JP6652667B2 - 通信中継システム、親局装置、子局装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、通信中継システム、親局装置、子局装置、制御方法及びプログラムに関する。

従来携帯電話、スマートフォン等の移動通信端末装置を屋内で使用可能とするための光リピータシステム（通信中継システム）が知られている。
このような光リピータシステムにおいては、無線基地局に接続された１台の親局装置に複数の子局装置を接続して実効的に無線基地局の通信エリアを拡大することにより、大規模な商業施設やオフィスビルといった広範囲の室内エリアをカバーしていた。

国際公開２００８／１２９６８０号パンフレット 特開２０１２−２１７１７４号公報 特開２００８−０９１９８４号公報

しかしながら、従来の光リピータシステムでは、例えば子局装置において、親局装置から光ファイバを介してダウンリンク信号を受けるほか、親局装置や光ファイバを介さずに、上位の無線基地局よりダウンリンク信号を受けてしまうことがあった。このような場合、光ファイバを介して送られてくるダウンリンク信号は、親局装置との間の距離の関係で発生する伝送遅延の影響を受けており、アップリンク期間に、伝送遅延の影響を受けたダウンリンク信号を受けることにより、正常に動作が行えなくなる虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アップリンク信号期間とダウンリンク信号期間の重なりを無くした通信中継システム、親局装置、子局装置、制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

実施形態の通信中継システムは、無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置とにより、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムであって、前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する遅延測定部と、前記親局装置と前記子局装置との間におけるアップリンク信号と前記ダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する切替タイミング調整部とを有し、前記切替タイミング調整部は、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記中継により発生する前記伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する。

図１は、実施形態の携帯電話通信ネットワークの概要構成ブロック図である。 図２は、二つの無線基地局の通信エリアの説明図である。 図３は、二つの無線基地局の通信周波数の説明図である。 図４は、光リピータシステムの概要構成ブロック図である。 図５は、第１実施形態の親機装置及び子機装置の概要構成ブロック図である。 図６は、従来の問題点の説明図である。 図７は、第１実施形態のタイミングチャートである。 図８は、第１実施形態の処理フローチャートである。 図９は、第２実施形態の親機装置及び子機装置の概要構成ブロック図である。 図１０は、第３実施形態の親機装置及び子機装置の概要構成ブロック図である。

次に図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。
図１は、実施形態の携帯電話通信ネットワークの概要構成ブロック図である。
携帯電話通信ネットワーク１０は、図示しない関門交換機（Interconnecting Gateway Switch）を介して他接続事業者通信ネットワーク１１との間の相互接続を行い、当該接続事業者に属する携帯電話端末の接続制御を行う携帯電話コアネットワーク１２と、携帯電話コアネットワーク１２に接続され、後述の基地局の管理及び制御を行う複数の基地局制御装置１３と、各基地局制御装置１３に接続される複数（図１では三つ）の無線基地局（BTS:Base Transceiver Station）１４−１〜１４−３と、対応する無線基地局１４−１に光ケーブルＬＣで接続された光リピータシステム（通信中継システム）１５と、光リピータシステム１５及び無線基地局１４−２に接続され、光リピータシステム１５及び無線基地局１４−２においてアンテナ１６の共用を行うアンテナ共用・分配器１７と、を備えている。
本実施形態においては、光リピータシステム１５は、いわゆる不感地帯の一種であるビルディングＢＬＤ内及び地下街ＵＧ内に配置されているものとする。

図２は、二つの無線基地局の通信エリアの説明図である。
アンテナ共用・分配器１７に接続されている無線基地局１４−１及び無線基地局１４-２は、図２に示すように通信エリアがほぼ同じであり、互いに同期して動作している。
図３は、二つの無線基地局の通信周波数の説明図である。
図３に示すように、アンテナ共用・分配器１７に接続されている無線基地局１４−１が使用している周波数帯＝Ｆ１であり、同じくアンテナ共用・分配器１７に接続されている無線基地局１４-２が使用している周波数帯＝Ｆ２であり、互いに隣接した周波数帯となっている。

図４は、光リピータシステムの概要構成ブロック図である。
光リピータシステム１５は、無線基地局１４−１と通信ケーブルで接続された親機装置（MU:Master Unit）２１と、親機装置２１に光通信ケーブルを介して接続されたハブ装置（HU:Hub Unit）２２−１と、ハブ装置２２−１に光通信ケーブルを介して接続されハブ装置２２−１を介して親機装置２１に接続されたハブ装置２２−２と、ハブ装置２２−１あるいはハブ装置２２−２に光通信ケーブルを介して接続され、携帯電話、スマートフォン等の携帯通信端末装置２３に対して無線接続可能な複数の子機装置(RU：Remote Unit)２４、２４Ａと、を備えている。なお、図２中、子機装置２４、２４Ａは、ＲＵと表記している。
上記構成において、子機装置２４Ａは、アンテナ共用・分配器１７を介して無線基地局１４−２とアンテナ１６を共用している。

