(57)【要約】時分割複信（ＴＤＤ）無線プロトコルを用いて中継するための代表的な方法（５００）と中継器（１１０、２１０、３００）について説明する。信号はダウンリンクおよびアップリンクを用いて第１の局から第２の局へ送信される。信号はアップリンクまたはダウンリンク上で検出器（３０９、３１０、８５５、８５６）により検出されるかもしれない。中継器は観測期間中に測定された、検出された信号に関連する時間区間に同期するかもしれない。信号がアップリンク上で検出される場合、信号は第２の局から第１の局へ再送信されるかもしれない。また信号がダウンリンク上で検出される場合、信号は第１の局から第２の局へ再送信されるかもしれない。ダウンリンクに関連する利得値はアップリンクに関連する利得値を確定するために用いられるかもしれない。【選択図】      図１
2009532945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割複信（ＴＤＤ）プロトコルに従って構成された中継器を用いて第１の局から第２の局へ送信される信号を中継するための方法であって、第１の局はダウンリンクで第２の局へ通信し、第２の局はアップリンクで第１の局へ通信し、前記方法が、
アップリンクおよびダウンリンクの１つで信号の存在を検出することと、
検出された信号に関連する１つ以上の時間区間であって、１つ以上の測定された時間区間を形成するために観測期間中に測定される時間区間に、中継器を同期させることと、
信号がアップリンクで検出される場合、第２の局からの信号を第１の局へ再送信することと、
信号がダウンリンクで検出される場合、第１の局からの信号を第２の局へ再送信することとを特徴とし、
ダウンリンクに関連する第１の利得値がアップリンクに関連する第２の利得値を確定するために用いられる方法。
【請求項２】
信号の存在を検出することが、電力検出器を用いて検出することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
信号の存在を検出することが、相関器を用いて検出することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
信号の存在を検出することが、整合フィルタを用いて検出することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
同期させることが、
１つ以上の測定値を形成するために、１つ以上の測定された時間区間中の信号のサンプルに関連する受信信号強度表示器（ＲＳＳＩ）の値および相関値の１つを測定することと、
１つ以上の信号処理ビンを観測期間の終了の後統計的手順を用いて処理することによって、１つ以上の測定された時間区間が確定されるように、１つ以上の測定された時間区間に関連する１つ以上の測定された値のもので１つ以上の信号処理ビンを埋めることとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
統計的手順が電力包絡線スライディング相関関数を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
検出することが、アップリンク区間とダウンリンク区間の間の１つ以上のギャップを窓関数を用いて検出することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ＴＤＤプロトコルがＩＥＥＥ８０２．１６プロトコルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ＴＤＤプロトコルがＩＥＥＥ８０２．２０プロトコルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ＴＤＤプロトコルがＩＥＥＥ８０２．１６（ｄ）プロトコルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ＴＤＤプロトコルがＩＥＥＥ８０２．１６（ｅ）プロトコルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ＴＤＤプロトコルがＩＥＥＥ８０２．１６（ｄ／ｅ）プロトコルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ＴＤＤプロトコルが簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ）プロトコルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ＴＤＤプロトコルが時分割同期符号分割多元接続（ＴＤＳ-ＣＤＭＡ）プロトコルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
第１の局が基地局を含み、かつ第２の局が加入者端末を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
第１の利得値が、ダウンリンクに対する第１の自動利得制御（ＡＧＣ）レベルを含み、かつ第２の利得値が、アップリンクに対する電力制御値を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
アップリンクおよびダウンリンクの間の分離度を測定すること並びに分離度の表示を提供することをさらに特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
中継器が、第１のユニットおよび第２のユニットに分割され、方法が第１のユニットと第２のユニットの間を通信リンクで通信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
第１の局から第２の局へ送信される信号を中継する中継器であって、中継器は時分割複信（ＴＤＤ）プロトコルに従って構成され、第１の局はダウンリンクで第２の局へ通信し、第２の局はアップリンクで第１の局へ通信し、前記中継器が、
アンテナと、
アンテナに接続された検出器であって、アップリンクおよびダウンリンクの１つに関連する区間内で信号の存在を検出するように構成された検出器と、
アンテナおよび検出器に接続されたプロセッサであって、
検出された信号に関連する観測期間中に、１つ以上の測定された時間区間を形成するために観測期間中に測定される、１つ以上の時間区間を測定するように、
第１の１つ以上の測定された時間区間が１つ以上のアップリンク区間に対応し、かつ第２の１つ以上の測定された時間区間が１つ以上のダウンリンク区間に対応するようにするために、中継器を１つ以上の時間区間に同期させるように構成されたプロセッサと、を特徴とする中継器。
【請求項２０】
アンテナおよびプロセッサに接続された送信機であって、
プロセッサが、利得制御器を含み、プロセッサは、
信号を前記送信機を用いて第１の局から第２の局へ１つ以上のダウンリンク区間の１つで再送信するようにさらに構成され、前記利得制御器は信号がダウンリンクで検出される場合、再送信する信号の第１の利得値を制御し、かつ、
信号を前記送信機を用いて第２の局から第１の局へ１つ以上のアップリンク区間の１つで再送信するようにさらに構成され、前記利得制御器は信号がアップリンクで検出される場合、第２の利得値を制御し、
第１の利得値が、第２の利得値を確定するために用いられる、送信機を特徴とする請求項１９に記載の中継器。
【請求項２１】
検出器が電力検出器を含む請求項１９に記載の中継器。
【請求項２２】
検出器が相関器を含む請求項１９に記載の中継器。
【請求項２３】
検出器が整合フィルタを含む請求項１９に記載の中継器。
【請求項２４】
プロセッサが、信号プロセッサをさらに含み、およびプロセッサが、中継器の同期において、
測定値を形成するために、サンプリング区間における信号に関連する受信信号強度表示器（ＲＳＳＩ）の値および相関値の１つを測定するように、かつ
１つ以上の信号処理ビンを観測期間終了の後統計的手順を用いて処理することによって、１つ以上のタイミング区間が確定されるように、１つ以上の測定された時間区間に関連する値で１つ以上の信号処理ビンを埋めることのために、さらに構成された、請求項１９に記載の中継器。
【請求項２５】
統計的処理が電力包絡線スライディング相関関数を含む、請求項２４に記載の中継器。
【請求項２６】
検出器およびプロセッサが、アップリンク区間とダウンリンク区間の間の１つ以上のギャップを窓関数を用いて検出するように構成された請求項１９に記載の中継器。
【請求項２７】
ＴＤＤプロトコルが、ＩＥＥＥ８０２．１６プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．２０プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１６（ｄ）プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１６（ｅ）プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１６（ｄ／ｅ）プロトコル、簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ）プロトコル、および時分割同期符号分割多元接続（ＴＤＳ-ＣＤＭＡ）プロトコルの１つを含む、請求項１９に記載の中継器。
【請求項２８】
第１の利得値が、ダウンリンクに対する第１の自動利得制御（ＡＧＣ）レベルを含み、かつ第２の利得値が、アップリンクに対する電力制御値を含む請求項２０に記載の中継器。
【請求項２９】
プロセッサが、
アップリンクとダウンリンクの間の分離度を測定するように、および
分離度の表示を提供するように、さらに構成された請求項１９に記載の中継器。
【請求項３０】
第１の局から第２の局へ送信される信号を中継する中継器であって、中継器は時分割複信（ＴＤＤ）プロトコルに従って構成され、第１の局はダウンリンクで第２の局へ通信し、第２の局はアップリンクで第１の局へ通信し、
前記中継器が、
ドナー側アンテナと、
ドナー側アンテナに接続された第１の検出器であって、ダウンリンクに関連する区間内の信号の存在を検出するように構成された第１の検出器と、
第１の送信機と、
ドナー側アンテナ、第１の検出器および第１の送信機に接続された第１のプロセッサであって、
検出された信号に関連する観測期間中に、第１の測定された時間区間を形成するために第１の観測期間中に測定される、第１の１つ以上の時間区間を測定するように、および
第１の１つ以上の第１の測定された時間区間がダウンリンクに関連する１つ以上のダウンリンク区間に対応するようにするために、中継器を第１の１つ以上の時間区間に同期させるように、構成された第１のプロセッサ、とを含む第１のユニットと、
