JPH0528533B2

JPH0528533B2 -

Info

Publication number: JPH0528533B2
Application number: JP18241384A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Osada; Shinobu Tsurumaru; Tadashi Kajiwara; Hiroyuki Mita; Yasuhiro Hideshima
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1993-04-26
Also published as: JPS6160026A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、衛星通信を用いた情報伝送システ
ムに適用される受信装置に関する。

〔従来の技術〕

衛星通信を用いて情報を伝送すると、広い地域
に瞬時に情報を伝送することができる。このた
め、例えば本社から広い地域に点在している営業
所に商品の絵や在庫データなどの情報を瞬時に伝
送したい場合に、衛星通信を用いた情報伝送シス
テムは、好都合なものである。

衛星通信は、地上の送信所から送られてきた電
波を人工衛星が受信し、定められた周波数に換
え、直接受信できる程の電力に増幅した後、目的
の地域に伝送するものである。衛星通信に用いら
れる電波は、SHF（スーパーハイフリークエンシ
ー）帯の準ミリ波である。

SHF帯の電波のように波長の短い電波は、濃
霧や降雨の時に減衰が大きい。このため、従来の
衛星通信を用いた情報伝送システムでは、集中豪
雨のような場合に映像に多くのノイズが入り、デ
ータにエラーが多く発生する。最悪の場合には、
映像が途切れてしまい、映像と共に情報が全て途
絶えてしまう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、このように受信状態の悪い時には、通
信の伝送モードとは別にノイズに強い伝送モード
を用い、最低限の情報だけは伝送できるようにす
ることが考えられる。ノイズに強い伝送モードと
は、FM変調特有の三角雑音の性質から、FM復
調出力の信号成分が低減に集中し、帯域の狭い信
号成分のものである。

しかし、この主の伝送システムの受信装置で
は、FM復調器にPLLの構成の復調器が用いられ
ている。このPLLを構成するループフイルタは、
帯域の広い通常の受信モードを復調することがで
きるように、小さい時定数のループフイルタが用
いられている。このため、雑音の排除能力が低
く、Ｃ／Ｎ比が悪い場合にはホワイトノイズとな
り、どのような伝送モードで送られた信号であつ
ても、信号成分を復調できなくなつてしまう。

従つて、この発明の目的は、PLL等のFM復調
器のループフイルタを、簡単な回路構成を用いて
受信モードに応じて自動的に切り換えることによ
り、Ｃ／Ｎ比が悪い場合でも、最低限の情報が送
られる伝送モードに対して信号成分の復調が可能
とされた受信装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、ビデオ信号とビデオ信号の高域側
の所定周波数の副搬送波を音声及び又はデータで
変調してなる信号がFM変調されて伝送される第
１の伝送モード（クリアスカイモード）と、音声
及び又はデータがFM変調されて伝送される第２
の伝送モード（セーブモード）とを有する衛星通
信の受信装置において、第１の伝送モード（クリアスカイモード）と第
２の伝送モード（セーブモード）とを識別する手
段２３，２５と、受信信号を周波数変換し、周波
数変換された信号をFM復調するFM復調器１５
と、FM復調器１５内に設けられたクリアスカイ
モード用の第１のループフイルタ６６，６７及び
セーブモード用の第２のループフイルタ６８，６
９と、第１のループフイルタと第２のループフイ
ルタとを識別手段２３，２５の出力により切り換
える手段７４，７８とからなることを特徴とする
受信装置である。

〔作用〕

第１の伝送モード（クリアスカイモード）と、
第２の伝送モード（セーブモード）とを、映像信
号又は副搬送波の有無で識別し、この識別出力に
応じてFM復調器１５のループフイルタ４４の時
定数を自動的に切り換える。即ち、クリアスカイ
モード受信時に比してセーブモード受信時では、
ループフイルタ４４の時定数を大とする。

〔実施例〕

この発明の一実施例について、以下、図面を参
照して説明する。この一実施例では、映像信号と
音声及びデータが送られる通常モード（以下クリ
アスカイモードと称する）の他に、受信状態が悪
くノイズが多い時でも最低限必要な音声及びデー
タを確実に送られる低エラーモード（以下セーブ
モードと称する）の２つの伝送モードが用いられ
る。

