JP2010233091A - 中継装置、中継方法、受信装置および受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドップラ効果による周波数偏差を補償して通信品質を向上させること。
【解決手段】基地局側アンテナ１１０は、基地局からの信号を受信する。周波数偏差検出部１４０は、基地局側アンテナ１１０によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する。遅延変化量演算部１５１は、周波数偏差検出部１４０によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて信号の遅延変化量を算出する。遅延制御部１５２は、遅延変化量演算部１５１によって演算された遅延変化量に応じて信号の遅延量を制御する。補償用発振器１６１および複素乗算器１６２は、周波数偏差検出部１４０によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて信号のキャリア周波数偏差を補償する。移動局側アンテナ１８０は、遅延制御部１５２によって遅延量を制御され、補償用発振器１６１および複素乗算器１６２によってキャリア周波数偏差を補償された信号を送信する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ドップラ効果による周波数偏差を補償する中継装置、中継方法、受信装置および受信方法に関する。

近年、セルラー方式の移動無線通信システムが普及し、多くのユーザが列車などの移動体に搭乗した状態で通信を行うようになってきた。移動通信システムでは、大容量通信を行うために、高いキャリア周波数を用いて広帯域化を図り、変調方式としては多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式等が採用されている。また、交通機関の発達により、列車の高速化が図られている。

ところで、このような移動体通信システムでは、移動局を設置した列車などが高速移動すると、ドップラ効果によって受信周波数偏差が大きくなる。ドップラ周波数偏差は、より高速で移動する場合や、より高いキャリア周波数を使用すると大きくなる。一方、キャリア周波数を自動的に制御するＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌ）が用いられている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

特表２００６−５１２８７４号公報

しかしながら、上述した従来技術では、ドップラ効果によるキャリア周波数偏差は補償しても、シンボル（チップまたはサンプル）周波数偏差は補償できないため、シンボル周波数偏差が大きくなり通信品質（たとえば符号誤り率）が劣化するという問題がある。特に、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）など、キャリア周波数とシンボル周波数が同期していることが要求される通信システムでは、キャリア周波数偏差の補償だけでは十分な通信品質を得られない。

開示の中継装置、中継方法、受信装置および受信方法は、上述した問題点を解消するものであり、ドップラ効果による周波数偏差を補償して通信品質を向上させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この中継装置は、基地局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算手段と、前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段と、前記遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記補償手段によってキャリア周波数偏差を補償された信号を送信する送信手段と、を備える。

上記構成によれば、ドップラ効果によるキャリア周波数偏差を補償するとともに、信号の遅延量を制御することでシンボル周波数偏差を補償することができる。

開示の中継装置、中継方法、受信装置および受信方法によれば、ドップラ効果による周波数偏差を補償して通信品質を向上させることができる。

実施の形態１にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。 図１に示した周波数偏差検出部の具体的な構成例を示すブロック図である。 図１に示した遅延制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。 図３に示した遅延制御部の動作例を示す図である。 実施の形態２にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。 中継装置が受信する受信信号の周波数特性を示すグラフである。 ＦＩＲフィルタの周波数特性を示すグラフである。 ＦＩＲフィルタの出力信号の周波数特性を示すグラフである。 図７に示した各ＦＩＲフィルタの具体的な構成例を示すブロック図である。 図７に示したＦＩＲフィルタの周波数特性補正の動作例を示す図である。 実施の形態５にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態６にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態７にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態８にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、この中継装置、中継方法、受信装置および受信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる中継装置は、列車などの移動体の中に設けられ、移動体の中の移動端末と、移動体の外の基地局と、の間の通信を中継する無線中継装置である。基地局、中継局および移動局を含む通信システムについては後述する（図１５参照）。図１において、基地局から移動端末へ信号を送信するダウンリンクに関する中継装置の構成について説明する。

図１に示すように、中継装置１００は、基地局側アンテナ１１０と、基準発振器１２１と、局部発振器１２２と、第一周波数変換部１３０と、周波数偏差検出部１４０と、遅延変化量演算部１５１と、遅延制御部１５２と、補償用発振器１６１と、複素乗算器１６２と、第二周波数変換部１７０と、移動局側アンテナ１８０と、を備えている。

基地局側アンテナ１１０は、基地局から送信されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を受信する。基地局側アンテナ１１０は、受信したＲＦ信号を第一周波数変換部１３０へ出力する。基地局側アンテナ１１０が受信する信号のキャリア周波数をｆｃとする。基準発振器１２１は、基準信号を発振し、発振した基準信号を局部発振器１２２へ出力する。局部発振器１２２は、基準発振器１２１から出力された基準信号に同期する周波数ｆｃの局発信号を発振し、発振した局発信号を第一周波数変換部１３０および第二周波数変換部１７０のそれぞれへ出力する。

第一周波数変換部１３０は、基地局側アンテナ１１０から出力されたＲＦ信号に対して、キャリア周波数からベースバンド周波数への周波数変換（直交検波）を行う。具体的には、第一周波数変換部１３０は、第一ミキサ１３１と、ローパスフィルタ１３２と、を備えている。第一ミキサ１３１は、基地局側アンテナ１１０から出力されたＲＦ信号と、局部発振器１２２から出力された局発信号と、を乗算する。第一ミキサ１３１は、乗算結果を示す信号をローパスフィルタ１３２へ出力する。

ローパスフィルタ１３２は、第一ミキサ１３１から出力された信号のうちの、乗算により得られた差の周波数成分を抽出する。ローパスフィルタ１３２によって抽出される信号は、第一周波数変換部１３０へ入力されたＲＦ信号のベースバンド信号である。ローパスフィルタ１３２は、抽出したベースバンド信号を、周波数偏差検出部１４０および遅延制御部１５２のそれぞれへ出力する。

周波数偏差検出部１４０は、第一周波数変換部１３０から出力されたベースバンド信号に基づいて、基地局側アンテナ１１０によって受信された信号の周波数偏差を検出する（詳細については、たとえば図２参照）。周波数偏差検出部１４０は、検出した周波数偏差を、遅延変化量演算部１５１および補償用発振器１６１のそれぞれへ通知する。

遅延変化量演算部１５１は、周波数偏差検出部１４０から通知された周波数偏差に基づいて遅延時間変化量を算出する。遅延時間変化量は、ドップラ効果による時間当たりの遅延時間である。周波数偏差検出部１４０から通知される周波数偏差ｆｄは、たとえば下記（１）式によって示すことができる。

