JPH08307375A - チャープ信号を用いた変調信号周波数拡散通信方式 - Google Patents
チャープ信号を用いた変調信号周波数拡散通信方式Info
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- JPH08307375A JPH08307375A JP7135664A JP13566495A JPH08307375A JP H08307375 A JPH08307375 A JP H08307375A JP 7135664 A JP7135664 A JP 7135664A JP 13566495 A JP13566495 A JP 13566495A JP H08307375 A JPH08307375 A JP H08307375A
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- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
- H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
- H04B7/2643—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using time-division multiple access [TDMA]
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- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回線制御手順として時分割多重アクセス制御
方式（ＴＤＭＡ方式）を用いる無線通信システムにおい
て、時間軸上で周波数が連続的に変化するチャープ信号
を用いて子局から送信される変調信号をＴＤＭＡバース
ト単位で周波数拡散することにより無線回線上の信号電
力密度を低減し、その子局から他の無線通信システムへ
の干渉雑音の影響を除去できる無線通信システムを構成
することを目的とする。 【構成】 子局群の個々の子局から伝送される変調信号
に対し、時間軸上で周波数が連続的に変化するチャープ
信号をＴＤＭＡバースト単位で乗積し、変調信号の搬送
波周波数を時間軸上で連続的に変化させて周波数軸上で
一定の帯域幅に拡散することにより、その子局からの送
信信号の信号電力密度を低減させ、一方、親局では、該
当する子局からの周波数拡散受信信号に対し、子局側と
は逆特性を有するチャープ信号をＴＤＭＡバースト単位
で乗積して復調信号を検出することにより、子局から親
局への上り回線における子局から他の無線通信システム
への干渉雑音を軽減するように構成されている。
方式（ＴＤＭＡ方式）を用いる無線通信システムにおい
て、時間軸上で周波数が連続的に変化するチャープ信号
を用いて子局から送信される変調信号をＴＤＭＡバース
ト単位で周波数拡散することにより無線回線上の信号電
力密度を低減し、その子局から他の無線通信システムへ
の干渉雑音の影響を除去できる無線通信システムを構成
することを目的とする。 【構成】 子局群の個々の子局から伝送される変調信号
に対し、時間軸上で周波数が連続的に変化するチャープ
信号をＴＤＭＡバースト単位で乗積し、変調信号の搬送
波周波数を時間軸上で連続的に変化させて周波数軸上で
一定の帯域幅に拡散することにより、その子局からの送
信信号の信号電力密度を低減させ、一方、親局では、該
当する子局からの周波数拡散受信信号に対し、子局側と
は逆特性を有するチャープ信号をＴＤＭＡバースト単位
で乗積して復調信号を検出することにより、子局から親
局への上り回線における子局から他の無線通信システム
への干渉雑音を軽減するように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変調信号周波数拡散通
信方式に関し、ディジタル固定無線通信システム、ディ
ジタル移動無線通信システム、ディジタル固定衛星通信
システム並びにディジタル移動体衛星通信システム等の
全ての無線通信システムに利用することができる。
信方式に関し、ディジタル固定無線通信システム、ディ
ジタル移動無線通信システム、ディジタル固定衛星通信
システム並びにディジタル移動体衛星通信システム等の
全ての無線通信システムに利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】現在、商用化されている小型地球局を用
いた固定衛星通信システムの一つとして、ＶＳＡＴ（Ｖ
ｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎ
ａｌ）システムが挙げられる。現状のＶＳＡＴシステム
のネットワーク構成としては、回線交換やパケット交換
機能を含むプライベートネットワークとしての利用が主
であり、ＶＳＡＴから公衆網に直接アクセスする形態は
取られていない。これは、陸上通信網で提供されている
専用線の代替として衛星回線を利用することに相当す
る。
いた固定衛星通信システムの一つとして、ＶＳＡＴ（Ｖ
ｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎ
ａｌ）システムが挙げられる。現状のＶＳＡＴシステム
のネットワーク構成としては、回線交換やパケット交換
機能を含むプライベートネットワークとしての利用が主
であり、ＶＳＡＴから公衆網に直接アクセスする形態は
取られていない。これは、陸上通信網で提供されている
専用線の代替として衛星回線を利用することに相当す
る。
【０００３】ＶＳＡＴシステムのサービス提供形態とし
ては、大きく分けて（１）双方向の音声／中速度データ
通信サービス、（２）双方向のパケット通信を主とする
非音声通信サービス、（３）片方向の画像通信サービス
の３種類に分類される。ここで、これまでに実現されて
いる代表的なＶＳＡＴシステムのネットワーク構成とし
ては、以下の４種類に分類することができる。
ては、大きく分けて（１）双方向の音声／中速度データ
