JPH0652883B2 - Synchronization maintaining device in SS-TDMA satellite communication system - Google Patents
Synchronization maintaining device in SS-TDMA satellite communication systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はSS(衛星切換)−TDMA(時分割多元接
続)衛星通信系における同期維持装置に係り、特い衛星
搭載のクロック源のドリフト値の測定技術に関する。The present invention relates to a synchronization maintaining device in an SS (satellite switching) -TDMA (time division multiple access) satellite communication system, and particularly to a drift value of a clock source mounted on a satellite. Measurement technology.
(従来の技術) 周知のように、TDMA衛星通信方式は、衛星上で周期
的に区切られた時間、即ち、TDMAフレームを時間分
割して各地球局に割り当て、基準局の生成するTDMA
フレームタイミングを基準にして自局のTDMAフレー
ムタイミングを発生する各地球局(従局)が、自局のバ
ーストをその割り当て時間内に収まるように送出する方
式である。(Prior Art) As is well known, the TDMA satellite communication method is a TDMA generated by a reference station by periodically dividing time on a satellite, that is, dividing a TDMA frame by time division and allocating it to each earth station.
This is a method in which each earth station (slave station) that generates its own TDMA frame timing based on the frame timing sends the burst of its own station within the allocated time.
そして、SS−TDMA衛星通信方式は、上記TDMA
衛星通信方式における周波数利用効率等を一層高めるた
めに案出されたもので、衛星に周波数再利用による多数
の送受信用スポットビームを構成し、多数のトランスポ
ンダと多数の送受信用ビームとの接続切換を衛星搭載の
マトリクススイッチにて行うとともに、基準局に同期維
持装置を備えて衛星上の切換シーケンスの切換周期(以
下、「スイッチフレーム」と称する)とTDMAフレー
ムの周期との同期をとり、衛星スイッチの存在を気にか
けることなく通常のTDMA方式で動作する各地球局
(従局)のバースト送出タイミングが衛星上において自
ビームと目的ビームとが接続されるタイミングとなるよ
うにした方式である。And, the SS-TDMA satellite communication system is based on the above TDMA.
It was devised to further improve the frequency utilization efficiency in satellite communication systems.It configures a large number of spot beams for transmission / reception on the satellite by frequency reuse, and switches connection between a large number of transponders and a large number of transmission / reception beams. In addition to the matrix switch mounted on the satellite, a synchronization maintaining device is provided in the reference station to synchronize the switching cycle of the switching sequence on the satellite (hereinafter referred to as "switch frame") with the cycle of the TDMA frame, and This is a system in which the burst transmission timing of each earth station (slave station) operating in the normal TDMA system without considering its existence is such that the own beam and the target beam are connected on the satellite.
ところで、以上のようにSS−TDMA衛星通信系で
は、スイッチフレームとTDMAフレームとの同期維持
制御は重要な意義を有しているが、マトリクススイッチ
のクロック源の安定度が基準局に備える同期維持装置の
クロック源の安定度に比して大幅に劣ることから次のよ
うな問題がある。By the way, as described above, in the SS-TDMA satellite communication system, the synchronization maintaining control of the switch frame and the TDMA frame has important significance, but the stability of the clock source of the matrix switch is provided in the reference station. Since it is significantly inferior to the stability of the clock source of, there are the following problems.
即ち、同期維持装置は、長期安定度が10-11程度の高
安定度のクロック源を備え、この高安定のクロックを使
用してTDMAフレームを発生し、衛星上のスイッチフ
レームとの同期を維持している。従って、各地球局(従
局)は、同期維持装置に備えられたクロック源のクロッ
クに同期してTDMAフレームタイミングを発生してい
ることになる。That is, the synchronization maintaining device has a high-stability clock source with a long-term stability of about 10 −11 , uses this highly stable clock to generate a TDMA frame, and maintains synchronization with the switch frame on the satellite. is doing. Therefore, each earth station (subordinate station) is generating the TDMA frame timing in synchronization with the clock of the clock source provided in the synchronization maintaining device.
一方、衛星に搭載されるクロック源は、その重量、信頼
性等の制約条件からせいぜい10-9程度の安定度しか保
証されておらず、長期的に見れば、同期維持装置側に備
えられたクロック源との発振周波数のずれは、時間と共
に無視できないほど大きくなってしまう。SS−TDM
A衛星通信系の場合、この発振周波数のずれ(即ちクロ
ックドリフト)は、システムとして致命的なものにな
る。On the other hand, the clock source mounted on the satellite is guaranteed to have a stability of about 10 -9 at most due to its weight, reliability, and other constraints. The deviation of the oscillation frequency from the clock source becomes so large that it cannot be ignored over time. SS-TDM
In the case of the A satellite communication system, this deviation in oscillation frequency (that is, clock drift) is fatal for the system.
