JPS6046907B2 - 基準搬送波再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、マルチブルアクセス方式の時分割多重通
信において、時分割入力される複数のバースト信号（搬
送波）からそれぞれの基準搬送波信号あるいはクロック
信号を再生する基準搬送波再生回路に関し、特にその同
期引込みに関するものである。

マルチプルアクセス方式の衛星通信あるいは地上回線
における多方向多重方式としては、周波数分割多重方式
および時分割多重化方式等があるが、最近ではディジタ
ル情報の伝送が多くなり、これを相互干渉することなく
効率よく伝送させる目的で時分割多重化方式が多く用い
られている。

第１図は、この時分割多重化方式を用いた多方向多重
地上回線のシステム概要を示すもので、第１図ａのよう
に１台の親局Ｐと、散在配置された複数台（この場合４
台）の子局Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで構成されている。これら各
子局Ａ−Ｄには、それぞれ時分割されたタイムスロット
ＴＡ、ＴＢ、Ｔｃ、ＴＤが割当てられており、各子局Ａ
−Ｄの情報はその自局割当タイムスロットＴＡ−ＴＤの
期間内だけ親局Ｐにそれぞれ送信することができる。各
子局Ａ−Ｄから送信された各子局情報は親局Ｐで受信さ
れ、その受信信号は第１図ｂに示すように各子局の割当
タイムスロット順にパースト入力され、かつそれがフレ
ーム単位で入力される。ところで、これら各子局Ａ−Ｄ
の送信搬送波の周波数ＦＡ，ｆＩ３，ｆＯ，ｆＤおよび
その位相θＡ，θＢ，θＣ，θｏは一般に異なつており
、また親局Ｐと各子局Ａ−Ｄ間の距離およびその間の電
波伝搬状態も異なるので、親局Ｐで受信される各子局送
信搬送波の周波数、位相はまちまちである。したがつて
、例えば各子局Ａ−Ｄの情報が位相変調により送信され
、これを同期検波方式により復調する場合、各子局の送
信搬送波からそれぞれの基準搬送波を再生し、それを復
調回路に入力する必要がある。第２図は、この種の装置
に用いられる従来の基準搬送波再生回路を示すもので、
１は位相変調されたされた各子局Ａ−Ｄの位相変調波か
らその割当タイムスロット順、かつそれが所定のフレー
ム周期Ｆで入力される入力端子、２は入力端子１にパー
スト入力される各子局Ａ−Ｄの位相変調波から、逓倍方
式等によりそれぞれの無変調搬送波（以下パースト搬送
波と呼ぶ）ＦＣｆＡ，ｆＢ，ｆｃ，ｆＤ）を発生する無
変調搬送波発生回路、３はこれらパースト搬送波入力端
子ＦＣｆＡ，ｆＢ，ｆ。

，ｆＯ〕と後述するその基準搬送波Ｆ。ＣｆＯＡ，ｆＯ
Ｂ，ｆＯＯ，ｆＯＤ〕の位相差θ−００を検出し、その
位相差に応じた位相差電圧■〔■Ａ，■Ｂ，■。，■ｏ
〕を出力する位相検波器、４はこの位相誤差電圧計Ｖの
高周波成分を除去する低域泊波器（以下ＬＰＦと呼ふ）
、５はこのＬＰＦ４の出力電圧すなわち■ＣＯ制御電圧
■〔■Ａ，■８，ＶＣ，■ｏ〕に応じてその発振波数位
相を制御する電圧制御発．振器（以以下ＶＣＯと呼ぶ）
で、このＶＣＯ５の発振出力が基準搬送波ＦＯ〔ＦＯＡ
，ｆＯＢ，ｆＯＯ，ｆＯＤ〕として位相検波器３に比較
入力されると共に出力端子６に出力される。ここで、位
相検波器３、ＬＰＦ４、■ＣＯ５は位・相同期回路（Ｐ
ＬＬ）を構成してており、ＶＣＯ５の発振出力Ｆ。

が入力される各パースト搬送波ｆに追従すなわち同期す
るように制御される。すなわち、ＶＣＯ５の自走発振状
態に対する各パースト搬送波ｆおよび制御電圧Ｖの変動
分をそれぞれΔＦ，ΔＶとすると、ここで Ｋｄ：位相検波器３の検波感度（Ｖｌｒａｄ）ＫＯ：Ｖ
ＣＯ５の変調感度（ＲａｄＩｓｅｃＩＶ）Ｆ（Ｓ）：Ｌ
ＰＥ４の時定数となる。

