专利名称：中继器和中继方法
技术领域：
本发明涉及对无线通信中的通信设备之间所交换的信号进行中继的技术。
背景技术：
移动电话和无线局域网(LAN)等无线通信领域是近年来最活跃的技术领域。就在几年前，移动电话网络可达到的通信速度还最多只有数十kbps，但随着第三代网络(3G)的引入，现在已经可以进行数Mbps的通信，第四代网络则正在以1Gbps的通信速度为目标而进行开发。无线局域网的速度也从目前最普及的IEEE 802.11b标准下的11Mbps提速到802.11a或802.11g标准下的54Mbps，而且一般认为在将来问世的802.11n标准下，通信速度可能达到100Mbps。
与移动电话和无线局域网终端等移动通信终端相连接的是移动电话网络、无线局域网的访问点(或基站)。但是，若通信中使用的电波频率增高，则障碍物对电波的屏蔽效应就会增大，所以一个访问点(access point)所能覆盖的可通信范围就会减小。为了解决这一问题，可以考虑增加访问点的数量，但由于增加访问点的成本很高，大量增加将会导致成本过高。因此，可以考虑在访问点或基站与移动电话之间设置用于中继电波的廉价中继器。
中继器中包含有单纯将接收到的电波放大后重新发送的转发器(Repeater)。但是，在对一个访问点设置了多个转发器的情况下，由于现有的中继器只是单纯地将接收到的电波放大后重新发送，所以导致访问点发送的电波被所有的转发器放大并重新发送，这不仅造成功率的浪费，而且由于增加了多余的电波，从而有可能增加对其他通信的干扰。因此，下一代的中继器需要识别中继对方是否位于自己的可通信区域之内等状态，并采用与该状态相适应的方式进行中继。
此外，在信道途中设置中继器时，希望不要由于中继而导致通信速度降低。
此外，因为中继器具有发送功能和接收功能，所以希望还要充分考虑到在发送端和接收端之间可能产生的干扰。
发明内容
因此，需要一种可以进行与要中继的信号相适应的中继，并考虑到通信速度降低或/和干扰的中继器。
根据本发明的第一个侧面，提供一种配置在第一通信设备和第二通信设备的信道之间的中继器，其包括第一天线；第二天线；将基带信号转换成发送用射频信号的发送端电路；从接收到的射频信号中取出基带信号的接收端电路；在两个状态之间进行切换的切换部，其中两个状态为上述第一天线连接上述发送端电路且上述第二天线连接上述接收端电路的第一状态和上述第一天线连接上述接收端电路且上述第二天线连接上述发送端电路的第二状态；以及从上述接收端电路取得来自从上述第一或第二通信设备中任意一方的通信设备发送来的射频信号的基带信号，并在对此基带信号所包含的通信数据进行规定的处理后，将此通信数据通过上述发送端电路发送到相对于该一方通信设备的另一方通信设备的通信控制部。
上述切换部能成为按照规定的定时在第一状态和第二状态之间切换。此时，如果将上述中继器用作对时分复用方式的通信进行中继的中继器，则最好按照下行链路和上行链路的切换定时在第一状态和第二状态之间进行切换。
上述通信控制部构成为能通过发送端电路进行发送，同时通过接收端电路进行接收。此外优选的是，在上述规定的处理中包含有关于以下判断中的一个以上判断上述通信数据是否应该中继，判断上述通信数据应到达的通信设备是否存在于自己的可通信范围内，基于上述通信数据应到达的通信设备与自己之间的距离而进行的判断。
此外，上述通信控制部能保存在此次的第一状态中取得的信息，并在下次以后的第一状态中发送该保存的信息。同样，该通信控制部能保存在此次的第二状态中取得的信息，并在下次以后的第二状态中发送该保存的信息。
本发明的第一侧面所提供的中继器还包括使从发送端电路输出的发送用射频信号分路来复制上述发送用射频信号的第一复制部；和调节上述复制的射频信号的振幅或/和相位，并从输入接收端电路的射频信号中减去调节后的射频信号的第一干扰除去电路。此时，第一干扰除去电路能成为按照从与发送端电路连接的天线进入与接收端电路连接的天线的发送用射频信号的振幅或/和相位，来调节所复制的发送用射频信号的振幅或/和相位。
另外，本发明的第一侧面所提供的中继器还可以包含使通过接收端电路转换为发送用射频信号之前的发送信号分路来复制此发送信号的第二复制部，和调节上述复制的发送信号的强度或/和相位，并从在接收端电路中由射频信号转换的接收信号中除去上述调节后的发送信号的第二干扰除去电路。在此情况下，上述第二干扰除去电路按照从连接发送端电路的天线通过连接着接收端电路的天线而混入接收端电路的发送信号的强度或/和相位，来调节所复制的发送信号的强度或/和相位。
第一天线和/或第二天线最好是具有定向性的天线。此外，第一天线和/或第二天线也可以是由多个天线构成的天线组(MIMO，Multiple Input Multiple Output)。此外，第一天线可用于与第一通信设备的通信，第二天线可用于与第二通信设备的通信。
本发明的第一侧面所提供的中继器例如可以用作在无线局域网络中对访问点和终端之间的通信进行中继的中继器，或在蜂窝式无线电话中对访问点和终端之间的通信进行中继的中继器，或在多跳网络中对终端之间的通信进行中继的中继器等。
本发明的第一侧面所提供的中继器可以与通信终端合成一体来实施。
