JP4523817B2

JP4523817B2 - 無線中継装置

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Publication number: JP4523817B2
Application number: JP2004260032A
Authority: JP
Inventors: 博人須田; 啓正藤井; 孝浩浅井; 哲田中
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: JP2005192185A

Description

この発明は一般の無線通信方式における無線中継、特に移動無線通信方式における無線中継に適する無線中継装置に関する。

従来の無線中継伝送方法においては、送信装置から例えば垂直偏波の無線信号を送信し、無線中継装置では送信装置よりの無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅して、垂直偏波の無線信号として受信装置へ送信している。つまり無線中継装置では受信した無線信号の偏波と同一の偏波の無線信号として送信している。従って受信装置では送信装置から送信する無線信号の偏波と同一偏波の無線信号を受信している。
このように無線中継装置において、その受信アンテナと、送信アンテナは同一の偏波特性をもっている。従って、無線中継装置の送信アンテナから送信された無線信号が再びその無線中継装置の受信アンテナに回り込み受信される。この回り込み信号を以下回り込み信号という。無線中継装置の受信周波数と送信周波数が同一の場合は無線中継装置の増幅利得を大きくすると、前記回り込み信号により発振を引き起してしまう。このため増幅利得を上げることに制限が生じる。

無線中継装置において、回り込み信号を推定して回り込み信号を抑圧する方法が従来より特許文献１及び２などで提案されている。従来の回り込み抑圧部を備える無線中継装置は例えば図１に示すように垂直偏波受信アンテナ１で受信された無線信号は回り込み抑圧部２を通じ増幅器３に入力され、増幅器３で増幅された無線信号は垂直偏波送信アンテナ４から送信される。受信アンテナ１の受信無線信号は回り込みチャネル推定部５に入力され、このチャネル推定部５において、送信アンテナ４から受信アンテナ１への回り込み信号の伝送路８の伝送路特性（インパルス応答）が推定され、この推定された伝送路特性がＦＩＲフィルタ６に設定され、受信アンテナ１の受信無線信号にＦＩＲフィルタ６で回り込み伝送路８の伝送特性が畳み込まれて回り込み信号のレプリカが生成され、このレプリカが受信無線信号から減算部７で差し引かれて増幅器３に入力される。

また水平（垂直）偏波空中線と垂直（水平）偏波空中線との複合空中線を用いてその一方で対向局からの送信波を受信し、他方で対向局へ送信することにより異偏波間の結合を４０ｄＢ以上として送信波と受信波とを分離する多重無線中継装置が特許文献３に示されている。
無線中継装置の受信アンテナのアンテナ指向特性パターンは幅の狭いビーム状とされ、そのアンテナ指向特性ビームを送信装置のアンテナの方向とされている。

送信装置より同一周波数帯を用いて、複数の情報系列を無線送信し、受信装置でこれら同一周波数帯の無線信号を受信して、各情報系列に分離する多入力多出力（ＭＩＭＯ）方式が、非特許文献１に示されている。その概要は、図２に示すように送信装置１０において、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の情報系列Ｓ₁，…，Ｓ_Mが、送信アンテナＡｓ１，…，ＡｓＭより、同一周波数帯の垂直偏波無線信号としてそれぞれ送信し、これらＭ個の無線信号を、Ｌ個（Ｌは１以上の整数）の無線中継装置２０₁，…，２０_Lでそれぞれ受信し、一旦蓄積し、送信装置１０より１通話分、１バーストなどの送信終了で送信が停止すると、蓄積した無線信号を増幅して垂直偏波無線信号とし、それぞれ受信装置３０へ送信する。受信装置３０ではＮ個（ＮはＭ以上の整数）の直線偏波受信アンテナＡｒ１，…，ＡｒＮを受信し、受信信号に対し、ＭＩＭＯ等化処理してＭ個の情報系列Ｓ₁，…，Ｓ_Mに分離する。送信装置１０と受信装置３０とが見通し環境においても、無線中継装置２０を設けることにより、送信装置１０と受信装置３０との間を結ぶ直線的伝送路の他に無線中継装置２０を介する伝送路が増加し、それだけ通信容量を向上させることができる。
特開２００３−２９８５４８号公報特開平８−３３１０１６号公報特開昭５５−２６７３５号公報酒井克己他、「ＭＩＭＯ方式による多地点中継伝送方式」電子情報通信学会、信学技報ＲＣＳ２００１−２６３

従来の無線中継装置はその受信アンテナと送信アンテナの偏波特性が同一であるため、回り込み信号による発振が生じないように、中継増幅利得を大きくとれない。また従来の無線中継装置はその受信アンテナの指向特性ビームが送信装置のアンテナ方向に向けているため、移動設置がやりにくかった。特許文献３に示す異偏波分離は対向局間の通信であり、移動通信のような通信方式での中継には適さない。
また従来のＭＩＭＯ方式の無線中継伝送方法で、例えば図２に示した方法では伝送路数が増加するが、無線中継装置での回り込みの問題を避けるため、無線中継装置で、受信無線信号を一旦蓄積後、送信装置からの送信が停止されると、蓄積した無線信号を送信し、つまり、無線中継装置における受信と送信とを時分割で行うため、連続的に中継する場合と比較して伝送信号量が約半分になってしまう欠点があった。

この発明によれば、無線中継装置は、少なくとも第１及び第２中継系を含む無線中継装置であり、各中継系は無線信号を受信する受信アンテナと、その受信アンテナに接続され、受信された無線信号中の回り込み信号を抑圧する回り込み抑圧部と、回り込み抑圧された無線信号を増幅する増幅器と、受信アンテナと直交する偏波特性を有し、増幅器の出力を送信する送信アンテナ、とを含み、第１及び第２中継系の受信アンテナの偏波特性は互いに直交し、第１及び第２中継系の送信アンテナの偏波特性は互いに直交し、第１及び第２中継系の各回り込み抑圧部は、自中継系の送信アンテナから送信される無線信号を入力として、他方の中継系の送信アンテナから自中継系の受信アンテナに至る第１伝送路特性を推定するチャネル推定部と、推定された第１伝送路特性を他方の中継系の送信アンテナから送信すべき無線信号に畳み込んで第１レプリカを抑圧信号として生成する第１ファイナイトインパルスレスポンスフィルタ、以下ＦＩＲフィルタと呼ぶ、と、第１ＦＩＲフィルタからの第１レプリカを自中継系の受信無線信号から減算して受信無線信号中の回り込み信号を抑圧し、増幅器に与える減算部、とを含み、第１及び第２中継系の各チャネル推定部は更に他中継系の送信すべき無線信号を入力として、他中継系の送信アンテナから他中継系の受信アンテナに至る第２伝送路特性を推定し、各中継系の回り込み抑圧部は更に、自中継系のチャネル推定部が推定した第１伝送路特性と第２伝送路特性とを判別分離するチャネル分離部と、第２伝送路特性に対する第１伝送路特性の遅延量を検出する遅延量検出部と、他の中継系の送信すべき無線信号を検出された遅延量だけ遅延させて第１ＦＩＲフィルタに与える可変遅延部と、他の中継系のチャネル推定部により推定された第２伝送路特性を自中継系の送信すべき無線信号に畳み込んで第２レプリカを生成する第２ＦＩＲフィルタ、とを含み、自中継系の減算部は、第１レプリカの減算結果から更に第２レプリカを減算して増幅器に与えて受信無線信号中の回り込み信号を抑圧するように構成されている。

