JPS6225519A - 同一周波干渉量検出方式 - Google Patents

同一周波干渉量検出方式

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JPS6225519A
JPS6225519A JP60164035A JP16403585A JPS6225519A JP S6225519 A JPS6225519 A JP S6225519A JP 60164035 A JP60164035 A JP 60164035A JP 16403585 A JP16403585 A JP 16403585A JP S6225519 A JPS6225519 A JP S6225519A
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signal
sampling
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Yasushi Yamao
泰 山尾
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無線通信方式の同一周波干渉量検出にするも
のであって、特に、高い精度で干渉量を検出することの
できる方式に係るものである。
〔従来の技術〕
無ii信では、周波数を効率的に使用するために、少数
のチャネルを複数の装置に共通に割り当てて使用してい
る。従って、受信装置が他の送信装置からの電波によっ
て同一チャネル干渉妨害を生じる場合は、そのチャネル
の使用を避け、また使用中のチャネルが他の装置からの
干渉妨害を受けた場合は自動的に同一チャネル干渉を検
出して他のチャネルに再設定して使用する必要がある。
このために使用される同一周波干渉量検出方式として、
希望波と妨害波を同時受信した時に生ずる包絡線ビート
を検出する方法が従来より知られている。
第1図はビート検出による従来の同一周波干渉量検出回
路の構成の例を示すブロック図である (特願昭58−
18102号、58−68428号参照)。
図において、1はアンテナ、2は受信機、3は検波器、
4.5はアナログーディノタル変換器(A −D変換器
)、6は演算器、7は遅延回路、8は干渉量出力端子で
ある。
図において、希望波と妨害波の合成波eはアンテナ1を
通って受信機2で受信され、検波器3へ入力される。
今、希望波(以下り波という)、妨害波(以下U波とい
う)がFM変調され式(1)、(2)で表わされるもの
とすると、その合成波eは式(3)となる。
D波は U波は Δω2 ez=Ezsin (ω2t+5in(P at十〇)
十φ)・・・・・・・・・(2)合成波e = e++
82 = (E12+E22+2 EI E2 cosψ)l
″・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)ただし
、A=E2/E、、E、、E2はD波、U波の振1嘔で
伝搬路条件により変化し、一般にD波およびU波の伝搬
路が異なるためその変動1j互いに独立である。
ω1.ω2はD波、U波の搬送波角周波数、φは位相差
である。P l、P 2はD波、U波の変調信号の角周
波数である。Δω1.Δω2はD波、U波の角周波数偏
移である6 また、ψ(1)は瞬時ビート位相であり、−−sinP
lt      ・・・・・・・・・・・・囮・・(4
)となる。
合成波eを検波器3により2乗検波するとその包絡RR
(t)は、 R(t)”E12十E2”+2EIE2 eO5ψ(t
)   ・−・−・・・−・−(5)となる。
E、、E2はD波およびU波の振幅であるが、これは一
般に7エージングを受けており、その平均値のまわりに
変動している。
第2図は合成波の包絡線を示す図であって、この場合の
R(t)の波形例を(1)(検波器出力(包絡線))に
示している。
R(t)は、7エーソングによりゆっくり変動する低周
波成分El”十E2” (図の破#X(2))に、高周
波成分が重畳した波形となる。
高周波成分(2E、E、cosψ(t))は式(4)か
られかるように、(ω2−ω、)/2π、変調度、ドツ
プラ等1三より定まるビート周波数を持つ高周波成分で
、低周波成分より桁ちがいに高い周波数で変化する。
このような2つの周波数成分を持つR(t)をA−D変
換器4.5でサンプリングし、演W−機6で処理するこ
とによって低周波数成分と高周波成分を分離してそれぞ
れの平均値X、Yを求める。
まずA−D変換器4により、R(t)を周期Tごとにサ
ンプリングして集合平均く 〉をとり、低周波成分の平
均Xを求める。
1N X=−嘉(E、♂+E2? + 2 EHE2L co
8ψi)= <E12 +E22 >  =  <E1
2 >+<E2”  >    ・・・・・・・・・・
・・ (6)これと同時に、A−D変換器5によ’)R
(t)に対して時間Δt(Δt4CT)だけ遅れたサン
