专利名称：无线中继系统、无线中继装置及无线中继方法
技术领域：
本发明涉及一种通过一个或多个无线中继装置与发送接收装置进行无线通信的无线中继系统、无线中继装置和无线中继方法。
背景技术：
近年来，在研究使用同一频带，利用无线中继装置(＝中继器)进行发送装置与接收装置之间的中继的方法，但是在这种无线中继装置中，抑制由从发送天线到接收天线的耦合环干扰波产生的振荡是很重要的。即，因产生振荡而导致特性劣化成为一个大问题。
并且，这些中继方法主要被研究用在广播中，所以耦合环干扰波的抑制比较容易。但是，如移动通信系统那样，在假定无线中继装置位于和普通移动终端相同的环境(不在铁塔和高楼上)时，由于无线中继装置的移动和周围环境的变化，耦合环干扰波的信道变化变大。因此，存在着必须有即使在耦合环干扰波急剧变化时，也能够进行快速跟踪并有效消除耦合环干扰波的高端技术等的问题。
因此，为了解决这种问题，以往提出了各种在无线中继装置中消除耦合环干扰波的方法。
例如，提出使用在发送装置中所插入的导频信号来消除上述的耦合环干扰波的方法(例如，参照专利文献1和专利文献2)。根据专利文献1记载的公报，其构成为着重于预先插入振幅和相位已知的导频信号，通过使用该导频信号检测全信号频带内的频率特性，来求出误差信号，生成来自母局或其他中继局的发送信号的多路径成分和耦合环干扰波的复制信号，通过从接收信号中减去该复制信号，即使在存在多种耦合环干扰波的传播环境或存在母局发送信号的多路径成分的传播环境下，也能够消除这两者的影响。
另外，根据专利文献2记载的公报，其构成为具有从输入信号减去寄生信号的复制信号的减法器；生成耦合环干扰波信号的复制信号的FIR滤波器；根据减法器的输出生成FIR滤波器的系数的滤波器系数生成器，在滤波器系数生成器中，对数据载波进行判定并再调制，然后将其作为基准算出传送路径特性，根据传送路径特性算出消除残留差，根据对其进行IFFT后的结果，更新FIR滤波器的系数，由此可以在消除耦合环干扰波时兼做到提高跟踪性和延长可进行消除的延迟时间。
此处，说明采用使用在发送装置中插入的导频信号来消除耦合环干扰波的方法时的现有无线中继装置的结构。
图15是表示现有无线中继装置的结构的图。如该图所示，该无线中继装置由以下部分构成从输入信号中减去寄生信号的复制信号的减法器201；生成寄生信号的复制信号的FIR滤波器202；生成FIR滤波器的系数的系数更新部203；产生振幅和相位已知的导频信号的导频信号生成部204；和放大器205。
在该现有无线中继装置中，在系数更新部203求出传送路径特性，根据该传送路径特性算出消除残留差，更新FIR滤波器202的系数。由此，可以一并实现跟踪性的提高和可进行消除的延迟时间的延长。
另外，除上述方法以外，还提出由通过对在无线中继装置中继的信号加算导频信号(采用较弱的功率，较长的PN序列)来推测耦合环干扰波的方法(例如，参照专利文献3)、用其他频带发送来自无线中继装置的导频信号来推测耦合环干扰波的方法(例如，参照专利文献4)，暂时停止中继来推测耦合环干扰波的方法(例如，参照专利文献5)等。
专利文献1特开2003-174392号公报专利文献2特开2003-298548号公报专利文献3特开2001-186073号公报专利文献4特开平8-331016号公报专利文献5特开2000-244382号公报但是，在上述特开2003-174392号公报公开的耦合环干扰波消除方法中，存在着接收机的噪声变大的问题。
另外，在特开2003-298548号公报公开的耦合环干扰波消除方法中，由于无线中继装置接收的信号越弱，越是要进行大倍数的放大再进行发送，所以部分副载波的噪声功率被过度放大发送的可能性比较大。因此，很难把因寄生形成的振荡抑制在小的水平。
另外，在特开2001-186073号公报公开的耦合环干扰波消除方法中，由于对本来应该传送的信号附加了干扰，所以存在着接收装置的误码率变高的可能性大的问题。
另外，在特开平8-331016号公报公开的耦合环干扰波消除方法中，由于信道推测值依赖于所使用的频率，所以除了耦合环干扰波的信道推测精度劣化的问题外，还必须提供耦合环干扰波推测用的频带。
