JP5656261B2

JP5656261B2 - Automatic frequency control device, receiving system, and automatic frequency control method used therefor

Info

Publication number: JP5656261B2
Application number: JP2011123007A
Authority: JP
Inventors: 順志中川; 俊明三宅; 善夫谷本
Original assignee: NEC Corp; NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Engineering Ltd
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-06-01
Also published as: JP2012253474A

Description

本発明は自動周波数制御装置、受信システム及びそれらに用いる自動周波数制御方法に関し、特にマルチキャリア信号を受信するための複数の受信器を備えた受信システムにおいて用いられる制御装置に関する。 The present invention relates to an automatic frequency control device, a reception system, and an automatic frequency control method used therefor, and more particularly to a control device used in a reception system including a plurality of receivers for receiving a multicarrier signal.

上記の受信システムにおいては、通常、予め決められた周波数で通信する場合、中継器や受信系において周波数変動が生じるため、受信器は周波数変動のあるマルチキャリア信号に対して同期する必要がある。このため、従来から受信器に自動周波数制御装置（ＡＦＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ）を具備している。 In the above reception system, normally, when communication is performed at a predetermined frequency, frequency variation occurs in the repeater or the reception system. Therefore, the receiver needs to synchronize with a multicarrier signal having frequency variation. For this reason, an automatic frequency control device (AFC: Automatic Frequency Control) is conventionally provided in the receiver.

このとき、正しい中心周波数にて同期するまでに要する時間は、できるだけ短い方が利便性が高いといえる。同期に要する時間の短縮を目的とする受信システムとしては、下記の特許文献１に記載のシステムがあり、その構成例を図２に示す。 At this time, it can be said that the shorter the time required for synchronization at the correct center frequency, the higher the convenience. As a receiving system for the purpose of shortening the time required for synchronization, there is a system described in Patent Document 1 below, and a configuration example thereof is shown in FIG.

図２において、各受信器３−１〜３−ｎに入力されるマルチキャリア信号は、１つの信号帯域内に複数のキャリアを有している。図２において、受信器３−１は、位相検波器１１と、搬送波再生回路１２と、ＡＦＣ（１）１３と、識別器３１とを備えており、他の受信器３−２〜３−ｎも受信器３−１と同様の構成となっている。 In FIG. 2, the multicarrier signal input to each of the receivers 3-1 to 3-n has a plurality of carriers in one signal band. In FIG. 2, the receiver 3-1 includes a phase detector 11, a carrier recovery circuit 12, an AFC (1) 13, and a discriminator 31, and other receivers 3-2 to 3-n. The configuration is the same as that of the receiver 3-1.

特許文献１おいては、制御装置４からそれぞれの受信器３−１〜３−ｎ毎に異なるキャリア周波数が通知され、それぞれの受信器３−１〜３−ｎでは通知されたキャリアに対して同期動作を開始する。 In Patent Document 1, a different carrier frequency is notified from the control device 4 to each of the receivers 3-1 to 3-n, and each of the receivers 3-1 to 3-n is notified of the notified carrier. Start synchronous operation.

いずれかの受信器（例えば、受信器３−１とする）が最初に同期した場合、他の受信器３−２〜３−ｎでは最初に同期した受信器３−１からＡＦＣ信号を受け取ることにより、同期に要する時間を短縮できることを特徴としている。 When any receiver (for example, receiver 3-1) is synchronized first, the other receivers 3-2 to 3-n receive the AFC signal from the receiver 3-1 synchronized first. Thus, the time required for synchronization can be shortened.

特開平０４−０４７８３７JP 04-047837

上記の受信システムでは、特許文献１に記載のように、同期に要する時間の短縮を目的とする場合、同期時間を短縮できる理由として、ＡＦＣ信号をもらうことにより受信器の受信周波数発振源となるＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の掃引範囲を狭くすることが前提となっている。ここで、周波数の変動は、全てのキャリアで共通する成分の他に、キャリア毎に異なる固有の変動成分も含んでいることに注意する必要がある。つまり、キャリア毎の固有の周波数変動が受信器の掃引範囲を逸脱した場合には、受信器が同期に失敗してしまうという問題がある。 In the above reception system, as described in Patent Document 1, when the purpose is to shorten the time required for synchronization, as a reason that the synchronization time can be shortened, a reception frequency oscillation source of the receiver is obtained by obtaining an AFC signal. It is assumed that the sweep range of a VCO (Voltage Controlled Oscillator) is narrowed. Here, it should be noted that the variation in frequency includes a unique variation component that is different for each carrier in addition to a component common to all carriers. That is, there is a problem that the receiver fails to synchronize when the inherent frequency fluctuation for each carrier deviates from the sweep range of the receiver.

