JP5234318B2 - Automatic frequency control method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、データ信号と共に既知信号(リファレンス信号あるいはパイロット信号ともいう。)を多重送信する無線通信システムに係り、特に受信側における自動周波数制御方法および装置に関する。 The present invention relates to a radio communication system that multiplex-transmits a known signal (also referred to as a reference signal or a pilot signal) together with a data signal, and more particularly to an automatic frequency control method and apparatus on the receiving side.
近年、通信技術の発達はめざましく、有線通信だけでなく無線通信においても大容量のデータを高速で通信するシステムが実現されつつある。特に、携帯電話などの移動端末の普及に伴い、動画や音声などのマルチメディアデータを移動端末でも利用可能にする次世代通信方式の研究、開発が行われている。 In recent years, the development of communication technology has been remarkable, and a system for communicating large amounts of data at high speed not only in wired communication but also in wireless communication is being realized. In particular, with the widespread use of mobile terminals such as mobile phones, research and development of next-generation communication methods that enable multimedia data such as moving images and voices to be used on mobile terminals are being conducted.
次世代通信方式として注目されているのは、たとえば3GPP(3rd Generation Partnership Project)のLTE(Long Term Evolution)で採用される直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplex)通信方式である。OFDM通信方式はマルチキャリア伝送をベースとした通信方式であり、複数の搬送波を一括して変復調することができる。しかしながら、OFDMでは、送信装置と受信装置との間で搬送波に周波数誤差があると、サブキャリア間の直交性が崩れてキャリア間干渉を生じるので、通常、搬送波の周波数誤差を補正する自動周波数制御(AFC:Automatic Frequency Control)が採用されている。 What is attracting attention as a next-generation communication method is, for example, an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) communication method employed in LTE (Long Term Evolution) of 3GPP (3rd Generation Partnership Project). The OFDM communication system is a communication system based on multi-carrier transmission, and can modulate / demodulate a plurality of carrier waves at once. However, in OFDM, if there is a frequency error in the carrier between the transmitter and the receiver, the orthogonality between the subcarriers is lost and inter-carrier interference occurs, so usually automatic frequency control that corrects the carrier frequency error. (AFC: Automatic Frequency Control) is adopted.
AFCを精度よく機能させるためには、搬送波の周波数誤差を正確に検出する必要があり、そのための方法が種々提案されている。例えば、特許文献1(特開2000−228656号公報)には、有効シンボル期間に規則的に送られてくるパイロット信号(以下、リファレンス信号という。)による相関を用いる方法が提案されている。具体的には、1フレーム内に分散配置されたリファレンス信号を利用して、受信信号と、受信装置で保持しているリファレンス信号系列との複素相関値を計算し、その相関ピーク値の位相成分に基づいて周波数誤差を算出する。 In order for the AFC to function with high accuracy, it is necessary to accurately detect the frequency error of the carrier wave, and various methods have been proposed. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-228656) proposes a method that uses a correlation based on a pilot signal (hereinafter referred to as a reference signal) that is regularly transmitted during an effective symbol period. Specifically, using a reference signal distributed in one frame, a complex correlation value between the received signal and the reference signal sequence held by the receiving device is calculated, and the phase component of the correlation peak value The frequency error is calculated based on
しかしながら、上述した特許文献1では、1フレーム内に分散配置された常に同じ時間間隔のリファレンス信号を用いて相関をとっているために、雑音や干渉などの多い環境下では周波数の検出誤差が生じる可能性が高くなり、AFCの制御精度を低下させる。
However, in
本発明の目的は、雑音や干渉などの多い環境下であっても精度のよいAFC制御を可能にする自動周波数制御方法および装置ならびにそれを用いた無線通信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an automatic frequency control method and apparatus that enables accurate AFC control even in an environment with a lot of noise and interference, and a wireless communication apparatus using the same.
本発明による自動周波数制御装置は、周波数方向および/または時間方向に拡散された複数の異なるリファレンス信号を送信する方式の無線通信システムにおける自動周波数制御装置であって、同一サブキャリアにおいて、一方のリファレンス信号の補間によるチャネル推定値と他方のリファレンス信号の補間によらないチャネル推定値とを用いて相関値を計算する相関演算手段と、相関演算手段により得られた複数の相関値に基づいて周波数制御信号を生成する周波数制御手段と、を有することを特徴とする。 An automatic frequency control apparatus according to the present invention is an automatic frequency control apparatus in a wireless communication system that transmits a plurality of different reference signals spread in a frequency direction and / or a time direction , and one reference in one subcarrier. Correlation calculation means for calculating a correlation value using a channel estimation value by signal interpolation and a channel estimation value not by interpolation of the other reference signal, and frequency control based on a plurality of correlation values obtained by the correlation calculation means And a frequency control means for generating a signal.
