JPS6053345A

JPS6053345A - 同期保護回路

Info

Publication number: JPS6053345A
Application number: JP16165283A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Hotsuta; 敏経堀田; Ryokichi Saga; 佐賀　良吉; Toshihiko Mitani; 三谷　俊彦; Hitoshi Morotomi; 諸富　仁; Yoshitaka Hoshi; 星　義隆
Original assignee: NEC Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1983-09-02
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1985-03-27
Also published as: JPH0147058B2

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】本発明は衛星通信に適する時分割多元接続（ＴＤＭＡ）
通信方式に用いる同期保護回路に係り、とくに送イシ側
では変調装置出力からアンテナまでの間に入る機器、お
よび受信側ではアンテナから復調装置入力までの間に入
る機器について、それぞれ現用系・予備系構成とした場
合、これらの機器の現用系・予備系切替時にて中断が生
じてＴＤＭ　Ａ装置のバースト同期外れが生ずることを
防雨する回路に関する。

一般にＴＤＭＡ方式は同一周波数を時分割にて用いるの
で、各局の送信バーストが衛星上で時間的に重ならない
よう、基準局が送出する基準ノく−ストに基づき、各局
の送信バーストが所定の時間関係で１フレーム内に配置
されるよう制御するツク−スト同期が必要となる。

バースト同期には大別して次の２つの方式がある。

第１の方式は、各局のクロック周波数を独立とするもの
であシ、フレーム上の基準局の／（−スト位置に対して
従局の送信バーストが所定の位置に入るように、自局の
バースト送出タイミングをりロックの分周比を変化させ
て同期をとるものである。なお、従局の送信クロックを
受信した基準バーストから抽出したクロックにＡＦＣ等
の方法でゆるい同期をとる方式もこの第１の方式に分類
される０第２の方式は、従局のクロック周波数が基準局のクロッ
ク周波数に衛星上で等しくなるよう送信クロック周波数
を制御するものでオシ、一度同期が成立すれば、このク
ロック周波数に基づいて作成したバースト信号の周期は
常に高い安定度で保持される。それゆえ、それぞれの局
が送信するバーストが相互に重ならないようバーストの
前後に設定するガードタイムは、第１の方式では数シン
ボルル数十シンボルを要するが、第２の方式では１シン
ボルでよく、シたがって通信の能率を非常に高くするこ
とができるという利点がある。

ところで、勿論、変調装置から送出されたバーストは直
接アンテナから送信されるものではなく、実際には送信
周波数変換装置で中間周波数から送信周波数に変換され
、さらに大電力増幅装置によた、アンテナにより受信さ
れたバーストも、同様に、低雑音増幅装置によシ適尚な
レベル咬で増幅されてから、受信周波数変換装置で受信
周波数から中間周波数に変換され、そして復調装置に人
力される。なお、これら各周波数変換装置、大電力増幅
装置、低雑音増幅装置は、独立に現用系・予備系構成を
とり、通信の信頼性を増加させている。

しかるに従来は、上記各装置の現用系・予備系における
絶対通過遅延時間は等しく調整されていなかったので、
ガードタイムをトンンボルにとった前記第２の方式にお
いて現用系・予備系切替を行った場合、衛星上で所定の
位置となるようアクジションを行ってバースト同期をと
シ直す必要があった。

また、上記各装置の切替時には約１００ｍ５程度信号が
中断する時間が生じ、受信側においてこの無信号時間に
受信クロックの位相がドリフトし、再び受信することが
できなくなることもあった。

さらにＴＤＭＡ装置では、基準局の同期信号および自局
の同期信号を常に監視し、自局の送信バーストが所定の
位置にあることを確認しておシ、通常数フレーム（３ｍ
Ｓ）〜数十フレーム（３０ｍｓ）程度連続して同期信号
が受信できないときには同期伺れと判定してアクジショ
ンを行い、バースト同期をとり直すように制御１〜でい
るので、上記現用系・予備系切替時の無信号時間帯で、
同期外れと判定してアクジションを行っていた。しか［
７、アクジションにあたっては、送信側の地球局−衛星
間で構成する位相同期ループの同期をとり直すだめ、約
１０−２０．１（。、）の時間が必要であｐｌこの時間
には通信ができないという事態が生ずる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされンｙもので、送
・受信周波数変換装置、大電力増幅装置。