通信サービス、（２）双方向のパケット通信を主とする
非音声通信サービス、（３）片方向の画像通信サービス
の３種類に分類される。ここで、これまでに実現されて
いる代表的なＶＳＡＴシステムのネットワーク構成とし
ては、以下の４種類に分類することができる。
【０００４】（１）ＳＣＰＣ／ＦＤＭＡを用いた双方向
通信サービス 通信内容は、音声、ＦＡＸ、データ通信（６４ｋｂｉｔ
／ｓ程度）を主とし、回線制御法としては固定割当とデ
マンド割当法の２種類が考えられる。ネットワーク構成
としては、メッシュ及びスターネットワーク構成が考え
られる。実サービス例としては、国内／国際用企業間専
用線網がある。基本的には、Ｐｏｉｎｔｔｏ Ｐｏｉｎ
ｔの回線交換機能付き専用線ネットワークである。
通信サービス 通信内容は、音声、ＦＡＸ、データ通信（６４ｋｂｉｔ
／ｓ程度）を主とし、回線制御法としては固定割当とデ
マンド割当法の２種類が考えられる。ネットワーク構成
としては、メッシュ及びスターネットワーク構成が考え
られる。実サービス例としては、国内／国際用企業間専
用線網がある。基本的には、Ｐｏｉｎｔｔｏ Ｐｏｉｎ
ｔの回線交換機能付き専用線ネットワークである。
【０００５】（２）ＴＤＭ／ＴＤＭＡを用いた双方向通
信サービス 通信内容は、非音声通信のパケット型データ通信を主と
し、回線制御法としては、リザベーションＴＤＭＡ、ス
ロテッドアロハ等が考えられている。実サービス例とし
ては、ＰＯＳデータの集信及び在庫管理、クレジットカ
ードの照合、衛星ＬＡＮ、チケット予約、ＡＴＭ、計算
機間ファイル転送等がある。基本的には、Ｐｏｉｎｔ
ｔｏ Ｐｏｉｎｔのパケット交換機能付き専用線ネット
ワークであり、通信内容は非音声のデータ通信が主であ
りアメリカのＶＳＡＴネットワーク網はほとんどがこの
範疇に入る。
信サービス 通信内容は、非音声通信のパケット型データ通信を主と
し、回線制御法としては、リザベーションＴＤＭＡ、ス
ロテッドアロハ等が考えられている。実サービス例とし
ては、ＰＯＳデータの集信及び在庫管理、クレジットカ
ードの照合、衛星ＬＡＮ、チケット予約、ＡＴＭ、計算
機間ファイル転送等がある。基本的には、Ｐｏｉｎｔ
ｔｏ Ｐｏｉｎｔのパケット交換機能付き専用線ネット
ワークであり、通信内容は非音声のデータ通信が主であ
りアメリカのＶＳＡＴネットワーク網はほとんどがこの
範疇に入る。
【０００６】（３）片方向通信サービス 通信内容は、画像等の同報性の強い伝送であり、通常中
央局からＶＳＡＴへの片方向通信路で構成される。実サ
ービス例としては、社内広報、商品紹介、講演、セミナ
ー、ドキュメント、音声、画像等の配信／放送サービス
がある。また、画像情報をＶＳＡＴから中央地球局への
片方向で送信するＳＮＧサービスもこの範疇に入る。
央局からＶＳＡＴへの片方向通信路で構成される。実サ
ービス例としては、社内広報、商品紹介、講演、セミナ
ー、ドキュメント、音声、画像等の配信／放送サービス
がある。また、画像情報をＶＳＡＴから中央地球局への
片方向で送信するＳＮＧサービスもこの範疇に入る。
【０００７】（４）統合通信サービス （１）〜（３）で示した３種類のサービス提供形態を基
本として、更にそれらを統合したサービス形態。本シス
テム構成では、低速のデータ通信から、音声、ＦＡＸ、
高速の画像、データ通信まで全てを可能とするネットワ
ーク構成が構築される。
本として、更にそれらを統合したサービス形態。本シス
テム構成では、低速のデータ通信から、音声、ＦＡＸ、
高速の画像、データ通信まで全てを可能とするネットワ
ーク構成が構築される。
【０００８】以上のように、ＶＳＡＴシステムを利用す
る様々なサービス形態が提案され、一部商用化も行われ
ているが、実際にはプライベートネットワークとしての
利用の範疇を越えることなく、一般個人ユーザーを含め
た衛星通信システムとしての普及には至っていない。Ｖ
ＳＡＴシステムの発展が思わしくない理由としては、ア
ンテナ径１．２ｍのターミナルでは、可搬性、利便性、
設置の容易性等に著しく欠けているという点が挙げられ
る。また、通信コストが陸線等既存システムより低減で
きない点にも起因している。
る様々なサービス形態が提案され、一部商用化も行われ
ているが、実際にはプライベートネットワークとしての
利用の範疇を越えることなく、一般個人ユーザーを含め
た衛星通信システムとしての普及には至っていない。Ｖ
ＳＡＴシステムの発展が思わしくない理由としては、ア
ンテナ径１．２ｍのターミナルでは、可搬性、利便性、
設置の容易性等に著しく欠けているという点が挙げられ
る。また、通信コストが陸線等既存システムより低減で
きない点にも起因している。
【０００９】これまでのＶＳＡＴの検討では、これら問
題点に鑑み既存システムでは提供することのできない僻
地、遠隔地等の特殊地域での導入、即ち既存システムの
補間システムとしての位置付での利用が考えられてい
た。従って、提供するサービスも専用線を想定した限定
サービスに制限され、多くのユーザー数を見込むことが
できずデマンド割当による周波数の有効利用ができない
こと、帰結として通信コストが高くなるといった悪循環
に陥っていた。
題点に鑑み既存システムでは提供することのできない僻
地、遠隔地等の特殊地域での導入、即ち既存システムの
補間システムとしての位置付での利用が考えられてい
た。従って、提供するサービスも専用線を想定した限定
サービスに制限され、多くのユーザー数を見込むことが
できずデマンド割当による周波数の有効利用ができない
こと、帰結として通信コストが高くなるといった悪循環
に陥っていた。
【００１０】これに対し、受信専用ではあるがアンテナ
経が４０ｃｍ程度の衛星放送（ＢＳ）アンテナは、その
設置の容易さから一般家庭にまで普及している。そこで
ＶＳＡＴシステムのアンテナを小型化したＵＳＡＴシス
テムの提案がなされている。ＵＳＡＴシステムの目的は
ターミナルの小型化を実現し、設置の容易さ、可搬性、
利便性を改善することにある。即ち、ＵＳＡＴシステム
が想定しているアンテナ径４０〜５０ｃｍのターミナル
は、現在のＢＳアンテナと同様に設置が簡易で有ること
から、スーパー、銀行、レストラン等比較的小さな建物
