(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局が送信する無線信号を受信する複数の受信アンテナを有し、複数の前記受信アンテナの受信信号を最大比合成して復調し、再変調して同一周波数で送信アンテナから宛先局へ送信する無線中継装置において、
前記送信アンテナから前記受信アンテナへの回り込み経路の応答と、前記送信アンテナから前記受信アンテナへの回り込み信号をキャンセルする信号経路の応答とを推定し、前記受信アンテナ毎に算出したキャンセル信号を前記受信アンテナ毎の受信信号からキャンセルするキャンセル部と、
前記キャンセル部がキャンセル後の前記受信アンテナ毎の受信信号を重み付け係数により重み付けして複数の前記受信アンテナの受信信号を合成する最大比合成部と
を有し、
前記最大比合成部は、複数の前記受信アンテナから受信する受信信号毎に、残留自己干渉電力を含むＳＩＮＲに基づいて前記最大比合成の重み付け係数を求め、前記重み付け係数により前記受信アンテナ毎の前記受信信号を重み付けして合成し、
複数の前記受信アンテナの数をＮ（Ｎは正の整数）として、前記基地局の送信回路の応答ＧＴＳと、前記基地局からｎ（ｎは１からＮまでの整数）番目の前記受信アンテナまでの経路の応答ＨＳ，ｎと、ｎ番目の前記受信アンテナから無線信号を受信する受信回路の応答ＧＲ，ｎと、ｎ番目の前記受信アンテナの前記回り込み経路の応答Ｈｎと、前記送信アンテナから無線信号を送信する送信回路の応答ＧＴ，０と、前記無線中継装置内部のｎ番目の前記受信アンテナへのキャンセル信号経路の送信回路の応答ＧＴ，ｎと、前記キャンセル信号経路の減衰量√Ｌと、雑音電力σ２とを用いて、ｎ番目の前記受信アンテナの前記重み付け係数ａｎを次式により算出する
【数１６】
0006441183.tif 000017
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
基地局が送信する無線信号を受信する複数の受信アンテナを有し、複数の前記受信アンテナの受信信号を最大比合成して復調し、再変調して同一周波数で送信アンテナから宛先局へ送信する無線中継装置における最大比合成受信方法であって、
前記送信アンテナから前記受信アンテナへの回り込み経路の応答と、前記送信アンテナから前記受信アンテナへの回り込み信号をキャンセルする信号経路の応答とを推定し、前記受信アンテナ毎に算出したキャンセル信号を前記受信アンテナ毎の受信信号からキャンセルするキャンセル処理と、
前記キャンセル処理でキャンセル後の前記受信アンテナ毎の受信信号を重み付け係数により重み付けして複数の前記受信アンテナの受信信号を合成する最大比合成処理と
を実行し、
前記最大比合成処理では、複数の前記受信アンテナから受信する受信信号毎に、残留自己干渉電力を含むＳＩＮＲに基づいて前記最大比合成の重み付け係数を求め、前記重み付け係数により前記受信アンテナ毎の前記受信信号を重み付けして合成し、
複数の前記受信アンテナの数をＮ（Ｎは正の整数）として、前記基地局の送信回路の応答ＧＴＳと、前記基地局からｎ（ｎは１からＮまでの整数）番目の前記受信アンテナまでの経路の応答ＨＳ，ｎと、ｎ番目の前記受信アンテナから無線信号を受信する受信回路の応答ＧＲ，ｎと、ｎ番目の前記受信アンテナの前記回り込み経路の応答Ｈｎと、前記送信アンテナから無線信号を送信する送信回路の応答ＧＴ，０と、前記無線中継装置内部のｎ番目の前記受信アンテナへのキャンセル信号経路の送信回路の応答ＧＴ，ｎと、前記キャンセル信号経路の減衰量√Ｌと、雑音電力σ２とを用いて、ｎ番目の前記受信アンテナの前記重み付け係数ａｎを次式により算出する
【数１７】
0006441183.tif 000018
ことを特徴とする最大比合成受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全二重中継系の無線中継装置における回り込みキャンセル後の残留自己干渉電力を考慮した最大比合成受信ダイバーシティに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、基地局と宛先局との間で直接、無線通信を行うことができない場合、基地局と宛先局との間に無線中継装置(以下、中継局と称す)が配置される。例えば図５の場合、基地局９０２から宛先局９０３へ中継局９０１を介して送信する。図５において、中継局９０１では、基地局９０２から受信する信号と同じ無線リソース(時間・周波数)で宛先局９０３に再送信する全二重中継系のシステムが用いられ、周波数利用効率およびスループットを向上させている(例えば特許文献１参照)。そして、このような全二重中継系の中継局９０１では、送信アンテナ８０２から送信される信号が受信アンテナ８０１に回り込む自己干渉を抑制する必要がある。このため、中継局９０１では、復調-変調部８０３が再変調して宛先局９０３に送信するときに、回り込みキャンセル部８０４が回り込み経路を推定して生成したキャンセル信号を合成部８０５で受信信号から減算する処理を行っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】M.Jain,et al.,“Practical,Real-time,Full Duplex Wireless,”Proc.,MobiCom 11, 2011.