この発明の無線中継装置が用いられていることにより、送信装置から受信装置に至る伝送路数が増加し、しかもその無線中継装置ではその受信アンテナと送信アンテナの偏波特性が直交化している受信と送信を同時に行うことができ連続的に中継増幅をすることができ、それだけ通信容量を多くすることができ、また無線中継装置の受信アンテナ指向特性ビームを狭いものとする必要がなく、無線中継装置を移動させてもよい。

まずこの発明による無線中継装置の実施形態を説明する前にこの発明による無線通信方法に用いられる各種の無線中継装置を示す。
［想定中継装置］
中継装置としては、無線中継装置の受信アンテナと送信アンテナとに偏波特性が互いに直交化されたものが用いられる。図３に水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナを用いる場合を示す。図３の例では受信アンテナ２１として、水平に配されたターンスタイルアンテナよりなる水平偏波アンテナが用いられ、送信アンテナ２２として、垂直に立てられたスリーブ（ダイポール）アンテナよりなる垂直偏波アンテナが用いられる。これらは支柱２９上にターンスタイルアンテナ２１を上側として上下に取り付けられている。水平偏波受信アンテナ２１で受信された無線信号は筐体２３内の増幅器２４で増幅されるが、この例では受信アンテナ２１としてターンスタイルアンテナが用いられているため、その２つのダイポール素子の受信信号が移相合成部２５で互いに位相を９０度ずらされて合成されて増幅器２４へ入力される。増幅された無線信号は送信アンテナ２２より送信される。

送信アンテナ２２より送信された無線信号（電波）は垂直偏波であるため、水平偏波受信アンテナ２１には受信されない。この直交した偏波に基づく分離、いわゆる交差偏波識別度は高く、回り込み信号を十分抑圧することができ、それだけ受信及び送信に同一偏波を用いる場合より中継増幅の利得を上げることができる。また、両アンテナ２１及び２２の水平面内での指向特性は共に無指向性である。しかし、この例では垂直面内ではターンスタイルアンテナ２１の指向特性はスリーブアンテナ２２の方向（下向き）にも向いているが、スリーブアンテナ２２の垂直方向の指向特性はターンスタイルアンテナ２１の方向ではヌルであり（落ち込んでおり）、この点でも送信アンテナ２２から無線信号が受信アンテナ２１に受信され難い。

受信アンテナ２１として垂直偏波アンテナを、送信アンテナ２２として水平偏波アンテナをそれぞれ用いてもよい。水平偏波アンテナとしては、ターンスタイルアンテナと同様に水平面内で無指向性に近いマイクロストリップアンテナなど他のアンテナを用いてもよく、垂直偏波アンテナとしては、スリーブアンテナと同様に水平面内で無指向性に近い、モノポールアンテナなど他のアンテナを用いてもよい。図３に示したような水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナを用いる無線装置を中継装置１という。
互いに直交する斜偏波を受信アンテナと送信アンテナに用いる中継装置２として図４に示す。垂直面４１内の垂直線４２に対し、時計方向に４５度傾斜したスリーブ（ダイポール）アンテナが受信アンテナ２１として用いられる。垂直面４１と平行な垂直面４３内の垂直線４４に対し反時計方向に４５度傾斜したスリーブ（ダイポール）アンテナが送信アンテナ２２として用いられる。垂直面４１と４３を重さねると、受信アンテナ２１と送信アンテナ２２の偏波面は互いに直交する。このような直交関係が成立てばよく、垂直軸に対する角度は逆方向に互いに異なる角度傾斜をさせ、その互いになす角度が直角であればよい。

この場合も、送信アンテナ２２から送信された無線信号偏波面は受信アンテナ２１の受信電波の偏波面とが互いに直交しているため、回り込み信号を抑圧することができ、それだけ中継増幅利得を上げることができる。受信アンテナ２１の傾きを垂直線に対し反時計方向とし、送信アンテナ２２の傾きを垂直線に対し時計方向としてもよい。スリーブアンテナではなく、モノポールアンテナなど他の偏波面に垂直な平面内では無指向性の斜め偏波アンテナを用いてもよい。

直交化偏波特性をもつアンテナとして右旋円偏波アンテナと左旋円偏波アンテナを用いる中継装置３を図５に示す。受信アンテナ２１として垂直に設けられた右旋ターンスタイルアンテナを用い、送信アンテナ２２として垂直に設けられた左旋ターンスタイルアンテナを用い、これら両ターンスタイルアンテナは正対させられる。受信アンテナ２１のターンスタイルアンテナの２つの素子の受信無線信号は移相合成部２５により水平素子信号より垂直素子信号が９０度遅らされて合成され、増幅器２４へ供給される。一方、送信アンテナ２２のターンスタイルアンテナにおいては分離移相部２６により増幅器２４の増幅無線信号が２分され、一方が他方より位相が９０度遅らされ、その遅らされた信号が水平素子に、遅らされない信号が垂直素子にそれぞれ給電される。

送信アンテナ２２から送信された無線信号（電波）の円偏波の旋回方向が、受信アンテナ２１の偏波特性の旋回方向と逆であるため、回り込み信号が抑圧され、それだけ中継増幅利得を上げることができる。受信アンテナ２１として左旋円偏波アンテナを用い、送信アンテナ２２として右旋円偏波アンテナを用いてもよい。円偏波アンテナとしてはターンスタイルアンテナのみならず、クロス八木アンテナ、マイクロストリップアンテナなどを用いてもよい。

［実施形態１］
この発明の無線中継装置の実施形態１は、無線中継装置に、第１偏波受信アンテナをＵ個、これと偏波特性が直交化した第２偏波受信アンテナをＶ個（Ｕ，Ｖはそれぞれ１以上の整数）備え、第１偏波受信アンテナ及び第２偏波受信アンテナとそれぞれ偏波特性が直交化したＵ個の第２偏波送信アンテナ及びＶ個の第１偏波送信アンテナを備える。
Ｕ＝Ｖ＝１の場合のこの実施例を図６に示す。偏波特性が互いに直交化した２つのアンテナとしては、図３〜図５を参照して説明したいずれの対の形式のもののいずれを使用してもよい。よって以下の説明では偏波特性が互いに直交化した２つのアンテナの一方を縦線の上に頂点を下とした三角形（逆三角形）を付けて表示し、他方を縦線の上に頂点を上とした三角形を付けて表示する。

