干渉信号抑圧方法及び装置、リピータ装置
【課題】干渉信号を精度良く抑圧する干渉信号抑圧装置を提供する。
【解決手段】遅延器３７ａ，３７ｂ，３７ｃで、干渉信号が混入した対象信号から派生する複数のリファレンス信号を取り込み、これらにそれぞれ異なる遅延時間を付加して複数の遅延リファレンス信号を出力する。相関積分器３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、各遅延リファレンス信号と受信信号との相関演算を行うことにより、干渉信号及びその干渉信号の遅延時間候補を検出する。ＣＰＵ４０は、検出した干渉信号から抑圧信号を生成し、この抑圧信号を、検出した遅延時間候補だけ遅延させて受信信号に加算し、干渉信号を抑圧した状態で、当該抑圧信号の遅延時間を検出した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出し、この遅延時間を遅延時間候補に置き換える。
【解決手段】遅延器３７ａ，３７ｂ，３７ｃで、干渉信号が混入した対象信号から派生する複数のリファレンス信号を取り込み、これらにそれぞれ異なる遅延時間を付加して複数の遅延リファレンス信号を出力する。相関積分器３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、各遅延リファレンス信号と受信信号との相関演算を行うことにより、干渉信号及びその干渉信号の遅延時間候補を検出する。ＣＰＵ４０は、検出した干渉信号から抑圧信号を生成し、この抑圧信号を、検出した遅延時間候補だけ遅延させて受信信号に加算し、干渉信号を抑圧した状態で、当該抑圧信号の遅延時間を検出した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出し、この遅延時間を遅延時間候補に置き換える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば受信信号と同じ周波数で送信信号を輻射する場合に生じる、受信アンテナへの回り込みによる干渉信号を抑圧する干渉信号抑圧技術及び干渉信号抑圧機能を有するリピータ装置に関する。リピータ装置は、無線通信の中継に用いられる通信装置であり、中継装置あるいは無線中継ブースタと呼ばれる場合もある。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局の電波の届きにくいビル内部、トンネル内部、山岳地帯等での電波状況を改善するために、リピータ装置が用いられている。リピータ装置では、受信信号を所定利得で増幅した上で送信するため、無線基地局のように専用回線を敷設する必要もなく、設備面でコストを低減できるというメリットがある。しかし、受信信号と送信信号とが同一周波数となるため、送信信号の一部が受信アンテナに回り込むと、この信号が干渉信号となり、増幅器の利得（再送利得と呼ばれる）が大きい場合には発振を引き起こすという問題がある。
【０００３】
この場合、送信アンテナと受信アンテナとを物理的に隔離してアンテナ間の結合量を小さくする方法も考えられるが、この方法では、リピータ装置の設置規模が大きくなって、実施しにくい場合があり、汎用性の面で問題がある。
【０００４】
この問題を解決する従来技術として、干渉信号が混入した受信信号からその干渉信号の残差成分を検出しておき、検出した残差成分に基づいて、干渉信号と同振幅、逆位相、同遅延時間となる抑圧信号を生成し、この抑圧信号を受信信号に加算することにより干渉信号を打ち消す技術が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載された技術では、少なくとも干渉信号の遅延時間を事前に精度よく測定しておくことが必要となる。
【０００５】
干渉信号の遅延時間を検出する従来技術として、送信信号と同じ振幅で逆位相の遅延リファレンス信号を生成し、この遅延リファレンス信号の遅延時間を１ステップずつ変化させ、変化させる毎に干渉信号が混入した受信信号との相関演算を行ない、干渉信号の遅延時間を検出する技術がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−１９６９９４
【特許文献２】特開２００５−０８６４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載された技術では、受信信号に複数の干渉信号が混入している場合は、遅延時間を検出する際に誤差が生じる場合がある。例えば、真に抑圧したい干渉信号の近傍に、相関演算の結果に影響を与える他の干渉信号が存在する場合に、真に抑圧したい干渉信号の遅延時間の検出結果に誤差を生じることがある。そのため、干渉信号の抑圧精度が劣化し、場合によってはリピータ装置が発振してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、回路規模を増やすことなく、干渉信号を抑圧する際の遅延時間の検出精度を高めることができる干渉信号抑圧方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、上記の干渉信号抑圧方法の実施に適した干渉信号抑圧装置及びリピータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の干渉信号抑圧方法は、送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する方法であって、送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ信号成分を含む複数のリファレンス信号を取り込み、取り込んだ各リファレンス信号にそれぞれ異なる遅延時間を付加することにより複数の遅延リファレンス信号を出力する段階と、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を行うことにより、前記受信信号及び前記対象信号に含まれる前記干渉信号及びその干渉信号の遅延時間候補を検出する段階と、検出した干渉信号から、この干渉信号と振幅及び遅延時間が同じで、逆位相の抑圧信号を生成し、この抑圧信号を前記検出した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号に加算し、前記干渉信号を抑圧した状態で、当該抑圧信号の遅延時間を前記検出した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出する段階と、前記抑圧信号を前記検出した遅延時間で前記受信信号に加算する段階とを有する方法である。
【０００９】
この方法によれば、遅延時間候補によって干渉信号を抑圧した状態で、正しい遅延時間を検出するので、例えば遅延時間が近接する２つの干渉信号が受信信号に混入した結果、相関演算の結果に誤差が生じ、真に抑圧したい干渉信号の遅延時間が、他の干渉信号の影響を受けてずれる場合であっても、他の干渉信号の影響を受けず、真に抑圧したい干渉信号の遅延時間を正しく検出することができる。
【００１０】
ある実施の態様では、前記受信信号、前記リファレンス信号及び前記抑圧信号は、それぞれディジタル処理により得られるディジタル信号であり、前記抑圧係数を求める際に、前記抑圧信号を遅延時間候補を中心として、その前後にわたり、前記ディジタル処理の動作クロックの周波数の逆数である単位時間幅の整数倍だけ変化させる。
前記動作クロックの周波数は、好ましくは、前記ディジタル処理に用いるサンプリング周波数とする。これにより、信号生成及び遅延時間の検出に関わるすべてのディジタル処理が同期するため、動作の信頼性を高めることができる。
【００１１】
本発明が提供する干渉信号抑圧装置は、送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する装置であって、送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ振幅及び位相の複数のリファレンス信号を取り込む取込手段と、この取込手段で取り込んだ複数のリファレンス信号を、それぞれ異なる設定時間の遅延を生じさせることにより、複数の遅延リファレンス信号として出力する遅延付加手段と、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関度合いを表す相関演算値をすべての遅延リファレンス信号について並行して算定する相関演算手段と、この相関演算手段により算定された相関演算値の大きさに応じていずれか一つの遅延リファレンス信号を前記干渉信号に適合する信号として特定するとともに、この遅延リファレンス信号を出力した前記遅延付加時間に設定されている遅延時間を遅延時間候補として特定し、特定した前記干渉信号に適合する信号と同振幅で逆位相となる抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、生成された抑圧信号を前記特定した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号と加算することにより、前記干渉信号を抑圧する抑圧手段と、前記干渉信号を抑圧した状態で、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を前記特定した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を前記遅延時間候補に置き換える制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
ある実施の態様では、前記遅延付加手段は、それぞれ前記複数のリファレンス信号を入力とする複数の遅延器を含んでおり、前記相関演算手段は、前記複数の遅延器と１対１に対応付けられた前記遅延器と同数の相関演算器を含み、これらの相関演算器で、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を同時期に行う。これにより、相関演算に要する時間を短縮することができる。
