信号处理装置、信号处理方法、程序及移动体
阅读说明:本技术 信号处理装置、信号处理方法、程序及移动体 (Signal processing device, signal processing method, program, and moving object ) 是由 大内干博 木村知弘 外山隆行 安达尚季 芝池尚哉 冈村周太 于 2019-01-29 设计创作,主要内容包括:提供能够提高性能的信号处理装置。该信号处理装置具备:传送路估计部(165V),在通过由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收而得到的垂直信号及水平信号之中,使用垂直信号估计发送信号的第1传送路特性;传送路估计部(165H),使用水平信号估计发送信号的第2传送路特性;权重计算部(170),使用第1传送路特性及第2传送路特性,计算与垂直信号对应的第1权重以及与水平信号对应的第2权重;以及加权部(175),使用第1权重及第2权重针对垂直信号及水平信号进行加权相加。(Provided is a signal processing device capable of improving performance. The signal processing device includes: a transmission path estimation unit (165V) that estimates the 1 st transmission path characteristic of the transmission signal using the vertical signal, among the vertical signal and the horizontal signal received by the vertically polarized antenna and the horizontally polarized antenna; a transmission path estimation unit (165H) that estimates the 2 nd transmission path characteristics of the transmission signal using the horizontal signal; a weight calculation unit (170) that calculates a1 st weight corresponding to the vertical signal and a 2 nd weight corresponding to the horizontal signal using the 1 st transmission path characteristic and the 2 nd transmission path characteristic; and a weighting unit (175) for performing weighted addition on the vertical signal and the horizontal signal by using the 1 st weight and the 2 nd weight.)
技术领域
本公开涉及例如为了接收从卫星等发送装置发送的信号而进行的处理。
背景技术
针对航行中的飞行器内的乘客,积极地提供互联网连接或者现场TV分发服务,这些服务经由卫星提供(非专利文献1)。近年来,HTS(High Throughput Satellite:高吞吐量卫星)被逐渐导入,利用多点波束及频率再利用等技术,与以往型号相比提高了相同的频带宽度下的吞吐量(非专利文献2)。作为多点波束的一例,可以举出4点波束的反复(4colors)(非专利文献3的4.4.2章)。在该4点波束的反复中,对2个带域各自适用2个正交偏振波(例如,V(Vertical:垂直)偏振波和H(Horizontal:水平)偏振波)。
在先技术文献
非专利文献
非专利文献1:“航空领域中的卫星通信的需求和对下一代通信卫星的期待,”与下一代技术试验卫星的未来展望相关的研讨会2016,(Mar.2016)(http://www.mri.co.jp/news/seminar/uploadfiles/ssu20160330.pdf)
非专利文献2:“卫星通信服务的世界动向,”与下一代技术试验卫星的未来展望相关的研讨会2016,(Mar.2016)(http://www.mri.co.jp/news/seminar/uploadfiles/ssu20160330.pdf)
非专利文献3:DVB blue book A171-2(2015年3月):Digital Vid eoBroadcasting(DVB);Implementation guidelines for the second generat ion systemfor Broadcasting,Interactive Services,News Gathering and other broadbandsatellite applications;Part2-S2 Extensions(DVB-S2X)(https://www.dvb.org/resources/public/standards/A171-2%20S2X%20imp.pdf)
非专利文献4:Draft ETSI EN 302 307-2v1.1.1(2014年10月):Digital VideoBroadcasting(DVB);Second generation framing structure,channel coding andmodulation systems for Broadcasting,Interactive Services,News Gathering andother broadband satellite applications;DVB-S2 Extensions(DVB-S2X)(http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302300_302399/30230702/01.01.01_20/en_30230702v010101a.pdf)
非专利文献5:DVB blue book A171-1(2015年3月):Digital VideoBroadcasting(DVB);Implementation guidelines for the second generation systemfor Broadcasting,Interactive Services,News Gathering and other broadbandsatellite applications;Part 1(DVB-S2)(https://www.dvb.org/resources/public/standards/a171-1_s2_guide.pdf)
非专利文献6:ETSI EN 301 545-2v1.2.1(2014年4月):Digital VideoBroadcasting(DVB);Second Generation DVB Interactive Satellite System(DVB-RCS2);Part 2:Lower Layers for Satellite standard(http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/301500_301599/30154502/01.02.01_60/en_30154502v010201p.pdf)
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在用于接收从卫星等发送装置发送的信号的以往的信号处理装置中,存在性能不足的课题。
于是,在本公开中,提供能够提高性能的信号处理装置。
用于解决课题的手段
本公开的一个方式所涉及的信号处理装置具备:第1传送路估计部,在通过由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收以垂直偏振波及水平偏振波之中的一方从发送装置发送的发送信号而得到的垂直信号及水平信号之中,使用所述垂直信号估计所述发送信号的第1传送路特性;第2传送路估计部,使用所述水平信号估计所述发送信号的第2传送路特性;权重计算部,使用所述第1传送路特性及所述第2传送路特性,计算与所述垂直信号对应的第1权重以及与所述水平信号对应的第2权重;以及加权部,使用所述第1权重及所述第2权重针对所述垂直信号及所述水平信号进行加权相加,所述第1传送路特性是供所述发送信号从所述发送装置向所述垂直偏振波用的天线传送的传送路的特性,所述第2传送路特性是供所述发送信号从所述发送装置向所述水平偏振波用的天线传送的传送路的特性。
此外,这些概括性或者具体性的方式也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的CD-ROM等记录介质实现,也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意组合实现。另外,记录介质也可以是非易失性的记录介质。
发明效果
本公开的信号处理装置能够提高性能。
本公开的一个方式中的进一步的优点及效果通过说明书及附图而明确。相关优点以及/或者效果通过几个实施方式以及说明书及附图所记载的特征分别提供,但为了得到1个或者其以上的相同的特征不一定必须全部提供。
附图说明
图1是表示实施方式1中的通信系统的构成的一例的图。
图2是表示实施方式1中的从卫星的天线发送的DVB-S2X规格的帧构造的图。
图3是表示实施方式1中的被搭载于飞行器的通信装置的构成的一例的图。
图4是表示实施方式1中的输入IF信号的频谱的一例的图。
图5是表示实施方式1中的调谐器部的构成的一例的图。
图6是表示实施方式1中的同步处理部的构成的一例的图。
图7是表示实施方式1中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图8是表示实施方式1中的传送路估计部的构成的一例的图。
图9是表示实施方式1中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图10是表示实施方式1中的信号处理装置的处理动作的其他例的流程图。
图11是表示实施方式2中的通信装置的构成的一例的图。
图12是表示实施方式2中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图13是表示实施方式2中的传送路估计部的构成的图。
图14是表示实施方式2的变形例中的传送路估计部的构成的一例的图。
图15是表示实施方式3中的通信装置的构成的一例的图。
图16是表示实施方式3中的IF发送信号生成部的构成的一例的图。
图17是表示实施方式3的变形例中的通信装置的构成的一例的图。
图18是表示实施方式4中的通信装置的构成的一例的图。
图19是表示实施方式4中的同步处理部的构成的一例的图。
图20是表示实施方式4中的偏振波偏移部的构成的一例的图。
图21是表示实施方式4中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图22是表示实施方式5中的通信装置的构成的一例的图。
图23是表示实施方式5中的同步处理部的构成的一例的图。
图24是表示实施方式5中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图25是表示实施方式6中的通信装置的构成的一例的图。
图26是表示实施方式6中的同步处理部的构成的一例的图。
图27是表示实施方式6中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图28是表示DVB-S2X规格的帧构造中包含的导频块的位置的图。
图29是表示实施方式7中的通信装置的构成的一例的图。
图30是表示实施方式7中的同步处理部的构成的一例的图。
图31是表示实施方式7中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图32是表示DVB-S2X规格的超级帧(SF)构造的图。
图33是表示实施方式8中的通信装置的构成的一例的图。
图34是表示实施方式8中的同步处理部的构成的一例的图。
图35是表示实施方式8中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图36是表示实施方式9中的通信装置构成的一例的图。
图37是表示实施方式9中的同步处理部的构成的一例的图。
图38是表示实施方式10中的通信装置的构成的一例的图。
图39是表示实施方式10的变形例1中的通信装置的构成的一例的图。
图40是表示实施方式10的变形例2中的通信装置的构成的一例的图。
图41是表示实施方式10的变形例2中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图42是表示实施方式10中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图43是表示实施方式11中的通信装置的构成的一例的图。
图44是表示实施方式11中的同步处理部的构成的一例的图。
图45是表示实施方式11中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图46是表示实施方式11中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图47是表示实施方式12中的通信装置的构成的一例的图。
图48是表示实施方式12中的同步处理部的构成的一例的图。
图49是表示实施方式12中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图50是表示实施方式13中的通信装置的构成的一例的图。
图51是表示实施方式13中的调谐器部和A/D转换部使得通过的最小带域的一例的图。
图52是表示实施方式13中的同步处理部的构成的一例的图。
图53是表示实施方式13中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图54是表示实施方式14中的通信装置的构成的一例的图。
图55是表示实施方式14中的调谐器部和A/D转换部使得通过的最小带域的一例的图。
图56是表示实施方式14中的同步处理部的构成的一例的图。
图57是表示实施方式14中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
图58是表示实施方式15中的通信装置的构成的一例的图。
图59是表示实施方式15中的偏振波信号处理部的构成的一例的图。
图60是表示实施方式15中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
具体实施方式
(作为本公开的基础的知识)
本发明人关于“背景技术”部分中记载的以往的信号处理,发现其产生了以下的课题。
在飞行器等移动体中接收卫星信号的情况下,基于卫星与移动体的位置关系、以及移动体及卫星的横滚及偏航等起伏,偏振波每时每刻发生变化,因此接收性能劣化。这在以高速进行长距离移动的飞行器的情况下变得显著。对此,在飞行器中,根据卫星与飞行器的机体之间的位置关系(纬度经度信息)计算偏振角,并以机械方式或者电子方式改变偏振面,从而抑制其接收性能的劣化。
但是,无法取得严密的最佳点。进而还存在以下课题:发生无法追随机体及卫星的姿态的状况,另外,不得不预先对包含V偏振波和H偏振波的天线在内的RF(RadioFrequency:射频)前端部的电路的相位及功率进行调整。