本発明によれば、雑音や干渉などの多い環境下であっても精度のよいAFC制御が可能となる。 According to the present invention, accurate AFC control is possible even in an environment with a lot of noise and interference.
以下、3GPPで議論されているLTEのシステムを例にとって、本発明の一実施形態による自動周波数制御方法および装置を詳細に説明する。特に、3GPP TS36.211(非特許文献1)に記載されたLTEシステムのリファレンス信号構成を一例として取りあげるが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, an automatic frequency control method and apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail by taking an LTE system discussed in 3GPP as an example. In particular, the reference signal configuration of the LTE system described in 3GPP TS 36.211 (Non-Patent Document 1) is taken as an example, but the present invention is not limited to this.
1.相関演算
図1は本発明の一実施形態において用いられるリファレンス信号の配置例を模式的に示す図である。縦軸は時間を示し、横軸はサブキャリア番号kで表される周波数を示す。ここでは、任意のスロット#nとそれに続く#(n+1)の一部とが図示されている。
1. Correlation Calculation FIG. 1 is a diagram schematically showing an arrangement example of reference signals used in one embodiment of the present invention. The vertical axis represents time, and the horizontal axis represents the frequency represented by subcarrier number k. Here, an arbitrary slot #n and a part of # (n + 1) following it are shown.
図中の「R1」は、各スロットの先頭に6サブキャリア間隔で挿入された第1リファレンス信号の配置を表す。「R2」は、各スロットの途中(先頭から時間T1後)に同じく6サブキャリア間隔で挿入された第2リファレンス信号の配置を表すが、第1リファレンス信号に対して3サブキャリアだけ周波数方向にずらして配置されている。スロット#nの第2リファレンス信号と続くスロット#(n+1)の第1リファレンス信号との間隔T2は1スロット時間から時間T1を減算した長さとなる。 “R 1 ” in the figure represents the arrangement of the first reference signals inserted at the beginning of each slot at intervals of 6 subcarriers. “R 2 ” represents the arrangement of the second reference signals inserted at intervals of 6 subcarriers in the middle of each slot (after the time T 1 from the beginning), but the frequency is 3 subcarriers with respect to the first reference signal. Arranged to be shifted in the direction. The interval T 2 between the second reference signal in slot #n and the first reference signal in the subsequent slot # (n + 1) has a length obtained by subtracting time T 1 from one slot time.
このようなリファレンス信号構成を仮定した場合、本実施形態による自動周波数制御方法では、リファレンス信号のマッピングされていないサブキャリアは、隣接するリファレンス信号のチャネル推定値から補間されたチャネル推定値を利用して相関演算を行う。すなわち、周波数方向に補間処理を行った場合は、第1リファレンス信号R1のチャネル推定値を用いた補間演算により得られたTR1のチャネル推定値と、第2リファレンス信号R2のチャネル推定値を用いた補間演算により得られたTR2のチャネル推定値とを利用する。同様に、時間方向に補間処理を行った場合は、第2リファレンス信号R2のチャネル推定値を用いた補間演算により得られたTR1のチャネル推定値と、第1リファレンス信号R1のチャネル推定値を用いた補間演算により得られたTR2のチャネル推定値とを利用する。 Assuming such a reference signal configuration, in the automatic frequency control method according to the present embodiment, subcarriers to which no reference signal is mapped use a channel estimation value interpolated from the channel estimation value of an adjacent reference signal. To perform correlation calculation. That is, when performing the interpolation process in the frequency direction, the first channel estimation value of the reference signal R 1 of the channel estimation value T R1 obtained by interpolation calculation using the second reference signal R 2 channel estimates And the channel estimation value of T R2 obtained by the interpolation calculation using. Similarly, when interpolation processing is performed in the time direction, the channel estimation value of T R1 obtained by interpolation using the channel estimation value of the second reference signal R2 and the channel estimation value of the first reference signal R1 are obtained. The channel estimation value of TR2 obtained by the used interpolation calculation is used.
こうして、同一サブキャリアにおいて、一方のリファレンス信号の補間によるチャネル推定値と他方のリファレンス信号の補間によらないチャネル推定値との間の相関を求めることができる。すなわち、各リファレンス信号の時間間隔である1スロットだけでなく、異なる時間間隔T1およびT2での相関を求めることが可能となり、より信頼度の高い相関値を得ることができる。 In this way, in the same subcarrier, the correlation between the channel estimation value obtained by interpolation of one reference signal and the channel estimation value not obtained by interpolation of the other reference signal can be obtained. That is, not only one slot which is the time interval of each reference signal but also correlations at different time intervals T 1 and T 2 can be obtained, and a correlation value with higher reliability can be obtained.
