JPS63301635A - 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
交差偏波干渉補償技術に関する。

マイクロ波帯の無線通信は地上通信並びに（りｉｈ１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＠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、皇ミリ波以上の周波数帯開拓と共に、大
川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４〜８Ｇ１１ｚのＩ”　Ｍ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、！ａ通信においてもＩＮ置ＳＡＴ
　（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４〜０ＧＩＩＺ帯での直交偏波共用技
術を実用化すこれら直交偏波ノ（用化の達成には、アン
テリーや給電装置などの偏波特性の改＋７と八にＦ！Ｆ
　ｒｌｊ　ｒ、；どによる電波伝搬上の偏波特性の劣化
を補イ１１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。

本末、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か、実際の伝搬路
には降１１イなどの媒質の六り性が存在し、直交−波）
（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＋Ａ偏波チャンネル干渉を起すことになる。

交差偏波補（ｎ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供回路を設けて［１動的な補
償を行うものである。

従来、マイクロ波帯通信はＦ　Ｍを中心とするアナログ
伝送が中心であったことから、府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は
直交度復元を行う方式や中間周波帯に干渉波補供回路を
設は異偏波間の干渉をゝ各々消去する方式等がよく研究
されＩリ 一／ 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償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・后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回
路式を復調ベース・バンド信号ｔ＋’ｉ報をもとにベー
ス・バンド帯で行う交差偏波補償回路をｔｙＪ供するこ
とにある。

この発明によれば、単−偏波用の現用のアンテリ゛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、雨足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ｉｌｌ空間における
）１ラデー・μ−テーシ望７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こ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
波補供を行うことができる。

この発明の回路は、同一のビット・レートの竿１および
第２のディジタル・データ系列・・・・・・ａｋ−２，
ａｋ−１，ａｋ、ａｋ、ａｋ＋２・・・・・・および・
・・・・・ｂｋ−２，ｂｋ−１，ｂｋ、ｂｋ十１．ｂｋ
＋２・・・・・・を相直交する第１および第２の一波に
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、Ａｋ＋２
・・・・・・およびｏｋ−２，ｏｋ−ｔ、ｏｋ、　　ロ
に＋１゜ｎｋ＋２・・・・・・と前記第３および第４の
系列の受・ゝ＼・ゝ＼ 信側での推定値゛、である第５および第６の系列・・・
・・Ａｋ−２，Ａｋ−１，Ａｋ、　　Ａｋ、　　Ａｋ＋
２・・・・・・および・・・・・・１３　ｋ　−２、ロ
に一１１口ｋ。

へ １３に、Ｉ］ｋ＋２・・・・・・からＭ、Ｍ’、Ｎおよ
びＮ′を零または正の整数として （但し、’　ｌ　＋　　βｉ、ａｉ’、　　βｉ′は複
数定数） なる第７の系列・・・・・・Ｃｋ−２，Ｃｋ−１，Ｃｋ
。

なる第８の系列・・・・・・ｄｋ−２，ｄｋ−１，ｄｋ
。

ｄｋ、ｄｋ＋２・・・・・・を出力する第２のフィルタ
ーとを含み、前記第１のフィルターを通すことにより第
２の偏波から第１の偏波への交差偏波干渉を除去し前記
第１の系列を得、かつ前肢から第２の偏波への交差偏波
干渉を除去し、前記第２の系列を得ることを特徴とする
。

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。Ｑ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、＃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ｆｄ　Ａ　ｋを得る
ものであり、伝送誤りが交生しなければａｋ＝Ａｋと推
定される。