根据发明的第二侧面，提供一种中继方法，其利用中继器来中继进行使用了时分复用方式的通信的第一通信设备和第二通信设备之间交换的信号，在第一下行链路时，上述第一通信设备向上述中继器发送第一射频信号，上述中继器接收上述第一射频信号，并且取出上述第一射频信号所包含的第一基带信号，在上述第一下行链路之后的第一上行链路时，上述第二通信设备向上述中继器发送第二射频信号，上述中继器接收上述第二射频信号，并且取出上述第二射频信号所包含的第二基带信号，在上述第一上行链路之后的第二下行链路时，上述第一通信设备向上述中继器发送第三射频信号，上述中继器将上述第一基带信号转换为发送用射频信号后将其发送到上述第二通信设备，并且接收上述第三射频信号，取出上述第三射频信号所包含的第三基带信号，在上述第二下行链路之后的第二上行链路时，上述第二通信设备向上述中继器发送第四射频信号，上述中继器将上述第二基带信号转换为发送用射频信号后将其发送到上述第一通信设备，并且接收上述第四射频信号，取出上述第四射频信号所包含的第四基带信号。
此时，当应发送基带信号的通信设备不在中继器的可通信范围内时，上述中继器可以不将该基带信号转换为发送用射频信号而将其废弃。另外，也可以在中继器上设置用于与第一通信设备通信的第一天线和用于与第二通信设备通信的第二天线，在下行链路时，将第一天线连接到中继器的接收端电路，并且将第二天线连接到中继器的发送端电路；在上行链路时，将第一天线连接到发送端电路，并且将第二天线连接到接收端电路。
根据本发明的第三侧面，提供一种配置在第一通信设备和第二通信设备的信道途中的中继器，其包括
第一天线；第二天线；与上述第一天线和上述第二天线的任意一方天线相连接，并将基带信号转换为发送用射频信号的发送端电路；连接与上述一方天线相对的另一方天线，并从所接收的射频信号中取出基带信号的接收端电路；通过上述发送端电路进行发送，同时通过上述接收端电路进行接收的通信控制部；使从上述发送端电路输出的发送用射频信号分路来复制此发送用射频信号的第一复制部；以及调节该所复制的射频信号的振幅或/和相位，并从上述接收端电路接收到的射频信号中减去上述调节后的射频信号的第一干扰除去电路。
此时，上述第一干扰除去电路按照从与发送端电路连接的天线进入与接收端电路连接的天线的发送用射频信号的振幅或/和相位，来调节所复制的发送用射频信号的振幅或/和相位。
根据本发明的第四侧面，提供一种配置在第一通信设备和第二通信设备的信道途中的中继器，其包括第一天线；第二天线；与上述第一天线和上述第二天线的任意一方天线相连接，并将基带信号转换为发送用射频信号的发送端电路；连接与上述一方天线相对的另一方天线，并从所接收的射频信号中取出基带信号的接收端电路；通过上述发送端电路进行发送，同时通过上述接收端电路进行接收的通信控制部；使在上述发送端电路中转换为发送用射频信号之前的发送信号分路来复制此发送信号的第二复制部；以及调节该所复制的发送信号的强度或/和相位，并从上述接收端电路中由射频信号转换后的接收信号中除去上述调节后的发送信号的第二干扰除去电路。
这种情况下，可以将上述第二干扰除去电路构成为按照从连接到发送端电路的天线通过连接到接收端电路的天线而混入接收端电路的发送信号的强度或/和相位，来调节所复制的发送信号的强度或/和相位。
本发明的第三侧面以及第四侧面所提供的中继器中，第一天线和/或第二天线最好是具有定向性的天线。此外，第一天线和/或第二天线也可以是由多个天线构成的天线组(例如MIMO，Multiple InputMultiple Output)。而且，也可将第一天线用于与第一通信设备通信，将第二天线用于与第二通信设备通信。
本发明的第三侧面以及第四侧面所提供的中继器可以构成为其还包括在以下两种状态之间切换的切换部第一天线连接到发送端电路并且第二天线连接至接收端电路的第一状态和第一天线连接到接收端电路并且第二天线连接至发送端电路的第二状态。
本发明的第三侧面以及第四侧面所提供的中继器既能应用于对使用时分复用方式的通信进行中继的中继器，也能用于对使用频分复用方式的通信进行中继的中继器。而且，还可用于中继无线局域网中访问点和终端之间通信的中继器、中继蜂窝式无线电话中访问点和终端之间通信的中继器、以及中继多跳网络中终端之间通信的中继器等。此外，还可以与通信终端合成一体来实施。
根据本发明，就能实现可以进行与要中继的信号相适应的中继，并考虑到通信速度的下降或/和干扰的中继器。
图1是用于说明使用本发明的一个例子的图。
图2是用于说明本发明中继器的第一实施方式的框图。
图3是表示天线开关动作的图。
图4是用于说明图2所示中继器的动作的图。
图5是用于说明由图2所示中继器进行的通信中继情况的图。
图6是用于说明使用本发明的一个例子的图。
图7是用于说明本发明中继器的第二实施方式的框图。
图8是用于说明本发明中继器的第三实施方式的框图。
图9是用于说明本发明中继器的第四实施方式的框图。
符号说明10中继器11通信控制部12存储器13发送端电路14接收端电路15第一天线16第二天线17天线开关21发送用射频电路22数字模拟转换器23数字调制电路24信道编码器25接收用射频电路26模拟数字转换器27数字解调电路28信道解码器具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的优选实施方式。
