JPS59194542A - 同一周波干渉量検出方式 - 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】 （技術分野） 本発明は無線通信方式の同一周波干渉量の検出方式に関
するものである。

（背景技術） 従来の干渉検出方式では、送信側で干渉検出のために各
周毎に異ｉっだ周波数の信号を通信帯域外に入れて電波
を送出する。受信側では通信帯域外で複数の干渉検出用
周波数を受信できる受信機を用意し、通信の相手局以外
の干渉検出用周波数が受信された時干渉有りと判断する
方法であった。

この方式は通信信号の他に通話帯域外で干渉検出用信号
を送受信しなければならないため送信機に何７１０装置
をつけなければならない欠点があった。

また、従来の干渉検出は干渉の有無相反しか判断できな
かったため、ある通信品質以下となる干渉量が生じた場
合、高品質な通信を給付するために、干渉量を定量的に
検出して他チャネルに切替えるような高度な匍」御はで
きなかった。

（発明の課題） 本発明はこれらの欠点を除くため、通信中に干渉：縫を
定量的に検出できるよりにしたもので、その肋敵は、希
望波と妨害波を同時受信したとき、角度変調又は搬送波
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ｖ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（ｎ彼の包絡線２呆検彼出力をサ
ンプリングしその平均類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ＪＭ彼成分を
求め、また包絡線２乗検波出力を時刻ｔとｔ十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１直の槓が零
とみｌ＋！：るよつな遅延時間Δｔ　でサンプリングし
、ｔ（！：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
及び高周波成分から干渉量を検出するごとき同一周波干
渉量検出方式にある。

（発明の構成および作用） 干渉量検出の原理及び実施例を以下に示す。

再度変調された希望波（Ｄ波）と干渉波（Ｕ彼）は式（
１）　、　（２）で表わされる。

７′２ ここでＥ；＋　（ｔ）　、　Ｅ２（ｔ）はＤ波及びＵ波
の振幅でその振幅はレイリー分布する。ω１．ω２及び
Δω１．Δω２はＤ波及びＵ彼の角速度、周波数偏移、
Ｐｌ、Ｐ２はＤ及びＵ波の変調信号の周波数である。φ
はＤ波に対するＵ彼の位相差、θはＤ波変調彼に対する
Ｕ彼変調波の位相差である。

Ｄ及びＵ彼が受信機に入力されるとその合ノ戎波ｅは式
（３）となる。

ｅ＝ｅ（十ｅ２ −ＣＥ、”Ｃｔ）＋Ｅ：（ｔ）＋２’ＥＩＣｔ）Ｅ２（
ｔ）ｒｍψ＜ｔ）〕”世し　ψ（ｔ）−（ω２−ωｌ）
ｔ＋φＡ　＝Ｅ１／　Ｅ２　　　　　　　　　　　　　
　　　　（５）合成波を受信した受信機のＩＦ比出力２
乗検波するとその包絡源出力は式（６）となる。

Ｒ＜ｔ＞−Ｅ”＜ｔ＞＋ｇ　（ｔ）→−２Ｅ＋　（ｔ）
Ｅ２（ｔ）ｃｏ！＋ψ（ｔ）　　　　（６）受信機ＩＦ
の包絡線検波出力を図１に示す。曲線１は検波出力、曲
線２のＥ　（ｔ）＋Ｅ”（ｔ＞　は車速、電波の波長等
により定するフェージングのオーダで変化する低周波成
分で９００　ＭＨｚ帯自動車電話の場合、車速４．ＯＫ
＋ｎ／ｈで走行すると約３０Ｈｚ程度である。２　ＥＩ
（ｔ）Ｌ（ｔ）ｃｏｓψ（ｔ）ｕ式（４）かられかるよ
うに変調度、ビート周波数（ω２−ω１）／２π等によ
！ｌ１足１す、一般にレイリーフェージングより十分高
い高周波成分をもつよ’）’Ｉ／（送信側で角度変調″
！ｌ−たけキャリアをオフセットすることにより構成で
きる。

