(57)【要約】【課題】フィードフォワードおよびフィードバック信号探索およびフィードバック除去ウィンドウ分割方法とこれを用いる干渉除去中継器に関し、干渉除去中継器でフィードフォワード信号以外のフィードバック信号のみを除去するようにすることにより、ソース信号の品質の劣化を防止する。【解決手段】本発明に係るフィードバック信号による干渉を除去する中継器は、フィードバック除去ウィンドウを移動させることにより、受信アンテナを介して受信され且つ自体フィードバック信号および中継器間のフィードバック信号を含むＲＦ信号からフィードバック信号を探索し、探索されたフィードバック信号に基づいてフィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を分割するウィンドウ設定部（４０）と、前記フィードバック除去ウィンドウに基づいて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を除去するフィードバック信号除去部（４８）とを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードバック信号による干渉を除去する中継器において、
フィードバック除去ウィンドウを移動させることにより、受信アンテナを介して受信され、且つ、自体フィードバック信号および中継器間のフィードバック信号を含むＲＦ信号からフィードバック信号を探索し、探索されたフィードバック信号に基づいてフィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を分割するウィンドウ設定部と、
前記ウィンドウ設定部で分割されたフィードバック除去ウィンドウに基づいて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を除去するフィードバック信号除去部とを含んでなることを特徴とする、中継器。
【請求項２】
前記ウィンドウ設定部は、
前記受信されたＲＦ信号を受信してフィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を順次移動させ、フィードバック信号を探索するフィードバック信号探索部と、
前記探索されたフィードバック信号のうち、一定の境界値を超えるフィードバック信号領域にフィードバック除去ウィンドウを割当てて、分割されたフィードバック除去ウィンドウを設定し、前記分割されたフィードバック除去ウィンドウを単位ウィンドウ（Ｘｓｔｅｐ）に分割するウィンドウ分割部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の中継器。
【請求項３】
前記フィードバック信号探索部は、
前記フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を順次移動させ、フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）内で単位ウィンドウ（Ｘｓｔｅｐ）段階でフィードバック信号を探索し、
前記フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）はＭ（但し、Ｍは自然数）個の単位ウィンドウ（Ｘｓｔｅｐ）の和であることを特徴とする、請求項２に記載の中継器。
【請求項４】
前記ウィンドウ分割部は、
前記フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を
2010536198.tif 000006
（但し、ａｋは、自然数であり、ｋ番目に分割されたウィンドウが幾つかの単位ウィンドウから構成されたかを示す値であって、
2010536198.tif 000007
を満足する。）のように分割することを特徴とする、請求項３に記載の中継器。
【請求項５】
前記フィードバック信号除去部は、  
前記ウィンドウ分割部で分割された単位ウィンドウ（Ｘｓｔｅｐ）の位置で、前記受信されたＲＦ信号と、以前に生成されたフィードバックが除去された信号との相関度を用いてフィードバック信号の時間遅延、振幅および位相を推定するフィードバック信号検出部と、
前記フィードバック信号検出部で推定されたフィードバック信号の逆位相信号を生成し、生成された逆位相信号を用いて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を除去するフィードバック信号除去フィルターとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の中継器。
【請求項６】
前記フィードバック信号除去フィルターでフィードバック信号が除去された信号を予め設定された利得だけ増幅する増幅部をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の中継器。
【請求項７】
中継器でフィードバック信号による干渉を除去する方法において、
フィードバック除去ウィンドウを移動させることにより、受信アンテナを介して受信され、且つ、自体フィードバック信号および中継器間のフィードバック信号を含むＲＦ信号からフィード信号を探索し、探索されたフィードバック信号に基づいてフィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を分割するウィンドウ設定段階と、
前記ウィンドウ設定段階で分割されたフィードバック除去ウィンドウに基づいて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を検出し除去する段階とを含むことを特徴とする、干渉除去方法。
【請求項８】
前記ウィンドウ設定段階は、
前記受信されたＲＦ信号を受信してフィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を順次移動させ、フィードバック信号を探索するフィードバック信号探索段階と、
前記探索されたフィードバック信号のうち、一定の境界値を超えるフィードバック信号領域にフィードバック除去ウィンドウを割当てて、分割されたフィードバック除去ウィンドウを設定し、前記分割されたフィードバック除去ウィンドウを単位ウィンドウ（Ｘｓｔｅｐ）に分割するウィンドウ分割段階とを含むことを特徴とする、請求項７に記載の干渉除去方法。
【請求項９】
前記フィードバック信号探索段階は、
前記フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を順次移動させ、フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）内で単位ウィンドウ（Ｘｓｔｅｐ）段階でフィードバック信号を探索し、
前記フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）はＭ（但し、Ｍは自然数）個の単位ウィンドウ（Ｘｓｔｅｐ）の和であることを特徴とする、請求項８に記載の干渉除去方法。
【請求項１０】
前記ウィンドウ分割段階は、
前記フィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を
2010536198.tif 000008
（但し、ａｋは、自然数であり、ｋ番目に分割されたウィンドウが幾つかの単位ウィンドウから構成されたかを示す値であって、
2010536198.tif 000009
を満足する。）で分割することを特徴とする、請求項９に記載の中継器。
【請求項１１】
前記フィードバック信号除去フィルターでフィードバック信号が除去された信号を予め設定された利得だけ増幅する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の干渉除去方法。
【請求項１２】
フィードバック除去ウィンドウを用いてフィードバック信号を除去する干渉除去中継器のリンクアンテナを介して、フィードバック信号およびフィードフォワード信号を含むＲＦ信号を受信する段階と、
前記フィードフォワード信号を検出する段階と、
前記検出されたフィードフォワード信号が前記フィードバック除去ウィンドウに含まれないように前記フィードバック除去ウィンドウを再設定することにより、前記フィードバック信号を除去する段階とを含んでなることを特徴とする、干渉除去方法。
【請求項１３】
前記フィードバック信号は、中継器の自体フィードバック信号および中継器間のフィードバック信号を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の干渉除去方法。
【請求項１４】
前記フィードフォワード信号を検出する段階は、
前記中継器の出力または利得を０に設定する段階と、
前記リンクアンテナを介して受信されるＲＦ信号の自己相関度を移動探索および測定する段階とを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の干渉除去方法。
【請求項１５】
前記フィードバック除去ウィンドウを再設定して前記フィードバック信号を除去する段階は、
前記フィードバック除去ウィンドウが前記検出されたフィードフォワード信号の検出時間以後に現れるように、前記中継器の出力信号を遅延させることにより行われることを特徴とする、請求項１２に記載の干渉除去方法。
【請求項１６】
前記フィードバック除去ウィンドウを再設定して前記フィードバック信号を除去する段階は、
前記フィードバック除去ウィンドウに前記検出されたフィードフォワード信号が含まれないように前記フィードバック除去ウィンドウを一定の個数に手動分割することにより行われることを特徴とする、請求項１２に記載の干渉除去方法。