图1是用来说明使用本发明的一个例子的图。1是用于移动电话网络中的访问点，2是基于本发明的中继器，3是移动通信终端。访问点1连接更上位的网络，从上位网络接收应该发送给移动通信终端的数据，并且向上位网络传送来自移动通信终端3的数据。除了被称为访问点(Access Point)之外，根据通信方式不同，访问点1有时也被称为基站(Base Station，BS或Base Transceiver Stations，BTS)。
在图1中，访问点1希望和移动通信终端3通信，但是移动通信终端3不在访问点1的可通信范围4之内。而中继器2的可通信范围5覆盖访问点1和移动通信终端3双方。因此，中继器2用于中继访问点1和移动通信终端3之间的通信。中继器2从访问点1接收电波信号后转发给移动通信终端3，反之，则从移动通信终端3接收电波信号后转发给访问点1。
以下说明本发明中继器的四个实施例。这些实施例均用于图1所示的状况。
实施例1图2是用来说明本发明中继器的第一实施方式的框图。在本实施方式中的中继器10是用于中继以时分复用方式(TDD)进行的通信的中继器。中继器10包括通信控制部11、存储器12、发送端电路13、接收端电路14、第一天线15、第二天线16、天线开关17等。第一天线15和第二天线16最好是具有定向性的天线，例如，第一天线15对访问点的方向具有定向性，而第二天线16则与其相反，即对应该存在移动通信终端的方向具有定向性。此外，在设置第一天线15和第二天线16时，应该注意将干扰限制到最小来进行设置。发送端电路13是将要发送的信息通过基带处理和频率变换处理来变换成用来发送的射频信号的部分，其包括发送用射频电路21、数字模拟转换器22、数字调制电路23、以及信道编码器24等。接收端电路14是通过频率变换或基带处理从接收到的射频信号中取出要中继的数据的部分，其包括接收用射频电路25、模拟数字转换器26、数字解调电路27、以及信道解码器28等。
信道编码器24根据通信标准将要发送的数据组装成帧(frame)，并进行错误控制编码和交织(Interleave)等处理。数字调制电路23用符合通信标准的方法对信道编码器24的输出信号进行数字调制。发送用射频电路21对经由数字模拟转换器22进行模拟转换后的数字调制电路23的输出进行频率变换，变换成传输频率并进行必要的振幅放大。接收用射频电路25将接收到的射频信号放大后对其进行频率变换。数字解调电路27用符合通信标准的方法对经由模拟数字转换器26数字化后的接收用射频电路25的输出信号进行解调，取出基带信号。信道解码器28对数字解调电路27解调后的基带信号进行错误控制解码、解交织(De-interleave)、帧分析、以及前部信息分离等处理。通信控制部11接收经由信道解码器28处理后的数据，并对该数据进行规定的处理。处理内容根据实施方式不同而各不相同。例如，可以对所接收的信息是否需要中继、应送达所接收数据的通信对方是否位于自己的可通信范围之内、以及通信对方与自己之间的距离多远等进行解析处理。通信控制部11所收到的数据暂时保存在存储器12中。当中继器10进行发送时，通信控制部11从存储器12中读出要发送的数据，交给信道编码器24。
当应送达所接收数据的通信对方位于自己的可通信范围之外时，通信控制部11将不发送此数据。因此不向信道发射多余的电波，从而不干扰信道。此外也起到了节约能源的效果。通信控制部11还具有以下功能，即根据与通信对方的距离来控制发送用射频电路21或接收用射频电路25的信号放大率。
天线开关17在以下两个状态之间进行切换第一天线15连接到发送端电路13并且第二天线16连接到接收端电路14的第一状态和第一天线15连接到接收端电路14并且第二天线16连接到发送端电路13的第二状态。图3表示该情况。在图3(a)中，第一天线15连接到发送端电路13并且第二天线16连接到接收端电路14。与此相对，在图3(b)中，第一天线15连接到接收端电路14并且第二天线16连接到发送端电路13。
一般来说，图3(a)所示的第一状态和图3(b)所示的第二状态之间的切换既可以按照规定的定时进行，也可以在通信控制部11的控制下进行。但是，本实施方式中，中继器10是中继利用时分复用方式的通信的中继器，所以天线开关17按照上行链路和下行链路切换的定时来切换第一状态和第二状态。
接着，用图4来说明中继器10的动作。首先，在步骤1设定通信方向为下行链路。即设定为从访问点向移动通信终端发送数据的定时。于是，在步骤2，天线开关17将第一天线15和第二天线16中对访问点方向具有定向性的天线连接至接收端电路14，将对移动通信终端方向具有定向性的天线连接至发送端电路13。在本实施例中，如果第一天线15对访问点方向具有定向性，则步骤2中的天线开关17的状态被设定为如图3(b)所示的状态。
步骤2之后，作为接收端动作的步骤S3-S8和作为发送端动作的步骤S8-S13同时并行地进行。在接收端，首先第一天线15接收来自访问点的电波信号(步骤S3)，接着，通过接收端电路14对接收到的电波信号进行频率变换等处理(步骤S4)，然后，用数字解调电路27和信道解码28进行数字解调处理、错误控制解码、帧分析，前部信息分离等基带处理(步骤S5)，在步骤S6，通信控制部11检查信道解码器28的输出数据，分析该数据是否是要中继的数据、要接收该数据的通信对方是否在自己的可通信范围内等。如果该数据不是要中继的数据，或要接收该数据的通信对方不在自己的可通信范围之内，则废弃此数据，转到步骤S14。如果该数据是要中继的数据，且该要接收数据的通信对方位于自己的可通信范围以内的，则将该数据保存在存储器12内。
