JP3717476B2

JP3717476B2 - Method and apparatus for detecting carrier frequency error of orthogonal frequency division multiplexed signal

Info

Publication number: JP3717476B2
Application number: JP2002364797A
Authority: JP
Inventors: 靖雄松波
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: JP2004200844A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式（以下ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing方式）の通信における受信側の復調に用いるキャリア周波数を同期させる技術に関し、特に、地上波ディジタルテレビジョン放送の標準規格ＡＲＩＢＳＴＤのＴＭＣＣ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＭｕｌｔｉｐｅｘｉｎｇＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ）及びＡＣ（ＡｕｘｉｌｉａｒｙＣｈａｎｎｅｌ）キャリア等のように、パイロット信号のキャリアの変調振幅が正規化されたデータキャリアの変調シンボルと比べて大きい場合のキャリア周波数の同期誤差による性能劣化を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直交周波数分割多重変調された各シンボル毎の同一周波数に多重化されたパイロット信号のキャリア周波数を検出することにより、キャリア周波数を同期させる際のキャリア周波数誤差を検出するものとしては、例えば、直交周波数分割多重方式の信号の復調を行なう際に、受信信号に基づいてキャリア周波数を同期させる技術の一つとして、各キャリア周波数毎に自動周波数制御（以下、ＡＦＣ（Auto Frequency Control）と記載）を行なう広帯域キャリア周波数同期装置と、キャリア周波数間隔以内のＡＦＣを行なう広帯域キャリア周波数同期装置を組み合わせ、広範囲の周波数同期を得る手法が知られている。
【０００３】
【非特許文献１】
関隆史、外６名、「階層型ＯＦＤＭ伝送方式における同期方式の一検討」、映像情報メディア学会技術報告、ＢＣＳ９７−１５、１９９７年３月１９日、Ｖｏｌ２１、Ｎｏ２１、Ｐ１９−２４
【０００４】
非特許文献１の例では、直交周波数分割多重信号の受信信号をキャリア周波数で直交変調しフーリエ変換された周波数領域信号から、キャリア電力値を検出し、１シンボルの周波数から各パイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）を各々記憶し、各パイロット信号のキャリア周波数毎の電力値の加算を行ない、その加算結果の中から最大値を示すパイロット信号のキャリア周波数を検出し、本来のパイロット信号のキャリア周波数とそのキャリア周波数との周波数誤差を検出し、各キャリア周波数毎の周波数誤差として出力している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の方式では、例えば、マルチパスが発生している場合等のように、特定のキャリア周波数部分の電力レベル（雑音レベル）が大きくなった場合には、その電力レベルが大きいキャリア周波数の影響を大きく受けたキャリア周波数の加算結果も大きくなり、パイロット信号との判別が困難になる場合がある。その場合、パイロット信号のキャリア周波数を誤検出する可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであって、キャリア周波数の雑音電力レベルが大きい場合でもパイロット信号のキャリア周波数を検出でき、雑音の影響を軽減させることができる直交周波数分割多重信号のキャリア周波数誤差検出方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明の直交周波数分割多重信号のキャリア周波数誤差検出方法は、直交周波数分割多重変調された各シンボル毎の同一周波数に多重化されたパイロット信号のキャリア周波数を検出することにより、キャリア周波数を同期させる際のキャリア周波数誤差を検出する方法であって、
任意のキャリア周波数の電力値に加え、その任意のキャリア周波数の高周波数側で隣合う高位側キャリア周波数の電力値、および、その任意のキャリア周波数の低周波数側で隣合う低位側キャリア周波数の電力値を昇順あるいは降順に順次検出するステップと、
高位側キャリア周波数の電力値および低位側キャリア周波数の電力値から平均電力値を演算するステップと、
平均電力値と、それに対応する任意のキャリア周波数の電力値との差分電力値を演算するステップと、
各キャリア周波数毎に、各シンボルに含まれる差分電力値を順次加算するステップと、
１シンボル中の各パイロット信号のキャリア周波数の位置を示す信号を出力するステップと、
各パイロット信号のキャリア周波数毎の差分電力値を加算するステップと、
各パイロット信号の加算差分電力値からその電力値が最大値を示すパイロット信号のキャリア周波数を選択するステップと、
最大値のキャリア周波数と本来のパイロット信号のキャリア周波数との誤差を検出するステップと。
検出された誤差から、各キャリア周波数毎の周波数誤差信号を出力するステップを有する。
【０００８】
また、本発明の直交周波数分割多重信号のキャリア周波数誤差検出装置は、直交周波数分割多重変調された各シンボル毎の同一周波数に多重化されたパイロット信号のキャリア周波数を検出することにより、キャリア周波数を同期させる際のキャリア周波数誤差を検出する装置であって、
任意のキャリア周波数の電力値に加え、そのキャリア周波数の高周波数側で隣合う高位側キャリア周波数の電力値、および、そのキャリア周波数の低周波数側で隣合う低位側キャリア周波数の電力値を昇順あるいは降順に順次検出するキャリア電力値検出手段と、
高位側キャリア周波数の電力値および低位側キャリア周波数の電力値から平均電力値を演算する平均加算電力値演算手段と、
平均電力値と、それに対応する任意のキャリア周波数の電力値との差分電力値を演算する差分加算電力値演算手段と、
各キャリア周波数毎に、各シンボルに含まれる差分電力値を順次加算する複数の差分電力値加算記憶手段と、
各キャリア周波数毎の加算された差分電力値から該電力値が最大値を示すキャリア周波数を検出して、その最大値のキャリア周波数と本来のパイロット信号のキャリア周波数との誤差を検出し、周波数誤差信号を出力するキャリア周波数誤差検出手段を備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態１にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１のキャリア周波数誤差検出装置は、直交周波数分割多重信号の受信信号をキャリア周波数で直交変調しフーリエ変換された周波数領域信号が入力され、直交周波数分割多重変調された各シンボル毎の同一周波数に多重化されたパイロット信号のキャリア周波数を検出することにより、キャリア周波数を同期させる際のキャリア周波数誤差を検出するものである。
【００１２】
キャリア電力値検出手段１は、任意のキャリア周波数の電力値に加えて、そのキャリア周波数の高周波数側で隣合う高位側キャリア周波数の電力値、および、そのキャリア周波数の低周波数側で隣合う低位側キャリア周波数の電力値を昇順あるいは降順に順次検出してデータ列として出力する。
【００１３】
差分電力値演算手段２は、キャリア電力値検出手段１から連続して出力される各キャリア周波数毎の電力値から、任意のキャリア周波数の電力値と、その任意のキャリア周波数の前後のキャリア周波数の電力値の平均との差を演算し、その差分電力値を出力する。
【００１４】
差分電力値加算記憶手段３は、差分電力値演算手段２から各キャリア周波数毎に出力される差分電力値から、パイロット信号のキャリア周波数を選択して順次加算して記憶する。パイロット信号は、１シンボル中に複数個挿入されるので、その周波数位置も複数になることから、差分電力値加算記憶手段３も複数である。
【００１５】
キャリア周波数誤差検出手段４は、複数の差分電力値加算記憶手段３から出力される各キャリア周波数毎の加算された差分電力値から、その電力値が最大値を示すキャリア周波数を選択して、その最大値のキャリア周波数と本来のパイロット信号のキャリア周波数との誤差を検出し、各キャリア周波数毎の周波数誤差信号を出力する。
【００１６】
計時手段７は、例えば、クロック信号に基づき、１シンボル中の信号が入力された時刻から各キャリア周波数の入力を判断したり、検出された各キャリア電力値とパイロット信号のキャリア周波数を入力タイミング等により関連づけるものである。
【００１７】
制御手段８は、計時手段７のタイミングで、上記各部を制御することで、パイロット信号のキャリア周波数の誤差を検出し、各キャリア周波数毎の周波数誤差信号を出力するものである。
【００１８】
また、差分電力値演算手段２内において、シリーズに接続された記憶部２１は、キャリア電力値検出手段１から連続して出力される各キャリア周波数毎の電力値から、任意のキャリア周波数の電力値と、その任意のキャリア周波数の前のキャリア周波数の電力値を格納する。本実施の形態では、２個の記憶部２１が直列に接続され、入力されたデータが各記憶部２１に順次転送されるようになっており、例えば、シフトレジスタ等により構成することができる。
【００１９】
平均電力値演算部２２は、キャリア電力値検出手段１から連続して出力される各キャリア周波数毎の電力値から、任意のキャリア周波数に対する高位側キャリア周波数の電力値および低位側キャリア周波数の電力値から平均電力値を演算する。
【００２０】
差分電力値演算部２３は、平均電力値演算部２２から出力される平均電力値と、それに対応する任意のキャリア周波数の電力値との差分電力値を演算する。
【００２１】
