特許 5943272 周波数分割多重信号用チャネライザ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5943272

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】周波数分割多重信号用チャネライザ

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/185 20060101AFI20160621BHJP

   H04J 1/00 20060101ALI20160621BHJP

   H04J 3/00 20060101ALI20160621BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/185

   H04J1/00

   H04J3/00 L

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-68678(P2012-68678)

(22)【出願日】2012年3月26日

(65)【公開番号】特開2013-201599(P2013-201599A)

(43)【公開日】2013年10月3日

【審査請求日】2015年3月5日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）総務省委託「電波資源拡大のための研究開発」の一環、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】301022471

【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】100082669

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 賢三

(74)【代理人】

【識別番号】100095337

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100095061

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 恭介

(72)【発明者】

【氏名】小宮山 典男

(72)【発明者】

【氏名】藤野 義之

【審査官】 川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１７２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０４４２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１０５５０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−２５２０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０８４５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２０７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２９７２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／１４ − ７／２０

Ｈ０４Ｊ １／００

Ｈ０４Ｊ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザリンクを介して受信され、ＩＦ帯域のアナログ信号とされた第１の周波数分割多重信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル信号に変換された第１の周波数分割多重信号の直交検波を行う直交検波器と、
前記直交検波を行った第１の周波数分割多重信号のサンプリングレートを低減させてベースバンド信号に変換する間引きフィルタと、
前記ベースバンド信号に含まれる複数のチャンネル信号を分波する分波器と、
前記分波された複数のチャンネル信号を任意の順に並べて時分割多重信号として出力するスイッチと、
前記スイッチから出力される時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルを調整するチャンネルゲイン調整器と、
前記チャンネルゲイン調整器から出力される時分割多重信号を所定の周波数からなる周波数分割多重信号に変換する合波器と、
前記合波器によって変換された周波数分割多重信号をＩＦ帯域の信号に変換する内挿フィルタと、
前記内挿フィルタによって変換されたＩＦ帯域の周波数分割多重信号を直交変調する直交変調器と、
前記直交変調器によって直交変調された周波数分割多重信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器へ入力される第１の周波数分割多重信号から分波した第２の周波数分割多重信号を、フィーダリンクを介して地上局へ送信する送信手段と、
を通信衛星に備え、
前記通信衛星からフィーダリンクを介して送信された第２の周波数分割多重信号を受信する受信手段と、
前記受信手段がフィーダリンクを介して受信した第２の周波数分割多重信号を時分割多重信号に変換する時分割多重信号生成手段と、
前記時分割多重信号生成手段が生成した時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルの大きさを判定するチャンネルレベル判定手段と、
前記チャンネルレベル判定手段の判定結果に応じて前記チャンネルの信号レベルを増減するゲインパラメータを生成するゲインパラメータ生成手段と、
前記ゲインパラメータを、フィーダリンクを介して前記通信衛星に送信するゲインパラメータ送信手段と、
を前記地上局に備え、
前記通信衛星に備えたチャンネルゲイン調整器は、
前記通信衛星の受信手段がフィーダリンクを介して受信した前記地上局からのゲインパラメータを取得し、
前記通信衛星に備えたスイッチから出力される時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルの増減を、前記ゲインパラメータを用いて行うレベル調整器を有する
ことを特徴とする周波数分割多重信号用チャネライザ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、マルチビーム通信衛星通信において用いる周波数分割多重技術に関し、各ビームもしくは各チャンネルのダイナミックレンジを広く確保する必要がある通信システムに使用する周波数分割多重信号用チャネライザに関するものである。

