超解像DF法

課題：同一チャネル干渉

ほとんどの無線機DF法では、分かるのは、必要なトランスミッターによって専有されている特定の周波数の、1つのエミッターの方向のみです。ただし、追加のトランスミッターが同じ周波数で動作していると、方向探知が損なわれる可能性があります（同一チャネル干渉）。この場合、DFの結果は、トランスミッターのレベル比に依存します。そのトランスミッターが他のトランスミッターより明らかに強力であれば、方向の表示のDF誤差は、わずかです。トランスミッターのレベルがほぼ同じ場合は、DFの結果は通常、不正確になります。これは、相関干渉計、ドップラー法、ワトソンワット法など、従来のDFのすべての原理に当てはまります。

同一チャネル干渉は、実際には定期的に発生します。これは、部分的には伝送法の特性でもあります。

• HFレンジで、伝搬特性が連続的に変化している。エミッションは、当初の計画よりもはるか遠くに伝搬することがあるため、別の端末が同じ周波数で送信しているエリアで、受信されることがあります。
• 不具合のある電子デバイスによって起きる電磁波障害が、トランスミッターと同じ周波数で発生する。
• DAB/DVBで使用されるような単一周波数ネットワークで、伝送品質を向上させるために、複数のトランスミッターが、異なるサイトから同じ周波数で同じ信号を送信する。
• 場合によって、特定のトランスミッターを故意にジャミングする。この場合、干渉信号は同じ周波数で送信されます。
• ユニバーサルモバイル通信システム（UMTS）の移動無線規格で使用されている、コード分割多元接続（CDMA）によって動作する場合は、多くの端末が、同じ周波数レンジの信号を同時に送信する。レシーバーは、メッセージに重ね合わされた拡散コードによって異なる信号を区別することができます。

ローデ・シュワルツでは、同一チャネル信号の方向を検出できるように、超解像DF法をR&S^®DDF1GTX高速スキャニングHF方向探知機のオプションとして提供しています。R&S^®DDFGTX‑SRオプションは、既に利用可能なDF方法を補足するものです。R&S^®DDF5GTS高速スキャニング方向探知機には、さらに超解像機能が標準装備されています。超解像DF法によって、波動場を同じ周波数の複数の信号に分解することができます。最初に波の数および入射角が正確に計算され、表示されます。最大数は、受信周波数、入射角、S/N比によって異なります。

技術的背景

従来のDF法は、必要な周波数チャネルには、支配的な波が1つしかないという仮定に基づいています。ただし、これは、以下のような要因があると当てはまりません。

• 評価中の必要な信号間でスペクトラムが重なり合っている（例えば、CDMA）。
• 必要な信号に加えて高振幅の干渉源が発生している（例えば、電磁波障害）。
• マルチパス伝搬が存在する（例えば、建物からの反射）。DF誤差が発生すると、結果を使用できなくなります。

従来のDFテクノロジーでは、2つの対策を提供しています。

• 干渉成分のパワーが、必要な信号成分より低い場合は、それに応じて方向探知機をディメンショニングする（十分に大きなアンテナ開口部を選択する）ことによって、DF誤差を最小にすることができる。
• 干渉成分が、必要な信号成分以上の場合は、高分解能ワイドバンド方向探知機を使用して、非相関信号の個別の方向を知ることができる。信号のスペクトラム差による利点が得られます。

超解像DF法は、この問題に対する体系的なソリューションを提供します。関与する波の数とそれらの入射角を計算できます。これには、さまざまな方法があります。最も正確な方法は、アンテナデータの主成分分析（PCA）に基づく方法です。新しいR&S^®DDF5GTSとR&S^®DDFGTX-SR超解像オプションでは、PCAを利用します。