2.回路構成
次に、上述した補間によるリファレンス信号を用いて自動周波数制御(AFC)のための周波数制御信号を求める回路構成について説明する。ここでは、図1に示す信号配置を仮定する。
2. Circuit Configuration Next, a circuit configuration for obtaining a frequency control signal for automatic frequency control (AFC) using the reference signal by interpolation described above will be described. Here, the signal arrangement shown in FIG. 1 is assumed.
図2は本実施形態によるAFC装置の主要部を示すブロック図である。本実施形態によるAFC装置10はチャネル推定部11からリファレンス信号のチャネル推定値を入力し、発振器の発振周波数を制御する周波数制御信号を出力する。チャネル推定部11は、マッピングされたリファレンス信号のチャネル推定値からリファレンス信号がマッピングされていないサブキャリアのチャネル推定値を補間し、全サブキャリア#1〜#mのチャネル推定値を複素相関演算部12へ出力する。複素相関演算部12は、これらチャネル推定値を用いて複素相関値を求め、周波数制御部13は複素相関値に基づいて周波数制御信号を生成する。
FIG. 2 is a block diagram showing a main part of the AFC apparatus according to the present embodiment. The AFC device 10 according to the present embodiment receives the channel estimation value of the reference signal from the
チャネル推定部11は、マルチキャリア受信信号からマッピングされたリファレンス信号Riのチャネル推定値hRi(n,k)およびhRi(n+1,k)と補間により求められたチャネル推定値hRj(n,k)とを複素相関演算部12へ出力する。ここで、nはスロット番号、kはサブキャリア番号である。図1に示すリファレンス信号配置例のサブキャリア#kに注目すれば、hRi(n,k)およびhRi(n+1,k)は、それぞれスロット#nおよび#(n+1)の先頭ブロックにおけるサブキャリア#kにマッピングされたリファレンス信号R1のチャネル推定値である。またhRj(n,k)は、スロット#nの第5ブロックにおけるサブキャリア#kの補間により得られたチャネル推定値である。
The
複素相関演算部12は、スロット#nにおけるリファレンス信号Riのチャネル推定値hRi(n,k)と、リファレンス信号Rjの補間により得られたチャネル推定値hRj(n,k)と、スロット#(n+1)におけるリファレンス信号Riのチャネル推定値hRi(n+1,k)との間の複素相関値CRi-Rj(n,k)、CRj-Ri(n,k)およびCRi-Ri(n,k)の少なくとも1つを算出する。一方のリファレンス信号がマッピングされたすべてのサブキャリアについて、複素相関値CRi-Rj(n,k)、CRj-Ri(n,k)およびCRi-Ri(n,k)を算出してもよいし、サブキャリア毎に算出する複素相関値の組み合わせを決めていてもよい。
The complex
ここで、CRi-Rj(n,k)は、スロット#nにおけるリファレンス信号Riのチャネル推定値hRi(n,k)とリファレンス信号Rjの補間により得られたチャネル推定値hRj(n,k)との複素相関値である。CRj-Ri(n,k)は、リファレンス信号Rjの補間により得られたチャネル推定値hRj(n,k)とスロット#(n+1)におけるリファレンス信号Riのチャネル推定値hRi(n+1,k)との複素相関値である。また、CRi-Ri(n,k)は、スロット#nにおけるリファレンス信号Riのチャネル推定値hRi(n,k)とスロット#(n+1)におけるリファレンス信号Riのチャネル推定値hRi(n+1,k)との複素相関値である。 Here, C Ri-Rj (n, k) is a channel estimation value h Rj (n, k) obtained by interpolation between the channel estimation value h Ri (n, k) of the reference signal Ri in the slot #n and the reference signal Rj. k) and a complex correlation value. C Rj−Ri (n, k) is the channel estimation value h Rj (n, k) obtained by interpolation of the reference signal Rj and the channel estimation value h Ri (n + 1, k) of the reference signal Ri in slot # (n + 1). ) And a complex correlation value. Further, C Ri-Ri (n, k) is a channel estimation value h Ri (n, k) of the reference signal Ri in the slot #n and a channel estimation value h Ri (n + 1, n) of the reference signal Ri in the slot # (n + 1). k) and a complex correlation value.
