本發(fā)明涉及設(shè)置在移動(dòng)的交通工具上的無線中繼站。

背景技術(shù)：

在非專利文獻(xiàn)1中，公開了組移動(dòng)性(Group mobility)的概念。組移動(dòng)性是如下技術(shù)：設(shè)置在交通工具上的車載站(on-board station)與交通工具內(nèi)的用戶裝置進(jìn)行無線通信，還與交通工具的外面的固定基站進(jìn)行無線通信，從而對(duì)交通工具內(nèi)的用戶裝置提供移動(dòng)通信服務(wù)。車載站是無線中繼站，對(duì)交通工具內(nèi)的用戶裝置來說是基站。通過車載站與交通工具一同移動(dòng)，車載站的小區(qū)也移動(dòng)。即使交通工具移動(dòng)，交通工具內(nèi)的用戶裝置和車載站之間的電波的傳播狀態(tài)始終穩(wěn)定。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：安田浩人及另外5名、“5G將來無線接入網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)小區(qū)的實(shí)現(xiàn)法”、RCS2014-3、電子信息通信學(xué)會(huì)技術(shù)研究報(bào)告、一般社團(tuán)法人電子信息通信學(xué)會(huì)、2014年4月、第114卷、第8號(hào)、p.13-18

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

用于組移動(dòng)性的固定基站設(shè)置在交通工具的路徑的中途。交通工具內(nèi)的用戶裝置除了經(jīng)由車載站與該固定基站進(jìn)行通信之外，還能夠與其他基站進(jìn)行通信。在用于組移動(dòng)性的固定基站的小區(qū)的范圍外，若與其他基站的傳播狀態(tài)良好，則用戶裝置與其他基站進(jìn)行通信。在用于組移動(dòng)性的固定基站的小區(qū)的范圍內(nèi)，若能夠進(jìn)行固定基站和車載站的通信，則用戶裝置經(jīng)由車載站與該固定基站進(jìn)行通信。

但是，即使在用于組移動(dòng)性的固定基站的附近有交通工具，在固定基站和交通工具之間有障礙物(例如，建筑物、架空線、墻壁、電線桿、其他交通工具)時(shí)，固定基站和車載站之間的電波的傳播也會(huì)變差，其結(jié)果，經(jīng)由車載站的用戶裝置和固定基站的通信質(zhì)量變差。根據(jù)情況，對(duì)于交通工具內(nèi)的用戶裝置的通信切斷。

因此，本發(fā)明提供一種即使固定基站和設(shè)置在交通工具上的無線中繼站之間的電波的傳播狀態(tài)差，也能夠提高對(duì)于交通工具內(nèi)的用戶裝置的通信質(zhì)量的無線中繼站。

用于解決課題的手段

根據(jù)本發(fā)明，提供一種設(shè)置在移動(dòng)的交通工具上的無線中繼站。無線中繼站具備：第一無線接收單元，從在所述交通工具的外面固定的至少一個(gè)固定基站接收下行鏈路無線信號(hào)；第二無線接收單元，從所述交通工具內(nèi)的多個(gè)用戶裝置接收上行鏈路無線信號(hào)，且從所述多個(gè)用戶裝置中的至少一部分的多個(gè)用戶裝置接收表示所述固定基站發(fā)送的下行鏈路無線信號(hào)的輔助性無線信號(hào)；第一無線發(fā)送單元，將由在所述第一無線接收單元中接收到的來自所述固定基站的下行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給所述交通工具內(nèi)的目的地的用戶裝置；第二無線發(fā)送單元，將由在所述第二無線接收單元中接收到的來自所述多個(gè)用戶裝置的上行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的上行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給所述固定基站；以及信號(hào)檢測(cè)單元，在所述輔助性信號(hào)的接收結(jié)果內(nèi)，檢測(cè)發(fā)往所述交通工具內(nèi)的用戶裝置的下行鏈路無線信號(hào)。所述第一無線發(fā)送單元將在所述信號(hào)檢測(cè)單元中檢測(cè)到的發(fā)往所述交通工具內(nèi)的用戶裝置的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置。

發(fā)明效果

在本發(fā)明的設(shè)置在交通工具上的無線中繼站中，第二無線接收單元從交通工具內(nèi)的多個(gè)用戶裝置中的至少一部分的多個(gè)用戶裝置接收表示固定基站發(fā)送的下行鏈路無線信號(hào)的輔助性無線信號(hào)。信號(hào)檢測(cè)單元在輔助性信號(hào)的接收結(jié)果內(nèi)，嘗試檢測(cè)發(fā)往交通工具內(nèi)的用戶裝置的下行鏈路無線信號(hào)，第一無線發(fā)送單元將在信號(hào)檢測(cè)單元中檢測(cè)到的發(fā)往交通工具內(nèi)的用戶裝置的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置。這樣，無線中繼站能夠代替無線中繼站的下行鏈路用的多個(gè)接收天線而使用多個(gè)用戶裝置，接收由固定基站發(fā)送的下行鏈路無線信號(hào)。因此，即使固定基站和設(shè)置在交通工具上的無線中繼站之間的電波的傳播狀態(tài)差，第一無線接收單元的來自固定基站的下行鏈路無線信號(hào)的接收質(zhì)量差，也能夠提高對(duì)于交通工具內(nèi)的用戶裝置的通信質(zhì)量。

附圖說明

圖1是表示組移動(dòng)性的概略的圖。

圖2是表示用于組移動(dòng)性的裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是表示組移動(dòng)性中的課題的圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的課題的解決方案的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的無線中繼站的圖。

圖6是表示列車的車廂內(nèi)的用戶裝置的配置的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的無線中繼站的處理的例的流程圖的一部分。

圖8是圖7的流程圖的繼續(xù)。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的各種實(shí)施方式。

組移動(dòng)性

參照?qǐng)D1以及圖2，詳細(xì)說明組移動(dòng)性(GM)的概念。如圖1所示，鐵路車輛、更具體來說列車(交通工具)2沿著預(yù)定的路徑即軌道4行駛。在軌道4的附近，配備了多個(gè)GM固定基站(固定基站)6。在列車2的各車廂的外側(cè)，設(shè)置有GM天線集20，GM天線集20能夠進(jìn)行發(fā)送接收，從GM固定基站6接收電波，并對(duì)GM固定基站6發(fā)送電波。

