JP5456926B1 - 基地局、干渉抑圧装置及び干渉抑圧方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所望信号と複数の干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信しているときに、第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信し、その第2周波数帯の受信信号を周波数変換して第1周波数帯の参照信号を生成する。この参照信号と第1周波数帯の受信信号とに基づいて複数の干渉信号に対応する複数の干渉レプリカ信号を生成する。また、干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号の強度と干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号の強度との比較結果に基づいて、前記干渉信号の抑圧処理を停止する。
【選択図】図1
Description
また、本発明に係る干渉抑圧装置は、通信端末から送信された所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の受信信号から、該干渉信号に対応する干渉レプリカ信号を差し引くことにより、該第1周波数帯の受信信号に含まれる干渉信号を抑圧する干渉抑圧装置であって、前記所望信号と該所望信号に干渉する複数の干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信しているときに、該第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信する無線受信装置から該第2周波数帯の無線信号が入力され、該第2周波数帯の受信信号を周波数変換して第1周波数帯の参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記第1周波数帯の受信信号が入力され、前記参照信号と該第1周波数帯の受信信号とに基づいて、該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を検出し、検出された複数の干渉信号の少なくとも一部に対応する複数の干渉レプリカ信号を生成する干渉レプリカ信号生成手段と、前記複数の干渉信号に対応する複数の干渉レプリカ信号を前記第1周波数帯の受信信号から差し引くことにより該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を抑圧する干渉抑圧手段と、前記干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号の強度と前記干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号の強度とを測定する測定手段と、前記第1の受信信号の強度と前記第2の受信信号の強度との比較結果に基づいて、前記干渉抑圧手段の干渉抑圧動作を停止する制御手段と、を備える。
また、本発明に係る干渉抑圧方法は、通信端末から送信された所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の受信信号から、該干渉信号に対応する干渉レプリカ信号を差し引くことにより、該第1周波数帯の受信信号に含まれる干渉信号を抑圧する干渉抑圧方法であって、前記所望信号と該所望信号に干渉する複数の干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信しているときに、該第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信するステップと、前記第2周波数帯の受信信号を周波数変換して第1周波数帯の参照信号を生成するステップと、前記参照信号と前記第1周波数帯の受信信号とに基づいて、該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を検出し、検出された複数の干渉信号の少なくとも一部に対応する複数の干渉レプリカ信号を生成するステップと、前記複数の干渉レプリカ信号を前記第1周波数帯の受信信号から差し引くステップと、前記干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号の強度を測定するステップと、前記干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号の強度とを測定するステップと、前記第1の受信信号の強度と前記第2の受信信号の強度との比較結果に基づいて、前記干渉信号の抑圧処理を停止するステップと、を含む。
また、前記基地局、干渉抑圧装置及び干渉抑圧方法それぞれによれば、前記干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号の強度と、前記干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号の強度との比較結果に基づいて、通信環境変動などに起因した干渉抑圧効果の低下や干渉増大を引き起こす誤動作が発生しているか否かを判断できる。そして、このような誤動作が発生していると判断したとき、前記干渉信号の抑圧処理を停止するので、上記干渉抑圧効果の低下や干渉増大を引き起こす誤動作を回避することができる。
