JPH0147058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は衛星通信に適する時分割多元接続
（TDMA）通信方式に用いる同期保護回路に係
り、とくに送信側では変調装置出力からアンテナ
までの間に入る機器、および受信側ではアンテナ
から復調装置入力までの間に入る機器について、
それぞれ現用系・予備系構成とした場合、これら
の機器の現用系・予備系切替時にて中断が生じて
TDMA装置のバースト同期外れが生ずることを
防止する回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a synchronization protection circuit used in a time division multiple access (TDMA) communication system suitable for satellite communication, and in particular, on the transmitting side, equipment inserted between the modulator output and the antenna, and on the receiving side. Now, regarding the equipment between the antenna and the demodulator input,
If the active system and standby system are configured respectively, an interruption may occur when switching between the active system and standby system of these devices.
The present invention relates to a circuit that prevents burst synchronization in a TDMA device from occurring.

一般にTDMA方式は同一周波数を時分割にて
用いるので、各局の送信バーストが衛星上で時間
的に重ならないよう、基準局が送出する基準バー
ストに基づき、各局の送信バーストが所定の時間
関係で１フレーム内に配置されるよう制御するバ
ースト同期が必要となる。 In general, the TDMA system uses the same frequency in a time-division manner, so that the transmission bursts of each station are divided into one frame in a predetermined time relationship based on the reference burst sent by the reference station, so that the transmission bursts of each station do not overlap in time on the satellite. Burst synchronization is required to control the

バースト同期には大別して次の２つの方式があ
る。 There are two main types of burst synchronization:

第１の方式は、各局のクロツク周波数を独立と
するものであり、フレーム上の基準局のバースト
位置に対して従局の送信バーストが所定の位置に
入るように、自局のバースト送出タイミングをク
ロツクの分周比を変化させて同期をとるものであ
る。なお、従局の送信クロツクを受信した基準バ
ーストから抽出したクロツクにAFC等の方法で
ゆるい同期をとる方式もこの第１の方式に分類さ
れる。 In the first method, the clock frequency of each station is independent, and the burst transmission timing of the own station is adjusted so that the transmission burst of the slave station is at a predetermined position relative to the burst position of the reference station on the frame. Synchronization is achieved by changing the frequency division ratio. Note that a method in which the slave station's transmission clock is loosely synchronized with a clock extracted from the received reference burst by a method such as AFC is also classified as the first method.

第２の方式は、従局のクロツク周波数が基準局
のクロツク周波数に衛星上で等しくなるよう送信
クロツク周波数を制御するものであり、一度同期
が成立すれば、このクロツク周波数に基づいて作
成したバースト信号の周期は常に高い安定度で保
持される。それゆえ、それぞれの局が送信するバ
ーストが相互に重ならないようバーストの前後に
設定するガードタイムは、第１の方式では数シン
ボル〜数十シンボルを要するが、第２の方式では
１シンボルでよく、したがつて通信の能率を非常
に高くすることができるという利点がある。 The second method is to control the transmitting clock frequency so that the clock frequency of the slave station is equal to the clock frequency of the reference station on the satellite, and once synchronization is established, the burst signal created based on this clock frequency is controlled. The period is always maintained with high stability. Therefore, the guard time set before and after each burst so that the bursts transmitted by each station do not overlap each other requires several symbols to several tens of symbols in the first method, but only one symbol is required in the second method. Therefore, there is an advantage that communication efficiency can be greatly increased.

ところで、勿論、変調装置から送出されたバー
ストは直接アンテナから送信されるものではな
く、実際には送信周波数変換装置で中間周波数か
ら送信周波数に変換され、さらに大電力増幅装置
により電力増幅されて、アンテナから送信され
る。また、アンテナにより受信されたバースト
も、同様に、低雑音増幅装置により適当なレベル
まで増幅されてから、受信周波数変換装置で受信
周波数から中間周波数に変換され、そして復調装
置に入力される。なお、これら各周波数変換装
置、大電力増幅装置、低雑音増幅装置は、独立に
現用系・予備系構成をとり、通信の信頼性を増加
させている。 By the way, of course, the burst sent out from the modulation device is not directly transmitted from the antenna, but is actually converted from an intermediate frequency to a transmission frequency by a transmission frequency conversion device, and then power amplified by a high power amplifier. transmitted from the antenna. Furthermore, the burst received by the antenna is similarly amplified to an appropriate level by a low-noise amplifier, then converted from the reception frequency to an intermediate frequency by a reception frequency conversion device, and then input to a demodulation device. Note that each of these frequency converters, high-power amplifiers, and low-noise amplifiers have independent working system and standby system configurations to increase the reliability of communication.

