KR20110122756A

KR20110122756A - 무선 중계국 및 무선 중계 방법

Info

Publication number: KR20110122756A
Application number: KR1020117022768A
Authority: KR
Inventors: 다카야스 니나가와
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-11-10
Also published as: KR101325404B1; US20120020239A1; CN102362446B; JP5342294B2; WO2010110453A1; JP2010232921A; CN102362446A; US8855041B2

Abstract

무선 중계국(10A)은, 제1 주파수대가 이용되는 도너측 신호 RS1을 무선 기지국(BS)과 송수신하는 도너측 송수신 유닛(100); 제1 주파수대와 인접하는 제2 주파수대가 이용되는 서비스측 신호 RS2를 무선 단말(MS)과 송수신하는 서비스측 송수신 유닛(200); 및 도너측 송수신 유닛(100) 및 서비스측 송수신 유닛(200)을 각각 제어하는 제어 유닛(150) 및 제어 유닛(250)을 구비한다. 도너측 송수신 유닛(100)은, 서비스측 신호 RS2를 수신했을 때에, 제1 주파수대에 있어서의 서비스측 신호 RS2의 신호 레벨을 측정한다. 제어 유닛(150) 및 제어 유닛(250)은, 해당 신호 레벨이 저하하도록, 주파수 시프터(223)에 있어서의 제2 주파수대의 시프트량을 조정한다.

Description

무선 중계국 및 무선 중계 방법{WIRELESS RELAY STATION AND WIRELESS RELAY METHOD}

본 발명은, 무선 기지국과 무선 단말과의 사이의 통신을 중계하는 무선 중계국 및 무선 중계 방법에 관한 것이다.

종래, 무선 기지국으로부터의 신호가 도달하기 어려운 옥내 등에 있어서도 무선 단말과 무선 기지국과의 통신을 가능하게 하기 위해서, 무선 기지국과 무선 단말과의 사이의 통신을 중계하는 무선 중계국이 널리 이용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

이러한 무선 중계국은, 무선 기지국과 신호(이하, 제1 신호)를 송수신하는 제1 송수신 유닛와 무선 단말과 신호(이하, 제2 신호)를 송수신하는 제2 송수신 유닛을 가진다.

일본국 특허 공개 2008-67386호 공보([요약] 등)

그러나, 무선 중계국에 있어서, 제1 신호의 주파수대(이하, 제1 주파수대)와 제2 신호의 주파수대(이하, 제2 주파수대)가 예를 들면 인접하는 경우, 제2 송수신 유닛으로부터의 제2 신호가 간섭 신호로서 제1 송수신 유닛에 의해 수신되고, 제1 송수신 유닛으로부터의 제1 신호가 간섭 신호로서 제2 송수신 유닛에 의해 수신된다.

그 결과, 제1 송수신 유닛 및 제2 송수신 유닛이 서로 간섭의 영향을 받는다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 제1 송수신 유닛와 제2 송수신 유닛이 서로 받는 간섭의 영향을 저감할 수 있는 무선 중계국 및 무선 중계 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하와 같은 특징을 가지고 있다. 본 발명의 특징은, 무선 기지국과 무선 단말과의 사이의 통신을 중계하는 무선 중계국이 제공되고, 이 무선 중계국은, 제1 주파수대가 이용되는 제1 신호를 상기 무선 기지국과 송수신하는 제1 송수신 유닛와, 제2 주파수대가 이용되는 제2 신호를 상기 무선 단말과 송수신하는 제2 송수신 유닛와, 상기 제1 송수신 유닛 및 상기 제2 송수신 유닛을 제어하는 제어기를 구비하며, 상기 제2 송수신 유닛은, 상기 제2 주파수대를 시프트하는 주파수 시프터를 포함하고, 상기 제1 송수신 유닛은, 상기 제2 송수신 유닛으로부터 상기 제2 신호를 수신했을 때에, 상기 제1 주파수대에 있어서의 상기 제2 신호의 신호 레벨을 측정하며, 상기 제어기는, 상기 제1 송수신 유닛에 의해 측정된 상기 신호 레벨이 저하하도록 상기 주파수 시프터에 있어서의 상기 제2 주파수대의 시프트량을 조정한다.

본 발명에 의하면, 제1 송수신 유닛와 제2 송수신 유닛이 서로 받는 간섭의 영향을 저감할 수 있는 무선 중계국 및 무선 중계 방법을 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 무선 통신 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 무선 통신 시스템에 있어서의 통신 동작의 개략을 나타내는 타임 차트이다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 무선 중계국에 있어 발생하는 간섭의 전력 상태에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 무선 중계국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는, 전형적인 위상 변조 신호의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6은, OFDM 방식의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7은, 간섭 발생시의 OFDM 인접 채널의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8은, 직교 상태의 OFDM 인접 채널의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 제1 실시 형태와 관련되는 무선 중계국의 동작예를 나타내는 플로우차트이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 무선 중계국의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은, 본 발명의 제2 실시 형태와 관련되는 무선 중계국의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

다음에, 도면을 참조해, 본 발명의 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 및 그 외의 실시 형태를 설명한다. 이하의 실시 형태에 있어서의 도면의 기재에 대해, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 참조 부호를 교부하고 있다.

