JP2009302647A - Carrier frequency reproduction circuit and method of ofdm signal demodulator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、OFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路及び方法に関する。 The present invention relates to a carrier frequency recovery circuit and method for an OFDM signal demodulator.
日本では地上波ディジタル放送方式として、多数の搬送波を使用し、情報を分散させて伝送する直交周波数分割多重方式(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)と呼ばれる変調方式が採用されている。このOFDM方式受信機が信号を正しく受信するために重要な機能の一つに搬送波周波数同期機能がある。 In Japan, as a terrestrial digital broadcasting system, a modulation system called orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) that uses a large number of carriers and distributes and transmits information is adopted. One of the important functions for the OFDM receiver to correctly receive a signal is a carrier frequency synchronization function.
搬送波周波数同期方法として、例えば周波数ドメイン信号の現在のシンボルの搬送波成分を1シンボル前の搬送波成分との間で差動復調し、その信号の位相が複素平面上において予め設定された所定範囲内に分布するか否かを判定し、判定された結果から各搬送波成分の周波数軸における配置の相関値を演算し、演算結果の絶対値を演算し、絶対値の周波数軸における最大値の位置を検出し、搬送波の周波数誤差を補正するための搬送波間隔の整数倍の周波数誤差として出力するといった方法がある(例えば特許文献1)。 As a carrier frequency synchronization method, for example, the carrier component of the current symbol of the frequency domain signal is differentially demodulated with the carrier component of the previous symbol, and the phase of the signal falls within a predetermined range set in advance on the complex plane. Judgment is made whether or not it is distributed, the correlation value of the arrangement of each carrier component on the frequency axis is calculated from the determined result, the absolute value of the calculation result is calculated, and the position of the maximum value on the frequency axis of the absolute value is detected Then, there is a method of outputting as a frequency error that is an integral multiple of the carrier interval for correcting the frequency error of the carrier (for example, Patent Document 1).
上記の従来のOFDM信号復調装置の搬送波周波数同期方法では、周波数誤差の検出範囲が搬送波間距離の整数倍に限られていた。 In the carrier frequency synchronization method of the conventional OFDM signal demodulator described above, the frequency error detection range is limited to an integral multiple of the distance between the carriers.
この発明は上述のような課題を解消するためになされたもので周波数誤差の検出範囲を搬送波間距離以内の搬送波間距離の0〜1/2にまで拡張することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to extend the frequency error detection range to 0 to 1/2 of the inter-carrier distance within the inter-carrier distance.
本発明のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路は、
入力する直交周波数分割多重(OFDM)方式の複素ディジタル信号に対し、直交復調を行って、ベースバンド帯域に周波数変換し、ガードインターバル(GI)を除去してフーリエ変換を行うことで周波数ドメイン信号を得てから検波するOFDM信号復調装置の、前記直交復調により得られた信号と前記フーリエ変換により得られた周波数ドメインの信号とに基づいて、前記直交復調で用いられる搬送波周波数を再生する搬送波周波数再生回路において、
前記直交復調により得られたI信号成分又はQ信号成分とそれを1有効シンボル時間だけ遅延した信号との相関値を算出し、該算出値に基づいて第1の周波数誤差を算出する第1の周波数誤差検出回路と、
前記フーリエ変換された周波数ドメインにおけるTMCCパイロット信号成分と、その一搬送波上及び一搬送波下のデータ信号成分に基づいて第2の周波数誤差を検出する第2の周波数誤差検出回路と、
前記第1の周波数誤差と前記第2の周波数誤差を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力により発振周波数が制御される数値制御発信回路とを備え、
前記第2の周波数誤差検出回路は、
前記フーリエ変換された周波数ドメインにおけるTMCCパイロット信号成分と、その一搬送波上及び一搬送波下のデータ信号成分を、1有効シンボル時間遅延し、前記1有効シンボル時間遅延したTMCCパイロット信号成分と現在のTMCCパイロット信号成分を用いて差動復調し、前記1有効シンボル時間遅延した一搬送波上の信号成分と現在の一搬送波上の信号成分を用いて差動復調し、前記1有効シンボル時間遅延した一搬送波下の信号成分と現在の一搬送波下の信号成分を用いて差動復調する差動復調回路と、
前記TMCCパイロット信号成分についての前記差動復調回路による差動復調結果の複素平面上におけるI成分とQ成分とに応じた位相角を出力する位相角出力回路と、
前記一搬送波上の信号成分についての前記差動復調回路による差動復調結果におけるI成分とQ成分と、前記一搬送波下の信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分とに基づいて、周波数のずれの方向を判定するずれ方向判定回路と、
前記位相角出力回路が出力した位相角の符号と、前記ずれ方向判定回路によるずれの方向に基づいて、前記位相角の符号を決定する符号決定回路とを備え、
前記符号決定回路で符号が決定された位相角を前記第2の周波数誤差として出力する
ことを特徴とする。
The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator of the present invention is
The input orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) complex digital signal is orthogonally demodulated, converted to a baseband frequency, removed the guard interval (GI), and Fourier transformed to convert the frequency domain signal. An OFDM signal demodulating device that detects the carrier frequency, and then recovers the carrier frequency used in the quadrature demodulation based on the signal obtained by the quadrature demodulation and the frequency domain signal obtained by the Fourier transform. In the circuit
A correlation value between an I signal component or Q signal component obtained by the orthogonal demodulation and a signal delayed by one effective symbol time is calculated, and a first frequency error is calculated based on the calculated value A frequency error detection circuit;
A second frequency error detection circuit for detecting a second frequency error based on the TMCC pilot signal component in the Fourier transformed frequency domain and the data signal component on and under the one carrier;
An adder circuit for adding the first frequency error and the second frequency error;
A numerical control transmission circuit whose oscillation frequency is controlled by the output of the addition circuit,
The second frequency error detection circuit includes:
The TMCC pilot signal component in the frequency domain subjected to Fourier transform and the data signal component on one carrier and one carrier thereof are delayed by one effective symbol time, and the TMCC pilot signal component delayed by one effective symbol time and the current TMCC Differentially demodulated using a pilot signal component, differentially demodulated using a signal component on one carrier delayed by one effective symbol time and a signal component on one current carrier, and delayed by one effective symbol time A differential demodulation circuit that differentially demodulates using the lower signal component and the signal component under one current carrier wave;
A phase angle output circuit for outputting a phase angle corresponding to an I component and a Q component on a complex plane of a differential demodulation result by the differential demodulation circuit for the TMCC pilot signal component;
Based on the I component and Q component in the differential demodulation result by the differential demodulation circuit for the signal component on the one carrier wave, and the I component and Q component in the differential demodulation result on the signal component on the one carrier wave A deviation direction determination circuit for determining a direction of frequency deviation;
A code determination circuit that determines a code of the phase angle based on a code of the phase angle output by the phase angle output circuit and a direction of shift by the shift direction determination circuit;
The phase angle whose code is determined by the code determination circuit is output as the second frequency error.
この発明は、以上に説明したように構成されているので、搬送波間隔よりも小さい範囲の周波数誤差を検出することが可能であり、従来の方法よりも精度良く周波数誤差を修正することができ、受信機の受信性能を向上することが可能となる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to detect a frequency error in a range smaller than the carrier interval, and to correct the frequency error with higher accuracy than the conventional method. It becomes possible to improve the reception performance of the receiver.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明するが、それに先立ち、本発明を理解するために必要となる本発明で用いた直交周波数分割多重(OFDM)方式の伝送技術について簡単に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to that, the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission technology used in the present invention is necessary to understand the present invention. Briefly described.
直交周波数分割多重(OFDM)方式の伝送(送受信)技術は、周波数が互いに直交する複数の搬送波によって情報を変調および多重して送信し、受信側では逆の処理を実施して復調する送受信方式であり、放送や通信の分野で特に実用化が進んでいる。 Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission (transmission / reception) technology is a transmission / reception method in which information is modulated and multiplexed by a plurality of carriers whose frequencies are orthogonal to each other, and the reception side performs reverse processing to demodulate. In particular, practical application is progressing in the field of broadcasting and communication.
OFDM方式の伝送では、送信時に、送信するデータが複数の搬送波に割り振られ、各搬送波でQuadrature Phase Shift Keying(QPSK)やQuadrature Amplitude Modulation (QAM)またはDifferential Quadrature Phase Shift Keying (DQPSK)方式等でディジタル変調され、また、伝送パラメータや伝送制御に関する付加情報、および既知データで変調された連続パイロット搬送波成分は、特定の搬送波を用いて常にDBPSKやBPSK方式でディジタル変調されてから、これらが多重化され、その後、OFDM信号は所望の送信周波数に周波数変換されて伝送される。 In transmission in the OFDM scheme, data to be transmitted is allocated to a plurality of carriers at the time of transmission, and Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Quadrature Amplitude Modulation (QAM), or Differential Quadrature PPS Modulated, additional information on transmission parameters and transmission control, and the continuous pilot carrier component modulated with known data are always digitally modulated using a specific carrier wave in the DBPSK or BPSK system, and then multiplexed. Thereafter, the OFDM signal is frequency-converted to a desired transmission frequency and transmitted.
具体的には、送信時に送信する伝送データが各搬送波(サブキャリア)の変調方式に応じて複素平面上の信号点にマッピングされ、これらが逆離散フーリエ変換されて、時間ドメインの信号に変換される。これにより生成された逆離散フーリエ変換後の信号(有効シンボル期間(SI)信号)の最後部と同じものがガード期間(GI:ガードインターバル)信号として有効期間信号の先頭に付加される(図1(a))。このようにして生成されたベースバンドのOFDM信号は、直交変調により中間周波数(IF)帯域の信号に変換され、さらに無線周波数(RF)帯域の信号に変換されて、送信される。 Specifically, transmission data to be transmitted at the time of transmission is mapped to signal points on the complex plane according to the modulation scheme of each carrier wave (subcarrier), and these are subjected to inverse discrete Fourier transform to be converted into a time domain signal. The The same signal as the last part of the signal (effective symbol period (SI) signal) after the inverse discrete Fourier transform generated thereby is added to the head of the effective period signal as a guard period (GI: guard interval) signal (FIG. 1). (A)). The baseband OFDM signal generated in this manner is converted into an intermediate frequency (IF) band signal by orthogonal modulation, further converted into a radio frequency (RF) band signal, and transmitted.
