JP2009055185A - 無線中継装置及び無線中継装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リピータ装置の増幅中継を、移動局又は基地局の受信状況に応じて、適応的に停止可能とする。
【解決手段】リピータ装置１は、クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継する。ダウンリンク中継部１４は、基地局より送出されるダウンリンク信号を増幅し、移動局に向けて送出する。ＴＰＣコマンド取得部１６は、移動局より送出されるアップリンク信号から、基地局の送信電力を制御するためのＴＰＣコマンドを取得する。受信状況判定部１７は、ＴＰＣコマンド取得部１６により取得されたＴＰＣコマンドに基づいて、移動局の受信状況が、ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定する。中継制御部１８は、ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、ダウンリンク中継部１４による増幅中継処理を停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式等の無線通信システムで使用される無線中継装置に関する。

無線通信システムでは、基地局（ＢＳ：Base station）と移動局（ＭＳ：Mobile Station）の間で無線信号を中継増幅する無線中継装置を設置することによって、基地局からの電波が届きにくい地域（いわゆる不感地域）の通信環境を改善し、新規に基地局を建設することなく基地局のカバーエリアを拡大することができる。

通信事業者は、リピータ装置を設置する際に、設置場所を特定した上で無線局免許を取得する必要がある。しかし最近、この規制を緩和し、通信事業者が、小電力のリピータ装置を通信サービス利用者の自宅や事務所に容易に設置できるようにすることが検討されている。しかしながら、このようなリピータ装置は、通信サービス利用者の都合によって、設置場所が移動される可能性が高く、リピータ装置の送出する電波が他の無線局の妨害波となるおそれがある。

本願の出願人は、基地局から送出される基地局の存在を示す信号（例えば、共通パイロットチャネル）が受信されない場合に、基地局から移動局に向かうダウンリンク方向及び移動局から基地局に向かうアップリンク方向の中継を共に停止させるリピータ装置を提案している（特許文献１を参照）。特許文献１に開示されたリピータ装置は、基地局からの信号が受信できない場所に設置されたリピータ装置の送出する電波が、他の無線局の妨害波となることを防止できる。
特開２００７−６８１９２号公報

上述した特許文献１に開示されたリピータ装置は、基地局から送信されるダウンリンク信号のリピータ装置における受信状況に応じて、リピータ装置の増幅中継動作を制御するものである。しかし、リピータ装置がダウリンク信号を受信できる場合であっても、リピータ装置が増幅中継を行わなくても基地局と移動局の間の通信品質が十分に維持される状況であるならば、リピータ装置にダウンリンク信号の増幅中継を行わせる必要はない。例えば、リピータ装置が基地局の近くに設置された場合等である。このように、リピータ装置が増幅中継処理を行わなくてもよい状況下で、リピータ装置が増幅中継動作を継続することは、消費電力の観点から不利であるばかりか、リピータ装置の送出電波が基地局、移動局、及び他の無線局に悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、移動局又は基地局の受信状況に応じて、増幅中継を適応的に停止することが可能なリピータ装置及びリピータ装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継するリピータ装置である。当該リピータ装置は、ダウンリンク中継部、ダウンリンク電力制御コマンド取得部、ダウンリンク受信状況判定部、及び中継制御部を有する。前記ダウンリンク中継部は、前記基地局より送出されるダウンリンク信号を増幅し、前記移動局に向けて送出する。前記ダウンリンク電力制御コマンド取得部は、前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得する。前記ダウンリンク受信状況判定部は、前記ダウンリンク電力制御コマンドに基づいて、前記移動局の受信状況が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定する。前記中継制御部は、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部による増幅中継処理を停止させる。

このような構成を有する前記第１の態様にかかるリピータ装置は、移動局が送出するアップリンク信号に含まれるダウンリンク電力制御コマンドを参照することによって、移動局の受信状況が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な受信状況であると判定した場合に、ダウンリンク信号の増幅中継を停止することができる。

また、前記第１の態様にかかるリピータ装置は、クローズドループ送信電力制御のために、移動局から基地局に送信されるダウンリンク制御コマンドに基づいて、増幅中継の停止制御を行う。例えば、リピータ装置自身の受信信号レベルのみによって増幅中継の要否を判断することも考えられるが、この場合、リピータ装置におけるダウンリンク信号の受信品質が良好であっても、移動局の受信状況が良好であるとは限らない。これに対して、前記第１の態様にかかるリピータ装置は、移動局の受信状況に基づいて移動局が生成するダウンリンク制御コマンドを利用するため、移動局の受信状況を的確に判定することができる。

なお、例えば、前記ダウンリンク受信状況判定部は、送信電力の減少を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況を判定してもよい。これにより、リピータ装置において受信信号のＳＩＲ測定を行う等の冗長な処理を行わなくても、移動局の受信状況を判定することができる。

また、前記中継制御部は、さらに、前記ダウンリンク信号の増幅中継の停止時において、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部による増幅中継処理を開始させてもよい。

