JPS63219242A - 交差偏波補償回路 - Google Patents

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】 この発明は、無線伝送の直交偏波共用にともない生じる
交差偏波子１歩補償技術に関する。

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、型ミリ波以」二の周波数帯
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っている。すでにＣＣＩＲ
＜国際無線通信諮問委員会）の４〜６　Ｇ　ＨｚのＦＭ
無無局周波数配置関する勧告には、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ＩＮ
置５ＡＴ（国際電気通信衛星機構）は、Ｖ母系衛星で単
一偏波で用いられてきた４〜（３Ｇ　＋１　ｚ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」
二の偏波特性の劣化を補償する交差偏波補償回路の開発
も重要な課題となっている。

本来、自由空間は直交する２偏波に対して独性が存在し
、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ャ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
送が中心であったことから、前述の交差偏波補供方式も
ア／ｉす゛給電装置周辺にｉ’＋Ｊ変移相器と減衰器と
を設は直交度復元を行う方式や中間周波帯に干渉波補償
回路を設は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、ディジタル伝送が使用
される様になり交差偏波補供方式についてもディジタル
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。

本発明の目的はディ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提供することにあ
る。

この発明によれば、単−偏波用の現用のアノテリー系お
よび中間周波数機器を通し、同一搬送周波数での直交偏
波共用のディ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」−マイクロ１
７ｉ］腺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
め非対称ビームを用いていること、また、宇宙空間にお
けるファラデー・ローテーション等により、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６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）月の回路は、同一のビット・レートの第１およ
び第２のディジタル・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ＩＩＴ交する第１および第２の偏波にそれぞれ乗せる
ノ゛イジタル無腺伝送に於いて、前記第１および第２の
系列に対応して受信側で前記第１および第２の偏波がら
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
・・・・・・ｎｋ−２，１３に−１、■ｋ、■ｋ＋１、
ｎｋ＋２・・・・・・と前記第３および第４の系列の受
信側でのｌ（Ｉ定値である第５および第０の系△へ △へ 列・・・・・Ａｋ−２，Ａｋ−１，Ａｋ、Ａｋ＋１゜Ａ
ｋ＋２……および・・・・・・１３に−２，Ｄｋ−１゜
負に、　ｆ３に＋ｔ、ｎｋ＋２・・・・・・からＭ、Ｍ
’、Ｎ（但し、ａ（、βｉ、α＋　Ｊ、βｉ′は複索乎
数） なる第５の系列・・・・・・Ｃｋ−２，Ｃｋ−１，Ｃｋ
。

ａｋ−ｌ、ａｋ−２……を出力するフィルターを備え、
前記フィルターから前記第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図はディジタル伝送用の従来の線形自動等化器のブ
ロッ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・・・・・・ａ　ｋ　−１、ａ　ｋ　
、　　ａ　ｋ　＋　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１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Ａｋを得るもので
あり、伝送誤りが発生しなければａｋ＝Ａｋ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量子１ｌｐＺ＆Ｈ・αに＋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５．８，７．８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、
１０６５年４月発行のＩＩ　Ｓ　Ｔ　Ｊ　（Ｂｅ１ｌ　
ＳｙｓＬｅｍ　ＴｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ　ｖ
ｏｌ、４４．　ｐｐ５４７−５８８記社の　“八ｕｔｏ
ｍａｔｉｃｅｑｕａＨｚａｔｔｏｎ　ｆｏｒ　ｄｉｇｉ
ｔａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎに示されている　
ｚｅｒｏ　ｆｏｒｃｉｎｇ法、１９６７年１１月発行の
Ｂ　Ｓ　Ｔ　Ｊ　　ｖｏｌ、４Ｂ、　ｐｐ２１７９−２
２０８記社の“＾ｎ　　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　　ｅｑｕ
ａｌｉｚｅｒ　　ｆｏｒ　　ｇｅｎｅｒａｌ−ｐｕｒｐ
ｏｓｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　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ＩＥ
ＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＩＮＦＯＲＭ
ＡＴＩＯＮＴＩＩＥＯＲ’／、　　ｖｏｌ、ＩＴ−１Ｆ
＋、　ｐｐ２７０−２７０記社の“へｎａｌｙｓｉｓｏ
ｆ　ａ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　Ｄｉｒｅｃｔｅｄ　Ｒｅｃ
ｅｉｖｅｒ　ｗＮｈＵｎｋｎｏｗｎ　Ｐｒ１ｏｒ″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索信号である場合
には、１９７５年６月発行の　ＩＥＥＥ　　ＴＲＡＮＳ
ＡＣＴＩＯＮＳ　　ＯＮ　　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯ
ＮＳ、ｖｏｌ。