また、前記基地局において、前記干渉レプリカ信号の生成に用いられるパラメータは、前記干渉信号の周波数オフセット、遅延時間及び振幅であってもよい。この基地局では、干渉レプリカ信号の生成に、前記干渉信号の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を用いることにより、干渉レプリカ信号を精度よく生成することができるので、所定のタイミングにおける干渉信号の抑圧処理の精度及び効率化を高めることができる。
また、前記基地局において、前記干渉レプリカ信号生成手段は、前記参照信号について複数組の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を設定しながら該参照信号と前記第1周波数帯の受信信号との間の相関値を算出し、前記周波数オフセット、遅延時間及び振幅の複数の組み合わせそれぞれについて算出した相関値と予め設定した閾値とを比較することにより、前記干渉信号の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を推定してもよい。この基地局では、参照信号について複数組の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を設定しながら参照信号と第1周波数帯の受信信号との間の相関値を算出することにより、干渉信号の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を精度よく推定することができる。また、前記相関値と予め設定した閾値と比較して干渉信号の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を推定しているので、ノイズの影響を排除することができる。
また、前記基地局において、前記干渉レプリカ信号生成手段は、前記参照信号に前記周波数オフセット及び遅延時間を設定したオフセット参照信号と、前記振幅に相当するウェイトとに基づいて、前記干渉レプリカ信号を生成し、前記第1周波数帯の受信信号と前記干渉レプリカ信号との差分と、前記オフセット参照信号とに基づいて、前記ウェイトの差分を算出し、その差分を用いて該ウェイトを更新してもよい。この基地局では、干渉レプリカ信号を生成するときの処理の負荷を抑制しつつ、干渉レプリカ信号の生成の繰り返しに伴って干渉レプリカ信号の精度を高めていくことができる。
また、前記基地局において、前記パラメータの推定値を記憶する記憶手段を備え、前記干渉レプリカ信号生成手段は、前記記憶手段に記憶されている前記パラメータの値と前記第1周波数帯の参照信号とに基づいて、前記干渉レプリカ信号を生成してもよい。この基地局では、前記パラメータの推定値を再利用して干渉信号の抑圧を行うことができるので、より簡易な処理で干渉信号を抑圧することができる。
また、前記基地局において、前記記憶手段に記憶されている前記パラメータの推定値を所定のタイミングで繰り返し更新する更新手段を備え、前記更新のタイミングは変更可能であってもよい。この基地局では、干渉信号の発生源や伝達経路などの通信環境の変化に応じてパラメータの推定値を更新することができるので、経時における干渉信号の抑圧処理の精度を高めることができる。
また、前記基地局において、前記第1受信手段によって受信された受信信号の経路を、前記干渉抑圧手段による干渉信号の抑圧処理が行われる第1経路と、前記干渉抑圧手段による干渉信号の抑圧処理が行われない第2経路との間で切り替える受信経路切り替え手段を、備えてもよい。この基地局では、干渉抑圧手段が障害等で機能しなくなった場合に、干渉抑圧手段を経由させないで受信信号の処理を行うことができる。
特に、この基地局においては、前記参照信号の強度が閾値以下又は閾値未満になったときに、前記受信信号の経路を前記第1経路から前記第2経路に切り替えるように前記受信経路切り替え手段を制御する制御手段を備えてもよい。この基地局では、参照信号の強度不足に起因して干渉抑圧手段が正常に機能しなくなった場合に、干渉抑圧手段における干渉抑圧の精度低下を防止したり、不適切な干渉抑圧処理が行われるのを未然に防止したりすることができる。
また、前記基地局において、前記第1周波数帯の受信信号は、周波数オフセット、遅延時間及び振幅の少なくとも一つが互いに異なる複数の干渉信号を含むものであってもよい。この基地局では、周波数オフセット、遅延時間及び振幅の少なくとも一つがが互いに異なる複数の干渉信号が第1周波数帯の受信信号に含まれている場合でも、各干渉信号を確実に抑圧することができる。
また、前記基地局において、前記第1受信手段で受信される第1周波数帯の無線信号は、前記通信端末から送信された1.5GHz帯の無線信号であり、前記第2受信手段で受信される第2周波数帯の無線信号は、放送衛星から送信された11GHz帯の無線放送信号であってもよい。この基地局では、通信端末から受信する1.5GHz帯の無線信号とは周波数帯が異なる11GHz帯の無線放送信号から周波数変換された1.5GHz帯又は1.4GHz帯の干渉信号を抑圧することができる。
また、前記基地局において、前記第1受信手段で受信される第1周波数帯の無線信号に含まれる干渉信号は、無線放送信号を中間周波数の信号に変換する周波数変換装置及びその中間周波数の信号を増幅する増幅装置の少なくとも一方の装置から漏洩した漏洩信号であってもよい。この基地局では、無線放送波の受信信号を周波数変換した中間周波数の信号を増幅するブースタから漏洩した周波数変換後の信号による干渉信号を抑圧することができる。
〔実施形態1〕
