JPH0812979B2 - 自動利得制御装置 - Google Patents

自動利得制御装置

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JPH0812979B2
JPH0812979B2 JP1300889A JP30088989A JPH0812979B2 JP H0812979 B2 JPH0812979 B2 JP H0812979B2 JP 1300889 A JP1300889 A JP 1300889A JP 30088989 A JP30088989 A JP 30088989A JP H0812979 B2 JPH0812979 B2 JP H0812979B2
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    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
    • H03G3/3078—Circuits generating control signals for digitally modulated signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動利得制御装置に関し、特に複数の局から
のディジタル変調されたバースト信号を受信する為に用
いる復調器の自動利得制御装置に関する。
〔従来の技術〕
通信衛星を介して共通のチャンネルで通信を行う多元
接続の衛星通信方式、例えばよく知られているようなTD
MA（時分割多元接続）通信方式や、純アロハ通信方式、
スロット付アロハ通信方式などでは、その通信方式に参
加している各地に散在した各地球局からのディジタル変
調されたバースト信号を忠実に再生する復調器が必要と
される。
このような通信方式では、バースト信号の受信電力を
一定に保つ為に、送信電力制御（TPC）等を行う場合も
あるが、地球局の小型化，これに伴う低価格化の為にこ
のような複雑な装置を極力削減する傾向にある。その場
合、各地に散在した地球局の送信部の出力のばらつき
や、各地の気象条件の差などからバースト信号の受信電
力に大きな誤差を生ずる事になる。この誤差は例えば±
10dB以上にものぼる事もある。
このように信号電力に誤差がある場合、受信電力を見
かけ上一定に保つような自動利得制御装置が従来から用
いられている。これは、受信電力を一定に保つよう閉ル
ープを組んだもので、例えば第２図のように構成されて
いる。同図において、21は復調器であり、この復調器21
の出力一部を比較器22において基準値23と比較する。そ
して、その差をフィルタ24を通した上で、復調器21に接
続した可変減衰器25を制御して減衰量を調整すること
で、受信電力を一定に保っている。
上述したバースト信号には通常、その先頭部に搬送波
とビット・タイミングを再生する為のトレーニング・ビ
ット・シーケンスであるプリアンブル・ワードが付随し
ており、それに続くデータ・ビットが忠実に再生される
為には、上述したプリアンブル・ワードの部分で受信電
力を常に一定になるよう制御しておくことが望ましい。
この様子を第３図に示す。（ａ）は入力信号を示し、
（ｂ）は望まれる自動利得制御がかかった受信信号を示
している。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の自動利得制御方式は、例えば１次系の
閉ループになっているので、受信電力が変化した場合に
所望の出力電力が出るまでの応答速度、即ち制御工学で
言う所のステップ応答は、閉ループの等価雑音帯域巾に
反比例する。即ち、衛星通信では復調器の動作C/Nが低
い為に等価雑音帯域巾を狭くするが、その為にそのステ
ップ応答が遅くなる。
したがって、前述した理由で各地の地球局から送信さ
れて来るバースト信号の受信側での電力に大きな差があ
る場合、即ち、バースト間のレベル差が大きい場合に
は、前述したプリアンブル・ワードの部分で制御を終え
る事は非常に難しい。この事は即ち、バーストの受信ミ
スを生じ、或いは受信できたとしてもデータ・ビットの
部分で電力が所望の電力になっていないので、ビット誤
