JP2005518770A - 制御されたアップリンク送信を用いる広帯域マルチチャネルｌｎｂ変換器／送信機アーキテクチャを有する衛星テレビジョン・システム地上局 - Google Patents

Abstract

メーク・ビフォア・ブレーク衛星テレビジョン信号システムを特に対象とした衛星テレビジョン地上システムが、単一の同軸ケーブルおよびオプションの別個の単一の電力用導線を介して相互に通信する屋外ユニットと屋内ユニットを備えている。この衛星テレビジョン地上システムは、ＤＳＰ技法を利用して、周波数変換誤差を測定および反転するように働き、アップリンク信号をより正確に生成して衛星テレビジョン地上システムから送信できるようにする。システムのための制御データが、その電力ケーブル上の低データ・レート接続を介して、または同軸ケーブルを介した狭帯域シグナリング・チャネルにより送られる。このシステムはまた、単一の基準発振器を利用して、様々な周波数シンセサイザーなどを駆動する。この衛星テレビジョン地上システムは、アップリンク部分とダウンリンク部分に関連した発振器を利用する。ダウンリンク中の搬送波周波数オフセットを、テレビジョン信号復調器の搬送波トラッキング・ループ部分で測定する。このダウンリンクの搬送波周波数オフセットを利用して、アップリンク部分とダウンリンク部分のための様々な周波数信号を合成して周波数誤差を訂正する。アップリンク部分の場合、ダウンリンクの搬送波周波数オフセットをアップリンク中で反転する。アップリンクが異なる周波数上にある場合は、測定されたシステム・マスタ発振器のオフセットを、異なる合成比率でスケール化する。

Description

本発明は、衛星通信システムに関し、より詳細には、衛星テレビジョン・システムなどの通信システム中で双方向（インタラクティブな、対話式）サービスを可能にするインタフェースに関する。

衛星を使用してテレビジョン信号を配信することは、放送業界で知られており、テレビジョン配信システムに大変革を起こすのに役立ってきた。第１世代の衛星テレビジョン・システムは、いわゆる「対地静止」軌道で地球の周りを回る通信衛星を使用しており、対地静止とは、地球の周りを回る衛星が地球上の固定点に対して静止していることを意味する。対地静止衛星は、対地静止軌道に留まるために高い高度を維持する必要がある。対地静止軌道の特徴の１つは、単一の衛星から全大陸、大陸の大部分、および／または地球上の広い領域に、テレビジョン信号を配信できることである。

次世代の衛星テレビジョン・システムは、低軌道（ＬＥＯ：Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ、低周回軌道）衛星および／または中軌道（ＭＥＯ：Ｍｅｄｉｕｍ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ、中周回軌道）衛星を使用するものである。その名前が示すように、これらの衛星は、対地静止衛星よりもずっと低い軌道を使用する。ＬＥＯおよび／またはＭＥＯ衛星システムは、往復の信号伝搬時間が対地静止衛星システムよりもかなり短いので、双方向テレビジョン・サービス、インターネット・サービス（例えば、電子メールやウェブ（Ｗｅｂ）サーフィン等）など、様々な双方向サービスを供給する助けとなる。しかし、これらは軌道が低いため、対地静止衛星の場合と同じ地理的領域に信号を配信するには、複数のＬＥＯ／ＭＥＯ衛星が必要である。

低軌道（ＬＥＯ）／中軌道（ＭＥＯ）衛星システムでは、全方向性アンテナを使用することができ、それにより、衛星を追従する必要のない単純で空間効率の低いリンクが供給される。全方向性システムは、リンク中の全方向性アンテナの利得が極度に低いため、非常に狭い帯域幅をもたらす。広帯域幅および空間分割多重を達成するには、高利得アンテナを使用し、衛星を追従しなければならない。従って、対地非静止衛星への広帯域幅の継続的データ・リンクを提供するには、２つの衛星を追従することが必要である。何故ならば、１つの衛星が地平線を越えるときに、別の衛星へのリンクが確立されており、リンクを引き継ぐように動作していなければならないからである。２つの衛星を追従することにより、衛星間にメーク・ビフォア・ブレーク（ＭＢＢ）スイッチを形成する。

衛星テレビジョン・システムという状況では、複数の対地非静止衛星（即ちＬＥＯおよびＭＥＯ衛星システム）が使用される場合、加入者のテレビジョン機器が複数の衛星を追従して衛星からの信号を受信することが必要である。従って、加入者のテレビジョン機器は、同時に動作する複数の受信機を備えている必要がある。更に、双方向テレビジョン・サービスに対応するには、加入者のテレビジョン機器が衛星への信号送信手段を備えていることも望ましい。従って、次世代テレビジョン衛星システムの場合、消費者のテレビジョン機器は、２つの衛星信号を受信することができ、且つ衛星にアップリンク（上り回線）信号を供給することができる地上局を有しなければならない。通常、地上局は、屋内（Ｉｎｄｏｏｒ：インドア）ユニットと屋外（Ｏｕｔｄｏｏｒ：アウトドア）ユニットで構成される。

次世代テレビジョン衛星システムで提案されている地上局は、民生用機器であるから、この民生用地上局のコストを最小限に抑えることが望ましい。民生用地上局の主要なコストの１つは、屋内ユニットから屋外ユニットへの接続である。このようなメーク・ビフォア・ブレーク・システムでは、２つの衛星信号を復調する必要がある。従来の低雑音ブロック（ＬＮＢ：Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ｂｌｏｃｋ）ダウンコンバータを使用する場合、このことは、単一のケーブル上で２つの広帯域信号（それぞれ〜１ＧＨｚまで）を搬送することを意味する。更に、アップリンク信号も同じ単一ケーブル上で搬送する必要がある。

２００１年１２月２１日に出願されたラマズワミィ（Ｒａｍａｓｗａｍｙ）氏外による「Ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ（双方向通信装置）」という名称の米国特許出願第１０／０２９，６４５号には、第１および第２の衛星テレビジョン信号を受信する衛星テレビジョン地上局の一例として、衛星テレビジョン地上局が開示されている。第１および第２の衛星テレビジョン信号は、衛星テレビジョン地上局の屋外ユニット中でダウンコンバート（ｄｏｗｎｃｏｖｅｒｔ：低い周波数に変換）され、衛星テレビジョン地上局の屋内ユニットに送られる。信号送信モジュールが、屋内ユニットから無線周波数（ＲＦ）信号を受け取り、このＲＦ信号をアップコンバート（ｕｐｃｏｎｖｅｒｔ：高い周波数に変換）して、選択信号に応答して選択的にアップコンバート済み信号を供給する。屋内ユニットからの基準周波数が、屋外ユニット中の基準発振信号発生器に供給される。基準発振信号発生器は、屋外ユニットの様々な構成要素に発振信号を供給する。しかし、この衛星テレビジョン地上局は、設計が初歩的なものにすぎず、本発明で解決される問題に対処するものではない。

従って、一例において、現在の衛星システムに関する前述のおよびその他の現在の短所および／または欠点を解決する、衛星システムが必要とされている。従って、更に、一例において、現在の地上ベースの衛星テレビジョン・システムにおける前述のおよびその他の短所および／または欠点を解決する、地上ベースの衛星テレビジョン・システムが必要とされている。

（発明の概要）
本発明は、地上ベースの衛星システムである。この地上ベースの衛星システムは、屋外ユニットと屋内ユニットを備えている。屋外ユニットと屋内ユニットは、ダウンリンク（下り回線）とアップリンク（上り回線）を提供する。

一形態として、本発明は、衛星テレビジョン地上システムのための屋外ユニットである。この屋外ユニットは、ダウンリンク回路およびアップリンク回路を備えている。ダウンリンク回路は、第１および第２の衛星から第１および第２の衛星テレビジョン信号を受け取り、第１および第２の衛星テレビジョン信号を処理し、処理した第１および第２の衛星テレビジョン信号を衛星テレビジョン地上システムの屋内ユニットに供給するように動作する。アップリンク回路は、屋内ユニットからアップリンク信号を受け取り、受け取ったアップリンク信号を処理し、ダウンリンク回路が第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定（ｓｉｇｎａｌ−ｌｏｃｋｅｄ：信号がロック）されているときに、処理したアップリンク信号を衛星伝送アンテナに供給するように動作する。

別の形態として、本発明は、衛星テレビジョン地上システムのための屋外ユニットである。この屋外ユニットは、第１および第２の衛星から第１および第２の衛星テレビジョン信号を受け取る手段と、第１および第２の衛星テレビジョン信号を処理する手段と、処理した第１および第２の衛星テレビジョン信号を衛星テレビジョン地上システムの屋内ユニットに供給する手段と、屋内ユニットからアップリンク信号を受け取る手段と、受け取ったアップリンク信号を処理する手段と、ダウンリンク回路が第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定されているときに、処理したアップリンク信号を衛星伝送アンテナに供給する手段とを備えている。