プル値R(t+Δt)を求め、(R(t)−R(t+Δ
t)〕2を平均化することによって低周波成分を除去す
ると、高周波成分の2乗平均Yが求められる。
Y= <(R(t)−R(t+Δt ))” >=4<
E+”Ez2(cosψ(t)−cosψ(を+Δt)
 )2>  ・−・・・・・(’?なお上式の変形にお
いて、Et2(t) =E+2(t+Δt ) (i=
1  e 2)の関係を用いている。
ψ(1)が周期信号でなく、N7秒間のN個のサンプル
に対してランダムとみなせる場合には、式(7)は次の
ようになる。
Y= 4  <  E+2 > <E2”  >   
         ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・  (8)今、D波とU波の振幅の2乗比(D/U
比)をrとして r’ = < E+2>/<E22>       ・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ (9)トスルト
、式(6)、(8)、(9)からDZU比rは となり、XとYから干渉11 (D/U比)を定量的に
検出できることがわかる。
)  以上の演算を演算機6で実施し、rを出力端子8
に出力する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上の説明から明らかなように、干渉量を正確に測定す
るためには、低周波成分の平均値X1高周波成分の2末
平均値Yがそれぞれ正確でなければならない、一般に又
はサンプル値を十分な数だけ平均化することにより高精
度に求められることが知られている。
一方、Yについて誤差となり得る要因は種々存在するが
、問題となるものの一つに、D波とU波の搬送波周波数
差(ω2−ω、)/2Kによるものがある。Yの値は式
(7)から明らかなように、式(4)で表わされる瞬時
位相ψ(1)に依存する。
特に、D波、U波の角度′&調の角周波数偏移Δω鵞、
Δω2が小さい場合には、式(4)はψ(t) ’==
 (ω2−ω+)1+φ    ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(11)となり、(ω2−ω、)が小
さくなると、ψ(1)とψ(t+Δt)の相関が極めて
強くなる。このため、eO3ψ(t)#eosψ(を+
Δt)となり、式(7)%式% となるため干渉検出が不能になるという間m点があった
また、 (ω2−a+、)弁Qとならない場合にも、検
出に大きな誤差を生ずるという問題点かありた。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、D波とU波の搬送
波周波数差にぶりで干渉検出が不能となったり、大きな
検出誤差を生じたりするということのない高精度の同一
周波干渉量検出方式を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、上記目的は特許請求の範囲に記載した
手段により達成される。そして、本発明においては、希
望波と干渉波に、それぞれ最大周波数偏移fdが は、f6望波および妨害波の角度変調の最大mtgt。
数偏移については全く限定されておらず、その具体的な
実施例(例えば、文献;不興、坂本電子通信学会論文誌
(B)、昭和60年1月号p109−116  )にお
いても、Δtとfdの関係は式(13)を満たしていな
い。
本発明では、fdとΔtとの間に式(13)の関係が成
立する場合には、D波とU波の搬送波周波数差による検
出誤差が発生しないことを見出だし、この現象を利用す
るため、D波とU波に常時、式(13)を満足する角度
変調を施して検出誤差を抑えた点が従来の技術と異なる
ものである。
〔実施例〕
!!83図は、本発明の1実施例のブロック図であって
、1〜8は第1図と同様であり、9はD波を送信する無
#1機であって、9−1はD波に常時最大周波数偏移f
dのFM変調をかけるための音声帯域外信号発生器、9
−2は加算器、9−3はFM変調器、9−4は送信アン
テナを表わしている。また、10は無線18!9用のマ
イク、11はU波を送信する無#1lfiであって、1
1−1はU波に常時最大周波数偏移fdのFM変調をか
けるだめの音声帯域外信号発生器、11−2は加算器、
11−3はFM変調器、11−’4は送信アンテナを表
わしており、12は無#[11用のマイクである。
本実施例における受信側の構成は第1図と全く同じであ
り、その干渉検出動作も全く同じである。
一方、送信側に関しては、D波、U波それぞれに帯域外
信号発生器9−1および11−1が設けられている。D
波は9−1からの情報により、最大周波数偏移fdが式
(13)の条件を満たすよう一常時FM変調されている
。また、U波には11−1から得た、D波とは独立した
情報により、最大周波数偏移fd(D波と同じ偏移量)
のFM変調が常時施されている。帯域外信号発生器から
出力する情報としては、音声帯域に妨害を与えない信号
