JP4751834B2

JP4751834B2 - 衛星受信のための外部ユニットおよび該ユニットを用いた受信方法

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Publication number: JP4751834B2
Application number: JP2006548192A
Authority: JP
Inventors: ルシコフ，マルク
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: KR101092575B1; US20090291655A1; WO2005069495A1; KR20060123418A; EP1704650B1; JP2007520119A; FR2864877A1; EP1704650A1; US7831197B2; CN1902829B; CN1902829A

Description

本発明は、衛星受信のための外部ユニットおよび該ユニットを用いた受信方法に関する。本発明は、共存する通信システムとの干渉の問題を改善することを目指している。

衛星受信のための外部ユニットは一般にLNB（Low Noise Block［低ノイズブロック］の略）と呼ばれる。該ユニットは一般に電波を集束する放物反射面の中心に置かれる。ユニットには一般にソースが含まれ、ソースが電磁波を電気信号に変換し、次いでその信号が増幅され、中間周波数帯に転換されてから同軸ケーブルにより内部ユニット、たとえばテレビ番組デコーダに送られる。

テレビ番組受信のためには、有用な衛星帯域は10.7GHzから12.75GHzの間にある。外部ユニットは水平偏波および垂直偏波に従ってこの周波数帯全体を受信するよう構成される。使用される中間周波数帯は950から2150MHzの間にある。外部ユニットは受信帯域を４つのサブバンドに分割する。各サブバンドはそれぞれの偏波について衛星帯域の半分に対応する。帯域の選択は内部ユニットによって外部ユニットに、たとえばDiSEqC規格に従って同軸ケーブルを通じて送られるコマンドを援用して行われる。

現在最新の技術によると、衛星帯域の２つのサブバンドへの分離は、２つの周波数値、通例は9.75GHzおよび10.6GHzをとることのできる転換（transposition）信号を使って行われる。これら２つの転換周波数を用いて、10.7から11.7GHzの間にある衛星帯域の部分は950から1950MHzの間に転換され、11.7から12.75GHzの間にある周波数帯域は1100から2150MHzの間に転換される。

他の送信装置との干渉の問題は、特に無線デジタル電話に関して生じうる。DECT規格はヨーロッパでは1881から1898MHzの間、米国では1897から1914MHzの間にある周波数帯の使用を規定している。しかし、この周波数帯域は衛星中間周波数帯の中に位置するので、衛星中間周波数帯のこの部分に転換される番組の受信を乱さないように適切な遮蔽が必要となる。遮蔽の問題は、デコーダが、DECT電話ベースを通じて電話線につながれるようDECT帯域において動作する送信機／受信機を含んでいるとき、あるいはデコーダ自身がDECT電話ベースを含んでいるときにいっそう重大になる。この問題はすでに米国特許出願US2002/0052184A1において同定されており、与えられている解決策は、LNBの近傍に、信号が干渉を受ける帯域部分に位置する周波数に対応する場合にその信号を中間周波数帯にする追加的な転換を実行する周波数変換器を追加することからなる。しかし、そのような解決策はLNBレベルでの追加的な手段を、よって追加的なコストを必要とする。さらに、これは追加的な制御信号の、よって接続ケーブル上での帯域の使用を必要とする。

本発明は、干渉の問題を、LNB型の外部ユニットの既知の構造をほとんど修正しない、より安価な技術を使って解決することを提案する。本発明は、受信周波数のどちらかの側に選ばれる２つの転換周波数を使い、それにより使用される周波数によってスープラダイン（supradyne）型の転換またはインフラダイン（infradyne）型の転換を得るようなLNBを提案する。転換周波数のこの選択は、受信帯域の真ん中に重なり域をもつことを可能にする。この重なり域は前記２つの発振周波数を援用して転換されるが、異なる周波数に転換される。これにより、発振器を援用して転換される周波数が特にノイズの多い周波数に対応している場合に、前記２つの転換の間で選択をすることが可能になる。

