JPH0516214B2 - - Google Patents

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JPH0516214B2
JPH0516214B2 JP62267430A JP26743087A JPH0516214B2 JP H0516214 B2 JPH0516214 B2 JP H0516214B2 JP 62267430 A JP62267430 A JP 62267430A JP 26743087 A JP26743087 A JP 26743087A JP H0516214 B2 JPH0516214 B2 JP H0516214B2
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polarization
carrier
interference
cross
polarized wave
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Junji Namiki
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Nippon Electric Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、無線伝送の直交偏波共用にともな
い生じる交差偏波干渉補償技術に関する。
マイクロ波帯の無線通信は地上通信並びに衛星
通信を中心に急速に発展している。無線通信の需
要は今後移動通信サービスの拡大等の理由で更に
増大していくことが予想され、準ミリ波以上の周
波数帯開拓と共に、実用的価値の高い現用の周波
数帯のいわゆる周波数再利用の考えが高まつてい
る。すでにCCIR(国際無線通信諮問委員会)の4
〜6GHzのFM無線周波数配置に関する勧告には、
直交偏波を使用することが明記されている。ま
た、衛星通信においてもINTELSAT(国際電気
通信衛星機構)は、V号系衛星で単一偏波で用い
られてきた4〜6GHz帯での直交偏波共用技術を
実用化する模様である。
これら直交偏波共用化の達成には、アンテナや
給電装置などの偏波特性の改善と共に降雨などに
よる電波伝搬上の偏波特性の劣化を補償する交差
偏波補償回路の開発も重要な課題となつている。
本来、自由空間は直交する2偏波に対して独立
で、両偏波を同時に伝送できる伝送線路である
が、実際の伝搬路には降雨などの媒質の異方性が
存在し、直交偏波共用方式を採用すると、交差偏
波の発生による偏波間の結合が異偏波チヤンネル
干渉を起すことになる。
交差偏波補償技術は、かかる偏波間の結合をア
ンテナ給電装置や無線機器内に補償回路を設けて
自動的な補償を行うものである。
従来、マイクロ波帯通信はFMを中心とするア
ナログ伝送が中心であつたことから、前述の交差
偏波補償方式もアンテナ給電装置周辺に可変移相
器と減衰器とを設け直交度復元を行う方式や中間
周波帯に干渉波補償回路を設け異偏波間の干渉を
各々消去する方式等がよく研究され実用化されて
きている。
近年、マイクロ波帯においても、デイジタル伝
送が使用される様になり交差偏波補償方式につい
てもデイジタル伝送の特徴を生かしたより効率の
良い方式の提案が要請されている。
本発明の目的はデイジタル伝送における交差偏
波補償方式を復調ベース・バンド信号情報をもと
にベース・バンド帯で行う交差偏波補償回路を提
供することにある。
この発明によれば、単一偏波用の現用のアンテ
ナ系および中間周波数機器を通し、同一搬送周波
数での直交偏波共用のデイジタル伝送を行うこと
ができる。
現在、衛星用アンテナのビーム幅は、地上マイ
クロ回線のそれに比較してかなり広いこと、また
グローバル・ビーム用のアンテナでは実効送信電
力を高めるため非対称ビーム用いていること、ま
た、宇宙空間におけるフアラデー・ローテーシヨ
ン等により、高い直交偏波識別度が期待できな
い。
このような伝送系において、本発明は従来方式
と比較して格段の優位性を示すものであり、現用
の伝送系に全く手を加えることが無いと言う点で
より経済的であり、しかもTDMAのように同一
アンテナで複数局の信号を時分割的に受信するよ
うな場合にも各送信局個別に交差偏波補償を行う
ことができる。
この発明の回路は、同一のビツト・レートの第
