(57)【要約】  両偏波伝送システムの受信装置は、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送されたＲＦ信号を受信する受信器と、受信した各偏波のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換するためのＰＬＬ回路を備えた２つの受信ローカル発振器と、変換された自偏波のＩＦ信号からベースバンド信号を復調する復調器とを有する。受信ローカル発振器は、復調器からの信号により、ＰＬＬ回路のループバンドを制御する。
2010087338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する２つの偏波を用いて伝送されたＲＦ信号を受信する受信器と、
受信した各偏波のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換するためのＰＬＬ回路を備えた２つの受信ローカル発振器と、
変換された自偏波のＩＦ信号からベースバンド信号を復調する復調器と、を有し、
前記受信ローカル発振器は、前記復調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの受信装置。
【請求項２】
前記受信ローカル発振器は、前記復調器からの信号により、伝送容量に応じて前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記受信ローカル発振器は、前記復調器からの信号により、前記伝送容量が第１の伝送容量のときに前記復調器の第１の積分範囲よりも前記受信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを狭くし、かつ、前記伝送容量が前記第１の伝送容量よりも大きい第２の伝送容量のときに前記復調器の第２の積分範囲に影響を与えない範囲で前記受信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを広くするように制御することを特徴とする請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
ベースバンド信号をＩＦ信号に変調する変調器と、
ＩＦ信号をＲＦ信号に変換するためのＰＬＬ回路を有する送信ローカル発振器と、
変換されたＲＦ信号を互いに直交する２つの偏波を用いて信号を送信する送信器と、を有し、
前記送信ローカル発振器は、前記変調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの送信装置。
【請求項５】
前記送信ローカル発振器は、前記変調器からの信号により、伝送容量に応じて前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項６】
前記送信ローカル発振器は、前記変調器からの信号により、前記伝送容量が第１の伝送容量のときに受信側の復調器の第１の積分範囲よりも前記送信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを狭くし、かつ、前記伝送容量が前記第１の伝送容量よりも大きい第２の伝送容量のときに前記復調器の第２の積分範囲に影響を与えない範囲で前記送信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを広くするように制御することを特徴とする請求項５記載の送信装置。
【請求項７】
受信器が、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送されたＲＦ信号を受信し、
ＰＬＬ回路を備えた２つの受信ローカル発振器が、受信した各偏波のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換し、
復調器が、変換された自偏波のＩＦ信号からベースバンド信号を復調し、
前記受信ローカル発振器が、前記復調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの受信方法。
【請求項８】
前記受信ローカル発振器が、前記復調器からの信号により、伝送容量に応じて前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする請求項７記載の受信方法。
【請求項９】
前記受信ローカル発振器が、前記復調器からの信号により、前記伝送容量が第１の伝送容量のときに前記復調器の第１の積分範囲よりも前記受信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを狭くし、かつ、前記伝送容量が前記第１の伝送容量よりも大きい第２の伝送容量のときに前記復調器の第２の積分範囲に影響を与えない範囲で前記受信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを広くするように制御することを特徴とする請求項８記載の受信方法。
【請求項１０】
変調器が、ベースバンド信号をＩＦ信号に変調し、
ＰＬＬ回路を有する送信ローカル発振器が、ＩＦ信号をＲＦ信号に変換し、
送信器が、変換されたＲＦ信号を互いに直交する２つの偏波を用いて信号を送信し、
前記送信ローカル発振器が、前記変調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの送信方法。
【請求項１１】
前記送信ローカル発振器が、前記変調器からの信号により、伝送容量に応じて前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする請求項１０記載の送信方法。
【請求項１２】
