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発明の名称 無線受信装置および干渉波除去装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−267941(P2001−267941A)
公開日 平成13年9月28日(2001.9.28)
出願番号 特願2000−73496(P2000−73496)
出願日 平成12年3月16日(2000.3.16)
代理人 【識別番号】100082131
【弁理士】
【氏名又は名称】稲本 義雄
【テーマコード(参考)】
5K052
【Fターム(参考)】
5K052 AA01 BB01 DD04 FF29 FF32 GG11 GG12 GG19 GG42 
発明者 小杉 正則
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 所定の送信装置から送信された第1の信号を受信する無線受信装置において、受信された前記第1の信号を所定の時間だけ遅延する遅延手段と、受信された前記第1の信号のレベルを減衰する減衰手段と、前記第1の信号から、他の無線受信装置から入力された第2の信号を減算する減算手段とを備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項2】 前記遅延手段は、前記第1の信号を遅延して前記減算手段に出力し、前記減衰手段は、前記第1の信号のレベルを減衰して、少なくとも1つの前記他の無線受信装置に出力し、前記減算手段は、前記遅延手段により遅延された前記第1の信号から、少なくとも1つの前記他の無線受信装置から入力された前記第2の信号を減算する。ことを特徴とする請求項1に記載の無線受信装置。
【請求項3】 前記遅延手段は、前記第1の信号を遅延して前記減衰手段に出力し、前記減衰手段は、前記遅延手段により遅延された前記第1の信号のレベルを減衰して、少なくとも1つの前記他の無線受信装置に出力し、前記減算手段は、前記第1の信号から、少なくとも1つの前記他の無線受信装置から入力された前記第2の信号を減算することを特徴とする請求項1に記載の無線受信装置。
【請求項4】 所定の送信装置から送信された第1の信号を受信する無線受信装置において、受信された前記第1の信号を所定の時間だけ遅延する遅延手段と、他の無線受信装置から入力された第2の信号のレベルを減衰する減衰手段と、前記第1の信号から、前記減衰手段により減衰された、前記第2の信号を減算する減算手段とを備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項5】 前記遅延手段は、前記第1の信号を遅延して前記減算手段に出力し、前記減衰手段は、少なくとも1つの前記他の無線受信装置から入力された前記第2の信号のレベルを減衰し、前記減算手段は、前記遅延手段により遅延された前記第1の信号から、前記減衰手段により減衰された、少なくとも1つの前記第2の信号を減算することを特徴とする請求項4に記載の無線受信装置。
【請求項6】 前記減衰手段は、少なくとも1つの前記他の無線受信装置から入力された前記第2の信号のレベルを減衰し、前記遅延回路は、少なくとも1つの前記他の無線受信装置に、前記第1の信号を遅延して出力し、前記減算手段は、前記第1の信号から、前記減衰手段により減衰された、少なくとも1つの前記第2の信号を減算することを特徴とする請求項4に記載の無線受信装置。
【請求項7】 所定の送信装置から送信された信号を受信する少なくとも2つの無線受信装置に接続されている干渉波除去装置において、第1の無線受信装置が受信した第1の信号を遅延させる第1の遅延手段と、前記第1の無線受信装置が受信した前記第1の信号のレベルを減衰させる第1の減衰手段と、第2の無線受信装置が受信した第2の信号を遅延させる第2の遅延手段と、前記第2の無線受信装置が受信した前記第2の信号のレベルを減衰させる第2の減衰手段と、前記第1の信号から、前記第2の減衰手段により減衰された前記第2の信号を減算する第1の減算手段と、前記第2の信号から、前記第1の減衰手段により減衰された前記第1の信号を減算する第2の減算手段とを備えることを特徴とする干渉波除去装置。
【請求項8】 前記第1の減算手段が、前記第2の減衰手段により減衰された前記第2の信号を減算する前記第1の信号は、前記第1の遅延手段により遅延された前記第1の信号であり、前記第2の減算手段が、前記第1の減衰手段により減衰された前記第1の信号を減算する前記第2の信号は、前記第2の遅延手段により遅延された前記第2の信号であることを特徴とする請求項7に記載の干渉波除去装置。
