JPS60218952A - Automatic frequency control system - Google Patents

Automatic frequency control system

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JPS60218952A
JPS60218952A JP59075119A JP7511984A JPS60218952A JP S60218952 A JPS60218952 A JP S60218952A JP 59075119 A JP59075119 A JP 59075119A JP 7511984 A JP7511984 A JP 7511984A JP S60218952 A JPS60218952 A JP S60218952A
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JP
Japan
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frequency
signal
psk
output signal
oscillator
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Application number
JP59075119A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokihiro Mishiro
御代 時博
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H04L27/2271Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals
    • H04L27/2272Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals using phase locked loops

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To omit a pilot signal and the reproduction of a carrier wave and to attain the automatic frequency control by using a frequency discrimination output signal obtained with the identification timing of a PSK (phase shift keying) signal to control a reception local oscillator. CONSTITUTION:The reception PSK signal sent from an input terminal 31 is mixed with the output signal of a voltage controlled oscillator 37 by a frequency converter 32. This mixed signal is converted into an intermediate frequency, for example, and applied to a demodulator through an output terminal 33. The PSK signal underwent the conversion of frequency through the converter 32 is applied to a frequency discriminator 34. The discriminator 34 has the linear wave detection sensitivity over an occupied band width of the PSK signal, and the frequency discrimination output signal is supplied to a switch circuit 35. The circuit 35 is turned on and off by a clock signal, and the output signal of the circuit 35 is used to the control voltage of the oscillator 37 via an LPF36. Then the oscillator 37 is controlled so that the frequency converted by the converter 32 is set at a fixed level.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、受信PSK信号の周波数数を変換し、その変
換された周波数を一定化する自動周波数制御方式に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an automatic frequency control method that converts the number of frequencies of a received PSK signal and makes the converted frequency constant.

従来技術と問題点 人工衛星を介して地上局間で通信を行う衛星通信に於い
ては、送信側の周波数変換装置の局部発振器や受信側の
周波数変換装置の局部発振器及び人工衛星のトランスポ
ンダの局部発振器のそれぞれの周波数変動、或いは人工
衛星と地球との相対的位置の変動に基づくドツプラシフ
ト等によって、受信側の復調器入力信号の周波数は大き
く変動するものである。
Prior Art and Problems In satellite communication in which communication is performed between ground stations via an artificial satellite, the local oscillator of the frequency converter on the transmitting side, the local oscillator of the frequency converter on the receiving side, and the local oscillator of the transponder of the artificial satellite. The frequency of the demodulator input signal on the receiving side varies greatly due to frequency variations of the oscillators or Doppler shift based on variations in the relative position between the artificial satellite and the earth.

又変調方式として、P S K (Phase Shi
ftKeying)方式を用いた場合、同期検波方式に
より復調する方式が一般的であり、その為に搬送波を再
生する必要がある。しかし、周波数変動の大きなPSK
信号から搬送波を再生できるように搬送波再生回路を構
成することは容易でなく、特に衛星通信では、低信号対
雑音比となるので、一層搬送波再生が容易でないものと
なる。
Also, as a modulation method, P S K (Phase Shi
ftKeying) method, demodulation is generally performed using a synchronous detection method, and therefore it is necessary to regenerate the carrier wave. However, PSK with large frequency fluctuations
It is not easy to configure a carrier recovery circuit so that a carrier wave can be recovered from a signal, and especially in satellite communications, the low signal-to-noise ratio makes carrier wave recovery even more difficult.

そこで、受信側に於いて、周波数変換を行う際に、自動
的に周波数を一定化する自動周波数制御(AFC)方式
を採用し、周波数変換され且つ一定周波数に制御された
変調信号を復調器に入力させることが提案されている。
Therefore, when performing frequency conversion on the receiving side, an automatic frequency control (AFC) method is adopted to automatically stabilize the frequency, and the modulated signal that has been frequency converted and controlled to a constant frequency is sent to the demodulator. It is proposed to have the user input.

例えば、送信側からパイロット信号を送信し、受信側で
はそのバイロフト信号を抽出して周波数変換の為の局部
発振器の発振周波数を制御する方式がある。
For example, there is a method in which a pilot signal is transmitted from the transmitting side, and the receiving side extracts the biloft signal to control the oscillation frequency of a local oscillator for frequency conversion.

