JP2002158630A - 交差偏波間干渉補償回路 - Google Patents
交差偏波間干渉補償回路Info
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- JP2002158630A JP2002158630A JP2000350876A JP2000350876A JP2002158630A JP 2002158630 A JP2002158630 A JP 2002158630A JP 2000350876 A JP2000350876 A JP 2000350876A JP 2000350876 A JP2000350876 A JP 2000350876A JP 2002158630 A JP2002158630 A JP 2002158630A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
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- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0882—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using post-detection diversity
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受信リファレンス同期方式のＸＰＩＣにおけ
る自偏波と異偏波のローカル位相雑音による交差偏波間
干渉補償特性の劣化を防止する。 【解決手段】 互いに直交する偏波のそれぞれの受信ロ
ーカル発振器１６，１６’で発生する位相関係を検出す
るローカル位相差検出器１９と、該ローカル位相差検出
器で検出した位相差を補償する無限移相器（ＥＰＳ）２
０，２０’を装備し、ＲＦ段での自偏波送信信号と異偏
波干渉信号との位相関係と干渉除去を行うベースバンド
段での自偏波ベースバンド信号とベースバンドＸＰＩＣ
参照信号との位相関係とが同一となるように、ＸＰＩＣ
に入力する以前にＸＰＩＣ参照信号に存在する位相及び
位相雑音成分を補償する。
る自偏波と異偏波のローカル位相雑音による交差偏波間
干渉補償特性の劣化を防止する。 【解決手段】 互いに直交する偏波のそれぞれの受信ロ
ーカル発振器１６，１６’で発生する位相関係を検出す
るローカル位相差検出器１９と、該ローカル位相差検出
器で検出した位相差を補償する無限移相器（ＥＰＳ）２
０，２０’を装備し、ＲＦ段での自偏波送信信号と異偏
波干渉信号との位相関係と干渉除去を行うベースバンド
段での自偏波ベースバンド信号とベースバンドＸＰＩＣ
参照信号との位相関係とが同一となるように、ＸＰＩＣ
に入力する以前にＸＰＩＣ参照信号に存在する位相及び
位相雑音成分を補償する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直交する２つの偏
波を用いて伝送を行う両偏波伝送方式に関し、特に、両
偏波間の交差偏波間干渉成分を除去する技術に関する。
波を用いて伝送を行う両偏波伝送方式に関し、特に、両
偏波間の交差偏波間干渉成分を除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタルマイクロ波通信装置において
は、周波数利用効率を上げるため電波の直交する２つの
偏波面、垂直偏波（Ｖ）と水平偏波（Ｈ）を用いて信号
の伝送を行う両偏波伝送方式が用いられている。この方
式においてはＶ偏波とＨ偏波が同じ周波数を使用するた
め、アンテナや空間の偏波面の直交性にずれがある場合
Ｖ偏波からＨ偏波あるいはＨ偏波からＶ偏波への信号の
漏れ込みが発生する。
は、周波数利用効率を上げるため電波の直交する２つの
偏波面、垂直偏波（Ｖ）と水平偏波（Ｈ）を用いて信号
の伝送を行う両偏波伝送方式が用いられている。この方
式においてはＶ偏波とＨ偏波が同じ周波数を使用するた
め、アンテナや空間の偏波面の直交性にずれがある場合
Ｖ偏波からＨ偏波あるいはＨ偏波からＶ偏波への信号の
漏れ込みが発生する。
【０００３】この漏れ込みは交差偏波間干渉と呼ばれ、
信号の伝送品質に悪影響を与える。特に両偏波伝送方式
とＱＡＭなどの多値変復調方式を併用している場合は影
響が顕著であるため、通常交差偏波間干渉補償器（ＸＰ
ＩＣ：Cross Polarization Interference Canceller）
を用いた干渉成分除去を行う。なお、ＸＰＩＣの詳細に
ついては、例えば特開２０００−１６５３３９号公報等
に開示されている。
信号の伝送品質に悪影響を与える。特に両偏波伝送方式
とＱＡＭなどの多値変復調方式を併用している場合は影
響が顕著であるため、通常交差偏波間干渉補償器（ＸＰ
ＩＣ：Cross Polarization Interference Canceller）
を用いた干渉成分除去を行う。なお、ＸＰＩＣの詳細に
ついては、例えば特開２０００−１６５３３９号公報等
に開示されている。
【０００４】ＸＰＩＣにおいて対象とする偏波を自偏
波、またそれと直交するように偏波された電波を異偏波
と定義するが、受信側において異偏波からの干渉を補償
するためには、異偏波より受け渡されるＸＰＩＣ参照信
号と自偏波信号との位相関係が、異偏波側干渉を受ける
ＲＦ段階での異偏波と自偏波の位相関係と同一でなけれ
ばならない。
波、またそれと直交するように偏波された電波を異偏波
と定義するが、受信側において異偏波からの干渉を補償
するためには、異偏波より受け渡されるＸＰＩＣ参照信
号と自偏波信号との位相関係が、異偏波側干渉を受ける
ＲＦ段階での異偏波と自偏波の位相関係と同一でなけれ
ばならない。
【０００５】この条件を満たすための自偏波と異偏波の
局部発信（ローカル）周波数の設定として、送信ローカ
ル同期方式と受信ローカル同期方式の２方式が存在す
る。復調器のキャリア再生として準同期方式を用いる場
合には、ハードウェア構成で相性がよい受信ローカル同
期方式が用いられる場合が多い。受信ローカル同期方式
に関しては例えば特開昭６３−２２２５３４号公報に開
示されている。
局部発信（ローカル）周波数の設定として、送信ローカ
ル同期方式と受信ローカル同期方式の２方式が存在す
る。復調器のキャリア再生として準同期方式を用いる場
合には、ハードウェア構成で相性がよい受信ローカル同
期方式が用いられる場合が多い。受信ローカル同期方式
に関しては例えば特開昭６３−２２２５３４号公報に開
示されている。
【０００６】この受信ローカル同期方式には、自偏波の
受信器と異偏波の受信器とが１つのローカル発信器を共
用する共通ローカル方式と、自偏波の受信器と異偏波の
受信器とがローカル発振器を独立に保有しローカル発振
器のリファレンス信号を共用する共通リファレンス方式
の２方式が存在する。
受信器と異偏波の受信器とが１つのローカル発信器を共
用する共通ローカル方式と、自偏波の受信器と異偏波の
受信器とがローカル発振器を独立に保有しローカル発振
器のリファレンス信号を共用する共通リファレンス方式
の２方式が存在する。
【０００７】共通ローカル方式では回路構成が簡単にな
る反面、ローカル発振器の機器故障の場合に両偏波の信
号が同時に断となる可能性があり、共通リファレンス方
式では逆に回路構成が複雑な分ローカル発振器の機器故
障に対してその影響を片偏波に抑えることができる。
る反面、ローカル発振器の機器故障の場合に両偏波の信
号が同時に断となる可能性があり、共通リファレンス方
式では逆に回路構成が複雑な分ローカル発振器の機器故
障に対してその影響を片偏波に抑えることができる。
【０００８】そのため電波利用効率に対する要求が厳し
く、無線周波数での予備回線をＶ偏波とＨ偏波の両偏波
で一つしかとれない場合には、リファレンス同期方式を
用いて冗長性の高い構成とする場合が多い。
く、無線周波数での予備回線をＶ偏波とＨ偏波の両偏波
で一つしかとれない場合には、リファレンス同期方式を
用いて冗長性の高い構成とする場合が多い。
【０００９】図５は、従来のリファレンス同期を用いた
受信ローカル同期方式の復調システムを示すブロック図
である。図５において、Ｖ／Ｈの送信データ信号は、端
子１／１’から変調器１１／１１’にそれぞれ入力さ
れ、変調を受けた送信ＩＦ信号は、送信器１２／１２’
でＲＦ信号に周波数変換され送信アンテナ１３／１３’
から放射される。
受信ローカル同期方式の復調システムを示すブロック図
である。図５において、Ｖ／Ｈの送信データ信号は、端
子１／１’から変調器１１／１１’にそれぞれ入力さ
れ、変調を受けた送信ＩＦ信号は、送信器１２／１２’