であればよい。例えば300H2以下の音声下部帯域を
用いてトーン信号を挿入してもよい。
ランダムなディノタル信号を帯域制限して、300 H
z以下の帯域で伝送できるようにしたものでもよい。た
だしトーン信号を用いる場合、D波とU波とでトーン信
号周波数を異ならせた方がよい。
この理由は、D波とU波のトーン信号周波数が一致して
いると、トーン信号間の位相差によって高周波成分の2
乗平均値Yが変化し、検出誤差となるからである。
このように送信側に常時FM変調を施した場合の効果に
ついて以下に説明する。
tIS4図は変調波の瞬時周波数軌跡と変調スペクトル
の関係を示す図である。
今、帯域外信号発生器9−1および11−1からの情報
によってD波およびU波がそれぞれFM変調され、図の
(a) 、 (b)のような瞬時周波数軌跡go (t
> 、gu ’D)を持つものとする。
帯域外信号はランダムな信号であり、しかも帯域外信号
の周波数成分は「6に比べて十分小さいので、D波、U
波の変調スペクトルは、それぞれ(d) 、(e)に示
すように搬送波周波数r1およびf2を中心にして、上
下に±f、の平坦な広がりを持った形となる。
このようなり波、U波を合成受信した場合、式(5)C
示される包絡線R(t)の高周波成分の瞬時周波数(ビ
ート周波数)(夢(t)/2π)は、図の(c)に示す
ように、l f、−f、 lを中心にして+2 f、の
範囲内でランダムに変化する。
このため、高周波成分(2E、E2cosψ(t))の
パワースペクトルB (f)は図の(f)に示すように
、1f2−Llを中心にして上側は+2 fdまで、下
側は零周波数以下の成分が折り返された形となる。この
ように高周波成分のパワースペクトルはD波とU波の搬
送波周波数によってその形が変化するが、その全電力P
gは式(5)からも明らかなように、 PB=< (2EIEz cosψ(t)12>=2<
 E12> <E22> ・−・−・−(14)となり
、(r2−r+)に、依らず一定である。
次に、このようなパワースペクトルB (f)を持った
高周波成分を、サンプリング間隔Δtでサンプリングし
てその差を取った時の出力(差分サンプリング出力)に
ついて考える。
差分サンプリング操作は第5図のようなモデルで考える
ことができる。すなわち、第5図において、13は標本
化、14は遅延(ΔL)を表わしており、入力信号b(
t)として余弦波を考えると出力b(t)は 1+(t)=cos(2πfb t )       
 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(15)b(
t)=cos(2πfbt )−cos (2πfb(
t+Δt)1= 2 (sinπらΔt)・cos(2
πfbt+Q)  ・・−・・−・・−・・(16)た
だし π Q = jan−’ (2tan x fbΔt ) 
+ −−・−・−・−・・−・−・−(17)となる。
したがって、PIS5図の系の電力伝達関数IH(f)
Mは l H(f) l ” ”4 l 5in(rfΔt)
 + 2・・−・・・−・・・・・・−・(18)とな
る。
PIS5図の電力伝達関数(l H(f)+ 2)の特
性を第6図に示す。このような電力伝達関数を有する系
に第4図(f)で示されるパワースペクトルB (f)
を持った高周波成分を入力すると、系から出力される信
号電力Yは Y= f: I H(f) l ”・B(f)dfとな
る。ただしB (f)は帯域(fz−fl−2fd。
fz−fl +2 fd)で一様なスペクトル密度σを
持つものとした。
上式に、式(18)を代入し、fdをパラメータとして
、I fz−f、lとYとの関係を計算した例を搬送波
周波数差と高周波成分電力検出値との関係を示す図とし
て第7図に示す。
図において、(、a)はfd=oの場合、(b)は。
fd=1/4Δtの場合、(e)はf、=1,5/4Δ
tの場合である。
(b)の場合、Yは搬送波周波数差l rz−’L l
に依らず一定となり、その値Y。は Y0= 2 <E12> <E22> =pg    
 00010.”””””” (21)となり、入力電
力に等しくなる。
第7図かられかるように、Yの最大誤差はfdに依存す
る。そこでYの最大値Y waxと最小値Yminの差
をEとし、干渉検出偏差Eと周波数偏移fdの関係を第
8図に示す。
この図から、Eは fd=  −(nは任意の自然数)・・・・・・・・・
・・・・・・(22)4Δ′r の場合に零となることがわかる。
また、Eを1.5dB以下に抑えるためには、fdは式
(13)の条件を満足すればよい。
このように、fdが式(22)または条件(13)の変
化による干渉量検出偏差を零または極めて僅かに抑える
ことができる。
したがって、従来の技術に比べて高精度の干渉検出が可
能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればD波と・U波の搬
