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JP3028063B2 - Carrier phase synchronization circuit - Google Patents
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JP3028063B2 - Carrier phase synchronization circuit - Google Patents

Carrier phase synchronization circuit

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JP3028063B2
JP3028063B2 JP8106857A JP10685796A JP3028063B2 JP 3028063 B2 JP3028063 B2 JP 3028063B2 JP 8106857 A JP8106857 A JP 8106857A JP 10685796 A JP10685796 A JP 10685796A JP 3028063 B2 JP3028063 B2 JP 3028063B2
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control
frequency
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carrier phase
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博紀 田中
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送波位相同期回
路に関し、特に非静止軌道衛星通信等の様な搬送波周波
数変動が大きい通信システムにおいて利用される変調波
を受信する復調装置用搬送波位相同期回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carrier phase locked loop, and more particularly to a carrier phase locked loop for a demodulator for receiving a modulated wave used in a communication system having a large carrier frequency variation such as non-geostationary orbit satellite communications. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】音声のように実時間でバースト伝送する
ことが要求される衛星通信システムでは、地上局、衛星
または端末から送信されてくるバースト信号に対して高
速な搬送波位相同期が要求される。しかし、ドップラ・
シフト、送信側または衛星上の局部発振器のドリフト等
により搬送波周波数にオフセットが生じ、この搬送波周
波数が高速な同期を確立する上で障害となる。従来、搬
送波周波数オフセットに対する同期技術は以下で説明す
る方法で同期を確立していた。
2. Description of the Related Art In a satellite communication system which requires burst transmission in real time, such as voice, high-speed carrier phase synchronization is required for a burst signal transmitted from a ground station, satellite or terminal. . However, Doppler
An offset occurs in the carrier frequency due to shift, drift of the local oscillator on the transmitting side or on the satellite, etc., and this carrier frequency becomes an obstacle in establishing high-speed synchronization. Conventionally, the synchronization technique for the carrier frequency offset has established the synchronization by the method described below.

【0003】図3は従来の1次位相同期ループ(以下、
PLLとする)による搬送波位相同期回路の一例を示す
ブロック図である。準同期検波された検波出力信号と制
御電圧を受けて発振する電圧制御発振器(VCO)20
の出力信号は位相比較器17において位相比較され、こ
の位相比較器17からの出力信号は位相検波器18に入
力され位相誤差情報が出力される。位相誤差情報はルー
プ・フィルタ19により平滑され、制御信号として前記
電圧制御発振器20に入力される。
FIG. 3 shows a conventional first-order phase locked loop (hereinafter, referred to as a “first phase locked loop”).
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a carrier phase synchronization circuit using a PLL. A voltage controlled oscillator (VCO) 20 that oscillates upon receiving a detection output signal and a control voltage that have undergone quasi-synchronous detection.
Are compared in phase in a phase comparator 17, and the output signal from the phase comparator 17 is input to a phase detector 18 to output phase error information. The phase error information is smoothed by the loop filter 19 and input to the voltage controlled oscillator 20 as a control signal.

