无线中继站的制作方法

本发明涉及设置在移动的交通工具上的无线中继站。

背景技术：

在非专利文献1中，公开了组移动性(Group mobility)的概念。组移动性是如下技术：设置在交通工具上的车载站(on-board station)与交通工具内的用户装置进行无线通信，还与交通工具的外面的固定基站进行无线通信，从而对交通工具内的用户装置提供移动通信服务。车载站是无线中继站，对交通工具内的用户装置来说是基站。通过车载站与交通工具一同移动，车载站的小区也移动。即使交通工具移动，交通工具内的用户装置和车载站之间的电波的传播状态始终稳定。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：安田浩人及另外5名、“5G将来无线接入网络中的移动小区的实现法”、RCS2014-3、电子信息通信学会技术研究报告、一般社团法人电子信息通信学会、2014年4月、第114卷、第8号、p.13-18

技术实现要素：

发明要解决的课题

用于组移动性的固定基站设置在交通工具的路径的中途。交通工具内的用户装置除了经由车载站与该固定基站进行通信之外，还能够与其他基站进行通信。在用于组移动性的固定基站的小区的范围外，若与其他基站的传播状态良好，则用户装置与其他基站进行通信。在用于组移动性的固定基站的小区的范围内，若能够进行固定基站和车载站的通信，则用户装置经由车载站与该固定基站进行通信。

但是，即使在用于组移动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间有障碍物(例如，建筑物、架空线、墙壁、电线杆、其他交通工具)时，固定基站和车载站之间的电波的传播也会变差，其结果，经由车载站的用户装置和固定基站的通信质量变差。根据情况，对于交通工具内的用户装置的通信切断。

因此，本发明提供一种即使固定基站和设置在交通工具上的无线中继站之间的电波的传播状态差，也能够提高对于交通工具内的用户装置的通信质量的无线中继站。

用于解决课题的手段

根据本发明，提供一种设置在移动的交通工具上的无线中继站。无线中继站具备：第一无线接收单元，从在所述交通工具的外面固定的至少一个固定基站接收下行链路无线信号；第二无线接收单元，从所述交通工具内的多个用户装置接收上行链路无线信号，且从所述多个用户装置中的至少一部分的多个用户装置接收表示所述固定基站发送的下行链路无线信号的辅助性无线信号；第一无线发送单元，将由在所述第一无线接收单元中接收到的来自所述固定基站的下行链路无线信号所产生的下行链路无线信号发送给所述交通工具内的目的地的用户装置；第二无线发送单元，将由在所述第二无线接收单元中接收到的来自所述多个用户装置的上行链路无线信号所产生的上行链路无线信号发送给所述固定基站；以及信号检测单元，在所述辅助性信号的接收结果内，检测发往所述交通工具内的用户装置的下行链路无线信号。所述第一无线发送单元将在所述信号检测单元中检测到的发往所述交通工具内的用户装置的下行链路无线信号发送给该用户装置。

发明效果

在本发明的设置在交通工具上的无线中继站中，第二无线接收单元从交通工具内的多个用户装置中的至少一部分的多个用户装置接收表示固定基站发送的下行链路无线信号的辅助性无线信号。信号检测单元在辅助性信号的接收结果内，尝试检测发往交通工具内的用户装置的下行链路无线信号，第一无线发送单元将在信号检测单元中检测到的发往交通工具内的用户装置的下行链路无线信号发送给该用户装置。这样，无线中继站能够代替无线中继站的下行链路用的多个接收天线而使用多个用户装置，接收由固定基站发送的下行链路无线信号。因此，即使固定基站和设置在交通工具上的无线中继站之间的电波的传播状态差，第一无线接收单元的来自固定基站的下行链路无线信号的接收质量差，也能够提高对于交通工具内的用户装置的通信质量。

附图说明

图1是表示组移动性的概略的图。

图2是表示用于组移动性的装置的结构的图。

图3是表示组移动性中的课题的图。

图4是表示本发明的实施方式的课题的解决方案的图。

图5是表示本发明的实施方式的无线中继站的图。

图6是表示列车的车厢内的用户装置的配置的图。

图7是表示本发明的实施方式的无线中继站的处理的例的流程图的一部分。

图8是图7的流程图的继续。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的各种实施方式。

组移动性

参照图1以及图2，详细说明组移动性(GM)的概念。如图1所示，铁路车辆、更具体来说列车(交通工具)2沿着预定的路径即轨道4行驶。在轨道4的附近，配备了多个GM固定基站(固定基站)6。在列车2的各车厢的外侧，设置有GM天线集20，GM天线集20能够进行发送接收，从GM固定基站6接收电波，并对GM固定基站6发送电波。

