DE3737006A1

DE3737006A1 - Ausloeschungsanordnung fuer kreuzpolarisationsstoerungen in einer raumdiversity-funkanlage

Info

Publication number: DE3737006A1
Application number: DE19873737006
Authority: DE
Inventors: Adel Abdel Moneim Saleh
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1987-10-31
Publication date: 1988-05-11
Also published as: GB2199468B; US4723321A; CA1268216A; GB2199468A; GB8725766D0; JPS63135026A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Auslöschung von Kreuzpolarisationsstörungen mit oder ohne Dämpfungsausgleich in einer Raumdiversity-Funkanlage.

Zur Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades nimmt die Verwendung von digitalen Funkübertragungen mit doppelter Polarisation in Mikrowellenbändern mit gemeinsamem Träger zu. Die wesentlichen technischen Probleme in Verbindung mit einem Doppelpolarisationsbetrieb in Funkanlagen ergeben sich daraus, daß

(a) eine Kreuzpolarisationskopplung sowohl in den Funkausrüstungen als auch im Ausbreitungsmedium auftreten,
(b) die zugeordneten Kreuzpolarisations-Übertragungsfunktionen sowohl dispersiv (frequenzselektiv) als auch zeitvariabel sind, und
(c) die Kreuzpolarisations-Übertragungsfunktionen Gleichkanal- Störungspegel erzeugen, die für eine wirksame Detektierung von QAM-Signalen, beispielsweise 16-QAM, 64-QAM oder 256-QAM, zu groß sind, insbesondere dann, wenn das gewünschte Polarisationssignal aufgrund einer Mehrwegübertragung Schwunderscheinungen zeigt.

In den vergangenen Jahren haben sich viele Aufsätze und Patente mit Kreuzpolarisations-Auslöschverfahren, Messungen über Doppelpolarisation-Funkkanäle und Analysen von Doppelpolarisations- Funkverbindungen befaßt. Dazu sei beispielsweise auf die US-Patente 42 83 795 (11. 8 . 1981) und 45 77 330 (18. 3. 1986) sowie die Aufsätze "Cofrequency Cross-Polarized Operation of a 91 Mbit/s Digital Radio" von S. Barber in IEEE Transactions on Communications, Band COM-32, Nr. 1, Januar 1984, Seiten 87-91, und "Sweep Measurements of Multipath Effects on Cross-Polarized RF-Channels Including Space Diversity" von M. Liniger in Globecom ′84, Band 3, Atlanta, Georgia, November 1984, Seiten 45.7.1-45.7.5, hingewiesen.

Es besteht außerdem die Neigung, erhöhten Verkehrsanforderungen bei bestehenden Funkanlagen mit Einzelpolarisation durch Hinzufügung einer Doppelpolarisation zu ergänzen, um damit die Kapazität im gleichen Frequenzband zu verdoppeln. Es verbleibt demgemäß die Aufgabe, einen einfachen Weg zur Beseitigung von Kreuzpolarisationsstörungen bei Hinzufügung einer zweiten Polarisation für einen Kanal in einer Funkanlage aufzuzeigen, bei der Raumdiversityantennen benutzt werden.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der vorliegenden Erfindung wird demgemäß die Auslöschung von Kreuzpolarisationsstörungen (CPI von Cross-Polarization Interference) und die Fähigkeit, außerdem einen Dämpfungsausgleich bereitzustellen, in einer Raumdiversity-Funkanlage geschaffen. Im einzelnen ist ein getrennter, einfacher Kreuzpolarisationsauslöscher, der allein nicht für die Beseitigung der Kreuzpolarisationsstörungen sorgen kann, jeder Antenne eines Paares von Raumdiversityantennen zugeordnet, wobei jede Antenne die ersten und zweiten polarisierten Signale von einem entfernten Sender empfängt. Jeder Auslöscher nimmt die ersten und zweiten polarisierten Signale von der zugeordneten Antenne an einem getrennten ersten bzw. zweiten Eingang auf. Jeder Auslöscher enthält zwei Geradeauswege und zwei Kreuzwege, wobei jeder Weg eine getrennte komplexe Verstärkungswert-Multipliziereinrichtung enthält, die