第１偏波受信アンテナ２１₁及び第２偏波受信アンテナ２１₂が設けられ、これら第１及び第２偏波受信アンテナ２１₁及び２１₂でそれぞれ受信された無線信号はそれぞれ回り込み抑圧部２７₁及び２７₂で回り込み信号が抑圧されて増幅器２４₁及び２４₂へ供給される。増幅器２４₁及び２４₂でそれぞれ増幅された無線信号は、第２偏波及び第１偏波送信アンテナ２２₁及び２２₂により送信される。回り込み抑圧部２７₁及び２７₂としては例えば特許文献１や２などに示されているものを用いることができる。

この構成によれば、第２偏波送信アンテナ２２₁より送信された無線信号（電波）はその偏波面が第１受信アンテナ２１₁の偏波特性と直交化しているため、第１偏波受信アンテナ２１₁には回り込み信号としてほとんど受信されないが、第２偏波受信アンテナ２１₂には偏波面が同一であるため、回り込み信号が受信される。この回り込み信号は回り込み抑圧部２７₂で抑圧されて、増幅部２４₂へ供給されるため、回り込み信号により発振が生じることを防止でき、増幅器２４₂の利得を上げることができる。同様に第１偏波送信アンテナ２２₂より送信された無線信号による回り込み信号は第２偏波受信アンテナ２１₁により受信されるが、これは回り込み抑圧部２７₁で抑圧されるため増幅器２４₁の利得を上げることができる。
このようにして偏波が互いに直交化した同一周波数帯の複数の無線信号をそれぞれ比較的高い利得で同時に中継増幅することができる。よって図２中の無線中継装置より中継できる通信容量を大きくすることができる。

実施例１
図６に示した中継装置において発振するおそれは次の理由に基づく。例えば第１偏波受信アンテナ２１₁で受信された無線信号が第２偏波送信アンテナ２２₁より送信され、この無線信号が回り込み伝送路４１を通じて第２偏波受信アンテナ２１₂に受信され、その受信された回り込み信号は増幅器２４₂で増幅され、第１偏波送信アンテナ２２₂より送信され、この送信された回り込み信号が、回り込み伝送路４２を通じて第１偏波受信アンテナ２１₁で受信され、この受信された回り込み信号が増幅器２４₁で増幅されて第２偏波送信アンテナ２２₁より再び送信される。つまり次の閉路を回り込み信号が巡回して発振が生じるおそれがある。

送信アンテナ２２₁−伝送路４１−受信アンテナ２１₂−増幅器２４₂−送信アンテナ２２₂−伝送路４２−受信アンテナ２１₁−増幅器２４₁−送信アンテナ２２₁
このようなたすき掛けの複雑な回り込みに気付き、これを、図１に示した従来の回り込み抑圧部２７₁と同様にして回り込み信号を抑圧することを考えて行ったとすると、回り込み抑圧部２７₁では増幅器２４₁を通じ、更に増幅器２４₂を通じて増幅された回り込み信号を抑圧することになる。しかし一般に信号は増幅器で増幅されるごとに雑音が加算されるため、この回り込み抑圧部２７₁では２回も増幅器を通過した回り込み信号を抑圧することになる。このため第１偏波受信アンテナ２１₁の受信無線信号についての回り込み信号は増幅器２４₂を通過した、つまり雑音が加算された状態になり、従って回り込み抑圧部２７₁の出力信号も雑音が加算されたものとなる。第２偏波受信アンテナ２１₂で受信した無線信号についての回り込み信号より発振が生じるおそれも、前記閉路を巡回することに基づくものであり、この閉路に最初に入る部分が第１偏波送信アンテナ２２₂となる点が異なるだけである。回り込み抑圧部２７₁及び２７₂と好ましい例を図７を参照して説明する。

この実施例では例えば第２偏波受信アンテナ２１₂の受信無線信号が第１偏波送信アンテナ２２₂より送信され、回り込み信号として第１偏波受信アンテナ２１₁で受信された時に、その回り込み信号を抑圧する。つまり回り込み信号が前記閉ループに入ると、増幅器を通過する前に抑圧する。このため第１偏波送信アンテナ２２₂から送信され、第１偏波受信アンテナ２１₁に受信される回り込み伝送路４２の伝送路特性（インパルス応答、チャネル特性とも云われる）が回り込みチャネル推定部４３₁で推定される。つまりこの回り込みチャネル推定部４３₁は他の中継系への回り込み伝送路４２の伝送路特性を推定する。この推定の手法が各種考えられるが、例えば受信すべき無線信号が一時的に断となっている時に、パイロット発生器４４₁からパイロット信号を増幅器２４₂に入力し、このパイロット信号が増幅され、第１偏波送信アンテナ２２₂から送信され、回り込み伝送路４２を通じて第１偏波受信アンテナ２１₁で受信された回り込み信号とパイロット信号とから回り込み伝送路４２の伝送路特性を推定する。なおパイロット信号として受信無線信号の帯域から少し外れているものを用いて、受信無線信号の断となる時を待つことなくチャネル特性推定を行ってもよい。

第２偏波受信アンテナ２１₂で受信された信号、この例では増幅器２４₂の入力信号に対しＦＩＲフィルタ４５₁において、回り込みチャネル推定部４３₁で推定した回り込み伝送路４２の特性を畳み込み、回り込み伝送路４２の回り込み信号のレプリカを生成する。この回り込み信号レプリカを、第１偏波受信アンテナ２１₁の受信無線信号から減算部４６₁で差し引き、減算部４６₁の出力信号を増幅器２４₁に入力する。
このようにして第１偏波受信アンテナ２１₁の受信無線信号中の、第２偏波受信アンテナ２１₂の受信無線信号が回り込み伝送路４２を通じて第１偏波受信アンテナ２１₁に受信された回り込み信号が、ＦＩＲフィルタ４５₁からの回り込み信号レプリカにより抑圧され、つまり第２偏波受信アンテナ２１₂の受信無線信号が第１偏波送信アンテナ２２₂から回り込み伝送路４２を通じて回り込み信号として前記閉路に入力される部分で抑圧され、回り込み信号が増幅器により増幅され雑音が加算される問題は生じない。

回り込み抑圧部２７₂も、回り込み抑圧部２７₁と同様に、回り込み伝送路４１の特性を推定する回り込みチャネル推定部４３₂と、この推定した伝送路特性を第１偏波受信アンテナ２１₁の受信無線信号に対して畳み込むＦＩＲフィルタ４５₂と、ＦＩＲフィルタ４５₂により生成された回り込み信号レプリカを第２偏波受信アンテナ２１₂の受信無線信号から差し引いて増幅器２４₂に入力する減算器４６₂とにより構成される。この結果第１偏波受信アンテナ２１₁の受信無線信号が回り込み伝送路４１を通じて前記閉路に入力されるのを、その入口部分で抑圧することができる。なお回り込みチャネル推定部４３₁及び４３₂における回り込み伝送路４２及び４１の各推定は、どちらか一方を先に行った後、他方を行う。