上記（１）式において、ｖは、中継装置１００を備える移動体の基地局に対する相対速度を示し、λは基地局から中継装置１００が受信する信号の波長を示している。ｓは基地局と中継装置１００との間の距離を示し、ｔは時間を示し、ｃは光の速度（３×１０^８［ｍ／ｓ］）を示している。τはドップラ効果による遅延時間を示している。上記（１）式から、遅延時間変化量ｄτ／ｄｔは、下記（２）式によって示すことができる。

遅延変化量演算部１５１は、たとえば上記（２）式と、周波数偏差検出部１４０から通知された周波数偏差ｆｄと、を用いて遅延時間変化量ｄτ／ｄｔを算出する。遅延変化量演算部１５１は、算出した遅延時間変化量を遅延制御部１５２へ通知する。たとえば、キャリア周波数ｆｃ＝３［ＧＨｚ］とし、移動速度ｖ＝３６０［ｋｍ／ｈ］＝１００［ｍ／ｓ］とした場合は、上記（１）式により周波数偏差ｆｄ＝１［ｋＨｚ］となる。この場合は、上記（２）式により遅延時間変化量ｄτ／ｄｔ＝０．３３［μｓ／ｓ］となる。

遅延制御部１５２は、遅延変化量演算部１５１から通知された遅延時間変化量ｄτ／ｄｔに応じて、第一周波数変換部１３０から出力されたベースバンド信号の遅延量を制御する。たとえば遅延時間変化量ｄτ／ｄｔ＝０．３３［μｓ／ｓ］である場合は、遅延制御部１５２は、ベースバンド信号の遅延量を１秒間に０．３３［μｓ／ｓ］ずつ変化させることにより、ドップラ効果によるシンボル周波数偏差を補償することができる。遅延制御部１５２は、遅延量を制御したベースバンド信号を複素乗算器１６２へ出力する。

なお、遅延制御部１５２は、ベースバンド信号の遅延量の増加および減少のいずれも行うことができるように、初期状態（ドップラ効果がない状態）で一定の遅延量だけベースバンド信号を遅延させておくとよい。補償用発振器１６１および複素乗算器１６２は、周波数偏差検出部１４０によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいてベースバンド信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段である。

具体的には、補償用発振器１６１は、周波数偏差検出部１４０から通知された周波数偏差に応じたキャリア補償信号を発振し、発振したキャリア補償信号を複素乗算器１６２へ出力する。複素乗算器１６２は、遅延制御部１５２から出力されたベースバンド信号に対して、補償用発振器１６１から出力されたキャリア補償信号による複素乗算を行い、複素乗算を行ったベースバンド信号を第二周波数変換部１７０へ出力する。

第二周波数変換部１７０は、複素乗算器１６２から出力されたベースバンド信号に対して、ベースバンド周波数からキャリア周波数（ＲＦ周波数）への周波数変換（直交変調）を行う。具体的には、第二周波数変換部１７０は、第二ミキサ１７１と、バンドパスフィルタ１７２と、を備えている。第二ミキサ１７１は、複素乗算器１６２から出力されたベースバンド信号と、局部発振器１２２から出力された局発信号と、を乗算する。第二ミキサ１７１は、乗算結果を示す信号をバンドパスフィルタ１７２へ出力する。

バンドパスフィルタ１７２は、第二ミキサ１７１から出力された信号のうちの、変調波の周波数成分を抽出する。バンドパスフィルタ１７２によって抽出される信号は、第二周波数変換部１７０へ入力されたベースバンド信号を周波数変換したＲＦ信号である。バンドパスフィルタ１７２は、抽出したＲＦ信号を移動局側アンテナ１８０へ出力する。移動局側アンテナ１８０は、第二周波数変換部１７０から出力されたＲＦ信号を移動局へ送信する。

ここでは、受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換してからキャリア周波数偏差およびシンボル周波数偏差の補償を行い、補償を行ったベースバンド信号をＲＦ信号に変換して送信する構成について説明したが、このような構成に限らない。たとえば、受信したＲＦ信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換してからキャリア周波数偏差およびシンボル周波数偏差の補償を行い、補償を行ったＩＦ信号をＲＦ信号に変換して送信する構成としてもよい。

たとえば、基準発振器１２１が発振する基準信号に同期した局部発振器１２２の周波数ｆｌとＲＦ信号周波数ｆｃとの差をＩＦ信号周波数とする。そして、ローパスフィルタ１３２に代えて、第一ミキサ１３１から出力された信号のうちの、乗算により得られた差の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタを設ける。これにより、ＲＦ信号をＩＦ周波数に周波数変換してからキャリア周波数偏差およびシンボル周波数偏差の補償を行い、補償を行ったＩＦ信号をＲＦ信号に変換することができる。

図２は、図１に示した周波数偏差検出部の具体的な構成例を示すブロック図である。図２に示すように、周波数偏差検出部１４０（図１参照）は、パイロット信号検出部２１０と周波数偏差算出部２２０とを備えている。パイロット信号検出部２１０は、第一周波数変換部１３０から出力されたベースバンド信号に含まれるパイロット信号を検出する。

パイロット信号検出部２１０は、検出したパイロット信号を周波数偏差算出部２２０へ出力する。周波数偏差算出部２２０は、パイロット信号検出部２１０から出力されたパイロット信号の位相回転を求めることにより周波数偏差を算出し、算出した周波数偏差を、遅延変化量演算部１５１および補償用発振器１６１のそれぞれへ通知する。

図３は、図１に示した遅延制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。図３に示すように、遅延制御部１５２は、遅延回路３１１〜３１ｎと、乗算回路３２０〜３２ｎと、加算回路３３０と、タップ係数制御回路（不図示）と、を備える時変レートフィルタである（ｎ＝５，６，７，…）。遅延回路３１１〜３１ｎ、乗算回路３２０〜３２ｎおよび加算回路３３０は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：有限インパルス応答）フィルタ（トランスバーサルフィルタ）を構成している。

遅延制御部１５２のタップ係数制御回路（不図示）は、乗算回路３２０〜３２ｎに対してそれぞれタップ係数ａ０〜ａｎを入力する。遅延制御部１５２へ入力されたベースバンド信号は、乗算回路３２０および遅延回路３１１のそれぞれへ入力される。乗算回路３２０は、入力されたベースバンド信号に対してタップ係数ａ０を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路３３０へ出力する。

遅延回路３１１は、入力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路３２１および遅延回路３１２のそれぞれへ出力する。乗算回路３２１は、遅延回路３１１から出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ａ１を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路３３０へ出力する。

遅延回路３１２は、遅延回路３１１から出力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路３２２および遅延回路３１３のそれぞれへ出力する。乗算回路３２２は、遅延回路３１２から出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ａ２を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路３３０へ出力する。

遅延回路３１３は、遅延回路３１２から出力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路３２３および遅延回路３１４のそれぞれへ出力する。乗算回路３２３は、遅延回路３１３から出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ａ３を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路３３０へ出力する。

