KR20030057270A

KR20030057270A - 다지점 중계를 행하는 무선 전송 시스템 및 그것에사용하는 무선 장치

Info

Publication number: KR20030057270A
Application number: KR1020020042433A
Authority: KR
Inventors: 다마끼쯔요시; 사까이가쯔미; 야노다까시
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 히다찌 케이블 리미티드
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2003-07-04
Also published as: CN1428943A; JP2003198442A; CN100488077C; US20030124976A1; JP4052835B2; US7139527B2

Abstract

MIMO 통신 시스템에 있어서, 송신기와 수신기가 직접 서로 볼 수 있는 인사이트 전송 환경에서도 통신로 용량 특성이 양호한 통신 시스템 및 이를 위한 무선 통신 장치를 실현한다. 부호화된 데이터 및 트레이닝 신호를 포함하는 송신 데이터를 복수의 안테나로 분배하고, 소정의 타이밍에서 상기 복수의 안테나로 무선 신호로 송신하는 송신기를 갖는 무선 장치와, 상기 무선 신호를 수신하고, 버퍼에 축적하여, 소정 시간 지연시켜 송신을 행하는 중계기를 구비하는 복수의 무선 장치와, 복수의 제2 무선 장치로부터의 무선 신호를 복수의 안테나로 수신하고, 수신한 무선 신호에 다중화되어 있는 상기 트레이닝 신호를 사용하여, 상기 부호화된 데이터를 복조하는 수신기를 갖는 무선 장치로 구성된다. 각 무선 장치는 중계의 필요 여부를 판정하여, 중계의 가동을 제어하는 제어 신호를 송신한다.

Description

다지점 중계를 행하는 무선 전송 시스템 및 그것에 사용하는 무선 장치{MULTI POINT WIRELESS TRANSMISSION REPEATER SYSTEM AND WIRELESS EQUIPMENTS}

본 발명은 무선 전송 시스템 및 그것에 사용하는 무선 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이동 통신 시스템 등의 무선 전송 시스템에 있어서 송수신 장치사이에 복수의 중계 장치를 배치한 무선 중계 전송 시스템 및 그것에 사용되는 무선 장치에 관한 것이다.

종래의 이동 통신 시스템에 있어서는, 송신기로부터 1개의 송신 안테나로 송신된 무선 신호에 대하여, 수신기의 수신 감도 향상을 위해, 2개의 수신 안테나를 이용하여 신호 대 잡음 전력비(S/N)가 양호한 안테나로부터의 수신 신호를 이용하는 선택 다이버시티 수신이나, 2개의 수신 안테나로부터의 신호를 신호 대 잡음 전력비에 따라 가산하는 합성 다이버시티 수신이 알려져 있다. 또한, 제3 세대 이동 통신 규격의 표준화 조직의 하나인 3GPP(Third Generation Partnership Project)로는 2개의 송신 안테나로 동일한 신호를 송신함으로써, 무선 신호가 수신기까지 도착하는 경로(전송로)에서 확률적으로 차폐물의 영향을 받기 어려워, 수신기의 수신 감도를 향상시키는 송신 다이버시티 기술이 알려져 있다.

한편, 상기 3GPP와는 다른 통신 방식을 검토하는 표준화 조직(3GPP2)로는 도 1에 도시한 바와 같이 송신기(101)는 송신 데이터를 M개의 복수 안테나로 분배하여 송신하고, 전송로 H를 거쳐 도착한 무선 신호를, 수신기(102)는 N개의 복수 안테나로 수신하고, 신호 처리에 의해 N개의 수신 신호로부터 M개의 송신 신호를 구하여 수신 데이터를 얻는 통신 방식(MIMO: Multiple Input Multiple Output)이 제안되어 있다.

상기 MIMO 방식의 원리에 대하여 설명한다. 송신기(101)에서 M개로 분배된 송신 신호 벡터를 s=(s₁, s₂, …, s_M)로 하고, 송신 안테나 i로부터 송신된 신호 si가 hji배되어, 수신 안테나 j로 수신하면, 수신 안테나 j에서의 수신 신호 xj는 수학식 1로 표현된다.

여기서, vj는 수신기(102)에서 수신 안테나 j에 중첩되는 잡음을 의미한다. 여기서, hji를 요소로 하는 N행×M열의 행렬 H, 수신 신호 벡터 x=(x₁, x₂, …, x_N), 수신기(102)에서 중첩되는 잡음 벡터 v=(v₁, v₂, …, v_N)를 이용하면, 수학식 1은 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.

수학식 2의 전송로 행렬 H와 잡음 벡터 v를 알 수 있으면, 수신 신호 x로부터 송신 신호 s를 구할 수 있다. 그러나, 통신하는 시간이나 장소에 따라 송신기(101)와 수신기(102) 사이의 전반 상황이 변화하기 때문에, 전송로 행렬 H는 일의적으로 정해지지 않는다. 그래서, 송신 신호에 트레이닝 신호를 싣고, 수신기(102)에서 트레이닝 신호를 수신하여, 이 수신 신호로부터 송신 신호를 구하기 위한 작용 행렬 W를 계산한다. 이 작용 행렬 W를 구함으로써, 전송로 행렬 H와 잡음 벡터 v의 상황을 트레이닝에 의해 학습하게 된다. 이에 의해, 트레이닝 기간 이후에 수신한 수신 신호 x와 작용 행렬 W를 이용하여, 송신 신호의 추정치 s'는 수학식 3으로 표현할 수 있다.

이와 같이 MIMO 방식은, 송신 데이터를 1개의 안테나로 전송하는 방식에 비하여, 이상적으로는 송신 안테나의 수배(M배)의 데이터량을 보낼 수 있어, 무선 주파수 대역당 통신 용량(주파수 이용 효율)이 높은 방식으로서 기대되고 있다.

도 2a에 도시한 바와 같이 도시와 같이 건물이 많이 있는 경우, 송신기(101)로부터의 무선 신호는 많은 건물에 반사하여, 다양한 경로를 거쳐 수신기(102)에 도착한다. 이러한 전송로를 멀티패스 전송 환경이라고 한다. 또한, 도 2b에 도시한 바와 같이 송신기(101)와 수신기(102) 사이에 장해물이나 반사하는 건물 등 아무것도 없는 전송로를 인사이트(insight) 전송 환경이라고 한다. MIMO 방식에서의 통신로 용량 대 송수신 안테나 수의 특성을 멀티패스 전송 환경과 인사이트 전송 환경에서 비교한 것을 도 2c에 도시한다. 도 2c로부터, 멀티패스 전송 환경에서는 송수신 안테나 수의 증가에 비례하여 통신로 용량이 증가하지만, 인사이트 전송 환경에서는 멀티패스 전송 환경에 비하여 통신로 용량이 작아 송수신 안테나 수를 늘려도 통신로 용량이 증가하지 않게 된다. 도 2에 도시한 예에서, 송신기(101)의 송신 안테나 수를 3, 수신기(102)의 수신 안테나 수를 3으로 하면, 수신 신호 x1, x2, x3은 수학식 1을 이용하여, 수학식 4, 5, 6과 같이 표현될 수 있다.

멀티패스 전송 환경에서는 송신 안테나(201a)로부터 수신 안테나(202a)로의 경로와 송신 안테나(201b)로부터 수신 안테나(202a)로의 경로가 다르기 때문에, 전송로 행렬의 요소 h11과 h12는 다른 값을 갖는다. 한편, 인사이트 전송 환경에서는 송신 안테나(201a)와, 송신 안테나(201b) 사이의 거리에 비하여, 송신 안테나(201a)와, 수신 안테나(202a) 사이 및 송신 안테나(201b)와, 수신 안테나(202a) 사이의 거리가 충분히 멀기 때문에, 수신 안테나(202a)에 대하여 송신 안테나(201a)와 송신 안테나(201b)는 같은 정도로 보이기 때문에, 전송로 행렬 요소 h11과 h12는 유사한 값이 된다. 마찬가지의 이유로, h11과 h13, h11과 h21이 유사한 값이 되어, 수학식 4, 5, 6으로부터 송신 신호 s1, s2, s3을 분리하는 것이 곤란하게 된다.

상술한 바와 같은 이유로, MIMO 방식은 인사이트 전송 환경에 비하여 멀티패스 전송 환경에서 통신로 용량 특성이 양호하다고 할 수 있다. 한편, 인사이트 전송 환경에서도, 통신로 용량이 양호한 MIMO 방식의 제공이 기대된다.

본 발명은 이러한 배경 하에서 이루어진 것으로, MIMO 통신 방식에 있어서인사이트 전송 환경에서도 통신로 용량을 확보할 수 있는 무선 전송 시스템 및 그것에 이용하는 무선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 MIMO 방식의 원리 설명을 위한 무선 전송 시스템 구성도.

도 2a 내지 2c는 이동 통신에 있어서의 멀티패스 전송 환경과 MIMO 방식의 통신 용량 특성의 관계를 설명하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템을 이용한 이동 통신 시스템의 일 실시예의 구성도.

도 5는 도 4의 이동국과 기지국 간의 무선 전송에 있어서의 전송 개시 시의 동작 흐름도.

도 6a 및 6b는 본 발명에 있어서의 다지점 중계 전송 정지 시의 동작 흐름 설명도.

도 7a 내지 7c는 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예의 제어 신호의 메시지 포맷도.

도 8은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예에 있어서의 중계국의중계 동작 설명의 흐름도.

도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예에 있어서의 다지점 중계 전송 시의 송수신 타이밍도.

도 10은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템에 사용되는 이동국의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도.

도 11a 및 11b는 도 10의 이동국에서의 송수신 타이밍 계산부의 설명도.

도 12는 본 발명에 따른 이동국의 일 실시예에 있어서의 MIMO 복조기와 P/S 변환기의 블록도.

도 13은 본 발명에 따른 이동국의 일 실시예에 있어서의 S/P 변환기와 MIMO 변조기의 블록도.

도 14는 본 발명에 따른 이동국의 일 실시예에 있어서의 중계 판정 회로의 블록도.

도 15는 본 발명에 따른 중계국의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도.

도 16은 도 15의 중계국에서의 중계기 입출력 타이밍을 설명하기 위한 타이밍도.

