(57)【要約】  本発明は、適応型帰還予測消去器において、中継しようとする順方向・逆方向中継信号内に存在する帰還信号を除去した後に順方向・逆方向中継信号を送信するよう、外部の同期獲得部からの同期信号と基地局情報とを用いて制御情報を生成して出力する制御手段と、該制御手段からの制御情報に基づき順方向中継信号内に存在する帰還信号を適応的に除去し、順方向中継信号の利得を自動調節する第１帰還予測消去手段と、前記制御手段からの制御情報に基づき逆方向中継信号内に存在する帰還信号を適応的に除去し、逆方向中継信号の利得を自動調節する第２帰還予測消去手段とを備えることを特徴とする。
2008532459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応型帰還予測消去器において、
中継しようとする順方向・逆方向中継信号内に存在する帰還信号を除去した後に順方向・逆方向中継信号を送信するよう、外部の同期獲得部からの同期信号と基地局情報とを用いて制御情報を生成して出力する制御手段と、
該制御手段からの制御情報に基づき順方向中継信号内に存在する帰還信号を適応的に除去し、順方向中継信号の利得を自動調節する第１帰還予測消去手段と、
前記制御手段からの制御情報に基づき逆方向中継信号内に存在する帰還信号を適応的に除去し、逆方向中継信号の利得を自動調節する第２帰還予測消去手段と
を備えることを特徴とする適応型帰還予測消去器。
【請求項２】
前記制御手段の制御により、順方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第１自動遅延調節部と、
前記制御手段の制御により、逆方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第２自動遅延調節部と
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項３】
前記第１自動遅延調節部及び第２自動遅延調節部が、
多重経路信号の受信されない瞬間に帰還信号が生成され得るよう前記第１帰還予測消去手段及び第２帰還予測消去手段に相応して接続され、前記制御手段の制御により、帰還信号の発生の遅延を調節し、多重経路信号と帰還信号とが互いに重ならない状態で帰還信号を消去させることを特徴とする請求項２に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項４】
前記制御手段が、
外部電力増幅部の非線形性を補正するプリディストーション信号処理を制御する機能を更に行うことを特徴とする請求項２に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項５】
前記制御手段が、
外部のプリディストーション信号処理部から伝達された干渉信号量の決定のための制御情報に基づき前記電力増幅部の増幅出力を決定し、当該決定された増幅出力をプリディストーション情報として用いて前記電力増幅部における順方向中継信号の線形電力増幅を制御することを特徴とする請求項４に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項６】
前記第１帰還予測消去手段が、
前記制御手段の制御により、順方向中継信号の利得を自動調節する第１自動利得調節部と、
前記制御手段の制御により、前記第１自動利得調節部及び外部の第１ダウン変換部からの順方向中継信号から帰還信号の位相及び大きさを検出して更新する第１帰還信号検出部と、
前記制御手段の制御により、前記第１自動利得調節部からの順方向中継信号及び前記第１帰還信号検出部からの帰還信号の位相及び大きさを用いて逆帰還信号を生成する第１逆帰還信号合成部と、
前記制御手段の制御により、前記第１ダウン変換部からの順方向中継信号内に存在する帰還信号を前記第１逆帰還信号合成部からの逆帰還信号を用いて除去し、前記第１自動利得調節部に伝達する第１帰還信号除去部と
を備え、
前記第２帰還予測消去手段が、
前記制御手段の制御により、逆方向中継信号の利得を自動調節する第２自動利得調節部と、
前記制御手段の制御により、前記第２自動利得調節部及び外部の第２ダウン変換部からの逆方向中継信号から帰還信号の位相及び大きさを検出して更新する第２帰還信号検出部と、
前記制御手段の制御により、前記第２自動利得調節部からの逆方向中継信号及び前記第２帰還信号検出部からの帰還信号の位相及び大きさを用いて逆帰還信号を生成する第２逆帰還信号合成部と、
前記制御手段の制御により、前記第２ダウン変換部からの逆方向中継信号内に存在する帰還信号を前記第２逆帰還信号合成部からの逆帰還信号を用いて除去し、前記第２自動利得調節部に伝達する第２帰還信号除去部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項７】
前記第１帰還信号検出部が、
前記制御手段からの基地局ＩＤと、前記第１ダウン変換部及び前記第１自動利得調節部からの順方向中継信号との相関値を計算して、順方向中継信号内に存在する残留帰還信号の位相及び大きさを検出し、前記第１逆帰還信号合成部に伝達することを特徴とする請求項６に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項８】
前記制御手段が、
前記同期獲得部からの同期信号を用いてアップリンク及びダウンリンクのタイミングを探し出して順方向・逆方向中継信号の流れを制御し、前記同期獲得部からの基地局情報を用いて帰還信号の検出に必要な基地局ＩＤを前記第１帰還信号検出部に伝達し、前記同期獲得部における順方向同期獲得の結果に基づき、前記第１自動利得調節部、前記第１帰還信号検出部、前記第１逆帰還信号合成部、及び前記第１帰還信号除去部の動作を制御することを特徴とする請求項７に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項９】
前記第１自動利得調節部が、
前記第１帰還信号除去部からの順方向中継信号の大きさ、前記適応型帰還予測消去器の現在の状態による利得調節値、並びに前記制御手段からの既設定の目標出力の大きさ値及び目標利得値を用いて利得値を決定し、前記第１帰還信号除去部で帰還信号の除去された順方向中継信号の利得（出力信号の大きさ）を前記決定された利得値を用いて自動調節することを特徴とする請求項８に記載の適応型帰還予測消去器。
【請求項１０】
時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置において、
基地局と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するドナーアンテナと、
該ドナーアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第１フィルタリング手段と、
同期獲得部の制御により、前記第１フィルタリング手段からの順方向中継信号を第１ダウン変換部に切り替えるか、第２アップ変換部からの逆方向中継信号を前記第１フィルタリング手段に切り替えるドナー切替部と、
該ドナー切替部で切り替えられた順方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換する前記第１ダウン変換部と、
該第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号を用いて前記基地局との同期を獲得する前記同期獲得部と、
該同期獲得部からの情報に基づき、前記第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号又は第２ダウン変換部でダウン変換された逆方向中継信号から帰還信号を除去し、順方向・逆方向中継信号の利得を調節する適応型帰還予測消去器と、
該適応型帰還予測消去器からの順方向中継信号を高周波帯域の中継信号にアップ変換する第１アップ変換部と、
サービスエリアの端末と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するサービスアンテナと、
該サービスアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第２フィルタリング手段と、
前記同期獲得部の制御により、前記第１アップ変換部からの順方向中継信号を前記第２フィルタリング手段に切り替えるか、当該第２フィルタリング手段からの逆方向中継信号を前記第２ダウン変換部に切り替えるサービス切替部と、
該サービス切替部で切り替えられた逆方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換して前記適応型帰還予測消去器に伝達する前記第２ダウン変換部と、
