JP2877177B2 - 周波数分割多元接続通信方式における受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）
通信方式における受信装置に関し、特に複数のチャネル
の各々に割当てられた搬送波を対応チャネルの送信デー
タにより変調して送信するＳＣＰＣ（Single Channel P
er Carrier）通信方式を採用したＦＤＭＡ通信方式に用
いる受信装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】ＦＤＭＡ／ＳＣＰＣ通信システムは複数チ
ャネルの通信信号を周波数分割して送信するものであ
り、各チャネル信号間の周波数差（チャネルセパレーシ
ョン）をできるだけ小さくすることにより、限られた周
波数帯域の有効利用が可能となる。一般にこのセパレー
ションの値としては、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変
調方式の場合、送信帯域の制限値がロールオフ率４０％
程度とされることから、伝送信号の変調速度の１．３倍
から１．４倍に設定されることが多い。

【０００３】例えば、変調速度３２Ｋbps のシステムで
あるインテルサットシステム等では、４５ＫHzのセパレ
ーションが採用されている。

【０００４】受信側では、このセパレーションに対応し
て希望のチャネル信号を受信するのであるが、この受信
側の概略ブロックを図６に示す。受信されたＦＤＭＡ信
号は混合器１において周波数シンセサイザ２からの局部
発振周波数Ｆ1 と混合されて周波数変換される。この混
合出力から特定の周波数Ｆ2 のみを抽出すべく帯域通過
フィルタ３が設けられており、この通過信号について復
調器４は復調を行うことになる。

【０００５】ここで、混合器１が周波数差を出力するも
のであるとすると、ＦＤＭＡ信号のうちＦ1 ＋Ｆ2 なる
周波数の受信信号が選択的に復調器４にて復調されるこ
とになる。

【０００６】希望のチャネル信号を復調するためには、
周波数シンセサイザ２による局部発振周波数であるＦ1
を可変制御することにより行われる。従って、この周波
数シンセサイザ２の可変周波数ステップはＦＤＭＡ信号
の周波数セパレーションに相当する値とされる。

【０００７】昨今の衛星通信システムの発展によりＦＤ
ＭＡ信号の周波数ステップの値は種々選定されて広範囲
の値が採用されるようになってきている。例えば、移動
体衛星通信システムでは、通信速度が数Ｋbps のため
に、周波数セパレーションは２．５ＫHzや５ＫHzが用い
られている。このために、周波数シンセサイザ２の可変
周波数ステップも小さなものが必要となり、また制御も
困難であると共に、コストアップの要因ともなる。

【０００８】また、周波数セパレーションが５０ＫHz程
度のシステムでは、シンセサイザで発生される位相雑音
やスプリアスの低減のために、７０〜１４０ＭHz帯の周
波数帯が使用される。この場合には、衛星通信で一般に
使用されるマイクロ波帯の信号を複数の周波数変換器を
用いてＶＨＦ帯に変換した後、信号選択処理を行う必要
があり、これまたコストアップの要因となる。

【０００９】そこで、コスト低減のために、マイクロ波
帯の周波数シンセサイザを使用することが考えられる
が、この場合にはシンセサイザの周波数ステップが大き
いために、周波数捕捉動作が遅くなるうえに、更に衛星
上に配列されるＦＤＭＡ信号の周波数セパレーションを
それに伴って大きくする必要があり、周波数使用効率の
低下を招くことになる。

【００１０】

【発明の目的】本発明の目的は、希望チャネル周波数の
捕捉を迅速かつ確実に行うことが可能なＦＤＭＡ通信方
式の受信装置を提供するこである。

【００１１】本発明の他の目的は、周波数の有効利用を
図るべく周波数セパレーションを最小としてもローコス
トの周波数ステップが大なる周波数シンセサイザを用い
ることができるＦＤＭＡ通信方式の受信装置を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による受信装置
は、複数のチャネルの各々に割当てられた搬送波を、対
応チャネルの送信データ及びそのチャネル識別信号によ
り変調して送信するようにした周波数分割多元接続通信
方式における受信装置であって、局部発振周波数を生成
する周波数シンセサイザと、この局部発振周波数と受信
周波数とを混合する混合手段と、この混合出力から受信
信号を復調する復調手段と、この復調出力から前記チャ
ネル識別信号を検出して希望チャネル信号との周波数差
がある場合にこの周波数差を補償するよう前記希望チャ
ネル信号を受信するまで前記周波数シンセサイザの周波
数可変制御を行うスイープ制御手段とを含むことを特徴
とする。