另外，在特开2000-244382号公报公开的耦合环干扰波消除方法中，存在着在发送装置—接收装置之间的通信在发送装置的无法预测的时间一时中断的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，目的是提供一种可以高精度地避免在同一频率下进行信号中继时的寄生振荡的无线中继系统、无线中继装置和无线中继方法。
为了解决上述问题，本发明之一的无线中继系统，将来自第1无线局的无线信号通过无线中继装置的中继传送，发送到第2无线局，其特征在于，所述无线中继装置具有中继控制单元，接收从所述第1无线局发送来的码元，对所接收的码元的一部分不进行中继；导频信号发送单元，向所述码元的一部分的区间插入导频信号并进行发送；耦合环干扰波推测单元，接收所述导频信号，根据该导频信号推测耦合环干扰波；耦合环干扰波消除单元，通过从接收信号中减去由所述耦合环干扰波推测单元推测出的耦合环干扰波信号来消除耦合环干扰波。
并且，本发明之二的特征在于，所述第1无线局具有控制信号发送单元，其把发送码元的一部分作为针对所述无线中继装置的控制信号进行发送，所述无线中继装置具有禁止中继控制单元，在所述控制信号的区间不进行信号的中继。
并且，本发明之三的特征在于，所述控制信号发送单元具有帧生成单元，通过向发送码元的一部分插入空信号而生成发送给所述无线中继装置的帧，所述禁止中继控制单元具有禁止中继单元，在插入了所述空信号的区间不进行信号的中继。
并且，本发明之四的特征在于，所述无线中继装置具有延迟控制单元，接收从所述第1无线局发送的码元，使其延迟N(N为大于等于1的整数)个码，进行信号的中继。
并且，本发明之五的特征在于，在所述无线中继系统中，从帧的前头，在N码元后插入空信号，生成发送给所述无线中继装置的帧。
并且，本发明之六的特征在于，在所述无线中继系统中，在使用OFDM传送方式进行信号中继的情况下，所述无线中继装置具有对发送信号进行IFFT处理的IFFT单元；和对接收信号进行FFT处理的FFT单元，所述第1无线局具有OFDM帧生成单元，通过向时间区域、频带区域上的一部分中插入空信号而生成发送给所述无线中继装置的帧。
并且，本发明之七的特征在于，在所述无线中继系统中，所述OFDM帧生成单元按照下述公式算出插入所述空信号的副载波间隔，ceil(x)＝ceil{(FFT点数)/(GI点数)}ceil(x)返回大于x的最小整数值的数值函数FFT快速傅立叶变换GI保护间隔。
并且，本发明之八的特征在于，在所述无线中继系统中，所述第1无线局具有导频信号发送控制单元，向空信号的插入区间插入导频信号进行发送，所述无线中继装置具有信道推测单元，接收所述导频信号，根据该导频信号推测信道；信号振幅控制单元，根据所述信道推测结果，控制接收信号的振幅，进行中继信号的发送。
并且，本发明之九的特征在于，在所述无线中继系统中，所述信号振幅控制单元根据注水定理控制接收信号的振幅。
并且，本发明之十的特征在于，在所述无线中继系统中，所述第1无线局、所述第2无线局和所述无线中继装置分别具有多个天线，使用这些多个天线构成MIMO信道，在传送MIMO信道信号时应用与本发明之一～之九的任一发明的单元相同的单元。
根据本发明，通过插入导频来抑制耦合环干扰波，而且由于在发送侧无线局发送的帧中预留了导频插入位置，所以可防止数据的中继遗漏，并可实现高品质的数据中继。
图1是表示包括第1实施方式的无线中继装置的无线中继系统的结构的示例图。
图2是表示图1所示无线中继装置的结构的示例图。
图3是表示以往的发送装置的结构示例和本发明的发送装置的结构示例的图。
图4是表示第1实施方式的发送帧的结构示例图。
图5是表示第2实施方式涉及的无线中继装置的结构的示例图。
图6是表示第2实施方式的发送帧的结构示例图。
图7是表示第3实施方式涉及的无线中继装置的结构示例图。
图8是表示第4实施方式空信号的插入控制的程序图。
图9是表示第4实施方式的发送装置的结构示例图。