【００１３】
他の実施の態様では、前記抑圧信号生成手段は、すべての前記遅延リファレンスについての相関演算の結果である相関値を比較し、この相関値が最も大きくなる遅延リファレンス信号を出力した遅延器の遅延時間を前記遅延時間候補とし、その遅延時間候補において出現する信号成分を前記干渉信号として検出する。
【００１４】
他の実施の態様では、前記受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、ディジタル信号を前記送信信号に変換するＤ／Ａ変換器とを備えており、前記制御手段は、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を、前記遅延時間候補を中心として、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍だけ前後に変化させる。これにより、信号生成及び遅延時間の検出に関わるディジタル処理が同期するため、動作の信頼性を高めることができる。
【００１５】
本発明のリピータ装置は、送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号を受信するリピータ装置であって、前記取込手段、前記相関演算手段、前記抑圧信号生成手段、前記抑圧手段、及び前記制御手段を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、干渉信号を抑圧した状態で、抑圧信号の遅延時間を遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出し、この検出した遅延時間で抑圧信号を受信信号に加算するので、干渉信号を抑圧する際の遅延時間の検出精度を高めることができるという特有の効果がある。また、そのための専用の電子回路を付加する必要がないので、回路規模を増やすことなく、上記効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態例を説明する。
図１は本発明が適用される通信システムの概要図である。この通信システムは、基地局１１、リピータ装置１２、移動局１４を含んで構成される。リピータ装置１２は、ビル１３その他の建造物や自然物が濫立するなど、電波状態が好ましくない場所に設置される。
【００１８】
本実施形態のリピータ装置１２は、受信アンテナで受信した電波（受信信号）と同一の周波数で送信アンテナを介して放射するものとする。このようなリピータ装置１２では、送信アンテナから送信された電波（送信信号）は、そのすべてが移動局１４に回り込んで到達するわけではなく、その一部は、送信アンテナから直接受信アンテナに到来し、一部は、建造物１３で反射された後、受信アンテナに到来し、これらの信号が干渉信号となる。干渉信号は、図示のようにその伝播経路によって受信アンテナへの到来時間が異なる。そのため、干渉信号は、ある時間幅、例えば１［μｓ］程度の時間幅を持った複数の信号群として観測される。
【００１９】
一般に、干渉信号を抑圧する場合には、受信信号から干渉信号の遅延時間や振幅を検出し、検出した干渉信号と逆位相で、かつ、同じ振幅の抑圧信号を、干渉信号と同じ遅延量で受信信号と合成することにより、その干渉信号を打ち消すことができる。しかし、例えば受信信号の通過フィルタをアナログ回路で構成した場合、回路内で生じる使用周波数帯域内での位相変動と、それに併存する遅延時間の発生とによって、信号成分に波形歪みが生じる。本実施形態によるリピータ装置１２では、このようにアナログ回路による信号成分に波形歪みが生じる場合でも干渉信号を確実に抑圧する機能を有するものである。
【００２０】
リピータ装置１２は、具体的には、図２に示すように、基地局向けアンテナ２１、アンテナ共用器２２、移動局向けアンテナ２３のほか、下り回線及び上り回線用の各構成要素、すなわち、低雑音増幅器２４ａ、２４ｂと、周波数変換器２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂと、干渉信号抑圧装置２６ａ、２６ｂと、高出力増幅器２８ａ、２８ｂを備えて構成される。
【００２１】
基地局向けアンテナ２１は、基地局１１との間で無線信号の送受信を行うためのアンテナであり、移動局向けアンテナ２３は、移動局１４との間で無線信号の送受信を行うためのアンテナである。それぞれ、送信時には送信アンテナとして機能し、受信時には受信アンテナとして機能する。
【００２２】
アンテナ共用器２２は、基地局１１から基地局向けアンテナ２１を介して受信したアナログの受信信号を下り回線に供給するとともに、基地局１１に対して送信する上り回線からのアナログの送信信号を基地局向けアンテナ２１に供給する。また、移動局１４から移動局向けアンテナ２３を介して受信した受信信号を上り回線に供給するとともに、移動局１４に対して送信する下り回線からの送信信号を移動局向けアンテナ２３に供給する。
【００２３】
低雑音増幅器２４ａ、２４ｂは、基地局向けアンテナ２１または移動局向けアンテナ２３を介して受信した微弱な電波を増幅する低雑音高利得の増幅器である。本実施形態では、受信信号は８００［ＭＨｚ］又は２［ＧＨｚ］帯の高周波を使用するので、この受信信号を周波数変換器２５ａ、２７ａで中間周波数に周波数変換し、さらに直交変換して、ＩＱ（In-Phase Quadrature Phase）ベースバンド信号を生成する。
【００２４】
送信時は、上記と逆の処理を行って、ＩＱベースバンド信号を直交変調し、周波数変換器２５ｂ、２７ｂで、高周波に周波数変換して、高出力増幅器２８ａ、２８ｂに出力する。高出力増幅器２８ａ、２８ｂは、送信波を増幅する高利得の増幅器である。
【００２５】
干渉信号抑圧装置２６ａ、２６ｂは、両者同一のものであり、例えば図３のように構成される。すなわち、干渉信号抑圧装置２６ａ、２６ｂは、Ａ／Ｄ変換器３１と、チップ遅延器３２と、Ｄ／Ａ変換器３３と、加算器３４と、それぞれ干渉信号を抑圧するための抑圧信号を生成する複数の位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃと、複数の相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び複数の遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃと、監視制御回路３８とを備えている。
【００２６】
位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、それぞれ１個ずつが組になって、当該遅延時間で出現する干渉信号を抑圧するための抑圧信号を生成する。すなわち、位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、それぞれ１個ずつが組になって抑圧回路を構成している。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器３１は、前段から送られたアナログ信号を所定のサンプリング周波数によりディジタル信号に変換する変換器である。以後の説明では、ディジタル変換された信号を、便宜上、「ディジタル受信信号」と称する。このディジタル受信信号は、所望信号と干渉信号とが合成された信号である。ディジタル受信信号は、加算器３４を経てチップ遅延器３２に入力されるとともに、複数コピーされて、それぞれ相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに分配される。
Ｄ／Ａ変換器３３は、Ａ／Ｄ変換器３１と逆の作用をする変換器であって、チップ遅延器３２で処理されたディジタル信号をアナログ信号に変換して次段へ供給する。
【００２８】
チップ遅延器３２は、所望の信号成分を持つディジタル受信信号と、送信アンテナから受信アンテナに回り込む干渉信号との相関を減らす為に、再送時にＣＤＭＡ信号の１チップ以上の遅延を付加するディジタル信号処理デバイス（遅延回路）である。チップ遅延器３２から出力される信号は、Ｄ／Ａ変換器３３に入力されるが、同じ振幅及び位相の複数の信号が、それぞれディジタル受信信号の信号成分（振幅、位相の成分）を含むリファレンス信号として、遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃに取り込まれる。
【００２９】
遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、それぞれ取り込まれたリファレンス信号を、ＣＰＵ４０により自己に設定された時間分遅延させて出力する（以下、遅延されたリファレンス信号を、通常のリファレンス信号と特に区別する必要がある場合は「遅延リファレンス信号」と称する）。遅延させるための設定時間は、各遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃとも、適宜、更新することができる。
【００３０】
相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ遅延リファレンス信号とディジタル受信信号との相関積分を他の相関積分器と並行して行う。なお、このとき、個々の相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃの相関積分における遅延量（遅延時間）は異なっている。こうすることによって、検出対象である干渉信号の遅延に合わせた遅延時間で相関演算が行なわれる。相関積分の結果は干渉信号との相関度合いを表す相関積分値であり、この値が大きいほど、その遅延リファレンス信号は干渉信号により適合する、すなわち、干渉信号である可能性が高いものとして扱う。これにより、ディジタル受信信号に干渉信号が混入しているときは、強い相関が得られ（例えば、信号強度が大きくなる）、干渉信号が無いときは相関が得られないという性質を利用し、相関積分値の大きい遅延リファレンス信号を干渉信号に相当する信号として検出することができる。
