JP3940062B2 - 無線通信中継装置，無線通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば無線ＬＡＮを構成するアクセスポイント等の所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置及び該無線通信中継装置を用いた無線通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の利用者それぞれが使用する端末（パーソナルコンピュータやＰＤＡ等の情報端末）により必要になったその場で構成される無線ネットワーク，即ちアドホックネットワークには，分散型アドホックネットワークと集中型ホアドホックネットワークとがある。
分散型アドホックネットワークでは，各端末はそれぞれ他の端末にアクセスする機能（メディアアクセス制御（ＭＡＣ）機能等）を有し，それぞれ自律的にネットワークを構成する。これに対し，集中型アドホックネットワークでは，ネットワーク内に基地局となるマスターノード（基地局装置）が存在し，該マスターノードがネットワーク内の全ての通信を制御する。即ち，集中型アドホックネットワークでは，マスターノード（基地局装置）と各端末との間で１対多（マスター・スレーブ型）の双方向無線通信が行われる。
集中型アドホックネットワークでは，マスターノードが全ての通信を管理するため，多数の端末がネットワークに参加して各端末の通信要求が度々輻輳するような場合でも適切にネットワークを維持することができ，さらに端末ごとに通信帯域等のサービス品質（ＱｏＳ）を設定することが容易となることが利点である。集中型アドホックネットワークの例としては，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂとして規定される無線ＬＡＮのインフラストラクチャーモードやＢｌｕｅＴｏｏｔｈ等が挙げられる。一般に，駅や空港の待合場所等に設置されるホットスポット等のようにモバイル情報端末に対して音楽や映像，ニュース等のコンテンツを配信するサービスやインターネットへの接続サービス等を提供する無線通信システムでは，集中型アドホックネットワークが採用され，常にマスターノードとして機能する基地局装置と該基地局装置の無線通信エリア内に存在する１又は複数の端末との間で１対多の双方向無線通信が行われる。
一方，このような１対多双方向無線通信において，基地局装置の近隣に存在する端末に加え，基地局装置からの距離が離れた端末や無線信号伝播の障害物の陰となるエリアに存在する端末と通信を行いたい場合等，通信エリアを拡張したい場合も多い。
従来，このような場合，複数の基地局装置をそれぞれ適当な位置に分散配置し，各基地局装置の無線通信エリアにおいて１対多双方向無線通信を構成するとともに，各基地局装置（マスターノード）間を，別途，基幹ネットワークで接続する２階層のネットワークを構成することが一般的である。図９は，１又は複数の端末２（子局）と１対多の双方向無線通信を行う複数の基地局装置１（親局）を基幹ネットワーク３で接続した従来の一般的なネットワークの構成を表す。図９には図示していないが，基幹ネットワーク３には，例えば，情報配信サーバやインターネット接続サーバ等が接続される。
また，特許文献１には，複数のマスターノード（基地局装置に相当）の通信エリアが重複する位置に存在する端末がゲートウェイの機能を果たすことにより，マスターノード間の通信を端末が中継する通信システムが示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５６７８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，図９に示すような従来の一般的なネットワーク構成では，基地局装置１相互間を接続する基幹ネットワーク３を配線する必要があり，基地局装置１の配置位置に制約が生じたり配線コストが大きくなる等の問題点があった。また，図９に示す従来のネットワーク構成において，基幹ネットワーク３を無線通信により構成することも考えられるが，一般的に，基地局装置１が端末２との通信を制御するための通信プロトコルと基地局装置１同士が通信を行うための通信プロトコルとは異なるため，この場合，基地局装置１同士の通信用の無線通信システムをさらに具備しなければならない上，無線信号（高周波信号）の干渉を避けるため，端末２との通信に用いる無線周波数帯域と異なる周波数帯域を基幹ネットワーク用に別途用意したり，端末２との通信帯域の一部を基幹ネットワーク用に使用したりする必要が生じ，システムが複雑になって通信効率が悪化するという問題点があった。
また，特許文献１に示される技術では，マスターノード間を中継する端末（以下，ゲートウェイ端末という）は，複数のマスターノードと通信を行うことになるため，該ゲートウェイ端末に対する通信が複数のマスターノード間でバッティングしないように，前記ゲートウェイ端末を介してマスターノート間で同期をとる必要が生じ，通信効率が悪化するという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，基地局装置と複数の端末との間で１対多の双方向無線通信を行う場合に，通信効率を悪化させることなく通信エリアの拡張が可能な無線通信中継装置及び無線通信システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置であって，前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段と，前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段と，前記基地局通信手段により通信中の他の無線通信中継装置及び該他の無線通信中継装置より下位側で通信中の他の無線通信中継装置の数に関する下位側中継装置数を前記基地局通信手段を介して取得する下位側中継装置数取得手段と，前記下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数の合計に１を加算した数を前記下位側中継装置数として前記端末通信手段により送信する下位側中継装置数送信手段と，前記下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数に基づいて，前記基地局通信手段の通信相手となる前記端末及び他の無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段と，を具備してなることを特徴とする無線通信中継装置として構成されるものである。
このような構成により，当該無線通信中継装置は，前記端末通信手段により前記基地局装置に対して１つの端末として通信を行うとともに，前記基地局通信手段の通信エリア内に存在する端末に対しては，前記基地局装置として通信を行うことになり，これによって前記基地局装置と前記基地局通信手段の通信エリア内の端末との間の通信が中継される。従って，当該無線通信中継装置を，前記基地局装置の通信エリア内の位置（前記基地局装置と前記端末通信手段とが通信可能な位置）において，前記基地局通信手段の通信エリアが前記基地局装置の通信エリアの外側をカバーするように設置すれば，当該無線通信中継装置による通信の中継によって前記基地局装置の実質的な通信エリアを拡張できることになる。
さらに，当該無線通信中継装置は，１つの前記基地局装置又は１つの他の無線通信中継装置に対してのみ前記端末として機能する（振舞う）ので，複数の前記基地局装置をその通信エリアが重複する位置にある前記端末によってブリッジする場合のように，他の基地局装置と同期をとる等の通信効率の悪化要因がない。
【０００６】
前記基地局通信手段の通信相手としては，その通信エリア内に存在する（以下，「配下の」という）前記端末と他の無線通信中継装置とが考えられるが，配下の無線通信中継装置との間で送受信されるデータ量は，該配下の無線通信中継装置の通信相手となる配下の端末（複数存在する場合もある）と，配下の無線通信中継装置のさらに下位側の他の無線通信中継装置との間で送受信するデータ量の合計となるため，各端末との通信データ量よりも大きい場合が多い。そこで，前記通信帯域設定手段により，前記エリア内中継装置への通信帯域の割り当てを大きくするよう設定すれば，各端末に割り当てられる通信帯域を均等化することができる。これにより，効率の良い通信を行うことが可能となる。
【０００７】
通常，配下の無線通信中継装置の下位側に存在する他の無線通信中継装置の数が多いほど，該配下の無線通信中継装置との間で送受信されるデータ量が大きくなる場合が多い。従って，前記通信帯域設定手段のように自装置よりも下位側の無線通信中継装置の数に基づいて通信帯域の割り当てを自動的に行うことにより，装置構成が変更されても各端末に割り当てられる通信帯域を均等化することができる。
【０００８】
また，本発明は，所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置であって，前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段と，前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段と，前記基地局通信手段により通信中の他の無線通信中継装置及び該他の無線通信中継装置より下位側で通信中の他の無線通信中継装置それぞれと通信中の前記端末の数に関する下位側端末数を前記基地局通信手段を介して取得する下位側端末数取得手段と，前記下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数の合計に前記基地局通信手段により通信中の前記端末の数を加算した数を前記下位側端末数として前記端末通信手段により送信する下位側端末数送信手段と，前記下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数と前記基地局通信手段により通信中の前記端末の数とに基づいて，前記基地局通信手段の通信相手となる前記端末及び他の無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段と，を具備してなることを特徴とする無線通信中継装置として構成されたものも考えられる。
このような構成によれば，自装置の配下の端末の数及びそれよりも下位側に存在する全ての端末の数に応じて通信帯域の自動割り当てが行われるので，下位側に存在する他の無線通信中継装置の数を用いる場合よりも，各端末へ割り当てる通信帯域をより精度高く均等化することが可能となる。
【０００９】
また，前記端末通信手段が，前記基地局装置又は他の無線通信中継装置との間における前記高周波信号の送受信を，無線により又はマイクロストリップ線路を介して行うよう構成されたものも考えられる。
同様に，前記基地局通信手段が，他の無線通信中継装置との間における前記高周波信号の送受信を，無線により又はマイクロストリップ線路を介して行うよう構成されたものも考えられる。
前記端末通信手段及び前記基地局通信手段が送受信するのは高周波信号であり，有線伝送では減衰が大きいのでアンテナを用いて無線電波で送受信するのが通常である。しかし，マイクロストリップ線路を用いれば高周波信号を小さな減衰で伝送することが可能であるので，設置位置が変更される可能性が少ない前記基地局装置や他の無線通信中継装置との間の信号伝送経路としてマイクロストリップ線路を介して信号伝送を行うことも考えられる。これにより，遠距離になるほど拡散してしまう電波（無線）のみを用いるよりもむしろ効率良く高周波信号を伝送することが可能となる場合もある。もちろん指向性アンテナを用いることにより極力電波の拡散を小さくして無線伝送することも考えられる。この場合，前記端末との通信用の比較的指向性の低い（指向性が緩い）アンテナと前記基地局装置や他の無線通信中継装置との通信用の指向性の高い（指向性が鋭い）アンテナとの両方を具備することが望ましい。
【００１０】
また，本発明は，所定の基地局装置と複数の端末との間で１対多の無線通信を行う無線通信システムにおいて，前記無線通信中継装置を構成要素とする無線通信システムとして捉えたものであってもよい。
この場合，前記無線通信中継装置の機能と同様の機能を前記基地局装置に設けることが考えられる。
即ち，前記基地局装置が，該基地局装置と通信中の前記無線通信中継装置及び該無線通信中継装置より下位側で通信中の他の前記無線通信中継装置の数に関する下位側中継装置数を前記無線通信中継装置から取得する下位側中継装置数取得手段と，該下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数に基づいて該基地局装置の通信相手となる前記端末及び前記無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段とを具備するものである。
一方，前記基地局装置が，該基地局装置と通信中の前記無線通信中継装置及び該無線通信中継装置より下位側で通信中の他の前記無線通信中継装置それぞれと通信中の前記端末の数に関する下位側端末数を前記無線通信中継装置から取得する下位側端末数取得手段と，該下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数と前記基地局装置が通信中の前記端末の数とに基づいて該基地局装置の通信相手となる前記端末及び前記無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段を具備するものも考えられる。
