專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線通信系統(tǒng)、中繼器裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含中繼器(repeater)裝置以及中繼器控制裝置作為構(gòu)成要素的無(wú)線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
首先，說(shuō)明無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的背景。
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，與主千網(wǎng)絡(luò)連接的基站裝置、和僅具有無(wú)線I/F的終端裝置以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)(也包含聲音信號(hào))。
作為該無(wú)線部分的接口標(biāo)準(zhǔn)，例如有UMB( Ultra Mobile Broadband )。 UMB屬于所謂第3.9代的移動(dòng)通信方式。在標(biāo)準(zhǔn)文件中，針對(duì)每個(gè)基站、終端而規(guī)定了數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)等的發(fā)送方法的規(guī)則。
1MB為了傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)以及控制信號(hào)而采用了 OFDMA ( OrthogonalFrequency Division Multiple Access )方式以及CDMA ( Code Division MultipleAccess )方式， <旦CMDA 4言號(hào)在實(shí)施DFT ( Discrete Fourier Transform)后,皮映射為OFDMA的資源塊(resource block)，因此也可以考慮基于OFDMA的系統(tǒng)。在作為與UMB同一代的通信方式的LTE (Long Term Evolution)中也采用了 OFDMA方式，OFDMA方式成為第3.9代以后的主流。
在2008年，與處于第4代位置的IMT-Advanced相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)正式開(kāi)始了。當(dāng)把3.9代視為向第4代的過(guò)渡代時(shí)，通信方式成為OFDMA的可能性4艮高。
在標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)之前，2007年在WRC07 (World RadiocommunicationConference 2007 )上決定了面向第4代移動(dòng)通信的頻帶分配。重點(diǎn)是可以在上行下行雙方中確保100MHz的帶寬的3.5GHz帶。
在也包含第3.9代的現(xiàn)有的移動(dòng)通信方式中，800MHz頻帶和2GHz頻帶的利用是主流。與之相對(duì)，3.5GHz頻帶是高頻帶，電波的傳輸距離有可能縮短。即，為了確?，F(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域，需要設(shè)置以往數(shù)倍的基站。
6接著，對(duì)中繼器裝置的背景進(jìn)行說(shuō)明
在安置有基站裝置的*奪窩系統(tǒng)中，經(jīng)常產(chǎn)生電波難以到達(dá)的區(qū)域(盲區(qū))。在地下通道、室內(nèi)、商業(yè)街中容易產(chǎn)生盲區(qū)。為了解決該問(wèn)題，設(shè)置了對(duì)與基站的電波進(jìn)行中繼的中繼器裝置。
作為中繼器裝置的實(shí)現(xiàn)方法，原理上可以是通過(guò)實(shí)施數(shù)字信號(hào)處理來(lái)去除不需要的干擾的方法、或者是臨時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼來(lái)再構(gòu)成發(fā)送信號(hào)然后進(jìn)行發(fā)送，由此來(lái)提高中繼器裝置的性能的方法。但是，由于信號(hào)的緩沖或重復(fù)處理，處理時(shí)間增長(zhǎng)，因此相對(duì)于基站與終端直接通信的信號(hào)延遲了乂人幾幀到
幾十幀。由于該延遲，例如Hybrid ARQ的再送請(qǐng)求變得不準(zhǔn)時(shí)，無(wú)法達(dá)到移動(dòng)通信的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)(UMB等)的要求。因此，作為中繼器裝置， 一般是放大RF信號(hào)的方式。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)l中公開(kāi)了具備指向性天線(directional antenna)的中繼器裝置。應(yīng)該中繼;改大的希望信號(hào)(desired signal)和不應(yīng)該;故大的干擾-f言號(hào)(undesired signal)到達(dá)中繼器裝置，但通過(guò)指向性天線，可以抑制不需要的干擾來(lái)進(jìn)行中繼放大。
在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了降低小區(qū)間干擾的技術(shù)。
在非專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載了控制小區(qū)間干擾的技術(shù)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1JP特開(kāi)2005-252938號(hào)公報(bào)
非專(zhuān)利文獻(xiàn)13GPP2,C30-200060327，Naga Bhushan, "QUALCOMMProposal for 3GPP Air Interface Evolution Phase 2,Rev.2"，pp.125， 2006/非專(zhuān)利文獻(xiàn)23GPP2,C.S0084-001-0, Version2.0， "Physical Layer forUltra Mobile Broadband(UMB) Air Interface Specification" ,pp.4-41, 2007/8

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的最大的目的在于，減少與成本相關(guān)的基站的設(shè)置數(shù)。由于減少基站的設(shè)置數(shù)而產(chǎn)生的問(wèn)題有以下兩點(diǎn)(1)覆蓋區(qū)域的減小、(2)每個(gè)終端的吞吐量(throughput)降低?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置中繼器裝置來(lái)解決問(wèn)題(1)。問(wèn)題(2)可以進(jìn)一步分類(lèi)為兩個(gè)問(wèn)題即(A)基站數(shù)的絕對(duì)數(shù)量不足引起的吞吐量降低、(B)伴隨基站的終端連接數(shù)增加的吞吐量降低。站即可。(B)的問(wèn)題可以通過(guò)技術(shù)來(lái)解決，是本發(fā)明要解決的問(wèn)題。
更詳細(xì)地說(shuō)明(B)的問(wèn)題。每個(gè)終端的吞吐量，是以占有率來(lái)按比例分 配終端占有基站的全部通信資源的情況下的吞吐量的結(jié)果。占有率與基站所連 接的終端數(shù)成反比。即，隨著在基站上連接的終端數(shù)增加，每個(gè)終端的吞吐量 降低。
在基站上連接的終端數(shù)在基站間不平均，因此若在基站間將終端數(shù)平均 化，則原來(lái)連接終端數(shù)較多的基站上連接的終端的吞吐量提高。其結(jié)果是，少 數(shù)終端吞吐量降低，但多數(shù)終端吞吐量改善。
另外，與基站連接的終端數(shù)隨時(shí)間而變化，因此需要為適應(yīng)于連接環(huán)境地 進(jìn)行平均化而進(jìn)行控制。
總之，本發(fā)明中要解決的問(wèn)題為以下三點(diǎn)。
充分利用用于彌補(bǔ)設(shè)置基站數(shù)的減少的中繼器裝置 在基站間將連接終端數(shù)平均化
實(shí)施適應(yīng)于時(shí)間變化的連接終端數(shù)的平均化的控制
本申請(qǐng)中公開(kāi)的代表性的發(fā)明的特征是，在具備中繼器裝置和多個(gè)基站的 無(wú)線通信系統(tǒng)中，所述中繼器裝置，放大從所述多個(gè)基站的至少一個(gè)基站接收 到的無(wú)線信號(hào)然后進(jìn)行發(fā)送，并根據(jù)所述各基站的通信量控制發(fā)送所述無(wú)線信 號(hào)的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)以及中繼器裝置，可以動(dòng)態(tài)地 使基站間的連接終端數(shù)平均化。其結(jié)果是，雖然導(dǎo)致少數(shù)終端的吞吐量降低， 但可以改善多數(shù)終端的吞吐量。另外，由于在基站間將負(fù)荷平均化，所以可以 減少未運(yùn)轉(zhuǎn)的或與其相近的閑置基站，可以提高基站設(shè)置性價(jià)比。而且，通過(guò) 導(dǎo)入中繼器裝置可以減少設(shè)置基站數(shù)，可以抑制系統(tǒng)構(gòu)建所需要的費(fèi)用。


圖l是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)的一例的說(shuō)明圖。
圖2A是表示現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)的第1問(wèn)題的說(shuō)明圖。
圖2B是表示現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)的第2問(wèn)題的說(shuō)明圖。
圖3A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
圖3B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)的負(fù)荷分散改善的例子的說(shuō)明圖。
圖4A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器的對(duì)基站指向性波束的輸出
例的i兌明圖。
圖4B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器的對(duì)終端指向性波束的輸出 例的說(shuō)明圖。
圖5A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的無(wú)線通信路徑的一例的說(shuō)明圖。 圖5B是對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的兩種接收信號(hào)的接收定時(shí)差進(jìn)行說(shuō) 明的圖。
圖6A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的效果的說(shuō)明圖。 圖6B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的效果的說(shuō)明圖。 圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的覆蓋區(qū)域增大的定量評(píng)1介結(jié)果的例子 的說(shuō)明圖。
圖8是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。 圖9是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的控制時(shí)序的說(shuō)明圖。 圖IOA是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中發(fā)送的中繼器狀態(tài)信息的格式 的例子的i^明圖。
圖IOB是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中記錄的中繼器狀態(tài)信息的格式 的例子的"i兌明圖。
圖IIA是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中發(fā)送的通信量信息的格式的第1 例的說(shuō)明圖。
圖11B是表示在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中發(fā)送的通信量信息的格式的第2 例的說(shuō)明圖。