如图2所示，设置在列车2的多个车厢的各个车厢上的GM天线集20连接到设置在列车2的多个车厢中的一个车厢2a上的GM中继站30。此外，在列车2的多个车厢上，设置有用于与各车厢内的用户装置(UE、移动台)8进行无线通信的车内天线集22。车内天线集22连接到GM中继站30。车内天线集22能够进行发送接收，从用户装置8接收电波，并对用户装置8发送电波。

进一步，在车厢2a上，设置有用于与宏小区基站(固定基站)10进行无线通信的天线集24和用于与小型小区基站(固定基站)12进行无线通信的天线集26。天线集24能够进行发送接收，从宏小区基站10接收电波，并对宏小区基站10发送电波。天线集26能够进行发送接收，从小型小区基站12接收电波，并对小型小区基站12发送电波。

GM固定基站6为了GM而被设置，能够进行发送接收，对搭载在列车2上的GM天线集20发送电波，从GM天线集20接收电波。设置在列车2上的GM中继站(车载站、无线中继站)30通过车内天线集22与列车2内的用户装置8进行无线通信，进一步通过GM天线集20与列车2的外面的GM固定基站6进行无线通信，从而能够对列车2内的用户装置8提供移动通信服务。更具体而言，GM天线集20从GM固定基站6接收下行链路无线信号，车内天线集22将由来自GM固定基站6的下行链路无线信号所产生的下行链路无线信号发送给列车2内的目的地的用户装置8。另一方面，车内天线集22接收来自用户装置8的上行链路无线信号，GM天线集20将由来自用户装置8的上行链路无线信号所产生的上行链路无线信号发送给GM固定基站6。

作为下行链路的中继方法，GM中继站30可以使用对从GM固定基站6接收到的下行链路信号进行解码，且进一步以车厢内的下行链路的信号形式来发送下行链路信号的DF(解码和转发(decode-and-forward))中继，也可以使用不改变信号形式的AF(放大和转发(amplified-and-forward))中继。

车厢内的传输方式能够从各种方式中进行选择。例如，能够利用WiFi(注册商标)、MIMO等使用了电波的无线传输、可见光通信。在将可见光使用于下行链路通信的情况下，使用可见光源来代替车内天线集22。

GM中继站30对列车2内的用户装置8来说是基站。通过GM中继站30以及GM天线集20与列车2一同移动，由GM天线集20形成的小区也移动。即使列车2移动，列车2内的用户装置8和GM中继站30之间的电波的传播状态始终稳定。此外，即使列车2移动，除非GM中继站30能够将连接从当前的GM固定基站6切换到其他GM固定基站6，不需要用于列车2内的各个用户装置8的切换或者小区重新选择。由于车内天线集22配置在列车2的车厢的内部，所以没有车厢的壁所导致的电波的透过损耗，因此，列车2内的用户装置8能够与GM中继站30稳定地进行通信。

此外，在GM中继站30上，也可以连接有与列车2的车厢内的信息处理装置(例如，个人计算机)进行连接的电缆28。此时，GM中继站30对信息处理装置和GM固定基站6的通信进行中继。

如图1所示，多个GM固定基站6的小区6a重叠，但小区6a也可以不重叠。换言之，GM固定基站6的间隔也可以较远。

GM固定基站6、宏小区基站10以及小型小区基站12是一个通信运营商的网络的一部分。列车2内的用户装置8除了经由GM中继站30与GM固定基站6进行通信之外，还能够与宏小区基站10以及小型小区基站12进行通信。在列车2位于GM固定基站6的小区6a的范围外时，若与其他基站的传播状态良好，则用户装置8与其他基站进行通信。在列车2位于GM固定基站6的小区6a的范围内时，由于能够进行GM固定基站6和GM中继站30的通信，所以用户装置8经由GM中继站30与GM固定基站6进行通信。通过设置GM固定基站6，宏小区基站10以及小型小区基站12这样的现有的通信设备的处理的负荷被减轻。

GM中继站30也能够通过天线集24以及天线集26与宏小区基站10以及小型小区基站12进行通信。例如，在GM固定基站6发生了故障时，或者在列车2位于GM固定基站6的小区6a的范围外时，GM中继站30能够代替GM固定基站6而与宏小区基站10或者小型小区基站12进行通信。

宏小区基站10使用低频带(例如，2GHz的频带)，小型小区基站12使用例如3.5GHz的频带，GM固定基站6使用高频带(例如，10GHz以上的频带)。频率越高则传播损耗越增大，所以相对于宏小区基站10的覆盖范围大，GM固定基站6以及小型小区基站12的覆盖范围小。因此，GM中继站30可以为了用户装置8的C平面(控制平面(control plane))的处理而与宏小区基站10连接，为了用户装置8的U平面(用户平面(user plane))的处理而与GM固定基站6或者小型小区基站12连接。在GM中继站30不能与GM固定基站6或者小型小区基站12进行通信时，GM中继站30可以为了用户装置8的C平面的处理而与宏小区基站10连接。列车2内的用户装置8也可以为了用户装置8的C平面的处理而与宏小区基站10连接，为了用户装置8的U平面的处理而与GM中继站30连接。