受信器が具備するＡＦＣ機能は、その掃引範囲を狭くすることにより同期までに要する時間を短くすることができるが、一方で受信キャリアの実際の周波数が掃引範囲を逸脱した場合、全く同期できなくなるという問題がある。このため、受信器の掃引範囲を狭くしても受信器が確実に同期できる仕組みが必要となっている。 The AFC function of the receiver can shorten the time required for synchronization by narrowing the sweep range, but on the other hand, if the actual frequency of the received carrier deviates from the sweep range, it cannot be synchronized at all. There is a problem. For this reason, there is a need for a mechanism that can reliably synchronize the receiver even if the sweep range of the receiver is narrowed.

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、受信器の周波数掃引範囲を狭くしても受信に失敗することを防ぐことができる自動周波数制御装置、受信システム及びそれらに用いる自動周波数制御方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to prevent reception failure even if the frequency sweep range of the receiver is narrowed. It is to provide a method.

本発明による自動周波数制御装置は、マルチキャリア信号を受信するための複数の受信器を備えた受信システムにおいて用いられる自動周波数制御装置であって、
前記マルチキャリア信号に分布する各キャリアの周波数を監視する監視手段と、前記監視手段の監視結果を基に前記複数の受信器が受信するキャリアの正確な中心周波数を設定する設定手段とを備えている。 An automatic frequency control apparatus according to the present invention is an automatic frequency control apparatus used in a reception system including a plurality of receivers for receiving a multicarrier signal,
Monitoring means for monitoring the frequency of each carrier distributed in the multi-carrier signal; and setting means for setting an accurate center frequency of carriers received by the plurality of receivers based on a monitoring result of the monitoring means. Yes.

本発明による受信システムは、上記の自動周波数制御装置を含むことを特徴とする。 A receiving system according to the present invention includes the above-described automatic frequency control device.

本発明による自動周波数制御方法は、マルチキャリア信号を受信するための複数の受信器を備えた受信システムにおいて用いる自動周波数制御方法であって、
制御装置が、前記マルチキャリア信号に分布する各キャリアの周波数を監視する監視処理と、前記監視処理の監視結果を基に前記複数の受信器が受信するキャリアの正確な中心周波数を設定する設定処理とを実行している。 An automatic frequency control method according to the present invention is an automatic frequency control method used in a reception system including a plurality of receivers for receiving a multicarrier signal,
A monitoring process in which the control device monitors the frequency of each carrier distributed in the multicarrier signal, and a setting process in which the accurate center frequency of the carriers received by the plurality of receivers is set based on the monitoring result of the monitoring process And running.

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、受信器の周波数掃引範囲を狭くしても受信に失敗することを防ぐことができるという効果が得られる。 By adopting the above-described configuration and operation, the present invention can prevent the reception from failing even if the frequency sweep range of the receiver is narrowed.

本発明の実施の形態による受信システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the receiving system by embodiment of this invention. 本発明に関連する受信システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the receiving system relevant to this invention.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明による自動周波数制御装置の概要について説明する。本発明による自動周波数制御装置は、マルチキャリア信号を受信するための複数の受信器を備えた受信システムにおいて用いられる制御装置である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline of an automatic frequency control device according to the present invention will be described. The automatic frequency control apparatus according to the present invention is a control apparatus used in a reception system including a plurality of receivers for receiving a multicarrier signal.

本発明による自動周波数制御装置は、特に正確なキャリア周波数が未知の不特定マルチキャリア信号を受信するために、マルチキャリア信号に分布する各キャリアの周波数を監視する機能と、各受信器が受信するキャリアの正確な中心周波数を設定する機能とを備えている。 The automatic frequency control apparatus according to the present invention has a function of monitoring the frequency of each carrier distributed in the multicarrier signal and a receiver for receiving an unspecified multicarrier signal whose unknown carrier frequency is unknown. And a function for setting an accurate center frequency of the carrier.

本発明は、受信器に入力されるマルチキャリア信号を自動周波数制御装置にも入力し、自動周波数制御装置において受信器が同期しようとするキャリアの実際の正確な周波数を監視する。自動周波数制御装置では、受信器が受信しようとするキャリアの実際の周波数を正確に測定して各受信器に対して測定された正確な周波数を通知することにより、キャリアの周波数が大きく変動した場合でも、受信器において受信キャリアの正確な周波数に同期することができるため、受信器が同期に失敗することを防ぐことができる。 The present invention also inputs the multi-carrier signal input to the receiver to the automatic frequency controller, and monitors the actual exact frequency of the carrier that the receiver is to synchronize in the automatic frequency controller. In the automatic frequency control device, when the frequency of the carrier fluctuates greatly by accurately measuring the actual frequency of the carrier that the receiver wants to receive and notifying each receiver of the measured accurate frequency However, since the receiver can synchronize with the correct frequency of the reception carrier, the receiver can be prevented from failing in synchronization.

