(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信側に、直交する２つの偏波の交差偏波成分をそれぞれ補償するための干渉補償信号を生成する干渉補償器をそれぞれ有するとともに、干渉状況に応じて各偏波での干渉補償特性がそれぞれ個別に向上するように各偏波ごとに送信電力制御情報を生成して送信側に通知する手段を備える交差偏波干渉除去システムであって、
受信側に、前記各偏波の送信電力制御情報に基づき自偏波の干渉補償量を調整する干渉補償量調整手段を備えることを特徴とする交差偏波干渉除去システム。
【請求項２】
請求項１記載の交差偏波干渉除去システムにおいて、
前記干渉補償量調整手段は、前記両偏波の受信レベル差に応じて発生しうる交差偏波干渉量に対応する重み付け係数を前記各偏波の送信電力制御情報に基づき生成して出力する係数制御器と、異偏波側の受信出力を特定周波数成分でフィルタリングし、前記係数制御器からの重み付け係数に応じたレベルでかつ干渉成分と逆位相の補償用信号を出力する干渉補償器とからなることを特徴とする交差偏波干渉除去システム。
【請求項３】
請求項２記載の交差偏波干渉除去システムにおいて、
前記干渉補償器は、交差偏波干渉量に応じたタップ係数に基づき異偏波側の受信出力をフィルタリングするトランスバーサルフィルタと、前記重み付け係数に応じて前記タップ係数の値を増減することにより前記トランスバーサルフィルタから出力される補償用信号のレベルを調整する重み付け回路とを有することを特徴とする交差偏波干渉除去システム。
【請求項４】
請求項２記載の交差偏波干渉除去システムにおいて、
前記干渉補償器は、異偏波側の受信出力を特定周波数成分でフィルタリングするフィルタと、前記重み付け係数に基づき前記フィルタの出力を増減することにより前記フィルタから出力される補償用信号のレベルを調整する重み付け回路とを有することを特徴とする交差偏波干渉除去システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交差偏波干渉除去システムに関し、特にマイクロ波通信の際に受信側で発生する交差偏波干渉を除去する交差偏波干渉除去システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
対向する局間で、互いに直行する垂直偏波（Ｖ偏波）および水平偏波（Ｈ偏波）を利用して２ルートのマイクロ波通信回線を構成する場合、フェージング等の影響により受信側において交差偏波干渉が発生する。このような交差偏波干渉を除去するために、受信側では受信状況に応じて送信電力制御情報を送信側へ通知し、送信側ではこの送信電力制御情報に基づきＶ偏波およびＨ偏波の送信電力をそれぞれ制御するようにしている。
図７および図８は従来の交差偏波干渉除去システムを示しており、図７は送信側、図８は受信側を示している。
【０００３】
この交差偏波干渉除去システムでは、まず、受信判定器８１，８２はそれぞれＶ偏波の受信電力の低下、Ｈ偏波の受信電力の低下を検出する。ここで、受信判定器８１，８２が相互に信号を受け渡しすることにより、Ｖ，Ｈ偏波どちらかの受信電力が低下した場合には、Ｖ，Ｈ偏波の両方を同時に送信電力の制御を行うべく、送信器６５−送受共用器５１−アンテナ５２−アンテナ３２−送受共用器３１−受信器１５のルート、あるいは送信器７５−送受共用器５１−アンテナ５２−アンテナ３２−送受共用器３１−受信器２５のルートいずれか（または双方）を通じて送信電力制御情報を通知し、送信電力制御器４１，４２を同時制御することによりＶ，Ｈ偏波同時に電力制御がなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の交差偏波干渉除去システムでは、送信電力を両偏波で同時に制御しているため、交差偏波干渉に対して最良の干渉補償特性が得られないという問題点があった。例えば、送信電力制御情報を交差偏波干渉除去に用いていないため、Ｖ偏波あるいはＨ偏波のレベルの一方が大きくなり、アンテナの交差偏波識別度が低下した状態で交差偏波干渉量が大きくなった場合に、干渉補償器の補償量が飽和して、システムの性能が十分発揮できない。また、片方の偏波のみの送信電力を上げる必要がある場合でも、両偏波の送信電力を上げる制御となり、装置の消費電力が増大する。
【０００５】
