TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Erfassen eines Phasenfehlers in einem empfangenen Basisbandsignal aufgrund eines Trägerfrequenzfehlers in einem empfangenen Trägerbandsignal, insbesondere eine Technik zum Erfassen des Phasenfehlers auf Basis des empfangenen Basisbandsignals im Zeitbereich.The present invention relates to a technique for detecting a phase error in a received baseband signal due to a carrier frequency error in a received carrier band signal, in particular a technique for detecting the phase error on the basis of the received baseband signal in the time domain.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Drahtlose Empfangsvorrichtungen erzeugen im Allgemeinen ein empfangenes Basisbandsignal durch orthogonales Demodulieren eines empfangenen Signals in dem Trägerband (Trägerfrequenzband). Falls ein Fehler (Frequenzfehler) in der Trägerfrequenz vorliegt, ergibt sich ein Phasenfehler aufgrund des Frequenzfehlers in dem empfangenen Basisbandsignal. Drahtlose Empfangsvorrichtungen weisen deshalb Funktionen zum Erfassen und Kompensieren dieser Art von Phasenfehler auf.Wireless receiving devices generally generate a received baseband signal by orthogonally demodulating a received signal in the carrier band (carrier frequency band). If there is an error (frequency error) in the carrier frequency, there will be a phase error due to the frequency error in the received baseband signal. Wireless receiving devices therefore have functions for detecting and compensating for this type of phase error.
Wenn ein Frequenzfehler in einem empfangenen Trägerband-OFDM-Signal vorliegt, das durch das orthogonale Frequenzmultiplex- (OFDM) System gesendet wurde, und der Frequenzfehler nicht kompensiert wird, leidet die Qualität des Frequenzbereichsignals, das durch Durchführen einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) auf dem Basisband-OFDM-Signal erzeugt wird. Techniken zum Erfassen eines Frequenzfehlers in dem empfangenen OFDM-Signal und zum Kompensieren des JP 4584756 B2 Frequenzfehlers sind zum Beispiel in dem japanischen Patent JP 3793534 B2 (Patentreferenz 1), dem japanischen Patent (Patentreferenz 2) und der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2006-211441 A (Patentreferenz 3) offenbart.If there is a frequency error in a received carrier band OFDM signal sent by the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system and the frequency error is not compensated, the quality of the frequency domain signal that is obtained by performing a Fast Fourier Transform (FFT) suffers. is generated on the baseband OFDM signal. Techniques for detecting a frequency error in the received OFDM signal and compensating for the JP 4584756 B2 Frequency error are for example in the Japanese patent JP 3793534 B2 (Patent Reference 1), Japanese Patent (Patent Reference 2) and Japanese Patent Application Publication JP 2006-211441 A (Patent Reference 3).
Patentreferenzen 1 und 2 offenbaren Techniken basierend auf dem Frequenzbereichsignal, das einer Ausführung der FFT folgt, die ein Pilotsignal oder Steuersignal verwendet, das in dem Frequenzbereichsignal enthalten ist, um einen Frequenzfehler zu erfassen und den Frequenzfehler zu korrigieren. Die in Patentreferenz 1 offenbarte Pilotsignal-Erfassungsvorrichtung kann einen Frequenzfehler in Einheiten des Subträger-Abstands erfassen durch Erfassen eines Musters, um den Maximalwert unter den Trägersymbol-Leistungssummen einer Vielzahl von Pilotsignal-Anordnungsmustern zu erhalten. Die in Patentreferenz 2 offenbarte OFDM-Empfangsvorrichtung berechnet eine Signalleistung durch Berechnen des Quadrats des Absolutwerts eines AC-(Hilfskanal, engl.: auxiliary channel) Signals oder eines TMCC- (Sende- und Multiplex-Konfigurationssteuerung, engl.: transmission and multiplexing configuration control) Signals in dem Frequenzbereich unmittelbar nach der Fourier-Transformation und erfasst einen Frequenzfehler (Frequenz-Offset) aus dem Ergebnis einer Korrelation dieser Signalleistung mit Positionsinformation, die eine Subträger-Position anzeigt. Die Frequenzfehler-Erfassungsgenauigkeit der in den Patentreferenzen 1 und 2 offenbarten Techniken ist jedoch beschränkt, weil beide einen Frequenzfehler in Subträger-Einheiten erfassen.Patent references 1 and 2 disclose techniques based on the frequency domain signal following an implementation of the FFT that uses a pilot signal or control signal included in the frequency domain signal to detect a frequency error and to correct the frequency error. The pilot signal detection apparatus disclosed in Patent Reference 1 can detect a frequency error in units of the subcarrier spacing by detecting a pattern to obtain the maximum value among the carrier symbol power sums of a plurality of pilot signal arrangement patterns. The OFDM receiving device disclosed in Patent Reference 2 calculates a signal power by calculating the square of the absolute value of an AC (auxiliary channel) signal or a TMCC (transmission and multiplexing configuration control) ) Signal in the frequency range immediately after the Fourier transformation and detects a frequency error (frequency offset) from the result of a correlation of this signal power with position information that indicates a subcarrier position. However, the frequency error detection accuracy of the techniques disclosed in Patent References 1 and 2 is limited because both detect frequency error in subcarrier units.
Der in Patentreferenz 3 offenbarte OFDM-Modulator weist eine Träger-Wiederherstellungseinheit auf, die einen Frequenzfehler auf Basis des Basisbandsignals in dem Zeitbereich vor der FFT-Ausführung erfasst; es ist ein Merkmal dieses OFDM-Demodulators, dass er im Allgemeinen einen Frequenzfehler in einer kürzeren Zeit erfassen kann als die in Patentreferenzen 1 und 2 offenbarten Verfahren, die ein Frequenzbereichssignal verwenden, um einen Frequenzfehler zu erfassen.The OFDM modulator disclosed in Patent Reference 3 has a carrier recovery unit that detects a frequency error based on the baseband signal in the time domain before the FFT execution; it is a feature of this OFDM demodulator that it can generally detect a frequency error in a shorter time than the methods disclosed in Patent References 1 and 2 which use a frequency domain signal to detect a frequency error.
Insbesondere weist die Träger-Wiederherstellungseinheit in Patentreferenz 3 eine Verzögerungseinheit auf zum Verzögern des Basisbandsignals für eine Zeit entsprechend der gültigen Symbolperiode, einen Korrelations-Berechner zum Berechnen einer Korrelation zwischen dem Basisbandsignal und der Ausgabe der Verzögerungseinheit, einen Normalisierer zum Normalisieren der Ausgabe des Korrelations-Berechners, einen Abschnitts-Integrator zum Integrieren eines Abschnitts der Ausgabe des Normalisierers, um einen Trägerfrequenz-Offset (Frequenzfehler) zu erfassen, einen Zuverlässigkeits-Bestimmer zum Bestimmen der Zuverlässigkeit des erfassten Trägerfrequenz-Offsets auf Basis eines Leistungswerts der Ausgabe des Abschnitts-Integrators, und einen Schleifenfilter zum Steuern der Oszillationsfrequenz, die für eine Orthogonal-Demodulation verwendet wird, als Reaktion auf das bestimmte Ergebnis des Zuverlässigkeits-Bestimmers. Wenn die Zuverlässigkeit des Trägerfrequenz-Offsets hoch ist, wird in diesem OFDM-Demodulator die Schleifenverstärkung vergrößert, so dass die Synchronisations-Einbeziehungszeit (die Übergangszeit von dem Punkt, zu dem der Empfang startet, zu dem Punkt, bei dem die Synchronisation der Trägerfrequenz aufgebaut ist) verkürzt werden kann. Die Synchronisations-Einbeziehungszeit kann dadurch als Reaktion auf die Kanalumgebung verkürzt werden.In particular, the carrier recovery unit in patent reference 3 comprises a delay unit for delaying the baseband signal for a time corresponding to the valid symbol period, a correlation calculator for calculating a correlation between the baseband signal and the output of the delay unit, a normalizer for normalizing the output of the correlation Calculator, a section integrator for integrating a section of the output of the normalizer to detect a carrier frequency offset (frequency error), a reliability determiner for determining the reliability of the detected carrier frequency offset based on a power value of the output of the section integrator, and a loop filter for controlling the oscillation frequency used for orthogonal demodulation in response to the determined result of the reliability determiner. In this OFDM demodulator, when the reliability of the carrier frequency offset is high, the loop gain is increased so that the synchronization consideration time (the transition time from the point at which reception starts to the point at which synchronization of the carrier frequency is established is) can be shortened. The synchronization inclusion time can thereby be shortened in response to the channel environment.
STAND-DER-TECHNIK-REFERENZENPRIOR ART REFERENCES
PATENTREFERENZENPATENT REFERENCES
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Patentreferenz 1: Japanisches Patent JP 4584756 B2 (Absätze 0039-0046, 5 und 6, etc.)Patent Reference 1: Japanese Patent JP 4584756 B2 (Paragraphs 0039-0046, 5 and 6th , Etc.)
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Patentreferenz 2: Japanisches Patent JP 3793534 B2 (Absatz 0035)Patent reference 2: Japanese patent JP 3793534 B2 (Paragraph 0035)
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Patentreferenz 3: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2006-211441 A (Absätze 0042 und 0055-0056, 2, etc.)Patent Reference 3: Japanese Patent Application Publication JP 2006-211441 A (Paragraphs 0042 and 0055-0056, 2 , Etc.)
US 8 107 328 B1 beschreibt ein Verfahren zum effizienten Kalibrieren einer optischen Aufzeichnungsvorrichtung. Das Verfahren enthält ein Ermitteln einer In-Phasen-Komponente bzw. einer Quadratur-Komponente eines Phasenfehlers, Vergleichen des Phasenfehlers mit einem Schwellwert und Zählen der Anzahl, wie oft der Phasenfehler den Schwellwert übersteigt. Weiterhin wird basierend auf den Phasenfehlern eine Qualitätsmetrik ermittelt, mithilfe derer die Vorrichtung optimal eingestellt werden kann. US 8 107 328 B1 describes a method for efficiently calibrating an optical recording device. The method includes determining an in-phase component or a quadrature component of a phase error, comparing the phase error with a threshold value and counting the number of times the phase error exceeds the threshold value. Furthermore, a quality metric is determined based on the phase errors, with the aid of which the device can be optimally adjusted.
US 2006 / 0 062 341 A1 , US 5 463 627 A , US 2008 / 0 172 193 A1 , US 6 751 270 B1 , US 5 832 040 A und DE 693 33 899 T2 beschreiben weitere Verfahren zum Bestimmen von Phasenfehlern. US 2006/0 062 341 A1 , U.S. 5,463,627 A , US 2008/0 172 193 A1 , US 6,751,270 B1 , U.S. 5,832,040 A and DE 693 33 899 T2 describe further methods for determining phase errors.
RESÜMEE DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEMEPROBLEMS TO BE SOLVED BY THE INVENTION
Der Effekt zum Verkürzen der Synchronisations-Einbeziehungszeit, die in Patentreferenz 3 offenbart ist, hängt jedoch von der Genauigkeit des Leistungswertes des Abschnitts-Integrationsergebnisses, auf das von dem Zuverlässigkeits-Bestimmer Bezug genommen wird, ab und auch von der Bestimmungsgeschwindigkeit des Zuverlässigkeits-Bestimmers. Deshalb kann ein adäquater Verkürzungseffekt nicht erreicht werden, wenn die Berechnungs-Genauigkeit oder Bestimmungsgeschwindigkeit des Abschnitts-Integrators niedrig ist. In einer chronisch schlechten Empfangsumgebung, typischerweise eine Schwachfeld-Stärkenumgebung, gibt es zum Beispiel die Möglichkeit, dass der Zuverlässigkeits-Bestimmer immer bestimmen wird, dass die Zuverlässigkeit niedrig ist, so dass keine Synchronisation-Einbeziehungszeit-Verkürzungseffekt erhalten wird.However, the effect of shortening the synchronization inclusion time disclosed in Patent Reference 3 depends on the accuracy of the power value of the section integration result referred to by the reliability determiner and also on the determination speed of the reliability determiner. Therefore, an adequate shortening effect cannot be obtained if the calculation accuracy or determination speed of the section integrator is low. For example, in a chronically poor reception environment, typically a weak field strength environment, there is the possibility that the reliability determiner will always determine that the reliability is low so that no synchronization inclusion time shortening effect is obtained.
Im Hinblick auf das Obige ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Phasenfehler-Erfassungsvorrichtung, ein Phasenfehler-Erfassungsverfahren und eine Empfangsvorrichtung bereitzustellen, die die Zeit verkürzen kann, die zum Aufbauen einer Trägerfrequenz-Synchronisation benötigt wird, und die Verringerung einer Phasenfehler-Erfassungsgenauigkeit abschächen kann.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a phase error detection apparatus, a phase error detection method and a receiving apparatus which can shorten the time required to establish carrier frequency synchronization and lower a phase error detection accuracy can mitigate.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMSMEANS TO SOLVE THE PROBLEM
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.This object is achieved by the subjects of the independent claims. The dependent claims relate to preferred embodiments.
