JP2005229281A - Circuit and method for detecting frequency error - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、OFDM方式のデータ伝送でキャリアの周波数誤差を検出する技術に関する
。
The present invention relates to a technique for detecting a carrier frequency error in OFDM data transmission.
近年、携帯電話機等の移動通信端末向けのデジタル音声放送や、地上デジタルテレビ放
送において、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplex:以下、
OFDM)方式のデータ伝送が注目されている。OFDM方式のデータ伝送では、互いに
直交する複数の搬送波(以下、サブキャリア)を伝送するデータで変調し、それら変調波
を多重化して伝送することで、そのデータの伝送が行われる。このため、サブキャリアの
数が数百〜数千と多くなると、各変調波のシンボル周期が極めて長くなり、マルチパス干
渉の影響を受け難くなるといった特徴がある。
In recent years, in digital audio broadcasting for mobile communication terminals such as mobile phones and digital terrestrial television broadcasting, Orthogonal Frequency Division Multiplex:
OFDM) data transmission has attracted attention. In OFDM data transmission, data is transmitted by modulating with data transmitting a plurality of carrier waves (hereinafter referred to as subcarriers) orthogonal to each other, and multiplexing and transmitting these modulated waves. For this reason, when the number of subcarriers increases to several hundred to several thousand, the symbol period of each modulated wave becomes extremely long, and it is difficult to be affected by multipath interference.
図6は、OFDM信号のフレームフォーマットの一例を示す図である。図6に示されて
いるように、OFDM信号には、プリアンブル部とペイロード部とが含まれている。プリ
アンブル部には、OFDM信号を受信する受信装置に局所発振周波数をそのOFDM信号
のキャリア周波数に一致させ同期させるためのトレーニングシンボルが含まれており、ペ
イロード部には、上記データに対応するシンボルが含まれている。より詳細に説明すると
、プリアンブル部には、0.8μs周期で同じ信号が10回繰り返されるショートトレー
ニングシンボル(図6:t1〜t10、ただし、t1=t2…=t10)と、3.2μs
周期で同じ信号(図6:T1およびT2、ただし、T1=T2)が2回繰り返されるロン
グトレーニングシンボルが含まれている。このように、フレームの先頭で同一信号が繰り
返されていることを利用して、局所発振周波数とキャリア周波数との差(以下、周波数誤
差)を検出し、その周波数誤差を補正することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a frame format of the OFDM signal. As shown in FIG. 6, the OFDM signal includes a preamble portion and a payload portion. The preamble part includes a training symbol for synchronizing a local oscillation frequency with the carrier frequency of the OFDM signal in a receiving apparatus that receives the OFDM signal, and a symbol corresponding to the data is included in the payload part. include. More specifically, in the preamble portion, a short training symbol (FIG. 6: t1 to t10, where t1 = t2... = T10) in which the same signal is repeated 10 times with a period of 0.8 .mu.s, and 3.2 .mu.s.
A long training symbol in which the same signal (FIG. 6: T1 and T2, where T1 = T2) is repeated twice is included. Thus, by utilizing the fact that the same signal is repeated at the head of the frame, it is possible to detect the difference between the local oscillation frequency and the carrier frequency (hereinafter referred to as frequency error) and correct the frequency error.
具体的には、上記プリアンブル部に対応する信号P(t)と、キャリア周波数が基準と
なる所定の周波数(受信装置の局所発振周波数f0)である場合にそのキャリアのうち1
シンボル分の変調が行われる部分の持続時間TだけこのP(t)を遅延させて得られる信
号との複素共役P*(t−T)とを複素乗算して得られる複素数P(t)P*(t−T)と
上記周波数誤差Δfとの間には、以下の数1に示す関係があることが知られている。なお
、受信装置の局所発振周波数f0と上記Tとの間には、以下の数2に示す関係がある。
Specifically, when the signal P (t) corresponding to the preamble part and a predetermined frequency (local oscillation frequency f0 of the receiving apparatus) serving as a reference, one of the carriers
A complex number P (t) P obtained by complex multiplication of a complex conjugate P * (t−T) with a signal obtained by delaying this P (t) by the duration T of the portion where modulation for symbols is performed. It is known that there is a relationship represented by the following formula 1 between * (t−T) and the frequency error Δf. It should be noted that there is a relationship expressed by the following formula 2 between the local oscillation frequency f0 of the receiving apparatus and the above T.