前記送信ローカル発振器が、前記変調器からの信号により、前記伝送容量が第１の伝送容量のときに受信側の復調器の第１の積分範囲よりも前記送信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを狭くし、かつ、前記伝送容量が前記第１の伝送容量よりも大きい第２の伝送容量のときに前記復調器の第２の積分範囲に影響を与えない範囲で前記送信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを広くするように制御することを特徴とする請求項１１記載の送信方法。
【請求項１３】
請求項１から３のいずれか１項に記載の受信装置を備え、前記受信装置により互いに直交する２つの偏波を用いて伝送された信号を受信することを特徴とする両偏波伝送システム。
【請求項１４】
請求項４から６のいずれか１項に記載の送信装置を備え、前記送信装置により互いに直交する２つの偏波を用いて伝送すべき信号を送信することを特徴とする両偏波伝送システム。
【請求項１５】
請求項７から９のいずれか１項に記載の受信方法を用いて、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送された信号を受信することを特徴とする両偏波伝送方法。
【請求項１６】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の送信方法を用いて、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送すべき信号を送信することを特徴とする両偏波伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交する２つの偏波を用いて伝送を行うリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システム、両偏波伝送方法、受信装置、送信装置、受信方法、及び送信方法に関し、特に両偏波間の交差偏波間干渉成分を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルマイクロ波通信においては、周波数利用効率を上げるため電波の直交する垂直偏波（以下、Ｖ偏波）と水平偏波（以下、Ｈ偏波）を同一周波数にて伝送を行う両偏波伝送方式が用いられている。この方式では、垂直偏波と水平偏波で同一周波数を使用することとアンテナや空間の直交性が完全ではないため、相互に漏れこみが発生する。この漏れこみは交差偏波間干渉と呼ばれ、信号の伝送品質に悪影響を与える。特に両偏波伝送方式とＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの多値変復調方式を併用している場合は、影響が顕著になる。【０００３】
このため、交差偏波間干渉補償器（ＸＰＩＣ：Cross Polarization Interference Canceller）を用いた干渉成分除去を行う。ＸＰＩＣにおいて対象とする偏波を自偏波、またそれと直交する偏波を異偏波と定義する。異偏波からの干渉を補償するためには、自偏波と異偏波の局部発信（ローカル）周波数が同期していることが重要である。【０００４】
ローカル同期の方式として、受信ローカル同期方式に関して特許文献１に開示されている。この受信ローカル同期方式には、自偏波の受信器と異偏波の受信器とが１つのローカル発振器を共有する共通ローカル方式と、自偏波と異偏波それぞれの受信器が独立のローカル発振器を持ち、各ローカル発振器のリファレンス信号（基準信号）を共有するリファレンス同期方式の２方式が存在する。【０００５】
共通ローカル方式では、回路構成が簡単になる反面、ローカル発振器が故障した場合に両偏波の信号が同時に断となる可能性がある。一方、リファレンス同期方式では、逆に回路構成が複雑な分、ローカル発振器の故障に対してはその影響を自偏波または異偏波どちらかに抑えることができる。そのため、電波利用効率向上の観点で、リファレンス同期方式を用いて冗長性の高いシステムとすることが多い。【０００６】
図３は、関連技術のリファレンス同期方式を用いた受信ローカル同期方式の送受信システムの構成を示すブロック図である。【０００７】
図３において、送信側には、Ｖ、Ｈ偏波用の変調器（Ｖ／Ｈ変調器）１、２と、Ｖ、Ｈ偏波用の送信器（Ｖ／Ｈ送信器）１１、１２と、Ｖ、Ｈ偏波用の送信器ローカル発振器（Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器）１５、１６と、Ｖ、Ｈ偏波用の送信アンテナ（Ｖ／Ｈ送信アンテナ）２１、２２とが設けられる。Ｖ／Ｈ送信器１１、１２は、それぞれ前段側アンプ１１１、１２１、ミキサ（乗算器）１１２、１２２、後段側アンプ（パワーアンプ）１１３、１２３を有する。Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６は、それぞれＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）１５１、１６１を有するＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１５２、１６２を備える。【０００８】
また、受信側には、Ｖ／Ｈ偏波用の受信アンテナ（Ｖ／Ｈ受信アンテナ）２３、２４と、Ｖ／Ｈ偏波用の受信器（Ｖ／Ｈ受信器）１３、１４と、Ｖ／Ｈ偏波用の受信器ローカル発振器（Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器）１７、１８と、Ｖ／Ｈ偏波用の復調器（Ｖ／Ｈ復調器）３、４とが設けられる。また、受信側には、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８に対して共通のリファレンス信号を出力するリファレンス回路３０も設けられる。Ｖ／Ｈ受信器１３、１４は、それぞれ前段側アンプ（ローノイズアンプ）１３１、１４１、ミキサ１３２、１４２、後段側アンプ１３３、１４３を有する。Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８は、それぞれＶＣＯ１７１、１８１を有するＰＬＬ回路１７２、１８２を備える。Ｖ／Ｈ復調器３、４は、それぞれ異偏波側のＶ／Ｈ復調器３、４の復調信号を入力し、その復調信号と自偏波から得られる誤差信号との相関をとることで交差偏波間の干渉成分を除去するＸＰＩＣ（非図示）を備える。【０００９】