1および第2のデイジタル・データ系列……ak
−2,ak−1,ak,ak+1,ak+2……および
……bk−2,bk−1,bk,bk+1,bk+2……
を相直交する第1および第2の偏波でそれぞれ周
波数が異なる搬送波に乗せるデイジタル無線伝送
において、受信を希望する前記第1の偏波を同期
検波すべく設けられた第1の偏波の搬送波を抽出
する搬送波抽出器と;前記搬送波抽出器出力を参
照搬送波とする前記第1の偏波に対する第1の同
期検波器と;偏波干渉を起こす前記第2の偏波の
同期検波を行うために設けられ前記搬送波抽出器
出力を同じく参照搬送波とする第2の同期検波器
と;前記第1および第2の偏波から同期検波によ
り前記第1および第2の系列に対応してそれぞれ
得られる第3および第4の決列……Ak−2,Ak
−1,Ak,Ak+1,Ak+2……および……Bk
−2,Bk−1,Bk,Bk+1,Bk+2……と前
記第3および第4の系列の受信側での推定値であ
る第5および第6の系列……A^k−2,A^k−
1,A^k,A^k+1,A^k+2……および……B

k−2,B^k−1,B^k,B^k+1,B^k+2

…からM,M′,NおよびN′を零または正の整数
として Ck=N′ Σi=-N αi・Ak+i+M′ Σi=-M βi・Bk+i−N′ Σi=0 α′i・A^k+1−M′ Σi=0 β′i・B^k+i (但し、αi,βi,αi′,βi′は複素定数) なる第7の系列……Ck−2,Ck−1,Ck,Ck
+1,Ck+2……を出力するフイルターを備え、
前記フイルターから前記第2の偏波からの交差偏
波干渉を除去した前記第1の系列を得るようにし
たことを特徴とする。
次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。
第1図はデイジタル伝送用の従来の線形自動等
化器のブロツク図を示す図である。端子100に
は帯域制限されたランダムパルス……ak−1,
ak,ak+1……がT秒間隔で次々に加えられる。
図中、参照数字1,2,3および4はT秒の遅
延回路、参照数字5,6,7,8および9は可変
減衰器、参照数字10は加算器、参照数字11は
サンプラーであり、また参照数字12は信号識別
回路であり、パルスakを送信したときの受信信
号Akから推定値A^kを得るものであり、伝送誤
りが発生しなければak=A^kと推定される。
第1図の等化器の機能は図より明らかなように
前後の2送信符号からの符号間干渉Σαi・αk+i
を可変減衰器5,6,8および9で消去すること
である。可変減衰器5,6,7,8および9の減
衰量αiを自動的かつ理想的に変化させるアルゴリ
ズムは様々で、例えば、1965年4月発行のBSTJ
(Bell System Technical Journal vol.44,
pp547−588記載の“Automaticequalization for
digital communicationに示されているzero
forcing法、1967年11月発行のBSTJ vol.46,
pp2179−2208記載の“An automatic equalizer
for general−purposecommunication channel”
で示されている自乗平均等化法が一般的に知られ
ている。
また、多少構成が異なるが、1970年5月発行の
IEEE TRANSACTIONS ON
INFORMATION THEORY,vol.IT−16,
pp270−276記載の“Analysis of a Decision
Directed Receiver with Unknown Prior”で
示されている非線形自動等化法などもある。
また、第1図の入力端子に与えられる信号が4
相位相変調または16値直交振幅変調された複素信
号である場合には、1975年6月発行のIEEE
TRANSACTIONS ON
COMMUNICATIONS,vol.COM−23,pp684
〜687記載の“Two Extensional Applications
of the Zero Forcing Equalization Method”
に示された自動等化法がある。
上記各自動等化法による実際の等化器の構成は
可変減衰器の減衰量(タツプ・ゲイン)を推定す
る回路が異なるだけであり、非線形目動等化器の
