JP2001016153A

JP2001016153A - 再生中継装置

Info

Publication number: JP2001016153A
Application number: JP18552499A
Authority: JP
Inventors: Masato Horaguchi; 正人洞口; Masashi Naito; 昌志内藤; Kazuto Ito; 和人伊藤
Original assignee: NTT Docomo Inc; Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc; Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】自局廻り込み干渉を容易に、且つ十分に除去
することができ、正常な中継サービスを可能とした自局
廻り込み干渉除去機能付き再生中継装置を提供する。【解決手段】自局への廻込波を廻込波検出回路１０Ａ
により検出し、この検出信号に基づいて、廻込波をキャ
ンセルするキャンセル信号調整回路８の調整を粗調と微
調とに切り替えて行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自局の送信部か
ら送信された無線信号が、自局の受信部へ廻り込むこと
により生じる廻り込み干渉を除去する機能を備えた再生
中継装置に関し、特に、その除去精度を高めることがで
きる無線再生中継装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】同一周波数帯の再生中継装置において
は、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が大きく、次
の関係を満たすような場合は発振が起こり、正常な中継
サービスが不可能となる。

【０００３】（中継装置の利得）＋（アンテナ間）結合
減衰量＞０ｄＢ

【０００４】この問題を解決するための再生中継装置と
して、従来より自局廻り込み干渉除去機能付き再生中継
装置が知られている。図４はかかる従来の自局廻り込み
干渉除去機能付き再生中継装置の構成を示すブロック図
である。

【０００５】図４において、１は本装置が中継を目的と
する電波を受信する為の受信アンテナ、２は受信アンテ
ナ１により受信された受信信号と、廻り込みキャンセル
用信号を入力とし、その和を演算出力する加算回路、３
は加算回路２の出力を入力とし、受信ベースバンド信号
及びＲＳＳＩ（受信電界強度）を出力する受信回路、４
は受信ベースバンド信号を入力とし、その復調結果を出
力とする復調回路、５は復調回路４による復調結果を入
力とし、ベースバンド再変調信号を出力とする変調回
路、６は変調回路５による変調信号を出力を入力とし、
無線出力信号を生成し出力する送信回路、７は送信回路
６の出力を入力とし、中継出力として電波を放射する送
信アンテナである。

【０００６】また、図４において、８は変調回路５の出
力を入力とし、その入力の位相、振幅、遅延を調整し、
受信回路３の出力に含まれる廻り込み波成分と同一の振
幅と逆の位相と同一の遅延量を有する信号を出力するキ
ャンセル信号調整回路、９は後述する廻込波検出回路１
０、調整制御回路１１からなり、キャンセル信号調整回
路８を制御する制御部である。

【０００７】廻込波検出回路１０は、受信回路３からの
ＲＳＳＩ信号、受信回路３からの受信ベースバンド信
号、変調回路５からの送信ベースバンドを入力とし、復
調回路４の入力信号の廻込波残差成分を検出し検出結果
を出力するものである。

【０００８】調整制御回路１１は、廻込波検出回路１０
の出力を入力とし、キャンセル信号調整回路８を調整制
御する。

【０００９】以下に、従来の再生中継装置の動作につい
て説明する。従来の装置では、受信アンテナ１で受信さ
れた、希望波と廻り込み成分の合成波である受信波か
ら、加算回路２により、後述する「廻り込み成分のレプ
リカ」を減算することにより廻り込み成分の除去を行
う。

【００１０】廻込成分が除去された受信波、即ち希望波
成分は、受信回路３により、チャネル選択，直交検波を
経てベースバンド信号に変換された後、復調回路４で正
常に復調された後に変調回路５により再変調され、さら
に送信回路６で送信出力に変換（直交変調や周波数変換
や増幅を）された後に、送信アンテナ７から出力され
る。

【００１１】上述の加算回路２で用いられる「廻り込み
成分のレプリカ」は、キャンセル信号調整回路８で生成
される。キャンセル信号調整回路８は移相器や減衰器か
ら構成され、ここでは送信回路６の出力を入力とし、制
御部９からの制御信号により、入力信号の位相及び振幅
及び遅延を調整して「廻り込み成分のレプリカ」として
出力する。