Eine Frequenzfehler-Erfassungsvorrichtung enthält einen Fehlerkomponenten-Detektor um Erfassen eines Fehlerkomponenten-Signals, das einen Phasenfehler des empfangenen Basisbandsignals darstellt, auf Basis eines empfangenen Basisbandsignals, das durch orthogonales Demodulieren eines empfangenen Trägerbandsignals erzeugt wird, eine Signal-Klassifikationseinheit zum Empfangen einer Folge von Fehlerkomponentensignalen als Eingabe und zum Ausführen eines Klassifikationsprozesses, der jedes der Fehlerkomponentensignale einen einer Vielzahl von Phasenbereichen, die einen Erfassungsbereich des Phasenfehlers abgrenzen, eine Wiederholungssteuerung zum Ausführen eine Bestimmungsprozesses, um zu bestimmen, ob das Phasenfehlersignal in wenigstens einem bestimmten Phasenbereich unter der Vielzahl von Phasenbereichen eine bestimmte Anzahl von Malen, die durch eine natürliche Zahl definiert wird, klassifiziert wurde, einen Aktualisierungsprozessor zum Ausführen eines Aktualisierungsprozesses, der den Erfassungsbereich reduziert, wenn bestimmt wurde, dass das Phasenfehlersignal in den bestimmten Bereich für die vorbestimmte Anzahl von Malen klassifiziert wurde, eine Signalausgabeeinheit zum Ausgeben eines Signals entsprechend einem stabilen Zustandswert des Phasenfehlers, wobei der stabile Zustandswert einen Wert in dem bestimmten Phasenbereich darstellt, wenn bestimmt wird, dass der bestimmte Phasenbereich eine vorgeschriebene Einbeziehungsbedingung erfüllt, und eine Bedingungsverwaltungseinheit zum Einstellen einer Einbeziehungs-Bestimmungsanzahl als Reaktion auf wenigstens einen Parameter, der ein Sendeformat des empfangenen Signals darstellt, und ein Status-Erfassungssignal, das einen Kanalstatus, anzeigt. Die Wiederholungssteuerung bestimmt, ob der bestimmte Phasenbereich die Einbeziehungsbedingung erfüllt oder nicht durch Verwenden, als die Einbeziehungsbedingung, der Bedingung, dass die Anzahl von Malen, die der Aktualisierungsprozess ausgeführt wurde, die Einbeziehungs-Bestimmungsanzahl erreicht hat. Die Signal-Klassifikationseinheit, die Wiederholungssteuerung und der Aktualisierungsprozessor führen den Klassifikationsprozess, den Bestimmungsprozess und den Aktualisierungsprozess wiederholt aus, bis der bestimmte Phasenbereich die Einbeziehungsbedingung erfüllt.A frequency error detection device includes an error component detector for detecting an error component signal representing a phase error of the received baseband signal on the basis of a received baseband signal generated by orthogonally demodulating a received carrier band signal, a signal classification unit for receiving a sequence of error component signals as an input and for executing a classification process which includes each of the error component signals in one of a plurality of phase ranges delimiting a detection range of the phase error, a repetitive control for executing a determination process to determine whether the phase error signal is in at least a certain phase range among the plurality of phase ranges certain number of times defined by a natural number has been classified, an update processor for executing an update process that the The detection range is reduced when it is determined that the phase error signal has been classified into the certain range for the predetermined number of times, a signal output unit for outputting a signal corresponding to a stable state value of the phase error, the stable state value representing a value in the certain phase range when determined becomes that the determined phase range satisfies a prescribed inclusion condition, and a condition management unit for setting an inclusion determination number in response to at least one parameter representing a transmission format of the received signal and a status detection signal indicating a channel status. The retry control determines whether or not the specified phase range satisfies the inclusion condition by using, as the inclusion condition, the condition that the number of times the update process has been executed has reached the inclusion determination number. The signal classification unit, the repetition controller and the update processor repeatedly execute the classification process, the determination process and the update process until the specified phase range satisfies the inclusion condition.
Eine Empfangsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung enthält einen Orthogonal-Demodulator zum Verwenden einer lokalen Oszillationsfrequenz, um ein empfangenes Trägerbandsignal orthogonal zu demodulieren und ein empfangenes Basisbandsignal zu erzeugen, die obige Phasenfehler-Erfassungsvorrichtung und einen Oszillator zum Korrigieren der lokalen Oszillationsfrequenz auf Basis des stabilen Zustandswerts des Phasenfehlers.A receiving apparatus according to a second aspect of the invention includes an orthogonal demodulator for using a local oscillation frequency to orthogonally demodulate a received carrier band signal and generate a received baseband signal, the above phase error detection apparatus and an oscillator for correcting the local oscillation frequency based on the stable State value of the phase error.
Ein Phasenfehler-Erfassungsverfahren gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung enthält die Schritte zum Erfassen, auf Basis eines empfangenen Basisbandsignals, das von einer Orthogonal-Demodulation eines empfangenen Trägerbandsignals erzeugt wird, von Fehlerkomponentensignalen, die ein Phasenfehler des empfangenen Basisbandsignals darstellen, Empfangen einer Folge von Fehlerkomponentensignalen als Eingabe und Ausführen eines Klassifikationsprozesses, der jedes der Fehlerkomponentensignale in einen einer Vielzahl von Phasenbereichen klassifiziert, die einen Erfassungsbereich des Phasenfehlers abgrenzt, Ausführen eines Bestimmungsprozesses, um zu bestimmen, ob das Phasenfehlersignal in wenigstens einen bestimmten Phasenbereich unter der Vielzahl von Phasenbereichen für eine vorbestimmte Anzahl von Malen, die durch eine natürliche Zahl definiert wird, klassifiziert wurde oder nicht, Ausführen eines Aktualisierungsprozesses, der den Erfassungsbereich reduziert, wenn bestimmt wird, dass das Phasenfehlersignal für die vorbestimmte Anzahl von Malen in den bestimmten Phasenbereich klassifiziert wurde, Einstellen einer Einbeziehungs-Bestimmungsanzahl als Reaktion auf wenigstens einen Parameter, der ein Sendeformat des empfangenen Signals und ein einen Kanalstatus darstellendes Status-Erfassungssignal enthält, Bestimmen, ob der bestimmte Phasenbereich eine Einbeziehungsbedingung erfüllt oder nicht, wobei die Einbeziehungsbedingung ist, dass die Anzahl von Malen, die der Aktualisierungsprozess aktualisiert wurde, die Einbeziehungs-Bestimmungsanzahl erreicht hat, und Ausgeben eines Signals entsprechend einem stabilen Zustandswert des Phasenfehlers, wobei der stabile Zustandswert ein Wert in dem bestimmten Phasenbereich darstellt, wenn bestimmt wird, dass der bestimmte Phasenbereich die Einbeziehungsbedingung erfüllt. Der Klassifikationsprozess, der Bestimmungsprozess und der Aktualisierungsprozess werden wiederholt ausgeführt, bis der bestimmte Phasenbereich die Einbeziehungsbedingung erfüllt.A phase error detection method according to a third aspect of the invention includes the steps of detecting, based on a received baseband signal generated by orthogonal demodulation of a received carrier band signal, error component signals representing a phase error of the received baseband signal, receiving a sequence of error component signals as inputting and executing a classification process that classifies each of the error component signals into one of a plurality of phase ranges delimiting a detection range of the phase error, executing a determination process to determine whether the phase error signal is in at least one particular phase range among the plurality of phase ranges for a predetermined one Number of times defined by a natural number has been classified or not, performing an update process that reduces the detection area when it is determined that the Phase error signal has been classified the predetermined number of times in the specified phase range, setting an inclusion determination number in response to at least one parameter including a transmission format of the received signal and a status detection signal representing a channel status, determining whether the specified phase range has an inclusion condition satisfied or not, the inclusion condition being that the number of times the update process has been updated has reached the inclusion determination number, and outputting a signal corresponding to a stable state value of the phase error, the stable state value representing a value in the specified phase range when it is determined that the specified phase range meets the inclusion condition. The classification process, the determination process and the update process are repeatedly carried out until the specified phase range meets the inclusion condition.
EFFEKTE DER ERFINDUNGEFFECTS OF THE INVENTION
In der vorliegenden Erfindung kann ein stabiler Zustandswert des Phasenfehlers erzeugt werden durch Ausführen des obigen Klassifikationsprozesses, Bestimmungsprozesses und Aktualisierungsprozesses auf wiederholte Weise, während der Phasenfehler-Erfassungsbereich sukzessive reduziert wird. Die Zeit, die zum Abbauen einer Trägerfrequenz-Synchronisation benötigt wird, kann dadurch sogar in schlechten Empfangsumgebungen verkürzt werden.In the present invention, a stable state value of the phase error can be generated by executing the above classification process, determination process and update process in a repeated manner while successively reducing the phase error detection range. The time required to break down a carrier frequency synchronization can thus be shortened even in poor reception environments.
FigurenlisteFigure list
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1 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel der Struktur einer Empfangsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 1 Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing an example of the structure of a receiving device in a first embodiment of the invention.
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2 zeigt schematisch die Struktur eines Symbols (eines OFDM-Symbols) in dem Basisbandsignal. 2 Fig. 3 schematically shows the structure of a symbol (an OFDM symbol) in the baseband signal.
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3 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die schematische Struktur des Phasenfehler-Detektors (Phasenfehler-Erfassungsvorrichtung) in der ersten Ausführungsform zeigt. 3 Fig. 13 is a functional block diagram showing the schematic structure of the phase error detector (phase error detecting device) in the first embodiment.
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4 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel der Struktur des Fehlerkomponenten-Detektors in der ersten Ausführungsform zeigt. 4th Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing an example of the structure of the defect component detector in the first embodiment.
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5 ist ein Diagramm, das eine Phasenebene zeigt, die eine Vielzahl von Phasenbereichen darstellt, die erzeugt werden durch Einteilen des Erfassungsbereichs. 5 Fig. 13 is a diagram showing a phase plane representing a plurality of phase areas generated by dividing the detection area.
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6 ist ein Flussdiagramm, das schematisch eine Verarbeitungsprozedur in der Signal-Klassifikationseinheit in der erste Ausführungsform darstellt. 6th Fig. 13 is a flowchart schematically showing a processing procedure in the signal classification unit in the first embodiment.
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7 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur in der Wiederholungssteuerung schematisch darstellt. 7th Fig. 13 is a flowchart schematically showing a processing procedure in the repeat control.
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8 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur in dem Aktualisierungsprozessor schematisch darstellt. 8th Fig. 13 is a flowchart schematically showing a processing procedure in the update processor.
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9(A) bis 9(C) sind Diagramme, die eine beispielhafte Prozedur zum sukzessiven Reduzieren des Erfassungsbereichs zeigt. 9 (A) to 9 (C) are diagrams showing an exemplary procedure for successively reducing the detection area.
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10(A) bis 10(C) sind Diagramme, die eine andere exemplarische Prozedur zum sukzessiven Reduzieren des Erfassungsbereichs zeigen. 10 (A) to 10 (C) are diagrams showing another exemplary procedure for successively reducing the detection area.
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11 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Prozedur zum Einteilen des Phasenbereichs schematisch darstellt. 11 Figure 3 is a flow diagram schematically illustrating an exemplary procedure for dividing the phase range.
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12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel der Struktur einer Empfangsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt. 12th Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing an example of the structure of a receiving device in a second embodiment according to the invention.
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13 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch die Struktur des Fehlerkomponenten-Detektors in dem Phasenfehlerdetektor in der zweiten Ausführungsform zeigt. 13 Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing the structure of the error component detector in the phase error detector in the second embodiment.
AUSFÜHRUNGSFORMENEMBODIMENTS
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben.Various embodiments of the invention are described below with reference to the drawings.
Erste AusführungsformFirst embodiment
1 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel der Struktur einer Empfangsvorrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt, weist die Empfangsvorrichtung ein Empfangs-Antennenelement Rx, eine Tunereinheit 10, einen A/D-Wandler (ADC) 11, einen Orthogonal-Demodulator 12 und einen Lokal-Oszillator 13 auf. 1 Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing an example of the structure of a receiving device 1 shows in a first embodiment according to the invention. As in 1 As shown, the receiving device comprises a receiving antenna element Rx , a tuner unit 10 , an A / D converter (ADC) 11 , an orthogonal demodulator 12th and a local oscillator 13 on.
Die Tunereinheit 10 empfängt ein drahtloses Signal durch das Empfangs-Antennenelement Rx. Die Tunereinheit 10 führt einen Tuningprozess und andere Analogsignal-Verarbeitungen auf dem drahtlosen Signal aus, um ein empfangenes Trägerbandsignal zu erzeugen und gibt dieses empfangene Signal an den A/D-Wandler 11 aus. Der A/D-Wandler 11 wandelt das empfangene Trägerband-Analogsignal in ein empfangenes Digitalsignal, das er an den Orthogonal-Demodulator 12 ausgibt. Das empfangene Signal in dieser Ausführungsform ist ein Multiträgersignal, das durch Verwenden einer Vielzahl von Subträgern erzeugt wird, insbesondere ein Orthogonal-Frequenzmultiplex-(OFDM-) Signal, in dem die Vielzahl von Subträgern eine wechselseitig orthogonale Beziehung aufweisen.The tuner unit 10 receives a wireless signal through the receiving antenna element Rx . The tuner unit 10 performs a tuning process and other analog signal processing on the wireless signal to generate a received carrier band signal, and outputs that received signal to the A / D converter 11 out. The A / D converter 11 converts the received carrier tape analog signal into a received digital signal, which it sends to the orthogonal demodulator 12th issues. The received signal in this embodiment is a multi-carrier signal generated by using a plurality of sub-carriers, specifically, an orthogonal frequency division multiplexed (OFDM) signal in which the plurality of sub-carriers have a mutually orthogonal relationship.
