DE3007827C2

DE3007827C2 - Digitaler Entzerrer für einen Kreuzpolarisationsempfänger

Info

Publication number: DE3007827C2
Application number: DE3007827A
Authority: DE
Inventors: Junji Tokyo Namiki
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE3007827A1; US4321705A

Description

Die Erfindung betrifft einen digitalen Entzerrer für einen Kreuzpolarisationsempfänger, um Kreuzpolarisationsinterferenzen zu unterdrücken, die bei hochfrequenter, digitaler Radioübertragung mit beispielsweise Mikrowellen auftreten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die drahtlose Nachrichtenübermittlung im Mikro-Wellenbereich hat rasche Fortschritte gemacht, insbesondere auf dem Gebiet der Nachrichtenübertragung auf der Erde und mittels Satelliten. Es wird erwartet, daß das Bedürfnis für die drahtlose Nachrichtenübermittlung größer wird, um mobile Kommunikationssysteme auszuweiten, sowie das Bedürfnis für die sogenannte Mehrfachverwendung der gegenwärtig genutzten Frequenzbänder; daneben werden die quasi-Millimeterwellen und sogar höhere Frequenzkanäle ausgenutzt. Diesen Bedürfnissen kann beispielsweise durch die effiziente Nutzung der Kreuzpolarisation in der Frequenzkanalzuweisung für 4 bis 6 GHz FM (Frequenzmodulation) begegnet werden, deren Nützlichkeit am besten in feststehenden Kommunikationssystemen unter Verwendung von Radiorelay-Systemen ist. Beispielsweise wird vermutlich die INTELSAT-Organisation eine Mehrfacbnutzungstechnik mit der Kreuzpolarisation bei den Satelliten der V-Serie im 4 bis 6 GHz-Band anstelle einer einzigen Polarisation einsetzen.

Um diese Mehrfachnutzungstechnik mit Kreuzpolarisation zu ermöglicher ist die Entwicklung von Schaltkreisen unerläßlich, mit deren Hilfe Kreuzpolarisationsinterferenzen unterdrückt werden können, um die Verschlechterung der Polarisationscharakteristika der Wellenausbreitung aufgrund des Regens zu kompensie- π ren, und die eine Verbesserung der Polarisationscharakteristika der Antennen und der Leistungsspeisesysteme ermöglichen.

. Der freie Raum ermöglicht die unabhängige Übertragung kreuzpolarisierter Wellen über zwei unabhängige Pfade. Da jedoch aufgrund des Regens in jedem praktischen Tfänsfnissionspfad eine Anisotropie vorliegt, wenn ein Mehrfachnutzungssystem mit Kreuzpolarisation verwendet wird, treten durch Kreuzkopplung (d. h. Depolarisation) ihrer Wellen unvermeidlich unerwünschte Interferenzen zwischen den kreuzpolarisierten Wellen auf.

Eine UnterdrückunpMecrinik für Kreuzpolarisationsinterferenzen weist eine auioi'iianscht &i>u:tfw\-iii\ou für solch.; Kiouzkopplungen zwischen kreurpolansierten Wellen mittels eines Er.t?.err?rschi> !(kreises auf, der in einem Antennenspcisebs^fsⁱ".;n oder l·¹* -ijierrt Radioempfänger angeordnet ist

i>a bei der Übertragung im Mikrowellenband eine hauptsächlich auf der FM beruhende Analogübertragung verwendet wird, sind bekannte Systeme zur tr.terdriickung von Kreuzpolarisationen so ausgewählt, 'laß sie die orthogonalen Beziehungen wiederherstellen, und zwar unter Verwendung eines variablen Phasenschiebers öder eines Abschwächers um das Antennenspeisesystem, oder daß sie die Interferenzen zwischen den kreuzpolarisierten Wellen individuell mittels eines Unterdrückerschaltkreises für die Interferenzen unterdrücken, der im Zwischenfrequenz(IF)-Band arbeitet. Einzelheiten eines derartigen Unterdrückungssystems können einem Aufsatz von Lin-shan Lee mit dem Titel »New Automatic Polarization Cancelling Control for Multiple-Station Satellite Communication Systems« aus dem »International Communications Conference Report« 1978, S. 43.3.1 bis 43.3.5 (Druckschrift 1) entnommen werden. Dieses System ist jedoch kompliziert und gestattet nicht Ίϊε saubere Eliminierung von Interferenzen zwischen kreuzpolarisierten Wellen.

Da seit einigen Jahren auch die digitale Übertragung im Mikrowellenband eingesetzt wird, nimmt das Bedürfnis zu wirksameren Unterdrückungssystemen für Kreuzpolarisationsinterferenzen mit Merkmalen der digitalen Übertragung zu.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Entzerrer für einen Kreuzpolarisationsempfänger zu schaffen, der die Unterdrückung von Kreuzpolarisationsinterferenzen bei der digitalen Übertragung basierend auf der demodulierten Basisbandsignalinformation ermöglicht.