図1は、本発明の一実施形態に係る基地局の全体構成の一例を示す概略構成図である。図1において、本実施形態に係る基地局10は、本体の基地局装置20と、干渉抑圧装置30と、通信端末としての移動機80から第1周波数帯(1.5GHz帯)の無線信号(電波)を受信する第1受信手段としての基地局アンテナ40と、基地局アンテナ40を送信及び受信に共用するための送受共用器(DUPlexer)50,51と、を備える。干渉抑圧装置30は、干渉抑圧手段としての後述の干渉抑圧処理部300と、干渉抑圧に用いる第2周波数帯(11GHz帯)の衛星放送BSの無線信号(電波)dRF(t)を受信するBS受信システム350と、を備える。
そこで、本実施形態に係る基地局では、干渉抑圧処理部300でBS−IF干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号(以下、「抑圧処理前信号」という。)の強度と、BS−IF干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号(以下、「抑圧処理後信号」という。)の強度との比較結果に基づいて、干渉抑圧処理部300の干渉抑圧動作を停止する制御手段としてのフェイルセーフ制御部330を備えている。
図3において、干渉抑圧処理部300は、BS−IF干渉信号を検出して干渉レプリカ信号を生成する、干渉抑圧処理部300の本体部分である干渉検出・レプリカ生成部340を備えている。受信信号x0(t)は、ダウンコンバータ(DC)311で所定の周波数に周波数変換された後、アナログデジタルコンバータ(ADC)312により時間間隔ΔTでサンプリングされてデジタル信号からなる受信信号x(i)に変換される。また、参照信号d0(t)は、ダウンコンバータ(DC)313で所定の周波数に周波数変換された後、アナログデジタルコンバータ(ADC)314により時間間隔ΔTでサンプリングされてデジタル信号からなる参照信号d(i)に変換される。ここで、iはサンプリングの順番を表す自然数である。干渉検出・レプリカ生成部340では、これらのデジタル信号からなる受信信号x(i)及び参照信号d(i)に基づいて、干渉レプリカ信号y(i)が生成される。減算処理部304では、干渉検出・レプリカ生成部340からフェイルセーフ制御部330の信号経路切り換えスイッチ335を介して供給された干渉レプリカ信号y(t)を、処理遅延部319で遅延処理された受信信号x’(i)から差し引く処理を行われ、BF−IF干渉信号が抑圧されたデジタル信号の受信信号z(i)が出力される。この受信信号z(i)は、デジタルアナログコンバータ(DAC)321でアナログ信号に変換された後、アップコンバータ(UC)322で第1周波数帯(1.5GHz帯)の所定周波数に周波数変換されることにより、アナログの出力信号z0(t)として出力される。
図4の干渉抑圧装置30では、干渉検出・レプリカ生成部340から出力されたデジタル信号の干渉レプリカ信号y(i)を、デジタルアナログコンバータ(DAC)321でアナログ信号に変換した後、アップコンバータ(UC)322で第1周波数帯(1.5GHz帯)の所定周波数に周波数変換している。このアナログ信号からなる干渉レプリカ信号y(t)を、干渉抑圧処理部300の減算処理部304に供給するとともに、フェイルセーフ制御部330の信号経路切り換えスイッチ335を介して減算処理部334に供給している。減算処理部304及び減算処理部334では、アナログ信号からなる干渉レプリカ信号y(t)を、処理遅延部319で遅延処理された受信信号x(t)から差し引く処理を行われる。
図5の干渉抑圧装置30では、出力信号として出力するアナログの信号を、干渉抑圧処理部300から出力される抑圧処理後信号z0(t)と、入力信号(受信信号)である抑圧処理前信号x0(t)との間で切り換える信号経路切り換えスイッチ336を備えている。制御装置331は、測定部332で測定された抑圧処理前信号の電力の測定結果と、測定部333で測定された抑圧処理後信号の電力の測定結果とに基づいて、信号経路切り換えスイッチ336の入力側の信号経路を切り換えるように制御する。例えば、制御装置331は、測定部333で測定された抑圧処理後信号z0(t)の電力の測定値が、測定部332で測定された抑圧処理前信号x0(t)の電力の測定値以上になったとき、信号経路切り換えスイッチ336を制御し、抑圧処理前信号x0(t)を出力する。これにより、干渉抑圧動作が停止され、上記干渉抑圧効果の低下や干渉増大を引き起こす誤動作を回避することができる。
図6において、まず、抑圧処理前信号の強度ΓBと抑圧処理後信号の強度ΓAとを測定し(S10)、抑圧処理前信号の強度ΓBと予め設定した閾値Γth1と比較する(S20)。ここで、抑圧処理前信号の強度ΓBが閾値Γth1以上の場合(S20でYES)は、更に、抑圧処理前信号の強度ΓBと抑圧処理後信号の強度ΓAとを比較する(S30)。ここで、抑圧処理前信号の強度ΓBが抑圧処理後信号の強度ΓA以上の場合は、上記干渉抑圧処理を適切に実行できると判断し、干渉抑圧処理を継続する(S40)。
一方、上記抑圧処理前信号の強度ΓBが閾値Γth1よりも小さい場合(S20でNO)は、BS−IF干渉信号の誤検出や上記干渉抑圧処理の誤動作が発生する可能性が高いと判断し、上記干渉抑圧処理を停止する(S50)。また、抑圧処理後信号の強度ΓAが抑圧処理前信号の強度ΓBよりも大きい場合は、BS−IF干渉信号の誤検出や上記干渉抑圧処理の誤動作が発生していると判断し、上記干渉抑圧処理を停止する(S50)。
図7は、本発明を適用可能な干渉抑圧処理部300の一構成例を示すブロック図である。図7の干渉抑圧処理部300は、パラメータ値推定部301と、パラメータ値記憶部302と、干渉レプリカ信号生成部303と、減算処理部304とを備える。