Der Orthogonal-Demodulator 12 verwendet ein oszillierendes Frequenzsignal Os, das von dem Lokaloszillator 13 geliefert wird, um die Ausgabe des A/D-Wandlers 11 orthogonal zu demodulieren und ein empfangenes Basisbandsignal r(t) (wobei t die Zeit anzeigt) zu erzeugen. Dieses empfangene Basisbandsignal r(t) ist ein komplexwertiges Signal, das eine In-Phasen-Komponente (gleichphasige Komponente) und eine Quadraturkomponente (Blindkomponente) enthält. Die Oszillationsfrequenz fs, die durch das oszillierende Frequenzsignal Os ausgedrückt wird, entspricht der Trägerfrequenz fc, die von der Sendevorrichtung (nicht gezeigt) verwendet wird, um das drahtlose Signal zu übertragen, ist jedoch nicht notwendiger Weise mit der Trägerfrequenz fc identisch; es kann einen Frequenzfehler Δf enthalten.The orthogonal demodulator 12th uses an oscillating frequency signal Os from the local oscillator 13 is supplied to the output of the A / D converter 11 orthogonally demodulate and generate a received baseband signal r (t) (where t indicates time). This received baseband signal r (t) is a complex-valued signal which contains an in-phase component (in-phase component) and a quadrature component (reactive component). The oscillation frequency f s expressed by the oscillating frequency signal Os corresponds to the carrier frequency f c used by the transmitting device (not shown) to transmit the wireless signal, but is not necessarily the same as the carrier frequency f c ; it may contain a frequency error Δf.
2 zeigt schematisch die Struktur eines Symbols (eines OFDM-Symbols) im Basisbandsignal. Wie in 2 gezeigt, enthält dieses eine Symbol ein gültiges Symbol, das eine Frequenz-gemultiplexte Vielzahl von Datensymbolen enthält, und ein Schutzintervall GI, das ein redundantes Signal identisch mit dem Endteil des gültigen Signals ist. Eine Symbolperiode enthält die gültige Symbolperiode Tu und die Schutzperiode Tg, die die Länge des Schutzintervalls GI ist. Obwohl das Schutzintervall unmittelbar vor dem gültigen Symbol in dieser Ausführungsform positioniert ist, ist dies keine Einschränkung. Das Schutzintervall kann zum Beispiel unmittelbar nach dem gültigen Signal positioniert sein. 2 shows schematically the structure of a symbol (an OFDM symbol) in the baseband signal. As in 2 As shown, this one symbol includes a valid symbol containing a frequency-division multiplexed plurality of data symbols and a guard interval GI which is a redundant signal identical to the tail portion of the valid signal. A symbol period contains the valid symbol period Tu and the guard period Tg, which is the length of the guard interval GI. Although the guard interval is positioned immediately before the valid symbol in this embodiment, this is not a limitation. For example, the guard interval can be positioned immediately after the valid signal.
Wie in 1 gezeigt, weist die Empfangsvorrichtung 1 einen Sendeformat-Detektor 21, eine Synchronisations-Detektor 22 und einen Phasenfehler-Detektor 23 auf. Der Sendeformat-Detektor 21 weist die Funktion auf zum Erfassen, aus dem empfangenen Basisbandsignal r(t), von verschiedenen Parametern, die das Sendeformat anzeigen. Das empfangene Basisbandsignal r(t) enthält in dieser Ausführungsform einen periodisch eingefügten Präambel-Abschnitt. Der Sendeformat-Detektor 21 kann eine Menge von Parametern erfassen, die zum Beispiel den Sendemodus, Schutzintervalllänge (Schutzperiode), gültige Symbollänge (gültige Symbolperiode), Coderate, Trägermodulationssystem und Fehlerkorrektur-Codiersystem aus dem Präambel-Abschnitt des empfangenen Basisbandsignals r(t) anzeigt.As in 1 shown, the receiving device 1 a broadcast format detector 21st , a synchronization detector 22nd and a phase error detector 23 on. The broadcast format detector 21st has the function of detecting, from the received baseband signal r (t), various parameters which indicate the transmission format. In this embodiment, the received baseband signal r (t) contains a periodically inserted preamble section. The broadcast format detector 21st can detect a set of parameters indicating, for example, the transmission mode, guard interval length (guard period), valid symbol length (valid symbol period), code rate, carrier modulation system and error correction coding system from the preamble section of the received baseband signal r (t).
Obwohl die Empfangsvorrichtung in dieser Ausführungsform die Menge von Sendeformat-Parametern aus dem Präambel-Abschnitt in dieser Ausführungsform erfasst, stellt dies keine Einschränkung dar. Falls die Menge von Sendeformat-Parametern in dem gültigen Symbolabschnitt enthalten ist anstatt in dem Präambel-Abschnitt, kann die Konfiguration der Empfangsvorrichtung 1 geeignet geändert werden, um das Sendeformat aus der Ausgabe der DFT-Einheit 14 zu ändern, die später beschrieben werden wird. Erwähnenswerte Sendeformate enthalten Formate, die zum Beispiel mit dem terrestrischen digitalen Audiorundfunk-Standard (DAB) oder dem integrierten Dienst-Digitalrundfunk-terrestrischen (ISDB-T) Format unter anderem einhergehen.Although the receiving device in this embodiment detects the set of transmission format parameters from the preamble section in this embodiment, this is not a limitation. If the set of transmission format parameters is contained in the valid symbol section instead of in the preamble section, the Configuration of the receiving device 1 suitably changed to the broadcast format from the output of the DFT unit 14th which will be described later. Broadcast formats worth mentioning include formats associated, for example, with the terrestrial digital audio broadcast standard (DAB) or the integrated service digital broadcast terrestrial (ISDB-T) format, among others.
Der Synchronisations-Detektor 22 weist eine Symbol-Zeitsteuerungs-Synchronisations-Erfassungsfunktion auf, mit dem er die Grenzen zwischen Symbolen in dem Empfangen Basisbandsignal r(t) erfasst und die DFT-Einheit 14 mit einem Zeitsteuerungssignal St versorgt, das das Ergebnis anzeigt. Es gibt keine bestimmte Einschränkung hinsichtlich des Verfahrens zum Erfassen der Grenzen zwischen Symbolen; bekannte Verfahren können verwendet werden. Der Synchronisations-Detektor 22 kann zum Beispiel den Korrelationswert zwischen dem Signal in dem Endteil des gültigen Symbols in dem empfangenen Basisbandsignal r(t) und einem Signal in dem Schutzintervall GI eines verzögerten Signals, das durch Verzögern des empfangenen Basisbandsignals r(t) um eine bestimmte Zeit erhalten wird, berechnen, und die Position (Zeit) der Maximal-Peaks in einer Folge solcher Korrelationswerte als den Startpunkt des empfangenen Symbols erfassen.The synchronization detector 22nd has a symbol timing synchronization detection function by which it detects the boundaries between symbols in the received baseband signal r (t) and the DFT unit 14th supplied with a timing signal St indicating the result. There is no particular limitation on the method of detecting the boundaries between symbols; known methods can be used. The synchronization detector 22nd For example, the correlation value between the signal in the end part of the valid symbol in the received baseband signal r (t) and a signal in the guard interval GI of a delayed signal obtained by delaying the received Baseband signal r (t) obtained by a certain time, and detect the position (time) of the maximum peaks in a sequence of such correlation values as the starting point of the received symbol.
Der Phasenfehler-Detektor 23 weist die Funktion auf zum Erfassen des stabilen Zustandswerts des Phasenfehlers einer Folge von empfangenen Basisbandsignalen r(t) auf Basis des empfangenen Basisbandsignals r(t) und zum Versorgen des Lokal-Oszillators 13 mit einem Phasenfehlersignal Ep, das diesen stabilen Zustandswert darstellt. Der Lokal-Oszillator 13 ist ein numerisch gesteuerter Oszillator (NCO, engl.: numercial controller oscillator), der einen Frequenzfehler in seiner Oszillationsfrequenz als Reaktion auf das Phasenfehlersignal Ep korrigieren kann.The phase error detector 23 has the function of detecting the stable state value of the phase error of a sequence of received baseband signals r (t) on the basis of the received baseband signal r (t) and of supplying the local oscillator 13 with a phase error signal Ep which represents this stable state value. The local oscillator 13 is a numerically controlled oscillator (NCO) that can correct a frequency error in its oscillation frequency in response to the phase error signal Ep.
Wie in 1 gezeigt, enthält die Empfangsvorrichtung 1 weiterhin eine diskrete schnelle Fourier-Transformationseinheit (DFT-Einheit) 14, einen Träger-Demodulator 15, eine Fehlerkorrektureinheit 16 und einen Decoder 17. Die DFT-Einheit 14 verwendet das Zeitsteuerungssignal St, um die Vielzahl von Zeitbereichssignalen innerhalb jedes Symbols des empfangenen Basisbandsignals r(t) abzutasten und führt eine diskrete schnelle Fourier-Transformation (eine Orthogonal-Transformation) auf den abgetasteten Zeitbereichssignalen aus, um eine Vielzahl von Frequenzbereichsignalen zu erzeugen. Andere Orthogonal-Transformationsarten können anstelle der diskreten schnellen Fourier-Transformation verwendet werden.As in 1 shown includes the receiving device 1 furthermore a discrete fast Fourier transform unit (DFT unit) 14th , a carrier demodulator 15th , an error correction unit 16 and a decoder 17th . The DFT unit 14th uses the timing signal St to sample the plurality of time domain signals within each symbol of the received baseband signal r (t) and performs a discrete fast Fourier transform (an orthogonal transform) on the sampled time domain signals to generate a plurality of frequency domain signals. Other types of orthogonal transforms can be used in place of the discrete fast Fourier transform.
Der Träger-Demodulator 15 führt eine Trägerband-Demodulation (digitale Demodulation) auf jedem Subträger in der Ausgabe der DFT-Einheit 14 aus gemäß dem Trägermodulationsverfahren, über das es von dem Sendeformat-Detektor 21 informiert wird, um eine empfangene Datensignalfolge zu erzeugen. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) und M-ary QAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation) können als nicht einschränkende Beispiele von Subträger-Modulationsverfahren genannt werden.The carrier demodulator 15th performs carrier band demodulation (digital demodulation) on each subcarrier in the output of the DFT unit 14th from according to the carrier modulation method over which it is transmitted by the transmission format detector 21st is informed to generate a received data signal sequence. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) and M-ary QAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation) can be mentioned as non-limiting examples of subcarrier modulation methods.
Die Fehlerkorrektureinheit 16 führt eine Fehlerkorrektur aus auf der Ausgabefolge des Träger-Demodulators 15 gemäß dem Fehlerkorrektur-Codiersystem, über das es von dem Sendeformat-Detektor 21 informiert wird (z.B. das Reed-Solomon-Codiersystem oder ein konvolutionales Codiersystem). Die Fehlerkorrektureinheit 16 weist auch die Funktion auf zum Erfassen eines Parameters (wie zum Beispiel einer Bit-Fehlerrate), der die Qualität des Eingangssignals darstellt, während des Fehlerkorrekturprozesses. Die Fehlerkorrektureinheit 16 versorgt den Phasenfehler-Detektor 23 mit einem diesen Parameter anzeigenden Qualitätssignal Sq. Das Qualitätssignal Sq ist gleichzeitig ein Signal, das die empfangenen Signalqualität und ein den Kanalstatus darstellend Status-Erfassungssignal darstellt. Der Decoder 17 führt einen Decodierprozess auf der Ausgabe der Fehlerkorrektureinheit 16 aus, um decodierte Daten zu erhalten.The error correction unit 16 performs error correction on the output sequence of the carrier demodulator 15th according to the error correction coding system via which it is received from the broadcast format detector 21st is informed (e.g. the Reed-Solomon coding system or a convolutional coding system). The error correction unit 16 also has the function of detecting a parameter (such as a bit error rate) representing the quality of the input signal during the error correction process. The error correction unit 16 supplies the phase error detector 23 with a quality signal Sq indicating this parameter. The quality signal Sq is at the same time a signal which represents the received signal quality and a status detection signal representing the channel status. The decoder 17th performs a decoding process on the output of the error correction unit 16 to get decoded data.
Als Nächstes wird die Struktur des Phasenfehler-Detektors 23 mit Bezug auf 3 beschrieben.Next, the structure of the phase error detector 23 regarding 3 described.
3 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die schematische Struktur des Phasenfehler-Detektors (Phasenfehler-Erfassungsvorrichtung) 23 in der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 3 gezeigt, weist der Phasenfehler-Detektor 23 einen Fehlerkomppnenten-Detektor 31, einen Wiederholungsprozessor 41, einen Puffer 42, eine Signal-Ausgabeeinheit 43, eine Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 und eine Abzweigungs-Verwaltungseinheit (Zustands-Verwaltungseinheit) 45 auf. 3 is a functional block diagram showing the schematic structure of the phase error detector (phase error detection device) 23 in the first embodiment shows. As in 3 shown, the phase error detector 23 an error component detector 31 , a repetitive processor 41 , a buffer 42 , a signal output unit 43 , a coverage management unit 44 and a branch management unit (state management unit) 45 on.
Der Fehlerkomponenten-Detektor 31 weist die Funktion auf zum Erfassen eines Fehlerkomponentensignals Pe, die die Phasenfehlerkomponente des empfangenen Basisbandsignals r(t) darstellt. 4 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel der Struktur des Fehlerkomponenten-Detektors 31 in der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 4 gezeigt, enthält der Fehlerkomponenten-Detektor 31 eine Verzögerungseinheit 32, eine Korrelations-Berechnungseinheit 33, eine Mittelungseinheit 34 und eine Mittelungssteuereinheit 37.The defect component detector 31 has the function of detecting an error component signal Pe which is the phase error component of the received baseband signal r (t). 4th Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing an example of the structure of the defect component detector 31 in the first embodiment shows. As in 4th shown contains the defect component detector 31 a delay unit 32 , a correlation calculation unit 33 , an averaging unit 34 and an averaging control unit 37 .