作为从宏小区基站10或者小型小区基站12发送的下行链路信号的中继方法，GM中继站30可以使用对从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路信号进行解码，且进一步以车厢内的下行链路的信号形式来发送下行链路信号的DF中继，也可以使用不改变信号形式的AF中继。

为了补偿高频带中的传播损耗，延长来自GM固定基站6以及GM天线集20的电波的到达距离，在GM固定基站6和GM天线集20之间的下行链路以及上行链路的通信中优选利用大规模MIMO。大规模MIMO是由多个发送天线元件发送电波的技术，通过进行预编码(precoding)，能够控制电波的波束的指向性以及形状。通过将波束的形状设为尖锐，能够延长电波的到达距离。此外，通过GM固定基站6和GM中继站30的协调，波束的发送源能够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的小区6a的范围内，即使列车2移动，GM固定基站6也能够向搭载在各车厢上的GM天线集20发射波束，GM天线集20也能够向GM固定基站6发射波束。此外，通过利用MIMO的多个流发送以及高频带中的宽的带宽(例如，200MHz以上)，实现快速的数据通信。

GM固定基站6例如具有1024个发送接收天线元件。GM固定基站6的天线元件数目和列车2的天线元件数目可以不同，但优选相同。因此，列车2在全部车厢中具有1024个发送接收天线元件。例如，在列车2具有16个车厢的情况下，优选各车厢的GM天线集20具有64个发送接收天线元件。这样，通过将发送接收天线元件分散在多个车厢中，能够提高空间分集效果。但是，也可以在列车2中设置一个GM天线集20，削减费用。此时，GM天线集20优选具有1024个发送接收天线元件。

在列车2中，设置有用于与宏小区基站10进行通信的一个天线集24以及用于与小型小区基站12进行通信的一个天线集26。但是，为了提高空间分集效果，也可以将多个天线集24以及多个天线集26设置在列车2上。

参照图3，说明GM的课题。如图3所示，即使在GM固定基站6的附近有列车2，在GM固定基站6和列车2的车厢之间有障碍物29(例如，建筑物、架空线、墙壁、电线杆、其他交通工具)时，GM固定基站6和该车厢的GM天线集20之间的电波的传播也会变差，其结果，经由GM中继站30的用户装置8和GM固定基站6的通信质量变差。根据情况，对于车厢内的用户装置8的通信切断。设想通常在小区6a中没有配置大的建筑物，使得要是列车2进入小区6a的话，GM固定基站6对GM天线集20进行视线通信(line-of-sight communication)。但是，列车2有时与其他列车进行错车。

实施方式

因此，本发明的实施方式在即使是GM固定基站6和设置在交通工具上的GM中继站30之间的电波的传播状态差时，也能够提高对于交通工具内的用户装置8的通信质量。图4表示本发明的实施方式的GM的课题的解决方案的概略。GM的基本的系统结构与图1以及图2所示的结构相同。在图4中，为了表示已经说明的结构元素，使用了相同的标号，不详细说明实施方式的GM中继站30以外的这些结构元素。与图2不同，在图4中没有示出电缆28，但也可以对实施方式的GM中继站30连接电缆28。

在实施方式的GM中继站30中，车内天线集22从列车2内的多个用户装置8中的至少一部分的多个用户装置8接收表示GM固定基站6(或者，宏小区基站10或者小型小区基站12)发送的下行链路无线信号的辅助性无线信号。即，如箭头B所示，列车2内的多个用户装置8将从任一个固定基站接收到的下行链路无线信号转发给GM中继站30。

GM中继站30在辅助性信号的综合接收结果内，尝试检测发往列车2内的任一个用户装置8的下行链路无线信号，并将检测到的发往交通工具内的用户装置8的下行链路无线信号通过车内天线集22如箭头C所示那样发送给该用户装置8。这样，GM中继站30能够使用多个用户装置8来代替GM中继站30的下行链路用的多个接收天线，接收GM固定基站6(或者宏小区基站10或者小型小区基站12)发送的下行链路无线信号。