(a) frequenzunabhängig und daher einfach aufzubauen ist und
(b) selektiv unter Ansprechen auf empfangene Steuersignale die Verstärkung und Phase eines den Weg durchlaufenden Signals einstellt. Die eingestellten, konvergierenden Signale der Geradeaus- und Kreuzwege in jedem Auslöscher werden addiert und ergeben ein getrenntes polarisiertes Ausgangssignal mit verringerter Kreuzpolarisationsstörung an jedem Ausgang des Auslöschers. Die entsprechend polarisierten Ausgangssignale jedes Auslöschers werden dann addiert und Leistungsmessungen jedes Auslöscher-Ausgangssignals während vorbestimmter Zeitabschnitte durchgeführt. Die Leistungsmessungen benutzt man dann zur Erzeugung von Steuersignalen, die die komplexen Verstärkungswert-Multipliziereinrichtungen auf geeignete Weise einstellen und ein Ausgangssignal mit ebener Verstärkungskurve liefern, das im wesentlichen keine Kreuzpolarisationskomponenten enthält.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Anordnung zur Auslöschung von Kreuzpolarisationsstörungen (CPI) in einer Raumdiversityanlage als Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 das Diagramm von Datenstromformaten in Abhängigkeit von der Zeit für Doppelpolarisationsübertragungen unter Verwendung von abwechselnden Ruhe-Sondierintervallen;

Fig. 3 das Blockschaltbild des vorliegenden CPI-Auslöschungsverfahrens unter Verwendung einer Rückübertragung zum Sender zur Verbesserung der Auslöschung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 das Blockschaltbild einer modifizierten Anordnung gemäß Fig. 1 zur Maximierung des Verhältnisses zwischen dem Nutzsignal und dem Störsignal aufgrund von Kreuzpolarisationsstörungen, Zwischensymbolstörungen und Rauschen im Grundband;

Fig. 5 das Diagramm von Datenstromformaten in Abhängigkeit von der Zeit für Doppelpolarisationsübertragungen unter Verwendung von gleichzeitigen Sondierintervallen, die besondere Digitalsignale enthalten;

Fig. 6 eine Auslöscheranordnung für das vorliegende Raumdiversityverfahren zur Erläuterung, wie die Ausgangssignalspektren durch eine Potenzreihe von j ω dargestellt werden können;

Fig. 7 eine Tabelle mit den möglichen Arten einer Quadratur- Amplitudenmodulation durch unterschiedliche Lösungsversuche, abhängig von der Steuerung und dem Aufbau.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Verwendung in Verbindung mit doppelt polarisierten Übertragungssignalen in Funkübertragungsanlagen unter Verwendung von Raumdiversityantennen zur praktisch vollständigen Unterdrückung von Kreuzpolarisationsstörungen (CPI) und, falls gewünscht, zur Bereitstellung eines Dämpfungsausgleichs. Im einzelnen nutzt die Erfindung die verhältnismäßig schwache Dispersion von Kanalansprechfunktionen (H-Funktionen) über die Bandbreite von digitalen Funkkanälen aus. In Anlagen unter Verwendung eines Raumdiversityempfangs werden die schwach dispersiven Kreuzpolarisationsfunktionen unter Verwendung von nicht dispersiven G-Funktionen unterdrückt, d. h. höchstens eine adaptive Verstärkungseinstellung je Kreuzpolarisation und Kreuzkopplungszweig jedes Diversityempfängers. Sondier- oder Prüfintervalle werden zur Ableitung von Steuersignalen zwecks Einstellung der nicht dispersiven G-Funktionen benutzt, und außerdem können Abänderungen der Erfindung einen gewissen Mehrweg- Ausgleich zusätzlich bewirken.

Über die Bandbreite eines Mikrowellen-Funkkanals läßt sich jede Kanalansprechfunktion H(ω) durch ein komplexes Polynom niedriger Ordnung beschreiben, nämlich

H _ÿ(ω) = A _ÿ + j ω B _ÿ + (j ω)² C _ÿ + . . . i = 1,2; j = 1,2 (1)

wobei der Index i die Bestimmungspolarisationskomponente und der Index j die Ursprungspolarisationskomponente ist und alle Koeffizienten komplex sind.

