JP2973952B2 - Interference wave removal method and apparatus - Google Patents
Interference wave removal method and apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は干渉波除去方法と装
置に関わり、特にパワー・インバージョン・アダプティ
ブ・アレイ回路による干渉波除去を行って所望信号波の
最適合成を行う干渉波除去方法と装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for removing interference waves, and more particularly to a method and an apparatus for removing interference waves by a power inversion adaptive array circuit to optimally combine a desired signal wave. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2はこの種の干渉波除去装置の従来例
の構成を示す図である。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a conventional example of this type of interference wave removing apparatus.
【0003】図2では空間2重ダイバーシチによる通信
系を示しており、図の左側を第1の無線局と定義し、右
側を第2の無線局と定義する。[0003] FIG. 2 shows a communication system based on spatial double diversity. The left side of the figure is defined as a first wireless station, and the right side is defined as a second wireless station.
【0004】第1の無線局は、送信ベースバンド回路2
01と、変調器202と、2個の送信機203および2
04と、2個のアンテナ205および206と、2個の
受信機207および208と、パワー・インバージョン
・アダプティブ・アレイ回路209と、復調器210
と、判定器211と、受信ベースバンド回路212とよ
り構成される。[0004] A first wireless station has a transmission baseband circuit 2.
01, a modulator 202, and two transmitters 203 and 2
04, two antennas 205 and 206, two receivers 207 and 208, a power inversion adaptive array circuit 209, and a demodulator 210.
, A decision unit 211 and a reception baseband circuit 212.
【0005】第2の無線局は、送信ベースバンド回路2
21と、変調器222と、2個の送信機223および2
24と、2個のアンテナ225および226、受信機2
27および228と、1個のパワー・インバージョン・
アダプティブ・アレイ回路229と、復調器230と、
判定器231と、受信ベースバンド回路232とより構
成される。[0005] The second radio station has a transmission baseband circuit 2
21, a modulator 222, and two transmitters 223 and 2
24, two antennas 225 and 226, receiver 2
27 and 228 and one power inversion
An adaptive array circuit 229, a demodulator 230,
It comprises a decision unit 231 and a reception baseband circuit 232.
【0006】マイクロ波などによる長距離無線通信回線
では一般にフェージングによって良質な通信が妨げられ
ることがあり、フェージングによる影響を減少させるた
め、ダイバーシチ受信が用いられる。第1の無線局の送
信データ信号は送信ベースバンド回路201においてフ
レーム同期信号などのオーバーヘッド信号が時分割多重
され速度変換が行われる。送信ベースバンド回路201
の出力は変調器202で変調される。該変調波はさらに
2分岐され、それぞれ送信機203および204に入力
され、中間周波数帯から無線周波数帯に周波数変換さ
れ、電力増幅の処理を受ける。送信機203および20
4の出力はそれぞれアンテナ205および206に入力
される。第1の無線局では垂直偏波Vにより電波が放射
されるものとする。第1の無線局から放射された電波は
アンテナの放射パターンにより空間的に広がって伝搬す
る。アンテナ205から第2の無線局のアンテナ225
への伝搬定数(複素数)をh11、アンテナ205から
第2の無線局のアンテナ226への伝搬定数(複素数)
をh12、アンテナ206から第2の無線局のアンテナ
225への伝搬定数(複素数)をh21、アンテナ20
6から第2の無線局のアンテナ226への伝搬定数(複
素数)をh22とする。[0006] In a long-distance wireless communication line using microwaves or the like, good quality communication may be hindered by fading in general, and diversity reception is used to reduce the influence of fading. In the transmission data signal of the first wireless station, an overhead signal such as a frame synchronization signal is time-division multiplexed in the transmission baseband circuit 201 to perform speed conversion. Transmission baseband circuit 201
Is modulated by the modulator 202. The modulated wave is further branched into two, input to the transmitters 203 and 204, respectively, frequency-converted from the intermediate frequency band to the radio frequency band, and subjected to power amplification processing. Transmitters 203 and 20
4 are input to antennas 205 and 206, respectively. It is assumed that the first wireless station emits a radio wave by the vertically polarized wave V. The radio wave radiated from the first wireless station spreads and propagates spatially according to the radiation pattern of the antenna. From the antenna 205 to the antenna 225 of the second wireless station
Is the propagation constant (complex number) from the antenna 205 to the antenna 226 of the second wireless station (complex number).
H12, the propagation constant (complex number) from the antenna 206 to the antenna 225 of the second wireless station is h21, and the antenna 20
The propagation constant (complex number) from No. 6 to the antenna 226 of the second wireless station is h22.
【0007】マイクロ波通信回線では様々な干渉波によ
る通信回線品質の劣化または通信が不可能になるという
問題がある。これら干渉波の例としては隣接チャネルか
らの干渉波、レーダー干渉波あるいは妨害電波などがあ
げられる。The microwave communication line has a problem that the quality of the communication line deteriorates due to various interference waves or communication becomes impossible. Examples of these interference waves include an interference wave from an adjacent channel, a radar interference wave, a jamming radio wave, and the like.
