JP3196729B2 - 両偏波受信装置 - Google Patents

両偏波受信装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同一周波数の互い
に直交する偏波を用いてデジタル信号を伝送する両偏波
伝送方式に適用する両偏波受信装置に関し、特に伝送路
で発生する偏波間の干渉を補償する交差偏波干渉補償機
能を有する両偏波受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル無線伝送の周波数利用効率を高
めるために、同一周波数の互いに直交する偏波(水平偏
波および垂直偏波)を用いてデジタル変調信号を伝送す
る両偏波伝送方式が採用されている。しかし、伝送路上
でマルチパスフェージング等によって両偏波間の相互干
渉が発生し、受信品質が低下する。このような偏波間相
互干渉を補償して受信データを正しく受信するために、
偏波間干渉を補償する交差偏波干渉補償機能を設けてい
る。
【0003】図3は、従来の交差偏波干渉補償機能を有
する受信装置のブロック図であり、特開平3−2181
37号公報により開示されているものである。
【0004】ここで、入力端401には、垂直偏波(以
下、V偏波と称する)により伝送されてきた受信信号S
vが入力し、入力端411には、水平偏波(以下、H偏
波と称する)により伝送されてきた受信信号Shが入力
する。また、出力端402からは、V偏波により伝送さ
れてきた受信信号Svの復調データDvが出力し、出力
端412からは、H偏波により伝送されてきた受信信号
Shの復調データDhが出力する。なお、受信信号S
v,Shは、64QAM信号あるいは16QAM信号等
のデジタル変調信号である。
【0005】ところで、伝送路での偏波間相互干渉によ
って、V偏波側の受信信号SvにはH偏波の干渉波成分
が含まれており、また、H偏波側の受信信号ShにはV
偏波の干渉波成分が含まれている。このような偏波間の
干渉波成分を除去するために、トランスバーサルフィル
タを用いて交差偏波干渉を補償する回路を設けている。
【0006】なお、V偏波側の受信信号Svに対応する
回路構成と、H偏波側の受信信号Shに対応する回路構
成とは同一構成であるので、ここでは、V偏波を復調対
象の主偏波とし、H偏波を異偏波とした場合について説
明する。
【0007】直交検波器301,302は、受信信号S
vの搬送波に同期した再生搬送波を搬送波再生器303
から受け、位相差π/2の再生搬送波をそれぞれ乗算し
て直交検波する。V偏波(主偏波)の受信信号Svは、
直交検波器301によりベースバンド信号に復調された
後、A/D変換器304によりデジタル信号D1vに変
換される。また、H偏波(異偏波)の受信信号Shは、
分岐されて直交検波器302に入力し、搬送波再生器3
03からの再生搬送波により直交検波された後、A/D
変換器305によりデジタル信号D2hに変換される。
【0008】デジタル信号D1vは減算器306に入力
し、トランスバーサルフィルタ307から出力される干
渉補償信号との減算処理を受けることにより、H偏波
(異偏波)からの干渉波成分を除去され、復調データD
vとして出力される。
【0009】ここで、制御回路308は、復調データD
vおよびA/D変換器305から出力されるデジタル信
号D2hをそれぞれ受け、V偏波(主偏波)側の復調デ
ータDvとH偏波(異偏波)側のデジタル信号D2hと
の相関を検出し、復調データDvに含まれる異偏波の干
渉量が最小となるようにトランスバーサルフィルタ30
7を制御する。トランスバーサルフィルタ307は、制
御回路308により制御されてH偏波(異偏波)側のデ
ジタル信号D2hに重み付けを行い、異偏波からの干渉
波成分を補償する干渉補償信号を生成する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
受信信号の搬送波に同期した再生搬送波を生成して直交
検波を行っている。再生搬送波を生成する搬送波再生器
はアナログ回路で構成され、構成部品の特性ばらつき等
を補償調整する必要があるため、回路構成が複雑化しコ
スト高になるという問題点を有している。
【0011】本発明の目的は、直交検波用に発生する搬
送波が受信信号の搬送波に非同期であっても、異偏波か
らの交差偏波干渉を補償して主偏波を復調できるように
することにより、アナログ回路のデジタル化を図ること
ができ、LSI化による小型化、無調整化、低価格化を
実現できる両偏波受信装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の両偏波受信装置
は、同一周波数の互いに直交する偏波により伝送されて
くる直交振幅変調信号を受信復調すると共に交差偏波干
渉補償を行う両偏波受信装置において、受信信号の搬送
波周波数とほぼ等しく位相差π/2の直交検波用搬送波
を発生する発振手段と、前記直交する偏波の一方を復調