在GM固定基站6的附近有列车2且在GM固定基站6和列车2的车厢之间有障碍物29时，虽然GM固定基站6和该车厢的GM天线集20之间的电波的传播变差，但由障碍物29所引起的散射波如箭头A所示那样到达列车2内的用户装置8。在GM固定基站6的附近有列车2的情况下，一般，在GM天线集20中接收到的来自GM固定基站6的电波强时，在用户装置8中接收到的来自GM固定基站6的电波弱，在GM天线集20中接收到的来自GM固定基站6的电波弱时，在用户装置8中接收到的来自GM固定基站6的电波强。这就是说，用户装置8越是能够对下行链路无线信号进行解码则在用户装置8中的来自GM固定基站6的散射波的接收质量越不好。但是，由于一般在列车2内多个用户装置8分散，所以从多个用户装置8收集到的辅助性信号(箭头B)会对GM中继站30产生空间分集效果。GM中继站30在从多个用户装置8收集到的辅助性信号的综合接收结果内能够检测发往列车2内的任一个用户装置8的下行链路无线信号。

在障碍物29大的情况下，来自GM固定基站6的电波有可能不仅到达不了GM天线集20，还到达不了列车2内的用户装置8。但是，此时，用户装置8也有可能能够从宏小区基站10或者小型小区基站12接收电波。用户装置8可以发送表示从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号的辅助性无线信号。即使来自宏小区基站10或者小型小区基站12的电波弱，用户装置8不能对接收到的下行链路无线信号进行解码，GM中继站30也能够在从多个用户装置8收集到的辅助性信号的综合接收结果内检测发往列车2内的任一个用户装置8的下行链路无线信号。

因此，即使GM固定基站6和设置在车厢2a上的GM中继站30之间的电波的传播状态差，GM天线集20对来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收质量差，GM中继站30也能够提高对于列车2内的用户装置8的通信质量。

本实施方式的GM中继站30关于下行链路通信，能够使用以下的3个模式。

1.在GM模式中，GM中继站30将只由从GM固定基站6接收到的下行链路无线信号所产生的下行链路无线信号发送给目的地的用户装置8。GM中继站30不请求用户装置8发送辅助性信号，不使用辅助性信号的综合接收结果。

2.在终端收集模式中，GM中继站30请求用户装置8发送辅助性信号，只使用来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，若检测到发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，则将该下行链路无线信号发送给该用户装置8。GM中继站30即使能够从GM固定基站6接收下行链路无线信号，也不使用所接收到的下行链路无线信号。优选地，用户装置8同步地发送辅助性信号，GM中继站30接收辅助性信号的合成波。来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果是这些辅助性信号的合成波在GM中继站30中的分析结果。

3.在复合接收模式中，GM中继站30请求用户装置8发送辅助性信号，使用来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果和来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，若检测到发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，则将该下行链路无线信号发送给该用户装置8。优选地，用户装置8同步地发送辅助性信号，GM中继站30接收辅助性信号的合成波，将来自GM固定基站6的下行链路无线信号以与辅助性信号的合成波同步的形式进行分析，并尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。

在复合接收模式中，GM中继站30使用来自GM固定基站6的电波和来自用户装置8的电波。由于除了一般在列车2内多个用户装置8分散之外，用户装置8远离GM天线集20，所以能够得到空间分集效果。

若被请求发送辅助性信号，则用户装置8不对从任一个固定无线基站接收到的下行链路无线信号进行解码，而是以在车厢内使用的上行链路无线信号的形式，作为辅助性信号来发送。但是，优选地，辅助性信号具有与通常的上行链路无线信号区分的形式。

如图5所示，GM中继站30具有GM通信单元32、宏小区通信单元34、小型小区通信单元36、交通工具内通信单元38、通信控制单元40、质量测量单元48以及质量测量单元50。GM通信单元32是用于使用GM天线集20与GM固定基站6进行通信的通信接口。宏小区通信单元34是用于使用天线集24与宏小区基站10进行通信的通信接口。小型小区通信单元36是用于使用天线集26与小型小区基站12进行通信的通信接口。交通工具内通信单元38是用于使用车内天线集22与列车2内的用户装置8进行通信的通信接口。

GM通信单元32、宏小区通信单元34以及小型小区通信单元36分别作为从对应的固定基站接收下行链路无线信号的第一无线接收单元来发挥作用。交通工具内通信单元38作为从列车2内的多个用户装置8接收上行链路无线信号的第二无线接收单元来发挥作用。

此外，交通工具内通信单元38作为将由在第一无线接收单元中接收到的来自固定基站的下行链路无线信号所产生的下行链路无线信号发送给列车2内的目的地的用户装置8的第一无线发送单元来发挥作用。GM通信单元32、宏小区通信单元34以及小型小区通信单元36作为将由在第二无线接收单元中接收到的来自多个用户装置8的上行链路无线信号所产生的上行链路无线信号发送给固定基站的第二无线发送单元来发挥作用。

此外，交通工具内通信单元38从列车2内的多个用户装置8中的、根据GM中继站30的请求而发送辅助性信号的至少一部分多个用户装置8，接收表示固定基站(GM固定基站6、宏小区基站10或者小型小区基站12)发送的下行链路无线信号的辅助性无线信号。

