JP2009077244A - 伝送システムの周波数偏差補償手段 - Google Patents

伝送システムの周波数偏差補償手段 Download PDF

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Abstract

【課題】基準信号発生器が経年変化等で公称周波数から変化したとしても、安価な構成で伝送信号の周波数fRFを偏差なく伝送できるようにした伝送システムの周波数偏差補償手段の提供。
【解決手段】伝送媒体6の一方側に、基準信号発生器1の基準周波数fREF(1+x)の信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を用いて伝送信号fRFを周波数変換する周波数変換器3と、この周波数変換器3で周波数変換した信号のうち所定周波数fRF−fL0(1+x)の信号のみを抽出して出力する帯域制限フィルタ4とを設け、また伝送媒体6の他方側に、基準周波数の信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を用いて伝送媒体6を通して伝送した信号を周波数変換する周波数変換器11と、この周波数変換器11で周波数変換した信号のうち所定周波数fRF−fL0(1+x)+fL0(1+x)の信号のみを抽出して出力する帯域制限フィルタ12とを設けた。
【選択図】図1

Description

本発明は、周波数変換を伴う伝送システムの周波数偏差補償手段に関する。
周波数変換を伴わない伝送システムでは周波数偏差の問題は発生しないが、高周波信号を電気のまま、もしくは光信号に変換してから伝送する場合、長距離伝送したときに信号品質が劣化してしまうため、近年、ディジタル光伝送システムの開発が進められている。このディジタル光伝送システムでは、A/D(Analog−to−Digital)変換器でアナログ信号をディジタル信号に変換するために、無線周波数を中間周波数に周波数変換する必要がある。また、ディジタル信号をD/A(Digital−to−Analog)変換器で中間周波数のアナログ信号に変換してから無線周波数に変換するために周波数変換が必要になる。このような周波数変換を伴う伝送システムでは、局部発振器が必要となるが、この局部発振器の基準信号となる基準信号発生器が経年変化等で公称周波数から変化してしまい、基準信号の周波数が変化すると、基準信号に同期した局部発振器の周波数も変化してしまい、結果として伝送信号の周波数も変化してしまう。
このように経年変化等により公称周波数が変化してしまうことやその対策については、特許文献1および特許文献2などで知られている。
特開2001−313575号公報 特開2002−305442号公報
しかしながら、従来の周波数変換を伴う伝送システムで、基準信号発生器が経年変化等で公称周波数から変化することによる伝送信号の周波数変化を防ぐための安価で有効な対策がなかった。
本発明の目的は、基準信号発生器が経年変化等で公称周波数から変化したとしても、安価な構成で伝送信号の周波数fRFを偏差なく伝送できるようにした伝送システムの周波数偏差補償手段を提供することにある。
本発明は基準周波数の信号を発生する基準信号発生器と、この基準信号発生器の基準周波数の信号に同期した周波数の信号を発生する局部発振器とを有した伝送システムの周波数偏差補償手段において、前記局部発振器の信号を用いて周波数fRFの伝送信号を周波数変換する第一の周波数変換器と、この第一の周波数変換器で周波数変換した信号のうち所定周波数の信号のみを抽出して出力する第一の帯域制限フィルタと、第一の帯域制限フィルタの出力を他方側に伝送する伝送媒体とを設け、また前記伝送媒体の他方側に、前記伝送媒体を介して伝送した基準周波数の信号に同期した周波数の信号を出力する第二の局部発振器と、この第二の局部発振器による信号を用いて前記伝送媒体を通して伝送した信号を周波数変換する第二の周波数変換器と、この第二の周波数変換器で周波数変換した信号のうち所定周波数の信号のみを抽出して出力する第二の帯域制限フィルタとを設けたことを特徴とする。
本発明による伝送システムの周波数偏差補償手段によれば、経年変化等による公称周波数からの変化量をxとするとき、基準信号発生器が経年変化等で公称周波数fREFからfREF(1+x)に変化して、伝送媒体の一方側における第一の周波数変換器による周波数の変化量が−fLO(1+x)となっても、伝送媒体の他方側における第二の周波数変換器による周波数の変化量を+fLO(1+x)とすることができ、GPS(Global Positioning System)などの高価な設備を使用することなく、コストを抑えて周波数偏差を相殺し、周波数fRFの伝送信号を偏差なく伝送することができる。
以下、本発明の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施の形態による伝送システムの周波数偏差補償手段を示すブロック図である。
この周波数偏差補償手段は、伝送媒体6の一方側に、経年変化等による公称周波数fREFからの変化量をxとするとき基準となる周波数fREF(1+x)の基準信号を発生する基準信号発生器1と、この基準信号発生器1の基準信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を発生する局部発振器2と、この局部発振器2が出力したfLO(1+x)の信号を用いて周波数fRFの伝送信号を周波数fRF+fLO(1+x)と周波数fRF−fLO(1+x)の信号を出力する周波数変換器3と、この周波数変換器3の出力から周波数fRF−fLO(1+x)の信号のみを抽出する帯域制限フィルタ4と、この帯域制限フィルタ4が出力した周波数fRF−fLO(1+x)の信号と基準信号発生器1が出力した周波数fREF(1+x)の基準信号とを合成する合成器5とを有している。
