JPH09162842A - 偏波多重通信方式 - Google Patents
偏波多重通信方式Info
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- JPH09162842A JPH09162842A JP7323111A JP32311195A JPH09162842A JP H09162842 A JPH09162842 A JP H09162842A JP 7323111 A JP7323111 A JP 7323111A JP 32311195 A JP32311195 A JP 32311195A JP H09162842 A JPH09162842 A JP H09162842A
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- Japan
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- polarized wave
- polarization
- spread spectrum
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スペクトラム拡散通信方式において、同一周
波数区間であっても、複数チャンネルの通信を行うこと
ができ、周波数の有効利用を可能にする。 【解決手段】 スペクトラム拡散通信方式によって同一
又は近似の周波数帯域にて複数チャンネルの通信を行う
際、水平偏波と垂直偏波のように各チャンネルで互いに
電波の偏波を変えて伝送する。
波数区間であっても、複数チャンネルの通信を行うこと
ができ、周波数の有効利用を可能にする。 【解決手段】 スペクトラム拡散通信方式によって同一
又は近似の周波数帯域にて複数チャンネルの通信を行う
際、水平偏波と垂直偏波のように各チャンネルで互いに
電波の偏波を変えて伝送する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスぺクトラム拡散変
調を用いる無線通信システムにおいて、複数のチャンネ
ルを同時に伝送する偏波多重通信方式に関する。
調を用いる無線通信システムにおいて、複数のチャンネ
ルを同時に伝送する偏波多重通信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】スペクトラム拡散変調を用いる無線通信
システムは、図２に示すように、入力端子１に与えられ
る送信データに対して、拡散符号発生器２で得られる拡
散符号を、拡散変調器３で掛け合わせる。ここでディジ
タルデータ同志の掛け算とは、排他的論理和（Ｅｘｃｌ
ｕｓｉｖｅ ＯＲ）を意味する。すなわち、拡散符号の
値が０であれば、送信データの値（１ または ０）はそ
のままとし、拡散符号の値が１であれば、送信データの
極性を反転する。図３を用いて説明すると、送信データ
を（Ａ）、拡散符号を（Ｂ）とすると、送信データが拡
散変調された信号は（Ｃ）のようになる。すなわち、送
信データが１の期間では（Ｂ）に対する（Ｃ）のデータ
の極性は反転している。
システムは、図２に示すように、入力端子１に与えられ
る送信データに対して、拡散符号発生器２で得られる拡
散符号を、拡散変調器３で掛け合わせる。ここでディジ
タルデータ同志の掛け算とは、排他的論理和（Ｅｘｃｌ
ｕｓｉｖｅ ＯＲ）を意味する。すなわち、拡散符号の
値が０であれば、送信データの値（１ または ０）はそ
のままとし、拡散符号の値が１であれば、送信データの
極性を反転する。図３を用いて説明すると、送信データ
を（Ａ）、拡散符号を（Ｂ）とすると、送信データが拡
散変調された信号は（Ｃ）のようになる。すなわち、送
信データが１の期間では（Ｂ）に対する（Ｃ）のデータ
の極性は反転している。
【０００３】ここで、拡散符号とは送信データの整数倍
のデータレートを有するランダムデータで、例えば、Ｍ
系列符号などが用いられる。Ｍ系列符号は有限長の繰返
し周期（例えば１０００ビット程度）を有し、疑似ラン
ダム符号と見做せる。送信データ（Ａ）と拡散符号
（Ｂ）の掛け算の結果、送信データは図３（Ｃ）に示す