通信リンクを通じて第１のユニットと接続された第２のユニットであって、
レセプタ側アンテナと、
レセプタ側アンテナに接続された第２の検出器であって、アップリンクに関連する区間内の信号の存在を検出するように構成された第２の検出器と、
第２の送信機と、
レセプタ側アンテナ、第２の検出器および第２の送信機に接続された第２のプロセッサであって、
検出された信号に関連する観測期間中に、第２の測定された時間区間を形成するために第１の観測期間中に測定される第２の１つ以上の時間区間を測定するように、および
第２の１つ以上の第２の測定された時間区間がアップリンクに関連する１つ以上のアップリンク区間に対応するようにするために、中継器を第２の１つ以上の時間区間に同期させるように、構成された第２のプロセッサ、とを含む第２のユニット、とを特徴とする中継器。
【請求項３１】
第１のユニットが、
１つ以上のダウンリンク区間の１つにおいて通信リンクで第１の局からの信号を第２のユニットへ転送するようにさらに構成され、信号がダウンリンクで検出される場合、信号の再送信に関連する第１の利得値は第２のユニットによって設定され、
第２のユニットが、
第１の利得値で１つ以上のダウンリンク区間の１つにおいて第２の局へ信号を再送信するようにさらに構成された、請求項３０に記載の中継器。
【請求項３２】
第２のユニットが、
１つ以上のアップリンク区間の１つにおいて通信リンクで第２の局からの信号を第１のユニットへ転送するようにさらに構成され、信号がアップリンクで検出される場合、信号の再送信に関連する第２の利得値は第１のユニットによって設定され、および、
第１のユニットが、
第２の利得値で１つ以上のアップリンク区間の１つにおいて第１の局に信号を再送信するようにさらに構成された、請求項３０に記載の中継器。
【請求項３３】
ＴＤＤプロトコルが、ＩＥＥＥ８０２．１６プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．２０プロトコル、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（ｄ）プロトコル、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（ｅ）プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１６（ｄ／ｅ）プロトコル、簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ）プロトコル、および時分割同期符号分割多元接続（ＴＤＳ-ＣＤＭＡ）プロトコルの１つを含む、請求項３０に記載の中継器。
【請求項３４】
第１の利得値がダウンリンクに対する第１の自動利得制御（ＡＧＣ）レベルを含み、かつ第２の利得値がアップリンクに対する電力制御値を含む請求項３１に記載の中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に無線ネットワークに関する。特に、本発明は時分割複信（ＴＤＤ）中継器並びに周波数非変換中継器におけるタイムスロット検出および自動利得制御（ＡＧＣ）、同期、分離、および動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常ＷＬＡＮと呼ばれる無線ローカルエリアネットワーク、またはＷＭＡＮとして知られる無線メトロポリタンエリアネットワークに対する最近のいくつかのプロトコルおよび／または仕様は、「ＷｉＦｉ」、「ＷｉＭＡＸ」、モバイルＷｉＭＡＸ、時分割同期符号分割多重接続（ＴＤＳ-ＣＤＭＡ）、および広帯域無線接続または「ＷｉＢｒｏ」システム等の名前で知られる８０２．１１、８０２．１６ｄ／ｅおよび関連するプロトコルを含み、一般的になってきている。例えばＷｉＢｒｏのようなこれらのプロトコルの多くは、ＷＭＡＮまたはセルラに類似のインフラストラクチャにネットワーク接続を提供するための低価格代替手段として発展途上国において人気を得ている。
【０００３】
上記の標準無線プロトコルを用いる製品の仕様は、一般的にあるデータレートおよびカバレッジ範囲を指示するが、これらの性能レベルは、多くの場合実現が困難である。実際の性能レベルと仕様の性能レベルの間の特性不足には、ＲＦ信号の伝搬経路の減衰を含む多くの原因があるかもしれない。このＲＦ信号は８０２．１６ｄ／ｅに関しては、８０２．１６が６６ＧＨｚまでの送信周波数をサポートできるにも拘わらず、２．３から２．４ＧＨｚの認可帯域内の１０ＭＨｚのチャネルに関係づけられている。世界市場に広く受け入れられていることに一部起因して、上で述べたように時分割複信（ＴＤＤ）プロトコルを用いて動作するＷｉＢｒｏのようなシステムが特に関心を持たれる。
【０００４】
無線ネットワークのサポートが必要なビルのような建造物は、障害となる壁の配置等を含む間取りを有するかもしれないし、ＲＦ信号を減衰させるかもしれない材料を用いた構造物を有するかもしれない。このことから問題が生ずる。さらに、上記標準無線プロトコルを用いて動作する機器のデータレートは信号強度に大きく依存する。カバレッジエリア内での距離が増加するに従い、無線システムの性能は通常劣化する。最後に、プロトコル自体の構造が、動作範囲に影響するかもしれない。
【０００５】
無線システムの範囲拡大およびビル内の浸透の増加のために無線業界において中継器が一般的に用いられる。しかし、問題および複雑さは、任意の与えられた機器におけるシステム受信機および送信機が、例えばＴＤＤシステムにおいて、割り当てられたタイムスロット内で動作するかもしれない、ということから生ずる。そのようなシステムにおいて中継器動作の場合のような複数の送信機が同時に動作する場合に、問題が起こるかもしれない。いくつかのＴＤＤプロトコルは規定された受信および送信期間を定め、従って衝突に対して耐性がある。
【０００６】
ＴＤＤシステムにおいて、受信および送信チャンネルは、周波数よりむしろ時間によって分離されており、さらに、８０２．１６（ｅ）システムのようないくつかのＴＤＤシステムは、特定のアップリンク／ダウンリンク送信のために指定された時間を使用する。８０２．１１のような他のＴＤＤプロトコルは構造化された指定のタイムスロットを用いない。ＴＤＤシステムで動作することを意図される全二重中継器のための受信機及び送信機は、物理的分離、アンテナパターン、周波数変換、または偏波分離を含む多数の手段によって分離されるかもしれない。周波数変換を用いる分離の一例は、米国仮出願番号60/414,888に基づく国際特許出願番号PCT/US03/28558名称“WIRELESS LOCAL AREA NETWORK WITH REPEATER FOR ENHANCING NETWORK COVERAGE”（ネットワークカバレッジを拡大するための中継器を備えた無線ローカルエリアネットワーク）代理人整理番号WF02-05/27-003-PCTで得られる。しかし、頑健性のある動作を確実にするために、周波数非変換中継器は、有効に動作するために、信号の存在の高速な検出と、送信信号を１タイムスロットで効果的に中継するために、中継器が動作しているＴＤＤシステムに関連するメディアアクセス制御および全体のプロトコルと協調して動作すること、とが可能でなければならないということに注意すべきである。
【０００７】
ＴＤＤプロトコルおよび利得制御の下で行われる送信と中継器の同期が、さらに重要である。過度の利得制御が利用される場合、変調が除去され、歪または信号損失が起こるかもしれない。自動利得制御に関する詳細に関しては、米国仮出願番号60/418,288に基づく国際特許出願番号PCT/US03/29130名称「WIRELESS LOCAL AREA NETWORK REPEATER WITH AUTOMATIC GAIN CONTROL FOR EXTENDING NETWORK COVERAGE」（ネットワークカバレッジを拡大するための自動利得制御を備えた無線ローカルエリアネットワーク中継器）代理人整理番号ＷＦ０２−０４／２７−００８−ＰＣＴを参照することができる。さらに、特定の利得制御方法は、加入者リンクへの基地局のシステムレベルの性能に悪影響を与えてはならないし、また、多くの加入者がシステム内で同時に動作している間、ネットワーク性能に悪影響を与えてはならない。
【０００８】
８０２．１６（ｅ）に従うＴＤＤシステムは、当業者によく知られているように、ある帯域幅および複数のトラヒックタイムスロットを有する指定されたチャネルに、アップリンク用に指定された副搬送波およびダウンリンク用に指定された副搬送波を有する。ここでタイムスロットの各々は特定の帯域幅内の副搬送波上で１つ以上の加入者局に割り当てられるかもしれない。ＴＤＤシステムの中で確立された各接続において、８０２．１６規格およびプロトコルの下での動作は、よく知られているように、すべてのタイムスロットに対して既知の周波数チャンネルを用いる。ＷｉＢｒｏは８０２．１６（ｅ）の１つのそのようなプロファイルであり、これに添えて提出された付属書に記載されている。
【発明の開示】
【発明の概要】
【０００９】
従って、種々の代表的および代替的代表的実施例において、本発明はＷＬＡＮ環境、さらに広く言えばＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＰＨＳ、およびＴＤＳ−ＣＤＭＡを含む任意の時分割複信システムのような無線環境において、スケジューリングされたアップリンク及びダウンリンクタイムスロット、または例えば８０２．１１ベースのシステムに用いられるスケジューリングされないランダムアクセスを用いてシステム内で実行されるかもしれない動的な周波数検出方法および中継方法によってカバレッジエリアを拡大する。さらに、代表的中継器は、アップリンクおよびダウンリンクの中継方向が観測期間によりまたは放送システム情報を受信することにより決定できる、８０２．１６およびＰＨＳシステムのような同期されたＴＤＤシステムにおいて動作するかもしれない。代表的なＷＬＡＮの周波数非変換中継器は、通常２つ以上の非同期ＷＬＡＮノードまたはスケジューリングベースで通信する複数のノードが、同期方式に従って通信できるようにする。非同期ＷＬＡＮノードは通常非スケジューリング伝送を生成する。一方他のノード、例えば加入者ユニット及び基地局ユニットは同期しておりスケジューリングされた伝送に基づいて通信する。
【００１０】