り率（以下BERと略す）の劣化をもたらすという問題が
ある。
本発明の目的は、安定した復調を行って、バーストの
受信ミスやBERの劣化を回避した自動利得制御装置を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の自動利得制御装置は、ディジタル変調された
変調波を復調する復調器と、復調器の出力を受けてバー
スト信号中のユニーク・ワードの候補を検出するユニー
ク・ワード検出器と、ユニーク・ワード検出用のアパー
チャ信号を生成するアパーチャ発生器と、前記ユニーク
・ワード検出器の出力であるユニーク・ワード候補検出
パルスと前記アパーチャ信号とを入力とし、ユニーク・
ワードの誤検出の保護をかけるユニーク・ワード検出用
ゲートと、前記アパーチャ信号と前記ユニーク・ワード
検出用ゲートの出力であるユニーク・ワード検出パルス
とを入力とし、アパーチャが開いている間にユニーク・
ワードを検出したかどうかを観測し、検出した場合には
そのスロットにバースト信号が存在すると判断し、検出
しなかった場合にはそのスロットにはバースト信号が存
在せず雑音のみであると判断し、その結果をスロット単
位で出力する判定器と、前記復調器の出力を受けてその
電力を計算し、基準値からの誤差を算出してこれをフィ
ルタリングして出力するAGC回路と、前記判定器の出力
信号とAGC回路の出力とを受けて、バーストが存在しな
いとき即ち雑音だけのときにはAGC回路の出力を通過さ
せ、バーストが存在するときにはAGC回路の出力は通過
させず、直前の雑音だけのスロットのときの最終出力を
記憶保持しこれを連続して出力する利得制御信号保持器
と、前記復調器の前段に置かれ、利得制御保持器の出力
によりその減衰量が制御される可変減衰器と、可変減衰
器と前記復調器の間に置かれ、可変減衰器の出力を制限
して復調器へ出力するリミッターとを備えている。
ここで、前記AGC回路中の基準値は、回線上の最悪Eb/
No（ビット当たりの電力対雑音電力密度比）時に、前記
リミッターの出力が線形領域と飽和領域の境界付近にな
るような雑音電力として決定されている。
〔作用〕
この構成では、各地から送信されてくるバースト信号
の電力のばらつきをリミッターを通して一定化する。こ
のリミッターによる一定化は、従来の閉ループによる自
動利得制御のような応答の時間遅れが全く無く、バース
ト先頭部の信号の立上りに対する安定が非常に良いとい
う利点がある。
しかしながら、反面では系自体が非線形となり、EBR
の劣化を招き易い。この点、この構成では、回線の最悪
Eb/No時にはリミッターの飽和していない領域を使用し
て系を線形に保ち、BERの劣化を防止する。また、リミ
ッターの入力電力が増加する、即ちEb/Noが良くなるの
に従ってリミッターが飽和するようにしている その理由を次に説明する。
近年、衛星通信においては、低Eb/NoのBERを改善する
ために、ビタビ（Viterbi）復号や逐次復号に見られる
ような強力な誤り訂正方式が導入されている。これらの
誤り訂正方式は、第４図に示すビタビ復号の例から判る
ように、Eb/Noが高くなるにつれて符号化利得が飛躍的
に大きくなる。
リミッターを通して誤り訂正前のBERを測定した場合
の一例を第５図にａで示す。同図でｂはリミッターを通
さない場合である。ａでは、上述のようにEb/No＝0dB付
近で、リミッターの線形領域になるように設定して測定
したものである。これから判るように、Eb/Noが比較的
に低い領域での劣化は少なく、Eb/Noが高くなるにつれ
て劣化が現れ始める。これは、低Eb/No部では、非線形
の度合いが小さい上、熱雑音の影響の方が非線形の影響
よりも大きい為だと考えられる。
第５図でｃは同図ａの場合で復調したデータを誤り訂
正を施してBERを測定した例であり、同図でｄは同図ｂ
の場合の誤り訂正後のBERの例である。同図ｃから判る
ように、もともと誤り訂正の符号化利得が大きい為に、
低Eb/No部ではその劣化が殆ど見られない。Eb/Noが高く
なると劣化が現れているが、そこまでEb/Noが良くなる
ことが実回線運用上では稀である上、衛星通信端局装置
自体が低Eb/Noの時のBERでも動作するように設計されて
