JP6821912B2 - 変調装置 - Google Patents

Description

本発明は、変調装置、変調器及び切替え方法に関し、特に、複数の変調器を備える冗長構成の変調装置、変調器及び切替え方法に関する。

冗長構成の変調装置は、現用装置の変調器と予備装置の変調器のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）キャリアの位相差を検出し、予備装置のＲＦキャリアの位相を回転させて現用装置のＲＦキャリアの位相に合わせてから予備装置に切り替える機能をもつ。

この種の切替え制御技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されている放送用送信システムは、複数の送信機のそれぞれから出力される放送用信号から位相を検出し、複数の送信機に対して位相差検出結果に基づいて放送用信号の出力位相が互いに一致するように指示を出すよう構成されている。

特開２０１４−１７１０８１号公報

後段の装置（電力増幅器等）の入力信号のサンプリングに使用するサンプリング周波数が高い場合、もし入力信号の変調データの位相差があると、後段の装置が、入力信号のレベル変動を検出し、エラーが発生する可能性がある。上述の特許文献１には、このような変調データの位相差によるレベル変動及びエラー発生を防止するという課題を解決することができるような構成は開示されていない。

本発明は、冗長構成の変調装置において変調データの位相差によるレベル変動及びエラー発生を防ぐ変調装置、変調器及び切替え方法を提供することを主な目的とする。

本発明の変調装置は、ＲＦキャリアの位相調整を行うＲＦキャリア位相調整部と、変調データを生成する変調データ生成部と、前記変調データ生成部に入力するクロックの位相調整を行うクロック位相調整部と、を有する複数の変調器と、現用の変調器と予備の変調器のＲＦキャリア及びクロックの位相の一致に基づいて現用の変調器から予備の変調器に切替える切替部と、を有する。

本発明の変調器は、ＲＦキャリアの位相調整を行うＲＦキャリア位相調整部と、変調データを生成する変調データ生成部と、前記変調データ生成部に入力するクロックの位相調整を行うクロック位相調整部と、を有する。

本発明の切替え方法は、ＲＦキャリアの位相調整を行うＲＦキャリア位相調整部と、変調データを生成する変調データ生成部と、前記変調データ生成部に入力するクロックの位相調整を行うクロック位相調整部と、を有する複数の変調器を切り替える切替え方法であって、次に現用となる予備の変調器を特定し、前記予備の変調器のＲＦキャリア位相調整部及びクロック位相調整部に、現用の変調器のＲＦキャリア及びクロックとＲＦキャリア及びクロックの位相を一致するよう指示し、前記現用の変調器と前記予備の変調器のＲＦキャリア及びクロックの位相の一致に基づいて前記現用の変調器から前記予備の変調器に切替える。

本発明によれば、冗長構成の変調装置において変調データの位相差によるレベル変動及びエラー発生を防ぐことができる。

図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 図２は、図１のクロック位相調整部の構成を示すブロック図である。 図３は、図１の切替えの動作を示すフローチャートである。 図４は、クロック位相調整部の変形例の構成を示すブロック図である。 図５は、クロック位相調整部の他の変形例の構成を示すブロック図である。

図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示すように変調装置１０００は、複数の変調器１、２と、現用の変調器と予備の変調器のＲＦキャリア及びクロックの位相の一致に基づいて現用の変調器から予備の変調器に切替える切替部３を備えている。また複数の変調器１、２は、それぞれ、変調データをＲＦキャリアにより変調する変調部１１、２１と、ＲＦキャリアを生成するＲＦキャリア生成部１２、２２と、ＲＦキャリアの位相調整を行うＲＦキャリア位相調整部１３、２３を備えている。また複数の変調器１、２は、それぞれ、変調データを生成する変調データ生成部１４、２４と、変調データの生成に使用するクロックを生成するクロック生成部１５、２５と、クロックの位相調整を行うクロック位相調整部１６、２６と、を備えている。

切替部３は、変調装置１０００の内部にある複数の変調器のうち、次に現用機となる予備機の変調器を特定し、その予備機の変調器のＲＦキャリア位相調整部及びクロック位相調整部に、ＲＦキャリア及びクロックの位相を現用機の変調器と一致するよう指示する。切替部３は、現用機の変調器と予備機の変調器のＲＦキャリア及びクロックの位相がいずれも一致したと判断すると、現用機の変調器から予備機の変調器に切替える。

図２は、図１のクロック位相調整部の構成を示すブロック図である。クロック位相調整部１６、２６は、図２に示すようにクロック生成部１５、２５から入力されたクロック信号の位相を調整する位相調整部１６１、２６１と、位相調整部１６１、２６１から出力された信号を分周して変調データ生成部１４、２４に出力するクロック分周部１６２、２６２を備えている。またクロック位相調整部１６、２６は、図２に示すように位相調整部１６１、２６１の出力と、他の変調器の位相調整部２６１、１６１の出力とに接続され、信号の位相を比較して位相調整部１６１、２６１を制御するクロック位相制御部１６３、２６３を備えている。