[제1 실시 형태]

제1 실시 형태에 대해서는, (1) 무선 통신 시스템의 개요, (2) 무선 중계국의 구성, (3) 간섭 저감 처리, 및 (4) 무선 중계국의 동작 플로우에 대해 설명한다.

(1) 무선 통신 시스템의 개요

도 1은, 제1 실시 형태와 관련되는 무선 통신 시스템(1)의 개략 구성도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 무선 통신 시스템(1)은, 무선 중계국(10A), 무선 기지국(BS), 및 무선 단말(MS)을 가진다. 무선 통신 시스템(1)은, WiMAX(IEEE 802.16)에 근거하는 구성을 가진다. 즉, 무선 통신 시스템(1)에는, 직교 주파수 분할 다중(OFDM)/직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 방식, 및 시분할 복신(TDD) 방식이 채용되고 있다.

OFDM/OFDMA 방식(이하, 단지 「OFDM 방식」이라고 칭한다)은, 송신 데이터를 서로 직교하는 복수의 서브캐리어에 분산해 각 서브캐리어를 변조하는 방식이다. 구체적으로는, 송신 측에서, 각 서브 캐리어를 다상 PSK 변조 또는 다치 QAM 변조한 후, 각 서브 캐리어를 역고속 푸리에 변환(IFFT)함으로써, OFDM 신호가 생성된다. 반면에, 수신 측에서는, OFDM 신호를 고속 푸리에 변환(FFT)함으로써 복조를 행한다.

TDD 방식에서는, 1개의 통신 프레임내에 있어 업 링크(이하, UL) 통신 및 다운링크(이하, DL) 통신을 시분할로 실행함으로써, 쌍방향 통신을 실현한다.

무선 중계국(10A)은, 무선 기지국(BS)과 무선 단말(MS) 사이의 통신을 중계한다. 그에 따라서, 무선 단말(MS)은, 무선 기지국(BS)의 통신 에리어의 범위 외, 또는, 해당 통신 에리어의 단부에 위치하고 있더라도, 무선 중계국(10A)을 통해, 무선 기지국(BS)과 통신을 행할 수 있다.

무선 중계국(10A)은, 도너측 안테나 ANT1을 통해 도너측 신호 RS1(제1 신호)을 무선 기지국(BS)과 송수신하는 도너측 송수신 유닛(100)(제1 송수신 유닛)과, 서비스측 안테나 ANT2를 통해 서비스측 신호 RS2(제2 신호)를 무선 단말(MS)과 송수신하는 서비스측 송수신 유닛(200)(제2 송수신 유닛)을 포함한다.

도너측 신호 RS1의 송수신에는, 도너측 주파수대 B1(제1 주파수대)가 이용된다. 서비스측 신호 RS2의 송수신에는, 도너측 주파수대 B1과 인접하는 서비스측 주파수대 B2(제2 주파수대)가 이용된다.

도너측 송수신 유닛(100)은, 무선 기지국(BS)과의 무선 접속을 행한다. 도너측 송수신 유닛(100)은, 무선 단말(MS)에서와 같은 레이어 1/레이어 2 기능을 갖는다.

서비스측 송수신 유닛(200)은, 무선 단말(MS)과의 무선 접속을 행한다. 서비스측 송수신 유닛(200)은, 무선 기지국(BS)에서와 같은 레이어 1/레이어 2 기능을 갖는다. 서비스측 송수신 유닛(200)은, 무선 기지국(BS)과 동기하여 서비스측 신호 RS2의 송수신을 행한다.

무선 중계국(10A)은, 예를 들면 가정 내에 설치되는 비교적 소형의 것이며, 도너측 송수신 유닛(100) 및 서비스측 송수신 유닛(200)은 동일한 케이스에 수용된다. 따라서, 도너측 송수신 유닛(100) 및 서비스측 송수신 유닛(200)은, 비교적 가까운 거리에서 무선 송수신을 행하게 된다.

도 2는, 무선 통신 시스템(1)에 있어서의 통신 동작을 개략적으로 나타내는 타임 차트이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, TDD 방식을 채용하는 무선 통신 시스템(1)에 있어서는, DL 통신의 시간대에 있어서, 도너측 송수신 유닛(100)이 무선 기지국(BS)으로부터 도너측 신호 RS1을 수신(도 2 중의 "Rx")하고, 서비스측 송수신 유닛(200)이 서비스측 신호 RS2를 무선 단말(MS)에 송신(도 2 중의 "Tx")한다.

UL 통신의 시간대 동안에, 도너측 송수신 유닛(100)이 도너측 신호 RS1을 무선 기지국(BS)에 송신하고, 서비스측 송수신 유닛(200)이 서비스측 신호 RS2를 무선 단말(MS)로부터 수신한다.

도너측 주파수대 B1 및 서비스측 주파수대 B2는 서로 인접하고 있기 때문에, DL 통신의 시간대 동안에 서비스측 송수신 유닛(200)이 도너측 송수신 유닛(100)에 간섭을 주고, UL 통신의 시간대 동안에 도너측 송수신 유닛(100)이 서비스측 송수신 유닛(200)에 간섭을 준다.

도 3은, 무선 중계국(10A)에서 발생하는 간섭의 전력 상태에 대해 설명하기 위한 도면이다.

도너측 송수신 유닛(100) 및 서비스측 송수신 유닛(200)의 각각에 대해, 송신 전력은 최대 23 dBm 정도이며, 인접 주파수 대역(이하, 적절히 "인접 채널"이라고 칭한다)으로의 누설 전력은 대략 4∼-4 dBm 정도이다.