での利用が見込まれ、最終的には一般家庭での利用も十
分見込まれる衛星通信システムである。
経が４０ｃｍ程度の衛星放送（ＢＳ）アンテナは、その
設置の容易さから一般家庭にまで普及している。そこで
ＶＳＡＴシステムのアンテナを小型化したＵＳＡＴシス
テムの提案がなされている。ＵＳＡＴシステムの目的は
ターミナルの小型化を実現し、設置の容易さ、可搬性、
利便性を改善することにある。即ち、ＵＳＡＴシステム
が想定しているアンテナ径４０〜５０ｃｍのターミナル
は、現在のＢＳアンテナと同様に設置が簡易で有ること
から、スーパー、銀行、レストラン等比較的小さな建物
での利用が見込まれ、最終的には一般家庭での利用も十
分見込まれる衛星通信システムである。
【００１１】尚、ターミナルの小型化に伴う通信容量の
減少は、近年の衛星電力の改善によりカバー可能であ
る。また、ＵＳＡＴシステムのサービス提供形態として
は、上述したＶＳＡＴシステムの場合と基本的には同じ
と考えられる。即ち、上で述べた３種類のＶＳＡＴシス
テムのサービス提供形態及びそれらを統合したサービス
形態は、そのままＵＳＡＴシステムにも適用可能であ
る。
減少は、近年の衛星電力の改善によりカバー可能であ
る。また、ＵＳＡＴシステムのサービス提供形態として
は、上述したＶＳＡＴシステムの場合と基本的には同じ
と考えられる。即ち、上で述べた３種類のＶＳＡＴシス
テムのサービス提供形態及びそれらを統合したサービス
形態は、そのままＵＳＡＴシステムにも適用可能であ
る。
【００１２】一方、ＵＳＡＴシステム特有の利用形態と
しては、可搬型ターミナルとしての利用が考えられる。
ここで可搬型ターミナルの利用形態は、半固定的に設置
されるＶＳＡＴシステムとは異なるが、提供されるサー
ビスそのものはＶＳＡＴシステムの場合と同じと考えら
れる。即ち、ＵＳＡＴターミナルから直接公衆網に、あ
るいは公衆網からＵＳＡＴターミナルへのアクセスは通
常とられず、基本的にプライベートな専用線ネットワー
ク網の構成が取られる。これは、同じ可搬型ターミナル
としてのサービス形態を持つインマルサットシステムが
公衆網として提供されているのと比べ大きく異なる点で
ある。但し、インマルサットシステムが利用できる周波
数帯域幅の制限から、通常音声と低速のデータ通信しか
提供できないのに対して、周波数の割り当て帯域幅の広
い固定通信衛星を利用するＵＳＡＴシステムでは、移動
体衛星通信システムでは提供することが不可能であった
高速データ通信、画像通信等の提供が可能となる。
しては、可搬型ターミナルとしての利用が考えられる。
ここで可搬型ターミナルの利用形態は、半固定的に設置
されるＶＳＡＴシステムとは異なるが、提供されるサー
ビスそのものはＶＳＡＴシステムの場合と同じと考えら
れる。即ち、ＵＳＡＴターミナルから直接公衆網に、あ
るいは公衆網からＵＳＡＴターミナルへのアクセスは通
常とられず、基本的にプライベートな専用線ネットワー
ク網の構成が取られる。これは、同じ可搬型ターミナル
としてのサービス形態を持つインマルサットシステムが
公衆網として提供されているのと比べ大きく異なる点で
ある。但し、インマルサットシステムが利用できる周波
数帯域幅の制限から、通常音声と低速のデータ通信しか
提供できないのに対して、周波数の割り当て帯域幅の広
い固定通信衛星を利用するＵＳＡＴシステムでは、移動
体衛星通信システムでは提供することが不可能であった
高速データ通信、画像通信等の提供が可能となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ＵＳＡＴシステムの実
現に際しては、ＵＳＡＴアンテナの小型化に伴う隣接衛
星システム間との干渉問題が大きな問題となる。すなわ
ち、Ｋｕ帯を用いる地球局に対しては、開口経１ｍ（５
０λ）を下回るアンテナに対する設計指針は現在規定さ
れていない。従って、ＵＳＡＴシステムを実用化するた
めには、隣接衛星との間の干渉雑音の許容量からＵＳＡ
Ｔアンテナに要求されるサイドローブ特性を明確にし、
これを満足するアンテナを使用しなければならない。
現に際しては、ＵＳＡＴアンテナの小型化に伴う隣接衛
星システム間との干渉問題が大きな問題となる。すなわ
ち、Ｋｕ帯を用いる地球局に対しては、開口経１ｍ（５
０λ）を下回るアンテナに対する設計指針は現在規定さ
れていない。従って、ＵＳＡＴシステムを実用化するた
めには、隣接衛星との間の干渉雑音の許容量からＵＳＡ
Ｔアンテナに要求されるサイドローブ特性を明確にし、
これを満足するアンテナを使用しなければならない。
【００１４】しかしながら、たとえ隣接衛星との干渉問
題のクリアーできるＵＳＡＴアンテナを開発し、それを
利用したとしても、一般の個人ユーザーの利用を想定す
るＵＳＡＴシステムでは、不測の事故に起因する衛星ト
ラッキング誤差による隣接衛星への干渉雑音が大きな問
題となる。この問題を解決する手法は未だ提案されてお
らず、トラッキング誤差の影響までをも含めたサイドロ
ーブ特性を満足するアンテナを利用しなければならな
い。その結果、アンテナ経を従来のＶＳＡＴアンテナよ
りも大幅に小型化したアンテナ径が４０〜６０ｃｍ程度
のＵＳＡＴアンテナの利用は実現不可能であった。
題のクリアーできるＵＳＡＴアンテナを開発し、それを
利用したとしても、一般の個人ユーザーの利用を想定す
るＵＳＡＴシステムでは、不測の事故に起因する衛星ト
ラッキング誤差による隣接衛星への干渉雑音が大きな問
題となる。この問題を解決する手法は未だ提案されてお
らず、トラッキング誤差の影響までをも含めたサイドロ
ーブ特性を満足するアンテナを利用しなければならな
い。その結果、アンテナ経を従来のＶＳＡＴアンテナよ
りも大幅に小型化したアンテナ径が４０〜６０ｃｍ程度
のＵＳＡＴアンテナの利用は実現不可能であった。
【００１５】本発明は、このようなＵＳＡＴシステムの
隣接衛星への干渉問題を解消し、アンテナ径が４０〜６
０ｃｍ程度のＵＳＡＴアンテナの利用を実現可能とする
変調信号周波数拡散通信方式を提供することを目的とす
る。
隣接衛星への干渉問題を解消し、アンテナ径が４０〜６