Die Verzögerungseinheit 32 verzögert das empfangene Basisbandsignal r(t) um die gültige Symbolperiode Tu, um ein verzögertes empfangenes Basisbandsignal r(t - Tu) zu erzeugen. Die Korrelations-Berechnungseinheit 33 weist die Funktion auf zum Berechnen der Korrelation zwischen dem empfangenen Basisbandsignal r(t) und dem verzögerten empfangenen Basisbandsignal r(t - Tu), um ein Korrelationssignal Corr(t) zu erzeugen. Insbesondere berechnet es das Produkt des empfangenen Basisbandsignals r(t) und des komplex konjugierten Signals r*(t - Tu) des verzögerten empfangenen Basisbandsignals r(t - Tu) als den Korrelationswert Corr(t).The delay unit 32 delays the received baseband signal r (t) by the valid symbol period Tu in order to generate a delayed received baseband signal r (t-Tu). The correlation calculation unit 33 has the function of calculating the correlation between the received baseband signal r (t) and the delayed received baseband signal r (t-Tu) to generate a correlation signal Corr (t). In particular, it calculates the product of the received baseband signal r (t) and the complex conjugate signal r * (t-Tu) of the delayed received baseband signal r (t-Tu) as the correlation value Corr (t).
Wenn nun die Oszillationsfrequenz fs, die von einem Oszillationsfrequenzsignal Os dargestellt wird, einen Frequenzfehler Δf enthält, enthält das empfangene Basisbandsignal r(t) die in der folgenden Gleichung (1) gezeigte Phasenfehlerkomponente.
[Mathematischer Ausdruck 1]
Now, if the oscillation frequency f s , which is represented by an oscillation frequency signal Os, contains a frequency error Δf, the received baseband signal r (t) contains the phase error component shown in the following equation (1).
[Mathematical Expression 1]
In dieser Gleichung ist s(t) die empfangene Basisbandsignal-Komponente, wenn es keinen Frequenzfehler gibt.In this equation, s (t) is the received baseband signal component when there is no frequency error.
Weil das redundante Signal in dem Schutzintervall GI identisch mit dem Endteil des gültigen Symbols ist, wie in 2 gezeigt, ist die folgende Gleichung (2) wahr.
[Mathematischer Ausdruck 2]
Because the redundant signal in the guard interval GI is identical to the end part of the valid symbol, as in FIG 2 shown, the following equation (2) is true.
[Mathematical Expression 2]
Deshalb kann die Korrelations-Berechnungseinheit 33 das Korrelationssignal Corr(t) berechnen, das durch die folgende Gleichung (3) gegeben ist.
[Mathematischer Ausdruck 3]
Therefore, the correlation calculating unit 33 calculate the correlation signal Corr (t) given by the following equation (3).
[Mathematical Expression 3]
Der Phasenfehler Δp des Korrelationssignals Corr(t) kann deshalb aus der folgenden Gleichung (4) erhalten werden.
[Mathematischer Ausdruck 4]
The phase error Δp of the correlation signal Corr (t) can therefore be obtained from the following equation (4).
[Mathematical Expression 4]
In dieser Gleichung bezeichnet tan-1(x) die Arcustangensfunktion der Variablen x, Re(Corr(t)) ist der Realteil oder die In-Phasen-Komponente des Korrelationssignals Corr(t) und Im(Corr(t)) ist der Imaginärteil oder die Quadratur-Komponente des Korrelationssignals Corr(t). Das Verfahren zum Erfassen des Phasenfehlers Δp ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Gleichungen (1) bis (4) beschränkt.In this equation, tan -1 (x) denotes the arctangent function of the variable x, Re (Corr (t)) is the real part or the in-phase component of the correlation signal Corr (t) and Im (Corr (t)) is the imaginary part or the quadrature component of the correlation signal Corr (t). However, the method for detecting the phase error Δp is not limited to the above-described equations (1) to (4).
Die Mittelungseinheit 34 weist die Funktion auf zum Mitteln des Korrelationssignals Corr(t), um das Fehlerkomponentensignal Pe zu erzeugen, das die Phasenfehlerkomponente darstellt. Wie in 4 gezeigt, enthält die Mittelungseinheit 34 eine erste Mittelungseinheit 35, die einen Mittelungs- (Filter-) Prozess auf dem Korrelationssignal Corr(t) in jedem empfangenen Symbol ausführt, und eine zweite Mittelungseinheit 36, die einen Mittelungs- (Filter-) Prozess auf der Ausgabe der ersten Mittelungseinheit 35 über eine Vielzahl von empfangenen Symbolen ausführt. Insbesondere filtert die erste Mittelungseinheit 35 das Korrelationssignal Corr(t) über ein erstes Mittelungsintervall Δ1 in jeder Symbolperiode; die zweite Mittelungseinheit 36 filtert die Ausgabe der ersten Mittelungseinheit 35 über einen zweiten Mittelungsintervall Δ2 entsprechend einer Vielzahl von Symbolperioden. Die erste Mittelungseinheit 35 und die zweite Mittelungseinheit 36 können jeweils zum Beispiel als FIR- (Finite Impulsantwort) Filter ausgeführt werden. Das erste Mittelungsintervall Δ1 und das zweite Mittelungsintervall Δ2 entsprechend der Tap-Länge des FIR-Filters.The averaging unit 34 has the function of averaging the correlation signal Corr (t) to generate the error component signal Pe representing the phase error component. As in 4th shown contains the averaging unit 34 a first averaging unit 35 that performs an averaging (filtering) process on the correlation signal Corr (t) in each received symbol, and a second averaging unit 36 having an averaging (filtering) process on the output of the first averaging unit 35 over a variety of received symbols. In particular, the first averaging unit filters 35 the correlation signal Corr (t) over a first averaging interval Δ1 in each symbol period; the second averaging unit 36 filters the output of the first averaging unit 35 over a second averaging interval Δ2 corresponding to a plurality of symbol periods. The first averaging unit 35 and the second averaging unit 36 can each be implemented as an FIR (Finite Impulse Response) filter, for example. The first averaging interval Δ1 and the second averaging interval Δ2 correspond to the tap length of the FIR filter.
Die Mittelungssteuerung 37 empfängt ein Formatsignal Fd und das Qualitätssignal Sq als Eingaben, entsprechend denen es die Anzahl von Signalabtastungen steuern kann, die von der ersten Mittelungseinheit 35 und der zweiten Mittelungseinheit 36 gemittelt werden, und deren Abtastungsraten (Abtastungsintervalle). Die ersten und zweiten Mittelungsintervall Δ1 und Δ2 können gesteuert werden durch Steuern der Anzahl von Abtastungen, die in der ersten Mittelungseinheit 35 und der zweiten Mittelungseinheit 36 gemittelt werden. Die Zuverlässigkeit des Fehlerkomponentensignals Pe kann verbessert werden zum Beispiel durch Vergrößern des ersten Mittelungsintervalls Δ1 (Vergrößern der Anzahl von Abtastungen) in der ersten Mittelungseinheit 35, wenn sich die Schutzperiode Tg vergrößert. Die Zuverlässigkeit des Fehlerkomponentensignals Pe kann auch verbessert werden durch Vergrößern des zweiten Mittelungsintervalls Δ2 (Vergrößern der Anzahl von Abtastungen) in der zweiten Mittelungseinheit 36, wenn sich die Signalqualität verschlechtert. Auf diese Weise können die Mittelungseinheit 34 und die Mittelungssteuerung 37 einen Mittelungsprozess ausführen, der entsprechend dem Sendeformat und der Empfangsumgebung optimiert wird.The averaging control 37 receives a format signal Fd and the quality signal Sq as inputs according to which it can control the number of signal samples taken by the first averaging unit 35 and the second averaging unit 36 are averaged, and their sampling rates (sampling intervals). The first and second averaging intervals Δ1 and Δ2 can be controlled by controlling the number of samples taken in the first averaging unit 35 and the second averaging unit 36 be averaged. The reliability of the error component signal Pe can be improved, for example, by increasing the first averaging interval Δ1 (increasing the number of samples) in the first averaging unit 35 when the protection period Tg increases. The reliability of the error component signal Pe can also be improved by increasing the second averaging interval Δ2 (increasing the number of samples) in the second averaging unit 36 when the signal quality deteriorates. In this way the averaging unit 34 and the averaging control 37 carry out an averaging process that is optimized according to the transmission format and the reception environment.
Wie in 3 gezeigt, weist der Wiederholungsprozessor 41 eine Signal-Klassifikationseinheit 51, eine Wiederholungssteuerung 52, einen Aktualisierungsprozessor 53 und eine Status-Beobachtungseinheit 54 auf. Die Signal-Klassifikationseinheit 51 empfängt eine Folge von Fehlerkomponentensignalen Pe, führt einen Klassifikationsprozess aus, der jedes der Fehlerkomponentensignale Pe in einen einer Vielzahl von Phasenbereichen PA1, ..., PAN (N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als Zwei) klassifiziert, die einen Erfassungsbereich des Phasenfehlers auf der Phasenebene abgrenzt, und ein Erfassungssignal Pa an die Wiederholungssteuerung, Status-Beobachtungseinheit und den Puffer 42 ausgibt, das den bestimmten Phasenbereich anzeigt, in den das Fehlerkomponentensignal Pe klassifiziert wurde. Der Puffer 42 hält temporär eine Folge von Erfassungssignalen Pa. Weil das Fehlerkomponentensignal Pe ein komplexwertiges Signal mit einer In-Phasen-Komponente I und einer Quadratur-Komponente Q ist, weist das Fehlerkomponentensignal Pe einen Phasenfehler auf, der als tan-1(Q/I) wie in der obigen Gleichung (4) ausgedrückt wird. Der Phasenbereich PAk (k ist eine Zahl von 1 bis N), der den das Fehlerkomponentensignal Pe auf der Phasenebene darstellenden Punkt enthält, kann deshalb als der Phasenbereich identifiziert werden, in den das Fehlerkomponentensignal Pe klassifiziert wurde.As in 3 shown, the retry processor 41 a signal classification unit 51 , a repeat control 52 , an update processor 53 and a status observer 54 on. The signal classification unit 51 receives a sequence of error component signals Pe, performs a classification process that classifies each of the error component signals Pe into one of a plurality of phase areas PA1, ..., PAN (N is an integer equal to or greater than two) indicating a detection area of the phase error of the phase plane, and a detection signal Pa to the retry controller, status observer and the buffer 42 which indicates the specific phase range into which the error component signal Pe has been classified. The buffer 42 temporarily holds a sequence of detection signals Pa. Because the error component signal Pe is a complex-valued signal having an in-phase component I and a quadrature component Q, the error component signal Pe has a phase error expressed as tan -1 (Q / I) as expressed in the above equation (4) becomes. The phase range PAk (k is a number from 1 to N) containing the point representing the error component signal Pe on the phase plane can therefore be identified as the phase range into which the error component signal Pe has been classified.
Der Phasenfehler-Erfassungsbereich ist variabel: er kann eingestellt werden auf Bereiche, wie zum Beispiel 0° bis 360°, 0° bis 180° oder 0° bis 90°. Eine Vielzahl von Phasenbereichen PA1, ..., PAN kann durch Einteilen des Erfassungsbereichs gemäß einer gegebenen Erfassungs-Genauigkeit erhalten werden. 5 ist eine Abbildung, die eine beispielhafte Phasenebene mit drei Phasenbereichen PA1, PA2, PA3 zeigt, wenn der Erfassungsbereich von 0° bis 90° ist und die Erfassungs-Genauigkeit 30° ist. Wie in 5 gezeigt, wird der Erfassungsbereich von 0° bis 90° in drei Phasenbereiche PA1, PA2, PA3 eingeteilt, wobei der Phasenbereich PA1 von 0° bis 30° (inklusive) ist, der Phasenbereich PA2 von 30° (exklusive) bis 60° (inklusive) ist und der Phasenbereich PA3 von 60° (exklusive) bis 90° (inklusive) ist.The phase error detection range is variable: it can be set to ranges such as for example 0 ° to 360 °, 0 ° to 180 ° or 0 ° to 90 °. A plurality of phase areas PA1, ..., PAN can be obtained by dividing the detection area according to a given detection accuracy. 5 Fig. 13 is a diagram showing an exemplary phase plane including three phase ranges PA1, PA2, PA3 when the detection range is from 0 ° to 90 ° and the detection accuracy is 30 °. As in 5 shown, the detection range from 0 ° to 90 ° is divided into three phase areas PA1, PA2, PA3, whereby the phase area PA1 is from 0 ° to 30 ° (inclusive), the phase area PA2 is from 30 ° (exclusive) to 60 ° (inclusive ) and the phase range PA3 is from 60 ° (exclusive) to 90 ° (inclusive).
Die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 versorgt die Signal-Klassifikationseinheit 51 mit einem Steuersignal Rc, das eine Phasenwandlungsinformation zusätzlich zu dem obigen Erfassungsbereich und Erfassungs-Genauigkeit spezifiziert. Die Signal-Klassifikationseinheit 51 kann den Klassifikationsprozess auf jedem der Fehlerkomponentensignale Pe ausführen durch Verwenden des Erfassungsbereichs, der Erfassungs-Genauigkeit und der Phasenwandlungsinformation, die durch das Steuersignal Rc spezifiziert wird. Die Phasenwandlungsinformation wird nachstehend beschrieben.The coverage management unit 44 supplies the signal classification unit 51 with a control signal Rc specifying phase conversion information in addition to the above detection range and detection accuracy. The signal classification unit 51 can perform the classification process on each of the error component signals Pe by using the detection range, the detection accuracy, and the phase conversion information specified by the control signal Rc. The phase change information is described below.