【0008】図2において干渉波源240から干渉波J
が第2の無線局のアンテナ225および226に入射し
ていると仮定する。干渉波源240からアンテナ225
への伝搬定数(複素数)をJ1とし、干渉波源240か
らアンテナ226への伝搬定数(複素数)をJ2とす
る。第1の無線局での送信偏波面は垂直方向である為、
第2の無線局の受信偏波面は同じく垂直方向を用いる。
アンテナ225および226からの受信信号波はそれぞ
れ受信機227および228に入力され、低雑音増幅と
無線周波数帯から中間周波数帯への周波数変換の処理を
受ける。ここで受信機227および228が出力する受
信信号をr1、r2で示すと、これらの信号は次式で表
現できる。 r1=h11・S+h21・S+J1・J (1) r2=h12・S+h22・S+J2・J (2) 上式においてSは送信信号を示し、この信号は受信側で
は所望波となる。上記2ブランチの受信信号はパワー・
インバージョン・アダプティブ・アレイ回路229によ
り線形合成処理を受ける。パワー・インバージョン・ア
ダプティブ・アレイ回路229は干渉波除去のために用
いられる公知の従来技術で、パワー・インバージョン・
アダプティブ・アレイ回路229の出力yは次式で示さ
れる。 y=W1・r1−W2・r2 (3) 式(1)および式(2)を式(3)に代入すると、 y={W1(h11+h21)−W2(h12+h22)}・S +(W1・J1−W2・J2)・J (4) を得る。ここで干渉波Jが除去される必要条件は W1・J1−W2・J2=0 (5) である。パワー・インバージョン・アダプティブ・アレ
イ回路229では上記式(5)の解として W1=1/J1 (6) W2=1/J2 (7) を求め線形合成を行い、不要な干渉波を除去する。In FIG. 2, an interference wave source 240
Is incident on antennas 225 and 226 of the second wireless station. From the interference wave source 240 to the antenna 225
The propagation constant (complex number) to the antenna 226 is J1 and the propagation constant (complex number) from the interference wave source 240 to the antenna 226 is J2. Since the transmission polarization plane at the first radio station is vertical,
The second polarization direction of the second radio station is also vertical.
The signal waves received from antennas 225 and 226 are input to receivers 227 and 228, respectively, and are subjected to low noise amplification and frequency conversion processing from a radio frequency band to an intermediate frequency band. Here, if the received signals output by the receivers 227 and 228 are denoted by r1 and r2, these signals can be expressed by the following equations. r1 = h11 · S + h21 · S + J1 · J (1) r2 = h12 · S + h22 · S + J2 · J (2) In the above equation, S indicates a transmission signal, and this signal is a desired wave on the reception side. The received signals of the above two branches are power
The inversion adaptive array circuit 229 receives a linear synthesis process. The power inversion adaptive array circuit 229 is a well-known prior art used for interference wave cancellation, and is a power inversion adaptive circuit.
The output y of the adaptive array circuit 229 is expressed by the following equation. y = W1 · r1−W2 · r2 (3) By substituting Equations (1) and (2) into Equation (3), y = {W1 (h11 + h21) −W2 (h12 + h22)} · S + (W1 · J1) −W2 · J2) · J (4) is obtained. Here, a necessary condition for removing the interference wave J is W1 · J1−W2 · J2 = 0 (5). The power inversion adaptive array circuit 229 obtains W1 = 1 / J1 (6) W2 = 1 / J2 (7) as a solution of the above equation (5) and performs linear synthesis to remove unnecessary interference waves.
【0009】パワー・インバージョン・アダプティブ・
アレイ回路229では2ブランチのダイバーシチ合成の
場合を示しているが、N素子のアンテナアレイを用いた
一般系についてはコンプトンにより”ザ パワー・イン
バージョン・アダプティブ・アレイ:コンセプト アン
ド パフォーマンス” アイ・イー・イー トランズア
クション オン エアロスペース アンド エレクトロ
ニク システムズ、ヴォル エーイーエス 15、ナン
バー6、1979年1月”として発表されている。この
パワー・インバージョン・アダプティブ・アレイにおい
て重み係数W1およびW2の求め方が問題となるが、上
記文献ではアレイ合成出力と参照信号との誤差信号と各
アレイブランチ受信信号との相関により重み係数を求め
ている。ここで参照信号の具体的記述はなく、これを装
置化するにあたり、参照信号になにを採用するかが問題
となる。Power Inversion Adaptive
The array circuit 229 shows a case of two-branch diversity combining. For a general system using an N-element antenna array, Compton describes "The Power Inversion Adaptive Array: Concept and Performance". ETransaction on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 15, No. 6, January 1979. In this power inversion adaptive array, the weighting factors W1 and W2 are problematic. However, in the above document, the weight coefficient is obtained by the correlation between the error signal between the array combined output and the reference signal and each of the array branch received signals. What is the reference signal Or adopted to become a problem.
【0010】ダイバーシチを用いたマイクロ波信号では
パワー・インバージョン・アダプティブ・アレイの実際
的構成法として図3に示す従来技術を採用している。For a microwave signal using diversity, the prior art shown in FIG. 3 is employed as a practical configuration method of a power inversion adaptive array.