遅延回路３１ｎは、遅延回路３１（ｎ−１）から出力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路３２ｎへ出力する。乗算回路３２ｎは、遅延回路３１ｎから出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ａｎを乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路３３０へ出力する。

加算回路３３０は、乗算回路３２０〜３２ｎから出力された各ベースバンド信号を加算し、加算したベースバンド信号を複素乗算器１６２へ出力する。遅延制御部１５２のタップ係数制御回路（不図示）は、遅延変化量演算部１５１から通知された遅延変化量に基づいて、乗算回路３２０〜３２ｎへ入力するタップ係数ａ０〜ａｎを調節することで、ベースバンド信号の遅延量を変化させることができる。

図４は、図３に示した遅延制御部の動作例を示す図である。図４に示す波形４１０は、遅延量が多い場合のベースバンド信号を示している。波形４１０における各プロット点は、図３に示した遅延制御部１５２の乗算回路３２０〜３２ｎへ入力するタップ係数ａ０〜ａｎに応じてそれぞれ変化する。

たとえば、遅延制御部１５２のタップ係数制御回路は、タップ係数ａ０〜ａｎのうちのプロット点４０１に対応するタップ係数を、プロット点４０２となるように調節する。同様に、波形４１０における他の各プロット点に対応する各タップ係数を調節することで、ベースバンド信号を波形４１０から波形４２０のように変化させることができる。これにより、ベースバンド信号をより前進させることができる。

このように、実施の形態１にかかる中継装置１００によれば、ドップラ効果によるキャリア周波数偏差を補償するとともに、信号の遅延量を制御することでシンボル周波数偏差を補償し、通信品質を向上させることができる。特に広帯域の通信システムにおいて、シンボル周波数偏差の補償を行うことで通信品質を向上させることができる。

また、キャリア周波数偏差およびシンボル周波数偏差の両方を補償することで、キャリア周波数とシンボル周波数とを同期させることが可能になる。このため、Ｗ−ＣＤＭＡなどの、キャリア周波数とシンボル周波数とが同期していることが要求される通信システムにおいて特に通信品質を向上させることができる。

また、中継装置１００による中継により、車両などの移動体の中に位置し、高速移動に対応していない移動局であっても、移動体の外の基地局との通信を高品質に行うことができる。たとえば、中継装置１００と移動局との間で無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：構内通信網）などによる通信を行うことで、移動局は中継装置１００を介して基地局との間で高品質に通信を行うことができる。

また、受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換することで、キャリア周波数偏差の検出や信号の遅延量の制御を安定して精度よく行うことができる。また、受信したＲＦ信号をＩＦ信号に変換することによっても、キャリア周波数偏差の検出や信号の遅延量の制御を精度よく安定して行うことができる。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。図５において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態２にかかる中継装置１００は、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ Ｄｕｐｌｅｘ：周波数分割複信）による双方向通信を行う。

具体的には、中継装置１００は、図１に示した構成に加えて、第一ＤＵＰ５１０（デュプレクサ）と、ＵＬ側局部発振器５２０と、ＵＬ側周波数偏差演算部５３０と、第二ＤＵＰ５４０と、第三周波数変換部５５０と、ＵＬ側遅延制御部５６０と、ＵＬ側補償用発振器５７１と、ＵＬ側複素乗算器５７２と、第四周波数変換部５８０と、を備えている。

ＦＤＤにおいては、基地局から受信するダウンリンク（ＤＬ）の信号と、移動局から受信するアップリンク（ＵＬ）の信号（第二信号）と、でキャリア周波数が異なるため、ダウンリンクとアップリンクとでキャリア周波数偏差も異なる。このため、ダウンリンクにおける周波数偏差の算出とともに、アップリンクにおける周波数偏差の推定を行う。

基地局側アンテナ１１０は、基地局から送信されたＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号を第一ＤＵＰ５１０へ出力するとともに、第一ＤＵＰ５１０から出力されたＲＦ信号を基地局へ送信する（第二送信手段）。第一ＤＵＰ５１０は、基地局側アンテナ１１０から出力されたＲＦ信号を第一周波数変換部１３０へ出力するとともに、第四周波数変換部５８０から出力されたＲＦ信号を基地局側アンテナ１１０へ出力する。

基準発振器１２１は、発振した基準信号を、局部発振器１２２およびＵＬ側局部発振器５２０のそれぞれへ出力する。ＵＬ側局部発振器５２０は、基準発振器１２１から出力された基準信号に同期する局発信号を発振し、発振した局発信号を第三周波数変換部５５０および第四周波数変換部５８０のそれぞれへ出力する。第一周波数変換部１３０は、第一ＤＵＰ５１０から出力されたＲＦ信号の周波数変換を行う。周波数偏差検出部１４０は、検出した周波数偏差を、遅延変化量演算部１５１、補償用発振器１６１およびＵＬ側周波数偏差演算部５３０のそれぞれへ通知する。

ＵＬ側周波数偏差演算部５３０は、周波数偏差検出部１４０から通知された周波数偏差に基づいて、アップリンクにおける周波数偏差を算出する。ＵＬ側周波数偏差演算部５３０は、算出した周波数偏差をＵＬ側補償用発振器５７１へ通知する。周波数偏差（ドップラ周波数）はキャリア周波数に比例するため、ＵＬ側周波数偏差演算部５３０は、たとえば下記（３）式によってアップリンクにおける周波数偏差ｆｄ＿ＵＬを算出する。

上記（３）式において、ｆｃ＿ＤＬは、ダウンリンクにおけるキャリア周波数（実施の形態１におけるｆｃ）を示している。ｆｃ＿ＵＬは、アップリンクにおけるキャリア周波数を示している。遅延変化量演算部１５１は、算出した遅延時間変化量を、遅延制御部１５２およびＵＬ側遅延制御部５６０のそれぞれへ通知する。

第二周波数変換部１７０は、周波数変換（直交変調）を行ったベースバンド信号を第二ＤＵＰ５４０へ出力する。第二ＤＵＰ５４０は、第二周波数変換部１７０から出力されたＲＦ信号を移動局側アンテナ１８０へ出力する。また、第二ＤＵＰ５４０は、移動局側アンテナ１８０から出力されたＲＦ信号を第三周波数変換部５５０へ出力する。移動局側アンテナ１８０は、第二ＤＵＰ５４０から出力されたＲＦ信号を移動局へ送信するとともに、移動局から送信された信号を受信して第二ＤＵＰ５４０へ出力する（第二受信手段）。

