JP2720582B2 - 掃引周波数発振器と準同期検波回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、掃引周波数発振器およびそれを用いた復調
器に関し、特に衛星通信方式の地球局装置におけるデジ
タル位相変調された受信データの同期検波復調に適合す
る掃引周波数発振器およびそれを用いた準同期検波回路
に関する。

〔従来の技術〕

衛星通信方式、特にSCPC（シングル・キャリア・パー
・キャリア）方式の地球局におけるデジタル位相変調さ
れた受信データの復調において、データ復調のための準
同期検波用キャリアとして用いられる局部発振器は周波
数掃引が可能な掃引周波数発振器が必要である。この掃
引周波数発振器は、衛星局の発信する通信用キャリア信
号の経年変化による周波数変動を補償し、受信データを
正しく復調するためのものである。従来、その掃引周波
数発振器においては、周波数掃引範囲を一方の端から他
方の端に向けて掃引するか、中心周波数付近からまず一
方向に掃引を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の掃引周波数発振器は、局部発信周波数
の掃引を、一例として、通信用キャリア信号のとり得る
周波数範囲の一方の端から開始し、他方の端で終了して
いた。これは衛星局の運用開始から数年経過して通信用
キャリア信号の周波数変動が殆どなくなり、通信用キャ
リア信号の周波数が掃引周波数範囲の中心付近にあると
きでも、中心からかなり離れた周波数から周波数掃引を
開始することになる。そのため、受信データのビットレ
ートが9.6kbpsあるいは19.2kbpsというように低い場合
など、局部発振周波数を精密に合わせる必要があるた
め、所望の通信キャリア信号の周波数まで掃引するのに
長時間を要し、データ受信の早期確立が遅れるという欠
点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による掃引周波数発振器と準同期検波回路は、
可変周波数発振器を用いて周波数掃引を行う掃引周波数
発振器において、前記可変周波数発振器の周波数掃引範
囲を所定の区間に分割する手段と、前記分割した区間を
所要の周波数に近い区間から周波数掃引の優先順位をつ
ける手段と、高い優先順位がつけられた区間から前記可
変周波数発振器の周波数掃引を行う手段とを備え、前記
可変周波数発振器の周波数掃引を前記高い優先順位がつ
けられた区間から実行して準同期検波回路の局部発振器
として使用している。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明による掃引周波数発振器の一実施例
を示すブロック図である。

ここで、CPU（中央制御装置）２にはVCO（電圧制御発
振器）８が行う周波数掃引の範囲が所定の周波数の区間
に分割され、その分割された区間の周波数範囲および周
波数掃引の区間の優先順位を定めたデータが予め記憶さ
れているものとする。オフセット値記憶回路５には各々
の周波数区間の掃引開始周波数を定めるオフセット値が
記憶されている。また、アップカウンタ３の出力104
は、初期段階ではCPU2から出力される制御信号102によ
り、０となっている。

衛星局と地球局との通信を行う通信キャリア信号は地
球局によって受信され受信キャリア信号とされる。その
受信キャリア信号が受信データの同期検波のために正し
く再生されているかどうかの状況を示す、受信キャリア
再生終了信号101が信号入力端１からCPU2に入力され
る。CPU2は受信キャリア再生終了信号101の値を判断
し、受信キャリア信号の再生（以下、キャリア再生と略
す）が終了していないときは以下に述べる動作を実行す
る。キャリア再生が終了しているときは、以下の動作は
実行しない。