図１は本発明の実施の形態による受信システムの構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の実施の形態による受信システムは、複数の受信器１−１〜１−ｎと、制御装置（自動周波数制御装置）２とから構成されている。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a receiving system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the reception system according to the embodiment of the present invention includes a plurality of receivers 1-1 to 1-n and a control device (automatic frequency control device) 2.

受信器１−１は、位相検波器１１と、搬送波再生回路１２と、ＡＦＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ）（１）１３とを備えており、他の受信器１−２〜１−ｎも受信器１−１と同様の構成となっている。制御装置２は、発振器２１と、周波数測定器２２とを備えている。 The receiver 1-1 includes a phase detector 11, a carrier recovery circuit 12, and an AFC (Automatic Frequency Control) (1) 13. The other receivers 1-2 to 1-n are also receivers 1. The configuration is the same as -1. The control device 2 includes an oscillator 21 and a frequency measuring device 22.

各受信器１−１〜１−ｎと制御装置２とには、共通のマルチキャリア信号が入力される。制御装置２が具備する発振器２１から出力されたローカル（Ｌｏｃａｌ）信号（基準クロック）が各受信器１−１〜１−ｎに入力される。 A common multicarrier signal is input to each of the receivers 1-1 to 1-n and the control device 2. A local signal (reference clock) output from an oscillator 21 included in the control device 2 is input to each of the receivers 1-1 to 1-n.

また、制御装置２からは、各受信器１−１〜１−ｎが受信すべきキャリア周波数が出力され、そのキャリアを受信すべき受信器１−１〜１−ｎに入力される。マルチキャリア信号は、上記の背景技術で説明したシステムと同様に、ダウンコンバータ（図示せず）から送信される信号である。ローカル信号は、各受信器１−１〜１−ｎと制御装置２とが共通で参照する基準周波数発振源から出力された信号である。 Further, the control device 2 outputs the carrier frequency that each of the receivers 1-1 to 1-n should receive, and inputs the carrier frequency to the receivers 1-1 to 1-n that should receive the carrier. The multicarrier signal is a signal transmitted from a down converter (not shown) as in the system described in the background art above. The local signal is a signal output from a reference frequency oscillation source that the receivers 1-1 to 1-n and the control device 2 commonly refer to.

また、キャリア周波数は、各受信器１−１〜１−ｎに割り当てられるキャリアの実際の周波数を制御装置２がマルチキャリア信号から正確に測定した結果を各受信器１−１〜１−ｎに通知するための信号である。ここで用いられる制御装置２は、マルチキャリア信号を受信し、マルチキャリア信号に分布する各キャリアの正確な周波数を測定する機能を備えている。 The carrier frequency is the result of the controller 2 accurately measuring the actual frequency of the carrier assigned to each receiver 1-1 to 1-n from the multicarrier signal to each receiver 1-1 to 1-n. This is a signal for notification. The control device 2 used here has a function of receiving a multicarrier signal and measuring an accurate frequency of each carrier distributed in the multicarrier signal.

以上、本発明の実施の形態による受信システムの構成について述べたが、図１に示す受信器１−１〜１−ｎは当業者にとってよく知られており、高速で同期するようにＡＦＣの引き込み範囲を各キャリアの帯域よりも狭くしてあることを除けば、特に詳細な構成や機能の指定はない。また、これらの詳細な機能は本発明と直接関係しないので、これらの詳細な説明を省略する。 The configuration of the receiving system according to the embodiment of the present invention has been described above. The receivers 1-1 to 1-n shown in FIG. 1 are well known to those skilled in the art, and the AFC is drawn in so as to synchronize at high speed. Except for the fact that the range is narrower than the band of each carrier, there is no specific configuration or function designation. Further, since these detailed functions are not directly related to the present invention, their detailed description is omitted.

次に、本発明の実施の形態による受信システムの動作について説明する。まず、ローカルの役割に関して説明する。 Next, the operation of the receiving system according to the embodiment of the present invention will be described. First, the local role will be described.

本実施の形態においては、制御装置２と各受信器１−１〜１−ｎとの間で基準とする周波数のずれをなくしておく必要がある。このため、制御装置２が基準とする周波数成分を、ローカル信号を用いて各受信器１−１〜１−ｎに通知している。 In the present embodiment, it is necessary to eliminate a frequency shift as a reference between the control device 2 and each of the receivers 1-1 to 1-n. For this reason, the frequency component which the control apparatus 2 makes a reference | standard is notified to each receiver 1-1 to 1-n using a local signal.