更に別の形態として、本発明は、衛星テレビジョン地上システムの屋外ユニット中で、テレビジョン放送衛星とのアップリンク通信を供給する方法である。この方法は、（ａ）第１および第２の衛星から第１および第２の衛星テレビジョン信号を受け取るステップと、（ｂ）第１および第２の衛星テレビジョン信号を処理するステップと、（ｃ）処理した第１および第２の衛星テレビジョン信号を衛星テレビジョン地上システムの屋内ユニットに供給するステップと、（ｄ）屋内ユニットからアップリンク信号を受け取るステップと、（ｅ）受け取ったアップリンク信号を処理するステップと、（ｆ）ダウンリンク回路が第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定されているときに、処理したアップリンク信号を衛星伝送アンテナに供給するステップとを含んでいる。

本発明によるシステムは、唯１つのアップリンクを供給する。何故ならば、このアップリンクを介してデータをバースト転送することができるからである。アップリンク電力増幅器が、信号を空全体に放射しないようにするために、アップリンクは、受信機が対象となるアップリンク衛星に固定されている場合にだけ行われる。また、本発明は、ダウンリンク部分とアップリンク部分に共通の発振器を利用する。アップリンク部分は、共通の発振器および入来のテレビジョン信号に基づいて、周波数安定化発振器を利用する。

本発明は、複数のダウンリンクの選択されたチャネルを、屋外ユニットへのアップリンク信号と周波数分割多重化することを可能にする。粗同調器は、屋内ユニットに搬送される広帯域信号の帯域幅を削減する。広帯域信号は、多くの周波数分割多重化（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）チャネルからなる。多重化を可能にする周波数変換は、アップリンク経路上の局部発振器ドリフト（変動）を相殺するようにして実行される。

本発明の実施例に関する後続の説明を添付の図面と共に参照すれば、本発明の様々な特徴および利点、並びにこれらを達成する方法がより明らかになり、本発明がよりよく理解されるであろう。

図面を通して、対応する参照符号は、対応する部分を示す。

図１を参照すると、全体を１０で示す、本発明をその中で利用することのできる例示的な衛星テレビジョン・システムが示してある。衛星テレビジョン・システム１０は、低軌道（ＬＥＯ）または中軌道（ＭＥＯ）のメーク・ビフォア・ブレーク（ＭＢＢ）タイプの衛星テレビジョン・システムであることが好ましい。ただし、衛星テレビジョン・システム１０は、複数の衛星が追従され（即ち、複数の衛星から信号が受信され）、１つまたは複数の信号が地上局から衛星のうちの少なくとも１つに送信される、任意の衛星テレビジョン・システムを表す。

衛星テレビジョン・システム１０は、第１のサブシステムまたは衛星システム１２と、第２のサブシステムまたは地上システム１５を使用する。衛星システム１２は、第１の衛星１３および第２の衛星１４を有する。第１および第２の衛星１３および１４はそれぞれ、ビデオおよび／または音声のデータまたは番組の複数チャネルからなるテレビジョン信号（即ち衛星テレビジョン信号）を送信し、地上ベースの送信機からデータ信号を受信するように動作する。各衛星から出ている複数の矢印は衛星テレビジョン信号を表し、データ信号は、衛星の方を指す矢印で表されている。衛星テレビジョン・システム１０は、３つ以上の衛星を含むことができ、またそうであることが好ましいことを理解されたい。ただし通常、任意の一時点では、２つの衛星だけが利用される。また、衛星１３および１４に対する「第１」および「第２」という呼称は任意である。

地上システム１５は、第１の衛星アンテナ１６および第２の衛星アンテナ１８を含んでいる。第１の衛星アンテナ１６は、ディッシュ・アンテナ２０およびフィード・ホーン２１を有する。通常、ディッシュ・アンテナ２０は、パラボラ型、変形パラボラ型、或いは衛星テレビジョン信号の焦点または集中を供給するその他の型である。或いは、ディッシュ・アンテナ２０は、非集中衛星テレビジョン信号を受信する形状になっている。フィード・ホーン２１は、ディッシュ・アンテナ２０の焦点に位置する。同様に、第２の衛星アンテナ１８も、ディッシュ・アンテナ２２およびフィード・ホーン２３を有する。ディッシュ・アンテナ２２も通常、パラボラ型、変形パラボラ型、或いは衛星テレビジョン信号の焦点または集中を供給するその他の型である。或いは、ディッシュ・アンテナ２２は、非集中衛星テレビジョン信号を受信する形状になっている。フィード・ホーン２３は、ディッシュ・アンテナ２２の焦点に位置する。第１の衛星アンテナ１６は、第１または第２の衛星１３または１４から衛星放送テレビジョン信号を受信し、第１または第２の衛星１３または１４にデータを送信するように動作する。第２の衛星アンテナ１８は、第１または第２の衛星１３または１４から衛星放送テレビジョン信号を受信するように動作する。

衛星アンテナ１６および１８に対する「第１」および「第２」という呼称は任意であることを理解されたい。また、第１および第２の衛星アンテナ１６および１８は、衛星放送テレビジョン信号を受信しデータを衛星１３および１４に送信することのできる、且つ／またはそのように動作する、その他の任意のデバイスとしてもよい。

地上システム１５は、屋外ユニット２４および屋内ユニット３０も含んでいる。屋外ユニット２４は、第１および第２のアンテナ１６および１８に関連および／または近接しており、屋内ユニット３０は、テレビジョンやセットトップ・ボックス（ＳＴＢ）などのテレビジョン信号受信機（図示せず）に関連および／または近接している。屋外ユニット２４と屋内ユニット３０は、単一の通信回線またはケーブル３２を介して相互に通信する。

屋外ユニット２４は、２つの衛星テレビジョン信号を受け取り、受け取った衛星テレビジョン信号をダウンコンバートおよび粗同調し、制御された衛星テレビジョン信号（ダウンリンク信号）を屋内ユニット３０に供給するように動作する。従って、屋外ユニット２４は、信号を区分化して屋内ユニット３０への帯域幅を最小限に抑える。更に、屋外ユニット２４は、屋内ユニット３０からアップリンク信号を受け取り、受け取ったアップリンク信号をアップコンバートし、アップコンバートしたアップリンク信号を送信に向けて供給するように動作する。本発明の一態様によれば、屋外ユニット２４は、ダウンリンクとアップリンクのために関連した発振器を利用する。具体的には、屋外ユニット２４は、ダウンリンクとアップリンクに単一の発振器を利用する。より具体的には、屋外ユニット２４は、ダウンリンクと、屋内ユニット３０から受け取ったアップリンクとに、単一の発振器を利用する。更に、屋外ユニット２４は、単一の無線周波数（ＲＦ）ケーブル３２を介して屋内ユニット３０への送信を行う。

屋内ユニット３０は、ダウンリンク信号を受け取り、ダウンリンク信号中の周波数変換誤差（ダウンリンク搬送波周波数オフセット）を測定し、アップリンク信号を適切に調整する（例えばその変調器中の予回転により受信機搬送波オフセットを除去する、または異なる合成比率でシステム基準をスケール化する）ように動作する。屋内ユニット３０は、周波数変換誤差を測定し、次いでこれらの周波数変換誤差を送信（アップリンク）に向けて反転する。また、屋内ユニット３０は、屋外ユニット２４のためのマスタ基準発振信号および制御信号を、単一のＲＦケーブル３２を介して屋外ユニット２４に供給する。また、屋内ユニット３０は、それ自体および屋外ユニット２４のための基準クロック信号または発振信号を生成／作成して供給するように動作する。このようにして、アップリンクとダウンリンクが、関連した発振器を利用する。

図２を参照すると、単一の無線周波数（ＲＦ）ケーブル３２を介して相互に通信する例示的な屋外ユニット２４と例示的な屋内ユニット３０とを単純化したブロック図が示してある。単一のＲＦケーブル３２は、標準的な衛星テレビジョン・ケーブル（例えばＲＧ−６同軸ケーブル）など、任意のタイプの衛星テレビジョン信号導線とする。通常、標準的なＲＧ−６同軸ケーブルは、２．０ＧＨｚ未満の周波数の伝送に適する。２つの衛星アンテナ１６および１８からの入力を、入力１および２で表す。入力１および２は、低雑音ブロック（ＬＮＢ）変換器３４に供給される。ＬＮＢ変換器３４は、入力１および２上に供給された衛星テレビジョン信号を別々にブロック・ダウンコンバートするように動作する。各衛星テレビジョン信号のダウンコンバートは、周波数固定発振器４０から供給される基準発振信号（特定周波数の発振信号）を利用するダウンコンバート技法により達成される。周波数固定発振器４０は、ケーブル３２を介して、制御信号、および／或いは基準発振器またはクロック信号を屋内ユニット３０から受信する。ＬＮＢ変換器３４は、第１のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号、および第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号を供給する。