在步骤S2以后的发送端，首先，通信控制部11判断是否有要发送的数据。如果没有要发送的数据，则转到S14。如果有要发送的数据，则将该数据从存储器12中读出，送到信道编码器24(步骤S10)。然后，信道编码器24和其后级的数字调制电路23，对从通信控制部11传来的数据进行帧构筑、错误控制编码、数字调制等基带处理(步骤S11)。基带处理后的数据被转换成模拟信号，交给发送用射频电路21，发送用射频电路21对该信号进行高频变换和放大等处理，通过第二天线16发送给移动通信终端。
如上所述，本发明的中继器10，因为可以同时并行地进行接收动作和发送动作，所以访问点和移动通信终端之间的通信速度不会由于中继而减半。
步骤S14表示通信方向变为上行链路的定时。即，此后是从移动通信终端向访问点发送数据的定时。于是，天线开关17将对访问点方向具有定向性的第一天线15连接到发送端电路13，将对移动通信终端方向具有定向性的第二天线16连接到接收端电路14(步骤S15)。在步骤S15中，天线开关17为图3的(a)的状态。
步骤S15之后，作为接收端动作的步骤S16-S21和作为发送端动作的步骤S22-S26，同时并行地进行。这些分别和前面所述的步骤S3-S8以及步骤S9-S13相对应。和步骤S14之前不同的地方的是，接收是通过第二天线16进行的，发送是通过第一天线15进行的。步骤S15之后接收动作和发送动作也是同时并行进行，所以移动通信终端与访问点之间的通信速度不会因中继而减半。在步骤S27，通信方向又重新变为下行链路。于是，动作又返回步骤S2，天线开关17又切换连接，再次反复进行收发动作。
在TDD方式的通信中，需要严格遵守下行链路和上行链路的定时，因此有时数据由于在中继器10内的中继而错过它们的定时，从而产生问题。于是，通信控制部11将在此次下行链路期间得到的信道解码器28的输出数据暂时保存在存储器12中，在下次下行链路期间，将该数据从存储器12中读出并发送出去。若用图4来说明，则在通过属于步骤S1的接收动作而接收到的信息，并不在属于步骤S1的发送动作中发送，而在下一次属于步骤S27的发送动作中发送。上行链路的情况也相同。
接着，用图5来说明中继器10的通信的中继情况。在图中，AP表示访问点，RS表示本发明的中继器10，MT表示移动通信终端，此外，DL表示下行链路期间，UL表示上行链路期间。时间是从上向下前进。
步骤S31是下行链路期间。于是，天线开关17为如图3(b)的状态。RS从AP接收信号41，但是没有要发送给MT的信息，所以不进行发送动作。RS暂时保存信号41。步骤S32是上行链路期间。于是，天线开关17切换为图3的(a)的状态。RS从MT接收信号42。但没有要发送给AP的信息，所以不进行发送动作。RS暂时保存信号42。步骤S33是下行链路期间。天线开关17切换成图3的(b)的状态。在此，RS接收来自AP的信号43并保存，并且将在上次下行链路期间即步骤S31保存的信号41发送给MT。步骤S34是上行链路时间。于是，天线开关17切换到图3的(a)的状态。RS接收来自MT的信号44并保存，并且将在上次上行链路期间即步骤S32保存的信号42发送给AP。同样，信号43在下一次下行链路期间即步骤S35发送给MT，信号44在下一次上行链路期间即步骤S36时发送到AP。
如上所述，若没有中继器10，则要在一个下行链路期间中从AP发送到MT的信号将延迟1个周期到达MT，但不会发生输入输出总量(through-put)的降低。此外，即使在AP和MT之间放置多个中继器的情况下，若使用本发明，则理论上也不会发生中继器与中继器之间输入输出总量的降低。因此，在这种多跳网络的情况下，也可以将输入输出总量降低抑制到最低限度。在多跳网络的情况下，移动通信终端有时也被用作中继器，所以在这种情况下利用本发明时，最好是将移动通信终端和基于本发明的中继器一体化。
用图6来说明将本发明应用到多跳网络中的中继器时的状态。51是访问点，52是本发明的中继器，54是移动通信终端，53既是移动通信终端，又是本发明的中继器，移动通信终端功能和本发明的中继器合成一体。
移动通信终端54希望和访问点51通信，但是移动通信终端54既不在访问点51的可通信范围55之内，也不在中继器52的可通信范围56之内。但是，因为中继器兼移动通信终端53的可通信范围57覆盖中继器52和移动通信终端54，所以移动通信终端53也可发挥中继器的作用。从访问点51发送的数据，通过中继器52和中继器兼移动通信终端53的中继，到达移动通信终端54。此外，从移动通信终端54发送的数据，也通过中继器兼移动通信终端53和中继器52，到达访问点51。这样，在多跳网络中，也有经由多个中继器进行通信的情况，但利用本发明的中继方法，理论上不会发生由中继导致的输入输出总量下降，因此可以不牺牲通信速度而使用多个中继器。