【0004】受信信号に搬送波周波数オフセットΔω
(=2πΔf)が存在すると、正弦波特性の位相検波器
を使用した場合、位相誤差θe (t)の応答を示す1階
の非線形微分方程式は、 dθe (t)/dT=Δω−K sinθe (t) …(1) と表される。ここでKはループ・ゲインである。この時
に搬送波の位相が同期し、定常状態となるためには、d
θe (t)/dT=0となる必要があり、式(1)よ
り、 |Δω/K|=|2πΔf/K|≦1 …(2) である必要がある。これは、周波数オフセットΔfが、
K/2πを超える範囲ではロックしないことを意味す
る。ループ・ゲインKを大きくすれば捕捉可能な搬送波
周波数の範囲は広がるが、ループ・ゲインを大きくする
と低C/Nの動作条件で再生搬送波の位相ジッタを小さ
く抑えることができない。したがって、この1次PLL
で初期捕捉可能な搬送波周波数範囲には限界がある。1
次PLLによる搬送波位相同期回路は簡単な回路で実現
でき調整も不要なため安価な復調装置を提供できるもの
の、以上のように初期周波数誤差がPLLの周波数引き
込み範囲外である場合に位相同期が達成できないという
大きな欠点があった。
The received signal has a carrier frequency offset Δω
(= 2πΔf), when a phase detector having a sine wave characteristic is used, the first-order nonlinear differential equation showing the response of the phase error θ e (t) is dθ e (t) / dT = Δω− K sin θ e (t) (1) Here, K is a loop gain. At this time, in order for the phase of the carrier to be synchronized and to be in a steady state, d
θ e (t) / dT = 0, and from equation (1), | Δω / K | = | 2πΔf / K | ≦ 1 (2) This is because the frequency offset Δf is
Locking is not performed in a range exceeding K / 2π. Increasing the loop gain K widens the range of carrier frequencies that can be captured, but increasing the loop gain cannot reduce the phase jitter of the reproduced carrier under low C / N operating conditions. Therefore, this primary PLL
However, there is a limit to the carrier frequency range that can be initially captured. 1
The carrier phase locked loop circuit using the next PLL can be realized with a simple circuit and does not require adjustment, so that an inexpensive demodulator can be provided. However, phase synchronization is achieved when the initial frequency error is outside the frequency pull-in range of the PLL as described above. There was a major drawback that you couldn't.

【0005】図4は従来のPLLによる搬送波位相同期
回路の問題点である周波数誤差が大きい場合の周波数引
き込みを実現した、特開平5−41717号公報に示さ
れる搬送波位相同期回路の一例を示すブロック図であ
る。周波数誤差検出回路27で周波数誤差を検出し周波
数誤差が所定の値よりも大きい場合に、周波数誤差検出
回路27、自動周波数制御(以下、AFCとする)ルー
プフィルタ28、サンプルホールド回路29、数値制御
発振器30、乗算器21、低域ろ波器22、乗算器2
3、位相検波器24によりAFCループを形成する。一
方、この周波数誤差が所定の値よりも小さくなるとサン
プル/ホールド回路29でAFC28の出力制御電圧が
ホールドされループフィルタ25、数値制御発振器2
6、乗算器23位相検波器24によりPLLループを形
成し、PLL動作に切り換えが行われる。この動作によ
り大きな周波数誤差が存在しても高速な周波数の追従が
可能となる。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a carrier phase locked loop disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-41717, which realizes frequency pulling when a frequency error is large, which is a problem of the conventional carrier phase locked loop using PLL. FIG. When the frequency error is detected by the frequency error detection circuit 27 and the frequency error is larger than a predetermined value, the frequency error detection circuit 27, an automatic frequency control (hereinafter, referred to as AFC) loop filter 28, a sample hold circuit 29, a numerical control Oscillator 30, multiplier 21, low-pass filter 22, multiplier 2
3. An AFC loop is formed by the phase detector 24. On the other hand, when the frequency error becomes smaller than a predetermined value, the output control voltage of the AFC 28 is held by the sample / hold circuit 29, and the loop filter 25 and the numerical control oscillator 2
6. A PLL loop is formed by the multiplier 23 and the phase detector 24, and switching to the PLL operation is performed. This operation enables high-speed frequency tracking even if a large frequency error exists.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のPLLを用いた
搬送波位相同期回路では、周波数誤差の大きさでAFC
とPLLのループを切り換えることにより、周波数誤差
が大きい場合でも高速な周波数引き込み及び安定な位相
同期の確立が可能であった。しかし非静止軌道衛星通
信、特に低軌道衛星通信の様な受信信号に周波数離調の
大きな時間変動を有する場合、PLLで検出される周波
数誤差は時間的に変動するために、周波数誤差の大きさ
のみでループを切り換えるという動作は事実上効果的で
はなくなり、高速な周波数の追従及び安定な搬送波位相
同期の確立の問題があった。
In a conventional carrier phase locked loop circuit using a PLL, the AFC
And the PLL loop, it was possible to establish a high-speed frequency pull-in and establish a stable phase synchronization even when the frequency error is large. However, when a received signal such as a non-geostationary orbit satellite communication, particularly a low-orbit satellite communication has a large time variation of frequency detuning, the frequency error detected by the PLL varies with time. The operation of switching the loop only by itself becomes practically ineffective, and there are problems of high-speed frequency tracking and establishment of stable carrier phase synchronization.