따라서, 도너측 송수신 유닛(100)으로부터 서비스측 송수신 유닛(200)으로의 간섭 신호의 수신 전력, 및 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 도너측 송수신 유닛(100)으로의 간섭 신호의 수신 전력은 대략 -10∼-20 dBm 정도가 된다. 그에 대해, 도너측 송수신 유닛(100) 및 서비스측 송수신 유닛(200)이 본래 수신해야 할 희망 신호의 수신 전력은 대략 -40∼-80 dBm 정도가 된다.

상술한 바와 같이, 희망 신호에 대해서 간섭 신호의 전력이 큰 것이 통신 품질 열화의 하나의 원인이 된다. 제1 실시 형태에서는, 이러한 간섭의 영향을 회피하기 위해서, 서비스측 주파수대 B2의 시프트 기능을 제공한다. 예를 들면, 서비스측 주파수대 B2를 시프트함으로써, 서비스측 신호 RS2가 도너측 신호 RS1과 직교 하면, 간섭의 영향을 효과적으로 저감할 수 있다. 다만, 반드시 서비스측 신호 RS2가 도너측 신호 RS1와 직교하지 않아도 된다.

(2) 무선 중계국의 구성

도 4는, 무선 중계국(10A)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 무선 중계국(10A)은, 도너측 안테나 ANT1, 도너측 송수신 유닛(100), 제어기(150), 서비스측 안테나 ANT2, 서비스측 송수신 유닛(200), 및 제어기(250)를 포함한다.

제어기(150)는, 도너측 송수신 유닛(100)을 제어한다. 제어기(250)는, 서비스측 송수신 유닛(200)을 제어한다. 본 실시 형태에 있어서, 제어기(150) 및 제어기(250)는, 도너측 송수신 유닛(100) 및 서비스측 송수신 유닛(200)을 제어하는 제어기(500)를 구성한다.

도너측 송수신 유닛(100)은, 신호 프로세서(110) 및 무선 유닛(120)을 포함한다. 신호 프로세서(110)는, 기저 대역(BB) 대의 도너측 신호 RS1를 처리한다. 무선 유닛(120)은, 무선 주파수(RF) 대의 도너측 신호 RS1를 처리한다.

신호 프로세서(110)는, IFFT 프로세서(111), FFT 프로세서(112), 및 신호 레벨 측정 유닛(113)을 포함한다. 무선 유닛(120)은, 송신기(121) 및 수신기(122)를 포함한다.

제어기(150)로부터의 송신 데이터는, 서로 직교하는 복수의 제1 서브캐리어로 분산되어 제1 서브 캐리어마다 변조가 행해진 후, IFFT 프로세서(111)에 의한 IFFT에 의해, 도너측 신호 RS1로 변환된다. 그에 따라 얻어진 도너측 신호 RS1은, 송신기(121)에서 RF대로 업 컨버트되고 증폭된 후, 도너측 안테나 ANT1을 통해 송신된다.

한편, 도너측 안테나 ANT1이 수신한 도너측 신호 RS1은, 수신기(122)에서, RF대로부터 BB대로 다운 컨버트되고 증폭된 후, FFT 프로세서(112)에 의한 FFT가 행해진다. FFT에 의해, 도너측 신호 RS1은, 복수의 제1 서브캐리어로 변환된 후 제1 서브캐리어마다 변조되어, 수신 데이터로서 제어기(150)에 입력된다.

제1 실시 형태에 있어서는, 도너측 송수신 유닛(100)은, 서비스측 신호 RS2에 대한 수신 처리도 행할 수 있다. 이 경우, 도너측 안테나 ANT1이 수신한 서비스측 신호 RS2는, 수신기(122)에서, RF대로부터 BB대로 다운 컨버트되고 증폭된 후, FFT 프로세서(112)에 의한 FFT가 행해진다. FFT 후의 서비스측 신호 RS2는, 신호 레벨 측정 유닛(113)에 입력된다.

서비스측 송수신 유닛(200)은, 신호 프로세서(210) 및 무선 유닛(220)을 포함한다. 신호 프로세서(210)는, 기저 대역(BB) 대의 서비스측 신호 RS2를 처리한다. 무선 유닛(220)은, 무선 주파수(RF) 대의 서비스측 신호 RS2를 처리한다.

신호 프로세서(210)는, IFFT 프로세서(211) 및 FFT 프로세서(212)를 포함한다. 무선 유닛(220)은, 송신기(221), 수신기(222), 및 주파수 시프터(223)를 포함한다.

제어기(250)로부터의 송신 데이터는, 서로 직교하는 복수의 제2 서브캐리어로 분산되어 제2 서브 캐리어마다 변조가 행해진 후, IFFT 프로세서(211)에 의한 IFFT에 의해, 서비스측 신호 RS2로 변환된다. 그에 따라 얻어진 서비스측 신호 RS2는, 송신기(221)에서, RF대로 업 컨버트되고 증폭된 후, 서비스측 안테나 ANT2를 통해 송신된다.