一方、Ｖ偏波、Ｈ偏波を独立に電力制御することも考えられるが、単に各偏波ごとに電力制御した場合は、送信電力制御を行うことにより自らの交差偏波干渉量を増大させる方向に動作する場合がある。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、送信電力制御を交差偏波で独立して制御する場合、ハードウェアの大幅な追加を必要とすることなく、交差偏波干渉に対して最良の干渉補償特性が得られる交差偏波干渉除去システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかる交差偏波干渉除去システムは、受信側に、直交する２つの偏波の交差偏波成分をそれぞれ補償するための干渉補償信号を生成する干渉補償器をそれぞれ有するとともに、干渉状況に応じて各偏波での干渉補償特性がそれぞれ個別に向上するように各偏波ごとに送信電力制御情報を生成して送信側に通知する手段を備える交差偏波干渉除去システムであって、受信側に、各偏波の送信電力制御情報に基づき自偏波の干渉補償量を調整する干渉補償量調整手段を備えるものである。
【０００７】
この際、干渉補償量調整手段については、両偏波の受信レベル差に応じて発生しうる交差偏波干渉量に対応する重み付け係数を各偏波の送信電力制御情報に基づき生成して出力する係数制御器と、異偏波側の受信出力を特定周波数成分でフィルタリングし、係数制御器からの重み付け係数に応じたレベルでかつ干渉成分と逆位相の補償用信号を出力する干渉補償器とから構成してもよい。
【０００８】
また、干渉補償器には、交差偏波干渉量に応じたタップ係数に基づき異偏波側の受信出力をフィルタリングするトランスバーサルフィルタと、重み付け係数に応じてタップ係数の値を増減することによりトランスバーサルフィルタから出力される補償用信号のレベルを調整する重み付け回路とを設けてもよい。
あるいは、干渉補償器に、異偏波側の受信出力を特定周波数成分でフィルタリングするフィルタと、重み付け係数に基づきフィルタの出力を増減することによりフィルタから出力される補償用信号のレベルを調整する重み付け回路とを設けてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１および図２は本発明の一実施の形態にかかる交差偏波干渉除去システムの構成を示すブロック図であり、図１は送信側、図２は受信側を示している。
この交差偏波干渉除去システムは、互いに直行する垂直偏波（Ｖ偏波）および水平偏波（Ｈ偏波）を利用して、２つのルートでマイクロ波通信を行う。なお、前述した図７，８と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
【００１０】
図１において、送信側には、Ｖ偏波側の構成として、変調器（ＭＯＤ）１１、可変減衰器（ＡＴＴ）１２、送信器（ＴＸ）１３、送信電力制御器１４、受信器１５が設けられている。また、Ｈ偏波側の構成として、変調器（ＭＯＤ）２１、可変減衰器（ＡＴＴ）２２、送信器（ＴＸ）２３、送信電力制御器２４、受信器２５が設けられている。また、Ｖ偏波側およびＨ偏波側で共用する構成として、送受共用器３１およびアンテナ３２が設けられている。
【００１１】
変調器１１，２１は、Ｖ偏波入力ベースバンド信号１０およびＨ偏波入力ベースバンド信号２０をそれぞれ変調する。可変減衰器１２，２２は、変調器１１，２１の出力レベルをそれぞれ制御する。送信器１３，２３は、可変減衰器１２，２２の出力をそれぞれ所定の送信周波数の信号に変換してＶ偏波およびＨ偏波送信信号として出力する。
送受共用器３１は、送信器１３，２３からのＶ偏波送信信号とＨ偏波送信信号とをアンテナ３２を介して対向局（受信側）へ送信するとともに対向局からの信号をアンテナ３２を介して受信し分離する。受信器１５，２５は、送受共用器３１で分離された信号から対向局（受信側）からの送信電力制御情報を復調する。送信電力制御器１４，２４は、復調された送信電力制御情報に基づき可変減衰器１２，２２をそれぞれ制御することによりＶ偏波およびＨ偏波の送信レベルを制御する。
【００１２】
一方、図２において、受信側には、Ｖ偏波側およびＨ偏波側で共用する構成として、送受共用器５１およびアンテナ５２が設けられている。また、Ｖ偏波側の構成として、受信器（ＲＸ）６１、復調器（ＤＥＭ）６２、適応型等化器６３、加算器６４、送信器６５、受信判定器６６、干渉補償器６７および係数制御器６８が設けられている。また、Ｈ偏波側の構成として、受信器（ＲＸ）７１、復調器（ＤＥＭ）７２、適応型等化器７３、加算器７４、送信器７５、受信判定器７６、干渉補償器７７および係数制御器７８が設けられている。
