JP5945256B2 - Residual frequency error estimation method and residual frequency error estimation device - Google Patents

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Description

本発明は、残留周波数誤差推定方法、及び残留周波数誤差推定装置に関する。   The present invention relates to a residual frequency error estimation method and a residual frequency error estimation device.

5GHz(ギガヘルツ)帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、IEEE802.11a規格がある。このシステムは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を用い、最大で54Mbps(メガビット毎秒)のスループットを実現している(例えば、非特許文献1参照)。   There is an IEEE802.11a standard as a high-speed wireless access system using a 5 GHz (gigahertz) band. This system uses an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation method, which is a technique for stabilizing the characteristics in a multipath fading environment, and achieves a maximum throughput of 54 Mbps (megabits per second). (For example, refer nonpatent literature 1).

更に、IEEE802.11nでは、複数のアンテナを用いて同一時刻及び同一周波数チャネルを用いて空間多重を実現することが可能なMIMO(Multiple input multiple output)技術や、これまで個別に用いられていた20MHz(メガヘルツ)の周波数チャネルを2つ同時に利用して40MHzの周波数チャネルを利用する技術により高速通信の実現を目指し、最大600Mbpsの伝送速度を実現することが可能である(例えば、非特許文献1)。   Further, in IEEE 802.11n, a MIMO (Multiple Input Multiple Output) technique capable of realizing spatial multiplexing using a plurality of antennas using the same time and the same frequency channel, and the 20 MHz that has been used individually until now. It is possible to realize a high-speed communication with a technology that uses two frequency channels (megahertz) at the same time and uses a frequency channel of 40 MHz, and can realize a maximum transmission rate of 600 Mbps (for example, Non-Patent Document 1). .

また、現在の無線通信システムでは、複数の無線局のデータを異なるサブキャリアに割当てて伝送を行うことで、効率的な通信を実現するOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)の検討も行われている(例えば、非特許文献2参照)。   In addition, in the current wireless communication system, studies on OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) that realizes efficient communication by assigning data of a plurality of wireless stations to different subcarriers for transmission are also being conducted. (For example, refer nonpatent literature 2).

上記に示すようなOFDM変調方式を用いたシステムにおける主たる欠点のひとつに周波数同期誤差に影響されやすい点がある。周波数同期誤差は、無線局それぞれの中心周波数誤差およびクロック周波数誤差で発生する。前記の誤差が存在する場合、サブキャリアの直交性が失われ、サブキャリア間の干渉が増加して正しく復号することができなくなり、結果的にスループットが劣化する。この問題を解決するために、送信信号に埋め込まれた既知のトレーニング情報(プリアンブルなど)を用いて無線局間の周波数誤差を推定する方法がある(例えば、非特許文献3参照)。   One of the main drawbacks of the system using the OFDM modulation system as described above is that it is easily influenced by a frequency synchronization error. The frequency synchronization error is caused by a center frequency error and a clock frequency error of each radio station. When the above error exists, subcarrier orthogonality is lost, interference between subcarriers increases, and decoding cannot be performed correctly, resulting in degradation of throughput. In order to solve this problem, there is a method of estimating a frequency error between radio stations using known training information (a preamble or the like) embedded in a transmission signal (see, for example, Non-Patent Document 3).

しかしながら、無線局間のノイズやアナログ減衰成分が推定アルゴリズムに影響するため、推定した周波数誤差は実際の周波数誤差に一致しない。したがって、推定した周波数誤差と実際の周波数誤差の差分として定義される中心周波数誤差とクロック周波数誤差を含む残留周波数誤差が存在する。この残留周波数誤差は、パイロットサブキャリアを用いて、連続したシンボル間の位相差を用いて周波数誤差を推定することで、残留周波数誤差の推定ができる(例えば、非特許文献4参照)。   However, since noise between radio stations and analog attenuation components affect the estimation algorithm, the estimated frequency error does not match the actual frequency error. Therefore, there is a residual frequency error including a center frequency error and a clock frequency error defined as the difference between the estimated frequency error and the actual frequency error. The residual frequency error can be estimated by estimating the frequency error using the phase difference between successive symbols using pilot subcarriers (see, for example, Non-Patent Document 4).

次に、従来技術による具体的な残留周波数誤差推定方法について説明を行う。
図9は、従来の残留周波数誤差推定装置9のブロック構成図であり、パイロットサブキャリア抽出部900、中心周波数誤差推定部901、クロック周波数誤差推定部902、及び残留周波数誤差補正部903を備えて構成される。
Next, a specific residual frequency error estimation method according to the prior art will be described.
FIG. 9 is a block diagram of a conventional residual frequency error estimation device 9, which includes a pilot subcarrier extraction unit 900, a center frequency error estimation unit 901, a clock frequency error estimation unit 902, and a residual frequency error correction unit 903. Composed.

図10は、残留周波数誤差推定装置9への入力信号を示す図である。同図に示すように、入力信号は、OFDM変調方式の信号であり、OFDMシンボル数が小さいOFDMシンボルから順に入力される。OFDM信号において、ブロックB1は、1つのOFDMシンボルの受信データ信号であり、ブロックB2は、1つのOFDMシンボルの受信パイロットサブキャリア信号である。同図における受信パイロットサブキャリア信号はx(k,n)と表される。サブキャリア番号kは、k−M,…,k−1,k,…,kの合計2M個であり、下付きの文字mの絶対値が同様の場合は、サブキャリアの周波数の絶対値も同様となる。また、n(nは1以上N以下の整数)は、OFDMシンボル数である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an input signal to the residual frequency error estimation device 9. As shown in the figure, the input signal is an OFDM modulation scheme signal, and is sequentially input from the OFDM symbol having the smallest number of OFDM symbols. In the OFDM signal, block B1 is a received data signal of one OFDM symbol, and block B2 is a received pilot subcarrier signal of one OFDM symbol. Received pilot sub-carrier signal in the figure is expressed as x (k m, n). Subcarrier number k m is, k -M, ..., k -1 , k 1, ..., the sum the 2M k M, while the absolute value of a character subscript m is similar, the subcarrier frequency The absolute value is the same. Further, n (n is an integer of 1 to N) is the number of OFDM symbols.

パイロットサブキャリア抽出部900は、入力信号が入力されると、この入力信号から予め指定されたサブキャリア(ブロックB2)に配置されるパイロットサブキャリアの信号の抽出を行い、中心周波数誤差推定部901とクロック周波数誤差推定部902に受信パイロットサブキャリア信号として出力する。中心周波数誤差推定部901は、入力された受信パイロットサブキャリア信号と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とを用い、以下の数式(1)、及び数式(2)により、OFDMシンボル数nについての中心周波数誤差θの推定を行い、残留周波数誤差補正部903に推定結果の出力を行う。 When an input signal is input, pilot subcarrier extraction section 900 extracts a pilot subcarrier signal arranged in a subcarrier (block B2) designated in advance from this input signal, and performs center frequency error estimation section 901. And output as a received pilot subcarrier signal to the clock frequency error estimator 902. Center frequency error estimation section 901 uses the received reception pilot subcarrier signal and the known transmission pilot subcarrier signal, and uses the following formulas (1) and (2) to calculate the center for OFDM symbol number n. The frequency error θ n is estimated, and the estimation result is output to the residual frequency error correction unit 903.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

ここで、p(k,n’)は、n’番目(n’はn−a+1からnまで)のOFDMシンボルのk番目の送信パイロットサブキャリア信号であり、予め決定されている既知の信号である。sgn()は、Sgn関数であり、p(k,n’)が正の時は1となり、負の時は−1となる。aは、時間平均に用いるシンボル数である。 Here, p (k m, n ' ) is, n' th (n 'is from n-a + 1 to n) is k m-th transmission pilot sub-carrier signals of OFDM symbols, known in advance determined Signal. sgn () is the Sgn function, p (k m, n ' ) is 1, and when the negative when the positive is -1. a is the number of symbols used for time averaging.

クロック周波数誤差推定部902は、入力された受信パイロットサブキャリア信号と、送信パイロットサブキャリア信号とを用い、以下の数式(3)−(6)により、OFDMシンボル数nについてのクロック周波数誤差ωの推定を行い、残留周波数誤差補正部903に推定結果の出力を行う。 The clock frequency error estimator 902 uses the input reception pilot subcarrier signal and transmission pilot subcarrier signal, and uses the following equations (3)-(6) to calculate the clock frequency error ω n for the number of OFDM symbols n. And the estimation result is output to the residual frequency error correction unit 903.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

ここで、x’(k,n)は、x(k,n)に仮補正を行った場合の信号である。なお、ω−1は、0である。
残留周波数誤差補正部903は、入力された推定結果の中心周波数誤差θおよび推定結果のクロック周波数誤差ωを用い、以下の数式(7)により残留周波数誤差の補正を行い、補正後の受信データ信号を出力する。
Here, x '(k m, n ) is the signal when the temporary correction to the x (k m, n). Note that ω −1 is 0.
The residual frequency error correction unit 903 corrects the residual frequency error by the following equation (7) using the input center frequency error θ n of the estimation result and the clock frequency error ω n of the estimation result, and receives the corrected reception. Output data signals.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

ここで、r(k,n)は、n番目のOFDMシンボルのk番目のサブキャリアの受信データ信号であり、r’(k,n)は、残留周波数誤差補正後のn番目のOFDMシンボルのk番目のサブキャリアの受信データ信号である。
以上が従来の残留周波数誤差推定の方法である。
Here, r (k, n) is the received data signal of the kth subcarrier of the nth OFDM symbol, and r ′ (k, n) is the nth OFDM symbol after the residual frequency error correction. This is a received data signal of the kth subcarrier.
The above is the conventional residual frequency error estimation method.

