JP2009253352A - リピータ及び移動局 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局及び複数のリピータを最適な結線方法で自動的に接続するためのリピータを提案する。
【解決手段】リピータ２０は、基地局と移動局との間で送受信される電波を増幅中継する。このリピータ２０は、基地局及び一つ以上の他のリピータを通信相手として、通信相手とリピータ２０との間の通信状態を評価する評価関数をそれぞれの通信相手について演算する評価関数演算器（２１，２２，２３）と、通信相手のうち何れに対してリンクするかを評価関数に基づいて自動的に決定する処理装置（２７）を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は基地局及び複数のリピータを自動的に最適な結線方法で接続するためのリピータ及び移動局に関する。

デジタルコードレス電話では、その多重方式として、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）が使用されることが多く、ＴＤＭＡフレーム内のスロットを用いたリピータ機能が提供されている。リピータは、基地局から遠く電波の弱い場所で、移動局が無線通信できるように基地局及び移動局からの電波を受信してこれを増幅し、再送信する。これにより、無線通信可能なネットワークの範囲を拡大できる。基地局及び複数のリピータを接続する方法としては、スター結線、デイジー結線、及びスター・デイジー混合結線の三種類の接続方法がある。

しかし、従来では、ユーザは専用ソフトウェアを用いて、スター結線、デイジー結線、及びスター・デイジー混合結線の中から最適な結線方法を設定しなければならず、誰でも何処でもリピータを設置するという操作環境を提供するには、不十分であった。

そこで、本発明は、基地局及び複数のリピータを最適な結線方法で自動的に接続するためのリピータを提案することを課題とする。また、本発明は、リピータの設置場所を変更する上で、リピータの設置場所に好適な場所であるか否かを示す情報を提供する移動局を提案することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係わるリピータは、基地局と移動局との間で送受信される電波を増幅中継するリピータであって、基地局及び一つ以上の他のリピータを通信相手として、通信相手とリピータとの間の通信状態を評価する評価関数をそれぞれの通信相手について演算する評価関数演算器と、通信相手のうち何れに対してリンクするかを評価関数に基づいて自動的に決定する処理装置とを備える。

本発明に係わるリピータによれば、どの通信相手に対してスター結線又はデイジー結線のうち何れの結線方法によりリンクするかを評価関数に基づいて自動的に決定することができるので、ユーザは専用ソフトウェアを用いずに、基地局及び複数のリピータを適切に接続することができる。

ここで、処理装置は、評価関数の値が所定の閾値以上となる通信相手が１台のみである場合、この１台の通信相手にリンクすることを決定する。また、処理装置は、評価関数の値が所定の閾値以上となる通信相手が複数台存在する場合、これら複数台の通信相手のうち基地局を起点とするリピータ間のリンク上に存在するリピータの数（コネクト数）の最も少ないものにリンクすることを決定する。リピータは、コネクト数の最も少ない通信相手にリンクすることで、近端エコーの発生による通話品質低下を回避できる。

評価関数としては、通話品質を評価できる関数であれば、特に限定されることなく、あらゆる関数を用いることができる。例えば、通信相手とリピータとの間の通信におけるビット誤り率が所定の値になるときの受信信号強度値を出力する関数が好ましい。受信信号強度値は、通話品質を評価する目安となる。

リピータの自動結線機能は、移動局を充電するための充電器に搭載してもよい。通常、一つの移動局に対して一つの充電器が備えられているので、充電器にリピータの自動結線機能を搭載しておくことで、利便性を高めることができる。

本発明に係わる移動局は、基地局との間でリピータを介して無線通信する移動局であって、基地局及び一つ以上のリピータを通信相手として、通信相手と移動局との間の通信状態を評価する評価関数をそれぞれの通信相手について演算する評価関数演算器と、それぞれの通信相手について評価関数が所定の閾値を超えているか否かを表示する表示装置とを備える。

