以下に、この発明にかかる無線通信システム、基地局、中継局および無線通信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施例の説明において、同様の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。
(実施例1)
実施例1では、基地局は、中継局で増幅を行う必要のある移動局の数、もしくは増幅を行う必要のある移動局の、セル内の全移動局に占める割合を算出する。以下、「中継局で増幅を行う必要のある移動局の数、もしくは増幅を行う必要のある移動局の、セル内の全移動局に占める割合」のことを、「増幅の必要な移動局の数または割合」と略す。中継局は、増幅の必要な移動局の数または割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅する。
図1は、実施例1にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、無線通信システムは、基地局1および中継局2を備えている。基地局1は、算出部3を備えている。算出部3は、増幅の必要な移動局6の数または割合を算出する。中継局2は、例えば割り当て部4と、増幅部5とを備えている。割り当て部4は、算出部3の算出結果に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる。増幅部5は、割り当て部4により増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する。割り当て部4は、基地局1に含まれていてもよい。なお、中継局2および移動局6の数は、それぞれ複数であってもよい。
図2は、実施例1にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図2に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行うか否かを判定する処理が開始されると、まず、基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する(ステップS1)。次いで、中継局は、ステップS1での算出結果に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS2)。次いで、中継局は、ステップS2で増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する(ステップS3)。割り当て部が基地局に含まれている場合、ステップS2は、基地局で行われる。
図3および図4は、実施例1にかかる無線通信システムの一例を示すブロック図である。図3に示すように、無線通信システムは、基地局1および1以上の中継局(図示例では、例えばA2aとB2bの二つ)を備えている。また、無線通信システムには、1以上の移動局(図示例では、例えばA6aとB6bとC6cの三つ)が存在する。例えば、移動局から基地局へ無線信号を送信する上り方向の場合、基地局1は、例えば各移動局6a,6b,6cから送信された無線信号の受信状態に基づいて、各移動局6a,6b,6cとの間の無線信号を増幅する必要があるか否かを判定する。図3では、基地局1と各移動局6a,6b,6cとの間の、無線通信のリンクを表す矢印が太いほど、基地局1における無線信号の受信状態がよいことを表している。
例えば、移動局A6aおよび移動局C6cからそれぞれ送信された無線信号の受信状態がよい場合、基地局1は、移動局A6aとの間および移動局C6cとの間の各無線信号を増幅する必要がないと判定する。例えば、移動局B6bから送信された無線信号の受信状態が悪い場合、基地局1は、移動局B6bとの間の無線信号を増幅する必要があると判定する。従って、図示例では、例えば増幅の必要な移動局の数は1であり、増幅の必要な移動局の割合は1/3である。
図4に示すように、基地局1は、各中継局2a,2bに増幅の必要な移動局の数、または増幅の必要な移動局の割合を通知する。各中継局2a,2bは、増幅の必要な移動局の数、または増幅の必要な移動局の割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる。あるいは、基地局1が、増幅の必要な移動局の数、または増幅の必要な移動局の割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当て、その割り当てに関する情報を各中継局2a,2bに通知するようにしてもよい。各中継局2a,2bは、増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する。なお、中継局の数は1または3以上でもよい。移動局の数は1、2または4以上でもよい。
実施例1によれば、中継局は、増幅の必要な移動局の数または割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅するので、増幅の必要な移動局の数または割合に対して必要かつ十分な帯域を増幅することができる。つまり、中継局は、必要以上に多くの帯域を増幅しないようにすることができる。従って、常に全ての帯域を一定の増幅率で増幅する場合に比べて、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。
(実施例2)
実施例2では、無線通信システムの全運用帯域は、例えば複数のサブ帯域に分割される。Long Term Evolution(LTE、ロングタームエボリューション)のシステムでは、運用帯域は例えば20MHzである。LTEを発展させたLTE−Advanced(LTEアドバンスト)のシステムでは、例えば100MHz程度の運用帯域が検討されている。そして、LTEシステムとLTE−Advancedのシステムとの互換性を保つため、例えばLTEシステムの運用帯域を5個分まとめてLTE−Advancedシステムの運用帯域とすることが検討されている。換言すれば、LTE−Advancedシステムでは、例えば100MHz程度の運用帯域が20MHzの5個のサブ帯域に分割される。実施例2は、例えばこのようなLTE−Advancedシステムに適用することができる。ここでは、実施例2として、LTE−Advancedシステムに適用した場合を例にして説明する。
基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する。中継局は、基地局により算出された増幅の必要な移動局の数または割合に基づいて、複数のサブ帯域のうちの1以上のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。中継局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の入力信号を増幅する。
図5は、実施例2にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図5に示すように、基地局11は、測定部12、テーブル13、判定部14および算出部15を備えている。基地局11は、図示しない移動局から送られてきた無線信号を、アンテナ16および切り替え部17を介して受信する。測定部12は、セル内の移動局の受信品質を測定する。受信品質の一例として、例えばSIR(Signal to Interference Power Ratio)が挙げられる。テーブル13には、移動局の受信品質を判定する際に用いられる閾値が格納されている。
判定部14は、移動局の受信品質と閾値とを比較する。判定部14は、例えば移動局の受信品質が閾値と同じか閾値を超える移動局について増幅が不要であると判定する。判定部14は、例えば移動局の受信品質が閾値を超えない移動局について増幅が必要であると判定する。算出部15は、判定部14の判定結果に基づいて、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する。基地局11は、算出部15で算出した増幅の必要な移動局の数または割合を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知(ブロードキャスト)する。アンテナ16、切り替え部17、測定部12、テーブル13、判定部14および算出部15は、例えば実施例1における算出部3として動作する。
図6は、実施例2にかかる中継局の構成を示すブロック図である。図7は、テーブルの一例を示す図表である。図6に示すように、中継局21は、例えば非再生処理タイプの中継局である。中継局21は、第1受信部22、テーブル23、算出部24、第2受信部25、割り当て部26、通知部27および増幅部28を備えている。中継局21は、図示しない基地局または移動局から送られてきた無線信号を、アンテナ29を介して受信する。第1受信部22は、基地局から報知された増幅の必要な移動局の数または割合を受信して保存する。
テーブル23には、増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係が格納されている(図7参照)。増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。図7において、N0、N1、N2およびN3は増幅の必要な移動局の数または割合であり、その大小関係は例えばN0<N1<N2<N3である。また、a、bおよびcは増幅するサブ帯域の数であり、その大小関係は例えばa<b<cである。
算出部24は、第1受信部22で受信した増幅の必要な移動局の数または割合とテーブル23の対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を算出する。第2受信部25は、図示しない他の中継局から通知された情報を受信して保存する。他の中継局から通知される情報には、例えば当該他の中継局が増幅しているサブ帯域の情報が含まれている。割り当て部26は、算出部24により算出された、増幅するサブ帯域の数に基づいて、複数のサブ帯域のうち、算出部24により算出された数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。サブ帯域の割り当て方法として、例えばダイナミックに割り当てる方法と、ランダムに割り当てる方法が挙げられる。
ダイナミックに割り当てる方法は、例えば第2受信部25から通知される、他の中継局で増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、未使用のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる方法である。ダイナミックに割り当てる方法によれば、注目している基地局のセル内の中継局と、注目している基地局のセルに隣接するセル内の中継局とが、同じサブ帯域を増幅するのを防ぐことができるので、干渉が起こるのを避けることができる。ランダムに割り当てる方法は、他の中継局で増幅中のサブ帯域の情報を参照しないで、任意のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる方法である。ランダムに割り当てる方法によれば、中継局同士で増幅中のサブ帯域の情報を共有する必要がないので、中継局での処理が簡便になる。
中継局21は、運用中に、例えば予め設定された条件を満たすか否かによって前記二つの割り当て方法を切り替えるようにしてもよいし、中継局21の設置場所の環境などに応じていずれか一方の割り当て方法に固定されていてもよい。中継局21がランダムに割り当てる方法に固定される場合には、第2受信部25および後述する通知部27は、動作しない。従って、中継局21がランダムに割り当てる方法に固定される場合、第2受信部25と通知部27が設けられていなくてもよい。
通知部27は、割り当て部26により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報、すなわち自局が増幅を行うサブ帯域の情報を、アンテナ30を介して他の中継局へ通知する。増幅部28は、割り当て部26により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。増幅された信号は、アンテナ30を介して送信される。アンテナ29、第1受信部22、テーブル23、算出部24、第2受信部25および割り当て部26は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。増幅部28は、例えば実施例1における増幅部5として動作する。
図8は、実施例2にかかる無線通信方法において、上述したダイナミックに割り当てる場合のフローチャートである。図8に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行うか否かを判定する処理が開始されると、まず、中継局が増幅を行わない状態において、基地局は、自局と移動局との間の移動局のSIRなどの受信品質を測定する(ステップS11)。次いで、基地局は、移動局の受信品質と予め設定された閾値とを比較し、例えば移動局の受信品質が閾値を超えない移動局について増幅が必要であると判定する。そして、基地局は、増幅の必要性の判定結果に基づいて、増幅の必要な移動局の数または割合を算出し、増幅の必要な移動局の数または割合を報知する(ステップS12)。