【００３１】
ただし、相関演算を有効に機能させるために、あらかじめ干渉信号の遅延時間を知っておく必要があるため、各相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃに、対応する遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃが設けられている。上記の遅延させるための設定時間は、干渉信号の遅延時間に相当する時間である。遅延時間の検出方法としては、ディジタル信号処理時のサンプリング周波数の逆数である単位時間ごとに遅延時間を異ならせて相関演算を行ない、干渉信号がある遅延時間では相関が得られ、干渉信号が無い遅延時間では相関が得られないことを利用して、干渉信号の遅延時間を検出する。
【００３２】
位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、干渉信号に相当する遅延リファレンス信号と１対１に対応して、当該遅延リファレンス信号の振幅に所定係数を乗じた振幅で、逆位相となる抑圧信号を生成し、生成した抑圧信号を、対応する遅延リファレンス信号の出現時点（相関積分により検出された時点）と同じタイミングで出力する。このタイミングは、実際には遅延時間で表される。加算器３４は、位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃのそれぞれ又はいずれかで生成された抑圧信号を、ディジタル受信信号と加算する。
【００３３】
監視制御回路３８は、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及びＣＰＵ４０から構成され、干渉信号抑圧装置２６ａ，２６ｂの一部を兼ねる。ＣＰＵ４０は、所定のメモリ領域にインストールされた監視制御用プログラムを実行することにより、干渉信号抑圧のための種々の監視制御を行う。
【００３４】
なお、遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃと、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃと、位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、図示しないクロック発生器から供給される動作クロックの周波数に同期して動作する。この動作クロックは、Ａ／Ｄ変換器３１に入力されてサンプリングクロックとしても機能する。つまり、ディジタル変換の際のサンプリング周波数は、動作クロックの周波数と同じとなる。
【００３５】
［リピータ装置の動作］
次に、リピータ装置１２の動作を、干渉信号抑圧装置２６ａの機能を中心に説明する。
図２を参照し、受信アンテナで受信された受信信号、例えば基地局１１から受信した高周波信号は、低雑音増幅器２４ａで増幅され、周波数変換器２５ａで周波数変換された後、干渉信号抑圧装置２６ａに入力される。
【００３６】
図３を参照し、干渉信号抑圧装置２６ａでは、周波数変換器２５ａで周波数変換されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器３１でディジタル受信信号に変換する。ディジタル受信信号は、複数コピーされて、それぞれの相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに同時期に分配される。ディジタル受信信号は、また、チップ遅延器３２を経た後、リファレンス信号として、それぞれ、Ｄ／Ａ変換器３３及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃに入力される。
【００３７】
各遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、入力されたリファレンス信号を、それぞれ予め設定された時間だけ遅延させ、遅延リファレンス信号として、それぞれ対応する相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに入力する。このとき、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに入力される遅延リファレンス信号の遅延時間はそれぞれ異なっている。こうすることによって、検出対象となる干渉信号の遅延に合わせた遅延時間で相関積分が行われるようになる。
【００３８】
各相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、分配されたディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関積分を行う。そして、相関積分値を、それぞれ相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃに入力する。
位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、遅延リファレンス信号を、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃからの相関積分値に基づいて振幅及び位相調整を行うことにより抑圧信号を生成し、この抑圧信号を加算器３４に入力する。
【００３９】
図４は、干渉信号抑圧装置２６ａによる干渉信号抑圧の処理手順図である。干渉信号抑圧装置２６ａは、監視制御回路３８による干渉信号の検出を契機として干渉信号抑圧の処理を開始する。
【００４０】
すなわち、監視制御回路３８内のＣＰＵ４０は、遅延時間範囲を設定する（ステップＳ１０１）。この遅延時間範囲の設定は任意であるが、あまり長くすると全体の演算時間がかかりすぎるので、例えば１０［μｓ］程度に設定される。ＣＰＵ４０は、干渉信号抑圧に使用できる抑圧回路数、すなわち位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃの組のうち、現在使用されていない組の数を取得した後（ステップＳ１０２）、未使用の抑圧回路の１つを回路番号ｎ（ｎは自然数）＝１として設定し（ステップＳ１０３）、さらに、初期遅延時間（通常は遅延時間範囲の最小の遅延時間とする）を設定する（ステップＳ１０４）。
【００４１】
ＣＰＵ４０は、ｎ番目の抑圧回路の遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃに初期遅延時間を設定した後（ステップＳ１０５）、遅延時間を１ステップ遅らせる（ステップＳ１０６）。ここで、１ステップは、例えば、リピータ装置が受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、あるいは送信信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する際のＡ／Ｄ変換器３１、Ｄ／Ａ変換器３３のサンプリング周波数の逆数である単位時間である。
【００４２】
ＣＰＵ４０は、ステップＳ１０６において設定された遅延時間が、ステップＳ１０１で設定された遅延時間範囲内であるかどうかを判定し（ステップＳ１０７）、判定が肯定されればステップＳ１０８に進み、判定が否定されればステップＳ１１３に進む。
【００４３】
ステップＳ１０８では、上述の回路番号ｎに１を加算する。その後、ＣＰＵ４０は、ステップＳ１０８で設定された回路番号ｎがステップＳ１０２で取得された未使用の抑圧回路数以内であるかどうかを判定する。判定が否定されればステップＳ１１０に進み、判定が肯定されればステップＳ１０５に戻る。
【００４４】
ステップＳ１１０では、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは分配されたディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関積分を行い、干渉信号を検出する。ＣＰＵ４０は、相関演算結果を、図示しないメモリ内に記憶する（ステップＳ１１１）。その後、全ての抑圧回路を未使用に設定する。その後、ＣＰＵ４０は、未使用の抑圧回路の１つを回路番号ｎ（ｎは自然数）を「１」に設定し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０５の処理に戻る。
【００４５】
一方、ステップＳ１１３では、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、分配されたディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関積分を行い、干渉信号を検出する。ＣＰＵ４０は、相関演算結果を、図示しないメモリ内に記憶する（ステップＳ１１４）。その後、全ての抑圧回路を未使用に設定する。
【００４６】
ＣＰＵ４０は、上述のメモリから相関演算値が最大になるときの遅延時間を読み出し（ステップＳ１１５）、これを、遅延時間候補とする。未使用の抑圧回路の遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃの一つ、例えば遅延器３７ｃにこの遅延時間（遅延時間候補）を設定する（ステップＳ１１６）。そして、ステップＳ１１６で設定時間を設定した遅延器３７ｃの対となる位相振幅制御器３５ｃを起動し、これを抑圧回路として動作させる（ステップＳ１１７）。
【００４７】
ＣＰＵ４０は、位相振幅制御器３５ｃを抑圧回路として動作させた状態で、ステップＳ１１６で設定された遅延器３７ｃの遅延時間を、ステップＳ１１５で読み出した遅延時間候補を中心としてその前後数ステップ変化させ、相関積分器３６ｃの相関値に重み付けをして累積加算した値を求める。この値を、検出した干渉信号の成分を抑圧（打ち消す）するための「抑圧係数」とする。ＣＰＵ４０は、この抑圧係数が最大値になるときの遅延時間を検出し、検出した遅延時間を、重み付け後の新たな遅延時間として、遅延時間候補に代えて、再設定する（ステップＳ１１８）。これにより、真に抑圧したい干渉信号を正しく抑圧できるようになる。