【請求項9】 前記第1の減算手段が、前記第2の減衰手段により減衰された前記第2の信号を減算する前記第1の信号は、前記第1の遅延手段により遅延される前の前記第1の信号であり、前記第2の減算手段が、前記第1の減衰手段により減衰された前記第1の信号を減算する前記第2の信号は、前記第2の遅延手段により遅延される前の前記第2の信号であることを特徴とする請求項7に記載の干渉波除去装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線受信装置および干渉波除去装置に関し、特に、受信信号から、他の無線受信装置が受信した干渉波成分を含む信号を減算することにより、同一周波数を用いた複数の組の送信装置と受信装置を用いた無線通信において、複数の無線受信装置が近傍に設置された場合においても、簡単な構成で、混信なく通信を行うことができるようにした無線受信装置および干渉波除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】無線通信システムは、移動体との通信に適していることから、移動通信の分野での利用が最も盛んであるが、技術革新による端末機器の小型化、軽量化、高機能化に伴い、固定通信の分野においても利用されつつある。これまでも、例えば、山間部や離島等の、広い範囲に数少ない加入者が散らばっている場所では加入者線を引くことが容易でないために、固定通信に、無線通信システムが利用されてきた。しかしながら、最近では無線を利用することで設置の工事期間が短縮できたり、設置および運用の費用を節約することができるために、都市部においても、無線通信による通信網の構築が注目されつつある。
【0003】例えば、電話線を各家庭まで引く場合、銅線の費用や工事費が主な費用の要素であるので安価にネットワークを構築することはできない。特に、各家庭に至る最後の300m程度は、電話線を引くための工事の手間およびコストが高い。それに対して、無線通信に必要な交換機や伝送装置などは、携帯電話機の普及に伴う技術革新で価格が低下しているので、例えば、各家庭に至る最後の部分に無線通信システムを利用すると、設備の設置は局所的な工事の実施で済み、工事の手間及びコストの両面において、有線によるネットワークの構築(電話線の設置)よりも有利である。日本国内においても、無線通信を用いた市内網の構築が始まっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固定無線通信の需要拡大に伴い、利用できる周波数の枯渇が予想される。すなわち、今後、同一周波数による複数の無線通信装置での信号の送受信が求められることが予想される。しかしながら、同一周波数による無線通信を行う場合、当然のことながら、混信が発生する可能性が高くなる。
【0005】図1を用いて、同一周波数を用いた無線波を受信する場合に混信が発生する状況について説明する。送信装置1から距離がDの位置にある受信装置3に、波長が短く、直進性の高いミリ波帯の電波による信号を送信し、かつ、送信装置1から距離がWtxだけ離れた送信装置2から、受信装置3と距離Wrxだけ離れた受信装置4に、ミリ波帯の電波による信号が送信される場合について考える。
【0006】ここで、送信信号の放射角電力密度が1/2(=3dB)となる角度である半値角をθとする。受信装置3もしくは受信装置4が信号を受信する方向(図示しないアンテナの指向)に対して、半値角θの範囲に、他の送信装置が送信する信号が含まれる場合、変調方式によっては、混信が発生することがある。
【0007】例えば、図1(A)のように、受信装置3と受信装置4との距離Wrx1が、送信装置1と受信装置3の距離Dおよび送信装置2と受信装置4との距離Dに対して無視できるほど小さい場合(隣接して設置されている場合)を考える。ミリ波帯の電波は直進性が高いため、受信装置3および受信装置4が近接して設置されている場合においても、受信装置3および受信装置4は、完全に同一の信号を受信することはなく、それぞれ異なった信号を受信する。受信装置3および受信装置4の半値角をθとして、送信装置1と送信装置2との距離Wtx1がDsinθで表わされるとき、受信装置3は、送信装置1が送信した信号だけではなく、送信装置2が送信した信号を、受信装置4が受信する受信電力の半分の大きさで受信してしまう。一方、受信装置4は、送信装置2が送信した信号だけではなく、送信装置1が送信した信号を、受信装置3が受信する受信電力の半分の大きさで受信してしまう。すなわち、受信装置3および受信装置4が受信する信号には、それぞれ混信が発生する。
【0008】例えば、受信装置3の受信電力について考えた場合、送信装置1から送信される信号の送信電力をPtA、受信アンテナの利得をGr、送信アンテナの利得をGtとすると、理想的な受信装置3の受信電力Prは、次の式(1)で表わされる。
Pr=(λ/4πD)2PtA・Gr・Gt・・・(1)
ここで、λは、送信電波の波長を示す。
【0009】しかしながら、受信装置3は、送信装置2から送信される信号の影響を受けるので、送信装置2から送信される信号の送信電力をPtBとし、送信装置1、送信装置2、および受信装置3のそれぞれのアンテナの利得が等しい(Gr=Gt=G)と仮定すると、実際の受信装置3の受信電力PrAは、次の式(2)で表わされる。
PrA=(λ/4πD)2(PtA・G2+PtB・G2/2)
・・・(2)
すなわち、式(2)における第1項は、受信すべき信号波の受信電力を、第2項は、干渉波の受信電力を示している。
【0010】更に、PtA=PtBと仮定すると、受信装置3の受信電力PrAは、次の式(3)で表さる。これにより、式(1)と比較して、干渉波のない場合に比べて、受信電力が3/2倍になったことが分かる。
PrA=(3/2)(λ/4πD)2(PtA・G2)・・・(3)
