JPH0360211B2

JPH0360211B2 -

Info

Publication number: JPH0360211B2
Application number: JP7126884A
Authority: JP
Inventors: Toshitsune Hotsuta
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1991-09-13
Also published as: JPS60214643A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は同期バースト送信位相制御方式に関
し、特に通信衛星を介して、SDMA／TDMA
（空間分割多元接続／時間分割多元接続）方式に
よる通信を行う、複数の地球局間のTDMAフレ
ームを確立し、維持するための同期バースト送信
位相制御方式に関する。最近、大容量の通信衛星を用いて、複数の地球
局間において形成される衛星通信方式の一つとし
て、SDMA／SS−TDMA方式が、衛星通信方式
の将来需要に適応するものとして強く期待されて
いる。第１図に示されるのは、このSDMA／SS
−TDMA方式のシステム概念図で、通信衛星内
の関連主要部と、これに対応する、一例として４
スポツト領域の地球局との相対関係を示してい
る。なお、説明の便宜上、第１図においては、通
信衛星の各スポツト・ビームに対応する地球上の
スポツト領域に、それぞれ１地球局のみを設定し
ているが、このことは、本発明の説明上、その一
般性に何らの障害をも与えるものではない。第１図において、通信衛星側においては、搭載
受信機１、搭載送信機２、マトリクス・スイツチ
回路３、マトリクス・スイツチ制御回路４よおび
スポツト・ビーム・アンテナ５−１〜４を備えて
おり、地球側においては、４スポツト領域Ａ、
Ｂ、ＣおよびＤに対応する地球局６−１〜４を備
えている。今、スポツト領域Ａにおける地球局６−１が、
このSDMA／SS−TDMA方式における所定の基
準局であるものとする。所定のTDMAフレーム
が確立され、正常の運用状態にある時には、各ス
ポツト領域Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ内の地球局６−１
〜４から受信される通信用の電波は、それぞれ対
応するスポツト・ビーム・アンテナ５−１〜４に
より受信され、それぞれ搭載受信機１により周波
数変換され増幅されてマトリクス・スイツチ回路
３に入力される。これらの受信信号は、マトリク
ス・スイツチ制御回路４により、スイツチ切替制
御されるマトリクス・スイツチ回路３を経由し
て、搭載送信機２に入力され、所定の送信電力に
増幅された後、それぞれ対応するスポツト・ビー
ム・アンテナ５−１〜４によるスポツト・ビーム
７−１〜４を介して、対応するスポツト領域Ａ、
Ｂ、ＣおよびＤに送出される。この場合、一例として、第２図に示されるよう
なTDMAフレームに対応して、例えば第３図に
示されるような接続モード、、および
を、アツプ・リンクおよびダウン・リンクのそれ
ぞれに対して設定しておき、通信回路の切替制御
を周期的に時分割制御する方法が用いられる。な
お、第２図に示されるTDMAフレームの一例は、
通信衛星側と基準局側との間の時間同期をとるた
めのタイム・スロツトを形成する同期ウインドウ
１０５と、参加地球局６−１〜４の所定の局間を
接続するためのタイム・スロツトを形成するデー
タ・ウインドウ１０６，１０７，１０８および１
０９より構成されている。また、第３図におい
て、SBAとして示される略記号は、スポツト・
ビーム・アンテナを意味しており、従つて、
SBA(1)、SBA(2)、SBA(3)およびSBA(4)は、それ
ぞれ、第１図におけるスポツト・ビーム・アンテ
ナ５−１，２，３および４に対応している。第３
図に示される接続モードの一例においては、接続
モード、、およびに対応して、通信衛星
を介して時分割にて形成される各スポツト領域間
の通信回線は下記のとおりである。 ……Ａ→Ａ、Ｂ→Ｂ、Ｃ→Ｃ、Ｄ→Ｄ ……Ａ→Ｂ、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ｄ、Ｄ→Ａ ……Ａ→Ｃ、Ｂ→Ｄ、Ｃ→Ａ、Ｄ→Ｂ ……Ａ→Ｄ、Ｂ→Ａ、Ｃ→Ｂ、Ｄ→Ｃすなわち、第２図のTDMAフレームにおける
各タイム・スロツトをベースとして、上記四つの
接続モードを介して、スポツト領域Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＤ間には、通信衛星を媒体とする、前記
