特開 2024-144812 無線端末装置、無線通信システム及び無線通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024144812

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】無線端末装置、無線通信システム及び無線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/28 20090101AFI20241004BHJP

   H04W 16/26 20090101ALI20241004BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20241004BHJP

   H04L 27/26 20060101ALI20241004BHJP

   H04W 72/0453 20230101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

H04W16/28

H04W16/26

H04B7/06 952

H04L27/26 300

H04W72/0453

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056941

(22)【出願日】2023-03-31

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇに向けたテラヘルツ帯を活用した端末拡張型無線通信システム実現のための研究開発 研究開発項目 ３ 端末拡張型無線通信システム構築・制御技術 副題：Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇに向けたテラヘルツ帯を活用するユーザセントリックアーキテクチャ実現に関する研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】國澤 良雄

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA03

5K067EE02

5K067EE08

5K067EE10

5K067EE61

5K067KK02

(57)【要約】

【課題】周波数チャネル間の干渉の抑制効果の向上を図る。
【解決手段】複数の無線中継装置を介して基地局との間で信号を送受する無線端末装置において、変復調部と、アンテナと、複数の無線中継装置それぞれに向けるアンテナビームを制御するビーム制御部と、複数の無線中継装置それぞれに向けられたアンテナビーム同士のビーム方向差に基づいて、複数の無線中継装置それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる周波数割当部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の無線中継装置を介して基地局との間で信号を送受する無線端末装置において、
前記複数の無線中継装置それぞれに向けるアンテナビームを制御するビーム制御部と、
前記複数の無線中継装置それぞれに向けられたアンテナビーム同士のビーム方向差に基づいて、前記複数の無線中継装置それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる周波数割当部と、
を備える無線端末装置。

【請求項2】

前記周波数割当部は、前記複数の無線中継装置における無線中継装置の組合せのうちビーム方向差が小さい無線中継装置の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルを割当てる、
請求項１に記載の無線端末装置。

【請求項3】

前記周波数割当部は、ビーム方向差に対応するアンテナ利得を取得し、前記複数の無線中継装置における無線中継装置の組合せのうちアンテナ利得が大きい無線中継装置の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルを割当てる、
請求項１に記載の無線端末装置。

【請求項4】

前記周波数割当部は、
ビーム方向差に対応するアンテナ利得を取得し、
アンテナ利得と、前記無線端末装置の受信信号に使用されるバンドパスフィルターの周波数チャネル間のフィルター減衰量とに基づいて、周波数チャネル間の干渉の抑制効果が大きくなるように、前記複数の無線中継装置それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる、
請求項１に記載の無線端末装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の無線端末装置と、
複数の無線中継装置と、を備え、
前記無線端末装置が前記複数の無線中継装置それぞれに割当てた周波数チャネルを使用して前記無線端末装置と前記複数の無線中継装置それぞれとが無線通信を行う、
無線通信システム。

【請求項6】

無線端末装置が複数の無線中継装置を介して基地局との間で信号を送受する無線通信方法であって、
前記無線端末装置が、前記複数の無線中継装置それぞれに向けるアンテナビームを制御するビーム制御ステップと、
前記無線端末装置が、前記複数の無線中継装置それぞれに向けられたアンテナビーム同士のビーム方向差に基づいて、前記複数の無線中継装置それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる周波数割当ステップと、
を含む無線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線端末装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、無線通信の受信機は、ダウンコンバージョンで生じる主波以外の周波数チャネルの信号のイメージ（折り返し信号）や、帯域外信号が主波に重畳されて干渉信号にならないように、高周波（ＲＦ：Radio Frequency、無線周波数）の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band-Pass Filter、バンドパスフィルター）を用いて所望帯域外からの干渉妨害波の抑制を行い、受信機のスプリアス応答や非線形ひずみを回避している（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－２７７４８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の受信機では、使用周波数帯で急峻な遮断特性を持つＢＰＦによって主波以外の周波数チャネルの信号を減衰させているが、近年のより高い周波数帯で複数の周波数チャネルを使用する無線通信システムにおいては、ＢＰＦのみでは主波以外の周波数チャネルの信号を十分に減衰することが難しかった。