第三周波数変換部５５０は、移動局側アンテナ１８０から出力されたＲＦ信号に対して、キャリア周波数からベースバンド周波数への周波数変換（直交検波）を行う。具体的には、第三周波数変換部５５０は、第三ミキサ５５１と、ＵＬ側ローパスフィルタ５５２と、を備えている。第三ミキサ５５１は、移動局側アンテナ１８０から出力されたＲＦ信号と、ＵＬ側局部発振器５２０から出力された局発信号と、を乗算する。第三ミキサ５５１は、乗算結果を示す信号をＵＬ側ローパスフィルタ５５２へ出力する。

ＵＬ側ローパスフィルタ５５２は、第三ミキサ５５１から出力された信号のうちの、乗算により得られた差の周波数成分を抽出し、抽出したベースバンド信号をＵＬ側遅延制御部５６０へ出力する。ＵＬ側ローパスフィルタ５５２によって抽出される信号は、第三周波数変換部５５０へ入力されたＲＦ信号のベースバンド信号である。

ＵＬ側遅延制御部５６０は、遅延変化量演算部１５１から通知された遅延時間変化量に応じて、第三周波数変換部５５０から出力されたベースバンド信号の遅延量を制御する第二遅延制御手段である。ＵＬ側遅延制御部５６０は、遅延量を制御したベースバンド信号をＵＬ側複素乗算器５７２へ出力する。なお、ドップラ効果によるシンボル周波数偏差についてはアップリンクとダウンリンクとで変わらない。

ＵＬ側遅延制御部５６０は、遅延変化量演算部１５１から通知された遅延変化量に基づいてベースバンド信号の遅延量を制御することで、中継装置１００から基地局へ信号を送信する際のドップラ効果の逆特性のシンボル周波数偏差を信号に与えることができる。これにより、中継装置１００から基地局へ送信された信号を、ドップラ効果による周波数偏差が補償された状態にすることができる。ＵＬ側遅延制御部５６０の具体的な構成例については、図３に示した遅延制御部１５２の構成例と同様であるため説明を省略する。

ＵＬ側補償用発振器５７１およびＵＬ側複素乗算器５７２は、ＵＬ側周波数偏差演算部５３０によって算出されたキャリア周波数偏差に基づいてベースバンド信号のキャリア周波数偏差を補償する第二補償手段である。ＵＬ側補償用発振器５７１は、ＵＬ側周波数偏差演算部５３０から通知された周波数偏差に応じたキャリア補償信号を発振する。

ＵＬ側補償用発振器５７１は発振したキャリア補償信号をＵＬ側複素乗算器５７２へ出力する。ＵＬ側複素乗算器５７２は、ＵＬ側遅延制御部５６０から出力されたベースバンド信号に対して、ＵＬ側補償用発振器５７１から出力されたキャリア補償信号による複素乗算を行い、複素乗算を行ったベースバンド信号を第四周波数変換部５８０へ出力する。

第四周波数変換部５８０は、ＵＬ側複素乗算器５７２から出力されたベースバンド信号に対して、ベースバンド周波数からキャリア周波数への周波数変換（直交変調）を行う。具体的には、第四周波数変換部５８０は、第四ミキサ５８１と、ＵＬ側バンドパスフィルタ５８２と、を備えている。第四ミキサ５８１は、ＵＬ側複素乗算器５７２から出力されたベースバンド信号と、ＵＬ側局部発振器５２０から出力された局発信号と、を乗算し、乗算結果を示す信号をＵＬ側バンドパスフィルタ５８２へ出力する。

ＵＬ側バンドパスフィルタ５８２は、第四ミキサ５８１から出力された信号のうちの、乗算により得られた和の周波数成分を抽出する。ＵＬ側バンドパスフィルタ５８２によって抽出される信号は、第四周波数変換部５８０へ入力されたベースバンド信号を周波数変換したＲＦ信号である。ＵＬ側バンドパスフィルタ５８２は、抽出したＲＦ信号を第一ＤＵＰ５１０へ出力する。

このように、実施の形態２にかかる中継装置１００によれば、ダウンリンクだけでなくアップリンクについても、ドップラ効果によるキャリア周波数偏差を補償するとともに、信号の遅延量を制御することでシンボル周波数偏差を補償することができる。このため、実施の形態１にかかる中継装置１００の効果を奏するとともに、アップリンクについての通信品質を向上させることができる。

また、ダウンリンクについて検出したキャリア周波数偏差と、ダウンリンクとアップリンクの各信号の各周波数の比率と、を用いることで、アップリンクにおいて基地局へ送信される信号に発生するキャリア周波数偏差を算出することができる。そして、算出したアップリンクにおけるキャリア周波数偏差を用いることで、アップリンクにおいて発生するキャリア周波数偏差を補償することができる。

（実施の形態３）
図６は、実施の形態３にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。図６において、図５に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態３にかかる中継装置１００は、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割複信）による双方向通信を行う。

具体的には、中継装置１００は、図５に示した第一ＤＵＰ５１０に代えて第一スイッチ６１０を備えている。また、中継装置１００は、図５に示した第二ＤＵＰ５４０に代えて第二スイッチ６２０を備えている。また、実施の形態３においては、図５に示したＵＬ側局部発振器５２０、ＵＬ側周波数偏差演算部５３０およびＵＬ側補償用発振器５７１を中継装置１００から省いた構成にしてもよい。

ＴＤＤにおいては、中継装置１００が基地局から受信するダウンリンク（ＤＬ）の信号と、中継装置１００が移動局から受信するアップリンク（ＵＬ）の信号と、でキャリア周波数を同じにすることができる。この場合は、ダウンリンクとアップリンクとでキャリア周波数偏差が同じであるため、検出したダウンリンクにおけるキャリア周波数偏差を、アップリンクにおけるキャリア周波数偏差としても利用することができる。

基地局側アンテナ１１０は、基地局から送信されたＲＦ信号を受信し、受信したＲＦ信号を第一スイッチ６１０へ出力する。また、基地局側アンテナ１１０は、第一スイッチ６１０から出力されたＲＦ信号を基地局へ送信する。第一スイッチ６１０は、不図示の制御部の制御により、ＤＬ経路状態とＵＬ経路状態のいずれかに切り替わる。第一スイッチ６１０は、ＤＬ経路状態においては、基地局側アンテナ１１０から出力されたＲＦ信号を第一周波数変換部１３０へ出力する。第一スイッチ６１０は、ＵＬ経路状態においては、第四周波数変換部５８０から出力されたＲＦ信号を基地局側アンテナ１１０へ出力する。

基準発振器１２１は、発振した基準信号を局部発振器１２２へ出力する。局部発振器１２２は、発振した局発信号を、第一周波数変換部１３０、第二周波数変換部１７０、第三周波数変換部５５０および第四周波数変換部５８０のそれぞれへ出力する。周波数偏差検出部１４０は、検出した周波数偏差を、遅延変化量演算部１５１および補償用発振器１６１のそれぞれへ通知する。