前記適応型帰還予測消去器からの逆方向中継信号を高周波帯域の中継信号にアップ変換して前記ドナー切替部に伝達する前記第２アップ変換部と
を備えることを特徴とする時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置。
【請求項１１】
時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置において、
基地局と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するドナーアンテナと、
該ドナーアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第１フィルタリング手段と、
同期獲得部の制御により、前記第１フィルタリング手段からの順方向中継信号を第１ダウン変換部に切り替えるか、第２アップ変換部からの逆方向中継信号を前記第１フィルタリング手段に切り替えるドナー切替部と、
該ドナー切替部で切り替えられた順方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換する前記第１ダウン変換部と、
該第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号を用いて前記基地局との同期を獲得する前記同期獲得部と、
該同期獲得部からの情報に基づき、前記第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号又は第２ダウン変換部でダウン変換された逆方向中継信号から帰還信号を除去し、順方向・逆方向中継信号の利得を調節し、プリディストーション信号処理部に相互連動して、プリディストーション情報を用いて順方向中継信号の線形電力増幅を制御する適応型帰還予測消去器と、
該適応型帰還予測消去器に相互連動して、プロディストーション情報に基づき前記適応型帰還予測消去器からの順方向中継信号を線形的に電力増幅する前記プリディストーション信号処理部と、
サービスエリアの端末と中継しようとする信号（順方向・逆法中継信号）を送受信するサービスアンテナと、
該サービスアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第２フィルタリング手段と、
前記同期獲得部の制御により、前記プリディストーション信号処理部からの順方向中継信号を前記第２フィルタリング手段に切り替えるか、当該第２フィルタリング手段からの逆方向中継信号を前記第２ダウン変換部に切り替えるサービス切替部と、
該サービス切替部で切り替えられた逆方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換して前記適応型帰還予測消去器に伝達する前記第２ダウン変換部と、
前記適応型帰還予測消去器からの逆方向中継信号を高周波帯域の中継信号にアップ変換して前記ドナー切替部に伝達する前記第２アップ変換部と
を備えることを特徴とする時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置。
【請求項１２】
前記プリディストーション信号処理部が、
前記適応型帰還予測消去器からの順方向中継信号を高周波帯域の信号にアップ変換するＲＦ変換部と、
該ＲＦ変換部からの順方向中継信号を前記適応型帰還予測消去器からのプリディストーション情報に基づき線形的に電力増幅する電力増幅部と、
該電力増幅部で電力増幅された順方向中継信号を測定して干渉信号量の決定のための制御情報を前記適応型帰還予測消去器に伝達し、プリディストーション情報として活用させる信号変換部と
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置。
【請求項１３】
前記プリディストーション信号処理部が、
前記電力増幅部で電力増幅された順方向中継信号をフィルタリングして前記サービス切替部に伝達する帯域通過フィルタリング手段を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置。
【請求項１４】
前記適応型帰還予測消去器が、
前記プリディストーション信号処理部から伝達された干渉信号量の決定のための制御情報に基づき増幅出力を決定し、当該決定された増幅出力をプリディストーション情報として用いて前記プリディストーション信号処理部における順方向中継信号の線形電力増幅を制御することを特徴とする請求項１２に記載の時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置。
【請求項１５】
前記適応型帰還予測消去器が、
順方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第１自動遅延調節機能と、
逆方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第２自動遅延調節機能と
を更に行うことを特徴とする請求項１０に記載の時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置。
【請求項１６】
前記適応型帰還予測消去器が、
基地局ＩＤと、前記中継しようとする中継信号及び前記利得が調節されてフィードバックされた中継信号との相関値を計算して、中継信号内に存在する残留帰還信号の位相及び大きさを検出することを特徴とする請求項１５に記載の時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置。
【請求項１７】
適応型帰還予測消去方法において、
中継しようとする中継信号及び利得が調節されてフィードバックされた中継信号から帰還信号の位相及び大きさを検出して更新する帰還信号検出ステップと、
前記利得が調節されてフィードバックされた中継信号及び前記帰還信号検出ステップで検出された帰還信号の位相及び大きさを用いて逆帰還信号を生成する逆帰還信号生成ステップと、
前記中継しようとする中継信号内に存在する帰還信号を前記逆帰還信号生成ステップで生成された逆帰還信号を用いて除去する帰還信号除去ステップと、
該帰還信号除去ステップで帰還信号の除去された中継信号の利得を自動調節する自動利得調節ステップと
を含むことを特徴とする適応型帰還予測消去方法。
【請求項１８】
帰還信号の発生時点を調節して中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止するステップを更に含むことを特徴とする請求項１７に記載の適応型帰還予測消去方法。
【請求項１９】
プリディストーション情報を用いて順方向中継信号の線形電力増幅を制御するステップを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の適応型帰還予測消去方法。
【請求項２０】
前記帰還信号検出ステップが、
基地局ＩＤと、前記中継しようとする中継信号及び前記利得が調節されてフィードバックされた中継信号との相関値を計算して、中継信号内に存在する残留帰還信号の位相及び大きさを検出して更新することを特徴とする請求項１７に記載の適応型帰還予測消去方法。
【請求項２１】
前記自動利得調節ステップが、
前記帰還信号除去ステップで帰還信号の除去された中継信号の大きさ、無線中継装置の現在の状態による利得調節値、並びに既設定の目標出力の大きさ値及び目標利得値を用いて利得値を決定し、前記帰還信号除去ステップで帰還信号の除去された中継信号の利得（出力信号の大きさ）を前記決定された利得値を用いて自動調節することを特徴とする請求項２０に記載の適応型帰還予測消去方法。
【請求項２２】
プロセッサを備えた適応型帰還予測消去器において、
中継しようとする中継信号及び利得が調節されてフィードバックされた中継信号から帰還信号の位相及び大きさを検出して更新する帰還信号検出機能と、
前記利得が調節されてフィードバックされた中継信号及び前記帰還信号検出機能で検出された帰還信号の位相及び大きさを用いて逆帰還信号を生成する逆帰還信号生成機能と、
前記中継しようとする中継信号内に存在する帰還信号を前記逆帰還信号生成機能で生成された逆帰還信号を用いて除去する帰還信号除去機能と、
該帰還信号除去機能で帰還信号の除去された中継信号の利得を自動調節する自動利得調節機能と
を実現させるためのものであることを特徴とするプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体。
【請求項２３】
帰還信号の発生時点を調節して中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する機能を更に実現させるためのものであることを特徴とする請求項２２に記載のプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体。
