JPH01276832A - ダイバーシチ合成器を含む、スペースダイバーシチ式電波回線による伝送方式のための受信器 - 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】 本発明は、電波回線による伝送方式の受信器、より特定
的には、多重進路による伝播から生じるひずみの影響を
制限するためのスペースダイバーシチによる受信器に係
る。

この種の受信器の説明は、「電波（Ｌ’０ｕｄｅＥｌｅ
ｃｔｒｌｑｕｅ）　Ｊ誌第６巻第２号１９８８年３月上
に掲載されたＯ、　　ｌ−ウタン（Ｔｏｕｔａｎ）及び
Ｏ，ド、リュカ（ｄｃ　Ｌｕｃａ）両氏による「選択電
波回線における自己整合（Ａｕｔｏ−ａｄａｐｔｌｖｉ
ｔｅ　ｄａｎｓ　ｌｅｓ　（’ａｉｓｃｅａｕｘｂｅｒ
ｔｊｌｃｕｓ　ｕｎｍｅｒｌｑｕｅｓ）　Ｊと題する論
文から得られるであろう。ここでは、アンテナの受信す
る信号は、３個の信号、つまり直接信号１個と遅延信号
２個、の合計とみなされ、さらにこれらの信号の結合に
対して伝播媒質の伝達関数は、とくに受信信号のひずみ
に責任のある信号周波数に感応する項を含んでいること
が指摘されている。

従って本明細書では、同一送信媒質をそれぞれ通過し、
同一遅延を受けるが、しかし相対位相の異なる信号（個
別）を受信する、垂直方向に間隔をとった２基のアンテ
ナから送出される信号（複合）を合成することを提案す
る。ダイバーシチ合成器が、これら２基のアンテナによ
って受信された信号の合計を、それらの相対位相の修正
及び個々の振幅の調節をもたらすことによって実施する
。

位相修正は送信路内に配置された調節可能の移相器によ
って行われ、振幅調整は各々の送信路内に配置された調
節可能の減衰器によって行われる。

ダイバーシチ制御装置はマイクロプロセッサを含んでお
り、位相修正とレベル調整を、ゼロにはせずとも少なく
とも強度にひずみ項を縮退させるようにして制御する。

本明細書に記載する具体例は、中間周波数自動利得制御
（ＣＡＧ）増幅器及び、ツイータと呼称される３個の装
置を含む信号分析装置を含むヘテロダイン受信器の場合
に係り、これら３つのツイータのそれぞれは受信スペク
トルの中心又はヘリでそれぞれ信号レベルを測定するこ
とを可能にする狭い帯域のフィルタを含む。ダイバーシ
チ制御装置は中間周波数に有効な信号の出力レベルに従
って交互に採用される２つの作動方式に従って挙動する
。受信電力のレベルが充分なとき、ひずみの最小リサー
チが適用される。ツイータのレベルは移相器及び２個の
減衰器の調節に対して、毎回、最小ひずみが達成される
までひずみが減らされる方向に交代に作用するプロセッ
サに与えられるひずみ値を提供するため合成される。

ロセッサに与えられるのはＣＡＧ増幅器の利得の自動制
御信号であり、これが、ＣＡＧ信号を最小に切りつめる
、即ち有効信号電力を最小に増やすため、移相器と減衰
器の調整に作用する。１方の作動方式から他方の作動方
式への切替えは、それを決定する条件が集まれば自由で
ある。

と きることも同様に指摘される。開示の例では、この等化
器は中間周波数で基底帯域でとり出され、フィルタ修正
器の係数を与える計算回路によって処理される信号から
出発してはたらく。この種の等化器の使用は１５１ａｓ
以上の夙−ト長について、即ち実地上はとんどの場合に
（とくに変調ＱＡＭの総量１４０Ｍｂ／ｓで）推奨され
る。

従って本発明は、ダイバーシチ合成器及びダイバーシチ
制御装置、並びにひずみ値を提供する手段及び出力不足
値を提供する手段を含む、スペースダイバーシチ式電波
回線による伝送方式の受信器において、公知技術のダイ
バーシチ制御装置を単純化し、さらにより一般化するこ
とを目的とする。

本発明の第１の特徴によれば、前記ひずみ値は、ダイバ
ーシチ合成器の制御に役立つ単独制御量を提供するため
、前記出力不足値に付加される。

これらの処置は、最小ひずみ方式と最大電力方式で同時
に、一方から他方へ突発的に移行することなく、ダイバ
ーシチ合成器の制御を可能にする。

本発明の別の特徴によれば、前記電力不足値は、ＣＡＧ
制御信号から引き出され、呼称電力によって除された受
信電力値と呼称電力値との差の絶対値から引き出される
。

本発明の別の特徴によれば、前記絶対値は、前記電力不
足値を与えるため、電力ｍ＞１に高められる。

これらの処置は、電力不足信号の特性値を、電力が充分
なときは、ひずみ値が大幅に優勢であり、ダイバーシチ
合成器は主として最小ひずみ方式で作動し、さらに電力
が低下したときは、電力不足値がこんどは優勢になるよ
うにして修正する効果をもつ。