【００１３】本発明による他の受信装置は、前記スイー
プ制御手段が、前記復調出力から検出された前記チャネ
ル識別信号と前記希望チャネル信号との不一致を検出し
て所定制御電圧を発生する制御電圧発生手段と、この制
御電圧に応じて発振周波数が制御される電圧制御発振手
段とを含み、前記周波数シンセサイザが、周波数分割多
元接続通信方式による送信信号の周波数セパレーション
間隔以上の可変周波数ステップを有し、かつ前記発振周
波数を基準周波数入力とする様構成されていることを特
徴とする。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１５】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
り、図６と同等部分は同一符号にて示している。受信Ｆ
ＤＭＡ信号は混合器１において周波数シンセサイザ２か
らの局部発振周波数と混合されて周波数変換される。こ
の混合出力は帯域通過フィルタ３を介して復調器４へ入
力され復調される。

【００１６】復調された信号フォーマットの例として
は、図２に示す如く、フレームの先頭に周期的に挿入さ
れたチャネル識別のためのチャネル番号とチャネルデー
タとを有している。この様な信号フォーマットは図３に
示す送信側回路により生成される。すなわち、チャネル
識別番号発生器９からのチャネル識別番号と送信データ
とが、多重回路８にて多重され、図２に示した信号フォ
ーマットとなって出力される。

【００１７】チャネル番号識別器５にて、復調器４にて
復調された復調信号中のチャネル番号が検出され、この
チャネル番号が本来受信しようとしているチャネル番号
と一致しているかどうかが検出される。本来受信しよう
とする目的のチャネル信号でなければ、スイープ制御器
６に対してスイープ指示が出力される。目的のチャネル
信号であればスイープ指示は出されない。

【００１８】このスイープ制御器６はこのスイープ指示
を受けて可変発振器７に対して制御電圧を出力する。こ
の制御電圧の一般的な与え方の例としては、以下の如く
である。

【００１９】現在の可変発振器７に対して出力している
制御電圧をＶ1 としたとき、スイープ指示を受けてＶ1
＋△Ｖなる制御電圧となる。この△ＶはＶ1 に比し微少
電圧である。この制御電圧Ｖ1 ＋△Ｖにより、可変発振
器７の発振周波数はＦr からＦr ＋△Ｆに変化する。

【００２０】ここで、周波数シンセサイザ２の基準周波
数をこの可変発振器７の発振周波数とすることにより、
シンセサイザ２の周波数逓倍数をＫとすると、シンセサ
イザ２の出力周波数はＫ（Ｆr ＋△Ｆ）になる。この出
力周波数が混合器１の局部発振周波数となっているの
で、周波数スイープが実行されることになる。

【００２１】この周波数シンセサイザ２の構成例を図４
に示す。図１の可変発振器７の発振周波数を基準周波数
入力とし、これを分周器２１で１／Ｌに分周する。Ｌは
一般にシンセサイザのステップ周波数と同一あるいはそ
れより小なる値とされる。

【００２２】この１／Ｌ分周された周波数の基準信号は
位相比較器２２において分周器２４の分周出力と位相差
が検出される。この位相差に応じた電圧がＬＰＦ（ロー
パスフィルタ）２５を介してＶＣＯ（電圧制御発振器）
２３の制御電圧となり、このＶＣＯ２３の発振出力がシ
ンセサイザ出力となると共に、分周器２４にて１／Ｍさ
れて位相比較器２２の１入力となる。

