JPS63151123A - 狭帯域信号通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔従来の技術〕

近年２通信衛星の性能向上によシ、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
になってきた。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って行われ
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、場合によっては。

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に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。

い改善のためキャ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ャリヤ再生回路の追随特性が
低下し、大きな位相ジッタやひんばんな位相スリラグを
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はキャリヤ発振器、５
４はアップコンバータ、５５は発振周波数ｆＵのローカ
ル発振器、５６は周波数変換回路。

５７は発振周波数ｆＬ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ｆＤのローカル発振器、
６４は受信ＩＦ系である。

送信部に於ては８周波数ｆｃのキャリヤが送信データに
より変調され、更に周波数ｆＵなる局部信号によシアツ
ブリンクＲＦ周波数ｆＵに周波数変換され送出される。

衛星上に於ては局部信号ｆＬ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１周波数ｆＤによ
シ規定のＩＦ周波数帯だ周波数変換され復調される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

受信信号は上述のすべてのローカル信号源の位相雑音を
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９割シ当てられた周波
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。

従って。

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１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。

ＦＳＸ変調に於ては、データＯをｆ（０）なる周波数で
送出し、データ１をｆ（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はチャ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濾波器、７３
はデータ１に対応する周波数に同調した帯域ｐ波器、７
４．７５は２乗検波器。

７６は振幅比較器、７７はクロック再生回路。

７８はデータ識別器である。

ＦＳＸ変調を用いる方法は１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Ｋ　ＢＥＲ特性は同期検波の場合に比べて著しく悪い
上にＦＳＸ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１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。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、予め定められたパイロット局が規定の周波数
にて・々イロット信号を送出し、各地球局に於ては、受
信信号をノイロット周波数に同調した狭帯域の帯域通過
ｐ波器に通す事によりノクイロット信号を再生し、しか
も受信すべきチャ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ろ波特性を有する追随型帯
域通過濾波器とを有し、該追随型帯域通過ｐ波器に前記
受信信号を通す事により受信すべきチャネルの信号を選
択すると共に、上記受信チャネルの信号を、前記再生パ
イロッ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
よりチャネルに無関係に一定の周波数帯に受信すべきチ
ャ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。

以下赤日 〔実施例〕 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はパイロット局、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。

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Ｆ波器
、３はミキサ、４は／−’イロット信号用ローカル発振
器、５はチャネル周波数シンセサイザ、６は低域Ｆ波器
、７はミキサ、８は帯域Ｆ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ν波器を第４図に示す
。１１．１２はミキサ、１３はπ／２移相器、１４．１
５は低域ｐ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はキャリ
ヤ再生回路、１０２はクロック再生回路。

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。

パイロット信号；τ、（ｔ）＝　ｃａｓ　（ω。ｔ＋θ
ｊ＋θ。ｎ）　　（１）各チャンネル信号；ｖ、ｃ（ｔ
）＝ｃｔＢ（飄ｔ＋θｊ十飄＋θｋｎ）（２）と表わす
ことができる。但し。

ω。；パイロット周波数 θ。。；ノ悩ロット信号に加わる伝送路熱雑音ω５　；
チャネルにの周波数（ｋ＝１．２．・・・Ｎ）θｋｎ；
第にチャネル信号に加わる熱雑音ψｋ（ｔ）：変調位相
（０又はπ） θ、；伝送路で生じる位相雑音 である。

ここで重要な事実は９位相雑音θユは全チャネルに共通
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・ぞイロット周
波数に同調させて帯域濾波器１出力に於て式（１）のパ
イロット信号を選択抽出する。同様に。

帯域Ｆ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（第にチャネルとする）全選択する。

ミキサ３に於て乗算の結果。

ｖ３ｆｔ）＝ｃｃｓ　（（ｏｈ−ω。）ｔ＋顔＋θｋｎ
−θｏｎ’　　（３）が得られ２位相雑音θ、は相殺さ
れてしまう。その代シ１位相熱雑音θ。ｎが加わってく
るが、この項は・母イロット信号の電力を他チャネルよ
シ太きくするとか、あるいは帯域Ｐ波器１の帯域幅を帯
域戸波器２よりも狭帯域にすることによシ、θ。。

をθｋｎよりも遥かに小さい僅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。

υ（ｔ）　”　ｃａｉ　（（”ｙ−ωｌ−ω。）を十へ
＋θｋｎ−〇ｏｎ）＋１＋ωに′−ω。　　　　　　　
　　　　（４）が得られる。ここで、１′はチャネル周
波数シンセサイザ５の出力周波数であシ、飄に極めて近
い値を持つ。帯域ｐ波器８はω　に同調して式（４）の
第一〇 項のみを通過させ、チャネル周波数とは無関係に周波数
帯ω　に受信すべきチャネルの信号が得られる。帯域Ｐ
波器８の出力をＩＦ周波数ω　で動作する復調器１０に
入力してデータ及びクロックを再生し出力する。

場合によっては、帯域Ｐ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
によって信号再生を行う事ができる。

以上のように１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
１次のようにすれば良い。即ち、ノクイロット信号を各
地球局が独立に送出すれば良い。この場合の各チャネル
の送信ス４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はノぐイロット発振器、　５５’　、　５９’はチ
ャネル周波数シンセサイザ、６０は帯域泥波器、６１は
狭帯域の帯域Ｆ波器、６２はミキサ、６３は低域テ波器
、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俊調信号のキャ
リヤ周波数からＣｆ　−ｆ　）だけ異ｃ る周波数位置に・ぐイロノト信号を変調信号に加えて送
出する。受信部に於ては、まずチャネル周波数シンセサ
イザ５９′とダウンコンバータ５８．帯域Ｆ波器６０に
より規定の周波数帯に受信チャイ、ルの信号を選択出力
する。次に、狭帯域の帯域Ｆ波器６１によりそのチャネ
ルのパイロット信号を抽出し、それを用いてミキサ６２
によって周波数変換を行う事により、Ｃｆ−ｆ）なる周
波数帯に。

ｃ 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１通
常の同期復調法によって信号再生を行う墨ができる。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２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１通信衛星を用いた移動通信等が可能となる
。

〔発明の効果〕

本発明によ９次の効果が実現できる。

（１）　　まず１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。

（２）従って、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式による受信装置のブロック図、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被りトルを
示す図、第４図は本発明に用いる周波数追随型帯域テ波
器のブロック図、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ック図、第６図は本発明の他の例即
ちチャネル毎の・ぐイロノ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図はチャネル別ｉ４イロッ
ト信号重畳方式の通信系を示すブロック図、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Ｏ 図中、１，２は周波数追随型帯域ｐ波器、３゜７はミキ
サ、４はローカル発振器、５はチャネル周波数シンセサ
イザ、６は低域Ｆ波器、８は帯域ヂ彼器、１０は復調器
。 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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ット局
   が規定の周波数にてパイロット信号を送出し、各地球局
   に於ては、受信信号をパイロット周波数に同調した狭帯
   域の帯域通過濾波器に通す事によりパイロット信号を再
   生し、しかも受信すべきチャ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濾波特性を有す
   る追随型帯域通過濾波器とを有し、該追随型帯域通過濾
   波器に前記受信信号を通す事により受信すべきチャネル
   の信号を選択すると共に、上記受信チャネルの信号を前
   記再生パイロッ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
   する事によりチャネルに無関係に一定の周波数帯に受信
   すべきチャ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。