[１］第１実施形態
図５は、第１実施形態の親機装置及び子機装置の概要構成ブロック図である。
図５においては、説明の容易のため、ハブ装置２２−１については記載を省略している。
親機装置２１は、一端が無線基地局１４-１に接続され、ダウンリンク通信路ＤＬＣとアップリンク通信路ＵＬＣとを切り替えるためのスイッチ３１と、ダウンリンク通信路ＤＬＣの伝送信号を２系統に分岐するカプラ３２と、カプラ３２により分岐された一方の系統の伝送信号が入力され、ＴＤＤ（Time Division Duplex）タイミング信号を抽出しスイッチ３１の切り替えを制御するとともに、ＴＤＤタイミング調整制御を行うＴＤＤタイミング抽出・制御部３３と、ＴＤＤタイミング抽出・制御部３３の制御下で各子機装置２４、２４Ａ毎に実際のＴＤＤタイミング調整を行うためのＴＤＤタイミング調整信号を生成し出力するＴＤＤタイミング調整部３４と、を備えている。

また、親機装置２１は、一端がダウンリンク通信路ＤＬＣに接続され、電／光変換を行って他端側から子機装置２４、２４Ａ側に出力するＥ／Ｏ変換部３５と、一端が子機装置２４、２４Ａ側に接続され、子機装置２４、２４Ａ側から入力されたアップリンク信号の光／電変換を行って他端側からアップリンク通信路ＵＬＣに出力するＯ／Ｅ変換部３６と、遅延測定用信号をＥ／Ｏ変換部３５を介して子機装置２４、２４Ａに出力するとともに遅延測定用信号を受信した子機装置２４、２４Ａが返送した遅延測定用信号をＯ／Ｅ変換部３６を介して受信し、遅延測定用信号の送信時刻及び受信時刻に基づいて遅延時間を測定する遅延測定部３７と、親機装置２１全体の制御を行う制御部３８と、を備えている。

子機装置２４は、親機装置２１側から入力されたダウンリンク信号の光／電変換を行って出力するＯ／Ｅ変換部４１と、Ｏ／Ｅ変換部４１の出力信号であるダウンリンク信号を増幅して出力する増幅器４２と、一端がアンテナ２５に接続され、ダウンリンク受信時とアップリンク送信時とで通信路を切り替えるためのスイッチ４３と、アンテナ２５及びスイッチ４３を介して入力されたアップリンク信号を低ノイズで増幅するロウノイズ増幅器（LNA:Low Noise Amplifier）４４と、ロウノイズ増幅器４４の出力信号の電／光変換を行って出力するＥ／Ｏ変換部４５と、親機装置２１のＴＤＤタイミング調整部からのＴＤＤタイミング調整信号にもとづいて、スイッチ４３、増幅器４２及びロウノイズ増幅器４４の制御を行うＴＤＤタイミング制御部４６と、子機装置２４全体の制御を行う制御部４７と、を備えている。
ここで、子機装置２４が子機装置２４Ａとして構成される場合には、スイッチ４３は、アンテナ２５に代えて、アンテナ共用・分配器１７を介してアンテナ１６に接続される。

ここで、実施形態の動作説明に先立ち、従来の光リピータシステムの問題点について検討する。
図４に示すように、無線基地局１４−１においては、無線基地局１４−１とアンテナ１６との間には、光リピータシステム１５及びアンテナ共用・分配器１７が設けられている。

これに対し、無線基地局１４−２においては、アンテナ共用・分配器１７のみが設けられている。
したがって、ダウンリンク信号に着目すると、無線基地局１４−１においては、無線基地局１４−２と比較して光リピータシステム分の信号遅延が発生することは明らかである。

ところで、ＴＤＤ方式を採用するシステムにおいては、異なる無線基地局（図４の例の場合、無線基地局１４−１及び無線基地局１４−２）であってもダウンリンク期間と、アップリンク期間との、衝突を避けるために同期を取ることを実施している。
しかしながら、この同期は、あくまで無線基地局間の同期を取ることが目的である。
したがって、子機装置２４における遅延については考慮されない。そのため、図２に示した構成においては、対応する子機装置２４から出力される無線基地局１４−１側の信号と、対応する子機装置２４から出力される無線基地局１４−２側の信号とは、タイミングがずれていることとなる。

図６は、従来の問題点の説明図である。
より具体的には、図６に示すように、無線基地局１４−１に接続されている光リピータシステム１５においては、光ファイバ分の伝送遅延が発生するので避けることはできない。
このため、光リピータシステム１５におけるダウンリンク信号ＤＬとアップリンク信号ＵＬのタイミングを、伝送遅延の影響により無線基地局１４−２側のタイミングに合わせることはできない。

