JP2003315391A - 周波数誤差取得装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
周波数誤差取得装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体Info
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- JP2003315391A JP2003315391A JP2002116109A JP2002116109A JP2003315391A JP 2003315391 A JP2003315391 A JP 2003315391A JP 2002116109 A JP2002116109 A JP 2002116109A JP 2002116109 A JP2002116109 A JP 2002116109A JP 2003315391 A JP2003315391 A JP 2003315391A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力信号と参照信号との周波数誤差を容易に
取得する。 【解決手段】 入力スペクトル記録部１６には、所定の
起点周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対応する
値をとる入力信号の周波数スペクトルが記録されてい
る。そして、入力スペクトル読出部１８が起点周波数を
所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力信号
の周波数スペクトルを読み出す。これが、入力信号をミ
キサ等により実際に周波数変換することに相当する。さ
らに、入力スペクトル読出部１８の読出し結果と参照信
号の周波数スペクトルを共役複素数としたものとをミキ
サ２０により乗算し、これを基に周波数誤差を取得す
る。よって、入力信号を実際に周波数変換する必要が無
いため、入力信号と参照信号との周波数誤差を取得の際
の労力を軽減でき、周波数誤差を容易に取得できる。
取得する。 【解決手段】 入力スペクトル記録部１６には、所定の
起点周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対応する
値をとる入力信号の周波数スペクトルが記録されてい
る。そして、入力スペクトル読出部１８が起点周波数を
所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力信号
の周波数スペクトルを読み出す。これが、入力信号をミ
キサ等により実際に周波数変換することに相当する。さ
らに、入力スペクトル読出部１８の読出し結果と参照信
号の周波数スペクトルを共役複素数としたものとをミキ
サ２０により乗算し、これを基に周波数誤差を取得す
る。よって、入力信号を実際に周波数変換する必要が無
いため、入力信号と参照信号との周波数誤差を取得の際
の労力を軽減でき、周波数誤差を容易に取得できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は入力信号と参照信号
との周波数同期の取得に関する。
との周波数同期の取得に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、入力信号と参照信号との同期
を相関計算により取得する方法がある。すなわち、入力
信号を順次シフトしながら参照信号との相関値を求め、
相関値がピークになるシフト量（時間）を求める。この
ようなシフト量（時間）だけ入力信号をシフトすれば、
入力信号と参照信号との同期をとることができる。ここ
で、入力信号および参照信号を、それぞれFFT（Fast Fo
urier Transform）して積を求めてから逆FFT（IFFT：In
verse FFT）を行っても相関値を求められ、同期をとる
ことができる。このようにFFTおよび逆FFTを用いる方法
は広く用いられている。
を相関計算により取得する方法がある。すなわち、入力
信号を順次シフトしながら参照信号との相関値を求め、
相関値がピークになるシフト量（時間）を求める。この
ようなシフト量（時間）だけ入力信号をシフトすれば、
入力信号と参照信号との同期をとることができる。ここ
で、入力信号および参照信号を、それぞれFFT（Fast Fo
urier Transform）して積を求めてから逆FFT（IFFT：In
verse FFT）を行っても相関値を求められ、同期をとる
ことができる。このようにFFTおよび逆FFTを用いる方法
は広く用いられている。
【０００３】また、入力信号のキャリア周波数に誤差が
あり、参照信号のキャリア周波数と異なる場合がある。
このような場合は、入力信号のキャリア周波数を順次シ
フトしながら相関値を求める。この場合も、入力信号お
よび参照信号を、それぞれFFTして積を求めてから逆FFT
を行って相関値を求めることが広く行われている。これ
により、入力信号のキャリア周波数と、参照信号のキャ
リア周波数とをあわせる。すなわち、入力信号と参照信
号との周波数同期をとる。キャリア周波数のシフトは、
例えば、ローカル信号の周波数をシフトして入力信号に
混合することにより行うことができる。
あり、参照信号のキャリア周波数と異なる場合がある。
このような場合は、入力信号のキャリア周波数を順次シ
フトしながら相関値を求める。この場合も、入力信号お
よび参照信号を、それぞれFFTして積を求めてから逆FFT
を行って相関値を求めることが広く行われている。これ
により、入力信号のキャリア周波数と、参照信号のキャ
リア周波数とをあわせる。すなわち、入力信号と参照信
号との周波数同期をとる。キャリア周波数のシフトは、
例えば、ローカル信号の周波数をシフトして入力信号に
混合することにより行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように周波数同期をとる場合は、入力信号のキャリア周
波数のシフトを行う度に、入力信号および参照信号をそ
れぞれFFTする必要がある。しかも、キャリア周波数の