そのようなユニットは、本発明に従って、制御スロット区間または例えばＰＨＳシステムにおけるような、狭帯域ダウンリンク制御チャンネル上の任意の正規のダウンリンク区間に同期することにより通信し、より広い帯域の搬送波周波数セットを広帯域中継されたダウンリンクへ中継するかもしれない。８０２．１６システムにおけるように他のシステムにおいて、制御タイムスロット検出の帯域幅は中継された帯域幅と同じになるだろう。アップリンク側において、中継器は、望ましくは、１つまたは多数の加入者側の送信用スロットの広帯域監視を実行することにより監視をする。アップリンク伝送が検出されると受信信号はアップリンクチャネルで基地局機器へ向けて中継されるかもしれない。種々の代表的実施例に従って、本中継器は、好ましくは受信信号が任意の中継遅延を含む本質的に同じタイムスロットで送信されるような直接中継の解決法を提供するだろう。
【詳細な説明】
【００１１】
同一参照番号が異なる図面を通じて同じ要素または機能的に類似の要素を参照し、以下の詳細な説明と共に明細書に組み込まれ、かつ明細書の一部を形成する添付図面は、本発明に従う種々の実施例をさらに例示し、種々の原理および利点を説明することに役立つ。
【００１２】
図１を参照して、代表的周波数非変換中継器１１０を示す。中継器１１０はリンク１１２のような通信リンクを通して中継器１１０に接続された制御端末１１１を含むかもしれない。このリンクは、中継器１１０を構成し、または種々の測定基準値を集める等のような種々の目的のためのシリアル通信を実行するためのＲＳ-２３２接続等であるかもしれない。中継器１１０の製造モデルにおいては、その構成が製造の間に完成するため、または中継器１１０が例えばマイクロプロセッサ、または制御器等の制御の下に自動的に構成されるため、そのような接続はおそらく用いられないということが理解されるだろう。中継器１１０システムは無線インタフェイス１２１を通じて基地局１２２のようなＴＤＤ中継器接続の一方の側と交信するための外部アンテナ１２０を含むかもしれない。基地局１２２は、８０２．１６（ｅ）のＷｉＢｒｏプロファイル、またはＰＨＳセル局（ＣＳ）等のような複数の加入者にサービスできる任意のインフラストラクチャノードを指すかもしれないことが理解されるだろう。アンテナ１２０は接続１１４を介して中継器１１０に接続されるかもしれない。接続１１４は例えば同軸ケーブルとＳＭＡコネクタを用いた直接接続、または当業者によく知られているような他の直接接続により達成されるかもしれない。
【００１３】
もう一方のアンテナ１３０はＴＤＤ中継器接続のもう一方の側、例えば加入者端末１３２と無線インタフェイス１３１を介して通信するために用いられるかもしれない。加入者端末１３２は、ここでは、ユーザエンティティ、ユーザ機器、８０２．１６（ｅ）の加入者局（ＳＳ）のような端末機器、またはＰＨＳ個人局等として、基地局１２２からサービスを受けるように構成された機器を指すために用いられるだろう。アンテナ１３０は接続１１５を介して中継器１１０に接続されるかもしれない。接続１１５は上述したように例えば同軸ケーブルとＳＭＡコネクタを用いた直接接続により達成されるかもしれない。中継器１１０は標準的な外部直流電源によって電力供給されるだろう。
【００１４】
いくつかの実施例においてアンテナ１２０および１３０は指向性アンテナであるかもしれない。また中継器１１０に関連する中継回路と共に１つのパッケージに集積化されるかもしれない。その結果、建物の窓または外面に取り付けられると、例えばパッケージの１つの面は１つの方向、例えば基地局、に向けられ、パッケージまたは筐体のもう一方の面は別の方向、例えば加入者などに向けられるかもしれない。さらに、アンテナ１２０および１３０の放射パターンは指向性または全方向性であるかもしれない。パーソナルインタネット（ＰＩ）中継器において、１つのアンテナがビルの外側に取り付けられ、もう一方のアンテナはビルの中に置かれるだろう。ＰＩ中継器はビル内にも置かれるかもしれない。また、適切な配置と構成を達成するために多くの異なる形態要素を用いることができることが理解されるだろう。例えば、当業者によく知られているように、直交偏波パッチアンテナ、平面アンテナ、ストリップアンテナ等の直交偏波アンテナが用いられるかもしれない。さらに、そのような２つのアンテナは、よく知られているように、１つを入力に１つを出力に等のように使用されるかもしれない。典型的なシナリオにおいて、アンテナ１２０および１３０の１つ、本例ではアンテナ１２０、は「ドナー」アンテナ、すなわち、基地局１２２と結合されたアンテナとして定義されるかもしれない。
【００１５】
いくつかの実施例に従って、中継器１１０は通信リンク、データおよび制御リンクなどのリンク１４０を通じて接続されるかもしれないユニット１  １１０ａおよびユニット２  １１０ｂを含むかもしれない。ユニット１  １１０ａは基地局１２２と交信するために置かれ、ユニット２  １１０ｂは加入者端末１３２と交信するために置かれるかもしれない。ユニット１  １１０ａおよびユニット２  １１０ｂはアナログ情報またはデジタル情報をリンク１４０を通じて通信するかもしれない。リンク１４０は無線リンク１４１または有線リンク１４２であっても良い。有線リンクは同軸ケーブル、電話線、家庭内電力線回路、または光ファイバ等を含むかもしれない。ユニット１  １１０ａおよびユニット２  １１０ｂは、中継に用いるコア周波数で不要信号が送られないことを確実にするために例えば整合フィルタでフィルタリングを実行するかもしれない。干渉の可能性を減少させるためにユニット１  １１０ａとユニット２  １１０ｂの間で異なる周波数が用いられるかもしれないことが理解されるだろう。ユニット間で８０２．１１のようなプロトコルが用いられるかもしれないが、その場合には、リンク１４０でユニット間で伝送される信号は復調され、８０２．１１パケット内の８０２．１６データとしてユニット間で送られ、中継目的、例えば基地局または加入者局への伝送のために再カプセル化されるかもしれない。あるいは、８０２．１１パケットは中継された信号のナイキストサンプルのようなデジタルサンプルを含むかもしれない。したがって、好ましくは、ユニット間同期プロトコルが用いられる。
【００１６】
代表的中継器をユニットに分離することによって、より良い分離度を達成できることが理解されるだろう。あるいはまた、アンテナ配置、指向性アンテナ等の利用により単一ユニット中継器で分離度が達成されるかもしれない。１つまたは２つのユニットの実施例のいずれかにおいて、同じ周波数で動作するアンテナの分離度は重要である。したがって、分離度を改良するために、例えば、既知の時間に既知の信号を１つのユニットから送信し、もう一方のユニットで前記既知の信号を測定することによって、分離度の測定値を得ることができる。または単一ユニットの場合は、１つのアンテナからもう一方のアンテナ間である。既知信号の送信は認可された帯域での送信に対しては承認され、または認可不要の周波数帯では自由に送信できることが理解されるだろう。分離度は、例えば一連のＬＥＤ等を用いて表示されるかもしれない。または分離度が許容できる時に、単一のＬＥＤが点灯されるかもしれない。このように、据え付け者は、表示器を見ることによって決定されるような所望の分離度が達成されるまで、ユニット、または単一ユニット中継器の場合はドナーアンテナと非ドナーアンテナ、を移動もしくは再配置するかもしれない。
【００１７】
種々の代表的実施例に従う代表的な中継器または中継器システムの動作環境をよりよく理解するために図２を参照する。例えば、８０２．１６、ＴＤＳ−ＣＤＭＡ、またはＰＨＳベースのシステム等のサービスプロバイダによって動作される基地局２２２は、例えばビルの中に置かれるかもしれない加入者端末２３２と交信するかもしれない。指向性アンテナ２２０は壁２００の外壁部分２０２、例えば窓の外面等に置かれ、リンク２１４を通じて周波数非変換中継器２１０に接続されるかもしれない。加入者端末２３２と基地局２２２の間で伝送されるパケットは、以下にさらに詳細に記述される方法で中継されるかもしれない。
【００１８】
中継器２１０の物理構造の態様を考える際に、システムに関するいくつかの基本的な仮定をすることができることに注意することは重要である。いくつかの実施例において、複数の加入者、および／または、複数の基地局が含まれるかもしれないことが理解されるだろう。しかし、本検討においては、中継器２１０は単一の基地局および単一の加入者端末２３２から成る環境で動作すると仮定する。フレーム期間、後で詳細に記述される受信／送信遷移ギャップ（ＲＴＧ／ＴＴＧ）、およびフレーム長に対するダウンリンクサブフレームに割り当てられた時間の割合は既知であり、またいくつかの実施例においては可変フレーム期間を導入することが可能であるかもしれない。通常のセッションにおいて、予想されるフレーム期間は５ｍｓｅｃ、ＲＴＧ／ＴＴＧギャップは約８０から８００μｓｅｃの期間と予想される。フレームのアップリンクサブフレームとダウンリンクサブフレーム部分の間には固定の分割が予想され、固定フレーム期間は指定される。そのような前提にもかかわらず、中継器２１０は以下に記述する方法でフレームの開始タイミングと自動的に同期するように要求されるだろう。さらに、ＵＬ／ＤＬサブフレームの関係は時間と共に変化するかもしれず、中継器は適応しなければならない。さらに、例えば、代表的な８０２．１６ベースの実施例に従って、２．３から２．４ＧＨｚ伝送帯域内の、操作用チャンネルまたは複数の同期されたチャネル、例えば８．７５ＭＨｚ、または１０ＭＨｚ等の操作用チャネルはサービスプロバイダに知られるだろう。また例えば制御端末等を用いて中継器２１０で、手動で設定されるかもしれない。ＷｉＢｒｏの場合、３つの同期したチャネルは同時に中継され、その結果合計３０ＭＨｚの中継帯域幅となるかもしれない。
【００１９】
以下にさらに詳細に説明されるように、中継器の同期は、中継器が８０２．１６プロトコルのタイミング要求に準拠して動作することを確実にするように実行されるかもしれないことが理解されるだろう。以下に例示され説明されるＲＳＳＩ法は電力検出、相関、統計的信号処理等を用いるかもしれない。
【００２０】
さらに、「ＷｉＢｒｏ」の実施例のような８０２．１６ベースの代表的実施例に従って、通常の基地局２２２は直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）により可能にされた１０２４までの多くの周波数副搬送波をサポートするかもしれない。チャネルは送信の前に、例えば逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いて符号化され、インタリーブされるかもしれない。副搬送波は基地局２２２と複数の加入者端末２３２の間の通信リンクを提供する。８０２．１６システムの中で確立された各接続において、アップリンクおよびダウンリンクは、例えば図６および図７に関連してさらに詳細に説明するように異なるタイムスロットを占有する専用アップリンク副搬送波およびダウンリンク副搬送波で動作する。複数の加入者が同じタイムスロット内で同時に異なる副搬送波で動作するかもしれないことにも注意すべきである。さらに、複数の基地局（ＢＳ）は同じ技術を用いて同じタイムスロットとチャネルで、ただし異なる副搬送波を用いて動作できるようにするかもしれない。