【００１２】廻込波検出回路１０、調整制御回路１１か
ら構成されている制御部９において、廻込波検出回路１
０は、受信回路３からのＲＳＳＩ（受信信号電界強度）
や受信ベースバンド信号、変調回路５から出力される送
信ベースバンド信号を入力とし、廻込成分を検出して調
整制御回路１１へ出力する。

【００１３】調整制御回路１１は、廻込波検出回路１０
からの情報を基に例えば適応アルゴリズム等により、位
相、振幅が最適になるように（即ちキャンセル残差成分
が減少するように）、キャンセル信号調整回路８の位
相、振幅を調整する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の技術においては、調整制御回路は、０度から３６
０度までにわたって位相調整制御をしなければならず、
これをソフトにより実現するためには、その分解能を維
持するため多大のメモリを要し、また処理量及び処理時
間も多大となる。また、一方、位相の制御信号を大きく
変化させても、通常の（アナログ）移送器（キャンセル
信号調整回路に含まれる）は、位相を大きく変えると減
衰量も変化する為、これらを独立に制御することができ
ず、ハードによる構成も困難となる。このため、従来の
再生中継装置では、廻込波を十分に除去することが困難
であるという問題点がある。

【００１５】そこで、この発明は、上述した従来の問題
点を解決し、容易にキャンセル調整回路の位相、振幅を
最適値に設定することができ、もって、廻込干渉を十分
に除去する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。

【００１６】

【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、この発明に係る再生中継装置は、無線信号を受信
する受信部と、無線信号を送信する送信部と、前記送信
部からの出力を調整して前記受信部側に戻し、前記送信
部より送信された無線信号が前記受信部で受信されてな
る廻込波を除去するキャンセル信号調整部と、前記受信
部で受信される無線信号より、前記廻込波を検出する廻
込波検出部と、前記廻込波検出部の出力に基づいて、前
記キャンセル信号調整部を粗く調整制御する粗調制御部
と、前記廻込波検出部の出力に基づいて、前記キャンセ
ル信号調整部を細かく調整制御する微調制御部と、前記
粗調制御部と前記微調制御部による調整制御を切り替え
て前記キャンセル信号調整部の制御を行わせる制御切替
部とを備えてなるものである。

【００１７】かかる構成において、廻込波検出部は受信
部への廻込波残差成分を検出し検出結果を出力する。粗
調制御部は、廻込波検出部の出力を入力とし、キャンセ
ル信号調整部を粗調する制御信号を出力する。また、微
調制御部は廻込波検出部の出力を入力とし、キャンセル
信号調整部を微調する制御信号を出力する。制御切替部
は、これら粗調制御部と微調制御部からの制御信号を、
これらの制御状態に応じて、廻込波検出部の出力指令信
号に基づき切り替える。

【００１８】本発明の実施の形態においては、粗調制御
部としての粗調制御回路１２は、装置起動時や、キャン
セル動作不良時である例えばキャンセルが大きく外れた
ときに動作する。粗調制御回路１２は、キャンセル信号
調整回路８への制御信号（位相情報及び振幅情報）を段
階的に変化させ、その各段階における上記廻込波検出回
路１０Ａで検出される廻込成分の残差を比較し、キャン
セル信号調整回路８での位相、振幅の近似値を初期値と
して得る。また、微調制御部としての微調制御回路１３
は、粗調制御回路１２によりキャンセル信号調整回路が
位相・振幅の初期値（近似値：例えば上記残差が位相で
±１０度以内、キャンセル量が数デシベル以内）に設定
されたのちに動作する。微調制御回路１３は、廻込波検
出回路１０Ａからの情報を基に、適応アルゴリズムによ
り、位相、振幅が最適になるように（即ちキャンセル残
差成分が減少するように）、キャンセル信号調整回路８
の位相、振幅を微調整する。