도 17은 본 발명에 따른 기지국의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도.

도 18a 및 18b는 도 17의 기지국에 있어서의 송수신 타이밍 계산부의 타이밍도.

도 19는 본 발명의 효과를 나타내는 특성 비교도.

도 20은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 다른 실시예의 구성을 도시하는블록도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

101 : 송신기

102 : 수신기

201a, 201b, 201c : 송신 안테나

202a, 202b, 202c : 수신 안테나

301a, 301b, 301c : 중계기

401 : 서버

402 : 인터넷

403 : 게이트웨이 장치

404 : 이동 통신망

405 : 제어국

406 : 기지국

407a, 407b, 407c : 중계국

408 : 이동국

1001a, 1001b, 1001c, 1501 : 안테나

1002, 1502 : 무선부

1003a, 1003b, 1003c, 1503 : 공용기

1004a, 1004b, 1004c, 1504 : 수신부

1005a, 1005b, 1005c, 1505 : 송신부

1006, 1506 : 모뎀부

1007, 1018 : 신호 분리

1008 : 기지국 기준 타이밍 검색

1009 : 중계 판정 회로

1010, 1013 : MIMO 복조기

1011 : P/S 변환기

1012 : 오류 정정 복호기

1014 : S/P 변환기

1015 : 오류 정정 부호기

1016 : 제어부

1017 : 송수신 타이밍 계산부

1019 : 프로토콜 처리부

1020 : 중계 동작 지시 데이터

1021 : 통화부

1022 : 다중화 회로

1023 : 코덱

1024 : 외부 입출력

1211a, 1211b, 1211c : 곱의 합 연산부

1212a, 1212b, 1212c : 웨이트 계산부

1213 : 곱의 연산

1214, 1219 : 합의 연산

1215a, 1215b, 1215c : 복조기

1216a, 1216b, 1216c : 전 처리부

1217, 1221 : DEMUX

1218 : BUFF(버퍼)

1220 : 선택기

1302a, 1302b, 1302c : MUX

1303 : 트레이닝 신호 생성부

1304a, 1304b, 1304c : 변조기

1401 : 트레이닝 신호 분리

1402 : 전송로 추정

1403 : 수신 S/N 측정

1404 : 통신로 용량 계산

1405, 1406 : 비교기

1407 : 선택기

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 MIMO 통신 방식, 즉 송신 데이터를 복수의 안테나로 분배하여 무선 송신하는 송신부를 갖는 무선 장치와, 상기 무선 송신된 신호를 복수의 안테나로 수신하여 상기 송신 데이터를 재생하는 수신부를 갖는 무선 장치를 구비한 무선 전송 시스템에 있어서,

상기 송신부를 갖는 무선 장치와 상기 수신부를 갖는 무선 장치 사이에, 복수의 중계국을 배치하고, 상기 두 개의 무선 장치 중 어느 하나가 상기 중계국을 사용하는지의 판단을 행하는 중계 판단 수단과, 그 판단에 기초하여 상기 중계국의 구동 제어를 행하는 제어 신호를 송신하는 수단을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 무선 장치는 이동 통신에 있어서의 휴대 단말기와 같은 이동국 및 기지국이다.

또한, 상기 중계 판단 수단은,

한쪽 무선 장치가 상기 다른 쪽 무선 장치로부터 정기적으로 송신되는 파일럿 신호의 수신 전력 또는 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력의 측정을 행하고, 상기 파일럿 신호의 수신 전력 또는 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력이 임계치 이상인 경우, 중계국에 의한 중계의 개시 요구의 제어 신호를 상기 다른 쪽 무선 장치에 통지하고, 상기 파일럿 신호 수신 전력 또는 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력이 임계치 이하인 경우, 중계국에 의한 중계의 정지 요구의 제어 신호를 상기 다른 쪽 무선 장치에 통지하고,

한쪽 무선 장치가 다른 쪽 무선 장치로부터 정기적으로 송신되는 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력의 측정을 행하고, 상기 한쪽의 무선 장치가 송신하는 트레이닝 신호로부터 전송 전송로 측정을 행하여, 상기 신호 대 잡음 전력 및 전송 전송로 측정의 결과로부터 통신 용량을 계산하고, 상기 통신 용량이 임계치 이상인 경우, 중계국에 의한 중계의 개시 요구의 제어 신호를 상기 다른 쪽 무선 장치에 통지하고, 상기 통신 용량이 임계치 이하인 경우, 중계국에 의한 중계의 정지 요구의 제어 신호를 상기 다른 쪽 무선 장치에 통지한다.

또, 송신할 데이터 및 그 무선 신호로 변조, 무선 수신 신호로부터 상기 송신할 데이터의 복조 및 재생 처리는 종래의 MIMO 통신 방식에 의한 무선 장치와 실질적으로 동일하다. 즉, 송신부는 부호화된 송신 데이터를 직렬/병렬 변환하고, 복수 안테나로 분배하는 수단과, 분배된 송신 데이터를 수신기로 복원할 수 있도록 하기 위한 트레이닝 신호를 송신 데이터로 다중화하는 수단과, 송신 타이밍을 제어하는 수단과 송신 데이터를 복수 안테나로 무선 신호로서 송신하는 송신기를 포함하고,

또한, 수신부는 무선 신호를 복수의 안테나로 수신하기 위해서 수신 타이밍을 제어하는 수단과, 수신한 무선 신호에 다중화되어 있는 트레이닝 신호로부터 송신기로 복수 안테나로 분배된 송신 신호를 복원하는 수단과, 복수 안테나로 분배된 송신 신호를 병렬/직렬 변환함으로써 부호화 데이터로서 결합하는 수단과, 부호화 데이터에 대하여 오류 정정 처리하여 수신 데이터를 얻는 수단을 갖는 수신기를 포함한다.

본 발명의 다지점 중계에 의한 무선 전송 시스템에 따르면, 송신 무선 장치의 송신기와 수신 무선 장치의 수신기 사이에 중계기를 위치시킴으로써, 상기 송신기로부터 상기 중계기까지의 전송로와 상기 중계기로부터 상기 수신기까지의 전송로가 독립적으로 생성되므로, 다지점에 중계기를 설치함으로써, 멀티패스 전송 환경과 마찬가지 전송로 특성을 생성할 수 있다. 이에 의해, 송신기와 수신기 사이와, 그 주위에 장해물이나 건물 등이 없어, 직접 서로 보이는 인사이트 전송 환경에서도, 중계기의 도입에 의해 멀티패스 전송 환경을 작위적으로 작성하여, 통신로 용량에 있어서 양호한 특성을 유지함으로써, 송수신 안테나 수를 증가시키면 통신로 용량이 양호하게 되는 멀티패스 전송 환경과 마찬가지 특성이 얻어진다.

본 발명의 추가적인 목적, 특징 및 이점은, 이하의 첨부 도면을 참조하여 설명한 바람직한 실시예의 상세한 설명에 의해 명백해질 것이다.

〈실시예〉

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도를 도시한다. 무선 전송 시스템은, 송신 데이터에 무선 통신로의 오류를 정정할 수 있도록 용장(冗長) 정도를 부가하는 부호화 처리를 행하고, 부호화된 데이터를 복수의 안테나(M개)에 대응하여 s₁, s₂, … s_M으로 분배하여 송신하는 송신기(101)를 갖는 제1 무선 장치와, 상기 복수의 안테나로부터 송신된 무선 신호를 중계하는 복수의 중계기를 포함하는 복수의 제2 무선 장치(301a, 301b, 301c)와, 중계된 무선 신호를 복수의 안테나(N개)로 수신하고, 수신 데이터를 얻는 수신기를 갖는 제3 무선 장치로 구성된다.

상기 신호 s₁, s₂, … s_M은 중계기(301a, 301b, 301c)의 버퍼에 각각 z₁, z₂, …, z_L로서 축적된다. 송신기(101)와 중계기(301a, 301b, 301c) 간의 전송로 특성을 나타내는 행렬을 전송로 F라고 하면, 중계기(301a, 301b, 301c)에서 축적된 신호 z₁, z₂, …, z_L은 수학식 2로부터 다음의 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.

여기서, v'는 중계기(301a, 301b, 301c)에서 중첩되는 잡음을 의미한다. 중계기(301a, 301b, 301c)에서 축적된 신호 z₁, z₂, …, z_L은 버퍼에 의해 소정 시간 지연되고 나서 수신기(102)로 송신된다. 중계기(301a, 301b, 301c)와 수신기(102) 간의 전송로 특성을 나타내는 행렬을 전송로 G라고 하면, 수신기(102)로 수신한 신호 x₁, x₂, …, x_N은 수학식 2와 수학식 7로부터 수학식 8과 같이 표현할 수 있다.

여기서, v"는 수신기(102)에서 중첩되는 잡음을 의미한다. 송신기(101)로 송신된 신호 s₁, s₂, … s_M을 수학식 8로부터 대수적으로 구하기 위해서, 송신 데이터에 이미 알고 있는 트레이닝 신호를 다중화시켜 송신함으로써, 수신 신호 x₁, x₂, …, x_N으로부터 송신 신호 s₁, s₂, … s_M을 구하기 위한 행렬 W를 후술하는 MMSE(Minimum Mean Square Error)의 SMI(Sampled Matrix Inverse)법을 사용함으로써 구할 수 있다. 행렬 W가 구해지면, 송신기(101)에서 M개의 안테나로 분할된 신호를 복원한 s₁', s₂', …, s_M'을 수학식 9에 의해 구할 수 있다.