同軸ケーブルなどによって構成した伝送媒体6の他側には、伝送路6からの信号を二分する分配器7と、分配器7の一方の分配信号から周波数fREF(1+x)の基準信号のみを抽出する帯域制限フィルタ8と、この帯域制限フィルタ8が出力する周波数fREF(1+x)の基準信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を出力する局部発振器9と、分配器7の他方の分配信号から周波数fRF−fLO(1+x)の信号のみを抽出する帯域制限フィルタ10と、局部発振器9が出力するfLO(1+x)の信号を用いて帯域制限フィルタ10から出力される周波数fRF−fL0(1+x)の信号を周波数fRFと周波数fRF−2fLO(1+x)の信号に周波数変換する周波数変換器11と、この周波数変換器11の出力から周波数fRFの信号のみを抽出する帯域制限フィルタ12とを備えている。
次に、上述した周波数偏差補償手段により行われる動作について説明する。
基準信号発生器1では、経年変化等による公称周波数からの変化量をxとするとき、伝送装置の基準となる周波数fREF(1+x)の基準信号を発生させ、この基準信号を局部発振器2と合成器5に与えている。基準信号発生器1が出力した周波数fREF(1+x)の基準信号を受けた局部発振器2は、この基準信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を周波数変換器3に出力している。
周波数変換器3では、局部発振器2が出力したfLO(1+x)の信号を用いて周波数fRFの伝送信号を周波数fRF+fLO(1+x)と周波数fRF−fLO(1+x)の信号にして帯域制限フィルタ4に出力している。帯域制限フィルタ4では、周波数変換器3の出力から周波数fRF−fLO(1+x)の信号のみを抽出して合成器5に出力している。合成器5は、帯域制限フィルタ4が出力した周波数fRF−fLO(1+x)の信号と、基準信号発生器1が出力した周波数fREF(1+x)の基準信号とを合成して、この合成信号を伝送媒体6に出力するようにしている。
伝送路6の他側に接続した分配器7は、伝送媒体6からの合成信号を二分配しており、一方の分配信号を受けた帯域制限フィルタ8は、分配器7からの分配信号から周波数fREF(1+x)の基準信号のみを抽出して局部発振器9に出力している。この局部発振器9では、帯域制限フィルタ8が出力する周波数fREF(1+x)の基準信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を出力している。
分配器7からの他方の分配信号を受けた帯域制限フィルタ10は、分配器7の出力から周波数fRF−fLO(1+x)の信号のみを抽出してこれを周波数変換器11に出力している。この周波数変換器11では、局部発振器9が出力するfLO(1+x)の信号を用いて、帯域制限フィルタ10から出力される周波数fRF−fL0(1+x)の信号を周波数(fRF−fL0(1+x))+fLO(1+x)と周波数(fRF−fL0(1+x))−fLO(1+x)の信号、つまり、周波数fRFと周波数fRF−2fLO(1+x)の信号に周波数変換して帯域制限フィルタ12に出力している。この帯域制限フィルタ12では、周波数変換器11の出力から周波数fRFの信号のみを抽出するようにしている。
このような伝送システムの周波数偏差補償手段によれば、伝送媒体6の一方側に、基準信号発生器1の基準周波数fREF(1+x)の信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を用いて伝送信号fRFを周波数変換する周波数変換器3と、この周波数変換器3で周波数変換した信号のうち所定周波数fRF−fL0(1+x)の信号のみを抽出して出力する帯域制限フィルタ4とを設け、また伝送媒体6の他方側に、基準周波数の信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を用いて伝送媒体6を通して伝送した信号を周波数変換する周波数変換器11と、この周波数変換器11で周波数変換した信号のうち所定周波数fRF−fL0(1+x)+fL0(1+x)の信号のみを抽出して出力する帯域制限フィルタ12とを設けているため、基準信号発生器1が経年変化等で公称周波数fREFからfREF(1+x)に変化したとしても、伝送媒体6の一方側における周波数変換器3による周波数の変化量が−fLO(1+x)となり、伝送媒体6の他方側における周波数変換器11による周波数の変化量を+fLO(1+x)とすることができ、高価な設備を使用してコストを大幅に上げることなく、周波数偏差を相殺して周波数fRFの伝送信号を偏差なく伝送することができる。
図2は、本発明の他の実施の形態による伝送システムの周波数偏差補償手段を示すブロック図である。