低雑音増幅装置のそれぞれについて現用系および予備系
の絶対通過遅延時間を等１．くする手段と、上記各装置
の現用系・予備系切替時に警報を送出する手段と、この
７４報が送出されたときに受信クロック再生用の位相同
期発振器（ｐｂｒ、）のＡＰＣ電圧をホールドする手段
と、この警報が送出されている間は同期外れ信号が出力
されることを禁止する手段とを備え、」−記名装置の現
用系・予備系切替時に、フレーム同期外れやバースト同
期外れとなることを防止することによシ再アクジション
を不要とし、通信が中断する時間を短くして通信の信頼
性を増加させるようにしたものである。

以下図面を参照して、本発明の一実施例につき詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を用いたＴＤＭＡ地球局装置
の標準的な構成を示す図である。ＴＤＭＡ端局装Ｒ１は
送信制御装置（ＴＸ−ＣＯＮＴ　）１１　、変調装置（
ＭＯＤ）１２、送信同期装置（ＴＸ−８￥ＮＣ）１３、
初期接続制御装置（ＡＣＱ）１４、受信制御装置（ＲＸ
−ＣＯＮＴ　）　２１、復調装置（ＤＥＭ）２２、受信
同期装置（ＲＸ−８ＹＮＣ）２３、バースト同期監視装
置（ＤＥＴ）２４、受信クロック再生装置（ＲＸ−ＣＬ
Ｋ−ＣＯＮＴ　）２５、送信クロック再生装置（ＴＸ−
Ｃ’ＬＫ、−ＣＯＮＴ）２６、ＡＮＤゲート２７．ＯＲ
ゲート２Ｂ、遅延回路（ＤＩ、Ｙ）２９によ多構成され
る。また、３１．３２は送信周波数変換装置（ＴＸ−Ｃ
ＮＶ）、３３．３４は大電力増幅装置（ＰＷ−ＡＭＰ）
、３５．３６は低雑音増幅装置（ＬＮ−ＡＭＰ）、３７
．３８は受信周波数変換装置（ＲＸ−ＣＮＶ）、３９は
現用系・予備系切替制御装置（ＳＷ−ＣＯＮＴ）、４０
はアンテナ（ＡＮＴ＞、および９１〜９８はルート切替
スイッチ（ＳＷ）を示す。

なお、送信周波数変換装置３１．３２は切替制御装置３
９から出力されるルート選択信号８１によシ切替スイッ
チ９１．９２が切替えられで選択される。同様にして、
大電力増幅装置３３．３４は切替スイッチ９３．９４が
、低雑音増幅装置３５．３６１は切替スイッチ９５．９
６が、受信周波数変換装置３７．３８は切替スイッチ９
７．９８がそれぞれ切替えられて選択される。

第２図は受信クロック再生装置２５の構成を示すブロッ
ク図である。１０１は狭帯域の帯域フィルタ（ＢＰＦ）
、１０２はリミッタ回路（Ｌ！１４Ｔ　）、１０３は位
相比較回路（ＣＭＰ）、１０４はサンプルボールド回路
（Ｓ　ＡＭＰ　）、１０５は低域フィルタ（ＬＰＦ　）
、１０６は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、およびＲＬはリ
レー、Ｒ１，Ｒ２は抵抗、Ｃはコンデンサを示す。

第３図は第４図に示した回路の作用を示すタイムチャー
トである。

まず、切替えが行なわれていない通常の動作につき第１
図を参照して説明する。音声信号等の送信すべき信号５
１は、送信制御装置１１に与えられてＰＣＭ符号化、多
重化、同期信号の付加、スクランプリング々どが行なわ
れ、バースト状の高速ディジタル信号５２として出力さ
れ、変調装置１２に加えられる。ガお、変調方式として
は一般にＰＳＫが用いられる。変調出力信号５３は切替
スイッチ９１．９２により切替えられた現用系または予
備系の送信周波数変換装置３１４たは３２に入力して送
信周波数に変換された彼、切替スイッチ９３．９４によ
り切替えられた現用系または予備系の大電力増幅装置３
３または３４に入力して送信出力信号５４としてアンテ
ナ４０から衛星上の中継装置に向けて発射される。