いるため、大きな劣化が現れている付近のBERでは問題
は生じない。
〔実施例〕
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例のブロック図である。同図
において、１はディジタル変調された変調波を復調する
復調器、２は復調器１の出力を受けてバースト信号中の
ユニーク・ワードの候補を検出するユニーク・ワード検
出器、３はユニーク・ワード検出用のアパーチャ信号４
を生成するアパーチャ発生器、５は前記ユニーク・ワー
ド検出器２の出力であるユニーク・ワード候補検出パル
ス６と上記アパーチャ信号４とを入力とし、ユニーク・
ワードの誤検出の保護をかけるユニーク・ワード検出用
ゲート、７は前記アパーチャ信号４と前記ユニーク・ワ
ード検出用ゲート５の出力であるユニーク・ワード検出
パルス８とを入力とし、アパーチャが開いている間にユ
ニーク・ワードを検出したかどうかを判断し、検出した
場合にはバースト信号が存在し、検出しなかった場合に
はバーストが存在せず雑音のみであると判断する判定
器、９は前記復調器１の出力を受けてその電力を計算し
基準値からの誤差を算出してこれをフィルタリングする
AGC回路、10は前記判定器７の出力信号11と前記AGC回路
９の出力12とを受けて、バーストが存在しないとき即ち
雑音だけのときにAGC回路９の出力を通過させ、バース
トが存在するときはAGC回路９の出力は通過させずその
前の雑音だけのときの出力12を記憶保持し、これを出力
し続ける利得制御信号保持器、13は利得制御信号保持器
10の出力14により制御される可変減衰器、15は可変減衰
器13の出力を受けて前記復調器１に出力するリミッター
である。
なお、前記リミッター15の一特性例を第６図に示して
いる。
次に、上述した構成の自動利得制御装置の作用を説明
する。
通常、衛星通信に於いては雑音はそのほとんどが熱雑
音であり、その電力は変化せず、信号電力の変化により
Eb/Noが変化する。受信側に現れる信号電力の最小値
は、回線設計から推定でき、このときが回線の最悪Eb/N
oとなる事は周知の通りである。本実施例では第６図に
おけるＡ点、即ちリミッター15の飽和領域と線形領域の
境界付近の点に信号が入力されたときのEb/Noが前記し
た最悪Eb/Noになるように利得が自動制御される。その
為には雑音電力が一定である事からレベルダイヤグラム
上で最悪Eb/Noの時の入力電力が前記第６図Ａ点になる
ようにリミッター15の入力レベルを設定すれば良い。し
かしながら、基本的に一定である筈の雑音電力は、衛星
中継器のゲイン変動と受信側で復調器の前段に置かれる
低雑音増幅器や周波数変換器のゲイン変動で変化する。
この変動は信号電力にも共通に表れるのでEb/Noの変化
にはならず、このため前記したレベルダイヤグラム上だ
けでの設定では、総合の入力電力が変化することから、
第６図のＡ点に最悪Eb/Noを設定する事はできない。
したがって、本実施例では雑音電力に着目し、リミッ
ター15の入力点で雑音電力を一定にすることにより前述
したゲイン変動によるリミッター15の入力制定の変化を
吸収している。
このように、雑音電力を一定にして、最悪Eb/Noがリ
ミッター15のＡ点になるように制御する過程を説明す
る。
復調器１の出力からユニーク・ワードの候補をユニー
ク・ワード検出器２で検出する。その後、真のユニーク
・ワードかどうかの保護をアパーチャ信号４により検出
用ゲート５を用いてかけ、バースト信号が存在した場合
は検出用ゲート５からユニーク・ワード検出パルス８が
出力される。このときバースト信号が存在しない場合は
検出パルス８は出力されない。判定器７はアパーチャが
開いている間に上記検出パルス８が無かった場合、バー
スト信号が存在せず、そのスロットは雑音のみだと判断
しその情報を出力する。この情報を受けて利得制御信号
保持器10は、AGC回路９で計算した出力12をそのまま出
力する。判定器７がアパーチャが開いている間に検出パ
ルス８を取り込んだ場合、そのスロットにはバースト信
号が存在していると判断し、前回のAGC回路９の出力12
を保持する。その出力14を受けて可変減衰器13が制御さ