圖12A是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中記錄的通信量信息的格式的第1 例的說(shuō)明圖。
圖12B是表示在本發(fā)明的第實(shí)施方式中記錄的通信量信息的格式的第2 例的說(shuō)明圖。
圖13是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器控制裝置的動(dòng)作的流程圖。 圖14A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的向中繼器的控制信息發(fā)送格式例 的說(shuō)明圖。圖14B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的向中繼器的控制信息發(fā)送格式例 的說(shuō)明圖。
圖15是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器的動(dòng)作的流程圖。 圖16是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的裝置結(jié)構(gòu)的框圖。 圖17是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的狀態(tài)測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)的圖。 圖18是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器內(nèi)部的交換器周邊的結(jié)構(gòu) 的說(shuō)明圖。
圖19A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器中的交換器的切換例的表格。
圖19B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器中的交換器的切換例的表格。
圖20是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器輸入輸出控制的流程圖。
圖21A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的下行通信側(cè)的輸入輸 出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖21B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的下行通信側(cè)的輸入輸 出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖21C是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的下行通信側(cè)的輸入輸 出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖21D是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的下行通信側(cè)的輸入輸 出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖22是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的穩(wěn)定形態(tài)的一例的說(shuō)明圖。
圖23A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的上行通信側(cè)的輸入輸 出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖23B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的上行通信側(cè)的輸入豐lr
出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖23C是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的上行通信側(cè)的輸入輸 出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖23D是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器的上行通信側(cè)的輸入輸出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖24是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的中繼器內(nèi)部的交換器周邊的結(jié)構(gòu)
的說(shuō)明圖。
圖25是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中繼器輸入輸出控制的流程圖。
圖26A是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中繼器的上行通信側(cè)的輸入輸出 控制的例子的說(shuō)明圖。
圖26B是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中繼器的上行通信側(cè)的輸入輸出 控制的例子的說(shuō)明圖。
圖26C是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中繼器的上行通信側(cè)的輸入輸出 控制的例子的說(shuō)明圖。
圖26D是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中繼器的上行通信側(cè)的llT入輸出 控制的例子的說(shuō)明圖。
圖27是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中發(fā)送的中繼器狀態(tài)信息的格式的 另一例的iJi明圖。
圖28是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的衰減器的控制的說(shuō)明圖。
符號(hào)說(shuō)明
101基站、102小區(qū)、103基站的扇區(qū)、104基站控制裝置、105 PDSN (Pocket Data Serving Node )、 106IP網(wǎng)絡(luò)、107終端、108中繼器、109中繼 器的覆蓋區(qū)域、110中繼器的扇區(qū)(基站側(cè))、111中繼器的扇區(qū)(終端側(cè))、 201中繼器控制裝置、301 - 309中繼器控制裝置的動(dòng)作流程中的步驟、401 -407中繼器裝置的動(dòng)作流程中的步驟、501中繼器裝置內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)I/F、 502中 繼器裝置內(nèi)的輸入輸出控制裝置、503中繼器裝置內(nèi)的基站側(cè)扇區(qū)天線群、504 中繼器裝置內(nèi)的基站側(cè)雙工器、505中繼器裝置內(nèi)的下行通信用低噪聲放大 器、506中繼器裝置內(nèi)的狀態(tài)測(cè)定裝置、507中繼器裝置內(nèi)的下行通信用交換 器部、508中繼器裝置內(nèi)的下行通信用功率放大器、509中繼器裝置內(nèi)的終端 側(cè)雙工器、510中繼器裝置內(nèi)的終端側(cè)扇區(qū)天線群、511中繼器裝置內(nèi)的上行 通信用低噪聲放大器、512中繼器裝置內(nèi)的上行通信用交換器部、513中繼器 裝置內(nèi)的上行通信用功率放大器、514狀態(tài)測(cè)定裝置506內(nèi)的AD變換器、515 狀態(tài)測(cè)定裝置506內(nèi)的幀同步裝置、516狀態(tài)測(cè)定裝置506內(nèi)的小區(qū)搜索裝置、517狀態(tài)測(cè)定裝置506內(nèi)的存儲(chǔ)器、518中繼器裝置內(nèi)的上行/下行通信用交 換器、519中繼器裝置內(nèi)的上行/下行通信用復(fù)用器、520中繼器裝置內(nèi)的上 行/下行通信用可變衰減器、601-616輸入輸出控制裝置502的動(dòng)作流程中的 步驟
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供通過(guò)在無(wú)線通信系統(tǒng)中使用中繼器，實(shí)現(xiàn)基站的覆蓋區(qū)域增大 以及基站間的負(fù)荷分散的方法。
圖l是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)的一例的說(shuō)明圖。 基站(BS) 101覆蓋小區(qū)102的區(qū)域(在圖1的例子中，由粗線包圍的區(qū) 域)，在小區(qū)102內(nèi)分割成多個(gè)扇區(qū)103 (在圖1的例子中，基站101周?chē)? 個(gè)六角形區(qū)域)?；?01經(jīng)由基站控制裝置(BSC) 104以及PDSN (Packet Data Serving Node) 105，與其它基站或其它通信系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。基站101經(jīng) 由IP網(wǎng)絡(luò)106與其它通信系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。
圖2A是表示現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)的第1問(wèn)題的說(shuō)明圖。 終端(MS) 107正在與基站101-2 (希望基站)實(shí)施數(shù)據(jù)通信。終端107 位于希望基站所覆蓋的扇區(qū)103-2的一端，因此在下行通信中，以與來(lái)自希望 基站的無(wú)線信號(hào)大致相等的功率接收來(lái)自其它基站101-1以及101-3的干擾。 結(jié)果是，希望功率相對(duì)于干擾功率的比(DUR: Desired signal to Undesired signal ratio)降低，除了傳輸衰減引起的惡化以外，還產(chǎn)生由于干擾而使通信品質(zhì)惡 化的問(wèn)題。
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，需要考慮終端間的通信容量的均等性，但為了包含 DUR較低的終端確保均等性，需要犧牲系統(tǒng)整體的通信容量。若考慮到系統(tǒng) 的效率，則這是不理想的情況。
此外，該問(wèn)題在位于基站附近的終端中不成為問(wèn)題。而只是與位于扇區(qū)的 邊界的終端相關(guān)的問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，需要降低扇區(qū)間或基站間的干擾。
圖2B是表示現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)的第2問(wèn)題的說(shuō)明圖。
終端107-1以扇區(qū)103-2作為SS (Serving Sector)來(lái)與基站101-2進(jìn)行通 信。同樣地，3臺(tái)終端107-2、 107-3以及107-4以扇區(qū)103-1作為SS來(lái)與基 站101-1進(jìn)行通信，4臺(tái)終端107-5、 107-6、 107-7以及107-8以扇區(qū)103-3作基站進(jìn)行通信的終 端數(shù)不同的例子。
終端的吞吐量與扇區(qū)中所屬的終端數(shù)的倒數(shù)成比例。即，終端數(shù)越增加， 每個(gè)終端的吞吐量越降低。其結(jié)果是，有在終端通過(guò)所連接扇區(qū)受到的服務(wù)(保 證帶寬guaranteed bandwidth )中產(chǎn)生分散的問(wèn)題。
另外，當(dāng)使各終端的保證帶寬相同時(shí)，在扇區(qū)間在運(yùn)轉(zhuǎn)率中產(chǎn)生差異。即， 在保證帶寬一定的條件下，扇區(qū)中所屬的終端數(shù)越少，在扇區(qū)中產(chǎn)生越多的空 閑通信資源。空閑通信資源越多，運(yùn)轉(zhuǎn)率越低，因此，有相對(duì)于基站設(shè)置成本 的運(yùn)轉(zhuǎn)率(性能)降低的問(wèn)題。
為了解決圖2A以及圖2B中列舉的問(wèn)題，本發(fā)明提供解決小區(qū)間干擾的 問(wèn)題、并且性價(jià)比高的無(wú)線通信系統(tǒng)。
圖3A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