【非特許文献２】T.K.Y.Lo,“Maximum ratio transmission,”IEEE Trans. on Commun.,vol.47,No.10,Oct.1999.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、回り込みキャンセルが適切に行われた場合でも、回り込み経路の推定誤差により、回り込みキャンセル後の信号に残留自己干渉成分が発生するという問題がある。特に、全二重中継系の中継局において、通信に使用している変調符号化方式(MCS:Modulation and Coding Scheme)に対する所要信号対干渉および雑音電力比(SINR:Signal to Interference plus Noise Ratio)が得られない場合、中継局で復調誤りが生じるため通信が成立しなくなる。このため、全二重中継系の中継局では、通信に使用しているMCSに対する所要値以上のSINRが必要である。そこで、図６に示すように、受信時のSINRを向上させる手法の一つとして、送信局９０４から送信される無線信号を受信局９０５の複数の受信アンテナ(７０１（１）から７０１（Ｎ）)で受信して、重み付け部７０２の乗算器(７０３（１）から７０３（Ｎ）)により受信信号に重み付け係数(a1からaN)を乗算し、合成部７０４により最大比合成して復調する受信ダイバーシティ技術が知られている。例えば、干渉成分を考慮しない単純な複数の受信アンテナを用いる局では、各受信アンテナの雑音電力が等しいことから信号電力のみを考慮した重み付け方式が用いられている（例えば非特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、全二重中継局に、従来の信号電力のみを考慮した最大比合成の重み付け方式を適用した場合、受信SINRの最大化を図ることが難しいという問題がある。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明に係る無線中継装置および最大比合成受信方法は、回り込みキャンセル後の残留自己干渉成分を考慮した最大比合成を行うことにより受信SINRを最大化し、再生誤り率を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、基地局が送信する無線信号を受信する複数の受信アンテナを有し、複数の受信アンテナの受信信号を最大比合成して復調し、再変調して同一周波数で送信アンテナから宛先局へ送信する無線中継装置において、送信アンテナから受信アンテナへの回り込み経路の応答と、送信アンテナから受信アンテナへの回り込み信号をキャンセルする信号経路の応答とを推定し、受信アンテナ毎に算出したキャンセル信号を受信アンテナ毎の受信信号からキャンセルするキャンセル部と、キャンセル部がキャンセル後の受信アンテナ毎の受信信号を重み付け係数により重み付けして複数の受信アンテナの受信信号を合成する最大比合成部とを有し、最大比合成部は、複数の受信アンテナから受信する受信信号毎に、残留自己干渉電力を含むＳＩＮＲに基づいて最大比合成の重み付け係数を求め、重み付け係数により受信アンテナ毎の受信信号を重み付けして合成し、複数の受信アンテナの数をＮ（Ｎは正の整数）として、基地局の送信回路の応答ＧＴＳと、基地局からｎ（ｎは１からＮまでの整数）番目の受信アンテナまでの経路の応答ＨＳ，ｎと、ｎ番目の受信アンテナから無線信号を受信する受信回路の応答ＧＲ，ｎと、ｎ番目の受信アンテナの回り込み経路の応答Ｈｎと、送信アンテナから無線信号を送信する送信回路の応答ＧＴ，０と、無線中継装置内部のｎ番目の受信アンテナへのキャンセル信号経路の送信回路の応答ＧＴ，ｎと、キャンセル信号経路の減衰量√Ｌと、雑音電力σ２とを用いて、ｎ番目の受信アンテナの重み付け係数ａｎを次式により算出することを特徴とする。
【０００９】
【数１】
0006441183.tif 000002
【００１０】