本発明は、衛星から発する電波を受信するための外部ユニットである。該ユニットは、増幅手段と、２つの転換周波数を使って衛星受信帯域を受信帯域の大きさよりも狭い中間周波数帯域に転換する転換手段とを有している。前記２つの転換周波数は、衛星受信帯域のある部分が該転換周波数の一方を使ってインフラダイン式に中間周波数帯に転換され、前記衛星受信帯域の別の部分が前記転換周波数の他方を使ってスープラダイン式に中間周波数帯域に転換されるようなものである。２つの転換周波数は、衛星受信帯域の帯域の前記２つの部分に、前記２つの発振器のおのおのを援用して同じ区間上で互いに反転されたスペクトルをもつ中間周波数帯に転換される、共通の交わりが存在するように選ばれる。

本発明はまた、衛星から衛星受信帯域において発される電波信号を、増幅手段と、２つの転換周波数を使って衛星受信帯域を該受信帯域の大きさよりも狭い中間周波数帯域に転換する転換手段とを有する外部ユニットを援用して受信する方法でもある。受信帯域は、所与の偏波について、周波数が増す方向に少なくとも４つのサブバンドに分離され、２つの隣接するサブバンドは２つの異なる転換周波数を援用して転換される。

好ましくは、前記転換周波数の一方は、衛星受信帯域の最低周波数から中間周波数帯の最低周波数を引いた周波数よりも低い周波数に位置している。前記転換周波数の他方は、衛星受信帯域の上端周波数に中間周波数帯の基本周波数が加えられた周波数より高い周波数に位置している。前記２つの発振周波数の間の最大間隔は、受信帯域の幅に中間周波数帯の最低周波数の２倍が加えられ、81MHzも加えたものによって決められる。

本発明は、付属の図面を参照しての以下の記述を読むことでよりよく理解され、その他の特徴および利点も明らかとなるだろう。

図１は、本発明を実装する外部ユニット１（以下、LNBと呼ぶ）を表している。LNB１は、パラボラ面（図示せず）上での反射から発する電波を受信するソース１００、たとえばホーン（horn）を有している。ソース１００によって受信された電波は移行域１０１によって、水平（horizontal）および垂直（vertical）偏波のもとでそれぞれ受信される電波を表す電気信号HおよびVに変換される。低ノイズ増幅器１０２および１０３はそれぞれ電気信号HおよびVのそれぞれを増幅する。スイッチ１０４は前記２つの低ノイズ増幅器１０２および１０３の一方の出力を選択して、当該信号を転換手段に供給する。転換手段は、LNB１の受信帯域、たとえば10.7GHzから12.75GHzの間にある帯域の中で選択された信号を増幅するための増幅器１０６に結合された、第一の帯域通過フィルタ１０５を有している。この転換手段は、第一のフィルタ１０５から発する信号をある転換信号と混合する混合器１０７を有している。前記転換信号は記述されている例では２つの発振器１０８および１０９によって供給され、これらのうち一方だけが供給されるので、二つの周波数のうちから選ばれる固定周波数の転換信号が得られる。第二の帯域通過フィルタ１１１に結合される増幅器１１０は、前記混合器から発する信号を増幅して、中間周波数帯域に対応する通過帯域、たとえば950から2150MHzの間にある帯域を選択し、同軸ケーブル（図示せず）が接続されているLNB１の入出力端末に中間周波数帯の転換された信号を供給する。LNB１は、入出力端末に接続された低域通過フィルタ１１２をも有しており、LNBへの電源供給および遠方の内部ユニット（図示せず）から発する制御信号を引き出す。駆動および電源供給回路１１３は低域通過フィルタ１１２に接続されている。この駆動および電源供給回路はLNB１のすべての要素に電圧を供給するが、発振器１０８および１０９には選択的に供給するので動作するのは一方のみとなる。駆動および電源供給回路１１３はまた、スイッチ１０４に、内部ユニットによって所望される偏波を選択するような制御信号を提供する。内部ユニットによって送られる制御信号はたとえばDiSEqC規格に従って符号化された信号である。

例示的な実施形態は２つの発振器を示しており、その一方のみが活性化される。制御信号に応じて両方の周波数を提供する機能のある単一の発振器をもつことも可能である。また、常時動作している２つの発振器をもち、該発振器のうちの一方だけを前記混合器につなぐことを可能にする選択手段を設けることも可能である。重要なことは、２つの周波数のうちから選ばれる固定周波数の転換信号を提供できるようにする発振手段を有することである。

当業者には見て取れるであろうように、記載されている例は汎用LNBに対応しており、汎用LNBのすべての構造が適用可能である。しかし、本発明に基づいて生産されるこのLNBは、発振器１０８および１０９によって供給される転換周波数によって際立っている。

発振器の周波数は、使用される周波数に従ってスープラダイン型の転換またはインフラダイン型の転換を得るよう、受信帯域のどちらか一方の側に選ばれる。そのような選択は、受信帯域の真ん中に重なり域を有することにつながる。重なり域では転換された周波数は同じ周波数に位置することにはならない。これにより、一方の発振器を援用して転換された周波数が特にノイズの多い周波数に対応する場合に、２つの転換の間で選択をすることが可能となる。

受信帯域全体の良好な転換を形成するための一つの条件は、両転換周波数を受信帯域の両端周波数から、その転換帯域の最低周波数に対応する周波数だけ離すことである。図２は、最小の間隔に対応するそれぞれ9.75GHzおよび13.7GHzに等しい転換周波数をもって実行される転換の例を示している。10.7GHzと12.75GHzとの間にある受信帯域２００は第一から第三のサブバンド２０１から２０３に分離される。第一のサブバンド２０１は10.7から11.55GHzの間にあり、第二のサブバンド２０２は11.55から11.9GHzの間にあり、第三のサブバンドは11.9から12.75GHzの間にある。第一および第二のサブバンド２０１および２０２は、周波数9.75GHzの発振器を援用して、同時にインフラダイン式に転換され、950から2150MHzの間の中間周波数帯になる。この転換は帯域２０４によって表されている。第二および第三のサブバンド２０２および２０３は、13.7GHzの周波数の発振器を援用して同時にスープラダイン式に転換され、950から2150MHzの間の中間周波数帯になる。この転換は帯域２０５によって表される。この帯域は把握しやすいように反転して表されている。スープラダイン転換の効果はスペクトルを反転させるからである。当業者は第二のサブバンド２０２が、両発振器を用いて1800から2150MHzの間にある中間周波数帯の部分に転換されることを理解するであろう。スペクトルの反転は信号復調レベルで問題を呈することはない。衛星送信のために使われる復調器は必要なら復調されたチャンネルの反転を実行するよう設計されているからである。さらに、チャンネルどうしが互いに反転したスペクトルとすることも一般的である。

DECT電話のために使われる周波数帯を考えると、ヨーロッパは1881から1898MHzの間にある帯域を使い、米国は1897から1914MHzの間にある帯域を使っている。これらの帯域を合わせたものが1881から1914MHzの間にあるDECT帯域に対応する。内部ユニットがDECT規格に従って動作する通信デバイスを含んでいるとき、このDECT帯域は内部ユニットのレベルでは非常にノイズの多い、よってやや信頼性に劣る帯域に対応する。DECT帯域は転換された中間周波数帯２０４および２０５では黒で表されており、一方の発振器によって実行される転換のためのノイズの多いDECT帯域は、他方の発振器を用いて実行された転換については2036から2069MHzの間にあるノイズの多くない帯域に対応することが見て取れるであろう。

転換周波数が受信帯域に対して離れすぎているように選ばれると、転換を分けることの限界が生じる。発振周波数どうしの間の間隔の最大限を決めるのは受信帯域の幅、たとえば2050MHzで、これに中間周波数帯の最低周波数の２倍、すなわち950MHzの２倍が加えられ、さらに図２の例では中間周波数帯の上限である2150MHzとノイズの多い帯域に対応するノイズの多くない帯域の転換された上限、すなわち2069MHzとの間の差、つまり81MHzも加えられる。

さらに、中間周波数帯の最低部分には、935から960MHzの間にあるGSM帯域が共存している。この帯域は、950から960MHzの間にある最低部分で中間周波数帯に重なっている。GSM帯域は、GSM基地局がLNBの近くに位置しているときには擾乱を起こしうる。DECT装置が内部ユニット内に含まれている場合のDECT帯域ほどの問題ではないものの、このGSM帯域も発振周波数をずらすことによって何ら問題なく解消しうる。

中間周波数帯の限界にあるチャンネルに対して侵食しないことを確実にするよう、DECT帯域およびGSM帯域のまわりに安全マージンを設けることが可能である。図３の例は、安全マージンを保持しつつDECT帯域およびGSM帯域を回避する好ましい例に対応している。転換周波数はたとえば9,72GHzおよび13.73GHzに固定されている。10.7GHzから12.75GHzの間にある受信帯域３００は先の例と同様に３つのサブバンドに分割される。第一のものは10.7から11.58GHzの間にあり、第二のものは11.55から11.87GHzの間にあり、第三のものは11.87から12.75GHzの間にある。第一および第二のサブバンドは9.72GHzの発振器を援用して同時にインフラダイン式に転換され、980から2150MHzの間の中間周波数帯になる。第二および第三のサブバンドは、13.73GHzの周波数の発振器を援用して同時にスープラダイン式に転換され、980から2150MHzの間の中間周波数帯になる。この帯域は把握しやすいように反転して表されている。スープラダイン転換の効果はスペクトルを反転させるからである。当業者は、DECT帯域の像は2106MHzから2129MHzの間に位置しており、1860から2150MHzの間にある両発振器を援用して転換された中間周波数帯の部分が、大きさはより狭いが、先に説明したDECT帯域を回避するために十分であることを理解するであろう。中間周波数帯の最低部分に関しても、中間周波数帯の有用なスペクトル幅は、GSM帯域から隔て、この帯域に関係するいかなる干渉問題をも回避するために縮小されている。

前記の周波数転換は、内部ユニットのレベルでいかなる顕著な変更も必要としないにもかかわらず、現在の最新技術からは異なっている。具体的には、衛星帯域の走査は交互式に実行される。図３を援用してこれから転換方法の詳細を述べる。受信帯域３００は第一から第四のサブバンド３０１から３０４に分割される。第一のサブバンド３０１は10.7から11.58GHzの間にあり、この第一のサブバンドは、他に可能性はないので9.72GHz転換周波数を援用して転換される。第二のサブバンド３０２は11.58から11.725GHzの間にあり、この第二のサブバンド３０２は13.73GHzの転換周波数を用いて転換され、9.72GHz周波数が使われた場合に生じるDECT帯域に関係した問題を回避するようにされる。第三のサブバンド３０３は11.725から11.87GHzの間にあり、この第三のサブバンドは9.72GHzの転換周波数を援用して転換され、13.73GHzの周波数が使われた場合に生じるDECT帯域に関係した問題を回避するようにされる。第四のサブバンド３０４は11.87から12.75GHzの間にあり、この第四のサブバンド３０４は他に可能性はないので13.73GHz転換周波数を援用して転換される。

第二および第三のサブバンド３０２および３０３の大きさは変動しうる。それらの幅が帯域よりも大きいからである。受信帯域のサブバンドへの分割が送信チャンネルのちょうど真ん中で起こらないよう、２つの隣接するサブバンドがわずかに重なり合うことも可能である。

当業者は、定義されたような転換周波数を用いての４つのサブバンドへの前記分離がDECT帯域を回避するために実施されるべき最小の分離に対応していることを理解するであろう。

前記で選ばれた例においては、転換周波数は受信帯域について対称的に選ばれていた。このような対称性をもたせることは必要ではない。より安い構成要素を選ぶなどのために非対称的な周波数を選ぶことがより実際できであるとすれば、前述した条件が満たされればそれは全く可能なことである。