上記のようにGI期間信号を付加することにより、GI長以下の遅延時間を有する遅延波があっても、受信側でシンボル間干渉することなく信号を再生できるようになる。 By adding the GI period signal as described above, even if there is a delay wave having a delay time equal to or shorter than the GI length, the signal can be reproduced without intersymbol interference on the receiving side.
OFDM方式では全ての搬送波は互いに直交性を有するため、受信側で搬送波周波数が正しく再生された場合、送信データを正しく再生することができる。しかし、受信側の搬送波周波数が実際の周波数に対して誤差を含んでいる場合、搬送波間で干渉(ICI:inter−carrier intereference)が起こり、送信データを誤って再生する確率が増大して伝送特性が劣化する。したがって、OFDM方式では、受信側で如何に正しく搬送波周波数を再生するかが重要な課題となる。 In the OFDM method, all the carrier waves are orthogonal to each other. Therefore, when the carrier frequency is correctly reproduced on the receiving side, the transmission data can be correctly reproduced. However, when the carrier frequency on the receiving side includes an error with respect to the actual frequency, interference (ICI: inter-carrier interference) occurs between the carriers, and the probability that transmission data is erroneously reproduced increases and transmission characteristics increase. Deteriorates. Therefore, in the OFDM method, how to correctly reproduce the carrier frequency on the receiving side is an important issue.
OFDM信号を受信する復調装置では、例えば、上記従来の技術のOFDM受信装置のように、一般的に、入力するOFDM方式の複素ディジタル信号に対し、直交復調し、ベースバンド帯域に周波数変換し、GIを除去して時間ドメイン信号とし、該時間ドメイン信号をフーリエ変換して周波数ドメイン信号としてから検波することで復調している。 In a demodulator that receives an OFDM signal, for example, as in the conventional OFDM receiver, the OFDM demodulated digital signal is generally orthogonally demodulated and frequency-converted to a baseband band. The time domain signal is removed by removing the GI, and the time domain signal is demodulated by performing a Fourier transform to detect the frequency domain signal.
また、OFDM信号を受信する復調装置において、搬送波周波数を再生するためには、周波数誤差を減らして同期をとる処理が必要であり、一般的なOFDM信号復調装置の搬送波周波数同期回路では、周波数誤差を搬送波間隔の整数倍の成分とそれ以外の成分に分離し、各々に対して周波数誤差を検出してから補正して同期をとっている。例えば、上記従来の技術に示したOFDM受信装置は、搬送波間隔の整数倍の周波数誤差を検出するものである。 In addition, in a demodulator that receives an OFDM signal, in order to reproduce the carrier frequency, it is necessary to perform processing to reduce the frequency error and achieve synchronization. In the carrier frequency synchronization circuit of a general OFDM signal demodulator, the frequency error Are separated into components that are integral multiples of the carrier interval and other components, and frequency errors are detected and corrected for each component to achieve synchronization. For example, the OFDM receiving apparatus shown in the above prior art detects a frequency error that is an integral multiple of the carrier interval.
実施の形態1.
図2は、本発明の実施の形態1に係るOFDM受信機、特にそのOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路を示すブロック図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an OFDM receiver according to Embodiment 1 of the present invention, particularly a carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator.
図2に示すようにOFDM受信機150は、受信アンテナ101と、チューナ102と、帯域通過フィルタ(BPF)104と、アナログ/ディジタル(A/D)変換回路105と、
副搬送波周波数信号復調回路120と、検波回路125と、クロック信号発振器131と、
クロック信号再生回路130とを備える。
As shown in FIG. 2, the OFDM receiver 150 includes a
A subcarrier frequency signal demodulating
And a clock
受信アンテナ101はOFDM変調された無線信号(OFDM変調信号)を受信する。
チューナ102は、乗算回路102aと、選局を行うのに用いられる局部発振器としての主搬送波発振回路102bとを有する。主搬送波発振回路102bの発振周波数は、図示しないチャンネル選択回路から供給されるチャンネル選択信号に応じて切り換えられ、乗算回路102aは主搬送波発振回路102bから出力される所定の主搬送波周波数信号と受信した無線信号を乗算する。
The
The tuner 102 includes a
帯域通過フィルタ(BPF)104は、乗算回路102aの出力から副搬送波周波数帯域となる中間周波数(IF)信号を抽出する。
A/D変換回路105はBPF104によって抽出されたアナログのIF信号を、クロック信号発振器131から供給される所定周波数のクロック信号を用いてディジタル信号に変換する。
The band pass filter (BPF) 104 extracts an intermediate frequency (IF) signal that becomes a subcarrier frequency band from the output of the
The A /
クロック信号発振器131は、受信された信号が、送信側で変調器において変調される際に用いられたクロックを受信機側で再生するためのもので、例えば、電圧制御水晶発振器(Voltage Controlled Crystal Oscillator)などを備えている。
この場合、副搬送波周波数信号の位相情報から、同一シンボル内の位相回転量を求めるのに用いられる。
クロック信号発振器131はクロック信号再生回路130より出力される制御信号によって制御される。
The
In this case, the phase rotation amount in the same symbol is obtained from the phase information of the subcarrier frequency signal.
The
A/D変換回路105から出力されるディジタル信号は、副搬送波周波数信号復調回路120に供給される。
The digital signal output from the A /
副搬送波周波数信号復調回路120は、デマルチプレクサ106と、低帯域通過フィルタ(LPF)107、108と、複素乗算回路109と、ガード除去回路110と、高速フーリエ変換回路(FFT回路)111と、搬送波周波数再生回路112とを有する。
The subcarrier frequency
デマルチプレクサ106はディジタル化されたIF信号からIチャネルIFデータとQチャネルIFデータを分離して、チャンネル毎の復調データを出力する。
The
LPF107はIチャネルIFデータに含まれる不要な高域成分(例えば、隣接チャネルの信号やノイズなど)を除去し、LPF108はQチャネルIFデータに含まれる不要な高域成分を除去する。
The
複素乗算回路(デジタル直交復調回路)109は、入力されるIチャネルIFデータとQチャネルIFデータに対し、数値制御発振回路116から供給される副搬送波周波数信号を乗算することにより、周波数誤差を除去しながら直交復調を行なって、ベースバンドのIチャネル復調データとQチャネル復調データを生成する。
The complex multiplication circuit (digital quadrature demodulation circuit) 109 multiplies the input I-channel IF data and Q-channel IF data by the subcarrier frequency signal supplied from the numerically controlled
ガード除去回路110は、複素乗算回路109から出力されるベースバンドのIチャンネル復調データとQチャンネル復調データからガードインターバル(GI)を除去する。
The
FFT回路111は、ガード除去回路110から出力される、時間ドメイン信号であるIチャネル復調データとQチャネル復調データとに対してFFT演算(離散的フーリエ変換)を行って、周波数成分に変換することにより、離散的フーリエ変換を実施したIチャネル復調データIRとQチャネル復調データQRとを生成する。
これにより、各サブキャリアに直交変調されている信号を抽出して出力する。
The
As a result, a signal that is orthogonally modulated on each subcarrier is extracted and output.
検波回路125は、FFT回路111から出力される各サブキャリアを変調方式に応じて検波した後、デマッピングすることによりデータ信号を復元する。
The
搬送波周波数再生回路112は、複素乗算回路109による直交復調により得られた信号とFFT回路111によるフーリエ変換により得られた周波数ドメインの信号とに基づいて、複素乗算回路109における直交復調で用いられる搬送波周波数を再生するものであり、第1の搬送波周波数誤差検出回路113と、第2の搬送波周波数誤差検出回路114と、加算回路115と、数値制御発振回路116とを有する。
The carrier frequency reproduction circuit 112 is a carrier wave used in the orthogonal demodulation in the complex multiplication circuit 109 based on the signal obtained by the orthogonal demodulation by the complex multiplication circuit 109 and the frequency domain signal obtained by the Fourier transform by the
第1の搬送波周波数誤差検出回路113は、複素乗算回路109による直交復調により得られたI信号成分又はQ信号成分とそれを1有効シンボル時間だけ遅延した信号との相関値を算出し、該算出値に基づいて第1の周波数誤差を算出するものであり、相関値演算回路113aと、周波数誤差演算回路113bとを有する。
The first carrier frequency error detection circuit 113 calculates a correlation value between the I signal component or the Q signal component obtained by the orthogonal demodulation by the complex multiplication circuit 109 and a signal delayed by one effective symbol time, and the calculation The first frequency error is calculated based on the value, and includes a correlation
相関値演算回路113aは、時間ドメイン信号のIチャネル復調データとQチャネル復調データとを入力とし、これらと、これらを1有効シンボル期間だけ遅延させたデータとの相関値を演算する。さらに、相関値演算回路113aでの検出結果は、FFT回路111におけるFFTタイミングの制御にも用いられる。
搬送波周波数誤差演算回路113bは、相関値が最大となるタイミングに基づいて、キャリア周波数間隔を超える周波数誤差を算出し、キャリア単位での誤差補正値(第1の周波数誤差)を出力する。
The correlation
The carrier frequency
第2の搬送波周波数誤差検出回路114は、FFT回路111でフーリエ変換された周波数ドメインにおけるTMCCパイロット信号成分と、その一搬送波上及び一搬送波下のデータ信号成分に基づいて、周波数毎の出力の偏りを検出することにより、FFTを実施した復調データIR及びQRの周波数誤差を検出し、これを第2の周波数誤差として検出する。第2の搬送波周波数誤差検出回路114は、キャリア間隔を超えない範囲での周波数誤差を検出し、該誤差分の補正値を出力する。
The second carrier frequency
加算回路115は、第1の搬送波周波数誤差検出回路113から出力される第1の周波数誤差(該誤差分の補正値)と第2の搬送波周波数誤差検出回路114から出力される第2の周波数誤差(該誤差分の補正値)を加算する。
数値制御発振回路116は、加算回路115の出力によりその発振周波数が制御される。
The
The oscillation frequency of the numerically controlled
OFDM信号におけるGI期間は、有効シンボルの終端近傍の一部分と同一内容の信号を付加して構成されており、このGI期間は、シンボル期間(有効シンボル期間とGI期間の和)の周期で現れることになる。
このGI期間における信号は有効シンボルの終端近傍の一部分と同一内容の信号が付加されているので、当該有効シンボルとGI期間における信号との間の相関は最大のものとなる。
The GI period in the OFDM signal is configured by adding a signal having the same content as a part near the end of the effective symbol, and this GI period appears in a period of a symbol period (sum of the effective symbol period and the GI period). become.
