JPH0413893B2 - - Google Patents
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- JPH0413893B2 JPH0413893B2 JP61296781A JP29678186A JPH0413893B2 JP H0413893 B2 JPH0413893 B2 JP H0413893B2 JP 61296781 A JP61296781 A JP 61296781A JP 29678186 A JP29678186 A JP 29678186A JP H0413893 B2 JPH0413893 B2 JP H0413893B2
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- JP
- Japan
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- signal
- frequency
- channel
- pilot
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- Radio Relay Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は小形のアンテナ及び小規模の送受信装
置を用いて通信衛星を介して小形地球局間で狭帯
域信号を行う通信システムに関する。
置を用いて通信衛星を介して小形地球局間で狭帯
域信号を行う通信システムに関する。
近年、通信衛星の性能向上により、小形アンテ
ナ、小規模の送受信装置を有する小形地球局通信
システムが可能になつてきた。小形地球局の能力
は送信電力、信号帯域幅の双方で限定されてお
り、狭帯域通信とならざるを得ない。しかしなが
ら、狭帯域通信に於ては伝送路に於て数回にわた
つて行われる周波数変換のたびに局部周波数信号
源に起因する位相雑音が相加される。このことに
より、大きな通信品質の劣化を生じ、場合によつ
ては、通信そのものが不可能となる。これらの位
相雑音は超低周波領域に極めて大きなスペクトル
密度を有する低周波雑音である。
ナ、小規模の送受信装置を有する小形地球局通信
システムが可能になつてきた。小形地球局の能力
は送信電力、信号帯域幅の双方で限定されてお
り、狭帯域通信とならざるを得ない。しかしなが
ら、狭帯域通信に於ては伝送路に於て数回にわた
つて行われる周波数変換のたびに局部周波数信号
源に起因する位相雑音が相加される。このことに
より、大きな通信品質の劣化を生じ、場合によつ
ては、通信そのものが不可能となる。これらの位
相雑音は超低周波領域に極めて大きなスペクトル
密度を有する低周波雑音である。
従来、衛星通信に於ては、送信電力の有効利用
の観点から同期検波法が主として用いられてお
り、Ｓ／Ｎ改善のためキヤリヤ再生回路の帯域幅
を伝送速度の1/100程度に設定するのが普通であ
る。しかし、それでは狭帯域通信の場合にキヤリ
ヤ再生回路の追随特性が低下し、大きな位相ジツ
タやひんぱんな位相スリツプを生じ、正常な通信
が阻害される。
の観点から同期検波法が主として用いられてお
り、Ｓ／Ｎ改善のためキヤリヤ再生回路の帯域幅
を伝送速度の1/100程度に設定するのが普通であ
る。しかし、それでは狭帯域通信の場合にキヤリ
ヤ再生回路の追随特性が低下し、大きな位相ジツ
タやひんぱんな位相スリツプを生じ、正常な通信
が阻害される。
第８図は衛星通信システムの局部信号系を示
す。同図に於て、５０は変調器、５１はキヤリヤ
発振器、５４はアツプコンバータ、５５は発振周
波数Uのローカル発振器、５６は周波数変換回
路、５７は発振周波数Lのローカル発振器、５８
はダウンコンバータ、５９は発振周波数Dのロー
カル発振器、６４は受信IF系である。
す。同図に於て、５０は変調器、５１はキヤリヤ
発振器、５４はアツプコンバータ、５５は発振周