【００４８】
このことを、図５を参照して具体的に説明する。
図５は、真に抑圧したい干渉信号＃１のほかに、干渉信号＃１とは異なる他の干渉信号＃２が近接して存在するときの遅延時間と相関値との関係を示した図である。
干渉信号＃１のみであれば、相関積分により得られる相関値が最大になるときの遅延時間Ｔmoが真の遅延時間として検出される。しかし、干渉信号＃２が図５のように近接した状態でステップＳ１１６までの処理を実行すると、ある時間幅で遅延時間を掃引したときに相関値が最も高いとされる遅延時間Ｔｍは、図５に破線で示すように、干渉信号＃１の遅延時間Ｔmoよりも、干渉信号＃２の影響を受けて干渉信号＃２の方にずれてしまうことがある。
これは、掃引した時間幅で相関積分を行う結果、干渉信号＃１だけのときよりも、干渉信号＃２の相関積分の結果が存在する分、干渉信号＃１と干渉信号＃２との間の方が相関値が高いと誤って判断されてしまうためである。
本実施形態では、このような問題を解消すべく、まず、ステップＳ１１５で読み出した遅延時間を遅延時間候補とし（この時間がＴｍとなる）、その後、ステップＳ１１７で、位相振幅制御器３５ｃを抑圧回路として動作させた状態で、相関値に重み付けして累積加算した抑圧係数により干渉信号＃１の変化を監視することにより、干渉信号＃２の影響を受けず、真に抑圧したい干渉信号＃１の遅延時間Ｔmoを正しく検出することができる。
【００４９】
このように、本実施形態では、位相振幅制御器３５ｃを抑圧回路として動作させた状態で、遅延器３７ｃの遅延時間を、遅延時間候補を中心としてその前後数ステップ変化させ、相関積分器３６ｃの相関値に重み付けをして累積加算した抑圧係数を比較し、抑圧係数が最大値になるときの遅延時間を、重み付け後の遅延時間として、遅延時間候補と置き換えるようにしたので、それぞれ信号強度の影響を無視できない複数の干渉信号が近接して混在する場合であっても、真に抑圧したい干渉信号とその遅延時間を精度良く検出することができる。
【００５０】
本発明の実施形態は、以上の通りであるが、本発明は、上述した形態例に限定されない。例えば、本実施形態では、相関演算手段として複数の相関積分器を用いた場合の例を示したが、本発明は、ディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関の高さを導出できれば良いので、相関積分器に代わる他の相関演算器、例えば類似度演算器等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用したリピータ装置を含む通信システムの概念図。
【図２】本実施形態によるリピータ装置の構成図。
【図３】干渉信号抑圧装置の詳細構成図。
【図４】干渉信号抑圧の手順を示した手順説明図。
【図５】２つの干渉信号＃１，＃２が近接して存在するときの遅延時間と相関値との関係を示した図。
【符号の説明】
【００５２】
１１・・・基地局、１２・・・リピータ装置、１３・・・ビル等の建造物、１４・・・移動局、２１・・・基地局向けアンテナ、２２・・・アンテナ共用器、２３・・・移動局向けアンテナ、２４ａ、２４ｂ・・・低雑音増幅器、２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂ・・・周波数変換器、２６ａ、２６ｂ・・・干渉信号抑圧装置、２８ａ、２８ｂ・・・高出力増幅器、３１・・・Ａ／Ｄ変換器、３２・・・チップ遅延器、３３・・・Ｄ／Ａ変換器、３４・・・加算器、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ・・・位相振幅制御器、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ・・・相関積分器、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ・・・遅延器、３８・・・監視制御回路、４０・・・ＣＰＵ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば受信信号と同じ周波数で送信信号を輻射する場合に生じる、受信アンテナへの回り込みによる干渉信号を抑圧する干渉信号抑圧技術及び干渉信号抑圧機能を有するリピータ装置に関する。リピータ装置は、無線通信の中継に用いられる通信装置であり、中継装置あるいは無線中継ブースタと呼ばれる場合もある。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局の電波の届きにくいビル内部、トンネル内部、山岳地帯等での電波状況を改善するために、リピータ装置が用いられている。リピータ装置では、受信信号を所定利得で増幅した上で送信するため、無線基地局のように専用回線を敷設する必要もなく、設備面でコストを低減できるというメリットがある。しかし、受信信号と送信信号とが同一周波数となるため、送信信号の一部が受信アンテナに回り込むと、この信号が干渉信号となり、増幅器の利得（再送利得と呼ばれる）が大きい場合には発振を引き起こすという問題がある。
【０００３】
この場合、送信アンテナと受信アンテナとを物理的に隔離してアンテナ間の結合量を小さくする方法も考えられるが、この方法では、リピータ装置の設置規模が大きくなって、実施しにくい場合があり、汎用性の面で問題がある。
【０００４】
この問題を解決する従来技術として、干渉信号が混入した受信信号からその干渉信号の残差成分を検出しておき、検出した残差成分に基づいて、干渉信号と同振幅、逆位相、同遅延時間となる抑圧信号を生成し、この抑圧信号を受信信号に加算することにより干渉信号を打ち消す技術が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載された技術では、少なくとも干渉信号の遅延時間を事前に精度よく測定しておくことが必要となる。
【０００５】
干渉信号の遅延時間を検出する従来技術として、送信信号と同じ振幅で逆位相の遅延リファレンス信号を生成し、この遅延リファレンス信号の遅延時間を１ステップずつ変化させ、変化させる毎に干渉信号が混入した受信信号との相関演算を行ない、干渉信号の遅延時間を検出する技術がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−１９６９９４
【特許文献２】特開２００５−０８６４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載された技術では、受信信号に複数の干渉信号が混入している場合は、遅延時間を検出する際に誤差が生じる場合がある。例えば、真に抑圧したい干渉信号の近傍に、相関演算の結果に影響を与える他の干渉信号が存在する場合に、真に抑圧したい干渉信号の遅延時間の検出結果に誤差を生じることがある。そのため、干渉信号の抑圧精度が劣化し、場合によってはリピータ装置が発振してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、回路規模を増やすことなく、干渉信号を抑圧する際の遅延時間の検出精度を高めることができる干渉信号抑圧方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、上記の干渉信号抑圧方法の実施に適した干渉信号抑圧装置及びリピータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の干渉信号抑圧方法は、送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する方法であって、送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ信号成分を含む複数のリファレンス信号を取り込み、取り込んだ各リファレンス信号にそれぞれ異なる遅延時間を付加することにより複数の遅延リファレンス信号を出力する段階と、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を行うことにより、前記受信信号及び前記対象信号に含まれる前記干渉信号及びその干渉信号の遅延時間候補を検出する段階と、検出した干渉信号から、この干渉信号と振幅及び遅延時間が同じで、逆位相の抑圧信号を生成し、この抑圧信号を前記検出した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号に加算し、前記干渉信号を抑圧した状態で、当該抑圧信号の遅延時間を前記検出した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出する段階と、前記抑圧信号を前記検出した遅延時間で前記受信信号に加算する段階とを有する方法である。
【０００９】
この方法によれば、遅延時間候補によって干渉信号を抑圧した状態で、正しい遅延時間を検出するので、例えば遅延時間が近接する２つの干渉信号が受信信号に混入した結果、相関演算の結果に誤差が生じ、真に抑圧したい干渉信号の遅延時間が、他の干渉信号の影響を受けてずれる場合であっても、他の干渉信号の影響を受けず、真に抑圧したい干渉信号の遅延時間を正しく検出することができる。
【００１０】
ある実施の態様では、前記受信信号、前記リファレンス信号及び前記抑圧信号は、それぞれディジタル処理により得られるディジタル信号であり、前記抑圧係数を求める際に、前記抑圧信号を遅延時間候補を中心として、その前後にわたり、前記ディジタル処理の動作クロックの周波数の逆数である単位時間幅の整数倍だけ変化させる。
前記動作クロックの周波数は、好ましくは、前記ディジタル処理に用いるサンプリング周波数とする。これにより、信号生成及び遅延時間の検出に関わるすべてのディジタル処理が同期するため、動作の信頼性を高めることができる。
【００１１】
