WO2010110453A1 - 無線中継局及び無線中継方法 - Google Patents

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WO2010110453A1
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貴康 蜷川
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京セラ株式会社
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    • H04B7/155—Ground-based stations
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    • H04B7/15542—Selecting at relay station its transmit and receive resources
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    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/047—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using dedicated repeater stations

Definitions

  • the present invention relates to a radio relay station and a radio relay method for relaying communication between a radio base station and a radio terminal.
  • Such a radio relay station includes a first transmitter / receiver that transmits / receives a signal (hereinafter referred to as a first signal) to / from a radio base station, and a second transmitter / receiver that transmits / receives a signal (hereinafter referred to as a second signal) to / from a wireless terminal. .
  • the radio relay station when the frequency band of the first signal (hereinafter referred to as the first frequency band) and the frequency band of the second signal (hereinafter referred to as the second frequency band) are adjacent to each other, for example,
  • the second signal is received as an interference signal by the first transmitter / receiver, and the first signal from the first transmitter / receiver is received as the interference signal by the second transmitter / receiver.
  • an object of the present invention is to provide a radio relay station and a radio relay method that can reduce the influence of interference between the first transmission / reception unit and the second transmission / reception unit.
  • a feature of the present invention is a radio relay station that relays communication between a radio base station and a radio terminal, and a first transmission / reception unit that transmits / receives a first signal using a first frequency band to / from the radio base station;
  • a second transmitter / receiver that transmits / receives a second signal using a second frequency band to / from the wireless terminal, and a controller that controls the first transmitter / receiver and the second transmitter / receiver.
  • a frequency shift unit that shifts the second frequency band, and the first transmission / reception unit receives the second signal from the second transmission / reception unit and receives the second signal in the first frequency band.
  • the gist is to measure a signal level, and the control unit adjusts a shift amount of the second frequency band in the frequency shift unit so that the signal level measured by the first transmission / reception unit decreases. .
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radio communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a time chart showing an outline of a communication operation in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a power state of interference generated in the radio relay station according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the radio relay station according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a frequency spectrum of a typical phase modulation signal.
  • FIG. 6 is a diagram showing a frequency spectrum of the OFDM system.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a frequency spectrum of an OFDM adjacent channel when interference occurs.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radio communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a time chart showing an outline of a communication operation in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a frequency spectrum of an OFDM adjacent channel in an orthogonal state.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the radio relay station according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a radio relay station according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the radio relay station according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radio communication system 1 according to the first embodiment.
  • the radio communication system 1 includes a radio relay station 10A, a radio base station BS, and a radio terminal MS.
  • the wireless communication system 1 has a configuration based on WiMAX (IEEE802.16). That is, the radio communication system 1 employs an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) / orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) scheme and a time division duplex (TDD) scheme.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • the OFDM / OFDMA scheme (hereinafter, simply referred to as “OFDM scheme”) is a scheme in which transmission data is distributed over a plurality of subcarriers orthogonal to each other to modulate each subcarrier. Specifically, on the transmission side, each subcarrier is subjected to multiphase PSK modulation or multilevel QAM modulation, and then each subcarrier is subjected to inverse fast Fourier transform (IFFT) to generate an OFDM signal.
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • the receiving side performs demodulation by performing fast Fourier transform (FFT) on the OFDM signal.
  • FFT fast Fourier transform
  • the TDD system realizes bidirectional communication by performing uplink (hereinafter, UL) communication and downlink (hereinafter, DL) communication in a time division within one communication frame.
  • UL uplink
  • DL downlink
  • the radio relay station 10A relays communication between the radio base station BS and the radio terminal MS. As a result, the radio terminal MS communicates with the radio base station BS via the radio relay station 10A even if the radio terminal MS is outside the communication area of the radio base station BS or is located at the end of the communication area. It can be carried out.
  • the radio relay station 10A includes a donor-side transmitter / receiver 100 (first transmitter / receiver) that transmits / receives a donor-side signal RS1 (first signal) to / from the radio base station BS via the donor-side antenna ANT1, and a service-side antenna ANT2. It has a service side transmission / reception unit 200 (second transmission / reception unit) that transmits / receives a service side signal RS2 (second signal) to / from the wireless terminal MS.
  • the donor side frequency band B1 (first frequency band) is used for transmission / reception of the donor side signal RS1.
  • a service side frequency band B2 (second frequency band) adjacent to the donor side frequency band B1 is used.
  • the donor-side transceiver unit 100 performs a wireless connection with the radio base station BS.
  • the donor-side transceiver unit 100 has the same layer 1 / layer 2 function as the wireless terminal MS.
  • the service-side transmitting / receiving unit 200 performs wireless connection with the wireless terminal MS.
  • the service-side transceiver unit 200 has the same layer 1 / layer 2 function as that of the radio base station BS.
  • the service side transceiver 200 transmits and receives the service side signal RS2 in synchronization with the radio base station BS.
  • the radio relay station 10A is a relatively small one installed in a home, for example, and the donor-side transceiver unit 100 and the service-side transceiver unit 200 are housed in the same casing. In such a case, the donor-side transceiver unit 100 and the service-side transceiver unit 200 perform radio transmission / reception at a relatively close distance.
  • FIG. 2 is a time chart showing an outline of the communication operation in the wireless communication system 1.
  • the donor-side transceiver unit 100 receives the donor-side signal RS1 from the radio base station BS in the DL communication time zone (“Rx” in FIG. 2). "), And the service-side transceiver 200 transmits the service-side signal RS2 to the radio terminal MS (" Tx "in FIG. 2).
  • the donor-side transceiver unit 100 transmits the donor-side signal RS1 to the radio base station BS, and the service-side transceiver unit 200 receives the service-side signal RS2 from the radio terminal MS.
  • the service side transmission / reception unit 200 interferes with the donor side transmission / reception unit 100 in the DL communication time zone, and the donor side transmission / reception unit in the UL communication time zone. 100 interferes with the service-side transceiver unit 200.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a power state of interference generated in the radio relay station 10A.
  • the transmission power is about 23 dBm at maximum, and the leakage power to the adjacent frequency band (hereinafter referred to as “adjacent channel” as appropriate) is equivalent to 4 to ⁇ 4 dBm.
  • the received power of the interference signal from the donor-side transceiver unit 100 to the service-side transceiver unit 200 and the received power of the interference signal from the service-side transceiver unit 200 to the donor-side transceiver unit 100 are about ⁇ 10 to ⁇ 20 dBm.
  • the received power of the desired signal that should be received by the donor-side transceiver unit 100 and the service-side transceiver unit 200 is about -40 to -80 dBm.
  • a shift function of the service side frequency band B2 is provided in order to avoid the influence of such interference. For example, if the service-side signal RS2 is orthogonal to the donor-side signal RS1 due to the shift of the service-side frequency band B2, the influence of interference can be effectively reduced. However, the service side signal RS2 does not necessarily have to be orthogonal to the donor side signal RS1.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the radio relay station 10A.