でＲＦ信号に周波数変換され送信アンテナ１３／１３’
から放射される。
【００１０】Ｖ偏波の受信系において、Ｖ偏波送信器１
２から送信された送信信号１００とＨ偏波送信器１２’
から送信されＶ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０１’は、
空間上で結合され受信アンテナ１４にＶ偏波受信信号と
して入力する。Ｖ偏波受信信号は、共通リファレンス発
振器１７に同期する受信ローカル発振器１６よりの受信
ローカル信号を入力とする受信器１５で周波数変換さ
れ、Ｖ偏波受信ＩＦ信号１０２となる。
２から送信された送信信号１００とＨ偏波送信器１２’
から送信されＶ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０１’は、
空間上で結合され受信アンテナ１４にＶ偏波受信信号と
して入力する。Ｖ偏波受信信号は、共通リファレンス発
振器１７に同期する受信ローカル発振器１６よりの受信
ローカル信号を入力とする受信器１５で周波数変換さ
れ、Ｖ偏波受信ＩＦ信号１０２となる。
【００１１】同様にＨ偏波の受信系において、Ｈ偏波送
信器１２’から送信された送信信号１００’とＶ偏波送
信器１２から送信されＨ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０
１は、空間上で結合され受信アンテナ１４’にＨ偏波受
信信号として入力する。Ｈ偏波受信ＲＦ信号は、共通リ
ファレンス発振器１７に同期する受信ローカル発振器１
６’よりのローカル信号を入力とする受信器１５’で周
波数変換され、Ｈ偏波受信ＩＦ信号１０２’となる。
信器１２’から送信された送信信号１００’とＶ偏波送
信器１２から送信されＨ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０
１は、空間上で結合され受信アンテナ１４’にＨ偏波受
信信号として入力する。Ｈ偏波受信ＲＦ信号は、共通リ
ファレンス発振器１７に同期する受信ローカル発振器１
６’よりのローカル信号を入力とする受信器１５’で周
波数変換され、Ｈ偏波受信ＩＦ信号１０２’となる。
【００１２】Ｖ偏波の復調系において、復調器１８はＶ
偏波受信ＩＦ信号１０２を復調し、更にＨ偏波受信ＩＦ
信号１０２’をＸＰＩＣ参照信号として交差偏波干渉を
行い、最終的に復調及び干渉除去を行った受信データ信
号を端子２から出力する。同様にＨ偏波の復調系におい
て、復調器１８’はＨ偏波受信ＩＦ信号１０２’を復調
し、更にＶ偏波受信ＩＦ信号１０２をＸＰＩＣ参照ＩＦ
信号として交差偏波間干渉補償を行い、最終的に復調及
び干渉除去を行った復調データ信号を端子２’から出力
する。
偏波受信ＩＦ信号１０２を復調し、更にＨ偏波受信ＩＦ
信号１０２’をＸＰＩＣ参照信号として交差偏波干渉を
行い、最終的に復調及び干渉除去を行った受信データ信
号を端子２から出力する。同様にＨ偏波の復調系におい
て、復調器１８’はＨ偏波受信ＩＦ信号１０２’を復調
し、更にＶ偏波受信ＩＦ信号１０２をＸＰＩＣ参照ＩＦ
信号として交差偏波間干渉補償を行い、最終的に復調及
び干渉除去を行った復調データ信号を端子２’から出力
する。
【００１３】次に、図６を用いて従来の復調器の詳細を
説明する。端子３から入力した自偏波のＩＦ信号は、一
次キャリア発振器２１の出力である一次キャリア信号１
１１を用いて乗算器２２で周波数変換され、その後低域
ろ波器２３で高調波成分を除去され、さらにＡ／Ｄ変換
器２４で量子化されデジタル信号に変換される。
説明する。端子３から入力した自偏波のＩＦ信号は、一
次キャリア発振器２１の出力である一次キャリア信号１
１１を用いて乗算器２２で周波数変換され、その後低域
ろ波器２３で高調波成分を除去され、さらにＡ／Ｄ変換
器２４で量子化されデジタル信号に変換される。
【００１４】このデジタル信号と数値演算制御発振器
（ＮＣＯ：Numerical Controlled Oscillator）２５で
生成した二次キャリア信号１１２とを無限移相器（ＥＰ
Ｓ：Endless Phase Shifter）２６に入力し周波数変換
を行い、ベースバンド信号を復調する。キャリア同期制
御器２７は、判定回路２９で生成した誤差信号を元に位
相制御信号を作成し、ＮＣＯ２５で発生する二次キャリ
ア信号の周波数制御を行う。
（ＮＣＯ：Numerical Controlled Oscillator）２５で
生成した二次キャリア信号１１２とを無限移相器（ＥＰ
Ｓ：Endless Phase Shifter）２６に入力し周波数変換
を行い、ベースバンド信号を復調する。キャリア同期制
御器２７は、判定回路２９で生成した誤差信号を元に位
相制御信号を作成し、ＮＣＯ２５で発生する二次キャリ
ア信号の周波数制御を行う。
【００１５】また端子４から入力した異偏波のＩＦ信号
は自偏波側と共通の一次キャリア信号１１１を用いて乗
算器２２’で周波数変換され、その後低域ろ波器２３’
で高調波成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器２４’で量子化
されデジタル信号に変換される。このデジタル信号は更
に自偏波側と共通のＮＣＯ２５で生成した二次キャリア
と共に無限移相器２６’に入力し、周波数変換されてＸ
ＰＩＣ参照信号となる。
は自偏波側と共通の一次キャリア信号１１１を用いて乗
算器２２’で周波数変換され、その後低域ろ波器２３’
で高調波成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器２４’で量子化
されデジタル信号に変換される。このデジタル信号は更
に自偏波側と共通のＮＣＯ２５で生成した二次キャリア
と共に無限移相器２６’に入力し、周波数変換されてＸ
ＰＩＣ参照信号となる。
【００１６】このＸＰＩＣ参照信号とタップ係数制御回
路３１で生成されたＸＰＩＣのタップ係数とがトランス
バーサルフィルタ３０の入力となり、空間で受けた異偏
波からの干渉成分の複製信号が生成される。そして、自
偏波ベースバンド信号から異偏波干渉成分の複製信号を
加算器２８で取り除くことにより交差偏波干渉除去を行
うことができる。
路３１で生成されたＸＰＩＣのタップ係数とがトランス
バーサルフィルタ３０の入力となり、空間で受けた異偏
波からの干渉成分の複製信号が生成される。そして、自
偏波ベースバンド信号から異偏波干渉成分の複製信号を
加算器２８で取り除くことにより交差偏波干渉除去を行
うことができる。
【００１７】このように、交差偏波間干渉の除去を行う
ためにはＸＰＩＣ回路にて空間で受けた交差偏波間干渉
成分の複製信号を作る必要がある。そのためには交差偏
波間干渉が発生するＲＦ段での自偏波送信信号１００と
異偏波干渉信号１０１との位相関係が、干渉除去を行う
ベースバンド段での自偏波ベースバンド信号１０３とベ
ースバンドＸＰＩＣ参照信号１０４との位相関係と同一
でなければならない。
ためにはＸＰＩＣ回路にて空間で受けた交差偏波間干渉
成分の複製信号を作る必要がある。そのためには交差偏
波間干渉が発生するＲＦ段での自偏波送信信号１００と
異偏波干渉信号１０１との位相関係が、干渉除去を行う
ベースバンド段での自偏波ベースバンド信号１０３とベ
ースバンドＸＰＩＣ参照信号１０４との位相関係と同一
でなければならない。
【００１８】この条件を実現するため、従来、ローカル
発振器のリファレンス信号及び一次キャリア信号、二次
キャリア信号を共通とすることで両者の周波数関係を同
一とし、更に残った位相関係をＸＰＩＣで補償してい
る。
発振器のリファレンス信号及び一次キャリア信号、二次
キャリア信号を共通とすることで両者の周波数関係を同
一とし、更に残った位相関係をＸＰＩＣで補償してい
る。
【００１９】次に、以上説明した従来の受信ローカル同
期のＸＰＩＣ動作について数式を用いて説明する。
期のＸＰＩＣ動作について数式を用いて説明する。
【００２０】まず送信系に関して以下の信号を定義す
る。 Ｖ偏波のベースバンド信号：V(t)=VＰ(t)+jVＱ(t)、（V
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、VＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｈ偏波のベースバンド信号：H(t)=HＰ(t)+jHＱ(t)、（H
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、HＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｖ偏波送信キャリア：cos(ωＶＴt+θＶＴ)、