守倉正博、久保田周治,「改訂三版802.11高速無線LAN教科書」,インプレスR&D,2008年3月27日Masahiro Morikura, Shuji Kubota, “Revised Third Edition 802.11 High-Speed Wireless LAN Textbook”, Impress R & D, March 27, 2008 服部武,「OFDM/OFDMA教科書」,インプレスR&D,2008年9月21日Takeshi Hattori, “OFDM / OFDMA Textbook”, Impress R & D, September 21, 2008 Nobuaki Mochizuki, “A high performance frequency and timing synchronization technique for OFDM”, Global Telecommunications Conference, vol.6, pp.3443-3448, 1998.Nobuaki Mochizuki, “A high performance frequency and timing synchronization technique for OFDM”, Global Telecommunications Conference, vol.6, pp.3443-3448, 1998. Young-Hwan you Sampling, “Pilot-assisted fine frequency synchronization for OFDM-based DVB receivers”, IEEE transaction on Broadcasting, pp.674-678, Sept. 2009.Young-Hwan you Sampling, “Pilot-assisted fine frequency synchronization for OFDM-based DVB receivers”, IEEE transaction on Broadcasting, pp.674-678, Sept. 2009.

背景技術において記載した残留周波数誤差推定方法は、中心周波数に対して対となるように固定配置されたパイロットサブキャリアを用いることを想定した推定方法となっている。中心周波数から対称となる周波数帯域を用いるシステムであれば、無線局での受信信号には、全ての対となるパイロットサブキャリアが含まれているために、従来技術によって残留周波数誤差の推定を行うことができる。しかしながら、複数の無線局に異なるサブキャリアの集合体であるサブチャネルを割り当てて複数の無線局と同時に送受信を行うOFDMAシステムの場合、各無線局で受信可能なパイロットサブキャリアは一部しかなく、かつ、対とならない場合も存在するため、従来技術を用いた残留周波数誤差推定を行うことができない。   The residual frequency error estimation method described in the background art is an estimation method assuming the use of pilot subcarriers fixedly arranged so as to be paired with respect to the center frequency. If the system uses a frequency band that is symmetric from the center frequency, the received signal at the radio station includes all pairs of pilot subcarriers, so the residual frequency error is estimated by the conventional technique. be able to. However, in the case of an OFDMA system in which a plurality of radio stations are assigned subchannels that are aggregates of different subcarriers and transmit / receive simultaneously with a plurality of radio stations, only a part of pilot subcarriers can be received by each radio station, In addition, since there are cases where the pair does not exist, residual frequency error estimation using the conventional technique cannot be performed.

上記事情に鑑み、本発明は、マルチキャリア通信を行う無線通信システムにおいて、一部のパイロットサブキャリアのみを用いて残留周波数誤差の推定および補正を行うことが可能であり、かつ、任意のサブキャリア位置にパイロットサブキャリアを配置することが可能な残留周波数誤差推定方法、及び残留周波数誤差推定装置を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, the present invention is capable of estimating and correcting a residual frequency error using only some pilot subcarriers in a wireless communication system that performs multicarrier communication, and any subcarrier. An object of the present invention is to provide a residual frequency error estimation method and a residual frequency error estimation apparatus capable of arranging pilot subcarriers at positions.

本発明の一態様は、複数のサブキャリアから構成される受信信号の入力を受け、入力された前記受信信号から異なるサブキャリア位置の受信パイロットサブキャリア信号を抽出するパイロットサブキャリア抽出ステップと、前記パイロットサブキャリア抽出ステップにおいて抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて位相を算出し、異なるサブキャリア位置について算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新するクロック周波数誤差推定ステップと、前記クロック周波数誤差推定ステップにおいて算出された前記クロック周波数誤差の補正値に基づいて前記中心周波数誤差を更新する中心周波数誤差推定ステップと、前記中心周波数誤差推定ステップにおいて更新された前記中心周波数誤差と、前記クロック周波数誤差推定ステップにおいて更新された前記クロック周波数誤差とを用いて前記受信信号に残留周波数誤差の補正を行う残留周波数誤差補正ステップと、を有することを特徴とする残留周波数誤差推定方法である。   According to one aspect of the present invention, a pilot subcarrier extraction step of receiving a received signal composed of a plurality of subcarriers and extracting a received pilot subcarrier signal at a different subcarrier position from the input received signal; A phase is calculated based on a result obtained by correcting the received pilot subcarrier signal extracted in the pilot subcarrier extraction step by a clock frequency error and a center frequency error and a known transmission pilot subcarrier signal, and different subcarrier positions are calculated. Calculating a correction value of a clock frequency error from the calculated phase, and updating the clock frequency error with the calculated correction value; and calculating the clock frequency error calculated in the clock frequency error estimation step. Supplement A center frequency error estimating step for updating the center frequency error based on a value; the center frequency error updated in the center frequency error estimating step; and the clock frequency error updated in the clock frequency error estimating step. And a residual frequency error correction step for correcting the residual frequency error in the received signal using the residual frequency error estimation method.

また、本発明の一態様は、上述する残留周波数誤差推定方法であって、記クロック周波数誤差推定ステップにおいては、異なる受信信号から抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて前記異なるサブキャリア位置毎に平均化した位相を算出し、算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新する、ことを特徴とする。   Another aspect of the present invention is the residual frequency error estimation method described above, wherein in the clock frequency error estimation step, the received pilot subcarrier signals extracted from different received signals are converted into a clock frequency error and a center frequency error. The phase averaged for each of the different subcarrier positions is calculated based on the result corrected in accordance with the known transmission pilot subcarrier signal, the correction value of the clock frequency error is calculated from the calculated phase, and the calculated correction The clock frequency error is updated with a value.

また、本発明の一態様は、上述する残留周波数誤差推定方法であって、前記中心周波数誤差推定ステップにおいては、前記クロック周波数誤差推定ステップにおいて算出された前記クロック周波数誤差の補正値と、抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号のうちサブキャリア位置を表す番号の絶対値が最も小さい前記受信パイロットサブキャリア信号とを用いて中心周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記中心周波数誤差の補正値により前記中心周波数誤差を更新する、ことを特徴とする。   Another aspect of the present invention is the residual frequency error estimation method described above, wherein in the center frequency error estimation step, the correction value of the clock frequency error calculated in the clock frequency error estimation step is extracted. Further, a correction value for the center frequency error is calculated using the received pilot subcarrier signal having the smallest absolute value of the number representing the subcarrier position among the received pilot subcarrier signals, and the calculated correction value for the center frequency error is calculated. The center frequency error is updated by the following.

また、本発明の一態様は、上述する残留周波数誤差推定方法であって、前記受信信号の電力と、前記受信信号と既知のパイロット信号との差分の電力との比を算出する信号電力算出ステップをさらに有し、前記パイロットサブキャリア抽出ステップにおいては、前記信号電力算出ステップにおいて算出された比が閾値よりも大きい受信パイロットサブキャリア信号を前記受信信号から抽出する、ことを特徴とする。   Another aspect of the present invention is the residual frequency error estimation method described above, wherein the signal power calculation step calculates a ratio between the power of the received signal and the power of the difference between the received signal and a known pilot signal. In the pilot subcarrier extraction step, a received pilot subcarrier signal whose ratio calculated in the signal power calculation step is larger than a threshold is extracted from the received signal.

また、本発明の一態様は、複数のサブキャリアから構成される受信信号の入力を受け、入力された前記受信信号から異なるサブキャリア位置の受信パイロットサブキャリア信号を抽出するパイロットサブキャリア抽出するパイロットサブキャリア抽出部と、前記パイロットサブキャリア抽出部により抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて位相を算出し、異なるサブキャリア位置について算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新するクロック周波数誤差推定部と、前記クロック周波数誤差推定部により算出された前記クロック周波数誤差の補正値に基づいて前記中心周波数誤差を更新する中心周波数誤差推定部と、前記中心周波数誤差推定部により更新された前記中心周波数誤差と、前記クロック周波数誤差推定部により更新された前記クロック周波数誤差とを用いて前記受信信号に残留周波数誤差の補正を行う残留周波数誤差補正部と、を備えることを特徴とする残留周波数誤差推定装置である。   Further, according to one embodiment of the present invention, a pilot that extracts a pilot subcarrier that receives a received signal composed of a plurality of subcarriers and extracts received pilot subcarrier signals at different subcarrier positions from the input received signal. A phase is calculated based on a subcarrier extraction unit, a result obtained by correcting the received pilot subcarrier signal extracted by the pilot subcarrier extraction unit with a clock frequency error and a center frequency error, and a known transmission pilot subcarrier signal. Then, a clock frequency error correction value is calculated from the phase calculated for different subcarrier positions, and the clock frequency error estimator updates the clock frequency error with the calculated correction value, and is calculated by the clock frequency error estimator. Said clock frequency A center frequency error estimator that updates the center frequency error based on a difference correction value, the center frequency error updated by the center frequency error estimator, and the clock frequency updated by the clock frequency error estimator And a residual frequency error correction unit that corrects the residual frequency error of the received signal using an error.

また、本発明の一態様は、上述する残留周波数誤差推定装置であって、前記クロック周波数誤差推定部は、異なる受信信号から抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて前記異なるサブキャリア位置毎に平均化した位相を算出し、算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新する、ことを特徴とする。   Another aspect of the present invention is the above-described residual frequency error estimation device, wherein the clock frequency error estimation unit determines the received pilot subcarrier signal extracted from different received signals based on a clock frequency error and a center frequency error. A phase averaged for each of the different subcarrier positions is calculated based on the corrected result and a known transmission pilot subcarrier signal, a correction value of a clock frequency error is calculated from the calculated phase, and the calculated correction value To update the clock frequency error.

また、本発明の一態様は、上述する残留周波数誤差推定装置であって、前記中心周波数誤差推定部は、前記クロック周波数誤差推定部により算出された前記クロック周波数誤差の補正値と、抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号のうちサブキャリア位置を表す番号の絶対値が最も小さい前記受信パイロットサブキャリア信号とを用いて中心周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記中心周波数誤差の補正値により前記中心周波数誤差を更新する、ことを特徴とする。   Another aspect of the present invention is the above-described residual frequency error estimation apparatus, wherein the center frequency error estimation unit is extracted with the correction value of the clock frequency error calculated by the clock frequency error estimation unit. A center frequency error correction value is calculated using the received pilot subcarrier signal having the smallest absolute value of the number representing the subcarrier position among the received pilot subcarrier signals, and the calculated center frequency error correction value is calculated according to the calculated center frequency error correction value. The center frequency error is updated.

また、本発明の一態様は、上述する残留周波数誤差推定装置であって、前記受信信号の電力と、前記受信信号と既知のパイロット信号との差分の電力との比を算出する信号電力算出部をさらに備え、前記パイロットサブキャリア抽出部は、前記信号電力算出部により算出された比が閾値よりも大きい受信パイロットサブキャリア信号を前記受信信号から抽出する、ことを特徴とする。   Another aspect of the present invention is the residual frequency error estimation apparatus described above, wherein the signal power calculation unit calculates a ratio between the power of the received signal and the power of the difference between the received signal and a known pilot signal. The pilot subcarrier extraction unit extracts a reception pilot subcarrier signal having a ratio calculated by the signal power calculation unit larger than a threshold value from the reception signal.

本発明により、マルチキャリア通信を行う無線通信システムにおいて、一部のパイロットサブキャリアのみを用いて残留周波数誤差の推定および補正を行うことが可能となり、かつ、任意のサブキャリア位置にパイロットサブキャリアを配置することが可能となる。   According to the present invention, in a wireless communication system that performs multicarrier communication, it is possible to estimate and correct a residual frequency error using only some pilot subcarriers, and to add pilot subcarriers at arbitrary subcarrier positions. It becomes possible to arrange.

本発明の第1実施形態による無線通信システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態による残留周波数誤差推定装置への入力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input signal to the residual frequency error estimation apparatus by the embodiment. 同実施形態による基地局の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the base station by the embodiment. 同実施形態による無線局の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the radio station by the embodiment. 同実施形態による残留周波数誤差推定装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the residual frequency error estimation apparatus by the same embodiment. 第2実施形態による残留周波数誤差推定装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the residual frequency error estimation apparatus by 2nd Embodiment. 第3実施形態による残留周波数誤差推定装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the residual frequency error estimation apparatus by 3rd Embodiment. 第4実施形態による残留周波数誤差推定装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the residual frequency error estimation apparatus by 4th Embodiment. 従来技術による残留周波数誤差推定装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the residual frequency error estimation apparatus by a prior art. 従来技術による残留周波数誤差推定装置への入力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input signal to the residual frequency error estimation apparatus by a prior art.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における残留周波数誤差推定方法および残留周波数誤差推定装置を説明する。   Hereinafter, a residual frequency error estimation method and a residual frequency error estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[A.第1実施形態]
図1は、本実施形態による無線通信システムの全体構成図である。同図に示すように、本実施形態の無線通信システムは、基地局1と複数の無線局2とを備えて構成される。各無線局2は、残留周波数誤差推定装置3を備える。複数の無線局2をそれぞれ、無線局2−1、2−2、…、2−Lとする(Lは2以上の整数)。
[A. First Embodiment]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a radio communication system according to the present embodiment. As shown in the figure, the wireless communication system of the present embodiment includes a base station 1 and a plurality of wireless stations 2. Each radio station 2 includes a residual frequency error estimation device 3. The plurality of wireless stations 2 are wireless stations 2-1, 2-2,..., 2-L (L is an integer of 2 or more).

基地局1は、各無線局2と無線によるマルチキャリア通信を行う。ここでは、マルチキャリア通信として、OFDMA変調方式を用いる場合について説明する。基地局1は、複数の無線局2それぞれに異なるサブキャリアの集合体であるサブチャネルを割り当て、複数の無線局2に同時にOFDM信号を送信する。   The base station 1 performs multicarrier communication by radio with each radio station 2. Here, a case where the OFDMA modulation method is used as multicarrier communication will be described. The base station 1 assigns subchannels, which are aggregates of different subcarriers, to the plurality of radio stations 2 and transmits OFDM signals to the plurality of radio stations 2 simultaneously.

図2は、残留周波数誤差推定装置3への入力信号の一例を示す。同図に示すOFDM信号は、OFDMシンボル数が小さいOFDMシンボルから順に基地局1から送信され、無線局2において受信される。OFDM信号において、ブロックB1は、1つのOFDMシンボルの受信データ信号であり、ブロックB2は、1つのOFDMシンボルの受信パイロットサブキャリア信号である。無線局2−1〜2−Lに対しては、異なるサブチャネルが割り当てられており、各サブチャネルには2本以上のパイロットサブキャリアが任意のサブキャリア位置に配置されている。無線局2は、基地局1がOFDM信号のうち、当該無線局2に割当てられたサブチャネルの信号を受信し、受信した信号を当該無線局2が備える残留周波数誤差推定装置3に入力信号として入力する。   FIG. 2 shows an example of an input signal to the residual frequency error estimation device 3. The OFDM signal shown in the figure is transmitted from the base station 1 in order from the OFDM symbol having the smallest number of OFDM symbols, and is received by the radio station 2. In the OFDM signal, block B1 is a received data signal of one OFDM symbol, and block B2 is a received pilot subcarrier signal of one OFDM symbol. Different subchannels are assigned to the radio stations 2-1 to 2-L, and two or more pilot subcarriers are arranged at arbitrary subcarrier positions in each subchannel. In the radio station 2, the base station 1 receives the signal of the subchannel assigned to the radio station 2 among the OFDM signals, and uses the received signal as an input signal to the residual frequency error estimation device 3 provided in the radio station 2 input.

図3は、基地局1の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図に示すように、基地局1は、誤り訂正符号化部100−1〜100−N、インターリーブ処理部101−1〜101−N、サブキャリア変調部102−1−1〜102−1−S、…、102−N−1〜102−N−S、パイロットサブキャリア生成部103、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:高速逆フーリエ変換)部104、GI(Guard Interval:ガード区間)付加部105、RF(Radio Frequency:高周波)処理部106、及びアンテナ107を備えて構成される(N、Sは2以上の整数)。   FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the base station 1, and only functional blocks related to the present embodiment are extracted and shown. As shown in the figure, the base station 1 includes error correction coding units 100-1 to 100-N, interleave processing units 101-1 to 101-N, and subcarrier modulation units 102-1-1 to 102-1. S,..., 102-N-1 to 102-NS, pilot subcarrier generation unit 103, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) unit 104, GI (Guard Interval) addition unit 105, An RF (Radio Frequency) processing unit 106 and an antenna 107 are provided (N and S are integers of 2 or more).

誤り訂正符号化部100−i(iは1以上N以下の整数)は、入力されたデータの畳み込み符号化を行い、インターリーブ処理部101−iに出力する。インターリーブ処理部101−iは、符号化後の離接ビットの伝送をなるべく離れたサブキャリアで行うようにビットの入替を行い、入れ替え後のビットを分割してサブキャリア変調部102−i−1〜102−i−Sに出力する。サブキャリア変調部102−i−1〜102−i−Sは、インターリーブ処理が行われたデータを、無線LAN(Local Area Network)に規定されるBPSK(Binary Phase Shift Keying)やQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)等の変調方式に従って変調を行い、IFFT部104に出力する。   The error correction coding unit 100-i (i is an integer not smaller than 1 and not larger than N) performs convolutional coding of the input data, and outputs it to the interleave processing unit 101-i. Interleave processing section 101-i performs bit replacement so that transmission of separated bits after encoding is performed on subcarriers as far as possible, and divides the bits after replacement to generate subcarrier modulation section 102-i-1 To 102-i-S. The subcarrier modulation units 102-i-1 to 102-i-S convert the interleaved data into BPSK (Binary Phase Shift Keying) or QPSK (Quadrature Phase Shift) defined in a wireless local area network (LAN). Modulation is performed according to a modulation scheme such as (Keying), and the result is output to IFFT section 104.

パイロットサブキャリア生成部103は、残留周波数誤差を補正するための2本以上のパイロットサブキャリア信号を、各サブチャネル内の任意のサブキャリア位置(例えば、図2におけるブロックB2のサブキャリア位置)に配置する。パイロットサブキャリア信号は、既知信号で構成される。パイロットサブキャリア信号のサブキャリア位置は、予め無線局2に設定しておくか、通信により予め基地局1から無線局2に通知しておく。   Pilot subcarrier generating section 103 places two or more pilot subcarrier signals for correcting residual frequency error at arbitrary subcarrier positions in each subchannel (for example, the subcarrier position of block B2 in FIG. 2). Deploy. The pilot subcarrier signal is composed of a known signal. The subcarrier position of the pilot subcarrier signal is set in advance in the radio station 2 or is previously notified from the base station 1 to the radio station 2 through communication.

IFFT部104は、入力された周波数系列データを、IFFT演算により時間系列のデータに変換してGI付加部105に出力する。入力された周波数系列データは、サブキャリア変調部102−1−1〜102−1−S、…、102−N−1〜102−N−Sがデータを変調して生成したデータ信号と、パイロットサブキャリア生成部103が配置したパイロットサブキャリア信号とからなる。GI付加部105は、IFFT部104から入力されたIFFT出力信号の後端の一定の期間をコピーして、そのIFFT出力信号の先端につなぎ合わせることによりGIを付加し、RF処理部106に出力する。RF処理部106は、GI付加部105によりGIが付加されたベースバンド信号を、アナログRF装置を用いて無線LAN信号に変換してアンテナ107に出力する。アンテナ107は、RF処理部106から出力された無線LAN信号を空中に放射する。   IFFT section 104 converts the input frequency series data into time series data by IFFT calculation and outputs the time series data to GI adding section 105. The input frequency series data includes a data signal generated by modulating data by subcarrier modulation sections 102-1-1 to 1022-1-S, ..., 102-N-1 to 102-N-S, and a pilot. It consists of pilot subcarrier signals arranged by subcarrier generation section 103. The GI adding unit 105 adds a GI by copying a fixed period at the rear end of the IFFT output signal input from the IFFT unit 104 and connecting it to the front end of the IFFT output signal, and outputs it to the RF processing unit 106. To do. The RF processing unit 106 converts the baseband signal to which the GI is added by the GI adding unit 105 into a wireless LAN signal using an analog RF device, and outputs the wireless LAN signal to the antenna 107. The antenna 107 radiates the wireless LAN signal output from the RF processing unit 106 into the air.

図4は、本実施形態による無線局2の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図に示すように、無線局2は、アンテナ201、周波数変換部202、GI除去部203、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部204、残留周波数誤差推定装置3、サブキャリア復調部205−1〜205−J(Jは2以上の整数)、デインタリーブ処理部206、及び復号部207を備えて構成される。   FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration of the radio station 2 according to the present embodiment, and only functional blocks related to the present embodiment are extracted and shown. As shown in the figure, the radio station 2 includes an antenna 201, a frequency conversion unit 202, a GI removal unit 203, an FFT (Fast Fourier Transform) unit 204, a residual frequency error estimation device 3, and a subcarrier demodulation unit 205. -1 to 205-J (where J is an integer equal to or greater than 2), a deinterleave processing unit 206, and a decoding unit 207.

アンテナ201は、空中に放射された無線LAN信号を受信し、受信信号として周波数変換部202に出力する。周波数変換部202は、アンテナ201による受信信号をベースバンド周波数のデジタル信号に変換し、GI除去部203に出力する。GI除去部203は、周波数変換されたデジタルの受信信号からGIを除去し、FFT部204に出力する。FFT204は、GI除去部203から入力された受信信号を、周波数系列のデータから時間系列のデータに変換して残留周波数誤差推定装置3に出力する。残留周波数誤差推定装置3は、残留周波数誤差推定を推定し、FFT部204から入力された受信信号の残留周波数誤差を推定結果により補正し、パラレル信号としてサブキャリア復調部205−1〜205−Jに出力する。受信サブキャリア復調部205−1〜205−Jは、FFT部204から入力された残留周波数誤差補正後の受信信号を復調し、デインタリーブ処理部206に出力する。デインタリーブ処理部206は、受信サブキャリア復調部205−1〜205−Jから入力された受信信号をデインタリーブし、復号部207に出力する。復号部207は、デインタリーブ処理部206から入力された受信信号を復号する。   The antenna 201 receives a wireless LAN signal radiated into the air and outputs it to the frequency conversion unit 202 as a received signal. The frequency conversion unit 202 converts the signal received by the antenna 201 into a digital signal having a baseband frequency, and outputs the digital signal to the GI removal unit 203. The GI removal unit 203 removes the GI from the frequency-converted digital received signal and outputs the GI to the FFT unit 204. The FFT 204 converts the received signal input from the GI removal unit 203 from frequency sequence data to time sequence data, and outputs the converted data to the residual frequency error estimation device 3. The residual frequency error estimation device 3 estimates the residual frequency error estimation, corrects the residual frequency error of the received signal input from the FFT unit 204 based on the estimation result, and outputs the subcarrier demodulation units 205-1 to 205-J as parallel signals. Output to. Reception subcarrier demodulation sections 205-1 to 205-J demodulate the received signal after residual frequency error correction input from FFT section 204 and output the result to deinterleave processing section 206. Deinterleave processing section 206 deinterleaves the reception signals input from reception subcarrier demodulation sections 205-1 to 205-J, and outputs the result to decoding section 207. The decoding unit 207 decodes the received signal input from the deinterleave processing unit 206.

図5は、本実施形態による残留周波数誤差推定装置3の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図に示すように、残留周波数誤差推定装置3は、パイロットサブキャリア抽出部300、クロック周波数誤差推定部301、中心周波数誤差推定部302、及び残留周波数誤差補正部303を備えて構成される。パイロットサブキャリア抽出部300は、当該残留周波数誤差推定装置3を備える無線局2に割当てられたサブキャリアに含まれるパイロットサブキャリアの信号(以下、「受信パイロットサブキャリア信号」と記載する。)を入力信号から抽出する。クロック周波数誤差推定部301は、パイロットサブキャリア抽出部300が抽出した受信パイロットサブキャリア信号と、既知のパイロットサブキャリアの信号(以下、「送信パイロットサブキャリア信号」)とに基づいてクロック周波数誤差を推定する。具体的には、クロック周波数誤差推定部301は、受信パイロットサブキャリア信号を現在のクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて位相を算出し、異なるサブキャリア位置について算出した位相から得られるクロック周波数誤差の補正値によりクロック周波数誤差を更新する。中心周波数誤差推定部302は、クロック周波数誤差推定部301により算出されたクロック周波数誤差の補正値に基づいて中心周波数誤差を推定する。残留周波数誤差補正部303は、クロック周波数誤差推定部301が推定したクロック周波数誤差と、中心周波数誤差推定部302が推定した中心周波数誤差とを用いて、入力信号に含まれる受信データ信号に対して残留周波数誤差の補正を行う。   FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of the residual frequency error estimating apparatus 3 according to the present embodiment, and only functional blocks related to the present embodiment are extracted and shown. As shown in the figure, the residual frequency error estimation apparatus 3 includes a pilot subcarrier extraction unit 300, a clock frequency error estimation unit 301, a center frequency error estimation unit 302, and a residual frequency error correction unit 303. Pilot subcarrier extraction section 300 includes pilot subcarrier signals (hereinafter referred to as “received pilot subcarrier signals”) included in subcarriers assigned to radio station 2 provided with residual frequency error estimating apparatus 3. Extract from the input signal. Clock frequency error estimator 301 calculates a clock frequency error based on the received pilot subcarrier signal extracted by pilot subcarrier extractor 300 and a known pilot subcarrier signal (hereinafter referred to as “transmitted pilot subcarrier signal”). presume. Specifically, the clock frequency error estimation unit 301 calculates the phase based on the result of correcting the received pilot subcarrier signal with the current clock frequency error and the center frequency error and the known transmission pilot subcarrier signal, The clock frequency error is updated with the correction value of the clock frequency error obtained from the phase calculated for different subcarrier positions. The center frequency error estimating unit 302 estimates the center frequency error based on the correction value of the clock frequency error calculated by the clock frequency error estimating unit 301. The residual frequency error correction unit 303 uses the clock frequency error estimated by the clock frequency error estimation unit 301 and the center frequency error estimated by the center frequency error estimation unit 302, to the received data signal included in the input signal. Perform residual frequency error correction.

続いて、残留周波数誤差推定装置3における残留周波数誤差推定処理の動作について説明する。
基地局1が、例えば図2に示す信号を送信すると、無線局2は、基地局1から送信された信号のうち、アンテナ201により受信する。周波数変換部202は、アンテナ201が受信したRF帯のうち、自局に割当てられたサブチャネルの受信信号をベースバンド周波数のデジタル信号に変換し、GI除去部203は、周波数変換されたデジタルの受信信号からGIを除去する。FFT変換部204は、GIが除去された受信信号をFFTし、残留周波数誤差推定装置3のパイロットサブキャリア抽出部300に入力信号として入力する。パイロットサブキャリア抽出部300は、入力信号から自局に割り当てられたサブキャリアに含まれる受信パイロットサブキャリア信号を抽出し、クロック周波数誤差推定部301に出力する。ここでは、説明の簡略化のため、抽出された受信パイロットサブキャリア信号のサブキャリア位置を表すサブキャリア番号kは、k−M,…,k−(M−I+1)の合計I個とする。
Next, the operation of the residual frequency error estimation process in the residual frequency error estimation device 3 will be described.
For example, when the base station 1 transmits the signal illustrated in FIG. 2, the wireless station 2 receives the signal transmitted from the base station 1 by the antenna 201. The frequency conversion unit 202 converts the received signal of the subchannel assigned to the own station in the RF band received by the antenna 201 into a digital signal of the baseband frequency, and the GI removal unit 203 converts the frequency-converted digital signal. GI is removed from the received signal. The FFT conversion unit 204 performs FFT on the received signal from which the GI has been removed, and inputs the received signal as an input signal to the pilot subcarrier extraction unit 300 of the residual frequency error estimation apparatus 3. Pilot subcarrier extraction section 300 extracts the received pilot subcarrier signal included in the subcarrier assigned to the own station from the input signal, and outputs it to clock frequency error estimation section 301. Here, for simplification of explanation, the subcarrier number k i representing the subcarrier position of the extracted received pilot subcarrier signal is a total of I of k −M ,..., K − (M−I + 1). .

クロック周波数誤差推定部301は、入力された受信パイロットサブキャリア信号と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とを用いて、以下の数式(8)−(12)により、クロック周波数誤差ωの推定を行う。具体的には、クロック周波数誤差推定部301は、数式(8)により、サブキャリア番号kの中で最大のサブキャリア番号kmaxおよび最小のサブキャリア番号kminのそれぞれの受信パイロットサブキャリア信号を現在のクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正し、送信パイロットサブキャリア信号の符号を用いて正の値とする。次に、クロック周波数誤差推定部301は、数式(9)、(10)により、n番目のOFDMシンボルにおけるサブキャリア番号kmax、kminについての数式(8)の算出結果を、位相情報ψ(kmax,n)、ψ(kmin,n)に変換する。通常、パイロット信号は、1,−1であるため、正しく周波数誤差が補正されている場合、位相情報は0となるが、正しく補正されていない場合、0以外の値となる。クロック周波数誤差推定部301は、サブキャリア番号kmax、kminについて算出した位相情報を用いて、数式(11)により、1サブキャリア当たりのクロック周波数誤差Δωを計算する。クロック周波数誤差Δωは、現在の周波数誤差ωn−1に対する差分(補正値)である。サブキャリア番号kmax、kminを使用するのは、サブキャリア番号とともに位相の変化が大きくなるためである。クロック周波数誤差推定部301は、数式(11)で算出した1サブキャリア当たりのクロック周波数誤差Δωを用いて、数式(12)により現在のクロック周波数誤差ωn−1を更新し、クロック周波数誤差ωを算出する。 The clock frequency error estimator 301 estimates the clock frequency error ω n using the input reception pilot subcarrier signal and the known transmission pilot subcarrier signal according to the following equations (8)-(12). Do. Specifically, the clock frequency error estimator 301 uses the equation (8) to receive the received pilot subcarrier signals of the maximum subcarrier number k max and the minimum subcarrier number k min among the subcarrier numbers k i. Is corrected by the current clock frequency error and the center frequency error, and is set to a positive value using the sign of the transmission pilot subcarrier signal. Next, the clock frequency error estimator 301 uses the formulas (9) and (10) to calculate the calculation result of the formula (8) for the subcarrier numbers k max and k min in the nth OFDM symbol as the phase information ψ ( k max , n) and ψ (k min , n). Normally, since the pilot signal is 1, -1, the phase information is 0 when the frequency error is correctly corrected, but is a value other than 0 when the frequency error is not corrected correctly. The clock frequency error estimation unit 301 calculates the clock frequency error Δω per subcarrier using Equation (11) using the phase information calculated for the subcarrier numbers k max and kmin . The clock frequency error Δω is a difference (correction value) with respect to the current frequency error ω n−1 . The reason why the subcarrier numbers k max and kmin are used is that the phase change increases with the subcarrier number. The clock frequency error estimator 301 updates the current clock frequency error ω n−1 according to the equation (12) using the clock frequency error Δω per subcarrier calculated by the equation (11), and the clock frequency error ω n is calculated.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

上記の数式において、x(k,n)は、n番目のOFDMシンボルのk番目の受信パイロットサブキャリア信号であり、p(k,n)は、n番目のOFDMシンボルのk番目の送信パイロットサブキャリア信号である。sgn()は、Sgn関数であり、p(k,n)が正の時は1となり、負の時は−1となる。ωn−1、ωは、それぞれOFDMシンボル数(n−1)、nについて推定したクロック周波数誤差であり、θn−1は、OFDMシンボル数(n−1)について推定した中心周波数誤差であり、x’(k,n)は、x(k,n)に仮補正を行った場合の信号である。なお、θ−1およびω−1は、0である。
クロック周波数誤差推定部301は、クロック周波数誤差Δωを中心周波数誤差推定部302に出力し、クロック周波数誤差ωを残留周波数誤差補正部303に出力する。
In the above equation, x (k i , n) is the k i th received pilot subcarrier signal of the n th OFDM symbol, and p (k i , n) is the k i th of the n th OFDM symbol. Are transmitted pilot subcarrier signals. sgn () is the Sgn function, p (k m, n) is 1, and when the negative when the positive is -1. ω n-1 and ω n are the clock frequency errors estimated for the number of OFDM symbols (n-1) and n, respectively, and θ n-1 is the center frequency error estimated for the number of OFDM symbols (n-1). Yes, x ′ (k i , n) is a signal when provisional correction is performed on x (k i , n). Note that θ −1 and ω −1 are zero.
The clock frequency error estimation unit 301 outputs the clock frequency error Δω to the central frequency error estimation unit 302 and outputs the clock frequency error ω n to the residual frequency error correction unit 303.

中心周波数誤差推定部302は、クロック周波数誤差推定部301から入力されたクロック周波数誤差Δωを用いて、以下の数式(13)、数式(14)により中心周波数誤差θの推定を行い、残留周波数誤差補正部303に推定結果の出力を行う。具体的には、中心周波数誤差推定部302は、数式(13)により、1OFDMシンボル当たりの中心周波数誤差Δθを計算する。この中心周波数誤差Δθは、OFDMシンボル数(n−1)について推定された現在の中心周波数誤差θn−1に対する補正値である。そして、中心周波数誤差推定部302は、数式(14)により、数式(13)で算出した1OFDMシンボル当たりの中心周波数誤差Δθを用いて中心周波数誤差θn−1を更新し、n番目のOFDMシンボルの中心周波数誤差θを算出する。 Using the clock frequency error Δω input from the clock frequency error estimation unit 301, the center frequency error estimation unit 302 estimates the center frequency error θ n using the following formulas (13) and (14), and the residual frequency The estimation result is output to the error correction unit 303. Specifically, the center frequency error estimation unit 302 calculates the center frequency error Δθ per OFDM symbol using Equation (13). This center frequency error Δθ is a correction value for the current center frequency error θ n−1 estimated for the number of OFDM symbols (n−1). Then, the center frequency error estimating unit 302 updates the center frequency error θ n−1 using the center frequency error Δθ per OFDM symbol calculated by the equation (13) according to the equation (14), and the nth OFDM symbol. The center frequency error θ n of is calculated.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

ここで、kはどのサブキャリア番号を用いても構わない。
残留周波数誤差補正部303は、クロック周波数誤差推定部301から入力された推定結果のクロック周波数誤差の推定結果ωと、中心周波数誤差推定部302から入力された推定結果の中心周波数誤差θとを用いて、以下の数式(15)によって受信データ信号の残留周波数誤差の補正を行い、補正後の受信データ信号をサブキャリア復調部205−1〜205−Jに出力する。
Here, k i is may be used which subcarrier numbers.
The residual frequency error correction unit 303 includes an estimation result ω n of the estimation result input from the clock frequency error estimation unit 301 and a center frequency error θ n of the estimation result input from the center frequency error estimation unit 302. Is used to correct the residual frequency error of the received data signal by the following equation (15), and the corrected received data signal is output to the subcarrier demodulating units 205-1 to 205-J.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

ここで、r(k,n)は、n番目のOFDMシンボルのk番目のサブキャリアの受信データ信号であり、r’(k,n)は、残留周波数誤差補正後のn番目のOFDMシンボルのk番目のサブキャリアの受信データ信号である。   Here, r (k, n) is the received data signal of the kth subcarrier of the nth OFDM symbol, and r ′ (k, n) is the nth OFDM symbol after the residual frequency error correction. This is a received data signal of the kth subcarrier.

受信サブキャリア復調部205−1〜205−Jは、残留周波数誤差推定装置3により残留周波数誤差が補正された受信信号を復調し、デインタリーブ処理部206に出力する。デインタリーブ処理部206は、復調された受信信号をデインタリーブし、復号部207は、デインタリーブされた受信信号を復号し、データを得る。   Reception subcarrier demodulation sections 205-1 to 205-J demodulate the received signal whose residual frequency error has been corrected by residual frequency error estimation apparatus 3 and output the demodulated signal to deinterleave processing section 206. The deinterleave processing unit 206 deinterleaves the demodulated reception signal, and the decoding unit 207 decodes the deinterleaved reception signal to obtain data.

以上説明した残留周波数誤差推定装置3の構成、および、残留周波数誤差推定方法によって、一部のパイロットサブキャリアを用いて残留周波数誤差推定を行うことができる。
以上が第1の実施形態である。
With the configuration of the residual frequency error estimation device 3 and the residual frequency error estimation method described above, residual frequency error estimation can be performed using some pilot subcarriers.
The above is the first embodiment.

本実施形態によれば、基地局が、複数の無線局に異なるサブキャリアの集合体であるサブチャネルを割り当て、複数の端末局と同時に送受信を行うOFDMA変調方式を用いたシステムにおいて、任意のサブキャリア位置に配置された一部のパイロットサブキャリアを用いて残留周波数誤差の推定および補正を行うことが可能となる。   According to this embodiment, a base station allocates subchannels, which are aggregates of different subcarriers, to a plurality of radio stations, and in a system using an OFDMA modulation scheme in which transmission and reception are performed simultaneously with a plurality of terminal stations, It is possible to estimate and correct the residual frequency error using some pilot subcarriers arranged at the carrier position.

[B.第2実施形態]
第2実施形態では、クロック周波数誤差推定の際に、他のシンボルから抽出された受信パイロットサブキャリア信号を用いて位相のずれを平均化することにより、残留周波数誤差の推定精度を高めることができる。以下に、第2実施形態について、第1実施形態との差分を中心に説明する。
[B. Second Embodiment]
In the second embodiment, when estimating the clock frequency error, the estimation accuracy of the residual frequency error can be improved by averaging the phase shift using the received pilot subcarrier signals extracted from other symbols. . Below, 2nd Embodiment is described centering on the difference with 1st Embodiment.

本実施形態による無線通信システムは、図1に示す無線局2が、図5に示す残留周波数誤差推定装置3に代えて、以下の図6に示す残留周波数誤差推定装置3aを備えた構成である。   The radio communication system according to the present embodiment has a configuration in which the radio station 2 shown in FIG. 1 includes a residual frequency error estimation device 3a shown in FIG. 6 below instead of the residual frequency error estimation device 3 shown in FIG. .

図6は、本実施形態による残留周波数誤差推定装置3aの構成を示す機能ブロック図であり、同図において、図5に示す第1の実施形態による残留周波数誤差推定装置3と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すように、残留周波数誤差推定装置3aは、パイロットサブキャリア抽出部300、クロック周波数誤差推定・平均部305、中心周波数誤差推定部302、及び残留周波数誤差補正部303を備えて構成される。このように、本実施形態の残留周波数誤差推定装置3aは、第1の実施形態による残留周波数誤差推定装置3が備えるクロック周波数誤差推定部301に代えて、クロック周波数誤差推定・平均部305を備えた構成である。これにより、パイロットサブキャリア抽出部300は、自局に割り当てられたサブキャリアに含まれる受信パイロットサブキャリア信号を入力信号から抽出し、クロック周波数誤差推定・平均部305に出力する。   FIG. 6 is a functional block diagram showing the configuration of the residual frequency error estimating apparatus 3a according to this embodiment. In FIG. 6, the same parts as those of the residual frequency error estimating apparatus 3 according to the first embodiment shown in FIG. The same reference numerals are given and the description thereof is omitted. As shown in the figure, the residual frequency error estimation device 3a includes a pilot subcarrier extraction unit 300, a clock frequency error estimation / average unit 305, a center frequency error estimation unit 302, and a residual frequency error correction unit 303. The As described above, the residual frequency error estimation device 3a according to the present embodiment includes the clock frequency error estimation / average unit 305 instead of the clock frequency error estimation unit 301 included in the residual frequency error estimation device 3 according to the first embodiment. It is a configuration. Thereby, pilot subcarrier extraction section 300 extracts the received pilot subcarrier signal included in the subcarrier assigned to the own station from the input signal, and outputs it to clock frequency error estimation / average section 305.

クロック周波数誤差推定・平均部305は、パイロットサブキャリア抽出部300から入力された受信パイロットサブキャリア信号と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とを用いて、以下の数式(16)−(20)によりクロック周波数誤差ωの推定および平均化を行い、中心周波数誤差推定部302および残留周波数誤差補正部303に推定結果の出力を行う。
具体的には、クロック周波数誤差推定・平均部305は、数式(16)により、仮補正された受信パイロットサブキャリア信号を計算する。そして、クロック周波数誤差推定・平均部305は、数式(17)、(18)により、過去aシンボル分のサブキャリア番号kmaxおよびkminについて算出した仮補正後の受信パイロットサブキャリア信号から平均化した位相情報ψ(kmax,n)、ψ(kmin,n)を算出する。クロック周波数誤差推定・平均部305は、数式(19)により、数式(17)および(18)で算出した位相情報ψ(kmax,n)、ψ(kmin,n)から1サブキャリア当たりのクロック周波数誤差Δωを計算する。クロック周波数誤差推定・平均部305は、数式(20)により、数式(19)で算出したクロック周波数誤差Δωを用いてクロック周波数誤差ωn−1を更新し、クロック周波数誤差ωを算出する。
The clock frequency error estimation / average unit 305 uses the received pilot subcarrier signal input from the pilot subcarrier extraction unit 300 and the known transmission pilot subcarrier signal according to the following equations (16)-(20). The clock frequency error ω n is estimated and averaged, and the estimation result is output to the center frequency error estimating unit 302 and the residual frequency error correcting unit 303.
Specifically, the clock frequency error estimation / average unit 305 calculates the received pilot subcarrier signal that has been temporarily corrected according to Equation (16). Then, the clock frequency error estimating / averaging unit 305 averages the received pilot subcarrier signals after provisional correction calculated for the subcarrier numbers k max and kmin for the past a symbols according to equations (17) and (18). The phase information ψ (k max , n), ψ (k min , n) is calculated. The clock frequency error estimator / averager 305 uses the equation (19) to calculate per phase per subcarrier from the phase information ψ (k max , n) and ψ (k min , n) calculated by the equations (17) and (18). The clock frequency error Δω is calculated. The clock frequency error estimator / average unit 305 updates the clock frequency error ω n−1 using the clock frequency error Δω calculated by the equation (19) according to the equation (20), and calculates the clock frequency error ω n .

Figure 0005945256
Figure 0005945256

なお、θ−1およびω−1は0であり、aは時間平均に用いるシンボル数である。以降の処理は、第1実施形態と同様である。
以上が第2の実施形態である。
Note that θ −1 and ω −1 are 0, and a is the number of symbols used for time averaging. The subsequent processing is the same as in the first embodiment.
The above is the second embodiment.

[C.第3実施形態]
第3の実施形態では、中心周波数誤差推定の際に、最もサブキャリア番号の絶対値が小さいパイロットサブキャリアを基準にして中心周波数誤差推定を行うことにより残留周波数誤差の推定精度を高めることができる。以下に、第3の実施形態について第1実施形態との差分を中心に説明する。
[C. Third Embodiment]
In the third embodiment, when estimating the center frequency error, the estimation accuracy of the residual frequency error can be improved by estimating the center frequency error with reference to the pilot subcarrier having the smallest absolute value of the subcarrier number. . In the following, the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

本実施形態による無線通信システムは、図1に示す無線局2が、図5に示す残留周波数誤差推定装置3に代えて、以下の図7に示す残留周波数誤差推定装置3bを備えた構成である。   The radio communication system according to the present embodiment has a configuration in which the radio station 2 shown in FIG. 1 includes a residual frequency error estimation device 3b shown in FIG. 7 below instead of the residual frequency error estimation device 3 shown in FIG. .

図7は、本実施形態による残留周波数誤差推定装置3bの構成を示す機能ブロック図であり、同図において、図5に示す第1の実施形態による残留周波数誤差推定装置3と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すように、残留周波数誤差推定装置3bは、パイロットサブキャリア抽出部300、クロック周波数誤差推定部301、選択型中心周波数誤差推定部306、及び残留周波数誤差補正部303を備えて構成される。このように、本実施形態の残留周波数誤差推定装置3bは、第1の実施形態による残留周波数誤差推定装置3が備える中心周波数誤差推定部302に代えて、選択型中心周波数誤差推定部306を備えた構成である。これにより、クロック周波数誤差推定部301は、クロック周波数誤差Δωを選択型中心周波数誤差推定部306に出力する。残留周波数誤差補正部303は、クロック周波数誤差推定部301が推定したクロック周波数誤差と、選択型中心周波数誤差推定部306が推定した中心周波数誤差とを用いて、入力信号に含まれる受信データ信号に対して残留周波数誤差の補正を行う。   FIG. 7 is a functional block diagram showing the configuration of the residual frequency error estimating apparatus 3b according to this embodiment. In FIG. 7, the same parts as those of the residual frequency error estimating apparatus 3 according to the first embodiment shown in FIG. The same reference numerals are given and the description thereof is omitted. As shown in the figure, the residual frequency error estimation device 3b includes a pilot subcarrier extraction unit 300, a clock frequency error estimation unit 301, a selective center frequency error estimation unit 306, and a residual frequency error correction unit 303. The As described above, the residual frequency error estimation device 3b according to the present embodiment includes the selective center frequency error estimation unit 306 instead of the center frequency error estimation unit 302 included in the residual frequency error estimation device 3 according to the first embodiment. It is a configuration. As a result, the clock frequency error estimating unit 301 outputs the clock frequency error Δω to the selective center frequency error estimating unit 306. The residual frequency error correction unit 303 uses the clock frequency error estimated by the clock frequency error estimation unit 301 and the center frequency error estimated by the selective center frequency error estimation unit 306 to generate a received data signal included in the input signal. On the other hand, the residual frequency error is corrected.