【0005】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、周波数チャネル間の干渉の抑制効果の向上を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、複数の無線中継装置を介して基地局との間で信号を送受する無線端末装置において、前記複数の無線中継装置それぞれに向けるアンテナビームを制御するビーム制御部と、前記複数の無線中継装置それぞれに向けられたアンテナビーム同士のビーム方向差に基づいて、前記複数の無線中継装置それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる周波数割当部と、を備える無線端末装置である。
本発明の一態様は、上記の無線端末装置において、前記周波数割当部は、前記複数の無線中継装置における無線中継装置の組合せのうちビーム方向差が小さい無線中継装置の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルを割当てる、無線端末装置である。
本発明の一態様は、上記の無線端末装置において、前記周波数割当部は、ビーム方向差に対応するアンテナ利得を取得し、前記複数の無線中継装置における無線中継装置の組合せのうちアンテナ利得が大きい無線中継装置の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルを割当てる、無線端末装置である。
本発明の一態様は、上記の無線端末装置において、前記周波数割当部は、ビーム方向差に対応するアンテナ利得を取得し、アンテナ利得と、前記無線端末装置の受信信号に使用されるバンドパスフィルターの周波数チャネル間のフィルター減衰量とに基づいて、周波数チャネル間の干渉の抑制効果が大きくなるように、前記複数の無線中継装置それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる、無線端末装置である。

【0007】

本発明の一態様は、上記のいずれかの無線端末装置と、複数の無線中継装置と、を備え、前記無線端末装置が前記複数の無線中継装置それぞれに割当てた周波数チャネルを使用して前記無線端末装置と前記複数の無線中継装置それぞれとが無線通信を行う、無線通信システムである。

【0008】

本発明の一態様は、無線端末装置が複数の無線中継装置を介して基地局との間で信号を送受する無線通信方法であって、前記無線端末装置が、前記複数の無線中継装置それぞれに向けるアンテナビームを制御するビーム制御ステップと、前記無線端末装置が、前記複数の無線中継装置それぞれに向けられたアンテナビーム同士のビーム方向差に基づいて、前記複数の無線中継装置それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる周波数割当ステップと、を含む無線通信方法である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、周波数チャネル間の干渉の抑制効果の向上を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】一実施形態に係る指向方向情報の一例を説明するための図である。

【図3】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例１の手順の一例を示すフローチャートである。

【図4】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法を説明するための図である。

【図5】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法を説明するための図である。

【図6】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法を説明するための図である。

【図7】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例２の手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法を説明するための図である。

【図9】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法を説明するための図である。

【図10】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法を説明するための図である。

【図11】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例３の手順の一例を示すフローチャートである。

【図12】一実施形態に係る周波数チャネル割当方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る無線通信システムの構成例を示すブロック図である。図１に示される無線通信システム１は、無線中継装置（中継器）２００を境に、基地局側で使用される無線周波数と、端末側で使用される無線周波数とが異なる。図１の例では、基地局側で使用される無線周波数はミリ波帯である。一方、端末側で使用される無線周波数はミリ波帯よりも高い周波数（高周波数帯）である。高周波数帯は、例えばテラヘルツ帯である。

【0012】

無線通信システム１において、無線端末装置（端末）ＵＥは、複数の中継器２００を介して基地局ＢＳとの間で信号を送受する。図１の例では、端末ＵＥは、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００を介して基地局ＢＳとの間で信号を送受する。なお、中継器２００の台数は４台に限定されない。

【0013】

また、端末ＵＥは、同時に複数の中継器２００を介して基地局ＢＳとの間で信号を送受してもよいし、複数の中継器２００それぞれで異なる時間において中継器２００を介して基地局ＢＳとの間で信号を送受してもよい。