パラメータ値推定部301は、所定タイミングに、基地局アンテナ40で受信された第1周波数帯(1.5GHz帯又は1.4GHz帯)の受信信号である入力信号x0(t)と、干渉抑圧用BSアンテナ351で受信された第2周波数帯(11GHz帯)の受信信号dRF(t)が周波数変換された第1周波数帯(1.5GHz帯)の参照信号d0(t)とに基づいて、受信信号x0(t)に含まれるBF−IF干渉信号xBS−IFに対応する干渉レプリカ信号の生成に用いられるパラメータの値を推定する。この推定対象のパラメータは、例えば、前記参照信号d0(t)に対するBF−IF干渉信号xBS−IFの遅延時間、振幅や周波数オフセットなどである。
パラメータ値記憶部302は、パラメータ値推定部301で推定されたパラメータの推定値を、その後の複数の干渉抑圧処理に使用できるように、次回のパラメータ値の推定及び更新を行うまで記憶しておくものである。
干渉レプリカ信号生成部303は、パラメータ値記憶部302に記憶されているパラメータの値と第1周波数帯(1.5GHz帯)の参照信号d0(t)とに基づいて、受信信号x0(t)に含まれるBF−IF干渉信号xBS−IFに対応する干渉レプリカ信号y(t)を生成する。
減算処理部304は、干渉レプリカ信号生成部303で生成された干渉レプリカ信号y(t)を、第1周波数帯(1.5GHz帯)の受信信号である入力信号x0(t)から差し引く処理を行う。この減算処理部304の減算処理によってBF−IF干渉信号xBS−IFが抑圧された第1周波数帯の受信信号が出力信号z0(t)として基地局装置20に出力される。
ところで、パラメータの推定値は時間を経ても大きく変わらない場合がある。例えば、干渉抑圧処理部300を再起動するような場合、パラメータの推定値は再起動前から大きく変わらないので、パラメータ値記憶部302に記憶していたパラメータ推定値又はその周辺の値をその後の干渉抑圧処理に使用するようにしてもよい。
パラメータ値推定部301は、所定タイミングに、基地局アンテナ40で受信された第1周波数帯(1.5GHz帯)の受信信号である入力信号x0(t)と、干渉抑圧用BSアンテナ351で受信された第2周波数帯(11GHz帯)の受信信号が周波数変換された第1周波数帯(1.5GHz帯)の参照信号d0(t)とに基づいて、受信信号xに含まれるBF−IF干渉信号xBS−IFに対応する干渉レプリカ信号の生成に用いられるパラメータの値を推定する。
干渉レプリカ信号生成部303は、パラメータ値推定部301で推定されたパラメータの値と第1周波数帯(1.5GHz帯)の参照信号d0(t)とに基づいて、受信信号x0(t)に含まれるBF−IF干渉信号xBS−IFに対応する干渉レプリカ信号y(t)を生成する。
減算処理部304は、干渉レプリカ信号生成部303で生成された干渉レプリカ信号y(t)を、第1周波数帯(1.5GHz帯)の受信信号である入力信号x0(t)から差し引く処理を行う。この減算処理部304の減算処理によってBF−IF干渉信号xBS−IFが抑圧された第1周波数帯の受信信号が出力信号z0(t)として基地局装置20に出力される。
〔干渉抑圧処理例1〕
図9は、干渉抑圧処理部300における干渉抑圧処理の一例を示すブロック図である。本干渉抑圧処理例1では、BS−IF干渉信号を含む移動体通信信号を第1周波数帯(1.5GHz帯)から所定の周波数帯(ベースバンド)に周波数変換(ダウンコンバート)し、その変換後の周波数帯でBS−IF干渉信号のレプリカである干渉レプリカ信号を生成し、干渉レプリカを生成するための遅延時間を処理遅延で補償した上記受信した移動体通信信号から生成した干渉レプリカ信号を差し引いた後、元の第1周波数(1.5GHz帯)に周波数変換(アップコンバート)して出力する。
遅延時間τ:nkΔT
周波数オフセットfoffset:mkΔf
振幅:r(nk、mk)
図11は、干渉抑圧処理部300における他の干渉抑圧処理例の手順を示すフローチャートである。本干渉抑圧処理例2では、推定処理部315における相関計算処理によって検出された複数のBS−IF干渉信号から、前述の式(3)に示すように振幅の大きさ|r(nk、mk)|が閾値Lth以上であるBS−IF干渉信号を選択する(ステップ101)。ここで、振幅の大きさ|r(nk、mk)|が閾値以上となったBS−IF干渉信号の数Kmaxが大きい場合、信号処理能力により、その選択されたBS−IF干渉信号のすべてについて干渉抑圧処理を実行できない場合がある。そこで、本干渉抑圧処理例2では、図12に示すように、|r(nk、mk)|≧Lthを満たすように選択された複数のBS−IF干渉信号の振幅の大きさ|r(nk、mk)|を降順に並べ(ステップ102)、その|r(nk、mk)|が大きい順番で所要の数Kneed(≦Kmax)分だけBS−IF干渉信号を更に選択する(ステップ103)。このように選択された所要の数KneedのBS−IF干渉信号についてのみ干渉レプリカ信号を生成して干渉抑圧処理を実行する(ステップ104)。
本干渉抑圧処理例2では、相関計算処理の結果に基づいて検出したBS−IF干渉信号をその振幅の大きさ順に並べて、大きい順に所要の数のBS−IF干渉信号についてのみ干渉抑圧処理を実行することにより、信号処理能力を考慮して最適なBS−IF干渉信号をキャンセルすることが可能となり、BS−IF干渉信号キャンセルの効率化を図ることができる。
なお、本干渉抑圧処理例2の他の処理については、上記干渉抑圧処理例1と同様であるので、説明を省略する。
本干渉抑圧処理例3は、干渉抑圧処理部300における干渉抑圧処理におけるBS−IF干渉信号の探索の高速化を図るものである。なお、本干渉抑圧処理例3における処理のうち前述の干渉抑圧処理例1と同様な部分については説明を省略する。
