(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継を目的とする電波を受信する受信アンテナと、
上記受信アンテナの出力信号が入力される受信回路と、
上記受信回路より出力される受信希望信号の復調を行う復調回路と、
上記復調回路により出力される復調信号の変調を行う変調回路と、
上記変調回路により出力される変調信号を、上記受信アンテナの受信信号と同一周波数で送信する送信回路と、
上記送信回路の出力信号を電波として送信する送信アンテナと、
上記変調信号の位相及び振幅並びに遅延を調整して、上記受信アンテナで受信された上記送信アンテナからの送信信号をキャンセルするための廻り込みキャンセル信号を出力するキャンセル信号調整回路と、
上記キャンセル信号調整回路により出力される上記廻り込みキャンセル信号を上記受信回路により出力される受信信号に加算して上記復調回路で復調される受信希望信号を形成する加算回路と、
上記受信希望信号と上記廻り込みキャンセル信号の変調シンボルのタイミング位相が同一となるように、上記受信希望信号の変調シンボルのタイミングを遅延させる遅延回路とを備えてなる再生中継装置。
【請求項２】
上記遅延回路は、所定の遅延時間を有する低域濾波器もしくは帯域濾波器で構成される請求項１記載の再生中継装置。
【請求項３】
上記遅延回路は上記変調回路の出力側に設けられる請求項１記載の再生中継装置。
【請求項４】
上記変調回路をディジタル回路で構成し、上記遅延回路は上記変調回路から出力されるディジタル数値で表現された変調信号を遅延させるシフトレジスタで構成される請求項１または請求項３記載の再生中継装置。
【請求項５】
上記遅延回路は、ディジタル回路で構成され、上記復調回路の出力側に設けられる請求項１記載の再生中継装置。
【請求項６】
上記遅延回路が上記受信希望信号の変調シンボルのタイミングを遅延させる時間は、希望波と非希望波を含んだ受信信号と、送信信号との複素相関演算により現れる、前記希望波と前記非希望波のそれぞれに対応する２つのピークの時間差から設定することを特徴とする請求項１記載の再生中継装置。
【請求項７】
上記遅延回路は、上記変調回路に変調信号生成のためのクロックを供給するクロック供給ライン上に設けられ、上記クロックを遅延させることにより上記変調信号を遅延させるようにしてなる請求項１記載の再生中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線信号を再生中継する再生中継装置に関し、特に、自局廻り込み干渉除去方式が採用されている再生中継装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無線受信信号と同一周波数の無線再生信号を生成し、送信する再生中継装置を開空間で使用する場合、送信アンテナと受信アンテナの物理的配置関係を十分考慮する必要がある。
特にアンテナ間の距離が短い場合、両アンテナ間の結合が大きくなると、発振等の障害が発生し、正常な中継サービスが不可能となることがある。これは、再生中継装置の出力が廻り込んで受信アンテナに入るレベルと、本来中継の目的である、基地局からの無線信号のレベルの比が、本中継装置の復調部が正常動作可能なＤ／Ｕ比を下回った場合に発生する。
【０００３】
この問題を解決するため、従来より、送信アンテナと受信アンテナの指向性を工夫してアンテナ間の結合を軽減する技術や、自局廻り込み干渉除去方式が知られている。
【０００４】
以下に自局廻り込み干渉除去方式を採用した再生中継装置について説明する。
図６は、自局廻り込み干渉除去方式を採用した再生中継装置を示すブロック図である。
図６に示される再生中継装置１において、１０は再生中継回路を示している。１１は受信アンテナであり、この受信アンテナ１１は、本来、この再生中継装置１が中継を目的とする電波（希望信号）を受信するためのアンテナである。１２はその入力側が受信アンテナ１１に接続され、受信アンテナ１１の出力を入力として、受信信号を出力する受信回路である。
【０００５】
また、再生中継装置１において、１３は受信回路１２の出力側に接続されるとともに、後述するキャンセル信号調整回路の出力側に接続され、受信回路１２からの受信信号と、キャンセル信号調整回路からのキャンセル信号とを加算して出力する加算回路である。１４は加算回路１３の出力側に接続され、加算回路１３の出力を入力として復調を行う復調回路、１５は復調回路１４の出力側に接続され、復調回路１４の復調信号に対して再変調を行う変調回路である。