第1図は、このパイロット信号を用いた自動周波数制御
方式の要部ブロック図であり、1は入力端子、2は周波
数変換器、3は出力端子、4はパイロット信号抽出用の
帯域濾波器、5は基準パイロット周波数発振器、6は位
相比較器、7は低域濾波器、8は局部発振器としての電
圧制御発振器である。入力端子1に加えられた信号は、
周波数変換器2に於いて電圧制御発振器8の出力信号と
混合されて、例えば中間周波数に変換される。この周波
数変換された信号にはパイロット信号が含まれているの
で、帯域濾波器4により抽出し、基準パイロット周波数
発振器5の出力信号と位相比較器6で位相比較し、位相
差に対応する出力信号を低域浦波器7を介して電圧制御
発振器8の制御電圧とし、電圧制御発振器8の発振周波
数を制御して、抽出したパイロット信号と、基準パイロ
ット周波数発振器5の出力信号との位相を合わせること
により、出力端子3から周波数変換されたPSK信号の
周波数を一定化するものである。
FIG. 1 is a block diagram of the main parts of the automatic frequency control system using this pilot signal, in which 1 is an input terminal, 2 is a frequency converter, 3 is an output terminal, 4 is a bandpass filter for pilot signal extraction, 5 is a reference pilot frequency oscillator, 6 is a phase comparator, 7 is a low-pass filter, and 8 is a voltage controlled oscillator as a local oscillator. The signal applied to input terminal 1 is
In the frequency converter 2, it is mixed with the output signal of the voltage controlled oscillator 8 and converted into, for example, an intermediate frequency. This frequency-converted signal contains a pilot signal, so it is extracted by a bandpass filter 4, and its phase is compared with the output signal of a reference pilot frequency oscillator 5 by a phase comparator 6, and an output signal corresponding to the phase difference is extracted. is used as the control voltage of the voltage controlled oscillator 8 via the low frequency wave generator 7, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 8 is controlled to match the phase of the extracted pilot signal and the output signal of the reference pilot frequency oscillator 5. This makes the frequency of the PSK signal frequency-converted from the output terminal 3 constant.

このようなパイロット信号を用いた自動周波数制御方式
は、次のような欠点がある。即ち、衛星通信に於いては
、人工衛星上の中継器の帯域幅や電源容量が制限されて
いるので、パイロット信号の周波数変換器だけPSK信
号に割当てられた帯域幅を縮小しなければならず、又パ
イロット信号の送信に割当てられた電力分だけPSK信
号の送信電力を削減しなければならないことになり、信
号対雑音比(C/N)が一層劣化することになる。更に
、パイロット信号を送出する基準局に障害が発生すると
、全通信システムがダウンするので、予備基準局が必要
となる。従って、通信システム構成が複雑且つ高価とな
る欠点がある。
The automatic frequency control method using such a pilot signal has the following drawbacks. That is, in satellite communications, the bandwidth and power capacity of repeaters on the satellite are limited, so the bandwidth allocated to the PSK signal must be reduced only to the pilot signal frequency converter. , and the transmission power of the PSK signal must be reduced by the amount of power allocated to the transmission of the pilot signal, resulting in further deterioration of the signal-to-noise ratio (C/N). Furthermore, if a failure occurs in the reference station that sends the pilot signal, the entire communication system goes down, so a backup reference station is required. Therefore, there is a drawback that the communication system configuration is complicated and expensive.