实施例2接着，用图7来说明本发明的第二实施方式。图7是用来说明本发明的中继器的第二实施方式的框图。中继器60与在图2中所说明的中继器10一样，其包括通信控制部61、存储器62、发送端电路63、接收端电路64、第一天线65、第二天线66等。这些块和在图2中所说明的中继器10中对应的块具有相同的功能。此外，第一天线65和第二天线66也最好是具有定向性的天线，例如第一天线65对访问点方向具有定向性，第二天线则与其相反，即对应该存在移动通信终端的方向具有定向性。发送端电路63和图2中的发送端电路13一样，是将要发送的信息从基带信号变换为用来发送的射频信号的部分，包括发送用射频电路67、数字模拟转换器68、数字调制电路69、信道编码器70等。接收端电路64也和图2的接收端电路14一样，是从接收到的射频信号中取出基带信号的部分，包括接收用射频电路71、模拟数字转换器72、数字解调电路73、信道解码器74。发送端电路63和接收端电路64的各块也和图2中对应的块具有同样的功能。
但是，中继器60不同于中继器10，它拥有射频电平干扰除去电路79。射频电平干扰除去电路79是用来除去由连接在发送端电路63上的第一天线65所发出的发送端电路63的射频输出信号中，被连接在接收端电路64上的第二天线66所捕捉到并进入接收端电路64一侧的射频信号所引起的干扰。干扰除去电路79由射频信号分路器75，增益调整器76、延迟器77、加法器78构成。射频信号分路器75，是通过对发送端电路63的射频输出信号进行分路，来复制发送端电路63的射频输出信号。增益调整器67按照从第一天线经过第二天线混入接收端的射频发送信号的振幅，对所复制的射频信号进行调节。延迟器77调节所复制的射频信号的相位，使其与从第一天线经过第二天线混入接收端的射频发送信号的相位相反。加法器78合成为相位和振幅调整后的射频复制信号。因此，实际上射频电平干扰除去电路79能从接收到的射频信号中除去从发送端混入接收端电路的射频信号。在决定增益调整器76和延迟器77的调整量时，需要事先检查从发送端混入接收端的射频发送信号的振幅和相位。
射频电平干扰除去电路79通过直接复制成为干扰原因的信号即发送信号而制作出应该从接收信号中除去的干扰成分。因此，不必通过特意推断来制作干扰成分，能发挥很高的干扰除去能力。
此外，中继器60还包括数字电平干扰除去电路83。数字电平干扰除去电路83用于在数字信号的阶段除去从发送端混入接收端的信号。数字电平干扰除去电路83包括数字信号分路器80、延迟器81、干扰除去器82。数字信号分路器80通过分路数字调制电路69的输出信号，来进行该复制。延迟器81按照通过射频处理或第一天线65和第二天线66混入接收端的成为复制源的数字信号在模拟数字转换器72的输出中出现的相位，来调节所复制的数字信号的相位。干扰除去电路82，调节相位调节后的复制信号的振幅，并将其从模拟数字转换器72的输出信号中除去。可以事先检查数字调制电路69的输出信号中经由第一天线65和第二天线66在模拟数字转换器72的输出中出现的信号的强度和相位，也可以通过检查模拟数字转换器72的输出信号和该复制信号之间的相关性等方法，一边中继一边检查。
数字电平干扰除去电路83也与射频电平干扰除去电路79一样，通过直接复制成为干扰原因的信号即发送信号而制作出应从接收信号中除去的干扰成分。因此，不必通过特意推断来制作干扰成分，能发挥很高的干扰除去能力。
本实施方式中，数字电平干扰除去电路83被设置于模拟数字转换器和数字调制/解调电路之间，但本发明不仅仅局限设置于此，也可以设置于基带处理的其他地方。
中继器60包含射频电平干扰除去电路79和数字电平干扰除去电路83两者，但只设置其中一者的实施方式也可以。
中继器60中，第一天线65和第二天线66，应该注意使干扰为最小地进行设置。但是，当第一天线65和第二天线66之间距离近等无法使干扰足够小时，射频电平干扰除去电路79、数字电平干扰除去电路83，尤其发挥威力。
实施例3接着，说明将本发明的干扰除去装置应用在对频分复用(FDD)方式的通信进行中继的中继器的第三实施例。图8是用来说明本发明的中继器的第三实施例的框图。
中继器90包括通信控制部92、存储器93、天线94、发送频率用带通滤波器96、接收频率用带通滤波器97、发送端RF DAC98、接收端RF DAC99、发送端基带处理器100、接收端基带处理器101。因为中继器90是FDD方式的通信设备，发送端电路和接收端电路各需要两个。因此，中继器90还包括天线104、天线开关105、发送频率用带通滤波器106、接收频率用带通滤波器107、发送端RFDAC108、接收端RF ADC109、发送端基带处理器110、接收端基带处理器111。
天线94对访问点的方向具有定向性，发送频率用带通滤波器96是使上行链路用频率f1通过的带通滤波器。发送端RF DAC98相当于图7的中继器60的发送用射频电路67和数字模拟转换器68。此外，发送端基带处理器100，相当于图7中的中继器60的数字调制电路69和信道编码器70。接收频率用带通滤波器97是使下行链路用频率f2通过的带通滤波器。接收端RF ADC99相当于图7的中继器60的接收用射频电路71和数字模拟转换器72，接收端基带处理器101相当于图7中的中继器60的数字调制电路73和信道编码器74。
