JP6150685B2 - OFDM wave measuring apparatus and program - Google Patents

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Description

本発明は、地上デジタル放送、地上デジタル音声放送、マルチメディア放送等の信号を検出及び測定する技術に関し、特に、パイロット信号を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号の受信電力等を測定するOFDM波測定装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a technique for detecting and measuring signals such as terrestrial digital broadcasting, terrestrial digital audio broadcasting, and multimedia broadcasting, and in particular, reception power of an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal including a pilot signal, and the like. The present invention relates to an OFDM wave measuring apparatus and a program for measuring the frequency.

従来、地上デジタル放送、地上デジタル音声放送、マルチメディア放送等の分野において、OFDM信号からパイロット信号を抽出し、受信電力、スペクトル、遅延プロファイル等を測定する装置が知られている。例えば、特許文献1には、受信したOFDM信号から伝送モード及びGI(Guard Interval:ガードインターバル)を検出し、ローカル周波数補正及びサンプリング周波数補正を行い、フレーム同期を捕捉することなくパイロット信号を抽出し、遅延プロファイルを算出するOFDM信号解析装置が記載されている。また、特許文献2には、受信したOFDM信号からSP(Scattered Pilot:スキャッタードパイロット)信号を抽出し、SP信号に基づいて従来よりも多数のFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)点数によって遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル測定装置が記載されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in fields such as terrestrial digital broadcasting, terrestrial digital audio broadcasting, and multimedia broadcasting, apparatuses that extract a pilot signal from an OFDM signal and measure received power, spectrum, delay profile, and the like are known. For example, Patent Document 1 detects a transmission mode and GI (Guard Interval) from a received OFDM signal, performs local frequency correction and sampling frequency correction, and extracts a pilot signal without capturing frame synchronization. An OFDM signal analyzing apparatus for calculating a delay profile is described. In Patent Document 2, an SP (Scattered Pilot) signal is extracted from the received OFDM signal, and based on the SP signal, the number of FFTs (Fast Fourier Transforms) is larger than the conventional number. A delay profile measuring device for calculating a delay profile is described.

一方、ホワイトスペースを活用したサービス及びシステムの制度化が進められ、そのビジネス展開を促進するための研究開発も積極的に行われている。ホワイトスペースは、特定の電波利用サービスに割り当てられている周波数領域のうち、地理的及び時間的に使用されていない周波数領域の電波をいう。このホワイトスペースを活用するサービス等において、ホワイトスペース利用局から放送波への干渉許容レベルは、熱雑音以下である必要があり、例えば干渉許容レベルがI(Interference)/N(Noise)=−10dBのように、熱雑音以下の低レベルの信号を測定する技術が求められる。   On the other hand, institutionalization of services and systems utilizing white space is being promoted, and research and development are being actively conducted to promote business development. White space refers to radio waves in a frequency region that is not used geographically and temporally among frequency regions assigned to a specific radio wave service. In a service utilizing this white space, the allowable level of interference from the white space using station to the broadcast wave needs to be equal to or less than thermal noise. For example, the allowable level of interference is I (Interference) / N (Noise) = − 10 dB. As described above, there is a need for a technique for measuring a low level signal equal to or lower than thermal noise.

そこで、熱雑音以下の低レベルの信号を測定する装置として、特許文献3のOFDM波測定装置が知られている。このOFDM波測定装置は、時間軸上にて所定数のシンボル単位でループフィルタ処理または移動平均処理を行った後に、GI相関によって有効シンボルの位置を検出し、その後、FFTを行って得ら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することにより、パイロット信号を抽出し、受信電力等を算出するものである。一方で、このOFDM波測定装置では、時間軸上にてループフィルタ処理または移動平均処理及び同期加算処理を行うため、送受信機間のクロック誤差または周波数誤差が存在する場合には、受信電力等を精度良く算出することができない。そこで、特許文献3には、粗い補正としてGI相関の値からクロック誤差を算出すると共に、さらに精度を上げるため、同期加算後のSP信号の電力が時間軸上でピーク値となる計算シンボル数から周波数誤差を換算する表または計算式を用いて、受信電力等を算出する例が示されている。   Therefore, an OFDM wave measuring apparatus disclosed in Patent Document 3 is known as an apparatus for measuring a low level signal equal to or lower than thermal noise. This OFDM wave measuring device is obtained by performing loop filter processing or moving average processing in units of a predetermined number of symbols on the time axis, then detecting the position of an effective symbol by GI correlation, and then performing FFT A pilot signal is extracted by synchronously adding carrier symbols for each predetermined symbol, and received power and the like are calculated. On the other hand, since this OFDM wave measuring apparatus performs loop filter processing or moving average processing and synchronous addition processing on the time axis, if there is a clock error or frequency error between the transceivers, the received power etc. It cannot be calculated with high accuracy. Therefore, in Patent Document 3, the clock error is calculated from the value of the GI correlation as a rough correction, and in order to further improve the accuracy, the power of the SP signal after the synchronous addition is calculated from the number of calculated symbols that becomes a peak value on the time axis. An example is shown in which received power and the like are calculated using a table or calculation formula for converting a frequency error.

ところで、ホワイトスペースを活用するシステムの1つとしてエリア放送がある。非特許文献1のエリア放送の標準規格では、送信周波数の許容周波数誤差が最大±20kHzであると示されている。前述の特許文献3には、周波数誤差を精度良く検出する手法の例が示されているが、この手法は、OFDMキャリア間隔の±1/2(モード3の場合、キャリア間隔は約992Hz(=1/1.008e−3)の範囲の周波数誤差(以下、狭帯域周波数誤差という。))しか検出することができない。   By the way, there is area broadcasting as one of systems utilizing white space. The standard for area broadcasting in Non-Patent Document 1 indicates that the allowable frequency error of the transmission frequency is a maximum of ± 20 kHz. The above-mentioned Patent Document 3 shows an example of a method for accurately detecting a frequency error. This method is ± 1/2 of the OFDM carrier interval (in the case of mode 3, the carrier interval is about 992 Hz (= Only a frequency error in the range of 1 / 1.008e-3) (hereinafter referred to as narrowband frequency error) can be detected.

一方、OFDMキャリア間隔の±1/2以上の周波数誤差を検出する手法として、非特許文献2には、パイロット信号とデータ信号との間の電力差によりキャリア間隔単位の周波数誤差(以下、広帯域周波数誤差という。)を検出する手法が提案されている。   On the other hand, as a technique for detecting a frequency error of ± 1/2 or more of the OFDM carrier interval, Non-Patent Document 2 discloses a frequency error (hereinafter referred to as a broadband frequency) in units of carrier intervals due to a power difference between a pilot signal and a data signal. A method for detecting an error) has been proposed.

