JPH0810809B2 - 自動利得制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概 要］ 衛星通信用のディジタル復調器に用いて好適な自動利
得制御回路に関し、 バースト信号入力時に入力信号レベルを短時間のうち
に所要レベルに収束させることができるようにすること
を目的とし、 少なくとも先頭部分に無変調波部分を有するバースト
信号について、これをベースバンドに周波数変換し、ア
ナログ／ディジタル変換し、得られたディジタル変換信
号と目標値との偏差情報をループフィルタに通し、この
ループフィルタの出力に基づいて該バースト信号の振幅
を制御することにより、利得制御を自動的に行なう自動
利得制御回路において、該バースト信号の先頭部分にお
いては、それ以外の部分における該ループフィルタの動
作クロックよりも高速の動作クロックで該ループフィル
タを動作させるように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、衛星通信用のディジタル復調器に用いて好
適な自動利得制御回路に関する。

衛星通信においては、キャリア再生のために、バース
ト信号の先頭部分に無変調波部分を挿入して通信を行な
い、この信号をディジタル復調器にて復調している。

そして、かかる衛星通信用の復調器では、伝送効率を
高くしたいとの要請が高く、従って上記の復調器が短い
時間で安定に動作することが要求されている。このため
に、受信信号レベルについても短時間である目標のレベ
ルにする必要がある。

［従来の技術］ 従来より、衛星通信用のディジタル復調器には、第４
図に示すような自動利得制御回路が設けられており、こ
の自動利得制御回路では、先頭部分に無変調波部分を有
するバースト信号について、これを周波数変換回路２
（この周波数変換回路２はミキサ回路21と局部発振器22
とをそなえている）で、ベースバンドに周波数変換し、
アナログ／ディジタル変換器（A/D変換器）３にて、A/D
変換し、偏差演算器４で、A/D変換器３からのディジタ
ル変換信号と目標値との偏差情報を得たのち、この偏差
情報をループフィルタ５に通し、更にこのループフィル
タ５の出力（制御信号）をディジタル／アナログ変換器
（D/A変換器）６を介して可変減衰器１へ供給すること
により、バース信号の振幅を制御して、利得制御を自動
的に行なっている。

なお、A/D変換器３の出力は、図示しないキャリア再
生回路へ送出される。

また、A/D変換器３の動作クロックは周波数が2fsのク
ロックであり、ループフィルタ５の動作クロックは上記
A/D変換器３の動作クロックよりも低速の周波数fsのも
のが使用される。

さらに、ループフィルタ５へ入力されている係数は、
通過帯域を設定する係数を意味している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の自動利得制御回路で
は、バースト信号の全ての部分（先頭の無変調波の部分
とそれ以降のデータの部分）について、シンボルレート
でこの自動利得制御回路を動作させているので、バース
ト信号入力時の信号レベルが急に変化する部分におい
て、所要のレベルに収束させるのに時間がかかるという
問題点がある。

本発明は、このような問題点を解消しようとするもの
で、バースト信号入力時に入力信号レベルを短時間のう
ちに所要レベルに収束させることができるようにした、
自動利得制御回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理ブロック図である。

この第１図において、１は可変減衰器で、この可変減
衰器１は、少なくとも先頭部分に無変調波部分を有する
バースト信号の受信レベルを可変的に調整するもので、
後述のループフィルタ５からの信号に応じて、受信レベ
ルを調整できるようになっている。

２は周波数変換回路で、この周波数変換回路２は、可
変減衰器１からの出力について周波数変換してベースバ
ンドの信号にするものである。

３はA/D変換器で、このA/D変換器３は、周波数変換回
路２からのアナログのベースバンド信号をディジタル信
号に変換するものである。なお、このA/D変換器３の動
作クロックは、周波数がn fsのクロックである。

４は偏差演算器で、この偏差演算器４は、A/D変換器
３からの振幅情報を要するディジタル出力と目標値とを
比較して両者間の偏差情報を出力するものである。

５はループフィルタで、このループフィルタ５は、デ
ィジタルタイプのフィルタであり、偏差演算器４からの
偏差情報をフィードバック情報として、この偏差情報に
基づき可変減衰器制御信号を出力するものである。

６はD/A変換器で、このD/A変換器６は、ループフィル
タ５からのディジタル信号をアナログ信号に変換するも
のである。

７はクロック切替回路で、このクロック切替回路７
は、ループフィルタ５の動作クロックを２種選択的に切
り替えるもので、２種のクロックとしては、周波数がfs
のものとm fs（ｎ≧ｍ＞１）のものとが使用される。そ
して、このクロック切替回路７は、受信信号としてのバ
ースト信号の先頭部分においては、それ以外の部分にお
けるループフィルタ５の動作クロック（周波数fs）より
も高速の動作クロック（周波数m fs）でループフィルタ
５を動作させるように切り替わる。