质量测量单元(第一质量测量单元)48对在GM通信单元32中接收到的来自GM固定基站6的电波的质量进行测量。作为“质量”，也可以是参考信号接收功率(Reference Signal Received Power、RSRP)、参考信号接收质量(Reference Signal Received Quality、RSRQ)、或者其他质量的指示符。

通信控制单元40是CPU(中央处理单元(Central Processing Unit))，具有信号检测单元42、模式控制单元44以及用户装置决定单元46。信号检测单元42、模式控制单元44以及用户装置决定单元46是通过通信控制单元40执行在未图示的存储单元中存储的计算机程序，且根据该计算机程序发挥作用而被实现的功能块。

信号检测单元42使用从用户装置8接收到的辅助性信号的综合接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。在复合接收模式中，信号检测单元42使用来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果和来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。交通工具内通信单元38将在信号检测单元42中检测到的发往交通工具内的用户装置8的下行链路无线信号发送给该用户装置8。

在使用综合接收结果的发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号的检测中，能够利用例如连续干扰消除法(successive interference cancellation(SIC))、最大似然检测法(maximum likelihood detection(MLD))等。

基于在质量测量单元48中所测量的来自GM固定基站6的电波的质量，模式控制单元44决定GM中继站30以上述的GM模式、终端收集模式以及复合接收模式中的哪个模式来动作。若模式控制单元44决定终端收集模式或者复合接收模式，则用户装置决定单元46决定在列车2内的多个用户装置8中应发送辅助性信号的多个用户装置8，并通过交通工具内通信单元38发送用于请求所决定的用户装置8发送辅助性信号的发送请求信号。

质量测量单元(第二质量测量单元)50对在交通工具内通信单元38中接收到的来自用户装置8的辅助性信号的电波的质量进行测量。作为“质量”，可以是参考信号接收功率、参考信号接收质量、误比特率、误块率或者其他质量的指示符。在辅助性信号的电波的质量低于阈值的情况下，用户装置决定单元46将不同于过去决定的用户装置8的用户装置8、或者包含过去决定的用户装置8在内的其他用户装置8决定为应发送辅助性信号的用户装置8，并通过交通工具内通信单元38发送用于请求所决定的用户装置8发送辅助性信号的发送请求信号。

说明用户装置决定单元46决定应发送辅助性信号的用户装置8的方法。GM中继站30的通信控制单元40识别从列车2内的用户装置8发送的信道状态信息(CSI)以及用户装置8的识别符，识别存在于列车2内且处于能够与GM中继站30进行通信的状态且具有发送辅助性信号的功能的用户装置8、即GM中继站30应收集辅助性信号的用户装置8。GM中继站30应收集辅助性信号的用户装置8的条件如下所述。

1)用户装置8存在于列车2内；

2)用户装置8是电源接通且通信模式；

3)GM中继站30中来自用户装置8的接收质量充分高；

4)在只有特定的用户装置8具有与GM中继站30进行通信的功能的情况下，用户装置8具有与GM中继站30进行通信的功能；

5)在只有特定的用户装置8具有发送辅助性信号的功能的情况下，用户装置8具有发送辅助性信号的功能。

用户装置决定单元46可以将满足这些条件的所有用户装置8决定为应发送辅助性信号的用户装置8。由于辅助性信号的发送会增加用户装置8的处理负担以及功耗，所以用户装置决定单元46可以将满足这些条件的一部分用户装置8选择作为应发送辅助性信号的用户装置8。用户装置决定单元46可以限定应发送辅助性信号的用户装置8的数目的最大限度和最小限度。

在用户装置决定单元46选择一部分用户装置8的情况下，作为该选择的基准，例如考虑以下。

1)用户装置决定单元46可以随机地选择应发送辅助性信号的用户装置8。

2)用户装置决定单元46可以根据各车厢内的用户装置8的位置，选择应发送辅助性信号的用户装置8。例如，可以选择图6所示的车厢内的列车行驶方向右侧的用户装置8R，也可以选择左侧的用户装置8L。用户装置8的位置是车厢内的右还是左例如根据来自用户装置8的上行链路无线信号的强度或者CQI来判断。若车厢内的车内天线集22位于车厢的右侧，则来自右侧的用户装置8R的上行链路无线信号比来自左侧的用户装置8L的上行链路无线信号更强，右侧的用户装置8R报告的CQI比左侧的用户装置8L报告的CQI更好。此外，通过用户装置8将来自列车2的附近的宏小区基站10或者小型小区基站12的下行链路无线信号的强度通知给GM中继站30，用户装置决定单元46还能够判断车厢内的用户装置8的位置。若宏小区基站10或者小型小区基站12位于列车2的右侧，则右侧的用户装置8R从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号比左侧的用户装置8L从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号更强。

