JPH0456443A

JPH0456443A - 局部発振装置

Info

Publication number: JPH0456443A
Application number: JP2165539A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Suzuki; 三博鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-02-24
Also published as: US5271039A

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】Ａ、産業上の利用分野本発明は、局部発振装置に関し、例えばインマルサ７ト
５ＴＤ−Ｃシステムの局部発振装置に関する。

Ｂ１発明の概要本発明に係る局部発振装置では、発振周波数が制御可能
な水晶発振器を有する局部発振手段と、局部発振手段か
らのサンプリングクロックを用いて受信位相変調信号を
受信ディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変
換手段と、アナログ／ディジタル変換手段からの受信デ
ィジタル信号を用いてシンボルクロックを再生し、シン
ボルクロックを用いて受信ディジタル信号の復調を行う
と共に、シンボルクロックとサンプリングクロックの位
相差情報を検出する復調手段とを有し、復調手段からの
シンボルクロックとサンプリングクロックの位相差情報
に基づいて局部発振手段の水晶発振器の発振周波数を制
御し、所定周波数の局部発振信号を出力することにより
、例えばインマルサット５ＴＤ−Ｃシステムにおいて、
局部発振手段の水晶発振器の発振周波数をバースト的に
受信される受信信号の受信データに基づいて制御してサ
ンプリングクロックをシンボルクロックに同期させると
共に、受信信号中断時に、この受信データに基づいて発
振周波数が制御された局部発振手段からのサンプリング
クロックによりシンボルクロックをより長時間受信信号
受信状態に維持し、再度受信信号を受信したときに受信
データに同期したシンボルクロックをより短時間に再生
し得、また、上記受信データムこ基づいて制御された局
部発振手段の水晶発振器からの局部発振信号、すなわち
クロックを送信用のクロックとして用いることにより、
送信周波数を受信周波数により規定される周波数にする
ことができるようにしたものである。

Ｃ１従来の技術国際海上通信、すなわち船舶と陸地間あるいは船舶相互
間の通信は主として短波に依存していたが、通信時間帯
やカハレソジの点で制約を受けると共に、通信品質、回
線容量の点でも十分なものとはいえなかった。そこで、
所謂インマルサット（Ｉ　ＮＭＡ　ＲＳ　ＡＴ　：　Ｉ
ｎｔｅｒｎａｔＩｏｎａＩ　ＭａｒｉｔｉｍｅＳａｔｅ
ｌｌｉｔｅ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）が１９７９年
に発足し、大西洋、太平洋において１９８２年から海事
衛星通信システム（以下インマルサノトシステムという
）の運用が開始した。

このインマルサントシステムは、静止又は移動衛星を中
継して、船舶と陸地間あるいは船舶相互間の通信を行う
ものであり、衛星、回線や呼（トラヒック）を制御する
ネットワーク制御局（ＮＣ３：　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｃｏ
ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　５ｔａｔｉｏｎ）　、陸地側の
海岸地球局（ＣＥ　Ｓ　：　Ｃｏａｓｔ　Ｅａｒｔｈ　
５ｔａｔｉｏｎ）、船舶側の船舶地球局（Ｍ　Ｅ　Ｓ　
：　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｅａｒｔｈ　５ｔａＴｏｎ）等から
構成される。

さらに、上記船舶地球局は提供されるサービス等によっ
て以下のように分類されている。

直径１．２ｍ程度のパラボラアンテナを使用し、電話、
テレックス等の低速データ通信、音声帯域データ通信、
５６　Ｋｂｐｓ高速データ（船→陸）通信が可能な標１
！Ａ局、小型船舶を対象とし、船上アンテナの小型化（
直径０．４ｍ程度のショートハックファイアアンテナ）
、経済化を目指し、電話、テレックス等の低速データ通
信が可能な標準Ｂ局、同じく小型船舶を対象としくショ
ー１〜ハツクフアイアアンテナ、ダイポールアンテナ等
を使用）、遭難安全通信を主眼として遭難安全通信、テ
レックス等の低速データ通信が可能な標準０局、上記標
準Ａ局より大型な直径２．５〜３ｍのパラボラアンテナ
を有し、オイルリグ等における高速データ通信、多重電
話伝送等が可能な標準り局がある。