与此相对,如果使用右旋偏振波或者左旋偏振波,则不需要考虑改变偏振面。但是,在用于右旋偏振波或者左旋偏振波的圆偏振波应答器中,例如发送放大器的数量需要2倍,结果,成本变高,难以对全部卫星波束使用圆偏振波应答器。
为了解决这样的课题,本公开的一个方式所涉及的信号处理装置具备:第1传送路估计部,在通过由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收以垂直偏振波及水平偏振波之中的一方从发送装置发送的发送信号而得到的垂直信号及水平信号之中,使用所述垂直信号估计所述发送信号的第1传送路特性;第2传送路估计部,使用所述水平信号估计所述发送信号的第2传送路特性;权重计算部,使用所述第1传送路特性及所述第2传送路特性,计算与所述垂直信号对应的第1权重以及与所述水平信号对应的第2权重;以及加权部,使用所述第1权重及所述第2权重针对所述垂直信号及所述水平信号进行加权相加,所述第1传送路特性是供所述发送信号从所述发送装置向所述垂直偏振波用的天线传送的传送路的特性,所述第2传送路特性是供所述发送信号从所述发送装置向所述水平偏振波用的天线传送的传送路的特性。例如也可以是,所述第1传送路特性表示所述发送信号之中的被包含于所述垂直信号的信号的比例,所述第2传送路特性表示所述发送信号之中的被包含于所述水平信号的信号的比例。
由此,为了接收从卫星等发送装置发送的信号,不仅使用从与该信号的偏振波对应的天线得到的信号,而且也使用从与相对于该信号的偏振波正交的偏振波对应的天线得到的信号。也就是说,使用垂直信号和水平信号。进而,这样的垂直信号和水平信号利用与各自的传送路特性相应的权重被加权相加。因此,能够提高信号处理的性能。也就是说,在该权重例如使用MMSE的权重的情况下,即使发送信号的偏振波每时每刻发生变化,也能够改善由于偏振面相对于最佳点偏差而劣化的接收SNR。进而,还能够改善接收SINR。
另外,所述信号处理装置也可以还具备:同步处理部,针对所述垂直信号及所述水平信号分别进行同步处理,所述第1传送路估计部及所述第2传送路估计部使用同步处理完成的所述垂直信号及所述水平信号估计所述第1传送路特性及所述第2传送路特性,所述加权部针对同步处理完成的所述垂直信号及所述水平信号进行所述加权相加,所述同步处理部具备:第1同步处理部,针对所述垂直信号进行同步处理;以及第2同步处理部,针对所述水平信号进行同步处理,所述第1同步处理部和所述第2同步处理部通过相互协同,使所述垂直信号与所述水平信号之间的频率差及相位差分别接近于0。
例如,在将由天线接收的2个偏振波信号通过1根线缆向通信装置复用传送时发生的频率偏差及相位偏差有可能使得接收性能劣化。但是,在本公开的一个方式中,协同进行垂直信号及水平信号各自的同步处理以使频率差及相位差接近于0,因此能够抑制与该垂直信号及水平信号分别对应的同步偏差。
另外也可以是,所述第1同步处理部和所述第2同步处理部通过相互协同,进而使所述垂直信号与所述水平信号的时钟定时误差变小,而且,使所述垂直信号与所述水平信号的功率和固定。
由此,能够提高与垂直信号及水平信号对应的同步处理的精度。
另外也可以是,所述信号处理装置还具备:偏振波偏移部,针对所述垂直信号及所述水平信号赋予偏移;以及同步处理部,针对被赋予了所述偏移后的所述垂直信号及所述水平信号分别进行同步处理,所述第1传送路估计部及所述第2传送路估计部使用同步处理完成的所述垂直信号及所述水平信号估计所述第1传送路特性及所述第2传送路特性,所述加权部针对同步处理完成的所述垂直信号及所述水平信号进行所述加权相加,所述偏振波偏移部基于所述同步处理部的同步处理的结果、以及通过所述加权相加而得到的信号中包含的信息之中的至少一方,针对接下来要进行同步处理的垂直信号及水平信号赋予偏移。
由此,即使在存在与来自发送装置的卫星信号(即期望信号)相似的干扰信号的条件下,也能够针对垂直信号及水平信号分别赋予偏移以得到该期望信号。因此,能够区别期望信号与干扰信号,能够减轻干扰成分的影响,改善接收SINR。
另外也可以是,所述信号处理装置还具备:均衡化部,针对所述垂直信号及所述水平信号、或者通过所述加权相加而得到的信号进行均衡化处理。
由此,由于进行均衡化处理,能够减轻符号间干扰的影响。即,能够削减延迟波的影响。结果,能够改善接收SINR。
另外也可以是,所述信号处理装置还具备:同步处理部,针对所述垂直信号及所述水平信号分别进行同步处理;以及移交控制部,指示频率与所述发送信号不同的移交候选信号,在被指示了所述移交候选信号的情况下,(i)所述加权部不进行所述加权相加,而且,(ii)所述同步处理部判定通过由所述垂直偏振波用的天线及所述水平偏振波用的天线之中的与不同于所述发送信号的偏振波对应的天线接收而得到的接收信号是否满足规定的条件,在判定为所述接收信号满足所述规定的条件的情况下,所述移交控制部输出移交执行信号,所述同步处理部、所述第1传送路估计部、所述第2传送路估计部、所述权重计算部及所述加权部在取得了所述移交执行信号的情况下,将作为被处理的对象的信号从所述发送信号切换为所述移交候选信号。
由此,在进行移交时,虽然例如MMSE的加权相加被中止,仍能够适当地进行移交。
另外也可以是,所述信号处理装置还具备:同步处理部,针对所述垂直信号及所述水平信号分别进行同步处理;以及移交控制部,指示与所述发送信号相比频率相同且偏振波不同的移交候选信号,所述同步处理部在被指示了所述移交候选信号的情况下,基于由所述垂直偏振波用的天线及所述水平偏振波用的天线分别接收的信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,判定所述移交候选信号是否满足规定的条件,在判定为所述移交候选信号满足所述规定的条件的情况下,所述移交控制部输出移交执行信号,所述同步处理部、所述第1传送路估计部、所述第2传送路估计部、所述权重计算部及所述加权部在取得了所述移交执行信号的情况下,将作为被处理的对象的信号从所述发送信号切换为所述移交候选信号。
由此,即使在进行移交时,也能够没有中断地持续进行与期望信号对应的同步定时的检测。结果,能够在移交时也连续地进行与期望信号对应的加权相加,特别能够改善单元(小区)边缘附近的SINR。
另外也可以是,所述信号处理装置还具备:调谐器部,在由所述垂直偏振波用的天线及所述水平偏振波用的天线接收的信号之中,使当前设定的频带的信号通过;同步处理部,针对通过了所述调谐器部的所述垂直信号及所述水平信号分别进行同步处理;以及移交控制部,指示频率及偏振波之中的至少一方与所述发送信号不同的移交候选信号,在被指示了所述移交候选信号的情况下,(i)所述调谐器部扩大所述频带以使所述移交候选信号通过,而且,(ii)所述同步处理基于通过了所述调谐器部的所述移交候选信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,判定所述移交候选信号是否满足规定的条件,在判定为所述移交候选信号满足所述规定的条件的情况下,所述移交控制部输出移交执行信号,所述同步处理部、所述第1传送路估计部、所述第2传送路估计部、所述权重计算部及所述加权部在取得了所述移交执行信号的情况下,将作为被处理的对象的信号从所述发送信号切换为所述移交候选信号。
由此,无论移交候选信号是怎样的信号,都能够在移交时连续地减轻期望信号和移交候选信号双方中的干扰成分的影响。结果,能够改善接收SINR。
另外也可以是,所述信号处理装置还具备:调谐器部,在由所述垂直偏振波用的天线及所述水平偏振波用的天线接收的信号之中,使当前设定的第1频带的信号通过;同步处理部,针对通过了所述调谐器部的所述垂直信号及所述水平信号分别进行同步处理;以及移交控制部,指示频率及偏振波之中的至少一方与所述发送信号不同的移交候选信号,在被指示了所述移交候选信号的情况下,(i)所述调谐器部将用于使信号通过的频带,分时地切换为所述第1频带和用于使所述移交候选信号通过的第2频带,而且,(ii)所述同步处理基于通过了所述调谐器部的所述移交候选信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,判定所述移交候选信号是否满足规定的条件,在判定为所述移交候选信号满足所述规定的条件的情况下,所述移交控制部输出移交执行信号,所述同步处理部、所述第1传送路估计部、所述第2传送路估计部、所述权重计算部及所述加权部在取得了所述移交执行信号的情况下,将作为被处理的对象的信号从所述发送信号切换为所述移交候选信号。
由此,无论移交候选信号是怎样的信号,都能够在移交时分时地减轻期望信号及移交候选信号的某一方中的干扰成分的影响。结果,能够改善接收SINR。
另外也可以是,所述信号处理装置还具备:天线控制部,变更由所述垂直偏振波用的天线及所述水平偏振波用的天线接收的信号的偏振面的朝向,所述天线控制部基于由所述权重计算部计算的所述第1权重及所述第2权重,变更所述偏振面的朝向。
由此,能够进一步减轻干扰成分的影响,进一步改善接收SINR。
另外,本公开的一个方式所涉及的移动体具备:上述的信号处理装置、所述垂直偏振波用的天线、以及所述水平偏振波用的天线。
由此,即使例如飞行器等移动体由于横滚及偏航等起伏而导致发送信号的偏振波每时每刻发生变化,也能够改善由于偏振面相对于最佳点偏差而劣化的接收SNR。进而,还能够改善接收SINR。
以下,关于实施方式,参照附图具体进行说明。
此外,以下说明的实施方式均示出概括性或者具体性的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一例,并非意在限定本公开。此外,关于以下的实施方式中的结构要素之中表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的结构要素,作为任意的结构要素而被说明。另外,各图是示意图,不一定严密地图示。另外,在各图中,针对相同的构成部件赋予相同的标记。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1中的通信系统的构成的一例的图。
通信系统具备发送卫星信号的卫星3000、以及接收该卫星信号的通信装置100。
如图1所示,在卫星3000上搭载了天线3010。天线3010对应于2个正交偏振波(V偏振波和H偏振波)。因此,卫星3000通过使用了该天线3010的多点波束,即通过针对2个频带中的各个频带适用该2个正交偏振波的4点波束的反复(4colors)的多点波束,来进行收发。
另外,如图1所示,在飞行器2000上搭载了天线2010,天线2010与通信装置100连接。天线2010对应于2个正交偏振波(V偏振波和H偏振波)。此外,在本实施方式中,向飞行器2000所存在的位置从卫星3000发送V偏振波的卫星信号作为波束。通信装置100使用该天线2010接收从卫星3000发送的V偏振波的卫星信号。
图2是表示从卫星3000的天线3010发送的DVB-S2X规格(非专利文献4)的帧构造的图。各帧由90符号的PLHEADER以及64800比特或者16200比特的LDPC coded frame(编码帧)构成。PLHEADER具有以π/2BPSK调制而得到的90符号,由已知比特模式(18D2E82HEX)且26符号的SOF、以及64符号的PLSCODE构成。LDPC coded frame由S(S为1以上的整数)时隙构成,S的值根据调制方式而不同。此外,1时隙包括90符号。
图3是表示被搭载于飞行器2000的通信装置100的构成的一例的图。通信装置100具备调谐器部110、同步处理部130、偏振波信号处理部140、FEC(Forward ErrorCorrection:前向纠错)解码部150及基准信号产生部155。进而,通信装置100具备对应于V偏振波的A/D转换部120V、以及对应于H偏振波的A/D转换部120H。此外,通信装置100之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路105构成。
以下,关于通信装置100的动作进行说明。
由天线2010接收的2个偏振波信号作为IF(Intermediate Frequency:中频)频带的信号(也称为输入IF信号)被输入至调谐器部110。
图4的(a)及(b)是表示输入IF信号的频谱的一例的图。如该图4所示,V偏振波的输入IF信号在950~1450MHz的频带被输入,H偏振波的输入IF信号在1650~2150MHz的频带被输入。即,H偏振波的输入IF信号以比V偏振波的输入IF信号高700MHz的频率被输入。此外,如本公开所要解决的课题中记载的那样,飞行器2000虽然根据卫星与飞行器2000的机体之间的位置关系(即纬度经度信息)计算偏振角,以机械方式或者电子方式改变天线2010的偏振面,但是无法取得严密的最佳点。
图5是表示调谐器部110的构成的一例的图。调谐器部110具备下变换部111及113、基准信号产生部115、以及调谐信号产生部117。
在图5的调谐器部110中,基准信号产生部115产生700MHz的基准信号。下变换部111将图4的(a)所示的输入IF信号与700MHz的基准信号相乘,通过BPF(Band Pass Filter:带通滤波器)提取被下变换至950~1450MHz的H偏振波的信号。调谐信号产生部117产生位于950~1450MHz的信号之中的中心频率与被调谐的频带相同的调谐信号。下变换部113将图4的(a)所示的输入IF信号以及从下变换部111输出的信号分别与调谐信号相乘,通过LPF(Low Pass Filter:低通滤波器)提取被下变换至基带的V偏振波及H偏振波各自的信号,并作为调谐后V信号及调谐后H信号输出。
此外,在本实施方式中,如上所述,向飞行器2000所存在的位置从卫星3000发送V偏振波的信号作为波束。然后,通信装置100使用该天线2010接收从该卫星3000发送的V偏振波的信号。因此,调谐器部110从由天线2010之中的V偏振波用的天线接收的V偏振波信号中提取调谐后V信号并输出,从由天线2010之中的H偏振波用的天线接收的V偏振波信号中提取调谐后H信号并输出。在该情况下,调谐器部110的下变换部111仅针对输入IF信号之中的1650~2150MHz的带域的信号进行下变换。
接下来,如图3所示,由基准信号产生部155产生的10MHz的基准信号被输入至集成电路105。V偏振波的A/D转换部120V将调谐后V信号从模拟信号转换为数字信号。结果,输出V偏振波的调谐后数字信号。H偏振波的A/D转换部120H将调谐后H信号从模拟信号转换为数字信号。结果,输出H偏振波的调谐后数字信号。
图6是表示同步处理部130的构成的一例的图。同步处理部130具备:对应于V偏振波的粗频率同步处理部131V、时钟同步处理部132V、帧同步处理部133V、精密频率同步处理部134V、相位同步处理部135V、振幅控制部136V及数字相位同步处理部137V。进而,同步处理部130具备:对应于H偏振波的粗频率同步处理部131H、时钟同步处理部132H、帧同步处理部133H、精密频率同步处理部134H、相位同步处理部135H、振幅控制部136H及数字相位同步处理部137H。此外,在本公开中,在针对各构成要素赋予的参照标记之中,“V”表示该构成要素是V偏振波用的要素,“H”表示该构成要素是H偏振波用的要素。进而,在本公开中,在省略了参照标记之中的“H”或者“V”的情况下,该参照标记表示V偏振波用及H偏振波用之中的某一方或者双方的构成要素。例如,粗频率同步处理部131表示粗频率同步处理部131V及粗频率同步处理部131H之中的一方或者双方。
同步处理部130进行被转换为数字的调谐后V信号及调谐后H信号的同步处理。然后,同步处理部130将同步处理后的调谐后V信号作为V信号或者同步处理后信号输出,将同步处理后的调谐后H信号作为H信号或者同步处理后信号输出。该基本的动作遵循非专利文献5的Annex C,因此以下仅关于本实施方式的特征性的动作进行说明。
