JP2009204566A

JP2009204566A - Tracking receiver

Info

Publication number: JP2009204566A
Application number: JP2008049561A
Authority: JP
Inventors: Takanori Shoji; 隆則東海林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: JP5061958B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tracking receiver capable of carrying our tracking reception in correspondence with a modulated wave of a variable rate. <P>SOLUTION: A received signal of an intermediate frequency is frequency-converted into a baseband signal by a frequency converter 5 and then filtered by a band-fixed filter 6 of narrow band characteristic. A narrow-band reception level calculation circuit 11 calculates a level of narrow-band reception in accordance with the signal filtered by the band-fixed filter 6. Further, a reception level estimation circuit 12 estimates a level of reception of the original modulated wave in accordance with a given symbol rate from the level of narrow-band reception calculated by the narrow-band reception level calculation circuit 11. The level of narrow-band reception thus calculated or the level of reception of the modulated wave thus estimated is selected and outputted to an antenna control section 4, whereby tracking control is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、電波の到来方向を追尾し受信する追尾受信装置に関するものである。 The present invention relates to a tracking receiving apparatus that tracks and receives the arrival direction of radio waves.

衛星通信システムにおいて所望の変調波を受信する場合、まず受信変調波にアンテナを追尾させることが必要であり、通常、追尾受信装置を用いて所望の周波数の受信レベルを検出しアンテナを追尾させる。例えば、特許文献１には従来の追尾受信装置の一構成例が示されている。特許文献１に示された従来の追尾受信装置は、到来方向検出アンテナで受信した電波をダウンコンバータにより低周波変換し、同期検波器およびディジタル復調器へ入力する。同期検波器では、左右の到来方向検出アンテナで受信した到来電波の強さを検出し角度誤差電圧が出力され、ディジタル復調器では、左右のアンテナに対応した誤り訂正前のビットエラーレートを算出し、角度誤差電圧が出力されるものであり、この２つの角度誤差電圧に基づいて追尾受信が行われる。 When receiving a desired modulated wave in a satellite communication system, it is necessary to first track the antenna to the received modulated wave, and usually the tracking reception device is used to detect the reception level of the desired frequency and track the antenna. For example, Patent Document 1 shows a configuration example of a conventional tracking receiving apparatus. The conventional tracking receiver shown in Patent Document 1 converts a radio wave received by an arrival direction detection antenna into a low frequency by a down converter, and inputs it to a synchronous detector and a digital demodulator. The synchronous detector detects the strength of the incoming radio wave received by the left and right arrival direction detection antennas and outputs an angle error voltage. The digital demodulator calculates the bit error rate before error correction corresponding to the left and right antennas. An angle error voltage is output, and tracking reception is performed based on these two angle error voltages.

特開２００３−６６１２９JP 2003-66129 A

特許文献１に記載された従来技術による追尾受信では、ディジタル復調器を用いて受信する必要があり、ディジタル復調器において受信変調波の帯域に合わせたフィルタを用いて受信し、さらにはキャリア再生、クロック再生といった機能が必要となり、回路規模が増大してしまうという問題点があった。さらに、変調波のシンボルレートが可変レートであるときには、波形整形の観点から受信フィルタの帯域を可変させて復調し、受信レベルを推測する必要があり、アナログフィルタを用いる場合、別々の特性をもつハードウェアを実装しなければならず、また、ディジタルフィルタを用いる場合、レートによりオーバサンプリング数の可変機能やフィルタ係数の変更機能を持たせなければならず、さらに回路規模の増大を招くという問題点もあった。 In the tracking reception according to the prior art described in Patent Document 1, it is necessary to receive using a digital demodulator, and the digital demodulator receives using a filter matched to the band of the received modulated wave, and further performs carrier recovery, There is a problem that a function such as clock recovery is required and the circuit scale increases. Furthermore, when the symbol rate of the modulated wave is a variable rate, it is necessary to demodulate the reception filter band from the viewpoint of waveform shaping, and to estimate the reception level. When an analog filter is used, there are separate characteristics. Hardware must be implemented, and when a digital filter is used, it must have a function for changing the number of oversampling and a function for changing the filter coefficient depending on the rate, and further increases the circuit scale. There was also.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、可変レートの変調波に対応して追尾受信を行うことができる追尾受信装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a tracking receiving apparatus capable of performing tracking reception in response to a variable rate modulated wave.