(数1) Δf=(1/2πT)×arctan(P(t)P*(t−T))
(数2) f0=1/T
(Expression 1) Δf = (1 / 2πT) × arctan (P (t) P * (t−T))
(Equation 2) f0 = 1 / T
したがって、数1の右辺の逆正接値(arctan(P(t)P*(t−T))、すなわち、
複素数P(t)P*(t−T)の偏角)を求めることができれば上記周波数誤差を検出す
ることができるが、複素数の実部と虚部とから上記逆正接値を算出することを論理回路で
実現することは困難である。このため、−π〜πの範囲で複素数の偏角とその正接値(す
なわち、その複素数の実部と虚部との比)とを対応付けて格納したルックアップテーブル
を用いて上記偏角を求めることが一般的に行われている。
Therefore, the arc tangent value (arctan (P (t) P * (t−T)) on the right side of Equation 1, that is,
The frequency error can be detected if the complex number P (t) P * (t−T) declination) can be obtained, but calculating the arctangent value from the real and imaginary parts of the complex number. It is difficult to implement with a logic circuit. Therefore, the declination of the complex number and the tangent value thereof (that is, the ratio between the real part and the imaginary part of the complex number) in the range of −π to π are stored using a look-up table stored in association with each other. It is generally done to seek.
しかしながら、このようなルックアップテーブルをROM(Read Only Memory)などに
格納し周波数誤差を検出するための回路に含ませてしまうと、その回路規模が大きくなっ
てしまうといった問題点がある。このような問題点を解決する技術としては、特許文献1
に開示された技術が挙げられる。特許文献1に開示された技術では、上記ルックアップテ
ーブルを用いずに、数1の逆正値の計算を論理回路で実現可能な近似計算に置き換えて行
う技術が開示されている。
Can be mentioned. The technique disclosed in Patent Document 1 discloses a technique in which the calculation of the inverse positive value of Equation 1 is replaced with an approximate calculation that can be realized by a logic circuit without using the lookup table.
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、上記逆正接値(すなわち、複素数P
(t)P*(t−T)の偏角)を近似計算で求めているため、その正確な値を求めること
ができず、周波数誤差を正確に検出することができないといった問題点があった。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、回路規模が大きくなることを回避し
つつ、周波数誤差を正確に検出することを可能にする技術を提供することを目的としてい
る。
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the arc tangent value (that is, the complex number P
Since (t) P * (t−T) declination) is obtained by approximate calculation, there is a problem in that the exact value cannot be obtained and the frequency error cannot be detected accurately. .
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of accurately detecting a frequency error while avoiding an increase in circuit scale.
上記課題を解決するために、本発明は、複素平面をその原点を中心に放射状に分割した
領域のうちの1の領域に属する複素数の偏角に対応する正接値、または該偏角に対応する
正弦値と余弦値との何れかに対応付けて該偏角が記憶された記憶部と、OFDM信号が受
信された場合に、該OFDM信号のキャリア周波数が所定の周波数である場合において1
つのシンボルに対応した部分の持続時間だけ該OFDM信号の所定部分を遅延させて得ら
れる信号の複素共役と、該所定部分とを複素乗算して得られる入力信号が入力される入力
部と、前記入力部に入力される入力信号に対応する複素数が前記1の領域に属しているか
否かを該複素数の実部の絶対値および虚部の絶対値と該実部の符号および該虚部の符号と
に基づいて判定する判定部と、前記入力信号に対応する複素数が前記1の領域に属してい
ると前記判定部により判定された場合には、該複素数の偏角を前記記憶部の記憶内容に基
づいて特定する一方、該複素数が他の領域に属していると前記判定部により判定された場
合には、該他の領域に属する複素数であって、予め定められた複素数の偏角を前記入力信
号に対応する複素数の偏角として特定する特定部と、前記OFDM信号のキャリア周波数
と前記所定の周波数との差である周波数誤差を前記特定部により特定された偏角に基づい
て算出する算出部とを有する周波数誤差検出回路を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention corresponds to a tangent value corresponding to a declination of a complex number belonging to one of the regions obtained by dividing a complex plane radially around its origin, or to the declination. A storage unit storing the declination in association with either a sine value or a cosine value, and when the OFDM signal is received, the carrier frequency of the OFDM signal is a predetermined frequency.
A complex conjugate of a signal obtained by delaying a predetermined part of the OFDM signal by the duration of a part corresponding to one symbol, and an input unit to which an input signal obtained by complex multiplication of the predetermined part is input; Whether the complex number corresponding to the input signal input to the input unit belongs to the region 1 or not is determined by the absolute value of the real part, the absolute value of the imaginary part, the sign of the real part, and the sign of the imaginary part When the determination unit determines that the complex number corresponding to the input signal belongs to the region of 1, the declination angle of the complex number is stored in the storage unit. On the other hand, if the determination unit determines that the complex number belongs to another region, the complex number belonging to the other region, and a predetermined complex argument is The complex argument corresponding to the input signal and A frequency error detection circuit comprising: a specifying unit that specifies a frequency error that is a difference between a carrier frequency of the OFDM signal and the predetermined frequency based on a declination specified by the specifying unit. provide.