【請求項２４】
プリディストーション情報を用いて順方向中継信号の線形電力増幅を制御する機能を更に実現させるためのものであることを特徴とする請求項２２に記載のプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応型帰還予測消去器（ＡＦＥＣ）及びその方法と、それを用いた時分割二重化無線中継装置及び前記方法を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体に関し、より詳しくは、同期信号を用いて無線チャネル環境の変化に適応的に動作して信号中継の安定性を向上させ、中継対象信号から帰還信号成分を完壁に除去してサービス品質を向上させるための、適応型帰還予測消去器及びその方法と、それを用いた時分割二重化無線中継装置及び前記方法を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、本発明では、基地局から端末への信号の伝達方向を「順方向」と称し、端末から基地局への信号の伝達方向を「逆方向」と称することとする。
【０００３】
時分割二重化（以下、「ＴＤＤ」とする）無線中継装置は、基地局の無線送受信部を延長するための装置であって、ビル内、地下などのような電波陰影地域において割安な費用で移動通信サービスを非常に効果的に提供することのできる装置である。そのため、ＴＤＤ無線中継装置は、加入者容量の増大や特定地域向けのサービスによく利用されている。
【０００４】
また、ＴＤＤ無線中継装置は、同じ送受信周波数を用いて一定時間の間隔で基地局から端末へ（順方向）、端末から基地局へ（逆方向）の信号伝達を周期的にＯＮ／ＯＦＦする装置であって、基地局からの電波を受信してサービスエリアに放射するダウンリンクと、サービスエリア（端末）からの電波を受信してこれを基地局に送信するアップリンクとが交互にＯＮ／ＯＦＦされるよう動作を行う。このようなＯＮ／ＯＦＦ動作は、同期獲得部により制御されるが、切替部がドナーアンテナ端及びサービスアンテナ端に位置し、基地局から端末へ又は端末から基地局へ信号が伝達されるよう前記同期獲得部の制御によって動作する。
【０００５】
このとき、ＴＤＤ方式が用いられることから、アップリンク及びダウンリンクのＯＮ／ＯＦＦ動作タイミングを合わせるためには、基地局から端末へのダウンリンクに対する同期獲得の過程が必要となる。このような同期獲得の過程は、通常、ダウンリンクのプリアンブルを用いて行われる。プリアンブルは、ＴＤＤ方式における同期獲得を効果的に行えるよう構造化されており、基地局ＩＤ及びセグメント情報を有しているため、同期獲得部の信号処理過程を経てこのような情報を得ることができる。
【０００６】
図１は、従来のＴＤＤ無線中継装置の一例を示す図である。
【０００７】
同図に示すように、従来のＴＤＤ無線中継装置は、基地局に接続された信号を送受信するドナーアンテナ１００と、該ドナーアンテナ１００を介して送受信される信号を帯域フィルタリングするドナー帯域通過フィルタ１０１と、該ドナー帯域通過フィルタ１０１と、第１ダウン変換部１０３及び第２アップ変換部１１２との間に位置し、同期獲得部１０５の制御により送受信信号を切り替えるドナー切替部１０２と、該ドナー切替部１０２からの受信信号をダウン変換する第１ダウン変換部１０３と、該第１ダウン変換部１０３によりダウン変換された受信信号をフィルタリングする第１帯域フィルタ１０４と、該第１帯域フィルタ１０４からの受信信号を受信してＴＤＤ無線中継信号の同期を獲得する同期獲得部１０５と、前記第１帯域フィルタ１０４からの受信信号を受信してダウン変化された中継信号（受信信号）を元の中継信号にアップ変換する第１アップ変換部１０６と、該第１アップ変換部１０６及び第２ダウン変換部１１０と、サービス帯域通過フィルタ１０８との間に位置し、前記同期獲得部１０５の制御により送受信信号を切り替えるサービス切替部１０７と、サービスアンテナ１０９を介して送受信される信号を帯域フィルタリングするサービス帯域通過フィルタ１０８と、サービスエリアの端末に接続された信号を送受信するサービスアンテナ１０９とを備える。ここで、逆方向（端末から基地局への信号送信）の動作は、前述した順方向の動作と同一であるため、前記説明及び図１を参照して当業者が容易に理解できることから、これ以上の説明は省略する。
【０００８】
このようなＴＤＤ無線中継装置は、ドナーアンテナ１００から出力された信号が強い場合、出力信号がサービスアンテナ１０９に帰還して再増幅され、ドナーアンテナ１００を介して放射されて発振する問題が発生する。これは、その逆も成立する。このような発振現象を最小化するためには、ドナーアンテナ１００とサービスアンテナ１０９との離隔度が利得よりも大きくなるよう２つのアンテナを大きく離隔させて設置しなければならないが、このように２つのアンテナを大きく離隔させて設置する場合には、設置費用が増大するという短所がある。加えて、送信信号の帰還現象（発振問題）を十分に軽減させるためには、無線中継装置の利得を低くして設計しなければならないという制約が伴う。
【０００９】
この問題を解決するため、図２に示すような無線中継装置が提案された。
【００１０】
図２は、従来の無線中継装置の他の例を示す図であって、ダウンリンクの構造を示している。
【００１１】
同図に示す無線中継装置における同期獲得の過程は、図１の説明と同様であり、ここでは、アップリンク及びダウンリンクの構造が同一であるため、切替部なしに、ダウンリンクについてのみ説明する。
【００１２】
同図に示す無線中継装置と図１で説明しているＴＤＤ無線中継装置との相違点は、特定のトーンを用いて受信アンテナに帰還する信号の位相及び大きさを推定し、推定された信号の位相及び大きさを用いて受信アンテナに入力される受信信号から帰還信号を除去することにより、無線中継装置の増幅利得を減らすことなく、発振問題を防止する機能を有することである。
【００１３】
同図の無線中継装置は、特定のトーンを用いて特定のトーンに対する位相及び大きさを検出し、これを用いて帰還信号を除去する逆位相を決定する初期動作機能と、初期動作状態において決定された逆位相にしたがって実際の中継信号から帰還信号を除去して放射する正常動作機能とを行う。
【００１４】
まず、マイクロプロセッサ２３０は、初期動作状態において同期獲得部２３１からのダウンリンクに対する同期信号を待つ。ＴＤＤ無線中継装置は、基地局との同期獲得が先行されなければならず、同期獲得が行われると、同期信号に応じてマイクロプロセッサ２３０が送信側トーン発生部２２０を介して特定のトーンを発生させる。すると、前記発生した特定のトーンは、送信側帯域通過フィルタ２２２でフィルタリングされた後、送信側アンテナを介してサービスエリアに放射される。
【００１５】
次いで、送信信号が受信側アンテナに誘起（帰還）して受信されると、受信側帯域通過フィルタ２００でフィルタリングされた後、受信側増幅部２０１で増幅され、元の信号経路の位相合成部２１１に入力される。このとき、位相合成部２１１の前段に位置する受信側トーン位相・大きさ検出部２０２により特定のトーンの位相及び大きさの変化量が検出され、このように検出された値は、位相・大きさ比較部２１０に入力される。すると、位相・大きさ比較部２１０は、受信側トーン位相・大きさ検出部２０２の出力値及び送信側帯域通過フィルタ２２２の後段に位置する送信側トーン位相・大きさ検出部２２３から得られた特定のトーンの位相及び大きさを比較して、その比較結果をマイクロプロセッサ２３０に伝達する。
【００１６】
すると、マイクロプロセッサ２３０は、特定のトーンに対する大きさ及び位相の変化量を用いて得られた特定のトーンに対する逆位相値を送信側トーン発生部２２０及び逆位相合成部２１２に送信する。これにより、逆位相合成部２１２は、マイクロプロセッサ２３０からの逆位相値、及び利得減衰・帰還経路部２１３と分配器２１４とを介して内部帰還された特定のトーンを用いて逆位相を有する特定のトーンを生成して位相合成部２１１に伝達し、受信信号から特定のトーンを除去させる。
【００１７】
このような動作によって、受信信号から特定のトーン（帰還信号）が除去されると、受信側トーン検出部２１５が特定のトーンの大きさを測定して一定の大きさ以下になると、マイクロプロセッサ２３０にその旨を通知して初期状態の動作を終了させる。
【００１８】
次に、正常動作状態において、無線中継装置は、基地局からの電波を受信して増幅した後、これをサービスエリアに放射し、送信側トーン発生部２２０、受信側トーン位相・大きさ検出部２０２、及び位相・大きさ比較部２１０の動作を中止させ、逆位相合成部２１２及び位相合成部２１１を動作させ、初期動作状態で求めた特定のトーンに対する位相及び大きさ値を用いて帰還信号を除去する。このとき、位相合成部２１１を通過した帰還信号の除去された受信信号は、送信側増幅部２２１で増幅され、送信側帯域通過フィルタ２２２でフィルタリングされた後、送信アンテナを介して放射される。
