JP2003298546A - 交差偏波干渉除去システム - Google Patents
交差偏波干渉除去システムInfo
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- H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
Abstract
場合、ハードウェアの大幅な追加を必要とすることな
く、交差偏波干渉に対して最良の干渉補償特性が得られ
るようにする。 【解決手段】 係数制御器68,78では、V偏波側、
H偏波側の各受信判定器66,76からの送信電力制御
情報に基づき、干渉補償器67,77で用いるタップ構
成のトランスバーサルフィルタに対する重み付け係数を
それぞれ制御する。干渉補償器67,77では、係数制
御器68,78からの重み付け係数に基づき、干渉補償
器67,77が持つ通常の補償範囲を制御して、干渉補
償量を調整する。
Description
システムに関し、特にマイクロ波通信の際に受信側で発
生する交差偏波干渉を除去する交差偏波干渉除去システ
ムに関するものである。
波(V偏波)および水平偏波(H偏波)を利用して2ル
ートのマイクロ波通信回線を構成する場合、フェージン
グ等の影響により受信側において交差偏波干渉が発生す
る。このような交差偏波干渉を除去するために、受信側
では受信状況に応じて送信電力制御情報を送信側へ通知
し、送信側ではこの送信電力制御情報に基づきV偏波お
よびH偏波の送信電力をそれぞれ制御するようにしてい
る。図7および図8は従来の交差偏波干渉除去システム
を示しており、図7は送信側、図8は受信側を示してい
る。
ず、受信判定器81,82はそれぞれV偏波の受信電力
の低下、H偏波の受信電力の低下を検出する。ここで、
受信判定器81,82が相互に信号を受け渡しすること
により、V,H偏波どちらかの受信電力が低下した場合
には、V,H偏波の両方を同時に送信電力の制御を行う
べく、送信器65−送受共用器51−アンテナ52−ア
ンテナ32−送受共用器31−受信器15のルート、あ
るいは送信器75−送受共用器51−アンテナ52−ア
ンテナ32−送受共用器31−受信器25のルートいず
れか(または双方)を通じて送信電力制御情報を通知
し、送信電力制御器41,42を同時制御することによ
りV,H偏波同時に電力制御がなされる。
うな従来の交差偏波干渉除去システムでは、送信電力を
両偏波で同時に制御しているため、交差偏波干渉に対し
て最良の干渉補償特性が得られないという問題点があっ
た。例えば、送信電力制御情報を交差偏波干渉除去に用
いていないため、V偏波あるいはH偏波のレベルの一方
が大きくなり、アンテナの交差偏波識別度が低下した状
態で交差偏波干渉量が大きくなった場合に、干渉補償器
の補償量が飽和して、システムの性能が十分発揮できな
い。また、片方の偏波のみの送信電力を上げる必要があ
る場合でも、両偏波の送信電力を上げる制御となり、装
置の消費電力が増大する。
ることも考えられるが、単に各偏波ごとに電力制御した
場合は、送信電力制御を行うことにより自らの交差偏波
干渉量を増大させる方向に動作する場合がある。本発明
はこのような課題を解決するためのものであり、送信電
力制御を交差偏波で独立して制御する場合、ハードウェ
アの大幅な追加を必要とすることなく、交差偏波干渉に
対して最良の干渉補償特性が得られる交差偏波干渉除去
システムを提供することを目的としている。
るために、本発明にかかる交差偏波干渉除去システム
は、受信側に、直交する2つの偏波の交差偏波成分をそ
れぞれ補償するための干渉補償信号を生成する干渉補償
器をそれぞれ有するとともに、干渉状況に応じて各偏波
での干渉補償特性がそれぞれ個別に向上するように各偏
波ごとに送信電力制御情報を生成して送信側に通知する
手段を備える交差偏波干渉除去システムであって、受信
側に、各偏波の送信電力制御情報に基づき自偏波の干渉
補償量を調整する干渉補償量調整手段を備えるものであ
る。
両偏波の受信レベル差に応じて発生しうる交差偏波干渉
量に対応する重み付け係数を各偏波の送信電力制御情報
