JP7732958B2 - 中継局、情報処理装置、及び、方法 - Google Patents

中継局、情報処理装置、及び、方法

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Description

本開示は、中継局、情報処理装置、及び、方法に関するものである。
5th Generation Mobile Communication System（５Ｇ）等の無線通信においては、サブミリ秒以下の超低遅延通信が期待されている。一方で、通信サービス向上の観点では、セルのカバレッジエリアの拡大が望まれ、そのためには、中継局を介する中継通信が有効である。そこで、無線通信を行う端末局を中継局とする無線通信方法が提案されている。さらに、遅延の少ない中継技術として、中継局では復調及び復号は行わない非再生中継が望ましい。
3GPP TS 38.174 V17.0.0 (2022-03) 3GPP TS 38.106 V1.0.0 (2022-03)
本開示の態様の一つは、非再生中継を実施する中継局に備えられる複数のアンテナの中から、送信に用いるアンテナ及び受信に用いるアンテナを安定的な通信を提供可能なように選択可能な中継局、情報処理装置、及び、方法を提供することである。
本開示の態様の一つは、
複数のアンテナと、
送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、前記複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを前記第１の信号の受信アンテナ及び前記複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを前記中継後の前記第１の信号の送信アンテナとする場合の、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の第１の伝搬特性と前記第２のアンテナと前記受信局との間の第２の伝搬特性、中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を推定することと、
前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの前記１以上の第１のアンテナ及び前記１以上の第２のアンテナを、それぞれ、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナに決定することと、
を実行する制御部と、
を備える中継局である。
本開示の他の態様の一つは、
複数のアンテナを備える中継局が送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、前記複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを前記第１の信号の受信アンテナ及び前記複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを前記中継後の前記第１の信号の送信アンテナとする場合の、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の第１の伝搬特性と前記第２のアンテナと前記受信局との間の第２の伝搬特性、前記中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記受信局における前記中継後
の前記第１の信号についてのＳＩＮＲを推定することと、
前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの前記１以上の第１のアンテナ及び前記１以上の第２のアンテナを、それぞれ、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナに決定することと、
を実行する制御部と、
を備える情報処理装置である。
本開示の他の態様の一つは、
コンピュータが、
複数のアンテナを備える中継局が送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、前記複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを前記第１の信号の受信アンテナ及び前記複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを前記中継後の前記第１の信号の送信アンテナとする場合の、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の第１の伝搬特性と前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の第２の伝搬特性、前記中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲを推定することと、
前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの前記１以上の第１のアンテナ及び前記１以上の第２のアンテナを、それぞれ、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナに決定することと、
を含む方法である。
本開示の態様の一つによれば、非再生中継を実施する中継局に備えられる複数のアンテナの中から、送信に用いるアンテナ及び受信に用いるアンテナを安定的な通信を提供可能なように選択することができる。
図１は、第１実施形態に係る通信システムのシステム構成の一例を示す図である。 図２は、通信システムのシステム構成の一例を示す図である。 図３は、中継局のハードウェア構成の一例を示す図である。 図４は、中継局において非再生中継が行われる場合の各装置における信号の電力とＳＩＮＲの算出に用いられるパラメータとなる値とを示す図である。 図５は、中継局が６本のアンテナを備える場合の計測用組み合わせの作成方法を示す図である。 図６は、中継局がアンテナを８本備える場合の計測用組み合わせの作成方法を示す図である。 図７は、中継局の非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナの決定処理のフローチャートの一例である。 図８は、中継局のアンテナ間の伝搬特性の計測の処理のフローチャートの一例である。 図９は、中継局の非再生中継に用いる送信アンテナと受信アンテナの決定処理のフローチャートの一例である。 図１０は、制御装置のハードウェア構成を例示する図である。 図１１は、第２実施形態に係る制御装置の、中継局における非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナの決定処理のフローチャートの一例である。 図１２は、第２実施形態に係る処理のシーケンスの一例を示す図である。
中継局が複数のアンテナを備えている場合には、アンテナごとに送信局及び受信局との間の伝搬特性が異なる。その為、当該中継局において非再生中継を行う際に、送信アンテナ及び受信アンテナとしてどのアンテナが用いられるかは、通信品質に影響を与える。本開示の態様の一つでは、これを鑑みて、安定した通信品質を提供可能なように、非再生中継を行う中継局において複数のアンテナから送信アンテナと受信アンテナとを選択することを課題とする。
本開示の態様の一つは、複数のアンテナと制御部とを備える中継局である。当該中継局の制御部は、送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する非再生中継を行う際に、複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを第１の信号の受信アンテナ及び複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを中継後の第１の信号の送信アンテナとする場合の、受信局における中継後の第１の信号についてのＳＩＮＲを推定する。当該ＳＩＮＲの推定は、送信局における第１の信号の送信電力、１以上の第１のアンテナと送信局との間の第１の伝搬特性と１以上の第２のアンテナと受信局との間の第２の伝搬特性、中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、受信局における雑音電力に基づいて行われる。制御部は、受信局における中継後の第１の信号についてのＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの１以上の第１のアンテナ及び１以上の第２のアンテナを、それぞれ、第１の信号を受信する受信アンテナ及び中継後の第１の信号を送信する送信アンテナに決定する。
中継局は、例えば、基地局、小型基地局、移動基地局、スマートフォン、及び、車載器等である。中継局は、復調及び復号せずに信号を中継する非再生中継を実施する。制御部は、例えば、コンピュータ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＦＰ
ＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の演算回路である。例えば、送信局は基地局
で、受信局は端末局である。ただし、これに限定されず、送信局は端末局で、受信局は基地局であってもよい。
受信局における中継後の第１の信号についてのＳＩＮＲは、受信局における、中継後の第１の信号の受信電力、中継局からの干渉信号の干渉電力、及び、雑音電力、に基づいて取得される。受信局における中継局による中継後の第１の信号の受信電力は、中継局の送信アンテナからの第１の信号の送信電力と、中継局の送信アンテナと受信局との間の第２の伝搬特性と、に基づいて取得できる。中継局の送信アンテナからの第１の信号の送信電力は、少なくとも、送信局における第１の信号の送信電力と、送信局と中継局の受信アンテナとの間の第１の伝搬特性とに基づいて取得できる。したがって、受信局における中継局による中継後の第１の信号の受信電力は、送信局における第１の信号の送信電力、送信局と中継局の受信アンテナとの間の第１の伝搬特性、及び、中継局の送信アンテナと受信局との間の第２の伝搬特性に基づいて取得できる。受信局における中継局からの干渉信号の受信電力は、中継局における雑音電力と干渉電力、及び、中継局の送信アンテナと受信局との間の第２の伝搬特性とに基づいて取得できる。受信局における雑音電力は、例えば、受信局から制御チャネルを通じて第１の信号の送信に先んじて通知されることで取得されてもよいし、中継局における雑音電力を近似値として用いてもよい。
送信局における第１の信号の送信電力は、例えば、送信局から制御チャネルを通じて、第１の信号の送信に先んじて通知される。中継局の各アンテナの送信局との間の第１の伝搬特性は、例えば、中継局が送信局からのリファレンス信号に基づいて計測してもよいし、送信局が計測し、中継局に通知することによって得られてもよい。中継局の各アンテナの受信局との間の第２の伝搬特性は、例えば、中継局が受信局からのリファレンス信号に基づいて計測してもよいし、受信局が計測し、中継局に通知することによって得られてもよい。中継局における雑音電力は、既定値である。中継局における干渉電力は、例えば、中継局が計測してもよいし、既定値として定められていてもよい。なお、伝搬特性は、本
開示の態様の一つにおいて、チャネル行列、チャネル係数、又は、伝搬損失係数と呼ばれる伝搬による信号の電力の減衰を示す係数である。
本開示の態様の一つでは、中継局は、例えば、受信局からの中継後の第１の信号についてのＳＩＮＲのフィードバックがなくても、当該ＳＩＮＲを推定することで、当該ＳＩＮＲが最大となるような受信アンテナと送信アンテナとを決定することができる。これによって、中継局が非再生中継を行う場合に、送信局と受信局との間で、安定的な無線通信を提供することができる。なお、中継局の複数のアンテナから選択される受信アンテナ及び送信アンテナは、それぞれ、１本に限定されず、複数本選択されてもよい。