Die Wiederholungssteuerung 52 führt einen Bestimmungsprozess aus, der auf Basis des Erfassungssignals Pa bestimmt, ob die Fehlerkomponentensignale Pe erfolgreich in wenigstens einen bestimmten Phasenbereich unter den Phasenbereichen PA1, ..., PAN für eine designierte Anzahl von Malen (= TH1) klassifiziert wurde oder nicht, mit anderen Worten ein Prozess, der bestimmt, ob der von dem Erfassungssignal Pa dargestellte bestimmte Phasenbereich für die designierte Anzahl von Malen fortgeführt wird. Die designierte Anzahl von Malen (nachstehend als die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 bezeichnet) wird spezifiziert durch die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 und kann irgendeine ganze Zahl gleich oder größer als Eins sein. Wenn die Fehlerkomponentensignale Pe bestimmt wurden, sukzessive in dem bestimmten Phasenbereich für die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 von Malen klassifiziert worden zu sein, gibt die Wiederholungssteuerung 52 einen Aktualisierungsbefehl PB1 aus. Der bestimmte Phasenbereich ist nicht auf nur einen der Phasenbereiche PA1, ..., PAN beschränkt, sondern kann eine aufeinander folgende Vielzahl von Phasenbereichen unter den Phasenbereichen PA1, ..., PAN enthalten. In 5 könnte der bestimmte Phasenbereich spezifiziert werden als Winkelbereich von 0° bis 60° und könnte somit aus den zwei Phasenbereichen PA1 und PA2 bestehen. Der Winkelbereich kann durch die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 bestimmt werden. The repeat control 52 executes a determination process that determines, based on the detection signal Pa, whether or not the error component signals Pe has been successfully classified into at least one certain phase range among the phase ranges PA1, ..., PAN for a designated number of times (= TH1) with others In words, a process that determines whether the particular phase range represented by the detection signal Pa is continued for the designated number of times. The designated number of times (hereinafter referred to as the update decision number TH1) is specified by the branch management unit 45 and can be any integer equal to or greater than one. When the error component signals Pe are determined to have been successively classified in the determined phase range for the update decision number TH1 of times, the repetitive control gives 52 issue an update command PB1. The specific phase range is not limited to just one of the phase ranges PA1, ..., PAN, but can contain a plurality of phase ranges following one another among the phase ranges PA1, ..., PAN. In 5 the specific phase range could be specified as an angle range from 0 ° to 60 ° and could thus consist of the two phase ranges PA1 and PA2. The angle range can be determined by the branch management unit 45 to be determined.
Beim Empfang des Aktualisierungsbefehls PB1 von der Wiederholungssteuerung 52, führt der Aktualisierungsprozessor 53 einen Aktualisierungsprozess aus, der den Erfassungsbereich reduziert. Insbesondere erzeugt der Aktualisierungsprozessor 53 ein Steuersignal Pu, das der Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 befiehlt, den Erfassungsbereich zu reduzieren, und liefert das erzeugte Steuersignal Pu an die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44. Als Reaktion auf das Steuersignal Pu erzeugt die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 ein Steuersignal Rc, das einen Erfassungsbereich kleiner als den aktuellen Erfassungsbereich und eine Vielzahl von Phasenbereichen, die den spezifizierten Erfassungsbereich abgrenzen, spezifiziert, und liefert das erzeugte Steuersignal Rc an die Signal-Klassifikationseinheit 51.Upon receipt of the update command PB1 from the retry controller 52 , the update processor runs 53 run an update process that reduces the detection area. In particular, the update processor generates 53 a control signal Pu given to the detection area management unit 44 commands to reduce the detection area, and supplies the generated control signal Pu to the detection area management unit 44 . In response to the control signal Pu, the detection area management unit generates 44 a control signal Rc specifying a detection area smaller than the current detection area and a plurality of phase areas delimiting the specified detection area, and supplies the generated control signal Rc to the signal classification unit 51 .
Durch Kooperieren, um den obigen Prozess wiederholt auszuführen, können die Signal-Klassifikationseinheit 51, die Wiederholungssteuerung 52, der Aktualisierungsprozessor 53 und die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 den Erfassungsbereich sukzessive reduzieren. Die Wiederholungssteuerung 52 weist die Funktion auf zum Bestimmen, ob der obige bestimmte Phasenbereich eine vorbestimmte Einbeziehungsbedingung erfüllt oder nicht, und, wenn der bestimmte Phasenbereich auf einen Bereich reduziert wird, der die vorbestimmt Einbeziehungsbedingung erfüllt, zum Ausgeben eines Status-Beobachtungsbefehls PB2 an die Status-Beobachtungseinheit 54. Zum Beispiel kann die Bedingung, dass die Anzahl von Malen, die der Aktualisierungsprozess durch den Aktualisierungsprozessor 53 ausgeführt wurde, eine designierte Anzahl von Malen erreicht hat (nachstehend als die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 bezeichnet) als die Einbeziehungsbedingung spezifiziert werden. Die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 wird von der Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 festgelegt.By cooperating to repeatedly execute the above process, the signal classification unit 51 who have favourited repeat control 52 , the update processor 53 and the coverage management unit 44 successively reduce the detection area. The repeat control 52 has the function of determining whether or not the above specified phase range satisfies a predetermined inclusion condition and, when the specified phase range is reduced to an area meeting the predetermined inclusion condition, outputting a status observation command PB2 to the status observation unit 54 . For example, the condition may be that the number of times the update process is performed by the update processor 53 has reached a designated number of times (hereinafter referred to as the inclusion decision number TH2) can be specified as the inclusion condition. The inclusion decision number TH2 is made by the branch management unit 45 set.
Beim Empfangen des Status-Beobachtungsbefehls PB2 von der Wiederholungssteuerung 52 bestimmt die Status-Beobachtungseinheit 54, ob der bestimmte Phasenbereich PA#, der bestimmt wurde, die Einbeziehungsbedingung zu erfüllen,. nun eine weitere vorbestimmte stabile Zustandsbedingung erfüllt. Eine spezifische Bedingung, die als die stabile Zustandsbedingung spezifiziert werden kann, ist, dass der Phasenbereich PAc, in den die Fehlerkomponentensignale Pe spezifiziert werden, neu durch die Signal-Klassifikationseinheit 51 klassifiziert werden, nachdem die Ausgabe des Status-Beobachtungsbefehls PB2 mit dem bestimmten Phasenbereich PA# übereinstimmt. Da die den bestimmten Phasenbereiche PA# anzeigenden Daten in dem Puffer 42 gespeichert sind, kann die Status-Beobachtungseinheit 54 überprüfen, ob der Phasenbereich PA# in dem stabilen Zustandsbereich ist oder nicht durch Erhalten der den bestimmten Phasenbereich PA# anzeigenden Daten von dem Puffer 42, und Überprüfen, ob der letzte Phasenbereich PAc, der von dem von der Signal-Klassifikationseinheit 51 bereitgestellten Erfassungssignal Pa dargestellt wird, mit dem bestimmten Phasenbereich PA# übereinstimmt.When receiving the status watch command PB2 from the retry controller 52 determines the status monitoring unit 54 whether the particular phase area PA # that has been determined to meet the inclusion condition. a further predetermined stable state condition is now met. A specific condition that can be specified as the stable state condition is that the phase region PAc in which the error component signals Pe are specified is newly by the signal classification unit 51 are classified after the output of the status observation command PB2 coincides with the determined phase range PA #. Since the data indicating the specific phase areas PA # in the buffer 42 are stored, the status monitoring unit 54 check whether or not the phase range PA # is in the stable state range by obtaining the determined phase range PA # indicating data from the buffer 42 , and checking whether the last phase range PAc, which is different from that of the signal classification unit 51 provided detection signal Pa is represented, coincides with the specific phase range PA #.
Wenn der Phasenbereich PA# bestimmt wurde, die stabile Zustandsbedingung zu erfüllen, entscheidet die Status-Beobachtungseinheit 54, dass der Phasenbereich PA# ein stabiler Zustandsbereich ist, gibt ein Ausgabe-Aktivierungssignal Eb an die Signal-Ausgabeeinheit 43 aus und gibt eine Wiederholungsbefehl Re die Wiederholungssteuerung 52 und die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 aus. Wenn bestimmt wird, dass der Phasenbereich PA# die stabile Zustandsbedingung nicht erfüllt, gibt die Status-Beobachtungseinheit 54 jedoch den Wiederholungsbefehl Re an die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 und die Wiederholungssteuerung 52 aus, ohne das Ausgabe-Aktivierungssignal Eb auszugeben. Wenn die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 den Wiederholungsbefehl Re empfängt, setzt es den Erfassungsbereich und die Erfassungs-Genauigkeit auf den anfänglichen Bereiche und Genauigkeit zurück und erzeugt ein entsprechendes Steuersignal Rc. Wenn die Wiederholungssteuerung 52 den Wiederholungsbefehl Re empfängt, setzt sie ihre internen Variablen auf ihre anfänglichen Werte zurück und nimmt die Wiederholungssteuerung wieder auf.When the phase range PA # has been determined to meet the stable state condition, the status observation unit decides 54 that the phase area PA # is a stable state area, outputs an output activation signal Eb to the signal output unit 43 and issues a repeat command Re the repeat control 52 and the coverage management unit 44 out. When it is determined that the phase area PA # does not satisfy the stable state condition, the status observer gives 54 however, the repeat command Re to the detection area management unit 44 and the repeat control 52 without outputting the output activation signal Eb. When the coverage management unit 44 receives the retry command Re, it resets the detection range and detection accuracy to the initial range and accuracy, and generates a corresponding control signal Rc. When the repeat control 52 receives the retry command Re, it resets its internal variables to their initial values and resumes retry control.
Als Reaktion auf die Ausgabe des Aktivierungssignals Eb liest die Signal-Ausgabeeinheit 43 aus dem Puffer 42 die Daten, die den Phasenbereich PA# anzeigen, der bestimmt wurde, die stabile Zustandsbedingung zu erfüllen, spezifiziert einen repräsentativen Wert des Phasenbereichs PA# (z.B. den median des Phasenbereichs PA#) als den stabilen Zustandsbereich des Phasenfehlers und gibt ein Phasenfehlersignal Ep entsprechend dem stabilen Zustandswert aus. Der durch das Phasenfehlersignal Ep dargestellte Wert kann der stabile Zustandswert selbst sein oder ein Frequenzfehlerwert, der durch Teilen des stabilen Zustandswerts durch 2π·Tu erhalten wird. Die Signal-Ausgabeeinheit 43 kann ein Phasenfehlersignal Ep erzeugen, das zu der Eingangs-Schnittstelle der Nächsten-Stufe-Verarbeitungseinheit (z.B. dem Lokal-Oszillator 13 in 1) passt, der mit dem Phasenfehler-Detektor 23 verbunden ist.In response to the output of the activation signal Eb, the signal output unit reads 43 out of the buffer 42 the data indicating the phase range PA # determined to meet the stable state condition specifies a representative value of the phase range PA # (e.g., the median of the phase range PA #) as the stable state range of the phase error and outputs a phase error signal Ep corresponding to the stable state value. The value represented by the phase error signal Ep may be the stable state value itself or a frequency error value obtained by dividing the stable state value by 2π · Tu. The signal output unit 43 can generate a phase error signal Ep which is sent to the input interface of the next-level processing unit (e.g. the local oscillator 13 in 1 ) that fits with the phase error detector 23 connected is.
Die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 weist die Funktion auf zum Einstellen der Werte der Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 und der Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 als Reaktion auf das Formatsignal Fd und das Qualitätssignal Sq. Die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 und die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 können auf Werte eingestellt werden als Reaktion auf zum Beispiel den Sendemodus und/oder die Schutzperiode Tg.The branch management unit 45 has the function of setting the values of the update decision number TH1 and the inclusion decision number TH2 in response to the format signal Fd and the quality signal Sq. The update decision number TH1 and the inclusion decision number TH2 can be set to values in response to, for example, the transmission mode and / or the guard period Tg.
Auf Basis des Qualitätssignals Sq kann die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 auch die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 und die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 auf Werte einstellen als Reaktion auf die Signalqualität. Wenn die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 aus dem Qualitätssignal Sq entscheidet, dass der Kanalstatus sich verschlechtert hat, kann sie insbesondere die Einstellung der Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 reduzieren; wenn die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 entscheidet, dass sich der Kanalstatus verbessert hat, kann sie die Einstellung der Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 vergrößern. Eine konstant demodulierte Signalqualität, im Wesentlichen unabhängig von dem Kanalstatus, kann deshalb sichergestellt werden. Ein weiterer Effekt ist, dass eine konstante Einbeziehungsgeschwindigkeit beibehalten werden kann, im Wesentlichen unabhängig von dem Kanalstatus.On the basis of the quality signal Sq, the branch management unit 45 also set the update decision number TH1 and the inclusion decision number TH2 to values in response to the signal quality. When the branch management unit 45 decides from the quality signal Sq that the channel status has deteriorated, in particular it can reduce the setting of the inclusion decision number TH2; when the branch management unit 45 decides that the channel status has improved, it may increase the setting of the inclusion decision number TH2. A constantly demodulated signal quality, essentially independent of the channel status, can therefore be ensured. Another effect is that a constant inclusion rate can be maintained, essentially independent of the channel status.
Zusätzlich kann die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 die Einstellung der Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 reduzieren, wenn sich die Einstellung der Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 vergrößert, und die Einstellung der Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 vergrößern, wenn sich die Einstellung der Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 verringert. Eine komplementäre Steuerung der Einbeziehungsstabilität und der Zeit-variierende Kanalstatus-Verfügbarkeit können deshalb verbessert werden.In addition, the branch management unit 45 reduce the setting of the inclusion decision number TH2 as the setting of the update decision number TH1 increases, and increase the setting of the inclusion decision number TH2 as the setting of the update decision number TH1 decreases. Complementary control of the inclusion stability and the time-varying channel status availability can therefore be improved.
Als Nächstes wird der Betrieb des Phasenfehler-Detektors 23 detailliert beschrieben.Next is the operation of the phase error detector 23 described in detail.