수학식 9에서 얻어진 송신 안테나 M개의 신호 s₁', s₂', …, s_M'를 결합하고, 결합한 데이터에 대하여 오류 정정 복호 처리를 행함으로써 수신 데이터, 송신 데이터를 재생할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 무선 전송 시스템을 이용한 이동 통신 시스템의 일 실시예의 구성도를 도시한다. 이동국(408)의 송신기(101b)로부터 송신된 데이터는 중계국(407a, 407b, 407c)의 중계기(301a, 301b, 301c)를 거쳐 기지국(406)의 수신기(102a)에서 수신되고, 기지국(406)의 제어를 행하는 제어국(405)으로 전송된다. 이동국(408)의 어플리케이션에 의해, 제어국(405)으로 전송된 데이터는, 이동 통신망(404)을 통해 다른 이동국으로 전송되어 통화가 행해지는 경우도 있으며, 이동 통신망(404)과 인터넷(402)을 접속하기 위한 게이트웨이 장치(403)를 통해 인터넷(402)에 접속되어, 인터넷 상의 서버(401)에 전송되며, 서버가 제공하는 서비스에 대한 요청에 사용할 수 있다. 서버(401)로부터 이동국(408)으로 전송되는 데이터는 인터넷(402), 게이트웨이 장치(403), 이동 통신망(404), 제어국(405)을 통해 기지국(406)으로 전송되고, 또한 기지국(406)의 송신기(101a)로부터 송신된 데이터는 중계국(407a, 407b, 407c)의 중계기(301a, 301b, 301c)를 거쳐, 이동국(408)의 수신기(102b)에 의해 수신된다. 중계국을 구성하는 장치는 통신 사업자에 의한 고정 설치의 설비인 경우와, 통화 기능과 중계 기능을 설치한 사용자 단말기 장치인 경우가 있다.

도 5는 도 4의 이동국과 기지국 간의 무선 전송에 있어서의 전송 개시 시의 동작 흐름도를 도시한다. 이동국(408)과 기지국(406) 사이에서, 중계국(407a, 407b)을 통하지 않고, 통신을 행하고 있는 상태를 비 중계 상태라고 부르기로 한다. 비 중계 상태에서, 이동국(408)은 중계를 행해야 할지를 판정한다.

상기 판정의 제1 방법은 기지국(406)으로부터 파일럿 신호를 정기적으로 송신하고, 이동국(408)에서 수신한 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력(S/N)을 측정한다. 신호 대 잡음 전력(S/N)이 임계치를 초과한 경우, 기지국으로부터의 파일럿 신호가 충분히 크기 때문에 인사이트 전송로라고 판단하여 중계 개시의 판정을 행한다.

상기 판정의 제2 방법으로는 상기 신호 대 잡음 전력(S/N) 대신에 수신 전력을 이용하는 방법을 들 수 있다.

상기 판정의 제3 방법으로는 기지국(406)으로부터 파일럿 신호와 상술한 트레이닝 신호를 정해진 타이밍에서 정기적으로 송신하고, 이동국(408)에서 트레이닝신호에 기초하여 전송로 추정을 행하여 통신로 용량을 계산하고, 통신로 용량과 임계치를 비교하여, 중계를 행함으로써 통신로 용량 특성이 양호하게 된다고 판단한 경우에 중계 개시의 판정을 행하는 방법을 들 수 있다.

중계 개시의 판정이 이루어진 경우, 이동국(408)으로부터 기지국(406)으로 중계 개시 요구를 나타내는 제어 신호가 송신된다. 기지국(406)은 상기 중계 개시 요구를 나타내는 제어 신호 수취하면, 기지국(406)에서 관리하고 있는 중계국 수 N이 중계 개시 요구로 요구되고 있는 중계국의 최저 필요수(임계치 M)를 만족하는지를 판단하여, 만족하는 경우에는 중계국과 이동국에 대하여 중계 개시를 통지하는 중계 동작 지시의 제어 신호를 송신한다. 중계국 수 N이 임계치 M을 만족하지 않는 경우에는 중계 동작 지시의 제어 신호를 송신하지 않고, 이동국(408)으로부터의 중계 개시 요구를 기각한다. 중계 동작 지시를 수취한 이동국(408)과 중계국(407a, 407b)은 중계 동작 지시로 지정된 타이밍에서 데이터의 송수신을 행한다.

각 중계국(407a, 407b, 407c)은, 이동국(408)이나 기지국(406)으로부터 데이터를 수취하면, 버퍼에 저장하고 나서 소정 시간 지연시켜 송신하며, 버퍼에 저장한 데이터를 송신할 것인지에 대한 송신 판정을 행한다. 송신 판정의 방법은, 기지국(406)으로부터 정기적으로 송신되는 파일럿 신호의 수신 전력을 측정하여, 임계치보다 작은 경우에는 기지국(406)으로부터 멀기 때문에 중계에 관여하여도 효과가 적다고 판단하여 송신을 그만두거나, 송신국(이동국(408) 또는 기지국(406))으로부터 수신한 신호의 수신 전력이 임계치보다 작은 경우에는 송신국으로부터의 거리가 멀기 때문에 중계에 관여하여도 효과가 적다고 판단하여 송신을 그만두는 방법이 있다. 도 5에서는 기지국(406)으로부터 송신한 신호 Data_D(1)가, 중계국(407a)에서 송신 판정을 행한 결과, 이동국(408)으로의 송신이 정지되어 있는 예를 도시한다.

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예에 있어서의 다지점 중계 전송 정지의 경우에 기지국이 주도하는 경우 및 이동국이 주도하는 경우의 동작 흐름을 도시한다.

기지국이 주도하는 경우(a)

중계국(407a)이 중계 기능을 갖는 사용자 단말기 장치인 경우, 중계국(407a)의 이동에 의해 인접 기지국으로 전환하는(핸드 오버) 경우가 발생된다. 핸드 오버를 행할 때는 중계국(407a)과 기지국(406) 사이에서 제어 신호가 교환되기 때문에, 기지국(406)에서는 중계국 수의 증감을 파악할 수 있다. 따라서, 중계국 수 N이 중계 동작에 필요한 중계국 수(임계치 L)를 만족할 수 없는 경우에는 기지국(406)으로부터 중계 정지를 나타내는 중계 동작 지시의 제어 신호를 송신한다. 이를 수신한 이동국(408)·중계국(407a, 407b)은 중계 동작을 정지하고 이동국(408)과 기지국(406) 사이에서 직접 통신을 행한다.

이동국이 주도하는 경우(b)

중계 동작 중에, 이동국(408)에서 중계 판정을 행하여, 중계 정지라고 판단한 경우에는 중계 정지 요구의 제어 신호를 기지국(406)으로 송신한다. 중계 판정의 방법으로서, 기지국(406)의 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력(S/N) 또는 수신전력을 측정하고, 임계치 이하가 된 경우에 기지국(406)과의 전송 환경이 인사이트 전송 환경이 없어진 것으로 하여 중계 정지라고 판단한다. 또한 다른 방법은, 트레이닝 신호로부터 전송로 추정을 행하여, 기지국(406)의 파일럿 신호로부터 S/N을 구하고, 전송로 추정 결과와 S/N으로부터 통신로 용량을 계산하여, 통신로 용량이 임계치 이하가 되었을 때에 중계 전송에 의한 효과가 없어진 것으로 하여 중계 정지를 판단하는 방법이 있다. 기지국(406)은 중계 정지 요구를 이동국(408)으로부터 수취하면 중계국(407a, 407b)과 이동국(408)에 대하여 중계 정지를 나타내는 중계 동작 지시의 제어 신호를 발행함으로써 중계 동작을 정지시킨다.

도 7은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예에 있어서의 제어 신호의 메시지 포맷을 도시한다. 도 7a는 이동국(408)으로부터 기지국(406)으로의 중계 개시 요구와 중계 정지 요구의 제어 신호의 포맷이다. "LEN"은 1워드=32비트로 하였을 때의 워드수를 나타내고, "MSG"는 제어 신호의 종별을 나타내어, "Opr"은 중계하는 경로가 이동국(408)으로부터 기지국(406) 방향(업 링크)인지, 기지국(406)으로부터 이동국(408) 방향(다운 링크)인지, 양방향인지를 나타낸다. "Num_M(임계치 M)"은 기지국(406)에서 관리하고 있는 중계국 수가 이보다 크면 중계를 개시하는 것으로 판단하고, "Num_L(임계치 L)"은 중계국 수가 이보다 작으면 중계를 정지하는 것으로 판단하기 위해서 이용한다.

도 7 (b)는 기지국(406)으로부터 이동국(408)과, 중계국(407a, 407b, 407c)으로의 중계 동작 지시의 중계 개시와 중계 파라미터 갱신을 나타내는 포맷이다. "UID"는 이동국(408)과 중계국(407a, 407b, 407c) 각각의 ID 번호를 나타낸다."DST"와 "DLEN"은 기지국(406)으로부터 이동국(408) 방향(다운 링크)에 있어서, 기지국(406)의 송신 타이밍을 도 9a에 도시한 바와 같이 규정하는 것이다. "UST"와 "ULEN"은 이동국(408)으로부터 기지국(406) 방향(업 링크)에 있어서, 이동국(408)의 송신 타이밍을 도 9b에 도시한 바와 같이 규정하는 것이다. "RXL"은 중계국(407a, 407b, 407c)에서 중계하는 데이터의 송신 판정에 이용되어, 중계 데이터의 수신 전력이 이보다 작으면 중계하지 않는다. "TXL"은 중계국(407a, 407b, 407c)에서 중계하는 데이터의 송신 판정에 이용되어, 기지국이 정기적으로 송신하는 파일럿 신호의 수신 전력이 이보다 작으면 중계하지 않는다. "GAIN_K"는 중계국(407a, 407b, 407c)에서 중계하는 데이터의 수신 전력에 대하여, 몇 배의 송신 전력으로 송신하는지를 규정하는 것이다.