本開示の態様の一つでは、中継局は、中継局における干渉電力を中継局自身が計測することで取得してもよい。中継局が非再生中継を行う場合には、送信アンテナと受信アンテナとの間で自己干渉が発生する。この自己干渉を抑制するために、中継局は、第１のフィルタをさらに備える。この場合に制御部は、複数のアンテナの中から受信アンテナとしての１以上の第１のアンテナと送信アンテナとしての１以上の第２のアンテナとの複数の組み合わせを作成してもよい。制御部は、複数の組み合わせそれぞれについて、送信局における第１の信号の送信電力、送信局と１以上の第１のアンテナとの間の第１の伝搬特性、１以上の第２のアンテナと受信局との間の第２の伝搬特性、中継局における第１の信号の送信電力許容値、第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、１以上の第１のアンテナと１以上の第２のアンテナとの間の第３の伝搬特性、中継局における雑音電力、及び、受信局における雑音電力に基づいて、受信局における中継後の第１の信号のＳＩＮＲを算出してもよい。制御部は、受信局におけるＳＩＮＲが最大となる組み合わせの、１以上の第１のアンテナを第１の信号を受信する受信アンテナ、１以上の第２のアンテナを中継後の第１の信号を送信する送信アンテナとして決定してもよい。
中継局における干渉電力は、中継局における送信電力許容値、受信アンテナ（第１のアンテナ）と送信アンテナ（第２のアンテナ）との間の第３の伝搬特性、及び、第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量に基づいて取得可能である。受信アンテナ（第１のアンテナ）と送信アンテナ（第２のアンテナ）との間の第３の伝搬特性は、例えば、中継局が送信アンテナ（第２のアンテナ）からリファレンス信号を送信し、受信アンテナ（第１のアンテナ）で受信して計測してもよい。中継局自身が計測して中継局における干渉電力を取得することで、より伝搬環境に即した値を取得することができ、受信局におけるＳＩＮＲをより正確に推定することができる。
本開示の態様の一つでは、中継局は、非再生中継において、第１の信号を増幅してもよい。この場合に、中継局の送信アンテナから送信される第１の信号の送信電力は、中継局の受信アンテナにおける第１の信号の受信電力と中継局における増幅利得とを用いて表すことができる。また、第１の信号の増幅とともに、中継局における干渉電力と雑音電力も増幅される。したがって、受信局における中継局からの干渉信号の受信電力は、中継局における雑音電力と干渉電力、中継局の送信アンテナと受信局との間の第２の伝搬特性、及び、中継局における増幅利得を用いて表すことができる。
このため、本開示の態様の一つにおいて、制御部は、中継局における増幅利得を算出し、当該増幅利得を用いて、受信局における中継後の第１の信号のＳＩＮＲを算出する。中継局における増幅利得は、中継局における第１の信号の送信電力と受信電力とに基づいて取得できる。中継局における第１の信号の送信電力は、中継局における第１の信号の送信電力許容値と、中継局における干渉電力と雑音電力と、に基づいて取得できる。中継局における第１の信号の送信電力の許容値は、例えば、予め設定されていてもよいし、第１の信号の送信に先んじて送信局から制御チャネルを通じて通知されてもよい。中継局における第１の信号の受信電力は、送信局における第１の信号の送信電力と、中継局の受信アン
テナと送信局との間の第１の伝搬特性とに基づいて取得できる。
すなわち、中継局における増幅利得は、送信局における第１の信号の送信電力、中継局における第１の信号の送信電力許容値、第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、中継局において加わる雑音電力、１以上の第１のアンテナ（受信アンテナ）と送信局との間の第１の伝搬特性、及び、１以上の第１のアンテナ（受信アンテナ）と１以上の第２のアンテナ（送信アンテナ）間の第３の伝搬特性に基づいて、算出される。
中継局の増幅利得を用いる場合には、受信局における中継後の第１の信号の受信信号電力は、送信局における第１の信号の送信電力、１以上の第１のアンテナ（受信アンテナ）と送信局との間の第１の伝搬特性、増幅利得、及び、１以上の第２のアンテナ（送信アンテナ）と受信局との間の第２の伝搬特性を用いて得られる。受信局における中継局から送信される干渉信号の受信信号電力は、中継局における第１の信号の送信電力許容値、１以上の第１のアンテナ（受信アンテナ）と１以上の第２のアンテナ（送信アンテナ）との間の第３の伝搬特性、第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、中継局において加わる雑音電力、増幅利得、及び、１以上の第２のアンテナ（送信アンテナ）と受信局との間の第２の伝搬特性、に基づいて得られる。
本開示の態様の一つによれば、中継局において第１の信号の増幅が行われる場合でも、より正確に受信局における中継後の第１の信号のＳＩＮＲを取得することができる。
本開示の態様の一つでは、制御部は、送信局が基地局、受信局が端末局である場合に、受信局における雑音電力の近似値として、中継局における雑音電力の値を用いてもよい。例えば、５Ｇの標準では、中継局は端末局と同等の受信性能を有することが規定されているので、端末局における雑音電力の近似値として、中継局における雑音電力の値を用いることができる。これによって、受信局としての端末局における雑音電力を端末局に問い合わせるための通信を省くことができるので、非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとを効率よく決定することができる。
本開示の態様の一つでは、制御部は、送信局からのリファレンス信号に基づいて、複数のアンテナそれぞれについて、送信局との間の第１の伝搬特性を計測してもよい。また、制御部は、受信局からのリファレンス信号に基づいて、複数のアンテナそれぞれについて、受信局との間の第２の伝搬特性を計測してもよい。また、制御部は、複数のアンテナのうちの少なくとも一部のアンテナからリファレンス信号を発信して、複数のアンテナのそれぞれの間における第３の伝搬特性を計測してもよい。これらの値を中継局が計測によって取得することで、これらの値についての受信局及び送信局への問合せのための通信を省くことができるので、非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとを効率よく決定することができる。
本開示の態様の一つでは、制御部は、複数のアンテナについて、同時にリファレンス信号を発信する１以上の送信アンテナと、１以上の送信アンテナから同時に送信されたリファレンス信号を受信する１以上の受信アンテナと、を含む第１の組み合わせをＫ個作成してもよい。制御部は、Ｋ個の第１の組み合わせそれぞれについて、リファレンス信号の送信及び受信を通じて、複数のアンテナそれぞれの間の第３の伝搬特性を計測してもよい。Ｋは、変数を複数のアンテナの数Ｎ、底を２とした対数の少数以下を切り上げて得られる整数である。Ｋ個の第１の組み合わせは、Ｋ個の第１の組み合わせ間で、複数のアンテナから第３のアンテナ及び第４のアンテナの２本を選択して得られる第２の組み合わせが、リファレンス信号の送信アンテナとして第３のアンテナと当該リファレンス信号の受信アンテナとして第４のアンテナとの組み合わせとして、及び、リファレンス信号の送信アンテナとして第４のアンテナと当該リファレンス信号の受信アンテナとして第３のアンテナ
との組み合わせとしてのいずれでも重複しないように作成される。
これによって、送信アンテナからリファレンス信号を送信し、受信アンテナで当該リファレンス信号を受信する回数を最小限にすることができる。これによって、複数のアンテナそれぞれの間の第３の伝搬特性の計測に要する時間を短くすることができ、非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとを効率よく決定することができる。
本開示の他の態様の一つは、中継局の非再生中継に用いられる受信アンテナと送信アンテナとを決定する、中継局とは異なる情報処理装置である。当該情報処理装置は、例えば、基地局、基地局に接続する制御装置、又は、端末局である。当該情報処理装置は、複数のアンテナを備える中継局が送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを第１の信号の受信アンテナ及び複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを中継後の第１の信号の送信アンテナとする場合の、送信局における第１の信号の送信電力、１以上の第１のアンテナと送信局との間の第１の伝搬特性と１以上の第２のアンテナと受信局との間の第２の伝搬特性、中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、受信局における雑音電力に基づいて、受信局における中継後の第１の信号についてのＳＩＮＲを推定することと、当該ＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの１以上の第１のアンテナ及び１以上の第２のアンテナを、それぞれ、第１の信号を受信する受信アンテナと中継後の第１の信号を送信する送信アンテナとに決定することと、を実行する制御部を備える。
情報処理装置は、複数のアンテナそれぞれについての、送信局との間の第１の伝搬特性と受信局との間の第２の伝搬特性、及び、中継局における雑音電力を、例えば、中継局からの通知によって取得してもよい。情報処理装置は、例えば、中継局における干渉電力を、中継局からの通知、又は、中継局から得られる情報に基づいて算出してもよい。情報処理装置は、受信局における雑音電力を、例えば、予め保持する既定値から、受信局からの通知によって、又は、中継局における雑音電力を近似値とすることによって、取得してもよい。
情報処理装置が、中継局における干渉電力を算出する場合には、中継局における第１の信号の送信電力許容値、第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、１以上の第１のアンテナと１以上の第２のアンテナとの間の第３の伝搬特性に基づいて算出する。中継局における第１の信号の送信電力許容値、中継局における第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、及び、複数のアンテナそれぞれの間の第３の伝搬特性は、例えば、中継局から通知されることによって取得されてもよい。
また、情報処理装置は、複数のアンテナについて、同時にリファレンス信号を発信する１以上の送信アンテナと、１以上の送信アンテナから同時に送信されたリファレンス信号を受信する１以上の受信アンテナと、を含む第１の組み合わせをＫ個作成してもよい。情報処理装置は、中継局に、Ｋ個の第１の組み合わせそれぞれについて、リファレンス信号の送信及び受信を通じて、複数のアンテナそれぞれの間の第３の伝搬特性の計測を指示してもよい。情報処理装置は、中継局から、複数のアンテナそれぞれの間の第３の伝搬特性の計測結果の通知を受けることで、これらを用いて、中継局における干渉電力を算出してもよい。Ｋ個の第１の組み合わせについては、上述の中継局によって作成されるＫ個の第１の組み合わせと同様である。