上記構成において、送信側では、Ｖ、Ｈ偏波の信号は、それぞれＶ／Ｈ変調器１、２にてベースバンド信号からＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）信号に変調される。変調後の各ＩＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ送信器１１、１２を経て、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６の出力と乗算することでＩＦ信号からＲＦ（Radio Frequency）信号に周波数変換される。変換後の各ＲＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ送信アンテナ２１、２２にてＶ、Ｈ偏波の電波として送信される。【００１０】
また、受信側では、送信側から空間を伝播してくるＶ、Ｈ偏波の電波をそれぞれＶ／Ｈ受信アンテナ２３、２４で受信する。受信されたＶ、Ｈ偏波の電波は、それぞれＶ／Ｈ受信アンテナ２３、２４から受信器１３、１４を経て、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８の出力と乗算することでＲＦ信号からＩＦ信号に周波数変換される。変換後の各ＩＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ復調器３、４に出力され、ＩＦ信号からベースバンド信号に復調される。このとき、Ｖ／Ｈ復調器３では、自偏波から得られる誤差信号と異偏波側のＶ／Ｈ復調器４の復調信号との相関をとることで交差偏波間の干渉が補償されることになる。この動作は、Ｖ／Ｈ復調器４においても同様である。【００１１】
上記の受信ローカル同期方式においては、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８の出力（ＶＣＯ１７１、１８１の出力）は、それぞれＰＬＬ回路１７２、１８２の動作により、リファレンス回路３０からの共通のリファレンス信号に同期して同一周波数となるように制御される。【００１２】
上記に関連して、特許文献２では、リファレンス同期方式として送信ローカル同期方式を用いた両偏波伝送システムが記載されている。この両偏波伝送システムでは、準同期方式のデジタル復調器とＸＰＩＣを用いて、変調器からの信号により、数値制御発振器（ＮＣＯ）の発振位相を制御することで異偏波間の位相差を追従し、干渉波を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭６３−２２２５３４号公報
【特許文献２】特開２０００−１６５３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＸＰＩＣ方式では、自偏波と異偏波の周波数が同一であること、そして時間的に位相の変動が少ないことが重要となる。すなわち、自偏波と異偏波において、周波数が同一のみならず、位相雑音成分が極力同期していることが重要となる。【００１５】
通常、ＲＦ段で使用されるローカル発振器は、位相雑音が大きく、送信器および受信器を含めてシステムの位相余裕度としては、ＲＦ段のローカル発振器の位相雑音が支配的となる。位相雑音は、特定の周波数成分を積分することにより位相余裕度が決定される。【００１６】
この積分範囲は、復調器の特性によって決定され、伝送容量に応じて低域側あるいは広域側に変化する。例えば、図４に示すようなＲＦ段のローカル発振器の位相雑音特性（横軸：離調周波数［Ｈｚ］、縦軸：位相雑音［ｄＢｃ／Ｈｚ］）に対して、位相雑音の積分範囲は、図５に示すように伝送容量の小さい１６ＱＡＭ（伝送容量：数１００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）の場合は積分範囲（１）、２５６ＱＡＭ（伝送容量：数１００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）の場合は積分範囲（２）のように伝送容量に応じて異なる。【００１７】
位相余裕度は、この積分範囲の面積に相当する。この積分範囲に位相雑音が劣化した領域があると面積が増大、すなわち位相余裕度が劣化することになる。したがって、この積分範囲に位相雑音が劣化した領域がこないようにループバンドを積分範囲よりも低くする必要がある。【００１８】
ＰＬＬの一般的な特性として、図６に示すように安定係数を小さくしてループバンドを高域側に極力伸した場合に、ループバンド付近の位相雑音がローカル発振器の位相雑音に対して悪くなる現象が発生する。【００１９】
一方で、ローカル発振器の総合の位相雑音は、位相比較器の位相雑音、発振器自体の位相雑音、リファレンス信号の位相雑音、そしてローカル発振器のループバンドで決定される。例えば、ローカル発振器のループバンドを広くすれば、リファレンス信号への追従範囲が広くなるが、周波数低域側の位相雑音が劣化する。一方、ローカル発振器のループバンドを狭くすれば、周波数低域側の位相雑音は良くなるがリファレンス信号への追従範囲が狭くなる。【００２０】
したがって、伝送容量が小さい１６ＱＡＭの場合は、周波数低域側の位相雑音を劣化させないようにローカル発振器のループバンドを広げることはできないが、１６ＱＡＭよりも伝送容量が多い２５６ＱＡＭの場合は周波数低域側の位相雑音劣化の影響は小さいままローカル発振器のループバンドを広げることは可能である。ところが、従来使用されている受信リファレンス同期式のＸＰＩＣシステムは、伝送容量に対してローカル発振器のループバンドが一定であるので、自偏波と異偏波間のローカル発振器の同期する周波数範囲が狭く、位相雑音成分の同期には限界があった。【００２１】