如圖2所示，設(shè)置在列車2的多個(gè)車廂的各個(gè)車廂上的GM天線集20連接到設(shè)置在列車2的多個(gè)車廂中的一個(gè)車廂2a上的GM中繼站30。此外，在列車2的多個(gè)車廂上，設(shè)置有用于與各車廂內(nèi)的用戶裝置(UE、移動(dòng)臺(tái))8進(jìn)行無線通信的車內(nèi)天線集22。車內(nèi)天線集22連接到GM中繼站30。車內(nèi)天線集22能夠進(jìn)行發(fā)送接收，從用戶裝置8接收電波，并對(duì)用戶裝置8發(fā)送電波。

進(jìn)一步，在車廂2a上，設(shè)置有用于與宏小區(qū)基站(固定基站)10進(jìn)行無線通信的天線集24和用于與小型小區(qū)基站(固定基站)12進(jìn)行無線通信的天線集26。天線集24能夠進(jìn)行發(fā)送接收，從宏小區(qū)基站10接收電波，并對(duì)宏小區(qū)基站10發(fā)送電波。天線集26能夠進(jìn)行發(fā)送接收，從小型小區(qū)基站12接收電波，并對(duì)小型小區(qū)基站12發(fā)送電波。

GM固定基站6為了GM而被設(shè)置，能夠進(jìn)行發(fā)送接收，對(duì)搭載在列車2上的GM天線集20發(fā)送電波，從GM天線集20接收電波。設(shè)置在列車2上的GM中繼站(車載站、無線中繼站)30通過車內(nèi)天線集22與列車2內(nèi)的用戶裝置8進(jìn)行無線通信，進(jìn)一步通過GM天線集20與列車2的外面的GM固定基站6進(jìn)行無線通信，從而能夠?qū)α熊?內(nèi)的用戶裝置8提供移動(dòng)通信服務(wù)。更具體而言，GM天線集20從GM固定基站6接收下行鏈路無線信號(hào)，車內(nèi)天線集22將由來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給列車2內(nèi)的目的地的用戶裝置8。另一方面，車內(nèi)天線集22接收來自用戶裝置8的上行鏈路無線信號(hào)，GM天線集20將由來自用戶裝置8的上行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的上行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給GM固定基站6。

作為下行鏈路的中繼方法，GM中繼站30可以使用對(duì)從GM固定基站6接收到的下行鏈路信號(hào)進(jìn)行解碼，且進(jìn)一步以車廂內(nèi)的下行鏈路的信號(hào)形式來發(fā)送下行鏈路信號(hào)的DF(解碼和轉(zhuǎn)發(fā)(decode-and-forward))中繼，也可以使用不改變信號(hào)形式的AF(放大和轉(zhuǎn)發(fā)(amplified-and-forward))中繼。

車廂內(nèi)的傳輸方式能夠從各種方式中進(jìn)行選擇。例如，能夠利用WiFi(注冊(cè)商標(biāo))、MIMO等使用了電波的無線傳輸、可見光通信。在將可見光使用于下行鏈路通信的情況下，使用可見光源來代替車內(nèi)天線集22。

GM中繼站30對(duì)列車2內(nèi)的用戶裝置8來說是基站。通過GM中繼站30以及GM天線集20與列車2一同移動(dòng)，由GM天線集20形成的小區(qū)也移動(dòng)。即使列車2移動(dòng)，列車2內(nèi)的用戶裝置8和GM中繼站30之間的電波的傳播狀態(tài)始終穩(wěn)定。此外，即使列車2移動(dòng)，除非GM中繼站30能夠?qū)⑦B接從當(dāng)前的GM固定基站6切換到其他GM固定基站6，不需要用于列車2內(nèi)的各個(gè)用戶裝置8的切換或者小區(qū)重新選擇。由于車內(nèi)天線集22配置在列車2的車廂的內(nèi)部，所以沒有車廂的壁所導(dǎo)致的電波的透過損耗，因此，列車2內(nèi)的用戶裝置8能夠與GM中繼站30穩(wěn)定地進(jìn)行通信。

此外，在GM中繼站30上，也可以連接有與列車2的車廂內(nèi)的信息處理裝置(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī))進(jìn)行連接的電纜28。此時(shí)，GM中繼站30對(duì)信息處理裝置和GM固定基站6的通信進(jìn)行中繼。

如圖1所示，多個(gè)GM固定基站6的小區(qū)6a重疊，但小區(qū)6a也可以不重疊。換言之，GM固定基站6的間隔也可以較遠(yuǎn)。

GM固定基站6、宏小區(qū)基站10以及小型小區(qū)基站12是一個(gè)通信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)的一部分。列車2內(nèi)的用戶裝置8除了經(jīng)由GM中繼站30與GM固定基站6進(jìn)行通信之外，還能夠與宏小區(qū)基站10以及小型小區(qū)基站12進(jìn)行通信。在列車2位于GM固定基站6的小區(qū)6a的范圍外時(shí)，若與其他基站的傳播狀態(tài)良好，則用戶裝置8與其他基站進(jìn)行通信。在列車2位于GM固定基站6的小區(qū)6a的范圍內(nèi)時(shí)，由于能夠進(jìn)行GM固定基站6和GM中繼站30的通信，所以用戶裝置8經(jīng)由GM中繼站30與GM固定基站6進(jìn)行通信。通過設(shè)置GM固定基站6，宏小區(qū)基站10以及小型小區(qū)基站12這樣的現(xiàn)有的通信設(shè)備的處理的負(fù)荷被減輕。

GM中繼站30也能夠通過天線集24以及天線集26與宏小區(qū)基站10以及小型小區(qū)基站12進(jìn)行通信。例如，在GM固定基站6發(fā)生了故障時(shí)，或者在列車2位于GM固定基站6的小區(qū)6a的范圍外時(shí)，GM中繼站30能夠代替GM固定基站6而與宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12進(jìn)行通信。