【０００６】
さらに、再生中継装置１において、１６は変調回路１５の出力側に接続され、変調回路１５より出力された変調信号より無線出力信号を生成して出力する送信回路、１７は送信回路１６の出力側に接続され、中継出力として電波を放射する送信アンテナ、そして、１８は変調回路１５の出力側に接続され、変調回路１５の出力の位相・振幅・遅延を調整し、受信回路１２の出力信号内に含まれる廻り込み信号成分と同一の振幅と遅延時間とを有する逆位相の信号を生成し、この生成信号を廻り込み信号をキャンセルするための廻り込み信号キャンセル信号として出力するキャンセル信号調整回路である。
【０００７】
このような構成より示されるように、従来の再生中継装置１においては、希望信号と送信アンテナからの廻り込み信号成分との合成信号である受信信号から、廻り込み成分のレプリカを減算し、廻り込み成分の除去を行って希望信号を抽出する。そしてこの希望信号を後段の復調回路１４に渡すことにより正常な復調及び再変調を行うようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術において、送信アンテナと受信アンテナの指向性を工夫してアンテナ間の結合を軽減する技術は、中継サービスしたいエリアに対応する指向性と整合できない場合が生じ得るという問題がある。また、送受信アンテナ間の結合軽減量に限界があり、さらには、アンテナのコストも大幅に増大するという問題もある。
【０００９】
一方、図６に示した自局廻り込み干渉除去方式を用いた技術においては、自局内で廻り込み信号成分を積極的にキャンセルするので有効的ではあるが、実際の減算結果の出力信号には、廻り込み成分と廻り込みキャンセル信号のわずかな誤差が残留誤差として含まれる。
この残留誤差は伝送路（特にチャネルフィルタ）における帯域制限で与えられる波形歪や遅延誤差により発生するものであり、廻り込み成分、およびそれに同期した廻り込みキャンセル信号の変調シンボルの変化点近傍ではこの誤差量が著しく大きくなる。この残留誤差が再生中継装置における復調動作に大きな障害を与える場合がある。
【００１０】
図７は上述した残留誤差が再生中継装置における復調動作に大きな障害を与える場合を示すための、図６に示した従来装置の各信号のタイミングを示すタイムチャートである。
図７の各図（Ａ）〜（Ｅ）において、横軸は共通の時間軸を表している。
図７の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ受信信号の廻り込み成分、及びキャンセル信号における変調シンボルの変化タイミング（Ｘ印）を示している。（Ａ）及び（Ｂ）の変調シンボルの変化タイミングは、キャンセル信号調整回路１８によりほぼ同じになるよう調整されているため、時間軸上ではほぼ同じタイミングで図示されている。
【００１１】
（Ｃ）はキャンセル後の信号、すなわち、加算回路１３の出力信号を表している。これによれば、誤差（キャンセル残差）成分がデータの変化タイミング近傍で大きくなっていることが示される。これは前述した波形歪や遅延誤差に起因している。
【００１２】
（Ｄ）は受信信号の中の希望信号の変調シンボルの変化のタイミングを示している。（Ａ）の変化のタイミング（これは（Ｂ）（Ｃ）の変化タイミングに等しい）と（Ｄ）の変化タイミングの関係は、装置内の各部回路要素による遅延時間が加味されるため、一致するとは限らない（通常一致しない）。図７では、シンボルタイミングの１／２時間長のずれがある場合を図示している。
【００１３】
実際の復調回路に入力される信号は（Ｃ）（Ｄ）で示される信号の和であり、その変化のタイミングを（Ｅ）に示している。（Ｅ）は同図の（Ｃ）（Ｄ）の変化のタイミング（これは（Ｃ）の誤差の大きいところである）が、本来の希望信号（Ｄ）のシンボルが安定している部分に重なっていることを示している。
したがって、この誤差成分が大きいと、その成分が復調動作に与える影響により、希望信号の正常な復調ができなくなるという問題点がある。
【００１４】