Since a signal having the same content as that of a part near the end of the effective symbol is added to the signal in the GI period, the correlation between the effective symbol and the signal in the GI period is maximized.
図1は信号と相関値の関係を説明したものである。現信号(図1(a))に対して1シンボル期間Tsでだけ遅延した信号(図1(b)))を比較すると、GIの期間Tgの信号が全く同じになるため、両者の相関は最大となる。 FIG. 1 illustrates the relationship between signals and correlation values. When comparing the current signal (FIG. 1 (a)) with the signal delayed by only one symbol period Ts (FIG. 1 (b)), the signals in the GI period Tg are exactly the same, so the correlation between the two is Maximum.
従って、有効シンボルとGI期間における信号との間の相関が最大となるところを見つけることによって、当該有効シンボルにおけるGI期間を特定することが可能となり、併せて有効シンボル期間を特定することも可能となる。
すなわち、有効シンボル期間が特定されることにより、この有効シンボル期間の長さによってFFT回路111におけるFFTを実施することが可能となる。
Therefore, by finding a place where the correlation between the effective symbol and the signal in the GI period is maximized, it is possible to specify the GI period in the effective symbol, and it is also possible to specify the effective symbol period. Become.
That is, by specifying the effective symbol period, it is possible to perform FFT in the
副搬送波周波数信号復調回路120では、上記のように複素乗算回路109により相関値が最大となるタイミングにて後段のFFT回路111に演算を開始させるので、FFT回路111から出力される変換データIR及びQRの周波数誤差を最小にすることができる。
In the subcarrier frequency
第2の搬送波周波数誤差検出回路114は、Iチャネル復調データIRとQチャネル復調データQRから抜き出されたパイロット成分、並びにその一搬送波上の信号成分、及びその一搬送波下の信号成分を利用して、数値制御発振回路116を制御するための第2の周波数誤差信号CSを生成して出力する。
The second carrier frequency
数値制御信号発振器116は、第1の周波数誤差検出回路113で検出された第1の周波数誤差と第2の搬送波周波数誤差演算回路114で検出された第2の周波数誤差との加算結果に応じた周波数で発振する。
The numerical
図2に示した複素乗算回路109、FFT回路111、第2の搬送波周波数誤差検出回路114、加算回路115、及び数値制御発振回路116は副搬送波周波数を制御するためのPLL回路を構成する。
The complex multiplication circuit 109, the
図3は、本発明の実施の形態1の第2の搬送波周波数誤差検出回路114の構成を示すブロック図である。
図示の搬送波周波数誤差演算回路114は、信号成分抽出回路20と、差動復調回路30と、スイッチ41、42と、ROM43と、ループフィルタ44と、ずれ方向判定回路45と、符号決定回路46とを有する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the second carrier frequency
The illustrated carrier wave frequency
信号成分抽出回路20は、スイッチ21及び22を有する。
スイッチ21では、FFT回路111によって周波数ドメインに変換された復調IチャネルデータIR中からパイロット信号に対応するデータPIRpおよびその上下一搬送波におけるTMCCパイロット信号の位置に相当する信号PIRa、PIRbが選択される。
同様に、スイッチ22ではQチャネル復調データQR中からTMCCパイロット信号に対応するデータPQRpおよびその上下一搬送波におけるTMCCパイロット信号の位置に相当する信号PQRa、PQRbが選択される。
ここで、「上下一搬送波」とは、パイロット信号の搬送波よりも高く、かつ最も近い周波数の搬送波と、パイロット信号の搬送波よりも低く、かつ最も近い周波数の搬送波を意味する。
The signal
In the
Similarly, the
Here, “upper and lower one carrier wave” means a carrier wave having a frequency higher than that of the pilot signal and closest to a carrier wave having a frequency lower than that of the pilot signal.
差動復調回路30は、RAM31、32と、符号反転回路33と、複素乗算回路34とを有する。
RAM31および32は遅延回路として機能し、Iチャネル復調データIRおよびQチャネル復調データQR中のパイロット信号およびそれらの上下一搬送波におけるTMCCパイロット信号に対応するデータPIRp、PIRa、PIRb、PQRp、PQRa、PQRbを記憶し、次のパイロット信号およびその上下一搬送波におけるパイロット信号に対応する信号の到来までの時間、すなわち、パイロット信号の発生間隔の1間隔分に相当する時間遅延させて遅延復調データdPIRp、dPIRa、dPIRbおよびdPQRp、dPQRa、dPQRbを出力する。
The
The
符号反転回路33はRAM32から出力される遅延復調データdPQRp、dPQRa、dPQRbの符号を反転して出力する。
The sign inverting circuit 33 inverts the sign of the delayed demodulated data dPQRp, dPQRa, dPQRb output from the
尚、OFDM信号における1シンボル(期間)には数百から数千の副搬送波周波数信号が含まれ、この中には複数のパイロット信号が含まれる。上述のパイロット信号の発生間隔の1間隔分に相当する時間とは、あるパイロット信号から次のパイロット信号の間における期間を意味する。 Note that one symbol (period) in the OFDM signal includes several hundred to several thousand subcarrier frequency signals, and a plurality of pilot signals are included therein. The time corresponding to one pilot signal generation interval described above means a period between one pilot signal and the next pilot signal.
また、パイロット信号の上下一搬送波におけるパイロット信号に対応する信号の到来までの時間についてもパイロット信号に相当する信号から次のパイロット信号に相当する信号の間における期間を意味し、遅延時間にして同じ時間となる。 Also, the time until the arrival of the signal corresponding to the pilot signal in one carrier above and below the pilot signal means the period between the signal corresponding to the pilot signal and the signal corresponding to the next pilot signal, and the delay time is the same. It will be time.
複素乗算回路34は、信号成分抽出回路20からの、遅延されていないパイロット信号及びその上下一搬送波分の復調データPIRp、PIRa、PIRbおよびPQRp、PQRa、PQRbと、RAM31および32により遅延されたパイロット信号及びその上下一搬送波分の遅延復調データdPIRp、dPIRa、dPIRbおよびdPQRp、dPQRa、dPQRbとの複素乗算を行う。この乗算により、パイロット信号及び、その上下一搬送波分の複素信号についてそれぞれ差動復調が行われる。
The
複素乗算回路34による複素演算の結果(差動復調の結果)は、パイロット信号及びその上下一搬送波分の実数成分データPRNp、PRNa、PRNbとパイロット信号及びその上下一搬送波分の虚数成分データPJNp、PJNa、PJNbとに分けて出力される。 The result of the complex operation by the complex multiplication circuit 34 (result of differential demodulation) is the pilot signal and its real component data PRNp, PRNa, PRNb for the upper and lower carrier waves, the pilot signal and the imaginary component data PJNp for the upper and lower carrier waves, The output is divided into PJNa and PJNb.
スイッチ41、42は、PRNp、PRNa、PRNbおよびPJNp、PJNa、PJNbのうち、パイロット信号に相当する信号PRNp、PJNpのみをROM43に出力する。
The
ROM43は、入力されたパイロット信号の実数成分データPRNpおよび虚数成分データPJNpの、複素平面上におけるI成分(I座標)とQ成分(Q座標)とに応じた位相角を出力する回路としての機能を有するものであり、実数成分データPRNpおよび虚数成分データPJNpを入力として、これに対応するアークタンジェント(逆正接関数)データ(Arctan(PJN/PRN))を読み出し、パイロット信号の位相変動量データPSとして出力する。ただし、その範囲については、−π/2〜π/2とする。
The
ループフィルタ44は位相補償を行う。
ずれ方向判定回路45は、パイロット信号についての差動復調結果におけるI成分及びQ成分PRNp、PJNpと、パイロット信号の一搬送波上の信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分PRNa、PJNaと、パイロット信号の一搬送波下の信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分PRNb、PJNbとに基づいて、周波数のずれの方向を判定し、判定結果を示す信号DRを出力する。
ずれ方向判定回路45は、パイロット信号の周波数のずれの方向を検出し、ずれの方向を示す信号を出力する。例えば、一搬送波下の方にずれているときは「0」、一搬送波上のほうにずれているときは「1」を出力する。
The
The shift
The shift
符号決定回路46は、ROM43が出力した位相角の符号と、ずれ方向判定回路45によるずれの方向に基づいて、位相角の符号を決定し(必要に応じて符号を反転し)、符号が決定された位相角を第2の周波数誤差として出力する。
符号決定回路46で決定された位相角が、第2の周波数誤差として加算回路115に供給される。
The sign determination circuit 46 determines the sign of the phase angle based on the sign of the phase angle output from the
The phase angle determined by the code determination circuit 46 is supplied to the
符号決定回路46は、符号ビット抽出回路47と、不一致検出回路48と、乗算回路49とを有する。
The sign determination circuit 46 includes a sign
符号ビット抽出回路47は、ROM43の出力の符号を表すビット(符号ビット)を抽出する。符号ビットは例えば「1」のときに負を表し、「0」のときに正を表す。
不一致検出回路48は、符号ビット抽出回路47の出力と、ずれ方向判定回路45の出力の不一致を検出して、不一致のときは、「−1」を示す信号を出力し、一致のときは、「+1」を示す信号を出力する。
The sign
The
上記の処理により、不一致検出回路48は、
(a) パイロット信号の周波数が上方向にずれており、ROM43から出力されるArctan(PJNp/PRNp)の符号が正のとき、及び
パイロット信号の周波数が下方向にずれており、ROM43から出力されるArctan(PJNp/PRNp)の符号が負のときと、
(b) パイロット信号の周波数が下方向にずれており、ROM43から出力されるArctan(PJNp/PRNp)の符号が負のとき、及び
パイロット信号の周波数が上方向にずれており、ROM43から出力されるArctan(PJNp/PRNp)の符号が正のときとでは、異なる信号を出力する。
例えば、前者(a)の場合には、「+1」を出力し、後者(b)の場合には、「−1」を出力する。
Through the above processing, the
(A) The frequency of the pilot signal is shifted upward, and when the sign of Arctan (PJNp / PRNp) output from the
(B) When the pilot signal frequency is shifted downward and the sign of Arctan (PJNp / PRNp) output from the
For example, in the case of the former (a), “+1” is output, and in the case of the latter (b), “−1” is output.