【0011】次に、図1(B)に表わされるように、受信装置3と受信装置4との距離Wrx2がDsinθよりも大きい場合について考える。図1(B)に示されるように、送信装置1と送信装置2との距離Wtx2が、距離Dに対して無視できるほど小さい場合においても(隣接して設置されていても)、受信装置3および受信装置4の距離が十分離れているため、その半値角θの範囲内に受信すべきでない他の送信信号は含まれない。そのため、受信装置3および受信装置4が受信する信号は、混信しない。
【0012】そして、図1(C)に示されるように、送信装置1および送信装置2と、受信装置3および受信装置4がほぼ平行に設置されている場合(受信装置3と受信装置4との距離Wrx3≒送信装置1と送信装置2との距離Wtx3である場合)、送信装置1と送信装置2との距離Wtx3によっては、混信が発生する。送信装置1および送信装置2と、受信装置3および受信装置4の送受信の条件(例えば、受信電力など)が、図1(A)における場合と等しい場合、混信が発生する距離Wtx3の最大値は、図1(A)を用いて説明した距離Wtx1より小さくなる。
【0013】すなわち、図1(A)乃至図1(C)を用いて説明したように、受信装置3および受信装置4の距離Wrxが近い場合(すなわち、Wrx≦Dsinθである場合)、送信装置1および送信装置2の距離Wtxが非常に離れていない限りは、混信が発生しやすい状況となる。
【0014】同一周波数を用いた無線波を受信する場合、従来の受信装置において混信を防ぐためには、例えば、スペクトラム拡散変調を用いたり、TDMA(Time Division Multiple Access(時分割多重アクセス))もしくはCDMA(Code Division Multiple Access(符号分割多重アクセス))などの通信方式を採用するか、あるいは、それぞれの無線受信装置のアンテナの向きを、所定の角度以上違う方向に向くように設置したり、それぞれの無線受信装置の位置を、所定の距離以上はなして設置することにより、所定のD/U比(desire to undesired signal ratio)を確保する必要があった。しかしながら、変調方式やアクセス方式に上述した方式を採用すると、送信装置および受信装置が複雑な構成となってしまう。また、受信装置を任意の場所に設置したいという要望がある場合や、受信装置の設置場所が狭い場合などにおいては、所定のD/U比を確保するための設置条件を満たすことは困難であった。
【0015】本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、同一周波数を用いた複数の組の送信装置と受信装置を用いて無線通信を行う場合、近傍に設置された複数の無線受信装置においても、簡単な構成で、混信なく通信を行うことができるようにするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の無線受信装置は、受信された第1の信号を所定の時間だけ遅延する遅延手段と、受信された第1の信号のレベルを減衰する減衰手段と、第1の信号から、他の無線受信装置から入力された第2の信号を減算する減算手段とを備えることを特徴とする。
【0017】前記遅延手段は、例えば、図4の遅延回路32もしくは遅延回路42により、前記減衰手段は、例えば、図4の可変減衰回路33もしくは可変減衰回路43により、前記減算手段は、例えば、図4の減算回路34もしくは減算回路44により、それぞれ構成することができる。
【0018】また、遅延手段は、第1の信号を遅延して減算手段に出力することができ、減衰手段は、第1の信号のレベルを減衰して、少なくとも1つの他の無線受信装置に出力することができ、減算手段は、遅延手段により遅延された第1の信号から、少なくとも1つの他の無線受信装置から入力された第2の信号を減算することができる。
【0019】また、遅延手段は、第1の信号を遅延して減衰手段に出力することができ、減衰手段は、遅延された第1の信号のレベルを減衰して少なくとも1つの他の無線受信装置に出力することができ、減算手段は、第1の信号から、少なくとも1つの他の無線受信装置から入力された第2の信号を減算することができる。
【0020】本発明の第1の無線受信装置においては、受信された第1の信号が所定の時間だけ遅延され、受信された第1の信号のレベルが減衰され、第1の信号から、他の無線受信装置から入力された第2の信号が減算されるようにしたので、干渉波の成分が除去され、良好な受信信号を得ることができる。
【0021】本発明の第2の無線受信装置は、受信された第1の信号を所定の時間だけ遅延する遅延手段と、他の無線受信装置から入力された第2の信号のレベルを減衰する減衰手段と、遅延手段により遅延された第1の信号から、第2の信号を減算する減算手段とを備えることを特徴とする。
【0022】前記遅延手段は、例えば、図12の遅延回路32もしくは遅延回路42により、前記減衰手段は、例えば、図12の可変減衰回路33もしくは可変減衰回路43により、前記減算手段は、例えば、図12の減算回路34もしくは減算回路44により、それぞれ構成することができる。