補償用発振器１６１は、発振したキャリア補償信号を、複素乗算器１６２およびＵＬ側複素乗算器５７２のそれぞれへ出力する。ＵＬ側複素乗算器５７２は、ＵＬ側遅延制御部５６０から出力されたベースバンド信号に対して、補償用発振器１６１から出力されたキャリア補償信号による複素乗算を行う。

このように、実施の形態３にかかる中継装置１００によれば、ダウンリンクだけでなくアップリンクについても、ドップラ効果によるキャリア周波数偏差を補償するとともに、信号の遅延量を制御することでシンボル周波数偏差を補償することができる。このため、実施の形態１にかかる中継装置１００の効果を奏するとともに、アップリンクについての通信品質を向上させることができる。

また、ダウンリンクとアップリンクとでキャリア周波数偏差が同じであるため、ダウンリンクについて検出したキャリア周波数偏差を用いることで、アップリンクにおいて発生するキャリア周波数偏差を補償することができる。

（実施の形態４）
図７は、実施の形態４にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。図７において、図６に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態４にかかる中継装置１００は、ＴＤＤによる双方向通信を行うとともに、基地局と中継装置１００との間の周波数特性の補正を行う。

具体的には、中継装置１００は、図６に示した構成に加えて周波数特性検出部７１１と補正量演算部７１２とを備えている。また、中継装置１００は、図６に示した遅延制御部１５２に代えてＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０を備えている。また、中継装置１００は、図６に示したＵＬ側遅延制御部５６０に代えてＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０を備えている。

第一周波数変換部１３０は、周波数変換を行ったベースバンド信号を、周波数偏差検出部１４０、周波数特性検出部７１１およびＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０のそれぞれへ出力する。周波数特性検出部７１１は、第一周波数変換部１３０から出力されたベースバンド信号における使用周波数帯域の周波数特性を検出する。周波数特性検出部７１１は、検出した周波数特性を補正量演算部７１２へ通知する。

補正量演算部７１２は、周波数特性検出部７１１から通知された周波数特性に基づいて周波数特性の周波数特性補正量を算出し、算出した周波数特性補正量を、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０およびＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０のそれぞれへ出力する。遅延変化量演算部１５１は、算出した遅延変化量を、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０およびＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０のそれぞれへ出力する。

ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０は、図６に示した遅延制御部１５２の機能とともに、第一周波数変換部１３０から出力されたベースバンド信号の周波数特性を等化する等化機能を有する。具体的には、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０は、遅延変化量演算部１５１から通知された遅延時間変化量ｄτ／ｄｔに応じてベースバンド信号の遅延量を制御する。

また、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０は、補正量演算部７１２から通知された周波数特性補正量に応じてベースバンド信号の周波数特性を制御する。ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０は、遅延量と周波数特性を制御したベースバンド信号を複素乗算器１６２へ出力する。複素乗算器１６２は、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０から出力されたベースバンド信号に対して、補償用発振器１６１から出力されたキャリア補償信号による複素乗算を行う。

ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０は、図６に示したＵＬ側遅延制御部５６０の機能とともに、第三周波数変換部５５０から出力されたベースバンド信号の周波数特性を等化する等化機能を有する（第二等化手段）。具体的には、ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０は、遅延変化量演算部１５１から通知された遅延時間変化量ｄτ／ｄｔに応じて、第三周波数変換部５５０から出力されたベースバンド信号の遅延量を制御する。

また、ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０は、補正量演算部７１２から通知された周波数特性補正量に応じてベースバンド信号の周波数特性を制御する。ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０は、遅延量および周波数特性を制御したベースバンド信号をＵＬ側複素乗算器５７２へ出力する。ＵＬ側複素乗算器５７２は、ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０から出力されたベースバンド信号に対して、補償用発振器１６１から出力されたキャリア補償信号による複素乗算を行う。

ＴＤＤにおいては、中継装置１００が基地局から受信するダウンリンク（ＤＬ）の信号と、中継装置１００が移動局から受信するアップリンク（ＵＬ）の信号と、でキャリア周波数を同じにすることができる。この場合は、ダウンリンクとアップリンクとでキャリア周波数偏差が同じであるため、算出したダウンリンクにおける周波数特性補正量を、アップリンクにおける周波数特性補正量としても利用することができる。

図８は、中継装置が受信する受信信号の周波数特性を示すグラフである。図８において、横軸は周波数を示し、縦軸は振幅を示している。図８の周波数特性８００は、中継装置１００が基地局から受信する受信信号の周波数特性を示している。周波数特性８００に示すように、通常、中継装置１００が基地局から受信する受信信号には、マルチパスなどの影響により、周波数によって振幅が異なる周波数特性が存在する。

図９は、ＦＩＲフィルタの周波数特性を示すグラフである。図９において、横軸は周波数を示し、縦軸は振幅を示している。図９の周波数特性９００は、図７に示したＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０の周波数特性である。ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０は、図８に示した受信信号の周波数特性８００に対して逆特性の周波数特性となる。

図１０は、ＦＩＲフィルタの出力信号の周波数特性を示すグラフである。図１０において、横軸は周波数を示し、縦軸は振幅を示している。図１０の周波数特性１０００は、図７に示したＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０の出力信号の周波数特性である。図８および図９に示したように、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０の周波数特性９００（図９参照）は、受信信号の周波数特性８００（図８参照）に対して逆特性となっている。

このため、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０の出力信号の周波数特性１０００は、周波数に対して振幅が一定の周波数特性となる。このように、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０は、受信信号の周波数特性８００に対して逆特性の周波数特性９００となることで、受信信号の周波数特性８００をフラットにすることができる。

図８〜図１０においてはＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０について説明したが、ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０もほぼ同様である。具体的には、ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０が、中継装置１００から基地局へ送信される信号に発生する周波数特性の逆特性の周波数特性となることで、基地局へ送信された信号の周波数特性を等化することができる。

図１１は、図７に示した各ＦＩＲフィルタの具体的な構成例を示すブロック図である。図１１においてはＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０について説明するが、ＵＬ側ＦＩＲフィルタ７３０についても同様である。図１１に示すように、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０は、遅延回路１１１０〜１１１４と、乗算回路１１２０〜１１２４と、加算回路１１３０と、タップ係数制御回路（不図示）と、を備えるトランスバーサルフィルタである。

ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０のタップ係数制御回路（不図示）は、乗算回路１１２０〜１１２３に対してそれぞれタップ係数ｗ０〜ｗ４を入力する。ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０へ入力されたベースバンド信号は、遅延回路１１１０へ入力される。遅延回路１１１０は入力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路１１２０および遅延回路１１１１のそれぞれへ出力する。乗算回路１１２０は、入力されたベースバンド信号に対してタップ係数ｗ０を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路１１３０へ出力する。

遅延回路１１１１は、遅延回路１１１０から出力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路１１２１および遅延回路１１１２のそれぞれへ出力する。乗算回路１１２１は、遅延回路１１１１から出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ｗ１を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路１１３０へ出力する。

遅延回路１１１２は、遅延回路１１１１から出力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路１１２２および遅延回路１１１３のそれぞれへ出力する。乗算回路１１２２は、遅延回路１１１２から出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ｗ２を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路１１３０へ出力する。

遅延回路１１１３は、遅延回路１１１２から出力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路１１２３および遅延回路１１１４のそれぞれへ出力する。乗算回路１１２３は、遅延回路１１１３から出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ｗ３を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路１１３０へ出力する。

遅延回路１１１４は、遅延回路１１１３から出力されたベースバンド信号を遅延させ、遅延させたベースバンド信号を乗算回路１１２４へ出力する。乗算回路１１２４は、遅延回路１１１４から出力されたベースバンド信号に対してタップ係数ｗ４を乗算し、乗算したベースバンド信号を加算回路１１３０へ出力する。

加算回路１１３０は、乗算回路１１２０〜１１２４から出力された各ベースバンド信号を加算し、加算したベースバンド信号を複素乗算器１６２へ出力する。ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０のタップ係数制御回路（不図示）は、遅延変化量演算部１５１から通知された遅延変化量と、補正量演算部７１２から通知された周波数特性補正量と、に基づいて、乗算回路１１２０〜１１２４へ入力するタップ係数ｗ０〜ｗ４を調節する。これにより、ベースバンド信号の遅延量および周波数特性を変化させることができる。

図１２は、図７に示したＦＩＲフィルタの周波数特性補正の動作例を示す図である。図１２に示す各タップ係数ｗ０〜ｗ４は、図１１に示した乗算回路１１２０〜１１２４へ入力されるタップ係数ｗ０〜ｗ４である。たとえば、ＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０のタップ係数制御回路は、タップ係数ｗ０〜ｗ４を図１２に示すように調節することで、図９に示したＤＬ側ＦＩＲフィルタ７２０の周波数特性９００を実現することができる。

このように、実施の形態４にかかる中継装置１００によれば、実施の形態１にかかる中継装置１００の効果を奏するとともに、ベースバンド信号の周波数特性を等化することで通信品質をさらに向上させることができる。また、信号の遅延量を制御する遅延量制御手段と、信号の周波数特性を等化する等化手段とを、遅延変化量および周波数特性に基づいてタップ係数が決定されるトランスバーサルフィルタによって同時に実現することができる。このため、装置の低コスト化および小型化を図ることができる。実施の形態４において、実施の形態３にかかる中継装置１００の構成を用いる構成について説明したが、実施の形態２にかかる各中継装置１００の構成を用いてもよい。

（実施の形態５）
図１３は、実施の形態５にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。図１３において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態５にかかる中継装置１００は、ハンドオーバを検出した場合にベースバンド信号の遅延量を初期化する。具体的には、中継装置１００は、図１に示した構成に加えてハンドオーバ検出部１３１０を備えている。第一周波数変換部１３０は、周波数変換したベースバンド信号を、周波数偏差検出部１４０、遅延制御部１５２およびハンドオーバ検出部１３１０のそれぞれへ出力する。

ハンドオーバ検出部１３１０は、第一周波数変換部１３０から出力されたベースバンド信号をモニタすることにより、中継装置１００の通信先の基地局の切り替え（ハンドオーバ）を検出する。ハンドオーバ検出部１３１０は、ハンドオーバを検出すると、ハンドオーバを検出した旨を遅延制御部１５２へ通知する。

遅延制御部１５２は、ハンドオーバ検出部１３１０からハンドオーバを検出した旨が通知されると、ベースバンド信号の遅延量を初期値に設定する。遅延量の設定値は、ドップラ効果が発生していない場合に最適な遅延量であり、通常は遅延量０である。これにより、ハンドオーバ前の通信先の基地局との間で発生していたドップラ効果に応じて制御していた遅延量によってベースバンド信号を遅延させることを回避することができる。

このように、実施の形態５にかかる中継装置１００は、実施の形態１にかかる中継装置１００の効果を奏するとともに、ハンドオーバを検出した場合にベースバンド信号の遅延量を初期化する。これにより、ハンドオーバによってドップラ効果の発生状態が変化した場合の通信品質の劣化を低減することができる。実施の形態５において、実施の形態１にかかる中継装置１００の構成を用いる構成について説明したが、実施の形態２〜４にかかる各中継装置１００の構成を用いてもよい。

（実施の形態６）
図１４は、実施の形態６にかかる中継装置の構成を示すブロック図である。図１４において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態６にかかる中継装置１００は、キャリア周波数偏差が閾値以下である場合は遅延制御部１５２における遅延量の制御を停止する。

具体的には、中継装置１００は、図１に示した構成に加えて周波数偏差比較部１４１０を備えている。周波数偏差検出部１４０は、検出した周波数偏差を周波数偏差比較部１４１０へ通知する。周波数偏差比較部１４１０は、周波数偏差検出部１４０から通知された周波数偏差を所定の閾値と比較する。所定の閾値は、たとえば、ドップラ効果がほとんど発生せず、無視しても通信品質への影響が少ない程度の周波数偏差とする。

そして、周波数偏差比較部１４１０は、周波数偏差が閾値より大きい場合は、周波数偏差検出部１４０から通知された周波数偏差を、遅延変化量演算部１５１および補償用発振器１６１のそれぞれへ通知する。一方、周波数偏差比較部１４１０は、周波数偏差が閾値以下である場合は、周波数偏差を０として、遅延変化量演算部１５１および補償用発振器１６１のそれぞれへ通知する。

これにより、ドップラ効果がほとんど発生していない場合は、遅延制御部１５２によるベースバンド信号の遅延量の制御および複素乗算器１６２によるキャリア周波数の制御を停止させることができる。このため、移動体が停止していたり低速で移動していたりしている場合などに、基地局と中継装置１００との間のキャリア周波数偏差によって遅延制御部１５２でオーバーフローやアンダーフローが発生することを回避することができる。

このように、実施の形態６にかかる中継装置１００は、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、キャリア周波数偏差が閾値以下である場合は遅延制御部１５２における遅延量の制御を停止する。これにより、移動体が停止していたり低速で移動していたりしている場合などに、遅延制御部１５２においてオーバーフローやアンダーフローが発生することを回避することができるため、遅延量の制御を安定して行うことができる。実施の形態６において、実施の形態１にかかる中継装置１００の構成を用いる構成について説明したが、実施の形態２〜５にかかる各中継装置１００の構成を用いてもよい。