【００１９】
また、受信側トーン検出部２１５は、引き続き位相合成部２１１を通過した帰還信号の除去された受信信号の出力を監視して、受信信号の出力が指定されたレベル以上として検出されれば発振と判断し、この判断結果をマイクロプロセッサ２３０に伝達する。すると、マイクロプロセッサ２３０は、ＲＦ切替部２１６を遮断して位相合成部２１１と送信側増幅部２２１との接続通路を遮断することにより、再び初期状態の動作が行われるようにする。
【００２０】
図２に示す無線中継装置は、特定のトーンを用いてサービスエリアに放射された信号が再び受信アンテナに帰還した場合、帰還信号の位相及び大きさを調べて帰還信号を除去することにより、信号の発振を防止することができる。しかし、同図の無線中継装置は、特定のトーンを用いて位相及び大きさを検出する過程を行う間は実際の信号を中継することができないという短所がある。
【００２１】
更に、無線環境においては、周囲の物体が動いたりビルを建築したりするなどの周辺環境の変化により、帰還信号の位相及び大きさが変化し続け、これによって最適の位相及び大きさ値も変化するため、最適の位相及び大きさを更新し続けて帰還信号を除去しなければ、帰還信号の除去後も帰還信号成分が存在するようになる。したがって、同図の無線中継装置は、残留する帰還信号成分により信号が発振する問題がある。
【００２２】
特に、同図の無線中継装置は、無線中継装置の動作を初期動作状態と正常動作状態とに分離して行うことにより、初期動作状態において位相及び大きさを正確に予測できなければ、正常動作状態においてその性能は低下し、外部環境の突然の変化に対応できなくなる。また、出力の大きさの調整が不可能なため、無線チャネル環境の急激な変化の際に安定性を保障することができず、基地局と移動通信端末との間の出力品質を一定水準に維持することも不可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上記のような問題を解決するために提案されたものであり、その目的は、同期信号を用いて無線チャネル環境の変化に適応的に動作して信号中継の安定性を向上させ、中継対象信号から帰還信号成分を完壁に除去してサービス品質を向上させるための、適応型帰還予測消去器及びその方法と、それを用いた時分割二重化無線中継装置及び前記方法を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の他の目的は、同期信号を用いて無線チャネル環境の変化に適応的に動作して信号中継の安定性を向上させ、中継対象信号から帰還信号成分を完璧に除去してサービス品質を向上させるだけでなく、中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止するための、適応型帰還予測消去器及びその方法と、それを用いた時分割二重化無線中継装置及び前記方法を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体を提供することにある。
【００２５】
更に、本発明の更なる目的は、同期信号を用いて無線チャネル環境の変化に適応的に動作して信号中継の安定性を向上させ、中継対象信号から帰還信号成分を完璧に除去してサービス品質を向上させるだけでなく、プリディストーション情報を用いて電力増幅器の非線形特性を線形化するための、適応型帰還予測消去器及びその方法と、それを用いた時分割二重化無線中継装置及び前記方法を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解することができ、本発明の実施形態により更に明確になるはずである。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示す手段及びその組み合わせにより実現され得ることが容易に分かるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記の目的を達成するための本発明の装置は、適応型帰還予測消去器において、中継しようとする順方向・逆方向中継信号内に存在する帰還信号を除去した後に順方向・逆方向中継信号を送信するよう、外部の同期獲得部からの同期信号と基地局情報とを用いて制御情報を生成して出力する制御手段と、該制御手段からの制御情報に基づき順方向中継信号内に存在する帰還信号を適応的に除去し、順方向中継信号の利得を自動調節する第１帰還予測消去手段と、前記制御手段からの制御情報に基づき逆方向中継信号内に存在する帰還信号を適応的に除去し、逆方向中継信号の利得を自動調節する第２帰還予測消去手段とを備える。
【００２８】
また、上記の他の目的を達成するための前記本発明の装置は、前記制御手段の制御により、順方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第１自動遅延調節部と、前記制御手段の制御により、逆方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第２自動遅延調節部とを更に備える。
【００２９】
更に、上記の更なる目的を達成するための前記本発明の装置は、前記制御手段が、外部電力増幅部の非線形性を補正するプリディストーション信号処理を制御する機能を更に行うことを特徴とする。
【００３０】
一方、上記の目的を達成する本発明の他の装置は、時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置において、基地局と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するドナーアンテナと、該ドナーアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第１フィルタリング手段と、同期獲得部の制御により、前記第１フィルタリング手段からの順方向中継信号を第１ダウン変換部に切り替えるか、第２アップ変換部からの逆方向中継信号を前記第１フィルタリング手段に切り替えるドナー切替部と、該ドナー切替部で切り替えられた順方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換する前記第１ダウン変換部と、該第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号を用いて前記基地局との同期を獲得する前記同期獲得部と、該同期獲得部からの情報に基づき、前記第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号又は第２ダウン変換部でダウン変換された逆方向中継信号から帰還信号を除去し、順方向・逆方向中継信号の利得を調節する適応型帰還予測消去器と、該適応型帰還予測消去器からの順方向中継信号を高周波帯域の中継信号にアップ変換する第１アップ変換部と、サービスエリアの端末と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するサービスアンテナと、該サービスアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第２フィルタリング手段と、前記同期獲得部の制御により、前記第１アップ変換部からの順方向中継信号を前記第２フィルタリング手段に切り替えるか、当該第２フィルタリング手段からの逆方向中継信号を前記第２ダウン変換部に切り替えるサービス切替部と、該サービス切替部で切り替えられた逆方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換して前記適応型帰還予測消去器に伝達する前記第２ダウン変換部と、前記適応型帰還予測消去器からの逆方向中継信号を高周波帯域の中継信号にアップ変換して前記ドナー切替部に伝達する前記第２アップ変換部とを備える。
【００３１】