Für die nachfolgende Erläuterung wird angenommen, daß die verwendeten Polarisationen lineare Polarisationen sind und daß die vertikale Polarisation mit einer 1 und die horizontale Polarisation mit einer 2 für beide Indices i oder j bezeichnet werden. Beispielsweise bezeichnet H ₁₂ die Kreuzpolarisations-Ansprechfunktion für horizontal (2) in vertikal (1) und H ₁₁ bezeichnet die geradlinige oder Copolarisations- Ansprechfunktion für vertikal in vertikal. Außerdem werden die Hochziffern u und l nachfolgend benutzt, um die in den Figuren dargestellte obere bzw. untere Raumdiversityantenne 10 bzw. 11 zu bezeichnen. Demgemäß ist im Diagramm gemäß Fig. 6 der Ausdruck das Vertikal-in-vertikal-Polarisationskanalansprechen in die obere Diversityantenne 10. Der Ausdruck ist das Horizontal-in- horizontal-Polarisationskanalansprechen in die untere Diversityantenne 11 usw., wobei sich das letztgenannte Ansprechen entsprechend Gleichung (1) auseinanderziehen läßt durch

Das Kreuzpolarisationsstörungsspektrum (CPI-Spektrum) am Ausgang 5 des vertikal polarisierten Auslöschers 12 in Fig. 6 läßt sich schreiben als

wobei A ₁₂, B ₁₂ und C ₁₂ bewertete Summen über die komplexen Verstärkungswerte γ ₁, γ ₂, γ ₃ und γ ₄ sind. Beispielsweise läßt sich anhand von Gleichung (1) zeigen, daß

Aus der obigen Erläuterung ergibt sich, daß A ₁₂, B ₁₂ und C ₁₂ durch geeignete Wahl von q ₂/γ ₁, γ ₃/γ ₁ und γ ₄/γ ₁ alle Null gesetzt werden können, wobei γ ₁ entweder konstant gesetzt (beispielsweise auf 1) oder so eingestellt werden kann, daß das gewünschte kreuzpolarisierte Signal auf geeignete Weise bemessen wird.

Die vorstehende Erläuterung offenbart das Prinzip der vorliegenden Technik, und Fig. 1 und 2 zeigen das Schaltbild einer Anordnung und das Format der übertragenen Signale zur praktischen Verwirklichung der Erfindung. Gemäß Fig. 1 weisen eine erste und eine zweite Diversity-Antenne 10 und 11 je zwei getrennte Antennen auf, von denen eine, beispielsweise die Antennen 10 ₁ und 11 ₁, die vertikal (V) polarisierten Signalkomponenten und eine andere, beispielsweise 10 ₂ und 11 ₂, die horizontal (H) polarisierten Komponenten des Empfangssignals aufnehmen. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Darstellung allein zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung gewählt ist, da die normale Lösung darin bestehen wird, eine getrennte einzige Antenne 10 bzw. 11 zu verwenden, wobei die vertikal und horizontal polarisierten Komponenten des Empfangssignals jeder Antenne getrennt und über getrennte elektrische oder Hohlleiterwege oder andere Einrichtungen weitergeleitet werden. Die empfangenen vertikalen und horizontalen Signalkomponenten an jeder Antenne enthalten die ursprünglich ausgesendeten vertikalen bzw. horizontalen Signale zuzüglich von kreuzpolarisierten Signalkomponenten, die während der Aussendung und des Empfangs auftreten.