图5的调谐器部110使用与同步处理部130中使用的10MHz的基准信号无关联地产生的700MHz的基准信号,将H偏振波的信号下变换至950~1450MHz。因此,如果仅是同步处理部130相互独立地进行调谐器部110所输出的调谐后V信号及调谐后H信号的2个系统的同步处理中的各个处理,则在从同步处理部130输出的V信号与H信号之间产生频率偏差及相位偏差。因此,同步处理部130进行PLL(Phase Locked Loop:锁相环)或者前馈控制,以使各偏振波的由精密频率同步处理部134同步后的频率之差为0。进而,同步处理部130进行PLL或者前馈控制,以使各偏振波的由相位同步处理部135同步后的相位之差为0。
或者也可以如图5所示,将由基准信号产生部155产生的10MHz的基准信号向调谐器部110输入,基准信号产生部115使用该10MHz的基准信号来产生700MHz的基准信号。或者也可以如图4的(b)所示,调谐器部110提取由基准信号产生部155产生并被复用于输入IF信号的10MHz的基准信号,基准信号产生部115使用该10MHz的基准信号来产生700MHz的基准信号。在这些情况下,如果仅是同步处理部130相互独立地进行调谐器部110所输出的调谐后V信号及调谐后H信号的2个系统的同步处理,则在从同步处理部130输出的V信号与H信号之间仅产生相位偏差。因此,同步处理部130进行PLL或者前馈控制,以使各偏振波的由相位同步处理部135同步后的相位之差为0。
如上,由同步处理部130进行了同步处理后的V偏振波的调谐后数字信号和H偏振波的调谐后数字信号,作为同步处理后信号(即V信号及H信号)被输入至偏振波信号处理部140。
图7是表示偏振波信号处理部140的构成的一例的图。偏振波信号处理部140具备权重计算部170及加权部175。进而,偏振波信号处理部140具备对应于V偏振波的缓冲器161V及传送路估计部165V、以及对应于H偏振波的缓冲器161H及传送路估计部165H。
图8是表示传送路估计部165的构成的一例的图。此外,图8所示的传送路估计部165的构成是传送路估计部165V及165H各自的构成。
传送路估计部165具备26个延迟元件181-1~181-26、26个乘法器182-1~182-26、以及归一化平均处理部183。此外,在本实施方式中,也将26个延迟元件181-1~181-26分别称为延迟元件181,将26个乘法器182-1~182-26分别称为乘法器182。
在图8的传送路估计部165中,在26个延迟元件181中SOF的26符号各自被保存的定时,26个乘法器182进行这26个延迟元件181的输出与26个系数C1~C26各自的复数相乘。26个系数C1~C26是对图2所示的已知比特模式(18D2E82HEX)的各比特进行了π/2BPSK调制而得到的符号的复共轭数。归一化平均处理部183进行26个乘法器182的输出的平均处理,将进行归一化而得到的值作为传送路估计值输出。此外,在向传送路估计部165输入的SOF的26符号中完全没有误差的情况下,传送路估计部165进行使得输出为1的处理作为上述的归一化。即,传送路估计部165进行被输入的同步处理后信号中包含的SOF的26符号与对已知比特模式(18D2E82HEX)的各比特进行了π/2BPSK调制而得到的26符号之间的相关处理。
图7的权重计算部170使用从图8的传送路估计部165V及165H分别输出的传送路估计值,如下式(1)计算MMSE(Minimum Mean Square Error:最小均方误差)的权重w=[w_V,w_H]T。[·]T表示矩阵的转置。
w=hH(hhH+σ2I)-1 ……式(1)
在此,h_V及h_H分别是由天线2010的V偏振波天线及H偏振波天线接收的信号的传送路估计值,式(1)的h是h=[h_V,h_H]T。另外,[·]H是矩阵的厄米特转置,σ2是接收噪音的方差,I是单位矩阵。
如果设为σ2=0,则w成为ZF(Zero forcing:迫零)的权重。
在经由天线2010接收的信号即接收信号中存在干扰成分的情况下,如果将与干扰成分对应的向V偏振波及H偏振波天线的传送路估计值分别设为h_VU及h_HU,且设为h_U=[h_VU,h_HU]T,则MMSE的权重w通过式(2)计算。
w=hH(hhH+h_Uh_U H+σ2I)-1 ……式(2)
图7的加权部175使用从权重计算部170输出的权重w_V和w_H,如下式(3)进行MMSE的加权处理,输出作为其结果的V偏振波信号x_V。
x_V=w_V·y_V+w_H·y_H ……式(3)
在此,y_V是向偏振波信号处理部140输入的V偏振波的同步处理后信号之中的由缓冲器161V延迟后的信号,而且是延迟了与传送路估计部165V和权重计算部170中的处理时间相应的量而得到的信号。y_H是向偏振波信号处理部140输入的H偏振波的同步处理后信号之中的由缓冲器161H延迟后的信号,而且是延迟了与传送路估计部165H和权重计算部170中的处理时间相应的量而得到的信号。如式(1)~(3)所示,权重计算和加权处理是对V偏振波及H偏振波的同步处理后信号进行最大比合并的处理。
接下来,如图3所示,通信装置100的FEC解码部150针对作为偏振波信号处理部140的输出的V偏振波信号x_V,进行前向纠错处理。
通过以上的构成,能够防止与被输入至通信装置100的V偏振波及H偏振波各自的输入IF信号对应的同步偏差。进而,通过使用由两偏振波天线(即天线2010)接收的信号进行MMSE处理,能够改善由于偏振面相对于最佳点偏差而劣化的接收SNR(Signal to Noisepower Ratio:信噪功率比)。另外,来自使用了与飞行器2000所存在的位置处的波束相同频率而不同的偏振波的邻近波束的信号,衰减与XPD比(Cross Polar Discrimination:交叉极化鉴别度)相应的量而成为干扰成分。但是,在本实施方式中,能够通过MMSE处理改善接收SINR(Signal to Interference plus Noise power Ratio:信号与干扰加噪声功率比)。进而在飞行器在波束边缘飞行的情况下,来自使用了与飞行器2000所存在的位置的波束相同频率且相同偏振波的邻近波束的信号也成为干扰成分而变大。但是,在本实施方式中,能够通过MMSE处理减轻干扰成分的影响,并改善接收SINR。
<变形例>
例如,有时使用了相同频率的未知的卫星信号作为干扰波传播到飞行器2000。此时,由于无法得到未知的卫星信号的传送路估计值h_U,因此图7的权重计算部170也可以替代式(2),而如下式(2)’计算MMSE的权重w。
w=hH(E[yyH])-1 ……式(2)’
在此,式(2)’中的y是y=[y_V,y_H]T,E[·]是期待值。
由此,能够通过MMSE处理还减轻由于未知的卫星信号造成的干扰成分的影响,改善接收SINR。
在此,本实施方式及变形例中的通信装置100具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备偏振波信号处理部140。
也就是说,信号处理装置具备:作为第1传送路估计部的传送路估计部165V、作为第2传送路估计部的传送路估计部165H、权重计算部170和加权部175。
传送路估计部165V在通过由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收从作为发送装置的卫星3000以垂直偏振波及水平偏振波之中的一方发送的发送信号而得到的垂直信号及水平信号之中,使用垂直信号估计发送信号的第1传送路特性。此外,垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线例如由天线2010具备。传送路估计部165H使用水平信号估计发送信号的第2传送路特性。
该第1传送路特性是供发送信号从发送装置(例如卫星3000)向垂直偏振波用的天线传送的传送路的特性。另外,该第2传送路特性是供发送信号从发送装置向水平偏振波用的天线传送的传送路的特性。例如,在发送信号以垂直偏振波被发送的情况下,如果垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线的偏振角相对于该垂直偏振波偏差,则发送信号的一部分由水平偏振波用的天线接收。因此,例如,发送信号的80%的信号成分被包含于垂直信号,剩余的20%的信号成分被包含于水平信号。也可以是,上述的第1传送路特性表示发送信号之中的被包含于垂直信号的信号的比例,第2传送路特性表示发送信号之中的被包含于水平信号的信号的比例。另外,第1传送路特性及第2传送路特性也可以表示相对于发送信号的偏振角的偏差、即垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线的偏振角的偏差。另外,第1传送路特性及第2传送路特性也可以包含发送信号的衰减特性。该衰减特性也可以是由于从发送装置发送并在天线被接收的发送信号的传送距离而产生的发送信号的衰减量或者衰减率。另外,衰减特性也可以是由于发送信号的传送路的状态、例如大气中的水蒸气等引起的发送信号的衰减量或者衰减率。此外,在本实施方式中,第1传送路特性及第2传送路特性例如作为上述的传送路估计值被确定。
权重计算部170使用该第1传送路特性及第2传送路特性,计算与垂直信号对应的第1权重以及与水平信号对应的第2权重。加权部175使用该第1权重及第2权重针对垂直信号及水平信号进行加权相加。例如,第1权重及第2权重是MMSE的权重,而且通过加权相加,垂直信号及水平信号被最大比合并。此外,垂直信号例如是上述的V信号,但只要是由V偏振波用的天线得到的信号,则是怎样的信号皆可。同样,水平信号例如是上述的H信号,但只要是由H偏振波用的天线得到的信号,则是怎样的信号皆可。
图9是表示实施方式1中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
信号处理装置首先在通过由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收从发送装置以垂直偏振波及水平偏振波之中的一方发送的发送信号而得到的垂直信号及水平信号之中,使用垂直信号估计发送信号的第1传送路特性(步骤S101)。接下来,信号处理装置使用水平信号估计发送信号的第2传送路特性(步骤S102)。接下来,信号处理装置使用第1传送路特性及第2传送路特性,计算与垂直信号对应的第1权重以及与水平信号对应的第2权重(步骤S103)。然后,信号处理装置使用第1权重及第2权重针对垂直信号及水平信号进行加权相加(步骤S104)。此外,通过步骤S101~S104进行的处理例如由偏振波信号处理部140执行。
像这样,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,为了接收从卫星等发送装置发送的信号,不仅使用从与该信号的偏振波对应的天线得到的信号,而且也使用从与相对于该信号的偏振波正交的偏振波对应的天线得到的信号。也就是说,使用垂直信号和水平信号。进而,这样的垂直信号和水平信号通过与各个传送路特性相应的权重被加权相加。因此,在该权重例如使用MMSE的权重的情况下,即使发送信号的偏振波每时每刻发生变化,也能够改善由于偏振面相对于最佳点偏差而劣化的接收SNR。进而,还能够改善接收SINR。
另外,信号处理装置也可以还具备针对垂直信号及水平信号分别进行同步处理的同步处理部130。在该情况下,传送路估计部165V及传送路估计部165H使用同步处理完成的垂直信号及水平信号估计第1传送路特性及第2传送路特性。另外,加权部175针对同步处理完成的垂直信号及水平信号进行加权相加。另外,同步处理部130具备:针对垂直信号进行同步处理的第1同步处理部、以及针对水平信号进行同步处理的第2同步处理部。另外,第1同步处理部与第2同步处理部通过相互协同,使垂直信号与水平信号之间的频率差及相位差分别接近于0。例如,第1同步处理部具备粗频率同步处理部131V、时钟同步处理部132V、帧同步处理部133V、精密频率同步处理部134V、相位同步处理部135V、振幅控制部136V及数字相位同步处理部137V。第2同步处理部具备粗频率同步处理部131H、时钟同步处理部132H、帧同步处理部133H、精密频率同步处理部134H、相位同步处理部135H、振幅控制部136H及数字相位同步处理部137H。另外,精密频率同步处理部134V与精密频率同步处理部134H相互协同,相位同步处理部135V与相位同步处理部135H相互协同。具体而言,在精密频率同步处理部134V与精密频率同步处理部134H的协同中,精密频率同步处理部134V将表示垂直信号的频率的信息向精密频率同步处理部134H发送。反之,精密频率同步处理部134H将表示水平信号的频率的信息向精密频率同步处理部134V发送。在相位同步处理部135V与相位同步处理部135H的协同中,相位同步处理部135V将表示垂直信号的相位的信息向相位同步处理部135H发送。反之,相位同步处理部135H将表示水平信号的相位的信息向相位同步处理部135V发送。
图10是表示实施方式1中的信号处理装置的处理动作的其他例的流程图。
信号处理装置首先针对垂直信号及水平信号分别进行同步处理(步骤S90)。此时,如上所述,第1同步处理部与第2同步处理部通过相互协同,使垂直信号与水平信号之间的频率差及相位差分别接近于0。然后,信号处理装置执行包含图9所示的步骤S101~S104的各处理的偏振波信号处理(步骤S100)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,能够抑制与被输入的垂直信号及水平信号分别对应的同步偏差。
(实施方式2)
图11是表示实施方式2中的通信装置200的构成的一例的图。此外,在本实施方式中的通信装置200所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1的通信装置100相同的构成要素,赋予与该实施方式1的构成要素相同的标记,并省略详细的说明。
在本实施方式中,在飞行器2000所存在的位置的波束中,在1个频带通过V偏振波及H偏振波来复用传送卫星信号。其中,在V偏振波与H偏振波之间,DVB-S2X帧在稍许不同的定时被复用传送。由此,具有能够原样使用现有的依据DVB-S2X规格的调制器的优点。
图11的通信装置200与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为将偏振波信号处理部140和FEC解码部150分别置换为偏振波信号处理部240和FEC解码部250。此外,通信装置200之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路205构成。
图12是表示偏振波信号处理部240的构成的一例的图。偏振波信号处理部240与图7所示的实施方式1中的偏振波信号处理部140相比,构成为将传送路估计部165V及165H、权重计算部170以及加权部175分别置换为传送路估计部265V及265H、权重计算部270以及加权部275。
图13是表示传送路估计部265的构成的图。此外,图13所示的传送路估计部265的构成是传送路估计部265V及265H各自的构成。
传送路估计部265与图8所示的实施方式1中的传送路估计部165相比,构成为将归一化平均处理部183置换为归一化平均处理部283。
归一化平均处理部283与图8所示的实施方式1中的归一化平均处理部183同样,输出以与对应于该归一化平均处理部283的系统的接收偏振波相应的偏振波发送的卫星信号(例如V偏振波信号)的传送路估计值。另外,归一化平均处理部283在进行该归一化平均处理的定时前后以某程度的符号期间相离的定时之间,对归一化平均处理结果进行监视。然后,归一化平均处理部283将监视到的峰值,作为以与上述的系统的接收偏振波正交的偏振波发送的卫星信号(例如H偏振波信号)的传送路估计值输出。也就是说,传送路估计部265V的归一化平均处理部283输出传送路估计值h_VV及h_VH,传送路估计部265H的归一化平均处理部283输出传送路估计值h_HV及h_HH。