本発明の別の特徴によれば、ダイバーシチ制御装置は、
受信チェーンの自動整合等化器の係数をとらえてこれら
の係数からひずみ値を設定する計算装置を含む。

この種の処置はより有利には、先に指摘した比較的高価
なツイータで代用される。

本発明の別の特徴によれば、計算装置はこれらことかで
きる。とくに単純な実施型においては、少数係数の絶対
値が簡単に加えられるだけである。

本発明の別の特徴によれば、上記の処置は、直接の受信
器に採用され、ダイバーシチ合成器は超高周波レベルで
構成され、他方ではＣＡＧ増幅器と自動整合等化器は基
底帯域に挿入される。

従ってきわめて単純化されたスペースダイバーシチ式受
信器が実現される。

本発明のその他の目的、特徴及び利点について、添付図
面に示した具体例につき以下に詳しく説明する。

第１図は、直接の受信器の場合に本発明を適用した場合
を示す。

先ず、スペースダイバーシチの無い、正規完全受信回線
を説明する。

ア 入力信号ｓｅは正規受信ｌンテナより得られ、増幅信号
Ｓａを与える前置増幅器ｌ内で増幅される。

信号Ｓａはスペースダイバーシチが無ければ、第１混合
器２に与えられる信号ＳＣとなり、混合器２はゆ 参照発振器３から出る位相弁と周波数の参照電波を受取
る。混合器２から取り出された信号は自動利得制御増幅
器４に付与され、受信電力を表す信号ｅａを与えるＣＡ
Ｇループで表されている。この増幅器に続いて、基底帯
域ｂｂの信号のみを通過させる低域フィルタ５がある。

数種の位相状態をもつ伝送方式の場合は、同様の素子で
、４°及び５°は基底帯域ｂｂ’の他の信号を供給する
。

基底帯域の１又は数個の信号は、等化器ＥＧく翌ニュＶ （フィルタ）、再生器ＲＧ及び位相測定装置ＥＰを含む
一時自動整合等化器者写って処理され、測定装置ＥＰの
出力では伝達信号ｓｔを得て、発振器３の位相を調整す
るための信号を与える。再生器３のレベルでは、係数計
算回路ＣＣは一時等化器６Ｇを制御する係数ｃｆを与え
る。等化器６の全体は、中間周波数でなく基底帯域で作
動するとしても、前記論文に述べられたものに対応する
。

この種の受信器はその全体において従来型構造をもつ。

超高周波信号は前置増幅器１によってあらかじめ増幅さ
れ、混合器２．２゛に与えられ、そのそれぞれは受信信
号と同じ周波数の、特定位相の参照電波を供給される。

位相の一致があれば、混合器の出力信号は低域フィルタ
５，５°によって与えられる連続合力を含み、受信信号
内の対応位相状態の存在に対応する帯底帯域の信号によ
って表される。この信号の形は数値信号に更新され得る
再生に先立って等化器ＥＣによって修正される。信号の
統計的特性にもとづく再生器ＥＧのレベルでの信号の観
測は、等化器によって直接的に利用され得る係数を構成
する数値をつくりあげることを可能にする。

一時等化器６は、アンテナで受信した信号の関数として
それぞれの位相状態について同じ方法で伝送路の応答曲
線を修正することを目指す。しかイ（） しながら、信号が減衰又は間代しすぎると、この種の等
化では充分ではない。

公知の解決法は、第１アンテナから距離をとった（同−
塔で異なる高さの）第２アンテナ及び第１図にＣので示
したダイバーシチ合成器の助けをかりて、スペースダイ
バーシチを使用するというものである。合成器は、増幅
器ｌに類似の増幅器ｌ°、前記正規回線ルートに挿入さ
れた調節可能の減衰器８、減衰器８に類似しているが、
ダイバーシチ回線のルート内に挿入された調節可能の減
衰器８°、ダイバーシチ回線のルート内に挿入された調
節可能の移相器９°及び上記信号ｓｃを提供するため、
２回線から出る信号を受信し結合する合計器ｌＯを含ん
でいる。前記論文に記載されている通り、減衰器と移相
器を適正に、２！Ｊｒｆ１することによって、合計器Ｉ
Ｏで行われる２回線信号の加算は２基のアンテナによっ
て受信された遅延電波線によって生じるひずみがゼロと
なるように合成信号及びＳＣを提供することができる。