屋外ユニット２４は、粗同調器（ｃｏａｒｓｅ ｔｕｎｅｒ）３６も備えている。別々のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号（即ち第１および第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号）毎の、ＬＮＢ変換器３４の別々の出力が、粗同調器３６に供給される。粗同調器３６は、ＬＮＢ変換器３４からの第１および第２のダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号を別々にブロック同調するように動作する。各ブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号の粗同調は、周波数固定発振器４０から供給される基準発振信号（特定周波数の発振信号）を利用する粗同調技法により達成される。別々の第１と第２の粗同調済み出力（ダウンリンク信号）は、単一のケーブル３２に結合されたダイプレクサ３８中で組合わされる。従ってダウンリンク信号は、ケーブル３２を介して屋内ユニット３０に供給される。ダウンリンク信号は、ダイプレクサ（ｄｉｐｌｅｘｅｒ）３８により周波数分割多重化された後で屋内ユニット３０に送られる。このようにして、屋内ユニット３０は２つのダウンリンク信号を受け取って、これらを更に処理する。

低雑音ブロック（ＬＮＢ）変換器３４は、入力１および２からの入来衛星テレビジョン信号（通常２０〜３０ＧＨｚ）を別々にダウンコンバートし別々に粗同調器３６に転送する際の周波数を、制御信号（屋内ユニット３０から来たもの）を介して選択するように動作する。具体的には、ＬＮＢ変換器３４は、２つの入来衛星テレビジョン信号を２つの５００ＭＨｚテレビジョン信号ブロックに変換するように動作する。粗同調器３６は、制御信号（屋内ユニット３０から来たもの）を介して、ＬＮＢ変換器３４の出力（即ち５００ＭＨｚのテレビジョン信号ブロック）を２つの粗同調済み衛星テレビジョン信号に粗同調するように動作する。ＬＮＢ変換器３４はまた、ダウンコンバートする入来信号の極性を選択するようにも動作する。粗同調器３６の出力は、ダイプレクサ／マルチプレクサ３８により、同軸ケーブル３２上で組合わされまたは多重化される。

屋外ユニット２４は、アップリンク回路／論理（ｌｏｇｉｃ）４２も備えている。アップリンク回路／論理４２は、ケーブル３２を介して屋内ユニット３０からアップリンク信号を受け取り、出力１を介して処理済みアップリンク信号を伝送アンテナ（アンテナ１６とアンテナ１８のどちらか）に供給するように動作する。アップリンク回路／論理４２は、周波数固定発振器（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｏｃｋｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）４０と通信する。従って、アップリンク回路／論理４２は、周波数固定発振器４０から供給される基準発振信号（特定周波数の発振信号）を受け取り、これを利用してアップリンク周波数を衛星への送信に適するようにアップコンバートする。

屋外ユニット２４の周波数固定発振器４０は、ケーブル３２に結合され、且つ／または通信し、それにより周波数固定発振器４０には、屋内ユニット３０からのマスタ基準信号（即ち特定周波数のマスタ発振信号）を供給する。周波数固定発振器４０は、屋内ユニット３０からマスタ・クロック信号、またはマスタ周波数発振／発振器／発振信号を受け取り、これを利用して、受け取ったアップリンク信号に対して適切なアップコンバートを実行するように動作する。ダウンリンク信号の周波数変換誤差を測定し、アップリンク信号中で反転する。具体的には、制御信号および／またはクロック信号を利用して、ダウンコンバートおよび／またはアップリンク送信を周波数安定化する。

屋内ユニット３０は、ケーブル３２に結合され、且つ／または通信する。ケーブル３２は、屋内ユニット３０の微同調器（ｆｉｎｅ ｔｕｎｅｒ）４４と通信する。微同調器４４は、入来信号を別々に微同調するように動作する。微同調器４４は、周波数中のどんなオフセットも補償されるように、マスタ発振器５２からクロックおよび／または制御信号を受け取る。微同調器４４は、信号処理回路／論理４６と通信する。信号処理回路／論理４６は、２つの入来信号を制御する。２つの入来信号は、処理回路／論理４６により、搬送波周波数オフセット測定信号に従って処理される。搬送波周波数オフセット測定信号は、復調器および搬送波周波数オフセット測定回路／論理４８により生成される。復調器および搬送波周波数オフセット測定回路／論理４８は、信号処理回路／論理４６の出力と通信し、信号処理回路／論理４６からのテレビジョン信号を別々に復調すると共に、２つのテレビジョン信号についての搬送波周波数オフセットを別々に決定するように動作する。

２つの復調済みテレビジョン信号は、データ出力（データ出力１およびデータ出力２）としてテレビジョン信号受信機（図示せず）に供給される。復調器および搬送波周波数オフセット測定回路／論理４８は、屋内ユニット３０の処理回路５０と通信する。各テレビジョン信号から得られた周波数誤差情報／データは、処理回路５０に供給される。処理回路５０は、周波数誤差情報／データを様々な目的に利用する。処理回路５０は、グラフィカル・ユーザー・インタフェース（ＧＵＩ）、リモート・コントロール、および／またはその他などのユーザー・インタフェース５８と通信し、その制御の下にある。具体的には、処理回路５０は、復調器および搬送波周波数オフセット測定回路／論理４８からの周波数誤差情報／データの結果として、周波数誤差信号を発生する。

処理回路５０は、周波数誤差信号を屋内ユニット３０の様々な構成要素に供給する。具体的には、処理回路５０は、アップリンク信号処理回路／論理５４および屋外ユニット制御モデム５６に周波数誤差信号を供給する。屋外ユニット２４との通信／屋外ユニット２４への通信のために、屋外ユニット制御モデムからの制御信号が、ケーブル３２（従って屋外ユニット２４）に生成される。また、アップリンク信号処理回路／論理５４は、屋内ユニット３０により生成されたアップリンク信号を受け取る。処理回路５０からの周波数誤差信号がアップリンク信号と組合わされ、相応に処理されて、周波数補償済みアップリンク信号が供給される。周波数補償済みアップリンク信号は、屋外ユニット制御モデム信号、およびマスタ発振器処理回路／論理５２からのマスタ発振器（クロック）信号と加算される。組合わされた信号は、通信ケーブル３２を介して屋外ユニット２４に供給される。

各図に示す実施例により、特に単一の同軸ケーブル３２により、２つのダウンリンクと１つのアップリンクがサポートされているが、単一の同軸ケーブル３２およびその他の実施例によりサポートすることのできるダウンリンクおよびアップリンクの数は、必要とされ使用される、リンクおよびケーブルの帯域幅、減衰対周波数、フィルタの複雑さにより決まることを理解されたい。

図３を参照すると、屋外ユニット２４の詳細な例示的実施例が示してある。本発明の一態様によれば、屋外ユニット２４は、屋内ユニット３０からマスタ発振信号または基準トーン信号（ｆ_{ｒｅｆｌｏ}）を受け取る。具体的には、周波数固定発振器４０が、屋内ユニット３０からマスタ発振信号を受け取り、マスタ発振信号を利用して、屋外ユニット２４のための発振器／クロック信号を生成および／または作成する。マスタ発振信号、基準発振信号、または基準トーンは、入来信号（屋外ユニット２４からの）の測定された周波数誤差データに従って屋内ユニット３０により生成される。より具体的には、周波数固定発振器４０の帯域通過（バンド・パス）フィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）７２が、マスタ発振信号を受け取り、この入来信号の望ましくない部分があれば濾波して除去する。次いで、発振信号は増幅器７４に供給される。増幅器７４からの中間発振信号が、アップリンク部分４２、粗同調器３６、および、周波数固定発振器４０のその他の構成要素に供給される。