また、本発明の別の態様にあっては、複素平面をその原点を中心に放射状に分割した領
域のうちの1の領域に属する複素数の偏角に対応する正接値、または該偏角に対応する正
弦値と余弦値との何れかに対応付けて該偏角が記憶された記憶部を有する周波数誤差検出
回路に、受信されたOFDM信号のキャリア周波数が所定の周波数である場合において1
つのシンボルに対応した部分の持続時間だけ該OFDM信号の所定部分を遅延させて得ら
れる信号の複素共役と、該所定部分とを複素乗算して得られる入力信号が入力される第1
のステップと、前記第1のステップにて入力された入力信号に対応する複素数が前記1の
領域に属しているか否かを該複素数の実部の絶対値および虚部の絶対値と該実部の符号お
よび該虚部の符号とに基づいて判定する第2のステップと、前記入力信号に対応する複素
数が前記1の領域に属していると前記第2のステップにて判定された場合には、該複素数
の偏角を前記記憶部の記憶内容に基づいて特定する一方、該複素数が他の領域に属してい
ると前記第2のステップにて判定された場合には、該他の領域に属する複素数であって、
予め定められた複素数の偏角を前記入力信号に対応する複素数の偏角として特定する第3
のステップと、前記OFDM信号のキャリア周波数と前記所定の周波数との差である周波
数誤差を前記第3のステップにて特定された偏角に基づいて検出する第4のステップとを
順次行うことを特徴とする周波数誤差検出方法を提供する。
In another aspect of the present invention, a tangent value corresponding to a declination of a complex number belonging to one of the regions obtained by dividing the complex plane radially about its origin, or corresponding to the declination When a carrier frequency of the received OFDM signal is a predetermined frequency, the frequency error detection circuit having a storage unit in which the deviation angle is stored in association with either the sine value or the cosine value is 1
A complex conjugate of a signal obtained by delaying a predetermined portion of the OFDM signal by the duration of a portion corresponding to one symbol and an input signal obtained by complex multiplication of the predetermined portion are input.
And whether the complex number corresponding to the input signal input in the first step belongs to the region of 1 or not, the absolute value of the real part, the absolute value of the imaginary part, and the real part When the second step determines that the complex number corresponding to the input signal belongs to the first region, the second step determines based on the sign of the imaginary part and the sign of the imaginary part. , While identifying the argument of the complex number based on the storage content of the storage unit, if it is determined in the second step that the complex number belongs to another region, A complex number to which
A third argument that specifies a predetermined complex argument as a complex argument corresponding to the input signal;
And a fourth step of detecting a frequency error, which is a difference between the carrier frequency of the OFDM signal and the predetermined frequency, based on the declination specified in the third step. A characteristic frequency error detection method is provided.
このような周波数誤差検出回路および周波数誤差検出方法によれば、上記入力信号に対
応する複素数が上記1の領域に属する場合には、上記記憶部の記憶内容に基づいて周波数
誤差が特定され、その他の領域内の属する場合には、該他の領域に対して予め定められた
偏角に基づいて周波数誤差が特定される。上記記憶部に記憶されている偏角の範囲は、複
素平面全体に対応する範囲(すなわち、−π〜π)よりも狭く、記憶部の記憶容量を削減
し回路規模を小さくすることが可能になる。また、上記入力信号に対応する複素数が上記
1の領域に属する場合には、上記記憶部の記憶内容に基づいて周波数誤差が検出されるた
め、近似計算で周波数誤差を算出する場合に比較してその周波数誤差を正確に検出するこ
とが可能になるといった効果を奏する。また、上記入力信号に対応する複素数が上記1の
領域とは異なる他の領域に属する場合には、該他の領域に対して予め定められた角度が上
記複素数の偏角として特定されるが、このようにして特定された偏角に基づいて周波数誤
差を補正することを繰り返すようにすれば、その補正後の入力信号に対応する複素数は上
記1の領域に属することになり、周波数誤差が正確に検出されることになる。
According to such a frequency error detection circuit and frequency error detection method, when a complex number corresponding to the input signal belongs to the area of 1, the frequency error is specified based on the storage contents of the storage unit, In the case of belonging to the other area, the frequency error is specified based on the declination predetermined for the other area. The range of the declination stored in the storage unit is narrower than the range corresponding to the entire complex plane (ie, −π to π), so that the storage capacity of the storage unit can be reduced and the circuit scale can be reduced. Become. In addition, when the complex number corresponding to the input signal belongs to the region 1, the frequency error is detected based on the storage content of the storage unit. Therefore, compared with the case of calculating the frequency error by approximation calculation. The frequency error can be accurately detected. In addition, when the complex number corresponding to the input signal belongs to another region different from the one region, a predetermined angle with respect to the other region is specified as the deviation angle of the complex number. If the correction of the frequency error is repeated based on the specified declination in this way, the complex number corresponding to the input signal after the correction belongs to the above-mentioned area 1, and the frequency error is accurate. Will be detected.