（ωＶＴ：Ｖ偏波の送信キャリア周波数、θＶＴ：Ｖ偏
波の送信キャリア位相） Ｈ偏波送信キャリア：cos(ωＨＴt+θＨＴ)、
（ωＨＴ：Ｈ偏波の送信キャリア周波数、θＨＴ：Ｈ偏
波の送信キャリア位相）。
る。 Ｖ偏波のベースバンド信号：V(t)=VＰ(t)+jVＱ(t)、（V
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、VＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｈ偏波のベースバンド信号：H(t)=HＰ(t)+jHＱ(t)、（H
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、HＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｖ偏波送信キャリア：cos(ωＶＴt+θＶＴ)、
（ωＶＴ：Ｖ偏波の送信キャリア周波数、θＶＴ：Ｖ偏
波の送信キャリア位相） Ｈ偏波送信キャリア：cos(ωＨＴt+θＨＴ)、
（ωＨＴ：Ｈ偏波の送信キャリア周波数、θＨＴ：Ｈ偏
波の送信キャリア位相）。
【００２１】このときＶ偏波及びＨ偏波の送信ＲＦ信
号、VＴＸ(t)及びHＴＸ(t)は以下の式で表すことができ
る。 VＴＸ(t)=VＰ(t)・cos(ωＶＴt+θＶＴ)-VＱ(t)・sin(ωＶＴt+θＶＴ) =real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))] HＴＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))]。
号、VＴＸ(t)及びHＴＸ(t)は以下の式で表すことができ
る。 VＴＸ(t)=VＰ(t)・cos(ωＶＴt+θＶＴ)-VＱ(t)・sin(ωＶＴt+θＶＴ) =real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))] HＴＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))]。
【００２２】各偏波の送信ＲＦ信号が空間上でＨ偏波→
Ｖ偏波に係数αＶ及びＶ偏波→Ｈ偏波に係数αＨの関係
で結合すると仮定すると、Ｖ偏波及びＨ偏波の受信ＲＦ
信号、VＲＸ(t)及びHＲＸ(t)は以下の式で表すことがで
きる。 VＲＸ(t)=real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))+αＶ・H(t)・exp(j(ωＨＴt+θ ＨＴ ))] HＲＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))+αＨ・V(t)・exp(j(ωＶＴt+θ ＶＴ ))]。
Ｖ偏波に係数αＶ及びＶ偏波→Ｈ偏波に係数αＨの関係
で結合すると仮定すると、Ｖ偏波及びＨ偏波の受信ＲＦ
信号、VＲＸ(t)及びHＲＸ(t)は以下の式で表すことがで
きる。 VＲＸ(t)=real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))+αＶ・H(t)・exp(j(ωＨＴt+θ ＨＴ ))] HＲＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))+αＨ・V(t)・exp(j(ωＶＴt+θ ＶＴ ))]。
【００２３】それぞれの受信ＲＦ信号は、受信器におい
て以下の受信ローカル信号により周波数変換される。な
お共通のリファレンス信号に同期しているためそれぞれ
のローカル信号の周波数は同一で位相のみが独立であ
る。 Ｖ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＶＲ)、（ω
Ｒ：受信ローカル周波数、θＶＲ：Ｖ偏波の受信ローカ
ル位相） Ｈ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＨＲ)、（θ
ＨＲ：Ｈ偏波の受信ローカル位相）。
て以下の受信ローカル信号により周波数変換される。な
お共通のリファレンス信号に同期しているためそれぞれ
のローカル信号の周波数は同一で位相のみが独立であ
る。 Ｖ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＶＲ)、（ω
Ｒ：受信ローカル周波数、θＶＲ：Ｖ偏波の受信ローカ
ル位相） Ｈ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＨＲ)、（θ
ＨＲ：Ｈ偏波の受信ローカル位相）。
【００２４】ここでＶ偏波を自偏波とし、自偏波に着目
して展開を行う。自偏波の受信器を通過した受信ＩＦ信
号VＩＦ(t)及び異偏波の受信器を通過したＸＰＩＣ参照
信号VＩＸ(t)は以下の式で表すことができる。 VＩＦ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＶＲ)))+αＶ・H(t)・e xp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＶＲ)))] VＩＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＨＲ)))+αＨ・V(t)・e xp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＨＲ)))]。
して展開を行う。自偏波の受信器を通過した受信ＩＦ信
号VＩＦ(t)及び異偏波の受信器を通過したＸＰＩＣ参照
信号VＩＸ(t)は以下の式で表すことができる。 VＩＦ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＶＲ)))+αＶ・H(t)・e xp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＶＲ)))] VＩＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＨＲ)))+αＨ・V(t)・e xp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＨＲ)))]。
【００２５】復調器１８においては、受信ＩＦ信号の周
波数成分及び位相成分に内部の発振器の発振周波数を合
わせる同期操作を行うため、受信ＩＦ周波数と復調器内
部の発振周波数は等しくなり以下の式が成立する。 (ωＶＴ-ωＲ)=(ωＤ１+ωＤ2)、（ωＤ１：受信一次キ
ャリア周波数、ωＤ２：受信二次キャリア周波数） (θＶＴ-θＶＲ)=(θＤ１+θＤ２)、（θＤ１：受信一
次キャリア位相、θＤ２：受信二次キャリア位相）。
波数成分及び位相成分に内部の発振器の発振周波数を合
わせる同期操作を行うため、受信ＩＦ周波数と復調器内
部の発振周波数は等しくなり以下の式が成立する。 (ωＶＴ-ωＲ)=(ωＤ１+ωＤ2)、（ωＤ１：受信一次キ
ャリア周波数、ωＤ２：受信二次キャリア周波数） (θＶＴ-θＶＲ)=(θＤ１+θＤ２)、（θＤ１：受信一
次キャリア位相、θＤ２：受信二次キャリア位相）。
【００２６】受信ＩＦ信号に対して復調操作の終わった
受信ベースバンド信号VＢＢ(t)は、以下の式で表すこと
ができる。 VＢＢ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θＶＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θ ＶＲ -θＤ１-θＤ２)))] =V(t)+real[αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))]。
受信ベースバンド信号VＢＢ(t)は、以下の式で表すこと
ができる。 VＢＢ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θＶＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θ ＶＲ -θＤ１-θＤ２)))] =V(t)+real[αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))]。
【００２７】またＸＰＩＣ内トランスバーサルフィルタ
の入力となるベースバンドＸＰＩＣ参照信号VＢＸ(t)