ように拡散符号のデータレートを有するランダム符号に
変換される。送信符号のデータレートをｆT、拡散符号
のデータレートをｆDとすると、ｆD／ｆT＝ｇ は拡散
利得と呼ばれる。送信データの占有帯域はデータの内容
に依存し、データがランダムの場合には、ほぼｆTの帯
域を有する。拡散符号を掛け算することにより、掛け算
後のデータの占有帯域は、送信データの内容には依存せ
ずに、ほぼｆDの帯域を有することになる。
のデータレートを有するランダムデータで、例えば、Ｍ
系列符号などが用いられる。Ｍ系列符号は有限長の繰返
し周期（例えば１０００ビット程度）を有し、疑似ラン
ダム符号と見做せる。送信データ（Ａ）と拡散符号
（Ｂ）の掛け算の結果、送信データは図３（Ｃ）に示す
ように拡散符号のデータレートを有するランダム符号に
変換される。送信符号のデータレートをｆT、拡散符号
のデータレートをｆDとすると、ｆD／ｆT＝ｇ は拡散
利得と呼ばれる。送信データの占有帯域はデータの内容
に依存し、データがランダムの場合には、ほぼｆTの帯
域を有する。拡散符号を掛け算することにより、掛け算
後のデータの占有帯域は、送信データの内容には依存せ
ずに、ほぼｆDの帯域を有することになる。
【０００４】拡散変調器３の出力は、変調器４で、例え
ばＢＰＳＫ方式の変調を施され、周波数変換器５で高周
波信号に変換される。スペクトラム拡散変調方式による
無線伝送では、この周波数としてＩＳＭ帯の２．４ＧＨ
ｚが用いられている。この高周波信号は、送信アンテナ
６で送信される。一方、送信アンテナ６から送られた高
周波信号は、受信アンテナ７により受信され、周波数変
換器８で中間周波信号に変換され、復調器９でデータレ
ートｆDのランダムデータに復調される。
ばＢＰＳＫ方式の変調を施され、周波数変換器５で高周
波信号に変換される。スペクトラム拡散変調方式による
無線伝送では、この周波数としてＩＳＭ帯の２．４ＧＨ
ｚが用いられている。この高周波信号は、送信アンテナ
６で送信される。一方、送信アンテナ６から送られた高
周波信号は、受信アンテナ７により受信され、周波数変
換器８で中間周波信号に変換され、復調器９でデータレ
ートｆDのランダムデータに復調される。
【０００５】更に詳述すると、拡散符号発生器１０は、
送信側の拡散符号と同一の拡散符号（逆拡散符号と称
す）を発生し、これは逆拡散復調器１１で復調ランダム
データに掛け合わされる。ここでの掛け合わせの結果、
逆拡散符号の値が０であれば、復調データの値をそのま
まとし、逆拡散符号の値が１であれば、復調データの極
性を反転する。すなわち、図３に示すように拡散変調さ
れた送信データ（Ｃ）と同じ受信データに拡散符号
（Ｂ）と同じ逆拡散符号を掛け合わせると、送信データ
（Ａ）と同じ受信データが得られることになる。従っ
て、送信での拡散符号および受信での逆拡散符号との間
で繰り返し周期および位相を同じにしておけば、送信デ
ータに等しい受信データが識別器１２を経て出力端子１
３に得られる。
送信側の拡散符号と同一の拡散符号（逆拡散符号と称
す）を発生し、これは逆拡散復調器１１で復調ランダム
データに掛け合わされる。ここでの掛け合わせの結果、
逆拡散符号の値が０であれば、復調データの値をそのま
まとし、逆拡散符号の値が１であれば、復調データの極
性を反転する。すなわち、図３に示すように拡散変調さ
れた送信データ（Ｃ）と同じ受信データに拡散符号
（Ｂ）と同じ逆拡散符号を掛け合わせると、送信データ
（Ａ）と同じ受信データが得られることになる。従っ
て、送信での拡散符号および受信での逆拡散符号との間
で繰り返し周期および位相を同じにしておけば、送信デ
ータに等しい受信データが識別器１２を経て出力端子１
３に得られる。
【０００６】スペクトラム拡散方式は、本来ｆTの帯域
しかないデータを、ｆDの帯域に拡大して伝送すること
により、受信のＳ／Ｎ（Ｓ：信号、Ｎ：雑音）が拡散利
得であるｇ倍に向上し、Ｓ／Ｎの低い伝送路でも伝送が
可能な特徴を有する。
しかないデータを、ｆDの帯域に拡大して伝送すること
により、受信のＳ／Ｎ（Ｓ：信号、Ｎ：雑音）が拡散利
得であるｇ倍に向上し、Ｓ／Ｎの低い伝送路でも伝送が