これにより，前述した通り前記端末それぞれに割り当てる通信帯域を均等化することができる。
【００１１】
また，前記無線通信システムにおいて，マイクロストリップ線路の信号線に１又は複数のパッチアンテナを電気的に結合させた１又は複数のテープ状アンテナを具備し，前記テープ状アンテナそれぞれが，前記基地局装置及び／又は前記無線通信中継装置の前記基地局通信手段に接続されて前記高周波信号を伝送するよう構成されたものも考えられる。
これにより，例えば，端末の使用位置がある程度定まっているような場合には，その使用位置付近まではマイクロストリップ線路により前記高周波信号を伝送し，そこから先はマイクロストリップ線路に設けた前記パッチアンテナを介した無線通信により比較的狭い範囲をカバーするように構成することができるので，不要なエリアに前記高周波信号が拡散されることがなく，前記高周波信号の出力レベルを最小限に抑えたエネルギーロスの少ない通信を行うことが可能となる。また，障害物を回避して前記高周波信号を伝送することも可能となる。
【００１２】
また，前記無線通信システムにおいて，前記テープ状アンテナを構成する前記ストリップ線路の信号線に電気的に接続された第１のアンテナと前記無線通信中継装置の前記端末通信手段に接続された第２のアンテナとを具備し，前記テープ状アンテナ及びこれに接続される前記基地局装置又は前記無線通信中継装置それぞれが列車を構成する複数の車両それぞれに配置されるとともに，複数の前記パッチアンテナが所定間隔で設けられた前記テープ状アンテナが前記車両の室内にその長手方向に沿って配設され，隣接する車両における一方の車両側の前記第１のアンテナと他方の車両側の前記第２のアンテナとが前記隣接する車両間において対向配置されたものも考えられる。
このように，前記テープ状アンテナを車両の長手方向に沿って室内の天井や壁面等に配設すれば，前記パッチアンテナを列車の座席間隔等を考慮した適当な間隔で設けることにより，各車両の前記基地局装置又は前記無線通信中継装置と車両内の各座席に着席した利用者が使用する端末それぞれとがエネルギーロスの少ない無線通信を行うことが可能となる。さらに，隣接する車両間が，互いに対向するアンテナにより無線で信号伝送されるので，車両の連結が変更された場合であっても有線接続時のような接続替えの手間を要しない。また，前記高周波信号のエネルギーロスが少ないので，前記高周波信号の出力レベルを低く抑えることができ，その結果，すれ違う列車間での前記高周波信号（電波）の相互干渉や，駅や線路周辺で用いられている無線信号（電波）への干渉を防止できる。
【００１３】
また，前記無線通信中継装置の前記端末通信手段と前記基地局装置又は他の無線通信中継装置の前記基地局通信手段との間を接続して前記高周波信号を伝送するマイクロストリップ線路を具備するものも考えられる。
これにより，遠距離になるほど拡散してしまう電波（無線）のみを用いるよりもむしろ効率良く高周波信号を伝送することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を表すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図３は本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第１の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート，図４は本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第２の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート，図５は本発明の第１の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図６は本発明の第２の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図７は本発明の第３の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図８は本発明の第３の実施例に係る無線通信システムを構成するテープ状アンテナを用いた場合と従来のアンテナを用いた場合とについて端末の位置とその通信速度との関係の比較結果の一例を表すグラフ，図９は従来の無線通信システムのネットワーク構成例を表す図である。
【００１５】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムは，情報配信サーバ１０，無線アクセスポイント２０，無線中継装置３０，及び端末４０を具備するものである。
前記情報配信サーバ１０は，前記端末４０からの要求に応じてニュースや音楽，映像等のデジタルコンテンツを提供する一般的な計算機である。
前記無線アクセスポイント２０（前記基地局装置の一例）は，前記情報配信サーバ１０とネットワークケーブル５０により接続され，前記情報配信サーバ１０により送受信される通信データを高周波信号として無線により送受信するいわゆるアクセスポイントである。前記無線アクセスポイント２０は，ＴＣＰ／ＩＰ等の通信プロトコルに従って前記情報配信サーバ１０と通信を行うＬＡＮ通信部２１と，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおけるアクセスポイント側の通信プロトコルに従って，前記情報配信サーバ１０が送受信する通信データを，例えば２．４ＧＨｚ帯ＤＳスペクトラム拡散方式の高周波信号として所定の通信エリア内の前記端末４０や前記無線中継装置３０との間で送受信するアクセスポイント側通信部２２と，該アクセスポイント側通信部２２の通信相手となる前記端末４０や前記中継装置３０それぞれに対する通信帯域の割り当てを行う通信帯域設定部２３と，前記アクセスポイント側通信部２２により送受信される高周波信号を所定エリア内において無線信号（電波）として送受信するダイポールアンテナ等であるアンテナ２４とを具備している。
前記端末４０は，例えば，一般的な無線ＬＡＮカードが装着されたパーソナルコンピュータやＰＤＡ等であり，前記無線アクセスポイント１０又は前記無線中継装置３０との間でＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおける端末（セル）側の通信プロトコルに従って通信データ（前記情報配信サーバ１０へのコンテンツ配信要求や前記情報配信サーバ１０から配信されるコンテンツデータ等）の送受信を行うものである。
前記アクセスポイント側通信部２２によって通信エリア内の（以下，「配下の」という）前記端末４０又は前記無線中継装置３０から受信したデータ（通信データ）は，前記ＬＡＮ制御部２１に転送され，該ＬＡＮ制御部２１によって前記情報配信サーバ１０に送信される。一方，前記ＬＡＮ制御部２１によって前記情報配信サーバ１０から受信したデータ（通信データ）は，前記アクセスポイント側通信部２２に転送され，該アクセスポイント側通信部２２によって配下の前記端末４０又は前記無線中継装置３０に送信される。
【００１６】
前記無線中継装置３０（本発明に係る無線通信中継装置の一例）は，前記無線アクセスポイント２０や他の無線中継装置３０に対して１つの前記端末４０として通信データを無線により送受信するとともに，その通信データを所定の通信エリア内の前記端末４０や他の無線中継装置３０との間で無線により送受信するものである。この無線中継装置３０は，前記無線アクセスポイント１０又は他の無線中継装置３０により送受信される電波（高周波信号）を送受信する端末アンテナ３１と，該端末アンテナ３１を介してＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおける端末（セル）側の通信プロトコル（即ち，前記端末４０が用いる通信方式）によって通信データを送受信する端末側通信部３２（前記端末通信手段の一例）と，該端末通信部３２により送受信される通信データを前記端末４０及び他の無線中継装置３０との間でＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおけるアクセスポイント側の通信プロトコルに従って送受信するアクセスポイント側通信部３３と，該アクセスポイント側通信部３３の通信相手となる前記端末４０や前記中継装置３０それぞれに対する通信帯域の割り当てを行う通信帯域設定部３４と，前記アクセスポイント側通信部３３により送受信される高周波信号を所定エリア内において無線信号（電波）として送受信するダイポールアンテナ等であるアンテナ３５とを具備している。前記アクセスポイント側通信部３３及び前記通信帯域設定部３４は，前記無線アクセスポイント１０が備える前記アクセスポイント側通信部２２及び前記通信帯域設定部２３と同じものである。
【００１７】
前記アクセスポイント側通信部３３によってその配下の前記端末４０又は他の無線中継装置３０（の前記端末側通信部３２）から受信したデータ（通信データ）は，前記端末側通信部３２に転送され，該端末側通信部３２によってその通信相手となる前記無線アクセスポイント２０又は他の無線中継装置３０（の前記アクセスポイント側通信部３３）に送信される。
また，前記端末側通信部３２によってその通信エリア内に存在する前記無線アクセスポイント２０又は他の無線中継装置３０（の前記アクセスポイント側通信部３３）から受信したデータ（通信データ）は，前記アクセスポイント側通信部３３に転送され，該アクセスポイント側通信部３３によってその配下の前記端末４０又は他の無線中継装置３０に送信される。ここで，前記端末側通信部３２の通信相手の位置（方向）は通常は固定されるので，前記端末側通信部３２に接続されるアンテナ３１は，指向性アンテナとすることが望ましい。
【００１８】
図１に示した無線通信システムのネットワーク構成例を図２に示す。図２では，前記無線アクセスポイント２０は黒丸印，前記無線中継装置３０は半黒半白の丸印，前記端末４０は白丸印でそれぞれ表している。また，前記情報配信サーバ１０は図示していない。
図２に示すように，前記無線アクセスポイント２０はそのアンテナ２４の特性及び前記端末４０側のアンテナの特性に応じた所定の通信エリアＡ１（アンテナ２４から発信される電波（高周波信号）が通信可能レベルで到達するとともに，前記端末４０から発信される電波が通信可能なレベルで到達するエリア）を有しており，通信エリアＡ１内に存在する前記端末４０と１対多の無線通信を行う。
さらに，通信エリアＡ１内に前記無線中継装置３０を配置することにより，該無線中継装置３０は，前記端末側通信部３２により，前記端末４０と同じ通信方式によって前記無線アクセスポイント２０と通信を行う。前記無線中継装置３０の前記端末側通信部３２は，前記端末４０と同様に振舞うことになるので，前記無線アクセスポイント２０から見れば，前記無線中継装置３０（の前記端末側通信部３２）は，他の前記端末４０と全く同じに見える。
【００１９】
一方，前記無線アクセスポイント２０の通信エリアＡ１内に配置された前記無線中継装置３０も，そのアンテナ３５及び前記端末４０のアンテナの特性により定まる所定の通信エリアＡ２（アンテナ３５から発信される電波（高周波信号）が通信可能レベルで到達するとともに，前記端末４０から発信される電波が通信可能なレベルで到達するエリア）を有しており，前記アクセスポイント側通信部３２により，通信エリアＡ２内に存在する前記端末４０と１対多の無線通信を行う。前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３は，前記無線アクセスポイント２０の前記アクセスポイント側通信部２２と同様に振舞うことになるので，前記端末４０から見れば，前記無線中継装置３０（の前記アクセスポイント側通信部３３）は，前記無線アクセスポイント２０と全く同じに見える。
【００２０】
ここで，前記無線アクセスポイント２０の通信エリアＡ１内の前記無線中継装置３０は，その通信エリアＡ２が前記エリアＡ１の外側の所定領域をカバーするように設置される。
さらに，前記エリアＡ２内には，他の無線中継装置３０が配置され，その通信エリアＡ３が前記エリアＡ１及びＡ２の外側の所定領域をカバーするように設置される。
このように，前記無線中継装置３０を，その通信エリアが順次拡張されるように設置すれば，前記無線中継装置３０のデータ中継機能により，前記無線アクセスポイント２０の実質的な通信エリアが拡張されることになる。
また，前記無線中継装置３０は，１台の前記無線アクセスポイント２０又は１台の他の無線中継装置３０に対してのみ前記端末４０として機能する（振舞う）ので，複数の前記無線アクセスポイント２０をその通信エリアが重複する位置にある前記端末４０によってブリッジする場合（特許文献１に示される構成の場合）のように，複数の前記無線アクセスポイント２０の間で同期をとる等の通信効率を悪化させる要因がない。
【００２１】
次に，前記無線アクセスポイント２０及び前記無線中継装置３０において，前記通信帯域設定部２３，３４により行われる通信帯域設定機能について説明する。
前述したように，前記無線アクセスポイント２０及び前記無線中継装置３０から見れば，その配下の前記無線中継装置３０は，前記端末４０と同じにみえる。しかし，配下の前記無線中継装置３０との間で送受信されるデータ量は，該配下の無線中継装置３０の通信相手となるさらに下位側の前記端末４０（複数存在する場合もある）と，前記配下の無線中継装置３０のさらに下位側の他の無線中継装置３０との間で送受信するデータ量の合計となるため，配下の前記端末４０それぞれとの通信データ量よりも大きい場合が多い。