近年、ＡＭＲ（Adaptive Multi Rate）と呼ばれる動的に変調方式を切り替え方式が両偏波伝送システムにも必要とされてきており、どのような変調方式に対しても交差偏波間干渉補償の性能を最大化することが求められている。【００２２】
したがって、従来使用されている受信リファレンス同期式のＸＰＩＣを用いた両偏波伝送システムは、１６ＱＡＭなどに比べて伝送容量の多い１２８ＱＡＭや２５６ＱＡＭなどのように多値化した場合に交差偏波干渉補償能力が劣化するという問題がある。【００２３】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、リファレンス同期方式のＸＰＩＣを用いた両偏波伝送システムにおいて、伝送容量の多い多値変復調形式に多値化した場合でも、自偏波と異偏波のローカル位相雑音によるＸＰＩＣ特性の劣化を抑制することができる両偏波伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明に係るリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの受信装置は、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送されたＲＦ信号を受信する受信器と、受信した各偏波のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換するためのＰＬＬ回路を備えた２つの受信ローカル発振器と、変換された自偏波のＩＦ信号からベースバンド信号を復調する復調器と、を有し、前記受信ローカル発振器は、前記復調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする。【００２５】
また、本発明に係るリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの送信装置は、ベースバンド信号をＩＦ信号に変調する変調器と、ＩＦ信号をＲＦ信号に変換するためのＰＬＬ回路を有する送信ローカル発振器と、変換されたＲＦ信号を互いに直交する２つの偏波を用いて信号を送信する送信器と、を有し、前記送信ローカル発振器は、前記変調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする。【００２６】
また、本発明に係るリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの受信方法は、受信器が、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送されたＲＦ信号を受信し、ＰＬＬ回路を備えた２つの受信ローカル発振器が、受信した各偏波のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換し、復調器が、変換された自偏波のＩＦ信号からベースバンド信号を復調し、前記受信ローカル発振器が、前記復調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする。【００２７】
また、本発明に係るリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの送信方法は、変調器が、ベースバンド信号をＩＦ信号に変調し、ＰＬＬ回路を有する送信ローカル発振器が、ＩＦ信号をＲＦ信号に変換し、送信器が、変換されたＲＦ信号を互いに直交する２つの偏波を用いて信号を送信し、前記送信ローカル発振器が、前記変調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする。【００２８】
また、本発明に係る第１の両偏波伝送システムは、上記に記載の受信装置を備え、前記受信装置により互いに直交する２つの偏波を用いて伝送された信号を受信することを特徴とする。【００２９】
また、本発明に係る第２の両偏波伝送システムは、上記に記載の送信装置を備え、前記送信装置により互いに直交する２つの偏波を用いて伝送すべき信号を送信することを特徴とする。【００３０】
また、本発明に係る第１の両偏波伝送方法は、上記に記載の受信方法を用いて、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送された信号を受信することを特徴とする両偏波伝送方法。【００３１】
さらに、本発明に係る第２の両偏波伝送システムは、上記に記載の送信方法を用いて、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送すべき信号を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、リファレンス同期方式のＸＰＩＣを用いた両偏波伝送システムにおいて、伝送容量の多い多値変復調形式に多値化した場合でも、自偏波と異偏波のローカル位相雑音によるＸＰＩＣ特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリファレンス同期を用いた受信ローカル同期方式の両偏波伝送システムの全体構成を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るリファレンス同期を用いた送信ローカル同期方式の両偏波伝送システムの全体構成を示すブロック構成図である。
【図３】関連技術のリファレンス同期を用いた受信ローカル同期方式の両偏波伝送システムの全体構成を示すブロック構成図である。
【図４】ＲＦ段ローカル発振器のＰＬＬを使わない場合の位相雑音特性を示すグラフである。
【図５】ＲＦ段ローカル発振器の位相雑音特性に対して、復調器の積分範囲を示すグラフである。
