JP2581985B2 - 干渉波除去装置 - Google Patents

干渉波除去装置

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JP2581985B2 JP2026180A JP2618090A JP2581985B2 JP 2581985 B2 JP2581985 B2 JP 2581985B2 JP 2026180 A JP2026180 A JP 2026180A JP 2618090 A JP2618090 A JP 2618090A JP 2581985 B2 JP2581985 B2 JP 2581985B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、ディジタル衛星通信システムにおいて、通
信帯域内に干渉波として混入してくる無変調波、狭帯域
FM波およびこれらの掃引波を検出して除去する干渉波除
去装置に関するものである。
(従来技術とその問題点) 衛星通信システムの発展に伴い、同一の衛星にアクセ
スする地球局数も増加してきており、地球局装置の不具
合や誤操作等によって無変調波や狭帯域FM波、あるいは
これらの掃引波が不要波として発射される事態が生じる
ことがある。周波数分割多元接続(FDMA)方式では、こ
のような干渉波が信号帯域に混入してくると、干渉波と
同一の周波数を利用している通信回線が影響を受けるこ
とになる。一方、時分割多元接続(TDMA)方式の場合
は、各局がTDMAフレームと呼ばれる一定時間毎に、自局
に割り当てられたある一定時間帯内に同一の搬送波周波
数を用いてバースト状のTDMA信号を送信している。その
ため、各局の送信バーストが衛星上で衝突しないように
各局からのバースト送出タイミングを高精度で制御する
バースト同期を確立するため、TDMAフレーム毎に、基準
バーストが基準局から送出されている。この基準バース
トはTDMAシステムの同期維持だけでなく、システム制御
にも使用されている。このような通信システムに前記の
干渉波が加わると、信号品質の劣化だけではなく、基準
バーストによるシステム制御が出来なくなりシステム全
体での通信が不能になる場合もある。
(発明の目的) 本発明は、一般にディジタル衛星通信システムで用い
られる変調波と狭帯域干渉波の電力密度とが大幅に異な
っていることに着目し、入力信号帯域内に突発的に混入
してくる狭帯域干渉波を迅速に検出して干渉波の存在す
る信号周波数帯域の一部を帯域阻止フィルタで除去する
ことにより、干渉波による回線品質劣化の改善および特
にTDMAシステムの場合に大きな問題となるシステム・ダ
ウンを未然に防止するための干渉波除去装置を提供する
ことにある。
(発明の構成と作用) 本発明では、入力信号帯域に混入してきた干渉波周波
数を迅速にかつ正確に検出するため、位相同期回路を用
いて狭帯域干渉波に同期させた時の電圧制御発振器(VC
O)の出力周波数から干渉波周波数を求める方式、ある
いは入力信号帯域を中心周波数の異なる多数の狭帯域フ
ィルタで構成したフィルタマルチプレクサで帯域分割
し、分割された帯域内の信号成分を検波して干渉波周波
数を推定する方法を用いることができる。このようにし
て入力信号帯域内に混入してきた干渉波周波数を求め、
干渉波の存在する信号成分を含むある一定の帯域を帯域
阻止フィルタで除去する。帯域阻止フィルタによって入
力信号帯域の一部が除去されたことによる信号品質劣化
は生じるが、干渉波のために通信不能となる状態を回避
することが出来る。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
本発明による干渉波除去装置の第一の実施例を第1図
に示す。入力端子1に加えられたIF帯信号は、ハイブリ
ッド2、5で分岐され、それぞれ第1線路3、第2線路
4、第3線路6および第4線路7に加えられる。第1線
路3のIF帯信号は干渉波検出回路8に加えられ、干渉波
の有無と干渉波周波数の検出に用いられ、第3線路6の
IF帯信号は干渉波除去回路9に加えられ、干渉波が検出
されると干渉波周波数の存在する信号周波数帯域を帯域
阻止フィルタ(BEF)14で除去する。また、第4線路7
は、干渉波を含まない通常状態におけるIF帯信号のバイ
パス伝送路であり、スイッチ10を経て出力端子18に接続
される。
干渉波除去回路9は、第1の乗算器(MIX)13、狭帯
域干渉波除去用のBEF14、第2のMIX16、VCOの出力信号
を分岐して該第1と第2のMIXへ加えるためのハイブリ
ッド12および周波数変換によって生じるイメージ周波数
成分を除去して所望の信号帯域成分のみを通過させる帯
域通過フィルタ(BPF)15、17とで構成されている。こ
の干渉波除去回路9は、IF帯入力信号と該MIXの局部発
振器として用いられるVCO11の出力を該ハイブリッド12
を介してMIX13に加えてこれらの和の周波数(または、
差の周波数)に変換した信号成分を得、これをBEF14,BP
F15を通過させてMIX16に加え、これとVCO11との差の周
波数(または、和の周波数)、すなわちIF帯信号に周波
数変換する。ここで、BFF14の中心周波数をMIX13の出力
周波数帯域内に選定しておくと、MIX13の入力とMIX16の
出力間はVCO11の発振周波数を変化することによって周