この発明は、このような課題を解決するためなされたもので、キャンセル後の誤差成分が生じる部分と、希望信号のシンボルが安定している部分が重ならないようにすることで、正常な復調が行え、もって、正常かつ安定な再生中継を行うことができる再生中継装置を得ることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、この発明は、例えば図１、図３〜図５に示されるように、中継を目的とする電波を受信する受信アンテナ１１と、上記受信アンテナ１１の出力信号が入力される受信回路１２と、上記受信回路１２より出力される受信希望信号の復調を行う復調回路１４と、上記復調回路１４により出力される復調信号の変調を行う変調回路１５と、上記変調回路１５により出力される変調信号を、上記受信アンテナ１１の受信信号と同一周波数で送信する送信回路１６と、上記送信回路１６の出力信号を電波として送信する送信アンテナ１７と、上記変調信号の位相及び振幅並びに遅延を調整して、上記受信アンテナ１１で受信された上記送信アンテナ１７からの送信信号をキャンセルするための廻り込みキャンセル信号を出力するキャンセル信号調整回路１８と、上記キャンセル信号調整回路１８により出力される上記廻り込みキャンセル信号を上記受信回路１２により出力される受信信号に加算して上記復調回路１４で復調される受信希望信号を形成する加算回路１３と、上記受信希望信号と上記廻り込みキャンセル信号の変調シンボルのタイミング位相が同一となるように、上記受信希望信号の変調シンボルのタイミングを遅延させる遅延回路２０Ａ〜２０Ｄとを備えてなるものである。
【００１６】
このような構成によれば、上記受信希望信号と上記廻り込みキャンセル信号の変調シンボルのタイミング位相が同一となるように、上記受信希望信号または上記変調シンボルのタイミングを遅延させることができるので、廻り込み信号のキャンセル後の誤差成分が生じる部分と、希望信号のシンボルが安定していない部分を重ねることができ、すなわち、廻り込み信号のキャンセル後の誤差成分が生じる部分と、希望信号のシンボルが安定している部分が重ならないようにすることができるので、正常な復調が行え、もって、正常かつ安定な再生中継を行うことができる。
【００１７】
また、この発明において、上記遅延回路は、所定の遅延時間を有する低域濾波器もしくは帯域濾波器で構成される。
【００１８】
さらに、この発明において、上記遅延回路２０Ａは、図１に示されるように、上記変調回路１５の出力側に設けられるものである。
【００１９】
また、この発明は、上記変調回路１５をディジタル回路で構成し、上記遅延回路２０Ａは上記変調回路から出力されるディジタル数値で表現された変調信号を遅延させるシフトレジスタで構成されるものである。
【００２０】
また、この発明において、上記遅延回路２０Ｂは、図３に示されるように、ディジタル回路で構成され、上記復調回路１４の出力側に設けられるものである。
【００２１】
このような構成によれば、復調回路１４のディジタル出力の信号形態のまま遅延回路２０Ｂで遅延させることができ、信号の取り扱いが容易となる。
【００２２】
また、この発明において、上記遅延回路が上記受信希望信号の変調シンボルのタイミングを遅延させる時間は、希望波と非希望波を含んだ受信信号と、送信信号との複素相関演算により現れる、前記希望波と前記非希望波のそれぞれに対応する２つのピークの時間差から設定することを特徴とする。
【００２３】
さらに、この発明において、上記遅延回路２０Ｄは、上記変調回路１５に変調信号生成のためのクロックを供給する、シンボルタイミング生成回路１９の出力ラインである、クロック供給ライン上に設けられ、上記クロックを遅延させることにより上記変調信号を遅延させるようにしてなる。
【００２４】
このような構成によれば、変調シンボルタイミングを１シンボル内で可変とできるので、遅延制御を簡単に行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図に従って説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る再生中継装置を示す図である。
図１に示す再生中継装置１Ａの再生中継回路１０Ａにおいて、図６と同一符号は図６で示した対象と同一もしくは相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
