JP2877050B2 - 衛星通信システム及び送信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衛星通信システム及
び送信装置に係り、特に自動周波数掃引制御に利用する
狭帯域信号が隣接して配置される場合に、キャリアが誤
って引き込まれるのを防止する衛星通信システム及び送
信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）
方式の衛星通信システムにおいては、地上局から送信デ
ータで変調された固有のチャネル周波数のキャリアが送
信され、このキャリアが衛星で周波数変換されて所定シ
フト周波数分周波数逓降された後、地上の衛星受信機で
局部発振周波数を掃引しながら複数の周波数チャネルの
中から所望のチャネルを捕捉し、受信データを復調して
いる。この受信デ−タの復調は衛星の変動や送受信機の
周波数ズレを補償するために、ＡＦＣと呼ばれる自動周
波数掃引制御を行い、受信キャリア周辺の周波数帯を掃
引しキャリアの捕捉を行っていた。

【０００３】ところが、この衛星通信システムでは、衛
星の変動などによる周波数ズレが大きくなったとき、Ａ
ＦＣ動作を広範囲に行わなければならないため、伝送速
度が低い場合に、符号同期がとれるまでの時間が長くか
かり、デ−タを復調するまでに数分も時間がかかってい
た。

【０００４】そこで、従来、チャネル番号を示す固有の
チャネルＩＤを設け、送信側では送信周波数に対応した
チャネルＩＤをデータ等に多重化したフレームフォーマ
ットとし、受信側では衛星のシフト周波数を考慮し、受
信周波数に対応したチャネルＩＤが正しく受信できるか
否かのチエックを行っていた（公開技報番号９３−３３
２３５号）。

【０００５】なお、上記のチャネルＩＤは通常、衛星受
信機の局部発振周波数の一掃引周波数範囲において複数
存在するのに対し、衛星通信システムで使用可能な周波
数範囲は、衛星受信機の局部発振周波数の一掃引周波数
範囲の数百倍から数千倍であるので、上記掃引周波数範
囲は数百から数千存在し、チャネルＩＤはそれぞれの掃
引周波数範囲で繰り返して使用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の衛星通信システムでは、使用する衛星のシフト周
波数が種々あった場合、同じチャネルＩＤでも衛星のシ
フト周波数によって受信周波数が異なるため、受信信号
の各々に対して衛星のシフト周波数を意識して制御を行
う必要があった。そのため、衛星受信機においては、制
御を行うファ−ムウェアが衛星の個数分（シフト周波数
の種類分）だけ必要になり、よって、通信に使用する衛
星を変更して機器を使用する場合にはファ−ムウァアの
変更が必要になっていた。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、使用する衛星のシフト周波数に依存することなく、
受信周波数の制御が行える衛星通信システムと送信装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明になる衛星通信システムは、送信側では送信周波
数に対応した周波数情報をデータ及び同期語に多重化し
た信号で変調された、送信周波数のキャリアを衛星へ送
信し、受信側では衛星によりシフト周波数分周波数変換
して得られた受信周波数の信号を受信し、その受信信号
の復調信号中の同期語及び周波数情報を用いて自動周波
数掃引制御を行って所望の送信周波数のデータを受信す
る衛星通信システムであって、自動周波数掃引制御の制
御可能周波数範囲よりも広く、かつ、使用可能な複数種
類の衛星のシフト周波数の共通単位周波数の１／Ｎ（Ｎ
は２以上の自然数）倍の周波数毎に、同じ値の周波数情
報を繰り返して使用するようにしたものである。

【０００９】ここで、上記周波数情報は、自動周波数掃
引制御の制御可能周波数範囲よりも広く、かつ、使用可
能な複数種類の衛星のシフト周波数の共通単位周波数の
１／Ｎ（Ｎは２以上の自然数）倍の周波数に等しい周波
数帯域幅内に配置された複数の送信周波数を区別するた
めに割り振られた互いに異なる値のキャリアＩＤであ
る。