【0011】図3においてAGC増幅器301および3
02はそれぞれ、各ブランチの入力r1と入力r2を入
力し、複素乗算器303および304はそれぞれAGC
増幅器301および302の出力に重み係数W1、およ
びW2を乗じる。相関器305および306は各ブラン
チの重み係数W1およびW2を求める。各複素乗算器3
03および304の出力は減算器307、加算器308
およびAGC増幅器309よりなるダイバーシチ合成回
路で合成され、切替器310でいずれかが選択されて出
力される。In FIG. 3, AGC amplifiers 301 and 3
02 receives the input r1 and the input r2 of each branch, respectively, and the complex multipliers 303 and 304 output the AGC signals respectively.
The outputs of the amplifiers 301 and 302 are multiplied by weighting factors W1 and W2. Correlators 305 and 306 determine weighting factors W1 and W2 for each branch. Each complex multiplier 3
03 and 304 are output from a subtractor 307 and an adder 308.
And an AGC amplifier 309 to combine them, and a switch 310 selects and outputs one of them.
【0012】図3において各入力r1およびr2のダイ
バーシチ合成は加算器308により行われ、その合成方
式は最大比合成による。各ダイバーシチ入力r1および
r2は先ずAGC増幅器301および302によりフラ
ットフェージングによるレベル変動を除かれる。次に加
算器308において最大比合成されるように乗算器30
3および304に重み係数W1およびW2(複素数)が
それぞれ乗じられる。これらの重み係数は、相関器30
5と306において、ダイバーシチ合成後のAGC増幅
器309出力とAGC増幅器301および302の各出
力との相関によりそれぞれ求められる。干渉波Jが存在
しない時は切替器310はAGC増幅器309出力を選
択出力する。D/U比(干渉波と所望波の比)がマイナ
スとなるような強力な干渉波Jが存在する場合には、切
替器310は減算器307の出力を選択出力する。この
減算器307は複素乗算器303の出力から複素乗算器
304の出力を減じており、加算器308が位相につい
て同相合成を行うのに対し、減算器307は逆相合成を
行うことで、干渉波の除去を行う。In FIG. 3, diversity combining of the inputs r1 and r2 is performed by an adder 308, and the combining method is based on maximum ratio combining. Each of the diversity inputs r1 and r2 is first filtered by AGC amplifiers 301 and 302 to remove level fluctuation due to flat fading. Next, the multiplier 30 performs the maximum ratio synthesis in the adder 308.
3 and 304 are multiplied by weighting factors W1 and W2 (complex numbers), respectively. These weighting factors are calculated by the correlator 30
In steps 5 and 306, the output is obtained by the correlation between the output of the AGC amplifier 309 after the diversity combining and the outputs of the AGC amplifiers 301 and 302, respectively. When there is no interference wave J, the switch 310 selectively outputs the output of the AGC amplifier 309. When there is a strong interference wave J such that the D / U ratio (the ratio of the interference wave to the desired wave) is negative, the switch 310 selectively outputs the output of the subtractor 307. The subtracter 307 subtracts the output of the complex multiplier 304 from the output of the complex multiplier 303, and the adder 308 performs in-phase synthesis on the phase, whereas the subtractor 307 performs anti-phase synthesis to obtain interference. Performs wave removal.
【0013】図4にダイバーシチ合成回路による干渉除
去の動作説明を示す。(a)と(d)はそれぞれダイバ
ーシチブランチ1および2の入力r1およびr2を複素
平面上に複素ベクトル表示している。ここで、各ブラン
チの所望波をそれぞれS1およびS2とし、干渉波をそ
れぞれJ1、およびJ2とする。D/Uがマイナスとな
るくらい干渉波が大きい時、AGC増幅器301および
302は干渉波の正規化を行う。最初の初期状態では乗
算器303および304の干渉波ベクトルの位相は同相
ではないが、加算器308での出力成分のほとんどは干
渉波により占められる。これをさらにAGC増幅器30
9により正規化し、AGC増幅器301および302の
出力と相関を取ると、AGC増幅器309出力での干渉
波を基準として各ブランチの干渉波ベクトルの位相情報
を複素共役で得ることができる。これが各ブランチの重
み係数W1およびW2であり、これらを各ブランチに乗
じることにより干渉波ベクトルをAGC増幅器309出
力の正規化干渉波ベクトルの位相と同位相に制御でき
る。すなわち加算器308では各干渉波どうしを同相合
成することが出来、図4(b)と(e)に示すように、
乗算器303および304それぞれの出力で干渉波J1
とJ2とが振幅および位相が等しくなる。この場合
(c)は加算器309での干渉波どうしの同相合成を示
している。一方(f)に示すように減算器307では干
渉波どうしが逆相合成で除去され、所望波のみ合成抽出
されることを示す。ここで所望波S1とS2については
同相合成が行われているわけではない。特に所望波Sと
干渉波Jとの位相関係により、所望波Sが消えることも
ある。FIG. 4 illustrates the operation of interference removal by the diversity combining circuit. (A) and (d) show the inputs r1 and r2 of the diversity branches 1 and 2 as complex vectors on a complex plane. Here, the desired waves of each branch are S1 and S2, respectively, and the interference waves are J1 and J2, respectively. When the interference wave is so large that D / U becomes minus, AGC amplifiers 301 and 302 normalize the interference wave. In the initial initial state, the phases of the interference wave vectors of the multipliers 303 and 304 are not in phase, but most of the output components of the adder 308 are occupied by the interference waves. This is further added to the AGC amplifier 30
9 and the correlation with the outputs of the AGC amplifiers 301 and 302, the phase information of the interference wave vector of each branch can be obtained as a complex conjugate based on the interference wave at the output of the AGC amplifier 309. These are the weighting factors W1 and W2 of each branch. By multiplying these by each branch, the interference wave vector can be controlled to have the same phase as the phase of the normalized interference wave vector output from the AGC amplifier 309. That is, in the adder 308, each interference wave can be combined in phase, and as shown in FIGS. 4B and 4E,
The interference wave J1 is output from the output of each of the multipliers 303 and 304.