符号ビット抽出回路47の出力と、判定回路45の出力と、不一致検出回路48の出力の関係は後述の表1の通りである。
The relationship between the output of the sign
乗算回路49は、ループフィルタ44の出力に不一致検出回路48の出力を乗算し、乗算結果を周波数誤差信号CSとして出力する。
The
ここでTMCCパイロット信号と搬送波周波数のずれとの関係について説明する。TMCCパイロット信号を差動復調したデータを複素平面上に表したものを図4(c)及び(d)に示した。
図4(c)は、搬送波周波数に誤差がない場合のTMCC復調結果を示し、図4(d)は、搬送波周波数に誤差がある場合のTMCC復調結果を示す。
図4(c)及び(d)において、「CNR=30dB」はCNR(carrier to noize ratio)が30dBである場合を想定していることを意味する。また、Δfは、搬送波周波数の誤差を表す。後述の図5、図6、図11においても同様である。
TMCCパイロット信号はDBPSKで変調されており、規格に定められたサブキャリアに配置されている。そのため、搬送波周波数に誤差が無い場合の差動復調結果を複素平面上に表示した場合、図4(c)に示したように、I軸上の2点に表示される。これは時間軸上で所定の区間の信号を取り出す際の位相誤差が、FFT結果に現れたものである。
Here, the relationship between the TMCC pilot signal and the carrier frequency deviation will be described. The data obtained by differentially demodulating the TMCC pilot signal on the complex plane is shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d).
FIG. 4C shows a TMCC demodulation result when there is no error in the carrier frequency, and FIG. 4D shows a TMCC demodulation result when there is an error in the carrier frequency.
4C and 4D, “CNR = 30 dB” means that a CNR (carrier to noise ratio) is assumed to be 30 dB. Δf represents a carrier frequency error. The same applies to FIGS. 5, 6, and 11 described later.
The TMCC pilot signal is modulated by DBPSK and arranged on subcarriers defined in the standard. Therefore, when the differential demodulation result when there is no error in the carrier frequency is displayed on the complex plane, it is displayed at two points on the I axis as shown in FIG. In this case, a phase error when extracting a signal in a predetermined section on the time axis appears in the FFT result.
一搬送波分の周波数誤差はこの位相誤差にすると凡そ2πとなる。このことより、搬送波間間隔の1/2の周波数誤差がある場合、位相ずれは凡そπ、搬送波間間隔の1/4の周波数誤差がある場合位相ずれは凡そπ/2である。 The frequency error for one carrier is approximately 2π when this phase error is taken. Thus, when there is a frequency error of ½ of the interval between carriers, the phase shift is approximately π, and when there is a frequency error of ¼ of the interval between carriers, the phase shift is approximately π / 2.
しかしながら、図4(d)のように搬送波周波数に誤差があったとする。TMCCパイロット信号はDBPSKで二値の値が送信されており、このような場合、TMCC復調信号の位相回転量が例えば−π/8か7π/8かの判断ができない。 However, it is assumed that there is an error in the carrier frequency as shown in FIG. The TMCC pilot signal has a binary value transmitted by DBPSK. In such a case, it is impossible to determine whether the phase rotation amount of the TMCC demodulated signal is, for example, −π / 8 or 7π / 8.
従って、ずれ方向判定回路45を用いて位相回転方向を判定し、回転方向がROM43の出力PSと異なる場合には乗算器49を用いてROM43の出力PSの極性を反転することとしている。
Therefore, the phase rotation direction is determined using the shift
ここで、周波数誤差の大きさとその隣接キャリアに及ぼす影響について説明する。周波数誤差が大きくなるに伴い、位相誤差も増えるがそれと同時に、隣接搬送波から受ける影響ICI(キャリア間干渉)も大きくなる。このため、復調結果の信号点は広がりを持つこととなる。このことを概念的に図5に示した。搬送波周波数に誤差が無い場合は、例えば図4(a)のFFT期間AとFFT期間Bでは位相ずれが発生しないが、搬送波周波数に誤差がある場合、図4(b)におけるFFT期間AとFFT期間Bでは位相差が生じる。 Here, the magnitude of the frequency error and its influence on the adjacent carrier will be described. As the frequency error increases, the phase error also increases, but at the same time, the influence ICI (inter-carrier interference) received from adjacent carriers also increases. For this reason, the signal point of the demodulation result has a spread. This is conceptually illustrated in FIG. When there is no error in the carrier frequency, for example, no phase shift occurs in the FFT period A and the FFT period B in FIG. 4A, but when there is an error in the carrier frequency, the FFT periods A and FFT in FIG. In period B, a phase difference occurs.
この周波数誤差の値が大きくなるにつれ、ICIが隣接キャリアに及ぼす影響は大きくなり、本来DPSK変調されていないパイロットキャリアの隣接キャリアの差動復調結果がDPSKの様相を呈することになる(図6)。図6(a)は、パイロット信号の一搬送波下の信号成分の差動復調結果を示し、図6(b)は、パイロット信号の差動復調結果を示し、図6(c)は、パイロット信号の一搬送波上の信号成分の差動復調結果を示する。なお、図6(a)〜(c)において、「TMCC−1」はパイロット信号よりも一搬送波下の信号成分を意味し、「TMCC+1」はパイロット信号よりも一搬送波上の信号成分を意味する。後述の図11においても同様である。 As the frequency error value increases, the influence of ICI on adjacent carriers increases, and the differential demodulation result of adjacent carriers of pilot carriers that are not originally DPSK modulated exhibits a DPSK aspect (FIG. 6). . 6A shows the differential demodulation result of the signal component under one carrier wave of the pilot signal, FIG. 6B shows the differential demodulation result of the pilot signal, and FIG. 6C shows the pilot signal. The differential demodulation result of the signal component on one carrier wave is shown. In FIGS. 6A to 6C, “TMCC-1” means a signal component one carrier below the pilot signal, and “TMCC + 1” means a signal component one carrier above the pilot signal. . The same applies to FIG. 11 described later.
次にずれ方向判定回路45について説明する。
図7に実施の形態1におけるずれ方向判定回路45の詳細を示した。
図示のずれ方向判定回路45は、電力演算回路50と、
分配スイッチ60と、比較判定回路65とを有する。
比較判定回路65は、差分演算回路70と、符号ビット取り出し回路80とを有する。
Next, the deviation
FIG. 7 shows details of the deviation
The illustrated deviation
A
The
複素乗算回路34の出力PRNp、PRNa、PRNb、PJNp、PJNa、PJNbは、電力演算回路50の乗算回路51、52において二乗され、遅延回路53及び54でタイミング調整のため遅延され、加算回路55で加算され、電力値PWp、PWa、PWbが演算される。即ち、
PWp=PRN2+PJN2
によりパイロット信号成分の電力値PWpが算出され、
PWa=PRNa2+PJNa2
によりパイロット信号成分の一搬送波上の信号成分の電力値PWaが算出され、
PWb=PRNb2+PJNb2
によりパイロット信号成分の一搬送波下の信号成分の電力値PWbが算出される。
The outputs PRNp, PRNa, PRNb, PJNp, PJNa, and PJNb of the
PWp = PRN 2 + PJN 2
Is used to calculate the power value PWp of the pilot signal component,
PWa = PRNa 2 + PJNa 2
The power value PWa of the signal component on one carrier wave of the pilot signal component is calculated by
PWb = PRNb 2 + PJNb 2
Thus, the power value PWb of the signal component under one carrier wave of the pilot signal component is calculated.