宏小區(qū)基站10使用低頻帶(例如，2GHz的頻帶)，小型小區(qū)基站12使用例如3.5GHz的頻帶，GM固定基站6使用高頻帶(例如，10GHz以上的頻帶)。頻率越高則傳播損耗越增大，所以相對(duì)于宏小區(qū)基站10的覆蓋范圍大，GM固定基站6以及小型小區(qū)基站12的覆蓋范圍小。因此，GM中繼站30可以為了用戶裝置8的C平面(控制平面(control plane))的處理而與宏小區(qū)基站10連接，為了用戶裝置8的U平面(用戶平面(user plane))的處理而與GM固定基站6或者小型小區(qū)基站12連接。在GM中繼站30不能與GM固定基站6或者小型小區(qū)基站12進(jìn)行通信時(shí)，GM中繼站30可以為了用戶裝置8的C平面的處理而與宏小區(qū)基站10連接。列車2內(nèi)的用戶裝置8也可以為了用戶裝置8的C平面的處理而與宏小區(qū)基站10連接，為了用戶裝置8的U平面的處理而與GM中繼站30連接。

作為從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12發(fā)送的下行鏈路信號(hào)的中繼方法，GM中繼站30可以使用對(duì)從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路信號(hào)進(jìn)行解碼，且進(jìn)一步以車廂內(nèi)的下行鏈路的信號(hào)形式來發(fā)送下行鏈路信號(hào)的DF中繼，也可以使用不改變信號(hào)形式的AF中繼。

為了補(bǔ)償高頻帶中的傳播損耗，延長(zhǎng)來自GM固定基站6以及GM天線集20的電波的到達(dá)距離，在GM固定基站6和GM天線集20之間的下行鏈路以及上行鏈路的通信中優(yōu)選利用大規(guī)模MIMO。大規(guī)模MIMO是由多個(gè)發(fā)送天線元件發(fā)送電波的技術(shù)，通過進(jìn)行預(yù)編碼(precoding)，能夠控制電波的波束的指向性以及形狀。通過將波束的形狀設(shè)為尖銳，能夠延長(zhǎng)電波的到達(dá)距離。此外，通過GM固定基站6和GM中繼站30的協(xié)調(diào)，波束的發(fā)送源能夠向波束的接收目的地控制波束的方向。因此，在GM固定基站6的小區(qū)6a的范圍內(nèi)，即使列車2移動(dòng)，GM固定基站6也能夠向搭載在各車廂上的GM天線集20發(fā)射波束，GM天線集20也能夠向GM固定基站6發(fā)射波束。此外，通過利用MIMO的多個(gè)流發(fā)送以及高頻帶中的寬的帶寬(例如，200MHz以上)，實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)通信。

GM固定基站6例如具有1024個(gè)發(fā)送接收天線元件。GM固定基站6的天線元件數(shù)目和列車2的天線元件數(shù)目可以不同，但優(yōu)選相同。因此，列車2在全部車廂中具有1024個(gè)發(fā)送接收天線元件。例如，在列車2具有16個(gè)車廂的情況下，優(yōu)選各車廂的GM天線集20具有64個(gè)發(fā)送接收天線元件。這樣，通過將發(fā)送接收天線元件分散在多個(gè)車廂中，能夠提高空間分集效果。但是，也可以在列車2中設(shè)置一個(gè)GM天線集20，削減費(fèi)用。此時(shí)，GM天線集20優(yōu)選具有1024個(gè)發(fā)送接收天線元件。

在列車2中，設(shè)置有用于與宏小區(qū)基站10進(jìn)行通信的一個(gè)天線集24以及用于與小型小區(qū)基站12進(jìn)行通信的一個(gè)天線集26。但是，為了提高空間分集效果，也可以將多個(gè)天線集24以及多個(gè)天線集26設(shè)置在列車2上。

參照?qǐng)D3，說明GM的課題。如圖3所示，即使在GM固定基站6的附近有列車2，在GM固定基站6和列車2的車廂之間有障礙物29(例如，建筑物、架空線、墻壁、電線桿、其他交通工具)時(shí)，GM固定基站6和該車廂的GM天線集20之間的電波的傳播也會(huì)變差，其結(jié)果，經(jīng)由GM中繼站30的用戶裝置8和GM固定基站6的通信質(zhì)量變差。根據(jù)情況，對(duì)于車廂內(nèi)的用戶裝置8的通信切斷。設(shè)想通常在小區(qū)6a中沒有配置大的建筑物，使得要是列車2進(jìn)入小區(qū)6a的話，GM固定基站6對(duì)GM天線集20進(jìn)行視線通信(line-of-sight communication)。但是，列車2有時(shí)與其他列車進(jìn)行錯(cuò)車。

實(shí)施方式

因此，本發(fā)明的實(shí)施方式在即使是GM固定基站6和設(shè)置在交通工具上的GM中繼站30之間的電波的傳播狀態(tài)差時(shí)，也能夠提高對(duì)于交通工具內(nèi)的用戶裝置8的通信質(zhì)量。圖4表示本發(fā)明的實(shí)施方式的GM的課題的解決方案的概略。GM的基本的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與圖1以及圖2所示的結(jié)構(gòu)相同。在圖4中，為了表示已經(jīng)說明的結(jié)構(gòu)元素，使用了相同的標(biāo)號(hào)，不詳細(xì)說明實(shí)施方式的GM中繼站30以外的這些結(jié)構(gòu)元素。與圖2不同，在圖4中沒有示出電纜28，但也可以對(duì)實(shí)施方式的GM中繼站30連接電纜28。

在實(shí)施方式的GM中繼站30中，車內(nèi)天線集22從列車2內(nèi)的多個(gè)用戶裝置8中的至少一部分的多個(gè)用戶裝置8接收表示GM固定基站6(或者，宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12)發(fā)送的下行鏈路無線信號(hào)的輔助性無線信號(hào)。即，如箭頭B所示，列車2內(nèi)的多個(gè)用戶裝置8將從任一個(gè)固定基站接收到的下行鏈路無線信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給GM中繼站30。