しかるに従来は、上記各装置の現用系・予備系
における絶対通過遅延時間は等しく調整されてい
なかつたので、ガードタイムを１シンボルにとつ
た前記第２の方式において現用系・予備系切替を
行つた場合、衛星上で所定の位置となるようアク
ジシヨンを行つてバースト同期をとり直す必要が
あつた。 However, in the past, the absolute transit delay times in the working system and protection system of each of the above devices were not adjusted equally, so switching between the working system and the protection system was performed using the second method in which the guard time was taken as one symbol. In this case, it was necessary to perform an acquisition to get to a predetermined position on the satellite and re-establish burst synchronization.

また、上記各装置の切替時には約100ms程度信
号が中断する時間が生じ、受信側においてこの無
信号時間に受信クロツクの位置がドリフトし、再
び受信することができなくなることもあつた。 Furthermore, when switching between the above-mentioned devices, there is a time when the signal is interrupted for about 100 ms, and the position of the receiving clock on the receiving side drifts during this no-signal time, sometimes making it impossible to receive the signal again.

さらにTDMA装置では、基準局の同期信号お
よび自局の同期信号を常に監視し、自局の送信バ
ーストが所定の位置にあることを確認しており、
通常数フレーム（3ms）〜数十フレーム（30ms）
程度連続して同期信号が受信できないときには同
期外れと判定してアクジシヨンを行い、バースト
同期をとり直すように制御しているので、上記現
用系・予備系切替時の無信号時間帯で、同期外れ
と判定してアクジシヨンを行つていた。しかし、
アクジシヨンにあたつては、送信側の地球局―衛
星間で構成する位相同期ループの同期をとり直す
ため、約10〜20_s(sec.)の時間が必要であり、この時
間には通信ができないという事態が生ずる。 Furthermore, TDMA equipment constantly monitors the synchronization signal of the reference station and the synchronization signal of its own station to confirm that the transmission burst of its own station is at the predetermined position.
Usually a few frames (3ms) to dozens of frames (30ms)
If a synchronization signal cannot be received continuously, it is determined that synchronization has been lost, acquisition is performed, and control is performed to reestablish burst synchronization. It was determined that this was the case and the acquisition was carried out. but,
Acquisition requires about 10 to 20 _{seconds (sec.)} to resynchronize the phase-locked loop between the transmitting earth station and the satellite, and during this time there is no communication. A situation arises where it is not possible.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、送・受信周波数変換装置、大電力増幅装置，
低雑音増幅装置のそれぞれについて現用系および
予備系の絶対通過遅延時間を等しくする手段と、
上記各装置の現用系・予備系切換時に警報を送出
する手段と、この警報が送出されたときに受信ク
ロツク再生用の位相同期発振器（PLL）のAPC
電圧をホールドする手段と、この警報が送出され
ている間は同期外れ信号が出力されることを禁止
する手段とを備え、上記各装置の現用系・予備系
切替時に、フレーム同期外れやバースト同期外れ
となることを防することにより再アクジシヨンを
不要とし、通信が中断する時間を短くして通信の
信頼性を増加させるようにしたものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a transmitting/receiving frequency converter, a large power amplifier,
means for equalizing the absolute transit delay times of the working system and the protection system for each of the low-noise amplifiers;
Means for sending an alarm when switching between the active system and standby system of each of the above devices, and the APC of the phase-locked oscillator (PLL) for regenerating the received clock when this alarm is sent.
It is equipped with a means for holding the voltage and a means for prohibiting the out-of-synchronization signal from being output while this alarm is being sent out, and prevents out-of-frame synchronization or burst synchronization when switching between the active system and the standby system of each of the above devices. By preventing failures, re-acquisition is not necessary, and the time during which communication is interrupted is shortened, increasing the reliability of communication.