［実施形態２］
次にこの発明の無線中継伝送方法の実施形態を説明する。
実施例２
この実施形態２が適用される通信システムの構成例を図８に示す。送信装置１０に、偏波特性が直交化した第１偏波及び第２偏波送信アンテナ１１₁及び１１₂が設けられ、これら第１偏波及び第２偏波送信アンテナ１１₁及び１１₂から同一周波数帯の無線信号を同時に送信する。第１偏波及び第２偏波送信アンテナ１１₁及び１１₂により無線信号としてそれぞれ伝送する情報系列Ｓ₁及びＳ₂は異なるものでも同一のものでもよい。

無線中継装置２０には第１偏波及び第２偏波送信アンテナ１１₁及び１１₂の一方、図示例では１１₁の偏波特性と同一の偏波特性の第１偏波受信アンテナ２１が設けられ、これと偏波特性が直交化した第２偏波送信アンテナ２２が設けられる。つまり無線中継装置２０として図３〜図５を参照して説明した無線中継装置のいずれかが用いられる。この場合、無線中継装置２０の第１偏波受信テンアナ２１と第２偏波送信アンテナ２２の偏波特性を直交化させる偏波の形式は送信アンテナ１１₁，１１₂のこれと同一、つまり左旋と右旋偏波、共に直線偏波、共に円偏波、共に斜め偏波のいずれかとされる。

第１偏波送信アンテナ１１₁からの無線信号を第１偏波受信アンテナ２１で受信し、その受信無線信号を増幅して、第２偏波送信アンテナ２２から受信無線信号と偏波面が直交した無線信号として送信する。
受信装置３０には無線中継装置２０の送信アンテナ２２と直交化の形式も含めて同一の偏波特性をもつ、この例では第２偏波の２つの受信アンテナ３１₁，３１₂が設けられる。
受信装置３０で送信装置１０の第２偏波送信アンテナ１１₂から送信された無線信号と無線中継装置２０から送信された無線信号とを第２偏波受信アンテナ３１₁，３１₂で受信する。

送信装置１０の第１偏波送信アンテナ１１₁から送信された無線信号は実線６１₁と、６１₂，６１₃で示すように無線中継装置２０で中継増幅されると共に偏波面が直交的に変更されて受信装置３０の２つの第２偏波受信アンテナ３１₁及び３１₂で受信される。つまり第１偏波送信アンテナ１１₁からの無線信号は２つの伝搬路を通った信号として受信装置３０に受信される。送信装置１０の第２偏波送信アンテナ１１₂から送信された無線信号は破線６２₁，６２₂で示すように、無線中継装置２０で中継されることなく受信装置３０の２つの第２偏波受信アンテナ３１₁及び３１₂に受信され、これも２つの伝搬路を通って受信される。

このように受信装置３０に受信される信号は互いに異なる伝搬路を通り、その伝搬路の伝搬特性（インパルス応答）が異なるため、受信装置３０で両アンテナ３１₁及び３１₂で受信された無線信号は等化部３２で等化分離処理されて、送信装置１０の送信アンテナ１１₁及び１１₂でそれぞれ送信された各情報系列が分離出力される。この等化部３２では非特許文献１に示すＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output：多入力多出力）方式における信号分離処理と同様な手法の分離処理を行えばよい。送信アンテナ１１₁及び１１₂からの送信情報系列が同一の場合は等化部３２で分離された両情報系列は合成部３３で１つの情報系列に加算合成される。

無線中継装置２０では受信アンテナ２１と送信アンテナ２２の偏波特性が直交化されているため、受信と送信を同時に連続的に行うことができ、かつ無線中継装置２０を設けることにより伝搬路の数が増加し、通信容量を増加させることができる。図８中に破線で示すように、送信装置１０の第１偏波送信アンテナ１１₁は複数でもよく、同様に第２偏波送信アンテナ１１₂も複数でもよく、更に無線中継装置２０も複数でもよく、また受信装置３０の第２偏波アンテナは３個以上でもよい。

実施例３
この発明の無線中継伝送方法をこれが適用されるシステム構成を示す図９を参照して説明する。
送信装置１０の第１偏波送信アンテナ１１から無線信号を送信し、その無線信号を無線中継装置２０において第１偏波送信アンテナ１１の偏波特性と同一の偏波特性の第１偏波受信アンテナ２１で受信し、受信した無線信号を増幅して、受信アンテナ２１と偏波特性が直交化した第２偏波送信アンテナ２２により送信し、つまり受信無線信号と偏波面が直交化した偏波面の無線信号として送信する。受信装置３０において無線中継装置２０の第２偏波送信アンテナ２２と同一の偏波特性の第２偏波受信アンテナ３１₁と、第２偏波送信アンテナ２２と直交化した偏波特性の第１偏波受信アンテナ３１₂とにより無線信号を受信する。

送信装置１０の第１偏波送信アンテナ１１から送信された無線信号は実線６１₁及び６１₂で示すように無線中継装置２０で中継増幅されて受信装置３０の第２偏波受信アンテナ３１₁で受信されると共に破線６１₄で示すように無線中継装置２０で中継されることなく受信装置３０の第１偏波受信アンテナ３１₂に受信される。
受信装置３０で両受信アンテナ３１₁及び３１₂で受信された信号は合成部３３で合成される。このような受信アンテナ３１₁及び３１₂に受信される信号の伝搬路の特性が異なり、つまり伝搬路が増加し、また無線中継装置２０では受信信号を偏波面を直交化させて、同一周波数帯で送信しているため、受信と送信を同時に連続的に行うことができ、通信容量を増加させることができる。図９中に破線で示すように送信装置１０の第１偏波送信アンテナ１１を複数としてもよく、無線中継装置２０も複数でもよく、更に受信装置３０の第２偏波受信アンテナ３１₁も複数でもよく、同様に第１偏波受信アンテナ３１₂も複数でもよい。

実施例４
この発明方法の実施例４を図１０のシステム構成を参照して説明する。送信装置１０から偏波特性が互いに直交化した第１偏波送信アンテナ１１₁と第２偏波送信アンテナ１１₂により互いに異なる情報系列又は同一情報系列を同一周波数帯で同時に送信する。
無線中継装置２０で第１偏波の受信アンテナ２１により無線信号を受信し、その受信無線信号を回り込み抑圧部２７₁に入力し、回り込み抑圧部２７₁で回り込み信号が抑圧された無線信号を増幅して第２偏波の送信アンテナ２２により受信信号に対し偏波面を直交化させた無線信号として送信する。