【００２３】このシンセサイザはＰＬＬ（Phase Locked
Loop ）回路であり、基準信号周波数の１／Ｌに位相同
期する。従って、 Ｆv ／Ｍ＝Ｆr ／Ｌ なる式が成立する。ここに、Ｆv はＶＣＯ２３の発振周
波数であり、Ｆr は基準周波数である。

【００２４】よって、 Ｆv ＝（Ｍ／Ｌ）Ｆr となり、Ｍ／Ｌを整数Ｋ（シンセサイザの周波数逓倍
数）とすれば、基準周波数Ｆr の変動はＫ倍の変動とな
ってシンセサイザ出力となって現われることになる。

【００２５】こうすることにより、シンセサイザ２自身
は周波数ステップＦs が粗くでき、シンセサイザのコス
トは安価なものとなる。しかしながら、ＦＤＭＡ信号の
周波数セパレーションはＦs に比し小さいので、このま
までは復調できない。そこで、希望信号の受信のために
周波数捕捉用の周波数スイープ法を用いて、微少な周波
数セパレーションの信号を検出するようにしている。

【００２６】この検出のために、チャネル識別用のチャ
ネル番号を予め送信データに付加して送出しておき、こ
のチャネル番号によって復調信号が希望チャネル信号で
あるかどうかを判断し、一致しない場合には、周波数ス
イープを実行して、微調整を行うようにしているのであ
る。

【００２７】図５は本発明の他の実施例のブロック図で
あり、図１と同等部分は同一符号により示している。図
１と異なる部分は、スイープ制御器６の前段に周波数差
検出器１０を追加した点である。

【００２８】この周波数差検出器１０はチャネル番号識
別器５により検出された復調チャネル番号と希望チャネ
ル番号とを比較し、差があれば、その差によって両チャ
ネル間の周波数差を算出する。この周波数差分だけスイ
ープ制御器６は周波数スイープをステップ的に実行し、
迅速かつ確実な信号捕捉を行うようにしている。

【００２９】周波数差の算出方法の例を以下に説明す
る。いま、チャネル番号が１，２，３，４，……，Ｍ
（Ｍは任意の整数であり、システムが収容するＦＤＭＡ
信号の波数に等しい）の様に付与されているとする。ま
た、ＦＤＭＡ／ＳＣＰＣ信号の周波数セパレーションを
Ｆdsとする。

【００３０】現在受信された信号のチャネル番号がｉで
あり、希望チャネル番号がｊであるとしたとき（１≦
ｉ，ｊ≦Ｍ）、両チャネル間の周波数差Ｆdiffは、 Ｆdiff＝（ｊ−ｉ）Ｆds となる。

【００３１】この計算は汎用ＣＰＵで行っても良いが、
予め全てのｉとｊの組に対してＦdiffを計算しておいて
表を作成しておき、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等に
これを格納しておいても良い。

【００３２】この様にして得られた周波数誤差情報を用
いて、周波数スイープ制御器６に対してスイープ指示を
出す。もし目的チャネル信号であればスイープ指示は出
さず信号捕捉となる。

【００３３】スイープ制御器６は周波数差検出器１０よ
り入力される周波数誤差情報を用いて、可変発振器７に
対し制御電圧を出力する。この制御電圧の一般的な与え
方の例を以下に説明する。

【００３４】現在、可変発振器７に対して出力している
電圧をＶ1 とし、可変発振器７の有する変調感度（周波
数変動量対制御電圧変動量；Ｈz ／Ｖ）Ｋv とする。ま
た、可変発振器７は後述のように周波数シンセサイザ２
の基準源となっているから、そのシンセサイザの周波数
の逓倍数Ｋを用いてＶc は、 Ｖc ＝Ｖ1 ＋Ｆdiff／（Ｋ・Ｋv ） となる。

【００３５】この電圧Ｖc を入力されることにより、可
変発振器７の現在の周波数をＦr とすると、その出力周
波数はＦr からＦr ＋△Ｆになる。ここに、△Ｆ＝Ｆdi
ff／Ｋである。