And J2 have the same amplitude and phase. In this case, (c) shows the in-phase synthesis of the interference waves in the adder 309. On the other hand, as shown in (f), the subtractor 307 removes the interference waves by inverse-phase synthesis and synthesizes and extracts only the desired wave. Here, in-phase synthesis is not performed for the desired waves S1 and S2. In particular, the desired wave S may disappear due to the phase relationship between the desired wave S and the interference wave J.
【0014】次に、図5について、合成のため所望信号
波の消える場合を説明する。Next, a case where a desired signal wave disappears due to synthesis will be described with reference to FIG.
【0015】入力r1と入力r2が(g)と(j)に示
すように所望波Sと干渉波Jとの振幅位相関係で同じ場
合、乗算器303および304の出力は(h)と(k)
に示すように一致する。この時(i)のように加算器3
08出力は所望波Sも干渉波Jも同相合成となり、減算
器307出力は所望波Sも干渉波Jも逆相合成となる。
すなわち干渉波Jは除去されているが、所望波Sも消滅
することになる。これに関しては、式(4)において右
辺第1項の所望波Sの係数がゼロとなる場合である。す
なわち W1(h11+h21)=W2(h12+h22) (8) の場合、パワー・インバージョン・アダプティブ・アレ
イ回路出力の所望波が消滅する。When the inputs r1 and r2 are the same in the amplitude and phase relationship between the desired wave S and the interference wave J as shown in (g) and (j), the outputs of the multipliers 303 and 304 are (h) and (k). )
Match as shown. At this time, as shown in (i), the adder 3
As for the output 08, both the desired wave S and the interference wave J are synthesized in phase, and the output of the subtracter 307 is formed such that the desired wave S and the interference wave J are synthesized in opposite phases.
That is, although the interference wave J has been removed, the desired wave S also disappears. This is the case where the coefficient of the desired wave S in the first term on the right side in equation (4) is zero. That is, when W1 (h11 + h21) = W2 (h12 + h22) (8), the desired wave output from the power inversion adaptive array circuit disappears.
【0016】図2において干渉波が除去された信号は復
調器230に入力され、キャリア同期が取られた後、復
調が行われる。復調信号は帯域制限を受けたアイパター
ンの状態にあり、これを判定器231によりデジタル信
号に再生する。該判定データ信号は受信ベースバンド回
路232に入力され、ここでフレーム同期などが取ら
れ、オーダーワイヤー信号などの信号が分離抽出され
る。なお、上記までの説明は第1の無線局から第2の無
線局への信号の伝達を述べたものであるが、逆方向の第
2の無線局から第1の無線局への信号についても上記同
様の動作を行う。ただしこの場合、第2の無線局での送
信信号と第1の無線局での受信信号の偏波面は水平偏波
Hが用いられる。In FIG. 2, the signal from which the interference wave has been removed is input to the demodulator 230, where the carrier is synchronized and demodulation is performed. The demodulated signal is in a band-limited eye pattern state, and is reproduced as a digital signal by the determiner 231. The determination data signal is input to the reception baseband circuit 232, where frame synchronization and the like are taken, and a signal such as an order wire signal is separated and extracted. Note that the above description describes the transmission of a signal from the first wireless station to the second wireless station, but the signal from the second wireless station to the first wireless station in the opposite direction is also described. The same operation as described above is performed. However, in this case, the horizontal polarization H is used for the polarization planes of the transmission signal at the second radio station and the reception signal at the first radio station.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術のパワー・インバージョン・アダプティブ・アレイ
回路で干渉波を除去しようとすると、所望波についてダ
イバーシチの同相合成が行なわれないため、場合によっ
ては所望波まで消失させてしまうという問題点がある。As described above, when an interference wave is to be removed by the conventional power inversion adaptive array circuit, diversity in-phase synthesis is not performed on a desired wave. Has a problem that even a desired wave is eliminated.