は、以下の式で表すことができる。 VＢＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θＨＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＨ・V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θ ＨＲ -θＤ１-θＤ２)))] =real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＨＲ-θＶＴ+θＶＲ))) +αＨ・V(t)・exp(j(θＶＲ-θＨＲ))]。
の入力となるベースバンドＸＰＩＣ参照信号VＢＸ(t)
は、以下の式で表すことができる。 VＢＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θＨＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＨ・V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θ ＨＲ -θＤ１-θＤ２)))] =real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＨＲ-θＶＴ+θＶＲ))) +αＨ・V(t)・exp(j(θＶＲ-θＨＲ))]。
【００２８】ところでＸＰＩＣは、参照信号をもとに受
信ベースバンド信号に存在する交差偏波干渉成分（受信
ベースバンド信号の第２項）の複製信号を作るよう働く
ので、ＸＰＩＣが理想的に動作した場合はＸＰＩＣ複製
信号VＸPIC(t)及びＸＰＩＣ応答は以下の式で表すこと
ができる。 VＸPIC(t)=real[-αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))] -αＶ・αＨ・V(t) ＸＰＩＣ応答：-αＶ・exp(j(θＨＲ-θＶＲ))。
信ベースバンド信号に存在する交差偏波干渉成分（受信
ベースバンド信号の第２項）の複製信号を作るよう働く
ので、ＸＰＩＣが理想的に動作した場合はＸＰＩＣ複製
信号VＸPIC(t)及びＸＰＩＣ応答は以下の式で表すこと
ができる。 VＸPIC(t)=real[-αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))] -αＶ・αＨ・V(t) ＸＰＩＣ応答：-αＶ・exp(j(θＨＲ-θＶＲ))。
【００２９】加算器２８で、受信ベースバンド信号とＸ
ＰＩＣ複製信号が加算されることにより、ベースバンド
信号VＯ(t)は交差偏波干渉成分が除去され以下の式で表
すことができる。 VＯ(t)=V(t)-αＶ・αＨ・V(t)。
ＰＩＣ複製信号が加算されることにより、ベースバンド
信号VＯ(t)は交差偏波干渉成分が除去され以下の式で表
すことができる。 VＯ(t)=V(t)-αＶ・αＨ・V(t)。
【００３０】ベースバンド信号の第２項は符号間干渉成
分となるが通常αＶとαＨは１より小さいためその成分
は無視する事ができる。またαＶとαＨが無視できない
ような場合では、等化器を併用することによりその符号
間干渉成分を取り除くことができる。
分となるが通常αＶとαＨは１より小さいためその成分
は無視する事ができる。またαＶとαＨが無視できない
ような場合では、等化器を併用することによりその符号
間干渉成分を取り除くことができる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常ＲＦ段
で使用されるローカル発振器は位相雑音成分が大きく、
周波数項を一定と考えた場合に位相項に時間変動成分が
発生する。受信リファレンス同期方式ではＶ偏波とＨ偏
波で異なるローカル発振器を使用しているため、共通リ
ファレンス発振器を用いることにより発振周波数につい
ては両者を一定にすることは可能であるが、それぞれの
ローカル発振器で発生する位相雑音成分は独立であり、
Ｖ偏波とＨ偏波のローカル位相差成分にも時間的変動項
が残ってしまう。
で使用されるローカル発振器は位相雑音成分が大きく、
周波数項を一定と考えた場合に位相項に時間変動成分が
発生する。受信リファレンス同期方式ではＶ偏波とＨ偏
波で異なるローカル発振器を使用しているため、共通リ
ファレンス発振器を用いることにより発振周波数につい
ては両者を一定にすることは可能であるが、それぞれの
ローカル発振器で発生する位相雑音成分は独立であり、
Ｖ偏波とＨ偏波のローカル位相差成分にも時間的変動項
が残ってしまう。
【００３２】この様な状況でＸＰＩＣが正常に動作する
ためには、ＸＰＩＣは単に交差偏波干渉成分：αＶの複
製を作るだけでなく、同時に時間的に変動するローカル
位相差：exp(j(θＨＲ-θＶＲ))に追随する動きも要求
される。
ためには、ＸＰＩＣは単に交差偏波干渉成分：αＶの複
製を作るだけでなく、同時に時間的に変動するローカル
位相差：exp(j(θＨＲ-θＶＲ))に追随する動きも要求
される。
【００３３】ところがＸＰＩＣはトランスバーサルフィ
ルタで構成されているため、時間的変動がない位相差に
対しては複製信号を作ることができるが、時間的に早く
変動する位相差に対して追随して十分な複製信号を作る
ことができない。これはタップ係数制御回路への要求さ
れるダイナミック特性に対して、回路が十分に対応でき
ないからである。また位相差への追随特性はトランスバ
ーサルフィルタのタップ係数が大きくなればそれだけ劣
化するので、交差偏波干渉が大きくなればそれだけ追随
特性の劣化が大きくなる。
ルタで構成されているため、時間的変動がない位相差に
対しては複製信号を作ることができるが、時間的に早く
変動する位相差に対して追随して十分な複製信号を作る
ことができない。これはタップ係数制御回路への要求さ
れるダイナミック特性に対して、回路が十分に対応でき
ないからである。また位相差への追随特性はトランスバ
ーサルフィルタのタップ係数が大きくなればそれだけ劣
化するので、交差偏波干渉が大きくなればそれだけ追随
特性の劣化が大きくなる。
【００３４】したがって、従来使用されている受信リフ
ァレンス同期式のＸＰＩＣシステムは、ローカル発振器
の位相雑音成分の増加によって交差偏波干渉補償能力が
劣化するという問題がある。
ァレンス同期式のＸＰＩＣシステムは、ローカル発振器
の位相雑音成分の増加によって交差偏波干渉補償能力が
劣化するという問題がある。
【００３５】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、受信
リファレンス同期方式のＸＰＩＣにおける自偏波と異偏
波のローカル位相雑音による交差偏波間干渉補償特性の
劣化を防止する手段を提供することにある。
リファレンス同期方式のＸＰＩＣにおける自偏波と異偏
波のローカル位相雑音による交差偏波間干渉補償特性の
劣化を防止する手段を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】交差偏波間干渉補償回路
（ＸＰＩＣ：Cross Polarization Interference Cancel
ler）にて交差偏波間干渉の除去を行うためには、干渉
が発生するＲＦ段での自偏波送信信号と異偏波干渉信号
との位相関係が、干渉除去を行うベースバンド段での自
偏波ベースバンド信号とベースバンドＸＰＩＣ参照信号
との位相関係と同一でなければならない。
（ＸＰＩＣ：Cross Polarization Interference Cancel
ler）にて交差偏波間干渉の除去を行うためには、干渉
が発生するＲＦ段での自偏波送信信号と異偏波干渉信号
との位相関係が、干渉除去を行うベースバンド段での自
偏波ベースバンド信号とベースバンドＸＰＩＣ参照信号
との位相関係と同一でなければならない。
【００３７】そこで本発明の交差偏波間干渉補償回路で
は、互いに直交する偏波のそれぞれの受信ローカル発振
器で発生する位相関係を検出するローカル位相差検出器
と、該ローカル位相差検出器で検出した位相差を補償す
る無限移相器（ＥＰＳ：Endless Phase Shifter）を装
備し、ＲＦ段での自偏波送信信号と異偏波干渉信号との
位相関係と干渉除去を行うベースバンド段での自偏波ベ
ースバンド信号とベースバンドＸＰＩＣ参照信号との位
相関係とが同一となるように、ＸＰＩＣに入力する以前
にＸＰＩＣ参照信号に存在する位相及び位相雑音成分を
補償したことを特徴とする。
は、互いに直交する偏波のそれぞれの受信ローカル発振
器で発生する位相関係を検出するローカル位相差検出器
と、該ローカル位相差検出器で検出した位相差を補償す
る無限移相器（ＥＰＳ：Endless Phase Shifter）を装
備し、ＲＦ段での自偏波送信信号と異偏波干渉信号との