Die getrennten vertikalen und horizontalen Ausgangssignalkomponenten der Antenne 10 werden an getrennten Eingangsanschlüssen 14 bzw. 15 des Auslöschers 12 und die getrennten vertikalen und horizontalen Ausgangssignalkomponenten der Antenne 11 an getrennten Eingangsanschlüssen 14 bzw. 15 des Auslöschers 13 aufgenommen. In jedem Auslöscher, beispielsweise dem Auslöscher 12, werden die empfangenen vertikalen und horizontalen Signalkomponenten über je einen getrennten Geradeausweg 16 bzw. 17 und je einen getrennten Kreuzweg 18 bzw. 19 weitergeleitet. Auf jedem der Wege 16 bis 19 ist ein getrennt einstellbarer komplexer Multiplizierer 20 bis 23 angeordnet, um auf einfache Weise eine selektive Verstärkungswert- und Phaseneinstellung für die CPI-Auslöschung auf der V _out -Leitung 5 und H _out -Leitung 6 der Auslöscheranordnung gemäß Fig. 1 zu ermöglichen. Die komplexen Multiplizierer 20-23 können geeignete Bauteile bekannter Art sein, beispielsweise die Serie von komplexen CPM- Phasenmodulatoren der Firma Olektron Corp., Webster, Massachusetts. In beiden Auslöschern 12 und 13 werden die durch die komplexen Multiplizierer eingestellten Signale auf den Wegen 16 und 19 in einem Addierer 24 addiert, um ein resultierendes, eingestelltes, vertikal polarisiertes Ausgangssignal auf der Leitung 26 zu erzeugen. Auf entsprechende Weise werden in den Auslöschern 12 und 13 die komplexen, durch den Multiplizierer eingestellten Signale auf den Wegen 17 und 18 in einem Addierer 25 addiert, um ein resultierendes, eingestelltes, horizontal polarisiertes Ausgangssignal auf der Leitung 27 zu erzeugen. Die vertikal polarisierten Signale auf den Leitungen 26 der Auslöscher 12 und 13 werden in einem Addierer 28 summiert, um das vertikale Ausgangssignal V _out der CPI-Auslöschungsanordnung auf der Ausgangsleitung 5 zu erzeugen. Die horizontal polarisierten Signale auf den Leitungen 27 der Auslöscher 12 und 13 werden in einem Addierer 29 summiert, um das horizontal polarisierte Ausgangssignal H _out der Auslöschungsanordnung auf der Ausgangsleitung 6 zu erzeugen.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die vertikal und horizontal polarisierten Ausgangssignale V _out und H _out auf den Ausgangsleitungen 5 bzw. 6 teilweise über entsprechende Koppler 30 und 31 ausgekoppelt und über eine Schalteinrichtung 32 Leistungsmeßgeräten 33 bzw. 34 zugeführt. Die von jedem der Geräte 33 und 34 während eines bestimmten Zeitintervalls, zu dem die Schalteinrichtung 32 geschlossen ist, gemessene Leistung wird in ein entsprechendes Signal umgewandelt, das zu einer Steuer- und Zittereinrichtung 35 übertragen wird. Diese Einrichtung 35 wandelt die Eingangs-Leistungsmeßsignale in entsprechende Steuersignale für die komplexen Multiplizierer 20-23 der Auslöscher 12 und 13 sowie als Option für eine Rückübertragung zu einem entfernten Sender über eine Antenne 36 um, um eine zusätzliche CPI-Auslöschung zu ermöglichen, wie später mit Bezug auf die Anordnung gemäß Fig. 3 beschrieben werden soll.

Das mit der Anordnung gemäß Fig. 1 gelöste Problem ergibt sich daraus, daß, wenn nur einer der Auslöscher 12 oder 13 benutzt wird, beispielsweise der Auslöscher 12, dann dieser Auslöscher Kreuzpolarisationsstörungen nur dann beseitigen kann, wenn der horizontale und vertikale Kanal ebenen Frequenzgang besitzen, d. h. sich mit der Frequenz nicht ändern. Anders gesagt, die Amplitude des Empfangssignals müßte über eine vorgegebene Frequenzbandbreite im wesentlichen konstant sein. Ein solcher Auslöscher 12 würde in einer digitalen Funkanlage nicht befriedigend arbeiten, bei der die Kanäle sich mit der Frequenz ändern. Daher werden entsprechend der vorliegenden Erfindung Raumdiversityantennen 10, 11 und ein zweiter Auslöscher 13 benutzt, um eine Auslöschung des flachen Teils der Kreuzpolarisation A ₁₂ und der ersten Ordnung bezüglich der Frequenz, nämlich j ω B ₁₂ zu erreichen, die durch den ersten bzw. zweiten Ausdruck in der zweiten Hälfte der Gleichung (3) dargestellt werden.

Um die zweite Frequenzordnung (j ω)² C ₁₂, die durch den dritten Ausdruck in der zweiten Hälfte von Gleichung (3) dargestellt wird, zu beseitigen, ist ein Auslöscher 40 erforderlich, der entsprechend der Darstellung in Fig. 3 beim entfernten Sender angeordnet werden muß, sowie ein Rückkopplungsweg 41, der durch die Antenne 36 in Fig. 1 bereitgestellt wird. Der Auslöscher 40 enthält die gleichen Bauteile 14-25 mit gleicher Funktion, wie für die entsprechenden Bauteile des Auslöscher 12 und 13 erläutert worden ist. Das Ausgangssignal des Auslöschers 40 beim entfernten Sender wird von einer Antenne 42 ausgesendet, die einen Abschnitt 42 ₁ zur Aussendung der vertikal polarisierten Signale und einen Abschnitt 42 ₂ zur Aussendung der horizontal polarisierten Signale enthält. Die zur Antenne 42 gegebenen, vertikal und horizontal polarisierten Signale sind auf geeignete Weise vom Auslöscher 40 unter Ansprechen auf Rückkopplungssignale von der empfangsseitigen Steuer- und Zittereinrichtung 35 so eingestellt worden, daß sie die zweite Frequenzordnung an den Ausgängen 5 und 6 der empfangsseitigen Auslöschungsanordnung beseitigen.