【背景技術】

【0002】

本発明にて対象としているマルチビームによる通信では、単一の通信衛星において地上から送信された複数のビームを受信し、当該通信衛星に搭載されたチャネライザ等を用いて各ビームに含まれるチャンネル信号を分波抽出し、これらの信号をフィーダリンク帯域内に周波数変換してフィーダリンクの周波数利用効率が高くなるように再配置し、当該フィーダリンクを介して地上の送信先の地上局へ送信している。
図５は、従来の周波数分割多重信号用チャネライザの構成を示す説明図である。この図は、例えば通信衛星に搭載される従来の周波数分割多重信号用チャネライザのブロック構成を示したもので、ビーム数がＮのＩＦ帯域アナログ信号を入力する装置の構成例である。
このチャネライザは、Ａ／Ｄ変換器１０１、直交検波器１０２、間引きフィルタ１０３、及び、分波器１０４をそれぞれＮ個ずつ、即ち受信したビーム毎に備えており、各ビームに含まれるチャンネル毎に信号を処理するように構成されている。また、この装置は、Ｎ個の分波器１０４から出力される信号を入力するスイッチ１０５、合波器１０６、内挿フィルタ１０７、直交変調器１０８、Ｄ／Ａ変換器１０９を備えている。

【0003】

各Ａ／Ｄ変換器１０１は、入力したＩＦ帯域の各チャンネルのアナログ信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は、直交検波器１０２へ入力され、直交する２値を有し、実部と虚部に分解されると共にベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号の実部をＩチャンネル、また、虚部をＱチャンネルとし、ここではそれぞれＩｃｈ、Ｑｃｈと記載する。
Ｉｃｈ、Ｑｃｈからなるベースバンド信号は、間引きフィルタ１０３へ入力され、例えば１／Ｎのサンプリングレートまでダウンサンプリングされて分波器１０４に入力される。

【0004】

分波器１０４は、前述のようにダウンサンプリングされた周波数多重信号（ＩｃｈとＱｃｈからなるベースバンド信号）を、時分割多重信号へ変換する処理を行う。この変換を行うとき、結果的にベースバンド信号の示すデータがＩｃｈとＱｃｈのチャンネル毎に分離される。スイッチ１０５は、Ｎ個の分波器１０４から出力される各データを一括してスイッチングを行い、当該チャネライザから出力されるときの周波数の順番に並べ替えて出力する。

【0005】

合波器１０６は、スイッチ１０５から入力した各データを、予め設定されている周波数となるように変換し、チャンネル毎に周波数多重を行う。内挿フィルタ１０７は、合波器１０６から出力された信号をＭ倍の周波数にアップサンプリングし、ＩＦ帯域の信号に変換する。直交変調器１０８は、内挿フィルタ１０７によってアップサンプリングされた信号のＩｃｈとＱｃｈとを多重化する。Ｄ／Ａ変換器１０９は、直交変調器１０８から出力されたデジタル信号をＩＦ帯域のアナログ信号に変換し、当該チャネライザから出力する。チャネライザから出力されたＩＦ帯域の信号は、変調器や増幅器などの送信手段を介することにより、例えば地上への送信周波数に変換されて送信される。

【0006】

また、上述のチャネライザには、様々な帯域幅を有する各キャリア（チャンネル）信号に対応するために、帯域幅が可変のＩＦＦＴフィルタバンクならびにＦＦＴフィルタバンクを備えたものがある（非特許文献１参照）。
この装置は、受信した各キャリアの信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換し、各キャリアの伝送速度をダウンサンプラーにて低減させ、ＩＦＦＴフィルタバンクへ入力している。このＩＦＦＴフィルタバンクは、入力した信号をキャリア毎に分波してスイッチへ出力する。このスイッチは、入力した各信号を所定の順番でＦＦＴフィルタバンクへ出力する。ＦＦＴフィルタバンクは、スイッチから入力した各信号をキャリア毎に合波し、アップサンプラーに出力する。アップサンプラーは、各キャリアの信号の伝送速度をそれぞれ高めてＤ／Ａ変換器へ出力する。これらの各キャリア信号は、Ｄ／Ａ変換器によってアナログ信号に変換され、その後、通信周波数に変換されて地上の送信先へ送信される。

【0007】

また、通信衛星が受信するビームは、多重化されたアナログ信号によって形成されている。このアナログ信号は、例えばデジタルデータを表すために位相偏移変調を施したものである。この位相偏移変調を用いた多重通信では、予めアナログ信号の所定の各位相に対応させてデジタル値を各々定めておき、通信時のアナログ信号を所望の位相に制御することによって任意のデジタル値を伝送する（非特許文献２参照）。このように複数の位相によって各々のデータ値を示すように定めると、同一周波数において複数の値を多重化して伝送することが可能になり、例えば、前述のＩｃｈとＱｃｈとを多重化して伝送し、容量の大きなデータの伝送効率を高めている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】山下史洋、風間宏志、中須賀好典「通信衛星搭載用帯域幅可変ＦＦＴフィルタバンクの提案と基本動作特性」電子情報通信学会論文誌Ｂ Vol. J85-B No.12 pp-2290-2299 2002年12月