【００１３】
送受共用器５１は、アンテナ５２を介して対向局（送信側）からの信号を受信して分離出力するとともに、送信器６５，７５からの信号（送信電力制御情報）をアンテナ５２を介して対向局（送信側）へ送出する。
受信器６１，７１は、送受共用器５１から分離出力されたＶ偏波およびＨ偏波の受信信号を中間周波信号にそれぞれ変換する。復調器６２，７２は、受信器６１，７１の出力を復調してそれぞれ出力する。適応型等化器６３，７３は、復調器６２，７２の出力から伝搬路上の歪み成分を除去する。
【００１４】
干渉補償器６７，７７は、係数制御器６８，７８からの重み付け係数に基づき異偏波側の受信器７１，６１の出力を特定周波数成分でフィルタリングし、干渉成分と同レベルでかつ逆位相の補償用信号を出力する。加算器６４，７４は、適応型等化器６３，７３の出力信号に干渉補償器６７，７７で生成された干渉補償信号をそれぞれ加算することにより交差偏波干渉成分を除去し、Ｖ偏波復調ベースバンド信号６０およびＨ偏波復調ベースバンド信号７０としてそれぞれ出力する。
【００１５】
受信判定器６６，７６は、受信器６１，７１で検出された受信レベルと所定のスレッショルドレベル（しきい値）とを比較判定し、その判定結果に基づき送信側電力の上昇／低下を指示するための送信電力制御情報を出力する。送信器６５，７５は、受信判定器６６，７から出力される送信電力制御情報を送受共用器５１およびアンテナ５２を介して対向局（送信側）へ送出する。係数制御器６８，７８は、受信判定器６６，７６の双方から得られた送信電力制御情報に基づき干渉補償器６７，７７へ出力する重み付け係数を生成して出力する。
これら、係数制御器６８，７８および干渉補償器６７，７７により、干渉補償量調整手段が構成される。
【００１６】
次に、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる交差偏波干渉除去システムの動作について説明する。
まず、送信側（図１参照）において、変調器１１，２１では、入力ベースバンド信号１０，２０を直交多値変調などの変調を行い、中間周波帯の信号に変換する。そしてこの信号は、可変減衰器１２，２２を通過して送信器１３，２３により無線周波数帯の信号に変換され、送受共用器３１を通過した後にアンテナ３２にてＶ偏波、Ｈ偏波の無線出力としてそれぞれ送信される。
【００１７】
一方、受信側（図２参照）において、Ｖ偏波、Ｈ偏波それぞれの成分がアンテナ５２で受信された後、送受共用器５１でＶ偏波、Ｈ偏波の受信信号に分離され、受信器６１，７１で増幅されるとともに中間周波数帯の信号に変換される。
受信器６１，７１からの出力は、復調器６２，７２に入力されて受信信号のディジタル判定を行った後、適応型等化器６３，７３に入力されて伝搬路上の歪み成分が除去される。そして、加算器６４，７４で交差偏波の干渉成分が除去され、復調ベースバンド信号６０，７０として出力される。
【００１８】
次に、送信電力制御の動作について説明する。
受信側の受信器６１，７１では、受信信号の受信レベル検出を行う。検出された信号は受信判定器６６，７６にて特定のスレッショルドレベルと比較され、送信側の電力を上昇あるいは低下する制御信号が生成される。送信器６５，７５はこの制御信号を無線区間に送出するための変調を行い、送受共用器５１を通じてアンテナ５２から送信電力を制御するための信号を送信する。
送信側のアンテナ３２で受信された信号は、送受共用器３１を通してＶ偏波、Ｈ偏波の各受信器１５，２５に入力され、送信電力制御器１４，２４に制御信号を送出する。送信電力制御器１４，２４は受信された送信電力制御の信号内容に基づき、送信側の可変減衰器１２，２２の減衰量を変更し、送信電力の制御動作が行われる。
【００１９】
次に、交差偏波干渉補償動作について説明する。
受信側の受信器６１，７１の受信信号は、自偏波（受信信号）の他に異偏波側にも送信電力の干渉補償用の参照信号として送出される。この参照信号は異偏波側の干渉補償器７７，６７で特定周波数成分のフィルタリングがなされ、干渉成分と同レベルかつ逆位相の補償用信号が生成される。この補償用信号を加算器６４，７４で主信号成分と加算することにより、主信号成分に含まれる干渉成分が補償用信号によりキャンセルされ、交差偏波干渉成分のない信号が得られる。
【００２０】
この際、係数制御器６８，７８は、Ｖ偏波側、Ｈ偏波側の各受信判定器６６，７６からの送信電力制御情報に基づき、干渉補償器６７，７７で用いるタップ構成のトランスバーサルフィルタに対する重み付け係数を制御する。