例えば，図２に示した構成では，エリアＡ３に存在する前記無線中継装置３０を通過する通信データは前記端末４０の３台分のデータ量となり，エリアＡ２に存在する前記無線中継装置３０を通過する通信データは前記端末４０の５台分のデータ量となる。
そこで，前記通信帯域設定部２３，３４により，配下の前記無線中継装置３０への通信帯域の割り当てを大きくするよう設定すれば，各端末４０に割り当てられる通信帯域を均等化することができる。
以下，自装置よりも下位側の他の無線中継装置３０の数（以下，下位側中継装置数という）に基づいて通信帯域の自動割り当てを行う第１の通信帯域設定処理と，自装置の配下及びそれよりも下位側に存在する端末４０の数（以下，それぞれ配下の端末数及び下位側端末数という）に基づいて通信帯域の自動割り当てを行う第２の通信帯域設定処理とについて説明する。
【００２２】
（第１の通信帯域設定処理）
まず，図３に示すフローチャートを用いて，前記無線中継装置３０により実行される前記第１の通信帯域設定処理の手順につて説明する。以下，Ｓ１１，Ｓ１２，…は，処理手順（ステップ）の番号を表す。
前記無線中継装置３０が起動されると，前記端末側通信部３２により，通信エリア内に存在する（自装置が配下となっている）前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０（以下，上位ノードという）への通信接続が確立される（Ｓ１１）。
次に，前記通信帯域設定部３４により，変数である下位側中継装置総数が初期値（＝１）に設定されるとともに，当該無線中継装置３０の配下の前記端末４０及び他の無線中継装置３０（以下，配下のノードという）それぞれに割り当てる通信帯域が所定の初期状態に設定される（Ｓ１２）。
【００２３】
次に，前記端末側通信部３２により，前記上位ノードに対して前記下位側中継装置総数が送信される（Ｓ１３）。
さらに，前記アクセスポイント側通信部３３により，配下の他の無線中継装置３０から該配下の他の無線中継装置３０より下位側で通信中の他の無線中継装置の総数である下位側中継装置数が受信（取得）される（Ｓ１４）。これは，配下の他の無線中継装置３０から前記Ｓ１３に相当する処理によって送信される前記下位側中継装置数を受信する処理である。即ち，Ｓ１３で送信された前記下位側中継装置総数が，前記上位ノードにとっての前記下位側中継装置数に相当する。
次に，Ｓ１４で受信（取得）した前記下位側中継装置数が前回受信した数（初回の場合は所定の初期値）から変化しているか否かが判別され（Ｓ１５），変化がない場合はそのままＳ１３へ戻って前述した処理が繰り返される。
一方，Ｓ１５において前記下位側中継装置数に変化があると判別された場合には，前記通信帯域設定部３４によって前記配下のノードそれぞれへの通信帯域の割り当てが設定変更（Ｓ１６）される。以後，設定変更された通信帯域の割り当てに従って，当該無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３とその配下のノードとの間の通信が行われる。
次に，前記通信帯域設定部３４により，前記下位側中継装置総数が配下の他の無線中継装置３０（複数もあり得る）から受信（取得）した前記下位側中継装置数の合計に１を加算（自装置分を加算）した値に設定（Ｓ１７）された後，Ｓ１３へ戻って前述した処理が繰り返される。
【００２４】
ここで，前記配下のノードに割り当てる通信帯域の設定方法としては，前記下位側中継装置数に比例して配分すること等が考えられる。この場合，前記配下のノードに割り当て可能な全通信帯域をＷall，配下の他の無線中継装置３０それぞれから取得した前記下位側中継装置数をＰi（ｉ＝１，２，…，ｎ）（ｉは，配下の他の無線中継装置３０それぞれの番号を表すものとする）とすると，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てる通信帯域Ｗiは，次の（１）式で表すことができる。
Ｗi＝Ｗall×Ｐi／｛（Σi=1,nＰi）＋１｝ …（１）
この（１）式の分母は，前記下位側中継装置総数である。また，自装置（当該無線中継装置３０）の配下の端末４０には，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てた残りの通信帯域（Ｗall−（Σi=1,nＷi））が割り当てられることになる。
これにより，自装置よりも下位側の他の無線中継装置３０の数に基づいて通信帯域の自動割り当てが行われ，各端末へ割り当てる通信帯域を均等化することができる。
【００２５】
また，Ｓ１７で設定された前記下位側中継装置総数は，Ｓ１３において前記上位ノードに送信されるので，該上位ノードは，その配下の（即ち，該上位ノードの前記アクセスポイント側通信部２２，３３により通信中の）他の無線中継装置３０（即ち，当該無線中継装置３０）及び該他の無線中継装置３０より下位側で通信中の他の無線中継装置３０の数を取得することができる。当該無線中継装置３０については，Ｓ１４で受信した前記下位側中継装置数がこれに相当する。
また，図３に示したものと同様の処理が前記無線アクセスポイント３０においても行われるが，前記無線アクセスポイント３０には前記上位ノードが存在しないので，前記無線アクセスポイント３０では，図３に示した処理におけるＳ１１及びＳ１３の手順が省略された処理が実行されることになる。
このように，無線中継装置３０それぞれにおいて，新たに前記上位ノードに接続したときには自装置分（＝１）の数が，その後は前記下位側中継装置数の合計に自装置分を加算した最新の前記下位側中継装置総数が前記上位ノードへ送信（Ｓ１３）されるので，ネットワーク内のいずれかで生じた無線中継装置３０の数の変化は順次前記上位ノードへ伝達されることになる。
また，前記下位側中継装置数の取得処理（Ｓ１４）は，例えば，前記下位側中継装置数の送信要求を配下のノードに所定周期で一斉送信し，これに応じて配下の他の無線中継装置３０から送信されてくる前記下位側中継装置総数を受信するもの等であってもよい。
【００２６】
（第２の通信帯域設定処理）
次に，図４のフローチャートを用いて，前記配下の端末数及び前記下位側端末数（自装置の配下及びそれよりも下位側に存在する端末４０の数）に基づいて通信帯域の自動割り当てを行う第２の通信帯域設定処理の手順について説明する。
前記無線中継装置３０が起動されると，前記端末側通信部３２により，通信エリア内に存在する（自装置が配下となっている）前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０（以下，上位ノードという）への通信接続が確立される（Ｓ２１）。
次に，前記通信帯域設定部３４により，変数である下位側端末総数が初期値（＝０）に設定されるとともに，当該無線中継装置３０の前記配下のノードそれぞれに割り当てる通信帯域が所定の初期状態に設定される（Ｓ２２）。
【００２７】
次に，前記端末側通信部３２により，前記上位ノードに対して前記下位側端末総数が送信される（Ｓ２３）。
次に，前記アクセスポイント側通信部３３により，配下の他の無線中継装置３０から該配下の他の無線中継装置３０及びそれより下位側で通信中の他の無線中継装置それぞれと通信中の前記端末４０の総数である下位側端末数が受信（取得）される（Ｓ２４）。この下位側端末数の取得方法も前述したＳ１４（図３）と同様である。従って，Ｓ２３で送信された前記下位側端末総数が，前記上位ノードにとっての前記下位側端末数に相当する。
さらに，前記アクセスポイント側通信部３３により，現在通信中（通信接続中）の配下の前記端末４０の数が検出される（Ｓ２４）。この自装置（当該無線中継装置３０）の配下の端末４０の数は，例えば，前記アクセスポイント側通信部３３によって定期的に所定の応答要求を送信し，これに対する応答の数から，Ｓ２４における前記下位側端末数の受信相手の数（即ち，配下の他の無線中継装置３０の数）を差し引いた数を算出することによって得ること等が考えられる。
次に，Ｓ２４，Ｓ２５で受信（取得）及び検出した前記下位側端末数及び配下の前記端末４０の数が前回の数（初回の場合は所定の初期値）から変化しているか否かが判別され（Ｓ２６），変化がない場合はそのままＳ２３へ戻って前述した処理が繰り返される。
一方，Ｓ２６において前記下位側端末数等又は配下の前記端末４０の数に変化があると判別された場合には，前記通信帯域設定部３４によって前記配下のノードそれぞれへの通信帯域の割り当てが設定変更（Ｓ２７）される。以後，設定変更された通信帯域の割り当てに従って，当該無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３とその配下のノードとの間の通信が行われる。
次に，前記通信帯域設定部３４により，前記下位側端末総数が配下の他の無線中継装置３０（複数もあり得る）から受信（取得）した前記下位側端末数の合計に自装置の配下の前記端末４０の数を加算した値に設定（Ｓ２８）された後，Ｓ２３へ戻って前述した処理が繰り返される。
【００２８】
ここで，前記配下のノードに割り当てる通信帯域の設定方法としては，前記下位側端末数及び配下の端末の数に比例して配分すること等が考えられる。この場合，前記配下のノードに割り当て可能な全通信帯域をＷall，配下の他の無線中継装置３０それぞれから取得した前記下位側端末数をＱi（ｉ＝１，２，…，ｎ）（ｉは，配下の他の無線中継装置３０それぞれの番号を表すものとする），自装置の配下の端末数をＱ0とすると，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てる通信帯域Ｗiは，次の（２）式で表すことができる。
Ｗi＝Ｗall×Ｑi／｛（Σi=1,nＱi）＋Ｑ0｝ …（２）
この（２）式の分母は，前記下位側端末総数である。また，自装置（当該無線中継装置３０）の配下の端末４０には，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てた残りの通信帯域（Ｗall−（Σi=1,nＷi））が割り当てられることになる。
これにより，自装置の配下及びそれよりも下位側に存在する端末４０の数に基づいて通信帯域の自動割り当てが行われ，各端末へ割り当てる通信帯域を均等化することができる。
【００２９】
また，Ｓ２８で設定された前記下位側端末総数は，Ｓ２３において前記上位ノードに送信されるので，該上位ノードは，その配下の（即ち，該上位ノードの前記アクセスポイント側通信部２２，３３により通信中の）他の無線中継装置３０（即ち，当該無線中継装置３０）及び該他の無線中継装置３０より下位側で通信中の全ての前記端末４０の数を取得することができる。当該無線中継装置３０については，Ｓ２４で受信した前記下位側端末数がこれに相当する。
また，図４に示したものと同様の処理が前記無線アクセスポイント３０においても行われるが，前記無線アクセスポイント３０には前記上位ノードが存在しないので，前記無線アクセスポイント３０では，図４に示した処理におけるＳ２１及びＳ２３の手順が省略された処理が実行されることになる。
このように，無線中継装置３０それぞれにおいて，新たに前記上位ノードに接続したときには自装置の配下の前記端末４０の数が，その後は前記下位側端末数の合計に自装置の配下の前記端末４０の数を加算した最新の前記下位側端末総数が前記上位ノードへ送信（Ｓ２３）されるので，ネットワーク内のいずれかで生じた前記端末４０の数の変化は順次前記上位ノードへ伝達されることになる。
【００３０】
前記第２の通信帯域設定処理によれば，前記第１の通信帯域設定処理を行う場合よりも，前記端末４０それぞれへ割り当てる通信帯域をより精度高く均等化することが可能となる。
一方，前記端末４０の数が変動する頻度は，通常は前記無線中継装置３０の数が変動する頻度よりも高いと考えられるため，前記端末４０の数が変動頻度が高い場合に前記第２の通信帯域設定処理を行なうと，その処理のオーバーヘッドにより通信効率が悪化する恐れがある。このような場合には，前記第１の通信帯域設定処理を採用するか，前記第２の通信帯域設定処理において端末数が所定数以上変化したときのみ通信帯域の再設定を行うようにすること等が考えられる。
ここで，前記アクセスポイント側通信部２２，３３による通信帯域の割り当て方法としては，例えば，時分割通信制御において前記配下のノードそれぞれに割り当てる通信時間を増減する方法や，前記配下のノードそれぞれに割り当てるチャンネル数を増減する方法等が考えられる。
また，図３及び図４には示していないが，これら通信帯域設定処理とは別に，前記端末４０から前記情報配信サーバ１０へのコンテンツの要求や，前記情報配信サーバ１０から前記端末４０それぞれに配信されるコンテンツ等の通信データの送受信が行われることはいうまでもない。
【００３１】
【実施例】
（第１の実施例）
前述した実施の形態では，前記無線アクセスポイント２０及び前記無線中継装置３０において，前記端末４０との通信と前記無線中継装置３０との通信は，いずれも１つのアンテナ２４，３５を用いて行う無線通信システムであったが，例えば，前記アクセスポイント側通信部２２，３３と前記アンテナ２４，３５との間に所定の信号分岐・結合回路を設け，前記アンテナ２４，３５それぞれを，前記端末４０と通信するための比較的指向性の低い（指向性が緩い）アンテナと前記無線中継装置３０と通信するための指向性の高い（指向性が鋭い）アンテナとで構成する応用例（第１の実施例）も考えられる。図５は，このような応用例である無線通信システムのネットワーク構成例である。図５において，Ａ１１で示すエリアが前記無線アクセスポイント２０の前記アクセスポイント側通信部２２に接続される指向性アンテナによる通信エリアであり，Ａ２１，Ａ２３で示すエリアが前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３に接続される指向性アンテナによる通信エリアである。