請求項１の発明に係る追尾受信装置は、受信した変調波を固定の狭帯域特性により濾波する帯域固定フィルタと、この狭帯域固定フィルタにより濾波された信号により狭帯域受信レベルを算出する狭帯域受信レベル算出回路とを備えたものである。 The tracking receiver according to the first aspect of the present invention includes a band-fixed filter that filters a received modulated wave with a fixed narrow-band characteristic, and a narrow-band reception level that is calculated by a signal filtered by the narrow-band fixed filter. And a reception level calculation circuit.

請求項２の発明に係る追尾受信装置は、請求項１の発明に係る追尾受信装置において、さらに、与えられたシンボルレートに基づいて上記狭帯域受信レベル算出回路により算出した狭帯域受信レベルから変調波受信レベルを推定する受信レベル推定回路とを備えたものである。 The tracking receiver according to the invention of claim 2 is the tracking receiver according to the invention of claim 1, further modulated from the narrowband reception level calculated by the narrowband reception level calculation circuit based on a given symbol rate. And a reception level estimation circuit for estimating the wave reception level.

請求項１乃び請求項２に記載の発明によれば、受信した変調波を固定の狭帯域特性を有するフィルタにより濾波した上で、その狭帯域での受信レベルの算出又はシンボルレートに基づく変調波受信レベルの推定を行うので、可変レートの変調波に対しても、回路規模の増大を抑制して、受信信号レベルを検出することができる。 According to the first and second aspects of the present invention, the received modulated wave is filtered by a filter having a fixed narrow band characteristic, and then the reception level is calculated in the narrow band or modulated based on the symbol rate. Since the reception level of the wave is estimated, it is possible to detect the reception signal level while suppressing an increase in circuit scale even for a modulated wave having a variable rate.

実施の形態１ Embodiment 1

この発明の実施の形態１に係る追尾受信装置について図１乃至図３を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る追尾受信装置を含む端末装置の構成図である。図１において、１はアンテナ、２は受信信号を低雑音増幅し、高周波から中間周波数へ周波数変換する受信機（以下、「ＬＮＣ２」と記載する）、３は追尾受信装置、４はアンテナを駆動するアンテナ制御部である。追尾受信装置３において、５は中間周波数の受信信号をベースバンド受信信号に周波数変換する周波数変換器であり、６は狭帯域特性の帯域固定フィルタ、７は帯域固定フィルタ６により濾波された受信信号を設定される利得制御量により増幅又は減衰させる可変利得器、８は可変利得器７の出力信号をＡＤ変換するＡＤ変換器、９はＡＤ変換器８から入力された受信信号のレベルを平均化処理し、基準受信レベルから平均化処理後の受信信号レベルを減算して利得制御量として出力する自動利得制御器である。１０は受信レベルを検出する受信レベル検出部であり、この受信レベル検出部１０により検出された受信レベルはアンテナ制御部４へ出力される。受信レベル検出部１０において、１１は基準受信レベルから自動利得制御器９が出力する利得制御量を減算して狭帯域受信レベルを算出する狭帯域受信レベル算出回路であり、１２は外部から入力されるシンボルレートに基づき、狭帯域受信レベル算出回路１１により算出した狭帯域受信レベルから受信波に含まれていた変調波の受信レベル（変調波受信レベル）を推定する受信レベル推定回路であり、１３は狭帯域受信レベル算出回路１１が出力する狭帯域受信レベル又は受信レベル推定回路１２が出力する変調波受信レベルのうちいずれかを選択してアンテナ制御部１４へ出力する選択回路である。 A tracking reception apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a configuration diagram of a terminal apparatus including a tracking receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is an antenna, 2 is a receiver that amplifies a received signal with low noise and converts the frequency from a high frequency to an intermediate frequency (hereinafter referred to as “LNC2”), 3 is a tracking receiver, and 4 is an antenna. An antenna control unit. In the tracking receiving device 3, 5 is a frequency converter that converts a received signal of an intermediate frequency into a baseband received signal, 6 is a band-fixed filter having a narrowband characteristic, and 7 is a received signal that is filtered by the band-fixed filter 6. 8 is an AD converter that AD converts the output signal of the variable gain device 7, and 9 is the level of the received signal input from the AD converter 8. It is an automatic gain controller that processes and subtracts the received signal level after the averaging process from the reference received level and outputs it as a gain control amount. A reception level detection unit 10 detects a reception level, and the reception level detected by the reception level detection unit 10 is output to the antenna control unit 4. In the reception level detection unit 10, 11 is a narrowband reception level calculation circuit for calculating a narrowband reception level by subtracting the gain control amount output from the automatic gain controller 9 from the reference reception level, and 12 is input from the outside. A reception level estimation circuit that estimates a reception level (modulation wave reception level) of a modulated wave included in a reception wave from a narrowband reception level calculated by a narrowband reception level calculation circuit 11 based on a symbol rate of Is a selection circuit that selects either the narrowband reception level output from the narrowband reception level calculation circuit 11 or the modulated wave reception level output from the reception level estimation circuit 12 and outputs it to the antenna control unit 14.