【図６】ＲＦ段ローカル発振器の位相雑音特性に対して、安定係数を変化させた場合の違いを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係るリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システム、両偏波伝送方法、受信装置、送信装置、受信方法、及び送信方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示すリファレンス同期を用いた受信ローカル同期方式の両偏波伝送システム（送受信システム）のブロック構成図である。関連技術の図４と同じ構成要素には、同一符号を付し、その説明を簡略化する。
【００３６】
図１において、送信側（送信装置）には、Ｖ／Ｈ変調器１、２と、Ｖ／Ｈ送信器１１、１２と、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６と、Ｖ／Ｈ送信アンテナ２１、２２とが設けられる。Ｖ／Ｈ送信器１１、１２は、それぞれ前段側アンプ１１１、１２１、ミキサ１１２、１２２、後段側アンプ１１３、１２３を有する。Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６は、それぞれＶＣＯ１５１、１６１を有するＰＬＬ回路１５２、１６２を備える。
【００３７】
また、受信側（受信装置）には、Ｖ／Ｈ受信アンテナ２３、２４と、Ｖ／Ｈ受信器１３、１４と、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８と、Ｖ／Ｈ復調器３、４とが設けられる。また、受信側には、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８に対して共通のリファレンス信号を出力するリファレンス回路３０も設けられる。Ｖ／Ｈ受信器１３、１４は、それぞれ前段側アンプ１３１、１４１、ミキサ１３２、１４２、後段側アンプ１３３、１４３を有する。Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８は、それぞれＶＣＯ１７１、１８１を有するＰＬＬ回路１７２、１８２を備える。Ｖ／Ｈ復調器３、４は、それぞれ異偏波側のＶ／Ｈ復調器３、４の復調信号を入力し、その復調信号と自偏波から得られる誤差信号との相関をとることで交差偏波間の干渉成分を除去するＸＰＩＣ（非図示）を備える。
【００３８】
ＰＬＬ回路１７２、１８２は、それぞれＶ／Ｈ復調器３、４により復調された制御信号Ｓ１、Ｓ２によりＱＡＭ容量等の伝送容量の大小（例：１６ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ）に応じてループバンドを可変制御する機能を有する。この機能に関しては公知のＰＬＬ技術が適用可能であるため、その詳細は省略する。
【００３９】
上記構成において、送信側では、Ｖ、Ｈ偏波の信号は、それぞれＶ／Ｈ変調器１、２にてベースバンド信号からＩＦ信号に変調される。変調後の各ＩＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ送信器１１、１２を経て、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６の出力と乗算することでＩＦ信号からＲＦ信号に周波数変換される。変換後の各ＲＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ送信アンテナ２１、２２にてＶ、Ｈ偏波の電波として送信される。
【００４０】
また、受信側では、送信側から空間を伝播してくるＶ、Ｈ偏波の電波をそれぞれＶ／Ｈ受信アンテナ２３、２４で受信する。受信されたＶ、Ｈ偏波の電波は、それぞれＶ／Ｈ受信アンテナ２３、２４から受信器１３、１４を経て、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８の出力と乗算することでＲＦ信号からＩＦ信号に周波数変換される。変換後の各ＩＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ復調器３、４に出力され、ＩＦ信号からベースバンド信号に復調される。このとき、Ｖ／Ｈ復調器３では、自偏波から得られる誤差信号と異偏波側のＶ／Ｈ復調器４の復調信号との相関をとることで交差偏波間の干渉が補償されることになる。この動作は、Ｖ／Ｈ復調器４においても同様である。
【００４１】
上記の受信ローカル同期方式においては、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８の出力（ＶＣＯ１７１、１８１の出力）は、それぞれＰＬＬ回路１７２、１８２の動作により、リファレンス回路３０からの共通のリファレンス信号に同期して同一周波数となるように制御される。
【００４２】
ここで、本実施形態では、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８は、復調器３、４からの制御信号Ｓ１、Ｓ２により、ＱＡＭの容量が小さい場合、例えば１６ＱＡＭの場合には、ＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを狭く、ＱＡＭの容量が多い場合、例えば２５６ＱＡＭの場合にはＶ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８のＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを広く制御する。
【００４３】
前述した図５の例を用いて説明すると、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８は、Ｖ／Ｈ復調器３、４からの制御信号Ｓ１、Ｓ２により、ＱＡＭの容量が小さい場合（第１の伝送容量）、例えば１６ＱＡＭ（伝送容量：数Ｍｂｉｔ／Ｓｅｃ）の場合には、Ｖ／Ｈ復調器３、４の積分範囲（１）（第１の積分範囲）よりもＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを狭くなるように制御する。例えば、図５の例では、ＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを約１００Ｈｚより狭くなるように制御する。
