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特許7573432無線中継装置、無線中継方法、および、無線中継装置用プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-17
(45)【発行日】2024-10-25
(54)【発明の名称】無線中継装置、無線中継方法、および、無線中継装置用プログラム
(51)【国際特許分類】
H04W 16/26 20090101AFI20241018BHJP
H04B 7/08 20060101ALI20241018BHJP
H04W 16/28 20090101ALI20241018BHJP
【ＦＩ】
H04W16/26
H04B7/08 802
H04W16/28
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020209575
(22)【出願日】2020-12-17
(65)【公開番号】P2022096459
(43)【公開日】2022-06-29
【審査請求日】2023-11-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000217653
【氏名又は名称】電気興業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100193389
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 智利
(72)【発明者】
【氏名】高橋 行隆
(72)【発明者】
【氏名】三浦 進
【審査官】望月 章俊
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０７１２３９１１（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｗ４／００－Ｈ０４Ｗ９９／００
Ｈ０４Ｂ７／２４－Ｈ０４Ｂ７／２６
Ｈ０４Ｂ７／０８
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１、４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置であって、前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定部を有し、
設定はモード変更、ソフトウェアリセット、および、ハードウェアリセットの少なくとも１つを含むことを特徴とする、無線中継装置。
【請求項2】
前記中継装置設定部は、前記通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項１に記載の無線中継装置。【請求項3】
前記ビームＩＤのうち、少なくとも一部は前記無線中継装置を指定することを特徴とする、請求項２に記載の無線中継装置。【請求項4】
前記ビームＩＤのうち、少なくとも一部は前記基地局のビーム方向を指定し、指定された前記基地局のビーム方向に基づいて前記基地局がビームステアリングを行うことを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載の無線中継装置。【請求項5】
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、ビームステアリング周期設定部、形成するビームに番号をビーム番号として付し、前記ビームステアリング周期でビームを切り替えステアリングする、基地局側ビーム形成部、
各ビーム番号で受信した信号を復調する復調部、
前記復調部で復調した結果に基づき、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する記憶部、
すべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する検出部、および、
ドナーアンテナを、検出部において検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定するビーム設定部、
を有することを特徴とする、請求項４に記載の無線中継装置。
【請求項6】
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期の整数倍の時間に前記ビームステアリング周期を設定することを有することを特徴とする、請求項５に記載の無線中継装置。【請求項7】
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期を測定する基地局ステアリング周期測定部を有することを特徴とする、請求項５または６のいずれかに記載の無線中継装置。【請求項8】
通信用以外に前記無線中継装置の設定用のための通信モジュールは別途設けず、前記通信信号の無線周波数以外は使用しないことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の無線中継装置。【請求項9】
前記通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の無線中継装置。【請求項10】
前記通信信号のうち、無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分であって、ビームＩＤとは異なる部分を、無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項２ないし９のいずれかに記載の無線中継装置。【請求項11】
無線中継装置を用いて実施される、無線中継方法であって、基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有し、
設定はモード変更、ソフトウェアリセット、および、ハードウェアリセットの少なくとも１つを含むことを特徴とする、
ことを特徴とする、無線中継方法。
【請求項12】
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項１１に記載の無線中継方法。【請求項13】
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号のうち前記無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、前記無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項１１に記載の無線中継方法。【請求項14】
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、前記周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングするステアリングステップ、
前記ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
前記復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する、検出ステップ、および、
前記ドナーアンテナを、前記検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、
を有することを特徴とする、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の無線中継方法。
【請求項15】
請求項１１ないし１４に記載のステップを実施する無線中継装置用プログラム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線中継装置、無線中継方法、および、無線中継装置用プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
無線中継装置は、設置に際し、基地局装置との方向調整が必要となる。無線中継装置は、基地局側にアンテナの指向性を向ける必要がある。４Ｇまでは基地局アンテナの水平面内指向性が広いため、ある程度、基地局側に中継装置を向けることで電波が受信できた。しかし、５Ｇでは、基地局側のアンテナビームが細いため、設置時の方向調整が難しく、無線中継装置の設置難度が上がる。
５Ｇ基地局（ｇＮＢ）は細いビームを上下左右にスイングさせて、１つのビームで端末と通信を行う。例えば、図１において、端末Aは＃６、端末Bは＃２のビームＩＤを有する。
アンテナのビームを細くするメリットとしては、アンテナ利得を上げてＥＩＲＰを高くし伝搬損失を補完すること、余分な方向にビームを向けないことで所望の端末と効率的に通信を行うことである。
５Ｇ基地局はビームフォーミング技術を採用し水平面および垂直面でビームをステアリングしている。それぞれのビームは識別符号としてのビームＩＤを有している。通常、ビームＩＤは装置を開発する企業で独自に設定する。
以下では、説明を容易にするため、水平方向のみのステアリングで説明するが、垂直方向についても水平方向と同様である。
２８ＧＨｚ帯などの高い周波数になると、電波の直進性が強くなるため、ビル影などに電波が回り込みにくくなる。図２において、端末Ｃはビルなどの建物Ｚの陰のためビーム＃４は端末Ｃに届かない。
電波の直進性による問題を解決する方法として、図３に示されるように、無線中継装置を利用する方法が考えらえる。無線中継装置はドナーユニットとサービスユニットから構成される。ドナーユニットとサービスユニット間は、有線（例えば同軸ケーブル）で接続される。もちろん、ドナーユニットとサービスユニットは一体型でもよい。ドナーユニットにおいて５Ｇ基地局の電波を受信し、サービスユニットから電波を放射する。例えばドナーユニットで電波＃５を受信し、サービスユニットから送信することで、端末Ｃが電波＃５を受信できるようにする、つまり、端末Ｃをサービスエリアに収容することができる。この際、無線中継装置は、電波＃５の代わりに、電波＃４を中継してもよい。
このように、サービスエリアを拡張する技術として、無線中継装置（ここでは非再生無線中継装置）がある。利点として、基地局装置と無線中継装置間に同軸ケーブルや光ファイバケーブルなどの通信媒体が不要なため、設置が容易である。
無線中継装置については、特許文献１に記載されているような分散アンテナ装置などが知られている。
特許文献１では、マルチビームを有する親機と無線を中継する子機について記載さているが、子機を制御する方法については記載されていない。
５Ｇ基地局（ｇＮＢ）は細いビームを上下左右にスイングさせて、１つのビームで端末と通信を行う。例えば、図１において、端末Aは＃６、端末Bは＃２のビームＩＤを有する。
アンテナのビームを細くするメリットとしては、アンテナ利得を上げてＥＩＲＰを高くし伝搬損失を補完すること、余分な方向にビームを向けないことで所望の端末と効率的に通信を行うことである。
５Ｇ基地局はビームフォーミング技術を採用し水平面および垂直面でビームをステアリングしている。それぞれのビームは識別符号としてのビームＩＤを有している。通常、ビームＩＤは装置を開発する企業で独自に設定する。
以下では、説明を容易にするため、水平方向のみのステアリングで説明するが、垂直方向についても水平方向と同様である。
２８ＧＨｚ帯などの高い周波数になると、電波の直進性が強くなるため、ビル影などに電波が回り込みにくくなる。図２において、端末Ｃはビルなどの建物Ｚの陰のためビーム＃４は端末Ｃに届かない。