また、差分電力値加算記憶手段３内において、パイロット周波数位置（ｎ）信号出力部３１ｘ（ｎは整数、ｘは正の整数）は、各キャリア周波数のうちで、パイロット信号のキャリア周波数の位置を格納しており、その位置（インデックス位置）を示す信号を出力する。この場合には、パイロット信号のキャリア周波数の電力値が昇順あるいは降順に順次検出されるので、例えば、被誤差検出パイロット信号のキャリア周波数のパイロット周波数位置（ｎ）信号出力部３１ｎのｎを０として、そのその前後のパイロット周波数位置（ｎ）信号出力部３１ｎのｎについては、昇順あるいは降順に順番に付与すれば良い。ここで出力される信号は、例えば、そのインデックス位置に合致した場合に入力内容を記憶内容と加算して再格納する処理をソフトウエア的に実施させるイネーブル信号としても良い。
【００２２】
差分電力値加算記憶部３２は、各キャリア周波数毎の差分電力値を順次加算して格納するものである。
【００２３】
ここで、差分電力値演算部２３の演算内容について説明する。
キャリア電力値検出手段１の前段に配置される不図示のＯＦＤＭ復調部では、受信信号をＡ／Ｄ変換したものを直交検波し、フーリエ変換することから、キャリア電力値検出手段１に入力される信号は、周波数ドメイン領域のデータとなり、キャリア周波数単位（各キャリア周波数毎）の変調波データ列となる。
【００２４】
従って、ある時刻ｔにおけるキャリア電力値をＰＷ（ｔ）とした場合、差分電力値演算手段２は、以下と数式（数１）と同等の演算を行ない、差分の電力値ＰＷ’（ｔ）を生成する。また、時刻ｔは、周波数ドメイン領域ではキャリア周波数単位で配列されている。
【数１】

【００２５】
パイロット信号のキャリア周波数信号が、他の正規化されたデータのキャリア周波数信号よりも振幅が大きいことから、数式１により得られる差分電力値ＰＷ’（ｔ）は、時刻ｔがパイロット信号のキャリア周波数信号が受信された場合のタイミングで最も大きい値を出力する。
【００２６】
また、キャリア周波数誤差検出手段４は、複数の差分電力値加算記憶手段３から出力される各キャリア周波数毎の加算された差分電力値から、その電力値が最大値を示すキャリア周波数を選択して、その最大値のキャリア周波数と本来のパイロット信号のキャリア周波数との誤差を検出し、各キャリア周波数毎の周波数誤差信号を出力する。例えば、図１の複数の差分電力値加算記憶手段３中では、パイロット周波数位置（０）信号出力部３１２からのインデックスによりイネーブルとなって加算された差分電力値が最大値であった場合、その周波数位置をパイロット信号のキャリア周波数位置として、それに基づいて設定された各キャリア周波数位置からの誤差がキャリア周波数単位（各キャリア周波数毎）の周波数誤差となる。
【００２７】
図２は、図１のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
不図示のＯＦＤＭ復調部でＡ／Ｄ変換、直交検波、および、フーリエ変換されて周波数ドメイン領域となったデータ列が入力されると、キャリア電力値検出手段１は、各シンボルのキャリア周波数単位（各キャリア周波数毎）に昇順あるいは降順に順次電力値を検出して差分電力値演算手段２に出力する（Ｓ１）。
【００２９】
差分電力値演算手段２では、各キャリア周波数毎に電力値を２個直列に接続された記憶部２１に順送りで入力させることにより、任意のキャリア周波数およびその前に隣り合うキャリア周波数の２電力値を記憶する（Ｓ２）。次いで、平均電力値演算部２２では、ステップＳ２で記憶された任意のキャリア周波数の前に隣り合うキャリア周波数の電力値と、次に入力する任意のキャリア周波数の後に隣り合うキャリア周波数の電力値とから、２キャリア周波数の平均電力値を演算する（Ｓ３）。その後、差分電力値演算部２３では、平均電力値演算部２２からの平均電力値と、記憶部２１に記憶された任意のキャリア周波数の電力値との差分電力値を演算し、各差分電力値加算記憶手段３に出力する（Ｓ４）。
【００３０】
差分電力値加算記憶手段３では、差分電力値演算手段２から入力する各差分電力値に対して、パイロット周波数位置信号出力部３１１〜３１３からパイロット信号のキャリア周波数の位置を示す位置信号（インデックス位置信号）を出力し（Ｓ５）、差分電力値加算記憶部３２では、その位置信号により選択されたパイロット信号のキャリア周波数の差分電力値のみを加算して加算差分電力値を演算し（Ｓ６）、その加算差分電力値を各パイロット信号のキャリア周波数毎に格納する（Ｓ７）。
【００３１】
制御手段８は、１シンボル分の各パイロット信号のキャリア周波数の電力値を検出したか否かを判断し（Ｓ８）、１シンボル分でない場合（Ｓ８：ＮＯ）には、ステップＳ１に戻って次のキャリア周波数の電力値に対する処理を行う。
【００３２】
１シンボル分になった場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、キャリア周波数誤差検出手段４で、各差分電力値加算記憶手段３内の差分電力値加算記憶部３２に格納された加算差分電力値から最大値を選択し（Ｓ９）、選択した加算差分電力値が得られたパイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）と、本来のパイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）とから周波数の誤差を検出し（Ｓ１０）、検出した誤差を用いて各キャリア周波数毎の周波数誤差を出力する（Ｓ１１）。
【００３３】
制御部８は、その後、各パイロット信号のキャリア周波数毎の記憶部を初期化し（Ｓ１２）、次のシンボルの入力があるか否かを判断する（Ｓ１３）。次のシンボルの入力がある場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、ステップＳ１に戻って次のシンボルのキャリア周波数の電力値に対する処理を行い、次のシンボルの入力が無い場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、キャリア周波数の誤差検出処理を終了する。
【００３４】
なお、図１に示した各手段は、マイクロプロセッサおよびメモリ等の記憶素子で構成することができ、図２の動作はそれらを用いてプログラムによりソフトウエア処理による動作で実施することが可能である。
【００３５】
このように、本実施の形態では、パイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）を、そのキャリア周波数の電力値の前後のキャリア周波数の電力値の平均値を求めて、その平均値との差が最大のキャリア周波数の電力値を選択して判断しているので、例えば、マルチパス伝送路のような特定のキャリア周波数域の電力レベルが大きい場合でも、キャリア周波数の誤差を検出する際の雑音の影響を軽減させることができる。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態１では、各キャリア周波数毎の電力値の差分演算を各キャリア周波数毎の電力値の加算前に行なっていたので、各キャリア周波数毎の電力値そのものより符号ビットの１ビット分だけビット幅を拡張する必要があり、加算手段もビット幅を拡張する必要があった。
【００３７】
そこで、以下に示す実施の形態２では、各キャリア周波数毎の電力値の差分演算を各キャリア周波数毎の電力値の加算後に行なうようにして、差分加算電力値演算手段まででビット幅を拡張する必要を無くす場合を説明する。
【００３８】
図３は、直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態２にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【００３９】
図１に示した実施の形態１のキャリア周波数誤差検出装置では、差分電力値を先に求めてから、各パイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）における差分電力値を加算していたが、図３のキャリア周波数誤差検出装置では、各インデックス位置におけるキャリア（搬送）電力値を先に加算してから、その各加算電力値から差分の加算電力値を求めるように構成されている点が異なっている。尚、以下の実施の形態２を示す図では、実施の形態１を示す各図と同様な機能を有する部分に対しては同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。
【００４０】
搬送電力値加算記憶手段１３は、差分電力値加算記憶手段３と同様にパイロット信号が１シンボル中に複数個挿入されることから複数であり、キャリア電力値検出手段１から各キャリア周波数毎に出力されるキャリア電力値から、パイロット信号のキャリア周波数を選択して順次加算して記憶する。
【００４１】
差分加算電力値演算手段５は、搬送電力値加算記憶手段１３から出力される各キャリア周波数毎の電力値から、任意のキャリア周波数の加算電力値と、その任意のキャリア周波数の前後のキャリア周波数の加算電力値の平均との差を演算し、その差分加算電力値を出力する。
【００４２】
また、搬送電力値加算記憶手段１３内において、パイロット周波数位置（ｎ）信号出力部３１ｘは、差分電力値加算記憶手段３内のものと同様である。搬送電力値加算記憶部１３２は、各キャリア周波数毎のキャリア（搬送）電力値を順次加算して格納するものである。
【００４３】
また、差分電力値演算手段５内において、平均加算電力値演算部５１は、搬送電力値加算記憶手段１３から出力される各キャリア周波数毎の加算搬送電力値から、任意のキャリア周波数に対する高位側キャリア周波数の加算電力値および低位側キャリア周波数の加算電力値から平均加算電力値を演算する。すなわち、平均加算電力値演算部５１は、差分加算電力値演算部５２に入力されるキャリア周波数の高位側キャリア周波数に対応する搬送電力値加算記憶手段１３から得られた加算電力値と、そのキャリア周波数の低位側キャリア周波数に対応する搬送電力値加算記憶手段１３から得られた加算電力値とから平均加算電力値を演算する。
【００４４】
差分加算電力値演算部５２は、平均加算電力値演算部５１から出力される平均加算電力値と、それに対応する任意のキャリア周波数の電力値との差分電力値を演算する。また、インデックス位置が最端部である場合には、差分加算電力値演算部５２は、隣合うインデックス位置の加算電力値そのものとの差分電力値を演算する。
【００４５】
また、キャリア周波数誤差検出手段４は、複数の差分加算電力値演算手段５から出力される各キャリア周波数毎の差分の加算電力値から、その電力値が最大値を示すキャリア周波数を選択して、その最大値のキャリア周波数と本来のパイロット信号のキャリア周波数との誤差を検出し、各キャリア周波数毎の周波数誤差信号を出力する。
【００４６】
また、差分加算電力値演算手段５は各インデックス位置に対して時系列処理を行なうことで一つに統合した構成とても良い。
【００４７】
図４は、図３のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
まず、実施の形態１と同様にキャリア電力値検出手段１は、各シンボルのキャリア周波数単位（各キャリア周波数毎）に昇順あるいは降順に順次電力値を検出して差分電力値演算手段２に出力する（Ｓ１）。
【００４９】
搬送電力値加算記憶手段１３では、キャリア電力値検出手段１から入力する各キャリア（搬送）電力値に対して、パイロット周波数位置信号出力部３１１〜３１３からパイロット信号のキャリア周波数の位置を示す位置信号（インデックス位置信号）を出力し（Ｓ２１）、搬送電力値加算記憶部１３２では、その位置信号により選択されたパイロット信号のキャリア周波数のキャリア電力値のみを加算して加算（搬送）電力値を演算し（Ｓ２２）、その加算（搬送）電力値を各パイロット信号のキャリア周波数毎に格納する（Ｓ２３）。
【００５０】
制御手段８は、１シンボル分の各パイロット信号のキャリア周波数の電力値を検出したか否かを判断し（Ｓ８）、１シンボル分でない場合（Ｓ８：ＮＯ）には、ステップＳ１に戻って次のキャリア周波数の電力値に対する処理を行う。
【００５１】
１シンボル分になった場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、差分加算電力値演算手段５内の平均加算電力値演算部５１では、各パイロット信号のキャリア周波数の前後に隣り合うキャリア周波数の電力値とから、２キャリア周波数の平均電力値を演算する（Ｓ２４）。その後、差分加算電力値演算部５２では、平均加算電力値演算部５１からの平均加算電力値と、前記２キャリア周波数の間の間に位置するその平均加算電力値に対応し、搬送電力値加算記憶部１３２から入力するキャリア周波数の加算電力値との差分加算電力値を演算し、キャリア周波数誤差検出手段４に出力する（Ｓ２５）。
【００５２】
キャリア周波数誤差検出手段４では、各差分加算電力値演算手段５内の差分加算電力値演算部５２から出力された差分加算電力値から最大値を選択する（Ｓ２６）。以降のステップＳ１０〜Ｓ１３は、実施の形態１と同様であるので重複する説明を省略する。
【００５３】
なお、本実施の形態の図３に示した各手段も、マイクロプロセッサおよびメモリ等の記憶素子で構成することができ、図４の動作はそれらを用いてプログラムによりソフトウエア処理による動作で実施することが可能である。
【００５４】
このようにして本実施の形態では、各キャリア周波数毎の電力値の差分演算を各キャリア周波数毎の電力値の加算後に行なうようにしたので、実施の形態１の効果に加えて、差分加算電力値演算手段までの構成においてビット幅を拡張する必要を無くすことができる。
【００５５】
実施の形態３．
実施の形態１では各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値によりパイロット周波数のキャリア周波数を検出して周波数誤差を検出する処理を各シンボル毎に実施していたが、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値を保持しておき、それに実施の形態１の加算結果をさらに加算することにより、パイロット信号のキャリア周波数における加算差分電力値と、その他のキャリア周波数における加算差分電力値との差を大きくできる。従って、その場合には、キャリア周波数の誤差をより明確に検出でき、誤差検出性能を向上させることができる。以下に示す実施の形態３では、その場合について説明する。
【００５６】
図５は、直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態３にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【００５７】
尚、以下の実施の形態３を示す図では、実施の形態１を示す各図と同様な機能を有する部分に対しては同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。
本実施の形態では、実施の形態１とは異なり差分電力値加算記憶手段３の出力が直接にキャリア周波数誤差検出手段４に入力せず、差分電力値第２加算記憶手段６を介して入力するように構成されている。
【００５８】
差分電力値第２加算記憶手段６は、現在処理中のシンボルの前のシンボルまでの各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値を出力する。なお、ここでも、各キャリア周波数毎ということは、同じパイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）であることを意味する。
【００５９】
差分電力値第２加算記憶手段６内で、差分電力値第２加算記憶部６１は、差分電力値加算記憶部３２から出力される１シンボル分の各キャリア周波数毎の加算差分電力値を、その前のシンボルまでの加算差分電力値と加算して出力するものである。また、１シンボル遅延部６２は、差分電力値第２加算記憶部６１で差分電力値加算記憶部３２から出力される１シンボル分の各キャリア周波数毎の加算差分電力値と加算させるために、その前のシンボルまでの加算差分電力値を１シンボル分だけ遅延させるものである。
【００６０】
図６は、図５のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００６１】
最初のステップＳ１〜Ｓ８までは、実施の形態１と同様であるので重複する説明を省略する。
【００６２】
１シンボル分になった場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、差分電力値第２加算記憶部６１内に記憶されたその前のシンボルまでの加算差分電力値が１シンボル遅延部６２に一旦転送されて、差分電力値第２加算記憶部６１では、差分電力値加算記憶部３２から入力する加算差分電力値と、１シンボル遅延部６２から入力するその前のシンボルまでの加算差分電力値とをさらに加算して記憶する（Ｓ３１）。
【００６３】
制御部８は、ここで、次のシンボルの入力があるか否かを判断する（Ｓ１３）。次のシンボルの入力がある場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、ステップＳ１に戻って次のシンボルのキャリア周波数の電力値に対する処理を行い、次のシンボルの入力が無い場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、記憶された加算差分電力値をキャリア周波数誤差検出手段４に出力する。
【００６４】
キャリア周波数誤差検出手段４では、各差分電力値第２加算記憶手段６内の差分電力値第２加算記憶部６１に格納された加算差分電力値から最大値を選択し（Ｓ３２）、選択した加算差分電力値が得られたパイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）と、本来のパイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）とから周波数の誤差を検出し（Ｓ１０）、検出した誤差を用いて各キャリア周波数毎の周波数誤差を出力する（Ｓ１１）。制御部８は、その後、各パイロット信号のキャリア周波数毎の記憶部を初期化し（Ｓ１２）、キャリア周波数の誤差検出処理を終了する。
【００６５】
また、本実施の形態では、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値そのものを加算しているが、それに代えて、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値に対して任意の係数を乗じた値を加算しても良い。
【００６６】
なお、本実施の形態の図５に示した各手段も、マイクロプロセッサおよびメモリ等の記憶素子で構成することができ、図６の動作はそれらを用いてプログラムによりソフトウエア処理による動作で実施することが可能である。
【００６７】
このように、実施の形態３では、実施の形態１の効果に加えて、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値を保持しておき、それに実施の形態１の加算結果をさらに加算することにより、パイロット信号のキャリア周波数における加算差分電力値と、その他のキャリア周波数における加算差分電力値との差を大きくできることから、キャリア周波数の誤差をより明確に検出でき、誤差検出性能を向上させることができる。
【００６８】
実施の形態４．
実施の形態１に対する実施の形態３と同様に、実施の形態２の各シンボル毎の差分加算電力値による周波数誤差の検出は、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分加算電力値を保持して、それに実施の形態２の加算結果をさらに加算することにより、パイロット信号のキャリア周波数における差分加算電力値と、その他のキャリア周波数における差分加算電力値との差を大きくでき、キャリア周波数の誤差検出性能を向上させることができる。以下に示す実施の形態４では、その場合について説明する。
【００６９】
図７は、直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態４にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【００７０】
尚、以下の実施の形態４を示す図では、実施の形態２を示す各図と同様な機能を有する部分に対しては同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。
【００７１】
本実施の形態では、実施の形態２とは異なり差分加算電力値演算手段５の出力が直接にキャリア周波数誤差検出手段４に入力せず、差分加算電力値第２演算手段９を介して入力するように構成されている。
【００７２】
差分加算電力値第２演算手段９は、現在処理中のシンボルの前のシンボルまでの各キャリア周波数毎の差分加算電力値を加算した電力値を出力する。
【００７３】
差分加算電力値第２演算手段９内で、差分加算電力値第２演算部９１は、差分加算電力値演算手段５から出力される１シンボル分の各キャリア周波数毎の差分加算電力値を、その前のシンボルまでの差分加算電力値と加算して出力するものである。また、１シンボル遅延部９２は、差分加算電力値第２演算部９１で差分加算電力値演算手段５から出力される１シンボル分の各キャリア周波数毎の差分加算電力値と加算させるために、その前のシンボルまでの差分加算電力値を１シンボル分だけ遅延させるものである。
【００７４】
図８は、図７のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【００７５】
最初のステップＳ１〜Ｓ２４までは、実施の形態２と同様であるので重複する説明を省略する。
【００７６】
差分加算電力値演算部５２では、平均加算電力値と、搬送電力値加算記憶部１３２から入力するキャリア周波数の加算電力値との差分加算電力値を演算し、差分加算電力値第２演算手段９に出力する（Ｓ４１）。
【００７７】
差分加算電力値第２演算手段９では、差分加算電力値第２演算部９１内に記憶されたその前のシンボルまでの差分加算電力値が１シンボル遅延部９２に一旦転送されて、差分加算電力値第２演算部９１では、差分加算電力値演算手段５から入力する差分加算電力値と、１シンボル遅延部９２から入力するその前のシンボルまでの差分加算電力値とをさらに加算して記憶する（Ｓ４２）。
【００７８】
制御部８は、ここで、次のシンボルの入力があるか否かを判断する（Ｓ１３）。次のシンボルの入力がある場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、ステップＳ１に戻って次のシンボルのキャリア周波数の電力値に対する処理を行い、次のシンボルの入力が無い場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、記憶された差分加算電力値をキャリア周波数誤差検出手段４に出力する。
【００７９】
キャリア周波数誤差検出手段４では、各差分加算電力値第２演算手段９内の差分加算電力値第２演算部９１から出力された差分加算電力値から最大値を選択する（Ｓ２６）。以降のステップＳ１０〜Ｓ１１は、実施の形態２と同様であるので重複する説明を省略する。
【００８０】
制御部８は、その後、各パイロット信号のキャリア周波数毎の記憶部を初期化し（Ｓ１２）、キャリア周波数の誤差検出処理を終了する。
【００８１】
また、本実施の形態でも、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値そのものを加算しているが、それに代えて、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分電力値を加算した電力値に対して任意の係数を乗じた値を加算しても良い。
【００８２】
なお、本実施の形態の図７に示した各手段も、マイクロプロセッサおよびメモリ等の記憶素子で構成することができ、図８の動作はそれらを用いてプログラムによりソフトウエア処理による動作で実施することが可能である。
【００８３】
このように、実施の形態４では、実施の形態２の効果に加えて、前シンボルまでの各キャリア周波数毎の差分加算電力値を保持しておき、それに実施の形態２の加算結果をさらに加算することにより、パイロット信号のキャリア周波数における加算差分電力値と、その他のキャリア周波数における加算差分電力値との差を大きくできることから、キャリア周波数の誤差をより明確に検出でき、誤差検出性能を向上させることができる。
【００８４】
また、上記の各実施の形態の各構成をブロック図により説明したが、その構成ブロックによる区分は便宜的であり、その複数のブロックを一体として構成しても良く、あるいは、その一つのブロックを複数のブロックに分割して構成し、また、そのブロック区分を上記各実施の形態の各構成要素毎に組み合わせを異ならせて構成しても良い。
【００８５】
また、上記の各実施の形態の各ブロック図で表現された種々の機能は、上記したように、その各々、あるいは複数の組み合わせが、マイクロプロセッサあるいはメモリ素子等の素子上のプログラムあるいはソフトウェアにより実現されても良い。
【００８６】
また、本発明では、実施の形態３および４に示したように、本発明の実施の形態１および２に示した１シンボル分のキャリア周波数の差分電力値を、さらに複数シンボル分だけ加算させてからキャリア周波数の誤差を判断するように構成することにより、キャリア周波数補正値の精度をさらに向上させることができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、パイロット信号のキャリア周波数の位置（インデックス位置）を、そのキャリア周波数の電力値の前後のキャリア周波数の電力値の平均値を求めて、その平均値との差が最大のキャリア周波数の電力値を選択して判断しているので、例えば、マルチパス伝送路のような特定のキャリア周波数域の電力レベルが大きい場合でも、キャリア周波数の誤差を検出する際の雑音の影響を軽減させることができ、検出性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態１にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態２にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態３にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】直交周波数分割多重信号のキャリア周波数同期装置における、本発明の実施の形態４にかかるキャリア周波数誤差検出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のキャリア周波数誤差検出装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１キャリア電力値検出手段、２差分電力値検出手段、３差分電力値加算記憶手段、４キャリア周波数誤差検出手段、５差分加算電力値演算手段、６差分電力値第２加算記憶手段、７計時手段、８制御手段、９差分加算電力値第２演算手段、１３搬送電力値加算記憶手段、２１記憶部、２２平均電力値演算部、２３差分電力値演算部、３１ｎパイロット周波数位置信号(n)出力部、３２差分電力値加算記憶部、５１平均加算電力値演算部、５２差分加算電力値演算部、６１差分電力値第２加算記憶部、６２１シンボル遅延部、９１差分加算電力値第２演算部、９２１シンボル遅延部、１３２搬送電力値加算記憶部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for synchronizing carrier frequencies used for demodulation on the receiving side in communication of orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter referred to as OFDM), and more particularly, to the ARIB STD standard of terrestrial digital television broadcasting. Performance due to carrier frequency synchronization error when the modulation amplitude of the pilot signal carrier is larger than the modulation symbol of the normalized data carrier, such as TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) and AC (Auxiliary Channel) carrier The present invention relates to a technique for reducing deterioration.
[0002]
[Prior art]
By detecting the carrier frequency of the pilot signal multiplexed to the same frequency for each symbol subjected to orthogonal frequency division multiplexing modulation, the carrier frequency error when synchronizing the carrier frequency is, for example, orthogonal frequency As one technique for synchronizing carrier frequencies based on received signals when demodulating a division multiplexing signal, automatic frequency control (hereinafter referred to as AFC (Auto Frequency Control)) is performed for each carrier frequency. A technique for obtaining a wide range of frequency synchronization by combining a broadband carrier frequency synchronizer and a broadband carrier frequency synchronizer that performs AFC within a carrier frequency interval is known.