この手法は、設定したシンボル数でキャリア毎の平均電力を算出し、CP(Continual Pilot:コンティニュアルパイロット)に割り当てられたキャリアの電力が他のキャリアよりも大きくなることを利用し、その結果と予め規定したパイロット配置情報の相関を算出することで周波数誤差を検出する。   This method calculates the average power for each carrier with the set number of symbols and uses the fact that the power of the carrier allocated to CP (Continual Pilot) is larger than that of other carriers. A frequency error is detected by calculating a correlation of pilot arrangement information defined in advance.

特開2002−335226号公報JP 2002-335226 A 特開2007−28367号公報JP 2007-28367 A 特開2012−253553号公報JP 2012-253553 A

ARIB STD-B55、「エリア放送の伝送方式」ARIB STD-B55, “Area Broadcast Transmission Method” 林他、「OFDM復調における広帯域周波数同期方式の検討」、1997年電気情報通信学会総合大会、B-5-244Hayashi et al., "Study of wideband frequency synchronization method for OFDM demodulation", 1997 IEICE General Conference, B-5-244

しかしながら、前述の非特許文献2の手法を、信号電力が熱雑音以下の低レベルの信号に適用した場合を想定すると、受信信号に熱雑音の電力が加わるため、CPの判別が困難になる。このため、非特許文献2の手法では、周波数誤差を精度高く検出することができないという問題があった。   However, assuming that the method of Non-Patent Document 2 described above is applied to a low level signal whose signal power is equal to or lower than thermal noise, it becomes difficult to discriminate CP because thermal noise power is added to the received signal. For this reason, the method of Non-Patent Document 2 has a problem that it is impossible to detect a frequency error with high accuracy.

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、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検出することができ、OFDM信号を精度高く測定可能なOFDM波測定装置及びプログラムを提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to detect a frequency error equal to or greater than the carrier interval even when the signal power is low, and to accurately convert the OFDM signal. An object is to provide a measurable OFDM wave measuring apparatus and program.

前記目的を達成するために、本発明によるOFDM波測定装置は、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。   To achieve the above object, an OFDM wave measuring apparatus according to the present invention receives an OFDM wave including a pilot signal, extracts the pilot signal, and measures the signal of the OFDM wave. The orthogonal demodulation unit that generates the baseband signal by performing orthogonal demodulation on the OFDM wave signal, and the baseband signal generated by the orthogonal demodulation unit, adds in units of a predetermined number of symbols on the time axis, An error detector that detects the symbol head position, narrowband frequency error and clock error by guard correlation, and a baseband signal generated by the quadrature demodulator corrects the narrowband frequency error detected by the error detector. A narrowband frequency error correction unit, and a baseband in which the narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error correction unit A first symbol cutout unit that removes a GI and cuts out an effective symbol based on the symbol head position detected by the error detection unit, and an effective symbol cut out by the first symbol cutout unit First FFT section for generating a carrier symbol, and differentially demodulating the IQ signal of the carrier symbol generated by the first FFT section, between the differential demodulated signal and the I axis An angle is calculated, cumulative processing using the angle is performed for a predetermined number of symbols, and a carrier position of a pilot signal for wideband frequency error detection that is differentially modulated and arranged at the same carrier position for each symbol is specified in units of carriers. The carrier position of the specified broadband frequency error detection pilot signal and the carrier of the preset broadband frequency error detection pilot signal A wideband frequency error detector that detects a wideband frequency error based on the correlation value, and a baseband signal in which the narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error corrector. On the other hand, a broadband frequency error correction unit that corrects the broadband frequency error detected by the broadband frequency error detection unit, and a baseband signal whose broadband frequency error is corrected by the broadband frequency error correction unit, by the error detection unit. Based on the detected symbol head position, a second symbol cutout unit that removes GI and cuts out an effective symbol, and an effective symbol cut out by the second symbol cutout unit are FFTed to generate a carrier symbol The second FFT unit and the carrier symbol generated by the second FFT unit are synchronized every predetermined number of symbols. A symbol addition unit that generates a synchronous addition result, calculates a correlation value between the synchronous addition result generated by the symbol addition unit and a plurality of preset patterns, and the correlation value is maximized A pattern detection unit that detects a pattern, and a pilot extraction unit that extracts a pilot signal from the carrier symbol of the synchronous addition result based on the pattern detected by the pattern detection unit.

また、本発明によるOFDM波測定装置は、前記広帯域周波数誤差検出部が、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。   In the OFDM wave measuring apparatus according to the present invention, the wideband frequency error detection unit differentially demodulates the carrier symbol IQ signal generated by the first FFT unit for each carrier to generate a differential demodulated signal. Calculating the angle between the differential demodulator and the IQ signal of the differential demodulated signal generated by the differential demodulator for each carrier and subtracting the sine value from the cosine value of the calculated angle The result is accumulated for the predetermined number of symbols in the symbol direction and averaged, the coefficient calculation unit calculating the average result as a coefficient, the coefficient for each carrier calculated by the coefficient calculation unit, and the wideband frequency error A correlation value between the coefficient for each carrier and the arrangement information is calculated using arrangement information in which the carrier position of the detection pilot signal is set in advance, and a wideband is calculated based on the correlation value. A correlation calculating section for detecting the frequency error, characterized by comprising a.

また、本発明によるOFDM波測定装置は、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。   The OFDM wave measuring apparatus according to the present invention is characterized in that the broadband frequency error detection pilot signal is a pilot signal that is modulated by a DBPSK or DQPSK modulation method and is arranged at the same carrier position for each symbol. .