ユーザは、表示装置に表示されている情報を参照することにより、移動局の現在地点と通信相手との間の通信状態を評価する評価関数の値が閾値以上であるか否かを判別できるので、リピータの設置位置の決定に役立てることができる。

本発明によれば、基地局及び複数のリピータを最適な結線方法で自動的に接続するためのリピータを提案することができる。また、本発明によれば、リピータの設置場所を変更する上で、リピータの設置場所に好適な場所であるか否かを示す情報を提供する移動局を提案することができる。

以下、各図を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１はスター結線の一例を示す説明図、図２はデイジー結線の一例を示す説明図、図３はスター・デイジー混合結線の一例を示す説明図である。図１では、基地局１０を中心に４台のリピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄがスター結線されている。図２では、基地局１０を起点として、４台のリピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄがデイジー結線されている。図３では、基地局１０を中心に２台のリピータ２０Ａ，２０Ｂがスター結線されるとともに、リピータ２０Ｂを中心に２台のリピータ２０Ｃ，２０Ｅがスター結線され、更にリピータ２０Ｃにリピータ２０Ｄがデイジー結線されている。スター・デイジー混合結線では、スター結線とデイジー結線とが混載している。これらの図１乃至図３において、リピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ（以下、これらのリピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅを区別する必要がないときは、リピータ２０と総称する。）は、基地局１０と移動局３０との間で送受信される電波を増幅中継する。移動局３０は、リピータ２０によって拡大された通信範囲を利用して基地局１０と通信する。

本実施形態に係わる自動結線処理では、各リピータ２０は、通信相手（基地局１０及び一つ以上の他のリピータ２０）との間の通信状態を評価するための評価関数を演算する。評価関数としては、リピータ２０と通信相手との間の通信状態が良好である程、高い値を出力する関数であれば、特に限定されることなく、任意の関数を用いることができる。リピータ２０は、評価関数の値が所定の閾値以上であると判定すると、通信相手の通信エリア内に自己が位置するものと判定する。一方、評価関数の値が所定の閾値未満のときは、通信相手の通信エリア外に自己が位置するものと判定する。評価関数の値が閾値以上となる通信相手が一台のみである場合は、リピータ２０はその通信相手にデイジー結線によりリンクする。一方、評価関数の値が閾値以上となる通信相手が複数台存在する場合は、その中でコネクト数の最も少ないものを選択し、選択した通信相手にスター結線によりリンクする。リピータ２０は、コネクト数の最も少ない通信相手にリンクすることにより、近端エコーの発生による通話品質低下を回避できる。全ての通信相手のコネクト数が等しい場合は、リピータ２０は、その中で評価関数の値の最も高い通信相手を選択し、その選択した通信相手にスター結線によりリンクする。リピータ２０の位置は、固定的ではなく、ユーザの使用環境によって変更し得るので、リピータ２０は、通信相手との間の評価関数を一定周期間隔で演算し、最適な通信相手に最適な結線方法によりリンクする。なお、移動局３０は、通信エリア内に存在する複数のリピータ２０の中からコネクト数の最も少ないリピータ２０に接続し、その接続したリピータ２０を介して基地局１０と通信する。

なお、コネクト数とは、基地局１０を起点として何台目のリピータ２０に接続しているのかを示す数字である。例えば、図１に示すリピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄのコネクト数は、何れも「１」である。図２に示すリピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄのコネクト数は、それぞれ「１」，「２」，「３」，「４」である。図３に示すリピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅのコネクト数は、それぞれ「１」，「１」，「２」，「３」，「２」である。なお、基地局１０のコネクト数は「０」である。各リピータ２０は、相互にコネクト数を送受信することにより、通信相手のコネクト数を得る。