图12的权重计算部270使用从图13的传送路估计部265输出的传送路估计值,如下式(4)~(6)计算MMSE的权重矩阵W。
[数1]
[数2]
[数3]
在此,h_VV,h_VH,h_HV,h_HH分别是:以V偏振波发送的卫星信号由V偏振波天线接收而得到的信号的传送路估计值、以H偏振波发送的卫星信号由V偏振波天线接收而得到的信号的传送路估计值、以V偏振波发送的卫星信号由H偏振波天线接收而得到的信号的传送路估计值、以H偏振波发送的卫星信号由H偏振波天线接收而得到的信号的传送路估计值。
图12的加权部275使用从权重计算部270输出的权重矩阵W,如下式进行MMSE的加权处理,输出作为其结果的V偏振波信号x_V和H偏振波信号x_H。
[数4]
在此,y_V是向偏振波信号处理部240输入的V偏振波的同步处理后信号之中的由缓冲器161V延迟后的信号,而且是延迟了与传送路估计部265V和权重计算部270中的处理时间相应的量而得到的信号。y_H是向偏振波信号处理部240输入的H偏振波的同步处理后信号在缓冲器161H中被延迟而得到的信号,而且是延迟了与传送路估计部265H和权重计算部270中的处理时间相应的量而得到的信号。另外,式(6)的y*_V和y*_H分别是y_V和y_H的复共轭。
接下来,如图11所示,通信装置200的FEC解码部250针对作为偏振波信号处理部240的输出的V偏振波信号x_V和H偏振波信号x_H,分别进行前向纠错处理。前向纠错处理后的各个信号由相互不同的系统输出,或者以规定的规则被复用并由1个系统输出。
通过以上的构成,在本实施方式中,在实施方式1的效果之上,还能够原样使用现有的依据DVB-S2X规格的调制器,接收在1个带域中以V偏振波及H偏振波被复用传送的卫星信号。虽然在接收处理中两偏振波间混有干扰成分,但在本实施方式中,通过使用由两偏振波天线接收的信号进行MMSE处理,能够减轻干扰成分的影响,改善接收SINR。
<变形例>
在V偏振波与H偏振波之间,也可以替代使DVB-S2X帧的发送的定时稍许不同的方式,而使图2所示的26符号的SOF的已知比特模式(18D2E82HEX)不同。也就是说,将V偏振波和H偏振波间的一方的比特模式设为“18D2E82HEX”,将另一方变更为与“18D2E82HEX”正交的比特模式。由此,在V偏振波与H偏振波之间,DVB-S2X帧的定时也可以是相同的,而且,由传送路估计部得到的通过各偏振波被发送的卫星信号的传送路估计值的精度提高。
图14是表示本变形例中的传送路估计部267的构成的一例的图。本变形例的通信装置200的偏振波信号处理部240替代上述的传送路估计部265V及265H而具备传送路估计部267V及267H。此外,图14所示的传送路估计部267的构成是该传送路估计部267V及267H各自的构成。
传送路估计部267与图8所示的实施方式1中的传送路估计部165相比,构成为追加了26个乘法器182-1’~182-26’,进而还追加了另1个归一化平均处理部183。此外,在本实施方式中,将26个乘法器182-1’~182-26’分别也称为乘法器182’。26个乘法器182’进行26个延迟元件181的输出与26个系数C1’~C26’各自的复数相乘。26个系数C1’~C26’是对与图2所示的已知比特模式(18D2E82HEX)正交的已知比特模式的各比特进行π/2BPSK调制而得到的符号的复共轭数。因此,传送路估计部267能够高精度地得到2个传送路估计值。
(实施方式3)
图15是表示实施方式3中的通信装置300的构成的一例的图。此外,在本实施方式中的通信装置300所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1或2的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1或2的构成要素相同的标记,并省略详细的说明。
在本实施方式中,通信装置300具有上行链路发送功能,将下行链路接收时利用的MMSE的权重作为发送时的权重利用。
图15的通信装置300与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为追加了上行链路信号生成部301、偏振波发送信号生成部302和IF发送信号生成部303。此外,通信装置300之中的包含上行链路信号生成部301和偏振波发送信号生成部302的单元也可以作为集成电路304构成。
在图15的通信装置300中,上行链路信号生成部301针对被输入的上行链路发送数据,进行调制及纠错编码等处理并输出该上行链路发送数据。上行链路信号生成部301例如依照DVB-RCS2规格(非专利文献6)进行该处理。
偏振波发送信号生成部302使用在下行链路接收时利用的MMSE权重(上述的式(1)及(2)的w_V和w_H),如下式(8)及(9),进行加权处理,输出作为其结果的V偏振波发送基带信号z_V和H偏振波发送基带信号z_H。
z_V=w_V·u ……式(8)
z_H=w_H·u ……式(9)
在此,u是来自上行链路信号生成部301的输出信号。
图16是表示IF发送信号生成部303的构成的一例的图。IF发送信号生成部303具备上变换部305及306、加法器307、调谐信号产生部308和基准信号产生部309。
在图16的IF发送信号生成部303中,调谐信号产生部308产生中心频率与要发送的频率位置相同的调谐信号。上变换部305将从偏振波发送信号生成部302输出的2个信号分别与调谐信号相乘,由各个BPF提取被进行了上变换后的V偏振波信号及H偏振波信号并输出。基准信号产生部309产生700MHz的基准信号,上变换部306将从上变换部305输出的H偏振波信号与700MHz的基准信号相乘,由BPF提取被进行了上变换后的H偏振波信号并输出。或者,也可以如图16所示,基准信号产生部309使用由基准信号产生部155产生的10MHz的基准信号来产生700MHz的基准信号。或者,也可以如图4的(b)所示,IF发送信号生成部303提取在基准信号产生部155中产生并被复用于输入IF信号的10MHz的基准信号,基准信号产生部309使用该10MHz的基准信号来产生700MHz的基准信号。
加法器307将从上变换部305输出的V偏振波信号与从上变换部306输出的H偏振波信号相加并作为输出IF信号,向图1所示的天线2010输出。向天线2010输出的V偏振波及H偏振波各自的输出IF信号在图4的(a)中占据某一个调谐带域,两偏振波间的频率差为700MHz。天线2010将输出IF信号转换为RF信号,进行功率放大并将V偏振波及H偏振波的RF信号向图1的卫星3000发送。
如上,在本实施方式中,通信装置300具有上行链路发送功能,将在下行链路接收时利用的MMSE权重作为发送时的权重利用。由此,能够使飞行器2000的发送偏振面对应于卫星3000的接收偏振面,能够改善卫星3000中的接收SINR。
<变形例>
在实施方式2的通信装置200具有上行链路发送功能的情况下,也与本实施方式同样,也可以将在下行链路接收时利用的MMSE权重作为发送时的权重利用。也就是说,本变形例的通信装置是在实施方式2的通信装置200中具备了实施方式3的通信装置300的功能的装置。
图17是表示本变形例中的通信装置350的构成的一例的图。图17的通信装置350与图11所示的实施方式2中的通信装置200相比,构成为追加了上行链路信号生成部301、偏振波发送信号生成部302和IF发送信号生成部303。此外,通信装置300之中的包含上行链路信号生成部301和偏振波发送信号生成部302的单元也可以作为集成电路304构成。
偏振波发送信号生成部302使用在下行链路接收时利用的MMSE权重(上述的式(4)及(5)的w_VV和w_HH),如下式(9a)及(10),进行加权处理,输出作为其结果的V偏振波发送基带信号z_V和H偏振波发送基带信号z_H。
z_V=w_VV·u ……式(9a)
z_H=w_HH·u ……式(10)
在此,u是来自上行链路信号生成部301的输出信号。由此,在针对在1个带域中以V偏振波及H偏振波被复用传送的卫星信号进行下行链路的情况下,也能够使飞行器2000的发送偏振面对应于卫星3000的接收偏振面,能够改善卫星3000中的接收SINR。
(实施方式4)
图18是表示实施方式4中的通信装置400的构成的一例的图。此外,在本实施方式中的通信装置400所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~3的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~3的某一个的构成要素相同的标记,并省略详细的说明。在本实施方式中,存在与期望信号相似的信号作为干扰信号。此外,期望信号是从卫星3000向飞行器2000所存在的位置发送的信号。
图18的通信装置400与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为追加了偏振波偏移部402和包判别部403,并将同步处理部130置换为同步处理部401。包判别部403向偏振波偏移部402将包判别结果作为包接收状况进行反馈。此外,通信装置400之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路405构成。
图19是表示同步处理部401的构成的一例的图。同步处理部401具备V偏振波侧的帧同步处理部133V、粗频率同步处理部431、时钟同步处理部432、精密频率同步处理部434、相位同步处理部435、振幅控制部136V及数字相位同步处理部437。进而,同步处理部401具备H偏振波侧的粗频率同步校正部441、时钟同步校正部442、精密频率同步校正部444、相位同步校正部445、振幅控制部136H及数字相位同步校正部447。
也就是说,在同步处理部401中,与图6所示的实施方式1的同步处理部130相比,V偏振波侧的粗频率同步处理部131V、时钟同步处理部132V、精密频率同步处理部134V、相位同步处理部135V及数字相位同步处理部137V分别被置换为粗频率同步处理部431、时钟同步处理部432、精密频率同步处理部434、相位同步处理部435及数字相位同步处理部437。进而,H偏振波侧的粗频率同步处理部131H、时钟同步处理部132H、精密频率同步处理部134H、相位同步处理部135H及数字相位同步处理部137H分别被置换为粗频率同步校正部441、时钟同步校正部442、精密频率同步校正部444、相位同步校正部445及数字相位同步校正部447。在同步处理部401中,V偏振波侧的各处理部检测频率、时钟及相位等的误差作为误差信号,根据该检测的误差信号,计算同步处理用的校正用信号并输出。H偏振波侧的各校正部使用该校正用信号,针对输入信号进行同步处理用的校正。
另外,帧同步处理部133V输出表示帧同步判定结果的反馈信息。例如,帧同步处理部133V与传送路估计部165V同样,导出作为传送路估计值的相关值,如果该相关值为阈值以上,则输出表示帧同步成功的反馈信息作为帧同步判定结果。在该情况下,传送路估计部165V也可以不是自身导出该相关值,而是从帧同步处理部133V取得。
图20是表示偏振波偏移部402的构成的一例的图。偏振波偏移部402针对V偏振波信号和H偏振波信号,具备合计4个乘法器184-1~184-4和2个加法器406-1及406-2。另外,偏振波偏移部402具备系数生成部407。该系数生成部407接受来自同步处理部401的反馈信息。在此,偏振波偏移部402依照下式(11)及(12),针对被输入的V偏振波信号及H偏振波信号(V偏振波及V偏振波各自的调谐后数字信号)赋予偏振波偏移。
[数5]
[数6]
在此,矩阵C的要素c1、c2、c3、c4由系数生成部407生成。例如,在从同步处理部401得到表示帧同步判定结果的反馈信息的情况下,系数生成部407如下式(13)那样设定矩阵C。然后,系数生成部407也可以顺次变更式(13)的θ的值,直到得到表示帧同步成功的反馈信息作为帧同步判定结果为止。
[数7]
偏振波偏移部402虽然能够从同步处理部401高速地得到反馈信息,但难以判别由该反馈信息表示的帧同步成功是与期望信号和干扰信号中的哪一个对应的成功。因此,也可以在帧同步成功后,包判别部403根据从FEC解码部150输出的流中包含的IP地址或者TS(Transport Stream:传输流)中包含的NIT(Network Information Table:网络信息表)等,判定该流是期望信号还是干扰信号。然后,包判别部403也可以将作为该判定结果的包判别结果向偏振波偏移部402反馈。例如,在表示流是干扰信号的包判别结果被反馈给偏振波偏移部402的情况下,偏振波偏移部402变更式(13)的θ的值。
或者也可以是,来自同步处理部401的帧同步判定结果不被反馈给偏振波偏移部402,而仅来自包判别部403的包判别结果被反馈给偏振波偏移部402。
此外,在V偏振波侧为使得期望信号或者干扰信号的功率变高的θ的值的情况下,V偏振波侧的同步处理的精度提高,因此无需H偏振波侧的帧同步处理部133H。
通过以上的构成,在本实施方式中,在实施方式1的效果之上,即使在存在与期望信号相似的干扰信号的条件下,也能够通过偏振波偏移功能、以及帧同步判定功能或包判别功能,区别期望信号与干扰信号。结果,通过使用两偏振波信号进行与期望信号对应的MMSE处理,能够减轻干扰成分的影响,并改善接收SINR。
在此,本实施方式中的通信装置400具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备偏振波偏移部402、同步处理部401和偏振波信号处理部140。偏振波偏移部402基于同步处理部401的同步处理的结果以及通过加权相加而得到的信号中包含的信息之中的至少一方,针对接下来要进行同步处理的垂直信号及水平信号赋予偏移。结果,同步处理部401针对被赋予了偏移的垂直信号及水平信号分别进行同步处理。
此外,同步处理部401的同步处理的结果被作为上述的反馈信息通知给偏振波偏移部402。另外,通过加权相加而得到的信号中包含的信息例如是上述的IP地址或者NIT等。这样的信息由包判别部403取得,基于该信息的包判别结果被反馈给偏振波偏移部402。
图21是表示实施方式4中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
首先,信号处理装置根据垂直信号计算校正用信号,使用该校正用信号针对垂直信号及水平信号进行同步处理用的校正(步骤S95),进而,进行偏振波信号处理(步骤S100)。在此,在有接下来要处理的信号的情况下(步骤S201:是),信号处理装置的偏振波偏移部402基于同步处理部401的同步处理的结果以及通过加权相加而得到的信号中包含的信息之中的至少一方,针对接下来要进行同步处理的垂直信号及水平信号导出偏移(步骤S202)。进而,偏振波偏移部402针对接下来要进行同步处理的垂直信号及水平信号,赋予该导出的偏移(步骤S203)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,即使在存在与来自发送装置的期望信号相似的干扰信号的条件下,也能够赋予偏移以得到该期望信号。因此,能够区别期望信号与干扰信号,能够减轻干扰成分的影响,改善接收SINR。
(实施方式5)
图22是表示实施方式5中的通信装置450的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置450所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~4的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~4的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。在本实施方式中,存在与期望信号相似的信号作为干扰信号。