一般に，指向性アンテナは高周波信号の伝送効率がよく，伝送距離を長くとれるため，例えば図５に示すように，前記無線アクセスポイント２０と前記無線中継装置３０との間，及び前記無線中継装置３０相互間の距離を長くとることが可能となる。これにより，必要な場所にのみ効率的に前記無線中継装置３０を配置することが可能となる。
【００３２】
また，図示していないが，図５に示した前記指向性アンテナを用いた高周波信号の無線伝送に代えて，前記無線アクセスポイント２０の前記アクセスポイント側通信部２２とその通信相手となる前記無線中継装置３０の前記端末側通信部３１との間や，前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３とその通信相手となる前記無線中継装置３０の前記端末側通信部３１との間における高周波信号の伝送を，マイクロストリップ線路を介して接続することも考えられる。
これにより，遠距離になるほど拡散してしまう電波（無線）のみを用いるよりもむしろ効率良く高周波信号を伝送することが可能となる場合もある。マイクロストリップ線路は，導体材料からなるグランド層に誘電材料からなる誘電体層と導体材料からなる信号線とを順次積層した構造を有するものであり，高周波信号の伝送効率が高い周知の線路である。
ここで，マイクロストリップ線路を介して信号伝送を行う構成としては，マイクロストリップ線路の信号線を前記無線アクセスポイント２０や前記無線中継装置３０と直結して信号伝送することも考えられるが，例えば，前記無線アクセスポイント２０や前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部２２，３３にマイクロストリップ線路の信号線の一端を接続し，もう一端の付近にパッチアンテナを電気的に結合させ，該パッチアンテナを介した無線信号（電波）によって前記無線アクセスポイント２０や他の無線中継装置３０との信号伝送を行うよう構成すること等も考えられる。
【００３３】
（第２の実施例）
また，マイクロストリップ線路を用いた応用例として，図６に示すような無線通信システム（第２の実施例）も考えられる。
図６に示す無線通信システムは，マイクロストリップ線路６１の信号線に１又は複数のパッチアンテナ６２を電気的に結合させたテープ状アンテナ６０を，前記無線アクセスポイント２０や前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部２２，３３に接続することにより，高周波信号を伝送するよう構成したものである。
これにより，例えば，図書館や列車の車両内，駅のホーム等，前記端末４０の使用位置がある程度定まっているような場合には，その使用位置付近まではマイクロストリップ線路６１により高周波信号を伝送し，そこから先はマイクロストリップ線路６１に設けた前記パッチアンテナ６２を介した無線通信により比較的狭い範囲をカバーするように構成することができるので，不要なエリアに高周波信号が拡散されることがなく，高周波信号の出力レベルを最小限に抑えたエネルギーロスの少ない通信を行うことが可能となる。また，障害物を回避して高周波信号を伝送することも可能となる。
【００３４】
（第３の実施例）
図７は，前記第２の実施例に係る無線通信システムを複数の車両からなる列車に適応した応用例（第３の実施例）である。
図７に示す無線通信システムでは，前記第３の実施例に係る無線通信システムにおいて，前記テープ状アンテナ６０を構成する前記ストリップ線路６１の信号線に電気的に接続された平面アンテナ等である第１のアンテナ６３と，前記無線中継装置３０の前記端末通信部３１に接続された平面アンテナ等である第２のアンテナ３１’とが設けられている。前記アンテナ３１は前記アンテナ３１の代わりに設けられるものである。
さらに，前記テープ状アンテナ６０及びこれに接続される前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０それぞれが，列車を構成する複数の車両７０それぞれに配置されるとともに，複数の前記パッチアンテナ６２が所定間隔で設けられた前記テープ状アンテナ６０が車両７０の室内にその長手方向に沿って配設されている。もちろん，前記情報配信サーバ１０は，前記無線アクセスポイント２０が設置される車両に設置される。
さらに，隣接する車両７０における一方の車両側の前記第１のアンテナ６３と他方の車両側の前記第２のアンテナ３１’とが隣接する車両間において対向配置されている。
このように，前記テープ状アンテナ６０を車両の長手方向に沿って室内の天井や壁面等に配設すれば，前記パッチアンテナ６２を列車の座席間隔等を考慮した適当な間隔で設けることにより，各車両の前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０と車両内の各座席に着席した利用者が使用する端末４０それぞれとがエネルギーロスの少ない無線通信を行うことが可能となる。
【００３５】
図８は，列車の車両内において，前記テープ状アンテナ６０を用いた場合と従来の一般的なダイポールアンテナを用いた場合とについて前記端末４０の位置とその通信速度との関係の比較結果の一例を表すグラフである。
図８（ａ）に示すように，従来のアンテナ２４では，前記無線アクセスポイント２０からの距離（即ち，アンテナ２４からの距離）が１６ｍの付近において，ほぼ一定間隔で通信速度が極端に落ち込む場所（破線で囲んだ部分）が発生する。これは，前記アンテナ２４から前記端末４０に直接到達する周波数信号（無線信号）と，壁面や天井面に反射して前記端末４０に到達する周波数信号とが干渉するいわゆるマルチパスの状態が生じるためである。
一方，同じ条件で前記テープ状アンテナ６０を用いた場合は，図８（ｂ）に示すように，通信速度の落ち込みが少ない。これは，高周波信号が前記端末４０の位置付近まで前記マイクロストリップ線路６１により伝送されるので，壁面等に反射して前記端末４０に到達する高周波信号の発生を抑えることができるからである。
このように，前記テープ状アンテナ６０を用いることにより，高品質の通信を実現することが可能となる。
さらに，隣接する車両間が，互いに対向するアンテナ６３，３１’により無線で信号伝送されるので，車両の連結が変更された場合であっても有線接続時のような接続替えの手間を要しない。
また，高周波信号のエネルギーロスが少ないので，高周波信号の出力レベルを低く抑えることができ，その結果，すれ違う列車間での高周波信号（電波）の相互干渉や，駅や線路周辺で用いられている無線信号（電波）への干渉を防止できる。例えば，一般的なダイポールアンテナを用いた場合，３０ｍＷ程度の出力が必要となるところ，前記パッチアンテナ６２から放射される電波は，１ｍＷ未満にしても通信可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，基地局装置と端末との間の１対多の無線通信において，基地局装置に対して１つの端末として通信を行うとともに，所定通信エリア内に存在する端末に対しては，基地局装置として通信を行う無線通信中継装置を設けることにより，基地局装置の実質的な通信エリアを拡張できる。さらに，複数の基地局装置をその通信エリアが重複する位置にある端末によってブリッジする場合のように，他の基地局装置と同期をとる等の通信効率の悪化要因がない。
また，基地局装置や無線通信中継装置に，通信エリア内の端末や無線通信中継装置に対する通信帯域の割り当てを行う機能を設けることにより，各端末に割り当てられる通信帯域を均等化することができ，その結果，効率の良い通信を行うことが可能となる。
また，高周波信号の伝送をマイクロストリップ線路や該マイクロストリップ線路にパッチアンテナを設けたテープ状アンテナを介して行うことにより，必要な場所にのみへの電波の放射や，障害物をの回避が容易となり，エネルギーロスの少ない効率的な通信装置を構成することが可能となる。
また，テープ状アンテナを用いた無線通信システムを列車内における通信システムに適用することにより，高品質の通信システムを構築することが可能となる上，すれ違う列車間での高周波信号（電波）の相互干渉や，駅や線路周辺で用いられている無線信号（電波）への干渉を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を表すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第１の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第２の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート。
【図５】本発明の第１の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図６】本発明の第２の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図７】本発明の第３の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図８】本発明の第３の実施例に係る無線通信システムを構成するテープ状アンテナを用いた場合と従来のアンテナを用いた場合とについて端末の位置とその通信速度との関係の比較結果の一例を表すグラフ。
【図９】従来の無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【符号の説明】
１０…情報配信サーバ
２０…無線アクセスポイント（基地局装置）
２１…ＬＡＮ制御部
２２…アクセスポイント側通信部
２３，３４…通信帯域設定部（通信帯域設定手段）
２４，３１，３５…アンテナ
３１’…アンテナ（第２のアンテナ）
３０…無線中継装置（無線通信中継装置）
３２…端末側通信部（端末通信手段）
３３…アクセスポイント側通信部（基地局通信手段）
４０…端末
５０…ネットワークケーブル
６０…テープ状アンテナ
６１…マイクロストリップ線路
６２…パッチアンテナ
６３…アンテナ（第１のアンテナ）
７０…列車の車両
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば無線ＬＡＮを構成するアクセスポイント等の所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置及び該無線通信中継装置を用いた無線通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の利用者それぞれが使用する端末（パーソナルコンピュータやＰＤＡ等の情報端末）により必要になったその場で構成される無線ネットワーク，即ちアドホックネットワークには，分散型アドホックネットワークと集中型ホアドホックネットワークとがある。
分散型アドホックネットワークでは，各端末はそれぞれ他の端末にアクセスする機能（メディアアクセス制御（ＭＡＣ）機能等）を有し，それぞれ自律的にネットワークを構成する。これに対し，集中型アドホックネットワークでは，ネットワーク内に基地局となるマスターノード（基地局装置）が存在し，該マスターノードがネットワーク内の全ての通信を制御する。即ち，集中型アドホックネットワークでは，マスターノード（基地局装置）と各端末との間で１対多（マスター・スレーブ型）の双方向無線通信が行われる。
集中型アドホックネットワークでは，マスターノードが全ての通信を管理するため，多数の端末がネットワークに参加して各端末の通信要求が度々輻輳するような場合でも適切にネットワークを維持することができ，さらに端末ごとに通信帯域等のサービス品質（ＱｏＳ）を設定することが容易となることが利点である。集中型アドホックネットワークの例としては，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂとして規定される無線ＬＡＮのインフラストラクチャーモードやＢｌｕｅＴｏｏｔｈ等が挙げられる。一般に，駅や空港の待合場所等に設置されるホットスポット等のようにモバイル情報端末に対して音楽や映像，ニュース等のコンテンツを配信するサービスやインターネットへの接続サービス等を提供する無線通信システムでは，集中型アドホックネットワークが採用され，常にマスターノードとして機能する基地局装置と該基地局装置の無線通信エリア内に存在する１又は複数の端末との間で１対多の双方向無線通信が行われる。
一方，このような１対多双方向無線通信において，基地局装置の近隣に存在する端末に加え，基地局装置からの距離が離れた端末や無線信号伝播の障害物の陰となるエリアに存在する端末と通信を行いたい場合等，通信エリアを拡張したい場合も多い。
従来，このような場合，複数の基地局装置をそれぞれ適当な位置に分散配置し，各基地局装置の無線通信エリアにおいて１対多双方向無線通信を構成するとともに，各基地局装置（マスターノード）間を，別途，基幹ネットワークで接続する２階層のネットワークを構成することが一般的である。図９は，１又は複数の端末２（子局）と１対多の双方向無線通信を行う複数の基地局装置１（親局）を基幹ネットワーク３で接続した従来の一般的なネットワークの構成を表す。図９には図示していないが，基幹ネットワーク３には，例えば，情報配信サーバやインターネット接続サーバ等が接続される。