増幅器７４からの中間発振信号は、アップリンク部分４２の第１の周波数アップコンバータ９９と、粗同調器３６の第１の周波数ダウンコンバータ１２９と、粗同調器３６の第２の周波数ダウンコンバータ１３９とに、直接供給される。第１の周波数アップコンバータ９９は、中間発振信号を利用して、所定の周波数の中間アップリンク信号を生成する。中間アップリンク信号は、ミクサー１０４中で、屋内ユニット３０からのアップリンク信号と、第１の周波数アップコンバータ９９により中間発振信号を利用して生成された周波数シンセサイザー信号（ｆ_３）とを乗算することにより形成される。中間アップリンク信号は更に、本明細書に述べるように処理される。粗同調器３６の第１の周波数ダウンコンバータ１２９は、バッファ７４からの中間発振信号７７を利用して、ＬＮＢブロック変換器３４からの第１のブロック変換済み衛星テレビジョン信号から、第１の中間粗同調済み信号を生成する。粗同調器３６の第２の周波数ダウンコンバータ１３９は、バッファ７４からの中間発振信号７７を利用して、ＬＮＢブロック変換器３４からの第２のブロック変換済み衛星テレビジョン信号から、第２の中間粗同調済み信号を生成する。第１および第２の中間粗同調済み信号は更に、本明細書に述べるように処理される。

周波数固定発振器４０は、バッファ７４からの中間発振信号７７を更に処理して、最終発振信号を生成する。最終発振信号は、ＬＮＢブロック変換器３４と、アップリンク部分４２のアップコンバータとに供給される。具体的には、バッファ７４からの中間発振信号７７は、位相ロック・ループ７５に供給される。より具体的には、中間発振信号７７は位相比較器７６に供給され、この出力はループ・フィルタ７８に供給される。ループ・フィルタ７８の出力は、電圧制御型誘電体共振発振器（ＶＣＤＲＯ：Ｖｏｌａｔｅｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）８０に供給される。電圧制御型誘電体共振発振器（ＶＣＤＲＯ８０）は、最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）を生成する。位相ロック・ループ（ＰＬＬ）７５は、最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）を利用して位相ロック・ループを実行する。具体的には、最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）は、１／４プリスケーラ８２への入力として供給される。１／４プリスケーラ８２の出力は、１／ｐ分周器８４への入力として供給される。１／ｐ分周器８４の出力は、位相比較器７６への入力として供給される。位相比較器７６は、プリスケール化および分周された最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）の位相を、バッファ７４からの中間発振信号７７の位相と比較するように動作する。受け取った制御データに従って、位相ロック・ループ７５を相応に調整する。

また、屋外ユニット２４は、同軸ケーブル３２を介して屋内ユニットから制御データ／制御データ信号も受け取る。制御データは、屋外ユニット２４の制御データ処理回路／論理７０が受け取る。制御データ処理回路／論理７０は、入来制御データを処理し、制御データを屋外ユニット２４の適切な構成要素に供給する（例えば、バラクタ制御電圧、無線周波数（ＲＦ）帯域交換制御、シンセサイザー制御など）。具体的には、制御データは、屋外ユニット２４の様々なシンセサイザー、バラクタ、およびその他の構成要素に適宜供給される。ＬＮＢ変換器３４、粗同調器３６、アップリンク部分４２は、制御データと、周波数固定発振器４０からのマスタ発振信号とを利用する。単一の発振信号が、屋外ユニット２４の様々な部分またはセクションによりその各機能のために利用され、制御データが、屋外ユニット２４の様々な部分またはセクションにより利用される。具体的には、制御データは、屋外ユニット２４の様々な構成要素および／または部分の、機能および／または動作を制御する。

最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）は、アップリンク部分４２のアップリンク変換器９０に供給される。アップリンク変換器９０は、最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）を利用して、伝送アンテナ（ディッシュ・アンテナ）１６／１８を介して衛星に送信される最終アップリンク信号を作成／生成するように動作する。具体的には、最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）は、入力周波数のｎ倍の周波数の信号ｎ・ｆ_{ｒｅｆｈｉ}を生成する周波数逓倍器９２に供給される。周波数逓倍器９２の乗数ｎは通常は固定であり、通常２ＧＨｚ未満の周波数を中心とする中間アップリンク信号を衛星アップリンク周波数帯域にするように選択される。周波数逓倍器９２からの周波数逓倍器信号は、第１の周波数アップコンバータ９９からの、周波数可変帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１０６により処理された後の中間アップリンク信号と合成される。帯域通過フィルタ１０６は、制御データに応答して同調可能である。次いで、濾波された中間アップリンク信号は、ミクサー９４中で周波数逓倍器信号と合成され、バッファ９６中でバッファされ、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）９８に出力される。帯域通過フィルタの出力（最終アップリンク信号）は、送信機電力増幅器１０８に供給された後、アンテナ１６／１８を介して送信される。アップリンクとダウンリンクの全ての周波数変換に共通の基準周波数が使用されるので、ダウンリンク受信機からの測定されたオフセットに基づいて送信周波数オフセットを計算することが可能である。このようにして、最終アップリンク信号は、送信に向けて周波数変換誤差が訂正される（入来信号に対して）。

最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）は、低雑音ブロック（ＬＮＢ）変換器３４にも供給される。具体的には、最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）は、ＬＮＢ変換器３４の第１のＬＮＢブロック変換器１０９と、ＬＮＢ変換器３４の第２のＬＮＢブロック変換器１１９とに供給される。第１と第２のＬＮＢブロック変換器１０９と１１９の両方で、最終発振信号（ｆ_{ｒｅｆｈｉ}）は、それぞれのアンテナ１６および１８が受信した第１および第２の入来衛星テレビジョン信号と混合または乗算される。第１および第２のＬＮＢブロック変換器１０９および１１９の出力は、粗同調器３６の入力に供給される。

第１のＬＮＢブロック変換器１０９は、周波数逓倍器１１０、増幅器１１２、ミクサーまたはコンバイナ１１４、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１１６、出力増幅器１１８を備えている。入力増幅器１１２は、アンテナ／ディッシュ・アンテナ１６と通信する。ミクサー１１４は、入力増幅器１１２および周波数逓倍器１１０と通信する。ミクサー１１４は低域通過フィルタ１１６と通信し、低域通過フィルタ１１６は出力増幅器１１８と通信する。ディッシュ・アンテナ／アンテナ１６からの第１の衛星テレビジョン信号は、入力増幅器１１２に供給される。ミクサー１１４は、第１の衛星テレビジョン信号を周波数逓倍器１１０の出力と乗算する。周波数逓倍器は、ｆ_{ｒｅｆｈｉ}をｍで逓倍して、選択された周波数を生み出すが、この周波数が第１の衛星信号の周波数と混合または乗算されると、次の処理に有用な別の周波数の複合衛星テレビジョン信号がもたらされる。複合衛星テレビジョン信号は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１１６に入力され、第１のダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号が得られる。第１のダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号は、出力増幅器１１８に入力され、これは粗同調器３６の第１の入力に入力される。

第２のＬＮＢブロック変換器１１９は、周波数逓倍器１２０、増幅器１２２、ミクサーまたはコンバイナ１２４、低域通過フィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１２６、出力増幅器１２８を備えている。入力増幅器１２２は、アンテナ／ディッシュ・アンテナ１８と通信する。ミクサー１２４は、入力増幅器１２２および周波数逓倍器１２０と通信する。ミクサー１２４は低域通過フィルタ１２６と通信し、低域通過フィルタ１２６は出力増幅器１２８と通信する。ディッシュ・アンテナ／アンテナ１８からの第２の衛星テレビジョン信号は、入力増幅器１２２に供給される。ミクサー１２４は、第２の衛星テレビジョン信号を、周波数逓倍器１２０からの周波数逓倍器信号ｘｍと混合または組合わせる。周波数逓倍器は、ｆ_{ｒｅｆｈｉ}をｍで逓倍して、選択された周波数を生み出すが、この周波数が第２の衛星信号の周波数と混合または乗算されると、次の処理に有用な別の周波数の複合衛星テレビジョン信号がもたらされる。複合衛星テレビジョン信号は低域通過フィルタ１２６に入力され、第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号が得られる。第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号は、出力増幅器１２８に入力され、これは粗同調器３６の第２の入力に入力される。

第１のブロック・ダウンコンバート済み信号は、粗同調器３６の第１の周波数ダウンコンバータ１２９に入力される。第２のブロック・ダウンコンバート済み信号は、粗同調器３６の第２の周波数ダウンコンバータ１３９に入力される。第１の周波数ダウンコンバータ１２９は、第１のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号を粗同調するように働き、第２の周波数ダウンコンバータ１３９は、第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号を粗同調するように動作する。第１と第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号は、ケーブル３２を介して送信されるように、アナログ加算器３８中で組合わされる。第１および第２の周波数ダウンコンバータ１２９および１３９は、屋内ユニットからの制御データと、第１の周波数アップコンバータ９９からの中間発振信号とを受け取って利用する。具体的には、第１および第２の周波数ダウンコンバータ１２９および１３９は、制御データを利用して混合または組合わせ信号の周波数を調整し、中間発振信号を使用して混合信号または組合わせ信号を合成する。

