可能な全ての理論無線フレーム構成ｆ_ｋ｛ｋ＝１…ｎ｝を決定する。この理論無線フレーム構成ｆ_ｋ｛ｋ＝１…ｎ｝を決定するための条件には、スロットの連続性、送信電力制御や送信ダイバーシティ等によるものも含まれる。
【００９４】
ステップＣ４において、上述の実施形態のステップＡ３と同じ方法で、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの関数Ｆ_１（ｔ）決定部が、上述の理論無線フレーム構成ｆ_ｋ｛ｋ＝１…ｎ｝の各々に基づいて、関数Ｆ_１ｋ（ｔ）を決定する。
【００９５】
ステップＣ５及びＣ６において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの時間相関関数計算部が、全ての関数Ｆ_１ｋ（ｔ）と関数Ｆ_２（ｔ）との組み合わせに基づいて、時間相関関数∫Ｆ_１ｋ（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔを計算し、この時間相関関数の最大値Ｃ_ｋと、そのときのτの値τ_ｋとを求める。
【００９６】
ステップＣ７において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの時間相関関数計算部が、Ｃ_ｋを最大にする組み合わせｆ_ｍａｘとτ_ｍａｘを決定する。
【００９７】
ステップＣ８において、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線フレーム決定部が、理論無線フレーム構成ｆ_ｍａｘを、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信に用いられる無線フレームから時間τ_ｍａｘだけ遅延させることによって、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との無線通信用の無線フレームの構成を決定する。すなわち、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局２０ａの無線機２１ａは、理論無線フレーム構成ｆ_ｍａｘを、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信に用いられる無線フレームから、時間τ_ｍａｘだけ遅延させてＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１に送信する。
【００９８】
図１３に、上述のＰＨＳ無線基地局２０ｂとＰＨＳ無線端末１０ｂ_１との間の無線通信に用いられている無線フレーム構成（ａ）と、ステップＣ８において決定されたＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末１０ａ_１との無線通信用の無線フレームの構成（ｂ）とを示す。ここで、τ_ｍａｘは０である。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、無線フレーム決定部２２_４が、第１無線機２１_１で用いられる無線フレームの構成及び第２無線機２１_２で用いることが可能な無線フレームの構成に基づいて時間相関関数計算部２２_３により計算された時間相関関数∫Ｆ_１（ｔ）×Ｆ_２（ｔ−τ）ｄｔに応じて、第２無線機２１_２で用いられる無線フレームの構成を決定するため、第１無線機２１_１と第２無線機２１_２との間の干渉の影響を軽減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線端末との無線通信用の無線フレーム構成を決定する動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線中継装置と無線基地局との間で用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける関数ｆ_１（ｔ）を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、無線中継装置と無線端末との間で用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける関数ｆ_２（ｔ）を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおける時間相関関数を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて決定された無線中継装置と無線端末との間の無線通信用の無線フレーム構成を示す図である。
【図９】本発明の一変更例に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１０】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて、ＰＨＳ無線端末とＰＨＳ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を決定する動作を示すフローチャート図である。
【図１１】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて決定されたＰＨＳ無線端末とＰＨＳ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を示す図である。
【図１２】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて、ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を決定する動作を示すフローチャート図である。
【図１３】本発明の一変更例に係る無線通信システムにおいて決定されたＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末とＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局との間の無線通信用の無線フレーム構成を示す図である。
【図１４】従来技術に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１５】従来技術に係る無線通信システムにおいて用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【図１６】従来技術に係る無線通信システムにおいて、無線通信用の無線フレームを構成する動作を示すタイムチャート図である。
【図１７】従来技術に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図１８】従来技術に係る無線通信システムにおいて用いられている無線フレーム構成を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０_１、１０_２、１０_３…無線端末
１０ａ_１…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線端末
１０ｂ_１…ＰＨＳ無線端末
２０…無線中継装置
２０ａ…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ無線基地局
２０ｂ…ＰＨＳ無線基地局
２１ａ、２１ｂ…無線機
２１_１…第１無線機
２１_２…第２無線機
２２、２２ａ、２２ｂ…制御部
２２_１…関数ｆ_１（ｔ）決定部
２２_２…関数ｆ_２（ｔ）決定部
２２_３…時間相関関数計算部
２２_４…無線フレーム決定部
３０…無線基地局
４０_１、４０ａ_１、４１_１…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ上りスロット
５０_１、５０_２、５０_３、５１_１、５１_２、５１_３、５０ａ_１、５０ａ_２、５０ａ_３…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り通信スロット
６０_１、６０_２、６０_３、６０_４、６１_１、６１_２、６１_３、６１_４、６０ａ_１、６０ａ_２、６０ａ_３、６０ａ_４…ＰＨＳ下りスロット
７０_１、７０_２、７０_３、７０_４、７１_１、７１_２、７１_３、７１_４、７０ａ_１、７０ａ_２、７０ａ_３、７０ａ_４…ＰＨＳ上りスロット
８０、８１、８０ａ…ＩＭＴ２０００／ＴＤＤ下り制御スロット