干渉補償器６７，７７は、係数制御器６８，７８からの重み付け係数に基づき、干渉補償器６７，７７が持つ通常の補償範囲を制御して、干渉補償量を調整する。
【００２１】
このように、本実施の形態によれば、送信電力制御において、Ｖ，Ｈ両偏波の受信レベルが異なる場合に発生しうる交差偏波干渉量に応じて係数制御器６８，７８で重み付け係数を制御し、干渉補償器６７，７７でその重み付け係数に基づき干渉補償量を調整するようにしたので、Ｖ偏波、Ｈ偏波を独立に電力制御する際、交差偏波干渉に対して最良の干渉補償特性が得られる。また、係数制御器６８，７８の追加および干渉補償器６７，７７への若干の変更からなる干渉補償量調整手段という、受信側だけの比較的小規模なハードウェアで済み、送信電力制御を交差偏波で独立して制御する場合、ハードウェアの大幅な追加を必要とすることなく実現できる。
【００２２】
実用的な用途における課題として、交差偏波を用いる伝送は、片偏波のみの既設システムに対する増設システムとして両偏波伝送を行う用途が多く、既設ハードウェアに容易に増設できるという点では、送信電力制御を両偏波独立に動作させることが最も簡便な方法である。
従来の交差偏波干渉除去システム（図７，８参照）では、Ｖ偏波、Ｈ偏波の送信電力制御を、両偏波同時に動作するように連携させる必要があり、予めＶ偏波、Ｈ偏波両方のハードウェアを動作連携可能なように作り込んでおく必要がある。これに対し、本実施の形態によれば、送信電力制御情報を用いるだけで、両偏波独立の送信電力制御を、交差偏波干渉能力が飽和しない状態で用いることができる。
【００２３】
次に、交差偏波干渉除去システムの動作例について説明する。
降雨減衰などの影響により、Ｖ偏波とＨ偏波に空間伝搬における減衰量に差があるときを仮定する。一般に、降雨減衰時はＶ偏波の減衰量がＨ偏波の減衰量より大きいことが確認されている。
受信側において、Ｖ偏波の受信器６１は、受信レベルの検出を行い、受信レベル低下を示す信号を受信判定器６６に送出するとともに、Ｖ偏波側の送信電力を上げるべく送信器６５に対して送信電力制御情報を送出する。これにより、送受共用器５１，アンテナ５２，３２，受信器１５，送信電力制御器１４を経て可変減衰器１２に減衰量を変更する信号が通知され、結果的にＶ偏波側の送信電力が増加する。
【００２４】
このとき、係数制御器６８には、Ｖ偏波側の受信判定器６６から受信レベル「低下」すなわち送信電力を「大」にする制御信号が入力される。また、Ｈ偏波側の受信判定器７６からの入力としては受信レベル「標準」すなわち送信電力「中」とする制御信号が入力される。
係数制御器６８，７８は、図３で示されるような受信判定器６６，７６の入力にしたがって係数を制御する係数変換テーブル（変換機能）を持ち、例えばこの場合、Ｖ偏波側の係数制御器６８はＶ偏波（自偏波）「大」、Ｈ偏波（異偏波）「中」の入力結果から、重み付け係数を１／２倍に設定し、Ｈ偏波側の係数制御器７８はＨ偏波（自偏波）「中」、Ｖ偏波（異偏波）「大」の入力結果から、重み付け係数を２倍に設定する係数制御を行う。
【００２５】
すなわち、図４に示されるように、Ｖ偏波のレベルが高く、Ｈ偏波のレベルが標準であることにより、交差偏波干渉量に関しては必然的にＨ偏波側が大きくなって劣化し、またＶ偏波側は小さくなり改善される。このようにして干渉量の変動に応じた干渉補償制御がなされるように動作する。
また係数制御器６８，７８による係数制御は、公知技術であるタップ構成トランスバーサルフィルタの各タップのタップ係数を２倍（２進数の演算で１ビット上位にシフト）または１／２倍（２進数演算で１ビット下位にシフト）することで容易に実現できる。
【００２６】
この操作により、Ｈ偏波の係数制御器６８は係数を２倍に設定することで干渉補償器６７は通常の２倍の補償範囲を持ち、交差偏波干渉に対する補償量絶対値が増加する。また、Ｖ偏波の係数制御器７８の係数を１／２にすることで干渉補償器７７は通常の１／２倍の補償範囲を持つが、補償量の絶対範囲を必要十分に小さくしながらその範囲内できめ細かい制御を行う。
なお、簡単のため係数制御器の入力側をＶ，Ｈ偏波それぞれ制御範囲３値、また出力も３値（入力は「大」，「中」，「小」、出力は２倍、等倍、１／２倍）で示したが、ＲＯＭなどの変換テーブルを使用して複数ビットのアドレス入力に対する複数ビットの出力結果を用いることにより、細かいステップの送信電力制御情報に基づいて、より細かいステップで係数制御を行うことが可能である。