まず、CPU2は、所定の区間に分割された周波数掃引区
間のうち、優先順位の一番高い周波数掃引区間を選択
し、選択信号103を選択器６に入力する。選択器６はオ
フセット値記憶回路５に用意されている出力オフセット
値群105から該当する区間のオフセット値を選択し、選
択されたオフセット値106は加算器４の一方の入力端子
に入力される。一方、アップカウンタ出力３の出力104
が加算器４の他方の入力端子に入力され、加算結果107
がD/A変換器７により、アナログ電圧出力108に変換され
る。アナログ電圧出力108はVCO8に入力され、VCO8はア
ナログ電圧出力108に従った周波数の発振器出力109を発
振器出力端９に出力する。この発振器出力109から生成
されたクロック信号は、後述する復調器の準同期検波の
局部発振信号に使用される。復調器によるキャリア再生
動作が一定時間継続した後、CPU2は入力されているキャ
リア再生終了信号101を再び判断し、キャリア再生が正
しく行われている場合は動作を終了する。キャリア再生
が正しく行われていない場合は、CPU2はアップカウント
制御信号102により、アップカウンタ３のアップカウン
タ出力104の値を「１」増加させ、キャリア再生動作が
一定時間経過するのを待つ。その後キャリア再生終了判
断を繰り返す。加算器出力107が現在掃引されている掃
引区間の上限まで増加してもキャリア再生が正しく行わ
れなかった場合は、次の優先順位の掃引区間の周波数掃
引に移る。その際、CPU2は該当するオフセット値を選択
するためにオフセット選択信号103を選択器６に出力す
る。また同時に、アップカウント制御信号102により、
アップカウンタ６のアップカウンタ出力104を「０」に
する。以下、同様の動作により、周波数掃引範囲の全て
の周波数掃引を行うことができる。なお、この実施例で
説明された掃引発振器は、キャリア再生を行うものでは
なく、周波数を掃引する機能を果たすものであるので
「キャリア再生終了信号」の語は「掃引終了信号」とい
いかえることができる。

第２図は、第１図の実施例における周波数帯分割図の
一例である。

受信キャリア信号21を再生するために、掃引周波数発
振器は中心周波数Fcから±Fafcつまり（Fc−Fafc）と
（Fc＋Fafc）の範囲を掃引する。その場合、従来のよう
に周波数掃引範囲の一端から始めて他端まで掃引した
り、まず中心周波数Fcから高周波側に掃引すると、受信
キャリア信号の周波数が中心周波数Fcから低周波側に僅
かΔｆだけずれていても、その周波数に掃引されるまで
長時間を要する。従って、キャリア再生に長時間を要
し、時間的に効率が悪くなる結果となる。ところが本実
施例では、第２図に示すように、周波数掃引範囲を中心
振り分けにより、符号22〜26に示されるような区間に分
割する。全周波数掃引範囲を「1000」としたとき、各区
間は「200」に等分割されている。このとき周波数掃引
単位は「１」としており、オフセット値は各区間毎に高
い周波数の方へ「200」ずつ増加して設定され、掃引周
波数に対応している。そして、符号24の区間に対し順位
1,以下符号26の区間に順位５というように、中心周波数
Fcに近い区間から掃引の優先順位がつけられ、その順位
に従って周波数掃引が行われる。その結果、受信キャリ
ア信号21の周波数は、通常、中心周波数の近くにあるの
で、所要の周波数の受信キャリア再生が短時間で行え
る。尚、周波数掃引区間の優先順位は、適時に変更でき
るようにすれば、衛星運用後の受信キャリア信号の周波
数変動に対し有効に対処することができ、周波数掃引時
間を短くしてキャリア再生を効率よく行うことができ
る。