この２つの伝送モードについて、以下に詳述す
る。クリアスカイモードは、第２図Ａのスペクト
ル図で示すように、映像信号F₁と４相PSK変調
された音声及びデータ信号F₂とが送られるモー
ドである。セーブモードは、第２図Ｂのスペクト
ル図で示すように、略々2MHzの帯域の音声及び
データ信号F₃だけが送られているモードである。

クリアスカイモードで送られる映像信号F₁は、
アナログのカラービデオ信号で、最高周波数f₁が
例えば4.5MHzとされている。音声信号は、例え
ば２チヤンネルで、PCM化されている。音声信
号のサンプリング周波数fsは、例えば48kHzで、
量子化ビツト数が16ビツトである。このPCM化
された音声信号は、例えば在庫情報などの伝送に
用いる付加データと共に、第３図に示すようにコ
ード化されている。付加データは、例えば最大24
ビツトであり、PCMデータは量子化ビツト数が
16ビツトで２チヤンネルであるから32ビツトであ
る。これらの付加データ及びPCMデータの前後
には、例えば１ビツトのSYNCビツトと６３，５
６BCH符号の７ビツトのパリテイが付されてい
る。

クリアスカイモードで送られる４相PSK変調
された音声及びデータF₂は、上述の第３図に示
すようにコード化された付加データ及び音声デー
タのデイジタル信号により、映像信号に周波数分
割多重した例えば5.727MHzの副搬送波が４相
PSK変調されたものである。

４相PSK変調とは、例えばデータを２ビツト
づつに分割し、分割された２ビツトに対して第４
図に示すように、夫々対応した正弦波の位相１１
のとき（sinθ＋cosθ）、（01）のとき（sinθ−
cosθ）、（10）のとき（cosθ−sinθ）、（00）のと
き
（−sinθ−cosθ）を定め、夫々の２ビツトづつの
データに従つてこれらの対応した位相の正弦波を
切り換える変調方法である。

セーブモードでは、４相PSK変調は行われず、
音声及びデータ信号F₃のみがFM変調されて伝送
される。

地上の送信側からは、クリアスカイモードの場
合、第２図Ａに示す映像信号F₁と４相PSK変調
された音声及びデータ信号F₂の複合信号がFM変
調され、例えば14GHzに周波数変換されて、人工
衛星に向けて出力される。セーブモードの場合、
第２図Ｂに示す音声及びデータ信号F₃がFM変調
され、例えば14GHzに周波数変換されて、人工衛
星に向けて出力される。

このように送信側から送られてきた電波は、人
工衛星で受信され、例えば12GHzに変換され、受
信側で直接受信できる電力に増幅されて出力され
る。

セーブモードは、クリアスカイモードと違い、
音声及びデータ信号だけを伝送するものであるか
ら、映像信号を伝送するためのパワーを必要とし
ない。また、セーブモードは、クリアスカイモー
ドに比べて伝送帯域が狭く、FM変調特有の三角
雑音が低減される。このため、セーブモードで
は、Ｃ／Ｎ比が悪い場合でも第５図に示すよう
に、音声及びデータ信号の誤り率が低下する。第
５図において、横軸は受信入力のＣ／Ｎ比を示
し、縦軸は誤り率を示し、白抜き三角形で示され
るのがクリアスカイモードの場合の誤り率で白丸
ドツトで示されるのがセーブモードの場合の誤り
率である。従つて、クリアスカイモードでは伝送
困難な場合でもセーブモードを用いれば、映像信
号以外の必要なデータや音声については、確実に
伝送することができる。

第６図及び第７図は、この発明の一実施例を示
し、この実施例は、人工衛星からの出力がクリア
スカイモードの場合でも、セーブモードの場合で
も受信可能となるようになされている。

第６図において、１は、パラボラ状の主反射器
と副反射器と、電磁ホーンとから構成されたアン
テナを示す。このアンテナ１の電磁ホーンに対し
て円偏波発生器２が接続されている。