０ｃｍ程度のＵＳＡＴアンテナの利用を実現可能とする
変調信号周波数拡散通信方式を提供することを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明によるチャープ信号を用いた変調信号周波数
拡散通信方式では、ＵＳＡＴ局群の個々のＵＳＡＴ局か
ら伝送される変調信号に対し、時間軸上で周波数が変化
するチャープ信号をＴＤＭＡバースト単位で乗積し、変
調信号の搬送波周波数を時間軸上で変化させて周波数軸
上で一定の帯域幅に拡散することにより、そのＵＳＡＴ
局からの送信信号の信号電力密度を低減させ、一方、中
央地球局（ＨＵＢ局）では、該当するＵＳＡＴ局からの
周波数拡散受信信号に対し、ＵＳＡＴ局側とは逆特性を
有するチャープ信号をＴＤＭＡバースト単位で乗積して
復調信号を検出する。これにより、ＵＳＡＴ局からＨＵ
Ｂ局への上り回線におけるＵＳＡＴ局から他の無線通信
システムへの干渉雑音を軽減することができる。
に、本発明によるチャープ信号を用いた変調信号周波数
拡散通信方式では、ＵＳＡＴ局群の個々のＵＳＡＴ局か
ら伝送される変調信号に対し、時間軸上で周波数が変化
するチャープ信号をＴＤＭＡバースト単位で乗積し、変
調信号の搬送波周波数を時間軸上で変化させて周波数軸
上で一定の帯域幅に拡散することにより、そのＵＳＡＴ
局からの送信信号の信号電力密度を低減させ、一方、中
央地球局（ＨＵＢ局）では、該当するＵＳＡＴ局からの
周波数拡散受信信号に対し、ＵＳＡＴ局側とは逆特性を
有するチャープ信号をＴＤＭＡバースト単位で乗積して
復調信号を検出する。これにより、ＵＳＡＴ局からＨＵ
Ｂ局への上り回線におけるＵＳＡＴ局から他の無線通信
システムへの干渉雑音を軽減することができる。
【００１７】チャープ信号は例えば時間軸上で周波数が
連続的に変化する。
連続的に変化する。
【００１８】
【作用】このように時間軸上で周波数が変化するチャー
プ信号を用いてＵＳＡＴ局からの変調信号を周波数拡散
することにより、衛星回線上の信号電力密度を低減し、
これに伴いＵＳＡＴ局からの軸外放射電力密度を低減す
ることができ、ＵＳＡＴアンテナのトラッキング誤差に
よる隣接衛星への干渉雑音の問題を解決することができ
る。その結果、従来のＶＳＡＴシステムで用いられてい
たアンテナ経１．２ｍのＶＳＡＴアンテナを大幅に小型
化し、アンテナ経４０〜６０ｃｍ程度の超小型ＵＳＡＴ
アンテナの利用が実現可能となり、一般家庭ユーザーを
含めた多数のユーザーの確保を図ることができる。更
に、既存のＶＳＡＴシステムで用いられているＴＤＭＡ
アクセス制御方式をそのままＵＳＡＴシステムに適用可
能となるため、システム構築のためのコストを押さえる
ことができる。
プ信号を用いてＵＳＡＴ局からの変調信号を周波数拡散
することにより、衛星回線上の信号電力密度を低減し、
これに伴いＵＳＡＴ局からの軸外放射電力密度を低減す
ることができ、ＵＳＡＴアンテナのトラッキング誤差に
よる隣接衛星への干渉雑音の問題を解決することができ
る。その結果、従来のＶＳＡＴシステムで用いられてい
たアンテナ経１．２ｍのＶＳＡＴアンテナを大幅に小型
化し、アンテナ経４０〜６０ｃｍ程度の超小型ＵＳＡＴ
アンテナの利用が実現可能となり、一般家庭ユーザーを
含めた多数のユーザーの確保を図ることができる。更
に、既存のＶＳＡＴシステムで用いられているＴＤＭＡ
アクセス制御方式をそのままＵＳＡＴシステムに適用可
能となるため、システム構築のためのコストを押さえる
ことができる。
【００１９】
【実施例】図１に、本発明方式によるチャープ信号を用
いた変調信号周波数拡散通信方式を実現する回路構成の
実施例につき示す。図において、ＵＳＡＴ局１とＨＵＢ
局３とは衛星２を介して通信を行い、ＵＳＡＴ局からＨ
ＵＢ局への上り回線につき、回路構成を説明する。ま
ず、ＵＳＡＴ局１では、位相変調器１０から出力される
位相変調信号１１はチャープ信号発生器１３から出力さ
れるチャープ信号１６と乗積されることにより、周波数
拡散信号１５に変換される。
いた変調信号周波数拡散通信方式を実現する回路構成の
実施例につき示す。図において、ＵＳＡＴ局１とＨＵＢ
局３とは衛星２を介して通信を行い、ＵＳＡＴ局からＨ
ＵＢ局への上り回線につき、回路構成を説明する。ま
ず、ＵＳＡＴ局１では、位相変調器１０から出力される
位相変調信号１１はチャープ信号発生器１３から出力さ
れるチャープ信号１６と乗積されることにより、周波数
拡散信号１５に変換される。
【００２０】ここで、図２（ｂ）に示すように、チャー
プ信号はＴＤＭＡ信号の１バースト信号区間に亘って通
信チャネルのＩＦ周波数ｆ0 を中心とする周波数ｆ1 か
らｆ2 までを時間軸上で連続して変化する。チャープ信
号１６と位相変調信号１１の乗積信号である周波数拡散
信号１５は、アップコンバーター１７により高周波信号
１８に周波数変換された後、アンテナ１９より通信衛星
２に向けて伝送される。尚、チャープ信号発生器１３と
位相変調器１０はＴＤＭＡのバーストタイミング同期が
確立されており、チャープ信号１６と位相変調信号１１
を乗積するタイミング、並びにチャープ信号を乗積する
時間長は位相変調器１０からのバーストタイミング信号
１２を用いて精度良く制御される。
プ信号はＴＤＭＡ信号の１バースト信号区間に亘って通
信チャネルのＩＦ周波数ｆ0 を中心とする周波数ｆ1 か
らｆ2 までを時間軸上で連続して変化する。チャープ信
号１６と位相変調信号１１の乗積信号である周波数拡散
信号１５は、アップコンバーター１７により高周波信号
１８に周波数変換された後、アンテナ１９より通信衛星
２に向けて伝送される。尚、チャープ信号発生器１３と
位相変調器１０はＴＤＭＡのバーストタイミング同期が
確立されており、チャープ信号１６と位相変調信号１１
を乗積するタイミング、並びにチャープ信号を乗積する
時間長は位相変調器１０からのバーストタイミング信号
１２を用いて精度良く制御される。
【００２１】一方、ＨＵＢ局３では、通信衛星２を介し
て伝送される周波数拡散信号をアンテナ２０により受信
し、ダウンコンバーター２２を用いてＩＦ帯の周波数拡
散信号２３に周波数変換した後、チャープ信号発生器２