さらに、本発明によるプログラムは、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、を実現させることを特徴とする。   Further, the program according to the present invention extracts the pilot signal from the OFDM wave signal including the pilot signal, and orthogonally demodulates the OFDM wave signal to a computer that measures the OFDM wave signal to generate a baseband signal. The function of the quadrature demodulator and the baseband signal generated by the quadrature demodulator are added in units of a predetermined number of symbols on the time axis, and the symbol head position, narrowband frequency error, and clock are added by guard correlation. A function of an error detection unit that detects an error, and a function of a narrowband frequency error correction unit that corrects a narrowband frequency error detected by the error detection unit with respect to the baseband signal generated by the orthogonal demodulation unit; For the baseband signal whose narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error correction unit, the error detection unit Based on the detected symbol head position, the function of the first symbol cutout unit that removes the GI and cuts out the effective symbol, and the effective symbol cut out by the first symbol cutout unit are subjected to FFT to obtain a carrier symbol The function of the first FFT unit that generates the signal and the IQ signal of the carrier symbol generated by the first FFT unit are differentially demodulated, and the angle between the differentially demodulated signal and the I axis is calculated. Then, accumulation processing using the angle is performed for a predetermined number of symbols, the carrier position of a pilot signal for wideband frequency error detection that is differentially modulated and arranged at the same carrier position for each symbol is specified in units of carriers, and the specified wideband Correlation between carrier position of pilot signal for detecting frequency error and carrier position of pilot signal for detecting broadband frequency error set in advance And a wideband frequency error detecting unit for detecting a wideband frequency error based on the correlation value, and a baseband signal whose narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error correcting unit. A function of a broadband frequency error correction unit that corrects a broadband frequency error detected by the error detection unit, and a baseband signal in which the broadband frequency error is corrected by the broadband frequency error correction unit, are detected by the error detection unit. Based on the symbol head position, the function of the second symbol cutout unit that removes the GI and cuts out the effective symbol and the effective symbol cut out by the second symbol cutout unit are FFTed to generate a carrier symbol. 2 functions of the FFT unit and the carrier symbol generated by the second FFT unit as a predetermined symbol A symbol addition unit that generates a synchronization addition result every time, and calculates a correlation value between a synchronization addition result generated by the symbol addition unit and a plurality of preset patterns, A function of a pattern detection unit that detects a pattern having the maximum correlation value, and a function of a pilot extraction unit that extracts a pilot signal from the carrier symbol of the synchronous addition result based on the pattern detected by the pattern detection unit; It is characterized by realizing.

以上のように、本発明によれば、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検出することができ、OFDM信号を精度高く測定することが可能となる。   As described above, according to the present invention, even when the signal power is at a low level, a frequency error greater than the carrier interval can be detected, and the OFDM signal can be measured with high accuracy.

実施例1によるOFDM波測定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the OFDM wave measuring apparatus by Example 1. FIG. 広帯域周波数誤差検出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a wideband frequency error detection part. 広帯域周波数誤差検出部の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of a wideband frequency error detection part. 誤差検出部がSP抽出部から入力したSP信号の推移イメージを示す図である。It is a figure which shows the transition image of SP signal which the error detection part input from SP extraction part. 送受信機間の周波数誤差及びクロック誤差とパイロットキャリアの中心周波数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency error and clock error between transmitter / receivers, and the center frequency of a pilot carrier. (1)は、OFDM波の左端の最も周波数の低いSP信号(左端SP信号)におけるIQ軸上の推移例を示す図であり、(2)は、OFDM波の右端の最も周波数の高いCP信号(右端CP信号)におけるIQ軸上の推移例を示す図であり、(3)は、左端SP信号における偏角の変化量θの推移例を示す図である。(1) is a figure which shows the example of a transition on the IQ axis in SP signal (left end SP signal) with the lowest frequency of the left end of an OFDM wave, (2) is CP signal with the highest frequency of the right end of an OFDM wave. It is a figure which shows the transition example on IQ axis in (right end CP signal), (3) is a figure which shows the transition example of variation | change_quantity (theta) of the deflection angle in a left end SP signal. 実施例1において観測対象となる左端SP信号及び右端CP信号を説明する図である。It is a figure explaining the left end SP signal and right end CP signal used as an observation object in Example 1. FIG. 実施例1による誤差検出部の処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating processing of an error detection unit according to the first embodiment. 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。It is a figure explaining SP1 signal and SP2 signal selected in Example 2. FIG. 実施例2による誤差検出部の処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating processing of an error detection unit according to the second embodiment. 角度θm,nと(cosθm,n−sinθm,n)の関係を示す図である。Angle theta m, n and (cosθ m, n -sinθ m, n) is a diagram showing the relationship.

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する第1の実施形態(実施例1)及び第2の実施形態(実施例2)は、広帯域周波数誤差を検出する際に、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周波数誤差を検出することを特徴とする。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment (example 1) and the second embodiment (example 2) described below, the IQ signal is differentially demodulated and detected between the I axis and the wideband frequency error. By calculating the angle and accumulating the wideband frequency error detection pilot signal that is differentially modulated and arranged at the same carrier position for each symbol, the carrier position is identified and a frequency error greater than the carrier interval is detected. It is characterized by.

また、実施例1は、狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する際に、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、正負の方向を含む周波数誤差及びクロック誤差を検出する。実施例2は、狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する際に、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、正負の方向を含む周波数誤差及びクロック誤差を検出する。以下、実施例1,2について説明する。   In the first embodiment, when a narrowband frequency error and a clock error are detected, a narrowband frequency error detection pilot signal is extracted by synchronous addition of symbols on the frequency axis, and the extracted narrowband frequency error detection pilot is extracted. The deviation angle of the signal is observed on the time axis, and a frequency error and a clock error including positive and negative directions are detected from the amount of change. In the second embodiment, when detecting a narrowband frequency error and a clock error, a pilot signal for detecting a narrowband frequency error is extracted by synchronous addition of symbols on the frequency axis. Select a pilot signal for narrowband frequency error detection with a high amplitude value from the inside, observe the declination of the selected pilot signal for narrowband frequency error detection on the time axis, and determine the frequency including the positive and negative directions from the amount of change. Detect errors and clock errors. Examples 1 and 2 will be described below.

〔実施例1〕
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。
[Example 1]
First, Example 1 will be described. As described above, in the first embodiment, the IQ signal is differentially demodulated to calculate the angle between the I axis and the wideband frequency error detection pilot signal that is differentially modulated and arranged at the same carrier position for each symbol. By accumulating, the carrier position is identified, a wideband frequency error that is greater than the carrier interval is detected, and a pilot signal for narrowband frequency error detection is extracted by synchronous symbol addition on the frequency axis. The declination of the frequency error detection pilot signal is observed on the time axis, and a narrowband frequency error and a clock error including positive and negative directions are detected from the amount of change.