【非特許文献2】Fumio Takahata, Masayuki Yasunaga, Yasuo Hirata, Tomoki Ohsawa, and Junji Namiki “A PSK Group Modem for Satellite Communications” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol.SAC-5, No.4 May 1987

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

従来のチャネライザは上述のように構成されているので、分波回路のフィルタ係数の設定によってビーム単位にゲイン調整を行うことは可能であるが、各チャンネルの受信レベルに差異がある場合にはチャンネル毎に調整することができないため、各チャンネルのダイナミックレンジを十分確保することができなくなるという問題点があった。
また、受信した各チャンネルのアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器の前段において、受信ビーム単位にゲイン調整を行うように構成した場合でも、Ａ／Ｄ変換器の入力レベルを調整することは可能になるが、同一の受信ビームに含まれる各チャンネルのゲイン調整を個々に行うことはできないという問題点があった。

【0010】

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、全受信チャンネルの信号レベルを各々調整して各チャンネルのダイナミックレンジを十分に確保する周波数分割多重信号用チャネライザを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この発明に係る周波数分割多重信号用チャネライザは、ユーザリンクを介して受信され、ＩＦ帯域のアナログ信号とされた第１の周波数分割多重信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル信号に変換された第１の周波数分割多重信号の直交検波を行う直交検波器と、前記直交検波を行った第１の周波数分割多重信号のサンプリングレートを低減させてベースバンド信号に変換する間引きフィルタと、前記ベースバンド信号に含まれる複数のチャンネル信号を分波する分波器と、前記分波された複数のチャンネル信号を任意の順に並べて時分割多重信号として出力するスイッチと、前記スイッチから出力される時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルを調整するチャンネルゲイン調整器と、前記チャンネルゲイン調整器から出力される時分割多重信号を所定の周波数からなる周波数分割多重信号に変換する合波器と、前記合波器によって変換された周波数分割多重信号をＩＦ帯域の信号に変換する内挿フィルタと、前記内挿フィルタによって変換されたＩＦ帯域の周波数分割多重信号を直交変調する直交変調器と、前記直交変調器によって直交変調された周波数分割多重信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器へ入力される第１の周波数分割多重信号から分波した第２の周波数分割多重信号を、フィーダリンクを介して地上局へ送信する送信手段と、を通信衛星に備え、前記通信衛星からフィーダリンクを介して送信された第２の周波数分割多重信号を受信する受信手段と、前記受信手段がフィーダリンクを介して受信した第２の周波数分割多重信号を時分割多重信号に変換する時分割多重信号生成手段と、前記時分割多重信号生成手段が生成した時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルの大きさを判定するチャンネルレベル判定手段と、前記チャンネルレベル判定手段の判定結果に応じて前記チャンネルの信号レベルを増減するゲインパラメータを生成するゲインパラメータ生成手段と、前記ゲインパラメータを、フィーダリンクを介して前記通信衛星に送信するゲインパラメータ送信手段と、を前記地上局に備え、前記通信衛星に備えたチャンネルゲイン調整器は、前記通信衛星の受信手段がフィーダリンクを介して受信した前記地上局からのゲインパラメータを取得し、前記通信衛星に備えたスイッチから出力される時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルの増減を、前記ゲインパラメータを用いて行うレベル調整器を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、周波数多重化された各チャンネルの受信レベルの差異が大きい場合や、受信ビームの強度にレベル差がある場合に、各チャンネルの信号レベルを適切に調整することができ、各チャンネルの信号に大きなダイナミックレンジを確保することができるという効果がある。
また、衛星通信においては、地上局の送信電力が小さい場合や、通信衛星と地上局との位置関係が好ましくなく、フェージング等が発生する場合などの低Ｃ／Ｎ環境であっても、干渉や雑音による信号品質の劣化を大きく軽減し、通信ラインを維持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例による周波数分割多重信号用チャネライザの概略構成を示す説明図である。

