JP5061958B2 - 追尾受信装置 - Google Patents

Description

この発明は、電波の到来方向を追尾し受信する追尾受信装置に関するものである。

衛星通信システムにおいて所望の変調波を受信する場合、まず受信変調波にアンテナを追尾させることが必要であり、通常、追尾受信装置を用いて所望の周波数の受信レベルを検出しアンテナを追尾させる。例えば、特許文献１には従来の追尾受信装置の一構成例が示されている。特許文献１に示された従来の追尾受信装置は、到来方向検出アンテナで受信した電波をダウンコンバータにより低周波変換し、同期検波器およびディジタル復調器へ入力する。同期検波器では、左右の到来方向検出アンテナで受信した到来電波の強さを検出し角度誤差電圧が出力され、ディジタル復調器では、左右のアンテナに対応した誤り訂正前のビットエラーレートを算出し、角度誤差電圧が出力されるものであり、この２つの角度誤差電圧に基づいて追尾受信が行われる。

特開２００３−６６１２９

特許文献１に記載された従来技術による追尾受信では、ディジタル復調器を用いて受信する必要があり、ディジタル復調器において受信変調波の帯域に合わせたフィルタを用いて受信し、さらにはキャリア再生、クロック再生といった機能が必要となり、回路規模が増大してしまうという問題点があった。さらに、変調波のシンボルレートが可変レートであるときには、波形整形の観点から受信フィルタの帯域を可変させて復調し、受信レベルを推測する必要があり、アナログフィルタを用いる場合、別々の特性をもつハードウェアを実装しなければならず、また、ディジタルフィルタを用いる場合、レートによりオーバサンプリング数の可変機能やフィルタ係数の変更機能を持たせなければならず、さらに回路規模の増大を招くという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、可変レートの変調波に対応して追尾受信を行うことができる追尾受信装置を得ることを目的とする。

請求項１の発明に係る追尾受信装置は、通信システムにおける、受信レベルを検出して追尾するための追尾受信装置であって、受信した変調波を固定の狭帯域特性により濾波する帯域固定フィルタと、この帯域固定フィルタにより濾波された信号により狭帯域受信レベルを算出する狭帯域受信レベル算出回路と、与えられたシンボルレートの帯域幅を上記変調波のスペクトラム帯域とし、上記帯域固定フィルタの通過帯域幅、及び、上記狭帯域受信レベル算出回路により算出した狭帯域受信レベルから変調波受信レベルを推定する受信レベル推定回路とを備え、上記帯域固定フィルタの通過帯域幅は、上記通信システムにおいて採用される可変レートの帯域幅のうち、最も狭い帯域幅と同じかそれよりも狭い帯域幅に設定されたものである。

請求項２の発明に係る追尾受信装置は、上記受信レベル推定回路が、上記変調波受信レベルをＰ、上記与えられたシンボルレートの帯域幅をＲ、上記帯域固定フィルタの帯域幅をＢ、上記狭帯域受信レベルをＰｓとした、Ｐ＝１０×ｌｏｇ _１０ （Ｒ／Ｂ）＋Ｐｓから変調波受信レベルを算出するものである請求項１に記載のものである。

請求項１乃び請求項２に記載の発明によれば、受信した変調波を固定の狭帯域特性を有するフィルタにより濾波した上で、その狭帯域での受信レベルの算出又はシンボルレートに基づく変調波受信レベルの推定を行うので、可変レートの変調波に対しても、回路規模の増大を抑制して、受信信号レベルを検出することができる。

実施の形態１

この発明の実施の形態１に係る追尾受信装置について図１乃至図３を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る追尾受信装置を含む端末装置の構成図である。図１において、１はアンテナ、２は受信信号を低雑音増幅し、高周波から中間周波数へ周波数変換する受信機（以下、「ＬＮＣ２」と記載する）、３は追尾受信装置、４はアンテナを駆動するアンテナ制御部である。追尾受信装置３において、５は中間周波数の受信信号をベースバンド受信信号に周波数変換する周波数変換器であり、６は狭帯域特性の帯域固定フィルタ、７は帯域固定フィルタ６により濾波された受信信号を設定される利得制御量により増幅又は減衰させる可変利得器、８は可変利得器７の出力信号をＡＤ変換するＡＤ変換器、９はＡＤ変換器８から入力された受信信号のレベルを平均化処理し、基準受信レベルから平均化処理後の受信信号レベルを減算して利得制御量として出力する自動利得制御器である。１０は受信レベルを検出する受信レベル検出部であり、この受信レベル検出部１０により検出された受信レベルはアンテナ制御部４へ出力される。受信レベル検出部１０において、１１は基準受信レベルから自動利得制御器９が出力する利得制御量を減算して狭帯域受信レベルを算出する狭帯域受信レベル算出回路であり、１２は外部から入力されるシンボルレートに基づき、狭帯域受信レベル算出回路１１により算出した狭帯域受信レベルから受信波に含まれていた変調波の受信レベル（変調波受信レベル）を推定する受信レベル推定回路であり、１３は狭帯域受信レベル算出回路１１が出力する狭帯域受信レベル又は受信レベル推定回路１２が出力する変調波受信レベルのうちいずれかを選択してアンテナ制御部１４へ出力する選択回路である。