図1は、実施例1によるOFDM波測定装置の構成を示すブロック図である。このOFDM波測定装置1は、周波数変換部11、A/D(Analog/Digital)変換部12、直交復調部13、誤差検出部14、狭帯域周波数誤差補正部15−1,15−2、シンボル切出部16−1,16−2,16−3,16−4、FFT部17−1,17−2,17−3,17−4、シンボル加算部18−1,18−2,18−3、SPパターン検出部(パターン検出部)19、クロック誤差補正部20−1,20−2、SP抽出部(パイロット抽出部)21−1,21−2、誤差検出部22、受信電力算出部23、スペクトル算出部24、遅延プロファイル算出部25、広帯域周波数誤差補正部26及び広帯域周波数誤差検出部27を備えている。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM wave measurement apparatus according to the first embodiment. The OFDM wave measuring apparatus 1 includes a frequency conversion unit 11, an A / D (Analog / Digital) conversion unit 12, an orthogonal demodulation unit 13, an error detection unit 14, narrowband frequency error correction units 15-1 and 15-2, symbols. Cutout sections 16-1, 16-2, 16-3, 16-4, FFT sections 17-1, 17-2, 17-3, 17-4, symbol addition sections 18-1, 18-2, 18- 3, SP pattern detection unit (pattern detection unit) 19, clock error correction units 20-1, 20-2, SP extraction units (pilot extraction units) 21-1, 21-2, error detection unit 22, received power calculation unit 23, a spectrum calculation unit 24, a delay profile calculation unit 25, a broadband frequency error correction unit 26, and a broadband frequency error detection unit 27.

周波数変換部11は、受信アンテナにて受信したOFDM信号のRF(Radio Frequency:無線周波数)信号を入力し、周波数変換してIF(Intermediate Frequency:中間周波数)信号を生成し、A/D変換部12に出力する。A/D変換部12は、周波数変換部11からIF信号を入力し、アナログのIF信号をデジタルのIF信号に変換し、直交復調部13に出力する。直交復調部13は、A/D変換部12からデジタルのIF信号を入力し、直交復調してI(In-phase:同相),Q(Quadrature:直交位相)のベースバンド信号を生成し、誤差検出部14及び狭帯域周波数誤差補正部15−1に出力する。   The frequency converter 11 receives an RF (Radio Frequency) signal of the OFDM signal received by the receiving antenna, generates a IF (Intermediate Frequency) signal by frequency conversion, and an A / D converter 12 is output. The A / D converter 12 receives the IF signal from the frequency converter 11, converts the analog IF signal into a digital IF signal, and outputs the digital IF signal to the quadrature demodulator 13. The quadrature demodulator 13 receives the digital IF signal from the A / D converter 12 and performs quadrature demodulation to generate baseband signals of I (In-phase) and Q (Quadrature), and generates an error. It outputs to the detection part 14 and the narrow band frequency error correction | amendment part 15-1.

誤差検出部14は、直交復調部13からIQのベースバンド信号を入力し、時間軸上の所定のデータ先頭位置を基準にして、4シンボル単位に加算を順次行い、加算結果にガードインターバル相間を施してガードインターバル相関値を算出し、ガードインターバル相関値に基づいてシンボル先頭位置、クロック誤差及び周波数誤差を検出する。ここで、所定のデータ先頭位置は、IQのベースバンド信号の時間軸上における任意の位置を示す。また、誤差検出部14により検出される周波数誤差の範囲は、キャリア間隔の±1/2である。   The error detection unit 14 receives the IQ baseband signal from the quadrature demodulation unit 13, sequentially performs addition in units of four symbols on the basis of a predetermined data head position on the time axis, and adds the interval between guard interval phases to the addition result. Then, a guard interval correlation value is calculated, and a symbol head position, a clock error, and a frequency error are detected based on the guard interval correlation value. Here, the predetermined data head position indicates an arbitrary position on the time axis of the IQ baseband signal. The range of the frequency error detected by the error detector 14 is ± 1/2 of the carrier interval.

そして、誤差検出部14は、検出したシンボル先頭位置をシンボル切出部16−1,16−2,16−3,16−4に出力し、検出したクロック誤差(時間軸上のシンボル加算にて検出したクロック誤差)をクロック誤差補正部20−1に出力し、検出した周波数誤差(時間軸上のシンボル加算にて検出した周波数誤差)を狭帯域周波数誤差として狭帯域周波数誤差補正部15−1に出力する。ここで、誤差検出部14によるシンボル先頭位置、クロック誤差及び周波数誤差の検出処理は既知であり、その詳細については前述の特許文献3を参照されたい。   Then, the error detection unit 14 outputs the detected symbol head position to the symbol cutout units 16-1, 16-2, 16-3, 16-4, and detects the detected clock error (symbol addition on the time axis). The detected clock error) is output to the clock error correction unit 20-1, and the detected frequency error (frequency error detected by symbol addition on the time axis) is defined as a narrowband frequency error. Output to. Here, the detection processing of the symbol head position, the clock error, and the frequency error by the error detection unit 14 is already known. For details, refer to Patent Document 3 described above.

狭帯域周波数誤差補正部15−1は、直交復調部13からIQのベースバンド信号を入力すると共に、誤差検出部14から狭帯域周波数誤差を入力し、入力した狭帯域周波数誤差に基づいて、ベースバンド信号(IQ信号)における周波数の誤差を補正する。そして、狭帯域周波数誤差補正部15−1は、狭帯域周波数誤差を補正したベースバンド信号を広帯域周波数誤差補正部26及びシンボル切出部16−4に出力する。   The narrowband frequency error correction unit 15-1 receives the IQ baseband signal from the quadrature demodulation unit 13 and the narrowband frequency error from the error detection unit 14, and based on the input narrowband frequency error, The frequency error in the band signal (IQ signal) is corrected. Then, the narrowband frequency error correction unit 15-1 outputs the baseband signal obtained by correcting the narrowband frequency error to the wideband frequency error correction unit 26 and the symbol cutout unit 16-4.

シンボル切出部16−4は、狭帯域周波数誤差補正部15−1から狭帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号を入力すると共に、誤差検出部14からシンボル先頭位置を入力する。そして、シンボル切出部16−4は、誤差検出部14において4シンボル単位の加算の基準としたデータ先頭位置からシンボル先頭位置分シフトした位置を基準にして、ベースバンド信号からGIを除去し有効シンボルの信号を切り出す。そして、シンボル切出部16−4は、有効シンボルの信号をFFT部17−4に出力する。   The symbol cutout unit 16-4 receives the baseband signal with the narrowband frequency error corrected from the narrowband frequency error correction unit 15-1, and also receives the symbol head position from the error detection unit. Then, the symbol cutout unit 16-4 removes the GI from the baseband signal based on the position shifted by the symbol head position from the data head position, which is the reference for addition in units of four symbols in the error detection unit 14, and is effective. Cut out the signal of the symbol. Then, the symbol cutout unit 16-4 outputs an effective symbol signal to the FFT unit 17-4.