도 7c는 상기 실시예에 있어서의 기지국(406)으로부터 이동국(408)과, 중계국(407a, 407b, 407c)으로의 중계 동작 지시의 중계 정지를 나타내는 포맷 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예에 있어서의 중계국의 중계 동작 설명의 흐름도를 도시한다. 비 중계 상태에서(s1), 기지국(406)으로부터 중계 동작 지시의 제어 신호를 수신한 경우(s2), 지시 내용이 중계 개시이면 중계 상태로 이행하고, 지시 내용이 중계 정지 및 파라미터 갱신이면 비 중계 상태대로 계속한다(s3). 중계 상태로 이행한 경우에는(s4), 중계 데이터를 수신하면(s5), 버퍼에 데이터를 저장하고, 이 데이터를 송신할 것인지를 송신 판정한다(s6). 송신 판정의 방법은, 중계 데이터의 수신 전력이 중계 동작 지시의 제어 신호로 지정된 임계치 RXL보다 큰 경우, 또한 기지국(406)이 정기적으로 송신하는 파일럿 신호의 수신 전력이 중계 동작 지시의 제어 신호로 지정된 임계치 TXL보다 큰 경우에 송신하는 것으로 하고(s7), 상기 이외의 경우에는 중계 데이터를 파기한다(s8). 이것은 이동국(408) 또는 기지국(406)으로부터의 무선 전송 환경이 나쁜 상태 또는 거리가 먼 경우에는 중계하지 않는 편이 좋다고 중계국(407a)에서 독자적으로 판단하는 것이다. 송신하는 것으로 판정한 경우에는 중계 동작 지시의 제어 신호로 지정된 타이밍에서 버퍼로부터 데이터를 추출하여 송신한다. 중계 상태에서, 중계 동작 지시의 제어 신호를 수신한 경우(s9), 그 내용을 판별하고(s10), 내용이 중계 정지인 경우에는 비 중계 상태로 이행하고, 지시 내용이 파라미터 갱신인 경우(s11)에는 송신 타이밍 등의 중계 동작 파라미터를 갱신하여(s12) 중계 상태를 유지하고, 지시 내용이 중계 개시인 경우에는 특별히 아무것도 하지 않고 중계 상태를 유지한다.

도 9는 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 일 실시예에 있어서의 다지점 중계 전송 시의 송수신 타이밍도를 도시한다. 기지국(406)으로부터 이동국(408) 방향(다운 링크)에서는 기지국(406)이 정기적으로 송신하고 있는 파일럿 신호를 기준으로 하여, 중계 동작 지시의 제어 신호로 규정한 DST만큼 어긋난 타이밍에서 기지국(406)으로부터 송신 신호가 송신된다. 송신 신호에는 기지국(406)에서 복수 안테나로 분배한 신호를 이동국(408)에서 MIMO에 의해 구하기 위해서 필요한 트레이닝 신호와, 사용자 어플리케이션의 데이터가 다중되어 있다. 송신 신호는 중계 동작 지시의 제어 신호로 규정한 DLEN의 기간동안 계속하여 송신된다.

중계국(407a, 407b)은 기지국(406)으로부터의 송신 신호를 수신하면 DLEN만큼 지연시킨 타이밍에서 이동국(408)에 송신한다. 이동국(408)에서는 기지국(406)으로부터 직접파로서 도달한 수신 신호와, 중계국(407a, 407b)을 경유하여 도달한 수신 신호를 합성함으로써 MIMO에 의해 수신 데이터를 복원한다. 이동국(408)으로부터 기지국(406) 방향(업 링크)에서는 기지국(406)이 정기적으로 송신하고 있는 파일럿 신호를 기준으로 하여, 중계 동작 지시의 제어 신호로 규정한 UST만큼 어긋난 타이밍에서 이동국(408)으로부터 송신 신호가 송신된다. 송신 신호에는 이동국(406)에서 복수 안테나로 분배한 신호를 기지국(406)에서 MIMO에 의해 구하기 위해서 필요한 트레이닝 신호와, 사용자 어플리케이션의 데이터가 다중되어 있다.

송신 신호는 중계 동작 지시의 제어 신호로 규정한 ULEN의 기간동안 계속하여 송신된다. 중계국(407a, 407b)은 이동국(408)으로부터의 송신 신호를 수신하면 ULEN만큼 지연시킨 타이밍에서 기지국(406)에 송신한다. 기지국(406)에서는 이동국(408)으로부터 직접파로서 도달한 수신 신호와, 중계국(407a, 407b)을 경유하여 도달한 수신 신호를 합성함으로써 MIMO에 의해 수신 데이터를 복원한다.

도 10은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템에서 사용되는 이동국의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도이다. 이동국(408)은 무선 구간의 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 안테나(1001a, 1001b, 1001c)와, 안테나(1001a, 1001b, 1001c)로부터의 수신 신호에 대한 필터 처리와 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 처리를 행하고, 또한 안테나(1001a, 1001b, 1001c)로의 송신 신호에대하여 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환 처리와 필터 처리 및 전력 증폭을 행하는 무선부(1002)와, 무선부(1002)로부터의 수신 신호에 대하여 기지국(406)에서 복수 안테나로 분배된 송신 신호를 복원하고, 오류 정정 처리를 실시하여 수신 신호를 얻고, 또한 무선부(1002)로의 송신 신호에 대하여 오류 정정이 행해지도록 용장 정도를 부가하는 부호화 처리를 행하고, 복수 안테나(1001a, 1001b, 1001c)로 분배하여 기지국(406)에서 복원할 수 있도록 하기 위한 트레이닝 신호를 다중화하는 기능을 갖는 모뎀부(1006)와, 모뎀부(1006)로부터 얻은 수신 신호로부터 제어 신호를 추출하여 호 접속(call connection)이나 중계 동작에 관한 프로토콜 처리를 행하고, 중계 시의 송수신 타이밍을 제어하는 제어부(1016)와, 제어부(1016)에서 수신한 수신 신호를 외부 입출력 인터페이스에 합치하는 스피커로 음성 출력하거나, 마이크 등 외부 입출력으로부터의 입력 신호를 제어부의 제어 신호와 다중화하여 모뎀부(1006)에 전송하는 통화부(1021)로 구성된다. 이하에 신호가 흐름에 따라 각 블록을 상세하게 설명한다.

안테나(1001a, 1001b, 1001c)로 수신한 무선 신호는 무선부(1002)에서 공용기(1003a, 1003b, 1003c)에 의해 수신부(1004a, 1004b, 1004c)로 나누어진다. 수신부(1004a, 1004b, 1004c)는 수신 신호에 대하여 필터 처리를 행하여 기저 대역 신호 처리 대역으로 변환하고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환(A/D 변환)하여 모뎀부(1006)에 전송한다. 모뎀부(1006)에서 수신 신호는 신호 분리(1007)에 의해, 기지국 파일럿 신호와 기지국 신호로 분리된다. 기지국 기준 타이밍 검색기(1008)는 기지국 파일럿 신호에 동일한 위상 가산함으로써 파일럿 신호가 송신되고 있는 타이밍을 검출할 수 있다. 중계 판정 회로(1009)는 중계 동작을 행하는지를 판정한다. 중계 동작의 판정 방법으로서는 기지국 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력(S/N)의 임계치 비교, 또는 기지국 신호의 전송로 추정 결과와 파일럿 신호의 S/N으로부터 통신로 용량을 계산하고 임계치를 비교하여 판정하는 방법을 들 수 있다. 중계 판정 회로(1009)로부터 중계 개시 또는 중계 정지의 트리거가 발생하면 제어부(1016)의 프로토콜 처리부(1019)에 통지되고, 이동국(408)으로부터 기지국(406)에 중계 개시 요구 또는 중계 정지 요구의 제어 신호가 송신된다. 수신기(102)는 기지국 신호의 수신 신호 x₁, x₂, …, x_N으로부터 MIMO에 의해 기지국의 송신 신호 s₁', s₂', …, s_M'를 계산하는 MIMO 복조기(1010)와, 기지국의 송신 신호를 병렬 직렬 변환하여 부호화 데이터로 복귀하는 P/S 변환기(1011)와, 부호화 데이터에 대한 오류 정정을 행하여 복호 처리하는 오류 정정 복호기(1012)를 포함한다. 복호된 수신 데이터는 제어부(1016)의 신호 분리(1018)에서 제어 신호와 데이터로 분리된다. 제어 신호는 프로토콜 처리부(1019)에서 호 접속에 필요한 프로토콜 처리나, 본 발명에 필요한 제어 신호로서 활용되고, 기지국(406)으로부터의 중계 동작 지시의 제어 신호는 중계 동작 지시 데이터(1020)로서 보존된다. 송수신 타이밍 계산부(1017)는 기지국 기준 타이밍 검색기(1008)로 검출된 파일럿 신호 타이밍과 중계 동작 지시 데이터(1020)로 규정되는 송수신 타이밍에 기초하여, MIMO 복조기(1010)에 필요한 타이밍 신호(중계 모드 : MODE, 직접파 : DR_EN, 중계국파 : RP_EN)와, MIMO 변조기(1013)에 필요한 타이밍 신호(송신 인에이블 : TX_EN)를생성한다.

통화부(1021)는, 신호 분리(1018)로부터 얻어진 데이터가 코덱(1023)에 전송되면, 예를 들면 음성 부호화된 데이터를 외부 입출력(1024)의 인터페이스에 합치하는 신호로 변환하여, 외부 입출력(1024)으로부터 스피커 등을 통하여 출력한다. 또한, 마이크 등으로부터 받아들여진 데이터는 외부 입출력(1024)을 통해, 코덱(1023)에 의해 음성 부호화의 처리가 이루어진다. 다중화 회로(1022)에서는 프로토콜 처리부(1019)로부터의 제어 신호와 코덱(1023)으로부터의 데이터를 송신 데이터로서 다중화 처리한다. 다중화된 송신 데이터는 송신기(101)에 전송된다.

송신기(101)는 오류 정정 부호기(1015)에 의해 오류 정정을 위해 용장 신호를 실은 부호화 데이터로 변환하고, S/P 변환기(1014)에 의해 직렬 병렬 변환함으로써 복수의 송신 안테나로 송신 데이터를 분배하고, MIMO 변조기(1013)로 트레이닝 신호를 송신 데이터로 다중화하여, 무선부(1002)의 송신부(1005a, 1005b, 1005c)로 데이터를 송신한다. 송신부(1005a, 1005b, 1005c)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환(D/A 변환)하고, 전력 증폭과 필터 처리를 행하여 공용기(1003a, 1003b, 1003c)를 통해 안테나(1001a, 1001b, 1001c)로 송신 데이터를 무선 신호로서 송신한다.