中繼器108被設(shè)置在扇區(qū)103-1、 103-2以及103-3的邊界處。中繼器108 通過(guò)指向性天線接收來(lái)自基站101-2的發(fā)送信號(hào)，通過(guò)該指向性天線降低增益 后接收(即切斷)來(lái)自基站101-1以及101-3的信號(hào)，并僅放大來(lái)自基站101-2 的信號(hào)，然后放射到由中繼器108形成的區(qū)域109。
其結(jié)果是，成為在中繼器的覆蓋區(qū)域109中放射了與扇區(qū)103-2相同的信 號(hào)的狀態(tài)。即，可以擴(kuò)大扇區(qū)103-2的面積。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，通過(guò)經(jīng)由中繼器108, 傳輸路徑延長(zhǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生了中繼器內(nèi)部的處理所導(dǎo)致的延遲。因此，相對(duì)于從 基站101-2發(fā)送后直接到達(dá)終端的信號(hào)，通過(guò)終端接收經(jīng)由中繼器108的信號(hào) 的時(shí)刻延遲。該延遲時(shí)間在某種條件下不成為問(wèn)題，后面在圖5的說(shuō)明中對(duì)其 進(jìn)行4又述。
另外，中繼器108放大扇區(qū)103-2的信號(hào)后的結(jié)果是，可以理解原來(lái)在扇 區(qū)邊界的位置的小區(qū)間干擾問(wèn)題得到解決，但僅僅是扇區(qū)103-2和其它扇區(qū) 103-1以及103-3的邊界發(fā)生了移動(dòng)，因此本質(zhì)上未解決圖2A中揭示的扇區(qū) 間干擾的問(wèn)題。但是與沒(méi)有中繼器108的情況相比，扇區(qū)邊界的SNR (Signal to Noise Ratio )提高。換言之，傳輸衰減更少的位置成為扇區(qū)邊界，因此小區(qū) 間干擾降低技術(shù)可以更好地發(fā)揮效果。作為現(xiàn)有的小區(qū)間干擾降低技術(shù)，公知 FFR ( Fractional Frequency Reuse )(參照作為背景技術(shù)而引用的非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
圖3B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)的負(fù)荷分散改善的例 子的說(shuō)明圖。
如圖3A所示，通過(guò)使用中繼器108來(lái)實(shí)施扇區(qū)103-2的覆蓋區(qū)域增大， 圖2B的各終端107-1、 107-2、 107-3、 107-4、 107-5、 107-6、 107-7以及107-8 如圖3B所示那樣變更連接目的地扇區(qū)(SS )。
具體而言，3臺(tái)終端107-1 、 107-4以及107-5經(jīng)由扇區(qū)103-2與基站101-2 進(jìn)行通信，兩臺(tái)終端107-2以及107-3經(jīng)由扇區(qū)103-1與基站101-1進(jìn)行通信， 3臺(tái)終端107-6、 107-7以及107-8經(jīng)由扇區(qū)103-3與基站101-3進(jìn)行通信。其 結(jié)果是，可知與基站101-1、 101-2以及101-3連接的終端數(shù)，在圖2B的例子 中為1: 3: 4,與之相對(duì)，在圖3B的例子中成為3: 2: 3,實(shí)現(xiàn)了基站間的 負(fù)荷分散。
為了實(shí)現(xiàn)該負(fù)荷分散，與其它扇區(qū)相比，需要相對(duì)地增大通信量比較少的 扇區(qū)的覆蓋區(qū)域。
圖4A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器的對(duì)基站指向性波束的輸出 例的說(shuō)明圖。
中繼器108使用指向性波束IIO接收來(lái)自基站的下行信號(hào)。通過(guò)該指向性 波束IIO切斷來(lái)自基站101-1以及101-3的下行信號(hào)，并相對(duì)地加強(qiáng)基站101-2 的信號(hào)。其結(jié)果是，可以在中繼器108的覆蓋區(qū)域109內(nèi)不放大不需要的干擾 而僅放大希望的下行信號(hào)。
而且，中繼器108使用上述指向性波束IIO將來(lái)自終端的上行信號(hào)僅向基 站101-2發(fā)送。其結(jié)果是，不會(huì)主會(huì)基站101-1以及101-3帶來(lái)多余的干擾。
圖4B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器的對(duì)終端指向性波束的輸出 例的說(shuō)明圖。
中繼器108使用指向性波束111發(fā)送來(lái)自基站的下行信號(hào)。通過(guò)該指向性 波束111向中繼器108的覆蓋區(qū)域109全體發(fā)送了被放大的下行信號(hào)。在此發(fā) 送的下行信號(hào)如圖4A所示那樣，依賴(lài)于對(duì)基站的指向性波束110。即，使用 指向性波束110接收到的信號(hào)，在通過(guò)中繼器108被放大后，使用指向性波束 lll被發(fā)送。另一方面，在上行通信中，中繼器108通過(guò)指向性波束111接收
14從中繼器108看到的全方位的上行信號(hào)，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過(guò)例
如圖4A的指向性波束110對(duì)基站101-2發(fā)送放大后的信號(hào)。
在該方法中，在上行通信中例如會(huì)發(fā)生向基站101-1發(fā)送的上行信號(hào)通過(guò) 中繼器108被放大，通過(guò)基站101-2被接收的現(xiàn)象。即，有可能發(fā)生上行通信 中的基站間干擾或扇區(qū)間干擾。通過(guò)使用用于控制扇區(qū)間干擾的信號(hào) (F-IOTCH、 Forward Interference Over Thermal Channel 、參照作為背景技術(shù)而 引用的非專(zhuān)利文獻(xiàn)2)，與不經(jīng)由中繼器108的通常的基站 扇區(qū)間干擾同樣 地解決了該問(wèn)題。
以上，通過(guò)圖4A以及圖4B所示的方法，在上行通信以及下行通信中可 以選擇放大與特定基站以及扇區(qū)相關(guān)的信號(hào)。
圖5A是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的無(wú)線通信路徑的一例的說(shuō)明圖。
基站101所發(fā)送的信號(hào)包含直接通過(guò)終端107接收的第1信號(hào)、和經(jīng)由中 繼器108通過(guò)終端107接收的第2信號(hào)。此例是下行通信的例子，但在上行通 信中，不同點(diǎn)僅是替換圖5A的基站101和終端107，發(fā)生與上述相同的現(xiàn)象。
第1以及第2信號(hào)到達(dá)接收側(cè)(在下行通信中是終端107、在上行通信中 是基站101)的時(shí)刻，根據(jù)無(wú)線信號(hào)的傳輸路徑長(zhǎng)度以及中繼器108內(nèi)的處理 延遲而產(chǎn)生差異。 一般首先接收第1信號(hào)。
圖5B是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的兩種接收信號(hào)的接收定時(shí)差的圖。
以在上段的定時(shí)(timing)接收上述第l信號(hào)、在下段的定時(shí)接收上述第 2信號(hào)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。在OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式中，將各子載波以O(shè)FDM符號(hào)長(zhǎng)成為該子載波的周期的整 數(shù)倍的方式復(fù)用，確保了子載波間的正交性。因此，通過(guò)將各個(gè)OFDM符號(hào) 的后半部附加在OFDM符號(hào)的先頭，不損害上述周期性地防止了由于延遲時(shí) 間差而產(chǎn)生的OFMD符號(hào)間干擾。在此被附加的重復(fù)信號(hào)被稱(chēng)為CP (Cyclic Prefix )。
如圖5B的例子那樣，若上述第1信號(hào)和第2信號(hào)的接收定時(shí)差在CP的 長(zhǎng)度以內(nèi)，則上述第l信號(hào)和第2信號(hào)互不千擾，索性可以將信號(hào)的接收功率 相加。若從別的角度考慮，需要簡(jiǎn)化中繼器108內(nèi)的處理，以使由于中繼器108中的內(nèi)部延遲而導(dǎo)致的第2信號(hào)的接收定時(shí)和第1信號(hào)的接收定時(shí)的差不
超過(guò)CP。
此外，在CDMA ( Code Division Multiple Access )方式中，對(duì)于上述第1 信號(hào)和第2信號(hào)，準(zhǔn)備與各自的接收定時(shí)同步的接收機(jī)，并且使信號(hào)間的延遲 時(shí)間一致地進(jìn)行合成，由此可以對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行合成接收。該方法被稱(chēng)為 RAKE接收。
圖6A以及圖6B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的效果的說(shuō)明圖。具體而 言，圖6A以及圖6B是表示通過(guò)導(dǎo)入中繼器而使基站的覆蓋區(qū)域增大的仿真 結(jié)果。
如圖所示，圖6A表示以互相的距離大致相等的方式配置基站101-1、101-2 以及101-3,以基站101-1作為希望基站時(shí)的DUR。淺的顏色表示DUR在0dB 以上，濃的顏色表示DUR不足0dB?？v軸和橫軸為表示終端位置以及基站位 置的平面坐標(biāo)(單位米)。
在圖6B的例子中，如圖示那樣設(shè)置中繼器108,中繼器108的對(duì)基站指 向性增益，對(duì)于基站101-1設(shè)為0dB,對(duì)于基站101-2以及101-3設(shè)為-20dB。 中繼器108的對(duì)終端指向性增益全方位設(shè)為0dB。另外，中繼器108的功率放 大的上限與基站相同。此外，圖6B的形式與圖6A相同。
通過(guò)圖6A和圖6B的比較可知，通過(guò)導(dǎo)入中繼器108,希望基站101-1的 覆蓋區(qū)域增大了。
圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的覆蓋區(qū)域增大的定量評(píng)價(jià)結(jié)果的例子 的說(shuō)明圖。
在圖7中，針對(duì)(1)沒(méi)有中繼器的情況、(2)設(shè)置中繼器并使功率放大 的上限與基站相同的情況、(3)設(shè)置中繼器并使功率放大的上限為基站的1/10 的情況這三種情況，表示了 DUR的累積密度函數(shù)(CDF: Cumulative Density Function )。當(dāng)對(duì)可以達(dá)到DUR = O[dB]的場(chǎng)所率(對(duì)應(yīng)于圖6A以及圖6B的 1000[m]x 2000[m]的區(qū)域)進(jìn)行比較時(shí)，從曲線圖中讀取出(1)為約25%、 (2)為約45%、 (3)為約35%。即，通過(guò)中繼器108的設(shè)置可以擴(kuò)大希望基 站的^隻蓋區(qū)域。
以上，確認(rèn)了無(wú)線通信系統(tǒng)的課題以及本發(fā)明的課題解決效果。以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法。
圖8是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
基站101-1、 101-2以及101-3，經(jīng)由基站控制裝置104以及PDSN( Packet Data Serving Node) 105,與其它基站或者其它通信系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)?；?01-1、 101-2以及101-3,經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)106與其它通信系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。對(duì)通信量數(shù)據(jù) 進(jìn)行通信的路徑，通過(guò)圖8的細(xì)線來(lái)表示。