【００１９】そして、このような構成によれば、粗調に
より定められた所定の範囲において、微調を行えばよい
ので、移相範囲の全範囲において分解能を小さくとる必
要がなく、また、変化させる移送の範囲も小さい為、移
送器が振幅成分に影響を与えないので、処理が容易、迅
速となり、廻込波を精度良く、確実に除去することがで
きる。これは、振幅調整部においても同様である。

【００２０】また、この発明に係る再生中継装置におい
て、前記微調制御部には、該微調制御部の感度を切り替
えるための感度切替部を備えているものである。

【００２１】ここで、「感度」とは、伝搬路変動への追
従を決めるパラメータを意味し、微調制御部の感度を表
すパラメータとしては、適応アルゴリズムにおいて用い
られる忘却係数を用いることができる。そして、例え
ば、この感度は、粗調制御部より微調制御部に制御が切
り替えられた後、一定時間は忘却係数を小さく（感度を
低く）、その後はそれよりも大きく（感度を高く）設定
することにより切り替えることができる。また、切り替
え後一定時間は、廻込波検出部から微調制御部への入力
部に形成される伝達関数の時定数を大きく（感度を低
く）、その後はそれよりも小さく（感度を高く）設定す
ることによっても切り替えることができる。

【００２２】そして、このような構成によれば、廻込伝
搬路の変化により廻込波の位相・振幅が時間とともに変
動するような場合に、微調制御部の感度を高くすること
によってキャンセルが最適点に収束しなくなるという恐
れを改善できる。すなわち、キャンセル量は、廻り込み
伝搬路の変動の為、実際、図３に示す様な滑らかな曲線
ではなく、時間とともに凹凸が揺らぐグラフとなる。従
って、本来の傾きが緩やかな点（Ａ点など）では、微調
制御の感度を大きくしすぎると、グラフの傾きが本来の
位相偏差を０にする方向へ向かわず、伝搬路の変動によ
って発生する部分的な極小点に向かい、その結果キャン
セルが最適点に収束せず、十分なキャンセル量が確保で
きなくなり、またこの問題を避ける為に感度を小さくし
たままだと、微小な位相制御が必要となる収束点近傍
（Ｂ点）で収束しなくなる、という事態が発生するが、
この発明によれば、このような事態の発生を防止するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
を用いて説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示すブ
ロック図である。図１において、図４と同一符号は図４
に示したものと同一又は相当物を示している。実施の形
態１における再生中継装置は、中継を目的とする電波
（希望信号）を受信する為の受信アンテナ１と、上記受
信アンテナ１の出力を入力し、受信信号及び受信電界強
度レベルＲＳＳＩを出力する受信回路３と、上記受信信
号と、装置内部で生成される廻り込みキャンセル信号と
を入力とし、その和を演算出力する加算回路２と、加算
回路２の出力を入力し、その復調を行う復調回路４と、
上記復調結果を入力とし、再変調を施す変調回路５と、
変調回路５の出力を入力とし、無線出力信号を生成して
出力する送信回路６と、変調回路５の出力を入力とし、
中継出力として電波を放射する送信アンテナ７とを備え
ている。

【００２４】更に、この再生中継装置は送信回路６の出
力を入力とし、上記入力の位相、振幅を調整し、後述す
る制御部９Ａからの制御信号に従い、受信回路３の出力
のうちの廻り込み信号成分と同一の振幅と逆の位相、同
一の遅延時間を有する信号を生成し廻り込みキャンセル
信号として出力するキャンセル信号調整回路８を備え
る。

【００２５】そして、制御部９Ａは、受信回路３の出
力、変調回路５の出力を入力として受信信号内の廻込成
分の振幅と位相を検出するとともに、キャンセル信号調
整回路８の制御信号を切り換える切替信号、及び後述す
る感度切替回路の切り換えタイミングを出力する廻込波
検出回路１０Ａと、廻込波検出回路１０Ａの出力である
受信信号内の廻込成分の振幅と位相情報を元にキャンセ
ル信号調整回路８を粗調制御する信号を出力する粗調制
御回路１２と、廻込波検出回路１０Ａの出力である受信
信号内の廻込成分の振幅と位相情報に基づいてキャンセ
ル信号調整回路８を微調制御する信号を出力する微調制
御回路１３と、粗調制御回路１２の出力と微調制御回路
１３の出力を入力とし、その２つの入力信号を、廻込波
検出回路１０Ａからの制御に従い、切り換えて出力する
制御信号切替回路１４とを備えて構成されている。