波数Uのローカル発振器、５６は周波数変換回
路、５７は発振周波数Lのローカル発振器、５８
はダウンコンバータ、５９は発振周波数Dのロー
カル発振器、６４は受信IF系である。
送信部に於ては、周波数Cのキヤリヤが送信デ
ータにより変調され、更に周波数Uなる局部信号
によりアツプリンクRF周波数Uに周波数変換さ
れ送出される。衛星上に於ては局部信号Lにより
ダウンリンクへの周波数変換が行われ、更に受信
部に於て、周波数Dにより規定のIF周波数帯に周
波数変換され復調される。
ータにより変調され、更に周波数Uなる局部信号
によりアツプリンクRF周波数Uに周波数変換さ
れ送出される。衛星上に於ては局部信号Lにより
ダウンリンクへの周波数変換が行われ、更に受信
部に於て、周波数Dにより規定のIF周波数帯に周
波数変換され復調される。
受信信号は上述のすべてのローカル信号源の位
相時音を含む。特に、既存の通信衛星を用いて小
形地球局間の狭帯域通信システムを構築する場
合、位相雑音の圧倒的な部分は、衛星上のローカ
ル発振器で発生する。各地球局の送信信号は、割
り当てられた周波数に正確に信号を送出しなくて
はならないので、極めて高安定の周波数源が用い
られている。ところが、受信部については、装置
規模の上からダウンコンバータのローカル発振周
波数はそれ程高安定のものは期待できない。従つ
て、位相雑音の殆んどは伝送路及び受信装置で発
生するものである。
相時音を含む。特に、既存の通信衛星を用いて小
形地球局間の狭帯域通信システムを構築する場
合、位相雑音の圧倒的な部分は、衛星上のローカ
ル発振器で発生する。各地球局の送信信号は、割
り当てられた周波数に正確に信号を送出しなくて
はならないので、極めて高安定の周波数源が用い
られている。ところが、受信部については、装置
規模の上からダウンコンバータのローカル発振周
波数はそれ程高安定のものは期待できない。従つ
て、位相雑音の殆んどは伝送路及び受信装置で発
生するものである。
このため、位相雑音の大きい伝送路を通して通
信を行う場合、従来はFSK変調を用いている。
FSK変調に於ては、データ０を(0)なる周波数で
送出し、データ１を(1)なる周波数で送出する。
信を行う場合、従来はFSK変調を用いている。
FSK変調に於ては、データ０を(0)なる周波数で
送出し、データ１を(1)なる周波数で送出する。
FSK信号の受信回路を第９図に示す。７０は
ダウンコンバータ、７１はチヤネル周波数シンセ
サイザ、７２はデータ０に対応する周波数に同調
した帯域波器、７３はデータ１に対応する周波
数に同調した帯域波器、７４，７５は２乗検波
器、７６は振幅比較器、７７はクロツク再生回
路、７８はデータ識別器である。
ダウンコンバータ、７１はチヤネル周波数シンセ
サイザ、７２はデータ０に対応する周波数に同調
した帯域波器、７３はデータ１に対応する周波
数に同調した帯域波器、７４，７５は２乗検波
器、７６は振幅比較器、７７はクロツク再生回
路、７８はデータ識別器である。
FSK変調を用いる方法は、位相雑音の大きな
系に於ては有効な方法であるが、２乗検波方式で
あるため、理論的にBER特性は同期検波の場合
に比べて著しく悪い上にFSKの特性上広帯域と
ならざるを得ない。
系に於ては有効な方法であるが、２乗検波方式で
あるため、理論的にBER特性は同期検波の場合
に比べて著しく悪い上にFSKの特性上広帯域と
ならざるを得ない。
本発明は上述の欠点を克服し、位相雑音の大き
な伝送系でも高性能の狭帯域通信を行うことので
きる通信方式を実現することを目的とする。
な伝送系でも高性能の狭帯域通信を行うことので
きる通信方式を実現することを目的とする。
本発明は、予め定められたパイロツト局が規定
の周波数にてパイロツト信号を送出し、各地球局
に於ては、受信信号をパイロツト周波数に同調し
た狭帯域の帯域通過波器に通す事によりパイロ
ツト信号を再生し、しかも受信すべきチヤネル周
波数信号を発生する周波数シンセサイザと、該周