同样，天线104对移动通信终端的方向具有定向性。发送频率用带通滤波器96是下行链路频率的频率f2用的带通滤波器。发送端RFDAC108对应于发送端RF DAC98，发送端基带处理器110对应于发送端基带处理器100。此外，接收频率用带通滤波器107是使上行链路频率f1通过的带通滤波器。接收端RF ADC109对应于接收端RFADC99，接收端基带处理器111对应于接收端基带处理器101。
下行链路信道中，中继器90通过天线94和带通滤波器97，接收从访问点发送来的频率为f2的射频信号，并利用接收端RF ADC99对该射频信号进行频率变换和数字转换后，进一步利用接收端基带处理器101进行数字解调、错误控制解码、帧解析等。将最终得到的数据交给通信控制部92进行规定的处理并保存在存储器里。进一步，中继器90将要发送的数据从存储器中取出交给发送端基带处理器110，按照通信标准构筑帧，进行错误控制编码、数字调制，进而利用发送端RF DAC108将数字调制后的数据载波，利用带通滤波器106取出频率f2成分，通过天线104发送到移动通信终端。
上行链路信道中，中继器90通过天线104和带通滤波器107，收到从访问点发送来的频率为f1的射频信号，利用接收端RF ADC109将该信号转换成数字信号，进一步利用接收端基带处理器111进行数字解调、错误控制解码、帧解析等。将最终得到的数据交给通信控制部92，进行规定的处理并保存到存储器里。进一步，中继器90将要发送的数据从存储器中取出交给发送端基带处理器100，进行帧构筑、错误控制编码、数字调制等，进一步利用发送端RF DAC98转换成射频信号，并利用带通滤波器96取出频率f1成分，通过天线94发送到移动通信终端。
如上所述，因为发送端RF DAC98和接收端RF ADC109用同一个频率f1进行通信，所以发送端RF DAC98的输出射频信号，可能混入接收端RF ADC109，引起干扰。于是，为了防止该干扰，中继器90中，在发送端RF DAC98和接收端RF ADC109之间，具有相当于图7的射频电平干扰除去电路79的电路。这个电路由设置于发送端RF DAC98的后一级的射频信号分路器121、增益调整器122、延迟器123、以及设置于接收端RF ADC109前级的加法器136构成。它们的功能分别相当于图7的射频信号分路器75、增益调整器76、延迟器77、加法器78。另外，中继器90中，在发送端RF DAC98和接收端RF ADC109之间，具有相当于图7中的数字电平干扰除去电路83的电路。这个电路由设于发送端RF DAC98前级的数字信号分路器124、延迟器125、干扰除去器137构成。它们的功能分别相当于图7中的数字信号分路器80、延迟器81、干扰除去器82。图8中的中继器90，在发送端RF DAC98和接收端RF ADC109之间，备有射频电平干扰除去电路和数字电平干扰除去电路两者，但只具备其中一者的实施方式也可以。
同样，因为接收端RF DAC99和发送端RF ADC108用同一个频率f2进行通信，所以发送端RF DAC108的输出射频信号，可能混入接收端RF ADC99，引起干扰。于是，为了防止该干扰，中继器90中，在发送端RF ADC99和接收端RF ADC108之间，具有相当于图7的射频电平干扰除去电路79的电路。这个电路由设置在发送端RFDAC108的后一级的射频信号分路器131、增益调整器132、延迟器133、以及设置于接收端RF ADC109前级的加法器136构成。它们的功能分别相当于图7的射频信号分路器75、增益调整器76、延迟器77、加法器78。另外，中继器90中，在接收端RF ADC99和发送端RF DAC108之间，具有相当于图7中的数字电平干扰除去电路83的电路。这个电路由设置于发送端RF DAC108前级的数字信号分路器134、延迟电路135、干扰除去器127构成。这些功能分别相当于图7中的数字信号分路器80、延迟器81、干扰除去器82。中继器90在接收端RF ADC99和发送端RF DAC108之间，备有射频电平干扰除去电路和数字电平干扰除去电路两者。但只具备其中一者的实施方式也可以。
实施例4接着，用图9来说明具备图2的实施例1和图7的实施例2两者的特征的实施例。图9是本发明的上述实施例的中继器的框图。
本实施例中的中继器150，和图2的中继器一样，是中继以时分复用方式(TDD)进行的通信的中继器。中继器150包括通信控制部151、存储器152、发送端电路153、接收端电路154、第一天线155、第二天线156、天线开关157等。这些功能块，和图2中对应的功能块具有同样的功能。此外，第一天线155和第二天线156具有定向性，第一天线155对访问点的方向具有定向性，第二天线156与其相反，即对应该存在移动通信终端的方向具有定向性。
发送端电路153，包括发送用射频电路161、数字模拟转换器162、数字调制电路163、信道编码器164等。另外，接收端电路154包括接收用射频电路165、模拟数字转换器166、数字解调器167、信道解码器168等。这些功能块，和图2中对应的功能块具有同样的功能。