周波数制御部13は、全てのサブキャリアに渡って算出された複素相関値CRi-Rj(n,k)、CRj-Ri(n,k)およびCRi-Ri(n,k)に基づいて、AFCのための周波数制御信号を生成する。具体的には後述する。
The
3.効果
このように、周波数方向および/または時間方向に拡散された異なるリファレンス信号間の複素相関値を複数用いてAFC制御値を求めるようにしたので、雑音や干渉等の多い環境下でも搬送波の周波数誤差を補正するAFC装置の精度低下を抑制することができる。
3. As described above, since the AFC control value is obtained by using a plurality of complex correlation values between different reference signals spread in the frequency direction and / or the time direction, the frequency of the carrier wave can be obtained even in an environment with a lot of noise or interference. It is possible to suppress a decrease in accuracy of the AFC device that corrects the error.
4.無線通信装置
図3は本発明の一実施例による無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。本実施例による無線通信装置は、アンテナ101、直交検波器102、アナログ・デジタル(A/D)変換器103、ガードインターバル除去部104、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)部105、チャネル推定部106、チャネル復調部107、チャネル復号部108、AFC部109および発振器(TCXO:Temperature Compensated Xtal Oscillator)110を備えている。
4). Wireless Communication Device FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a receiving unit of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention. A wireless communication apparatus according to this embodiment includes an antenna 101, an
また、AFC部109は、複素相関演算部121、閾値判定部122、平均演算部123、Arctan演算部124、Δf変換部125、ループフィルタ部126、およびTCXO制御電圧算出部127を有する。なお、これらの回路はハードウエアにより構成されてもよいが、CPU等のプログラム制御プロセッサ上でそれぞれのプログラムを実行することにより同等の機能を実現することもできる。
In addition, the
図3において、アンテナ101で受信されたRF信号は、まず、TCXO110からの発振周波数に従って直交検波器102により直交検波され、これにより得られた受信信号がA/D変換器103によってデジタル変換される。続いて、ガードインターバル除去部104は受信信号からガードインターバルを取り除きFFT部105へ出力する。FFT部105は、時間領域の受信信号をフーリエ変換によって周波数領域に変換する。周知のように、送信側において周波数領域の成分が逆フーリエ変換によって時間領域の信号波に変換されているので、FFT部105のフーリエ変換によって、時間領域の信号波から周波数成分を分離し、ユーザデータの変調信号のシンボルを取り出すことができる。FFT部105により得られた各周波数成分は、チャネル推定部106のチャネル推定に使用される。
In FIG. 3, the RF signal received by the antenna 101 is first subjected to quadrature detection by the
チャネル推定部106では、受信信号を既知のリファレンス信号で除算することにより、無線チャネルで受けた影響を推定する。リファレンス信号のマッピングされていないサブキャリアに関しては、上述したように、隣接するリファレンス信号のチャネル推定値を元に補間することよって、全サブキャリアに対するチャネル推定値を算出することができる。
The
チャネル復調部107はチャネル推定値を用いて復調を行い、チャネル復調された信号がチャネル復号部108で復号されることでユーザデータが得られる。
The
また、チャネル推定値は、チャネル復調部107だけでなく、AFC部109にも入力される。AFC部109は入力されたチャネル推定値から周波数誤差を推定し、これを周波数制御信号として発振器110へ出力する。TCXO110は、周波数制御信号に従って発振周波数の補正を行い、直交検波器102での受信無線周波数を維持する。
The channel estimation value is input not only to the
5.AFC動作
通常、AFCの基本的な動作は次の通りである。複素相関演算部がチャネル推定値間の複素相関値を算出する。Arctan演算部が複素相関値を位相変化量に変換し、Δf変換部が位相変化量を周波数誤差Δfに変換する。さらに、周波数誤差Δfは、ループフィルタによって複数のスロット間に亘って平均され、TCXO制御電圧計算部が周波数誤差を0にするような補正値を割り出し、その補正値に対応する制御電圧を周波数制御信号としてTCXO110へ出力し発振周波数が調整される。
5. AFC operation Normally, the basic operation of AFC is as follows. A complex correlation calculation unit calculates a complex correlation value between the channel estimation values. The Arctan calculation unit converts the complex correlation value into a phase change amount, and the Δf conversion unit converts the phase change amount into a frequency error Δf. Further, the frequency error Δf is averaged over a plurality of slots by the loop filter, and the TCXO control voltage calculation unit calculates a correction value that makes the frequency error zero, and the control voltage corresponding to the correction value is frequency controlled. The signal is output to the