第１の周波数ダウンコンバータ１２９は、ＬＮＢブロック・ダウンコンバータ３４の第１の出力と通信する周波数可変帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１３０と、周波数可変帯域通過フィルタ１３０の出力と通信する第１の入力を有すると共に信号シンセサイザー１３２の出力と通信する第２の入力を有するミクサーまたはコンバイナ１３４と、ミクサー１３４の出力と通信する入力を有する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１３６と、帯域通過フィルタ１３６の出力と通信する入力を有すると共にアナログ加算器３８と通信する出力を有する増幅器１３８とを備えている。

周波数可変帯域通過フィルタ１３０は、制御データを受け取り、それに従って、入力された第１のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号の濾波を供給するように動作する。信号シンセサイザー１３２は、増幅器７４から中間発振信号を受け取り、合成信号ｆ_１を合成して、ミクサー１３４を介して第１のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号と混合または組合わせるように動作する。コンバイナ１３４からの結果的な信号は、帯域通過フィルタ１３６に入力され、望ましくない雑音／信号があれば濾波されて除去される。帯域通過フィルタ１３６の出力は、増幅器１３８に入力される。従って、第１の粗同調済み衛星テレビジョン信号は、ケーブル３２を介して屋内ユニット３０に供給される。

第２の周波数ダウンコンバータ１３９は、ＬＮＢブロック・ダウンコンバータ３４の第２の出力と通信する周波数可変帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１４０と、周波数可変帯域通過フィルタ１４０の出力と通信する第１の入力を有すると共に信号シンセサイザー１４２の出力と通信する第２の入力を有するミクサーまたはコンバイナ１４４と、ミクサー１４４の出力と通信する入力を有する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１４６と、帯域通過フィルタ１４６の出力と通信する入力を有すると共にアナログ加算器または送受切換え器３８と通信する出力を有する増幅器１４８とを備えている。

周波数可変帯域通過フィルタ１４０は、制御データを受け取り、それに従って、入力された第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号の濾波を供給するように動作する。信号シンセサイザー１４２は、増幅器７４から中間発振信号を受け取り、合成信号ｆ_２を合成して、ミクサー１４４を介して第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号と混合または組合わせるように動作する。コンバイナ１４４からの結果的な信号は、帯域通過フィルタ１４６に入力され、望ましくない雑音／信号があれば濾波されて除去される。帯域通過フィルタ１４６の出力は、増幅器１４８に入力される。従って、第２の粗同調済み衛星テレビジョン信号は、ケーブル３２を介して屋内ユニット３０に供給される。

ＬＮＢブロック・ダウンコンバータ３４からの第１と第２のブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号は同じ周波数なので、それぞれの周波数シンセサイザー１３２と１４２からの合成信号ｆ_１とｆ_２の周波数は、相互にオフセットである。このオフセットにより、ケーブル３２上で屋内ユニット３０に送信するための、周波数または周波数帯域の異なる第１と第２の粗同調済み衛星テレビジョン信号がもたらされる。

次に図４を参照すると、アップリンク部分４２のアップリンク変換器９０の別の実施例が示してあり、これを９０′で一般に示す。この別のアップリンク変換器９０′は、図３のアップリンク変換器９０の代わりに使用する。本質的に、この変換器は、２つのステップでアップリンク信号をアップリンク衛星帯域に変える。アップリンク変換器９０′はミクサーまたは乗算器１５２を有し、このミクサーまたは乗算器１５２は、周波数可変帯域通過フィルタ１０６からの中間アップリンク信号をライン１６８上で受け取る第１の入力と、周波数逓倍器１５０からの信号を受け取る第２の入力とを有する。周波数逓倍器１５０は、ライン１６６上で位相ロック・ループ７５から最終発振信号ｆ_{ｒｅｆｈｉ}を受け取って、この最終発振信号ｆ_{ｒｅｆｈｉ}をｌ（エル）で逓倍するように動作する。アイテム１５０についての乗数ｌ（エル）と、後述するアイテム１５８についての乗数ｋの選択は、高周波数またはマイクロ波回路設計に関する通常の設計技法に従って行う。因数ｌ(エル)、ｋ、ｎは全て整数であり、ｎはｌ（エル）とｋの積に等しい（ｎ＝ｌ（エル）×ｋ）。ミクサー１５２からの結果的な信号は、増幅器１５４に供給される。増幅器１５４の出力は、帯域通過フィルタ１５６に供給される。帯域通過フィルタ１５６の出力は、ミクサーまたはコンバイナ１６０の一方の入力に供給される。ミクサー１６０の他方の入力は、周波数逓倍器１５８からの周波数逓倍済み発振信号を受け取る。周波数逓倍器１５８は、ライン１６６上で位相ロック・ループ７５から最終発振信号ｆ_{ｒｅｆｈｉ}を受け取って、この最終発振信号をｋで逓倍するように動作する。ミクサー１６０からの結果的な信号は、増幅器１６２に供給される。増幅器１６２の出力は、帯域通過フィルタ１６４に供給される。帯域通過フィルタの出力は、増幅器１０８により増幅された後でアンテナ１６／１８により送信されるアップリンク信号である。標準的な周波数逓倍器設計技法に従えば、ｎおよびｎ／２は整数でなければならない。この別のアップリンク変換器９０′は、アップリンク中の帯域通過フィルタのフィルタ設計、並びに周波数逓倍器を単純化する。

次に図５を参照すると、屋内ユニット３０の詳細な例示的実施例が示されている。微同調器４４は、ケーブル３２を介して屋外ユニット２４から第１および第２の粗同調済み衛星テレビジョン信号を受け取るように動作する。微同調器４４は、第１の微同調器部分１７０および第２の微同調器部分１８２を備えている。第１の微同調器部分１７０は、第１の粗同調済み衛星テレビジョン信号を特定のチャネルに微同調するように動作する。第２の微同調器部分１８２は、第２の粗同調済み衛星テレビジョン信号を特定のチャネルに微同調するように動作する。第１と第２の微同調器部分１７０と１８２により同調される特定のチャネルは、同じチャネルでもよく、異なるチャネルでもよい。第１および第２の微同調器部分１７０および１８２は、更に制御データも受け取って利用するように動作する。

具体的には、第１の微同調器１７０は、ケーブル３２と通信する入力を有する周波数可変帯域通過フィルタ１７２を備えている。周波数可変帯域通過フィルタ１７２は、第１の粗同調済み衛星テレビジョン信号を受け取るように動作する。第１の微同調器１７０はミクサーまたはコンバイナ１７４も備え、このミクサーまたはコンバイナ１７４は、周波数可変帯域通過フィルタ１７２からの信号を受け取る第１の入力と、信号シンセサイザー１７６からの第１の合成信号ｆ_ｆ１を受け取る第２の入力とを有する。信号シンセサイザー１７６は、マスタ水晶発振器からのマスタ発振信号を利用して、第１の合成信号ｆ_ｆ１を生成する。ミクサー１７４の出力（結果的なまたは組合わされた信号）は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１７８に入力される。低域通過フィルタ１７８の出力は、増幅器１８０に入力される。増幅器１８０の出力は、第１の微同調済み衛星テレビジョン信号である。

第２の微同調器１８２は、ケーブル３２と通信する入力を有する周波数可変帯域通過フィルタ１８４を備えている。周波数可変帯域通過フィルタ１８４は、第２の粗同調済み衛星テレビジョン信号を受け取るように動作する。第２の微同調器１８２はミクサーまたはコンバイナ１８６も備え、このミクサーまたはコンバイナ１８６は、周波数可変帯域通過フィルタ１８４からの信号を受け取る第１の入力と、信号シンセサイザー１８８からの第２の合成信号ｆ_ｆ２を受け取る第２の入力とを有する。信号シンセサイザー１８８は、マスタ水晶発振器からのマスタ発振信号を利用して、第２の合成信号ｆ_ｆ２を生成する。ミクサー１８６の出力（結果的なまたは組合わされた信号）は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１９０に入力される。低域通過フィルタ１９０の出力は、増幅器１９２に入力される。増幅器１９２の出力は、第２の微同調済み衛星テレビジョン信号である。

微同調器４４の出力は、復調器および搬送波周波数オフセット測定回路／論理４８、具体的には処理部分４６に入力される。具体的には、第１の微同調済み衛星テレビジョン信号は、第１の復調器および搬送波周波数オフセット測定部分２００により受け取られ、第２の微同調済み衛星テレビジョン信号は、第２の復調器および搬送波周波数オフセット測定部分２１０により受け取られる。第１および第２の復調器および搬送波周波数オフセット測定部分２００および２１０は、入力された衛星テレビジョン信号を復調して、復調済みデータをデータ出力１およびデータ出力２として供給するように動作する。次いで、復調済みデータは、テレビジョンなどのテレビジョン信号受信機（図示せず）により利用される。搬送波周波数オフセットが、それぞれの復調器および搬送波周波数オフセット測定部分２００および２１０により測定される。