電波の直進性による問題を解決する方法として、図３に示されるように、無線中継装置を利用する方法が考えらえる。無線中継装置はドナーユニットとサービスユニットから構成される。ドナーユニットとサービスユニット間は、有線（例えば同軸ケーブル）で接続される。もちろん、ドナーユニットとサービスユニットは一体型でもよい。ドナーユニットにおいて５Ｇ基地局の電波を受信し、サービスユニットから電波を放射する。例えばドナーユニットで電波＃５を受信し、サービスユニットから送信することで、端末Ｃが電波＃５を受信できるようにする、つまり、端末Ｃをサービスエリアに収容することができる。この際、無線中継装置は、電波＃５の代わりに、電波＃４を中継してもよい。
このように、サービスエリアを拡張する技術として、無線中継装置（ここでは非再生無線中継装置）がある。利点として、基地局装置と無線中継装置間に同軸ケーブルや光ファイバケーブルなどの通信媒体が不要なため、設置が容易である。
無線中継装置については、特許文献１に記載されているような分散アンテナ装置などが知られている。
特許文献１では、マルチビームを有する親機と無線を中継する子機について記載さているが、子機を制御する方法については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６６９１４４８号公報
【文献】特許出願２０２０－１７５６９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般に、４Ｇまでの無線中継装置は、中継する周波数と別の周波数の通信モデムを搭載している。例えば、２ＧＨｚ帯の無線中継装置は、８００ＭＨｚ帯のモデムで監視・制御するなどしている。
例えばＯＮ／ＯＦＦなど、無線中継装置の設定をする場合は、中継する無線周波数とは異なる周波数を使用した無線システムを使用している。この場合、遠隔操作卓から無線システム経由で無線中継装置の設定を行うが、設定には時間がかかる。また、中継装置が複数の場合、それぞれに指令を出す必要がある。
これは一般に、中継する周波数の信号（以下「通信信号」と呼ぶ）には規格が存在し、規格に合わせた通信を行う場合には通信信号の周波数はすべて通信信号で使用されるため、無線中継装置の設定などの信号を埋め込む余地がないためと考えられる。
このように、無線中継装置は、制御用として別の通信システムを併用する必要がある。例えば図４に示されるように、５Ｇのスタンドアローン（ＳＡ）で使用する場合も、例えば４Ｇなどの別の通信システムが必要になる。５Ｇ基地局と５Ｇ無線中継装置との間および５Ｇ無線中継装置と端末との間では、端末向けデータは２８ＧＨｚ帯でやり取りされるが、５Ｇ無線中継装置を制御するためには、例えば２ＧＨｚ帯の４Ｇ基地局など、別のシステムを利用している。
この場合、制御用として使用する通信システムの通信エリアにしか、５G無線中継装置を設置できず、設置場所が制約されてしまう。
そこで、本技術は５Ｇで使用される通信線信号の中で含まれているが使用していない設定信号を使用して無線中継装置の制御を行うなど、通信信号の周波数を利用することで、５Ｇなど通信信号の周波数のみで無線中継装置を制御可能な無線中継装置、無線中継方法、および、無線中継装置用プログラムを提供することを目的とする。
例えばＯＮ／ＯＦＦなど、無線中継装置の設定をする場合は、中継する無線周波数とは異なる周波数を使用した無線システムを使用している。この場合、遠隔操作卓から無線システム経由で無線中継装置の設定を行うが、設定には時間がかかる。また、中継装置が複数の場合、それぞれに指令を出す必要がある。
これは一般に、中継する周波数の信号（以下「通信信号」と呼ぶ）には規格が存在し、規格に合わせた通信を行う場合には通信信号の周波数はすべて通信信号で使用されるため、無線中継装置の設定などの信号を埋め込む余地がないためと考えられる。
このように、無線中継装置は、制御用として別の通信システムを併用する必要がある。例えば図４に示されるように、５Ｇのスタンドアローン（ＳＡ）で使用する場合も、例えば４Ｇなどの別の通信システムが必要になる。５Ｇ基地局と５Ｇ無線中継装置との間および５Ｇ無線中継装置と端末との間では、端末向けデータは２８ＧＨｚ帯でやり取りされるが、５Ｇ無線中継装置を制御するためには、例えば２ＧＨｚ帯の４Ｇ基地局など、別のシステムを利用している。
この場合、制御用として使用する通信システムの通信エリアにしか、５G無線中継装置を設置できず、設置場所が制約されてしまう。
そこで、本技術は５Ｇで使用される通信線信号の中で含まれているが使用していない設定信号を使用して無線中継装置の制御を行うなど、通信信号の周波数を利用することで、５Ｇなど通信信号の周波数のみで無線中継装置を制御可能な無線中継装置、無線中継方法、および、無線中継装置用プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の請求項１に係る無線中継装置は、
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置であって、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定部を有することを特徴とする、無線中継装置である。
本発明の請求項２に係る無線中継装置は、
前記中継装置設定部は、前記通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項１に記載の無線中継装置である。
本発明の請求項３に係る無線中継装置は、
前記ビームＩＤのうち、少なくとも一部は前記無線中継装置を指定することを特徴とする、請求項２に記載の無線中継装置である。
本発明の請求項４に係る無線中継装置は、
前記ビームＩＤのうち、少なくとも一部は前記基地局のビーム方向を指定し、指定された前記基地局のビーム方向に基づいて前記基地局がビームステアリングを行うことを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項５に係る無線中継装置は、
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、ビームステアリング周期設定部、
形成するビームに番号をビーム番号として付し、前記ビームステアリング周期でビームを切り替えステアリングする、基地局側ビーム形成部、
各ビーム番号で受信した信号を復調する復調部、
前記復調部で復調した結果に基づき、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する記憶部、
すべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する検出部、および、
ドナーアンテナを、検出部において検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定するビーム設定部、
を有することを特徴とする、請求項４に記載の無線中継装置である。
本発明の請求項６に係る無線中継装置は、
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期の整数倍の時間に前記ビームステアリング周期を設定することを有することを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項７に係る無線中継装置は、
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期を測定する基地局ステアリング周期測定部を有することを特徴とする、請求項５または６のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項８に係る無線中継装置は、
通信用以外に前記無線中継装置の設定用のための通信モジュールは別途設けず、前記通信信号の無線周波数以外は使用しないことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項９に係る無線中継装置は、
前記通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項１０に係る無線中継装置は、
前記通信信号のうち、無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分であって、ビームＩＤとは異なる部分を、無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項２ないし９のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項１１に係る無線中継方法は、
無線中継装置を用いて実施される、無線中継方法であって、
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有することを特徴とする、無線中継方法である。
本発明の請求項１２に係る無線中継方法は、
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項１１に記載の無線中継方法である。
本発明の請求項１３に係る無線中継方法は、
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号のうち前記無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、前記無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項１１に記載の無線中継方法である。
本発明の請求項１４に係る無線中継方法は、
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、
前記周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングするステアリングステップ、
前記ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
前記復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する、検出ステップ、および、
前記ドナーアンテナを、前記検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、
を有することを特徴とする、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の無線中継方法である。
本発明の請求項１５に係る無線中継装置用プログラムは、
請求項１１ないし１４に記載のステップを実施する無線中継装置用プログラムである。
以上の構成により、５Ｇ基地局装置（ｇＮＢ）からの無線信号で無線中継装置の設定が可能となる。
また、制御用として使用する通信システムの通信エリアにしか、５G無線中継装置を設置できず、設置場所が制約されてしまうという従来の問題を解決できる。また、高周波を使用すると、信号の直進性が高まるため、信号がうまく送受信できない場合があるという信号の直進性の問題は、無線中継装置ではその役割から理解されるようにすでに解決されているため、問題が生じない。