受信装置３０で第２偏波の受信アンテナ３１₁で無線信号を受信し、第１偏波の受信アンテナ３１₂で無線信号を受信する。送信装置１０の第１偏波アンテナ１１₁から送信された無線信号については図１０中に実線６１₁及び６１₂，６１₃で示すように、無線中継装置３０で中継されて受信装置３０の第２偏波受信アンテナ３１₁に受信される伝搬路と無線中継装置２０を中継されることなく第１偏波受信アンテナ３１₂に受信される伝搬路との互いに伝搬特性を異にする２つの伝搬路がある。送信装置１０の第２偏波アンテナ１１₂から送信された無線信号については破線６２₁で示すように無線中継装置２０で中継されることなく受信装置３０の第２偏波受信アンテナ３１₁に受信される。受信装置３０では２つの受信アンテナ３１₁及び３１₂の受信信号がＭＩＭＯ方式の等化信号分離手法により等化部３２により処理されて送信装置１０の送信アンテナ１１₁及び１１₂から送信された２つの情報系列に分離される。このように伝搬路数の増加と無線中継装置２０での受信と送信の同時処理とにより通信容量を増加させることができる。この場合も送信装置１０の第１偏波送信アンテナ１１₁や第２偏波送信アンテナ１１₂を複数としてもよく、同様に受信装置３０の第１偏波受信アンテナ３１₂や第２偏波受信アンテナ３１₁を複数としてもよい。

実施例５
この発明方法の実施例３を図１１のシステム構成を参照して説明する。送信装置１０から偏波特性が互いに直交化した第１偏波送信アンテナ１１₁と第２偏波送信アンテナ１１₂により互いに異なる情報系列又は同一情報系列を同一周波数帯で同時に送信する。
無線中継装置２０で第１偏波の受信アンテナ２１₁及び第２偏波の受信アンテナ２１₂により無線信号を受信し、受信アンテナ２１₁の受信信号を回り込み抑圧部２７₁で回り込み信号を抑圧して増幅部２４₁により増幅し、第２偏波の送信アンテナ２２₁より受信信号に対し偏波面を直交化させた無線信号として送信し、第２偏波受信アンテナ２１₂の受信信号を回り込み抑圧部２７₂で回り込み信号を抑圧して増幅部２４₂で増幅し、第１偏波の送信アンテナ２２₂より受信信号に対し偏波面を直交化させた無線信号として送信する。つまり無線中継装置２０としては図６又は図７に示したものと同様のものが用いられる。

受信装置３０で第２偏波の受信アンテナ３１₁及び３１₃で無線信号を受信し、第１偏波の受信アンテナ３１₂及び３１₄で無線信号を受信する。送信装置１０の第１偏波アンテナ１１₁から送信された無線信号については図１１中に実線６１₁と６１₂，６１₃で示すように、無線中継装置２０で中継されて受信装置３０の２つの第２偏波受信アンテナ３１₁及び３１₃に受信される２つの伝搬路と、実線６１₄、６１₅に示すように無線中継装置２０を中継されることなく第１偏波受信アンテナ３１₂及び３１₄に受信される２つの伝搬路との互いに伝搬特性を異にする４つの伝搬路がある。同様にして送信装置１０の第２偏波アンテナ１１₂から送信された無線信号については破線６２₃及び６２₄，６２₅で示すように無線中継装置２０で中継されて受信装置３０の第１偏波受信アンテナ３１₂及び３１₄に受信される２つの伝搬路と、破線６２₁、６２₂で示すように無線中継装置２０で中継されることなく第２偏波受信アンテナ３１₁及び３１₃に受信される２つの伝搬路との互いに伝搬特性を異にする４つの伝搬路がある。受信装置３０では４つの受信アンテナ３１₁〜３１₄の受信信号がＭＩＭＯ方式の等化信号分離手法により等化部３２により処理されて送信装置１０の送信アンテナ１１₁及び１１₂から送信された２つの情報系列に分離される。無線中継装置２０では第１偏波受信アンテナ２１₁及び第２偏波受信アンテナ２１₂でそれぞれ受信された無線信号はそれぞれ増幅されて各受信無線信号と偏波面が直交化された無線信号として送信されるため、同時連続的に受信送信を行うことができる。このように伝搬路数の増加と無線中継装置２０での受信と送信の同時処理とにより通信容量を増加させることができる。

図１２に図１１と対応する部分に同一参照番号を付けて示すように、無線中継装置２０として、第１偏波受信アンテナ２１₁及び第２偏波送信アンテナ２２₁を備える無線中継装置２０₁と、第２偏波受信アンテナ２１₂及び第１偏波送信アンテナ２２₂を備える無線中継装置２０₂とに分離したものを用いてもよい。この場合は第２偏波送信アンテナ２２₁と第２偏波受信アンテナ２１₂の結合及び第１偏波送信アンテナ２２₂と第１偏波受信アンテナ２１₁の結合が図１１に示した場合より小さいため、無線中継装置２０₁及び２０₂内の回り込み抑圧部２７₁及び２７₂を省略してもよい。送信装置１０で同一情報系列を送信アンテナ１１₁及び１１₂から送信する場合は受信装置３０で分離された２つの情報系列を合成部３３で加算合成する。受信装置３０の受信アンテナとしては第２偏波受信アンテナ３１₁と第１偏波受信アンテナ３１₂のみでもよい。

送信装置１１において第１偏波送信アンテナをＭａ個（Ｍａは１以上の整数）、第２偏波送信アンテナをＭｂ個設け（Ｍｂは１以上の整数、好ましくは｜Ｍａ−Ｍｂ｜≦１）、第１偏波受信アンテナ及び第２偏波送信アンテナを備える無線中継装置をＬａ個（Ｌａは１以上の整数）、第２偏波受信アンテナ及び第１偏波送信アンテナを備える無線中継装置をＬｂ個設け（Ｌｂは１以上の整数、好ましくは｜Ｌａ−Ｌｂ｜≦１）、受信装置３０に第１偏波受信アンテナをＮａ個（Ｎａは１以上の整数であるが、２〜４が好ましい、また好ましくはＮａ≧Ｍｂ）、第２偏波受信アンテナをＮｂ個設けてもよい（Ｎｂは１以上の整数、好ましくはＮｂ≧Ｍａ）。その例として、Ｍａ＝Ｍｂ＝２、Ｎａ＝Ｎｂ＝３、各２組の受信アンテナ及び送信アンテナをもつ無線中継装置（図１１中の無線中継装置２０）を２個設けた、つまりＬａ＝Ｌｂ＝２の場合を図１３に示す。なお前記Ｌａ個及びＬｂ個の各数は、１個の受信アンテナと１個の送信アンテナの組を１個の無線中継装置として数える。

図１３に示した無線中継システム及び前記Ｌａ，Ｌｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｎａ，Ｎｂの各数を一般化した無線中継システムにおいて無線中継装置２０としては互いに直交する偏波特性の受信アンテナと送信アンテナの一組を備えたもの、つまり図１２中に示したものでもよく、あるいは互いに直交する偏波特性の受信アンテナと送信アンテナの一組を備えた無線中継装置と複数組を備えた無線中継装置が図１３中に破線で示すように混在していてもよい。更に送信装置１０は複数に分割、分離されていてもよく、無線中継装置２０は一つに一体化されていてもよい。また受信装置３０も複数に分割、分離されていてもよい。この場合は一般にはその受信装置３０は第１偏波受信アンテナと第２偏波受信アンテナとの組を２〜４組が望ましく、信号等化分離を行う等化部３２はその受信装置３０に要求される１つ又は複数の信号のみを分離すればよい構成となる。