これに対して、本実施例によるAFC部109は、周波数方向ならびに時間方向に拡散された異なるリファレンス信号間の複素相関値を用いてAFC制御値を求める。さらに、閾値判定部122において、レベル閾値および/または位相差閾値を設け、有効な相関値のみを選択して平均演算部123へ出力し、信頼度の低い相関値は平均演算部123での平均演算に含めないようにする。これによって、信号対雑音比SNRの悪い環境下においても精度良いAFC制御値を得ることができる。以下、本実施例における特徴的な構成である複素相関演算部121、閾値判定部122および平均演算部123について詳細に説明する。
On the other hand, the
まず、複素相関演算部121は、スロット#nの第1リファレンス信号R1がマッピングされているサブキャリア#kに関して、第1リファレンス信号R1のチャネル推定値hR1(n,k)と、補間によって得られた第2リファレンス信号R2のチャネル推定値hR2(n,k)との複素相関値CR1-R2(n,k)を次式(1)により計算する。
First, the complex
同様に、補間によって得られた第2リファレンス信号R2のチャネル推定値hR2(n,k)と、次のスロット#(n+1)の第1リファレンス信号R1のチャネル推定値hR1(n+1,k)との複素相関値CR2-R1(n,k)、および、第1リファレンス信号R1のチャネル推定値hR1(n,k)と次のスロット#(n+1)の第1リファレンス信号R1のチャネル推定値hR1(n+1,k)との複素相関値CR1-R1(n,k)をそれぞれ計算する。この時、CR2-R1(n,k)、CR1-R1(n,k)は、相関を取るチャネル推定値間の時間間隔がCR1-R2(n,k)と異なる為、CR1-R2(n,k)と同じ時間間隔での複素相関値となるように、次式(2)、(3)によりそれぞれ補正する。 Similarly, the channel estimation value h R2 (n, k) of the second reference signal R 2 obtained by interpolation and the channel estimation value h R1 (n +) of the first reference signal R 1 in the next slot # (n + 1). 1, k) complex correlation value C R2-R1 with (n, k), and the first reference of the first reference signal R 1 of the channel estimate h R1 (n, k) and the next slot # (n + 1) A complex correlation value C R1-R1 (n, k) with the channel estimation value h R1 (n + 1, k) of the signal R 1 is calculated. At this time, C R2-R1 (n, k) and C R1-R1 (n, k) are different from C R1-R2 (n, k) because the time interval between correlated channel estimates is C R1 Corrections are made by the following equations (2) and (3) so that complex correlation values are obtained at the same time interval as -R2 (n, k).
式(2)および(3)において、T1は、上述したように、第1リファレンス信号R1と第2リファレンス信号R2との間の時間、T2は、第2リファレンス信号R2と次のスロットの第1リファレンス信号R1との間の時間である。 In the equations (2) and (3), T 1 is the time between the first reference signal R 1 and the second reference signal R 2 as described above, and T 2 is the second reference signal R 2 and the next time. Is the time between the first reference signal R 1 of the slots.
次に、雑音の影響を軽減する為に、式(1)〜(3)で求めた3つの複素相関値CR1-R2(n,k)、CR2-R1(n,k)、CR1-R1(n,k)の少なくとも1つを閾値判定部122でレベルおよび/または位相差に関する閾値判定を行った後、平均演算部123で平均する。閾値判定部122の閾値判定処理は、最終的に得られる複素相関値の信頼性を高めるために実行される(詳しくは後述する)。
Next, in order to reduce the influence of noise, the three complex correlation values C R1-R2 (n, k), C R2-R1 (n, k), C R1 obtained by the equations (1) to (3) are used. At least one of −R1 (n, k) is subjected to threshold determination regarding the level and / or phase difference by the
平均演算部123は、以上の操作を、第1リファレンス信号R1のマッピングされているサブキャリア全てに対し実行し、サブキャリア間の平均を取ったものを全体の複素相関値CとしてArctan演算部124へ出力する。
The
Arctan演算部124は複素相関値Cを位相変化量に変換し、それをΔf変換部125が周波数誤差Δfに変換する。さらに、周波数誤差Δfは、ループフィルタ126によって複数のスロット間に亘って平均されてTCXO制御電圧算出部127へ出力される。TCXO制御電圧算出部127は、周波数誤差Δfを0にするような補正値を割り出し、その補正値に対応する制御電圧データを生成する。この制御電圧データは、図示しないデジタル・アナログ変換器でアナログ変換され、周波数制御信号としてTCXO110へ出力される。こうして周波数制御された発振周波数がTCXO110から直交検波器102へ出力される。
The
6.閾値判定
図4(A)は本実施例における閾値判定部のレベル閾値判定を説明するための複素平面図であり、図4(B)は本実施例における閾値判定部のレベルおよび位相差閾値判定を説明するための複素平面図である。
6). Threshold Determination FIG. 4A is a complex plan view for explaining the level threshold determination of the threshold determination unit in the present embodiment, and FIG. 4B is the level and phase difference threshold determination of the threshold determination unit in the present embodiment. It is a complex top view for demonstrating.