本実施形態では、評価関数として、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）誤り率が１％未満のときに、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値を出力し、ＣＲＣ誤り率が１％以上のときに、０を出力する関数を定義する。また、閾値ＥＶｔｈとして、ビット誤り率が３×１０^-5のときのＲＳＳＩ値を定義する。ビット誤り率が３×１０^-5以上であることは、安定した通信を行う上での最低条件である。但し、上記の評価関数及びその閾値はあくまでも例示であって、他の評価関数及び閾値を用いることができる。例えば、局間の同期を確立するためのユニークワード又は予め定められた所定のビットパターンを正常に受信できているか否かを評価関数とし、その受信成功率を閾値としてもよい。

図４は本実施形態に係わるリピータ２０の機能ブロック図である。
リピータ２０は、受信機２１、ＣＲＣ判定器２２、乗算器２３、閾値判定器２４、メモリ２５，２６、及びＣＰＵ２７を備える。受信機２１は、通信相手からの無線電波を受信すると、ＲＳＳＩ及びＣＲＣを算出するとともに、通信相手から送信されてくるコネクト数を得る。ＣＲＣ判定器２２は、受信機２１から出力されるＣＲＣ誤り率を受信し、ＣＲＣ誤り率が１％未満であれば、「１」を出力し、ＣＲＣ誤り率が１％以上であれば、「０」を出力する。乗算器２３は、受信機２１から出力されるＲＳＳＩの値と、ＣＲＣ判定機２２から出力される値とを乗算し、評価関数の値を算出する。受信機２１、ＣＲＣ判定器２２、及び乗算器２３が協働することにより評価関数演算器の機能が実現される。閾値判定器２４は、乗算器２３から出力される評価関数の値と閾値とを比較し、その比較結果をメモリ２５に格納する。メモリ２６は、受信機２１から出力されるコネクト数を格納する。ＣＰＵ２７は、メモリ２５に格納されている比較結果と、メモリ２６に格納されているコネクト数とを用いて、最適な通信相手を選択するとともに、その選択した通信相手に対してスター結線又はデイジー結線のうち最適な結線方法によりリンクすることを決定する処理装置である。なお、図４では、説明の便宜上、処理の流れを各ブロックに対応付けているが、単一のＣＰＵが全ての処理を実施してもよい。また、移動局３０に内蔵されているバッテリを充電するための充電器に自動結線機能（上述の受信機２１、ＣＲＣ判定器２２、乗算器２３、閾値判定器２４、メモリ２５，２６、及びＣＰＵ２７の各機能）を搭載してもよい。

次に、図５乃至図６を参照しながら、本実施形態に係わる自動結線処理について説明する。図６では、リピータ２０Ａ，２０Ｂは、通信相手（基地局又は他の一つ以上のリピータ）とスター結線又はデイジー結線により既に接続されており、リピータ２０Ｃが新規にネットワークに接続する場合を想定している。

リピータ２０Ｃは、リピータ２０Ａとリピータ２０Ｃとの間の通信状態を評価する評価関数の値ＥＶ＿ＡＣを演算し（ステップ１０１）、続いて、リピータ２０Ｂとリピータ２０Ｃとの間の通信状態を評価する評価関数の値ＥＶ＿ＢＣを演算する（ステップ１０２）。次に、リピータ２０Ｃは、リピータ２０Ａの通信エリア内に自己が位置しているか否かを判定するため、ＥＶ＿ＡＣが閾値ＥＶｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップ１０３）。ＥＶ＿ＡＣが閾値ＥＶｔｈ以上である場合（ステップ１０３；ＹＥＳ）、リピータ２０Ａの通信エリア内にリピータ２０Ｃが存在していることが解る。そこで今度は、リピータ２０Ｃは、リピータ２０Ｂの通信エリア内に自己が位置しているか否かを判定するため、ＥＶ＿ＢＣが閾値ＥＶｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップ１０４）。ＥＶ＿ＢＣが閾値ＥＶｔｈ以上である場合（ステップ１０４；ＹＥＳ）、リピータ２０Ｂの通信エリア内にリピータ２０Ｃが存在していることが解る。