（実施の形態７）
図１５は、実施の形態７にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。図１５において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１５に示すように、実施の形態７にかかる通信システム１５００は、基地局１５１０と、中継装置１００と、移動局１５３１〜１５３３と、を含んでいる。基地局１５１０は、固定位置に設置されており、中継装置１００の中継により移動局１５３１〜１５３３との間で通信を行う。中継装置１００は、列車などの車両１５２０内に設置されている。

移動局１５３１〜１５３３のそれぞれは、車両１５２０内に位置する端末装置である。たとえば、移動局１５３１〜１５３３のそれぞれは、車両１５２０に乗車しているユーザが所有する携帯電話などの端末装置である。車両１５２０は、高速移動することによって基地局１５１０との間の距離が変化するため、基地局１５１０と中継装置１００との間の通信においてドップラ効果が発生する。

このように、実施の形態７にかかる通信システム１５００によれば、基地局１５１０と中継装置１００との間の通信において発生するドップラ効果によるキャリア周波数偏差およびシンボル周波数偏差を中継装置１００によって補償することができる。これにより、中継装置１００の中継による基地局１５１０と移動局１５３１〜１５３３との間の通信を高品質にすることができる。

また、移動局１５３１〜１５３３に代えて、車両１５２０の中の所定の位置に設置された通信装置を設けてもよい。この場合も、車両１５２０の中の通信装置と基地局１５１０との間の通信を中継装置１００によって中継することで高品質な通信が可能になる。また、基地局１５１０に代えて、車両１５２０とは別の移動体に設置された通信装置を設けてもよい。この場合も、別の移動体に設置された通信装置と移動局１５３１〜１５３３との間の通信を中継装置１００によって中継することで高品質な通信が可能になる。

ここでは、実施の形態１にかかる中継装置１００を通信システム１５００に適用する場合について説明したが、実施の形態２〜７にかかる各中継装置１００を通信システム１５００に適用してもよい。

（実施の形態８）
図１６は、実施の形態８にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。図１６において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態１〜７においては中継装置１００について説明したが、この発明は受信装置にも適用することができる。実施の形態８にかかる受信装置は、列車などの移動体の中に設けられ、移動体の外の基地局との間で通信を行う無線受信装置である。

図１６に示すように、実施の形態８にかかる受信装置１６００は、基地局側アンテナ１１０と、基準発振器１２１と、局部発振器１２２と、第一周波数変換部１３０と、周波数偏差検出部１４０と、遅延変化量演算部１５１と、遅延制御部１５２と、補償用発振器１６１と、複素乗算器１６２と、復調部１６１０と、を備えている。

複素乗算器１６２は、複素乗算を行ったベースバンド信号を復調部１６１０へ出力する。復調部１６１０は、複素乗算器１６２から出力されたベースバンド信号を復調する。復調部１６１０は、復調により得られたデータを後段へ出力する。これにより、受信装置１６００は、基地局から送信された信号を受信することができる。

受信装置１６００は、たとえば、図１５の車両１５２０の中の所定の位置に設けられる通信装置に適用することができる。または、受信装置１６００は、図１５の車両１５２０内に位置する移動局１５３１〜１５３３などに適用することもできる。また、図示しないが、受信装置１６００に、基地局に対する信号を送信する機能を設け、基地局との間で信号を送受信する通信装置として構成してもよい。

ここでは、受信装置１６００を、列車などの移動体の中に設けられ、移動体の外の基地局との間で通信を行う装置として説明したが、受信装置１６００は、移動体の外の固定位置に設置される基地局にも適用することができる。この場合は、受信装置１６００は、移動体の中の所定位置の通信装置や移動局から送信される信号を受信する。

このように、実施の形態８にかかる受信装置１６００によれば、実施の形態１にかかる中継装置１００の効果と同様の効果を奏する。ここでは、実施の形態１にかかる中継装置１００の構成を受信装置１６００に適用する場合について説明したが、実施の形態２〜７にかかる各中継装置１００の構成を受信装置１６００に適用してもよい。

以上説明したように、中継装置、中継方法、受信装置および受信方法によれば、ドップラ効果によるキャリア周波数偏差を補償するとともに、信号の遅延量を制御することでシンボル周波数偏差を補償し、通信品質を向上させることができる。また、キャリア周波数偏差とシンボル周波数偏差の両方を補償することで、キャリア周波数とシンボル周波数とを同期させることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）基地局からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算手段と、
前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段と、
前記遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記補償手段によってキャリア周波数偏差を補償された信号を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする中継装置。

（付記２）前記検出手段は、前記信号に含まれるパイロット信号に基づいて前記キャリア周波数偏差を検出することを特徴とする付記１に記載の中継装置。

（付記３）前記信号と周波数が異なる第二信号を受信する第二受信手段と、
前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記第二信号の遅延量を制御する第二遅延制御手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて、前記基地局へ送信される前記第二信号に発生するキャリア周波数偏差を算出する演算手段と、
前記演算手段によって算出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記第二信号のキャリア周波数偏差を補償する第二補償手段と、
前記第二遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記第二補償手段によってキャリア周波数偏差を補償された第二信号を前記基地局へ送信する第二送信手段と、
を備えることを特徴とする付記１または２に記載の中継装置。

（付記４）前記演算手段は、前記信号および前記第二信号の各周波数の比率に基づいて前記キャリア周波数偏差を演算することを特徴とする付記３に記載の中継装置。

（付記５）前記信号と周波数が同じ第二信号を受信する第二受信手段と、
前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記第二信号の遅延量を制御する第二遅延制御手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記第二信号のキャリア周波数偏差を補償する第二補償手段と、
前記第二遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記第二補償手段によってキャリア周波数偏差を補償された第二信号を前記基地局へ送信する第二送信手段と、
を備えることを特徴とする付記１または２に記載の中継装置。

（付記６）前記基地局からの信号の周波数特性を検出する特性検出手段と、
前記特性検出手段によって検出された周波数特性に基づいて前記信号の周波数特性を等化する等化手段と、を備え、
前記遅延制御手段および前記等化手段は、前記遅延変化量および前記周波数特性に基づいてタップ係数が決定されるトランスバーサルフィルタであることを特徴とする付記５に記載の中継装置。

（付記７）前記特性検出手段によって検出された周波数特性に基づいて前記第二信号の周波数特性を等化する第二等化手段と、を備え、
前記第二遅延制御手段および前記第二等化手段は、前記遅延変化量および前記周波数特性に基づいてタップ係数が決定されるトランスバーサルフィルタであることを特徴とする付記６に記載の中継装置。