本開示の他の態様の一つは、上記中継局又は上記情報処理装置によって実行される処理をコンピュータが実行する方法としても特定することができる。具体的には、当該方法は、コンピュータが、複数のアンテナを備える中継局が送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、複数のアンテナのうちの１以上の第１のアン
テナを第１の信号の受信アンテナ及び複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを中継後の第１の信号の送信アンテナとする場合の、送信局における第１の信号の送信電力、１以上の第１のアンテナと送信局との間の第１の伝搬特性と１以上の第２のアンテナと受信局との間の第２の伝搬特性、中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、受信局における雑音電力に基づいて、受信局における中継後の第１の信号についてのＳＩＮＲを推定することと、当該ＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの１以上の第１のアンテナ及び１以上の第２のアンテナを、それぞれ、第１の信号を受信する受信アンテナと中継後の第１の信号を送信する送信アンテナとに決定することと、を含む方法である。
また、他の態様の一つは、当該方法を、中継局又は制御装置に実行させるためのプログラム、及び、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能で非一時的な記憶媒体としても特定することができる。
以下、図面に基づいて、本開示の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本開示は実施形態の構成に限定されない。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る通信システム１００Ａのシステム構成の一例を示す図である。通信システム１００Ａは、制御装置１と、基地局２と、中継局３（３－１、…、３－Ｍ）と、端末局４とを有する。制御装置１は、基地局２が接続されるコアネットワーク上の装置である。ただし、制御装置１がコアネットワーク自体であるか、またはコアネットワークに含まれるシステムであると考えることもできる。コアネットワークは、例えば、光ファイバ網を含む。制御装置１は、基地局２、中継局３、及び、端末局４を制御し、端末局４に通信サービスを提供する。
基地局２は、端末局４に無線アクセスネットワークを提供する。無線アクセスネットワークでの無線通信が可能なエリアは、セルとも呼ばれる。基地局２は、第１実施形態では、１以上のアンテナ（例えば、＃１）と、これら１以上のアンテナに接続される無線機２１と、制御回路２２を有する。制御回路２２は、例えば、プロセッサとメモリを有する。プロセッサは、メモリ上のコンピュータプログラムにより、制御装置１との通信、及び、中継局３及び端末局４との無線通信を制御する。
端末局４は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末、及び、車載されたデータ通信装置等の移動局である。ただし、これに限られず、端末局４は、据え置き型の端末装置であってもよい。例えば、端末装置は、基地局２が提供するセルの範囲で無線アクセスネットワークに接続する。中継局３は、基地局２と端末局４との無線通信を中継する。中継局３は、例えば、小型基地局、移動基地局、車載装置、及び、スマートフォン等である。第１実施形態では、中継局３は、非再生中継可能な構成を備える装置の中から制御装置１によって中継局として選定された装置である。
制御装置１は、端末局４から接続要求の発生時に、基地局２が提供するセルの範囲に位置する１以上の装置を中継局３として選択し、無線通信の中継を指示する。なお、第１実施形態において、複数の中継局３が個々に区別される場合に、中継局３－１、・・・、３－Ｍのように枝番が付される。ここで、枝番Ｍは中継局３の数を示す整数である。図１においては、中継局３－１と３－Ｍが例示されている。ただし、中継局３－１、・・・、３－Ｍが総称される場合には、単に、中継局３と記述される。
中継局３は、複数のアンテナ（例えば、＃１、…、＃Ｎ）と、これら複数のアンテナそれぞれに接続される複数の無線機３１と、制御部３２とを有する。なお、図１では、便宜上、複数の無線機３１は１つの無線機３１として示されている。
端末局４は、１本以上のアンテナ（例えば、＃１）と、当該１以上のアンテナに接続される無線機４１と、制御回路４２とを有する。例えば、セル内の移動局が基地局２に無線アクセスネットワークへの接続を要求し、接続されることで、当該移動局が端末局４として動作する。セル内の移動局は、基地局２に直接無線アクセスネットワークへの接続を要求してもよい。または、セル内の移動局は、セル内で中継局３として動作する装置を介して基地局２に無線アクセスネットワークへの接続を要求してもよい。端末局４は、１以上の中継局３のいずれかを介してまたは１以上の中継局３のいずれをも介さずに基地局２と通信可能な局ということができる。
図２は、通信システム１００Ｂのシステム構成の一例を示す図である。第１実施形態では、システム構成を通信システム１００Ｂとしてもよい。通信システム１００Ｂは、図１の通信システム１００Ａと比較して、基地局２の代わりに、中央基地局２Ａと、１以上の分散基地局２Ｂと有する。１以上の分散基地局２Ｂが個々に区別される場合に、分散基地局２Ｂ－１、・・・、２Ｂ－Ｓのように枝番が付される。ここで、枝番Ｓは分散基地局数を示す整数である。図２においては、分散基地局２Ｂ－１と２Ｂ－Ｓが例示されている。ただし、分散基地局２Ｂ－１、・・・、２Ｂ－Ｓが総称される場合には、単に、分散基地局２Ｂと記述される。
中央基地局２Ａは、制御回路２２Ａを有する。また、分散基地局２Ｂは、無線機２１Ｂを有する。中央基地局２Ａの制御回路２２Ａと分散基地局２Ｂの無線機２１Ｂとは、例えば、光ファイバＣ１又は無線ネットワークで接続される。中央基地局２Ａと複数の分散基地局２Ｂとを接続する光ファイバＣ１のトポロジは、特定のトポロジに限定されない。例えば、光ファイバＣ１のトポロジは、ノード間の一対一の接続、中央基地局２Ａから離れるにしたがって分岐するネットワーク、スター型のネットワーク、または、リングネットワーク等であってもよい。また、中央基地局２Ａの制御回路２２Ａと分散基地局２Ｂの無線機２１Ｂとの間を無線ネットワークで接続する場合に、採用される無線ネットワークの規格、及び、プロトコルは特定のものに限定されない。
制御回路２２Ａは、図１の制御回路２２と同様、プロセッサとメモリを有する。プロセッサは、メモリ上のコンピュータプログラムにより、制御装置１との通信、および中継局３、端末局４との無線通信を制御する。すなわち、制御回路２２Ａは、１以上の分散基地局２Ｂの無線機２１Ｂを介して、中継局３及び端末局４との無線通信を制御する。
なお、通信システム１００Ａ及び通信システム１００Ｂにおいて、中継局の制御部３２は、制御チャネル用のアンテナを、アンテナ＃１からアンテナ＃Ｎとは別に備えていてもよい。以下、通信システム１００Ａ及び通信システム１００Ｂを区別しない場合には、単に、通信システム１００と表記する。
第１実施形態では、通信システム１００では、以下のことが採用されていることを前提とする。通信システム１００では、時分割多重で、アップリンク及びダウンリンクでは同一周波数チャネルが使用される。また、基地局２、中継局３、及び、端末局４間では、無線フレームのスロットタイミングは同期している。通信システム１００では、無線の変調方式として、ＣＰ－ＯＦＤＭ（Cyclic Prefix - Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などのサイクリックプレフィックスを持つブロック伝送方式が採用されている。また、中継局３は、中継の対象となる端末局４がアップリンク及びダウンリンクにおいて使用するリソースブロック情報を共有している。なお、アップリンクは、端末局４から基地局２への方向のリンクである。ダウンリンクは、基地局２から端末局４への方向のリンクである。第１実施形態では、一例として、ダウンリンク方向で非再生中継が行われる場合について説明される。すなわち、第１実施形態では、送信局は基地局２であり、受信局
は端末局４である。以下、ダウンリンク方向を下り方向、アップリンク方向を上り方向と称することもある。
第１実施形態では、中継局３は、非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとを、端末局４における受信信号のＳＩＮＲが最大となるように決定する。中継局３は、複数のアンテナのうち、非再生中継において受信アンテナとして用いる第１のアンテナと、非再生中継において送信アンテナとして用いる第２のアンテナとの組み合わせを作成し、全組み合わせについて、端末局４における受信信号のＳＩＮＲを推定する。端末局４におけるＳＩＮＲは、中継局３が計測可能なパラメータを用いて推定される。これによって、中継局３は端末局４からのＳＩＮＲのフィードバックなしに、端末局４における受信信号のＳＩＮＲが最大となるような、非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナを決定することができる。
図３は、中継局３のハードウェア構成の一例を示す図である。中継局３は、無線機３１－１、…、３１―Ｎと制御部３２とベースバンド回路３３を備える。無線機３１－１、…、無線機３１－Ｎは、それぞれ、アンテナ＃１、…、＃Ｎに接続する。すなわち、無線機３１は、アンテナと同じ数だけ備えられる。無線機３１－１、…、無線機３１－Ｎが総称される場合には、単に、無線機３１と記述される。無線機３１は、送信機３１１と受信機３１２とを有する。
無線機３１とアンテナとはスイッチを介して接続される。アンテナが送信アンテナとして用いられる場合には、当該スイッチが送信機３１１に接続することで、アンテナと送信機３１１とが接続される。アンテナが受信アンテナとして用いられる場合には、当該スイッチが受信機３１２に接続することで、アンテナと受信機３１２が接続される。各無線機３１において、当該スイッチの接続の切り替えは、制御部３２からの指示に従って行われる。
ここで、送信信号と受信信号の電力差は例えば約１００ｄＢほどである。送信信号の一部は受信信号と互いに干渉し合う。この無線機３１における送信信号の一部と受信信号との干渉は、自己干渉と呼ばれる。自己干渉は受信機３１２内のRadio Frequency（ＲＦ）
アナログフィルタとベースバンド回路３３内のＦＩＲフィルタを併用することで抑圧される。
受信機３１２は、スイッチによってアンテナと接続されている場合に、アンテナから受信信号を受ける。受信機３１２は、直交検波回路とアナログデジタル（ＡＤ）コンバータを有する。受信機３１２は、直交検波回路により受信信号をダウンコンバートし、さらにＡＤコンバータによりデジタルデータに変換してベースバンド信号を得る。受信機３１２は、得られたベースバンド信号をベースバンド回路３３に出力する。
ベースバンド回路３３は、ＦＩＲフィルタを有する。ベースバンド回路３３は、ＦＩＲフィルタにより、受信信号に混入し、自己干渉している送信信号を抑圧するとともに、受信信号を所定の遅延時間だけ遅延させる。ベースバンド回路３３は、ＦＩＲフィルタによりフィルタリングした受信信号を、送信アンテナに対応する無線機の３１の送信機３１１に出力する。
送信機３１１は、デジタルアナログ（ＤＡ）コンバータと、変調回路と、増幅回路と、を有する。送信機３１１は、スイッチによってアンテナと接続されている場合に、ベースバンド回路３３から受信信号の入力を受ける。送信機３１１は、ベースバンド回路３３からの受信信号をアナログ信号に変換し、変調回路によりＲＦ信号を生成する。また、送信機３１１は、増幅回路によりＲＦ信号の電力（振幅）を増幅する。送信機３１１は、スイ
ッチによって接続されているアンテナからＲＦ信号を中継信号として送信する。