도 11은 이동국(408)에서의 송수신 타이밍 계산부(1017)의 타이밍도를 도시한다. 도 11a는 비 중계 시의 동작을 도시하고 있으며, 기지국(406)으로부터는 파일럿 신호와 기지국 신호가 송신되고 있다. 중계 모드(MODE)는 비 중계를 나타내는 로우 레벨로 고정 출력이 된다. 기지국(406)으로부터의 직접파(DR_EN)는 파일럿 신호의 구간에서 로우 레벨 출력이 되고 기지국 신호의 구간에서 하이 레벨로 출력이 된다. 중계국(407a, 407b, 407c)으로부터의 간접파인 중계국파(RP_EN)는 로우 레벨 고정 출력이 된다. 이동국(408)의 송신 타이밍(TX_EN)은 파일럿 신호의 구간에서 로우 레벨 출력이 되고, 이동국 송신 시간에 하이 레벨 출력이 된다. 도 11b는 중계 시의 동작을 도시하고 있다. 중계 모드(MODE)는 중계를 나타내는 하이 레벨로 고정 출력이 된다. 기지국(406)으로부터의 직접파(DR_EN)는 파일럿 신호를 기준으로 하여 중계 동작 지시 데이터(1020)로 규정된 DST 어긋난 타이밍으로부터, 동일한 중계 동작 지시 데이터(1020)로 규정된 DLEN의 기간동안 하이 레벨 출력이 된다. 다음의 DLEN의 기간 동안 로우 레벨이 되어, 다음의 파일럿 신호의 구간까지 하이 레벨과 로우 레벨을 교대로 반복한다.

중계국(407a, 407b, 407c)으로부터의 간접파인 중계국파(RP_EN)는 상기 DR_EN이 DLEN의 간격에서 로우 레벨로 되는 구간에서 하이 레벨 출력이 되고, 그 이외에는 로우 레벨 출력이 된다. 이동국(408)의 송신 타이밍(TX_EN)은 파일럿 신호를 기준으로 하여 중계 동작 지시 데이터(1020)로 규정된 UST 어긋난 타이밍으로부터, 동일한 중계 동작 지시 데이터(1020)로 규정된 ULEN의 기간동안 하이 레벨 출력이 된다. 다음의 ULEN의 기간동안 로우 레벨이 되어, 다음의 파일럿 신호의 구간까지 하이 레벨과 로우 레벨을 교대로 반복한다.

도 12는 이동국에서의 MIMO 복조기(1010)와 P/S 변환기(1011)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 12는 이동국에 대하여 기재되어 있지만, 기지국의 MIMO 복조기, P/S 변환기도 동일한 구성이다. 이하에 동작 개요에 대하여 설명한다. 신호분리기(1007)에 의해 분리된 기지국 신호는 MIMO 복조기(1010)의 전 처리부(1216a, 1216b, 1216c)로 전송된다. 전 처리부(1216a, 1216b, 1216c)의 구성 및 동작은 동일하다. 중계 시에는 디멀티플렉서(1217), 버퍼(1218), 가산기(1219)로 처리된 기지국 신호가 선택기(1220)로 선택되고, 비 중계시에는 기지국 신호가 선택된다. 또, 디멀티플렉서(1217), 버퍼(1218), 가산기(1219)의 상세한 동작에 대해서는 후술한다. 디멀티플렉서(1221)로 전송된 신호는 디멀티플렉서(1221)에서 트레이닝 신호와 데이터로 분리된다. 트레이닝 신호는 웨이트 연산부(1212a, 1212b, 1212c)에 전송되고, 데이터는 곱의 합 연산부(1211a, 1211b, 1211c)로 전송된다. 웨이트 계산부(1212a)와 곱의 합 연산부(1211a)에 의해, 제1 송신 안테나로부터 송신된 데이터의 추정치 s'₁을 구하는 처리가 행해진다. 웨이트 계산부(1212a)에서는 제1 송신 안테나 이외의 송신 안테나로부터 송신된 성분을 제거하기 위한 웨이트 W11, W21, W31이 산출된다. 이 웨이트를 사용하여, 곱의 합 연산부(1211a)에서 곱의 합 연산이 행해지고, 제1 안테나로부터 송신된 데이터의 추정치 s'₁이 산출된다. 마찬가지로, 웨이트 계산부(1212b), 곱의 합 연산부(1211b)에 의해 제2 송신 안테나로부터 송신된 데이터의 추정치 s'₂가 산출되고, 웨이트 계산부(1212c), 곱의 합 연산부(1211c)에 의해 제3 송신 안테나로부터의 송신 데이터의 추정치 s'₃이 산출된다.

추정치 s'₁, s'₂, s'₃은 복조기(1215a, 1215b, 1215c)에서 복조되고, P/S 변환기(1011)에서 직렬 데이터로 변환되어, 오류 정정 복호기(1012)로 전송된다. 웨이트 계산부(1212a, 1212b, 1212c), 곱의 합 연산부(1211a, 1211b, 1211c)의 상세에 대하여 설명한다. 웨이트 계산부(1212a)와 곱의 합 연산부(1211a)는 제1 송신 안테나로부터의 신호를 희망파라고 간주하고, 제1 송신 안테나 이외의 송신 안테나로부터의 신호를 간섭파라고 간주하여, 적응 어레이 안테나에서 이용되는 간섭파 제거 알고리즘을 적용함으로써, 제1 송신 안테나로부터의 신호가 추정된다. 다른 송신 안테나로부터의 신호에 대해서도 마찬가지의 방법으로 추정된다. 예를 들면, MMSE(Minimum Mean Square Error)에서의 SMI(Sampled Matrix Inverse)법을 사용하는 경우는, 웨이트 계산부(1212a, 1212b, 1212c)는,

를 계산함으로써 웨이트를 구할 수 있고, 또한 곱의 합 연산부(1211a, 1211b, 1211c)에서,

를 계산함으로써, 추정치 s'₁, s'₂, s'₃을 구할 수 있다. 단, 다음과 같이정의된다.

M : 송신 안테나의 수

N : 수신 안테나의 수

: m번째 송신 안테나로부터 송신한 트레이닝 신호의 값

S_m: m번째 송신 안테나로부터 송신한 데이터의 값

s : s=(s₁, …, s_M)^T로 주어진 M차 벡터

: n번째 수신 안테나 수신값(트레이닝 신호에 대한 수신값)

X_n: n번째 수신 안테나 수신값(데이터에 대한 수신값)

x : x=(x₁, …, x_M)^T로 주어진 N차 벡터

R_xx: 트레이닝 신호의 수신 벡터의 상관 행렬(N×N차)

w_m: m번째 송신 안테나로부터의 데이터를 구하는 웨이트 벡터(N차).

w_m=(w_1m, …, w_Mm)^T

(·)^*는 복소 공액, (·)^T는 전치를 의미한다.

중계 시의, 디멀티플렉서(1217), 버퍼(1218), 가산기(1219)의 동작에 대하여 설명한다. 기지국 신호가 디멀티플렉서(1217)에서, 기지국의 안테나로부터 직접 수신한 기지국 신호(도 9 참조. 이후, 직접파 신호)와, 중계기로 중계한 후에 송신한 기지국 신호(이후, 중계파 신호)로 분리된다. 직접파 신호는 버퍼(1218)에 일단 기억됨으로써 도 9의 DLEN 분의 지연이 걸리고, 가산기(1219)에서 중계파 신호에 가산된다. 이 지연과 가산 처리에 의해, 기지국의 안테나로부터 송신된 신호가 비 중계 시의 전송로와 중계 시의 전송로를 합성한 전송로를 통해 전송하고, 이동국에 도달하였다고 간주할 수 있다. 합성 후의 전송로는, 멀티패스 전송 환경에 더 근접하는 것을 기대할 수 있기 때문에, 통신로 용량의 향상을 기대할 수 있다. 그러나, 직접파 신호가 중계파 신호보다 매우 큰 경우에는 중계 방식을 행하지 않는 경우와 등가가 된다. 이러한 경우에는 가산기(1219)를 웨이티드 가산기로 변경하여, 직접파 신호와 중계파 신호의 비율이 적절하게 되도록 웨이트를 조정한다.

도 13은 이동국에서의 S/P 변환기(1014)와 MIMO 변조기(1013)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 13은 이동국에 대하여 설명하지만, 기지국의 S/P 변환기, MIMO 변조기도 동일한 구성이다. 동작 개요에 대하여 설명한다. 오류 정정 부호기(1015)로 부호화된 데이터는 S/P 변환기(1022)로 송신 안테나 수 분량의 폭의 병렬 데이터로 변환된다. 트레이닝 신호 생성부(1303)에서는 각 송신 안테나로부터 송신된 데이터를 수신측에서 분리하기 위해서, 및 전송로를 추정하기 위해서 사용되는 트레이닝 신호가 생성된다. 병렬 데이터와 트레이닝 신호가 멀티플렉서(1302)에서 시분할 다중된다. 시분할은 TX_EN 신호의 상승을 기준으로 하여, 사전에 결정된 타이밍에서 행해진다(도 11). 시분할 다중된 신호는 변조기(1304)에서 복소 기저 대역 신호 s₁, s₂, s₃으로 변조되어, 무선부(1002)를 거쳐 안테나로 송신된다. 트레이닝 신호 생성부(1303)에서 생성되는 트레이닝 신호에 대하여 설명한다. 수신측에서 데이터의 분리를 가능하게 하기 위해서, 각 안테나로 송신되는 트레이닝 신호 사이에는 상호 상관이 낮다고 하는 성질이 필요하게 된다. 또한, 전송로 추정을 가능하게 하기 위해서는 트레이닝 신호의 자기 상관 함수가 델타 함수적인 것이 필요하게 된다. 예를 들면, 프리퍼드쌍(preferred pair)이 M 계열을 트레이닝 신호라고 하면, 근사적으로 이 성질을 만족한다.

도 14는 중계 판정 회로(1009)의 구성을 도시하는 블록도이다. 중계 판정 회로(1009)는 중계를 행하는지를 판정하는 회로이다. 도 14에는 수신 S/N에 의한 판정과, 통신로 용량에 의한 판정의 2종류의 실시예를 하나의 도면에 도시한다. 선택기(1407)는 어느 한쪽의 실시예가 선택되는 것을 의미한다.