  • the radio relay station 10A includes a donor-side antenna ANT1, a donor-side transceiver unit 100, a control unit 150, a service-side antenna ANT2, a service-side transceiver unit 200, and a control unit 250.
  • the control unit 150 controls the donor-side transmitting / receiving unit 100.
  • the control unit 250 controls the service side transmission / reception unit 200.
  • the control unit 150 and the control unit 250 constitute a control unit 500 that controls the donor-side transmission / reception unit 100 and the service-side transmission / reception unit 200.
  • the donor side transmitting / receiving unit 100 includes a signal processing unit 110 and a radio unit 120.
  • the signal processing unit 110 processes the baseband (BB) band donor-side signal RS1.
  • the radio unit 120 processes the donor-side signal RS1 in the radio frequency (RF) band.
  • the signal processing unit 110 includes an IFFT processing unit 111, an FFT processing unit 112, and a signal level measurement unit 113.
  • the radio unit 120 includes a transmission unit 121 and a reception unit 122.
  • the transmission data from the control unit 150 is distributed to a plurality of first subcarriers orthogonal to each other, modulated for each first subcarrier, and then converted into a donor-side signal RS1 by IFFT by the IFFT processing unit 111.
  • the donor-side signal RS1 obtained in this way is up-converted to an RF band and amplified in the transmitter 121, and then transmitted from the donor-side antenna ANT1.
  • the donor-side signal RS1 received by the donor-side antenna ANT1 is down-converted from the RF band to the BB band and amplified in the receiving unit 122, and then subjected to FFT by the FFT processing unit 112.
  • the donor-side signal RS1 is converted into a plurality of first subcarriers by FFT, demodulated for each first subcarrier, and input to the control unit 150 as received data.
  • the donor-side transceiver unit 100 can also perform reception processing on the service-side signal RS2.
  • the service-side signal RS2 received by the donor-side antenna ANT1 is down-converted from the RF band to the BB band and amplified in the receiving unit 122, and then subjected to FFT by the FFT processing unit 112.
  • the service-side signal RS2 after the FFT is input to the signal level measuring unit 113.
  • the service-side transmitting / receiving unit 200 includes a signal processing unit 210 and a radio unit 220.
  • the signal processing unit 210 processes the service side signal RS2 in the BB band.
  • the radio unit 220 processes the RF band service side signal RS2.
  • the signal processing unit 210 includes an IFFT processing unit 211 and an FFT processing unit 212.
  • the radio unit 220 includes a transmission unit 221, a reception unit 222, and a frequency shift unit 223.
  • the transmission data from the control unit 250 is distributed to a plurality of second subcarriers orthogonal to each other, modulated for each second subcarrier, and then converted into a service-side signal RS2 by IFFT by the IFFT processing unit 211.
  • the service-side signal RS2 obtained in this way is up-converted to the RF band and amplified in the transmitter 221 and then transmitted from the service-side antenna ANT2.
  • the service side signal RS2 received by the service side antenna ANT2 is down-converted from the RF band to the BB band and amplified in the reception unit 222, and then subjected to FFT by the FFT processing unit 212.
  • the service side signal RS2 is converted into a plurality of second subcarriers by FFT, demodulated for each second subcarrier, and input to the control unit 150 as received data.
  • the frequency shift unit 223 shifts the service side frequency band B2. Specifically, the frequency shift unit 223 increases or decreases the service side frequency band B2 from the initial value of the service side frequency band B2. Since the upper limit and lower limit of the service side frequency band B2 are determined in advance, the frequency shift unit 223 shifts the service side frequency band B2 within the range of the upper limit and the lower limit.
  • the signal level measurement unit 113 measures the signal level (that is, the interference level) of the service side signal RS2 in the donor side frequency band B1 when the donor side transmission / reception unit 100 receives the service side signal RS2 from the service side transmission / reception unit 200. To do.
  • the FFT processing unit 212 performs FFT at each frequency of the plurality of first subcarriers.
  • the signal level measured by the signal level measuring unit 113 is notified to the control unit 500.
  • the control unit 500 adjusts the shift amount of the service side frequency band B2 in the frequency shift unit 223 so that the signal level measured by the signal level measurement unit 113 decreases.
  • the process of adjusting the shift amount of the service-side frequency band B2 in the frequency shift unit 223 is performed when the donor-side transceiver unit 100 completes connection (network entry) with the radio base station BS.
  • the donor-side transceiver unit 100 receives the service-side signal RS2 from the service-side transceiver unit 200 after the donor-side transceiver unit 100 is connected to the radio base station BS.
  • the wireless terminal MS receives the service side signal RS2 from the service side transmitting / receiving unit 200 before connecting to the service side transmitting / receiving unit 200. It may be a case where the service side signal RS2 is received from the service side transmission / reception unit 200 after connecting to.
  • the control unit 500 repeats the process of changing the signal level measured by the signal level measuring unit 113 so as to decrease, and searches for a shift amount that minimizes the signal level. Specifically, the control unit 500 causes the signal level measurement unit 113 to measure the signal level multiple times while changing the shift amount in the frequency shift unit 223, and when the lowest signal level is measured among the multiple measurements. Is determined as the final shift amount to be set in the frequency shift unit 223.
  • the condition that the signal level measured by the signal level measurement unit 113 becomes small is, for example, a state where the donor side signal RS1 (or the first subcarrier) and the service side signal RS2 (or the second subcarrier) are orthogonal to each other. is there.
  • the service side transmission / reception unit 200 can perform wireless communication with the wireless terminal MS at a frequency orthogonal to the donor side transmission / reception unit 100, for example.
  • FIG. 5 is a diagram showing a frequency spectrum of a typical phase modulation signal.
  • the actual signal component is indicated by the center arrow.
  • the phase modulation signal not only the frequency at which the actual signal is present but also noise components are generated before and after.
  • the noise component of the phase modulation signal has a point at which the signal level becomes 0 (hereinafter, “0 point”) at every constant frequency.
  • This zero point is proportional to the symbol period of the phase modulation. Therefore, in a signal having the same symbol period, 0 points appear in the same period.
  • the OFDM system is a system that performs multiplex transmission by superimposing signals at the zero point.
  • FIG. 6 is a diagram showing a frequency spectrum of the OFDM system.
  • FIG. 7 is a diagram showing a frequency spectrum of an OFDM adjacent channel when interference occurs.
  • a broken line indicates a reception signal (donor side signal RS1) of the donor side transmission / reception unit 100, and a solid line indicates a transmission signal (service side signal RS2) of the service side transmission / reception unit 200.
  • the noise of the transmission signal (service side signal RS2) of the service side transmission / reception unit 200 becomes the reception signal (donor side signal RS1) of the donor side transmission / reception unit 100. have a finger in the pie.
