JPH02165753A - 周波数多重信号の復調方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば通信衛星からの周波数多重信号を受信
する際での復調方法とその装置に係り。

特にその搬送波周波数が大きくずれている場合でも、そ
のずれに復調のための再生搬送波周波数、あるいは局部
発振周波数を追尾制御させるようにした、周波数多重信
号の復調方法とその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

通信衛星からの周波数多重信号は、一般にその衛星に搭
載されている周波数変換用局部発振器での周波数変動に
よって、その搬送波周波数各々は同一方向に大きく変動
するようになっている。したがって、周波数多重信号を
受信、復調するに際しては、位相同期状態を維持すべく
復調のための再生搬送波もその周波数がその周波数変動
に追尾制御される必要があるものとなっている。

ところで、ＡＦＣ（自動周波数制御）機能による搬送波
再生に関しては、これまでに例えば特開昭６２−２２２
７４５号公報が知られている。これによる場合、受信さ
れた周波数多重信号は第１１図に示すように、電圧制御
発振器２からの再生搬送波によって復調器１で復調され
たうえその符号誤りが処理回路４で検出されるようにな
っている０位相同期状態にない場合は符号誤りの発生頻
度が大となることから、この誤り検出情報と復調器１か
らの位相誤差信号とにもとづき電圧制御発振器２での発
振周波数が制御されるものとなっている。具体的には、
処理回路４からの誤り検出情報にもとづく掃引追尾制御
部５による制御下に、掃引信号発生回路３からはランプ
波形状信号、あるいは三角波信号が掃引信号として出力
されるものとなっている。この掃引信号には加算器６で
位相誤差信号が加算されたうえ電圧制御発振器２に制御
電圧として印加されるようになっているものである。こ
れにより、再生搬送波の位相は受信された搬送波と位相
同期状態となるべく制御されるものであり、位相同期状
態となれば符号誤りの発生頻度は小さくなるので、掃引
制御動作はその時点で停止されるようになっている。

一方、また他の例としては特開昭６２−１５９５５９号
公報が挙げられるようになっている。これによる場合、
第１２図に示すように受信信号は基準搬送波発生器１６
からの基準搬送波と乗算器７で掛は合わされ、搬送波再
生回路１４ではまた搬送波が再生されるようになってい
る。ところで、一般に受信信号の搬送波周波数成分と基
準搬送波周波数との偏差は搬送波再生回路１４で再生可
能な周波数偏差よりも大きい場合が多く、そこで、考え
られる周波数偏差の領域が基準搬送波掃引回路１３によ
って高速に掃引されるようになっている。より具体的に
は、フレーム同期検出回路１２がフレーム同期確立を検
出し、しかも回線ビット誤り率推定回路１１が正常時に
比し、良好でない誤り率を推定している時まで高速掃引
が行なわれた後は、その誤り率が正常範囲内に収まるま
では掃引速度が徐々に遅くされ、正常範囲内に収まった
時点で掃りロ±停止されるようになっているものである
。なお、第１２図中性号８．９．１０．１５はそれぞれ
ローパスフィルタ、Ａ／Ｄ変換器、クロック再生回路、
加算器を示す。

〔発明が解決しようとするａ題〕

しかしながら、これまでのＡＦＣ機能による搬送波再生
においては、再生搬送波と受信信号の搬送波との周波数
差がチャネル間隔よりも大きい場合、あるいは掃引周波
数領域がチャネル間隔より大きい場合でのＡＦＣ機能に
ついては考慮されていないものとなっている。即ち、掃
引途中で隣接周波数チャネルなどに誤ってロックされる
虞れがあるというものである。このような場合には誤っ
てロックされたことが検出され得す、この結果ロック状
態から脱出するための掃引を行ない得なく正しい回線接
続は行なわれ得ないことになる。