中継局は、基地局から報知された増幅の必要な移動局の数または割合を受信し、増幅の必要な移動局の数または割合と、増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS13)。また、中継局は、他の中継局から通知された、当該他の中継局が増幅しているサブ帯域の情報を受信する(ステップS14)。次いで、中継局は、ステップS13で決定した、増幅するサブ帯域の数と、ステップS14で受信した、他の中継局が増幅しているサブ帯域の情報とに基づいて、複数のサブ帯域のうち、ステップS13で決定した数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。すなわち、中継局は、増幅するサブ帯域をダイナミックに割り当てる(ステップS15)。次いで、中継局は、ステップS15で割り当てた、増幅するサブ帯域の情報を他の中継局へ通知する(ステップS16)。また、中継局は、ステップS15で増幅の対象に割り当てたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。この一連の処理において、ステップS14の実施タイミングは、ステップS13の後でもよいし、ステップS13の前でもよい。
図9は、実施例2にかかる無線通信方法において、上述したランダムに割り当てる場合のフローチャートである。図9に示すように、処理が開始されると、上述したダイナミックに割り当てる場合におけるステップS11〜ステップS13と同様に、基地局は、移動局の受信品質を測定し(ステップS21)、増幅の必要な移動局の数または割合を報知する(ステップS22)。そして、中継局は、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS23)。次いで、ステップS23で決定した、増幅するサブ帯域の数に基づいて、複数のサブ帯域のうち、ステップS23で決定した数分のサブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当てる(ステップS24)。次いで、中継局は、ステップS24で増幅の対象に割り当てたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。
実施例2によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局に設けられているスケジューラが、受信品質の悪い移動局の無線リソースを、中継局での増幅により受信品質が改善されたサブ帯域に割り振ることによって、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例3)
実施例3では、実施例2と同様に、無線通信システムの全運用帯域が例えば複数のサブ帯域に分割される。実施例3として、LTE−Advancedシステムに適用した場合を例にして説明する。基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を算出し、その算出結果に基づいて複数のサブ帯域のうちの1以上のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。中継局は、基地局により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の入力信号を増幅する。
図10は、実施例3にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図10に示すように、基地局31は、測定部12、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36および割り当て部37を備えている。第1テーブル32および第1算出部33は、それぞれ実施例2の基地局11におけるテーブル13および算出部15と同じである。第2テーブル34は、実施例2の中継局21におけるテーブル23と同じである。第2算出部35は、第1算出部33により算出された増幅の必要な移動局の数または割合と、第2テーブル34の対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を算出する。
送受信部36は、自局が自局のセル内の中継局に対して増幅を実施させているサブ帯域の情報を他の基地局へ送信する。また、送受信部36は、他の基地局から、該他の基地局が該他の基地局のセル内の中継局に対して増幅を実施させているサブ帯域の情報を受信して保存する。基地局同士は、制御情報をやりとりする回線を介して情報の送受信を行う。制御情報をやりとりする回線の一例として、例えばX2 Control Plane Interface(X2コントロールプレインインタフェース)が挙げられる。
割り当て部37は、複数のサブ帯域のうち、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当てる。また、割り当て部37は、送受信部36から通知される、他の中継局で増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、複数のサブ帯域のうち、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域をダイナミックに増幅の対象に割り当てる。ダイナミックに割り当てる場合、割り当て部37は、複数のサブ帯域のうち、中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)を所定の順、例えば周波数の低い順やサブ帯域の番号順に増幅の対象に割り当てるようにしてもよい。
基地局31は、割り当て部37で増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局31のその他の構成は、実施例2と同様である。アンテナ16、切り替え部17、測定部12、第1テーブル32、判定部14および第1算出部33は、例えば実施例1における算出部3として動作する。第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36および割り当て部37は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
図11は、実施例3にかかる中継局の構成を示すブロック図である。図11に示すように、中継局41は、例えば非再生処理タイプの中継局である。中継局41は、受信部42、通知部43および増幅部28を備えている。受信部42は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報を受信して保存する。通知部43は、受信部42から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報に基づいて、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域を増幅部28へ通知する。増幅部28は、通知部43から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。中継局41のその他の構成は、実施例2と同様である。アンテナ29、受信部42、通知部43および増幅部28は、例えば実施例1における増幅部5として動作する。
図12は、実施例3にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図12に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行うか否かを判定する処理が開始されると、まず、実施例2におけるステップS11〜ステップS12と同様に、基地局は、移動局の受信品質を測定し(ステップS31)、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する(ステップS32)。ただし、ステップS32では、基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を報知しない。次いで、基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合と、増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS33)。また、基地局は、他の基地局のエリア内にある中継局が増幅しているサブ帯域を抽出する(ステップS34)。
次いで、基地局は、ステップS34で抽出した増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、増幅可能なサブ帯域、すなわち他の中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)があるか否かを判断する(ステップS35)。増幅可能なサブ帯域がある場合(ステップS35:Yes)、基地局は、その増幅可能なサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS36)。その際、基地局は、例えば周波数の低い順などのように所定の順に空いているサブ帯域を増幅の対象に割り当ててもよい。増幅可能なサブ帯域がない場合(ステップS35:No)、基地局は、ランダムにサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS37)。サブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当てることによって、互いに影響し合う範囲にある別々の中継局で同じサブ帯域を増幅の対象に割り当てる確率が低くなるので、干渉が起こるのを抑制することができる。
サブ帯域の割り当てが終了すると、基地局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、他の基地局へ通知する(ステップS38)。また、基地局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を報知する(ステップS39)。中継局は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報を受信し、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する(ステップS40)。この一連の処理において、ステップS34の実施タイミングは、ステップS33の後でもよいし、ステップS33の前、ステップS32の前またはステップS31の前でもよい。また、ステップS38の実施タイミングは、ステップS39の前でもよいし、ステップS39の後またはステップS40の後でもよい。
実施例3によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。また、基地局がサブ帯域をランダムに割り当てる方法に固定されていてもよい。基地局31がランダムに割り当てる方法に固定される場合、基地局間の通信を行う送受信部36が設けられていなくてもよい。基地局31がランダムに割り当てる方法に固定される場合、図12のフローチャートにおいて、ステップS34〜ステップS36およびステップS38の各処理がなくてもよい。
(実施例4)
実施例4は、実施例3において、中継局は、自局が増幅を行う対象の移動局に関する情報を有する。中継局は、自局が増幅を行う対象の移動局に関する情報と、基地局で選択された増幅の対象の移動局に関する情報との両方に含まれる移動局の数に対応する数のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。
図13は、実施例4にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図13に示すように、基地局51は、測定部12、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35および割り当て部37を備えている。第1算出部33は、増幅の必要な移動局の数または割合を第2算出部35へ通知するとともに、判定部14により増幅が必要であると判定された移動局に関する情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。割り当て部37は、複数のサブ帯域のうち、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当て、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局51のその他の構成は、実施例3と同様である。
図14は、実施例4にかかる中継局の構成を示すブロック図である。図14に示すように、中継局61は、例えば非再生処理タイプの中継局である。中継局61は、測定部62、テーブル63、第1判定部64、生成部65、第1受信部66、第2受信部67、第2判定部68および増幅部28を備えている。測定部62は、自局と移動局との間の移動局のSIRなどの受信品質を測定する。テーブル63には、移動局の受信品質を判定する際に用いられる閾値が格納されている。移動局の受信品質と判定用の閾値との関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。
第1判定部64は、移動局の受信品質と閾値とを比較する。一般に、自局に近いほど移動局の移動局の受信品質はよくなる。第1判定部64は、例えば移動局の受信品質が閾値を超える移動局は自局の近くにいると判定する。自局の近くにいると判定された移動局は、自局が増幅を行う移動局の候補である。第1判定部64は、例えば移動局の受信品質が閾値と同じか閾値を超えない移動局は自局の近くにいないと判定する。自局の近くにいないと判定された移動局は、自局が増幅を行う移動局の候補ではない。生成部65は、第1判定部64の判定結果に基づいて、自局が増幅を行う移動局の候補のリストを生成する。