  • FIG. 8 is a diagram showing a frequency spectrum of an OFDM adjacent channel in an orthogonal state.
  • the radio relay station 10A includes a reception signal (donor side signal RS1) of the donor side transmission / reception unit 100 and a transmission signal (service side signal RS2) of the service side transmission / reception unit 200.
  • Donor side signal RS1 of the donor side transmission / reception unit 100
  • transmission signal RS2 of the service side transmission / reception unit 200.
  • the noise of the transmission signal (service side signal RS2) does not interfere. Therefore, the donor-side transceiver unit 100 can normally demodulate the received signal (donor-side signal RS1) without being affected by inter-carrier interference.
  • the service-side transceiver unit 200 can normally demodulate the received signal (service-side signal RS2) without being affected by inter-carrier interference.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the radio relay station 10A.
  • step S101 the donor-side transmitting / receiving unit 100 performs connection (network entry) to the radio base station BS.
  • the donor-side transceiver unit 100 receives the service-side signal RS2 from the service-side transceiver unit 200.
  • step S102 the receiving unit 122 of the donor-side transmitting / receiving unit 100 down-converts and amplifies the service-side signal RS2 received by the donor-side antenna ANT1 from the RF band to the BB band.
  • the FFT processing unit 112 of the donor-side transmitting / receiving unit 100 performs FFT on the service-side signal RS2 from the receiving unit 122.
  • the signal level measuring unit 113 of the donor-side transmitting / receiving unit 100 measures the signal level of the service-side signal RS2 after the FFT. The measured signal level is stored by the control unit 500.
  • step S103 the control unit 500 uses the frequency shift unit 223 to raise the service-side frequency band B2 by a predetermined amount from the initial value.
  • step S104 the donor-side transmitting / receiving unit 100 receives the service-side signal RS2 from the service-side transmitting / receiving unit 200.
  • the signal level measuring unit 113 of the donor-side transmitting / receiving unit 100 measures the signal level of the service-side signal RS2 after the FFT.
  • the control unit 500 is notified of the measured signal level.
  • step S105 the control unit 500 determines whether or not the signal level measured in step S104 is lower than the signal level measured in step S102. If the signal level measured in step S104 is lower than the signal level measured in step S102, the process proceeds to step S106. On the other hand, if the signal level measured in step S104 is equal to or higher than the signal level measured in step S102, the process proceeds to step S109.
  • step S106 the control unit 500 uses the frequency shift unit 223 to further increase the service-side frequency band B2 by a predetermined amount.
  • step S107 the donor-side transceiver unit 100 receives the service-side signal RS2 from the service-side transceiver unit 200.
  • the signal level measuring unit 113 of the donor-side transmitting / receiving unit 100 measures the signal level of the service-side signal RS2 after the FFT.
  • the control unit 500 is notified of the measured signal level.
  • step S108 the controller 500 determines whether or not the signal level measured in step S107 is lower than the signal level measured in step S104. If the signal level measured in step S107 is lower than the signal level measured in step S104, the process returns to step S106. On the other hand, if the signal level measured in step S107 is equal to or higher than the signal level measured in step S104, the process proceeds to step S112.
  • step S109 the control unit 500 uses the frequency shift unit 223 to lower the service side frequency band B2 by a predetermined amount from the initial value.
  • step S110 the donor-side transceiver unit 100 receives the service-side signal RS2 from the service-side transceiver unit 200.
  • the signal level measuring unit 113 of the donor-side transmitting / receiving unit 100 measures the signal level of the service-side signal RS2 after the FFT.
  • the control unit 500 is notified of the measured signal level.
  • step S111 the control unit 500 determines whether or not the signal level measured in step S110 is lower than the signal level measured in step S102. If the signal level measured in step S110 is lower than the signal level measured in step S102, the process returns to step S109. In subsequent step S109, the control unit 500 uses the frequency shift unit 223 to further reduce the service-side frequency band B2 by a predetermined amount. On the other hand, if the signal level measured in step S110 is equal to or higher than the signal level measured in step S102, the process proceeds to step S112.
  • step S112 the control unit 500 determines the shift amount when the lowest signal level among the multiple signal level measurements is measured as the final shift amount to be set in the frequency shift unit 223.
  • the frequency is increased in step S103, but instead, the frequency may be decreased in step S103.
  • the frequency is decreased instead of increasing the frequency
  • the frequency is increased instead of decreasing the frequency.
  • interference can be avoided by, for example, orthogonalizing the donor-side signal RS1 and the service-side signal RS2 on OFDM. Therefore, this is particularly effective when there is an adjacent channel in the TDD system. Furthermore, since it is not always necessary to use a filter circuit for reducing interference, it can be easily transferred to a system using another frequency band. Further, since it is not always necessary to use a filter circuit for reducing interference, the size can be reduced.
  • the donor-side transmitting / receiving unit 100 receives the service-side signal RS2 from the service-side transmitting / receiving unit 200 before the radio terminal MS connects to the service-side transmitting / receiving unit 200. Can be determined, and adverse effects on wireless communication with the wireless terminal MS can be prevented.
  • the wireless terminal MS can follow the service side frequency band B2 in which the shift amount is reflected by automatic frequency control when connecting to the service side transmitting / receiving unit 200.
  • control unit 500 causes the signal level measurement unit 113 to measure the signal level a plurality of times while changing the shift amount, and determines the shift amount when the lowest signal level is measured among the plurality of measurements. Since the final shift amount set in the frequency shift unit 223 is determined, an effective shift amount can be automatically searched.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the radio relay station 10B according to the second embodiment.
  • the radio relay station 10B includes an antenna ANT, a transmission / reception unit 300, and a control unit 350.
  • the transmitting / receiving unit 300 transmits / receives a donor-side signal RS1 using the donor-side frequency band B1 to / from the radio base station BS via the antenna ANT, and uses the service-side frequency band B2 adjacent to the donor-side frequency band B1.
  • the signal RS2 is transmitted / received to / from the wireless terminal MS.
  • the control unit 350 controls the transmission / reception unit 300.
  • the transmission / reception unit 300 transmits / receives a service side signal RS2 orthogonal to the donor side signal RS1 to / from the radio terminal MS.
  • the transmission / reception unit 300 includes a signal processing unit 310 and a radio unit 320.
  • the signal processing unit 310 processes both the BB band donor-side signal RS1 and the service-side signal RS2.
  • the radio unit 320 processes both the RF-side donor-side signal RS1 and the service-side signal RS2.
  • the signal processing unit 310 includes an IFFT processing unit 311 and an FFT processing unit 312.
  • the IFFT processing unit 311 converts a plurality of first subcarriers orthogonal to each other to the donor-side signal RS1 and also converts a plurality of second subcarriers orthogonal to each other to the service-side signal RS2 by IFFT.