【0007】本発明の目的は、非静止軌道衛星通信、特
に低軌道衛星通信の様な受信信号に周波数離調の大きな
時間変動を有する通信システムの復調装置に対し、高速
で安定な搬送波位相同期方法及び回路を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-speed and stable carrier phase synchronization for a demodulator of a non-geostationary-orbit satellite communication system, particularly a communication system having a large time variation of frequency detuning in a received signal such as a low-orbit satellite communication. It is to provide a method and a circuit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明の搬送波位相同期方法として以下の手段を有
する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following means as a carrier phase synchronization method of the present invention.

【0009】入力信号から搬送波を再生する搬送波位相
同期回路において、前記入力信号と第1の電圧制御発振
器出力とを乗算し周波数誤差を抑圧する自動周波数制御
ループ用乗算器と、前記自動周波数制御ループ用乗算器
の出力と第2の電圧制御発振器出力とを乗算し搬送波を
再生する搬送波位相同期ループ用乗算器と、前記搬送波
位相同期ループ用乗算器の出力から位相誤差情報を得る
位相検波器と、前記位相検波器の出力を受けて前記第2
の電圧制御発振器を制御する制御電圧を出力する第2の
ループフィルタと、前記第2のループフィルタの出力を
受けて前記第1の電圧制御発振器を制御する制御電圧を
出力する第1のループフィルタとから構成され、前記第
2のループフィルタの出力の時間変化量を算出し、前記
時間変化量の大きさの判定結果に基づき生成された制御
信号を第1、2のループフィルタに入力して前記前記自
動周波数制御ループ及び前記搬送波位相同期ループのル
ープ帯域、周波数制御幅、制御時間間隔を制御する制御
手段を有することを特徴とする。
In a carrier phase synchronizing circuit for reproducing a carrier from an input signal, a multiplier for an automatic frequency control loop for multiplying the input signal by an output of a first voltage controlled oscillator to suppress a frequency error, and the automatic frequency control loop A multiplier for a carrier phase locked loop that multiplies the output of the multiplier for use with the output of the second voltage controlled oscillator to regenerate a carrier, and a phase detector that obtains phase error information from the output of the multiplier for the carrier phase locked loop. Receiving the output of the phase detector,
A second loop filter that outputs a control voltage for controlling the voltage-controlled oscillator of the first embodiment, and a first loop filter that receives an output of the second loop filter and outputs a control voltage for controlling the first voltage-controlled oscillator. is composed of a, calculates a temporal change amount of the output of the second loop filter, wherein
Control generated based on the judgment result of the magnitude of time change
Control means for inputting a signal to first and second loop filters to control a loop band, a frequency control width, and a control time interval of the automatic frequency control loop and the carrier phase locked loop are provided.

【0010】また、前記制御手段は、前記第2のループ
フィルタ出力を単位時間遅延させる遅延素子と、前記第
2のループフィルタ出力から前記単位時間遅延された信
号を減算する減算器と、周波数誤差の単位時間における
変化量である減算器の出力信号を平均化するフィルタ
と、前記平均化された周波数誤差の単位時間における変
化量を判別し前記自動周波数制御ループ及び前記搬送波
位相同期ループのループ帯域、周波数制御幅、制御時間
間隔の制御信号を生成するデータ判別器により構成され
る。
[0010] Further, the control means may control the second loop.
A delay element for delaying a filter output unit time, the second
And from the loop filter output of the second subtracter for subtracting the unit time delayed signal, and a filter for averaging the output signal of the subtractor is a variation per unit time of the frequency error, the averaged frequency error It is constituted by a data discriminator which discriminates a change amount per unit time and generates a control signal of a loop band, a frequency control width, and a control time interval of the automatic frequency control loop and the carrier phase locked loop.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の実施の形態を示す搬送波位
相同期回路のブロック図である。この搬送波位相同期回
路の構成要素は、デジタル変調されたPSK信号を伝送
する衛星通信において、特にドップラ・シフト及び衛星
地球局の送信機の局部発振器または衛星本体の局部発振
器のドリフト等により搬送波周波数に大きなオフセット
が存在する場合に、実時間処理で高速かつ広い周波数範
囲にわたって搬送波位相同期を確立する回路である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a carrier phase synchronization circuit according to an embodiment of the present invention. The components of the carrier phase locked loop circuit are used in a satellite communication for transmitting a digitally modulated PSK signal, especially in the carrier frequency due to a Doppler shift and a drift of a local oscillator of a transmitter of a satellite earth station or a local oscillator of a satellite body. A circuit that establishes carrier phase synchronization in real time processing at high speed and over a wide frequency range when a large offset exists.