GM中繼站30在輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果內(nèi)，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的任一個(gè)用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，并將檢測(cè)到的發(fā)往交通工具內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)通過車內(nèi)天線集22如箭頭C所示那樣發(fā)送給該用戶裝置8。這樣，GM中繼站30能夠使用多個(gè)用戶裝置8來代替GM中繼站30的下行鏈路用的多個(gè)接收天線，接收GM固定基站6(或者宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12)發(fā)送的下行鏈路無線信號(hào)。

在GM固定基站6的附近有列車2且在GM固定基站6和列車2的車廂之間有障礙物29時(shí)，雖然GM固定基站6和該車廂的GM天線集20之間的電波的傳播變差，但由障礙物29所引起的散射波如箭頭A所示那樣到達(dá)列車2內(nèi)的用戶裝置8。在GM固定基站6的附近有列車2的情況下，一般，在GM天線集20中接收到的來自GM固定基站6的電波強(qiáng)時(shí)，在用戶裝置8中接收到的來自GM固定基站6的電波弱，在GM天線集20中接收到的來自GM固定基站6的電波弱時(shí)，在用戶裝置8中接收到的來自GM固定基站6的電波強(qiáng)。這就是說，用戶裝置8越是能夠?qū)ο滦墟溌窡o線信號(hào)進(jìn)行解碼則在用戶裝置8中的來自GM固定基站6的散射波的接收質(zhì)量越不好。但是，由于一般在列車2內(nèi)多個(gè)用戶裝置8分散，所以從多個(gè)用戶裝置8收集到的輔助性信號(hào)(箭頭B)會(huì)對(duì)GM中繼站30產(chǎn)生空間分集效果。GM中繼站30在從多個(gè)用戶裝置8收集到的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果內(nèi)能夠檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的任一個(gè)用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。

在障礙物29大的情況下，來自GM固定基站6的電波有可能不僅到達(dá)不了GM天線集20，還到達(dá)不了列車2內(nèi)的用戶裝置8。但是，此時(shí)，用戶裝置8也有可能能夠從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收電波。用戶裝置8可以發(fā)送表示從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)的輔助性無線信號(hào)。即使來自宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12的電波弱，用戶裝置8不能對(duì)接收到的下行鏈路無線信號(hào)進(jìn)行解碼，GM中繼站30也能夠在從多個(gè)用戶裝置8收集到的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果內(nèi)檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的任一個(gè)用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。

因此，即使GM固定基站6和設(shè)置在車廂2a上的GM中繼站30之間的電波的傳播狀態(tài)差，GM天線集20對(duì)來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收質(zhì)量差，GM中繼站30也能夠提高對(duì)于列車2內(nèi)的用戶裝置8的通信質(zhì)量。

本實(shí)施方式的GM中繼站30關(guān)于下行鏈路通信，能夠使用以下的3個(gè)模式。

1.在GM模式中，GM中繼站30將只由從GM固定基站6接收到的下行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給目的地的用戶裝置8。GM中繼站30不請(qǐng)求用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)，不使用輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果。

2.在終端收集模式中，GM中繼站30請(qǐng)求用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)，只使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，若檢測(cè)到發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，則將該下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置8。GM中繼站30即使能夠從GM固定基站6接收下行鏈路無線信號(hào)，也不使用所接收到的下行鏈路無線信號(hào)。優(yōu)選地，用戶裝置8同步地發(fā)送輔助性信號(hào)，GM中繼站30接收輔助性信號(hào)的合成波。來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果是這些輔助性信號(hào)的合成波在GM中繼站30中的分析結(jié)果。

3.在復(fù)合接收模式中，GM中繼站30請(qǐng)求用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)，使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果和來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，若檢測(cè)到發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，則將該下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置8。優(yōu)選地，用戶裝置8同步地發(fā)送輔助性信號(hào)，GM中繼站30接收輔助性信號(hào)的合成波，將來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)以與輔助性信號(hào)的合成波同步的形式進(jìn)行分析，并嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。

在復(fù)合接收模式中，GM中繼站30使用來自GM固定基站6的電波和來自用戶裝置8的電波。由于除了一般在列車2內(nèi)多個(gè)用戶裝置8分散之外，用戶裝置8遠(yuǎn)離GM天線集20，所以能夠得到空間分集效果。

若被請(qǐng)求發(fā)送輔助性信號(hào)，則用戶裝置8不對(duì)從任一個(gè)固定無線基站接收到的下行鏈路無線信號(hào)進(jìn)行解碼，而是以在車廂內(nèi)使用的上行鏈路無線信號(hào)的形式，作為輔助性信號(hào)來發(fā)送。但是，優(yōu)選地，輔助性信號(hào)具有與通常的上行鏈路無線信號(hào)區(qū)分的形式。

如圖5所示，GM中繼站30具有GM通信單元32、宏小區(qū)通信單元34、小型小區(qū)通信單元36、交通工具內(nèi)通信單元38、通信控制單元40、質(zhì)量測(cè)量單元48以及質(zhì)量測(cè)量單元50。GM通信單元32是用于使用GM天線集20與GM固定基站6進(jìn)行通信的通信接口。宏小區(qū)通信單元34是用于使用天線集24與宏小區(qū)基站10進(jìn)行通信的通信接口。小型小區(qū)通信單元36是用于使用天線集26與小型小區(qū)基站12進(jìn)行通信的通信接口。交通工具內(nèi)通信單元38是用于使用車內(nèi)天線集22與列車2內(nèi)的用戶裝置8進(jìn)行通信的通信接口。

GM通信單元32、宏小區(qū)通信單元34以及小型小區(qū)通信單元36分別作為從對(duì)應(yīng)的固定基站接收下行鏈路無線信號(hào)的第一無線接收單元來發(fā)揮作用。交通工具內(nèi)通信單元38作為從列車2內(nèi)的多個(gè)用戶裝置8接收上行鏈路無線信號(hào)的第二無線接收單元來發(fā)揮作用。