対象の主偏波の受信信号とし他方を異偏波の受信信号と
して前記直交検波用搬送波をそれぞれ乗算し主偏波およ
び異偏波のI,Qチャネルの直交検波出力信号をそれぞ
れ出力する直交検波手段と、前記主偏波および異偏波の
直交検波出力信号をそれぞれ同じタイミングで量子化し
て主偏波および異偏波のデジタルデータをそれぞれ出力
するA/D変換手段と、前記主偏波および異偏波のデジ
タルデータに対しそれぞれ同じ位相調整を行う主偏波お
よび異偏波の無限移相手段と、この無限移相手段により
位相調整された前記主偏波のデジタルデータに対し交差
偏波干渉補償データを加算して復調出力データを出力す
る加算手段と、前記無限移相手段により位相調整された
前記異偏波のデジタルデータに対し重み付けを行って交
差偏波干渉成分と同振幅、逆位相の前記交差偏波干渉補
償データを出力するトランスバーサルフィルタと、前記
復調出力データおよび前記異偏波のデジタルデータをそ
れぞれ受けて相関を演算し前記無限移相手段および前記
トランスバーサルフィルタをそれぞれ制御する制御手段
とを備える。
【0013】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0014】図1は本発明の一実施形態を示すブロック
図である。アンテナ1は、同一周波数の互いに直交する
垂直偏波(V偏波)および水平偏波(H偏波)により伝
送されてくるデジタル変調信号をそれぞれ受信し、受信
信号S1vおよび受信信号S1hとして出力する。受信
信号S1v,S1hは、例えば多値QAM変調(直交振
幅変調)されたデジタル変調信号である。
【0015】これら受信信号S1v,S1hは、伝送路
でのマルチパスフェージング等による偏波間相互干渉に
よって、互いに異偏波側からの交差偏波干渉成分を含ん
でいる。
【0016】このような偏波間相互干渉による復調信号
の品質劣化を防ぐために、V偏波の受信信号S1vを復
調すると共にH偏波からの干渉を補償する機能と、H偏
波側の受信信号S1hを復調すると共にV偏波側からの
干渉を補償する機能とをそれぞれ具備している。これら
機能は同じ構成であるので、ここでは、V偏波を復調対
象の主偏波とし、H偏波を異偏波として交差偏波干渉補
償を行う場合について説明する。
【0017】図1は、V偏波を主偏波として復調し、H
偏波を異偏波として交差偏波干渉補償する構成のみを示
している。H偏波を主偏波として復調し、V偏波を異偏
波として交差偏波干渉補償する構成は図示省略してい
る。
【0018】図1において、発振器15は、受信信号S
1vの搬送波とほぼ等しい周波数の直交検波用搬送波S
cを発生する。移相器16は、直交検波用搬送波Scを
π/2だけ位相推移させる。直交検波器11は、発振器
15および移相器16から位相差π/2の直交検波用搬
送波を受け、V偏波(主偏波)の受信信号S1vにそれ
ぞれ乗算して直交検波し、IチャネルおよびQチャネル
の直交検波出力信号S2vを出力する。A/D変換器1
2は、タイミング再生器17から供給されるタイミング
信号Stに応じて直交検波出力信号S2vを量子化し、
V偏波(主偏波)側のデジタルデータD1vとして出力
する。
【0019】タイミング再生器17は、シンボル周波数
の整数倍の周波数のタイミング信号Stを生成し、A/
D変換器12,22に量子化タイミングを供給する。タ
イミング再生方法としては、例えば、文献:桑原守二監
修、「ディジタルマイクロ波通信」、企画センター、5
0頁(図2.23)に示されている自己タイミング方式
が知られている。この方式を使用する場合は、直交検波
出力を全波整流してクロック周波数成分を生じさせ、こ
れをタンク共振回路に入力してクロック成分を抽出し、
リミッタを通した後に微分してタイミング信号を生成す
る。
【0020】無限移相器(EPS)13は、制御回路1
8からの制御信号Cpに応じて動作し、V偏波側のデジ
タルデータD1vに対して位相調整を行う。加算器14
は、無限移相器13により位相調整されたV偏波側のデ
ジタルデータに対し、トランスバーサルフィルタ(FI
L)24から出力される交差偏波干渉補償データEhを
加算してH偏波(異偏波)側からの交差偏波干渉波成分
を除去し、復調出力データDvとして送出する。
【0021】一方、直交検波器21は、直交検波器11
と同じように、発振器15および移相器16から位相差
π/2の直交検波用搬送波を受け、H偏波(異偏波)の
受信信号S1hにそれぞれ乗算して直交検波し、Iチャ
ネルおよびQチャネルの直交検波出力信号S2hを出力
する。
【0022】A/D変換器22は、A/D変換器12と
同じように、タイミング再生器17から供給されるタイ
ミング信号Stに応じて直交検波出力信号S2hを量子
化し、H偏波(異偏波)側のデジタルデータD1hとし
て出力する。無限移相器(EPS)23は、無限移相器
13と同じように、制御回路18からの制御信号Cpに
応じて動作し、H偏波側のデジタルデータD1hに対し