【0012】その構成は、入力準同期直交信号の高調波
成分を除去する第1の低域通過フィルタ(LPF)1
と;LPF1を通した準同期直交信号をサンプリングす
るアナログ/デジタル(A/D)変換器2と;A/D変
換器2にサンプリング用クロックを供給するサンプリン
グ・クロック発振器3と;AFC12からの制御値によ
って発振周波数が制御される第1の数値制御発振器(N
CO)5と;A/D変換器2でサンプリングされたサン
プリング信号の周波数に第1のNCO5が出力する信号
で複素乗算することによって周波数変換を施す第1の複
素乗算器4と;第1の複素乗算器4で周波数変換された
信号をナイキスト帯域制限する第2のLPF6と;第2
のLPF6のフィルタリング操作で必要なデータ情報を
記憶するメモリ7と;PLLフィルタ11からの制御値
によって発振周波数が制御される第2のNCO9と;第
2のLPF6でナイキスト帯域制限された信号の周波数
に第2のNCO9が出力する信号で複素乗算することに
よって周波数変換を施す第2の複素乗算器8と;第2の
複素乗算器8で周波数変換された信号の位相検波を施し
位相誤差情報を出力する位相検波器10と;位相検波器
10から出力される位相誤差情報を平滑するPLLフィ
ルタ11と;平滑された位相誤差情報から第1のNCO
5の発振周波数を制御する制御値を出力するAFC12
と;前記平滑された位相誤差情報を単位時間遅延させる
遅延素子13と;前記平滑された位相誤差情報から遅延
素子13によって単位時間遅延された前記平滑された位
相誤差情報を減算する減算器14と;減算器14の出力
である位相誤差の単位時間の変化量を平均化するフィル
タ15と;フィルタ15によって平均化された位相誤差
の単位時間の変化量をデータ判別しAFC12及びPL
Lフィルタ11を制御する制御信号を生成するデータ判
別器16;である。
The configuration comprises a first low-pass filter (LPF) 1 for removing harmonic components of an input quasi-synchronous quadrature signal.
An analog / digital (A / D) converter 2 for sampling a quasi-synchronous quadrature signal passed through the LPF 1; a sampling clock oscillator 3 for supplying a sampling clock to the A / D converter 2; The first numerically controlled oscillator (N
A first complex multiplier 4 for performing frequency conversion by complex-multiplying the frequency of the sampling signal sampled by the A / D converter 2 with a signal output by the first NCO 5; A second LPF 6 for limiting the frequency-converted signal of the complex multiplier 4 in the Nyquist band;
A memory 7 for storing data information necessary for the filtering operation of the LPF 6; a second NCO 9 whose oscillation frequency is controlled by a control value from the PLL filter 11; a frequency of a signal whose Nyquist band is limited by the second LPF 6 A second complex multiplier 8 for performing frequency conversion by performing complex multiplication with a signal output from the second NCO 9; and performing phase detection on the signal whose frequency has been converted by the second complex multiplier 8 to obtain phase error information. A phase detector 10 for outputting; a PLL filter 11 for smoothing phase error information output from the phase detector 10; a first NCO from the smoothed phase error information.
AFC12 that outputs a control value for controlling the oscillation frequency of 5
A delay element 13 for delaying the smoothed phase error information by a unit time; and a subtracter 14 for subtracting the smoothed phase error information delayed by a unit time by the delay element 13 from the smoothed phase error information. A filter 15 for averaging the variation of the phase error per unit time, which is the output of the subtractor 14, and a data discrimination of the variation of the phase error per unit time averaged by the filter 15, and the AFC 12 and the PL
A data discriminator 16 for generating a control signal for controlling the L filter 11;