外は第1図ような構成になつている。
第2図は従来の非線形自動等化器のブロツク図
を示し、参照数字1′,2′,3′および4′は第1
図の構成要素1,2,3および4に対応し、参照
数字5′,6′,7′,8′および9′は第1図の構
成要素5,6,7,8および9に対応し、参照数
字10′は第1図の構成要素10と対応し、参照
数字11′は第1図の構成要素11に対応し、参
照数字12′は第1図の構成要素12に対応し、
参照数字13,14は加算器である。
第2図の構成が第1図と異なる点は、先行符号
からの干渉を先行符号の識別結果を基に消去する
点にあり、原理的には第1図の構成の動作と同じ
である。そこで、以降で扱う無線デイジタル伝送
用自動等化器の構成としては、第1図のものを考
える。但し、この場合、可変減衰器は複素信号を
扱うものとする。
第3図は衛星通信に於ける直交偏波間の結合の
様子を示す図である。参照数字30を送信側地上
局、参照数字31を受信側地上局、参照数字32を通
信衛星として、水平偏波300および垂直偏波3
01を送信すると、垂直偏波から水平偏波への交
差偏波干渉はアツプ・リンク(衛星向送信)で発
生する干渉302、ダウン・リンク(地上局向送
信)で発生する干渉303と、水平偏波自身の自
己干渉304とが主なものである。今、両偏波と
も同一の搬送周波数を持つているとすれば、これ
ら全ての干渉は同期検波して得られたベース・バ
ンド信号に於いては、各干渉の和となつて得られ
る。この為、正確に干渉成分が分れば、これらを
検波したベース・バンド信号から減ずることによ
り干渉成分が消去できることが分る。
ここで、両偏波の搬送波周波数が同一の場合と
Δだけ異なる場合とについて以下に本発明の動
作を説明する。
まず、両偏波とも同一送信局が使用する場合
(Δ=0)について本発明の動作を以下に述べ
る。
自己干渉304は通常の多重伝播回線上の歪み
と考えられるので、第1図に示した通常の自動等
化器でその影響は除去される。
次に、干渉302および303についても、垂
直偏波側で送信された送信符号が分れば、この符
号をもとに垂直偏波からの干渉は完全に除去する
ことができる。
第4図は第1図に示す自動等化器の構成を利用
した交差偏波補償回路のブロツク図を示す図であ
る。図中、ブロツク4010がフイルターであ
り、参照数字40,41,42,43,44,4
5,46および47は第1図の各遅延回路と同一
のものであり、参照数字48,49,50,5
1,52,53,54,55,56および57は
第1図の各可変減衰器と同一のものであり、参照
数字58は第1図の加算器10と同一のものであ
り、参照数字59は第1図のサンプラー11と同
一のものであり、参照数字60は第1図の信号識
別器12と同一のものである。
まず、入力端子400には水平偏波により送ら
れてきた復調ベース・バンド信号が加えられ、入
力端子401には垂直偏波により送られてきた復
調ベース・バンド信号が加えられる。
この回路において、垂直偏波から水平偏波への
干渉が除去され、元の水平偏波成分だけが抽出さ
れる。
減衰器48,49,50,51および52から
の出力により水平偏波成分自身の波形歪みと第3
図に示した自己干渉304の和2 Σi=-2 αi・ak+i を除去することができる。
次に、減衰器53,54,55,56および5
7からの出力により第3図の交差偏波干渉302
および303の和2 Σi=-2 −βi・bk+iを除去するこ
とができる。従つて、出力端子402には全ての
干渉が除去された水平偏波成分Ck=2 Σi=-2 αi・Ak
+i+2 Σi=-2 βi・Bk+1akのみが出力される。
ここで、減衰器48,49,50,51,5
2,53,54,55,56および57の減衰量
αi,βiに対する制御アルゴリズムは第1図の自動
等化器のそれの拡張として考えることができる。
すなわち、水平偏波と垂直偏波には全く無相関な
データが乗せられており、各データ系列は時系列
的に無相関である。従つて、各減衰器の減衰量
(タツプ・ゲイン)を、前記減衰器の出力が受信
符号とその推定値との差とが直交するように選ぶ
と前記差を最少にできるという直交原理を利用す
ることができる。これは前述した自乗平均等化法
の拡張である。
第7図は本発明の一実施例を示し、第2図の非
線形自動等化器の構成を使用した交差偏波補償回