图22的通信装置450与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为将同步处理部130及偏振波信号处理部140分别置换为同步处理部451和偏振波信号处理部452。此外,通信装置450之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路455构成。
图23是表示同步处理部451的构成的一例的图。同步处理部451与图6所示的实施方式1的同步处理部130相比,构成为将V偏振波侧的帧同步处理部133V及H偏振波侧的帧同步处理部133H分别置换为帧同步处理部453及454。V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部453及454协同地确立帧同步,生成帧同步定时信号,V偏振波侧的帧同步处理部453输出帧同步定时信号。在与帧同步定时不同的定时,V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部453及454的至少一方对调谐后数字信号与SOF的已知比特模式之间的相关值超过阈值进行检测。在该情况下,V偏振波侧的帧同步处理部453计算该检测出的定时与帧同步定时的定时差量。V偏振波侧的帧同步处理部453在该定时差量比规定值小的情况下,将权重更新指示设为无效并输出。
图24是表示偏振波信号处理部452的构成的一例的图。偏振波信号处理部452与图7所示的实施方式1的偏振波信号处理部140相比,构成为将权重计算部170置换为权重计算部470。在偏振波信号处理部452中,在权重更新指示无效的情况下,权重计算部470停止MMSE权重更新,并保持上次计算的权重。
如上,在本实施方式中,在期望信号和与该期望信号相似的干扰信号各自的接收定时相近的情况下,停止MMSE权重更新。由此,能够减轻干扰信号的影响。
(实施方式6)
图25是表示实施方式6中的通信装置500的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置500所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~5的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~5的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图25的通信装置500与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为将同步处理部130置换为同步处理部530。此外,通信装置500之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路505构成。另外,也可以将本实施方式中的同步处理部530适用于实施方式1~5。
图26是表示同步处理部530的构成的一例的图。同步处理部530具备V偏振波侧的帧同步处理部541、粗频率同步处理部131V、时钟同步处理部532V、精密频率同步处理部134V、相位同步处理部135V、振幅控制部536V及数字相位同步处理部137V。进而,同步处理部530具备H偏振波侧的帧同步处理部542、粗频率同步处理部131H、时钟同步处理部532H、精密频率同步处理部134H、相位同步处理部135H、振幅控制部536H及数字相位同步处理部137H。也就是说,在同步处理部530中,与图6所示的实施方式1的同步处理部130相比,时钟同步处理部132V及132H和振幅控制部136V及136H分别被置换为时钟同步处理部532V及532H和振幅控制部536V及536H。进而,V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部133V及133H分别被置换为帧同步处理部541及542。
时钟同步处理部532V及532H不是分别独立地进行时钟的同步处理,而是协同地进行该同步处理。同样,振幅控制部536V及536H不是分别独立地进行振幅控制,而是协同地进行该振幅控制。例如,时钟同步处理部532V及532H通过对两偏振波的时钟定时误差进行矢量相加,从而协同进行时钟的同步处理。另外,例如,振幅控制部536V及536H通过将两偏振波的增益控制为相同增益以使两偏振波的功率和固定,从而协同进行振幅控制。
V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部541及542协同地确立帧同步,生成帧同步定时信号。然后,V偏振波侧的帧同步处理部541输出该生成的帧同步定时信号。例如,V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部541及542通过对V偏振波侧及H偏振波侧的至少一方的调谐后数字信号与SOF的已知比特模式之间的相关值超过阈值进行检测,从而协同地确立帧同步。
通过以上的构成,在本实施方式中,能够提高同步处理的精度。在适用于实施方式1~5的情况下也能够得到同样的效果。
在此,本实施方式中的通信装置500具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备同步处理部530和偏振波信号处理部140。同步处理部530具备第1同步处理部和第2同步处理部。在本实施方式中,第1同步处理部具备粗频率同步处理部131V、时钟同步处理部532V、帧同步处理部541、精密频率同步处理部134V、相位同步处理部135V、振幅控制部536V及数字相位同步处理部137V。第2同步处理部具备粗频率同步处理部131H、时钟同步处理部532H、帧同步处理部542、精密频率同步处理部134H、相位同步处理部135H、振幅控制部536H及数字相位同步处理部137H。这样的第1同步处理部与所述第2同步处理部通过相互协同,进而使垂直信号与水平信号的时钟定时误差变小(例如接近于0),而且,使垂直信号与水平信号的功率和固定。也就是说,时钟同步处理部532V与时钟同步处理部532H相互协同,振幅控制部536V与振幅控制部536H相互协同。
图27是表示实施方式6中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
在信号处理装置中的同步处理中,第1同步处理部与第2同步处理部通过相互协同,使垂直信号与水平信号的时钟定时误差接近于0(步骤S91)。进而,第1同步处理部与所述第2同步处理部通过相互协同,使垂直信号与水平信号之间的频率差及相位差分别接近于0,而且,使垂直信号与水平信号的功率和固定(步骤S92)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,能够提高同步处理的精度。
(实施方式7)
图28是表示DVB-S2X规格的帧构造中包含的导频(pilot)块的位置的图。导频块具有36符号,在LDPC coded frame(编码帧)中按每16时隙***1个导频块。该导频块按每个Scramble ID(加扰ID)取固有的值。
图29是表示实施方式7中的通信装置600的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置600所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~6的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~6的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图29的通信装置600与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为将同步处理部130及偏振波信号处理部140分别置换为同步处理部630及偏振波信号处理部640。此外,通信装置600之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路605构成。另外,也可以将本实施方式中的同步处理部630及偏振波信号处理部640适用于实施方式1~6。
图30是表示同步处理部630的构成的一例的图。同步处理部630与图26所示的实施方式6的同步处理部530相比,构成为将V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部541及542分别置换为帧同步处理部641及642。
V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部641及642协同地确立帧同步,生成帧同步定时信号。然后,V偏振波侧的帧同步处理部641输出该生成的帧同步定时信号。在此,V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部641及642不仅将SOF而且也将导频块用于帧同步。例如,V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部641及642通过对V偏振波侧及H偏振波侧的至少一方的调谐后数字信号与SOF及导频块之间的相关累积值超过阈值进行检测,来协同地确立帧同步。此外,相关累积值是(1)调谐后数字信号与SOF的已知比特模式之间的相关值、与(2)调谐后数字信号与N个(N为1以上的整数)的导频块各自的固有值之间的相关值的累积值。
此外,相邻的SOF间包含的导频块的数量根据时隙的调制方式而不同。因此,如果仅将SOF的后续的规定数量的导频块用于帧同步,则能够避免在相关累积值中包含2个SOF的相关值。
此外,在图30的同步处理部630中,帧同步处理部641及642以外的处理部也可以也使用导频块进行处理。
图31是表示偏振波信号处理部640的构成的一例的图。偏振波信号处理部640与图7所示的实施方式1的偏振波信号处理部140相比,构成为将V偏振波侧及H偏振波侧的传送路估计部165V及165H分别置换为传送路估计部665V及665H。在图31的偏振波信号处理部640中,传送路估计部665V和665H不仅使用SOF而且还使用导频块来计算传送路估计值。也就是说,传送路估计部665V和665H在V偏振波侧及H偏振波侧分别计算上述的相关累积值作为传送路估计值。
如上,在本实施方式中,在帧同步处理及传送路估计中不仅使用SOF而且还使用导频块。由此,即使在干扰信号与期望信号相似的情况下,只要Scramble ID不同,就能够判别为接收信号是干扰信号,能够提高同步处理及MMSE的权重计算的精度。在将本实施方式适用于实施方式1~6的情况下也能够得到同样的效果。
(实施方式8)
图32是表示DVB-S2X规格的超级帧(SF)构造的图。各帧具有270符号的SOSF、450符号的SFFI和611820符号的Format-specific frame(特定格式帧),由合计612540符号构成。
SOSF由256比特的Walsh-Hadamard(沃尔什-阿达玛)序列和14比特的填充构成。因此,SOSF中存在256种序列,成为各自相互正交的序列。另外,在Format-specific frame中,接在数据或者头之后能够***导频块。导频块的***的间隔及导频块的长度根据SF的格式(0~4)可变。另外,导频块也与SOSF同样由Walsh-Hadamard序列构成,因此由不同的Walsh-Hadamard序列构成的导频块相互正交。此外,Format-specific frame中也包含图2所示的SOF。
图33是表示实施方式8中的通信装置700的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置700所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~7的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~7的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图33的通信装置700与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为将同步处理部130及偏振波信号处理部140分别置换为同步处理部730及偏振波信号处理部740。此外,通信装置700之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路705构成。另外,也可以将本实施方式中的同步处理部730及偏振波信号处理部740适用于实施方式1~7。
图34是表示同步处理部730的构成的一例的图。同步处理部730与图26所示的实施方式6的同步处理部530相比,构成为将V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部541及542分别置换为帧同步处理部741及742。
V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部741及742协同地确立帧同步,生成帧同步定时信号。然后,V偏振波侧的帧同步处理部741输出该生成的帧同步定时信号。在此,V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部741及742将SOSF及导频块也用于帧同步。例如,V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部741及742通过对V偏振波侧及H偏振波侧的至少一方的调谐后数字信号与SOSF、SOF及导频块之间的相关累积值超过阈值进行检测,从而协同地确立帧同步。此外,相关累积值是(1)调谐后数字信号与SOSF的已知比特模式之间的相关值、(2)调谐后数字信号与SOF的已知比特模式之间的相关值、与(3)调谐后数字信号与N个(N为1以上的整数)的导频块各自的固有值之间的相关值的累积值。
此外,相邻的SOF间包含的导频块的数量根据时隙的调制方式而不同。因此,如果仅将SOF的后续的规定数量的导频块用于帧同步,则能够避免在相关累积值中包含2个SOF的相关值。
此外,在图34的同步处理部730中,帧同步处理部741及742以外的处理部也可以也使用SOSF及导频块进行处理。
图35是表示偏振波信号处理部740的构成的一例的图。偏振波信号处理部740与图7所示的实施方式1的偏振波信号处理部140相比,构成为将V偏振波侧及H偏振波侧的传送路估计部165V及165H分别置换为传送路估计部765V及765H。在图35的偏振波信号处理部740中,传送路估计部765V和765H不仅使用SOF而且还使用SOSF及导频块来计算传送路估计值。也就是说,传送路估计部765V和765H在V偏振波侧及H偏振波侧分别计算上述的相关累积值作为传送路估计值。
如上,在本实施方式中,针对构成DVB-S2X规格的SF的SOSF及导频块进行帧同步,利用它们的正交性。由此,即使在干扰信号与期望信号相似的情况下,也能够判别接收信号是干扰信号还是期望信号,能够提高同步处理的精度。在将本实施方式适用于实施方式1~7的情况下也能够得到同样的效果。
(实施方式9)
图36是表示实施方式9中的通信装置800的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置800所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~8的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~8的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图36的通信装置800与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为将同步处理部130置换为同步处理部830,并追加了误差检测部860。此外,通信装置800之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路805构成。另外,也可以将本实施方式中的同步处理部830及误差检测部860适用于实施方式1~8。