また、前記第１の態様にかかるリピータ装置は、前記移動局より送出されるアップリンク信号を増幅し、前記基地局に向けて送出するアップリンク中継部をさらに備えてもよい。このとき、前記中継制御部は、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部及び前記アップリンク中継部による信号中継を共に停止させてもよい。ダウンリンク信号の増幅中継が不要な受信状況とは、つまり、移動局の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）が目標ＳＩＲ値に比べて大きい状況である。このような状況では、基地局の受信ＳＩＲも十分に大きい、又は大きすぎると考えられるから、ダウンリンク信号及びアップリンク信号の双方向の増幅中継を停止することで、リピータ装置が送出する信号が他の信号に干渉することを防止できる。

本発明の第２の態様は、クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継するリピータ装置の制御方法である。当該方法では、前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局による前記ダウンリンク信号の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得する。次に、前記ダウンリンク電力制御コマンドに基づいて、前記移動局の受信状況が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定する。さらに、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継を停止する。当該制御方法によれば、移動局の受信状況に基づいて、リピータ装置によるダウンリンク信号の増幅中継を適応的に停止することができる。

本発明の第３の態様は、クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継するリピータ装置の制御方法である。当該方法では、前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局による前記ダウンリンク信号の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得する。次に、前記ダウンリンク電力制御コマンドによる送信電力の増減指示内容に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継の要否を判定する。さらに、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定された場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継を停止する。

前記第３の態様にかかるリピータ装置の制御方法によれば、移動局が送出するアップリンク信号に含まれるダウンリンク電力制御コマンドを参照することによって、ダウンリンク信号の増幅中継の要否を判定し、ダウンリンク信号の増幅中継を適応的に停止することができる。

本発明の第４の態様は、クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継するリピータ装置である。当該リピータ装置は、ダウンリンク中継手段、ダウンリンク電力制御コマンド取得手段、判定手段、及び中継制御手段を有する。前記ダウンリンク中継手段は、前記基地局より送出されるダウンリンク信号を増幅し、前記移動局に向けて送出する。前記ダウンリンク電力制御コマンド取得手段は、前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得する。前記判定手段は、前記ダウンリンク電力制御コマンドによる送信電力の増減指示内容に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継の要否を判定する。前記中継制御手段は、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部による増幅中継処理を停止させる。

前記第４の態様にかかるリピータ装置によれば、移動局が送出するアップリンク信号に含まれるダウンリンク電力制御コマンドを参照することによって、ダウンリンク信号の増幅中継の要否を判定し、ダウンリンク信号の増幅中継を適応的に停止することができる。

本発明の第５の態様は、クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継するリピータ装置である。当該リピータ装置は、アップリンク中継手段、アップリンク電力制御コマンド取得手段、判定手段、及び中継制御手段を有する。前記アップリンク中継手段は、前記移動局より送出されるアップリンク信号を増幅し、前記基地局に向けて送出する。前記アップリンク電力制御コマンド取得手段は、前記基地局より送出されるダウンリンク信号から、前記移動局の送信電力を制御するためのアップリンク電力制御コマンドを取得する。前記判定手段は、前記アップリンク電力制御コマンドによる送信電力の増減指示内容に基づいて、前記アップリンク信号の増幅中継の要否を判定する。前記中継制御手段は、前記アップリンク信号の増幅中継が不要であると判定された場合に、前記アップリンク中継部による増幅中継処理を停止させる。

前記第５の態様にかかるリピータ装置によれば、基地局が送出するダウンリンク信号に含まれるアップリンク電力制御コマンドを参照することによって、アップリンク信号の増幅中継の要否を判定し、アップリンク信号の増幅中継を適応的に停止することができる。

本発明により、移動局又は基地局の受信状況に応じて、増幅中継を適応的に停止することが可能なリピータ装置及びリピータ装置の制御方法を提供できる。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかるリピータ装置１は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて、基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）の間の信号中継を行う装置である。リピータ装置１の構成を図１に示す。基地局から移動局に向かうダウンリンク方向の信号中継を行う場合、リピータ装置１は、基地局の送信信号を基地局側アンテナ１０によって受信し、受信した信号をダウンリンク中継部１４に含まれる増幅器１４１によって増幅した後に移動局側アンテナ１１より送出する。一方、移動局から基地局に向かうアップリンク方向の信号中継を行う場合、リピータ装置１は、移動局の送信信号を移動局側アンテナ１１によって受信し、受信した信号をアップリンク中継部１５に含まれる増幅器１５１によって増幅した後に基地局側アンテナ１０より送出する。以下では、図１に示した各構成要素について説明する。

図１において、基地局側アンテナ１０は、基地局から送信された信号の受信と、基地局への信号送信を行うアンテナである。また、移動局側アンテナ１１は、移動局への信号送信と、移動局から送信された信号の受信を行うアンテナである。