（付記８）前記受信手段によって受信された信号に基づいてハンドオーバを検出するハンドオーバ検出手段を備え、
前記遅延制御手段は、前記ハンドオーバ検出手段によってハンドオーバが検出された場合に前記遅延量を初期化することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の中継装置。

（付記９）前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差と所定の閾値を比較する比較手段を備え、
前記遅延制御手段は、前記比較手段による比較の結果、前記キャリア周波数偏差が前記閾値以下である場合は前記遅延量の制御を停止することを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の中継装置。

（付記１０）基地局からのＲＦ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信されたＲＦ信号をベースバンド周波数に周波数変換する第一周波数変換手段と、
前記第一周波数変換手段によって周波数変換されたベースバンド信号のキャリア周波数偏差を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記ベースバンド信号の遅延変化量を算出する演算手段と、
前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記ベースバンド信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記ベースバンド信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段と、
前記遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記補償手段によってキャリア周波数偏差を補償されたベースバンド信号をＲＦ周波数に周波数変換する第二周波数変換手段と、
前記第二周波数変換手段によって周波数変換されたＲＦ信号を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする中継装置。

（付記１１）基地局からのＲＦ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信されたＲＦ信号をＩＦ周波数に周波数変換する第一周波数変換手段と、
前記第一周波数変換手段によって周波数変換されたＩＦ信号のキャリア周波数偏差を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記ＩＦ信号の遅延変化量を算出する演算手段と、
前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記ＩＦ信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記ＩＦ信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段と、
前記遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記補償手段によってキャリア周波数偏差を補償されたＩＦ信号をＲＦ周波数に周波数変換する第二周波数変換手段と、
前記第二周波数変換手段によって周波数変換されたＲＦ信号を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする中継装置。

（付記１２）基地局からの信号を受信する受信工程と、
前記受信工程によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算工程と、
前記演算工程によって演算された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御工程と、
前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償工程と、
前記遅延制御工程によって遅延量を制御され、前記補償工程によってキャリア周波数偏差を補償された信号を送信する送信工程と、
を含むことを特徴とする中継方法。

（付記１３）基地局からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算手段と、
前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、
前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。

（付記１４）基地局からの信号を受信する受信工程と、
前記受信工程によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算工程と、
前記演算工程によって演算された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御工程と、
前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償工程と、
を含むことを特徴とする受信方法。

１００ 中継装置
１１０ 基地局側アンテナ
１２１ 基準発振器
１２２ 局部発振器
１３１ 第一ミキサ
１３２ ローパスフィルタ
１６１ 補償用発振器
１６２ 複素乗算器
１７１ 第二ミキサ
１７２ バンドパスフィルタ
１８０ 移動局側アンテナ
３１１〜３１ｎ，１１１０〜１１１４ 遅延回路
３２０〜３２ｎ，１１２０〜１１２４ 乗算回路
３３０，１１３０ 加算回路
５１０ 第一ＤＵＰ
５２０ ＵＬ側局部発振器
５４０ 第二ＤＵＰ
５５１ 第三ミキサ
５５２ ＵＬ側ローパスフィルタ
５７１ ＵＬ側補償用発振器
５７２ ＵＬ側複素乗算器
５８１ 第四ミキサ
５８２ ＵＬ側バンドパスフィルタ
６１０ 第一スイッチ
６２０ 第二スイッチ
８００，９００，１０００ 周波数特性
１５００ 通信システム
１６００ 受信装置
ａ０〜ａｎ，ｗ０〜ｗ４ タップ係数

Claims (10)

1. 基地局からの信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算手段と、
   前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、
   前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段と、
   前記遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記補償手段によってキャリア周波数偏差を補償された信号を送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. 前記検出手段は、前記信号に含まれるパイロット信号に基づいて前記キャリア周波数偏差を検出することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記信号と周波数が異なる第二信号を受信する第二受信手段と、
   前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記第二信号の遅延量を制御する第二遅延制御手段と、
   前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて、前記基地局へ送信される前記第二信号に発生するキャリア周波数偏差を算出する演算手段と、
   前記演算手段によって算出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記第二信号のキャリア周波数偏差を補償する第二補償手段と、
   前記第二遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記第二補償手段によってキャリア周波数偏差を補償された第二信号を前記基地局へ送信する第二送信手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の中継装置。
4. 前記信号と周波数が同じ第二信号を受信する第二受信手段と、
   前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記第二信号の遅延量を制御する第二遅延制御手段と、
   前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記第二信号のキャリア周波数偏差を補償する第二補償手段と、
   前記第二遅延制御手段によって遅延量を制御され、前記第二補償手段によってキャリア周波数偏差を補償された第二信号を前記基地局へ送信する第二送信手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の中継装置。
5. 前記基地局からの信号の周波数特性を検出する特性検出手段と、
   前記特性検出手段によって検出された周波数特性に基づいて前記信号の周波数特性を等化する等化手段と、を備え、
   前記遅延制御手段および前記等化手段は、前記遅延変化量および前記周波数特性に基づいてタップ係数が決定されるトランスバーサルフィルタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の中継装置。
6. 前記受信手段によって受信された信号に基づいてハンドオーバを検出するハンドオーバ検出手段を備え、
   前記遅延制御手段は、前記ハンドオーバ検出手段によってハンドオーバが検出された場合に前記遅延量を初期化することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の中継装置。
7. 前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差と所定の閾値を比較する比較手段を備え、
   前記遅延制御手段は、前記比較手段による比較の結果、前記キャリア周波数偏差が前記閾値以下である場合は前記遅延量の制御を停止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の中継装置。
8. 基地局からの信号を受信する受信工程と、
   前記受信工程によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出工程と、
   前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算工程と、
   前記演算工程によって演算された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御工程と、
   前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償工程と、
   前記遅延制御工程によって遅延量を制御され、前記補償工程によってキャリア周波数偏差を補償された信号を送信する送信工程と、
   を含むことを特徴とする中継方法。
9. 基地局からの信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算手段と、
   前記演算手段によって算出された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、
   前記検出手段によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償手段と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
10. 基地局からの信号を受信する受信工程と、
    前記受信工程によって受信された信号のキャリア周波数偏差を検出する検出工程と、
    前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号の遅延変化量を算出する演算工程と、
    前記演算工程によって演算された遅延変化量に応じて前記信号の遅延量を制御する遅延制御工程と、
    前記検出工程によって検出されたキャリア周波数偏差に基づいて前記信号のキャリア周波数偏差を補償する補償工程と、
    を含むことを特徴とする受信方法。

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