Ferner soll ein Empfänger mit einem digitalen Entzerrer zur Eliminierung von Kreuzpolarisationsinterferenzen geschaffen werden.

Die Lösung geht aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 oder 2 hervor. Der Aufbau des Empfängers ergibt sich aus dem Patentanspruch 5.

Mit der Erfindung kann eine digitale Übertragung beruhend auf einer Mehrfachnutzungstechnik mit Kreuzpolarisation unter Verwendung konventioneller Antennensysteme und Zwischenfrequenzausrüstung erreicht werden, bei denen Kreuzpolarisationsdiskriminierungen unzureichend sind.

Bisher kann eine hochgenaue Kreuzpolarisationsdiskriminierung nicht erwartet werden, da die Strahlbreite der Nachrichtensatellitenantenne wesentlich größer ist als die des erdgebundenen Mikrowellenkanals, da die terrestrischen Antennen asymmetrische StrahlbünJel verwinden, um die effektive Strahlungsleistung zu erhöhen, und da im Außenraum die Faraday-Rotation auftritt.

Bei derartigen Übertragungssystemen sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen gegenüber dem Stand der Technik überlegen und wirtschaftlich, da sie keine Modifikationen der bekannten Strahlungssysteme erfordern. Ferner ermöglicht die Erfindung die Kreuzpolarisationsunterdrückung für jede Übertragungsstation, selbst wenn von mehreren Steiionen übertragene Signale im Zeitmultiplex von der gleichen Antenne empfangen werden, z. B. bei einem sogenannten TUMA-System (Zeitmultiplex System Mit mehr fächern Zugriff).

Fig. 1 und 2 bekannte, automatische Entzerrer, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können,

Fig. 3 ein Diagramm zur Beschreibung der Kreuzpolarisationsinterferenzcn bei der Satellitennachrichtenübertragung,

Fig. 4 A eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform,

Fig. 4B eine zweite erfindungsgemäße Ausrührungsform,

Fig. 5 einen Schaltkreis zum Steuern eines variablen Abschwächers bei den Fig. 4A und 4B,

Fig. 6 eine dritte und eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform,

Fig. 7 eine erfindungsgemäße Modifikation,

Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Anwendungsbeispiel eines Kreuzpolarisationsempfängers und

Fig. 9 einen anderen Empfänger für eine andere erfindungsgemäße Anwendung.

In der Zeichnung sind gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 1 werden frequenzbandbegrenzte Zufallsimpulse . . . A_k-\, A_k, Λ_>+1 . . ., (k = ist eine positive ganze Zahl) sukzessive einem Anschluß 100 eines bekannten, linearen, automatischen Entzerrers in Intervallen von Γ Sekunden Dauer zugeführt Es sind folgende Teilschaltkreise vorgesehen: Verzögerungsschaltkreise 1 bis 4 zur Verzögerung um T Sekunden, variable Abschwächer 5 bis 9, ein Addierschaltkreis 10, ein Auftaster (Sampler) 11 sowie ein Signalverknüpfungs- oder Signalentscheidungsschaltkreis 12, der einen Schätzwert Ä_k von einem empfangenen Impuls A_k ermittelt, wenn ein Impuls a_k (k = eine positive, ganze Zahl) übertragen wird, wobei a_k vermutlich gleich Ä_k ist, es sei denn, daß Übertragungsfehler auftreten.

Der Entzerrer gemäß Fig. 1 soll Zwischenzeicheninterferenzen

a, ■ .

40

zwischen zwei nacheinander übertragenen Impulsen mit den variablen Abschwächern 5 bis 9 unterdrücken. Es sind Algorithmen zum automatischen und idealen Variieren der Abschwächung a, der variablen Abschwächer 5 bis 9 bekannt; Beispiele hierfür sind das nach 0 gehende, sogenannte Zwangverfahren gemäß dem Aufsatz »Automatic Equalization for Digital Com- so munication« von R. W. Lucky in der Zeitschrift »Bell System Technical Journal (BSTJ)« Bd. 44, April 1965, S. 547 bis 588 (Druckschrift 2), sowie das Ausgleichsverfahren mit dem mittleren Quadrat gemäß einem Aufsatz des gleichen Autors mit dem Titel »An Automatic Equalizer for General-Purpose Communication Channels«, BSTJ, Bd. 46, November 1967, S. 2179 bis 2208 (Druckschrift 3).