路を示す。図において、交差偏波補償回路は、8
個の信号処理回路124〜131と、加算回路1
32および133と、識別回路134および13
5を有している。各信号処理回路は遅延回路と可
変減衰器と加算器から構成されている。入力端子
120には、水平偏波により送られてきた復調ベ
ースバンド信号AKが供給され、入力端子121
には垂直偏波により送られてきた復調ベースバン
ド信号BKが供給される。まず、第1の信号処理
回路124は、ベースバンドAKを処理して第1
の処理信号としてΣAK+i・αiを出力する。同様に
して、第2の信号処理回路125は、ベースバン
ド信号BKを処理して第2の処理信号ΣBK+i・βi
出力する。これら第1および第2の処理信号は、
第3および第4の信号処理回路126および12
7から与えられる第3および第4の処理信号と加
算器132で減算(負の加算)される。この加算
器132の出力は、次に識別器134で識別さ
れ、ベースバンド信号AKの推定値A^Kが得られ
る。この推定値A^Kは、第3の信号処理回路12
6で処理され、前述の第3の処理信号ΣA^K+i
αi′が得られる。一方、第4の処理信号は、ベー
スバンド信号BKの推定値をB^Kとして、こ推定値
B^Kを第4の信号処理回路127で処理すること
により得られる。
従つて、前述の加算器132の出力CKは次の
ように表わされる。
CKN′ Σ AK+i・αi+ΣBK+i・βi−ΣA^K+i・αi′−Σ
B^K+i・βi′ なお、第5〜第8の信号処理回路128〜13
1の加算器133および識別器135はベースバ
ンド信号BKの推定値B^K得るために使用され、そ
の動作はベースバンド信号AK推定値A^Kを求める
過程と同じであり、そのときの加算器133の出
力dKは、次のように表わせる。
dK=−Σβi・AK+i +Σαi・BK+i+Σβi′・A^K+i−Σαi′・B^
K+i 第5図は第4図の可変減衰器49に対する減衰
量の制御回路500を示したものである。図中、
参照数字41,45,49,58,59および6
0は第4図の対応する参照数字の構成要素と同じ
ものである。加算器63は受信符号Akとその推
定値A^kとの差(Ak−A^k)を検出するために
用いられるものである。また、掛算器61と積分
器62とは一つあとの受信符号Ak+1と、先の
(Ak−A^k)との直交性を検出するために使用さ
れ、相関の正負によつて可変減衰器の減衰量を増
減するように動作する。
他の可変減衰器の減衰量制御もこれと同一の方
法で行うことができ、回線が安定しており、かつ
回線切り換えなどが無ければ、減衰量制御回路5
00は不要になる。この場合、各減衰器の減衰量
を適当にプリセツトしてやればよい。
次に偏波1および2の搬送周波数がΔHzだけ
異なる場合について考える。偏波1を同期検波し
て得られたベース・バンド信号b1(t)は、(h
(t)+ξ1・h(t+Δt1)+ξ2・g(t+Δt2)+
ξ3・g(t+Δt3)exp(−j2πΔt)(ξ1,ξ2
ξ3
係数)なる形に書ける。ここで第1項は求める系
列1と自己干渉304との和、第2項は交差偏波
干渉302,303和である。
偏波2をそれ自身の搬送波で同期検波すると、
g(t)が得られるが、これをもとにb1(t)第
2項を消去しようとすると、exp(−j2πΔt)の
項の補正をする必要がある。この補正を行わない
方法としては、偏波2を偏波1の搬送波で同期検
波をするのがよい。同検波で得られるベース・バ
ンド信号b2(t)はg(t)exp(−i2πΔt)なる
形をしている。このため、b1(t)の第2項を消
去するに都合のよい形でb2(t)が得られること
になる。
本発明の原理がこれである。第6図は本発明の
一実施例のブロツク図を示す図である。
図中、参照数字70は受信アンテナ、参照数字
71は直交偏波分離器、参照数字72および73
は同期検波器、参照数字77は同期検波器72に
同期用搬送波を供給する搬送波抽出器、参照数字
4000は第4図に示したフイルターである。
受信アンテナ70には2相PSKに(位相変調)
信号が入力されるものとする。搬送波抽出器77
は、自乗回路74、狭帯域帯域、波器75および
2分周器76から構成されている。
今、同期検波器72に希望する偏波1が入力さ
れ、同期検波器73に偏波干渉を引き起す偏波2
が入力されるものとする。フイルター4000の