デュプレクサ１２は、基地局側アンテナ１０を送信及び受信で共用するために設けられている。具体的には、基地局側アンテナ１０によって受信されたダウンリンクの周波数帯域（Ｗ−ＣＤＭＡでは、例えば２．１ＧＨｚ帯）の信号を増幅器１４１へ分配する。また、増幅器１５１からスイッチ回路１５２を介して入力されるアップリンクの周波数帯域（Ｗ−ＣＤＭＡでは、例えば１．９ＧＨｚ帯）の信号を基地局側アンテナ１０に出力する。

デュプレクサ１３は、移動局側アンテナ１１を送信及び受信で共用するために設けられている。具体的には、移動局側アンテナ１１によって受信されたアップリンクの周波数帯域の信号を増幅器１５１へ分配する。また、増幅器１４１からスイッチ回路１４２を介して入力されるダウンリンクの周波数帯域の信号を移動局側アンテナ１１に出力する。

ダウンリンク中継部１４は、増幅器１４１及びスイッチ回路１４２を有する。増幅器１４１は、ダウンリンクの周波数帯域において電力増幅を行う増幅器であり、デュプレクサ１２から入力される信号の信号電力を増幅して出力する。

スイッチ回路１４２は、増幅器１４１とデュプレクサ１３の間を接続する配線上に設けられており、後述する中継制御部１８から出力される制御信号に応じて増幅器１４１と移動局側アンテナ１１の間を電気的に接続又は切断する回路である。つまり、スイッチ回路１４２は、ダウンリンク中継部１４によるダウンリンクの中継処理を停止させるために、増幅器１４１から移動局側アンテナ１１への信号入力を遮断する回路である。

アップリンク中継部１５は、増幅器１５１及びスイッチ回路１５２を有する。増幅器１５１は、アップリンクの周波数帯域において電力増幅を行う増幅器であり、デュプレクサ１３から入力される信号の信号電力を増幅して出力する。

スイッチ回路１５２は、増幅器１５１とデュプレクサ１２の間を接続する配線上に設けられており、後述する中継制御部１８から出力される制御信号に応じて増幅器１５１と基地局側アンテナ１０の間を電気的に接続又は切断する回路である。つまり、スイッチ回路１５２は、アップリンク中継部１５によるアップリンクの中継処理を停止させるために、増幅器１５１から基地局側アンテナ１０への信号入力を遮断する回路である。

なお、増幅器１４１及び１５１は、増幅後の信号電力が一定となるよう制御するＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路を有する可変利得増幅器としてもよいし、利得が実質的に一定である固定利得増幅器としてもよい。

ＴＰＣ（Transmitter Power Control）コマンド取得部１６は、移動局が送信するアップリンク信号からＴＰＣコマンドを取得する。ここで、アップリンク信号に含まれるＴＰＣコマンドは、基地局と移動局の間で実行されるクローズドループ送信電力制御において、基地局の送信電力を制御するために移動局から送信されるコマンドである。Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムのアップリンク信号に含まれるＴＰＣコマンドは２値のＴＰＣビットである。移動局は、ダウンリンク信号、具体的にはダウンリンクＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を１スロット毎に測定し、得られた受信ＳＩＲの測定値を目標ＳＩＲ値と比較する。そして、移動局は、受信ＳＩＲの測定値が目標ＳＩＲ値に近づくように基地局の送信電力の増加又は減少を指示する２値のＴＰＣビットを生成し、生成したＴＰＣビットをアップリンク信号、具体的にはアップリンクＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）を用いて基地局に送信する。

アップリンクＤＰＣＣＨは、アップリンクＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）とともに、アップリンクＤＰＣＨにＩ／Ｑ多重されて送信される。アップリンクＤＰＣＨの無線フレーム構成及びアップリンクＤＰＣＣＨのスロットフォーマットを図２に示す。アップリンクＤＰＣＨの無線フレームは、１５スロットに分割されており、各スロットは２５６０チップで構成されている。ＤＰＣＨのＱチャネルにマッピングされるアップリンクＤＰＣＣＨの拡散率は２５６であるから、アップリンクＤＰＣＣＨは、１スロット当たり１０ビットである。アップリンクＤＰＣＣＨは、パイロットシンボル、ＴＦＣＩ（Transport Format Combination Indicator）ビット、ＦＢＩ（Feedback Information）ビット、及びＴＰＣビットを含む。なお、図３に示したアップリンクＤＰＣＣＨのスロットフォーマットは一例であり、ＴＦＣＩビット、ＦＢＩビットを使用するか否か、コンプレストモードの適用等に応じて様々なスロットフォーマットが使用される。ＴＰＣコマンド取得部１６は、移動局から送信されるアップリンクＤＰＣＣＨを復調し、これに含まれているＴＰＣビットを取得する。