具体的には、第１の復調器および搬送波周波数オフセット測定部分２００は、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）２０２を有し、このアナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）２０２は、微同調器４４の第１の微同調器部分１７０と通信して、第１の微同調済み衛星テレビジョン信号を受け取る。Ａ／Ｄ変換器２０２の出力（ディジタル・テレビジョン信号）は、ミクサーまたは乗算器２０４の一方の入力に入力される。ミクサー２０４の他方の入力は、ＣＴＬ／ＮＣＯ回路／論理２０８からの数値制御発振器（ＮＣＯ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）信号を受け取る。ミクサー２０４の出力は復調器２０６に入力され、復調器２０６の出力はデータ出力１として出力される。データ出力１は、第１の復調済みディジタル・テレビジョン信号である。復調器２０６はまた、第１の衛星信号の搬送波の位相誤差に関する搬送波信号（位相誤差信号）をＣＴＬ／ＮＣＯ回路／論理２０８に供給するようにも動作する。ＣＴＬ／ＮＣＯ２０８は数値制御発振信号を供給するように働き、この数値制御発振信号は、ミクサー２０４中で、Ａ／Ｄ変換器２０２からのディジタル・テレビジョン信号と組合わされる。ＣＴＬ／ＮＣＯ２０８は更に、第１の衛星信号に関する周波数誤差データ（即ち測定周波数誤差）を処理回路５０に供給するようにも動作する。

第２の復調器および搬送波周波数オフセット測定部分２１０は、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）２１２を有し、このアナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）２１２は、微同調器４４の第２の微同調器部分１８２と通信して、第２の微同調済み衛星テレビジョン信号を受け取る。Ａ／Ｄ変換器２１２の出力（ディジタル・テレビジョン信号）は、ミクサーまたは乗算器２１４の一方の入力に入力される。ミクサー２１４の他方の入力は、ＣＴＬ／ＮＣＯ回路／論理２１８からの数値制御発振器（ＮＣＯ）信号を受け取る。ミクサー２１４の出力は復調器２１６に入力され、復調器２１６の出力はデータ出力２として出力される。データ出力２は、第２の復調済みディジタル・テレビジョン信号である。復調器２１６はまた、第２の衛星信号の搬送波の位相誤差に関する搬送波信号（位相誤差信号）をＣＴＬ／ＮＣＯ回路／論理２１８に供給するようにも動作する。ＣＴＬ／ＮＣＯ２１８は数値制御発振信号を供給するように働き、この数値制御発振信号は、ミクサー２１４中で、Ａ／Ｄ変換器２１２からのディジタル・テレビジョン信号と組合わされる。ＣＴＬ／ＮＣＯ２１８は更に、第２の衛星信号に関する周波数誤差データ（即ち測定周波数誤差）を処理回路５０に供給するようにも動作する。

処理回路５０は、周波数誤差信号、データ、または情報を利用して、周波数補償信号を数値制御発振器（ＮＣＯ）アップリンク部分２２４に供給する。ＮＣＯアップリンク部分２２４は、周波数補償済み発振信号を生成して、ミクサーまたは乗算器２２２の第１の入力に供給するように動作する。ミクサー２２２の第２の入力は、屋内ユニット３０により生成された変調済みアップリンク・ベースバンド信号を受け取る。この信号は一般に、ユーザー・インタフェース５８および処理回路５０を介したユーザー入力に応答して生成される。結果的な信号は、ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）２２６に入力される。

ＤＡＣ２２６からのディジタル・アップリンク信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２２８に入力される。低域通過フィルタ２２８は、ｘ／ｓｉｎ（ｘ）に従って濾波を供給する。濾波済みディジタル・アップリンク信号は、ミクサー２３０中で、周波数シンセサイザー２３２により生成された合成信号ｆ_ｆ３と混合または組合わされる。周波数シンセサイザー２３２は、マスタ水晶発振器５２からのマスタ発振信号を利用して、特定周波数の結果的なアップリンク信号（アップコンバート済みアップリンク信号）を生成する。アップコンバート済みアップリンク信号は、周波数可変帯域通過フィルタ２３４の入力に供給される。帯域通過フィルタ２３４の出力は、アナログ加算器２３６に供給される。このようにして、アップリンク信号が屋内ユニット３０により生成および制御され、衛星への送信に向けて屋外ユニット２４に送られる。

図６を参照すると、屋内ユニット３０中で使用される別の搬送波トラッキング・ループ（ＣＴＬ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｌｏｏｐ）の例示的な実施例が示してある。具体的には、図６には、例示的な２次搬送波トラッキング・ループが示してあり、屋内ユニット３０中で各ＣＴＬ／ＮＣＯ２０８および２１８に使用することのできるループ・フィルタを２４０で一般に示してある。具体的には、ＣＴＬ２４０は、位相誤差検出信号を受け取るための第１および第２の回路／論理２４２および２４４である部分ＫｐおよびＫｉを有する。Ｋｉ２４４の出力は、積分器回路／論理（ｌｏｇｉｃ）２４６に供給され、この積分器回路／論理２４６の出力は、測定された周波数誤差として、またアナログ加算器２４８への入力として供給される。Ｋｐ２４２の出力は、アナログ加算器２４８への別の入力として供給される。アナログ加算器２４８からの結果的な信号は、数値制御発振器（ＮＣＯ）信号である。

処理回路５０はまた、屋内ユニット３０のチューナ（図示せず）を制御するためにチューナに供給されるデータ信号も生成する。処理回路５０はまた、屋外ユニット制御モデム５６へのデータ信号も生成して供給し、これらのデータ信号は、アナログ加算器２３８中で、マスタ水晶発振器５２からのマスタ発振信号と加算される。この結果的な信号は、次いでアナログ加算器２３６中で、周波数可変帯域通過フィルタ２３４からのアップリンク信号と加算される。結果的な信号は、ケーブル３２を介して屋外ユニット２４に供給される。

図７を参照すると、２４′で一般に示す、屋外ユニットの例示的な別の実施例が示してある。屋外ユニット２４の例示的な実施例は固定誘電体共振発振器を利用するが（即ち屋外ユニット２４の発振器は、マスタ発振信号に固定される／マスタ発振信号により特定周波数の信号に固定される）、屋外ユニット２４′は、非固定誘電体発振器を利用する。その他のタイプの固定および非固定発振器を使用してもよいことを理解されたい。屋外ユニット２４′は、衛星テレビジョン信号受信ディッシュ・アンテナ１６′と、ＬＮＢブロック変換器３４′および粗同調器３６′を含めた入来テレビジョン信号処理と、アップリンク部分４２′と、信号送信ディッシュ・アンテナ１８′を有する。屋外ユニット２４′は、制御データ処理回路／論理７０′を備え、この制御データ処理回路／論理７０′は、屋内ユニット（図７には示さず）により生成されて送られた制御データ／情報／信号を、ケーブル３２′を介して受け取るように動作する。制御データ処理回路／論理７０′は更に、フィルタ同調、バラクタ制御電圧、ＲＦ帯域切換え制御、シンセサイザー・パラメータ／制御、送信電力制御、極性選択など、適切な制御データを屋外ユニット２４′の様々な構成要素に供給するように動作する。

受信ディッシュ・アンテナ１６′は、衛星放送テレビジョン信号（通常はディジタル衛星テレビジョン信号）を受信して、受信した衛星放送テレビジョン信号をＬＮＢブロック変換器３４′に供給するように動作する。具体的には、受信ディッシュ・アンテナ１６′は、ＬＮＢブロック変換器３４′の増幅器２５２と通信する。増幅器２５２は、増幅した衛星テレビジョン信号を、ミクサーまたはコンバイナ２５４の一方の入力に供給する。ミクサー２５４の他方の入力は、非固定誘電体共振発振器（ＤＲＯ）２５６からの発振器またはクロック信号ｆ_ｄｒｏ（特定周波数の信号）を受け取る。他の全てのミクサーまたは乗算器の場合と同様に、周波数の異なる２つの入力信号から、入力周波数の和および差を中心としたｎ個の出力信号が得られる。ダウンコンバートの場合は、出力信号は、低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタにより選択された、より低い周波数の出力信号である。アップコンバートの場合は、出力信号は、高域通過フィルタまたは帯域通過フィルタにより選択された、より高い周波数の出力信号である。この場合では、ミクサー２５４からの結果的な信号は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２５８の入力に供給される。低域通過フィルタ２５８の出力は、増幅器２６０の入力に供給される。