第１図の等化器のａ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干渉Ｚｃｔ、　、　ｎ、。

とである。可変減衰器５．０，７．８および９の１ｌｉ
ｌｉ衰Ｑａｉ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、１０８５年４月発行の１３　Ｓ
　Ｔ　Ｊ　（Ｂｅ１ｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌＪｏｕｒｎａｌ　ｖｏｌ、４Ｌ　ｐｐ５４７−５８
８記社の何＾ｕｔｏｍａｔｉｃｅｑｕａｌｉｚａＨｏｎ
　ｆｏｒ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎに示されているｚｅｒｏ　ｆｏｒｃｉｎｇ法、１９０
７年！１月発行のｎ　Ｓ　Ｔ　Ｊ　　ｖｏｌ、４０．　
ｐｐ２１７９−２２０８紀αの“＾ｎ　ａｕｔｏｍａｔ
ｉｃ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ　ｔａｒ　ｇｅｎｅｒａｌ−
ｐｕｒｐｏｓｅｃｏｍｍｕｎｉｃａＨｏｎ　ｃｈａｎｎ
ｅｌ”　１？示されている０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丁ＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＩＮＦＯＲＭＡ
ＴＩＯＮＴＩＩＥＯＲＶ、　ｖｏｌ、ＩＴ−１０，ｐｐ
２７０−２７［１記社の“＾ｎａｌｙｓ！ｓｏｒ　ａ　
Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　Ｄｉｒｅｃｔｅｄ　Ｒｅｃｅｉｖｅ
ｒ　ｗｉｔｈＵｎｋｎｏｗｎ　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
ユフまたは１θ値直交振幅：Ｒ調されたのＩＥＥＥ　Ｔ
ＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴ
ＩＯＮＳ、ｖｏｌ。

Ｃ０Ｍ−２３，ｐｐ０８４−Ｃ８７記社の′″Ｔｗｏ　
Ｅ＋＋ｔｃｎｓｔｏｎａｌ＾ｐｐｌ＋ｃａｔｉｏｎｓ　
　ｏｒ　　ｔｈｅ　　Ｚｅｒｏ　　Ｆｏｒｃｌｎｇ　　
Ｅｑｕａｌｉｚａ−１ｉＯｎ　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１よ（タップ・ゲイン）を推定する回路が異な
るだ番ノであり、非腺形自＠笠化器の外は第１図のよう
な６１成になっている。

第２図は従来の界線形自動等化器のブロック図を示し、
′＃照数字１’、２’、３’および４′はｉｔ図の構成
要素１，２．３および４に対応し、参照数字５’、８’
、７’、８’および９′は第１図の構成要素５，０，７
．８および０に対応し、鉾照数字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、参照数字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末を基にｉｎ去する点にあり、吟
理的、には第１図のＦＭ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、可変
ｉｄ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。＃照数字３０を送信側地上局、参照数字３
１を受信側地上局、参照数７３２を通信衡量として、水
平偏波３００および垂直偏波３０１を送信すると、垂直
ＩＩＩＩ波から水平偏波への交差偏波干渉はアップ・リ
ンク（衛♀向送信）で発生する干渉３０２、ダウン・リ
ンク（地上局自送信）で発生する干渉３０３と、水平偏
波自身の自己干渉３０４とが主なものである。今、両偏
波とも同一の搬送周波数を持っているとすれば、これら
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、各干渉の和となって得られる。この２）、
正確に干渉成分が分れば、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消去できるこ
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図に示した朋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、この符号をもとに垂直
偏波からの１−渉は完全に除去することができる。

第４図は本発明の一構成ｒ２ＪＩ′ｉのフィルターの１
１１１２図を示す図である。図中、ブｌｌブク４０１０
がフィルターであり、参照数字４０゜４１．４２，４３
，４４，４５．４０および４７は第１図の各遅延回路と
同一のものであり、参照数字４Ｂ、４０，５０，５１，
５２゜５３．５４，５５．５０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ｌＯと同一のものであり、参照数字５９は第１
図のサンプラー１１と同一のものであり、参照数字６０
は第１図の信号識別器１２と同一のものである。

まず、入力端子４０αには水〒偏波により送られできた
復調ベース・バンド信号が加えられ、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４８，４９，５０．５１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を除去することがで
きる。

次に、Ｄａ衰Ｗｉｔ　５３　、５４　、５５　、５　Ｇ
　オヨＣＦ３７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＋ｌ箋ａｋの
みが出力される。

ココテ、減衰ｒｉ４８．４０．５０．５１゜５２．５３
，５４，５５．５０および５７の減衰ｆｉｔａｉ、　β
ｉに対する制御アルゴリズ！・は第１図の自動等化器の
それの拡張として月えることができる。すなわち、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、前記減衰器の
出力が受信符号とその推定値とのＺ：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。これは前述した自乗平均等化１ノ：の
拡張である。

第５図は第４図の可変減衰器４　ｆ）に対する減衰１１
ｔの一制御回路５００を示したものである。図中、参照
数字４１，４５，４０．５８．５０および６０は第４図
の対応する′＃参照数字晴成貧索と同じものである。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と積分器６２とは一つあとの受信
符号Ａｋ＋１と、先の（Ａｋ−Ａｋ）との１１°１交Ｖ
１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Ｑ量を増緘するように動作する。

他の可変域ｋｉ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、Ｄａ衰１４制御回路５００は不要にな
る。この場合、各減り器の減衰量を適当にプリセットし
てやればよい。

第６図は本発明の一実施例のブ【１ツク図を示し、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
る交差偏波干ル等化器の構成を示ずものである。図中、
ブロック４０００゜、１０００’は第１および第２のフ
ィルターであり、第４図のブロック４０００と同一のも
のである。入力端子８００，８０１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４０００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重り“ｒ偏波成分を各々出力端
子４０２，４０２”に出力する。

とでは可変減衰器４８〜５２および５３〜５７の減衰量
（タップ・ゲイ／）がそれぞれ入れ代った関係になって
いる。

一般に、交Ｘ：偏波発生にょる偏波ｌから偏波２へのＴ
ルの様子と偏波２から偏波ｌへの干渉の様子は対称と考
えてよ＜　ｓ　Ｉｆ’１名の１６の様子から干渉を消去
する様なフィルター・タップ・ゲインが求まれば、後者
の干渉１１人のために新たにフィルター・タップ・ゲイ
ンを求める必要はない。すなわち、自己干６Ｅｉｎ大川
の減衰器のタップ・ゲインと交差偏波干渉用の減衰器の
タップ・ゲインとを順序を変えず極性を変えて入れかえ
ることによってｓ　ｒｎ表されるべき偏波は１から２へ
変わることになる。

この＋ｌＬ実により第０図のフィルター、１０００゜４
０００’を［１ｖＩ的に制御するいわゆる自動等化を行
わせるとき、フィルター／１０００．／＋０００’に対
し別々にタップ・ゲインを制御する代りに１１１ｊ己フ
イルターの一方についてのみタップ・ゲインを自動的に
制御し、他方には求まったクブ／・ゲインを上述のよう
に入れ換えて供給するだけでよく、この結実装置構成上
、制御部が士で済むことになる。

第７図は本発明の別の一実施例のブロック図を示す図で
あり、第６図と同一の機能をイ「するものである。入力
端子７００，７０１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、偏波干り
本が除去された両ベース・バンド信号は出力端子７０２
，７０３へ出ていく。

図中、参照数字７６〜７７．７８〜９７および９８〜９
９はそれぞれ第４図の遅延回路、可変減衰器および加算
器と同一のものである。本実施例が第６図と異なる点は
第６図のフィルターブロック４０００．４０００’の中
に含まれる遅延回路４０〜４７の部分を）（川にしてい
る点である。

このような（＋構成にすることにより、高価な遅延回路
の個数を半分にすることができる。

以上のように、本発明によれば、交差偏波干渉ａ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
用の送受信系に全く手を加えることなく交差偏波干渉を
実況させることができる。

また、１ンｊ　Ｊ＋！　ｉ１１信、特にＴＤＭＡ通信の
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−波補償７〕、とし、特にイ
ｆ効であり、従来の給電系や中間周波数帯での補供法か
らはこれらの効果は全く期待できない。

【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（，１ツク
図を示す図、第３図は１りｉ星通信に於ける交差偏波干
渉を説明するための図、第４図は本発明の一構成要素の
フィルター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＋１！ｉ哀器の減衰τ１【制御回
路を示ず図および第（３図および第７図は本発明の第１
および第２の実施例のブ［１１２図を示す図である。 図において、４０１０はフィルター、４０〜４７は近延
回路、４８〜５７は可変減衰器、５８は加算器、５９は
サンプラー、６０は（ｉ？　”ｊ讃別器である。 第１図 才２図 牙３図 図面の浄書（内容に変更なし） 第４図 オ６図 図面の浄８・′内容に宝更なし） 手続補正書 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
丁目３３番１号 （４２３）　　　日本電気株式会社 （連絡先　日本電気株式会社特許部） 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　　面 ６、補正の内容 Ｉ　発明の詳細な説明の欄 （１）　　第１２頁第８行目の「本発明の一構成要素の
フィルタの」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１４頁第９行と第１０行との間に次の記載
を挿入します。 「第８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を示す。図
において、交差偏波補償回路は、８個の信号処理回路１
２４〜１３１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ら偏波によル送られ
てきた復ル４ベースバンド信号ＡＫが供給され、入力端
子１２１には垂直偏波によ〕送られてきたｆｆ１ｌＪベ
一スバンド信号Ｂよが供給される。°　　　　　　　・
−−６第１の信号処理回路１２４は、ベースバンドＡＫ
ｔ−処理して第１の処理信号としてΣＡＫ＋１・α１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ＢＫを処理して第２の処理４ｇ号εＢ
Ｋ＋１・βｌｔ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１
２７から与えられる第３および第４の処理４８号と加算
器１３２で減算（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、ベースバンド
信号ＡＫの推定値Ａ工が得られる。この推定値ＡＫは、
第３のイど号処理回路１２６で処理され、前述の第３の
処理信号Σスに＋１・α１′が得られる。一方、第４の
処理信号は、ベースバンド信号Ｂ工の推定値−＆Ｂｘと
して、この推定値Ｂ８を第４の信号処理回路１２７で処
理することによシ得られる。 従って、前述の加算器１３２の出力Ｃえは次のように表
わされる。 なお、第５〜第８の信号処理回路１２８〜１３１の加算
器１３３および識別器１３５はベースバンド信号ＢＩｃ
の推定値Ｂえｔ−得るために使用され、その動作はベー
スバンド１ｇ号ＡＫの推定値Ａよを求める過程と同じで
あシ、そのときの加算器１３３の出力ｄＩｃＦｉ、次の
ように表わせる。 ■図面の簡単な説明の禰 （１）　　第１８頁第１４行目−第１６行目の「第４図
は・・・示す図、」を「第４図は第１図の等化器の構成
を使用した偏波補償回路の一例を示す図、」と訂正しま
す。 （２）第１８頁最後の行の「示す図である。」の後＜ｒ
第８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　　面 ？ 添付第グ図を追加します。 手続補正書（方式）

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、ａ
   ｋ＋１、ａｋ＋２・・・・・・および・・・・・・ｂｋ
   −２、ｂｋ−１、ｂｋ、ｂｋ＋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
   ーと▲数式、化学式、表等があります▼ なる第８の系列・・・・・・ｄｋ−２、ｄｋ−１、ｄｋ
   、ｄｋ＋１、ｄｋ＋２・・・・・・を出力する第２のフ
   ィルターとを含み、前記第１のフィルターを通すことに
   より第２の偏波から第１の偏波への交差偏波干渉を除去
   し前記第１の系列を得、かつ前記第２のフィルターを通
   すことにより第１の偏波から第２の偏波への交差偏波干
   渉を除去し、前記第２の系列を得ることを特徴とする交
   差偏波補償回路。