て無限移相器13と同じ位相調整を行う。
【0023】トランスバーサルフィルタ24は、制御回
路18からの制御信号Ceに応じて動作し、無限移相器
23から出力されるH偏波(異偏波)側のデジタルデー
タに対して重み付けを行い、V偏波(主偏波)の復調デ
ジタルデータに含まれるH偏波(主偏波)側からの交差
偏波干渉成分と同振幅、逆位相の交差偏波干渉補償デー
タEhを出力する。
【0024】制御回路18は、V偏波(主偏波)側の復
調出力データDvおよびH偏波(異偏波)側のデジタル
データD1hをそれぞれ受けて相関を演算し、V偏波
(主偏波)側の復調出力データDvに含まれる直交干渉
成分および交差偏波干渉成分が最小となるように無限移
相器13,23およびトランスバーサルフィルタ24を
それぞれ制御する。
【0025】図2は、制御回路18の一例を示すブロッ
ク図であり、5つの相関器18a,18b,18c,1
8d,18eを有している。相関器18aは、V偏波
(主偏波)側の復調出力データDvのIチャネルデータ
Dv(I)とQチャネルデータDv(Q)とをそれぞれ
受けて相関演算を行い、V偏波(主偏波)の復調出力デ
ータのIチャネルに含まれるQチャネルの直交干渉成
分、およびQチャネルに含まれるIチャネルの直交干渉
成分をそれぞれ検出し、復調出力データDvのI,Qチ
ャネル間の直交干渉成分が最小となるように制御信号C
pを生成し、無限移相器13,23へ送出する。
【0026】また、相関器18b,18c,18d,1
8eは、V偏波(主偏波)の復調出力データのIチャネ
ルデータDv(I)とQチャネルデータDv(Q)、お
よびH偏波(異偏波)のデジタルデータのIチャネルデ
ータD1h(I)とQチャネルデータD1h(Q)との
相関演算を行い、V偏波(主偏波)側の復調出力データ
Dv(I)のI,Qチャネルに含まれるH偏波(異偏
波)側のデジタルデータD1hのI,Qチャネルの交差
偏波干渉成分を検出し、復調出力データDvに含まれる
交差偏波干渉成分が最小になるように制御信号Ceを生
成し、トランスバーサルフィルタ24へ送出する。
【0027】このようにすることにより、直交検波用の
搬送波が受信搬送波に非同期であっても、無限移相器に
より搬送波非同期の補償を行って主偏波出力データを復
調する手段と組み合わせて交差偏波干渉補償を行うこと
ができる。
【0028】なお、上述した説明では、無限移相器23
に入力する異偏波のデジタルデータD1hおよび主偏
復調出力データDvを制御部18に供給しているが、
主偏波側の無限移相器13および異偏波側の無限移相器
23から出力されるデジタルデータを制御部18に供給
しても、また、主偏波の復調出力データDvおよび異偏
波側の無限移相器23から出力される異偏波のデジタル
データを制御部18に供給しても、更に、主偏波側の無
限移相器13から出力される主偏波のデジタルデータお
よび異偏波側の無限移相器23に入力する異偏波のデジ
タルデータを制御部18に供給しても、同様に動作させ
ることができる。
【0029】また、上述した説明では、受信アンテナ1
により受信された無線周波数帯のV偏波およびH偏波の
受信信号を直交検波器に供給しているが、無線周波数帯
のV偏波およびH偏波の受信信号を中間周波信号にそれ
ぞれ周波数変換する受信器を設け、V偏波およびH偏波
の中間周波信号をそれぞれ直交検波するようにしてもよ
い。この場合、局部発振器を共用して同じ局部発振信号
を使用して周波数変換する。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
交検波用に発生する搬送波が受信信号の搬送波に非同期
であっても、無限移相器により搬送波非同期の補償をし
て交差偏波干渉補償を行うことができるので、回路を大
幅にデジタル化でき、LSI化により装置の小型化、無
調整化、低価格化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した制御部18の一例を示すブロック
図である。
【図3】従来の交差偏波干渉補償機能を有する受信装置
の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11,21 直交検波器 12,22 A/D変換器 13,23 無限移相器(EPS) 14 加算器 15 発振器 17 タイミング再生器 18 制御部 18a〜18e 相関器 24 トランスバーサルフィルタ(FIL) S1v V偏波(主偏波)の受信信号 S1h H偏波(異偏波)の受信信号 Sc 直交検波用搬送波 D1v V偏波(主偏波)のデジタルデータ D1h H偏波(異偏波)のデジタルデータ Dv 復調出力データ Eh 交差偏波干渉補償データ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一周波数の互いに直交する偏波により
    伝送されてくるデジタル変調信号を受信復調すると共に
    交差偏波干渉補償を行う両偏波受信装置において、受信