此外，交通工具內(nèi)通信單元38作為將由在第一無線接收單元中接收到的來自固定基站的下行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給列車2內(nèi)的目的地的用戶裝置8的第一無線發(fā)送單元來發(fā)揮作用。GM通信單元32、宏小區(qū)通信單元34以及小型小區(qū)通信單元36作為將由在第二無線接收單元中接收到的來自多個(gè)用戶裝置8的上行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的上行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給固定基站的第二無線發(fā)送單元來發(fā)揮作用。

此外，交通工具內(nèi)通信單元38從列車2內(nèi)的多個(gè)用戶裝置8中的、根據(jù)GM中繼站30的請(qǐng)求而發(fā)送輔助性信號(hào)的至少一部分多個(gè)用戶裝置8，接收表示固定基站(GM固定基站6、宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12)發(fā)送的下行鏈路無線信號(hào)的輔助性無線信號(hào)。

質(zhì)量測(cè)量單元(第一質(zhì)量測(cè)量單元)48對(duì)在GM通信單元32中接收到的來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。作為“質(zhì)量”，也可以是參考信號(hào)接收功率(Reference Signal Received Power、RSRP)、參考信號(hào)接收質(zhì)量(Reference Signal Received Quality、RSRQ)、或者其他質(zhì)量的指示符。

通信控制單元40是CPU(中央處理單元(Central Processing Unit))，具有信號(hào)檢測(cè)單元42、模式控制單元44以及用戶裝置決定單元46。信號(hào)檢測(cè)單元42、模式控制單元44以及用戶裝置決定單元46是通過通信控制單元40執(zhí)行在未圖示的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，且根據(jù)該計(jì)算機(jī)程序發(fā)揮作用而被實(shí)現(xiàn)的功能塊。

信號(hào)檢測(cè)單元42使用從用戶裝置8接收到的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。在復(fù)合接收模式中，信號(hào)檢測(cè)單元42使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果和來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。交通工具內(nèi)通信單元38將在信號(hào)檢測(cè)單元42中檢測(cè)到的發(fā)往交通工具內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置8。

在使用綜合接收結(jié)果的發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)的檢測(cè)中，能夠利用例如連續(xù)干擾消除法(successive interference cancellation(SIC))、最大似然檢測(cè)法(maximum likelihood detection(MLD))等。

基于在質(zhì)量測(cè)量單元48中所測(cè)量的來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量，模式控制單元44決定GM中繼站30以上述的GM模式、終端收集模式以及復(fù)合接收模式中的哪個(gè)模式來動(dòng)作。若模式控制單元44決定終端收集模式或者復(fù)合接收模式，則用戶裝置決定單元46決定在列車2內(nèi)的多個(gè)用戶裝置8中應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的多個(gè)用戶裝置8，并通過交通工具內(nèi)通信單元38發(fā)送用于請(qǐng)求所決定的用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)的發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。

質(zhì)量測(cè)量單元(第二質(zhì)量測(cè)量單元)50對(duì)在交通工具內(nèi)通信單元38中接收到的來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的電波的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。作為“質(zhì)量”，可以是參考信號(hào)接收功率、參考信號(hào)接收質(zhì)量、誤比特率、誤塊率或者其他質(zhì)量的指示符。在輔助性信號(hào)的電波的質(zhì)量低于閾值的情況下，用戶裝置決定單元46將不同于過去決定的用戶裝置8的用戶裝置8、或者包含過去決定的用戶裝置8在內(nèi)的其他用戶裝置8決定為應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8，并通過交通工具內(nèi)通信單元38發(fā)送用于請(qǐng)求所決定的用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)的發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。

說明用戶裝置決定單元46決定應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8的方法。GM中繼站30的通信控制單元40識(shí)別從列車2內(nèi)的用戶裝置8發(fā)送的信道狀態(tài)信息(CSI)以及用戶裝置8的識(shí)別符，識(shí)別存在于列車2內(nèi)且處于能夠與GM中繼站30進(jìn)行通信的狀態(tài)且具有發(fā)送輔助性信號(hào)的功能的用戶裝置8、即GM中繼站30應(yīng)收集輔助性信號(hào)的用戶裝置8。GM中繼站30應(yīng)收集輔助性信號(hào)的用戶裝置8的條件如下所述。

1)用戶裝置8存在于列車2內(nèi)；

2)用戶裝置8是電源接通且通信模式；

3)GM中繼站30中來自用戶裝置8的接收質(zhì)量充分高；

4)在只有特定的用戶裝置8具有與GM中繼站30進(jìn)行通信的功能的情況下，用戶裝置8具有與GM中繼站30進(jìn)行通信的功能；

5)在只有特定的用戶裝置8具有發(fā)送輔助性信號(hào)的功能的情況下，用戶裝置8具有發(fā)送輔助性信號(hào)的功能。

用戶裝置決定單元46可以將滿足這些條件的所有用戶裝置8決定為應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8。由于輔助性信號(hào)的發(fā)送會(huì)增加用戶裝置8的處理負(fù)擔(dān)以及功耗，所以用戶裝置決定單元46可以將滿足這些條件的一部分用戶裝置8選擇作為應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8。用戶裝置決定單元46可以限定應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8的數(shù)目的最大限度和最小限度。

在用戶裝置決定單元46選擇一部分用戶裝置8的情況下，作為該選擇的基準(zhǔn)，例如考慮以下。

1)用戶裝置決定單元46可以隨機(jī)地選擇應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8。

2)用戶裝置決定單元46可以根據(jù)各車廂內(nèi)的用戶裝置8的位置，選擇應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8。例如，可以選擇圖6所示的車廂內(nèi)的列車行駛方向右側(cè)的用戶裝置8R，也可以選擇左側(cè)的用戶裝置8L。用戶裝置8的位置是車廂內(nèi)的右還是左例如根據(jù)來自用戶裝置8的上行鏈路無線信號(hào)的強(qiáng)度或者CQI來判斷。若車廂內(nèi)的車內(nèi)天線集22位于車廂的右側(cè)，則來自右側(cè)的用戶裝置8R的上行鏈路無線信號(hào)比來自左側(cè)的用戶裝置8L的上行鏈路無線信號(hào)更強(qiáng)，右側(cè)的用戶裝置8R報(bào)告的CQI比左側(cè)的用戶裝置8L報(bào)告的CQI更好。此外，通過用戶裝置8將來自列車2的附近的宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12的下行鏈路無線信號(hào)的強(qiáng)度通知給GM中繼站30，用戶裝置決定單元46還能夠判斷車廂內(nèi)的用戶裝置8的位置。若宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12位于列車2的右側(cè)，則右側(cè)的用戶裝置8R從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)比左側(cè)的用戶裝置8L從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)更強(qiáng)。