シフトのためにミキサなどが必要になる。よって、周波
数誤差を取得し、かつ周波数同期をとるための労力は大
きい。
ように周波数同期をとる場合は、入力信号のキャリア周
波数のシフトを行う度に、入力信号および参照信号をそ
れぞれFFTする必要がある。しかも、キャリア周波数の
シフトのためにミキサなどが必要になる。よって、周波
数誤差を取得し、かつ周波数同期をとるための労力は大
きい。
【０００５】そこで、本発明は、入力信号と参照信号と
の周波数誤差を容易に取得することを課題とする。
の周波数誤差を容易に取得することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、入力信号の周波数と参照信号の周波数との周波数誤
差を取得する周波数誤差取得装置であって、所定の起点
周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対応する値を
とる入力信号の周波数スペクトルを記録する入力スペク
トル記録手段と、起点周波数を所定の間隔づつ変更しな
がら、起点周波数から入力信号の周波数スペクトルを読
み出す入力スペクトル読出手段と、入力スペクトル読出
手段の読出し結果と参照信号の周波数スペクトルに基づ
くデータとの積を取得するスペクトル積取得手段と、ス
ペクトル積取得手段の取得した積に基づき周波数誤差を
取得する周波数誤差取得手段とを備えたように構成され
る。
は、入力信号の周波数と参照信号の周波数との周波数誤
差を取得する周波数誤差取得装置であって、所定の起点
周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対応する値を
とる入力信号の周波数スペクトルを記録する入力スペク
トル記録手段と、起点周波数を所定の間隔づつ変更しな
がら、起点周波数から入力信号の周波数スペクトルを読
み出す入力スペクトル読出手段と、入力スペクトル読出
手段の読出し結果と参照信号の周波数スペクトルに基づ
くデータとの積を取得するスペクトル積取得手段と、ス
ペクトル積取得手段の取得した積に基づき周波数誤差を
取得する周波数誤差取得手段とを備えたように構成され
る。
【０００７】上記のように構成された周波数誤差取得装
置によれば、入力スペクトル読出手段が起点周波数を所
定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力信号の
周波数スペクトルを読み出す。これが、入力信号をミキ
サ等により実際に周波数変換することに相当する。よっ
て、入力信号を実際に周波数変換する必要が無いため、
入力信号と参照信号との周波数誤差を取得の際の労力を
軽減でき、周波数誤差を容易に取得できる。
置によれば、入力スペクトル読出手段が起点周波数を所
定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力信号の
周波数スペクトルを読み出す。これが、入力信号をミキ
サ等により実際に周波数変換することに相当する。よっ
て、入力信号を実際に周波数変換する必要が無いため、
入力信号と参照信号との周波数誤差を取得の際の労力を
軽減でき、周波数誤差を容易に取得できる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明であって、参照信号の周波数スペクトルを共役複
素数に変換する複素共役変換手段を備え、スペクトル積
取得手段は入力スペクトル読出手段の読出し結果と複素
共役変換手段の変換結果との複素積を取得するように構
成される。
の発明であって、参照信号の周波数スペクトルを共役複
素数に変換する複素共役変換手段を備え、スペクトル積
取得手段は入力スペクトル読出手段の読出し結果と複素
共役変換手段の変換結果との複素積を取得するように構
成される。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明であって、入力信号を高速フーリエ変換
して入力信号の周波数スペクトルを出力する入力信号高
速フーリエ変換手段と、参照信号を高速フーリエ変換し
て参照信号の周波数スペクトルを出力する参照信号高速
フーリエ変換手段とを備えるように構成される。
２に記載の発明であって、入力信号を高速フーリエ変換
して入力信号の周波数スペクトルを出力する入力信号高
速フーリエ変換手段と、参照信号を高速フーリエ変換し
て参照信号の周波数スペクトルを出力する参照信号高速
フーリエ変換手段とを備えるように構成される。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明であって、スペクトル積取得手段の取得結果を逆
高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段を備える
ように構成される。
の発明であって、スペクトル積取得手段の取得結果を逆
高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換手段を備える
ように構成される。
【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明であって、起点周波数の各変更量ごとに逆高速フ
ーリエ変換手段の変換結果の最大値を検出する最大値検
出手段と、各変更量ごとの最大値がいずれの変更量にお
いて最大となるかを検出する適正変更量検出手段とを備
え、周波数誤差取得手段は、適正変更量検出手段の検出
結果に基づき周波数誤差を取得するように構成される。
の発明であって、起点周波数の各変更量ごとに逆高速フ
ーリエ変換手段の変換結果の最大値を検出する最大値検
出手段と、各変更量ごとの最大値がいずれの変更量にお
いて最大となるかを検出する適正変更量検出手段とを備
え、周波数誤差取得手段は、適正変更量検出手段の検出
結果に基づき周波数誤差を取得するように構成される。
【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項４に記載
の発明であって、適正変更量検出手段の検出した変更量
において逆高速フーリエ変換手段の変換結果が最大値を
とる時間に基づき入力信号と参照信号との時間誤差を取