可能な特徴を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】スペクトラム拡散通信
方式は上記のような特徴を有するが、与えられた無線周
波数帯域が狭く、且つ、送信符号のデータレートｆTが
大きい場合は、拡散符号のデータレートｆDを大きく出
来ず、従って拡散利得ｇを大にすることが出来ない。特
に、複数のチャンネルを同一周波数帯域、或いは近接し
た周波数帯域で伝送する場合は、スぺクトラム拡散信号
波同志の妨害により、Ｓ／Ｎが大きくとれず、拡散利得
ｇも小さいためチャンネルの分離が困難になる。
方式は上記のような特徴を有するが、与えられた無線周
波数帯域が狭く、且つ、送信符号のデータレートｆTが
大きい場合は、拡散符号のデータレートｆDを大きく出
来ず、従って拡散利得ｇを大にすることが出来ない。特
に、複数のチャンネルを同一周波数帯域、或いは近接し
た周波数帯域で伝送する場合は、スぺクトラム拡散信号
波同志の妨害により、Ｓ／Ｎが大きくとれず、拡散利得
ｇも小さいためチャンネルの分離が困難になる。
【０００８】具体的な例として、スぺクトラム拡散通信
方式が許容されているＩＳＭ(Industrial Scientificnd
Medical)バンド(2471〜2497MHz)の２６ＭＨｚを使用し
て、同じ帯域で２チャンネルの画像信号を伝送する場
合、または一部分重複した、例えば、2471〜2488MHz 帯
域および2480〜2497MHz 帯域を使用して、各々で１チャ
ンネル、合計２チャンネルの画像信号を伝送する方式、
又は、接近した、例えば2471〜2484MHz 帯域および2484
〜2497MHz 帯域を使用して、各々で１チャンネル、合計
２チャンネルの画像信号を伝送する場合等ではチャンネ
ル分離が困難になることがある。
方式が許容されているＩＳＭ(Industrial Scientificnd
Medical)バンド(2471〜2497MHz)の２６ＭＨｚを使用し
て、同じ帯域で２チャンネルの画像信号を伝送する場
合、または一部分重複した、例えば、2471〜2488MHz 帯
域および2480〜2497MHz 帯域を使用して、各々で１チャ
ンネル、合計２チャンネルの画像信号を伝送する方式、
又は、接近した、例えば2471〜2484MHz 帯域および2484
〜2497MHz 帯域を使用して、各々で１チャンネル、合計
２チャンネルの画像信号を伝送する場合等ではチャンネ
ル分離が困難になることがある。
【０００９】本発明の目的は、上記課題を解決し、同一
周波数区間であっても複数チャンネルの通信を行うこと
ができ、周波数の有効利用が可能な通信方法を提供する
ことにある。
周波数区間であっても複数チャンネルの通信を行うこと
ができ、周波数の有効利用が可能な通信方法を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、スペクトラム拡散通信において各チャン
ネルの電波の偏波を変えて伝送するようにしたものであ
る。例えば、２チャンネルの同一周波数の電波で、各々
水平偏波、垂直偏波を使用すると、図４の特性のアンテ
ナで送受信した場合、１０ｄＢ以上のＳ／Ｎをとること
が出来る。これを上記の拡散利得に加えることにより、
２チャンネルの分離が可能となる。なお、平面波を放射
するアンテナにおいて、素子が水平に配置されたアンテ
ナから水平偏波が得られ、このアンテナを電波の進行方
向を軸に９０度回転させたものから垂直偏波が得られ
る。
達成するため、スペクトラム拡散通信において各チャン
ネルの電波の偏波を変えて伝送するようにしたものであ
る。例えば、２チャンネルの同一周波数の電波で、各々
水平偏波、垂直偏波を使用すると、図４の特性のアンテ
ナで送受信した場合、１０ｄＢ以上のＳ／Ｎをとること
が出来る。これを上記の拡散利得に加えることにより、
２チャンネルの分離が可能となる。なお、平面波を放射
するアンテナにおいて、素子が水平に配置されたアンテ
ナから水平偏波が得られ、このアンテナを電波の進行方
向を軸に９０度回転させたものから垂直偏波が得られ
る。