すなわち、無線基地局１４−１側の子機装置２４Ａがアップリンク期間と認識しているタイミングにおいても、無線基地局１４−２がダウンリンク信号を出力することとなる。
したがって、無線基地局１４−１側の子機装置２４Ａは、アップリンク期間だと認識している期間において、無線基地局１４−２のダウンリンク信号ＤＬを受信してしまうことになる。すなわち、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間及び時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間において、無線基地局１４−１側の子機装置２４Ａは、未だアップリンク期間中として動作しているにも拘わらず、無線基地局１４−２によるダウンリンク信号ＤＬを受信してしまうこととなるのである。

一般的に、ダウンリンク信号は、広範囲に伝送する必要があるため、アップリンク信号に比べて信号レベルが高い。
このため、無線基地局１４−１側の子機装置２４、２４Ａにおいては、アップリンク期間に異常に信号レベルが高い信号が入力されたと認識し、正常に動作することができなくなってしまうという問題点が生じることとなっていた。

そこで、本第１実施形態においては、光リピータシステム１５を構成している親機装置２１がＴＤＤタイミングを抽出して、当該光リピータシステム１５を構成している子機装置２４、２４ＡについてＴＤＤタイミングを調整して、光リピータシステム１５を備えていない無線基地局１４−２側からの影響を除去するようにしている。

図７は、第１実施形態のタイミングチャートである。
図７に示すように、無線基地局１４−１及び無線基地局１４−２のダウンリンク期間への移行開始が時刻ｔ１である場合に子機装置２４、２４Ａのダウンリンク期間への移行開始が時刻ｔ２であり、無線基地局１４−１及び無線基地局１４−２のアップリンク期間への移行開始が時刻ｔ３であり、実際に子機装置２４、２４Ａからのアップリンク信号が到達した時刻が時刻ｔ４である場合に、光リピータシステム１５のダウンリンク遅延時間ＴＤＬｄｌｙ及びアップリンク遅延時間ＴＵＬｄｌｙは、それぞれ次式により表される。
ＴＤＬｄｌｙ＝ｔ２−ｔ１
ＴＵＬｄｌｙ＝ｔ４−ｔ３

また、無線基地局１４−１及び無線基地局１４−２において、時刻ｔ１に開始されるダウンリンク期間の次にダウンリンク期間に移行開始する時刻が時刻ｔ７であるとすると、子機装置２４、２４Ａにおけるアップリンク期間の終了時刻ＴＵＬｅｎｄは、次式により表される時刻以前である必要がある。
ＴＵＬｅｎｄ＝ｔ７−ＴＵＬｄｌｙ

このことは、子機装置２４、２４Ａにおける時刻ｔ２に開始されるダウンリンク期間の次にダウンリンク期間に移行開始する時刻が時刻ｔ８であるとすると、子機装置２４、２４Ａにおけるアップリンク期間の終了時刻ＴＵＬｅｎｄは、次式により表される時刻以前である必要がある。
ＴＵＬｅｎｄ＝ｔ８−ＴＤＬｄｌｙ−ＴＵＬｄｌｙ
したがって、子機装置２４、２４Ａにおいて、スイッチをダウンリンク側に切り替えるタイミングＴｓｗは、次式を満たしている必要がある。
ｔ７−ＴＵＬｄｌｙ≦Ｔｓｗ（＝ｔ６）≦ｔ８−ＴＤＬｄｌｙ−ＴＵＬｄｌｙ

次に具体的な処理手順について説明する。
図８は、第１実施形態の処理フローチャートである。
親機装置２１の遅延測定部３７は、まず、伝送遅延時間を測定するための遅延測定用信号をＥ／Ｏ変換部３５に出力する（ステップＳ１１）。

これによりＥ／Ｏ変換部３５は、遅延測定用信号のＥ／Ｏ変換（電／光変換）を行って、下位装置である子機装置２４、２４Ａに出力する（ステップＳ１２）。
子機装置２４、２４ＡのＯ／Ｅ変換部４１は、親機装置２１側から入力された遅延測定用信号のＯ／Ｅ変換（光／電変換）を行ってＥ／Ｏ変換部４５に出力する。
Ｅ／Ｏ変換部４５は、遅延測定用信号の電／光変換を行って上位装置である親機装置２１に出力する。

続いて親機装置２１のＯ／Ｅ変換器３６は、子機装置２４、２４Ａが返送した遅延測定用信号の光／電変換を行って遅延測定部３７に出力する。
遅延測定用信号を受信した遅延測定部３７は、遅延測定用信号の送信時刻及び受信時刻に基づいて遅延時間を測定し、ＴＤＤタイミング調整部３４に出力する（ステップＳ）。
これらと並行して、ＴＤＤタイミング抽出・制御部３３は、カプラ３２により分岐された一方の系統の伝送信号が入力され、ＴＤＤタイミング信号を抽出しスイッチ３１の切り替えを制御するとともに、ＴＤＤタイミング調整部３４に対しＴＤＤタイミング調整制御を行う。