Der Aufbau gemäß der anliegenden Fig. 1 ist in Fig. 4 der Druckschrift 2 und in Fig. 3 der Druckschrift 3 dargestellt. Der Signalverknüpfungs- oder Signalentscheidungsschaltkreis 12, der Auftaster 11 sowie die variablen Abschwächer 5 bis 9 gemäß Fig. 1 können aus dem Doppelbegrenzer (slicer +e volts), dem Auftaster bzw. den Abschwächungszählem gemäß Fig. 4 aus der Druckschrift 2 bestehen.

"wenn ferner die dem Eingangsanschluß 100 in F ig. 1 zugeführten Zufaiisimpulse komplexe Signale sind, beispielsweise ein 4-Phasenumtastungs-Modulationssignal (PSK) oder ein lowertiges Quadratur-Amplitudenmodulationssignal (QAM), so kann das automatische Ausgleichsverfahren gemäß dem Aufsatz »Two Extensional Applications of the Zero Forcing Equalization Method« von Yoichi Sato aus der Zeitschrift »IEEE Transactions on Communications«, Bd. COM-23, Juni 1975, S. 684 bis 687 (Druckschrift 4), verwendet werden.

Jeder der Entzerrer, die die vorstehend erwähnten, automatischen Ausgleichsverfahren anwenden, unterscheiden sich voneinander lediglich im Schaltkreis zum Berechnen der Abgriffsverstärkungen der variablen Abschwächer und weisen den gleichen Aufbau wie gemäß Fig. 1 auf,jedoch mit Ausnahme der nichtlinearen, automatischen Entzerrer.

Gemäß Fig. 2 weist ein bekannter, nichtlinearer, automatischer Entzerrer die gleichen Bauelemente wie der Entzerrer gemäß Fig. 1 auf, jedoch zusätzlich Addierschaltkreise 13 und 14.

Der Aufbau gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem in h 1 g. 1 darin, daß die interferenz von einem vorherigen, übertragenen Impuls aufgrund des Erkennungsergebnisses des vorhergehenden übertragenen Impulses unterdrückt wird und auf dem gleichen Prinzip wie der Schaltkreis in Fig. 1 arbeitet. Zu weiteren Einzelheiten der Fig. 2 wird Bezug genommen auf Fig. 1 in einem Aufsatz von K. Watanabe et al. mit dem Titel» A 4800 Bits/Microprocessor Data Modem« in der Zeitschrift »JEEE Transactions on Communications«, Bd. COM-26, Nr. 5, Mai 1978, S. 493 bis 498 (Druckschrift 5). Es kann daher davon ausgegangen werden, daß der Aufbau des erfindungsgemäß zu verwendenden, automatischen Entzerrers dem in F i g. 1 entspricht und daß seine variablen Abschwächer komplexe Signale verarbeiten können.

Gemäß Fig. 3 weist ein Satellitenkommunikationssystem, bei dem Kreuzkopp!· -g zv-schen kreuzpolarisierten Wellen auftritt, eine Erdesendestation 30, eine Erdeempfangsstation 31 sowie einen Kommunikationssatelliten 32 auf.

Wenn eine horizontal polarisierte Welle (H-Welle) 300 und eine vertikal polarisierte Welle (V-Welle) 301 mit der gleichen Trägerfrequenz gesendet werden, so werden die hauptsächlichen Kreuzpolarisationsinterferenzen, die von der V-Welle zur Η-Welle auftreten, bei der Aufwärtsverbindung (Senden zum Satelliten) eine Interferenz 302 und bei der Abwärtsverbir.dung (Senden zur Erdstation) eine Interferenz 303 sein, neben einer Selbstinterferenz 304 der Η-Welle. Wenn die zwei polarisierten Wellen die gleiche Trägerfrequenz haben, treten alle diese Interferenzen in einem Basisbandsignal auf, das durch kohärente (synchrone) Demodulation als Summe der einzelnen Interferenzen erhalten wird. Daher kann bei genauer Identifizierung jeder Interferenzkomponente die Gesamtinterferenz unterdrückt werden, indem jede derartige Komponente von dem erfaßten Basisbandsignal subtrahiert wird.

Zunächst kann die Selbstinterferenz 304, die als gewöhnliche Störung eines Multiplex-Ausbreitungsweges betrachtet wird, durch den üblichen, automatischen Entzerrer gemäß Fig. 1 unterdrückt werden.

Danach können die Interferenzen 302 und 303 von der V-Welle ebenfalls vollständig eliminiert werden, falls der von der V-Wellenseite übertragene Impuls identifiziert ist, indem dieser Impuls durch den automatischen Entzerrer geführt wird, um den interferrierenden Impuls zu reproduzieren und dieser, reproduzierten Impuls zu subtrahieren.