位相調整部１６１、２６１は、例えばクロック生成部２５から入力された高周波クロック、例えば１０ＭＨｚクロックと、実装している高周波発振器、例えば１０ＭＨｚ発振器をＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）にかけて、ジッタのない１０ＭＨｚクロックを生成し、また入力電圧に応じて位相を調整することが可能なＰＬＬ回路である。

クロック位相制御部１６３、２６３は、例えば、２つの入力信号の位相差に応じた電圧を出力する回路である。

クロック位相制御部１６３、２６３は、次に現用となる場合に、現在現用となっている変調器の信号と、自機の位相調整部１６１、２６１から出力された信号との位相を一致させるよう位相調整部１６１、２６１を制御する。またクロック位相制御部１６３、２６３は、現在現用となっている変調器の信号と、自機の位相制御部１６１、２６１から出力された信号の位相が一致すると、切替部３に位相が一致したことを報告する。

次に本実施形態の動作について説明する。図３は、図１の切替えの動作を示すフローチャートである。まず切替部３は、次に現用機となる予備機の変調器を特定する（ステップＳ１）。切替部３は、特定した変調器のＲＦキャリア位相調整部及びクロック位相調整部に現用機と予備機のＲＦキャリア位相及びクロック位相を合わせるよう指示する（ステップＳ２）。現用機を変調器１とし、次に現用機になる予備機を変調器２とすると、切替部３は、変調器２のＲＦキャリア位相調整部２３及びクロック位相調整部２６に指示する。

切替部３から指示されたクロック位相調整部２６は、現用機のクロック位相調整部１６から分周前の内部信号を取得する（ステップＳ１０）。そして切替部３から指示されたクロック位相調整部２６は、自機である変調器２のクロック位相調整部２６における分周前の内部信号と位相を比較する（ステップＳ１１）。クロック位相調整部２６は、クロック位相調整部の分周前の内部信号の位相を比較し、現用機と予備機で位相が一致しているか判断し（ステップＳ１２）、一致していなければ、自機（予備機）である変調器２のクロック位相調整部２６における内部信号の位相を調整する（ステップＳ１３）。一致していれば、クロック位相が一致していることを切替部３に報告する（ステップＳ１４）。

また切替部３から指示されたＲＦキャリア位相調整部２３は、現用機のＲＦキャリア生成部１２からＲＦキャリアを取得する（ステップＳ２０）。そして切替部３から指示されたＲＦキャリア位相調整部２３は、自機である変調器２のＲＦキャリア生成部２２からのＲＦキャリアと位相を比較する（ステップＳ２１）。ＲＦキャリア位相調整部２３は、ＲＦキャリアの位相が現用機と予備機で一致しているか判断し（ステップＳ２２）、一致していなければ、自機（予備機）である変調器２のＲＦキャリアの位相を調整する（ステップＳ２３）。一致していれば、ＲＦキャリアの位相が現用機と予備機で一致していることを切替部３に報告する（ステップＳ２４）。

切替部３は、ＲＦキャリアとクロックの両方とも現用機と予備機で位相が一致しているか判断する（ステップＳ３）。そして、ＲＦキャリアとクロックの両方とも現用機と予備機で位相が一致していると判断すると、現用機と予備機の切替えを実施する（ステップＳ４）。なおＲＦキャリアの位相が一致しているかは、次に現用機となる予備機の変調器２のＲＦキャリア位相調整部２３からの報告に基づいて判断する。同様にクロックの位相が一致しているかは、次に現用機となる予備機の変調器２のクロック位相調整部２６からの報告に基づいて、判断する。

以上、説明したように本実施形態によれば、次に現用となる変調器の位相調整部が、自機の分周前の信号の位相を、現在現用となっている変調器の分周前の信号の位相に一致させるよう制御する。これによって変調データ生成の基準となるクロックの位相を分周前の信号の精度で現用機と予備機で合わせることができる。またこれとあわせてＲＦキャリアの位相が現用機と予備機で一致させる。ＲＦキャリアとクロックの両方とも現用機と予備機で位相が一致していると判断すると、現用機と予備機の切替えを実施する。したがって、現用機と予備機の切替えの際、エラー発生及び出力レベル変動を確実に抑制することができる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、上述の実施形態では、クロック位相調整部１６、２６のクロック位相制御部１６３、２６３は、位相調整部１６１、２６１の出力と、他の変調器の位相調整部２６１、１６１の出力とに接続されると説明したが、これに限られない。例えば図４に示すようにクロック位相調整部３６のクロック位相制御部３６３及びクロック位相調整部４６のクロック位相制御部４６３は、位相調整部３６１、４６１の入力と、他の変調器の位相調整部４６１、３６１の入力とに接続され、入力される信号の位相を比較し、信号の位相差に応じて位相調整部３６１、４６１を制御してもよい。