图10是表示第5实施方式的无线中继装置的结构示例图。
图11是说明第5实施方式的2码元延迟元件的延迟动作的图。
图12是表示以往的MIMO信道信号传送方式的多点中继传送系统的结构示例图。
图13是表示MIMO信道结构中使用的无线中继装置的结构示例图。
图14是表示图13所示无线中继装置的寄生抑制部的结构示例图。
图15是表示以往的无线中继装置的结构示例图。
图中1发送装置；2、1101～110L无线中继装置；3接收装置；11、81接收天线；12、82接收部；13、52、65、84、1831、1832、201减法器；14、53、66、85、1821、1822、202-FIR滤波器；15、54、67、86、203系数决定部；16、22、32、55、68、76、87、204导频信号生成部；17、56、70、88导频插入定时检测部；18、57、71、89开关电路；19、58、72、90、1531、1532、205放大器；20发送天线；21、31、75数据码元生成部；23、33、78帧生成部；501～50n、601～60n各副载波的空中继装置的功能块；51、61-FFT部；59、73-IFFT部；62发送装置插入导频信号生成部；63信道推测部；64功率控制量决定部；69乘法器；77帧生成规则决定部；83 2码元延迟元件；100发送装置；120接收装置；1501第1偏振波接收天线；1502第2偏振波接收天线；1511第2偏振波发送天线；1512第1偏振波发送天线；152壳体；1541、1542寄生抑制部；160、170寄生传送路径；1801、1802寄生信道推测部；1811、1812导频发生器。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
(第1实施方式)包括第1实施方式涉及的无线中继装置的无线中继系统，其构成为例如图1所示。在该图中，该无线中继系统由发送装置1、无线中继装置2和接收装置3构成。
在本实施方式中，发送装置1和接收装置3假定其关系为移动通信系统的基地局(发送装置1)和移动局(接收装置3)，以下进行说明。
由接收装置3接收的信号有从发送装置1直接接收的信号；和通过无线中继装置2接收的信号。无线中继装置2一旦接收到从发送装置1发送来的信号，便立即以同一频率向接收装置3进行再发送。另外，本实施方式的无线中继系统以单载波传送方式或多载波传送方式(例如OFDM方式)进行信号的中继。
图2是表示图1所示无线中继装置的结构的示例图。
在该图中，该无线中继装置由以下部分构成接收天线11；接收部12；减法器13；FIR滤波器14；系数决定部15；导频信号生成部16；导频插入定时检测部17；开关电路18；放大器19；和发送天线20。
在本实施方式中，在图1所示发送装置1中，空信号被插入到发送帧中。首先，参照图3和图4说明该情况。图3是表示以往的发送装置的结构示例和本发明的发送装置的结构示例的图，图4是表示本实施方式的发送帧的结构示例的图。
如图3(a)所示，以往的发送装置由以下部分构成输入信息比特并生成数据码元的数据码元生成部21；生成已知导频信号的导频信号生成部22；生成发送帧的帧生成部23。帧生成部23使用从数据码元生成部21输出的数据码元、和从导频信号生成部22输出的导频信号，构成发送帧。此时，数据码元和导频信号被固定地插入在发送帧内。
而在本发明的发送装置中，如图3(b)所示，虽然基本结构与以往的发送装置相同，但帧生成部33的帧生成处理不同。即，本实施方式的发送装置的帧生成部33向发送帧内插入空信号，把包括与该空信号的插入位置相关的信息的空信号位置信号在帧中多路复用并发送(参照图3(b))。在上述空位置信号中，例如包括表示空信号的数量、或时间、频率方向上的空信号插入间隔的信息。
图4是表示按上面所述由帧生成部33生成的发送帧的结构示例图。如该图所示，在本实施方式中，帧生成部33向每个N码元区间(参照斜线部)插入m码元(例如m＝1)的空信号(空码元)(参照白框部)。由无线中继装置2向该空信号插入区间插入导频信号，对此将在后面进行说明。