ところで、インマルサットシステムでは、使用周波数と
して、衛星と船舶地球局間では１．６　／　１゜５Ｇｆ
（ｚ帯が、衛星と海岸地球局間では６／４ＧＨｚ帯が使
用され、呼（トラヒック）が発注したときに回線を割り
当てる所謂デマンドアサイン（Ｄｅｍａｎｄ　ａｓｓｉ
ｇｎｅｄ）方式が用いられている。そして、電話には周
波数変調／時分割多元接続（ＦＭ／　Ｔ　Ｄ　Ｍ　Ａ　
：　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／Ｔｉ
ｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅ
ｓｓ）方式が、テレックス等の低速データには２相位相
変調（Ｂ　Ｐ　Ｓ　Ｋ　：　ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅ　
５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）によるＴＤＭ　（ＴＤＭ：
Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ　）
方式（陸→船）及びＴＤＭＡ方式（船→陸）が用いられ
ている。

ここで、上記インマルサノトの標準０局のシステム（以
下、インフルサント５ＴＤＣシステムという）について
簡単に説明する。

インマルサソト５ＴＤ−Ｃシステムは、第２図に示すよ
うに、衛星とインターフェイスするＤＣＥ　（Ｄ　ＣＥ
　：　Ｄａｔａ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ　ｔｅｒｍｉｎａｔｉ
ｎｇ　Ｅｑｕｉｐｗｅｎｔ）　５０と、ユーザインター
フェイスを有するＤＴＥ　（Ｄａｔａ　Ｔｅｒｍｉｎａ
ｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　）　　８０とから構成され、
例えば船舶から陸地にメツセージ（データ）を送るとき
には、上記ＤＴＥ８０において端末、例えばワードプロ
センサからのデータが所定のフォーマントに変換された
後、上記ＤＣＥ５０において誤り訂正符号化、ＢＰＳＫ
変調等が施されて１．６ＧＨｚ帯で衛星に送信される。

そして、衛星において４ＧＨｚ帯に変換された後、増幅
されて海岸地球局に送信されるようになっている。

また、陸地から船舶にメツセージ（データ）を送るとき
には、海岸地球局からデータが６ＧＨｚ帯で衛星に送信
される。そして、衛星において１．５ＧＨｚ帯に変換さ
れた後、増幅されて船舶地球局の上記ＤＣＥ５０に送信
される。そして、上記ＤＣＥ５０においてＢＰＳＫ復調
、誤り訂正等が施されてデータが再生され、上記ＤＴＥ
８０を介して端末に送られる。

具体的には第２図に示すように、上記ＤＣＥ５０は、ア
ンテナ（ＡＮＴ）５１と、送信系回路６０と、受信系回
路７０と、上記アンテナ５１を送信時と受信時で切り換
えて使用するための切換スイッチ５２と、上記送信系回
路６０及び受信系回路７０に搬送波（キャリヤ）やクロ
・ツタを供給する局部発振回路（ＳＹＮＴＨ）５３と、
アクセス制御やメツセージをハンドリングするコントロ
ーラ５４とから構成される。

上記送信系回路６０は、上記コントローラ５４からのデ
ータに電力拡散のための疑憤ランダム符号化を施すスク
ランブラ６１と、誤り訂正を行うための畳み込み符号化
を施す畳み込み符号器６２と、バーストエラーをランダ
ムエラーに変換するだめのインタリーブを施すインタリ
ープ回路６３と、２相位相変調を行うＢＰＳＫ変調回路
６４と、ＢＰＳＫ変調後の信号を送信周波数信号に変換
する乗算器６５と、送信信号を増幅するノ＼イ）＜ロー
アンプ（ＨＰＡ）６６とから構成される。

一方、上記受信系回路７０は、上記アンテナ５１からの
受信信号を増幅するローノイズアンプ（ＬＮＡ）７１と
、受信信号を中間周波数信号に変換する乗算器７２と、
中間周波数信号の増幅等を行うＩＦ回路７３．２相位相
変調の復調を行うＢＰＳＫ復調回路７４と、ＴＤＭＯフ
レーム同期を引き込むフレーム同期回路７５と、インタ
リーブが施されたデータをもとに戻すデインターリーブ
回路７６と、畳み込み符号化されたデータの誤り訂正を
行うビタビ復号器７７と、疑（以ランダム符号化された
データをもとに戻すデスクランブラ７８とから構成され
る。

ところで、ＢＰＳＫ変調方式に君ける復調（同期検波）
は、基準となる搬送波と受信信号との位相比較を行い、
例えば同相ならば”１”、逆相ならば”Ｏ”とし、受信
信号から再生されるシンボルクロックにより”０１、”
１”の判定を行うことにより行われる。

そして、インマルサット５ＴＤ−Ｃシステムでは、デー
タはフレーム単位でバースト的に受信され、この復調の
基準となる搬送波は、例えばフレームの先頭部に短い時
間付加されて送られてくる所謂搬送波再生符号（ＣＲ：
　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）を再生して得ら
れ、また上記シンボルクロックは、例えば同しくフレー
ムの先頭部に短い時間付加されて送られてくる所謂クロ
ック再生符号（ＢＴＲ：　Ｂｉｔ　Ｔｉｍｉｎｇ　Ｒｅ
ｃｏｖｅｒｙ　）を再生して得られる。