【0018】本発明の目的はこの問題点を解決して、干
渉波除去に伴う所望波の消滅を防止し、強度の広帯域干
渉波を除去するとともに、所望波についても最適合成が
可能な干渉波除去方法と装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve this problem, to prevent the disappearance of a desired wave due to the elimination of an interference wave, to remove an intense broadband interference wave, and to make it possible to optimally combine the desired wave. It is to provide a removal method and apparatus.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明の干渉波除去方法
は、空間2重ダイバーシチ通信系における受信信号より
干渉波の混入を除去するための干渉波除去方法であっ
て、送信側で変調した送信信号を2分岐して、一方の送
信信号に複素係数を乗じて他方の送信信号とともに垂直
偏波または水平偏波で送信し、受信側で受信した2波の
受信信号のダイバーシチ合成を行い、該合成出力を復調
して、該復調信号の判定を行い、復調信号に干渉波が含
まれるとき判定の前後に発生する誤差を誤差信号とし
て、垂直偏波または水平偏波のうち送信側と異なる偏波
で送信し、送信側で受信した前記誤差信号の自乗平均値
を求め、該自乗平均値が最小となるように、乗じるべき
複素係数を求め、以下、通信中は反復動作を行い受信信
号より干渉波を除去することとしている。SUMMARY OF THE INVENTION An interference wave elimination method according to the present invention is an interference wave elimination method for eliminating the mixing of an interference wave from a received signal in a spatial duplex diversity communication system. The transmission signal is branched into two, one transmission signal is multiplied by a complex coefficient, and the transmission signal is transmitted together with the other transmission signal in the vertical polarization or the horizontal polarization, and the reception side performs diversity combining of the two reception signals, The combined output is demodulated, the demodulated signal is determined, and an error generated before and after the determination when the interference signal is included in the demodulated signal is different from the transmission side of the vertically polarized wave or the horizontally polarized wave as an error signal. Transmitted by polarization, the mean square value of the error signal received on the transmitting side is determined, and the complex coefficient to be multiplied is determined so that the square mean value is minimized. Remove more interference waves It is set to be.
【0020】また、本発明の干渉波除去装置は、送信時
に、変調され2分岐された送信信号の一方に複素係数を
乗じる複素乗算手段および相手側より送信されてきた誤
差信号を抽出分離し、該誤差信号の自乗平均値を最小と
する複素係数を求める手段と、受信時に、受信信号のダ
イバーシチ合成が行われ、該合成信号が復調された復調
信号に干渉波が含まれるとき、該復調信号の判定の前後
に発生する差分を誤差信号として検出する手段と、該誤
差信号を相手側に送信する手段とを有している。Further, the interference wave removing apparatus of the present invention extracts and separates, at the time of transmission, a complex multiplying means for multiplying one of the modulated and branched transmission signals by a complex coefficient and an error signal transmitted from the other side. Means for obtaining a complex coefficient for minimizing the root mean square value of the error signal, and diversity reception of the received signal is performed at the time of reception, and when the interference signal is included in the demodulated signal obtained by demodulating the synthesized signal, the demodulated signal is And a means for transmitting the difference signal generated before and after the determination as an error signal to the other party.
【0021】方法と装置いずれにおいても、受信側にお
ける前記ダイバーシチ合成は、パワー・インバージョン
・アダプティブ・アレイにより行うことができ、さら
に、受信側より送信側への前記誤差信号の送信は、送信
時分割多重手段によるオーバヘッド信号の一部としてフ
ィードバックすることができる。In any of the method and the apparatus, the diversity combining at the receiving side can be performed by a power inversion adaptive array, and the transmission of the error signal from the receiving side to the transmitting side is performed at the time of transmission. Feedback can be provided as part of the overhead signal by the division multiplexing means.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の干渉波除去装
置の一実施例の構成を示す図である。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of an interference wave removing apparatus according to the present invention.
【0023】図1は空間2重ダイバーシチによる通信系
を示し、図の左側を第1の無線局と定義し、右側を第2
の無線局と定義する。FIG. 1 shows a communication system based on spatial double diversity. The left side of the figure is defined as a first wireless station, and the right side is defined as a second wireless station.
Wireless station.
【0024】第1の無線局は、送信ベースバンド回路1
01と、変調器102と、2個の送信機103および1
04と、2個のアンテナ105および106と、2個の
受信機107および108で、パワー・インバージョン
・アダプティブ・アレイ回路109と、復調器110
と、判定器111と、受信ベースバンド回路112と、
減算器113と、自乗平均誤差最小制御回路114と、
複素乗算器115とより構成される。The first radio station includes a transmission baseband circuit 1
01, modulator 102, and two transmitters 103 and 1
04, two antennas 105 and 106, two receivers 107 and 108, a power inversion adaptive array circuit 109, and a demodulator 110.
, A determiner 111, a reception baseband circuit 112,
A subtractor 113, a root mean square error control circuit 114,
It comprises a complex multiplier 115.
【0025】第2の無線局は、送信側ベースバンド回路
121と、変調器122と、2個の送信機123および
124と、2個のアンテナ125および126と、2個
の受信機127および128と、パワー・インバージョ
ン・アダプティブ・アレイ回路129と、復調器130
と、判定器131と、受信ベースバンド回路132と、
減算器133と、自乗平均誤差最小制御回路134と、
複素乗算器135とより構成される。The second radio station includes a transmitting baseband circuit 121, a modulator 122, two transmitters 123 and 124, two antennas 125 and 126, and two receivers 127 and 128. , A power inversion adaptive array circuit 129 and a demodulator 130
, A determiner 131, a reception baseband circuit 132,
A subtractor 133, a root mean square error minimum control circuit 134,
And a complex multiplier 135.