この結果、ＴＤＤタイミング調整部３４は、ＴＤＤタイミング抽出・制御部３３の制御下で各子機装置２４、２４Ａ毎に実際のＴＤＤタイミング調整を行うためのＴＤＤタイミング調整信号を生成し、Ｅ／Ｏ変換部３５は、入力されたＴＤＤタイミング調整信号のＥ／Ｏ変換を行って、下位装置である子機装置２４、２４Ａに出力する。
子機装置２４、２４ＡのＯ／Ｅ変換部４１は、親機装置２１側から入力されたＴＤＤタイミング調整信号のＯ／Ｅ変換（光／電変換）を行ってＴＤＤタイミング制御部４６に出力する。

ＴＤＤタイミング制御部４６は、入力されたＴＤＤタイミング調整信号にもとづいて、スイッチ４３、増幅器４２及びロウノイズ増幅器４４の制御を行い、ダウンリンク信号ＤＬの伝送及びアップリンク信号ＵＬの伝送を行う。

このときのＴＤＤタイミング制御部４６に入力されるＴＤＤタイミング調整信号は、上述したように、子機装置２４、２４Ａにおいて、スイッチをダウンリンク側に切り替えるタイミングＴｓｗは、次式を満たしているので、無線基地局１４−１側の子機装置２４、２４Ａが、アップリンク期間だと認識している期間において、無線基地局１４−２のダウンリンク信号ＤＬを受信してしまうことは起こらない。
ｔ７−ＴＵＬｄｌｙ≦Ｔｓｗ（＝ｔ６）≦ｔ８−ＴＤＬｄｌｙ−ＴＵＬｄｌｙ
すなわち、子機装置２４、２４Ａにおいてアップリンク信号を送信している時間帯において、無線基地局１４−２側からダウンリンク信号を受信してしまうことはないので、子機装置２４、２４Ａは、確実にアップリンク動作を行うことができる。

以上の説明のように、本第１実施形態によれば、光リピータシステム１５を介して無線基地局（本第１実施形態の場合、無線基地局１４−１）に接続されている子機装置２４、２４Ａを介して通信を行う携帯通信端末装置２３あるいは無線基地局（本第１実施形態の場合、無線基地局１４−２）と直接通信を行う携帯通信端末装置２３のいずれであっても、無線基地局１４−１、１４−２のダウンリンク期間にアップリンク信号ＵＬが送出されることが無い、換言すれば、子機装置２４、２４Ａがアップリンク期間において、ダウンリンク信号ＤＬが他の無線基地局から入力されることはないので、子機装置２４、２４Ａは正常に動作を継続することが可能となる。

［２］第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、ＴＤＤタイミング調整部を子機装置２４、２４Ａ側に設けた点である。

図９は、第２実施形態の親機装置及び子機装置の概要構成ブロック図である。
図９においても、図５と同様に説明の容易のため、ハブ装置２２−１については記載を省略している。
図９において、図５と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。

親機装置２１は、一端が無線基地局１４-１に接続され、ダウンリンク通信路ＤＬＣとアップリンク通信路ＵＬＣとを切り替えるためのスイッチ３１と、ダウンリンク通信路ＤＬＣの伝送信号を２系統に分岐するカプラ３２と、カプラ３２により分岐された一方の系統の伝送信号が入力され、ＴＤＤ（Time Division Duplex）タイミング信号を抽出しスイッチ３１の切り替えを制御するとともに、ＴＤＤタイミング調整制御を行うＴＤＤタイミング抽出・制御部３３と、を備えている。

また、親機装置２１は、一端がダウンリンク通信路ＤＬＣに接続され、電／光変換を行って他端側から子機装置２４、２４Ａ側に出力するＥ／Ｏ変換部３５と、一端が子機装置２４、２４Ａ側に接続され、子機装置２４、２４Ａ側から入力されたアップリンク信号の光／電変換を行って他端側からアップリンク通信路ＵＬＣに出力するＯ／Ｅ変換部３６と、遅延測定用信号をＥ／Ｏ変換部３５を介して子機装置２４、２４Ａに出力するとともに遅延測定用信号を受信した子機装置２４、２４Ａが返送した遅延測定用信号をＯ／Ｅ変換部３６を介して受信し、遅延測定用信号の送信時刻及び受信時刻に基づいて遅延時間を測定する遅延測定部３７と、親機装置２１全体の制御を行う制御部３８と、を備えている。