In Fig. 4A ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform für eine Erde-Empfangsstation 31 durch ein Bauelement 4000 mit einem Filter 4010 dargestellt. Ein durch die H-WeIIe gesendetes, demoduliertes Basisbandsignal wird einem Eingangsanschluß 400 zügefuhrt, und an einem Eingangsanschluß 401 liegt ein durch die V-WeIIe gesendetes, demoduliertes Basisbandsignal an.

M^:i Jem Aufbau gemäß F i g. 4A wird die Interferenz von dei V-WeIIe zur Η-Welle unterdrückt, und lediglich die Originaikomponente der Η-Welle wird herausgezogen. Daher ist ein in Fig. 4A dargestellter Entzerrer erforderlich, um die Interferenz von der V-Welle zur H-WeIIe zu unterdrücken.

Die Ausgangssignale der Abschwächer 5 und 9 können dazu dienen, die Summe

-a, ■ A_k+I

(1OA in Fig. 4A) zu eliminieren, d. h. die Wellenformstörungskomponente der Η-Welle und ihre Selbstinterferenz 304 gemäß Fig. 3.

Ferner können die Ausgangssignale der Abschwäeher 5' bis 9' dazu dienen, die Summe

Σ -ß,-B_k„

— 2

JO

(10'. in Fig. 4A) zu unterdrücken, die die Kreuzpolarisationsinterferenzen 302 und 303 gemäß F i g. 3 wiedergibt. Daher wird lediglich die H-Wellenkomponente

c_k - Σ

i - -2

+- Σ ßr **

35

40

die von allen Interferenzen frei und gleich A_k ist, einem Ausgangsanschluß 402 zugeführt.

Die Steueralgorithmen für die Abgriffsverstärkungen a_t undß, der Abschwächer 5 bis 9 bzw. 5' bis 9' können als Entwicklung derjenigen des automatischen Entzerrers gemäß Fig. 1 angesehen werden, d. h. die H- und -»5 V-Wellen übertragen gegeneinander vollständig unkorrelierte Zufallsimpulse, und zwei Pulssequenzen sind hinsichtlich der Zeitreihen nicht gegenseitig korreliert. Wenn daher die Abgriffsverstärkungen jedes Abschwächers so gewählt sind, daß das zeitlich gemittelte Produkt (Kreuzkorrelation) des Eingangs des Abschwächers und die Differenz zwischen dem empfangenen Impuls A_k und dem berechneten Wert Ä_k0 werden, was zu einer Orthogonalisierung führt, so kann die Differenz minimalisiert werden. Zu Einzelheiten dieses Orthogonalisierungsprinzips wird auf die Seiten 2184 bis 2185 in Druckschrift 3 verwiesen.

Ferner kann eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß F i g. 4B erhalten werden, indem der Algorithmus des automatischen Entzerrers gemäß Fig. 2 verwendet wird. Da bei Fig. 4B die Interferenz von einem vorangehenden, übertragenen Impuls auf der Basis des Erkennungsergebnisses des vorangehenden Impulses, wie vorstehend erläutert, unterdrückt wird, muß einem Eingangsanschluß 403 das Erkennungsergebnis des vorangehenden, übertragenen Impulses auf der V-Wellenseite zugeführt werden. Daher muß beispielsweise in Fig. 6, die nachstehend näher erläutert wird, ein Ausgangsanschluß 402' eines Bauelements 4000' mit dem Anschluß 403 verbunden werden.

Wenn umgekehrt das Bauelement 4000' in F i g. 6 entsprechend der Ausführungsform in Fig. 4B realisiert ist, so muß mit dem Anschluß 403 der F i g. 4B der Ausgang eines Anschlusses 402 in Fig. 6 als Erkennungsergebnis eines vorangehenden, übertragenen Impulses auf der H-Wellenseite verbunden werden.

Fig. 5 zeigt einen Steuerschaltkreis 500 für die Abgriffverstärkung des variablen Abschwächers 6 gemäß Fig. 4A und 4B. Zum Feststellen der Differenz (A_k- A/J zwischen dem empfangenen Impuls A_k und dem berechneten Wert Ä_k wird ein Addierschaltkreis 63 verwendet, und zum Feststellen der Orthogonalität (Korrelation) zwischen den unmittelbar aufeinanderfolgenden empfangenen Impulsen /J_{t +} , und (At-A₁J werden ein Multiplizierschaltkreis 61 und ein Integrator 62 verwendet, um die Abgriffsverstärkung α, des variablen Abschwächers 6 entsprechend der Positivität oder NeRativität der Korrelation zu erhöhen oder zu vermindern.