在本实施方式中，示例了向每个N码元区间插入m个空码元的情况，但是m个空码元的值只要根据所需要的耦合环干扰波的推测精度来决定便可。例如，在需要更高的耦合环干扰波推测精度时，把m设定为较大的值。例如，在设定为m＞2时，通过获取从两个导频信号得到的信道推测值的平均值和各信道推测值的差，可以提高信道推测精度。
并且，上述m个空码元的值不限于上述的设定为固定值的形式，也可以适当变更。例如，在耦合环干扰波推测精度差的情况下，即使在接收装置3能够确保接收功率，由于比特误码率增加，所以只要根据接收装置3的接收功率和比特误码率，控制m个空码元即可。在该情况下，发送装置1根据从接收装置3发送来的表示接收功率和比特误码率的信息，变更m个空码元的值。
并且，在耦合环干扰波推测精度差的情况下，由于耦合环干扰波由无线中继装置2接收，所以通过获取所接收信号的接收波形、和在规定的时间前的无线中继装置2接收的接收信号的时间波形的相关关系，可以检测出耦合环干扰波的信道推测精度的降低。
另一方面，虽然可以把上述N作为帧长度，但也可以根据无线中继装置2的耦合环干扰波的变化速度(指根据无线中继装置、发送装置和接收装置的移动速度(例如多普勒频率)，耦合环干扰波的变化速度发生变化时的变化速度)进行设定。在该情况下，例如，作为N＜(帧长度)，可以向1帧内的多个部位插入m个空码元。
一般，耦合环干扰波的变化量由在某时刻t1和t1+Δt这两个时刻的耦合环干扰波的脉冲响应之差的大小来表示，所以通过对脉冲响应获取其与前次耦合环干扰波的信道推测值的差量，把它们的平方和作为指标，可以检测出耦合环干扰波的变化速度。
因此，无线中继装置2通过按上面所述检测出耦合环干扰波的变化速度，并向发送装置1通知检测结果，可以根据耦合环干扰波的变化速度适当改变上述N的值。
返回图2说明无线中继装置2的动作。无线中继装置2通过接收天线11，由接收部12接收从发送装置1发送的中继信号。接收部12接收的中继信号被输入导频插入定时检测部17，在该导频插入定时检测部17，通过抽取出空信号位置信号来检测出空信号的插入位置。导频插入定时检测部17在所检测的空信号的插入位置、即插入了空信号的区间，由于不发送接收信号而发送由导频信号生成部16生成的导频信号，所以在空信号的插入区间进行把开关电路18的开关b接点切换为ON的控制。
在导频信号生成部16生成振幅和相位已知的导频信号，所生成的导频信号被插入空信号的插入区间，并输入放大器19。然后，上述导频信号在放大器19被放大为所期望的功率值，然后通过发送天线20发送。
另外，与上述动作同步，系数决定部15根据相对上述导频信号的接收信号，推测因周围环境变化等而变化的耦合环干扰波的信道(传送路径特性)，决定表现该信道的FIR滤波器的系数、即决定能够消除耦合环干扰波的滤波器系数。FIR滤波器14设定如上述那样由系数决定部15所决定的滤波器系数。即，被设定成使FIR滤波器14具有与耦合环干扰波相同的传递函数的系数。
减法器13通过从接收信号减去由FIR滤波器14生成的耦合环干扰波(耦合环干扰波的复制信号)，来消除耦合环干扰波。然后，开关电路18的开关a接点被切换为ON，使被减算后的接收信号输入到放大器19，被放大成所期望的功率值，然后通过发送天线20发送。
这样，在本实施方式中，无线中继装置在插入了空信号的区间发送导频信号的同时，根据相对导频信号的接收信号进行耦合环干扰波的信道推测，所以能够在不中断信号收发装置间的通信的情况下推测耦合环干扰波。
并且，由于通过由FIR滤波器模拟生成按上面所述推测出的耦合环干扰波，由减法器从由无线中继装置接收的信号中减去FIR滤波器14的输出(耦合环干扰波的模拟输出)，来消除耦合环干扰波，所以能够高精度地避免耦合环干扰波的振荡。由此，可以防止中继信号的比特误码率的劣化，能够提高中继信号的接收质量。
另外，由于对最初的空码元以前的信号不能进行耦合环干扰波的消除，所以可把这些信号用于向无线中继装置的事前通知，不进行中继。