【００４４】
一方、Ｖ／Ｈ復調器３、４からの制御信号Ｓ１、Ｓ２により、ＱＡＭの容量が多い場合（第２の伝送容量）、例えば２５６ＱＡＭ（伝送容量：数１００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）の場合には、Ｖ／Ｈ復調器３、４の積分範囲（２）（第２の積分範囲）に影響を与えない範囲でＶ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８のＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを上記の場合よりも広くなるように制御する。例えば、図５の例では、ＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを１００Ｈｚよりも広く最大で約１ｋＨｚ（図５の例では、約１ｋＨｚが望ましい）になるように制御する。この場合、低域側では位相雑音の劣化が前者に対して大きくなるが、積分範囲外のためその影響は無い。
【００４５】
したがって、本実施形態によれば、Ｖ／Ｈ復調器３、４からの制御信号Ｓ１、Ｓ２により、ＱＡＭ容量の大小（第１の伝送容量とそれよりも大きい第２の伝送容量）に応じてＶ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８のＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを制御することで、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８の位相雑音の積分値を互いに異なるＱＡＭ容量それぞれで最小にできる。このため、１６ＱＡＭに比べて伝送容量の多い２５６ＱＡＭに多値化した場合でも、ＸＰＩＣ特性の劣化を抑制することができる。
【００４６】
すなわち、本実施形態によれば、Ｖ／Ｈ復調器３、４からの制御信号Ｓ１、Ｓ２により、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８のＰＬＬ回路１７２、１８２のループバンドを制御するようにしたため、自偏波と異偏波のＶ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８の周波数は同一かつ位相を揃えることができ、受信リファレンス同期方式のＸＰＩＣにおける自偏波と異偏波のローカル位相雑音によるＸＰＩＣ特性の劣化を抑制することができる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、リファレンス同期式のＸＰＩＣシステムにおいて、１６ＱＡＭなどに比べて１２８ＱＡＭや２５６ＱＡＭなどのように多値化した場合においても自偏波と異偏波のローカル位相雑音による交差偏波間干渉補償特性の劣化を防止する手段を提供することができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の実施形態を示すリファレンス同期を用いた送信ローカル同期方式の両偏波伝送システム（送受信システム）のブロック構成図である。図１に示す第１の実施形態と同じ構成要素には、同一符号を付し、その説明を簡略化する。
【００４９】
図２において、送信側（送信装置）には、Ｖ／Ｈ変調器１、２と、Ｖ／Ｈ送信器１１、１２と、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６と、Ｖ／Ｈ送信アンテナ２１、２２とが設けられる。また、送信側には、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６に対して共通のリファレンス信号を出力するリファレンス回路３１も設けられる。Ｖ／Ｈ送信器１１、１２は、それぞれ前段側アンプ１１１、１２１、ミキサ１１２、１２２、後段側アンプ１１３、１２３を有する。Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６は、それぞれＶＣＯ１５１、１６１を有するＰＬＬ回路１５２、１６２を備える。
【００５０】
また、受信側（受信装置）には、Ｖ／Ｈ受信アンテナ２３、２４と、Ｖ／Ｈ受信器１３、１４と、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８と、Ｖ／Ｈ復調器３、４とが設けられる。また、受信側には、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８に対して共通のリファレンス信号を出力するリファレンス回路３０も設けられる。Ｖ／Ｈ受信器１３、１４は、それぞれ前段側アンプ１３１、１４１、ミキサ１３２、１４２、後段側アンプ１３３、１４３を有する。Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８は、それぞれＶＣＯ１７１、１８１を有するＰＬＬ回路１７２、１８２を備える。Ｖ／Ｈ復調器３、４は、それぞれ異偏波側のＶ／Ｈ復調器３、４の復調信号を入力し、その復調信号と自偏波から得られる誤差信号との相関をとることで交差偏波間の干渉成分を除去するＸＰＩＣ（非図示）を備える。
【００５１】
ＰＬＬ回路１５２、１６２は、それぞれＶ／Ｈ変調器１、２により変調された制御信号Ｓ３、Ｓ４によりＱＡＭ容量等の伝送容量の大小（例：１６ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ）に応じてループバンドを可変制御する機能を有する。この機能に関しては公知のＰＬＬ技術が適用可能であるため、その詳細は省略する。
【００５２】