FFT部17−4は、シンボル切出部16−4から有効シンボルの信号を入力し、FFTしてキャリアシンボルを生成し、キャリアシンボルのFFT出力信号を広帯域周波数誤差検出部27に出力する。   The FFT unit 17-4 receives the effective symbol signal from the symbol cutout unit 16-4, performs FFT to generate a carrier symbol, and outputs the carrier symbol FFT output signal to the wideband frequency error detection unit 27.

広帯域周波数誤差検出部27は、FFT部17−4からFFT出力信号を入力し、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(Differential Binary Phase Shift Keying:差動2相位相変調)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。そして、広帯域周波数誤差検出部27は、検出した周波数誤差を広帯域周波数誤差として広帯域周波数誤差補正部26に出力する。毎シンボル同じキャリア位置に配置され、広帯域周波数誤差を検出するために用いるパイロット信号としては、例えばTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号、AC(Auxiliary Channel)信号が用いられる。広帯域周波数誤差検出部27の処理の詳細については後述する。   The broadband frequency error detection unit 27 receives the FFT output signal from the FFT unit 17-4, differentially demodulates the IQ signal, which is the FFT output signal, for each carrier, and performs a differential demodulation between the signal and the I axis. The angle is calculated, and based on the calculated angle, the pilot signal modulated by DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying) and arranged at the same carrier position for each symbol is accumulated. The carrier position is specified in units of carrier, and the correlation value between the carrier position of the specified pilot signal and the correct carrier position of the pilot signal (the carrier position of the pilot signal arranged by the transmission device) is calculated, and the carrier interval or more The frequency error of is detected. Then, the broadband frequency error detection unit 27 outputs the detected frequency error to the broadband frequency error correction unit 26 as a broadband frequency error. For example, a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal and an AC (Auxiliary Channel) signal are used as pilot signals that are arranged at the same carrier position for each symbol and used to detect a wideband frequency error. Details of the processing of the broadband frequency error detection unit 27 will be described later.

ここで、OFDM波測定装置1が受信するOFDM波には、当該OFDM波を送信する送信装置がDBPSKの変調方式にて変調し毎シンボル同じキャリア位置に配置したパイロット信号が含まれるものとする。   Here, it is assumed that the OFDM wave received by the OFDM wave measuring apparatus 1 includes a pilot signal that is modulated by the DBPSK modulation method and arranged at the same carrier position for each symbol by the transmitting apparatus that transmits the OFDM wave.

広帯域周波数誤差補正部26は、狭帯域周波数誤差補正部15−1から狭帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号を入力すると共に、広帯域周波数誤差検出部27から広帯域周波数誤差を入力し、入力した広帯域周波数誤差に基づいて、入力したベースバンド信号(狭帯域周波数誤差が補正されたIQ信号)における周波数の誤差を補正する。そして、広帯域周波数誤差補正部26は、広帯域周波数誤差を補正したベースバンド信号を狭帯域周波数誤差補正部15−2及びシンボル切出部16−1に出力する。   The wideband frequency error correction unit 26 inputs the baseband signal with the narrowband frequency error corrected from the narrowband frequency error correction unit 15-1 and also inputs the wideband frequency error from the wideband frequency error detection unit 27. Based on the wideband frequency error, a frequency error in the input baseband signal (an IQ signal in which the narrowband frequency error is corrected) is corrected. Then, the wideband frequency error correction unit 26 outputs the baseband signal obtained by correcting the wideband frequency error to the narrowband frequency error correction unit 15-2 and the symbol cutout unit 16-1.

シンボル切出部16−1は、広帯域周波数誤差補正部26から広帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号を入力すると共に、誤差検出部14からシンボル先頭位置を入力する。そして、シンボル切出部16−1は、シンボル切出部16−4と同様の処理を行って有効シンボルの信号を切り出し、切り出した有効シンボルの信号をFFT部17−1に出力する。   The symbol cutout unit 16-1 receives the baseband signal whose broadband frequency error has been corrected from the broadband frequency error correction unit 26 and also receives the symbol head position from the error detection unit 14. Then, the symbol cutout unit 16-1 performs the same processing as the symbol cutout unit 16-4, cuts out an effective symbol signal, and outputs the cut out effective symbol signal to the FFT unit 17-1.

FFT部17−1は、シンボル切出部16−1から有効シンボルの信号を入力し、FFTしてキャリアシンボルを生成し、キャリアシンボルのFFT出力信号をシンボル加算部18−1に出力する。この場合、FFT部17−1は、シンボル番号が4n番目のキャリアシンボル、シンボル番号が4n+1番目のキャリアシンボル、シンボル番号が4n+2番目のキャリアシンボル及びシンボル番号が4n+3番目のキャリアシンボルの4グループに分け、そのグループ毎にFFT出力信号をシンボル加算部18−1に出力する。nは、0以上の整数である。   The FFT unit 17-1 receives the effective symbol signal from the symbol cutout unit 16-1, performs FFT to generate a carrier symbol, and outputs the carrier symbol FFT output signal to the symbol adder 18-1. In this case, the FFT unit 17-1 divides into four groups of a symbol number of 4nth carrier symbol, a symbol number of 4n + 1th carrier symbol, a symbol number of 4n + 2nd carrier symbol, and a symbol number of 4n + 3rd carrier symbol. The FFT output signal is output to the symbol adder 18-1 for each group. n is an integer of 0 or more.