第1受信部66は、実施例3の受信部42と同じである。第2受信部67は、基地局から報知された、基地局により増幅が必要であると判定された移動局に関する情報を受信して保存する。第2判定部68は、自局が増幅を行う移動局の候補のリストと、基地局により増幅が必要であると判定された移動局に関する情報とに基づいて、自局で増幅動作を行うか否かを判定する。第2判定部68は、自局で増幅動作を行う場合、基地局により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報に基づいて、自局で実際に増幅を行うサブ帯域を決定する。
例えば、第2判定部68は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域を、自局で実際に増幅を行うサブ帯域とする。第2判定部68は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの一部が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている数に対応する数のサブ帯域を、自局で実際に増幅を行うサブ帯域とする。つまり、中継局61は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうち、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない分については、増幅を行わなくてもよい。従って、第2判定部68は、自局で実際に増幅を行うサブ帯域を決定する際、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域から、自局で増幅を行わない移動局の数に対応する数のサブ帯域を例えばランダムに間引いてもよい。自局で増幅を行わない移動局の数と間引きされるサブ帯域の数との対応関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。
第2判定部68は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない場合、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域を、自局で実際に増幅を行うサブ帯域としない。つまり、中継局61は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない場合、増幅を行わなくてもよい。第2判定部68は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域を増幅部28へ通知する。増幅部28は、第2判定部68から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。中継局61のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ29、測定部62、テーブル63、第1判定部64、生成部65、第1受信部66、第2受信部67、第2判定部68および増幅部28は、例えば実施例1における増幅部5として動作する。
図15は、実施例4にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図15に示すように、処理が開始されると、まず、実施例3におけるステップS31〜ステップS33と同様に、基地局は、移動局の受信品質を測定し(ステップS41)、増幅の必要な移動局の数または割合を算出し(ステップS42)、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS43)。次いで、基地局は、増幅するサブ帯域の数と、増幅が必要であると判定した移動局に関する情報とを報知する(ステップS44)。
一方、中継局は、自局と移動局との間の移動局のSIRなどの受信品質を測定する。中継局は、移動局の受信品質と予め設定された閾値とを比較し、例えば移動局の受信品質が閾値を超える移動局については、自局の近くにいる移動局であると判定する。そして、中継局は、自局の近くにいると判定された移動局のリストを生成する(ステップS45)。次いで、中継局は、基地局から報知された、増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれているか否かを判定する(ステップS46)。基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合(ステップS46:Yes)、中継局は、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域を増幅する(ステップS47)。
基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの一部が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合(ステップS46:No、ステップS48:Yes)、中継局は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている数に対応する数のサブ帯域を増幅する(ステップS49)。中継局は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない場合(ステップS48:No)、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域について増幅を行わない(ステップS50)。この一連の処理において、ステップS45の実施タイミングは、ステップS44の後でもよいし、ステップS44の前、ステップS43の前、ステップS42の前またはステップS41の前でもよい。
実施例4によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、中継局は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうち、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている移動局の数に対応する数のサブ帯域を増幅するので、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない移動局の分のサブ帯域を増幅しないようにすることができる。従って、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例5)
実施例5は、実施例3において、基地局が各サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて1以上のサブ帯域を増幅の対象に割り当てるようにしたものである。実施例5における基地局の構成は、例えば図16に示す通りである。実施例5における中継局の構成は、実施例3と同様である。
図16は、実施例5にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図16に示すように、基地局71は、第1測定部72、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36、割り当て部37、第2測定部73、第3テーブル74および第3算出部75を備えている。第1測定部72は、実施例3の測定部12と同じである。第2測定部73は、サブ帯域ごとにセル内の干渉電力を測定する。第3テーブル74には、サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて増幅を行うか否かを判定する際に用いられる閾値が格納されている。サブ帯域のセル内の干渉電力と判定用の閾値との関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。
第3算出部75は、サブ帯域のセル内の干渉電力と、第3テーブル74の閾値とに基づいて、中継局で増幅することができるサブ帯域を決定する。第3算出部75は、例えば干渉電力が閾値以下のサブ帯域を、中継局で増幅することができるサブ帯域に決定する。第3算出部75は、例えば干渉電力が閾値を超えているサブ帯域を、中継局で増幅することができないサブ帯域に決定する。
割り当て部37は、送受信部36から通知される、中継局で増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)を求める。割り当て部37は、空いているサブ帯域のうち、第3算出部75により、中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域を抽出する。割り当て部37は、抽出したサブ帯域の中から、所定の順、例えば干渉電力が小さい順に、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。または、割り当て部37は、抽出したサブ帯域の中から、第2算出部35により算出された数分の任意のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。割り当て部37は、第3算出部75において中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の数よりも、第2算出部35において算出された増幅するサブ帯域の数の方が多い場合には、第3算出部75において中継局で増幅することができると決定された全てのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。基地局71のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ16、切り替え部17、第1測定部72、第1テーブル32、判定部14および第1算出部33は、例えば実施例1における算出部3として動作する。第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36、割り当て部37、第2測定部73、第3テーブル74および第3算出部75は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
図17は、実施例5にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図17に示すように、基地局においてサブ帯域を増幅の対象に割り当てる処理が開始されると、まず、実施例3におけるステップS31〜ステップS33と同様に、基地局は、移動局の受信品質に基づいて増幅の必要な移動局の数または割合を算出し(ステップS51)、増幅するサブ帯域の数k(kは0以上の整数)を算出する(ステップS52)。次いで、基地局は、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域の数m(mは0以上の整数)を算出する(ステップS53)。次いで、基地局は、他の基地局のエリア内にある中継局が増幅しているサブ帯域の情報に基づいて、他の中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)を抽出する(ステップS54)。次いで、基地局は、空いているサブ帯域のうち、例えば干渉電力の最も小さい一つのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS55)。
次いで、基地局は、kおよびmの値をそれぞれ1だけデクリメントする(ステップS56)。基地局は、kの値をデクリメントした結果、kの値が0になったか否かを判定する(ステップS57)。kの値が0である場合(ステップS57:Yes)、増幅するサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。kの値が0でない場合(ステップS57:No)、基地局は、mの値が0になったか否かを判定する(ステップS58)。mの値が0である場合(ステップS58:Yes)、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。mの値が0でない場合(ステップS58:No)、ステップS55に戻り、例えばその時点で干渉電力の最も小さい一つのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS55)。
そして、増幅するサブ帯域がなくなるか、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域がなくなるまで、ステップS55〜ステップS58を繰り返す。この一連の処理において、ステップS53の実施タイミングは、ステップS52の後でもよいし、ステップS52の前またはステップS51の前でもよい。また、ステップS54の実施タイミングは、ステップS53の後でもよいし、ステップS53の前、ステップS52の前またはステップS51の前でもよい。基地局で増幅の対象となるサブ帯域を割り当てた後における基地局および中継局のそれぞれでの処理は、実施例3と同様である。
実施例5によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局が、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域を増幅の対象に割り当てるので、セル内の干渉電力が閾値を超えるサブ帯域が増幅されるのを防ぐことができる。従って、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例6)
実施例6は、実施例3において、基地局が各サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて各サブ帯域の増幅率を算出するようにしたものである。実施例6における基地局の構成は、例えば図18に示す通りである。