【0026】図1に示す構成図は図2に示す従来技術の
構成図に対して、構成要素113、114、115、1
33、134および135を追加している。本発明の特
徴は複素乗算器115および135を用いて、ダイバー
シチ送信信号の一方のブランチに複素係数Cを乗じるこ
とであり、この複素係数Cを相手局の判定誤差信号の自
乗平均が最小となるように制御することである。この方
法によりパワー・インバージョン・アダプティブ・アレ
イ回路129による干渉波除去と所望波の最適合成を同
時に実現できることを説明する。The configuration diagram shown in FIG. 1 is different from the configuration diagram of the prior art shown in FIG. 2 in that components 113, 114, 115, 1
33, 134 and 135 are added. A feature of the present invention is that one branch of the diversity transmission signal is multiplied by a complex coefficient C using the complex multipliers 115 and 135, and the mean square of the decision error signal of the partner station is minimized. That is to control. A description will be given of how this method can simultaneously realize interference wave removal and optimal synthesis of a desired wave by the power inversion adaptive array circuit 129.
【0027】いま、第1の無線局から送信し、第2の無
線局で受信する場合を考える。ここで複素乗算器115
に複素係数Cが乗ぜられるので、従来技術で説明した受
信信号r1およびr2は次式で示される。 r1=h11・S+h21・C・S+J1・J (9) r2=h12・S+h22・C・S+J2・J (10) 従ってパワー・インバージョン・アダプティブ・アレイ
回路129の出力は y={W1(h11+h21・C)−W2(h12+h22・C)}・S +(W1・J1−W2・J2)・J (11) となる。上式で干渉波Jを消去するためにパワー・イン
バージョン・アダプティブ・アレイ回路129は式
(6)および式(7)で与えられる重み係数W1および
W2を相関演算し、干渉波Jが除去される。すなわちパ
ワー・インバージョン・アダプティブ・アレイ回路12
9出力は y={W1(h11+h21・C)−W2(h12+h22・C)}・S (12) となる。ここで従来技術との相違は上記式(12)で明
らかなように送信側で乗じた重み係数Cを含むことであ
る。上記式(12)で所望波Sに関して、2ブランチの
信号が最適合成される条件とは所望波Sの係数部分が1
になることである。これは伝送路をインパルス応答と捉
えた場合、ナイキストの無歪み条件が成立するために
は、主応答が1となることと等価である。従って、 W1(h11+h21・C)−W2(h12+h22・C)=1 (13) を満たす重み係数Coptが存在する。複素係数Cが最適
解Coptからずれている場合には、ナイキストの無歪み
条件も満足されず、判定器131の前後にて誤差信号ε
がある値を取る。最適解を満足する場合には誤差信号ε
はゼロとなる。従って、誤差信号εの自乗平均値が最小
となるように送信側重み係数Cを制御すれば常に所望波
に対して最適合成が行われることになる。この場合には
従来技術の問題点であった所望波の逆相合成になる消滅
を解決できることになる。本実施例では減算器133が
出力する第2の無線局の誤差信号εを送信ベースバンド
回路121でフレーム同期信号などとともにオーバーヘ
ッド部分に時分割多重し、相手局の第1の無線局へ送信
する。第1の無線局では第2の無線局から送信されてき
た誤差信号εを復調再生し、受信ベースバンド回路11
2でフレーム同期の後、分離抽出する。抽出された誤差
信号εは自乗平均誤差最小制御回路114で誤差信号ε
の自乗平均値が最小となるように複素係数Cを制御す
る。なお制御方法はマイクロコンピュータやDSPなど
を用いて計算処理により行う。具体的には誤差信号εを
自乗計算し、これを積分する。次にCを複素平面にて初
期値から摂動させ、その時点での自乗平均値を求め、初
期値からの増加・減少を求める。これらの処理を逐次繰
り返し、ニュートン法などにより最適解を求めていく。
初期値から最適解への収束時間は多少必要とするが、一
度最適解に達した場合には逐次修正などの計算アルゴリ
ズムを導入すれば適応処理として最適解を維持できる。Now, consider a case where a signal is transmitted from the first wireless station and received by the second wireless station. Here, the complex multiplier 115
Is multiplied by the complex coefficient C, the received signals r1 and r2 described in the prior art are expressed by the following equations. r1 = h11 ・ S + h21 ・ C ・ S + J1 ・ J (9) r2 = h12 ・ S + h22 ・ C ・ S + J2 ・ J (10) Therefore, the output of the power inversion adaptive array circuit 129 is y = {W1 (h11 + h21 ・ C) ) −W2 (h12 + h22 · C)} · S + (W1 · J1−W2 · J2) · J (11) In order to eliminate the interference wave J in the above equation, the power inversion adaptive array circuit 129 performs a correlation operation on the weight coefficients W1 and W2 given by the equations (6) and (7), and the interference wave J is removed. You. That is, the power inversion adaptive array circuit 12
The nine outputs are y = {W1 (h11 + h21 · C) −W2 (h12 + h22 · C)} · S (12) Here, the difference from the prior art is that a weight coefficient C multiplied on the transmission side is included as is clear from the above equation (12). In the above equation (12), the condition under which the signal of the two branches is optimally combined with respect to the desired wave S is that the coefficient portion of the desired wave S is 1
It is to become. This is equivalent to taking the transmission path as an impulse response and setting the main response to 1 in order to satisfy the Nyquist distortion-free condition. Therefore, there exists a weight coefficient Copt that satisfies W1 (h11 + h21 · C) −W2 (h12 + h22 · C) = 1 (13). When the complex coefficient C deviates from the optimal solution Copt, the Nyquist no distortion condition is not satisfied, and the error signal ε before and after the decision unit 131 is obtained.