これは最小状態ひずみである。受信電力が弱ければ、直
接電波線から発する信号を位相結合、することがいぜん
として可能で人 あり、これは最ｌ状！！３電力である。

信号ｅａ及びｃｆもまた伝送される。

信号ｅａは、よく知られる通り、増幅器４の入口に加え
られる信号レベルを表す。本発明の特徴の１つによれば
、この振幅から出発して、次の公式を適用して出力不足
値Ｇを得ることができる。

（但し、Ｐ「は信号Ｃａから直接に引き出された受信電
力、Ｐｎは呼称電力、Ｋは尺度定数を表す。

値ｍは本発明の別の特徴によれば、値が１に等しいか１
以上のべき指数を表す）。

上記の式の計算は、ダイバーシチ制御装置７内で、とく
に数値形で、信号Ｃａの振幅のデジタル−アナログ変換
後に行われる。

本発明の別の特徴によれば、自動整合−時等化器６の係
数は伝送路のひずみを表す情報を提供する。

従来形等化器では、これらの係数は、信号がひずみを免
れているときはゼロである。しかもこれらの係数は正又
は負の虚数値である。

本発明の別の特徴によれば、ひずみ値は次の公式を適用
することによって得られる。

１−−Ｎ、ｉｌ　　　　　　　　　　　Ｉ−−Ｎ、Ｉｎ
（但し、ａｌ及びｂｉはそれぞれ自動整合等化器の第こ
とができ、上記合計内に含まれる項の数を限定する。他
の項は１に等しいことができる。特に単純な具体例では
、２又は３個の係数の絶対値だけが加算される。

このようにして受信信号のひずみを表す単独値Ｆが得ら
れる。より有利には、計算はダイバーシチ制御装置７内
で、計算回路ＣＣによって直接与えられる係数のディジ
タル値から出発して数値形で行われる。

本発明の別の特徴によれば、最後に合計Ｈ−Ｇ＋Ｆ を実行し、ダイバーシチ合成器の調整プログラムはもっ
ばらこの合計に基いている。

合計Ｈは、先に見た通り、受信レベルが充分であれば、
ひずみを特定する項を主として含み、レベルが不十分で
あれば、電力不足を特定する項Ｇを主として含む。

項Ｇは、電力不足相対値（Ｐｒ　−Ｐｎ　／Ｐｎ　）に
対するこの上昇効果は、ｌに与えられたさまざまな値に
ついてｄＢ■で表された受信電力Ｐｒの関数としてのＧ
の値を表す第２図に図解されている。図から、■の値が
高くなればそれだけ、Ｇの特性が凹み、これは上記の優
越性効果が合計Ｈ内でＦであるかＧであれるかを強調す
ることがわかる。

従って本発明によれば、後に詳しく説明する通人 り、実地上は最小電力状態である作動方式に実地上最小
ひずみ状態である作動方式から断続なしの移行が行われ
る。

ダイバーシチ合成器を調節するために合計値Ｈを使用す
る方法を第３図に示す。図は合成器の素子の調節に関し
て、ダイバーシチ制御装置７によって完遂される制御作
業のフローチャートを示す。

ゲージμは値＋１に最初に設定される。作動は点Ａから
例えば周期インタバルで出発し、次にこの点Ａに戻るル
ープに従って展開する。減衰器と移相器は一定の調節位
置にある。これらの位置を合計Ｈをもし可能なら減少さ
せゼロにするため調整することが問題である。フローチ
ャートの主要目的は以下に説明する移相器の調節を説明
することである。

第１段階では前調節から発する合計Ｈ（ｋ）はゼロに比
較される。この合計がゼロであれば、合成器の調節は充
分である。その修正は行われない。

それゆえ何の作用なく点Ａに戻る。

合計Ｈがゼロでなければ、移相器の調節は次の式に従っ
てワンピッチ修正される。

φ（ｋ＋１）−φ（ｋ）＋μｄφ （但し、新たな調節φ（ｋ＋１）は、μが＋１に等しい
から、量ｄφだけ増やされた元の調節φ（ｋ）を表す）
。

次に、図示しない一定の時限で、新たな調節に続いて得
られた合計Ｈ（ｋ＋１）は、合計Ｈを減するため調節が
行われるか否かを探すため、元の合計Ｈ（ｋ）に比較さ
れる。その場合には、値μは＋１のままで、従って続く
調節ピッチは同一方向に行われるであろう。

もし反対に調節ピッチが合計Ｈを増やしたならば、これ
は最適調整点が超えられた場合であり得るのだが、同じ
調節値についての周波数カウントである値Ｏ８Ｃが調べ
られる。この値が３以下であれば、１単位増やし、値μ
は＋１から−１へ逆転される。次に点Ａに戻る。それゆ
え次の調節ピッチは逆方向に行われる。