に基づき生成して出力する係数制御器と、異偏波側の受
信出力を特定周波数成分でフィルタリングし、係数制御
器からの重み付け係数に応じたレベルでかつ干渉成分と
逆位相の補償用信号を出力する干渉補償器とから構成し
てもよい。
応じたタップ係数に基づき異偏波側の受信出力をフィル
タリングするトランスバーサルフィルタと、重み付け係
数に応じてタップ係数の値を増減することによりトラン
スバーサルフィルタから出力される補償用信号のレベル
を調整する重み付け回路とを設けてもよい。あるいは、
干渉補償器に、異偏波側の受信出力を特定周波数成分で
フィルタリングするフィルタと、重み付け係数に基づき
フィルタの出力を増減することによりフィルタから出力
される補償用信号のレベルを調整する重み付け回路とを
設けてもよい。
て図面を参照して説明する。図1および図2は本発明の
一実施の形態にかかる交差偏波干渉除去システムの構成
を示すブロック図であり、図1は送信側、図2は受信側
を示している。この交差偏波干渉除去システムは、互い
に直行する垂直偏波(V偏波)および水平偏波(H偏
波)を利用して、2つのルートでマイクロ波通信を行
う。なお、前述した図7,8と同じまたは同等部分には
同一符号を付してある。
成として、変調器(MOD)11、可変減衰器(AT
T)12、送信器(TX)13、送信電力制御器14、
受信器15が設けられている。また、H偏波側の構成と
して、変調器(MOD)21、可変減衰器(ATT)2
2、送信器(TX)23、送信電力制御器24、受信器
25が設けられている。また、V偏波側およびH偏波側
で共用する構成として、送受共用器31およびアンテナ
32が設けられている。
ンド信号10およびH偏波入力ベースバンド信号20を
それぞれ変調する。可変減衰器12,22は、変調器1
1,21の出力レベルをそれぞれ制御する。送信器1
3,23は、可変減衰器12,22の出力をそれぞれ所
定の送信周波数の信号に変換してV偏波およびH偏波送
信信号として出力する。送受共用器31は、送信器1
3,23からのV偏波送信信号とH偏波送信信号とをア
ンテナ32を介して対向局(受信側)へ送信するととも
に対向局からの信号をアンテナ32を介して受信し分離
する。受信器15,25は、送受共用器31で分離され
た信号から対向局(受信側)からの送信電力制御情報を
復調する。送信電力制御器14,24は、復調された送
信電力制御情報に基づき可変減衰器12,22をそれぞ
れ制御することによりV偏波およびH偏波の送信レベル
を制御する。
側およびH偏波側で共用する構成として、送受共用器5
1およびアンテナ52が設けられている。また、V偏波
側の構成として、受信器(RX)61、復調器(DE
M)62、適応型等化器63、加算器64、送信器6
5、受信判定器66、干渉補償器67および係数制御器
68が設けられている。また、H偏波側の構成として、
受信器(RX)71、復調器(DEM)72、適応型等
化器73、加算器74、送信器75、受信判定器76、
干渉補償器77および係数制御器78が設けられてい
る。
対向局(送信側)からの信号を受信して分離出力すると
ともに、送信器65,75からの信号(送信電力制御情
報)をアンテナ52を介して対向局(送信側)へ送出す
る。受信器61,71は、送受共用器51から分離出力
されたV偏波およびH偏波の受信信号を中間周波信号に
それぞれ変換する。復調器62,72は、受信器61,
71の出力を復調してそれぞれ出力する。適応型等化器
63,73は、復調器62,72の出力から伝搬路上の
歪み成分を除去する。
8,78からの重み付け係数に基づき異偏波側の受信器
71,61の出力を特定周波数成分でフィルタリング
し、干渉成分と同レベルでかつ逆位相の補償用信号を出
力する。加算器64,74は、適応型等化器63,73
の出力信号に干渉補償器67,77で生成された干渉補
償信号をそれぞれ加算することにより交差偏波干渉成分
を除去し、V偏波復調ベースバンド信号60およびH偏
波復調ベースバンド信号70としてそれぞれ出力する。
1で検出された受信レベルと所定のスレッショルドレベ
ル(しきい値)とを比較判定し、その判定結果に基づき
送信側電力の上昇/低下を指示するための送信電力制御