また、上記の他の目的を達成するための本発明の他の装置は、時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置において、基地局と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するドナーアンテナと、該ドナーアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第１フィルタリング手段と、同期獲得部の制御により、前記第１フィルタリング手段からの順方向中継信号を第１ダウン変換部に切り替えるか、第２アップ変換部からの逆方向中継信号を前記第１フィルタリング手段に切り替えるドナー切替部と、該ドナー切替部で切り替えられた順方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換する前記第１ダウン変換部と、該第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号を用いて前記基地局との同期を獲得する前記同期獲得部と、該同期獲得部からの情報に基づき、前記第１ダウン変換部でダウン変換された順方向中継信号又は第２ダウン変換部でダウン変換された逆方向中継信号から帰還信号を除去し、順方向・逆方向中継信号の利得を調節し、プリディストーション信号処理部に相互連動して、プリディストーション情報を用いて順方向中継信号の線形電力増幅を制御する適応型帰還予測消去器と、該適応型帰還予測消去器に相互連動して、プリディストーション情報に基づき前記適応型帰還予測消去器からの順方向中継信号を線形的に電力増幅する前記プリディストーション信号処理部と、サービスエリアの端末と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するサービスアンテナと、該サービスアンテナを介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングする第２フィルタリング手段と、前記同期獲得部の制御により、前記プリディストーション信号処理部からの順方向中継信号を前記第２フィルタリング手段に切り替えるか、当該第２フィルタリング手段からの逆方向中継信号を前記第２ダウン変換部に切り替えるサービス切替部と、該サービス切替部で切り替えられた逆方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換して前記適応型帰還予測消去器に伝達する前記第２ダウン変換部と、前記適応型帰還予測消去器からの逆方向中継信号を高周波帯域の中継信号にアップ変換して前記ドナー切替部に伝達する前記第２アップ変換部とを備える。
【００３２】
更に、上記の更なる目的を達成するための本発明の他の装置は、前記適応型帰還予測消去器が、順方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第１自動遅延調節機能と、逆方向中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第２自動遅延調節機能とを更に行うことを特徴とする。
【００３３】
一方、上記の目的を達成するための本発明の方法は、適応型帰還予測消去方法において、中継しようとする中継信号及び利得が調節されてフィードバックされた中継信号から帰還信号の位相及び大きさを検出して更新する帰還信号検出ステップと、前記利得が調節されてフィードバックされた中継信号及び前記帰還信号検出ステップで検出された帰還信号の位相及び大きさを用いて逆帰還信号を生成する逆帰還信号生成ステップと、前記中継しようとする中継信号内に存在する帰還信号を前記逆帰還信号生成ステップで生成された逆帰還信号を用いて除去する帰還信号除去ステップと、該帰還信号除去ステップで帰還信号の除去された中継信号の利得を自動調節する自動利得調節ステップとを含む。
【００３４】
また、上記の他の目的を達成するための前記本発明の方法は、帰還信号の発生時点を調節して中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止するステップを更に含む。
【００３５】
更に、上記の更なる目的を達成するための前記本発明の方法は、プリディストーション情報を用いて順方向中継信号の線形電力増幅を制御するステップを更に含む。
【００３６】
一方、本発明は、プロセッサを備えた適応型帰還予測消去器において、中継しようとする中継信号及び利得が調節されてフィードバックされた中継信号から帰還信号の位相及び大きさを検出して更新する帰還信号検出機能と、前記利得が調節されてフィードバックされた中継信号及び前記帰還信号検出機能で検出された帰還信号の位相及び大きさを用いて逆帰還信号を生成する逆帰還信号生成機能と、前記中継しようとする中継信号内に存在する帰還信号を前記逆帰還信号生成機能で生成された逆帰還信号を用いて除去する帰還信号除去機能と、該帰還信号除去機能で帰還信号の除去された中継信号の利得を自動調節する自動利得調節機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体を提供する。
【００３７】
また、前記本発明は、帰還信号の発生時点を調節して中継信号内に存在する帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する機能を更に実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体を提供する。
【００３８】
更に、前記本発明は、プリディストーション情報を用いて順方向中継信号の線形電力増幅を制御する機能を更に実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体を提供する。
【００３９】
このように、本発明は、同期獲得部に最適化したアルゴリズムを適用して基地局との同期を安定的に獲得し、適応型帰還予測消去器などの信号処理過程で発生する遅延時間を考慮してアップリンク及びダウンリンクのためのＯＮ／ＯＦＦ切替タイミングを制御する。また、本発明は、付加的に帰還信号が多重経路信号と重ならないようその発生時間を調節して帰還信号をより一層効果的に除去することにより、出力品質を一定水準に維持することができる。更に、本発明は、プリディストーション信号処理機能を行うことにより、電力増幅器の非線形特性を線形化することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明は、設置費用を最小化しつつ中継信号から帰還信号を効果的に除去することができ、出力の大きさを一定水準に維持することができ、多重経路信号との干渉を防止することができるという効果がある。
【００４１】
すなわち、本発明は、周辺のチャネル環境の変化に応じた送受信信号を用いて帰還信号を除去し、利得を自動調節して出力信号の大きさを制御することができるため、設置費用を低減することができ、出力の大きさの制限及び設置上の制約の問題を克服しつつ高出力特性を保障することができるという利点がある。
【００４２】
また、本発明は、同期獲得の過程で探し出した基地局情報を用いて中継器周辺の無線チャネル環境を推定し、帰還信号が多重経路信号と同じ瞬間に入力されないよう帰還信号の入力時間を遅延させることにより、多重経路信号と帰還信号とを区別して帰還信号を効果的に除去することができる。
【００４３】
更に、ＴＤＤ無線中継装置は、同じ送受信周波数を用いることから、ダウンリンクを介して無線チャネル環境を探し出してアップリンクに同様に適用することができる。したがって、本発明は、帰還信号を除去するため、無線中継サービスを中断する必要はなく、サービスの提供中にも周辺環境の変化に適応してチャネル推定値を更新しながら持続的なサービスを提供することができる。
【００４４】
このように本発明は、周辺環境の変化に適応して発振現象を防止することで安定性を向上させ、出力信号の大きさを一定に維持してサービス品質を一定水準に維持することができ、様々な移動通信システムに適用することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
上述した目的、特徴及び長所は、添付された図面に関する、以下の詳細な説明により更に明確になるはずであり、それにより、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができるであろう。また、本発明を説明するにあたり、本発明に係る公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にする可能性があると判断された場合、その詳細な説明を省略することにする。以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。
【００４６】
図３は、本発明の一実施形態に係る時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置を示す図である。
【００４７】