(第2实施方式)在进行OFDM通信的系统中，未必一定把某时刻的发送信号全部作为空信号，只要把仅某一部分副载波的码元作为空信号便可。
图5是表示第2实施方式的无线中继装置的结构示例图，图6是表示在本实施方式中，由发送装置的发送帧生成部生成的发送帧的结构示例图。
图5所示的无线中继装置构成为，在图2所示第1实施方式的无线中继装置的结构的基础上，追加了对接收信号进行FFT处理的FFT部51，和对发送信号进行IFFT处理的IFFT部59，它们对应每个副载波具有501～50n。下面，仅说明与第1实施方式的不同之处。
在该图中，在IFFT部59进行对多个码元数据的IFFT(逆快速傅立叶转换)处理，被转换为时间区域的信号(OFDM发送信号)。另一方面，在FFT部51进行对接收数据的FFT(快速傅立叶转换)处理，被转换为频率区域的信号(OFDM接收信号)。
下面，参照图6说明本实施方式的发送帧的结构。该图把FFT后的OFDM信号二维配置在频率轴上(纵轴)和时间轴上(横轴)，多个载波(副载波)被并列配置在频率轴上。并且，图中的斜线部分表示数据码元，白框部分表示空码元。
此处，副载波的频率间隔例如可以按照下述公式决定。
ceil{(副载波数)/(GI点数)}其中，“ceil”表示返回更大的最小整数值的数值函数。
在得到上述ceil{(副载波数)/(GI点数)}间隔的信道推测值时，理想的是通过对它们进行内插，可以进行所有副载波的信道推测。但是，由于根据内插方法，将导致通过内插得到的信道推测精度的劣化，所以也可以适当地以更短的频率间隔插入空信号。
这样，在本实施方式中，通过仅把某一部分副载波的码元作为空信号，可以把本发明容易地应用于进行OFDM通信的系统，在该系统中可以获得与在第1实施方式相同的效果。
(第3实施方式)上述实施方式，是假定在使用了OFDM传送的情况下的各副载波的功率放大率为一定所进行的说明，但在本实施方式中，为了获得更好的通信质量，按照每个副载波改变无线中继装置的功率放大率。即，本实施方式的无线中继装置具有按照每个副载波控制功率放大率的功能。
本实施方式的无线中继装置如图7所示，构成为，在图5所示实施方式的结构基础上追加了以下部分发送装置插入导频信号生成部62，生成由发送装置插入的发送装置插入导频信号；信道推测部63；功率控制量决定部64；乘法器69，将由该功率控制量决定部64决定的功率控制量与接收信号相乘。以下，说明与图5所示实施方式的不同之处。
在该图中，首先，由发送装置插入导频信号生成部62生成由发送装置插入的导频信号。信道推测部63根据与所生成的导频信号对应的接收信号，推测发送装置与无线中继装置之间的信道，向功率控制量决定部64输出推测结果。功率控制量决定部64根据从信道推测部63获得的各副载波的信道状态，决定各副载波的功率控制量。该功率控制量的决定例如通过应用注水定理进行确定，可获得最佳的结果。使用该注水定理时的功率控制量可以用下述算式表示。
功率控制量＝(各副载波的接收功率)0.5×(常数)此处，常数是根据使所有频带的中继增益一定这种条件决定的值。并且，该值也可以利用根据接收装置的接收质量而传递的来自接收装置的反馈信号控制。
通过乘法器69将按照上述算式决定的功率控制量与接收信号相乘，然后输入到放大器71。之后的动作与上述的实施方式相同。
这样，在本实施方式中，在进行OFDM通信的系统中，由于对应每个副载波改变无线中继装置的功率放大率，所以能够提高接收侧的中继信号的接收质量。
(第4实施方式)在上述各实施方式中，示例了即使在无线中继装置不经常进行中继时，发送装置也经常向发送帧插入空信号的方式，但本发明不限于此，也可以根据需要插入空信号。
例如图8的程序图所示，在接收装置a不能接收来自发送装置的控制信号时(a)，把接收装置a预先规定的中继请求信号发送给无线中继装置(b)。另外，接收装置a在开始通信以前，使用控制信号向发送装置传递表示通过无线中继装置进行由此开始的通信的信息(c)。这样，发送装置可以知道接收装置a是否依赖于无线中继装置的中继。