【請求項１７】
前記フィードバック除去ウィンドウを再設定して前記フィードバック信号を除去する段階は、
前記中継器の出力を除去した場合、前記リンクアンテナに入力される信号が検出される時間以上に前記中継器の出力を遅延させる段階と、
前記フィードバック除去ウィンドウを移動させてフィードバック信号を探索する段階と、
前記探索されたフィードバック信号に基づいて前記フィードバック除去ウィンドウを分割する段階と、
前記中継器の遅延を元の通りに復旧させる段階とを含んでなることを特徴とする、請求項１２に記載の干渉除去方法。
【請求項１８】
前記フィードバック信号を探索する段階は、前記フィードバック除去ウィンドウを順次移動させてフィードバック信号を探索する段階を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の干渉除去方法。
【請求項１９】
前記フィードバック除去ウィンドウを分割する段階は、
任意の個数の単位ウィンドウからなる分割バンクを用いて前記フィードバック除去ウィンドウを連続的または不連続的に分割および設定する段階を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の干渉除去方法。
【請求項２０】
前記フィードフォワード信号を検出する段階は、
前記中継器の出力または利得を０に設定する第１段階と、
前記リンクアンテナを介して受信される無線入力信号の自己相関度を移動探索よび測定する第２段階と、
前記中継器の追加システム遅延を印加する第３段階と、
前記自己相関度を再測定し、フィードフォワード信号が検出されないときまで前記第２および第３段階を繰返し行ってシステム遅延をさらに印加する第４段階とを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の干渉除去方法。
【請求項２１】
前記フィードフォワード信号を検出する段階は、
予め設定されたシステム遅延の最大値となるまで前記第４段階を繰返し行うことを特徴とする、請求項２０に記載の干渉除去方法。
【請求項２２】
前記フィードフォワード信号を検出する段階は、
前記フィードフォワード信号による追加システム遅延が前記最大値以上となる場合、追加システム遅延を前記最大値となる以前の状態に復旧する段階と、
復旧した前記システム遅延を適用した状態で入力信号が発振信号なのかを確認する段階とを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の干渉除去方法。
【請求項２３】
前記フィードバック除去ウィンドウを分割する段階は、フィードフォワードイメージ信号にウィンドウバンクリソースを割当てないことを特徴とする、請求項２０に記載の干渉除去方法。
【請求項２４】
前記フィードバック除去ウィンドウを分割する段階は、
前記中継器の利得を最小に設定する第５段階と、
前記中継器のフィードバック除去後に信号の相関度［ＲＦＢ（ｎ）］を移動探索および測定する第６段階と、
前記測定された相関値のうち最も大きい相関値が存在する位置に前記フィードバック除去ウィンドウの分割バンクのいずれか一つが位置するように、分割バンクを割当てる第７段階と、
前記ウィンドウ分割バンク割当ての後、フィードバック除去後の相関度［ＲＦＢ（ｎ）］を再測定した後、相関値が全て一定のレベル以下となるまで有効バンクを割当てて前記第７段階を繰返し行う第８段階と、
前記中継器の利得が一定のレベル（Ｐｒｅｆ）以下となるまで前記中継器の利得を単位利得だけ増加させて前記第６〜第８段階を繰返し行う第９段階とを含むことを特徴とする、請求項２３に記載の干渉除去方法。
【請求項２５】
前記第８段階で割当てる分割バンクリソースが消尽して分割バンクの再配置が可能でない場合、前記中継器の発振開始レベル以上の残余相関値が存在するかを判断する段階をさらに含み、
前記中継器の発振開始レベル以上の相関値が存在しない場合には、前記中継器の利得を単位利得だけ増加させて前記第６〜８段階を繰返し行い、
前記中継器の発振開始レベル以上の相関値が存在する場合には、格納していた発振前のフィードバック除去ウィンドウの配置に基づいてウィンドウ分割情報を用いて発振レベル直前の中継器の利得を表記し、該当ウィンドウ分割情報を適用してフィードバック信号を除去することを特徴とする、請求項２４に記載の干渉除去方法。
【請求項２６】
前記第７段階で割当てる分割バンクリソースが消尽し、前記第８段階で再測定された相関値のうち最も大きい相関値が、前記第７段階で分割バンクが割当てられた相関値より大きい場合には、前記第７段階で割当てられた分割バンクを、前記第８段階で測定された相関値のうち最も大きい相関値が存在する位置に再配置することを特徴とする、請求項２４に記載の干渉除去方法。
【請求項２７】
前記フィードバック除去ウィンドウを分割する段階は、
前記中継器の利得を最小に設定する第１０段階と、
前記中継器のフィードバック除去適応フィルター係数電力を移動探索／測定する第１１段階と、
測定された適応フィルター係数電力のうち最も大きい値が存在する位置に前記フィードバック除去ウィンドウの分割バンクのいずれか一つが位置するように、分割バンクを割当てる第１２段階と、
前記分割バンク割当て／適用の後、フィードバック除去後の適応フィルター係数電力を再測定した後、全て一定のレベル以下となるまで有効バンクを分割／割当てして前記第１２段階を繰返し行う第１３段階と、
前記中継器の利得が一定のレベル（Ｐｒｅｆ）以下となるまで前記中継器の利得を単位利得だけ増加させて前記第１１〜第１３段階を繰返し行う第１４段階とを含むことを特徴とする、請求項２３に記載の干渉除去方法。
【請求項２８】
前記第１２段階で割当てる分割バンクリソースが消尽して分割バンクの再配置が可能でない場合、前記中継器の発振開始レベル以上の残余係数電力値が存在するかを判断する段階をさらに含み、
前記中継器の発振開始レベル以上の係数電力値が存在しない場合には、前記中継器の利得を単位利得だけ増加させて前記第１１段階および第１３段階を繰返し行い、前記中継器の発振開始レベル以上の係数電力値が存在する場合には、格納していた発振前のフィードバック除去ウィンドウの配置に基づいてウィンドウ分割情報を用いて発振レベル直前の中継器の利得を表記し、該当ウィンドウ分割情報を適用してフィードバック信号を除去することを特徴とする、請求項２７に記載の干渉除去方法。
【請求項２９】
前記フィードバック除去ウィンドウの探索および分割を実時間で行うことを特徴とする、請求項２４または２７に記載の干渉除去方法。
【請求項３０】
前記フィードバック除去ウィンドウの探索および分割を設置初期またはユーザの要求時に行うことを特徴とする、請求項２４または２７に記載の干渉除去方法。
【請求項３１】
前記フィードバック除去ウィンドウの探索および分割を順方向および逆方向に別々に行うことを特徴とする、請求項２４または２７に記載の干渉除去方法。
【請求項３２】
前記フィードバック除去ウィンドウの探索および分割を順方向または逆方向にのみ行い、逆方向または順方向はそれぞれ前記分割の情報を同一に設定することを特徴とする、請求項２４または２７に記載の干渉除去方法。
【請求項３３】
フィードバック除去ウィンドウを用いてフィードバック信号を除去する干渉除去中継器において、
フィードバック信号およびフィードフォワードを含むＲＦ信号を受信するリンクアンテナと、
前記リンクアンテナを介して受信されたＲＦ信号のうちフィードフォワード信号を探索するフィードフォワード信号探索器と、
前記検出されたフィードフワォード信号が前記フィードバック除去ウィンドウに含まれないように、前記干渉除去中継器のシステム遅延を追加するシステム遅延部とを含むことを特徴とする、干渉除去中継器。
【請求項３４】
前記リンクアンテナを介して受信されたＲＦ信号のうちフィード信号を探索するフィードバック信号探索器と、
探索された前記フィードフォワード信号および前記フィードバック信号に基づいて、前記フィードフォワード信号、または前記フィードフォワード信号のイメージ信号にウィンドウが割当てられないようにフィードバック除去ウィンドウを分割および設定するフィードバック除去ウィンドウ分割部と、
前記フィードバック除去ウィンドウによって分割されたフィードバック除去ウィンドウに基づいて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を除去するフィードバック信号除去フィルターとをさらに含むことを特徴とする、請求項３３に記載の干渉除去中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードフォワード信号およびフィードバック信号の両方ともを考慮したフィードバック除去ウィンドウ分割方法、およびこの方法を用いる干渉除去中継器に係り、さらに詳しくは、干渉除去中継器でフィードフォワード信号以外のフィードバック信号のみを除去するようにすることにより、ソース信号の品質の劣化を防止することができる、フィードフォワード／フィードバック信号探索およびフィードバック除去ウィンドウ分割方法、並びにこれを用いる干渉除去中継器に関する。
【背景技術】
【０００２】