周波数間隔:Δf=Δf1、Δf2、−−−。但し、(Δf1>Δf2>−−−−)
時間間隔:ΔT=ΔT1、ΔT2、−−−。但し、(ΔT1>Δf2>−−−−)
相関計算のデータ数:Ns=Ns1、Ns2、−−−。但し、(Ns1< Ns2<−−−−)
図14は、干渉抑圧処理部300における更に他の干渉抑圧処理例を示すブロック図である。なお、前述の干渉抑圧処理例1(図9参照)と同様な処理については説明を省略する。
前述の干渉抑圧処理例1では基地局10で受信したBS−IF干渉信号を含む受信信号x0(t)を周波数変換(ダウンコンバート)して、低い周波数帯で処理を行っている。具体的には、低い周波数帯でBS−IF干渉信号をキャンセルした後、元々の移動体通信の周波数帯(第1周波数帯:1.5GHz帯)に周波数変換(アップコンバート)して出力している。
図15は、干渉抑圧処理部300における更に他の干渉抑圧処理例を示すブロック図である。なお、前述の干渉抑圧処理例1(図9参照)と同様な処理については説明を省略する。
実施例5では、前述の干渉抑圧処理例1と同様に基地局10に設置した干渉抑圧用BSアンテナ351により第2周波数帯(11GHz帯)のBS受信信号dRF(t)を受信し、それをBS−IF干渉信号と同じ周波数に周波数変換して参照信号d0(t)を生成している。この参照信号d0(t)を基に基地局10で受信した複数のBS−IF干渉信号のレプリカである干渉レプリカ信号y(t)を作成し、その干渉レプリカ信号y(t)を受信信号x0(t)に逆相で加算してBS−IF干渉信号をキャンセルしている。
今、一例としてウェイトの初期値を次式(16)で与える。
前述の干渉抑圧処理例1と同様に、nの範囲をNmin〜Nmaxとし、mの範囲をMmin〜Mmaxとすると、ウェイト計算部324では、(Nmax−Nmin+1)×(Mmax−Mmin+1)通りの相関計算が行われる。そして、計算したウェイトw(n,m)の大きさ|w(n,m)|を予め設定している閾値Lthと比較し、閾値Lth以上あるw(n,m)をBS−IF干渉信号の複素振幅とすると同時に、(nΔT,mΔf)の位置にBS−IF干渉信号があるものと判断する。
なお、前述の干渉抑圧処理例3と同様な制御を行えば、信号処理能力を考慮して最適なBS−IF干渉信号をキャンセルすることが可能となり、BS−IF干渉信号キャンセルの効率化を図ることができる。
ところで、閾値Lth以上となったBS−IF干渉信号の数をKmaxとする。それを順番に並べたk番目のBS−IF干渉信号のウェイトをw(nk,mk)とおく。k番目のBS−IF干渉信号は次の要素を持つ。
遅延時間τ:nkΔT
周波数オフセットfoffset:mkΔf
ウェイト(振幅相当):w(nk,mk)
推定処理部315における周波数オフセット、遅延時間オフセットの推定では複数のBS−IF干渉信号を一括して検出し、それに対する干渉レプリカを作成する方法がある。しかしながら、この方法では、BS−IF干渉信号の数が多い場合、ある一つのBS−IF干渉信号を検出する場合に、残りの他のBS−IF干渉信号が干渉源となり、BS−IF干渉の検出精度が劣化するおそれがある。
先ず、周波数オフセットした参照信号doff(i,n,m)と受信信号x(i)との相関を取ることにより、BS−IF干渉信号を検出する。今、受信信号x(i)と参照信号doff(i,n,m)の相関計算値をr(n,m)とおくと、r(n,m)は次式(23)で表せる。
図18の処理ブロック338(k)に示すk番目のBS−IF干渉信号の相関値r(nk、mk)は、次式(29)で表され、中間信号zk−1(i)を用いずに受信信号x(i)をそのまま用いて検出した相関値に比べて、次式(30)に示す値の分だけ雑音を軽減できる。
遅延時間τ:nkΔT
周波数オフセットfoffset: mkΔf
振幅:r(nk、mk)
前述の図18の処理例では、受信信号に含まれる複数のBS−IF干渉信号を信号強度の降順に1信号づつキャンセルし、キャンセル後の受信信号(中間信号)からBS−IF干渉信号を推定する。このように1信号毎にBS−IF干渉信号を逐次推定すると、処理遅延が増大するおそれがある。
ここで、同時に推定するBS−IF干渉信号の数をq個とすると、図19の処理ブロック339(1)で検出される、信号強度の降順で1〜q番目のBS−IF干渉信号の相関値(干渉レプリカ信号)は、次式(34)で与えられる。
同様にして、図19の処理ブロック339(nq+1)に示すように、2q+1〜3q、3q+1〜4q、・・・、nq+1〜(n+1)q、・・・、と、逐次q個ごとにBS−IF干渉信号の相関値を検出し、干渉レプリカ信号を作成する。
次に、2段目の干渉抑圧処理ブロック300Bにおいて、上記キャンセル処理後の受信信号zq(i)に含まれる複数のBS−IF干渉信号を検出する。そして、その検出された複数のBS−IF干渉信号のうち強度が大きいq個のBS−IF干渉信号について、干渉レプリカ信号の生成、及びその干渉レプリカ信号を用いたBS−IF干渉信号のキャンセル処理を実行し、キャンセル処理後の出力信号z(i)を出力する。
次に、2段目の干渉抑圧処理ブロック300Bから出力された出力信号z(i)は、デジタルアナログコンバータ(DAC)321でアナログ信号に変換された後、アップコンバータ(UC)322で第1周波数帯(1.5GHz帯)の所定周波数に周波数変換されることにより、基地局装置20に対して出力される出力信号z0(t)となる。