そして、これらの再生された基準となる搬送波及びシン
ボルクロックを用いて復調を行うようになっている。

具体的には、上記ＢＰＳＫ復調回路７４は、■Ｆ回路７
３からの中間周波数信号（以下ＩＦ倍信号いう）をＢＰ
ＳＫ変調信号に変換する乗算器と、ＢＰＳＫ復調器とか
ら構成される。

このＢＰＳＫ復調回路７４内の乗算器、すなわちミキサ
は、局部発振回路５３から供給される搬送波、すなわち
所謂ダウンコンバータ用キャリアを用いてＩＦ倍信号Ｂ
ＰＳＫ変調信号に変換する。

また、ＢＰＳＫ復調をディジタル処理で行う場合、上記
ＢＰＳＫ復調回路７４内のＢＰＳＫ復調器は、ＢＰＳＫ
変調信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジ
タル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）、ディジタル的
に復調処理を行う所謂ディジタルシグナルプロンセサ（
以下ＤＳＰという）等から構成される。すなわち、この
Ａ／Ｄ変換器は、例えば上記局部発振回路５３内に設け
られた水晶発振器からのサンプリングクロックを用いて
ＢＰＳＫ変調信号をディジタル信号に変換する。また、
上記ＤＳＰは、ディジタル信号に変換されたＢＰＳＫ変
調信号から上述した復調の基準となる搬送波を再生し、
この再生搬送波を用いて例えば同期検波を行い、さらに
上述したシンボルクロックを再生し、この再生シンボル
クロックを用いて”０”、”どの判定を行い、ＢＰＳＫ
復調処理をディジタル的に行う。

ところで、ＤＳＰ内での復調ディジタル処理を簡単にす
るためには、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングクロックを上
記再生シンボルクロックに一致させる必要があり、上記
局部発振回路５３内の水晶発振器としては高精度のもの
が、微調整して用いられていた。しかし、水晶発振器で
あっても、１ｐｐ−以下の周波数精度を実現することは
できなかった。

また、ＤＳＰ内での搬送波やシンボルクロックの再生は
バースト受信信号の先頭部の搬送波再生符号や再生クロ
ック符号を用いて、非常に短時間に、間違った位相に引
込む所謂スリップが発生しないように行う必要があり、
種々の回路工夫あるいは演算工夫が必要であった。例え
ばスリ、プが発生する確率を小さくするためには所謂Ｑ
を高くする必要があり、Ｑを高く設定しすぎると再生時
間が長くなる相反する条件を満足するような工夫が必要
であった。

Ｄ１発明が解決しようとする課題本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングクロックを再生シンボル
クロックに簡単に同期させることができ、また、受信信
号中断時においてシンボルクロックをより長時間受信信
号を受信していたときの状態に維持することができると
共に、再度受信信号を受信したときに受信データに同期
したシンボルクロックを短時間に再生することができ、
さらに、送信周波数を受信周波数で規定される周波数に
簡単に補正することができる局部発振装置の提供を目的
とする。

Ｅ０課題を解決するための手段上記課題を解決するために、本発明に係る局部発振装置
では、発振周波数が制御可能な水晶発振器を有する局部
発振手段と、該局部発振手段からのサンプリングクロッ
クを用いて受信位相変調信号を受信ディジタル信号に変
換するアナログ／ディジタル変換手段と、該アナログ／
ディジタル変換手段からの受信ディジタル信号を用いて
シンボルクロックを再生し、該シンボルクロックを用い
て受信ディジタル信号の復調を行うと共に、該シンボル
クロックと上記サンプリングクロックの位相差情報を検
出する復調手段とを有し、該復調手段からのシンボルク
ロックとサンプリングクロックの位相差情報に基づいて
上記局部発振手段の水晶発振器の発振周波数を制御し、
所定周波数の局部発振信号を出力することを特徴とする
。

１９作用本発明に係る局部発振装置では、局部発振手段からのサ
ンプリングクロックを用いて受信位相変調信号を受信デ
ィジタル信号に変換し、この受信ディジタル信号を用い
てシンボルクロックを再生し、このシンボＪレクロ・ン
クとサンプリングクロックの位相差情報を検出し、この
位相差情報に基づいてシンボルクロックとサンプリング
クロックの位相差が零となるように局部発振手段の水晶
発振器の発振周波数を制御し、所定周波数の局部発振信
号を出力するＧ、実施例以下、本発明に係る局部発振装置の一実施例を図面を参
照しながら説明する。