図１２中の無線中継装置及び図１３に示すシステムでは受信アンテナと送信アンテナの組が１つ及び複数の無線中継装置が混在している場合で、かつ反射波が存在し、その反射の際に１つの無線中継装置の受信無線信号（電波）とその無線中継装置から送信されて反射された無線信号（電波）との偏波面の直交性が崩れる場合は反射無線信号（電波）が、その無線中継装置に再び受信され、無線中継装置で発振が生じるおそれがある。また送信装置１０の第２偏波送信アンテナ１１₂から送信され、無線中継装置２０₁の第２偏波受信アンテナ２１₁に受信され、この受信無線信号が増幅されて第１偏波送信アンテナ２２₁から送信され、その送信された無線信号が図１２中に一点鎖線で示すように回り込み伝送路３５を通じて無線中継装置２０₂の第１偏波受信アンテナ２１₂で受信され、この受信された回り込み信号が増幅され、第２偏波送信アンテナ２２₂で送信され、この送信された回り込み信号が中継装置２０₁の第２偏波受信アンテナ２１₁で受信され、この受信回り込み信号が増幅されて第１偏波送信アンテナ２２₁から送信されるというように、無線中継装置２０₁と２０₂は離れているが、図６を参照して説明したと同様な閉路を通じて発振が生じるおそれがある。

これら反射波に基づく発振と他の無線中継装置を経由する発振とを防止するために図１に示した従来の回り込み抑圧部２を、図１２や図１３中に示した１組の受信アンテナと送信アンテナを備える無線中継装置に用いることができる。この場合は無線中継装置を介さない回り込み信号に対し、無線中継装置を介する回り込み信号で、特に中継装置における中継処理が複雑なときは可成り時間的に遅れて同一の受信アンテナに受信される。このため回り込み信号レプリカを生成するためのＦＩＲフィルタのタップ数が可成り多くなる。この問題を解決するためにこの発明の無線中継装置の実施例を以下に示す。

実施例６
この実施例６は図１４に示すように第１偏波受信アンテナ２１の受信無線信号は回り込み抑圧部２７を通じて増幅器２４に入力され、増幅器２４よりの増幅された無線信号は第２偏波送信アンテナ２２により送信される。回り込み抑圧部２７においては受信アンテナ２１の受信信号がチャネル推定・遅延量決定部５１に入力され、そのチャネル推定部５１ａで回り込み信号の伝送特性が、例えば特許文献１に記載された方法により推定される。この推定された伝送特性は回り込み信号の例えばインパルス応答であって、図１５に示すように、他の無線中継装置を介さない反射波などによる回り込み信号の伝送路のインパルス応答５２とこれに遅れて、他の無線中継装置を介する回り込み信号の伝送路のインパルス応答５３が求まる。

チャネル分離部５１ｂで最初のインパルス応答５２と後のインパルス応答５３とを分離する。例えば最初に得られるインパルス応答５２の値が所定値以下になってから次に現われるインパルス応答の値が所定値より大きくなることを検出して、これらを分離する。これら分離された最初に得られるインパルス応答５２、つまり無線中継装置を介さない回り込み信号の伝送路特性の推定値はＦＩＲフィルタ５４に設定され、後に得られるインパルス応答５３、つまり無線中継装置を介する回り込み信号の伝送路特性はＦＩＲフィルタ５５に設定される。また遅延量決定部５１ｃで最初に得られるインパルス応答５２の初めから、次に得られるインパルス応答５３の初めまでの時間Ｄが検出され、この時間が可変遅延素子５７にその遅延量として設定される。

受信アンテナ２１の受信無線信号、この例では増幅器２４の入力信号にＦＩＲフィルタ５４において最初のインパルス応答５２が畳み込まれて、無線中継装置を介さない回り込み信号のレプリカが生成され、この回り込み信号レプリカが受信無線信号から減算部５６で差し引かれ、また増幅器２４の入力信号は可変遅延素子５７で時間Ｄだけ遅延されてＦＩＲフィルタ５５に入力され、この遅延入力信号に、ＦＩＲフィルタ５５において後に得られるインパルス応答５３が畳み込まれて無線中継装置を介する回り込み信号のレプリカが生成される。この回り込み信号レプリカが受信無線信号から減算部５６で差し引かれる。減算部５６で両回り込み信号のレプリカが減算された受信無線信号が増幅器２４に入力される。

インパルス応答５２とインパルス応答５３との時間差Ｄは、無線中継装置を介さない回り込み信号と無線中継装置を介する回り込み信号との時間差と一致している。従って、受信無線信号は両回り込み信号が抑圧されて増幅器２４に入力される。しかも両ＦＩＲフィルタ５４及び５５はそれぞれインパルス応答５２及び５３の長さ分のタップ数があればよい。しかし従来の回り込み抑圧部のＦＩＲフィルタの場合は、最初のインパルス応答５２の初めから後のインパルス応答５３の終りまでの時間に対するタップ数を必要とし、これと比較してこの実施例６におけるＦＩＲフィルタ５４及び５５のタップ数の合計は可成り少なくなる。この回り込み抑圧部２７及び図７に示した無線中継装置の回り込み部２７₁及び２７₂も同様であるが、各回り込み信号の伝送路特性の推定は周期的又は適宜になされ、その推定された伝送路特性（インパルス応答係数）により対応ＦＩＲフィルタの係数が設定される。

実施例７
図１４に示した無線中継装置は図１２中に示した例えば無線中継装置２０₁にこの発明を適用した例であるが、図１１に示した無線中継装置２０や図１３中の無線中継装置２０₁や２０₂などにも適用することができる。その例を図１６に示す。図１６において、図１４と対応する部分に同一参照番号を付け、更にその各参照番号に、受信アンテナ２１₁から送信アンテナ２２₁への中継系には添字「₁」を付け、受信アンテナ２１₂から送信アンテナ２２₂への中継系には添字「₂」を付けて、重複説明を省略する。
図１６では送信アンテナ２２₁から送信した信号が受信アンテナ２１₁、つまり自中継系に回り込む信号を抑圧し、また送信アンテナ２２₂から受信アンテナ２１₂、つまり自中継系に回り込む信号を抑圧した。送信アンテナ２２₁から信号が反射などにより受信アンテナ２１₁（自中継系）に回り込む信号と、図７に示したように受信アンテナ２１₂（他中継系）に回り込む信号とを抑圧する例を図１７に示す。チャネル推定・遅延量決定部５８₁において、減算器５６₁及び５６₂の各出力信号の一部が入力され、送信アンテナ２２₁から送信され、反射などにより偏波特性がくずれて受信アンテナ２１₁（自中継系）に入力される回り込み伝送路特性の推定と、受信アンテナ２１₂（他中継系）に入力される回り込み伝送路（図７中の回り込み伝送路４１）特性とを推定し、推定した前者の回り込み伝送路特性をＦＩＲフィルタ５４₁に設定し、推定した後者の回り込み伝送路特性をＦＩＲフィルタ４５₂に設定し、決定した遅延量を可変遅延素子５７₂に設定する。ＦＩＲフィルタ４５₂には増幅器２４₁の入力信号の一部が可変遅延素子５７₂を通じて入力され、その出力は減算部５６₂に入力される。