3)用户装置决定单元46可以选择CQI好(高于某阈值)的用户装置8。

4)用户装置决定单元46可以选择从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号强(高于某阈值)的用户装置8。

也可以将上述的方法进行组合。

如上所述，在质量测量单元50中所测量的辅助性信号的电波的质量低于阈值的情况下，用户装置决定单元46将不同于过去决定的用户装置8的用户装置8、或者包含过去决定的用户装置8在内的其他用户装置8决定为应发送辅助性信号的用户装置8。

参照由图7以及图8构成的流程图，说明GM中继站30的处理的例。该处理在GM中继站30进入到GM的覆盖范围区域时开始。GM的覆盖范围区域由至少一个GM固定基站6的小区6a构成。若多个小区6a无间隙地连续，则GM的覆盖范围区域由这些多个小区6a构成。GM中继站30是否进入到GM的覆盖范围区域能够根据例如列车的时刻表、来自GM固定基站6的信号的强度、来自GM固定基站6的表示覆盖范围区域的特殊的信号等来判断。

在步骤S1中，模式控制单元44判断在质量测量单元48中所测量的来自GM固定基站6的电波的质量Q是否高于第一阈值Q_TH1。在步骤S1的判断为肯定的情况下，模式控制单元44将信号检测单元42以及交通工具内通信单元38进行控制以成为GM模式。GM模式由步骤S2以及步骤S3构成。在步骤S2中，信号检测单元42判断在GM通信单元32中接收到的来自GM固定基站6的下行链路无线信号中是否有发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。在步骤S2的判断为肯定的情况下，交通工具内通信单元38将由在GM通信单元32中接收到的来自GM固定基站6的下行链路无线信号所产生的下行链路无线信号发送给目的地的用户装置8(步骤S3)。

在GM模式中，GM中继站30不请求用户装置8发送辅助性信号，也不接收辅助性信号。因此，GM中继站30不尝试在辅助性信号的综合接收结果内检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。

在步骤S4中，通信控制单元40判断GM中继站30是否通过了GM的覆盖范围区域。GM中继站30是否通过了GM的覆盖范围区域能够根据例如列车的时刻表、来自GM固定基站6的信号的强度、来自GM固定基站6的表示覆盖范围区域的特殊的信号等来判断。在步骤S4的判断为肯定的情况下，处理结束。在步骤S4的判断为否定的情况下，处理返回到步骤S1。

GM中继站30具有切换从当前的GM固定基站6向其他的GM固定基站6的连接的功能，虽然在图7以及图8中未图示，但这样的连接的切换所需的步骤由通信控制单元40执行。若GM的覆盖范围区域由多个小区6a构成，则GM中继站30执行从当前的GM固定基站6向其他的GM固定基站6的连接。

在步骤S1的判断为否定的情况下，处理进入步骤S6。在步骤S6中，模式控制单元44判断在质量测量单元48中所测量的来自GM固定基站6的电波的质量Q是否高于第二阈值Q_TH2。第二阈值Q_TH2低于第一阈值Q_TH1。在步骤S6的判断为否定的情况下，模式控制单元44将信号检测单元42以及交通工具内通信单元38进行控制以成为终端收集模式。终端收集模式由步骤S7～步骤S15构成。

在步骤S7中，通信控制单元40判断收集辅助性信号的用户装置8的决定次数m是否高于阈值m_TH。在步骤S7的判断为否定的情况下，处理进入步骤S8，将m加1。m的初始值为零。

在步骤S9中，用户装置决定单元46根据决定次数m，决定收集辅助性信号的用户装置8的选择基准。例如，用户装置决定单元46也可以如下决定：若决定次数m为1，则将用户装置8位于车厢的右侧作为选择基准，若决定次数m为2，则将用户装置8位于车厢的左侧作为选择基准，若决定次数m为3，则选择所有用户装置8。或者，用户装置决定单元46也可以如下决定：若决定次数m为1，则将用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号比阈值S_TH1更强作为选择基准，若决定次数m为2，则将用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号比阈值S_TH2更强作为选择基准(S_TH2＜S_TH1)，若决定次数m为3，则将用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号比阈值S_TH3更高作为选择基准(S_TH3＜S_TH2)，缓慢地增加用户装置8。

在步骤S10中，用户装置决定单元46判断是否有符合选择基准的用户装置8。更具体而言，判断符合选择基准的用户装置8的数目是否为最小限度(例如，2)以上。在步骤S10的判断为否定的情况下，处理返回到步骤S7。在步骤S10的判断为肯定的情况下，处理进入步骤S11，用户装置决定单元46通过交通工具内通信单元38发送用于请求符合选择基准的用户装置8发送辅助性信号的发送请求信号。在符合选择基准的用户装置8的数目比最大限度更多的情况下，用户装置决定单元46可以对最大限度为止的数目的用户装置8发送发送请求信号。