図18は、実施例6にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図18に示すように、基地局81は、第1測定部82、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35、割り当て部37、第2測定部83、第3テーブル84および第3算出部85を備えている。第1測定部82は、実施例3の測定部12と同じである。第2測定部83は、実施例5の第2測定部73と同じである。第3テーブル84には、サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいてサブ帯域の増幅率を決定する際に用いられる閾値が格納されている。サブ帯域のセル内の干渉電力と増幅率の閾値との関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。一般に、セル内の干渉電力が大きくなるにつれて、増幅率が小さくなる。
第3算出部85は、サブ帯域のセル内の干渉電力と、第3テーブル84の閾値とに基づいて、各サブ帯域の増幅率を算出する。第3算出部85は、各サブ帯域の増幅率に基づいて中継局で増幅することができるサブ帯域を決定する。第3算出部85は、例えば増幅率が閾値以上のサブ帯域を、中継局で増幅することができるサブ帯域に決定する。第3算出部85は、例えば増幅率が閾値よりも小さいサブ帯域を、中継局で増幅することができないサブ帯域に決定する。第3算出部85において、中継局で増幅することができるか否かを決定する際の閾値は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。第3算出部85において、中継局で増幅することができるか否かを決定する際の閾値は、例えば0dBであってもよい。
割り当て部37は、第3算出部85により、中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の中から、所定の順、例えば増幅率が大きい順、すなわち干渉電力が小さい順に、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。または、割り当て部37は、第3算出部85により、中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の中から、第2算出部35により算出された数分の任意のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。割り当て部37は、第3算出部85において中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の数よりも、第2算出部35において算出された増幅するサブ帯域の数の方が多い場合には、第3算出部85において中継局で増幅することができると決定された全てのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。基地局81は、割り当て部37で増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報と該サブ帯域の増幅率を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局81のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ16、切り替え部17、第1測定部82、第1テーブル32、判定部14および第1算出部33は、例えば実施例1における算出部3として動作する。第2テーブル34、第2算出部35、割り当て部37、第2測定部83、第3テーブル84および第3算出部85は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
実施例6における中継局の構成は、実施例3と同様である。ただし、図11に示す実施例3の中継局41において、受信部42は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報と該サブ帯域の増幅率を受信して保存する。通知部43は、受信部42から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報と該サブ帯域の増幅率に基づいて、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域と該サブ帯域の増幅率を増幅部28へ通知する。増幅部28は、通知部43から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を、基地局から報知された増幅率で増幅する。
図19は、実施例6にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図19に示すように、基地局においてサブ帯域を増幅の対象に割り当てる処理が開始されると、まず、実施例3におけるステップS31〜ステップS33と同様に、基地局は、移動局の受信品質に基づいて増幅の必要な移動局の数または割合を算出し(ステップS61)、増幅するサブ帯域の数k(kは0以上の整数)を算出する(ステップS62)。次いで、基地局は、各サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて各サブ帯域の増幅率を求め、増幅率が閾値以上であるサブ帯域の数m(mは0以上の整数)を算出する(ステップS63)。次いで、基地局は、例えば増幅率の最も大きい一つのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS64)。
次いで、実施例5におけるステップS56〜ステップS58と同様に、基地局は、kおよびmの値を1ずつ減らしながら(ステップS65)、kの値が0になったか否かを判定し(ステップS66)、またmの値が0になったか否かを判定する(ステップS67)。kの値が0になったら(ステップS66:Yes)、増幅するサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。あるいは、mの値が0になったら(ステップS67:Yes)、増幅率が閾値以上であるサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。この一連の処理において、ステップS63の実施タイミングは、ステップS62の後でもよいし、ステップS62の前またはステップS61の前でもよい。基地局で増幅の対象となるサブ帯域を割り当てた後における基地局および中継局のそれぞれでの処理は、実施例3と同様である。ただし、基地局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、他の基地局へ通知しなくてよい。
実施例6によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局が、増幅率が閾値以上であるサブ帯域を増幅の対象に割り当てるので、増幅率が閾値よりも小さいサブ帯域、すなわちセル内の干渉電力が所定値よりも大きいサブ帯域が増幅されるのを防ぐことができる。従って、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例7)
実施例7は、実施例3において、基地局が、増幅の対象の移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当てるようにしたものである。実施例7における基地局の構成は、例えば図20に示す通りである。
図20は、実施例7にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図20に示すように、基地局91は、測定部12、テーブル92、判定部14、抽出部93、スケジューラ94および割り当て部37を備えている。テーブル92は、実施例3の第1テーブル32と同じである。抽出部93は、判定部14により、増幅が必要であると判定された移動局の情報を抽出する。スケジューラ94は、抽出部93により抽出された移動局の情報に基づいて、該移動局の無線リソースの情報を抽出する。無線リソースの情報には、例えば移動局が使用している周波数帯域の情報が含まれる。また、スケジューラ94は、移動局に対して無線リソースを割り振る。
割り当て部37は、スケジューラ94から通知された、増幅が必要であると判定された移動局の無線リソースの情報に基づいて、該移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当てる。基地局91は、割り当て部37で増幅の対象に割り当てた周波数帯域の情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局91は、増幅の対象に割り当てた周波数帯域の情報とともに、他の無線リソースの情報を報知してもよい。基地局91のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ16、切り替え部17、測定部12、テーブル92、判定部14および抽出部93は、例えば実施例1における算出部3として動作する。ただし、実施例7では、増幅の必要な移動局の数または割合を算出するわけではない。スケジューラ94および割り当て部37は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
実施例7における中継局の構成は、実施例3と同様である。ただし、図11に示す実施例3の中継局41において、受信部42は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域の情報を受信して保存する。受信部42は、周波数帯域の情報とともに、他の無線リソースの情報を受信して保存してもよい。通知部43は、受信部42から通知された、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域の情報に基づいて、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域を増幅部28へ通知する。増幅部28は、通知部43から通知された、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域のアナログの入力信号を増幅する。
図21は、実施例7にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図21に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行う処理が開始されると、まず、基地局は、移動局のSIRなどの受信品質を測定し、受信品質と予め設定された閾値とを比較して、増幅の必要な移動局を割り出す(ステップS71)。次いで、基地局は、増幅の必要な移動局が使用している周波数帯域などの無線リソースを割り出す(ステップS72)。そして、基地局は、増幅の必要な移動局が使用している無線リソースの情報を報知する。中継局は、基地局から通知された無線リソースの周波数帯域を増幅する(ステップS73)。
実施例7によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局が、増幅の必要な移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当て、中継局が、増幅の必要な移動局が使用している周波数帯域を増幅するので、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
以下に、この発明にかかる無線通信システム、基地局、中継局および無線通信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施例の説明において、同様の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。
(実施例1)
実施例1では、基地局は、中継局で増幅を行う必要のある移動局の数、もしくは増幅を行う必要のある移動局の、セル内の全移動局に占める割合を算出する。以下、「中継局で増幅を行う必要のある移動局の数、もしくは増幅を行う必要のある移動局の、セル内の全移動局に占める割合」のことを、「増幅の必要な移動局の数または割合」と略す。中継局は、増幅の必要な移動局の数または割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅する。
図1は、実施例1にかかる無線通信システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、無線通信システムは、基地局1および中継局2を備えている。基地局1は、算出部3を備えている。算出部3は、増幅の必要な移動局6の数または割合を算出する。中継局2は、例えば割り当て部4と、増幅部5とを備えている。割り当て部4は、算出部3の算出結果に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる。増幅部5は、割り当て部4により増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する。割り当て部4は、基地局1に含まれていてもよい。なお、中継局2および移動局6の数は、それぞれ複数であってもよい。
図2は、実施例1にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図2に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行うか否かを判定する処理が開始されると、まず、基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する(ステップS1)。次いで、中継局は、ステップS1での算出結果に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS2)。次いで、中継局は、ステップS2で増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する(ステップS3)。割り当て部が基地局に含まれている場合、ステップS2は、基地局で行われる。
