JPH03174826A - ユニーク・ワード検出方式 - 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〕 本発明はユニーク・ワード検出装置に関し、特に衛星通
信方式におけるバーストに含まれるユニーク・ワードを
検出するための装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図は、一般的なバーストフレーム構成を示す図であ
り、第６図は従来のユニーク・ワード検出回路の構成を
示す図である。

第５図において、バーストは無変調搬送波からなるキャ
リア再生部１００と、クロックパルスにより変調された
キャリアからなるビットタイミング再生部２００とユニ
ーク・ワードにより変調されたキャリアからなるユニー
ク・ワード部３００と、データ信号により変調されたキ
ャリアからなるデータ部４００からなる。

第６図において、入力端子１から供給されるＰＳＫ変調
波信号は、復調回路１０によって復調される。復調信号
は、出力端子２から受信データとして出力される。復調
信号はまた第１低域濾波回路１１，２乗回路１２．第２
低域濾波回路１３゜比較回路１４によってバーストの先
頭にある搬送波再生部が検出される。この検出タイミン
グ（搬送波再生部開始検出信号）を基準にしてアパーチ
ャ発生回路１６であらかじめ定められているバースト・
フレーム構成からビット・タイミング再生部に続くユニ
ーク・ワードの検出タイミングする遅延回路と、この遅
延回路出力の立上りをトリガとするワンショットモノス
テーブマルチバイブレータで構成される。ユニーク・ワ
ード検出回路 パーチャ内で復調された信号からユニーク・ワードを検
出し、出力端子２２からユニーク・ワード検出信号を出
力する。なおユニーク・ワード検出器の構成については
、たとえば、Ｗ、Ｗ、Ｗｕ著“Ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｏｒ
　Ｄｉｇｉｔａｌ　５ａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｃｏｍｍｕｎ
ｉ−ｃａｔｉｏｎ”Ｖｏｌ、ｌ（ＣＯＭＰＵＴＥＲ５Ｃ
ＦＥＮＣＥ　ＰＲＥＳＳ、１９８４年）の第３４２頁以
下に記載されている。

上記の動作をより具体的に述べる。第１の低域濾波回路
１１，２乗回路１２．第２の低域濾波回路１３．で直流
成分抽出手段１９を形成する。復調回路のｌＯの出力は
、第１低域濾波回路１１に供給される。復調回路ＩＯに
おいて搬送波同期が確立すると、復調回路１０は、第１
図の搬送波再生部が入力されると、直流ベクトルを出力
する。

この直流ベクトルの大きさを２乗回路（または絶対値回
路）１２で求める。２乗回路による信号分ベルが比較回
路１４において前もって設定されたスレッシュホルド（
ＴＨ）と比較され、搬送波再生部の開始時点を検出する
。

第７図Ａ、第７図Ｂ、第７図Ｃは各々無信号時、無変調
搬送波（搬送波再生部）受信時、変調搬送波（ビット・
タイミング再生部またはデータ部）受信時に対する復調
器１０出力を位相平面上に示している。

第７図Ａに示すように、無信号時の復調器出力は位相平
面でみるとその原点の中心に分散している。これを第１
の低域濾波器１１に通しても直流成分は検出されず中心
に分散している。第１の低域浦波器１１通過後の分散は
雑音が圧縮され小さくなっている。この大きさは零に近
い小さな値を中心に分散し２乗回路１２で大きさが検出
された後第２の低域濾波器１３を通すと零に近い値とな
る。

無変調搬送波の場合、復調信号は第７図Ｂに示すように
ほぼ長円形に分散する。この分散は復調器１０内のＰｈ
ａｓｅ　１ｏｃｋ　Ｉｏｏｆの出力変動により生じる。

この信号を第１の低域濾波器Ｌ−１に通すと長円形の分
散が小さくなる。このベクトルの大きさを２東回路１２
で求めると、無信号時とは異なり非零の安定した直流値
が観測される。次の低域浦波器１３の出力からはあるレ
ベル以上の値が得られ無変調搬送波すなわち搬送波再生
部を識別することができる。