以下図面を参照して、本発明の一実施例につき
詳細に説明する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第１図は本発明の一実施例を用いたTDMA地
球局装置の標準的な構成を示す図である。
TDMA端局装置１は送信制御装置（TX―
CONT）１１、変調装置（MOD）１２、送信同
期装置（TX―SYNC）１３、初期接続制御装置
（ACQ）１４、受信制御装置（RX―CONT）２
１、復調装置（DEM）２２、受信同期装置
（RX―SYNC）２３、バースト同期監視装置
（DET）２４、受信クロツク再生装置（RX―
CLK―CONT）２５、送信クロツク再生装置
（TX―CLK―CONT）２６、ANDゲート２７、
ＯＲゲート２８、遅延回路（DLY）２９により
構成される。また、３１，３２は送信周波数変換
装置（TX―CNV）、３３，３４は大電力増幅装
置（PW―AMP）、３５，３６は低雑音増幅装置
（LN―AMP）、３７，３８は受信周波数変換装
置（RX―CNV）、３９は現用系・予備系切替制
御装置（SW―CONT）、４０はアンテナ
（ANT）、および９１〜９８はルート切替スイツ
チ（SW）を示す。 FIG. 1 is a diagram showing a standard configuration of a TDMA earth station device using an embodiment of the present invention.
The TDMA terminal device 1 is a transmission control device (TX-
CONT) 11, modulation device (MOD) 12, transmission synchronization device (TX-SYNC) 13, initial connection control device (ACQ) 14, reception control device (RX-CONT) 2
1. Demodulator (DEM) 22, receive synchronizer (RX-SYNC) 23, burst synchronization monitor (DET) 24, receive clock regenerator (RX-SYNC)
CLK-CONT) 25, transmission clock regenerator (TX-CLK-CONT) 26, AND gate 27,
It is composed of an OR gate 28 and a delay circuit (DLY) 29. In addition, 31 and 32 are transmission frequency converters (TX-CNV), 33 and 34 are large power amplifiers (PW-AMP), 35 and 36 are low noise amplifiers (LN-AMP), and 37 and 38 are reception frequencies. A conversion device (RX-CNV), 39 a working/protection switching control device (SW-CONT), 40 an antenna (ANT), and 91 to 98 route changeover switches (SW).

なお、送信周波数変換装置３１，３２は切替制
御装置３９から出力されるルート選択信号８１に
より切替スイツチ９１，９２が切替えられて選択
される。同様にして、大電力増幅装置３３，３４
は切替スイツチ９３，９４が、低雑音増幅装置３
５，３６は切替スイツチ９５，９６が、受信周波
数変換装置３７，３８は切替スイツチ９７，９８
がそれぞれ切替えられて選択される。 Note that the transmission frequency conversion devices 31 and 32 are selected by switching the changeover switches 91 and 92 in accordance with the route selection signal 81 output from the switching control device 39. Similarly, large power amplifiers 33, 34
The selector switches 93 and 94 are the low noise amplifier 3.
5 and 36 are changeover switches 95 and 96, and reception frequency conversion devices 37 and 38 are changeover switches 97 and 98.
are respectively switched and selected.

第２図は受信クロツク再生装置２５の構成を示
すブロツク図である。１０１は狭帯域の帯域フイ
ルタ（BPF）、１０２はリミツタ回路（LMT）、
１０３は位相比較回路（CMP）、１０４はサンプ
ルホールド回路（SAMP）、１０５は低域フイル
タ（LPF）、１０６は電圧制御発振器（VCO）、
およびRLはリレー、Ｒ１，Ｒ２は低抗、Ｃはコ
ンデンサを示す。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the received clock regenerating device 25. As shown in FIG. 101 is a narrowband filter (BPF), 102 is a limiter circuit (LMT),
103 is a phase comparison circuit (CMP), 104 is a sample and hold circuit (SAMP), 105 is a low pass filter (LPF), 106 is a voltage controlled oscillator (VCO),
and RL indicates a relay, R1 and R2 indicate a low resistance, and C indicates a capacitor.

第３図は第１図に示した回路の作用を示すタイ
ムチヤートである。 FIG. 3 is a time chart showing the operation of the circuit shown in FIG.

まず、切替えが行なわれていない通常の動作に
つき第１図を参照して説明する。音声信号等の送
信すべき信号５１は、送信制御装置１１に与えら
れてPCM符号化、多重化、同期信号の付加、ス
クランブリングなどが行なわれ、バースト状の高
速デイジタル信号５２として出力され、変調装置
１２に加えられる。なお、変調方式としては一般
にPSKが用いられる。変調出力信号５３は切替
スイツチ９１，９２により切替えられた現用系ま
たは予備系の送信周波数変換装置３１または３２
に入力して送信周波数に変換された後、切替スイ
ツチ９３，９４により切替えられた現用系または
予備系の大電力増幅装置３３または３４に入力し
て送信出力信号５４としてアンテナ４０から衛星
上の中継装置に向けて発射される。 First, normal operation without switching will be explained with reference to FIG. A signal 51 to be transmitted, such as an audio signal, is given to the transmission control device 11, where it undergoes PCM encoding, multiplexing, addition of a synchronization signal, scrambling, etc., and is output as a burst-like high-speed digital signal 52, which is then modulated. added to device 12. Note that PSK is generally used as the modulation method. The modulated output signal 53 is transmitted to the active or standby transmission frequency converter 31 or 32, which is switched by the changeover switches 91 and 92.
After being converted to the transmission frequency, it is input to the active system or standby high power amplifier 33 or 34 switched by the changeover switches 93 and 94, and is transmitted as the transmission output signal 54 from the antenna 40 to the relay on the satellite. Fired at the device.