本発明が提供する干渉信号抑圧装置は、送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する装置であって、送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ振幅及び位相の複数のリファレンス信号を取り込む取込手段と、この取込手段で取り込んだ複数のリファレンス信号を、それぞれ異なる設定時間の遅延を生じさせることにより、複数の遅延リファレンス信号として出力する遅延付加手段と、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関度合いを表す相関演算値をすべての遅延リファレンス信号について並行して算定する相関演算手段と、この相関演算手段により算定された相関演算値の大きさに応じていずれか一つの遅延リファレンス信号を前記干渉信号に適合する信号として特定するとともに、この遅延リファレンス信号を出力した前記遅延付加時間に設定されている遅延時間を遅延時間候補として特定し、特定した前記干渉信号に適合する信号と同振幅で逆位相となる抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、生成された抑圧信号を前記特定した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号と加算することにより、前記干渉信号を抑圧する抑圧手段と、前記干渉信号を抑圧した状態で、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を前記特定した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を前記遅延時間候補に置き換える制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
ある実施の態様では、前記遅延付加手段は、それぞれ前記複数のリファレンス信号を入力とする複数の遅延器を含んでおり、前記相関演算手段は、前記複数の遅延器と１対１に対応付けられた前記遅延器と同数の相関演算器を含み、これらの相関演算器で、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を同時期に行う。これにより、相関演算に要する時間を短縮することができる。
【００１３】
他の実施の態様では、前記抑圧信号生成手段は、すべての前記遅延リファレンスについての相関演算の結果である相関値を比較し、この相関値が最も大きくなる遅延リファレンス信号を出力した遅延器の遅延時間を前記遅延時間候補とし、その遅延時間候補において出現する信号成分を前記干渉信号として検出する。
【００１４】
他の実施の態様では、前記受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、ディジタル信号を前記送信信号に変換するＤ／Ａ変換器とを備えており、前記制御手段は、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を、前記遅延時間候補を中心として、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍だけ前後に変化させる。これにより、信号生成及び遅延時間の検出に関わるディジタル処理が同期するため、動作の信頼性を高めることができる。
【００１５】
本発明のリピータ装置は、送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号を受信するリピータ装置であって、前記取込手段、前記相関演算手段、前記抑圧信号生成手段、前記抑圧手段、及び前記制御手段を備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、干渉信号を抑圧した状態で、抑圧信号の遅延時間を遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出し、この検出した遅延時間で抑圧信号を受信信号に加算するので、干渉信号を抑圧する際の遅延時間の検出精度を高めることができるという特有の効果がある。また、そのための専用の電子回路を付加する必要がないので、回路規模を増やすことなく、上記効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態例を説明する。
図１は本発明が適用される通信システムの概要図である。この通信システムは、基地局１１、リピータ装置１２、移動局１４を含んで構成される。リピータ装置１２は、ビル１３その他の建造物や自然物が濫立するなど、電波状態が好ましくない場所に設置される。
【００１８】
本実施形態のリピータ装置１２は、受信アンテナで受信した電波（受信信号）と同一の周波数で送信アンテナを介して放射するものとする。このようなリピータ装置１２では、送信アンテナから送信された電波（送信信号）は、そのすべてが移動局１４に回り込んで到達するわけではなく、その一部は、送信アンテナから直接受信アンテナに到来し、一部は、建造物１３で反射された後、受信アンテナに到来し、これらの信号が干渉信号となる。干渉信号は、図示のようにその伝播経路によって受信アンテナへの到来時間が異なる。そのため、干渉信号は、ある時間幅、例えば１［μｓ］程度の時間幅を持った複数の信号群として観測される。
【００１９】
一般に、干渉信号を抑圧する場合には、受信信号から干渉信号の遅延時間や振幅を検出し、検出した干渉信号と逆位相で、かつ、同じ振幅の抑圧信号を、干渉信号と同じ遅延量で受信信号と合成することにより、その干渉信号を打ち消すことができる。しかし、例えば受信信号の通過フィルタをアナログ回路で構成した場合、回路内で生じる使用周波数帯域内での位相変動と、それに併存する遅延時間の発生とによって、信号成分に波形歪みが生じる。本実施形態によるリピータ装置１２では、このようにアナログ回路による信号成分に波形歪みが生じる場合でも干渉信号を確実に抑圧する機能を有するものである。
【００２０】
リピータ装置１２は、具体的には、図２に示すように、基地局向けアンテナ２１、アンテナ共用器２２、移動局向けアンテナ２３のほか、下り回線及び上り回線用の各構成要素、すなわち、低雑音増幅器２４ａ、２４ｂと、周波数変換器２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂと、干渉信号抑圧装置２６ａ、２６ｂと、高出力増幅器２８ａ、２８ｂを備えて構成される。
【００２１】
基地局向けアンテナ２１は、基地局１１との間で無線信号の送受信を行うためのアンテナであり、移動局向けアンテナ２３は、移動局１４との間で無線信号の送受信を行うためのアンテナである。それぞれ、送信時には送信アンテナとして機能し、受信時には受信アンテナとして機能する。
【００２２】
アンテナ共用器２２は、基地局１１から基地局向けアンテナ２１を介して受信したアナログの受信信号を下り回線に供給するとともに、基地局１１に対して送信する上り回線からのアナログの送信信号を基地局向けアンテナ２１に供給する。また、移動局１４から移動局向けアンテナ２３を介して受信した受信信号を上り回線に供給するとともに、移動局１４に対して送信する下り回線からの送信信号を移動局向けアンテナ２３に供給する。
【００２３】
低雑音増幅器２４ａ、２４ｂは、基地局向けアンテナ２１または移動局向けアンテナ２３を介して受信した微弱な電波を増幅する低雑音高利得の増幅器である。本実施形態では、受信信号は８００［ＭＨｚ］又は２［ＧＨｚ］帯の高周波を使用するので、この受信信号を周波数変換器２５ａ、２７ａで中間周波数に周波数変換し、さらに直交変換して、ＩＱ（In-Phase Quadrature Phase）ベースバンド信号を生成する。
【００２４】
送信時は、上記と逆の処理を行って、ＩＱベースバンド信号を直交変調し、周波数変換器２５ｂ、２７ｂで、高周波に周波数変換して、高出力増幅器２８ａ、２８ｂに出力する。高出力増幅器２８ａ、２８ｂは、送信波を増幅する高利得の増幅器である。
【００２５】
干渉信号抑圧装置２６ａ、２６ｂは、両者同一のものであり、例えば図３のように構成される。すなわち、干渉信号抑圧装置２６ａ、２６ｂは、Ａ／Ｄ変換器３１と、チップ遅延器３２と、Ｄ／Ａ変換器３３と、加算器３４と、それぞれ干渉信号を抑圧するための抑圧信号を生成する複数の位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃと、複数の相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び複数の遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃと、監視制御回路３８とを備えている。
【００２６】
位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、それぞれ１個ずつが組になって、当該遅延時間で出現する干渉信号を抑圧するための抑圧信号を生成する。すなわち、位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、それぞれ１個ずつが組になって抑圧回路を構成している。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器３１は、前段から送られたアナログ信号を所定のサンプリング周波数によりディジタル信号に変換する変換器である。以後の説明では、ディジタル変換された信号を、便宜上、「ディジタル受信信号」と称する。このディジタル受信信号は、所望信号と干渉信号とが合成された信号である。ディジタル受信信号は、加算器３４を経てチップ遅延器３２に入力されるとともに、複数コピーされて、それぞれ相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに分配される。
Ｄ／Ａ変換器３３は、Ａ／Ｄ変換器３１と逆の作用をする変換器であって、チップ遅延器３２で処理されたディジタル信号をアナログ信号に変換して次段へ供給する。
【００２８】