図において、２０Ａは変調回路１５の出力側と送信回路１６の入力側の間に設けられた遅延回路であり、この遅延回路２０Ａの出力側がキャンセル信号調整回路１８の入力側に接続されている。
【００２６】
この遅延回路２０Ａは、変調回路１５より出力される希望信号の変調シンボルの変化タイミングを遅延させることにより、残留誤差における変調シンボルの変化タイミングが、希望信号のシンボルが安定している部分と重ならないようにしたものであり、すなわち、この遅延回路２０Ａは、残留誤差における変調シンボルの変化タイミングが希望信号のシンボルが安定していない部分と同一のタイミングで同期するようにさせるものである。
【００２７】
以下に実施の形態１の動作について説明する。
図２は図１に示した再生中継回路１Ａの各部のタイミングを示すフローチャートである。
図２の各図（ａ）〜（ｆ）において、横軸は共通の時間軸を表している。
図２の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ受信信号の廻り込み成分、及びキャンセル信号における変調シンボルの変化タイミング（Ｘ印）を示している。（ａ）及び（ｂ）の変調シンボルの変化タイミングは、キャンセル信号調整回路１８によりほぼ同じになるよう調整されているため、時間軸上ではほぼ同じタイミングで図示されている。
【００２８】
（ｃ）はキャンセル後の信号、すなわち、加算回路１３の出力信号を表している。これによれば、誤差（キャンセル残差）成分がデータの変化タイミング近傍で大きくなっていることが示される。これは前述した波形歪や遅延誤差に起因している。
【００２９】
（ｄ）は受信信号の中の希望信号の変調シンボルの変化タイミングを示している。（ａ）の変化タイミング（これは（ｂ）（ｃ）の変化タイミングに等しい）と（ｄ）の変化タイミングの関係は、遅延回路２０Ａの遅延時間を調整することによって一致している。
【００３０】
実際の復調回路に入力される信号は（ｃ）（ｄ）で示される信号の和であり、その変化のタイミングを（ｅ）に示している。（ｅ）は同図の（ｃ）（ｄ）の変化のタイミング（これは（ｃ）の誤差の大きいところである）が、本来の希望信号（ｄ）の変化タイミングに重なっており、希望信号の変調シンボルが安定している区間から外れていることを示している。
【００３１】
したがって、復調動作をこの安定している区間で行い、希望信号の変調シンボルの変化点近傍の誤差成分が大きい区間は復調の対象外とするように、変調回路１５の出力側に設けられた遅延回路２０Ａの遅延時間を調整することで希望信号の正確な復調が可能となる。
【００３２】
復調における積分放電のタイミング事例を（ｆ）に示す。なお、（ｆ）では一例として２値変調シンボルの積分放電動作を示している。図示されるように、三角状の積分放電パターンは復調前の信号（ｅ）における誤差成分が大きい区間を回避しているので復調結果には全く影響が現れない。
【００３３】
遅延回路２０Ａは、例えば、所定の遅延時間を有する低域濾波器もしくは帯域濾波器で構成することができる。また、変調回路１５をディジタル回路で構成した場合は、変調回路１５から出力されるディジタル数値で表現された変調信号をシフトレジスタやラッチなどのディジタル回路を用いて遅延するようにすることもできる。
【００３４】
なお、遅延時間は、再生中継回路における廻り込み信号のキャンセル後の誤差成分が生じる部分（タイミング）と、希望信号のシンボル変化点とのタイミングの時間差を実験的に求めて遅延時間を定めるようにしても良いし、あるいは、上記時間差を中継中に求め、この求められた時間差に応じて遅延時間を自動的に調整するようにしても良い。これは、例えばＤ波とＵ波を含んだ受信波と、送信波の相関演算（Ｉ／Ｑの複素相関）をすることにより、Ｄ波のタイミングとＵ波のタイミングで２つのピークが現れるので、そのピークの差から、遅延回路の遅延時間を設定するようにして実現することができる。
【００３５】
実施の形態２．
図３は実施の形態２に係る再生中継装置を示す図である。
図３に示す再生中継装置１Ｂの再生中継回路１０Ｂにおいて、図６と同一符号は図６で示した対象と同一もしくは相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
実施の形態２においては、遅延回路２０Ｂは復調回路１４の出力側と変調回路１５の入力側との間に設けられる点が実施の形態１と異なる点である。