우선, 수신 S/N에 의한 판정에서, 인사이트 전송 환경에서의 수신 S/N은 멀티패스 전송 환경의 수신 S/N보다 매우 큰 것을 이용한다. 기지국 파일럿을 이용하여 수신 S/N 측정부(1403)에서 측정한 수신 S/N과, 사전에 결정되어 있는 S/N의 임계치가 비교기(1405)로 비교된다. 수신 S/N이 더 큰 경우에는 비교기(1405)로부터 「중계 개시」가 출력되어 TR_EN이 하이 레벨이 되고, 수신 S/N이 더 작은 경우에는 「중계 정지」가 출력되어 TR_EN이 로우 레벨이 된다.

다음으로, 통신로 용량에 따른 판정에서, 인사이트 전송 환경에서의 통신로 용량은, 멀티패스 전송 환경의 통신로 용량보다 작은 것을 이용한다. 기지국 신호 중에서, 기지국으로부터 이동국에 직접 도달한(중계되지 않음) 신호의 트레이닝 신호가 트레이닝 신호 분리부(1401)에서 추출된다. 이 트레이닝 신호를 이용하여, 전송로 추정부(1402)에서, 기지국과 이동국 간의 전송로 행렬 H가 추정된다. 전송로 추정에는 예를 들면, 펄스 압축법(사사오까 히데이찌(笹岡秀一) 著, 웨이브 서미트 강좌 이동 통신, pp 47∼48, 오옴사 출판국, ISBN4-274-07861-2)이 사용된다. 전송로 행렬 H와 수신 S/N을 이용하여 통신로 용량 계산부(1404)에서 비 중계 시의 통신로 용량이 추정된다. 추정한 통신로 용량과, 사전에 결정되어 있는 통신로 용량의 임계치가 비교기(1406)로 비교되어, 추정치가 더 작은 경우에는 비교기(1406)로부터 「중계 개시」가 출력되어 TR_EN이 하이 레벨이 되고, 추정치가 더 큰 경우에는 「중계 정지」가 출력되어 TR_EN이 로우 레벨이 된다.

통신로 용량 계산부(1404)의 상세에 대하여 설명한다. MIMO에서의 통신로 용량 C는

으로 주어진다(F. R. Farrokhi 외, Link-Optimal Space-Time Processing with Multiple Transmit and Receive Antennas, IEEE COMMUNICATIONS LETTERS, VOL 5,NO. 3 March 2001). 여기서, 다음에 표현되는 바와 같이 정의된다.

P_m: m번째 송신 안테나의 평균 송신 전력

Q : 각 수신 안테나에 더해지는 평균 잡음 전력

I_N: N차 단위 행렬

H : 송신기와 수신기 간의 전송로 행렬(N×M차)

C : 대역에 대한 통신로 용량[bit/s/㎐]

(·)^h는 복소 공액 전치를 의미한다.

수신 S/N과 추정한 전송로 행렬을 이용하여 수학식 14에 의해 통신로 용량이 계산된다.

도 15는 본 발명에 따른 중계국의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도이다. 중계국(407a)은, 무선 구간의 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나(1501)와 안테나(1501)로부터의 수신 신호에 대한 필터 처리와 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 처리를 행하고, 또한 안테나(1501)로의 송신 신호에 대하여 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환 처리와 필터 처리 및전력 증폭을 행하는 무선부(1502)와, 무선부(1502)로부터의 수신 신호를 버퍼에 저장하여, 소정 시간 지연시켜 중계를 행하는 중계기를 구비하고, 중계를 위한 제어 신호를 송수신하기 위해서 복조와 오류 정정 처리를 실시하여 수신 신호를 얻고,또한 무선부(1002)로의 송신 신호에 대하여 오류 정정을 행할 수 있도록 용장 정도를 부가하는 부호화 처리를 행하여 변조하는 기능을 갖는 모뎀부(1506)와, 모뎀부(1506)로부터 얻은 수신 신호로부터 제어 신호를 추출하여 호 접속이나 중계 동작에 관한 프로토콜 처리를 행하고, 중계 시의 송수신 타이밍을 제어하는 제어부(1517)와, 제어부(1517)에서 받은 수신 신호를 외부 입출력 인터페이스에 합치하는 스피커로 음성 출력하거나, 마이크등 외부 입출력으로부터의 입력 신호를 제어부의 제어 신호와 다중화하여 모뎀부(1506)에 전송하는 통화부(1526)로 구성된다.

여기서, 중계국(407)은, 중계하는 신호 이외에도 중계국(407)이 송수신하는 제어 신호나 데이터를 다중화하여 처리할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또, 중계기(407a)는, 복수 안테나를 구비하고 MIMO 복조와 MIMO 변조를 행하는 장치이어도 된다. 본 실시예에서는 중계기가 MIMO에 의한 처리를 행하지 않는 예를 나타내고 있으며, 중계국에 대한 제어 신호는 MIMO 변조가 걸리지 않은 무선 신호로 통신되는 것으로 한다. 이하에 신호의 흐름에 따라 각 블록을 상세히 설명한다.

안테나(1501)로 수신한 무선 신호는 무선부(1502)의 공용기(1503)를 통해 수신부(1504)에 전송된다. 수신부(1504)에서는 수신 신호에 대하여 필터 처리를 행하여 기저 대역 신호 처리 대역으로 변환하고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환(A/D 변환)하여 모뎀부(1506)에 전송한다. 모뎀부(1506)에서 수신 신호는 신호 분리기(1507)에 의해, 기지국 파일럿 신호와 송신국 신호로 분리한다. 검색기(1512)는 기지국 파일럿 신호를 동일한 위상 가산함으로써 파일럿 신호가 전송되고 있는 타이밍을 검출한다.

송신국 신호는 중계기(301)에서 버퍼에 저장되고, 제어부(1517)의 송신 타이밍 계산부로부터 얻어지는 수신 인에이블(RX_EN)과 송신 인에이블(TX_EN)에 의해, 중계 판정부(1522)로부터 얻어지는 중계 인에이블(TR_EN)에 의해 중계하여 송신하는 타이밍을 제어하여, 송신 전력 계산부(1525)로부터 얻어지는 송신 전력 값으로 설정하여 송신한다. 상기한 신호를 생성하기 위해서, 신호 분리기(1507)에 의해 분리된 송신국 신호는 복조기(1508)에서 변조 신호에 기초하여 복귀하는 복조 처리가 행해지고, 오류 정정 복호기(1515)에서 오류 정정을 행하는 복호 처리를 하여 수신 데이터를 얻는다. 수신 데이터는 제어부(1517)의 신호 분리(1518)에 의해 제어 신호와 사용자 어플리케이션의 데이터로 분리되고, 제어 신호는 프로토콜 처리부(1521)로 호 접속 처리 시퀀스나 본 발명의 중계 동작 지시의 제어 신호에 관련한다. 중계 동작 지시의 제어 신호는 중계 동작 지시 데이터(1523)로서 저장된다.

전력 측정부(1513)에서는 기지국 파일롯 신호의 수신 전력을 측정하여, 비교기(1519)에서 중계 동작 지시 데이터(1523)의 임계치 TXL보다 크면 중계를 행하고, 그렇지 않으면 중계를 행하지 않도록 중계 판정기(1522)에서 판정된다. 마찬가지로, 전력 측정부(1514)는 송신국 신호의 수신 전력을 측정하여, 비교기(1520)에서 중계 동작 지시 데이터(1523)의 임계치 RXL보다 크면 중계를 행하고, 그렇지 않으면 중계를 행하지 않도록 중계 판정기(1522)에서 판정된다. 송신 전력 계산부(1525)는 전력 측정부(1514)의 송신국 신호의 수신 전력에 대하여, 중계 동작 지시 데이터(1523)의 GAIN_K배한 값으로 송신 전력의 설정치를 계산한다.

통화부(1526)에서 신호 분리기(1518)에 의해 분리한 데이터는 코덱(1528)을 통해 외부 입출력(1529)의 인터페이스에 합치하는 신호 변환이 행해져 스피커 등으로 음성 출력된다. 또한, 마이크 등으로부터의 음성 입력 신호는 외부 입출력(1529)을 경유하여 코덱(1528)으로 정보원 부호화 처리가 이루어지고, 다중화 회로(1527)로 프로토콜 처리부(1521)로부터의 제어 신호와 코덱(1528)으로부터의 데이터가 다중화되어 모뎀부(1506)의 오류 정정 부호기(1516)에 전송된다.

오류 정정 부호기(1516)에서는 오류 정정을 행하기 위한 용장 정도를 부가하는 부호화 처리를 행하고, 변조기(1511)에 의해 무선 전송 방식에 적합한 변조 처리를 행한다. 다중화 회로(1510)에서는 중계기(301)로부터의 중계 데이터와, 변조기(1511)로부터의 변조 신호를 다중화하여 무선부(1502)의 송신부(1505)에 전송한다. 송신부(1505)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환(D/A 변환)하여, 전력 증폭과 필터 처리를 행하여 공용기(1503)를 통해 안테나(1501)로 송신 데이터를 무선 신호로서 송신한다.

중계국은 MIMO 통신 방식의 전용 장치로 하여 구성하는 것 외에, MIMO 통신 방식이 아닌 무선 통신에 사용하는 무선 송수신부를 포함하는 무선 장치로 구성하여도 된다.

도 16은 중계국(407)에서의 중계기(301)의 입출력 타이밍을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 16에서는 기지국(406)으로부터 이동국(408) 방향(다운 링크)의 중계를 예로 들어 설명한다. 송신 타이밍 계산부(1524)에서 수신 인에이블(RX_EN)은, 기지국(406)이 정기적으로 송신하는 파일럿 신호의 기준을 검색기(1512)로 검출하고, 이에 대하여 중계 동작 지시 데이터(1523)로 규정된 DST 어긋난 타이밍으로부터 중계 동작 지시 데이터(1523)로 규정된 DLEN의 기간동안 하이 레벨 출력이 되고, 계속되는 DLEN의 기간동안 로우 레벨 출력이 된다. 다음의 파일럿 신호에 이르기까지, DLEN의 간격에서 하이 레벨과 로우 레벨이 교대로 반복된다. 송신 인에이블(TX_EN)은 수신 인에이블(RX_EN)에 대하여 DLEN 지연된 타이밍에서 DLEN의 간격에서 하이 레벨과 로우 레벨을 반복한다. 중계기(301)에 입력된 신호는 수신 인에이블(RX_EN)이 하이 레벨 출력의 타이밍에서 버퍼에 저장되고, 송신 인에이블(TX_EN)과 상기한 중계 판정기(1522)에 의해 얻어지는 중계 인에이블(TR_EN)이 하이 레벨일 때에, 버퍼로부터 데이터를 추출하여 송신한다.