另一方面，接收装置b由于可以接收来自发送装置的控制信号(a’)，所以不发送上述的中继请求信号。发送装置通过接收对应上述控制信号的响应，可以知道该接收装置b没有依赖于无线中继装置的中继。
在发送装置中，对各个接收装置是否需要无线中继装置的中继(例如，列表管理)进行管理(e)，仅对请求通过无线中继装置进行通信的接收装置(在本实施例中为接收装置a)，使用插入了空信号的发送帧结构(f、g)，而对与发送装置直接进行通信的接收装置(在本实施例中为接收装置b)，使用不插入空信号的发送帧进行发送(h、i)。
由此，对不通过无线中继装置进行通信的接收装置，可以避免因插入空信号而造成的传输效率的下降。
另外，在本实施方式中也需要在控制信号的中继帧中经常插入空信号，或者使用其他方法进行耦合环干扰波的消除。
图9是表示本实施方式的发送装置的结构示例图。本实施方式的发送装置，虽然其基本结构与图3所示的发送装置相同，但不同之处是追加了帧生成规则决定部77。该帧生成规则决定部77具有上述的决定插入/不插入空信号的功能。
帧生成规则决定部77如上述的程序所示，监视来自各个接收装置的中继请求信号(在此处称为来自接收装置的反馈信号)，对每个接收装置决定空信号的插入/不插入，例如利用列表来管理决定结果。并且，在帧生成部78生成发送帧时，在规定的时间输出上述决定结果。帧生成部78，根据由帧生成规则决定部77输出的决定，进行向帧插入空信号、或不插入空信号的控制。
这样，根据本实施方式，通过根据需要插入空信号，可以对不通过无线中继装置进行通信的接收装置，减少因插入空信号产生的额外消耗，可以提高传输效率。
(第5实施方式)在本实施方式中，无线中继装置使中继信号延迟N个码元进行中继，把从帧的前头起第2个码元作为空信号。以下，说明构成无线中继装置以延迟2个码元进行中继时的帧的实施方式。并且，在本实施方式中，作为帧结构，只要把从帧的前头起第2个码元作为空信号即可。
图10是表示本实施方式的无线中继装置的结构示例图。
在该图中，该无线中继装置由以下部分构成接收天线81；接收部82；2码元延迟元件83；减法器84；FIR滤波器85；系数决定部86；导频信号生成部87；导频插入定时检测部88；开关电路89；放大器90。
此处，参照图11说明与上述各实施方式不同的2码元延迟元件83的延迟动作。该图中，符号D表示延迟元件(Delay Line)。在本实施方式中，由于是2码元延迟元件，所以由两级串联的D构成。
该图(a)表示码元被输入2码元延迟元件83之前的初始状态。首先，以下一定时的第1码元的接收为开始(该图(b))，2码元延迟元件83使码元延迟2码元，在接收第2码元的时刻，发送由导频信号生成部87生成的导频信号(符号P)(该图(c))。
通过这样地发送导频信号，无线中继装置在接收第2码元的时刻(此时，设第2码元作为空信号)，接收相对所发送的导频信号的接收信号(该图(d))。在无线中继装置的系数决定部86中，在接收部82进行第3码元的接收的期间，根据上述接收信号和导频信号推测耦合环干扰波的信道，决定FIR滤波器85的系数，在FIR滤波器85设定可以消除耦合环干扰波的系数。此时，从无线中继装置发送第1码元，无线中继装置的接收天线81接收第3码元、和第1码元的耦合环干扰波。然后，在发送第2码元的时刻(该图(e))，消除加算在第3码元的接收信号上的第1码元的耦合环干扰波，在下一定时发送第3码元(该图(f))。
这样，在本实施方式中，在从发送装置发送给接收装置的直达波不能被接收或非常小的情况下非常有效，由于在无线中继装置中伴随有数字信号处理，所以对于无线中继装置的处理延迟较大的情况也有效。
(第6实施方式)本实施方式是把本发明的无线中继装置应用于MIMO(多输入多输出)信道信号传送的情况。所谓MIMO信道信号传送方式是指从发送装置使用同一频带无线发送多个信息序列，在接收装置接收这些同一频带的无线信号，并分离成各个信息序列的信号传送方式。
首先，说明以往的MIMO信道信号传送方式的动作。图12是表示以往的MIMO信道信号传送方式的多点中继传送系统的结构示例图。