シンボル加算部18−1は、FFT部17−1からFFT出力信号である4グループのキャリアシンボル(シンボル番号が4n番目のキャリアシンボル、シンボル番号が4n+1番目のキャリアシンボル、シンボル番号が4n+2番目のキャリアシンボル及びシンボル番号が4n+3番目のキャリアシンボル)を入力し、グループ毎にキャリアシンボルの同期加算を行う。すなわち、シンボル加算部18−1は、各グループについて、サブキャリア毎にベクトル加算を行う。そして、シンボル加算部18−1は、グループ毎の同期加算結果であるシンボル番号が4n番目のキャリアシンボルの同期加算結果、シンボル番号が4n+1番目のキャリアシンボルの同期加算結果、シンボル番号が4n+2番目のキャリアシンボルの同期加算結果及びシンボル番号が4n+3番目のキャリアシンボルの同期加算結果をSPパターン検出部19に出力する。具体的には、シンボル加算部18−1は、同期加算の処理として、ループフィルタによる加算処理、または移動平均による加算処理を行う。ここで、シンボル加算部18−1による加算処理は既知であり、その詳細については前述の特許文献3を参照されたい。   The symbol adder 18-1 includes four groups of carrier symbols (symbol number is 4nth carrier symbol, symbol number is 4n + 1th carrier symbol, symbol number is 4n + 2nd carrier) that is an FFT output signal from the FFT unit 17-1. Symbol and symbol number 4n + 3rd carrier symbol) are input, and carrier symbols are synchronously added for each group. That is, the symbol addition unit 18-1 performs vector addition for each subcarrier for each group. Then, the symbol addition unit 18-1 performs the synchronous addition result of the 4nth carrier symbol whose symbol number is the synchronous addition result for each group, the synchronous addition result of the 4n + 1th carrier symbol, and the symbol number of 4n + 2th. The synchronous addition result of the carrier symbol and the synchronous addition result of the 4n + 3rd carrier symbol with the symbol number are output to the SP pattern detection unit 19. Specifically, the symbol addition unit 18-1 performs an addition process using a loop filter or an addition process using a moving average as the synchronous addition process. Here, the addition processing by the symbol addition unit 18-1 is known, and for details, refer to Patent Document 3 described above.

SPパターン検出部19は、シンボル加算部18−1から4グループの同期加算結果(シンボル番号が4n番目のキャリアシンボルの同期加算結果、シンボル番号が4n+1番目のキャリアシンボルの同期加算結果、シンボル番号が4n+2番目のキャリアシンボルの同期加算結果及びシンボル番号が4n+3番目のキャリアシンボルの同期加算結果)を入力する。そして、SPパターン検出部19は、これらの同期加算結果と、予め設定された4つのSPパターンとの間の相関値を算出し、4つの相関値に基づいて、SPの抽出が可能か否かを判定し、SP抽出可またはSP抽出不可の信号を生成し、SP抽出可のときの最大相関値を有するSPパターンを検出する。そして、SPパターン検出部19は、SP抽出不可能であると判定した場合、SP抽出不可の信号をSP抽出部21−1,21−2に出力し、SP抽出可能であると判定した場合、SP抽出可の信号及びSPパターンをSP抽出部21−1,21−2に出力する。ここで、SPパターン検出部19によるSPパターン検出処理は既知であり、その詳細については前述の特許文献3を参照されたい。   The SP pattern detection unit 19 obtains four groups of synchronous addition results from the symbol addition unit 18-1 (synchronization addition result of the 4nth carrier symbol with the symbol number, the synchronous addition result of the 4n + 1th carrier symbol with the symbol number of the symbol number). 4n + 2nd carrier symbol synchronous addition result and 4n + 3rd carrier symbol synchronous addition result). Then, the SP pattern detection unit 19 calculates correlation values between these synchronous addition results and four preset SP patterns, and whether or not SP can be extracted based on the four correlation values. Is generated, a signal indicating whether or not SP extraction is possible is generated, and an SP pattern having the maximum correlation value when SP extraction is possible is detected. If the SP pattern detection unit 19 determines that SP extraction is impossible, the SP pattern detection unit 19 outputs a signal indicating that SP extraction is impossible to the SP extraction units 21-1 and 21-2, and determines that SP extraction is possible. The SP extractable signal and the SP pattern are output to the SP extraction units 21-1 and 21-2. Here, the SP pattern detection processing by the SP pattern detection unit 19 is known, and for details, refer to Patent Document 3 described above.

ここで、SPパターン検出部19において、受信信号の電力が低レベルの場合、SPパターンの検出処理開始直後は、同期加算結果と4つのSPパターンとの間の相関値の差はさほど無い。これは、受信信号の電力が低レベルの場合には、1シンボル内にそれぞれ存在する異なる4種類のSP信号(振幅及び位相が異なるSP信号)を、明確に区別することができないからである。同期加算されるシンボル数が増加してSPパターンの検出処理が進むことで、4つの相関値のうちの1つの相関値が他の3つの相関値よりも大きくなる。すなわち、同期加算結果は、同期加算処理が進むに従って、4つのSPパターンのうちの1つのSPパターンに近くなる。これは、受信信号の電力が低レベルの場合であっても、同期加算処理が進むことで、1シンボル内に存在する異なる4種類のSP信号を明確に区別することができるからである。この相関値の違いに基づいて、SP抽出可能及びSPパターン、またはSP抽出不可能が判定される。   Here, in the SP pattern detection unit 19, when the power of the received signal is low, immediately after the start of the SP pattern detection process, there is not much difference in the correlation value between the synchronous addition result and the four SP patterns. This is because when the power of the received signal is low, four different types of SP signals (SP signals having different amplitudes and phases) existing in one symbol cannot be clearly distinguished. As the number of symbols to be synchronously added increases and the SP pattern detection process proceeds, one of the four correlation values becomes larger than the other three correlation values. That is, the synchronous addition result becomes closer to one of the four SP patterns as the synchronous addition process proceeds. This is because even if the power of the received signal is low, the four different types of SP signals existing in one symbol can be clearly distinguished by the progress of the synchronous addition process. Based on the difference between the correlation values, it is determined whether the SP can be extracted and the SP pattern, or the SP cannot be extracted.

シンボル切出部16−2及びFFT部17−2は、前述のシンボル切出部16−1及びFFT部17−1と同様の処理をそれぞれ行う。   The symbol cutout unit 16-2 and the FFT unit 17-2 perform the same processes as those of the symbol cutout unit 16-1 and the FFT unit 17-1, respectively.

クロック誤差補正部20−1は、FFT部17−2からFFT出力信号である4グループのキャリアシンボルを入力すると共に、誤差検出部14からクロック誤差(時間軸上のシンボル加算にて検出されたクロック誤差)を入力し、グループ毎に、クロック誤差に基づいて、現在のシンボル位置と理想的なシンボル位置との間の時間差に対応するクロック数を示す差分τを算出し、SP信号の位相を2πfτ逆回転させることで、クロック誤差を補正し、クロック誤差が補正された4グループのキャリアシンボルをシンボル加算部18−2に出力する。ここで、fは、サブキャリア番号kにおけるSP信号の中心キャリア周波数を示す。クロック誤差補正部20−1によるクロック誤差補正処理は既知であり、その詳細については前述の特許文献3を参照されたい。 The clock error correction unit 20-1 receives four groups of carrier symbols as FFT output signals from the FFT unit 17-2, and receives a clock error (clock detected by symbol addition on the time axis) from the error detection unit 14. Error) is input, and for each group, a difference τ indicating the number of clocks corresponding to the time difference between the current symbol position and the ideal symbol position is calculated based on the clock error, and the phase of the SP signal is set to 2πf. The clock error is corrected by reversely rotating kτ, and four groups of carrier symbols with the corrected clock error are output to the symbol adder 18-2. Here, f k represents the center carrier frequency of the SP signal at subcarrier number k. The clock error correction processing by the clock error correction unit 20-1 is already known. For details, refer to Patent Document 3 described above.