도 17은 본 발명에 따른 기지국의 일 실시예의 구성을 도시하는 블록도이다. 기지국(406)은 무선 구간의 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 안테나(1701a, 1701b, 1701c)와, 안테나(1701a, 1701b, 1701c)로부터 수신 신호에 대한 필터 처리와 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 처리를 행하고, 또한 안테나(1701a, 1701b, 1701c)로의 송신 신호에 대하여 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환 처리와 필터 처리 및 전력 증폭을 행하는 무선부(1702)와, 무선부(1702)로부터의 수신 신호에 대하여, 이동국(408)에서 복수 안테나로 분배된 송신 신호를 복원하고, 오류 정정 처리를 실시하여 수신 신호를 얻고, 또한 무선부(1702)에의 송신 신호에 대하여 오류 정정을 행할 수 있도록 용장 정도를 부가하는 부호화 처리를 행하고, 복수 안테나(1701a, 1701b, 1701c)로 분배하여, 이동국(408)에서 복원할 수 있기 위한 트레이닝 신호를 다중화하여 이동국(408)과 중계국(407a, 407b, 407c)이 기준 타이밍을 생성하는 데 필요한 파일럿 신호 생성을 행하는 모뎀부(1706)와, 모뎀부(1706)로부터 얻은 수신 신호로부터 제어 신호를 추출하여 호 접속이나 중계 동작에 관한 프로토콜 처리를 행하고, 중계 시의 송수신 타이밍을 제어하는 제어부(1712)와, 제어부(712)로부터 수신한 수신 신호를 제어국(405)에 전송하거나, 제어국(405)으로부터의 신호와 기지국(406)으로부터 발생하는 신호를 다중화하여 모뎀부(1706)에 전송하기 위한 국(局)간 IF(1717)로 구성된다. 이하에 신호의 흐름에 따라 상세히 설명한다.

안테나(1701a, 1701b, 1701c)로 수신한 무선 신호는 무선부(1702)의 공용기(1703a, 1703b, 1703c)를 통해 수신부(1704a, 1704b, 1704c)에 전송된다. 수신부(1704a, 1704b, 1704c)는 수신 신호에 대하여 필터 처리를 행하여 기저 대역 신호 처리 대역으로 변환하여, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환(A/D 변환)하여 모뎀부(1706)에 전송한다. 모뎀부(1706)는 수신 신호를 DEMUX(1707)에 의해, 이동국별로 분리하여 각 수신기(102a, 102b)로 분배한다. 각 수신기(102a, 102b)에서는 MIMO 복조기(1010a, 1010b)에 의해, 이동국에서 복수 안테나로 분배한 송신 신호를 복원하고, 복원한 복수 안테나분의 송신 신호를 P/S 변환기(1011a, 1011b)에 의해 부호화 데이터로 변환하고, 오류 정정 복호기(1709a, 1709b)에 의해 부호화 데이터에 대한 오류 정정을 행하는 복호 처리를 실시하여 수신 데이터를 얻는다. 수신 데이터는 제어부(1712)에 전송되고, 신호 분리기(1714)에 의해 제어 신호와 사용자 어플리케이션의 데이터로 분리된다. 제어 신호는 프로토콜 처리부(1715)에서 취급되어, 호 접속이나 중계 동작을 위한 프로토콜 처리가 행해진다. 각 사용자별로 발행한 중계 동작 지시의 제어 신호의 내용을 중계 동작 지시 데이터(1716a, 1716b)로 유지하고, 여기서 정의한 타이밍 파라미터(DST·DLEN·UST·ULEN)에 기초하여 송수신 타이밍 계산부(1713a, 1713b)에서 MIMO 복조기(1010a, 1010b)에 필요한 타이밍 신호(중계 모드 : MODE, 직접파 : DR_EN, 중계국파 : RP_EN)와 MIMO 변조기(1013b)에 필요한 타이밍 신호(송신 인에이블 : TX_EN)를 발생한다. 신호 분리기(1714)에 의해 분리된 복수의 사용자 어플리케이션의 데이터는 국간 IF(1717)에서 MUX(1720)로 다중화되어 제어국(405)에 송신된다. 또한, 제어국(405)으로부터 수신한 데이터와 프로토콜 처리부(1715)가 발생한 제어 신호를 다중화 회로(1719)로 다중화하고 나서 DEMEX(1718)로 사용자별로 송신기(101a, 101b)로 분배한다.

송신기(101a, 101b)에서는 오류 정정 부호기(1710a, 1710b)로 송신 데이터가 이동국(408)에서 오류 정정이 행해지도록 용장 정도를 부가한 부호화 데이터로 변환하고, 부호화 데이터를 S/P 변환기(1014a, 1014b)에서 직렬 병렬 변환함으로써 기지국(406)의 복수 안테나(1701a, 1701b, 1701c)로의 송신 신호로 분배하고, MIMO 변조기(1013a, 1013b)에 의해 이동국(408)에서 MIMO 복조가 행해지도록 트레이닝 신호를 부가한다. 각 송신기(101a, 101b)의 송신 데이터와 파일럿 생성부(1711)에서 발생한 파일럿 신호를 MUX(1708)로 다중화하여, 무선부(1702)의 각 송신부(1705a, 1705b, 1705c)에 송신 데이터를 전송한다.

송신부(1705a, 1705b, 1705c)에서는 송신 데이터를 디지털 신호로부터 아날로그 신호로 A/D 변환하고, 필터 처리와 전력 증폭을 행하여, 공용기(1703a,1703b, 1703c)를 통해 안테나(1701a, 1701b, 1701c)로 송신 데이터를 무선 신호로서 송신한다. 상기한 설명에서, 수신기(102a, 102b)의 MIMO 복조기(1010a, 1010b)는 도 12에서 설명한 구성과 동일하고, 송신기(101a, 101b)의 MIMO 변조기(1013a, 1013b)는 도 13에서 설명한 구성과 동일하다.

도 18은 본 발명에 따른 기지국의 일 실시예에 있어서의 송수신 타이밍 계산부의 동작 설명을 위한 타이밍도이다. 도 18a는 비 중계 시의 동작을 도시하고 있다. 중계 모드(MODE)는 비 중계를 나타내는 로우 레벨로 고정 출력이 된다. 이동국(408)으로부터의 직접파(DR_EN)는 파일럿 신호의 구간에서 로우 레벨 출력이 되고, 이동국 신호의 구간에서 하이 레벨 출력이 된다. 중계국(407a, 407b, 407c)에서의 간접파인 중계국파(RP_EN)는 로우 레벨 고정 출력이 된다. 기지국(406)의 송신 타이밍(TX_EN)은 파일럿 신호의 구간에서 로우 레벨로 출력이 되고, 기지국 송신 시간에 하이 레벨 출력이 된다.

도 18b는 중계 시의 동작을 나타내고 있다. 중계 모드(MODE)는 중계를 나타내는 하이 레벨로 고정 출력이 된다. 이동국(408)으로부터의 직접파(DR_EN)는, 파일롯 신호를 기준으로 하여 중계 동작 지시 데이터(1716a)로 규정된 UST 어긋난 타이밍으로부터, 동일한 중계 동작 지시 데이터(1716a)로 규정된 ULEN의 기간동안 하이 레벨 출력이 된다. 다음의 ULEN의 기간동안 로우 레벨이 되어, 다음의 파일럿 신호의 구간까지 하이 레벨과 로우 레벨을 교대로 반복한다. 중계국(407a, 407b, 407c)으로부터의 간접파인 중계국파(RP_EN)는 상기 DR_EN이 ULEN의 기간동안 로우 레벨로 되는 구간에서는 하이 레벨 출력이 되고, 그 이외에는 로우 레벨 출력이 된다. 기지국(480)의 송신 타이밍(TX_EN)은 파일럿 신호를 기준으로 하여 중계 동작 지시 데이터(1716a)로 규정된 DST 어긋난 타이밍으로부터, 동일한 중계 동작 지시 데이터(1716a)로 규정된 DLEN의 기간동안 하이 레벨 출력이 된다. 다음의 DLEN의 기간동안 로우 레벨이 되고, 다음의 파일럿 신호의 구간까지 하이 레벨과 로우 레벨을 교대로 반복한다.

도 20은 본 발명에 따른 무선 전송 시스템의 다른 실시예의 구성을 도시하는 블록도이다. 본 실시예는 상기 도 3에 도시한 무선 전송 시스템의 복수의 중계기(301) 대신에 복수의 반사 물체를 특정한 위치에 설치하여, 실질적으로, 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻는 것이다. 송신기(101) 또는 수신기(102) 중 어느 한쪽이 고정 설치되어 있는 경우에, 그 고정 설치된 장치로부터 직접 서로 볼 수 있는 전망 범위 내에 반사물(2001a, 2001b, 2001c)을 설치한다. 도 20에서는 송신기(101)가 고정 설치되어 있는 것으로 하여 설명한다. 송신기(101)로부터 송신된 무선 신호는 반사물(2001a, 2001b, 2001c)에서 반사하여 수신기(102)에 도달한다. 반사물(2001a, 2001b, 2001c)의 설치에 의해, 인사이트 전송 환경으로부터 멀티패스 전송 환경을 작위적으로 조성할 수 있기 때문에, MIMO의 처리에 의해 통신로 용량을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 송신기로부터 복수 안테나로 분배하여 송신한 무선 신호를 수신기로 복수 안테나로 수신하고, 송신기로 분배한 송신 신호를 복원하는 처리(MIMO)를 이용한 이동 통신 시스템에 있어서, 송신기와 수신기가 직접 서로 볼수 있는 인사이트 전송 환경에서도, 중계기를 도입함으로써 복수의 전송로를 제공하여 멀티패스 전송 환경을 작위적으로 조성하여, 중계기를 도입하지 않는 인사이트 전송 환경에 비하여 통신로 용량의 특성이 양호해지는 효과를 얻을 수 있다.