制御部３２は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ、又は、ＦＰＧＡ等の演算回路である。制御部３２は、非再生中継処理の制御を行う。より具体的には、制御部３２は、伝搬路の電波伝搬特性を計測し、その計測結果を制御装置１へ通知したり、ＦＩＲフィルタの設定を行ったり、非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナを決定したりする。制御部３２は、「中継局」の「制御部」の一例である。
なお、中継局３のハードウェア構成は図３に示されるものに限定されない。例えば、図３では、中継局３は、制御部３２に接続する制御チャネル用のアンテナをアンテナ＃１からアンテナ＃Ｎとは別に備えているが、これに限定されない。例えば、中継局３は、制御部３２には制御チャネル用のアンテナを備えず、アンテナ＃１からアンテナ＃Ｎのいずれかを制御チャネル用のアンテナとして用いてもよい。
＜端末局４におけるＳＩＮＲの推定＞
まず、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを、それぞれ１本ずつ選択する場合について説明する。
図４は、中継局３において非再生中継が行われる場合の各装置における信号の電力とＳＩＮＲの算出に用いられるパラメータとなる値とを示す図である。図４に示される各値の単位は、ｄＢ（デシベル）である。また、図４では、中継局３において、非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナは、それぞれ１本であることを前提とする。以下、単に、受信信号、送信信号、受信信号電力、及び、送信信号電力と称する場合には、基地局２から送信されたデータ信号に関するものであることとする。
基地局２から端末局４へ送信された信号は、基地局２から中継局３までの伝搬路で減衰して中継局３に届く。基地局２から中継局３への伝搬特性をＨ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ＿（ＲＸ）））とすると、基地局２から中継局３への伝搬路における伝搬損失Ｌ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ＿（ＲＸ）））は、下記の式１で示される。なお、下線以降のカッコ内の文字列は、図中及び式中では下付き文字で示される。ｎ＿（ＲＸ）は、中継局３において非再生中継の受信アンテナとして用いられるアンテナの識別番号を示す。
中継局３における受信信号電力は、基地局２における送信信号電力Ｐ＿（ＢＳ）から、基地局２から中継局３への伝搬路の伝搬損失Ｌ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ＿（ＲＸ）））を差し引いた、以下の式２で示される。
中継局３では、非再生中継における送信信号の一部によって自己干渉が発生する。中継局３における干渉電力Ｉ＿（ＳＩ（ｎ＿（ＴＸ），ｎ＿（ＲＸ）））は、以下の式３で示される。Ｈ＿（Ｒ（ｎ＿（ＴＸ））→Ｒ（ｎ＿（ＲＸ）））は、送信アンテナｎ＿（ＴＸ）と受信アンテナｎ＿（ＲＸ）との間の伝搬特性である。Ｐ＿（ＩＳ）は、ベースバンド回路３３による自己干渉電力の抑圧量である。
中継局３において、受信信号は中継の際に、増幅利得Ｇ＿（Ｒ）で増幅される。中継局３における増幅利得Ｇ＿（Ｒ）は、以下の式４で示される。Ｐ＿（Ｒ）は、中継局３における送信信号電力の許容値である。Ｗ＿（Ｒ）は、中継局３における雑音電力である。
増幅利得Ｇ＿（Ｒ）を用いて、中継局３から送信された中継信号が端末局４において受信された場合の受信信号電力Ｒ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ＿（ＲＸ），ｎ＿（ＴＸ））→ＵＥ）は、以下の式５で示される。Ｌ＿（ＵＥ→Ｒ（ｎ＿（ＴＸ）））は、中継局３の送信アンテナと端末局４との間の伝搬損失を示す。Ｈ＿（ＵＥ→Ｒ（ｎ＿（ＴＸ）））は、中継局３の送信アンテナと端末局４との間の伝搬特性を示す。
中継局３における干渉電力Ｉ＿（ＳＩ（ｎ＿（ＴＸ），ｎ＿（ＲＸ）））及び雑音電力Ｗ＿（Ｒ）は、中継信号とともに増幅利得Ｇ＿（Ｒ）で増幅され、干渉信号として端末局４に到着する。増幅利得Ｇ＿（Ｒ）を用いて、中継局３から送信された干渉信号が端末局４において受信された場合の干渉電力Ｉ＿（Ｒ（ｎ＿（ＲＸ），ｎ＿（ＴＸ））→ＵＥ）は、以下の式６で示される。なお、式６の１項目の底１０の対数の変数は、中継局３における干渉電力Ｉ＿（ＳＩ（ｎ＿（ＴＸ），ｎ＿（ＲＸ）））と雑音電力Ｗ＿（Ｒ）との合計値をデシベルからワットへ変換した値である。
ＳＩＮＲは、受信信号電力（Ｗ）を干渉信号電力（Ｗ）と雑音電力（Ｗ）との和で割った値をデシベルに変換して得られる。したがって、端末局４におけるＳＩＮＲ Γ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ＿（ＲＸ），ｎ＿（ＴＸ）））は、以下の式７で示される。Ｗ＿（ＵＥ）は、端末局４における雑音電力（Ｗ）である。
第１実施形態では、中継局３が、式７を用いて、端末局４におけるＳＩＮＲを推定する。中継局３の制御部３２は、非再生中継を行う場合に、複数のアンテナから、受信アンテナ（１本）と送信アンテナ（１本）との組み合わせを作成する。制御部３２は、全ての組み合わせについて、式１から式７にしたがって、端末局４におけるＳＩＮＲを算出する。制御部３２は、端末局４におけるＳＩＮＲが最大となる組み合わせに含まれるアンテナを、非再生中継で用いることを決定する。
次に、中継局３の、式１から式７における各パラメータの取得方法について説明する。中継局３は、基地局２における送信信号電力Ｐ＿（ＢＳ）を、基地局２から端末局４へのデータ信号の送信に先んじて、基地局２から制御チャネルを通じた通知によって取得する。中継局３における送信信号電力の許容値Ｐ＿（Ｒ）、自己干渉電力の抑圧量Ｐ＿（ＩＳ）、及び、雑音電力Ｗ＿（Ｒ）は、予め設定又は測定された値である。これらの値は、中継局３自身に関する値であるので、中継局３は、例えば、制御部３２内のメモリ等に予め保持している。
基地局２と受信アンテナｎ＿（ＲＸ）との間の伝搬特性Ｈ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ＿（ＲＸ）））、送信アンテナｎ＿（ＴＸ）と端末局４との間の伝搬特性Ｈ＿（Ｒ（ｎ＿（ＴＸ））→ＵＥ）、及び、送信アンテナｎ＿（ＴＸ）と受信アンテナｎ＿（ＲＸ）との間の伝搬特性Ｈ＿（Ｒ（ｎ＿（ＴＸ））→ＵＥ）については、中継局３は計測することで取得する。端末局４における雑音電力Ｗ＿（ＵＥ）については、中継局３は計測することができない。そのため、中継局３は、中継局３における雑音電力Ｗ＿（Ｒ）を端末局４における雑音電力Ｗ＿（ＵＥ）の近似値として用いる。なお、５Ｇの標準では、中継局は端末局と同等の受信性能を有することが規定されているので、端末局４における雑音電力Ｗ＿（ＵＥ）を中継局３における雑音電力Ｗ＿（Ｒ）で近似することができる。
式１から式７は、非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナをそれぞれ１本とする場合の式である。ただし、非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナは、それぞれ、複数本であってもよい。非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナをそれぞれ複数本とした場合には、上記式２から式７は、以下の式２Ｇから式７Ｇで一般化して表される。式２Ｇから式７Ｇにおいて、受信アンテナｎ＿（ＲＸ）及び送信アンテナｎ＿（ＴＸ）は、それぞれ、候補のアンテナン識別番号を要素とするベクトルとなる。また、各伝搬特性Ｈは、それぞれチャネル行列Ｈとなる。Ｎ＿（ＲＸ）は、非再生中継に用いる受信アンテナの本数である。Ｎ＿（ＴＸ）は、非再生中継に用いる送信アンテナの本数である。
（アンテナ間の伝搬特性の計測の効率化）
第１実施形態では、中継局３の複数のアンテナそれぞれの間の伝搬特性を計測する場合に、ＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）の要領で、複数の送信アンテナから同時に互いに直交するリファレンス信号を送信して、複数の受信アンテナで当該リファレンス信号を受信することで、処理を効率化させる。アンテナ間の伝搬特性の計測の際の、リファレンス信号の送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせを、以下、計測用組み合わせ、と称する。計測用組み合わせは、「第１の組み合わせ」の一例である。
図５は、中継局３が６本のアンテナを備える場合の計測用組み合わせの作成方法を示す図である。図５では、縦方向をリファレンス信号の送信アンテナに割り当てられるアンテナ、横方向をリファレンス信号の受信アンテナに割り当てられるアンテナとした、６×６のマスが示されている。例えば、送信アンテナ＃ｘと受信アンテナ＃ｙの間の伝搬特性と、送信アンテナ＃ｙと受信アンテナ＃ｘの間の伝搬特性とは、対称性があるとして同じものとして扱うため、図５に示される下半分の三角形の灰掛けのマスに該当する組み合わせは除外される。
例えば、図５に示される６×６のマスの上半分の三角形の範囲の空白部分において、マスを組み合わせて、より面積の大きい四角形を作成することを順に繰り返し行う。その後、同じ形の四角形でグルーピングする。図５に示される６×６のマスでは、３つのグループを作成することができる。四角形の面積の大きい順にグループ＃１（送信アンテナ：＃１、＃２、＃３、受信アンテナ：＃４、＃５、＃６）、グループ＃２（送信アンテナ：＃１、＃４、受信アンテナ：＃２、＃３、＃５、＃６）、グループ＃３（送信アンテナ：＃２、＃５、受信アンテナ：＃３、＃６）である。このグループを計測用組み合わせとする
。計測用組み合わせごとにリファレンス信号の送信及び受信を行う。したがって、アンテナが６本の場合には、アンテナ間の伝搬特性の計測のためのリファレンス信号の送信及び受信の処理は、計測用組み合わせの数と同じ、合計３回行えばよいこととなる。
図６は、中継局３がアンテナを８本備える場合の計測用組み合わせの作成方法を示す図である。図５と同様にして、空白部分においてより面積の大きい四角形を作成することを順に繰り返し行い、同じ形の四角形でグルーピングすると、図６に示されるように、３つのグループを作成することができる。面積の大きい順にグループ＃１（送信アンテナ：＃１、＃２、＃３、＃４、受信アンテナ：＃５、＃６、＃７、＃８）、グループ＃２（送信アンテナ：＃１、＃２、＃５、＃６、受信アンテナ：＃３、＃４、＃７、＃８）、グループ＃３（送信アンテナ：＃１、＃３、＃５、＃７、受信アンテナ：＃２、＃４、＃６、＃８）である。したがって、アンテナが８本の場合には、アンテナ間の伝搬特性の計測のためのリファレンス信号の送信及び受信の処理は、計測用組み合わせの数と同じ、合計３回行えばよいこととなる。
図５及び図６に示される例を鑑みて、アンテナ間の伝搬特性の計測のためのリファレンス信号の送信及び受信の処理の実行回数及び計測用組み合わせの数Ｋは、アンテナの数をＮ本とすると、以下の式８で示される。すなわち、Ｋは、アンテナの数Ｎの底２の対数の小数点以下を切り上げた値となる。
制御部３２は、例えば、図５及び図６において説明されたようにしてＫ個の計測用組み合わせを作成する。制御部３２は、Ｋ個の計測用組み合わせそれぞれについて、送信アンテナに割り当てられているアンテナからリファレンス信号を送信し、受信アンテナに割り当てられているアンテナで当該リファレンス信号を受信する。制御部３２は、受信アンテナに割り当てられている各アンテナについて、送信アンテナに割り当てられている各アンテナから受信したリファレンス信号に基づいて伝搬特性を計測する。これよって、制御部３２は、複数のアンテナから選択された２本のアンテナの組み合わせ全てについて、当該２本のアンテナ間の伝搬特性を計測することができる。なお、リファレンス信号の送信電力は既定値である。