【0014】

基地局ＢＳは、端末ＵＥとの間で送受する信号を伝送する電磁波（搬送波）を送受するアンテナ（基地局アンテナ）を含む。図１の例では、搬送波はミリ波である。中継器２００は、自己のアンテナビームを基地局アンテナの方向に向けて、搬送波を送受する。

【0015】

なお、図１の例では、基地局ＢＳは１台のみを図示しているが、空間多重によるＭＩＭＯを適用する場合は、複数の基地局ＢＳが存在し、端末ＵＥは複数の中継器２００を介して複数の基地局ＢＳとの間で信号を送受する。例えばミリ波帯が使用周波数帯である場合、空間多重によるＭＩＭＯ方式を適用することができる。

【0016】

また、図１の例では、基地局ＢＳが図示されるが、基地局ＢＳの代わりに、基地局ＢＳとは別個に設けられる基地局アンテナを備えるアンテナサイトであってもよい。この場合、中継器２００は、自己のアンテナビームをアンテナサイトの方向に向けて、搬送波を送受する。

【0017】

また、無線通信システム１の複信方式は、ＴＤＤ（Time Division Duplex、時分割複信）方式でもよいし、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex、周波数分割複信）方式でもよい。

【0018】

図１において、端末ＵＥは、変復調部１０１と、ＲＦ部１０２，１０３，１０４，１０５と、ビーム制御部１０６，１０７，１０８，１０９と、周波数割当部１１０と、アンテナ１１１，１１２，１１３，１１４とを備える。中継器２００は、端末側アンテナ２０１と、周波数変換型無線中継部２０２と、基地局側アンテナ２０３とを備える。

【0019】

端末ＵＥにおいて、変復調部１０１は、各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００を介して基地局ＢＳと通信するために、端末ＵＥから基地局ＢＳへ向う上り方向の信号（上り信号）として送信する変調信号を、各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００に対応するＲＦ部１０２，１０３，１０４，１０５へ出力する。また、変復調部１０１は、基地局ＢＳから端末ＵＥへ向う下り方向の信号（下り信号）に関して、各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００を介して基地局ＢＳから受信する下り信号を、各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００に対応するＲＦ部１０２，１０３，１０４，１０５から入力する。

【0020】

ＲＦ部１０２，１０３，１０４，１０５は、変復調部１０１から入力されたベースバンド信号と、端末ＵＥと各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００との間の無線伝送で使用する高周波数帯の高周波信号との、アップコンバート及びダウンコンバートを行う。また、複信方式としてＴＤＤ方式を用いる場合は、ＲＦ部１０２，１０３，１０４，１０５において、上り信号の送信回路と下り信号の受信回路の切換えを行う。

【0021】

ビーム制御部１０６，１０７，１０８，１０９は、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００それぞれに向けるアンテナビームを制御する。ビーム制御部１０６，１０７，１０８，１０９は、それぞれ対応する中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００との間で１対１の高周波数帯での無線伝送を行うために、それぞれのアンテナ１１１，１１２，１１３，１１４のアンテナビームＢＭ１，ＢＭ２，ＢＭ３，ＢＭ４をそれぞれ対応する中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００の方向に向ける。

【0022】

周波数割当部１１０は、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００それぞれに向けられたアンテナビーム同士のビーム方向差に基づいて、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる。周波数割当部１１０は、ビーム制御部１０６，１０７，１０８，１０９から、アンテナ１１１，１１２，１１３，１１４のアンテナビームＢＭ１，ＢＭ２，ＢＭ３，ＢＭ４の指向方向情報「φ１，θ１」，「φ２，θ２」，「φ３，θ３」，「φ４，θ４」を取得する。

