(57)【要約】【課題】衛星に搭載された中継器を介して送信局と受信局との通信を行なう衛星通信システムにおいて、中継器で発生する群遅延歪みによる受信性能の劣化を改善する。【解決手段】衛星３００に搭載された中継器４００を介して送信局１００と受信局２００との通信を行なう衛星通信システムにおいて、上記送信局１００は送信データに予め上記中継器４００で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信するように構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星に搭載された中継器を介して送信局と受信局との通信を行なう衛星通信システムにおいて、
上記送信局は送信データに予め上記中継器で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信することを特徴とする衛星通信システム。
【請求項２】
衛星に搭載された中継器を介して少なくとも２個所の送受信局間の通信を行なう衛星通信システムにおいて、
上記各送受信局は送信局から送信データに予め上記中継器で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信すると共に、自局の受信局で得た復調データの一部をサンプルデータとして上記送信局にフィードバックし、上記サンプルデータに基づき上記群遅延逆特性を補正することを特徴とする衛星通信システム。
【請求項３】
上記送信局はディジタルフィルタとして実数ＦＩＲフィルタを用いて上記群遅延逆特性を付与することを特徴とする請求項1または２記載の衛星通信システム。
【請求項４】
衛星に搭載された中継器を介して送信局と受信局との通信を行なう衛星通信システムに用いる送信局において、
送信データに予め上記中継器で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信することを特徴とする衛星通信用送信局。
【請求項５】
衛星に搭載された中継器を介して少なくとも２個所の送受信局間の通信を行なう衛星通信システムに用いる送信局において、
送信データに予め上記中継器で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信すると共に、自局の受信局で得た復調データの一部をサンプルデータとして上記群遅延逆特性を補正することを特徴とする衛星通信用送信局。
【請求項６】
ディジタルフィルタとして実数ＦＩＲフィルタを用いて上記群遅延逆特性を付与することを特徴とする請求項４または５記載の衛星通信用送信局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星搭載中継器で発生する群遅延歪みを補正する衛星通信システム及び衛星通信用送信局に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信局から衛星に搭載された中継器を介して受信局との通信を行なう衛星通信システムにおいて、衛星搭載中継器は、電力、位相に対して非線形特性を有している。そのため、中継器から送出される信号に、周波数振幅歪み、周波数群遅延歪みが生じる。このような歪みを受けた信号を受信するには、受信局側で歪み補正を行う必要がある。特許文献１では、送信局側に中継器で発生する周波数振幅歪みの逆特性を持つ歪み補償回路を備えることで、受信局側で受ける周波数振幅歪みを軽減する手法が述べられている。しかし、特許文献１の手法だけでは、群遅延歪みの影響を除去できないため、復調時に受信特性（同期引き込み時間、データ誤り特性）に劣化が生じる。特に、ゼロクロス法を用いたＢＴＲ（Bit Timing Recovery）方式では、群遅延歪みによる受信性能の影響が顕著である。すわわち、群遅延歪みについて未対策である特許文献１の手法だけでは、良好な受信性能は得られない。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−４３６３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先述したように、特許文献１の方式では、群遅延歪みの影響を除去できないため、受信特性を改善するには、受信局側で群遅延歪みを補正する必要がある。しかし、群遅延歪みが大きい場合、歪みにより受信波形が劣化しているため、受信局側で同期引き込みが確立しない可能性がある。また、受信局側で群遅延補正機能を設ける場合、回路規模が増大するという問題がある。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、衛星に搭載された中継器を介して送信局と受信局との通信を行なう衛星通信システムにおいて、中継器で発生する群遅延歪みによる受信性能の劣化を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、衛星に搭載された中継器を介して送信局と受信局との通信を行なう衛星通信システムにおいて、上記送信局は送信データに予め上記中継器で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信するものである。