算出された電力値PWp、PWa、PWbは分配スイッチ60を介して比較判定回路65に供給される。
The calculated power values PWp, PWa, and PWb are supplied to the
比較判定回路65は、パイロット信号成分の電力値PWpと一搬送波上の信号成分の電力値PWaの差(第1の差)と、パイロット信号成分の電力値PWpと一搬送波下の信号成分の電力値PWbの差(第2の差)を比較して、比較結果を示す信号を出力する。
比較判定回路65は、差分演算回路70と、符号ビット取り出し回路80とを有する。
The comparison /
The
差分演算回路70は、パイロット信号成分の電力値PWpと一搬送波上の信号成分の電力値PWaの差(第1の差)と、パイロット信号成分の電力値PWpと一搬送波下の信号成分の電力値PWbの差(第2の差)の差分を演算する。
符号ビット取り出し回路80は、差分演算回路70の出力の符号を表わす信号DRを出力する。
The
The sign
比較判定回路65は、遅延回路71、72、73と、減算回路74、75と、絶対値回路76、77と、減算回路78とを有する。
The
算出された電力値PWp、PWa、PWbは分配スイッチ60により振り分けられて、差分演算回路60の遅延素子72、71、73に供給される。パイロット信号成分の電力値PWpは、遅延素子72に、一搬送波上の信号成分の電力値PWaは遅延素子71に、一搬送波下の信号成分の電力値PWbは遅延素子73に供給される。
The calculated power values PWp, PWa, PWb are distributed by the
遅延回路71、72、73はそれぞれ、電力値を遅延させる。
減算回路74は、遅延回路72から供給されるパイロット信号の電力値PWpと遅延回路71から供給される一搬送波上の信号の電力値PWaの差分(ΔWa=PWp−PWa)を求める。
減算回路75は、遅延回路72から供給されるパイロット信号の電力値PWpと遅延回路73から供給される一搬送波下の信号の電力値PWbの差分(ΔWb=PWp−PWb)を求める。
Each of the
The
The
絶対値回路76は、減算回路74の出力ΔWaの絶対値|ΔWa|を求める。
絶対値回路77は、減算回路75の出力ΔWbの絶対値|ΔWb|を求める。
減算回路78は、絶対値回路77の出力|ΔWb|から絶対値回路76の出力|ΔWa|を減算して、両者の差(|ΔWb|−|ΔWa|)を求める。
符号ビット取り出し回路80は、減算回路78の出力の符号を表すビット(符号ビット)を取り出して出力する。符号ビットは例えば「1」のときに負を表し、「0」のときに正を表す。
符号ビット取り出し回路80の出力は、判定回路45の出力として上記の(図1に示される)不一致検出回路48に供給される。
不一致検出回路48では、上記のような論理演算により、「−1」又は「+1」を出力する。
The
The
The
The sign
The output of the sign
The
上記のように、減算回路74および75を用いてパイロット信号の電力値PWpと一搬送波上の信号の電力値PWaの差分ΔWa、およびパイロット信号の電力値PWpと一搬送波下の信号の電力値PWbの差分ΔWbを求める。
この演算結果において値の小さい方の搬送波の方向に周波数がずれていると判定できる。これは、例えば、パイロット信号の周波数が下の方へずれた場合、一搬送波下の信号成分により大きな影響が及び、その(サンプリング点SPにおける)電力がより大きくなって、パイロット信号の電力との差が小さくなり、同様にパイロット信号の周波数が上の方へずれた場合、一搬送波上の信号成分により大きな影響が及び、その(サンプリング点SPにおける)電力がより大きくなって、パイロット信号の電力との差が小さくなるためである。
As described above, the difference ΔWa between the pilot signal power value PWp and the signal power value PWa on one carrier using the subtracting
In this calculation result, it can be determined that the frequency is shifted in the direction of the carrier having the smaller value. This is because, for example, when the frequency of the pilot signal shifts downward, the signal component under one carrier wave has a great influence, and the power (at the sampling point SP) becomes larger, and the power of the pilot signal If the difference becomes small and the frequency of the pilot signal shifts upward as well, the signal component on one carrier wave has a great influence, and the power (at the sampling point SP) becomes larger, and the power of the pilot signal This is because the difference between and becomes smaller.
従って、減算回路78で差分を演算することにより、大小を比較する。具体的には、減算回路78においては、減算回路74の出力の絶対値を求める絶対値回路76の出力|ΔWa|を、減算回路75の出力の絶対値を求める絶対値回路77の出力|ΔWb|から減算し、その結果|ΔWb|−|ΔWa|を出力する。
Accordingly, the difference is calculated by the
例えば、減算回路78の出力が正の値であった場合(減算回路74の出力の絶対値の方が減算回路75の出力の絶対値より小さい場合)、パイロット信号の周波数が上方向にずれていると判断する。そして、TMCCパイロットの差動復調結果から求めた逆正接(ROM43の出力)の値が正であった場合は、不一致検出回路48の出力が+1となって、ループフィルタ44の出力の符号を反転しない。逆に、ROM43の出力が負であった場合は、不一致検出回路48の出力が−1となって、ループフィルタ44の出力の符号を反転する。
For example, when the output of the
逆に、減算回路78の出力が負であった場合(減算回路74の出力の絶対値の方が減算回路75の出力の絶対値より大きい場合)、パイロット信号の周波数が下方向にずれていると判断する。そして、TMCCパイロットの差動復調結果から求めた逆正接(ROM43の出力)の値が正であった場合は、不一致検出回路48の出力が−1となって、ループフィルタ44の出力の符号を反転する。逆に、ROM43の出力が負であった場合は、不一致検出回路48の出力が+1となって、ループフィルタ44の出力の符号を反転しない。
Conversely, when the output of the
以上のような符号決定回路46の動作を、比較判定回路65の動作とともにまとめて示すと下記の表1のようになる。
The operation of the code determination circuit 46 as described above is shown together with the operation of the
乗算回路49の出力CSは、周波数誤差を表す信号として、図2の加算回路115に供給される。
The output CS of the
このように、実施の形態1による受信装置では±π/2の範囲を超えた、すなわち副搬送波間の1/4の周波数を超えた周波数誤差について検出することが可能であるため、搬送波間隔よりも小さい値の周波数誤差を検出/修正することができ、受信機の受信性能を向上することが可能となる。 Thus, in the receiving apparatus according to the first embodiment, it is possible to detect a frequency error exceeding the range of ± π / 2, that is, exceeding a quarter frequency between subcarriers. Therefore, it is possible to detect / correct a frequency error with a small value and improve the reception performance of the receiver.
実施の形態2.
次に本実施の形態2について説明する。上記実施の形態1では個々の差動復調結果について逆正接の導出および回転方向(周波数誤差の方向)の判定を行ったが、実施の形態2では逆正接の導出および回転方向の判定を行う前に平均演算回路36により、1シンボル区間のパイロット信号およびその上下一搬送波分のパイロット信号に相当する信号について平均値を演算し、その結果を用いて逆正接の導出および回転方向の判定を行う。図8に実施の形態2における搬送波周波数再生回路で用いられる第2の搬送波周波数誤差検出回路114を示す。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment will be described. In Embodiment 1 above, derivation of the arc tangent and determination of the rotation direction (frequency error direction) are performed for each differential demodulation result. In Embodiment 2, however, before the arc tangent is derived and the rotation direction is determined. In addition, the
図8に示す搬送波周波数誤差検出回路回路114は、図3に示す回路と概して同じであるが、差動復調回路30による差動復調結果の1シンボル分の平均を演算する平均演算回路36を備えており、平均演算回路36の出力がスイッチ41、42を介してROM43に供給されるとともに、ずれ方向判定回路45に供給される。
ROM43は、平均演算回路35の出力に基づいて逆正接を求める。
ずれ方向判定回路45は、平均演算回路36の出力に基づいてずれ方向の判定を行う。
The carrier frequency
The
The deviation
図8に示したように、複素演算回路11の出力を平均演算回路36により平均化することにより、伝送路に重畳された白色雑音成分を抑圧することができる。
As shown in FIG. 8, the white noise component superimposed on the transmission path can be suppressed by averaging the output of the complex arithmetic circuit 11 by the average
このように、実施の形態2による受信装置では差動復調結果を一シンボル区間に渡り平均することにより、白色雑音成分を抑圧し、±π/2の範囲を超えた、すなわち副搬送波間の1/4の周波数を超えた周波数誤差について検出することが可能であるため、従来の方法よりも大きな周波数誤差を精度良く修正することができ、受信機の受信性能を向上することが可能となる。 As described above, the receiving apparatus according to the second embodiment suppresses the white noise component by averaging the differential demodulation results over one symbol interval, and exceeds the range of ± π / 2, that is, 1 between subcarriers. Since it is possible to detect a frequency error exceeding a frequency of / 4, a frequency error larger than that of the conventional method can be corrected with high accuracy, and reception performance of the receiver can be improved.
実施の形態3.
次に本実施の形態3について説明する。実施の形態3の搬送波周波数再生回路は、概して実施の形態1と同じであるが、第2の搬送波周波数誤差検出回路114内のずれ方向判定回路45の構成が異なる。
Embodiment 3 FIG.
Next, the third embodiment will be described. The carrier frequency recovery circuit of the third embodiment is generally the same as that of the first embodiment, but the configuration of the deviation
実施の形態3で用いられるずれ方向判定回路45は、図9に示すように構成されている。
図9に示されるずれ方向判定回路は、概して図7のずれ方向判定回路と同じであるが、電力積分回路90が付加されている点で異なる。
The deviation
The shift direction determination circuit shown in FIG. 9 is generally the same as the shift direction determination circuit of FIG. 7, but differs in that a
電力積分回路90は、積分回路90p、90a、90cを有する。
電力演算回路50で算出された電力値は、分配スイッチ60により積分回路90a、90b、90pに分配される。具体的には、パイロット信号成分の電力値PWpは、積分回路90pに供給され、パイロット信号成分の一搬送波上の信号成分の電力値PWaは、積分回路90aに供給され、パイロット信号成分の一搬送波下の信号成分の電力値PWbは、積分回路90bに供給される。
積分回路90pは加算回路92と遅延回路95とを備え、積分回路90aは加算回路91と遅延回路94とを備え、積分回路90bは加算回路93と遅延回路96とを備える。
遅延回路94、95、96は、各々1シンボル期間の遅延時間を有する。
加算回路91、92,93は、遅延回路94、95、96の出力を入力に加算することで積分を行なう。
The
The power value calculated by the
The integrating circuit 90p includes an adding
Delay
The
積分回路90p、90a、90bは、各々その入力を予め定められたシンボル数分積分する。積分回路90p、90a、90bの出力(積分値)は、それぞれ遅延回路72、71、73に供給される。
Each of the integrating
このように実施の形態3では比較判定する信号を所定のシンボル数回積分することにより白色雑音成分を抑圧し、±π/2の範囲を超えた、すなわち副搬送波間の1/4の周波数を超えた周波数誤差について検出することが可能であり、搬送波間隔よりも小さい値の周波数誤差を検出/修正することができ、受信機の受信性能を向上することが可能となる。 As described above, in the third embodiment, the white noise component is suppressed by integrating the signal to be compared and determined a predetermined number of times, and the frequency exceeding the range of ± π / 2, that is, a quarter frequency between subcarriers is set. It is possible to detect an excess frequency error, and it is possible to detect / correct a frequency error having a value smaller than the carrier wave interval, thereby improving the reception performance of the receiver.
実施の形態4.
次に本実施の形態4について説明する。実施の形態4は、実施の形態3と概して同じであるが、ずれ方向判定回路45が異なる。図10は、実施の形態4のずれ方向判定回路45を示す。
Embodiment 4 FIG.