SDMA／SS−TDMA方式が形成される。上述のように、SDMA／SS−TDMA方式を形
成するための前提条件としては、前記TDMAフ
レームを確立し、且つ維持することが必須要件で
ある。従来から行われているTDMA方式による
衛星通信方式の場合には、参加地球局の内の一局
又は数局が基準局となり、この基準局内に備えら
れる基準時間信号に従つて、基準バースト信号を
TDMAフレームに対応する周期を基準として送
信、この基準バースト信号を通信衛星を介して前
記参加局にて受信することにより、TDMA方式
としてのタイム・スロツト基準を確立している。
しかし、SDMA／SS−TDMA方式の場合には、
所定の接続モードによるマトリクス・スイツチ回
路３の切替制御は、マトリクス・スイツチ制御回
路４に内蔵されている基準時間信号に同期して行
われているため、先ず前記基準局において、自局
の時間基準を、通信衛星内のマトリクス・スイツ
チ制御回路４の基準時間信号に同期する形で生成
する必要がある。言うまでもなく、通信衛星と基
準局との間の距離は、通信衛星として静止衛星を
用いる場合においても、時間的にゆるやかに変動
しており、従つて、前述の同期をとるということ
は、基準局において、自局の時間基準に従つて送
信される信号が、通信衛星内の時間基準に対して
常に同期状態にあるように、通信衛星内の時間基
準を参照して、基準局自体の時間基準を常時制御
調整するとこを意味している。この対応策として
は、SDMA／SS−TDMA方式におけるTDMA
フレームを確立し、維持するための手段として、
同期バースト送信位相制御方式が考えられてい
る。第４図に示されるのは、前記同期バースト送信
位相制御方式における関連主要部のみを示す概念
的システム・ブロツク図である。第４図におい
て、地球上の基準局には、同期バースト発生手段
８、変調送信系９、受信復調系１０、位相誤差検
出手段１１およびメトリツク・パターン位相制御
手段１２が備えられており、通信衛星１３の内部
には、等価ゲート手段１４が備えられている。ま
た、図において、アツプ・リンクおよびダウン・
リンクに対応する伝ぱん路に対して、それぞれ等
価遅延線路１５および１６が示されている。第４図において、同期バースト発生手段８から
は、基準局内の基準時間信号をベースとして生成
される、所定の同期バースト信号が出力され、変
調送信系９および等価遅延線路１５を経由して、
等価ゲート手段１４に入力される。等価ゲート手
段１４においては、通信衛星内の基準時間信号を
ベースとして生成されて入力される同期ウインド
ウにより、前記同期バースト信号にゲートがかけ
られ、等価遅延線路１６を経由して基準局に返送
される。同期バースト信号は、一例として第５図
ａに示されるように、通常よく用いられるPSK
（Phase Shift Keying）変調方式等を搬送波に対
する変調方式として適用する場合に対応して、同
期バースト信号の前縁部には、受信側における搬
送波抽出用として作用する無変調の搬送波部分
（Continuous Wave：CWと略記）と、クロツ
ク・パルス抽出用として作用する所定の符号時系
列信号（Bit Timing Recovery：BTRと略記）
により変調されている部分とより成るプレアンブ
ルを備えており、次いで、所定の同期信号
（Unique Word：UWと略記）により変調されて
いる部分と、通信衛星内の時間基準に対する時間
位相誤差計測用として用いられる。所定の符号時
系列信号より成るメトリツク・パターン（Me−
tric Pattern：METRICと略記）とによる変調部
分が続いている。前記同期バースト送信位相制御方式が正常な動
作状態にある場合には、前述のように、等価遅延
伝送路１６を経由して所定の基準局に返送されて
くる同期バースト信号は、第５図ｂに示される、
通信衛星内の時間基準をベースとして生成される
同期ウインドウの後縁部１００を境界として、前
記メトリツク・パターンの後半部をゲート・オフ
された形で受信復調系１０に入力される、この同
期バースト信号は、受信復調系１０において、２
相または４層、もしくは多相のPSK位相復調作
用を介して復調され、第５図ｃに実線にて示され
る、ユニーク・ワード（UW）と、後半部を時間
位置１０２においてゲート・オフされたメトリツ
ク・パターン（METRIC）とにより形成される
同期バースト信号が生成されて、位相誤差検出手
段１１に送られる。位相誤差検出手段１１におい
ては、第５図ｂにおける同期ウインドウの後縁部
１００と、この後縁部１００に対応する、第５図
ｃに示される同期バースト信号のメトリツク・パ
ターン（METRIC）の、ゲート・オフされた後