円偏波発生器２は、例えば円形導波管内に直接
編波の編波面に対し、45°傾けて誘電体を挿入し
た構成とされている。アンテナ１により受信され
た円編波は、この円編波発生器２により直線編波
により変換され、変換器（図示せず）を介するこ
とにより、伝送路が矩形の導波管から同軸ケーブ
ルとされる。そして、受信信号がSHF増幅器３
を介してミクサ４に供給される。このミクサ４に
は、第１局部発振器５からの局部発振器信号が供
給され、ミクサ４の出力に第１中間周波信号が現
れる。このミクサ４の出力が第１中間周波増幅器
６に供給される。このアンテナ１から第１中間周
波増幅器６に至る装置は、屋外に設置される。

この屋外ユニツトは、同軸ケーブル７を介して
室内ユニツトに結合される。８は、室内ユニツト
の第１中間周波増幅器を示し、その出力が可変バ
ンドパスフイルタ９を介されることで、希望波が
選択され、これがミクサ１０に供給される。この
ミクサ１０には、第２局部発振器１１からの局部
発振信号が供給され、その出力に第２中間周波信
号が得られる。この第２中間周波信号が第２中間
周波バンドパスフイルタ１２と第２中間周波増幅
器１３とリミツタ１４とを介してFM復調器１５
に供給される。このFM復調器１５は、PLLの復
調器で、端子１７から供給される切換信号によ
り、モードに応じてループフイルタの特性が切り
換え可能とされている。FM復調器１５により
FM復調された出力が出力端子１６から導出され
る。

このFM復調出力が、第７図における入力端子
１９からローパスフイルタ２０、バンドパスフイ
ルタ２１、ローパスフイルタ２２に夫々供給され
る。ローパスフイルタ２０の出力が同期分離回路
２３に供給されると共に、スイツチ回路２４に供
給される。

映像信号が送られるのは、クリアスカイモード
の場合だけであつて、セーブモードの場合には、
映像信号は送られていない。このため、受信され
た信号がクリアスカイモードの場合だけ同期分離
回路２３から同期信号が取り出され、セーブモー
ドの場合には、同期分理解路２３から同期信号が
取り出されない。

同期分離回路２３の出力が切換信号発生回路２
５に供給される。切換信号発生回路２５により、
受信モード切換信号が形成され、この受信モード
切換信号がスイツチ回路２４及びスイツチ回路２
９に供給される。また、この受信モード切換信号
がループフイルタの切換信号として端子１７から
FM復調器１５に供給される。

同期分離回路２３から、同期信号が取り出され
ると、切換信号発生回路２５の出力が例えばロー
レベルとなり、スイツチ回路２４の入力端子２４
Ａと出力端子２４Ｂとが接続され、スイツチ回路
２９の入力端子２９Ａと出力端子２９Ｂとが接続
され、クリアスカイモード受信状態となる。ま
た、このとき、切換信号発生回路２５の出力によ
り、FM復調器１５のループフイルタがクリアス
カイモード用の特性となるように切り換えられ
る。

同期分離回路２３から、同期信号が取り出され
ない時は、切換信号発生回路２５の出力が例えば
ハイレベルとなり、スイツチ回路２４の入力端子
２４Ｃと出力端子２４Ｂとが接続され、スイツチ
回路２９の入力端子２９Ｃと出力端子２９Ｂとが
接続され、セーブモード受信状態となる。また、
このとき、切換信号発生回路２５の出力により、
FM復調器１５のループフイルタがセーブモード
用の特性となるように切り換えられる。

クリアスカイモード受信状態では、映像信号及
び音声、データ出力が以下のように取り出され
る。

入力端子１９からのFM復調出力がローパスフ
イルタ２０及びバンドフイルタ２１に夫々供給さ
れ、ローパスフイルタ２０の出力にカラービデオ
信号F₁が現れる。このカラービデオ信号F₁がス
イツチ回路２４を介して出力端子３４から取り出
される。