波数可変狭帯域阻止フィルタとして機能させることがで
きる。
本装置の入力端子1に加えられたIF帯信号に干渉波が
混入すると、干渉波検出回路8によって干渉波が検出さ
れ、検出した干渉波の中心周波数を求めてVCO制御信号
とスイッチ切替信号を出力する。VCO制御信号は、干渉
波除去回路9の帯域阻止周波数が干渉波周波数に一致す
るようにVCO11の発振周波数を制御する。従って、第3
線路に加えられたIF帯信号は、信号成分を含めた干渉波
の存在する周波数帯域が干渉波除去回路9のBEF14で除
去される。また、スイッチ切替信号によってスイッチ10
を切替え、干渉帯域を除去したIF帯信号が出力端子18に
出力される。その後、干渉波検出回路8は干渉波の追尾
を続けてVCO11の発振周波数を制御し続ける。なお、干
渉波が検出されなくなると、干渉波検出回路8はスイッ
チ10を切替えてバイパス伝送路としての第4線路の出力
を出力端子18に接続する。
本発明による第2の実施例を第2図に示す。本実施例
は干渉波検出回路を位相同期回路を用いて構成したもの
で、干渉波除去回路9とスイッチ10については第1図と
全く同一の構成となっているため、以下、干渉波検出回
路の構成とその動作を中心に説明する。
本実施例における干渉波検出回路は、第3のMIX21、
第4のMIX23と該第3と該第4のMIX間に挿入されたBPF2
2および局部発振器信号を分岐するハイブリッド24とで
構成した被干渉帯域抽出回路19と位相同期回路20とに分
けられる。被干渉帯域抽出回路19は、第1の実施例の干
渉波除去回路9と同様の構成であり、局部発振器の周波
数を変化させることによって周波数可変BPFとして機能
する。被干渉帯域抽出回路19内のBPF22の通過帯域幅
は、干渉波が混入した時の干渉波電力対信号電力比を高
めて後段に接続される位相同期回路20の干渉波引き込み
動作を容易にするため、所望の信号帯域幅の10%程度に
設定されている。該第3のMIX21と該第4のMIX23の局部
発振器信号は、位相同期回路20のVCO27の出力を局部発
振器30とMIX29で周波数変換し、ハイブリッド31、24を
介して加えられる。
位相同期回路20は基本的には、位相検波器25、低域通
過フィルタ(LPF)26およびVCO27により構成されてい
る。ただし、VCO27の発振周波数は、干渉波の存在しな
い通常状態、すなわち干渉波との位相同期が確立されて
いない時には掃引発振器32の出力電圧により制御され、
所望信号の伝送帯域内を掃引している。VCO27の出力は
引干渉帯域抽出回路19の局部発振器信号源としても用い
られ、干渉波が検出されない間は所望信号の伝送帯域を
引干渉抽出回路19で掃引し、信号帯域の一部を抜き出し
た出力を位相同期回路20に加えて干渉波の探索を続け
る。
一方、位相同期回路20が干渉波に同期すると、同期確
立判定回路28から掃引発振器32の出力制御回路33に制御
信号を送り、VCO27の制御をLPF26の出力電圧のみで行
う。従って、位相同期回路20では、干渉波を入力信号と
する通常の位相同期ループが形成され、干渉波に同期し
たVCO27の出力周波数が得られる。同期確立判定回路28
は、位相同期回路20による同期確立の有無を判定して干
渉波の検出、不検出を決定している。また同期確立判定
回路28は、干渉波が検出されるとスイッチ10でIF帯信号
を切り替えて干渉波除去回路9の出力を出力端子18に接
続する。干渉波除去回路9の局部発振入力は、被干渉帯
域抽出回路19と同様に、VCO27の発振周波数を局部発振
器30とMIX29で周波数変換し、ハイブリッド31で分岐し
て与えられる。
本発明による第3の実施例を第3図に示す。本実施例
は、干渉波検出回路の中心周波数の異なる複数の狭帯域
BPFを用いたマルチプレクサと該マルチプレクサで分割
した各帯域の出力を検波してディジタル電圧値に変換
し、これらのディジタル値をCPUを用いて演算処理する
ことによって干渉波の検出と干渉波周波数を決定する回
路構成にしたものである。なお、干渉波除去回路9とス
イッチ10については前記の第1図および第2図と同一構
成となっているので、ここではマルチプレクサを用いた
干渉波検出回路について説明する。
入力端子1に加えられたIF帯信号は、ハイブリッド2
によって分岐され、干渉波検出回路34に加えられる。干
渉波検出回路34に加えられたIF帯信号は、局部発振器41
とMIX35でマルチプレクサの動作周波数帯に変換された
後、マルチプレクサ36に加えられ帯域分割される。マル
チプレクサ36を構成している複数の狭帯域BPFの出力端
子にはそれぞれ検波器とA/D変換器が接続されており、
各分割帯域のアナログ検波電圧をA/D変換したディジタ
ル電圧値が複数のマルチプレクサ出力線路37を介してCP
U38のメモリに取り込まれる。CPU38では、干渉波の存在
しない場合の検波電圧値を基準にしてある定められたア
ルゴリズムに従ってディジタル演算処理を行い、各分割
帯域における干渉波の有無を判定する。なお、第3図で
は1つのCPUによる構成例を示したが、複数のCPUを用い
て並列処理を行うことにより高速化を図ることも可能で
ある。この様なディジタル演算処理により、ある周波数
帯域に干渉波が存在すると判定された場合には、CPU38
より干渉波中心周波数の情報がD/A変換器39を介してVCO