도 19에, 본 발명을 이용한 경우(중계있는 경우)와 이용하지 않는 경우(중계없는 경우)의 특성 비교를 행한 결과를 도시한다. 송신기와 수신기의 안테나 수를 횡축으로 하고, 통신로 용량을 종축으로 하고 있다. 송신기와 수신기의 안테나 수는 동일한 수로 하고, 중계국 수는 수신 안테나 수의 5배로 가정하여, 전송로의 신호 대 잡음 전력(S/N)을 30㏈의 환경에서 평가하였다. 도 19로부터 송신기와 수신기의 안테나 수가 4개 이상이면, 본 발명을 이용한 중계 전송 방식에서 통신로 용량의 특성이 더 양호한 것을 나타내고 있다.

이상, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 설명했지만, 본 기술 분야의 숙련된 자는 이러한 개시로부터, 첨부한 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 정신신과 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변경을 이룰 수 있다.

Claims

부호화된 데이터 및 트레이닝 신호를 포함하는 송신 데이터를 복수의 안테나로 분배하고, 소정의 타이밍에서 상기 복수의 안테나로 무선 신호로서 송신하는 송신부를 갖는 제1 무선 장치와,

상기 무선 신호를 수신하고, 버퍼에 축적하여 소정 시간 지연시켜 송신을 행하는 중계기를 갖는 복수의 제2 무선 장치와,

상기 복수의 제2 무선 장치로부터의 무선 신호를 상기 복수의 안테나로 수신하고, 수신한 무선 신호에 다중화되어 있는 상기 트레이닝 신호를 사용하여, 상기 부호화된 데이터를 복조하는 수신부를 갖는 제3 무선 장치

를 포함하는 무선 중계 전송 시스템.
부호화 데이터를 복수의 안테나로 분배하는 수단과, 분배된 데이터를 수신측에서 복원하기 위한 트레이닝 신호를 상기 데이터에 다중화하는 수단과, 송신 타이밍을 제어하는 수단과, 상기 복수의 안테나로 무선 신호를 송신하는 송신기를 구비하는 제1 무선 장치와,

상기 제1 무선 장치가 송신한 신호를 수신하여 버퍼에 축적하는 수단과, 축적한 신호를 소정 시간 지연시켜 송신을 행하는 타이밍을 제어하는 수단을 갖는 중계기를 구비하는 제2 무선 장치와,

상기 제2 무선 장치로부터 송신된 무선 신호를 상기 복수의 안테나로 수신하기 위해서 수신 타이밍을 제어하는 수단과, 수신한 무선 신호에 다중화되어 있는 상기 트레이닝 신호로부터 상기 제1 무선 장치의 송신기로 복수의 안테나로 분배한 데이터로 복원하는 수단과, 상기 복수 안테나로 분배된 데이터를 병렬/직렬 변환으로 부호화된 데이터로서 결합하여, 수신 데이터를 얻는 수단을 갖는 수신기를 구비하는 제3 무선 장치

를 포함하는 무선 중계 전송 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 무선 장치의 부호화 수단은 데이터 오류에 대한 오류 정정을 행하기 위해서 상기 부호화 데이터에 용장 정도를 부가하는 부호화 수단을 포함하고, 상기 제3 무선 장치의 수신기는 상기 용장 정도를 이용하여, 상기 부호화된 데이터에 대하여 오류 정정 복호 처리를 행하는 수단을 포함하는 무선 중계 전송 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3 무선 장치는 각각 기지국, 중계국 및 이동국이며,

상기 이동국은 상기 기지국으로부터 정기적으로 송신되는 파일럿 신호의 수신 전력 측정을 행하고, 상기 파일럿 신호의 수신 전력이 임계치 이상인 경우, 상기 중계국에 의한 중계의 개시 요구를 상기 기지국에 통지하고, 상기 파일럿 신호 수신 전력이 임계치 이하가 된 경우, 상기 중계국에 의한 중계의 정지 요구를 상기 기지국에 통지하며,

상기 기지국은 상기 중계의 개시 요구를 수신하였을 때, 상기 중계국에 대하여 중계 동작 개시의 지시를 행하고, 상기 중계의 정지 요구를 수신하였을 때, 상기 중계국에 대하여 중계 동작 정지의 지시를 행하는 무선 중계 전송 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3 무선 장치는 각각 기지국, 중계국 및 이동국이며,

상기 이동국은 상기 기지국으로부터 정기적으로 송신되는 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력 측정을 행하고, 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력이 임계치 이상인 경우, 상기 중계국에 의한 중계의 개시 요구를 상기 기지국에 통지하고, 상기 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력이 임계치 이하가 된 경우, 상기 중계국에 의한 중계의 정지 요구를 상기 기지국에 통지하며,

상기 기지국은 상기 중계의 개시 요구를 수신하였을 때, 상기 중계국에 대하여 중계 동작 개시의 지시를 행하고, 상기 중계의 정지 요구를 수신하였을 때, 상 기 중계국에 대하여 중계 동작 정지의 지시를 행하는 무선 중계 전송 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3 무선 장치는 각각 기지국, 중계국 및 이동국이며,

상기 이동국은 상기 기지국으로부터 정기적으로 송신되는 파일럿 신호의 신호 대 잡음 전력의 측정 및 상기 트레이닝 신호를 이용하여 전송로 추정을 행하고, 상기 신호 대 잡음 전력과 상기 전송로 추정의 결과로부터 통신 용량을 계산하고,상기 통신 용량이 임계치 이하인 경우, 상기 중계국에 의한 중계의 개시 요구를 상기 기지국에 통지하고, 상기 통신 용량이 임계치 이상인 경우, 상기 중계국에 의한 중계의 정지 요구를 상기 기지국에 통지하며,

상기 기지국은 상기 중계의 개시 요구를 수신하였을 때, 상기 중계국에 대하여 중계 동작 개시의 지시를 행하고, 상기 중계의 정지 요구를 수신하였을 때, 상기 중계국에 대하여 중계 동작 정지의 지시를 행하는 무선 중계 전송 시스템.
제2항에 있어서,

상기 송신기의 송신 타이밍과 상기 중계기의 수신 타이밍 및 송신 타이밍과 상기 수신기의 수신 타이밍의 제어를 상기 기지국으로부터 정기적으로 송신되는 파일럿 신호를 기준으로 하여, 그 오프셋을 상기 기지국으로부터 상기 중계국과 상기 이동국에 제어 신호에 의해 통지함으로써 중계 시의 동작 타이밍을 결정하는 무선 중계 전송 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 또는 제2 무선 장치 중 어느 하나가 위치적으로 고정 설치되고, 상기 제2 무선 장치 대신에 무선 신호를 반사하는 반사물을 상기 고정 설치된 무선 장치로부터 직접 볼 수 있는 전망 범위 내에 설치하는 무선 중계 전송 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 또는 제2 무선 장치 중 어느 하나가 위치적으로 고정 설치되고, 상기 제2 무선 장치 대신에 무선 신호를 반사하는 반사물을 상기 고정 설치된 무선 장치로부터 직접 볼 수 있는 전망 범위 내에 설치하는 무선 중계 전송 시스템.
이동국과 기지국 사이에 복수의 중계국을 배치하고, MIMO 통신 방식의 무선 통신을 행하는 무선 중계 전송 시스템에 사용되는 이동국에 있어서,

수신 신호로부터 제어 신호 및 상기 기지국으로부터의 송신 데이터를 분리하는 분리부와,

분리된 송신 데이터를 복원하는 수신부와,

상기 수신 신호로부터의 제어 신호로부터 상기 복수의 중계국에 의한 중계의 필요 여부를 판별하는 중계 판정부와,

송신할 데이터를 작성하여 송신하는 송신부와,

상기 제어 신호를 이용하여 상기 수신부 및 송신부를 제어함과 함께, 상기 중계 판정부의 판정 결과에 의해 상기 기지국에 대하여 중계 개시 요구 또는 중계 정지 요구의 제어 신호를 작성하고, 상기 송신할 데이터에 상기 중계 개시 요구 또는 중계 정지 요구의 제어 신호를 가하는 제어

부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.
이동국과 기지국 사이에 복수의 중계국을 배치하고, MIMO 통신 방식의 무선 통신을 행하는 무선 중계 전송 시스템에 사용되는 기지국에 있어서,

수신 신호로부터 제어 신호 및 상기 이동국 및 기지국으로부터의 송신 데이터를 분리하는 분리부와,

분리된 송신 데이터를 복원하는 수신부와, 상기 수신 신호로부터의 제어 신호로부터 상기 복수의 중계국에 의한 중계의 필요 여부를 판별하는 중계 판정부와,

송신할 데이터를 작성하여 송신하는 송신부와,

상기 제어 신호를 이용하여 상기 수신부 및 송신부를 제어함과 함께, 상기 중계 판정부의 판정 결과에 의해 상기 이동국 및 중계국에 대하여 중계 동작 지시의 제어 신호를 작성하여 상기 송신할 데이터에 상기 동작 지시의 제어 신호를 가하는 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
이동국과 기지국 사이에 복수의 중계국을 배치하고, MIMO 통신 방식의 무선 통신을 행하는 무선 중계 전송 시스템에 사용되는 중계국에 있어서,

수신 신호로부터 제어 신호 및 상기 이동국 또는 기지국으로부터의 송신 데이터를 분리하는 분리부와,

분리된 송신 데이터를 버퍼링하는 중계기와,

상기 제어 신호에 포함되는 기지국 파일럿 신호 또는 상기 송신 데이터의 전력을 측정하고, 중계의 필요 여부를 판별하는 중계 판정부와,

상기 기지국 파일럿 신호를 이용하여 송신 타이밍을 얻는 계산부와,

상기 송신 타이밍에서 상기 중계기의 송신 데이터를 송신하는 송신부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국.
제11항에 있어서,

MIMO 통신 방식 이외의 무선 통신을 행하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계국.