７から出力されるＵＳＡＴ局１のチャープ信号１６とは
周波数軸上で逆の特性を有するチャープ信号２８とＩＦ
帯の周波数拡散信号２３を乗積することにより、狭帯域
の周波数帯域幅を有する位相変調信号２５に変換するこ
とができる。最後に、チャープ信号２８により逆拡散さ
れた位相変調信号２５は、位相変調信号復調器２６によ
り検波され、情報信号を検出することができる。尚、フ
レーム同期確立用のバースト信号系列を用いて別途検出
されたバーストタイミング信号２９によりチャープ信号
発生器２７を制御することによって、チャープ信号発生
器２７と周波数拡散された位相変調信号２３のＴＤＭＡ
バーストタイミング同期を精度良く確立することができ
る。
て伝送される周波数拡散信号をアンテナ２０により受信
し、ダウンコンバーター２２を用いてＩＦ帯の周波数拡
散信号２３に周波数変換した後、チャープ信号発生器２
７から出力されるＵＳＡＴ局１のチャープ信号１６とは
周波数軸上で逆の特性を有するチャープ信号２８とＩＦ
帯の周波数拡散信号２３を乗積することにより、狭帯域
の周波数帯域幅を有する位相変調信号２５に変換するこ
とができる。最後に、チャープ信号２８により逆拡散さ
れた位相変調信号２５は、位相変調信号復調器２６によ
り検波され、情報信号を検出することができる。尚、フ
レーム同期確立用のバースト信号系列を用いて別途検出
されたバーストタイミング信号２９によりチャープ信号
発生器２７を制御することによって、チャープ信号発生
器２７と周波数拡散された位相変調信号２３のＴＤＭＡ
バーストタイミング同期を精度良く確立することができ
る。
【００２２】以上の操作を周波数軸上のスペクトルとし
て表現すると、ＵＳＡＴ局１の位相変調器１０で発生さ
せた位相変調信号スペクトル５は、チャネルのＩＦ周波
数ｆ0 （４）を中心として一定の帯域幅と一定の電力密
度スペクトルを有する。ここで、位相変調信号１１をチ
ャープ信号１６と乗積することにより、狭帯域信号であ
った位相変調信号スペクトル５は、チャネルのＩＦ周波
数ｆ0 （４）を中心として周波数帯域幅がｆ1 （６）か
らｆ2 （７）にかけて広がる周波数拡散信号スペクトル
８に変換される。この周波数拡散信号スペクトル８は、
ＨＵＢ局３においてチャープ信号１６とは周波数軸上で
逆特性を有するチャープ信号２８と乗積され、逆拡散処
理が施されることにより、狭帯域の位相変調信号スペク
トル９に変換される。
て表現すると、ＵＳＡＴ局１の位相変調器１０で発生さ
せた位相変調信号スペクトル５は、チャネルのＩＦ周波
数ｆ0 （４）を中心として一定の帯域幅と一定の電力密
度スペクトルを有する。ここで、位相変調信号１１をチ
ャープ信号１６と乗積することにより、狭帯域信号であ
った位相変調信号スペクトル５は、チャネルのＩＦ周波
数ｆ0 （４）を中心として周波数帯域幅がｆ1 （６）か
らｆ2 （７）にかけて広がる周波数拡散信号スペクトル
８に変換される。この周波数拡散信号スペクトル８は、
ＨＵＢ局３においてチャープ信号１６とは周波数軸上で
逆特性を有するチャープ信号２８と乗積され、逆拡散処
理が施されることにより、狭帯域の位相変調信号スペク
トル９に変換される。
【００２３】図１における周波数拡散処理を時間軸上で
表現したものを図２に実施例として示す。尚、図２のア
ルファベット（ａ）〜（ｃ）は図１のＵＳＡＴ局におけ
る位相変調信号１１、チャープ信号１６、周波数拡散信
号１５、並びにＨＵＢ局における周波数拡散受信信号２
３、チャープ信号２８、位相変調受信信号２５に各々相
当する。
表現したものを図２に実施例として示す。尚、図２のア
ルファベット（ａ）〜（ｃ）は図１のＵＳＡＴ局におけ
る位相変調信号１１、チャープ信号１６、周波数拡散信
号１５、並びにＨＵＢ局における周波数拡散受信信号２
３、チャープ信号２８、位相変調受信信号２５に各々相
当する。
【００２４】図２（ａ）において、位相変調信号４１は
Ｔb のバースト区間に亘り発生され、各位相変調バース
ト信号間にはタイミング制御誤差用のガードタイムＴg
（４２）が設定される。このとき、ＴＤＭＡバースト区
間長はＴb ＋Ｔg で表される。この位相変調信号４１に
対して、ｆ0 （４３）を中心周波数とし、ｆ1 （４４）
からｆ2 （４５）の間を時間軸上で連続的に変化する図
２（ｂ）のチャープ信号４６を乗積することにより、図
２（ｃ）に示す周波数拡散信号４９が生成される。尚、
チャープ信号４６は信号伝送区間Ｔb （４０）の間だけ
位相変調信号４１と乗積され、ガードタイム区間（４
７）では周波数がｆ2 （４５）からｆ1 （４４）にリセ
ットされる。
Ｔb のバースト区間に亘り発生され、各位相変調バース
ト信号間にはタイミング制御誤差用のガードタイムＴg
（４２）が設定される。このとき、ＴＤＭＡバースト区
間長はＴb ＋Ｔg で表される。この位相変調信号４１に
対して、ｆ0 （４３）を中心周波数とし、ｆ1 （４４）
からｆ2 （４５）の間を時間軸上で連続的に変化する図
２（ｂ）のチャープ信号４６を乗積することにより、図
２（ｃ）に示す周波数拡散信号４９が生成される。尚、
チャープ信号４６は信号伝送区間Ｔb （４０）の間だけ
位相変調信号４１と乗積され、ガードタイム区間（４
７）では周波数がｆ2 （４５）からｆ1 （４４）にリセ
ットされる。
【００２５】図２（ｄ）において、ＨＵＢ局において受
信された周波数拡散信号５０は、別途検出されたＴＤＭ
Ａバーストタイミング情報に基づいて時間長Ｔs （４
８）のＴＤＭＡ信号にバースト化される。このとき、各
周波数拡散信号間にはガードタイムＴg （４２）が設定
されているため、時間長Ｔb （４０）を有する周波数拡
散信号５０は、必ずＴＤＭＡのバースト長Ｔs （４８）
内に収まることになる。
信された周波数拡散信号５０は、別途検出されたＴＤＭ
Ａバーストタイミング情報に基づいて時間長Ｔs （４
８）のＴＤＭＡ信号にバースト化される。このとき、各
周波数拡散信号間にはガードタイムＴg （４２）が設定
されているため、時間長Ｔb （４０）を有する周波数拡
散信号５０は、必ずＴＤＭＡのバースト長Ｔs （４８）
内に収まることになる。