第２の発明は、基地局が送信する無線信号を受信する複数の受信アンテナを有し、複数の受信アンテナの受信信号を最大比合成して復調し、再変調して同一周波数で送信アンテナから宛先局へ送信する無線中継装置における最大比合成受信方法であって、送信アンテナから受信アンテナへの回り込み経路の応答と、送信アンテナから受信アンテナへの回り込み信号をキャンセルする信号経路の応答とを推定し、受信アンテナ毎に算出したキャンセル信号を受信アンテナ毎の受信信号からキャンセルするキャンセル処理と、キャンセル処理でキャンセル後の受信アンテナ毎の受信信号を重み付け係数により重み付けして複数の受信アンテナの受信信号を合成する最大比合成処理とを実行し、最大比合成処理では、複数の受信アンテナから受信する受信信号毎に、残留自己干渉電力を含むＳＩＮＲに基づいて最大比合成の重み付け係数を求め、重み付け係数により受信アンテナ毎の受信信号を重み付けして合成し、複数の受信アンテナの数をＮ（Ｎは正の整数）として、基地局の送信回路の応答ＧＴＳと、基地局からｎ（ｎは１からＮまでの整数）番目の受信アンテナまでの経路の応答ＨＳ，ｎと、ｎ番目の受信アンテナから無線信号を受信する受信回路の応答ＧＲ，ｎと、ｎ番目の受信アンテナの回り込み経路の応答Ｈｎと、送信アンテナから無線信号を送信する送信回路の応答ＧＴ，０と、無線中継装置内部のｎ番目の受信アンテナへのキャンセル信号経路の送信回路の応答ＧＴ，ｎと、キャンセル信号経路の減衰量√Ｌと、雑音電力σ２とを用いて、ｎ番目の受信アンテナの重み付け係数ａｎを次式により算出することを特徴とする。
【００１２】
【数２】
0006441183.tif 000003
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る無線中継装置および最大比合成受信方法は、回り込みキャンセル後の残留自己干渉成分を考慮した最大比合成を行うことにより受信SINRを最大化し、再生誤り率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における無線通信システムの一例を示す図である。
【図２】中継局の基本構成例を示す図である。
【図３】中継局の詳細例を示す図である。
【図４】各パラメータを示す図である。
【図５】比較例を示す図である。
【図６】受信ダイバーシティの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明に係る無線中継装置および最大比合成受信方法の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、無線中継装置を中継局と称する。
【００１６】
図１は、本実施形態で説明する中継局１０１を用いた無線通信システム１００の一例を示す。図１において、無線通信システム１００は、中継局１０１、基地局１０２および宛先局１０３を有する。
【００１７】
図１において、中継局１０１は、基地局１０２が送信する無線信号を受信して一旦復調し、再び変調した無線信号を宛先局１０３に送信する。ここで、基地局１０２から受信する無線信号の周波数と宛先局１０３に送信する無線信号の周波数とは同じ周波数である。このように、本実施形態に係る中継局１０１は、基地局１０２から受信する無線信号と同じ周波数の無線信号をリアルタイム(同じ時間)で宛先局１０３に再送信するので、宛先局１０３へ送信する電波が基地局１０２から受信するアンテナに回り込むという問題が生じる。そこで、本実施形態に係る中継局１０１は、回り込み信号をキャンセルする機能を有している。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る中継局１０１の概要を示す。図２において、中継局１０１は、アンテナ２０１（１）、アンテナ２０１（２）、アンテナ２０１（Ｎ）(Ｎ：正の整数)、アンテナ２０２、受信-送信部２０３、回り込みキャンセル部２０４（１）、回り込みキャンセル部２０４（２）、回り込みキャンセル部２０４（Ｎ）、加算器２０５（１）、加算器２０５（２）および加算器２０５（Ｎ）を有する。ここで、アンテナ２０１（１）、アンテナ２０１（２）およびアンテナ２０１（Ｎ）は、同一又は同様の機能を有するので、以降の説明において、アンテナ２０１（１）、アンテナ２０１（２）およびアンテナ２０１（Ｎ）に共通の説明を行う場合は符号末尾の（番号）を省略してアンテナ２０１と表記する。回り込みキャンセル部２０４（１）、回り込みキャンセル部２０４（２）および回り込みキャンセル部２０４（Ｎ）についても同様に、共通の説明を行う場合は符号末尾の（番号）を省略して回り込みキャンセル部２０４と表記する。また、加算器２０５（１）、加算器２０５（２）および加算器２０５（Ｎ）についても、共通の説明を行う場合は符号末尾の（番号）を省略して加算器２０５と表記する。