以上の2段干渉抑圧処理により、合計2q個のBS−IF干渉信号に対して、q個(q≠1)ごとに干渉レプリカ信号を同時に生成し、その干渉レプリカ信号を用いてq個のBS−IF干渉信号ごとにキャンセルすることができる。従って、第1周波数帯の受信信号x0(t)に含まれる複数のBS−IF干渉信号の数が多い場合ニアに対して一括して干渉レプリカ信号の生成及びキャンセル処理を行う場合に比較して、各BS−IF干渉信号に対応する干渉レプリカ信号を精度よく生成できるため、各BS−IF干渉信号を確実に抑圧することができる。特に、第1周波数帯の受信信号x0(t)に含まれるBS−IF干渉信号の数が多い場合(例えば、数十個以上のBS−IF干渉信号の場合)に効果的である。
まず、1段目の干渉抑圧処理ブロック300Aにおいて、アナログの第1周波数帯の受信信号x0(t)をデジタルの受信信号x0(i)に変換した後、その受信信号x0(i)に含まれる複数のBS−IF干渉信号を検出する。そして、その検出された複数のBS−IF干渉信号のうち強度が大きいq個のBS−IF干渉信号について、干渉レプリカ信号の生成、及びその干渉レプリカ信号を用いたBS−IF干渉信号のキャンセル処理を実行し、第1周波数帯(1.5GHz帯)の所定周波数に周波数変換されたキャンセル処理後のアナログの受信信号zq(t)を出力する。
次に、2段目の干渉抑圧処理ブロック300Bにおいて、上記キャンセル処理後の受信信号zq(t)をデジタルの受信信号zq(i)に変換した後、その受信信号zq(i)に含まれる複数のBS−IF干渉信号を検出する。そして、その検出された複数のBS−IF干渉信号のうち強度が大きいq個のBS−IF干渉信号について、干渉レプリカ信号の生成、及びその干渉レプリカ信号を用いたBS−IF干渉信号のキャンセル処理を実行し、第1周波数帯(1.5GHz帯)の所定周波数に周波数変換されたキャンセル処理後の出力信号z(t)を出力する。
以上の2段干渉抑圧処理により、図20の場合と同様に、合計2q個のBS−IF干渉信号に対して、q個(q≠1)ごとに干渉レプリカ信号を同時に生成し、その干渉レプリカ信号を用いてq個のBS−IF干渉信号ごとにキャンセルすることができる。従って、第1周波数帯の受信信号x0(t)に含まれる複数のBS−IF干渉信号の数が多い場合ニアに対して一括して干渉レプリカ信号の生成及びキャンセル処理を行う場合に比較して、各BS−IF干渉信号に対応する干渉レプリカ信号を精度よく生成できるため、各BS−IF干渉信号を確実に抑圧することができる。特に、第1周波数帯の受信信号x0(t)に含まれるBS−IF干渉信号の数が多い場合(例えば、数十個以上のBS−IF干渉信号の場合)に効果的である。
まず、1段目の干渉抑圧処理ブロック300Aにおいて、第1周波数帯の受信信号x0(t)に含まれる複数のBS−IF干渉信号を検出する。そして、その検出された複数のBS−IF干渉信号のうち強度が大きいq個のBS−IF干渉信号について、ウェイトwを用いた干渉レプリカ信号の生成、及びその干渉レプリカ信号を用いたBS−IF干渉信号のキャンセル処理を実行し、キャンセル処理後の受信信号zq(i)を出力する。
次に、2段目の干渉抑圧処理ブロック300Bにおいて、上記キャンセル処理後の受信信号zq(i)に含まれる複数のBS−IF干渉信号を検出する。そして、その検出された複数のBS−IF干渉信号のうち強度が大きいq個のBS−IF干渉信号について、ウェイトwを用いた干渉レプリカ信号の生成、及びその干渉レプリカ信号を用いたBS−IF干渉信号のキャンセル処理を実行し、キャンセル処理後の出力信号z(i)を出力する。
次に、2段目の干渉抑圧処理ブロック300Bから出力された出力信号z(i)は、デジタルアナログコンバータ(DAC)321でアナログ信号に変換された後、アップコンバータ(UC)322で第1周波数帯(1.5GHz帯)の所定周波数に周波数変換されることにより、基地局装置20に対して出力される出力信号z0(t)となる。
以上の2段干渉抑圧処理により、図20の場合と同様に、合計2q個のBS−IF干渉信号に対して、q個(q≠1)ごとに干渉レプリカ信号を同時に生成し、その干渉レプリカ信号を用いてq個のBS−IF干渉信号ごとにキャンセルすることができる。従って、第1周波数帯の受信信号x0(t)に含まれる複数のBS−IF干渉信号の数が多い場合ニアに対して一括して干渉レプリカ信号の生成及びキャンセル処理を行う場合に比較して、各BS−IF干渉信号に対応する干渉レプリカ信号を精度よく生成できるため、各BS−IF干渉信号を確実に抑圧することができる。特に、第1周波数帯の受信信号x0(t)に含まれるBS−IF干渉信号の数が多い場合(例えば、数十個以上のBS−IF干渉信号の場合)に効果的である。
図23は、本発明を適用可能な他の実施形態に係る基地局の全体構成の一例を示す概略構成図である。なお、本実施形態の基地局の構成のうち、前述の図1〜8で示した構成と同様な部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。また、図23において前述のフェイルセーフ制御部330の図示を省略しているが、図23の実施形態においても前述のフェイルセーフ制御部330を適用することができる。
図24は、本発明を適用可能な更に他の実施形態に係る基地局の全体構成の一例を示す概略構成図である。なお、本実施形態の基地局の構成のうち、前述の図1〜8で示した構成と同様な部分については、同じ符号を付し、説明を省略する。また、図24において前述のフェイルセーフ制御部330の図示を省略しているが、図24の実施形態においても前述のフェイルセーフ制御部330を適用することができる。