得する時間誤差取得手段を備えたように構成される。
の発明であって、適正変更量検出手段の検出した変更量
において逆高速フーリエ変換手段の変換結果が最大値を
とる時間に基づき入力信号と参照信号との時間誤差を取
得する時間誤差取得手段を備えたように構成される。
【００１３】請求項７に記載の発明は、入力信号の周波
数と参照信号の周波数との周波数誤差を取得する周波数
誤差取得方法であって、所定の起点周波数から所定の間
隔づつ離れた周波数に対応する値をとる入力信号の周波
数スペクトルを記録する入力スペクトル記録工程と、起
点周波数を所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数か
ら入力信号の周波数スペクトルを読み出す入力スペクト
ル読出工程と、入力スペクトル読出工程の読出し結果と
参照信号の周波数スペクトルに基づくデータとの積を取
得するスペクトル積取得工程と、スペクトル積取得工程
の取得した積に基づき周波数誤差を取得する周波数誤差
取得工程とを備えるように構成される。
数と参照信号の周波数との周波数誤差を取得する周波数
誤差取得方法であって、所定の起点周波数から所定の間
隔づつ離れた周波数に対応する値をとる入力信号の周波
数スペクトルを記録する入力スペクトル記録工程と、起
点周波数を所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数か
ら入力信号の周波数スペクトルを読み出す入力スペクト
ル読出工程と、入力スペクトル読出工程の読出し結果と
参照信号の周波数スペクトルに基づくデータとの積を取
得するスペクトル積取得工程と、スペクトル積取得工程
の取得した積に基づき周波数誤差を取得する周波数誤差
取得工程とを備えるように構成される。
【００１４】請求項８に記載の発明は、入力信号の周波
数と参照信号の周波数との周波数誤差を取得する周波数
誤差取得処理をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムであって、所定の起点周波数から所定の間隔づつ離
れた周波数に対応する値をとる入力信号の周波数スペク
トルを記録する入力スペクトル記録処理と、起点周波数
を所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力信
号の周波数スペクトルを読み出す入力スペクトル読出処
理と、入力スペクトル読出処理の読出し結果と参照信号
の周波数スペクトルに基づくデータとの積に基づき周波
数誤差を取得する周波数誤差取得処理とをコンピュータ
に実行させるためのプログラムである。
数と参照信号の周波数との周波数誤差を取得する周波数
誤差取得処理をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムであって、所定の起点周波数から所定の間隔づつ離
れた周波数に対応する値をとる入力信号の周波数スペク
トルを記録する入力スペクトル記録処理と、起点周波数
を所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力信
号の周波数スペクトルを読み出す入力スペクトル読出処
理と、入力スペクトル読出処理の読出し結果と参照信号
の周波数スペクトルに基づくデータとの積に基づき周波
数誤差を取得する周波数誤差取得処理とをコンピュータ
に実行させるためのプログラムである。
【００１５】請求項９に記載の発明は、入力信号の周波
数と参照信号の周波数との周波数誤差を取得する周波数
誤差取得処理をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記
録媒体であって、所定の起点周波数から所定の間隔づつ
離れた周波数に対応する値をとる入力信号の周波数スペ
クトルを記録する入力スペクトル記録処理と、起点周波
数を所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力
信号の周波数スペクトルを読み出す入力スペクトル読出
処理と、入力スペクトル読出処理の読出し結果と参照信
号の周波数スペクトルに基づくデータとの積に基づき周
波数誤差を取得する周波数誤差取得処理とをコンピュー
タに実行させるためのプログラムを記録したコンピュー
タによって読み取り可能な記録媒体である。
数と参照信号の周波数との周波数誤差を取得する周波数
誤差取得処理をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記
録媒体であって、所定の起点周波数から所定の間隔づつ
離れた周波数に対応する値をとる入力信号の周波数スペ
クトルを記録する入力スペクトル記録処理と、起点周波
数を所定の間隔づつ変更しながら、起点周波数から入力
信号の周波数スペクトルを読み出す入力スペクトル読出
処理と、入力スペクトル読出処理の読出し結果と参照信
号の周波数スペクトルに基づくデータとの積に基づき周
波数誤差を取得する周波数誤差取得処理とをコンピュー
タに実行させるためのプログラムを記録したコンピュー
タによって読み取り可能な記録媒体である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１７】図１は、本発明の実施形態にかかる周波数
誤差取得装置１の構成を示すブロック図である。周波数
誤差取得装置１は、入力信号の周波数と参照信号の周波
数との周波数誤差を取得する。周波数誤差取得装置１
は、入力信号高速フーリエ変換部１２、参照信号高速フ
ーリエ変換部１４、複素共役変換部１５、入力スペクト
ル記録部１６、入力スペクトル読出部１８、ミキサ（ス
ペクトル積取得手段）２０、逆高速フーリエ変換部２
２、最大値検出部２４、適正シフト量検出部２６、周波
数誤差取得部２８、時間誤差取得部３０を備える。
誤差取得装置１の構成を示すブロック図である。周波数
誤差取得装置１は、入力信号の周波数と参照信号の周波
数との周波数誤差を取得する。周波数誤差取得装置１
は、入力信号高速フーリエ変換部１２、参照信号高速フ
ーリエ変換部１４、複素共役変換部１５、入力スペクト
ル記録部１６、入力スペクトル読出部１８、ミキサ（ス
ペクトル積取得手段）２０、逆高速フーリエ変換部２