ここで、ＴＰＣコマンド取得部１６の具体的な構成例について説明する。ＴＰＣコマンド取得部１６の構成例を図３に示す。図３において、ＩＦ変換部１６０は、入力されたＲＦ（Radio Frequency）信号をＩＦ（Intermediate Frequency）信号にダウンコンバートする。マッチトフィルタ１６１は、アップリンクＤＰＣＨ（以下、ＵＬ−ＤＰＣＨ）に対応した拡散符号レプリカと入力信号との相関演算によって逆拡散処理を実行する。拡散符号発生部１６２は、移動局においてＵＬ−ＤＰＣＨの拡散処理に使用される拡散符号（具体的には、チャネライゼーションコード及びスクランブルコード）と共通の拡散符号をマッチトフィルタ１６１に出力する。チャネル推定部１６３は、アップリンクＤＰＣＣＨ（以下、ＵＬ−ＤＰＣＣＨ）に含まれるパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、移動局との間のマルチパスに対応した遅延プロファイルを生成する。ＲＡＫＥ合成部１６４は、チャネル推定部１６３により測定された遅延プロファイルを用いてＲＡＫＥ合成を行う。ＵＬ−ＤＰＣＣＨ復調部１６５は、ＲＡＫＥ合成後のデータ系列からＵＬ−ＤＰＣＣＨを復調する。ＴＰＣビット抽出部１６６は、復調されたＵＬ−ＤＰＣＣＨからＴＰＣビットを抽出する。

図１に戻り説明を続ける。受信状況判定部１７は、ＴＰＣコマンド取得部１６により取得されたＴＰＣビットを参照し、ＴＰＣビットの送信元である移動局の受信状況が、ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定する。なお、受信状況判定部１７による判定処理の詳細については後述する。

中継制御部１８は、受信状況判定部１７の判定結果に応じてスイッチ回路１４２及び１５２の動作を制御する。具体的には、受信状況判定部１７がダウンリンク信号の増幅中継が不要と判定した場合に、中継制御部１８は、スイッチ回路１４２及び１５２を開放して
ダウンリンク中継部１４及びアップリンク中継部１５の増幅中継を停止させる。一方、受信状況判定部１７がダウンリンク信号の増幅中継が必要と判定した場合に、中継制御部１８は、スイッチ回路１４２及び１５２を閉じてダウンリンク中継部１４及びアップリンク中継部１５に増幅中継を実行させる。

図１では、増幅器１５１の後段にＴＰＣコマンド取得部１６を配置した構成を示したが、このような構成は一例に過ぎない。例えば、ＴＰＣコマンド取得部１６をアップリンク中継部１５の前段に配置してもよい。

続いて以下では、受信状況判定部１７による受信状況の判定原理と判定処理の具体例を説明する。移動局は、受信ＳＩＲの測定値が目標ＳＩＲ値に比べて大きい場合、基地局の送信電力の減少を指示するＴＰＣビットを送信する。一方、受信ＳＩＲの測定値が目標ＳＩＲ値に比べて小さい場合、移動局は、基地局の送信電力の増加を指示するＴＰＣビットを送信する。移動局は、無線フレームの１スロット毎に、つまり１秒間に１５００回の割合でＴＰＣビットを送信しており、ＴＰＣビットの値（増加指示又は減少指示）は、移動局の移動、ダウンリンク信号のフェージングの時間変動等によって刻々と変化するものである。しかしながら、基地局と移動局との間で送信電力の最適化が達成されている場合、移動局が送信するＴＰＣビットの長時間平均を算出すると、減少指示と増加指示の割合は概ね１対１に収束すると考えられる。

このため、移動局から送信されるＴＰＣビットの時間平均を算出した際に、送信電力の減少指示が支配的であれば、移動局の受信ＳＩＲが目標ＳＩＲ値に比べて大きく、リピータ装置１によるダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると推定できる。一方、移動局から送信されるＴＰＣビットの時間平均を算出した際に、送信電力の増加指示が支配的であれば、移動局の受信ＳＩＲの大きさが目標ＳＩＲ値に比べて十分ではなく、リピータ装置１によるダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であると推定できる。

本実施の形態にかかる受信状況判定部１７は、移動局が送信するＴＰＣビットを予め定められた計測期間にわたってモニタし、送信電力の減少指示が支配的である場合にダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定し、送信電力の増加指示が支配的である場合にダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であると判定する。以下では、受信状況判定部１７の判定処理の一例を、図４及び図５のフローチャートに従って説明する。なお、送信電力の増加指示を示すＴＰＣビットの値が"１"であり、送信電力の減少指示を示すＴＰＣビットの値が"０"であるとする。

図４は、リピータ装置１によるダウンリンク信号及びアップリンク信号の増幅中継が実行されている場合に、受信状況判定部１７が増幅中継の「停止」を判定する手順を示している。ステップＳ１１では、予め定められた計測期間にわたりＴＰＣビットをカウントする。ステップＳ１２では、計測されたＴＰＣビットのカウント数が下限閾値Ｔ_Ｌより小さいか否かを判定する。ＴＰＣビットのカウント数が下限閾値Ｔ_Ｌより小さくゼロに近いことは、基地局の送信電力の減少を指示するＴＰＣビットが支配的であることを意味する。このため、受信状況判定部１７は、ＴＰＣビットのカウント数が下限閾値Ｔ_Ｌより小さい場合に、増幅中継が不要と判定し、中継制御部１８に対して増幅中継の停止を指示する（ステップＳ１３）。受信状況判定部１７は、リピータ装置１によるダウンリンク信号及びアップリンク信号の増幅中継が実行されている場合に、図４の判定処理を繰り返し実行する。