中繼器控制裝置(RCF) 201從基站101-1、 101-2以及101-3收集為了控 制中繼器108所需要的信息，在與中繼器108之間交換用于控制中繼器的信息。 中繼器108的控制中使用的路徑，通過(guò)圖8的粗線來(lái)表示。
此外，中繼器控制裝置201，只要處于可以與基站101-1、 101-2、 101-3 以及中繼器108確保有線或無(wú)線的通信路徑的場(chǎng)所，則可以配置在任何地方。 例如，中繼器控制裝置201可以與基站101-1、 101-2、 101-3或基站控制裝置 104并行地設(shè)置，也可以與中繼器108并行設(shè)置，或者可以單獨(dú)在其它場(chǎng)所設(shè) 置中繼器控制裝置201。無(wú)論哪種情況，本發(fā)明的效果都不改變。
圖9是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的控制時(shí)序的說(shuō)明圖。
首先，中繼器控制裝置201請(qǐng)求中繼器108報(bào)告中繼器狀態(tài)(步驟901)。 接收到該請(qǐng)求的中繼器108將中繼器狀態(tài)信息發(fā)送到中繼器控制裝置201 (步 驟902)。具體而言，中繼器狀態(tài)信息包含中繼器固有的識(shí)別符(ID)、中繼 器的扇區(qū)數(shù)、以及各中繼器扇區(qū)(Sector of repeater)中最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū) (Sector of base station )的ID。圖IOA表示所發(fā)送的中繼器狀態(tài)信息的格式例。 以圖10B所示的形式記錄所凈艮告的結(jié)果(步驟905 )。
此外，所謂中繼器扇區(qū)，是通過(guò)來(lái)自中繼器108的指向性波束110以及 111而實(shí)現(xiàn)的扇區(qū)。在以下的說(shuō)明中也將中繼器扇區(qū)記載為中繼器扇區(qū)110或 中繼器扇區(qū)111。
中繼器扇區(qū)包含在中繼器108和基站IOI之間的通信中所使用的基站側(cè) 扇區(qū)(sector of repeater on base station side )、以及在中繼器108和終端107之 間的通信中所使用的終端側(cè)扇區(qū)(sector of repeater on mobile station side )。在 圖4A以及圖4B的例子中，通過(guò)指向性波束110實(shí)現(xiàn)基站側(cè)扇區(qū)，通過(guò)指向 性波束111實(shí)現(xiàn)終端側(cè)扇區(qū)。
17另一方面，基站101具有的扇區(qū)被記載為基站扇區(qū)103 (例如圖4A的基 站扇區(qū)103-1 )。
另外，中繼器控制裝置201請(qǐng)求基站101發(fā)送通信量信息(步驟903 )。 接收到該請(qǐng)求的基站101將通信量信息發(fā)送到中繼器控制裝置201(步驟904 )。 具體而言，通信量信息包含扇區(qū)固有的ID、扇區(qū)總吞吐量或扇區(qū)的運(yùn)轉(zhuǎn)率 (即資源的使用率)。圖IIA以及圖IIB表示所發(fā)送的通信量信息的格式例。
基站101在管理多個(gè)扇區(qū)的情況下，發(fā)送每個(gè)扇區(qū)的通信量信息。為了確 定報(bào)告的數(shù)據(jù)大小，可以在扇區(qū)ID的字段之前插入扇區(qū)數(shù)。圖27表示在扇區(qū) ID的字段前插入了扇區(qū)數(shù)的情況下的通信量信息的格式例。中繼器控制裝置 201以圖12A或圖12B的形式記錄通過(guò)圖IIA或圖IIB表示的格式而報(bào)告的 通信量信息(步驟905 )。
中繼器控制裝置201,根據(jù)在以上的步驟中記錄的各基站的通信量信息以 及各中繼器的狀態(tài)信息，生成向各中繼器發(fā)送的控制信息(步驟906),并向 各中繼器發(fā)送控制信息(步驟907)。
基站IOI,在向中繼器控制裝置201發(fā)送了通信量信息后，在執(zhí)行數(shù)據(jù)通 信的背景下合計(jì)通信量信息(步驟卯8)。具體而言，收集用于更新扇區(qū)吞吐 量或資源使用率的信息。
中繼器108在向中繼器控制裝置201發(fā)送了狀態(tài)信息后，執(zhí)行更新?tīng)顟B(tài)的 處理(步驟909)。具體而言，中繼器108更新在各中繼器扇區(qū)中最強(qiáng)地接收 的基站扇區(qū)的ID。
中繼器108,當(dāng)接收在步驟907中發(fā)送的控制信息時(shí)，按照該控制信息來(lái) 控制信息收發(fā)(步驟910)。在后面敘述該控制的細(xì)節(jié)(參照?qǐng)D15的步驟407 等)。
接著，中繼器108向中繼器控制裝置201發(fā)送表示控制已結(jié)束的通知(步 驟911 )。
中繼器控制裝置201在接收到在步驟911中發(fā)送的通知后，在預(yù)定的定時(shí) (例如經(jīng)過(guò)后述的圖13的步驟301的待機(jī)時(shí)間后)再次發(fā)送通信量信息請(qǐng)求 (步驟912)。該步驟與已說(shuō)明的步驟903相同。此后，重復(fù)與步驟904 步驟 911相同的處理。108發(fā)送的中繼器狀態(tài)信 息為例來(lái)進(jìn)行表示。該中繼器信息包含通過(guò)中繼器ID "1000"識(shí)別的中繼 器108具有的中繼器扇區(qū)的數(shù)量"3"、在各中繼器扇區(qū)中最強(qiáng)地接收的基站扇 區(qū)的ID "500"、 "384"以及"64"。圖27是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中發(fā)送的中繼器狀態(tài)信息的格式的 另一例的說(shuō)明圖。具體而言，圖27表示在扇區(qū)ID的字段前插入了扇區(qū)數(shù)的格式的例子。圖 IOA的例子也相同，但通過(guò)如此插入扇區(qū)數(shù)，作為該信息的接收側(cè)的中繼器控 制裝置可以在扇區(qū)數(shù)以下計(jì)算連續(xù)的數(shù)據(jù)量，因此即使在具有多種扇區(qū)數(shù)的基 站共存的系統(tǒng)中也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。圖IOB是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中記錄的中繼器狀態(tài)信息的格式 的例子的說(shuō)明圖。如圖10B所示，將識(shí)別發(fā)送了中繼器狀態(tài)信息的中繼器108的中繼器ID、 和該中繼器狀態(tài)信息中包含的基站扇區(qū)的ID對(duì)應(yīng)起來(lái)記錄。例如，在中繼器控制裝置201接收到圖10A所示的中繼器狀態(tài)信息的情 況下，將該中繼器狀態(tài)信息中包含的中繼器ID "1000"以及各中繼器扇區(qū)中 最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū)的ID "500"、 "384"以及"64"對(duì)應(yīng)起來(lái)記錄。同樣地，當(dāng)中繼器控制裝置201從其它中繼器(例如通過(guò)中繼器ID"1001" 識(shí)別的中繼器、以及通過(guò)中繼器ID "1002"識(shí)別的中繼器)接收到中繼器狀 態(tài)信息時(shí)，記錄所接收到的中繼器狀態(tài)信息的內(nèi)容。圖IIA是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中發(fā)送的通信量信息的格式的第1 例的說(shuō)明圖。具體而言，圖llA表示作為通信量信息而發(fā)送吞吐量的情況下的一例。 圖11的例子表示在通過(guò)基站扇區(qū)ID "500"而識(shí)別的基站扇區(qū)中測(cè)得的下行 吞吐量以及上行吞吐量分別為"20" (Mbps)以及"15" (Mbps)的情況。圖IIB是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中發(fā)送的通信量信息的格式的第2 例的說(shuō)明圖。 -具體而言，圖11B表示作為通信量信息而發(fā)送資源利用率的情況下的一例。圖11B的例子表示在通過(guò)基站扇區(qū)ID "500"而識(shí)別的基站扇區(qū)中測(cè)得的 下行資源利用率以及上行資源利用率分別為"30" ( % )以及"20" ( % )的情 況。圖12A是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中記錄的通信量信息的格式的第1 例的說(shuō)明圖。如圖12A所示，將識(shí)別發(fā)送了通信量信息的基站101的基站扇區(qū)的基站 扇區(qū)ID、和在該基站扇區(qū)中測(cè)得的通信量信息對(duì)應(yīng)起來(lái)記錄。圖12A表示作為通信量信息而發(fā)送了吞吐量的情況下的例子。例如，在 中繼器控制裝置201接收到圖11A所示的通信量信息的情況下，將接收到的 信息中包含的基站扇區(qū)ID "500"、以及在通過(guò)該ID而識(shí)別的基站扇區(qū)中測(cè)得 的下行吞吐量"20" (Mbps)及上行吞吐量"15" (Mbps)對(duì)應(yīng)起來(lái)記錄。同樣地，在中繼器控制裝置201接收到在其它基站扇區(qū)(例如，通過(guò)基站 扇區(qū)ID "652"識(shí)別的基站扇區(qū)、以及通過(guò)基站扇區(qū)ID "896"識(shí)別的基站扇 區(qū))中測(cè)得的通信量信息的情況下，記錄所接收到的通信量信息的內(nèi)容。圖12B是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中記錄的通信量信息的格式的第2 例的i兌明圖。圖12B表示作為通信量信息不發(fā)送吞吐量而發(fā)送資源利用率的情況下的 例子。在除此以外的方面，圖12B與圖12A相同。例如，在中繼器控制裝置 201接收到圖IIB所示的通信量信息的情況下，將接收到的信息中包含的基站 扇區(qū)ID "500"、以及在通過(guò)該ID而識(shí)別的基站扇區(qū)中測(cè)得的下行資源利用率 "30" ( % )及上行資源利用率"20" ( % )對(duì)應(yīng)起來(lái)記錄。圖13是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器控制裝置的動(dòng)作的流程圖。 中繼器控制裝置201以一定周期進(jìn)行工作，因此，在中繼器控制裝置內(nèi)部 的時(shí)鐘計(jì)數(shù)器達(dá)到一定值前待機(jī)(步驟301 )。上述一定周期可以任意地設(shè)定， 但典型地跟蹤宏觀的通信量變化，因此認(rèn)為1分鐘到1小時(shí)左右的周期是恰當(dāng) 的。在步驟302中，中繼器控制裝置201向各中繼器108請(qǐng)求發(fā)送狀態(tài)信息， 從各中繼器108收集狀態(tài)信息，并將收集到的狀態(tài)信息記錄在中繼器控制裝置201內(nèi)。在此階段，通過(guò)針對(duì)中繼器108的控制，如圖IOB那樣確定受到覆蓋 區(qū)域增減的影響的基站扇區(qū)的ID。在步驟303中，中繼器控制裝置201向各基站101請(qǐng)求發(fā)送通信量信息， 從各基站101收集通信量信息，并將收集到的通信量信息記錄在中繼器控制裝 置201內(nèi)。可以從系統(tǒng)內(nèi)全部的基站101收集通信量信息，但由于收集的數(shù)據(jù) 量變得巨大，因此也可以根據(jù)在步驟302中收集到的中繼器狀態(tài)信息(圖10B )， 僅向管理記錄了中繼器狀態(tài)信息的基站扇區(qū)ID的基站請(qǐng)求發(fā)送通信量信息。在步驟304中，中繼器控制裝置201為控制全部中繼器108而將中繼器計(jì) 數(shù)器初始化。在步驟305中，中繼器控制裝置201在每個(gè)中繼器的中繼器狀態(tài)信息中記 錄的多個(gè)基站扇區(qū)間比較通信量。作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的一例而舉出下式。數(shù)學(xué)式1n , ，)…(l)1 e — 1 v，l w《在該數(shù)學(xué)式(l)中，r表示中繼器的指數(shù)(index), S表示作為目標(biāo)的中 繼器扇區(qū)的指數(shù)，Tr( r，x )表示中繼器r的中繼器扇區(qū)x的通信量(參照?qǐng)D12A， 圖12B)， Ns表示中繼器r的中繼器扇區(qū)數(shù)。通過(guò)該數(shù)學(xué)式(1 )計(jì)算中繼器r的中繼器扇區(qū)S最強(qiáng)接收的基站扇區(qū)的 通信量的、相對(duì)于中繼器r的中繼器扇區(qū)S以外分別最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū)的 通信量平均值的比。