Next, the fourth embodiment will be described. The fourth embodiment is generally the same as the third embodiment, but the shift
図10に示されるずれ方向判定回路45は、図9のずれ方向判定回路45と概して同じであるが、絶対値回路81、減算回路82、符号ビット取り出し回路83、論理積回路84が付加されている。
絶対値回路81は、減算回路78の出力(差分演算回路70の出力)の絶対値を求める。
減算回路82は、絶対値回路81の出力を所定の閾値THから減算する。
符号ビット取り出し回路83は、減算回路82の出力の符号ビットを取り出す。符号ビット取り出し回路83の出力は「1」のとき負を表し、「0」のとき正を表す。
The shift
The
The
The sign
絶対値回路81の出力が閾値THよりも大きければ、減算回路82の出力が負となり、符号ビット取り出し回路83の出力が負を表すものとなる。
論理積回路84は、符号ビット取り出し回路80の出力が負を表すものであり、かつ符号ビット取り出し回路83の出力が負を表すものであるときに「−1」を出力し、それ以外のときに「+1」を出力する。
If the output of the
The AND
符号ビット取り出し回路80と、絶対値回路81と、減算回路82と、符号ビット取り出し回路83と、論理積回路84とで、差分演算回路70で求めた差分に基づいて、周波数誤差の方向を示す信号を出力する符号信号出力回路が構成されている。なお、これに対し、図7のずれ方向判定回路45の場合には、符号ビット取り出し回路80のみで符号信号出力回路が構成されている。
The sign
このような処理により、パイロット信号およびその上下一搬送波分のパイロット信号に相当する信号から演算した差分復調結果の電力値の比較結果を所定のしきい値の値と比較することによって、より確からしい演算値のみをループフィルタ信号の反転に用いる。
以上の比較判定回路65の動作をまとめると下記の表2のようになる。
By such processing, it is more probable by comparing the comparison result of the power value of the differential demodulation result calculated from the pilot signal and the signal corresponding to the pilot signal for one carrier above and below it with a predetermined threshold value. Only the calculated value is used to invert the loop filter signal.
The operations of the
周波数誤差が1/4搬送波周波数間隔を超えない場合のパイロット信号及び一搬送波上下の信号の差動復調結果を図11(a)〜(c)に示した。図11(a)は、パイロット信号の一搬送波下の信号成分の差動復調結果を示し、図11(b)は、パイロット信号の差動復調結果を示し、図11(c)は、パイロット信号の一搬送波上の信号成分の差動復調結果を示する。 The differential demodulation results of the pilot signal and the signals above and below one carrier when the frequency error does not exceed the 1/4 carrier frequency interval are shown in FIGS. 11A shows the differential demodulation result of the signal component under one carrier wave of the pilot signal, FIG. 11B shows the differential demodulation result of the pilot signal, and FIG. 11C shows the pilot signal. The differential demodulation result of the signal component on one carrier wave is shown.
周波数誤差が1/4搬送波周波数間隔を超えない場合はICIの影響はそれほど大きくないため、パイロット信号の一搬送波上下の信号の差動復調結果はパイロット信号の差動復調結果とは大きく異なる様相を示し、減算回路78の演算結果は比較的小さい値となり、検出誤りの可能性も大きい。一方、この場合の位相回転量は±π/2であり、通常のTMCCパイロットの復調結果から回転角を求めても検出誤りは生じない。
When the frequency error does not exceed the 1/4 carrier frequency interval, the influence of ICI is not so great, so the differential demodulation result of the signal above and below one carrier wave of the pilot signal is very different from the differential demodulation result of the pilot signal. The calculation result of the
一方、周波数誤差が1/4搬送波周波数間隔を超えた場合、図5(c)、(d)に示したように隣接キャリアがパイロット信号の影響を受けるため、減算回路78の演算結果はある程度大きな値を持つこととなり、検出誤りを起こしにくい。また、この場合、位相回転量は±π/2を超える値であり、通常どおりにTMCCパイロットの検出結果を用いた場合、検出誤りを生じることとなる。
On the other hand, when the frequency error exceeds the 1/4 carrier frequency interval, the adjacent carrier is affected by the pilot signal as shown in FIGS. 5C and 5D, so that the calculation result of the
従って、実施の形態4では減算回路78の出力結果をしきい値と比較することにより、より確からしい方の結果を用いて周波数ずれの方向を判定している。
Therefore, in the fourth embodiment, by comparing the output result of the
このように、実施の形態4では、パイロット信号およびその上下一搬送波分のパイロット信号に相当する信号から演算した差分復調結果の電力値の比較結果を所定のしきい値の値と比較することによって、より確からしい演算値のみをループフィルタ信号の反転に用いることができる。 As described above, in the fourth embodiment, the comparison result of the power value of the differential demodulation result calculated from the pilot signal and the signal corresponding to the pilot signal corresponding to one upper and lower carrier wave is compared with a predetermined threshold value. Only the more probable operation value can be used for inversion of the loop filter signal.
実施の形態5.
次に本実施の形態5について説明する。実施の形態5は、概して実施の形態1と同じであるが、第2の搬送波周波数誤差検出回路114が異なる。図12は、実施の形態5で用いられる第2の搬送波周波数誤差検出回路114の一例を示す。
Embodiment 5 FIG.
Next, the fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is generally the same as the first embodiment, but the second carrier frequency
図12に示す搬送波周波数誤差検出回路は、図3に示すものと概して同じであるが、ループフィルタ44が、乗算回路49の出力側に設けてある点で異なる。
図12の構成では、乗算回路49の出力をループフィルタ44に入力して、位相補償を行う。このように変更しても図3の場合と同様の効果が得られる。
The carrier frequency error detection circuit shown in FIG. 12 is generally the same as that shown in FIG. 3 except that the
In the configuration of FIG. 12, the output of the
実施の形態6.
次に本実施の形態6について説明する。実施の形態6の搬送波周波数誤差検出回路114は、概して実施の形態1と同じであるが、判定回路45の構成が異なる。実施の形態6におけるずれ方向判定回路45は、図13に示すように構成されている。図13に示されるずれ方向判定回路45は、概して図7の判定回路と同じであるが、以下の点で異なる。
Embodiment 6 FIG.
Next, the sixth embodiment will be described. The carrier frequency
電力演算回路50は、実施の形態1と同様に、パイロット信号成分の一搬送波上の信号成分の電力値PWa、及びパイロット信号成分の一搬送波下の信号成分の電力値PWbを算出するが、パイロット信号成分の電力値PWpを算出しない。
電力値PWa、PWbは、分配スイッチ60により、差分演算回路70の遅延回路71、73に供給される。即ち電力値PWaが、遅延回路71に供給され、電力値PWbが遅延回路73に供給される。
減算回路78では、遅延回路71の出力PWaから遅延回路73の出力PWbを減算し、差分(PWa−PWb)を出力する。
符号ビット取り出し回路80は、減算回路78の出力の符号を表わす信号を出力する。
As in the first embodiment, the
The power values PWa and PWb are supplied to the
The subtracting
The sign
図5に示されるように周波数誤差が大きくなると、パイロット信号の一搬送波上の信号成分の差動復調結果とパイロット信号の一搬送波下の信号成分の差動復調結果の違いが顕著になる。従って、減算回路78の演算結果の符号から誤差方向を判定することができる。
As the frequency error increases as shown in FIG. 5, the difference between the differential demodulation result of the signal component on one carrier wave of the pilot signal and the differential demodulation result of the signal component on one carrier wave of the pilot signal becomes significant. Therefore, the error direction can be determined from the sign of the calculation result of the
実施の形態1について述べたのと同様に、パイロット信号の周波数が上方向にずれると、一搬送波上の信号成分により大きな影響が及び、その(サンプリング点SPにおける)電力がより大きくなり、従って、減算回路78の出力は正となる。パイロット信号の周波数が下方向にずれると、一搬送波下の信号成分により大きな影響が及び、その(サンプリング点SPにおける)電力がより大きくなり、従って、減算回路78の出力は負となる。従って、減算回路78の出力の符号により、パイロット信号の周波数のずれた方向を判定することができる。
As described in the first embodiment, when the frequency of the pilot signal is shifted upward, the signal component on one carrier wave has a larger influence, and the power (at the sampling point SP) becomes larger. The output of the
そこで、実施の形態1と同様に、減算回路78の出力の符号ビットを取り出す符号ビット取り出し回路80の出力を、例えば図3の符号決定回路46における符号の決定に用いることができる。
この場合の比較判定回路65及び符号決定回路46の動作は下記の表3のごとくとなる。
Therefore, as in the first embodiment, the output of the sign
The operations of the
このように、実施の形態6ではパイロット信号の上下一搬送波の差動復調結果の電力値の差分を判定することにより、±π/2の範囲を超えた、すなわち副搬送波間の1/4の周波数を超えた周波数誤差について検出することが可能であるため、搬送波間隔よりも小さい範囲で周波数誤差を検出し、或いは修正することができ、受信機の受信性能を向上することが可能となる。 As described above, in the sixth embodiment, the difference between the power values of the differential demodulation results of the upper and lower one carrier waves of the pilot signal is determined, so that the range of ± π / 2 is exceeded, that is, ¼ between the subcarriers. Since it is possible to detect a frequency error exceeding the frequency, the frequency error can be detected or corrected in a range smaller than the carrier interval, and the reception performance of the receiver can be improved.
実施の形態7.
次に実施の形態7について説明する。実施の形態7は、概して実施の形態6と同じであるが、第2の搬送波周波数誤差検出回路114内のずれ方向判定回路45の構成が異なる。
実施の形態7で用いられるずれ方向判定回路45は、図14に示すように構成されている。
Embodiment 7 FIG.