同図に示すように、本発明に係る時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置は、基地局と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するドナーアンテナ３００と、該ドナーアンテナ３００を介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングするドナー帯域通過フィルタ３０１と、同期獲得部３０５の制御により、前記ドナー帯域通過フィルタ３０１からの順方向中継信号を第１ダウン変換部３０３に切り替えるか、第２アップ変換部３１１からの逆方向中継信号をドナー帯域通過フィルタ３０１に切り替えるドナー切替部３０２と、該ドナー切替部３０２で切り替えられた順方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換する第１ダウン変換部３０３と、該第１ダウン変換部３０３でダウン変換された順方向中継信号を用いて前記基地局との同期を獲得する同期獲得部３０５と、該同期獲得部３０５からの情報に基づき、前記第１ダウン変換部３０３でダウン変換された順方向中継信号又は第２ダウン変換部３１０でダウン変換された逆方向中継信号から帰還信号を除去し、順方向・逆方向中継信号の利得を調節する適応型帰還予測消去器（ＡＦＥＣ）３０４と、該適応型帰還予測消去器３０４からの順方向中継信号を再び高周波帯域の中継信号にアップ変換する第１アップ変換部３０６と、サービスエリアの端末と中継しようとする信号（順方向・逆方向中継信号）を送受信するサービスアンテナ３０９と、該サービスアンテナ３０９を介して送受信される順方向・逆方向中継信号を帯域フィルタリングするサービス帯域通過フィルタ３０８と、前記同期獲得部３０５の制御により、前記第１アップ変換部３０６からの順方向中継信号を前記サービス帯域通過フィルタ３０８に切り替えるか、当該サービス帯域通過フィルタ３０８からの逆方向中継信号を第２ダウン変換部３１０に切り替えるサービス切替部３０７と、該サービス切替部３０７で切り替えられた逆方向中継信号を基底帯域信号にダウン変換して前記適応型帰還予測消去器３０４に伝達する第２ダウン変換部３１０と、前記適応型帰還予測消去器３０４からの逆方向中継信号を再び高周波帯域の中継信号にアップ変換して前記ドナー切替部３０２に伝達する第２アップ変換部３１１とを備える。
【００４８】
ここで、前記適応型帰還予測消去器３０４は、同期獲得部３０５とともに中継しようとする信号に対する帰還信号を除去し、利得を自動調節して出力信号の大きさを制御する機能を行う。ここで、前記適応型帰還予測消去器３０４は、帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する自動遅延調節機能を更に行う。すなわち、前記適応型帰還予測消去器３０４は、多重経路信号の受信されない瞬間に帰還信号が生成され得るよう帰還信号の発生の遅延を調節し、多重経路信号と帰還信号とが互いに重ならない状態で帰還信号を消去できるようにする。これについての詳細な内容は、図４を参照して後述する。
【００４９】
また、前記適応型帰還予測消去器３０４は、同期獲得部３０５から獲得した基地局ＩＤと順方向中継信号との相関性を用いて帰還信号及びＴＤＤ無線中継装置周辺の無線チャネル環境を推定する。これについての詳細な内容は、図４を参照して後述する。
【００５０】
更に、前記同期獲得部３０５は、信号の一定の大きさ以上（例えば、平均入力信号の大きさの約１／１０以上）の条件で一定時間以上（例えば、複数のフレームにわたって同一の信号強度と見なし得る時間であって約３秒以上）の同期信号を安定的に得たときに同期獲得が行われ、適応型帰還予測消去器３０５に同期信号を印加する。一方、同期獲得が行われない場合、適応型帰還予測消去器３０５に同期信号が印加されないことにより、同期獲得が行われるまでＴＤＤ無線中継装置の全ての動作が中止する。また、前記同期獲得部３０５は、ＴＤＤ無線中継装置の適応型帰還予測消去器３０５で所要する信号処理時間及びフィルタやその他の構成要素などで所要する時間を考慮してアップリンク及びダウンリンクのＯＮ／ＯＦＦ切替動作が円滑に行われるように制御する。
【００５１】
このような動作によって、ＴＤＤ無線中継装置の有する出力制限問題、設置上の制約問題などを克服することができ、高出力特性を得られるだけでなく、設置費用を節減することができるという利点を提供する。
【００５２】
以下、前記適応型帰還予測消去器３０４の詳細な構成及び動作を図４を参照して詳細に説明する。
【００５３】
図４は、図３に示す適応型帰還予測消去器を詳細に示す構成図である。
【００５４】
同図に示すように、本発明に係る適応型帰還予測消去器３０４は、中継しようとする順方向中継信号の出力信号の大きさを自動調節する第１自動利得調節部４１０と、該第１自動利得調節部４１０から入力される基底帯域の順方向中継信号及び前記第１ダウン変換部３０３から入力される基底帯域の順方向中継信号から順方向中継信号内に存在する残留帰還信号の位相及び大きさを検出し、帰還信号の位相及び大きさを更新する第１帰還信号検出部４０８と、前記第１自動利得調節部４１０から入力される基底帯域の順方向中継信号及び前記第１帰還信号検出部４０８から入力される帰還信号の位相及び大きさを用いて、順方向中継信号内に存在する帰還信号の除去に用いる逆帰還信号を生成する第１逆帰還信号合成部４０６と、前記第１ダウン変換部３０３でダウン変換された順方向中継信号内に存在する帰還信号を前記第１逆帰還信号合成部４０６からの逆帰還信号を用いて除去し、前記第１自動利得調節部４１０に伝達する第１帰還信号除去部４０４と、中継しようとする逆方向中継信号の出力信号の大きさを自動調節する第２自動利得調節部４２２と、該第２自動利得調節部４２２から入力される基底帯域の逆方向中継信号及び前記第２ダウン変換部３１０から入力される基底帯域の逆方向中継信号から逆方向中継信号内に存在する残留帰還信号の位相及び大きさを検出し、帰還信号の位相及び大きさを更新する第２帰還信号検出部４２０と、前記第２自動利得調節部４２２から入力される基底帯域の逆方向中継信号及び前記第２帰還信号検出部４２０から入力される帰還信号の位相及び大きさを用いて、逆方向中継信号内に存在する帰還信号の除去に用いる逆帰還信号を生成する第２逆帰還信号合成部４１８と、前記第２ダウン変換部３１０でダウン変換された逆方向中継信号内に存在する帰還信号を前記第２逆帰還信号合成部４１８からの逆帰還信号を用いて除去し、前記第２自動利得調節部４２２に伝達する第２帰還信号除去部４１６と、中継しようとする順方向・逆方向中継信号内に存在する帰還信号を除去した後に順方向・逆方向中継信号を送信するよう、前記各構成要素を制御する制御部４１４とを備える。
【００５５】
上述のように、適応型予測消去器３０４は、ＴＤＤ無線中継装置の特性上、アップリンク及びダウンリンクが同じ周波数を用いることから、アップリンク及びダウンリンクの無線チャネル特性は同一と考えられる。したがって、アップリンク及びダウンリンクに存在する構成要素の動作が同一なため、以下では、２つの構成要素を別途に説明するのではなく、ダウンリンクの構成要素についてのみその具体例を説明する。
【００５６】
ここで、前記同期獲得部３０５は、ＴＤＤ方式による無線中継装置に欠かせない必須構成要素であって、基地局から端末へ（順方向）又は端末から基地局へ（逆方向）の信号の流れを正確に制御するのに必要な同期信号を抽出する。このような同期信号の抽出（獲得）の過程は、基地局から端末へのダウンリンクの最初の部分に位置する信号、すなわち、プリアンブルを探すのである。プリアンブルは、ＴＤＤ方式において同期信号を効率的に抽出できるよう構造化されており、この同期信号の獲得の過程で基地局ＩＤやセグメント情報などの基地局情報を付加的に得ることができる。このように、前記同期獲得部３０５が同期信号を獲得し、基地局に関する情報を探し出して前記制御部４１４に伝達すると、当該制御部４１４では、前記同期獲得部３０５から伝達された同期信号と基地局情報とを用いてＴＤＤ方式による無線中継装置の動作を制御する。
【００５７】
特に、前記第１帰還信号検出部４０８では、前記同期獲得部３０５から得た基地局ＩＤを用いて帰還信号成分を推定することができる。すなわち、基地局ＩＤは、擬似ノイズコード（ＰＮ  Ｃｏｄｅ）からなるため、基地局ＩＤと順方向中継信号との相関値を計算すると、帰還信号の位相及び大きさを推定することができる。したがって、前記第１帰還信号検出部４０８では、前記制御部４１４からの基地局ＩＤと、前記第１ダウン変換部３０３及び前記第１自動利得調節部４１０からの順方向中継信号との相関値を計算して、順方向中継信号内に存在する残留帰還信号の位相及び大きさを検出し、前記第１逆帰還信号合成部４０６に伝達する。
【００５８】