図4(A)に示すように、閾値判定部122には予めレベル閾値が設けられており、複素相関演算部121で算出された複素相関値のレベルがレベル閾値より低いものを平均演算部123の処理から除外する。たとえば、複素相関演算部121で3つの複素相関値C1,C2,C3が算出され、C1およびC2がレベル閾値より高く、C3のみが低いものとすると、レベルの低い相関値C3を、雑音や干渉等の影響によって劣化した信頼度の低い相関値とみなし、平均に含めないようにする。このようにレベルの高い相関値C1、C2のみを選択して平均処理に用いることができ、SNRの悪い環境下においても信頼度の高いAFC制御値を得ることができる。
As shown in FIG. 4A, the threshold
また、信頼度の低い相関値かどうかを判断する方法は、レベル閾値判定だけではなく、位相成分が他の相関値と大きく異なるものも信頼度が低いと判定することができる。従って、図4(B)に示すように、レベル閾値および位相差閾値を閾値判定の基準に用いることが更に望ましい。 In addition, the method of determining whether or not the correlation value has a low reliability is not limited to the level threshold determination, but can also determine that the reliability is low even if the phase component is significantly different from other correlation values. Therefore, as shown in FIG. 4B, it is more desirable to use the level threshold value and the phase difference threshold value as threshold judgment criteria.
図4(B)に示すように、閾値判定部122には予めレベル閾値および位相差閾値が設けられており、複素相関演算部121で算出された複素相関値のレベルがレベル閾値より低いもの、あるいは位相が他の相関値および位相差閾値で定まる位相差閾値範囲から離れているものを平均演算部123の処理から除外する。たとえば、複素相関演算部121で3つの複素相関値C1,C2,C3が算出され、いずれもレベル閾値より高いが、C3のみがC1およびC2の位相を含む位相差閾値範囲から離れているものとすると、この相関値C3を雑音や干渉等の影響によって劣化した信頼度の低い相関値とみなし、平均に含めないようにする。このように、レベルが高くかつ所定の位相差閾値範囲内にある相関値C1、C2のみを選択して平均処理に用いることによりSNRの悪い環境下においても信頼度のさらに高いAFC制御値を得ることができる。
As shown in FIG. 4B, the threshold
なお、閾値判定部122は、複数の相関値の中から信頼度が低いと思われるものを除外し、有効な相関値のみを選択できる選択手段であれば他の方法を用いてもよい。
Note that the
7.複素相関演算の組み合わせ
上述したように、複素相関演算部121は、式(1)〜(3)に従って3種類の複素相関値CR1-R2(n,k)、CR2-R1(n,k)、CR1-R1(n,k)を演算することができるが、これら3種類の複素相関値を全てのリファレンス信号に関して求め、その平均を各サブキャリアの平均複素相関値として用いることができる。
7). Combination of Complex Correlation Calculations As described above, the complex
図5は本実施例における複素相関演算の組み合わせの第1例を説明するためのリファレンス信号配置図である。ここではマッピングされた第1リファレンス信号R1のチャネル推定値hR1を基準とし、各チャネル推定値hR1について3種類の複素相関値CR1-R2(n,k)、CR2-R1(n,k)、CR1-R1(n,k)を演算して平均を求めている。
FIG. 5 is a reference signal arrangement diagram for explaining a first example of a combination of complex correlation operations in the present embodiment. Here, with respect to the first reference signal channel estimate h R1 of R 1 mapped for each
複素相関演算の別の組み合わせも可能である。たとえば、全ての複素相関値を使わずに、各サブキャリア毎に3種類の複素相関値の中から1つ(または、いくつか)を選択し、その平均を当該サブキャリアの平均複素相関値としてもよい。 Other combinations of complex correlation operations are possible. For example, instead of using all the complex correlation values, one (or several) of three types of complex correlation values is selected for each subcarrier, and the average is used as the average complex correlation value of the subcarrier. Also good.