２、最大値検出部２４、適正シフト量検出部２６、周波
数誤差取得部２８、時間誤差取得部３０を備える。
【００１８】入力信号高速フーリエ変換部１２は、入力
信号を高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transfor
m）して入力信号の周波数スペクトルを出力する。参照
信号高速フーリエ変換部１４は、参照信号を高速フーリ
エ変換（FFT：Fast FourierTransform）して参照信号の
周波数スペクトルを出力する。
信号を高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transfor
m）して入力信号の周波数スペクトルを出力する。参照
信号高速フーリエ変換部１４は、参照信号を高速フーリ
エ変換（FFT：Fast FourierTransform）して参照信号の
周波数スペクトルを出力する。
【００１９】複素共役変換部１５は、参照信号の周波数
スペクトルを共役複素数に変換して出力する。
スペクトルを共役複素数に変換して出力する。
【００２０】入力スペクトル記録部１６は、入力信号の
周波数スペクトルを記録する。入力スペクトル記録部１
６は、例えば、リングバッファである。ただし、ノーマ
ルバッファでもよい。入力スペクトル記録部１６の記録
内容の一例を図２に示す。図２に示すように、各スペク
トルＳ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（２）、…、Ｓ（ｎ）は、
周波数と周波数に対応したレベル（例えば電圧）とを有
する。なお、周波数は０kHzから100kHzという所定の間
隔Δｆで0、100、200…kHzというように設定されてい
る。最小の周波数を起点周波数といい、図２の場合は０
kHzである。
周波数スペクトルを記録する。入力スペクトル記録部１
６は、例えば、リングバッファである。ただし、ノーマ
ルバッファでもよい。入力スペクトル記録部１６の記録
内容の一例を図２に示す。図２に示すように、各スペク
トルＳ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（２）、…、Ｓ（ｎ）は、
周波数と周波数に対応したレベル（例えば電圧）とを有
する。なお、周波数は０kHzから100kHzという所定の間
隔Δｆで0、100、200…kHzというように設定されてい
る。最小の周波数を起点周波数といい、図２の場合は０
kHzである。
【００２１】入力スペクトル読出部１８は、起点周波数
を所定の間隔Δｆづつ変更しながら、起点周波数から入
力信号の周波数スペクトルを読み出す。スペクトル記録
部１６の記録内容が図２に示すようなものであれば、ま
ず、周波数0kHzを起点周波数とし、起点周波数から入力
信号の周波数スペクトルＳ（０）、Ｓ（１）、Ｓ
（２）、…を読み出す。次に、周波数100kHzを起点周波
数とし、起点周波数から入力信号の周波数スペクトルＳ
（１）、Ｓ（２）、…を読み出す。さらに、周波数200k
Hzを起点周波数とし、起点周波数から入力信号の周波数
スペクトルＳ（２）、…を読み出す。このように入力信
号の周波数スペクトルを所定の間隔Δｆ（＝100kHz）づ
つずらしていく。
を所定の間隔Δｆづつ変更しながら、起点周波数から入
力信号の周波数スペクトルを読み出す。スペクトル記録
部１６の記録内容が図２に示すようなものであれば、ま
ず、周波数0kHzを起点周波数とし、起点周波数から入力
信号の周波数スペクトルＳ（０）、Ｓ（１）、Ｓ
（２）、…を読み出す。次に、周波数100kHzを起点周波
数とし、起点周波数から入力信号の周波数スペクトルＳ
（１）、Ｓ（２）、…を読み出す。さらに、周波数200k
Hzを起点周波数とし、起点周波数から入力信号の周波数
スペクトルＳ（２）、…を読み出す。このように入力信
号の周波数スペクトルを所定の間隔Δｆ（＝100kHz）づ
つずらしていく。
【００２２】このように入力スペクトル読出部１８が入
力信号の周波数スペクトルをずらしていくことは、入力
信号の周波数の変更に相当する。すなわち、入力信号に
ローカル信号（周波数ｆ０）を混合したときの周波数ス
ペクトルが、Ｓ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（２）、…である
場合、入力信号にローカル信号（周波数ｆ０＋Δｆ）を
混合したときの周波数スペクトルが、Ｓ（１）、Ｓ
（２）、…である。これは、以下のようにして証明され
る。
力信号の周波数スペクトルをずらしていくことは、入力
信号の周波数の変更に相当する。すなわち、入力信号に
ローカル信号（周波数ｆ０）を混合したときの周波数ス
ペクトルが、Ｓ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（２）、…である
場合、入力信号にローカル信号（周波数ｆ０＋Δｆ）を
混合したときの周波数スペクトルが、Ｓ（１）、Ｓ
（２）、…である。これは、以下のようにして証明され
る。
【００２３】まず、ローカル信号の周波数をｆ0からΔ
ｆずらして、ｆ0＋Δｆとした場合の周波数変換を複素
数で表現する。入力信号をs(t)、出力信号をz(t)、変換
周波数をｆ0＋Δｆとすると、
ｆずらして、ｆ0＋Δｆとした場合の周波数変換を複素
数で表現する。入力信号をs(t)、出力信号をz(t)、変換
周波数をｆ0＋Δｆとすると、
【００２４】
【数１】
のようになる。
【００２５】この信号zをフーリエ変換した結果は、
【００２６】
【数２】
となる。本発明の実施形態においては入力信号を高速フ
ーリエ変換（FFT）する。高速フーリエ変換を行うため
には、周波数ｆと時間ｔとを離散的に表現しておく必要
があるため、周波数ｆと時間ｔは下記のように離散形式
に書き直す。
ーリエ変換（FFT）する。高速フーリエ変換を行うため
には、周波数ｆと時間ｔとを離散的に表現しておく必要
があるため、周波数ｆと時間ｔは下記のように離散形式
に書き直す。
【００２７】
【数３】
Nは、対象とする周波数帯域を分割する数であって、周
波数分解能が1/Nになる。ここでは、Δｆだけ周波数を