同様にチャネル推定・遅延量決定部５８₂において減算部５６₁及び５６₂の各出力信号の一部が入力され、これに基づき、送信アンテナ２２₂から送信し、反射により受信アンテナ２１₂（自中継系）に受信される回り込み伝送路の特性の推定と、受信アンテナ２１₁（他中継系）に受信される回り込み伝送路の特性を推定し、推定した前者の回り込み伝送路特性をＦＩＲフィルタ５４₂に設定し、推定した後者の回り込み伝送路特性をＦＩＲフィルタ４５₁に設定し、決定した遅延量を可変遅延素子５７₁に設定する。
増幅器２４₂の入力信号の一部が可変遅延素子５７₁を通じてＦＩＲフィルタ４５₁に入力され、ＦＩＲフィルタ４５₁の出力が減算部５６₁に入力される。なおパイロット信号送信中は、発振防止のため、減算部５６₁の出力信号を増幅器２４₁には入力しない。

実施例１及び実施例８の無線中継装置や、実施例２〜５中で述べた無線中継装置においては各アンテナを、アンテナ素子１個として示した。しかし各アンテナは、アレーアンテナでもよい。その実施例を図１８に示す。
第１偏波受信アンテナ２１₁として複数の第１偏波アンテナ素子２１ｅ₁によりアレーアンテナが形成され、第２偏波受信アンテナ２１₂として、複数の第２偏波アンテナ素子２１ｅ₂により受信アレーアンテナが形成され、第２偏波送信アンテナ２２₁として複数の第２偏波アンテナ素子２２ｅ₁によりアレーアンテナが形成され、第１偏波送信アンテナ２２₂として複数の第１偏波アンテナ素子２２ｅ₂によりアレーアンテナが形成される。

第１偏波受信アンテナ２１₁の各第１偏波アンテナ素子２２ｅ₁に受信された無線信号はそれぞれ重み付け加算部７１₁内の乗算部７１ａで振幅及び位相の重みが与えられた後、加算部７１ｂで加算されて廻り込み抑圧部２７₁に入力される。同様に第２偏波受信アンテナ２１₂の各第２偏波アンテナ素子２１ｅ₂に受信された無線信号はそれぞれ重み付け加算部７１₂で重み付けされた後、加算されて回り込み抑圧部２７₂に入力される。
増幅器２４₁よりの増幅出力信号は重み付け部７２₁内で複数に分岐され、それぞれ乗算部７２ａで振幅及び位相の重みが与えられてそれぞれ第２偏波送信アンテナ２２₁の対応する第２偏波アンテナ素子２２ｅ₁へ供給され、電波として送信される。同様に増幅器２４₂よりの増幅出力信号は重み付け部７２₂で分岐されてそれぞれ重みが与えられ、それぞれ第１偏波送信アンテナ２２₂の対応する第１偏波アンテナ素子２２ｅ₂へ供給され、電波として送信される。

アンテナ重み生成部７３より重みを重み付け加算部７１₁及び７１₂の各乗算部７１ａにそれぞれ設定し、第１偏波受信アンテナ２１₁、また第２偏波受信アンテナ２１₂にそれぞれ受信される各回り込み信号が小さくなるように、第１偏波受信アンテナ２１₁及び第２偏波受信アンテナ２１₂の各アンテナ指向特性パターンを制御する。同様に、アンテナ重み生成部７３より重みを重み付け部７２₁及び７２₂の各乗算部にそれぞれ設定し、第１及び第２偏波受信アンテナ２１₁及び２１₂にそれぞれ受信される各回り込み信号が小さくなるように、第２及び第１偏波送信アンテナ２２₁及び２２₂の各アンテナ指向特性パターンを制御する。

重み付け加算部７１₁及び７１₂、重み付け部７２₁及び７２₂に対する各重みは、この無線中継装置を製作する際に、各アレーアンテナの指向特性パターンがそれぞれ回り込み信号を抑圧するように、計算、調整設定し、そのまま固定としても良く、また無線中継装置運用時に、周囲の環境に応じて、定期的に、例えば、第１及び第２偏波受信アンテナ２１₁及び２１₂に対する無線信号の受信が一時的に停止した時に、モニタ信号を第２及び第１偏波送信アンテナ２２₁及び２２₂より送信し、第１及び第２偏波受信アンテナ２１₁及び２１₂にそれぞれ受信される回り込み信号が小さくなるように各重みを補正設定しても良い。なお、重み付け加算部７１₁及び７１₂、重み付け部７２₁及び７２₂はそれぞれ対応するアレーアンテナの各アンテナ素子に対する重みを設定する重み付け部を構成しているといえる。

つまり、少なくとも第１及び第２偏波受信アンテナ２１₁及び２１₂の各アンテナ指向特性パターンにおける受信しようとする無線信号の到来方向の利得が、回り込み信号の入射方向の利得よりも大きくなるように重み付け加算部７１₁及び７１₂の各重みが設定され、同様に少なくとも第２及び第１偏波アンテナ２２₁及び２２₂の各アンテナ指向特性パターンにおける、その送信方向の利得が第１及び第２偏波アンテナ２１₁及び２１₂が受信しようとする無線信号の到来方向の利得よりも大きくなるように重み付け部７２₁及び７２₂の各重みが設定される。

この構成によれば、第１偏波受信アレーアンテナ２１₁において、指向性を制御することにより、同一偏波面を有する第１偏波送信アレーアンテナ２２₂からの回り込み信号の影響及び、偏波直交性に基づく分離の不完全性に起因する第２偏波送信アレーアンテナ２２₁からの回り込みの影響を軽減することができる。同様にして、第２偏波受信アレーアンテナ２１₂において指向性を制御することにより、同一偏波面を有する第２偏波送信アレーアンテナ２２₁からの回り込み信号の影響及び、偏波直交性に基づく分離の不完全性に起因する第１偏波送信アレーアンテナ２２₂からの回り込みの影響を軽減することができる。また、第２偏波送信アレーアンテナ２２₁において指向性を制御することにより、同一偏波面を有する第２偏波受信アレーアンテナ２１₂及び、偏波直交性に基づく分離の不完全性に起因する第１偏波受信アレーアンテナ２１₁への回り込みの影響を軽減できる。同様にして、第１偏波送信アレーアンテナ２２₂において指向性を制御することにより、同一偏波面を有する第１偏波受信アレーアンテナ２１₁及び、偏波直交性に基づく分離の不完全性に起因する第２偏波受信アレーアンテナ２１₂への回り込みの影響を軽減することができる。