一方、中継装置によシ中継信号はアンテナ４０から受信
入力信号６４として受信され、切替スイッチ９５．９６
により切替えられた現用系または予備系の低雑音増幅装
置３５または３６に入力して増幅された後、切替スイッ
チ９７．９８にょシ切替えられた現用系または予備系の
受信周波数変換装置３７または３８を通って、中間周波
数帯の信号６３として復調装置２２に加えられる。そし
て、同期検波等公知の方法によって高速ディジクル信号
６２に復調され、受信制御波ｆｆｔ２１によりデスクラ
ンプリング１分離、復号化などが行なわれ、音声信号に
復元され受信出力信号６１とり、て分配される。

一方、復調ディジタル信号６２は分岐されて受信同期装
置２３にも加えられ、ここで基準局から送信された基準
バースト内の同期信号が抽出さｔｌ、同装置内の図示せ
ぬ受信フレームカウンタの同期をとるために使用される
。この結果、受信アレーン、同期が確立され、受信フレ
ームカウンタ（てよって作られる受信フレームパルス６
５が前述の受信制御装置ｔ　２１の各種動作を制御する
ために使用される。

受信同期装置２３は、さらに前述の受信フレームカウン
タを利用して自局送信信号の受信位置予測信号６６を作
り、バースト同期監視装置２４に与える。このバースト
同期監視装置２４は送信同期装置１３とまとめて一般に
バースト同期装置と呼ばれる部分であシ、復調ディジタ
ル信号６２から自局送信バースト内の同期信号を抽出し
、これと前記予測信号６６とを比較して自局の送出した
バーストが所定の位置にある仁とを監視する。前記予測
信号６６と自局送信バースト内の同期信号が規定回数具
」ニ一致しない場合にはバースト同期外れ信号６７を出
力する。同期外れ信号６７はＡＮＤゲート２７で同期外
れ禁示信号に用いる現用系・予備系切替警報信号８Ｇと
論理積をとつ−Ｃ信号６８として送信同期装置１３に入
力される。

送信同期装置１３は図示しない送信フレームカウンタと
制御回路とを内蔵［７、信号５５を出力して送信制御装
置１１の各種動作を制御する。

復調装置２２は、入力した中間周波数のＰＳＫ変調波の
包絡線検波出カフ０を受信クロック再生装置２５および
送信クロック再生装置２６に出力する。

受信クロック再生装Ｒ２５はサンプリング形の位相同期
発振器（ＰＩ、Ｌ）で構成され、受信〃ロック再生装置
２３が出力する基準バー７１・の最後部を示す受信クロ
ックパルス７２を用いて、入力した包絡線検波用カフ０
から基準局クロック成分をとり出し、この周波数に内蔵
する発振器の周波数・位相を同期させる。

この出力が受信クロックＴ４であり、復刺装置２２、受
信制御装置２１、受信同期装置２３など受信側の処理に
使われる。

なお、受信クロック再生装置２５につき第２図を参照し
てさらに詳しく説明する。

復調装置２２から入力される包絡線検波出力γ０は、ク
ロック周波数を中心周波数とする帯域フィルタ１０１に
よりクロック成分が抽出され、リミッタ回路１０２によ
り一定振幅に整形される。この出力と電圧制御発振器１
０６の出力を位相比較回路１０３により位相比較して得
られた出力を、受信同期装置２３から入力される受信ク
ロックパルス１２で駆動されるサンプルホールド回路１
０４にょシ基準バーストの最後部でサンプルする。リレ
ーＲＬは通常の動作では閉じているので、この出方は低
域フィルタ１０５を介しＡＰＣ［圧７５として電圧制御
発振器１０！１に加えられる。

サンプルホールド回路１０４は図示しないダイオード、
コンデンサ、演算増幅器から構成され、サンプルパルス
幅５００ｎｓ、ホールド時間３００μｓ’−２ｍ５程度
の高速動作をするものである。しかし、このサンプルホ
ールド回路１０４だけではルート切替時の約１００ｍ５
の間ＡＰＣ電圧を保持するには不充分なので、低域フィ
ルタ１０５にリレーＲＬを設りている。なお、リレーＲ
Ｌの動作については、切替時の動作の説明にて詳述する
。