【0023】

図２は、本実施形態に係る指向方向情報の一例を説明するための図である。指向方向情報「φ１，θ１」，「φ２，θ２」，「φ３，θ３」，「φ４，θ４」は、一例として図２に示されるように、φはアンテナ１１１，１１２，１１３，１１４の正面方向を０°として水平方向に反時計回りの角度で表し、θはアンテナ１１１，１１２，１１３，１１４の真上方向を０°として垂直方向の角度で表してもよい。また、アンテナの正面方向及び真上方向は、全てのアンテナ１１１，１１２，１１３，１１４で同じでもよいし、各アンテナ１１１，１１２，１１３，１１４で異なってもよい。

【0024】

以降の説明では、指向方向情報「φ１，θ１」，「φ２，θ２」，「φ３，θ３」，「φ４，θ４」は、図２に示される例を用い、また、アンテナの正面方向及び真上方向が全てのアンテナ１１１，１１２，１１３，１１４で同じである。なお、アンテナの正面方向及び真上方向が各アンテナ１１１，１１２，１１３，１１４で異なっている場合、指向方向情報「φ１，θ１」，「φ２，θ２」，「φ３，θ３」，「φ４，θ４」は、アンテナ１１１，１１２，１１３，１１４のいずれかの正面方向及び真上方向を基準にして変換したφ，θを用いればよい。

【0025】

周波数割当部１１０は、端末ＵＥと各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００との間で使用する高周波数帯の周波数チャネルを決定する。周波数割当部１１０は、決定した周波数チャネルに基づいて、ＲＦ部１０２，１０３，１０４，１０５に対して、ベースバンド信号との間でアップコンバート及びダウンコンバートする周波数を設定する。

【0026】

端末ＵＥは、周波数割当部１１０が決定した周波数チャネルを各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００へ通知する。各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００において、周波数変換型無線中継部２０２は、端末ＵＥから通知された周波数チャネルを、高周波数帯で使用する周波数チャネルに設定する。

【0027】

周波数チャネルは、端末ＵＥから各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００へ通知されればよく、その通知方法は限定されない。例えば、無線通信システム１において上り信号の無線伝送チャネルの帯域のガードバンドを利用して、周波数チャネルを示す周波数チャネル情報を端末ＵＥから各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００へ無線伝送してもよい。例えば、端末ＵＥと各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００の間の近距離無線通信により、周波数チャネル情報を端末ＵＥから各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００へ無線伝送してもよい。近距離無線通信方式として、例えば「Bluetooth（登録商標）」や「Wi-Fi（登録商標）」等を用いてもよい。

【0028】

中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００において、周波数変換型無線中継部２０２は、端末側アンテナ２０１により受信した高周波数帯の上り信号をミリ波帯の使用周波数へ変換し、基地局側アンテナ２０３から基地局ＢＳへ送信する。また、周波数変換型無線中継部２０２は、基地局側アンテナ２０３により受信したミリ波帯の下り信号を高周波数帯の設定された周波数チャネルへ変換し、端末側アンテナ２０１から端末ＵＥへ送信する。

【0029】

次に本実施形態に係る周波数チャネル割当方法を例を挙げて説明する。

【0030】

端末ＵＥの周波数割当部１１０は、端末ＵＥと各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００との間で使用する周波数チャネルの割当てを行う。

【0031】

なお、以降の説明では、説明の便宜上、アンテナ１１１，１１２，１１３，１１４のアンテナビームＢＭ１，ＢＭ２，ＢＭ３，ＢＭ４のビーム方向を２次元として説明するが、ビーム方向をφ，θによる３次元とした場合でも各ビーム方向間の相対的な方向差を用いることにより、同様に適用することができる。また、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００それぞれを、中継器＃１，中継器＃２，中継器＃３，中継器＃４と称する場合がある。

【0032】

（周波数チャネル割当方法の例１）
図３－図６を参照して本実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例１を説明する。図３は、本実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例１の手順の一例を示すフローチャートである。