【００１０】また、本発明になる送信装置は、上記の目
的を達成するため、送信するデータと同期語と送信周波
数に対応した周波数情報とを多重化する多重化回路と、
多重化回路から出力された多重化信号に誤り訂正符号を
付加すると共に符号化する符号化回路と、符号化回路の
出力信号を変調すると共にその変調波を送信周波数で衛
星へ送信する送信手段とを有し、多重化回路は、受信側
の自動周波数掃引制御の制御可能周波数範囲よりも広
く、かつ、使用可能な複数種類の衛星のシフト周波数の
共通単位周波数の１／Ｎ（Ｎは２以上の自然数）倍の周
波数毎に同じ値に設定された周波数情報を多重化するこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明の衛星通信システム及び送信装置で
は、データ及び同期語に多重化される、送信周波数に対
応した周波数情報を、受信側の自動周波数掃引制御の制
御可能周波数範囲よりも広く、かつ、使用可能な複数種
類の衛星のシフト周波数の共通単位周波数の１／Ｎ（Ｎ
は２以上の自然数）倍の周波数毎に、同じ値の周波数情
報を繰り返して使用するようにしたため、上記複数種類
の衛星のうちどの衛星を使用しても、受信信号中の周波
数情報が同じ値のときは受信周波数を一致させることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００１３】図１は本発明になる衛星通信システムによ
る送信周波数を識別させるキャリアＩＤ（前記チャネル
ＩＤに相当）の付与の仕方を説明する一実施の形態の図
である。同図において、（Ａ）は送信周波数とキャリア
ＩＤの対応関係、（Ｂ）は衛星として日本サテライトシ
ステムズ（ＪＳＡＴ）により打ち上げられた衛星（愛
称：ＪＣＳＡＴ）を使用したときの受信周波数と本発明
によるキャリアＩＤとの対応関係、（Ｃ）は宇宙通信
（ＳＣＣ）により打ち上げられた衛星（愛称：スーパー
バード）を使用したときの受信周波数と本発明によるキ
ャリアＩＤとの対応関係をそれぞれ示す。

【００１４】ここで、ＪＣＳＡＴのシフト周波数は１．
７４８ＧＨｚであり、スーパーバードのシフト周波数は
１．７３ＧＨｚであり、互いに異なる。従って、同一の
送信周波数であっても、使用する衛星によって受信周波
数が異なることとなる。また、衛星受信機では各掃引周
波数範囲（ＡＦＣ範囲）のそれぞれにおいて、互いに異
なる値の複数のキャリアＩＤが用いられ、かつ、互いに
異なる掃引周波数範囲（ＡＦＣ範囲）においては同一の
値のキャリアＩＤが繰り返し用いられているものとす
る。

【００１５】また、複数の衛星のシフト周波数の共通単
位周波数として、ここでは実際にこの実施の形態が適用
されるであろう衛星（上記のＪＣＳＡＴやスーパーバー
ドなど）を考慮して「１ＭＨｚ」単位であるものとす
る。更に、送信装置が衛星に対して送信する送信周波数
は図１（Ａ）に示すように、１４ＧＨｚ以上の周波数領
域において２．５ｋＨｚステップで変化するものとして
いる。

【００１６】さて、衛星受信機におけるそれぞれのＡＦ
Ｃ範囲は中心周波数に対して±７０ｋＨｚであるものと
すると、この場合に送受信可能なキャリアＩＤは最大５
６個（＝１４０［ｋＨｚ］／２．５［ｋＨｚ］）とな
る。この５６個のキャリアＩＤを表すのに必要なビット
数は６ビットである。

【００１７】しかし、実際にはＡＦＣを行う回路の一部
を構成する電圧制御発振器（ＶＣＯ）のばらつきを考慮
してＡＦＣ範囲の両端から１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度
余分にＡＦＣを行うのが一般的であり、この場合のＡＦ
Ｃ範囲は±９０ｋＨｚ程度となる。このときに送受信可
能なキャリアＩＤは最大７２個（＝１８０［ｋＨｚ］／
２．５［ｋＨｚ］）となる。この７２個のキャリアＩＤ
を表すのに必要なビット数は７ビットである。

【００１８】一方、上記７ビットでは最大１２８個まで
のキャリアＩＤを表現できる。このときは、３２０ｋＨ
ｚ（＝１２８×２．５［ｋＨｚ］）の周波数帯域幅をキ
ャリアＩＤの１つのまとまりとすることができる。しか
し、３２０ｋＨｚをキャリアＩＤの１つのまとまりの周
波数帯域とすると、ＪＣＳＡＴで受信した受信周波数の
キャリアＩＤとスーパーバードで受信した受信周波数の
キャリアＩＤとは一致せず従来の課題を解決できない。

【００１９】そこで、この実施の形態では、キャリアＩ
Ｄの１つのまとまりとなる周波数帯域をＡＦＣ範囲より
広く、かつ、前記衛星のシフト周波数の共通単位周波数
１ＭＨｚの１／Ｎ倍（Ｎは２以上の自然数で、ここで
は、Ｎ＝５）である２００ｋＨｚとし、図１（Ａ）に示
すように２００ｋＨｚで８０個（＝２００［ｋＨｚ］／
２．５［ｋＨｚ］）のキャリアＩＤを割り振るようにす
る。

【００２０】これにより、例えばキャリアＩＤが「０」
である１４ＧＨｚの送信周波数をスーパーバードを介し
て受信した、キャリアＩＤが「０」の受信周波数は図１
（Ｃ）に示すように１２．２７０ＧＨｚであるが、これ
は、同図（Ａ）、（Ｂ）に示すようにキャリアＩＤが
「０」である１４．０１８ＧＨｚの送信周波数をＪＣＳ
ＡＴを介して受信した、キャリアＩＤが「０」である受
信周波数１２．２７０ＧＨｚに一致する。