そこで、SS−TDMA衛星通信系では、一般的に第3
図に示すように構成して同期維持制御において衛星クロ
ック源のドリフトの補正ができるようになっている。Therefore, in the SS-TDMA satellite communication system, generally, the third
As shown in the figure, the drift of the satellite clock source can be corrected in the synchronization maintenance control.
即ち、第3図は、SS−TDMA衛星通信系の同期維持
制御の系統図である。衛星上にはマトリクススイッチ3
1、クロック源32等の他に、テレメトリ受信機33が搭載
され、また地上には同期維持装置34、高安定度クロック
源35等を備える基準局と、テレメトリ送信機36を備える
コマンド送信局とが配置される。That is, FIG. 3 is a system diagram of synchronization maintenance control of the SS-TDMA satellite communication system. Matrix switch on the satellite 3
1.In addition to the clock source 32 and the like, a telemetry receiver 33 is mounted, and a reference station including a synchronization maintaining device 34, a high stability clock source 35 and the like on the ground, and a command transmitting station including a telemetry transmitter 36. Will be placed.
同期維持装置34は、衛星上のマトリクススイッチ31との
送信タイミング制御を、衛星搭載クロック源32のクロッ
クドリフト値の測定をしながら行う。測定されたクロッ
クドリフト値はテレメトリ送信機36からコマンド送信さ
れ、衛星搭載のテレメトリ受信機33にて受信され、クロ
ック源32の発振周波数が制御される。The synchronization maintaining device 34 controls the transmission timing with the matrix switch 31 on the satellite while measuring the clock drift value of the satellite onboard clock source 32. The measured clock drift value is command-transmitted from the telemetry transmitter 36 and received by the satellite-mounted telemetry receiver 33, and the oscillation frequency of the clock source 32 is controlled.
クロックドリフト値の測定は、従来例えば第4図や第5
図に示すようにして行われているが、これについては後
述するとして、まず送信タイミング制御を概略説明す
る。The clock drift value is conventionally measured by, for example, FIG. 4 or FIG.
Although it is performed as shown in the figure, this will be described later, and first, the transmission timing control will be briefly described.
衛星搭載のマトリクススイッチ31は、予め定められたシ
ーケンスに従って複数ビームの接続切換を行うが、同じ
シーケンスが各TDMAフレームごとに繰り返される。
そして、マトリクススイッチ31の切換シーケンスは、毎
フレームに少なくとも1回、同じ時刻に自ビーム折返し
(ループバック)となるような接続が予め設定されてお
り、このタイムスロットは同期維持用のウインド(「同期
用窓」として図示してある)と称されている。同期維持装
置34は、この同期用窓にて同期用バースト(メトリック
バースト、あるいはメタリングバースト等と称される)
をループバック送受信し、マトリクススイッチ31の切換
シーケンスの開始タイミングを検出し、フレーム同期を
確立する。The satellite-mounted matrix switch 31 performs connection switching of a plurality of beams according to a predetermined sequence, and the same sequence is repeated for each TDMA frame.
In the switching sequence of the matrix switch 31, a connection is set in advance at least once in each frame so that the beam is looped back (loopback) at the same time. This time slot is a window for maintaining synchronization (“ (Shown as "synchronization window"). The synchronization maintaining device 34 uses this synchronization window to perform a synchronization burst (referred to as a metric burst or a metering burst).
Is looped back and transmitted, the start timing of the switching sequence of the matrix switch 31 is detected, and frame synchronization is established.
同期用バースト(メトリックバースト)は、図示するよ
うに、3つの信号領域からなり、前段の信号領域にはキ
ャリア再生やクロック再生のためのリカバリ信号CBT
Rが、中段の信号領域には当該信号の性格を示すユニー
クワードUWが、後段の信号領域には同期制御のための
特定のビットパターン(メトリックパターンと称され
る)がそれぞれ設定される。そして、メトリックパター
ンは前半部分と後半部分とに区分され、その境界位置が
送信位置誤差検出の基準位置となっている。As shown in the figure, the synchronization burst (metric burst) is composed of three signal areas, and the recovery signal CBT for carrier recovery and clock recovery is provided in the previous signal area.
A unique word UW indicating the character of the signal is set in the signal area of R in the middle, and a specific bit pattern (called a metric pattern) for synchronization control is set in the signal area of the latter. Then, the metric pattern is divided into a first half portion and a second half portion, and the boundary position thereof serves as a reference position for transmission position error detection.
つまり、同期維持装置34は、衛星上の同期用窓の後縁端
で同期用バーストのメトリックパターン領域の後半部分
が切り取られるように制御して同期用バーストを送信す
る。そして、この同期用バーストの送信パターンと受信
パターンを比較して同期用バーストが切り取られている
位置を求め、その位置が常に一定になるように、送信タ
イミングを制御するのである。この制御量は、制御した
シンボル数、即ちシンボルクロック数で与えられる。That is, the synchronization maintaining device 34 controls so that the latter half of the metric pattern area of the synchronization burst is cut off at the trailing edge of the synchronization window on the satellite and transmits the synchronization burst. Then, the transmission pattern and the reception pattern of the synchronization burst are compared with each other to find the position where the synchronization burst is cut off, and the transmission timing is controlled so that the position is always constant. This control amount is given by the number of controlled symbols, that is, the number of symbol clocks.