【０００７】
また、この発明は、衛星に搭載された中継器を介して少なくとも２個所の送受信局間の通信を行なう衛星通信システムにおいて、上記各送受信局は送信局から送信データに予め上記中継器で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信すると共に、自局の受信局で得た復調データの一部をサンプルデータとして上記送信局にフィードバックし、上記サンプルデータに基づき上記群遅延逆特性を補正するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、送信局側において中継器で発生する群遅延歪みによる受信性能の劣化を改善できると共に、受信局側の回路構成を簡素化できるので、通常の衛星通信システムはもちろんのこと、特にモバイルなど送信局及び受信局の小型化が要求される衛星通信システムに極めて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る基本的な衛星通信システムの構成を示す図で、中継器４００を搭載した衛星３００へデータを送信する送信局１００と、中継器４００からデータを受信する受信局２００で構成される。
【００１０】
図２は、実施の形態１における送信局１００の構成示すブロック図である。
送信局１００は、変調器１０、周波数変換器２０、送信機３０から構成され、外部から入力された送信データは、変調器１０で所望の変調方式に変調され、周波数変換器２０にてＩＦ信号からＲＦ信号へアップコンバートされ、送信機３０から衛星３００に搭載された中継器４００に送信される。
送信局１００において、送信データはＩ／Ｑマッピング回路１１にて送信データを変調方式に合わせたＩ信号、Ｑ信号に変換され、ディジタルフィルタ１２にて滑らかな波形に整形される。この際、Ｉ信号、Ｑ信号は、予めディジタルフィルタ１２において中継器４００で生じる周波数振幅歪み及び群遅延歪みと逆関係の特性を有するディジタル信号に補正された後、Ｄ／Ａコンバー１３にてアナログ信号へ変換される。さらに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４、直交変調回路１５、周波数変換器２０、送信機３０でＲＦ帯に変換され、中継器４００に送信される。
【００１１】
図３は、送信局１００で送信データに群遅延歪みの逆特性を付与しない場合の、受信局２００での群遅延特性を示す図で、同図（ａ）は送信機出力、（ｂ）は中継器４００における群遅延歪み、（ｃ）は受信機入力を示す。
図４は、送信局１００で、送信データに予め群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与した場合の、受信局２００での群遅延特性を示す図で、同図（ａ）は送信機出力、（ｂ）は中継器４００における群遅延歪み、（ｃ）は受信機入力を示す。
送信局１００で、中継器４００で生じる群遅延歪みの逆特性を付与しない場合、群遅延特性Ａを持つ送信データに、中継器１００で生じる群遅延歪みＢが付加され、受信局１００で群遅延特性Ｃを持つデータとして受信される。
一方、送信局１００で、中継器４００で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与した場合、群遅延特性Ｄを持つ送信データに、中継器４００で生じる群遅延歪みＥが付加され、受信局２００で群遅延特性Ｆを持つデータとして受信される。
ここで、ＣとＦを比較すると、両者に対する受信局２００での群遅延歪みの差は明らかである。
【００１２】
図５は、送信局１００におけるディジタルフィルタ（群遅延歪み補正機能付き）１２の構成の一例を示すブロック図で、中継器４００で生じる群遅延特性が凹形のほぼ対称系であることを利用し、ディジタルフィルタ１２を遅延器１２１、乗算器１２２、加算器１２３で構成される実数ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタ１２０によって構成したもので、各乗算器１２２には、付与すべき群遅延逆特性に応じたタップ係数Ｗ０〜Ｗｎが設定される。なお、Ｉ信号用とＱ信号用の実数ＦＩＲフィルタ１２０ではタップ係数Ｗの値は異なる。
【００１３】
通常、波形整形として用いているディジタルフィルタとしては、図６に示すような複素乗算フィルタが用いられているが、複素乗算フィルタを用いると、乗算器、加算器、減算器が実数ＦＩＲフィルタより余分に必要となり、実数ＦＩＲフィルタに比べて、回路規模の増大及びスループットの低下という問題が生じるのに対し、図５のようにディジタルフィルタを実数ＦＩＲフィルタ１２０で実現することで、回路規模の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【００１４】
以上のようにこの実施の形態１によれば、衛星３００に搭載された中継器４００を介して送信局１００と受信局２００との通信を行なう衛星通信システムにおいて、送信局１００は送信データに予め中継器４００で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信することにより、送信局側において中継器で発生する群遅延歪みによる受信性能の劣化を改善でき、受信局側の回路構成を簡素化できることから、通常の衛星通信システムはもちろんのこと、特にモバイルなど送信局及び受信局の小型化が要求される衛星通信システムに極めて有効である。
更に、送信局においてディジタルフィルタとして実数ＦＩＲフィルタを用いて群遅延逆特性を付与することにより、簡易な回路で群遅延補正が実現できると共に、回路規模の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【００１５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、送信局１００で送信データを予めディジタルフィルタ１２において中継器４００で生じる群遅延歪みと逆関係を有するディジタル信号に補正するようにしたが、中継器における群遅延歪み特性はほぼ同一特性ではあっても、中継器によって若干の個体差があるため、用いる衛星によって若干の性能誤差が生じる。
実施の形態２はこのような点を考慮し、如何なる中継器に対しても、同様の性能が得られる衛星通信システムを実現するものである。
【００１６】
図７は、この発明の実施の形態２に係る基本的な衛星通信システムの構成を示す図で、衛星４００に搭載された中継器３００を介して少なくとも２個所の送受信局５００，５００間の通信を行なう。
図８は、各送受信局５００の構成を示すブロック図で、各送受信局５００において、送信局５０１は隣接する自局の受信局５０２より受信したサンプルデータを群遅延歪み推定回路４０へ入力し、使用する中継器が有する群遅延歪み特性を推定する。タップ係数更新回路５０では群遅延歪み推定回路４０からの情報を元に、ディジタルフィルタ１２に与える最適なタップ係数Ｗを予測し、ディジタルフィルタ１２のタップ係数値を更新する。
【００１７】
このように構成することにより、各送受信局５００の受信局５０２は他の送受信局から受信したデータを復調すると共に、その復調データの一部をサンプルデータとして隣接する送信局５０１へフィードバックし、送信局５０１はこのサンプルデータを用いて、送信局で持つべき群遅延歪み特性を最適値へ補正する。
【００１８】
以上のように、実施の形態２は、衛星３００に搭載された中継器４００を介して少なくとも２個所の送受信局５００，５００間の通信を行なう衛星通信システムにおいて、各送受信局５００は送信局５０１から送信データに予め中継器４００で生じる群遅延歪みと逆関係にある群遅延逆特性を付与して送信すると共に、自局の受信局５０２で得た復調データの一部をサンプルデータとして送信局５０１にフィードバックし、サンプルデータに基づき上記群遅延逆特性を補正するように構成されているので、各送受信局の送信局と受信局間で判定ループを組み、システム全体として最適な群遅延歪み補正を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１における送信局の構成を示すブロック図である。
【図３】従来システムの各部における群遅延歪み特性を示す図である。
【図４】実施の形態１の各部における群遅延歪み特性を示す図である。
【図５】実施の形態１の送信局で用いるディジタルフィルタの構成を示すブロック図である。
【図６】従来システムの送信局で用いているディジタルフィルタの構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２に係る衛星通信システムの構成を示す図である。
【図８】実施の形態２における送受信局の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２０】
１００  送信局
２００  受信局
３００  衛星
４００  中継器
５００  送受信器
５０１  送信局
５０２  受信局
１０  変調器
１１  Ｉ／Ｑマッピング回路
１２  ディジタルフィルタ
１３  Ｄ／Ａコンバータ
１４  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５  直交変調回路
２０  周波数変換器
３０  送信機
４０  群遅延歪み推定回路
５０  タップ係数更新回路
１２０  実数ＦＩＲフィルタ
１２１  遅延器
１２２  乗算器
１２３  加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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