なお、図５及び図６では、アンテナ数Ｎ×Ｎのマスのうちの上半分の三角形の空白部分について、面積が最も大きくなるようにマスで構成される四角形を順に作ることで、Ｋ個の計測用組み合わせを作成する。ただし、Ｋ個の計測用組み合わせの作成方法はこれに限定されない。例えば、アンテナ数Ｎ×Ｎのマスのうちの上半分の三角形の空白部分について、面積が最も大きくなるようにマスで構成される正方形を順に作ることで、Ｋ個の計測用組み合わせを作成してもよい。例えば、アンテナ数Ｎ×Ｎのマスのうちの上半分の三角形の空白部分について、送信アンテナ方向（縦方向）のサイズが大きくなるように、又は、受信アンテナ方向（横方向）のサイズが大きくなるように、マスで構成される四角形を順に作ることで、Ｋ個の計測用組み合わせを作成してもよい。
すなわち、Ｋ個の計測用組み合わせは、Ｋ個の計測用組み合わせ間で、複数のアンテナのうちのアンテナ＃Ａとアンテナ＃Ｂとの２本のアンテナの組み合わせが、送信アンテナと受信アンテナ、及び、受信アンテナと送信アンテナのいずれとしても重複しないように作成されればよい。
＜処理の流れ＞
図７は、中継局３の非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナの決定処理のフローチャートの一例である。図７に示される処理は、例えば、基地局２から制御チャネルを通じて中継開始の指示を受信してから中継終了の指示を受信するまでの間、無線フレームごとに繰り返し実行される。基地局２からの中継開始の指示は、例えば、基地局２が端末局４から接続要求を受信した場合に送信される。基地局２からの中継終了の指示は、例えば、端末局４の通信が終了した場合に送信される。
ＯＰ１０１では、制御部３２は、全アンテナについて、端末局４との間の伝搬特性Ｈ＿（ＵＥ→Ｒ（ｎ））を計測する。ｎは、アンテナの識別番号を示し、例えば、１からＮまでの値をとる。端末局４との間の伝搬特性Ｈ＿（ＵＥ→Ｒ（ｎ））は、例えば、制御チャネルで、端末局４から送信されるリファレンス信号を全アンテナで受信し、受信したリファレンス信号に基づいて計測される。なお、端末局４から送信されるリファレンス信号の送信電力は既知である。
ＯＰ１０２では、制御部３２は、全アンテナについて、基地局２との間の伝搬特性Ｈ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ））を計測する。基地局２との間の伝搬特性Ｈ＿（ＢＳ→Ｒ（ｎ））は、例えば、制御チャネルで、基地局２から送信されるリファレンス信号を全アンテナで受信し、受信したリファレンス信号に基づいて計測される。なお、基地局２から送信されるリファレンス信号の送信電力は既知である。
ＯＰ１０３では、制御部３２は、アンテナ間の伝搬特性Ｈ＿（Ｒ（ｎ＿（ｋ））→Ｒ（ｎ＿（ｌ）））を計測する。ｎ＿（ｋ）とｎ＿（ｌ）とは、それぞれ、アンテナの識別番号を示し、ｎ＿（ｋ）≠ｎ＿（ｌ）である。ＯＰ１０３におけるアンテナ間の伝搬特性の計測の処理の詳細は後述される。
ＯＰ１０４では、制御部３２は、非再生中継に用いる送信アンテナと受信アンテナとを決定する。ＯＰ１０４における非再生中継に用いる送信アンテナと受信アンテナとの決定の処理の詳細は後述される。
ＯＰ１０５では、制御部３２は、ＯＰ１０４において送信アンテナに選ばれたアンテナ及び受信アンテナに選ばれたアンテナそれぞれに対応する無線機３１に、送信又は受信を指示する。その後、図７に示される処理が終了する。その後、中継局３は、基地局２から送信されたデータ信号について、ＯＰ１０４において選択された受信アンテナと送信アンテナとを用いて、非再生中継を行う。
図８は、中継局３のアンテナ間の伝搬特性の計測の処理のフローチャートの一例である。図８に示される処理は、図７のＯＰ１０３の処理に対応する。
ＯＰ２０１では、制御部３２は、アンテナの、Ｋ個の計測用組み合わせを作成する。Ｋは、上記の式８で求められる。Ｋ個の計測用組み合わせは、例えば、図５及び図６で説明された方法で作成される。
ＯＰ２０２からＯＰ２０４の処理は、Ｋ個の計測用組み合わせのそれぞれについて実行される。すなわち、ＯＰ２０２からＯＰ２０４の処理はＫ回行われる。
ＯＰ２０２では、制御部３２は、対象の計測用組み合わせにおいて送信アンテナに割り当てられている１又は複数のアンテナに対応する１又は複数の無線機３１に、当該１又は複数のアンテナから、制御チャネルでリファレンス信号を送信させる。
ＯＰ２０３では、制御部３２は、対象の計測用組み合わせにおいて受信アンテナに割り当てられている１又は複数のアンテナに対応する１又は複数の無線機３１に、ＯＰ２０２において送信されたリファレンス信号を受信させる。
ＯＰ２０４では、制御部３２は、ＯＰ２０３において受信したリファレンス信号に基づいて、対象の計測用組み合わせにおける送信アンテナに割り当てられている１又は複数のアンテナと、対象の計測用組み合わせにおける受信アンテナに割り当てられている１又は複数のアンテナと、の間の伝搬特性Ｈ＿（Ｒ（ｎ＿（ｋ））→Ｒ（ｎ＿（ｌ）））を計測する。
Ｋ個の計測用組み合わせそれぞれについてＯＰ２０２からＯＰ２０４の処理が終了すると、処理が図７のＯＰ１０４へ進む。
図９は、中継局３の非再生中継に用いる送信アンテナと受信アンテナの決定処理のフローチャートの一例である。図９に示される処理は、図７のＯＰ１０４の処理に相当する。
ＯＰ３０１では、制御部３２は、非再生中継に用いる送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせを作成する。送信アンテナ及び受信アンテナそれぞれの数は、予め決めた数であってもよいし、中継局３に備えられるアンテナの数の範囲内で取り得る全ての数であってもよい。
ＯＰ３０２からＯＰ３０３の処理は、ＯＰ３０１で作成した全ての組み合わせについて実施される。ＯＰ３０２では、制御部３２は、対象の組み合わせについて、上記式４又は式４Ｇに基づいて、中継局３における増幅利得Ｇ＿（Ｒ）を算出する。ＯＰ３０３では、制御部３２は、対象の組み合わせについて、上記式７又は式７Ｇに基づいて、端末局４における受信信号のＳＩＮＲを算出する。ＯＰ３０１で作成した全ての組み合わせについて端末局４における受信信号のＳＩＮＲが算出されると、処理がＯＰ３０４へ進む。
ＯＰ３０４では、制御部３２は、端末局４における受信信号のＳＩＮＲが最大となる組み合わせを選択する。その後、図９に示される処理が終了し、処理が図７のＯＰ１０５へ進む。
ここまで、基地局２から端末局４への下り方向の通信の際に、中継局３が非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとを選択することについて説明された。これに限定されず、端末局４から基地局２への上り方向の通信の際にも、同様にして、中継局３は、非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとを選択することができる。上り方向の場合には、端末局４が送信局、基地局２が受信局となる。したがって、上述に説明された中継局３における非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとの決定の技術において、基地局２を端末局４に、端末局４を基地局２に置き換えることで、上り方向の通信に適用することができる。
上り方向の通信の際には、送信局である端末局４の送信電力は、例えば、制御チャネルを通じて、制御装置１から通知されることで取得される。受信局となる基地局２における雑音電力は、中継局３における雑音電力を近似値として用いるのではなく、例えば、５Ｇの標準において規定されている基地局２における雑音電力の値が用いられてもよい。
＜第１実施形態の作用効果＞
第１実施形態では、中継局３が受信局である端末局４における受信信号のＳＩＮＲを推定し、当該ＳＩＮＲが最大となるように、非再生中継に用いる受信アンテナと送信アンテナとを決定する。これによって、受信局である端末局４からのＳＩＮＲのフィードバック
無しに、効率よく、安定した無線通信を提供することができる。
また、第１実施形態では、中継局３は、基地局２との間の伝搬特性、端末局４との間の伝搬特性、及び、アンテナ間の伝搬特性を、リファレンス信号を用いて計測することで取得する。中継局３は、受信局としての端末局４における雑音電力の近似値として中継局３における雑音電力を用いる。すなわち、中継局３は、非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナの決定のための基地局２及び端末局４との通信を特段用いずに、中継局３単独で完結して、非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナを決定することができる。これによって、非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナの決定に係る処理負荷の軽減と、処理時間の短縮と、達成をすることができる。
また、第１実施形態では、中継局３がアンテナ間の伝搬特性を計測する際に、リファレンス信号の送信及び受信の処理がより少ない回数となるように、リファレンス信号の送信アンテナと受信アンテナの計測用組み合わせを作成する。これによって、アンテナ間の伝搬特性の計測に係る処理負荷の軽減及び処理時間の短縮を達成することができ、引いては、非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナの決定の処理全体の処理負荷の軽減と、処理時間の短縮と、達成をすることができる。
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、中継局３自身が非再生中継に用いる受信アンテナ及び送信アンテナを決定するが、第２実施形態では、制御装置１が、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する。第２実施形態では、第１実施形態と共通する説明は省略される。
第２実施形態で制御装置１が中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合の決定方法は、第１実施形態で説明された方法と同様である。制御装置１は、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定すると、当該中継局３に制御チャネルを通じて通知する。
第２実施形態では、制御装置１は、中継局３の各アンテナと基地局２との間の伝搬特性、中継局３の各アンテナと端末局４との間の伝搬特性、及び、中継局３の各アンテナ間の伝搬特性を計測することができない。そのため、制御装置１は、中継局３へこれらの伝搬特性の計測を指示し、中継局３から取得する。
また、下り方向の通信の場合、制御装置１は、受信局となる端末局４における雑音電力を取得することができない。そのため、制御装置１は、例えば、中継局３から各種伝搬特性の計測結果とともに中継局３における雑音電力を通知してもらい、中継局３における雑音電力を、端末局４における雑音電力の近似値として用いてもよい。また、制御装置１は、中継局３における送信信号電力の許容値、及び、中継局３における自己干渉電力の抑圧量についても、制御チャネルを通じてデータ信号に先んじて中継局３から取得してもよいし、各種伝搬特性とともに通知してもらってもよい。また、制御装置１は、送信局としての基地局２における送信信号電力について、基地局２から取得してもよいし、予め設定されている値を用いてもよい。