そこで、パイロット信号を用いない自動周波数制御方式
が提案されている。例えば、第2図に示すように、パイ
ロット信号を含まないPSK信号が入力端子11に加え
られ、周波数変換器12に於いて局部発振器としての電
圧制御発振器21の出力信号と混合され、例えば中間周
波数に変換されて、帯域濾波器13を介して出力端子1
4に出力され、例えば復調器(図示せず)に加えられる
。又帯域濾波器13の出力信号は、逓倍器15によりN
逓倍され、N相PSK信号は無変調信号となり、帯域濾
波器16により不要周波数成分が除去されて、分周器1
7によりN分周される。この分周器17の出力信号は、
N逓倍、N分周により搬送波周波数となり、位相比較器
18に加えられる。この位相比較器18により基準搬送
波発振器19の出力信号と位相比較を行い、位相差に対
応した信号を低域濾波器20を介して電圧制御発振器2
1の制御電圧とし、電圧制御発振器21の発振周波数を
制御し、周波数変換されたPSK信号の周波数を一定化
するものである。
Therefore, automatic frequency control methods that do not use pilot signals have been proposed. For example, as shown in FIG. 2, a PSK signal without a pilot signal is applied to an input terminal 11 and mixed in a frequency converter 12 with an output signal of a voltage controlled oscillator 21 as a local oscillator, for example at an intermediate frequency. is converted into output terminal 1 via bandpass filter 13.
4 and is applied to, for example, a demodulator (not shown). Further, the output signal of the bandpass filter 13 is converted to N by a multiplier 15.
The multiplied N-phase PSK signal becomes an unmodulated signal, unnecessary frequency components are removed by bandpass filter 16, and frequency divider 1
The frequency is divided by N by 7. The output signal of this frequency divider 17 is
The carrier wave frequency is obtained by multiplying by N and dividing by N, and is added to the phase comparator 18. The phase comparator 18 compares the phase with the output signal of the reference carrier oscillator 19, and sends a signal corresponding to the phase difference to the voltage controlled oscillator 2 via the low-pass filter 20.
1, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 21 is controlled, and the frequency of the frequency-converted PSK signal is made constant.

このように、パイロット信号を用いない場合には、搬送
波を再生して、その再生搬送波周波数を □基準搬送波
周波数と比較し、位相差が零となるように制御すること
により、周波数変換されたPs “K信号の周波数を一
定化するものであり、搬送波再生手段としては、前述の
N逓倍、N分周による方式以外に、ベースバンド信号処
理により搬送波再生を行う方式等が考えられる。
In this way, when a pilot signal is not used, the carrier wave is regenerated, the regenerated carrier frequency is compared with the reference carrier frequency, and the frequency-converted Ps is controlled so that the phase difference is zero. "The frequency of the K signal is made constant, and as the carrier wave reproducing means, in addition to the above-mentioned N multiplication and N frequency division methods, a method of reproducing the carrier wave by baseband signal processing can be considered.

前述のように、受信PSK信号の周波数を一定とするよ
うに自動周波数制御するのは、復調器に於ける搬送波再
生を容易にする為であり、自動周波数制御の為に前述の
ように搬送波を再生することは、周波数変動が大きいP
SK信号から搬送波を再生することであるから、自動周
波数制御の為に搬送波を再生することは実際上困難であ
り、特に低信号対雑音比の衛星通信に於いては、パイロ
ット信号を用いない自動周波数制御方式を実現すること
はできなかった。
As mentioned above, automatic frequency control to keep the frequency of the received PSK signal constant is to facilitate carrier wave regeneration in the demodulator. Playing P with large frequency fluctuations
Since the carrier wave is regenerated from the SK signal, it is practically difficult to regenerate the carrier wave for automatic frequency control.Especially in satellite communications with a low signal-to-noise ratio, automatic frequency control that does not use a pilot signal is difficult. It was not possible to realize a frequency control method.

発明の目的 本発明は、パイロット信号及び搬送波再生を不要として
、受信PSK信号の変換周波数を自動的に制御できるよ
うにすることを目的とするものである。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to make it possible to automatically control the conversion frequency of a received PSK signal without requiring pilot signal and carrier wave regeneration.

発明の構成 本発明は、受信PSK信号と受信局部発振器の出力信号
とを混合して周波数変換を行うと共に前記受信局部発振
器を制御して周波数変換されたPSK信号の周波数を一
定化する自動周波数制御方式に於いて、前記周波数変換
されたPSK信号が入力され、該PSK信号の占有帯域
幅にわたって直線的な検波感度を有する周波数弁別器と
、該周波数弁別器の出力信号を再生クロック信号に従っ
て断続するスイッチ回路と、該スイッチ回路の出力信号
の低域成分を前記受信局部発振器の発振周波数を制御す
る制御電圧とする低域濾波器とを有し、前記PSK信号
の識別タイミングに於ける周波数弁別出力信号を用いて
、前記受信局部発振器を制御するものであり、パイロッ
ト信号及び搬送波再生を不要として、自動周波数制御を
可能とすることができるものである。以下実施例につい
て詳細に説明する。
Structure of the Invention The present invention provides an automatic frequency control system that performs frequency conversion by mixing a received PSK signal and an output signal of a receiving local oscillator, and controls the receiving local oscillator to keep the frequency of the frequency-converted PSK signal constant. In this method, the frequency-converted PSK signal is input, a frequency discriminator having linear detection sensitivity over the occupied bandwidth of the PSK signal, and an output signal of the frequency discriminator are intermittent in accordance with a reproduced clock signal. a switch circuit; and a low-pass filter that uses a low-frequency component of the output signal of the switch circuit as a control voltage for controlling the oscillation frequency of the receiving local oscillator, and outputs frequency discrimination at the identification timing of the PSK signal. The receiving local oscillator is controlled using a signal, and automatic frequency control is possible without the need for a pilot signal and carrier wave regeneration. Examples will be described in detail below.