【００１１】使用可能な無線周波帯域が狭く、送信符号
のデータレートが大きいような場合、スぺクトラム拡散
方式の拡散利得のみ、或いは、偏波のみによるＳ／Ｎで
はチャンネル分離は困難であるが、両者を組み合わせる
ことにより、分離が可能になる。本発明は、この様に、
スぺクトラム拡散方式にて拡散利得が大きくとれない場
合、アンテナの偏波を変えて、その利得差を拡散利得に
加え、チャンネル分離を可能にすることを特徴としてい
る。
のデータレートが大きいような場合、スぺクトラム拡散
方式の拡散利得のみ、或いは、偏波のみによるＳ／Ｎで
はチャンネル分離は困難であるが、両者を組み合わせる
ことにより、分離が可能になる。本発明は、この様に、
スぺクトラム拡散方式にて拡散利得が大きくとれない場
合、アンテナの偏波を変えて、その利得差を拡散利得に
加え、チャンネル分離を可能にすることを特徴としてい
る。
【００１２】図４に偏波を変えた場合の、受信電力の差
の一例を示す。実線１６、破線１７は、水平偏波で送信
された電波をそれぞれ水平偏波アンテナ、垂直偏波アン
テナで受信した場合の、受信アンテナの水平方向角度の
ずれによる受信レベルの変化を示すものである。なお、
アンテナは０．６ｍφパラボラアンテナ、周波数は６５
１０ＭＨｚである。実線１６と、破線１７のレベル差が
水平偏波で送信された電波を水平偏波アンテナで受信し
た場合と垂直偏波アンテナで受信した場合との受信レベ
ルの差であること示している。アンテナの水平方向のず
れ角度、すなわち図の水平方向角度０から左又は右への
変位が少ない場合は、偏波の違いによる受信レベル差が
かなり大きくとれることがわかる。例えば、角度ずれが
±３度以内の場合、水平偏波と垂直偏波では約１０ｄＢ
以上の差をとることが出来る。
の一例を示す。実線１６、破線１７は、水平偏波で送信
された電波をそれぞれ水平偏波アンテナ、垂直偏波アン
テナで受信した場合の、受信アンテナの水平方向角度の
ずれによる受信レベルの変化を示すものである。なお、
アンテナは０．６ｍφパラボラアンテナ、周波数は６５
１０ＭＨｚである。実線１６と、破線１７のレベル差が
水平偏波で送信された電波を水平偏波アンテナで受信し
た場合と垂直偏波アンテナで受信した場合との受信レベ
ルの差であること示している。アンテナの水平方向のず
れ角度、すなわち図の水平方向角度０から左又は右への
変位が少ない場合は、偏波の違いによる受信レベル差が
かなり大きくとれることがわかる。例えば、角度ずれが
±３度以内の場合、水平偏波と垂直偏波では約１０ｄＢ
以上の差をとることが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例を示す。こ
の実施例は図２に示した従来の送受信機を各２台並行し
て動作させたもので、送信機同志、受信機同志はそれぞ
れ近くに設置し、２系統の異なるデータを同時伝送す
る。符号１〜５、８〜１３は、図２の対応符号のものと
同じ構成のものであることを示している。ただし、６は
水平偏波送信アンテナ、７は水平偏波受信アンテナ、１
４は垂直偏波送信アンテナ、１５は垂直偏波受信アンテ
ナである。送受信機内部の動作については、図２にて説
明したので省略する。
の実施例は図２に示した従来の送受信機を各２台並行し
て動作させたもので、送信機同志、受信機同志はそれぞ
れ近くに設置し、２系統の異なるデータを同時伝送す
る。符号１〜５、８〜１３は、図２の対応符号のものと
同じ構成のものであることを示している。ただし、６は
水平偏波送信アンテナ、７は水平偏波受信アンテナ、１
４は垂直偏波送信アンテナ、１５は垂直偏波受信アンテ
ナである。送受信機内部の動作については、図２にて説
明したので省略する。
【００１４】水平偏波送信アンテナ６から送出された電
波は、水平偏波受信アンテナ７には例えば図４の実線１
６に示すように正規レベル（アンテナの水平方向角度ず
れがなければ−４２ｄＢｍ）にて受信されるが、垂直偏
波受信アンテナ１５には例えば図４の破線１７に示すよ
うに正規レベルより低いレベル（アンテナの水平方向角
度ずれがなければ−５９ｄＢｍ）で受信される。同様
に、垂直偏波送信アンテナ１４から送出された電波は垂