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置であって、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定部を有することを特徴とする、無線中継装置である。
本発明の請求項２に係る無線中継装置は、
前記中継装置設定部は、前記通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項１に記載の無線中継装置である。
本発明の請求項３に係る無線中継装置は、
前記ビームＩＤのうち、少なくとも一部は前記無線中継装置を指定することを特徴とする、請求項２に記載の無線中継装置である。
本発明の請求項４に係る無線中継装置は、
前記ビームＩＤのうち、少なくとも一部は前記基地局のビーム方向を指定し、指定された前記基地局のビーム方向に基づいて前記基地局がビームステアリングを行うことを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項５に係る無線中継装置は、
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、ビームステアリング周期設定部、
形成するビームに番号をビーム番号として付し、前記ビームステアリング周期でビームを切り替えステアリングする、基地局側ビーム形成部、
各ビーム番号で受信した信号を復調する復調部、
前記復調部で復調した結果に基づき、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する記憶部、
すべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する検出部、および、
ドナーアンテナを、検出部において検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定するビーム設定部、
を有することを特徴とする、請求項４に記載の無線中継装置である。
本発明の請求項６に係る無線中継装置は、
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期の整数倍の時間に前記ビームステアリング周期を設定することを有することを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項７に係る無線中継装置は、
前記ビームステアリング周期設定部は、前記基地局ステアリング周期を測定する基地局ステアリング周期測定部を有することを特徴とする、請求項５または６のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項８に係る無線中継装置は、
通信用以外に前記無線中継装置の設定用のための通信モジュールは別途設けず、前記通信信号の無線周波数以外は使用しないことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項９に係る無線中継装置は、
前記通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項１０に係る無線中継装置は、
前記通信信号のうち、無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分であって、ビームＩＤとは異なる部分を、無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項２ないし９のいずれかに記載の無線中継装置である。
本発明の請求項１１に係る無線中継方法は、
無線中継装置を用いて実施される、無線中継方法であって、
基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、
前記無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して前記無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有することを特徴とする、無線中継方法である。
本発明の請求項１２に係る無線中継方法は、
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定することを特徴とする、請求項１１に記載の無線中継方法である。
本発明の請求項１３に係る無線中継方法は、
前記中継装置設定ステップにおいて、前記通信信号のうち前記無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、前記無線中継装置の設定に使用し、無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じであることを特徴とする、請求項１１に記載の無線中継方法である。
本発明の請求項１４に係る無線中継方法は、
前記基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、
前記周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングするステアリングステップ、
前記ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
前記復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する、検出ステップ、および、
前記ドナーアンテナを、前記検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、
を有することを特徴とする、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の無線中継方法である。
本発明の請求項１５に係る無線中継装置用プログラムは、
請求項１１ないし１４に記載のステップを実施する無線中継装置用プログラムである。
以上の構成により、５Ｇ基地局装置（ｇＮＢ）からの無線信号で無線中継装置の設定が可能となる。
また、制御用として使用する通信システムの通信エリアにしか、５G無線中継装置を設置できず、設置場所が制約されてしまうという従来の問題を解決できる。また、高周波を使用すると、信号の直進性が高まるため、信号がうまく送受信できない場合があるという信号の直進性の問題は、無線中継装置ではその役割から理解されるようにすでに解決されているため、問題が生じない。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】基地局と端末との通信例を示す。
【図2】基地局と端末との通信例を示す。
【図3】基地局と端末との通信例を示す。
【図4】従来の無線中継装置の構成例を示す。
【図5】無線中継装置の構成例を示す。
【図6】無線中継装置で使用される通信信号の例を示す。
【図7】無線中継装置の構成例を示す。
【図8】無線中継装置の構成例を示す。
【図9】本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
【図10】本発明の一実施例における制御部の構成例を示す。
【図11】本発明の一実施例におけるビームステアリング周期設定部の構成例を示す。
【図12】本発明の一実施例における基地局側ビーム形成部の構成例を示す。
【図13】本発明の一実施例における復調部の構成例を示す。
【図14】本発明の一実施例における制御部の構成例を示す。
【図15】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図16】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図17】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図18】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図19】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図20】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図21】本発明の一実施例における検出部の構成例を示す。
【図22】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図23】本発明の一実施例における記憶部の構成例を示す。
【図24】本発明の一実施例における無線中継方法の例を示す。
【図25】本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
【図26】本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
【図27】本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
【図28】本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図５は本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
無線中継装置１００は、基地局２と通信を行うドナーアンテナ２０１、および、端末３と通信を行うサービスアンテナ３０１を有する。
無線中継装置１００は中継装置設定部１５０を有する。中継装置設定部１５０は、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置１００を設定する。
無線中継装置１００は、基地局２と通信を行うドナーアンテナ２０１、および、端末３と通信を行うサービスアンテナ３０１を有する。
無線中継装置１００は中継装置設定部１５０を有する。中継装置設定部１５０は、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置１００を設定する。
【0008】
一実施例において、基地局２は５Ｇ基地局であり、無線中継装置１００は５Ｇ無線中継装置である。
基地局２と無線中継装置１００との間、および、無線中継装置１００と端末３との間では、端末向けデータが２８ＧＨｚ帯でやり取りされると同時に、無線中継装置１００を制御するための制御信号も、同じ２８ＧＨｚ帯で、端末向けデータ通信と同じシステムを利用して基地局２から無線中継装置１００に送信されている。
基地局２と無線中継装置１００との間、および、無線中継装置１００と端末３との間では、端末向けデータが２８ＧＨｚ帯でやり取りされると同時に、無線中継装置１００を制御するための制御信号も、同じ２８ＧＨｚ帯で、端末向けデータ通信と同じシステムを利用して基地局２から無線中継装置１００に送信されている。
【0009】
図６は、本発明の一実施例において無線中継装置で使用される通信信号の例を示す。縦軸は周波数、横軸は時間である。
通信信号は、ＳＳバーストセット周期の中に、ＳＳ／ＰＢＣＨブロック（ＳＳ／ＰＢＣＨ INDEX）を有する。図示されるように、ＳＳ／ＰＢＣＨブロックには、時間順に、ビームＩＤ＃０、ビームＩＤ＃１、から、ビームＩＤ＃Ｎ－１（Ｎは例えば６４）が含まれている。
通信信号は、ＳＳバーストセット周期の中に、ＳＳ／ＰＢＣＨブロック（ＳＳ／ＰＢＣＨ INDEX）を有する。図示されるように、ＳＳ／ＰＢＣＨブロックには、時間順に、ビームＩＤ＃０、ビームＩＤ＃１、から、ビームＩＤ＃Ｎ－１（Ｎは例えば６４）が含まれている。