次に追尾受信装置３による信号レベルの算出及び推定の動作について説明する。アンテナ１により受信した受信信号は、ＬＮＣ２により低雑音増幅され、高周波から中間周波数へ周波数変換されて、追尾受信装置３の周波数変換器５に入力される。図２は中間周波数帯の可変レートの変調波を示す模式図であり、図２（ａ）は変調波の帯域が狭いときを、図２（ｂ）は変調波の帯域が広いときをそれぞれ表わしており、変調波の周波数特性がルートコサインロールオフ特性であるときには、帯域幅はシンボルレートとなる。周波数変換器５は、中間周波数帯の受信信号をさらに低周波変換してベースバンド信号を帯域固定フィルタ６へ出力する。図３は帯域固定フィルタ６におけるフィルタリングを示す模式図であり、図３（ａ）は変調波の帯域が狭いときを、図３（ｂ）は変調波の帯域が広いときをそれぞれ表わしている。帯域固定フィルタ６のフィルタ特性は固定の狭帯域特性としており、フィルタリング後の出力波形は、図３に示す実線のように、もとの変調波の帯域に依存せず同一帯域幅のスペクトラムで可変利得器７へ出力される。帯域固定フィルタ６の通過帯域幅は、通信システムにおいて採用される可変レートの帯域幅うち、最も狭い帯域幅と同程度かそれよりも狭い帯域幅に設定する。可変利得器７は、自動利得制御器９から設定される利得制御量に基づき、帯域固定フィルタ６により濾波された受信信号を増幅又は減衰してＡＤ変換器８へ出力し、ＡＤ変換器８は入力された信号をＡＤ変換（アナログデジタル変換）して自動利得制御器９へ出力する。自動利得制御器９はＡＤ変換器８から入力された受信信号のレベルを平均化処理し、基準受信レベルから平均化処理後の受信信号レベルを減算して利得制御量として可変利得器７及び狭帯域受信レベル算出回路１１へ出力する。 Next, signal level calculation and estimation operations by the tracking receiver 3 will be described. The received signal received by the antenna 1 is amplified with low noise by the LNC 2, converted from a high frequency to an intermediate frequency, and input to the frequency converter 5 of the tracking receiver 3. 2A and 2B are schematic diagrams showing variable rate modulated waves in the intermediate frequency band. FIG. 2A shows a case where the band of the modulated wave is narrow, and FIG. 2B shows a case where the band of the modulated wave is wide. When the frequency characteristic of the modulated wave is the root cosine roll-off characteristic, the bandwidth is the symbol rate. The frequency converter 5 further converts the received signal in the intermediate frequency band to a low frequency and outputs the baseband signal to the band fixed filter 6. 3A and 3B are schematic diagrams showing filtering in the band-fixed filter 6. FIG. 3A shows a case where the modulated wave band is narrow, and FIG. 3B shows a case where the modulated wave band is wide. The filter characteristics of the fixed band filter 6 are fixed narrow band characteristics, and the output waveform after filtering is variable in the spectrum of the same bandwidth without depending on the band of the original modulated wave as shown by the solid line in FIG. It is output to the gain unit 7. The pass bandwidth of the fixed band filter 6 is set to a bandwidth that is the same as or narrower than the narrowest bandwidth among the variable rate bandwidths employed in the communication system. The variable gain unit 7 amplifies or attenuates the received signal filtered by the band-fixed filter 6 based on the gain control amount set by the automatic gain controller 9 and outputs the amplified signal to the AD converter 8. The input signal is AD converted (analog / digital converted) and output to the automatic gain controller 9. The automatic gain controller 9 averages the level of the received signal input from the AD converter 8 and subtracts the level of the received signal after the averaging process from the reference received level to obtain the variable gain 7 and the narrow gain control amount. Output to the band reception level calculation circuit 11.