発明の実施例 第3図は、本発明の実施例の要部ブロック図であり、3
1は受信PSK信号の入力端子、32は周波数変換器、
33は出力端子、34は周波数弁別器、35はスイッチ
回路、36は低域濾波器、37は局部発振器としての電
圧制御発振器、38はクロック再生回路である。周波数
変換器32に於いて入力端子31からの受信PSK信号
と電圧制御発振器37の出力信号と混合され、例えば中
間周波数に変換されて出力端子33から復調器(図示せ
ず)に加えられる。この周波数変換器32で周波数変換
されたPSK信号は、周波数弁別器34に加えられる。
Embodiment of the invention FIG. 3 is a block diagram of main parts of an embodiment of the invention.
1 is an input terminal for the received PSK signal, 32 is a frequency converter,
33 is an output terminal, 34 is a frequency discriminator, 35 is a switch circuit, 36 is a low-pass filter, 37 is a voltage controlled oscillator as a local oscillator, and 38 is a clock regeneration circuit. In the frequency converter 32, the received PSK signal from the input terminal 31 is mixed with the output signal of the voltage controlled oscillator 37, converted to, for example, an intermediate frequency, and applied to a demodulator (not shown) from the output terminal 33. The PSK signal frequency-converted by this frequency converter 32 is applied to a frequency discriminator 34.

この周波数弁別器34は、PSK信号の占有帯域幅にわ
たって直線的な検波感度を有するものであり、周波数弁
別出力信号はスイッチ回路35に加えられる。このスイ
ッチ回路35はクロック信号によりオン、オフ制御され
、その出力信号は低域濾波器36を介して電圧制御発振
器37の制御電圧となり、周波数変換器32により変換
された周波数が一定となるように、電圧制御発振器37
が制御される。
This frequency discriminator 34 has linear detection sensitivity over the occupied bandwidth of the PSK signal, and a frequency discrimination output signal is applied to a switch circuit 35. This switch circuit 35 is controlled on and off by a clock signal, and its output signal becomes a control voltage for a voltage controlled oscillator 37 via a low-pass filter 36, so that the frequency converted by the frequency converter 32 remains constant. , voltage controlled oscillator 37
is controlled.

一般に、PSK信号は、搬送波をディジタル情報の“1
”、O”に対応してその位相を切換える変調方式による
ものであり、例えば、2相PSK信号は、搬送波位相を
ディジタル情報の1”、“0”に対応して0度と180
度とに切換える変調信号であり、又4相PSK信号は、
2相PSK信号を直交して合成することにより得られる
ものであって、θ度、90度、180度、270度の4
つの位相のうちの何れかの位相をとる変調信号である。
Generally, PSK signals use carrier waves as digital information “1”.
For example, in a two-phase PSK signal, the carrier wave phase is changed to 0 degrees and 180 degrees corresponding to digital information 1'' and 0.
It is a modulation signal that switches between
It is obtained by orthogonally synthesizing two-phase PSK signals, and has four angles of θ degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees.
This is a modulated signal that takes one of two phases.

このようなPSK信号は、搬送波周波数に線スペクトラ
ムが得られないものである。即ち、搬送波周波数成分の
エネルギが存在せず、従って、直接PSK信号を周波数
弁別しても周波数誤差情報が得られないと考えられてい
た。
Such a PSK signal does not have a line spectrum at the carrier frequency. That is, there is no energy in the carrier frequency component, and therefore, it was thought that frequency error information could not be obtained even if the frequency of the PSK signal was directly discriminated.

しかし、PSK信号が占有する信号帯域幅にわたって直
線的な弁別感度を有する周波数弁別器を用いると、搬送
周波数の線スペクトラムがなくても周波数誤差情報を得
ることができる。この原理は、次のように説明すること
ができる。
However, by using a frequency discriminator that has linear discrimination sensitivity over the signal bandwidth occupied by the PSK signal, frequency error information can be obtained without a line spectrum of the carrier frequency. This principle can be explained as follows.