【0010】
本実施例では、５Ｇなどの基地局２からの無線信号に含まれるＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸ、つまりビームＩＤなどを使用する。
ＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸは、基地局２のビームと紐づけられている。基地局２がビームフォーミング技術を使用してビームをステアリングする場合、ビーム毎にユニークに割り当てられる。
ＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸは、基地局２のビームと紐づけられている。基地局２がビームフォーミング技術を使用してビームをステアリングする場合、ビーム毎にユニークに割り当てられる。
【0011】
ただし、ビームＩＤは必ずしも割り当てられたすべてを使用する必要はなく、基地局毎に開発企業が決めることができる。また、基地局が固定ビームの場合は、通常、ビームＩＤを１つしか使用しない。
従って、このＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸを使用することで、基地局２から無線中継装置１００を設定できる。
従って、このＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸを使用することで、基地局２から無線中継装置１００を設定できる。
【0012】
なお、以下ではビームＩＤを例として説明するが、ビームＩＤの替わりに、信号の規格のうえでは基地局２のビーム以外と紐づけられている部分を用いることもでき、これを「無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分」と呼ぶ。
無線中継装置１００の設定信号を含む信号は中継装置１００の設定信号を含まない信号と長さが同じであるものとすることができる。あるいは、基地局２からの信号に、無線中継装置１００を制御するための信号を埋め込むことができる。
本構成により、信号の規格内で無線中継装置の設定を行うことができ、新たな機器を追加する必要もなく、事前の設定も簡素化できる。
無線中継装置１００の設定信号を含む信号は中継装置１００の設定信号を含まない信号と長さが同じであるものとすることができる。あるいは、基地局２からの信号に、無線中継装置１００を制御するための信号を埋め込むことができる。
本構成により、信号の規格内で無線中継装置の設定を行うことができ、新たな機器を追加する必要もなく、事前の設定も簡素化できる。
【0013】
図７は本発明の一実施例における無線中継装置の構成例を示す。
本実施例において、中継装置設定部１５０は、通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して無線中継装置１００を設定する。
本実施例において、中継装置設定部１５０は、通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して無線中継装置１００を設定する。
【0014】
本実施例は、基地局２からの無線信号に含まれるＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸ、つまりビームＩＤを使用するものであり、基地局２がビーム固定の場合、つまり基地局２からのビームはステアリングしない場合である。
基地局２がビーム固定の場合、例えば、ビームＩＤは０とすると、残りのビームＩＤは使用されない。以下は８個の場合で説明する。
基地局２がビーム固定の場合、例えば、ビームＩＤは０とすると、残りのビームＩＤは使用されない。以下は８個の場合で説明する。
【0015】
ビームＩＤ＝０は既に基地局２のビームで使用されていると、残りはビームＩＤ＝１～７の７個である。
あらかじめ無線中継装置１００にビームＩＤの意味、つまり、指令内容を決めておくことで、基地局２からの無線信号で無線中継装置１００の設定ができる。遠隔操作卓では基地局２のみに指令を出すだけでよく、無線中継装置個別に指令を出す必要がない。
あらかじめ無線中継装置１００にビームＩＤの意味、つまり、指令内容を決めておくことで、基地局２からの無線信号で無線中継装置１００の設定ができる。遠隔操作卓では基地局２のみに指令を出すだけでよく、無線中継装置個別に指令を出す必要がない。
【0016】
本実施例では無線中継装置１００は復調部を有し、常に基地局２からのビームIDを検出、判定、それに従って動作する。
ビームID＝１をサービスユニットの送信停止と決めておけば、基地局２の支配下の無線中継装置１００を同時に送信停止することができる。同様にビームＩＤ＝２をサービスユニットの送信ＯＮと決めておけば基地局２の支配下の無線中継装置１００を同時に送信ＯＮとすることができる。これは、例えば、夜間は動作しない工場やモール、競技場など、特定の時間のみ基地局を動作させる環境で有効である。
ビームID＝１をサービスユニットの送信停止と決めておけば、基地局２の支配下の無線中継装置１００を同時に送信停止することができる。同様にビームＩＤ＝２をサービスユニットの送信ＯＮと決めておけば基地局２の支配下の無線中継装置１００を同時に送信ＯＮとすることができる。これは、例えば、夜間は動作しない工場やモール、競技場など、特定の時間のみ基地局を動作させる環境で有効である。
【0017】
また、使用しない無線中継装置１００や配下に端末がない無線中継装置１００をＯＦＦすることによって、基地局２から送信され端末３で受信されるダウンリンクでの干渉調整や、端末３から送信され基地局２で受信されるアップリンクでのサービスエリアの縮退を防ぐことができる。
設定項目としてはスタンバイモードなどのモード変更、ソフトウェアリセット、ハードウェアリセット、指向性変更、ビームステアリングなども含まれ得る。
設定項目としてはスタンバイモードなどのモード変更、ソフトウェアリセット、ハードウェアリセット、指向性変更、ビームステアリングなども含まれ得る。
【0018】
本発明の一実施例では、ビームＩＤのうち、少なくとも一部は無線中継装置１００を指定する。これにより、特定の無線中継装置１００をＯＦＦとして、通信電波同士の干渉を抑制することなどが可能となる。
本実施例では、基地局２からの無線信号に含まれるＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸ、つまりビームＩＤを使用し、基地局２はビーム固定であり、かつそれぞれの無線中継装置１００にＩＤが割り当てられている。
基地局２がビーム固定（ビームＩＤ＝０）で、ビームＩＤが６４個とする。
本実施例では、基地局２からの無線信号に含まれるＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸ、つまりビームＩＤを使用し、基地局２はビーム固定であり、かつそれぞれの無線中継装置１００にＩＤが割り当てられている。
基地局２がビーム固定（ビームＩＤ＝０）で、ビームＩＤが６４個とする。
【0019】
例えば、残りの６３個のうち、１～９を無線中継装置１００の識別ＩＤに、１０～６３を設定に使用する。
基地局２の支配下に配置される無線中継装置１００１，１００２，１００３にはユニークな識別ＩＤを設定する。
基地局２の支配下に配置される無線中継装置１００１，１００２，１００３にはユニークな識別ＩＤを設定する。
【0020】
また、識別ＩＤとビームＩＤの関係を設定しておく。ここでは，無線中継装置１００１＝ビームＩＤ１、無線中継装置１００２＝ビームＩＤ２、のように、識別ＩＤとビームＩＤが同じ値とする。
本構成により、遠隔制御卓から基地局２経由で、特定の無線中継装置を設定することができる。ビームＩＤ＝１０が無線中継装置のサービスユニットの送信ＯＦＦとすると、無線中継装置１００１のサービスユニットの送信をＯＦＦしたい場合、基地局２からの無線信号内に含まれるビームＩＤを０，１，１０と設定すればよい。
本構成により、遠隔制御卓から基地局２経由で、特定の無線中継装置を設定することができる。ビームＩＤ＝１０が無線中継装置のサービスユニットの送信ＯＦＦとすると、無線中継装置１００１のサービスユニットの送信をＯＦＦしたい場合、基地局２からの無線信号内に含まれるビームＩＤを０，１，１０と設定すればよい。
【0021】
図８は本発明の一実施例における無線中継装置の構成を示す。
本実施例では、ビームＩＤのうち、少なくとも一部は基地局２のビーム方向を指定し、指定された基地局２のビーム方向に基づいて基地局２がビームステアリングを行う。
基地局２からの無線信号に含まれるＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸ、つまりビームＩＤを使用し、基地局２がビームステアリングを行い、さらに無線中継装置１００１，１００２，１００３にＩＤを割り当てる。
本実施例では、ビームＩＤのうち、少なくとも一部は基地局２のビーム方向を指定し、指定された基地局２のビーム方向に基づいて基地局２がビームステアリングを行う。
基地局２からの無線信号に含まれるＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸ、つまりビームＩＤを使用し、基地局２がビームステアリングを行い、さらに無線中継装置１００１，１００２，１００３にＩＤを割り当てる。
【0022】
基地局２のビームに割り当てられるビームＩＤが０～３１とする。さらにビームＩＤ全体は６４個とする。
例えば、残りのビームＩＤ３２～６３までの３２個のうち、３２～４１を無線中継装置１００の識別ＩＤに、４２～６４を設定に使用することができる。
例えば、残りのビームＩＤ３２～６３までの３２個のうち、３２～４１を無線中継装置１００の識別ＩＤに、４２～６４を設定に使用することができる。
【0023】
図９は本発明の一実施例における無線中継装置１００の構成例を示す。
本実施例では、無線中継装置内で、５Ｇ基地局などの基地局からのＲＦ信号を復調し、ビームに関する情報を取得し、所望の方向へドナーアンテナのビームを向ける。
本実施例では、無線中継装置内で、５Ｇ基地局などの基地局からのＲＦ信号を復調し、ビームに関する情報を取得し、所望の方向へドナーアンテナのビームを向ける。
【0024】
無線中継装置は、５Ｇ基地局側にドナーユニットのアンテナを向ける必要があり、設置時の制約になる。５G基地局はビームが細いので、調整が難しい。
また、木や自動車、建物などの障害物など、電波環境の変化の問題がある。例えば５Ｇ基地局とドナーユニット間に、これらの障害物などにより電波環境が変化すると、無線中継装置を設置しなおさなければならない。
また、木や自動車、建物などの障害物など、電波環境の変化の問題がある。例えば５Ｇ基地局とドナーユニット間に、これらの障害物などにより電波環境が変化すると、無線中継装置を設置しなおさなければならない。
【0025】
そこで、以下の実施例では、基地局のビームを識別し、無線中継装置のビームを最適な方向へ向けることにより、設置を容易とし、設置性能を向上させた無線中継装置を提供することを目的とする。
また、以下の実施例では、一度の設置により、電波環境の変化にも柔軟に対応できる無線中継装置を提供することを目的とする。
また、以下の実施例では、容量を維持することではなくサービスエリア拡張を目的とし、設置性を向上させつつＭＩＭＯのレイヤが増えてもビームを１つのままとできる無線中継装置を提供することを目的とする。