この周波数偏差補償手段は、伝送媒体6の一方側に、基準となる周波数fREF(1+x)の基準信号を発生する基準信号発生器1と、この基準信号発生器1の基準信号に同期した周波数fLO(1+x)の信号を発生する局部発振器2と、この局部発振器2が出力したfLO(1+x)の信号を用いて周波数fRFの伝送信号を周波数fRF+fLO(1+x)と周波数fRF−fLO(1+x)の信号を出力する周波数変換器3と、この周波数変換器3の出力から周波数fRF−fLO(1+x)の信号のみを抽出する帯域制限フィルタ4と、基準信号に同期した周波数f(1+x)の信号を出力する局部発振器13と、この局部発振器13が出力した周波数f(1+x)の信号を用いて、帯域制限フィルタ4が出力した周波数fRF−fLO1(1+x)の信号を詳細を後述する周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*nのディジタル信号に変換するA/D変換器14と、基準信号に同期した信号を出力する局発振器15と、この局部発振器15が出力する信号を用いて、A/D変換器14からのパラレル信号をシリアル信号に変換するSerDes(シリアライザ/デシリアライザ)16と、このSerDes16からの電気信号を光信号に変換して出力するE/O(電気/光)変換器17とを有している。
また、伝送媒体である光ファイバ18の他方側には、光信号を電気信号に変換して出力するO/E(光/電気)変換器19と、このO/E変換器19が出力するシリアル信号をパラレル信号に変換するSerDes(シリアライザ/デシリアライザ)20と、SerDes20で再生された基準信号に同期した信号を出力する局部発振器21と、この局部発振器21が出力する信号を用いて、SerDes20が出力するディジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換器22と、基準信号に同期した周波数fLO2(1+x)の信号を出力する局部発振器9と、局部発振器9が出力した周波数fLO2(1+x)の信号を用いて、D/A変換器22が出力したfRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*nの信号を周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*n+fLO2(1+x)と周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*n−fLO2(1+x)の信号とに周波数変換して出力する周波数変換器11と、この周波数変換器11の出力から周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*n+fLO2(1+x)の信号のみを抽出して出力する帯域制限フィルタ12とを備えている。
先の実施の形態では伝送媒体6として同軸ケーブル等を使用したが、この実施の形態における周波数偏差補償手段では、伝送媒体として光ファイバ18を使用し、SerDes16と、E/O変換器17と、O/E変換器19と、SerDes20とによって、伝送媒体である光ファイバ18を介して基準周波数の信号を伝送するための手段を構成している。
次に、この周波数偏差補償手段の動作について説明する。
基準信号発生器1は、経年変化等による公称周波数からの変化量をxとするとき、伝送装置の基準となる周波数fREF(1+x)の基準信号を発生し、局部発振器2に出力する。この局部発振器2では、基準信号発生器1が出力した周波数fREF(1+x)の信号に同期した周波数fLO1(1+x)の信号を周波数変換器3に出力する。これを入力した周波数変換器3は、局部発振器2が出力したfLO1(1+x)の信号を用いて、周波数fRFの伝送信号を周波数fRF+fLO1(1+x)と周波数fRF−fLO1(1+x)の信号に周波数変換し帯域制限フィルタ4に出力する。この帯域制限フィルタ4では、周波数変換器3の出力から周波数fRF−fLO1(1+x)の信号のみを抽出して出力している。
また基準信号発生器1からの周波数fREF(1+x)の基準信号は局部発振器13にも出力され、これを入力した局部発振器13は、周波数fREF(1+x)の基準信号に同期した周波数f(1+x)の信号をA/D変換器14に出力している。このA/D変換器14は、局部発振器13が出力した周波数f(1+x)の信号を用いて、帯域制限フィルタ4が出力した周波数fRF−fLO1(1+x)の信号を周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*nのディジタル信号に変換する。ここでnは、|fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*n|<|f(1+x)/2|を満たす最大の整数である。つまり、A/D変換器14でオーバーサンプリング(fRF−fLO1(1+x)<f(1+x)/2)したとき、n=0となり、周波数fRF−fLO1(1+x)のディジタル信号に変換し、また、アンダーサンプリング(fRF−fLO1(1+x)≧f(1+x)/2)したとき、n≠0となり、周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*nのディジタル信号に変換する。
さらに基準信号発生器1からの周波数fREF(1+x)の基準信号は局部発振器15にも出力され、これを入力した局部発振器15は、基準信号発生器1が出力した基準信号に同期した信号をSerDes(シリアライザ/デシリアライザ)16に与える。このSerDes16では、局部発振器15が出力する信号を用いて、A/D変換器14からのパラレル信号をシリアル信号に変換してO/E変換器17に出力する。このO/E変換器17では、SerDes16からの電気信号を光信号に変換して、伝送媒体である光ファイバ18に出力する。