2相PSK信号に於いて、ディジタル情報に対応して0
度、180度の位相状態の搬送波、即ち変調波が得られ
、この搬送波に線スペクトラムが存在しないのは、2つ
の位相が互いに逆相の為に打ち消し合うからである。
In the 2-phase PSK signal, 0 corresponds to digital information.
A carrier wave, that is, a modulated wave, with a phase of 180 degrees is obtained, and the reason why there is no line spectrum in this carrier wave is because the two phases are opposite to each other and cancel each other out.

周波数弁別器として、微分と包絡線検波とを組合せた構
成に於いて、入力信号をE。とじ、Aを振幅、ωを角周
波数、θを位相とすると、E6 =Asin(ωt+θ
)・・・・(1)と表され、これを微分すると、 go’=Aωcosωt −−・−(2)となる。即ち
(2)式の信号を包絡線検波することにより、角周波数
ωに比例した振幅の信号が得られることになる。
As a frequency discriminator, in a configuration that combines differentiation and envelope detection, the input signal is E. If A is the amplitude, ω is the angular frequency, and θ is the phase, then E6 = Asin(ωt+θ
)...(1), and when differentiated, it becomes go'=Aωcosωt −−・−(2). That is, by envelope-detecting the signal of equation (2), a signal with an amplitude proportional to the angular frequency ω is obtained.

一方帯域制限しないPSK信号を微分すると、符号の変
換点にインパルスが発生し、それ以外の部分では、角周
波数に比例した信号が得られる。
On the other hand, when a PSK signal that is not band-limited is differentiated, an impulse is generated at the code conversion point, and a signal proportional to the angular frequency is obtained at other parts.

即ち、2相PSK信号についてみると、搬送波の0度と
180度との変換点では大きな周波数変化に相当し、そ
の他の部分では、同一の周波数となるので、符号変換点
に於ける弁別出力はインパルスとなり、それ以外の部分
に於ける弁別出力は角周波数ωに比例した値の直流信号
となる。即ち周波数弁別を行うことができることになる
That is, when looking at a two-phase PSK signal, the conversion point between 0 and 180 degrees of the carrier wave corresponds to a large frequency change, and the other parts have the same frequency, so the discrimination output at the code conversion point is This becomes an impulse, and the discrimination output in other parts becomes a DC signal with a value proportional to the angular frequency ω. In other words, frequency discrimination can be performed.

又PSK信号を帯域制限すると、位相の変化が瞬時に起
こらずに成る時間にわたって発生することになり、これ
は瞬時角周波数が変化することを意味するが、この変化
は変調パターンに依存し、一般にPSK信号は、擬僚ラ
ンダム符号等により拡散される為に、前述の瞬時角周波
数の変化は平均化され、弁別出力の平均直流電圧は入力
周波数に比例したものとなり、この場合も周波数弁別を
行うことができる。
Band-limiting a PSK signal also causes the phase change to occur over time rather than instantaneously, which means that the instantaneous angular frequency changes, but this change depends on the modulation pattern and is generally Since the PSK signal is spread by a pseudorandom code, etc., the change in the instantaneous angular frequency mentioned above is averaged, and the average DC voltage of the discrimination output becomes proportional to the input frequency, and frequency discrimination is performed in this case as well. be able to.

前述のような原理により、周波数弁別器34により周波
数変換されたPSK信号の周波数弁別を行うことができ
、その弁別出力信号を用いて電圧制御発振器37の発振
周波数を制御することができることになる。
According to the above-mentioned principle, the frequency of the frequency-converted PSK signal can be discriminated by the frequency discriminator 34, and the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator 37 can be controlled using the discrimination output signal.

しかし、前述のように帯域制限をした場合には、PSK
信号の瞬時角周波数が常に変化し、特に符号変換点近傍
ではその変化が大きいものとなる。これは変調パターン
ジッタに相当するものであり、弁別出力に雑音となって
現れることになる。
However, if the bandwidth is limited as described above, PSK
The instantaneous angular frequency of the signal constantly changes, and the change is particularly large near the code conversion point. This corresponds to modulation pattern jitter, and appears as noise in the discrimination output.

