JPS6255338B2 - - Google Patents

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
生じる交差偏波干渉補償技術に関し、特に交差偏
波補償回路に関する。

マイクロ波帯域の無線通信は地上通信並びに衛
星通信を中心に急速に発展している。無線通信の
需要は今後移動通信サービスの拡大等の理由でさ
らに増大していくことが予想され、準ミリ波以上
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つて
いる。すでにCCIR（国際無線通信諮問委員会）
の４〜6GHzのFM無線周波数配置に関する勧告に
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、INTELSAT（国際電
気通信衛星機構）はＶ号系衛星で単一偏波で用い
られてきた４〜6GHz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
よる電波伝搬上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つている。

本来自由空間は直交する２偏波に対して独立で
両偏波を同時に伝送できる伝送線路であるが、実
際の伝搬路には降雨などの媒質の異方性が存在し
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ヤンネル干渉を起
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
自動的な補償を行なうものである。

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つたことから、前述の交差
偏波補償方式もアンテナ給電装置周辺に可変移相
器と減衰器とを設け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け異偏波間の干渉を
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、デイジタル伝
送が使用されるようになり、交差偏波補償方式に
ついてもデイ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。

本発明の目的はデイ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と
にベース・バンド帯で行う交差偏波補償回路を提
供することにある。

この発明によれば、単一偏波用の現用のアンテ
ナ系および中間周波数機器を通し、直交偏波共用
のデイ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上マイク
ロ回線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アラデー・ローテーシ
ヨン等により、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ないと言う点で
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
ような場合にも各送信局個別に交差偏波補償を行
うことができる。

この発明の回路は、相直交する第１の偏波と第
２の偏波とを用いて独立デイジタル信号である第
１のデータと第２のデータを無線伝送する方式に
おいて、前記第２のデータを入力として信号識別
境界線近傍は誤り候補検出出力を発生し、前記識
別境界線近傍以外は推定識別値出力を発生する前
置識別回路と、前記前置識別回路から出力される
前記推定識別値に対して対応した零以外の定数を
供給し前記前置識別回路の前記誤り候補検出出力
に対して零を供給する記憶回路と、前記第１のデ
ータから前記記憶回路の出力を差引く減算器と、
前記減算器の出力から前記第１のデータを推定識
別する最終識別回路と、前記最終識別回路の入出
力差に従つて前記記憶回路の出力に修正を加え出
力する記憶内容修正回路とを含み、前記最終識別
回路の出力から無線伝送路で発生する交差偏波干
渉による前記第１のデータに対する前記第２のデ
ータの干渉を除去した第１のデータを得、前記記
憶内容修正回路の出力により前記記憶回路の現在
選ばれている記憶素子の記憶内容を変更し、交差
偏波干渉の状態変化に対応するようしたことを特
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。

まず、従来技術について第１図ａ，ｂから第７
図を参照しながら説明する。第１図ａおよびｂの
参照数字４０００，４００１，４００２および４
００３と参照数字４１００，４１０１および４１
０２，４１０３はそれぞれ４相位相変調信号の４
つの信号点を直交する（IQ）位相平面上に示し
たものである。

第１図ａが第１の偏波で受信を希望する第１の
データを示し、同図ｂが直交する第２の偏波で伝
送されている別のデイジタル信号である第２のデ
ータを示す。伝送路で交差偏波干渉が発生したと
すると、第１の偏波を同期検波して得られる信号
は第１図ａの４つの信号点とそれよりレベルの低
い干渉成分である同図ｂの４つの信号点とが重畳
した信号になる。

第２図ａおよびｂはこの重畳した信号を示す図
であり、同図ａは干渉成分が第１データに対して
同相で重畳した信号、同図ｂは45度の位相差を持
つて重畳した信号を示している。第２図このａ，
ｂより第１のデータに含まれる干渉成分は第２デ
ータの識別値に固有の一定値であることが分る。
従つて、第２のデータの識別値が得られれば、こ
の値に固有の一定値を干渉成分として、交差偏波
干渉を受けた第１の偏波の検波信号から差引くこ
とにより同干渉を除去できることが分る。以上が
干渉除去の動作原理である。

第３図は交差偏波干渉補償回路の一例を示すブ
ロツク図である。

図中、各部の信号は全て複数信号である。端子
１００および１０１にはそれぞれ第１および第２
の偏波の検波信号が加えられている。従つて、端
子１００には第２図に示したような第２のデータ
が干渉成分として重畳されている。

端子１０１から入つた第２の偏波の検波信号は
次の前置識別回路１によつて第２のデータの推定
識別値に変えられる。このとき、第２のデータの
信号歪みがある程度以下で雑音も異常に大きくな
いとすれば推定識別の誤り率は十分小さい。得ら
れた推定識別値は次の記憶回路３の中の信号線選
択器３４を制御し、記憶素子３０，３１，３２お
よび３３の中から推定識別値に個有の一つを選別
しこれを出力端子１０４に接続する。

一方、第１の偏波の検波信号は減算器２０の被
減算端子に加えられ、減算器２０の減算端子に接
続されている前記記憶回路の出力端子１０４の値
が干渉成分として差引かれる。