さて、以上説明した送信タイミング制御における変動要
因には、衛星のドップラーによるものの他に、前記した
衛星上のクロック源のドリフトがあるが、もしも衛星に
ドップラーがなければ、同期維持装置34の送信タイミン
グ制御値、即ちシンボルクロック数は、衛星のクロック
ドリフト値と等しくなるはずである。つまり、クロック
ドリフト値を測定するためには、衛星のドップラー成分
を如何に取り除いて測定するかが重要なポイントとなる
のであり、従来では、大別して次の2つの方法が実施さ
れている。即ち、ハードウェア(回路)を追加して直接
ドップラー成分を取り除いて測定する方法(第4図)
と、ソフトウェアを追加して演算処理によって測定する
方法(第5図)とがある。Now, the variable factors in the transmission timing control described above include the drift of the clock source on the above-mentioned satellite in addition to those due to the Doppler of the satellite, but if the satellite does not have the Doppler, the transmission timing of the synchronization maintaining device 34. The control value, or symbol clock number, should be equal to the satellite clock drift value. That is, in order to measure the clock drift value, the important point is how to remove the Doppler component of the satellite and perform the measurement. Conventionally, the following two methods are roughly performed. That is, a method of adding hardware (circuit) and directly removing the Doppler component for measurement (Fig. 4)
And a method of adding software and performing measurement by arithmetic processing (FIG. 5).
第4図は、ハードウェア(回路)の追加により直接ドッ
プラー成分を取り除いたクロックドリフト値測定の原理
図(第4図(a))および測定回路のブロック図(第4図
(b))である。FIG. 4 is a principle diagram (FIG. 4 (a)) of clock drift value measurement in which the Doppler component is directly removed by adding hardware (circuit) and a block diagram of the measurement circuit (FIG. 4).
(b)).
この測定回路は、第4図(b) に示すように、前記高安定
度クロック源35と、この高安定なクロックから基準コン
トロールフレームを生成するカウンタ41と、前記した同
期維持装置の基本部40と、カウンタ41の出力(基準コン
トロールフレーム)と基本部40からの送信コントロール
フレームおよび受信コントロールフレームとを受けてク
ロックドリフト値を測定する測定部42とで構成される。As shown in FIG. 4 (b), this measuring circuit includes the high stability clock source 35, a counter 41 for generating a reference control frame from the highly stable clock, and a basic section 40 of the synchronization maintaining device. And a measuring unit 42 for measuring the clock drift value by receiving the output of the counter 41 (reference control frame) and the transmission control frame and the reception control frame from the basic unit 40.
第4図(a) において、ある時間T1、同T2で衛星位置
が変化しても、基準コントロールフレームのタイミング
は一定である。一方、送信コントロールフレームおよび
受信コントロールフレームの各タイミングは、ある時間
T1、同T2における衛星ドップラーおよびにクロック
ドリフトの影響によって変化し、例えば図示するような
関係タイミングとなる。In FIG. 4 (a), the timing of the reference control frame is constant even if the satellite position changes at certain times T1 and T2. On the other hand, the respective timings of the transmission control frame and the reception control frame change due to the influence of satellite Doppler and clock drift at certain times T1 and T2, and have, for example, related timings as shown in the figure.
今、時間T1における送信コントロールフレームのタイ
ミングをTt(T1)、受信コントロールフレームのタイ
ミングをTr(T1)、時間T2におけるものを同様にし
てTt(T2)、Tr(T2)とすれば、これらは基準コント
ロールフレームからの時間長であるが、時間T1におけ
るタイミングTt(T1)、同Tr(T1)の平均値Tm(T
1)は、 Tm(T1)=(Tt(T1)+Tr(T1))/2 ……(1) となり、また時間T2における平均値Tm(T2)は、 Tm(T2)=(Tt(T2)+Tr(T2))/2 ……(2) となり、両者はもしくも衛星に搭載されたクロック源に
ドリフトがなければ同じ値になるはずである。つまり、
平均値Tm(T1)および同Tm(T2)は、衛星のドップラ
ーの影響が取り除かれているのである。Now, the timing of the transmission control frame at time T1 is T t (T1), the timing of the reception control frame is T r (T1), and the timing at time T2 is T t (T2) and T r (T2). For example, these are the time lengths from the reference control frame, but the average value Tm (T) of timings Tt (T1) and Tr (T1)
1) becomes T m (T1) = (T t (T1) + T r (T1)) / 2 (1), and the average value T m (T2) at time T2 is T m (T2) = (T t (T2) + T r (T2)) / 2 (2), and both should be the same value if there is no drift in the clock source mounted on the satellite. That is,
The average values T m (T1) and T m (T2) have the effects of satellite Doppler removed.