次に追尾受信装置３による信号レベルの算出及び推定の動作について説明する。アンテナ１により受信した受信信号は、ＬＮＣ２により低雑音増幅され、高周波から中間周波数へ周波数変換されて、追尾受信装置３の周波数変換器５に入力される。図２は中間周波数帯の可変レートの変調波を示す模式図であり、図２（ａ）は変調波の帯域が狭いときを、図２（ｂ）は変調波の帯域が広いときをそれぞれ表わしており、変調波の周波数特性がルートコサインロールオフ特性であるときには、帯域幅はシンボルレートとなる。周波数変換器５は、中間周波数帯の受信信号をさらに低周波変換してベースバンド信号を帯域固定フィルタ６へ出力する。図３は帯域固定フィルタ６におけるフィルタリングを示す模式図であり、図３（ａ）は変調波の帯域が狭いときを、図３（ｂ）は変調波の帯域が広いときをそれぞれ表わしている。帯域固定フィルタ６のフィルタ特性は固定の狭帯域特性としており、フィルタリング後の出力波形は、図３に示す実線のように、もとの変調波の帯域に依存せず同一帯域幅のスペクトラムで可変利得器７へ出力される。帯域固定フィルタ６の通過帯域幅は、通信システムにおいて採用される可変レートの帯域幅のうち、最も狭い帯域幅と同程度かそれよりも狭い帯域幅に設定する。可変利得器７は、自動利得制御器９から設定される利得制御量に基づき、帯域固定フィルタ６により濾波された受信信号を増幅又は減衰してＡＤ変換器８へ出力し、ＡＤ変換器８は入力された信号をＡＤ変換（アナログデジタル変換）して自動利得制御器９へ出力する。自動利得制御器９はＡＤ変換器８から入力された受信信号のレベルを平均化処理し、基準受信レベルから平均化処理後の受信信号レベルを減算して利得制御量として可変利得器７及び狭帯域受信レベル算出回路１１へ出力する。

狭帯域受信レベル算出回路１１は基準受信レベルから自動利得制御器９が出力する利得制御量を減算することにより、帯域固定フィルタ６の帯域あたりの受信レベルである狭帯域受信レベル（ｄＢ値）を算出し、受信レベル推定回路１２及び選択回路１３へ出力する。受信レベル推定回路１２は外部から情報として与えられたシンボルレートに基づき、狭帯域受信レベル算出回路１１により算出した狭帯域受信レベルから、帯域固定フィルタ６により帯域制限をする前の変調波の受信レベル（変調波受信レベル）を推定する。可変レートの変調波のスペクトラム帯域はシンボルレートに一致するため、変調波受信レベルＰは、シンボルレートをＲ、帯域固定フィルタ６の帯域をＢ、狭帯域受信レベルをＰｓとすれば、Ｐ＝１０×ｌｏｇ_１０（Ｒ／Ｂ）＋Ｐｓにより算出することができる。選択回路１３は狭帯域受信レベル算出回路１１により算出した狭帯域受信レベルＰｓまたは受信レベル推定回路１２により推定した変調波受信レベルＰのうちいずれかを選択してアンテナ制御回路４へ出力し、アンテナ制御回路４は受信レベルが増加するようにアンテナの指向方向を駆動制御する。

以上のように、追尾受信装置３においてベースバンド信号を狭帯域の固定帯域フィルタにより濾波した上で、その狭帯域での受信レベルの算出又はシンボルレートに基づく変調波受信レベルの推定を行うので、可変レートの変調波に対しても受信信号レベルを検出することができ、フィルタを固定帯域としたことにより追尾受信装置の回路規模の増大を抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係る追尾受信装置を含む端末装置の構成図である。 中間周波数帯の可変レートの変調波を示す模式図である。 帯域固定フィルタ６におけるフィルタリングを示す模式図である。

符号の説明

３ 追尾受信装置
６ 帯域固定フィルタ
１１ 狭帯域受信レベル算出回路
１２ 受信レベル推定回路

Claims (2)

1. 通信システムにおける、受信レベルを検出して追尾するための追尾受信装置であって、受信した変調波を固定の狭帯域特性により濾波する帯域固定フィルタと、この帯域固定フィルタにより濾波された信号により狭帯域受信レベルを算出する狭帯域受信レベル算出回路と、与えられたシンボルレートの帯域幅を上記変調波のスペクトラム帯域とし、上記帯域固定フィルタの通過帯域幅、及び、上記狭帯域受信レベル算出回路により算出した狭帯域受信レベルから変調波受信レベルを推定する受信レベル推定回路とを備え、上記帯域固定フィルタの通過帯域幅は、上記通信システムにおいて採用される可変レートの帯域幅のうち、最も狭い帯域幅と同じかそれよりも狭い帯域幅に設定されたことを特徴とする追尾受信装置。
2. 上記受信レベル推定回路は、上記変調波受信レベルをＰ、上記与えられたシンボルレートの帯域幅をＲ、上記帯域固定フィルタの帯域幅をＢ、上記狭帯域受信レベルをＰｓとした、Ｐ＝１０×ｌｏｇ_１０（Ｒ／Ｂ）＋Ｐｓから変調波受信レベルを算出するものである請求項１に記載の追尾受信装置。

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