チップ遅延器３２は、所望の信号成分を持つディジタル受信信号と、送信アンテナから受信アンテナに回り込む干渉信号との相関を減らす為に、再送時にＣＤＭＡ信号の１チップ以上の遅延を付加するディジタル信号処理デバイス（遅延回路）である。チップ遅延器３２から出力される信号は、Ｄ／Ａ変換器３３に入力されるが、同じ振幅及び位相の複数の信号が、それぞれディジタル受信信号の信号成分（振幅、位相の成分）を含むリファレンス信号として、遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃに取り込まれる。
【００２９】
遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、それぞれ取り込まれたリファレンス信号を、ＣＰＵ４０により自己に設定された時間分遅延させて出力する（以下、遅延されたリファレンス信号を、通常のリファレンス信号と特に区別する必要がある場合は「遅延リファレンス信号」と称する）。遅延させるための設定時間は、各遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃとも、適宜、更新することができる。
【００３０】
相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ遅延リファレンス信号とディジタル受信信号との相関積分を他の相関積分器と並行して行う。なお、このとき、個々の相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃの相関積分における遅延量（遅延時間）は異なっている。こうすることによって、検出対象である干渉信号の遅延に合わせた遅延時間で相関演算が行なわれる。相関積分の結果は干渉信号との相関度合いを表す相関積分値であり、この値が大きいほど、その遅延リファレンス信号は干渉信号により適合する、すなわち、干渉信号である可能性が高いものとして扱う。これにより、ディジタル受信信号に干渉信号が混入しているときは、強い相関が得られ（例えば、信号強度が大きくなる）、干渉信号が無いときは相関が得られないという性質を利用し、相関積分値の大きい遅延リファレンス信号を干渉信号に相当する信号として検出することができる。
【００３１】
ただし、相関演算を有効に機能させるために、あらかじめ干渉信号の遅延時間を知っておく必要があるため、各相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃに、対応する遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃが設けられている。上記の遅延させるための設定時間は、干渉信号の遅延時間に相当する時間である。遅延時間の検出方法としては、ディジタル信号処理時のサンプリング周波数の逆数である単位時間ごとに遅延時間を異ならせて相関演算を行ない、干渉信号がある遅延時間では相関が得られ、干渉信号が無い遅延時間では相関が得られないことを利用して、干渉信号の遅延時間を検出する。
【００３２】
位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、干渉信号に相当する遅延リファレンス信号と１対１に対応して、当該遅延リファレンス信号の振幅に所定係数を乗じた振幅で、逆位相となる抑圧信号を生成し、生成した抑圧信号を、対応する遅延リファレンス信号の出現時点（相関積分により検出された時点）と同じタイミングで出力する。このタイミングは、実際には遅延時間で表される。加算器３４は、位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃのそれぞれ又はいずれかで生成された抑圧信号を、ディジタル受信信号と加算する。
【００３３】
監視制御回路３８は、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及びＣＰＵ４０から構成され、干渉信号抑圧装置２６ａ，２６ｂの一部を兼ねる。ＣＰＵ４０は、所定のメモリ領域にインストールされた監視制御用プログラムを実行することにより、干渉信号抑圧のための種々の監視制御を行う。
【００３４】
なお、遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃと、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃと、位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、図示しないクロック発生器から供給される動作クロックの周波数に同期して動作する。この動作クロックは、Ａ／Ｄ変換器３１に入力されてサンプリングクロックとしても機能する。つまり、ディジタル変換の際のサンプリング周波数は、動作クロックの周波数と同じとなる。
【００３５】
［リピータ装置の動作］
次に、リピータ装置１２の動作を、干渉信号抑圧装置２６ａの機能を中心に説明する。
図２を参照し、受信アンテナで受信された受信信号、例えば基地局１１から受信した高周波信号は、低雑音増幅器２４ａで増幅され、周波数変換器２５ａで周波数変換された後、干渉信号抑圧装置２６ａに入力される。
【００３６】
図３を参照し、干渉信号抑圧装置２６ａでは、周波数変換器２５ａで周波数変換されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器３１でディジタル受信信号に変換する。ディジタル受信信号は、複数コピーされて、それぞれの相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに同時期に分配される。ディジタル受信信号は、また、チップ遅延器３２を経た後、リファレンス信号として、それぞれ、Ｄ／Ａ変換器３３及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃに入力される。
【００３７】
各遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、入力されたリファレンス信号を、それぞれ予め設定された時間だけ遅延させ、遅延リファレンス信号として、それぞれ対応する相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに入力する。このとき、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃに入力される遅延リファレンス信号の遅延時間はそれぞれ異なっている。こうすることによって、検出対象となる干渉信号の遅延に合わせた遅延時間で相関積分が行われるようになる。
【００３８】
各相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、分配されたディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関積分を行う。そして、相関積分値を、それぞれ相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃに入力する。
位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、遅延リファレンス信号を、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃからの相関積分値に基づいて振幅及び位相調整を行うことにより抑圧信号を生成し、この抑圧信号を加算器３４に入力する。
【００３９】
図４は、干渉信号抑圧装置２６ａによる干渉信号抑圧の処理手順図である。干渉信号抑圧装置２６ａは、監視制御回路３８による干渉信号の検出を契機として干渉信号抑圧の処理を開始する。
【００４０】
すなわち、監視制御回路３８内のＣＰＵ４０は、遅延時間範囲を設定する（ステップＳ１０１）。この遅延時間範囲の設定は任意であるが、あまり長くすると全体の演算時間がかかりすぎるので、例えば１０［μｓ］程度に設定される。ＣＰＵ４０は、干渉信号抑圧に使用できる抑圧回路数、すなわち位相振幅制御器３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃの組のうち、現在使用されていない組の数を取得した後（ステップＳ１０２）、未使用の抑圧回路の１つを回路番号ｎ（ｎは自然数）＝１として設定し（ステップＳ１０３）、さらに、初期遅延時間（通常は遅延時間範囲の最小の遅延時間とする）を設定する（ステップＳ１０４）。
【００４１】
ＣＰＵ４０は、ｎ番目の抑圧回路の遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃに初期遅延時間を設定した後（ステップＳ１０５）、遅延時間を１ステップ遅らせる（ステップＳ１０６）。ここで、１ステップは、例えば、リピータ装置が受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、あるいは送信信号をディジタル信号からアナログ信号に変換する際のＡ／Ｄ変換器３１、Ｄ／Ａ変換器３３のサンプリング周波数の逆数である単位時間である。
【００４２】
ＣＰＵ４０は、ステップＳ１０６において設定された遅延時間が、ステップＳ１０１で設定された遅延時間範囲内であるかどうかを判定し（ステップＳ１０７）、判定が肯定されればステップＳ１０８に進み、判定が否定されればステップＳ１１３に進む。
【００４３】
ステップＳ１０８では、上述の回路番号ｎに１を加算する。その後、ＣＰＵ４０は、ステップＳ１０８で設定された回路番号ｎがステップＳ１０２で取得された未使用の抑圧回路数以内であるかどうかを判定する。判定が否定されればステップＳ１１０に進み、判定が肯定されればステップＳ１０５に戻る。
【００４４】
ステップＳ１１０では、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは分配されたディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関積分を行い、干渉信号を検出する。ＣＰＵ４０は、相関演算結果を、図示しないメモリ内に記憶する（ステップＳ１１１）。その後、全ての抑圧回路を未使用に設定する。その後、ＣＰＵ４０は、未使用の抑圧回路の１つを回路番号ｎ（ｎは自然数）を「１」に設定し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０５の処理に戻る。