本発明は、この周波数特性を以下のよりに２台のＡｌＤ
Ｆ換器によってサンプリングしく高速のＡ　／　Ｉ）俊
侯器なら一台でｌ−Ｊ　）　、低周波分の平均＜　Ｅ；
：（ｔ）十Ｅ：（ｔ）　＞、高周波成分の平均＜ＥＩ　
（ｔ）ｇ２（ｔ）＞を求めた俊、演Ｘ器によシ干渉量Ｄ
ｌＵ比を針具するものである。

サンプリング方法は図１に示すよう時刻ｔＫＡ／Ｄ変換
器Ｉでサンプリングしり後、ΔｔＦ￥ｆ間遅れてＡ／Ｄ
ＫｍａＩＩでサンプリングする。その各々の値をＲ（ｔ
）、Ｒ（ｔ＋Δｔ）で衣ゎす。

搬送波が角度変調されるが、又はＡ／Ｄ変換器Ｉのサン
プリング間隔をランダムにとると〈部ψ〉＝ＯＫ’ｌＺ
ることを考麗しＲ（ｔ）をＮ回サンプリングし、その平
均値をとるとＸが求壕る。

Ｎ ＜Ｒ（ｔ）＞ニー　ΣＲ・（ｔ） Ｎ、−夏　　　に ＜Ｅ　＞十＜Ｅ＞＝Ｘ　　　　　　　　　　（８）く〉
は平均をあられす。

次に高周波成分を求める。

Ｒ（ｔ）とＲ（を十Δｔ）の差の２乗平均をとると−＜
　（（Ｅ、ｚ　−Ｅ”、、ｌ　＋　Ｆ２−Ｅ２Ａ　）＋
２（Ｅｓｂ２％ψ−Ｅｌ、、Ｅ２□魚ψΔｔ）〕２ン　
　（９）ここで、サンプリング遅延時間ΔＬをＲａｙｌ
ｅｉｇｈ変ｄ功するＥｌ　＋　’！’　２に対し”Ｉ　
＃ＥＩＪ　　”２＃Ｅ２．＋　　　　　　　（１０）変
動周期の早い邸ψに対して （ｃｏｓψ・ωＳψΔ〉蝙ｏ　　　　　　　　　　（１
１）とｌるよりにΔｔを選ぶと式（９）は次のようＫな
る０＜［７ｉ！（ｔ）−ｙｘ（ｔ＋Δｔ）〕２＞−４＜
Ｅ”、＞＜Ｅ：＞＝ｙ　　　　　　（１２） Ｄ汲とＵ彼の振幅の２乗比（ＤｌＵ比）をＦｒ＝＜ｐ：
”、＞ｉ〈Ｅ：ン　　　　　　　　　　（１３）とする
と、式（８）、　（＋２）　、　（＋３）からＦについ
ての式（ＩＩＩ　）を得る。

７”−２Ｋｒ＋　１　＝Ｏ（１’４） 故に ｒ−、−に十＼、：に２−１　　　　　　　　　　　　
　　（１５）但し に＝２Ｘ２／Ｙ−１ に≧１のため式（１５）は実数となシ干渉蛍ｐを求める
ことが出来る。

遅延時間Δｔについて検討する。

Ｆについての式（１４）はサンプリング遅延時間Δｔで
サンプリングしたとき式（１０）、（１１）が成立する
条件下で導き出されたものである。従って式（１０）　
、　（１１）が成立しないときＰＫ誤差を生じる。

そこでＦに与えるΔｔの影響を検討し、Δｔの範囲を明
ら力・にする必要がある。

ここで以下の条件を用いる。これらの条件は移動通信に
おいては容易に成立し得る条件である。

１ず式（８）かられかるように、Ｘ　＝　＜Ｒ（ｔ）ン
はΔｔに影響されない。

ＹはΔｔによって影響され、この時のＹをＹ′とするＯ ）”、−＜　（Ｒ＜ｔ）−Ｒ（ｔ＋Δｔ））”＞、、＜
ｚ２＞＋４＜Ｆ：：＞＜Ｅ：ン（１−２＜邸ψ・（欝φ
Δ〉）・・・（１８）但し　Ｚ＝Ｅ”、　−Ｅ：、＋Ｅ
：　−Ｅ：□ΔＬの影響がない時のＹ式（１２）と、Δ
ｔの影響力；ある時のＹ′式（１８）を比１ｖすると、
Ｙ′はくＺ２ン。

−８＜ｇ：＞＜’ｇ：＞＜罵ψ・可ψΔ〉の項〃；新た
に刀日わっている０ ４ｔが大きい場合の影響 この場合〈囲ψ・ｅｏｓψΔン′；０　と考えること７
５ぶできるため ｙ＝＜ｚ”＞−ト４くＥ；ン（７４７ｚ、ン　　　　　
　（１９）となる。従ッて〈Ｚ２〉について検討するＯ
＜ｚ”＞は式（２０）で表わされる０ ＜Ｊ”ン−８ｂ；〔Ｆ２（１−ρ：）−１−（１−ρ：
）］　　　　（２０）但し、ｂ、”＝＝＜Ｅ：ン／８．
ρはＥｌ　（ｔ）、　Ｆ２（ｔ）の自己相関々叔で ρ−・シ、（２π、ｆおΔ、　　　　　　　（２１）ｆ
はフェージング周波数ｆ７７Ｌ−υ（速さ）／λ（波長
）？？？ 式（２１）からΔｔはｆ、Ｉｎとの手賞でＹに影響を与
える。Δｔの影響がないときのＹで正規化した＜Ｚ”＞
／Ｙを図２に示す。ｆ−・Δｔの影響はＦによって異な
ｐＦが大きい１１どその影＃は大きい。

また、Ｆに与えるΔｔの影響を図３に実線で示す。

横は真のＤ／Ｕ＝ｒｔＸ縦軸はΔｔの影響があるときの
Ｄ／Ｕ二ＦＭである。

ＦＭはｆ７ｎ・Δｔが大きくなると小きく表われ、特に
Ｆの大きいところでその影響度は太きくなつている。ｒ
ｔ＝１５ｄＢ以下で１ｄＢ以内の検出誤差におさえるに
はｆｍ・Δｔ＜０．０３としなければならない。尚、図
３はρ１−ρ２として計算した。

Δｔが小さい場合 ｙ　＝　４　＜ｇ：　＞＜ｇ：＞　＜　１−２＜□□□
ψ・部ψΔ＞）　　　（２２）となる。従って〈房ψ・
―φΔ〉を検討する。

〈魚ψ・瀉ψΔ〉は式（２３）によって衣わされる。

く咲ψ・匹ψ、ｌ＞−−Ｊｏ（Ｚ＋）・Ｊｏ（Ｚ２　）
＋Σ［ｃｏｓ（２ｎθ２−２ｍθ＋）Ｊ２ｎ（Ｚ２）Ｊ
２−（Ｚ＋）〕−Σ［ｃｏｓ（（２ｎ＋１　）θ２−（
２ｍ＋１）θ１）Ｊ２ｎ＋１（Ｚ２）１２ｍ＋１（Ｚｌ
）〕・・・（２３） 但し、第２項ハｎＰ２−ｒｎ、Ｐ１、第３項は（２ｎ＋
１）Ｐ２＝　（２ｍ＋　１　）　Ｐｌなるｎ、ｍの定数
（ｍ＝ｎ）Ｏ）　　が成立するとき有効である。

但し、 θ＋　”ｊａｎ−’　（５ｉｎＰ１Δｔ　／　（ｃｎｓ
Ｐ１Δｔ−１））θ２−二−−’（（ｃＯｓθ−ｃｏｓ
（Ｐ２Δを十θ））／（ｓ＝θ−８１ｎ（Ｐｚｔ十θ）
乃Ｚ　＋　”　Ｊ−２’　（’−１−ｃｏＳＰ＋Δ′ｔ
、）−Δωｌ／ＰＩＺｚ　二Ｊ２　（］　　ｃｍＰ２ｔ
　）　　　Δω２／Ｐ２１ネ１４は２〈焦ψ・房ψΔ〉
とΔＬの関係を示す一例で、Δω１”　１０００　Ｈｚ
　、Δω、、−１０１０Ｈ２，ｆｇ波は正弦鼓信号でＰ
１＝　２００　ｆｉｚ　、Ｐ２＝　］　９５〜２０５　
ｆｉｚ　ｌｉｄ、化さぜた場合である。２〈邸ψ・魚ψ
Δ〉ばΔｔとともに減少するが、Ｐ２の周波数の変化に
は影響されず、Δｔ　：０．４　ｍｓ　１１近でＯとな
り、それ以後は振幅しながら減表して行く。一般に変調
波は単一周波ではないが、ｆ調波の周波数スペクトルの
低周波域が変調度に対して小さい場合は図に示す特性を
示す。すなわちΔｔが小さい」場合はく匹ψ・ｃｏｓψ
Δ〉は［に近いが、Δｔが大きくなると小さくなりその
汝仁丁、変調波のスペクトル、変調度により様子は；、
ｌ、！、る。。

２く魚ψ・邸ψΔ〉は式（１８）かられかるように、Δ
ｔ　が小さい場合のＹに対する減少分を表わしている。

図５は図４に示した条件下で、ΔｔがＦに与゛える影響
を示したものである。Δｔが小さくなるとＦは見かけ上
大きくなシ、特にＦが小さい時にその影響は大きい。Ｆ
が見かけ上大きくなるのは、Δｔが小さいとＹが小さく
なるためである。

図６は本発明を確認するための室内実験系で破線部が本
発明の干渉量検出部である。図において３．６はＤ波及
びＵ波を発生するための標準信号発生器、４，７は擬似
伝搬路をつくるためのフェージングシュミレータである
。５，８は減衰器、９は合成器、１０は受信機、１１は
瑠巾器、１２は検波器、１３．１４はアナログ−ディジ
タル変換器（Ａ７ｖ変換器）、１５は演算器である。

図７は演算器１５のフローチャートを示す。サンプル数
Ｎ１遅延時間Δｔ　を設定し、サンプリングをカウント
するｉをｉ＝１にする。Ａ／Ｄ変換器１３　、１４　で
サンプリングし、オロΣＲ（ｔ）との差の２乗和Σ（Ｒ
（ｔ）−Ｒ（ｔ＋Δｔ））２をとる。ｉ＝Ｎでなければ
さらにＡ／Ｄ変換器でサンプリングする。

ｉ　−、Ｎ　ＶｃなったらＸ、Ｙを算出しん金言１Ｎす
る。

ｈ２−１＞ｏなら干渉量ｒ２算出する。もしに２−１（
ＯならＦは算出せず１−＝ｌにもど、ｂｖｆｒたなＰの
計算を開始する。

Ｏ、ＵＷはフェージングシュミレータ、減衰器全通りハ
イシ゛リッドで合成された後受信される。

受信機ＩＦ出力は２乗検波されＡ／Ｄ変換器によりサン
プリングされ演算器に入力される。変調信号（ＰＮ信号
）は最大周波数偏移Δω１−Δω２−１、ＫＩＪｚ、Ｄ
、Ｕ波のキャリア差ｆｂ＝　Ｏ（Ｈ２）として実験を行
った。

寸ずΔｔが大きい場合の影響についてΔｔ＝０．４ｗ、
Ｓ一定とし、フェージング周波数ム２を変化させて実験
を行った。図３にその実測値を示す。各プロット点はサ
ンプリング数Ｎ＝１０００、サンプリング周波数１８＝
　８０　、Ｈｚで実測したβイ約１０個のデータの平均
値を示しである。

干渉量を検出でき、理論値と実測１１σはよく一致して
いる。しかし、Ｆｔの大きい方の実測値が理論値よｐ大
きく出るｆ頃向にある。これは測定系のＳ／Ｈの問題で
Ｙに干渉ビートの地熱雑音によるビートが加わシ、図２
で示した＜Ｚ”＞／Ｙの値が小さくなると考えられる。