また、前記第１自動利得調節部４１０は、第１帰還信号除去部４０４から入力される順方向中継信号の大きさ、適応型帰還予測消去器３０４の現在の状態による利得調節値、並びに制御部４１４から入力される既設定の目標出力の大きさ値及び目標利得値を用いて利得値を決定し、前記第１帰還信号除去部４０４で帰還信号の除去された順方向中継信号の利得（出力信号の大きさ）を前記決定された利得値を用いて自動調節する。このとき、自動利得調節方式について、一例を挙げてより詳細に説明すると、出力値が既設定の目標出力の大きさ値よりも大きければ、第１自動利得調節部４１０では、利得をそれ以上上げない方式で出力の大きさを制限し、既設定の目標出力の大きさ値よりも小さい場合は、第１帰還信号除去部４０４から入力される信号の大きさが目標利得値になるまで一定の単位時間（例えば、３ｄＢ）で利得を増大させる。
【００５９】
更に、前記第１帰還信号除去部４０４は、前記第１逆帰還信号合成部４０６から伝達された逆帰還信号を用いて前記第１ダウン変換部３０３から伝達された順方向中継信号（帰還信号の含まれている信号）から帰還信号を除去し、前記第１自動利得調節部４１０に伝達する。
【００６０】
すなわち、前記第１帰還信号除去部４０４は、前記第１ダウン変換部３０３から入力される順方向中継信号と前記第１逆帰還信号合成部４０６から入力される逆帰還信号とを合成して、順方向中継信号内に存在する帰還信号を除去した後、順方向中継信号を前記第１自動利得調節部４１０に伝達する。
【００６１】
また、前記第１逆帰還信号合成部４０６は、前記第１自動利得調節部４１０から入力される利得の自動調節された基底帯域の順方向中継信号及び前記第１帰還信号検出部４０８から入力される帰還信号の位相及び大きさを用いて、順方向中継信号内に存在する帰還信号の除去に用いる信号の大きさ及び位相を調節して逆帰還信号を生成する。
【００６２】
更に、前記制御部４１４は、前記同期獲得部３０５から伝達された同期信号を用いてアップリンク及びダウンリンクのタイミングを探し出して基地局から端末へ、端末から基地局への信号の流れを制御し、前記同期獲得部３０５から伝達された基地局情報を用いて帰還信号の検出に必要なコード（例えば、基地局ＩＤ）を前記第１帰還信号検出部４０８に伝達する。また、前記同期獲得部３０５は、ドナー切替部３０２及びサービス切替部３０７の動作を制御し（図３参照）、前記同期獲得部３０５における基地局から端末への同期獲得の結果に基づき、前記制御部４１４が前記第１自動利得調節部４１０、前記第１帰還信号検出部４０８、前記第１逆帰還信号合成部４０６、及び前記第１帰還信号除去部４０４の動作を制御する。仮に、受信信号に送出信号が含まれている場合、すなわち、同期獲得部３０５から同期信号と基地局情報とを獲得した場合、前記制御部４１４は、前記第１自動利得調節部４１０、前記第１帰還信号検出部４０８、前記第１逆帰還信号合成部４０６、及び前記第１帰還信号除去部４０４を正常動作させる。このとき、目標出力の大きさ値を特定値に予め設定して前記第１自動利得調節部４１０に伝達する。反面、受信信号に送出信号が含まれていない場合、すなわち、同期獲得部３０５から同期信号を獲得できなかった場合、前記制御部４１４は、前記第１自動利得調節部４１０、前記第１帰還信号検出部４０８、前記第１逆帰還信号合成部４０６、及び前記第１帰還信号除去部４０４の動作を中止させる。
【００６３】
一方、本発明に係る無線中継装置のための適応型帰還予測消去器３０４は、帰還信号と多重経路信号との相互干渉を防止する第１自動遅延調節部４１２を更に備える。すなわち、第１自動遅延調節部４１２は、多重経路信号の受信されない瞬間に帰還信号が生成され得るよう前記第１自動利得調節部４１０に接続して帰還信号の発生の遅延を調節し、多重経路信号と帰還信号とが互いに重ならない状態で帰還信号を消去できるようにする。このため、無線中継装置では、多重経路信号の発生する時点、すなわち、多重経路成分の位置を予め確認しておく。また、アップリンクにも同一機能の第２自動遅延調節部４２４が第２自動利得調節部４２２に更に接続されて備えられる。
【００６４】
図５は、本発明の一実施形態に係る適応型帰還予測消去方法及びそれを用いた時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継方法を示すためのフローチャートであって、最初の順方向信号を中継した後、そこから発生する帰還信号を用いてその後の順方向中継信号に残留する帰還信号を除去する方法を示している。
【００６５】
ＴＤＤ無線中継方式におけるダウンリンクの場合、ドナーアンテナ３００から第１ダウン変換部３０３までの経路を介して適応型帰還予測消去器３０４に受信される信号には、基地局が実際のサービスを中継するために送信する中継信号と、サービスアンテナ３０９を介して空間に放射された信号が再び戻ってきた帰還信号とが同時に存在するか、不特定のノイズを含む帰還信号のみが存在し得る。基地局送出信号は、無線チャネル環境による多重経路信号として表され、無線中継装置に受信される信号に帰還信号のみが存在する場合とは、基地局から移動通信端末へ送出信号を送信しない場合であり、これは、端末から基地局へのアップリンクでも同様であるため、ここでは、ダウンリンクについてのみ説明する。
【００６６】
まず、ドナーアンテナ３００を介して信号（順方向中継信号）が受信されると、ドナー帯域通過フィルタ３０１でドナー帯域通過フィルタリングを行い（５０１）、ドナー切替部３０２がこの順方向中継信号を第１ダウン変換部３０３に切り替えて（５０３）、第１ダウン変換部３０３に伝達する。すると、第１ダウン変換部３０３が高周波帯域の順方向中継信号を基底帯域の順方向中継信号にダウン変換する（５０５）。
【００６７】
その後、同期獲得部３０５で前記基底帯域の順方向中継信号を用いて基地局から端末へのダウンリンクに対する同期信号を獲得し、基地局に関する情報を得て適応型帰還予測消去器３０４の制御部４１４に伝達する（５０７）。
【００６８】
仮に、ここで同期信号を獲得できなければ（５０９）、前記「５０７」の過程を繰り返して行い、同期獲得部３０５によってダウンリンクの同期獲得が行われた場合（５０９）、制御部４１４が第１自動利得調節部４１０、第１帰還信号検出部４０８、第１逆帰還信号合成部４０６、及び第１帰還信号除去部４０４を正常作動させて、前記第１帰還信号検出部４０８で帰還信号の位相及び大きさを更新させる（５１１）。それにより、第１逆帰還信号合成部４０６は、前記第１帰還信号検出部４０８で更新された帰還信号の位相及び大きさを用いて逆帰還信号を生成する（５１３）。また、第１帰還信号除去部４０４は、基底帯域の順方向中継信号と前記第１逆帰還信号合成部４０６で生成された逆帰還信号とを合成して、順方向中継信号内に含まれている帰還信号を除去する（５１５）。
【００６９】
このように送出しようとする順方向中継信号から帰還信号が除去された後、第１自動利得調節部４１０は、順方向中継信号の出力の大きさ（利得）を自動調節する（５１７）。このとき、第１自動利得調節部４１０は、第１帰還信号除去部４０４から入力される順方向中継信号の大きさ、適応型帰還予測消去器４０４の現在の状態による利得調節値、並びに制御部４０４から入力される既設定の目標出力の大きさ値及び目標利得値を用いて利得値を決定し、第１帰還信号除去部４０４で帰還信号の除去された順方向中継信号の利得（出力信号の大きさ）を前記決定された利得値を用いて自動調節する。すなわち、順方向中継信号の大きさを増幅又は減衰して出力信号の大きさを自動調節する。
【００７０】
その後、利得調節された順方向中継信号を第１アップ変換部３０６で高周波帯域の順方向中継信号にアップ変換し（５１９）、サービス切替部３０７が前記アップ変換された順方向中継信号をサービス帯域通過フィルタ３０８に切り替えて（５２１）、それにより、サービス帯域通過フィルタ３０８がサービス帯域通過フィルタリング（５２３）を行い、サービスアンテナ３０９を介して出力させる。
【００７１】
前記過程のうち、帰還信号の位相及び大きさを更新する過程（５１１）についてより具体的に説明すると、次の通りである。第１帰還信号検出部４０８は、第１ダウン変換部３０３から入力される基底帯域の順方向中継信号と、同期獲得部３０５によって獲得されて制御部４１４を介して入力される基地局情報（例えば、基地局ＩＤ）とに基づき、２つの信号間の相関性を用いて帰還信号の位相及び大きさを推定する。
【００７２】
一方、制御部４１４は、多重経路信号の存在しない時点に帰還信号が入力されるよう制御することが好ましい。これは、多重経路信号と帰還信号とが互いに重なって再受信される場合、正確な無線チャネル特性を予測することができず、これにより、帰還信号を正確に除去することができないため、多重経路信号が微弱であったり、多重経路信号の受信されない瞬間に帰還信号が受信されるようにするためである。
【００７３】
一方、本発明に係る他の実施形態を図６及び図７を参照して説明すると、次の通りである。ここでは、上述の一実施形態と技術的要旨が同一の部分についての説明は省略し、技術的要旨の異なる部分のみを中心に説明する。