【0023】また、遅延手段は、第1の信号を遅延して減算手段に出力することができ、減衰手段は、少なくとも1つの他の無線受信装置から入力された信号のレベルを減衰することができ、減算手段は、遅延手段により遅延された第1の信号から、減衰手段により減衰された少なくとも1つの第2の信号を減算することができる。
【0024】また、減衰手段は、少なくとも1つの他の無線受信装置から入力された信号のレベルを減衰することができ、遅延回路は少なくとも1つの他の無線受信装置に、第1の信号を遅延して出力することができ、減算手段は、第1の信号から、減衰手段により減衰された少なくとも1つの第2の信号を減算することができる。
【0025】本発明の第2の無線受信装置においては、受信された第1の信号が所定の時間だけ遅延され、他の無線受信装置から入力された第2の信号のレベルが減衰され、第1の信号から、減衰された第2の信号が減算されるようにしたので、干渉波の成分が除去され、良好な受信信号を得ることができる。
【0026】本発明の干渉波除去装置は、第1の無線受信装置が受信した第1の信号を遅延させる第1の遅延手段と、第1の無線受信装置が受信した第1の信号のレベルを減衰させる第1の減衰手段と、第2の無線受信装置が受信した第2の信号を遅延させる第2の遅延手段と、第2の無線受信装置が受信した第2の信号のレベルを減衰させる第2の減衰手段と、第1の信号から、第2の減衰手段により減衰された第2の信号を減算する第1の減算手段と、第2の信号から、第1の減衰手段により減衰された第1の信号を減算する第2の減算手段とを備えることを特徴とする。
【0027】前記第1の遅延手段は、例えば、図13の遅延回路32により、前記第2の遅延手段は、例えば、図13の遅延回路42により、前記第1の減衰手段は、例えば、図13の可変減衰回路33により、前記第2の減衰手段は、例えば、図13の可変減衰回路43により、前記第1の減算手段は、例えば、図13の減算回路34により、前記第2の減算手段は、例えば、図13の減算回路44により、それぞれ構成することができる。
【0028】また、第1の減算手段が、第2の減衰手段により減衰された第2の信号を減算する第1の信号は、第1の遅延手段により遅延された第1の信号とすることができ、第2の減算手段が、第1の減衰手段により減衰された第1の信号を減算する第2の信号は、第2の遅延手段により遅延された第2の信号とすることができる。
【0029】また、第1の減算手段が、第2の減衰手段により減衰された第2の信号を減算する第1の信号は、第1の遅延手段により遅延される前の第1の信号とすることができ、第2の減算手段が、第1の減衰手段により減衰された第1の信号を減算する第2の信号は、第2の遅延手段により遅延される前の第2の信号とすることができる。
【0030】本発明の干渉波除去装置においては、第1の無線受信装置が受信した第1の信号が遅延され、第1の無線受信装置が受信した第1の信号のレベルが減衰され、第2の無線受信装置が受信した第2の信号が遅延され、第2の無線受信装置が受信した第2の信号のレベルが減衰され、第1の信号から、減衰された第2の信号が減算され、第2の信号から、減衰された第1の信号が減算されるようにしたので、第1の信号および第2の信号による干渉波の成分が除去され、良好な受信信号を得ることができる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0032】図2は、2組の送信装置と受信装置、すなわち、送信装置11および送信装置12と、受信装置13および受信装置14の配置の例を示す。
【0033】送信装置11は、距離tADだけ離れた受信装置14にアンテナ15から、例えば、ミリ波帯の電波を用いて信号を送信し、送信装置12は、距離tBDだけ離れた受信装置13にアンテナ16から、例えば、ミリ波帯の電波を用いて信号を送信する。受信装置13は、アンテナ17を用いて送信装置12から送信される信号を受信し、受信装置14は、アンテナ18を用いて送信装置11から送信される信号を受信する。
【0034】受信装置13と受信装置14は近接して設置されている。そして、受信装置13が信号を受信する方向(アンテナ17の指向)に対して、半値角θとなる角度に送信装置11が設置され、受信装置14が信号を受信する方向(アンテナ18の指向)に対して、半値角θとなる角度に送信装置12が設置されている。すなわち、受信装置13が受信する送信装置12から送信される信号は、送信装置11から送信される信号の干渉を受け、一方、受信装置14が受信する送信装置11から送信される信号は、送信装置12から送信される信号の干渉を受けてしまう。
【0035】なお、送信装置11と受信装置13との距離をtAU、送信装置12と受信装置14との距離をtBUとしたとき、tAD>tAUおよびtBD>tBUが成り立つ。距離tADおよび距離tBDは、受信装置13と受信装置14との距離に対して十分大きな距離である。アンテナ15は、受信装置14の方向に、アンテナ16は、受信装置13の方向に、アンテナ17は、送信装置12の方向に、アンテナ18は、送信装置11の方向に、それぞれ正しく向けられている。
【0036】図3は、送信装置11の構成を示すブロック図である。なお、送信装置12は、送信装置11と同様の構成を有するので、その説明は省略する。