  • the IFFT processing unit 311 orthogonalizes each of the first subcarrier and the second subcarrier in advance. That is, the IFFT processing unit 311 is configured to collectively perform IFFT on a frequency band that combines the donor-side frequency band B1 and the service-side frequency band B2 (that is, a normal frequency band). (See FIG. 11).
  • the FFT processing unit 312 converts the donor-side signal RS1 into a plurality of first subcarriers orthogonal to each other and converts the service-side signal RS2 into a plurality of second subcarriers orthogonal to each other by FFT.
  • the FFT processing unit 312 is configured to collectively perform FFT on a frequency band that combines the donor-side frequency band B1 and the service-side frequency band B2 (that is, a frequency band that is twice the normal frequency band) (see FIG. 11).
  • the wireless unit 320 includes a transmission unit 321 and a reception unit 322.
  • the transmission unit 321 up-converts the donor side signal RS1 and the service side signal RS2 from the IFFT processing unit 311 to the RF band, amplifies them, and transmits them from the antenna ANT.
  • the receiving unit 322 down-converts and amplifies the donor-side signal RS1 and the service-side signal RS2 received by the antenna ANT from the RF band to the BB band.
  • the donor-side frequency band B1 (10 MHz) is determined.
  • the donor frequency band B1 When the donor frequency band B1 is synchronized, the service frequency band B2 is also synchronized. For this reason, the donor-side signal RS1 (first subcarrier) and the service-side signal RS2 (second subcarrier) can be orthogonalized within the radio relay station 10A.
  • the shift amount adjustment processing as in the first embodiment can be omitted, and the donor-side signal RS1 and the service-side signal RS2 that are orthogonal to each other can be transmitted and received from the beginning. Therefore, in addition to the effect obtained in the first embodiment, the effect of reducing the processing load on the radio relay station 10B can be obtained.
  • the radio relay station 10A may omit the subsequent shift amount adjustment process and fix the shift amount.
  • the IFFT is used for conversion from the frequency domain signal (subcarrier) to the time domain signal (donor side signal RS1 or service side signal RS2), and the time domain signal is used.
  • An FFT is used for conversion from a (donor side signal RS1 or service side signal RS2) to a frequency domain signal (subcarrier).
  • FFT discrete Fourier transform
  • DFT discrete Fourier transform
  • the wireless communication system 1 based on WiMAX (IEEE802.16) has been described.
  • the wireless communication system is not limited to WiMAX, and may be any wireless communication system that employs the OFDM scheme. ), LTE (Long Term Evolution), and the like.
  • the fixed type is described as the radio relay station 10A and the radio relay station 10B.
  • the radio relay station 10A and the radio relay station 10B are not limited to the fixed type, but may be a mobile relay station mounted on a vehicle, for example.
  • radio communication such as mobile communication is possible. Useful in.

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Abstract

　無線中継局１０Ａは、第１周波数帯が用いられるドナー側信号ＲＳ１を無線基地局ＢＳと送受信するドナー側送受信部１００と、第１周波数帯と隣接する第２周波数帯が用いられるサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳと送受信するサービス側送受信部２００と、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００をそれぞれ制御する制御部１５０及び制御部２５０とを備える。ドナー側送受信部１００は、サービス側信号ＲＳ２を受信した際に、第１周波数帯におけるサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。制御部１５０及び制御部２５０は、当該信号レベルが低下するように、周波数シフト部２２３における第２周波数帯のシフト量を調整する。

Description

無線中継局及び無線中継方法
　本発明は、無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局及び無線中継方法に関する。
　従来、無線基地局からの信号が届きにくい屋内などにおいても無線端末と無線基地局との通信を可能にするために、無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
　このような無線中継局は、無線基地局と信号（以下、第１信号）を送受信する第１送受信部と、無線端末と信号（以下、第２信号）を送受信する第２送受信部とを有する。
特開２００８－６７３８６号公報（[要約]など）