より好ましい態様においては、上記入力信号に対応する複素数の複素共役が上記1の領
域に属する場合には、上記記憶部の格納内容に基づいて特定される偏角を符号反転して該
複素数の偏角が特定されることを特徴とする周波数誤差検出回路を提供する。このような
態様によれば、上記入力信号に対応する複素数が上記1の領域に属しない場合であっても
、その複素共役が上記1の領域に属する場合には、該複素数の偏角を上記記憶部の記憶内
容に基づいて正確に特定し、周波数誤差を正確に検出することが可能になるといった効果
を奏する。
In a more preferred aspect, when the complex conjugate of the complex number corresponding to the input signal belongs to the region 1, the declination specified based on the stored content of the storage unit is inverted and the deviation of the complex number is determined. Provided is a frequency error detection circuit characterized in that a corner is specified. According to such an aspect, even when the complex number corresponding to the input signal does not belong to the above-described region 1, if the complex conjugate belongs to the above-mentioned region 1, the argument of the complex number is It is possible to accurately specify based on the storage contents of the storage unit and to accurately detect the frequency error.
より好ましい態様においては、上記記憶部に記憶されている偏角の値は、受信装置の局
所発振周波数で規格化されていることを特徴とする周波数誤差検出回路を提供する。この
ようにして規格化をしておくことによって、上記入力信号に対応する複素数が上記所定の
領域内であれば、記憶部の格納内容を参照することで周波数誤差を直接検出することがで
き、前述した数1の演算を省略することが可能になるといった効果を奏する。
In a more preferred aspect, there is provided a frequency error detection circuit characterized in that the value of the declination stored in the storage unit is normalized by the local oscillation frequency of the receiving device. By normalizing in this way, if the complex number corresponding to the input signal is within the predetermined region, the frequency error can be directly detected by referring to the storage content of the storage unit, There is an effect that it is possible to omit the above-described calculation of Equation 1.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。
[A.構成]
図1は、本発明の1実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。図1に
示す受信装置では、チューナ(図示省略)によって受信され、直交復調器(図示省略)お
よびAD変換器(図示省略)を順に通過してきた信号P(t)は、周波数誤差補正器10
へ入力される。この周波数誤差補正器10は、後述する周波数誤差検出器20によって検
出された周波数誤差Δf分だけ上記信号P(t)のキャリア周波数を補正し、図1に示す
ように2分配して出力するものである。周波数誤差補正器10によって2分配されて出力
された信号P(t)のうち、一方は図示せぬ復調器へ入力され、他方は周波数誤差検出器
20へ入力される。なお、詳細な図示は省略したが、上記信号P(t)には、同相検波軸
信号(以下、I信号)と直交検波軸信号(以下、Q信号)とが含まれている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[A. Constitution]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. In the receiving apparatus shown in FIG. 1, a signal P (t) received by a tuner (not shown) and passed through an orthogonal demodulator (not shown) and an AD converter (not shown) in order is a
Is input. The
周波数誤差検出器20へ入力された信号P(t)は、更に2分配され、一方は、そのま
ま乗算回路210へ入力され、他方は遅延回路220へ入力される。遅延回路220は、
入力された信号P(t)を所定の周波数(本実施形態では、受信装置の局所発振周波数f
0)で1つのシンボルに相当する時間(以下、シンボル期間)Tだけ遅延させて遅延信号
P(t−T)を生成しその遅延信号P(t−T)を複素共役回路230へ出力する。複素
共役回路230は、遅延回路220から入力された遅延信号P(t−T)に含まれている
Q信号を複素平面上で反転させて複素共役信号P*(t−T)を生成し乗算回路210へ
出力する。乗算回路210は、入力された信号P(t)と複素共役回路230から入力さ
れた複素共役信号P*(t−T)とを複素乗算し、その乗算結果(すなわち、P(t)P*
(t−T))を入力信号として周波数誤差検出回路240へ出力する。
The signal P (t) input to the
The input signal P (t) is a predetermined frequency (in this embodiment, the local oscillation frequency f of the receiving device).