【図2】図１のチャンネルゲイン調整器の構成を示す説明図である。

【図3】図１のチャンネルゲイン調整器の動作を示す説明図である。

【図4】チャンネルゲイン調整器のゲインパラメータを求める機能を示す説明図である。

【図5】従来の周波数分割多重信号用チャネライザの構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
（実施例）
図１は、本発明の実施例による周波数分割多重信号用チャネライザの概略構成を示す説明図である。この図は、例えば通信衛星等に搭載される周波数分割多重信号用のチャネライザ１の構成を示すブロック図であり、受信するビームと同数の、換言すると地上局から送信されたビーム毎に、Ａ／Ｄ変換器１１、直交検波器１２、間引きフィルタ１３、分波器１４を備えている。ここで例示したチャネライザ１は、Ｎ本の受信ビームを処理可能に構成されたものである。
また、チャネライザ１は、各分波器１４の出力信号を入力するスイッチ１５、チャンネルゲイン調整器１６、合波器１７、内挿フィルタ１８、直交変調器１９、Ｄ／Ａ変換器２０を備えている。

【0017】

Ａ／Ｄ変換器１１は、例えば、通信衛星に搭載される図示されないビーム受信手段等によってＩＦ帯域の周波数に変換されたアナログ信号を入力し、当該アナログ信号をデジタルデータの信号に変換する機能を備えている。
直交検波器１２は、Ａ／Ｄ変換器１１から出力された信号を実部と虚部に分離する機能を備えている。
間引きフィルタ１３は、直交検波器１２から出力された信号の伝送速度を低減させ、ＩＦ帯域の信号をベースバンド信号に変換する機能を備えている。
分波器１４は、間引きフィルタ１３から出力されたベースバンド信号の周波数多重化を解除し、各チャンネルの信号（データ）を分離抽出する機能を備えている。

【0018】

スイッチ１５は、例えばスイッチマトリクスの構成を有し、各分波器１４から出力された信号を入力して、これらの信号を時分割多重信号として出力する機能を備えている。
図２は、図１のチャンネルゲイン調整器の構成を示す説明図である。チャンネルゲイン調整器１６は、スイッチ１５から出力される信号を順次入力する乗算器３０、および、乗算器３０が演算処理に使用するゲインパラメータを格納するゲインパラメータ設定テーブル３１を備えている。このチャンネルゲイン調整器１６は、チャンネル信号のレベルの増減を行うレベル調整器として、例えば上記の乗算器３０、ゲインパラメータ設定テーブル３１を備えており、さらに、後述するチャンネルレベル判定器、ゲインパラメータ生成器を備えている。
合波器１７は、チャンネルゲイン調整器１６から出力された時分割多重信号を、チャンネル毎に周波数分割多重信号へ変換する機能を備えている。

【0019】

内挿フィルタ１８は、合波器１７によって周波数多重化された信号をアップサンプリングしてＩＦ帯域の信号に変換する機能を備えている。
直交変調器１９は、内挿フィルタ１８から出力される信号の実部と虚部とを、チャンネル毎に変調する機能を備えている。
Ｄ／Ａコンバータ２０は、内挿フィルタ１８の出力信号をＩＦ帯域のアナログ信号へ変換する機能を備えている。

【0020】

次に動作について説明する。
例えば、送信元の地上局から送信されたマルチビームをユーザリンクを介して受信した通信衛星は、当該受信した各ビームの通信周波数を図示されない受信手段等を用いて所定のＩＦ帯域の周波数に低下させる。本実施例のチャネライザ１は、上記のＩＦ帯域の周波数に変換された各ビームの信号を入力し、当該ビームに含まれる各信号を分波抽出し、当該通信システムが指定する所定の規範により信号の再配列を行い、各信号のレベルを調整したうえで合波し生成した信号をフィーダリンクの周波数帯に変換して送信先の地上局に送出する。
図１に示したＡ／Ｄ変換器１１は、前述のように受信したビーム毎に備えられており、例えばＡ／Ｄ変換器（１）１１は、ＩＦ帯域に変換されたビーム１のアナログ信号を入力し、同様に、Ａ／Ｄ変換器（Ｎ）１１はビームＮのアナログ信号を入力する。ここでは、ビーム１の信号を処理する各部を例示して説明する。