【００２６】次に、ＨＵＢ局で受信された周波数拡散信
号５０は、図２（ｅ）に示される図２（ｂ）とは周波数
軸上で逆の特性を有するチャープ信号５４と乗積され、
図２（ｆ）の位相変調信号５６に変換される。ここで、
チャープ信号５４は、ＴＤＭＡバースト区間長Ｔs （４
８）の先頭からバーストエンドに亘り、瞬時周波数がｆ
2 ’（５２）からｆ1 ’（５３）まで時間軸上で連続し
て変化する。このとき、図２（ｂ）で用いたチャープ信
号４６は瞬時周波数ｆ1 （４４）〜ｆ2 （４５）の間で
時間軸上で連続して変化するが、ガードタイムＴg （５
５）内でＴＤＭＡのバーストタイミング制御誤差が収ま
るようにＨＵＢ局側ではタイミング制御がなされるた
め、周波数帯域幅ｆ1 （４４）〜ｆ2 （４５）は周波数
帯域幅ｆ1’（５２）〜ｆ2 ’（５３）内に必ず含まれ
ることになる。ここで、ＴＤＭＡのバーストタイミング
制御に若干の誤差が生じた場合、逆拡散後の位相変調信
号５６に周波数オフセットが生じるが、この周波数オフ
セットの影響は既存の周波数制御回路（ＡＦＣ）等によ
って容易に除去することができる。
号５０は、図２（ｅ）に示される図２（ｂ）とは周波数
軸上で逆の特性を有するチャープ信号５４と乗積され、
図２（ｆ）の位相変調信号５６に変換される。ここで、
チャープ信号５４は、ＴＤＭＡバースト区間長Ｔs （４
８）の先頭からバーストエンドに亘り、瞬時周波数がｆ
2 ’（５２）からｆ1 ’（５３）まで時間軸上で連続し
て変化する。このとき、図２（ｂ）で用いたチャープ信
号４６は瞬時周波数ｆ1 （４４）〜ｆ2 （４５）の間で
時間軸上で連続して変化するが、ガードタイムＴg （５
５）内でＴＤＭＡのバーストタイミング制御誤差が収ま
るようにＨＵＢ局側ではタイミング制御がなされるた
め、周波数帯域幅ｆ1 （４４）〜ｆ2 （４５）は周波数
帯域幅ｆ1’（５２）〜ｆ2 ’（５３）内に必ず含まれ
ることになる。ここで、ＴＤＭＡのバーストタイミング
制御に若干の誤差が生じた場合、逆拡散後の位相変調信
号５６に周波数オフセットが生じるが、この周波数オフ
セットの影響は既存の周波数制御回路（ＡＦＣ）等によ
って容易に除去することができる。
【００２７】以上、固定衛星通信システムを例に取り実
施例を説明してきたが、本発明方式は移動体衛星通信シ
ステムに対しても適用可能であり、その構成はＵＳＡＴ
局が地上で移動するだけであり、その実現法は上記に示
した実施例より容易に類推することができる。また、上
記の実施例において、ＵＳＡＴ局を陸上移動通信システ
ムの移動端末に、ＨＵＢ局を陸上移動通信システムの基
地局や回線制御局に各々置き換えることにより、本特許
は陸上移動通信システムにも適用可能であり、また、固
定の無線端末を用いる陸上系の通信システム等あらゆる
無線通信システムに対しても適用することが可能であ
る。尚、実施例では衛星通信システムで通常利用される
位相変復調方式を例として示したが、その他のあらゆる
変復調方式にも適用可能である。更に本実施例では、チ
ャープ信号をＴＤＭＡバースト単位で時間軸上で連続的
に変化させる場合、周波数軸上で時間の経過とともに一
次関数的に変化する係数を仮定したが、周波数の変化率
についてもウェーブレット関数、三角関数等、あらゆる
種類の変化率も利用できるものと考えられる。
施例を説明してきたが、本発明方式は移動体衛星通信シ
ステムに対しても適用可能であり、その構成はＵＳＡＴ
局が地上で移動するだけであり、その実現法は上記に示
した実施例より容易に類推することができる。また、上
記の実施例において、ＵＳＡＴ局を陸上移動通信システ
ムの移動端末に、ＨＵＢ局を陸上移動通信システムの基
地局や回線制御局に各々置き換えることにより、本特許
は陸上移動通信システムにも適用可能であり、また、固
定の無線端末を用いる陸上系の通信システム等あらゆる
無線通信システムに対しても適用することが可能であ
る。尚、実施例では衛星通信システムで通常利用される
位相変復調方式を例として示したが、その他のあらゆる
変復調方式にも適用可能である。更に本実施例では、チ
ャープ信号をＴＤＭＡバースト単位で時間軸上で連続的
に変化させる場合、周波数軸上で時間の経過とともに一
次関数的に変化する係数を仮定したが、周波数の変化率
についてもウェーブレット関数、三角関数等、あらゆる
種類の変化率も利用できるものと考えられる。
【００２８】
（１）子局から親局への上り回線における信号電力密度
を低減することにより、他の無線通信システムへの干渉
雑音を押さえることができる。 （２）子局から親局への上り回線における信号電力密度
を低減し、他の無線通信システムへの干渉雑音を押さえ
ることができるため、アンテナ設計の容易な指向性の広
い小型で簡素なアンテナを利用することができる。その
結果、子局のアンテナ設備のコストを押さえることがで
きる。 （３）既存の無線通信システムの回線制御方式をそのま
まの状態で適用できるため、システム構築のためのコス
トを押さえて本発明を実現することができる。 （４）子局が有する送信機で発生する周波数軸上でイン
パルス状のスプリアス信号に対して、親局の有する受信
機で逆拡散操作を施すことにより、スプリアス信号のス
ペクトルが拡散され、変調信号への影響を除去すること
ができる。
を低減することにより、他の無線通信システムへの干渉
雑音を押さえることができる。 （２）子局から親局への上り回線における信号電力密度
を低減し、他の無線通信システムへの干渉雑音を押さえ
ることができるため、アンテナ設計の容易な指向性の広
い小型で簡素なアンテナを利用することができる。その
結果、子局のアンテナ設備のコストを押さえることがで
きる。 （３）既存の無線通信システムの回線制御方式をそのま
まの状態で適用できるため、システム構築のためのコス
トを押さえて本発明を実現することができる。 （４）子局が有する送信機で発生する周波数軸上でイン
パルス状のスプリアス信号に対して、親局の有する受信
機で逆拡散操作を施すことにより、スプリアス信号のス
ペクトルが拡散され、変調信号への影響を除去すること
ができる。
【図１】本発明によるチャープ信号を用いた変調信号周