なお、ＰＬＬが同期状態ではＳ＝０となるノので、ΔＶ
／Δｆ＝１／ＫＯとなり、Δｆに比例したΔＶがＬＰＦ
４より出力される。次に、この従来回路の動作を第３図
ａ−ｅの動作波形図を用いて説明する。

入力端子１に入力された各子局Ａ−Ｄの位相検調器は、
無変調搬送波、発生回路２で無変調化され、第３図ａに
示すようなパースト搬送波ｆとして出力される。これら
各パースト搬送波ＦＣｆＡ，ｆＢ，ｆＯ，ｆＯ〕は位相
検波器３において、その各パーストタイミングでＶＣＯ
５より出力される基準搬送波ＦＣｆＯＡ，ｆＯ゛１３，
ｆ００，ｆ０Ｄ〕とそれぞれ位相比較され、位相検波器
３はその各位相差に応じた位相誤差電圧■〔ＶＡ，ＶＩ
３，■Ｃ，■ｏ〕を出力する。この場合、ＰＬＬ動作が
理想的でその同期引込み時間が零であれば、位相検波器
３の位相誤差電圧■は第３図ｂのように各パーストの入
力タイミングで同期制御電圧に立上るのであるが、実際
にはＰＬＬの応答特性例えばＬＰＦ４の時定数、ＶＣＯ
５の自走発振周波数のすれ以置等により、その位相誤差
電圧■は第３図ｃのように所定の同期制御電圧に達する
までの所要の時間を要し、またその初期では振動を生じ
る。この位相誤差電圧■〔■Ａ，■Ｂ，■。，■Ｄ〕は
ＬＰＦ４に入力され、その高周波成分（振動成分）が除
去され、第３図ｄのように低域沖波されて■ＣＯ制御電
圧■〔■Ａ，ＶＢ，■Ｃ，ＶＯ〕として出力され、これ
らが■ＣＯ５に入力される。ＶＣＯ５はこのＶＣＯ制御
電圧■によりその発振周波数、位相が制御されるのであ
るが、この場合、各制御量電■Ａ，■Ｂ，ＶＣ，■Ｄの
立上りが悪化しているので、■ＣＯ５の発振出力すなわ
ち基準搬送波ＦＯＣｆＯＡ９ｆＯＢ９ｆＯＣ９ｆＯＤ〕
が各７ゞースト搬送波ＦＣｆＡ，ｆＢ，ｆＯ，ｆＤ〕に
完全同期するまでにはかなりの時間（同期引込時間）γ
ｐを要する。第３図ｅはその同期／非同期状態を示すも
ので、各パースト入力期間内におけるそれぞれの同期期
間は、同期引込時間τｐだけ短縮されている。従来の搬
送波再生回路は以上のように構成されているので、各パ
ースト搬送波Ｆｌｌ′ＦＡ，ｆＢ，ｆｃ，ｆＯ〕が入力
されてから、それに同期した基準搬送波ＦＯ〔ＦＯＡ，
ｆＯＯ，ｆＯ。