【0021】

Ａ／Ｄ変換器（１）１１は、入力したビーム１の内容をデジタルデータによって表した信号に変換する。
直交検波器（１）１２は、Ａ／Ｄ変換器（１）１１から出力された信号の直交検波を行い、当該信号の振幅変化と位相変化とを独立して判別できるように、直交変調された２値を実部のＩｃｈと虚部のＱｃｈに分離する。
間引きフィルタ（１）１３は、直交検波器（１）１２から出力されたＩＦ帯域の信号のダウンサンプリングを行い、例えば１／Ｎのサンプリングレート（Ｎは、上記の受信ビーム数）となるように伝送速度を低減させてベースバンド信号に変換する。

【0022】

分波器（１）１４は、間引きフィルタ（１）１３から出力されたベースバンド信号を各チャンネルに分離する。換言すると、周波数分割多重が施されているビーム１をチャンネル毎に分離する。
各分波器１４は、例えばフーリエ変換を使用して周波数分割多重信号を時分割多重信号に変換する。上記の周波数多重化された信号は、複数のチャンネルを多重化したものであり、上記の変換により任意の時間単位で各チャンネルを時分割多重化した信号が生成される。即ち、分波器（１）１４〜分波器（Ｎ）１４によって、ビームに含まれる各チャンネルが分離され、時分割多重化された各チャンネルを表す信号がスイッチ１５へ出力される。

【0023】

スイッチ１５は、分波器（１）１４〜分波器（Ｎ）１４から夫々出力される各チャンネルの信号を入力し、複数のチャンネルの信号を一時的に格納する機能を有している。
スイッチ１５は、各分波器１４から入力した信号を自ら蓄えておき、ユーザリンクの送信先へ滞りなく送信することができる順番に並べ替えて出力する。具体的には、例えば伝送速度やデータサイズなども勘案し、後段にて合波した段階でフィーダリンクの周波数利用効率が高くなるよう再配置する条件等に則して、上記の蓄えている各信号を順に出力する。このように各チャンネルの信号を出力することにより、時分割多重化された信号がチャンネルゲイン調整器１６へ入力される。
このスイッチ１５は、外部からの制御信号によって上記の優先条件等が設定される。即ち、チャネライザ１が通信衛星に搭載される場合には、当該通信衛星の通信手段を介して例えばフィーダリンクの地上局から取得した制御信号によって、送信先の地上局へ送信するチャンネルの順番が設定される。

【0024】

図３は、図１のチャンネルゲイン調整器の動作を示す説明図である。チャンネルゲイン調整器１６は、時分割多重信号としてスイッチ１５から出力される各チャンネルの信号を乗算器３０へ入力し、当該乗算器３０を用いてゲインパラメータ設定テーブル３１に格納されているゲインパラメータを上記のチャンネルの信号に乗算し、当該チャンネルの信号レベルを調整する。

【0025】

チャンネルゲイン調整器１６は、次のように動作する。
各チャンネルの信号に対応させたゲインパラメータを予めゲインパラメータ設定テーブル３１に格納しておく。乗算器３０にいずれかのチャンネルの信号が入力されると、当該チャンネルに対応するゲインパラメータがゲインパラメータ設定テーブル３１から読み出され、乗算処理が行われる。
具体的には、チャンネルゲイン調整器１６に、例えばチャンネル１（以下、ＣＨ１と記載する）からチャンネルｎ（以下、ＣＨｎと記載する）の信号・データが順次入力される。このＣＨ１からＣＨｎの各データは、スイッチ１５から時分割多重化され、連なって出力されるものである。乗算器３０には、所定の間隔でＣＨ１からＣＨｎのデータが順次入力され、ゲインパラメータ設定テーブル３１から、ＣＨ１からＣＨｎにそれぞれ対応するゲインパラメータが適宜読み出される。