子機装置２４は、親機装置２１側から入力されたダウンリンク信号の光／電変換を行って出力するＯ／Ｅ変換部４１と、Ｏ／Ｅ変換部４１の出力信号であるダウンリンク信号を増幅して出力する増幅器４２と、一端がアンテナ２５に接続され、ダウンリンク受信時とアップリンク送信時とで通信路を切り替えるためのスイッチ４３と、アンテナ２５及びスイッチ４３を介して入力されたアップリンク信号を低ノイズで増幅するロウノイズ増幅器（LNA:Low Noise Amplifier）４４と、ロウノイズ増幅器４４の出力信号の電／光変換を行って出力するＥ／Ｏ変換部４５と、親機装置２１のＴＤＤタイミング抽出・制御部３３が送信したＴＤＤタイミング信号に基づいて、各子機装置２４、２４Ａ毎に実際のＴＤＤタイミング調整を行うための第２ＴＤＤタイミング調整信号を生成し出力するＴＤＤタイミング調整部５１と、ＴＤＤタイミング調整部５１からのＴＤＤタイミング調整信号にもとづいて、スイッチ４３、増幅器４２及びロウノイズ増幅器４４の制御を行うＴＤＤタイミング制御部４６と、子機装置２４全体の制御を行う制御部４７と、を備えている。

次に第２実施形態の動作を説明する。
この場合において、親機装置２１の遅延測定部３７は、第１実施形態と同様に、遅延時間を測定し、ＴＤＤタイミング調整部５１に出力しているものとする。
これによりＴＤＤタイミング抽出・制御部３３は、カプラ３２により分岐された一方の系統の伝送信号が入力されて、ＴＤＤタイミング信号を抽出しスイッチ３１の切り替えを制御するとともに、ＴＤＤタイミング調整制御を行うためのタイミング調整制御信号を生成して、Ｅ／Ｏ変換部３５を介して子機装置２４、２４Ａに出力する。

子機装置２４、２４ＡのＯ／Ｅ変換部４１は、親機装置２１側から入力された第１ＴＤＤタイミング調整制御信号のＯ／Ｅ変換（光／電変換）を行ってＴＤＤタイミング調整部５１に出力する。
この結果、ＴＤＤタイミング調整部５１は、タイミング調整制御信号に基づいて実際のＴＤＤタイミング調整を行うためのＴＤＤタイミング調整信号を生成し、ＴＤＤタイミング制御部４６に出力する。
ＴＤＤタイミング制御部４６は、入力されたＴＤＤタイミング調整信号にもとづいて、スイッチ４３、増幅器４２及びロウノイズ増幅器４４の制御を行い、ダウンリンク信号ＤＬの伝送及びアップリンク信号ＵＬの伝送を行う。

このときのＴＤＤタイミング制御部４６に入力されるＴＤＤタイミング調整信号は、第１実施形態と同様に子機装置２４、２４Ａにおいて、スイッチをダウンリンク側に切り替えるタイミングＴｓｗは、次式を満たしているので、無線基地局１４−１側の子機装置２４、２４Ａが、アップリンク期間だと認識している期間において、無線基地局１４−２のダウンリンク信号ＤＬを受信してしまうことは起こらない。
ｔ７−ＴＵＬｄｌｙ≦Ｔｓｗ（＝ｔ６）≦ｔ８−ＴＤＬｄｌｙ−ＴＵＬｄｌｙ
すなわち、子機装置２４、２４Ａにおいてアップリンク信号を送信している時間帯において、無線基地局１４−２側からダウンリンク信号を受信してしまうことはないので、子機装置２４、２４Ａは、確実にアップリンク動作を行うことができる。

以上の説明のように、本第２実施形態によっても、光リピータシステム１５を介して無線基地局（本第１実施形態の場合、無線基地局１４−１）に接続されている子機装置２４、２４Ａを介して通信を行う携帯通信端末装置２３あるいは無線基地局（本第１実施形態の場合、無線基地局１４−２）と直接通信を行う携帯通信端末装置２３のいずれであっても、無線基地局１４−１、１４−２のダウンリンク期間にアップリンク信号ＵＬが送出されることが無い、換言すれば、子機装置２４、２４Ａがアップリンク期間において、ダウンリンク信号ＤＬが他の無線基地局から入力されることはないので、子機装置２４、２４Ａは正常に動作を継続することが可能となる。

［３］第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。
第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、ＴＤＤタイミング調整部を親機装置２１及び子機装置２４、２４Ａ側にそれぞれ設けた点である。

図１０は、第３実施形態の親機装置及び子機装置の概要構成ブロック図である。
図１０においても、図５と同様に説明の容易のため、ハブ装置２２−１については記載を省略している。
図１０において、図５と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。

親機装置２１は、一端が無線基地局１４-１に接続され、ダウンリンク通信路ＤＬＣとアップリンク通信路ＵＬＣとを切り替えるためのスイッチ３１と、ダウンリンク通信路ＤＬＣの伝送信号を２系統に分岐するカプラ３２と、カプラ３２により分岐された一方の系統の伝送信号が入力され、ＴＤＤ（Time Division Duplex）タイミング信号を抽出しスイッチ３１の切り替えを制御するとともに、ＴＤＤタイミング調整制御を行うＴＤＤタイミング抽出・制御部３３と、ＴＤＤタイミング抽出・制御部３３の制御下で子機装置２４、２４ＡのＴＤＤタイミング調整を行うための第１ＴＤＤタイミング調整信号を生成し出力するＴＤＤタイミング調整部６１と、を備えている。