上り方向の通信の場合には、制御装置１は、受信局となる基地局２における雑音電力として、例えば、５Ｇの標準において規定されている基地局２における雑音電力の値を用いる。また、制御装置１は、中継局３における送信信号電力の許容値、及び、中継局３における自己干渉電力の抑圧量については、制御チャネルを通じてデータ信号に先んじて中継局３から取得してもよいし、各種伝搬特性とともに通知してもらってもよい。また、制御装置１は、送信局としての端末局４における送信信号電力について、制御チャネルを通じ
て端末局４から取得してもよいし、予め設定されている値を用いてもよい。
図１０は、制御装置１のハードウェア構成を例示する図である。制御装置１はＣＰＵ １１と、主記憶装置１２と、外部機器を有し、コンピュータプログラムにより通信処理および情報処理を実行する。ＣＰＵ １１は、プロセッサとも呼ばれる。ＣＰＵ １１は、単一のプロセッサに限定されず、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、ＣＰＵ １１は、Graphics Processing Unit（ＧＰＵ）、Digital Signal Processor（ＤＳＰ）等を含むものであってもよい。また、ＣＰＵ １１は、Field Programmable Gate Array（
ＦＰＧＡ）等のハードウェア回路と連携するものでもよい。外部機器としては、外部記憶装置１３、出力装置１４、操作装置１５、および通信装置１６が例示される。
ＣＰＵ １１は、主記憶装置１２に実行可能に展開されたコンピュータプログラムを実行し、制御装置１の処理を提供する。主記憶装置１２は、ＣＰＵ １１が実行するコンピュータプログラム、ＣＰＵ １１が処理するデータ等を記憶する。主記憶装置１２は、Dynamic Random Access Memory（ＤＲＡＭ）、Static Random Access Memory（ＳＲＡＭ）
、Read Only Memory（ＲＯＭ）等である。さらに、外部記憶装置１３は、例えば、主記憶装置１２を補助する記憶領域として使用され、ＣＰＵ １１が実行するコンピュータプログラム、ＣＰＵ １１が処理するデータ等を記憶する。外部記憶装置１３は、ハードディスクドライブ、Solid State Drive（ＳＳＤ）等である。さらに、制御装置１には、着脱
可能記憶媒体の駆動装置が接続されてもよい。着脱可能記憶媒体は、例えば、ブルーレイディスク、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、Compact Disc（ＣＤ）、フラッシュメモリカード等である。ＣＰＵ １１は、「情報処理装置」の「制御部」の一例である。
出力装置１４は、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネル等の表示装置である。ただし、出力装置１４がスピーカその他の音を出力する装置を含んでもよい。操作装置１５は、例えば、ディスプレイ上にタッチセンサを重ねたタッチパネル等である。通信装置１６は、例えば、光ファイバを介して基地局２およびインターネット等の外部ネットワークと通信する。通信装置１６は、例えば、基地局２に接続されるゲートウェイおよびインターネット等の外部ネットワークと通信するゲートウェイである。通信装置１６は、１台の装置であってもよいし、複数台の装置の組み合わせであってもよい。なお、制御装置１のハードウェア構成は、図１０に示されるものに限定されない。
図１１は、第２実施形態に係る制御装置１の、中継局３における非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナの決定処理のフローチャートの一例である。図１１に示される処理は、例えば、端末局４から接続要求を受信した場合に開始され、当該端末局４の通信が終了するまで、無線フレームごとに実行される。図１１に示される処理の実行主体は、制御装置１のＣＰＵ １１ であるが、便宜上、制御装置１を主体として説明する。
ＯＰ４０１では、制御装置１は、中継局３に、中継局３に備えられる全アンテナについて、端末局４との間の伝搬特性、基地局２との間の伝搬特性、及び、アンテナ間の伝搬特性の計測の指示を、制御チャネルを通じて送信する。ＯＰ４０２では、制御装置１は、中継局３から、ＯＰ４０１において計測を指示した各種伝搬特性を取得する。例えば、各種伝搬特性とともに、中継局３に備えられるアンテナ数、中継局３における雑音電力、及び、中継局３における自己干渉電力の抑圧量等の情報等も取得される。
ＯＰ４０３では、制御装置１は、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナと送信アンテナとを決定する。ＯＰ４０３における制御装置１の処理は、図９に示されるＯＰ３０１からＯＰ３０４の処理と同様である。下り方向の通信の場合には、端末局４の雑音電力の近似値として中継局３の雑音電力が用いられる。上り方向の場合には、基地
局２の雑音電力は、例えば、５Ｇの標準において規定されている基地局２における雑音電力の値を用いる。
ＯＰ４０４では、制御装置１は、制御チャネルを通じて、中継局３へ、非再生中継に用いられる受信アンテナと送信アンテナとを通知する。その後、図１１に示される処理が終了する。なお、中継局３が複数存在する場合には、制御装置１は、各中継局３について図１１の処理を実行する。
図１２は、第２実施形態に係る処理のシーケンスの一例を示す図である。図１２は、通信システム１００Ａを想定した例である。図１２は、制御装置１、基地局２、中継局３、及び、端末局４の処理シーケンスを含む。なお、通信システム１００Ｂにおいては、基地局２が中央基地局２Ａと１以上の分散基地局２Ｂに分離する。しかしながら、中央基地局２Ａの制御回路２２Ａの処理は、図１２と同様である。図１２では、制御チャネルを通じた情報の送受信は実線で、データチャネルを通じた情報の送受信は破線で示されている。
Ｓ１１では、端末局４から接続要求が送信される。接続要求は端末局４が位置するセルを管理する基地局２に受信され、基地局２から制御装置１へ転送される。Ｓ１２では、制御装置１は、中継局３に各種伝搬特性の計測の指示を送信する（図１１、ＯＰ４０１）。
基地局２及び端末局４は、所定の周期でリファレンス信号を発信している。Ｓ２１では、中継局３は、端末局４からのリファレンス信号を受信し、当該リファレンス信号を用いて、各アンテナと端末局４との間の伝搬特性を計測する。Ｓ２２では、中継局３は、基地局２からのリファレンス信号を受信し、当該リファレンス信号を用いて、各アンテナと基地局２との間の伝搬特性を計測する。Ｓ２３では、中継局３は、例えば、図８に示される処理を実行して、各アンテナ間の伝搬特性を計測する。Ｓ２４では、中継局３は、計測した各種伝搬特性を制御装置１へ送信する。このときに、中継局３は、例えば、中継局３におけるアンテナ数、雑音電力、及び、自己干渉電力の抑圧量も共に制御装置１へ通知してもよい。
Ｓ３１では、制御装置１は、中継局３から各種伝搬特性等を受信し（図１１、ＯＰ４０２）、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する（図１１、ＯＰ４０３）。Ｓ３２では、制御装置１は、中継局３へ、非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを通知する（図１１、ＯＰ４０４）。
Ｓ４１では、基地局２から端末局４へのデータ信号が送信される。Ｓ４２では、中継局３は、Ｓ３２において制御装置１から通知された受信アンテナ及び送信アンテナを用いて非再生中継を行う。
第２実施形態によれば、制御装置１でも、受信局である端末局４からのＳＩＮＲのフィードバック無しに、端末局４におけるＳＩＮＲを推定して、効率よく、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定することができる。
なお、第２実施形態では、中継局３のアンテナ間の伝搬特性の計測の際に、Ｋ個の計測用組み合わせの作成を中継局３が行うが、Ｋ個の計測用組み合わせを制御装置１が作成して、中継局３に通知してもよい。この場合には、制御装置１は、例えば、中継局３のアンテナ数を制御チャネルを通じて、伝搬特性の計測の指示の送信より前に取得する。
また、第２実施形態では、制御装置１は、中継局３に、各アンテナと基地局２との間の伝搬特性、及び、各アンテナと端末局４との間の伝搬特性を計測させるが、これに限定されない。例えば、制御装置１は、基地局２に、中継局３の各アンテナと基地局２との間の
伝搬特性を計測させてもよい。例えば、制御装置１は、端末局４に、中継局３の各アンテナと端末局４との間の伝搬特性を計測させてもよい。
第２実施形態では、制御装置１が中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定することについて説明された。これに限定されず、制御装置１に代えて、基地局２又は端末局４が、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定してもよい。基地局２の制御回路２２又は制御回路２２Ａ又は端末局４の制御回路４２が図１１に示される処理を実行することで、基地局２又は端末局４が、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定することができる。
基地局２が中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、中継局３における送信信号電力の許容値、自己干渉電力の抑圧量及び雑音電力については、例えば、基地局２は、中継局３から制御チャネルを通じてデータ信号の送信に先んじて取得してもよいし、中継局３から各種伝搬特性とともに通知してもらってもよいし、制御装置１がこれらの情報を管理している場合には制御装置１から取得してもよい。また、基地局２が中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、基地局２と中継局３の各アンテナとの間の伝搬特性を、基地局２自身が計測してもよい。また、基地局２は、中継局３の各アンテナと端末局４との間の伝搬特性を端末局４に計測させてもよい。
基地局２が、下り方向の通信において、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、基地局２は、受信局としての端末局４における雑音電力を、例えば、制御チャネルを通じて端末局４から直接取得してもよい。または、基地局２は、中継局３から各種伝搬特性とともに中継局３における雑音電力を通知してもらい、中継局３における雑音電力を端末局４における雑音電力の近似値として用いてもよい。基地局２における送信信号電力は、基地局２自身に関する情報のため、基地局２は予め制御回路２２又は制御回路２２Ａのメモリ内に保持している情報を用いる。
基地局２が、上り方向の通信において、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、基地局２は、送信局としての端末局４における送信信号電力を、例えば、制御チャネルを通じて端末局４から取得してもよいし、制御装置１が当該情報を管理している場合には制御装置１から取得してもよい。受信局としての基地局２における雑音電力は、基地局２自身に関する情報であるので、基地局２の制御回路２２又は制御回路２２Ａに予め保持されている既定値を用いる。