Die Abgriffsverstärkungen der anderen variablen Abschwächer können in der gleichen Weise gesteuert werden, und wenn der Übertragungskanal stabil is' und kein Kanalumschalten erfolgt, ist der Schaltkreis 500 unnötig. In diesem Fall genügt es, die Abgriffsverstärkung jedes Abschwächers in geeigneter Weise voreinzustellen.

Gemäß F i g. 6 weist der Entzerrer zum Unterdrücken von Interferenzen zwischen zwei Sequenzen von Zufallsimpulsen, die auf der H- und der V-Welle übertragen werden, Bauelemente 4000 und 4000', die identisch mit dem Bauelement 4000 in den F i g. 4A oder 4B sind, auf. Den Eingangsanschlüssen 600 und 601 werden Basisbandsignale von den H- bzw. V-Wellen zugeführt. Das Bauelement 4000 erzeugt am Ausgangsanschluß 402 eine H-Wellenkomponente, die frei von Interferenzen mit der V-Welle ist; das Bauelement 4000' erzeugt am Ausgangsanschluß 402' eine V-Wellenkomponente, die frei von Interferenzen mit der Η-Welle ist. Zwischen den Bauelementen 4000 und 4000' werden ihre entsprechenden Abschwächer 5 bis 9 und 5' bis Γ gemäß den F i g. 4 A oder 4B umgekehrt zueinander verwendet.

Da der Zustand der Interferenzen von einer polarisierten Welle Pl zur anderen polarisierten Welle Pl aufgrund der Kreuzkopplung symmetrisch zu den Interferenzen von der Welle Pl zur Welle Pi angesehen werden können, ist eine Operation zum Erhalt neuer Filterabgriffsverstärkungen zum Unterdrücken der Interferenz von der Welle Pl zur Welle P1 nicht erforderlich, falls die Abgriffsverstärkungen zum Unterdrücken Jer Interferenz von der Welle Pl zur Welle Pl ermittelt sind. Daher wird die zu unterdrückende, polarisierte Welle von Pl nach Pl durch Auswechseln der entsprechenden Abgriffsverstärkungen zwischen den Abschwächern 5 bis 9 und den Abschwächern 5' bis 9' mit umgekehrten Polaritäten geändert.

Wenn die Filter 4000 und 4000'gemäß F i g. 6 automatisch gesteuert werden sollen oder falls eine automatische Entzerrung vorgenommen werden soll und falls anstelle der getrennten Steuerung der Abgriffsverstärkungen der Filter 4000 und 4000' die Abgriffsverstärkungen lediglich eines der zwei Filter automatisch gesteuert und das andere mit den so erhaltenen Abgriffsverstärkungen in umgekehrter Polarität gemäß vorstehender Erläuterung versorgt wird, so genügt lediglich eine Steuereinheit 500 gemäß Fig. 5 zum

automatischen Entzeriin.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Modifikation der Schaltung gemäß F i g. 6 werden den Eingangspnschlü¹;-sen 700 und 701 die Basisbandsignale von den H- bzw. V-Wellen zugeführt, und die zwei von Kreuzpolarisationsinterferenzen freien Basisbiiridsignale liegen an den Ausgangsanschlüssen 702 und 703 an.

Die Schaltung gemäß F i g. 7 weicht von der in F i g. 6 darin ab, daß die Verzögerungsschaltkreise 1,1' bis 4,4', die in den FiWern 4000 und 4000 der Fig. 6 enthalten

ίο

sind, gemeinsam benutzt werden.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 7 kann die Hälfte der Verzögprungsschaltkreise gegenüber der Schaltung der Fig. 6 weggelassen werden.

Im nachstehenden Fall wird davon ausgegangen, daß die Trägerfrequenzen der polarisierten Wellen PX und Pl sich voneinander durch 4/"Hz unterscheiden. Ein durch kohärente Demodulation der Welle PX erhaltenes Basisbandsignal BA_x(O kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

(A(O + c, 'hit+At_x)) + |c_:, 'git+ At₁) + ε_} -gU + ^i))

wobei
C|, c₂ und
h(t)

komplexe Koeffmenten
übertragene H-Wellenkomponente a_k (= a(kt)) zum Zeitpunkt t
übertragene V-Wellenkomponente b_k (= b(kt)) zum Zeitpunkt /.

Ein 4-Phasen-PSK-Modulationssignal wird der Empfangsantenne 870 zugeführt. Die Trägerextraktionsvorrichtung 877 besteht aus einem Vervierfachungsschaltkreis 874 mit einem Gleichrichter, einem schmalbanc¹; gen Bandpaßfilter 875 und einem durch die Zahl 4 tei- !enden Frequenzzähler 876 (Frequenzteiler).

Der erste Term stellt die Summe von a(kt) und die Selbstinterferenz 304 und der zweite Term die Summe der Kreuzpolarisationsinterferemtcn 302 und 303 gemäß Fig. 3 dar.

Während die kohärente Demodulation der Welle Pl durch ihr eigenes Trägersignal g(t) ergibt, falls der zweite Term von BA_x(O auf der Basis von g(t) unterdrückt werden soll, so muß die Korrektur für den Term _t-j7*A/i^ _{der dje} Phasenrotation darstellt, erreicht werden, und zwar in Abhängigkeit von Änderungen der AbgrifTsverstärkungen der Abschwiächer 5' bis 9' gemäß den Fig. 4A oder 4B.

Eine derartige Korrektur nach dem Phasenrotationsterm t~'²~^if' kann jedoch nicht in den Fällen durchgeführt werden, wo das Eingangsrauschen das Filterausgangssignal nachteilig beeinflußt. Diese Korrektur kann weggelassen werden, falls die Welle Pl durch das Trägersignal der Welle PX kohärent erfaßt wird. Ein durch kohärente Detektion erhaltenes Basisbandsignal BA₂(O wird in der Form g(t)t~^j7~'^s/' ausgedrückt, das zum Unterdrücken des zweiten Terms von BA_x(O verwendet und weiter unten näher erläutert wird.

Fig. 8 zeigt einen Empfänger mit einer Anwendung der vorliegenden Erfindung, der die vorerwähnte Korrektur ohne Änderung jeder Abgriffsverstärkung der Abschwächer 5' bis 9' gemäß den F i g. 4A oder 4B für den Term t'^j2'^Afl ermöglicht.

In F i g. 8 sind u. a. die folgenden Bauteile dargestellt: Eine Empfangsantenne 870, ein Kreuzpolarisations-Separator 871, kohärente Detektoren 872 und 873, eine Trägerextraktionsvorrichtung 877 zum Zuführen einer Trägerwelle zu den kohärenten Detektoren 872 zum Synchronisieren und der Filter 4000 gemäß den F i g. 4A oder 4B.

sierte Welle PX dem kohärenten Detektor 872 und eine polarisierte Welle Pl, die Kreuzpolarisationsinterferenzen verursacht, dem kohärenten Detektor 873 zugeführt werden (der Aufbau dieser Detektoren wird in Fig. 9 näher erläutert). Da dem Eingangsanschluß 400 gemäß obiger Beschreibung BA₁(O zugeführt wird und die kohärenten Detektoren 873 und 872 gemeinsam mit dem Ausgangssignal der Trägerextraktionsvorrichtung 877 versorgt werden, liegt am Eingangsanschluß 401 das Signal BA₁(O an· Dadurch erhält man am Ausgangsanschluß 402 des Filters lediglich h(0 frei von jeglichen Interferenzen.

Der vorstehend erwähnte Kreuzpolarisationsseparator 871 kann aus einem Orlhokoppler gemäß dem Aufsatz »The COMSTAR Program« in der Zeitschrift »Comsat Technical Review«, Bd. 7, Nr. 1,1977, S. 1 bis 34, von R. D. Briskman (Druckschrift 5), bestehen.

Die Ausfuhrungsform gemäß Fig. 9 weist folgende Bauelemente auf: Anschlüsse 800 und 801, denen die über die erste und die zweite polarisierte Welle PX bzw. Pl empfangenen Signale zugeführt werden, einen ersten kohärenten Detektor 872 mit eint-n Vervielfacher 720, einen Referenzträgeroszillator 722 und ein Wellenformungsfilter (Tiefpaßfilter) 721, einen zweiten kohärenten Detektor 873 mit einem Vervielfacher 730, einen Referenzträgeroszillator 732 und ein Wellenformungsfilter 731 sowie einen Störkomponentenregenerator 82. Dieser Regenerator 82 erzeugt das vorstehende g(t)e'^J2rJ/l. Zunächst erzeugen ein Vervielfacher 770 und ein Tiefpaßfilter 771 die Trägerfrequenzschwebung der ersten und der zweiten polarisierten Welle, und diese Schwebung t'^J2'^Afl und das zweite kohärente Detektorausgangssignai

\gU) + £, · g (r + Jt₁)) + U₂ · A (/ +At₁) H- c₃ · A (r + A /₃)} t~^J27TAß

wobei ε,, C₁, C₃ ungefähr gleich 0 sind, werden einem Mischer 772 zugefiihn. und man erhä'.= a;r. AnschluC *·"· 401 das Signal g(t)-e~^J2'^dß.

Daher kann der zweite Term des Basisbandsignals BA_x(O. das man am anderen Anschluß 400 erhält, durch das Signal vom Anschluß 401 unterdrückt werden.