【００２１】同様に、キャリアＩＤが「１」である14.0
000025ＧＨｚの送信周波数をスーパーバードを介して受
信した、キャリアＩＤが「１」の受信周波数は図１
（Ｃ）に示すように12.2700025ＧＨｚであるが、これ
は、同図（Ａ）、（Ｂ）に示すようにキャリアＩＤが
「１」である14.0180025ＧＨｚの送信周波数をＪＣＳＡ
Ｔを介して受信した、キャリアＩＤが「１」である受信
周波数12.2700025ＧＨｚに一致する。他も同様である。

【００２２】このように、この実施の形態では１２．２
７ＧＨｚ以上の受信周波数帯域で、キャリアＩＤと受信
周波数をＪＣＳＡＴを使用したときとスーパーバードを
使用したときとで一致させることができる。従って、衛
星受信機では使用する衛星のシフト周波数の相違を意識
することなく、共通のファームウェアで誤同期を生ずる
ことなく受信信号をＡＦＣ制御して所望のチャネルの受
信信号を受信することができる。

【００２３】次に、本発明の送信装置の一実施の形態に
ついて説明する。図２は本発明になる送信装置の一実施
の形態のブロック図を示す。この送信装置は、多重化装
置１、誤り訂正符号化回路２、変調器３及び図示しない
送信制御部や周波数シンセサイザなどからなる。送信デ
ータ、固定パターンの同期語であるユニークワード（Ｕ
Ｗ）及び前記キャリアＩＤは、それぞれ多重化回路１に
入力されて、フレーム単位で多重化されて多重化信号と
される。この多重化信号は誤り訂正符号化回路２に供給
され、符号化されると共に誤り訂正符号が付加されて、
図３に示す如きフォーマットの信号とされた後、変調器
３に供給され、ここでそのチャネルに応じた送信周波数
のキャリアを所定の変調方式で変調されて送信信号とさ
れる。この送信信号は衛星に向けて図示しない送信手段
により送信される。なお、変調後に変調波を送信周波数
にアップコンバートして送信してもよい。

【００２４】図３において、１フレームは同期語（Ｕ
Ｗ）５、キャリアＩＤ６及びデータ７が時系列的に合成
された構成である。また、データ７は前記送信データと
これに付加された誤り訂正符号からなる。以上の図２の
ブロック構成、及び図３のフレームフォーマットの大部
分は従来から知られている一般的な構成であるが、この
実施の形態では、図１と共に説明したように、チャネル
ＩＤの設定の仕方に特徴があり、そのように設定された
チャネルＩＤを送信する点に特徴がある。

【００２５】次に、衛星受信機の要部の概要について図
４のブロック図と共に説明する。図４において、受信信
号はミキサ１２に入力され、ここで掃引制御部１０の出
力掃引制御信号Ｓｃｓにより制御された局部発振器１１
の出力局部発振周波数と周波数変換される。ミキサ１２
の出力信号は復調器１３により復調された後同期検出器
１４に供給されて同期検出される。掃引制御部１０はこ
の同期検出器１４の検出結果に基づき、同期が確立され
たと判定されるまで局部発振器１１の出力局部発振周波
数を掃引するように掃引制御信号Ｓｃｓを出力する。

【００２６】同期が確立すると、掃引制御部１０は局部
発振器１１の出力局部発振周波数の掃引を停止し、この
ときミキサ１２から中間周波数の受信信号が取り出され
る。この受信信号は復調器１３を介して誤り訂正復号化
器１５に供給され、ここで誤り訂正符号を用いて公知の
誤り訂正及び復号化が行われて受信データに復号され
る。

【００２７】この受信データは、図示しない後段回路へ
出力される一方、ＵＷ比較器１６及びＩＤ比較器１７に
それぞれ入力される。ＵＷ比較器１６は掃引制御部１０
によりメモリ１８から読み出された既知の固定パターン
のＵＷと入力受信データとを比較することにより、入力
受信データ中からＵＷを検出する。掃引制御部１０はＵ
Ｗ比較器１６によりＵＷの検出結果が得られないとき
は、前記周波数掃引を再度開始させ、同期検出器１４に
より同期検出結果が得られ、かつ、ＵＷ比較器１６によ
りＵＷ検出結果が得られるまで、周波数掃引を繰り返
す。