第３図は、本実施例による掃引周波数発振器である局
部発振回路を使用した復調器を示すブロック図である。

地球局が受信したデジタル位相変調された受信キャリ
ア信号の中間周波（IF）信号は、IF信号入力端31に入力
される。IF信号は帯域制限を行うフィルタリング回路32
を通過し、AGC制御回路33にて自動利得制御される。IF
信号はさらに周波数変換回路34に導かれ、例えば34MHz
帯に周波数変換される。そして、バンドパスフィルタ
（BPF）35により、受信キャリア信号に含まれている受
信データの再生に必要な帯域部分の信号が通過させられ
る。この信号は、準同期検波回路36により、準同期検波
が行われる。準同期検波とは、必ずしも十分に正しい周
波数でない同期用キャリアを用いて行われる同期検波
（復調）をいう。準同期検波された信号はA/D変換回路3
7により、例えば８値のデジタル信号に変換され、ロー
パスフィルタ（LPF）38によって不要波が除去された
後、同期検波回路39により、同期検波される。同期検波
された信号は、キャリア再生回路40,クロック再生回路4
2,ビタービ復号回路43およびAGC制御回路33に入力され
る。準同期検波回路36に入力される局部発振回路41の発
振器出力303の周波数が適切であり、またキャリア再生
回路40によるキャリア再生が正しく行われたかどうか
は、ビタービ復号回路43の後に接続されている誤り率測
定器によって測定される受信データのエラーの数により
判定される。この結果が受信キャリア再生終了信号301
として本発明による局部発振回路41のCPUに入力され
る。局部発振回路41はこの受信キャリア再生終了信号30
1に基づいて周波数掃引を行い、発振器出力303を準同期
検波回路36に入力するものである。なお、キャリア再生
回路40によって再生されたキャリアはLPF38を介して同
期検波回路39の局部発振信号として供給される。また、
キャリア再生回路40から受信キャリアの再生終了状況を
報せる受信キャリア再生終了信号302を局部発振回路41
に入力する方法もある。一方、ビタービ復号回路43に入
力された同期検波された信号は、誤り訂正動作であるビ
タービ復号が行われ、同相（Ich）データ信号および直
交（Qch）データ信号となり、それぞれIch信号出力端44
およびQch信号出力端45に送られる。また、クロック再
生回路42はクロック再生を行い、クロック信号をビット
同期のためにA/D変換器37に出力し、AGC制御回路33は、
同期検波された信号により、AGC制御を行う。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による掃引周波数発振器
は、周波数掃引範囲を適正な区間に分割し、その区間に
優先順位をつけて順に周波数掃引を行う。従って、この
掃引周波数発振器を位相変調された受信データの準同期
検波回路用の局部発振器として用いれば、受信キャリア
の再生のための周波数掃引を受信キャリア信号が存在す
る可能性の高い区間から行うことができ、時間的に効率
よくデータ復調を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図は第１の実施例における周波数分割図、第３図は本発
明の第２の実施例を示すブロック図である。 １……信号入力端、２……CPU、３……アップカウン
タ、４……加算器、５……オフセット値記憶回路、６…
…選択器、７……D/A変換器、８……VCO、９……発振器
出力端、21……受信周波数、22〜26……加算器出力値、
31……IF信号入力端、32……フィルタリング回路、33…
…AGC制御回路、34……周波数変換回路、35……バンド
パスフィルタ、36……準同期検波回路、37……A/D変換
器、38……ローパスフィルタ、39……同期検波回路、40
……キャリア再生回路、41……局部発振回路、42……ク
ロック再生回路、43……ビタービ復号回路、44……同期
信号出力端、45……直交信号出力端、101……受信キャ
リア再生終了信号、102……アップカウント制御信号、1
03……選択信号、104……カウンタ出力、105……オフセ
ット値出力、106……選択器出力、107……加算器出力、
108……アナログ電圧出力、109……発振器出力、301,30
2……受信キャリア再生終了信号、303……発振回路出
力。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力電圧に従って発振周波数が掃引される
   可変周波数発振器と、前記可変周波数発振器の周波数掃
   引範囲を複数の掃引区間に分割するデータと前記掃引区
   間の掃引優先順位のデータと記憶し所定時間毎に入力さ
   れる周波数掃引が完了したかどうかの状況を報せる掃引
   終了信号により周波数掃引が未了のときはアップカウン
   トを「１」増加させるアップカウント制御信号を送出し
   初期値は第１優先順位の掃引区間を選択し所定数のアッ
   プカウント制御信号の送出後なおも周波数掃引が未了の
   掃引終了信号を入力したときは次の優先順位の掃引区間
   を選択する選択信号ならびにアップカウント「０」のア
   ップカウント制御信号を送出するCPUと、前記アップカ
   ウント制御信号により制御されたカウンタ出力を出力す
   るアップカウントと、前記掃引区間に対応する複数のオ
   フセット値を出力するオフセット値記憶回路と、前記選
   択信号により対応するオフセット値を選択し出力する選
   択器と、前記カウンタ出力と前記選択されたオフセット
   値とを加算して出力する加算器と、前記加算器出力をA/
   D変換し且つ前記掃引区間に対応した周波数が発生され
   る電圧に変換して前記入力電圧とするA/D変換器とから
   構成される掃引周波数発振器と、デジタル位相変調され
   た受信データを准同期検波する準同期検波回路と、前記
   準同期検波回路の局部発振器として前記掃引周波数発振
   器を使用することを特徴とする掃引周波数発振器と準同
   期検波回路。