縁部の時間位置１０２を検出して、メトリツク・
パターン（METRIC）の中心時間位置に設定さ
れる基準時間位置との時間差異を抽出し、同期バ
ースト送信位相制御方式における位相誤差信号と
して出力する。この位相誤差信号は、メトリツ
ク・パターン位相制御手段１２を介して同期バー
スト発生手段８に送られ、同期バースト発生手段
８において生成される同期バースト信号の位相を
制御する。以後の動作については、既に前述した
とおりで、第４図に示される閉ループにより形成
される同期バースト送信位相制御方式により、位
相誤差検出手段１１から出力される前記位相誤差
信号が零となるように、同期バースト信号の位相
が制御調整されて、通信衛星内の同期ウインドウ
に同期したTDMAフレームが確立され、且つ維
持される。なお、同期バースト発生手段８におけ
る位相制御方法としては、例えば電圧制御発振器
を用いてもよく、または、分周器を用いること考
えられる。上述の同期バースト送信位相制御方式の具体的
な内容については、文献R.A.RAPUANO，
AND N.SHIMASAKI，
“SYNCHRONIZATION OF EARTH
STATIONS TO SATELLITE−SWITCHED
SEQUENCES，”AIAA4TH
COMMUNICATIONS SATELLITE
SYSTEMS CONFERENCE，APRIL1972.に詳
記されているが、前記計測用のメトリツク・パタ
ーン（METRIC）におけるゲート・オフ後縁部
の時間位置１０２を検出する場合には、アツプ・
リンクおよびダウン・リンクを含む伝送系におけ
る信号対雑音比および同期ウインドウ後縁部１０
０（第５図ｂ）における波形特性等に起因する誤
差要因により、検出されるメトリツク・パターン
（METRIC）後縁部の時間位置に、不確定な時間
領域を生じる。この不確定性をとり除くため、同期バースト信
号の一部を構成する所定のメトリツク・パターン
を、所定のｎ（１より大きい整数）計測回数分メ
トリツク・パターン記憶手段に蓄積し、続いて、
メトリツク・パターン記憶手段からメトリツク・
パターンを読み出し、シンボルごとに所定の基準
メトリツク・パターンと比較照合し、この比較照
合結果をシンボルごとに単純に積算、或は伝送路
の誤り発生の特性を補正するため所定の重み係数
に変換した後積算し、このシンボルごとの積算値
を所定の基準レベル値と比較照合することにより
正しく受信されたメトリツク・パターンのシンボ
ル長を求める方法がとられている。この同期バーストは、通常、1μs程度の長さに、
メトリツク・パターンは１６シンボル程度に、同
期ウインドウの長さは5μs程度の長さに選ばれる。正しく同期バーストが同期ウインドウに同期し
ている場合は、上述の様に第５図に示されるよう
に制御される。ところが、初めて地球局が、同期バーストを衛
星に送信する場合、通常低電力信号を用いて、同
期ウインドウの位置を探し、送信タイミングの概
略の位置を低電力信号を用いて求めた後同期バー
ストを送信する。この低電力信号により概略の送信タイミングを
決定する方法は、特公昭56−1817に開示されてい
るのでここでは特に詳述しない。ところで、この低電力信号による送信タイミン
グの決定は、信号対雑音比を向上させるため、狭
帯域信号を用い帯域制限をして信号を受信するた
め、相当（例えば±1μs程度）の誤差がある。従つて、低電力により送信タイミングを決定し
た後、初めて同期バーストを送出する場合は、第
６図ｂに示すように同期ウインドウの中央付近に
くるように制御され、送信したバーストのユニー
ク・ワード（UW）が検出された後に、第６図ｃ
の正常の同期状態になるまで、一定シンボルづつ
同期バーストを後方に移動する。但し第６図ａは
同期ウインドウのタイミングを示す。メトリツ
ク・パターン検出はニユーク・ワード（UW）受
信タイミングをもとに行うため、同期バーストの
移動は常にユニーク・ワード（UW）が同期ウイ
ンドウ内にあるように行わねばならない。また、正常の同期状態に入る前は、衛星上にあ
るマトリクス・スイツチを制御するクロツク周波
数、地上の同期装置のクロツク周波数とは正確に
合わせることができないため、同期ウインドウと
同期バーストとは何も制御を行わなくてもクロツ
ク周波数の差により若干のドリフトがある。従つて、このクロツク周波数の差によるドリフ
トのため、ユニーク・ワードが同期ウインドウの
外に出てしまうのを避けるため、第６図のｂの状
態からｃの状態まで同期バーストを移動するに
は、メトリツク・パターンの長さの1/2づつ後方
に移動して行つている。この同期バーストの移動には、多数回の測定と