0), a delay signal P (t−T) is generated by delaying by a time corresponding to one symbol (hereinafter referred to as symbol period) T, and the delayed signal P (t−T) is output to the
(T−T)) as an input signal is output to the frequency
図2は、周波数誤差検出回路240の構成例を示すブロック図である。図2に示されて
いるように、この周波数誤差検出回路240は、入力端子240aと、周波数誤差特定部
240bと、記憶部240cとを有している。入力端子240aは、前述した乗算回路2
10から受け取った入力信号P(t)P*(t−T)を周波数誤差特定部240bへ引渡
す入力部として機能するものである。周波数誤差特定部240bは、詳細は後述するが、
入力端子240aから引渡された入力信号P(t)P*(t−T)のI信号およびQ信号
に基づいて、その入力信号に対応する複素数が複素平面を図3に示すように8等分した領
域の何れに属しているかを判定し、その判定結果に基づいて周波数誤差を特定するもので
ある。記憶部240cは、例えばROMであり、図4に示すルックアップテーブルを格納
している。図4に示すように、このルックアップテーブルには、図3に示すA領域に含ま
れる複素数の実部と虚部とに基づいて算出される値(本実施形態では、その複素数の偏角
の正接値、すなわち、虚部/実部)に対応付けてその複素数の偏角θ(0≦θ≦π/4)
が格納されている。このように図4に示すルックアップテーブルに格納されている偏角θ
の範囲は0〜π/4の範囲であるため、―π〜πの範囲に対応する従来のルックアップテ
ーブルに比較してデータサイズが小さく、従来よりも回路規模が小さいROMに格納させ
ることが可能になる。これにより、本実施形態に係る周波数誤差検出回路によれば、−π
〜πの範囲に対応するルックアップテーブルを有する従来の周波数誤差検出回路に比較し
て、その回路規模が小さくなる。なお、本実施形態では、A領域に含まれる複素数の偏角
に対応付けてその偏角の正接値をルックアップテーブルに格納しておく場合について説明
したが、複素数の大きさで規格化された実部(すなわち、その偏角に対応する余弦値)お
よび複素数の大きさで規格化された虚部(すなわち、その偏角に対応する正弦値)の組を
その複素数の偏角に対応付けておくとしても勿論良い。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the frequency
10 functions as an input unit that delivers the input signal P (t) P * (t−T) received from 10 to the frequency
Based on the I signal and Q signal of the input signal P (t) P * (t−T) delivered from the
Is stored. Thus, the deflection angle θ stored in the lookup table shown in FIG.
Since the range of 0 is in the range of 0 to π / 4, the data size is smaller than that of the conventional lookup table corresponding to the range of −π to π and can be stored in a ROM having a smaller circuit scale than the conventional one. It becomes possible. Thus, according to the frequency error detection circuit according to the present embodiment, −π
Compared to a conventional frequency error detection circuit having a look-up table corresponding to a range of ˜π, the circuit scale is reduced. In the present embodiment, the case where the tangent value of the declination is stored in the lookup table in association with the declination of the complex number included in the A region has been described. A set of a real part (ie, cosine value corresponding to the argument) and an imaginary part (ie, a sine value corresponding to the argument) normalized by the magnitude of the complex number is associated with the argument of the complex number. Of course it is good.
[B.動作]
次いで、周波数誤差特定部240bが行う周波数誤差特定動作について説明する。図5
は、周波数誤差特定部240bが行う周波数誤差特定動作の流れを示すフローチャートで
ある。図5に示されているように、周波数誤差特定部240bは、入力端子240aから
上記入力信号P(t)P*(t−T)を引渡されると(ステップSA1)、その入力信号
に対応する複素数が図3に示す8つの領域の何れに属するか、をその入力信号のI信号お
よびQ信号に基づいて判定する(ステップSA2)。具体的には、周波数誤差特定部24
0bは、上記I信号の絶対値(以下、|I|と表記する)および上記Q信号の絶対値(以
下、|Q|と表記する)と、I信号の符号およびQ信号の符号とに基づいて、その入力信
号に対応する複素数が上記8つの領域(図3参照)の何れに属するか、を以下の表1に示
すように判定する。
[B. Operation]
Next, the frequency error specifying operation performed by the frequency
These are flowcharts showing the flow of the frequency error specifying operation performed by the frequency
0b is based on the absolute value of the I signal (hereinafter expressed as | I |), the absolute value of the Q signal (hereinafter expressed as | Q |), and the sign of the I signal and the sign of the Q signal. Then, it is determined as shown in Table 1 below to which of the above eight regions (see FIG. 3) the complex number corresponding to the input signal belongs.
そして、周波数誤差特定部240bは、ステップSA2の特定結果に基づいて上記入力
信号P(t)P*(t−T)に対応する複素数の偏角θを上記表1に示すように特定し(
ステップSA3)、その偏角θを前述した数1の右辺に代入して周波数誤差Δfを算出す
る(ステップSA4)。なお、本実施形態では、記憶部240cに格納されているルック
アップテーブルに対応する領域(すなわち、A領域)および実軸に対してその領域と線対
称な領域(すなわち、H領域)以外の領域については、各領域毎にその領域に対応する偏
角の範囲の中央値を対応付けておく場合について説明したが、各領域に予め対応付けてお
く角度は上記中央値に限定されるものではない。要は、各領域に対応する偏角の範囲内の
角度であれば何れであっても良い。
Then, the frequency
In step SA3), the deviation angle θ is substituted into the right side of Equation 1 described above to calculate the frequency error Δf (step SA4). In the present embodiment, a region other than the region corresponding to the lookup table stored in the
例えば、上記入力信号P(t)P*(t−T)に対応する複素数がA領域(図3参照)
に属している場合には、周波数誤差特定部240bは、上記ルックアップテーブルの格納
内容を参照して偏角を特定し、H領域に含まれている場合には、ルックアップテーブルの
格納内容を参照して特定された偏角を符号反転して偏角を特定する。このように、入力信
号P(t)P*(t−T)に対応する複素数が図3に示すA領域又はH領域に属する場合
には、周波数誤差特定部240bは、上記ルックアップテーブルの格納内容に基づいてそ
の偏角を特定するので、近似計算により上記偏角を算出する場合に比較して周波数誤差Δ
fを正確に検出することが可能になる。
For example, the complex number corresponding to the input signal P (t) P * (t−T) is in the A region (see FIG. 3).