误差检测部860取得来自偏振波信号处理部140的输出信号(也称为偏振波信号处理后信号),检测该输出信号中的误差。例如,误差检测部860检测输出信号中包含的多个符号间的频率及相位等的差作为误差。该误差也可以是规定数量的符号的平均值。然后,误差检测部860将表示该误差的误差信息反馈给同步处理部830。
图37是表示同步处理部830的构成的一例的图。图37的同步处理部830具备对应于V偏振波的粗频率同步处理部831V、时钟同步处理部832V、帧同步处理部833V、精密频率同步处理部834V、相位同步处理部835V、振幅控制部836V及数字相位同步处理部837V。进而,同步处理部830具备对应于H偏振波的粗频率同步处理部831H、时钟同步处理部832H、帧同步处理部833H、精密频率同步处理部834H、相位同步处理部835H、振幅控制部836H及数字相位同步处理部837H。
此外,在本公开中,如上所述,在省略了参照标记之中的“H”或者“V”的情况下,该参照标记表示V偏振波用及H偏振波用之中的某一方或者双方的构成要素。例如,粗频率同步处理部831表示粗频率同步处理部831V及粗频率同步处理部831H之中的一方或者双方。
同步处理部830进行被转换为数字的调谐后V信号及调谐后H信号的同步处理。然后,同步处理部830将同步处理后的调谐后V信号作为V信号或者同步处理后信号输出,将同步处理后的调谐后H信号作为H信号或者同步处理后信号输出。该基本的动作遵循非专利文献5的Annex C,因此以下仅关于本实施方式的特征性的动作进行说明。
在本实施方式中,从误差检测部860反馈的误差信息被输入至同步处理部830的粗频率同步处理部831、时钟同步处理部832、精密频率同步处理部834、相位同步处理部835、振幅控制部836及数字相位同步处理部837中的各部。此外,以下将被输入误差信息的上述的各同步处理部称为参数同步处理部。
参数同步处理部在进行频率或者相位等的同步处理时,根据输入偏振波信号(即调谐后数字信号)检测误差,使用该误差进行同步处理。在此,本实施方式中的参数同步处理部不仅将根据输入偏振波信号检测的误差用于同步处理,而且将该误差与从误差检测部860反馈的误差信息所示的误差相加,并将该相加结果用于同步处理。在偏振波信号处理部140的输出信号中,与输入偏振波信号相比,通过MMSE处理减轻了干扰及噪音的影响。因此,参数同步处理部通过还使用基于该输出信号的误差信息,能够进行精度更高的误差检测。结果,能够提高各参数同步处理部中的同步处理的精度。在此的同步处理例如可以举出时钟同步、粗频率或者精密频率同步、相位同步、振幅控制及数字相位同步等。
另外,本实施方式中的帧同步处理部833取得偏振波信号处理后信号。这样的帧同步处理部833在动作开始后使用来自时钟同步处理部832的输出信号进行处理,如果初次检测出与SOF的相关值超过了阈值,则输出帧同步定时信号。然后,帧同步处理部833使用偏振波信号处理后信号,对后续于SOF的PLSCODE进行解码,得到与MODCOD(调制方式/编码率)或者Pilot信号的有无相关的信息,检测该帧中包含的符号数量。由此,帧同步处理部833检测下一帧的开头符号的定时。在以后的动作中,帧同步处理部833也使用偏振波信号处理后信号即可。
如上,在本实施方式中,通过将根据结束了偏振波信号处理的信号(上述的偏振波信号处理后信号)检测的误差反馈给同步处理部830,能够提高同步处理的精度。在将本实施方式适用于实施方式1~8的情况下也能够得到同样的效果。另外,在本实施方式中,通信装置800具备误差检测部860,来自该误差检测部860的输出信号被反馈给同步处理部830。但是,通信装置800也可以不具备误差检测部860,而是来自偏振波信号处理部140的偏振波信号处理后信号被反馈给同步处理部830的各参数同步处理部。在该情况下,各参数同步处理部通过利用在同步处理中使用的误差检测部,检测偏振波信号处理后信号中的误差。由此,能够以较少的运算量进行与偏振波信号处理部140的输出对应的误差检测。
(实施方式10)
图38是表示实施方式10中的通信装置900的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置900所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~9的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~9的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图38的通信装置900与图3所示的实施方式1中的通信装置100相比,构成为追加了均衡化部970。此外,通信装置900之中的包含除了调谐器部110和基准信号产生部155以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路905构成。在此,均衡化部970例如针对来自偏振波信号处理部140的输出信号,进行使用了横向滤波器等的线性均衡化或者使用了最大似然序列估计(MLSE)等的非线性均衡化等均衡化处理。
如上,在本实施方式中,通过针对来自偏振波信号处理部140的输出信号进行均衡化处理,能够减轻符号间干扰的影响,改善接收SINR。另外,在将本实施方式适用于实施方式1~9的情况下也能够得到同样的效果。
<变形例1>
也可以替代针对来自偏振波信号处理部140的输出信号进行均衡化处理,而针对来自同步处理部130的输出信号进行均衡化处理。
图39是表示变形例1中的通信装置901的构成的一例的图。在通信装置901中,与通信装置900相比,均衡化部970被置换为均衡化部971,该均衡化部971不是被配置在偏振波信号处理部140之后而是被配置在其之前。在均衡化部971中,与均衡化部970相比输入信号数量增加到2,均衡化部971针对2个输入信号分别进行均衡化处理。也就是说,均衡化部971针对从同步处理部130输出的V偏振波的同步处理后信号和H偏振波的同步处理后信号分别进行均衡化处理。
像这样,通过针对要由偏振波信号处理部140处理的信号,提前进行符号干扰去除,能够使得通过偏振波信号处理部140中的MMSE处理得到的接收SINR的改善效果更大。
<变形例2>
也可以将均衡化部与偏振波信号处理部组合。
图40是表示变形例2中的通信装置902的构成的一例的图。通信装置902与通信装置900相比,构成为偏振波信号处理部140和均衡化部970置换为偏振波信号处理部940。
图41是表示偏振波信号处理部940的构成的一例的图。图41的偏振波信号处理部940与图7所示的实施方式1中的偏振波信号处理部140相比,构成为将加权部175置换为加权部975。图41的加权部975使用从权重计算部170输出的N符号量(N为2以上的自然数)的权重w_V(t-N+1),w_V(t-N+2),……,w_V(t)、以及w_H(t-N+1),w_H(t-N+2),……,w_H(t),如下式(14)进行MMSE的加权处理。然后,加权部975输出作为该加权处理的结果的V偏振波信号x_V(t)。
[数8]
x_V(t)=∑i=-(N-1)~0(w_V(t-i)·y_V(t-i)+w_H(t-i)·y_H(t-i)) …式(14)
在此,y_V(t-N+1),y_V(t-N+2),……,y_V(t)是向偏振波信号处理部940输入的V偏振波的同步处理后信号之中的由缓冲器161V延迟后的N符号量的信号。y_H(t-N+1),y_H(t-N+2),……,y_H(t)是向偏振波信号处理部940输入的H偏振波的同步处理后信号之中的由缓冲器161H延迟后的N符号量的信号。图41所示的偏振波信号处理部940通过利用N符号量的权重系数和N符号量的同步处理后信号进行MMSE的加权处理,在该偏振波信号处理部940内进行均衡化处理。根据这样的构成的偏振波信号处理部940,也与实施方式10及变形例1同样,能够通过均衡化处理减轻符号间干扰的影响。
在此,本实施方式及变形例中的通信装置具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备同步处理部130、偏振波信号处理部和均衡化部。均衡化部也可以是上述的均衡化部970或者971。另外,偏振波信号处理部既可以是上述的偏振波信号处理部140,也可以是兼具均衡化部的功能的偏振波信号处理部940。均衡化部针对同步处理完成的垂直信号及水平信号、或者通过加权相加而得到的信号进行均衡化处理。例如,均衡化部971针对同步处理完成的垂直信号及水平信号进行均衡化处理,均衡化部970针对通过加权相加而得到的信号进行均衡化处理。另外,偏振波信号处理部940针对同步处理完成的垂直信号及水平信号进行均衡化处理。
图42是表示实施方式10中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
信号处理装置首先针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90),进而进行偏振波信号处理(步骤S100)。然后,信号处理装置的均衡化部970针对通过偏振波信号处理的加权相加而得到的信号进行均衡化处理(步骤S300)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,由于进行均衡化处理,能够减轻符号间干扰的影响。即,能够削减延迟波的影响。结果,能够改善接收SINR。
(实施方式11)
图43是表示实施方式11中的通信装置1000的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置1000所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~10的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~10的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图43的通信装置1000与图25所示的实施方式6中的通信装置500相比,构成为调谐器部110、同步处理部530和偏振波信号处理部140分别被置换为调谐器部1010、同步处理部1030和偏振波信号处理部1040,另外追加了移交控制部1080。此外,通信装置1000之中的包含除了调谐器部1010、基准信号产生部155及移交控制部1080以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路1005构成。另外,也可以将本实施方式中的调谐器部1010、同步处理部1030、偏振波信号处理部1040及移交控制部1080适用于实施方式1~10。
在本实施方式中,移交控制部1080指示频率与当前的信号不同的信号作为移交候选信号。此外,当前的信号是从卫星3000向飞行器2000当前存在的位置发送的信号。在进行了该指示的情况下,调谐器部1010将该指示的频率的信号作为H偏振波侧的接收信号进行调谐并输出。此外,在指示了频率与当前的信号不同的V偏振波的信号作为移交候选信号的情况下,调谐器部1010将该指示的频率的V偏振波的信号作为H偏振波侧的接收信号进行调谐并输出。
图44是表示同步处理部1030的构成的一例的图。图44的同步处理部1030具备对应于V偏振波的粗频率同步处理部1031V、时钟同步处理部1032V、帧同步处理部1041、精密频率同步处理部1034V、相位同步处理部1035V、振幅控制部1036V及数字相位同步处理部1037V。进而,同步处理部1030具备对应于H偏振波的粗频率同步处理部1031H、时钟同步处理部1032H、帧同步处理部1042、精密频率同步处理部1034H、相位同步处理部1035H、振幅控制部1036H及数字相位同步处理部1037H。
此外,在本公开中,如上所述,在省略了参照标记之中的“H”或者“V”的情况下,该参照标记表示V偏振波用及H偏振波用之中的某一方或者双方的构成要素。例如,粗频率同步处理部1031表示粗频率同步处理部1031V及粗频率同步处理部1031H之中的一方或者双方。
同步处理部1030进行被转换为数字的调谐后V信号及调谐后H信号的同步处理。然后,同步处理部1030将同步处理后的调谐后V信号作为V信号或者同步处理后信号输出,将同步处理后的调谐后H信号作为H信号或者同步处理后信号输出。该基本的动作遵循非专利文献5的Annex C,因此以下仅关于本实施方式的特征性的动作进行说明。
在本实施方式中,从移交控制部1080输出的移交信息被输入至同步处理部1030的粗频率同步处理部1031、时钟同步处理部1032、精密频率同步处理部1034、相位同步处理部1035、振幅控制部1036及数字相位同步处理部1037中的各部。此外,以下将被输入移交信息的上述的各同步处理部称为参数同步处理部。另外,移交信息是表示上述的移交候选信号的信息。
在移交控制部1080指示了频率与当前的信号不同的信号作为移交候选信号的情况下,同步处理部1030的各参数同步处理部相互独立地进行同步处理。即,V偏振波侧的各参数同步处理部针对当前的接收信号进行同步处理,H偏振波侧的各参数同步处理部针对被指示的频率的接收信号进行同步处理。帧同步处理部1041与帧同步处理部1042协同地将帧同步处理部1042中的帧同步的检测结果作为移交候选品质向移交控制部1080输出。移交候选品质例如是表示H偏振波的接收信号(即调谐后数字信号)与SOF的已知比特模式之间的相关值是否超过阈值的信息。
图45是表示偏振波信号处理部1040的构成的一例的图。在图45的偏振波信号处理部1040中,与图7所示的实施方式1中的偏振波信号处理部140相比,加权部175被置换为加权部1075。该加权部1075被输入移交信息。加权部1075如果取得了该移交信息,则将从缓冲器161V输出的V偏振波的同步处理后信号原样输出。也就是说,偏振波信号处理部1040在进行移交时,不进行MMSE的加权处理。
在从同步处理部1030输出的移交候选品质足够的情况下,移交控制部1080为了正式执行移交而输出移交执行信号。此外,移交候选品质足够的情况,是H偏振波的接收信号(即调谐后数字信号)与SOF的已知比特模式之间的相关值超过了阈值的情况。然后,调谐器部1010对移交目标的接收信号进行调谐。即,调谐器部1010以V偏振波及H偏振波分别对由移交控制部1080指定的频率的信号进行调谐。然后,同步处理部1030及偏振波信号处理部1040进行与实施方式6同样的处理。
如上,在本实施方式中,在移交发生时,移交发生的定时和移交后使用的信号的信息被通知给调谐器部1010、同步处理部1030及偏振波信号处理部1040。由此,在移交时也能够连续地接收期望信号。
在此,本实施方式中的通信装置1000具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备同步处理部1030、偏振波信号处理部1040和移交控制部1080。移交控制部1080指示频率与从卫星3000等发送装置发送的发送信号不同的移交候选信号。在被指示了移交候选信号的情况下,偏振波信号处理部1040的加权部1075不进行加权相加。而且,同步处理部1030判定通过由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线之中的与不同于发送信号的偏振波对应的天线接收而得到的接收信号是否满足规定的条件。然后,移交控制部1080在判定为接收信号满足规定的条件的情况下,输出移交执行信号。同步处理部1030及偏振波信号处理部1040如果取得了该移交执行信号,则将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号。此外,规定的条件既可以是上述的相关值为阈值以上这样的条件,也可以是表示FEC解码部150的纠错处理的结果的错误率为阈值以下这样的条件。此外,针对上述的移交候选品质是否足够的判定,通过判定接收信号是否满足规定的条件来进行。