増幅器２６０からのブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号は、ブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号の粗同調（周波数範囲同調）のために粗同調器３６′に供給され、具体的には、単一の粗同調器部分２６２に供給される。より具体的には、ブロック・ダウンコンバート済み衛星テレビジョン信号は、粗同調器部分２６２の、周波数可変帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２６４に供給される。周波数可変帯域通過フィルタは、制御データ処理回路／論理７０′から制御データを受け取る。制御データは、全ての周波数可変帯域通過フィルタの場合と同様に、フィルタ応答（周波数応答）を設定する。周波数可変帯域通過フィルタ２６４の出力は、ミクサーまたはコンバイナ２６６の一方の入力に供給される。ミクサー２６６の他方の入力は、信号または発振器シンセサイザー２６８からのシンセサイザー信号（ｆ_{ｒｅｆｌｏ}＊ｓｃ_ｎ）を受け取る。信号シンセサイザー２６８は、増幅器７４′からの基準トーンまたはマスタ発振信号ｆ_{ｒｅｆｌｏ}を受け取る入力を有し、このマスタ発振信号ｆ_{ｒｅｆｌｏ}を処理して、特定周波数のシンセサイザー信号（ｆ_{ｒｅｆｌｏ}＊ｓｃ_ｎ）を得る。この周波数は、衛星テレビジョン信号の粗同調を可能にする。ミクサー２６６の出力は、帯域通過フィルタ２７０の入力に供給される。帯域通過フィルタ２７０は、選択された特定の帯域の周波数を通過させる応答を有する（粗同調）。帯域通過フィルタ２７０の出力は増幅器２７２に供給され、次いで増幅器２７２は、ケーブル３２を介して屋内ユニットに送られるように、増幅した粗同調済み衛星テレビジョン信号を供給する。

屋外ユニット２４′のアップリンク部分４２′は、ケーブル３２を介して屋内ユニットからアップリンク信号を受け取り、周波数変換誤差の訂正を含めて相応にアップリンク信号を処理し、アップリンク信号を衛星への送信に向けてディッシュ・アンテナ１８に供給するように動作する。アップリンク部分４２′の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２７６が、アップリンク信号を受け取り、アップリンク信号を相応に濾波する。帯域通過フィルタ２７６の出力は、ミクサーまたはコンバイナ２７８の一方の入力に供給される。ミクサー２７８の他方の入力は、信号シンセサイザー２７４からの合成信号（ｆ_{ｒｅｆｌｏ}＊ｓｃ_ｎ）を受け取る。信号シンセサイザー２７４は、増幅器７４′からのマスタまたは基準発振信号ｆ_{ｒｅｆｌｏ}から、特定周波数の合成信号を供給する。信号（ｆ_{ｒｅｆｌｏ}＊ｓｃ_ｎ）の周波数は、ミクサー２７８中で、アップリンク信号をより高い周波数にアップコンバートする。ミクサー２７８の出力は、周波数可変帯域通過フィルタ２８０（適切な制御信号を受け取る）に供給され、周波数可変帯域通過フィルタ２８０は、適切なより高い周波数のアップリンク信号を、ミクサーまたはコンバイナ２８２の一方の入力に通過させる。ミクサー２８２の他方の入力は、誘電体共振発振器２５６からの発振信号ｆ_ｄｒｏを受け取る。この場合もまた、信号ｆ_ｄｒｏの周波数は、入力アップリンク信号と合成されると、より高い周波数のアップリンク信号を生み出す。これは、ミクサー２８２の出力を増幅器２８４および帯域通過フィルタ２８６を介して供給することにより得られる。帯域通過フィルタ２８６の出力は、送信機電力増幅器２８８に供給される。増幅された最終アップリンク信号は、送信アンテナ１８′に供給される。

本主題の衛星テレビジョン信号地上システムは単一のアップリンクを供給することを理解されたい。従って、データ・リンクを介してアップリンク・データ（アップリンク信号）をバースト転送する。本発明の一態様によれば、アップリンクの様々な合成信号およびその他のパラメータ／制約は入来信号搬送波オフセット測定に依存するので、アップリンクは、入来信号の受信に依存する。従って、アップリンクは、入来信号がダウンリンクにより受信されたときにだけ送信する。更に、発振器の１つまたは複数が入来信号に固定されていない場合は、送信機を非作動化することができ、また非作動化すべきである。また、送信機は、データ出力１とデータ出力２のどちらかによりコードまたは特定のメッセージが受け取られない限り非作動化されるように構成することもできる。このようにして、送信機は、衛星が信号を受信できる状態にないときには送信を行わない。入来信号が受信されていず固定されていない場合は、対象アップリンク衛星がそこにないこと（ダウンリンク衛星に対応して）、および送信機を非作動化すべきであることが考えられる。

本発明の一態様によれば、本発明が首尾よく機能するための鍵は、アップリンクとダウンリンクのために関連した発振器を利用することである。これは、屋内ユニット３０と屋外ユニット２４の両方の全ての態様で利用されるマスタ発振器において、明示または具体化する。ダウンリンク中の搬送波周波数オフセットが、好ましくは屋内ユニット３０のディジタル復調器の搬送波トラッキング・ループ部分で測定される。より具体的には、搬送波オフセット測定値は、復調器中の搬送波トラッキング・ループ中にあるループ・フィルタの積分器から取ることが好ましい。アップリンクが異なる周波数上にある場合は、システム基準（マスタ）発振器の測定済みオフセットを、異なる合成比率でスケール化する。全ての局部発振器が共に固定されているとすると、以下の関係を生み出すことができる。
（ａ）ｍ・ｆ_{ｒｅｆｈｉ}＝４・ｐ・ｍ・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} ダウンリンク１帯域変換周波数
（ｂ）ｍ・ｆ_{ｒｅｆｈｉ}＝４・ｐ・ｍ・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} ダウンリンク２帯域変換周波数
（ｃ）ｎ・ｆ_{ｒｅｆｈｉ}＝４・ｐ・ｎ・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} アップリンク帯域変換周波数
（ｄ）ｆ_１＝ａ_１／ｂ_１・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} ダウンリンク１粗変換周波数
（ｅ）ｆ_２＝ａ_２／ｂ_２・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} ダウンリンク２粗変換周波数
（ｆ）ｆ_３＝ａ_３／ｂ_３・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} アップリンク粗変換周波数
（ｇ）ｆ_ｆ１＝ａ_ｆ１／ｂ_ｆ１・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} ダウンリンク１微変換周波数
（ｈ）ｆ_ｆ２＝ａ_ｆ２／ｂ_ｆ２・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} ダウンリンク２微変換周波数
（ｉ）ｆ_ｆ３＝ａ_ｆ３／ｂ_ｆ３・ｆ_{ｒｅｆｌｏ} アップリンク微変換周波数

ダウンリンク１について測定された周波数誤差は、和（４・ｐ・ｍ＋ａ_１／ｂ_１＋ａ_ｆ１／ｂ_ｆ１）でスケール化される。同様に、ダウンリンク２について測定された周波数誤差は、和（４・ｐ・ｍ＋ａ_２／ｂ_２＋ａ_ｆ２／ｂ_ｆ２）でスケール化される。アップリンク周波数誤差は、和（４・ｐ・ｎ＋ａ_３／ｂ_３＋ａ_ｆ３／ｂ_ｆ３）でスケール化される。比率（４・ｐ・ｎ＋ａ_３／ｂ_３＋ａ_ｆ３／ｂ_ｆ３）／（４・ｐ・ｍ＋ａ_１／ｂ_１＋ａ_ｆ１／ｂ_ｆ１）に、ダウンリンク１搬送波トラッキング・ループ中で測定された周波数オフセットを掛けた積は、アップリンクＮＣＯ（数値制御発振器）を駆動するのに使用された場合、アップリンク変換連鎖中の周波数オフセットを補償することになる。同様に、比率（４・ｐ・ｎ＋ａ_３／ｂ_３＋ａ_ｆ３／ｂ_ｆ３）／（４・ｐ・ｍ＋ａ_２／ｂ_２＋ａ_ｆ２／ｂ_ｆ２）に、ダウンリンク２搬送波トラッキング・ループ中で測定された周波数オフセットを掛けた積は、アップリンクＮＣＯ（数値制御発振器）を駆動するのに使用された場合、アップリンク変換連鎖中の周波数オフセットを補償することになる。