上記構成において、送信側では、Ｖ、Ｈ偏波の信号は、それぞれＶ／Ｈ変調器１、２にてベースバンド信号からＩＦ信号に変調される。変調後の各ＩＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ送信器１１、１２を経て、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６の出力と乗算することでＩＦ信号からＲＦ信号に周波数変換される。変換後の各ＲＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ送信アンテナ２１、２２にてＶ、Ｈ偏波の電波として送信される。
【００５３】
また、受信側では、送信側から空間を伝播してくるＶ、Ｈ偏波の電波をそれぞれＶ／Ｈ受信アンテナ２３、２４で受信する。受信されたＶ、Ｈ偏波の電波は、それぞれＶ／Ｈ受信アンテナ２３、２４から受信器１３、１４を経て、Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器１７、１８の出力と乗算することでＲＦ信号からＩＦ信号に周波数変換される。変換後の各ＩＦ信号は、それぞれＶ／Ｈ復調器３、４に出力され、ＩＦ信号からベースバンド信号に復調される。このとき、Ｖ／Ｈ復調器３では、自偏波から得られる誤差信号と異偏波側のＶ／Ｈ復調器４の復調信号との相関をとることで交差偏波間の干渉が補償されることになる。この動作は、Ｖ／Ｈ復調器４においても同様である。
【００５４】
上記の送信ローカル同期方式においては、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６の出力（ＶＣＯ１５１、１６１の出力）は、それぞれＰＬＬ回路１５２、１６２の動作により、リファレンス回路３１からの共通のリファレンス信号に同期して同一周波数となるように制御される。
【００５５】
ここで、本実施形態では、Ｖ／Ｈ変調器１、２からの制御信号Ｓ３、Ｓ４により、ＱＡＭの容量が小さい場合、例えば１６ＱＡＭの場合には、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６のＰＬＬ回路１５２、１６２のループバンドを狭く、ＱＡＭの容量が多い場合、例えば２５６ＱＡＭの場合には、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６のＰＬＬ回路１５２、１６２のループバンドを広く制御する。
【００５６】
前述した図５の例を用いて説明すると、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６は、Ｖ／Ｈ変調器１、２からの制御信号Ｓ３、Ｓ４により、ＱＡＭの容量が小さい場合（第１の伝送容量）、例えば１６ＱＡＭ（伝送容量：数Ｍｂｉｔ／Ｓｅｃ）の場合には、Ｖ／Ｈ復調器３、４の積分範囲（１）（第１の積分範囲）よりもＰＬＬ回路１５２、１５２のループバンドを狭くなるように制御する。例えば、図５の例では、ＰＬＬ回路１５２、１５２のループバンドを約１００Ｈｚより狭くなるように制御する。
【００５７】
一方、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６は、Ｖ／Ｈ変調器１、２からの制御信号Ｓ１、Ｓ２により、ＱＡＭの容量が多い場合（第２の伝送容量）、例えば２５６ＱＡＭ（伝送容量：数１００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）の場合には、Ｖ／Ｈ復調器３、４の積分範囲（２）（第２の積分範囲）に影響を与えない範囲でＰＬＬ回路１５２、１６２のループバンドを上記の場合よりも広くなるように制御する。例えば、図５の例では、ＰＬＬ回路１５２、１６２のループバンドを１００Ｈｚよりも広く最大で約１ｋＨｚ（図５の例では、約１ｋＨｚが望ましい）になるように制御する。この場合、低域側では位相雑音の劣化が前者に対して大きくなるが、積分範囲外のためその影響は無い。
【００５８】
したがって、本実施形態によれば、Ｖ／Ｈ変調器１、２からの制御信号Ｓ３、Ｓ４により、ＱＡＭ容量の大小（第１の伝送容量とそれよりも大きい第２の伝送容量）に応じてＶ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６のＰＬＬ回路１５２、１６２のループバンドを制御することで、Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６の位相雑音の積分値を互いに異なるＱＡＭ容量それぞれで最小にできる。このため、このため、１６ＱＡＭに比べて伝送容量の多い２５６ＱＡＭに多値化した場合でも、ＸＰＩＣ特性の劣化を抑制することができる。
【００５９】
すなわち、本実施形態によれば、Ｖ／Ｈ変調器１、２からの制御信号Ｓ３、Ｓ４によりＶ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６のＰＬＬ回路１５２、１５２のループバンドを制御するようにしたため、自偏波と異偏波のＶ／Ｈ送信器ローカル発振器１５、１６の周波数は同一かつ位相を揃えることができ、送信リファレンス同期方式のＸＰＩＣにおける自偏波と異偏波のローカル位相雑音によるＸＰＩＣ特性の劣化を抑制することができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、リファレンス同期式のＸＰＩＣシステムにおいて、１６ＱＡＭなどに比べて１２８ＱＡＭや２５６ＱＡＭなどのように多値化した場合においても自偏波と異偏波のローカル位相雑音による交差偏波間干渉補償特性の劣化を防止する手段を提供することができる。
【００６１】
なお、上記実施の形態では、多値変復調方式としてＱＡＭを用いた場合を説明しているが、本発明はこれに限らず、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）などの他の多値変復調方式でも適用可能である。また、上記実施の形態では伝送容量の大小を２５６ＱＡＭと１６ＱＡＭで説明したが、本発明はこれに限らず、例えばＱＰＳＫ、ＢＰＳＫ、ＱＡＭを用いる場合、多値数１６以上であれば、いずれでも適用可能である。
【００６２】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６３】