，ｆＯＯ〕が得られるまでかなり遅延時間（すなわち同
期引込時間）τｐを要し、この時間内に受信された位相
変調波は復調することがてきず、特に、多方向多重地上
回線のように各子局Ａ−Ｄの割当タイムスロットＴＡ−
ＴＯが短かいシステムでは、そのタイムスロットに占め
る同期引込時間γｐの比率が高くなり、伝送効率が大幅
に低下する等の欠点があつた。なお、この欠点を補う方
法として、第４図に示すように入力される各パースト搬
送波ＦＣｆＡ〜ＦＮ〕にそれぞれ対応するＬＰＦ４ａ〜
４ｎおよびＶＣＯ５ａ〜５ｎを設けると共にそれをパー
ストタイミングで切換える切換器７，８を設け、各パー
スト毎にそのＰＬＬ応答特性を変える方法も従来からあ
るが、この場合においても大幅な同期引込時間τｐの短
縮を図ることは無理であり、また、ＬＰＦ４およびＶＣ
Ｏ４を入力されるパースト搬送波ｆの数だけ備えなけれ
ばならないので、装置が大型かつ複雑化し、高価なもの
となる。この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、各パースト搬送波の■Ｃ
Ｏ制御電圧（ＬＰＦ出力電圧）をそれぞれ所定フレーム
の間記憶する記憶回路と、この記憶回路に記憶された記
憶制御電圧と上記■ＣＯ制御電圧が各パーストタイミン
グで交互に切換入力される第１、第２のＶＣＯを設け、
このいずれか一方の■ＣＯに上記ＶＣＯ制御電圧を入力
してＰＬＬ制御させると共に他方のＶＣＯに上記記憶制
御電圧を入力してその自走発振周波数を次パーストの搬
送波周波数近傍に予備設定することにより、各パースト
搬送波の同期引込時間を短縮し、伝送効率のよい時分割
多重伝送ができる基準搬送波再生装置を提供することを
目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第５図において、符号１〜３および６は第２図の従来の
ものと同一である。１０は位相検波器３から出力される
位相誤差電圧■の高周波成分を除去し、ＶＣＯの制御電
圧Ｖを出力するＬＰＦで、このＬＰＦｌＯは各パースト
の同期引込みが完了する時点で、次パーストのパースト
長に応じてその時定数が切換えられるように構成されて
いる。

１１および１２は第１および第２のＶＣＯ、１３ａ〜１
３ｄはフレーム入力される各パースト搬送波ＦＣｆＡ，
ｆＢ，ｆＯ，ｆＤ〕に対応して設けられ、ＬＰＦｌＯか
ら出力される各パーストの制御電圧■〔ＶＡ，ＶＢ，Ｖ
Ｃ，■ｏ〕をそれぞれ次ハレームまで一時記憶する記憶
回路、１４はＬＰＦｌＯの制御電圧■〔■Ａ，ＶＢ，■
Ｃ，ＶＤ〕と記憶回路１３ａ〜１３Ｄから読出される記
憶制御電圧Ｖ−１〔■ぇ−１９ＶＢ−１９ＶＣ−１９Ｖ
Ｄ−１〕を各パーストタイミングに対応して第１と第２
のＶＣＯｌｌ，ｌ２に交互に切換出力する第１の切換回
路、１５は第１の切換回路１４の切換タイミングに同期
して、制御電圧■が入力される側のＶＣＯｌｌあるいは
１２の発振出力（再生基準搬送波）ＦＯを位相検波器３
に切換出力する第２の切換回路、１６は第１の切換回路
１１により切換出力される■ＣＯｌｌ，ｌ２の制御電圧
■〔■Ａ，ＶＢ，■０，ＶＤ〕を切換出力する第３の切
換回路で、この切換タイミングはＰＬＬ制御の過度状態
の影響をなくするため第１の切換回路１４の切換タイミ
ングよりτＸだけ遅延させている。

１７はこの第３の切換回路１６より出力される各パース
トの制御電圧■〔■Ａ，■８，ＶＣ，■ｏ〕をサンプリ
ングし、それを対応する記憶回路１３ａ〜１３ｄにそれ
ぞれ書込む書込回路１８は前フレームに記憶された記憶
回路１３ａ〜１３ｄの記憶制御電圧■一，〔■６−１，
ＶＢ−１，■。

−１，■Ｄ−１〕を、当該パースト搬送波ｆ〔ＦＡ，ｆ
Ｂ，ｆＯ，ｆＯ〕が入力される１パースト前のパースト
タイミングで読出し、それを第１の切換回路１４に出力
する読出回路、１９はこれら切換回路１４，１５，１６
および書込み回路１７、読出回路１８のタイミング制御
を行う制御回路である。次に、この回路動作を第６図ａ
−１の動作波形図を用いて説明する。

第６図において、ａは位相検波器３に入力されるパース
ト搬送波Ｆ．．ｂは位相検波器３より出力される位相誤
差電圧■、ｃは第１および第２の切換回路１４，１５の
切換タイミング、ｄは第３の切換回路１６の切換タイミ
ング、ｅは書込回路１７の書込みタイミング、ｆは読出
回路１８の読出しタイミング、ｇおよびｈは第１および
第２のＶＣＯｌｌ，ｌ２にそれぞれ印加されるＶＣＯ制
御電圧、ｉはこの実施例における同期／非同期状態を示
すものである。第５図において、位相検波器３には従来
と同様に入力端子１、無変調搬送波発生回路２を介し、
第６図ａに示すパースト搬送波ＦＣｆＡ，ｆＢ，ｆ。