波数シンセサイザをローカル信号として該ローカ
ル信号に同調した波特性を有する追随型帯域通
過波器とを有し、該追随型帯域通過波器に前
記受信信号を通す事により受信すべきチヤネルの
信号を選択すると共に、上記受信チヤネルの信号
を、前記再生パイロツト信号をローカル信号とし
て低域周波数帯に周波数変換し、更に前記周波数
シンセサイザの出力の一部をローカル信号として
IF周波数帯に周波数変換する事によりチヤネル
に無関係に一定の周波数帯に受信すべきチヤネル
信号を得て復調、再生するようにした狭帯域通信
方式である。
の周波数にてパイロツト信号を送出し、各地球局
に於ては、受信信号をパイロツト周波数に同調し
た狭帯域の帯域通過波器に通す事によりパイロ
ツト信号を再生し、しかも受信すべきチヤネル周
波数信号を発生する周波数シンセサイザと、該周
波数シンセサイザをローカル信号として該ローカ
ル信号に同調した波特性を有する追随型帯域通
過波器とを有し、該追随型帯域通過波器に前
記受信信号を通す事により受信すべきチヤネルの
信号を選択すると共に、上記受信チヤネルの信号
を、前記再生パイロツト信号をローカル信号とし
て低域周波数帯に周波数変換し、更に前記周波数
シンセサイザの出力の一部をローカル信号として
IF周波数帯に周波数変換する事によりチヤネル
に無関係に一定の周波数帯に受信すべきチヤネル
信号を得て復調、再生するようにした狭帯域通信
方式である。
本発明が適用される通信システムを第２図に示
す。９１は通信衛星、９２はパイロツト局、９３
は多数の小形地球局である。
す。９１は通信衛星、９２はパイロツト局、９３
は多数の小形地球局である。
第３図に本発明方式による送信信号スペクトル
を示す。
を示す。
第１図は本発明方式による狭帯域信号受信回路
を示す。これは第８図の受信IF系６４に対応す
る部分である。１，２は周波数追随形
（Tracking）帯域波器、３はミキサ、４はパイ
ロツト信号用ローカル発振器、５はチヤネル周波
数シンセサイザ、６は低域波器、７はミキサ、
８は帯域波器、１０は復調器である。
を示す。これは第８図の受信IF系６４に対応す
る部分である。１，２は周波数追随形
（Tracking）帯域波器、３はミキサ、４はパイ
ロツト信号用ローカル発振器、５はチヤネル周波
数シンセサイザ、６は低域波器、７はミキサ、
８は帯域波器、１０は復調器である。
本発明に用いる周波数追随型帯域波器を第４
図に示す。１１，１２はミキサ、１３はπ／２移
相器、１４，１５は低域波器、１６，１７はミ
キサ、１８はIF信号合成器である。
図に示す。１１，１２はミキサ、１３はπ／２移
相器、１４，１５は低域波器、１６，１７はミ
キサ、１８はIF信号合成器である。
復調器１０の基本回路を第５図に示す。１０１
はキヤリヤ再生回路、１０２はクロツク再生回
路、１０３は復調器、１０４はデータ再生器であ
る。
はキヤリヤ再生回路、１０２はクロツク再生回
路、１０３は復調器、１０４はデータ再生器であ
る。
本発明による通信システムの通信原理を以下に
説明する。まず受信信号は、 パイロツト信号； υp（ｔ）＝cos（ωpｔ＋θj＋θpo） (1) 各チヤンネル信号； υk（ｔ）＝cos（ωkｔ＋θj＋k＋θko）(2) と表わすことができる。但し、 ωp；パイロツト周波数 θpo；パイロツト信号に加わる伝送路熱雑音 ωk；チヤネルｋの周波数（ｋ＝１，２，…Ｎ） θko；第ｋチヤネル信号に加わる熱雑音k （ｔ）；変調位相（０又はπ） θj；伝送路で生じる位相雑音 である。
説明する。まず受信信号は、 パイロツト信号； υp（ｔ）＝cos（ωpｔ＋θj＋θpo） (1) 各チヤンネル信号； υk（ｔ）＝cos（ωkｔ＋θj＋k＋θko）(2) と表わすことができる。但し、 ωp；パイロツト周波数 θpo；パイロツト信号に加わる伝送路熱雑音 ωk；チヤネルｋの周波数（ｋ＝１，２，…Ｎ） θko；第ｋチヤネル信号に加わる熱雑音k （ｔ）；変調位相（０又はπ） θj；伝送路で生じる位相雑音 である。