次に、図５は、リピータ装置１によるダウンリンク信号及びアップリンク信号の増幅中継が停止されている場合に、受信状況判定部１７が増幅中継の「開始」を判定する手順を示している。ステップＳ２１では、予め定められた計測期間にわたりＴＰＣビットをカウントする。ステップＳ２２では、計測されたＴＰＣビットのカウント数が上限閾値Ｔ_Ｈより大きいか否かを判定する。ＴＰＣビットのカウント数が上限閾値Ｔ_Ｈより大きいことは、基地局の送信電力の増加を指示するＴＰＣビットが支配的であることを意味する。このため、受信状況判定部１７は、ＴＰＣビットのカウント数が上限閾値Ｔ_Ｈより大きい場合に、増幅中継が必要と判定し、中継制御部１８に対して増幅中継の開始を指示する（ステップＳ２３）。受信状況判定部１７は、リピータ装置１によるダウンリンク信号及びアップリンク信号の増幅中継が停止されている場合に、図５の判定処理を繰り返し実行する。

上述したように、リピータ装置１は、移動局が送信するＴＰＣコマンドを利用して、ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定し、その判定結果に応じてダウンリンク信号及びアップリンク信号の増幅中継の停止及び開始を制御する。具体的には、ダウンリンク信号の増幅中継が不要な程度に移動局の受信ＳＩＲが大きいと判定される場合に、ダウンリンク信号の増幅中継を停止し、これに合わせてアップリンク信号の増幅中継も停止する。一方、ダウンリンク信号の増幅中継が必要な程度に移動局の受信ＳＩＲが小さいと判定される場合に、ダウンリンク信号の増幅中継を再開し、これに合わせてアップリンク信号の増幅中継も再開する。したがって、リピータ装置１は、移動局の受信状況に応じて、増幅中継が不要な状況下ではダウンリンク信号及びアップリンク信号の増幅中継を適切に停止でき、不要な電波の送信を抑制することができる。

なお、図４及び図５を用いて具体的に説明した受信状況判定部１７の判定手順は一例であり、様々な変形が可能である。例えば、受信状況判定部１７は、ＴＰＣビットの増加指示の回数と減少指示の回数を個別にカウントしてもよい。また、受信状況判定部１７は、ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況を、ＴＰＣビットの増加指示の送信割合の大きさによって判定してもよい。また、受信状況判定部１７は、ＴＰＣビットと、リピータ装置１によるダウンリンク信号の受信ＳＩＲを用いて、ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況を判定してもよい。具体的には、ダウンリンクＤＰＣＨの受信ＳＩＲを測定する測定部をリピータ装置１に設け、受信状況判定部１７は、移動局がＴＰＣビットにより送信電力の減少を指示しているにもかかわらず、ダウンリンクＤＰＣＨの受信ＳＩＲが低下しない場合に、ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況と判定してもよい。

また、リピータ装置１は、アップリンク信号の増幅中継の停止及び開始をダウンリンク信号の増幅中継制御と連動させているが、中継制御部１８は、ダウンリンク信号の増幅中継の停止及び開始のみを制御することとしてもよい。

また、リピータ装置１は、双方向の増幅中継を行う構成であるが、ダウンリンク方向のみの片方向の増幅中継を行う構成としてもよい。

発明の実施の形態２．
上述したリピータ装置１は、移動局が基地局に送信するＴＰＣビットをモニタし、ダウンリンク信号の増幅中継が不要と判断される場合にダウンリンク信号の増幅中継を停止する構成を示した。これに対して、本実施の形態にかかるリピータ装置２は、基地局が移動局に送信するＴＰＣビットをモニタし、アップリンク信号の増幅中継が不要と判断される場合にアップリンク信号の増幅中継を停止するよう構成されている。

リピータ装置２は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムにおいて、基地局（ＢＳ）と移動局（ＭＳ）の間の信号中継を行う装置である。リピータ装置２の構成を図６に示す。図６において、ＴＰＣコマンド取得部２６及び受信状況判定部２７を除く他の構成要素は、図１に示したものと同様である。

ＴＰＣコマンド取得部２６は、基地局から送信されるダウンリンク信号からＴＰＣコマンドを取得する。ダウンリンク信号に含まれるＴＰＣコマンドは、移動局の送信電力を制御するために基地局から送信されるコマンドである。Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムのダウンリンク信号に含まれるＴＰＣコマンドは２値のＴＰＣビットである。基地局は、アップリンク信号に含まれるアップリンクＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を測定し、得られた受信ＳＩＲの測定値を目標ＳＩＲ値と比較する。そして、基地局は、受信ＳＩＲの測定値が目標ＳＩＲ値に近づくように移動局の送信電力の増加又は減少を指示する２値のＴＰＣビットを生成し、生成したＴＰＣビットをダウンリンク信号、具体的にはダウンリンクＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）を用いて移動局に送信する。

ダウンリンクＤＰＣＣＨは、ダウンリンクＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）とともに、ダウンリンクＤＰＣＨに時間多重されて送信される。ダウンリンクＤＰＣＨの無線フレーム構成及びスロットフォーマットを図７に示す。ダウンリンクＤＰＣＨの無線フレームは、１５スロットに分割されており、各スロットは２５６０チップで構成されている。ダウンリンクＤＰＣＨの拡散率は、５１２、２５６、１２８、６４、３２、１６、８、及び４の８通りのいずれかであり、１スロット当たりのビット数も拡散率によって変化する。ダウンリンクＤＰＣＣＨは、パイロットシンボル、ＴＦＣＩ（Transport Format Combination Indicator）ビット、及びＴＰＣビットを含む。ＴＰＣコマンド取得部２６は、基地局から送信されるダウンリンクＤＰＣＣＨを復調し、これに含まれているＴＰＣビットを取得する。

ここで、ＴＰＣコマンド取得部２６の具体的な構成例について説明する。ＴＰＣコマンド取得部２６の構成例を図８に示す。図８において、ＩＦ変換部２６０は、入力されたＲＦ信号をＩＦ信号にダウンコンバートする。マッチトフィルタ２６１は、ダウンリンクＤＰＣＨ（以下、ＤＬ−ＤＰＣＨ）に対応した拡散符号レプリカと入力信号との相関演算によって逆拡散処理を実行する。拡散符号発生部２６２は、基地局においてＤＬ−ＤＰＣＨの拡散処理に使用される拡散符号（具体的には、チャネライゼーションコード及びスクランブルコード）と共通の拡散符号をマッチトフィルタ２６１に出力する。

マッチトフィルタ２６３は、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）に対応した拡散符号レプリカと入力信号との相関演算によって逆拡散処理を実行する。拡散符号発生部２６４は、基地局においてＣＰＩＣＨの拡散処理に使用される拡散符号と共通の拡散符号をマッチトフィルタ２６３に出力する。

チャネル推定部２６５は、マッチトフィルタ２６３より出力される信号を用いてチャネル推定を行い、基地局との間のマルチパスに対応した遅延プロファイルを生成する。ＲＡＫＥ合成部２６６は、チャネル推定部２６５により測定された遅延プロファイルを用いてＲＡＫＥ合成を行う。ＤＬ−ＤＰＣＣＨ復調部２６７は、ＲＡＫＥ合成後のデータ系列からＤＬ−ＤＰＣＣＨを復調する。ＴＰＣビット抽出部２６８は、復調されたＤＬ−ＤＰＣＣＨからＴＰＣビットを抽出する。

図６に戻り説明を続ける。受信状況判定部２７は、ＴＰＣコマンド取得部２６により取得されたＴＰＣビットを参照し、ＴＰＣビットの送信元である基地局の受信状況が、アップリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定する。なお、受信状況判定部２７による判定処理は、上述した受信状況判定部１７と同様に行えばよい。

中継制御部１８は、受信状況判定部２７の判定結果に応じてスイッチ回路１４２及び１５２の動作を制御する。具体的には、受信状況判定部２７がアップリンク信号の増幅中継が不要と判定した場合に、中継制御部１８は、スイッチ回路１４２及び１５２を開放して
ダウンリンク中継部１４及びアップリンク中継部１５の増幅中継を停止させる。一方、受信状況判定部２７がアップリンク信号の増幅中継が必要と判定した場合に、中継制御部１８は、スイッチ回路１４２及び１５２を閉じてダウンリンク中継部１４及びアップリンク中継部１５に増幅中継を実行させる。

上述したように、リピータ装置２は、基地局が送信するＴＰＣコマンドを利用して、リピータ装置２によるアップリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定し、その判定結果に応じてアップリンク信号及びダウンリンク信号の増幅中継の停止及び開始を制御する。したがって、リピータ装置２は、基地局の受信状況に応じて、増幅中継が不要な状況下ではアップリンク信号及びダウンリンク信号の増幅中継を適切に停止でき、不要な電波の送信を抑制することができる。

なお、リピータ装置２は、ダウンリンク信号の増幅中継の停止及び開始をアップリンク信号の増幅中継制御と連動させているが、中継制御部１８は、アップリンク信号の増幅中継の停止及び開始のみを制御することとしてもよい。

また、リピータ装置２は、双方向の増幅中継を行う構成であるが、アップリンク方向のみの片方向の増幅中継を行う構成としてもよい。

その他の実施の形態．
上述したリピータ装置１及び２は、増幅器１４１から移動局側アンテナ１１への信号入力を遮断する回路および増幅器１５１から基地局側アンテナ１０への信号入力を遮断する回路としてスイッチ回路１４２及び１５２を用いた。しかしながら、信号入力を遮断するための構成は、電気的な接続状態を制御するスイッチ回路１４２及び１５２に限られない。例えば、減衰量を変更可能な可変減衰器を増幅器１４１と移動局側アンテナ１１の間の配線上、及び増幅器１５１と基地局側アンテナ１０の間の配線上に設けてもよい。この場合、中継制御部１８は、増幅中継を停止させる場合に、これら可変減衰器の減衰量を減少させればよい。また、中継制御部１８は、増幅中継を停止させる場合に、増幅器１４１及び１５１の利得を減少させてもよい。また、中継制御部１８は、増幅中継を停止させる場合に、増幅器１４１及び１５１に対する電力供給を停止させてもよい。

また、移動局が送信するＴＰＣコマンドを利用したリピータ装置１による増幅中継制御と、基地局が送信するＴＰＣコマンドを利用したリピータ装置２による増幅中継制御を１のリピータ装置で行ってもよい。このように構成されたリピータ装置は、移動局及び基地局の受信状況に応じて、ダウンリンク信号及びアップリンク信号の増幅中継を適応的に停止することができる。

また、リピータ装置１及び２は、基地局及び移動局から送出される信号を直接中継するだけでなく、これらから送出される信号を他のリピータ装置を介して中継する用途にも使用可能である。

また、リピータ装置１及び２は、商用交流電源から供給される電力により動作するよう構成してもよい。商用交流電源による動作を可能とすることによって、通常の通信事業者設備で使用されることが多い直流電源装置を設置することが困難である移動体通信サービス利用者の住宅内やオフィス内に、リピータ装置１及び２を容易に設置することができる。

また、上述したリピータ装置１及び２は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおいて使用されるものとして説明したが、本発明は、ｃｄｍａ２０００方式などの他のＤＳ−ＣＤＭＡ方式にも適用可能である。また、相手局から受信した制御コマンドに応じて自局の送信電力を制御するクローズドループ型の送信電力制御を行う無線通信システムは、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式に限られない。つまり、本発明は、ＤＳ−ＣＤＭＡ方式に限らず、ダウンリンク信号若しくはアップリンク信号又はこれら両信号の送信電力をクローズドループ型の送信電力制御によって制御する他の無線通信システム、例えばＷｉＭＡＸ又はモバイルＷｉＭＡＸ（IEEE802.16e-2005）に準拠した無線通信システムにも適用可能である。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

発明の実施の形態１にかかるリピータ装置の構成図である。 アップリンクＤＰＣＨの無線フレーム構成を示す図である。 実施の形態１にかかるリピータ装置が有するＴＰＣコマンド取得部の構成例を示す図である。 発明の実施の形態１にかかるリピータ装置が有する受信状況判定部の判定フローを示す図である。 発明の実施の形態１にかかるリピータ装置が有する受信状況判定部の判定フローを示す図である。 発明の実施の形態２にかかるリピータ装置の構成図である。 ダウンリンクＤＰＣＨの無線フレーム構成を示す図である。 実施の形態２にかかるリピータ装置が有するＴＰＣコマンド取得部の構成例を示す図である。

符号の説明

１、２ リピータ装置
１０ 基地局側アンテナ
１１ 移動局側アンテナ
１２、１３ デュプレクサ
１４ ダウンリンク中継部
１４１ 増幅器
１４２ スイッチ回路
１５ アップリンク中継部
１５１ 増幅器
１５２ スイッチ回路
１６、２６ ＴＰＣコマンド取得部
１７、２７ 受信状況判定部
１８ 中継制御部
１６０、２６０ ＩＦ変換部
１６１、２６１、２６３ マッチトフィルタ
１６２、２６２、２６４ 拡散符号発生部
１６３、２６５ チャネル推定部
１６４、２６６ ＲＡＫＥ合成部
１６５ ＵＬ−ＤＰＣＣＨ復調部
２６７ ＤＬ−ＤＰＣＣＨ復調部
１６６、２６８ ＴＰＣビット抽出部

Claims (22)

1. クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継する無線中継装置であって、
   前記基地局より送出されるダウンリンク信号を増幅し、前記移動局に向けて送出するダウンリンク中継部と、
   前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得するダウンリンク電力制御コマンド取得部と、
   前記ダウンリンク電力制御コマンドに基づいて、前記移動局の受信状況が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定するダウンリンク受信状況判定部と、
   前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部による増幅中継処理を停止させる中継制御部と、
   を備える無線中継装置。
2. 前記ダウンリンク受信状況判定部は、送信電力の減少を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況を判定する、請求項１に記載の無線中継装置。
3. 前記中継制御部は、前記ダウンリンク信号の増幅中継の停止時において、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部による増幅中継処理を開始させる、請求項１又は２に記載の無線中継装置。
4. 前記ダウンリンク受信状況判定部は、送信電力の増加を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況を判定する、請求項３に記載の無線中継装置。
5. 前記移動局より送出されるアップリンク信号を増幅し、前記基地局に向けて送出するアップリンク中継部をさらに備え、
   前記中継制御部は、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部及び前記アップリンク中継部による信号中継を共に停止させる、請求項１乃至４のいずれか1項に記載の無線中継装置。
6. 前記移動局より送出されるアップリンク信号を増幅し、前記基地局に向けて送出するアップリンク中継部と、
   前記基地局より送出されるダウンリンク信号から、前記移動局の送信電力を制御するためのアップリンク電力制御コマンドを取得するアップリンク電力制御コマンド取得部と、
   前記アップリンク電力制御コマンドに基づいて、前記基地局の受信状況が、前記アップリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定するアップリンク受信状況判定部とをさらに備え、
   前記中継制御部は、前記アップリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、前記アップリンク中継部による増幅中継処理を停止させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線中継装置。
7. クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継する無線中継装置の制御方法であって、
   前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局による前記ダウンリンク信号の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得し、
   前記ダウンリンク電力制御コマンドに基づいて、前記移動局の受信状況が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であるか否かを判定し、
   前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継を停止する、無線中継装置の制御方法。
8. 送信電力の減少を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な状況を判定する、請求項７に記載の無線中継装置の制御方法。
9. 前記ダウンリンク信号の増幅中継の停止時において、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部による増幅中継処理を開始させる、請求項７又は８に記載の無線中継装置の制御方法。
10. 送信電力の増加を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な状況を判定する、請求項９に記載の無線中継装置の制御方法。
11. クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継する無線中継装置の制御方法であって、
    前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局による前記ダウンリンク信号の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得し、
    前記ダウンリンク電力制御コマンドによる送信電力の増減指示内容に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継の要否を判定し、
    前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定された場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継を停止する、無線中継装置の制御方法。
12. 前記移動局の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な程度に大きいと判定される場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定する、請求項１１に記載の無線中継装置の制御方法。
13. 予め定められた期間内において、送信電力の減少を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合が予め定められた閾値を超える場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定する、請求項１１又は１２に記載の無線中継装置の制御方法。
14. 送信電力の減少を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドが予め定められた回数を超えて継続する場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定する、請求項１１又は１２に記載の無線中継装置の制御方法。
15. 前記ダウンリンク信号の増幅中継の停止時において、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要であると判定された場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継を再開する、請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の無線中継装置の制御方法。
16. 前記移動局の受信ＳＩＲ（Signal-to-Interference Ratio）が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要な程度に小さいと判定される場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継が必要であると判定する、請求項１５に記載の無線中継装置の制御方法。
17. クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継する無線中継装置であって、
    前記基地局より送出されるダウンリンク信号を増幅し、前記移動局に向けて送出するダウンリンク中継手段と、
    前記移動局より送出されるアップリンク信号から、前記基地局の送信電力を制御するためのダウンリンク電力制御コマンドを取得するダウンリンク電力制御コマンド取得手段と、
    前記ダウンリンク電力制御コマンドによる送信電力の増減指示内容に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継の要否を判定する判定手段と、
    前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定された場合に、前記ダウンリンク中継部による増幅中継処理を停止させる中継制御手段と、
    を備える無線中継装置。
18. 前記判定手段は、前記移動局の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）が、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要な程度に大きいと判定される場合に、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であると判定する、請求項１７に記載の無線中継装置。
19. 前記判定手段は、送信電力の減少を指示する前記ダウンリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合に基づいて、前記ダウンリンク信号の増幅中継が不要であることを判定する、請求項１７又は１８に記載の無線中継装置。
20. クローズドループ送信電力制御を実行する基地局と移動局の間で無線信号を増幅中継する無線中継装置であって、
    前記移動局より送出されるアップリンク信号を増幅し、前記基地局に向けて送出するアップリンク中継手段と、
    前記基地局より送出されるダウンリンク信号から、前記移動局の送信電力を制御するためのアップリンク電力制御コマンドを取得するアップリンク電力制御コマンド取得手段と、
    前記アップリンク電力制御コマンドによる送信電力の増減指示内容に基づいて、前記アップリンク信号の増幅中継の要否を判定する判定手段と、
    前記アップリンク信号の増幅中継が不要であると判定された場合に、前記アップリンク中継部による増幅中継処理を停止させる中継制御手段と、
    を備える無線中継装置。
21. 前記判定手段は、前記基地局の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）が、前記アップリンク信号の増幅中継が不要な程度に大きいと判定される場合に、前記アップリンク信号の増幅中継が不要であると判定する、請求項２０に記載の無線中継装置。
22. 前記判定手段は、送信電力の減少を指示する前記アップリンク電力制御コマンドの受信回数又は受信割合に基づいて、前記アップリンク信号の増幅中継が不要であることを判定する、請求項２０又は２１に記載の無線中継装置。

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