情報を出力する。送信器65,75は、受信判定器6
6,7から出力される送信電力制御情報を送受共用器5
1およびアンテナ52を介して対向局(送信側)へ送出
する。係数制御器68,78は、受信判定器66,76
の双方から得られた送信電力制御情報に基づき干渉補償
器67,77へ出力する重み付け係数を生成して出力す
る。これら、係数制御器68,78および干渉補償器6
7,77により、干渉補償量調整手段が構成される。
の形態にかかる交差偏波干渉除去システムの動作につい
て説明する。まず、送信側(図1参照)において、変調
器11,21では、入力ベースバンド信号10,20を
直交多値変調などの変調を行い、中間周波帯の信号に変
換する。そしてこの信号は、可変減衰器12,22を通
過して送信器13,23により無線周波数帯の信号に変
換され、送受共用器31を通過した後にアンテナ32に
てV偏波、H偏波の無線出力としてそれぞれ送信され
る。
波、H偏波それぞれの成分がアンテナ52で受信された
後、送受共用器51でV偏波、H偏波の受信信号に分離
され、受信器61,71で増幅されるとともに中間周波
数帯の信号に変換される。受信器61,71からの出力
は、復調器62,72に入力されて受信信号のディジタ
ル判定を行った後、適応型等化器63,73に入力され
て伝搬路上の歪み成分が除去される。そして、加算器6
4,74で交差偏波の干渉成分が除去され、復調ベース
バンド信号60,70として出力される。
る。受信側の受信器61,71では、受信信号の受信レ
ベル検出を行う。検出された信号は受信判定器66,7
6にて特定のスレッショルドレベルと比較され、送信側
の電力を上昇あるいは低下する制御信号が生成される。
送信器65,75はこの制御信号を無線区間に送出する
ための変調を行い、送受共用器51を通じてアンテナ5
2から送信電力を制御するための信号を送信する。送信
側のアンテナ32で受信された信号は、送受共用器31
を通してV偏波、H偏波の各受信器15,25に入力さ
れ、送信電力制御器14,24に制御信号を送出する。
送信電力制御器14,24は受信された送信電力制御の
信号内容に基づき、送信側の可変減衰器12,22の減
衰量を変更し、送信電力の制御動作が行われる。
する。受信側の受信器61,71の受信信号は、自偏波
(受信信号)の他に異偏波側にも送信電力の干渉補償用
の参照信号として送出される。この参照信号は異偏波側
の干渉補償器77,67で特定周波数成分のフィルタリ
ングがなされ、干渉成分と同レベルかつ逆位相の補償用
信号が生成される。この補償用信号を加算器64,74
で主信号成分と加算することにより、主信号成分に含ま
れる干渉成分が補償用信号によりキャンセルされ、交差
偏波干渉成分のない信号が得られる。
側、H偏波側の各受信判定器66,76からの送信電力
制御情報に基づき、干渉補償器67,77で用いるタッ
プ構成のトランスバーサルフィルタに対する重み付け係
数を制御する。干渉補償器67,77は、係数制御器6
8,78からの重み付け係数に基づき、干渉補償器6
7,77が持つ通常の補償範囲を制御して、干渉補償量
を調整する。
電力制御において、V,H両偏波の受信レベルが異なる
場合に発生しうる交差偏波干渉量に応じて係数制御器6
8,78で重み付け係数を制御し、干渉補償器67,7
7でその重み付け係数に基づき干渉補償量を調整するよ
うにしたので、V偏波、H偏波を独立に電力制御する
際、交差偏波干渉に対して最良の干渉補償特性が得られ
る。また、係数制御器68,78の追加および干渉補償
器67,77への若干の変更からなる干渉補償量調整手
段という、受信側だけの比較的小規模なハードウェアで
済み、送信電力制御を交差偏波で独立して制御する場
合、ハードウェアの大幅な追加を必要とすることなく実
現できる。
波を用いる伝送は、片偏波のみの既設システムに対する
増設システムとして両偏波伝送を行う用途が多く、既設
ハードウェアに容易に増設できるという点では、送信電
力制御を両偏波独立に動作させることが最も簡便な方法
である。従来の交差偏波干渉除去システム(図7,8参
照)では、V偏波、H偏波の送信電力制御を、両偏波同