如该图所示，在该多点中继传送系统中，发送装置100从发送天线As1、…、AsM分别发送M个(M为2或2以上的整数)的信息序列S1、…、SM，作为同一频带的垂直偏振波无线信号，这些M个无线信号分别被L个(L为1或1以上的整数)无线中继装置1101、…、110L接收，并暂且保存。在由发送装置100完成一次通话、1组信号等的发送后发送停止时，所保存的无线信号被放大，其作为垂直偏振波无线信号被发送给接收装置120。接收装置120通过N个(N为大于等于M的整数)直线偏振波接收天线Ar1、…、ArN进行接收，对接收信号进行MIMO均衡处理，分离成M个信息序列S1、…、SM。
图13是表示上述MIMO信道结构中使用的无线中继装置的结构示例图。在本实施方式中，无线中继装置也可以具有异偏振波面中继功能。
在该图中，该无线中继装置具有U个第1偏振波接收天线，和偏振波特性与第1偏振波接收天线正交化的V个第2偏振波接收天线(U、V分别是1以上的整数)，具有偏振波特性分别与第1偏振波接收天线和第2偏振波接收天线正交化的U个第2偏振波发送天线和V个第1偏振波发送天线。
在本实施例中，说明U＝V＝1的情况，并把偏振波特性相互正交化的2个天线中的一个用画在纵线之上的顶点朝下的三角形(倒三角形)表示、把另一个用画在纵线之上的顶点朝上的三角形表示。
设置第1偏振波接收天线1501和第2偏振波接收天线1502，分别由第1偏振波接收天线1501和第2偏振波接收天线1502接收的无线信号，分别通过寄生抑制部1541、1542抑制寄生信号，然后提供给放大器1531、1532。由放大器1531、1532分别被放大的无线信号通过第2偏振波和第1偏振波发送天线1511、1512发送。
把本发明应用于具有上述异偏振波面中继功能的无线中继装置时，使上述的寄生抑制部1541和1542的结构形成为图2所示结构即可(但是，放大器19除外)。由此，在同一频率下进行中继时，可以更高精度地避免因耦合环干扰波造成的振荡，并且可以分别以较高的增益同时中继放大偏振波相互正交化的同一频带的多个无线信号。
图14是表示把本发明的无线中继装置应用于MIMO信道信号传送时的其他实施方式的图。
在本实施方式中，第2偏振波接收天线1502的接收无线信号通过第1偏振波发送天线1512发送，并作为寄生信号由第1偏振波接收天线1501接收时，抑制该寄生信号。即，寄生信号进入所示闭环时，在通过放大器之前被抑制。因此，从第1偏振波发送天线1512发送、由第1偏振波接收天线1501接收的寄生传送路径170的传送路径特性(也称为脉冲响应、信道特性)在寄生信道推测部1801进行推测。
在FIR滤波器1821中，对由第2偏振波接收天线1502接收的无线信号、在本实施例中是放大器1532的输入信号，叠加上由寄生信道推测部1801推测的寄生传送路径170的特性，由此来生成寄生传送路径170的寄生信号的复制信号。由减法器1831从第1偏振波接收天线1501接收的无线信号减去该寄生信号复制信号，把减法器1831的输出信号输入放大器1531。
这样，第1偏振波接收天线1501的接收无线信号中的、第2偏振波接收天线1502的接收无线信号通过寄生传送路径170被第1偏振波接收天线1501接收的寄生信号，被来自FIR滤波器1821的寄生信号复制信号抑制，即，第2偏振波接收天线1502的接收无线信号被从第1偏振波发送天线1512通过寄生传送路径170，作为寄生信号而输入到所述闭路中的部分所抑制，寄生信号被放大器放大，不会产生被加上噪声的问题。
这样，根据本实施方式，通过把本发明应用于进行MIMO信道信号传送的系统，可以高精度地避免因耦合环干扰波产生的振荡，并且利用MIMO信道结构可增大信号收发装置之间的信道容量。
权利要求
1.一种无线中继系统，将来自第1无线局的无线信号通过无线中继装置的中继传送，发送到第2无线局，其特征在于，所述无线中继装置具有中继控制单元，接收从所述第1无线局发送来的发送码元，禁止对所接收的码元的一部分的中继；导频信号发送单元，发送插入到所述发送码元的一部分的区间中的导频信号；耦合环干扰波推测单元，接收所述导频信号，根据该导频信号推测耦合环干扰波；耦合环干扰波消除单元，从接收信号中减去所推测出的耦合环干扰波。