また，特許文献１には，複数のマスターノード（基地局装置に相当）の通信エリアが重複する位置に存在する端末がゲートウェイの機能を果たすことにより，マスターノード間の通信を端末が中継する通信システムが示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５６７８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，図９に示すような従来の一般的なネットワーク構成では，基地局装置１相互間を接続する基幹ネットワーク３を配線する必要があり，基地局装置１の配置位置に制約が生じたり配線コストが大きくなる等の問題点があった。また，図９に示す従来のネットワーク構成において，基幹ネットワーク３を無線通信により構成することも考えられるが，一般的に，基地局装置１が端末２との通信を制御するための通信プロトコルと基地局装置１同士が通信を行うための通信プロトコルとは異なるため，この場合，基地局装置１同士の通信用の無線通信システムをさらに具備しなければならない上，無線信号（高周波信号）の干渉を避けるため，端末２との通信に用いる無線周波数帯域と異なる周波数帯域を基幹ネットワーク用に別途用意したり，端末２との通信帯域の一部を基幹ネットワーク用に使用したりする必要が生じ，システムが複雑になって通信効率が悪化するという問題点があった。
また，特許文献１に示される技術では，マスターノード間を中継する端末（以下，ゲートウェイ端末という）は，複数のマスターノードと通信を行うことになるため，該ゲートウェイ端末に対する通信が複数のマスターノード間でバッティングしないように，前記ゲートウェイ端末を介してマスターノート間で同期をとる必要が生じ，通信効率が悪化するという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，基地局装置と複数の端末との間で１対多の双方向無線通信を行う場合に，通信効率を悪化させることなく通信エリアの拡張が可能な無線通信中継装置及び無線通信システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置であって，前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段と，前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段と，前記基地局通信手段により通信中の他の無線通信中継装置及び該他の無線通信中継装置より下位側で通信中の他の無線通信中継装置の数に関する下位側中継装置数を前記基地局通信手段を介して取得する下位側中継装置数取得手段と，前記下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数の合計に１を加算した数を前記下位側中継装置数として前記端末通信手段により送信する下位側中継装置数送信手段と，前記下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数に基づいて，前記基地局通信手段の通信相手となる前記端末及び他の無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段と，を具備してなることを特徴とする無線通信中継装置として構成されるものである。
このような構成により，当該無線通信中継装置は，前記端末通信手段により前記基地局装置に対して１つの端末として通信を行うとともに，前記基地局通信手段の通信エリア内に存在する端末に対しては，前記基地局装置として通信を行うことになり，これによって前記基地局装置と前記基地局通信手段の通信エリア内の端末との間の通信が中継される。従って，当該無線通信中継装置を，前記基地局装置の通信エリア内の位置（前記基地局装置と前記端末通信手段とが通信可能な位置）において，前記基地局通信手段の通信エリアが前記基地局装置の通信エリアの外側をカバーするように設置すれば，当該無線通信中継装置による通信の中継によって前記基地局装置の実質的な通信エリアを拡張できることになる。
さらに，当該無線通信中継装置は，１つの前記基地局装置又は１つの他の無線通信中継装置に対してのみ前記端末として機能する（振舞う）ので，複数の前記基地局装置をその通信エリアが重複する位置にある前記端末によってブリッジする場合のように，他の基地局装置と同期をとる等の通信効率の悪化要因がない。
【０００６】
前記基地局通信手段の通信相手としては，その通信エリア内に存在する（以下，「配下の」という）前記端末と他の無線通信中継装置とが考えられるが，配下の無線通信中継装置との間で送受信されるデータ量は，該配下の無線通信中継装置の通信相手となる配下の端末（複数存在する場合もある）と，配下の無線通信中継装置のさらに下位側の他の無線通信中継装置との間で送受信するデータ量の合計となるため，各端末との通信データ量よりも大きい場合が多い。そこで，前記通信帯域設定手段により，前記エリア内中継装置への通信帯域の割り当てを大きくするよう設定すれば，各端末に割り当てられる通信帯域を均等化することができる。これにより，効率の良い通信を行うことが可能となる。
【０００７】
通常，配下の無線通信中継装置の下位側に存在する他の無線通信中継装置の数が多いほど，該配下の無線通信中継装置との間で送受信されるデータ量が大きくなる場合が多い。従って，前記通信帯域設定手段のように自装置よりも下位側の無線通信中継装置の数に基づいて通信帯域の割り当てを自動的に行うことにより，装置構成が変更されても各端末に割り当てられる通信帯域を均等化することができる。
【０００８】
また，本発明は，所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置であって，前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段と，前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段と，前記基地局通信手段により通信中の他の無線通信中継装置及び該他の無線通信中継装置より下位側で通信中の他の無線通信中継装置それぞれと通信中の前記端末の数に関する下位側端末数を前記基地局通信手段を介して取得する下位側端末数取得手段と，前記下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数の合計に前記基地局通信手段により通信中の前記端末の数を加算した数を前記下位側端末数として前記端末通信手段により送信する下位側端末数送信手段と，前記下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数と前記基地局通信手段により通信中の前記端末の数とに基づいて，前記基地局通信手段の通信相手となる前記端末及び他の無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段と，を具備してなることを特徴とする無線通信中継装置として構成されたものも考えられる。
このような構成によれば，自装置の配下の端末の数及びそれよりも下位側に存在する全ての端末の数に応じて通信帯域の自動割り当てが行われるので，下位側に存在する他の無線通信中継装置の数を用いる場合よりも，各端末へ割り当てる通信帯域をより精度高く均等化することが可能となる。
【０００９】
また，前記端末通信手段が，前記基地局装置又は他の無線通信中継装置との間における前記高周波信号の送受信を，無線により又はマイクロストリップ線路を介して行うよう構成されたものも考えられる。
同様に，前記基地局通信手段が，他の無線通信中継装置との間における前記高周波信号の送受信を，無線により又はマイクロストリップ線路を介して行うよう構成されたものも考えられる。
前記端末通信手段及び前記基地局通信手段が送受信するのは高周波信号であり，有線伝送では減衰が大きいのでアンテナを用いて無線電波で送受信するのが通常である。しかし，マイクロストリップ線路を用いれば高周波信号を小さな減衰で伝送することが可能であるので，設置位置が変更される可能性が少ない前記基地局装置や他の無線通信中継装置との間の信号伝送経路としてマイクロストリップ線路を介して信号伝送を行うことも考えられる。これにより，遠距離になるほど拡散してしまう電波（無線）のみを用いるよりもむしろ効率良く高周波信号を伝送することが可能となる場合もある。もちろん指向性アンテナを用いることにより極力電波の拡散を小さくして無線伝送することも考えられる。この場合，前記端末との通信用の比較的指向性の低い（指向性が緩い）アンテナと前記基地局装置や他の無線通信中継装置との通信用の指向性の高い（指向性が鋭い）アンテナとの両方を具備することが望ましい。
【００１０】
また，本発明は，所定の基地局装置と複数の端末との間で１対多の無線通信を行う無線通信システムにおいて，前記無線通信中継装置を構成要素とする無線通信システムとして捉えたものであってもよい。
この場合，前記無線通信中継装置の機能と同様の機能を前記基地局装置に設けることが考えられる。
即ち，前記基地局装置が，該基地局装置と通信中の前記無線通信中継装置及び該無線通信中継装置より下位側で通信中の他の前記無線通信中継装置の数に関する下位側中継装置数を前記無線通信中継装置から取得する下位側中継装置数取得手段と，該下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数に基づいて該基地局装置の通信相手となる前記端末及び前記無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段とを具備するものである。
一方，前記基地局装置が，該基地局装置と通信中の前記無線通信中継装置及び該無線通信中継装置より下位側で通信中の他の前記無線通信中継装置それぞれと通信中の前記端末の数に関する下位側端末数を前記無線通信中継装置から取得する下位側端末数取得手段と，該下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数と前記基地局装置が通信中の前記端末の数とに基づいて該基地局装置の通信相手となる前記端末及び前記無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段を具備するものも考えられる。
これにより，前述した通り前記端末それぞれに割り当てる通信帯域を均等化することができる。
【００１１】
また，前記無線通信システムにおいて，マイクロストリップ線路の信号線に１又は複数のパッチアンテナを電気的に結合させた１又は複数のテープ状アンテナを具備し，前記テープ状アンテナそれぞれが，前記基地局装置及び／又は前記無線通信中継装置の前記基地局通信手段に接続されて前記高周波信号を伝送するよう構成されたものも考えられる。
これにより，例えば，端末の使用位置がある程度定まっているような場合には，その使用位置付近まではマイクロストリップ線路により前記高周波信号を伝送し，そこから先はマイクロストリップ線路に設けた前記パッチアンテナを介した無線通信により比較的狭い範囲をカバーするように構成することができるので，不要なエリアに前記高周波信号が拡散されることがなく，前記高周波信号の出力レベルを最小限に抑えたエネルギーロスの少ない通信を行うことが可能となる。また，障害物を回避して前記高周波信号を伝送することも可能となる。
【００１２】
また，前記無線通信システムにおいて，前記テープ状アンテナを構成する前記ストリップ線路の信号線に電気的に接続された第１のアンテナと前記無線通信中継装置の前記端末通信手段に接続された第２のアンテナとを具備し，前記テープ状アンテナ及びこれに接続される前記基地局装置又は前記無線通信中継装置それぞれが列車を構成する複数の車両それぞれに配置されるとともに，複数の前記パッチアンテナが所定間隔で設けられた前記テープ状アンテナが前記車両の室内にその長手方向に沿って配設され，隣接する車両における一方の車両側の前記第１のアンテナと他方の車両側の前記第２のアンテナとが前記隣接する車両間において対向配置されたものも考えられる。
このように，前記テープ状アンテナを車両の長手方向に沿って室内の天井や壁面等に配設すれば，前記パッチアンテナを列車の座席間隔等を考慮した適当な間隔で設けることにより，各車両の前記基地局装置又は前記無線通信中継装置と車両内の各座席に着席した利用者が使用する端末それぞれとがエネルギーロスの少ない無線通信を行うことが可能となる。さらに，隣接する車両間が，互いに対向するアンテナにより無線で信号伝送されるので，車両の連結が変更された場合であっても有線接続時のような接続替えの手間を要しない。また，前記高周波信号のエネルギーロスが少ないので，前記高周波信号の出力レベルを低く抑えることができ，その結果，すれ違う列車間での前記高周波信号（電波）の相互干渉や，駅や線路周辺で用いられている無線信号（電波）への干渉を防止できる。
【００１３】
また，前記無線通信中継装置の前記端末通信手段と前記基地局装置又は他の無線通信中継装置の前記基地局通信手段との間を接続して前記高周波信号を伝送するマイクロストリップ線路を具備するものも考えられる。