    信号の搬送波周波数とほぼ等しく位相差π/2の直交検
    波用搬送波を発生する発振手段と、前記直交する偏波の
    一方を復調対象の主偏波の受信信号とし他方を異偏波の
    受信信号として前記直交検波用搬送波をそれぞれ乗算し
    主偏波および異偏波のI,Qチャネルの直交検波出力信
    号をそれぞれ出力する直交検波手段と、前記主偏波およ
    び異偏波の直交検波出力信号をそれぞれ同じタイミング
    で量子化して主偏波および異偏波のデジタルデータをそ
    れぞれ出力するA/D変換手段と、前記主偏波および異
    偏波のデジタルデータに対しそれぞれ同じ位相調整を行
    う主偏波側および異偏波側の無限移相手段と、前記主偏
    波側の無限移相手段により位相調整された主偏波のデジ
    タルデータに対し交差偏波干渉補償データを加算して
    偏波の復調出力データを出力する加算手段と、前記異偏
    波側の無限移相手段により位相調整されたデジタルデー
    タに対し重み付けを行って交差偏波干渉成分と同振幅、
    逆位相の前記交差偏波干渉補償データを出力するトラン
    スバーサルフィルタと、前記無限移相手段および前記ト
    ランスバーサルフィルタをそれぞれ制御する制御手段と
    を備え、 前記制御手段が、前記主偏波の復調出力データのI,Q
    チャネル間の相関を演算して直交干渉成分が最小となる
    ように前記無限移相手段を制御する相関器と、前記主偏
    波の復調出力データと前記異偏波側の無限移相手段に入
    力する異偏波のデジタルデータとの各チャネル間の相関
    をそれぞれ演算して直交干渉成分が最小となるように前
    記トランスバーサルフィルタを制御する相関器とを有し
    ている ことを特徴とする両偏波受信装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の両偏波受信装置におい
    て、前記制御手段が、前記主偏波の復調出力データの
    I,Qチャネル間の相関を演算して直交干渉成分が最小
    となるように前記無限移相手段を制御する相関器と、前
    記主偏波の復調出力データと前記異偏波側の無限移相手
    段から出力される異偏波のデジタルデータとの各チャネ
    ル間の相関をそれぞれ演算して直交干渉成分が最小とな
    るように前記トランスバーサルフィルタを制御する相関
    器とを有していることを特徴とする両偏波受信装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の両偏波受信装置におい
    て、前記制御手段が、前記主偏波側の無限移相手段から
    出力される主偏波のデジタルデータのI,Qチャネル間
    の相関を演算して直交干渉成分が最小となるように前記
    無限移相手段を制御する相関器と、前記主偏波側の無限
    移相手段から出力される主偏波のデジタルデータと前記
    異偏波側の無限移相手段に入力する異偏波のデジタルデ
    ータとの各チャネル間の相関をそれぞれ演算して直交干
    渉成分が最小となるように前記トランスバーサルフィル
    タを制御する相関器とを有していることを特徴とする両
    偏波受信装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の両偏波受信装置におい
    て、前記制御手段が、前記主偏波側の無限移相手段から
    出力される主偏波のデジタルデータのI,Qチャネル間
    の相関を演算して直交干渉成分が最小となるように前記
    無限移相手段を制御する相関器と、前記主偏波側の無限
    移相手段から出力される主偏波のデジタルデータと前記
    異偏波側の無限移相手段から出力される異偏波のデジタ
    ルデータとの各チャネル間の相関をそれぞれ演算して直
    交干渉成分が最小となるように前記トランスバーサルフ
    ィルタを制御する相関器とを有していることを特徴とす
    る両偏波受信装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の両偏波受信装置におい
    て、前記直交検波手段に入力する受信信号が、受信アン
    テナにより受信された無線周波数帯の信号であることを
    特徴とする両偏波受信装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の両偏波受信装置におい
    て、前記直交検波手段に入力する受信信号は、受信アン
    テナにより受信された無線周波数帯の信号が共通の局部
    発振信号により周波数変換された中間周波信号であるこ
    とを特徴とする両偏波受信装置。
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