【００１９】
図２において、アンテナ２０１は、図１に示した基地局１０２から送信された無線信号を受信するアンテナである。
【００２０】
アンテナ２０２は、図１に示した宛先局１０３へ無線信号を送信するアンテナである。
【００２１】
受信-送信部２０３は、アンテナ２０１により受信する基地局１０２が送信した信号を一旦復調し、再変調してアンテナ２０２から送信する。ここで、受信-送信部２０３は、アンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）までのＮ個のアンテナにより受信される信号を最大比合成して基地局１０２が送信する無線信号の受信電力が最大になるように調整する。
【００２２】
ここで、アンテナ２０１により受信する信号には、基地局１０２が送信した信号だけでなく、送信側のアンテナ２０２から回り込んだ信号や他の無線装置の信号、雑音なども含まれている。
【００２３】
回り込みキャンセル部２０４は、アンテナ２０２から放射された電波がアンテナ２０１で受信される回り込み経路の特性と逆の特性の信号を生成する。なお、回り込みキャンセル部２０４は、Ｎ個のアンテナ２０１のそれぞれに対応してＮ個の回り込みキャンセル部２０４が設けられ、対応するアンテナ２０１の受信信号に含まれる回りこみ経路の信号をキャンセルするためのキャンセル信号を生成する。例えば、回り込みキャンセル部２０４（１）は、アンテナ２０１（１）の受信信号に含まれる回りこみ経路の信号をキャンセルするためのキャンセル信号を生成する。同様に、回り込みキャンセル部２０４（Ｎ）は、アンテナ２０１（Ｎ）の受信信号に含まれる回りこみ経路の信号をキャンセルするためのキャンセル信号を生成する。
【００２４】
加算器２０５は、各アンテナ２０１の受信信号と、各アンテナ２０１に対応する回り込みキャンセル部２０４のキャンセル信号とを加算する回路である。加算器２０５は、アンテナ２０１の受信信号に含まれる回り込み信号をキャンセルした信号を復調-変調部２０３に出力する。
【００２５】
このようにして、中継局１０１は、回り込み経路によりアンテナ２０２からアンテナ２０１に回り込む信号を除去した信号を最大比合成して受信し、宛先局１０３に再送信することができる。
【００２６】
ところが、回り込み信号のキャンセルが適切に行われた場合でも、回り込み経路の推定誤差により、回り込みキャンセル後の信号に残留自己干渉成分が発生するという問題があり、残留自己干渉電力が大きい場合、中継局の復調誤り特性が劣化する。そこで、本実施形態に係る中継局１０１は、回り込みキャンセル後の残留自己干渉成分を考慮して最大比合成を行う機能を有する。
【００２７】
図３は、中継局１０１の一例を示す。なお、図３は、図２に示した中継局１０１の詳細な構成例を示し、図２と同符号のブロックは図２と同一又は同様の機能を有する。
【００２８】
図３において、中継局１０１は、経路別ブロック３５１（１）、経路別ブロック３５１（２）、経路別ブロック３５１（Ｎ）および共通ブロック３５２を有する。ここで、経路別ブロック３５１（１）、経路別ブロック３５１（２）および経路別ブロック３５１（Ｎ）は、同一又は同様の機能を有するブロックであり、各ブロックに共通の説明を行う場合は符号末尾の（番号）を省略して経路別ブロック３５１と表記する。
【００２９】
経路別ブロック３５１は、信号合成部３０１、受信信号変換部３０２、アナログデジタル(ＡＤ)変換部３０３、キャンセル用応答乗算部３０９、デジタルアナログ(ＤＡ)変換部３１０および送信信号変換部３１１を有する。
【００３０】
信号合成部３０１は、図２の加算器２０５に相当し、アンテナ２０１の受信信号と、各アンテナ２０１に対応する回り込みをキャンセルするキャンセル信号とを合成する回路である。そして、信号合成部３０１は、受信信号からキャンセル信号をアナログ領域で除去した受信信号を出力する。
【００３１】
受信信号変換部３０２は、アナログの受信信号にＲＦ(Radio Frequency)信号処理（フィルタ、増幅、ダウンコンバートなど）を行い、受信信号をベースバンド信号に変換する。
【００３２】
ＡＤ変換部３０３は、アナログのベースバンド信号を予め決められた所定のサンプリング周期でサンプリングしてＡＤ変換を行い、デジタルのベースバンド信号に変換する。
【００３３】