端末局４が中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、中継局３における送信信号電力の許容値、自己干渉電力の抑圧量及び雑音電力については、例えば、端末局４は、中継局３から制御チャネルを通じてデータ信号の送信に先んじて取得してもよいし、中継局３から各種伝搬特性とともに通知してもらってもよいし、制御装置１がこれらの情報を管理している場合には制御装置１から取得してもよい。また、端末局４が中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、端末局４と中継局３の各アンテナとの間の伝搬特性を、端末局４自身が計測してもよい。また、端末局４は、中継局３の各アンテナと基地局２との間の伝搬特性を基地局２に計測させてもよい。
端末局４が、下り方向の通信において、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、端末局４は、送信局としての基地局２における送信信号電力を、例えば、制御チャネルを通じて基地局２から取得してもよいし、制御装置１が当該情報を管理している場合には制御装置１から制御チャネルを通じて取得
してもよい。また、受信局としての端末局４における雑音電力は、端末局４自身に関する情報であり、例えば、制御回路４２のメモリに保持されている値を用いてもよい。
端末局４が、上り方向の通信において、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定する場合には、端末局４は、送信局としての端末局４における送信信号電力を、例えば、制御回路４２のメモリに保持されている値を用いてもよい。また、端末局４は、受信局としての基地局２における雑音電力として、例えば、５Ｇの標準において規定されている値を用いてもよい。
なお、制御チャネル上の、基地局２と中継局３との通信、基地局２と端末局４との通信、及び、中継局３と端末局４との通信は、それぞれ、直接行われてもよいし、一旦制御装置１を介して行われてもよい。
＜その他の実施形態＞
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本開示はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
第１実施形態及び第２実施形態では、基地局２及び端末局４はそれぞれアンテナを１本ずつ備えることが想定されて、説明された。ただし、これに限定されず、基地局２及び端末局４は、それぞれ、複数のアンテナを備え、送信局の送信アンテナ及び受信局の受信アンテナは、それぞれ複数本用いられてもよい。送信局の送信アンテナ及び受信局の受信アンテナがそれぞれ複数本である場合には、送信局と中継局３との間、及び、中継局３と受信局との間の伝搬特性が、それぞれのアンテナ間について求められる。送信局と中継局３との間の伝搬特性、及び、中継局３と受信局との間の伝搬特性は、それぞれ、チャネル行列として取得される。例えば、式２Ｇから式７Ｇにおいて、送信局と中継局３との間の伝搬特性、及び、中継局３と受信局との間の伝搬特性を、それぞれ、チャネル行列に置き換えることによって、送信局の送信アンテナ及び受信局の受信アンテナがそれぞれ複数本である場合にも、中継局３において非再生中継に用いられる受信アンテナ及び送信アンテナを決定することができる。
また、本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
また、１つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、１つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成（サーバ構成）によって実現するかは、柔軟に変更可能である。
本開示は、上記の実施形態で説明した機能を実装したコンピュータプログラムをコンピュータに供給し、当該コンピュータが有する１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な非一時的なコンピュータ可読記憶媒体によってコンピュータに提供されてもよいし、ネットワークを介してコンピュータに提供されてもよい。非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ブルーレイディスク等）など任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カード、フラッシュメモリ、または光学式カードのような、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体を含む。
１・・制御装置
２・・基地局
３・・中継局
４・・端末局
１１・・ＣＰＵ
１２・・主記憶装置
１３・・外部記憶装置
１６・・通信装置
２１・・無線機
２２・・制御回路
３１・・無線機
３２・・制御部
３３・・ベースバンド回路
４１・・無線機
４２・・制御回路
１００・・通信システム
３１１・・送信機
３１２・・受信機

Claims (18)

  1. 複数のアンテナと、
    送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、前記複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを前記第１の信号の受信アンテナ及び前記複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを前記中継後の前記第１の信号の送信アンテナとする場合の、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の第１の伝搬特性、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の第２の伝搬特性、中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を推定することと、
    前記ＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの前記１以上の第１のアンテナ及び前記１以上の第２のアンテナを、それぞれ、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナに決定することと、
    を実行する制御部と、
    を備える中継局。
  2. 前記送信局から受信した信号と前記受信局へ送信する前記信号との間の干渉を抑圧するフィルタリングを行う第１のフィルタをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記複数のアンテナの中から前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの複数の組み合わせを作成し、
    前記複数の組み合わせそれぞれについて、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記送信局と前記１以上の第１のアンテナとの間の前記第１の伝搬特性、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの間の第３の伝搬特性、前記中継局における雑音電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記ＳＩＮＲを算出し、
    前記受信局におけるＳＩＮＲが最大となる前記組み合わせの、前記１以上の第１のアンテナを前記受信アンテナ、前記１以上の第２のアンテナを前記送信アンテナとして決定する、
    請求項１に記載の中継局。
  3. 前記制御部は、前記複数の組み合わせそれぞれについて、
    前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記中継局において加わる雑音電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の前記第１の伝搬特性、及び、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナ間の前記第３の伝搬特性に基づいて、前記中継局における増幅利得を算出し、
    （１）前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の前記第１の伝搬特性、前記増幅利得、及び、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、に基づいて得られる前記受信局における前記中継後の前記第１の信号の受信信号電力、（２）前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの間の前記第３の伝搬特性、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記中継局において加わる雑音電力、前記増幅利得、及び、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、に基づいて得られる前記受信局における前記中継局から送信される干渉信号の受信信号電力、及び、（３）前記受信局における雑音電力、に基づいて、前記受信局におけるＳＩＮＲを算出する、
    請求項２に記載の中継局。
  4. 前記制御部は、前記送信局が基地局、前記受信局が端末局である場合に、前記受信局における雑音電力の近似値として、前記中継局における雑音電力の値を用いる、
    請求項１に記載の中継局。
  5. 前記制御部は、
    前記送信局からのリファレンス信号に基づいて、前記複数のアンテナそれぞれと前記送信局との間の第１の伝搬特性を計測し、
    前記受信局からのリファレンス信号に基づいて、前記複数のアンテナそれぞれと前記受信局との間の第２の伝搬特性を計測し、
    前記複数のアンテナのうちの少なくとも一部のアンテナからリファレンス信号を発信して、前記複数のアンテナのそれぞれの間における第３の伝搬特性を計測する、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の中継局。
  6. 前記制御部は、
    前記複数のアンテナについて、同時にリファレンス信号を発信する１以上の送信アンテナと、前記１以上の送信アンテナから同時に送信された前記リファレンス信号を受信する１以上の受信アンテナと、を含む第１の組み合わせをＫ個作成し、
    前記Ｋ個の第１の組み合わせそれぞれについて、前記リファレンス信号の送信及び受信を通じて、前記複数のアンテナそれぞれの間の前記第３の伝搬特性を計測し、
    前記Ｋは、変数を前記複数のアンテナの数Ｎ、底を２とした対数の少数以下を切り上げて得られる整数であり、
    前記Ｋ個の第１の組み合わせは、前記Ｋ個の第１の組み合わせ間で、前記複数のアンテナから第３のアンテナ及び第４のアンテナの２本を選択して得られる第２の組み合わせが、前記リファレンス信号の送信アンテナとして前記第３のアンテナと前記リファレンス信号の受信アンテナとして前記第４のアンテナとの組み合わせ、及び、前記リファレンス信号の送信アンテナとして前記第４のアンテナと前記リファレンス信号の受信アンテナとして前記第３のアンテナとの組み合わせのいずれも重複しないように作成される、
    請求項５に記載の中継局。
  7. 複数のアンテナを備える中継局が送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、前記複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを前記第１の信号の受信アンテナ及び前記複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを前記中継後の前記第１の信号の送信アンテナとする場合の、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の第１の伝搬特性と前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の第２の伝搬特性、前記中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を推定することと、