一方、中継装置により中継信号はアンテナ４０
から受信入力信号６４として受信され、切替スイ
ツチ９５，９６により切替えられた現用系または
予備系の低雑音増幅装置３５または３６に入力し
て増幅された後、切替スイツチ９７，９８により
切替えられた現用系または予備系の受信周波数変
換装置３７または３８を通つて、中間周波数帯の
信号６３として復調装置２２に加えられる。そし
て、同期検波等公知の方法によつて高速デイジタ
ル信号６２に復調され、受信制御装置２１により
デスクランブリング、分離、復号化などが行なわ
れ、音声信号に復元され受信出力信号６１として
分配される。 On the other hand, the relay device transmits the relay signal to the antenna 40.
is received as a reception input signal 64 from the input signal 64, inputted to the low-noise amplifier 35 or 36 of the working system or standby system switched by the changeover switches 95 and 96, and amplified, and then the current input signal switched by the changeover switches 97 and 98. The signal is applied to the demodulator 22 as an intermediate frequency band signal 63 through the reception frequency converter 37 or 38 of the system or standby system. Then, it is demodulated into a high-speed digital signal 62 by a known method such as synchronous detection, and subjected to descrambling, separation, decoding, etc. by the reception control device 21, and restored to an audio signal, which is distributed as a reception output signal 61.

一方、復調デイジタル信号６２は分岐されて受
信同期装置２３にも加えられ、ここで基準局から
送信された基準バースト内の同期信号が抽出さ
れ、同装置内の図示せぬ受信フレームカウンタの
同期をとるために使用される。この結果、受信フ
レーム同期が確立され、受信フレームカウンタに
よつて作られる受信フレームパルス６５が前述の
受信制御装置２１の各種動作を制御するために使
用される。 On the other hand, the demodulated digital signal 62 is branched and applied to the reception synchronization device 23, where the synchronization signal in the reference burst transmitted from the reference station is extracted and synchronizes the reception frame counter (not shown) in the device. used for. As a result, reception frame synchronization is established, and the reception frame pulse 65 produced by the reception frame counter is used to control various operations of the reception control device 21 described above.

受信同期装置２３は、さらに前述の受信フレー
ムカウンタを利用して自局送信信号の受信位置予
測信号６６を作り、バースト同期監視装置２４に
与える。このバースト同期監視装置２４は送信同
期装置１３とまとめて一般にバースト同期装置と
呼ばれる部分であり、復調デイジタル信号６２か
ら自局送信バースト内の同期信号を抽出し、これ
と前記予測信号６６とを比較して自局の送出した
バーストが所定の位置にあることを監視する。前
記予測信号６６と自局送信バースト内の同期信号
が規定回数以上一致しない場合にはバースト同期
外れ信号６７を出力する。同期外れ信号６７は
ANDゲート２７で同期外れ禁示信号に用いる現
用系・予備系切替警報信号８６と論理積をとつて
信号６８として送信同期装置１３に入力される。
送信同期装置１３は図示しない送信フレームカウ
ンタと制御回路とを内蔵し、信号５５を出力して
送信制御装置１１の各種動作を制御する。 The reception synchronization device 23 further utilizes the aforementioned reception frame counter to create a reception position prediction signal 66 for its own transmission signal, and provides it to the burst synchronization monitoring device 24 . This burst synchronization monitoring device 24 is a part generally called a burst synchronization device together with the transmission synchronization device 13, and extracts a synchronization signal within the own station transmission burst from the demodulated digital signal 62, and compares this with the predicted signal 66. The station then monitors whether the burst sent by its own station is in a predetermined position. If the predicted signal 66 and the synchronization signal in the burst transmitted by the local station do not match each other more than a predetermined number of times, a burst out-of-synchronization signal 67 is output. The out-of-sync signal 67 is
The AND gate 27 performs a logical product with the working system/standby system switching alarm signal 86 used as an out-of-synchronization prohibition signal, and inputs the resultant signal 68 to the transmission synchronizer 13.
The transmission synchronization device 13 includes a transmission frame counter and a control circuit (not shown), and outputs a signal 55 to control various operations of the transmission control device 11.