ずらす操作を行うので、Δｆ＝1/Nと定義しておく。
ｋ、N、ｎはそれぞれ整数である。
波数分解能が1/Nになる。ここでは、Δｆだけ周波数を
ずらす操作を行うので、Δｆ＝1/Nと定義しておく。
ｋ、N、ｎはそれぞれ整数である。
【００２８】周波数変換は上の記号を使って次のように
表される。
表される。
【００２９】
【数４】
もともとのローカル周波数であったｆ０をｋ番目のｆで
あると考えれば、この信号を離散フーリエ変換した結果
は、以下のようになる
あると考えれば、この信号を離散フーリエ変換した結果
は、以下のようになる
【００３０】
【数５】
このように、ローカル信号の周波数をｆ0からΔｆずら
してｆ0＋Δｆとした場合の周波数変換は、フーリエ変
換のｋをひとつ増加させることと同じになる。
してｆ0＋Δｆとした場合の周波数変換は、フーリエ変
換のｋをひとつ増加させることと同じになる。
【００３１】実際、入力信号s(t)に対するｆ０でのフー
リエ変換は、
リエ変換は、
【００３２】
【数６】
であり、ｆ０＋Δｆの周波数成分S(k+1)は、
【００３３】
【数７】
よって、周波数変換によってΔｆだけずらしてからフー
リエ変換した結果X（ｋ）と、フーリエ変換してからkに
１を加えたデータ系列S（ｋ＋1）が、同じであることが
わかる。高速フーリエ変換（FFT）は、この離散フーリ
エ変換のｋを０からFFTのサイズ分まで計算する処理で
ある。
リエ変換した結果X（ｋ）と、フーリエ変換してからkに
１を加えたデータ系列S（ｋ＋1）が、同じであることが
わかる。高速フーリエ変換（FFT）は、この離散フーリ
エ変換のｋを０からFFTのサイズ分まで計算する処理で
ある。
【００３４】よって、同様に、ローカル周波数(f0+Δf)
で周波数変換してからFFTして得られたデータ系列X
と、f0により周波数変換してFFTして得られたデータ系
列Sをひとつずらした系列は、同じになる。つまり、
で周波数変換してからFFTして得られたデータ系列X
と、f0により周波数変換してFFTして得られたデータ系
列Sをひとつずらした系列は、同じになる。つまり、
【００３５】
【数８】
となる。
【００３６】ミキサ（スペクトル積取得手段）２０は、
入力スペクトル読出部１８の読出し結果と参照信号の周
波数スペクトルに基づくデータとの積を取得する。ただ
し、参照信号の周波数スペクトルに基づくデータとは、
例えば複素共役変換部１５の変換結果である。この場
合、ミキサ２０は、入力スペクトル読出部１８の読出し
結果と複素共役変換部１５の変換結果との複素積を取得
することになる。
入力スペクトル読出部１８の読出し結果と参照信号の周
波数スペクトルに基づくデータとの積を取得する。ただ
し、参照信号の周波数スペクトルに基づくデータとは、
例えば複素共役変換部１５の変換結果である。この場
合、ミキサ２０は、入力スペクトル読出部１８の読出し
結果と複素共役変換部１５の変換結果との複素積を取得
することになる。
【００３７】逆高速フーリエ変換部２２は、ミキサ２０
の取得した（複素）積を逆高速フーリエ変換（IFFT：In
verse FFT）する。これにより、入力信号と参照信号と
の相関値を得ることができる。
の取得した（複素）積を逆高速フーリエ変換（IFFT：In
verse FFT）する。これにより、入力信号と参照信号と
の相関値を得ることができる。
【００３８】最大値検出部２４は、入力スペクトル読出
部１８における起点周波数の各変更量ごとに逆高速フー
リエ変換部２２の変換結果の最大値ｃ１ｎおよびそれを
とる時刻ｔ１ｎを検出する。最大値検出部２４の動作を
図３を参照して説明する。逆高速フーリエ変換部２２の
変換結果は時間に対応した相関値である。相関値は時間
ｔ１ｎにおいて最大値ｃ１ｎをとる。ただし、ｎは入力
スペクトル読出部１８における起点周波数の変更量を示
す添字である。スペクトル記録部１６の記録内容が図２
に示すようなものであれば、起点周波数の変更量が100
×ｎ[kHz]である。例えば、ｎ＝０は起点周波数の変更
量が０、ｎ＝１は起点周波数の変更量が100×1＝100kH
z、ｎ＝２は起点周波数の変更量が100×2＝200kHzを意
味する。このように、最大値検出部２４は、（ｔ１０、
ｃ１０）、（ｔ１１、ｃ１１）、（ｔ１２、ｃ１２）、
…を検出する。
部１８における起点周波数の各変更量ごとに逆高速フー
リエ変換部２２の変換結果の最大値ｃ１ｎおよびそれを
とる時刻ｔ１ｎを検出する。最大値検出部２４の動作を
図３を参照して説明する。逆高速フーリエ変換部２２の
変換結果は時間に対応した相関値である。相関値は時間
ｔ１ｎにおいて最大値ｃ１ｎをとる。ただし、ｎは入力
スペクトル読出部１８における起点周波数の変更量を示
す添字である。スペクトル記録部１６の記録内容が図２
に示すようなものであれば、起点周波数の変更量が100
×ｎ[kHz]である。例えば、ｎ＝０は起点周波数の変更
量が０、ｎ＝１は起点周波数の変更量が100×1＝100kH
z、ｎ＝２は起点周波数の変更量が100×2＝200kHzを意
味する。このように、最大値検出部２４は、（ｔ１０、
ｃ１０）、（ｔ１１、ｃ１１）、（ｔ１２、ｃ１２）、
…を検出する。
【００３９】適正シフト量検出部２６は、起点周波数の
各変更量ごとの最大値ｃ１ｎがいずれの起点周波数の変
更量において最大となるかを検出する。例えば、ｃ１
０、ｃ１１、ｃ１２、…の内でｃ１１が最大であったと
する。このときｎ＝１なので起点周波数の変更量が100
×1＝100kHzであるときに最大値ｃ１ｎが最大となるこ
とがわかる。
各変更量ごとの最大値ｃ１ｎがいずれの起点周波数の変
更量において最大となるかを検出する。例えば、ｃ１
０、ｃ１１、ｃ１２、…の内でｃ１１が最大であったと
する。このときｎ＝１なので起点周波数の変更量が100
×1＝100kHzであるときに最大値ｃ１ｎが最大となるこ
とがわかる。
【００４０】周波数誤差取得部２８は、適正シフト量検
出部２６の検出結果に基づき、入力信号の周波数と参照
信号の周波数との周波数誤差を取得する。適正シフト量
検出部２６の検出結果は、ミキサ２０の取得した（複
素）積に基づく。よって、周波数誤差取得部２８は、ミ
キサ２０の取得した（複素）積に基づき周波数誤差を取