此外，中继器150在发送端电路153和接收端电路154之间具有和图7中射频电平干扰除去电路79相同的电路。这一电路，由设置于发送端电路153的后一级的射频信号分路器175、增益调整器176、延迟器177、以及设置于接收端电路154前级的加法器178构成。它们的功能分别相当于图7中的射频信号分路器75、增益调整器76、延迟器77、加法器78。中继器150在发送端电路153和接收端电路154之间具有相当于图7的数字电平干扰除去电路83的电路。这一电路，由设置于数字调制器163的后一级的数字信号分路器180、延迟电路181、干扰除去器182构成。它们的功能分别相当于图7中的数字信号分路器80、延迟器81、干扰除去器82。图9中的中继器150中，在发送端电路153和接收端电路154之间，备有射频电平干扰除去电路和数字电平干扰除去电路两者。但只具备其中一者的实施方式也可以。
如以上的实施例所示，本发明可以用于移动电话网络、无线局域网等的无线通信中的电波的中继。但是，本发明不仅限于前面所说明的实施例，显然在本发明的思想范围内可以考虑各种实施方式。例如，本发明不仅作为IEEE 802.11无线局域网的中继器，作为一般的多跳网络的中继器也是有发展前景的技术。此外，也可以将本发明并入移动终端，作为兼具终端和中继器的移动终端来实施。此外，作为图2等所描述的第一天线和第二天线，则不仅可以使用常用的扇形天线或自适应天线，而且也可以使用如MIMO(Multiple Input MultipleOutput多端输入多端输出)那样的被多路复用的天线。
权利要求
1.一种中继器，其配置在第一通信设备和第二通信设备的信道途中，其包括第一天线；第二天线；将基带信号转换成发送用射频信号的发送端电路；从接收到的射频信号中取出基带信号的接收端电路；在两个状态之间进行切换的切换部，其中两个状态为上述第一天线连接上述发送端电路且上述第二天线连接上述接收端电路的第一状态和上述第一天线连接上述接收端电路且上述第二天线连接上述发送端电路的第二状态；以及从上述接收端电路取得来自从上述第一或第二通信设备中任意一方的通信设备发送来的射频信号的基带信号，并在对上述基带信号所包含的通信数据进行规定的处理之后，将上述通信数据通过上述发送端电路发送到相对于上述一方通信设备的另一方通信设备的通信控制部。
2.根据权利要求1所述的中继器，上述切换部按照规定的定时在上述第一状态和上述第二状态之间进行切换。
3.根据权利要求1或2所述的中继器，上述通信控制部通过上述发送端电路进行发送，并且通过上述接收端电路进行接收。
4.根据权利要求1-3的任何一项所述的中继器，上述规定的处理涉及以下判断中的至少任意一个上述通信数据是否应该中继的判断、上述通信数据应到达的通信设备是否存在于自己的可通信范围内的判断、以及基于上述通信数据应到达的通信设备与自己之间的距离的步断。
5.根据权利要求1-4的任何一项所述的中继器，上述通信控制部保存在此次的上述第一状态中取得的上述信息，并在下次以后的上述第一状态中发送该保存的信息。
6.根据权利要求1-5的任何一项所述的中继器，上述通信控制部保存在此次的上述第二状态中取得的上述信息，并在下次以后的上述第二状态中发送该保存的信息。
7.根据权利要求1-6的任何一项所述的中继器，上述中继器是对利用了时分复用方式的通信进行中继的中继器，上述切换部按照上行链路与下行链路的切换定时来切换上述第一状态和上述第二状态。
8.根据权利要求1-7的任何一项所述的中继器，还包括使从上述发送端电路输出的发送用射频信号分路来复制上述发送用射频信号的第一复制部；和调节上述复制的射频信号的振幅或/和相位，并从输入上述接收端电路的射频信号中除去上述调节后的射频信号的第一干扰除去电路。
9.根据权利要求8所述的中继器，上述第一干扰除去电路按照从与上述发送端电路连接的天线进入与上述接收端电路连接的天线的上述发送用射频信号的振幅或/和相位，来调节上述复制的射频信号的振幅或/和相位。
10.根据权利要求1-9的任何一项所述的中继器，还包括对通过上述发送端电路转换成发送用射频信号之前的发送信号进行分路来复制该发送信号的第二复制部；和调节该所复制的发送信号的强度或/和相位，并从在上述接收端电路中由射频信号转换的接收信号中除去上述调节后的发送信号的第二干扰除去电路。
11.根据权利要求10所述的中继器，上述第二干扰除去电路按照从连接上述发送端电路的天线通过连接上述接收端电路的天线而混入上述接收端电路的上述发送信号的强度或/和相位，来调节上述复制的发送信号的强度或/和相位。
12.根据权利要求1-11的任何一项所述的中继器，上述第一天线和/或上述第二天线具有定向性。
13.根据权利要求1-12的任何一项所述的中继器，上述第一天线和/或上述第二天线是由多个天线构成的天线组。
14.根据权利要求1-13的任何一项所述的中继器，上述第一天线用于与上述第一通信设备进行通信，上述第二天线用于与上述第二通信设备进行通信。
15.根据权利要求1-14的任何一项所述的中继器，对无线局域网中的访问点和终端之间的通信进行中继。
16.根据权利要求1-14的任何一项所述的中继器，对蜂窝式无线电话的访问点和终端之间的通信进行中继。
17.根据权利要求1-14的任何一项所述的中继器，在多跳网络中对终端之间的通信进行中继。
18.一种通信设备，具有权利要求1-17的任何一项所述的中继器。