さて、リピータ２０Ｃが両方のリピータ２０Ａ，２０Ｂの通信エリア内に位置する場合には、リピータ２０Ｃは、コネクト数の少ない方を選択するため、リピータ２０Ａのコネクト数ＣＮＡと、リピータ２０Ｂのコネクト数ＣＮＢとが同数であるか否かを判定する（ステップ１０５）。コネクト数ＣＮＡとコネクト数ＣＮＢとが同数である場合には（ステップ１０５；ＹＥＳ）、コネクト数だけでは優劣をつけることができないので、リピータ２０Ｃは、通信状態の良好な通信相手を選択するため、評価関数の値ＥＶ＿ＡＣと評価関数の値ＥＶ＿ＢＣとを比較する（ステップ１０６）。評価関数の値ＥＶ＿ＡＣが評価関数の値ＥＶ＿ＢＣ以上である場合には（ステップ１０６；ＹＥＳ）、リピータ２０Ａ，２０Ｃ間の通信状態は、リピータ２０Ｂ，２０Ｃ間の通信状態よりも良好であるので、リピータ２０Ｃはリピータ２０Ａにスター結線によりリンクし（ステップ１０７）、リピータ２０Ｃのコネクト数ＣＮＣをＣＮＡ＋１とする（ステップ１０８）。評価関数の値ＥＶ＿ＡＣが評価関数の値ＥＶ＿ＢＣ未満である場合には（ステップ１０６；ＮＯ）、リピータ２０Ｂ，２０Ｃ間の通信状態は、リピータ２０Ａ，２０Ｃ間の通信状態よりも良好であるので、リピータ２０Ｃはリピータ２０Ｂにスター結線によりリンクし（ステップ１１１）、リピータ２０Ｃのコネクト数ＣＮＣをＣＮＢ＋１とする（ステップ１１２）。

一方、評価関数の値ＥＶ＿ＡＣが閾値ＥＶｔｈ未満である場合には（ステップ１０３；ＮＯ）、リピータ２０Ｃは、自己がリピータ２０Ａの通信エリア外に位置しているものと判断する。続いて、リピータ２０Ｃは、リピータ２０Ｂの通信エリア内に自己が位置しているか否かを判定するため、評価関数の値ＥＶ＿ＢＣが閾値ＥＶｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップ１０９）。ＥＶ＿ＢＣが閾値ＥＶｔｈ以上である場合（ステップ１０９；ＹＥＳ）、リピータ２０Ｃは、リピータ２０Ｂの通信エリア内に自己が存在しているものと判定し、リピータ２０Ｂにデイジー結線によりリンクし（ステップ１１１）、リピータ２０Ｃのコネクト数ＣＮＣをＣＮＢ＋１とする（ステップ１１２）。

上記とは逆に、評価関数の値ＥＶ＿ＡＣが閾値ＥＶｔｈ以上であり（ステップ１０３；ＹＥＳ）、且つ評価関数の値ＥＶ＿ＢＣが閾値ＥＶｔｈ未満である場合には（ステップ１０４；ＮＯ）、リピータ２０Ｃは、リピータ２０Ａの通信エリア内に存在し、且つリピータ２０Ｂの通信エリア外に存在するので、上述のステップ１０７，１０８を実行する。

また、評価関数の値ＥＶ＿ＡＣが閾値ＥＶｔｈ以上であり（ステップ１０３；ＹＥＳ）、且つ評価関数の値ＥＶ＿ＢＣが閾値ＥＶｔｈ以上である場合であって（ステップ１０４；ＹＥＳ）、コネクト数ＣＮＡとコネクト数ＣＮＢとが同数でない場合（ステップ１０５；ＮＯ）、リピータ２０Ｃは、コネクト数ＣＮＡがコネクト数ＣＮＢより大きいか否かを判定する（ステップ１１０）。コネクト数ＣＮＡがコネクト数ＣＮＢより大きい場合（ステップ１１０：ＹＥＳ）、リピータ２０Ｃは、コネクト数の少ないリピータ２０Ｂにスター結線によりリンクし（ステップ１１１）、リピータ２０Ｃのコネクト数ＣＮＣをＣＮＢ＋１とする（ステップ１１２）。コネクト数ＣＮＡがコネクト数ＣＮＢより小さい場合（ステップ１１０：ＮＯ）、リピータ２０Ｃは、コネクト数の少ないリピータ２０Ａにスター結線によりリンクし（ステップ１０７）、リピータ２０Ｃのコネクト数ＣＮＣをＣＮＡ＋１とする（ステップ１０８）。