得することになる。例えば、適正シフト量検出部２６の
検出結果が、起点周波数の変更量が100×1＝100kHzであ
るときに最大値ｃ１ｎが最大となることを示していると
する。この場合は、100kHzが入力信号の周波数と参照信
号の周波数との周波数誤差である。
出部２６の検出結果に基づき、入力信号の周波数と参照
信号の周波数との周波数誤差を取得する。適正シフト量
検出部２６の検出結果は、ミキサ２０の取得した（複
素）積に基づく。よって、周波数誤差取得部２８は、ミ
キサ２０の取得した（複素）積に基づき周波数誤差を取
得することになる。例えば、適正シフト量検出部２６の
検出結果が、起点周波数の変更量が100×1＝100kHzであ
るときに最大値ｃ１ｎが最大となることを示していると
する。この場合は、100kHzが入力信号の周波数と参照信
号の周波数との周波数誤差である。
【００４１】時間誤差取得部３０は、適正シフト量検出
部２６の検出した変更量において逆高速フーリエ変換部
２２の変換結果が最大値をとる時間に基づき入力信号と
参照信号との時間誤差を取得する。例えば、ｃ１０、ｃ
１１、ｃ１２、…の内でｃ１１が最大であったとする。
この場合は、ｃ１１をとる時間ｔ１１が時間誤差であ
る。
部２６の検出した変更量において逆高速フーリエ変換部
２２の変換結果が最大値をとる時間に基づき入力信号と
参照信号との時間誤差を取得する。例えば、ｃ１０、ｃ
１１、ｃ１２、…の内でｃ１１が最大であったとする。
この場合は、ｃ１１をとる時間ｔ１１が時間誤差であ
る。
【００４２】次に、本発明の実施形態の動作を図４のフ
ローチャートを参照して説明する。
ローチャートを参照して説明する。
【００４３】まず、入力信号を入力信号高速フーリエ変
換部１２により高速フーリエ変換する（Ｓ１０ａ）。入
力信号高速フーリエ変換部１２の変換結果は入力信号の
周波数スペクトルとして入力スペクトル記録部１６に記
録される（Ｓ１２ａ）。また、これと並行して参照信号
を参照信号高速フーリエ変換部１４により高速フーリエ
変換する（Ｓ１０ｂ）。この変換結果は、複素共役変換
部１５により共役複素数に変換される（Ｓ１２ｂ）。
換部１２により高速フーリエ変換する（Ｓ１０ａ）。入
力信号高速フーリエ変換部１２の変換結果は入力信号の
周波数スペクトルとして入力スペクトル記録部１６に記
録される（Ｓ１２ａ）。また、これと並行して参照信号
を参照信号高速フーリエ変換部１４により高速フーリエ
変換する（Ｓ１０ｂ）。この変換結果は、複素共役変換
部１５により共役複素数に変換される（Ｓ１２ｂ）。
【００４４】入力スペクトル記録部１６に記録された入
力信号の周波数スペクトルは入力スペクトル読出部１８
により読み出される（Ｓ１３）。そして、ミキサ（スペ
クトル積取得手段）２０が、入力スペクトル読出部１８
の読出し結果と複素共役変換部１５の変換結果との複素
積を取得する（Ｓ１４）。この複素積は逆高速フーリエ
変換部２２により逆高速フーリエ変換される（Ｓ１
６）。これにより入力信号と参照信号との相関値が得ら
れる。この相関値の最大値ｃ１ｎおよびそれをとる時間
ｔ１ｎが起点周波数の変更量ごとに最大値検出部２４に
より検出される（Ｓ１８）。そして、入力スペクトル読
出部１８は起点周波数を所定の間隔Δｆシフトする（Ｓ
２０）。ここで、測定周波数分シフトしていないならば
（Ｓ２２、Ｎｏ）、入力信号の周波数スペクトルの読出
し（Ｓ１３）に戻る。
力信号の周波数スペクトルは入力スペクトル読出部１８
により読み出される（Ｓ１３）。そして、ミキサ（スペ
クトル積取得手段）２０が、入力スペクトル読出部１８
の読出し結果と複素共役変換部１５の変換結果との複素
積を取得する（Ｓ１４）。この複素積は逆高速フーリエ
変換部２２により逆高速フーリエ変換される（Ｓ１
６）。これにより入力信号と参照信号との相関値が得ら
れる。この相関値の最大値ｃ１ｎおよびそれをとる時間
ｔ１ｎが起点周波数の変更量ごとに最大値検出部２４に
より検出される（Ｓ１８）。そして、入力スペクトル読
出部１８は起点周波数を所定の間隔Δｆシフトする（Ｓ
２０）。ここで、測定周波数分シフトしていないならば
（Ｓ２２、Ｎｏ）、入力信号の周波数スペクトルの読出
し（Ｓ１３）に戻る。
【００４５】測定周波数分シフトしているならば（Ｓ２
２、Ｙｅｓ）、相関値の最大値ｃ１ｎの内で最大のもの
に対応する起点周波数のシフト量を適正シフト量検出部
２６が取得する（Ｓ２４）。そして、適正シフト量検出
部２６が検出したシフト量に基づき周波数誤差取得部２
８が入力信号の周波数と参照信号の周波数との周波数誤
差を取得する（Ｓ２６ａ）。また、時間誤差取得部３０
が、適正シフト量検出部２６の検出した変更量において
相関値が最大値をとる時間に基づき入力信号と参照信号
との時間誤差を取得する（Ｓ２６ｂ）。
２、Ｙｅｓ）、相関値の最大値ｃ１ｎの内で最大のもの
に対応する起点周波数のシフト量を適正シフト量検出部
２６が取得する（Ｓ２４）。そして、適正シフト量検出
部２６が検出したシフト量に基づき周波数誤差取得部２
８が入力信号の周波数と参照信号の周波数との周波数誤
差を取得する（Ｓ２６ａ）。また、時間誤差取得部３０
が、適正シフト量検出部２６の検出した変更量において
相関値が最大値をとる時間に基づき入力信号と参照信号
との時間誤差を取得する（Ｓ２６ｂ）。
【００４６】本発明の実施形態によれば、入力スペクト
ル読出部１８が起点周波数を所定の間隔Δｆ（例、100k
Hz）づつ変更しながら、起点周波数から入力信号の周波
数スペクトルを読み出す。これが、入力信号をミキサ等
により実際に周波数変換することに相当する。よって、
入力信号を実際に周波数変換する必要が無いため、入力
信号と参照信号との周波数誤差を取得の際の労力を軽減
でき、周波数誤差を容易に取得できる。
ル読出部１８が起点周波数を所定の間隔Δｆ（例、100k
Hz）づつ変更しながら、起点周波数から入力信号の周波
数スペクトルを読み出す。これが、入力信号をミキサ等
により実際に周波数変換することに相当する。よって、
入力信号を実際に周波数変換する必要が無いため、入力
信号と参照信号との周波数誤差を取得の際の労力を軽減
でき、周波数誤差を容易に取得できる。