図3および図4は、実施例1にかかる無線通信システムの一例を示すブロック図である。図3に示すように、無線通信システムは、基地局1および1以上の中継局(図示例では、例えばA2aとB2bの二つ)を備えている。また、無線通信システムには、1以上の移動局(図示例では、例えばA6aとB6bとC6cの三つ)が存在する。例えば、移動局から基地局へ無線信号を送信する上り方向の場合、基地局1は、例えば各移動局6a,6b,6cから送信された無線信号の受信状態に基づいて、各移動局6a,6b,6cとの間の無線信号を増幅する必要があるか否かを判定する。図3では、基地局1と各移動局6a,6b,6cとの間の、無線通信のリンクを表す矢印が太いほど、基地局1における無線信号の受信状態がよいことを表している。
例えば、移動局A6aおよび移動局C6cからそれぞれ送信された無線信号の受信状態がよい場合、基地局1は、移動局A6aとの間および移動局C6cとの間の各無線信号を増幅する必要がないと判定する。例えば、移動局B6bから送信された無線信号の受信状態が悪い場合、基地局1は、移動局B6bとの間の無線信号を増幅する必要があると判定する。従って、図示例では、例えば増幅の必要な移動局の数は1であり、増幅の必要な移動局の割合は1/3である。
図4に示すように、基地局1は、各中継局2a,2bに増幅の必要な移動局の数、または増幅の必要な移動局の割合を通知する。各中継局2a,2bは、増幅の必要な移動局の数、または増幅の必要な移動局の割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる。あるいは、基地局1が、増幅の必要な移動局の数、または増幅の必要な移動局の割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当て、その割り当てに関する情報を各中継局2a,2bに通知するようにしてもよい。各中継局2a,2bは、増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する。なお、中継局の数は1または3以上でもよい。移動局の数は1、2または4以上でもよい。
実施例1によれば、中継局は、増幅の必要な移動局の数または割合に基づいて、複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅するので、増幅の必要な移動局の数または割合に対して必要かつ十分な帯域を増幅することができる。つまり、中継局は、必要以上に多くの帯域を増幅しないようにすることができる。従って、常に全ての帯域を一定の増幅率で増幅する場合に比べて、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。
(実施例2)
実施例2では、無線通信システムの全運用帯域は、例えば複数のサブ帯域に分割される。Long Term Evolution(LTE、ロングタームエボリューション)のシステムでは、運用帯域は例えば20MHzである。LTEを発展させたLTE−Advanced(LTEアドバンスト)のシステムでは、例えば100MHz程度の運用帯域が検討されている。そして、LTEシステムとLTE−Advancedのシステムとの互換性を保つため、例えばLTEシステムの運用帯域を5個分まとめてLTE−Advancedシステムの運用帯域とすることが検討されている。換言すれば、LTE−Advancedシステムでは、例えば100MHz程度の運用帯域が20MHzの5個のサブ帯域に分割される。実施例2は、例えばこのようなLTE−Advancedシステムに適用することができる。ここでは、実施例2として、LTE−Advancedシステムに適用した場合を例にして説明する。
基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する。中継局は、基地局により算出された増幅の必要な移動局の数または割合に基づいて、複数のサブ帯域のうちの1以上のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。中継局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の入力信号を増幅する。
図5は、実施例2にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図5に示すように、基地局11は、測定部12、テーブル13、判定部14および算出部15を備えている。基地局11は、図示しない移動局から送られてきた無線信号を、アンテナ16および切り替え部17を介して受信する。測定部12は、セル内の移動局の受信品質を測定する。受信品質の一例として、例えばSIR(Signal to Interference Power Ratio)が挙げられる。テーブル13には、移動局の受信品質を判定する際に用いられる閾値が格納されている。
判定部14は、移動局の受信品質と閾値とを比較する。判定部14は、例えば移動局の受信品質が閾値と同じか閾値を超える移動局について増幅が不要であると判定する。判定部14は、例えば移動局の受信品質が閾値を超えない移動局について増幅が必要であると判定する。算出部15は、判定部14の判定結果に基づいて、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する。基地局11は、算出部15で算出した増幅の必要な移動局の数または割合を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知(ブロードキャスト)する。アンテナ16、切り替え部17、測定部12、テーブル13、判定部14および算出部15は、例えば実施例1における算出部3として動作する。
図6は、実施例2にかかる中継局の構成を示すブロック図である。図7は、テーブルの一例を示す図表である。図6に示すように、中継局21は、例えば非再生処理タイプの中継局である。中継局21は、第1受信部22、テーブル23、算出部24、第2受信部25、割り当て部26、通知部27および増幅部28を備えている。中継局21は、図示しない基地局または移動局から送られてきた無線信号を、アンテナ29を介して受信する。第1受信部22は、基地局から報知された増幅の必要な移動局の数または割合を受信して保存する。
テーブル23には、増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係が格納されている(図7参照)。増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。図7において、N0、N1、N2およびN3は増幅の必要な移動局の数または割合であり、その大小関係は例えばN0<N1<N2<N3である。また、a、bおよびcは増幅するサブ帯域の数であり、その大小関係は例えばa<b<cである。
算出部24は、第1受信部22で受信した増幅の必要な移動局の数または割合とテーブル23の対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を算出する。第2受信部25は、図示しない他の中継局から通知された情報を受信して保存する。他の中継局から通知される情報には、例えば当該他の中継局が増幅しているサブ帯域の情報が含まれている。割り当て部26は、算出部24により算出された、増幅するサブ帯域の数に基づいて、複数のサブ帯域のうち、算出部24により算出された数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。サブ帯域の割り当て方法として、例えばダイナミックに割り当てる方法と、ランダムに割り当てる方法が挙げられる。
ダイナミックに割り当てる方法は、例えば第2受信部25から通知される、他の中継局で増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、未使用のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる方法である。ダイナミックに割り当てる方法によれば、注目している基地局のセル内の中継局と、注目している基地局のセルに隣接するセル内の中継局とが、同じサブ帯域を増幅するのを防ぐことができるので、干渉が起こるのを避けることができる。ランダムに割り当てる方法は、他の中継局で増幅中のサブ帯域の情報を参照しないで、任意のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる方法である。ランダムに割り当てる方法によれば、中継局同士で増幅中のサブ帯域の情報を共有する必要がないので、中継局での処理が簡便になる。
中継局21は、運用中に、例えば予め設定された条件を満たすか否かによって前記二つの割り当て方法を切り替えるようにしてもよいし、中継局21の設置場所の環境などに応じていずれか一方の割り当て方法に固定されていてもよい。中継局21がランダムに割り当てる方法に固定される場合には、第2受信部25および後述する通知部27は、動作しない。従って、中継局21がランダムに割り当てる方法に固定される場合、第2受信部25と通知部27が設けられていなくてもよい。
通知部27は、割り当て部26により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報、すなわち自局が増幅を行うサブ帯域の情報を、アンテナ30を介して他の中継局へ通知する。増幅部28は、割り当て部26により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。増幅された信号は、アンテナ30を介して送信される。アンテナ29、第1受信部22、テーブル23、算出部24、第2受信部25および割り当て部26は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。増幅部28は、例えば実施例1における増幅部5として動作する。
図8は、実施例2にかかる無線通信方法において、上述したダイナミックに割り当てる場合のフローチャートである。図8に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行うか否かを判定する処理が開始されると、まず、中継局が増幅を行わない状態において、基地局は、自局と移動局との間の移動局のSIRなどの受信品質を測定する(ステップS11)。次いで、基地局は、移動局の受信品質と予め設定された閾値とを比較し、例えば移動局の受信品質が閾値を超えない移動局について増幅が必要であると判定する。そして、基地局は、増幅の必要性の判定結果に基づいて、増幅の必要な移動局の数または割合を算出し、増幅の必要な移動局の数または割合を報知する(ステップS12)。
中継局は、基地局から報知された増幅の必要な移動局の数または割合を受信し、増幅の必要な移動局の数または割合と、増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS13)。また、中継局は、他の中継局から通知された、当該他の中継局が増幅しているサブ帯域の情報を受信する(ステップS14)。次いで、中継局は、ステップS13で決定した、増幅するサブ帯域の数と、ステップS14で受信した、他の中継局が増幅しているサブ帯域の情報とに基づいて、複数のサブ帯域のうち、ステップS13で決定した数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。すなわち、中継局は、増幅するサブ帯域をダイナミックに割り当てる(ステップS15)。次いで、中継局は、ステップS15で割り当てた、増幅するサブ帯域の情報を他の中継局へ通知する(ステップS16)。また、中継局は、ステップS15で増幅の対象に割り当てたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。この一連の処理において、ステップS14の実施タイミングは、ステップS13の後でもよいし、ステップS13の前でもよい。
図9は、実施例2にかかる無線通信方法において、上述したランダムに割り当てる場合のフローチャートである。図9に示すように、処理が開始されると、上述したダイナミックに割り当てる場合におけるステップS11〜ステップS13と同様に、基地局は、移動局の受信品質を測定し(ステップS21)、増幅の必要な移動局の数または割合を報知する(ステップS22)。そして、中継局は、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS23)。次いで、ステップS23で決定した、増幅するサブ帯域の数に基づいて、複数のサブ帯域のうち、ステップS23で決定した数分のサブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当てる(ステップS24)。次いで、中継局は、ステップS24で増幅の対象に割り当てたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。
実施例2によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局に設けられているスケジューラが、受信品質の悪い移動局の無線リソースを、中継局での増幅により受信品質が改善されたサブ帯域に割り振ることによって、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例3)