，ｆＤ〕が入力される。位相検波器３はこのパースト搬
送波ＦＣｆＡ，ｆＢ，ｆＯ，ｆＯ〕とその基準搬送波Ｆ
ＯＣｆＯＡ９ｆＯＢ９ｆＯＣ９ｆＯＤ〕の位相差をそれ
ぞれ検出し、それに応じた位相誤差電圧■〔ＶＡ，ＶＢ
，ＶＯ，ＶＤ〕をＬＰＦｌＯに出力する。ＬＰＦｌＯは
この位相差電圧■〔■Ａ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ〕の高周波
成分を除去してＶＣＯ制御電圧■〔ＶＡ，■Ｂ，■Ｃ，
■ｏ〕として第１の切換回路１４に出力する。今、ＴＡ
のタイミングでパースト搬送波ＦＡが入力され、そのＶ
ＣＯ制御電圧ＶＡがＬＰＦｌＯより出力されたとすると
、第１および第２の切換回路１４，１５は第６図ｃのよ
うにそのＴＡタイミングで第１のＶＣＯｌｌ側に切換え
られ、この■ＣＯ制御電圧■９は第１のＶＣＯｌｌに入
力され、そのＶＣＯ発振出力すなわち基準搬送波ＦＯＡ
は第２の切換回路１５を介して位相検波器３に入力され
る。これによりパースト搬送波ＦＡのＰＬＬ制御がなさ
れ、出力端子６よりその基準搬送波Ｆ。Ａが出力される
。また、このＴＡタイミングからτＸだけ遅延したタイ
ミングで第３の切換回路１６が第６図ｄのように第１の
ＶＣＯｌｌ側に切換えられ、その制御電圧■Ａが書込回
路１４に入力される。

この書込回路１７はこれを第６図ｅのタイミングでサン
．プリングし、そのサンプリング電圧■６を記憶回路１
３ａに書込む。一方、読出回路１８は第６図ｆに示すタ
イミングで、前フレームに記憶されたパースト搬送波Ｆ
８のＶＣＯ制御電圧（記憶制御電圧）■Ｂ−１を記憶ｊ
回路１３ｂから読出し、それを第１の切換回路１４に入
力する。

第１の切換回路１４はこの記憶制御電圧■Ｂ−１を第２
のＶＣＯｌ２に入力し、その自走発振周波数を前フレー
ムのパースト搬送波Ｆｌ３の周波数に予備設定する。次
に、ＴＢタイミングでパースト搬送波ＦＢが入力される
と、第１および第２の切換回路１４，１５が切換えられ
、ＬＰＦｌＯから出力されるそのＶＣＯ制御電圧■８は
第２のＶＣＯｌ２に入力され、その基準搬送波ＦＯＢは
第２の切換回路１５を介して記憶回路３に入力される。

これによりパースト搬送波ＦＴ３のＰＬＬ制御がなされ
る。以下、同様なタイムシーケンスにより切換制御する
ことにより、第１および第２のＶＣＯｌｌ，ｌ２にはＬ
ＰＦｌＯから出力されるＶＣＯ制御電圧■〔■Ａ，ＶＢ
，■Ｃ，■Ｄ〕と記憶回路１３ａ〜１３ｄの記憶制御電
圧Ｖ−１〔■９−１，■８−１，■。

−１，ＶＤ−１〕が第６図ｇおよびｈに示すように交互
にノ切換入力され、いずれか一方すなわちＰＬＬ制御さ
れない側の■ＣＯの発振周波数を次パースト搬送波周波
数の近傍にあらかじめ設定しておく。ところで、ＰＬＬ
の同期引込時間γｐは次式に示すように、入力される搬
送波信号ｆとＶＣＯの自走発振信号との周波数差Δωの
２乗に比例する。すなわち、ここでξ：ＰＬＬのダンピ
ン係数 ωｎ：ＰＬＬの自然角周波数 となる。