【0026】

乗算器３０は、スイッチ１５から入力した各ＣＨのデータと同期させて、当該入力したＣＨに対応するゲインパラメータを入力し、このＣＨのデータとゲインパラメータとの乗算処理を行う。同様にＣＨ２からＣＨｎまでの各データを順次入力し、また、ゲインパラメータ設定テーブル３１から読み出したＣＨ２〜ＣＨｎに対応するゲインパラメータを順に入力して、各ＣＨのデータとゲインパラメータとの乗算処理を行う。この乗算処理によって、各ＣＨのデータが示す信号レベルが同様なものになる。即ち、乗算器３０へ入力される各ＣＨのデータが示す信号レベルの差異に比べて、乗算器３０から出力される各ＣＨのデータ示す信号レベルの差異は小さいものになる。図３はＮ個のチャンネルのデータ処理の概念を示しており、並列的にＮ個同時に処理する場合と、Ｎ個の処理を高速で順次処理する場合とがある。

【0027】

図４は、チャンネルゲイン調整器のゲインパラメータを求める機能を示す説明図である。チャンネルゲイン調整器１６は、任意のチャンネル信号を乗算器３０へ入力する前に、当該チャンネル信号に対応させたゲインパラメータを求めている。具体的には、チャンネルゲイン調整器１６は、例えばＣＨ１〜ＣＨｎに各々対応させてｎ個のチャンネルレベル判定器３２およびチャンネルゲインパラメータ生成器３３を備え、チャンネル毎にゲインパラメータを生成・設定する。

【0028】

例えば、チャンネルレベル判定器（ＣＨ１）３２は、スイッチ１５から順次出力されるＣＨ１のデータを入力し、このデータが示す信号レベルを予め設定された基準レベルと比較する。この比較結果を用いてＣＨ１の信号レベルの調整量、即ちレベル増減の度合を示すＣＨ１レベル信号を生成し、チャンネルゲインパラメータ生成器（ＣＨ１）３３に出力する。
図４に示したようにチャンネルレベル判定器（ＣＨ１）３２は、スイッチ１５から順次出力される同一チャンネルのＩｃｈとＱｃｈとを入力し、ここで入力したＩｃｈの値をＰ、Ｑｃｈの値をＱとしたとき、（Ｐ^２＋Ｑ^２）^１／２の演算（ａ）によりＣＨ１の信号レベルを求め、この信号レベルと基準レベルとを比較する。

【0029】

この基準レベルは、チャンネルレベル判定器（ＣＨ１）３２自身が記憶保持しているものである。また、同様にチャンネルレベル判定器（ＣＨ２）３２〜チャンネルレベル判定器（ＣＨｎ）３２は、各々基準レベルを記憶保持している。上記の基準レベルは、各チャンネルレベル判定器３２に予め記憶設定されている。また、例えば、チャネライザ１が通信衛星に搭載される場合には、上記の基準レベルを地上局からフィーダリンクを介して設定するようにしてもよい。なお、基準レベルは、各チャンネル共通の同一値を有するものであっても、各チャンネル信号の特性等に応じて設定された、各チャンネルにおいて異なる値を有するものであってもよい。

【0030】

比較の結果、演算（ａ）によって求めた信号レベルと基準レベルとの差異がない、もしくはないとみなせる場合には、ゲインパラメータを予め原点として設定した値とし、この値を示すＣＨ１レベル信号を生成する。この場合のゲインパラメータは、チャンネルの信号レベルの増減処理を実行しないことを示すものである。
また、比較の結果、演算（ａ）によって求めた信号レベルが基準レベルよりも大きい場合には、ゲインパラメータを上記の原点とした設定値から所定の設定幅分を減じたものに変更し、この値を示すＣＨ１レベル信号を生成する。この場合のゲインパラメータは、チャンネルの信号レベルを所定量小さくすることを示すものである。
また、比較の結果、演算（ａ）によって求めた信号レベルが基準レベルよりも小さい場合には、ゲインパラメータを上記の原点とした設定値に所定の設定幅分を加えたものに変更し、この値を示すＣＨ１レベル信号を生成する。この場合のゲインパラメータは、チャンネルの信号レベルを所定量大きくすることを示すものである。

【0031】

上記の基準レベルは、予めチャンネルごとに設定されたレベルである。詳しくは、図１に示したＤ／Ａ変換器２０がデジタルデータを変換してアナログ信号を生成したとき、このアナログ信号がＤ／Ａ変換器２０のダイナミックレンジの範囲内に入るレベルである。また、この基準レベルは、出力ビームに含まれる信号の数や特性（性質）に基づいて統計的に予測・設定した値である。