　しかしながら、無線中継局において、第１信号の周波数帯（以下、第１周波数帯）と、第２信号の周波数帯（以下、第２周波数帯）とが例えば隣接する場合、第２送受信部からの第２信号が干渉信号として第１送受信部によって受信され、第１送受信部からの第１信号が干渉信号として第２送受信部によって受信される。
　この結果、第１送受信部及び第２送受信部が互いに干渉の影響を受けるという問題があった。
　そこで、本発明は、第１送受信部と第２送受信部とが互いに受ける干渉の影響を低減できる無線中継局及び無線中継方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の特徴は、無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局であって、第１周波数帯が用いられる第１信号を前記無線基地局と送受信する第１送受信部と、第２周波数帯が用いられる第２信号を前記無線端末と送受信する第２送受信部と、前記第１送受信部及び前記第２送受信部を制御する制御部とを備え、前記第２送受信部は、前記第２周波数帯をシフトする周波数シフト部を有し、前記第１送受信部は、前記第２送受信部から前記第２信号を受信した際に、前記第１周波数帯における前記第２信号の信号レベルを測定し、前記制御部は、前記第１送受信部によって測定された前記信号レベルが低下するように、前記周波数シフト部における前記第２周波数帯のシフト量を調整することを要旨とする。
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムにおける通信動作の概略を示すタイムチャートである。 図３は、本発明の第１実施形態に係る無線中継局において発生する干渉の電力状態について説明するための図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る無線中継局の構成を示すブロック図である。 図５は、典型的な位相変調信号の周波数スペクトルを示す図である。 図６は、ＯＦＤＭ方式の周波数スペクトルを示す図である。 図７は、干渉発生時のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。 図８は、直交状態のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。 図９は、本発明の第１実施形態に係る無線中継局の動作例を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の第２実施形態に係る無線中継局の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係る無線中継局の動作を説明するための図である。
　次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態、第２実施形態、及びその他の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
　［第１実施形態］
　第１実施形態においては、（１）無線通信システムの概要、（２）無線中継局の構成、（３）干渉低減処理、（４）無線中継局の動作フローについて説明する。
　（１）無線通信システムの概要
　図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１の概略構成図である。
　図１に示すように、無線通信システム１は、無線中継局１０Ａ、無線基地局ＢＳ、及び無線端末ＭＳを有する。無線通信システム１は、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく構成を有する。すなわち、無線通信システム１には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）方式、及び時分割複信（ＴＤＤ）方式が採用されている。
　ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式（以下、単に「ＯＦＤＭ方式」と称する）は、送信データを互いに直交する複数のサブキャリアに分散して各サブキャリアを変調する方式である。具体的には、送信側にて、各サブキャリアを多相ＰＳＫ変調又は多値ＱＡＭ変調した後、各サブキャリアを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）することで、ＯＦＤＭ信号が生成される。これに対して受信側では、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することで復調を行う。
　ＴＤＤ方式は、１つの通信フレーム内においてアップリンク（以下、ＵＬ）通信及びダウンリンク（以下、ＤＬ）通信を時分割で実行することにより、双方向通信を実現する。
　無線中継局１０Ａは、無線基地局ＢＳと無線端末ＭＳとの間の通信を中継する。これにより、無線端末ＭＳは、無線基地局ＢＳの通信エリアの範囲外、あるいは、当該通信エリアの端部に位置していても、無線中継局１０Ａを介して、無線基地局ＢＳとの通信を行うことができる。
　無線中継局１０Ａは、ドナー側アンテナＡＮＴ１を介してドナー側信号ＲＳ１（第１信号）を無線基地局ＢＳと送受信するドナー側送受信部１００（第１送受信部）と、サービス側アンテナＡＮＴ２を介してサービス側信号ＲＳ２（第２信号）を無線端末ＭＳと送受信するサービス側送受信部２００（第２送受信部）とを有する。
　ドナー側信号ＲＳ１の送受信には、ドナー側周波数帯Ｂ１（第１周波数帯）が用いられる。サービス側信号ＲＳ２の送受信には、ドナー側周波数帯Ｂ１と隣接するサービス側周波数帯Ｂ２（第２周波数帯）が用いられる。
　ドナー側送受信部１００は、無線基地局ＢＳとの無線接続を行う。ドナー側送受信部１００は、無線端末ＭＳと同様のレイヤ1/レイヤ2機能を持つ。
　サービス側送受信部２００は、無線端末ＭＳとの無線接続を行う。サービス側送受信部２００は、無線基地局ＢＳと同様のレイヤ1/レイヤ2機能を持つ。サービス側送受信部２００は、無線基地局ＢＳと同期してサービス側信号ＲＳ２の送受信を行う。
　無線中継局１０Ａは、例えば家庭内に設置される比較的小型のものであり、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００が同一の筐体に収められる。このような場合、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００は、比較的近い距離で無線送受信を行うことになる。
　図２は、無線通信システム１における通信動作の概略を示すタイムチャートである。
　図２に示すように、ＴＤＤ方式を採用する無線通信システム１においては、ＤＬ通信の時間帯において、ドナー側送受信部１００が無線基地局ＢＳからドナー側信号ＲＳ１を受信（図２中の“Ｒｘ”）し、サービス側送受信部２００がサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳに送信（図２中の“Ｔｘ”）する。
　ＵＬ通信の時間帯において、ドナー側送受信部１００がドナー側信号ＲＳ１を無線基地局ＢＳに送信し、サービス側送受信部２００がサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳから受信する。
　ドナー側周波数帯Ｂ１及びサービス側周波数帯Ｂ２は隣接しているため、ＤＬ通信の時間帯においてサービス側送受信部２００がドナー側送受信部１００に干渉を与え、ＵＬ通信の時間帯においてドナー側送受信部１００がサービス側送受信部２００に干渉を与える。
　図３は、無線中継局１０Ａにおいて発生する干渉の電力状態について説明するための図である。
　ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００それぞれについて、送信電力は最大23dBm程度であり、隣接周波数帯域（以下、適宜「隣接チャネル」と称する）への漏洩電力は4～-4dBm相当である。
　したがって、ドナー側送受信部１００からサービス側送受信部２００への干渉信号の受信電力、及び、サービス側送受信部２００からドナー側送受信部１００への干渉信号の受信電力は、-10～-20dBm程度になる。それに対して、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００が本来受信すべき希望信号の受信電力は、-40～-80dBm程度になる。
　このように、希望信号に対して干渉信号の電力が大きいことが通信品質劣化の一つの原因となる。第１実施形態では、このような干渉の影響を回避するために、サービス側周波数帯Ｂ２のシフト機能を設ける。例えば、サービス側周波数帯Ｂ２のシフトにより、サービス側信号ＲＳ２がドナー側信号ＲＳ１と直交すると、干渉の影響が効果的に低減できる。ただし、必ずしもサービス側信号ＲＳ２がドナー側信号ＲＳ１と直交しなくてもよい。
　（２）無線中継局の構成
　図４は、無線中継局１０Ａの構成を示すブロック図である。
　図４に示すように、無線中継局１０Ａは、ドナー側アンテナＡＮＴ１、ドナー側送受信部１００、制御部１５０、サービス側アンテナＡＮＴ２、サービス側送受信部２００、及び制御部２５０を有する。