時に動作するように連携させる必要があり、予めV偏
波、H偏波両方のハードウェアを動作連携可能なように
作り込んでおく必要がある。これに対し、本実施の形態
によれば、送信電力制御情報を用いるだけで、両偏波独
立の送信電力制御を、交差偏波干渉能力が飽和しない状
態で用いることができる。
について説明する。降雨減衰などの影響により、V偏波
とH偏波に空間伝搬における減衰量に差があるときを仮
定する。一般に、降雨減衰時はV偏波の減衰量がH偏波
の減衰量より大きいことが確認されている。受信側にお
いて、V偏波の受信器61は、受信レベルの検出を行
い、受信レベル低下を示す信号を受信判定器66に送出
するとともに、V偏波側の送信電力を上げるべく送信器
65に対して送信電力制御情報を送出する。これによ
り、送受共用器51,アンテナ52,32,受信器1
5,送信電力制御器14を経て可変減衰器12に減衰量
を変更する信号が通知され、結果的にV偏波側の送信電
力が増加する。
の受信判定器66から受信レベル「低下」すなわち送信
電力を「大」にする制御信号が入力される。また、H偏
波側の受信判定器76からの入力としては受信レベル
「標準」すなわち送信電力「中」とする制御信号が入力
される。係数制御器68,78は、図3で示されるよう
な受信判定器66,76の入力にしたがって係数を制御
する係数変換テーブル(変換機能)を持ち、例えばこの
場合、V偏波側の係数制御器68はV偏波(自偏波)
「大」、H偏波(異偏波)「中」の入力結果から、重み
付け係数を1/2倍に設定し、H偏波側の係数制御器7
8はH偏波(自偏波)「中」、V偏波(異偏波)「大」
の入力結果から、重み付け係数を2倍に設定する係数制
御を行う。
のレベルが高く、H偏波のレベルが標準であることによ
り、交差偏波干渉量に関しては必然的にH偏波側が大き
くなって劣化し、またV偏波側は小さくなり改善され
る。このようにして干渉量の変動に応じた干渉補償制御
がなされるように動作する。また係数制御器68,78
による係数制御は、公知技術であるタップ構成トランス
バーサルフィルタの各タップのタップ係数を2倍(2進
数の演算で1ビット上位にシフト)または1/2倍(2
進数演算で1ビット下位にシフト)することで容易に実
現できる。
は係数を2倍に設定することで干渉補償器67は通常の
2倍の補償範囲を持ち、交差偏波干渉に対する補償量絶
対値が増加する。また、V偏波の係数制御器78の係数
を1/2にすることで干渉補償器77は通常の1/2倍
の補償範囲を持つが、補償量の絶対範囲を必要十分に小
さくしながらその範囲内できめ細かい制御を行う。な
お、簡単のため係数制御器の入力側をV,H偏波それぞ
れ制御範囲3値、また出力も3値(入力は「大」,
「中」,「小」、出力は2倍、等倍、1/2倍)で示し
たが、ROMなどの変換テーブルを使用して複数ビット
のアドレス入力に対する複数ビットの出力結果を用いる
ことにより、細かいステップの送信電力制御情報に基づ
いて、より細かいステップで係数制御を行うことが可能
である。
を示す。この干渉補償器67,77は、受信器61,7
1の受信出力を順次遅延させる遅延回路(D)91、こ
れら遅延回路91からのタップ出力と干渉補償器67,
77内で生成されたタップ係数とを乗算する乗算器9
2、および各乗算器92の出力を合成する合成回路93
を有するトランスバーサルフィルタ90と、ビットシフ
ト回路などを用いて係数制御器68からの重み付け係数
(×N)に基づき各タップ係数の制御を行う重み付け回
路94とから構成されている。係数制御器68,78か
らの重み付け係数に基づき重み付け回路94で各タップ
係数が一律に増減されて、干渉補償器67,77での干
渉補償範囲が適切に制御され、干渉補償量が最適な値に
調整される。なお、複数タップのトランスバーサルフィ
ルタは公知技術であり詳細な説明は省略する。
を示す。前述の図5では、係数制御器68,78からの
重み付け係数(×N)により干渉補償器67,77内で
タップ係数の重み付け制御を行う構成について説明し
た。ここでは、トランスバーサルフィルタ90の出力段
に重み付け回路95を設け、合成回路93からの干渉補
償器出力を係数制御器68,78からの重み付け係数で