直偏波受信アンテナ１５には正規レベルにて受信される
が、水平偏波受信アンテナ７には正規レベルより低いレ
ベルで受信される。もし、アンテナ６、７、１４、１５
がすべて同一偏波のものと仮定すると、２台の送信機お
よび２台の受信機が、それぞれ同じ場所に設置された場
合、受信アンテナ７、１５には、不要の電波がＳ／Ｎ比
０ｄＢにて混在し、スぺクトラム拡散方式以外の変調方
式では、分離困難となる。またスぺクトラム拡散方式で
も、使用周波数帯域が狭いか或いは伝送するデータのデ
ータレートが大きい場合は、拡散利得 ｇ が少なく、各
種バラツキを考慮すると、システムマージンが少なくな
り、実用困難になる。
波は、水平偏波受信アンテナ７には例えば図４の実線１
６に示すように正規レベル（アンテナの水平方向角度ず
れがなければ−４２ｄＢｍ）にて受信されるが、垂直偏
波受信アンテナ１５には例えば図４の破線１７に示すよ
うに正規レベルより低いレベル（アンテナの水平方向角
度ずれがなければ−５９ｄＢｍ）で受信される。同様
に、垂直偏波送信アンテナ１４から送出された電波は垂
直偏波受信アンテナ１５には正規レベルにて受信される
が、水平偏波受信アンテナ７には正規レベルより低いレ
ベルで受信される。もし、アンテナ６、７、１４、１５
がすべて同一偏波のものと仮定すると、２台の送信機お
よび２台の受信機が、それぞれ同じ場所に設置された場
合、受信アンテナ７、１５には、不要の電波がＳ／Ｎ比
０ｄＢにて混在し、スぺクトラム拡散方式以外の変調方
式では、分離困難となる。またスぺクトラム拡散方式で
も、使用周波数帯域が狭いか或いは伝送するデータのデ
ータレートが大きい場合は、拡散利得 ｇ が少なく、各
種バラツキを考慮すると、システムマージンが少なくな
り、実用困難になる。
【００１５】本実施例に示すごとく、アンテナ６、７と
アンテナ１４、１５の偏波を変えることにより、例え
ば、２系統伝送において、システムのＳ／Ｎが１０ｄＢ
不足している場合、図４のアンテナ特性のものを使用し
たとすると、アンテナの角度ずれが±３度以内の場合、
不要の電波がＣ／Ｎ比１０ｄＢ以上除去され、これがス
ぺクトラム拡散方式の拡散利得に加わることになり、シ
ステム機能を満足させることが可能となる。また、本実
施例では偏波面が９０°異なった水平偏波、垂直偏波を
使用したが、方式上、スぺクトラム拡散方式の拡散利得
が或る程度とれる場合は、偏波面の差を９０°以下、例
えば４５°とすることも可能である。さらに、スぺクト
ラム拡散方式の拡散利得不足分を、直線偏波と円偏波、
または、右旋円偏波と左旋円偏波の組合せにより補うこ
とも可能である。
アンテナ１４、１５の偏波を変えることにより、例え
ば、２系統伝送において、システムのＳ／Ｎが１０ｄＢ
不足している場合、図４のアンテナ特性のものを使用し
たとすると、アンテナの角度ずれが±３度以内の場合、
不要の電波がＣ／Ｎ比１０ｄＢ以上除去され、これがス
ぺクトラム拡散方式の拡散利得に加わることになり、シ
ステム機能を満足させることが可能となる。また、本実
施例では偏波面が９０°異なった水平偏波、垂直偏波を
使用したが、方式上、スぺクトラム拡散方式の拡散利得
が或る程度とれる場合は、偏波面の差を９０°以下、例
えば４５°とすることも可能である。さらに、スぺクト
ラム拡散方式の拡散利得不足分を、直線偏波と円偏波、
または、右旋円偏波と左旋円偏波の組合せにより補うこ
とも可能である。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、同一周波数で、同一区間
で、複数の通信を行うことが可能となり、周波数の有効
利用が可能となる。
で、複数の通信を行うことが可能となり、周波数の有効
利用が可能となる。
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】スペクトラム拡散通信システムを説明するため
のブロック図である。
のブロック図である。
【図３】スペクトラム拡散について説明するための波形
図である。
図である。
【図４】偏波面を変えた場合の受信レベル差の一例を示
す図である。
す図である。