実施例3では、実施例2と同様に、無線通信システムの全運用帯域が例えば複数のサブ帯域に分割される。実施例3として、LTE−Advancedシステムに適用した場合を例にして説明する。基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を算出し、その算出結果に基づいて複数のサブ帯域のうちの1以上のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。中継局は、基地局により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の入力信号を増幅する。
図10は、実施例3にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図10に示すように、基地局31は、測定部12、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36および割り当て部37を備えている。第1テーブル32および第1算出部33は、それぞれ実施例2の基地局11におけるテーブル13および算出部15と同じである。第2テーブル34は、実施例2の中継局21におけるテーブル23と同じである。第2算出部35は、第1算出部33により算出された増幅の必要な移動局の数または割合と、第2テーブル34の対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を算出する。
送受信部36は、自局が自局のセル内の中継局に対して増幅を実施させているサブ帯域の情報を他の基地局へ送信する。また、送受信部36は、他の基地局から、該他の基地局が該他の基地局のセル内の中継局に対して増幅を実施させているサブ帯域の情報を受信して保存する。基地局同士は、制御情報をやりとりする回線を介して情報の送受信を行う。制御情報をやりとりする回線の一例として、例えばX2 Control Plane Interface(X2コントロールプレインインタフェース)が挙げられる。
割り当て部37は、複数のサブ帯域のうち、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当てる。また、割り当て部37は、送受信部36から通知される、他の中継局で増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、複数のサブ帯域のうち、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域をダイナミックに増幅の対象に割り当てる。ダイナミックに割り当てる場合、割り当て部37は、複数のサブ帯域のうち、中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)を所定の順、例えば周波数の低い順やサブ帯域の番号順に増幅の対象に割り当てるようにしてもよい。
基地局31は、割り当て部37で増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局31のその他の構成は、実施例2と同様である。アンテナ16、切り替え部17、測定部12、第1テーブル32、判定部14および第1算出部33は、例えば実施例1における算出部3として動作する。第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36および割り当て部37は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
図11は、実施例3にかかる中継局の構成を示すブロック図である。図11に示すように、中継局41は、例えば非再生処理タイプの中継局である。中継局41は、受信部42、通知部43および増幅部28を備えている。受信部42は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報を受信して保存する。通知部43は、受信部42から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報に基づいて、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域を増幅部28へ通知する。増幅部28は、通知部43から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。中継局41のその他の構成は、実施例2と同様である。アンテナ29、受信部42、通知部43および増幅部28は、例えば実施例1における増幅部5として動作する。
図12は、実施例3にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図12に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行うか否かを判定する処理が開始されると、まず、実施例2におけるステップS11〜ステップS12と同様に、基地局は、移動局の受信品質を測定し(ステップS31)、増幅の必要な移動局の数または割合を算出する(ステップS32)。ただし、ステップS32では、基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合を報知しない。次いで、基地局は、増幅の必要な移動局の数または割合と、増幅の必要な移動局の数または割合と増幅するサブ帯域の数との対応関係とに基づいて、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS33)。また、基地局は、他の基地局のエリア内にある中継局が増幅しているサブ帯域を抽出する(ステップS34)。
次いで、基地局は、ステップS34で抽出した増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、増幅可能なサブ帯域、すなわち他の中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)があるか否かを判断する(ステップS35)。増幅可能なサブ帯域がある場合(ステップS35:Yes)、基地局は、その増幅可能なサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS36)。その際、基地局は、例えば周波数の低い順などのように所定の順に空いているサブ帯域を増幅の対象に割り当ててもよい。増幅可能なサブ帯域がない場合(ステップS35:No)、基地局は、ランダムにサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS37)。サブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当てることによって、互いに影響し合う範囲にある別々の中継局で同じサブ帯域を増幅の対象に割り当てる確率が低くなるので、干渉が起こるのを抑制することができる。
サブ帯域の割り当てが終了すると、基地局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、他の基地局へ通知する(ステップS38)。また、基地局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を報知する(ステップS39)。中継局は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報を受信し、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する(ステップS40)。この一連の処理において、ステップS34の実施タイミングは、ステップS33の後でもよいし、ステップS33の前、ステップS32の前またはステップS31の前でもよい。また、ステップS38の実施タイミングは、ステップS39の前でもよいし、ステップS39の後またはステップS40の後でもよい。
実施例3によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。また、基地局がサブ帯域をランダムに割り当てる方法に固定されていてもよい。基地局31がランダムに割り当てる方法に固定される場合、基地局間の通信を行う送受信部36が設けられていなくてもよい。基地局31がランダムに割り当てる方法に固定される場合、図12のフローチャートにおいて、ステップS34〜ステップS36およびステップS38の各処理がなくてもよい。
(実施例4)
実施例4は、実施例3において、中継局は、自局が増幅を行う対象の移動局に関する情報を有する。中継局は、自局が増幅を行う対象の移動局に関する情報と、基地局で選択された増幅の対象の移動局に関する情報との両方に含まれる移動局の数に対応する数のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。
図13は、実施例4にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図13に示すように、基地局51は、測定部12、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35および割り当て部37を備えている。第1算出部33は、増幅の必要な移動局の数または割合を第2算出部35へ通知するとともに、判定部14により増幅が必要であると判定された移動局に関する情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。割り当て部37は、複数のサブ帯域のうち、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域をランダムに増幅の対象に割り当て、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局51のその他の構成は、実施例3と同様である。
図14は、実施例4にかかる中継局の構成を示すブロック図である。図14に示すように、中継局61は、例えば非再生処理タイプの中継局である。中継局61は、測定部62、テーブル63、第1判定部64、生成部65、第1受信部66、第2受信部67、第2判定部68および増幅部28を備えている。測定部62は、自局と移動局との間の移動局のSIRなどの受信品質を測定する。テーブル63には、移動局の受信品質を判定する際に用いられる閾値が格納されている。移動局の受信品質と判定用の閾値との関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。
第1判定部64は、移動局の受信品質と閾値とを比較する。一般に、自局に近いほど移動局の受信品質はよくなる。第1判定部64は、例えば移動局の受信品質が閾値を超える移動局は自局の近くにいると判定する。自局の近くにいると判定された移動局は、自局が増幅を行う移動局の候補である。第1判定部64は、例えば移動局の受信品質が閾値と同じか閾値を超えない移動局は自局の近くにいないと判定する。自局の近くにいないと判定された移動局は、自局が増幅を行う移動局の候補ではない。生成部65は、第1判定部64の判定結果に基づいて、自局が増幅を行う移動局の候補のリストを生成する。
第1受信部66は、実施例3の受信部42と同じである。第2受信部67は、基地局から報知された、基地局により増幅が必要であると判定された移動局に関する情報を受信して保存する。第2判定部68は、自局が増幅を行う移動局の候補のリストと、基地局により増幅が必要であると判定された移動局に関する情報とに基づいて、自局で増幅動作を行うか否かを判定する。第2判定部68は、自局で増幅動作を行う場合、基地局により増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報に基づいて、自局で実際に増幅を行うサブ帯域を決定する。
例えば、第2判定部68は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域を、自局で実際に増幅を行うサブ帯域とする。第2判定部68は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの一部が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている数に対応する数のサブ帯域を、自局で実際に増幅を行うサブ帯域とする。つまり、中継局61は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうち、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない分については、増幅を行わなくてもよい。従って、第2判定部68は、自局で実際に増幅を行うサブ帯域を決定する際、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域から、自局で増幅を行わない移動局の数に対応する数のサブ帯域を例えばランダムに間引いてもよい。自局で増幅を行わない移動局の数と間引きされるサブ帯域の数との対応関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。