また、以下の実施例では、一度の設置により、電波環境の変化にも柔軟に対応できる無線中継装置を提供することを目的とする。
また、以下の実施例では、容量を維持することではなくサービスエリア拡張を目的とし、設置性を向上させつつＭＩＭＯのレイヤが増えてもビームを１つのままとできる無線中継装置を提供することを目的とする。
【0026】
本実施例は、無線中継装置のアンテナ指向性を制御し、自動で基地局側へ指向性を向けるものであり、無線中継装置の設置性の向上が期待できる。
以下、具体的に説明する。
以下、具体的に説明する。
【0027】
無線中継装置１００は、基地局と通信を行うドナーアンテナ２０１、および、端末と通信を行うサービスアンテナ３０１を有する。無線中継装置１００はさらに、ビームステアリング周期設定部１１１、基地局側ビーム形成部２１０、復調部１２０、記憶部１１５、検出部１１３、および、ビーム設定部１１４を有する。
ビームステアリング周期設定部１１１は、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置１００のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
ビームステアリング周期設定部１１１は、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置１００のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
【0028】
基地局は通常、最大で６４のビームを切り替えるが、その周期は５ｍｓ、１０ｍｓ、２０ｍｓ、４０ｍｓ、８０ｍｓ、１６０ｍｓから選択される。よって、基地局の周期が不明である場合には、予めビームステアリング周期を１６０ｍｓ以上に設定しておく。ビームステアリング周期が、基地局ビームステアリング周期以上であれば、ビームステアリング周期中に確実に基地局ステアリング周期が収まることとなり、後述のビームＩＤごとの受信電力の測定が確実に行える。
機器のタイミングのずれなどを考慮する場合には、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の２倍以上に設定すると、後述のビームＩＤごとの受信電力の測定がより確実に行える。
機器のタイミングのずれなどを考慮する場合には、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の２倍以上に設定すると、後述のビームＩＤごとの受信電力の測定がより確実に行える。
【0029】
基地局側ビーム形成部２１０は、形成するビームに番号をビーム番号として付し、ビームステアリング周期でビームを切り替えステアリングする。
なお、ビームに付す番号や、ビーム番号などは、後述のようにビームごとの受信電力を記憶するためのものであり、実際の数字に限られず、ビームごとの受信電力を記憶できるものであれば、例えば測定した時間や他の手法によるものも含む。
なお、ビームに付す番号や、ビーム番号などは、後述のようにビームごとの受信電力を記憶するためのものであり、実際の数字に限られず、ビームごとの受信電力を記憶できるものであれば、例えば測定した時間や他の手法によるものも含む。
【0030】
復調部１２０は、各ビーム番号で受信した信号を復調する。
記憶部１１５は、復調部１２０で復調した結果に基づき、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する。
検出部１１３は、すべてのビーム番号の中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する。
記憶部１１５は、復調部１２０で復調した結果に基づき、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する。
検出部１１３は、すべてのビーム番号の中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する。
【0031】
ビーム設定部１１４は、ドナーアンテナ２０１を、検出部１１３において検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する。
本実施例では、図１０に示されるように、中継装置設定部１５０、基地局ステアリング周期測定部１１２、記憶部１１５、検出部１１３、および、ビーム設定部１１４は、制御部１１０内に一体に設けられている。
制御部１１０は、基地局側ビーム形成部２１０、基地局側送受信切替部２２０、基地局側周波数演算部、および、端末側の利得制御部３５０、端末側周波数変換部２４０、増幅部３３０、対端末送受信切替部２２０に接続されている。
本実施例では、図１０に示されるように、中継装置設定部１５０、基地局ステアリング周期測定部１１２、記憶部１１５、検出部１１３、および、ビーム設定部１１４は、制御部１１０内に一体に設けられている。
制御部１１０は、基地局側ビーム形成部２１０、基地局側送受信切替部２２０、基地局側周波数演算部、および、端末側の利得制御部３５０、端末側周波数変換部２４０、増幅部３３０、対端末送受信切替部２２０に接続されている。
【0032】
本発明の一実施例において、ビームステアリング周期設定部１１１は、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、基地局ステアリング周期の整数倍の時間にビームステアリング周期を設定する。これにより、ビームステアリング周期の中で基地局ステアリング周期がちょうど整数回行われることになり、ビームＩＤごとの受信電力を効率よく測定することができる。なお、整数が２以上であれば、ビームＩＤごとの受信電力の測定をより精度よく行うことができる。
機器のタイミングのずれなどを考慮する場合には、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の３倍以上に設定すると、仮に基地局ステアリング周期のうち最初と最後の周期でずれによりすべての測定ができなかった場合にも、真ん中の基地局ステアリング周期が確実に含まれることになるため、ビームＩＤごとの受信電力の測定がより確実に行える。
機器のタイミングのずれなどを考慮する場合には、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の３倍以上に設定すると、仮に基地局ステアリング周期のうち最初と最後の周期でずれによりすべての測定ができなかった場合にも、真ん中の基地局ステアリング周期が確実に含まれることになるため、ビームＩＤごとの受信電力の測定がより確実に行える。
【0033】
本発明の一実施例において、図１１に示されるように、ビームステアリング周期設定部１１１は、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期を測定する基地局ステアリング周期測定部１１２を有する。これにより、予め基地局ステアリング周期が不明な場合にも、測定により基地局ステアリング周期を把握し、ビームステアリング周期を基地局ステアリング周期の整数倍に設定することが容易となる。
【0034】
図１２は基地局側ビーム形成部２１０の構成例を示す。対基地局ビーム形成部２１０内では、対基地局アンテナ（ドナーアンテナ）＃１には、送受信切替部２１０１ａ、受信増幅器２１０１ａ１、振幅調整器２１０１ａ２、位相調整器２１０１ａ３、送受信切替部２１０１ｂが順に接続され、送受信切替部２１０１ｂ、位相調整器２１０１ｂ１、振幅調整器２１０１ｂ２、送信増幅器２１０１ｂ３、送受信切替部２１０１ａが順に接続されている。
対基地局アンテナ＃２から＃Ｎについても同様である。そして、送受信切替部１ｂからＮｂは、分配合成器２１０ｃに接続されている。
対基地局アンテナ＃２から＃Ｎについても同様である。そして、送受信切替部１ｂからＮｂは、分配合成器２１０ｃに接続されている。
【0035】
基地局側ビーム形成部２１０は、基地局へのアンテナビームを形成するものであり、増幅器、位相調整器、振幅調整器、送受信切替器を有する。ビーム形成部は対端末側にも、端末側ビーム形成部３１０として設置できる。
送受信切替部２２０は、送信と受信で経路を切り替える。切り替えは制御部１１０からの信号に基づく。
送受信切替部２２０は、送信と受信で経路を切り替える。切り替えは制御部１１０からの信号に基づく。
【0036】
例えば２８ＧＨｚなどの準ミリ波帯では増幅器の価格や損失が大きくなり、設計難易度や製造時の歩留まりが悪くなるため、数ＧＨｚなど扱いやすい周波数に変換し、また、その逆の処理を行う基地局側周波数変換部２４０を有する。
図１２のビーム形成部は時分割複信方式（ＴＤＤ）の構成であるが、周波数分割複信方式（ＦＤＤ）でもよい。
図１２のビーム形成部は時分割複信方式（ＴＤＤ）の構成であるが、周波数分割複信方式（ＦＤＤ）でもよい。
【0037】
図１３は復調部１２０の構成例を示す。復調部１２０内では、復調部内利得制御部１２０１、復調部内周波数変換部１２０２、アナログデジタル変換部（ＡＤ変換部）１２０３、デジタル信号処理器１２０４が順に接続され、デジタル信号処理器１２０４が、制御部１１０内のＭＣＵ１１０１と接続されている。
復調部１２０はＲＦ信号をデジタル信号に変換し、信号の復調を行い、ビーム情報を取得する。
復調部に入力されるＲＦ信号の周波数がＡＤ変換部で直接取り込むことができる場合は、周波数変換部を省略することもできる。
復調部１２０はＲＦ信号をデジタル信号に変換し、信号の復調を行い、ビーム情報を取得する。
復調部に入力されるＲＦ信号の周波数がＡＤ変換部で直接取り込むことができる場合は、周波数変換部を省略することもできる。
【0038】
制御部１１０は、図１４に示されるように、ＭＣＵ１１０１などの演算装置と、演算装置に接続された記憶装置１１０２を有する構成とすることができる。
制御部１１０は、復調部１２０からの結果によりビーム形成部を制御する。なお、制御部１１０は復調部１２０内に設置してもよい。
制御部１１０は、復調部１２０からの結果によりビーム形成部を制御する。なお、制御部１１０は復調部１２０内に設置してもよい。
【0039】
本実施例では、無線中継装置を用いて実施される、無線中継方法を示す。
無線中継方法は、基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有する。
無線中継方法は、基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する無線中継装置において、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置を設定する中継装置設定ステップを有する。
【0040】
本実施例では、中継装置設定ステップにおいて、通信信号に含まれるビームＩＤの少なくとも一部を使用して前記無線中継装置を設定する。
ビームＩＤ＝１が電源ＯＦＦ、ビームＩＤ＝２が中継開始、ビームＩＤ＝３が待機であるとする。ただし、電源ＯＦＦの状態では、装置全体がOFFするのでなく、アンテナから復調部までの受信経路はＯＮしている。以下も同様である。
ビームＩＤ＝１が電源ＯＦＦ、ビームＩＤ＝２が中継開始、ビームＩＤ＝３が待機であるとする。ただし、電源ＯＦＦの状態では、装置全体がOFFするのでなく、アンテナから復調部までの受信経路はＯＮしている。以下も同様である。