图46是表示实施方式11中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
首先,同步处理部1030判定是否被指示了频率不同的移交候选信号(步骤S401)。在未被指示的情况下(步骤S401:否),同步处理部1030与上述同样,针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90)。进而,偏振波信号处理部1040进行偏振波信号处理(步骤S100)。另一方面,在被指示了移交候选信号的情况下(步骤S401:是),偏振波信号处理部1040的加权部1075不进行加权相加,同步处理部1030针对垂直信号及水平信号分别进行同步处理(步骤S90a)。此时,同步处理部1030将通过由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线之中的与不同于发送信号的偏振波对应的天线接收而得到的信号的品质,确定为移交候选信号的品质(步骤S402)。然后,移交控制部1080判定所确定的品质是否满足移交的基准(步骤S403)。在此,移交控制部1080在品质满足该基准的情况下(步骤S403:是),使同步处理部1030及偏振波信号处理部1040将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号(步骤S404)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,在进行移交时,虽然例如MMSE的加权相加被中止,仍能够适当地进行移交。
(实施方式12)
图47是表示实施方式12中的通信装置1100的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置1100所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~11的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~11的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图47的通信装置1100与图22所示的实施方式5中的通信装置450相比,构成为同步处理部451置换为同步处理部1151,且追加了移交控制部1180。此外,通信装置1100之中的包含除了调谐器部110、基准信号产生部155及移交控制部1180以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路1155构成。另外,也可以将本实施方式中的同步处理部1151及移交控制部1180适用于实施方式1~11。
在本实施方式中,移交控制部1180指示与当前的信号相比频率相同且偏振波不同的信号,作为移交候选信号。
图48是表示同步处理部1151的构成的一例的图。图48的同步处理部1151与图23所示的实施方式5中的同步处理部451相比,构成为将帧同步处理部453及454分别置换为帧同步处理部1153及1154。帧同步处理部1153及1154被输入移交信息。另外,V偏振波侧的帧同步处理部1153与H偏振波侧的帧同步处理部1154协同,基于两偏振波信号的帧同步位置,向偏振波信号处理部1152输出权重更新指示。另外,帧同步处理部1153及1154基于被输入的移交信息(即移交候选信号),在预想到移交的情况下,观测在与该时刻检测出的帧同步定时不同的定时检测的SOF的相关值是否超过阈值。V偏振波侧的帧同步处理部1153将该观测的结果作为移交候选品质向移交控制部1180输出。该移交候选品质表示上述的相关值是否超过阈值,在表示超过阈值的情况下表示足够的品质。
在从同步处理部1151输出的移交候选品质表示是足够的品质的情况下,移交控制部1180为了正式执行移交而输出移交执行信号。然后,同步处理部1151如果取得了该移交执行信号,则通过将上述的不同的定时视为新的帧同步定时,能够针对移交后的期望信号立即施以帧同步。此时,同步处理部1151基于新生成的帧同步定时,生成权重更新指示并通知给偏振波信号处理部452。
如上,在本实施方式中,在针对频率相同且偏振波不同的信号进行移交的情况下,将帧同步定时更新为与该定时不同地检测出的SOF的相关值超过阈值的定时。由此,能够没有中断地持续执行与期望信号对应的帧同步定时的检测。结果,在移交时也能够连续地进行与期望信号对应的MMSE处理,特别能够改善单元边缘附近的SINR。
在此,本实施方式中的通信装置1100具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备同步处理部1151、偏振波信号处理部452和移交控制部1180。移交控制部1180指示与从卫星3000等发送装置发送的发送信号相比频率相同且偏振波不同的移交候选信号。同步处理部1151在被指示了移交候选信号的情况下,基于由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线分别接收的信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,判定移交候选信号是否满足规定的条件。此外,已知的信息是用于识别信号的偏振波的信息,例如是已知比特模式(18D2E82HEX)。另外,规定的条件例如是相关值为阈值以上这样的条件。此外,针对上述的移交候选品质是否足够的判定,通过判定移交候选信号是否满足规定的条件来进行。然后,移交控制部1180在判定为移交候选信号满足规定的条件的情况下,输出移交执行信号。同步处理部1151及偏振波信号处理部452如果取得了该移交执行信号,则将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号。
图49是表示实施方式12中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
首先,同步处理部1151判定是否被指示了偏振波不同的移交候选信号(步骤S401a)。在未被指示的情况下(步骤S401a:否),同步处理部1151与上述同样,针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90)。进而,偏振波信号处理部452进行偏振波信号处理(步骤S100)。另一方面,在被指示了移交候选信号的情况下(步骤S401a:是),同步处理部1151也针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90)。然后,偏振波信号处理部452进行偏振波信号处理(步骤S100)。但是,在被指示了移交候选信号的情况下,同步处理部1151进而基于由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线分别接收的信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,确定移交候选信号的品质(步骤S402)。然后,移交控制部1180判定所确定的品质是否满足移交的基准(步骤S403)。在此,移交控制部1180在品质满足该基准的情况下(步骤S403:是),使同步处理部1151及偏振波信号处理部452将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号(步骤S404)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,在进行移交时,也能够没有中断地持续针对期望信号执行同步定时的检测。结果,在移交时也能够连续地进行与期望信号对应的MMSE处理,特别能够改善单元边缘附近的SINR。
(实施方式13)
图50是表示实施方式13中的通信装置1200的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置1200所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~12的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~12的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图50的通信装置1200具备调谐器部1210、基准信号产生部155、A/D转换部1220V及1220H、同步处理部1230V及1230H、偏振波信号处理部140V及140H、FEC解码部1250V及1250H、以及移交控制部1280。此外,如上所述,在本公开中,在对各构成要素赋予的参照标记之中,“V”表示该构成要素是V偏振波用的要素,“H”表示该构成要素是H偏振波用的要素。进而,在本公开中,在省略了参照标记之中的“H”或者“V”的情况下,该参照标记表示V偏振波用及H偏振波用之中的某一方或者双方的构成要素。例如,A/D转换部1220表示A/D转换部1220V及A/D转换部1220H之中的一方或者双方。
换言之,在图50的通信装置1200中,与图25所示的实施方式6中的通信装置500相比,调谐器部110、A/D转换部120、同步处理部530和FEC解码部150分别被置换为调谐器部1210、A/D转换部1220、同步处理部1230和FEC解码部1250。另外,通信装置1200具备2个同步处理部1230、2个偏振波信号处理部140和2个FEC解码部1250,具有移交控制部1280。此外,通信装置1200之中的包含除了调谐器部1210、基准信号产生部155及移交控制部1280以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路1205构成。另外,也可以将本实施方式中的调谐器部1210、A/D转换部1220、同步处理部1230、偏振波信号处理部140、FEC解码部1250及移交控制部1280适用于实施方式1~12。
在本实施方式中,移交控制部1280指示频率与当前的信号不同的信号、或者与当前的信号相比频率相同且偏振波不同的信号,作为移交候选信号。
图51是表示调谐器部1210和A/D转换部1220使得通过的最小带域的一例的图。图51的(a)表示实施方式1~12的最小带域,该最小带域与接收中的期望信号的带域相等。图51的(b)表示本实施方式的最小带域,该最小带域包含接收中的期望信号的带域和移交候选信号的带域的全部。
依照来自移交控制部1280的指示,调谐器部1210和A/D转换部1220进行动作以使至少图51的(b)所示的最小带域的信号通过。
图52是表示同步处理部1230的构成的一例的图。图52的同步处理部1230与图26所示的实施方式6中的同步处理部530相比,构成为将V偏振波侧及H偏振波侧的粗频率同步处理部131及帧同步处理部541分别置换为粗频率同步处理部1231及帧同步处理部1241。另外,粗频率同步处理部1231取得移交信息。也就是说,移交控制部1280输出与接收中的信号的带域和移交候选信号的带域相关的信息作为移交信息。粗频率同步处理部1231如果取得了该移交信息,则进行处理以使调谐后数字信号的频率对应于希望处理的接收信号(即,接收中的期望信号和移交候选信号之中的一方)的中心频率。帧同步处理部1241将帧同步的检测结果作为接收品质向移交控制部1280输出。其接收品质例如是表示SOF的相关值是否超过阈值的信息或者该相关值。或者,图50所示的FEC解码部1250也可以将纠错处理的结果作为接收品质(例如错误率)向移交控制部1280输出。
移交控制部1280如果移交候选信号的接收品质成为阈值以上,则与上述同样地输出移交执行信号。或者,如果移交候选信号的接收品质成为接收中的期望信号的接收品质以上,则移交控制部1280输出移交执行信号。
如上,在本实施方式中,在移交发生时,移交发生的定时和移交后使用的信号的信息被通知给调谐器部1210、A/D转换部1220及同步处理部1230。然后,调谐器部1210和A/D转换部1220进行动作以使至少包含接收中的期望信号的带域和移交候选信号的带域的全部在内的最小带域的信号通过。由此,在移交时也能够连续地通过MMSE处理来减轻期望信号和移交候选信号双方中的干扰成分的影响,改善接收SINR。
此外,在图51的(b)所示的最小带域过宽,调谐器部1210和A/D转换部1220无法使该最小带域的信号通过的情况下,也可以至少仅使接收中的期望信号通过。在该情况下,移交控制部1280也可以基于接收中的期望信号的MMSE处理后的接收品质,判定是否进行移交。例如,移交控制部1280在接收品质低于阈值的情况下输出移交执行信号。
在此,本实施方式中的通信装置1200具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备调谐器部1210、同步处理部1230、偏振波信号处理部140和移交控制部1280。调谐器部1210使由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收的信号之中的当前设定的频带的信号通过。同步处理部1230针对通过了调谐器部1210的垂直信号及水平信号分别进行同步处理。移交控制部1280指示频率及偏振波之中的至少一方与发送信号不同的移交候选信号。在此,在被指示了移交候选信号的情况下,调谐器部1210扩大上述的频带以使移交候选信号通过。而且,同步处理部1230基于通过了调谐器部1210的移交候选信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,判定移交候选信号是否满足规定的条件。此外,已知的信息是用于识别信号的偏振波的信息,例如是已知比特模式(18D2E82HEX)。另外,规定的条件例如是相关值为阈值以上这样的条件。此外,针对上述的移交候选信号的接收品质是否足够的判定,通过判定移交候选信号是否满足规定的条件来进行。接下来,移交控制部1280在移交候选信号满足该规定的条件的情况下,输出移交执行信号。同步处理部1230及偏振波信号处理部140如果取得了该移交执行信号,则将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号。
图53是表示实施方式13中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
首先,同步处理部1230判定是否被指示了频率及偏振波之中的至少一方与发送信号不同的移交候选信号(步骤S401b)。在未被指示的情况下(步骤S401b:否),同步处理部1230与上述同样,针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90)。进而,偏振波信号处理部140进行偏振波信号处理(步骤S100)。另一方面,在被指示了移交候选信号的情况下(步骤S401b:是),调谐器部1210扩大频带以使移交候选信号通过(步骤S501)。然后,同步处理部1230针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90),偏振波信号处理部140进行偏振波信号处理(步骤S100)。另外,在被指示了移交候选信号的情况下,同步处理部1230基于通过了调谐器部1210的移交候选信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,确定移交候选信号的品质(步骤S402)。