　制御部１５０は、ドナー側送受信部１００を制御する。制御部２５０は、サービス側送受信部２００を制御する。本実施形態において、制御部１５０及び制御部２５０は、ドナー側送受信部１００及びサービス側送受信部２００を制御する制御部５００を構成する。
　ドナー側送受信部１００は、信号処理部１１０及び無線部１２０を有する。信号処理部１１０は、ベースバンド（ＢＢ）帯のドナー側信号ＲＳ１を処理する。無線部１２０は、無線周波数（ＲＦ）帯のドナー側信号ＲＳ１を処理する。
　信号処理部１１０は、ＩＦＦＴ処理部１１１、ＦＦＴ処理部１１２、及び信号レベル測定部１１３を有する。無線部１２０は、送信部１２１及び受信部１２２を有する。
　制御部１５０からの送信データは、互いに直交する複数の第１サブキャリアに分散され、第１サブキャリア毎に変調が施された後、ＩＦＦＴ処理部１１１によるＩＦＦＴにより、ドナー側信号ＲＳ１に変換される。このようにして得られたドナー側信号ＲＳ１は、送信部１２１において、ＲＦ帯にアップコンバートされ、且つ増幅された後、ドナー側アンテナＡＮＴ１から送出される。
　一方、ドナー側アンテナＡＮＴ１が受信したドナー側信号ＲＳ１は、受信部１２２において、ＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートされ、且つ増幅された後、ＦＦＴ処理部１１２によるＦＦＴが施される。ＦＦＴにより、ドナー側信号ＲＳ１は、複数の第１サブキャリアに変換され、且つ第１サブキャリア毎に復調されて、受信データとして制御部１５０に入力される。
　第１実施形態においては、ドナー側送受信部１００は、サービス側信号ＲＳ２に対する受信処理も行うことができる。この場合、ドナー側アンテナＡＮＴ１が受信したサービス側信号ＲＳ２は、受信部１２２において、ＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートされ、且つ増幅された後、ＦＦＴ処理部１１２によるＦＦＴが施される。ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２は、信号レベル測定部１１３に入力される。
　サービス側送受信部２００は、信号処理部２１０及び無線部２２０を有する。信号処理部２１０は、ＢＢ帯のサービス側信号ＲＳ２を処理する。無線部２２０は、ＲＦ帯のサービス側信号ＲＳ２を処理する。
　信号処理部２１０は、ＩＦＦＴ処理部２１１及びＦＦＴ処理部２１２を有する。無線部２２０は、送信部２２１、受信部２２２、及び周波数シフト部２２３を有する。
　制御部２５０からの送信データは、互いに直交する複数の第２サブキャリアに分散され、第２サブキャリア毎に変調が施された後、ＩＦＦＴ処理部２１１によるＩＦＦＴにより、サービス側信号ＲＳ２に変換される。このようにして得られたサービス側信号ＲＳ２は、送信部２２１において、ＲＦ帯にアップコンバートされ、且つ増幅された後、サービス側アンテナＡＮＴ２から送出される。
　一方、サービス側アンテナＡＮＴ２が受信したサービス側信号ＲＳ２は、受信部２２２において、ＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートされ、且つ増幅された後、ＦＦＴ処理部２１２によるＦＦＴが施される。ＦＦＴにより、サービス側信号ＲＳ２は、複数の第２サブキャリアに変換され、且つ第２サブキャリア毎に復調されて、受信データとして制御部１５０に入力される。
　周波数シフト部２２３は、サービス側周波数帯Ｂ２をシフトする。具体的には、周波数シフト部２２３は、サービス側周波数帯Ｂ２の初期値からサービス側周波数帯Ｂ２を上昇又は低下させる。なお、サービス側周波数帯Ｂ２の上限及び下限は予め定められていることから、周波数シフト部２２３は、上限及び下限の範囲内でサービス側周波数帯Ｂ２をシフトする。
　信号レベル測定部１１３は、ドナー側送受信部１００がサービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信した際に、ドナー側周波数帯Ｂ１におけるサービス側信号ＲＳ２の信号レベル（つまり、干渉レベル）を測定する。
　具体的には、信号レベル測定部１１３がサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する場合、ＦＦＴ処理部２１２は、複数の第１サブキャリアそれぞれの周波数でＦＦＴを実施する。信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。
　制御部５００は、信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルが低下するように、周波数シフト部２２３におけるサービス側周波数帯Ｂ２のシフト量を調整する。
　なお、周波数シフト部２２３におけるサービス側周波数帯Ｂ２のシフト量を調整する処理は、ドナー側送受信部１００が無線基地局ＢＳとの接続（ネットワークエントリ）が完了したときに行われる。ドナー側送受信部１００は、ドナー側送受信部１００が無線基地局ＢＳに接続した後に、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ここで、本実施形態では、無線端末ＭＳがサービス側送受信部２００に接続する前にサービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する場合について説明するが、無線端末ＭＳがサービス側送受信部２００に接続した後にサービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する場合であってもよい。
　制御部５００は、信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルが低下する方向に変更する処理を繰り返し、当該信号レベルが最も小さくなるシフト量を探索する。具体的には、制御部５００は、周波数シフト部２２３におけるシフト量を変化させつつ信号レベルを信号レベル測定部１１３に複数回測定させ、複数回の測定のうち最も低い信号レベルが測定された際のシフト量を、周波数シフト部２２３に設定する最終的なシフト量として決定する。
　信号レベル測定部１１３によって測定された信号レベルが小さくなる条件とは、例えば、ドナー側信号ＲＳ１（あるいは第１サブキャリア）及びサービス側信号ＲＳ２（あるいは第２サブキャリア）が直交している状態である。
　上記のようなシフト量調整処理により、サービス側送受信部２００は、例えば、ドナー側送受信部１００と直交している周波数で無線端末ＭＳとの無線通信を行うことができる。
　（３）干渉低減処理
　以下において、図５～図８を用いて、無線中継局１０Ａにおける干渉低減処理の一例について詳細に説明する。
　図５は、典型的な位相変調信号の周波数スペクトルを示す図である。
　図５において、中心の矢印で示しているのが、実際の信号成分である。位相変調信号は、実際の信号がある周波数だけでなく、前後に雑音成分が発生する。
　ただし、図５に示すように、位相変調信号の雑音成分には、一定周波数ごとに、信号レベルが０となる点（以下、「０点」）が存在する。この０点は、位相変調のシンボル周期に比例している。したがって、同じシンボル周期である信号では、同じ周期で０点が現れる。ＯＦＤＭ方式は、その０点となるところに、信号を重ね合わせて多重伝送を行う方式である。
　図６は、ＯＦＤＭ方式の周波数スペクトルを示す図である。
　図６に示すように、０点に他の信号を重ねれば(直交させれば)、お互いの信号が干渉することなく伝送を行うことができる。ＯＦＤＭの信号帯域外に漏れる信号雑音についても、一定周波数ごとにレベルが０となる０点が存在する。
　図７は、干渉発生時のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。
　図７の例において、破線はドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）、実線はサービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）を示す。
　通常、ＯＦＤＭの隣接セル間では直交性を有する周波数を用いないので、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）の雑音がドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）に干渉する。
　図８は、直交状態のＯＦＤＭ隣接チャネルの周波数スペクトルを示す図である。
　図８に示すように、第１実施形態に係る無線中継局１０Ａは、ドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）と、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）とを直交させることができる。