Ｃ０Ｍ−２３，ｐｐ０８４〜０８７記載の“Ｔｗｏ　Ｅ
ｘｔｅｎｓｉｏｎａｌ＾ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｒ
　ｔｈｅ　Ｚｅｒｏ　Ｆｏｒｃｉｎｇ　Ｅｑｕａｌｉｚ
ａ−ｔｉｏｎ　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（タップ・ゲイン）を推定する回路が異なる
だけであり、非線形自動等化器の外は第１図のような構
成になっている。

第２図は従来の非線形自動等化器のブロック図を示し、
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．Ｅｌ、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’？；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
で扱う無線ディ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、可食減衰器
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３
１を受信側地ト局、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３０１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ップ・リンク（
衛星自送信）で発生ずる干渉３０２、ダウン・リンク（
地」二局向送信）で発生ずる干渉３０３と、水平偏波自
身の自己干渉３０４とが主なものである。今、円偏波と
も同一の搬送周波数を持っているとすれば、どれら全て
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・
バンド信号から減することにより干渉成分がｌｒ１去で
きることが分る。

まず、自己干渉３０４は通常の多重伝播路回線歪みと考
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、と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図は本発明の一実施例のブロック図を示ず図である
。図中、ブロック４０１Ｏがフィルターであり、参照数
字４０，４１，４２゜４３．４４，４５．４６および４
７は第１図の各遅延回路と同一のものであり、参照数字
４Ｂ、、１９，５０，５１，５２，５３，５４゜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図のす／プク）、　１１　
キ同一のものであ・つ １゛・／ ′１１ す、参照数字６０は第１図の借り識別器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・バント信号が加えられ、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４８，４０，５０．５１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「１
己干ル３０４の和ΣＳ、・・〜１゜ｌ昏−２ を除去することができる。

次に、減衰器５３．５’ｌ、５５．５６および５７から
の出力により第３図の交差偏波干渉除去することができ
る。従って、出力端子＋１夕ａｋのみが出力さへる。

ン ここで、減衰器４Ｂ、４９，５０，５１゜５２．５３，
５４，５５．５６および５７の減衰量α量、βｌ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。ずなわち、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。従って、各減衰器の
減衰量（タップ・ゲイン）を、前言己減衰器の出力が受
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。とれは前述した自乗平均等化法の拡張である。

第５図は第４図の可変減衰器４０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６０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
信符号検出するために用いられるものである。また、掛
算器６１と４１分器６２とは一つあとの受信ね号Ａｋ＋
１と、先の（Ａｋ−χｋ）との直交性を検出するために
使用され、相関の正負によっ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、減具口制御回路５００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ットしてやれ
ばよい。

第６図は水平偏波、垂直偏波により伝送される２系列の
データに対する交差偏波干渉等化器の構成を示すもので
ある。図中、ブロック４０００．４０００’は第４図の
ブロック４０００と同一のものである。入力端子６００
゜６０１には各々水平、垂直画偏波により伝送されてき
たベース・バンド信号が加えられており、ブロック４０
００は垂直偏波からの干渉を除去した水平偏波成分を、
ブロック４０００’は水平偏波からの干渉を除去した垂
直偏波成分を各々出力端子４０２，４０２’に魁ノする
。

以上のように、本発明によれば、交差偏波干渉をベース
・バンド帯で行うことができるため、現用の単−偏波用
の送受信系に全＜−ｒを加えることなく交差偏波共用を
実況させることかできる。

また、衛星通イ５、特にＴＤＭＡ通Ｇｉ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（ｉｔ法とし、特にイ「効であり、
従来の給電系や中間周波数帯での補ｆｌ’を法からはこ
れらの効果は全く期待できない。

フェーシングによる直交偏波識別度の劣化の主要因は正
偏波成分の減衰である。この吠態では異偏波成分がもっ
とも大きな外乱になっているが、異偏波成分が送信して
くる情報は復Ｊ、１器によって得られるため受信側で１
１丁ｆ記異偏波成分を消去することができる。従って、
従来降雨等による正偏波成分の減衰と直交偏波識別度と
がほぼ直線的に対応して低下していったところを本発明
を用いることによ１り同識別度をある稈１「′１ の正偏波減衰に対しては十分大川に耐える程に保たせる
ことができる。