【0032】

チャンネルゲインパラメータ生成器（ＣＨ１）３３は、チャンネルレベル判定器（ＣＨ１）３２から入力したＣＨ１レベル信号の内容を用いてＣＨ１ゲインパラメータを生成し、このパラメータを表すデータをゲインパラメータ設定テーブル３１に書き込む（設定する）。
ここで生成されるゲインパラメータは、例えば信号レベルの増減量を示す複数のビットから成るビット信号と、スイッチ１５から出力されるＣＨ１の信号位置を示す識別信号などを多重化したものである。また、ゲインパラメータは、各チャンネルの信号レベルを予め設定（規定）されているレベルとなるように調整する値を有している。

【0033】

ゲインパラメータ設定テーブル３１に格納されたゲインパラメータは、前述のように乗算器（１）３０へ入力され、ＣＨ１の信号レベル調整に使用される。
上述の説明と同様に、ＣＨ２〜ＣＨｎの各信号レベルをチャンネルレベル判定器（２）３２〜チャンネルレベル判定器（ｎ）３２によって判定し、ＣＨ２レベル信号〜ＣＨｎレベル信号をそれぞれ生成する。また、これらの信号を用いてチャンネルゲインパラメータ生成器（２）３３〜チャンネルゲインパラメータ生成器（ｎ）３３が、それぞれのチャンネルのゲインパラメータを生成し、これらのゲインパラメータをゲインパラメータ設定テーブル３１に書き込む。
なお、上記のゲインパラメータは、当該ゲインパラメータと対応するチャンネル信号が乗算器３０に入力される前に生成され、ゲインパラメータ設定テーブル３１に格納される。

【0034】

例えばチャネライザ１が通信衛星に搭載される場合には、前述のゲインパラメータは通信衛星に搭載されたゲインパラメータ生成器３３によって生成されるが、地上局側において、同様なゲインパラメータを生成するように構成することも可能である。
前述のように通信衛星が受信した周波数分割多重信号は時分割多重信号に変換されている。この時分割多重信号における各チャンネルの信号の時間的な位置、即ち各処理が行われるタイミングは、地上局においても認識することができる。即ち、通信衛星側の処理動作に応じて、地上局側で例えばゲインパラメータを生成し、当該通信衛星に送信して各チャンネルの信号レベルを調整することも可能である。

【0035】

通信衛星にチャネライザ１等を搭載したときには、当該通信衛星がユーザリンクを介して受信した周波数分割多重信号、即ちチャネライザ１のＡ／Ｄ変換器１１へ入力する周波数分割多重信号を、通信衛星側に備えた送信手段が分波する。次に、この送信手段は、ユーザリンクより取得した周波数分割多重信号から分波した周波数分割多重信号（Ａ）を、フィーダリンク帯域内の周波数に変換して、当該フィーダリンクを介して地上局に送信する。
また、上記の地上局側には、通信衛星において分波された周波数分割多重信号（Ａ）を、フィーダリンクを介して受信する受信手段や、この周波数分割多重信号（Ａ）を時分割多重信号（Ｂ）に変換する時分割多重信号生成手段を備えておく。この時分割多重信号生成手段は、前述のＡ／Ｄ変換器１１、直交検波器１２、間引きフィルタ１３、分波器１４、スイッチ１５等と同様なものを含む構成をしており、また同様な機能を有している。

【0036】

また、上記の地上局側には、前述のチャンネルレベル判定器３２ならびにチャンネルゲインパラメータ生成器３３とそれぞれ同様な、チャンネルレベル判定手段ならびにチャンネルゲインパラメータ生成手段がチャネライザ１の構成部分として備えられる。
チャンネルレベル判定手段は、前述の時分割多重信号生成手段から出力される時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルを、チャンネルレベル判定器３２と同様に基準レベルと比較する。
ゲインパラメータ生成手段は、チャンネルレベル判定手段の比較結果に応じて、チャンネルゲインパラメータ生成器３３と同様にゲインパラメータを生成する。