位相関係と干渉除去を行うベースバンド段での自偏波ベ
ースバンド信号とベースバンドＸＰＩＣ参照信号との位
相関係とが同一となるように、ＸＰＩＣに入力する以前
にＸＰＩＣ参照信号に存在する位相及び位相雑音成分を
補償したことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
リファレンス同期を用いた受信ローカル同期方式の送受
信システムのブロック構成図である。図１において、Ｖ
／Ｈの送信データ信号は端子１／１’から変調器１１／
１１’にそれぞれ入力され、変調を受けた送信ＩＦ信号
は送信器１２／１２’でＲＦ信号に周波数変換され送信
アンテナ１３／１３’から放射される。
リファレンス同期を用いた受信ローカル同期方式の送受
信システムのブロック構成図である。図１において、Ｖ
／Ｈの送信データ信号は端子１／１’から変調器１１／
１１’にそれぞれ入力され、変調を受けた送信ＩＦ信号
は送信器１２／１２’でＲＦ信号に周波数変換され送信
アンテナ１３／１３’から放射される。
【００３９】Ｖ偏波の受信系において、Ｖ偏波送信器１
２から送信された送信信号１００とＨ偏波送信器１２’
から送信されＶ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０１’は、
空間上で結合され受信アンテナ１４にＶ偏波受信信号と
して入力する。Ｖ偏波受信信号は、共通リファレンス発
振器１７に同期する受信ローカル発振器１６よりの受信
ローカル信号を入力とする受信器１５で周波数変換され
Ｖ偏波受信ＩＦ信号１０２となる。
２から送信された送信信号１００とＨ偏波送信器１２’
から送信されＶ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０１’は、
空間上で結合され受信アンテナ１４にＶ偏波受信信号と
して入力する。Ｖ偏波受信信号は、共通リファレンス発
振器１７に同期する受信ローカル発振器１６よりの受信
ローカル信号を入力とする受信器１５で周波数変換され
Ｖ偏波受信ＩＦ信号１０２となる。
【００４０】同様にＨ偏波の受信系において、Ｈ偏波送
信器１２’から送信された送信信号１００’とＶ偏波送
信器１２から送信されＶ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０
１は、空間上で結合され受信アンテナ１４’にＨ偏波受
信信号として入力する。Ｈ偏波受信信号は、共通リファ
レンス発振器１７に同期する受信ローカル発振器１６’
よりのローカル信号を入力とする受信器１５’で周波数
変換されＨ偏波受信ＩＦ信号１０２’となる。
信器１２’から送信された送信信号１００’とＶ偏波送
信器１２から送信されＶ偏波へ漏れ込んだ干渉信号１０
１は、空間上で結合され受信アンテナ１４’にＨ偏波受
信信号として入力する。Ｈ偏波受信信号は、共通リファ
レンス発振器１７に同期する受信ローカル発振器１６’
よりのローカル信号を入力とする受信器１５’で周波数
変換されＨ偏波受信ＩＦ信号１０２’となる。
【００４１】また、ローカル位相差検出器１９はＶ偏波
及びＨ偏波の受信ローカル発振器１６，１６’からの受
信ローカル信号を入力とし、内蔵されたＰＬＬ回路で両
信号の位相差を検出し、ＥＰＳ制御信号１０３，１０
３’を出力する。
及びＨ偏波の受信ローカル発振器１６，１６’からの受
信ローカル信号を入力とし、内蔵されたＰＬＬ回路で両
信号の位相差を検出し、ＥＰＳ制御信号１０３，１０
３’を出力する。
【００４２】Ｖ偏波の復調系において、復調器１８はＶ
偏波受信ＩＦ信号１０２を復調する。またＨ偏波受信Ｉ
Ｆ信号１０２’は乗算器で周波数変換された後ＥＰＳ２
０に入力され、ローカル位相差検出器１９で検出した位
相差を補償するよう位相回転が施される。このＥＰＳ２
０の出力信号をＸＰＩＣ参照信号として交差偏波間干渉
補償を行い最終的に復調及び干渉補償を行った復調デー
タ信号を端子２から出力する。
偏波受信ＩＦ信号１０２を復調する。またＨ偏波受信Ｉ
Ｆ信号１０２’は乗算器で周波数変換された後ＥＰＳ２
０に入力され、ローカル位相差検出器１９で検出した位
相差を補償するよう位相回転が施される。このＥＰＳ２
０の出力信号をＸＰＩＣ参照信号として交差偏波間干渉
補償を行い最終的に復調及び干渉補償を行った復調デー
タ信号を端子２から出力する。
【００４３】同様にＨ偏波の復調系において、復調器１
８’はＨ偏波受信ＩＦ信号１０２’を復調する。またＶ
偏波受信ＩＦ信号１０２は乗算器で周波数変換された後
ＥＰＳ２０’に入力され、ローカル位相差検出器１９で
検出した位相差を補償するよう位相回転が施される。こ
のＥＰＳ２０’の出力信号をＸＰＩＣ参照信号として交
差偏波間干渉補償を行い最終的に復調及び干渉補償を行
った復調データ信号を端子２’から出力する。
８’はＨ偏波受信ＩＦ信号１０２’を復調する。またＶ
偏波受信ＩＦ信号１０２は乗算器で周波数変換された後
ＥＰＳ２０’に入力され、ローカル位相差検出器１９で
検出した位相差を補償するよう位相回転が施される。こ
のＥＰＳ２０’の出力信号をＸＰＩＣ参照信号として交
差偏波間干渉補償を行い最終的に復調及び干渉補償を行
った復調データ信号を端子２’から出力する。
【００４４】次に図２を用いて本発明の復調器１８，１
８’の詳細を説明する。
８’の詳細を説明する。
【００４５】端子３から入力した自偏波のＩＦ信号は、
一次キャリア発振器２１の出力である一次キャリア信号
１１１を用いて乗算器２２で周波数変換され、その後低
域ろ波器２３で高調波成分を除去され、さらにＡ／Ｄ変
換器２４で量子化されデジタル信号に変換される。
一次キャリア発振器２１の出力である一次キャリア信号
１１１を用いて乗算器２２で周波数変換され、その後低
域ろ波器２３で高調波成分を除去され、さらにＡ／Ｄ変
換器２４で量子化されデジタル信号に変換される。
【００４６】このデジタル信号と数値演算制御発振器
（ＮＣＯ）２５で生成した二次キャリア信号１１２とを
無限移相器２６に入力し周波数変換を行いベースバンド
信号を復調する。キャリア同期制御器２７は判定器２９
で生成した誤差信号を元に位相制御信号を作成し、ＮＣ
Ｏ２５で発生する二次キャリア信号の周波数制御を行
う。
（ＮＣＯ）２５で生成した二次キャリア信号１１２とを
無限移相器２６に入力し周波数変換を行いベースバンド
信号を復調する。キャリア同期制御器２７は判定器２９
で生成した誤差信号を元に位相制御信号を作成し、ＮＣ
Ｏ２５で発生する二次キャリア信号の周波数制御を行
う。
【００４７】また端子４から入力した異偏波の受信ＩＦ
信号は自偏波側と共通の一次キャリア信号１１１を用い
て乗算器２２’で周波数変換され、その後低域ろ波器２
３’で高調波成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器２４’で量
子化されデジタル信号に変換される。
信号は自偏波側と共通の一次キャリア信号１１１を用い
て乗算器２２’で周波数変換され、その後低域ろ波器２
３’で高調波成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器２４’で量
子化されデジタル信号に変換される。
【００４８】このデジタル信号は、ＥＰＳ制御信号１０
３に基づき位相回転を与える無限移相器２０に入力さ
れ、受信ローカル発振器１６、１６’で独立に発生する
位相雑音成分の差分が除去される。このデジタル信号は
更に自偏波側と共通のＮＣＯ２５で生成した二次キャリ
ア信号１１２と共に無限移相器２６’に入力し、周波数
変換されてＸＰＩＣ参照ベースバンド信号となる。
３に基づき位相回転を与える無限移相器２０に入力さ
れ、受信ローカル発振器１６、１６’で独立に発生する
位相雑音成分の差分が除去される。このデジタル信号は
更に自偏波側と共通のＮＣＯ２５で生成した二次キャリ
ア信号１１２と共に無限移相器２６’に入力し、周波数
変換されてＸＰＩＣ参照ベースバンド信号となる。
【００４９】このＸＰＩＣ参照ベースバンド信号とタッ
プ係数制御器３１で生成されたＸＰＩＣのタップ係数と
がトランスバーサルフィルタ３０の入力となり、空間で
受けた異偏波からの干渉成分の複製信号が生成される。
自偏波ベースバンド信号から異偏波干渉成分の複製信号
を加算器２８で取り除くことにより交差偏波干渉除去を
行うことができる。
プ係数制御器３１で生成されたＸＰＩＣのタップ係数と
がトランスバーサルフィルタ３０の入力となり、空間で
受けた異偏波からの干渉成分の複製信号が生成される。
自偏波ベースバンド信号から異偏波干渉成分の複製信号
を加算器２８で取り除くことにより交差偏波干渉除去を
行うことができる。
【００５０】図３は、本発明で用いるローカル位相差検