【００２８】ＵＷ検出結果が得られたときは、掃引制御
部１０はメモリに記憶されている複数のキャリアＩＤ
（ここでは８０個）を順次に読み出し、これをＩＤ比較
器１７に入力して受信データ中のキャリアＩＤと比較さ
せる。ＩＤ比較器１７により受信データ中のキャリアＩ
Ｄとメモリ１８内のすべてのＩＤとが一致しない場合
は、掃引制御部１０はＡＦＣ範囲の周波数帯域が異なる
と判断して再度前記周波数掃引を開始させる。

【００２９】このようにして、復調器１３の出力復調信
号の同期が確立し、ＵＷが検出され、更に受信データ中
のキャリアＩＤがメモリ１８内のどれか一つのキャリア
ＩＤに一致するまで掃引制御部１０は前記周波数掃引を
行い、目的のチャネルＩＤの受信周波数（受信チャネ
ル）を捜し当てる。

【００３０】受信データ中のキャリアＩＤがメモリ１８
内のどれか一つのキャリアＩＤに一致し、受信信号のフ
レーム同期が確立すると、受信信号の同期が保持されて
いるか否かがフレーム毎にチェックされ、同期保持中も
上記のＩＤ比較器１７による２つのキャリアＩＤのチェ
ックが行われ、両者が不一致となったときには再び周波
数掃引が開始される。

【００３１】本発明の実施の形態では、衛星のシフト周
波数の種類によらず同じキャリアＩＤでは受信周波数が
同じになるので、ＡＦＣ制御のための回路のファームウ
ェアをシフト周波数の相違に応じて変更する必要がな
く、また、シフト周波数が異なった場合の誤同期を防止
できる。

【００３２】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、衛星としてス−パ−バ−ドとＪＳＡ
Ｔを例に説明したが、他のシフト周波数の衛星にも適用
できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シフト周波数が異なる複数種類の衛星のうちどの衛星を
使用しても、受信信号中の周波数情報が同じ値のときは
受信周波数を一致させることができるようにしたため、
受信側では使用する衛星のシフト周波数を意識すること
なく、共通のファームウェアで誤引き込みを生じること
なく受信でき、使用する衛星を変更してもファームウェ
アの変更を不要にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる衛星通信システムによる送信周波
数を識別させるキャリアＩＤの付与の仕方を説明する一
実施の形態の図である。。

【図２】本発明になる送信装置の一実施の形態のブロッ
ク図である。

【図３】図２の要部の信号フォ−マットを示す図であ
る。

【図４】衛星受信機の要部の一例のブロック図である。

【符号の説明】

１ 多重化回路 ２ 誤り訂正符号化回路 ３ 変調器 ５ 同期語（ＵＷ） ６ キャリアＩＤ ７ データ １０ 掃引制御部 １１ 局部発振器 １２ ミキサ １３ 復調器 １４ 同期検出器 １５ 誤り訂正復号化器 １６ ＵＷ比較器 １７ ＩＤ比較器 １８ メモリ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側では送信周波数に対応した周波数
   情報をデータ及び同期語に多重化した信号で変調され
   た、前記送信周波数のキャリアを衛星へ送信し、受信側
   では前記衛星によりシフト周波数分周波数変換して得ら
   れた受信周波数の信号を受信し、その受信信号の復調信
   号中の前記同期語及び周波数情報を用いて自動周波数掃
   引制御を行って所望の送信周波数のデータを受信する衛
   星通信システムであって、 前記自動周波数掃引制御の制御可能周波数範囲よりも広
   く、かつ、使用可能な複数種類の衛星のシフト周波数の
   共通単位周波数の１／Ｎ（Ｎは２以上の自然数）倍の周
   波数毎に、同じ値の前記周波数情報を繰り返して使用す
   ることを特徴とする衛星通信システム。
2. 【請求項２】 前記周波数情報は、前記自動周波数掃引
   制御の制御可能周波数範囲よりも広く、かつ、使用可能
   な複数種類の衛星のシフト周波数の共通単位周波数の１
   ／Ｎ（Ｎは２以上の自然数）倍の周波数に等しい周波数
   帯域幅内に配置された複数の送信周波数を区別するため
   に割り振られた互いに異なる値のキャリアＩＤであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の衛星通信システム。
3. 【請求項３】 送信するデータと同期語と送信周波数に
   対応した周波数情報とを多重化する多重化回路と、 前記多重化回路から出力された多重化信号に誤り訂正符
   号を付加すると共に符号化する符号化回路と、 前記符号化回路の出力信号を変調すると共にその変調波
   を前記送信周波数で衛星へ送信する送信手段とを有し、
   前記多重化回路は、受信側の自動周波数掃引制御の制御
   可能周波数範囲よりも広く、かつ、使用可能な複数種類
   の衛星のシフト周波数の共通単位周波数の１／Ｎ（Ｎは
   ２以上の自然数）倍の周波数毎に同じ値に設定された前
   記周波数情報を多重化することを特徴とする送信装置。