The frequency
It becomes possible to detect f accurately.
また、上記複素数の図3に示すB、C、D、E、FおよびG領域の何れかに属している
場合には、周波数誤差特定部240bは、その複素数の偏角として、その複素数が属する
領域に対して予め定められた角度(上記表1参照)を特定し、その偏角を数1の右辺に代
入して周波数誤差Δfを算出する。係る場合には1回の周波数誤差特定動作で周波数誤差
が正確に検出されるとは限らないが、上記周波数誤差特定動作により検出された周波数誤
差分だけ信号P(t)のキャリア周波数を周波数誤差補正器10に補正させた後に、上述
した周波数誤差特定動作を繰り返し行うことで、その周波数誤差を正確に検出し補正する
ことが可能になる。例えば、上記入力信号に対応する複素数の偏角がπ/3である場合(
すなわち、B領域に属している場合)には、上記周波数誤差検出回路によってその周波数
誤差に対応する偏角として3π/8が特定され、その特定結果を数1の右辺に代入した値
が周波数誤差として検出される。このようにして検出された周波数誤差が前述した周波数
誤差補正器10によって補正されると、補正後の入力信号に対応する複素数の偏角はπ/
3−3π/8=−π/24になる。このように補正後の入力信号に対応する複素数は上記
H領域に属するものであるから、2回目の周波数誤差の検出では、上記ルックアップテー
ブルの格納内容に基づいてその周波数誤差が正確に検出され補正されることになる。この
ように、本実施形態に係る周波数誤差検出回路によれば、回路規模の拡大を回避しつつ、
周波数誤差を正確に検出することが可能になるといった効果を奏する。
When the complex number belongs to any of the B, C, D, E, F, and G regions shown in FIG. 3, the frequency
In other words, in the case of belonging to the B region), 3π / 8 is specified as a declination corresponding to the frequency error by the frequency error detection circuit, and a value obtained by substituting the specification result into the right side of Equation 1 is a frequency error. Detected as When the frequency error detected in this way is corrected by the
3-3π / 8 = −π / 24. Since the complex number corresponding to the corrected input signal belongs to the H region in this way, the frequency error is accurately detected based on the stored contents of the lookup table in the second frequency error detection. It will be corrected. Thus, according to the frequency error detection circuit according to the present embodiment, while avoiding an increase in circuit scale,
There is an effect that the frequency error can be accurately detected.
[C.変形]
以上、本発明の実施形態について説明したが、係る実施形態に以下に述べるような変形
を加えても良いことは勿論である。
[C. Deformation]
Although the embodiment of the present invention has been described above, it is needless to say that the embodiment may be modified as described below.
(C−1:変形例1)
上述した実施形態では、複素平面上の特定の領域(上記実施形態では、A領域)に属す
る複素数の偏角に対応付けてその偏角の正接値をルックアップテーブルに格納させておく
場合について説明したが、上記正接値にその正接値に対応する偏角を受信装置の局所発振
周波数で規格化した値(すなわち、f0/2πを乗算した値)を格納しておくとしても勿
論良い。このようにすると、ルックアップテーブルの格納内容を参照して周波数誤差Δf
を直接求めることが可能になり、係る周波数誤差を算出する際の処理速度が速くなるとい
った効果を奏する。
(C-1: Modification 1)
In the embodiment described above, a case is described in which a tangent value of a declination is stored in a lookup table in association with a declination of a complex number belonging to a specific region on the complex plane (A region in the above embodiment). However, as a matter of course, a value obtained by normalizing the declination corresponding to the tangent value with the local oscillation frequency of the receiving apparatus (that is, a value obtained by multiplying by f0 / 2π) may be stored in the tangent value. In this way, the frequency error Δf is referred to by referring to the stored contents of the lookup table.
Can be obtained directly, and the processing speed when calculating the frequency error is increased.