送波周波数差の変化に影響されない高精度の同一周波干
渉量測定が可能iなるので、例えば移動通信のように同
一周波干渉の状況が”“1°、 Dat&Utti7)
!I!fiJt!fla&!’>’   。
一定しない場合に有効である。
そして、本発明による干渉検出法を用いれば、    
:通話中に干渉量を定量的に検出できるから、干   
 J砂量がある設定値以上になった場合、他チャネルに
切替えることにより、通話品質の劣化をまねくことなく
高品質な通話を継続することかできる系を構成し得る利
点がある。           、1まだ、本方式は
自動車電話方式のように無線ゾーンを3〜5kmの小ゾ
ーン方式にして周波数    1の利用率向上を図って
いるシステムにおいては、さらに周波数の繰り返し距離
を小さくできるため周波数利用率が向上し加入者容量の
増大に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の同一周波干渉量検出回路の構成の例を示
すブロック図、fjS2図は合成波の包絡線を示す図、
第3図は本発明の1実施例のブロック図、第4図は変調
波の瞬時周波数軌跡と変調スペクトルの関係を示す図、
第5図は差分サンプリングのモデルを示す図、第6図は
tlSs図の系の電力伝達の特性を示す図、第7図は盪
送波周波数差と高周波成分電力検出値との関係を示す図
、M8図は周波数偏移量と干渉検出偏差との関係を示す
図である。 1 ・・・・・・アンテナ、 2 ・・・・・・受信機
、3 ・・・・・・検波器、4.5 ・−・・・・A−
D変換器、6・・・・・・演算機、 7 ・・・・・・
遅延回路、 8 ・・・・・・干渉量出力端子、 9 
・・・・・・U波を送信する無#i!、9−1 ・・・
・・・音声帯域外信号発生器、9−2 ・・・・・・加
算器、9−3 ・・・・・・ FM変調器、9−4 ・
・・・・・送信アンテナ、10 ・・・・・・ マイク
、11 ・・・・・・U波を送信する無#Ia、11−
1 ・・・・・・音声帯域外信号発生器、 11−2・
・・・・・加算器、11−3 ・・・・・・ FM変調
器、 11−4 ・・・・・・送信アンテナ、12 ・
・・・・・ マイク、13 ・・・・・・標本化、14
 ・・・・・・遅延(Δt)代理人 弁理士  本  
間     崇従来の間−側波干渉量捩お回路の構成の
枦H亦すブロック図′#−1図 合成波の乞語謀を示す図 第2図 tτ 庄介す〉ブリ〉グのモデルを示f図 第5目 第5面の系の電力払i特叫1元寸間 第 6 図 搬送波肩波数晃Vz−f11 搬送波川波数差Y商闇洩成奔電力検巴櫃にの関A系畦示
す間第 7 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 希望波と妨害波を同時受信したとき、角度変調または搬
    送波周波数のオフセットによって、その包絡線がフェー
    ジング周波数より高い周波数で変動するようになされた
    無線通信方式において、受信波の包絡線2乗検波出力を
    サンプリングしその平均値をとることによりフェージン
    グ周波数とほぼ等しい周波数成分を有する低周波成分を
    求め、また包絡線2乗検波出力を時刻tとt+Δtにサ
    ンプリングした値がフェージングに対しては同値とみな
    せ、上記フェージング周波数より高い周波数で変動する
    高周波成分に対しては2つのサンプリング値の積が零と
    みなせるような遅延時間Δtでサンプリングし、tとt
    +Δtのサンプリング値の差の2乗平均をとることによ
    って高周波成分を求め、これら低周波成分および高周波
    成分を処理して干渉量を検出することによって同一周波
    干渉量を検出する方式であって、希望波と妨害波にそれ
    ぞれ最大周波数偏移f_dが 0.85×n/(4Δt)≦f_d≦1.2×n/(4
    Δt)(nは任意の自然数) となるような角度変調が常時施されていることを特徴と
    する同一周波干渉量検出方式。
JP60164035A 1985-07-26 1985-07-26 同一周波干渉量検出方式 Granted JPS6225519A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100435927C (zh) * 2003-04-30 2008-11-26 株式会社荏原制作所 用于供给易燃材料的供给设备及用于气化易燃材料的气化设备和方法
JP2012512558A (ja) * 2008-12-15 2012-05-31 パナソニック オートモーティブ システムズ カンパニー オブ アメリカ ディビジョン オブ パナソニック コーポレイション オブ ノース アメリカ ラジオにおける同一チャネル干渉検出のための方法と装置

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