バンドパスフイルタ２１の出力から４相PSK
変調された音声及びデータ信号F₂が現れる。バ
ンドパスフイルタ２１の出力が復調回路２６に供
給されると共に、ビツトクロツク再生回路２７に
供給される。ビツトクロツク再生回路２７で受信
データに同期したビツトクロツクが再生され、ビ
ツトクロツク再生回路２７の出力が復調回路２６
及びラツチ２８に供給される。復調回路２６によ
り４相PSKの復調がなされ、復調回路２６の出
力がラツチ２８に供給される。ラツチ２８の出力
からPCM音声出力及びデータが取り出され、ラ
ツチ２８の出力がスイツチ回路２９を介して信号
処理回路３２に供給される。

信号処理回路３２でエラー訂正などの信号処理
がなされ、PCM音声出力及びデータは、出力端
子３３から取り出される。図示せずもこのPCM
音声出力及びデータは、分離され、このPCM音
声出力がＤ／Ａ変換されてオーデイオ信号が形成
される。

セーブモード受信状態では、以下のように音
声、データ出力が取り出される。

入力端子１９からのFM復調出力がローパスフ
イルタ２２に供給される。ローパスフイルタ２２
の出力から音声及びデータ信号F₃が得られ、ロ
ーパスフイルタ２２の出力がラツチ３１に供給さ
れると共に、ビツトクロツク再生回路３０に供給
される。ビツトクロツク再生回路３０で受信デー
タに同期したビツトクロツクが再生され、ビツト
クロツク再生回路３０の出力がラツチ３１に供給
される。ラツチ３１の出力からPCM音声出力及
びデータが取り出され、ラツチ３１の出力がスイ
ツチ回路２９を介して信号処理回路３２に供給さ
れる。

この発明の一実施例におけるFM復調器１５
は、第８図に示すように構成されている。

第８図において、４１が入力端子を示し、入力
端子４１からFM変調信号が位相比較回路４２に
供給される。位相比較回路４２にVCO（電圧制御
発振器）４３の出力が供給される。位相比較回路
４２の出力がループフイルタ４４を介して直流ア
ンプ４５に供給される。ループフイルタ４４に
は、端子１７から切換信号が供給され、受信モー
ドに応じて時定数が切り換えられる。直流アンプ
４５の出力が出力端子４７から取り出されると共
に、VCO４３に供給される。VCO４３の出力が
位相比較回路４２に供給される。

これらの位相比較回路４２、ループフイルタ４
４、直流アンプ４５、VCO４３により、PLLが
構成されている。入力端子４２から供給される
FM変調信号とVCO４３の出力との位相が位相比
較回路４２で比較され、この位相比較出力がルー
プフイルタ４４、直流アンプ４５を介して出力端
子４７から取り出され、FM復調出力が出力端子
４５から得られる。

ループフイルタ４４の時定数は、端子１７から
供給される切換信号により受信モードに応じて切
り換えられる。クリアスカイモード受信時には、
ローレベルの切換信号が端子１７から供給され、
ループフイルタ４４の時定数が小となるようにな
される。ループフイルタ４４の時定数を小とする
ことにより、クリアスカイモードの信号を復調す
るのに十分に広い復調帯域が確保される。

セーブモード受信時には、ハイレベルの切換信
号が端子１７から供給され、ループフイルタ４４
の時定数が大となるように切り換えられる。セー
ブモードの信号は、伝送帯域が狭いため、ループ
フイルタ４４の時定数を大きくしても、復調は十
分に行える。ループフイルタ４４の時定数を大き
くすることにより、PLLのプルインレンジが狭
まり、雑音排除能力が向上される。

従つて、Ｃ／Ｎ比が悪い弱電界の場合であつ
て、クリアスカイモード受信時の時定数の小さい
ループフイルタを用いた場合には復調困難な場合
でも、セーブモード受信時の時定数の大きいルー
プフイルタを用いれば、復調可能となる。

第９図Ａ及び第９図Ｂは、Ｃ／Ｎ比が例えば
2.7dBの弱電界におけるクリアスカイモード受信
時の時定数の小さいループフイルタを用いた場合
の復調出力中のノイズのスペクトル及びセーブモ
ード受信時の時定数の大きいループフイルタを用
いた場合の復調出力中のノイズのスペクトルを示
すものである。第９図Ａ及び第９図Ｂにおいて、
横軸は復調出力の周波数を示し、縦軸はノイズレ
ベルを示す。