한편, 서비스측 안테나 ANT2가 수신한 서비스측 신호 RS2는, 수신기(222)에서, RF대로부터 BB대에 다운 컨버트되고 증폭된 후, FFT 프로세서(212)에 의한 FFT가 행해진다. FFT에 의해, 서비스측 신호 RS2는, 복수의 제2 서브캐리어로 변환된 후 제2 서브캐리어마다 변조되어, 수신 데이터로서 제어기(150)에 입력된다.

주파수 시프터(223)는, 서비스측 주파수대 B2를 시프트한다. 구체적으로는, 주파수 시프터(223)는, 서비스측 주파수대 B2의 초기값으로부터 서비스측 주파수대 B2를 상승 또는 저하시킨다. 서비스측 주파수대 B2의 상한 및 하한은 미리 정해져 있다. 그에 따라, 주파수 시프터(223)는, 상한 및 하한에 의해 정해진 범위 내에서 서비스측 주파수대 B2를 시프트한다.

신호 레벨 측정 유닛(113)은, 도너측 송수신 유닛(100)이 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신할 때, 도너측 주파수대 B1에 있어서의 서비스측 신호 RS2의 신호 레벨(즉, 간섭 레벨)을 측정한다.

구체적으로는, 신호 레벨 측정 유닛(113)이 서비스측 신호 RS2의 신호 레벨을 측정하는 경우, FFT 프로세서(212)는, 복수의 제1 서브캐리어 각각의 주파수에 대해 FFT를 행한다. 신호 레벨 측정 유닛(113)에 의해 측정된 신호 레벨은, 제어기(500)에 통지된다.

제어기(500)는, 신호 레벨 측정 유닛(113)에 의해 측정된 신호 레벨이 저하하도록 주파수 시프터(223)에 의해 서비스측 주파수대 B2의 시프트량을 조정한다.

주파수 시프터(223)에 의해 서비스측 주파수대 B2의 시프트량을 조정하는 처리는, 도너측 송수신 유닛(100)이 무선 기지국(BS)과의 접속(네트워크 엔트리)을 완료할 때에 행해진다. 도너측 송수신 유닛(100)은, 도너측 송수신 유닛(100)이 무선 기지국(BS)에 접속한 후에, 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신한다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 무선 단말(MS)이 서비스측 송수신 유닛(200)에 접속하기 전에 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신하는 경우에 대해 설명하고 있지만, 무선 단말(MS)이 서비스측 송수신 유닛(200)에 접속한 후에 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신하는 경우이어도 된다.

제어기(500)는, 신호 레벨 측정 유닛(113)에 의해 측정된 신호 레벨이 저하할 방향으로 변경하는 처리를 반복해, 해당 신호 레벨이 가장 작아지는 시프트량을 탐색한다. 구체적으로는, 제어기(500)는, 주파수 시프터(223)에 있어서의 시프트량을 변화시키면서 신호 레벨을 신호 레벨 측정 유닛(113)에 여러 차례 측정시킨다. 제어기(500)는 여러 차례의 측정 중 가장 낮은 신호 레벨이 측정되었을 때의 시프트량을, 주파수 시프터(223)에 설정하는 최종적인 시프트량으로서 결정한다.

신호 레벨 측정 유닛(113)에 의해 측정된 신호 레벨이 작아지는 조건은, 예를 들면, 도너측 신호 RS1(혹은 제1 서브캐리어) 및 서비스측 신호 RS2(혹은 제2 서브캐리어)가 서로 직교하고 있는 상태이다.

상기 시프트량 조정 처리에 의해, 서비스측 송수신 유닛(200)은, 예를 들면, 도너측 송수신 유닛(100)과 직교하고 있는 주파수에서 무선 단말(MS)과의 무선 통신을 행할 수 있다.

(3) 간섭 저감 처리

이하에서, 도 5∼도 8을 이용하여, 무선 중계국(10A)에 있어서의 간섭 저감 처리의 일례에 대해 상세하게 설명한다.

도 5는, 전형적인 위상 변조 신호의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.

도 5에서, 중심의 화살표로 가리키고 있는 것이, 실제의 신호 성분이다. 위상 변조 신호는, 실제의 신호의 주파수뿐만이 아니라, 그 전후에 잡음 성분이 발생한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 위상 변조 신호의 잡음 성분들은 각각, 소정의 주파수마다, 신호 레벨이 0이 되는 점(이하, 0점)을 포함한다. 이 0점은, 위상 변조의 심볼 주기에 비례하고 있다. 따라서, 같은 심볼 주기를 갖는 신호에서는, 같은 주파수에 0점이 나타난다. OFDM 방식은, 그 0점이 되는 곳에, 신호를 서로 중첩하여 다중 전송을 행하는 방식이다.

도 6은, OFDM 방식의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 0점에 다른 신호를 중첩하면(직교시키면), 서로의 신호가 간섭하는 일 없이 전송을 행할 수 있다. OFDM의 신호 대역 외에 누설하는 신호 잡음도, 소정의 주파수마다 레벨이 0이 되는 0점을 갖는다.

도 7은, 간섭 발생시의 OFDM 인접 채널의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.

도 7의 예에 있어서, 파선은 도너측 송수신 유닛(100)의 수신 신호(도너측 신호 RS1)를 나타내고, 실선은 서비스측 송수신 유닛(200)의 송신 신호(서비스측 신호 RS2)를 나타낸다.