国内の移動通信は、ＡＭＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）方式を用いたセルラーシステムが導入されて以来、世界最初にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を用いた移動通信サービスを商用化させながら急速に発展してきた。特に、次世代移動通信としてのＩＭＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）−２０００システムは、現在の音声サービスおよび低速データサービスから高速、高画質映像サービスなどのマルチメディアサービスを提供することにより、その市場がより増加する展望である。ところが、ＩＭＴ−２０００では、現在セルラー帯域またはＰＣＳ帯域よりさらに高い周波数帯域を使用することにより、一つの基地局がサービスすることが可能なセルの半径が減少する。また、都心地などでは、狭いセル半径を単位として基地局を設置するとしても、建物などの伝播妨害物による電波陰影地域が存在する。かかる問題点を解決するためには、高価な基地局装置を多く設置するよりは相対的に低価の中継器を使用することが経済的である。
【０００３】
中継器は、中継方式によって光中継器、マイクロ波地上中継器、周波数変換を用いた変波中継器、無変波中継器（一般ＲＦ中継器）に大別される。
【０００４】
光中継器は、基地局のＲＦ信号を光信号に変え、既に埋設されている光線路を介して伝送した後、中継器で光信号をＲＦ信号に変換して送信する方式である。ところが、光中継器は、光線路の引き込みが可能な所であれば何処でも設置が可能であるが、光線路貸与費用が高いという点と、光線路が引き込まれている所でのみサービスが可能であるという欠点がある。
【０００５】
マイクロ波地上中継器は、基地局からの信号をドナーユニット（Ｄｏｎｏｒ  Ｕｎｉｔ：以下「ＤＵ」という）で高周波の電波に変換した後で伝送する方式である。マイクロ波地上中継器は、施設設置が容易であるという利点はあるが、気象の状況に大きく影響されるうえ、可視線が確保される位置に設置しなければならないという欠点がある。
【０００６】
変波中継器は、送信信号を、現在使用しない許可された周波数のいずれか一つに変換した後で中継する方式である。ＲＦ信号の特性のみに依存した既存の中継器とは異なり、変波中継器は、現在使用中の基地局の特性を変形して使用するもので、施設が容易で実現が簡単であるうえ、発振現象はないが、周波数変換機器をさらに必要とし、周波数活用効率１／２で運用するしかないという欠点がある。特に、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＣＤＭＡ）のように事業者当り４つのキャリア（ＦＡ）を使用するしかない場合は、最大２つのキャリアしかサービスすることができないので、現実的に使用が制限される。
【０００７】
一方、無変波中継器は、変波中継器とは異なり、送受信間に同じ周波数を使用するため、最も容易に実現可能な一般的形態のＲＦ中継方式である。ところが、中継器で増幅された信号がフィードバックされて発振が起こるおそれが大きいという欠点がある。したがって、現在の無変波中継器では、中継信号の発振を抑制するための方法で図１のように無変波中継器の送受信アンテナ間の距離を遠く離隔させることにより、アンテナ間のアイソレーション（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）を確保する方式と、発振が起こらない範囲内で出力を制限する方式を用いている。ところが、送受信アンテナを所望の距離だけ十分離隔させることができない環境、或いは増幅器（ＡＭＰ）の高い利得（Ｇ）を要求する環境では無変波中継器の使用に多くの問題が発生する。
【０００８】
かかる問題点を解決するために、発振の原因となるフィードバック信号を検出および除去する干渉除去システム（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＩＣＳ）が用いられている。
【０００９】
図２は、従来の技術に係る干渉除去中継器の構成を示す概略図である。
【００１０】
本発明における以下の説明では順方向リンクを基準として説明するが、逆方向リンクの場合も同様に適用することができるのは当業者には自明である。
【００１１】
図２に示すように、従来の技術に係る干渉除去中継器は、基地局１１からの送信信号ｒｉｎ（ｔ）と時変多重経路フェーティングチャネルとしてのフィードバックチャネルを介して入力されるフィードバックｆｉｎｔｒａ（ｔ）を受信する受信アンテナ１２（以下、「リンクアンテナー」という）と、リンクアンテナ１２から受信された信号をデジタル信号ｒ’ｉｎ（ｎ）に変換するＡ／Ｄ変換器１３と、リンクアンテナ１２として受信されたＲＦ信号のうちフィードバック信号ｆｉｎｔｒａ（ｔ）を除去するためのデジタル信号処理部１４と、フィードバック信号が除去された信号をアナログ信号ｒ０（ｎ）に変換するＤ／Ａ変換器１５と、Ｄ／Ａ変換器１５によって変換されたアナログ信号を所定のシステム利得Ｇだけ増幅させて出力する増幅器１６と、基地局からの受信信号を加入者または他の中継器へ送信するための送信アンテナ１７（以下、「サービスアンテナ」という）とを含んでなる。
【００１２】
前記デジタル信号処理部１４は、受信された無線入力信号の相関度（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を用いてフィードバック信号の時間遅延、振幅および位相を推定するフィードバック信号検出部１９と、時変（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ）フィードバック信号を適応的に推定して除去するフィードバック信号除去フィルター１８とを含んでなり、発振の原因となるフィードバック信号を除去する。実現可能なフィードバック信号除去フィルターのハードウェアは、制限があるので、除去可能なフィードバック信号の遅延時間、すなわちフィードバック信号の距離は限定されている。例えば、ＷＣＤＭＡシステムの場合、除去可能なフィードバック信号の距離によるフィードバック除去ウィンドウのサイズは表１の時間（μｓｅｃ）と同様である。一般に、２〜３Ｋｍ以上の経路を経ると、フィードバック信号レベルは経路損失によって殆ど発振を起こさないため、フィードバック除去ウィンドウのサイズはこのような事項を考慮して設計される。
【表１】
2010536198.tif 000003
【００１３】
図３は、従来の干渉除去中継器でフィードバック除去ウィンドウを設定／運営する方式を示す。一般に、中継器自体の機器遅延時間を基準としてＸｔｏｔ（μｓｅｃ）までのフィードバック信号は、フィードバック除去ウィンドウの範囲に含まれて除去が可能であるが、Ｘｔｏｔ（μｓｅｃ）以後に受信されるフィードバック信号の除去は不可能である。例えば、表１によれば、Ｘｔｏｔを８μｓｅｃに設計する場合、２．４Ｋｍ程度までのフィードバック信号のみが除去できる。フィードバック信号の検出は、Ｘｓｔｅｐサイズの単位ウィンドウを順次方式または並列方式で連結して全体除去ウィンドウを探索することにより行われる。すなわち、除去可能な全体ウィンドウサイズＸｔｏｔは、数式１に示されているようにＭ（但し、Ｍは自然数）個の単位ウィンドウＸｓｔｅｐの和で表現可能である。以後、単位ウィンドウをバンクと表記する。
［数式１］
Ｘｔｏｔ＝Ｍ・Ｘｓｔｅｐ
【００１４】
一方、干渉除去中継器は、ＲＦ中継器の一種であって、周辺の他のＲＦ中継器と信号をやり取りする現象が発生しうる。特に、現在韓国の移動通信網の構成によれば、設置された中継器間の距離が短い環境が多く存在する。このように中継器間の距離が短い場合、中継器間の信号送受信によるフィードバックループが形成されると、フィードバック経路に中継器自体の遅延時間が含まれるので、フィードバック除去ウィンドウ領域Ｘｔｏｔの外に中継器間のフィードバック信号が形成される現象が発生しうる。
【００１５】
図４は、干渉除去中継器を使用するときに中継器間のフィードバック信号が形成される場合を示す。干渉除去中継器を、例えば連結型（Ｃａｓｃａｄｅ）にして運営する場合、前段の中継器をドナーユニット（ＤＵ）といい、後段の中継器をリモートユニット（ＲＵ）という。ＤＵとＲＵ間の距離ｄＤＲが基地局とＤＵ間の距離ｄＢＤより相対的に小さければ、ＲＵからＤＵへ信号が再入力される信号レベルの経路損失が小さいため、中継器間のフィードバック信号ｆｉｎｔｅｒ（ｔ）は決して無視できなくなる。また、アンテナの前／後方比を考慮に入れるとしても、距離による経路損失の影響が相対的に小さくなる環境では中継器間のフィードバック信号が形成され、中継器間のフィードバック信号は図３と関連して説明された中継器自体のフィードバック信号を除去するためのフィードバック除去ウィンドウ領域の外に位置して発振の原因になることもある。
【００１６】
図５に示すように、連結型ではない場合でも、周辺の近距離に干渉除去中継器が多数位置する環境条件では、図４で説明したものと同様の中間器間のフィードバック信号が形成できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明は、上述した従来の技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、干渉除去中継器でフィードフォワード信号およびフィードフォワードイメージ信号以外のフィードバック信号のみを除去するようにすることにより、受信信号の品質の劣化を防止することができる、フィードフォワードおよびフィードバック信号探索方法、フィードバック除去ウィンドウ分割方法、およびこれらの方法を用いる干渉除去中継器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、次の通りまとめられる。本発明のある観点によれば、フィードバック除去ウィンドウを移動させることにより、受信アンテナを介して受信され且つ自体フィードバック信号および中継器間のフィードバック信号を含むＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号からフィードバック信号を探索し、探索されたフィードバック信号に基づいてフィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を分割するウィンドウ設定部と、前記ウィンドウ設定部で分割されたフィードバック除去ウィンドウに基づいて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を除去するフィードバック信号除去部とを含んでなる、フィード信号による干渉を除去する中継器を提供する。