そして、後述する共通ブロック３５２では、アンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）までのＮ個のアンテナで受信され、各アンテナ２０１に対応する回り込み信号を除去した信号を最大比合成して復調後、再変調してアンテナ２０２から送信する。また、共通ブロック３５２からは、経路別ブロック３５１のキャンセル用応答乗算部３０９に再変調された信号が出力される。
【００３４】
キャンセル用応答乗算部３０９は、回り込み信号をキャンセルするための応答を送信用信号に乗算してキャンセル用のベースバンド信号を生成する。なお、キャンセル用応答の算出方法については、後で詳しく説明する。
【００３５】
ＤＡ変換部３１０は、キャンセル用応答乗算部３０９が生成したデジタルの回り込みキャンセル用のベースバンド信号をアナログのベースバンド信号に変換する。
【００３６】
送信信号変換部３１１は、アナログのベースバンド信号にＲＦ信号処理（アップコンバート、フィルタ、増幅など）を行い、キャンセル用のＲＦ信号に変換する。キャンセル用のＲＦ信号は、信号合成部３０１に出力される。信号合成部３０１では、受信信号にキャンセル用のＲＦ信号が合成され、受信信号に含まれる回り込み信号をキャンセルする。
【００３７】
次に、共通ブロック３５２について説明する。図３において、共通ブロック３５２は、最大比合成部３０４、復調-変調部３０５、ＤＡ変換部３０６、送信信号変換部３０７、最大比合成重み算出部３０８、制御部３１２およびメモリ３１３を有する。
【００３８】
最大比合成部３０４は、アンテナ２０１（１）からアンテナ２０１（Ｎ）までのＮ個のアンテナで受信され、各アンテナ２０１に対応する回り込み信号を除去したそれぞれの信号に対して重み付けを行い、重み付け後に各信号を合成する。これにより、基地局１０２が送信する無線信号の受信電力が最大になるように、回り込み信号を除去した信号を最大比合成することができる。ここで、本実施形態に係る中継局１０１では、回り込み経路による残留自己干渉成分を考慮した重み付け係数を求めてキャンセル後の受信信号を重み付けすることにより、残留自己干渉成分を低減することができる。
【００３９】
復調-変調部３０５は、再生中継のために、基地局１０２から受信した信号を一旦復調して、再変調する。ここで、復調-変調部３０５は、経路別ブロック３５１毎にキャンセル用応答を算出する処理も行い、算出したキャンセル用応答を各経路別ブロック３５１のキャンセル用応答乗算部３０９に出力する。
【００４０】
ＤＡ変換部３０６は、復調-変調部３０５が出力する送信用のデジタルのベースバンド信号をアナログ信号のベースバンド信号に変換する。
【００４１】
送信信号変換部３０７は、アナログのベースバンド信号にＲＦ信号処理（アップコンバート、フィルタ、増幅など）を行い、送信用ＲＦ信号に変換する。
【００４２】
最大比合成重み算出部３０８は、残留自己干渉成分を考慮した最大比合成の重み付け係数を算出する。なお、重み付け係数の算出方法については、後で詳しく説明する。
【００４３】
制御部３１２は、内部に予め記憶されたプログラムに基づいて、中継局１０１の各部の動作を制御する。例えば、制御部３１２は、全二重中継の開始時の各部の動作シーケンスなどを制御したり、各部のパラメータの設定や引渡しなどを行う。また、制御部３１２は、キャンセル用応答や最大比合成の重み係数などを経路別ブロック３５１毎にメモリ３１３に記憶する。なお、図３の例では、説明が分かり易いように、制御部３１２およびメモリ３１３を設けたが、制御部３１２およびメモリ３１３の機能を各ブロック(例えば復調-変調部３０５など)に含めてもよい。
【００４４】
このようにして、本実施形態に係る中継局１０１は、各アンテナ２０１の受信信号から各アンテナ２０１への回り込み信号をキャンセルして最大比合成を行うと共に、残留自己干渉成分を低減することができる。
【００４５】
ここで、図３において、ＡＤ変換部３０３、最大比合成部３０４、復調-変調部３０５、ＤＡ変換部３０６、最大比合成重み算出部３０８、キャンセル用応答乗算部３０９およびＤＡ変換部３１０は、デジタル処理を行うデジタル回路部３００に含まれる。
［キャンセル用応答の算出方法］
次に、復調-変調部３０５が再変調した信号に対して、キャンセル用応答乗算部３０９により乗算されるキャンセル用応答の算出方法について説明する。