　すなわち、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）の雑音の０点が、ドナー側送受信部１００の受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）の信号成分と重なるため、サービス側送受信部２００の送信信号（サービス側信号ＲＳ２）の雑音が干渉しない。そのため、ドナー側送受信部１００は、キャリア間干渉の影響を受けずに、正常に受信信号（ドナー側信号ＲＳ１）を復調することができる。
　また、ドナー側送受信部１００の送信信号（ドナー側信号ＲＳ１）の雑音の０点も、サービス側送受信部２００の受信信号（サービス側信号ＲＳ２）の信号成分と重なることになるため、ドナー側送受信部１００の送信信号（ドナー側信号ＲＳ１）の雑音が干渉しない。そのため、サービス側送受信部２００は、キャリア間干渉の影響を受けずに、正常に受信信号（サービス側信号ＲＳ２）を復調することができる。
　（４）無線中継局の動作フロー
　図９は、無線中継局１０Ａの動作例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１０１において、ドナー側送受信部１００は、無線基地局ＢＳへの接続（ネットワークエントリ）を行う。ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。
　ステップＳ１０２において、ドナー側送受信部１００の受信部１２２は、ドナー側アンテナＡＮＴ１が受信したサービス側信号ＲＳ２をＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートし、且つ増幅する。ドナー側送受信部１００のＦＦＴ処理部１１２は、受信部１２２からのサービス側信号ＲＳ２にＦＦＴを施す。ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００によって記憶される。
　ステップＳ１０３において、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２を初期値から所定量だけ上昇させる。
　ステップＳ１０４において、ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ステップＳ１０２と同様にして、ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。
　ステップＳ１０５において、制御部５００は、ステップＳ１０４で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１０４で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低い場合には、処理がステップＳ１０６に進む。一方、ステップＳ１０４で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベル以上である場合には、処理がステップＳ１０９に進む。
　ステップＳ１０６において、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２をさらに所定量だけ上昇させる。
　ステップＳ１０７において、ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ステップＳ１０２と同様にして、ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。
　ステップＳ１０８において、制御部５００は、ステップＳ１０７で測定された信号レベルが、ステップＳ１０４で測定された信号レベルよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１０７で測定された信号レベルが、ステップＳ１０４で測定された信号レベルよりも低い場合には、処理がステップＳ１０６に戻る。一方、ステップＳ１０７で測定された信号レベルが、ステップＳ１０４で測定された信号レベル以上である場合には、処理がステップＳ１１２に進む。
　ステップＳ１０９において、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２を初期値から所定量だけ低下させる。
　ステップＳ１１０において、ドナー側送受信部１００は、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信する。ステップＳ１０２と同様にして、ドナー側送受信部１００の信号レベル測定部１１３は、ＦＦＴ後のサービス側信号ＲＳ２の信号レベルを測定する。測定された信号レベルは、制御部５００に通知される。
　ステップＳ１１１において、制御部５００は、ステップＳ１１０で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低いか否かを判定する。ステップＳ１１０で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベルよりも低い場合には、処理がステップＳ１０９に戻る。その後のステップＳ１０９では、制御部５００は、周波数シフト部２２３を用いて、サービス側周波数帯Ｂ２をさらに所定量だけ低下させることになる。一方、ステップＳ１１０で測定された信号レベルが、ステップＳ１０２で測定された信号レベル以上である場合には、処理がステップＳ１１２に進む。
　ステップＳ１１２において、制御部５００は、複数回の信号レベル測定のうち最も低い信号レベルが測定された際のシフト量を、周波数シフト部２２３に設定する最終的なシフト量として決定する。
　なお、本動作フローでは、ステップＳ１０３において周波数を上昇させているが、これに代えて、ステップＳ１０３において周波数を低下させてもよい。この場合、ステップＳ１０６では、周波数の上昇に代えて周波数の低下を行うことになり、ステップＳ１０９では、周波数の低下に代えて周波数の上昇を行うことになる。
　以上説明したように、第１実施形態によれば、例えばドナー側信号ＲＳ１とサービス側信号ＲＳ２とをＯＦＤＭ上で直交させることで、干渉を回避することができる。このため、ＴＤＤ方式において隣接チャネルが存在する場合等に特に有効である。さらに、干渉低減用のフィルタ回路を必ずしも用いる必要がないため、他の周波数帯を用いるシステムへの転用が容易である。また、干渉低減用のフィルタ回路を必ずしも用いる必要がないため、小型化を図ることができる。
　第１実施形態では、ドナー側送受信部１００は、無線端末ＭＳがサービス側送受信部２００に接続する前において、サービス側送受信部２００からサービス側信号ＲＳ２を受信するため、周波数シフト部２２３におけるシフト量を決定することができ、無線端末ＭＳとの無線通信に悪影響を与えることを防止できる。
　なお、無線端末ＭＳは、サービス側送受信部２００に接続する際に、自動周波数制御により、シフト量が反映されたサービス側周波数帯Ｂ２に追従することができる。
　第１実施形態では、制御部５００は、シフト量を変化させつつ信号レベルを信号レベル測定部１１３に複数回測定させ、複数回の測定のうち最も低い信号レベルが測定された際のシフト量を、周波数シフト部２２３に設定する最終的なシフト量として決定するため、効果的なシフト量を自動的に探索することができる。
　［第２実施形態］
　第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。図１０は、第２実施形態に係る無線中継局１０Ｂの構成を示すブロック図である。
　図１０に示すように、無線中継局１０Ｂは、アンテナＡＮＴ、送受信部３００及び制御部３５０を有する。送受信部３００は、アンテナＡＮＴを介して、ドナー側周波数帯Ｂ１が用いられるドナー側信号ＲＳ１を無線基地局ＢＳと送受信し、ドナー側周波数帯Ｂ１と隣接するサービス側周波数帯Ｂ２が用いられるサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳと送受信する。制御部３５０は、送受信部３００を制御する。
　第２実施形態において、送受信部３００は、ドナー側信号ＲＳ１と直交するサービス側信号ＲＳ２を無線端末ＭＳと送受信する。
　送受信部３００は、信号処理部３１０及び無線部３２０を有する。信号処理部３１０は、ＢＢ帯のドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２の両信号を処理する。無線部３２０は、ＲＦ帯のドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２の両信号を処理する。
　信号処理部３１０は、ＩＦＦＴ処理部３１１及びＦＦＴ処理部３１２を有する。ＩＦＦＴ処理部３１１は、ＩＦＦＴにより、互いに直交する複数の第１サブキャリアをドナー側信号ＲＳ１に変換するとともに、互いに直交する複数の第２サブキャリアをサービス側信号ＲＳ２に変換する。
　ここで、ＩＦＦＴ処理部３１１は、第１サブキャリア及び第２サブキャリアそれぞれを予め直交させている。すなわち、ＩＦＦＴ処理部３１１は、ドナー側周波数帯Ｂ１とサービス側周波数帯Ｂ２とを併せた周波数帯（すなわち、通常の倍の周波数帯）に対し、一括してＩＦＦＴを行うように構成されている（図１１参照）。