このように、Ｃ／Ｎ比の悪い場合は、時定数の
小さいループフイルタを用いた時には、第９図Ａ
に示すように、ホワイトノイズに近づき、復調困
難となる。ところが、時定数の大きいループフイ
ルタを用いると、第９図Ｂに示すように、2MHz
以下の信号帯域での雑音が排除され、十分に復調
を行うことができる。

受信モードに応じたループフイルタ４４の時定
数の切り換えは、一例として、第１図に示す回路
構成により実現される。

第１図において、５１及び５２がNPN形のト
ランジスタを示す。トランジスタ５１，５２の互
いのエミツタが共通接続され、この共通接続点が
トランジスタ５３のコレクタに接続される。トラ
ンジスタ５３のベースがFM変調信号の入力端子
５４に接続される。トランジスタ５３のエミツタ
が抵抗５５を介して接地されると共に、抵抗５６
の一端に接続される。

５７，５８がNPN形のトランジスタを示し、
トランジスタ５７，５８の互いにエミツタが共通
接続される。この共通接続点がトランジスタ５９
のコレクタに接続される。トランジスタ５９のベ
ースがFM変調信号の入力端子６０に接続され
る。トランジスタ５９のエミツタが抵抗６１を介
して接地されると共に、抵抗５６の他端に接続さ
れる。

トランジスタ５１のベースとトランジスタ５８
のベースとが共通接続され、この共通接続点が
VCO出力の入力端子６２に接続される。トラン
ジスタ５２のベースとトランジスタ５７のベース
が共通接続され、この共通接続点がVCO出力の
入力端子６３に接続される。

トランジスタ５１のコレクタとトランジスタ５
７のコレクタとが共通接続される。この共通接続
点が抵抗６４を介して電源端子６５に接続される
と共に、この接続点から出力端子７０が導出され
る。これと共に、この接続点が抵抗６６とコンデ
ンサ６７の直列接続の一端及び抵抗６８とコンデ
ンサ６９の直列接続の一端に接続される。抵抗６
６とコンデンサ６７とによりクリアスカイモード
用の時定数の小さいループフイルタが構成されて
いる。抵抗６８のコンデンサ６９とによりセーブ
モード用の時定数の大きいループフイルタが構成
されている。

トランジスタ５２のコレクタとトランジスタ５
８のコレクタとが共通接続される。この共通接続
点が抵抗７２を介して電源端子６５に接続される
と共に、この接続点から出力端子７１が導出され
る。これと共に、この接続点が抵抗６６とコンデ
ンサ６７の直列接続の他端及びコンデンサ７３の
一端に接続される。

７４がNPN形トランジスタを示し、トランジ
スタ７４のエミツタが接地される。トランジスタ
７４のベースが抵抗７５を介して切換信号の入力
端子７６に接続される。トランジスタ７４のコレ
クタが抵抗７７を介してダイオード７８のカソー
ドに接続されると共に、抵抗６８とコンデンサ６
９との直列接続の他端に接続される。ダイオード
７８のアノードがコンデンサ７３の他端に接続さ
れると共に、抵抗７９を介して電源端子６５に接
続される。

FM変調信号は、入力端子５９及び６０から逆
相で供給され、VCO出力は、入力端子６２及び
６３から逆相で供給される。前述のように、同期
信号の有無を判別することにより、クリアスカイ
モード受信時には、端子７６からローレベルの切
換信号が供給され、セーブモード受信時には、端
子７６からハイレベルの切換信号が供給される。

トランジスタ５１，５２及びトランジスタ５
７，５８とトランジスタ５３，５９とにより、二
重平衡接続の位相回路が構成されている。入力
FM変調信号とVCO出力との位相比較がこの位相
比較回路でなされ、差動の位相比較出力トランジ
スタ５１とトランジスタ５７の互いのコレクタの
共通接続点及びトランジスタ５２とトランジスタ
５８の互いのコレクタの共通接続点の夫々から取
り出される。