Next, a seventh embodiment will be described. The seventh embodiment is generally the same as the sixth embodiment, but the configuration of the deviation
The deviation
図14に示されるずれ方向判定回路は、概して図13のずれ方向判定回路と同じであるが、電力積分回路90が付加されている点で異なる。
The shift direction determination circuit shown in FIG. 14 is generally the same as the shift direction determination circuit of FIG. 13, but differs in that a
電力積分回路90は、積分回路90a、90bを有する。
電力演算回路50で算出された電力値は、分配スイッチ60により積分回路90a、90bに分配される。具体的には、パイロット信号成分の一搬送波上の信号成分の電力値PWaは、積分回路90aに供給され、パイロット信号成分の一搬送波下の信号成分の電力値PWbは、積分回路90bに供給される。
積分回路90a、90bは、それぞれ図9の積分回路90a、90bと同じである。
積分回路90a、90bの出力(積分値)は、それぞれ遅延回路71、73に供給され、減算回路78は、遅延回路71、73を介して供給される積分回路90a、90bの出力の差を求める。
The
The power value calculated by the
The
The outputs (integrated values) of the integrating
このように実施の形態7ではパイロット信号の上下一搬送波の差動復調結果の電力値を所定のシンボル数回積分した結果の差分を判定することにより、白色雑音成分を抑圧し、±π/2の範囲を超えた、搬送波間隔よりも小さい範囲で周波数誤差を検出/修正することができ、従来の方法よりも大きな周波数誤差を精度良く修正することができ、受信機の受信性能を向上することが可能となる。 As described above, in the seventh embodiment, the white noise component is suppressed by determining the difference between the power values of the differential demodulation results of the upper and lower one carrier waves of the pilot signal a predetermined number of times, and ± π / 2 is suppressed. The frequency error can be detected / corrected in a range that exceeds the range and smaller than the carrier interval, and the frequency error that is larger than the conventional method can be corrected with high accuracy, thereby improving the reception performance of the receiver. Is possible.
実施の形態8.
次に実施の形態8について説明する。実施の形態8は、実施の形態7と概して同じである。実施の形態8で用いられるずれ方向判定回路45の一例を図15に示した。
Embodiment 8 FIG.
Next, an eighth embodiment will be described. The eighth embodiment is generally the same as the seventh embodiment. An example of the deviation
図15に示されるずれ方向判定回路45は、図14のずれ方向判定回路と概して同じであるが、図10を参照して説明したのと同様の、絶対値回路81、減算回路82、符号ビット取り出し回路83、論理積回路84が付加されている。
The shift
図6および図11に示されるように、周波数誤差が1/4搬送波周波数間隔を超えた場合にのみ、パイロット信号の上下一搬送波の差動復調結果は大きな差異を生じる。逆に言うと、この演算結果の値が小さい場合は、回転角は±π/2以内であり、通常のTMCCパイロット信号を用いた方向判定方法に検出誤りが生じない。 As shown in FIG. 6 and FIG. 11, only when the frequency error exceeds the 1/4 carrier frequency interval, the differential demodulation results of the upper and lower one carrier waves of the pilot signal produce a large difference. In other words, when the value of this calculation result is small, the rotation angle is within ± π / 2, and no detection error occurs in the direction determination method using the normal TMCC pilot signal.
実施の形態8では、パイロット信号の上下一搬送波分のパイロット信号に相当する信号から演算した差分復調結果の電力値の比較結果を所定のしきい値の値と比較することによって、より確からしい演算値のみをループフィルタ信号の反転に用いることができる。 In the eighth embodiment, a more reliable calculation is performed by comparing the comparison result of the power value of the differential demodulation result calculated from the signal corresponding to the pilot signal for one carrier above and below the pilot signal with a predetermined threshold value. Only the value can be used to invert the loop filter signal.
20 信号成分抽出回路、 30 差動復調回路、 31、32 RAM、 33 符号反転回路、 34 複素乗算回路、 36 一シンボル区間平均演算回路、 43 ROM、 44 ループフィルタ、 45 ずれ方向判定回路、 46 符号決定回路、 48 不一致検出回路、 49 乗算回路、 50 電力演算回路、 60 分配回路、 65 比較判定回路、 70 差分演算回路、 80 符号ビット取り出し回路、 101 アンテナ、 102 チューナ、 104 バンドパスフィルタ、 105 A/D変換回路、 106 デマルチプレクサ、 107、108 ローパスフィルタ、 109 複素乗算回路、 110 ガード除去回路、 111 高速フーリエ変換(FFT)回路、 112 搬送波再生回路、 113 搬送波周波数誤差検出回路、 113a 相関値演算回路、 113b 周波数誤差演算回路、 114 搬送波周波数誤差検出回路、 115 加算回路、 116 数値制御発振回路、 130 搬送波周波数再生回路、131 クロック発振器。 20 signal component extraction circuit, 30 differential demodulation circuit, 31, 32 RAM, 33 sign inversion circuit, 34 complex multiplication circuit, 36 one-symbol interval average calculation circuit, 43 ROM, 44 loop filter, 45 deviation direction determination circuit, 46 code Decision circuit, 48 mismatch detection circuit, 49 multiplication circuit, 50 power operation circuit, 60 distribution circuit, 65 comparison determination circuit, 70 difference operation circuit, 80 code bit extraction circuit, 101 antenna, 102 tuner, 104 band pass filter, 105 A / D conversion circuit, 106 demultiplexer, 107, 108 low-pass filter, 109 complex multiplication circuit, 110 guard removal circuit, 111 fast Fourier transform (FFT) circuit, 112 carrier recovery circuit, 113 carrier frequency error detection Road, 113a correlation value calculation circuit, 113b frequency error calculating circuit, 114 a carrier frequency error detection circuit, 115 adder circuits, 116 numerically controlled oscillator, 130 carrier frequency reproducing circuit, 131 a clock oscillator.
Claims (17)
前記直交復調により得られたI信号成分又はQ信号成分とそれを1有効シンボル時間だけ遅延した信号との相関値を算出し、該算出値に基づいて第1の周波数誤差を算出する第1の周波数誤差検出回路と、
前記フーリエ変換された周波数ドメインにおけるTMCCパイロット信号成分と、その一搬送波上及び一搬送波下のデータ信号成分に基づいて第2の周波数誤差を検出する第2の周波数誤差検出回路と、
前記第1の周波数誤差と前記第2の周波数誤差を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力により発振周波数が制御される数値制御発信回路とを備え、
前記第2の周波数誤差検出回路は、
前記フーリエ変換された周波数ドメインにおけるTMCCパイロット信号成分と、その一搬送波上及び一搬送波下のデータ信号成分を、1有効シンボル時間遅延し、前記1有効シンボル時間遅延したTMCCパイロット信号成分と現在のTMCCパイロット信号成分を用いて差動復調し、前記1有効シンボル時間遅延した一搬送波上の信号成分と現在の一搬送波上の信号成分を用いて差動復調し、前記1有効シンボル時間遅延した一搬送波下の信号成分と現在の一搬送波下の信号成分を用いて差動復調する差動復調回路と、
前記TMCCパイロット信号成分についての前記差動復調回路による差動復調結果の複素平面上におけるI成分とQ成分とに応じた位相角を出力する位相角出力回路と、
前記一搬送波上の信号成分についての前記差動復調回路による差動復調結果におけるI成分とQ成分と、前記一搬送波下の信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分とに基づいて、周波数のずれの方向を判定するずれ方向判定回路と、
前記位相角出力回路が出力した位相角の符号と、前記ずれ方向判定回路によるずれの方向に基づいて、前記位相角の符号を決定する符号決定回路とを備え、
前記符号決定回路で符号が決定された位相角を前記第2の周波数誤差として出力する
ことを特徴とするOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The input orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) complex digital signal is orthogonally demodulated, converted to a baseband frequency, removed the guard interval (GI), and Fourier transformed to convert the frequency domain signal. An OFDM signal demodulating device that detects the carrier frequency, and then recovers the carrier frequency used in the quadrature demodulation based on the signal obtained by the quadrature demodulation and the frequency domain signal obtained by the Fourier transform. In the circuit
A correlation value between an I signal component or Q signal component obtained by the orthogonal demodulation and a signal delayed by one effective symbol time is calculated, and a first frequency error is calculated based on the calculated value A frequency error detection circuit;
A second frequency error detection circuit for detecting a second frequency error based on the TMCC pilot signal component in the Fourier transformed frequency domain and the data signal component on and under the one carrier;
An adder circuit for adding the first frequency error and the second frequency error;
A numerical control transmission circuit whose oscillation frequency is controlled by the output of the addition circuit,
The second frequency error detection circuit includes:
The TMCC pilot signal component in the frequency domain subjected to Fourier transform and the data signal component on one carrier and one carrier thereof are delayed by one effective symbol time, and the TMCC pilot signal component delayed by one effective symbol time and the current TMCC Differentially demodulated using a pilot signal component, differentially demodulated using a signal component on one carrier delayed by one effective symbol time and a signal component on one current carrier, and delayed by one effective symbol time A differential demodulation circuit that differentially demodulates using the lower signal component and the signal component under one current carrier wave;
A phase angle output circuit for outputting a phase angle corresponding to an I component and a Q component on a complex plane of a differential demodulation result by the differential demodulation circuit for the TMCC pilot signal component;
Based on the I component and Q component in the differential demodulation result by the differential demodulation circuit for the signal component on the one carrier wave, and the I component and Q component in the differential demodulation result on the signal component on the one carrier wave A deviation direction determination circuit for determining a direction of frequency deviation;
A code determination circuit that determines a code of the phase angle based on a code of the phase angle output by the phase angle output circuit and a direction of shift by the shift direction determination circuit;
A carrier frequency recovery circuit of an OFDM signal demodulator, wherein the phase angle whose code is determined by the code determination circuit is output as the second frequency error.
前記ずれ方向判定回路が、上方向へのずれを検出し、前記位相角出力回路が負の位相角を出力したときは、前記位相角出力回路が出力した位相角の符号を反転させ、
前記ずれ方向判定回路が、下方向へのずれを検出し、前記位相角出力回路が正の位相角を出力したときは、前記位相角出力回路が出力した位相角の符号を反転させる
ことを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The code determination circuit includes:
When the shift direction determination circuit detects a shift in the upward direction and the phase angle output circuit outputs a negative phase angle, the sign of the phase angle output by the phase angle output circuit is inverted,
When the shift direction determination circuit detects a shift in the downward direction and the phase angle output circuit outputs a positive phase angle, the sign of the phase angle output by the phase angle output circuit is inverted. A carrier frequency recovery circuit for an OFDM signal demodulator according to claim 1.