(C−2:変形例2)
上述した実施形態では、OFDM信号のプリアンブル部に含まれるトレーニングシンボ
ルを用いて周波数誤差を検出する場合について説明したが、ペイロード部を用いて周波数
誤差を検出することも可能である。OFDM方式では、シンボル間の干渉を防ぐために、
伝送するシンボルの一部(例えば、後半1/4)がガードインターバルとしてそのシンボ
ルの前に付与してペイロード部に書き込まれている。つまり、このガードインターバルに
対応する信号の波形はそのガードインターバルに後続するシンボルの信号の波形の一部と
一致するものである。これを利用して、OFDM信号に重畳されているデータ毎に周波数
誤差を補正することが可能である。このように、同一の信号が含まれている所定部分であ
れば、プリアンブル部とペイロード部の何れを用いても周波数誤差を検出することが可能
である。
(C-2: Modification 2)
In the above-described embodiment, the case where the frequency error is detected using the training symbol included in the preamble portion of the OFDM signal has been described, but it is also possible to detect the frequency error using the payload portion. In the OFDM system, in order to prevent interference between symbols,
A part of the symbol to be transmitted (for example, the last quarter) is written as a guard interval in front of the symbol and written in the payload portion. In other words, the waveform of the signal corresponding to the guard interval matches a part of the waveform of the signal of the symbol that follows the guard interval. Using this, it is possible to correct the frequency error for each data superimposed on the OFDM signal. Thus, if it is a predetermined part including the same signal, it is possible to detect a frequency error using either the preamble part or the payload part.
(C−3:変形例3)
上述した実施形態では、0〜π/4の角度範囲に対応するルックアップテーブルをRO
Mに格納させておく場合について説明したが、ルックアップテーブルに格納させておく角
度の範囲は係る範囲に限定されるものではない。例えば、−π/4〜0の角度範囲(すな
わち、図3のH領域に対応する範囲)であっても良く、また、B領域やC領域などに対応
する範囲であっても良い。また、0〜π/2に対応する範囲(すなわち、A領域とB領域
とに対応する範囲)であっても良い。要は、複素平面をその原点を中心に放射状に分割し
た領域のうちの1つに対応する範囲(すなわち、−π〜πの角度範囲)に対応するルック
アップテーブルであればいずれであっても良い。ただし、本発明を実施するにあたり、ル
ックアップテーブルに格納させておく角度範囲のうちで、最も好適な範囲は前述した0〜
π/4の範囲である。その理由は、例えば0〜π/2の範囲に対応するルックアップテー
ブルをROMに格納させておく場合には、π/2近傍で正接値が無限大に発散するため、
その近傍での偏角を正確に特定することが困難になってしまうからである。
(C-3: Modification 3)
In the above-described embodiment, the lookup table corresponding to the angle range of 0 to π / 4 is RO.
Although the case of storing in M has been described, the range of angles stored in the lookup table is not limited to such a range. For example, it may be an angle range of −π / 4 to 0 (that is, a range corresponding to the H region in FIG. 3), or may be a range corresponding to the B region, the C region, or the like. Further, it may be a range corresponding to 0 to π / 2 (that is, a range corresponding to the A region and the B region). In short, any lookup table corresponding to a range corresponding to one of the regions obtained by radially dividing the complex plane around its origin (that is, an angle range of −π to π) may be used. good. However, in carrying out the present invention, among the angle ranges stored in the look-up table, the most preferable range is 0 to 0 described above.
The range is π / 4. The reason is that, for example, when a lookup table corresponding to the range of 0 to π / 2 is stored in the ROM, the tangent value diverges infinitely in the vicinity of π / 2.
This is because it becomes difficult to accurately specify the declination in the vicinity.
10…周波数誤差補正器、20…周波数誤差検出器、210…乗算回路、220…遅延回
路、230…複素共役回路、240…周波数誤差検出回路、240a…入力端子、240
b…周波数誤差特定部、240c…記憶部。
DESCRIPTION OF
b: Frequency error specifying unit, 240c: Storage unit.
Claims (4)
偏角に対応する正接値、または該偏角に対応する正弦値と余弦値との何れかに対応付けて
該偏角が記憶された記憶部と、
OFDM信号が受信された場合に、該OFDM信号のキャリア周波数が所定の周波数で
ある場合において1つのシンボルに対応した部分の持続時間だけ該OFDM信号の所定部
分を遅延させて得られる信号の複素共役と、該所定部分とを複素乗算して得られる入力信
号が入力される入力部と、
前記入力部に入力される入力信号に対応する複素数が前記1の領域に属しているか否か
を該複素数の実部の絶対値および虚部の絶対値と該実部の符号および該虚部の符号とに基
づいて判定する判定部と、
前記入力信号に対応する複素数が前記1の領域に属していると前記判定部により判定さ
れた場合には、該複素数の偏角を前記記憶部の記憶内容に基づいて特定する一方、該複素
数が他の領域に属していると前記判定部により判定された場合には、該他の領域に属する
複素数であって、予め定められた複素数の偏角を前記入力信号に対応する複素数の偏角と
して特定する特定部と、
前記OFDM信号のキャリア周波数と前記所定の周波数との差である周波数誤差を前記
特定部により特定された偏角に基づいて算出する算出部と
を有する周波数誤差検出回路。 Corresponds to either a tangent value corresponding to a declination of a complex number belonging to one of the regions obtained by radially dividing the complex plane around its origin, or a sine value and cosine value corresponding to the declination A storage unit storing the declination angle;
When an OFDM signal is received, when the carrier frequency of the OFDM signal is a predetermined frequency, the complex conjugate of the signal obtained by delaying the predetermined portion of the OFDM signal by the duration of the portion corresponding to one symbol An input unit to which an input signal obtained by complex multiplication of the predetermined part is input;
Whether the complex number corresponding to the input signal input to the input unit belongs to the region 1 or not is determined by the absolute value of the real part, the absolute value of the imaginary part, the sign of the real part, and the imaginary part of the imaginary part. A determination unit for determining based on the code;
When the determination unit determines that the complex number corresponding to the input signal belongs to the region of 1, the declination of the complex number is specified based on the storage content of the storage unit, while the complex number is When the determination unit determines that it belongs to another region, it is a complex number belonging to the other region, and a predetermined complex number declination is used as a complex number declination corresponding to the input signal. A specific part to identify;
A frequency error detection circuit comprising: a calculation unit that calculates a frequency error, which is a difference between a carrier frequency of the OFDM signal and the predetermined frequency, based on the declination specified by the specification unit.
場合には、前記記憶部の記憶内容に基づいて特定された角度を符号反転して得られる角度
を該複素数の偏角として特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の周波数誤差検出回路。 When the complex conjugate of a complex number corresponding to the input signal belongs to the region 1, the specifying unit calculates an angle obtained by sign-inverting the angle specified based on the storage content of the storage unit. The frequency error detection circuit according to claim 1, wherein the frequency error detection circuit is specified as an argument of the complex number.
ことを特徴とする請求項1に記載の周波数誤差検出回路。 The frequency error detection circuit according to claim 1, wherein the declination angle stored in the storage unit is standardized at the predetermined frequency.
偏角に対応する正接値、または該偏角に対応する正弦値と余弦値との何れかに対応付けて
該偏角が記憶された記憶部を有する周波数誤差検出回路に、受信されたOFDM信号のキ
ャリア周波数が所定の周波数である場合において1つのシンボルに対応した部分の持続時
間だけ該OFDM信号の所定部分を遅延させて得られる信号の複素共役と、該所定部分と
を複素乗算して得られる入力信号が入力される第1のステップと、
前記第1のステップにて入力された入力信号に対応する複素数が前記1の領域に属して
いるか否かを該複素数の実部の絶対値および虚部の絶対値と該実部の符号および該虚部の
符号とに基づいて判定する第2のステップと、
前記入力信号に対応する複素数が前記1の領域に属していると前記第2のステップにて
判定された場合には、該複素数の偏角を前記記憶部の記憶内容に基づいて特定する一方、
該複素数が他の領域に属していると前記第2のステップにて判定された場合には、該他の
領域に属する複素数であって、予め定められた複素数の偏角を前記入力信号に対応する複
素数の偏角として特定する第3のステップと、
前記OFDM信号のキャリア周波数と前記所定の周波数との差である周波数誤差を前記
第3のステップにて特定された偏角に基づいて検出する第4のステップと
を順次行うことを特徴とする周波数誤差検出方法。 Corresponds to either a tangent value corresponding to a declination of a complex number belonging to one of the regions obtained by radially dividing the complex plane around its origin, or a sine value and cosine value corresponding to the declination When the carrier frequency of the received OFDM signal is a predetermined frequency, the frequency error detection circuit having the storage unit storing the declination stores the predetermined OFDM signal for the duration of the portion corresponding to one symbol. A first step in which a complex conjugate of a signal obtained by delaying a part and an input signal obtained by complex multiplication of the predetermined part are input;
Whether or not the complex number corresponding to the input signal input in the first step belongs to the region of 1, whether or not the absolute value of the real part, the absolute value of the imaginary part, the sign of the real part, and the code A second step of determining based on the sign of the imaginary part;
When it is determined in the second step that the complex number corresponding to the input signal belongs to the first region, the argument of the complex number is specified based on the storage content of the storage unit,
If it is determined in the second step that the complex number belongs to another area, the complex number belonging to the other area corresponds to the input signal with a predetermined complex angle. A third step of identifying the complex angle as
And a fourth step of sequentially detecting a frequency error, which is a difference between the carrier frequency of the OFDM signal and the predetermined frequency, based on the declination specified in the third step. Error detection method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004035097A JP2005229281A (en) | 2004-02-12 | 2004-02-12 | Circuit and method for detecting frequency error |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013102327A (en) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Yamaha Corp | Deflection angle calculating device and sound processing device |
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- 2004-02-12 JP JP2004035097A patent/JP2005229281A/en not_active Withdrawn
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