本発明の目的は、受信信号の搬送波周波数が大きくずれ
ようとも、そのずれに再生搬送波周波数。

あるいは局部発振周波数を追尾させつつ受信信号を復調
し得る周波数多重信号の復調方法、更にはそのための復
調装置を供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、周波数多重信号を受信、復調するに際して
は、掃引途中で符号誤り率が小、あるいはフレーム同期
確立となった際での復調データより抽出された宛先局識
別情報、あるいは周波数チャネル識別情報にもとづき再
生搬送波、あるいは局部発振周波数の掃引の再開始とそ
の停止を制御することで達成され、また、そのように掃
引の再開始と停止を制御すべく構成することで達成され
る。

〔作　用〕

周波数多重信号には予め宛先局識別情報、あるいは周波
数チャネル識別情報が含まれているものとして、復調デ
ータから抽出された宛先局識別情報、あるいは周波゛数
チャネル識別情報によっては。

再生搬送波、あるいは局部発振周波数の掃引を大まかに
制御することが可能となるものである。即ち、掃引途中
で符号誤り率が小、あるいはフレーム同期確立となった
際での復調データより抽出された宛先局識別情報が自局
のものに一致しない場合は、自局のものに一致するまで
再生搬送波、あるいは局部発振周波数を掃引すればよい
ものである。また、抽出された周波数チャネル識別情報
からは目的とする周波数チャネルとの周波数偏差とその
方向が即知れるので、再生搬送波、あるいは局部発振周
波数の目的周波数チャネルへの掃引は連続的に、あるい
は瞬時に高速に行なうことが可能となるものである。

ところで、再生搬送波は一般に電圧制御発振器より得ら
れるが、復調前に前処理として周波数変換が行なわれな
い場合には、その電圧制御発振器には復調器からの位相
誤差信号の他に、符号誤り検出情報、フレーム同期確立
検出情報の少なくとも何れかと、宛先局識別情報の差、
あるいは周波数チャネル識別情報の差とにもとづいて発
生される掃引信号が与えられるものとなっている。もし
も、復調前に前処理として周波数変換が行なわれる場合
は、周波数変換用電圧制御発振器（局部発振器）には上
述の掃引信号のみが与えられればよいものである。因み
に周波数チャネル識別情報の差にもとづく掃引信号は、
その差をアドレスとするＲＯＭや、そのＲＯＭからの読
出データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器などによって即
事連続的に、しかも高速にして発生されることで、目的
周波数チャネルへの掃引は高速に行なわれ得るものとな
っている。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図から第１Ｏ図により説明する。

先ず本発明による基本的な復調装置について説明す−Ｊ
Ｌば、第１図はその一例での構成を示したものである。

図示のように本例でのものは復調器１００に供給される
再生搬送波を掃引する場合での構成を示しており、受信
信号としての周波数多重信号は復調器１００ｃこよって
直接復調されるようになっている。復調器１００の具体
的構成は、例えばＱＰＳＫ復調器の場合第２図に示すも
のが知られている。これによる場合、受信信号は乗算器
２００゜２０１各々でそれぞれ電圧制御発振器１０２か
らの再生搬送波、π／２位相シフト回路２０９を介され
た再生搬送波と乗算されることによって周波数変換され
、更にローパスフィルタ２０２．２０３を介されること
によってベースバンド波形に変換されるようになってい
る。これらベースバンド波形はコスタス演算回路２０７
で搬送波の位相誤差が演算され、演算結果はループの応
答性を定めるループフィルタ２０８を介し位相誤差信号
として得られるものとなっている。一方、ベースバンド
波形はＡ／Ｄ変換器２０５．２０６で、クロック再生図
°路２０４からの変換タイミングにもとづき軟判定値と
してＡ／Ｄ変換されるが、これが復調データとして復調
器１００より出力されるようになっている。。

さて、再び第１図に戻り説明すれば、掃引信号発生回路
１０５からは掃引制御回路１０４による制御下に掃引信
号が発生されるが、この掃引信号には加算器１０６で既
述の位相誤差信号が加算されたうえ制御電圧として電圧
制御発振器１０２に印加されるようになっている。掃引
信号によっては電圧制御発振器１０２での発振周波数、
即ち、再生搬送波の周波数が大幅に制御、掃引されるも
のであり、また１位相誤差信号によっては受信信号の搬
送波に対する再生搬送波の位相同期制御が行なわれてい
るものである。