増減している。これにより、干渉補償器出力が圧縮ある
いは伸長されて干渉補償範囲が適切に制御され、干渉補
償量が最適な値に調整される。この構成によれば、タッ
プ係数ごとに係数を変更する必要が生じないので、構成
されるタップ数が多い場合は回路規模を低減できる。
に、直交する2つの偏波の交差偏波成分をそれぞれ補償
するための干渉補償信号を生成する干渉補償器をそれぞ
れ有するとともに、干渉状況に応じて各偏波での干渉補
償特性がそれぞれ個別に向上するように各偏波ごとに送
信電力制御情報を生成して送信側に通知する手段を備え
る交差偏波干渉除去システムであって、受信側に、各偏
波の送信電力制御情報に基づき自偏波の干渉補償量を調
整する干渉補償量調整手段を備え、送信電力制御におい
て、V,H両偏波の出力電力レベルが異なる場合に発生
しうる交差偏波干渉量を予め検知して干渉補償量を調整
するようにしたので、受信側だけの干渉補償量調整手段
という比較的小規模なハードウェアで実現でき、送信電
力制御を交差偏波で独立して制御する場合、ハードウェ
アの大幅な追加を必要とすることなく、交差偏波干渉に
対して最良の干渉補償特性が得られる。
除去システムの構成(送信側)を示すブロック図であ
る。
除去システムの構成(受信側)を示すブロック図であ
る。
説明図である。
信側)を示すブロック図である。
信側)を示すブロック図である。
器(MOD)、12,22…可変減衰器(ATT)、1
3,23…送信器(TX)、14,24…送信電力制御
器、15,25…受信器、31,51…送受共用器、3
2,52…アンテナ、60,70…復調ベースバンド信
号、61,71…受信器(RX)、62,72…復調器
(DEM)、63,73…適応型等化器、64,74…
加算器、65,75…送信器、66,76…受信判定
器、67,77…干渉補償器、68,78…係数制御
器、90…トランスバーサルフィルタ、94,95…重
み付け回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 受信側に、直交する2つの偏波の交差偏
波成分をそれぞれ補償するための干渉補償信号を生成す
る干渉補償器をそれぞれ有するとともに、干渉状況に応
じて各偏波での干渉補償特性がそれぞれ個別に向上する
ように各偏波ごとに送信電力制御情報を生成して送信側
に通知する手段を備える交差偏波干渉除去システムであ
って、 受信側に、前記各偏波の送信電力制御情報に基づき自偏
波の干渉補償量を調整する干渉補償量調整手段を備える
ことを特徴とする交差偏波干渉除去システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の交差偏波干渉除去システ
ムにおいて、 前記干渉補償量調整手段は、前記両偏波の受信レベル差
に応じて発生しうる交差偏波干渉量に対応する重み付け
係数を前記各偏波の送信電力制御情報に基づき生成して
出力する係数制御器と、異偏波側の受信出力を特定周波
数成分でフィルタリングし、前記係数制御器からの重み
付け係数に応じたレベルでかつ干渉成分と逆位相の補償
用信号を出力する干渉補償器とからなることを特徴とす
る交差偏波干渉除去システム。 - 【請求項3】 請求項2記載の交差偏波干渉除去システ
ムにおいて、 前記干渉補償器は、交差偏波干渉量に応じたタップ係数
に基づき異偏波側の受信出力をフィルタリングするトラ
ンスバーサルフィルタと、前記重み付け係数に応じて前
記タップ係数の値を増減することにより前記トランスバ
ーサルフィルタから出力される補償用信号のレベルを調
整する重み付け回路とを有することを特徴とする交差偏
波干渉除去システム。 - 【請求項4】 請求項2記載の交差偏波干渉除去システ
ムにおいて、 前記干渉補償器は、異偏波側の受信出力を特定周波数成
分でフィルタリングするフィルタと、前記重み付け係数
に基づき前記フィルタの出力を増減することにより前記
フィルタから出力される補償用信号のレベルを調整する
重み付け回路とを有することを特徴とする交差偏波干渉
除去システム。
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