評価関数の値ＥＶ＿ＡＣが閾値ＥＶｔｈ未満であり（ステップ１０３；ＮＯ）、且つ評価関数の値ＥＶ＿ＢＣが閾値ＥＶｔｈ未満である場合には（ステップ１０９；ＮＯ）、リピータ２０Ｃは、両方のリピータ２０Ａ，２０Ｂの通信エリア外に存在するので、自動結線処理を終了する。

本実施形態に係わる自動結線処理によれば、どの通信相手に対してスター結線又はデイジー結線のうち何れの結線方法によりリンクするかを評価関数に基づいて自動的に決定することができるので、ユーザは専用ソフトウェアを用いずに、基地局１０及び複数のリピータ２０を適切に接続することができる。

次に、図７乃至図８を参照しながら他の結線例について説明する。
図７は、基地極１０を中心とするスター結線の一例を示す。同図に示す例では、基地局１０とリピータ２０Ａとの間の通信状態を示す評価関数の値、及び基地局１０とリピータ２０Ｂとの間の通信状態を示す評価関数の値が何れも閾値ＥＶｔｈ以上であるので、リピータ２０Ａは、リピータ２０Ｂに対してデイジー結線によりリンクする必要はないものと判定し、基地局１０に対してスター結線によりリンクする。同様に、リピータ２０Ｂは、リピータ２０Ａに対してデイジー結線によりリンクする必要はないものと判定し、基地局１０に対してスター結線によりリンクする。仮に、リピータ２０Ａ，２０Ｂ同士がデイジー結線によりリンクすると、基地局１０に対してそれぞれのリピータ２０Ａ，２０Ｂがスター結線した場合と比較して、通信エリアが狭くなってしまうので好ましくない。なお、移動局３０が基地局１０の通信エリアに位置する場合、移動局３０はこの通信エリアの中に位置するリピータ２０Ａ，２０Ｂ，及び基地局１０の中でコネクト数の最も少ない基地局１０に接続する。

図８は、スター・デイジー混合結線の一例を示す。同図に示す例では、リピータ２０Ａとリピータ２０Ｂとの間の評価関数の値、及びリピータ２０Ａとリピータ２０Ｃとの間の評価関数の値は、何れも閾値ＥＶｔｈ以上であるが、リピータ２０Ｂと基地局１０との間の評価関数の値、及びリピータ２０Ｃと基地局１０との間の評価関数の値が何れも閾値ＥＶｔｈ未満であるので、リピータ２０Ｂ，２０Ｃのそれぞれは、自己がリピータ２０Ａの通信エリア内に位置するが、基地局１０の通信エリアに位置しないものと判定し、リピータ２０Ａに対してスター結線によりリンクする。

また、リピータ２０Ｄとリピータ２０Ｃとの間の評価関数の値が閾値ＥＶｔｈ以上であるが、基地局１０とリピータ２０Ｄとの間の評価関数の値、リピータ２０Ａとリピータ２０Ｄとの間の評価関数の値、及びリピータ２０Ｂとリピータ２０Ｄとの間の評価関数の値が何れも閾値ＥＶｔｈ未満である場合には、リピータ２０Ｄは、自己がリピータ２０Ｃの通信エリア内に位置するが、基地局１０、リピータ２０Ａ，２０Ｂの通信エリア内に位置しないものと判定し、リピータ２０Ｃにデイジー結線によりリンクする。なお、移動局３０がリピータ２０Ａの通信エリアに位置する場合、移動局３０は、この通信エリアの中に位置するリピータ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの中でコネクト数の最も少ないリピータ２０Ａに接続する。