ここで、第１ＴＤＤタイミング調整信号は、子機装置２４、２４Ａにおける基本的なＴＤＤタイミングを調整するものであり、子機装置２４、２４Ａ毎に最適な調整量とはなっていない。

また、親機装置２１は、一端がダウンリンク通信路ＤＬＣに接続され、電／光変換を行って他端側から子機装置２４、２４Ａ側に出力するＥ／Ｏ変換部３５と、一端が子機装置２４、２４Ａ側に接続され、子機装置２４、２４Ａ側から入力されたアップリンク信号の光／電変換を行って他端側からアップリンク通信路ＵＬＣに出力するＯ／Ｅ変換部３６と、遅延測定用信号をＥ／Ｏ変換部３５を介して子機装置２４、２４Ａに出力するとともに遅延測定用信号を受信した子機装置２４、２４Ａが返送した遅延測定用信号をＯ／Ｅ変換部３６を介して受信し、遅延測定用信号の送信時刻及び受信時刻に基づいて遅延時間を測定する遅延測定部３７と、親機装置２１全体の制御を行う制御部３８と、を備えている。

子機装置２４は、親機装置２１側から入力されたダウンリンク信号の光／電変換を行って出力するＯ／Ｅ変換部４１と、Ｏ／Ｅ変換部４１の出力信号であるダウンリンク信号を増幅して出力する増幅器４２と、一端がアンテナ２５に接続され、ダウンリンク受信時とアップリンク送信時とで通信路を切り替えるためのスイッチ４３と、アンテナ２５及びスイッチ４３を介して入力されたアップリンク信号を低ノイズで増幅するロウノイズ増幅器（LNA:Low Noise Amplifier）４４と、ロウノイズ増幅器４４の出力信号の電／光変換を行って出力するＥ／Ｏ変換部４５と、親機装置２１のＴＤＤタイミング調整部６１が送信した第１ＴＤＤタイミング信号に基づいて、当該子機装置２４（あるいは当該子機装置２４Ａ）における実際のＴＤＤタイミング調整を行うための第２ＴＤＤタイミング調整信号を生成し出力するＴＤＤタイミング調整部６２と、ＴＤＤタイミング調整部５１からの第２ＴＤＤタイミング調整信号にもとづいて、スイッチ４３、増幅器４２及びロウノイズ増幅器４４の制御を行うＴＤＤタイミング制御部４６と、子機装置２４全体の制御を行う制御部４７と、を備えている。

次に第３実施形態の動作を説明する。
この場合において、親機装置２１の遅延測定部３７は、第１実施形態と同様に、遅延時間を測定し、ＴＤＤタイミング調整部６１、６２に出力しているものとする。

これによりＴＤＤタイミング抽出・制御部３３は、カプラ３２により分岐された一方の系統の伝送信号が入力されて、ＴＤＤタイミング信号を抽出しスイッチ３１の切り替えを制御するとともに、ＴＤＤタイミング調整制御を行うためのタイミング調整制御信号を生成して、ＴＤＤタイミング調整部６１に出力する。

ＴＤＤタイミング調整部６１は、ＴＤＤタイミング抽出・制御部３３の制御下で子機装置２４、２４ＡのＴＤＤタイミング調整を行うための第１ＴＤＤタイミング調整信号を生成し、Ｅ／Ｏ変換部３５を介して子機装置２４、２４Ａに出力する。
子機装置２４、２４ＡのＯ／Ｅ変換部４１は、親機装置２１側から入力された第１ＴＤＤタイミング調整制御信号のＯ／Ｅ変換（光／電変換）を行ってＴＤＤタイミング調整部６２に出力する。

この結果、ＴＤＤタイミング調整部６２は、第１ＴＤＤタイミング調整制御信号に基づいて実際のＴＤＤタイミング調整を行うための第２ＴＤＤタイミング調整信号を生成し、ＴＤＤタイミング制御部４６に出力する。
ＴＤＤタイミング制御部４６は、入力された第２ＴＤＤタイミング調整信号にもとづいて、スイッチ４３、増幅器４２及びロウノイズ増幅器４４の制御を行い、ダウンリンク信号ＤＬの伝送及びアップリンク信号ＵＬの伝送を行う。

このときのＴＤＤタイミング制御部４６に入力される第２ＴＤＤタイミング調整信号は、第１実施形態と同様に当該子機装置２４、２４Ａ毎において、スイッチをダウンリンク側に切り替えるタイミングＴｓｗは、次式を満たしているように設定されるので、無線基地局１４−１側の子機装置２４、２４Ａが、アップリンク期間だと認識している期間において、無線基地局１４−２のダウンリンク信号ＤＬを受信してしまうことは起こらない。
ｔ７−ＴＵＬｄｌｙ≦Ｔｓｗ（＝ｔ６）≦ｔ８−ＴＤＬｄｌｙ−ＴＵＬｄｌｙ
すなわち、子機装置２４、２４Ａにおいてアップリンク信号を送信している時間帯において、無線基地局１４−２側からダウンリンク信号を受信してしまうことはないので、子機装置２４、２４Ａは、確実にアップリンク動作を行うことができる。