然后,移交控制部1280判定所确定的品质是否满足移交的基准(步骤S403)。在此,移交控制部1280在品质满足该基准的情况下(步骤S403:是),使同步处理部1230及偏振波信号处理部140将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号(步骤S404)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,无论移交候选信号是怎样的信号,在移交时都能够连续地减轻期望信号和移交候选信号双方中的干扰成分的影响。结果,能够改善接收SINR。
(实施方式14)
图54是表示实施方式14中的通信装置1300的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置1300所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~13的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~13的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图54的通信装置1300具备调谐器部1310、基准信号产生部155、A/D转换部1320V及1320H、同步处理部1330、偏振波信号处理部140、FEC解码部1250和移交控制部1380。此外,如上所述,在本公开中,在对各构成要素赋予的参照标记之中,“V”表示该构成要素是V偏振波用的要素,“H”表示该构成要素是H偏振波用的要素。进而,在本公开中,在省略了参照标记之中的“H”或者“V”的情况下,该参照标记表示V偏振波用及H偏振波用之中的某一方或者双方的构成要素。例如,A/D转换部1320表示A/D转换部1320V及A/D转换部1320H之中的一方或者双方。
换言之,在图54的通信装置1300中,与图25所示的实施方式6中的通信装置500相比,调谐器部110、A/D转换部120、同步处理部530和FEC解码部150分别被置换为调谐器部1310、A/D转换部1320、同步处理部1330和FEC解码部1250。另外,通信装置1300具有移交控制部1380。此外,通信装置1300之中的包含除了调谐器部1310、基准信号产生部155及移交控制部1380以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路1305构成。此外,也可以将本实施方式中的调谐器部1310、A/D转换部1320、同步处理部1330、偏振波信号处理部140、FEC解码部1250及移交控制部1380适用于实施方式1~13。
在本实施方式中,与实施方式13同样,移交控制部1380指示频率与当前的信号不同的信号、或者与当前的信号相比频率相同且偏振波不同的信号,作为移交候选信号。
图55是表示本实施方式中的调谐器部1310和A/D转换部1320使得通过的最小带域的一例的图。最小带域与接收中的期望信号的带域或者移交候选信号的带域相等,分时地仅选择一方的带域。
也就是说,依照来自移交控制部1380的指示,调谐器部1310和A/D转换部1320分时地切换图55所示的最小带域,进行动作以使该切换后的最小带域的信号通过。
图56是表示同步处理部1330的构成的一例的图。图56的同步处理部1330与图26所示的实施方式6中的同步处理部530相比,构成为将V偏振波侧及H偏振波侧的帧同步处理部541及542分别置换为帧同步处理部1241及1242。帧同步处理部1241将与通过分时选择的最小带域的接收信号(即,接收中的期望信号和移交候选信号之中的一方)对应的帧同步的检测结果作为接收品质向移交控制部1380输出。其接收品质例如是表示SOF的相关值是否超过阈值的信息或者该相关值。或者,图54所示的FEC解码部1250也可以将纠错处理的结果作为接收品质(例如错误率)向移交控制部1380输出。
如果移交候选信号的接收品质成为阈值以上,则移交控制部1380与上述同样地输出移交执行信号。或者,如果移交候选信号的接收品质成为接收中的期望信号的接收品质以上,则移交控制部1280输出移交执行信号。
如上,在本实施方式中,在移交发生时,移交发生的定时和移交后使用的信号的信息被通知给调谐器部1310及A/D转换部1320。然后,调谐器部1310以后的构成要素分别分时地对接收中的期望信号和移交候选信号的一方进行处理。由此,在移交时也能够分时地通过MMSE处理来减轻期望信号和移交候选信号的一方中的干扰成分的影响,改善接收SINR。
在此,本实施方式中的通信装置1300具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备调谐器部1310、同步处理部1330、偏振波信号处理部140和移交控制部1380。调谐器部1310在由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收的信号之中,使当前设定的第1频带的信号通过。同步处理部1330针对通过了调谐器部1310的垂直信号及水平信号分别进行同步处理。移交控制部1380指示频率及偏振波之中的至少一方与发送信号不同的移交候选信号。在此,在被指示了移交候选信号的情况下,调谐器部1310将用于使信号通过的频带分时地切换为第1频带、以及用于使移交候选信号通过的第2频带。而且,同步处理部1330基于通过了调谐器部1310的移交候选信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,判定移交候选信号是否满足规定的条件。此外,已知的信息是用于识别信号的偏振波的信息,例如是已知比特模式(18D2E82HEX)。另外,规定的条件例如是相关值为阈值以上这样的条件。此外,针对上述的移交候选信号的接收品质是否足够的判定,通过判定移交候选信号是否满足规定的条件来进行。接下来,移交控制部1380在移交候选信号满足该规定的条件的情况下,输出移交执行信号。同步处理部1330及偏振波信号处理部140如果取得了该移交执行信号,则将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号。
图57是表示实施方式14中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
首先,同步处理部1330判定是否被指示了频率及偏振波之中的至少一方与发送信号不同的移交候选信号(步骤S401b)。在未被指示的情况下(步骤S401b:否),同步处理部1330与上述同样,针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90)。进而,偏振波信号处理部140进行偏振波信号处理(步骤S100)。另一方面,在被指示了移交候选信号的情况下(步骤S401b:是),调谐器部1310将用于使信号通过的频带分时地切换为上述的第1频带、以及用于使移交候选信号通过的第2频带(步骤S502)。然后,同步处理部1330针对垂直信号及水平信号分别进行协同的同步处理(步骤S90),偏振波信号处理部140进行偏振波信号处理(步骤S100)。另外,在被指示了移交候选信号的情况下,同步处理部1330基于通过了调谐器部1310的移交候选信号中包含的信息与已知的信息之间的相关值,确定移交候选信号的品质(步骤S402)。
然后,移交控制部1380判定所确定的品质是否满足移交的基准(步骤S403)。在此,移交控制部1380在品质满足该基准的情况下(步骤S403:是),使同步处理部1330及偏振波信号处理部140将作为被处理的对象的信号从上述的发送信号切换为移交候选信号(步骤S404)。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,无论移交候选信号是怎样的信号,都能够在移交时分时地减轻期望信号及移交候选信号的某一方中的干扰成分的影响。结果,能够改善接收SINR。
(实施方式15)
图58是表示实施方式15中的通信装置1400的构成的一例的图。此外,本实施方式中的通信装置1400所具有的各构成要素之中,关于与实施方式1~14的某一个的通信装置相同的构成要素,赋予与该实施方式1~14的某一个的构成要素相同的标记,省略详细的说明。
图58的通信装置1400与图50所示的实施方式13中的通信装置1200相比,构成为将偏振波信号处理部140V及140H置换为偏振波信号处理部1440V及1440H,并追加了天线控制部1490。此外,偏振波信号处理部1440V及1440H之中的一方或者双方也称为偏振波信号处理部1440。另外,通信装置1400之中的包含除了调谐器部1210、基准信号产生部155、移交控制部1280及天线控制部1490以外的各构成要素的单元也可以作为集成电路1405构成。另外,也可以将本实施方式中的偏振波信号处理部1440和天线控制部1490适用于实施方式1~14。
图59是表示偏振波信号处理部1440的构成的一例的图。偏振波信号处理部1440与图7所示的实施方式1中的偏振波信号处理部140不同,将MMSE的权重向天线控制部1490输出。也就是说,权重计算部170计算MMSE的权重,将该计算出的权重向加权部175和天线控制部1490输出。
图58所示的天线控制部1490一边观测从偏振波信号处理部1440输出的MMSE的权重,一边将偏振面向某一个方向变更。例如,天线控制部1490在MMSE的权重的变化量成为一定值以下之后,开始偏振面向规定方向的变更处理。在此,天线控制部1490在根据MMSE的权重计算的偏振旋转量变小的情况下,继续进行偏振面的变更。另一方面,天线控制部1490在根据MMSE的权重计算的偏振旋转量变大的情况下,向与上述的规定方向不同的方向变更偏振面。
在本实施方式中,通过持续进行这样的处理,能够在天线控制部1490和偏振波信号处理部1440的双方减轻干扰成分的影响,改善接收SINR。
在此,本实施方式中的通信装置1400具备用于接收从卫星3000发送的信号的信号处理装置。该信号处理装置例如具备调谐器部1210、同步处理部1230、偏振波信号处理部1440、移交控制部1280和天线控制部1490。天线控制部1490变更由垂直偏振波用的天线及水平偏振波用的天线接收的信号的偏振面的朝向。也就是说,天线控制部1490基于由偏振波信号处理部1440的权重计算部170计算的第1权重及第2权重变更上述的偏振面的朝向。
图60是表示实施方式15中的信号处理装置的处理动作的一例的流程图。
该图60所示的流程图包含图53所示的流程图中包含的各步骤,还包含步骤S601。在步骤S601中,天线控制部1490基于由偏振波信号处理部1440的权重计算部170计算的第1权重及第2权重变更上述的偏振面的朝向。
由此,在本实施方式中的信号处理装置及信号处理方法中,能够进一步减轻干扰成分的影响,进一步改善接收SINR。
(补充)
本公开不限定于上述的实施方式1~15中说明的内容,在用于达成本公开的目的及与其关联或者附带的目的的任何方式中都能够实施,例如也可以如下。
(1)在实施方式1~15中,在无法分辨是由哪个接收偏振波天线调谐的依据DVB-S2X规格的卫星信号的情况下,也可以根据卫星与机体的位置关系进行分辨。
(2)在实施方式1~15中,也可以使发送功率减小接收SNR、接收SINR的预计改善量来发送。作为减小方法,例如可以举出对发送RF处理中的功率放大量进行控制。
(3)在实施方式1~15中,不限于将搭载于飞行器的通信装置作为对象,也能够将搭载于在地球上大范围移动的船舶、汽车等移动体的通信装置作为对象。
(4)在实施方式1~15中,也可以基于计算的传送路估计值、MMSE的权重,以机械方式或者电子方式改变飞行器的天线偏振面。
(5)在实施方式1~15中,将下行链路卫星信号设为依据DVB-S2X规格,但不限于此,也可以设为例如依据3GPP(The 3rd Generation Partnership Project:第三代合作伙伴计划)正在探讨的面向非地面网络(Non-Terrestrial Networks)的规格。
(6)在实施方式3中,将上行链路卫星信号设为依据DVB-RCS2规格,但不限于此,也可以设为例如依据3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)正在探讨的面向非地面网络的规格。
(7)在实施方式1~15中,将正交偏振波设为V偏振波和H偏振波,但不限于此,也可以使用右旋偏振波和左旋偏振波。在该情况下,在有反射波的环境或者偏振波间的接收功率不同的环境下也需要考虑偏振面,实施方式1~15是有效的。
(8)在实施方式1~15中,示出了卫星与单一的飞行器间的通信为例,但不限于此,在卫星与多个飞行器间的通信中各飞行器的通信装置能够使用实施方式1~15。
(9)在实施方式1~15中,也可以不使偏振波信号处理部中的加权总是开启(ON),而是根据状况使其关闭(OFF)。关闭的状况例如可以举出传送路估计值的绝对值比阈值低的情况。
(10)在实施方式1~15中,构成为将偏振波信号处理部配置在同步处理部的后级,但不限于此,也可以配置在同步处理部内的精密频率同步处理部的后级。在该情况下,也可以在偏振波信号处理部中包含相位同步处理部的功能。
(11)在实施方式1~15中,通过MMSE进行加权处理,但不限于此,例如也可以使用ZF(Zero Forcing:迫零)。
(12)在实施方式1~15中,设为仅在1帧内计算传送路估计值,但不限于此,也可以跨多帧间例如通过IIR(Infinite Impulse Response:无限冲激响应)滤波器来计算。在该情况下,虽然发生时间延迟,但具有提高传送路估计值的精度的效果。
(13)也可以将实施方式1~15及变形例中的若干个相互组合。
(14)也可以将上述的实施方式1~15中的通信装置之中的与下行链路对应的单元定义为接收装置,将与上行链路对应的单元定义为发送装置。
(15)上述的实施方式1~15也可以涉及使用了硬件和软件的安装。上述的实施方式也可以使用计算设备(处理器)来安装或者执行。计算设备或者处理器例如可以是主处理器或者通用处理器(general purpose processor)、数字信号处理器(DSP)、ASIC(application specific integrated circuit:应用专用集成电路)、FPGA(fieldprogrammable gate array:现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑设备等。上述的实施方式也可以通过这些设备的结合来执行或者实现。
(16)实施方式1~15也可以通过由处理器或者直接由硬件执行的软件模组的方式实现。另外,还能够是软件模组与硬件安装的组合。软件模组也可以被保存于各种计算机可读取的存储介质,例如RAM(Random Access Memory:随机访问存储器)、EPROM(ErasableProgrammable Read Only Memory:可擦可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-only Memory:带电可擦可编程只读存储器)、闪存、寄存器、硬盘、CD-ROM(compact disc read-only memory)或者DVD等。
工业实用性
本公开的信号处理装置能够适用于通信装置、接收装置及发送装置。
附图标记说明:
100 通信装置
110 调谐器部
130 同步处理部
140 偏振波信号处理部
140V 偏振波信号处理部
140H 偏振波信号处理部
150 FEC解码部
155 基准信号产生部
165H 传送路估计部
165V 传送路估计部
170 权重计算部
175 加权部
2000 飞行器
2010、3010 天线
3000 卫星。
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