変調波が入力した場合には第７図Ｃに示す如くＰＬＬに
よって位相平面上で中心を対称とする長円形状に分散し
、“０”、′１”信号に対応して逆方向の位相を有する
ベクトルを出力する。このベクトル出力は低域濾波器で
互いに相殺され、雑音成分だけが残る。このため２東回
路１２で大きさを求めても無信号時と似た出力となり、
変調波に対しても出力は零に近い値となる。このように
してバースト先頭の搬送波再生部（無変調搬送波）受信
時には、第２の低域濾波器１３に安定した高いレベルの
信号が出力される。

したがって比較回路１４においてスレッシュホルド（Ｔ
Ｈ）を設定し、第２低域濾波回路１３の出力信号が比較
回路１４で設定したスレッシュホルドを越えるタイミン
グを検出してユニーク・ワードを検出するための７パ一
チヤ信号をつくる基準信号を出力している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のユニーク・ワードの検出方式は、バース
トの先頭にある搬送波再生部の開始時点を検出し、その
時点を基準として第５図に示したようなあらかじめ定め
られた搬送波再生部とユニーク・ワード部の時間的関係
からユニーク・ワードが検出されるべき位置を推定し、
アパーチャ信号を発生している。

ところで、復調器１０出力から直流成分抽出手段１９に
より抽出される直流値は、第８図に示しているとおり、
立上りが遅く、また立上り時間も変動する。この理由は
、第５図の搬送波再生部の先頭の部分が復調器に入力さ
れている時点では、復調器ＩＯ内においてｃａｒｒｉｅ
ｒ位相同期が充分にｒ（ 確立されていｆｔいことによる。またこの同期確立に要
する時間も、入力バーストのキャリア対雑音比（Ｃ／Ｎ
比）により変化する。したがって、第６図記載の技術で
は、直流成分抽出手段出力が、スレッシュホールドを越
えるタイミングのばらつきが大きくなるため、このばら
つきをみこんで、アパーチャを広くせざるをえない。こ
のためユニーク・ワードの誤検出を防止することは困難
であった。

したがって、本発明は、前述したユニーク・ワード誤検
出の確率を低く抑えることのできるユニーク・ワード検
出装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、搬送波再生部とビットタイミング再生部とユ
ニーク・ワード部とデータ部とからなるバースト信号を
復調器にて復調した復調信号からユニーク・ワードを検
出するユニーク・ワード検出装置であって、 前記復調信号の直流成分を抽出する直流成分抽出手段； 前記直流成分抽出手段出力より前記搬送波再生部の終了
タイミングを検出する搬送波再生部終了検出手段； 前記終了タイミングにもとづいて、前記復調信号に含ま
れるユニーク・ワードの位置を推定するアパーチャ信号
を生成する手段； 前記アパーチャ信号にもとづいて前記復調信号からユニ
ーク・ワードを検出する手段；とからなるユニーク・ワ
ード検出装置を提供する。

〔作用〕

本発明は、直流成分抽出手段出力からその立下り部分、
すなわちバースト中の搬送波再生部の終了時点を検出し
ている。搬送波再生部の終了近くになると、復調器では
キャリア位相同期が確立しているので、復調器出力の直
流成分は充分に大きな値をも３搬送波再生部に対する復
調が終了し、ビットタイミング再生部の復調が開始され
ると、直流成分抽出手段の出力値は急激に減少する。こ
の直流成分抽出手段の出力低下時点は、受信バーストの
Ｃ／Ｎ比が低くなっていても安定に抽出できる。本発明
は、この出力低下時点をもとにしてアパーチャ信号を生
成するので、ユニー・り・ワードが入力される時点を正
確に推定できる。したかって、本発明はアパーチャ幅を
狭くしてユニーク・ワードの誤検出を防止することがで
きる。