制御が必要であり、制御は、地球局−衛星間の往
復遅延時間（約0.3秒）に送信タインミング誤差
検出時間を加えたもの（以下送信制御周期とよ
ぶ）を周期として行うため、第６図ｃの状態に達
するまで長い時間を要するという欠点があつた。また、従来の方式では、クロツク周波数差が大
きい場合には一坦同期ウインドウ後端をメトリツ
クの中央に位置するように制御した後も、ユニー
ク・ワードが同期ウインドウの外に出て同期バー
ストが検出できなくなるか、同期ウインドウの後
端がメトリツク・パターンから外れてしまう状態
が生じるという欠点があつた。更に衛星のクロツク周波数と地上の同期装置の
クロツク周波数差は、修正した送信タイミング量
と、測定した送信タイミング誤差との差を積算
し、これを周波数差に換算して衛星のクロツク発
振器又は地上の同期装置のクロツク派振器の発振
波数を補正してとり除き２つのクロツクを同期さ
せている。ところが、上記のように、同期ウインドウがメ
トリツク・パターンの外に出た場合と、ニユー
ク・ワードが同期ウインドウの外に出た場合は、
送信タイミング誤差を測定できないため、衛星の
クロツク周波数と、地上の同期装置のクロツク周
波数差極めて小さな値にしておかなければならな
かつた。以下の説明では、同期ウインドウの後端をメト
リツク・パターンの中で検出でき、かつ上記の制
御を行なつて衛星のクロツク周波数と地上の同期
装置のクロツク周波数とを同期させた状態を正常
同期状態とよぶ。本発明の目的は、上記の欠点をなくし、速かに
同期バーストを同期ウインドウに同期させること
を可能にすると共に、衛星のクロツク周波数と地
上の同期装置の間に比較的大きな周波数差がある
場合も安定に正常同期状態に達する事を可能とす
る、同期バースト送信位相制御方式を提供するこ
とにある。本発明は、第７図および第８ｂに示すように十
分長いメトリツク・パターンを用いてメトリツ
ク・パターンが同期ウインドウ後端にかかるまで
に要する送信制御の回数を減らすと共に、第７図
に示すように、メトリツク・パターンを２つの領
域（MET1およびMET2）に分け、同期バースト
と同期ウインドウの同期状態が不安定な場合は、
メトリツク・パターンの２つの領域両方のパター
ンの受信状態を監視して、送信制御を行うことに
より、正常同期状態に達する時間を短かくするこ
とを第１の特徴とする。但し第８図ａは同期ウインドウのタイミングを
示す。また正常同期後は、第８図ｃに示すように、同
期ウインドウを後端がメトリツク・パターン後方
の領域（MET2）の中央に位置するように送信タ
イミングを制御して、同期ウインドウの外に出る
バースト長を短かく保ち、メトリツク・パターン
検出をメトリツク・パターン後方の領域
（MET2）に限る事により、メトリツク・パター
ン検出に必要な時間を短かくすることを第２の特
徴とする。即ち、MET1およびMET2の合計のシンボル長
を十分長くとつておくことにより、１回あるいは
数回の測定で、同期ウインドウの後端をメトリツ
ク・パターン（MET1又はMET2）の中で検出す
ることができる。また、衛星のクロツク周波数と、地上の同期装
置のクロツク周波数に差があつても、ユニーク・
ワードが同期ウインドウの外に出たり、同期ウイ
ンドウの後端がメトリツク・パターンの外に外れ
たりしないようにすることができる。衛星のクロツクと、地上の同期装置のクロツク
周波数差は、従来から行われているように、修正
した送信タイミング量と測定した送信タイミング
誤差との差を積算しこれを周波数差に換算して、
衛星のクロツク発振器又は、地上の同期装置のク
ロツク発振器の発振周波数を補正すればとり除く
ことができる。こうして、送信タイミング及び、衛星のクロツ
ク周波数と、地上の同期装置のクロツク周波数差
が十分小さくなつた後は１送信制御周期で、同期
ウインドウの後端が基準の位置からずれる量は、
通常数シンボル以内となる。このとき、従来通り同期ウインドウをメトリツ
ク・パターンの中央となるように送信タイミング
を制御し続けると、メトリツク・パターンの約1/
２が同期ウインドウの外に出る事になり、この部
分は、他の局が行う実際の通信に用いることがで
きない。第８図から判るように、メトリツク・パターン
としては、3μs程度必要であり、この1/2として、
1.5μsとするこれは通信に用いるクロツク周波数
を65MHzとする約100シンボルに相当する。本発明では、正常同期状態に達した後は、同期
ウインドウの後端をメトリツク・パターン後方の
領域（MET2）の中央に位置するように制御す
る。MET2の長さは、16シンボル程度で十分であ
るから、この状態で同期ウインドウ外に出るメト