In ähnlicher Weise sollen ein Mischer 773 und ein Signalpolarisationsinverter 774 die von der ersten polarisierten Welle herrührende Inlerferenzkomponente der zweiten polarisierten Welle reproduziere":, und der Signalpolarisationsinverter 774 dient zur Umkehr der Pbssenrotation der Schwebung.

Die in Fig. 9 dargestellte Ausführungsforrr verwendet lediglich *.wei kohärente Detekiorschaitkrcise tür die gewünschte minimale Anzahl.

Wie vorstehend ausgeführt, ermöglicht die Erfindung, die die Unterdrückung der Kreuzpolarisationsinterferenzen in dem Basisband ebenso einfach wie im IF-Band gestattet, eine Mehrfachnutzung mit Kreuzpolarisation ohne Modifizierung eines üblichen Sende-

Empfangssystems, das zur Kreu;polarisationsdiskrimir.ierung an sich ungeeignet ist.

Die erfin-lungsgemäßen Maßnahmen sind besonders wirkungsvoll beim Entzerren von Kreuzpolarisationen bei der Satellitenübertragung, insbesondere bei der sogenannten TDMA-Koinmunikation, wo Signale von verschiedenen Erdstationen nacheinander von der gleichen Empfangsantenne empfangen werden müssen; diese Eliminierung kann bei bekannten Verfahren zur Interferenzunterdrückung im Leistungsspeisesystem oder im Zwischenfrequenzband nicht erwartet werden.

Die Hauptursache für die Störung der Kreuzpolarisationsdiskriminierung durch das sogenannte Fading ist die Abschwächung der gewünschten Polarisationskomponente. Obwohl die größte Störung in diesem Zustand sich von unerwünschten Kreuzpolarisationskomponenten ableitet, können diese Komponenten auf derEmpfangsseite unterdrückt werden, da die von unerwünschten Kreiizpolarisationskomnnnenten übermittelte Information durch einen Demodulator erhalten wird. Daher kann in den Fälle.i, wo die Kreuzpolarisationsdiskriminierung sich andererseits in einer etwa linearen Beziehung zur Abschwächung der gewünschten Kreuzpolarisationskomponenten aufgrund von Regen ode. anderen Ursachen verschlechtern würde, die Erfindung dazu beitng·?η, die Diskfiminierur.p a'if einem völli" annehmbaren Niveau zu hallen, und zwar seibs¹ dann,

*> wenn die gewünschten Kreuzpolarisationskomponenten sich in gewissem Umfang abschwäche"..

Bei Padiosystemen, wo zwei Stationen die gleiche F'^quenz unter Ausnutzung einer Kreuzpoiarisationstechnik verwenden, bewirkt die Pha^; r.rniatio'i der

ic Kreuzpolarisationsinterferenzkomponemen, Jie von der Trägerfrequenzdifferenz zwischen den 7.wei Sendestationen herrühren, ein Problem beim Unteidrücken der Kreuzpolarisationsinterferenzen im Basisband. Die Erfindung ermöglicht eine Absorption dieser Phasen-

'5 rotation vor dem Unterdrücken der Kreuzpolarisationsinterferenzen, so daß deren Unterdrückung durch die gegenläufige Wirkung der Trägerfrequenzdifferenz zwischen den zwei Erdstationen Tür die Radiosendung nicht beeinflußt wird, die die gleiche Frequenz unter Ausnutzung von Kreuzpolarisationen teilen. Dies ermöglicht eine außerordentlich vorteilhafte Technik bei der Systemausführung.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Entzerrer für einen Kreuzpcilarisationsempflnger für die digitale Radioübertiragung, wobei eine erste und eine zweite Folge von digitalen Daten ... a_k-i, β*_,, a_k, a_k+u a_k+1 ...(* = eine positive, ganze Zahl) und... i>_t_₂, b_k-_u b_k, b_!:+u b_k+1 ... die gleiche Bit-Rate haben und durch eine erste und eine zweite zueinander orthogonal polarisierte Welle übertragen werden, gekennzeichnet

*r

Af

i- -M

wobei a, und ß, komplexe Konstanten sind, und durch Abgabe der ersten Datenfolge aus dem Filter, die von Kreuzpolarisationsinterferenzen von der zweiten polarisierten Welle frei ist

2. Entzerrer für einen Kreuzpolarisationsempfänger, wobei digitale Daten ... a_k-2, at-u o_k, a<₊i, a_k+7 ... (A: = "ine positive ganze Zahl) und... b_k.₂, b_k-_h i_fc 6_t+1,5*₊₂ ■ · · die gleiche Bit-Rate haben und durch eine erste und eine zweite zueinander orthogonal polarisierte Welle übertragen werden, gekennzeichnet durch ein Filter, das aus dritten und vierten