【0013】準同期直交入力信号は第1のLPF6によ
って高調波成分が除去され、ドップラ・シフトや衛星地
球局の送信側、受信側の局部発振器または衛星本体の局
部発振器のドリフト等による搬送波周波数オフセットに
よる周波数成分Δωが表れる。高調波成分が除去された
準同期直交入力信号はA/D変換器2によってアナログ
/デジタル変換され、デジタル化された準同期直交入力
信号はAFC12から出力される制御値によって発振周
波数ω1 が制御されるNCO5の出力信号と複素乗算さ
れ周波数変換される。AFC複素乗算器4の出力である
周波数変換された準同期直交入力信号s(nT)は、 s(nT)=cos{(Δω−ω1 )nT+φ(nT)} +j sin{(Δω−ω1 )nT+φ(nT)} …(3) となり、PLLの入力信号となる。このとき、AFCに
よる残留角周波数誤差Δω1 は、 Δω1 (nT)=Δω(nT)−ω1 (nT) …(4) である。また、正弦波特性の位相検波器を使用した場合
の1次PLLで検出される位相誤差θe (nT)の応答
を示す1階の差分方程式はループ・ゲインをKとし、Δ
ω1 を用いて、 θe (nT)−θe (nT−T) =Δω1 (nT)−K sinθe (nT) …(5) と表される。図2は式(5)で与えられる非線形微分方
程式をブロック図に表現したものである。なお、NCO
の入力制御値と出力周波数とは比例関係にあるが、出力
位相との対応は周波数対位相の関係が積分関係にあるた
め積分で表現される。
The quasi-synchronous quadrature input signal has its harmonic components removed by the first LPF 6, and the carrier frequency offset due to the Doppler shift or the drift of the local oscillator on the transmitting or receiving side of the satellite earth station or the local oscillator of the satellite main body. A frequency component Δω appears. The quasi-synchronous quadrature input signal from which the harmonic components have been removed is subjected to analog / digital conversion by the A / D converter 2, and the digitized quasi-synchronous quadrature input signal is controlled in oscillation frequency ω 1 by a control value output from the AFC 12. The output signal of the NCO 5 is subjected to complex multiplication and frequency conversion. The frequency-converted quasi-synchronous quadrature input signal s (nT) output from the AFC complex multiplier 4 is expressed as s (nT) = cos {(Δω-ω 1 ) nT + φ (nT)} + j sin {(Δω-ω 1 ) NT + φ (nT)} (3), which is an input signal of the PLL. At this time, the residual angular frequency error Δω 1 due to the AFC is Δω 1 (nT) = Δω (nT) −ω 1 (nT) (4) Further, a first-order difference equation showing a response of a phase error θ e (nT) detected by a first-order PLL when a phase detector having a sine wave characteristic is used, where a loop gain is K and Δ
Using ω 1 , θ e (nT) −θ e (nT−T) = Δω 1 (nT) −K sin θ e (nT) (5) FIG. 2 is a block diagram showing the nonlinear differential equation given by equation (5). In addition, NCO
Is proportional to the output frequency, but the correspondence between the output phase and the output phase is expressed by integration because the frequency-phase relationship is an integral relationship.

【0014】PLLフィルタ36の出力信号g(nT)
は式(5)より、 g(nT)=K [Δω1 (nT) −{θe (nT)−θe (nT−T)}] …(6) となる。位相の時間変化量が角周波数に相当することか
ら、 g(nT)=K{Δω1 (nT)−ωe (nT)} =Kω2 (nT) …(7) となり、PLLフィルタ11の出力信号g(nT)は第
2のNCO9の発振周波数ω2 と比例関係にある。
Output signal g (nT) of PLL filter 36
From equation (5), g (nT) = K [Δω 1 (nT) − {θ e (nT) −θ e (nT−T)}] (6) Since the time change amount of the phase corresponds to the angular frequency, g (nT) = K {Δω 1 (nT) −ω e (nT)} = Kω 2 (nT) (7), and the output of the PLL filter 11 The signal g (nT) is proportional to the oscillation frequency ω 2 of the second NCO 9.