リツク・パターンは８シンボル程度におさえるこ
とができる。また、メトリツクパターンのうち正しく受信さ
れた部分の長さの検出には前述のようにシンボル
ごとの複数回の受信状態を処理して行うため、メ
トリツク・パターンの長さが長くなると、この処
理時間も長くなり、これは、送信制御周期が長く
なることになる。送信制御周期が長くなる程、同
期バーストの送信タイミング誤差は大きくなるこ
とになる。本発明は、正常同期状態では、メトリツク・パ
ターンの検出処理を、MET2だけに限ることによ
り、処理時間を短かくして、同期バーストの送信
制御周期を短かくすることを可能にしている。以下、本発明について図面を参照して詳細に説
明する。第９図は、本発明に適用される時間位相誤差検
出手段の一実施例の要部を示すブロツク図であ
り、タイミグ誤差をｎフレーム分の計測値の平均
により求める場合を示している。第１０図は、第
９図の実施例の各部の動作のタイミング関係を概
念的に示す図である。第９図に示されるように、
本発明に適用される時間位相誤差検出手段は、シ
フト・レジスタ（Ｐ）１７と、シフト・レジスタ
（Ｑ）１８と、UW検出回路１９と、タイミング
信号発生回路２０と、ANDゲート２１と、メモ
リ（Ｐ）２２およびメモリ（Ｑ）２３より成るメ
トリツク・パターン記憶手段２９と、基準メトリ
ツク・パターン発生回路２４および重み付け回路
２５−１〜m₂より成るメトリツク・パターン重
み付け手段３０と、積算回路２６−１〜m₂より
成る重み係数積算手段３１と、しきい値判定回路
２７−１〜m₂より成るシンボルしきい値判定手
段３２と、シンボル・タイミング判定回路２８と
を備えている。なお、この位相誤差検出手段は、
搬送波に対する変調方式としては、４相PSKを
適用する場合に対応しており、また、図におい
て、m₁として示されるのはメトリツク・パター
ンの前方の領域（MET1）のシンボル数を表わ
し、m₂として示されるのは、メトリツク・パタ
ーン全体（MET1及びMET2）を形成するシンボ
ル数を表わしており、一般に１より大きい整数値
である。第９図において、端子５１および５２からは、
受信復調系より送られてくる、ＰおよびＱの各チ
ヤネルに対応する同期バースト信号が入力され
て、それぞれシフト・レジスタ（Ｐ）１７および
UW検出回路１９と、シフト・レジスタ（Ｑ）１
８およびUW検出回路１９とに送られる。シフ
ト・レジスタ（Ｐ）１７およびシフト・レジスタ
（Ｑ）１８においては、前記各チヤネルの同期バ
ースト信号におけるメトリツク・パターン
（METRIC）が、一時的に蓄積される。また、
UW検出回路１９においては、端子５３から入力
される基準クロツク信号を介して、端子５１およ
び５２から入力される前記Ｐ，Ｑ両チヤネルの同
期バースト信号は、第８図に示されるユニーク・
ワード（UW）が、それぞれ検出され、UW検出
信号が出力されて、タイミング信号発生回路２０
に送出される。タイミング信号発生回路２０にお
いては、前記UW検出信号と端子５３から入力さ
れる所定の基準クロツク信号とを入力して、所定
の第１のタイミング信号を生成してANDゲート
２１に出力する。なお、タイミング信号発生回路
２０からは、同様にして第２、第３および第４の
タイミング信号が、それぞれ、積算回路２６−１
〜m₂、しきい値判定回路２７−１〜m₂およびシ
ンボル・タイミング判定回路２８に送出されると
ともに、所定のアドレス信号と、書込み／読出し
制御信号とが、それぞれメモリ（Ｐ）２２および
メモリ（Ｑ）２３に送られている。ここで第１０図を参照して、第１〜第４タイミ
ング信号の相互の時間関係を説明する。第１０図
においてａはユニークワード（UW）、第１のメ
トリツクパターン（MET1）、第２のメトリツク
パターン（MET2）が供給されるタイミングを示
している。同図ｂは第９図の各回路の動作、タイ
ミング、もしくは作動開始タイミングを示してお
り、はメトリツクパターン記憶手段２９へ
MET1、MET2を書き込む期間を、はメトリツ
クパターン記憶手段から記憶データを読み出す期
間を、はメトリツクパターン重みでけ手段３０
の動作期間を、は重み係数積算手段３１の動作
期間を、はシンボル閾値判定手段３２の動作期
間を、はシンボルタイミング判定回路２８の動
作期間を示している。第１０図ｃは、第１のタイ
ミング信号であり、ユニークワード検出回路の出
力を受けてMET1、MET2を入力信号５１，５２
からぬき出してメトリツクパターン記憶手段２に
書き込む期間を指定している。同図ｄは第２のタ
イミング信号であり、メトリツクパターン重みづ
け手段の処理が完了した時点に、重み係数積算手