れ、リミッター15の入力電力が所望のレベルになるよう
調節される。
以上に述べた制御過程の一例を第７図の（ａ）乃至
（ｆ）に示すタイミング・チャートに示す。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、雑音電力に着目して、
最悪Eb/No時の電力がリミッターの線形領域と飽和領域
の境界に入力されるよう制御することにより、複数のバ
ーストに大きな電力差、即ち大きなバースト間レベル変
動がある場合にも安定した復調を行うことができ、バー
ストの受信ミスや、BERの劣化を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の自動利得制御装置の一実施例のブロッ
ク図、第２図は従来の自動利得制御装置の一例のブロッ
ク図、第３図（ａ）及び（ｂ）は受信側におけるバース
ト信号を説明する図、第４図はビタビ復号を行う前と後
とのBERを示す図、第５図はリミッターを通した信号のB
ERを示す図、第６図はリミッターの特性の一例を示す
図、第７図（ａ）乃至（ｆ）は本発明の一実施例におけ
るタイミングチャートである。 １……復調器、２……ユニーク・ワード検出器、３……
アパーチャ発生器、４……アパーチャ信号、５……ユニ
ーク・ワード検出用ゲート、６……ユニーク・ワード候
補検出パルス、７……判定器、８……ユニーク・ワード
検出パルス、９……AGC回路、10……利得制御信号保持
器、11……判定器出力信号、12……AGC回路出力信号、1
3……可変減衰器、14……利得制御信号保持器出力信
号、15……リミッター、21……復調器、22……比較器、
23……基準値、24……フィルタ、25……可変減衰器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の局からのディジタル変調されたバー
    スト信号を受信する為に用いる復調器の自動利得制御装
    置であって、ディジタル変調された変調波を復調する復
    調器と、復調器の出力を受けてバースト信号中のユニー
    ク・ワードの候補を検出するユニーク・ワード検出器
    と、ユニーク・ワード検出用のアパーチャ信号を生成す
    るアパーチャ発生器と、前記ユニーク・ワード検出器の
    出力であるユニーク・ワード候補検出パルスと前記アパ
    ーチャ信号とを入力とし、ユニーク・ワードの誤検出の
    保護をかけるユニーク・ワード検出用ゲートと、前記ア
    パーチャ信号と前記ユニーク・ワード検出用ゲートの出
    力であるユニーク・ワード検出パルスとを入力とし、ア
    パーチャが開いている間にユニーク・ワードを検出した
    かどうかを観測し、検出した場合にはそのスロットにバ
    ースト信号が存在すると判断し、検出しなかった場合に
    はそのスロットにはバースト信号が存在せず雑音のみで
    あると判断し、その結果をスロット単位で出力する判定
    器と、前記復調器の出力を受けてその電力を計算し、基
    準値からの誤差を算出してこれをフィルタリングして出
    力するAGC回路と、前記判定器の出力信号とAGC回路の出
    力とを受けて、バーストが存在しないときにはAGC回路
    の出力を通過させ、バーストが存在するときにはAGC回
    路の出力は通過させず、直前の雑音だけのスロットのと
    きの最終出力を記憶保持しこれを連続して出力する利得
    制御信号保持器と、前記復調器の前段に置かれ、利得制
    御保持器の出力によりその減衰量が制御される可変減衰
    器と、可変減衰器と前記復調器の間に置かれ、可変減衰
    器の出力を制限して復調器へ出力するリミッターとを有
    する自動利得制御装置。
  2. 【請求項２】前記AGC回路中の基準値は、回線上の最悪E
    b/No（ビット当たりの電力対雑音電力密度比）時に、前
    記リミッターの出力が線形領域と飽和領域の境界付近に
    なるような雑音電力として決定されてなる特許請求の範
    囲第１項記載の自動利得制御装置。
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