狭帯域受信レベル算出回路１１は基準受信レベルから自動利得制御器９が出力する利得制御量を減算することにより、帯域固定フィルタ６の帯域あたりの受信レベルである狭帯域受信レベル（ｄＢ値）を算出し、受信レベル推定回路１２及び選択回路１３へ出力する。受信レベル推定回路１２は外部から情報として与えられたシンボルレートに基づき、狭帯域受信レベル算出回路１１により算出した狭帯域受信レベルから、帯域固定フィルタ６により帯域制限をする前の変調波の受信レベル（変調波受信レベル）を推定する。可変レートの変調波のスペクトラム帯域はシンボルレートに一致するため、変調波受信レベルＰは、シンボルレートをＲ、帯域固定フィルタ６の帯域をＢ、狭帯域受信レベルをＰｓとすれば、Ｐ＝１０×ｌｏｇ_１０（Ｒ−Ｂ）＋Ｐｓにより算出することができる。選択回路１３は狭帯域受信レベル算出回路１１により算出した狭帯域受信レベルＰｓまたは受信レベル推定回路１２により推定した変調波受信レベルＰのうちいずれかを選択してアンテナ制御回路４へ出力し、アンテナ制御回路４は受信レベルが増加するようにアンテナの指向方向を駆動制御する。 The narrowband reception level calculation circuit 11 subtracts the gain control amount output from the automatic gain controller 9 from the reference reception level, thereby obtaining the narrowband reception level (dB value) that is the reception level per band of the band-fixed filter 6. Calculate and output to the reception level estimation circuit 12 and the selection circuit 13. The reception level estimation circuit 12 is based on the symbol rate given as information from the outside, and receives the modulated wave reception level before band limitation by the band-fixed filter 6 from the narrowband reception level calculated by the narrowband reception level calculation circuit 11. (Modulated wave reception level) is estimated. Since the spectrum band of the variable-rate modulated wave matches the symbol rate, the modulated wave reception level P is P = 10 if the symbol rate is R, the band of the band-fixed filter 6 is B, and the narrowband reception level is Ps. It can be calculated by xlog ₁₀ (R−B) + Ps. The selection circuit 13 selects either the narrowband reception level Ps calculated by the narrowband reception level calculation circuit 11 or the modulated wave reception level P estimated by the reception level estimation circuit 12, and outputs the selected signal to the antenna control circuit 4. The control circuit 4 drives and controls the directivity direction of the antenna so that the reception level increases.

以上のように、追尾受信装置３においてベースバンド信号を狭帯域の固定帯域フィルタにより濾波した上で、その狭帯域での受信レベルの算出又はシンボルレートに基づく変調波受信レベルの推定を行うので、可変レートの変調波に対しても受信信号レベルを検出することができ、フィルタを固定帯域としたことにより追尾受信装置の回路規模の増大を抑制することができる。 As described above, after the baseband signal is filtered by the narrowband fixed band filter in the tracking receiver 3, the reception level is calculated in the narrowband or the modulated wave reception level is estimated based on the symbol rate. The received signal level can be detected even for a variable-rate modulated wave, and an increase in the circuit scale of the tracking receiver can be suppressed by setting the filter to a fixed band.

この発明の実施の形態１に係る追尾受信装置を含む端末装置の構成図である。It is a block diagram of the terminal device containing the tracking receiver which concerns on Embodiment 1 of this invention. 中間周波数帯の可変レートの変調波を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modulation wave of the variable rate of an intermediate | middle frequency band. 帯域固定フィルタ６におけるフィルタリングを示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing filtering in the band fixed filter 6.

Explanation of symbols

３追尾受信装置
６帯域固定フィルタ
１１狭帯域受信レベル算出回路
１２受信レベル推定回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Tracking receiver 6 Band fixed filter 11 Narrow-band reception level calculation circuit 12 Reception level estimation circuit

Claims

A fixed band filter for filtering a received modulated wave with a fixed narrow band characteristic, and a narrow band reception level calculation circuit for calculating a narrow band reception level using a signal filtered by the narrow band fixed filter. Tracking receiver.

2. The tracking receiver according to claim 1, further comprising a reception level estimation circuit that estimates a modulated wave reception level from a narrowband reception level calculated by the narrowband reception level calculation circuit based on a given symbol rate. A tracking receiver characterized by that.