出器１９の詳細を示すブロック図である。
出器１９の詳細を示すブロック図である。
【００５１】図３において、端子７及び７’に入力する
Ｖ偏波及びＨ偏波の受信ローカル信号を乗算器５１に入
力し、その乗算結果を低域ろ波器５２を通過させること
により高調波成分を除去し、周波数差成分を導出する。
この信号をＡ／Ｄ変換器５３でデジタル信号に変換した
後、内蔵されたＮＣＯ５６で生成したローカル位相差信
号と位相比較器５４で位相比較を行い、ＮＣＯ５６の発
振周波数を制御する。
Ｖ偏波及びＨ偏波の受信ローカル信号を乗算器５１に入
力し、その乗算結果を低域ろ波器５２を通過させること
により高調波成分を除去し、周波数差成分を導出する。
この信号をＡ／Ｄ変換器５３でデジタル信号に変換した
後、内蔵されたＮＣＯ５６で生成したローカル位相差信
号と位相比較器５４で位相比較を行い、ＮＣＯ５６の発
振周波数を制御する。
【００５２】この結果、ＮＣＯ５６の出力であるローカ
ル位相差信号はＶ偏波とＨ偏波の受信ローカル信号位相
の差分成分に同期し、Ｖ偏波の無限移相器２０に対して
ＮＣＯの発振周波数に応じたＥＰＳ制御信号１０３を端
子８より出力する。またＨ偏波の無限移相器２０’に対
してはＥＰＳ制御信号１０３の位相回転方向を反転させ
た信号１０３’を端子８’より出力する。
ル位相差信号はＶ偏波とＨ偏波の受信ローカル信号位相
の差分成分に同期し、Ｖ偏波の無限移相器２０に対して
ＮＣＯの発振周波数に応じたＥＰＳ制御信号１０３を端
子８より出力する。またＨ偏波の無限移相器２０’に対
してはＥＰＳ制御信号１０３の位相回転方向を反転させ
た信号１０３’を端子８’より出力する。
【００５３】次に、本発明のＸＰＩＣシステムの動作に
ついて数式を用いて詳細に説明する。なお説明に当たっ
て以下の信号を定義する。 Ｖ偏波のベースバンド信号：V(t)=VＰ(t)+jVＱ(t)、（V
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、VＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｈ偏波のベースバンド信号：H(t)=HＰ(t)+jHＱ(t)、（H
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、HＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｖ偏波送信キャリア：cos(ωＶＴt+θＶＴ)、
（ωＶＴ：Ｖ偏波の送信キャリア周波数、θＶＴ：Ｖ偏
波の送信キャリア位相） Ｈ偏波送信キャリア：cos(ωＨＴt+θＨＴ)、
（ωＨＴ：Ｈ偏波の送信キャリア周波数、θＨＴ：Ｈ偏
波の送信キャリア位相）。
ついて数式を用いて詳細に説明する。なお説明に当たっ
て以下の信号を定義する。 Ｖ偏波のベースバンド信号：V(t)=VＰ(t)+jVＱ(t)、（V
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、VＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｈ偏波のベースバンド信号：H(t)=HＰ(t)+jHＱ(t)、（H
Ｐ(t)：Ｐｃｈ成分、HＱ(t)：Ｑｃｈ成分） Ｖ偏波送信キャリア：cos(ωＶＴt+θＶＴ)、
（ωＶＴ：Ｖ偏波の送信キャリア周波数、θＶＴ：Ｖ偏
波の送信キャリア位相） Ｈ偏波送信キャリア：cos(ωＨＴt+θＨＴ)、
（ωＨＴ：Ｈ偏波の送信キャリア周波数、θＨＴ：Ｈ偏
波の送信キャリア位相）。
【００５４】このときＶ偏波及びＨ偏波の送信信号V
ＴＸ(t)及びHＴＸ(t)は以下の式で表すことができる。 VＴＸ(t)=VＰ(t)・cos(ωＶＴt+θＶＴ)-VＱ(t)・sin(ωＶＴt+θＶＴ) =real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))] HＴＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))]。
ＴＸ(t)及びHＴＸ(t)は以下の式で表すことができる。 VＴＸ(t)=VＰ(t)・cos(ωＶＴt+θＶＴ)-VＱ(t)・sin(ωＶＴt+θＶＴ) =real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))] HＴＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))]。
【００５５】各偏波の送信信号が空間上でＨ偏波→Ｖ偏
波に係数αＶ及びＶ偏波→Ｈ偏波に係数αＨの関係で結
合すると仮定すると、Ｖ偏波及びＨ偏波の受信ＲＦ信号
VＲ Ｘ(t)及びHＲＸ(t)は以下の式で表すことができる。
なおこの結合量αＶ及びα Ｈが交差偏波間干渉に相当す
る。 VＲＸ(t)=real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))+αＶ・H(t)・exp(j(ωＨＴt+θ ＨＴ ))] HＲＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))+αＨ・V(t)・exp(j(ωＶＴt+θ ＶＴ ))]。
波に係数αＶ及びＶ偏波→Ｈ偏波に係数αＨの関係で結
合すると仮定すると、Ｖ偏波及びＨ偏波の受信ＲＦ信号
VＲ Ｘ(t)及びHＲＸ(t)は以下の式で表すことができる。
なおこの結合量αＶ及びα Ｈが交差偏波間干渉に相当す
る。 VＲＸ(t)=real[V(t)・exp(j(ωＶＴt+θＶＴ))+αＶ・H(t)・exp(j(ωＨＴt+θ ＨＴ ))] HＲＸ(t)=real[H(t)・exp(j(ωＨＴt+θＨＴ))+αＨ・V(t)・exp(j(ωＶＴt+θ ＶＴ ))]。
【００５６】それぞれの受信ＲＦ信号は、受信器におい
て以下の受信ローカル信号により周波数変換される。な
お共通のリファレンス信号に同期しているためそれぞれ
のローカル信号の周波数は同一で位相のみが独立であ
る。 Ｖ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＶＲ)、（ω
Ｒ：受信ローカル周波数、θＶＲ：Ｖ偏波の受信ローカ
ル位相） Ｈ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＨＲ)、（θ
ＨＲ：Ｈ偏波の受信ローカル位相）。
て以下の受信ローカル信号により周波数変換される。な
お共通のリファレンス信号に同期しているためそれぞれ
のローカル信号の周波数は同一で位相のみが独立であ
る。 Ｖ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＶＲ)、（ω
Ｒ：受信ローカル周波数、θＶＲ：Ｖ偏波の受信ローカ
ル位相） Ｈ偏波の受信ローカル信号：cos(ωＲt+θＨＲ)、（θ
ＨＲ：Ｈ偏波の受信ローカル位相）。
【００５７】ここでＶ偏波を自偏波とし、自偏波に着目
して展開を行う。自偏波の受信器を通過した受信ＩＦ信
号VＩＦ(t)及び異偏波の受信器を通過したＸＰＩＣ参照
ＩＦ信号VＩＸ(t)は以下の式で表すことができる。 VＩＦ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＶＲ)))+αＶ・H(t)・e xp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＶＲ)))] VＩＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＨＲ)))+αＨ・V(t)・e xp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＨＲ)))]。
して展開を行う。自偏波の受信器を通過した受信ＩＦ信
号VＩＦ(t)及び異偏波の受信器を通過したＸＰＩＣ参照
ＩＦ信号VＩＸ(t)は以下の式で表すことができる。 VＩＦ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＶＲ)))+αＶ・H(t)・e xp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＶＲ)))] VＩＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ)t+(θＨＴ-θＨＲ)))+αＨ・V(t)・e xp(j((ωＶＴ-ωＲ)t+(θＶＴ-θＨＲ)))]。
【００５８】復調器１８においては受信ＩＦ信号のキャ
リア周波数成分に内部の発振器の発振周波数を合わせる