図25において、基地局10に設けられた基地局装置20は、受信装置200及び送信装置210を備えるとともに、前述の干渉抑圧装置30が組み込まれている。干渉抑圧装置30から出力される干渉抑圧処理済みの受信信号z0(t)は受信装置200に送られる。また、送信装置210から出力される移動体通信信号は、送受共用器50を経由して基地局アンテナ40に送られ、移動機に向けて送信される。
更に干渉レプリカ信号の推定及び生成に関しても、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、最小2乗平均(LMS:Least Mean Square)アルゴリズム、再帰最小2乗(RLS:Recursive Least Square)アルゴリズム、MUSIC(Multiple Signal Classification)等の超高分解能アルゴリズム、更に2次元LMSアルゴリズムなども同様に適用することができて、同様以上の効果が得られる場合もある。
20 基地局装置
30 干渉抑圧装置
40 基地局アンテナ
50,51 送受共用器
70,71 スイッチ
74 制御装置
80 移動機
300 干渉抑圧処理部
300A 1段目の干渉抑圧処理ブロック
300B 2段目の干渉抑圧処理ブロック
301 パラメータ値推定部
302 パラメータ値記憶部
303 干渉レプリカ信号生成部
304 減算処理部
315 推定処理部
330 フェイルセーフ制御部
331 制御装置(コントローラ)
332、333 測定部
334 減算処理部
335 信号経路切り換えスイッチ
340 干渉検出・レプリカ生成部
350 BS受信システム
351 干渉抑圧用BSアンテナ(パラボラアンテナ)
352 BS−RF受信機
Claims (18)
- 通信端末と無線通信可能な基地局であって、
通信端末から送信された所望信号と該所望信号に干渉する複数の干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信する第1受信手段と、
前記所望信号と前記複数の干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信しているときに、該第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信する第2受信手段と、
前記第2周波数帯の受信信号を周波数変換して第1周波数帯の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
前記参照信号と前記第1周波数帯の受信信号とに基づいて、該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を検出し、検出された複数の干渉信号の少なくとも一部に対応する複数の干渉レプリカ信号を生成する干渉レプリカ信号生成手段と、
前記複数の干渉信号に対応する複数の干渉レプリカ信号を前記第1周波数帯の受信信号から差し引くことにより該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を抑圧する干渉抑圧手段と、
前記干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号の強度と前記干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号の強度とを測定する測定手段と、
前記第1の受信信号の強度と前記第2の受信信号の強度との比較結果に基づいて、前記干渉抑圧手段の干渉抑圧動作を停止する制御手段と、
を備えたことを特徴とする基地局。 - 請求項1の基地局において、
前記制御手段は、前記第2の受信信号の強度が前記第1の受信信号の強度以上になったとき、前記干渉抑圧手段の干渉抑圧動作を停止することを特徴とする基地局。 - 請求項1又は2の基地局において、
前記制御手段は、前記第1の受信信号が所定の閾値よりも小さいとき、前記干渉抑圧手段の干渉抑圧動作を停止することを特徴とする基地局。 - 請求項1乃至3のいずれかの基地局において、
前記干渉レプリカ信号生成手段は、前記参照信号と前記第1周波数帯の受信信号とから算出できる前記干渉レプリカ信号の生成に必要な複数のパラメータそれぞれの値を算出し、前記複数のパラメータの算出値に基づいて前記干渉レプリカ信号を生成することを特徴とする基地局。 - 請求項4の基地局において、
前記干渉レプリカ信号の生成に用いられるパラメータは、前記干渉信号の周波数オフセット、遅延時間及び振幅であることを特徴とする基地局。 - 請求項5の基地局において、
前記干渉レプリカ信号生成手段は、
前記参照信号について複数組の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を設定しながら該参照信号と前記第1周波数帯の受信信号との間の相関値を算出し、
前記周波数オフセット、遅延時間及び振幅の複数の組み合わせそれぞれについて算出した相関値と予め設定した閾値とを比較することにより、前記干渉信号の周波数オフセット、遅延時間及び振幅を推定することを特徴とする基地局。 - 請求項5の基地局において、
前記干渉レプリカ信号生成手段は、
前記参照信号に前記周波数オフセット及び遅延時間を設定したオフセット参照信号と、前記振幅に相当するウェイトとに基づいて、前記干渉レプリカ信号を生成し、
前記第1周波数帯の受信信号と前記干渉レプリカ信号との差分と、前記オフセット参照信号とに基づいて、前記ウェイトの差分を算出し、その差分を用いて該ウェイトを更新することを特徴とする基地局。 - 請求項4乃至7のいずれかの基地局において、
前記パラメータの推定値を記憶する記憶手段を備え、