【0041】
図１５に示されるように、無線中継装置１００の電源がＯＮになると（ステップＳ００１）、無線中継装置１００は待機ステップＳ００２に移る。
無線中継装置１００が基地局２から通信信号を受信すると、ステップＳ００３に移る。
ステップＳ００３で電源ＯＦＦが指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームＩＤ＝１であった場合には、無線中継装置１００は電源をＯＦＦとして終了する。電源ＯＦＦが指示されなかった場合、ステップＳ００４に移る。
ステップＳ００４で中継開始が指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームＩＤ＝２であった場合には、通信ステップＳ１００に移る。中継開始が指示されなかった場合には、待機ステップＳ００２に移る。
無線中継装置１００が基地局２から通信信号を受信すると、ステップＳ００３に移る。
ステップＳ００３で電源ＯＦＦが指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームＩＤ＝１であった場合には、無線中継装置１００は電源をＯＦＦとして終了する。電源ＯＦＦが指示されなかった場合、ステップＳ００４に移る。
ステップＳ００４で中継開始が指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームＩＤ＝２であった場合には、通信ステップＳ１００に移る。中継開始が指示されなかった場合には、待機ステップＳ００２に移る。
【0042】
通信ステップＳ１００では、基地局２や端末３などと信号のやり取りを行い、基地局２と端末３を中継するなど通信を行う。
通信を行った後、基地局２から通信信号を受信すると、ステップＳ００６に移る。
ステップＳ００６で電源ＯＦＦが指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームＩＤ＝１であった場合には、無線中継装置１００は電源をＯＦＦとして終了する。電源ＯＦＦが指示されなかった場合、ステップＳ００７に移る。
通信を行った後、基地局２から通信信号を受信すると、ステップＳ００６に移る。
ステップＳ００６で電源ＯＦＦが指示された場合、つまり、受信した通信信号においてビームＩＤ＝１であった場合には、無線中継装置１００は電源をＯＦＦとして終了する。電源ＯＦＦが指示されなかった場合、ステップＳ００７に移る。
【0043】
ステップＳ００７で待機が指示された場合、、つまり、受信した通信信号においてビームＩＤ＝３であった場合には、待機ステップＳ００２に移る。待機が指示されなかった場合には通信ステップＳ１００に移る。
以上のステップのうち、電源のＯＦＦ、中継の開始、待機の指示を行う、Ｓ００３、Ｓ００４、Ｓ００６、Ｓ００７が、中継装置設定ステップに該当する。
以上のステップのうち、電源のＯＦＦ、中継の開始、待機の指示を行う、Ｓ００３、Ｓ００４、Ｓ００６、Ｓ００７が、中継装置設定ステップに該当する。
【0044】
ステップＳ００３とステップＳ００４は同時に行うこともできる。つまり、、信号を受信したとき、ビームＩＤ＝１であった場合には電源をＯＦＦにし、ビームＩＤ＝２であった場合には通信ステップＳ１００に進み中継を行うこともできる。さらに、ビームＩＤ＝３であった場合、あるいは、ビームＩＤに１も２も含まれない場合には待機ステップＳ００２に戻る構成としてもよい。
同様に通信ステップＳ１００の後、ステップＳ００６とステップＳ００７を同時に行うこともできる。
同様に通信ステップＳ１００の後、ステップＳ００６とステップＳ００７を同時に行うこともできる。
【0045】
説明するまでもなく、中継装置設定ステップは、以上の例に限られない。中継の開始と待機の指示のみを行う、所定時間の待機を指示するなど、様々な指示内容が含まれ得る。
一実施例として、中継装置設定ステップにおいて、通信信号のうち無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、無線中継装置の設定に使用する。無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じである。
一実施例として、中継装置設定ステップにおいて、通信信号のうち無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、無線中継装置の設定に使用する。無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じである。
【0046】
図１６は本発明の一実施例における無線中継方法を示す。
本実施例では、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、
本実施例では、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する、周期設定ステップ、
【0047】
周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングするステアリングステップ、
ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する、検出ステップ、および、
ドナーアンテナを、検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、を有する。
ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する、復調記憶ステップ、
復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する、検出ステップ、および、
ドナーアンテナを、検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する、ビーム設定ステップ、を有する。
【0048】
本実施例においては、ステップＳ００４の後に、ステップＳ００５において、ビーム調整を開始するか確認し、開始する場合にはビーム調整ステップＳ２００に移し、開始しない場合には、通信ステップＳ１００に移る点において、先の実施例と異なる。
例えば、ビームＩＤ＝１が電源ＯＦＦ、ビームＩＤ＝２が中継開始、ビームＩＤ＝３が待機、ビームＩＤ＝４がビーム調整開始であるとすることができるが、これに限られない。
例えば、ビームＩＤ＝１が電源ＯＦＦ、ビームＩＤ＝２が中継開始、ビームＩＤ＝３が待機、ビームＩＤ＝４がビーム調整開始であるとすることができるが、これに限られない。
【0049】
図１７は本発明の一実施例における無線中継方法において実施される、ビーム調整ステップＳ２００を示す。無線中継方法は、上述の無線中継装置１００でも実施することができる。
無線中継方法はビーム調整ステップS２００を含み、ビーム調整ステップS２００は、周期設定ステップ、ステアリングステップ、復調記憶ステップ、検出ステップ、および、ビーム設定ステップを有する。
無線中継方法はビーム調整ステップS２００を含み、ビーム調整ステップS２００は、周期設定ステップ、ステアリングステップ、復調記憶ステップ、検出ステップ、および、ビーム設定ステップを有する。
【0050】
まず、周期設定ステップＳ２２０では、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置１００のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
ここで、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、中継装置のビームのステアリングの周期を、基地局ステアリング周期の整数倍に設定するものとしてもよい。例えば、基地局は通常、最大で６４のビームを切り替えるが、その周期は５ｍs、１０ｍs、２０ｍs、４０ｍs、８０ｍs、１６０ｍsから選択される。
これにより、ドナーアンテナ２０１は基地局ステアリング周期の整数倍の時間でビームを切り替えることとなり、ドナーアンテナ２０１のビームのステアリングは、基地局のビームのステアリングより遅いものとなる。これにより、受信電力の測定を効率よく行うことができる。
ここで、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、中継装置のビームのステアリングの周期を、基地局ステアリング周期の整数倍に設定するものとしてもよい。例えば、基地局は通常、最大で６４のビームを切り替えるが、その周期は５ｍs、１０ｍs、２０ｍs、４０ｍs、８０ｍs、１６０ｍsから選択される。
これにより、ドナーアンテナ２０１は基地局ステアリング周期の整数倍の時間でビームを切り替えることとなり、ドナーアンテナ２０１のビームのステアリングは、基地局のビームのステアリングより遅いものとなる。これにより、受信電力の測定を効率よく行うことができる。
【0051】
図１８に示されるように、ビーム周期設定ステップの前に行われ、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期を測定する、基地局周期測定ステップS2１０を実施してもよい。基地局周期測定ステップＳ２１０では、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期を測定し、無線中継装置１００のビームのステアリングの周期を基地局ステアリング周期の整数倍に設定する。
次に、予め定められた順番でドナーアンテナ２０１のビームをステアリングする。この際、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておく。また、ビームを形成する位相情報や振幅情報はテーブルとして保持しておく。または、位相、振幅の計算式を保持しておき、計算で求めても良い。
つまり、ステアリングステップでは、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナ２０１のビームをステアリングする。
次に、予め定められた順番でドナーアンテナ２０１のビームをステアリングする。この際、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておく。また、ビームを形成する位相情報や振幅情報はテーブルとして保持しておく。または、位相、振幅の計算式を保持しておき、計算で求めても良い。
つまり、ステアリングステップでは、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナ２０１のビームをステアリングする。
【0052】
本発明の一実施例において、無線中継装置１００は、ドナーアンテナ２０１のステアリングの範囲を、ステアリングの前に予め限定しておく、ステアリング範囲限定部１１３０を有する。
本構成によれば、無線中継装置１００の設置時におおよその範囲で基地局側と合わせておくことができるため、ドナーアンテナ２０１のステアリングの範囲は予め限定しておくと、ドナーアンテナ２０１が必要以上の範囲をステアリングすることがなく、効率よくドナーアンテナ２０１のビームをステアリングできる。