【0037】発振部21は、搬送波の1/nの周波数の信号を発生し、変調部22に供給する。増幅器23は、送信信号の入力を受け、その信号を増幅し、変調部22に供給する。変調部22は、発振部21から供給された搬送波の1/nの周波数の信号を、増幅器23から供給された送信信号で周波数変調して逓倍部24に供給する。逓倍部24は、入力された信号の周波数をn倍して、所定の周波数に調整し、増幅器25に出力する。増幅器25は、入力された信号を増幅して、所定の送信電力にし、アンテナ15に供給して送信させる。
【0038】図3においては、発振部21が搬送波の1/nの周波数の信号を発生し、逓倍部24が入力された信号の周波数をn倍して所定の周波数に調整するようにしたが、発振部21に、搬送波の周波数の信号を発生させることにより、送信装置11を、逓倍部24を省略した構成としてもよい。
【0039】なお、ここでは、送信装置11が行う変調方法は、周波数変調以外のいずれの変調方法でもよい。更に、図3に示されている以外の構成の送信装置によって、送信信号が送信されるようにしてもよい。
【0040】図4は、受信装置13および受信装置14の構成を示すブロック図である。
【0041】アンテナ17で受信された信号は、受信回路31に出力される。図5は、受信回路31の詳細な構成を示すブロック図である。なお、受信回路41は、受信回路31と同様の構成を有するので、その説明は省略する。
【0042】アンテナ17から入力された信号は、ミキサ52に入力される。ミキサ52は、局部発振部51により発生される所定の周波数の信号の入力を受け、入力された受信信号の周波数を、所定のIF(Intermediate frequency(中間周波数))帯に調整し、増幅器53に出力する。増幅器53は、入力された信号を増幅して、ミキサ55に出力する。1度のミキシングで所定の周波数にならない場合、ミキサ55は、局部発振部54において発生される所定の周波数の信号の入力を受けて、入力信号の周波数を、より低い周波数のIF帯に調整し、増幅器56に出力する。増幅器56は、入力された信号を増幅して帯域フィルタ57に出力する。帯域フィルタ57は、入力された信号の、不必要な周波数帯域を除去し、増幅器58に出力する。増幅器58は、入力されたIF信号を増幅して、図4の遅延回路32および可変減衰回路33に供給する。
【0043】受信回路31および受信回路41の構成は、IF出力を得ることができる構成であれば、図5に示すような構成でなくてもよい。なお、受信回路31および受信回路41において、1度のミキシングで、入力された信号を所望のIF帯に調整することができる場合、局部発振部54乃至増幅器56を省略するようにしてもよい。
【0044】遅延回路32は、受信回路31から入力されたIF出力信号を所定の遅延定数で遅延させ、減算回路34に出力する。遅延回路32は、送信装置11、送信装置12、受信装置13および受信装置14の設置時に、受信回路31から入力されるIF出力信号と、受信装置14の可変減衰回路43から減算回路34に出力される信号とが同位相となるように、その遅延定数(遅延時間)が設定される。すなわち、この遅延定数は、図2を用いて説明した距離tAUと距離tBDとの差によって決まる定数であるので、設置時に設定された後は、送信装置11、送信装置12、受信装置13および受信装置14の位置が変更されない限り、基本的には、再設定の必要はない。
【0045】可変減衰回路33は、入力された信号のレベルを、所定の減衰定数で減衰し、受信装置14の減算回路44に出力する。可変減衰回路33は、送信装置11、送信装置12、受信装置13および受信装置14の設置時に、受信装置14の減算回路44に出力する信号に含まれる送信装置12から送信される信号の電力と、受信装置14の遅延回路42から減算回路44に入力される信号に含まれる送信装置12から送信される信号(すなわち、受信装置14にとっては干渉波であり、除去したい信号)の電力(レベル)が一致するように、その減衰定数が設定される。すなわち、この減衰定数は、受信装置14に対して送信装置11と送信装置12とが成す角度によって決まる定数であるので、設置時に設定された後は、送信装置11、送信装置12、受信装置13および受信装置14の位置が変更されない限り、基本的には、再設定の必要はない。
【0046】また、アンテナ18で受信された信号は、受信回路41に出力される。受信回路41は、受信回路31と同様に、受信された信号のIF出力を遅延回路42および可変減衰回路43に出力する。
【0047】遅延回路42は、受信回路41から入力されたIF出力信号を、図2を用いて説明した距離tADと距離tBUとの差によって決まる所定の遅延定数で遅延させ、減算回路44に出力する。遅延回路42は、遅延回路32と同様に、送信装置11、送信装置12、受信装置13および受信装置14の設置時に、受信回路41から入力されるIF出力信号と、受信装置13の可変減衰回路33から減算回路44に出力される信号とが同位相となるように、その遅延定数が設定される。