【0033】

周波数チャネル割当方法の例１では、周波数割当部１１０は、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００における中継器２００の組合せのうちビーム方向差が小さい中継器２００の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルを割当てる。

【0034】

（ステップＳ１０１） 端末ＵＥにおいて、周波数割当部１１０は、ビーム制御部１０６，１０７，１０８，１０９から、各中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００へのアンテナビームＢＭ１，ＢＭ２，ＢＭ３，ＢＭ４のビーム方向「φｎ、ｎ＝１，２，３，４」を取得する。ここでは、説明上の一例として、図４に示されるように、中継器＃１に関するビーム方向φ１は「０°」、中継器＃２に関するビーム方向φ２は「－３０°」、中継器＃３に関するビーム方向φ３は「－５０°」、中継器＃４に関するビーム方向φ４は「６０°」、である。

【0035】

（ステップＳ１０２） 周波数割当部１１０は、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００の組合せ毎に、中継器２００間のビーム方向差を求める。ここでは、説明上の一例として、図４に示されるように、中継器＃１と中継器＃２間のビーム方向差「Δφ１，２＝φ１－φ２＝３０°」、中継器＃２と中継器＃３間のビーム方向差「Δφ２，３＝φ２－φ３＝２０°」、中継器＃１と中継器＃３間のビーム方向差「Δφ１，３＝φ１－φ２＝５０°」、中継器＃４と中継器＃１間のビーム方向差「Δφ４，１＝φ４－φ１＝６０°」、・・・である。図５に、各中継器２００間のビーム方向差が示される。

【0036】

（ステップＳ１０３） 周波数割当部１１０は、ビーム方向差が小さい順にソートする。ここでは、説明上の一例として、ソート結果は、Δφ２，３「２０°」、Δφ１，２「３０°」、Δφ１，３「５０°」、Δφ４，１「６０°」、・・・である。周波数割当部１１０は、ソート結果の順に、周波数が離れた周波数チャネルを割当てていく。これにより、ビーム方向差が小さい中継器２００の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルが割当てられる。

【0037】

ここでは、説明上の一例として、無線通信システム１の高周波数帯の周波数チャネルは、図６に示される４個の周波数チャネル「＃Ｆａ」、「＃Ｆｂ」、「＃Ｆｃ」、「＃Ｆｄ」である。周波数割当部１１０は、ビーム方向差が最小である「（１）中継器＃２，中継器＃３」に対して周波数軸上の両端の周波数チャネル「＃Ｆａ」，「＃Ｆｄ」を、ここでの一例として、中継器＃２に周波数チャネル「＃Ｆａ」を割当て、中継器＃３に周波数チャネル「＃Ｆｄ」を割当てる。次いで、周波数割当部１１０は、次にビーム方向差が小さい「（２）中継器＃１，中継器＃２」のうち周波数チャネルが未割当の中継器＃１に対して、未割当の周波数チャネル「＃Ｆｂ」、「＃Ｆｃ」のうち中継器＃２の周波数チャネル「＃Ｆａ」から周波数軸上の最も離れた周波数チャネル「＃Ｆｃ」を割当てる。次いで、周波数割当部１１０は、次にビーム方向差が小さい「（３）中継器＃１，中継器＃３」が共に周波数チャネルを割当済みなので、割当て処理をスキップする。次いで、周波数割当部１１０は、次にビーム方向差が小さい「（４）中継器＃１，中継器＃４」のうち周波数チャネルが未割当の中継器＃４に対して、残りの周波数チャネル「＃Ｆｂ」を割当てる。

【0038】

（周波数チャネル割当方法の例２）
図７－図１０を参照して本実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例２を説明する。図７は、本実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例２の手順の一例を示すフローチャートである。

【0039】

周波数チャネル割当方法の例２では、周波数割当部１１０は、ビーム方向差に対応するアンテナ利得を取得し、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００における中継器２００の組合せのうちアンテナ利得が大きい中継器２００の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルを割当てる。