前記パイロット信号成分の搬送波周波数の上方向へのずれに応じた値と、前記パイロット信号成分の搬送波周波数の下方向へのずれに応じた値との差を算出する差分演算回路と、
前記差分演算回路の出力に基づいて周波数のずれの方向を示す信号を出力する符号信号出力回路とを備える
ことを特徴とする請求項2に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The comparison judgment circuit
A difference calculation circuit that calculates a difference between a value according to an upward shift of the carrier frequency of the pilot signal component and a value according to a downward shift of the carrier frequency of the pilot signal component;
The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 2, further comprising: a code signal output circuit that outputs a signal indicating a frequency shift direction based on an output of the difference calculation circuit.
前記一搬送波上の信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分とから第1の信号電力を求め、前記一搬送波下の信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分とから第2の信号電力を求める信号電力演算回路と、
前記第1の信号電力と前記第2の信号電力とに基づいて、周波数のずれの方向を判定する比較判定回路とを備える
ことを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The deviation direction determination circuit includes:
First signal power is obtained from the I and Q components in the differential demodulation result for the signal component on the one carrier wave, and from the I and Q components in the differential demodulation result for the signal component on the one carrier wave. A signal power calculation circuit for obtaining a second signal power;
The carrier frequency of the OFDM signal demodulator according to claim 1, further comprising a comparison / determination circuit that determines a direction of frequency deviation based on the first signal power and the second signal power. Reproduction circuit.
前記第1の信号電力と前記第2の信号電力の差分を求める差分演算回路と、
前記差分演算回路で求めた差分に基づいて、周波数誤差の方向を示す信号を出力する符号信号出力回路とを備える
ことを特徴とする請求項5又は6に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The comparison determination circuit includes:
A difference calculation circuit for obtaining a difference between the first signal power and the second signal power;
7. A carrier frequency recovery of an OFDM signal demodulator according to claim 5, further comprising: a code signal output circuit that outputs a signal indicating a direction of a frequency error based on the difference obtained by the difference calculation circuit. circuit.
前記パイロット信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分とから第3の信号電力を求め、
前記比較判定回路は、前記第1の信号電力と前記第3の信号電力との差と、前記第2の信号電力と前記第3の信号電力との差のいずれが大きいかに基づいて前記周波数のずれの方向を判定する
ことを特徴とする請求項5に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The signal power calculation circuit further includes:
A third signal power is obtained from the I component and the Q component in the differential demodulation result for the pilot signal component,
The comparison / determination circuit may determine the frequency based on which of a difference between the first signal power and the third signal power and a difference between the second signal power and the third signal power is greater. The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulating device according to claim 5, wherein the direction of deviation is determined.
ことを特徴とする請求項8に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 When the absolute value of the difference between the first signal power and the third signal power is larger than the absolute value of the difference between the second signal power and the third signal power, the comparison determination circuit It is determined that the frequency of the pilot signal is shifted downward, and the absolute value of the difference between the first signal power and the third signal power is the second signal power and the third signal. The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 8, wherein it is determined that the frequency of the pilot signal is shifted upward when it is smaller than an absolute value of a difference from power.
前記差分演算回路で求めた差分に基づいて、周波数誤差の方向を示す信号を出力する符号信号出力回路とを備える
ことを特徴とする請求項5又は9に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The comparison determination circuit calculates a difference between an absolute value of a difference between the first signal power and the third signal power and an absolute value of a difference between the second signal power and the third signal power. A difference calculation circuit to be obtained;
The carrier frequency recovery of the OFDM signal demodulator according to claim 5 or 9, further comprising: a code signal output circuit that outputs a signal indicating a direction of a frequency error based on the difference obtained by the difference calculation circuit. circuit.
前記差分演算回路の出力が下方向へのずれを示すものであり、かつ前記差分演算回路の出力の絶対値が所定の閾値より大きいときに、周波数誤差が下方向であることを示す信号を出力する
ことを特徴とする請求項7又は10に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The code signal output circuit comprises:
When the output of the difference calculation circuit indicates a downward shift and the absolute value of the output of the difference calculation circuit is larger than a predetermined threshold, a signal indicating that the frequency error is in the downward direction is output. The carrier wave frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 7 or 10.
前記信号電力演算回路で算出した信号電力値を所定のシンボル数分加算する積分回路をさらに備え、
前記比較判定回路は、前記積分回路による加算結果に基づいて前記ずれの方向の判定を行う
ことを特徴とする請求項5に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The deviation direction determination circuit includes:
An integration circuit for adding a predetermined number of symbols to the signal power value calculated by the signal power calculation circuit;
6. The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 5, wherein the comparison / determination circuit determines the direction of the deviation based on an addition result by the integration circuit.
前記差動復調結果の1シンボル分の平均を演算する平均演算回路をさらに有し、
前記ずれ方向判定回路は、前記平均演算回路の出力に基づいて前記ずれ方向の判定を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The second frequency error detection circuit includes:
An average calculation circuit for calculating an average of one symbol of the differential demodulation result;
The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 1, wherein the shift direction determination circuit determines the shift direction based on an output of the average arithmetic circuit.
ことを特徴とする請求項13に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 13, wherein the phase angle output circuit outputs a phase angle corresponding to the output of the average arithmetic circuit.
前記位相角出力回路の出力を入力とするループフィルタをさらに備え、
前記符号決定回路が、前記ループフィルタの出力を入力とする
ことを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The second frequency error detection circuit comprises:
A loop filter having the output of the phase angle output circuit as an input;
The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 1, wherein the code determination circuit receives an output of the loop filter as an input.
前記符号決定回路の出力を入力とするループフィルタをさらに備え、
前記加算回路が、前記ループフィルタの出力と前記第1の周波数誤差検出回路の出力を加算する
ことを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生回路。 The second frequency error detection circuit comprises:
A loop filter having the output of the code determination circuit as an input;
The carrier frequency recovery circuit of the OFDM signal demodulator according to claim 1, wherein the adding circuit adds the output of the loop filter and the output of the first frequency error detection circuit.
前記直交復調により得られたI信号成分又はQ信号成分とそれを1有効シンボル時間だけ遅延した信号との相関値を算出し、該算出値に基づいて第1の周波数誤差を算出する第1の周波数誤差検出ステップと、
前記フーリエ変換された周波数ドメインにおけるTMCCパイロット信号成分と、その一搬送波上及び一搬送波下のデータ信号成分に基づいて第2の周波数誤差を検出する第2の周波数誤差検出ステップと、
前記第1の周波数誤差と前記第2の周波数誤差を加算する加算ステップと、
前記加算ステップの出力により発振周波数が制御される数値制御発信ステップとを備え、
前記第2の周波数誤差検出ステップは、
前記フーリエ変換された周波数ドメインにおけるTMCCパイロット信号成分と、その一搬送波上及び一搬送波下のデータ信号成分を、1有効シンボル時間遅延し、前記1有効シンボル時間遅延したTMCCパイロット信号成分と現在のTMCCパイロット信号成分を用いて差動復調し、前記1有効シンボル時間遅延した一搬送波上の信号成分と現在の一搬送波上の信号成分を用いて差動復調し、前記1有効シンボル時間遅延した一搬送波下の信号成分と現在の一搬送波下の信号成分を用いて差動復調する差動復調ステップと、
前記TMCCパイロット信号成分についての前記差動復調ステップによる差動復調結果の複素平面上におけるI成分とQ成分とに応じた位相角を出力する位相角出力ステップと、
前記一搬送波上の信号成分についての前記差動復調ステップによる差動復調結果におけるI成分とQ成分と、前記一搬送波下の信号成分についての差動復調結果におけるI成分とQ成分とに基づいて、周波数のずれの方向を判定するずれ方向判定ステップと、
前記位相角出力ステップが出力した位相角の符号と、前記ずれ方向判定ステップによるずれの方向に基づいて、前記位相角の符号を決定する符号決定ステップとを備え、
前記符号決定ステップで符号が決定された位相角を前記第2の周波数誤差として出力する
ことを特徴とするOFDM信号復調装置の搬送波周波数再生方法。 The input orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) complex digital signal is orthogonally demodulated, converted to the baseband frequency, removed the guard interval (GI), and Fourier transformed to obtain the frequency domain signal. Carrier wave frequency recovery method for recovering the carrier frequency used in the quadrature demodulation based on the signal obtained by the quadrature demodulation and the signal in the frequency domain obtained by the Fourier transform In
A correlation value between an I signal component or Q signal component obtained by the orthogonal demodulation and a signal delayed by one effective symbol time is calculated, and a first frequency error is calculated based on the calculated value A frequency error detection step;
A second frequency error detecting step for detecting a second frequency error based on the TMCC pilot signal component in the Fourier transformed frequency domain and the data signal component on one carrier and one carrier;
An adding step of adding the first frequency error and the second frequency error;
A numerical control transmission step in which the oscillation frequency is controlled by the output of the addition step,
The second frequency error detection step includes:
The TMCC pilot signal component in the frequency domain subjected to Fourier transform and the data signal component on one carrier and one carrier thereof are delayed by one effective symbol time, and the TMCC pilot signal component delayed by one effective symbol time and the current TMCC Differentially demodulated using a pilot signal component, differentially demodulated using a signal component on one carrier delayed by one effective symbol time and a signal component on one current carrier, and delayed by one effective symbol time A differential demodulation step for differential demodulation using the lower signal component and the signal component under the current carrier;
A phase angle output step of outputting a phase angle corresponding to an I component and a Q component on a complex plane of a differential demodulation result by the differential demodulation step for the TMCC pilot signal component;
Based on the I and Q components in the differential demodulation result of the differential demodulation step for the signal component on the one carrier wave, and the I and Q components in the differential demodulation result on the signal component on the one carrier wave A deviation direction determination step for determining a direction of frequency deviation;
A code determination step for determining a code of the phase angle based on a code of the phase angle output by the phase angle output step and a shift direction by the shift direction determination step;
A phase frequency whose code is determined in the code determination step is output as the second frequency error. A carrier frequency recovery method of an OFDM signal demodulator.
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JP2008151788A JP2009302647A (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Carrier frequency reproduction circuit and method of ofdm signal demodulator |
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