3)用戶裝置決定單元46可以選擇CQI好(高于某閾值)的用戶裝置8。

4)用戶裝置決定單元46可以選擇從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)強(qiáng)(高于某閾值)的用戶裝置8。

也可以將上述的方法進(jìn)行組合。

如上所述，在質(zhì)量測(cè)量單元50中所測(cè)量的輔助性信號(hào)的電波的質(zhì)量低于閾值的情況下，用戶裝置決定單元46將不同于過去決定的用戶裝置8的用戶裝置8、或者包含過去決定的用戶裝置8在內(nèi)的其他用戶裝置8決定為應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8。

參照由圖7以及圖8構(gòu)成的流程圖，說明GM中繼站30的處理的例。該處理在GM中繼站30進(jìn)入到GM的覆蓋范圍區(qū)域時(shí)開始。GM的覆蓋范圍區(qū)域由至少一個(gè)GM固定基站6的小區(qū)6a構(gòu)成。若多個(gè)小區(qū)6a無間隙地連續(xù)，則GM的覆蓋范圍區(qū)域由這些多個(gè)小區(qū)6a構(gòu)成。GM中繼站30是否進(jìn)入到GM的覆蓋范圍區(qū)域能夠根據(jù)例如列車的時(shí)刻表、來自GM固定基站6的信號(hào)的強(qiáng)度、來自GM固定基站6的表示覆蓋范圍區(qū)域的特殊的信號(hào)等來判斷。

在步驟S1中，模式控制單元44判斷在質(zhì)量測(cè)量單元48中所測(cè)量的來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q是否高于第一閾值Q_TH1。在步驟S1的判斷為肯定的情況下，模式控制單元44將信號(hào)檢測(cè)單元42以及交通工具內(nèi)通信單元38進(jìn)行控制以成為GM模式。GM模式由步驟S2以及步驟S3構(gòu)成。在步驟S2中，信號(hào)檢測(cè)單元42判斷在GM通信單元32中接收到的來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)中是否有發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。在步驟S2的判斷為肯定的情況下，交通工具內(nèi)通信單元38將由在GM通信單元32中接收到的來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給目的地的用戶裝置8(步驟S3)。

在GM模式中，GM中繼站30不請(qǐng)求用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)，也不接收輔助性信號(hào)。因此，GM中繼站30不嘗試在輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果內(nèi)檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。

在步驟S4中，通信控制單元40判斷GM中繼站30是否通過了GM的覆蓋范圍區(qū)域。GM中繼站30是否通過了GM的覆蓋范圍區(qū)域能夠根據(jù)例如列車的時(shí)刻表、來自GM固定基站6的信號(hào)的強(qiáng)度、來自GM固定基站6的表示覆蓋范圍區(qū)域的特殊的信號(hào)等來判斷。在步驟S4的判斷為肯定的情況下，處理結(jié)束。在步驟S4的判斷為否定的情況下，處理返回到步驟S1。

GM中繼站30具有切換從當(dāng)前的GM固定基站6向其他的GM固定基站6的連接的功能，雖然在圖7以及圖8中未圖示，但這樣的連接的切換所需的步驟由通信控制單元40執(zhí)行。若GM的覆蓋范圍區(qū)域由多個(gè)小區(qū)6a構(gòu)成，則GM中繼站30執(zhí)行從當(dāng)前的GM固定基站6向其他的GM固定基站6的連接。

在步驟S1的判斷為否定的情況下，處理進(jìn)入步驟S6。在步驟S6中，模式控制單元44判斷在質(zhì)量測(cè)量單元48中所測(cè)量的來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q是否高于第二閾值Q_TH2。第二閾值Q_TH2低于第一閾值Q_TH1。在步驟S6的判斷為否定的情況下，模式控制單元44將信號(hào)檢測(cè)單元42以及交通工具內(nèi)通信單元38進(jìn)行控制以成為終端收集模式。終端收集模式由步驟S7～步驟S15構(gòu)成。

在步驟S7中，通信控制單元40判斷收集輔助性信號(hào)的用戶裝置8的決定次數(shù)m是否高于閾值m_TH。在步驟S7的判斷為否定的情況下，處理進(jìn)入步驟S8，將m加1。m的初始值為零。

在步驟S9中，用戶裝置決定單元46根據(jù)決定次數(shù)m，決定收集輔助性信號(hào)的用戶裝置8的選擇基準(zhǔn)。例如，用戶裝置決定單元46也可以如下決定：若決定次數(shù)m為1，則將用戶裝置8位于車廂的右側(cè)作為選擇基準(zhǔn)，若決定次數(shù)m為2，則將用戶裝置8位于車廂的左側(cè)作為選擇基準(zhǔn)，若決定次數(shù)m為3，則選擇所有用戶裝置8。或者，用戶裝置決定單元46也可以如下決定：若決定次數(shù)m為1，則將用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)比閾值S_TH1更強(qiáng)作為選擇基準(zhǔn)，若決定次數(shù)m為2，則將用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)比閾值S_TH2更強(qiáng)作為選擇基準(zhǔn)(S_TH2＜S_TH1)，若決定次數(shù)m為3，則將用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)比閾值S_TH3更高作為選擇基準(zhǔn)(S_TH3＜S_TH2)，緩慢地增加用戶裝置8。