クリアスカイモード受信状態では、端子７６か
ら供給される切換信号がローレベルである。この
ため、トランジスタ７４がオフし、ダイオード７
８がオフしている。従つて、トランジスタ５１と
トランジスタ５７の互いのコレクタの共通接続点
及びトランジスタ５２とトランジスタ５８の互い
のコレクタの共通接続点から取り出される位相比
較出力が、抵抗６６、コンデンサ６７からなるク
リアスカイモード用の時定数の小さいループフイ
ルタを介して出力端子７０及び７１に取り出され
る。

セーブモード受信状態では、端子７６から供給
される切換信号がハイレベルとなり、トランジス
タ７４オンし、ダイオード７８がオンする。この
ため、コンデンサ６９の一端がダイオード７８及
び結合コンデンサ７３を介してトランジスタ５２
とトランジスタ５８の互いのコレクタの共通接続
点に接続され、抵抗６６及びコンデンサ６７から
なるクリアスカイモード用のループフイルタと並
列に抵抗６８及びコンデンサ６９からなる時定数
の大きいセーブモード用のループフイルタが挿入
される。

抵抗６８及びコンデンサ６９からなるセーブモ
ード用のループフイルタの時定数は、抵抗６６及
びコンデンサ６７からなるクリアスカイモード用
のループフイルタの時定数に比べ十分大きいの
で、ループフイルタの時定数は、殆ど抵抗６８及
びコンデンサ６９により決定される。従つて、セ
ーブモード受信状態では、トランジスタ５１とト
ランジスタ５７の互いのコレクタの共通接続点及
びトランジスタ５２とトランジスタ５８の互いの
コレクタの共通接続点から取り出される位相比較
出力が抵抗６６、コンデンサ６９からなるセーブ
モード用のループフイルタを介して出力端子７０
及び７１に取り出される。

尚、この発明は、FMフイードバツク復調方式
のループフイルタにも同様に適用することができ
る。また、クリアスカイモードとセーブモードと
の判別は、同期信号に限らず受信信号中の副搬送
波の有無に基づいて行うようにしても良い。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、映像信号と音声及びデータ
が送られる伝送帯域の広い第１の伝送モードと、
音声及びデータが送られる伝送帯域が狭く、低減
に集中する第２の伝送モードとの何れをも受信す
ることができ、第２の伝送モードの受信時には、
FM復調器を構成するPLLのループフイルタの時
定数が大きいものに自動的に切り換えられる。従
つて、第２の伝送モード受信時には、PLLのプ
ルインレンジが狭まり、雑音排除能力が向上し、
Ｃ／Ｎ比が悪い場合でも復調可能となる。このた
め、天候が悪く、受信状態が悪い場合でも、第２
の伝送モードの信号については確実に復調するこ
とができ、音声及びデータのような最低限の情報
は受信できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における位相比較
回路及びループフイルタの一例の接続図、第２図
はクリアスカイモード及びセーブセーブの説明に
用いるスペクトル図、第３図は音声及びデータ信
号の説明に用いる略線図、第４図は４相PSK変
調の説明に用いるベクトル図、第５図はクリアス
カイモード及びセーブモードの効果を示すグラ
フ、第６図及び第７図はこの発明の一実施例の一
部ブロツク図、第８図はこの発明の一実施例にお
けるFM復調器のブロツク図、第９図はこの発明
の一実施例の効果の説明に用いる周波数スペクト
ル図である。１５：FM復調器、１７：切換信号の入力端
子、２５：切換信号発生回路、４２：位相比較回
路、４３：VCO、４４：ループフイルタ。

Claims

【特許請求の範囲】１ビデオ信号と上記ビデオ信号の高域側の所定
周波数の副搬送波を音声及び又はデータで変調し
てなる信号がFM変調されて伝送される第１の伝
送モードと、上記音声及び又はデータがFM変調
されて伝送される第２の伝送モードとを有する衛
星通信の受信装置において、上記第１の伝送モードと上記第２の伝送モード
とを識別する手段と、受信信号を周波数変換し、
上記周波数変換された信号をFM復調するFM復
調器と、上記FM復調器内に設けられた上記第１
の伝送モード用の第１のループフイルタ及び上記
第２の伝送モード用の第２のループフイルタと、
上記第１のループフイルタと上記第２のループフ
イルタとを上記識別手段の出力により切り換える
手段とからなることを特徴とする受信装置。