この実施例は、本発明を上述した第２図に示すインマル
サット５ＴＤ−Ｃシステムに適用したものである。すな
わち、本発明に係る局部発振装置は、第１図に示すよう
に、上述の第２図に示すＢＰＳＫ復調回路７４の要部に
対応するＢＰＳＫ復調回路１０と、同じく第２図に示す
局部発振回路５３の要部に対応する局部発振回路２０と
から構成される。

上記ＢＰＳＫ復調回路１０は、第１図に示すように、中
間周波数信号（以下ｊＦ倍信号いう）をＢＰＳＫ変調信
号に変換する乗算器１１及びローパスフィルタ（以下Ｌ
ＰＦという）１２と、該ＢＰＳＫ変調信号をディジタル
信号に変換するアナログ／ディジタル変換回路Ｃ以下Ａ
／Ｄ変換回路という）１３と、ディジタル的に復調処理
を行うと共にサンプリングクロックと再生されたシンボ
ルクロックの位相差情報を検出するＤＳＰｌ、４と、該
位相差情報に基づいて局部発振回路２０内の水晶発振器
２１の発振周波数を制御する制御回路１５とを備える。

また、上記局部発振回路２０は、発振周波数が制御可能
な水晶発振器２１と、フェイズロックドループ（以下Ｐ
ＬＬという）２２と、分周器２３とを備える。

そして、上記水晶発振器２１は１０．６５ＭＨｚの局部
発振信号（以下クロックという）を発振しく以下括弧書
きよってクロックや信号の周波数を示す）、上記ＰＬＬ
２２は該水晶発振器２１からのクロックに同期した所謂
ダウンコンバータ用キャリア（９５，５１２５ＭＨ２）
を形成し、コノタウンコンバータ用キャリアを上記乗算
器１１に送り、また上記分周器２３はこのダウンコンバ
ータ用キャリアを８分周して上記Ａ／Ｄ変換回路１３に
供給するりＤツク（１１，９３９０６２５Ｍ）１ｚ＝９
５．５１２５÷８）を形成するようになっている。

また、上記乗算器１１は、端子１を介して供給されるＩ
Ｆ倍信号　９５．５５ＭＨｚ）と上記ＰＬＬ２２からの
ダウンコンバータ用キャリアの乗算、すなわちミキシン
グを行い、ＩＦ倍信号ＢＰＳＫ変調信号（キャリアの周
波数は３７．５Ｋ）ｔｚ＝９５．５５−９５．５１２５
（Ｍ）＋２）　）に変換し、このＢＰＳＫ変調信号をＬ
ＰＦ１２を介してＡ／Ｄ変換器１３に送るようになって
いる。

また、上記Ａ／Ｄ変換回路１３はＡ／Ｄ変換器１３ａと
分周器１３ｂから構成され、該分周器１３ｂは上記分周
器２３からのクロックを１２８分周してサンプリングク
ロック（９３，２７３９２５７８Ｋ）１２＝１１．９３
９０６２５（ＭＩり÷１２８）を形成する。そして、上
記Ａ／Ｄ変換器１３ａはこのサンプリングクロックを用
いて上記ＬＰＦ　ｌ　２を介して供給されるＢＰＳＫ変
調信号をディジタル信号に変換するようになっている。

また、上記ＤＳＰ］４は、ディジタルシグナルプロセッ
サ（以下ＤＳＰという）から構成され、データ受信中は
受信データからシンボルクロック再生し、このシンボル
クロックを用いて上述したようにＢＰＳＫ復調を行うと
共に、この再生されたシンボルクロックと上記サンプリ
ングクロックとの位相差情報を検出し、この位相差情報
を上記制御面ｌｌ１１５に送るようになっている。

また、該制御回路１５は上記ＤＳＰ　１４からの位相差
情報に基づいて上記水晶発振器２１の発振周波数を制御
するようになっている。例えば上記位相差情報に基づい
て、サンプリングクロックとシンボルクロックの位相差
が零となるように水晶発振器２１の発振周波数をＷｉＩ
ａｌｌするようになっている。

つぎに、上記水晶発振器２１の具体的な制御について説
明する。

上述したように、インマルサット５ＴＤ−Ｃシステムで
は、受信信号はバースト的に受信される。

したがって、受信信号を受信しているとき、ＤＳＰｌ４
は、受信データに同期したシンボルクロックを再生する
。そして、制御回路１５は、サンプリングクロックとシ
ンボルクロックの位相差が零となるように水晶発振器２
１の発振周波数を制御する。この結果、サンプリングク
ロックとシンボルクロックを同期させることができる。