入力端子400には、前述したようにb1(t)が
与えられ同期検波器72,73には共通に搬送波
抽出器77の出力が加えれているので、b2(t)
が供給される。これによりフイルター出力端子4
02からは全ての干渉が取り除かれたh(t)の
みが出力されてくる。
以上のように、本発明によれば、交差偏波補償
をベース・バンド帯で行うことができるため、現
用の単一偏波用の送受信系に全く手を加えること
なく交差偏波共用を実現させることができる。
また、衛星通信、特にTDMA通信の様に同一
受信アンテナで複数個の局からの信号を次々に受
信するような場合の交差偏波補償法とし、特に有
効であり、従来の給電系や中間周波数帯での補償
法からはこれらの効果は全く期待できない。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の自動等化器のブロ
ツク図を示す図、第3図は衛星通信に於ける交差
偏波干渉を説明するための図、第4図は第1図の
等化器の構成を使用した偏波補償回路の一例を示
す図、第5図は第4図に示したフイルターの可変
減衰器の減衰量制御回路を示す図および第6図は
本発明の一実施例のブロツク図を示す図である。
第7図は本発明の一実施例を示す回路図である。
第6図において、72が同期検波器7,73が同
期検波器2,77が搬送波抽出器、4000がフ
イルター1。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 同一のビツト・レートの第1および第2のデ
    イジタル・データ系列……ak−2,ak−1,
    ak,ak+1,ak+2……および……bk−2,bk
    −1,bk,bk+1,bk+2……を相直交する第
    1および第2の偏波でそれぞれ周波数が異なる搬
    送に乗せるデイジタル無線伝送において、 受信を希望する前記第1の偏波を同期検波をす
    べく設けられた第1の偏波の搬送波を抽出する搬
    送波抽出器と;前記搬送波抽出器出力を参照搬送
    波とする前記第1の偏波に対する第1の同期検波
    器と;偏波干渉を起こす前記第2の偏波の同期検
    波を行うために設けられ前記搬送波抽出器出力を
    同じく参照搬送波とする第2の同期検波器と;前
    記第1および第2の偏波から同期検波により前記
    第1および第2の系列に対応してそれぞれ得られ
    る第3および第4の系列……Ak−2,Ak−1,
    Ak,Ak+1,Ak+2……およびBk−2,Bk
    −1,Bk,Bk+1,Bk+2……と前記第3お
    よび第4の系列の受信側での推定値である第5お
    よび第6の系列……A^k−2,A^k−1,A^k,
    A^+1,A^k+2……および……B^k−2,B^

    −1,B^k,B^k+1,B^k+2……からM,
    M′,NおよびN′を零または正の整数として Ck=N′ Σi=-N αi・Ak+i+M′ Σi=-M βi・Bk+i−N′ Σi=0 α′i・A^k+i−M′ Σi=0 β′i・B^k+i (但し、αi,βi,αi′,βi′は複数定数) なる第7の系列……Ck−2,Ck−1,Ck,Ck
    +1,Ck+2……を出力するフイルターを備え、
    前記フイルターから前記第2の偏波からの交差偏
    波干渉を除去した前記第1の系列を得るようにし
    たことを特徴とする交差偏波補償回路。
JP62267430A 1987-10-23 1987-10-23 交差偏波補償回路 Granted JPS63219243A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05102920A (ja) * 1991-04-22 1993-04-23 Trw Inc セル式の電話サテライトシステム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55133155A (en) * 1979-03-02 1980-10-16 Nec Corp Compensation circuit for cross polarized wave

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