このような変調パターンによる影響をスイッチ回路35
により除くものであり、クロック再生回路38で再生し
たクロック信号によりスイッチ回路35のオン、オフ制
御を行い、符号の変換点近傍の周波数弁別器34の出力
信号を除き、符号の識別タイミングに於ける弁別出力信
号を取り出して、低域濾波器36を介して電圧制御発振
器37の制御電圧とするものである。なおりロック再生
回路38によりクロック信号を再生する代わりに、復調
器に於いてクロック信号を再生するものであるから、そ
の再生されたクロック信号を利用することも可能である
The influence of such a modulation pattern can be absorbed by the switch circuit 35.
The switch circuit 35 is controlled on and off by the clock signal regenerated by the clock regeneration circuit 38, and the output signal of the frequency discriminator 34 near the code conversion point is excluded. The discrimination output signal is extracted and passed through a low-pass filter 36 to be used as a control voltage for a voltage controlled oscillator 37. Furthermore, instead of regenerating the clock signal by the lock regeneration circuit 38, the clock signal is regenerated in the demodulator, so it is also possible to utilize the regenerated clock signal.

前述のように、周波数変換器32で周波数変換されたP
SK信号の周波数は、周波数弁別器34で弁別され、そ
の弁別出力信号のうちの符号変換点近傍に相当するもの
を除いて、電圧制御発振器37の制御電圧とし、出力端
子33に周波数を一定化したPSK信号を出力すること
ができるものとなる。
As mentioned above, the frequency of P converted by the frequency converter 32 is
The frequency of the SK signal is discriminated by a frequency discriminator 34, and the signals, excluding those corresponding to the vicinity of the code conversion point, are used as the control voltage of the voltage controlled oscillator 37, and the frequency is kept constant at the output terminal 33. This makes it possible to output a PSK signal.

第4図は、本発明に於いて使用する周波数弁別器の一例
のブロック図であり、41は入力端子、42はハイブリ
ッド回路、43.44は平衡変調器、45は基準発振器
、46は移相器、47は低域濾波器、48は高域濾波器
、49は掛算器であり、又50は出力端子である。基準
発振器45は、入力端子41に加えられる周波数変換さ
れたPSK信号の希望周波数と同一の周波数の信号を出
力し、移相器46により例えば平衡変調器43には0度
、平衡変調器744には90度の位相で加えるように移
相を行うものである。入力端子41に加えられたPSK
信号はハイブリッド回路42により分岐されて平衡変調
器43.44に加えられ、平衡変調器43から、As1
nΔωt、又平衡変調器44から、A cosΔωtの
信号が出力される。なおΔωは基準発振器45の発振周
波数と、PSK信号の周波数との差の周波数を示す。
FIG. 4 is a block diagram of an example of a frequency discriminator used in the present invention, where 41 is an input terminal, 42 is a hybrid circuit, 43 and 44 are balanced modulators, 45 is a reference oscillator, and 46 is a phase shifter. 47 is a low-pass filter, 48 is a high-pass filter, 49 is a multiplier, and 50 is an output terminal. The reference oscillator 45 outputs a signal of the same frequency as the desired frequency of the frequency-converted PSK signal applied to the input terminal 41, and the phase shifter 46 outputs a signal of 0 degrees to the balanced modulator 43 and 0 degree to the balanced modulator 744, for example. The phase shift is performed so that the addition is made at a phase of 90 degrees. PSK added to input terminal 41
The signal is branched by the hybrid circuit 42 and applied to balanced modulators 43, 44, and from the balanced modulator 43 As1
nΔωt, and a signal of A cosΔωt is output from the balanced modulator 44. Note that Δω indicates the frequency difference between the oscillation frequency of the reference oscillator 45 and the frequency of the PSK signal.

低域濾波器47と高域濾波器48とは同一のカットオフ
周波数及び同一の次数を有するように設定されており、
高域濾波器48は微分回路に相当するから、平衡変調器
44の出力信号を加えることにより、その出力信号は、
AΔωsinΔωtとなる。又低域濾波器47は積分回
路に相当し、この場合は、平衡変調器43の出力信号の
高調波成分が除去されて、前述のAs1nΔωtの信号
が出力される。掛算器49で低域濾波器47と高域濾波
器48との出力信号を掛算するものであり、従って、そ
の出力信号は、A2ΔωsinΔωtとなる。従って、
周波数差Δωに比例した直流分が出力端子50に現れる
ことになる。
The low-pass filter 47 and the high-pass filter 48 are set to have the same cutoff frequency and the same order,
Since the high-pass filter 48 corresponds to a differentiating circuit, by adding the output signal of the balanced modulator 44, the output signal becomes
AΔω sin Δωt. Furthermore, the low-pass filter 47 corresponds to an integrating circuit, and in this case, harmonic components of the output signal of the balanced modulator 43 are removed, and the above-mentioned signal As1nΔωt is output. The multiplier 49 multiplies the output signals of the low-pass filter 47 and the high-pass filter 48, and therefore, the output signal is A2Δω sin Δωt. Therefore,
A DC component proportional to the frequency difference Δω appears at the output terminal 50.