キャリア同期再生を行うため、受信ＩＦ周波数と復調器
内部の発振周波数は等しくなり以下の式が成立する。 (ωＶＴ-ωＲ)=(ωＤ１+ωＤ2)、（ωＤ１：受信一次キ
ャリア周波数、ωＤ２：受信二次キャリア周波数） (θＶＴ-θＶＲ)=(θＤ１+θＤ２)、（θＤ１：受信一
次キャリア位相、θＤ２：受信二次キャリア位相）。
リア周波数成分に内部の発振器の発振周波数を合わせる
キャリア同期再生を行うため、受信ＩＦ周波数と復調器
内部の発振周波数は等しくなり以下の式が成立する。 (ωＶＴ-ωＲ)=(ωＤ１+ωＤ2)、（ωＤ１：受信一次キ
ャリア周波数、ωＤ２：受信二次キャリア周波数） (θＶＴ-θＶＲ)=(θＤ１+θＤ２)、（θＤ１：受信一
次キャリア位相、θＤ２：受信二次キャリア位相）。
【００５９】受信ＩＦ信号に対して復調操作の終わった
受信ベースバンド信号VＢＢ(t)は、以下の式で表すこと
ができる。 VＢＢ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θＶＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θ ＶＲ -θＤ１-θＤ２)))] =V(t)+real[αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))]。
受信ベースバンド信号VＢＢ(t)は、以下の式で表すこと
ができる。 VＢＢ(t)=real[V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θＶＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θ ＶＲ -θＤ１-θＤ２)))] =V(t)+real[αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))]。
【００６０】またローカル位相差検出器１９は、内蔵の
ＰＬＬ回路でローカル位相差信号を生成する。本回路で
生成されるローカル位相差信号は、exp(j(θＨＲ-θ
ＶＲ))で表される。
ＰＬＬ回路でローカル位相差信号を生成する。本回路で
生成されるローカル位相差信号は、exp(j(θＨＲ-θ
ＶＲ))で表される。
【００６１】上記ローカル位相差信号を元にＥＰＳ回路
２０で位相差の補償を行った結果、本発明のベースバン
ドＸＰＩＣ参照信号VＢＸ(t)は、以下の式で表すことが
できる。 VＢＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θＨＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＨ・V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θ ＨＲ -θＤ１-θＤ２)))]・exp(j(θＨＲ-θＶＲ)) =real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))+αＨ・V(t)。
２０で位相差の補償を行った結果、本発明のベースバン
ドＸＰＩＣ参照信号VＢＸ(t)は、以下の式で表すことが
できる。 VＢＸ(t)=real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＨＴ-θＨＲ-θ Ｄ１ -θＤ２)))+αＨ・V(t)・exp(j((ωＶＴ-ωＲ-ωＤ１-ωＤ2)t+(θＶＴ-θ ＨＲ -θＤ１-θＤ２)))]・exp(j(θＨＲ-θＶＲ)) =real[H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))+αＨ・V(t)。
【００６２】ベースバンドＸＰＩＣ参照信号を使用して
ＸＰＩＣが理想的に動作した場合はＸＰＩＣ複製信号V
ＸPIC(t)及びＸＰＩＣ応答は以下の式で表すことができ
る。 VＸPIC(t)=real[-αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))] -αＶ・αＨ・V(t) ＸＰＩＣ応答：-αＶ 本発明のＸＰＩＣ応答と上記従来のＸＰＩＣ応答を比較
すると、従来含まれていた時間変動を伴うローカル位相
差成分exp(j(θＨＲ-θＶＲ))が除かれていることが分
かる。
ＸＰＩＣが理想的に動作した場合はＸＰＩＣ複製信号V
ＸPIC(t)及びＸＰＩＣ応答は以下の式で表すことができ
る。 VＸPIC(t)=real[-αＶ・H(t)・exp(j((ωＨＴ-ωＶＴ)t+(θＨＴ-θＶＴ)))] -αＶ・αＨ・V(t) ＸＰＩＣ応答：-αＶ 本発明のＸＰＩＣ応答と上記従来のＸＰＩＣ応答を比較
すると、従来含まれていた時間変動を伴うローカル位相
差成分exp(j(θＨＲ-θＶＲ))が除かれていることが分
かる。
【００６３】ＸＰＩＣは一般に二次元のトランスバーサ
ルフィルタで構成されているため、位相成分を付加する
ことは問題ない。ところがこの位相成分が時間的に変動
する場合には、位相成分の変動に追随してトランスバー
サルフィルタのタップ係数を調整しなければならない。
このタップ係数は交差偏波間干渉量の増加に伴い大きく
なるため、位相調整もそれだけ困難になる。
ルフィルタで構成されているため、位相成分を付加する
ことは問題ない。ところがこの位相成分が時間的に変動
する場合には、位相成分の変動に追随してトランスバー
サルフィルタのタップ係数を調整しなければならない。
このタップ係数は交差偏波間干渉量の増加に伴い大きく
なるため、位相調整もそれだけ困難になる。
【００６４】このため、従来のＸＰＩＣでは位相雑音成
分の増加に伴い交差偏波間干渉補償特性が劣化していた
が、本発明のＸＰＩＣでは、位相差成分の時間変動は別
途設けられた無限移相器２０，２０’で補償されるた
め、ＸＰＩＣ応答の時定数は交差偏波間干渉の時間変動
成分に応じて最適に設定することができる。
分の増加に伴い交差偏波間干渉補償特性が劣化していた
が、本発明のＸＰＩＣでは、位相差成分の時間変動は別
途設けられた無限移相器２０，２０’で補償されるた
め、ＸＰＩＣ応答の時定数は交差偏波間干渉の時間変動
成分に応じて最適に設定することができる。
【００６５】図４は、本発明の他の実施形態を示す交差
偏波間干渉補償回路ブロック図である。本実施の形態
は、図１に示した実施形態から、受信ローカル信号用の
共通リファレンス発振器１７を取り除いた構成となって
いる。
偏波間干渉補償回路ブロック図である。本実施の形態
は、図１に示した実施形態から、受信ローカル信号用の
共通リファレンス発振器１７を取り除いた構成となって
いる。
【００６６】本実施の形態では、無限移相器４１は位相
雑音のみでなく各受信ローカルの周波数差まで追随する
能力が要求されるが、Ｖ偏波及びＨ偏波のローカル発振
器が独立に発振することにより回路構成の簡単化をはか
ることができる。またＶ偏波とＨ偏波の独立性を高める
ことにより、片偏波の保守を行う際や障害発生時の対応
が簡単化される。
雑音のみでなく各受信ローカルの周波数差まで追随する
能力が要求されるが、Ｖ偏波及びＨ偏波のローカル発振
器が独立に発振することにより回路構成の簡単化をはか
ることができる。またＶ偏波とＨ偏波の独立性を高める
ことにより、片偏波の保守を行う際や障害発生時の対応
が簡単化される。
【００６７】なおこの実施の形態においても、基本的な
動作は図１で説明した実施の形態と同様であり、相違点
は無限移相器３０の機能が位相差追随から周波数差追随
に拡張されることのみである。
動作は図１で説明した実施の形態と同様であり、相違点
は無限移相器３０の機能が位相差追随から周波数差追随
に拡張されることのみである。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、従来の受信リファレン
ス同期方式のＸＰＩＣにおいて問題となった自偏波と異
偏波のローカル位相雑音によるＸＰＩＣ特性の劣化を防
止することができる。
ス同期方式のＸＰＩＣにおいて問題となった自偏波と異
偏波のローカル位相雑音によるＸＰＩＣ特性の劣化を防
止することができる。
【００６９】また、リファレンス発振器をＶ偏波とＨ偏
波で独立とすることにより、さらに回路構成の簡素化及
び保守操作性の向上をはかることができる。
波で独立とすることにより、さらに回路構成の簡素化及
び保守操作性の向上をはかることができる。
【図１】本発明のリファレンス同期を用いた受信ローカ
ル同期方式の送受信システムを示すブロック構成図であ
る。
ル同期方式の送受信システムを示すブロック構成図であ
る。