８は係数設定回路で、この係数設定回路８は、ループ
フィルタ５の帯域特性を複数設定しうるように、複数の
係数を設定しうるもので、この係数設定回路８は、バー
スト信号の先頭部分においては、それ以外の部分におけ
るループフィルタ５の通過帯域よりも広帯域となるよ
う、係数を変更して、ループフィルタ５の帯域特性を変
更できるようになっている。

［作 用］ 上述の本発明の自動利得制御回路では、少なくとも先
頭部分に無変調波部分を有するバースト信号について、
これを周波数変換回路２でベースバンドに周波数変換
し、A/D変換器３でA/D変換し、得られたディジタル変換
信号と目標値との偏差情報をループフィルタ５に通し、
このループフィルタ５の出力を可変減衰器１へ供給する
ことにより、ループフィルタ５の出力に基づいてバース
ト信号の振幅を制御することにより、利得制御を自動的
に行なうが、バースト信号の先頭部分においては、クロ
ック切替回路７を切り替えて、それ以外の部分における
ループフィルタ５の動作クロックよりも高速の動作クロ
ックでループフィルタ５を動作させる。

さらに、バースト信号の先頭部分においては、係数設
定回路８からの係数を変更して、それ以外の部分におけ
るループフィルタ５の通過帯域よりも広帯域となるよ
う、ループフィルタ５の帯域特性を変更する。

［実 施 例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すブロック図で、この
第２図に示す自動利得制御回路は、中小容量の衛星通信
用ディジタル復調器に使用されるバーストモデム用自動
利得制御回路であるが、この自動利得制御回路は、可変
減衰器1,周波数変換回路2,A/D変換器3,ディジタルフィ
ルタ9,偏差演算器4,ループフィルタ5,D/A変換器6,クロ
ック切替回路7,係数設定回路８をそなえて構成されてい
る。

ここで、可変減衰器１は、先頭部分にキャリア再生の
ための無変調波部分（CRプリアンブル）を有するバース
ト信号（この場合、このバースト信号はIF信号として入
力される）の受信レベルを可変的に調整するもので、後
述のループフィルタ５からの制御信号に応じて、受信レ
ベルを調整できるようになっている。

周波数変換回路２は、可変減衰器１からの出力につい
て周波数変換してベースバンドの信号にするもので、ミ
キサ回路21と局部発振器22とをそなえている。

A/D変換器３は、周波数変換回路２からのアナログの
ベースバンド信号をディジタル信号に変換するもので、
周波数が2fsのクロックで動作する。

ディジタルフィルタ９は、雑音除去用のフィルタで、
例えばロールオフ率32％のものが使用される。このディ
ジタルフィルタ９も周波数が2fsのクロックで動作す
る。なお、このディジタルフィルタ９からの出力は、図
示しないキャリア再生回路へ送出されるとともに、減衰
量制御用フィードバック情報として使用される。

偏差演算器４は、ディジタルフィルタ９からの振幅情
報を有するディジタル出力と目標値とを比較して両者間
の偏差情報を出力するものである。

ループフィルタ５は、ディジタルタイプのフィルタ
で、偏差演算器４からの偏差情報をフィードバック情報
として、この偏差情報に基づき可変減衰器制御信号を出
力するものである。

D/A変換器６は、ループフィルタ５からのディジタル
信号をアナログ信号に変換するものである。

クロック切替回路７は、ループフィルタ５の動作クロ
ックを２種選択的に切り替えるもので、２種のクロック
としては、周波数がfsのものと2fsのものとが使用され
る。そして、このクロック切替回路７は、CRプリアンブ
ル検出信号を受けて、バースト信号の先頭部分（CRプリ
アンブル）においては、それ以外の部分（データ等の部
分）におけるループフィルタ５の動作クロック（周波数
fs）よりも高速の動作クロック（周波数2fs）でループ
フィルタ５を動作させるように切り替わる。

係数設定回路８は、ループフィルタ５の帯域特性を複
数（２〜４種）設定しうるように、複数の係数を設定し
うるもので、この係数設定回路８は、バースト信号の先
頭部分（CRプリアンブル）においては、それ以外の部分
（データ等の部分）におけるループフィルタ５の通過帯
域よりも広帯域となるよう、係数を変更して、ループフ
ィルタ５の帯域特性を変更できるようになっている。

すなわち、この係数設定回路８は、CRプリアンブル検
出信号を受けた直後、即ちクロック切替回路７によって
高速クロック（2fs）が選択された初期は、ロックの引
き込みを速やかに行なうため、ループフィルタ５の帯域
特性を広くするような係数を設定し、その後は段階的に
ループフィルタ５の帯域特性を狭くしていくように、係
数を変更していくのである。