第2判定部68は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない場合、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域を、自局で実際に増幅を行うサブ帯域としない。つまり、中継局61は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない場合、増幅を行わなくてもよい。第2判定部68は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域を増幅部28へ通知する。増幅部28は、第2判定部68から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を増幅する。中継局61のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ29、測定部62、テーブル63、第1判定部64、生成部65、第1受信部66、第2受信部67、第2判定部68および増幅部28は、例えば実施例1における増幅部5として動作する。
図15は、実施例4にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図15に示すように、処理が開始されると、まず、実施例3におけるステップS31〜ステップS33と同様に、基地局は、移動局の受信品質を測定し(ステップS41)、増幅の必要な移動局の数または割合を算出し(ステップS42)、増幅するサブ帯域の数を決定する(ステップS43)。次いで、基地局は、増幅するサブ帯域の数と、増幅が必要であると判定した移動局に関する情報とを報知する(ステップS44)。
一方、中継局は、自局と移動局との間の移動局のSIRなどの受信品質を測定する。中継局は、移動局の受信品質と予め設定された閾値とを比較し、例えば移動局の受信品質が閾値を超える移動局については、自局の近くにいる移動局であると判定する。そして、中継局は、自局の近くにいると判定された移動局のリストを生成する(ステップS45)。次いで、中継局は、基地局から報知された、増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれているか否かを判定する(ステップS46)。基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合(ステップS46:Yes)、中継局は、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域を増幅する(ステップS47)。
基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの一部が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている場合(ステップS46:No、ステップS48:Yes)、中継局は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうちの、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている数に対応する数のサブ帯域を増幅する(ステップS49)。中継局は、基地局により増幅が必要であると判定された全ての移動局が、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない場合(ステップS48:No)、基地局により増幅の対象に割り当てられた全てのサブ帯域について増幅を行わない(ステップS50)。この一連の処理において、ステップS45の実施タイミングは、ステップS44の後でもよいし、ステップS44の前、ステップS43の前、ステップS42の前またはステップS41の前でもよい。
実施例4によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、中継局は、基地局により増幅が必要であると判定された移動局のうち、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれている移動局の数に対応する数のサブ帯域を増幅するので、自局が増幅を行う移動局の候補のリストに含まれていない移動局の分のサブ帯域を増幅しないようにすることができる。従って、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例5)
実施例5は、実施例3において、基地局が各サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて1以上のサブ帯域を増幅の対象に割り当てるようにしたものである。実施例5における基地局の構成は、例えば図16に示す通りである。実施例5における中継局の構成は、実施例3と同様である。
図16は、実施例5にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図16に示すように、基地局71は、第1測定部72、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36、割り当て部37、第2測定部73、第3テーブル74および第3算出部75を備えている。第1測定部72は、実施例3の測定部12と同じである。第2測定部73は、サブ帯域ごとにセル内の干渉電力を測定する。第3テーブル74には、サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて増幅を行うか否かを判定する際に用いられる閾値が格納されている。サブ帯域のセル内の干渉電力と判定用の閾値との関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。
第3算出部75は、サブ帯域のセル内の干渉電力と、第3テーブル74の閾値とに基づいて、中継局で増幅することができるサブ帯域を決定する。第3算出部75は、例えば干渉電力が閾値以下のサブ帯域を、中継局で増幅することができるサブ帯域に決定する。第3算出部75は、例えば干渉電力が閾値を超えているサブ帯域を、中継局で増幅することができないサブ帯域に決定する。
割り当て部37は、送受信部36から通知される、中継局で増幅中のサブ帯域の情報に基づいて、中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)を求める。割り当て部37は、空いているサブ帯域のうち、第3算出部75により、中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域を抽出する。割り当て部37は、抽出したサブ帯域の中から、所定の順、例えば干渉電力が小さい順に、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。または、割り当て部37は、抽出したサブ帯域の中から、第2算出部35により算出された数分の任意のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。割り当て部37は、第3算出部75において中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の数よりも、第2算出部35において算出された増幅するサブ帯域の数の方が多い場合には、第3算出部75において中継局で増幅することができると決定された全てのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。基地局71のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ16、切り替え部17、第1測定部72、第1テーブル32、判定部14および第1算出部33は、例えば実施例1における算出部3として動作する。第2テーブル34、第2算出部35、送受信部36、割り当て部37、第2測定部73、第3テーブル74および第3算出部75は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
図17は、実施例5にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図17に示すように、基地局においてサブ帯域を増幅の対象に割り当てる処理が開始されると、まず、実施例3におけるステップS31〜ステップS33と同様に、基地局は、移動局の受信品質に基づいて増幅の必要な移動局の数または割合を算出し(ステップS51)、増幅するサブ帯域の数k(kは0以上の整数)を算出する(ステップS52)。次いで、基地局は、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域の数m(mは0以上の整数)を算出する(ステップS53)。次いで、基地局は、他の基地局のエリア内にある中継局が増幅しているサブ帯域の情報に基づいて、他の中継局により増幅されていないサブ帯域(空いているサブ帯域)を抽出する(ステップS54)。次いで、基地局は、空いているサブ帯域のうち、例えば干渉電力の最も小さい一つのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS55)。
次いで、基地局は、kおよびmの値をそれぞれ1だけデクリメントする(ステップS56)。基地局は、kの値をデクリメントした結果、kの値が0になったか否かを判定する(ステップS57)。kの値が0である場合(ステップS57:Yes)、増幅するサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。kの値が0でない場合(ステップS57:No)、基地局は、mの値が0になったか否かを判定する(ステップS58)。mの値が0である場合(ステップS58:Yes)、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。mの値が0でない場合(ステップS58:No)、ステップS55に戻り、例えばその時点で干渉電力の最も小さい一つのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS55)。
そして、増幅するサブ帯域がなくなるか、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域がなくなるまで、ステップS55〜ステップS58を繰り返す。この一連の処理において、ステップS53の実施タイミングは、ステップS52の後でもよいし、ステップS52の前またはステップS51の前でもよい。また、ステップS54の実施タイミングは、ステップS53の後でもよいし、ステップS53の前、ステップS52の前またはステップS51の前でもよい。基地局で増幅の対象となるサブ帯域を割り当てた後における基地局および中継局のそれぞれでの処理は、実施例3と同様である。
実施例5によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局が、セル内の干渉電力が閾値以下であるサブ帯域を増幅の対象に割り当てるので、セル内の干渉電力が閾値を超えるサブ帯域が増幅されるのを防ぐことができる。従って、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例6)
実施例6は、実施例3において、基地局が各サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて各サブ帯域の増幅率を算出するようにしたものである。実施例6における基地局の構成は、例えば図18に示す通りである。
図18は、実施例6にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図18に示すように、基地局81は、第1測定部82、第1テーブル32、判定部14、第1算出部33、第2テーブル34、第2算出部35、割り当て部37、第2測定部83、第3テーブル84および第3算出部85を備えている。第1測定部82は、実施例3の測定部12と同じである。第2測定部83は、実施例5の第2測定部73と同じである。第3テーブル84には、サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいてサブ帯域の増幅率を決定する際に用いられる閾値が格納されている。サブ帯域のセル内の干渉電力と増幅率の閾値との関係は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。一般に、セル内の干渉電力が大きくなるにつれて、増幅率が小さくなる。
第3算出部85は、サブ帯域のセル内の干渉電力と、第3テーブル84の閾値とに基づいて、各サブ帯域の増幅率を算出する。第3算出部85は、各サブ帯域の増幅率に基づいて中継局で増幅することができるサブ帯域を決定する。第3算出部85は、例えば増幅率が閾値以上のサブ帯域を、中継局で増幅することができるサブ帯域に決定する。第3算出部85は、例えば増幅率が閾値よりも小さいサブ帯域を、中継局で増幅することができないサブ帯域に決定する。第3算出部85において、中継局で増幅することができるか否かを決定する際の閾値は、例えば計算機を用いたシミュレーションなどにより予め求められていてもよい。第3算出部85において、中継局で増幅することができるか否かを決定する際の閾値は、例えば0dBであってもよい。