復調装置２２は、入力した中間周波数のPSK
変調波の包絡線検波出力７０を受信クロツク再生
装置２５および送信クロツク再生装置２６に出力
する。 The demodulator 22 receives PSK of the input intermediate frequency.
The envelope detection output 70 of the modulated wave is output to the reception clock regeneration device 25 and the transmission clock regeneration device 26.

受信クロツク再生装置２５はサンプリング形の
位相同期発振器（PLL）で構成され、受信クロ
ツク再生装置２３が出力する基準バーストの最後
部を示す受信クロツクパルス７２を用いて、入力
した包絡線検波出力７０から基準局クロツク成分
をとり出し、この周波数に内蔵する発振器の周波
数・位相を同期させる。 The reception clock regeneration device 25 is composed of a sampling type phase-locked oscillator (PLL), and uses the reception clock pulse 72 indicating the last part of the reference burst output from the reception clock regeneration device 23 to generate the reference station from the input envelope detection output 70. The clock component is extracted and the frequency and phase of the built-in oscillator are synchronized to this frequency.

この出力が受信クロツク７４であり、復調装置
２２、受信制御装置２１、受信同期装置２３など
受信側の処理に使われる。 This output is a reception clock 74, which is used for processing on the reception side, such as the demodulation device 22, reception control device 21, and reception synchronization device 23.

なお、受信クロツク再生装置２５につき第２図
を参照してさらに詳しく説明する。 The received clock regenerating device 25 will be explained in more detail with reference to FIG.

復調装置２２から入力される包絡線検出波出力
７０は、クロツク周波数を中心周波数とする帯域
フイルタ１０１によりクロツク成分が抽出され、
リミツタ回路１０２により一定振幅に整形され
る。この出力と電圧制御発振器１０６の出力を位
相比較回路１０３により位相比較して得られた出
力を、受信同期装置２３から入力される受信クロ
ツクパルス７２で駆動されるサンプルホールド回
路１０４により基準バーストの最後部でサンプル
する。リレーRLは通常の動作では閉じているの
で、この出力は低域フイルタ１０５を介しAPC
電圧７５として電圧制御発振器１０６に加えられ
る。 A clock component of the envelope detection wave output 70 input from the demodulator 22 is extracted by a band filter 101 whose center frequency is the clock frequency.
The limiter circuit 102 shapes the amplitude to a constant amplitude. This output and the output of the voltage controlled oscillator 106 are phase-compared by a phase comparator circuit 103, and the obtained output is used at the end of the reference burst by a sample-and-hold circuit 104 driven by a reception clock pulse 72 input from the reception synchronizer 23. Sample with. Since relay RL is closed in normal operation, this output is passed through low-pass filter 105 to APC.
It is applied as voltage 75 to voltage controlled oscillator 106 .

サンプルホールド回路１０４は図示しないダイ
オード、コンデンサ、演算増幅器から構成され、
サンプルパルス幅500_os、ホールド時間300〓_s〜2_ns
程度の高速動作をするものである。しかし、この
サンプルホールド回路１０４だけではルート切替
時の約100_nsの間APC電圧を保持するには不充分
なので、低域フイルタ１０５にリレーRLを設け
ている。なお、リレーRLの動作については、切
替時の動作の説明にて詳述する。 The sample hold circuit 104 is composed of a diode, a capacitor, and an operational amplifier (not shown).
Sample pulse width 500 _os , hold time 300〓 _s ~ 2 _ns
It operates at a relatively high speed. However, this sample-and-hold circuit 104 alone is insufficient to hold the APC voltage for about 100 _ns at the time of route switching, so a relay RL is provided in the low-pass filter 105. Note that the operation of relay RL will be explained in detail in the explanation of the operation at the time of switching.

さて、送信クロツク再生装置２６もサンプリリ
ング形の位相同期発振器（PLL）で構成され、
受信同期装置２３が出力する自局バーストの最後
部を示す送信クロツクサンプルパルス７１を用い
て入力した包絡線検波出力７０から自局のクロツ
ク成分をとり出し、基準クロツクに同期した受信
クロツク再生装置２５が出力する受信クロツク７
４と位相比較を行ない、自局クロツクを衛星上で
基準局のクロツクに対して周波数・位相を同期さ
せる。 Now, the transmission clock regenerator 26 is also composed of a sampling type phase-locked oscillator (PLL).
A reception clock regenerating device which extracts the clock component of its own station from the input envelope detection output 70 using the transmission clock sample pulse 71 indicating the last part of the burst of its own station outputted by the reception synchronization device 23, and synchronizes it with the reference clock. 25 outputs the reception clock 7
4 and synchronizes the frequency and phase of the local station clock with the reference station clock on the satellite.