【００３６】更に、可変発振器７は周波数シンセサイザ
２の基準源になっているためシンセサイザ出力信号周波
数Ｆv は逓倍数をＫとすると、 Ｆv ＝Ｋ（Ｆr ＋△Ｆ）＝Ｋ・Ｆr ＋Ｆdiff になる。

【００３７】この様にして周波数スイープが実行され
る。尚、周波数シンセサイザの構成については図５の例
と同一である。本例でも、 Ｆv ＝（Ｍ／Ｌ）Ｆr となり、Ｍ／Ｌが整数Ｋになれば、基準周波数の変動は
Ｋ倍となってシンセサイザ出力となって現われる。

【００３８】図２に示した様に、信号フレーム中にチャ
ネル識別用のチャネル番号を挿入したことにより、挿入
損が生ずるが、挿入率（元の信号速度とチャネル番号挿
入後の信号速度との比）を０．９９程度に抑えれば、 １０log ₁₀（０．９９）＝０．０４dB 程度の損失となり、回線に与える影響は無視できること
になる。挿入率をこの程度とすることは容易であり、実
現可能なものである。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、粗調整を局部発振器で
ある周波数シンセサイザにより行い、微調整を周波数ス
イープによる捕捉制御により行っているので、周波数シ
ンセサイザの周波数ステップは粗く大としてローコスト
のものを用いることができると共に、高い周波数帯域で
周波数セパレーションを小として周波数有効利用が可能
となるという効果がある。

【００４０】また、周波数捕捉も迅速かつ確実になると
いう効果があり、更に、回路もＬＳＩ化が容易であるの
で、コストアップが抑止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】本発明の実施例に用いる信号フレームフォーマ
ット図である。

【図３】図２の信号フォーマットを得るための送信側の
ブロック図である。

【図４】周波数シンセサイザの具体例を示す図である。

【図５】本発明の他の実施例のブロック図である。

【図６】従来のＦＤＭＡ通信方式における受信装置のブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 混合器 ２ 周波数シンセサイザ ３ ＢＰＦ ４ 復調器 ５ チャネル番号識別器 ６ スイープ制御器 ７ 可変発振器 ８ 多重回路 ９ チャネル識別番号発生器 １０ 周波数差検出器 ２１，２４ 分周器 ２２ 位相比較器 ２３ ＶＣＯ ２５ ＬＰＦ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のチャネルの各々に割当てられた搬
   送波を、対応チャネルの送信データ及びそのチャネル識
   別信号により変調して送信するようにした周波数分割多
   元接続通信方式における受信装置であって、局部発振周
   波数を生成する周波数シンセサイザと、この局部発振周
   波数と受信周波数とを混合する混合手段と、この混合出
   力から受信信号を復調する復調手段と、この復調出力か
   ら前記チャネル識別信号を検出して希望チャネル信号と
   の周波数差がある場合にこの周波数差を補償するよう前
   記希望チャネル信号を受信するまで前記周波数シンセサ
   イザの周波数可変制御を行うスイープ制御手段とを含む
   ことを特徴とする受信装置。
2. 【請求項２】 前記スイープ制御手段は、前記復調出力
   から検出された前記チャネル識別信号と前記希望チャネ
   ル信号との不一致を検出して所定制御電圧を発生する制
   御電圧発生手段と、この制御電圧に応じて発振周波数が
   制御される電圧制御発振手段とを含み、前記周波数シン
   セサイザは、周波数分割多元接続通信方式による送信信
   号の周波数セパレーション間隔以上の可変周波数ステッ
   プを有し、かつ前記発振周波数を基準周波数入力とする
   様構成されていることを特徴とする請求項１記載の受信
   装置。
3. 【請求項３】 前記制御電圧発生手段は、前記復調出力
   から前記チャネル識別信号を検出する手段と、この検出
   されたチャネル識別信号と前記希望チャネル識別信号と
   から両チャネルの周波数差を算出する周波数差検出手段
   と、この周波数差に応じて前記制御電圧を発生する手段
   とを含むことを特徴とする請求項２記載の受信装置。