【0040】

図７の手順のうちステップＳ２０１，Ｓ２０２は、上述した図３のステップＳ１０１，Ｓ１０２と同じである。ここでは、説明上の一例として、ステップＳ２０１，Ｓ２０２によって、図５に示される各中継器２００間のビーム方向差が求められる。

【0041】

（ステップＳ２０３） 周波数割当部１１０は、アンテナ指向特性のビーム中心方向からビーム方向差だけずれた方向のアンテナ利得を取得する。ここでは、説明上の一例として、図８にアンテナ指向特性が示される。また、図８のアンテナ指向特性に対応するアンテナ利得データの例（抜粋）が図１０に示される。端末ＵＥは、図１０に例示されるアンテナ利得データを、予め保持する。周波数割当部１１０は、例えば「（１）中継器＃２，中継器＃３」のビーム方向差「２０°」に対応するアンテナ利得「－０．８７［ｄＢ］」を、図１０のアンテナ利得データから取得する。同様にして取得された各アンテナ利得の結果が図９に示される。
なお、アンテナ利得データは、図１０に例示されるようにアンテナ利得の一覧表でもよいし、アンテナ利得を導出する関数であってもよい。

【0042】

（ステップＳ２０４） 周波数割当部１１０は、アンテナ利得が大きい順にソートする。ここでは、説明上の一例として、ソート結果は、「（１）中継器＃２，中継器＃３：－０．８７［ｄＢ］」、「（２）中継器＃１，中継器＃２：－５［ｄＢ］」、「（３）中継器＃１，中継器＃３：－１２［ｄＢ］」、「（４）中継器＃１，中継器＃４－１５［ｄＢ］」、・・・である。周波数割当部１１０は、ソート結果の順に、周波数が離れた周波数チャネルを割当てていく。これにより、アンテナ利得が大きい中継器２００の組合せほど、周波数が離れた周波数チャネルが割当てられる。

【0043】

ここでは、説明上の一例として、無線通信システム１の高周波数帯の周波数チャネルは、図６に示される４個の周波数チャネル「＃Ｆａ」、「＃Ｆｂ」、「＃Ｆｃ」、「＃Ｆｄ」である。周波数割当部１１０は、アンテナ利得が最大である「（１）中継器＃２，中継器＃３」に対して周波数軸上の両端の周波数チャネル「＃Ｆａ」，「＃Ｆｄ」を、ここでの一例として、中継器＃２に周波数チャネル「＃Ｆａ」を割当て、中継器＃３に周波数チャネル「＃Ｆｄ」を割当てる。次いで、周波数割当部１１０は、次にアンテナ利得が大きい「（２）中継器＃１，中継器＃２」のうち周波数チャネルが未割当の中継器＃１に対して、未割当の周波数チャネル「＃Ｆｂ」、「＃Ｆｃ」のうち中継器＃２の周波数チャネル「＃Ｆａ」から周波数軸上の最も離れた周波数チャネル「＃Ｆｃ」を割当てる。次いで、周波数割当部１１０は、次にアンテナ利得が大きい「（３）中継器＃１，中継器＃３」が共に周波数チャネルを割当済みなので、割当て処理をスキップする。次いで、周波数割当部１１０は、次にアンテナ利得が大きい「（４）中継器＃１，中継器＃４」のうち周波数チャネルが未割当の中継器＃４に対して、残りの周波数チャネル「＃Ｆｂ」を割当てる。

【0044】

（周波数チャネル割当方法の例３）
図１１－図１２を参照して本実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例３を説明する。図１１は、本実施形態に係る周波数チャネル割当方法の例３の手順の一例を示すフローチャートである。

【0045】

周波数チャネル割当方法の例３では、周波数割当部１１０は、ビーム方向差に対応するアンテナ利得を取得し、アンテナ利得と、端末ＵＥの受信信号に使用されるバンドパスフィルターの周波数チャネル間のフィルター減衰量とに基づいて、周波数チャネル間の干渉の抑制効果が大きくなるように、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる。端末ＵＥの受信信号に使用されるバンドパスフィルターの周波数チャネル間のフィルター減衰量のデータ（フィルター減衰量データ）は、予め、端末ＵＥに保持される。