つぎに、現用系・予備系の切替えが行なわれる
場合の動作について説明する。なお、送信周波数
変換装置３１，３２、大電力増幅装置３３，３
４、低雑音増幅装置３５，３６、受信周波数変換
装置３７，３８はそれぞれ独立に切替えられるも
のとし、ここでは低雑音増幅装置３５が低雑音増
幅装置３６に切替えられた場合について説明す
る。 Next, the operation when switching between the active system and the standby system will be explained. In addition, transmission frequency conversion devices 31, 32, large power amplification devices 33, 3
4. It is assumed that the low-noise amplifiers 35, 36 and the reception frequency converters 37, 38 can be switched independently, and here, a case will be described in which the low-noise amplifier 35 is switched to the low-noise amplifier 36.

送信周波数変換装置３１，３２については、切
替スイツチ９１の入力から切替スイツチ９２の出
力までの絶対通過遅延時間の差が、許容誤差ΔT₁
以下となるようにケーブル等で調整する。その他
の装置についても、それぞれ切替スイツチ９３〜
９４、切替スイツチ９５〜９６、切替スイツチ９
７〜９８間の絶対通過遅延時間の差が許容誤差
ΔT₁以下となるように調整する。これは、現用
系・予備系の切替え後に、受信クロツク再生装置
２５のPLLを切替え前と同じ位相に同期させる
ためであり、次に示す３つの位相誤差の合計が
90゜以下となるようにする。 Regarding the transmission frequency conversion devices 31 and 32, the difference in absolute transit delay time from the input of the changeover switch 91 to the output of the changeover switch 92 is determined by the allowable error ΔT ₁
Adjust using cables, etc. so that it is as follows. For other devices, selector switches 93~
94, changeover switch 95-96, changeover switch 9
Adjustment is made so that the difference in absolute transit delay times between 7 and 98 is less than or equal to the allowable error ΔT ₁ . This is to synchronize the PLL of the reception clock regenerator 25 to the same phase as before switching after switching between the working system and the protection system, and the total of the following three phase errors is
The angle should be 90° or less.

(1) ルート切替えによる絶対通過遅延時間の誤
差：ΔT₁ (2) 受信クロツクの切替時間中の位相ドリフト：
ΔT₂ (3) 衛星の運動によるドツプラシフトで生ずる位
相ドリフト：ΔT_s このうち、衛星の運動による誤差ΔT_sは衛星の
視線速度をR_vとすると、次式で求める。(1) Error in absolute transit delay time due to route switching: ΔT ₁ (2) Phase drift during switching time of receiving clock:
ΔT ₂ (3) Phase drift caused by Doppler shift due to satellite motion: ΔT _s Among these, the error ΔT _s due to satellite motion is calculated using the following equation, where R _v is the radial velocity of the satellite.

ΔT_s(s) ＝２×｛R_v（Km／ｓ）／Ｃ（Km／ｓ）｝×t_sw(s) 但し、Ｃは光速、t_swは現用系・予備系切替に
要する時間である。 ΔT _s(s) = 2×{R _v (Km/s)/C (Km/s)}×t _sw(s) where C is the speed of light and t _sw is the time required to switch between the active system and the backup system. .

静止衛星ではR_v＝7.2×10^-4（Km／ｓ）程度であ
るから、Ｃ＝３×10⁵（Km／ｓ），t_sw＝0.1（ｓ）と
して、 ΔD_s＝｛7.2×10^-4（Km／ｓ） ／３×10⁵（Km／ｓ）｝×0.1（ｓ）＝0.24_(os) となる。 Since R _v = about 7.2×10 ^-4 (Km/s) for a geostationary satellite, assuming C = 3×10 ⁵ (Km/s) and t _sw = 0.1 (s), ΔD _s = {7.2×10 ^{- 4} (Km/s) /3×10 ⁵ (Km/s)}×0.1(s)=0.24 _(os) .

したがつて、クロツク周波数を65_MHzとすると、
位相90゜に相当する時間は3.8_NSであるから、ルー
ト切替えによる絶対通過遅延時間の誤差と受信ク
ロツクの切替時間中の位相ドリフトに、衛星の運
動による位相ドリフトの残りを等分するとそれぞ
れ約1.8_NSとなる。ルート切替えによる絶対通過
遅延時間の誤差ΔT₁は1.8_NS以下にすればよいこと
がわかる。 Therefore, assuming a clock frequency of 65 _MHz ,
Since the time corresponding to a phase of 90° is 3.8 _NS , if the remainder of the phase drift due to the satellite motion is divided equally between the error in the absolute transit delay time due to route switching and the phase drift during the switching time of the receiving clock, it is approximately 1.8 NS each. Becomes _NS . It can be seen that the absolute transit delay time error ΔT ₁ due to route switching should be 1.8 _NS or less.