波数拡散通信方式の回路構成例を示す図である。
波数拡散通信方式の回路構成例を示す図である。
【図２】本発明によるチャープ信号を用いた変調信号周
波数拡散通信方式の周波数拡散処理を時間軸上で表現し
た場合の実施例を示す図である。
波数拡散通信方式の周波数拡散処理を時間軸上で表現し
た場合の実施例を示す図である。
１ ＵＳＡＴ局 ２ 通信衛星 ３ 中央地球（ＨＵＢ）局 ４ ＩＦ帯のチャネル周波数 ５ 位相変調信号スペクトル ６ チャープ信号発生開始時の周波数ｆ1 ７ チャープ信号発生終了時の周波数ｆ2 ８ 周波数拡散信号スペクトル ９ 位相変調信号スペクトル １０ 位相変調器 １１ 位相変調信号 １２ ＴＤＭＡバーストタイミング信号 １３ チャープ信号発生器 １４ 乗積器 １５ 周波数拡散信号 １６ チャープ信号 １７ アップコンバーター １８ 高周波信号 １９ アンテナ ２０ アンテナ ２１ 高周波受信信号 ２２ ダウンコンバーター ２３ 周波数拡散受信信号 ２４ 乗積器 ２５ 位相変調受信信号 ２６ 位相変調信号復調器 ２７ チャープ信号発生器 ２８ チャープ信号 ２９ ＴＤＭＡバーストタイミング信号 ４０ 位相変調信号バースト時間長 ４１ 位相変調信号 ４２ ガードタイム ４３ ＩＦ帯のチャネル周波数 ４４ チャープ信号発生開始時の周波数ｆ1 ４５ チャープ信号発生終了時の周波数ｆ2 ４６ チャープ信号 ４７ ガードタイム ４８ ＴＤＭＡバースト時間長 ４９ 周波数拡散信号 ５０ 周波数拡散受信信号 ５１ ＩＦ帯のチャネル周波数 ５２ チャープ信号発生開始時の周波数ｆ2 ’ ５３ チャープ信号発生終了時の周波数ｆ1 ’ ５４ チャープ信号 ５５ ガードタイム ５６ 位相変調受信信号
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の子局と、該子局群との間で無線通
信を行なう親局とから構成され、回線制御手順として時
分割多重アクセス制御方式（ＴＤＭＡ方式）を用いる無
線通信システムにおいて、該子局群の個々の子局から伝
送される変調信号に対し、時間軸上で周波数が変化する
チャープ信号をＴＤＭＡバースト単位で乗積し、該変調
信号を該子局から該親局へのＴＤＭＡバースト送信区間
に亘り時間軸上で搬送波周波数を変化させ、周波数軸上
で所定の帯域幅に拡散することにより、該子局からの送
信信号の信号電力密度を低減し、 該親局では該子局から伝送される周波数拡散信号を受信
し、該周波数拡散受信信号に対して、該子局で用いた時
間軸上で周波数が連続的に変化する該チャープ信号の逆
特性を有するチャープ信号を、別途検出したＴＤＭＡバ
ーストタイミング情報を用いてＴＤＭＡバースト単位で
乗積することにより、該周波数拡散された受信信号から
変調信号を検出し、該検出された変調信号から該親局の
有する復調器を用いて復調信号を検出することを特徴と
する変調信号周波数拡散通信方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135664A JPH08307375A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | チャープ信号を用いた変調信号周波数拡散通信方式 |
| US08/645,005 US5751703A (en) | 1995-05-11 | 1996-05-09 | Energy dispersal method for TDMA carrier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135664A JPH08307375A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | チャープ信号を用いた変調信号周波数拡散通信方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08307375A true JPH08307375A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=15157061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7135664A Withdrawn JPH08307375A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | チャープ信号を用いた変調信号周波数拡散通信方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5751703A (ja) |
| JP (1) | JPH08307375A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0942538A3 (en) * | 1998-03-10 | 2003-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Transmission and reception apparatus and method using frequency sweeping |
| JP4777571B2 (ja) * | 1999-12-21 | 2011-09-21 | バナツシユ ルードルフ | 情報を伝送し受信する方法および装置 |
| WO2018173795A1 (ja) | 2017-03-23 | 2018-09-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 送信装置および方法、並びに、受信装置および方法 |