2.根据权利要求1所述的无线中继系统，其特征在于，所述第1无线局具有控制信号发送单元，用于发送包括在被发送到所述无线中继装置的发送码元中的控制信号；其中所述无线中继装置具有禁止中继控制单元，用于禁止对在所述控制信号的区间中的无线信号的中继。
3.根据权利要求2所述的无线中继系统，其特征在于，所述控制信号发送单元具有帧生成单元，用于生成其中插入有空信号的发送码元的帧；其中；所述禁止中继控制单元具有禁止中继单元，用于禁止对插入了所述空信号的区间中的信号的中继。
4.根据权利要求1所述的无线中继系统，其特征在于，所述无线中继装置具有延迟单元，将所述发送码元，延迟N(N为大于等于1的整数)个码元。
5.根据权利要求1所述的无线中继系统，其特征在于，在使用OFDM传送方式进行信号中继的情况下，所述无线中继装置具有对进行IFFT处理以生成发送信号的IFFT单元；和对所述接收信号进行FFT处理的FFT单元；所述第1无线局具有OFDM帧生成单元，通过向时间区域/频带区域的一部分中插入空信号而生成将发送给所述无线中继装置的帧。
6.根据权利要求5所述的无线中继系统，其特征在于，所述OFDM帧生成单元按照下述公式算出插入所述空信号的副载波间隔，ceil(x)＝{(FFT点数)/(GI点数)}其中，ceil(x)返回大于x的最小整数值的数值函数FFT快速傅立叶变换GI保护间隔。
7.根据权利要求5所述的无线中继系统，其特征在于，所述无线中继装置具有信道推测单元，接收所述导频信号，根据该导频信号推测信道；信号振幅控制单元，根据所述信道推测单元的信道推测结果，控制接收信号的振幅。
8.根据权利要求7所述的无线中继系统，其特征在于，所述信号振幅控制单元根据注水定理，控制接收信号的振幅。
9.根据权利要求1所述的无线中继系统，其特征在于，所述第1无线局、所述第2无线局和所述无线中继装置分别具有多个天线，使用这些多个天线构成MIMO信道，其中，在进行MIMO信道信号的发送时，应用所述中继控制单元、导频信号发送单元、耦合环干扰波推测单元、耦合环干扰波消除单元。
10.一种无线中继装置，对从第1无线局发送到第2无线局的无线信号进行中继，其特征在于，具有中继控制单元，接收从所述第1无线局发送的码元，禁止对所接收的码元的一部分的中继；导频信号发送单元，用于发送插入到所述发送码元的一部分的区间中的导频信号；耦合环干扰波推测单元，接收所述导频信号，根据该导频信号推测耦合环干扰波的信道脉冲响应；耦合环干扰波消除单元，用于从接收信号中减去所推测出的耦合环干扰波。
11.一种无线中继方法，用于对从第1无线局发送到第2无线局的无线信号进行中继，其特征在于，a)接收从所述第1无线局发送的发送码元；b)禁止对所接收的码元的一部分的中继；c)发送插入到所述发送码元的一部分的区间中的导频信号；d)接收所述导频信号，e)根据该导频信号推测耦合环干扰波；f)从接收信号中减去所推测出的耦合环干扰波。
全文摘要
本发明提供一种无线中继系统，可以高精度地避免在以同一频率进行信号中继时的寄生振荡。该无线中继系统将来自第1无线局的无线信号通过无线中继装置的中继传送，发送到第2无线局，其特征在于，所述无线中继装置具有中继控制单元，接收从所述第1无线局发送来的码元，对所接收的码元的一部分不进行中继；导频信号发送单元，向所述码元的一部分的区间插入导频信号进行并发送；耦合环干扰波推测单元，接收所述导频信号，根据该导频信号推测耦合环干扰波；耦合环干扰波消除单元，通过从接收信号中减去由所述耦合环干扰波推测单元推测出的耦合环干扰波信号来消除耦合环干扰波。
文档编号H04B7/015GK1658532SQ20051000852
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月19日
发明者藤井启正, 须田博人, 田中哲 申请人:株式会社Ntt都科摩