【００２７】
図５に干渉補償器６７，７７の実際の構成を示す。この干渉補償器６７，７７は、受信器６１，７１の受信出力を順次遅延させる遅延回路（Ｄ）９１、これら遅延回路９１からのタップ出力と干渉補償器６７，７７内で生成されたタップ係数とを乗算する乗算器９２、および各乗算器９２の出力を合成する合成回路９３を有するトランスバーサルフィルタ９０と、ビットシフト回路などを用いて係数制御器６８からの重み付け係数（×Ｎ）に基づき各タップ係数の制御を行う重み付け回路９４とから構成されている。
係数制御器６８，７８からの重み付け係数に基づき重み付け回路９４で各タップ係数が一律に増減されて、干渉補償器６７，７７での干渉補償範囲が適切に制御され、干渉補償量が最適な値に調整される。なお、複数タップのトランスバーサルフィルタは公知技術であり詳細な説明は省略する。
【００２８】
図６に干渉補償器６７，７７の他の構成例を示す。前述の図５では、係数制御器６８，７８からの重み付け係数（×Ｎ）により干渉補償器６７，７７内でタップ係数の重み付け制御を行う構成について説明した。ここでは、トランスバーサルフィルタ９０の出力段に重み付け回路９５を設け、合成回路９３からの干渉補償器出力を係数制御器６８，７８からの重み付け係数で増減している。これにより、干渉補償器出力が圧縮あるいは伸長されて干渉補償範囲が適切に制御され、干渉補償量が最適な値に調整される。
この構成によれば、タップ係数ごとに係数を変更する必要が生じないので、構成されるタップ数が多い場合は回路規模を低減できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、受信側に、直交する２つの偏波の交差偏波成分をそれぞれ補償するための干渉補償信号を生成する干渉補償器をそれぞれ有するとともに、干渉状況に応じて各偏波での干渉補償特性がそれぞれ個別に向上するように各偏波ごとに送信電力制御情報を生成して送信側に通知する手段を備える交差偏波干渉除去システムであって、受信側に、各偏波の送信電力制御情報に基づき自偏波の干渉補償量を調整する干渉補償量調整手段を備え、送信電力制御において、Ｖ，Ｈ両偏波の出力電力レベルが異なる場合に発生しうる交差偏波干渉量を予め検知して干渉補償量を調整するようにしたので、受信側だけの干渉補償量調整手段という比較的小規模なハードウェアで実現でき、送信電力制御を交差偏波で独立して制御する場合、ハードウェアの大幅な追加を必要とすることなく、交差偏波干渉に対して最良の干渉補償特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態にかかる交差偏波干渉除去システムの構成（送信側）を示すブロック図である。
【図２】  本発明の一実施の形態にかかる交差偏波干渉除去システムの構成（受信側）を示すブロック図である。
【図３】  係数制御器の係数変換テーブル例である。
【図４】  Ｖ偏波／Ｈ偏波スペクトルと干渉成分を示す説明図である。
【図５】  干渉補償器の構成例である。
【図６】  干渉補償器の他の構成例である。
【図７】  従来の交差偏波干渉除去システムの構成（送信側）を示すブロック図である。
【図８】  従来の交差偏波干渉除去システムの構成（受信側）を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，２０…入力ベースバンド信号、１１，２１…変調器（ＭＯＤ）、１２，２２…可変減衰器（ＡＴＴ）、１３，２３…送信器（ＴＸ）、１４，２４…送信電力制御器、１５，２５…受信器、３１，５１…送受共用器、３２，５２…アンテナ、６０，７０…復調ベースバンド信号、６１，７１…受信器（ＲＸ）、６２，７２…復調器（ＤＥＭ）、６３，７３…適応型等化器、６４，７４…加算器、６５，７５…送信器、６６，７６…受信判定器、６７，７７…干渉補償器、６８，７８…係数制御器、９０…トランスバーサルフィルタ、９４，９５…重み付け回路。
【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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【図７】
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【図８】
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