【0046】

図１１の手順のうち、ステップＳ３０１，Ｓ３０２は上述した図３のステップＳ１０１，Ｓ１０２と同じであり、ステップＳ３０３は上述した図７のステップＳ２０３と同じである。ここでは、説明上の一例として、ステップＳ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３によって、図９に示される各アンテナ利得が求められる。

【0047】

（ステップＳ３０４） 周波数割当部１１０は、４台の中継器（＃１，＃２，＃３，＃４）２００に対する周波数チャネル割当ての全ての組合せから、アンテナ利得とフィルター減衰量の合計が最小になる組合せを求める。但し、ここでは、アンテナ利得は、高利得ほど大きい値であり、低利得ほど小さい値である。また、フィルター減衰量は、高減衰ほど小さい値であり、低減衰ほど大きい値である。

【0048】

ここでは、説明上の一例として、無線通信システム１の高周波数帯の周波数チャネルは、図６に示される４個の周波数チャネル「＃Ｆａ」、「＃Ｆｂ」、「＃Ｆｃ」、「＃Ｆｄ」である。

【0049】

具体的には、周波数割当部１１０は、次の（１）式の値を最小にする「freq(i) {i=1,2,3,4}」を求める。freq(i)は、周波数チャネル「＃Ｆａ」、「＃Ｆｂ」、「＃Ｆｃ」、「＃Ｆｄ」のうち中継器＃ｉに割当てる周波数チャネルである。
Σ( Gant(i,j)+Gfilt(freq(i)-freq(j))) {i=1,2,3,4, j=1,2,3,4, i≠j} （１）

【0050】

（１）式において、ｉ，ｊは中継器番号（中継器＃ｎにおけるｎ、ｎ＝１，２，３，４）である。Gant(i, j)は、中継器＃ｉと中継器＃ｊに関するアンテナ利得である。Gfilt(freq(i)-freq(j))は、中継器＃ｉに割当てる周波数チャネルと中継器＃ｊに割当てる周波数チャネルとの間のフィルター減衰量である。図１２に、フィルター減衰量データの例が示される。フィルター減衰量データは、予め、端末ＵＥに保持される。なお、フィルター減衰量データは、図１２に例示されるようにフィルター減衰量の一覧表でもよいし、フィルター減衰量を導出する関数であってもよい。

【0051】

上述したように本実施形態によれば、複数の中継器２００それぞれに向けられたアンテナビーム同士のビーム方向差に基づいて当該複数の中継器２００それぞれに使用する周波数チャネルを割当てる。これにより、使用周波数帯で急峻な遮断特性を持つＢＰＦがなくても、隣接する周波数チャネル間の干渉の抑制効果を向上させることができる。

【0052】

また、端末ＵＥにより周波数チャネルが割当てられるので、中継器２００は周波数チャネルの割当て処理を行う必要がない。これにより、端末ＵＥとの間で高周波数帯を使用する中継器２００の小型化や軽量化などに寄与することができる。

【0053】

なお、これにより、例えば無線通信システムにおける総合的なサービス品質の向上を実現することができることから、国連が主導する持続可能な開発目標（SDGs）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。

【0054】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0055】

また、上述した各装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【0056】

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0057】

１…無線通信システム、ＵＥ…無線端末装置、１０１…変復調部、１０２，１０３，１０４，１０５…ＲＦ部、１０６，１０７，１０８，１０９…ビーム制御部、１１０…周波数割当部、１１１，１１２，１１３，１１４…アンテナ、２００…無線中継装置、２０１…端末側アンテナ、２０２…周波数変換型無線中継部、２０３…基地局側アンテナ、ＢＳ…基地局

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】