【００４５】
一方、ステップＳ１１３では、相関積分器３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、分配されたディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関積分を行い、干渉信号を検出する。ＣＰＵ４０は、相関演算結果を、図示しないメモリ内に記憶する（ステップＳ１１４）。その後、全ての抑圧回路を未使用に設定する。
【００４６】
ＣＰＵ４０は、上述のメモリから相関演算値が最大になるときの遅延時間を読み出し（ステップＳ１１５）、これを、遅延時間候補とする。未使用の抑圧回路の遅延器３７ａ、３７ｂ、３７ｃの一つ、例えば遅延器３７ｃにこの遅延時間（遅延時間候補）を設定する（ステップＳ１１６）。そして、ステップＳ１１６で設定時間を設定した遅延器３７ｃの対となる位相振幅制御器３５ｃを起動し、これを抑圧回路として動作させる（ステップＳ１１７）。
【００４７】
ＣＰＵ４０は、位相振幅制御器３５ｃを抑圧回路として動作させた状態で、ステップＳ１１６で設定された遅延器３７ｃの遅延時間を、ステップＳ１１５で読み出した遅延時間候補を中心としてその前後数ステップ変化させ、相関積分器３６ｃの相関値に重み付けをして累積加算した値を求める。この値を、検出した干渉信号の成分を抑圧（打ち消す）するための「抑圧係数」とする。ＣＰＵ４０は、この抑圧係数が最大値になるときの遅延時間を検出し、検出した遅延時間を、重み付け後の新たな遅延時間として、遅延時間候補に代えて、再設定する（ステップＳ１１８）。これにより、真に抑圧したい干渉信号を正しく抑圧できるようになる。
【００４８】
このことを、図５を参照して具体的に説明する。
図５は、真に抑圧したい干渉信号＃１のほかに、干渉信号＃１とは異なる他の干渉信号＃２が近接して存在するときの遅延時間と相関値との関係を示した図である。
干渉信号＃１のみであれば、相関積分により得られる相関値が最大になるときの遅延時間Ｔmoが真の遅延時間として検出される。しかし、干渉信号＃２が図５のように近接した状態でステップＳ１１６までの処理を実行すると、ある時間幅で遅延時間を掃引したときに相関値が最も高いとされる遅延時間Ｔｍは、図５に破線で示すように、干渉信号＃１の遅延時間Ｔmoよりも、干渉信号＃２の影響を受けて干渉信号＃２の方にずれてしまうことがある。
これは、掃引した時間幅で相関積分を行う結果、干渉信号＃１だけのときよりも、干渉信号＃２の相関積分の結果が存在する分、干渉信号＃１と干渉信号＃２との間の方が相関値が高いと誤って判断されてしまうためである。
本実施形態では、このような問題を解消すべく、まず、ステップＳ１１５で読み出した遅延時間を遅延時間候補とし（この時間がＴｍとなる）、その後、ステップＳ１１７で、位相振幅制御器３５ｃを抑圧回路として動作させた状態で、相関値に重み付けして累積加算した抑圧係数により干渉信号＃１の変化を監視することにより、干渉信号＃２の影響を受けず、真に抑圧したい干渉信号＃１の遅延時間Ｔmoを正しく検出することができる。
【００４９】
このように、本実施形態では、位相振幅制御器３５ｃを抑圧回路として動作させた状態で、遅延器３７ｃの遅延時間を、遅延時間候補を中心としてその前後数ステップ変化させ、相関積分器３６ｃの相関値に重み付けをして累積加算した抑圧係数を比較し、抑圧係数が最大値になるときの遅延時間を、重み付け後の遅延時間として、遅延時間候補と置き換えるようにしたので、それぞれ信号強度の影響を無視できない複数の干渉信号が近接して混在する場合であっても、真に抑圧したい干渉信号とその遅延時間を精度良く検出することができる。
【００５０】
本発明の実施形態は、以上の通りであるが、本発明は、上述した形態例に限定されない。例えば、本実施形態では、相関演算手段として複数の相関積分器を用いた場合の例を示したが、本発明は、ディジタル受信信号と遅延リファレンス信号との相関の高さを導出できれば良いので、相関積分器に代わる他の相関演算器、例えば類似度演算器等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用したリピータ装置を含む通信システムの概念図。
【図２】本実施形態によるリピータ装置の構成図。
【図３】干渉信号抑圧装置の詳細構成図。
【図４】干渉信号抑圧の手順を示した手順説明図。
【図５】２つの干渉信号＃１，＃２が近接して存在するときの遅延時間と相関値との関係を示した図。
【符号の説明】
【００５２】
１１・・・基地局、１２・・・リピータ装置、１３・・・ビル等の建造物、１４・・・移動局、２１・・・基地局向けアンテナ、２２・・・アンテナ共用器、２３・・・移動局向けアンテナ、２４ａ、２４ｂ・・・低雑音増幅器、２５ａ、２５ｂ、２７ａ、２７ｂ・・・周波数変換器、２６ａ、２６ｂ・・・干渉信号抑圧装置、２８ａ、２８ｂ・・・高出力増幅器、３１・・・Ａ／Ｄ変換器、３２・・・チップ遅延器、３３・・・Ｄ／Ａ変換器、３４・・・加算器、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ・・・位相振幅制御器、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ・・・相関積分器、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ・・・遅延器、３８・・・監視制御回路、４０・・・ＣＰＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する方法であって、
送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ信号成分を含む複数のリファレンス信号を取り込み、取り込んだ各リファレンス信号にそれぞれ異なる遅延時間を付加することにより複数の遅延リファレンス信号を出力する段階と、
各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を行うことにより、前記受信信号及び前記対象信号に含まれる前記干渉信号及びその干渉信号の遅延時間候補を検出する段階と、
検出した干渉信号から、この干渉信号と振幅及び遅延時間が同じで、逆位相の抑圧信号を生成し、この抑圧信号を前記検出した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号に加算し、前記干渉信号を抑圧した状態で、当該抑圧信号の遅延時間を前記検出した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出する段階と、
前記抑圧信号を前記検出した遅延時間で前記受信信号に加算する段階とを有する、
干渉信号抑圧方法。
【請求項２】
前記受信信号、前記リファレンス信号及び前記抑圧信号は、それぞれディジタル処理により得られるディジタル信号であり、
前記抑圧係数を求める際に、前記抑圧信号を遅延時間候補を中心として、その前後にわたり、前記ディジタル処理の動作クロックの周波数の逆数である単位時間幅の整数倍だけ変化させる、
請求項１記載の干渉信号抑圧方法。
【請求項３】
送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する装置であって、
送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ振幅及び位相の複数のリファレンス信号を取り込む取込手段と、
この取込手段で取り込んだ複数のリファレンス信号を、それぞれ異なる設定時間の遅延を生じさせることにより、複数の遅延リファレンス信号として出力する遅延付加手段と、
各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関度合いを表す相関演算値をすべての遅延リファレンス信号について並行して算定する相関演算手段と、
この相関演算手段により算定された相関演算値の大きさに応じていずれか一つの遅延リファレンス信号を前記干渉信号に適合する信号として特定するとともに、この遅延リファレンス信号を出力した前記遅延付加時間に設定されている遅延時間を遅延時間候補として特定し、特定した前記干渉信号に適合する信号と同振幅で逆位相となる抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、
生成された抑圧信号を前記特定した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号と加算することにより、前記干渉信号を抑圧する抑圧手段と、
前記干渉信号を抑圧した状態で、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を前記特定した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を前記遅延時間候補に置き換える制御手段と、
を有する干渉信号抑圧装置。
【請求項４】
前記遅延付加手段は、それぞれ前記複数のリファレンス信号を入力とする複数の遅延器を含んでおり、
前記相関演算手段は、前記複数の遅延器と１対１に対応付けられた前記遅延器と同数の相関演算器を含み、これらの相関演算器で、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を同時期に行う、
請求項３記載の干渉信号抑圧装置。
【請求項５】
前記抑圧信号生成手段は、すべての前記遅延リファレンスについての相関演算の結果である相関値を比較し、この相関値が最も大きくなる遅延リファレンス信号を出力した遅延器の遅延時間を前記遅延時間候補とし、その遅延時間候補において出現する信号成分を前記干渉信号として検出する、