在步驟S10中，用戶裝置決定單元46判斷是否有符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8。更具體而言，判斷符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8的數(shù)目是否為最小限度(例如，2)以上。在步驟S10的判斷為否定的情況下，處理返回到步驟S7。在步驟S10的判斷為肯定的情況下，處理進(jìn)入步驟S11，用戶裝置決定單元46通過交通工具內(nèi)通信單元38發(fā)送用于請(qǐng)求符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)的發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。在符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8的數(shù)目比最大限度更多的情況下，用戶裝置決定單元46可以對(duì)最大限度為止的數(shù)目的用戶裝置8發(fā)送發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。

在步驟S12中，通信控制單元40從發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)的目的地的用戶裝置8接收輔助性信號(hào)。在步驟S13中，通信控制單元40判斷在質(zhì)量測(cè)量單元50中所測(cè)量的輔助性信號(hào)的電波的質(zhì)量是否高于第三閾值Q_TH3。在步驟S13的判斷為否定的情況下，處理返回到步驟S7。

在步驟S13的判斷為肯定的情況下，信號(hào)檢測(cè)單元42僅使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。在步驟S14中，信號(hào)檢測(cè)單元42判斷在輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果內(nèi)是否有發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。在步驟S14的判斷為肯定的情況下，交通工具內(nèi)通信單元38將由輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給目的地的用戶裝置8(步驟S15)。

在終端收集模式中，即使GM天線集20能夠從GM固定基站6接收下行鏈路無線信號(hào)，信號(hào)檢測(cè)單元42也不使用接收到的下行鏈路無線信號(hào)。終端收集模式在來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q低于比第一閾值Q_TH1更低的第二閾值Q_TH2的情況下也就是說在極其差的情況下被調(diào)用。此時(shí)，來自GM固定基站6的電波有可能不僅到達(dá)不了GM天線集20，還到達(dá)不了列車2內(nèi)的用戶裝置8。因此，認(rèn)為在終端接收模式中，用戶裝置8發(fā)送的輔助性信號(hào)在大多數(shù)情況下表示用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)。因此，在步驟S9中，優(yōu)選將用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)的強(qiáng)度作為用于收集輔助性信號(hào)的用戶裝置8的選擇基準(zhǔn)。

在步驟S6的判斷為肯定的情況下，模式控制單元44將信號(hào)檢測(cè)單元42以及交通工具內(nèi)通信單元38進(jìn)行控制以成為復(fù)合接收模式。復(fù)合接收模式由步驟S17～步驟S25構(gòu)成。

在步驟S17中，通信控制單元40判斷收集輔助性信號(hào)的用戶裝置8的決定次數(shù)m是否高于閾值m_TH。在步驟S17的判斷為否定的情況下，處理進(jìn)入步驟S18，將m加1。m的初始值為零。

在步驟S19中，用戶裝置決定單元46根據(jù)決定次數(shù)m，決定收集輔助性信號(hào)的用戶裝置8的選擇基準(zhǔn)。例如，用戶裝置決定單元46也可以如下決定：若決定次數(shù)m為1，則將用戶裝置8位于車廂的右側(cè)作為選擇基準(zhǔn)，若決定次數(shù)m為2，則將用戶裝置8位于車廂的左側(cè)作為選擇基準(zhǔn)，若決定次數(shù)m為3，則選擇所有用戶裝置8?；蛘撸脩粞b置決定單元46也可以如下決定：若決定次數(shù)m為1，則將用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)比閾值S_TH1更強(qiáng)作為選擇基準(zhǔn)，若決定次數(shù)m為2，則將用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)比閾值S_TH2更強(qiáng)作為選擇基準(zhǔn)(S_TH2＜S_TH1)，若決定次數(shù)m為3，則將用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)比閾值S_TH3更高作為選擇基準(zhǔn)(S_TH3＜S_TH2)，緩慢地增加用戶裝置8。

在步驟S20中，用戶裝置決定單元46判斷是否有符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8。更具體而言，判斷符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8的數(shù)目是否為最小限度(例如，2)以上。在步驟S20的判斷為否定的情況下，處理返回到步驟S17。在步驟S20的判斷為肯定的情況下，處理進(jìn)入步驟S21，用戶裝置決定單元46通過交通工具內(nèi)通信單元38發(fā)送用于請(qǐng)求符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)的發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。在符合選擇基準(zhǔn)的用戶裝置8的數(shù)目比最大限度更多的情況下，用戶裝置決定單元46可以對(duì)最大限度為止的數(shù)目的用戶裝置8發(fā)送發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。

在步驟S22中，通信控制單元40從發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)的目的地的用戶裝置8接收輔助性信號(hào)。在步驟S23中，通信控制單元40判斷在質(zhì)量測(cè)量單元50中所測(cè)量的輔助性信號(hào)的電波的質(zhì)量是否高于第三閾值Q_TH3。在步驟S23的判斷為否定的情況下，處理返回到步驟S17。

在步驟S23的判斷為肯定的情況下，信號(hào)檢測(cè)單元42使用來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收結(jié)果和來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。在步驟S24中，信號(hào)檢測(cè)單元42判斷在來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收結(jié)果和輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果內(nèi)是否有發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)。在步驟S24的判斷為肯定的情況下，交通工具內(nèi)通信單元38將由來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收結(jié)果和輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給目的地的用戶裝置8(步驟S25)。

認(rèn)為在復(fù)合接收模式中，用戶裝置8發(fā)送的輔助性信號(hào)有時(shí)表示用戶裝置8從宏小區(qū)基站10或者小型小區(qū)基站12接收到的下行鏈路無線信號(hào)，也有時(shí)表示用戶裝置8從宏小區(qū)基站10接收到的下行鏈路無線信號(hào)。

如以上所述，在本實(shí)施方式中，在來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q高于第一閾值Q_TH1的情況下(良好的情況下)，使用GM模式，GM中繼站30不使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)，交通工具內(nèi)通信單元38將由來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生的下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給目的地的用戶裝置8。另一方面，在來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q低于第一閾值Q_TH1的情況下，嘗試檢測(cè)來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的接收結(jié)果內(nèi)的下行鏈路無線信號(hào)，若在信號(hào)檢測(cè)單元42中檢測(cè)到發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，則交通工具內(nèi)通信單元38將該下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置8。因此，即使GM固定基站6和設(shè)置在車廂2a上的GM中繼站30之間的電波的傳播狀態(tài)差，GM天線集20對(duì)來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收質(zhì)量差，GM中繼站30也能夠提高對(duì)于列車2內(nèi)的用戶裝置8的通信質(zhì)量。