そこで、測定部42では、まず前記式(1)、同(2)に
よって平均値Tm(T1)、同Tm(T2)を求め、次いで両
者の差値ΔTを、 ΔT=Tm(T2)-Tm(T1) =[(Tt(T2)+Tr(T2))-(Tt(T1)+Tr(T1))]/2……
(3) のようにして求める。即ち、この差値ΔTは、衛星のク
ロック源のドリフト値を与えるのである。この方法で
は、精度の高い測定が可能である。Therefore, in the measuring unit 42, first, the average values T m (T1) and T m (T2) are calculated by the above equations (1) and (2), and then the difference value ΔT between them is calculated as ΔT = T m (T2 ) -T m (T1) = [(T t (T2) + Tr (T2))-(T t (T1) + T r (T1))] / 2 ……
Obtain as in (3). That is, this difference value ΔT gives the drift value of the satellite clock source. This method enables highly accurate measurement.
次に、第5図は、ソフトウェアの追加によりクロックド
リフト値を測定する同期維持装置の構成例である。即
ち、第5図においてクロックドリフト値測定部57を設け
てある。同期維持装置の動作は前述した通りであるが、
第5図を参照してまず信号の流れを説明する。なお、図
示省略したが、高安定度クロック源35は、同期維持装置
内の送信タイミング発生部54、送信バースト発生部56お
よびに受信タイミング生成部53等の各部にクロックを供
給している。Next, FIG. 5 is a configuration example of a synchronization maintaining device for measuring a clock drift value by adding software. That is, in FIG. 5, a clock drift value measuring unit 57 is provided. The operation of the synchronization maintaining device is as described above,
First, the signal flow will be described with reference to FIG. Although not shown, the high-stability clock source 35 supplies a clock to each unit such as the transmission timing generation unit 54, the transmission burst generation unit 56, and the reception timing generation unit 53 in the synchronization maintaining device.
第5図において、同期維持装置が受信した受信バースト
10は、バースト検出部51に入力され、バースト検出部51
からは受信バースト情報11が受信バーストバッファ52に
対して、また、バースト検出信号12が受信タイミング生
成部53に入力される。In FIG. 5, the reception burst received by the synchronization maintaining device.
10 is input to the burst detection unit 51, and the burst detection unit 51
From this, the reception burst information 11 is input to the reception burst buffer 52, and the burst detection signal 12 is input to the reception timing generation unit 53.
受信バーストバッファ52では、受信バースト情報11の中
から受信データ13を取り出し、送信タイミング制御部54
に出力する。In the reception burst buffer 52, the reception data 13 is extracted from the reception burst information 11 and the transmission timing control unit 54
Output to.
受信タイミング生成部53では、バースト検出信号12から
受信タイミング(即ち、受信TDMAフレームのタイミ
ング信号)14を生成し、その受信タイミング14を送信タ
イミング制御部54に対して出力する。The reception timing generation unit 53 generates reception timing (that is, the timing signal of the reception TDMA frame) 14 from the burst detection signal 12, and outputs the reception timing 14 to the transmission timing control unit 54.
送信タイミング制御部54では、受信データ13からメトリ
ックパターンを取り出し、設定されたパターンとの比較
を行う。比較した結果メトリックパターンの切り取り位
置を判定し、常にその位置が一定になるように送信タイ
ミングを制御するために送信タイミング制御情報16を送
信タイミング発生部55に対して出力するとともに、クロ
ックドリフト値を測定するためにクロックドリフト値測
定部57に対しても出力する。The transmission timing control unit 54 extracts the metric pattern from the reception data 13 and compares it with the set pattern. As a result of the comparison, the cut position of the metric pattern is determined, the transmission timing control information 16 is output to the transmission timing generation unit 55 in order to control the transmission timing so that the position is always constant, and the clock drift value is set. It is also output to the clock drift value measuring unit 57 for measurement.
送信タイミング発生部55では、送信タイミング制御部54
からの送信タイミング制御情報16に従い送信タイミング
(即ち、送信TDMAフレームのタイミング信号)17を
発生し、送信バースト発生部56に出力する。In the transmission timing generation unit 55, the transmission timing control unit 54
The transmission timing (that is, the timing signal of the transmission TDMA frame) 17 is generated according to the transmission timing control information 16 from, and is output to the transmission burst generation unit 56.
送信バースト発生部56では、入力した送信タイミング17
に同期して、送信バースト18を発生する。In the transmission burst generation unit 56, the input transmission timing 17
A transmission burst 18 is generated in synchronization with the.