光ファイバ18の他端側にはO/E変換器19が接続され、このO/E変換器19は、光ファイバ18が出力する光信号を電気信号に変換してSerDes20に出力する。このSerDes20では、O/E変換器19が出力するシリアル信号をパラレル信号に変換する。その後、SerDes20で再生された基準信号を入力した局部発振器21は、基準信号に同期した信号をD/A変換器22に出力する。このD/A変換器22では、局部発振器21が出力する信号を用いて、SerDes20が出力するディジタル信号をアナログ信号に変換する。
またSerDes20で再生された基準信号を入力した局部発振器9は、この基準信号に同期した周波数fLO2(1+x)の信号を周波数変換器11に出力する。この周波数変換器11は、局部発振器9が出力した周波数fLO2(1+x)の信号を用いて、D/A変換器22が出力したfRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*nの信号を周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*n+fLO2(1+x)と周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*n−fLO2(1+x)の信号とに周波数変換して帯域制限フィルタ12に出力する。その後、帯域制限フィルタ12では、周波数変換器11の出力から周波数fRF−fLO1(1+x)−f(1+x)*n+fLO2(1+x)の信号のみを抽出して出力する。
このような伝送システムの周波数偏差補償手段では、伝送媒体である光ファイバ18の一方側に、基準信号発生器1の基準周波数の信号に同期した周波数の信号を用いて伝送信号fRFを周波数変換する周波数変換器3と、この周波数変換器3で周波数変換した信号のうち所定周波数の信号のみを抽出して出力する帯域制限フィルタ4とを設け、また伝送媒体である光ファイバ18の他方側に、基準周波数の信号に同期した周波数の信号を用いて光ファイバ18を通して伝送した信号を周波数変換する周波数変換器11と、この周波数変換器11で周波数変換した信号のうち所定周波数の信号のみを抽出して出力する帯域制限フィルタ12とを設けたため、周波数変換器3による周波数の変化量が−fLO1(1+x)となり、また光ファイバ18の使用に合わせてアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器14による周波数の変化量が−f(1+x)*nとなっても、周波数変換器11による周波数変化量が−fLO1(1+x)−f(1+x)*n+fLO2(1+x)となり、−fLO1(1+x)−f(1+x)*n+fLO2(1+x)=0の関係が成り立てば、基準信号発生器1が経年変化等で公称周波数fREFが周波数fREF(1+x)に変化したとしても、伝送信号の周波数fRFを偏差なく伝送することができる。
上述した実施の形態の説明から分かるように、周波数変換に関係するデバイスが基準周波数の信号に同期していれば、周波数変換はアナログ部またはディジタル部のどちらで行ってもよい。また、周波数変換を任意の回数実行しても、正の方向への周波数の変化量の総和と負の方向への周波数の変化量の総和を等しくすると、基準信号発生器1が経年変化等で公称周波数fREFから周波数fREF(1+x)に変化したとしても、高価な設備を使用することなく、周波数fRFの伝送信号を偏差なく伝送できる。
本発明による周波数偏差補償手段は、図1および図2に示したものに限らず他の構成のものにも適用することができる。
本発明の一実施の形態による伝送システムの周波数偏差補償手段を示すブロック図である。 本発明の他の実施の形態による伝送システムの周波数偏差補償手段を示すブロック図である。
符号の説明
1 基準信号発生器
2、9 局部発振器
3、11 周波数変換器
4、8、10、12 帯域制限フィルタ
5 合成器
6 伝送媒体
7 分配器
13、15、21 局部発振器
14 A/D変換器
16、20 SerDes
17 E/O変換器
18 光ファイバ
19 O/E変換器
22 D/A変換器

Claims (1)

  1. 基準周波数の信号を発生する基準信号発生器と、この基準信号発生器の基準周波数の信号に同期した周波数の信号を発生する局部発振器とを有した伝送システムの周波数偏差補償手段において、前記局部発振器の信号を用いて周波数fRFの伝送信号を周波数変換する第一の周波数変換器と、この第一の周波数変換器で周波数変換した信号のうち所定周波数の信号のみを抽出して出力する第一の帯域制限フィルタと、第一の帯域制限フィルタの出力を他方側に伝送する伝送媒体とを設け、また前記伝送媒体の他方側に、前記伝送媒体を介して伝送した基準周波数の信号に同期した周波数の信号を出力する第二の局部発振器と、この第二の局部発振器による信号を用いて前記伝送媒体を通して伝送した信号を周波数変換する第二の周波数変換器と、この第二の周波数変換器で周波数変換した信号のうち所定周波数の信号のみを抽出して出力する第二の帯域制限フィルタとを設けたことを特徴とする伝送システムの周波数偏差補償手段。
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