[0003]
[Non-Patent Document 1]
Takashi Seki, 6 others, “A Study on Synchronization Method in Hierarchical OFDM Transmission System”, IEICE Technical Report, BCS97-15, March 19, 1997, Vol21, No21, P19-24
[0004]
In the example of Non-Patent Document 1, a carrier power value is detected from a frequency domain signal obtained by orthogonally modulating a received signal of an orthogonal frequency division multiplex signal at a carrier frequency and Fourier-transformed, and the carrier frequency of each pilot signal is derived from the frequency of one symbol. Each position (index position) is stored, and the power value for each carrier frequency of each pilot signal is added, and the carrier frequency of the pilot signal indicating the maximum value is detected from the addition result, and the original pilot signal A frequency error between the carrier frequency and the carrier frequency is detected and output as a frequency error for each carrier frequency.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional method, for example, when the power level (noise level) of a specific carrier frequency portion increases, such as when multipath occurs, a carrier with a high power level is generated. The addition result of the carrier frequency that is greatly affected by the frequency also becomes large, and it may be difficult to distinguish it from the pilot signal. In that case, there is a problem that the carrier frequency of the pilot signal may be erroneously detected.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and can detect the carrier frequency of the pilot signal even when the carrier frequency noise power level is high, and can reduce the influence of noise. An object of the present invention is to provide a carrier frequency error detection method and apparatus for multiple signals.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the carrier frequency error detection method of the orthogonal frequency division multiplexing signal of the present invention detects the carrier frequency of the pilot signal multiplexed to the same frequency for each symbol subjected to orthogonal frequency division multiplexing modulation. A method of detecting a carrier frequency error when synchronizing the carrier frequency,
In addition to the power value of any carrier frequency, the power value of the higher carrier frequency adjacent on the high frequency side of the arbitrary carrier frequency, and the power of the lower carrier frequency adjacent on the low frequency side of the arbitrary carrier frequency Detecting values sequentially in ascending or descending order;
Calculating an average power value from the power value of the higher carrier frequency and the power value of the lower carrier frequency;
Calculating a difference power value between the average power value and the power value of an arbitrary carrier frequency corresponding to the average power value;
Sequentially adding the difference power value included in each symbol for each carrier frequency;
Outputting a signal indicating the position of the carrier frequency of each pilot signal in one symbol;
Adding a differential power value for each carrier frequency of each pilot signal;
Selecting the carrier frequency of the pilot signal whose power value indicates the maximum value from the added differential power value of each pilot signal;
Detecting an error between the maximum carrier frequency and the carrier frequency of the original pilot signal;
A step of outputting a frequency error signal for each carrier frequency from the detected error is included.
[0008]
The orthogonal frequency division multiplex signal carrier frequency error detection apparatus of the present invention detects the carrier frequency of the pilot signal multiplexed on the same frequency for each symbol subjected to orthogonal frequency division multiplex modulation. An apparatus for detecting a carrier frequency error when synchronizing,
In addition to the power value of any carrier frequency, the power value of the higher carrier frequency adjacent on the high frequency side of the carrier frequency and the power value of the lower carrier frequency adjacent on the low frequency side of the carrier frequency are ascending or Carrier power value detection means for sequentially detecting in descending order;
Average added power value calculating means for calculating the average power value from the power value of the higher carrier frequency and the power value of the lower carrier frequency;
A difference addition power value calculation means for calculating a difference power value between an average power value and a power value of an arbitrary carrier frequency corresponding to the average power value;
A plurality of difference power value addition storage means for sequentially adding the difference power values included in each symbol for each carrier frequency;
A carrier frequency at which the power value indicates the maximum value is detected from the added difference power value for each carrier frequency, and an error between the maximum carrier frequency and the carrier frequency of the original pilot signal is detected. Carrier frequency error detection means for outputting a signal is provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
[0010]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detection apparatus according to a first embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals.
[0011]
The carrier frequency error detection apparatus in FIG. 1 receives a frequency domain signal obtained by orthogonally modulating a received signal of an orthogonal frequency division multiplex signal with a carrier frequency and Fourier-transformed, and sets the same frequency for each symbol subjected to orthogonal frequency division multiplex modulation. By detecting the carrier frequency of the multiplexed pilot signal, the carrier frequency error when synchronizing the carrier frequency is detected.
[0012]
The carrier power value detection means 1 includes, in addition to the power value of an arbitrary carrier frequency, the power value of the higher carrier frequency adjacent on the higher frequency side of the carrier frequency and the lower value adjacent on the lower frequency side of the carrier frequency. The power value of the side carrier frequency is sequentially detected in ascending or descending order and output as a data string.
[0013]
The difference power value calculation means 2 calculates the power value of an arbitrary carrier frequency from the power values for each carrier frequency continuously output from the carrier power value detection means 1, and the carrier frequency before and after the arbitrary carrier frequency. The difference from the average power value is calculated and the difference power value is output.
[0014]
The difference power value addition storage means 3 selects the carrier frequency of the pilot signal from the difference power value output for each carrier frequency from the difference power value calculation means 2 and sequentially adds and stores the carrier frequency. Since a plurality of pilot signals are inserted in one symbol, there are a plurality of frequency positions, and therefore there are a plurality of differential power value addition storage means 3.
[0015]
The carrier frequency error detecting means 4 selects a carrier frequency having the maximum power value from the added difference power values for each carrier frequency output from the plurality of difference power value addition storage means 3, An error between the maximum carrier frequency and the carrier frequency of the original pilot signal is detected, and a frequency error signal for each carrier frequency is output.
[0016]
For example, the time measuring means 7 determines the input of each carrier frequency from the time when the signal in one symbol is input based on the clock signal, inputs the detected carrier power value and the carrier frequency of the pilot signal, etc. Are related.
[0017]
The control means 8 detects the carrier frequency error of the pilot signal by controlling each of the above parts at the timing of the time measuring means 7, and outputs a frequency error signal for each carrier frequency.
[0018]
Further, in the differential power value calculation means 2, the storage units 21 connected in series have power values of arbitrary carrier frequencies from the power values for each carrier frequency continuously output from the carrier power value detection means 1. And the power value of the carrier frequency before the arbitrary carrier frequency is stored. In the present embodiment, two storage units 21 are connected in series, and input data is sequentially transferred to each storage unit 21. For example, the storage unit 21 can be configured by a shift register or the like.
[0019]
The average power value calculation unit 22 calculates the power value of the higher carrier frequency and the power value of the lower carrier frequency for an arbitrary carrier frequency from the power value for each carrier frequency continuously output from the carrier power value detection unit 1. The average power value is calculated from
[0020]
The difference power value calculation unit 23 calculates a difference power value between the average power value output from the average power value calculation unit 22 and the power value of an arbitrary carrier frequency corresponding to the average power value.
[0021]
Further, in the differential power value addition storage means 3, the pilot frequency position (n) signal output unit 31x (n is an integer, x is a positive integer) indicates the position of the carrier frequency of the pilot signal among the carrier frequencies. A signal indicating the position (index position) is output. In this case, since the power value of the carrier frequency of the pilot signal is sequentially detected in ascending or descending order, for example, the pilot frequency position (n) of the carrier frequency of the error detected pilot signal is set to n of the signal output unit 31n as 0. The n before and after the pilot frequency position (n) signal output unit 31n may be given in ascending order or descending order. The signal output here may be, for example, an enable signal that causes software to execute a process of adding and re-storing the input content with the stored content when the index position is matched.
[0022]
The differential power value addition storage unit 32 sequentially adds and stores the differential power values for each carrier frequency.
[0023]
Here, the calculation contents of the differential power value calculation unit 23 will be described.
An OFDM demodulator (not shown) arranged in the preceding stage of the carrier power value detection means 1 performs quadrature detection and Fourier transform on the A / D converted received signal, and is input to the carrier power value detection means 1. The signal is data in the frequency domain region, and is a modulated wave data string in carrier frequency units (each carrier frequency).
[0024]
Accordingly, when the carrier power value at a certain time t is PW (t), the difference power value calculation means 2 performs the same calculation as the following equation (Equation 1) to obtain the difference power value PW ′ (t). Generate. Time t is arranged in units of carrier frequencies in the frequency domain region.
[Expression 1]

[0025]
Since the carrier frequency signal of the pilot signal has a larger amplitude than the carrier frequency signal of other normalized data, the difference power value PW ′ (t) obtained by Equation 1 is calculated at time t at the carrier frequency of the pilot signal. The largest value is output at the timing when the signal is received.
[0026]
Further, the carrier frequency error detecting means 4 selects a carrier frequency having the maximum power value from the added difference power values for each carrier frequency output from the plurality of difference power value addition storage means 3. Then, an error between the maximum carrier frequency and the carrier frequency of the original pilot signal is detected, and a frequency error signal for each carrier frequency is output. For example, in the plurality of differential power value addition storage means 3 in FIG. 1, when the differential power value that is enabled and added by the index from the pilot frequency position (0) signal output unit 312 is the maximum value, An error from each carrier frequency position set based on the frequency position as the carrier frequency position of the pilot signal becomes a frequency error in carrier frequency units (each carrier frequency).
[0027]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the carrier frequency error detection apparatus of FIG.
[0028]
When a data string that has been subjected to A / D conversion, quadrature detection, and Fourier transform into a frequency domain region is input by an OFDM demodulator (not shown), the carrier power value detection means 1 detects the carrier frequency unit ( The power values are sequentially detected in ascending or descending order (for each carrier frequency) and output to the differential power value calculating means 2 (S1).
[0029]
In the differential power value calculation means 2, two power values of an arbitrary carrier frequency and a carrier frequency adjacent to the arbitrary carrier frequency are input by sequentially inputting two power values for each carrier frequency to the storage unit 21 connected in series. Is stored (S2). Next, in the average power value calculation unit 22, the power value of the carrier frequency adjacent before the arbitrary carrier frequency stored in step S2, the power value of the carrier frequency adjacent after the arbitrary carrier frequency to be input next, From this, the average power value of the 2-carrier frequency is calculated (S3). Thereafter, the difference power value calculation unit 23 calculates a difference power value between the average power value from the average power value calculation unit 22 and the power value of an arbitrary carrier frequency stored in the storage unit 21, and each difference power value is calculated. It outputs to the addition memory means 3 (S4).
[0030]
In the difference power value addition storage means 3, for each difference power value input from the difference power value calculation means 2, a position signal (index position) indicating the position of the carrier frequency of the pilot signal from the pilot frequency position signal output units 311 to 313. Signal) (S5), and the difference power value addition storage unit 32 adds only the difference power value of the carrier frequency of the pilot signal selected by the position signal to calculate the added difference power value (S6), The added difference power value is stored for each carrier frequency of each pilot signal (S7).
[0031]
The control means 8 determines whether or not the power value of the carrier frequency of each pilot signal for one symbol has been detected (S8). If it is not for one symbol (S8: NO), the control means 8 returns to step S1 and proceeds to the next. The process is performed on the power value of the carrier frequency.
[0032]
When the number of symbols is one symbol (S8: YES), the carrier frequency error detection unit 4 uses the maximum difference power value stored in the difference power value addition storage unit 32 in each difference power value addition storage unit 3 from the maximum difference power value. A value is selected (S9), and a frequency error is calculated from the position (index position) of the carrier frequency of the pilot signal from which the selected added difference power value is obtained and the position (index position) of the carrier frequency of the original pilot signal. Detection is performed (S10), and a frequency error for each carrier frequency is output using the detected error (S11).
[0033]
Thereafter, the control unit 8 initializes a storage unit for each carrier frequency of each pilot signal (S12), and determines whether there is an input of the next symbol (S13). If there is an input for the next symbol (S13: YES), the process returns to step S1 to perform processing for the power value of the carrier frequency of the next symbol. If there is no input for the next symbol (S13: NO) Then, the carrier frequency error detection process is terminated.
[0034]
Each means shown in FIG. 1 can be constituted by a memory element such as a microprocessor and a memory, and the operation of FIG. 2 can be carried out by an operation by software processing by a program using them. .
[0035]
As described above, in the present embodiment, the carrier frequency position (index position) of the pilot signal is obtained by calculating the average value of the power values of the carrier frequencies before and after the power value of the carrier frequency, and the difference from the average value. For example, even when the power level of a specific carrier frequency range such as a multipath transmission line is large, noise at the time of detecting an error in the carrier frequency is selected. Can reduce the effects of
[0036]
Embodiment 2. FIG.
In Embodiment 1, since the difference calculation of the power value for each carrier frequency is performed before the addition of the power value for each carrier frequency, one bit of the sign bit is generated from the power value for each carrier frequency itself. The width needs to be expanded, and the adding means also needs to expand the bit width.
[0037]
Therefore, in the second embodiment shown below, the difference between power values for each carrier frequency is calculated after the addition of the power values for each carrier frequency, and the bit width is extended up to the difference added power value calculation means. A case where the necessity is eliminated will be described.
[0038]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals.
[0039]
In the carrier frequency error detecting apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1, the difference power value is obtained first, and then the difference power value at the position (index position) of the carrier frequency of each pilot signal is added. The carrier frequency error detecting device of FIG. 3 is different in that the carrier (carrier) power value at each index position is added first, and then the difference added power value is obtained from each added power value. ing. In the diagram showing the second embodiment below, parts having the same functions as those in each diagram showing the first embodiment are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
[0040]
Similarly to the differential power value addition storage unit 3, the carrier power value addition storage unit 13 includes a plurality of pilot signals inserted in one symbol, and is output from the carrier power value detection unit 1 for each carrier frequency. The carrier frequency of the pilot signal is selected from the carrier power value to be added and sequentially added and stored.
[0041]
The difference addition power value calculation means 5 calculates the addition power value of an arbitrary carrier frequency and the carrier frequencies before and after the arbitrary carrier frequency from the power value for each carrier frequency output from the carrier power value addition storage means 13. The difference from the average of the added power values is calculated, and the difference added power value is output.
[0042]
In the carrier power value addition storage unit 13, the pilot frequency position (n) signal output unit 31 x is the same as that in the difference power value addition storage unit 3. The carrier power value addition storage unit 132 sequentially adds and stores carrier (carrier) power values for each carrier frequency.
[0043]
In addition, in the differential power value calculation means 5, the average added power value calculation unit 51 calculates a higher-order carrier for an arbitrary carrier frequency from the added carrier power value for each carrier frequency output from the carrier power value addition storage means 13. An average added power value is calculated from the added power value of the frequency and the added power value of the lower carrier frequency. That is, the average added power value calculation unit 51 adds the added power value obtained from the carrier power value addition storage unit 13 corresponding to the higher carrier frequency of the carrier frequency input to the difference added power value calculation unit 52, and the carrier. An average added power value is calculated from the added power value obtained from the carrier power value addition storage means 13 corresponding to the lower carrier frequency of the frequency.
[0044]
The difference addition power value calculation unit 52 calculates a difference power value between the average addition power value output from the average addition power value calculation unit 51 and the power value of an arbitrary carrier frequency corresponding thereto. When the index position is the extreme end, the difference added power value calculation unit 52 calculates the difference power value from the added power value itself at the adjacent index position.
[0045]
Further, the carrier frequency error detecting means 4 selects a carrier frequency at which the power value shows the maximum value from the difference added power values for each carrier frequency output from the plurality of difference added power value calculating means 5, An error between the maximum carrier frequency and the original carrier frequency of the pilot signal is detected, and a frequency error signal for each carrier frequency is output.
[0046]
Also, the difference added power value calculation means 5 is very good in that it is integrated into one by performing time series processing for each index position.
[0047]
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the carrier frequency error detection apparatus of FIG.
[0048]
First, similarly to the first embodiment, the carrier power value detecting means 1 detects the power value sequentially in ascending or descending order for each carrier frequency unit (each carrier frequency) of each symbol and outputs it to the differential power value calculating means 2. (S1).
[0049]
In the carrier power value addition storage means 13, for each carrier (carrier) power value input from the carrier power value detection means 1, a position signal indicating the position of the carrier frequency of the pilot signal from the pilot frequency position signal output units 311 to 313. (Index position signal) is output (S21), and the carrier power value addition storage unit 132 calculates the addition (carrier) power value by adding only the carrier power value of the carrier frequency of the pilot signal selected by the position signal. Then, the added (carrier) power value is stored for each carrier frequency of each pilot signal (S23).
[0050]
The control means 8 determines whether or not the power value of the carrier frequency of each pilot signal for one symbol has been detected (S8). If it is not for one symbol (S8: NO), the control means 8 returns to step S1 and proceeds to the next. The process is performed on the power value of the carrier frequency.
[0051]
When the number of symbols is one symbol (S8: YES), the average added power value calculation unit 51 in the difference added power value calculation means 5 calculates the power values of the carrier frequencies adjacent to each other before and after the carrier frequency of each pilot signal. From this, the average power value of the two carrier frequencies is calculated (S24). Thereafter, the difference addition power value calculation unit 52 adds the carrier power value corresponding to the average addition power value from the average addition power value calculation unit 51 and the average addition power value located between the two carrier frequencies. The difference added power value with respect to the added power value of the carrier frequency input from the storage unit 132 is calculated and output to the carrier frequency error detecting means 4 (S25).
[0052]
The carrier frequency error detection means 4 selects the maximum value from the difference addition power values output from the difference addition power value calculation unit 52 in each difference addition power value calculation means 5 (S26). Subsequent steps S10 to S13 are the same as those in the first embodiment, and thus redundant description is omitted.
[0053]
Note that each means shown in FIG. 3 of the present embodiment can also be constituted by a storage element such as a microprocessor and a memory, and the operation of FIG. 4 is performed by an operation by software processing by a program using them. It is possible.
[0054]
In this way, in the present embodiment, since the difference calculation of the power value for each carrier frequency is performed after the addition of the power value for each carrier frequency, in addition to the effect of the first embodiment, the difference added power It is possible to eliminate the need to expand the bit width in the configuration up to the value calculation means.
[0055]
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the processing for detecting the carrier frequency of the pilot frequency by the power value obtained by adding the difference power value for each carrier frequency and detecting the frequency error is performed for each symbol. The power value obtained by adding the difference power value for each carrier frequency is held, and the addition result of the first embodiment is further added thereto, so that the added difference power value at the carrier frequency of the pilot signal and other carrier frequencies The difference from the added differential power value can be increased. Therefore, in that case, the carrier frequency error can be detected more clearly, and the error detection performance can be improved. In the third embodiment described below, this case will be described.
[0056]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detection apparatus according to the third embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals.
[0057]
In the figure showing the third embodiment below, parts having the same functions as those in each figure showing the first embodiment are given the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the output of the difference power value addition storage means 3 is not directly input to the carrier frequency error detection means 4 but is input via the difference power value second addition storage means 6. It is configured as follows.
[0058]
The difference power value second addition storage means 6 outputs a power value obtained by adding the difference power values for each carrier frequency up to the symbol preceding the symbol currently being processed. Here again, each carrier frequency means the position (index position) of the carrier frequency of the same pilot signal.
[0059]
Within the difference power value second addition storage means 6, the difference power value second addition storage unit 61 outputs the added difference power value for each carrier frequency for one symbol output from the difference power value addition storage unit 32. This is added to the added differential power value up to the previous symbol and output. The 1-symbol delay unit 62 adds the added differential power value for each carrier frequency for one symbol output from the differential power value addition storage unit 32 in the differential power value second addition storage unit 61, The added differential power value up to the previous symbol is delayed by one symbol.
[0060]
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the carrier frequency error detection apparatus of FIG.
[0061]
Since the first steps S1 to S8 are the same as those in the first embodiment, a duplicate description is omitted.
[0062]
In the case of 1 symbol (S8: YES), the added differential power value up to the previous symbol stored in the differential power value second addition storage unit 61 is once transferred to the 1 symbol delay unit 62. The difference power value second addition storage unit 61 further adds the addition difference power value input from the difference power value addition storage unit 32 and the addition difference power value up to the previous symbol input from the 1-symbol delay unit 62. And memorize (S31).
[0063]
Here, the control unit 8 determines whether or not there is an input of the next symbol (S13). If there is an input for the next symbol (S13: YES), the process returns to step S1 to perform processing for the power value of the carrier frequency of the next symbol. If there is no input for the next symbol (S13: NO) The stored added differential power value is output to the carrier frequency error detecting means 4.
[0064]
The carrier frequency error detection means 4 selects the maximum value from the added difference power values stored in the difference power value second addition storage section 61 in each difference power value second addition storage means 6 (S32), and the selected addition A frequency error is detected from the position (index position) of the carrier frequency of the pilot signal from which the differential power value is obtained and the position (index position) of the carrier frequency of the original pilot signal (S10), and the detected error is used. The frequency error for each carrier frequency is output (S11). Thereafter, the control unit 8 initializes the storage unit for each carrier frequency of each pilot signal (S12), and ends the carrier frequency error detection processing.
[0065]
Further, in this embodiment, the power value itself obtained by adding the differential power value for each carrier frequency up to the previous symbol is added, but instead, the differential power value for each carrier frequency up to the previous symbol is added. A value obtained by multiplying the added power value by an arbitrary coefficient may be added.
[0066]
Note that each means shown in FIG. 5 of the present embodiment can also be constituted by a storage element such as a microprocessor and a memory, and the operation of FIG. 6 is performed by an operation by software processing by a program using them. It is possible.
[0067]
Thus, in the third embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the power value obtained by adding the difference power value for each carrier frequency up to the previous symbol is held, and the addition of the first embodiment is performed on the power value. By adding the results further, the difference between the added differential power value at the carrier frequency of the pilot signal and the added differential power value at other carrier frequencies can be increased, so that the carrier frequency error can be detected more clearly and error detection. Performance can be improved.
[0068]
Embodiment 4 FIG.
Similar to the third embodiment with respect to the first embodiment, the detection of the frequency error by the difference added power value for each symbol of the second embodiment holds the difference added power value for each carrier frequency up to the previous symbol. Further, by adding the addition result of the second embodiment, the difference between the difference added power value at the carrier frequency of the pilot signal and the difference added power value at other carrier frequencies can be increased, and the carrier frequency error detection performance Can be improved. In the fourth embodiment described below, this case will be described.
[0069]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals.
[0070]
Note that, in the drawings showing the following fourth embodiment, the same reference numerals are given to the portions having the same functions as those in the respective drawings showing the second embodiment, and the duplicate description is omitted.
[0071]
In the present embodiment, unlike the second embodiment, the output of the difference addition power value calculation means 5 is not directly input to the carrier frequency error detection means 4 but is input via the difference addition power value second calculation means 9. It is configured as follows.
[0072]
The difference addition power value second calculation means 9 outputs a power value obtained by adding the difference addition power value for each carrier frequency up to the symbol preceding the symbol currently being processed.
[0073]
Within the difference addition power value second calculation means 9, the difference addition power value second calculation unit 91 calculates the difference addition power value for each carrier frequency for one symbol output from the difference addition power value calculation means 5. The difference added power value up to the previous symbol is added and output. Further, the 1-symbol delay unit 92 adds the difference added power value for each carrier frequency for one symbol output from the difference added power value calculating unit 5 by the difference added power value second calculating unit 91 to The difference added power value up to the previous symbol is delayed by one symbol.
[0074]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the carrier frequency error detection apparatus of FIG.
[0075]
Since the first steps S1 to S24 are the same as those in the second embodiment, a duplicate description is omitted.
[0076]
The difference addition power value calculation unit 52 calculates a difference addition power value between the average addition power value and the addition power value of the carrier frequency input from the carrier power value addition storage unit 132, and the difference addition power value second calculation unit 9. (S41).
[0077]
In the difference addition power value second calculation means 9, the difference addition power value up to the previous symbol stored in the difference addition power value second calculation unit 91 is once transferred to the one symbol delay unit 92, and the difference addition power value is calculated. The value second calculation unit 91 further adds and stores the difference addition power value input from the difference addition power value calculation unit 5 and the difference addition power value input from the 1-symbol delay unit 92 up to the previous symbol. (S42).
[0078]
Here, the control unit 8 determines whether or not there is an input of the next symbol (S13). If there is an input for the next symbol (S13: YES), the process returns to step S1 to perform processing for the power value of the carrier frequency of the next symbol. If there is no input for the next symbol (S13: NO) The stored difference added power value is output to the carrier frequency error detecting means 4.
[0079]
The carrier frequency error detection means 4 selects the maximum value from the difference addition power values output from the difference addition power value second calculation unit 91 in each difference addition power value second calculation means 9 (S26). Subsequent steps S10 to S11 are the same as those in the second embodiment, and thus redundant description is omitted.
[0080]
Thereafter, the control unit 8 initializes the storage unit for each carrier frequency of each pilot signal (S12), and ends the carrier frequency error detection processing.
[0081]
Also in this embodiment, the power value itself obtained by adding the difference power value for each carrier frequency up to the previous symbol is added, but instead, the difference power value for each carrier frequency up to the previous symbol is added. A value obtained by multiplying the added power value by an arbitrary coefficient may be added.
[0082]
Note that each means shown in FIG. 7 of the present embodiment can also be configured by a storage element such as a microprocessor and a memory, and the operation of FIG. 8 is performed by an operation by software processing by a program using them. It is possible.
[0083]
Thus, in the fourth embodiment, in addition to the effect of the second embodiment, the difference added power value for each carrier frequency up to the previous symbol is held, and the addition result of the second embodiment is further added to the difference addition power value. By doing so, the difference between the added differential power value at the carrier frequency of the pilot signal and the added differential power value at other carrier frequencies can be increased, so that the carrier frequency error can be detected more clearly and the error detection performance is improved. be able to.
[0084]
Further, although each configuration of each of the above embodiments has been described with reference to a block diagram, the division by the configuration block is convenient, and the plurality of blocks may be configured as one unit, or one block may be configured. The block may be divided into a plurality of blocks, and the block sections may be configured with different combinations for each component of the above embodiments.
[0085]
In addition, as described above, the various functions expressed in the block diagrams of the above embodiments are each or a combination of a plurality of functions realized by a program or software on an element such as a microprocessor or a memory element. May be.
[0086]
Further, in the present invention, as shown in the third and fourth embodiments, the difference power value of the carrier frequency for one symbol shown in the first and second embodiments of the present invention is further added by a plurality of symbols. Therefore, the accuracy of the carrier frequency correction value can be further improved.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, the present invention obtains the average value of the carrier frequency power values before and after the carrier frequency power value of the pilot signal, and the difference from the average value. For example, even when the power level of a specific carrier frequency range such as a multipath transmission line is large, noise at the time of detecting an error in the carrier frequency is selected. Can be reduced, and the detection performance can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detection apparatus according to a first embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the carrier frequency error detection device of FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detection apparatus according to a second embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals.
4 is a flowchart showing an operation of the carrier frequency error detection device of FIG. 3;
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detection device according to a third exemplary embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization device for orthogonal frequency division multiplexing signals.
6 is a flowchart showing the operation of the carrier frequency error detection device of FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a carrier frequency error detecting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention in a carrier frequency synchronization apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the carrier frequency error detection device of FIG.
[Explanation of symbols]
1 carrier power value detection means, 2 differential power value detection means, 3 differential power value addition storage means, 4 carrier frequency error detection means, 5 differential addition power value calculation means, 6 differential power value second addition storage means, 7 timing means 8 control means 9 differential addition power value second calculation means 13 carrier power value addition storage means 21 storage section 22 average power value calculation section 23 differential power value calculation section 31n pilot frequency position signal (n) output , 32 differential power value addition storage unit, 51 average added power value calculation unit, 52 differential addition power value calculation unit, 61 differential power value second addition storage unit, 62 1 symbol delay unit, 91 differential addition power value second calculation , 92 1-symbol delay unit, 132 carrier power value addition storage unit.

Claims

A carrier frequency error detector that detect the carrier frequency error of the orthogonal frequency division multiplex signal signal based on a pilot signal included in the received orthogonal frequency division multiplex signal,
A first power value is a power value of an arbitrary carrier frequency in one symbol, the second power value your good beauty said optional is a power value of the high-side carrier frequency adjacent in said given carrier frequency and the high frequency side A differential power value calculating means for calculating and outputting a differential power value between the average power value calculated from the third power value that is the power value of the lower carrier frequency adjacent to the lower carrier frequency and the lower carrier frequency;
A plurality of difference power value addition storage means for adding the difference power values that match the pilot frequency position set for each of the difference power values output from the difference power value calculation means;
Carrier frequency error detecting means for outputting, as the frequency error, an error between the pilot frequency position in the differential power value addition storing means where the sum is the maximum value and the carrier frequency position of the original pilot signal. Carrier frequency error detection device.

Further comprising a differential power value second adder storage means for adding a plurality of symbols of the power value corresponding to the result of the addition outputted from the differential power value adding storage means,
The carrier frequency error detection means outputs the frequency error based on a pilot frequency position in the difference power value addition storage means corresponding to the maximum power value among the power values added for the plurality of symbols. The carrier frequency error detection device according to claim 1 .

A carrier frequency error detection device that detects a carrier frequency error of an orthogonal frequency division multiplexed signal based on a pilot signal included in the received orthogonal frequency division multiplexed signal,
Of power value of each carrier in one symbol, and a plurality of carrier power value adding storage means for outputting the power values that match the set pilot frequency position in each the summing to,
The first added power value as a result of the addition in the power value addition storage unit corresponding to an arbitrary carrier frequency in the one symbol, and the carrier frequency adjacent to the arbitrary carrier frequency on the high frequency side The second addition power value as a result of the addition in the power value addition storage means and the result of the addition in the power value addition storage means corresponding to the carrier frequency adjacent to the arbitrary carrier frequency on the low frequency side. Difference added power value calculating means for calculating and outputting a difference power value with respect to the average power value calculated from the added power value of 3 ,
Among the difference power values output from the difference addition power value calculation means, the pilot frequency position in the difference addition power value calculation means where the difference power value was the maximum value, and the carrier frequency position of the original pilot signal A carrier frequency error detecting device comprising carrier frequency error detecting means for outputting the error as a frequency error.

Includes a differential summing power value second computing means for plurality of symbols stored before Symbol differential power value that will be output from the differential adder power value calculating means,
4. The key according to claim 3 , wherein the carrier frequency error detection unit outputs the frequency error based on the difference power values for a plurality of symbols stored in the difference addition power value second calculation unit. Carrier frequency error detection device.

Based on the pilot signal included in the received orthogonal frequency division multiplexed signal to a carrier frequency error detection methods that detect the carrier frequency error of the orthogonal frequency division multiplex signal signal,
A first power value is a power value of an arbitrary carrier frequency in one symbol, the second power value your good beauty said optional is a power value of the high-side carrier frequency adjacent in said given carrier frequency and the high frequency side The difference power value between the average power value calculated from the third power value that is the power value of the lower carrier frequency and the lower carrier frequency adjacent on the lower frequency side is calculated and output,
Among the output differential power values, add the differential power values that match a preset pilot frequency position ,
Outputting the error between the pilot frequency position where the addition result is the maximum value and the carrier frequency position of the original pilot signal as the frequency error ,
The preset pilot frequency positions are plural,
The carrier frequency error detection method , wherein the maximum value is selected from a plurality of addition results calculated corresponding to a plurality of pilot frequency positions set .

Further adding a power value corresponding to the result of the addition for a plurality of symbols,
6. The carrier frequency error detection method according to claim 5 , wherein the frequency error is output based on a pilot frequency position corresponding to a maximum power value among the power values added for the plurality of symbols.

A carrier frequency error detection method for detecting a carrier frequency error of an orthogonal frequency division multiplexed signal based on a pilot signal included in a received orthogonal frequency division multiplexed signal,
Of power value of each carrier in one symbol, and outputs the power value to meet the preset pilot frequency position the summing to,
A first added power value that is a result of the addition corresponding to an arbitrary carrier frequency in the one symbol , and a second result that is a result of the addition corresponding to a carrier frequency adjacent to the arbitrary carrier frequency on the high frequency side. And the difference power value from the average power value calculated from the third added power value corresponding to the carrier frequency adjacent to the arbitrary carrier frequency and the lower carrier frequency on the lower frequency side as the one symbol Compute and output multiple carrier frequencies in
Including, as the frequency error, an error between a pilot frequency position where the difference power value is a maximum value among the plurality of the outputted difference power values and a carrier frequency position of an original pilot signal. Carrier frequency error detection method.

Further comprising a plurality of symbols stored before Symbol differential power value,
Career frequency error detection method according to claim 7, characterized in that outputs the frequency error based on the difference power values of plurality of symbols that are the storage.