통상, OFDM의 인접 셀간에는 직교성을 가지는 주파수를 이용하지 않는다. 그러므로, 서비스측 송수신 유닛(200)의 송신 신호(서비스측 신호 RS2)의 잡음이 도너측 송수신 유닛(100)의 수신 신호(도너측 신호 RS1)에 간섭한다.

도 8은, 직교 상태의 OFDM 인접 채널의 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태와 관련되는 무선 중계국(10A)은, 도너측 송수신 유닛(100)의 수신 신호(도너측 신호 RS1)와 서비스측 송수신 유닛(200)의 송신 신호(서비스측 신호 RS2)를 직교시킬 수 있다.

그러므로, 서비스측 송수신 유닛(200)의 송신 신호(서비스측 신호 RS2)의 잡음의 0점이, 도너측 송수신 유닛(100)의 수신 신호(도너측 신호 RS1)의 신호 성분과 중첩되기 때문에, 서비스측 송수신 유닛(200)의 송신 신호(서비스측 신호 RS2)의 잡음이 간섭하지 않는다. 따라서, 도너측 송수신 유닛(100)은, 캐리어간 간섭의 영향을 받지 않고, 정상적으로 수신 신호(도너측 신호 RS1)를 복조할 수 있다.

또한, 도너측 송수신 유닛(100)의 송신 신호(도너측 신호 RS1)의 잡음의 0점이, 서비스측 송수신 유닛(200)의 수신 신호(서비스측 신호 RS2)의 신호 성분과 중첩되기 때문에, 도너측 송수신 유닛(100)의 송신 신호(도너측 신호 RS1)의 잡음이 간섭하지 않는다. 따라서, 서비스측 송수신 유닛(200)은, 캐리어간 간섭의 영향을 받지 않고, 정상적으로 수신 신호(서비스측 신호 RS2)를 복조할 수 있다.

(4) 무선 중계국의 동작 플로우

도 9는, 무선 중계국(10A)의 동작예를 나타내는 플로우차트이다.

단계 S101에 있어서, 도너측 송수신 유닛(100)은, 무선 기지국(BS)으로의 접속(네트워크 엔트리)을 행한다. 도너측 송수신 유닛(100)은, 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신한다.

단계 S102에 있어서, 도너측 송수신 유닛(100)의 수신기(122)는, 도너측 안테나 ANT1이 수신한 서비스측 신호 RS2를 RF대로부터 BB대로 다운 컨버트하고, 증폭한다. 도너측 송수신 유닛(100)의 FFT 프로세서(112)는, 수신기(122)로부터의 서비스측 신호 RS2에 FFT를 행한다. 도너측 송수신 유닛(100)의 신호 레벨 측정 유닛(113)은, FFT 후의 서비스측 신호 RS2의 신호 레벨을 측정한다. 측정된 신호 레벨은, 제어기(500)에 의해 기억된다.

단계 S103에 있어서, 제어기(500)는, 주파수 시프터(223)를 이용하여, 서비스측 주파수대 B2를 초기값으로부터 소정량만큼 상승시킨다.

단계 S104에 있어서, 도너측 송수신 유닛(100)은, 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신한다. 단계 S102에서와 같이, 도너측 송수신 유닛(100)의 신호 레벨 측정 유닛(113)은, FFT 후의 서비스측 신호 RS2의 신호 레벨을 측정한다. 측정된 신호 레벨은, 제어기(500)에 통지된다.

단계 S105에 있어서, 제어기(500)는, 단계 S104에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S102에서 측정된 신호 레벨보다 낮은지의 여부를 판정한다. 단계 S104에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S102에서 측정된 신호 레벨보다 낮은 경우에는, 처리는 단계 S106으로 진행한다. 한편, 단계 S104에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S102에서 측정된 신호 레벨 이상인 경우에는, 처리는 단계 S109로 진행한다.

단계 S106에 있어서, 제어기(500)는, 주파수 시프터(223)를 이용하여, 서비스측 주파수대 B2를 초기값으로부터 소정량만큼 상승시킨다.

단계 S107에 있어서, 도너측 송수신 유닛(100)은, 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신한다. 단계 S102에서와 같이, 도너측 송수신 유닛(100)의 신호 레벨 측정 유닛(113)은, FFT 후의 서비스측 신호 RS2의 신호 레벨을 측정한다. 측정된 신호 레벨은, 제어기(500)에 통지된다.

단계 S108에 있어서, 제어기(500)는, 단계 S107에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S104에서 측정된 신호 레벨보다 낮은지의 여부를 판정한다. 단계 S107에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S104에서 측정된 신호 레벨보다 낮은 경우에는, 처리는 단계 S106으로 되돌아간다. 한편, 단계 S107에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S104에서 측정된 신호 레벨 이상인 경우에는, 처리는 단계 S112로 진행한다.

단계 S109에 있어서, 제어기(500)는, 주파수 시프터(223)를 이용하여, 서비스측 주파수대 B2를 초기값으로부터 소정량만큼 저하시킨다.

단계 S110에 있어서, 도너측 송수신 유닛(100)은, 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신한다. 단계 S102에서와 같이, 도너측 송수신 유닛(100)의 신호 레벨 측정 유닛(113)은, FFT 후의 서비스측 신호 RS2의 신호 레벨을 측정한다. 측정된 신호 레벨은, 제어기(500)에 통지된다.