段３１が処理を行なうべきタイミングを指示して
いる。ｎフレーム分の受信メトリツクパターンに
対する積算処理が終了する時点になると、タイミ
ング信号発生回路は第１０ｅに示す第３のタイミ
ング信号を出力してシンボル閾値判定手段３２の
処理開始を指示する。さらに、その処理が終了す
るタイミングで、タイミング信号発生回路は第１
０図ｆに示す第４のタイミング信号を出力し、シ
ンボルタイミング判定回路に動作開始を指示す
る。 ANDゲート２１においては、端子５３から入
力される前記基準クロツク信号と、タイミング信
号発生回路２０から送られてくる前記第１のタイ
ミング信号とを入力して、第１のタイミング信号
に対応する基準クロツク信号を出力して、シヘ
ト・レジスタ（Ｐ）１７およびシフト・レジスタ
（Ｑ）１８に送る。シフト・レジスタ（Ｐ）１７
およびシフト・レジスタ（Ｑ）１８においては、
端子５１および５２から入力され、一時的に蓄積
されている前記ＰおよびＱの各チヤネルのメトリ
ツク・パターン（METRIC）が、前記基準クロ
ツク信号を介して順次出力され、それぞれメモリ
（Ｐ）２２およびメモリ（Ｑ）２３に送られる。
メモリ（Ｐ）２２およびメモリ（Ｑ）２３におい
ては、タイミング信号発生回路２０から送られて
くる、前記アドレス信号および書込み制御信号を
介して、それぞれ、所定のアドレスに、Ｐおよび
Ｑの各チヤンネルのメトリツク・パターン
（METRIC）を所定のｎ回数分格納する。この後
メモリ（Ｐ）２２およびメモリ（Ｑ）２３のそれ
ぞれ所定のアドレスに格納された所定のｎ回数分
のメトリツク・パターン（METRIC）は、タイ
ミング信号発生回路２０から入力される、前記ア
ドレス信号および読出し制御信号を介して、並列
信号の形で順次読出され、シンボルごとに、それ
ぞれ重み付け回路２５−１〜m₂に送られる。こ
の場合、メトリツク・パターン（MET1及び
MET2）（METRIC）のシンボル数をm₂と想定
しているため、重みづけ回路はm₂個必要となる。
また、重み付け回路２５−１〜ｍに接続されてゆ
く積算回路２６−１〜m₂およびしきい値判定回
路２７−１〜m₂についても同様m₂個を必要とす
る。重みづけ回路２５−１〜m₂においては、タイ
ミング信号発生回路２０から出力される読出し制
御信号を介して、メモリ（Ｐ）２２およびメモリ
（Ｑ）２３から読出される、それぞれのチヤネル
のメトリツク・パターン（METRIC）の並列出
力を、１ビツトずつシンボルの形で入力するとと
もに、基準メトリツク・パターン発生回路２４か
ら出力される、所定の基準メトリツク・パターン
（METRIC）を入力して、両者のメトリツク・パ
ターン（METRIC）を１シンボルごとに比較照
合し、この比較照合結果に対応して所定の重み係
数値を設定抽出して、それぞれ対応する積算回路
２６−１〜m₂に送出する。この重み係数値は、
例えば下記のように設定される。今、メモリ（Ｐ）２２およびメモリ（Ｑ）２３
から読出される、ｉ番目の測定時における、メト
リツク・パターン（METRIC）のｊ番目のビツ
トに対応するシンボルを（a_ij、b_ij）としa_ijおよび
b_ijの、前記基準メトリツク・パターン
（METRIC）との比較照合後におけるシンボルを
（_ij、_ij）とする。この場合、_ijと_ijとにお
ける、１または０の出現率に応じて、下表のよう
に重み付け係数値α₀、α₁、α₂およびα₃が設定され
る。

【表】一例として、上表のように示される重み係数値
α₀、α₁、α₂およびα₃は、前記シンボル（a_ij、b_ij）
に対応して、それぞれ積算回路２６−１〜ｍに送
られ、タイミング信号発生回路２０から入力され
る制御信号を介して、各シンボルごとに、測定回
数にわたり加算される。測定回数がｎである場合
には、ｎ回分の重み係数値が加算されることにな
る。一般に、積算回路２６−１〜m₂から出力さ
れる重み係数加算値は、上記の例の場合には、次
式で表わされる。 _o 〓ⁱ⁼¹ α_k｛（a_i、_j、b_i、_j）｝（ｋ＝０〜３）ｉ＝１、２、…、ｎｊ＝１、２、…、ｎしきい値判定回路２７−１〜m₂においては、
積算回路２６−１〜m₂から、それぞれ各シンボ
ルごとに出力される重み係数加算値を入力して、
タイミング信号発生回路２０から入力される制御
信号を介して、所定の基準レベル値との比較照合
により、例えば３値識別値を、それぞれのしきい
値判定回路２７−１〜m₂から出力する。第８図
ｃにおける、メトリツク・パターン（METRIC）
の時間位置１０３および１０４は、しきい値判定
回路２７−１〜m₂の出力が３値識別値である場
合の、メトリツク・パターン（METRIC）上の