【0048】可変減衰回路43は、入力された信号のレベルを、受信装置13に対して送信装置11と送信装置12とが成す角度によって決まる、所定の減衰定数で減衰し、受信装置13の減算回路34に出力する。可変減衰回路43は、可変減衰回路33と同様に、送信装置11、送信装置12、受信装置13および受信装置14の設置時に、その減衰定数が設定される。
【0049】受信装置13の可変減衰回路33と受信装置14の減算回路44、および、受信装置14の可変減衰回路43と受信装置13の減算回路34は、例えば、同軸ケーブルなどによって接続され、信号を入出力できるようになされている。
【0050】そして、受信装置13の減算回路34は、遅延回路32から入力された信号から、受信装置14の可変減衰回路43から入力された信号を減算することにより、アンテナ17が受信した信号から、送信装置11から送信された信号の成分を除去して、増幅器35に出力する。増幅器35は、入力された信号を増幅し、検波回路36に入力する。検波回路36は、送信装置12から送信される信号の変調方式に基づいた復調方式を用いて、変調波を復調して信号波を取り出し、図示しない情報処理装置などに出力する。
【0051】一方、受信装置14の減算回路44も、受信装置13の減算回路34と同様に、遅延回路42から入力された信号から、受信装置13の可変減衰回路33から入力された信号を減算することにより、アンテナ18が受信した信号から、送信装置12から送信された信号の成分を除去して、増幅器45に出力する。増幅器45は、入力された信号を増幅し、検波回路46に入力する。検波回路46は、送信装置11から送信される信号の変調方式に基づいた復調方式を用いて、変調波を復調して信号波を取り出し、図示しない情報処理装置などに出力する。
【0052】次に、図2を用いて説明した送信装置11および送信装置12から送信されたデジタル信号を、受信装置13および受信装置14が受信し、それぞれの干渉波を除去して出力する場合の信号の処理について説明する。
【0053】送信装置11は、図6(A)に示すデジタル信号を所定の方法で変調して送信し、送信装置12は、図6(B)に示すデジタル信号を所定の方法で変調して送信する。送信装置11が送信するデジタル信号の、ある時刻における送信電力をP11t、送信装置12が送信するデジタル信号の、ある時刻における送信電力をP12tとする。
【0054】図7に、受信装置14および受信装置13が受信し、中間周波数出力とした信号を示す。図7(A)に示される受信装置14の受信信号には、本来受信するべき送信装置11が送信した信号に、送信装置12が送信した信号が干渉している。送信装置12は、受信装置14のアンテナ18の指向に対して半値角θとなる位置から信号を送信しているので、受信装置14は、送信装置12の送信電力の半分の電力の信号を受信する。すなわち、図7(A)に示される受信装置14が受信する信号の電力P14tは、次の式(4)で表わすことができる。P14t=P11t+P12t/2・・・(4)
【0055】同様に、図7(B)に示される受信装置13の受信信号には、本来受信するべき送信装置12が送信した信号に、送信装置11が送信した信号が干渉している。図7(B)に示される受信装置13が受信する信号の電力P13tは、次の式(5)で表わすことができる。
P13t=P12t+P11t/2・・・(5)
【0056】図7(A)を用いて説明した受信電力P14tは、遅延回路42および可変減衰回路43に供給される。図7(B)を用いて説明した受信電力P13tは、遅延回路32および可変減衰回路33に供給される。可変減衰回路33および可変減衰回路43が、入力された信号を1/2に減衰するように設定されているとすると、可変減衰回路33から出力される電力Pout33tは、式(6)で表わされ、可変減衰回路43から出力される電力Pout43tは、式(7)で表わされる。
Pout33t=P13t/2=P12t/2+P11t/4・・・(6)
Pout43t=P14t/2=P11t/2+P12t/4・・・(7)
【0057】式(6)で表わされる電力Pout33tは、減算回路44に入力され、式(7)で表わされる電力Pout43tは、減算回路34に入力される。そして、減算回路34において、遅延回路32で位相を合わされた、式(5)で表わされる電力P13tから、式(7)で表わされる電力Pout43tが減算される。同様に、減算回路44において、遅延回路42で位相を合わされた、式(4)で表わされる電力P14tから、式(6)で表わされる電力Pout33tが減算される。減算回路34の出力は式(8)に表わされるようになり、減算回路44の出力を式(9)は表わされるようになる。すなわち、それぞれの出力から、干渉波が除去される。
P13t−Pout43t=(3/4)×P12t・・・(8)
P14t−Pout33t=(3/4)×P11t・・・(9)
【0058】式(8)で表わされる減算回路34の出力は、図8(B)に示されるような、干渉波が除去された信号となり、その信号は、増幅器35で増幅され、検波回路36で検波されて出力される。また、式(9)で表わされる減算回路44の出力は、図8(A)に示されるような、干渉波が除去された信号となり、増幅器45で増幅され、検波回路46で検波されて出力される。