本発明の一実施例において、ドナーアンテナ２０１のステアリングにおいては、まず第一方向ステアリングステップＳ２３２として、図１９に示されるように一方向において細く他の方向において幅広のビームでステアリングを行って受信電力が最大となるビームを選択した後に、第二方向ステアリングステップＳ２３３として、図２０に示されるように他の方向内において細いビームでステアリングを行う。
本構成によれば、無線中継装置１００の設置時におおよその範囲で基地局側と合わせておくことができるため、ドナーアンテナ２０１のステアリングの範囲は予め限定しておくと、ドナーアンテナ２０１が必要以上の範囲をステアリングすることがなく、効率よくドナーアンテナ２０１のビームをステアリングできる。
本発明の一実施例において、ドナーアンテナ２０１のステアリングにおいては、まず第一方向ステアリングステップＳ２３２として、図１９に示されるように一方向において細く他の方向において幅広のビームでステアリングを行って受信電力が最大となるビームを選択した後に、第二方向ステアリングステップＳ２３３として、図２０に示されるように他の方向内において細いビームでステアリングを行う。
【0053】
図２１に示されるように、検出部１１３は、第一方向検出部１１３１、および、第二方向検出部１１３２を有する。そして、図２２に示されるように、第一方向検出部１１３は、第一方向において細く第一方向と異なる第二方向において広い幅広のビームでステアリングを行って受信電力が最大となるビームを選択する。第二方向検出部１１３は、第一方向検出部１１３で受信電力が最大となるビームを選択した後、第二方向内において細いビームでステアリングを行う。図１９に示されるようにステアリング範囲限定部１１３０を有してもよい。
この構成により、細いビームで上下左右をステアリングするよりも検索時間が短縮できる。
この構成により、細いビームで上下左右をステアリングするよりも検索時間が短縮できる。
【0054】
例えば、ドナー側のアンテナのビームを水平面に幅広にして、垂直面にステアリング、受信電力が最大になるビームを選択し、次いで、そのビームを水平面内において細くし水平面内においてステアリングする構成としてもよい。
復調記憶ステップでは、ステアリングステップＳ２３０において各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する。受信電力は例えばＲS2ＲＰである。ビームＩＤとしては、例えば５Ｇ ＮＲの場合、ＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸの値を使用する。
無線中継装置１００のビーム番号、基地局のビームＩＤが、例えば、テーブルの第１行では、ビーム番号１、ビームＩＤ７、－８０ｄＢｍ、テーブルの第２行では、ビーム番号２、ビームＩＤ２０、－７０ｄＢｍ、テーブルの第ｎ行では、ビーム番号ｎ、ビームＩＤ１、－７５ｄＢｍ、などとなる。
復調記憶ステップでは、ステアリングステップＳ２３０において各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する。受信電力は例えばＲS2ＲＰである。ビームＩＤとしては、例えば５Ｇ ＮＲの場合、ＳＳ／ＰＢＣＨ ＩＮＤＥＸの値を使用する。
無線中継装置１００のビーム番号、基地局のビームＩＤが、例えば、テーブルの第１行では、ビーム番号１、ビームＩＤ７、－８０ｄＢｍ、テーブルの第２行では、ビーム番号２、ビームＩＤ２０、－７０ｄＢｍ、テーブルの第ｎ行では、ビーム番号ｎ、ビームＩＤ１、－７５ｄＢｍ、などとなる。
【0055】
本発明の一実施例において、記憶部１１５は、ビームＩＤに加えて、基地局毎にユニークに割り当てられる基地局ＩＤも記憶する構成である。基地局ＩＤを用いることで基地局が複数ある場合でも、ビームの選択が可能となる。
例えば、ある基地局ＡのビームＩＤ毎の受信電力と、ある基地局Aとは異なる基地局ＢのビームID毎の受信電力を記憶し、基地局Aの受信電力と基地局Bの受信電力の差が最大になるビーム番号を選択することで、干渉を最小限に抑えることができる。
例えば、ある基地局ＡのビームＩＤ毎の受信電力と、ある基地局Aとは異なる基地局ＢのビームID毎の受信電力を記憶し、基地局Aの受信電力と基地局Bの受信電力の差が最大になるビーム番号を選択することで、干渉を最小限に抑えることができる。
【0056】
本発明の一実施例において、図２３に示されるように、記憶部１１５は、主記憶部１１５１に加えて、受信電力が最大になるビームＩＤについて、あるいは、ビームＩＤ毎に、受信電力が大きい順に複数のビーム番号を記憶する、副記憶部１１５２を有する。
本構成によれば、通信環境の変化などにより、受信電力が最大であったビーム番号での受信レベルが、受信電力が次に大きかったビーム番号での受信レベルより小さくなった場合などでも、自動あるいは上位装置からの指示などによりビームを切り替えることで、あるビーム番号で通信ができなくなっても、別のビーム番号で通信が可能となるなど、通信環境の変化などにも対応できる。
本構成によれば、通信環境の変化などにより、受信電力が最大であったビーム番号での受信レベルが、受信電力が次に大きかったビーム番号での受信レベルより小さくなった場合などでも、自動あるいは上位装置からの指示などによりビームを切り替えることで、あるビーム番号で通信ができなくなっても、別のビーム番号で通信が可能となるなど、通信環境の変化などにも対応できる。
【0057】
検出ステップＳ２６０では、復調記憶ステップＳ２４０において記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する。
ここで、図２４に示されるように、端末に向けるアンテナビームに複数のビームＩＤをできるだけ含まないようにするため、閾値を設け、１つのビームＩＤが他のビームＩＤより閾値以上大きくなることを判定条件とし、判定条件を満たさない場合には、第一段階に戻って再度予め定められた順番でドナーアンテナ２０１のビームをステアリングする判定ステップＳ２５０を設けてもよい。例えば、検出部１１３は、１つのビームＩＤの受信電力が他のビームＩＤの受信電力より閾値以上大きい場合に、受信電力が最大となるビームＩＤを設定し、１つのビームＩＤの受信電力が他のビームＩＤの受信電力より閾値以上大きくない場合に、基地局側ビーム形成部２１０において基地局ステアリング周期の整数倍の時間でビームを切り替えステアリングする構成としてもよい。
ここで、図２４に示されるように、端末に向けるアンテナビームに複数のビームＩＤをできるだけ含まないようにするため、閾値を設け、１つのビームＩＤが他のビームＩＤより閾値以上大きくなることを判定条件とし、判定条件を満たさない場合には、第一段階に戻って再度予め定められた順番でドナーアンテナ２０１のビームをステアリングする判定ステップＳ２５０を設けてもよい。例えば、検出部１１３は、１つのビームＩＤの受信電力が他のビームＩＤの受信電力より閾値以上大きい場合に、受信電力が最大となるビームＩＤを設定し、１つのビームＩＤの受信電力が他のビームＩＤの受信電力より閾値以上大きくない場合に、基地局側ビーム形成部２１０において基地局ステアリング周期の整数倍の時間でビームを切り替えステアリングする構成としてもよい。
【0058】
ビーム設定ステップＳ２７０では、ドナーアンテナ２０１を、検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する。
本発明の一実施例において、ドナーアンテナ２０１のビームとしては、メインビーム側のビームＩＤの受信レベルが大きくないように、通常の使用時より予めサイドローブレベルを下げたビームを使用する構成である。例えば、基地局側ビーム形成部は、通常の通信時より予めサイドローブレベルを下げたビームを形成して基地局に対してビームをステアリングする。
本発明の一実施例において、ドナーアンテナ２０１のビームとしては、メインビーム側のビームＩＤの受信レベルが大きくないように、通常の使用時より予めサイドローブレベルを下げたビームを使用する構成である。例えば、基地局側ビーム形成部は、通常の通信時より予めサイドローブレベルを下げたビームを形成して基地局に対してビームをステアリングする。
【0059】
本発明の一実施例において、ドナーアンテナ２０１のビームは基地局ビームよりも細いビームを用いる構成である。つまり、基地局側ビーム形成部は基地局の発する基地局ビームより細いビームを形成する。
この構成により、無線中継装置１００で受信するビームＩＤが複数となることを防ぐことができる。
この構成により、無線中継装置１００で受信するビームＩＤが複数となることを防ぐことができる。
【0060】
本発明の一実施例において、無線中継装置１００は、アナログ・デジタル変換部、デジタル・アナログ変換部のいずれも介さずにドナーアンテナ２０１とサービスアンテナ３０１の間に接続された非再生中継用増幅部３３０を有し、非再生中継を行う構成である。
この構成ではアナログＩＣのみを使用し遅延を少なくすることが可能となる。
この構成ではアナログＩＣのみを使用し遅延を少なくすることが可能となる。
【0061】
図２５は本発明の一実施例における無線中継装置１００の構成例を示す。本実施例における無線中継装置１００は、端末側にも設置後にビーム形成可能なものである。具体的には、端末側にもビーム形成部として端末側ビーム形成部３１０を設け、複数の対端末アンテナを有する。つまり、複数のサービスアンテナ３０１、および、サービスアンテナ（対端末アンテナ）３０１ごとに設けられた端末側ビーム形成部３１０を有する。
本構成により、端末側にも最適なビームを形成することができる。
本構成により、端末側にも最適なビームを形成することができる。
【0062】
図２６は本発明の一実施例における無線中継装置１００の構成例を示す。本実施例において、無線中継装置１００は、ＲＦなどの信号ラインには周波数変換部２４０を有しない。
「信号ライン上に周波数変換部を有しない」とは、周波数変換部２４０を介さず信号をドナーアンテナ２０１からサービスアンテナ３０１まで伝送されることを意味し、本実施例では、ドナーアンテナ２０１、基地局側ビーム形成部２１０、基地局側送受信切替部２２０、ＲＦ信号分配部、利得制御部１１０、増幅部３３０、端末側送受信切替部３２０、サービスアンテナ３０１が順次接続されたラインを有する。つまり、ＲＦなどの信号ラインにおいて周波数変換を行わないものであり、ＲＦなどの信号ラインにおいて遅延をさらに小さくできる。
「信号ライン上に周波数変換部を有しない」とは、周波数変換部２４０を介さず信号をドナーアンテナ２０１からサービスアンテナ３０１まで伝送されることを意味し、本実施例では、ドナーアンテナ２０１、基地局側ビーム形成部２１０、基地局側送受信切替部２２０、ＲＦ信号分配部、利得制御部１１０、増幅部３３０、端末側送受信切替部３２０、サービスアンテナ３０１が順次接続されたラインを有する。つまり、ＲＦなどの信号ラインにおいて周波数変換を行わないものであり、ＲＦなどの信号ラインにおいて遅延をさらに小さくできる。
【0063】
図２７は本発明の一実施例における無線中継装置１００の構成例を示す。本実施例において、無線中継装置１００は、ドナーユニット側筐体２９０、および、サービスユニット側筐体３９０を備え、ドナーユニット側筐体２９０は、ドナーアンテナ２０１、および、ドナーユニット側接続部２９１、サービスユニット側筐体３９０は、サービスアンテナ３０１、および、ドナーユニット側接続部２９１と接続可能なサービスユニット側接続部３９１を有する。