時間位置と３値識別値との対応関係の一例を示
し、例えば、３値識別基準レベルをL₁およびL₂
とすると、一般式としては、次式が成立つ。 _o 〓ⁱ⁼¹ α_k｛（a_i、_j、b_i、_j）｝＜L₁ （ｋ＝０〜３）（ｊ＝１、２、…、ｌ） L₁≦_o 〓ⁱ⁼¹ α_k｛（a_i、_j、b_i、_j）｝＜L₂ （ｋ＝０〜３）（ｊ＝ｌ＋１、ｌ＋２、…、ｌ＋ｐ） L₂≦_o 〓ⁱ⁼¹ α_k｛（a_i、_j、b_i、_j）｝（ｋ＝０〜３）（ｊ＝ｌ＋ｐ＋１、ｌ＋ｐ＋２、…、m₂）すなわち、第８図ｂおよびｃにおける時間位置
１０３および１０４は、上式を参照して明かなよ
うに、メトリツク・パターン（METRIC）にお
けるｌ番目のシンボル（ｌ＋１）番目のシンボル
との境界位置および、（ｌ＋ｐ）番目のシンボル
と（ｌ＋ｐ＋１）番目のシンボルとの境界位置に
対応している。同期バーストが正常同期状態に達した後は外部
の制御回路から正常同期表示信号５５が、メトリ
ツク・パターン前方の領域（MET1）に相当する
しきい値判定回路２７−１〜２７m₁に入力され、
このしきい値判定回路２７−１〜２７m₁の出力
は、それぞれ積算回路２６−１〜２６m₁の入力
にかかわらずL₁を超えないもの、即ち全シンボ
ルが正しく受信された状態にヒツトされる。上述のように、各シンボルごとに、それぞれ対
応するしきい値判定回路２７−１〜m₂から出力
されるm₂個の３値識別値は、シンボル・タイミ
ング判定回路２８に入力されて、これらのm₂個
の３値識別値を参照する演算処理により、メトリ
ツク・パターン（METRIC）における、同期ウ
インドウによりゲート・オフされた時間位置（第
８ｂおよびｃにおける１０２）を検出し、第８図
ｃにおける時間位置１０１と１０２とに対応する
シンボル長を計測して、所定の基準シンボル長と
時間変位量を抽出し、この時間変位量に相当する
誤差電圧を、同期バースト送信位相制御方式にお
ける位相誤差電圧として出力する。この位相誤差
電圧が、第４図に示されるメトリツク・パターン
位相制御手段１２に送られて、同期バースト発生
手段８において生成される同期バースト信号の位
相を制御調整し、前記位相誤差電圧が零となるよ
うに同期バースト送信位相制御方式が作動して、
メトリツク・パターン（METRIC）の基準シン
ボル長に対応する時間位置が、常時同期ウインド
ウのゲート・オフ後縁部の時間位置１０２（第８
図ｂおよびｃ参照）に追従する形で、同期バース
ト信号の送信位相が所定の位相に保持され、
SDMA／SS−TDMA方式におけるTDMAフレ
ームが確立され、且つ維持されることは前述のと
おりである。なお、メトリツク・パターンの基準シンボル長
は、同期バーストが正常同期状態に入る前は、メ
トリツク・パターン全体（MET1およびMET2）
の中央までのシンボル長が選ばれ、同期バースト
が正常同期状態に入つた後はメトリツク・パター
ン後方の領域（MET2）の中央までのシンボル長
が選ばれる。また正常同期状態に入つた後も、衛星のクロツ
ク周波数と、地上の同期装置のクロツク周波数が
ずれた場合など送信タイミングを大きく修正する
必要が生じた場合は、正常同期状態に入る前の動
作を行えば短時間に正常同期状態にもどることが
できる。なお、上記の説明においては、変調方式とし
て、４相PSK変調方式を用いるSDMA／SS−
TDMA方式に本発明を適用する場合につき説明
したが、一般的には４相以上の多相PSK変調方
式等を用いる場合においても、本発明を有効に適
用できることは言うまでもない。また、本発明はメトリツク・パターンを一旦メ
モリに蓄積した後順次論理処理を行なうため、メ
トリツク・パターンを読出し処理する過程は
TDMフレーム、TDMAのシンボルレートとは独
立に処理する事ができ、この部分の処理はマイク
ロプロセツサの速度でも十分処理することができ
る。本発明にマイクロプロセツサを応用した場合に
は前述のｍ個の重みづけ回路、ｍ個のしきい値判
定回路シンボル・タイミング判定回路全てを１ケ
のマイクロプロセツサを用い、ソフトウエアで実
現することもできる。この場合、同期バーストが正常同期状態に入つ
た後は、前述のｍ個の重みづけ回路、ｍ個のしき
い値判定回路に相当する処理をメトリツク・パタ
ーン後方の領域（MET2）に相当する部分に限る
ことにより処理時間を大幅に短かくすることがで
きる。また本発明は、同期バーストが正常同期状態に
達した後は第８図ｄの様に、メトリツク・パター
ンをMET2のシンボル長だけを持つ短い同期バー
ストを送信する方式実施することもできる。以上詳細に説明した様に、本発明は、
SDMA／SS−TDMA方式により衛星通信方式に