【0037】

上記の地上局側において、ゲインパラメータ生成手段が生成したゲインパラメータは、当該地上局の送信手段がフィーダリンクを介して通信衛星に送信し、当該通信衛星の受信手段を介してチャンネルゲイン調整器１６へ入力させる。なお、上記のゲインパラメータを送信する地上局の送信手段や、前述の分波された周波数分割多重信号（Ａ）を受信する地上局の受信手段は、地上局がフィーダリンクに用いる通信手段である。また、前述の周波数分割多重信号（Ａ）を送信する通信衛星の送信手段や、ゲインパラメータを受信する通信衛星の受信手段は、通信衛星がフィーダリンクに用いる通信手段である。

【0038】

ここで用いられるチャンネルゲイン調整器１６は、上記の地上局に備えられたチャンネルゲインパラメータ生成手段が生成したゲインパラメータを用いてスイッチ１５から出力される時分割多重信号をなす各チャンネルの信号レベルの増減を行うレベル調整器を備えている。このレベル調整器は、前述の乗算器３０ならびにゲインパラメータ設定テーブル３１によって構成されている。なお、ここで通信衛星に搭載されるチャンネルゲイン調整器１６には、チャンネルレベル判定器３２ならびにチャンネルゲインパラメータ生成器３３が含まれていない。

【0039】

チャンネルゲイン調整器１６によって増減され、所定の信号レベルとなった各チャンネル信号は、合波器１６へ入力されてチャンネル毎に所定の周波数となるように周波数分割多重化が行われる。この合波器１６は、例えば逆フーリエ変換を使用してチャンネルゲイン調整器１６から出力される時分割多重信号を周波数多重信号に変換する。
内挿フィルタ１８は、合波器１７から出力された信号をＭ倍の周波数にアップサンプリングし、ベースバンド帯域からＩＦ帯域の信号に変換する。

【0040】

直交変調器１９は、内挿フィルタ１８から出力された信号のＩｃｈとＱｃｈとを多重化する直交変調を行う。
Ｄ／Ａ変換器２０は、直交変調器１９から出力されたデジタルデータ形式のＩＦ帯域の信号をアナログ信号に変換してチャネライザ１の外部へ出力する。
この後、上記のＩＦ帯域の信号は、図示されない送信手段によって、例えば衛星通信用の周波数帯域の信号に変換されてユーザリンクを介して送信先（地上局など）へ送信される。

【0041】

以上のように本実施例の周波数分割多重信号用チャネライザによれば、受信した各チャンネルの信号レベルを所定の基準レベルと比較し、当該比較結果に応じて各チャンネルの信号レベルの増減を行うようにしたので、各チャンネルの信号について大きなダイナミックレンジを確保することができ、通信品質を安定させることができる。
また、Ｃ／Ｎ環境が良好ではない場合であっても通信ラインを確保することが可能になり、衛星通信においては、地上局の送信電力が弱い場合や、通信衛星と地上局との間、もしくはその近傍に通信障害を発生させる因子が存在する場合であっても、通信状態を維持することが可能になる。
また、各チャンネルの信号レベルを調整するゲインパラメータを地上局側で生成するように構成することにより、通信衛星において受信した各チャンネルの受信レベルを地上局において適当に調整することが可能になる。また、通信衛星に搭載する装置等を削減することができ、搭載重量や搭載スペースを抑制することができる。

【産業上の利用可能性】

【0042】

本発明による周波数分割多重信号用チャネライザは、通信衛星などの中継手段において、受信した送信元からの各チャンネルの信号レベルを各々調整して送信先へ送信することができることから、安定した通信状態が求められる多重信号通信に適している。

【符号の説明】

【0043】

１チャネライザ
１１，１０１Ａ／Ｄ変換器
１２，１０２直交検波器
１３，１０３間引きフィルタ
１４，１０４分波器
１５，１０５スイッチ
１６チャンネルゲイン調整器
１７，１０６合波器
１８，１０７内挿フィルタ
１９，１０８直交変調器
２０，１０９Ｄ／Ａ変換器
３０乗算器
３１ゲインパラメータ設定テーブル
３２チャンネルレベル判定器
３３チャンネルゲインパラメータ生成器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】