ここで重要な事実は、位相雑音θjは全チヤネル
に共通であるという事である。
に共通であるという事である。
第１図を参照して、ローカル発振器４をパイロ
ツト周波数に同調させて帯域波器１出力に於て
式(1)のパイロツト信号を選択抽出する。同様に、
帯域波器２の出力に於て式(2)で表わされる信号
の中受信すべき信号（第ｋチヤネルとする）を選
択する。ミキサ３に於て乗算の結果、 υ3（ｔ）＝cos｛（ωk−ωp）ｔ＋k ＋θko−θpo｝ (3) が得られ、位相雑音θjは相殺されてしまう。その
代り、位相熱雑音θpoが加わつてくるが、この項
はパイロツト信号の電力を他チヤネルより大きく
するとか、あるいは帯域波器１の帯域幅を帯域
波器２よりも狭帯域にすることにより、θpoを
θkoよりも遥かに小さい値に抑圧する事が可能で
あり、ミキサ３に於るＳ／Ｎ劣化を無視し得る程
に小さくする事は可能である。
ツト周波数に同調させて帯域波器１出力に於て
式(1)のパイロツト信号を選択抽出する。同様に、
帯域波器２の出力に於て式(2)で表わされる信号
の中受信すべき信号（第ｋチヤネルとする）を選
択する。ミキサ３に於て乗算の結果、 υ3（ｔ）＝cos｛（ωk−ωp）ｔ＋k ＋θko−θpo｝ (3) が得られ、位相雑音θjは相殺されてしまう。その
代り、位相熱雑音θpoが加わつてくるが、この項
はパイロツト信号の電力を他チヤネルより大きく
するとか、あるいは帯域波器１の帯域幅を帯域
波器２よりも狭帯域にすることにより、θpoを
θkoよりも遥かに小さい値に抑圧する事が可能で
あり、ミキサ３に於るＳ／Ｎ劣化を無視し得る程
に小さくする事は可能である。
次に、ミキサ７に於て、
υ7（ｔ）＝cos｛（ωk−ωk′−ωp）ｔ
＋k＋θko−θpo｝＋ωk＋ωk′−ωp (4)
が得られる。ここで、ωk′はチヤネル周波数シン
セサイザ５の出力周波数であり、ωkに極めて近
い値を持つ。帯域波器８はωpに同調して式(4)
の第一項のみを通過させ、チヤネル周波数とは無
関係に周波数帯ωpに受信すべきチヤネルの信号
が得られる。帯域波器８の出力をIF周波数ωp
で動作する復調器１０に入力してデータ及びクロ
ツクを再生し出力する。
セサイザ５の出力周波数であり、ωkに極めて近
い値を持つ。帯域波器８はωpに同調して式(4)
の第一項のみを通過させ、チヤネル周波数とは無
関係に周波数帯ωpに受信すべきチヤネルの信号
が得られる。帯域波器８の出力をIF周波数ωp
で動作する復調器１０に入力してデータ及びクロ
ツクを再生し出力する。
場合によつては、帯域波器８の出力を第１図
に示す様に、ローカル発振器４の出力の一部を用
いてベースバンド帯（ＯHz帯）に周波数変換して
同期又は遅延検波法によつて信号再生を行う事が
できる。
に示す様に、ローカル発振器４の出力の一部を用
いてベースバンド帯（ＯHz帯）に周波数変換して
同期又は遅延検波法によつて信号再生を行う事が
できる。
以上のように、本発明により伝送路及び受信装
置内で発生する位相雑音を相殺する事ができる。
なお、各地球局の送信部で発生する位相雑音につ
いては、次のようにすれば良い。即ち、パイロツ
ト信号を各地球局が独立に送出すれば良い。この
場合の各チヤネルの送信スペクトルを第６図に、
受信装置を第７図に示す。５２はIF信号合成器、
５３はパイロツト発振器、５５′，５９′はチヤネ
ル周波数シンセサイザ、６０は帯域波器、６１
は狭帯域の帯域波器、６２はミキサ、６３は低
域波器、１０は復調器である。
置内で発生する位相雑音を相殺する事ができる。
なお、各地球局の送信部で発生する位相雑音につ
いては、次のようにすれば良い。即ち、パイロツ
ト信号を各地球局が独立に送出すれば良い。この
場合の各チヤネルの送信スペクトルを第６図に、
受信装置を第７図に示す。５２はIF信号合成器、
５３はパイロツト発振器、５５′，５９′はチヤネ