適用されて、低電力信号により、概略の送信タイ
ミングを決定した後同期バーストを同期ウインド
ウに精密に同期させるまでの時間を大幅に短くす
ることを可能とする。即ちシステムの同期回復の時間を大幅に短くす
る効果があり、システムの信頼性を著しく向上さ
せる効果がある。また、本発明は、マイクロプロセツサを応用し
た方式にも適用することができるため、装置を小
形化することができ、パラメータの変更も経済的
に行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はSDMA／SS−TDMA方式のシステム
概念図、第２図はTDMAフレームの一例を示す
図、第３図は接続モードの一例を示す図、第４図
は同期バースト送信位相制御方式の概念的システ
ム・ブロツク図、第５ａ，ｂおよびｃは、それぞ
れ送信時のメトリツク・パターン、同期ウインド
ウおよび受信復調時のメトリツク・パターンの波
形概念図、第６図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ同期ウイ
ンドウ、低電力信号により概略の送信タイミング
を決定した直後に送出される同期バーストおよび
正常同期状態にある同期バーストを示す概念図、
第７図は、本発明に用いる同期バーストの概念
図、第８図ａ，ｂ，ｃは、それぞれ、ａ同期ウイ
ンドウ、ｂ低電力信号により概略の送信タイミン
グを決定した直後に送出される本発明の同期バー
スト、ｃ正常同期状態にある本発明の同期バース
ト、ｄ正常同期状態にある本発明の異つた実施例
における同期バーストを示す。第９図は本発明に
適用される位相誤差検出手段の一実施例の要部を
示すブロツク図、第１０図は第９図の回路の各部
の動作タイミングの一例を示す図である。図において、１……搭載受信機、２……搭載送
信機、３……マトリクス・スイツチ回路、４……
マトリクス・スイツチ回路制御回路、５−１〜４
……スポツト・ビーム・アンテナ、６−１〜４…
…地球局、７−１〜４……スポツト・ビーム、８
……同期バースト発生手段、９……変調送信系、
１０……受信復調系、１１……位相誤差検出手
段、１２……メトリツク・パターン位相制御手
段、１３……通信衛星、１４……等価ゲート手
段、１５，１６……等価遅延線路、１７……シフ
ト・レジスタ（Ｐ）、１８……シフト・レジスタ
（Ｑ）、１９……UW検出回路、２０……タイミン
グ信号発生回路、２１……ANDゲート、２２…
…メモリ（Ｐ）、２３……メモリ（Ｑ）、２４……
基準メトリツク・パターン発生回路、２５−１〜
ｍ……重み付け回路、２６−１〜ｍ……積算回
路、２７−１〜ｍ……しきい値判定回路、２８…
…シンボル・タイミング判定回路、２９……メト
リツク・パターン記憶手段、３０……メトリツ
ク・パターン重み付け手段、３１……重み係数積
算手段、３２……シンボルしきい値判定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１アツプ・リンクとダウン・リンクに対応する
複数のスポツト・ビームを備え、前記アツプ・リ
ングとダウン・リンクとの間の回線接続を、所定
の接続モードを介して切替制御する機能を有する
通信衛星と、この通信衛星を介して時分割多元接
続方式による通信を行う複数の地球局とにより形
成されるSMDA／SS−TDMA（Space Division
Multiple Access／Satellite Switching−Time
Division Multiple Access）方式による衛星通信
方式において、複数の異なるスポツト領域に対応
する地球局のTDMAフレームを確立し、維持す
る所定の衛星通信基準局において前記通信衛星に
対し前記TDMAフレームに対応する周期を基準
として、前半部が第１のメトリツク・パターンで
あり後半部が第２のメトリツク・パターンである
メトリツクパターンを含む同期バーストを送信
し、この同期バーストが前記衛星通信内の所定の
基準時間をベースとして生成される、TDMAフ
レーム規制用の同期ウインドウによりゲートオフ
されて返送されてくる信号を受信し、前記同期ウ
インドウによりゲートオフされることなく受信さ
れたメトリツク・パターンのシンボル長を計測
し、所定の基準シンボル長と比較して送信タイミ
ング誤差を測定する第１の手段と、前記第１の手
段の出力に応答して同期バーストの送信タイミン
グを制御する第２の手段と、前記送信タイミング
誤差が所定の範囲内である場合には、前記第２の
メトリツク・パターンのみを計測の対象とするよ
う前記第１の手段を制御する第３の手段を備えた
ことを特徴とする同期バースト送信位相制御方
式。