図6は本実施例における複素相関演算の組み合わせの第2例を説明するためのリファレンス信号配置図である。ここではマッピングされた第1リファレンス信号R1のチャネル推定値hR1を基準とし、各チャネル推定値hR1について3種類の複素相関値CR1-R2(n,k)、CR2-R1(n,k)、CR1-R1(n,k)のうちCR1-R2(n,k)およびCR1-R1(n,k)のみを交互に演算して平均を求めている。ただし、このパターンに限定されるものではなく、任意の組み合わせを用いることができる。
FIG. 6 is a reference signal arrangement diagram for explaining a second example of the combination of complex correlation operations in the present embodiment. Here, with respect to the first reference signal channel estimate h R1 of R 1 mapped for each
なお、本実施例では3種類の複素相関値CR1-R2(n,k)、CR2-R1(n,k)、CR1-R1(n,k)を用いているが、必ずしもこれに限るものではない。3種類より少なくてもよいし、多くてもよい。たとえば、第2リファレンス信号R2のチャネル推定値hR2(n,k)と次のスロット#(n+1)の第2リファレンス信号R2のチャネル推定値hR2(n+1,k)との複素相関値CR2-R2(n,k)などを他の組み合わせとして追加することもできる。 In this embodiment, three types of complex correlation values C R1-R2 (n, k), C R2-R1 (n, k), and C R1-R1 (n, k) are used. It is not limited. The number may be less than three or more. For example, the second reference signal channel estimate R 2 h R2 (n, k ) and the complex with the next slot # (n + 1) of the second reference signal channel estimate R 2 h R2 (n + 1 , k) Correlation values C R2-R2 (n, k) and the like can be added as other combinations.
さらに、上記の実施例では、第1リファレンス信号R1のマッピングされているサブキャリアのみに注目して複素相関値を算出しているが、必ずしもこれに限るものではない。第2リファレンス信号R2のマッピングされているサブキャリアに注目してもよいし、周波数方向に補間された値を用いて、全サブキャリアで複素相関値を算出し、平均に含めてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the complex correlation value is calculated by paying attention only to the subcarrier to which the first reference signal R 1 is mapped. However, the present invention is not necessarily limited to this. The subcarriers to which the second reference signal R 2 is mapped may be noted, or complex correlation values may be calculated for all subcarriers using values interpolated in the frequency direction and included in the average.
8.効果
本実施例によれば、周波数方向ならびに時間方向に拡散された異なるリファレンス信号間の複素相関値を複数用いてAFC制御値を求めるようにしたので、雑音や干渉等の多い環境下でも搬送波の周波数誤差を補正するAFC回路の精度の低下を抑制することができる。
8). Effect According to the present embodiment, the AFC control value is obtained by using a plurality of complex correlation values between different reference signals spread in the frequency direction and the time direction. A decrease in accuracy of the AFC circuit that corrects the frequency error can be suppressed.
また、複素相関値のレベル閾値および/または位相差閾値を設け、レベルの低い相関値あるいは位相が他に比べて離れている相関値を雑音や干渉等の影響を受けた信頼度の低い相関値とみなし、平均に含めないようにすることで、AFC回路による制御精度を更に上げることができる。 In addition, a complex correlation value level threshold and / or phase difference threshold is provided, and a correlation value having a low level or a correlation value whose phase is far from that of other correlation values that are affected by noise, interference, or the like is low in reliability. Therefore, the accuracy of control by the AFC circuit can be further increased by not including it in the average.
なお、上記実施例では、SISO(Single Input Single Output)のシステムについて説明したが、必ずしもこれに限るものではない。MIMO(Multi Input Multi Output)や、受信ダイバーシチ、送信ダイバーシチといった、複数のアンテナを用いるシステムにも適用することができる。この場合、ブランチ毎に相関値を求めた後、ブランチ間の平均をとればよい。 In the above embodiment, the SISO (Single Input Single Output) system has been described. However, the present invention is not limited to this. It can also be applied to systems using multiple antennas such as MIMO (Multi Input Multi Output), receive diversity, and transmit diversity. In this case, after obtaining the correlation value for each branch, an average between the branches may be taken.
また、本発明が対象とするリファレンス信号の構成も図1、図5および図6に限るものではない。他のリファレンス信号の構成においても、同様に、時間差の異なる複数のリファレンス信号間の複素相関値を複数用いてAFC制御値を求めることができればよい。同様に、3GPPで議論されているLTEを例に説明したが、必ずしもこれに限るものではない。他のOFDM伝送方式を用いたシステムや、他の無線通信システムの自動周波数制御装置に用いることも可能である。 Further, the configuration of the reference signal targeted by the present invention is not limited to that shown in FIGS. Similarly, in other reference signal configurations, it is only necessary to obtain the AFC control value using a plurality of complex correlation values between a plurality of reference signals having different time differences. Similarly, the LTE discussed in 3GPP has been described as an example, but the present invention is not necessarily limited thereto. The present invention can also be used in systems using other OFDM transmission systems and automatic frequency control apparatuses in other wireless communication systems.