以上が前記した送信タイミング制御である。この動作過
程で得られた送信タイミング制御情報16の中には、勿論
ドップラー成分が含まれているので、このドップラー成
分を取り除くために、クロックドリフト値測定部57で
は、この送信タイミング制御情報16をある一定時間蓄え
る。その結果、クロックドリフトによる送信タイミング
の変化履歴が求められるので、クロックドリフト値測定
部57では一定時間ごとに外部から入力される衛星のドッ
プラー情報と前記蓄積された変化履歴とから計算によっ
てドップラー成分を除いたクロックドリフト値を測定す
るのである。この方法では、前述した例のような特別な
ハードウェア回路は必要としないという利点がある。The above is the transmission timing control. Of course, the transmission timing control information 16 obtained in this operation process includes a Doppler component.Therefore, in order to remove this Doppler component, the clock drift value measurement unit 57 uses the transmission timing control information 16 Store for a certain period of time. As a result, since the transmission timing change history due to the clock drift is obtained, the clock drift value measuring unit 57 calculates the Doppler component from the Doppler information of the satellite input from the outside at regular time intervals and the accumulated change history to calculate the Doppler component. The excluded clock drift value is measured. This method has the advantage that no special hardware circuit like the one described above is required.
(発明が解決しようとする課題) ところが、上述した従来の同期維持装置のクロックドリ
フト測定法では、以下のように問題点がある。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-described conventional clock drift measuring method for the synchronization maintaining device has the following problems.
即ち、第4図に示す方式においては、直接ドップラー成
分を取り除けるため、精度の高い測定が可能である利点
はあるが、クロックドリフト値測定のために同期維持装
置の中に特別なハードウェア回路を備えなければなら
ず、装置規模が増大する。That is, in the method shown in FIG. 4, the Doppler component can be directly removed, so that there is an advantage that the measurement can be performed with high accuracy, but a special hardware circuit is provided in the synchronization maintaining device for measuring the clock drift value. It must be provided, and the device scale increases.
また、第5図に示す方式においては、第4図に示す方式
のように特別なハードウェア回路は必要としないという
利点がある。しかし、衛星のドップラー情報は一般に高
精度を期待できないので、同期維持装置に与えられる衛
星のドップラー情報の精度がそのままクロックドリフト
値に影響する構成では、第4図に示す方法に比べて精度
の劣る測定しかできない。また、衛星のドップラー情報
の入手時間間隔は短くても10分等の「分」の単位であ
るから、短時間で測定を行うことはできない。Further, the method shown in FIG. 5 has an advantage that no special hardware circuit is required unlike the method shown in FIG. However, since the accuracy of satellite Doppler information cannot generally be expected to be high, the accuracy is inferior to the method shown in FIG. 4 in the configuration in which the accuracy of the satellite Doppler information given to the synchronization maintaining device directly affects the clock drift value. I can only measure. Further, since the acquisition time interval of the satellite Doppler information is a unit of "minute" such as 10 minutes even if it is short, it is impossible to perform the measurement in a short time.
本発明は、このような両方式の特徴に着目してなされた
もので、特別な測定回路を備えることなく、衛星のドッ
プラー成分を直接取り除き、精度の高い測定が可能な同
期維持装置を提供することを目的とする。The present invention has been made by paying attention to such characteristics of both types, and provides a synchronization maintaining device capable of directly removing the Doppler component of the satellite without providing a special measurement circuit and performing highly accurate measurement. The purpose is to
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明のSS−TDMA衛
星通信系における同期維持装置は次の如き構成を有す
る。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the synchronization maintaining device in the SS-TDMA satellite communication system of the present invention has the following configuration.