Praktische Verwirklichungen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind in den Fig. 1, 2 bzw. 4, 5 gezeigt. Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 für das erste Ausführungsbeispiel weisen die Datenströme für die vertikal und horizontal polarisierten Signale Sondier-Ruheintervalle oder Pausenintervalle 50 auf, die zwischen den vertikal und horizontal polarisierten Aussendungen abwechseln. Auf der vertikal polarisierten Ausgangsleitung 5 in Fig. 1 enthält das Signal V _out der Auslöschungsanordnung gemäß Fig. 1 nur horizontal polarisierte Störkomponenten, während der vertikal polarisierten Ruhe-Sondierintervalle oder Prüfintervalle, und auf ähnliche Weise enthält das Signal H _out auf der Leitung 6 nur vertikal polarisierte Störkomponenten während der horizontal polarisierten Ruhe-Sondierintervalle. Demgemäß können in zwei aufeinanderfolgenden Sondierintervallen 50 für abwechselnde Polarisationen Mittelwert-Leistungsmessungen des horizontal polarisierten Störsignals, das mit X bezeichnet werden soll, und des erwünschten, vertikal polarisierten Signals, das mit S bezeichnet werden soll, mittels der Leistungsmeßeinrichtung 33 ausgeführt werden.

Jedes der Leistungsmeßgeräte 33 und 34 arbeitet in Synchronismus mit den Sondierintervallen 50 in den Datenströmen V _out und H _out , da die Schalteinrichtung 32 so synchronisiert ist, daß sie während jedes Ruhe-Sondierintervalls schließt. Die Steuer- und Zittereinrichtung 35 berechnet das Verhältnis S/X und erzeugt geeignete Steuersignale, die den Verstärkungswert der komplexen Multiplizierer 20, 23 in den Auslöschern 12 und 13 so einstellen, daß dieses Verhältnis ein Maximum wird. Verfahren für eine Zittersteuerung oder Schwankungssteuerung von Verstärkungswerten sind bekannt, und es kann jedes geeignete Verfahren hier benutzt werden. Das Leistungsmeßgerät 34 arbeitet ähnlich wie das Leistungsmeßgerät 33, um den Verstärkungswert der komplexen Multiplizierer 21, 22 in den Auslöschern 12 und 13 so zu steuern, daß das Verhältnis für H _out auf der Ausgangsleitung 6 ein Maximum wird.

Der Rückkopplungsweg zur Antenne 36 in Fig. 1 kann benutzt werden, um eine verbesserte CPI-Steuerung über eine adaptive Kreuzkopplung im Auslöscher 40 des in Fig. 3 gezeigten Senders zu erreichen. Wenn demgemäß ein kleiner Teil des Signals V _in beim Sender über den komplexen Multiplizierer 22 im Auslöscher 40 in das horizontal polarisierte Sendesignal eingekoppelt wird, und in entsprechender Weise ein kleiner Teil des Signals H _in in das vertikal polarisierte Sendesignal, dann kann durch richtige Steuerung dieser beiden zusätzlichen Verstärkungswerte das sich insgesamt ergebende CPI-Ansprechen an den Ausgängen gemäß Fig. 1 so beseitigt werden, daß es den Frequenzausdruck zweiter Ordnung umfaßt. Allgemeiner gesagt, ermöglicht eine sendeseitige Kreuzkopplung eine weitere Steuermöglichkeit zur Erzielung einer CPI-Verringerung. Bei der Steuerung der variablen Verstärkungswerte im Auslöscher 40 kann das gleiche Verfahren wie für die empfangsseitigen Verstärkungswerke in den Auslöschern 12 und 13 mit der Ausnahme benutzt werden, daß die Steuersignale über den Rückkopplungsweg 41 zum Sender zurückübertragen werden müssen. Der Rückkopplungsweg 41 kann einen getrennten Funkkanal oder bestehende Draht- oder Datenübertragungseinrichtungen umfassen.

