[发明专利]中继装置、通信装置及指向性控制方法

说明书

本申请是申请号为200510085916.2、申请日为2005年7月5日、发明名称为“中继装置、通信装置及指向性控制方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在移动通信中进行无线信号的中继放大的中继装置、通信装置和指向性控制方法。

背景技术

在利用电波的移动电话等的移动通信系统中，存在着在隧道内等电波信号弱的地带不能进行通信的问题。作为其对策，一般使用被称为增强器的无线中继装置。该无线中继装置除了用于电波信号弱的地带的信号增强，还在频率利用效率高的MIMO(多输入多输出)通信中，用于创造多路传输环境，以增加视距传输环境中的通信容量。

下面，参照图1说明无线中继装置的构成。

在图1(a)所示的直接中继方式中，利用低噪声放大器(Low NoiseAmplifier：LNA)和高输出放大器(High Power Amplifier：HPA)把由接收天线接收的信号放大，从发送天线发送。直接中继方式因为是在接收和发送中使用同一频率的方式，所以具有频率利用效率高，构成简单的优点。然而，因从发送天线到接收天线的回波可能产生振荡，所以存在着不能充分提高放大器的增益的缺点。

在图1(b)所示的外差式中继方式中，把接收天线接收的频率F1的信号暂时转换为中频，在进行了放大后转换成频率F2进行发送。在外差式中继方式中因为接收发送的频率不同，所以不存在天线间的回波，可以实现充分的放大幅度，但因为使用2个频率，所以频率利用效率差。

接着，对为了增大MIMO通信的视距传输环境中的通信容量而使用无线中继装置的方法(例如，参照专利文献1)进行说明。MIMO通信方式是从i根天线发送不同的数据流，并利用j根天线同时接收这些数据流的空间复用方式(i，j是正整数)，在接收和发送间有多条独立的传输路径的多路传输环境的情况下可增加通信容量。但是，在发送局和接收局是直接视距传输环境下，难于确保独立的传输路线，致使通信容量降低。

下面，参照图2对为了使视距传输环境下的通信容量增大，配置多个无线中继装置人工地创造出多路传输环境的无线通信系统进行说明。

该无线通信系统具有：具有i根天线的第1无线装置(发送局)；多个第2无线装置(中继局)；具有j根天线的第3无线装置(接收局)。

从第1无线装置(发送局)通过i根天线发送的信号在第2无线站(中继局)被接收。中继局把接收信号积蓄在缓存器内，经过一定的规定时间延迟后发送。其结果，积蓄在缓存器内的信号从各中继局被同时发送。从中继局发送的信号在第3无线装置(接收局)被j根天线所接收。接收局进行接收信号的信号分离还原发送来的信号。通过这种方法即使在视距传输环境下也能创造出多路传输路线提高通信容量。然而，中继局在与发送局不同的定时通过时分进行发送。其结果，存在着传送的信号量和不进行时分的情况相比约为其一半，并且发生传送延迟的问题。

在移动通信中，今后通信速度的高速化还要进一步发展，要求频率利用效率高的通信方式。并且，对于发送的信息也要求具有延时小的实时性。即，作为适用于今后的移动通信的无线中继装置的要求条件，要求频率利用效率高传送延迟少。作为满足这些条件的中继方式，虽然可适用图1(a)所示的直接中继方式，但因为如前面所述天线间的回波可能引起振荡，所以不能设定高的放大幅度。

目前为止，在直接通信方式中，通过把一方的天线的指向性朝向基站方向设置，把另一方的天线的指向性朝向终端方向设置，从而减少了相互的天线间的指向性增益。并且，通过增大天线间的距离，增加传输损失，防止了天线间的回波。但是，因为不知道移动终端所存在的位置，作为无线中继装置的移动终端侧的天线指向性优选在水平面内无指向性(全向指向性)。

另外，为了在MIMO通信中使用无线中继装置；来实现多路环境，无线中继装置的基站侧天线也是作为全向指向性而优选增加基站—中继装置间的传输路线的路径数。另外，在MIMO通信中如果只是为了增加视距传输环境下的通信容量，则不必提高放大幅度。然而，在直接中继方式的无线中继装置的情况下，当把收发两方的天线设定成全向指向性时，发送信号将产生至接收天线的回波，可能引起振荡。

[专利文献1]特开2003—198442号公报

然而，上述背景技术存在着以下问题。

作为移动通信中使用的无线中继装置，从频率利用效率和传输延迟的观点来看直接中继方式适合。并且，如果考虑使用在MIMO通信中，并创造多路传输环境的情况，则作为天线的指向性，优选接收和发送均为全向指向性。