即ち、本発明のSS−TDMA衛星通信系における同期
維持装置は、多数のトランスポンダと多数の送受信用ビ
ームとの接続説換を衛星内で行うためのスイッチの切換
シーケンスにおいて形成される同期維持用ウインドにて
同期用バーストを衛星回線を介してループバック送受信
し、受信した同期用バーストを基準に地上側の受信TD
MA(時分割多元接続)フレーム周期を発生するととも
に、送受信した同期用バーストの同期ビットパターンの
比較結果に基づき送信TDMAフレームタイミングを制
御し、以て衛星搭載の前記スイッチの切換シーケンスの
周期と地上側のTDMAフレーム周期との同期維持を行
うSS(衛星切換)−TDMA衛星通信系における同期
維持装置において;ある一定期間内における制御量たる
シンボルクロック数であって、受信する同期用バースト
の動きに地上側の受信TDMAフレームタイミングを同
期させるために、その一定時間の間に受信TDMAフレ
ームタイミングを制御するのに要したシンボルクロック
数を蓄積する手段と;前記一定期間内における制御量た
るシンボルクロック数であって、前記同期用バーストの
送受信ビットパターンの比較結果に基づいて衛星搭載の
スイッチの切換シーケンスの周期と地上側TDMAフレ
ームタイミングとの同期維持を図るために、その一定時
間の間に送信TDMAフレームタイミングを制御するの
に要したシンボルクロック数を蓄積する手段と;前記あ
る一定期間内に蓄積された受信TDMAフレームタイミ
ングに対するシンボルクロック数との差を1/2するこ
とによって得られた衛星に搭載されたクロック源のドリ
フト値を出力する手段と;を備えたことを特徴とするも
のである。That is, the synchronization maintaining device in the SS-TDMA satellite communication system of the present invention is a synchronization maintaining window formed in a switching sequence of switches for performing connection reconfiguration between a large number of transponders and a large number of transmission / reception beams in a satellite. At the TD, the synchronization burst is looped back and forth via the satellite line, and the received synchronization burst is used as a reference for reception on the ground side
The MA (time division multiple access) frame period is generated, and the transmission TDMA frame timing is controlled based on the comparison result of the synchronization bit patterns of the transmitted and received synchronization bursts. SS (satellite switching) for maintaining synchronization with the TDMA frame period on the side-in a synchronization maintaining device in a TDMA satellite communication system; the number of symbol clocks, which is a control amount within a certain fixed period, corresponds to the movement of a synchronization burst to be received. Means for accumulating the number of symbol clocks required to control the reception TDMA frame timing during the fixed time in order to synchronize the reception TDMA frame timing on the terrestrial side; the number of symbol clocks as a control amount within the fixed period And the transmission / reception bit pattern of the synchronization burst The symbol clock required to control the transmission TDMA frame timing during the fixed time in order to maintain the synchronization between the cycle of the switching sequence of the satellite-mounted switch and the terrestrial TDMA frame timing based on the comparison result A means for accumulating the number; outputting the drift value of the clock source mounted on the satellite obtained by halving the difference between the number of symbol clocks and the received TDMA frame timing accumulated within the certain period. It is characterized by having means and ;.
(作 用) 次に、前記の如く構成される本発明のSS−TDMA衛
星通信系における同期維持装置の作用を第1図を参照し
て説明する。(Operation) Next, the operation of the synchronization maintaining device in the SS-TDMA satellite communication system of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.
第1図は本発明によるクロックドリフト値測定の原理説
明図である。即ち、第1図(a) に示すように、ある時間
T1、同T2で衛星の位置が変化しても、衛星のクロッ
ク源の発振周波数にドリフトがなければ、送信フレーム
の開始タイミングSOTF(Tn)と受信フレームの開
始タイミングSORF(Tn)の中間点Tcの位置は変
わらない。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of clock drift value measurement according to the present invention. That is, as shown in FIG. 1 (a), even if the position of the satellite changes at certain times T1 and T2, if the oscillation frequency of the satellite clock source does not drift, the start timing SOTF (T n ) and the position of the intermediate point T c of the start timing SORF (T n ) of the received frame do not change.
一方、衛星のクロック源にドリフトがあった場合、第1
図(b) に示すように、中間点Tc(T1)と同Tc(T2)の
間には、クロックドリフト値ΔTだけの差がでてくる。
そして、ある時点T1、同T2の時の送信フレームの開
始タイミングSOTF(T1)と同SOTF(T2)の
差をΔTtx、受信フレームの開始タイミングSORF
(T1)と同SORF(T2)の差をΔTrxとすると、 ΔT=(ΔTtx−ΔTrx)/2 ……(4) という関係が成り立つ。On the other hand, if there is a drift in the satellite clock source, the first
As shown in FIG. 6B, a difference of only the clock drift value ΔT appears between the intermediate points T c (T1) and T c (T2).
Then, the difference between the transmission frame start timing SOTF (T1) and the transmission frame SOTF (T2) at a certain time T1 and T2 is ΔT tx , and the reception frame start timing SORF is
Letting ΔT rx be the difference between (T1) and the same SORF (T2), the relationship ΔT = (ΔT tx −ΔT rx ) / 2 (4) holds.
そこで、本発明では、衛星搭載のスイッチの切換シーケ
ンスとの同期維持を図るためにある時間T1からある時
間T2の間に送信フレームタイミングを制御するのに要
したシンボルクロック数を蓄積して前記ΔTtxを得ると
ともに、受信する同期用バーストの動きに同期させるた
めにある時間T1からある時間T2の間に受信フムタイ
ミングを制御するのに要したシンボルクロック数を蓄積
して、前記ΔTrxを得、前記式(4)に基づき衛星のク
ロックドリフト値ΔTを求めるのである。Therefore, in the present invention, the number of symbol clocks required to control the transmission frame timing is accumulated from a certain time T1 to a certain time T2 in order to maintain synchronization with the switching sequence of the switch mounted on the satellite, and the ΔT is stored. In addition to obtaining tx , the number of symbol clocks required to control the reception hum timing between a certain time T1 and a certain time T2 for synchronizing with the movement of the received synchronization burst is accumulated to obtain ΔT rx . The satellite clock drift value ΔT is calculated based on the equation (4).
斯くして、本発明によれば、相互に一定の関係がある送
信TDMAフレームと受信TDMAフレームとのタイミ
ングを利用するようにしたので、ハードウェアによる特
別な回路を設けることなくクロックドリフト値を測定で
き、装置規模を増大させることはない。Thus, according to the present invention, the timing of the transmission TDMA frame and the timing of the reception TDMA frame, which have a fixed relationship with each other, is used, so that the clock drift value can be measured without providing a special circuit by hardware. It is possible and does not increase the device scale.
また、衛星のドップラーデータを使用する方法に比べて
も、簡単に、かつ、比較的短時間にドップラー成分を取
り除くことができ、精度の高いクロックドリフト値の測
定が可能となる。Further, compared to the method using satellite Doppler data, the Doppler component can be removed easily and in a relatively short time, and the clock drift value can be measured with high accuracy.
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第2図は、本発明の一実施例に係るSS−TDMA衛星
通信系における同期維持装置を示す。第2図において、
本発明に係る同期維持装置は、第5図に示す従来例装置
と基本部分は同じであるが、クロックドリフト値測定部
57を不要とし、そのクロックドリフト値を測定するため
に、受信タイミング生成部3と送信タイミング制御部4
とに若干の機能追加をしてある。FIG. 2 shows a synchronization maintaining device in an SS-TDMA satellite communication system according to an embodiment of the present invention. In FIG.
The synchronization maintaining device according to the present invention is basically the same as the conventional device shown in FIG.
In order to eliminate the need for 57 and measure the clock drift value thereof, the reception timing generation unit 3 and the transmission timing control unit 4
And some functions have been added.
即ち、受信タイミング生成部3では、前記受信タイミン
グ14の他、受信タイミング制御情報15を発生し、それら
を送信タイミング制御部4に出力する。ここに、受信タ
イミング制御情報15は、前回の受信タイミングから今回
の受信タイミングまでに制御するのに要したシンボルク
ロック数を内容とする。That is, the reception timing generation unit 3 generates reception timing control information 15 in addition to the reception timing 14 and outputs them to the transmission timing control unit 4. Here, the reception timing control information 15 has the number of symbol clocks required for control from the previous reception timing to the current reception timing.
また、送信タイミング制御部4は、送信タイミング制御
情報16を前述したように送信タイミング発生部55に出力
する他、その送信タイミング制御情報16と前記受信タイ
ミング制御情報15とを一定期間蓄積する。ここに、送信
タイミング制御情報16は、前回の送信タイミングから今
回の送信タイミングまでに制御するのに要したシンボル
クロック数を内容とする。従って、受信タイミング制御
情報15、送信タイミング制御情報16を一定期間蓄積する
ことは、前記ΔTrx、ΔTtxを求めたことになる。そし
て、この送信タイミング制御部4では、前記式(4)の
演算を行い、クロックドリフト値19を出力する。Further, the transmission timing control section 4 outputs the transmission timing control information 16 to the transmission timing generation section 55 as described above, and also accumulates the transmission timing control information 16 and the reception timing control information 15 for a certain period. Here, the transmission timing control information 16 has the number of symbol clocks required for control from the previous transmission timing to the current transmission timing. Therefore, accumulating the reception timing control information 15 and the transmission timing control information 16 for a certain period means that the ΔT rx and ΔT tx are obtained. Then, the transmission timing control unit 4 calculates the above equation (4) and outputs the clock drift value 19.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のSS−TDMA衛星通信
系における同期維持装置によれば、相互に一定の関係が
ある送信TDMAフレームと受信TDMAフレームとの
タイミングを利用するようにしたので、ハードウェアに
よる特別な回路を設けることなくクロックドリフト値を
測定でき、また衛星のドツプラーデータを使用する方法
に比べても、簡単に、かつ、比較的短時間にドップラー
成分を取り除くことができ、精度の高いクロックドリフ
ト値の測定が可能となる効果がある。(Effects of the Invention) As described above, according to the synchronization maintaining apparatus in the SS-TDMA satellite communication system of the present invention, the timings of the transmission TDMA frame and the reception TDMA frame which have a certain mutual relation are used. Therefore, the clock drift value can be measured without providing a special circuit by hardware, and the Doppler component can be removed easily and in a relatively short time compared to the method using satellite Doppler data. Therefore, there is an effect that the clock drift value can be measured with high accuracy.