１ 入力端子 ２ 拡散符号発生器 ３ 拡散器 ４ 変調器 ５ 周波数変換器 ６ 送信アンテナ（垂直偏波） ７ 受信アンテナ（水平偏波） ８ 周波数変換器 ９ 復調器 １０ 拡散符号発生器 １１ 逆拡散器 １２ 識別器 １３ 出力端子 １４ 送信アンテナ（垂直偏波） １５ 受信アンテナ（垂直偏波）
Claims (3)
- 【請求項１】 スペクトラム拡散変調方式を用いた無線
通信において、同一周波数帯域にて、異なる偏波を利用
して、複数チャンネルの通信を行うことを特徴とする偏
波多重通信方式。 - 【請求項２】 スペクトラム拡散変調方式を用いた無線
通信において、一部分が重複した帯域、または、接近し
た異なる帯域にて、異なる偏波を利用して、複数チャン
ネルの通信を行うことを特徴とする偏波多重通信方式。 - 【請求項３】 請求項１または２において、異なる偏波
として、水平偏波と垂直偏波、角度を適当に変えた直線
偏波、円偏波と直線偏波、回転方向の異なる円偏波のい
ずれかの組合せを用いるものであることを特徴とする偏
波多重通信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323111A JPH09162842A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 偏波多重通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7323111A JPH09162842A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 偏波多重通信方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162842A true JPH09162842A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18151210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7323111A Pending JPH09162842A (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 偏波多重通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09162842A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009520418A (ja) * | 2005-12-20 | 2009-05-21 | ファッハホーホシューレ・アーヘン | 無線リンク伸展装置 |
| US7590397B2 (en) | 2003-09-10 | 2009-09-15 | Sony Corporation | Signal processing apparatus and signal processing method, program, and recording medium |
| JP2010035178A (ja) * | 2004-02-26 | 2010-02-12 | Qualcomm Inc | 直交通信リンクにおける直交偏波干渉抑制 |
| US8976713B2 (en) | 2011-08-02 | 2015-03-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method and apparatus for performing transmission and reception simultaneously in same frequency band |
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-
1995
- 1995-12-12 JP JP7323111A patent/JPH09162842A/ja active Pending
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