以上の説明のように、本第３実施形態によっても、光リピータシステム１５を介して無線基地局（本第１実施形態の場合、無線基地局１４−１）に接続されている子機装置２４、２４Ａを介して通信を行う携帯通信端末装置２３あるいは無線基地局（本第１実施形態の場合、無線基地局１４−２）と直接通信を行う携帯通信端末装置２３のいずれであっても、無線基地局１４−１、１４−２のダウンリンク期間にアップリンク信号ＵＬが送出されることが無い、換言すれば、子機装置２４、２４Ａがアップリンク期間において、ダウンリンク信号ＤＬが他の無線基地局から入力されることはないので、子機装置２４、２４Ａは正常に動作を継続することが可能となる。

本実施形態の光リピータシステム１５で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の光リピータシステム１５で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の光リピータシステム１５で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の光リピータシステム１５のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 携帯電話通信ネットワーク
１１ 他接続事業者通信ネットワーク
１２ 携帯電話コアネットワーク
１３ 基地局制御装置
１４−１〜１４−３ 無線基地局
１５ 光リピータシステム
１６ アンテナ
１７ アンテナ共用・分配器
２１ 親機装置（親局装置）
２２ ハブ装置
２３ 携帯通信端末装置
２４ 子機装置（子局装置）
２４Ａ 子機装置（子局装置）
２５ アンテナ
３１ スイッチ
３２ カプラ
３３ ＴＤＤタイミング抽出・制御部
３４ ＴＤＤタイミング調整部
３５ Ｅ／Ｏ変換部
３６ Ｏ／Ｅ変換部
３７ 遅延測定部
３８ 制御部
４１ Ｅ変換部
４２ 増幅器
４３ スイッチ
４４ ロウノイズ増幅器
４５ Ｅ／Ｏ変換部
４６ ＴＤＤタイミング制御部
４７ 制御部
５１、６１、６２ ＴＤＤタイミング調整部
ＢＬＤ ビルディング
ＤＬ ダウンリンク信号
ＤＬＣ ダウンリンク通信路
ＬＣ 光ケーブル
ＮＦ 合成
ＴＤＬｄｌｙ ダウンリンク遅延時間
ＴＵＬｄｌｙ アップリンク遅延時間
ＴＵＬｅｎｄ 終了時刻
ＵＬ アップリンク信号
ＵＬＣ アップリンク通信路

Claims (20)