【００２１】
上述のように、ＬＥＤ表示器は、フレームタイミングの適切な同期が得られたときに、必要なら、視覚的に通知できるだろう。さらに、アンテナおよび／または中継器の配置、およびドナーと非ドナーアンテナの適切な分離を支援するために、例えば種々の色の一連のＬＥＤ表示器が相対的な信号強度を示すために提供されるかもしれない。上述のように、ＲＳ-２３２コネクタが、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）によって動作する中継器構成用ソフトウェアを備えたラップトップコンピュータのような制御端末へ接続するために準備されるかもしれない。構成用ソフトウェアは、例えば操作用のチャンネルまたは複数のチャンネル、フレーム期間を構成できるだろう。また動作中の中継器の主要パラメータを図式的に観測するかもしれない。一度そのようなパラメータが決定されると、または一度ある条件のもとである値の利用方式が決定されると、そのような動作制御は動作プログラムを備えたマイクロプロセッサ等に委託されるかもしれない。従って関連ソフトウェアおよび／またはファームウェアを有するマイクロプロセッサ／制御器は製品の中継器においてパラメータ制御に用いられるかもしれない。この中継器は上記ネットワーク情報により製造時に予め構成されるかもしれない。
【００２２】
種々の実施例に従って、例えばＩＥＥＥ  ８０２．１６ｄ／ｅの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）（韓国ＴＴＡ−ＰＩ）規格で指定されるようなＴＤＤフォーマットは、世界市場における商用のための代表的周波数非変換中継器の開発を容易にするはずである。アップリンクおよびダウンリンクフレームは与えられたシステムの種々の基地局間で同期を取られるため、加入者端末の送信と同じ時間に基地局の送信が起こるという危険はほとんどない。同期およびＢＳからＳＳへの高度な電力制御技術は、ニアファー効果および通常の基地局２２２が加入者端末２３２よりも顕著に高い実効等方向放射電力（ＥＩＲＰ）で送信しているかもしれないという事実のような問題を緩和するために役立つ。
【００２３】
ＴＤＤ中継を達成するために、必要な信号増幅に加えて、中継器２１０による無線信号への唯一の変更は、約１μｓｅｃの伝搬遅延を加えることである。１μｓｅｃの追加遅延が一定であるため、加入者端末２３２または基地局２２２におけるシンボル同期は問題ではない。加入者端末２３２は基地局２２２からおよびごく僅かの影響を有する中継器２１０からの信号双方を受信するかもしれない。代表的な８０２．１６構成に関する巡回プレフィックス（ＣＰ）時間を仮定すると、追加遅延は比較的わずかであり、直接波信号および中継信号が受信された場合にＯＦＤＭ副搬送波は直交性を保つ筈である。
【００２４】
８０２．１６のようないくつかのプロトコルに従って、加入者端末２３２は周期的にＯＦＤＭＡ電力制御情報要素を受信する。このＯＦＤＭＡ電力制御情報要素はよく知られているように０．２５ｄＢ刻みの電力レベル変化を示す８ビットの量子化された符号付値を含む。加入者端末２３２に関連する電力制御の尤度の故に、中継器２１０の自動利得制御設定は、ＵＬおよびＤＬの間で、できるだけ一定のレベルに保たれる必要がある。中継器２１０の「入力」アンテナに与えられた任意の利得は、一貫して電力増幅器に送られる必要がある。８０２．１６（ｅ）のＷｉＢｒｏの場合において、ここに検討され説明されるような特定の電力制御方法が好ましくは用いられる。
【００２５】
複数のユーザおよび複数の基地局が、ＯＦＤＭＡによって異なる副搬送波で同時に受信または送信していることができることが理解されるだろう。各ユーザに割り当てられた副搬送波の数およびユーザトラヒックに用いられている副搬送波の総数はフレーム毎に可変である。従って、各フレームの期間にすべての副搬送波が割り当てられるという訳ではないため、中継器２１０のアンテナ入力における受信電力レベルに何らかの変化が起こるかもしれない。しかし、多くの動作中のユーザによって生ずる平均化、および１フレーム期間との比較したＡＧＣループの動作に起因して、複数ユーザの周波数領域多重は中継器２１０の対する重大な問題ではない筈である。本発明は、開および閉ループの８０２．１６電力制御双方がトランスペアレントに動作することを可能とする「相反チャネル」を維持するためにＡＧＣによってＤＬに提供される利得をＵＬで適用することを可能とすることによっていかなる問題もさらに緩和する。
【００２６】
８０２．１６（ｅ）およびＷｉＢｒｏに従って、閉ループおよび開ループＵＬ電力制御を実施するためにいくつかの形式の電力制御が定義される。そのいくつかは必須であり、いくつかは選択的である。開ループＵＬ電力制御および閉ループＵＬ電力制御の双方は、非ＴＤＤ動作モードを補償するための多少の調整により、ＤＬの伝搬損がＵＬの伝搬損に等しいという仮定を利用している。ＴＤＤ動作モードにおいて、伝搬損の相反性はＦＤＤ／ＴＤＤモードにおけるよりも近い状態を維持している。
【００２７】
ＴＤＤ動作モードにおける電力制御において、好ましい方法は、伝搬損の相反性ができるだけ接近して保たれるように全下りリンクおよび全上りリンクの相反的な伝搬損全体を維持しようとすることである。種々の実際の制約のために伝搬損が維持されない場合、ＵＬ／ＤＬの要求される差を補償するために閉ループ電力制御メカニズムによりオフセット調整されるだろう。伝搬損における差は、１つのリンクへの局所的な干渉に打ち勝つために付加的受信電力を要求すること起因するかもしれないことに注意するべきである。この差は中継器の出力電力または感度の限界にも起因するかもしれない。
【００２８】
したがって、電力制御のための好ましい方法は以下の通りである。ＤＬにおいて、利得はプリアンブルの間に設定され、ＤＬのサブフレームの期間中一定に保たれるだろう。利得は、利得が初期設定の完了後は「凍結」されるということを除いては、一定出力電力を設定する通常のＡＧＣ法に従って目標出力電力が達成されるように設定されるだろう。ＤＬサブフレームに適用される利得はＵＬで用いるために格納され検索される。上述した手順に加えて、ＤＬ利得設定動作間に設定される中継器の目標出力電力はＳＳ利得手順が動作する方法に影響を与え、従って送信電力にある程度影響を与えるオフセット、によって調整されるかもしれない。
【００２９】
ＵＬの利得制御において、上述したようにＤＬ伝送に適用される格納された利得は、特定の限度を越えなければ受信電力または送信電力にかかわらず検索され、そのＵＬに関連して適用される。ＵＬの出力電力管理を実行するために、ＳＳから受信した信号が強すぎ、そのためにＵＬ中継器モードに関連してＤＬ利得を適用後に利得をΔだけ低下させなければならない場合、値ΔはＤＬ出力電力設定点に対するオフセットとして含まれるべきである。オフセットは出力電力の増加としてＤＬ  ＡＧＣ機能に反映されるだろう。これは８０６．１２（ｅ）に明記されているような開ループおよび閉ループ電力制御法において特有であるが、これによりＳＳの電力制御はＵＬ動作中のＴＸ電力を低下させるだろう。
【００３０】
ＵＬの受信電力管理において、上記の例とは対照的に、中継器がＳＳから低い信号レベルで受信している場合、ＤＬ  ＡＧＣへのオフセットはＤＬ出力電力設定点が減少され、−Δを減算されるかもしれない。その結果、開ループ電力制御がＳＳからの出力電力を増加させるように働き、結果としてＵＬ動作中に中継器においてＳＳからより強い信号が受信されるだろう。
【００３１】
ΔまたはオフセットをＤＬ出力電力へ適用することに関連して、下り回線電力制御へのオフセットはＵＬ＿ＯＦＦＳＥＴ＿ＴＯ＿ＤＬ＿ＴＸＰＯＷＥＲ＿ＳＰと呼ばれるかもしれない。８０２．１６（ｅ）に関連する電力制御は２００４年のＩＥＥＥ標準８０２．１６、「Part16:Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems」（固定広帯域無線アクセスシステムのための無線インタフェイス）の８．４．１０．３．１節（閉ループ電力制御）、および８．４．１０．３．２節（開ループ電力制御）に記載されていることに注意するべきである。
【００３２】
当業者によく知られているように、中継器２１０は、複信モードにおいて内向きおよび外向きの信号に固定利得を適用し、アップリンクおよびダウンリンク双方の期間に同じ周波数で動作するかもしれない。アップリンク電力制御を規定するために、アップリンクはダウンリンクの測定電力レベルに従って設定される。そのような構成は検知したダウンリンクの伝搬損に対する、例えば基地局の応答に起因する利得調整を減らすために重要である。この利得調整は中継器ユニットの配置のような要因の結果として生じる利得レベルの系統的差から発生する。加入者と交信中の中継器ユニットが加入者から強い信号を受信するように配置される場合、中継器ユニットはより低い信号レベルが要求されると報告するかもしれない。一方基地局と交信している中継器は送信電力を下げることは望ましくないような異なる中継環境を有しているかもしれない。したがって、アップリンクおよびダウンリンク電力レベルを合わせることによって、電力制御設定が範囲外の落ち込むことが原因で電力増幅器が飽和する機会を減少させ、感知される伝搬損が最小にされるかもしれない。好ましい実施例に従って、ダウンリンクにおいて、電力レベルの検出はダウンリンクパケットの最初の部分、例えばプリアンブルの間に決定され、次にダウンリンクパケット伝送の残りの部分に対して「凍結」されるかもしれない。加入者端末２３２に対する電力レベルは感知される伝搬損を最小にし、かつ伝搬路相反性を確立してアップリンクにおいて同じ電力レベルに設定されるかもしれない。言い換えれば、ダウンリンク利得は、加入者にサービスを提供している中継器ユニットにおいて、アップリンクの送信電力レベルおよびそれにより得られる受信電力レベルが制御されるように操作される。したがって、自動利得制御はダウンリンクにおいて中継器からの出力電力を設定するために用いられ、またその利得設定がある範囲内で中継器のアップリンク出力電力と独立にアップリンクに適用される。
【００３３】