【００２６】以下に、実施の形態１の動作について説明
する。実施の形態１において、受信アンテナ１で受信さ
れた希望波と廻り込み波（成分）の合成波である受信波
から、加算回路２により「廻り込み成分のレプリカ」を
減算することにより廻り込み成分の除去を行う。

【００２７】廻込成分が除去された受信波、即ち希望波
成分は、復調回路４で正常に復調された後に変調回路５
により再変調され、さらに送信回路６で送信出力に変換
（周波数変換や増幅を）された後に、送信アンテナ７か
ら出力される。

【００２８】加算回路２で用いられる「廻り込み成分の
レプリカ」は、キャンセル信号調整回路８で生成され
る。キャンセル信号調整回路８は移相器、減衰器から構
成され、ここでは送信回路６の出力を入力とし、制御部
９Ａからの制御信号により、入力信号の位相、振幅を調
整して「廻り込み成分のレプリカ」として出力する。

【００２９】廻込波検出回路１０Ａ、粗調制御回路１
２、微調制御回路１３、制御信号切替回路１４から構成
されている制御部９Ａにおいて、廻込波検出回路１０Ａ
は、受信回路３からのＲＳＳＩ（受信信号電界強度）や
受信ベースバンド信号、変調回路５から出力される送信
ベースバンド信号を入力とし、廻込成分を検出して粗調
制御回路１２、微調制御回路１３へ出力する。また、廻
込波検出回路１０Ａは、廻込成分の残差の大きさによ
り、キャンセルのモードを粗調又は微調に切り換え、切
替信号を制御信号切替回路１４に出力する。

【００３０】粗調制御回路１２は、装置起動時や、キャ
ンセル動作不良時である例えばキャンセルが大きく外れ
たときに動作する。粗調制御回路１２は、キャンセル信
号調整回路８への制御信号（位相情報及び振幅情報）を
段階的に変化させ、その各段階における廻込波検出回路
１０Ａで検出される廻込成分の残差を比較し、キャンセ
ル信号調整回路８での位相、振幅の近似値を初期値とし
て得る。

【００３１】微調制御回路１３は、粗調制御回路１２に
よりキャンセル信号調整回路８が位相、振幅の初期値
（近似値）に設定されたのちに動作する。微調制御回路
１３は、廻込波検出回路１０Ａからの情報を基に、適応
アルゴリズムにより、位相・振幅が最適になるように
（即ちキャンセル残差成分が減少するように）、キャン
セル信号調整回路８の位相、振幅を微調整する。

【００３２】制御信号切替回路１４は、廻込波検出回路
１０Ａからの情報により、キャンセルのモードの粗調又
は微調を切り換える。上記の動作により、実施の形態１
では、粗調制御回路１２により、キャンセル信号調整回
路８の位相、振幅の近似値（例えば、残差成分が±１０
°以内、キャンセル量が数デシベル（ｄＢ）以内）を見
つけ、その近似値から微調制御回路の動作をスタート
し、位相・振幅を最適値に近づける事によって、キャン
セル動作を実現している。

【００３３】上述した実施の形態１によれば、粗調によ
り定められた所定の範囲において、微調を行えばよいの
で、移相範囲の全範囲において、分解能を小さくとる必
要がなく、また、位相情報と振幅情報を独立して扱える
ので、もって、処理が容易、迅速となり、廻込波を精度
良く、確実に除去することができる。

【００３４】実施の形態２．以下、実施の形態２につい
て説明する。図２は実施の形態２を示すブロック図であ
る。図２において、図１と同一符号は図１に示した対象
と同一又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では、廻込波検出回路１０Ｂからの出
力信号に基づいて、微調制御回路１３Ａの感度を切り替
える感度切替回路１５が新たに備えられる。