Eine Auslöschung der Kreuzpolarisationsstörung (CPI) und ein Mehrwegausgleich lassen sich unter Verwendung des oben besprochenen Lösungsprinzips auch gleichzeitig erreichen. Statt einer Auslöschung der Kreuzpolarisationsstörung derart, daß sie die Frequenzausdrücke erster Ordnung oder zweiter Ordnung umfassen, wenn eine sendeseitige Kreuzkopplung im Auslöscher 40 benutzt wird, können die variablen Verstärkungswerte in den komplexen Multiplizierern 20- 23 so eingestellt werden, daß die Copolarisationsstörungen bis zu ersten Frequenzordnung ausgeglichen und die Kreuzpolarisationsstörungen nur bis zu einer ebenen Frequenzkennlinie ausgelöscht werden oder Ausdrücke erster Ordnung umfassen, wenn eine sendeseitige Kreuzkopplung im Auslöscher 40 benutzt wird.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Anordnung und ein Verfahren ähnlich dem gemäß Fig. 1 und 2 für ein zweites Ausführungsbeispiel, jedoch mit zwei Unterschieden. Ein erster Unterschied besteht darin, daß das Eingangssignal der Steuer- und Zittereinrichtung 35 aus digitalisierten komplexen Grundband-Abtastwerten besteht, die einmal für jede Rahmenperiode durch einen Analog-Digitalwandler (A/D) 60 gewonnen werden. Der zweite Unterschied ist, daß die abwechselnden Ruhe- Sondierintervalle 50 gemäß Fig. 2 durch gleichzeitige Sondierintervalle 61 gemäß Fig. 5 ersetzt sind, die keine Ruheintervalle sind und bekannte Datenfolgen für die vertikal und horizontal polarisierten Signale enthalten. Für eine der Polarisationen, beispielsweise die vertikale Polarisation, sind diese Datenfolgen jeweils gleich und besitzen die gleiche Polarität von einem Sondier- oder Prüfintervall zum anderen. Für die andere Polarität, beispielsweise die horizontale Polarität, sind diese Datenfolgen ebenfalls gleich, besitzen aber abwechselnde Polarität. Entsprechend Fig. 4 werden die Ausgangssignale V _out und H _out der Addierer 28 bzw. 29 zunächst als Eingangssignale entsprechenden Mischern 62 und 63 zugeführt, wo sie mit dem Ausgangssignal eines Ortsoszillators 64 gemischt werden, um die entsprechenden Grundband-Ausgangssignale V _out und H _out zu erhalten, die dann im Analog-Digitalwandler 60 abgetastet werden.

Die Folge der komplexen Abtastwerte, die dem Grundbandsignal V _out am Ausgang des Mischers 62 während des ersten Sondierintervalls 61 gemäß Fig. 5 entnommen werden, lassen sich mit {V+h} bezeichnen, wobei {V} die copolarisierte Folge einschließlich der Zwischensymbolstörung (ISI) und {h} die kreuzpolarisierte Folge sind, die sich im vertikal polarisierten Signal findet. Diese zusammengesetzte Signalfolge wird digitalisiert und in einer Speichereinrichtung der Steuer- und Zittereinrichtung 35 abgelegt. Im nächsten Sondierintervall 61 lautet die Abtastfolge des Signals V _out wegen der bei der horizontal polarisierten Aussendung benutzten Polaritätsumkehr {V-h}. Eine dritte Signalfolge, die empfangsseitig in der Steuer- und Zittereinrichtung 35 gespeichert wird, ist die bekannte Datenfolge des Sondierintervalls, die mit {Y} bezeichnet ist. Durch Summieren der ersten beiden Folgen {V+h} und {V-h}, Dividieren durch 2 und Subrahieren der dritten Signalfolge {Y} gewinnt die Steuer- und Zittereinrichtung 35 einen Schätzwert für die Zwischensymbolstörung ISI (wobei zur Vereinfachung das thermische Rauschen vernachlässigt wird), die definiert ist durch:

[{V+h} + {V-h}]/2 - {Y} = {V} - {Y} = ISI (5).

In Gleichung (5) liefert der erste Ausdruck [{V+h} + {V-h}]/2 den Kreuzpolarisations-Störungsrest {h}. Eine ähnliche Verarbeitung des Signals H _out während der Sondierintervalle liefert die gleiche Art von Information für die andere Polarisation. Die auf diese Weise gewonnenen Signalfolgen ISI und CPI lassen sich durch die Steuer- und Zittereinrichtung 35 mittels eines geeigneten Zitter- oder Schwankungsalgorithmus benutzen, um die Verstärkungswerte im Empfänger und gegebenenfalls im Sender anzupassen.