出力信号の一部が十分な利得で外部的または内部的のいずれかで入力に達する場合、ある形式のＣＤＭＡ中継器で起こり得る状態と同様の入力出力間の発振状態が起こるかもしれず、システム性能を顕著に低下させることに注意すべきである。内部および外部の分離度の量は関連しながら中継器２１０が提供できる増幅量を制限する。従って、７５ｄＢの利得を与えると、中継器２１０のアンテナ間の分離度および特定の配置におけるアンテナ間分離度は、与えられた最大利得より１０ｄＢ大きいすなわち８５ｄＢの分離度を必要とする。所望の内部分離度を得るために、回路設計、特に入力信号および帰還経路において、漏洩およびＥＭＩ関連の問題に対する慎重な注意を考慮に入れなければならない。所望の外部分離度を得るために、最小限、指向性アンテナが例えば基地局２２２へのリンク２２１に用いられると考えられる。また、基地局２２２へのリンク２２１に用いられるアンテナ２２０は基地局２２２との見通し線接続にできるだけ近い状態で壁２００の外壁２０２にあると考えられる。中継器２１０から加入者端末２３２へのリンク２３１は、ビルまたは建造物の内部に通常設置されるかもしれない全方向性アンテナを用いると考えられる。信号の発振が起こり続ける場合、中継器２１０はそれを検出し、より良いアンテナ間分離度が得られるまでアンテナをさらに隔てるか、またはそこで方向もしくは設置位置を最適化するかのいずれかによってリンク２３１への利得量を下げる。
【００３４】
適切なＴＤＤ動作、例えば代表的なＰＨＳおよび代表的な８０２．１６の実施例において、中継器２１０は、関連のＴＤＤプロトコルに関係するアップリンクおよびダウンリンクのサブフレームの開始および終了タイミングを決定することにより、アップリンク方向かダウンリンク方向かの信号の増幅を決定する必要がある。例えば、ダウンリンクのサブフレームで、ドナーポートとも呼ばれる基地局２２２に面している指向性アンテナ２２０に到来する信号は増幅され、指向性アンテナ２３０において出力される必要がある。アップリンクのサブフレームで、指向性アンテナ２３０に到来する加入者端末２３２からの信号は逆方向に増幅され、指向性アンテナ２２０において基地局２２２へ出力される必要がある。
【００３５】
８０２．１１  ＴＤＤ中継に従って、２個のアンテナの１つにパケットの存在が検出され、増幅の方向がダイナミックに変えられることに注意するべきである。ＴＤＤ増幅のためのＴＤＤのリモート増幅器などの他の手法は波形の存在の検出の前に動作不能になっている増幅器のために、パケットの最初の部分を切り取るかもしれない。波形のプリアンブルが切り取られなければ、８０２．１１のＴＤＤ中継器はより深くビル内に浸透するために直列に縦続接続されるかもしれない。縦続接続および関連検出技術が８０２．１１システムに対して完全に動作している一方で、複数の加入者が送信しているかもしれないところで何らかの形式のアップリンク／ダウンリンク同期が採用されなければならない。より多くのシステム情報が用いられない場合には、複数の加入者によって中継器２１０は混乱するかもしれない。
【００３６】
種々の代表的な実施例に従って、ＴＤＤフレーミングを決定するためにいくつかの方法が用いられるかもしれない。したがって、中継器２１０は信号増幅が行われるべき方向を正確に決定するための多くの方式を用いるかもしれない。ここに説明する技術は中継器２１０からの伝搬距離、および送信していたサブフレームの終了後に到来するかもしれない隣接セルサイトから到来する不要信号のような諸要素に起因するタイミングの違いに影響されない。
【００３７】
増幅方向を決定するための方法は最初の信号到着を用いて中継器２１０をゲーティングしラッチするような測定基準値の組合せを含むかもしれない。種々のプロトコルに従う通常のシステム動作を通して、基地局２２２は異なる加入者からの伝送を進めるか、または遅らせるかを決定してパケット送信が同時に到着するようにするため、中継器２１０は最初の到来信号にラッチし、そのパケットに対するいかなる他のチャネル検出も無視するように構成されるかもしれない、ということに注意すべきである。
【００３８】
また、時間の関数として受信電力レベルの統計的解析を用いて増幅方向を決定することができるということが理解されるだろう。ダウンリンクのサブフレームの間に基地局２２２に面している指向性アンテナ２２０に受信される電力は明確な特性を有することが予想される。基地局２２２からの信号に関連する既知の送信の特徴は同期のためにさらに用いられるかもしれないし、または同期において支援するために用いられるかもしれない。
【００３９】
タイミングに関連する付加的な特徴はダウンリンクにおいて、ＦＣＨ，ＤＬ-ＭＡＰおよびＵＬ-ＭＡＰデータのような周期性ベースで一貫して現れる規定されたギャップおよび制御チャネルスロットを含むかもしれない。したがって、一貫性および周期性は、基地局のタイミングを識別しかつ同期するためのアップリンクおよびダウンリンクのスロットパラメータのような既知のシステム情報と共に用いられるかもしれない。
【００４０】
上で説明した特徴検出は、信号の既知の特徴およびタイミング特性を識別するために、基地局２２２からの信号の詳細な統計的解析を含むかもしれない。従って、３つの代表的ステップが無線信号の増幅の方向を決定するために中継器２１０によって用いられるかもしれない。第１に、以下に説明するように、送信遷移ギャップおよび受信遷移ギャップ（ＴＴＧ／ＲＴＧ）の位置は初期化中に指向性アンテナ２２０を監視することにより部分的に決定されるかもしれない。第２に、５ｍｓｅｃのＩＥＥＥ  ８０２．１６のフレーム内のダウンリンクサブフレームの開始タイミングおよび期間が決定されるかもしれない。最後に、アップリンクおよびダウンリンクのサブフレーム間の送信および受信タイミングは１フレーム当たり１回の割合で調整されるかもしれない。
【００４１】
いくつかの８０２．１６（ｅ）システムにおいて、モデムベースの同期は、アップリンクおよびダウンリンクのサブフレームタイミングに関する通知情報を明示的に受信するため、およびそのような情報を同期に適用するために用いられる。しかし、そのようなシステムは高価であり、また複雑である。本システムは、電力検波器、および相関器等を用いて同期を与えることにより、高価なモデムの必要性を除去してコストおよび複雑さを大幅に減少する。
【００４２】
代表的一実施例に従って、中継器２１０はｃｄｍａ２０００のＲＦベースの中継器とある意味では類似しているように見え、またそのように動作するが、以下に説明され、また当業者に理解されるように明確な違いがある。上記のような通常の中継器は、１０ｄＢｉ程度の利得を持ち、屋内中継器モジュールに接続された長さ数フィートの同軸ケーブルを備えた屋外指向性アンテナから成る。中継器モジュールは外部の直流電源によって電力を供給されるだろう。また、中継器は、加入者の住居、または仕事場等の種々の部屋への信号を増幅し、５ｄＢｉ程度の利得を持つ屋内全方向性アンテナに接続されるだろう。屋内アンテナも適切なアンテナ間分離度が得られる限り指向性があるかもしれない。
【００４３】
ビルの壁２００の外壁部分２０２へ指向性アンテナ２２０を取り付け、ケーブルをビルの内部に走らせるため技術サポートの人が必要であるかもしれないことが理解されるだろう。しかし、屋内中継器の設置のための特殊な構成は必要としないだろう。また、居住している顧客は支援無しで屋内アンテナの向きを好きなように向けることがおそらくできるだろう。また、個人用中継器は中継器２１０の設置、指向性アンテナ２２０および２３０の方向設定および設置に伴う支援を行うためにＲＳＳＩレベル、アンテナ分離度、同期等を表示し、並びに中継器２１０がＴＤＤアップリンクおよびダウンリンクのサブフレームのタイミングに適切に同期したことを表示する、１つ以上のＬＥＤを含むかもしれない、ということにも注意すべきである。
【００４４】
あるいはまた、示したように、中継器２１０は中継器ユニット２１０ａおよび中継器ユニット２１０ｂのような２個のユニットを含むかもしれない。これらのユニットは上で図１に関連して説明したように、無線リンク２４１または有線リンク２４２であるかもしれないリンク２４０を用いて結合されるかもしれない。
【００４５】
他の代表的実施例に従って、周波数非変換中継器サービスは、地下鉄でのサービスまたはビル内のサービスのような以前には困難だったサービスエリアにおいて高容量インタネットサービスを提供することを目標とする。例えば、ビル内中継器は、例えば上で説明したように屋外または屋外の近くに設置する１つのアンテナおよび屋内設置用のもう一つのアンテナを有する小型の屋内ユニットとして構成されうるかもしれない。その他の中継器モデルは自分で取り付けることにより適しているだろう。
【００４６】
代表的中継器がＩＳ-２０００システムのような既存の中継器に類似の仕様を有するだろうと予想される。中継器は、例えば同じ周波数の屋内中継器、屋外インフラストラクチャ中継器を含む種々の形を取るかもしれない。屋外インフラストラクチャ中継器は路地におけるような屋外設置における劣悪または問題のあるカバレッジエリアを埋めるため、または現在のカバレッジエリアを越えて選択的にカバレッジを拡大するために用いられる大電力中継器である。屋外インフラストラクチャ中継器は、ビルの上、セルタワー等に配備されるかもしれない。さらに、代表的中継器は地下鉄および駐車場で使用するために、基地局に結合されたアンテナと中継器の間がかなり大きい距離に伸びなければならないような屋内分配システムを含むかもしれない。さらに、代表的中継器は「深い」ビル内カバレッジを達成するために比較的距離の短いファイバーを有する光ファイバー中継器システムを含むかもしれない。しかし距離の長い光ファイバーではレイテンシのような要因により、ここに説明する中継器システムの動作にシステムレベルの問題が引き起こされるだろう。
【００４７】
図３に代表的中継器３００のブロック図を示す。アンテナ３０１およびアンテナ３０２は送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ３０３および３０４にそれぞれ接続される。最初に、Ｔ／Ｒスイッチ３０３およびＴ／Ｒスイッチ３０４の各々は、アンテナ３０１およびアンテナ３０２の各々から信号を対応する低雑音増幅器（ＬＮＡ）３０５およびＬＮＡ３０６へ供給するように設定される。増幅された信号は周波数ミクサ３０７および周波数ミクサ３０８を用いてダウンコンバートされる。次にアンテナ３０１に対応する検出器３０９およびアンテナ３０２に対応する検出器３１１のような対応する信号検出器へさらに送られるかもしれない。信号が検出される第１のアンテナはＴ／Ｒスイッチ３０３またはＴ／Ｒスイッチ３０４の１つの構成によって入力アンテナとして設定され、もう一方のアンテナはＴ／Ｒスイッチ３０３またはＴ／Ｒスイッチ３０４のもう一方の構成によって再度出力アンテナとして設定される。８０２．１６の用途のような通常の用途において、検出処理には約５００ｎｓｅｃを要し、送信スイッチの設定の際の遅延は約２００ｎｓｅｃであることに注意すべきである。送信スイッチ３１５は入力アンテナからの、遅延素子３１０または遅延素子３１２の１つにおいて加えられた遅延量だけ遅延された信号を電力増幅器３１６へ通過させる。電力増幅器は増幅された信号をもう一つの送信スイッチ３１７の動作を通じて出力アンテナとして上記のように指定されたアンテナ３０１またはアンテナ３０２の１つへ供給する。遅延量はプロトコルに関連するタイムアウト値を超えてはならないし、タイムアウト値に近くてもいけないということが理解されるだろう。さらにＴＤＤプロトコルが８０２．１６（ｅ）の場合のように同期を必要とする場合、検出遅延は補償されなくても良いかもしれない。マイクロ制御器３１３および組合せ論理回路３１４を用いて、検出プロセスの信頼性を増加させ、および当業者によく知られているようにシステム保守、および制御等の付加的手順を実行し、および中継器３００の動作を強化、拡大または制御するためのあるソフトウェアを実行するかもしれない。また、いくつかの実施例において、アンテナ３０１と３０２の間の接続の少なくとも１つは光ファイバーケーブルを用いて代表的中継器モジュールに接続されるかもしれないことが理解されるだろう。