【００３５】この感度切替回路１５は、廻込波検出回路
１０Ｂの出力に基づいて、キャンセル信号調整回路８へ
の出力が粗調制御回路１２の出力から、微調制御回路１
３Ａの出力へと切り替えられた後、一定時間にわたって
微調制御回路１３Ａの感度を低く設定し、その後、微調
制御回路１３Ａの感度を高く設定するように、微調制御
回路１３Ａの感度を切り替えるものである。

【００３６】ここで、「感度」とは、伝搬路変動への追
従を決めるパラメータを意味し、微調制御部の感度を表
すパラメータとしては、適応アルゴリズムにおいて用い
られる忘却係数を用いることができる。そして、例え
ば、この感度は、粗調制御部より微調制御部に制御が切
り替えられた後、一定時間は忘却係数を小さく（感度を
低く）、その後はそれよりも大きく（感度を高く）設定
することにより切り替えることができる。また、切り替
え後一定時間は、廻込波検出部から微調制御部への入力
部に形成される伝達関数の時定数を大きく（感度を低
く）、その後はそれよりも小さく（感度を高く）設定す
ることによっても切り替えることができる。

【００３７】そして、実施の形態２によれば、廻込伝搬
路の変化により廻込波の位相・振幅が時間とともに変動
するような場合に、微調制御部の感度を高くすることに
よってキャンセルが最適点に収束しなくなるという恐れ
を改善できる。すなわち、実施の形態１では、粗調の
後、直ちに微調を行うが、この微調の感度については述
べられていない。しかしこの感度が高い場合において、
廻り込み量が大、即ち要求されるキャンセル量が大きい
ときは、以下の問題が発生する恐れがある。

【００３８】図３は、廻込波とキャンセル用レプリカ波
の位相偏差と、キャンセル量の関係のグラフを示してい
る。横軸が位相偏差、縦軸がキャンセル量である。（こ
の図では振幅は一定とする。）図のＡ点はキャンセル量
が１０ｄＢ、Ｂ点はキャンセル量が３０ｄＢの点であ
り、矢印の傾きはそれぞれの点での位相の変化に対する
キャンセル量の敏感さを示している。

【００３９】図３から明らかなように、キャンセル量が
大きいところ（図で偏差＝０近傍：図３のＢ点など）で
は、位相偏差に対してキャンセル量が急峻に敏感になっ
ている。すなわち、大きなキャンセル量を実現するに
は、位相の微妙な調整が必要となる。

【００４０】これに対して、キャンセル量が大でない箇
所、例えば図３のＡ点では、グラフの傾斜が緩やかであ
り、位相偏差の動きに対してキャンセル量の変化が少な
い。この点のみから考えると、微調制御の感度（時定数
・忘却係数など）を敏感にすればＡ点、Ｂ点のどちらで
も制御がキャンセル量の大きい方へ働くと考えられる
が、実際の場合では、廻込伝搬路の変化により廻込波の
位相・振幅が時間とともに変動しているため、図３の様
な滑らかな曲線ではなく、時間とともに凹凸が揺らぐグ
ラフとなる。

【００４１】従って、本来の傾きが緩やかな点（Ａ点な
ど）では、微調制御の感度を大きくしすぎると、グラフ
の傾きが本来の位相偏差を０にする方向へ向かわず、伝
搬路の変動によって発生する部分的な極小点に向かい、
その結果キャンセルが最適点に収束せず、十分なキャン
セル量が確保できなくなる事態が発生する。

【００４２】実施の形態２によれば、廻込波検出回路が
ＲＳＳＩ信号に基づいて、制御を粗調から微調に切り替
る時、初めの一定時間は微調の感度を緩く設定する信号
を感度切替回路に出力する。このことにより、キャンセ
ル量がまだあまり取れていない状態、即ちキャンセル信
号調整回路の位相、振幅の変化に対してキャンセル量の
変化が少ない状態でも正常な方向へ制御が向かう。