これにより，遠距離になるほど拡散してしまう電波（無線）のみを用いるよりもむしろ効率良く高周波信号を伝送することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を表すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図３は本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第１の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート，図４は本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第２の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート，図５は本発明の第１の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図６は本発明の第２の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図７は本発明の第３の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図，図８は本発明の第３の実施例に係る無線通信システムを構成するテープ状アンテナを用いた場合と従来のアンテナを用いた場合とについて端末の位置とその通信速度との関係の比較結果の一例を表すグラフ，図９は従来の無線通信システムのネットワーク構成例を表す図である。
【００１５】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムは，情報配信サーバ１０，無線アクセスポイント２０，無線中継装置３０，及び端末４０を具備するものである。
前記情報配信サーバ１０は，前記端末４０からの要求に応じてニュースや音楽，映像等のデジタルコンテンツを提供する一般的な計算機である。
前記無線アクセスポイント２０（前記基地局装置の一例）は，前記情報配信サーバ１０とネットワークケーブル５０により接続され，前記情報配信サーバ１０により送受信される通信データを高周波信号として無線により送受信するいわゆるアクセスポイントである。前記無線アクセスポイント２０は，ＴＣＰ／ＩＰ等の通信プロトコルに従って前記情報配信サーバ１０と通信を行うＬＡＮ通信部２１と，ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおけるアクセスポイント側の通信プロトコルに従って，前記情報配信サーバ１０が送受信する通信データを，例えば２．４ＧＨｚ帯ＤＳスペクトラム拡散方式の高周波信号として所定の通信エリア内の前記端末４０や前記無線中継装置３０との間で送受信するアクセスポイント側通信部２２と，該アクセスポイント側通信部２２の通信相手となる前記端末４０や前記中継装置３０それぞれに対する通信帯域の割り当てを行う通信帯域設定部２３と，前記アクセスポイント側通信部２２により送受信される高周波信号を所定エリア内において無線信号（電波）として送受信するダイポールアンテナ等であるアンテナ２４とを具備している。
前記端末４０は，例えば，一般的な無線ＬＡＮカードが装着されたパーソナルコンピュータやＰＤＡ等であり，前記無線アクセスポイント１０又は前記無線中継装置３０との間でＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおける端末（セル）側の通信プロトコルに従って通信データ（前記情報配信サーバ１０へのコンテンツ配信要求や前記情報配信サーバ１０から配信されるコンテンツデータ等）の送受信を行うものである。
前記アクセスポイント側通信部２２によって通信エリア内の（以下，「配下の」という）前記端末４０又は前記無線中継装置３０から受信したデータ（通信データ）は，前記ＬＡＮ制御部２１に転送され，該ＬＡＮ制御部２１によって前記情報配信サーバ１０に送信される。一方，前記ＬＡＮ制御部２１によって前記情報配信サーバ１０から受信したデータ（通信データ）は，前記アクセスポイント側通信部２２に転送され，該アクセスポイント側通信部２２によって配下の前記端末４０又は前記無線中継装置３０に送信される。
【００１６】
前記無線中継装置３０（本発明に係る無線通信中継装置の一例）は，前記無線アクセスポイント２０や他の無線中継装置３０に対して１つの前記端末４０として通信データを無線により送受信するとともに，その通信データを所定の通信エリア内の前記端末４０や他の無線中継装置３０との間で無線により送受信するものである。この無線中継装置３０は，前記無線アクセスポイント１０又は他の無線中継装置３０により送受信される電波（高周波信号）を送受信する端末アンテナ３１と，該端末アンテナ３１を介してＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおける端末（セル）側の通信プロトコル（即ち，前記端末４０が用いる通信方式）によって通信データを送受信する端末側通信部３２（前記端末通信手段の一例）と，該端末通信部３２により送受信される通信データを前記端末４０及び他の無線中継装置３０との間でＩＥＥＥ８０２．１１ｂのインフラストラクチャーモードにおけるアクセスポイント側の通信プロトコルに従って送受信するアクセスポイント側通信部３３と，該アクセスポイント側通信部３３の通信相手となる前記端末４０や前記中継装置３０それぞれに対する通信帯域の割り当てを行う通信帯域設定部３４と，前記アクセスポイント側通信部３３により送受信される高周波信号を所定エリア内において無線信号（電波）として送受信するダイポールアンテナ等であるアンテナ３５とを具備している。前記アクセスポイント側通信部３３及び前記通信帯域設定部３４は，前記無線アクセスポイント１０が備える前記アクセスポイント側通信部２２及び前記通信帯域設定部２３と同じものである。
【００１７】
前記アクセスポイント側通信部３３によってその配下の前記端末４０又は他の無線中継装置３０（の前記端末側通信部３２）から受信したデータ（通信データ）は，前記端末側通信部３２に転送され，該端末側通信部３２によってその通信相手となる前記無線アクセスポイント２０又は他の無線中継装置３０（の前記アクセスポイント側通信部３３）に送信される。
また，前記端末側通信部３２によってその通信エリア内に存在する前記無線アクセスポイント２０又は他の無線中継装置３０（の前記アクセスポイント側通信部３３）から受信したデータ（通信データ）は，前記アクセスポイント側通信部３３に転送され，該アクセスポイント側通信部３３によってその配下の前記端末４０又は他の無線中継装置３０に送信される。ここで，前記端末側通信部３２の通信相手の位置（方向）は通常は固定されるので，前記端末側通信部３２に接続されるアンテナ３１は，指向性アンテナとすることが望ましい。
【００１８】
図１に示した無線通信システムのネットワーク構成例を図２に示す。図２では，前記無線アクセスポイント２０は黒丸印，前記無線中継装置３０は半黒半白の丸印，前記端末４０は白丸印でそれぞれ表している。また，前記情報配信サーバ１０は図示していない。
図２に示すように，前記無線アクセスポイント２０はそのアンテナ２４の特性及び前記端末４０側のアンテナの特性に応じた所定の通信エリアＡ１（アンテナ２４から発信される電波（高周波信号）が通信可能レベルで到達するとともに，前記端末４０から発信される電波が通信可能なレベルで到達するエリア）を有しており，通信エリアＡ１内に存在する前記端末４０と１対多の無線通信を行う。
さらに，通信エリアＡ１内に前記無線中継装置３０を配置することにより，該無線中継装置３０は，前記端末側通信部３２により，前記端末４０と同じ通信方式によって前記無線アクセスポイント２０と通信を行う。前記無線中継装置３０の前記端末側通信部３２は，前記端末４０と同様に振舞うことになるので，前記無線アクセスポイント２０から見れば，前記無線中継装置３０（の前記端末側通信部３２）は，他の前記端末４０と全く同じに見える。
【００１９】
一方，前記無線アクセスポイント２０の通信エリアＡ１内に配置された前記無線中継装置３０も，そのアンテナ３５及び前記端末４０のアンテナの特性により定まる所定の通信エリアＡ２（アンテナ３５から発信される電波（高周波信号）が通信可能レベルで到達するとともに，前記端末４０から発信される電波が通信可能なレベルで到達するエリア）を有しており，前記アクセスポイント側通信部３２により，通信エリアＡ２内に存在する前記端末４０と１対多の無線通信を行う。前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３は，前記無線アクセスポイント２０の前記アクセスポイント側通信部２２と同様に振舞うことになるので，前記端末４０から見れば，前記無線中継装置３０（の前記アクセスポイント側通信部３３）は，前記無線アクセスポイント２０と全く同じに見える。
【００２０】
ここで，前記無線アクセスポイント２０の通信エリアＡ１内の前記無線中継装置３０は，その通信エリアＡ２が前記エリアＡ１の外側の所定領域をカバーするように設置される。
さらに，前記エリアＡ２内には，他の無線中継装置３０が配置され，その通信エリアＡ３が前記エリアＡ１及びＡ２の外側の所定領域をカバーするように設置される。
このように，前記無線中継装置３０を，その通信エリアが順次拡張されるように設置すれば，前記無線中継装置３０のデータ中継機能により，前記無線アクセスポイント２０の実質的な通信エリアが拡張されることになる。
また，前記無線中継装置３０は，１台の前記無線アクセスポイント２０又は１台の他の無線中継装置３０に対してのみ前記端末４０として機能する（振舞う）ので，複数の前記無線アクセスポイント２０をその通信エリアが重複する位置にある前記端末４０によってブリッジする場合（特許文献１に示される構成の場合）のように，複数の前記無線アクセスポイント２０の間で同期をとる等の通信効率を悪化させる要因がない。
【００２１】
次に，前記無線アクセスポイント２０及び前記無線中継装置３０において，前記通信帯域設定部２３，３４により行われる通信帯域設定機能について説明する。
前述したように，前記無線アクセスポイント２０及び前記無線中継装置３０から見れば，その配下の前記無線中継装置３０は，前記端末４０と同じにみえる。しかし，配下の前記無線中継装置３０との間で送受信されるデータ量は，該配下の無線中継装置３０の通信相手となるさらに下位側の前記端末４０（複数存在する場合もある）と，前記配下の無線中継装置３０のさらに下位側の他の無線中継装置３０との間で送受信するデータ量の合計となるため，配下の前記端末４０それぞれとの通信データ量よりも大きい場合が多い。
例えば，図２に示した構成では，エリアＡ３に存在する前記無線中継装置３０を通過する通信データは前記端末４０の３台分のデータ量となり，エリアＡ２に存在する前記無線中継装置３０を通過する通信データは前記端末４０の５台分のデータ量となる。
そこで，前記通信帯域設定部２３，３４により，配下の前記無線中継装置３０への通信帯域の割り当てを大きくするよう設定すれば，各端末４０に割り当てられる通信帯域を均等化することができる。
以下，自装置よりも下位側の他の無線中継装置３０の数（以下，下位側中継装置数という）に基づいて通信帯域の自動割り当てを行う第１の通信帯域設定処理と，自装置の配下及びそれよりも下位側に存在する端末４０の数（以下，それぞれ配下の端末数及び下位側端末数という）に基づいて通信帯域の自動割り当てを行う第２の通信帯域設定処理とについて説明する。
【００２２】
（第１の通信帯域設定処理）
まず，図３に示すフローチャートを用いて，前記無線中継装置３０により実行される前記第１の通信帯域設定処理の手順につて説明する。以下，Ｓ１１，Ｓ１２，…は，処理手順（ステップ）の番号を表す。
前記無線中継装置３０が起動されると，前記端末側通信部３２により，通信エリア内に存在する（自装置が配下となっている）前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０（以下，上位ノードという）への通信接続が確立される（Ｓ１１）。
次に，前記通信帯域設定部３４により，変数である下位側中継装置総数が初期値（＝１）に設定されるとともに，当該無線中継装置３０の配下の前記端末４０及び他の無線中継装置３０（以下，配下のノードという）それぞれに割り当てる通信帯域が所定の初期状態に設定される（Ｓ１２）。
【００２３】
次に，前記端末側通信部３２により，前記上位ノードに対して前記下位側中継装置総数が送信される（Ｓ１３）。
さらに，前記アクセスポイント側通信部３３により，配下の他の無線中継装置３０から該配下の他の無線中継装置３０より下位側で通信中の他の無線中継装置の総数である下位側中継装置数が受信（取得）される（Ｓ１４）。これは，配下の他の無線中継装置３０から前記Ｓ１３に相当する処理によって送信される前記下位側中継装置数を受信する処理である。即ち，Ｓ１３で送信された前記下位側中継装置総数が，前記上位ノードにとっての前記下位側中継装置数に相当する。
次に，Ｓ１４で受信（取得）した前記下位側中継装置数が前回受信した数（初回の場合は所定の初期値）から変化しているか否かが判別され（Ｓ１５），変化がない場合はそのままＳ１３へ戻って前述した処理が繰り返される。
一方，Ｓ１５において前記下位側中継装置数に変化があると判別された場合には，前記通信帯域設定部３４によって前記配下のノードそれぞれへの通信帯域の割り当てが設定変更（Ｓ１６）される。以後，設定変更された通信帯域の割り当てに従って，当該無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３とその配下のノードとの間の通信が行われる。
次に，前記通信帯域設定部３４により，前記下位側中継装置総数が配下の他の無線中継装置３０（複数もあり得る）から受信（取得）した前記下位側中継装置数の合計に１を加算（自装置分を加算）した値に設定（Ｓ１７）された後，Ｓ１３へ戻って前述した処理が繰り返される。