【0015】非静止軌道衛星が移動することに伴うドッ
プラ・シフトにより準同期直交入力信号の搬送波オフセ
ット周波数に大きな時間変動が発生し、そのオフセット
周波数の変動によりAFCでの残留周波数誤差が増大
し、AFCでの残留周波数誤差がPLLでの周波数引き
込み範囲及び同期保持範囲を越えると、PLLで位相同
期がロックされない。安定な位相同期を提供するために
は、AFCでの残留周波数誤差をPLLでの周波数引き
込み範囲及び同期保持範囲内に制御する必要がある。
A large time variation occurs in the carrier offset frequency of the quasi-synchronous quadrature input signal due to the Doppler shift caused by the movement of the non-geostationary orbit satellite, and the variation in the offset frequency increases the residual frequency error in the AFC. If the residual frequency error in the AFC exceeds the frequency pull-in range and the synchronization holding range in the PLL, the phase synchronization is not locked in the PLL. In order to provide stable phase synchronization, it is necessary to control the residual frequency error in the AFC within the frequency pull-in range and the synchronization holding range in the PLL.

【0016】本発明では、AFCでの残留周波数誤差を
PLLでの周波数引き込み範囲及び同期保持範囲内に保
持するために以下の方法で制御を行う。
In the present invention, control is performed by the following method in order to keep the residual frequency error in the AFC within the frequency pull-in range and the synchronization holding range in the PLL.

【0017】AFCでの残留周波数誤差の変化量がある
閾値を越えたときAFC及びPLLのループ帯域、周波
数制御幅、制御時間間隔を広げる。この結果、AFCで
の周波数追従範囲が広がると共に制御時間が短くなるた
め高速にAFCでの残留周波数誤差を抑圧する。PLL
ではループ帯域が広がることによりAFCでの残留周波
数誤差が大きい場合でも位相同期が保持されるように制
御する。逆に、AFCでの残留周波数誤差の時間変化量
が小さくなったら、AFC及びPLLのループ帯域、周
波数制御幅、制御時間間隔を狭める。この結果、AFC
での周波数追従範囲が狭くなると共に制御時間が長くな
るため安定に保持する。PLLではループ帯域を狭める
ことによって雑音による影響を抑圧するように制御す
る。以上によって、受信信号の周波数誤差の大きな時間
変動が存在する場合でも安定で雑音の影響の少ない搬送
波位相同期を提供する。
When the amount of change in the residual frequency error in the AFC exceeds a certain threshold, the loop band, the frequency control width, and the control time interval of the AFC and the PLL are increased. In this result, AFC
Control time is shortened as the frequency tracking range of
Therefore, the residual frequency error in the AFC is suppressed at high speed. PLL
Then, the residual frequency in AFC is expanded
Control is performed so that phase synchronization is maintained even when the number error is large.
I will. Conversely, when the time variation of the residual frequency error in the AFC becomes small, the loop band, the frequency control width, and the control time interval of the AFC and the PLL are reduced. As a result, AFC
And the control time becomes longer
To keep it stable. PLL reduces the loop bandwidth
Control to suppress the effects of noise.
You. As described above, the time when the frequency error of the received signal is large
Provide carrier phase synchronization that is stable and less affected by noise even in the presence of fluctuations .

【0018】以上の動作を図1に示す搬送波位相同期回
路に基づいて説明する。
The above operation will be described based on the carrier phase synchronization circuit shown in FIG.