請求項３又は４記載の干渉信号抑圧装置。
【請求項６】
前記受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
ディジタル信号を前記送信信号に変換するＤ／Ａ変換器とを備えており、
前記制御手段は、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を、前記遅延時間候補を中心として、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍だけ前後に変化させる、
請求項３、４又は５記載の干渉信号抑圧装置。
【請求項７】
送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号を受信するリピータ装置であって、
送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ振幅及び位相の複数のリファレンス信号を取り込む取込手段と、
この取込手段で取り込んだ複数のリファレンス信号を、それぞれ異なる設定時間の遅延を生じさせることにより、複数の遅延リファレンス信号として出力する遅延付加手段と、
各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関度合いを表す相関演算値をすべての遅延リファレンス信号について並行して算定する相関演算手段と、
この相関演算手段により算定された相関演算値の大きさに応じていずれか一つの遅延リファレンス信号を前記干渉信号に適合する信号として特定するとともに、この遅延リファレンス信号を出力した前記遅延付加時間に設定されている遅延時間を遅延時間候補として特定し、特定した前記干渉信号に適合する信号と同振幅で逆位相となる抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、
生成された抑圧信号を前記特定した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号と加算することにより、前記干渉信号を抑圧する抑圧手段と、
前記干渉信号を抑圧した状態で、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を前記特定した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を前記遅延時間候補に置き換える制御手段と、
を有するリピータ装置。
【請求項１】
送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する方法であって、
送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ信号成分を含む複数のリファレンス信号を取り込み、取り込んだ各リファレンス信号にそれぞれ異なる遅延時間を付加することにより複数の遅延リファレンス信号を出力する段階と、
各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を行うことにより、前記受信信号及び前記対象信号に含まれる前記干渉信号及びその干渉信号の遅延時間候補を検出する段階と、
検出した干渉信号から、この干渉信号と振幅及び遅延時間が同じで、逆位相の抑圧信号を生成し、この抑圧信号を前記検出した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号に加算し、前記干渉信号を抑圧した状態で、当該抑圧信号の遅延時間を前記検出した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を検出する段階と、
前記抑圧信号を前記検出した遅延時間で前記受信信号に加算する段階とを有する、
干渉信号抑圧方法。
【請求項２】
前記受信信号、前記リファレンス信号及び前記抑圧信号は、それぞれディジタル処理により得られるディジタル信号であり、
前記抑圧係数を求める際に、前記抑圧信号を遅延時間候補を中心として、その前後にわたり、前記ディジタル処理の動作クロックの周波数の逆数である単位時間幅の整数倍だけ変化させる、
請求項１記載の干渉信号抑圧方法。
【請求項３】
送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号から前記干渉信号を抑圧する装置であって、
送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ振幅及び位相の複数のリファレンス信号を取り込む取込手段と、
この取込手段で取り込んだ複数のリファレンス信号を、それぞれ異なる設定時間の遅延を生じさせることにより、複数の遅延リファレンス信号として出力する遅延付加手段と、
各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関度合いを表す相関演算値をすべての遅延リファレンス信号について並行して算定する相関演算手段と、
この相関演算手段により算定された相関演算値の大きさに応じていずれか一つの遅延リファレンス信号を前記干渉信号に適合する信号として特定するとともに、この遅延リファレンス信号を出力した前記遅延付加時間に設定されている遅延時間を遅延時間候補として特定し、特定した前記干渉信号に適合する信号と同振幅で逆位相となる抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、
生成された抑圧信号を前記特定した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号と加算することにより、前記干渉信号を抑圧する抑圧手段と、
前記干渉信号を抑圧した状態で、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を前記特定した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を前記遅延時間候補に置き換える制御手段と、
を有する干渉信号抑圧装置。
【請求項４】
前記遅延付加手段は、それぞれ前記複数のリファレンス信号を入力とする複数の遅延器を含んでおり、
前記相関演算手段は、前記複数の遅延器と１対１に対応付けられた前記遅延器と同数の相関演算器を含み、これらの相関演算器で、各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関演算を同時期に行う、
請求項３記載の干渉信号抑圧装置。
【請求項５】
前記抑圧信号生成手段は、すべての前記遅延リファレンスについての相関演算の結果である相関値を比較し、この相関値が最も大きくなる遅延リファレンス信号を出力した遅延器の遅延時間を前記遅延時間候補とし、その遅延時間候補において出現する信号成分を前記干渉信号として検出する、
請求項３又は４記載の干渉信号抑圧装置。
【請求項６】
前記受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
ディジタル信号を前記送信信号に変換するＤ／Ａ変換器とを備えており、
前記制御手段は、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を、前記遅延時間候補を中心として、前記Ａ／Ｄ変換器及び前記Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数の逆数である単位時間の整数倍だけ前後に変化させる、
請求項３、４又は５記載の干渉信号抑圧装置。
【請求項７】
送信信号の一部が干渉信号として混入した受信信号を受信するリピータ装置であって、
送信対象となる対象信号から当該対象信号と同じ振幅及び位相の複数のリファレンス信号を取り込む取込手段と、
この取込手段で取り込んだ複数のリファレンス信号を、それぞれ異なる設定時間の遅延を生じさせることにより、複数の遅延リファレンス信号として出力する遅延付加手段と、
各遅延リファレンス信号と前記受信信号との相関度合いを表す相関演算値をすべての遅延リファレンス信号について並行して算定する相関演算手段と、
この相関演算手段により算定された相関演算値の大きさに応じていずれか一つの遅延リファレンス信号を前記干渉信号に適合する信号として特定するとともに、この遅延リファレンス信号を出力した前記遅延付加時間に設定されている遅延時間を遅延時間候補として特定し、特定した前記干渉信号に適合する信号と同振幅で逆位相となる抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、
生成された抑圧信号を前記特定した遅延時間候補だけ遅延させて前記受信信号と加算することにより、前記干渉信号を抑圧する抑圧手段と、
前記干渉信号を抑圧した状態で、前記抑圧信号を加算するときの遅延時間を前記特定した遅延時間候補の前後にわたって変化させ、これにより変化する前記相関演算の結果に重み付けをして累積加算した値を抑圧係数とし、この抑圧係数が最大となるときの遅延時間を前記遅延時間候補に置き換える制御手段と、
を有するリピータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３５９３１（Ｐ２０１０−１３５９３１Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０７９０６（Ｐ２００８−３０７９０６）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００２１９００４）島田理化工業株式会社 (205)
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００２１９００４）島田理化工業株式会社 (205)
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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