| US10659101B2 (en) | 2016-06-08 | 2020-05-19 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Information processing device and method, transmitting device and method, and receiving device and method |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5982808A (en) * | 1996-08-30 | 1999-11-09 | Harris Corporation | System and method for communicating with plural remote transmitter |
| US6047023A (en) * | 1997-05-14 | 2000-04-04 | Hughes Electronics Corporation | Swept frequency modulation and demodulation technique |
| CN1350729A (zh) * | 2000-03-31 | 2002-05-22 | 三菱电机株式会社 | 频率自动控制方法和装置以及解调装置 |
| KR100643150B1 (ko) * | 2005-01-05 | 2006-11-10 | 오소트론 주식회사 | 첩 신호의 반복 시간 간격 차이를 이용한 차분적 직교변조 방법 및 장치 |
| US7496166B1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-02-24 | International Business Machines Corporation | Dual clock spread for low clock emissions with recovery |
| WO2010069351A1 (de) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren, sende-einrichtung, empfangs-einrichtung sowie kommunikationssystem zur drahtlosen datenübertragung |
| US9507464B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-11-29 | Elo Touch Solutions, Inc. | Acoustic touch apparatus and methods using touch sensitive lamb waves |
| EP3917021B1 (en) * | 2020-05-25 | 2023-07-26 | Semtech Corporation | Transmitter, receiver, and method for chirp-modulated radio signals |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3679983A (en) * | 1971-01-18 | 1972-07-25 | Bell Telephone Labor Inc | Phase distortion detector for detecting phase distortion on a linearly frequency modulated waveform |
| US5355389A (en) * | 1993-01-13 | 1994-10-11 | Omnipoint Corporation | Reciprocal mode saw correlator method and apparatus |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP7135664A patent/JPH08307375A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-05-09 US US08/645,005 patent/US5751703A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0942538A3 (en) * | 1998-03-10 | 2003-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Transmission and reception apparatus and method using frequency sweeping |
| JP4777571B2 (ja) * | 1999-12-21 | 2011-09-21 | バナツシユ ルードルフ | 情報を伝送し受信する方法および装置 |
| US10659101B2 (en) | 2016-06-08 | 2020-05-19 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Information processing device and method, transmitting device and method, and receiving device and method |
| US11296747B2 (en) | 2016-06-08 | 2022-04-05 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Information processing device and method, transmitting device and method, and receiving device and method |
| WO2018173795A1 (ja) | 2017-03-23 | 2018-09-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 送信装置および方法、並びに、受信装置および方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5751703A (en) | 1998-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |