JP2015050716A - Ofdm波測定装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】OFDM波測定装置1の広帯域周波数誤差検出部27は、キャリア毎に、FFT出力信号であるIQ信号を差動復調し、差動復調した信号とI軸との間の角度を算出し、算出した角度に基づいて、DBPSKで変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されているパイロット信号を累積処理することで、そのキャリア位置をキャリア単位で特定する。広帯域周波数誤差検出部27は、特定したパイロット信号のキャリア位置と当該パイロット信号の正しいキャリア位置との間の相関値を算出し、広帯域周波数誤差を検出する。これにより、信号電力が低レベルであっても、キャリア間隔以上の周波数誤差を広帯域周波数誤差として検出することができる。
【選択図】図1
Description
まず、実施例1について説明する。前述のとおり、実施例1は、IQ信号を差動復調してI軸との間の角度を算出し、差動変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されている広帯域周波数誤差検出用パイロット信号を累積処理することで、そのキャリア位置を特定し、キャリア間隔以上の広帯域周波数誤差を検出すると共に、周波数軸上でシンボルの同期加算により狭帯域周波数誤差検出用パイロット信号を抽出し、抽出した狭帯域周波数誤差検出用パイロット信号の偏角を時間軸上で観測し、その変化量から、正負の方向を含む狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する。
次に、図1に示した広帯域周波数誤差検出部27について詳細に説明する。前述のとおり、広帯域周波数誤差検出部27は、キャリア毎に、FFT出力信号であるIQ信号を差動復調し、差動復調した信号とI軸との間の角度を算出し、算出した角度に基づいて、DBPSKで変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されているパイロット信号を累積処理することで、そのキャリア位置をキャリア単位で特定し、特定したパイロット信号のキャリア位置と当該パイロット信号の正しいキャリア位置(送信装置が配置した当該パイロット信号のキャリア位置)との間の相関値を算出し、キャリア間隔以上の周波数誤差を検出する。
次に、図1に示した誤差検出部22について詳細に説明する。前述のとおり、誤差検出部22は、SP抽出部21−1からSP信号及びCP信号を入力すると共に、シンボル加算部18−2から同期加算の回数を示す計算シンボル数を入力し、OFDM波の左端の最も周波数の低いSP信号及び右端の最も周波数の高いCP信号を観測し、これらのSP信号及びCP信号の1シンボルあたりの偏角変化量が安定する計算シンボル数以上になった段階で、これらのSP信号及びCP信号について時間軸上で偏角を算出し、狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する。
[数5]
θSP={atan(QSP(N)/ISP(N))−atan(QSP(M)/ISP(M))}/(N−M) ・・・(5)
[数6]
θCP={atan(QCP(N)/ICP(N))−atan(QCP(M)/ICP(M))}/(N−M) ・・・(6)
[数7]
ΔFSP=θSP/1.008e-3/2/π ・・・(7)
[数8]
ΔFCP=θCP/1.008e-3/2/π ・・・(8)
ここで、1.008e-3はOFDMシンボル長(sec)を示す。
[数9]
Δfc=(ΔFCP+ΔFSP)/2 ・・・(9)
[数10]
Δfclk=(ΔFCP−ΔFSP)×8192/5616 ・・・(10)
ここで、FFTサイズを8192とし、サブキャリア本数を5617とする。これにより、周波数誤差Δfc及びクロック誤差Δfclkは、同時に算出される。
[数11]
ΔFCP=Δfc+Δfclk×2808/8192 ・・・(11)
[数12]
ΔFSP=Δfc+Δfclk×(−2808)/8192 ・・・(12)
これにより、前記数式(11)(12)から前記数式(9)(10)が導出される。
次に、実施例2について説明する。前述のとおり、実施例2は、IQ信号を差動復調してI軸との間の角度を算出し、差動変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されている広帯域周波数誤差検出用パイロット信号を累積処理することで、そのキャリア位置を特定し、キャリア間隔以上の広帯域周波数誤差を検出すると共に、周波数軸上でシンボルの同期加算により狭帯域周波数誤差検出用パイロット信号を抽出し、抽出した狭帯域周波数誤差検出用パイロット信号の中から振幅値の高い狭帯域周波数誤差検出用パイロット信号を選択し、選択した狭帯域周波数誤差検出用パイロット信号の偏角を時間軸上で観測し、その変化量から、正負の方向を含む狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する。
次に、実施例2の誤差検出部22について詳細に説明する。図9は、実施例2において選択されるSP1信号及びSP2信号を説明する図である。図9に示すように、周波数軸上で、SP1信号が選択される範囲A及びSP2信号が選択される範囲Bが予め設定されている。ここで、SP1信号の中心周波数は、SP2信号の中心周波数よりも低いものとする。範囲A内の複数のSP信号のうち、最も振幅値が高いSP信号としてSP1信号が選択され、範囲B内の複数のSP信号のうち、最も振幅値が高いSP信号としてSP2信号が選択される。選択されたSP1信号が、周波数軸上の中心キャリアの位置から周波数が低い方向へa本目のキャリア位置の信号であり、SP2信号が、周波数軸上の中心キャリアの位置から周波数が高い方向へb本目のキャリア位置の信号であるとすると、SP1信号は、中心キャリアから周波数が低い方向へa×Δf(Hz)離れた位置にあり、SP2信号は、中心キャリアから周波数が高い方向へb×Δf(Hz)離れた位置にある。ここで、Δfはキャリア間隔の周波数を示す。
[数13]
θSP1={atan(QSP1(N)/ISP1(N))−atan(QSP1(M)/ISP1(M))}/(N−M) ・・・(13)
[数14]
θSP2={atan(QSP2(N)/ISP2(N))−atan(QSP2(M)/ISP2(M))}/(N−M) ・・・(14)
[数15]
ΔFSP1=θSP1/1.008e-3/2/π ・・・(15)
[数16]
ΔFSP2=θSP2/1.008e-3/2/π ・・・(16)
ここで、1.008e-3はOFDMシンボル長(sec)を示す。
[数17]
Δfc=(a×ΔFSP2+b×ΔFSP1)/(a+b) ・・・(17)
[数18]
Δfclk=(ΔFSP2−ΔFSP1)×8192/(a+b) ・・・(18)
ここで、FFTサイズを8192とし、サブキャリア本数を5617とする。これにより、周波数誤差Δfc及びクロック誤差Δfclkは、同時に算出される。
[数19]
ΔFSP1=Δfc+Δfclk×(−a)/8192 ・・・(19)
[数20]
ΔFSP2=Δfc+Δfclk×b/8192 ・・・(20)
これにより、前記数式(19)(20)から前記数式(17)(18)が導出される。
11 周波数変換部
12 A/D変換部
13 直交復調部
14,22 誤差検出部
15 狭帯域周波数誤差補正部
16 シンボル切出部
17 FFT部
18 シンボル加算部
19 SPパターン検出部
20 クロック誤差補正部
21 SP抽出部
23 受信電力算出部
24 スペクトル算出部
25 遅延プロファイル算出部
26 広帯域周波数誤差補正部
27 広帯域周波数誤差検出部
28 差動復調部
29 係数算出部
30 配置情報メモリ
31 相関算出部
Claims (4)
- パイロット信号を含むOFDM波を受信し、前記パイロット信号を抽出して前記OFDM波の信号を測定するOFDM波測定装置において、
前記受信したOFDM波の信号を直交復調し、ベースバンド信号を生成する直交復調部と、
前記直交復調部により生成されたベースバンド信号に対し、時間軸上にて所定数のシンボル単位で加算を行い、ガード相関によりシンボル先頭位置、狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する誤差検出部と、
前記直交復調部により生成されたベースバンド信号に対し、前記誤差検出部により検出された狭帯域周波数誤差を補正する狭帯域周波数誤差補正部と、
前記狭帯域周波数誤差補正部により狭帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号に対し、前記誤差検出部により検出されたシンボル先頭位置に基づいて、GIを除去し有効シンボルを切り出す第1のシンボル切出部と、
前記第1のシンボル切出部により切り出された有効シンボルをFFTし、キャリアシンボルを生成する第1のFFT部と、
前記第1のFFT部により生成されたキャリアシンボルのIQ信号を差動復調し、前記差動復調した信号とI軸との間の角度を算出し、所定シンボル数において前記角度を用いた累積処理を行い、差動変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されている広帯域周波数誤差検出用パイロット信号のキャリア位置をキャリア単位で特定し、前記特定した広帯域周波数誤差検出用パイロット信号のキャリア位置と予め設定された広帯域周波数誤差検出用パイロット信号のキャリア位置との間の相関値を算出し、前記相関値に基づいて広帯域周波数誤差を検出する広帯域周波数誤差検出部と、
前記狭帯域周波数誤差補正部により狭帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号に対し、前記広帯域周波数誤差検出部により検出された広帯域周波数誤差を補正する広帯域周波数誤差補正部と、
前記広帯域周波数誤差補正部により広帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号に対し、前記誤差検出部により検出されたシンボル先頭位置に基づいて、GIを除去し有効シンボルを切り出す第2のシンボル切出部と、
前記第2のシンボル切出部により切り出された有効シンボルをFFTし、キャリアシンボルを生成する第2のFFT部と、
前記第2のFFT部により生成されたキャリアシンボルを、所定番目のシンボル毎に同期加算し、同期加算結果を生成するシンボル加算部と、
前記シンボル加算部により生成された同期加算結果と、予め設定された複数のパターンとの間の相関値を算出し、前記相関値が最大のパターンを検出するパターン検出部と、
前記パターン検出部により検出されたパターンに基づいて、前記同期加算結果のキャリアシンボルからパイロット信号を抽出するパイロット抽出部と、
を備えたことを特徴とするOFDM波測定装置。 - 請求項1に記載のOFDM波測定装置において、
前記広帯域周波数誤差検出部は、
前記第1のFFT部により生成されたキャリアシンボルのIQ信号を、キャリア毎に差動復調し、差動復調信号を生成する差動復調部と、
前記差動復調部により生成された差動復調信号のIQ信号とI軸との間の角度をキャリア毎に算出し、前記算出した角度のコサイン値からサイン値を減算した結果を、シンボル方向へ前記所定シンボル数分累積して平均し、前記平均の結果を係数として算出する係数算出部と、
前記係数算出部により算出されたキャリア毎の係数、及び前記広帯域周波数誤差検出用パイロット信号のキャリア位置が予め設定された配置情報を用いて、前記キャリア毎の係数及び前記配置情報との間の相関値を算出し、前記相関値に基づいて広帯域周波数誤差を検出する相関算出部と、
を備えたことを特徴とするOFDM波測定装置。 - 請求項1または2に記載のOFDM波測定装置において、
前記広帯域周波数誤差検出用パイロット信号を、DBPSKまたはDQPSKの変調方式で変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されているパイロット信号とする、ことを特徴とするOFDM波測定装置。 - パイロット信号を含むOFDM波の信号から前記パイロット信号を抽出し、前記OFDM波の信号を測定するコンピュータに、
前記OFDM波の信号を直交復調し、ベースバンド信号を生成する直交復調部の機能と、
前記直交復調部により生成されたベースバンド信号に対し、時間軸上にて所定数のシンボル単位で加算を行い、ガード相関によりシンボル先頭位置、狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する誤差検出部の機能と、
前記直交復調部により生成されたベースバンド信号に対し、前記誤差検出部により検出された狭帯域周波数誤差を補正する狭帯域周波数誤差補正部の機能と、
前記狭帯域周波数誤差補正部により狭帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号に対し、前記誤差検出部により検出されたシンボル先頭位置に基づいて、GIを除去し有効シンボルを切り出す第1のシンボル切出部の機能と、
前記第1のシンボル切出部により切り出された有効シンボルをFFTし、キャリアシンボルを生成する第1のFFT部の機能と、
前記第1のFFT部により生成されたキャリアシンボルのIQ信号を差動復調し、前記差動復調した信号とI軸との間の角度を算出し、所定シンボル数において前記角度を用いた累積処理を行い、差動変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されている広帯域周波数誤差検出用パイロット信号のキャリア位置をキャリア単位で特定し、前記特定した広帯域周波数誤差検出用パイロット信号のキャリア位置と予め設定された広帯域周波数誤差検出用パイロット信号のキャリア位置との間の相関値を算出し、前記相関値に基づいて広帯域周波数誤差を検出する広帯域周波数誤差検出部の機能と、
前記狭帯域周波数誤差補正部により狭帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号に対し、前記広帯域周波数誤差検出部により検出された広帯域周波数誤差を補正する広帯域周波数誤差補正部の機能と、
前記広帯域周波数誤差補正部により広帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号に対し、前記誤差検出部により検出されたシンボル先頭位置に基づいて、GIを除去し有効シンボルを切り出す第2のシンボル切出部の機能と、
前記第2のシンボル切出部により切り出された有効シンボルをFFTし、キャリアシンボルを生成する第2のFFT部の機能と、
前記第2のFFT部により生成されたキャリアシンボルを、所定番目のシンボル毎に同期加算し、同期加算結果を生成するシンボル加算部の機能と、
前記シンボル加算部により生成された同期加算結果と、予め設定された複数のパターンとの間の相関値を算出し、前記相関値が最大のパターンを検出するパターン検出部の機能と、
前記パターン検出部により検出されたパターンに基づいて、前記同期加算結果のキャリアシンボルからパイロット信号を抽出するパイロット抽出部の機能と、
を実現させるためのプログラム。
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