6 ist ein Flussdiagramm, das schematisch die Verarbeitungsprozedur in der Signal-Klassifikationseinheit 51 darstellt. Wie in 6 gezeigt, nimmt die Signal-Klassifikationseinheit 51 Bezug auf das von der Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 gelieferte Steuersignal Rc und erhält den Erfassungsbereich und die Erfassungsgenauigkeit des Phasenfehlers zusammen mit der Phasenwandlungs-Information (Schritt S11). Die Signal-Klassifikationseinheit 51 wartet dann auf eine Eingabe eines Fehlerkomponentensignals Pe (Nein in Schritt S12). Wenn ein Fehlerkomponentensignal Pe empfangen wird (Ja in Schritt S12), bestimmt die Signal-Klassifikationseinheit 51, ob die Phase des Fehlerkomponentensignals Pe sich in dem Erfassungsbereich befindet oder nicht (Schritt S13), und falls die Phase des Fehlerkomponentensignals Pe sich in dem Erfassungsbereich befindet (Ja in Schritt S13), klassifiziert die Signal-Klassifikationseinheit 51 das Fehlerkomponentensignal Pe in einen der Phasenbereiche PA1 bis PAN, die den Erfassungsbereich abgrenzen (Schritt S14), und gibt ein Erfassungssignal Pa aus, das den Phasenbereich anzeigt, in den das Fehlerkomponentensignal Pe klassifiziert wurde (Schritt S16). Die Verarbeitung fährt dann mit Schritt S11 fort. 6th Fig. 13 is a flowchart schematically showing the processing procedure in the signal classification unit 51 represents. As in 6th shown, takes the signal classification unit 51 Reference to that of the coverage management unit 44 supplied control signal Rc and obtains the detection range and the detection accuracy of the phase error together with the phase conversion information (step S11 ). The signal classification unit 51 then waits for an input of an error component signal Pe (No in step S12 ). When an error component signal Pe is received (Yes in step S12 ), determines the signal classification unit 51 whether or not the phase of the error component signal Pe is in the detection range (step S13 ), and if the phase of the error component signal Pe is in the detection range (Yes in step S13 ), the signal classification unit classifies 51 the error component signal Pe into one of the phase areas PA1 to PAN which delimit the detection area (step S14 ), and outputs a detection signal Pa indicating the phase range into which the error component signal Pe has been classified (step S16 ). The processing then moves with step S11 away.
Falls die Phase des Fehlerkomponentensignals Pe sich nicht in dem Erfassungsbereich befindet (Nein in Schritt S13), verschiebt (wandelt) die Signal-Klassifikationseinheit 51 die Phase des Fehlerkomponentensignals Pe um einen Betrag δ, der die Phasenwandlungsinformation anzeigt, wodurch das Fehlerkomponentensignal Pe in den Erfassungsbereich bewegt wird (Schritt S15), und klassifiziert dann das phasenverschobene Fehlerkomponentensignal Pe in einen der Phasenbereiche PA1 bis PAN (Schritt S14) und gibt ein Erfassungssignal Pa aus, das die Phasenverschiebung 5 und den Phasenbereich, in den das Fehlerkomponentensignal Pe klassifiziert wurde, anzeigt (Schritt S16). Das erste Mal, dass die Signal-Klassifikationseinheit 51 den Klassifikationsprozess ausführt, ist die Phase des Fehlerkomponentensignals Pe immer in dem Erfassungsbereich, so dass Schritt S15 nicht ausgeführt wird. Schritt S15 wird nachstehend beschrieben.If the phase of the error component signal Pe is not in the detection range (No in step S13 ), shifts (converts) the signal classification unit 51 the phase of the error component signal Pe by an amount δ indicating the phase conversion information, thereby moving the error component signal Pe into the detection area (step S15 ), and then classifies the phase-shifted error component signal Pe into one of the phase ranges PA1 to PAN (step S14 ) and outputs a detection signal Pa showing the phase shift 5 and indicates the phase range into which the error component signal Pe has been classified (step S16 ). The first time that the signal classification unit 51 executes the classification process, the phase of the error component signal Pe is always in the detection range, so step S15 not running. step S15 is described below.
Die nächsten 7 und 8 sind Flussdiagramme, die schematisch Verarbeitungsprozeduren in der Wiederholungssteuerung 52 und dem Aktualisierungsprozessor 53 darstellen.The next 7th and 8th are flowcharts schematically showing processing procedures in the repetitive control 52 and the update processor 53 represent.
Wie in 7 gezeigt, initialisiert die Wiederholungssteuerung 52 bei Inbetriebnahme eine Variable Nc, die die Anzahl von Malen anzeigt, die der gleiche Phasenbereich hintereinander erfasst wurde, und eine Variablen Ni, die die Anzahl von Malen anzeigt, die der Aktualisierungsprozess ausgeführt wurde, auf ihre Anfangswerten (= 0) (Schritt S21). Die Wiederholungssteuerung 52 nimmt dann auf das von der Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 bereitgestellte Steuersignal Bc Bezug und erhält die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 und die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 (Schritt S22). Als Nächstes bestimmt die Wiederholungssteuerung 52, ob die Variable Nc kleiner als die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 ist oder nicht (Schritt S23). Wenn die Variable Nc kleiner als die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 ist (Ja in Schritt S23), wartet die Wiederholungssteuerung 52 auf ein Erfassungssignal Pa (Nein in Schritt S24).As in 7th shown initializes the retry control 52 at start-up, a variable Nc which indicates the number of times that the same phase range has been detected in succession, and a variable Ni which shows the number of times the update process has been carried out to their initial values (= 0) (step S21 ). The repeat control 52 then picks up that from the branch management unit 45 provided control signal Bc and obtains the update decision number TH1 and the inclusion decision number TH2 (step S22 ). Next, the retry control determines 52 whether or not the variable Nc is smaller than the update decision number TH1 (step S23 ). If the variable Nc is less than the update decision number TH1 (Yes in step S23 ), the repeat control waits 52 to a detection signal Pa (no in step S24 ).
Wenn ein Erfassungssignal Pa empfangen wird (Ja in Schritt S24), vergleicht die Wiederholungssteuerung 52 den aktuellen Phasenbereich, der von dem Erfassungssignal Pa dargestellt wird, mit dem vorhergehenden Phasenbereich (Schritt S25). Wenn der aktuelle Phasenbereich mit dem vorhergehenden Phasenbereich übereinstimmt (Ja in Schritt S26), das heißt wenn das den gleichen Phasenbereich anzeigende Erfassungssignal Pa hintereinander empfangen wurde, vergrößert die Wiederholungssteuerung 52 die Variable Nc um Eins (Schritt S27). Wenn der aktuelle Phasenbereich nicht mit dem vorhergehenden Phasenbereich übereinstimmt (Nein in Schritt S27), das heißt wenn ein Erfassungssignal Pa, das einen Phasenbereich anzeigt, der sich von der vorhergehenden Phase unterscheidet, empfangen wird, setzt die Wiederholungssteuerung 52 jedoch die Variable Nc auf Eins (Schritt S28). Die Verarbeitung fährt dann mit Schritt S22 fort.When a detection signal Pa is received (Yes in step S24 ), compares the repeat control 52 the current phase range represented by the detection signal Pa with the previous phase range (step S25 ). If the current phase range corresponds to the previous phase range (yes in step S26 ), that is, when the detection signal Pa indicating the same phase range is received in sequence, the repetitive control increases 52 the variable Nc by one (step S27 ). If the current phase range does not match the previous phase range (no in step S27 ), that is, when a detection signal Pa indicating a phase range different from the previous phase is received, the retry control sets 52 however, the variable Nc is set to one (step S28 ). The processing then moves with step S22 away.
Wenn bestimmt wird, dass die Variable Nc die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 erreicht hat (Nein in Schritt S23), das heißt wenn bestimmt wird, dass die Fehlerkomponentensignale Pe in den bestimmten Phasenbereich unter den Phasenbereichen PA1, ..., PAN für die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 von Malen hintereinander klassifiziert wurde, entscheidet die Wiederholungssteuerung 52, ob die Anzahl von Malen Ni, die der Aktualisierungsprozess ausgeführt wurde, die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 erreicht hat (Schritt S30).When it is determined that the variable Nc has reached the update decision number TH1 (No in step S23 ), that is, when it is determined that the error component signals Pe has been classified into the certain phase range among the phase ranges PA1, ..., PAN for the update decision number TH1 consecutive times, the repetitive control decides 52 whether the number of times Ni the update process has been carried out has reached the inclusion decision number TH2 (step S30 ).
Wenn die Anzahl von Malen Ni, die der Aktualisierungsprozess ausgeführt wurde, die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 nicht erreicht hat (Nein in Schritt S30), gibt die Wiederholungssteuerung 52 einen Aktualisierungsbefehl PB1 an den Aktualisierungsprozessor 53 aus, wodurch der Aktualisierungsprozessor 53 veranlasst wird, den Aktualisierungsprozess auszuführen (Schritt S31). 8 ist ein Flussdiagramm, das schematisch die Prozedur anzeigt, der der Aktualisierungsprozessor beim Ausführen des Aktualisierungsprozesses folgt.When the number of times Ni the update process has been carried out has not reached the inclusion decision number TH2 (No in step S30 ), gives the repeat control 52 an update command PB1 to the update processor 53 off, causing the update processor 53 causes the update process to be carried out (step S31 ). 8th Figure 13 is a flowchart showing schematically the procedure followed by the update processor in carrying out the update process.
Wie in 8 gezeigt, bestimmt der Aktualisierungsprozessor 53, ob der bestimmte Phasenbereich die Minimalphase (= 0°) enthält (Schritt S41). Wenn der bestimmte Phasenbereich die Minimalphase (= 0°) enthält (Ja in Schritt S41), befiehlt der Aktualisierungsprozessor 53 der Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44, den Erfassungsbereich auf den bestimmten Phasenbereich zu reduzieren (Schritt S42) . Als Reaktion auf diesen Befehl aktualisiert die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 den Erfassungsbereich und die Vielzahl von Erfassungsbereichen, die den aktualisierten Erfassungsbereich abgrenzen, und die Signal-Klassifikationseinheit 51 führt den Klassifikationsprozess auf dem Fehlerkomponentensignal Pe durch Verwenden des aktualisierten Erfassungsbereichs und der Phasenbereiche aus. Nach Ausführen des obigen Schritts S42 vergrößert der Aktualisierungsprozessor 53 die Variable Ni, die die Anzahl von Malen anzeigt, die der Aktualisierungsprozess ausgeführt wurde, um Eins (Schritt S44) und initialisiert die Variable Nc, die die Anzahl von Malen anzeigt, die der gleiche Phasenbereich hintereinander erfasst wurde, auf Null (Schritt S45). Die Verarbeitung fährt dann mit Schritt S22 in 7 fort.As in 8th as shown, the update processor determines 53 whether the specific phase range contains the minimum phase (= 0 °) (step S41 ). If the specific phase range contains the minimum phase (= 0 °) (yes in step S41 ), the update processor commands 53 the coverage management unit 44 to reduce the detection area to the specific phase area (step S42 ). In response to this command, the coverage manager updates 44 the detection area and the plurality of detection areas delimiting the updated detection area and the signal classification unit 51 performs the classification process on the error component signal Pe by using the updated detection range and phase ranges. After performing the above step S42 the update processor increases 53 the variable Ni indicating the number of times the update process has been carried out by one (step S44 ) and initializes the variable Nc, which indicates the number of times that the same phase range was detected in succession, to zero (step S45 ). The processing then moves with step S22 in 7th away.
Wenn bestimmt wird, dass der bestimmte Phasenbereich die Minimalphase (= 0°) nicht enthält in Schritt S41 (Nein in Schritt S41), wandelt der Aktualisierungsprozessor 53 jedoch den bestimmten Phasenbereich in einen Phasenbereich, der die Minimalphase enthält (Schritt S43), und befiehlt der Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44, den Erfassungsbereich auf den gewandelten bestimmten Phasenbereich zu reduzieren (Schritt S42). Der Aktualisierungsprozessor 53 initialisiert dann die Variable Nc mit Null (Schritt S45), und die Verarbeitung fährt mit Schritt S22 in 7 fort.When it is determined that the determined phase range does not include the minimum phase (= 0 °) in step S41 (No in step S41 ), the update processor converts 53 however, the specific phase range into a phase range that contains the minimum phase (step S43 ), and commands the coverage management unit 44 to reduce the detection area to the converted specific phase area (step S42 ). The update processor 53 then initializes the variable Nc with zero (step S45 ), and processing moves at step S22 in 7th away.
Danach führt der Aktualisierungsprozessor 53 den Aktualisierungsprozess (Schritt S31) wiederholt aus, wodurch der Erfassungsbereich schrittweise reduziert wird. 9(A) bis 9(C) zeigen eine beispielhafte Prozedur zum sukzessiven Reduzieren des Erfassungsbereichs. 9(A) zeigt eine Phasenebene, die die Phasenbereiche PA1 (Ni = 0), PA2(0), PA3(0) darstellen, die den Erfassungsbereich von 0° bis 90° in einer Anfangsstufe mit einer Erfassungs-Genauigkeit von 30° abgrenzen. Wenn zum Beispiel Erfassungssignale Pa, die den Phasenbereich PA1(0) darstellen, sukzessiv die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 von Malen empfangen wurden (Nein in Schritt S23 in 7), kann der Aktualisierungsprozessor 53 den Erfassungsbereich auf Phasenbereich PA1(0) reduzieren und den Phasenbereich PA1(0) in eine Vielzahl von Phasenbereiche PA1 (Ni = 1), PA2(1), PA3(1) mit einer Erfassungsgenauigkeit von 10° wie in 9(B) gezeigt einteilen (Schritt S42 in 8). Falls dann den Phasenbereich PA1(1) darstellende Erfassungssignale sukzessiv für die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 von Malen empfangen werden (Nein in Schritt S23), kann der Aktualisierungsprozessor 53 den Erfassungsbereich auf einen Phasenbereich PA1(0) reduzieren und den Phasenbereich PA1(0) in Phasenbereiche PA1 (Ni = 2), PA2(2) mit einer Erfassungsgenauigkeit von 5°, wie in 9(C) gezeigt, einteilen (Schritt S42 in 8).After that, the update processor runs 53 the update process (step S31 ) repeatedly, which gradually reduces the detection area. 9 (A) to 9 (C) show an exemplary procedure for successively reducing the detection area. 9 (A) shows a phase plane which represents the phase ranges PA1 (Ni = 0), PA2 (0), PA3 (0), which delimit the detection range from 0 ° to 90 ° in an initial stage with a detection accuracy of 30 °. For example, when detection signals Pa representing the phase range PA1 (0) have been successively received the update decision number TH1 of times (No in step S23 in 7th ), the update processor can 53 Reduce the detection area to phase area PA1 (0) and divide phase area PA1 (0) into a number of phase areas PA1 (Ni = 1), PA2 (1), PA3 (1) with a detection accuracy of 10 ° as in 9 (B) divide shown (step S42 in 8th ). Then, if detection signals representing the phase range PA1 (1) are successively received for the update decision number TH1 of times (No in step S23 ), the update processor can 53 Reduce the detection area to a phase area PA1 (0) and the phase area PA1 (0) in phase areas PA1 (Ni = 2), PA2 (2) with a detection accuracy of 5 °, as in 9 (C) shown (step S42 in 8th ).