ところで、掃引信号は各種要因にもとづき発生されるが
１本例では符号誤り検出情報と、宛先局識別情報とにも
とづき発生されるようになっている。図示のように誤り
訂正回路ｌｏｔとしては例えばビタビ複合器が用いられ
るが、ビタビ複合器では符号誤りが大きくなるに伴いパ
スメトリックの増加率が大きくなる。パスメトリックは
オーバフロー防止のため正規化されているが、この正規
化されたパスメトリックを一定時間計数することによっ
て、符号誤り率が推定され得るものとなっている。一方
、誤り訂正回路１０１よりの誤り訂正済復調データから
は符号誤り率が正常となった時点で宛先局抽出判定回路
１０３によって宛先局識別情報が抽出され、それが自局
の識別情報に一致するか否かが判定されるようになって
いる。宛先局識別情報は例えばフレームフォーマット形
式データ中の所定データ位置より抽出されればよいもの
である。宛先局抽出判定回路１０３からは１例えば抽出
された宛先局識別情報と自局識別情報との差が宛先局判
定情報として得られるようになっているが、もしもその
差が零である場合にはその周波数チャネルは自局宛のも
のとして、また、もしもその差が零でない場合は他局宛
のものとして識別されるものとなっている。掃引制御回
路１０４では符号誤り検出情報としての符号誤り車検定
値と、宛先局判定情報とにもとづき掃引を制御するが、
その制御フローは例えば第３図に示すようである。

即ち、初期状態からの掃引開始直後に先ず宛先局識別情
報が自局のものか否かが判定されるが、この時点ではま
だ掃引不十分であって１周波数チャネルの何れにも復調
器１００はロックされておらず、したがって、宛先識別
情報の確実な抽出は実際上不可能となっている。したが
って、実際には何等の処理も行なわれることなく１次に
は符号誤り率が正常か否かが判定されるようになってい
る。

正常であればこの時点で掃引が一旦停止されるようにな
っているものである。また、もしも正常でなければ、正
常となるまで引き続き掃引が行なわれた後停止されるよ
うになっているものである。

掃引が一旦停止された状態とは、ある周波数チャネルに
ロックされた状態でもあるので、これで初めて宛先局識
別情報が識別可能となるものである。

その宛先局識別情報が自局のものに一致する場合は以降
そのまま掃引停止状態が維持されるが、もしもその後符
号誤り率が悪化するようになれば、正常に復帰するまで
再び掃引が停止状態での掃引信号レベルより開始される
ようになっているものである。その宛先局識別情報が自
局のものと不一致である場合にはまた他の周波数チャネ
ルにロックされるべく再び掃引が停止状態での掃引信号
レベルより開始されるようになっているわけである。

したがって、宛先局識別情報にもとづいて掃引を行なう
場合は、受信信号の搬送波周波数が大幅にずれていよう
とも、目的とする周波数チャネルにロックされ得、送信
地球局側と回線接続され得るものである。

因みに第４図はインマルサットシステムでのリクエスト
信号フォーマットを示す。これは船舶地球局から海岸地
球局へのリクエスト信号であって。

リクエスト情報の先頭には宛先局識別情報としての海岸
地球局識別番号が、また、その後半部には自局識別情報
としての船舶地球局識別番号や、海域識別番号が挿入さ
れたものとなっている。したがって、海岸地球局では自
局識別情報を受信ｔｍ別することで、その周波数チャネ
ルで船舶地球局と回線接続され得るものである。

さて、符号誤り率の代わりにフレーム同期確立検出情報
を用いる場合での構成を第５図に示す。

第５図に示すように、フレーロム同期検出回路１０７で
は復調器１００からの復調データよりユニークワード（
同期ワード）が検出されるようになっており、前方保護
および後方保護を考慮してのフレーム同期の確立が検出
されるようになっている。

フレーム同期が確立している状態は先の符号誤り率が正
常である状態とほぼ等価となることから、掃引制御回路
１０４による掃引制御のフローは第６図に示すようにな
る。この場合、符号誤り率をも考慮した掃引制御も可能
であることは勿論である。

さて、第１図や第５図に示した復調装置は何れも再生搬
送波を発生する電圧制御発振器に掃引信号が与えられて
いるが、復調前に前処理として周波数変換が行なわれる
場合には１周波数変換のための局部発振器としての電圧
制御発振器に掃引信号を与えるようにすればよい。第７
図はその場合での構成を示したものである。第１図や第
５図に示すものと実質的に異なる点は、復調器１００か
らの位相誤差信号を掃引信号に加算するための加算器１
０６が不要とされ、しかも局部発振器としての電圧制御
発振器１０８や１乗算器１０９、フィルタ１１０が新た
に追加されたことである。電圧制御発振器１０８の出力
周波数は掃引信号によって掃引されるが、受信信号はそ
の出力と乗算器１０９で乗算されたうえフィルタ１１０
を介し復調器１００で復調されるものである。

ところで、電圧制御発振器１０８としては他の構成も可
能となっている。第８図は他の構成としてのチャネルシ
ンセサイザと称されるものを示したものであり、加算器
１１１．シンセサイザＩ　Ｃ１１２゜発振器１１４およ
び電圧制御発振器１１３より構成されたものとなってい
る。これにより所望のチャネル番号に対する局部発振周
波数が得られるようになっているが、シンセサイザＩＣ
１１２としては、例えばＭＣ１４５１５２−１（米国モ
トローラ社製）を用い得るものとなっている。発振器１
１４がらの出力周波数はシンセサイザＩ　Ｃ１１２内の
分局器で、加算器ｌｌｌからの信号による制御下に分周
されることで、所望の発振周波数が得られるようになっ
ているものである。

以上は宛先局識別情報にもとづいて掃引制御が行なわれ
ているが、これの代わりに周波数チャネル（回線）識別
情報を用い掃引制御を行なうことも可能となっている。

各周波数チャネルに固有の識別情報を適当に割付け、そ
の周波数チャネルで伝送されるフォーマットデータには
周波数チャネル識別情報を付加して、伝送しようという
ものである。第９図はその際での一例でのフォーマット
データを示したものであり、これを受信する地球局では
その周波数チャネル識別情報より現に引き込みされてい
る周波数チャネルを識別し得るものである。したがって
１周波数チャネル識別情報が適当に割り付けされている
場合には、それと所望周波数チャネル識別情報との差か
ら、何れの方向に如何程掃引すれば所望周波数チャネル
に引き込みされるかが即知れるものである。

第１０図は周波数チャネル識別情報によって掃引制御が
行なわれる場合の一例での復調装置の構成を示したもの
である。但し、本例では所望周波数チャーネルへの引き
込みは瞬時に高速に行なわれるものとなっている。一般
的には既述の差の極性およびその大きさより掃引方向と
掃引幅とが知れることから、掃引を途中で中断すること
なく掃引を行なうことによらて引き込みが行なわれるが
、本例では即その差に対応した掃引信号レベルが発生さ
れることで、高速引き込みが可能となっているものであ
る。

第１０図に示すように１回線情報抽出回路１１５では符
号誤り率が正常となった場合に誤り訂正データより回線
識別情報が抽出されたうえレジスタ１１６にセットされ
るようになっている。減算器１１７ではその回線識別情
報と所望回線識別情報との差が求められるが、この差が
ＲＯＭ１１９に続出アドレスとして作用するようになっ
ているものである。

ＲＯＭ１１９には予め差対応に掃引信号レベルがその極
性とともにディジタル値として記憶されていることから
、その差に対応した掃引信号レベルをＲＯＭ１１９より
読みだしたうえＤ／Ａ変換器１２１でＤ／Ａ変換すれば
よいというものである。

なお、加算器１２０ではＲＯＭ１１９からの掃引信号レ
ベルとカウンタ１１ｇからのカウント値が加算され、加
算結果がＤ／Ａ変換されるようになっているかカウンタ
１１８は以下のように動作する。

即ち、誤り訂正回路１０１からの符号誤り率が規定値以
上の場合（再生搬送波と受信信号の搬送波との間に大き
な周波数ずれがある場合）にはカウントアツプ動作を行
ない、カウント値が上限値に達すれば再び下限値よりカ
ウントアツプ動作を行なうようになっている。しかしな
がら、符号誤り率が規定値よりも小さい場合（ある周波
数チャネルに引き込み、あるいはロックされた場合）に
はカウント動作は停止され、その時点でのカウント値が
保持、出力されるものとなっている。

以上のような掃引制御は第１図や第５図、第７図に示し
た復調装置にも適用可であることは明らかであり、宛先
局識別情報の代わりに周波数チャネル識別情報が用いら
れる場合は、一般により早く目的とする周波数チャネル
に引き込みが行なわれるわけである。

なお、多元接続の態様として、ある周波数チャネルにＴ
ＤＭＡ方式が組合せされている場合には。

ＴＤＭＡ方式での宛先局識別情報は勿論のこと、周波数
チャネル識別情報をも併せて伝送データに付加すること
で、受信側地球局での該掃引制御動作は防止されること
になる。ＴＤＭＡ方式では同一の搬送波周波数によって
複数の回線接続が行なわれ、復調データからは複数の宛
先局識別情報が得られるが、もしも、ある搬送波周波数
において自局宛のパケットが存在しない場合には１周波
数掃引が誤って行なわれることになるからである。

しかしながら、周波数チャネル識別情報もが付加されて
いる場合には、何れの搬送波が復調されているのか容易
に知れ、したがって、搬送波が誤って掃引されることは
防止されるものである。

〔発明の効果３ 以上説明したように請求項１による場合は１周波数多重
信号の搬送波周波数が大きくずれている場合でも、周波
数多重信号を確実に復調し得ることになる。請求項２に
よる場合は宛先局識別情報によって、また請求項３によ
る場合は周波数チャネル識別情報によって大まかな掃引
制御が行なわれることになる。特に請求項４，５におい
ては、掃引がより早く、あるいは瞬時に行なわれること
になる。請求項６による場合はまた搬送波周波数が大き
くずれている場合でも、確実に復調し得る復調装置が得
られることになる。また、請求項７゜８による場合は、
局部発振器を具備するか否かが考慮された復調装置が、
請求項９，１０ではそれぞれ宛先局識別情報１周波数チ
ャネル識別情報による掃引制御が行なわれる復調装置が
得られることになる。特に請求項１１による場合には、
目的とする掃引状態に掃引状態が即更新される復調装置
が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による復調装置の一例での構成を示す
図、第２図は、その−構成要件としての復調器の一例で
の具体的構成を示す図、第３図は、その復調装置での掃
引制御フローを示す図、第４図は、宛先局識別情報を含
む、インマルサットシステムでのリクエスト信号フォー
マットを示す図。 第５図は１本発明による復調装置の他の例での構成を示
す図、第６図は、その復調装置での掃引制御フローを示
す図、第７図は、本発明による復調装置の、更に異なる
他の例での構成を示す図、第８図は、その−構成要件と
しての局部発振器の他の具体的構成を示す図、第９図は
、周波数チャネル識別情報を含む、フレームフォーマッ
トデータの例を示す図、第１０図は、第７図に同じく本
発明による復調装置の、更に異なる他の例での構成を示
す図、第１１図、第１２図は、ＡＦＣ機能による従来の
搬送波再生技術を説明するための図である。 １００・・・復調器、１０１・・・誤り訂正回路、１０
２・・・（再生搬送波発生用）電圧制御発振器、１０３
・・・宛先局抽出判定回路、　１０４・・・掃引制御回
路、１０５・・・掃引信号発生回路、　１０６．１２０
・・・加算器、１０７・・・フレーム同期検出回路、１
０８・・・（局部発振器としての）電圧制御発振器、１
０９・・・乗算器、１１０・・・フィルタ、１１５・・
・回線情報抽出回路、１１６・・・レジスタ、１１７・
・・減算器。 １１８・・・カウンタ、１１９・・・ＲＯＭ、　１２１
・・・Ｄ／Ａ変換器・ 第 図 〕０５ 第 図 第 図 第 図 第 図 チャ午ル１１号 第 月 図 第 図 第 図 第 １２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周波数多重信号を受信、復調する際での復調方法で
   あって、掃引途中で符号誤り率が小、あるいはフレーム
   同期確立となった際での復調データより抽出された宛先
   局識別情報、あるいは周波数チャネル識別情報にもとづ
   き、再生搬送波周波数、あるいは局部発振周波数の掃引
   が制御されつつ復調が行なわれる、周波数多重信号の復
   調方法。 ２、請求項１において、復調データより宛先局識別情報
   が抽出される度に、該宛先局識別情報と自局識別情報と
   の差にもとづき、一定方向への掃引が再開制御される、
   周波数多重信号の復調方法。 ３、請求項１において、復調データより抽出された周波
   数チャネル識別情報と所定周波数チャネル識別情報との
   差に応じ掃引が制御される、周波数多重信号の復調方法
   。 ４、請求項３において、差の極性に応じた方向への掃引
   が、誤差の大きさに応じて連続的に行なわれる、周波数
   多重信号の復調方法。 ５、請求項３において、差の極性および大きさに応じた
   掃引状態に、掃引状態が即更新される、周波数多重信号
   の復調方法。 ６、受信された周波数多重信号を再生搬送波によって復
   調する復調装置であって、周波数多重信号を再生搬送波
   によって復調する復調器と、該復調器からの位相誤差信
   号にもとづき少なくとも位相同期制御が行なわれ該復調
   器に再生搬送波を与える電圧制御発振器と、上記復調器
   からのデータより抽出された宛先局識別情報と自局識別
   情報との差あるいは周波数チャネル識別情報と所定周波
   数チャネル識別情報との差を検出する識別情報差検出部
   と、上記復調器からの復調データより符号誤り、フレー
   ム同期確立の少なくとも何れかを検出する符号誤り／フ
   レーム同期確立検出部と、上記識別情報差検出部および
   符号誤り／フレーム同期確立検出部からの検出信号にも
   とづき掃引制御を行なう掃引制御部と、該掃引制御部に
   よる制御下に掃引信号を発生する掃引信号発生部とを少
   なくとも含む、周波数多重信号の復調装置。 ７、請求項６において、掃引信号発生部からの掃引信号
   は復調器からの位相誤差信号とともに、再生搬送波発生
   用の電圧制御発振器に制御電圧として印加される、周波
   数多重信号の復調装置。 ８、請求項６において、復調器前段に周波数変換器が配
   される場合、掃引信号発生部からの掃引信号は周波数変
   換器の構成要素である局部発振器としての電圧制御発振
   器に制御電圧として印加される、周波数多重信号の復調
   装置。 ９、請求項６、７、８の何れかにおいて、識別情報差検
   出部からの宛先局と自局との識別情報の差にもとづき、
   掃引制御部によって一定方向への掃引が再開制御される
   、周波数多重信号の復調装置。 １０、請求項６、７、８の何れかにおいて、識別情報差
   検出部からの周波数チャネル識別情報の差にもとづき、
   掃引制御部によって該差の極性に応じた方向への掃引が
   、該差の大きさに応じて連続的に制御される、周波数多
   重信号の復調装置。 １１、請求項６、７、８の何れかにおいて、識別情報差
   検出部からの周波数チャネル識別情報の差にもとづき、
   掃引制御部によって掃引状態が該差の極性および大きさ
   に応じた掃引状態に即更新制御される、周波数多重信号
   の復調装置。