当業者は本発明はLNBの偏波のそれぞれについても、単一の偏波しかもたないLNBについても同じように適用可能であることを理解するであろう。

本発明に基づくLNBの構造を表す図である。本発明に基づく転換の第一の例を示す図である。本発明に基づく転換の第二の例を示す図である。

Claims

増幅手段と、２つの転換周波数を使って衛星受信帯域を該受信帯域の大きさよりも小さな大きさの中間周波数帯域に転換する転換手段とを有する、衛星から発する波を受信するための外部ユニットであって、
前記衛星受信帯域のある部分が前記２つの転換周波数の一方を使ってインフラダイン式に中間周波数帯に転換され、前記衛星受信帯域の別の部分が前記２つの転換周波数の他方を使ってスープラダイン式に前記中間周波数帯域に転換され、
前記衛星受信帯域の前記２つの部分に共通の交わりが存在し、
前記２つの転換周波数は、前記２つの転換周波数のそれぞれを使うことにより前記共通の交わりが前記中間周波数帯域内の同じ範囲に転換されるように選ばれ、前記インフラダイン式の転換によって得られる範囲と前記スープラダイン式の転換によって得られる範囲が互いに対して反転している、
ことを特徴とするユニット。
前記転換周波数の一方が、衛星受信帯域の最低周波数から中間周波数帯の最低周波数を引いた周波数よりも低い周波数に位置しており、前記転換周波数の他方が、衛星受信帯域の上端周波数に中間周波数帯の基本周波数が加えられた周波数より高い周波数に位置していることを特徴とする、請求項１記載の外部ユニット。
前記転換周波数の一方が9.75GHzに等しく、前記周波数の他方が13.7GHzに等しいことを特徴とする、請求項２記載の外部ユニット。
前記転換周波数の間の最大間隔が、受信帯域の幅に中間周波数帯の最低周波数の２倍が加えられ、81MHzも加えられたものによって決められることを特徴とする、請求項２記載の外部ユニット。
前記転換周波数の一方が9.72GHzに等しく、前記周波数の他方が13.73GHzに等しいことを特徴とする、請求項４記載の外部ユニット。
前記転換手段が、前記２つの転換周波数のうちから選ばれた固定周波数の転換信号が得られるよう交互に供給される２つの発振器を有することを特徴とする、請求項１記載の外部ユニット。
衛星から衛星受信帯域において発される電波信号を、増幅手段と、２つの転換周波数を使って衛星受信帯域を該衛星受信帯域の大きさよりも小さな大きさの中間周波数帯域に転換する転換手段とを有する外部ユニットを援用して受信する方法であって、前記受信帯域が、所与の偏波について、周波数が増す順に少なくとも４つのサブバンドに分離され、前記衛星受信帯域のそれらのサブバンドのある部分が前記２つの転換周波数の一方を使ってインフラダイン式に中間周波数帯に転換され、前記衛星受信帯域のそれらのサブバンドの別の部分が前記２つの転換周波数の他方を使ってスープラダイン式に中間周波数帯域に転換され、２つの隣接するサブバンドが前記２つの異なる転換周波数を使って転換され、前記サブバンドを転換するために使われる前記２つの転換周波数が前記サブバンドの周波数が増す順に交替し、
前記少なくとも４つのサブバンドのうちの少なくとも２つの隣接するサブバンドからなる帯域は前記２つの転換周波数のそれぞれを使うことにより前記中間周波数帯域内の同じ範囲に転換され、前記インフラダイン式の転換によって得られる範囲と前記スープラダイン式の転換によって得られる範囲が互いに対して反転している、ことを特徴とする方法。
前記転換周波数の一方が、衛星受信帯域の最低周波数から中間周波数帯の最低周波数を引いた周波数よりも低い周波数に位置しており、前記転換周波数の他方が、衛星受信帯域の上端周波数に中間周波数帯の基本周波数が加えられた周波数より高い周波数に位置していることを特徴とする、請求項７記載の方法。
前記転換周波数の一方が9.75GHzに等しく、前記周波数の他方が13.7GHzに等しいことを特徴とする、請求項８記載の方法。
前記転換周波数の間の最大間隔が、受信帯域の幅に中間周波数帯の最低周波数の２倍が加えられ、81MHzも加えられたものによって決められることを特徴とする、請求項８記載の方法。
前記転換周波数の一方が9.72GHzに等しく、前記周波数の他方が13.73GHzに等しいことを特徴とする、請求項１０記載の方法。