ル周波数シンセサイザ、６０は帯域波器、６１
は狭帯域の帯域波器、６２はミキサ、６３は低
域波器、１０は復調器である。
本方式の動作は上述のシステムと基本的には同
じである。各局は割り当てられた周波数帯域内で
変調信号のキヤリヤ周波数から（p−c）だけ異
る周波数位置にパイロツト信号を変調信号に加え
て送出する。受信部に於ては、まずチヤネル周波
数シンセサイザ５９′とダウンコンバータ５８、
帯域波器６０により規定の周波数帯に受信チヤ
ネルの信号を選択出力する。次に、狭帯域の帯域
波器６１によりそのチヤネルのパイロツト信号
を抽出し、それを用いてミキサ６２によつて周波
数変換を行う事により、（p−c）なる周波数帯
に、送信部、伝送路部、受信装置部で発生する位
相雑音が除去された高安定度の変調信号が得られ
ることにより、通常の同期復調法によつて信号再
生を行う事ができる。本方式では、電力効率及び
帯域幅効率の点で多少の損失はあるが、位相雑音
の大きな伝送路を通じて簡便な装置で超低速通信
を行う場合等には極めて有効である。すなわち、
送信部も含めた全RF信号路で生じる位相雑音を
除去することができるので、超小形局による超低
速通信が可能となり、通信衛星を用いた移動通信
等が可能となる。
じである。各局は割り当てられた周波数帯域内で
変調信号のキヤリヤ周波数から（p−c）だけ異
る周波数位置にパイロツト信号を変調信号に加え
て送出する。受信部に於ては、まずチヤネル周波
数シンセサイザ５９′とダウンコンバータ５８、
帯域波器６０により規定の周波数帯に受信チヤ
ネルの信号を選択出力する。次に、狭帯域の帯域
波器６１によりそのチヤネルのパイロツト信号
を抽出し、それを用いてミキサ６２によつて周波
数変換を行う事により、（p−c）なる周波数帯
に、送信部、伝送路部、受信装置部で発生する位
相雑音が除去された高安定度の変調信号が得られ
ることにより、通常の同期復調法によつて信号再
生を行う事ができる。本方式では、電力効率及び
帯域幅効率の点で多少の損失はあるが、位相雑音
の大きな伝送路を通じて簡便な装置で超低速通信
を行う場合等には極めて有効である。すなわち、
送信部も含めた全RF信号路で生じる位相雑音を
除去することができるので、超小形局による超低
速通信が可能となり、通信衛星を用いた移動通信
等が可能となる。
本発明により次の効果が実現できる。
(1) まず、本発明方式及び受信装置により、伝送
路部及び受信装置内で発生する位相雑音を除去
する事ができ、同期復調法により安定かつ良好
な特性の狭帯域通信が可能である。
路部及び受信装置内で発生する位相雑音を除去
する事ができ、同期復調法により安定かつ良好
な特性の狭帯域通信が可能である。
(2) 従つて、既存の通信衛星を用いて、多数の小
型局間で狭帯域通信を行うシステムを構築する
事が可能となる。
型局間で狭帯域通信を行うシステムを構築する
事が可能となる。
第１図は本発明方式による受信装置のブロツク
図、第２図は本発明が適用される狭帯域通信シス
テムを説明するための図、第３図は本発明方式の
送信信号スペクトルを示す図、第４図は本発明に
用いる周波数追随型帯域波器のブロツク図、第
５図は本発明に用いる同期復調器の基本構成を示
すブロツク図、第６図は本発明の他の例即ちチヤ
ネル毎のパイロツト信号重畳方式に於る送信信号
スペクトルを示す図、第７図はチヤネル別パイロ
ツト信号重畳方式の通信系を示すブロツク図、第
８図は、衛星通信システムに於る局部信号系を示
し、第９図は従来のFSK変調信号の受信回路を
示す。 図中、１，２は周波数追随型帯域波器、３，
７はミキサ、４はローカル発振器、５はチヤネル
周波数シンセサイザ、６は低域波器、８は帯域
波器、１０は復調器。
図、第２図は本発明が適用される狭帯域通信シス
テムを説明するための図、第３図は本発明方式の
送信信号スペクトルを示す図、第４図は本発明に
用いる周波数追随型帯域波器のブロツク図、第
５図は本発明に用いる同期復調器の基本構成を示
すブロツク図、第６図は本発明の他の例即ちチヤ
ネル毎のパイロツト信号重畳方式に於る送信信号
スペクトルを示す図、第７図はチヤネル別パイロ
ツト信号重畳方式の通信系を示すブロツク図、第
８図は、衛星通信システムに於る局部信号系を示
し、第９図は従来のFSK変調信号の受信回路を
示す。 図中、１，２は周波数追随型帯域波器、３，
７はミキサ、４はローカル発振器、５はチヤネル
周波数シンセサイザ、６は低域波器、８は帯域
波器、１０は復調器。
Claims (1)
- １ 複数の小型地球局の間で通信衛星を介して狭
帯域通信を行うシステムに於て、予め定められた
パイロツト局が規定の周波数にてパイロツト信号
を送出し、各地球局に於ては、受信信号をパイロ
ツト周波数に同調した狭帯域の帯域通過波器に
通す事によりパイロツト信号を再生し、しかも受
信すべきチヤネル周波数信号を発生する周波数シ
ンセサイザと、該周波数シンセサイザをローカル
信号として該ローカル信号に同調した波特性を
有する追随型帯域通過波器とを有し、該追随型
帯域通過波器に前記受信信号を通す事により受
信すべきチヤネルの信号を選択すると共に、上記
受信チヤネルの信号を前記再生パイロツト信号を
ローカル信号として低域周波数帯に周波数変換
し、更に前記周波数シンセサイザの出力の一部を
ローカル信号としてIF周波数帯に周波数変換す
る事によりチヤネルに無関係に一定の周波数帯に
受信すべきチヤネル信号を得て復調、再生するよ
うにした狭帯域信号通信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29678186A JPS63151123A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 狭帯域信号通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29678186A JPS63151123A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 狭帯域信号通信方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151123A JPS63151123A (ja) | 1988-06-23 |
| JPH0413893B2 true JPH0413893B2 (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=17838050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29678186A Granted JPS63151123A (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 狭帯域信号通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63151123A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3992222B2 (ja) * | 2002-02-27 | 2007-10-17 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 送信機および送信方法、受信機および受信方法並びに無線通信装置および無線通信方法 |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP29678186A patent/JPS63151123A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151123A (ja) | 1988-06-23 |
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