即，通過(guò)該數(shù)學(xué)式(1)計(jì)算出的值成為表示中繼器扇區(qū) S最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū)的通信量相對(duì)于中繼器周?chē)钠渌旧葏^(qū)的通信 量大到或者小到何種程度的指標(biāo)。在步驟305中，中繼器控制裝置201判定例如通過(guò)數(shù)學(xué)式(1 )計(jì)算出的 值是否比預(yù)定的閾值(從O到1的任意值)大。當(dāng)通過(guò)數(shù)學(xué)式(1 )計(jì)算出的值比閾值小時(shí)(即圖13的步驟305中判定為 "是"時(shí))，中繼器扇區(qū)S最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū)的通信量，與其它中繼器扇 區(qū)最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū)的通信量相比，相對(duì)較小。在這種情況下，中繼器控 制裝置201,為了增加該基站扇區(qū)的收容通信量，生成為了增加該中繼器扇區(qū)的輸出的、向中繼器108的控制信息(步驟306)。此外，增加該中繼器扇區(qū)的輸出，通過(guò)擴(kuò)大將該中繼器扇區(qū)接收到的來(lái)自 基站扇區(qū)的信號(hào)放大發(fā)送的范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此，判定為通信量相對(duì)較小的基站 扇區(qū)的覆蓋區(qū)域，通過(guò)擴(kuò)大了發(fā)送范圍的中繼器的幫助而被擴(kuò)大，解決了通信 量的不均衡。接著，在步驟307中，中繼器控制裝置201針對(duì)1個(gè)中繼器已完成了處理， 因此為了處理下一個(gè)中繼器而在中繼器計(jì)數(shù)器上加1。此外，當(dāng)通過(guò)數(shù)學(xué)式(l)計(jì)算出的值在閾值以上時(shí)，中繼器控制裝置201 不執(zhí)行步驟306而執(zhí)行步驟307。在步驟308中，中繼器控制裝置201判定是否全部中繼器108的處理已完 成，若未完成，則返回步驟305，執(zhí)行下一個(gè)中繼器的處理，若已完成，則在 步驟309中對(duì)各中繼器108發(fā)送控制信息。圖14A以及圖14B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的向中繼器108的控制 信息發(fā)送格式例的說(shuō)明圖。圖14A表示用于通知中繼器固有的ID、和應(yīng)該提高輸出的中繼器扇區(qū)的 號(hào)碼的格式。所謂應(yīng)該擴(kuò)大覆蓋區(qū)域的中繼器扇區(qū)，是在圖13的步驟305中 計(jì)算出的評(píng)價(jià)指標(biāo)最低的中繼器扇區(qū)。為了擴(kuò)大該中繼器扇區(qū)的覆蓋區(qū)域，需 要提高該中繼器扇區(qū)的輸出。在圖14A的例子中，作為應(yīng)該提高輸出的中繼器扇區(qū)，通知通過(guò)中繼器 ID "1000"而識(shí)別的中繼器108的、通過(guò)號(hào)碼"1"而識(shí)別的中繼器扇區(qū)(以 下，記載為中繼器扇區(qū)#1)。例如，在圖13的步驟305中，假定判定出通過(guò)基站扇區(qū)ID "500"識(shí)別 的基站扇區(qū)的通信量比閾值小。接收來(lái)自該基站扇區(qū)的信號(hào)的中繼器扇區(qū)，是 通過(guò)中繼器ID "1000"識(shí)別的中繼器108的中繼器扇區(qū)# 1 (參照?qǐng)D10A以及 圖IOB)。在這種情況下，作為應(yīng)該提高輸出的中繼器扇區(qū)而通知該中繼器扇 區(qū)#1 (參照?qǐng)D14A)。圖14B表示通知中繼器固有的ID、用于確定控制信息的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的中繼 器扇區(qū)數(shù)、以及每個(gè)中繼器扇區(qū)的輸出控制(增大輸出、維持輸出、減小輸出) 的格式。例如，若圖13的步驟305中計(jì)算出的評(píng)價(jià)指標(biāo)比1.5大，則判定為減小輸出，若是乂人0.5到1.5，則判定為維持輸出，若判定為不足0.5,則判定為增大輸出。在此，所謂減小輸出表示，也可以不以達(dá)到減小輸出為目的來(lái)降 低輸出。即，在其它中繼器扇區(qū)中輸出不增大的情況下，不需要降低該中繼器 扇區(qū)(即判定為減小輸出的中繼器扇區(qū))的輸出(但是也可以降低)，但當(dāng)其 它中繼器扇區(qū)中增大輸出時(shí)，最優(yōu)先地降低該中繼器扇區(qū)的輸出。在圖14B的例子中，通過(guò)中繼器ID "1000"而識(shí)別的中繼器108具有三 個(gè)中繼器扇區(qū)。在這些中繼器扇區(qū)中，中繼器扇區(qū)#1被判定為增大輸出，中 繼器扇區(qū)#2被判定為維持輸出。即，提高中繼器扇區(qū)#1的輸出，維持中繼 器扇區(qū)#2的輸出。另一方面，中繼器扇區(qū)#3被判定為減小輸出。在此例中， 將其它中繼器扇區(qū)(即中繼器扇區(qū)#1)判定為增大輸出。為了擴(kuò)大中繼器扇 區(qū)#1的輸出范圍，若需要降低中繼器扇區(qū)#3的輸出，則最優(yōu)先地(比判定 為維持輸出的中繼器扇區(qū)#2更優(yōu)先)降低中繼器扇區(qū)#3的輸出，但若沒(méi)有 這種必要，則也可以不降低中繼器扇區(qū)#3的輸出。與圖14A的例子相同，在圖13的步驟305中，當(dāng)判定為通過(guò)基站扇區(qū)ID "500"而識(shí)別的基站扇區(qū)的通信量比閾值小時(shí)，通知應(yīng)該提高中繼器扇區(qū)#1 的輸出。此外，根據(jù)上述控制信息實(shí)際地增減中繼器扇區(qū)的輸出的處理，在后述的 圖15的步驟406中執(zhí)行。圖15是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器108的動(dòng)作的流程圖。首先，中繼器108在啟動(dòng)后不久在步驟401中更新中繼器108的狀態(tài)。具 體而言，中繼器108確定各中繼器扇區(qū)中最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū)的信號(hào)，并針 對(duì)每個(gè)中繼器扇區(qū)決定其基站扇區(qū)ID。在步驟402中，中繼器108在接收到來(lái)自中繼器控制裝置201的狀態(tài)信息 發(fā)送請(qǐng)求前待機(jī)。在步驟403中，中繼器108按照?qǐng)DIOA的格式，將在步驟401或前一次 的循環(huán)中的步驟404 (后述)中執(zhí)行的狀態(tài)更新結(jié)果發(fā)送給中繼器控制裝置 201。步驟404是與步驟401相同的處理。在步驟405中，中繼器108在接收到從中繼器控制裝置201發(fā)送的控制信息前待機(jī)。在步驟406中，中繼器108根據(jù)從中繼器控制裝置201發(fā)送的控制信息(圖 14A或圖14B)，控制中繼器108的輸入以及輸出。在后面對(duì)該控制的細(xì)節(jié)進(jìn) 行敘述(參照?qǐng)D20)。在步驟407中，中繼器108向中繼器控制裝置201通知步驟406已完成。圖16是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器108的裝置結(jié)構(gòu)的框圖。網(wǎng)絡(luò)I/F501是用于與中繼器控制裝置201進(jìn)行控制信息通信的接口，通 過(guò)有線或無(wú)線的接口設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。輸入輸出控制裝置(Input-Output Control Unit) 502具有與中繼器控制 裝置201交換控制消息的功能、以及根據(jù)來(lái)自中繼器控制裝置201的控制信息 控制中繼器108的輸入輸出的功能。輸入輸出控制裝置502,為了進(jìn)行輸入輸 出的控制，控制下行交換器(switch) 507、下行功率放大器(DownlinkPower Amplifier )508、上行交換器512以及上行功率放大器(Uplink Power Amplifier) 513。輸入輸出控制裝置502是運(yùn)算裝置，因此可以通過(guò)CPU或DSP而實(shí)現(xiàn)。對(duì)基站天線503,是用于進(jìn)行與基站101之間的上行以及下行無(wú)線通信的 天線，針對(duì)每個(gè)中繼器扇區(qū)具備一個(gè)或多個(gè)天線。通過(guò)針對(duì)每個(gè)中繼器扇區(qū)而 具備多個(gè)天線，也可以應(yīng)對(duì)中繼器扇區(qū)內(nèi)的多天線通信。雙工器504以及509為了在上行通信和下行通信中共享天線，而具有通過(guò) 濾波器分配上行的無(wú)線信號(hào)和下行的無(wú)線信號(hào)的功能。低噪聲放大器(Low Noise Amplifier) 505以及511是在施加噪聲小的接 收側(cè)初級(jí)所使用的放大器。狀態(tài)測(cè)定裝置(State Measurement Unit) 506具有在基帶處理中執(zhí)行針對(duì) 每個(gè)中繼器扇區(qū)搜索最強(qiáng)地接收到的基站扇區(qū)的小區(qū)搜索(Cell Search)的功 能。具體而言，狀態(tài)測(cè)定裝置506具備A/D變換器(A/D Converter )、執(zhí)行 同步以及小區(qū)搜索的邏輯電路或運(yùn)算裝置(CPU或DSP )。下行交換器507由交換器(switch)以及復(fù)用器(Multiplexer)構(gòu)成，具 有切換基站側(cè)的接收扇區(qū)和終端側(cè)的發(fā)送扇區(qū)的連接、合成交換器輸出的作 用。通過(guò)輸入輸出控制裝置502來(lái)控制交換器。功率放大器508以及513具有放大發(fā)送信號(hào)的功能。輸入輸出控制裝置24上行交換器512由交換器以及復(fù)用器構(gòu)成，具有切換終端側(cè)的接收扇區(qū)和 基站側(cè)的發(fā)送扇區(qū)的連接、合成交換器輸出的作用。上行交換器512的結(jié)構(gòu)與 下行交換器507相同，通過(guò)輸入輸出控制裝置502被控制。圖17是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的狀態(tài)測(cè)定裝置506的結(jié)構(gòu)的圖。狀態(tài)測(cè)定裝置506，針對(duì)與來(lái)自基站101的下行接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的每個(gè)中繼 器扇區(qū)的低噪聲放大器505的輸出，在通過(guò)各個(gè)ADC514執(zhí)行了模擬數(shù)字變 換后，執(zhí)行使用了同步裝置515的匹配濾波器(matched filter)的幀同步處理， 將確立了幀同步的接收信號(hào)輸入到小區(qū)搜索裝置516。在CDMA接收機(jī)的情況下，小區(qū)搜索裝置516 —邊改變基站扇區(qū)固有的 擴(kuò)頻碼(Sector Specific Spreading Code) —邊4丸4亍基于匹配濾波器(Matched Filter)的相關(guān)運(yùn)算，將計(jì)算值最大的基站扇區(qū)的ID記錄在存儲(chǔ)器517中。在 OFDM接收機(jī)的情況下，小區(qū)搜索裝置516在通過(guò)FFT運(yùn)算變換到頻域后， 從基站101發(fā)送的向基站扇區(qū)內(nèi)的報(bào)知信號(hào)中讀出基站扇區(qū)固有的ID,并記 錄在存儲(chǔ)器517中。以上的匹配濾波器以及FFT運(yùn)算可以通過(guò)邏輯電路、CPU 或DSP等實(shí)現(xiàn)。在向存儲(chǔ)器517進(jìn)行記錄時(shí)，例如圖IOB那樣，針對(duì)每個(gè)中繼器扇區(qū)記 錄基站扇區(qū)ID。圖18是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器108內(nèi)部的交換器周邊的 結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。具體而言，圖18表示下行交換器507以及上行交換器512周邊的結(jié)構(gòu)。 低噪聲放大器505或511的輸出，是各中繼器扇區(qū)中的接收信號(hào)。 