1. 無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置とにより、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムであって、
   前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する遅延測定部と、
   前記親局装置と前記子局装置との間におけるアップリンク信号と前記ダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する切替タイミング調整部とを有し、
   前記切替タイミング調整部は、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記中継により発生する前記伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する、
   通信中継システム。
2. 前記切替タイミング調整部は、
   前記無線基地局のダウンリンク信号から前記切替タイミングを抽出するタイミング抽出部と、
   前記伝送遅延に係る時間に基づいて、前記切替タイミングの調整量を検出するタイミング調整部と、
   前記調整量に従って、前記切替タイミングを制御するタイミング制御部と、
   を備えた請求項１記載の通信中継システム。
3. 前記親局装置は、前記タイミング抽出部及び前記タイミング調整部を備え、
   前記子局装置は、前記タイミング制御部をそれぞれ備えた、
   請求項２記載の通信中継システム。
4. 前記親局装置は、前記タイミング抽出部を備え、
   前記子局装置は、前記タイミング調整部及び前記タイミング制御部をそれぞれ備えた、
   請求項２記載の通信中継システム。
5. 前記親局装置は、前記タイミング抽出部及び第１の前記タイミング調整部を備え、
   前記子局装置は、第２の前記タイミング調整部及び前記タイミング制御部をそれぞれ備えた、
   請求項２記載の通信中継システム。
6. 無線基地局側にある親局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを制御する手段であって、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを早めるタイミングに調整するタイミング制御部を備えた子局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる親局装置であって、
   前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する遅延測定部と、
   前記無線基地局のダウンリンク信号から前記切替タイミングを抽出するタイミング抽出部と、
   前記伝送遅延に係る時間に基づいて、前記切替タイミングの調整量を検出するタイミング調整部と、
   を備え、
   前記子局装置に、前記調整量を通知する、
   親局装置。
7. 親局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを調整するタイミング調整部と、前記切替タイミングを制御するタイミング制御部と、を備えた子局装置により、無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる親局装置であって、
   前記親局装置は、前記無線基地局のダウンリンク信号から前記切替タイミングを抽出するタイミング抽出部と、
   前記タイミング抽出部により抽出された前記切替タイミングに基づいて、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する第２のタイミング調整部を備え、
   前記第２のタイミング調整部により調整した切替タイミングを前記子局装置に通知する、
   親局装置。
8. 無線基地局のダウンリンク信号から親局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを抽出するタイミング抽出部と、前記親局装置と子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間に基づいて前記切替タイミングの調整量を検出するタイミング調整部と、を有する親局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる子局装置であって、
   前記調整量に従って、前記切替タイミングを制御する手段であって、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記伝送遅延に係る時間に基づいて、早めるタイミングに調整するタイミング制御部を備えた子局装置。
9. 無線基地局のダウンリンク信号から親局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを抽出するタイミング抽出部を有する親局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる子局装置であって、
   前記抽出された切替タイミングに基づいて、前記切替タイミングの調整量を検出するタイミング調整部と、
   前記調整量に従って、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間に基づいて、早めるタイミングに調整するタイミング制御部と、
   を備えた子局装置。
10. 無線基地局のダウンリンク信号から親局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを抽出するタイミング抽出部と、前記タイミング抽出部により抽出された前記切替タイミングに基づいて前記切替タイミングを調整する第１のタイミング調整部を有する親局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる子局装置であって、
    前記第１のタイミング調整部で調整された前記切替タイミングをさらに、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する第２のタイミング調整部と
    前記切替タイミングを制御するタイミング制御部と、
    を備えた子局装置。
11. 無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置とにより、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで実行される制御方法であって、
    前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する過程と、
    前記親局装置と前記子局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する過程と、を備え、
    前記切替タイミングを調整する過程において、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記中継により発生する前記伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する、
    制御方法。
12. 無線基地局側にある親局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを制御する手段であって、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを早めるタイミングに調整するタイミング制御部を備えた子局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる親局装置で実行される制御方法であって、
    前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する過程と、
    前記無線基地局のダウンリンク信号から前記切替タイミングを抽出する過程と、
    前記伝送遅延に係る時間に基づいて、前記切替タイミングの調整量を検出する過程と、
    前記子局装置に、前記調整量を通知する過程と、
    を備えた制御方法。
13. 無線基地局のダウンリンク信号から、親局装置との間におけるアップリンク信号と前記ダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを抽出するタイミング抽出部を有する親局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる子局装置で実行される制御方法であって、
    前記抽出された切替タイミングに基づいて、前記切替タイミングの調整量を検出する過程と、
    前記調整量に従って、前記切替タイミングを制御する過程であって、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する過程と、
    を備えた制御方法。
14. 無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置とにより、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムをコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する手段と、
    前記親局装置と前記子局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する手段と、して機能させ、
    前記切替タイミングを調整する手段は、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記中継により発生する伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する、
    プログラム。
15. 無線基地局側にある親局装置との間におけるアップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを制御し、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、早めるタイミングに調整するタイミング制御部を備えた子局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる親局装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する手段と、
    前記無線基地局のダウンリンク信号から前記切替タイミングを抽出する手段と、
    前記伝送遅延に係る時間に基づいて、前記切替タイミングの調整量を検出する手段と、
    前記子局装置に、前記調整量を通知する手段と、
    して機能させるプログラム。
16. 無線基地局のダウンリンク信号から、アップリンク信号とダウンリンク信号との送受信の切替タイミングを抽出するタイミング抽出部を有する親局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる子局装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記抽出された切替タイミングに基づいて、前記切替タイミングの調整量を検出する手段と、
    前記調整量に従って、前記切替タイミングを制御する手段であって、前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記親局装置と前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する手段と、
    して機能させるプログラム。
17. 無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置とにより、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる親局装置であって、
    前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する遅延測定部と、
    前記子局装置との間におけるアップリンク信号と前記ダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する切替タイミング調整部とを有し、
    前記切替タイミング調整部は、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記中継により発生する前記伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する、
    親局装置。
18. 無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置により、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる子局装置であって、
    前記親局装置との間におけるアップリンク信号と前記ダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する切替タイミング調整部を有し、
    前記切替タイミング調整部は、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記親局装置との間の前記中継により発生する前記伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する、
    子局装置。
19. 無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置とにより、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる親局装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記子局装置との間で発生する伝送遅延に係る時間を測定する手段と、
    前記子局装置との間におけるアップリンク信号と前記ダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する手段、として機能させ、
    前記切替タイミングを調整する手段は、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記中継により発生する前記伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する、
    プログラム。
20. 無線基地局からダウンリンク信号を受ける親局装置と子局装置とにより、前記無線基地局と携帯通信端末装置との間の通信を中継する通信中継システムで用いられる子局装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記親局装置との間におけるアップリンク信号と前記ダウンリンク信号の送受信の切替タイミングを調整する手段、として機能させ、
    前記切替タイミングを調整する手段は、前記切替タイミングにおける前記アップリンク信号から前記ダウンリンク信号への切替えを、前記親局装置との間の前記中継により発生する前記伝送遅延に係る時間に基づいて早めるタイミングに調整する、
    プログラム。

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