システム中に複数の周波数基準がある場合は、複数のＲＦチャネルを調べることにより（チャネルが正確に関係付けられていると仮定して）、或いは粗同調と微同調の種々の組合せでチャネルを同調してから未知の周波数について解決することにより、基準オフセットを計算することもできる。ただし、これらの測定を行うのは実際的でない場合がある。本発明で提示したように全ての発振器を固定することが、最も理想的である。搬送波オフセット測定値は、復調器中の搬送波トラッキング・ループ中にあるループ・フィルタの積分器から取ることが好ましい。誘電体共振発振器が開ループを駆動した場合、誤差のどの部分が誘電体共振発振器（ＤＲＯ）からきたものか、またどの部分が低周波数基準（マスタ発振器）からきたものかを決定するために、２つの式を解くことが必要になる。ＤＲＯが固定されている（と仮定する）ので、２つの固有チャネルを調べて、可解な連立方程式を得ることが必要になる。

例として、以下のように仮定する。
（ａ）ｆ_ｄｒｏ ＤＲＯ周波数
（ｂ）ｆ_{ｒｅｆｌｏ} 粗シンセサイザーと微シンセサイザーのための低周波数基準
（ｃ）ｆ_{ＮＣＯｕｐ} アップリンクＮＣＯ周波数
（ｄ）ｆ_Ｃ１ チャネル１周波数
（ｅ）ｆ_Ｃ２ チャネル２周波数
（ｆ）ｆ_ｕｐ アップリンク・チャネル周波数
（ｇ）δ ＤＲＯ周波数偏差
（ｈ）ε 低周波数基準周波数偏差
（ｉ）ｓｃ_１ チャネル１についての粗合成比率
（ｊ）ｓｃ_２ チャネル２についての粗合成比率
（ｋ）ｓｃ_ｕｐ アップリンク・チャネル粗合成比率
（ｌ）ｓｆ_１ チャネル１についての微合成比率
（ｍ）ｓｆ_２ チャネル２についての微合成比率
（ｎ）ｓｆ_ｕｐ アップリンク・チャネル微合成比率
（ｏ）ｅｒｒｏｒ_１ チャネル１について搬送波トラッキング・ループ中で測定された誤差
（ｐ）ｅｒｒｏｒ_２ チャネル２について搬送波トラッキング・ループ中で測定された誤差
従って以下のとおりである。
（１）（ｆ_ｄｒｏ＋δ）＋（ｆ_{ｒｅｆｌｏ}＋ε）・（ｓｃ_ｎ＋ｓｆ_ｎ）−ｆｃ_ｎ＝ｅｒｒｏｒ_ｎ
（２）δ＋ε・（ｓｃ_１＋ｓｆ_１）＝ｅｒｒｏｒ_１＋ｆｃ_１−ｆ_ｄｒｏ−（ｓｃ_１＋ｓｆ_１）・ｆ_{ｒｅｆｌｏ}
（３）δ＋ε・（ｓｃ_２＋ｓｆ_２）＝ｅｒｒｏｒ_２＋ｆｃ_２−ｆ_ｄｒｏ−（ｓｃ_２＋ｓｆ_２）・ｆ_{ｒｅｆｌｏ}
（４）（ｆ_ｄｒｏ＋δ）＋（ｆ_{ｒｅｆｌｏ}＋ε）・（ｓｃ_ｕｐ＋ｓｆ_ｕｐ）−ｆｃ_ｕｐ＝ｆ_{ＮＣＯｕｐ}

式（１）は受信機中の周波数関係を記述しており、２つの固有チャネルに同調する場合、連立方程式（２）および（３）が確立される。この連立方程式（式（２）および（３））を、δおよびεについて解くことができる。これらの変数を式（４）に適用して、ｆ_ｄｒｏおよびｆ_{ｒｅｆｌｏ}の誤差により生じたアップリンク搬送波周波数中の予想誤差であるｆ_{ＮＣＯｕｐ}を計算する。当然、この技法は、粗変換と微変換が単一の変換で置き換えられる場合にも適用する。

好ましい設計を有するものとして本発明を述べたが、本発明は、本開示の趣旨および範囲の内で更に変更することもできる。例えば、地上システムは、基準を衛星ベースの基準に固定することもできる。従って、本出願は、本発明の一般原理を用いる本発明の任意の変形、使用、適応もカバーするものとする。更に本出願は、本発明が関係しており特許請求の範囲に含まれる、当技術分野における周知のまたは慣例の実施の範囲内で、本開示からの逸脱もカバーするものとする。

本発明をその中で利用することのできる例示的な衛星テレビジョン・システムのブロック図である。 本発明の原理による屋外ユニットおよび屋内ユニットの実施例を単純化したブロック図である。 本発明の原理による屋外ユニットの実施例のブロック図である。 本発明の原理による屋外ユニット用の別のアップコンバータの実施例のブロック図である。 本発明の原理による屋内ユニットの実施例のブロック図である。 本発明の原理による別の２次搬送波トラッキング・ループ・フィルタの実施例のブロック図である。 非固定誘電体共振発振器を有する屋外ユニットの実施例のブロック図である。

Claims (15)

1. 衛星テレビジョン地上システムのための屋外ユニットであって、
   第１および第２の衛星から第１および第２の衛星テレビジョン信号を受け取り、前記第１および第２の衛星テレビジョン信号を処理し、前記処理した第１および第２の衛星テレビジョン信号を前記衛星テレビジョン地上システムの屋内ユニットに供給するように動作するダウンリンク回路と、
   前記屋内ユニットからアップリンク信号を受け取り、前記受け取ったアップリンク信号を処理し、前記ダウンリンク回路が前記第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定されているときに、前記処理したアップリンク信号を衛星伝送アンテナに供給するように動作するアップリンク回路とを備える屋外ユニット。
2. 前記アップリンク回路が更に、前記第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定された状態を示すアップリンク制御信号を、前記屋内ユニットから受け取るように動作する、請求項１に記載の屋外ユニット。
3. 前記アップリンク制御信号が、アップリンク・データ信号およびアップリンク発振信号を含む、請求項２に記載の屋外ユニット。
4. 前記アップリンク発振信号が、前記第１と第２の衛星テレビジョン信号のうちの一方から得られる、請求項３に記載の屋外ユニット。
5. 前記アップリンク発振信号が、前記第１と第２の衛星テレビジョン信号のうちの一方からの周波数変換誤差データから得られる、請求項４に記載の屋外ユニット。
6. 衛星テレビジョン地上システムのための屋外ユニットであって、
   第１および第２の衛星から第１および第２の衛星テレビジョン信号を受け取る手段と、
   前記第１および第２の衛星テレビジョン信号を処理する手段と、
   処理した前記第１および第２の衛星テレビジョン信号を前記衛星テレビジョン地上システムの屋内ユニットに供給する手段と、
   前記屋内ユニットからアップリンク信号を受け取る手段と、
   受け取った前記アップリンク信号を処理する手段と、
   前記ダウンリンク回路が、前記第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定されているときに、処理した前記アップリンク信号を衛星伝送アンテナに供給する手段とを備える屋外ユニット。
7. 前記第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定された状態を示すアップリンク制御信号を、前記屋内ユニットから受け取る手段を更に備える、請求項６に記載の屋外ユニット。
8. 前記アップリンク制御信号が、アップリンク・データ信号およびアップリンク発振信号を含む、請求項７に記載の屋外ユニット。
9. 前記アップリンク発振信号が、前記第１と第２の衛星テレビジョン信号のうちの一方から得られる、請求項８に記載の屋外ユニット。
10. 前記アップリンク発振信号が、前記第１と第２の衛星テレビジョン信号のうちの一方からの周波数変換誤差データから得られる、請求項９に記載の屋外ユニット。
11. 衛星テレビジョン地上システムの屋外ユニット中でテレビジョン放送衛星とのアップリンク通信を供給する方法であって、
    第１および第２の衛星から第１および第２の衛星テレビジョン信号を受け取るステップと、
    前記第１および第２の衛星テレビジョン信号を処理するステップと、
    前記処理した第１および第２の衛星テレビジョン信号を前記衛星テレビジョン地上システムの屋内ユニットに供給するステップと、
    前記屋内ユニットからアップリンク信号を受け取るステップと、
    前記受け取ったアップリンク信号を処理するステップと、
    前記ダウンリンク回路が前記第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定されているときに、前記処理したアップリンク信号を衛星伝送アンテナに供給するステップとを含む方法。
12. 前記第１と第２の衛星のうちの一方と信号固定された状態を示すアップリンク制御信号を、前記屋内ユニットから受け取るステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記アップリンク制御信号が、アップリンク・データ信号およびアップリンク発振信号を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記アップリンク発振信号が、前記第１と第２の衛星テレビジョン信号のうちの一方から得られる、請求項１３に記載の方法。
15. 前記アップリンク発振信号が、前記第１と第２の衛星テレビジョン信号のうちの一方からの周波数変換誤差データから得られる、請求項１４に記載の方法。

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