在步骤S12中，通信控制单元40从发送请求信号的目的地的用户装置8接收辅助性信号。在步骤S13中，通信控制单元40判断在质量测量单元50中所测量的辅助性信号的电波的质量是否高于第三阈值Q_TH3。在步骤S13的判断为否定的情况下，处理返回到步骤S7。

在步骤S13的判断为肯定的情况下，信号检测单元42仅使用来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。在步骤S14中，信号检测单元42判断在辅助性信号的综合接收结果内是否有发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。在步骤S14的判断为肯定的情况下，交通工具内通信单元38将由辅助性信号的综合接收结果所产生的下行链路无线信号发送给目的地的用户装置8(步骤S15)。

在终端收集模式中，即使GM天线集20能够从GM固定基站6接收下行链路无线信号，信号检测单元42也不使用接收到的下行链路无线信号。终端收集模式在来自GM固定基站6的电波的质量Q低于比第一阈值Q_TH1更低的第二阈值Q_TH2的情况下也就是说在极其差的情况下被调用。此时，来自GM固定基站6的电波有可能不仅到达不了GM天线集20，还到达不了列车2内的用户装置8。因此，认为在终端接收模式中，用户装置8发送的辅助性信号在大多数情况下表示用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号。因此，在步骤S9中，优选将用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号的强度作为用于收集辅助性信号的用户装置8的选择基准。

在步骤S6的判断为肯定的情况下，模式控制单元44将信号检测单元42以及交通工具内通信单元38进行控制以成为复合接收模式。复合接收模式由步骤S17～步骤S25构成。

在步骤S17中，通信控制单元40判断收集辅助性信号的用户装置8的决定次数m是否高于阈值m_TH。在步骤S17的判断为否定的情况下，处理进入步骤S18，将m加1。m的初始值为零。

在步骤S19中，用户装置决定单元46根据决定次数m，决定收集辅助性信号的用户装置8的选择基准。例如，用户装置决定单元46也可以如下决定：若决定次数m为1，则将用户装置8位于车厢的右侧作为选择基准，若决定次数m为2，则将用户装置8位于车厢的左侧作为选择基准，若决定次数m为3，则选择所有用户装置8。或者，用户装置决定单元46也可以如下决定：若决定次数m为1，则将用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号比阈值S_TH1更强作为选择基准，若决定次数m为2，则将用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号比阈值S_TH2更强作为选择基准(S_TH2＜S_TH1)，若决定次数m为3，则将用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号比阈值S_TH3更高作为选择基准(S_TH3＜S_TH2)，缓慢地增加用户装置8。

在步骤S20中，用户装置决定单元46判断是否有符合选择基准的用户装置8。更具体而言，判断符合选择基准的用户装置8的数目是否为最小限度(例如，2)以上。在步骤S20的判断为否定的情况下，处理返回到步骤S17。在步骤S20的判断为肯定的情况下，处理进入步骤S21，用户装置决定单元46通过交通工具内通信单元38发送用于请求符合选择基准的用户装置8发送辅助性信号的发送请求信号。在符合选择基准的用户装置8的数目比最大限度更多的情况下，用户装置决定单元46可以对最大限度为止的数目的用户装置8发送发送请求信号。

在步骤S22中，通信控制单元40从发送请求信号的目的地的用户装置8接收辅助性信号。在步骤S23中，通信控制单元40判断在质量测量单元50中所测量的辅助性信号的电波的质量是否高于第三阈值Q_TH3。在步骤S23的判断为否定的情况下，处理返回到步骤S17。

在步骤S23的判断为肯定的情况下，信号检测单元42使用来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收结果和来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。在步骤S24中，信号检测单元42判断在来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收结果和辅助性信号的综合接收结果内是否有发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号。在步骤S24的判断为肯定的情况下，交通工具内通信单元38将由来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收结果和辅助性信号的综合接收结果所产生的下行链路无线信号发送给目的地的用户装置8(步骤S25)。

认为在复合接收模式中，用户装置8发送的辅助性信号有时表示用户装置8从宏小区基站10或者小型小区基站12接收到的下行链路无线信号，也有时表示用户装置8从宏小区基站10接收到的下行链路无线信号。

如以上所述，在本实施方式中，在来自GM固定基站6的电波的质量Q高于第一阈值Q_TH1的情况下(良好的情况下)，使用GM模式，GM中继站30不使用来自用户装置8的辅助性信号，交通工具内通信单元38将由来自GM固定基站6的下行链路无线信号所产生的下行链路无线信号发送给目的地的用户装置8。另一方面，在来自GM固定基站6的电波的质量Q低于第一阈值Q_TH1的情况下，尝试检测来自用户装置8的辅助性信号的接收结果内的下行链路无线信号，若在信号检测单元42中检测到发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，则交通工具内通信单元38将该下行链路无线信号发送给该用户装置8。因此，即使GM固定基站6和设置在车厢2a上的GM中继站30之间的电波的传播状态差，GM天线集20对来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收质量差，GM中继站30也能够提高对于列车2内的用户装置8的通信质量。