【００４６】
図４は、キャンセル用応答を算出するための各パラメータと中継局１０１の各ブロックとの対応例を示す。なお、図４は、図３で説明した中継局１０１と同じ構成を示しているが、複数の経路別ブロック３５１を省略してアンテナ２０１（ｎ）（ｎ：Ｎ以下の正の整数）を代表として描いてある。また、キャンセル用応答の算出は、復調-変調部３０５の内部にキャンセル用応答の算出部を設けて算出するものとするが、共通ブロック３５２内に独立したブロックとして設けてもよい。
【００４７】
図４に示した各パラメータを以下に示す。
Hn：ｎ(１からＮまでの整数)番目の回り込み経路の応答
GR,n：ｎ番目の経路別ブロック３５１の受信回路(受信信号変換部３０２)の応答
GT,n：ｎ番目の経路別ブロック３５１のキャンセル信号経路の送信回路(送信信号変換部３１１)の応答
GT,0：回り込み経路の送信回路(送信信号変換部３０７)の応答
Fn：キャンセル用応答
√L：キャンセル信号経路(送信信号変換部３１１から信号合成部３０１までの経路)の減衰量（ここで、√LはN個の経路別ブロック３５１で同じ値を使用する）
なお、図４において、基地局１０２の送信信号はX、基地局１０２の送信回路の応答はGTS、基地局１０２から中継局１０１までの伝搬経路の応答はHS,n、中継局１０１の復調-変調部３０５の変調信号はXIである。
【００４８】
ここで、上記の各パラメータは、復調-変調部３０５などが周知の技術により計測または推定するものとする。なお、送信回路および受信回路の応答などは、予め計測してメモリ３１３などに記憶しておいてもよい。
【００４９】
図４において、先ず、送信信号変換部３１１から受信信号変換部３０２までのキャンセル信号経路の応答Y0,nを次式により推定する。ここで、W0,nは付加雑音(分散σ2)である。
【００５０】
【数３】
0006441183.tif 000004
【００５１】
次に、送信信号変換部３０７からアンテナ２０２およびアンテナ２０１（ｎ）を介して受信信号変換部３０２までの(空中の)回り込み経路の応答Y1,nを次式により推定する。ここで、W1,nは付加雑音(分散σ2)である。
【００５２】
【数４】
0006441183.tif 000005
【００５３】
そして、アナログ信号でのキャンセル用応答Fnは、式(1)および式(2)を用いて、次式により計算される。
【００５４】
【数５】
0006441183.tif 000006
【００５５】
このようにして、中継局１０１は、ｎ番目の経路別ブロック３５１のキャンセル用応答乗算部３０９が使用するキャンセル用応答Fnを求めて、アンテナ２０１（ｎ）から受信する信号の回り込み信号をキャンセルすることができる。ここで、上述の処理は、１番目の経路別ブロック３５１からＮ番目の経路別ブロック３５１まで、同様に実行される。
［重み付け係数anの算出方法］
図４において、回り込みキャンセル実行時の中継局１０１の受信信号は、次式により表される。
【００５６】
【数６】
0006441183.tif 000007
【００５７】
最大比合成部３０４は、経路別ブロック３５１毎に式(4)で求められる各回り込み経路の受信信号を重み付け係数anにより重み付けする。そして、最大比合成部３０４は、中継局１０１全体のＮ個のキャンセル後の受信信号を合成した合成信号^Xkを次式により算出する。
【００５８】
【数７】
0006441183.tif 000008
【００５９】
また、重み付け係数anは、次式により表される。なお、[ ]＊は複素共役を示す。
【００６０】
【数８】
0006441183.tif 000009
【００６１】
ここで、本実施形態では、最大比合成するための重み付け係数anをSINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio)の計算により導出する。式(6)において、左項はN個の経路別ブロック３５１のSINRの総和に相当し、右項はｎ番目の経路別ブロック３５１のSINRに相当する。つまり、式(6)により、各回り込み経路の残留自己干渉電力および雑音を考慮した最大比合成の重み付け係数anを算出することができる。
【００６２】
次に、式(6)に示した重み付け係数anがSINRの計算により導出されることを説明する。先ず、基地局１０２から送信される信号をN個のアンテナ２０１で受信して最大比合成される信号Sは、次式で表すことができる。