【0059】また、送信装置11および送信装置12が送信する信号は、図6を用いて説明したデジタル信号ではなく、例えば、図9に示されるようなアナログ信号であってもよい。図9(A)は、送信装置11から送信されるアナログ送信信号を表わし、図9(B)は、送信装置12から送信されるアナログ送信信号を表わしている。
【0060】図10に、受信装置14および受信装置13が受信し、中間周波数出力とした信号を示す。図7を用いて説明した場合と同様に、図10(A)に示される受信装置14の受信信号には、本来受信するべき送信装置11が送信した信号に、送信装置12が送信した信号が干渉しているので、受信装置14が受信する信号の電力P14tは、式(4)で表わすことができる。同様に、図7(B)に示される受信装置13の受信信号には、本来受信するべき送信装置12が送信した信号に、送信装置11が送信した信号が干渉しているので、受信装置13が受信する信号の電力P13tは、式(5)で表わすことができる。
【0061】図10(A)を用いて説明した受信電力P14tは、遅延回路42および可変減衰回路43に供給される。図10(B)を用いて説明した受信電力P13tは、遅延回路32および可変減衰回路33に供給される。可変減衰回路33および可変減衰回路43が、入力された信号のレベルを1/2に減衰するように設定されているとすると、デジタル信号を受信した場合と同様に、可変減衰回路33から出力される電力Pout33tは、式(6)、可変減衰回路43から出力される電力Pout43tは、式(7)で表わすことができ、同様に、減算回路34の出力は式(8)に表わされるようになり、減算回路44の出力は式(9)に表わされるようになる。すなわち、減算回路34および減算回路44の出力は、図11に示されるような、干渉波が除去された信号となる。図11(A)は、受信装置14の減算回路44の干渉波が除去された出力信号を表わし、図11(B)は、受信装置13の減算回路34の干渉波が除去された出力信号を表わしている。
【0062】また、図4を用いて説明した説明した受信装置13および受信装置14に代わって、図12に示す受信装置61および受信装置62を用いてもよい。なお、図12において、図4における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する(以下、同様)。すなわち、図12の受信装置61および受信装置62においては、受信回路31から出力される信号のレベルを減衰する可変減衰回路33が、受信回路31を有する受信装置61ではなく、減算回路44を有する受信装置62に備えられ、同様に、受信回路41から出力される信号のレベルを減衰する可変減衰回路43が、受信装置61に備えられている以外は、基本的に、図4における場合と同様の構成を有している。
【0063】また、受信回路および検波回路からなる、従来の受信装置と部品等の共通化を図るために、図4を用いて説明した受信装置13および受信装置14に代わって、図13に示す受信装置71、受信装置72、および干渉波除去装置73を用いるようにしてもよい。
【0064】受信装置71は、受信回路31と検波回路36から構成され、受信装置72は、受信回路41と検波回路46から構成されている。受信回路31および受信回路41の出力は、干渉波除去装置73に供給され、検波回路46は、干渉波除去装置73の増幅器45から信号を入力され、検波回路36は、干渉波除去装置73の増幅器35から信号を入力される。干渉波除去装置73においては、受信回路31および受信回路41から受信信号の入力を受け、遅延回路32および遅延回路42でそれぞれの位相が調整され、可変減衰回路33および可変減衰回路43で、それぞれの信号が所定の減衰定数で減衰され、減算回路34および減算回路44で、干渉波成分が除去され、増幅器35および増幅器45で信号が増幅されて、受信装置71および受信装置72に出力される。
【0065】受信装置71、受信装置72、並びに干渉波除去装置73は、例えば同軸ケーブルなどで相互に接続され、お互いに信号の入出力ができるようになされている。すなわち、受信回路31と検波回路36、もしくは、受信回路41と検波回路46を直接同軸ケーブルで接続することにより、受信装置71および受信装置72は、干渉波除去の機構をもたない、従来の受信装置として使用することができる。
【0066】更に、同一周波数を用いて無線通信を行う送信装置と受信装置が2組だけではなく、それ以上の数、例えば、3組使用され、それぞれの受信装置が隣接して設置される場合、図14に示すような、3つの受信装置81乃至83を用いるようにしてもよい。すなわち、受信装置81は、受信回路31からの出力を送信装置および受信装置の設置条件により決まる所定の減衰定数で減衰して受信装置83の減算回路115に出力する可変減衰回路91が新たに備えられ、減算回路34に代わって、遅延回路32から供給された信号から、受信装置82の可変減衰回路101の出力および受信装置83の可変減衰回路114の出力を減算する減算回路92が備えられていること以外は、基本的に、図4における受信装置13と同様の構成を有している。また、受信装置82および受信装置83の構成も、基本的に、受信装置81の構成と同様であるのでその説明は省略する。