割り当て部37は、第3算出部85により、中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の中から、所定の順、例えば増幅率が大きい順、すなわち干渉電力が小さい順に、第2算出部35により算出された数分のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。または、割り当て部37は、第3算出部85により、中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の中から、第2算出部35により算出された数分の任意のサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。割り当て部37は、第3算出部85において中継局で増幅することができると決定されたサブ帯域の数よりも、第2算出部35において算出された増幅するサブ帯域の数の方が多い場合には、第3算出部85において中継局で増幅することができると決定された全てのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる。基地局81は、割り当て部37で増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報と該サブ帯域の増幅率を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局81のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ16、切り替え部17、第1測定部82、第1テーブル32、判定部14および第1算出部33は、例えば実施例1における算出部3として動作する。第2テーブル34、第2算出部35、割り当て部37、第2測定部83、第3テーブル84および第3算出部85は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
実施例6における中継局の構成は、実施例3と同様である。ただし、図11に示す実施例3の中継局41において、受信部42は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報と該サブ帯域の増幅率を受信して保存する。通知部43は、受信部42から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域の情報と該サブ帯域の増幅率に基づいて、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域と該サブ帯域の増幅率を増幅部28へ通知する。増幅部28は、通知部43から通知された、増幅の対象に割り当てられたサブ帯域のアナログの入力信号を、基地局から報知された増幅率で増幅する。
図19は、実施例6にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図19に示すように、基地局においてサブ帯域を増幅の対象に割り当てる処理が開始されると、まず、実施例3におけるステップS31〜ステップS33と同様に、基地局は、移動局の受信品質に基づいて増幅の必要な移動局の数または割合を算出し(ステップS61)、増幅するサブ帯域の数k(kは0以上の整数)を算出する(ステップS62)。次いで、基地局は、各サブ帯域のセル内の干渉電力に基づいて各サブ帯域の増幅率を求め、増幅率が閾値以上であるサブ帯域の数m(mは0以上の整数)を算出する(ステップS63)。次いで、基地局は、例えば増幅率の最も大きい一つのサブ帯域を増幅の対象に割り当てる(ステップS64)。
次いで、実施例5におけるステップS56〜ステップS58と同様に、基地局は、kおよびmの値を1ずつ減らしながら(ステップS65)、kの値が0になったか否かを判定し(ステップS66)、またmの値が0になったか否かを判定する(ステップS67)。kの値が0になったら(ステップS66:Yes)、増幅するサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。あるいは、mの値が0になったら(ステップS67:Yes)、増幅率が閾値以上であるサブ帯域がなくなったので、基地局は、割り当て処理を終了する。この一連の処理において、ステップS63の実施タイミングは、ステップS62の後でもよいし、ステップS62の前またはステップS61の前でもよい。基地局で増幅の対象となるサブ帯域を割り当てた後における基地局および中継局のそれぞれでの処理は、実施例3と同様である。ただし、基地局は、増幅の対象に割り当てたサブ帯域の情報を、他の基地局へ通知しなくてよい。
実施例6によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局が、増幅率が閾値以上であるサブ帯域を増幅の対象に割り当てるので、増幅率が閾値よりも小さいサブ帯域、すなわちセル内の干渉電力が所定値よりも大きいサブ帯域が増幅されるのを防ぐことができる。従って、中継局が干渉源となるのを抑制することができる。また、実施例2と同様に、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
(実施例7)
実施例7は、実施例3において、基地局が、増幅の対象の移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当てるようにしたものである。実施例7における基地局の構成は、例えば図20に示す通りである。
図20は、実施例7にかかる基地局の構成を示すブロック図である。図20に示すように、基地局91は、測定部12、テーブル92、判定部14、抽出部93、スケジューラ94および割り当て部37を備えている。テーブル92は、実施例3の第1テーブル32と同じである。抽出部93は、判定部14により、増幅が必要であると判定された移動局の情報を抽出する。スケジューラ94は、抽出部93により抽出された移動局の情報に基づいて、該移動局の無線リソースの情報を抽出する。無線リソースの情報には、例えば移動局が使用している周波数帯域の情報が含まれる。また、スケジューラ94は、移動局に対して無線リソースを割り振る。
割り当て部37は、スケジューラ94から通知された、増幅が必要であると判定された移動局の無線リソースの情報に基づいて、該移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当てる。基地局91は、割り当て部37で増幅の対象に割り当てた周波数帯域の情報を、切り替え部17およびアンテナ16を介して報知する。基地局91は、増幅の対象に割り当てた周波数帯域の情報とともに、他の無線リソースの情報を報知してもよい。基地局91のその他の構成は、実施例3と同様である。アンテナ16、切り替え部17、測定部12、テーブル92、判定部14および抽出部93は、例えば実施例1における算出部3として動作する。ただし、実施例7では、増幅の必要な移動局の数または割合を算出するわけではない。スケジューラ94および割り当て部37は、例えば実施例1における割り当て部4として動作する。
実施例7における中継局の構成は、実施例3と同様である。ただし、図11に示す実施例3の中継局41において、受信部42は、基地局から報知された、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域の情報を受信して保存する。受信部42は、周波数帯域の情報とともに、他の無線リソースの情報を受信して保存してもよい。通知部43は、受信部42から通知された、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域の情報に基づいて、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域を増幅部28へ通知する。増幅部28は、通知部43から通知された、増幅の対象に割り当てられた周波数帯域のアナログの入力信号を増幅する。
図21は、実施例7にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図21に示すように、基地局と移動局との間の無線通信処理において増幅を行う処理が開始されると、まず、基地局は、移動局のSIRなどの受信品質を測定し、受信品質と予め設定された閾値とを比較して、増幅の必要な移動局を割り出す(ステップS71)。次いで、基地局は、増幅の必要な移動局が使用している周波数帯域などの無線リソースを割り出す(ステップS72)。そして、基地局は、増幅の必要な移動局が使用している無線リソースの情報を報知する。中継局は、基地局から通知された無線リソースの周波数帯域を増幅する(ステップS73)。
実施例7によれば、実施例1と同様の効果が得られる。また、基地局が、増幅の必要な移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当て、中継局が、増幅の必要な移動局が使用している周波数帯域を増幅するので、受信品質の悪い移動局の受信品質を改善させることができる。なお、再生処理タイプの中継局を用いてもよい。
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)増幅を行う移動局の数、もしくは増幅を行う移動局の、全移動局に占める割合を算出する算出部と、
該算出部の算出結果に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる割り当て部と、
該割り当て部により増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する増幅部と、
を備え、前記算出部が基地局に含まれており、かつ前記割り当て部および前記増幅部が中継局に含まれているか、または、前記算出部および前記割り当て部が基地局に含まれており、かつ前記増幅部が中継局に含まれていることを特徴とする無線通信システム。
(付記2)前記割り当て部は、前記複数の帯域のうちの1以上の帯域をランダムに選択して増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記1に記載の無線通信システム。
(付記3)前記基地局は、増幅の対象の移動局に関する第1の情報を前記中継局へ通知し、前記中継局は、自局が増幅を行う対象の移動局に関する第2の情報を有し、前記中継局は、前記第1の情報と前記第2の情報との両方に含まれる移動局の数に対応する数の帯域を増幅することを特徴とする付記1に記載の無線通信システム。
(付記4)前記割り当て部は、各帯域の干渉電力に基づいて1以上の帯域を増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記1に記載の無線通信システム。
(付記5)前記割り当て部は、各帯域の干渉電力に基づいて各帯域の増幅率を決定することを特徴とする付記4に記載の無線通信システム。
(付記6)前記割り当て部は、増幅の対象の移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記1に記載の無線通信システム。
(付記7)増幅を行う移動局の数、もしくは増幅を行う移動局の、全移動局に占める割合を算出する算出部と、
該算出部の算出結果に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる割り当て部と、
を備えることを特徴とする基地局。
(付記8)前記割り当て部は、前記複数の帯域のうちの1以上の帯域をランダムに選択して増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記7に記載の基地局。
(付記9)前記割り当て部は、各帯域の干渉電力に基づいて1以上の帯域を増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記7に記載の基地局。
(付記10)前記割り当て部は、各帯域の干渉電力に基づいて各帯域の増幅率を決定することを特徴とする付記9に記載の基地局。
(付記11)前記割り当て部は、増幅の対象の移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記7に記載の基地局。
(付記12)増幅を行う移動局の数、もしくは増幅を行う移動局の、全移動局に占める割合に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる割り当て部と、
該割り当て部により増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する増幅部と、
を備えることを特徴とする中継局。
(付記13)前記割り当て部は、前記複数の帯域のうちの1以上の帯域をランダムに選択して増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記12に記載の中継局。
(付記14)基地局にて、増幅を行う移動局の数、もしくは増幅を行う移動局の、全移動局に占める割合を算出する算出ステップと、
該基地局または中継局にて、該算出ステップでの算出結果に基づいて複数の帯域のうちの1以上の帯域を増幅の対象に割り当てる割り当てステップと、
該中継局にて、該割り当てステップで増幅の対象に割り当てられた帯域を増幅する増幅ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
(付記15)前記割り当てステップでは、前記複数の帯域のうちの1以上の帯域をランダムに選択して増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記14に記載の無線通信方法。
(付記16)前記割り当てステップでは、前記中継局が有する、自局が増幅を行う対象の移動局に関する情報と、前記基地局で選択された増幅の対象の移動局に関する情報との両方に含まれる移動局の数に対応する数の帯域を増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記14に記載の無線通信方法。
(付記17)前記割り当てステップでは、各帯域の干渉電力に基づいて1以上の帯域を増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記14に記載の無線通信方法。
(付記18)前記割り当てステップでは、各帯域の干渉電力に基づいて各帯域の増幅率を決定することを特徴とする付記17に記載の無線通信方法。
(付記19)前記割り当てステップでは、増幅の対象の移動局が使用している周波数帯域を増幅の対象に割り当てることを特徴とする付記14に記載の無線通信方法。