Folgen

A_k-₂

I - -N

A_k

A_k+

nr

A_k+i

I - -M

und

tr
+' ~ Σ ^α'ι

{a_h ß_h α' und ß', = komplexe Konstante)

und durch Abgeben det ersten Datenfolge aus dem Filter, die von aus der zv;eiten polarisierten Welle herrührenden Kreuzpolarisatioit nterferenzen frei ist

3. Entzerrer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Filter, das aus einer dritten und einer vierten Folge... A_k-i, A_k-_uA_k,A_ktu A_k„... und ... B_k-i, B_k-_U B_k, B_k+U B_k+1 ..., die an der Empfangsseite aus der ersten bzw. der zweiten polarisierten Welle entsprechend der ersten und der zweiten Folge erhalten werden, eine fünfte Folge ... Q_₂, C_k-_U C_1n Q₊₁, Q₊₂... erzeugt, die durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben wird, in der jeweils M, M', N und N¹ entweder 0 oder eine positive, ganze Zahl sind,

... B_k-₂, B_k-_U B_k, B_k+l .B_k+2 ■ ■ ; die empfangsseitig aus der ersten bzw. der zweiten Welle entsprechend der ersten und der zweiten Folge erhalten werden, und aus fünften und sechsten Folgen.. .A^₁, A~_k-_U Ah A_k+\, A_k+2 ... und ... B_k-2, B_k-_U B_k, B_k+U B~_k+2 · · ·» die die berechneten Werte der dritten und der vierten Folge auf der Empfangsseite sind, eine siebte Folge ... Q_₂, Q_,, C_1n Q₊₁, Q₊₂ ... erzeugt, die durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben wird, wobei jeweils M, M', Nund N' entweder 0 oder eine ganze positive Zahl sind,

Af

♦1 - Σ ß'r

(-0

durch ein zweites Filter mit einer sechsten Folge • · ■ dk-i, 4t-i. d_k, d_k+u d_k+₂ ... am Ausgang, die durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben wird,

- Σ Α·Λ+ι +Σ ^ff' ■■

(ar, und β, = komplexe Konstante),

1-Af

wobei die Unterdrückung der Kreuzpolarisations-Interferenzen von der zweiten zur ersten polarisierten Welle zur Erzeugung der ersten Datenfolge mit Hilfe des ersten Filters und die Unterdrückung der Kreuzpolarisationsinterferenzen, von der ersten zur zweiten polarisierten Welle zur Erzeugung der zwei-

d_k = - Σ ß,

Μ' ten Datenfolge mit Hilfe des zweiten Filters erfolgt.

4. Entzerrer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein zweites Filter, an dessen Ausgang eine achte Signalfolge ... d_k.₂, <4-i, <4, *4+i, <4+2 · · ■ abgegeben wird, die durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben wird,

f, + Σ A · Λ₊,- - Σ ^ff/ · ^

Ίί+i

wobei die Unterdrückung der Kreuzpolarisationsi niederen ze η von der zweiten zur ersten Polarisationswelle zur Erzeugung der ersten Folge mit Hilfe des ersten Filters und die Unterdrückung der Kreuzpolarisationsinterferenzen von der ersten zur zweiten polarisierten Welle zur Erzeugung der zweiten Folge mit Hilfe des zweiten Filters erfolgt.

5. Kreuzpolarisationsemprangcr mit einem Entzerrer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

a) einen ersten kohärenten Detektor für die erste zu empfangende, polarisierte Welle,

b) einen zweiten kohärenten Detektor für die zweite polarisierte Welle, die die Kreuzpolarisationsinterferenzen verursacht,

c) eine Trägerextraktionsvorrichtung, die den Träger der ersten polarisietten Welle extrahiert, um diese kohärent zu erfassen.

6. Kreuzpolarisationsempfänger mit einem Entzerrer nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch

b) einen zweiten kohärenten Detektor für die

polarisierte ¹VcIi?., die die Kreuzpolarisationsinterferenzen verursacht,

c) einen Slörkomponentenregenerator, der die Schwebung der zwei Referenzträgersignalfi rise ersten und des zweiten kohärenten Detektors ΐ erfaßt und den Ausgang des zweiten kohärenten Detektors mit der erfaßten Schwehung multipliziert, um ein Signal zu erhalten, das die im Ausgangssignal des ersten kohärenten Detektors enthaltene Interferenzkomponente der Kreuzpolarisation wiedergibt,

ils aas erste Filter auf der Basis des Ausgangssignals des Regenerators die Kreuzpolarisationsinterferenzen von der zweiten zur ersten polarisierten Welle unterdrückt, und

e) das zweite Filter auf der Basis des Ausgangssignals des Regenerators die Kreuzpolarisationsinterferenzen von der ersten zur zweiten polarisierten Welle unterdrückt.

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