　ＦＦＴ処理部３１２は、ＦＦＴにより、ドナー側信号ＲＳ１を互いに直交する複数の第１サブキャリアに変換するとともに、サービス側信号ＲＳ２を互いに直交する複数の第２サブキャリアに変換する。ＦＦＴ処理部３１２は、ドナー側周波数帯Ｂ１とサービス側周波数帯Ｂ２とを併せた周波数帯（すなわち、通常の倍の周波数帯）に対し、一括してＦＦＴを行うように構成されている（図１１参照）。
　無線部３２０は、送信部３２１及び受信部３２２を有する。送信部３２１は、ＩＦＦＴ処理部３１１からのドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２を一括してＲＦ帯にアップコンバートし、且つ増幅し、アンテナＡＮＴから送出する。受信部３２２は、アンテナＡＮＴが受信したドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２を一括してＲＦ帯からＢＢ帯にダウンコンバートし、且つ増幅する。
　このように構成された無線中継局１０Ｂの動作について、図１１を参照しながら説明する。図１１では、無線中継局１０Ａにおける全帯域が２０ＭＨｚであると仮定している。
　無線中継局１０Ｂが無線基地局ＢＳとの接続を行い、周波数が同期すると、ドナー側周波数帯Ｂ１（１０ＭＨｚ）が確定する。
　ドナー側周波数帯Ｂ１が同期すると、サービス側周波数帯Ｂ２も同期する。このため、無線中継局１０Ａ内部で、ドナー側信号ＲＳ１（第１サブキャリア）及びサービス側信号ＲＳ２（第２サブキャリア）を直交させることができる。
　このように、無線中継局１０Ｂによれば、第１実施形態のようなシフト量調整処理を省略して、最初から、互いに直交するドナー側信号ＲＳ１及びサービス側信号ＲＳ２を送受信できる。したがって、第１実施形態において得られる効果に加え、無線中継局１０Ｂの処理負荷を低減するという効果が得られる。
　［その他の実施形態］
　上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
　上述した第１実施形態では、周波数シフト部２２３におけるシフト量を調整する構成について説明した。しかしながら、最適なシフト量が一旦確定すれば、無線中継局１０Ａは、以後のシフト量調整処理を省略し、シフト量を固定にしてもよい。
　上述した第１実施形態及び第２実施形態では、周波数領域の信号（サブキャリア）から時間領域の信号（ドナー側信号ＲＳ１又はサービス側信号ＲＳ２）への変換にＩＦＦＴを使用し、時間領域の信号（ドナー側信号ＲＳ１又はサービス側信号ＲＳ２）から周波数領域の信号（サブキャリア）への変換にＦＦＴを使用していた。しかしながら、ＦＦＴに限らず、ＤＦＴ（discrete Fourier transform）等を使用してもよい。
　上述した実施形態では、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく無線通信システム１について説明したが、ＷｉＭＡＸに限らず、ＯＦＤＭ方式を採用する無線通信システムであればよく、例えば、次世代ＰＨＳ（Personal Handyphone System）や、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などに対しても本発明を適用可能である。
　上述した実施形態では、無線中継局１０Ａ及び無線中継局１０Ｂとして固定型のものを説明したが、固定型に限らず、例えば車両などに搭載される移動型中継局であってもよい。
　このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
　以上のように、本発明に係る無線中継局及び無線中継方法は、無線基地局における第１送受信部と第２送受信部とが互いに受ける干渉の影響を低減できるため、移動体通信などの無線通信において有用である。

Claims (12)

  1. 　無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局であって、
    　第１周波数帯が用いられる第１信号を前記無線基地局と送受信する第１送受信部と、
    　第２周波数帯が用いられる第２信号を前記無線端末と送受信する第２送受信部と、
    　前記第１送受信部及び前記第２送受信部を制御する制御部と
    を備え、
    　前記第２送受信部は、前記第２周波数帯をシフトする周波数シフト部を有し、
    　前記第１送受信部は、前記第２送受信部から前記第２信号を受信した際に、前記第１周波数帯における前記第２信号の信号レベルを測定し、
    　前記制御部は、前記第１送受信部によって測定された前記信号レベルが低下するように、前記周波数シフト部における前記第２周波数帯のシフト量を調整する無線中継局。
  2. 　前記第１送受信部は、前記第１送受信部が前記無線基地局に接続した後、且つ、前記無線端末が前記第２送受信部に接続する前において、前記第２送受信部から前記第２信号を受信する請求項１に記載の無線中継局。
  3. 　前記制御部は、
    　前記シフト量を変化させつつ前記信号レベルを前記第１送受信部に複数回測定させ、
    　複数回の測定のうち最も低い前記信号レベルが測定された際の前記シフト量を、前記周波数シフト部に設定する前記シフト量として決定する請求項１に記載の無線中継局。
  4. 　前記第１信号は、互いに直交する複数の第１サブキャリアを用いて構成され、
    　前記第２信号は、互いに直交する複数の第２サブキャリアを用いて構成され、
    　前記制御部は、前記第２サブキャリアが前記第１サブキャリアに直交するように、前記シフト量を調整する請求項１に記載の無線中継局。
  5. 　前記第１送受信部は、
    　フーリエ変換により、前記第１信号を前記第１サブキャリアに変換するフーリエ変換部と、
    　前記第２信号の前記信号レベルを測定する信号レベル測定部と
    を備え、
    　前記信号レベル測定部は、前記フーリエ変換部による前記フーリエ変換後の前記第２信号の前記信号レベルを測定する請求項４に記載の無線中継局。
  6. 　前記第１送受信部が前記第１信号を受信する時間帯は、前記第２送受信部が前記第２信号を送信する時間帯と重複し、
    　前記第１送受信部が前記第１信号を送信する時間帯は、前記第２送受信部が前記第２信号を受信する時間帯と重複する請求項１に記載の無線中継局。
  7. 　無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継局であって、
    　第１周波数帯が用いられる第１信号を前記無線基地局と送受信し、第２周波数帯が用いられる第２信号を前記無線端末と送受信する送受信部を備え、
    　前記送受信部は、前記第１信号と直交する前記第２信号を前記無線端末と送受信する無線中継局。
  8. 　前記第１信号は、互いに直交する複数の第１サブキャリアを用いて構成され、
    　前記第２信号は、互いに直交する複数の第２サブキャリアを用いて構成され、
    　前記送受信部は、前記第１サブキャリアと直交する前記第２サブキャリアを用いて構成される前記第２信号を前記無線端末と送受信する請求項７に記載の無線中継局。
  9. 　前記送受信部は、
    　逆フーリエ変換により、前記第１サブキャリアを前記第１信号に変換するとともに、前記第２サブキャリアを前記第２信号に変換する逆フーリエ変換部と、
    　フーリエ変換により、前記第１信号を前記第１サブキャリアに変換するとともに、前記第２信号を前記第２サブキャリアに変換するフーリエ変換部と
    を備える請求項８に記載の無線中継局。
  10. 　前記第１送受信部が前記第１信号を受信する時間帯は、前記第２送受信部が前記第２信号を送信する時間帯と重複し、
    　前記第１送受信部が前記第１信号を送信する時間帯は、前記第２送受信部が前記第２信号を受信する時間帯と重複する請求項７に記載の無線中継局。
  11. 　無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継方法であって、
    　第１周波数帯が用いられる第１信号を第１送受信部が無線基地局と送受信するステップと、
    　第２周波数帯が用いられる第２信号を第２送受信部が前記無線端末と送受信するステップと、
    　前記第１送受信部が、前記第２送受信部から前記第２信号を受信した際に、前記第１周波数帯における前記第２信号の信号レベルを測定するステップと、
    　前記第２送受信部に設けられた周波数シフト部が、前記第２周波数帯をシフトするステップと、
    　前記測定するステップにおいて測定された前記信号レベルが低下するように、前記周波数シフト部における前記第２周波数帯のシフト量を調整するステップと
    を備える無線中継方法。
  12. 　無線基地局と無線端末との間の通信を中継する無線中継方法であって、
    　第１周波数帯が用いられる第１信号を前記無線基地局と送受信するステップと、
    　第２周波数帯が用いられる第２信号を前記無線端末と送受信するステップと
    を備え、
    　前記第２信号を送受信するステップでは、前記第１信号と直交する前記第２信号を前記無線端末と送受信する無線中継方法。
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