단계 S111에 있어서, 제어기(500)는, 단계 S110에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S102에서 측정된 신호 레벨보다 낮은지의 여부를 판정한다. 단계 S110에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S102에서 측정된 신호 레벨보다 낮은 경우에는, 처리는 단계 S109로 되돌아간다. 그 후의 단계 S109에서는, 제어기(500)는, 주파수 시프터(223)를 이용해, 서비스측 주파수대 B2를 소정량만큼 더욱더 저하시키게 된다. 한편, 단계 S110에서 측정된 신호 레벨이, 단계 S102에서 측정된 신호 레벨 이상인 경우에는, 처리는 단계 S112로 진행한다.

단계 S112에 있어서, 제어기(500)는, 여러 차례의 신호 레벨 측정 중 가장 낮은 신호 레벨이 측정되었을 때의 시프트량을, 주파수 시프터(223)에 설정하는 최종적인 시프트량으로서 결정한다.

본 동작 플로우에서는, 단계 S103에 있어서 주파수를 상승시키고 있다. 그 대신에, 단계 S103에 있어서 주파수를 저하시켜도 된다. 이 경우, 단계 S106에서는, 주파수의 상승 대신에 주파수의 저하를 행하게 되고, 단계 S109에서는, 주파수의 저하 대신에 주파수의 상승을 행하게 된다.

상술한 바와 같이, 제1 실시 형태에 의하면, 예를 들면 도너측 신호 RS1과 서비스측 신호 RS2를 OFDM상에서 직교시킴으로써, 간섭을 회피할 수 있다. 그러므로, TDD 방식에 있어서 인접 채널이 존재하는 경우 등에 특히 유효하다. 더욱이, 간섭 저감용의 필터 회로를 반드시 이용할 필요가 없기 때문에, 다른 주파수대를 이용하는 시스템으로의 전용이 용이하다. 또한, 간섭 저감용의 필터 회로를 반드시 이용할 필요가 없기 때문에, 소형화를 달성할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 도너측 송수신 유닛(100)은, 무선 단말(MS)이 서비스측 송수신 유닛(200)에 접속하기 전에, 서비스측 송수신 유닛(200)으로부터 서비스측 신호 RS2를 수신한다. 그러므로, 주파수 시프터(223)에 있어서의 시프트량을 결정할 수 있어, 무선 단말(MS)과의 무선 통신에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

무선 단말(MS)은, 서비스측 송수신 유닛(200)에 접속할 때에, 자동 주파수 제어에 의해, 시프트량이 반영된 서비스측 주파수대 B2에 추종할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 제어기(500)는, 시프트량을 변화시키면서 신호 레벨을 신호 레벨 측정 유닛(113)에 여러 차례 측정시키고 있다. 제어기(500)는, 여러 차례의 측정 중 가장 낮은 신호 레벨이 측정되었을 때의 시프트량을, 주파수 시프터(223)에 설정하는 최종적인 시프트량으로서 결정한다. 그러므로, 효과적인 시프트량을 자동적으로 탐색할 수 있다.

[제2 실시 형태]

제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 다른 점에 대해서만 설명한다. 도 10은, 제2 실시 형태와 관련되는 무선 중계국(10B)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 무선 중계국(10B)은, 안테나 ANT, 송수신 유닛(300) 및 제어기(350)를 포함한다. 송수신 유닛(300)은, 안테나 ANT를 통해, 도너측 주파수대 B1이 이용되는 도너측 신호 RS1을 무선 기지국(BS)과 송수신하고, 도너측 주파수대 B1과 인접하는 서비스측 주파수대 B2가 이용되는 서비스측 신호 RS2를 무선 단말(MS)과 송수신한다. 제어기(350)는, 송수신 유닛(300)을 제어한다.

제2 실시 형태에 있어서, 송수신 유닛(300)은, 도너측 신호 RS1과 직교하는 서비스측 신호 RS2를 무선 단말(MS)과 송수신한다.

송수신 유닛(300)은, 신호 프로세서(310) 및 무선 유닛(320)을 포함한다. 신호 프로세서(310)는, BB대의 도너측 신호 RS1 및 서비스측 신호 RS2의 양(兩) 신호를 처리한다. 무선 유닛(320)은, RF대의 도너측 신호 RS1 및 서비스측 신호 RS2의 양 신호를 처리한다.

신호 프로세서(310)는, IFFT 프로세서(311) 및 FFT 프로세서(312)를 포함한다. IFFT 프로세서(311)는, IFFT에 의해, 서로 직교하는 복수의 제1 서브캐리어를 도너측 신호 RS1로 변환하고, 서로 직교하는 복수의 제2 서브캐리어를 서비스측 신호 RS2로 변환한다.

여기서, IFFT 프로세서(311)는, 제1 서브캐리어 및 제2 서브캐리어를 미리 직교시키고 있다. 즉, IFFT 프로세서(311)는, 도너측 주파수대 B1과 서비스측 주파수대 B2의 조합인 주파수대(즉, 통상의 2배의 주파수대)에 있어서, 일괄해 IFFT를 행하도록 구성되어 있다(도 11 참조).

FFT 프로세서(312)는, FFT에 의해, 도너측 신호 RS1를 서로 직교하는 복수의 제1 서브캐리어로 변환하고, 서비스측 신호 RS2를 서로 직교하는 복수의 제2 서브캐리어로 변환한다. FFT 프로세서(312)는, 도너측 주파수대 B1와 서비스측 주파수대 B2의 조합인 주파수대(즉, 통상의 2배의 주파수대)에 있어서, 일괄해 FFT를 행하도록 구성되어 있다(도 11 참조).