ドナーアンテナ２０１とサービスアンテナ３０１を別の筐体とすることにより、設置性を向上させたものである。ドナーユニット２００とサービスユニット３００間を同軸ケーブルあるいは光ファイバケーブルと制御ケーブルで接続する。制御ケーブルを設ける代わりに、同軸ケーブルあるいは光ファイバケーブルのみとし、同軸ケーブルあるいは光ファイバに制御信号を重畳する構成でもよい。また、同軸ケーブルの場合は、制御信号に加えてサービスアンテナ３０１への直流電圧を重畳する構成でもよい。
ドナーアンテナ２０１とサービスアンテナ３０１を別の筐体とすることにより、設置性を向上させたものである。ドナーユニット２００とサービスユニット３００間を同軸ケーブルあるいは光ファイバケーブルと制御ケーブルで接続する。制御ケーブルを設ける代わりに、同軸ケーブルあるいは光ファイバケーブルのみとし、同軸ケーブルあるいは光ファイバに制御信号を重畳する構成でもよい。また、同軸ケーブルの場合は、制御信号に加えてサービスアンテナ３０１への直流電圧を重畳する構成でもよい。
【0064】
以上の実施例では、通信用以外に無線中継装置１００の設定のための通信モジュールは別途設けず、通信信号の無線周波数以外は使用していない。
図２８は本発明の一実施例における無線中継装置１００の構成例を示す。 本実施例では、通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有する。
無線中継装置１００は、別周波数通信モジュールとして、無線中継装置１００を伝送する無線周波数とは異なる、セルラー周波数あるいはWiFiあるいはBluetoothなどの無線周波数を使用する通信部１４０を有し、通信部１４０を経由して上位装置など無線中継装置１００の外部にある外部装置と通信する。
図２８は本発明の一実施例における無線中継装置１００の構成例を示す。 本実施例では、通信信号の無線周波数以外を使用する、別周波数通信モジュールをさらに有する。
無線中継装置１００は、別周波数通信モジュールとして、無線中継装置１００を伝送する無線周波数とは異なる、セルラー周波数あるいはWiFiあるいはBluetoothなどの無線周波数を使用する通信部１４０を有し、通信部１４０を経由して上位装置など無線中継装置１００の外部にある外部装置と通信する。
【0065】
本構成により、例えば中継装置の異常の監視のために用いることができる。また、基地局のビームのステアリング周期が変更された場合にも、外部から通信により無線中継装置１００に指令を送り、基地局のビームのステアリング周期の整数倍でビームを切り替えることも可能となる。
このため、無線中継装置の設定では通信信号と同じ高周波数を用いながら、異常の監視などにおいては、従来の通信機器など、低コストの装置を用いながら、無線中継装置からの基地局側への通信を実施することができる。
このため、無線中継装置の設定では通信信号と同じ高周波数を用いながら、異常の監視などにおいては、従来の通信機器など、低コストの装置を用いながら、無線中継装置からの基地局側への通信を実施することができる。
【0066】
本発明の一実施例として、上述のステップを実施するための、無線中継装置用プログラムを説明する。基本的な構成は上述の無線中継方法と例と同様であるため、上述の例と重複する部分については一部説明を省略する。
本実施例においても、図１５を再度参照する。
無線中継装置用プログラムは、無線中継装置を用いて実施される。
本実施例においても、図１５を再度参照する。
無線中継装置用プログラムは、無線中継装置を用いて実施される。
【0067】
無線中期装置は、基地局と通信を行うドナーアンテナ、および、端末と通信を行うサービスアンテナを有する。
無線中継装置用プログラムは、無線中継装置において、基地局や端末と通信を行う通信ステップＳ１００を有する。
また、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置を設定する中継装置設定ステップとして、電源のＯＦＦ、中継の開始、待機の指示を行う、Ｓ００３、Ｓ００４、Ｓ００６、Ｓ００７の各ステップを有する。
無線中継装置用プログラムは、無線中継装置において、基地局や端末と通信を行う通信ステップＳ１００を有する。
また、無線中継装置内で伝送される無線周波数の通信信号を使用して無線中継装置を設定する中継装置設定ステップとして、電源のＯＦＦ、中継の開始、待機の指示を行う、Ｓ００３、Ｓ００４、Ｓ００６、Ｓ００７の各ステップを有する。
【0068】
すでに述べたのように、ステップＳ００３とステップＳ００４は同時に行うこともできる。つまり、、信号を受信したとき、ビームＩＤ＝１であった場合には電源をＯＦＦにし、ビームＩＤ＝２であった場合には通信ステップＳ１００に進み中継を行うこともできる。さらに、ビームＩＤ＝３であった場合、あるいは、ビームＩＤに１も２も含まれない場合には待機ステップＳ００２に戻る構成としてもよい。
同様に通信ステップＳ１００の後、ステップＳ００６とステップＳ００７を同時に行うこともできる。
同様に通信ステップＳ１００の後、ステップＳ００６とステップＳ００７を同時に行うこともできる。
【0069】
説明するまでもなく、中継装置設定ステップは、以上の例に限られない。中継の開始と待機の指示のみを行う、所定時間の待機を指示するなど、様々な指示内容が含まれ得る。
一実施例として、中継装置設定ステップにおいて、通信信号のうち無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、無線中継装置の設定に使用する。無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じである。
一実施例として、中継装置設定ステップにおいて、通信信号のうち無線中継装置の設定以外の用途に規定されている部分を、無線中継装置の設定に使用する。無線中継装置の設定信号を含む信号は中継装置の設定信号を含まない信号と長さが同じである。
【0070】
図１６に示されるように、本発明の一実施例における無線中継装置用プログラムは、周期設定ステップ、ステアリングステップ、検出ステップ、および、ビーム設定ステップを有する。
周期設定ステップでは、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
ステアリングステップでは、周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングする。
周期設定ステップでは、基地局のビームのステアリングの周期である基地局ステアリング周期に対して、無線中継装置のビームを切り替えステアリングするビームステアリング周期を基地局ステアリング周期以上の長さに設定する。
ステアリングステップでは、周期設定ステップの後に行われ、予めビームに番号を、ビーム番号として付けておき、次いで、予め定められた順番でドナーアンテナのビームをステアリングする。
【0071】
復調記憶ステップでは、ステアリングステップにおいて各ビーム番号で受信した信号を復調し、基地局のビームＩＤごとの受信電力を記憶する。
検出ステップでは、復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する。
ビーム設定ステップでは、ドナーアンテナを、検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する。
検出ステップでは、復調記憶ステップにおいて記憶したすべてのビームＩＤの中で受信電力が最大になるビームＩＤを検出する。
ビーム設定ステップでは、ドナーアンテナを、検出ステップにおいて検出したビームＩＤに対応したビーム番号のビームに設定する。
【0072】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
【符号の説明】
【0073】
１００，１００１，１００２，１００３ 無線中継装置
１１０ 制御部
１１１ ビームステアリング周期設定部
１１２ 基地局ステアリング周期測定部
１１３ 検出部
１１３０ ステアリング範囲限定部
１１３１ 第一方向検出部
１１３２ 第二方向検出部
１１４ ビーム設定部
１１５ 記憶部
１１５１ 主記憶部
１１５２ 副記憶部
１２０ 復調部
１２０１ 利得制御部
１２０２ 復調部内周波数変換部
１２０３ アナログデジタル変換部
１２０４ デジタル信号処理器
１３０ ＲＦ信号分配部
１４０ 通信部
１５０ 中継装置設定部
２ 基地局
２００ ドナーユニット
２０１ ドナーアンテナ
２１０ 基地局側ビーム形成部
２１０１ａ，２１０２ａ，…，２１０ｎａ 送受信切替部
２１０１ａ１，２１０２ａ１，…，２１０ｎａ１ 受信増幅器
２１０１ａ２，２１０２ａ２，…，２１０ｎａ２ 振幅調整器
２１０１ａ３，２１０２ａ３，…，２１０ｎａ３ 位相調整器
２１０１ｂ，２１０２ｂ，…，２１０ｎｂ 送受信切替部
２１０１ｂ１，２１０２ｂ１，…，２１０ｎｂ１ 位相調整器
２１０１ｂ２，２１０２ｂ２，…，２１０ｎｂ２ 振幅調整器
２１０１ｂ３，２１０２ｂ３，…，２１０ｎｂ３ 送信増幅器
２１０ｃ 分配合成器
２２０ 基地局側送受信切替部
２４０ 基地局側周波数変換部
２６０ 基地局側合成分配部
２９０ ドナーユニット筐体
２９１ ドナーユニット筐体側接続部
３ 端末
３００ サービスユニット
３０１ サービスアンテナ
３１０ 端末側ビーム形成部
３２０ 端末側送受信切替部
３３０ 増幅部
３４０ 端末側周波数変換部
３５０ 利得制御部
３６０ 端末側合成分配部
３９０ サービスユニット筐体
３９１ サービスユニット筐体側接続部
１１０ 制御部
１１１ ビームステアリング周期設定部
１１２ 基地局ステアリング周期測定部
１１３ 検出部
１１３０ ステアリング範囲限定部
１１３１ 第一方向検出部
１１３２ 第二方向検出部
１１４ ビーム設定部
１１５ 記憶部
１１５１ 主記憶部
１１５２ 副記憶部
１２０ 復調部
１２０１ 利得制御部
１２０２ 復調部内周波数変換部
１２０３ アナログデジタル変換部
１２０４ デジタル信号処理器
１３０ ＲＦ信号分配部
１４０ 通信部
１５０ 中継装置設定部
２ 基地局
２００ ドナーユニット
２０１ ドナーアンテナ
２１０ 基地局側ビーム形成部
２１０１ａ，２１０２ａ，…，２１０ｎａ 送受信切替部
２１０１ａ１，２１０２ａ１，…，２１０ｎａ１ 受信増幅器
２１０１ａ２，２１０２ａ２，…，２１０ｎａ２ 振幅調整器
２１０１ａ３，２１０２ａ３，…，２１０ｎａ３ 位相調整器
２１０１ｂ，２１０２ｂ，…，２１０ｎｂ 送受信切替部
２１０１ｂ１，２１０２ｂ１，…，２１０ｎｂ１ 位相調整器
２１０１ｂ２，２１０２ｂ２，…，２１０ｎｂ２ 振幅調整器
２１０１ｂ３，２１０２ｂ３，…，２１０ｎｂ３ 送信増幅器
２１０ｃ 分配合成器
２２０ 基地局側送受信切替部
２４０ 基地局側周波数変換部
２６０ 基地局側合成分配部
２９０ ドナーユニット筐体
２９１ ドナーユニット筐体側接続部
３ 端末
３００ サービスユニット
３０１ サービスアンテナ
３１０ 端末側ビーム形成部
３２０ 端末側送受信切替部
３３０ 増幅部
３４０ 端末側周波数変換部
３５０ 利得制御部
３６０ 端末側合成分配部
３９０ サービスユニット筐体
３９１ サービスユニット筐体側接続部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】