【0019】第2のNCO9の発振周波数はAFCでの
残留周波数誤差となるように制御され、PLLフィルタ
11の出力値は第2のNCO9の発振周波数と比例関係
にあることから、PLLフィルタ11の出力値の時間変
化量がAFCでの残留周波数誤差の変動に相当する。よ
ってAFCでの残留周波数誤差の変化量はPLLフィル
タ11の出力値g(nT)の時間変化量Δg(nT)で
表され、Δg(nT)は、 Δg(nT)=g(nT)−g(nT−T) …(8) となる。Δg(nT)は遅延素子13と減算器14によ
り算出され、減算器14の出力信号を平均化する平均回
路15に通し、フィルタリングされた減算器14の出力
信号をデータ判別器16に入力する。データ判別器16
の出力は、AFCループフィルタ12とPLLループフ
ィルタ11に入力し、その結果によりAFC及びPLL
のループ帯域、周波数制御幅、制御時間間隔の切り変え
を行う。
The oscillation frequency of the second NCO 9 is controlled to be a residual frequency error in the AFC, and the output value of the PLL filter 11 is proportional to the oscillation frequency of the second NCO 9. The amount of change in the output value over time corresponds to the change in the residual frequency error in the AFC. Therefore, the change amount of the residual frequency error in the AFC is represented by the time change amount Δg (nT) of the output value g (nT) of the PLL filter 11, where Δg (nT) is Δg (nT) = g (nT) −g (NT−T) (8) Δg (nT) is calculated by the delay element 13 and the subtractor 14, passes through an averaging circuit 15 for averaging the output signal of the subtractor 14, and inputs the filtered output signal of the subtracter 14 to a data discriminator 16. Data discriminator 16
Is input to the AFC loop filter 12 and the PLL loop filter 11, and as a result, the AFC and PLL
Of the loop band, frequency control width, and control time interval.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、非静止軌
道衛星等の様な周波数離調の時間変動の大きい受信変調
波に対して高速な周波数追従を可能にし安定な位相同期
を実現できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform high-speed frequency tracking for a reception modulation wave having a large time variation of frequency detuning such as a non-geostationary orbit satellite and realize stable phase synchronization. .

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

【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の1次PLLのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a primary PLL of the present invention.

【図3】従来のPLLによる搬送波位相同期回路のブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a carrier phase locked loop circuit using a conventional PLL.