Falls zum Beispiel einen Phasenbereich PA3(0) darstellende Erfassungssignale Pa sukzessiv für die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 von Malen in 9(A) empfangen werden (Nein in Schritt S23 in 7), wird jedoch bestimmt, dass der Phasenbereich PA3(0) nicht die Minimalphase (= 0°) enthält (Nein in Schritt S41 in 8), so dass der Aktualisierungsprozessor 53 den Phasenbereich PA3(0) auf einen die Minimalphase (= 0°) enthaltenden Phasenbereich aktualisiert durch Rotieren des Phasenbereichs PA3(0) um -60° (Schritt S43), und den Erfassungsbereich auf den gewandelten Phasenbereich reduziert (Schritt S42). In der beispielhaften Prozedur in 9(A) stimmt der gewandelte Phasenbereich mit dem Phasenbereich PA1(0) überein. Der Aktualisierungsprozessor 53 benachrichtigt die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 über die Phasenverschiebung (Rotation) δ, so dass die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 die Signal-Klassifikationseinheit 51 mit einer die benachrichtigte Phasenverschiebung δ anzeigenden Wandlungsinformation versorgen kann.For example, if detection signals Pa representing a phase range PA3 (0) are successively obtained for the update decision number TH1 of times in 9 (A) received (no in step S23 in 7th ), but it is determined that the phase range PA3 (0) does not contain the minimum phase (= 0 °) (No in step S41 in 8th ) so that the update processor 53 the phase range PA3 (0) is updated to a phase range containing the minimum phase (= 0 °) by rotating the phase range PA3 (0) by -60 ° (step S43 ), and the detection area is reduced to the converted phase area (step S42 ). In the example procedure in 9 (A) the converted phase range corresponds to the phase range PA1 (0). The update processor 53 notifies the coverage management unit 44 about the phase shift (rotation) δ so that the detection area management unit 44 the signal classification unit 51 can provide conversion information indicating the notified phase shift δ.
Die Erfassungs-Genauigkeit des stabilen Zustandswerts des Phasenfehlers kann verbessert werden, indem der Erfassungsbereich immer auf den die Minimalphase (= 0°) enthaltenden Phasenbereich auf diese Weise begrenzt wird. Wenn zum Beispiel der Phasenfehler mit einer 8-Bit-Auflösung oder Präzision dargestellt wird, kann der Phasenfehler auf 256 diskreten Leveln ausgedrückt werden. Wenn der Phasenfehler auf diese Weise ausgedrückt wird, wird zum Beispiel ein Erfassungsbereich von 0° bis 90° auf ungefähr 0,355° aufgelöst, während der Erfassungsbereich von 0° bis 30° auf ungefähr 0,121° aufgelöst wird. Wenn es Gestaltungseinschränkungen hinsichtlich der Auflösung gibt, wird die Genauigkeit verbessert, mit der der stabile Zustandswert des Phasenfehlers erfasst wird, wenn der Erfassungsbereich reduziert wird.The detection accuracy of the stable state value of the phase error can be improved by always limiting the detection range to the phase range including the minimum phase (= 0 °) in this way. For example, if the phase error is represented with 8-bit resolution or precision, the phase error can be expressed in 256 discrete levels. When the phase error is expressed in this way, for example, a detection range of 0 ° to 90 ° is resolved to approximately 0.355 °, while the detection range of 0 ° to 30 ° is resolved to approximately 0.121 °. If there are design restrictions on the resolution, the accuracy with which the stable state value of the phase error is detected is improved when the detection range is reduced.
Wenn bestimmt wird, dass die Anzahl von Malen, die der Aktualisierungsprozess ausgeführt wurde (Ni), die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 erreicht hat, in Schritt S30 (Ja in Schritt S30), gibt die Wiederholungssteuerung 52 mit Bezug auf 7 einen Status-Beobachtungsbefehl PB2 an die Status-Beobachtungseinheit 54 aus (Schritt S32), wodurch der Prozess beendet wird.When it is determined that the number of times the update process has been carried out (Ni) has reached the inclusion decision number TH2 in step S30 (Yes in step S30 ), gives the repeat control 52 regarding 7th a status observation command PB2 to the status observation unit 54 off (step S32 ), which ends the process.
Als Reaktion auf den Status-Beobachtungsbefehls PB2 von der Wiederholungssteuerung 52, wie oben beschrieben, bestimmt die Status-Beobachtungseinheit 54, ob der bestimmte Phasenbereich PA#, der bestimmt in Schritt S30 wurde, die Einbeziehungs-Entscheidungsanzahl TH2 erreicht zu haben, nun mit der neuen Phasenbereich PAc übereinstimmt, der von dem Erfassungssignal Pa dargestellt wird. Falls der Phasenbereich PA# mit dem Phasenbereich PAc übereinstimmt, liefert die Status-Beobachtungseinheit 54 ein Ausgabe-Aktivierungssignal Eb an die Signal-Ausgabeeinheit 43 und gibt einen Wiederholungsbefehl Re an die Wiederholungssteuerung 52 und die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 aus. Falls der Phasenbereich PA# nicht mit dem Phasenbereich PAc übereinstimmt, gibt die Status-Beobachtungseinheit 54 jedoch den Wiederholungsbefehl Re an die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 und die Wiederholungssteuerung 52 aus, ohne das Ausgabe-Aktivierungssignal Eb auszugeben. Als Reaktion auf den Wiederholungsbefehl Re setzt die Erfassungsbereich-Verwaltungseinheit 44 den Erfassungsbereich, die Erfassungs-Genauigkeit und den Wert der Phasenwandlungsinformation auf den anfänglichen Bereich, Genauigkeit und Wert, und erzeugt ein entsprechendes Steuersignal Rc. Zur gleichen Zeit führen die Wiederholungssteuerung 52 und der Aktualisierungsprozessor 53 den Bestimmungsprozess und Aktualisierungsprozess, die in 7 und 8 gezeigt sind, aus.In response to the status monitoring command PB2 from the retry controller 52 as described above, determines the status observer 54 whether the specific phase range PA #, which is determined in step S30 became to have reached the inclusion decision number TH2, now coincides with the new phase range PAc represented by the detection signal Pa. If the phase range PA # coincides with the phase range PAc, the status monitoring unit delivers 54 an output activation signal Eb to the signal output unit 43 and issues a repeat command Re to the repeat controller 52 and the coverage management unit 44 out. If the phase range PA # does not coincide with the phase range PAc, the status monitoring unit issues 54 however, the repeat command Re to the detection area management unit 44 and the repeat control 52 without outputting the output activation signal Eb. In response to the retry command Re, the detection area management unit resets 44 the detection range, the detection accuracy and the value of the phase conversion information to the initial range, accuracy and value, and generates a corresponding control signal Rc. At the same time lead the Repeat control 52 and the update processor 53 the determination process and update process that are included in 7th and 8th are shown.
Wie oben beschrieben, liest der Aktualisierungsprozessor 53 aus dem Puffer 42 als Reaktion auf das Ausgabe-Aktivierungssignal Eb die Daten, die den Phasenbereich PA# anzeigen, der bestimmt wurde, die stabile Zustandsbedingung zu erfüllen, und gibt ein Phasenfehlersignal Ep entsprechend diesem Phasenbereich PA# aus. Falls Schritt S43 in 8 ausgeführt wurde und die Phase des Fehlerkomponentensignals Pe verschoben wurde (Schritt S15 in 6), stellt die Aktualisierungsprozessor 53 den Phasenbereich PA# auf den Phasenbereich vor der Verschiebung wieder her und erzeugt und gibt ein Phasenfehlersignal Ep entsprechend dem wieder hergestellten Phasenbereich aus.As described above, the update processor reads 53 out of the buffer 42 in response to the output enable signal Eb, the data indicating the phase range PA # determined to meet the stable state condition, and outputs a phase error signal Ep corresponding to this phase range PA #. If step S43 in 8th has been carried out and the phase of the error component signal Pe has been shifted (step S15 in 6th ), represents the update processor 53 restores the phase range PA # to the phase range before the shift, and generates and outputs a phase error signal Ep corresponding to the restored phase range.
10(A) bis 10(C) zeigen eine weitere beispielhafte Prozedur zum sukzessiven Reduzieren des Erfassungsbereichs. 10(A) zeigt eine Phasenebene, in der Phasenbereiche PA1(Ni = 0) und PA2(0), die den Erfassungsbereich von 0° bis 90° abgrenzen, in einem Anfangszustand mit einer Erfassungs-Genauigkeit von 45° dargestellt sind. Wenn zum Beispiel den Phasenbereich PA1(0) darstellende Erfassungssignale sukzessive für die Aktualisierungs-Entscheidungsanzahl TH1 von Malen empfangen werden (Nein in Schritt S23 in 7), kann der Aktualisierungsprozessor 53 den Erfassungsbereich auf den Phasenbereich PA1(0) reduzieren und den PA1(0) in Phasenbereiche PA1(Ni = 1), PA2(1), PA3(1), PA4(1), PA5(1), PA6(1) wie in 10(B) gezeigt einteilen (Schritt S42 in 8). 10(C) zeigt in Tabellenform den Zusammenhang zwischen Bedingungen, die von dem Fehlerkomponentensignal Pe zu erfüllen sind, und den Phasenbereichen PA1(1), PA2(1), PA3(1), PA4(1), PA5(1), PA6(1) entsprechend diesen Bedingungen. Falls die in 10(C) gezeigten Bedingungen verwendet werden, kann die Signal-Klassifikationseinheit 51 den Klassifikationsprozess ausführen, ohne die Phasenwerte der Fehlerkomponentensignale Pe direkt zu berechnen. 10 (A) to 10 (C) show another exemplary procedure for successively reducing the detection area. 10 (A) shows a phase plane in which phase areas PA1 (Ni = 0) and PA2 (0), which delimit the detection area from 0 ° to 90 °, are shown in an initial state with a detection accuracy of 45 °. For example, when detection signals representing the phase range PA1 (0) are successively received for the update decision number TH1 of times (No in step S23 in 7th ), the update processor can 53 Reduce the detection range to the phase range PA1 (0) and the PA1 (0) in phase areas PA1 (Ni = 1), PA2 (1), PA3 (1), PA4 (1), PA5 (1), PA6 (1) as in 10 (B) divide shown (step S42 in 8th ). 10 (C) shows in table form the relationship between conditions to be met by the error component signal Pe and the phase ranges PA1 (1), PA2 (1), PA3 (1), PA4 (1), PA5 (1), PA6 (1) accordingly these conditions. If the in 10 (C) conditions shown are used, the signal classification unit 51 execute the classification process without directly calculating the phase values of the error component signals Pe.
Mit Bezug auf das Flussdiagramm in 11 wird nachstehend eine Prozedur beschrieben zum Einteilen des reduzierten PA1(0) in 10(A) in Phasenbereiche PA1(1) bis PA6(1) in 10(B). Als Erstes stellt der Aktualisierungsprozessor 53 einen Referenzsignalpunkt P0 in dem reduzierten Erfassungsbereich PA1(0) ein (Schritt S51). Der Referenzsignalpunkt P0 weist eine In-Phasen-Komponente I0 und eine Quadraturkomponente Q0 auf. Der Referenzsignalpunkt P0 wird so eingestellt, dass das Verhältnis seiner In-Phasen-Komponente I0 zu ihrer Quadraturkomponente Q0 (=I0/Q0) eine Potenz von Zwei ist (= 2n; wobei n eine positive ganze Zahl ist). In der beispielhaften Prozedur in 10(B) ist das Verhältnis I0/Q0 23 (= 8). Als Nächstes stellt der Aktualisierungsprozessor 53 Signalpunkte P1 bis P5 ein, von denen jeder die In-Phasen-Komponente wie die In-Phasen-Komponente I0 des Referenzsignalpunkts P0 und eine Quadraturkomponente aufweist, die ein positives ganzzahliges Vielfaches der Quadraturkomponente Q0 ist (Schritt S52). Der Aktualisierungsprozessor 53 teilt den Erfassungsbereich PA1(0) in eine Vielzahl von Phasenbereichen PA1(1) bis PA6(1) ein, die durch Linien LN0 bis LN5 begrenzt sind, die durch den Referenzsignalpunkt P0 und Signalpunkte P1 bis P5 und einen Ursprungspunkt auf der Phasenebene laufen (Schritt ST53).With reference to the flowchart in 11 a procedure for dividing the reduced PA1 (0) into 10 (A) in phase ranges PA1 (1) to PA6 (1) in 10 (B) . First, the update processor provides 53 a reference signal point P0 in the reduced detection area PA1 (0) (step S51 ). The reference signal point P0 has an in-phase component I 0 and a quadrature component Q 0 . The reference signal point P0 is set so that the ratio of its in-phase component I 0 to its quadrature component Q 0 (= I 0 / Q 0 ) is a power of two (= 2 n ; where n is a positive integer). In the example procedure in 10 (B) is the ratio I 0 / Q 0 2 3 (= 8). Next, the update processor provides 53 Signal points P1 to P5, each of which has the in-phase component such as the in-phase component I 0 of the reference signal point P0 and a quadrature component that is a positive integer multiple of the quadrature component Q 0 (step S52 ). The update processor 53 divides the detection area PA1 (0) into a plurality of phase areas PA1 (1) to PA6 (1), which are delimited by lines LN0 to LN5, which run through the reference signal point P0 and signal points P1 to P5 and an origin point on the phase plane ( Step ST53).