【図２】本発明の復調器の詳細を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明で用いるローカル位相差検出器の詳細を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す交差偏波間干渉補
償回路ブロック図である。
償回路ブロック図である。
【図５】従来のリファレンス同期を用いた受信ローカル
同期方式の復調システム構成を示すブロック図である。
同期方式の復調システム構成を示すブロック図である。
【図６】従来の復調器の詳細を示すブロック図である。
１／１’ Ｖ／Ｈの送信データ信号 ２／２’ 復調データ信号 ３ 自偏波のＩＦ信号入力端子 ４ 異偏波のＩＦ信号入力端子 ５ 復調器出力端子 ７／７’ Ｖ／Ｈ偏波の受信ローカル信号 ８／８’ ＥＰＳ２０／２０’の制御端子 １１／１１’ Ｖ／Ｈ変調器 １２／１２’ Ｖ／Ｈ送信器 １３／１３’ Ｖ／Ｈ送信アンテナ １４／１４’ Ｖ／Ｈ受信アンテナ １５／１５’ Ｖ／Ｈ受信器 １６／１６’ Ｖ／Ｈ受信ローカル発振器 １７ 共通リファレンス発振器 １８／１８’ Ｖ／Ｈ復調器 １９ ローカル位相差検出器 ２０，２０’，２６，２６’ 無限移相器（ＥＰＳ：En
dless Phase Shifter） ２１ 一次キャリア発振器 ２２，２２’，５１ 乗算器 ２３，２３’，５２ 低域ろ波器 ２４，２４’，５３ Ａ／Ｄ変換器 ２５，５６ 数値演算制御発振器（ＮＣＯ：Numerical
Controlled Oscillator） ２７ キャリア同期制御器 ２８ 加算器 ２９ 判定回路 ３０ トランスバーサルフィルタ ３１ タップ係数制御回路 ５４ 移相比較器 ５５ ループフィルタ
dless Phase Shifter） ２１ 一次キャリア発振器 ２２，２２’，５１ 乗算器 ２３，２３’，５２ 低域ろ波器 ２４，２４’，５３ Ａ／Ｄ変換器 ２５，５６ 数値演算制御発振器（ＮＣＯ：Numerical
Controlled Oscillator） ２７ キャリア同期制御器 ２８ 加算器 ２９ 判定回路 ３０ トランスバーサルフィルタ ３１ タップ係数制御回路 ５４ 移相比較器 ５５ ループフィルタ
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに直交する２つの偏波を用いて伝送
された信号を受信する手段と、受信した各偏波の信号を
それぞれＩＦ信号に変換するための２つの受信ローカル
発振器と、変換された自偏波のＩＦ信号からベースバン
ド信号を復調する復調手段、変換された異偏波のＩＦ信
号を復調して異偏波からの干渉成分の複製信号を生成す
るＸＰＩＣ参照信号生成手段、及び前記ベースバンド信
号と前記異偏波からの干渉成分の複製信号とを加算する
ことにより交差偏波干渉成分を除去して復調信号を再生
する手段からなり、前記各偏波受信信号をそれぞれ復調
する２つの復調器と、を有する交差偏波間干渉補償回路
において、 前記２つの受信ローカル発振器から出力されるローカル
信号間の位相差を検出するローカル位相差検出器と、該
ローカル位相差検出器から出力される位相差信号によっ
て前記ベースバンド信号と前記各ＸＰＩＣ参照信号の位
相が同一となるように制御する位相制御手段とを備えた
ことを特徴とする交差偏波間干渉補償回路。 - 【請求項２】 前記ローカル位相差検出器は、前記２つ
の受信ローカル発振器から出力されるローカル信号間の
位相差を検出してその位相回転方向が互いに逆方向の関
係にある２つの位相差信号を出力するように構成され、
前記位相制御手段は、前記ローカル位相差検出器から出
力される前記２つの位相差信号を入力して前記各ＸＰＩ
Ｃ参照信号生成手段に入力される信号の位相をその移相
方向が互いに逆方向となるよう制御する２つの可変移相
器によって構成されていることを特徴とする請求項１記
載の交差偏波間干渉補償回路。 - 【請求項３】 前記２つの受信ローカル発振器は、共通
リファレンス発振器に接続されて同期がとられているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の交差偏波間干渉
補償回路。 - 【請求項４】 前記各復調器はそれぞれ、入力された自
偏波のＩＦ信号及び異偏波のＩＦ信号をそれぞれ更に周
波数変換する共通の一次キャリア発振器と、該周波数変
換された自偏波のＩＦ信号及び異偏波のＩＦ信号をそれ
ぞれ自偏波のデジタル信号及び異偏波のデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器と、前記自偏波のデジタル信号と
数値演算制御発振器で生成した二次キャリア信号を入力
してベースバンド信号を復調する第１の無限移相器と、
前記異偏波のデジタル信号と前記数値演算制御発振器で
生成した二次キャリア信号を入力してＸＰＩＣ参照信号
を生成する第２の無限移相器と、該ＸＰＩＣ参照信号を
入力して異偏波からの干渉成分の複製信号を生成するト
ランスバーサルフィルタと、前記ベースバンド信号と前
記異偏波からの干渉成分の複製信号を加算して交差偏波
干渉除去を行う加算器と、該加算器の出力を判定して復
調データを出力する判定回路と、該判定回路で生成した
誤差信号を元に位相制御信号を作成し、前記数値演算制
御発振器で発生する二次キャリア信号の周波数制御を行
うキャリア同期制御器と、前記判定回路で生成した誤差
信号を元にタップ係数制御信号を作成し、前記トランス
バーサルフィルタのタップ係数を制御するタップ係数制
御回路を備えており、前記可変移相器は、前記第２の無
限移相器の前段に接続された第３の無限移相器によって
構成されていることを特徴とする請求項２または３記載
の交差偏波間干渉補償回路。 - 【請求項５】 前記ローカル位相差検出器は、前記２つ
のローカル発振器の出力を乗算して周波数差信号を導出
する乗算器及び低域ろ波器と、該周波数差信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、ローカル位相差信号
を出力する数値制御発振器と、該数値制御発振器で生成
したローカル位相差信号と前記デジタル信号に変換され
た周波数差信号とを比較して差信号を出力する移相比較
器と、該差信号により前記前記数値制御発振器の発振周
波数を制御するループフィルタを備えていることを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の交差偏波間干渉
補償回路。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2000350876A JP3565160B2 (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 交差偏波間干渉補償回路 |
| EP01126597A EP1225711B1 (en) | 2000-11-17 | 2001-11-16 | Cross polarization interference canceller and method of canceling cross polarization interference |
| DE60141062T DE60141062D1 (de) | 2000-11-17 | 2001-11-16 | Kreuzpolarisationsinterferenzkompensator und Verfahren zur Kompensation der Kreuzpolarisationsinterferenz |
| US09/988,374 US7016438B2 (en) | 2000-11-17 | 2001-11-19 | Cross polarization interference canceller and method of canceling cross polarization interference |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000350876A JP3565160B2 (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 交差偏波間干渉補償回路 |
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|---|---|
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ID=18824027
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