此外，在本实施方式中，在来自GM固定基站6的电波的质量Q低于第一阈值Q_TH1且高于比第一阈值Q_TH1更低的第二阈值Q_TH2的情况下，使用复合接收模式，GM中继站30请求用户装置8发送辅助性信号，使用来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果和来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，若检测到发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，则将该下行链路无线信号发送给该用户装置8。通过复合接收模式，发往用户装置8的下行链路无线信号的检测精度提高。在来自GM固定基站6的电波的质量Q低于第二阈值Q_TH2的情况下(非常低的情况下)，使用终端收集模式，GM中继站30请求用户装置8发送辅助性信号，仅使用来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果，尝试检测发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，若检测到发往列车2内的用户装置8的下行链路无线信号，则将该下行链路无线信号发送给该用户装置8。通过终端收集模式，发往用户装置8的下行链路无线信号的检测精度提高。

进一步，在本实施方式中，GM中继站30具备决定在列车2内的多个用户装置8中应发送辅助性信号的多个用户装置8的用户装置决定单元46，并发送用于请求在用户装置决定单元46中所决定的多个用户8发送辅助性信号的发送请求信号。因此，不需要列车2内的所有用户8发送辅助性信号，发送使用户装置8的处理负担以及功耗增加的辅助性信号的用户8被限定。

用户装置决定单元46在复合接收模式以及终端收集模式中，在辅助性信号的电波的质量低于第三阈值Q_TH3的情况下，变更用于收集辅助性信号的选择基准，将过去决定的用户装置8、或者不同于包含过去决定的用户装置8在内的其他用户装置8的用户装置8决定为应发送辅助性信号的用户装置8。因此，能够提高发往用户装置8的下行链路无线信号的检测精度。在选择基准的变更后，也可以发送用于请求列车2内的所有用户8发送辅助性信号的发送请求信号。

变形

在上述的实施方式中，在接收到下行链路无线信号的至少一个用户装置8检测到信号的错误的情况下，用户装置8将重发请求发送给GM中继站30。若从至少一个用户装置8接收到重发请求，则GM中继站30的模式控制单元44为了HARQ(混合自动重发请求(hybrid automatic repeat request))，首先调用GM模式，检查在GM中继站30中是否蓄积了发往发送了重发请求的用户装置8的下行链路无线信号，所述重发请求由从GM固定基站6接收到的过去的下行链路无线信号所产生，在蓄积了该下行链路无线信号时，由交通工具内通信单元38将该下行链路无线信号发送给用户装置8。

因GM固定基站6和GM中继站30之间的传播状态差，所以在GM中继站30中没有蓄积发往该用户装置8的下行链路无线信号的情况下，模式控制单元44调用终端收集模式或者复合接收模式，请求用户装置8发送表示过去的下行链路无线信号的辅助性信号。模式控制单元44使用来自用户装置8的辅助性信号的综合接收结果(或者，辅助性信号的综合接收结果和来自GM固定基站6的下行链路无线信号的接收结果)，尝试检测发往发送了重发请求的用户装置8的过去的下行链路无线信号，若检测到发往该用户装置8的过去的下行链路无线信号，则将该下行链路无线信号发送给该用户装置8。若即使那样也没有检测到发往该用户装置8的过去的下行链路无线信号，则通信控制单元40请求GM固定基站6重发。

该变形也可以与根据来自GM固定基站6的电波的质量Q而决定模式的上述的实施方式无关地执行。

在上述的实施方式中，交通工具是铁道列车，但本发明还能够应用于一节车厢的铁道车辆(单一的车厢)、公共汽车、船、飞机等其他交通工具。

在GM中继站30中，CPU执行的各功能也可以代替CPU而由硬件来执行，例如，可以由FPGA(现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array))、DSP(数字信号处理器(Digital Signal Processor))等可编程逻辑器件来执行。

标号说明

2列车(交通工具)、4轨道、6 GM固定基站(固定基站)、8用户装置、10宏小区基站(固定基站)、12小型小区基站(固定基站)、20 GM天线集、22车内天线集、24天线集、26天线集、28电缆、29障碍物、30 GM中继站、32 GM通信单元(第一无线接收单元)、34宏小区通信单元(第一无线接收单元)、36小型小区通信单元(第一无线接收单元、第二无线发送单元)、38交通工具内通信单元(第二无线接收单元、第一无线发送单元)、40通信控制单元、42信号检测单元、44模式控制单元、46用户装置决定单元、48质量测量单元(第一质量测量单元)、50质量测量单元(第二质量测量单元)。