第1図は本発明によるクロックドリフト値測定の原理説
明図、第2図は本発明の一実施例に係るSS−TDMA
衛星通信系における同期維持装置の構成ブロック図、第
3図はSS−TDMA衛星通信系の同期維持制御の系統
図、第4図は従来のクロックドリフト値測定方法の原理
説明図(ハードウェアの追加による測定方法)、第5図
は従来の同期維持装置の構成ブロック図(ソフトウェア
の追加による測定方法)である。 3……受信タイミング生成部、4……送信タイミング制
御部、31……マトリクススイッチ、32……クロック源、
33……テレメトリ受信機、34……同期維持装置、35……
高安定度クロック源、36……テレメトリ送信機、51……
バースト検出部、52……受信バーストバッファ、55……
送信タイミング発生部、56……送信バースト発生部。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of clock drift value measurement according to the present invention, and FIG. 2 is an SS-TDMA according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a synchronization maintaining device in a satellite communication system, FIG. 3 is a system diagram of synchronization maintaining control of an SS-TDMA satellite communication system, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle of a conventional clock drift value measuring method (addition of hardware). FIG. 5 is a block diagram of the configuration of a conventional synchronization maintaining device (measurement method by adding software). 3 ... Reception timing generator, 4 ... Transmission timing controller, 31 ... Matrix switch, 32 ... Clock source,
33 …… Telemetry receiver, 34 …… Synchronizer, 35 ……
High stability clock source, 36 …… Telemetry transmitter, 51 ……
Burst detector, 52 ... Receive burst buffer, 55 ...
Transmission timing generator, 56 ... Transmission burst generator.
Claims (1)
ームとの接続切換を衛星内で行うためのスイッチの切換
シーケンスにおいて形成される同期維持用ウインドにて
同期用バーストを衛星回線を介してループバック送受信
し、受信した同期用バーストを基準に地上側の受信TD
MA(時分割多元接続)フレーム周期を発生するととも
に、送受信した同期用バーストの同期ビットパターンの
比較結果に基づき送信TDMAフレームタイミングを制
御し、以て衛星搭載の前記スイッチの切換シーケンスの
同期と地上側のTDMAフレーム周期との同期維持を行
うSS(衛星切換)−TDMA衛星通信系における同期
維持装置において;ある一定期間内における制御量たる
シンボルクロック数であって、受信する同期用バースト
の動きに地上側の受信TDMAフレームタイミングを同
期させるために、その一定時間の間に受信TDMAフレ
ームタイミングを制御するのに要したシンボルクロック
数を蓄積する手段と;前記一定期間内における制御量た
るシンボルクロック数であって、前記同期用バーストの
送受信ビットパターンの比較結果に基づいて衛星搭載の
スイッチの切換シーケンスの周期と地上側TDMAフレ
ームタイミングとの同期維持を図るために、その一定期
間の間に送信TDMAフレームタイミングを制御するの
に要したシンボルクロック数を蓄積する手段と;前記あ
る一定期間内に蓄積された受信TDMAフレームタイミ
ングに対するシンボルクロック数と送信TDMAフレー
ムタイミングに対するシンボルクロック数との差を1/
2することによって得られた衛星に搭載されたクロック
源のドリフト値を出力する手段と;を備えたことを特徴
とするSS−TDMA衛星通信系における同期維持装
置。1. A synchronization burst is looped back through a satellite line in a synchronization maintaining window formed in a switch switching sequence for switching connection between a large number of transponders and a large number of transmission / reception beams in a satellite. Reception TD on the ground side based on the synchronization burst that was transmitted / received and received
The MA (time division multiple access) frame period is generated, and the transmission TDMA frame timing is controlled based on the comparison result of the synchronization bit patterns of the transmitted and received synchronization bursts, thereby synchronizing the switching sequence of the switch mounted on the satellite and the ground. SS (satellite switching) for maintaining synchronization with the TDMA frame period on the side-in a synchronization maintaining device in a TDMA satellite communication system; the number of symbol clocks, which is a control amount within a certain fixed period, corresponds to the movement of a synchronization burst to be received. Means for accumulating the number of symbol clocks required to control the reception TDMA frame timing during the fixed time in order to synchronize the reception TDMA frame timing on the terrestrial side; the number of symbol clocks as a control amount within the fixed period And the transmission / reception bit pattern of the synchronization burst The symbol clock required to control the transmission TDMA frame timing during the fixed period in order to maintain the synchronization between the cycle of the switching sequence of the satellite-mounted switch and the terrestrial TDMA frame timing based on the comparison result Means for accumulating the number; 1 / the difference between the number of symbol clocks for the received TDMA frame timing and the number of symbol clocks for the transmitted TDMA frame timing accumulated within the certain period
2. A means for outputting the drift value of the clock source mounted on the satellite, which is obtained by the step 2), and a synchronization maintaining device in the SS-TDMA satellite communication system.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25439389A JPH0652883B2 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Synchronization maintaining device in SS-TDMA satellite communication system |
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| JPH03117224A JPH03117224A (en) | 1991-05-20 |
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|---|---|---|---|---|
| GB2265795B (en) * | 1992-04-01 | 1995-09-27 | Nec Corp | Telecommunication system with increased channels by use of orbiting communication satellites |
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