    前記ＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの前記１以上の第１のアンテナ及び前記１以上の第２のアンテナを、それぞれ、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナに、決定することと、
    を実行する制御部、
    を備える情報処理装置。
  8. 前記中継局は、前記送信局から受信した信号と前記受信局へ送信する前記信号との間の干渉を抑圧するフィルタリングを行う第１のフィルタをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記複数のアンテナの中から前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの複数の組み合わせを作成し、
    前記複数の組み合わせそれぞれについて、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記送信局と前記１以上の第１のアンテナとの間の前記第１の伝搬特性、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの間の第３の伝搬特性、前記中継局における雑音電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記ＳＩＮＲを算出し、
    前記受信局におけるＳＩＮＲが最大となる前記組み合わせの、前記１以上の第１のアンテナを前記受信アンテナ、前記１以上の第２のアンテナを前記送信アンテナとして決定する、
    請求項７に記載の情報処理装置。
  9. 前記制御部は、前記複数の組み合わせそれぞれについて、
    前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記中継局において加わる雑音電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の前記第１の伝搬特性、及び、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナ間の前記第３の伝搬特性に基づいて、前記中継局における増幅利得を算出し、
    （１）前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の前記第１の伝搬特性、前記増幅利得、及び、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、に基づいて得られる前記受信局における前記中継後の前記第１の信号の受信信号電力、（２）前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの間の前記第３の伝搬特性、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記中継局において加わる雑音電力、前記増幅利得、及び、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、に基づいて得られる前記受信局における前記中継局から送信される干渉信号の受信信号電力、及び、（３）前記受信局における雑音電力、に基づいて、前記受信局におけるＳＩＮＲを算出する、
    請求項８に記載の情報処理装置。
  10. 前記制御部は、前記送信局が基地局、前記受信局が端末局である場合に、前記受信局における雑音電力の近似値として、前記中継局における雑音電力の値を用いる、
    請求項７に記載の情報処理装置。
  11. 前記制御部は、
    前記複数のアンテナそれぞれと前記送信局との間の第１の伝搬特性と、前記複数のアンテナそれぞれと前記受信局との間の第２の伝搬特性と、前記複数のアンテナのそれぞれの間における第３の伝搬特性と、の計測を前記中継局に指示する、
    請求項７から９のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  12. 前記制御部は、
    前記複数のアンテナについて、同時にリファレンス信号を発信する１以上の送信アンテナと、前記１以上の送信アンテナから同時に送信された前記リファレンス信号を受信する１以上の受信アンテナと、を含む第１の組み合わせをＫ個作成し、
    前記中継局に、前記Ｋ個の第１の組み合わせそれぞれについて、前記リファレンス信号の送信及び受信を通じて、前記複数のアンテナそれぞれの間の前記第３の伝搬特性の計測を指示し、
    前記Ｋは、変数を前記複数のアンテナの数Ｎ、底を２とした対数の少数以下を切り上げて得られる整数であり、
    前記Ｋ個の第１の組み合わせは、前記Ｋ個の第１の組み合わせ間で、前記複数のアンテナから第３のアンテナ及び第４のアンテナの２本を選択して得られる第２の組み合わせが
    、前記リファレンス信号の送信アンテナとして前記第３のアンテナと前記リファレンス信号の受信アンテナとして前記第４のアンテナとの組み合わせ、及び、前記リファレンス信号の送信アンテナとして前記第４のアンテナと前記リファレンス信号の受信アンテナとして前記第３のアンテナとの組み合わせのいずれも重複しないように作成される、
    請求項１１に記載の情報処理装置。
  13. コンピュータが、
    複数のアンテナを備える中継局が送信局から受信局へ送信された第１の信号を復調及び復号せずに中継する際に、前記複数のアンテナのうちの１以上の第１のアンテナを前記第１の信号の受信アンテナ及び前記複数のアンテナのうちの１以上の第２のアンテナを前記中継後の前記第１の信号の送信アンテナとする場合の、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の第１の伝搬特性と前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の第２の伝搬特性、前記中継局における雑音電力及び干渉電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記受信局における前記中継後の前記第１の信号についてのＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を推定することと、
    前記ＳＩＮＲが最大となるような組み合わせの前記１以上の第１のアンテナ及び前記１以上の第２のアンテナを、それぞれ、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナに決定することと、
    を含む方法。
  14. 前記中継局は、
    前記送信局から受信した信号と前記受信局へ送信する前記信号との間の干渉を抑圧するフィルタリングを行う第１のフィルタをさらに備え、
    前記コンピュータが、
    前記複数のアンテナの中から前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの複数の組み合わせを作成し、
    前記複数の組み合わせそれぞれについて、前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記送信局と前記１以上の第１のアンテナとの間の前記第１の伝搬特性、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの間の第３の伝搬特性、前記中継局における雑音電力、及び、前記受信局における雑音電力に基づいて、前記ＳＩＮＲを算出し、
    前記受信局におけるＳＩＮＲが最大となる前記組み合わせの、前記１以上の第１のアンテナを前記受信アンテナ、前記１以上の第２のアンテナを前記送信アンテナとして決定する、
    請求項１３に記載の方法。
  15. 前記コンピュータが、前記複数の組み合わせそれぞれについて、
    前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記中継局において加わる雑音電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の前記第１の伝搬特性、及び、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナ間の前記第３の伝搬特性に基づいて、前記中継局における増幅利得を算出し、
    （１）前記送信局における前記第１の信号の送信電力、前記１以上の第１のアンテナと前記送信局との間の前記第１の伝搬特性、前記増幅利得、及び、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、に基づいて得られる前記受信局における前記中継後の前記第１の信号の受信信号電力、（２）前記中継局における前記第１の信号の送信電力許容値、前記１以上の第１のアンテナと前記１以上の第２のアンテナとの間の前記第３の伝搬特性、前記第１のフィルタによる干渉電力の抑圧量、前記中継局において
    加わる雑音電力、前記増幅利得、及び、前記１以上の第２のアンテナと前記受信局との間の前記第２の伝搬特性、に基づいて得られる前記受信局における前記中継局から送信される干渉信号の受信信号電力、及び、（３）前記受信局における雑音電力、に基づいて、前記受信局におけるＳＩＮＲを算出する、
    請求項１４に記載の方法。
  16. 前記コンピュータは、前記送信局が基地局、前記受信局が端末局である場合に、前記受信局における雑音電力の近似値として、前記中継局における雑音電力の値を用いる、
    請求項１３に記載の方法。
  17. 前記コンピュータは、
    前記中継局に備えられ、
    前記送信局からのリファレンス信号に基づいて、前記複数のアンテナそれぞれと前記送信局との間の第１の伝搬特性を計測し、
    前記受信局からのリファレンス信号に基づいて、前記複数のアンテナそれぞれと前記受信局との間の第２の伝搬特性を計測し、
    前記複数のアンテナのうちの少なくとも一部のアンテナからリファレンス信号を発信して、前記複数のアンテナそれぞれの間における第３の伝搬特性を計測する、
    請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記コンピュータは、
    前記複数のアンテナについて、同時にリファレンス信号を発信する１以上の送信アンテナと、前記１以上の送信アンテナから同時に送信された前記リファレンス信号を受信する１以上の受信アンテナと、を含む第１の組み合わせをＫ個作成し、
    前記Ｋ個の第１の組み合わせそれぞれについて、前記リファレンス信号の送信及び受信を通じて、前記複数のアンテナそれぞれの間の前記第３の伝搬特性を計測し、
    前記Ｋは、変数を前記複数のアンテナの数Ｎ、底を２とした対数の少数以下を切り上げて得られる整数であり、
    前記Ｋ個の第１の組み合わせは、前記Ｋ個の第１の組み合わせ間で、前記複数のアンテナから第３のアンテナ及び第４のアンテナの２本を選択して得られる第２の組み合わせが、前記リファレンス信号の送信アンテナとして前記第３のアンテナと前記リファレンス信号の受信アンテナとして前記第４のアンテナとの組み合わせ、及び、前記リファレンス信号の送信アンテナとして前記第４のアンテナと前記リファレンス信号の受信アンテナとして前記第３のアンテナとの組み合わせのいずれも重複しないように作成される、
    請求項１７に記載の方法。
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