Das Kriterium für die Anpassung besteht darin, die quadratische Mittelwertsumme der Signalfolgen CPI und ISI (sowie für das thermische Rauschen) auf ein Minimum zu bringen. Wenn die örtlich gespeicherte Datenfolge {Y} gegeben ist, stellt das Steuerverfahren automatisch die Verstärkungswerte (die daher alle variabel sein müssen) so ein, daß der Signalpegel konstant ist. Ein Minimieren der quadratischen Mittelwertsumme von CPI, ISI und Rauschen entspricht daher einem Maximieren des Nutzsignal-(CPI + ISI + Rauschen-)Verhältnisses.

Fig. 7 zeigt eine Tabelle, die die Maximalzahl von Quadratur-Amplitudenmodulationspegeln (QAM-Pegel) zusammenfaßt, die unter Verwendung von Abänderungen der drei, auf der rechten Seite angegebenen Sender-Empfängeranordnungen voraussichtlich einsetzbar sind, und zwar abhängig von zwei Steuerstrategien, nämlich (a) eine Maximierung des Signal-(CPI + ISI + Rauschen-)Verhältnisses gemäß Fig. 4 ohne zusätzlichen Ausgleich und (b) eine Maximierung des Zwischenfrequenzsignal-(CPI + Rauschen)- Verhältnisses gemäß Fig. 1 und zusätzlichem Ausgleich hinter dem Auslöscher. Aus praktischen Gründen ist die beste Lösung für beispielsweise eine 64-QAM-Übertragung ein Raumdiversityempfang ohne sendeseitige Kreuzkopplung, eine Maximierung des Zwischenfrequenzsignal- (CPI + Rausch)-Verhältnisse sowie ein Ausgleich hinter dem Auslöscher, um auf einfache Weise eine brauchbare Güte zu erzielen. Alle anderen Möglichkeiten wären bei unsicheren Vorteilen wesentlich komplizierter.

Claims

1. Auslöschungsanordnung für Kreuzpolarisationsstörungen mit einem ersten Kreuzpolarisationsauslöscher (12) zur Aufnahme erster und zweiter orthogonal polarisierter Signalkomponenten, die über eine erste Antenne an einem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß empfangen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Auslöscher (a) erste und zweite Geradeauswege und (b) erste und zweite Kreuzwege aufweist, die mit dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß verbunden sind, wobei jeder Geradeaus- und Kreuzweg eine Einrichtung zur selektiven Einstellung komplexer Verstärkungselemente für ein durchlaufendes Signal enthält, um eine verringerte Kreuzpolarisationsstörung von erwünschten, orthogonal polarisierten, ersten und zweiten Signalen an einem ersten bzw. zweiten Ausgangsanschluß des Auslöschers zu erzielen,
daß ein zweiter Kreuzpolarisationsauslöscher (13) vorgesehen ist, der über eine zweite Antenne, die eine Diversity-Antenne der ersten Antenne ist, empfangene, horizontal und vertikal polarisierte Signalkomponenten an einem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß aufnimmt, wobei der zweite Auslöscher (a) erste und zweite Geradeauswege und (b) erste und zweite Kreuzwege aufweist, die mit dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß verbunden sind, wobei jeder Geradeaus- und Kreuzweg eine Einrichtung zum selektiven Einstellen komplexer Verstärkungselemente für ein durchlaufendes Signal enthält, um eine verringerte Kreuzpolarisationsstörung von erwünschten, orthogonal polarisierten, ersten und zweiten Signalen an einem ersten bzw. zweiten Ausgangsanschluß des Auslöschers zu erzielen,
daß ein erster und ein zweiter Addierer (28, 29) vorgesehen sind, die erste bzw. zweite, orthogonal polarisierte Ausgangssignale des ersten und zweiten Auslöschers addieren und erste und zweite, orthogonal polarisierte Ausgangssignale der Auslöschungsanordnung erzeugen, und
daß eine Steuereinrichtung (33-35, 60) vorgesehen ist, die den Signalpegel jedes Ausgangssignals der Auslöschungsanordnung während vorgestimmter Zeitabschnitte mißt und entsprechende Steuersignale für jede Einrichtung zur selektiven Einstellung der komplexen Verstärkungselemente im ersten und zweiten Auslöscher erzeugt, um ein maximales Signal-Kreuzpolarisationsstörungsverhältnis für jedes Ausgangssignal der Auslöschungsanordnung zu erzielen.

2. Auslöschungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur selektiven Einstellung komplexer Verstärkungselemente im ersten und zweiten Auslöscher komplexe Verstärkungsmultiplizierer aufweist.

3. Auslöschungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweiten, orthogonal polarisierten Signalkomponenten, die an jedem der ersten bzw. zweiten Eingangsanschlüsse des ersten und zweiten Auslöschers ankommen, kurze Ruhe-Sondierintervalle enthalten, die sequentiell zwischen den ersten und den zweiten Eingangssignalen abwechseln und daß die Steuereinrichtung aufweist:
eine Meßeinrichtung (32-34) zum Messen des Signalpegels jedes der ersten und zweiten orthogonal polarisierten Ausgangssignale der Auslöschanordnung beim Auftreten eines Ruhe-Sondierintervalls in einem der ersten und zweiten Signale und Erzeugen eines Ausgangssignals, das diese Signalpegel darstellt, und
eine Steuer- und Zittereinrichtung (35), die unter Ansprechen auf die Ausgangssignale der Meßeinrichtung geeignete Steuersignale für die Einrichtung zur selektiven Einstellung komplexer Verstärkungselemente im ersten und zweiten Auslöscher erzeugt, um ein maximales Signal-Kreuzpolarisationsstörungsverhältnis für jedes Ausgangssignal der Auslöschungsanordnung zu erzielen.

4. Auslöschungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Zittereinrichtung so ausgelegt ist, daß sie Steuersignale zur Rückübertragung zu einem entfernten Sender erzeugt, der die ersten und zweiten, orthogonal polarisierten, von der Auslöschungsanordnung aufgenommenen Signale übertragen hat, um eine Einrichtung zur selektiven Einstellung von komplexen Verstärkungselementen in einem dritten Auslöscher, der in dem entfernten Sender angeordnet ist, so zu steuern, daß das Signal-Kreuzpolarisationsstörungsverhältnis für die Ausgangssignale der Auslöschungsanordnung ein Maximum wird.

5. Auslöschungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur selektiven Einstellung komplexer Verstärkungselemente im ersten und zweiten Auslöscher komplexe Verstärkungsmultiplizierer aufweist.

6. Auslöschungsvorgang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten, orthogonal polarisierten Signalkomponenten, die an jedem der ersten bzw. zweiten Eingangsanschlüsse des ersten und zweiten Auslöschers aufgenommen werden, aufeinander folgend kurze Sondierintervalle umfassen, die (a) eine bekannte digitale Datenfolge einer ersten Polarität im ersten polarisierten Ausgangssignal der Auslöschanordnung und (b) die bekannte digitale Datenfolge enthält, die zwischen der ersten Polarität und einer zweiten, entgegengesetzten Polarität in sequentiellen Sondierintervallen des zweiten, polarisierten Ausgangssignals der Auslöschanordnung abwechselt, und daß die Steueranordnung aufweist:
eine Analog-Digital-(A/D)-Abtasteinrichtung (60), die jedes der ersten und zweiten, orthogonal polarisierten Ausgangssignale der Auslöschanordnung beim Auftreten jedes Sondierintervalls abtastet und digitale Ausgangssignale erzeugt, die den Signalpegel jedes Abtastwertes darstellen, und
eine Steuer- und Zitteranordnung (35), die unter Ansprechen auf die Ausgangssignale der Analog-Digital-Abtasteinrichtung geeignete Steuersignale für die Einrichtung zur selektiven Einstellung komplexer Verstärkungselemente im ersten und zweiten Auslöscher erzeugt, um ein maximales Signal-Kreuzpolarisationsstörungsverhältnis für jedes Ausgangssignal der Auslöschungsanordnung zu erzielen.

7. Auslöschungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Zittereinrichtung so ausgelegt ist, daß sie ferner Steuersignale zur Rückübertragung zu einem entfernten Sender erzeugt, der die ersten und zweiten, orthogonal polarisierten, von der Auslöschanordnung aufgenommenen Signale übertragen hat, um eine Einrichtung zur selektiven Einstellung komplexer Verstärkungselemente in einem dritten, beim entfernten Sender angeordneten Auslöscher zu steuern, derart, daß das Signal- Kreuzpolarisationsstörungsverhältnis für die Ausgangssignale der Auslöschungsanordnung weiter erhöht wird.

8. Auslöschungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur selektiven Einstellung komplexer Verstärkungselemente im ersten und zweiten Auslöscher komplexe Verstärkungsmultiplizierer aufweist