此外，在本實(shí)施方式中，在來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q低于第一閾值Q_TH1且高于比第一閾值Q_TH1更低的第二閾值Q_TH2的情況下，使用復(fù)合接收模式，GM中繼站30請(qǐng)求用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)，使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果和來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，若檢測(cè)到發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，則將該下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置8。通過復(fù)合接收模式，發(fā)往用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)的檢測(cè)精度提高。在來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q低于第二閾值Q_TH2的情況下(非常低的情況下)，使用終端收集模式，GM中繼站30請(qǐng)求用戶裝置8發(fā)送輔助性信號(hào)，僅使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果，嘗試檢測(cè)發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，若檢測(cè)到發(fā)往列車2內(nèi)的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，則將該下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置8。通過終端收集模式，發(fā)往用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)的檢測(cè)精度提高。

進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，GM中繼站30具備決定在列車2內(nèi)的多個(gè)用戶裝置8中應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的多個(gè)用戶裝置8的用戶裝置決定單元46，并發(fā)送用于請(qǐng)求在用戶裝置決定單元46中所決定的多個(gè)用戶8發(fā)送輔助性信號(hào)的發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。因此，不需要列車2內(nèi)的所有用戶8發(fā)送輔助性信號(hào)，發(fā)送使用戶裝置8的處理負(fù)擔(dān)以及功耗增加的輔助性信號(hào)的用戶8被限定。

用戶裝置決定單元46在復(fù)合接收模式以及終端收集模式中，在輔助性信號(hào)的電波的質(zhì)量低于第三閾值Q_TH3的情況下，變更用于收集輔助性信號(hào)的選擇基準(zhǔn)，將過去決定的用戶裝置8、或者不同于包含過去決定的用戶裝置8在內(nèi)的其他用戶裝置8的用戶裝置8決定為應(yīng)發(fā)送輔助性信號(hào)的用戶裝置8。因此，能夠提高發(fā)往用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)的檢測(cè)精度。在選擇基準(zhǔn)的變更后，也可以發(fā)送用于請(qǐng)求列車2內(nèi)的所有用戶8發(fā)送輔助性信號(hào)的發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)。

變形

在上述的實(shí)施方式中，在接收到下行鏈路無線信號(hào)的至少一個(gè)用戶裝置8檢測(cè)到信號(hào)的錯(cuò)誤的情況下，用戶裝置8將重發(fā)請(qǐng)求發(fā)送給GM中繼站30。若從至少一個(gè)用戶裝置8接收到重發(fā)請(qǐng)求，則GM中繼站30的模式控制單元44為了HARQ(混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(hybrid automatic repeat request))，首先調(diào)用GM模式，檢查在GM中繼站30中是否蓄積了發(fā)往發(fā)送了重發(fā)請(qǐng)求的用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)，所述重發(fā)請(qǐng)求由從GM固定基站6接收到的過去的下行鏈路無線信號(hào)所產(chǎn)生，在蓄積了該下行鏈路無線信號(hào)時(shí)，由交通工具內(nèi)通信單元38將該下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給用戶裝置8。

因GM固定基站6和GM中繼站30之間的傳播狀態(tài)差，所以在GM中繼站30中沒有蓄積發(fā)往該用戶裝置8的下行鏈路無線信號(hào)的情況下，模式控制單元44調(diào)用終端收集模式或者復(fù)合接收模式，請(qǐng)求用戶裝置8發(fā)送表示過去的下行鏈路無線信號(hào)的輔助性信號(hào)。模式控制單元44使用來自用戶裝置8的輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果(或者，輔助性信號(hào)的綜合接收結(jié)果和來自GM固定基站6的下行鏈路無線信號(hào)的接收結(jié)果)，嘗試檢測(cè)發(fā)往發(fā)送了重發(fā)請(qǐng)求的用戶裝置8的過去的下行鏈路無線信號(hào)，若檢測(cè)到發(fā)往該用戶裝置8的過去的下行鏈路無線信號(hào)，則將該下行鏈路無線信號(hào)發(fā)送給該用戶裝置8。若即使那樣也沒有檢測(cè)到發(fā)往該用戶裝置8的過去的下行鏈路無線信號(hào)，則通信控制單元40請(qǐng)求GM固定基站6重發(fā)。

該變形也可以與根據(jù)來自GM固定基站6的電波的質(zhì)量Q而決定模式的上述的實(shí)施方式無關(guān)地執(zhí)行。

在上述的實(shí)施方式中，交通工具是鐵道列車，但本發(fā)明還能夠應(yīng)用于一節(jié)車廂的鐵道車輛(單一的車廂)、公共汽車、船、飛機(jī)等其他交通工具。

在GM中繼站30中，CPU執(zhí)行的各功能也可以代替CPU而由硬件來執(zhí)行，例如，可以由FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array))、DSP(數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor))等可編程邏輯器件來執(zhí)行。

標(biāo)號(hào)說明

2列車(交通工具)、4軌道、6 GM固定基站(固定基站)、8用戶裝置、10宏小區(qū)基站(固定基站)、12小型小區(qū)基站(固定基站)、20 GM天線集、22車內(nèi)天線集、24天線集、26天線集、28電纜、29障礙物、30 GM中繼站、32 GM通信單元(第一無線接收單元)、34宏小區(qū)通信單元(第一無線接收單元)、36小型小區(qū)通信單元(第一無線接收單元、第二無線發(fā)送單元)、38交通工具內(nèi)通信單元(第二無線接收單元、第一無線發(fā)送單元)、40通信控制單元、42信號(hào)檢測(cè)單元、44模式控制單元、46用戶裝置決定單元、48質(zhì)量測(cè)量單元(第一質(zhì)量測(cè)量單元)、50質(zhì)量測(cè)量單元(第二質(zhì)量測(cè)量單元)。