また上述の実施形態では、クロック位相制御部は、位相調整部の出力又は入力の位相を比較して、位相が一致するよう制御すると説明したが、図５に示すように、位相調整部が、高周波ＰＬＬ部５６１、６６１の出力を低周波ＰＬＬ部５６２、６６２に入力する構成の場合がある。このような構成においては、前段の高周波ＰＬＬ部５６１、６６１の出力をクロック位相制御部に入力し、クロック位相制御部は、これらの位相を一致させる。図５は、クロック位相調整部の他の変形例の構成を示すブロック図である。本変形例は、高周波ＰＬＬ部５６１、６６１の出力を低周波ＰＬＬ部５６２、６６２に入力し、低周波ＰＬＬ部５６２、６６２から出力されたクロックを分周し、変調データ生成に使用されるクロックを生成する構成の例である。図５に示すように、本変形例のクロック位相調整部５６、６６は、高周波ＰＬＬ部５６１、６６１と、低周波ＰＬＬ部５６２、６６２と、クロック位相制御部５６３、６６３と、クロック分周部１６２、２６２で構成される。

高周波ＰＬＬ部５６１、６６１は、クロック生成部１５、２５から入力された高周波クロック、例えば１０ＭＨｚクロックと、高周波ＰＬＬ部５６１、６６１に実装している高周波発振器、例えば１０ＭＨｚ発振器をＰＬＬにかけて、ジッタのない高周波クロックを生成する。

低周波ＰＬＬ部５６２、６６２は、この高周波クロックを用いて、データ生成に必要なクロックの基準としての低周波クロック、例えばＦＳ４を生成する。低周波ＰＬＬ部５６２、６６２は、生成された低周波クロック、例えばＦＳ４を、低周波ＰＬＬ部５６２、６６２内に実装しているＦＳ４発振器と位相比較を行い、位相を調整してジッタのない低周波クロックとして出力する。

クロック分周部１６２、２６２は、低周波ＰＬＬ部５６２、６６２から入力される低周波クロック、例えばＦＳ４を分周してデータ生成に必要なクロックの生成を行い、変調データ生成部１４、２４に出力する。

現用機が変調器１であり、次に現用機になる予備機が変調器２であるとする。切替え運用時、切替部３の指示により、次に現用機になる予備機の変調器２のクロック位相調整部６６のクロック位相制御部６６３には、現用機である変調器１の高周波ＰＬＬ部５６１から出力される高周波クロック、例えば１０ＭＨｚクロックを予備機のクロック位相制御部６６３が入力される。そして、クロック位相制御部６６３は、予備機である変調器２の高周波ＰＬＬ部６６１による高周波クロック、例えば１０ＭＨｚクロックと位相比較を行う。これにより予備機である変調器２側で位相が調整され、現用機である変調器１の高周波クロックと位相が一致する。後段で高周波クロックを分周してデータ生成に必要な低周波クロックを生成しても、現用機との位相はズレない。したがって、変調データにおいても現用機との位相はズレない。このようにデータ生成の基準となるクロックについての位相調整を行うことで、変調データの位相を現用機と予備機で合わせることができ、さらに、ＲＦキャリア位相調整を行うことで、運用切替え時のエラー発生及び出力レベル変動を抑制することができる。

本変形例の構成のように、高周波ＰＬＬ部の出力を低周波ＰＬＬ部に入力し、低周波ＰＬＬ部から出力されたクロックを分周し、変調データ生成に使用されるクロックを生成する構成の場合、高周波クロック、例えば１０ＭＨｚクロックの精度で、現用機側のクロックと予備機側のクロックの位相調整を行うことができる。

１、２ 変調器
３ 切替部
１１、２１ 変調部
１２、２２ ＲＦキャリア生成部
１３、２３ ＲＦキャリア位相調整部
１４、２４ 変調データ生成部
１５、２５ クロック生成部
１６、２６、３６、４６、５６、６６ クロック位相調整部
１６１、２６１、３６１、４６１ 位相調整部
１６２、２６２ クロック分周部
１６３、２６３、３６３、４６３、５６３、６６３ クロック位相制御部
５６１、６６１ 高周波ＰＬＬ部
５６２、６６２ 低周波ＰＬＬ部
１０００ 変調装置

Claims (1)

1. ＲＦキャリアの位相調整を行うＲＦキャリア位相調整部と、
   変調データを生成する変調データ生成部と、
   前記変調データ生成部に入力するクロックの位相調整を行うクロック位相調整部と、
   を有する複数の変調器と、
   現用の変調器と予備の変調器の前記ＲＦキャリア及び前記クロックの位相の一致に基づいて前記現用の変調器から前記予備の変調器に切替える切替部と、
   を有し、
   前記クロック位相調整部は、
   クロック生成部から入力されたクロック信号の位相を調整する位相調整部と、
   前記位相調整部から出力された信号を分周して前記変調データ生成部に出力するクロック分周部と、
   前記現用の変調器及び前記予備の変調器の前記位相調整部に接続され、前記位相調整部から出力された信号の位相を比較して前記予備の変調器の位相調整部を制御するクロック位相制御部と、
   を有する
   変調装置。

Images