【００４７】なお、上記の実施形態において、ＣＰＵ、
ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）デ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコン
ピュータのメディア読み取り装置に、上記の各部分を実
現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、
ハードディスクにインストールする。このような方法で
も、周波数誤差取得装置を実現できる。
ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）デ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコン
ピュータのメディア読み取り装置に、上記の各部分を実
現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、
ハードディスクにインストールする。このような方法で
も、周波数誤差取得装置を実現できる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、入力スペクトル読出手
段が起点周波数を所定の間隔づつ変更しながら、起点周
波数から入力信号の周波数スペクトルを読み出す。これ
が、入力信号をミキサ等により実際に周波数変換するこ
とに相当する。よって、入力信号を実際に周波数変換す
る必要が無いため、入力信号と参照信号との周波数誤差
を取得の際の労力を軽減でき、周波数誤差を容易に取得
できる。
段が起点周波数を所定の間隔づつ変更しながら、起点周
波数から入力信号の周波数スペクトルを読み出す。これ
が、入力信号をミキサ等により実際に周波数変換するこ
とに相当する。よって、入力信号を実際に周波数変換す
る必要が無いため、入力信号と参照信号との周波数誤差
を取得の際の労力を軽減でき、周波数誤差を容易に取得
できる。
【図１】本発明の実施形態にかかる周波数誤差取得装置
１の構成を示すブロック図である。
１の構成を示すブロック図である。
【図２】入力スペクトル記録部１６の記録内容の一例を
示す図である。
示す図である。
【図３】最大値検出部２４の動作を示す図である。
【図４】本発明の実施形態の動作を示すフローチャート
である。
である。
１ 周波数誤差取得装置
１２ 入力信号高速フーリエ変換部
１４ 参照信号高速フーリエ変換部
１５ 複素共役変換部
１６ 入力スペクトル記録部
１８ 入力スペクトル読出部
２０ ミキサ（スペクトル積取得手段）
２２ 逆高速フーリエ変換部
２４ 最大値検出部
２６ 適正シフト量検出部
２８ 周波数誤差取得部
３０ 時間誤差取得部
Claims (9)
- 【請求項１】入力信号の周波数と参照信号の周波数との
周波数誤差を取得する周波数誤差取得装置であって、 所定の起点周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対
応する値をとる前記入力信号の周波数スペクトルを記録
する入力スペクトル記録手段と、 前記起点周波数を前記所定の間隔づつ変更しながら、前
記起点周波数から前記入力信号の周波数スペクトルを読
み出す入力スペクトル読出手段と、 前記入力スペクトル読出手段の読出し結果と前記参照信
号の周波数スペクトルに基づくデータとの積を取得する
スペクトル積取得手段と、 前記スペクトル積取得手段の取得した積に基づき前記周
波数誤差を取得する周波数誤差取得手段と、 を備えた周波数誤差取得装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の周波数誤差取得装置であ
って、 前記参照信号の周波数スペクトルを共役複素数に変換す
る複素共役変換手段を備え、 前記スペクトル積取得手段は前記入力スペクトル読出手
段の読出し結果と前記複素共役変換手段の変換結果との
複素積を取得する、 周波数誤差取得装置。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の周波数誤差取得
装置であって、 前記入力信号を高速フーリエ変換して前記入力信号の周
波数スペクトルを出力する入力信号高速フーリエ変換手
段と、 前記参照信号を高速フーリエ変換して前記参照信号の周
波数スペクトルを出力する参照信号高速フーリエ変換手
段と、 を備えた周波数誤差取得装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の周波数誤差取得装置であ
って、 前記スペクトル積取得手段の取得結果を逆高速フーリエ
変換する逆高速フーリエ変換手段を備えた周波数誤差取
得装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の周波数誤差取得装置であ
って、 前記起点周波数の各変更量ごとに前記逆高速フーリエ変
換手段の変換結果の最大値を検出する最大値検出手段
と、 各変更量ごとの前記最大値がいずれの前記変更量におい
て最大となるかを検出する適正変更量検出手段と、 を備え、 前記周波数誤差取得手段は、前記適正変更量検出手段の
検出結果に基づき前記周波数誤差を取得する、 周波数誤差取得装置。 - 【請求項６】請求項４に記載の周波数誤差取得装置であ
って、 前記適正変更量検出手段の検出した変更量において前記
逆高速フーリエ変換手段の変換結果が最大値をとる時間
に基づき前記入力信号と前記参照信号との時間誤差を取
得する時間誤差取得手段を備えた周波数誤差取得装置。 - 【請求項７】入力信号の周波数と参照信号の周波数との
周波数誤差を取得する周波数誤差取得方法であって、 所定の起点周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対
応する値をとる前記入力信号の周波数スペクトルを記録
する入力スペクトル記録工程と、 前記起点周波数を前記所定の間隔づつ変更しながら、前
記起点周波数から前記入力信号の周波数スペクトルを読
み出す入力スペクトル読出工程と、 前記入力スペクトル読出工程の読出し結果と前記参照信
号の周波数スペクトルに基づくデータとの積を取得する