なお、TDMA等を採用する衛星通信システムの場合、送
受信側で、共通の時計を有しているので、この時計を基
にCRプリアンブル検出信号を検出することが行なわれ
る。

上述の構成により、先頭部分に無変調波部分を有する
バースト信号を周波数変換回路２でベースバンドに周波
数変換し、A/D変換器３でA/D変換し、更にディジタルフ
ィルタ９でろ波し、得られたディジタル変換信号と目標
値との偏差情報をループフィルタ５に通し、このループ
フィルタ５の出力をD/A変換器６を介して可変減衰器１
へ供給することにより、ループフィルタ５の出力に基づ
いてバースト信号の振幅を制御することにより、利得制
御を自動的に行なう。

その際、バースト信号の先頭部分においては、クロッ
ク切替回路７を切り替えて、それ以外の部分におけるル
ープフィルタ５の動作クロックよりも高速の動作クロッ
ク（シンボルレートより高速のクロック）でループフィ
ルタ５を動作させるとともに、同様にバースト信号の先
頭部分においては、係数設定回路８からの係数を変更し
て、それ以外の部分におけるループフィルタ５の通過帯
域よりも広帯域となるよう、ループフィルタ５の帯域特
性を変更する。

これにより、第３図（ａ）に示すように、バースト信
号入力時に入力信号レベルを短時間のうちに所要レベル
に収束させることができるのである。

なお、第３図（ｂ）はバースト信号の先頭部分におい
ても、低速の動作クロック（fs）でループフィルタ５を
動作させた場合の特性図、これら第３図（ａ），（ｂ）
の両図を比較すれば、本自動利得制御回路による効果
は、一目瞭然である。

また、上記の第３図（ａ），（ｂ）において、制御コ
ードは、可変減衰器１への制御コードで、減衰量に相当
し、シンボル数はクロックfsでサンプリングした数を表
わしている。

また、バースト信号の先頭部分において、係数を切り
替えることなく、それ以外の部分におけるループフィル
タ５の通過帯域と同様の狭い帯域のままで動作させて
も、従来のものより、収束性は改善される。しかし、好
ましくは、バースト信号の先頭部分においては、高速の
動作クロックでループフィルタ５を動作させるととも
に、バースト信号の先頭部分以外の部分におけるループ
フィルタ５の通過帯域よりも広帯域となるよう、ループ
フィルタ５の帯域特性も変更するのがよい。

なお、可変減衰器１は、第２図に示すごとく周波数変
換回路２の入力側に設けてもよいが、更に周波数変換回
路２とA/D変換器３との間またはA/D変換器３とディジタ
ルフィルタ９との間まではディジタルフィルタ９の出力
側に設けてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、請求項１に記載の本発明の自動
利得制御回路によれば、バースト信号の先頭部分におい
ては、それ以外の部分におけるループフィルタの動作ク
ロックよりも高速の動作クロックでループフィルタを動
作させるので、バースト信号入力時に入力信号レベルを
短時間のうちに所要レベルに収束させることができる利
点がある。

また、請求項２に記載の本発明の自動利得制御回路で
は、バースト信号の先頭部分においては、それ以外の部
分におけるループフィルタの動作クロックよりも高速の
動作クロックでループフィルタを動作させるとともに、
バースト信号の先頭部分以外の部分におけるループフィ
ルタの通過帯域よりも広帯域となるよう、ループフィル
タの帯域特性を変更するので、バースト信号入力時に入
力信号レベルを更に短時間のうちに所要レベルに収束さ
せることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第３図（ａ）は本自動利得制御回路による特性図、 第３図（ｂ）は従来例による特性図、 第４図は従来例を示すブロック図である。 図において、 １は可変減衰器、 ２は周波数変換回路、 ３はA/D変換器、 ４は偏差演算器、 ５はループフィルタ、 ６はD/A変換器、 ７はクロック切替回路、 ８は係数設定回路、 ９はディジタルフィルタ、 21はミキサ回路、 22は局部発振器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも先頭部分に無変調波部分を有す
   るバースト信号について、これをベースバンドに周波数
   変換し、アナログ／ディジタル変換し、得られたディジ
   タル変換信号と目標値との偏差情報をループフィルタ
   （５）に通し、このループフィルタ（５）の出力に基づ
   いて該バースト信号の振幅を制御することにより、利得
   制御を自動的に行なう自動利得制御回路において、 該バースト信号の先頭部分においては、それ以外の部
   分における該ループフィルタ（５）の動作クロックより
   も高速の動作クロックで該ループフィルタ（５）を動作
   させることを 特徴とする、自動利得制御回路。
2. 【請求項２】該バースト信号の先頭部分においては、そ
   れ以外の部分における該ループフィルタ（５）の通過帯
   域よりも広帯域となるよう、該ループフィルタ（５）の
   帯域特性を変更することを特徴とする、 請求項１記載の自動利得制御回路。