本実施の形態においては、制御装置２が各受信器１−１〜１−ｎに対して周波数割当ての機能を担っている。まず、制御装置２が各受信器１−１〜１−ｎにキャリアを割当てる。このとき、各キャリアの実際の周波数は、割当て周波数と僅かに異なるが、制御装置２では受信したマルチキャリア信号から実際のキャリアの正確な周波数を測定することができる。 In the present embodiment, the control device 2 has a function of assigning frequencies to the receivers 1-1 to 1-n. First, the control apparatus 2 allocates a carrier to each receiver 1-1 to 1-n. At this time, although the actual frequency of each carrier is slightly different from the allocated frequency, the control device 2 can measure the exact frequency of the actual carrier from the received multicarrier signal.

ここで測定されたキャリアの周波数の値は、キャリアが割当てられる受信器１−１〜１−ｎに通知される。キャリアが割当てられた受信器１−１〜１−ｎでは、制御装置２と同じマルチキャリア信号を受信しており、割当てキャリアの正確な周波数を制御装置２から受け取ることができる。 The value of the carrier frequency measured here is notified to receivers 1-1 to 1-n to which the carrier is allocated. The receivers 1-1 to 1-n to which the carriers are assigned receive the same multicarrier signal as that of the control device 2, and can receive the exact frequency of the assigned carrier from the control device 2.

そのため、キャリアが割当てられた受信器１−１〜１−ｎでは、即座にキャリアに対して同期することができる。ここで説明した受信器は、図１に示す受信器１−１〜１−ｎのいずれにもあてはまる。 Therefore, the receivers 1-1 to 1-n to which the carrier is assigned can immediately synchronize with the carrier. The receiver described here applies to any of the receivers 1-1 to 1-n illustrated in FIG.

このように、本実施の形態では、制御装置２が受信器１−１〜１−ｎにおいて受信しようとするキャリアの実際の周波数を正確に測定し、各受信器１−１〜１−ｎに対して測定された正確な周波数を通知することによって、受信器１−１〜１−ｎにおいて受信キャリアの正確な周波数に同期することができるため、受信器１−１〜１−ｎの周波数掃引範囲を狭くしても、受信に失敗することを防ぐことができる。 As described above, in the present embodiment, the control device 2 accurately measures the actual frequency of the carrier to be received by the receivers 1-1 to 1-n. By notifying the accurate frequency measured to the receiver 1-1 to 1-n, it is possible to synchronize with the accurate frequency of the reception carrier, so that the frequency sweep of the receiver 1-1 to 1-n is performed. Even if the range is narrowed, reception failure can be prevented.

本発明は、衛星通信に適用することが可能である。 The present invention can be applied to satellite communications.

１−１〜１−ｎ受信器
２制御装置
１１位相検波器
１２搬送波再生回路
１３ＡＦＣ（１）
２１発振器
２２周波数測定回路 1-1 to 1-n receiver
2 Control device
11 Phase detector
12 Carrier recovery circuit
13 AFC (1)
21 Oscillator
22 Frequency measurement circuit

Claims

An automatic frequency control device used in a reception system comprising a plurality of receivers for receiving a multicarrier signal,
Wherein the plurality of receivers a multicarrier signal is received is measured, it has a frequency measuring means for measuring the frequency of each carrier distributed in the multi-carrier signal,
Carrier frequency allocation to the plurality of receivers,
An automatic frequency control apparatus , wherein the measured frequency is output to the plurality of receivers as a center frequency of a carrier to be received by the plurality of receivers .

Said frequency measurement means, the multi-carrier signal input to the receiver, according to claim 1 automatic frequency control device, wherein the measuring the actual exact frequency of the carrier in which the receiver attempts to synchronize .

An oscillator for generating a reference frequency signal that is commonly referred to between the automatic frequency control device and the receiver is provided, and the reference frequency signal is used as a reference clock in the AFC of the plurality of receivers. 3. The automatic frequency control apparatus according to claim 1, wherein the automatic frequency control apparatus outputs the signals to the plurality of receivers.

A reception system comprising the automatic frequency control device according to any one of claims 1 to 3 and the plurality of receivers .

An automatic frequency control method used in a reception system comprising a plurality of receivers for receiving a multicarrier signal and an automatic frequency control device for assigning carrier frequencies of the plurality of receivers ,
In the automatic frequency control device , carrier frequency allocation is performed for the plurality of receivers, the frequency of each carrier distributed in the multicarrier signal received by the plurality of receivers is measured, and the measured frequencies are the plurality Output to the plurality of receivers as the center frequency of the carrier to be received by
An automatic frequency control method , wherein AFC is executed at a center frequency of the carrier to be received in the plurality of receivers .

6. The automatic frequency control method according to claim 5 , wherein AFC is executed in a range narrower than a carrier band in the plurality of receivers .

In the automatic frequency control device , the automatic frequency control device includes an oscillator that generates a reference frequency signal that is commonly referred to between the automatic frequency control device and the receiver, and receives the reference frequency signals. Output to the plurality of receivers as a reference signal in the AFC of the receiver ,
7. The automatic frequency control method according to claim 5 , wherein the reference signal is used as a reference clock in the receiver .