この出願は、２００９年１月２８日に出願された日本出願特願２００９−０１６６６７号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、直交する２つの偏波を用いて伝送を行うリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの用途に利用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１、２  Ｖ／Ｈ変調器
３、４  Ｖ／Ｈ復調器
１２  Ｖ／Ｈ送信器
１３、１４  Ｖ／Ｈ受信器
１５、１６  Ｖ／Ｈ送信器ローカル発振器（送信ローカル発振器）
１７、１８  Ｖ／Ｈ受信器ローカル発振器（受信ローカル発振器）
２１、２２  Ｖ／Ｈ送信アンテナ
２３、２４  Ｖ／Ｈ受信アンテナ
３０  受信器リファレンス回路
３１  送信器リファレンス回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月3日(2011.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する２つの偏波を用いて伝送されたＲＦ信号を受信する受信器と、
受信した各偏波のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換するためのＰＬＬ回路を備えた２つの受信ローカル発振器と、
変換された自偏波のＩＦ信号からベースバンド信号を復調する復調器と、を有し、
前記受信ローカル発振器は、前記復調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの受信装置。
【請求項２】
前記受信ローカル発振器は、前記復調器からの信号により、伝送容量に応じて前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記受信ローカル発振器は、前記復調器からの信号により、前記伝送容量が第１の伝送容量のときに前記復調器の第１の積分範囲よりも前記受信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを狭くし、かつ、前記伝送容量が前記第１の伝送容量よりも大きい第２の伝送容量のときに前記復調器の第２の積分範囲に影響を与えない範囲で前記受信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを広くするように制御することを特徴とする請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
ベースバンド信号をＩＦ信号に変調する変調器と、
ＩＦ信号をＲＦ信号に変換するためのＰＬＬ回路を有する送信ローカル発振器と、
変換されたＲＦ信号を互いに直交する２つの偏波を用いて信号を送信する送信器と、を有し、
前記送信ローカル発振器は、前記変調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの送信装置。
【請求項５】
前記送信ローカル発振器は、前記変調器からの信号により、伝送容量に応じて前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項６】
前記送信ローカル発振器は、前記変調器からの信号により、前記伝送容量が第１の伝送容量のときに受信側の復調器の第１の積分範囲よりも前記送信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを狭くし、かつ、前記伝送容量が前記第１の伝送容量よりも大きい第２の伝送容量のときに前記復調器の第２の積分範囲に影響を与えない範囲で前記送信ローカル発振器のＰＬＬ回路のループバンドを広くするように制御することを特徴とする請求項５記載の送信装置。
【請求項７】
受信器が、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送されたＲＦ信号を受信し、
ＰＬＬ回路を備えた２つの受信ローカル発振器が、受信した各偏波のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換し、
復調器が、変換された自偏波のＩＦ信号からベースバンド信号を復調し、
前記受信ローカル発振器が、前記復調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの受信方法。
【請求項８】
変調器が、ベースバンド信号をＩＦ信号に変調し、
ＰＬＬ回路を有する送信ローカル発振器が、ＩＦ信号をＲＦ信号に変換し、
送信器が、変換されたＲＦ信号を互いに直交する２つの偏波を用いて信号を送信し、
前記送信ローカル発振器が、前記変調器からの信号により、前記ＰＬＬ回路のループバンドを制御することを特徴とするリファレンス同期方式を用いた両偏波伝送システムの送信方法。
【請求項９】
請求項１から３のいずれか１項に記載の受信装置を備え、前記受信装置により互いに直交する２つの偏波を用いて伝送された信号を受信することを特徴とする両偏波伝送システム。
【請求項１０】
請求項４から６のいずれか１項に記載の送信装置を備え、前記送信装置により互いに直交する２つの偏波を用いて伝送すべき信号を送信することを特徴とする両偏波伝送システム。
【請求項１１】
請求項７に記載の受信方法を用いて、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送された信号を受信することを特徴とする両偏波伝送方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の送信方法を用いて、互いに直交する２つの偏波を用いて伝送すべき信号を送信することを特徴とする両偏波伝送方法。
【国際調査報告】
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