シンボル加算部18−2は、クロック誤差補正部20−1からクロック誤差(時間軸上のシンボル加算にて検出されたクロック誤差)が補正された4グループのキャリアシンボルを入力し、シンボル加算部18−1と同様の処理を行い、シンボル番号が4n番目のキャリアシンボルの同期加算結果、シンボル番号が4n+1番目のキャリアシンボルの同期加算結果、シンボル番号が4n+2番目のキャリアシンボルの同期加算結果及びシンボル番号が4n+3番目のキャリアシンボルの同期加算結果をSP抽出部21−1に出力する。また、シンボル加算部18−2は、同期加算の回数をカウントし、これを計算シンボル数として誤差検出部22に出力する。   The symbol adder 18-2 receives four groups of carrier symbols in which the clock error (clock error detected by symbol addition on the time axis) is corrected from the clock error corrector 20-1, and the symbol adder 18 -1 is performed, the symbol number is the 4nth carrier symbol synchronous addition result, the symbol number is the 4n + 1 carrier symbol synchronous addition result, the symbol number is the 4n + 2nd carrier symbol synchronous addition result, and the symbol number Outputs the synchronous addition result of the 4n + 3rd carrier symbol to the SP extraction unit 21-1. The symbol adder 18-2 counts the number of times of synchronous addition, and outputs this to the error detector 22 as the number of calculated symbols.

SP抽出部21−1は、シンボル加算部18−2から4グループの同期加算結果を入力すると共に、SPパターン検出部19からSP抽出不可、またはSP抽出可及びSPパターンを入力する。そして、SP抽出部21−1は、SP抽出不可を入力した場合、SP抽出処理を行わない。一方、SP抽出部21−1は、SP抽出可を入力した場合、SPパターンに基づいて4グループの同期加算結果からSP信号を抽出すると共に、CP信号を抽出し、抽出したSP信号及びCP信号を誤差検出部22に出力する。   The SP extraction unit 21-1 receives the four groups of synchronous addition results from the symbol addition unit 18-2, and inputs the SP extraction impossibility or SP extraction enabled and the SP pattern from the SP pattern detection unit 19. And SP extraction part 21-1 does not perform SP extraction processing, when SP extraction impossible is inputted. On the other hand, when SP extraction possible is input, the SP extraction unit 21-1 extracts the SP signal from the four groups of synchronous addition results based on the SP pattern, extracts the CP signal, and extracts the extracted SP signal and CP signal. Is output to the error detection unit 22.

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、周波数誤差及びクロック誤差を検出する。そして、誤差検出部22は、検出した周波数誤差(周波数軸上のシンボル加算及び時間軸上の偏角算出にて検出した周波数誤差)を狭帯域周波数誤差として狭帯域周波数誤差補正部15−2に出力すると共に、検出したクロック誤差(周波数軸上のシンボル加算及び時間軸上の偏角算出にて検出したクロック誤差)をクロック誤差補正部20−2に出力する。誤差検出部22の処理の詳細については後述する。   The error detection unit 22 receives the SP signal and the CP signal from the SP extraction unit 21-1, and also receives the number of calculation symbols indicating the number of synchronous additions from the symbol addition unit 18-2. The SP signal having the lowest frequency and the CP signal having the highest frequency at the right end are observed, and when the amount of change in the deflection angle per symbol of these SP signal and CP signal is equal to or greater than the number of calculated symbols, these SP signals For the CP signal, the declination is calculated on the time axis, and the frequency error and the clock error are detected. The error detection unit 22 then converts the detected frequency error (frequency error detected by symbol addition on the frequency axis and calculation of the deviation angle on the time axis) to the narrowband frequency error correction unit 15-2 as a narrowband frequency error. In addition to the output, the detected clock error (the clock error detected by the symbol addition on the frequency axis and the deviation calculation on the time axis) is output to the clock error correction unit 20-2. Details of the processing of the error detection unit 22 will be described later.

狭帯域周波数誤差補正部15−2は、広帯域周波数誤差補正部26から広帯域周波数誤差が補正されたベースバンド信号を入力すると共に、誤差検出部22から狭帯域周波数誤差(周波数軸上のシンボル加算及び時間軸上の偏角算出にて検出された狭帯域周波数誤差)を入力し、入力した狭帯域周波数誤差に基づいて、再度、狭帯域周波数誤差補正部15−1と同様の処理を行い、入力したベースバンド信号における周波数誤差を補正する。そして、狭帯域周波数誤差補正部15−2は、狭帯域周波数誤差(周波数軸上のシンボル加算及び時間軸上の偏角算出にて検出された周波数誤差)を補正したベースバンド信号をシンボル切出部16−3に出力する。   The narrowband frequency error correction unit 15-2 receives the baseband signal with the wideband frequency error corrected from the wideband frequency error correction unit 26, and also receives a narrowband frequency error (symbol addition and symbol addition on the frequency axis) from the error detection unit 22. Narrowband frequency error detected by calculating the deviation angle on the time axis) is input, and the same processing as that of the narrowband frequency error correction unit 15-1 is performed again based on the input narrowband frequency error. The frequency error in the baseband signal is corrected. Then, the narrowband frequency error correction unit 15-2 cuts out a baseband signal obtained by correcting the narrowband frequency error (frequency error detected by symbol addition on the frequency axis and calculation of deviation angle on the time axis). To the unit 16-3.