つぎに、受信信号が中断したとき、ＤＳＰｌ４は、受信
信号中断直前のサンプリングクロックに同期した状態の
シンボルクロックの再生動作を維持し、制御回路１５は
、この同期が維持されたシンボルクロックとサンプリン
グクロックの位相差が零となるように水晶発振器２１の
発振周波数を制御する。すなわち、受信信号中断時のシ
ンボルクロックの周波数精度は水晶発振器２１の発振周
波数精度と一致し、水晶発振器２１の発振周波数が変動
しない限り、シンボルクロ・ツクは受信信号中断直前の
状態を維持すること名こなる。換言すると、シンボルク
ロックを受信信号中断直前の状態により長時間維持する
ことができる。

そして、再度受信信号が受信されたとき、ＤＳＰ１４は
、水晶発振器２１の発振周波数精度を有するシンボルク
ロックを受信データに同期させる。

この結果シンボルクロックを受信データに同期させるま
での時間を従来に比して大幅に短縮することができる。

すなわち、以上のような構成を有する局部発振装置では
、サンプリングクロックを、データ受信中は受信データ
から再生されるシンボルクロックに同期させることがで
き、ＢＰＳＫ復調をディジタル的に処理するＤＳＰ　１
４の構成やディジタル演算処理を簡単にすることができ
る。また、受信信号が中断したときは、水晶発振器２１
の発振周波数をその中断直前の状態に維持し、この水晶
発振器２１からのクロックから得られるサンプリングク
ロックを基準としてＤＳＰ　１４においてシンボルクロ
ックの再生動作を行い、再度受信信号が受信されたとき
、短時間でシンボルクロックを受信データに同期させる
ことができる。

さらに、上記受信データに基づいて制御された水晶発振
器２１からのクロックを端子２を介して送信用のクロッ
ク、すなわち局部発振信号として取り出し、所定の周波
数に変換し、上述した第２図に示すＢＰＳＫ変調回路６
４や乗算器６５等に供給することにより、ハーフデユー
プレックスシステムにおいて送信周波数を受信周波数で
規定される周波数に簡単に補正することができる。

Ｈ１発明の効果以上の説明からも明らかなように、本発明に係る局部発
振装置では、アナログ／ディジタル変換手段おいて局部
発振手段からのサンプリングクロックを用いて受信位相
変調信号を受信ディジタル信号に変換し、復調手段にお
いて受信ディジタル信号を用いてシンボルクロックを再
生し、このシンボルクロックを用いて受信ディジタル信
号の復調を行うと共に、このシンボルクロックとサンプ
リングクロックの位相差情報を検出し、この位相差情報
に基づいてシンボルクロックとサンプリングクロックの
位相差が零になるように局部発振手段の水晶発振器の発
振周波数を制御し、所定周波数の局部発振信号を出力す
ることにより、局部発振手段からのサンプリングクロッ
クをシンボルクロックに簡単に同期させることができ、
復調手段の構成やディジタル演算処理を簡単にすること
ができる。また、受信信号中断時においてシンボルクロ
ックをより長時間受信信号を受信していたときの状態に
維持することができると共に、再度受信信号を受信した
ときに受信データに同期したシンボルクロックを短時間
に再生することができる。

さらに、受信データに基づいて発振周波数が制御された
局部発振手段からのクロック、すなわち局部発振信号を
送信用として用いることにより、ハーフデユープレック
スシステムにおいて送信周波数を受信周波数で規定され
る周波数に簡単に補正することができる。

第１図は本発明に係る局部発振装置のブロック回路であ
り、第２図はインマルサン）ＳＴＤ−Ｃシステムのブロ
ック回路図である。

乗算器Ａ／Ｄ変換回路ＤＳＰ制御回路水晶発振器

Claims

【特許請求の範囲】発振周波数が制御可能な水晶発振器を有する局部発振手
段と、該局部発振手段からのサンプリングクロックを用いて受
信位相変調信号を受信ディジタル信号に変換するアナロ
グ／ディジタル変換手段と、該アナログ／ディジタル変
換手段からの受信ディジタル信号を用いてシンボルクロ
ックを再生し、該シンボルクロックを用いて受信ディジ
タル信号の復調を行うと共に、該シンボルクロックと上
記サンプリングクロックの位相差情報を検出する復調手
段とを有し、該復調手段からのシンボルクロックとサンプリングクロ
ックの位相差情報に基づいて上記局部発振手段の水晶発
振器の発振周波数を制御し、所定周波数の局部発振信号
を出力することを特徴とする局部発振装置。