さて、送信クロック再生装置２６もサンプリング形の位
相同期発振器（Ｐ　Ｌ　Ｌ　）で構成され、受信同期装
置２３が出力する自局バーストの最後部を示す送信クロ
ックサンプルパルスＴ１を用いテ入力した包絡線検波用
カフ０から自局のクロック成分をとシ出し、基準クロッ
クに同期した受信クロック再生装置２５が出力する受信
クロック７４と位相比較を行ない、自局クロックを衛星
上で基準局のクロックに対して周波数・位相を同期させ
る。

つぎに、現用系・予備系の切替えが行なわれる場合の動
作について説明する。なお、送信周波数変換装置３１．
３２、大電力増幅装置３３．３４、低雑音増幅装置３５
．３６、受信周波数変換装置３７．３８はそれぞれ独立
に切替えられるものとし、ここでは低雑音増幅装置３５
が低雑音増幅装置３６に切替えられた場合について説明
すゑ。

送信周波数変換装置３１．３２については、切替スイッ
チ９１の入力から切替スイッチ９２の出力までの絶対通
過遅延時間の差が、許容誤差ΔＴｌ以下となるようにケ
ーブル等で調整する。その他の装置についても、それぞ
れ切替スイッチ９３〜９４、切替スイッチ９５〜９６、
切替スイッチ９１〜９８間の絶対通過遅延時間の差が許
容誤差ΔＴｌ以下となるように調整する。これは、現用
系・予備系の切ｉえ後に、受信クロック再生装置２５の
ＰＬＬを切替え前と同じ位相に同期させるためであり、
次に示す３つの位相誤差の合計が９００以下となるよう
にする。

（１）ルート切替えによる絶対通過遅延時間の誤差：Δ
Ｔ。

（２）受信クロックの切替時間中の位相ドリフト：ΔＴ
２（３）衛星の運動によるドツプラシフトで生ずる位相ド
リフト：ΔＴｓこのうち、衛星の運動による誤差ΔＴＳ　は衛星の視線
速度をＲｖとすると、次式でめる。

ΔＴ　５（ｓ）−２Ｘ　（Ｒｖ　（Ｋｍ／、）Ａ（””
／、月×ｔｓｗ（ｓ）イ１１シ・Ｃは光速・　’ｓｗ　
は現用系・予備系切替に要する時間である。

静止衛星ではＲｖ　＝　７．２Ｘ　１０　’　（Ｋｍ／
、）程度であるから、Ｃ”’　３×１０””／’＋　）
、’ｓｗ＝”（Ｊ　として、ΔＤｓ＝　（７，２Ｘ　０
１　’　（”１９）／４ｔｏ’（）３月ｘ０．１（１）
＝　０．２４　（ｎ８）となる。

したがって、クロック周波数を６５闘２とすると、位相
９０°に相当する時間は３．８ｎｓ　であるから、ルー
ト切替えによる絶対通過遅延時間の誤差と受信クロック
の切替時間中の位相ドリフトに、衛星の運動による位相
ドリフトの残りを等分するとそれぞれ約１．８ｎａ七な
る。ルート切替えによる絶対通過遅延時間の誤差ΔＴ１
は１．８□以下にすればよいことがわかる。

さて、現用系・予備系の切替えを行なう場合につき、さ
らに第３図も参照して説明する。

切換制御装置３９はまづ（イ）に示す現用系・予備系切
替警報８５を出力し、ついで若干のＶ）＜Ｗ時間Ｄｉ（
り後、（ロ）に示すルート選択信号８３を出力する。こ
れは、送信周波数変換装置３１，３２．大電力増幅装置
３３．３４、低雑音増幅装置３５゜３６、受信周波数変
換装置３７．３８および切替制御装置３９の各装置がＴ
ＤＭＡ端局装置１と若干能れて設置されることがあるの
で、現用系−予備系切替警報８５がＴＤＭＡ端局装置１
に到達する前に切替えが起動されないようにするためで
あり、約１ｍ８程度とっておけばよい。

切替制御装置３９から現用系・予備系切替警報８５が出
力されると、ＡＮＤゲート２γによシバース（・同期外
れ信号６７は禁止される。同様にして、受信同期装置２
３においても同期外れ信号を禁止して、同期信号が検出
されない場合も、フレームカウンタはそのままの位相で
フリーランするように制御される。受（ｆｌクロック再
生装置２５でＣ、リレーＲＬが開放になり、電圧制御発
振器１０６に加えられるＡＰＣ電圧７５はコンデンサＣ
に蓄えら！ｔだ電圧が保持される。

このようにして、〔うに示す低雑音増幅装置３５からの
受信信号がａから切替えにより無信号期間すとなっても
、同期外れ信号は出力されず、受信クロックの位相も保
たれるし、また。のように再び受信信号が受信されて現
用系・予備系切替警報が解除されたとき、受信位相誤差
はクロック周波数で９０°以丁に保たれるので、受信ク
ロックは約５０＋ｎｓ／程度の時間でこの位相に同期す
る。遅延回路２９の遅延時間はこのクロック同期再引込
みに要する時間より若干長目の時間Ｄ２に選ばれ、符号
再生が正しくなり、同期外れ信号が消えてから、に）に
示すように、同期外れ信号禁止に用いるＵ（１用系・予
備系切替筈卵信号８６を解除する。

なお、送信クロック再生装置２６は地球局−衛星の遅延
を含み安定な制御系とするため、ループ帯域は数Ｈｚの
狭帯域であるから、１０（ｉｍｉ程度の信号断では何ら
影響を受け方い３、このようにして現用系・予備系の切
替えによる信号の中断が生じても同期を正しく保つこと
ができる。

なお、前述の説明では低雑音増幅装置３５を低雑音増幅
装置３６に切替えだ場イオについて説明したが、送信周
波数変換装置３１．３２、受信周波数変換装置３７．３
８および大電力増幅装置３３゜３４の切替えについても
、同様にして、同期を保つことができる。

まだ、前述の説明では各装置の切替えは、１つずつ行々
われる場合について説す」シたが、各装置の現用系・予
備系ルートの絶対通過遅延時間の誤差を合計し、前記Δ
Ｔｌ以下となるようにすれば、複数の装置を同時に切替
えることもできる。

以上詳細に説明したように、本発明に係る同期保護回路
によると、送・受信周波数変換装置、大電力増幅装置、
低雑音増幅装置の現用系・予備系切替時に従来必要だっ
た１０〜２０．を要する再アクジションを不要とし、通
信が中断する時間をルート切替えに必要な１００〜２０
０ｍ８程度に限定することができ、通信の信頼性を著し
く向上させ得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図の受信クワツク再生装置を示すブロック図
、第３図は作用を説明するタイミングチャートである。２１・・・・受信制御装置、２２・・・・復調装置、２
３・・・・受信同期装置、２４・・・・バースト同期監
視装置、２５・・・・受信クロック再生装置、２６・・
・・送信クロック再生装置、２７・・・・ＡＮＤゲート
、２８命・・・ＯＲゲート、２９・・・・遅延回路、３
１．３２・・・・送信周波数変換装置、３３．３４・−
−・大電力増幅装置、３５．３６・・・・低雑音増幅装
置、３γ。３８・・・・受信周波数変換装置、３９・・・・現用系
・予備系切替制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

送信クロック周波数を制御してバースト同期を行ない、
従局のクロック周波数が基準局のクロック周波数に衛星
上で等しくなるようにした衛星通信のＴＤＭＡバースト
同期方式に用いる同期保護回路において、変調装置出力
からアンテナまでの間に入る機器およびアンテナから復
調装置入力までの間に入る機器のそれぞれについて現用
系および予備系の絶対通過遅延時間を等しくする手段と
、上記機器の現用系・予備系切替時に警報を送出する手
段と、この警報が送出されたときに受信クロック再生用
位相同期発振器のＡＰＣ電圧をホールドする手段と、こ
の警報が送出されている間は同期外れ信号が出力される
ことを禁止する手段とを備えたことを特徴とする同期保
護回路。