Take a certain value. If the optimal solution is satisfied, the error signal ε
Becomes zero. Therefore, if the transmission-side weighting coefficient C is controlled so that the root mean square value of the error signal ε is minimized, the optimum synthesis is always performed on the desired wave. In this case, it is possible to solve the problem of the prior art, that is, the extinction of the desired wave in reverse phase synthesis. In this embodiment, the error signal ε of the second wireless station output from the subtracter 133 is time-division multiplexed into an overhead portion together with a frame synchronization signal and the like by the transmission baseband circuit 121 and transmitted to the first wireless station of the partner station. . The first radio station demodulates and reproduces the error signal ε transmitted from the second radio station, and
After the frame synchronization in step 2, the separation and extraction are performed. The extracted error signal ε is converted into an error signal ε by a root mean square error control circuit 114.
The complex coefficient C is controlled such that the root mean square value of is minimized. The control method is performed by calculation using a microcomputer or a DSP. Specifically, the error signal ε is squared and integrated. Next, C is perturbed from the initial value on the complex plane, the mean square value at that time is obtained, and the increase / decrease from the initial value is obtained. These processes are sequentially repeated, and an optimal solution is obtained by Newton's method or the like.
Although some convergence time from the initial value to the optimal solution is required, once the optimal solution is reached, the optimal solution can be maintained as adaptive processing by introducing a calculation algorithm such as sequential correction.
【0028】以上の動作によりパワー・インバージョン
・アダプティブ・アレイによる干渉波除去と同時に所望
波に対してもダイバーシチの最適合成を同時に実現でき
る。With the above operation, it is possible to simultaneously realize the optimum combining of the diversity with respect to the desired wave simultaneously with the elimination of the interference wave by the power inversion adaptive array.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、送信側か
ら送信する2つのダイバーシチ送信信号の一方に複素係
数を乗じ、受信側の判定器の入出力間に発生する誤差信
号を送信側に転送し、送信側でこの誤差信号の自乗平均
値が最小となる複素係数の最適解を求めてこれを用いる
ことにより、従来のパワー・インバージョン・アダプテ
ィブ・アレイによる干渉波除去を行ったとしても、従来
は不可能だった所望信号波の逆相合成による消滅を防止
することができ、さらにフェージング回線での所望波に
対してもダイバーシチの最適合成を同時に可能とする効
果がある。As described above, according to the present invention, one of two diversity transmission signals transmitted from the transmission side is multiplied by a complex coefficient, and an error signal generated between the input and output of the decision unit on the reception side is transmitted to the transmission side. By transmitting and using the optimal solution of the complex coefficient that minimizes the root mean square value of this error signal on the transmitting side and using this, even if interference wave removal by the conventional power inversion adaptive array is performed, In addition, it is possible to prevent the desired signal wave from disappearing due to the reverse-phase synthesis, which has been impossible in the related art, and it is also possible to simultaneously achieve the optimum diversity combining for the desired wave in the fading channel.
【図1】本発明による干渉波除去方法の一実施の形態を
適用した空間2重ダイバーシチ通信系の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a spatial double diversity communication system to which an embodiment of an interference wave removing method according to the present invention is applied.
【図2】従来の干渉波除去方法による空間2重ダイバー
シチ通信系の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a spatial double diversity communication system according to a conventional interference wave removing method.
【図3】図1および図2のパワー・インバージョン・ア
ダプティブ・アレイ回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of the power inversion adaptive array circuit of FIGS. 1 and 2;
【図4】受信側における受信信号のダイバーシチ合成を
示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating diversity combining of received signals on the receiving side.
【図5】受信側における受信信号のダイバーシチ合成に
より所望波が消滅する場合の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram in a case where a desired wave disappears due to diversity combining of received signals on a receiving side.
101 送信側ベースバンド回路 102 変調器 103、104 送信機 105、106 アンテナ 107、108 受信機 109 パワー・インバージョン・アダプティブ・ア
レイ回路 110 復調器 111 判定器 112 受信ベースバンド回路 113 減算器 114 自乗平均誤差最小制御回路 115 複素乗算器 121 送信側ベースバンド回路 122 変調器 123、124 送信機 125、126 アンテナ 127、128 受信機 129 パワー・インバージョン・アダプティブ・ア
レイ回路 130 復調器 131 判定器 132 受信ベースバンド回路 133 減算器 134 自乗平均誤差最小制御回路 135 複素乗算器DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Transmitting baseband circuit 102 Modulator 103, 104 Transmitter 105, 106 Antenna 107, 108 Receiver 109 Power inversion adaptive array circuit 110 Demodulator 111 Judge 112 Receiving baseband circuit 113 Subtractor 114 Square mean Error minimum control circuit 115 Complex multiplier 121 Transmit baseband circuit 122 Modulator 123, 124 Transmitter 125, 126 Antenna 127, 128 Receiver 129 Power inversion adaptive array circuit 130 Demodulator 131 Judge 132 132 Receiving base Band circuit 133 Subtractor 134 Minimum mean square error control circuit 135 Complex multiplier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 7/00 H04B 7/02 - 7/12 H04L 1/02 - 1/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04B 7/00 H04B 7/02-7/12 H04L 1/02-1/06
Claims (6)
信信号より干渉波の混入を除去するための干渉波除去方
法であって、 送信側で変調した送信信号を2分岐して、一方の送信信
号に複素係数を乗じて他方の送信信号とともに垂直偏波
または水平偏波で送信し、受信側で受信した2波の受信
信号のダイバーシチ合成を行い、該合成出力を復調し
て、該復調信号の判定を行い、復調信号に干渉波が含ま
れるとき前記判定の前後に発生する誤差を誤差信号とし
て、垂直偏波または水平偏波のうち送信側と異なる偏波
で送信し、 送信側で受信した前記誤差信号の自乗平均値を求め、該
自乗平均値が最小となるように、乗じるべき前記複素係
数を求め、 以下、通信中は反復動作を行い受信信号より干渉波を除
去する干渉波除去方法。An interference wave removing method for removing interference waves from a received signal in a spatial duplex diversity communication system, wherein a transmitting signal modulated on a transmitting side is branched into two signals to be converted into one transmitting signal. Multiplied by the complex coefficient and transmitted together with the other transmission signal in vertical polarization or horizontal polarization, and the receiving side performs diversity combining of the two received signals, demodulates the combined output, and determines the demodulated signal. Performing, when the demodulated signal contains an interference wave, the error that occurs before and after the determination as an error signal, transmitted with a polarization different from the transmission side of the vertical polarization or horizontal polarization, received at the transmission side An interference wave elimination method for obtaining a root-mean-square value of an error signal, obtaining the complex coefficient to be multiplied so as to minimize the root-mean-square value, and thereafter performing an iterative operation during communication to remove an interference wave from a received signal.
は、パワー・インバージョン・アダプティブ・アレイ回
路により行う請求項1記載の干渉波除去方法。2. The interference wave removing method according to claim 1, wherein the diversity combining at the receiving side is performed by a power inversion adaptive array circuit.
信は、送信時分割多重手段によるオーバヘッド信号の一
部としてフィードバックする請求項1または2記載の干
渉波除去方法。3. The method according to claim 1, wherein the transmission of the error signal from the receiving side to the transmitting side is fed back as a part of an overhead signal by a transmission time division multiplexing unit.
信側および受信側の双方にそれぞれ設置された干渉波除
去装置であって、 送信時に、変調され2分岐された送信信号の一方に複素
係数を乗じる複素乗算手段および相手側より送信されて
きた誤差信号を抽出分離し、該誤差信号の自乗平均値を
最小とする前記複素係数を求める手段と、 受信時に、受信信号のダイバーシチ合成が行われ、該合
成信号が復調された復調信号に干渉波が含まれるとき、
該復調信号の判定の前後に発生する誤差を誤差信号とし
て検出する手段と、該誤差信号を相手側に送信する手段
と、よりなる干渉波除去装置。4. An interference wave eliminator installed on each of a transmission side and a reception side in a spatial duplex diversity communication system, wherein at the time of transmission, one of a modulated and bifurcated transmission signal is multiplied by a complex coefficient. Complex multiplying means and means for extracting and separating the error signal transmitted from the other party and obtaining the complex coefficient for minimizing the root mean square value of the error signal; and at the time of reception, diversity combining of the received signal is performed. When an interference wave is included in the demodulated signal obtained by demodulating the synthesized signal,
An interference wave removing apparatus comprising: means for detecting an error occurring before and after the determination of the demodulated signal as an error signal; and means for transmitting the error signal to a partner.
は、パワー・インバージョン・アダプティブ・アレイ回
路により行われる請求項4記載の干渉波除去装置。5. The apparatus according to claim 4, wherein the diversity combining at the receiving side is performed by a power inversion adaptive array circuit.
信は、送信時分割多重手段によるオーバヘッド信号の一
部としてフィードバックされる請求項4または5記載の
干渉波除去装置。6. The interference wave canceling apparatus according to claim 4, wherein the transmission of the error signal from the receiving side to the transmitting side is fed back as a part of an overhead signal by the transmission time division multiplexing means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8328626A JP2973952B2 (en) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | Interference wave removal method and apparatus |
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---|---|
JPH10173579A JPH10173579A (en) | 1998-06-26 |
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