第5図は受信PSK信号のスペクトラムの一例の説明図
であり、F、は搬送波周波数、FMはナイキスト周波数
である。このようなスペクトラムに対して、周波数弁別
器34は、第6図に示すように、PSK信号の占有帯域
にわたって直線的な検波感度を有するように構成するも
のである。それによって、前述のように、搬送波周波数
に線スペクトラムを有しないPSK信号を周波数弁別し
た時に、搬送周波数に対応した弁別出力信号を得ること
ができるものである。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of the spectrum of the received PSK signal, where F is the carrier frequency and FM is the Nyquist frequency. For such a spectrum, the frequency discriminator 34 is configured to have linear detection sensitivity over the occupied band of the PSK signal, as shown in FIG. Thereby, as described above, when frequency discrimination is performed on a PSK signal that does not have a line spectrum at the carrier frequency, it is possible to obtain a discrimination output signal corresponding to the carrier frequency.

中心周波数の安定度の点からは、水晶等を用いた周波数
弁別器が考えられるが、このような周波数弁別器は直M
A eJI域が狭いものであり、又直線領域を広くする
為にコイルやコンデンサからなる同調回路を用いた周波
数弁別器は、中心周波数の安定度が悪い欠点がある。し
かし、前述の第4図に示す構成の周波数弁別器は、中心
周波数の安定度は基準発振器45を高安定度の水晶発振
器とすることにより所望の値とすることが容易であり、
又直線領域は、平衡変調器43.44に於ける90度位
相差による変調を用いているので、所望の広さとするこ
とが可能である。
From the point of view of stability of the center frequency, a frequency discriminator using a crystal etc. can be considered, but such a frequency discriminator is
A frequency discriminator that has a narrow eJI range and uses a tuning circuit consisting of a coil or a capacitor to widen the linear range has the disadvantage of poor center frequency stability. However, in the frequency discriminator having the configuration shown in FIG. 4, the stability of the center frequency can be easily set to a desired value by using a highly stable crystal oscillator as the reference oscillator 45.
Furthermore, since the linear region uses modulation using a 90 degree phase difference in the balanced modulators 43 and 44, it is possible to make the linear region as wide as desired.

又スイッチ回路35は、単に周波数弁別出力信号をオン
、オフする構成とし、低域濾波器36により平滑化して
電圧制御発振器37の制御電圧とすることもできるが、
サンプリングホールド回路を設けて、識別タイミングに
於ける周波数弁別出力信号をサンプリングホールドする
構成とすることも可能である。
Alternatively, the switch circuit 35 may be configured to simply turn on and off the frequency discrimination output signal, and the signal may be smoothed by the low-pass filter 36 and used as the control voltage for the voltage controlled oscillator 37.
It is also possible to provide a sampling and holding circuit to sample and hold the frequency discrimination output signal at the identification timing.