Wie oben beschrieben, führen die Signal-Klassifikationseinheit 51, die Wiederholungssteuerung 52 und der Aktualisierungsprozessor 53 in dem Phasenfehler-Detektor 23 in der ersten Ausführungsform den Klassifikationsprozess, den Bestimmungsprozess und den Aktualisierungsprozess wiederholt aus, wodurch der Erfassungsbereich des Phasenfehlers sukzessive reduziert wird, und erzeugen einen stabilen Zustandswert des Phasenfehlers. Sogar in schlechten Empfangsbedingungen kann deshalb ein stabiler Zustandswert des Phasenfehlers erhalten werden mit konstanter Erfassungs-Genauigkeit, so dass der Effekt erhalten wird, dass die zum Aufbauen einer Trägerfrequenz-Synchronisation benötigte Zeit in dem lokalen Oszillator 13 in 1 verkürzt werden kann. Dieser Effekt kann erreicht werden, ohne die Schaltkreisskala oder Berechnungslast zu vergrößern.As described above, the signal classification unit perform 51 who have favourited repeat control 52 and the update processor 53 in the phase error detector 23 In the first embodiment, the classification process, the determination process, and the update process are repeatedly performed, thereby successively reducing the detection range of the phase error, and generate a stable state value of the phase error. Even in poor reception conditions, therefore, a stable state value of the phase error can be obtained with constant detection accuracy, so that the effect is obtained that the time required to establish carrier frequency synchronization in the local oscillator 13 in 1 can be shortened. This effect can be achieved without increasing the circuit scale or calculation load.
Da der Erfassungsbereich immer auf den die Minimalphase (= 0°) enthaltenden Phasenbereich beschränkt ist (Schritt S41, S43 in 8), sogar wenn es Gestaltungsbeschränkungen hinsichtlich der Auflösung gibt, kann die Genauigkeit, mit der der stabile Zustandswert des Phasenfehlers erfasst wird, immer noch verbessert werden. Since the detection range is always limited to the phase range containing the minimum phase (= 0 °) (step S41 , S43 in 8th ), even if there are design restrictions on the resolution, the accuracy with which the stable state value of the phase error is detected can still be improved.
Weil die Mittelungssteuerung 37 die ersten und zweiten Mittelungsintervalle Δ1 und Δ2 in der ersten Mittelungseinheit 35 und der zweiten Mittelungseinheit 36 gemäß dem Formatsignal Fd und dem Qualitätssignal Sq wie in 4 angezeigt steuern kann, kann die Mittelungseinheit 34 und die Mittelungssteuerung 37 zusätzlich einen Mittelungsprozess ausführen, der entsprechend dem Sendeformat und Empfangsumgebung optimiert ist. Die Mittelungssteuerung 37 kann auch die ersten und zweiten Mittelungsintervalle Δ1 und Δ2 entsprechend dem Formatsignal Fd alleine steuern, unabhängig von dem Qualitätssignal Sq. Auf diese Weise kann ein Mittelungsprozess ausgeführt werden, der entsprechend dem Sendeformat optimiert ist.Because the averaging control 37 the first and second averaging intervals Δ1 and Δ2 in the first averaging unit 35 and the second averaging unit 36 according to the format signal Fd and the quality signal Sq as in FIG 4th can control displayed, the averaging unit 34 and the averaging control 37 In addition, carry out an averaging process that is optimized according to the transmission format and reception environment. The averaging control 37 can also control the first and second averaging intervals Δ1 and Δ2 in accordance with the format signal Fd alone, regardless of the quality signal Sq. In this way, an averaging process can be carried out which is optimized in accordance with the transmission format.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch ein Beispiel der Struktur einer Empfangsvorrichtung 2 in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt. Die Struktur der Empfangsvorrichtung in der zweiten Ausführungsform ist identisch zu der Struktur der Empfangsvorrichtung in der ersten Ausführungsform, ausgenommen, dass der Phasenfehler-Detektor 23 durch einen anderen Phasenfehler-Detektor 23B ersetzt wird. Der Phasenfehler-Detektor 23B in dieser Ausführungsform empfängt das Zeitsteuerungssignal St, das von dem Synchronisations-Detektor 22 geliefert wird.Next, a second embodiment in accordance with the present invention will be discussed described. 12th Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing an example of the structure of a receiving device 2 in a second embodiment according to the invention. The structure of the receiving device in the second embodiment is identical to the structure of the receiving device in the first embodiment except that the phase error detector 23 by another phase error detector 23B is replaced. The phase error detector 23B in this embodiment receives the timing signal St obtained from the synchronization detector 22nd is delivered.
13 ist ein funktionales Blockdiagramm, das schematisch die Struktur des Fehlerkomponenten-Detektors 31B in dem Phasenfehler-Detektor 23B in der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Struktur des Phasenfehler-Detektors 23B in der zweiten Ausführungsform ist identisch zu der Struktur des Phasenfehler-Detektors 23 in der ersten Ausführungsform, ausgenommen die Korrelations-Berechnungseinheit 33B in dem Fehlerkomponenten-Detektor 31B. 13 Fig. 13 is a functional block diagram schematically showing the structure of the defect component detector 31B in the phase error detector 23B in the second embodiment shows. The structure of the phase error detector 23B in the second embodiment is identical to the structure of the phase error detector 23 in the first embodiment except for the correlation calculating unit 33B in the defect component detector 31B .
Wie in 13 gezeigt, empfängt die Korrelations-Berechnungseinheit 33B das Zeitsteuerungssignal St als eine Eingabe und kann die Korrelations-Berechnung als Reaktion auf das Zeitsteuerungssignal St ausführen. Die Verwendung des Zeitsteuerungssignals St ermöglicht es, dass das Korrelationssignal Corr(t) in Gleichung (3) präzise berechnet werden kann. Der stabile Zustandswert des Phasenfehlers kann deshalb genauer erfasst werden.As in 13 the correlation calculating unit receives 33B the timing signal St as an input and can perform the correlation calculation in response to the timing signal St. Using the timing signal St enables the correlation signal Corr (t) in equation (3) to be precisely calculated. The stable state value of the phase error can therefore be detected more precisely.
Variationen der ersten und zweiten AusführungsformenVariations of the first and second embodiments
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben, obwohl die vorangehenden ersten und zweiten Ausführungsformen die Erfindung beispielhaft darstellen, können jedoch verschiedene andere Formen angenommen werden. Das den Kanalstatus darstellende Status-Erfassungssignal ist zum Beispiel nicht auf das obige Qualitätssignal Sq beschränkt. Anstelle des Qualitätssignals Sq können der obige Fehlerkomponenten-Detektor 31 und die Abzweigungs-Verwaltungseinheit 45 (3) zum Beispiel das empfangenen CN-Verhältnis (Träger-zu-RauschVerhältnis), den gemittelten empfangenen Signalpegel und/oder ein Signal verwenden, das eine Dopplerfrequenz darstellt, als das Signal, das den Kanalstatus darstellt. Ein CN-Verhältnisdetektor, der das empfangene CN-Verhältnis aus dem von dem Träger-Demodulator 15 erzeugten demodulierten Daten erfasst, ein Pegeldetektor, der den gemittelten empfangenen Signalpegel von dem Basisbandsignal r(t) erfasst, und/oder einen Dopplerfrequenz-Detektor, können zu den Empfangsvorrichtungen 1, 2 in den vorhergehenden ersten und zweiten Ausführungsformen hinzugefügt werden.Various embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, although the foregoing first and second embodiments exemplify the invention, various other forms may be taken. The status detection signal representing the channel status is not limited to the above quality signal Sq, for example. Instead of the quality signal Sq, the above error component detector 31 and the branch management unit 45 ( 3 For example, use the received CN ratio (carrier-to-noise ratio), the averaged received signal level and / or a signal representing a Doppler frequency as the signal representing the channel status. A CN ratio detector that determines the received CN ratio from the carrier demodulator 15th generated demodulated data, a level detector which detects the averaged received signal level of the baseband signal r (t), and / or a Doppler frequency detector, can be used to the receiving devices 1 , 2 in the foregoing first and second embodiments.
Die Strukturen der ersten und zweiten Ausführungsformen sind nicht auf die Strukturen in 1 und 12 beschränkt, können jedoch einen Equalizer zum Korrigieren einer Kanalverzerrung in dem empfangenen Signal, einen De-Interleaver zum Ausführen eines De-Interleaving-Prozesses und andere Prozessblöcke enthalten.The structures of the first and second embodiments are not similar to the structures in FIG 1 and 12th limited, but may include an equalizer for correcting channel distortion in the received signal, a de-interleaver for performing a de-interleaving process, and other process blocks.
Das Phasenfehlersignal Ep wird verwendet, um den Lokal-Oszillator 13 in den ersten und zweiten Ausführungsformen zu steuern, dies ist jedoch keine Einschränkung; das Phasenfehlersignal Ep kann verwendet werden, um einen A/D-Wandlungsfehler in dem A/D-Wandler 11 zu korrigieren.The phase error signal Ep is used to control the local oscillator 13 in the first and second embodiments, but this is not a limitation; the phase error signal Ep can be used to detect an A / D conversion error in the A / D converter 11 to correct.
Einige der Funktionen der ersten und zweiten Ausführungsformen können entweder mit Hardware oder durch ein von einem eine CPU enthaltenen Mikroprozessor ausgeführt werden. Wenn einige dieser Funktionen mit einem Computerprogramm implementiert sind, können einige der Funktionen implementiert werden dadurch, dass der Mikroprozessor das Computerprogramm von einem Computerlesbaren Aufzeichnungsmedium lädt und das Computerprogramm ausführt.Some of the functions of the first and second embodiments can be performed either in hardware or by a microprocessor contained by a CPU. When some of these functions are implemented with a computer program, some of the functions can be implemented by the microprocessor loading the computer program from a computer readable recording medium and executing the computer program.
Teile oder die gesamte Struktur der ersten und zweiten Ausführungsformen können in einem LSI (Large Scale Integrated Circuit) implementiert sein. Ein Teil oder die gesamte Struktur der obigen ersten und zweiten Ausführungsform können auch in einem FPGA (Field-Programmable Gate Array) oder eine ASIC (Application Specific Integrated Circuit) implementiert werden.Part or all of the structure of the first and second embodiments may be implemented in an LSI (Large Scale Integrated Circuit). Part or all of the structure of the above first and second embodiments can also be implemented in an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
Die obigen ersten und zweiten Ausführungsformen können weiterhin als digitale Rundfunk-Empfangsvorrichtungen (enthaltend Fernseh-Rundfunkempfänger und Audio-Rundfunkempfänger), drahtlose LAN-Vorrichtungen oder Kommunikationsvorrichtungen, wie zum Beispiel Empfangs-Endgeräte in mobilen Kommunikationssystemen konfiguriert sein.The above first and second embodiments may be further configured as digital broadcast receiving devices (including television broadcast receivers and audio broadcast receivers), wireless LAN devices, or communication devices such as receiving terminals in mobile communication systems.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
-
RxRx
-
Empfangs-Antennenelement,Receiving antenna element,
-
1, 21, 2
-
Empfangsvorrichtung,Receiving device,
-
1010
-
Tunereinheit,Tuner unit,
-
1111
-
A/D-Wandler (ADC),A / D converter (ADC),
-
1212
-
Orthogonal-Demodulator,Orthogonal demodulator,
-
1313
-
Lokal-Oszillator,Local oscillator,
-
1414th
-
diskrete schnelle Fourier-Transformationseinheit (DFT-Einheit),discrete fast Fourier transform unit (DFT unit),
-
1515th
-
Träger-Demodulator,Carrier demodulator,
-
1616
-
Fehlerkorrektureinheit,Error correction unit,
-
1717th
-
Decoder,Decoder,
-
2121st
-
Sendeformat-Detektor,Broadcast format detector,
-
2323
-
Phasenfehler-Detektor,Phase error detector,
-
3131
-
Fehlerkomponenten-Detektor,Fault component detector,
-
3232
-
Verzögerungseinheit,Delay unit,
-
3333
-
Korrelations-Berechnungseinheit,Correlation calculation unit,
-
3434
-
Mittelungseinheit,Averaging unit,
-
3535
-
erste Mittelungseinheit,first averaging unit,
-
3636
-
zweite Mittelungseinheit,second averaging unit,
-
3737
-
Mittelungssteuerung,Averaging control,
-
4141
-
Wiederholungssteuerung,Repeat control,
-
4242
-
Puffer,Buffer,
-
4343
-
Signal-Ausgabeeinheit,Signal output unit,
-
4444
-
Erfassungsbereichs-Verwaltungseinheit,Coverage area management unit,
-
4545
-
Abzweigungs-Verwaltungseinheit,Branch management unit,
-
5151
-
Signal-Klassifikationseinheit,Signal classification unit,
-
5252
-
Wiederholungssteuerung,Repeat control,
-
5353
-
Aktualisierungsprozessor,Update processor,
-
5454
-
Status-Beobachtungseinheit.Status observation unit.