さて、現用系・予備系の切替えを行なう場合に
つき、さらに第３図にも参照して説明する。 Now, the case of switching between the active system and the standby system will be explained with further reference to FIG.

切換制御装置３９はまづ(イ)に示す現用系・予備
系切替警報８５を出力し、ついで若干の保護時間
D_1(S)後(ロ)に示すルート選択信号８３を出力する。
これは、送信周波数変換装置３１，３２、大電力
増幅装置３３，３４、低雑音増幅装置３５，３
６、受信周波数変換装置３７，３８および切替制
御装置３９の各装置がTDMA端局装置１と若干
離れて設置されることがあるので、現用系・予備
系切替警報８５がTDMA端局装置１に到達する
前に切替えが起動されないようにするためであ
り、約1_ns程度とつておけばよい。 The switching control device 39 outputs the working system/standby system switching alarm 85 shown in (A), and then waits for a short protection time.
After D _{1 (S),} the route selection signal 83 shown in (B) is output.
This includes transmission frequency converters 31 and 32, large power amplifiers 33 and 34, and low noise amplifiers 35 and 3.
6. Since the receiving frequency converters 37, 38 and the switching control device 39 may be installed slightly apart from the TDMA terminal device 1, the working system/standby system switching alarm 85 is sent to the TDMA terminal device 1. This is to prevent switching from being activated before the time is reached, and it may be set to approximately 1 _ns .

切替制御装置３９から現用系・予備系切替警報
８５が出力されると、ANDゲート２７によりバ
ースト同期外れ信号６７は禁止される。同様にし
て、受信同期装置２３においても同期外れ信号を
禁止して、同期信号が検出されない場合も、フレ
ームカウンタはそのままの位相でフリーランする
ように制御される。受信クロツク再生装置２５で
はリレーRLが開放になり、電圧制御発振器１０
６に加えられるAPC電圧７５はコンデンサＣに
蓄えられた電圧が保持される。 When the switching control device 39 outputs the active system/standby system switching alarm 85, the AND gate 27 inhibits the burst out-of-synchronization signal 67. Similarly, the reception synchronizer 23 prohibits out-of-synchronization signals, and even when no synchronization signal is detected, the frame counter is controlled to free-run with the same phase. In the reception clock regenerator 25, the relay RL is opened, and the voltage controlled oscillator 10
The APC voltage 75 applied to the capacitor C is held as the voltage stored in the capacitor C.

このようにして、(ハ)に示す低雑音増幅装置３５
からの受信信号がａから切替えにより無信号期間
ｂとなつても、同期外れ信号は出力されず、受信
クロツクの位相も保たれるし、またｃのように再
び受信信号が受信されて現用系・予備系切替警報
が解除されたとき、受信位相誤差はクロツク周波
数で90゜以下に保たれるので、受信クロツクは約
50_ns程度の時間でこの位相に同期する。遅延回路
２９の遅延時間はこのクロツク同期再引込みに要
する時間より若干長目の時間D₂に選ばれ、符号
再生が正しくなり、同期外れ信号が消えてから、
(ニ)に示すように、同期外れ信号禁止に用いる現用
系・予備系切替警報信号８６を解除する。 In this way, the low noise amplifier 35 shown in (c)
Even if the received signal from a is switched from a to a no-signal period b, an out-of-synchronization signal is not output, and the phase of the receiving clock is maintained, and the received signal is received again as shown in c, and the working system・When the standby system switching alarm is canceled, the reception phase error is kept below 90° at the clock frequency, so the reception clock is approximately
It synchronizes to this phase in about 50 _ns . The delay time of the delay circuit 29 is selected to be a time _D2 that is slightly longer than the time required for this clock resynchronization, and after the code reproduction is correct and the out-of-synchronization signal disappears,
As shown in (d), the active system/standby system switching alarm signal 86 used to inhibit the out-of-synchronization signal is canceled.

なお、送信クロツク再生装置２６は地球局―衛
星の遅延を含み安定な制御系とするため、ループ
帯域は数Hzの狭帯域であるから、100_ns程度の信
号断では何ら影響を受けない。このようにして現
用系・予備系の切替えによる信号の中断が生じて
も同期を正しく保つことができる。 Since the transmission clock regenerator 26 is a stable control system that includes earth station-satellite delay, the loop band is a narrow band of several Hz, so it will not be affected by a signal interruption of about 100 _ns . In this way, even if a signal is interrupted due to switching between the active system and the standby system, synchronization can be maintained correctly.

なお、前述の説明では低雑音増幅装置３５を低
雑音増幅装置３６に切替えた場合について説明し
たが、送信周波数変換装置３１，３２、受信周波
数変換装置３７，３８および大電力増幅装置３
３，３４の切替えについても、同様にして、同期
を保つことができる。 In addition, in the above description, the case where the low noise amplifier 35 was switched to the low noise amplifier 36 was explained, but the transmission frequency converters 31 and 32, the reception frequency converters 37 and 38, and the high power amplifier 3
Similarly, synchronization can be maintained for the switching of numbers 3 and 34.

また、前述の説明では各装置の切替えは、１つ
ずつ行なわれる場合について説明したが、各装置
の現用系・予備系ルートの絶対通過遅延時間の誤
差を合計し、前記ΔT₁以下となるようにすれば、
複数の装置を同時に切替えることもできる。 In addition, in the above explanation, each device is switched one by one, but the error in the absolute transit delay time of the active and backup routes of each device is summed up so that the above-mentioned ΔT is less than ₁ . If you do that,
It is also possible to switch multiple devices at the same time.

以上詳細に説明したように、本発明に係る同期
保護回路によると、送・受信周波数変換装置、大
電力増幅装置、低雑音増幅装置の現用系・予備系
切替時に従来必要だつた10〜20_Sを要する再アク
ジシヨンを不要とし、通信が中断する時間をルー
ト切替えに必要な100〜200_ns程度に限定すること
ができ、通信の信頼性を著しく向上させ得る効果
がある。 As explained in detail above, according to the synchronization protection circuit according to the present invention, the 10 to 20 _S This eliminates the need for re-acquisition, and limits communication interruption time to the approximately 100 to 200 _ns required for route switching, which has the effect of significantly improving communication reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図は第１図の受信クロツク再生装置を
示すブロツク図、第３図は作用を説明するタイミ
ングチヤートである。 ２１……受信制御装置、２２……復調装置、２
３……受信同期装置、２４……バースト同期監視
装置、２５……受信クロツク再生装置、２６……
送信クロツク再生装置、２７……ANDゲート、
２８……Ｒゲート、２９……遅延回路、３１，
３２……送信周波数変換装置、３３，３４……大
電力増幅装置、３５，３６……低雑音増幅装置、
３７，３８……受信周波数変換装置、３９……現
用系・予備系切替制御装置。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the received clock regenerating device of FIG. 1, and FIG. 3 is a timing chart explaining the operation. 21...Reception control device, 22...Demodulation device, 2
3... Reception synchronization device, 24... Burst synchronization monitoring device, 25... Reception clock regeneration device, 26...
Transmission clock regeneration device, 27...AND gate,
28...R gate, 29...delay circuit, 31,
32... Transmission frequency converter, 33, 34... High power amplifier, 35, 36... Low noise amplifier,
37, 38... Reception frequency conversion device, 39... Active system/protection system switching control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 送信クロツク周波数を制御してバースト同期
を行ない、従局のクロツク周波数が基準局のクロ
ツク周波数に衛星上で等しくなるようにした衛星
通信のTDMAバースト同期方式に用いる同期保
護回路において、変調装置出力からアンテナまで
の間に入る機器およびアンテナから復調装置入力
までの間に入る機器のそれぞれについて現用系お
よび予備系の絶対通過遅延時間を等しくする手段
と、上記機器の現用系・予備系切替時に警報を送
出する手段と、この警報が送出されたときに受信
クロツク再生用位相同期発振器のAPC電圧をホ
ールドする手段と、この警報が送出されている間
は同期外れ信号が出力されることを禁止する手段
とを備えたことを特徴とする同期保護回路。1 In a synchronization protection circuit used in the TDMA burst synchronization method for satellite communication, which controls the transmit clock frequency to perform burst synchronization so that the clock frequency of the slave station is equal to the clock frequency of the reference station on the satellite, means for equalizing the absolute transit delay time of the working system and protection system for each of the equipment that enters between the antenna and the input of the demodulator, and that sends an alarm when switching between the working system and the protection system of the above equipment. means for holding the APC voltage of the phase-locked oscillator for receiving clock regeneration when this alarm is sent out; and means for prohibiting output of an out-of-synchronization signal while this alarm is being sent out. A synchronization protection circuit characterized by comprising: