JP2018160753A - 無線通信装置及び遅延処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＸＰＩＣの動作状態に応じて自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差を最適に調整できる無線通信装置及び遅延処理方法を提供する。【解決手段】第１の偏波及び第２の偏波を用いて情報を送受信する無線通信装置であって、第２の偏波の受信信号の遅延単位である調整幅及び第２の偏波の受信信号の総遅延時間である遅延量を決定する遅延時間調整回路と、調整幅及び遅延量に基づいて第２の偏波の受信信号を遅延させる遅延回路と、第１の偏波の受信信号に含まれる干渉成分を除去する交差偏波間干渉補償器と、干渉成分が除去された第１の偏波の受信信号からそのＣＮＲを算出し、推定ＣＮＲとして出力する識別器とを有し、遅延時間調整回路は、予め設定された複数の調整幅のうち、推定ＣＮＲの値に応じて前記調整幅を選択する。【選択図】図１１

Description

本発明は無線通信装置及びその遅延処理方法に関する。

デジタルマイクロ波通信では、同一周波数帯であり、互いに直交する２つの偏波面から成るＶ（Vertical：垂直）偏波とＨ（Horizontal：水平）偏波とを利用して情報を送受信する偏波多重伝送方式が用いられる。そのため、デジタルマイクロ波通信用の無線通信装置には、Ｖ偏波用のアンテナ及び回路と、Ｈ偏波用のアンテナ及び回路とをそれぞれ備えている。これらＶ偏波用のアンテナ及び回路とＨ偏波用のアンテナ及び回路とは同じ構成であり、動作も同じである。以下では、Ｖ偏波またはＨ偏波を特に指定しない場合、１組のアンテナ及び回路において処理対象となる第１の偏波を「自偏波」と称し、第２の偏波を「異偏波」と称す。

偏波多重伝送方式では、２つの偏波面の直交関係がずれていると、自偏波の受信信号に対して異偏波の受信信号が漏れ込み、該異偏波の受信信号が自偏波の干渉成分となることでＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）が劣化する。
この干渉成分を除去する手段としては、ＸＰＩＣ（Cross Polarization Interference Canceller：交差偏波間干渉補償器）がある。ＸＰＩＣは、異偏波の受信信号から干渉レプリカ信号を生成し、自偏波の受信信号から干渉レプリカ信号を減算することで、自偏波の信号に含まれる干渉成分を除去する回路である。ＸＰＩＣについては、例えば特許文献１及び２にも記載されている。

特開２００１−０６０９０４号公報 特開２０１６−０４６６８９号公報

上述したＸＰＩＣでは、干渉レプリカ信号の生成時、自偏波の受信信号の遅延時間と、異偏波の受信信号の遅延時間とが一致するように、自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差を調整する必要がある。
上記特許文献１には、回路動作に用いるクロックの１／４周期の時間単位で異偏波の受信信号の遅延時間を調整することが記載されている。

ところで、ＸＰＩＣは、動作が安定している状態において、遅延時間差が動的に変動した場合は、該ＸＰＩＣの動作の安定性を維持できるように、例えば異偏波の受信信号の遅延時間を徐々に変更する必要がある。
また、無線通信装置の初期起動時や自偏波の受信信号が復調できない状態では、自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差が大きく、ＸＰＩＣの動作が不安定となる。その場合、異偏波の受信信号の遅延時間を大きく変更させて、自偏波の受信信号の遅延時間と異偏波の受信信号の遅延時間とを短い時間で一致させることが好ましい。

しかしながら、特許文献１は、ＸＰＩＣの動作状態に応じた自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差の最適な調整方法を何も示していない。
一方、特許文献２には、推定したＣＮＲから異偏波に起因する干渉成分の有無を判定することが記載されているが、遅延時間を調整するための手法は何も示していない。

本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、交差偏波間干渉補償器の動作状態に応じて自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差を最適に調整できる無線通信装置及びその遅延処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の無線通信装置は、同一周波数帯であり、互いに直交する第１の偏波及び第２の偏波を用いて情報を送受信する無線通信装置であって、
所定の周期毎に前記第２の偏波の受信信号を遅延させる時間幅の単位である調整幅、並びに前記調整幅単位で遅延させた前記第２の偏波の受信信号の総遅延時間である遅延量を決定する遅延時間調整回路と、
前記遅延時間調整回路が決定した前記調整幅及び前記遅延量に基づいて前記第１の偏波の受信信号に対して前記第２の偏波の受信信号を遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路の出力信号から前記第２の偏波の受信信号の周波数特性を示す干渉レプリカ信号を生成し、前記第１の偏波の受信信号から前記干渉レプリカ信号を減算することで、前記第１の偏波の受信信号に含まれる干渉成分を除去する交差偏波間干渉補償器と、
前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号を復調し、該復調結果を復調信号として出力し、前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号から前記第１の偏波の受信信号のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を算出し、前記遅延時間調整回路へ推定ＣＮＲとして出力する識別器と、
を有し、
前記遅延時間調整回路は、
予め設定された複数の前記調整幅のうち、前記推定ＣＮＲの値に応じて前記調整幅を選択する構成である。

一方、本発明の遅延処理方法は、同一周波数帯であり、互いに直交する第１の偏波及び第２の偏波を用いて情報を送受信する無線通信装置の遅延処理方法であって、
所定の周期毎に前記第２の偏波の受信信号を遅延させる時間幅の単位である調整幅及び前記調整幅単位で遅延させた前記第２の偏波の受信信号の総遅延時間である遅延量を決定する遅延時間調整工程と、
前記遅延時間調整工程で決定した前記調整幅及び前記遅延量に基づいて前記第１の偏波の受信信号に対して前記第２の偏波の受信信号を遅延させる遅延工程と、
前記遅延工程の遅延された信号から前記第２の偏波の受信信号の周波数特性を示す干渉レプリカ信号を生成し、前記第１の偏波の受信信号から前記干渉レプリカ信号を減算することで、前記第１の偏波の受信信号に含まれる干渉成分を除去する交差偏波間干渉補償工程と、
前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号を復調し、該復調結果を復調信号として出力し、前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号から前記第１の偏波の受信信号のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を算出し、前記遅延時間調整工程へ推定ＣＮＲとして出力する識別工程と、
を有し、
前記遅延時間調整工程では、
予め設定された複数の前記調整幅のうち、前記推定ＣＮＲの値に応じて前記調整幅を選択する方法である。

本発明によれば、交差偏波間干渉補償器の動作状態に応じて自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差を最適に調整できる。

本発明の無線通信システムの一構成例を示すブロック図である。 図１に示した送信側無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。 図１に示した受信側無線通信装置の一構成例を示しブロック図である。 図３に示した遅延調整及びＸＰＩＣ部の一構成例を示すブロック図である。 図４に示した遅延時間調整回路の一構成例を示すブロック図である。 図４に示したＤｅｌａｙ回路の一構成例を示すブロック図である。 図４に示すタップ係数生成部が生成するタップ係数と遅延判定回路が備える閾値との関係の一例を示すグラフである。 図４に示すタップ係数生成部が生成するタップ係数と遅延判定回路が備える閾値との関係の一例を示すグラフである。 図４に示すタップ係数生成部が生成するタップ係数と遅延判定回路が備える閾値との関係の一例を示すグラフである。 図４に示すタップ係数生成部が生成するタップ係数と遅延判定回路が備える閾値との関係の一例を示すグラフである。 本発明の無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。

次に本発明について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の無線通信システムの一構成例を示すブロック図である。
図１で示すように、本発明の無線通信システムは、送信装置及び受信装置の機能を備えた２台の無線通信装置を有し、一方の無線通信装置が送信装置として動作し、他方の無線通信装置が受信装置として動作する構成である。以下では、送信装置として動作する無線通信装置を送信側無線通信装置１００と称し、受信装置として動作する無線通信装置を受信側無線通信装置２００と称す。
送信側無線通信装置１００は、Ｖ偏波用のアンテナ１０１と、Ｈ偏波用のアンテナ１０２とを備え、アンテナ１０１からＶ偏波のＲＦ（Radio Frequency）信号を送信し、アンテナ１０２からＨ偏波のＲＦ信号を送信する。受信側無線通信装置２００は、Ｖ偏波用のアンテナ２０１と、Ｈ偏波用のアンテナ２０２とを備え、アンテナ２０１及び２０２は、自偏波と異偏波とが合成されたＲＦ信号をそれぞれ受信する。

図２は、図１に示した送信側無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。
図２で示すように、送信側無線通信装置１００は、ＭＯＤ１０３及び１０４、Ｔ_Ｘ１０５及び１０６、並びにアンテナ１０１及び１０２を有する。
ＭＯＤ１０３、Ｔ_Ｘ１０５及びアンテナ１０１はＶ偏波の信号送信に用いられ、ＭＯＤ１０４、Ｔ_Ｘ１０６及びアンテナ１０２はＨ偏波の信号送信に用いられる。Ｖ偏波及びＨ偏波の信号に対するＭＯＤ１０３及び１０４、Ｔ_Ｘ１０５及び１０６、並びにアンテナ１０１及び１０２の動作は同じである。そのため、以下では、ＭＯＤ１０３、Ｔ_Ｘ１０５及びアンテナ１０１の動作のみを説明し、ＭＯＤ１０４、Ｔ_Ｘ１０６及びアンテナ１０２の動作の説明は省略する。

ＭＯＤ１０３には、不図示の信号処理回路からＶ偏波のベースバンド信号が入力される。ベースバンド信号は、例えばＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）変調方式にしたがってデータがＩＱ平面上にマッピングされた信号である。ＩＱ平面における「Ｉ」とは同相（In-phase）成分を示し、「Ｑ」とは直交位相（Quadrature）成分を示す。
ＭＯＤ１０３は、入力されたベースバンド信号を直交変調し、ＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換してＴ_Ｘ１０５へ出力する。
Ｔ_Ｘ１０５は、ＭＯＤ１０３から出力されたＩＦ信号をＲＦ（Radio Frequency）信号に変換し、増幅してアンテナ１０１からＶ偏波のＲＦ信号として送信する。

図３は、図１に示した受信側無線通信装置の一構成例を示しブロック図である。
図３で示すように、受信側無線通信装置２００は、ＤＥＭ２０３及び２０６、ＸＤＥＭ２０４及び２０５、Ａ／Ｄ２０７〜２１０、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１及び２１２、並びに温度センサ２１３を有する。

ＤＥＭ２０３、ＸＤＥＭ２０４、Ａ／Ｄ２０７及び２０８、並びに遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１は、アンテナ２０１で受信した、Ｖ偏波とＨ偏波とが合成された信号から、干渉成分であるＨ偏波の信号成分を除去してＶ偏波の復調信号を出力する。
ＤＥＭ２０６、ＸＤＥＭ２０５、Ａ／Ｄ２０９及び２１０、並びに遅延調整及びＸＰＩＣ部２１２は、アンテナ２０２で受信した、Ｈ偏波とＶ偏波とが合成された信号から、干渉成分であるＶ偏波の信号成分を除去してＨ偏波の復調信号を出力する。
復調信号は不図示の信号処理回路に供給されてデータが再生される。
温度センサ２１３は、受信側無線通信装置２００の内部温度を測定し、該内部温度を示す温度情報を出力する。

Ｖ偏波及びＨ偏波の信号に対するＤＥＭ２０３及び２０６、ＸＤＥＭ２０４及び２０５、並びにＡ／Ｄ２０７〜２１０の動作は同じであり、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１及び２１２の構成及び動作は同じである。そのため、以下では、ＤＥＭ２０３、ＸＤＥＭ２０４、並びにＡ／Ｄ２０７及び２０８の動作と、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１の構成及び動作を説明する。ＤＥＭ２０６、ＸＤＥＭ２０５、並びにＡ/Ｄ２０９及び２１０の動作と、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１２の構成及び動作については、その説明を省略する。

図３に示すＤＥＭ２０３には、アンテナ２０１から自偏波であるＶ偏波と異偏波であるＨ偏波とが合成されたＲＦ信号が入力される。ＤＥＭ２０３は、入力されたＲＦ信号を増幅し、ＩＦ信号に変換する。Ａ／Ｄ２０７は、ＤＥＭ２０３から出力されたＩＦ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル信号として出力する。

ＸＤＥＭ２０４には、アンテナ２０２で受信した、自偏波であるＨ偏波と異偏波であるＶ偏波とが合成されたＲＦ信号が入力される。ＸＤＥＭ２０４は、入力されたＲＦ信号を増幅し、ＩＦ信号に変換する。Ａ／Ｄ２０８は、ＸＤＥＭ２０４から出力されたＩＦ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル信号として出力する。

遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１は、Ａ／Ｄ２０７から出力された自偏波のＩＦ信号（デジタル信号）と、Ａ／Ｄ２０８から出力された異偏波のＩＦ信号（デジタル信号）との相対的な遅延時間差を計測する。また、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１は、該遅延時間差の計測結果に基づいて異偏波信号を遅延させ、自偏波信号と異偏波信号の遅延時間を一致させ、上記ＸＰＩＣの機能を用いて自偏波のＩＦ信号から干渉成分を除去する。さらに、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１は、干渉成分を除去した自偏波のＩＦ信号を復調し、該復調結果を復調信号として出力する。なお、以下では自偏波のＩＦ信号（デジタル信号）を単に自偏波信号と称し、異偏波のＩＦ信号（デジタル信号）を単に異偏波信号と称す。

図４は、図３に示した遅延調整及びＸＰＩＣ部の一構成例を示すブロック図である。遅延調整及びＸＰＩＣ部２１２は、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１と同じ構成であり、その動作も同じであるため、ここではその説明を省略する。
図４で示すように、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１は、Ｄｅｌａｙ回路３００、遅延時間調整回路３０１、遅延判定回路３０２、タップ係数生成部３０３、減算器３０８、遅延器３０９、減算器３１０、識別器３１１及びＸＰＩＣ３１２を有する。遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）や専用の回路で実現される。

Ｄｅｌａｙ回路３００は、入力された異偏波信号を遅延させ、遅延時間調整回路３０１が供給する遅延量及び調整幅に基づいて異偏波信号の遅延時間を変化させる。調整幅は、所定の周期毎に異偏波信号を遅延させる、予め設定された時間幅である。調整幅は、ＸＰＩＣ３１２が安定して動作している場合は、該安定状態を維持できる時間幅に設定される。あるいは、調整幅は、ＸＰＩＣ３１２の動作が不安定な場合、異偏波信号の遅延時間をある程度大きく調整できる時間幅に設定される。遅延量は、所定の周期毎に異偏波信号を調整幅単位で遅延させることで到達する、異偏波信号の総遅延時間である。
遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１は、所定の周期毎に、後述する遅延時間調整回路３０１、遅延判定回路３０２、遅延器３０９、識別器３１１、減算器３０８、減算器３１０、並びにＸＰＩＣ３１２及びタップ係数生成部３０３を用いた処理を繰り返し実行する。その結果、Ｄｅｌａｙ回路３００は、遅延量まで、所定の周期毎に調整幅単位で異偏波信号を遅延させることができる。

Ｄｅｌａｙ回路３００から出力された異偏波信号はＸＰＩＣ３１２へ供給される。ＸＰＩＣ３１２は、直列に接続された２ｎ（ｎは正数）の遅延器３０５と、２ｎ＋１の乗算器３０６と、加算器３０７とを備えた、例えば周知のトランスバーサルフィルタで構成される。ｎは、大きい値とすれば、干渉レプリカ信号を精度よく生成できるが、ＸＰＩＣ３１２の回路規模が増大する。したがって、ｎの値は、図１に示す無線通信システムに要求される性能や精度に応じて設定すればよい。

２ｎの遅延器３０５は、Ｄｅｌａｙ回路３００から出力された異偏波信号を所定の時間Ｔ単位で順次遅延させて出力する。２ｎ＋１の乗算器３０６は、Ｄｅｌａｙ回路３００または遅延器３０５から出力された異偏波信号と、タップ係数生成部３０３が供給するタップ係数とを乗算し、乗算結果をそれぞれ加算器３０７へ出力する。
加算器３０７は、各乗算器３０６から出力された乗算結果を加算することで異偏波の干渉レプリカ信号を生成する。加算器３０７で生成された干渉レプリカ信号は異偏波の周波数特性を示す信号となる。

減算器３０８は、遅延器３０９にて所定の時間Ｔだけ遅延された自偏波信号から加算器３０７で生成された干渉レプリカ信号を減算することで、自偏波信号に含まれる干渉成分を除去する。減算器３０８は、干渉成分を除去した自偏波信号を識別器３１１及び減算器３１０へ出力する。

識別器３１１は、例えばＱＡＭ変調方式における正規の信号点と、減算器３０８から出力された自偏波信号の信号点とを比較する。そして、自偏波信号の信号点に対して最も近い正規の信号点を抽出することで自偏波信号を復調し、該復調結果を復調信号として出力する。また、識別器３１１は、上記正規の信号点と自偏波信号の信号点との差から自偏波信号のＣＮＲを算出し、遅延時間調整回路３０１へ推定ＣＮＲとして出力する。

減算器３１０は、減算器３０８から出力された、干渉成分を除去した自偏波信号から識別器３１１で生成された復調信号を減算した信号である誤差信号を生成し、該誤差信号をタップ係数生成部３０３へ出力する。
タップ係数生成部３０３は、Ｄｅｌａｙ回路３００から出力された遅延調整された異偏波信号と上記誤差信号との相関をとることで、ＸＰＩＣ（トランスバーサルフィルタ）３１２で用いる複数のタップ係数を生成する。タップ係数生成部３０３は、生成したタップ係数を、遅延判定回路３０２と、ＸＰＩＣ３１２の対応するタップが備える乗算器３０６とにそれぞれ出力する。

遅延判定回路３０２は、予め設定された閾値を備え、所定の周期毎にタップ係数生成部３０３が供給する複数のタップ係数のうち、該閾値よりも大きいタップ係数が存在するか否かを判定し、その判定結果を遅延時間調整回路３０１に出力する。
ＸＰＩＣ３１２が安定して動作している場合、タップ係数は、異偏波信号において上記誤差信号と相関があるタップで大きくなる。ここで、自偏波信号と異偏波信号の遅延時間が一致している場合、異偏波信号は、タップＣ_−ｎ〜Ｃ_ｎの中心であるセンタータップＣ_０で上記誤差信号との相関が強くなるため、該センタータップＣ_０のタップ係数が最大となる。閾値は、異偏波信号において上記誤差信号と相関があるタップを検出するために用いる値であり、予めタップ係数の実測値に基づいて設定すればよい。

図５は、図４に示した遅延時間調整回路の一構成例を示すブロック図である。
図５で示すように、遅延時間調整回路３０１は、温度補償テーブル４０１及び調整回路４０２を有する。
温度補償テーブル４０１は、受信側無線通信装置２００の内部温度の変化に対する受信側無線通信装置２００で発生する自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差の変化量の関係を示すテーブルである。温度補償テーブル４０１は、内部温度の変化に対する自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差の変化量を予め実測することで作成しておけばよい。

調整回路４０２には、上記遅延判定回路３０２の判定結果、温度センサ２１３で検出された温度情報及び識別器３１１で算出された推定ＣＮＲが入力される。
調整回路４０２は、入力された各情報から上記遅延量及び調整幅を決定し、該決定した遅延量及び調整幅をＤｅｌａｙ回路３００に出力する。また、調整回路４０２は、後述する推定ＣＮＲとの比較に用いる予め設定された基準値Ａ及びＢ（基準値Ａ＜基準値Ｂ）を保持する。

図６は、図４に示したＤｅｌａｙ回路の一構成例を示すブロック図である。
図６で示すように、Ｄｅｌａｙ回路３００は、粗調整用バッファ５００及び微調整用遅延フィルタ５０１を有する。
粗調整用バッファ５００は、例えば、直列に接続された複数のバッファ回路で構成され、所定の時間Ｔ単位で異偏波信号を遅延させることが可能である。このような構成では、入力信号を通過させるバッファ回路数（ビット長）だけ入力信号を遅延させることができる。
微調整用遅延フィルタ５０１は、周知のディジタルフィルタで構成され、該ディジタルフィルタの次数を変更することで上記時間Ｔよりも短い時間幅の単位で入力信号を遅延させることができる。
Ｄｅｌａｙ回路３００は、遅延時間調整回路３０１が供給する遅延量及び調整幅に基づき、粗調整用バッファ５００及び微調整用遅延フィルタ５０１を用いて適切な調整幅を選択する。Ｄｅｌａｙ回路３００は、遅延量まで、所定の周期毎に調整幅単位で異偏波信号を遅延させる。

図７〜図１０は、図４に示すタップ係数生成部が生成するタップ係数と遅延判定回路が備える閾値との関係の一例を示すグラフである。図７〜図１０で示す破線は、遅延判定回路３０２が備える閾値を示しており、以下では、該閾値よりも大きいタップ係数を備えるタップをＣ_ｋと称す。
上述したように、ＸＰＩＣ（トランスバーサルフィルタ）３１２で用いるタップ係数は、異偏波信号において上記誤差信号と相関があるタップで大きくなる。したがって、閾値よりも大きいタップ係数があり、該タップ係数に対応するタップが、タップＣ_−ｎ〜Ｃ_ｎの中心であるセンタータップＣ_０からずれている場合、自偏波信号の遅延時間と異偏波信号の遅延時間とに差があると判定できる。
例えば、図７で示すようにタップＣ_２のタップ係数が閾値よりも大きい場合、自偏波信号の遅延時間から異偏波信号の遅延時間を減算した値は２Ｔとなる。すなわち、センタータップＣ_０と、タップ係数が閾値よりも大きいタップＣ_２との差（＝２Ｔ）を自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差と判定できる。

上述したように、ＸＰＩＣ３１２は、干渉レプリカ信号の生成時、異偏波信号の遅延時間が大きく変動すると、動作が不安定となり、正しい干渉レプリカ信号を生成できなくなる。したがって、異偏波信号の遅延時間を動的に調整する場合は、ＸＰＩＣ３１２の動作が不安定とならないように、異偏波信号の遅延時間を目的とする値（遅延量）まで徐々に変化させることが望ましい。
一方、無線通信装置の初期起動時や自偏波の受信信号が復調できない状態では、自偏波信号と異偏波信号との遅延時間差が大きく、ＸＰＩＣ３１２の動作は不安定である。その場合、異偏波信号の遅延時間を大きく変化させて、自偏波信号の遅延時間と異偏波信号の遅延時間とを短時間で一致させ、ＸＰＩＣ３１２の動作を安定させることが好ましい。

そこで、本発明では、識別器３１１で算出された推定ＣＮＲを用いてＸＰＩＣ３１２の動作状態を判定し、該動作状態に基づいて調整幅を決定し、上記タップ係数に基づいて異偏波信号の遅延量を決定する。推定ＣＮＲを用いたＸＰＩＣ３１２の動作状態の判定には上記基準値Ａ及びＢ（基準値Ａ＜基準値Ｂ）を用いる。
推定ＣＮＲが十分に大きい場合、すなわち干渉成分が少ない場合、ＸＰＩＣ３１２は安定して動作していると判断できる。上記基準値Ｂは、ＸＰＩＣ３１２が安定して動作しているか否かの判定に用いる値である。

一方、推定ＣＮＲが非常に小さい場合、ＸＰＩＣ３１２は正常に動作していない可能性が高いため、該ＸＰＩＣ３１２をリセットさせる必要がある。上記基準値Ａは、ＸＰＩＣ３１２をリセットさせるか否かの判定に用いる値である。基準値Ａ及びＢは、予め推定ＣＮＲに対するＸＰＩＣ３１２の動作状態を実測し、該実測した結果に基づいてそれぞれ設定すればよい。
推定ＣＮＲが、基準値Ａ以上であり、基準値Ｂ未満である場合、ＸＰＩＣ３１２は動作が不安定な状態であり、上記タップ係数と閾値とを用いた判定では異偏波信号の遅延量を決定できない可能性がある。

以下では、識別器３１１で算出された推定ＣＮＲと基準値Ａ及びＢとの関係に応じた遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１の動作について順次説明する。
まず、推定ＣＮＲが基準値Ａ未満（推定ＣＮＲ＜基準値Ａ）である場合、遅延判定回路３０２は、上述したようにＸＰＩＣ３１２が正常に動作していないと判定し、ＸＰＩＣ３１２及びＤｅｌａｙ回路３００をリセットさせる。ＸＰＩＣ３１２のリセットとは、該ＸＰＩＣ３１２で保持している複数のタップ係数をそれぞれ零（０）にすることである。Ｄｅｌａｙ回路３００のリセットとは、該Ｄｅｌａｙ回路３００で保持している調整量及び遅延量をそれぞれ零（０）にすることである。

次に、推定ＣＮＲが、基準値Ａ以上であり、基準値Ｂ未満である場合（基準値Ａ≦推定ＣＮＲ＜基準値Ｂ）、遅延判定回路３０２は、タップ係数が閾値よりも大きいタップＣ_ｋがタップＣ_−ｎ〜Ｃ_ｎの範囲内に存在するか否かを判定する。このとき、遅延判定回路３０２は、タップＣ_ｋがタップＣ_−ｎ〜Ｃ_ｎの範囲内に存在するか否かによって、以下で示すように処理を切り替える。

例えば、図７で示したように、タップＣ_ｋがタップＣ_−ｎ〜Ｃ_ｎの範囲内に存在する場合（図７ではＣ_ｋ＝Ｃ_２）、遅延判定回路３０２は、センタータップＣ_０とタップＣ_ｋとの差２Ｔを判定結果として遅延時間調整回路３０１に出力する。
遅延時間調整回路３０１は、推定ＣＮＲの値に基づいて、調整幅として予め設定された値Δ１を選択し、調整幅としてΔ１をＤｅｌａｙ回路３００に出力し、遅延量として上記２ＴをＤｅｌａｙ回路３００に出力する。
上述したように、推定ＣＮＲが、基準値Ａ以上であり、基準値Ｂ未満である場合、ＸＰＩＣ３１２の動作が不安定であるため、調整幅Δ１は比較的長い時間幅（例えば、上記所定の時間Ｔ）に設定する。
Ｄｅｌａｙ回路３００は、遅延時間調整回路３０１から出力された調整幅Δ１を粗調整用バッファ５００または微調整用遅延フィルタ５０１で生成し、遅延量２Ｔまで、所定の周期毎に該Δ１単位で異偏波信号を遅延させる。

一方、図８で示すように、タップＣ_ｋがタップＣ_−ｎ〜Ｃ_ｎの範囲内に存在しない場合、遅延判定回路３０２はＮＧを示す情報を出力する。
遅延時間調整回路３０１は、遅延判定回路３０２からＮＧを示す情報が入力されると、調整幅を、例えばタップＣ_−ｎ〜Ｃ_ｎで遅延される時間長Ｎ＊Ｔの倍数に設定し、遅延判定回路３０２が閾値よりも大きいタップ係数を検出するまで調整幅を変更する。調整幅の設定値（＝Ｎ＊Ｔの倍数）、変更周期及び変更回数は、閾値よりも大きいタップ係数が検出されるまでの実測値等に基づいて予め設定すればよい。
遅延判定回路３０２が閾値よりも大きいタップ係数を検出すると、遅延時間調整回路３０１は推定ＣＮＲの値に基づいて調整幅を選択し、遅延判定回路３０２が出力する判定結果に基づいて遅延量を決定すればよい。

推定ＣＮＲが基準値Ｂ以上（基準値Ｂ≦推定ＣＮＲ）である場合、遅延判定回路３０２は、タップ係数が閾値よりも大きいタップＣ_ｋとセンタータップＣ_０とを比較する。
ここで、図９で示すように、タップ係数が閾値よりも大きいタップＣ_ｋとセンタータップとの差が−Ｔである場合、遅延判定回路３０２は、遅延時間調整回路３０１に判定結果として−Ｔを出力する。
遅延時間調整回路３０１は、推定ＣＮＲの値に基づいて、調整幅として予め設定された値Δ２を選択し、調整幅としてΔ２をＤｅｌａｙ回路３００に出力し、遅延量として上記−ＴをＤｅｌａｙ回路３００に出力する。
上述したように、推定ＣＮＲが基準値Ｂ以上である場合、ＸＰＩＣ３１２は動作が安定しているため、調整幅Δ２は、該ＸＰＩＣ３１２の動作が不安定とならない比較的短い時間幅に設定する。調整幅Δ２は、例えば上記時間Ｔよりも短い時間幅に設定すればよい。

Ｄｅｌａｙ回路３００は、粗調整用バッファ５００または微調整用遅延フィルタ５０１を用いて、所定の周期毎に異偏波信号をΔ２単位で遅延させることで、ＸＰＩＣ３１２の動作の安定性を維持しつつ、徐々に遅延量−Ｔまで異偏波信号を遅延させる。なお、自偏波信号及び異偏波信号は、それぞれ周期信号であるため、遅延量が負（−）の場合、異偏波信号をその１周期に満たない時間だけ遅延させれば、該異偏波信号の見かけ上の位相を進めることができる。

次に温度変化によって自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差が変化した場合の動作について説明する。
上述したように、受信側無線通信装置２００の内部温度が変化すると、ＤＥＭ２０３及び２０６、ＸＤＥＭ２０４及び２０５、並びにＡ／Ｄ２０７〜２１０等における遅延時間も変化することで、ＣＮＲの劣化要因となる場合がある。
例えば、図１０に示す例では、タップ係数が閾値よりも大きいタップＣ_ｋがセンタータップＣ_０と一致している。この場合、遅延判定回路３０２は、ＸＰＩＣ３１２の動作が安定していると判定し、判定結果として零（０）を出力する。また、遅延時間調整回路３０１は、遅延量及び調整幅として、それぞれ零（０）をＤｅｌａｙ回路３００に出力する。
このような場合でも、受信側無線通信装置２００の内部温度が変化すると、自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差が徐々に変化する。このとき、遅延判定回路３０２のタップ係数と閾値とを用いた判定処理では、上記所定の時間Ｔよりも短い時間幅で遅延時間差を調整できない。

そこで、遅延時間調整回路３０１は、温度補償テーブル４０１を参照し、温度センサ２１３で検出された温度情報から受信側無線通信装置２００の内部温度の変化に対する自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差の変化量を読み出す。そして、遅延時間調整回路３０１は、該変化量を遅延量ＳとしてＤｅｌａｙ回路３００に出力し、調整幅として、予め設定された上記所定の時間Ｔよりも短いΔ２をＤｅｌａｙ回路３００に出力する。なお、温度変動時に用いる調整幅は、上記Δ２である必要はなく、上記所定の時間Ｔよりも短い時間幅であれば、予め設定された他の時間幅を選択してもよい。

Ｄｅｌａｙ回路３００は、粗調整用バッファ５００または微調整用遅延フィルタ５０１を用いて、所定の周期毎に異偏波信号を調整幅Δ２単位で遅延させていき、遅延量Ｓまで異偏波信号を遅延させる。そのため、遅延時間調整回路３０１は、遅延判定回路３０２にて自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差が判定可能となる前に遅延時間差を調整できる。

図１１は、本発明の無線通信装置の一構成例を示すブロック図である。
図１１に示す無線通信装置は、本発明の主要な構成例を示している。
図１１に示すように、本発明の無線通信装置１は、遅延時間調整回路１１、遅延回路１２、交差偏波間干渉補償器１３及び識別器１４を有する。
遅延時間調整回路１１は、所定の周期毎に第２の偏波の受信信号を遅延させる時間幅の単位である調整幅及び調整幅単位で遅延させた第２の偏波の受信信号の総遅延時間である遅延量を決定する。
遅延回路１２は、遅延時間調整回路１１が決定した調整幅及び遅延量に基づいて第１の偏波の受信信号に対して第２の偏波の受信信号を遅延させる。
交差偏波間干渉補償器１３は、遅延回路１２の出力信号から第２の偏波の受信信号の周波数特性を示す干渉レプリカ信号を生成し、第１の偏波の受信信号から干渉レプリカ信号を減算することで、第１の偏波の受信信号に含まれる干渉成分を除去する。
識別器１４は、干渉成分が除去された第１の偏波の受信信号を復調し、該復調結果を復調信号として出力し、干渉成分が除去された第１の偏波の受信信号から第１の偏波の受信信号のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を算出し、遅延時間調整回路１１へ推定ＣＮＲとして出力する。
また、遅延時間調整回路１１は、予め設定された複数の調整幅のうち、こ推定ＣＮＲの値に応じて調整幅を選択する。

自偏波は上記第１の偏波の一例であり、異偏波は上記第２の偏波の一例である。また、図４に示した遅延時間調整回路３０１は上記遅延時間調整回路１１の一例であり、Ｄｅｌａｙ回路３００は上記遅延回路１２の一例である。さらに、図４に示したＸＰＩＣ３１２は上記交差偏波間干渉補償器１３の一例であり、識別器３１１は上記識別器１４の一例である。

本発明によれば、予め設定された複数の調整幅のうち、推定ＣＮＲの値に応じてＸＰＩＣ３１２の動作状態を判定し、ＸＰＩＣ３１２の動作が安定していると判定した場合は、該動作が不安定とならない調整幅で異偏波信号を遅延させる。そのため、ＸＰＩＣ３１２の動作が安定している状態において、自偏波信号と異偏波信号との遅延時間差が動的に変動した場合でも、該ＸＰＩＣ３１２の動作の安定性を維持しつつ、該遅延時間差を調整できる。

一方、自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差が大きく、ＸＰＩＣ３１２の動作が不安定な場合、調整幅を大きくして異偏波信号を遅延させる。そのため、無線通信装置の初期起動時や自偏波の受信信号が復調できない状態でも、自偏波信号の遅延時間と異偏波信号の遅延時間とを短い時間で一致させることできる。
したがって、ＸＰＩＣの動作状態に応じて自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差を最適に調整できる。

また、自偏波の受信信号と異偏波の受信信号との遅延時間差が大きい場合に、調整幅を大きくして異偏波信号を遅延させることで、タップＣ_ｋとセンタータップＣ_０の差が小さいＸＰＩＣ３１２の動作が安定した状態では、タップ数を多くする必要がない。そのため、遅延調整及びＸＰＩＣ部２１１及び２１２の回路規模の増大が抑制される。

さらに、受信側無線通信装置２００の内部温度の変化に伴って自偏波信号と異偏波信号の遅延時間差が変化した場合でも、温度補償テーブル４０１を用いて温度変化に対応した異偏波信号の遅延量及び調整幅を選択できる。そのため、受信側無線通信装置２００の内部温度が変化することで自偏波信号のＣＮＲが劣化する前に、遅延時間差を調整して自偏波信号の遅延時間と異偏波信号の遅延時間と一致させることができる。

１００ 送信側無線通信装置
１０１、１０２、２０１、２０２ アンテナ
１０３、１０４ ＭＯＤ
１０５、１０６ Ｔ_Ｘ
２００ 受信側無線通信装置
２０３、２０６ ＤＥＭ
２０４、２０５ ＸＤＥＭ
２０７、２０８、２０９、２１０ Ａ／Ｄ
２１１、２１２ 遅延調整及びＸＰＩＣ部
２１３ 温度センサ
３００ Ｄｅｌａｙ回路
３０１ 遅延時間調整回路
３０２ 遅延判定回路
３０３ タップ係数生成部
３０５、３０９ 遅延器
３０６ 乗算器
３０７ 加算器
３０８、３１０ 減算器
３１１ 識別器
３１２ ＸＰＩＣ
４０１ 温度補償テーブル
４０２ 調整回路
５００ 粗調整用バッファ
５０１ 微調整用遅延フィルタ

Claims (10)

1. 同一周波数帯であり、互いに直交する第１の偏波及び第２の偏波を用いて情報を送受信する無線通信装置であって、
   所定の周期毎に前記第２の偏波の受信信号を遅延させる時間幅の単位である調整幅、並びに前記調整幅単位で遅延させた前記第２の偏波の受信信号の総遅延時間である遅延量を決定する遅延時間調整回路と、
   前記遅延時間調整回路が決定した前記調整幅及び前記遅延量に基づいて前記第１の偏波の受信信号に対して前記第２の偏波の受信信号を遅延させる遅延回路と、
   前記遅延回路の出力信号から前記第２の偏波の受信信号の周波数特性を示す干渉レプリカ信号を生成し、前記第１の偏波の受信信号から前記干渉レプリカ信号を減算することで、前記第１の偏波の受信信号に含まれる干渉成分を除去する交差偏波間干渉補償器と、
   前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号を復調し、該復調結果を復調信号として出力し、前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号から前記第１の偏波の受信信号のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を算出し、前記遅延時間調整回路へ推定ＣＮＲとして出力する識別器と、
   を有し、
   前記遅延時間調整回路は、
   予め設定された複数の前記調整幅のうち、前記推定ＣＮＲの値に応じて前記調整幅を選択する無線通信装置。
2. 前記遅延時間調整回路は、
   予め設定された、第１の基準値及び前記第１の基準値よりも大きい第２の基準値を保持し、
   前記推定ＣＮＲが前記第１の基準値未満である場合、前記遅延回路及び前記前記遅延時間調整回路をリセットし、
   前記推定ＣＮＲが前記第２の基準値以上の場合、前記第２の偏波の受信信号を遅延させても前記交差偏波間干渉補償器が安定して動作する第１の値を前記調整幅として選択し、
   前記推定ＣＮＲが前記第１の基準値以上前記第２の基準値未満の場合、前記第１の値よりも大きい第２の値を前記調整幅として選択する請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号から前記復調信号を減算した信号である誤差信号を出力する減算器と、
   前記遅延回路の出力信号と前記誤差信号との相関をとることで、前記交差偏波間干渉補償器が備える複数のタップに供給するタップ係数をそれぞれ生成するタップ係数生成部と、
   前記複数のタップ係数に、予め設定された閾値よりも大きいタップ係数が存在するか否かを判定する遅延判定回路と、
   をさらに有し、
   前記複数のタップをＣ_−ｎからＣ_ｎ（ｎは正数）としたとき、
   前記遅延時間調整回路は、
   センタータップＣ_０と、前記遅延判定回路で判定された前記タップ係数が前記閾値よりも大きいタップとの差から前記遅延量を決定する請求項１または２記載の無線通信装置。
4. 前記遅延時間調整回路は、
   前記遅延判定回路によって前記閾値よりも大きいタップ係数が存在しないと判定された場合、前記調整幅を前記複数のタップで遅延される長さの倍数に設定し、前記遅延判定回路で前記閾値よりも大きいタップ係数が検出されるまで前記調整幅を変更する請求項３記載の無線通信装置。
5. 温度センサをさらに備え、
   前記遅延時間調整回路は、
   予め作成された、温度変化に対する前記第１の偏波の受信信号と前記第２の偏波の受信信号の遅延時間差の変化量を示す温度補償テーブルを備え、
   前記温度センサで温度変化を検出すると、前記温度補償テーブルに基づいて該温度変化に対応する前記変化量を前記遅延量として決定し、
   前記調整幅として予め設定された値を選択する請求項１から４のいずれか１項記載の無線通信装置。
6. 同一周波数帯であり、互いに直交する第１の偏波及び第２の偏波を用いて情報を送受信する無線通信装置の遅延処理方法であって、
   所定の周期毎に前記第２の偏波の受信信号を遅延させる時間幅の単位である調整幅及び前記調整幅単位で遅延させた前記第２の偏波の受信信号の総遅延時間である遅延量を決定する遅延時間調整工程と、
   前記遅延時間調整工程で決定した前記調整幅及び前記遅延量に基づいて前記第１の偏波の受信信号に対して前記第２の偏波の受信信号を遅延させる遅延工程と、
   前記遅延工程の遅延された信号から前記第２の偏波の受信信号の周波数特性を示す干渉レプリカ信号を生成し、前記第１の偏波の受信信号から前記干渉レプリカ信号を減算することで、前記第１の偏波の受信信号に含まれる干渉成分を除去する交差偏波間干渉補償工程と、
   前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号を復調し、該復調結果を復調信号として出力し、前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号から前記第１の偏波の受信信号のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を算出し、前記遅延時間調整工程へ推定ＣＮＲとして出力する識別工程と、
   を有し、
   前記遅延時間調整工程では、
   予め設定された複数の前記調整幅のうち、前記推定ＣＮＲの値に応じて前記調整幅を選択する遅延処理方法。
7. 前記遅延時間調整工程では、
   予め設定された、第１の基準値及び前記第１の基準値よりも大きい第２の基準値を保持しておき、
   前記推定ＣＮＲが前記第１の基準値未満である場合、前記遅延工程及び前記遅延時間調整工程で保持している値をそれぞれ零にし、
   前記推定ＣＮＲが前記第２の基準値以上の場合、前記第２の偏波の受信信号を遅延させても前記交差偏波間干渉補償工程が安定して動作する第１の値を前記調整幅として選択し、
   前記推定ＣＮＲが前記第１の基準値以上前記第２の基準値未満の場合、前記第１の値よりも大きい第２の値を前記調整幅として選択する請求項６記載の遅延処理方法。
8. 前記干渉成分が除去された前記第１の偏波の受信信号から前記復調信号を減算した信号である誤差信号を出力する減算工程と、
   前記遅延工程で遅延された信号と前記誤差信号との相関をとることで、前記交差偏波間干渉補償工程で用いる複数のタップに供給するタップ係数をそれぞれ生成するタップ係数生成工程と、
   前記複数のタップ係数に、予め設定された閾値よりも大きいタップ係数が存在するか否かを判定する遅延判定工程と、
   をさらに有し、
   前記複数のタップをＣ_−ｎからＣ_ｎ（ｎは正数）としたとき、
   前記遅延時間調整工程では、
   センタータップＣ_０と、前記遅延判定工程で判定された前記タップ係数が前記閾値よりも大きいタップとの差から前記遅延量を決定する請求項６または７記載の遅延処理方法。
9. 前記遅延時間調整工程では、
   前記遅延判定工程において前記閾値よりも大きいタップ係数が存在しないと判定された場合、前記調整幅を前記複数のタップで遅延される長さの倍数に設定し、前記遅延判定工程で前記閾値よりも大きいタップ係数が検出されるまで前記調整幅を変更する請求項８記載の遅延処理方法。
10. 前記遅延時間調整工程では、
    予め作成された、温度変化に対する前記第１の偏波の受信信号と前記第２の偏波の受信信号の遅延時間差の変化量を示す温度補償テーブルを保持しておき、
    温度センサを用いて温度変化が検出されると、前記温度補償テーブルから該温度変化に対応する前記変化量を前記遅延量として決定し、
    前記調整幅として予め設定された値を選択する請求項６から９のいずれか１項記載の遅延処理方法。

Images