무선 유닛(320)은, 송신기(321) 및 수신기(322)를 포함한다. 송신기(321)는, IFFT 프로세서(311)로부터의 도너측 신호 RS1 및 서비스측 신호 RS2를 일괄해 RF대로 업 컨버트하고 증폭하여, 안테나 ANT를 통해 송신한다. 수신기(322)는, 안테나 ANT가 수신한 도너측 신호 RS1 및 서비스측 신호 RS2를 일괄해 RF대로부터 BB대에 다운 컨버트하고 증폭한다.

그와 같이 구성된 무선 중계국(10B)의 동작에 대해, 도 11을 참조하면서 설명한다. 도 11에서는, 무선 중계국(10A)에 있어서의 전체 대역이 20 MHz라고 가정하고 있다.

무선 중계국(10B)가 무선 기지국(BS)과의 접속을 행하여 주파수가 동기하면, 도너측 주파수대 B1(10 MHz)이 결정된다.

도너측 주파수대 B1이 동기하면, 서비스측 주파수대 B2도 동기한다. 그러므로, 무선 중계국(10A) 내부에서, 도너측 신호 RS1(제1 서브캐리어) 및 서비스측 신호 RS2(제2 서브캐리어)를 직교시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 무선 중계국(10B)에 의하면, 제1 실시 형태와 같은 시프트량 조정 처리를 생략하여, 최초로부터, 서로 직교하는 도너측 신호 RS1 및 서비스측 신호 RS2를 송수신할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태에 의해 얻을 수 있는 효과에 덧붙여, 무선 중계국(10B)의 처리 부하를 저감한다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

[그 외의 실시 형태]

상술한 바와 같이, 본 발명은 실시 형태에 의해 기재했지만, 이 개시된 일부를 이루는 기술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안 된다. 이 개시로부터 당업자에게는 여러 가지 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 분명해진다.

상술한 제1 실시 형태에서는, 주파수 시프터(223)에 있어서의 시프트량을 조정하는 구성에 대해 설명하고 있다. 그렇지만, 최적의 시프트량이 일단 결정되면, 무선 중계국(10A)는, 이후의 시프트량 조정 처리를 생략하고, 시프트량을 고정으로 해도 된다.

상술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 주파수 도메인의 신호(서브캐리어)로부터 시간 도메인의 신호(도너측 신호 RS1 또는 서비스측 신호 RS2)로의 변환에 IFFT를 사용하는 한편, 시간 도메인의 신호(도너측 신호 RS1 또는 서비스측 신호 RS2)로부터 주파수 도메인의 신호(서브 캐리어)로의 변환에 FFT를 사용하고 있다. 본 발명은 FFT에 한정하지 않고, DFT(discrete Fourier transform) 등을 사용해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, WiMAX(IEEE 802.16)에 근거하는 무선 통신 시스템(1)에 대해 설명하고 있다. 본 발명은 WiMAX에 한정하지 않고, OFDM 방식을 채용하는 무선 통신 시스템이면 되고, 예를 들면, 차세대 PHS(Personal Handyphone System)나, LTE(Long Term Evolution) 등에 대해서도 적용 가능하다.

상술한 실시 형태에서는, 무선 중계국(10A) 및 무선 중계국(10B)으로서 고정형의 것을 설명하고 있다. 무선 중계국(10A) 및 무선 중계국(10B)은 고정형에 한정하지 않고, 예를 들면 차량 등에 탑재되는 이동형 중계국이어도 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 여기에서는 기재하고 있지 않는 여러 가지 실시 형태 등을 포함한다. 따라서, 본 발명의 기술적인 범위는 이 개시로부터 타당한 특허 청구의 범위의 발명의 특정 사항에 의해서만 한정되는 것이다.

산업상의 이용 가능성

상술한 바와 같이, 본 발명과 관련되는 무선 중계국 및 무선 중계 방법은, 무선 기지국에 있어서의 제1 송수신 유닛과 제2 송수신 유닛이 서로 받는 간섭의 영향을 저감할 수 있기 때문에, 이동 통신과 같은 무선 통신에 유용하다.