このような構成においても実施の形態１と同様の動作が行われ、実施の形態１と同様の作用、効果が得られることは明白である。
なお、この場合、遅延回路２０Ｂを復調回路１４の直後に設けたため、遅延回路２０Ｂはディジタル回路にて容易に構成することができる。
【００３６】
実施の形態３．
図４は実施の形態３に係る再生中継装置を示す図である。
図４に示す再生中継装置１Ｃの再生中継回路１０Ｃにおいて、図６と同一符号は図６で示した対象と同一もしくは相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
実施の形態３においては、遅延回路２０Ｃは加算回路１３の出力側と復調回路１４の出力側との間に設けられる。
そして、このような構成においても実施の形態１と同様の動作が行われ、実施の形態１と同様の作用、効果が得られることは明白である。
【００３７】
実施の形態４．
図５は実施の形態４に係る再生中継装置を示す図である。
図５に示す再生中継装置１Ｄの再生中継回路１０Ｄにおいて、図６と同一符号は図６で示した対象と同一もしくは相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
実施の形態４においては、遅延回路２０Ｄはシンボルタイミング生成回路１９の出力側と、変調回路１５の変調信号生成のためのクロック入力端子間に設けられる。
なお、シンボルタイミング生成回路１９は、変調回路１５に変調信号生成のためのクロック（シンボルタイミング）を供給する回路である。
【００３８】
このような構成によれば、変調シンボルのタイミングを１シンボル内において可変とできるので、１シンボル内の遅延制御が簡単に実現できる。図２のタイムチャートからも明らかなように、必要となるタイミングの遅延制御量は時間的に前方もしくは後方に最大０．５シンボル（全体で１シンボル）だけ調整できれば十分であるので、実施の形態４の構成は効果的である。
【００３９】
【発明の効果】
以上に詳述した通り、この発明によれば、再生中継装置において、遅延回路を設けることにより、キャンセル後の誤差成分が生じる部分と、希望信号のシンボルが安定している部分が重ならないようにしたので、廻り込み伝搬路と廻り込みキャンセル信号のループ間の周波数特性や遅延の誤差に起因するキャンセル残留誤差が発生した場合でも、希望信号の正確な復調が可能となり、正常な再生中継サービスを行うことができるという効果を奏する。なお、この発明は従来の再生中継装置に遅延回路を新たに設けるだけで構成することができるので、装置の小型化やコスト低減化に何ら支障をもたらすこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る再生中継装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る再生中継装置を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る再生中継装置を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係る再生中継装置を示すブロック図である。
【図６】従来の再生中継装置を示すブロック図である。
【図７】従来の再生中継装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  再生中継装置
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  再生中継回路
１１  送信アンテナ
１２  受信回路
１３  加算器
１４  復調回路
１５  変調回路
１６  送信回路
１７  送信アンテナ
１８  キャンセル信号調整回路
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ  遅延回路
【図１】
0003967436.tif 000002
【図２】
0003967436.tif 000003
【図３】
0003967436.tif 000004
【図４】
0003967436.tif 000005
【図５】
0003967436.tif 000006
【図６】
0003967436.tif 000007
【図７】
0003967436.tif 000008