【００２４】
ここで，前記配下のノードに割り当てる通信帯域の設定方法としては，前記下位側中継装置数に比例して配分すること等が考えられる。この場合，前記配下のノードに割り当て可能な全通信帯域をＷall，配下の他の無線中継装置３０それぞれから取得した前記下位側中継装置数をＰi（ｉ＝１，２，…，ｎ）（ｉは，配下の他の無線中継装置３０それぞれの番号を表すものとする）とすると，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てる通信帯域Ｗiは，次の（１）式で表すことができる。
Ｗi＝Ｗall×Ｐi／｛（Σi=1,nＰi）＋１｝ …（１）
この（１）式の分母は，前記下位側中継装置総数である。また，自装置（当該無線中継装置３０）の配下の端末４０には，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てた残りの通信帯域（Ｗall−（Σi=1,nＷi））が割り当てられることになる。
これにより，自装置よりも下位側の他の無線中継装置３０の数に基づいて通信帯域の自動割り当てが行われ，各端末へ割り当てる通信帯域を均等化することができる。
【００２５】
また，Ｓ１７で設定された前記下位側中継装置総数は，Ｓ１３において前記上位ノードに送信されるので，該上位ノードは，その配下の（即ち，該上位ノードの前記アクセスポイント側通信部２２，３３により通信中の）他の無線中継装置３０（即ち，当該無線中継装置３０）及び該他の無線中継装置３０より下位側で通信中の他の無線中継装置３０の数を取得することができる。当該無線中継装置３０については，Ｓ１４で受信した前記下位側中継装置数がこれに相当する。
また，図３に示したものと同様の処理が前記無線アクセスポイント３０においても行われるが，前記無線アクセスポイント３０には前記上位ノードが存在しないので，前記無線アクセスポイント３０では，図３に示した処理におけるＳ１１及びＳ１３の手順が省略された処理が実行されることになる。
このように，無線中継装置３０それぞれにおいて，新たに前記上位ノードに接続したときには自装置分（＝１）の数が，その後は前記下位側中継装置数の合計に自装置分を加算した最新の前記下位側中継装置総数が前記上位ノードへ送信（Ｓ１３）されるので，ネットワーク内のいずれかで生じた無線中継装置３０の数の変化は順次前記上位ノードへ伝達されることになる。
また，前記下位側中継装置数の取得処理（Ｓ１４）は，例えば，前記下位側中継装置数の送信要求を配下のノードに所定周期で一斉送信し，これに応じて配下の他の無線中継装置３０から送信されてくる前記下位側中継装置総数を受信するもの等であってもよい。
【００２６】
（第２の通信帯域設定処理）
次に，図４のフローチャートを用いて，前記配下の端末数及び前記下位側端末数（自装置の配下及びそれよりも下位側に存在する端末４０の数）に基づいて通信帯域の自動割り当てを行う第２の通信帯域設定処理の手順について説明する。
前記無線中継装置３０が起動されると，前記端末側通信部３２により，通信エリア内に存在する（自装置が配下となっている）前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０（以下，上位ノードという）への通信接続が確立される（Ｓ２１）。
次に，前記通信帯域設定部３４により，変数である下位側端末総数が初期値（＝０）に設定されるとともに，当該無線中継装置３０の前記配下のノードそれぞれに割り当てる通信帯域が所定の初期状態に設定される（Ｓ２２）。
【００２７】
次に，前記端末側通信部３２により，前記上位ノードに対して前記下位側端末総数が送信される（Ｓ２３）。
次に，前記アクセスポイント側通信部３３により，配下の他の無線中継装置３０から該配下の他の無線中継装置３０及びそれより下位側で通信中の他の無線中継装置それぞれと通信中の前記端末４０の総数である下位側端末数が受信（取得）される（Ｓ２４）。この下位側端末数の取得方法も前述したＳ１４（図３）と同様である。従って，Ｓ２３で送信された前記下位側端末総数が，前記上位ノードにとっての前記下位側端末数に相当する。
さらに，前記アクセスポイント側通信部３３により，現在通信中（通信接続中）の配下の前記端末４０の数が検出される（Ｓ２４）。この自装置（当該無線中継装置３０）の配下の端末４０の数は，例えば，前記アクセスポイント側通信部３３によって定期的に所定の応答要求を送信し，これに対する応答の数から，Ｓ２４における前記下位側端末数の受信相手の数（即ち，配下の他の無線中継装置３０の数）を差し引いた数を算出することによって得ること等が考えられる。
次に，Ｓ２４，Ｓ２５で受信（取得）及び検出した前記下位側端末数及び配下の前記端末４０の数が前回の数（初回の場合は所定の初期値）から変化しているか否かが判別され（Ｓ２６），変化がない場合はそのままＳ２３へ戻って前述した処理が繰り返される。
一方，Ｓ２６において前記下位側端末数等又は配下の前記端末４０の数に変化があると判別された場合には，前記通信帯域設定部３４によって前記配下のノードそれぞれへの通信帯域の割り当てが設定変更（Ｓ２７）される。以後，設定変更された通信帯域の割り当てに従って，当該無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３とその配下のノードとの間の通信が行われる。
次に，前記通信帯域設定部３４により，前記下位側端末総数が配下の他の無線中継装置３０（複数もあり得る）から受信（取得）した前記下位側端末数の合計に自装置の配下の前記端末４０の数を加算した値に設定（Ｓ２８）された後，Ｓ２３へ戻って前述した処理が繰り返される。
【００２８】
ここで，前記配下のノードに割り当てる通信帯域の設定方法としては，前記下位側端末数及び配下の端末の数に比例して配分すること等が考えられる。この場合，前記配下のノードに割り当て可能な全通信帯域をＷall，配下の他の無線中継装置３０それぞれから取得した前記下位側端末数をＱi（ｉ＝１，２，…，ｎ）（ｉは，配下の他の無線中継装置３０それぞれの番号を表すものとする），自装置の配下の端末数をＱ0とすると，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てる通信帯域Ｗiは，次の（２）式で表すことができる。
Ｗi＝Ｗall×Ｑi／｛（Σi=1,nＱi）＋Ｑ0｝ …（２）
この（２）式の分母は，前記下位側端末総数である。また，自装置（当該無線中継装置３０）の配下の端末４０には，配下の他の無線中継装置３０それぞれに割り当てた残りの通信帯域（Ｗall−（Σi=1,nＷi））が割り当てられることになる。
これにより，自装置の配下及びそれよりも下位側に存在する端末４０の数に基づいて通信帯域の自動割り当てが行われ，各端末へ割り当てる通信帯域を均等化することができる。
【００２９】
また，Ｓ２８で設定された前記下位側端末総数は，Ｓ２３において前記上位ノードに送信されるので，該上位ノードは，その配下の（即ち，該上位ノードの前記アクセスポイント側通信部２２，３３により通信中の）他の無線中継装置３０（即ち，当該無線中継装置３０）及び該他の無線中継装置３０より下位側で通信中の全ての前記端末４０の数を取得することができる。当該無線中継装置３０については，Ｓ２４で受信した前記下位側端末数がこれに相当する。
また，図４に示したものと同様の処理が前記無線アクセスポイント３０においても行われるが，前記無線アクセスポイント３０には前記上位ノードが存在しないので，前記無線アクセスポイント３０では，図４に示した処理におけるＳ２１及びＳ２３の手順が省略された処理が実行されることになる。
このように，無線中継装置３０それぞれにおいて，新たに前記上位ノードに接続したときには自装置の配下の前記端末４０の数が，その後は前記下位側端末数の合計に自装置の配下の前記端末４０の数を加算した最新の前記下位側端末総数が前記上位ノードへ送信（Ｓ２３）されるので，ネットワーク内のいずれかで生じた前記端末４０の数の変化は順次前記上位ノードへ伝達されることになる。
【００３０】
前記第２の通信帯域設定処理によれば，前記第１の通信帯域設定処理を行う場合よりも，前記端末４０それぞれへ割り当てる通信帯域をより精度高く均等化することが可能となる。
一方，前記端末４０の数が変動する頻度は，通常は前記無線中継装置３０の数が変動する頻度よりも高いと考えられるため，前記端末４０の数が変動頻度が高い場合に前記第２の通信帯域設定処理を行なうと，その処理のオーバーヘッドにより通信効率が悪化する恐れがある。このような場合には，前記第１の通信帯域設定処理を採用するか，前記第２の通信帯域設定処理において端末数が所定数以上変化したときのみ通信帯域の再設定を行うようにすること等が考えられる。
ここで，前記アクセスポイント側通信部２２，３３による通信帯域の割り当て方法としては，例えば，時分割通信制御において前記配下のノードそれぞれに割り当てる通信時間を増減する方法や，前記配下のノードそれぞれに割り当てるチャンネル数を増減する方法等が考えられる。
また，図３及び図４には示していないが，これら通信帯域設定処理とは別に，前記端末４０から前記情報配信サーバ１０へのコンテンツの要求や，前記情報配信サーバ１０から前記端末４０それぞれに配信されるコンテンツ等の通信データの送受信が行われることはいうまでもない。
【００３１】
【実施例】
（第１の実施例）
前述した実施の形態では，前記無線アクセスポイント２０及び前記無線中継装置３０において，前記端末４０との通信と前記無線中継装置３０との通信は，いずれも１つのアンテナ２４，３５を用いて行う無線通信システムであったが，例えば，前記アクセスポイント側通信部２２，３３と前記アンテナ２４，３５との間に所定の信号分岐・結合回路を設け，前記アンテナ２４，３５それぞれを，前記端末４０と通信するための比較的指向性の低い（指向性が緩い）アンテナと前記無線中継装置３０と通信するための指向性の高い（指向性が鋭い）アンテナとで構成する応用例（第１の実施例）も考えられる。図５は，このような応用例である無線通信システムのネットワーク構成例である。図５において，Ａ１１で示すエリアが前記無線アクセスポイント２０の前記アクセスポイント側通信部２２に接続される指向性アンテナによる通信エリアであり，Ａ２１，Ａ２３で示すエリアが前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３に接続される指向性アンテナによる通信エリアである。
一般に，指向性アンテナは高周波信号の伝送効率がよく，伝送距離を長くとれるため，例えば図５に示すように，前記無線アクセスポイント２０と前記無線中継装置３０との間，及び前記無線中継装置３０相互間の距離を長くとることが可能となる。これにより，必要な場所にのみ効率的に前記無線中継装置３０を配置することが可能となる。
【００３２】
また，図示していないが，図５に示した前記指向性アンテナを用いた高周波信号の無線伝送に代えて，前記無線アクセスポイント２０の前記アクセスポイント側通信部２２とその通信相手となる前記無線中継装置３０の前記端末側通信部３１との間や，前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部３３とその通信相手となる前記無線中継装置３０の前記端末側通信部３１との間における高周波信号の伝送を，マイクロストリップ線路を介して接続することも考えられる。
これにより，遠距離になるほど拡散してしまう電波（無線）のみを用いるよりもむしろ効率良く高周波信号を伝送することが可能となる場合もある。マイクロストリップ線路は，導体材料からなるグランド層に誘電材料からなる誘電体層と導体材料からなる信号線とを順次積層した構造を有するものであり，高周波信号の伝送効率が高い周知の線路である。
ここで，マイクロストリップ線路を介して信号伝送を行う構成としては，マイクロストリップ線路の信号線を前記無線アクセスポイント２０や前記無線中継装置３０と直結して信号伝送することも考えられるが，例えば，前記無線アクセスポイント２０や前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部２２，３３にマイクロストリップ線路の信号線の一端を接続し，もう一端の付近にパッチアンテナを電気的に結合させ，該パッチアンテナを介した無線信号（電波）によって前記無線アクセスポイント２０や他の無線中継装置３０との信号伝送を行うよう構成すること等も考えられる。
【００３３】
（第２の実施例）
また，マイクロストリップ線路を用いた応用例として，図６に示すような無線通信システム（第２の実施例）も考えられる。
図６に示す無線通信システムは，マイクロストリップ線路６１の信号線に１又は複数のパッチアンテナ６２を電気的に結合させたテープ状アンテナ６０を，前記無線アクセスポイント２０や前記無線中継装置３０の前記アクセスポイント側通信部２２，３３に接続することにより，高周波信号を伝送するよう構成したものである。
これにより，例えば，図書館や列車の車両内，駅のホーム等，前記端末４０の使用位置がある程度定まっているような場合には，その使用位置付近まではマイクロストリップ線路６１により高周波信号を伝送し，そこから先はマイクロストリップ線路６１に設けた前記パッチアンテナ６２を介した無線通信により比較的狭い範囲をカバーするように構成することができるので，不要なエリアに高周波信号が拡散されることがなく，高周波信号の出力レベルを最小限に抑えたエネルギーロスの少ない通信を行うことが可能となる。また，障害物を回避して高周波信号を伝送することも可能となる。