【００４８】
検出器３１１は中継を実行可能とするために、本来的に用いられるかもしれないし、または同期したアップリンクもしくはダウンリンクフレームタイミングとの組合せで用いられるかもしれないことにさらに注意するべきである。あるいはまた、検出器３１１はアップリンクおよびダウンリンクの同期を維持するために用いられるだけかもしれない。例えば一度同期がとれると、与えられたアンテナの検出器３１１により、そのアンテナからもう一方のアンテナへの中継が引き起こされるだろう。しかし、検出器３１１がその与えられたアンテナに対する有効な中継器スロットとして定義されていないタイムスロット内の信号を検出する場合には、情報は中継されないだろう。
【００４９】
中継器３００に対する上述したようなＮＭＳは、ある場合、例えばビル内分配中継器およびインフラストラクチャ中継器など、に関連して実施されるかもしれない。しかし、モデム、マイクロプロセッサ、およびメモリーの追加コストのため、通常のパーソナルユース形中継器用にはＮＭＳオプションは無いと予想される。ＮＭＳはリモート利得調整、リモートファームウェアアップグレードを含むかもしれない。また顧客所有設備（ＣＰＥ）ベンダと共同で開発されるかもしれない。
【００５０】
再び図３を参照して、代表的実施例に従って、必要なら、中継器３００は入力無線周波数信号を、例えば上述のように信号の増幅を行うことが必要な方向の決定に要する時間と同じ時間だけ、遅らせるかもしれないことに注意すべきである。Ｔ／Ｒスイッチ３０２、３０３およびＴＸスイッチ３１５、３１７のようなすべての送信および受信スイッチは、ＰＡ３１６への遅延された入力信号が到来する直前に正しい方向に設定され、従って信号のどの部分も決して切り取られない。増幅の方向は規定されたタイムスロットおよび同期されたフレーミングに基づいて分かるだろう。したがって、上述の複数の方法は中継を実行可能とするために組み合わせて用いられるかもしれない。例えば、特定のアンテナ端子における同期および検出は中継を可能にするために存在しなければならない。言い換えれば、中継は、信号が、それがあるべき時に、例えば同期に従って有効なアップリンクまたはダウンリンクタイムスロットの間に、特定のアンテナ端子で検出されるときに限り実行可能とされるだろう。
【００５１】
遅延の改善、スループットの改善、および複雑さの減少のため、能動ＲＦ中継器は蓄積転送中継器に比べて有利である。さらに、暗号鍵が不要でありその結果複雑さおよび管理が減るため、データ機密保護方式の完全性はＲＦベースの中継器で維持される。蓄積転送中継器の遅延がＩＥＥＥ８０２．１６のフレーム時間５ｍｓｅｃより長いのに対して、ＲＦ中継器の遅延は１マイクロ秒未満であり、可能性としては数百ナノ秒である。遅延の影響を受けやすい多くの用途において、この大きさの遅延の増加は許容できない。蓄積転送中継器のビットレートにおけるボトルネックは、達成されるビットレートが最も遅い２地点間リンクのビットレートによって制限されて生ずることが理解されるだろう。中継器を加入者と基地局の間の正確に中間に置くことが常に可能であるとは限らないため、スループットおよび範囲の改良はかなり限定的であるかもしれない。また、表１に示すように、ビットレートにおける改良度は、より小さなブロックサイズに対して最大であり、より大きなブロックサイズに対しては小さくなる。各パケットが二度送られる必要があるため、Ｒ＝３／４  １６−ＱＡＭおよび６４ＱＡＭ変調の場合において、蓄積転送中継器ではセルスループットが減るかもしれない。最後に、蓄積転送中継器は、パケットを復元し再送信するために行わなければならない付加的処理があるため、本質的により複雑である。この付加的処理は中継器の価格を増加し、電力消費を大きくする。セキュリティ、サービス品質（ＱｏＳ）、および設置費用に関連するプロトコル上の実際上の制限、並びにネットワーク管理は蓄積転送中継器の広範囲な採用を妨げるかもしれない。
【００５２】
以下に述べるように、表１にＩＥＥＥ８０２．１６の信号コンステレーションにおける受信ＳＮＲおよび未符号化ブロックサイズ並びに９ｄＢのＳＮＲ改善のときのブロックサイズ改善比を示す。
【表１】
2009532945.tif 000003
【００５３】
例えば時間および周波数領域双方において多重化を実行することを許可するＩＥＥＥ８０２．１６  ＯＦＤＭＡによって許可されるように、複数の同時伝送が異なるＯＦＤＭサブチャンネルで行われる場合、個々のユーザへの伝送は同時に異なる副搬送波を占有できることに注意すべきである。いくつのユーザがこれらのサブフレームで送信しているかにかかわらず、代表的中継器はアップリンクおよびダウンリンクのサブフレームの開始点に同期するため、中継器は複数の同時伝送を問題なく増幅できるだろう。しかし、占有された副搬送波の数が異なるとＡＧＣの入力電力における変動が引き起こされるが、利得制御アルゴリズムにより十分な精度マージンが提供されるはずである。
【００５４】
８０２．１６（ｅ）に従う典型的なフレームシナリオ４００の構造をより良く理解するために、図４を参照する。図４において、論理サブチャネルの構造が時間および対応するＯＦＤＭＡシンボル番号４０１に対してプロットされている。ダウンリンク（ＤＬ）フレーム構造４１０およびアップリンク（ＵＬ）フレーム構造４２０の中に、よく知られているように、ＤＬフレーム構造４１０内のプリアンブルおよびＤＬマップ区間、並びにＵＬフレーム構造４２０内の種々のＵＬバースト区間を含む種々のフレーム成分を示す。ＵＬフレーム構造４２０とＤＬフレーム構造４１０は送信遷移ギャップ（ＴＴＧ）によって時間的に分離されており、一方フレームの終了点と次のフレームの開始点の部分４３０は受信遷移ギャップ（ＲＴＧ）４０３によって分離されている。これらの配置も図に示している。ＤＬフレーム構造４１０はプリアンブル、ＤＬマップ、ＵＬマップ、およびいくつかのデータ領域から成り、これらは２次元の資源配分とみなすことができることに注意すべきである。第１の資源次元は連続する論理サブチャンネルのグループであり、第２の資源次元は連続するＯＦＤＭＡシンボルのグループ４０１である。ＤＬフレーム構造４１０は、複数のデータ領域すなわち複数の「バースト」に分割される。各バーストは、例えば最低の番号のＯＦＤＭＡシンボルを用いて最低の番号のサブチャネルによって第１のスロットが占有されるように時間的にマッピングされる。続くスロットはＯＦＤＭＡシンボルインデックスを増加させながらマッピングされるかもしれない。バーストの端は次のサブチャネルでのマッピングを継続し、低いＯＦＤＭＡシンボルインデックスへ戻ることを示す。典型的なＯＦＤＭＡフレームにおいては、１２８個のサブチャンネルがあるかもしれない。
【００５５】
ＵＬフレーム構造４２０は全ＵＬサブフレームを占有するバースト領域を含む。ＵＬバースト内において、スロットは最初のＯＦＤＭＡシンボルの使用に対応して最も低いサブチャンネルで始まる番号をつけられるかもしれない。続くスロットはＯＦＤＭＡシンボルインデックスの増加に従ってマッピングされる。バーストの端に達すると、マッピングはＵＬ「区間」の最低番号のＯＦＤＭＡシンボルの使用に戻り、１つ次のサブチャンネルへ上がる。ＵＬバーストは連続スロットから成る。ＵＬフレーム構造は１次元と見なすことができる。１次元配列はバースト期間のような単一のパラメータがＵＬマップサイズを顕著に低減しながらＵＬ割当を記述するために必要である。
【００５６】
ＵＬおよびＤＬバーストがサブフレームの全期間にわたるかもしれないため、上記の構成はバッファリング要求を課すかもしれないことが理解されるだろう。例えば、ＵＬバーストが全ＵＬフレームにわたり、一方ＤＬバーストは全ＤＬフレームにわたるかもしれない。ＤＬフレーム構造４１０およびＵＬフレーム構造４２０の双方において、バーストは全帯域幅、言い換えればサブチャンネルの全数にわたるかもしれない。したがって、最大のバッファサイズは全サブフレームと同等であるべきである。
【００５７】
種々の実施例に従って代表的ＴＤＤ中継器の動作をより良く理解するために、図５に代表的手順５００のフローチャートを示す。手順５００は、例えば本発明に従う同期の動作を含む。５０１における開始の後、５０２において非揮発性メモリーのようなメモリーから１つの構成が読み出されるかもしれない。その構成は、送信遷移ギャップ（ＴＴＧ）および受信遷移ギャップ（ＲＴＧ）の期間、フレーム期間、および動作用の任意の他のネットワークパラメータを含むかもしれない。中継器の動作が５０３で始まると、ドナーアンテナ上の信号が観測され、受信信号強度表示器（ＲＳＳＩ）レベル、相関レベル、および電力レベル等のような検出された信号に関連する値で統計ビンが埋められるかもしれない。信号は、例えば観測期間中に観測されるかもしれない。観測期間は所望の信頼性のような要素に依存して１から数フレーム、または多くのフレームの期間を有して確定されるかもしれない。例えば、３０秒程度の時間を有する観測期間は、多くの状況において適切な結果が得られるかもしれない。ビンに蓄積された値は、よく知られているような高性能プロセッサ、または信号プロセッサ等のようなプロセッサまたは制御器を用いて単極無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ処理に従って処理される。埋められるべき特定のビンは電力測定毎に増加することに注意すべきである。ビンの数は８０２．１６のフレームの期間に相当するだろう。またビンは周期的に更新される。特定のビンへの値の入力はフレームレートで発生し、また加重平均、ＩＩＲフィルタまたは当業者に既知の他の一般的な技術を用いるだろう。
【００５８】
例えば５０４において観測期間が終了したと判定されると、統計解析に基づいてどこにタイミング窓が存在するかを決定するために、５０５でビンの内容に関して電力包絡線スライディング相関または窓関数が実行されるかもしれない。観測期間が終了していなければ、ビンは観測期間中、埋められ続けるだろう。アップリンクおよびダウンリンクフレームの窓の内容は５０６で認定されるかもしれない。適切に認定され、配列されていると決定される場合、フレームレート等のような既知のパラメータに基づいて、ダウンリンク送信窓タイミングが５０７で確定されるかもしれない。同期および配列を維持するために観測期間におけるよりむしろ追跡期間の動作中に５０８でステップ５０３−５０５の手順が繰り返されるかもしれないことが理解されるだろう。手順は５０９で終わるとして示したが、この手順が中継器動作開始が実行されるときはいつも起動され、または周期的に実行され、または単に同期の再較正もしくは調整が必要なときはいつでも実行されるかもしれないことが理解されるだろう。同期手順および他の動作の繰り返し並びにパラメータに対するそのような選択は、例えばソフトウェアまたはファームウェア構成で具体化、または集積化ハードウェア機器、例えばよく知られているような集積化回路チップ等で実施されるかもしれない。
【００５９】
図６を参照することによって、種々の実施例に従う代表的な同期シナリオ６００をより良く理解できる。ドナーアンテナ６０１および非ドナーアンテナ６０２の受信信号強度（ＲＳＳＩ）対時間を６０３および６０４にそれぞれプロットして示す。例示のために、例えばＴＴＧおよびＲＴＧの期間、および多分他のタイミング関係も、一定の比率で示されていないことに注意すべきである。例えば図５に関連して上述した種々のステップおよび手順から得られる情報は、代表的中継器のアップ／ダウン伝送選択処理における検出しきい値を修正するために用いられるかもしれないことが理解されるだろう。この修正は、アップリンクおよびダウンリンク検出しきい値がアップおよびダウンリンクスロットの既知の同期に基づいて動的に修正される先験的検出アルゴリズムになる。通常は継続時間が少なくとも８７．２μｓｅｃおよび７４４μｓｅｃにそれぞれ指定されるＴＴＧおよびＲＴＧの間、アップリンクまたダウンリンクのいずれにおいても無線アクティビティはない。簡単なＲＳＳＩ検出、または例えばＲＳＳＩに関連する窓関数がこれらのギャップの位置を特定するために用いられるかもしれない。
【００６０】
例えば図４に関連して示し説明したフレームのような典型的フレームを上記のダイアグラムに示す。ダウンリンク（ＤＬ）区間、例えばＤＬ区間６１０中にＤＬ窓６１２および６１３のようなＤＬ送信窓が確定されるかもしれない。また、アップリンク（ＵＬ）区間６２０中に、ＵＬ窓６２４および６２５のようなＵＬ送信窓が８０２．１６（ｅ）プロトコルのタイミング要求に従って情報の受信および送信のための同期を与えるために提示される。配列および同期が中継器動作の間維持されることを確実にするためにタイミング窓が追跡されなければならないことに注意することは重要である。図５に関連して上述したように、検出値はＵＬ区間６１０および６３０並びにＤＬ区間６２０および６４０内の点を打った列の領域によって表されるビンに置かれるかもしれない。各列またはビンは所望の分解能の適当な細分での信号サンプルを表す。本例において、１０−２０μｓｅｃのサンプリング間隔はプロット６０３および６０４の、ＤＬ、ＵＬ、ＲＴＧ、およびＴＴＧ区間の間の、信号端のタイミングを正確に決定するのに適当であるはずである。これらの区間はドナーアンテナ６０１に対しては領域Ｂ６１２、Ｅ６２４、Ａ６３３、およびＤ６３２として、非ドナーアンテナ６０２に対しては領域Ｃ６１３、Ｆ６２５、Ａ６３３、およびＤ６３２として図中に表わされる。上で検討し説明したように、ビンは例えば観測期間等の間にフレーム長に等しい周期で周期的に更新される。
【００６１】
良く知られているように、ＵＬ／ＤＬタイミングは追跡されるかもしれない、すなわち、その値は以下の１つ以上を実行することにより決定されるかもしれない。プリアンブル相関器、整合フィルタ、または単一のＲＳＳＩ値を用いること。さらに、既知のＴＴＧタイミング、フレームタイミング、ＲＴＧタイミングがビンの内容等を評価する際のパラメータとして用いられるかもしれない。平均値、ヒストグラム、しきい値、または他の統計的手法が、フレームタイミングの一部分、およびおそらくシンボルまたはスロットのタイミングの一部分に対する「スロット」またはシンボルオキュパンシーを決定またはリファインするために用いられるかもしれない。
【００６２】
他の実施例に従って、プロット６０３の領域Ｂ６１２に示すＤＬ  ＴＸサブフレームの内容６１１の立ち上がり端は、追跡されるかもしれない。また常にプリアンブル、ＦＣＨ、ＤＬ＿ＭＡＰメッセージおよびデータ内容に占有される。ＤＬ  ＴＸサブフレームの内容６１１の立ち下がり端も、常に内容で占有されるという保証はなく、また送信ギャップと結合する傾向があるが、追跡されるかもしれない。ＵＬサブフレームの立ち上がり端は、ユーザデータ６２１、ユーザデータ６２２、またはユーザデータ６２３、言い換えればドナーアンテナ６０１または非ドナーアンテナ６０２のいずれかで送られた任意の加入者データによって埋められている対応するビンにより追跡されるかもしれない。また、ドナーアンテナ６０１および非ドナーアンテナ６０２での他のアクティビティが例えばユーザデータ６３１、６３２、６４１、６４２および６４３として示されることが理解されるだろう。
【００６３】
他の実施例において、または既存の実施例を拡張するために、ＲＴＧギャップ６３３および／またはＴＴＧギャップ６３２がドナーアンテナ６０１またはドナーアンテナ６０１および非ドナーアンテナ６０２での引き続く送信と送信の間で観測されるかもしれない。中継器構成が置かれている建造物内に加入者がいない場合、任意の屋外加入者の送信がドナーアンテナで観測され、ＴＴＧまたはＲＴＧギャップが同期のために観測され用いられるかもしれないことに注意すべきである。
【００６４】
さらに、区域Ｂ６１２、Ｃ６１３、Ｅ６２４、Ｆ６２５、およびＡ６３３およびＤ６３２の各々の期間のいくつかのビンにわたる平均ＲＳＳＩは積分され、図６の点線で示す検出しきい値と比較されるかもしれない。複数の積分からの複数の測定基準値は最終的なタイミングおよび検出の判定をするために用いられるかもしれない。またＴＴＧ、ＲＴＧ、プリアンブル相関、および積分ＤＬサブフレーム電力等を含むかもしれない。ＤＬサブフレーム継続時間の平均ビンが積分されたＤＬタイミングに対する一例について考える。次に、１０＊積分ＲＴＧギャップの値が引き算され、得られた「包絡線整合フィルタ」のタイミングが１ビンだけスライドされるかもしれない。それによりビンのインクレメンタルなオフセットによる各時間配列に対する測定基準値を生成する。最大値による時間配列は正しいタイミング配列として選択され、ＵＬ／ＤＬ  ＴＸが可能な窓はそれに応じて調整されるかもしれない。
【００６５】
あるいはまた、タイミングは上で説明したと同様の方法でＵＬ／ＤＬサブフレーム比を決定するために用いられるＲＳＳＩとのプリアンブル／シンボル相関に基づくかもしれない。ＲＳＳＩの平均化または各ビン内の相関値に代わる手段として、それらの値の非線形または線形加重結合が包絡線整合フィルタ解析法に用いられるビン毎の値を生成するために用いられるかもしれない。包絡線整合フィルタの簡単な例は  出力（ｂｉｎ） ＝ −１００ ＊ Ｐ（ＲＴＧ） ＋ Ｐ（ＤＬ−ドナー） − １００＊Ｐ（ＴＴＧ） − Ｐ（ＤＬ−非ドナー）として表されるかもしれない。ここで、関数Ｐ（ｘ）は多くの前処理されたタイムビンにわたる積分値であり、相関電力、またはＲＳＳＩ電力等を含むかもしれない。さらに、前処理は、それぞれのビンにおける、後続の測定値にわたるおよびフレームレートで更新される個別の測定値の単純平均、ＩＩＲもしくはＦＩＲフィルタ構造、または非線形処理を含むかもしれない。上述したように出力がビンの関数としてプロットされると、上で説明した相関フィルタにおける「整合」は最良配列を表すピークを含むだろう。ピークに関連する配列は相対的な調整をタイミングに提供するだろう。その結果ビン配列は予測され、ＤＬ／ＵＬ  ＴＸ  ＥＮＡＢＬＥの窓が正しいビンおよびＵＬ／ＤＬサブフレームタイミングに揃えられる。上記の例が、フレーム時間を、ＵＬ／ＤＬサブフレームの期間、ＲＴＧ、およびＴＴＧがすべて既知であると仮定していることに注意するべきである。
【００６６】
従って、上で説明した手順と回路を用いて、非再生式、物理層（ＰＨＹ）、ＴＤＤ形式の中継が要求されるところで、種々のプロトコル環境における中継が達成されるかもしれない。図７に示すように、中継方向により動作可能となる窓およびＡＧＣ制御を用いる認定された中継が用いられる中継シナリオ７００を例示する。
【００６７】
図示される種々の実施例として、本発明に従うＡＧＣ制御は特に図６に関連して提供された記述を考慮するとより良く理解されかもしれない。例えば、代表的な中継器を用いる基地局（ＢＳ）から加入者局（ＳＳ）までのＤＬ７５０のようなダウンリンク区間を考える。Ａ１  ７０１において、中継器のドナーアンテナで受信された信号は、水平な点線として図示される中継器検知しきい値のようなしきい値を超えている。Ｂ７０４においてベースバンド信号７１０が中継器で生成されるかもしれない。Ａ２  ７０２において、ドナーアンテナ信号検出ロジックが検出を示す論理値によって起動されるかもしれない。Ａ３  ７０３において、中継器の非ドナー送信機において送信が実行可能にされる。ダウンリンク送信窓が確定され、同期され、およびＤＬで現在動作中であり、その結果エンドツーエンド中継リンク７１１を確定できるということを意味する、（ドナー信号検出  ＝  真）  ＡＮＤ  （ＤＬ  ＴＸ  窓  ＝  真）の場合、送信機は動作可能とされる。送信機が上記に従って動作可能にされると、ＤＬのための送信電力はＡＧＣ手順に基づいて決定されるかもしれない。従って、電力設定点は出力され、ダウンリンク利得ＤＬ＿Ｇａｉｎの値は格納されるかもしれない。電力設定点を図中の水平の点線「中継器ＤＬ  ＡＧＣ出力電力設定点」として示す。
【００６８】
ＤＬでの中継器を経由したＢＳからＳＳへの伝送の終了を扱うために、例示のために以下の手順を用いることができる。Ｃ１  ７０５において、ドナーアンテナの受信信号はしきい値より低いと決定される。ベースバンド信号７１０は終了に達している。Ｃ２  ７０６において、ドナーアンテナ信号検出ロジックは非活性化される。Ｃ３  ７０７において、送信機は上記ロジックに従って非ドナーアンテナにおいて動作不能にされる。
【００６９】
次に、例えば８７．２μｓｅｃのＴＴＧ７５１の後にＳＳからＢＳへの代表的中継器を用いるＵＬを考える。Ｄ１  ７２１において、中継器受信機の非ドナーアンテナの信号は検知しきい値を超え、ベースバンド信号７２４が生成される。Ｄ２  ７２２において、検出を示す論理値により非ドナーアンテナ信号検出ロジックが起動される。Ｄ３  ７２３において、以下の論理に従ってドナーアンテナについて送信機が実行可能にされる。送信機は（非ドナーの信号検出  ＝  真）  ＡＮＤ  （ＵＬ  ＴＸ窓  ＝  真）の場合実行可能にされる。エンドツーエンド中継リンク７２５はこのように確立される。
【００７０】
最終的に、ＵＬの送信利得を決定するために、最後のＤＬフレームからの格納されたＤＬ＿Ｇａｉｎが適用される。アップリンクの電力は  Ｐｏｕｔ（ＵＬ）  ＝  Ｒｓｓｉ（ＵＬ）  ＋  ＤＬ＿Ｇａｉｎ  に従って計算できる。ｍｉｎ（Ｐｏｕｔ，Ｐｏｕｔ  ｍａｘ）を求めるためにこの利得を適用する。Ｐｏｕｔの値がＰｏｕｔ  ｍａｘの値より大きい場合、電力を低減するために必要な利得低減値Ｇａｉｎ＿Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎを計算する。次にＤＬ出力電力設定点は値Ｇａｉｎ＿Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎだけ低減される。ＵＬ検出が発生しなかった場合、ＤＬ出力電力設定点はＤＬ＿Ｐｏｕｔ＿Ｍａｘを超えないように段階的に増加されるかもしれない。このように、ＵＬ送信利得は、ＤＬ出力電力設定点を操作することによって所望の範囲内に維持されるかもしれない。例えば７４４μｓｅｃのＲＴＧ７５３の後でＤＬ７５４でベースバンド信号７３０を、およびＴＴＧ７５１に関連して上で説明した例えば８７．２μｓｅｃであるかもしれないＴＴＧ７５５の後でＵＬ７５６でベースバンド信号７４０を中継するために同様の手順に従うかもしれない。
【００７１】
図８に代表的中継器の構成８００の回路ダイアグラムを示す。例えば図３に示された構成に加えて、可変利得増幅器（ＶＧＡ）制御器および状態機械（以後「ＶＧＡ８２０」という）、並びに、ここに説明した種々の手順を行うための検出器８５５および８５６を示す。アンテナ８０１および８０２を用いて信号が受信、および送信されるかもしれない。これらのアンテナは、よく知られているように中継環境の種々のドナーおよび非ドナー部分に向けられるかもしれない。アンテナ８０１および８０２の各々は、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）８０３および８０４、並びにアンテナを送信または受信モードに設定するためのアンテナスイッチ８１１および８１２を備えるかもしれない。良く知られているように、アンテナスイッチ８１０は送信信号をアンテナスイッチ８１１または８１２のいずれかに向けることができる。アンテナ８０１における受信信号の展開の間に、入力信号はＢＰＦ８０３およびスイッチ８１１を通過後、低雑音増幅器（ＬＮＡ）８０５で増幅され、受信信号と局部発振器周波数ＬＯ１  ８０９を混合するミクサ８０７でダウンコンバージョンされるだろう。得られた中間周波数（ＩＦ）信号は信号インスタンスが遅延ユニット８５３および検出器８５５へ送られる分配器８５１へ送られるかもしれない。アンテナ８０２における受信信号の展開において、入力信号はＢＰＦ８０４およびスイッチ８１２を通過後、低雑音増幅器（ＬＮＡ）８０６で増幅され、受信信号と局部発振器周波数ＬＯ１  ８０９を混合するミクサ８０８でダウンコンバージョンされるだろう。得られた中間周波数（ＩＦ）信号は信号インスタンスが遅延ユニット８５４および検出器８５６へ送られる分配器８５２へ送られるかもしれない。
【００７２】
信号が検出器８５５と８５６のいずれかで検出されると、サンプル８５７は、例えば上述したような統計処理等を実行するためにプロセッサ８５０へ送られるかもしれない。検出器８５５および８５６はＲＳＳＩ測定値８５８も提供するかもしれない。これは上述したように利得制御および送信電力調整の実行のためにＶＧＡ８２０へ送られるかもしれない。プロセッサ８５０は、よく知られているように線路、端子、またはバス等であるかもしれない制御線８２７を通じてＶＧＡ８２０を制御するように構成されるかもしれない。プロセッサ８５０およびＶＧＡ８２０は一般にプロセッサ８５０内にある制御レジスタにアクセスするように構成されるかもしれない。ＶＧＡ８２０は、よく知られているように線路、端子、またはバス等であるかもしれない線路８２８を通じて制御レジスタにアクセスするかもしれない。代表的なシナリオにおいて、１つのアンテナで受信された信号は、例えば遅延ユニット８５３および８５４で生成される遅延期間の後にもう一方のアンテナで送信されるかもしれない。受信および再送信の方向に依存して、信号はＴＸ選択スイッチ８２３、スイッチ８２２、およびＶＧＡ８２４の操作によって方向付けられるかもしれない。ＶＧＡ８２４は、よく知られているように制御線を通じてＶＧＡ８２０によって制御されるかもしれない。ＶＧＡ８２４の出力はアップコンバージョンのためにＬＯ１  ８０９と混合するためのミクサ８２５に送られるかもしれない。ミクサ８２５の出力は電力増幅器８２６に導かれる。送信信号はスイッチ８１０を通じて受信と反対側に導かれるだろう。例えば、アンテナ８０２で信号が受信される場合、スイッチ８１０は中継信号をスイッチ８１１を通じてアンテナ８０１に導くだろう。
【００７３】
ＶＧＡ８２０は、線路８２８を通じて例えばＤＬ電力設定点、ＵＬ  ＭＡＸ電力出力レベル、およびＵＬ  ＭＩＮ電力出力レベル等を含む制御レジスタで構成されるかもしれないことに注意すべきである。ＶＧＡ８２０はここに説明したように、ＡＧＣ機能を実行するために用いられるかもしれない。例えば、ＤＬ利得値は送信中に電力制御を実行するために、ここに説明したようなＵＬサブフレームへの適用のためにＶＧＡ８２０に格納されるかもしれない。ＵＬ電力設定はＵＬ  ＭＡＸ電力出力を超えないように制限されるかもしれない。ＶＧＡ８２０はプロセッサの入力および上述したようなビンの解析からの入力に基づいてスライディング窓を遅延または進ませることにより、ＵＬ／ＤＬ送信可能窓をさらに管理するかもしれない。ＶＧＡ８２０は上述した送信組合せ制御のような論理動作を、中継器の残りの部分および他の制御、例えばＵＬ／ＤＬ送信可能窓と例えば状態機械等の動作による相関電力またはＲＳＳＩ電力のような検出電力とに基づく送信スイッチ等の構成に対してさらに実行するかもしれない。
【００７４】
プロセッサ８５０はＵＬ／ＤＬタイミング管理、フィルタリング機能およびここに説明したような任意の他の計算を実行するように構成されるかもしれない。プロセッサ８５０はＶＧＡ８２０の状態機械の動作をそれに接続された制御信号を通じてさらに管理するかもしれない。プロセッサ８５０は構成パラメータをさらに設定し、プロセッサ能力を必要とする任意の他の機能を実行するかもしれない。プロセッサの機能の多くまたはすべては、計算機可読媒体、例えば記憶装置、ＲＯＭ、または有線もしくは無線ネットワーク接続のような接続媒体を含む他の媒体で保有されているプログラム命令を実行することにより実現されるかもしれないことが理解されるだろう。あるいはまた、命令は特定用途向集積回路（ＡＳＩＣ）等の形でプロセッサ内に組み込まれるかもしれない。
【００７５】
上で説明したように、同期のような機能を実行するために、図８に示すような代表的な検出器が必要である。図９にそのような代表的検出器の一実施例を示す。検出器入力９０１に基づいてＲＳＳＩ値９０３を生成するための検出器用増幅器９１０のような複数の検出器が図示のように構成されるかもしれない。この入力は無線周波数（ＲＦ）信号のような入力信号であるかもしれないし、または例えば図８を参照して上述したように受信アンテナからのＩＦ信号などであるかもしれない。検出器用増幅器９１０の出力は相関器９１１へ送られるかもしれない。これは中継器に要求される性能レベルに従って選択的に含まれるかもしれない。ＲＳＳＩしきい値９０２および相関器しきい値の設定値９０４のようなしきい値は、アナログ比較器９１３および９１５を用いて相関電力検出およびＲＳＳＩしきい値検出を発生するために、デジタル-アナログ変換器ＤＡＣ９１２およびＤＡＣ９１４にそれぞれ入力されるかもしれない。さらに、アナログ-デジタル変換器（ＡＤＣ）９１７を用いてＲＳＳＩ値に対して、およびＡＤＣ９１６を用いて相関器出力値に対して、デジタル値が生成されるかもしれない。
【００７６】
当業者は、上で述べたように本発明において異なる信号検出器構成を決定するため、および検出しきい値等を設定するために種々の技術が用いられ得ることを認識するだろう。さらに、種々の部品、例えば検出器素子３０９および３１１、組合せ論理素子３１４並びにマイクロ制御器３１３および他の素子の機能は組み合わされて単一の集積化機器にできるかもしれない。特定の部品への他の変更および置き換え、並びにそれらの相互接続は、当業者によって本発明の範囲と精神から逸脱すること無くなされる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の種々の代表的実施例に従う代表的周波数非変換中継器を例示する図。
【図２】本発明における加入者側および基地局側を含む代表的周波数非変換中継器環境を例示する図。
【図３】本発明の代表的周波数非変換中継器に関連する代表的検出および中継回路を例示する概略図。
【図４】本発明の代表的周波数非変換中継器の種々の実施例に関連する直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）フレームを例示する図。
【図５】本発明の代表的周波数非変換中継器の種々の実施例に関連するＴＤＤ区間への中継器の同期を例示するフローチャート。
【図６】本発明の代表的周波数非変換中継器の種々の実施例に関連する同期方式を例示する図。
【図７】本発明の代表的周波数非変換中継器の種々の実施例に関連する電力制御方式を例示する図。
【図８】本発明の代表的周波数非変換中継器の種々の実施例に関連する代表的中継器の構成を例示する回路図。
【図９】本発明の代表的周波数非変換中継器の種々の実施例に関連する代表的検出器を例示する回路図。
【図１】
2009532945.tif 000004
【図２】
2009532945.tif 000005
【図３】
2009532945.tif 000006
【図４】
2009532945.tif 000007
【図５】
2009532945.tif 000008
【図６】
2009532945.tif 000009
【図７】
2009532945.tif 000010
【図８】
2009532945.tif 000011
【図９】
2009532945.tif 000012
【国際調査報告】
2009532945.tif 000013