【００７４】
図６は、本発明の他の実施形態に係る時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置を示す図である。
【００７５】
同図に示すように、プリディストーション信号処理部６１０は、前記適応型帰還予測消去器６２０に相互連動して、プリディストーション情報に基づき前記適応型帰還予測消去器６２０からの順方向中継信号を線形的に電力増幅してサービス切替部３０７に伝達する。
【００７６】
すなわち、前記プリディストーション信号処理部６１０は、前記適応型帰還予測消去器６２０からの順方向中継信号をアップ変換した後、前記適応型帰還予測消去器６２０からのプリディストーション情報に基づき線形的に電力増幅してサービス切替部３０７に伝達し、前記電力増幅された順方向中継信号を測定して干渉信号量の決定のための制御情報を前記適応型帰還予測消去器６２０に伝達し、プリディストーション情報として活用させる。
【００７７】
それにより、前記適応型帰還予測消去器６２０は、前記プリディストーション信号処理部６１０に相互連動して、プリディストーション情報を用いて順方向中継信号の線形電力増幅を制御する。
【００７８】
すなわち、前記適応型帰還予測消去器６２０は、前記プリディストーション信号処理部６１０から伝達された干渉信号量の決定のための制御情報（例えば、電力増幅部の出力の線形性及び信号の大きさを含む）に基づき増幅出力を決定し、その決定結果をプリディストーション情報として用いて前記プリディストーション信号処理部６１０における順方向中継信号の線形電力増幅を制御する。
【００７９】
このとき、順方向中継信号についてのみプリディストーション信号処理機能を行う理由は、端末側への順方向中継信号がより遠く放射されるように順方向中継信号をより大きく電力増幅するほど、それに伴う干渉信号も強く作用するからである。もちろん、費用に対する効果がある場合は、逆方向中継信号についてもプリディストーション信号処理機能を行うこともできる。
【００８０】
図７は、図６に示す適応型帰還予測消去器及びプリディストーション信号処理部を詳細に示す図である。
【００８１】
同図に示すように、前記プリディストーション信号処理部６１０は、前記適応型帰還予測消去器６２０からの順方向中継信号を高周波帯域の信号ＲＦにアップ変換するＲＦ変換部６１１と、該ＲＦ変換部６１１からの順方向中継信号を前記適応型帰還予測消去器６２０からのプリディストーション情報に基づき線形的に電力増幅する電力増幅部６１２と、該電力増幅部６１２で電力増幅された順方向中継信号を測定して干渉信号量の決定のための制御情報を前記適応型帰還予測消去器６２０に伝達し、プリディストーション情報として活用させる信号変換部６１３とを備える。
【００８２】
このとき、前記プリディストーション信号処理部６１０は、前記電力増幅部６１２で電力増幅された順方向中継信号をフィルタリングしてサービス切替部３０７に伝達する帯域通過フィルタ（図示せず）を更に備えることもできる。
【００８３】
ここで、前記信号変換部６１３は、前記電力増幅部６１２で電力増幅された順方向中継信号の出力信号を測定して干渉信号量の決定のための制御情報（例えば、電力増幅部の出力の線形性及び信号の大きさを含む）を前記適応型帰還予測消去器６２０の制御部６２１に伝達し、１つの制御部で増幅信号の線形性を補正する補正量を決定する制御信号や干渉信号の発振などの異常状態を防止するため、増幅信号の信号の大きさ補正を行うなどの干渉除去及びプリディストーション情報として活用させる。
【００８４】
このとき、前記信号変換部６１３は、前記電力増幅部６１２で電力増幅された順方向中継信号の出力信号を測定（例えば、信号の大きさ及び線形性）した後、デジタル形態の基底帯域信号に変換して前記適応型帰還予測消去器６２０の制御部６２１に伝達する。
【００８５】
すると、前記適応型帰還予測消去器６２０の制御部６２１は、前記プリディストーション信号処理部６１０の信号変換部６１３から伝達された干渉信号量の決定のための制御情報（例えば、電力増幅部の出力の線形性及び信号の大きさを含む）に基づき電力増幅部６１２の増幅出力を決定し、その決定結果をプリディストーション情報として用いて前記電力増幅部６１２における順方向中継信号の線形電力増幅を制御する。
【００８６】
すなわち、前記制御部６２１は、前記電力増幅部６１２の非線形性を補正するプリディストーション信号処理機能を制御する。それにより、前記電力増幅部６１２の非線形特性を線形化することができる。
【００８７】
このとき、前記順方向中継信号の増幅信号の線形性補正及び増幅信号の信号の大きさ補正を行う線形電力増幅制御方式について、一例を挙げてより詳細に説明すると、次の通りである。
【００８８】
第一に、線形性補正において、出力値が既設定の目標出力の大きさ値（例えば、以前の時間の出力値よりも傾きで比較した値）よりも大きければ、適応型帰還予測消去器の制御部６２１で利得をそれ以上上げない方式で出力の大きさを制限することによって線形性を確保し、既設定の目標出力の大きさ値よりも小さい場合は、適応型帰還予測消去器の制御部６２１から入力される信号の大きさが目標利得値になるまで一定の単位時間（例えば、３ｄＢ）で利得を増大させる。
【００８９】
第二に、増幅信号の信号の大きさ補正において、出力値が既設定の目標出力の大きさ値（例えば、装置で設定された絶対出力値であって装置の定格出力仕様の範囲内の値）よりも大きければ、適応型帰還予測消去器の制御部６２１から入力される信号の大きさが目標利得値以下になるまで一定の単位時間（例えば、３ｄＢ）で利得を急減させて発振を防止する役割を果たす。
【００９０】
上述した本発明の方法は、プログラムで実現され、コンピュータ可読形態で記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フロッピーディスク、ハードディスク、光磁気ディスクなど）に格納され得る。このような過程は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できることから、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００９１】
以上で説明した本発明は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能なため、上述した実施形態及び添付された図面により限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】従来のＴＤＤ無線中継装置の一例を示す図である。
【図２】従来の無線中継装置の他の例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置を示す図である。
【図４】図３に示す適応型帰還予測消去器を詳細に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る適応型帰還予測消去方法及びそれを用いた時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継方法を示すためのフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る時分割二重化（ＴＤＤ）無線中継装置を示す図である。
【図７】図６に示す適応型帰還予測消去器及びプリディストーション信号処理部を詳細に示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
３００  ドナーアンテナ
３０１  ドナー帯域通過フィルタ
３０２  ドナー切替部
３０３  第１ダウン変換部
３０４  適応型帰還予測消去器（ＡＦＥＣ）
３０５  同期獲得部
３０６  第１アップ変換部
３０７  サービス切替部
３０８  サービス帯域通過フィルタ
３０９  サービスアンテナ
３１０  第２ダウン変換部
３１１  第２アップ変換部
４０４  第１帰還信号除去部
４０６  第１逆帰還信号合成部
４０８  第１帰還信号検出部
４１０  第１自動利得調節部
４１２  第１自動遅延調節部
４１４  制御部
４１６  第２帰還信号除去部
４１８  第２逆帰還信号合成部
４２０  第２帰還信号検出部
４２２  第２自動利得調節部
４２４  第２自動遅延調節部
６１０  プリディストーション信号処理部
６１１  ＲＦ変換部
６１２  電力増幅部
６１３  信号変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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