【００３４】
（第３の実施例）
図７は，前記第２の実施例に係る無線通信システムを複数の車両からなる列車に適応した応用例（第３の実施例）である。
図７に示す無線通信システムでは，前記第３の実施例に係る無線通信システムにおいて，前記テープ状アンテナ６０を構成する前記ストリップ線路６１の信号線に電気的に接続された平面アンテナ等である第１のアンテナ６３と，前記無線中継装置３０の前記端末通信部３１に接続された平面アンテナ等である第２のアンテナ３１’とが設けられている。前記アンテナ３１は前記アンテナ３１の代わりに設けられるものである。
さらに，前記テープ状アンテナ６０及びこれに接続される前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０それぞれが，列車を構成する複数の車両７０それぞれに配置されるとともに，複数の前記パッチアンテナ６２が所定間隔で設けられた前記テープ状アンテナ６０が車両７０の室内にその長手方向に沿って配設されている。もちろん，前記情報配信サーバ１０は，前記無線アクセスポイント２０が設置される車両に設置される。
さらに，隣接する車両７０における一方の車両側の前記第１のアンテナ６３と他方の車両側の前記第２のアンテナ３１’とが隣接する車両間において対向配置されている。
このように，前記テープ状アンテナ６０を車両の長手方向に沿って室内の天井や壁面等に配設すれば，前記パッチアンテナ６２を列車の座席間隔等を考慮した適当な間隔で設けることにより，各車両の前記無線アクセスポイント２０又は前記無線中継装置３０と車両内の各座席に着席した利用者が使用する端末４０それぞれとがエネルギーロスの少ない無線通信を行うことが可能となる。
【００３５】
図８は，列車の車両内において，前記テープ状アンテナ６０を用いた場合と従来の一般的なダイポールアンテナを用いた場合とについて前記端末４０の位置とその通信速度との関係の比較結果の一例を表すグラフである。
図８（ａ）に示すように，従来のアンテナ２４では，前記無線アクセスポイント２０からの距離（即ち，アンテナ２４からの距離）が１６ｍの付近において，ほぼ一定間隔で通信速度が極端に落ち込む場所（破線で囲んだ部分）が発生する。これは，前記アンテナ２４から前記端末４０に直接到達する周波数信号（無線信号）と，壁面や天井面に反射して前記端末４０に到達する周波数信号とが干渉するいわゆるマルチパスの状態が生じるためである。
一方，同じ条件で前記テープ状アンテナ６０を用いた場合は，図８（ｂ）に示すように，通信速度の落ち込みが少ない。これは，高周波信号が前記端末４０の位置付近まで前記マイクロストリップ線路６１により伝送されるので，壁面等に反射して前記端末４０に到達する高周波信号の発生を抑えることができるからである。
このように，前記テープ状アンテナ６０を用いることにより，高品質の通信を実現することが可能となる。
さらに，隣接する車両間が，互いに対向するアンテナ６３，３１’により無線で信号伝送されるので，車両の連結が変更された場合であっても有線接続時のような接続替えの手間を要しない。
また，高周波信号のエネルギーロスが少ないので，高周波信号の出力レベルを低く抑えることができ，その結果，すれ違う列車間での高周波信号（電波）の相互干渉や，駅や線路周辺で用いられている無線信号（電波）への干渉を防止できる。例えば，一般的なダイポールアンテナを用いた場合，３０ｍＷ程度の出力が必要となるところ，前記パッチアンテナ６２から放射される電波は，１ｍＷ未満にしても通信可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，基地局装置と端末との間の１対多の無線通信において，基地局装置に対して１つの端末として通信を行うとともに，所定通信エリア内に存在する端末に対しては，基地局装置として通信を行う無線通信中継装置を設けることにより，基地局装置の実質的な通信エリアを拡張できる。さらに，複数の基地局装置をその通信エリアが重複する位置にある端末によってブリッジする場合のように，他の基地局装置と同期をとる等の通信効率の悪化要因がない。
また，基地局装置や無線通信中継装置に，通信エリア内の端末や無線通信中継装置に対する通信帯域の割り当てを行う機能を設けることにより，各端末に割り当てられる通信帯域を均等化することができ，その結果，効率の良い通信を行うことが可能となる。
また，高周波信号の伝送をマイクロストリップ線路や該マイクロストリップ線路にパッチアンテナを設けたテープ状アンテナを介して行うことにより，必要な場所にのみへの電波の放射や，障害物をの回避が容易となり，エネルギーロスの少ない効率的な通信装置を構成することが可能となる。
また，テープ状アンテナを用いた無線通信システムを列車内における通信システムに適用することにより，高品質の通信システムを構築することが可能となる上，すれ違う列車間での高周波信号（電波）の相互干渉や，駅や線路周辺で用いられている無線信号（電波）への干渉を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を表すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第１の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態に係る無線通信システムを構成する無線中継装置による第２の通信帯域設定処理の手順を表すフローチャート。
【図５】本発明の第１の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図６】本発明の第２の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図７】本発明の第３の実施例に係る無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【図８】本発明の第３の実施例に係る無線通信システムを構成するテープ状アンテナを用いた場合と従来のアンテナを用いた場合とについて端末の位置とその通信速度との関係の比較結果の一例を表すグラフ。
【図９】従来の無線通信システムのネットワーク構成例を表す図。
【符号の説明】
１０…情報配信サーバ
２０…無線アクセスポイント（基地局装置）
２１…ＬＡＮ制御部
２２…アクセスポイント側通信部
２３，３４…通信帯域設定部（通信帯域設定手段）
２４，３１，３５…アンテナ
３１’…アンテナ（第２のアンテナ）
３０…無線中継装置（無線通信中継装置）
３２…端末側通信部（端末通信手段）
３３…アクセスポイント側通信部（基地局通信手段）
４０…端末
５０…ネットワークケーブル
６０…テープ状アンテナ
６１…マイクロストリップ線路
６２…パッチアンテナ
６３…アンテナ（第１のアンテナ）
７０…列車の車両
Claims (9)
- 所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置であって，
前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段と，
前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段と，
前記基地局通信手段により通信中の他の無線通信中継装置及び該他の無線通信中継装置より下位側で通信中の他の無線通信中継装置の数に関する下位側中継装置数を前記基地局通信手段を介して取得する下位側中継装置数取得手段と，
前記下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数の合計に１を加算した数を前記下位側中継装置数として前記端末通信手段により送信する下位側中継装置数送信手段と，
前記下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数に基づいて，前記基地局通信手段の通信相手となる前記端末及び他の無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段と，
を具備してなることを特徴とする無線通信中継装置。 - 所定の基地局装置と複数の端末との間で行われる１対多の無線通信を中継する無線通信中継装置であって，
前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段と，
前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段と，
前記基地局通信手段により通信中の他の無線通信中継装置及び該他の無線通信中継装置より下位側で通信中の他の無線通信中継装置それぞれと通信中の前記端末の数に関する下位側端末数を前記基地局通信手段を介して取得する下位側端末数取得手段と，
前記下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数の合計に前記基地局通信手段により通信中の前記端末の数を加算した数を前記下位側端末数として前記端末通信手段により送信する下位側端末数送信手段と，
前記下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数と前記基地局通信手段により通信中の前記端末の数とに基づいて，前記基地局通信手段の通信相手となる前記端末及び他の無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段と，
を具備してなることを特徴とする無線通信中継装置。 - 前記端末通信手段が，前記基地局装置又は他の無線通信中継装置との間における前記高周波信号の送受信を，無線により又はマイクロストリップ線路を介して行うよう構成されてなる請求項１又は２のいずれかに記載の無線通信中継装置。
- 前記基地局通信手段が，他の無線通信中継装置との間における前記高周波信号の送受信を，無線により又はマイクロストリップ線路を介して行うよう構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信中継装置。
- 所定の基地局装置と複数の端末との間で１対多の無線通信を行う無線通信システムにおいて，
前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段，及び前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段を備えた無線通信中継装置を具備し，
さらに前記基地局装置が，該基地局装置と通信中の前記無線通信中継装置及び該無線通 信中継装置より下位側で通信中の他の前記無線通信中継装置の数に関する下位側中継装置数を前記無線通信中継装置から取得する下位側中継装置数取得手段と，該下位側中継装置数取得手段により取得した前記下位側中継装置数に基づいて該基地局装置の通信相手となる前記端末及び前記無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段とを具備してなることを特徴とする無線通信システム。 - 所定の基地局装置と複数の端末との間で１対多の無線通信を行う無線通信システムにおいて，
前記基地局装置又は他の無線通信中継装置により送信及び受信される高周波信号を前記端末が用いる通信方式によって受信及び送信する端末通信手段，及び前記端末通信手段により受信及び送信される前記高周波信号によって伝送される通信データの一部又は全部を前記基地局装置が用いる通信方式によって前記端末及び／又は他の無線通信中継装置との間で高周波信号を用いて送信及び受信する基地局通信手段を備えた無線通信中継装置を具備し，
さらに前記基地局装置が，該基地局装置と通信中の前記無線通信中継装置及び該無線通信中継装置より下位側で通信中の他の前記無線通信中継装置それぞれと通信中の前記端末の数に関する下位側端末数を前記無線通信中継装置から取得する下位側端末数取得手段と，該下位側端末数取得手段により取得した前記下位側端末数と前記基地局装置が通信中の前記端末の数とに基づいて該基地局装置の通信相手となる前記端末及び前記無線通信中継装置それぞれに割り当てる通信帯域を設定する通信帯域設定手段とを具備してなることを特徴とする無線通信システム。 - マイクロストリップ線路の信号線に１又は複数のパッチアンテナを電気的に結合させた１又は複数のテープ状アンテナを具備し，
前記テープ状アンテナそれぞれが，前記基地局装置及び／又は前記無線通信中継装置の前記基地局通信手段に接続されて前記高周波信号を伝送するよう構成されてなる請求項５又は６のいずれかに記載の無線通信システム。 - 前記テープ状アンテナを構成する前記ストリップ線路の信号線に電気的に接続された第１のアンテナと前記無線通信中継装置の前記端末通信手段に接続された第２のアンテナとを具備し，
前記テープ状アンテナ及びこれに接続される前記基地局装置又は前記無線通信中継装置それぞれが列車を構成する複数の車両それぞれに配置されるとともに，複数の前記パッチアンテナが所定間隔で設けられた前記テープ状アンテナが前記車両の室内にその長手方向に沿って配設され，
隣接する車両における一方の車両側の前記第１のアンテナと他方の車両側の前記第２のアンテナとが前記隣接する車両間において対向配置されてなる請求項７に記載の無線通信システム。 - 前記無線通信中継装置の前記端末通信手段と前記基地局装置又は他の無線通信中継装置の前記基地局通信手段との間を接続して前記高周波信号を伝送するマイクロストリップ線路を具備してなる請求項５〜８のいずれかに記載の無線通信システム。
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