Claims

무선 기지국과 무선 단말 사이의 통신을 중계하는 무선 중계국으로서,
제1 주파수대가 이용되는 제1 신호를 상기 무선 기지국과 송수신하는 제1 송수신 유닛;
제2 주파수대가 이용되는 제2 신호를 상기 무선 단말과 송수신하는 제2 송수신 유닛;
상기 제1 송수신 유닛 및 상기 제2 송수신 유닛을 제어하는 제어기를 구비하며,
상기 제2 송수신 유닛은, 상기 제2 주파수대를 시프트하는 주파수 시프터를 포함하고,
상기 제1 송수신 유닛은, 상기 제2 송수신 유닛으로부터 상기 제2 신호를 수신했을 때에, 상기 제1 주파수대에 있어서의 상기 제2 신호의 신호 레벨을 측정하며,
상기 제어기는, 상기 제1 송수신 유닛에 의해 측정된 상기 신호 레벨이 저하하도록, 상기 주파수 시프터에서의 상기 제2 주파수대의 시프트량을 조정하는, 무선 중계국.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 송수신 유닛은, 상기 제1 송수신 유닛이 상기 무선 기지국에 접속한 후, 및, 상기 무선 단말이 상기 제2 송수신 유닛에 접속하기 전에, 상기 제2 송수신 유닛으로부터 상기 제2 신호를 수신하는, 무선 중계국.
청구항 1에 있어서,
상기 제어기는 상기 시프트량을 변화시키면서 상기 신호 레벨을 상기 제1 송수신 유닛에 여러 차례 측정시키고,
상기 제어기는 여러 차례의 측정 중 가장 낮은 신호 레벨이 측정되었을 때의 상기 시프트량을, 상기 주파수 시프터에 설정하는 상기 시프트량으로서 결정하는, 무선 중계국.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 신호는, 서로 직교하는 복수의 제1 서브캐리어를 포함하고,
상기 제2 신호는, 서로 직교하는 복수의 제2 서브캐리어를 포함하며,
상기 제어기는, 상기 제2 서브캐리어가 상기 제1 서브캐리어에 직교하도록 상기 시프트량을 제어하는, 무선 중계국.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 송수신 유닛은,
푸리에 변환에 의해, 상기 제1 신호를 상기 제1 서브캐리어로 변환하는 푸리에 변환 유닛; 및
상기 제2 신호의 신호 레벨을 측정하는 신호 레벨 측정 유닛을 구비하며,
상기 신호 레벨 측정 유닛은, 상기 푸리에 변환 유닛에 의해 상기 푸리에 변환이 행해진 후에 상기 제2 신호의 상기 신호 레벨을 측정하는, 무선 중계국.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 송수신 유닛이 상기 제1 신호를 수신하는 시간대와, 상기 제2 송수신 유닛이 상기 제2 신호를 송신하는 시간대는 서로 중복하고,
상기 제1 송수신 유닛이 상기 제1 신호를 송신하는 시간대와, 상기 제2 송수신 유닛이 상기 제2 신호를 수신하는 시간대는 서로 중복하는, 무선 중계국.
무선 기지국과 무선 단말과의 사이의 통신을 중계하는 무선 중계국으로서,
제1 주파수대가 이용되는 제1 신호를 상기 무선 기지국과 송수신하고, 제2 주파수대가 이용되는 제2 신호를 상기 무선 단말과 송수신하는 송수신 유닛을 구비하며,
상기 송수신 유닛은, 상기 제1 신호와 직교하는 상기 제2 신호를 상기 무선 단말과 송수신하는, 무선 중계국.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 신호는, 서로 직교하는 복수의 제1 서브캐리어를 포함하고,
상기 제2 신호는, 서로 직교하는 복수의 제2 서브캐리어를 포함하며,
상기 송수신 유닛은, 상기 제1 서브캐리어와 직교하는 상기 제2 서브캐리어를 포함하는 상기 제2 신호를 상기 무선 단말과 송수신하는, 무선 중계국.
청구항 8에 있어서,
상기 송수신 유닛은,
역푸리에 변환에 의해, 상기 제1 서브캐리어를 상기 제1 신호로 변환하고, 상기 제2 서브캐리어를 상기 제2 신호로 변환하는 역푸리에 변환 유닛; 및
푸리에 변환에 의해, 상기 제1 신호를 상기 제1 서브캐리어로 변환하고, 상기 제2 신호를 상기 제2 서브캐리어로 변환하는 푸리에 변환 유닛을 구비하는, 무선 중계국.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 송수신 유닛이 상기 제1 신호를 수신하는 시간대와, 상기 제2 송수신 유닛이 상기 제2 신호를 송신하는 시간대는 서로 중복하고,
상기 제1 송수신 유닛이 상기 제1 신호를 송신하는 시간대와, 상기 제2 송수신 유닛이 상기 제2 신호를 수신하는 시간대는 서로 중복하는, 무선 중계국.
무선 기지국과 무선 단말 사이의 통신을 중계하는 무선 중계 방법으로서,
제1 주파수대가 이용되는 제1 신호를 제1 송수신 유닛이 상기 무선 기지국과 송수신하는 단계;
제2 주파수대가 이용되는 제2 신호를 제2 송수신 유닛이 상기 무선 단말과 송수신하는 단계;
상기 제1 송수신 유닛이, 상기 제2 송수신 유닛으로부터 상기 제2 신호를 수신할 때, 상기 제1 주파수대에 있어서의 상기 제2 신호의 신호 레벨을 측정하는 단계;
상기 제2 송수신 유닛에 제공된 주파수 시프터가, 상기 제2 주파수대를 시프트하는 단계; 및
상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 신호 레벨이 저하하도록, 상기 주파수 시프터에서 상기 제2 주파수대의 시프트량을 조정하는 단계를 포함하는, 무선 중계 방법.
무선 기지국과 무선 단말 사이의 통신을 중계하는 무선 중계 방법으로서,
제1 주파수대가 이용되는 제1 신호를 상기 무선 기지국과 송수신하는 단계;
제2 주파수대가 이용되는 제2 신호를 상기 무선 단말과 송수신하는 단계를 포함하며,
상기 제2 신호를 송수신하는 단계에서는, 상기 제1 신호와 직교하는 상기 제2 신호를 상기 무선 단말과 송수신하는, 무선 중계 방법.