図９は本実施形態に係わる移動局３０の機能ブロック図である。
移動局３０は、受信機３１、ＣＲＣ判定器３２、乗算器３３、閾値判定器３４、メモリ３５，ＣＰＵ３７、及び表示装置３８を備える。受信機３１、ＣＲＣ判定器３２、乗算器３３、閾値判定器３４、メモリ３５、及びＣＰＵ３７の各機能は、上述した受信機２１、ＣＲＣ判定器２２、乗算器２３、閾値判定器２４、メモリ２５，及びＣＰＵ２７の各機能と同じであるため、その詳細な説明を省略する。受信機３１、ＣＲＣ判定器３２、及び乗算器３３が協働することにより評価関数演算器の機能が実現される。表示装置３８は、移動局３０と通信相手との間の通信状態を評価する評価関数の値と閾値との比較結果を表示する。比較結果の表示は、例えば、文字表示でもよく、或いは記号化されたアンテナの本数による表示でもよい。表示装置３８は、発光ダイオードを点灯させることにより、評価関数の値が閾値を超えていることを表示してもよい。ユーザは、表示装置３８に表示される比較結果を参照することにより、移動局３０が位置する現在地点と通信相手との間の通信状態を評価する評価関数の値が閾値以上であるか否かを判定できるので、リピータ２０の設置位置の決定に役立てることができる。

スター結線の説明図である。 デイジー結線の説明図である。 スター・デイジー混合結線の説明図である。 本実施形態に係わるリピータの機能ブロック図である。 本実施形態に係わる自動結線処理を示すフローチャートである。 複数のリピータの配置例を示す説明図である。 基地局及び複数のリピータの配置例を示す説明図である。 基地局及び複数のリピータの配置例を示す説明図である。 本実施形態に係わる移動局の機能ブロック図である。

符号の説明

１０…基地局 ２０…リピータ ２１…受信機 ２２…ＣＲＣ判定器 ２３…乗算器 ２４…閾値判定器 ２５，２６…メモリ ２７…ＣＰＵ ３０…移動局 ３１…受信機 ３２…ＣＲＣ判定器 ３３…乗算器 ３４…閾値判定器 ３５…メモリ ３７…ＣＰＵ ３８…表示装置

Claims (5)

1. 基地局と移動局との間で送受信される電波を増幅中継するリピータであって、
   前記基地局及び一つ以上の他のリピータを通信相手として、前記通信相手と前記リピータとの間の通信状態を評価する評価関数をそれぞれの通信相手について演算する評価関数演算器と、
   前記通信相手のうち何れに対してリンクするかを前記評価関数に基づいて自動的に決定する処理装置と、
   を備えるリピータ。
2. 請求項１に記載のリピータであって、
   前記評価関数の値が所定の閾値以上となる通信相手が１台のみである場合、前記処理装置は、前記１台の通信相手にリンクすることを決定し、
   前記評価関数の値が所定の閾値以上となる通信相手が複数台存在する場合、前記処理装置は、前記複数台の通信相手のうち前記基地局を起点とするリピータ間のリンク上に存在するリピータの数の最も少ないものにリンクすることを決定する、リピータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のリピータであって、
   前記評価関数は、前記通信相手と前記リピータとの間の通信におけるビット誤り率が所定の値になるときの受信信号強度値を出力する関数である、リピータ。
4. 請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載のリピータであって、
   前記リピータは、前記移動局を充電するための充電器である、リピータ。
5. 基地局との間でリピータを介して無線通信する移動局であって、
   前記基地局及び一つ以上のリピータを通信相手として、前記通信相手と前記移動局との間の通信状態を評価する評価関数をそれぞれの通信相手について演算する評価関数演算器と、
   それぞれの通信相手について前記評価関数が所定の閾値を超えているか否かを表示する表示装置と、
   を備える移動局。