選択型中心周波数誤差推定部306は、クロック周波数誤差推定部301から入力されたクロック周波数誤差Δωを用いて、数式(21)、及び数式(22)により中心周波数誤差θの推定を行い、残留周波数誤差補正部303に推定結果の出力を行う。 The selection-type center frequency error estimation unit 306 estimates the center frequency error θ n using the clock frequency error Δω n input from the clock frequency error estimation unit 301 using the formulas (21) and (22), The estimation result is output to the residual frequency error correction unit 303.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

ここで、k’minは、サブキャリア番号kのうち絶対値が最も小さいサブキャリア番号を示す。以降の処理は、第1実施形態と同様である。
以上が第3の実施形態である。
Here, k ′ min indicates the subcarrier number having the smallest absolute value among the subcarrier numbers k i . The subsequent processing is the same as in the first embodiment.
The above is the third embodiment.

[D.第4実施形態]
第4実施形態では、受信パイロット信号抽出の際に、各サブキャリア番号の受信パイロットサブキャリア信号について、受信信号電力と、受信信号から既知の送信パイロット信号を減算した後の電力との比を算出し、算出した比がある閾値よりも大きいパイロットサブキャリアを選択して抽出する。これにより、無線局に割当てられたいずれかの周波数チャネルを利用する隣接通信セルが存在し、干渉となる環境においても、残留周波数誤差の推定精度を高めることができる。以下に、第4の実施形態について、第1実施形態との差分を中心に説明する。
[D. Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, when extracting the received pilot signal, the ratio of the received signal power and the power obtained by subtracting the known transmitted pilot signal from the received signal is calculated for the received pilot subcarrier signal of each subcarrier number. Then, pilot subcarriers whose calculated ratio is larger than a certain threshold are selected and extracted. Accordingly, there is an adjacent communication cell that uses any one of the frequency channels assigned to the radio station, and the estimation accuracy of the residual frequency error can be improved even in an environment that causes interference. In the following, the fourth embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態による無線通信システムは、図1に示す無線局2が、図5に示す残留周波数誤差推定装置3に代えて、以下の図8に示す残留周波数誤差推定装置3cを備えた構成である。   The radio communication system according to the present embodiment has a configuration in which the radio station 2 shown in FIG. 1 includes a residual frequency error estimation device 3c shown in FIG. 8 below instead of the residual frequency error estimation device 3 shown in FIG. .

図8は、本実施形態による残留周波数誤差推定装置3cの構成を示す機能ブロック図であり、同図において、図5に示す第1の実施形態による残留周波数誤差推定装置3と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示すように、残留周波数誤差推定装置3cは、信号電力算出部307、選択型パイロットサブキャリア抽出部308、クロック周波数誤差推定部301、中心周波数誤差推定部302、及び残留周波数誤差補正部303を備えて構成される。このように、本実施形態の残留周波数誤差推定装置3cは、第1の実施形態による残留周波数誤差推定装置3が備えるパイロットサブキャリア抽出部300に代えて、信号電力算出部307、及び選択型パイロットサブキャリア抽出部308を備えた構成である。   FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of the residual frequency error estimating apparatus 3c according to this embodiment. In FIG. 8, the same parts as those of the residual frequency error estimating apparatus 3 according to the first embodiment shown in FIG. The same reference numerals are given and the description thereof is omitted. As shown in the figure, the residual frequency error estimation device 3c includes a signal power calculation unit 307, a selective pilot subcarrier extraction unit 308, a clock frequency error estimation unit 301, a center frequency error estimation unit 302, and a residual frequency error correction unit. 303 is comprised. As described above, the residual frequency error estimation device 3c according to the present embodiment replaces the pilot subcarrier extraction unit 300 included in the residual frequency error estimation device 3 according to the first embodiment with the signal power calculation unit 307 and the selective pilot. The subcarrier extraction unit 308 is provided.

信号電力算出部307には、入力信号とレプリカ信号とが入力される。レプリカ信号は、既知のパイロット信号である。信号電力算出部307は、数式(23)に示すように、それぞれのパイロットサブキャリアについて、入力信号x(k,n)の電力と、入力信号x(k,n)とレプリカ信号p(k,n)との差分の電力との比R(k,n)を算出し、選択型パイロットサブキャリア抽出部308に出力する。入力信号x(k,n)は、n番目のOFDMシンボルの入力信号であり、レプリカ信号p(k,n)は、n番目のOFDMシンボルの既知のパイロット信号である。   The signal power calculation unit 307 receives an input signal and a replica signal. The replica signal is a known pilot signal. The signal power calculation unit 307, for each pilot subcarrier, the power of the input signal x (k, n), the input signal x (k, n), and the replica signal p (k, n) as shown in Equation (23). A ratio R (k, n) with the difference power from n) is calculated and output to the selective pilot subcarrier extraction section 308. The input signal x (k, n) is an input signal of the nth OFDM symbol, and the replica signal p (k, n) is a known pilot signal of the nth OFDM symbol.

Figure 0005945256
Figure 0005945256

選択型パイロットサブキャリア抽出部308は、信号電力算出部307から入力された電力の比R(k,n)が所定の閾値以上のパイロットサブキャリアを入力信号から抽出し、クロック周波数誤差推定部301に出力する。以降の処理は、第1実施形態と同様である。
以上が第4の実施形態である。
The selective pilot subcarrier extraction unit 308 extracts pilot subcarriers having a power ratio R (k, n) input from the signal power calculation unit 307 of a predetermined threshold or more from the input signal, and a clock frequency error estimation unit 301. Output to. The subsequent processing is the same as in the first embodiment.
The above is the fourth embodiment.

以上説明したように、本実施形態は、OFDMA変調方式を用いた無線通信システムにおいて、基地局が、サブチャネル内のサブキャリア位置に2本以上の既知の送信パイロットサブキャリアを配置して送信信号を送信し、無線局の残留周波数誤差推定装置が、受信信号からサブキャリア位置に配置されたパイロットサブキャリアの信号を受信パイロットサブキャリアとして抽出し、抽出した受信パイロットサブキャリアと既知の送信パイロットサブキャリアとに基づいてクロック周波数誤差と中心周波数誤差を推定し、推定したクロック周波数誤差及び中心周波数誤差を用いて残留周波数誤差の補正を行う。これにより、残留周波数誤差推定装置は、任意のサブキャリア位置に配置された一部のパイロットサブキャリアを用いて残留周波数誤差の推定および補正を行うことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, in a wireless communication system using the OFDMA modulation scheme, a base station arranges two or more known transmission pilot subcarriers at subcarrier positions in a subchannel and transmits a transmission signal. The residual frequency error estimator of the radio station extracts the pilot subcarrier signal arranged at the subcarrier position from the received signal as a received pilot subcarrier, and extracts the received received pilot subcarrier and the known transmitted pilot subcarrier. The clock frequency error and the center frequency error are estimated based on the carrier, and the residual frequency error is corrected using the estimated clock frequency error and center frequency error. As a result, the residual frequency error estimation device can estimate and correct the residual frequency error using a part of pilot subcarriers arranged at arbitrary subcarrier positions.

上述した実施形態における基地局1、及び残留周波数誤差推定装置3、3a、3b、3cの一部の機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。   You may make it implement | achieve a part of function of the base station 1 and the residual frequency error estimation apparatus 3, 3a, 3b, 3c in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program that holds a program for a certain period of time. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

OFDMA変調方式を用いて複数の無線局に異なるサブキャリアの集合体であるサブチャネルを割り当て、複数の無線局と同時に送受信を行う無線通信システムに利用可能である。   The present invention is applicable to a wireless communication system in which subchannels, which are aggregates of different subcarriers, are assigned to a plurality of wireless stations using the OFDMA modulation method, and transmission / reception is performed simultaneously with the plurality of wireless stations.

1 基地局
100−1〜100−N 誤り訂正符号化部
101−1〜101−N インターリーブ処理部
102−1−1〜102−1−S、102−N−1〜102−N−S サブキャリア変調部
103 パイロットサブキャリア生成部
104 IFFT部
105 GI付加部
106 RF処理部
107 アンテナ
2 無線局
201 アンテナ
202 周波数変換部
203 GI除去部
204 FFT部
205−1〜205−J サブキャリア復調部
206 デインタリーブ処理部
207 復号部
3、3a、3b、3c 残留周波数誤差推定装置
300 パイロットサブキャリア抽出部
301 クロック周波数誤差推定部
302 中心周波数誤差推定部
303 残留周波数誤差補正部
305 クロック周波数誤差推定・平均部(クロック周波数誤差推定部)
306 選択型中心周波数誤差推定部(中心周波数誤差推定部)
307 信号電力算出部
308 選択型パイロットサブキャリア抽出部(パイロットサブキャリア抽出部)
9 残留周波数誤差推定装置
900 パイロットサブキャリア抽出部
901 中心周波数誤差推定部
902 クロック周波数誤差推定部
903 残留周波数誤差補正部
1 Base Stations 100-1 to 100-N Error Correction Encoding Units 101-1 to 101-N Interleave Processing Units 102-1-1 to 102-1-S, 102-N-1 to 102-N-S Subcarriers Modulation section 103 Pilot subcarrier generation section 104 IFFT section 105 GI addition section 106 RF processing section 107 Antenna 2 Radio station 201 Antenna 202 Frequency conversion section 203 GI removal section 204 FFT sections 205-1 to 205-J Subcarrier demodulation section 206 Interleave processing unit 207 Decoding unit 3, 3a, 3b, 3c Residual frequency error estimation device 300 Pilot subcarrier extraction unit 301 Clock frequency error estimation unit 302 Center frequency error estimation unit 303 Residual frequency error correction unit 305 Clock frequency error estimation / average unit (Clock frequency error estimator)
306 Selective center frequency error estimator (center frequency error estimator)
307 Signal power calculation unit 308 Selective pilot subcarrier extraction unit (pilot subcarrier extraction unit)
9 Residual frequency error estimation device 900 Pilot subcarrier extraction unit 901 Center frequency error estimation unit 902 Clock frequency error estimation unit 903 Residual frequency error correction unit