【００１９】
本発明の他の観点によれば、フィードバック除去ウィンドウを移動させることにより、受信アンテナを介して受信され且つ自体フィードバック信号および中継器間のフィードバック信号を含むＲＦ信号からフィード信号を探索し、探索されたフィードバック信号に基づいてフィードバック除去ウィンドウ（Ｘｔｏｔ）を分割するウィンドウ設定段階と、前記ウィンドウ設定段階で分割されたフィードバック除去ウィンドウに基づいて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を検出し除去する段階とを含んでなる、中継器でフィードバック信号による干渉を除去する方法を提供する。
【００２０】
本発明の別の観点によれば、フィードバック除去ウィンドウを用いてフィードバック信号を除去する干渉除去中継器のリンクアンテナを介して、フィードバック信号およびフィードフォワード信号を含むＲＦ信号を受信する段階と、前記フィードフォワード信号を検出する段階と、前記検出されたフィードフォワード信号が前記フィードバック除去ウィンドウに含まれないように前記フィードバック除去ウィンドウを再設定することにより、前記フィードバック信号を除去する段階とを含む、干渉除去方法を提供する。
【００２１】
本発明の別の観点によれば、フィードバック信号およびフィードフォワードを含むＲＦ信号を受信するリンクアンテナと、前記リンクアンテナを介して受信されたＲＦ信号のうちフィードフォワード信号を探索するフィードフォワード信号探索器と、前記検出されたフィードフワォード信号が前記フィードバック除去ウィンドウに含まれないように、前記干渉除去中継器のシステム遅延を追加するシステム遅延部とを含んでなる、フィードバック除去ウィンドウを用いてフィードバック信号を除去する干渉除去中継器を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、干渉除去中継器でフィードフォワード信号とフィードバック信号を区分してフィードフォワード信号以外のフィードバック信号のみを除去するようにすることにより、受信信号の品質の劣化を防止するという効果がある。
【００２３】
また、本発明によれば、別途の他の構成を追加することなく、従来の干渉除去中継器の既存の構成をそのまま利用しながらも、フィードフォワード信号以外のフィードバック信号のみを除去することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の無線中継器の構成を概略的に示す図である。
【図２】発振の原因となるフィードバック信号を検出／除去する従来の干渉除去中継器の構成を概略的に示す図である。
【図３】従来の干渉除去中継器でフィードバック除去ウィンドウを設定／運用する方式を示す図である。
【図４】従来の干渉除去中継器間のフィードバック信号が形成された場合の一例を示す図である。
【図５】従来の干渉除去中継器間のフィードバック信号が形成された場合の他の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る干渉除去中継器の構成を示す図である。
【図７】図６のフィードバック信号探索部の動作を説明するための図である。
【図８】フィードバック除去ウィンドウが分割された一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係るフィードバック除去ウィンドウ分割機能を含んだ干渉除去中継器の動作過程を示す流れ図である。
【図１０】ＲＦ信号を受信する中継器自体の利得とは関係ない外部入力信号として他の中継器を介して入力される信号の一例を説明するための図である。
【図１１】図１０の信号間の関係を説明するための図である。
【図１２】フィードフォワード信号が存在するときに入力信号の相関度を測定した結果として発生するフィードフォワードイメージ信号を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の好適な一実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の好適な他の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を概略的に示す図である。
【図１５】本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を説明するための流れ図である。
【図１６】本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を説明するための流れ図である。
【図１７】本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を説明するための流れ図である。
【図１８】本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を説明するための流れ図である。
【図１９】本発明の好適な一実施例に係る干渉除去中継器における構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面を参照して説明する。下記の説明では順方向の場合のみを説明するが、逆方向の場合には、順方向の場合と同一に適用されるか或いは順方向の場合とは別途に適用できるという点に注意すべきである。また、下記の実施例は実時間で行ってもよいが、前記中継器の設置初期またはユーザの要求時にオンデマンド（ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）で行ってもよいことにも留意すべきである。
【００２６】
図６は、本発明の実施例に係る干渉除去中継器の構成を示す図である。
【００２７】
本発明の実施例に係る干渉除去中継器（以下、「中継器」という）は、受信アンテナ１２、Ａ／Ｄ変換器１３、フィードバック信号除去部４８、ウィンドウ設定部４０、Ｄ／Ａ変換器１５、増幅部１６および送信アンテナ１７を含む。また、フィードバック信号除去部４８はフィードバック信号除去フィルター４６およびフィードバック信号検出部４７を含み、ウィンドウ設定部４０はウィンドウ分割部４１およびフィードバック信号探索部４２を含む。
【００２８】
中継器は、両方向リンク、すなわち、順方向リンクと逆方向リンクを支援するように構成される。順方向リンクは、基地局から信号を受信アンテナ１２を介して受け、送信アンテナ１７を介して基地局の信号が到達しない陰影地域に基地局の信号を伝達するためのものであり、逆方向リンクは、端末から提供される信号を送信アンテナ１７を介して受け、受信アンテナ１２を介して基地局に伝達するためのものである。
【００２９】
以下、順方向リンクを基準として説明し、逆方向リンクの場合は順方向リンクと逆の場合であると考えればよい。
【００３０】
受信アンテナ１２は、基地局から源受信信号ｒｉｎ（ｔ）を受信するアンテナであり、一般に、源受信信号ｒｉｎ（ｔ）には多数の基地局の信号が含まれている。また、本発明の実施例の受信アンテナ１２は、当該中継器の送信アンテナ１７から無線チャネルを介して受信される自体フィードバック信号ｆｉｎｔｒａ（ｔ）および周辺の他の中継器の送信アンテナから無線チャネルを介して受信される中継器間のフィードバック信号ｆｉｎｔｅｒ（ｔ）も一緒に受信する。すなわち、受信アンテナ１２を介して受信される総入力信号ｒ’ｉｎ（ｔ）は源受信信号ｒｉｎ（ｔ）、自体フィードバック信号ｆｉｎｔｒａ（ｔ）および中継器間のフィードバック信号ｆｉｎｔｅｒ（ｔ）の和である。ここで、総入力信号はアナログ信号である。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器１３は、受信アンテナ１２を介して受信されたアナログ信号としての総入力信号ｒ’ｉｎ（ｔ）をデジタル信号に変換し、この際に生成されたデジタル信号をｒ’ｉｎ（ｎ）で表すことができる。ここで、ｎはチップインデックスである。
【００３２】
フィードバック信号除去部４８は、フィードバック信号除去フィルター４６およびフィードバック信号検出部４７を含み、単位ウィンドウ段階で総入力信号ｒ’ｉｎ（ｎ）からフィードバック信号を除去する。
【００３３】
フィードバック信号検出部４７は、単位ウィンドウＸｓｔｅｐ段階で、総入力信号ｒ’ｉｎ（ｎ）と、以前に生成されたフィードバックが除去された信号との相関関係を用いて相関度を計算し、計算された相関度に基づいて変化するフィードバック信号の時間遅延、振幅および位相を推定する。相関度を計算する範囲がフィードバック除去ウィンドウのサイズであり、本発明の実施例に係るフィードバック信号検出部は、ウィンドウ設定部によって定められたフィードバックウィンドウに対するフィードバック信号を検出する。
【００３４】