【００４３】その後、ある程度キャンセル量が取れた後
に、微調の感度を敏感に切り換えることにより、微少量
の位相の調整を行い、キャンセル量を大きくすることに
より、上記事態の発生を防止することができる。従っ
て、実施の形態２によれば、粗調後の廻込量が大きな場
合、即ち大きなキャンセル量が必要とされる場合でも、
粗調から微調への移行がスムーズとなり、正常な再生中
継サービスが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、この発
明に係る再生中継装置は、無線信号を受信する受信部
と、無線信号を送信する送信部と、前記送信部からの出
力を調整して前記受信部側に戻し、前記送信部より送信
された無線信号が前記受信部で受信されてなる廻込波を
除去するキャンセル信号調整部と、前記受信部で受信さ
れる無線信号より、前記廻込波を検出する廻込波検出部
と、前記廻込波検出部の出力に基づいて、前記キャンセ
ル信号調整部を粗く調整制御する粗調制御部と、前記廻
込波検出部の出力に基づいて、前記キャンセル信号調整
部を細かく調整制御する微調制御部と、前記粗調制御部
と前記微調制御部による調整制御を切り替えて前記キャ
ンセル信号調整部の制御を行わせる制御切替部とを備え
たため、粗調により定められた所定の範囲において、微
調を行えばよいので、移相範囲の全範囲において、分解
能を小さくとる必要がなく、また、位相情報と振幅情報
を独立して扱えるので、もって、処理が容易、迅速とな
り、廻込波を精度良く、確実に除去することができると
いう効果を奏する。

【００４５】また、この発明に係る再生中継装置は、前
記微調制御部に該微調制御部の感度を切り替えるための
感度切替部を備えため、上記効果に加え、廻込伝搬路の
変化により廻込波の位相・振幅が時間とともに変動する
ような場合に、微調制御部の感度を適切に定めることが
できるので、キャンセル量が最適点にスムーズに収束さ
れ、もって、正常な中継サービスを可能とした自局廻り
込み干渉除去機能付き再生中継装置を提供することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１を示すブロック図である。

【図２】実施の形態２を示すブロック図である。

【図３】位相偏差とキャンセル量を示す図である。

【図４】従来の技術を示すブロック図である。

【符号の説明】

１受信アンテナ２加算回路３受信回路４復調回路５変調回路６送信回路７送信アンテナ８キャンセル信号調整回路１０Ａ，１０Ｂ廻込波検出回路１２粗調制御回路１３，１３Ａ微調制御回路１４，１４Ａ制御信号切替回路

フロントページの続き (72)発明者内藤昌志東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内 (72)発明者伊藤和人東京都港区虎ノ門二丁目10番１号エヌ・ティ・ティ移動通信網株式会社内Ｆターム(参考） 5K033 AA05 CC04 DB01 DB09 DB18 EA06 5K072 AA04 BB27 CC34 DD16 DD17 GG01 GG14 GG25 GG26 GG33 GG36

Claims

【特許請求の範囲】特許請求の範囲

【請求項１】無線信号を受信する受信部と、無線信号
を送信する送信部と、前記送信部からの出力を調整して
前記受信部側に戻し、前記送信部より送信された無線信
号が前記受信部で受信されてなる廻込波を除去するキャ
ンセル信号調整部と、前記受信部で受信される無線信号
より、前記廻込波を検出する廻込波検出部と、前記廻込
波検出部の出力に基づいて、前記キャンセル信号調整部
を粗く調整制御する粗調制御部と、前記廻込波検出部の
出力に基づいて、前記キャンセル信号調整部を細かく調
整制御する微調制御部と、前記粗調制御部と前記微調制
御部による調整制御を切り替えて前記キャンセル信号調
整部の制御を行わせる制御切替部とを備えてなる再生中
継装置。
【請求項２】前記微調制御部には、該微調制御部の感
度を切り替えるための感度切替部を備えている請求項１
記載の再生中継装置。