交換器518切換接收側(cè)中繼器扇區(qū)和發(fā)送側(cè)中繼器扇區(qū)的連接。具體而 言，各交換器518控制在各接收側(cè)中繼器扇區(qū)和各發(fā)送中繼器扇區(qū)之間通信的 信號(hào)的通過(guò)或切斷。各交換器518為"ON"或"OFF"的某一種狀態(tài)。"ON" 狀態(tài)的交換器518使信號(hào)通過(guò)，而"OFF"狀態(tài)的交換器518切斷信號(hào)。復(fù)用器519合成多個(gè)交換器518的輸出。復(fù)用器519的各個(gè)輸出相當(dāng)于發(fā) 送側(cè)中繼器扇區(qū)的輸出，通過(guò)每個(gè)中繼器扇區(qū)的功率放大器508或513從各中 繼器扇區(qū)的發(fā)送天線被發(fā)送。圖19A以及圖19B是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的中繼器108中的交換 器518的切換例的表格。在圖4A以及圖4B所示的例子中，進(jìn)行下行通信時(shí)的例子為圖19A,進(jìn) 行上行通信時(shí)的例子為圖19B 。在下行通信的情況下，多個(gè)中繼器扇區(qū)中的接收信號(hào)中、想要進(jìn)行放大輸 出的接收信號(hào)(相當(dāng)于基站發(fā)送信號(hào))為1個(gè)，因此如圖19A所示，將與不 需要的接收中繼器扇區(qū)相關(guān)的交換器設(shè)為OFF。通過(guò)如圖19A所示那樣控制 交換器，中繼器108將在接收側(cè)(即基站側(cè))中繼器扇區(qū)# 1中接收到的信號(hào)， 分配給全部發(fā)送側(cè)(即終端側(cè))中繼器扇區(qū)，由此可以全方位地進(jìn)行發(fā)送。在上行通信的情況下，通過(guò)如圖19B所示那樣控制交換器，中繼器108 通過(guò)復(fù)用器合成在接收側(cè)(即終端側(cè))的全部中繼器扇區(qū)中接收到的信號(hào)，并 從發(fā)送側(cè)(即基站側(cè))中繼器#1進(jìn)行發(fā)送。由此可以防止針對(duì)位于發(fā)送側(cè)中 繼器扇區(qū)#2以及#3的方位的基站的不必要的干擾放射。此外，關(guān)于上行通信和下行通信這兩者，以下敘述交換器的連接方法以及 功率放大器輸出的控制方法。上行通信和下行通信的主要不同在于，前者相對(duì) 于作為輸出側(cè)的1個(gè)基站側(cè)扇區(qū)，有時(shí)連接作為輸入側(cè)的多個(gè)終端側(cè)扇區(qū)，而 與此相對(duì)，后者相對(duì)于作為輸出側(cè)的1個(gè)終端側(cè)扇區(qū)，作為輸入側(cè)的基站側(cè)扇 區(qū)僅為1個(gè)。即，與輸出對(duì)應(yīng)的輸入的連接數(shù)，在上行通信中可能有多個(gè)，而 在下行通信中僅為1個(gè)。圖20是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器輸入輸出控制的流程圖。首先，在步驟601中，輸入輸出控制裝置502等待從中繼器控制裝置201 接收控制信息。接著，在步驟602中，輸入輸出控制裝置502從接收到的控制信息中，按 照?qǐng)D14A或圖14B所示的格式，選擇成為覆蓋區(qū)域擴(kuò)大的對(duì)象的基站側(cè)的中 繼器扇區(qū)A。在圖14A的例子中，通過(guò)控制信息中所示的號(hào)碼而識(shí)別的中繼 器扇區(qū)，直接作為中繼器扇區(qū)A而被選擇。在圖14B的例子中，通過(guò)明示為增大輸出的扇區(qū)的號(hào)碼而識(shí)別的中繼器扇區(qū)，作為中繼器扇區(qū)A而#皮選擇。
例如，如圖14A所示，在選擇中繼器扇區(qū)#1作為中繼器扇區(qū)A的情況 下，擴(kuò)大中繼器扇區(qū)#1最強(qiáng)地接收的基站扇區(qū)(根據(jù)圖IOA的例子，通過(guò)ID "500"而識(shí)別的基站扇區(qū))的覆蓋區(qū)域。具體而言，在下行通信中，擴(kuò)大了 中繼器108放大并發(fā)送由中繼器扇區(qū)# 1從其基站扇區(qū)接收到的信號(hào)的范圍。 更具體來(lái)說(shuō)，切換中繼器內(nèi)的交換器507，以便如上述那樣擴(kuò)大發(fā)送范圍(步 驟604-步驟609)。而且，切換中繼器108內(nèi)的交換器512,以1更實(shí)現(xiàn)與上述 下行通信對(duì)稱(chēng)的上行通信(步驟610 ~步驟615 )。
在步驟603中，輸入輸出控制裝置502選擇與在步驟602中決定的中繼器 扇區(qū)A新連接的終端側(cè)的中繼器扇區(qū)B。關(guān)于選擇方法，在后面通過(guò)與從圖 21A到圖21D相關(guān)的it明來(lái)名又述。
在從步驟604到步驟609中，輸入輸出控制裝置502控制下行通信。從本 實(shí)施方式的輸入輸出控制裝置502來(lái)看，輸入為基站側(cè)中繼器扇區(qū)，輸出為終 端側(cè)中繼器扇區(qū)。
在步驟604中，輸入輸出控制裝置502判定是否可以降低上述中繼器扇區(qū) B的功率i文大器輸出。具體而言，在同時(shí)滿足以下兩點(diǎn)條件的情況下，判定為 可以降低輸出。
(a) 功率放大器輸出比最小值大
(b) 中繼器扇區(qū)B與中繼器扇區(qū)A之間未連接
當(dāng)步驟604的結(jié)果為"是"時(shí)(即，可以降低功率放大器輸出時(shí))，在步 驟605中，輸入輸出控制裝置502降低中繼器扇區(qū)B的功率力欠大器輸出。在 此，當(dāng)一下子將功率放大器輸出從最大值降低到最小值時(shí)，作為系統(tǒng)并沒(méi)有破 綻，但借助中繼器與基站連接的終端突然丟失連接目的地基站，因此有可能切 斷線路。即，由于服務(wù)的品質(zhì)下降，因此如上述那樣一下子降^f氐輸出的情況并 不理想。另一方面，慢慢地降低輸出(例如l秒期間ldB)來(lái)自然地引起終端 的切換是理想的實(shí)施方式。
此外，當(dāng)步驟604結(jié)果為"否"時(shí)，輸入輸出控制裝置502不執(zhí)行步驟
605。
在步驟606中，輸入輸出控制裝置502判定是否有降低中繼器扇區(qū)B的輸出的余地。判定內(nèi)容本身與步驟604相同，但不同點(diǎn)是反映步驟605的結(jié)果。 具體而言，當(dāng)中繼器扇區(qū)B的功率放大器輸出為最小時(shí)，判定沒(méi)有進(jìn)一步降 低中繼器扇區(qū)B的輸出的余地。
在步驟606中判定為沒(méi)有降低中繼器扇區(qū)B的輸出的余地時(shí)，在步驟607 中，輸入輸出控制裝置502將輸入到中繼器扇區(qū)B的交換器507切換為僅與 中繼器扇區(qū)A連接。
此外，在步驟606中判定為有降低中繼器扇區(qū)B的輸出的余地時(shí)，輸入輸 出控制裝置502不執(zhí)行步驟607。
在步驟608中，輸入輸出控制裝置502判定是否可以提高中繼器扇區(qū)B 的功率放大器508的輸出。具體而言，在同時(shí)滿足以下兩點(diǎn)條件的情況下，判 定為可以提高輸出。
(c) 功率放大器輸出比最大值小
(d) 中繼器扇區(qū)B與中繼器扇區(qū)A連接中
當(dāng)步驟608的結(jié)果為"是"時(shí)，在步驟609中，輸入輸出控制裝置502提 高中繼器扇區(qū)B的功率放大器508的輸出。在此，當(dāng)一下子將功率放大器輸 出從最小值提高到最大值時(shí)，對(duì)于中繼器裝置周?chē)慕K端來(lái)說(shuō)，看到干擾急劇 地增加，因此在適應(yīng)激增的干擾之前通信有可能變得不暢通，是不理想的。與 步驟605相同，慢慢提高輸出(例如1秒期間ldB )來(lái)自然地引起終端的切換 是理想的實(shí)施方式。
此外，在步驟608的結(jié)果為"否"的情況下，輸入輸出控制裝置502不執(zhí) 行步驟609。
在從步驟610到步驟615中，輸入輸出控制裝置502控制上行通信。從本 實(shí)施方式的輸入輸出控制裝置502來(lái)看，輸入為終端側(cè)中繼器扇區(qū)，輸出為基 站側(cè)中繼器扇區(qū)。
在步驟610中，輸入輸出控制裝置502判定是否可以降低上述中繼器扇區(qū) A的功率放大器513的輸出。具體而言，在以下3點(diǎn)條件全都滿足的情況下， 判定為可以降低輸出。
(e) 功率放大器輸出比最小值大
(f) 中繼器扇區(qū)A與中繼器扇區(qū)B未連接
28(g )中繼器扇區(qū)A與中繼器扇區(qū)B以外的終端側(cè)中繼器扇區(qū)未連接
條件(f)以及(g)意味著僅在中繼器扇區(qū)A與一切終端側(cè)的中繼器扇區(qū)
未連接的情況下降低功率放大器輸出。在不滿足條件(g)的狀態(tài)下，當(dāng)降低
功率放大器4餘出時(shí)，使得通過(guò)控制對(duì)象(即中繼器扇區(qū)A、中繼器扇區(qū)B、以 及中繼器扇區(qū)B原來(lái)連接的基站側(cè)中繼器扇區(qū)C)以外的中繼器扇區(qū)的通信， 不必要地變得不穩(wěn)定，因此不理想。
假定將條件(g)除外時(shí)，通過(guò)中繼器扇區(qū)A的輸出功率控制，成為等價(jià) 于從中繼器扇區(qū)B以外的終端側(cè)中繼器扇區(qū)經(jīng)由中繼器扇區(qū)A到達(dá)基站的傳 輸路徑的傳輸衰減慢慢增大的狀態(tài)。其結(jié)果是，使用中繼器扇區(qū)B以外的終 端側(cè)中繼器扇區(qū)進(jìn)行了上行通信的終端一起進(jìn)行切換(hand off),因此切換時(shí) 間的延遲時(shí)間增加或者線路切斷的可能增高。因此，將條件(g)除外是不理 想的。
在步驟610的結(jié)果為"是"時(shí)(即判定為可以降低中繼器扇區(qū)A的功率放大 器513的輸出時(shí))，在步驟611中，輸入輸出控制裝置502降低中繼器扇區(qū)A 的功率放大器輸出。在此，當(dāng)一下子將功率放大器輸出從最大值降低到最小值 時(shí)，與步驟605同樣地，有可能切斷借助中繼器與基站連接的終端的線路。即， 服務(wù)的品質(zhì)降低，因此不理想。另一方面，慢慢降低輸出(例如1秒期間ldB) 來(lái)自然地引起終端的切換是理想的實(shí)施方式。
此外，在步驟610的結(jié)果為"否"時(shí)，輸入輸出控制裝置502不執(zhí)行步驟
611。
在步驟612中，輸入輸出控制裝置502判定是否有降低中繼器扇區(qū)A的 輸出的余地。判定內(nèi)容本身與步驟610相同，但不同點(diǎn)是反映步驟611的結(jié)果。 具體而言，當(dāng)中繼器扇區(qū)A的功率放大器輸出為最小時(shí)，判定出沒(méi)有進(jìn)一步 降低中繼器扇區(qū)A的輸出的余地。
在步驟612中判定為沒(méi)有降低中繼器扇區(qū)A的輸出的余地時(shí)，在步驟613 中，輸入輸出控制裝置502將輸入到中繼器扇區(qū)A的中繼器扇區(qū)B的交換器 512從未連接,(即OFF )切換為連接(即ON )。
此外，在步驟612中判定為有降低中繼器扇區(qū)A的輸出的余地時(shí)，輸入 輸出控制裝置502不執(zhí)行步驟613。在步驟614中，輸入輸出控制裝置502判定是否可以提高中繼器扇區(qū)A 的功率放大器513的輸出。具體而言，在同時(shí)滿足以下兩點(diǎn)條件的情況下，判 定為可以提高輸出。
(h) 功率放大器輸出比最大值小
(i) 中繼器扇區(qū)A與中繼器扇區(qū)B在連接中 在步驟614的結(jié)果為"是，，時(shí)(即判定為可以提高輸出時(shí))，在步驟615中，
輸入輸出控制裝置502提高中繼器扇區(qū)A的功率放大器513的輸出。在此， 當(dāng)一下子將功率放大器的輸出從最小值提高到最大值時(shí)，對(duì)于基站來(lái)說(shuō)，發(fā)現(xiàn) 干擾急劇地增加，因此在適應(yīng)所增加的干擾前，通信有可能變得不通暢，是不 理想的。與步驟611相同，慢慢提高輸出(例如1秒期間ldB)來(lái)自然地引起 終端的切換是理想的實(shí)施方式。
當(dāng)步驟615結(jié)束時(shí)，處理返回步驟601。
此外，在步驟614的判定的結(jié)果為"否"時(shí)，輸入輸出控制裝置502不執(zhí)行 步驟615地返回步驟601。
圖21A到圖21D是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器108的下行通 信側(cè)的輸入輸出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖21A是表示中繼器108的各扇區(qū)(中繼器扇區(qū))最強(qiáng)地接收了來(lái)自哪 個(gè)基站的信號(hào)的表格，即是狀態(tài)測(cè)定裝置506的測(cè)定結(jié)果。
在圖21A的例子中，基站側(cè)扇區(qū)# 1 (即下行通信時(shí)，接收來(lái)自基站101 的信號(hào)的中繼器扇區(qū)#1)最強(qiáng)地接收來(lái)自通過(guò)ID "500"而識(shí)別的基站扇區(qū) 的信號(hào)?；緜?cè)扇區(qū)#2以及#3分別最強(qiáng)地接收來(lái)自通過(guò)ID"384"以及"64" 而識(shí)別的基站扇區(qū)的信號(hào)。
圖21B是表示下行通信時(shí)的、中繼器108內(nèi)的各終端側(cè)扇區(qū)的輸出功率、 以及各終端側(cè)扇區(qū)和各基站側(cè)扇區(qū)的連接狀況的表格。此圖的例子中表示，全 部終端側(cè)扇區(qū)的輸出功率為lOO[mW],并且全部終端側(cè)扇區(qū)與基站側(cè)扇區(qū)# 1 (基站扇區(qū)ID = 500)相連。具體而言，如圖4A以及圖4B所示，中繼器108 在基站側(cè)扇區(qū)#1接收從1個(gè)基站發(fā)送的信號(hào)，將該信號(hào)放大，并且從全部終 端側(cè)扇區(qū)向全部方向發(fā)送放大后的信號(hào)。
此外，圖21B中記載的交換器518的狀態(tài)與圖19A中記載的相一致。圖21C表示增大與基站側(cè)扇區(qū)弁2相關(guān)的中繼器輸出時(shí)的控制例。首先，
輸入輸出控制裝置502在終端側(cè)扇區(qū)中選擇與基站側(cè)扇區(qū)# 2的連4妄成為OFF
的終端側(cè)扇區(qū)作為控制候補(bǔ)。當(dāng)候補(bǔ)有多個(gè)時(shí)，輸入輸出控制裝置502按照下
面的基準(zhǔn)將終端側(cè)扇區(qū)縮減為1個(gè)。
-與成為目標(biāo)的基站側(cè)扇區(qū)A朝向同一方向的終端側(cè)扇區(qū)
-PA (功率放大器)輸出在多個(gè)候補(bǔ)中最小的終端側(cè)扇區(qū)
-與能夠以最大功率接收?qǐng)D14B所示的表示了輸出控制值減少的基站扇
區(qū)ID的發(fā)送信號(hào)的基站側(cè)中繼器扇區(qū)(圖10A)相連的終端側(cè)扇區(qū) 通過(guò)以上基準(zhǔn)，候補(bǔ)未縮減時(shí)隨機(jī)地選擇
第1項(xiàng)實(shí)現(xiàn)基站扇區(qū)與中繼器扇區(qū)A包夾終端的狀態(tài)。由此，該基站扇 區(qū)內(nèi)的該基站扇區(qū)的終端中的接收功率提高。在取得中繼器周邊的基站扇區(qū)間 的通信量的平衡的情況下，提高了對(duì)于各基站扇區(qū)的扇區(qū)間干擾的耐受性，因 此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)穩(wěn)定形態(tài)(通過(guò)圖22的說(shuō)明在后面敘述)。
第2項(xiàng)意味著，以推定為由交換器切換引起的向系統(tǒng)的沖擊最小的終端側(cè) 扇區(qū)作為控制對(duì)象。當(dāng)切換下行交換器507時(shí)，如圖20的流程中表示的那樣， 暫時(shí)降低控制對(duì)象的中繼器扇區(qū)的發(fā)送輸出，因此，通過(guò)選擇原來(lái)發(fā)送輸出較 小的中繼器扇區(qū)，使受影響的終端的數(shù)量為最小。
第3項(xiàng)意味著，中繼器控制裝置201選擇與可以如圖14B所示那樣減少 輸出的基站扇區(qū)相關(guān)的終端側(cè)中繼器扇區(qū)?？梢詼p少輸出的基站扇區(qū)，通過(guò)輸 入輸出控制裝置502,如圖10A所示那樣與基站側(cè)中繼器扇區(qū)相關(guān)H通過(guò) "ON"狀態(tài)的下行交換器507與該基站側(cè)中繼器扇區(qū)相連的終端側(cè)中繼器扇 區(qū)成為控制對(duì)象。
關(guān)于在此所選擇的終端側(cè)扇區(qū)，輸入輸出控制裝置502通過(guò)以下步驟來(lái)控 制輸入輸出。
(i )使該終端側(cè)扇區(qū)的PA輸出達(dá)到最小 (ii )使該終端側(cè)扇區(qū)與連接中的基站側(cè)扇區(qū)的連接成為OFF (iii)使該終端側(cè)扇區(qū)與新連接的基站側(cè)扇區(qū)的連接成為ON (iv )使該終端側(cè)扇區(qū)的PA輸出達(dá)到最大
圖21C表示在以上的控制中，執(zhí)行從(i )到(iii)的結(jié)果是，圖21D
31表示執(zhí)行到(iv)的結(jié)果。當(dāng)合并考慮圖21A和圖21D時(shí)，終端側(cè)扇區(qū)#1 和# 3作為基站扇區(qū)ID = 500的中繼器而工作，終端側(cè)扇區(qū)# 2作為基站扇區(qū) ID = 384的中繼器而工作。
圖22是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器108的穩(wěn)定形態(tài)的一例的 說(shuō)明圖。
中繼器108,在各中繼器扇區(qū)110-1、 110-2以及110-3中，分別放大與相 對(duì)的基站扇區(qū)(即基站扇區(qū)103-1、 103-2以及103-3)相關(guān)的無(wú)線信號(hào)。通過(guò) 中繼器108接收的或發(fā)送的信號(hào)，通過(guò)指向性天線抑制了相互干擾，因此在各 基站扇區(qū)或與各基站扇區(qū)通信的各終端中可以抑制來(lái)自其它基站扇區(qū)的干擾。 在基站扇區(qū)間取得了通信量平衡時(shí)，理想的是成為圖22的狀態(tài)。
圖23A到圖23D是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的中繼器108的上行通 信側(cè)的輸入輸出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖23A與圖21A相同，是表示中繼器的各扇區(qū)(中繼器扇區(qū))最強(qiáng)地接 收了來(lái)自哪個(gè)基站扇區(qū)的信號(hào)的表格(即狀態(tài)測(cè)定裝置506的測(cè)定結(jié)果)。
圖23B是表示中繼器內(nèi)的各基站側(cè)扇區(qū)的輸出功率、以及與終端側(cè)扇區(qū) 的連接狀態(tài)的表格。在此圖的例子中表示，全部終端側(cè)扇區(qū)與基站側(cè)扇區(qū)#1 連接，基站側(cè)扇區(qū)#1的輸出功率為lOO[mW]，其它基站側(cè)扇區(qū)的輸出為 O[mW]。具體而言，圖23的例子相當(dāng)于在圖4A以及圖4B中所示的下行方向 的例子中將表示通信方向的箭頭全部反轉(zhuǎn)后的情況。即，圖23B表示將中繼 器108從全部方向接收的終端發(fā)送信號(hào)在中繼器內(nèi)部復(fù)用，并且僅向1個(gè)基站 放大發(fā)送的狀態(tài)。
此外，圖23B中記載的交換器518的狀態(tài)與圖19B中記載的相一致。 圖23C表示增大與基站側(cè)扇區(qū)#2相關(guān)的中繼器輸出的情況下的控制例。
首先，在終端側(cè)扇區(qū)中選擇與基站側(cè)扇區(qū)# 2的連接成為OFF的終端側(cè)扇區(qū)來(lái)
作為控制候補(bǔ)。在此的選擇，從上行下行的通信對(duì)稱(chēng)性出發(fā)，直接采用在圖
21C的下4于通信側(cè)實(shí)施的結(jié)果。
關(guān)于與在此選擇的終端側(cè)扇區(qū)相關(guān)的基站側(cè)扇區(qū)，通過(guò)以下步驟來(lái)控制輸
入輸出。
(I )使與該終端側(cè)扇區(qū)連接中的基站側(cè)扇區(qū)的PA輸出達(dá)到最小。(ii )使該終端側(cè)扇區(qū)與連接中的基站側(cè)扇區(qū)的連接成為off。
(m)使該終端側(cè)扇區(qū)與新連接的基站側(cè)扇區(qū)的連4妻成為on。
(IV )使新連接的基站側(cè)扇區(qū)的PA輸出達(dá)到最大。
圖23C表示在以上的控制中執(zhí)行從(I )到(III)的結(jié)果是，圖23D表 示執(zhí)行到(IV)的結(jié)果。當(dāng)合并考慮圖23A和圖23D時(shí)，終端側(cè)扇區(qū)#1和
# 3經(jīng)由基站側(cè)扇區(qū)# 1作為基站扇區(qū)ID = 500的中繼器而工作，終端側(cè)扇區(qū)
# 2經(jīng)由基站側(cè)扇區(qū)# 2作為基站扇區(qū)ID = 384的中繼器而工作。
此外，在上述(I )的步驟中，在該終端側(cè)扇區(qū)以外還連接了上述基站側(cè) 扇區(qū)的情況下，如圖20的步驟610中說(shuō)明的那樣，有時(shí)無(wú)法將PA輸出最小 化。在此狀態(tài)下，當(dāng)實(shí)施上述(II )的步驟時(shí)，經(jīng)由該終端側(cè)扇區(qū)進(jìn)行通信的 終端突然丟失基站，因此有可能由于線路切斷導(dǎo)致品質(zhì)降低。 接著，說(shuō)明用于避免這種可能的第2實(shí)施方式。 除了以下說(shuō)明的不同點(diǎn)外，第2實(shí)施方式與第1實(shí)施方式相同。 圖24是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的中繼器內(nèi)部的交換器周邊的結(jié)構(gòu) 的i兌明圖。
第2實(shí)施方式的基本的結(jié)構(gòu)與圖18所示的第1例相似，但第2實(shí)施方式 的中繼器108代替交換器518而具備可變衰減器(attenuator) 520。相對(duì)于交 換器518將連接從ON切換到OFF (或從OFF切換到ON )，可變衰減器520 通過(guò)使衰減量連續(xù)地(或者階段地)變化來(lái)切換接收側(cè)中繼器扇區(qū)和發(fā)送側(cè)中 繼器扇區(qū)的連接。由此防止終端107突然丟失基站，因此避免了上述線路切換 導(dǎo)致的品質(zhì)降低的可能。 .圖25是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中繼器輸入輸出控制的流程圖。
與第1實(shí)施方式的控制(圖20)的不同點(diǎn)在于，代替上行通信側(cè)的步驟 613而執(zhí)行步驟616。即，上行通信側(cè)采用可變衰減器的結(jié)構(gòu)(圖24),下行 通信側(cè)采用交換器的結(jié)構(gòu)(圖18)。
在步驟616中，輸入輸出控制裝置502將連接在步驟603中選擇的終端側(cè) 扇區(qū)B、和與其連接的基站側(cè)扇區(qū)的可變衰減器520的衰減量最大化，將連接 在步驟602中選擇的基站側(cè)扇區(qū)A和上述終端側(cè)扇區(qū)B的可變衰減器520的 衰減量最小化。由此，終端側(cè)扇區(qū)B對(duì)成為連接目的地的基站側(cè)扇區(qū)進(jìn)行切換。在此，衰減量的急劇的切換，如前所述導(dǎo)致急劇的千擾增加或基站丟失， 因此是不理想的。使衰減量慢慢變化(例如1秒期間ldB )來(lái)自然地引起終端 的切換是理想的實(shí)施方式。
圖26A到圖26D是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的中繼器108的上行通信 側(cè)的輸入辜lr出控制的例子的說(shuō)明圖。
圖26A與圖23A相同，是表示中繼器的各扇區(qū)(中繼器扇區(qū))最強(qiáng)地接 收了來(lái)自哪個(gè)基站扇區(qū)的信號(hào)的表格，是狀態(tài)測(cè)定裝置506的測(cè)定結(jié)果。
圖26B是表示中繼器內(nèi)的各基站側(cè)扇區(qū)的輸出功率、以及各基站側(cè)扇區(qū) 與各終端側(cè)扇區(qū)的連接狀況的表格。此圖的例子表示，全部終端側(cè)扇區(qū)與基站 側(cè)扇區(qū)#1連接，基站側(cè)扇區(qū)#1的輸出功率為lOO[mW],其它基站側(cè)扇區(qū)的 輸出為O[mW]。
圖26C表示增大與基站側(cè)扇區(qū)并2相關(guān)的中繼器輸出的情況下的控制例。 首先，在終端側(cè)扇區(qū)中，選擇與基站側(cè)扇區(qū)# 2的連接可變衰減器520的衰減 量達(dá)到最大的終端側(cè)扇區(qū)作為控制候補(bǔ)。在此的選擇，從上行下行的通信對(duì)稱(chēng) 性出發(fā)，直接采用在圖21C的下行通信側(cè)實(shí)施的結(jié)果。
關(guān)于與在此選4奪的終端側(cè)扇區(qū)相關(guān)的基站側(cè)扇區(qū)，按照以下步驟控制輸入 輸出。關(guān)于該(II )、 (III)的控制例，與上述(I )到(IV)的時(shí)間線一起在 圖28中表示。
(I )使與該終端側(cè)扇區(qū)連接中的基站側(cè)扇區(qū)的PA輸出達(dá)到最小。 (II )使該終端側(cè)扇區(qū)與連接中的基站側(cè)扇區(qū)的連接可變衰減器的衰減量 達(dá)到最大。
(III )使該終端側(cè)扇區(qū)與新連接的基站側(cè)扇區(qū)的連接可變衰減器的衰減量 達(dá)到最小。
(IV )使新連接的基站側(cè)扇區(qū)的PA輸出達(dá)到最大。
圖26C表示了在以上的控制中執(zhí)行(II )以及(III)的結(jié)果是，而且圖 26D表示了執(zhí)行(IV)的結(jié)果。作為結(jié)果，得到與第1實(shí)施例(圖23D)相同 的結(jié)果。
圖28是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的衰減器的控制的說(shuō)明圖。
具體而言，圖28表示圖25的步驟616以及其前后的可變衰減器520的衰減量的變化。輸入輸出控制裝置502控制各可變衰減器520,以使衰減量如圖28所示那樣變化。
在開(kāi)始步冬聚616之前，連接終端側(cè)扇區(qū)# 2和基站側(cè)扇區(qū)# 1的可變衰減器520的衰減量為OdB。另 一方面，連接終端側(cè)扇區(qū)# 2和基站側(cè)扇區(qū)# 2的可變衰減器520的衰減量為100dB。該狀態(tài)相當(dāng)于執(zhí)行了上述(I )的結(jié)果。
當(dāng)開(kāi)始步驟616時(shí)，輸入輸出控制裝置502使連接終端側(cè)扇區(qū)# 2和基站側(cè)扇區(qū)# 1的可變衰減器520的衰減量以預(yù)定變化率(例如1秒每次ldB )增加。該處理相當(dāng)于上述的(II )。
當(dāng)連接終端側(cè)扇區(qū)#2和基站側(cè)扇區(qū)# 1的可變衰減器520的衰減量達(dá)到100dB時(shí)，輸入輸出控制裝置502 —邊維持該衰減量， 一邊使連接終端側(cè)扇區(qū)#2和基站側(cè)扇區(qū)#2的可變衰減器520的衰減量以預(yù)定變化率(例如1秒每
次idB)減少。該處理相當(dāng)于上述的(ni)。
在連接終端側(cè)扇區(qū)# 2和基站側(cè)扇區(qū)# 2的可變衰減器520的衰減量達(dá)到OdB的時(shí)刻，步驟616結(jié)束。此后，輸入輸出控制裝置502維持各可變衰減器520的衰減量。該狀態(tài)相當(dāng)于執(zhí)行了上述的(IV)的結(jié)果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
通過(guò)將本發(fā)明用于無(wú)線通信系統(tǒng)，尤其是蟲(chóng)奪窩系統(tǒng)，能夠以較少的基站配置開(kāi)展服務(wù)。而且，通過(guò)實(shí)現(xiàn)基站間的負(fù)荷平衡，可以將終端裝置間的服務(wù)滿足度平均化，并且可以提高基站設(shè)置的投資性價(jià)比。
3權(quán)利要求
1.一種具備中繼器裝置和多個(gè)基站的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼器裝置，將從所述多個(gè)基站中的至少一個(gè)基站接收到的無(wú)線信號(hào)放大然后進(jìn)行發(fā)送，并根據(jù)所述各基站的通信量，控制發(fā)送所述無(wú)線信號(hào)的范圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼器裝置，具備多個(gè)中繼器扇區(qū)天線，并根據(jù)所述各基站的通信量，控制接收到所述無(wú)線信號(hào)的所述各中繼器扇區(qū)天線、與發(fā)送所述接收到的無(wú)線信號(hào)的所述各中繼器扇區(qū)天線之間的連接，由此，控制發(fā)送所述無(wú)線信號(hào)的范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通信系統(tǒng)還具備與所述多個(gè)基站以及所述中繼器裝置通信的中繼器控制部，所述中繼器控制部，從所述各基站取得表示所述各基站的通信量的信息，并根據(jù)所述取得的通信量生成控制信號(hào)，該控制信號(hào)控制所述發(fā)送的無(wú)線信號(hào)的強(qiáng)度以及所述中繼器扇區(qū)天線間的連接中至少一方，所述中繼器控制部，將所述生成的控制信號(hào)發(fā)送到所述中繼器裝置，所述中繼器裝置，根據(jù)從所述中繼器控制部接收到的控制信號(hào)，控制所述發(fā)送的無(wú)線信號(hào)的強(qiáng)度以及所述中繼器扇區(qū)天線間的連接中至少一方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述各基站具有多個(gè)基站扇區(qū)，所述中繼器裝置，確定作為所述各中繼器扇區(qū)天線最強(qiáng)地接收的無(wú)線信號(hào)的發(fā)送源的所述基站扇區(qū)，并將識(shí)別所述確定的基站扇區(qū)的信息發(fā)送到所述中繼器控制部，所述中繼器控制部，根據(jù)識(shí)別所述確定的基站扇區(qū)的信息以及所述取得的通信量，生成所述控制信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼器控制部，根據(jù)所述取得的通信量，確定所述多個(gè)基站中的一個(gè)基站，并生成用于控制擴(kuò)大或縮小范圍的信號(hào)，該范圍是發(fā)送從所述確定的基站接收到的無(wú)線信號(hào)的范圍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所迷的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中繼器控制部，確定所述多個(gè)基站中的、所述取得的通信量相對(duì)小的基站。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)基站至少包含第l基站和除其以外的多個(gè)基站，所述中繼器控制部，當(dāng)所述第l基站的通信量與所述第l基站以外的多個(gè)基站的通信量的平均值的比率小于預(yù)定的閾值時(shí)，將所迷第1基站確定為所述取得的通信量相對(duì)小的基站。
8. —種中繼器裝置，具備多個(gè)天線，并對(duì)至少一個(gè)基站和至少一個(gè)終端之間的無(wú)線信號(hào)的通信進(jìn)行中繼，其特征在于，所述多個(gè)天線中的至少一個(gè)天線，是在與所述至少一個(gè)基站之間收發(fā)無(wú)線信號(hào)的基站側(cè)中繼器扇區(qū)天線，所述多個(gè)天線中的至少一個(gè)天線，是在與所述至少一個(gè)終端之間收發(fā)無(wú)線信號(hào)的終端側(cè)中繼器扇區(qū)天線，所述中繼器裝置具備對(duì)接收所述無(wú)線信號(hào)的天線和發(fā)送所述天線接收到的信號(hào)的天線之間的連接進(jìn)行切換的一個(gè)以上的切換器、放大從所述天線發(fā)送的信號(hào)的一個(gè)以上的放大器、以及控制所述切換器和所述放大器的輸入輸出控制部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的中繼器裝置，其特征在于，所述中繼器裝置還具備狀態(tài)測(cè)定部，所述狀態(tài)測(cè)定部，確定發(fā)送了所述各天線最強(qiáng)地接收的無(wú)線信號(hào)的所述基站的基站扇區(qū)，并輸出識(shí)別所述確定的基站扇區(qū)的信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的中繼器裝置，其特征在于，所述狀態(tài)測(cè)定部具備將所述天線接收到的信號(hào)變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的AD變換器、用于取得幀同步的同步部、以及確定發(fā)送了所述接收到的信號(hào)的基站扇區(qū)的小區(qū)搜索部。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任意一項(xiàng)所述的中繼器裝置，其特征在于，所述中繼器裝置具備用于從所述基站向所述終端的下行通信的信號(hào)的、一個(gè)以上的所述切換器和一個(gè)以上的所述放大器；以及用于/人所述終端向所述基站的上行通信的信號(hào)的、 一個(gè)以上的所述切換器和一個(gè)以上的所述放大器，所述輸入輸出控制部，控制所述用于下行通信的切換器和放大器、以及所述用于上行通信的切換器和^1大器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的中繼器裝置，其特征在于，所述中繼器裝置，當(dāng)接收到用于確定應(yīng)該擴(kuò)大覆蓋區(qū)域的所述基站扇區(qū)的信息時(shí)，根據(jù)該信息確定所述多個(gè)天線中最強(qiáng)地接收來(lái)自所述確定的基站扇區(qū)的無(wú)線信號(hào)的基站側(cè)中繼器扇區(qū)天線、以及應(yīng)該發(fā)送由所述基站側(cè)中繼器扇區(qū)接收天線所接收到的信號(hào)的終端側(cè)中繼器扇區(qū)天線。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的中繼器裝置，其特征在于，所述中繼器裝置，減小對(duì)所述確定的終端側(cè)中繼器扇區(qū)天線發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行放大的所述放大器的輸出，并控制基于所述切換器的連接，以便從所述確定的終端側(cè)中繼器扇區(qū)天線發(fā)送由所述確定的基站側(cè)中繼器扇區(qū)天線接收到的信號(hào)，然后，增大對(duì)所述確定的終端側(cè)中繼器扇區(qū)天線發(fā)送的信號(hào)進(jìn)4亍放大的所述放大器的輸出。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的中繼器裝置，其特征在于，所述中繼器裝置，減小對(duì)所述確定的基站側(cè)中繼器扇區(qū)天線發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行放大的所述放大器的輸出，控制基于所述切換器的連接，以便從所述確定的基站側(cè)中繼器扇區(qū)天線發(fā)送由所述確定的終端側(cè)中繼器扇區(qū)天線接收到的信號(hào)，然后，所述中繼器裝置，增大對(duì)所述確定的基站側(cè)中繼器扇區(qū)天線發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行放大的所述放大器的輸出。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8至14中任意一項(xiàng)所述的中繼器裝置，其特征在于，所述切換器，通過(guò)控制在所述天線間交換的信號(hào)的通過(guò)以及切斷，來(lái)執(zhí)行所述連接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8至14中任意一項(xiàng)所述的中繼器裝置，其特征在于，所述切換器，通過(guò)控制在所述天線間交換的信號(hào)的衰減量，來(lái)執(zhí)行所述連接。
17. —種在具備中繼器裝置和多個(gè)基站的無(wú)線通信系統(tǒng)中控制所述中繼器裝置的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟所述中繼器裝置，將從所述多個(gè)基站中的至少一個(gè)基站接收到的無(wú)線信號(hào)放大，然后進(jìn)行發(fā)送的步驟；以及根據(jù)所述各基站的通信量，控制發(fā)送所述無(wú)線信號(hào)的范圍或強(qiáng)度中至少一方的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)線通信系統(tǒng)、中繼器裝置及其控制方法。其目的在于減少與成本相關(guān)的基站的設(shè)置數(shù)。進(jìn)而，隨著設(shè)置基站數(shù)的減少，提升各基站的運(yùn)轉(zhuǎn)率。該無(wú)線通信系統(tǒng)具備中繼器裝置和多個(gè)基站，其中，所述中繼器裝置放大從所述多個(gè)基站的至少一個(gè)基站接收到的無(wú)線信號(hào)然后發(fā)送，并根據(jù)所述各基站的通信量，控制發(fā)送所述無(wú)線信號(hào)的范圍。
文檔編號(hào)H04W16/26GK101646181SQ20091014609
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者上野幸樹(shù), 藤島堅(jiān)三郎 申請(qǐng)人:日立通訊技術(shù)株式會(huì)社