【００６３】
【数９】
0006441183.tif 000010
【００６４】
ここで、式(7)において、重み付け係数anの乗算前の各経路別ブロック３５１における信号電力ESは次式により算出される。
【００６５】
【数１０】
0006441183.tif 000011
【００６６】
また、干渉Iは次式により表される。
【００６７】
【数１１】
0006441183.tif 000012
【００６８】
ここで、式(9)において、重み付け係数anの乗算前の各経路別ブロック３５１における干渉信号は式(10)により表すことができ、そのときの干渉電力EIは式(11)により算出される。なお、式(11)により算出される干渉電力EIは、残留自己干渉電力に相当し、解析的に回り込みキャンセル後の残留自己干渉電力を導出することができる。
【００６９】
【数１２】
0006441183.tif 000013
【００７０】
【数１３】
0006441183.tif 000014
【００７１】
また、雑音Nnoiseは次式により表される。なお、W3,nは付加雑音(分散σ2)である。
【００７２】
【数１４】
0006441183.tif 000015
【００７３】
ここで、式(12)において、重み付け係数anの乗算前の各経路別ブロック３５１における雑音電力Enoiseは次式により算出される。
【００７４】
【数１５】
0006441183.tif 000016
【００７５】
このようにして、信号電力、残留自己干渉電力および雑音は、式(8)、式(11)および式(13)によりそれぞれ算出することができ、SINRは(信号)/(干渉＋雑音)＝ES/(EI+Enoise)のように求めることができる。このようにして求められた値を式(6)に適用することにより、最大比合成するための重み付け係数anをSINRの計算により導出することができる。
【００７６】
以上、説明したように、本実施形態に係る中継局１０１は、回り込み経路の残留自己干渉電力を考慮した最大比合成の重み付け係数anを求めて、各アンテナ２０１から受信する信号を最大比合成するので、中継局１０１の受信SINRを最大化すると共に、再生誤り率を低減した全二重通信中継を実現することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１００・・・無線通信システム；１０１，１０１（１），１０１（２），１０１（Ｎ），９０１・・・中継局；１０２，９０２・・・基地局；１０３，９０３・・・宛先局；２０１，２０１（１），２０１（２），２０１（Ｎ）・・・アンテナ；２０２・・・アンテナ；２０３・・・受信-送信部；２０４，２０４（１），２０４（２），２０４（Ｎ）・・・回り込みキャンセル部；２０５，２０５（１），２０５（２），２０５（Ｎ）・・・加算器；３００・・・デジタル回路部；３０１，３０１（１），３０１（２），３０１（Ｎ）・・・信号合成部；３０２，３０２（１），３０２（２），３０２（Ｎ）・・・受信信号変換部；３０３，３０３（１），３０３（２），３０３（Ｎ）・・・ＡＤ変換部；３０４・・・最大比合成部；３０５・・・復調-変調部；３０６・・・ＤＡ変換部；３０７・・・送信信号変換部；３０８・・・最大比合成重み算出部；３０９，３０９（１），３０９（２），３０９（Ｎ）・・・キャンセル用応答乗算部；３１０，３１０（１），３１０（２），３１０（Ｎ）・・・ＤＡ変換部；３１１，３１１（１），３１１（２），３１１（Ｎ）・・・送信信号変換部；３１２・・・制御部；３１３・・・メモリ；３５１，３５１（１），３５１（２），３５１（Ｎ）・・・経路別ブロック；３５２・・・共通ブロック；７０１（１），７０１（Ｎ），８０１・・・受信アンテナ；７０２・・・重み付け部；７０３（１），７０３（Ｎ）・・・乗算器；７０４，８０５・・・合成部；８０２・・・送信アンテナ；８０３・・・復調-変調部；８０４・・・回り込みキャンセル部；９０４・・・送信局；９０５・・・受信局
【図１】
0006441183.tif 000019
【図２】
0006441183.tif 000020
【図３】
0006441183.tif 000021
【図４】
0006441183.tif 000022
【図５】
0006441183.tif 000023
【図６】
0006441183.tif 000024