40に送られ、干渉波中心周波数に相当するVCO40の連続
波が干渉波除去回路9に加えられ、入力端子1、ハイブ
リッド2,5を経て干渉波除去回路9に加えられたIF帯信
号の信号成分を含めた干渉波の存在する周波数帯域がBE
F14で除去される。また、CPU38よりスイッチ切替信号19
がスイッチ10に送られ、干渉波除去回路9の出力を出力
端子18に出力する。また、干渉波が存在しないと判定さ
れた場合には、CPU38はバイパス伝送路7を経由してき
たIF帯信号をそのまま出力端子18に出力するようにスイ
ッチ10を制御する。
(発明の効果) 以上の操作により、IF帯の入力信号に干渉波が存在す
ると判定された場合には、被干渉帯域が除去された信号
が出力され、干渉波が存在しないと判定された場合に
は、IF帯の入力信号がそのまま出力されるので干渉波除
去装置による劣化は生じない。
本発明による干渉波除去装置は、PSK復調器等のディ
ジタル信号の復調器への入力信号周波数、例えば中心周
波数140MHzの中間周波数(IF)帯の復調器への入力信号
を処理して干渉波を除去する方法であり、既存設備の改
修等が不要である特徴を有している。また、本発明によ
れば被干渉帯域に追随して干渉波が除去されるため、干
渉波の周波数が変化している場合でも自動的に追尾して
所望信号帯域の任意の周波数帯域に現われる干渉波を除
去できる特徴がある。
以上、詳細に説明したように、本発明による干渉波除
去装置を用いると衛星回線に突発的に混入してくる狭帯
域、高電力密度の干渉波を除去することが可能となり、
干渉波によるディジタル衛星通信システムの回線品質劣
化の改善、特にTDMAシステムのシステム・ダウンを未然
に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による干渉波除去装置の一実施例の構成
を表したブロック図、第2図および第3図は第1図の装
置に用いられる干渉波検出回路の具体例の構成を表した
ブロック図である。 記号の説明:1……入力端子、2,5,12,24,31……ハイブリ
ッド、3,4,6,7……IF線路、8,34……干渉波検出回路、
9……干渉波除去回路、10……スイッチ、11,27,40……
電圧制御発振器(VCO)、13,16,21,23,29,35……乗算器
(MIX)、14……帯域阻止フィルタ(BEF)、15,17,22…
…帯域通過フィルタ(BPF)、18……出力端子、19……
被干渉帯域抽出回路、20……位相同期回路、25……位相
検波器、26……低域通過フィルタ(LPF)、28……同期
確立判定回路、30,41……局部発振器、32……掃引発振
器、33……掃引発振器の出力制御回路、34……干渉波検
出回路、36……マルチプレクサ(検波器とA/D変換を含
む)、37……マルチプレクサ出力線路、38……CPU、39
……D/A変換器。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受信々号通路を第1線路と第2線路に分岐
    して該第1線路には入力されたディジタル変換信号に混
    入した狭帯域干渉波を検出する干渉波検出回路を備え、 該第2線路は第3線路と第4線路に分岐され、該第3線
    路に第1の乗算器と、第2の乗算器と、該第1と該第2
    の乗算器との間に接続された狭帯域阻止フィルタと、周
    波数変換された所望信号帯域成分のみを通過させる帯域
    通過フィルタとを備え、 該干渉波検出回路の出力で発振周波数が制御される電圧
    制御発振器の出力は該第1と該第2の乗算器の局部発振
    器信号として加えられ、 該第3線路入出力間の阻止中心周波数が電圧制御発振器
    の出力周波数によって制御される狭帯域干渉波除去回路
    が設けられ、 該第1線路の干渉波検出回路出力で制御される該3線路
    と該第4線路との切り換えスイッチを具備した干渉波除
    去装置。
  2. 【請求項2】前記干渉波検出回路は入力干渉波に同期す
    る位相同期回路を備え、 前記電圧制御発振器は該位相同期回路の電圧制御発振器
    と共用するように構成されたことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の干渉波除去装置。
  3. 【請求項3】前記干渉波検出回路は中心周波数の異なる
    複数の狭帯域フィルタを用いたマルチプレクサと該マル
    チプレクサの各出力を検波してディジタル電圧値に変換
    する回路で構成され、 該マルチプレクサで入力信号帯域が分割され、該分割さ
    れた各帯域の検波電圧値を演算処理することによって干
    渉波の検出と前記電圧制御発振器の発振周波数を制御す
    る手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の干渉波除去装置。
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CN111289864B (zh) * 2020-04-02 2023-02-28 全球能源互联网研究院有限公司 一种局部放电高频电流抗干扰检测系统及方法

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