本発明は、携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)、PDA(Personal Data Assistance, Personal Digital Assistants:個人向け携帯型情報通信機器)等の情報端末の自動周波数制御装置に適用可能である。 The present invention is applicable to an automatic frequency control device of an information terminal such as a mobile phone, PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Data Assistance, Personal Digital Assistants).
10 自動周波数制御(AFC)装置
11 チャネル推定部
12 複素相関演算部
13 周波数制御部
121 複素相関演算部
122 閾値判定部
123 平均演算部
124 Arctan演算部
125 Δf変換部
126 ループフィルタ
127 TCXO制御電圧算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Automatic frequency control (AFC)
Claims (11)
同一サブキャリアにおいて、一方のリファレンス信号の補間によるチャネル推定値と他方のリファレンス信号の補間によらないチャネル推定値とを用いて相関値を計算する相関演算手段と、
前記相関演算手段により得られた複数の相関値に基づいて周波数制御信号を生成する周波数制御手段と、
を有することを特徴とする自動周波数制御装置。 An automatic frequency control apparatus in a radio communication system of a system for transmitting a plurality of different reference signals spread in a frequency direction and / or a time direction,
Correlation calculation means for calculating a correlation value using a channel estimation value by interpolation of one reference signal and a channel estimation value not by interpolation of the other reference signal in the same subcarrier ;
Frequency control means for generating a frequency control signal based on a plurality of correlation values obtained by the correlation calculation means;
An automatic frequency control device comprising:
同一サブキャリアにおいて、一方のリファレンス信号の補間によるチャネル推定値と他方のリファレンス信号の補間によらないチャネル推定値とを用いて相関値を算出し、
算出された複数の相関値に基づいて周波数制御信号を生成し、
前記周波数制御信号に従って受信周波数を制御する、
ことを特徴とする自動周波数制御方法。 An automatic frequency control method in a wireless communication system that transmits a plurality of different reference signals spread in a frequency direction and / or a time direction,
In the same subcarrier, a correlation value is calculated using a channel estimation value by interpolation of one reference signal and a channel estimation value not by interpolation of the other reference signal ,
Generate a frequency control signal based on the calculated correlation values,
Controlling the reception frequency according to the frequency control signal ;
An automatic frequency control method characterized by the above.
前記有効な相関値に基づいて前記周波数制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項4に記載の自動周波数制御方法。 Selecting an effective correlation value based on a predetermined threshold value from the plurality of correlation values;
Generating the frequency control signal based on the effective correlation value;
The automatic frequency control method according to claim 4.
受信のための発振周波数を生成する発振手段と、
受信したリファレンス信号に基づいて各サブキャリアのチャネル推定値を推定するチャネル推定手段と、
同一サブキャリアにおいて、一方のリファレンス信号の補間によるチャネル推定値と他方のリファレンス信号の補間によらないチャネル推定値とを用いて相関値を計算する相関演算手段と、
複数の相関値に基づいて周波数制御信号を生成し、前記発振手段の発振周波数を制御する周波数制御手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication apparatus in a multicarrier transmission system of a system for transmitting a plurality of different reference signals spread in a frequency direction and / or a time direction,
Oscillation means for generating an oscillation frequency for reception;
Channel estimation means for estimating a channel estimation value of each subcarrier based on the received reference signal;
Correlation calculation means for calculating a correlation value using a channel estimation value by interpolation of one reference signal and a channel estimation value not by interpolation of the other reference signal in the same subcarrier ;
A frequency control means for generating a frequency control signal based on a plurality of correlation values and controlling the oscillation frequency of the oscillation means;
A wireless communication apparatus comprising:
同一サブキャリアにおいて、一方のリファレンス信号の補間によるチャネル推定値と他方のリファレンス信号の補間によらないチャネル推定値とを用いて相関値を計算し、
複数の相関値に基づいて周波数制御信号を生成する、
ように機能させることを特徴とするプログラム。 An automatic frequency control apparatus in a wireless communication system of a system for transmitting a plurality of different reference signals spread in a frequency direction and / or a time direction, comprising:
In the same subcarrier, a correlation value is calculated using a channel estimation value obtained by interpolation of one reference signal and a channel estimation value not obtained by interpolation of the other reference signal ,
Generating a frequency control signal based on a plurality of correlation values;
A program characterized by functioning as follows.
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