【図4】従来のAFC及びPLLによる搬送波位相同期
回路のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional carrier phase synchronization circuit using AFC and PLL.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 LPF 2 A/D変換器 3 サンプリング・クロック発振器 4 AFC複素乗算器 5 AFC数値制御発振器 6 ナイキスト・フィルタ 7 メモリ 8 PLL複素乗算器 9 PLL数値制御発振器 10 位相検波器 11 PLLフィルタ 12 AFCループフィルタ 13 遅延素子 14 減算器 15 平均回路 16 データ判別器 17 位相比較器 18 位相検波器 19 ループフィルタ 20 電圧制御発振器 21 位相比較器 22 LPF 23 位相比較器 24 位相検波器 25 PLLフィルタ 26 PLL電圧制御発振器 27 周波数誤差検出器 28 AFC 29 サンプル/ホールド回路 30 AFC電圧制御発振器 Reference Signs List 1 LPF 2 A / D converter 3 Sampling clock oscillator 4 AFC complex multiplier 5 AFC numerically controlled oscillator 6 Nyquist filter 7 Memory 8 PLL complex multiplier 9 PLL numerically controlled oscillator 10 Phase detector 11 PLL filter 12 AFC loop filter Reference Signs List 13 delay element 14 subtractor 15 averaging circuit 16 data discriminator 17 phase comparator 18 phase detector 19 loop filter 20 voltage controlled oscillator 21 phase comparator 22 LPF 23 phase comparator 24 phase detector 25 PLL filter 26 PLL voltage controlled oscillator 27 frequency error detector 28 AFC 29 sample / hold circuit 30 AFC voltage controlled oscillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 27/00-27/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力信号から搬送波を再生する搬送波位
相同期回路において、前記入力信号と第1の電圧制御発
振器出力とを乗算し周波数誤差を抑圧する自動周波数制
御ループ用乗算器と、前記自動周波数制御ループ用乗算
器の出力と第2の電圧制御発振器出力とを乗算し搬送波
を再生する搬送波位相同期ループ用乗算器と、前記搬送
波位相同期ループ用乗算器の出力から位相誤差情報を得
る位相検波器と、前記位相検波器の出力を受けて前記第
2の電圧制御発振器を制御する制御電圧を出力する第2
のループフィルタと、前記第2のループフィルタの出力
を受けて前記第1の電圧制御発振器を制御する制御電圧
を出力する第1のループフィルタとから構成され、 前記第2のループフィルタの出力の時間変化量を算出
し、前記時間変化量の大きさの判定結果に基づき生成さ
れた制御信号を第1、2のループフィルタに入力して前
記前記自動周波数制御ループ及び前記搬送波位相同期ル
ープのループ帯域、周波数制御幅、制御時間間隔を制御
する制御手段を有することを特徴とする搬送波位相同期
回路。
1. A carrier phase locked loop circuit for recovering a carrier from an input signal, comprising: a multiplier for an automatic frequency control loop for multiplying the input signal by an output of a first voltage controlled oscillator to suppress a frequency error; A carrier phase locked loop multiplier for multiplying an output of the control loop multiplier and an output of the second voltage controlled oscillator to regenerate a carrier, and phase detection for obtaining phase error information from the output of the carrier phase locked loop multiplier A second detector for receiving the output of the phase detector and outputting a control voltage for controlling the second voltage controlled oscillator
And a first loop filter that receives the output of the second loop filter and outputs a control voltage that controls the first voltage-controlled oscillator. The output of the second loop filter A time change amount is calculated and generated based on the determination result of the magnitude of the time change amount.
Control means for inputting the obtained control signal to first and second loop filters to control a loop band, a frequency control width, and a control time interval of the automatic frequency control loop and the carrier phase locked loop. Carrier phase synchronization circuit.
【請求項2】 前記制御手段は、前記第2のループフィ
ルタ出力を単位時間遅延させる遅延素子と、前記第2の
ループフィルタ出力から前記単位時間遅延された信号を
減算する減算器と、周波数誤差の単位時間における変化
量である減算器の出力信号を平均化するフィルタと、前
記平均化された周波数誤差の単位時間における変化量を
判別し前記自動周波数制御ループ及び前記搬送波位相同
期ループのループ帯域、周波数制御幅、制御時間間隔の
制御信号を生成するデータ判別器により構成されること
を特徴とする請求項記載の搬送波位相同期回路。
2. The control means according to claim 2, wherein
A delay element for delaying a filter output by a unit time ;
A subtractor for subtracting a signal delayed unit time from the loop filter output, a filter for averaging the output signal of the subtractor is a variation per unit time of the frequency error, the averaged frequency error unit time discriminated said automatic frequency control loop and loop bandwidth of the carrier phase locked loop the variation in the frequency control range, according to claim 1, characterized in that it is constituted by a data discriminator for generating a control signal for controlling the time interval Carrier phase synchronization circuit.
【請求項3】 前記入力信号は、準同期直交信号であり
搬送波周波数変動が大きいことを特徴とする前記請求項
1記載の搬送波位相同期回路。
3. The carrier phase synchronization circuit according to claim 1, wherein said input signal is a quasi-synchronous orthogonal signal and has a large carrier frequency fluctuation.
【請求項4】 前記制御手段は、前記自動周波数制御ル
ープ及び前記搬送波位相同期ループのループ帯域、周波
数制御幅、制御時間間隔のそれぞれについて、前記周波
数誤差の時間変化量が所定の値を越えると広げて位相同
期を保持し、前記周波数誤差の時間変化量が所定の値よ
り小さい場合に狭めることを特徴とする請求項1、2記
載の搬送波位相同期回路。
4. The control means according to claim 1, wherein the time variation of the frequency error exceeds a predetermined value for each of a loop band, a frequency control width, and a control time interval of the automatic frequency control loop and the carrier phase locked loop. 3. The carrier phase synchronization circuit according to claim 1, wherein the phase synchronization is maintained by widening, and the phase synchronization is narrowed when the time variation of the frequency error is smaller than a predetermined value.
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