〔実施例〕

次に、第１図を参照し、本発明の第一の実施例について
説明する。

第一の実施例は、受信バースト信号を復調する復調器１
０と、直流成分抽出手段１９と、直流成分抽出手段出力
がスレッシュホールドを越えたことを示す搬送再生部検
出信号を出力する比較回路１４と、この搬送再生部検出
信号にもとづき受信バーストの搬送波再生部分の終了時
刻を示す搬送波再生部終了検出信号を出力する制御回路
１５と、この搬送波再生部終了検出信号にもとづきユニ
ーク・ワード検出のためのアパーチャ信号を出力するア
パーチャ発生回路１６と、アパーチャ信号にもとづいて
復調器ｌＯ出力からユニーク・ワードを検出するユニー
ク・ワード検出器１７とから構成される。

第１図において、復調器１０．直流成分抽出手段１９及
び比較回路１４の構成及び動作は第６図を参照して説明
した従来技術と同一であるので説明は省略する。比較回
路１４より出力される搬送波再生部検出信号は、制御回
路１５に供給される。

この搬送波再生部検出信号は、直流成分抽出手段１９出
力がスレッシュホールドを越えている期間にハイレベル
となる。制御回路１５は、搬送部再生信号が一定時刻以
上ハイレベルを継続した場合に、搬送波再生部を検出し
たと判断する。そして制御回路１５は、受信バーストの
搬送波再生部が終了しビットタイミング発生部に遷移す
る時点を検出し、その検出タイミングを示す搬送波再生
部終了検出信号を７パ一チヤ発生回路１６に出力する。

なお、制御回路１５の構成については後述する。アパー
チャ発生回路１６は、この搬送波再生部終了信号をもと
に、ユニーク・ワードが到来する時刻及び期間を推定す
るアパーチャ信号をユニーク・ワード検出回路１７に出
力する。ユニーク・ワード検出回路１７は、アパーチャ
信号により指定された期間において復調器１０出力から
ユニーク・ワードを検出しユニーク・ワード検出信号を
端子３に出力する。

次に、第２図及び第３図を参照して制御回路１５の構成
及び動作を説明する。第２図は、制御回路１５の構成を
示すブロック図であり、第３図はその動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

第２図において、制御回路１５は、比較回路３３より供
給されるスイッチ切替信号にもとづいて第１図の比較回
路１４より供給される搬送波再生部検出信号を、カウン
タ３２のイネーブル端子もしくは立下りエツジ検出回路
３４に与えるスイッチ回路３１と、スイッチ回路３１よ
り７１イレベルの信号が与えられているときに、図示し
ていないクロック発生器より供給されるクロックにより
計数値を増加するカウンタ３２と、カウンタ３２の計数
値が所定の値に達したときに前述のスイッチ切替信号を
スイッチ３１に与える比較回路３３と、スイッチ回路３
１出力の立下りエツジを検出し、前述した搬送波再生部
終了検出信号を出力する立下りエツジ検出回路と、この
搬送波再生部検出信号を遅延し、カウンタ３２のクリア
端子に供給する遅延回路３５とから構成される。

なお、第ｒ図ではスイッチ切替信号は、スイッチ回路３
１の他に、この制御回路１５の外部へも出力されている
が、この制御回路１５外部へ出力されるスイッチ切替信
号は、後述する本発明の第の ２θ実施例において用いられる。

スイッチ回路３１は２つのセレクタ４１．４２により構
成される。セレクタ４１は比較回路３３より供給される
スイッチ制御信号がローレベルのときは、第５図の比較
回路１４より供給される搬送波再生部検出信号を出力し
、スイッチ制御信号がハイレベルのときは、ローレベル
を出力する。

またセレクタ４２は、スイッチ制御信号がノ１イレベル
のとき搬送波再生部検出信号を出力し、そうでない場合
には、ハイレベルを出力する。

次に第７図をも参照して制御回路１６の動作を説明する
。スイッチ回路３１へは、第３図（ａ）に示した搬送波
再生部検出信号が入力さ、れる、搬送波再生部検出信号
の立上り時点では、第３図（ｃ）に示したスイッチ切替
信号はローレベルとなっているため、スイッチ回路３１
人力はカウンタ３２のイネーブル端子に入力される（第
３図（ｂ））。カウンタ３２は、スイッチ３６出力がハ
イレベルとなると、図示していないクロック発生器より
供給されるクロックパルスを計数し、計数値を比較器３
３に出力する。比較器３３は、計数値が前もって定めた
値を越えているとハイレベルとなる。この比較器３３の
出力が前述したスイッチ切替信号である。この信号がハ
イレベルになると、スイッチ回路３１は搬送波再生部検
出信号を立下りエツジ検出回路３４に供給する（第３図
（ｄ））。なお、このスイッチ切替がなされると、スイ
ッチ回路３１からカウンタ３２のイネーブル端子に入力
される信号はローレベルとなる（第３図（ｂ））。立下
りエツジ検出回路３４は、供給された信号の立下りエツ
ジを抽出し、搬送波再生部終了検出信号（第３図（ｅ）
）を得る。また、搬送波再生部終了検出信号は、その値
がハイレベルとなっている期間より少し大きな遅延量を
遅延回路３５により与えられてカウンタ３２にリセット
信号として入力される（第３図（ｆ））。カウンタ３２
はリセット信号を供給されると、その内容がリセットさ
れる。カウンタ３２がリセットされると、比較回路３３
の出力すなわちスイッチ制御信号は第３図（ｃ）に示す
とおりローレベルとなる。スイッチ制御信号がローレベ
ルになると、スイッチ３１は搬送波再生部検出信号を再
びカウンタ３２のイネーブル端子。

に入力し、次に到来するバーストに対するユニーク・ワ
ードを検出するために待機する。

なお、第２図に示した構成の制御回路１５では、カウン
タ３２のリセット信号として遅延された搬送波再生部終
了検出信号を用いているが、このリセット信号は、必ら
ずしも制御回路内部で生成する必要はない。たとえば、
本発明のユニーク・ワード検出装置に後置される受信信
号処理回路においてバーストの終了を示す信号を発生し
ていれば、この信号を基に、カウンタ３２のリセット信
号として用いることもできる。また、第夕図のユニーク
・ワード検出器１７が、ユニーク・ワード不検出信号を
も生成する機能を有しているのであれば、ユニーク・ワ
ード検出信号とユニーク・ワード不検出信号の両方を用
いてカウンタ３２をリセットしてもよい。

以上説明した構成による制御回路１５は、搬送波再生部
の直流成分が充分に大きくなってから、搬送波再生部の
終了時点を検出する準備を行なっている。この後に、制
御回路１５は、搬送波再生部検出信号の立下りを検出す
ることにより、前述した搬送波再生部終了検出信号を出
力する。搬送波再生部検出信号の立下りを検出する前に
このような前処理を行なう理由は次のとおりである。た
とえば、第３図（ａ）にＸで示したインパルスは、受信
バーストに含まれているインパルス雑音等が直流成分抽
出手段１９にて除去しきれなかった場合に、バースト中
の搬送波再生部以外の部分で生じたものである。制御回
路をこのように構成しておけば、搬送波再生部検出信号
が一時的にハイレベルとｋってもカウンタ３２の値が所
定値を越えることはなく、スイッチ回路３１は切りかえ
られ々い。このインパルスの立下りを、搬送波再生部の
終了と誤認することははい。なお、直流成分抽出手段１
９において、たとえば、第１．第２の低域濾波器１１．
１３の通過帯域を充分狭くするなどにより復調器１０か
らの直流成分を充分に平滑化し、このようなインパルス
が搬送波再生部検出信号的にもれこんてこないようにし
たり、あるいはこのようなインパルスを除去する機能を
直流成分抽出手段にもたせておけば、この制御回路は立
下りエツジ検出回路３４のみで構成することもできる。

次に、本発明の第２の実施例につき説明する。

第１の実施例では、１つのスレッシュホールド（ＴＨ）
を用いて搬送波再生部の開始時点の検出及び終了時点の
検出を行なっていた。第２の実施例では、ＴＨＩ、ＴＨ
２（ＴＨＩ＞ＴＨ２）の２つのスレッシュホールドを用
いている。より詳しくは、スレッシュホールドＴＨＩを
用いて搬送波再生部の到来を検出し、スレッシュホール
ドＴＨ２を用いて搬送波再生部の終了時点の検出な行な
っている。この２つのスレッシュホールドを用いること
により生じる利点については後述する。

第４図は、本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。第４図において、第１図と異なる部分は、比較回路
１４．制御回路１５及びセレクタ２０にかかわる部分の
みである。以下ではこの部分に限って説明する。

第４図において直流成分抽出手段１９から出力された復
調器１０出力の直流成分は、比較回路１４の一方の入力
に与えられる。セレクタ２０は制御回路１５から供給さ
れるスイッチ制御信号に応じて、２つのスレッシュホー
ルドＴＨＩ、ＴＨ２の一方を比較回路１４の他方の入力
に与える。

なお、このスイッチ制御信号については、すでに第６図
を参照して説明したとおりである。セレクタ２０は、搬
送波再生部入力を検出する期間、すなわち、スイッチ制
御信号がローレベルのときは大きなスレッシュホールド
（ＴＨＩ）を、搬送波再生部終了時点を検出すべき期間
、すなわち、スイッチ制御信号がハイレベルのときは、
小さな方のスレッシュホールド（ＴＨ２）を出力する。

比較回路１４は、このようにして与えられたスレッシュ
ホールドにもとづいて、直流成分抽出手段１９出力が与
えられたスレッシュホールドを越えているか否かを示す
信号すなわち、搬送波再生部検出信号を制御回路１５に
出力する。制御回路１５の構成及び動作は、スイッチ制
御信号をセレクタ２０に供給する点を除けば、第せ図を
用いて説明した制御回路１５と同様である。制御回路１
５は、搬送波再生部終了信号を生成し、アパーチャ発生
回路に供給する。アパーチャ発生回路１６、ユニーク・
ワード検出器１７の動作は、第一の実施例及び第６図を
参照して説明した従来技術と同様であり、端子３にユニ
ーク・ワード検出信号が出力される。ここで、第一の実
施例に対する第２の実施例の利点につき説明する。

第一実施例では、１つのスレッシュホールド（ＴＨ）を
用いて搬送波再生部の開始時刻と終了時刻とを検出して
いる。この場合、問題となるのは、ＴＨをどの程度の値
に定めるかということである。仮に、ＴＨを小さな値に
設定すると、雑音等により搬送波再生部以外の部分で、
搬送波再生部が到来したと誤認する確率が高くなる。す
なわち、搬送波再生部の開始時刻の誤検出が発生？り。

この誤検出は、受信バーストのＣ７Ｎ比が低い場合に発
生しやすい。

ＴＨを大きくすれば、搬送波再生部開始時刻の誤検出は
発生しなくなる。しかし、受信バーストのＣ／Ｎ比が低
い場合には、搬送波再生部における直流成分抽出手段１
９出力は変動しやすい。したがって、直流成分抽出手段
出力の変動を、搬送波再生部の終了と誤認してしまう可
能性がでてくる。

第２の実施例では、搬送波再生部の開始時刻を大キな値
のスレッシュホールドで判定し、搬送波再生部の終了時
刻を小さな値のスレッシュホールドで判定しているので
、このような問題は生じない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はユニーク・ワードを検出す
る際に、搬送波再生部の開始時刻の検出をもってバース
ト受信と判定した後、低Ｃ／Ｎにおいても検出タイミン
グの分散が小さい搬送波再生部の終了時刻の検出を行な
っている。そして、この検出時刻を基準として、ユニー
ク・フードの検出されるタイミングを推定することによ
り、的確にユニーク・ワードの検出位置を推定し、高確
率で（身過したり、誤って検出することなく）ユニーク
・ワードを検出することができる。特にボイスアクティ
ベーション方式のようなバーストの到来が全く予測でき
ず初期位相同期が遅くなる傾向があるバースト伝送方式
では、本発明は特に効果が非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のユニーク・ワード検出回路の第一の
実施例を示すブロック図、 第２図は、本発明の実施例に用いられる制御回路の構成
を示すブロック図、 第３図は、制御回路の動作を説明するためのりイミング
チヤード、 第４図は、本発明のユニーク・ワード検出回路の第２の
実施例を示すブロック図、 第５図は、バーストの構成を示す図、 第６図は、従来技術におけるユニーク・ワード検出回路
の構成を示すブロック図、 第７図Ａから第７図Ｃは、第２図における復調器１０の
出力を位相面上に表示した図、第８図は、第２図におけ
る直流成分抽出手段１９の出力波形を示す図である。 図において、 ｌＯ・・・・・・復調器、１１．１３・・・・・・低域
濾波回路、１２・・・・・・２乗回路、１４．３３・・
・・・・比較回路、１５・・・・・・制御回路、１６・
・・・・・アパーチャ発生回路、１７・・・・・・ユニ
ーク・ワード検出器、３１・・・・・・スイッチ回路、
３２・・・・・・カウンタ、３４・・・・・・立下りエ
ツジ検出回路、３５・・・・・・遅延回路、４１゜４２
・・・・・・セレクタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）搬送波再生部とビットタイミング再生部とユニー
   ク・ワード部とデータ部とからなるバースト信号を復調
   器にて復調した復調信号からユニーク・ワードを検出す
   るユニーク・ワード検出方式であって、 前記復調信号の直流成分を抽出する直流成分抽出手段； 前記直流成分抽出手段出力より前記搬送波再生部の終了
   タイミングを示す搬送波再生部終了検出信号を出力する
   搬送波再生部終了検出手段； 前記終了タイミングにもとづいて、前記復調信号に含ま
   れるユニーク・ワードの位置を推定するアパーチャ信号
   を生成する手段； 前記アパーチャ信号にもとづいて前記復調信号からユニ
   ーク・ワードを検出する手段；とからなるユニーク・ワ
   ード検出方式。
2. （２）請求項１記載のユニーク・ワード検出方式におい
   て、前記搬送波再生部終了検出手段は、前記直流成分を
   閾値を比較する比較手段と、前記比較手段出力が一定時
   刻一方のレベルを維持したことを判定する同一レベル継
   続判定手段と、前記一方のレベルが一定時刻継続した後
   に前記比較手段出力が前記一方のレベルから他方のレベ
   ルに遷移したことを検出し、前記搬送波再生部終了検出
   信号を出力するレベル遷移検出手段とから構成されるユ
   ニーク・ワード検出方式。
3. （３）請求項２記載のユニーク・ワード検出方式におい
   て、前記搬送波再生部終了検出手段は、前記比較手段が
   前記一方のレベルであるときは大きな値の閾値を、他方
   のレベルであるときは小さな値の閾値を出力する閾値出
   力手段をさらにそなえているユニーク・ワード検出方式
   。
4. （４）請求項１記載のユニーク・ワード検出方式におい
   て、前記搬送波再生部終了検出手段は、前記直流成分を
   閾値と比較する比較手段と、前記比較手段出力が、前記
   搬送波再生部から前記ビットタイミング再生部に遷移し
   たことを示す変化点を検出する手段とから構成されるユ
   ニーク・ワード検出方式。