【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ック図を
示す図、第３図は衛星通信に於ける交差偏波干渉を説明
するだめの図、第４図は本発明の一実施例のブロック図
を示す図、第５図は第４図に示したフィルターの可変減
衰器の減衰量制御回路を示ず図および第６図は交差偏波
共用の２系列データに対する交差偏波干渉等化器のブロ
ック図を示す図である。 第４図において、４０１０はフィルター、４０〜４７は
８延回路、４８〜５７は可変減衰器、５８は加算器、５
１）はす／ブラー、６０は信号識別器である。 ソ。 代Ｉ’＋１人　　弁理士　　内　原　冒、Ｙ′！　　・
：図面の浄書（内容に変更なし） 第４図 オ６図 手続補正書（方式） １．事件の表示　　　昭和６２年％′　庁　願第２６７
４２８号２、発明の名称　　交差偏波補償回路 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁月３３番１号 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭８７６２年２月２３日（発送日） ６、補正の対象 図＃Ｊ第４図 ７、補正の内容 願書に最初に添付した図面の＃書、別紙のとおり（内容
に変更なし） 代Ｊり人ブｆ：ｉ：：：　　内反　・′　晋手続補正書 （”１ 昭和　　年　　月　　日 否 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁目３３番１号 （連絡先　日本電気株式会社特許部） 方式ρ ＊　木　　（、） ５、補正の対象 ■　発明の詳細な説明の欄 ■　図面の簡単な説明の欄 ■　　図　　向 ６、補正の内容 ■　発明の詳細な説明の掴 （ｘ）Ｍ１ｏ頁第１１行目の１本発明の一夷例の」を「
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」と訂正します。 （２）第１３頁１ＰＪ１２行と第１３行との間に次の記
載を挿入します。 ［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金示す。図
において、交差偏波補償回路は、８個の１５号処理回路
１２４〜１３１と、加算回路１３２および１３３と、識
別回路１３４および１３５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
調ベースバンド信ンドＡ工を処理して第１の処理（ｍ号
としてムに＋ｌ　”ｌ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ＢＩＬを処理
して第２の処理信号ΣＢＫ＋１・βｉを出力する。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１２７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Ｎ、（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、ベースパントイ６号Ａ１の推定値札が得られ
る。この推定値λには、第３の信号処理回路１２６で処
理され、前述の第３の処理信号Σ心＋ｌ　”ｊ　’が得
られる。一方、第４の処理信号は、ベースパントイ８号
ＢＫの推る。 従って、前述の加算器１３２の出力ＣＫは次のように表
わされる。 ＣＫ−ΣＡ工、・α１ ＋ΣＢＫ＋１・β１−Σλに＋１・α１′−ΣＢＫ＋１
・β五′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ＢＩｃを得るために使用され、その動作
はベースバンド信号ＡＫの推定値Ａ、Ｌ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−一Σβｉ’Ａｘ＋１ ＋Σｃｔｉ”Ｋ＋ｉ＋Σβｉ’　”ＸＫ＋１−Σｄ、−
ｇＫ、Ｊ■　図面の簡単な説明の欄 （１）　　第１６頁第６行目−第７行目の「第４図は・
・・と訂正します。 （２）第１．６−ｉ第１１行目の「示す図である。」の
後に「第７図は本発明の一実施例を示す回路図である。 」を追加します。 ■　　図　　向 添付第７図全追加します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同一のビット・レートの第１および第２のディジタル・
   データ系列……ａｋ−２、ａｋ−１、ａｋ、ａｋ＋１、
   ａｋ＋２……および……ｂｋ−２、ｂｋ−１、ｂｋ、ｂ
   ｋ＋１、ｂｋ＋２……を相直交する第１および第２の偏
   波にそれぞれ乗せるディジタル無線伝送において、前記
   第１および第２の系列に対応して受信側で前記第１およ
   び第２の偏波から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……■ｋ−２、■ｋ−１
   、■ｋ、■ｋ＋１、■ｋ＋２……および……■ｋ−２、
   ■ｋ−１、■ｋ、■ｋ＋１、■ｋ＋２……からＭ、Ｍ′
   、ＮおよびＮ′を零または正の整数として ▲数式、化学式、表等があります▼ （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……を出力するフィルターを備え、前記フ
   ィルターから前記第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長とする
   交差偏波補償回路。