したがつて、上記実施例のようにＶＣＯの発振周波数を
次パーストの搬送波周波数近傍にあらかじめ設定すなわ
ち上式のΔωを小さくすることにより、同期引込時間τ
ｐを大幅に短縮できる。第６図１はこの実施例における
ＰＬＬの同期／非同期の状態を示すもので、その同期期
間は各パースト搬送波の入力期間にほぼ一致している。
なお、第６図ｇおよびｈに示す第１および第２の■ＣＯ
ｌｌ，ｌ２のＶＣＯ制御電圧ＶＣＶＡ，■Ｂ，■Ｃ，■
Ｄ〕が各パースト入力時点で過度応答によソー時的に低
下するが、これはＬＰＦｌＯの時定数を切換えてＰＬＬ
の自然角周波数ωｎを大きくすることによりこの影響を
小さくすることができる。なお、上記実施例では位相変
調波を同期検波する場合の基準搬送波再生回路について
述べたが、その他の信号再生、例えば無変調搬送波発生
回路２の代りにクロック信号を抽出するクロック抽出回
路を用いれば基準クロック信号の再生が可能となる。

また、この発明は多方向多重の地上回線に限らず、マル
チブルアクセス方式の衛星通信等、時分割多重伝送され
る搬送波およびクロック信号の再生にも適用できること
は云うまでもない。

以上のように、この発明によれば各パースト搬送波のＶ
ＣＯ制御電圧をそれぞれ所定フレームの間記憶する記憶
回路と、この各記憶回路に記憶された記憶制御電圧と上
記ＶＣＯ制御電圧が各パーストタイミングで交互に切換
入力される第１、第２のＶＣＯを設け、このいずれか一
方のＶＣＯに上記ＶＣＯ制御電圧を入力してＰＬＬ制御
させると共に他方のＶＣＯに上記記憶制御電圧を入力し
てその自走発振周波数を次パーストの搬送波周波数近傍
に予備設定するように構成したので、各パースト搬送波
の同期引込時間を大幅に短縮することができ、伝送効率
のよい時分割多重伝送ができる。

また、各パースト搬送波に対応した記憶回路を設け、■
ＣＯ制御電圧を記憶するようにしたので、安価かつ融通
性にとんだシステムが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多方向多重地上回線のシステム概要図、第２図
は従来の基準搬送波再生装置の回路構成図、第３図は第
２図の動作を説明するための動作波形図、第Ａ図はその
他の従来装置の回路構成図、第５図はこの発明の一実施
例による基準搬送波再生装置の回路構成図、第６図は第
５図の動作を説明するための動作波形図てある。 図中、３は位相検波器、１０は低域；戸波器、１１およ
び１２は第１および第２の電圧制御発振器、１３ａ〜１
３ｄは記憶回路、１４，１５および１６は第１、第２お
よび第３の切換回路、１７は書込回路、１８は読出回路
、１９は制御回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各フレームの所定タイミングの順次バースト入力さ
   れるＮ個の搬送波から、それぞれの基準搬送波を再生す
   るものにおいて、上記バースト入力される各搬送波とそ
   れぞれの基準搬送波との位相差を検出し、その位相差に
   応じた位相誤差電圧を出力する位相検波器、この位相検
   波器から出力される位相誤差電圧の高周波成分を除去す
   る低域濾波器、この低域濾波器の出力電圧に応じてその
   発振周波数、位相を制御し、その発振出力を基準搬送波
   として出力すると共に上記位相検波器に入力する第１お
   よび第２の電圧制御発振器、上記バースト入力される各
   搬送波に対応して設けられ、各搬送波の上記低域濾波器
   の出力電圧を所定フレーム期間の間記憶するＮ個の記憶
   回路、上記低域濾波器の出力電圧と上記記憶回路に記憶
   された次バースト入力記憶電圧を上記第１および第２の
   電圧制御発振器へバーストタイミングで交互に切換入力
   する切換制御回路を備え、上記各記憶回路に記憶された
   各バースト記憶電圧により、上記第１あるいは第２の電
   圧制御発振器のいずれか一方の自走発振周波数を次バー
   ストの搬送波周波数近傍に設定するようにしたことを特
   徴とする基準搬送波再生装置。