フィードバック信号除去フィルター４６は、フィードバック信号検出部４７で推定された時間遅延、振幅および位相を用いてフィードバック信号の逆位相信号を生成し、生成された逆位相信号を総入力信号に適用して総入力信号からフィードバック信号を除去する。すなわち、減算器２０を用いて、総入力信号ｒ’ｉｎ（ｎ）から、フィードバック信号除去フィルター４６から検出されたフィードバック信号を差し引き、フィードバック信号の除去された出力信号ｒｏｕｔ（ｎ）を生成する。
【００３５】
ウィンドウ設定部４０は、ウィンドウ分割部４１およびフィードバック信号探索部４２を含み、フィードバック信号の特性を把握してフィードバック除去ウィンドウを分割および設定する。
【００３６】
フィードバック信号探索部４２は、単位ウィンドウ探索機能を順次追加連結して約Ｎ＊Ｘｔｏｔサイズのウィンドウを探索する。図７は、フィードバック信号探索部４２の動作を示す図である。
【００３７】
図７を参照すると、相関度を計算する範囲であるフィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔを順次移動させ、数式１のフィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔ内で単位ウィンドウＸｓｔｅｐ段階でフィードバック信号を探索する。すなわち、フィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔを（Ｎ＊Ｘｔｏｔ）まで順次移動させ、各フィードバック除去ウィンドウ内で単位ウィンドウＸｓｔｅｐ段階でフィードバック信号を探索する。これにより、探索ハードウェアリソースを追加しなくても、順次ウィンドウ探索機能のみで既存のウィンドウよりＮ倍以上フィードバック信号を検出することができる。ここで、フィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔは、ハードウェアリソースの制約によって規定されるフィードバック除去ウィンドウのサイズである。
【００３８】
ウィンドウ分割部４１は、フィードバック信号探索部４２で探索されたフィードバック信号のうち、一定の境界値を超えるフィードバック信号領域にフィードバック除去ウィンドウを割当てるように全体フィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔを分割する。また、分割されたそれぞれの分割ウィンドウを単位ウィンドウＸｓｔｅｐに分割する。全体ウィンドウＸｔｏｔは数式２のように分割される。
［数式２］
2010536198.tif 000004
【００３９】
但し、ａｋは、自然数であり、ｋ番目の分割ウィンドウが幾つかの単位ウィンドウから構成されたかを示す値であって、
2010536198.tif 000005
を満足する。
【００４０】
図８は、フィードバック除去ウィンドウが分割された一例を示す。図８を参照すると、フィードバック信号探索部４２で探索されたフィードバック信号のうち、一定の境界値を超えるフィードバック信号領域は３つの群を成す。また、それぞれの分割ウィンドウは単位ウィンドウＸｓｔｅｐに分割されている。
【００４１】
すなわち、フィードバック除去ウィンドウの分割によるＫ値が３に設定される。また、ａ１、ａ２、ａ３はそれぞれ３、３、２に設定されている。
【００４２】
本発明の実施例に係る干渉除去中継器は、ウィンドウ設定部４０を含み、フィードバック信号をフィードバック除去ウィンドウのサイズＸｔｏｔのＮ倍である（Ｎ＊Ｘｔｏｔ）領域から探索する。その後、全体フィードバック除去ウィンドウのサイズＸｔｏｔを探索されたフィードバック信号に合わせて分割する。これにより、フィードバック信号の影響が大きい部分にフィードバック除去ウィンドウを設定することにより、フィードバック信号を効果的に除去することができる。特に、フィードバック除去ウィンドウの領域の外に発生する干渉除去中継器間のフィードバック信号を効果的に除去することができる。
【００４３】
Ｄ／Ａ変換器１５は、フィードバック信号除去部４８によってフィードバック信号が除去された信号ｒｏｕｔ（ｎ）をアナログ信号形態のｒｏｕｔ（ｔ）に変換する。増幅部１６は、Ｄ／Ａ変換器１５で変換されたアナログ出力信号ｒｏｕｔ（ｔ）を利得Ｇだけ増幅させる。この際、増幅部１６で増幅された信号はＧ・ｒｏｕｔ（ｔ）で表すことができる。送信アンテナ１７は、増幅部１６で増幅された信号Ｇ・ｒｏｕｔ（ｔ）を他の端末機へ送信するアンテナである。
【００４４】
図９は、本発明の実施例に係るフィードバック除去ウィンドウ分割機能を含む干渉除去中継器の動作過程を示す流れ図である。
【００４５】
まず、受信アンテナ１２から総入力信号ｒ’ｉｎｔ（ｔ）を受信し（Ｓ１１）、総入力信号ｒ’ｉｎｔ（ｔ）をデジタル信号に変換する（Ｓ１２）。ここで、総入力信号ｒ’ｉｎｔ（ｔ）は源受信信号ｒｉｎ（ｔ）、自体フィードバック信号ｆｉｎｔｒａ（ｔ）および中継器間のフィードバック信号ｆｉｎｔｅｒ（ｔ）の和である。
【００４６】
以後、ウィンドウ設定段階（Ｐ１）を経て、ウィンドウ設定段階ではフィードバック信号を探索し（Ｓ１３）、フィーバック除去ウィンドウを分割する（Ｓ１４）。
【００４７】
フィードバック信号探索段階（Ｓ１３）では、単位ウィンドウ探索機能を順次追加連結してＮ＊Ｘｔｏｔサイズのウィンドウを探索してＮ＊Ｘｔｏｔの範囲におけるフィードバック信号を検出する。フィードバック除去ウィンドウ分割段階Ｓ１４では、フィードバック信号探索段階（Ｓ１３）で探索されたフィードバック信号のうち、一定の境界値を超えるフィードバック信号領域にフィードバック除去ウィンドウを割当てるように全体フィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔを分割する。また、分割されたそれぞれの分割ウィンドウを単位ウィンドウＸｓｔｅｐに分割する。
【００４８】
その後、分割されたウィンドウに基づいて、各単位ウィンドウからフィードバック信号を検出し（Ｓ１５）、検出されたフィードバック信号を除去する（Ｓ１６）。
【００４９】
フィードバック信号の除去された出力信号をアナログ信号に変換し（Ｓ１７）、アナログ出力信号を増幅させる（Ｓ１８）。増幅された信号を他の端末機へ送信する（Ｓ１９）。
【００５０】
以上では、干渉除去中継器がウィンドウ設定段階（Ｐ１）を常に行う場合について説明した。ところが、フィードバック信号の位置は、一般に時間に応じて値がよく変更されるパラメータではなく、周辺設置環境に応じて大部分その位置が規定される。すなわち、フィードバック除去ウィンドウの位置は、よく更新する必要のないｓｅｍｉ−ｓｔａｔｉｃパラメータである。よって、ウィンドウ設定階（Ｐ１）は、機器電源印加の際に１回のみ行われてもよく、一定の周期ごとに行われてもよい。
【００５１】
このように、フィードバック信号探索部４２が相関度を計算する範囲としてのフィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔを順次Ｎ＊Ｘｔｏｔまで移動させ、各フィードバック除去ウィンドウＸｔｏｔ内で単位ウィンドウＸｓｔｅｐ段階でフィードバック信号を探索する。ウィンドウ分割部４１は、フィードバック除去ウィンドウを、所定個数の単位ウィンドウからなる所定個数の分割バンク（例えば、フィードバック除去ウィンドウが８μｓｅｃで単位ウィンドウが１μｓｅｃの場合、それぞれ３つ、３つおよび２つの単位ウィンドウを含む３つの分割バンク）に分割することにより、探索ハードウェアリソースを追加しなくても順次ウィンドウ探索機能のみで既存のフィードバック除去ウィンドウのサイズＸｔｏｔの最大Ｎ倍以上の区間でフィード信号を検出することができる。
【００５２】
これに加えて、以下、多重経路または他の中継器を介して干渉除去中継器の受信アンテナに入力されるフィードフォワードを考慮する場合に現れる問題点、およびその解決方法について説明する。中継器自体のフィードバック信号またはこれと共に中継器間のフィードバック信号を効率よく除去することはできるが、中継器自体のフィードバック信号または中継器間のフィードバック信号ではない信号に対しても相関度がある信号は、いずれもフィードバック信号と見なして除去する場合が発生することもある。すなわち、干渉除去中継器の受信アンテナでは、図３または図７に示した中継器自体のフィードバック信号または中継器間のフィードバック信号のみが受信されるのではなく、基地局から他の経路を介して入力される遅延信号または他の中継器（干渉除去中継器だけでなく、光中継器、マイクロ波中継器などを含むことができる）からの信号に影響されることができる。基地局の多重経路信号または同一ソース信号がその他の中継器を介して干渉除去中継器の受信アンテナに入力される方式で得られる信号は、中継器の自体利得とは関係ないが、受信信号の自体相関値が現れる外部入力信号（以下、フィードフォワード信号という）になる。
【００５３】
図１０は、ＲＦ信号を受信する中継器自体の利得とは関係ない外部入力信号として他の中継器を介して入力される信号の一例を示す。図１０を参照すると、ＲＵ１に入力されるＲＦ信号は、ＤＵからの入力信号５１およびＲＵ１の自体フィードバック信号５２だけでなく、ＤＵからの入力信号を受信した他の中継器であるＲＵ２を介してＲＵ１に入力される信号５３も含む。このようなフィードフォワード信号による問題点は、大きくは２つにまとめられる。
【００５４】
一つ目に、図１１に示すように、自体フィードバック信号５２ではなく、他の中継器を介して入力されるフィードフォワード信号５３がフィードバック除去ウィンドウ５４内に含まれると、フィードバック信号と区分されないで除去される場合が発生する。ところが、フィードフォワード信号５３は、受信端末の多重経路信号にコンバインされるとき、受信ＳＮＲを向上させる信号である。これは自己発振（ｓｅｌｆ−Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）を起こす原因にならないため、除去する必要がない。また、大部分のフィードバック信号除去アルゴリズムでは、フィードフォワード信号がフィードバック除去適応フィルターウィンドウ内に位置する場合、フィルター係数収斂動作が正確に行われないため、中継器出力信号の性能低下の原因となる。
【００５５】
二つ目に、自己相関度（ａｕｔｏ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）がフィードフォワード信号の存在下で求められる場合には、図１２に示すように、元来のフィードバック信号（図面符号５２１、５２２、５２３で表し、説明の便宜上、３つのみを図示したが、これには中継器自体のフィードバック信号および中継器間のフィードバック信号が全て含まれ得る）の他にも、フィードフォワード信号５３によるイメージ成分（図面符号５２１’、５２１”、５２１”、５２２’、５２２”、５２３’、５２３”で表される（以下、フィードフォワードイメージ信号という）。）も存在する。これらの信号は、イメージ成分なので除去しなくてもよいが、受信信号の自己相関度を用いると、フィードバック信号とフィードフォワードイメージ信号を区分することができないので、従来のウィンドウ分割方法を用いてフィードバック信号を除去する場合には、フィードフォワードイメージ信号にも分割ウィンドウを割当てる。ところが、例えばフィードフォワードイメージ信号５２１’、５２１”は、関連フィードバック信号５２１が除去されれば自動的に除去される信号なので、別途のウィンドウリソースを割当てなくても構わない。却って、ウィンドウ自動探索／分割の場合、探索するウィンドウのサイズＮ＊Ｘｔｏｔに比べて、割当てられるウィンドウのサイズＸｔｏｔが小さいため、フィードフォワードイメージ信号に不要なウィンドウハードウェア（またはソフトウェア）リソースを割当てると、リソース制約により、必ず除去しなければならないフィードバック信号を除去することができない場合が発生して発振の原因になることもある。これは環境によってはフィードフォワードイメージ信号がその他のフィードバック信号より大きい電力を有することもあるためである。このようなフィードフォワードイメージ信号の影響は、他の中継器を介して入力されるフィードフォワードの信号５３だけでなく、基地局信号の多重経路信号にも同様に及ぼされる。
【００５６】
［発明の様態］
以下、本発明の実施例に係るフィードフォワード信号順次探索およびフィードフォワード信号処理方法について詳細に説明する。
【００５７】
本節では、フィードフォワード信号の探索方法、およびフィードフォワード信号にウィンドウを割当てない方法の実施例について説明する。
【００５８】
フィードフォワード信号のうち、基地局の多重経路フェーディングを経て干渉除去中継器のリンクアンテナを介して受信される信号は、一般に干渉除去中継器のフィードバック信号より時間的に先に受信される。よって、フィードバック除去ウィンドウより以前に信号が形成されるので、フィードバック除去ウィンドウ内に相関度が現れないため、干渉除去中継器の動作に影響を及ぼさない（但し、この場合、フィードフォワードイメージ信号が生成でき、これに関する説明は後述する）。ところが、基地局の信号が図１０のように他の中継器を介して入力される方式で得られるフィードフォワード信号５３は、遅延時間が長くて干渉除去中継器のフィードバック除去ウィンドウ内に直接位置してもよい。図１１に示すように、他の中継器によるフィードフォワード信号を考慮していない方法による干渉除去中継器の技術によれば、フィードフォワード信号を除去しようとする方向にアルゴリズムが動作するが、干渉除去アルゴリズムがフィードバック信号の除去を仮定して設計されているので、フィードフォワード信号の入力の際に、フィルター係数が正確に収斂しないという問題が発生する。これにより、中継器出力信号の品質が大きく劣化するおそれがある。また、フィードフォワード信号は、端末の立場では受信ＳＮＲを増加させることが可能な多重経路信号であり、中継器の利得に応じて大きさが増加する発振原因信号ではないので、除去対象ではない。よって、干渉除去中継器では、フィードフォワード信号が除去されないようにフィードバック除去ウィンドウを再設定する必要がある。
【００５９】
便宜のために、フィードフォワード信号探索／処理方法と、フィードフォワードイメージ信号を考慮したフィードバック信号探索／処理方法に分けて説明する。
【００６０】
＜フィードフォワード信号処理の第１方法＞
図１３は、本発明の好適な一実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を概略的に示す図である。上述したように、干渉除去中継器では、フィードフォワード信号が除去されないようにフィードバック除去ウィンドウを再設定する必要があり、フィードフォワード信号を検出し、検出された時間以後にフィードバック除去ウィンドウが現れるように中継器の出力信号を遅延させると、フィードフォワード信号が除去されない。
【００６１】
中継器自体のフィードバック信号または中継器間のフィードバック信号は、いずれも中継器の送信信号と関連があるので、中継器の送信出力信号を遅延させると、フィードバック信号もフィードバック除去ウィンドウと共に遅延する。よって、図１３に示すように、中継器のフィードバック除去ウィンドウ６１の前方にフィードフォワード信号５３が現れるまで、中継器の出力信号を遅延させると、フィードフォワード信号５３がフィードバック除去ウィンドウの前方に位置するようにすることができる。
【００６２】
フィードフォワード信号を検出する方法としては、中継器の出力を除去してリンクアンテナに入力される信号の相関度を検出するだけでも十分であるが、その理由は、中継器の出力信号がなくなると、フィードバック信号も存在しないためである。中継器の出力を除去する方法には、中継器の増幅器をスイッチオフさせるなどで中継器の利得を０にする方法、Ｄ／Ａコンバターの入力となるデジタル信号出力を０にする方法など、多くの実現方法があり得る。この他にも、フィードフォワード信号を検出する方法は如何なる他の方法で行われてもよい。
【００６３】
＜フィードフォワード信号処理の第２方法＞
図１４は、本発明の好適な他の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を概略的に示す図である。
【００６４】
上述した第１方法とは異なり、図１４に示した第２方法は、フィードフォワード信号を検出する段階、フィードフォワード信号の位置を格納する段階、およびフィードバック除去ウィンドウの分割の際に、格納されたフィードフォワード信号の位置を回避してフィードバック除去ウィンドウを分割／設定する段階によって、フィードフォワード信号が除去されないようにする。前記フィードバック除去ウィンドウの分割／設定は、自動分割方式だけでなく、手動分割方式によっても行われる。
【００６５】
前記フィードフォワード信号５３を検出する方式は、第１方法における記述方法と同様である。また、前記フィードバック除去ウィンドウ分割／設定段階では、図１４に示すように、検出されたフィードフォワード信号５３が中継器自体のフィードバック除去ウィンドウ内に置かれないように、フィードバック除去ウィンドウを２つ以上のバンク７１、７２に分割することにより、フィードバック信号５２のみが除去できる。
【００６６】
但し、前記方式は、フィードフォワード信号の位置がフィードバック信号の位置と重なり合う場合には適用することが難しいという問題があるが、この問題を、２信号の位置が重なり合わないようにシステムの遅延を印加する方式で解決することができる。
【００６７】
＜フィードフォワード信号処理の第３方法＞
図１５は、本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を概略的に示す図である。
【００６８】
本実施例は、中継器の出力信号を一定の時間だけ遅延させる段階（Ｓ８１）と、上述したようにフィードバック除去ウィンドウ自動分割機能を行う段階（Ｓ８２）と、設定された中継器の遅延を元の通りに復旧させる段階（Ｓ８３）とから構成される。
【００６９】
前記段階Ｓ８１では、意味のあるフィードフォワード信号の大部分は約１台〜２台の他の中継器を経た信号なので、該当時間を一定の時間ＴＣ（ここで、ＴＣは中継器の出力を除去した場合、中継器のリンクアンテナに入力される信号が検出される時間以上の大きさを持つことができる。但し、中継器の遅延印加の限界による、最大に遅延させることが可能な時間が存在する。）に設定して中継器を遅延印加した後、ウィンドウ自動分割機能を行うと、図１３に関連した第１方法と同様の方式で、フィードフォワード信号を除いた中継器自体のフィードバック信号および中継器間のフィードバック信号のみが除去できる。但し、全ての中継器に対して中継器自体の遅延を同一に設定する場合には、他の中継器から受信されるフィードフォワード信号も、最大に遅延した信号が受信されるため、段階Ｓ８３での如く、以前に最大に設定された中継器自体の遅延を元の通りに復旧しなければ効果がない。
【００７０】
前記段階Ｓ８２では、中継器自体のフィードバック信号および中継器間のフィードバック信号を全て除去することができるように、フィードバック除去ウィンドウを移動させてフィードバック信号を探索し、探索されたフィードバック信号に基づいて前記フィードバック除去ウィンドウを分割する。ここで、フィードバック信号の探索は、フィードバック除去ウィンドウを順次移動させ、フィードバック除去ウィンドウ内で単位ウィンドウ段階でフィードバック信号を探索することにより行われ、フィードバック除去ウィンドウの分割は、任意の個数の単位ウィンドウからなる分割バンクを含むように行われる、以前に上述した方法と同一である。
【００７１】
但し、前記方式の場合にも、フィードフォワード信号の位置がフィードバック信号の位置と重なり合うときには依然として問題点がある。
【００７２】
＜フィードフォワード信号処理の第４方法＞
図１６は、本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法を示す。
【００７３】
本実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードフォワード信号処理方法は、中継器の出力または利得を０に設定する段階（Ｓ９１）と、前記中継器無線入力信号の自己相関度ＲＦＦ（ｎ）を測定する段階（Ｓ９３）と、前記中継器のシステム遅延を印加する段階（Ｓ９５）と、前記自己相関度を再測定してフィードフォワード信号が検出されないまで段階Ｓ９４およびＳ９５を繰返し行ってシステムの遅延をさらに印加する段階と、システム遅延の最大値を設定し、最大値以上に遅延が設定されないようにする段階（Ｓ９６、Ｓ９７）とを含んでなる。
【００７４】
まず、段階Ｓ９１で中継器の出力信号をさらに遅延させず、中継器の出力または利得を０に設定した状態で０〜Ｎ＊Ｔｔｏｔの時間間隔の間にフィードバック信号の探索を始める（Ｓ９２）。段階Ｓ９１は、上述したように中継器の増幅器をスイッチオフさせる方法などを用いて中継器の利得を０にする方法、およびＤ／Ａ変換器の入力となるデジタル信号の出力を０にする方法を用いることができるが、これに限定されない。フィードバック信号が流入しないようにして中継器無線入力へのフィードフォワード信号の影響のみを測定することが可能な環境を作ることさえできれば、いずれの方法を使用してもよい。前記状態では、フィードバック信号が存在しないため、入力信号の自己相関度ＲＦＦ（ｎ）を測定すると、フィードフォワード信号の有無を検出することができる。
【００７５】
以後、段階Ｓ９３で測定された入力端の相関値が一定のレベルＴＨＦＦになるかを比較してフィードフォワード信号の存在有無を判断し（Ｓ９４）、フィードフォワード信号が入力されると判断される場合、中継器の追加遅延Ｔｄを印加する（Ｓ９５）。中継器の追加遅延印加後、自己相関度の再測定によりフィードフォワード信号の有無を繰返し検出することにより、中継器の最終遅延設定値を決定する（Ｓ９４、Ｓ９５、Ｓ９９）。
【００７６】
中継器の遅延値を追加する過程で、段階Ｓ９６のように設定されたシステム遅延の最大値Ｔｄ，ｍａｘが超えないように保護手続きを設けることができる。印加可能なシステム追加遅延の最大値Ｔｄ，ｍａｘを設定する理由は、中継器システムの遅延は基地局の逆方向ソフタコンバイニング性能に影響を与えることができるためである。基地局のコンバイニング長さより大きく中継器のシステム遅延を印加する場合、ソフタハンドオーバ性能を低下させることができるので最大遅延値を制限する。中継器のシステム遅延が最大遅延値を超過する場合、追加遅延値を０〜Ｔｄ，ｍａｘの値に復帰させなければならない（Ｓ９７）。復帰後には、残余フィードフォワード信号の影響が残っているので、問題となる。この場合は、フィードフォワード信号の位置を記憶して向後フィードバック信号除去ウィンドウを分割する際に、該当位置にウィンドウが分割されないようにする追加機能が必要である。ここで、以後の手続きであるフィードバック信号の位置探索情報をさらに参照して、残余フィードフォワード信号が重なり合わないように復帰遅延値を０〜Ｔｄ，ｍａｘに選定する段階を設ければ、例外的な問題が解決できる。
【００７７】
前記中継器の入力端の相関度を測定する段階に加えて、中継器の無線入力信号が最初から発振レベルであるかを検出する段階（Ｓ９８）を含むことができる。中継器の無線入力信号が既に発振状態であれば、以下の信号探索手続きは無意味なので、設定を終了し、増幅器をスイッチオフして発振が伝播されないようにして網の安定性を確保する。発振レベルの検出は、入力信号の自己相関度ＲＦＦ（ｎ）を測定することにより行われ、一般に、ＴＨ発振＞ＴＨＦＦを満足させる。
【００７８】
前記提案した方式で、相関値を用いてフィードフォワード信号を検出して中継器の出力信号を遅延させると、フィードバック除去ウィンドウに直接位置するフィードフォワード信号が除去されるので、後述のフィードフォワードイメージおよびフィードバック信号探索／分割手続きに進むことができる。
【００７９】
以下、フィードフォワードイメージ信号の影響について考察する。
【００８０】
前記過程によって、フィードフォワード信号による相関値がフィードバック除去ウィンドウ内に現れるのを防止することができる。ところが、フィードバック信号が存在する場合には、ウィンドウの外にあるフィードフォワード信号の影響がフィードフォワード信号のイメージ形態に変形してウィンドウの内部に現れ得る。
【００８１】
図１２は、フィードバック除去ウィンドウの外にフィードフォワード信号が存在する場合、フォードバック信号との相関関係によるフィードフォワードイメージがどんな影響を及ぼすかを示した一例になる。前記例では、１つのフィードフォワード信号がソース信号から距離ｄだけ離れて発生した条件を一例として示した。前記フィードフォワード信号は、基地局のソース信号の多重経路であってもよく、前記中継器の遅延を印加してフィードフォワード信号がウィンドウの前方に位置する場合であってもよい（図１３の５３参照）。また、図１２に示した一例は、フィードバック信号が３つの場合である。前記条件で中継器入力信号の相関度を求めると、図１２に示すように、元来のフィードバック信号（図面符号５２１、５２２、５２３）の外に、フィードフォワード信号５３によるイメージ成分（図面符号５２１’、５２１”、５２２’、５２２”、５２３’、５２３”）が現れる。フィードフォワードイメージ信号は、関連フィードバック信号が除去されれば自動的に除去される信号なので、別途のウィンドウリソースを割当てなくてもよい。
【００８２】
ウィンドウ自動探索／分割の場合、探索するウィンドウのサイズＮ＊Ｘｔｏｔに比べて、割当てられるウィンドウのサイズＸｔｏｔが小さいため、フィードフォワードイメージ信号に不要なウィンドウハードウェア（またはソフトウェア）リソースを割当てると、リソース制約により、必ず除去しなければならないフィードバック信号を除去することができない場合が発生して発振の原因になることもある。よって、フィードフォワードイメージ信号に対する処理は非常に重要であり、次の手続きでこれを考慮したアルゴリズムについて説明する。
【００８３】
以下、フィードフォワードイメージ信号を考慮したフィードバック信号順次探索およびウィンドウ自動分割について考察する。
【００８４】
本節では、フィードフォワードイメージ信号を考慮したフィードバック信号順次探索およびウィンドウ自動分割方法の実施例について説明する。
【００８５】
＜フィードフォワード信号処理の第５方法＞
上述したフィードフォワード信号処理まで考慮した本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器におけるフィードバック除去ウィンドウ自動分割手続きを図１７に示した。図１７の段階Ｓ９９以前の手続きは既に上述したので、本実施例では段階Ｓ９９以後の自動探索手続きについて説明する。
【００８６】
フィードバック除去ウィンドウ自動分割手続きは、前記中継器の出力または利得をオンにした後、中継器の利得を最小に設定する段階（Ｓ９９）と、前記中継器のフィードバック除去の後、信号の相関度ＲＦＢ（ｎ）を移動測定する段階（Ｓ００）と、測定された相関値のうち最も大きい相関値が存在する位置に前記フィードバック除去ウィンドウの分割バンクを割当てることができるかに関してリソース有効性を判断する段階（Ｓ１０１）と、分割バック再分割を適用した後、フィードバック除去後の信号の相関度ＲＦＢ（ｎ）を再測定する段階（Ｓ１０２）と、前記相関値が探索範囲内で全て（∀：ａｌｌ）一定のレベル以下となるまで有効バンクを分割／割当てして前記段階Ｓ１０１およびＳ１０２を繰返し行う段階（Ｓ１０３）と、前記中継器の利得が単位利得だけ増加させる段階（Ｓ１０４）と、中継器の利得が一定のレベルＰｒｅｆ以下である条件で、段階Ｓ１００〜Ｓ１０４を繰返し行う段階（Ｓ１０５）と、ウィンドウバンクを分割設定し、前記手続き以前のユーザＡｔｔｅｎに復帰する段階（Ｓ１０６）とを含んでなる。また、段階Ｓ１０１で分割バンクリソースが消尽してバンクの再配置が不可能な場合、相関値の一つ（∃：ある一つ）でも発振レベルになるかを検証する段階（Ｓ１０８）、および発振検出の際に発振以前有効分割設定を適用する段階（Ｓ１０９）を含むことができる。
【００８７】
前記段階Ｓ１００では、フィードバック信号が存在する状況、厳密に言えば、フィードバック信号がない状態でフィードバック除去ウィンドウが、フィードフォワード信号を除去しない位置にあるように中継器の出力信号を遅延させた状況で、フィードバック除去後の信号の自己相関度ＲＦＢ（ｎ）を測定する。この場合、相関度は、順次割当てられるフィードバック除去ウィンドウバンク分割によるフィードバック信号除去動作が行われている状況での相関値である。
【００８８】
前記段階Ｓ１０１では、ウィンドウバンクリソースが残っているか否かを判断する。分割バンクの再配置が可能であると判断されると、前記段階Ｓ１０２では探索ウィンドウ内で測定された相関値が最も大きい位置にフィードバック除去ウィンドウの分割バンクのいずれか一つを割当てて該当信号を除去した後、相関度を再測定する。
【００８９】
図１２を参照して上述したように、フィードフォワードイメージ信号は連係されたフィードバック信号の両側に位置する。フィードフォワードイメージ信号に対する相関値の平均電力は常に連関したフィードバック信号平均レベルの６ｄＢ以下であり、６ｄＢ差異の条件は源受信信号とフィードフォワード信号とが同一の場合に発生する。よって、前記段階Ｓ１０２のようにフィードバック除去後の相関値ＲＦＢ（ｎ）が最も大きい位置に１つのバンクを割当てると、電力が最も大きいフィードバック信号の位置にウィンドウバンクが割当てられる。その結果、該当フィードバック信号に連係されたフィードフォワードイメージ信号は自動的に除去される。すなわち、段階Ｓ１０１およびＳ１０２の繰返し手続きを介してフィードバック信号のみに対して信号電力サイズの順で有効バンクが順次割当てられ得る。フィードフォワードイメージ信号にリソースが割当てられることを防止することができる。
【００９０】
一方、上述した例では、段階Ｓ１０１でウィンドウバンクリソースが残っているか否かを判断し、ウィンドウバンクリソースが残っている場合にのみ分割バンクの再配置段階を経ると説明したが、段階Ｓ１０４およびＳ１０５を経た後、ウィンドウバンクリソースが残っていない場合でも、再測定した相関値のうち最も大きい相関値が以前段階で分割バンクを割当てた相関値より大きい場合には、段階Ｓ１０１を省略し、以前段階で割当てた分割バンクを、前記再測定した相関値のうち最も大きい相関値が存在する位置に再配置することも可能である。
【００９１】
前記過程は、除去後に残っている全て（∀：ａｌｌ）の相関値が一定のレベル未満である条件まで繰返し行う（段階Ｓ１０１〜Ｓ１０３）。本実施例では、前記一定のレベルが、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）が１０％以下となるＴＨＧ−２０ｄＢ条件（すなわち、フィードバック除去の後、アイソレーションが中継器の利得より２０ｄＢ以下にフィードバック信号が除去される条件）を例としたが、それぞれの移動通信規格に合うようにしきい値を制限して運用することができるのは、当業者には自明なことである。参考として、ＷＣＤＭＡシステムの場合、ＥＶＭ規格は１２．５％である。この場合は条件をＴＨＧ−１８ｄＢに制限すればよい。再測定された相関値のうち最も大きい相関値が存在する位置に残余バンクリソースを引き続き繰返し割当てる。
【００９２】
また、再測定された相関値が全て一定のレベルＴＨＧ−２０ｄＢ未満となる場合には、中継器自体の利得を単位利得（Ｇａｉｎ−ｓｔｅｐ）だけ増加させ（段階Ｓ１０４）、中継器の出力が所定の出力［出力電力＞ｍｉｎ｛Ｐｒｅｆ、Ｐｓｈｕｔｄｏｗｎ｝］となるまで分割バンク再配置過程を繰返し行う（段階Ｓ１０５）。中継器の利得を増加させて繰返し測定する手続きを介して探索確率も高めることができ、全体的な動作の安定性も確保することができる。これは、中継器の利得が増加するにつれて、探索しようとするフィードバック信号が大きくなるためである。
【００９３】
一方、段階Ｓ１０１で使用可能なフィードバック除去ウィンドウの分割バンクリソースが消尽して分割バンクの再配置が不可能であると判断されると、残った相関値のうち、発振を発生させることが可能な発振開始レベルＴＨ発振以上の相関値が一つ（∃：ある一つ）でも存在するかを判断する（段階Ｓ１０８）。発振開始レベルＴＨ発振以上の相関値が存在しない場合には、発振の可能性が小さいため、段階１０４を経て、引き続き中継器自体の利得が所定の出力［Ｏｕｔｐｕｔ＞ｍｉｎ｛Ｐｒｅｆ、Ｐｓｈｕｔｄｏｗｎ｝］となるまで分割バンク再配置過程を繰返し行う。もし発振開始レベルＴＨ発振以上の相関値が検出されると、格納していた発振前のフィードバック除去ウィンドウの配置に基づいてウィンドウ分割情報を用いて発振レベル直前の中継器の利得を表記し、該当ウィンドウ分割情報を適用した後、設置過程を終了する（段階Ｓ１０９およびＳ１１０）。
【００９４】
段階Ｓ１０５で中継器自体の利得が所定の出力［出力電力＞ｍｉｎ｛Ｐｒｅｆ、Ｐｓｈｕｔｄｏｗｎ｝］を超過する場合、最後に設定されたウィンドウバンクの配置に基づいてフィードバック除去ウィンドウを分割設定し、フィードバック信号の探索を終了する（段階Ｓ１０６およびＳ１０７）。
【００９５】
本実施例によれば、フィードフォワード信号の存在によるフィードバック信号のイメージ成分によって発生しうるウィンドウリソースの不足を防ぐことができ、効率的な資源の活用が可能となる。
【００９６】
＜フィードフォワード信号処理の第６方法＞
図１８は、本発明の好適な別の実施例に係る干渉除去中継器における自動分割手続きを示す。
【００９７】
本実施例では、上述した第５方法の場合と略同一なので、以下ではその差異点を中心に説明する。
【００９８】
本実施例では、中継器の追加のフィードバック除去適応フィルターの移動探索に応じて収斂係数電力ＰＣｏｅｆｆ（ｎ）を測定する段階（Ｓ１００’）、測定されたフィルター係数電力ＰＣｏｅｆｆ（ｎ）のうち最も大きい値が存在する位置に前記フィードバック除去ウィンドウの分割バンクのいずれか一つが位置するように、分割バンクを割当てる段階（Ｓ１０２’）、分割バンク割当て／適用の後、フィードバック除去適応フィルターの収斂係数電力ＰＣｏｅｆｆ（ｎ）を再測定した後、この値が全て一定のレベル以下となるまで有効バンクを分割／割当てして前記第３段階を繰返し行う段階（Ｓ１０３’、Ｓ１０１、Ｓ１０２’）、および前記中継器の利得が一定のレベルＰｒｅｆ以下となるまで、前記中継器の利得を単位利得だけ増加させて前記段階Ｓ１００’、Ｓ１０１、Ｓ１０２’、Ｓ１０３’およびＳ１０４を繰返し行う段階（Ｓ１０５）を含んでなる。
【００９９】
第５方法では、フィードバック除去後の信号の相関度を用いてフィードバック信号自動移動探索を行ったが、本実施例では、フィードバック除去適応フィルターによる移動探索手続きで代替する。ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）系列のフィードバック除去適応フィルターを含んだ大部分の適応フィルターの収斂後、フィルター係数は、フィードバック信号の位置にフィードバック信号の大きさを反映した複素（ｃｏｍｐｌｅｘ）値となり、フィードフォワードイメージ信号の位置には係数が発生しない。すなわち、前記手続きの場合、自己相関値を計算するとき、数学的に誘導されるしかないフィードフォワードイメージ信号が発生しないため、フィードフォワードイメージ信号処理のためのバンクの順次割当ては無くてもよい。
【０１００】
ところが、前記手続きのためには、移動探索のための適応フィルターが本来のフィードバック除去適応フィルターとは別途に追加されなければならないので、実現においてハードウェア（またはソフトウェア）の複雑度は増加する。フィードバック信号の位置探索は適応フィルター複素係数の電力が基準となり、この他には第５方法の手続きと同様なのでその説明を省略する。
【０１０１】
図１９は、本発明の好適な一実施例に係る干渉除去中継器の構成を概略的に示す図である。
【０１０２】
図１９を参照すると、本発明の好適な一実施例に係る干渉除去中継器は、フィードバック信号探索／分割／除去部４００およびフィードフォワード信号探索／システム遅延部４０６を含んでなり、残りの構成要素は従来の場合と同一であり、各構成要素も上述した各実施例に記載された各方法を行うのに適切に採用できるので、便宜上、その詳細な説明は省略する。
【０１０３】
前記フィードフォワード信号探索／システム遅延部４０６は、例えば中継器のシステム利得を０に設定した後、リンクアンテナ１２を介して受信される無線入力信号の相関度を用いてフィードフォワード信号を探索するフィードフォワード信号探索器ＲＦＦ（ｎ）４０４と、前記探索されたフィードフォワード信号の時間遅延に応じて前述の中継器遅延を追加するシステム遅延部４０５とを含んでなる。
【０１０４】
前記フィードバック信号探索／分割／除去部４００は、相関値移動探索方法または適応フィルター移動探索方法を用いてフィードバック信号を探索するフィードバック信号探索器４０３と、探索された前記フィードフォワード信号および前記フィードバック信号に基づいて、前記フィードフォワード信号、または前記フィードフォワード信号のイメージ信号にウィンドウが割当てられないようにフィードバック除去ウィンドウを分割および設定するフィードバック除去ウィンドウ分割部４０２と、前記フィードバック除去ウィンドウによって分割されたフィードバック除去ウィンドウに基づいて、前記受信されたＲＦ信号からフィードバック信号を除去するフィードバック信号除去フィルター４０１とを含んでなる。
【０１０５】
前記フィードフォワード信号探索／システム遅延部４０６および前記フィードバック信号探索／分割除去部４００の各構成要素は、上述した各実施例に関連して説明された各機能を行うためのものであって、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせによって容易に実現できる。
【０１０６】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、これは本発明の実施例を説明するためのものに過ぎず、当業者によって多様な変形実施が可能である。結局、本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって定められるべきである。
【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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