前記干渉レプリカ信号生成手段は、前記記憶手段に記憶されている前記パラメータの値と前記第1周波数帯の参照信号とに基づいて、前記干渉レプリカ信号を生成することを特徴とする基地局。 - 請求項8の基地局において、
前記記憶手段に記憶されている前記パラメータの推定値を所定のタイミングで繰り返し更新する更新手段を備え、
前記更新のタイミングは変更可能なことを特徴とする基地局。 - 請求項1乃至9のいずれかの基地局において、
前記第1受信手段によって受信された受信信号の経路を、前記干渉抑圧手段による干渉信号の抑圧処理が行われる第1経路と、前記干渉抑圧手段による干渉信号の抑圧処理が行われない第2経路との間で切り替える受信経路切り替え手段を、備えたことを特徴とする基地局。 - 請求項10の基地局において、
前記参照信号の強度が閾値以下又は閾値未満になったときに、前記受信信号の経路を前記第1経路から前記第2経路に切り替えるように前記受信経路切り替え手段を制御する制御手段を、備えたことを特徴とする基地局。 - 請求項1乃至11のいずれかの基地局において、
前記第1周波数帯の受信信号は、周波数オフセット、遅延時間及び振幅の少なくとも一つが互いに異なる複数の干渉信号を含むことを特徴とする基地局。 - 請求項1乃至12のいずれかの基地局において、
前記第1受信手段で受信される第1周波数帯の無線信号は、前記通信端末から送信された1.5GHz帯の無線信号であり、
前記第2受信手段で受信される第2周波数帯の無線信号は、放送衛星から送信された11GHz帯の無線放送信号である
ことを特徴とする基地局。 - 請求項1乃至13のいずれかの基地局において、
前記第1受信手段で受信される第1周波数帯の無線信号に含まれる干渉信号は、無線放送信号を中間周波数の信号に変換する周波数変換装置及びその中間周波数の信号を増幅する増幅装置の少なくとも一方の装置から漏洩した漏洩信号であることを特徴とする基地局。 - 通信端末から送信された所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の受信信号から、該干渉信号に対応する干渉レプリカ信号を差し引くことにより、該第1周波数帯の受信信号に含まれる干渉信号を抑圧する干渉抑圧装置であって、
前記所望信号と該所望信号に干渉する複数の干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信しているときに、該第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信する無線受信装置から該第2周波数帯の無線信号が入力され、該第2周波数帯の受信信号を周波数変換して第1周波数帯の参照信号を生成する参照信号生成手段と、
前記第1周波数帯の受信信号が入力され、前記参照信号と該第1周波数帯の受信信号とに基づいて、該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を検出し、検出された複数の干渉信号の少なくとも一部に対応する複数の干渉レプリカ信号を生成する干渉レプリカ信号生成手段と、前記複数の干渉信号に対応する複数の干渉レプリカ信号を前記第1周波数帯の受信信号から差し引くことにより該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を抑圧する干渉抑圧手段と、
前記干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号の強度と前記干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号の強度とを測定する測定手段と、
前記第1の受信信号の強度と前記第2の受信信号の強度との比較結果に基づいて、前記干渉抑圧手段の干渉抑圧動作を停止する制御手段と、
を備えたことを特徴とする干渉抑圧装置。 - 請求項15の干渉抑圧装置において、
前記制御手段は、前記第2の受信信号の強度が前記第1の受信信号の強度以上になったとき、前記干渉抑圧手段の干渉抑圧動作を停止することを特徴とする干渉抑圧装置。 - 通信端末から送信された所望信号と該所望信号に干渉する干渉信号とを含む第1周波数帯の受信信号から、該干渉信号に対応する干渉レプリカ信号を差し引くことにより、該第1周波数帯の受信信号に含まれる干渉信号を抑圧する干渉抑圧方法であって、
前記所望信号と該所望信号に干渉する複数の干渉信号とを含む第1周波数帯の無線信号を受信しているときに、該第1周波数帯の干渉信号に周波数変換される前の第2周波数帯の無線信号を受信するステップと、
前記第2周波数帯の受信信号を周波数変換して第1周波数帯の参照信号を生成するステップと、
前記参照信号と前記第1周波数帯の受信信号とに基づいて、該第1周波数帯の受信信号に含まれる複数の干渉信号を検出し、検出された複数の干渉信号の少なくとも一部に対応する複数の干渉レプリカ信号を生成するステップと、
前記複数の干渉レプリカ信号を前記第1周波数帯の受信信号から差し引くステップと、
前記干渉信号を抑圧する処理を行う前の第1の受信信号の強度を測定するステップと、
前記干渉信号を抑圧する処理を行った後の第2の受信信号の強度とを測定するステップと、
前記第1の受信信号の強度と前記第2の受信信号の強度との比較結果に基づいて、前記干渉信号の抑圧処理を停止するステップと、
を含むことを特徴とする干渉抑圧方法。 - 請求項17の干渉抑圧方法において、
前記第2の受信信号の強度が前記第1の受信信号の強度以上になったとき、前記干渉信号の抑圧処理を停止することを特徴とする干渉抑圧方法。
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