Claims (8)

複数のサブキャリアから構成される受信信号の入力を受け、入力された前記受信信号から異なるサブキャリア位置の受信パイロットサブキャリア信号を抽出するパイロットサブキャリア抽出ステップと、
前記パイロットサブキャリア抽出ステップにおいて抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて位相を算出し、異なるサブキャリア位置について算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新するクロック周波数誤差推定ステップと、
前記クロック周波数誤差推定ステップにおいて算出された前記クロック周波数誤差の補正値に基づいて前記中心周波数誤差を更新する中心周波数誤差推定ステップと、
前記中心周波数誤差推定ステップにおいて更新された前記中心周波数誤差と、前記クロック周波数誤差推定ステップにおいて更新された前記クロック周波数誤差とを用いて前記受信信号に残留周波数誤差の補正を行う残留周波数誤差補正ステップと、
を有することを特徴とする残留周波数誤差推定方法。
A pilot subcarrier extraction step of receiving a received signal composed of a plurality of subcarriers and extracting a received pilot subcarrier signal at a different subcarrier position from the input received signal;
A phase is calculated based on a result of correcting the received pilot subcarrier signal extracted in the pilot subcarrier extraction step with a clock frequency error and a center frequency error, and a known transmission pilot subcarrier signal, and different subcarrier positions are calculated. A clock frequency error estimating step of calculating a correction value of a clock frequency error from the phase calculated with respect to and updating the clock frequency error with the calculated correction value;
A center frequency error estimating step for updating the center frequency error based on the correction value of the clock frequency error calculated in the clock frequency error estimating step;
A residual frequency error correction step for correcting a residual frequency error in the received signal using the center frequency error updated in the center frequency error estimation step and the clock frequency error updated in the clock frequency error estimation step. When,
A residual frequency error estimation method comprising:
前記クロック周波数誤差推定ステップにおいては、異なる受信信号から抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて前記異なるサブキャリア位置毎に平均化した位相を算出し、算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新する、
ことを特徴とする請求項1に記載の残留周波数誤差推定方法。
In the clock frequency error estimation step, the different subcarriers are based on a result of correcting the received pilot subcarrier signals extracted from different received signals with a clock frequency error and a center frequency error and a known transmission pilot subcarrier signal. Calculating an averaged phase for each position, calculating a correction value of a clock frequency error from the calculated phase, and updating the clock frequency error with the calculated correction value;
The residual frequency error estimation method according to claim 1, wherein:
前記中心周波数誤差推定ステップにおいては、前記クロック周波数誤差推定ステップにおいて算出された前記クロック周波数誤差の補正値と、抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号のうちサブキャリア位置を表す番号の絶対値が最も小さい前記受信パイロットサブキャリア信号とを用いて中心周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記中心周波数誤差の補正値により前記中心周波数誤差を更新する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の残留周波数誤差推定方法。
In the center frequency error estimating step, the correction value of the clock frequency error calculated in the clock frequency error estimating step and the absolute value of the number representing the subcarrier position among the extracted received pilot subcarrier signals are the largest. A center frequency error correction value is calculated using the small received pilot subcarrier signal, and the center frequency error is updated with the calculated center frequency error correction value.
The residual frequency error estimation method according to claim 1 or 2, wherein the residual frequency error is estimated.
前記受信信号の電力と、前記受信信号と既知のパイロット信号との差分の電力との比を算出する信号電力算出ステップをさらに有し、
前記パイロットサブキャリア抽出ステップにおいては、前記信号電力算出ステップにおいて算出された比が閾値よりも大きい受信パイロットサブキャリア信号を前記受信信号から抽出する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の残留周波数誤差推定方法。
A signal power calculating step of calculating a ratio between the power of the received signal and the power of the difference between the received signal and a known pilot signal;
In the pilot subcarrier extraction step, a received pilot subcarrier signal whose ratio calculated in the signal power calculation step is larger than a threshold is extracted from the received signal;
The residual frequency error estimation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the residual frequency error is estimated.
複数のサブキャリアから構成される受信信号の入力を受け、入力された前記受信信号から異なるサブキャリア位置の受信パイロットサブキャリア信号を抽出するパイロットサブキャリア抽出するパイロットサブキャリア抽出部と、
前記パイロットサブキャリア抽出部により抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と、既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて位相を算出し、異なるサブキャリア位置について算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新するクロック周波数誤差推定部と、
前記クロック周波数誤差推定部により算出された前記クロック周波数誤差の補正値に基づいて前記中心周波数誤差を更新する中心周波数誤差推定部と、
前記中心周波数誤差推定部により更新された前記中心周波数誤差と、前記クロック周波数誤差推定部により更新された前記クロック周波数誤差とを用いて前記受信信号に残留周波数誤差の補正を行う残留周波数誤差補正部と、
を備えることを特徴とする残留周波数誤差推定装置。
A pilot subcarrier extracting unit that receives a received signal composed of a plurality of subcarriers and extracts a pilot subcarrier that extracts received pilot subcarrier signals at different subcarrier positions from the received received signal;
A phase is calculated based on a result of correcting the received pilot subcarrier signal extracted by the pilot subcarrier extraction unit using a clock frequency error and a center frequency error, and a known transmission pilot subcarrier signal, and different subcarrier positions are calculated. A clock frequency error estimator that calculates a correction value of a clock frequency error from the phase calculated for the above, and updates the clock frequency error with the calculated correction value;
A center frequency error estimator that updates the center frequency error based on the correction value of the clock frequency error calculated by the clock frequency error estimator;
A residual frequency error correction unit that corrects a residual frequency error in the received signal using the center frequency error updated by the center frequency error estimation unit and the clock frequency error updated by the clock frequency error estimation unit When,
A residual frequency error estimation device comprising:
前記クロック周波数誤差推定部は、異なる受信信号から抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号をクロック周波数誤差及び中心周波数誤差により補正した結果と既知の送信パイロットサブキャリア信号とに基づいて前記異なるサブキャリア位置毎に平均化した位相を算出し、算出した前記位相からクロック周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記補正値により前記クロック周波数誤差を更新する、
ことを特徴とする請求項5に記載の残留周波数誤差推定装置。
The clock frequency error estimator is configured to correct the received pilot subcarrier signals extracted from different received signals with a clock frequency error and a center frequency error and the different subcarrier positions based on a known transmitted pilot subcarrier signal. Calculating an averaged phase every time, calculating a correction value of a clock frequency error from the calculated phase, and updating the clock frequency error with the calculated correction value;
The residual frequency error estimation apparatus according to claim 5, wherein
前記中心周波数誤差推定部は、前記クロック周波数誤差推定部により算出された前記クロック周波数誤差の補正値と、抽出された前記受信パイロットサブキャリア信号のうちサブキャリア位置を表す番号の絶対値が最も小さい前記受信パイロットサブキャリア信号とを用いて中心周波数誤差の補正値を算出し、算出した前記中心周波数誤差の補正値により前記中心周波数誤差を更新する、
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の残留周波数誤差推定装置。
The center frequency error estimator has the smallest absolute value of the correction value of the clock frequency error calculated by the clock frequency error estimator and the number representing the subcarrier position among the extracted received pilot subcarrier signals. A center frequency error correction value is calculated using the received pilot subcarrier signal, and the center frequency error is updated with the calculated center frequency error correction value.
The residual frequency error estimation apparatus according to claim 5 or 6, characterized by:
前記受信信号の電力と、前記受信信号と既知のパイロット信号との差分の電力との比を算出する信号電力算出部をさらに備え、
前記パイロットサブキャリア抽出部は、前記信号電力算出部により算出された比が閾値よりも大きい受信パイロットサブキャリア信号を前記受信信号から抽出する、
ことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の残留周波数誤差推定装置。
A signal power calculation unit that calculates a ratio between the power of the received signal and the power of the difference between the received signal and a known pilot signal;
The pilot subcarrier extraction unit extracts, from the received signal, a received pilot subcarrier signal in which the ratio calculated by the signal power calculation unit is larger than a threshold;
The residual frequency error estimation apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein
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JP2002314506A (en) * 2001-04-18 2002-10-25 Sony Corp Receiver and reception method
JP2003110524A (en) * 2001-09-27 2003-04-11 Toshiba Corp Ofdm receiver
GB2422073B (en) * 2005-01-07 2007-03-28 Toshiba Res Europ Ltd Improved frequency offset tracking
JP4419969B2 (en) * 2006-02-09 2010-02-24 ソニー株式会社 OFDM demodulator and method
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