発明の詳細 な説明したように、本発明は、周波数変換されたPSK
信号が入力され、且つこのPSK信号の占有帯域幅にわ
たって直線的な検波感度を有する周波数弁別器34と、
この周波数弁別器34の出力信号を再生クロック信号に
従って断続するスイッチ回路35と、このスイッチ回路
35の出力信号の低域成分を受信局部発振器(電圧制御
発振器37)の発振周波数を制御する制御電圧とする低
域濾波器36とを有し、前記PSK信号の識別タイミン
グに於ける周波数弁別出力信号を用いて、前記受信局部
発振器を制御するものであり、PSK信号の周波数誤差
情報を取り出すことができ、且つ変調パターンによる影
響を受けない制御電圧を受信局部発振器(電圧制御発振
器)に加えることができるので、パイロット信号及び搬
送波再生回路を不要として、自動周波数制御を行うこと
ができる。従って、衛星通信等に適用して、経済的な通
信システムを構成することが可能となる利点がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As described above, the present invention provides frequency-converted PSK
a frequency discriminator 34 to which a signal is input and which has linear detection sensitivity over the occupied bandwidth of the PSK signal;
A switch circuit 35 connects the output signal of the frequency discriminator 34 on and off according to the reproduced clock signal, and converts the low frequency component of the output signal of the switch circuit 35 into a control voltage that controls the oscillation frequency of the receiving local oscillator (voltage controlled oscillator 37). The receiving local oscillator is controlled using a frequency discrimination output signal at the identification timing of the PSK signal, and frequency error information of the PSK signal can be extracted. , and a control voltage that is not affected by the modulation pattern can be applied to the receiving local oscillator (voltage controlled oscillator), so automatic frequency control can be performed without the need for a pilot signal and carrier regeneration circuit. Therefore, there is an advantage that it is possible to configure an economical communication system by applying it to satellite communication or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のパイロット信号を用いた自動制御方式の
要部ブロック図、第2図は従来の搬送波再生回路を用い
た自動周波数制御方式の要部ブロック図、第3図は、本
発明の実施例の要部ブロック図、第4図は周波数弁別器
の要部ブロック図、第5図はPSK信号のスペクトラム
の説明図、第6図は周波数弁別器の検波感度説明図であ
る。 31は受信PSK信号の入力端子、32は周波数変換器
、33ば出力端子、34は周波数弁別器、35はスイッ
チ回路、36は低域濾波器、37は局部発振器としての
電圧制御発振器、38はクロック再生回路である。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第 1 図 12図 t 第3図 第6図 第4図 5 > 44 48
Figure 1 is a block diagram of the main part of a conventional automatic control system using a pilot signal, Figure 2 is a block diagram of a main part of a conventional automatic frequency control system using a carrier regeneration circuit, and Figure 3 is a block diagram of the main part of an automatic frequency control system using a conventional carrier regeneration circuit. FIG. 4 is a block diagram of the main part of the embodiment, FIG. 4 is a block diagram of the main part of the frequency discriminator, FIG. 5 is an explanatory diagram of the spectrum of the PSK signal, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the detection sensitivity of the frequency discriminator. 31 is an input terminal for the received PSK signal, 32 is a frequency converter, 33 is an output terminal, 34 is a frequency discriminator, 35 is a switch circuit, 36 is a low-pass filter, 37 is a voltage controlled oscillator as a local oscillator, 38 is a This is a clock recovery circuit. Patent Applicant Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Akira Aitani Representative Patent Attorney Hiroshi Watanabe - Figure 1 Figure 12 t Figure 3 Figure 6 Figure 4 Figure 5 > 44 48

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 受信PSK信号と受信局部発振器の出力信号とを混合し
て周波数変換を行うと共に前記受信局部発振器を制御し
て周波数変換されたPSK信号の周波数を一定化する自
動周波数制御方式に於いて、前記周波数変換されたPS
K信号が入力され、該PSK信号の占有帯域幅にわたっ
て直線的な検波感度を有する周波数弁別器と、該周波数
弁別器の出力信号を再生クロック信号に従って断続する
スイッチ回路と、該スイッチ回路の出力信号の低域成分
を前記受信局部発振器の発振周波数を制御する制御電圧
とする低域濾波器とを有し、前記PSK信号の識別タイ
ミングに於ける周波数弁別出力信号を用いて、前記受信
局部発振器を制御することを特徴とする自動周波数制御
方式。
In an automatic frequency control method that performs frequency conversion by mixing a received PSK signal and an output signal of a receiving local oscillator, and also controls the receiving local oscillator to make the frequency of the frequency-converted PSK signal constant, the frequency Converted PS
a frequency discriminator to which the K signal is input and has linear detection sensitivity over the occupied bandwidth of the PSK signal; a switch circuit that intermittents the output signal of the frequency discriminator in accordance with a regenerated clock signal; and an output signal of the switch circuit. and a low-pass filter that uses the low-frequency component of the signal as a control voltage for controlling the oscillation frequency of the receiving local oscillator, and using a frequency discrimination output signal at the identification timing of the PSK signal, the receiving local oscillator is controlled. Automatic frequency control method characterized by control.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04111653A (en) * 1990-08-31 1992-04-13 Fukushima Nippon Denki Kk Carrier recovery device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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