減算器２０の出力には干渉成分が除去された純
粋の第１のデータが得られている。この出力は次
の最終識別回路に加えられ、受信を希望する第１
のデータの正しい推定識別値が得られることにな
る。同様にして、第２のデータに対する同型の交
差偏波補償回路を同時に動作させることができ
る。

第４図は交差偏波補償回路の別例のブロツク図
である。無線伝送方式で無再生中継が行なわれる
ような場合、交差偏波干渉は伝播路長を変え何重
にも発生する。そればかりか自分自身の信号も伝
播路長を変えて干渉成分となつて再びもどつてく
る。

このような場合、その干渉成分には符号間干渉
が含まれるようになり、識別すべき第１、第２の
データ点に対応する受信信号サンプル値（シンボ
ル）の前後数シンボルの全ての値が影響すること
になる。ここで、伝送路が線形の場合には加算的
影響になる。このため干渉成分も、識別データの
前後Ｎシンボル（Ｎは正整数）の第１および第２
のデータに固有の値として認識される必要があ
る。

第４図のブロツク図においては、Ｎ＝１とした
場合で第１のデータＨ（kT）に対して識別値Ｈ
（ｏ）を除く前後１シンボルづつの値Ｈ（−Ｔ）、
Ｈ（Ｔ）、第２のデータＶ（kT）に対してＶ（−
Ｔ）、Ｖ（ｏ）、Ｖ（Ｔ）の５シンボルに干渉成分
として固有の値を対応させようと言うものであ
る。従つて、記憶回路３には第３図の記憶回路３
の入力端子１０３に対応するものとして５シンボ
ルに対応して記憶回路３′に参照数字１０３０，
１０３１，１０３２，１０３３および１０３４な
る５つの入力端子１０３′が設けられている。

また、識別すべき時刻に後続するデータの推定
識別値Ｈ＾（Ｔ）、Ｖ＾（Ｔ）を得るため、第１のデ
ータに対する前置識別器１′と１シンボルの遅延
回路４００および４０２を含む後続データ識別値
供給回路４を備えている。識別すべき時刻に先行
するデータの推定識別値Ｈ＾（−Ｔ）、Ｖ＾（−Ｔ）
はすでに確定している値としてＨ＾（−Ｈ）は遅延
回路４０３、Ｖ＾（−Ｔ）は同じく第２のデータに
対する同型の交差偏波補償回路の中に記憶されて
いるのでこれを入力端子１０５に供給する。これ
により記憶回路の出力端子１０４には前記識別値
｛Ｈ＾（−Ｔ）、Ｈ＾（Ｔ）、Ｖ＾（−Ｔ）、Ｖ＾（ｏ
）Ｖ＾
（Ｔ）｝に個有の干渉成分が出力される。第４図の
ブロツク２は第３図のブロツク２と全く同じもの
であるので出力端子には第１のデータの正しい推
定識別値が得られる。

第５図はＮの一般値に対する後続データ識別値
供給回路を示す図であり、入力端子１０７，１０
９，１１０および出力端子１０８はそれぞれ第４
図の出力端子を対応している出力端子２０００，
２００１……（２０００＋Ｎ−１）と出力端子２
１００，２１０１，……，（２１００＋Ｎ）には
識別値Ｈ（NT）、Ｈ（（Ｎ−１）１）Ｔ）、Ｈ
（Ｔ）とＶ（NT）、Ｖ（（Ｎ−１））Ｔ）、Ｖ（ｏ）
とが各々得られ、記憶回路３の入力端子にアドレ
スとして加えられることになる。

次に交差偏波干渉の容態が変化するような場合
を考える。このときには、記憶回路の中の各・固
有の定数を逐次変更していく必要がある。

第６図は、第３図の構成にこの固有の定数を逐
次変更していく機能を付加し構成を示す図である 図中、ブロツク１，２は第３図のブロツク１，
２と同一のもの、参照数字３″は記憶回路で第３
図と異る点は入力端子１０３で選ばれている記憶
素子の内容を信号線選択器３５を介して入力端子
１１１の値に変更できるようにしたことであり、
通常のランダム・アクセス・メモリ（RAM）を
図形化したものであり、その意味で第３図の記憶
回路３を読出し専用メモリ（ROM＝Road Only
Memory）からラム（RAM＝Randam Access
Memory）にかえたものである。

ここで、ブロツク５が記憶内容修正回路を示
す。まず、入力端子１０２および１１２にはそれ
ぞれ最終識別器の入出力が加えられており、両端
子は減算器５１に加えられる。減算器５１の出力
は入力雑音を無視すれば誤差成分が出力されてい
ることになる。これは前置識別器１によつて得ら
れた識別値に固有の値である。減衰器５２で先の
干渉成分に｜α｜≪１なる定数αが掛けられる。

一方、記憶回路の出力端子１０４の値は新しい
記憶内容が決定するまで別の記憶回路５０に読込
まれていて、この値と先の減衰器５２の出力とが
加算器５３で加えられ出力端子１１１に出てい
く。

出力端子１１１の値は次の瞬間記憶回路３″の
中の現在選ばれている記憶素子の中へ読み込まれ
る。すなわち、この一連の動作中記憶素子３″に
アドレスとして加えられる端子１０３への信号は
変らず同信号により選ばれている固有の値は減算
器５１の出力、すなわち、補償残差の方向に修正
されていくことになる。

第７図は第４図のブロツク図に第６図の記憶内
容修正回路５を付加した構成を示す図である。

この構成例でも分るように、記憶内容修正回路
５が構成は一般性を持つた構成で、第６図の構成
と同一である。

以上は前置識別回路１の識別結果が常に正しい
として考えてきたが、実際には、入力信号にはか
なり大きな雑音が重畳されるので、先の識別が誤
ることはしばしば起る。この場合、記憶回路から
読出される固有の値は本当に必要なものとは別の
ものであり、この値をもとに干渉成分の除去はで
きない。

本発明はこの点を改良するように構成されてい
る。

そこで、前置識別回路１を多少変更して識別値
が誤つている可能性が大である場合には、正規の
識別値を出さず誤り候補検出出力を出すようにす
る。

第８図に第１図ａに示した４相位相変調信号に
対するIQ位相平面における４つの信号点に対す
る識別領域を示す。

図中、６０１，６０２が通常の識別境界線とな
る。この境界線の近傍で斜線を施した領域６００
が誤り候補検出の領域となる。すなわち、この領
域内に生起した信号は境界線６０１，６０２を越
えて誤つた識別値を与える可能性が高い。

第９図は本発明の一実施例を示す図である。全
体の構成は第６図の構成と同じである。

同図と異なる点は、前置識別器１が第６図に示
したような誤り候補検出出力を持つている点と、
記憶回路３″で入力端子１０３に前記誤り候補検
出出力が加えられたときに、信号線選択器３４に
より出力端子１０４に導かれる値が必ず零である
点である。

従つて、もし、前置識別回路１が誤り識別を起
すと、大多数はその出力に誤り候補検出出力が出
てくる。このため、記憶回路３″の出力端子１０
４には零出力が出てくることになり、入力端子１
００に入つてくる信号に対して何ら悪影響を与え
ないことになる。

この考えをより複雑な第４図のブロツク図に応
用することはきわめて容易である。まず、第４図
の前置識別回路１を第８図のものに代え、記憶回
路３′を同じく第９図の記憶回路３″のものに代え
る。

このとき、第４図の後続データ識別値供給回路
にも前記誤り候補検出出力が入つていく。従つて
前記後続データ識別値供給回路出力に誤り候補検
出出力が表われたときにこれを‘DON’Ｔ
CARE’（不用な入力）として見すごすか出力端
子１０４に零出力を出すかは任意である。

以上のように、本発明によれば、デイジタル信
号に対する交差偏波干渉補償が完全な形で行え、
しかも回路構成がデイジタル回路構成に向いたも
のであることから、装置化に適したものであると
言える。

また、前述したように、本発明は補償ベース・
バンドで行うことから中間周波数回路等の回路に
全く手を加える必要がない点と、複数局からの時
分割信号に対しても有効に動作すると言う点が特
徴である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは４相位相変調の信号点を
IQ位相平面で説明するための図、第２図ａおよ
びｂは交差偏波干渉を受けた同期検波信号を説明
するための図、第３図は交差偏波干渉補償回路の
一例を示すブロツク図、第４図は交差偏波干渉補
償回路の別の例を示すブロツク図、第５図は後続
データ識別値供給回路の一例を示す図、第６図お
よび第７図は交差偏波干渉補償回路の別の例を示
すブロツク図、第８図は前置識別回路の識別境界
線と、誤り候補検出出力との関係を説明するため
の図および第９図は本発明の一実施例のブロツク
図を示す図である。 図において、１……前置識別回路、３，３′，
３″……記憶回路、２０……減算器、２１……最
終識別回路、５……記憶内容修正回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相直交する第１の偏波と第２の偏波とを用い
   て独立なデイジタル信号である第１のデータと第
   ２のデータとを無線伝送する方式において、前記
   第２のデータを入力として信号識別境界線近傍は
   誤り候補検出出力を発生し、前記識別境界線近傍
   以外は推定識別値を出力する前置識別回路と、 前記前置識別回路から出力される前記推定識別
   値に対して対応した零以外の定数を供給し前記前
   置識別回路の前記誤り候補検出出力に対して零を
   供給する記憶回路と、 第１のデータから前記記憶回路の出力を差引く
   減算器と、 前記減算器の出力から前記第１のデータを推定
   識別する最終識別回路と、 前記最終識別回路の入出力差に従つて前記記憶
   回路の出力に修正を加え出力する記憶内容修正回
   路とを含み、前記最終識別回路の出力から無線伝
   送路で発生する交差偏波干渉による前記第１のデ
   ータに対する前記第２のデータの干渉を除去した
   第１のデータを得、前記記憶内容修正回路の出力
   に応答して前記記憶回路の現在選ばれている記憶
   素子の記憶内容を変更し、交差偏波干渉の状態変
   化に対応するようにしたことを特徴とする交差偏
   波補償回路。