【0067】すなわち、受信装置81乃至83は、減算回路92,102、もしくは115において、自分自身が受信した受信信号から、他の2つの受信装置が受信し、設置時に設定された所定の減衰係数で減衰された信号をそれぞれ減算することにより、前述した受信装置13および受信装置14と同様に、干渉波を含んだ受信信号から、干渉波を除去することができる。
【0068】なお、図14を用いて説明した受信装置81乃至83は、所定の減衰定数で減衰された信号を、他の受信装置から入力されるのではなく、例えば図12を用いて説明した受信装置61および62と同様に、減衰される前の信号を他の受信装置から入力され、その信号を、所定の減衰定数で減衰して減算回路92,102、もしくは115へ入力するようにしてもよい。
【0069】次に、図15は、図2を用いて説明した場合と異なる配置で、2組の送信装置および受信装置が設置された例を示す。送信装置11、送信装置12、受信装置121、および受信装置122の配置において、tAD<tAUおよびtBD<tBUが成り立つ。図15の設置状態における、受信装置121および受信装置122の構成を、図16に示す。
【0070】図16に示される受信装置121は、遅延回路42が、可変減衰回路43の前段に備えられている以外は、基本的に、図4を用いて説明した受信装置14と同様の構成を有し、受信装置122は、遅延回路32が、可変減衰回路33の前段に備えられている以外は、基本的に、図4を用いて説明した受信装置13と同様の構成を有している。
【0071】すなわち、図15に示される、送信装置11、送信装置12、受信装置121、および受信装置122の設置条件においては、受信装置121が受信する送信装置11からの送信信号は、受信装置122が受信する送信装置11からの送信信号より位相が進んでおり、受信装置122が受信する送信装置12からの送信信号は、受信装置121が受信する送信装置12からの送信信号より位相が進んでいる。したがって、それぞれの信号の位相を合わせるためには、可変減衰回路33もしくは可変減衰回路43に入力される信号(あるいは、可変減衰回路33もしくは可変減衰回路43から出力される信号)を、その設置条件に基づいた所定の遅延係数で遅延させなければならない。
【0072】また、図15の受信装置121および受信装置122に代わって、図17に示す受信装置131および受信装置132、もしくは、図18に示す受信装置71、受信装置72、および干渉波除去装置141を用いるようにしてもよい。
【0073】図17の受信装置131および受信装置131は、遅延回路42が、可変減衰回路43の前段に備えられている以外は、基本的に、図12を用いて説明した受信装置61と同様の構成を有し、図17に示される受信装置132は、遅延回路32が、可変減衰回路33の前段に備えられている以外は、基本的に、図12を用いて説明した受信回路62と同様の構成を有している。
【0074】そして、図18の干渉波除去装置141は、遅延回路42が、可変減衰回路43の前段に備えられ、遅延回路32が、可変減衰回路33の前段に備えられている以外は、基本的に、図13を用いて説明した干渉波除去装置73と同様の構成を有している。
【0075】また、複数の受信装置を隣接設置するのではなく、受信装置を単独で使用する場合、例えば、図19(A)に示すように、受信装置13において、可変減衰回路33の出力と減算回路34の入力を直接接続するようにしてもよい。この場合、図19(B)に示されるように、送信装置11から送信される送信波の経路に、電波を反射するものがある場合などに発生する、自分自身が受信するべき受信信号の遅延波の影響を軽減することが可能になる。
【0076】すなわち、遅延波に合わせて設定された遅延係数を有する遅延回路32で遅延された受信信号から、電波を反射する反射物の位置などによって決まる減衰定数を有する可変減衰回路33により減衰された受信信号を、減算回路34において減算することにより、反射物により反射されて受信された遅延波の成分を除去することができる。
【0077】また、受信装置13以外の、受信装置14,61,62,81,82,83,121,122,131および132においても、他の受信装置に対する出力と入力を直接接続することにより、図19を用いて説明した受信装置13と、同様の効果を得ることができる。
【0078】
【発明の効果】本発明の第1の無線受信装置によれば、受信信号から、他の無線受信装置から入力された、干渉波成分を含む信号を減算することにより、干渉波の成分が除去され、良好な受信信号を得ることができる。
【0079】本発明の第2の無線受信装置によれば、受信信号から、他の無線受信装置から入力された、干渉波成分を含む信号を減算することにより、干渉波の成分が除去され、良好な受信信号を得ることができる。
【0080】本発明の干渉波除去装置によれば、第1の無線受信装置から入力された信号から、干渉波成分を含む、第2の無線受信装置から入力された信号を減算し、第2の無線受信装置から入力された信号から、干渉波成分を含む、第1の無線装置から入力された信号を減算することにより、それぞれの無線受信装置が受信した信号から干渉波の成分が除去され、良好な受信信号を得ることができる。




 

 


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