用いた測定系のＳ／Ｎは約４５　ｄＢでめる。

以上より、ｆｍ・Δｔが大きくなるとＤ／Ｕの実測＋ｗ
　ｒｌＭｈ、Ｘ（Ｄ　Ｄ／Ｕ１Ｍ　Ｉ’ｔ、１：　ｆ：
＞小す＜　Ｑｂし、方式設計から要求されるＦに対し、
Δｔを設定できる。

次にΔｔが小さい場合の影響についても実験を行った。

この場合はフェージング周波数ｆｍ　＝　２０　Ｈｚ一
定とし”ｍ・Δｔにょる〈Ｚ２〉の影響がほぼ無視でき
る値を選び、Δｔを変化させて実験を行った。

結果を図５に示す。実測値は理論値とよく一致してお９
、Δｔが小さい場合は実測値のｒＭは真のＦ４より大き
く現われるが、Δｔが大きくなると設足値に対する実測
値の誤差は小さくなってΔＬの影響は現われなくなる。

　、 測定誤差を１　ｄＢ以内にするにはΔｔ＞０．３ｍＳと
する必要が必ろ○ （発明の効果） 以上説明したように本発明による干渉層検出方式Ｖ：裏
、＃話中に干渉量を定−数的に検出できるため、干渉ｆ
ｉかるる設定値以上になった場合、イ１クチャネルＶ（
−）替えて、通話品質の劣化を１ねくことなく高品賀な
通信を継続することが出来るオリ点がある。

葦グね、不方式は自動車電話方式のよりに無線ゾーンを
３〜５−の小ゾーン方式にして周波叔の利用率向上を図
っているシステムにおいては、さらにＭａｌ　（）！ｉ
数のくり返し距１’ｉｌｌヲ小さくできるため１．：！
ｆｌｖり４又利用率が向上し７／１．１人者谷１１ｊの
Ｊ胃人に貝ｌ駄することが出Ｘる。

４．１図１川の１ｈ゛］４ｉな最己明 １ソＩＩは倹ｆ反器出力のクリ、凶２はＺ’／Ｙとｆ　
・Δｔの関係ゲ示す図、図３はΔｔが人さい場合の干渉
演出ＶＣ与える遅延時間Δｔの彰′臂を示す１工、図・
１ば２〈四ψ・邸φΔ〉とΔｔとの１３！＝ｊ係を示す
１図、図５ばΔｔが小さい場合の干渉検出に与えるＪ４
７ｚ４を時間の影片を′示す凶、１凶６は本発明をイｉ
４Ｍ認づ゛る／Ｃめの呈内実＃装置のブロック図、図７
は図６における演算器１５の動作フローを示す図である
。

特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士　山本恵− 幕１図 地２凹 ｆｍ・ΔＬ 尾Ａ−図 ０．０　　　　　（ＩＩ！２　　　　　θ４　　　　θ
６　　　　０．ｆ３　　　　　／：θ遅延ＭＰＪ　Ａ　
Ｌ　　Ｃｒｎ　Ｓｅｃ〕１ｆ−５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 希望波と妨害波を同時受信したとき、角度変調又は）Ｅ
   送波周波数のオフセントによって、その包結線がフェー
   ジング周波数よ！ｌｌ冒い周ｅ、数で変動するようにな
   された無線通信方式において、受信板の包絡線２乗検波
   出力をサンプリングしその平均（１ｉ：ｊ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、寸た包絡線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商い周
   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
   ゲイρの栢が零とみｌせるよりな遅延１１−テ間ΔＬで
   サンプリングし、ｔとｔ十Δｔのサンプリング値の差の
   ２米才均をとることによって市周彼成分を求め、こ、ｈ
   ら低周波！戎分及び高周波成分を処理して干渉−１ｉｆ
   、’　ｆ検出することを特徴とする同一・周波干渉量検
   出方式。