JPS60236529A - 複数伝搬路による干渉の擬似試験方法および装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の伝搬路による干渉をシミュレートする
試験装置に関する。本発明は、複数の伝搬路による干渉
を削減する回路を備えた無線受信機の試験に用いるに適
する。

〔概要〕

本発明は、一つの入力信号を複数の伝搬時間の異なる擬
似伝搬路を経由させて、複数伝搬路による干渉をシミュ
レートする擬似試験装置において、入力信号にパイロン
）ｌ−−ンを混入し、出力にこのパイロットトーン成分
が含まれないように少なくとも一つの擬似伝搬路の位相
および減衰量を制御することにより、 伝搬特性中に実質的に深い凹みを発生させて受信機の検
査を行うものである。

〔従来の技術〕

長距離通信では無線リンクが広く用いられている。無線
リンクとしては、例えば工ないし２０ＧＨｚの周波数帯
域で動作するマイクロ波リンク等が用いられる。このよ
うな無線リンクは、通常は、受信機に向かってビームを
送出する送信機を備えている。このような無線リンクで
は、送信機と受信機とを互いに見通すことのできる位置
に配置し、信号が単一の伝搬路を伝搬させる。しかし、
なんらかの条件により反射や回折が生じた場合に、受信
機に複数の伝搬路を経由した信号が到来することがある
。このときは伝搬路の長さが互いに異なるため、長い伝
搬路を経由した信号が遅延し、受信した信号間で周波数
に依存する位相のずれが生じる。条件によっては、伝搬
特性に「凹み」等の重大な歪が生じることがある。従来
から受信機には、このような複数伝搬路による干渉を削
減するための補正回路が内蔵されている。

このような補正回路の性能の検査は、複数伝搬路による
干渉を擬似試験装置でシミュレートし、擬似的な歪を発
生させて行う。このときには、擬似試験装置を被試験受
信機内の補正回路の前段に配置する。すなわち、補正回
路は中間周波数またはベースバンドに修正を施すので、
擬似試験装置をその前段に配置する。条件を変化させて
性能の検査を行うためには、擬似試験装置を調節して、
異なる条件の干渉をシミュレートする必要がある。

特に、利得の９９％が打ち消されるような条件をシミュ
レートできることが必要である。このような条件は、は
ぼ同一の二つの伝搬路の間の不一致により生じる。した
がって、このような条件をシミュレートするには、擬似
試験装置の構成部品に非常に高精度のものを用いる必要
がある。

第５図は伝搬特性の凹みの原因となる伝搬路を示す。こ
のような伝搬路による干渉を、擬似試験装置でシミュレ
ートする。

送信機１０と受信機１１とは、互いに見通すことのでき
る位置に配置され、見通し線上の伝搬路１２を介して通
信を行う。しかし、一時的な大気の状態などにより反射
が生じ、伝搬路１２の他に長い伝搬路１３が形成される
。これらの二つの伝搬路１２．１３の長さが異なるため
、送信機ｌＯに同一の信号がずれて到来し、これにより
干渉が生じる。

二つの伝搬路１２．１３による伝送モードの周波数伝達
関数Ｈ（ω）は、 Ｈ（ω）　＝Ａ　（１−Ｂ　ｅｘｐ（±ｊ（ω”ｏ）Ｔ
））と表すことができる。ここで、 ω　：角周波数、 Ａ　：伝搬路１２の利得、 ＡＢ：伝搬路１３の利得、 ω。：最大減衰が生じるときの角周波数、Ｔ　：伝搬路
１３による遅延と伝搬路１２による遅延との差 である。

・Ｂ＜１またはＢ＞１の条件により、二つの異なる状況
が生じる。

Ｂ＜１のとき、すなわち、長い伝搬路１３の利得が短い
伝搬路１２の利得より小さいときには、周波数伝達関数
Ｈ（ω）は、 Ｈ（ａ＋）　＝Ａ　（１−Ｂ　ｅｘｐ（−ｊ（ω−ωｏ
）’ｒ））となる。これは、「ミニマムフェーズ」と呼
ばれている。

Ｂ＞１のとき、すなわち、長い伝搬路１３の利得が短い
伝搬路１２の利得より大きいときには、周波数伝達関数
Ｈ（ω）は、 Ｈ（（１））　＝Ａ　（１−Ｂ　ｅｘｐ（ｊ（ω−ωｅ
）Ｔ））となる。これは、「非ミニマムフェーズ」と呼
ばれている。

第６図は、干渉がない場合の周波数に対する信号分布、
すなわち伝搬特性を示す。信号は中心周波数に対して対
称に分布している。このように信号分布が対称な場合に
は、信号を良好に受信できる。

第７図および第８図は、干渉がある場合の伝搬特性の例
を示す。第７図は、低周波数側の端に凹みが生じ、対称
性が崩れた例を示す。対称性が崩れると、信号を受信す
るうえで問題が生じる。遅延して到来した信号と直接に
到来した信号との伝搬路長の差により、特定の周波数に
影響が生じる。

伝搬路長め差が変化すると、干渉の生じる周波数が変化
し、干渉による凹みが周波数帯域を横切る。

第８図は、周波数帯域のほぼ中央部で干渉が生じている
場合を示す。伝搬路長の差がさらに増加すると、凹みは
周波数帯域の他の半分の領域に移動する。

第７図および第８図は、干渉が周波数帯域のどこででも
生じることを示している。したがって、受信機内の補正
回路は、干渉が生じていない周波数に対しても補正処理
を行う。補正回路の性能を評価するためには、周波数帯
域の全ての部分に対して干渉をシミュレートする必要が
ある。このため、擬似試験装置は、高精度なだけではな
く、使用される全周波数に対して調節できる必要がある
。

第９図は、従来例の擬似試験装置のブロック構成図であ
る。この従来例装置は、複数伝搬路による干渉をシミュ
レートすることができる。

入力端子５０には、例えばマイクロ波無線の周波数変換
回路等に接続される。この入力端子５０は分離回路５１
に接続され、入力された信号を直接に分離回路５工に入
力する。分離回路５１は、伝搬路を二つの並列な擬似伝
搬路に分離する。これらの擬似伝搬路は、加算回路５２
で加算されて出力端子５３から出力される。擬似伝搬路
５４は何等の構成回路も含まず、信号に補正を加えるこ
となしに通過させる。すなわち、擬似伝搬路５４は第５
図の伝搬路１２をシミュレートする。もう一つの擬似伝
搬路は、遅延回路５５、移相器５６および可変減衰器５
７を含んでいる。この擬似伝搬路は第１図の伝搬路１３
をシミュレートする。

〔発明が解決しよとする問題点〕

しかし、従来例の擬似試験装置では、伝搬特性に深い凹
みを生じさせるために、非常に高精度の構成部品を必要
とする。例えば、伝搬路の利得の９９％が打ち消される
ような条件の干渉をシミュレートする場合を考える。こ
の場合には、９９％の信号では非常に小さい誤差でも、
１％の信号では実質的な誤差となる。したがって、全て
の構成部品の精度を高める必要がある。さらに、受信機
の周波数帯域全体に対して高精度であることが必要であ
る。

しかし、十分な精度の構成部品は得難く、かりに得られ
たとしても、商業的な装置に用いるには高価である。し
たがって、このような擬似試験装置を実現することは現
実には不可能である。

本発明は、高精度の構成部品を用いることなしに、複数
の伝搬路による大きな干渉をシミュレートできる擬似試
験装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の擬似試験装置は、一つの入力信号を伝搬時間の
異なる複数の擬似伝搬路を経由させて、複数伝搬路によ
る干渉をシミュレートする試験装置において、上記複数
の擬イ以伝搬路の上記入力信号にパイロットトーンを挿
入する手段と、上記複数の擬イ以伝搬路の合成出力信号
からこのパイロットトーンを検出する手段と、この手段
により検出されるパイロットトーンのレベルがきわめて
小さくなるように上記複数の擬似伝搬路の相対的な減衰
量および位相を制御する手段とを備えたことを特徴とす
る。

望ましくは、二つの並列な擬似伝搬路に分離する前にパ
イロットトーンを導入し、このパイロットトーンを双方
の擬似伝搬路に分割する。

一つの実施態様として、入力信号を二つに分離する分離
手段と、この分離手段に信号を入力する入力回路と、上
記分離手段の一方の出力に接続され、信号を遅延させる
第一の擬イ以伝搬路と、上記分離手段の他方の出力に接
続され、信号を遅延させずに伝搬する第二の擬似伝搬路
と、複数の信号の相互作用により生じる干渉をシミュレ
ートするため、上記第一および上記第二の擬似伝搬路か
らの出力信号を合成する手段と、この合成する手段で合
成された信号を出力する出力回路とを備えた複数伝搬路
による干渉の擬似試験装置において、パイロットトーン
発生回路と、上記第一および第二の擬似伝搬路を伝搬す
る信号にパイロットトーンを挿入する手段と、上記第二
の擬似伝搬路に配置され、この擬似伝搬路を伝搬する信
号の強度および位相を制御する複素減衰手段と、上記パ
イロットトーンからのパイロットトーンおよび上記出力
回路からの合成出力信号に従って、上記複素減衰手段を
制御する複素相関回路とを備え、上記複素相関回路は、
上記合成する手段の出力信号からパイロットトーンを除
去して、出力信号のパイ四ツｌ−１−−ン成分に対応す
る周波数の利得に凹みを発生するように上記複素減衰手
段を制御する構成とする。

〔作用〕

二つの伝搬時間の異なる擬似伝搬路の入力側でハイロッ
トトーンを挿入する。この二つの擬似伝搬路の合成出力
側でこのパイロットトーンを検出し、パイロットトーン
のレベルがきわめて小さくなるように、上記二つの擬似
伝搬路の相対的な位相および減衰量を制御する。この結
果、パイロットトーンの周波数で、二つの擬似伝搬路の
合成伝搬特性に実質的に深い凹みが発生ずる。

本発明の擬似試験装置では、出力側の信号を監視しなが
ら制御するので、特定の周波数に凹みを発生させるため
の高精度部品を必要としない。また、パイロットトーン
の周波数を変更することにより、その凹みの周波数を任
意に設定できる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例擬似試験装置のブロック構成図で
ある。

入力端子５０は分離回路５１に接続される。分離回路５
１は、可変減衰器６１．６２に接続され、入力端子５０
か・らの信号を並列な二つの擬似伝搬路に供給する。可
変減衰器６１は、擬似伝搬路５４を介して加算回路５２
に接続される。可変減衰器６２は、もう一つの擬似伝搬
路を介して加算回路５２に接続される。

この擬似伝搬路には、遅延回路５５および複素減衰器５
８が設けられている。加算回路５２の出力は分離回路５
９により分離され、その出力の一方は出力端子５３に接
続される。

パイロットトーン発生回路６０は、可変減衰器６１．６
２を介して二つの並列な擬似伝搬路に接続され、さらに
、複素相関回路６３の一方の入力に接続される。可変減
衰器６１．６２には、パイロットトーンが入力側回路を
介して逆流結合しないように設けたバッファ回路を含む
。複素相関回路６３の他方の入力には、分離回路５９の
出力が供給される。複素相関回路６３は複素減衰器５８
を接続制御する。

複素減衰器５８は、移相器５６および可変減衰器５７を
連結したものである。パイロットトーン発生回路６０は
、パイロットトーンを二つの並列な擬似伝搬路に供給す
る。複素相関回路６３は、加算回路５２の出力に含まれ
るパイロ・ノドトーン成分とその位相を示す制御信号を
出力する。この制御信号により、複素減衰器５８は、出
力信号に含まれるノ々イロッ））−ン成分を最小にする
。

入力端子５０には、伝搬信号またはシミュレートされた
伝搬信号が入力される。分離回路５１は、入力端子５０
に入力された信号を、二つの擬似伝搬路、すなわち、擬
似伝搬路５４と遅延回路５５および複素減衰器５日を含
む擬似伝搬路とに分割する。この二つの擬似伝搬路によ
り、それぞれの信号Ｇこ異なる遅延が生じる。加算回路
５２は二つの信号を合成し、出力端子５３に複数の伝搬
路による干渉をシミュレートした信号を出力する。パイ
ロットトーン発生回路６０は、二つの擬似伝搬路を伝搬
する信号にノ（イロットトーンを挿入する。二つの擬似
伝搬路のペイロッ））−ンの相対的強度は、可変減衰器
６１．６２で調節できる。パイロ・ノドトーンは、伝搬
信号と同様に擬似伝搬路で遅延し、加算回路５２で除去
される。複素相関回路６３には、 （ａｌ　パイロットトーン、および （ｂ）　加算回路５２の出力 が入力され、出力にパイロ・ノドト−ン成分およびその
位相の関係を示す制御信号を生成する。この制御信号に
より、複素減衰器５８は、［偵伝搬路５４から加算回路
５２に入力するパイロットトーン成分を除去するように
、遅延回路５５からの信号を減衰させる。パイロットト
ーン成分の除去は、構成部品中の不完全性を許容して実
現できる。複素減衰器５８による減衰を、可変減衰器６
１による減衰に整合するように設定する。可変減衰器６
１により設定される減衰が大きい場合には、遅延した信
号がほとんど加算器５２に到達しない。すなわち、伝搬
特性にミニマムフェーズの凹みがほとんど生じない。

このように、可変減衰器６１により特性の凹みの大きさ
を設定することができる。これに対して、ノマイロソト
トーン発生回路６０により、特性に凹みが生じる周波数
を設定することができる。本実施例の擬似試験装置は、
伝搬特性の凹みの深さを容易に、しかも正確にシミュレ
ートでき、その周波数も伝搬周波数帯域の任意の周波数
に設定できる。

第２図は本発明第二実施例装置のプロ・ツク構成図であ
る。本実施例では、パイロ・ノドトーンを、分離回路５
１の前段に配置された加算回路６９で挿入する。したが
って、パイロットトーンは、第一実施例の場合と同様に
、二つの擬似伝搬路に分離される。第一実施例で示した
ように、複素相関回路６３および複素減衰器５８は、二
つの伝搬路の相対的な強度および位相を調節し、これに
より出力端子５３でのパイロットトーンを完全に除去す
る。したがって、本実施例では、パイロットトーン発生
回路６０が発生したトーンの周波数に、非常に深い伝搬
特性の凹みを発生させることができる。

凹みの深さを可変にするため、伝送信号を適当な割合で
出力に加算し、深い凹みを部分的に満たすこともできる
。このような実施例を次に説明する。

第３図は本発明の応用例を示すブロック構成図である。

凹み生成回路８０は、伝搬特性に非常に深い凹みを生成
するような回路である。この凹み生成回路８０は、検査
しようとする周波数帯域のどの周波数でも、最大の効果
を得ることができるように構成されている。凹み生成回
路としては、例えば第二実施例の装置を用いるのが便利
である。

二つの擬似伝搬路、すなわち擬似伝搬路８２．８３を、
凹み生成回路８０に並列に設ける。これらの擬似伝搬路
は、分離回路８１により分離されたものである。スイッ
チ８４は、擬似伝搬路８２または８３の一つを選択し、
減算回路８８で凹み生成回路８０の出力と合成する。擬
似伝搬路８２は減衰器８５を備え、擬似伝搬路８３は遅
延回路８７および減衰器８６を備えている。凹み生成回
路８０の伝達関数Ｈ（ω）は、上述のように、 Ｈ（ω）　＝Ａ　（−Ｂ　ｅｘｐ（±ｊ（ω−ωｏ）Ｔ
））で表される。ただし、ここではＢ＝１の場合に限定
する。スイッチ８４で擬似伝搬路８２を選択したときに
は、減衰器８５により減衰した下地の信号を、凹み生成
回路８０の出力から減算する。この減算により、凹み生
成回路８０の出力の下地の信号成分が減衰する。凹み生
成回路８０には遅延していない信号を入力することがで
きるので、Ｂの値を１より大きくすることができる。擬
似伝搬路８３を選択したときには、遅延した信号を減衰
させるので、Ｂの値をＯないし１の範囲に減衰させるこ
とができる。

この応用例は、二つの回路に分離できる。凹み生成回路
８０は、Ｂ＝１のときにω。の値を定義する。擬似伝搬
路８２．８３はＢの値を制御するが、ω。

は制御しない。

第４図はもう一つの応用例を示すブロック構成図である
。

この応用例装置は、第二実施例の二つの並列な擬似伝搬
路の一方から信号を分岐させ、この信号によりパラメー
タＢの値を変化させるものである。

単に分岐して加算するだけでは、出力にパイロットトー
ンが含まれてしまうので、これを除去する必要がある。

以下に第二実施例と異なる部分について説明する。

擬似伝搬路５４は分離回路９０を備えている。この分離
回路９０は、スイッチ９２の端子９３に遅延していない
信号を供給する。この信号にはパイロットトーン成分が
含まれている。複素減衰器５８の出力は分離回路９１に
接続される。この分離回路９１は、スイッチ９２の端子
９４に遅延した信号を供給する。スイッチ９２は、遅延
した信号または遅延していない信号を選択して、可変減
衰器９５および減算回路９６に供給し、出力に付加的な
信号を挿入する。

この応用例装置は、前述の応用例と同等の動作を行う。

減算回路９６に供給する信号を選択できるので、−個の
可変減衰器９５により、パラメータＢの値を広い範囲で
変化させることができる。すなわち、スイッチ９２が端
子９３の遅延していない信号を選択したときには、可変
減衰器９５により、非ミニマムフェーズの減衰を与える
。端子９４の遅延した信号を選択したときには、遅延し
た信号を減衰させるので、ミニマムフェーズの伝搬特性
の凹みを実現できる。減算回路９６の出力信号はパイロ
ットトーンを含んでいるが、逆位相信号を加噛すること
により、最終的な出力からパイロットトーンを除去する
ことができる。

このため、本応用例はまた、加算回路９日を備えている
。加算回路９８は減算回路９６からの出力を受け取る。

加算回路９８の出力は、分離回路１０２で分離され、そ
の出力の一方は複素相関回路１００に供給される。複素
相関回路１００にはまた、パイロットトーン発生回路６
０からのパイロットトーンが入力される。複素相関回路
１００は、分離回路１０２からの信号中のパイロットト
ーン成分の強度を示す制御信号を出力し、複素減衰器９
９を制御する。複素減衰器９９は、パイロットトーンを
入力として受け取り、相殺信号を生成し、加算回路９８
で加算する。

本応用例は、周波数特性の凹みの位置と深さとを独立に
制御できる。ただし、複数の凹みの繰り返しを独立に制
御することはできない。

遅延回路５５は適当な長さの同軸ケーブルであり、擬似
試験を行う全ての周波数の信号に対して、はぼ同じ時間
の遅延を与えるように設定する。減衰量は位相シフト量
に依存し、遅延時間と位相シフト量との間の関係は周波
数に依存するので、遅延回路５５の出力信号は周波数に
依存して減衰する。

本発明では、複素減衰器５８と複素相関回路６３を用い
て、直交位相で独立に減衰させている。直交位相が周波
数帯域の広い範囲に広がっているので、実質的に周波数
と独立に信号を減衰させることができる。

遅延回路５５の遅延時間を変化させると、さらに装置の
柔軟性が増し、広い範囲の条件をシミュレートすること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の擬似試験装置では、特定
の周波数に凹みのある伝搬特性を通常の精度の構成部品
により得ることができる。本発明の擬似試験装置は、複
数伝搬路による種々の干渉をシミュレートすることがで
き、無線受信機に備えられた干渉を補正する回路の性能
の検査に用いて大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一実施例擬似試験装置のブロック構成
図。 第２図は本発明第二実施例擬似試験装置のブロック構成
図。 第３図は本発明の応用例装置のブロック構成図。 第４図は本発明の応用例装置のブロック構成図。 第５図は伝搬特性の凹みの原因となる伝搬路を示す図。 第６図は干渉がない場合の伝搬特性を示す図。 第７図は干渉がある場合の伝搬特性を示す図。 第８図は干渉がある場合の伝搬特性を示す図。 第９図は従来例擬似試験装置のブロック構成図。 １０・・・送信機、１１・・・受信機、１２．１３・・
・伝搬路、５０・・・入力端子、５１・・・分離回路、
５２・・・加算回路、５３・・・出力端子、５４・・・
擬似伝搬路、５５・・・遅延回路、５６・・・移相器、
５７・・・可変減衰器、５８・・・複素減衰器、５９・
・・分離回路、６０・・・パイロットトーン発生回路、
６１．６２・・・可変減衰器、６３・・・複素相関回路
、６９・・・加算回路、８０・・・凹み生成回路、８１
・・・分離回路、８２．８３・・・擬似伝搬路、８４・
・・スイッチ、８５．８６・・・減衰器、８７・・・遅
延回路、８８・・・減算回路、９０．９１・・・分離回
路、９２・・・スイッチ、９３．９４・・・端子、９５
・・・可変減衰器、９６・・・減算回路、９８・・・加
算回路、９９・・・複素減衰器、１００・・・複素相関
回路、１０２・・・分離回路。 特許出願人代理人 弁理士井出直孝 本発明第一実施例 本発明第二実施例 第２図 応用例 第３図 １１ 尾５反 尾６図 ！−＞７　図　尾８園 従来例 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１一つの入力信号を伝搬時間の異なる複数の擬似伝
   搬路を経由させて、複数伝搬路による干渉をシミュレー
   トする試験装置において、 上記複数の擬似伝搬路の上記入力信号にパイロットトー
   ンを挿入する手段と、 上記複数の擬似伝搬路の合成出力信号からこのパイロッ
   トトーンを検出する手段と、 この手段により検出されるパイロットトーンのレベルが
   きわめて小さくなるように上記複数の擬似伝搬路の相対
   的な減衰量および位相を制御する手段と を備えたことを特徴とする複数伝搬路による干渉の擬似
   試験装置。 （２）パイロットトーンの周波数は可変であり、制御す
   る手段は、パイロットトーンを検出する手段の検出出力
   にしたがって自動的に制御する帰還ループ回路を含む 特許請求の範囲第（１）項に記載の複数伝搬路による干
   渉の擬似試験装置。 （３）パイロットトーンを挿入する手段は、並列に接続
   された複数の擬似伝搬路の前段に設けられたパイロット
   トーン発生回路を含む特許請求の範囲第（１１項に記載
   の複数伝搬路による干渉の擬似試験装置。 （４）帰還ループ回路は、パイロットトーン発生回路お
   よび伝搬路の合成出力信号からパイロットトーン成分の
   強度を示す制御信号を出力する複素相関回路を含む特許
   請求の範囲第（３）項に記載の複数伝搬路による干渉の
   擬似試験装置。 （５）　相対的な減衰量および位相を制御する手段は、
   少なくとも一つの擬憤伝搬路内に設けられ、通過する信
   号の位相および利得を調整する可変手段を含み、 この可変手段は複素相関回路に接続され制御される構成
   である 特許請求の範囲第（４）項に記載の複数伝搬路による干
   渉の擬似試験装置。 （６）一つの入力信号を伝搬時間の異なる複数の擬似伝
   搬路を経由させて、複数伝搬路による干渉をシミュレー
   トする試験装置において、 上記複数の擬似伝搬路の上記入力信号にパイロットトー
   ンを挿入する手段と、 上記複数の擬似伝搬路の合成出力信号からこのパイロッ
   トトーンを検出する手段と、 この手段により検出されるパイロットトーンのレヘルが
   きわめて小さくなるように上記複数の擬似伝搬路の相対
   的な減衰量および位相を制御する手段と を備えた装置を設け、 この装置の入力回路と出力回路との間に、さらに上記擬
   似伝搬路とは別の複数の擬似伝搬路が設けられ、 この別の複数の擬似伝搬路をスイッチ回路により選択結
   合する手段を備えた ことを特徴とする複数伝搬路による干渉の擬似試験装置
   。