以上より、この実施例７ではアレーアンテナの指向性と回り込み抑圧部を用いて、回り込み信号の影響を軽減するため、回り込み信号の発振が生じることを抑えることができ、増幅器の利得を上げることができる。なお受信アンテナ２１₁及び２１₂のみ又は送信アンテナ２２₁及び２２₂のみをアレーアンテナとしてもよい。
図８〜図１３中の各無線中継装置２０は頗る簡単な構成をしており、小形にかつ安価に作ることができる。よって例えば移動通信方式、放送方式において、この無線中継装置２０を建物などに外部の電波を比較的受信し易く、かつ多くの各建物内に中継した電波を伝搬させ易い所に設けて、あるいはタクシーの車体、宅配便の車両、乗合バスなど比較的人が多く存在する場所で比較的狭い中継サービス領域を簡単に提供することができる。移動体に無線中継装置２０を取り付け、その無線中継装置２０として図４に示した斜め偏波を利用するものを用いた場合は、図４中に示す面４１及び４３が送信装置１０の送信アンテナの対応する面と互いに平行する状態にあれば受信アンテナ２１で受信する無線信号と、送信アンテナ２２で送信する無線信号の偏波面の直交性が保たれるが、これらの面４１及び４３が送信装置１０の送信アンテナの対応する面と直角な状態では受信アンテナ２１で受信する無線信号と送信アンテナ２２で送信する無線信号とは同一の垂直偏波面となってしまう。同様に図５に示した円偏波を利用する無線中継装置を使用する場合は、無線中継装置のアンテナと、送信装置１０の送信アンテナとが正対する状態では受信アンテナ２１が受信する無線信号と送信アンテナ２２が送信する無線信号とは円偏波の旋回方向が互いに逆になるが、無線中継装置のアンテナと送信装置の送信アンテナとが互いに垂直な面内にそれぞれある状態になると、無線中継装置の受信アンテナ２１が受信する無線信号と送信アンテナ２２が送信する無線信号とは垂直偏波となり、直交性が保たれない。これらいずれの場合も、回り込み抑圧部を設けることにより、中継増幅を行うことができ、かつ無線中継装置を用いることによる伝搬路が増加する利点は失なわれない。

従来の回り込み抑圧部を備える無線中継装置の例を示す機能構成図。従来のＭＩＭＯ方式による多地点中継伝送システムを示す構成図。この発明の無線中継伝送方法に用いることができる無線中継装置の例を示す図。この発明の無線中継伝送方法に用いることができる無線中継装置の他の例を示す図。この発明の無線中継伝送方法に用いることができる無線中継装置の更に他の例を示す図。この発明による無線中継装置の一例を示す機能構成図。図６に示した無線中継装置中の回り込み抑圧部２７₁及び２７₂の具体例を示す機能構成図。この発明による無線中継伝送方法の実施例が適用される無線中継伝送システムの構成例を示す図。この発明による無線中継伝送方法の他の実施例が適用される無線中継伝送システムの構成例を示す図。この発明による無線中継伝送方法の更に他の実施例が適用される無線中継伝送システムの構成例を示す図。この発明による無線中継伝送方法の更に他の実施例が適用される無線中継伝送システムの構成例を示す図。図１１に示したシステムの変形例を示す図。この発明をＭＩＭＯ中継伝送方法に適用したシステム構成例を示す図。この発明による無線中継装置の他の実施例を示す機能構成図。図１４中のチャネル推定部５１ａで検出される回り込み信号の伝送路のインパルス応答の例を示す図。図１４に示した干渉用抑圧部を２系統の増幅中継系を備えた無線中継装置に適用した例を示す機能構成図。２系統の増幅中継系を備えた無線中継装置に図７に示した抑圧と図１４に示した抑圧を適用した例を示す機能構成図。アンテナとしてアレーアンテナを用いたこの発明による無線中継装置の実施例を示す機能構成図。

Claims

少なくとも第１及び第２中継系を含む無線中継装置であり、各中継系は
無線信号を受信する受信アンテナと、
上記受信アンテナに接続され、受信された無線信号中の回り込み信号を抑圧する回り込み抑圧部と、
上記回り込み抑圧された無線信号を増幅する増幅器と、
上記受信アンテナと直交する偏波特性を有し、上記増幅器の出力を送信する送信アンテナ、
とを含み、
上記第１及び第２中継系の受信アンテナの偏波特性は互いに直交し、上記第１及び第２中継系の送信アンテナの偏波特性は互いに直交し、
上記第１及び第２中継系の各上記回り込み抑圧部は、
自中継系の送信アンテナから送信される無線信号を入力として、他方の中継系の送信アンテナから自中継系の受信アンテナに至る第１伝送路特性を推定するチャネル推定部と、
上記推定された第１伝送路特性を上記他方の中継系の送信アンテナから送信すべき無線信号に畳み込んで第１レプリカを抑圧信号として生成する第１ファイナイトインパルスレスポンスフィルタ、以下ＦＩＲフィルタと呼ぶ、と、
上記第１ＦＩＲフィルタからの上記第１レプリカを自中継系の受信無線信号から減算して上記受信無線信号中の回り込み信号を抑圧し、上記増幅器に与える減算部、
とを含み、
上記第１及び第２中継系の各上記チャネル推定部は更に他中継系の上記送信すべき無線信号を入力として、上記他中継系の送信アンテナから上記他中継系の受信アンテナに至る第２伝送路特性を推定し、
各中継系の上記回り込み抑圧部は更に、
自中継系の上記チャネル推定部が推定した上記第１伝送路特性と上記第２伝送路特性とを判別分離するチャネル分離部と、
上記第２伝送路特性に対する上記第１伝送路特性の遅延量を検出する遅延量検出部と、
他の中継系の送信すべき無線信号を上記検出された遅延量だけ遅延させて上記第１ＦＩＲフィルタに与える可変遅延部と、
上記他の中継系のチャネル推定部により推定された第２伝送路特性を自中継系の送信すべき無線信号に畳み込んで第２レプリカを生成する第２ＦＩＲフィルタ、
とを含み、自中継系の上記減算部は、上記第１レプリカの減算結果から更に上記第２レプリカを減算して上記増幅器に与えるように構成されていることを特徴とする無線中継装置。
請求項１記載の無線中継装置において、上記第１及び第２中継系の上記受信アンテナ少なくとも一方及び送信アンテナの少なくとも一方は複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナであり、
回り込み信号を抑圧する指向特性に上記アレーアンテナの各アンテナ素子に対する重みを設定する重み付与部が設けられていることを特徴とする無線中継装置。