スペクトル積取得工程と、 前記スペクトル積取得工程の取得した積に基づき前記周
波数誤差を取得する周波数誤差取得工程と、 を備えた周波数誤差取得方法。 - 【請求項８】入力信号の周波数と参照信号の周波数との
周波数誤差を取得する周波数誤差取得処理をコンピュー
タに実行させるためのプログラムであって、 所定の起点周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対
応する値をとる前記入力信号の周波数スペクトルを記録
する入力スペクトル記録処理と、 前記起点周波数を前記所定の間隔づつ変更しながら、前
記起点周波数から前記入力信号の周波数スペクトルを読
み出す入力スペクトル読出処理と、 前記入力スペクトル読出処理の読出し結果と前記参照信
号の周波数スペクトルに基づくデータとの積に基づき前
記周波数誤差を取得する周波数誤差取得処理と、 をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 【請求項９】入力信号の周波数と参照信号の周波数との
周波数誤差を取得する周波数誤差取得処理をコンピュー
タに実行させるためのプログラムを記録したコンピュー
タによって読み取り可能な記録媒体であって、 所定の起点周波数から所定の間隔づつ離れた周波数に対
応する値をとる前記入力信号の周波数スペクトルを記録
する入力スペクトル記録処理と、 前記起点周波数を前記所定の間隔づつ変更しながら、前
記起点周波数から前記入力信号の周波数スペクトルを読
み出す入力スペクトル読出処理と、 前記入力スペクトル読出処理の読出し結果と前記参照信
号の周波数スペクトルに基づくデータとの積に基づき前
記周波数誤差を取得する周波数誤差取得処理と、 をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
たコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002116109A JP2003315391A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 周波数誤差取得装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002116109A JP2003315391A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 周波数誤差取得装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315391A true JP2003315391A (ja) | 2003-11-06 |
Family
ID=29533891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002116109A Pending JP2003315391A (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | 周波数誤差取得装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003315391A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060358A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 同期検出装置 |
| JP2009534961A (ja) * | 2006-04-27 | 2009-09-24 | テレコム・イタリア・エッセ・ピー・アー | シングルキャリア周波数分割多重アクセスシステムにおける周波数領域チャネル推定 |
| WO2019225014A1 (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 株式会社東陽テクニカ | スペクトラム分析方法及びその装置 |
| CN116223908A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-06-06 | 广州致远仪器有限公司 | 一种频谱分析电路结构 |
-
2002
- 2002-04-18 JP JP2002116109A patent/JP2003315391A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060358A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 同期検出装置 |
| JP4588579B2 (ja) * | 2005-08-25 | 2010-12-01 | 株式会社日立国際電気 | 同期検出装置 |
| JP2009534961A (ja) * | 2006-04-27 | 2009-09-24 | テレコム・イタリア・エッセ・ピー・アー | シングルキャリア周波数分割多重アクセスシステムにおける周波数領域チャネル推定 |
| WO2019225014A1 (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 株式会社東陽テクニカ | スペクトラム分析方法及びその装置 |
| US11268857B2 (en) | 2018-05-25 | 2022-03-08 | Toyo Corporation | Spectrum analysis method and spectrum analysis apparatus |
| CN116223908A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-06-06 | 广州致远仪器有限公司 | 一种频谱分析电路结构 |
| CN116223908B (zh) * | 2023-03-02 | 2023-11-28 | 广州致远仪器有限公司 | 一种频谱分析电路结构 |
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