19.一种中继方法，利用中继器对使用时分复用方式进行通信的第一通信设备和第二通信设备之间交换的信号进行中继，在第一下行链路时，上述第一通信设备向上述中继器发送第一射频信号，上述中继器接收上述第一射频信号且取出上述第一射频信号所包含的第一基带信号，在上述第一下行链路之后的第一上行链路时，上述第二通信设备向上述中继器发送第二射频信号，上述中继器接收上述第二射频信号且取出上述第二射频信号所包含的第二基带信号，在上述第一上行链路之后的第二下行链路时，上述第一通信设备向上述中继器发送第三射频信号，上述中继器在将上述第一基带信号转换为发送用射频信号后将其发送到上述第二通信设备，并且接收上述第三射频信号，取出上述第三射频信号所包含的第三基带信号，在上述第二下行链路之后的第二上行链路时，上述第二通信设备向上述中继器发送第四射频信号，上述中继器在将上述第二基带信号转换为发送用射频信号后将其发送到上述第一通信设备，并且接收上述第四射频信号，取出上述第四射频信号所包含的第四基带信号。
20.根据权利要求19所述的中继方法，当应发送上述取出的基带信号的通信设备不在上述中继器的可通信范围内时，上述中继器不将该基带信号转换为发送用射频信号而将其废弃。
21.根据权利要求19或20所述的中继方法，在上述中继器上设置用于与上述第一通信设备进行通信的第一天线和用于与上述第二通信设备进行通信的第二天线，在下行链路时，使上述第一天线连接上述中继器的接收端电路，并且使上述第二天线连接上述中继器的发送端电路；在上行链路时，使上述第一天线连接上述发送端电路，并且使上述第二天线连接上述接收端电路。
22.一种中继器，其配置在第一通信设备和第二通信设备的信道途中，其包括第一天线；第二天线；与上述第一天线和上述第二天线中的任意一方天线相连接，并将基带信号转换为发送用射频信号的发送端电路；连接与上述一方天线相对的另一方天线，并从所接收的射频信号中取出基带信号的接收端电路；通过上述发送端电路进行发送，同时通过上述接收端电路进行接收的通信控制部；使从上述发送端电路输出的发送用射频信号分路来复制上述发送用射频信号的第一复制部；以及调节上述复制的射频信号的振幅或/和相位，并从输入上述接收端电路的射频信号中除去上述调节后的射频信号的第一干扰除去电路。
23.根据权利要求22所述的中继器，上述第一干扰除去电路按照从与上述发送端电路连接的天线进入与上述接收端电路连接的天线的上述发送用射频信号的振幅或/和相位，来调节上述复制的射频信号的振幅或/和相位。
24.一种中继器，其配置在第一通信设备和第二通信设备的信道途中，其包括第一天线；第二天线；与上述第一天线和上述第二天线中的任意一方天线相连接，并将基带信号转换为发送用射频信号的发送端电路；连接与上述一方天线相对的另一方天线，并从所接收的射频信号中取出基带信号的接收端电路；通过上述发送端电路进行发送，同时通过上述接收端电路进行接收的通信控制部；使通过上述发送端电路转换为发送用射频信号之前的发送信号分路来复制此发送信号的第二复制部；以及调节上述复制的发送信号的强度或/和相位，并从在上述接收端电路中由射频信号转换的接收信号中除去上述调节后的发送信号的第二干扰除去电路。
25.根据权利要求24所述的中继器，上述第二干扰除去电路按照从连接上述发送端电路的天线通过连接上述接收端电路的天线而混入上述接收端电路的上述发送信号的强度或/和相位，来调节上述复制的发送信号的强度或/和相位。
26.根据权利要求22-25的任何一项所述的中继器，上述第一天线和/或上述第二天线具有定向性。
27.根据权利要求22-26的任何一项所述的中继器，上述第一天线和/或上述第二天线是由多个天线构成的天线组。
28.根据权利要求22-27的任何一项所述的中继器，还包括在两个状态之间进行切换的切换部，其中两个状态为上述第一天线连接上述发送端电路且上述第二天线连接上述接收端电路的第一状态和上述第一天线连接上述接收端电路且上述第二天线连接上述发送端电路的第二状态。
29.根据权利要求22-28的任何一项所述的中继器，是对利用了时分复用方式的通信进行中继的中继器。
30.根据权利要求22-28的任何一项所述的中继器，是对利用了频分复用方式的通信进行中继的中继器。
31.根据权利要求22-30的任何一项所述的中继器，对无线局域网中的访问点和终端之间的通信进行中继。
32.根据权利要求22-30的任何一项所述的中继器，对蜂窝式无线电话的访问点和终端之间的通信进行中继。
33.根据权利要求22-30的任何一项所述的中继器，在多跳网络中对终端之间的通信进行中继。
34.一种通信终端，具有权利要求22-33的任何一项所述中继器。
全文摘要
本发明提供一种中继器，其包括第一天线；第二天线；将基带信号转换成发送用射频信号的发送端电路；从接收到的射频信号中取出基带信号的接收端电路；在以下两个状态之间切换的切换部，即上述第一天线连接到上述发送端电路并且上述第二天线连接到上述接收端电路的第一状态，和上述第一天线连接到上述接收端电路并且上述第二天线连接到上述发送端电路的第二状态；从第一或第二通信设备中任意一种通信设备发送来的射频信号中取得该接收端电路生成的基带信号，对此基带信号所包含的通信数据进行规定的处理以后，将此通信数据通过上述发送端电路发送到另一种通信设备的通信控制部。
文档编号H04B7/26GK101027855SQ20058003205
公开日2007年8月29日 申请日期2005年8月29日 优先权日2004年9月1日
发明者鹿岛毅, 朱厚道 申请人:诺基亚公司