このようにして位相調節は合計Ｈがゼロになるまで、又
はゼロにならなければ値Ｏ５Ｃが３を超えるまで上記ル
ープを反復する。従って、φはＡｔｔに置き替えられ、
同じ手順が減衰器の調節のため完遂され、これはＡｔｔ
←φで表される。

さらに詳しく説明すれば、例えば、移相器、減衰器の１
つ、新規移相器、他の減衰器等々を交代に調節すること
によってダイバーシチ合成器の調節にとりかかることが
できる。

もし合計Ｈが主としてひずみ値Ｆを含んでいれば、値Ｇ
は無視することができ、合計Ｈつまり値Ｆを最小に減す
るため完遂されたダイバーシチ変換器の素子の調節は実
際上はひずみの最小値を得させるであろう。もし反対に
値Ｇが合計Ｈ内で優勢であれば、調節は最大電力に達す
るであろう。

これらの状態の１方から他方への移行は合計Ｈの項の変
化の関数として、つまり有害な突発的変化無しに行われ
るであろう。

第４図はさまざまな伝播条件のシミュレーションから出
発してこの結論を図解する。図はダイバーシチ制御装置
のさまざまな作動方式において正規及びダイバーシチの
２回線上で選択されるフェージングの周波数誤差の関数
としての受信相対電力（Ｐｒ／Ｐｎ）を特定する曲線を
表す。

曲線ＭＰは参照として、最大電力方式で作動する受信器
の性能を示す。受信電力は、２回線の選択フェージング
の周波数誤差が小さくなるとき、徐々に減衰する。しか
しひずみは大きいままである。

曲線ｍｄも同じく参照として、最小ひずみ方式で作動す
る受信器の場合に相当する。受信電力はフェージングが
合致するとき、深く落下する。

曲線ｅｐは本発明作動方式に対応する。選択フェージン
グの周波数が遠ざかると、受信電力が充分で、作動方式
は最小ひずみを求め、曲線ｅｐは曲線ａｄに従う。受信
電力が最小限定値に達すると、最小ひずみ方式は徐々に
最大電力方式に代替され、曲線ｅｐは曲線ＭＰのレベル
に昇る。

以上の説明は非限定例としてのみ示したもので、本発明
の範囲を超えることなく多数の変形を考案することが可
能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ダイバーシチ制御装置を含む電波回線
による伝送方式の受信器の全体図、第２図は、受信電力
の関数としての、電力不足信号を表す曲線図、 第３図は、本発明ダイバーシチ制御装置の作動を説明す
るフローチャート、 第４図は、ダイバーシチ制御装置のさまざまな作動形式
における選択フェージングの周波数偏差の関数としての
受信電力を説明する曲線図である。 ＣＤ・・・グイバーシチ合成器、１・・・前置増幅器、
２・・・第一混合器、３・・・参照発振器、４・・・利
得自動制御増幅器、５・・・低域フィルタ。 ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイバーシチ合成器及びダイバーシチ制御装置、
   並びにひずみ値を提供する手段及び電力不足値を提供す
   る手段を含む、スペースダイバーシチ式電波回線による
   伝送方式の受信器において、前記ひずみ値が、ダイバー
   シチ合成器の制御に役立つ単独制御量を提供するため、
   前記電力不足値に加算されることを特徴とする、受信器
   。
2. （２）受信チェーンが自動利得制御増幅器を含み、前記
   電力不足値がＣＡＧの信号から引き出されることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項に記載の受信器。
3. （３）前記電力不足値が、ＣＡＧ制御信号から引き出さ
   れ、呼称電力によって除された受信電力値と呼称電力値
   との差の絶対値から引き出されることを特徴とする、特
   許請求の範囲第２項に記載の受信器。
4. （４）前記絶対値が前記電力不足値を提供するため、電
   力ｍ＞１にまで高められることを特徴とする、特許請求
   の範囲第３項に記載の受信器。
5. （５）ダイバーシチ制御装置が、自動整合等化器の係数
   をとらえてこれらの係数からひずみ値を設定する計算装
   置を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１項から
   第４項のいずれか一項に記載の受信器。
6. （６）計算装置がこれらの係数から引き出された絶対値
   の合計を行うことを特徴とする、特許請求の範囲第５項
   に記載の受信器。
7. （７）前記微分された絶対値が意味づけ係数を含んでい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記載の受
   信器。
8. （８）少数の係数の絶対値だけが単純に加算されること
   を特徴とする、特許請求の範囲第７項に記載の受信器。
9. （９）特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか一項
   に限定された処置が、直接復調式受信器内で採用され、
   ダイバーシチ合成器が超高周波レベルで構成され、他方
   ではＣＡＧ増幅器と自動整合等化器が基底帯域内に挿入
   されることを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第
   ８項のいずれか一項に記載の受信器。