Claims (10)

1. 時分割多重方式の無線フレームを用いて無線通信を行う無線通信システムであって、
   時分割多重方式の無線フレームを用いて無線信号の送受信を行う第１の無線手段及び第２の無線手段と、
   前記第１の無線手段において用いられる無線フレームの構成を示す第１の関数を決定する第１の関数決定手段と、
   前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を示す第２の関数を決定する第２の関数決定手段と、
   前記第１の関数と前記第２の関数との間の時間的な相関関係を示す相関関数を計算する相関関数計算手段と、
   前記相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定手段とを有し、
   前記第１の関数は、前記第１の無線手段において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
   前記第２の関数は、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
   前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成の最適化は、前記相関関数の計算結果に応じて、該無線フレームのタイミングを遅らせることによって行われることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２の無線手段は、
   決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を送信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択し、
   決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を受信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
3. 前記第２の関数計算手段は、複数の前記第２の関数を決定し、
   前記相関関数計算手段は、前記第１の関数と前記複数の第２の関数との間の時間的な相関関係を示す複数の相関関数を計算し、
   前記無線フレーム構成決定手段は、前記複数の相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 無線端末と無線基地局と無線中継装置とによって構成され、前記無線中継装置が前記無線端末と前記無線基地局との間で無線信号の中継を行う無線通信システムであって、
   前記無線中継装置は、前記第１の無線手段と、前記第２の無線手段と、前記第１の関数決定手段と、前記第２の関数決定手段と、前記相関関数計算手段と、前記無線フレーム構成決定手段とを具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
5. 第１の無線端末と第１の無線基地局と第２の無線端末と第２の無線基地局とによって構成され、前記第１の無線端末と前記第１の無線基地局とが前記無線通信を行い、前記第２の無線端末と前記第２の無線基地局とが前記無線通信を行う無線通信システムであって、
   前記第１の無線基地局は、前記第１の無線手段と、前記第１の関数決定手段とを具備し、
   前記第２の無線基地局は、前記第２の無線手段と、前記第２の関数決定手段と、前記相関関数計算手段と、前記無線フレーム構成決定手段とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
6. 時分割多重方式の無線フレームを用いて無線信号の送受信を行う第１の無線手段及び第２の無線手段を具備する無線通信システムにおいて、前記第２の無線手段において用いられる前記無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定方法であって、
   前記第１の無線手段において用いられる無線フレームの構成を示す第１の関数を決定する第１工程と、
   前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を示す第２の関数を決定する第２工程と、
   前記第１の関数と前記第２の関数との間の時間的な相関関係を示す相関関数を計算する第３工程と、
   前記相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定する第４工程とを有し、
   前記第１の関数は、前記第１の無線手段において用いられる無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
   前記第２の関数は、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレーム内のタイムスロットの割当に応じて所定の値を取るものであり、
   前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成の最適化は、前記相関関数の計算結果に応じて、該無線フレームのタイミングを遅らせることによって行われることを特徴とする無線フレーム構成決定方法。
7. 前記第２の無線機において、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を送信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を受信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択する工程と、
   前記第２の無線手段において、決定された前記無線フレーム内で、前記無線信号を受信するタイムスロットとして、前記第１の無線手段が前記無線信号を送信していない期間を有するタイムスロットを優先的に選択する工程とを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線フレーム構成決定方法。
8. 前記第２工程において、複数の前記第２の関数を決定し、
   前記第３工程において、前記第１の関数と前記複数の第２の関数との間の時間的な相関関係を示す複数の相関関数を計算し、
   前記第４工程において、前記複数の相関関数の計算結果に応じて、前記第２の無線手段において用いることが可能な無線フレームの構成を最適化することによって、前記第２の無線手段において用いられる無線フレームの構成を決定することを特徴とする請求項６又は７に記載の無線フレーム構成決定方法。
9. 無線端末と無線基地局と無線中継装置とによって構成され、前記無線中継装置が前記無線端末と前記無線基地局との間の無線信号の中継を行う前記無線通信システムにおいて、前記第２の無線手段において用いられる前記無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定方法であって、
   前記第１工程と、前記第２工程と、前記第３工程と、前記第４工程とが、前記無線中継装置において行われることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の無線フレーム構成決定方法。
10. 第１の無線端末と第１の無線基地局と第２の無線端末と第２の無線基地局とによって構成され、前記第１の無線端末と前記第１の無線基地局とが前記無線信号の送受信を行い、前記第２の無線端末と前記第２の無線基地局とが前記無線信号の送受信を行う前記無線通信システムにおいて、前記第２の無線手段において用いられる前記無線フレームの構成を決定する無線フレーム構成決定方法であって、
    前記第１工程が、前記第１の無線基地局において行われ、
    前記第２工程と、前記第３工程と、前記第４工程とが、前記第２の無線基地局において行われることを特徴とする請求項６又は７に記載の無線フレーム構成決定方法。

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