シンボル切出部16−3及びFFT部17−3は、シンボル切出部16−1及びFFT部17−1と同様の処理を行う。クロック誤差補正部20−2は、FFT部17−3からFFT出力信号である4グループのキャリアシンボルを入力すると共に、誤差検出部22からクロック誤差(周波数軸上のシンボル加算及び時間軸上の偏角算出にて検出したクロック誤差)を入力し、クロック誤差補正部20−1と同様の処理を行い、グループ毎に、キャリアシンボルのクロック誤差を補正する。そして、クロック誤差補正部20−2は、クロック誤差(周波数軸上のシンボル加算及び時間軸上の偏角算出にて検出したクロック誤差)を補正した4グループのキャリアシンボルをシンボル加算部18−3に出力する。   The symbol cutout unit 16-3 and the FFT unit 17-3 perform the same processing as the symbol cutout unit 16-1 and the FFT unit 17-1. The clock error correction unit 20-2 receives four groups of carrier symbols, which are FFT output signals, from the FFT unit 17-3, and receives a clock error (symbol addition on the frequency axis and deviation on the time axis) from the error detection unit 22. The clock error detected by the angle calculation) is input, and the same processing as that of the clock error correction unit 20-1 is performed to correct the carrier symbol clock error for each group. Then, the clock error correction unit 20-2 corrects the clock error (clock error detected by adding the symbol on the frequency axis and calculating the deviation angle on the time axis) to the four groups of carrier symbols as the symbol addition unit 18-3. Output to.

シンボル加算部18−3及びSP抽出部21−2は、シンボル加算部18−1及びSP抽出部21−1と同様の処理を行う。受信電力算出部23、スペクトル算出部24及び遅延プロファイル算出部25は、SP抽出部21−2からSP信号を入力し、OFDM信号の受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルをそれぞれ算出する。尚、OFDM信号の受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルの算出手法は既知であるから、ここでは詳細な説明を省略する。また、SP抽出部21−2は、SP信号以外のパイロット信号を抽出し、受信電力算出部23、スペクトル算出部24及び遅延プロファイル算出部25は、そのパイロット信号を用いて、受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルをそれぞれ算出するようにしてもよい。   The symbol adder 18-3 and the SP extractor 21-2 perform the same processing as the symbol adder 18-1 and the SP extractor 21-1. The received power calculation unit 23, the spectrum calculation unit 24, and the delay profile calculation unit 25 receive the SP signal from the SP extraction unit 21-2, and calculate the received power, spectrum, and delay profile of the OFDM signal, respectively. In addition, since the calculation method of the received power, spectrum, and delay profile of the OFDM signal is known, detailed description is omitted here. Further, the SP extraction unit 21-2 extracts a pilot signal other than the SP signal, and the reception power calculation unit 23, the spectrum calculation unit 24, and the delay profile calculation unit 25 use the pilot signal to receive the reception power, the spectrum, and Each delay profile may be calculated.

(広帯域周波数誤差検出部)
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。
(Broadband frequency error detector)
Next, the broadband frequency error detector 27 shown in FIG. 1 will be described in detail. As described above, the wideband frequency error detector 27 differentially demodulates the IQ signal that is the FFT output signal for each carrier, calculates the angle between the differentially demodulated signal and the I axis, and sets the calculated angle to the calculated angle. Based on the cumulative processing of the pilot signals modulated by DBPSK and arranged at the same carrier position for each symbol, the carrier position is specified in units of carriers, and the carrier position of the specified pilot signal and the correct carrier of the pilot signal are specified. A correlation value between the position (carrier position of the pilot signal arranged by the transmitter) is calculated, and a frequency error equal to or greater than the carrier interval is detected.

図2は、広帯域周波数誤差検出部27の構成を示すブロック図であり、図3は、広帯域周波数誤差検出部27の処理を示すフローチャートである。図2を参照して、この広帯域周波数誤差検出部27は、差動復調部28、係数算出部29、配置情報メモリ30及び相関算出部31を備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the wideband frequency error detection unit 27, and FIG. 3 is a flowchart illustrating processing of the wideband frequency error detection unit 27. With reference to FIG. 2, the wideband frequency error detection unit 27 includes a differential demodulation unit 28, a coefficient calculation unit 29, an arrangement information memory 30, and a correlation calculation unit 31.

図3を参照して、広帯域周波数誤差検出部27の差動復調部28は、FFT部17−4から入力したFFT出力信号を差動復調することで、キャリア毎に、現在のシンボルのIQ信号及び1つ手前のシンボルのIQ信号を用いて差動復調信号を生成する(ステップS301)。そして、差動復調部28は、差動復調信号を係数算出部29に出力する。   Referring to FIG. 3, the differential demodulation unit 28 of the wideband frequency error detection unit 27 differentially demodulates the FFT output signal input from the FFT unit 17-4, so that the IQ signal of the current symbol for each carrier. A differential demodulated signal is generated using the IQ signal of the previous symbol (step S301). Then, the differential demodulator 28 outputs the differential demodulated signal to the coefficient calculator 29.

ここで、シンボル数をM、キャリア本数をN、シンボル番号をm(0≦m<M)、キャリア番号をn(0≦n<N)とする。また、シンボル番号m及びキャリア番号nのFFT信号であるIQ信号を、am,n+jbm,nと表す。差動復調部28は、現在のシンボル番号をmとすると、キャリア毎に、現在のシンボルのIQ信号am,n+jbm,n、及び1つ手前のシンボルのIQ信号am-1,n+jbm-1,nを用いて、以下の式により差動復調信号a’m,n+jb’m,nを求める。

Figure 0006150685
Here, the number of symbols is M, the number of carriers is N, the symbol number is m (0 ≦ m <M), and the carrier number is n (0 ≦ n <N). Also, an IQ signal that is an FFT signal of symbol number m and carrier number n is represented as a m, n + jb m, n . When the current symbol number is m, the differential demodulator 28 determines, for each carrier, the IQ signal a m, n + jb m, n of the current symbol and the IQ signal a m−1, n of the previous symbol. Using + jb m−1, n , a differential demodulated signal a ′ m, n + jb ′ m, n is obtained by the following equation.
Figure 0006150685

係数算出部29は、差動復調部28から差動復調信号を入力し、キャリア毎に、差動復調信号であるIQ信号とI軸との間の角度を算出する(ステップS302)。DBPSKの変調方式にて変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されたパイロット信号のキャリアについては、角度は0度に近くなる。   The coefficient calculator 29 receives the differential demodulated signal from the differential demodulator 28 and calculates the angle between the IQ signal, which is a differential demodulated signal, and the I axis for each carrier (step S302). For the pilot signal carrier modulated by the DBPSK modulation method and arranged at the same carrier position for each symbol, the angle is close to 0 degrees.

そして、係数算出部29は、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用いて、シンボル方向へ累積して平均した係数RxTMCC(n)を算出する(ステップS303)。DBPSKの変調方式にて変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されたパイロット信号のキャリアについては、係数RxTMCC(n)は1に近くなる。   Then, the coefficient calculation unit 29 calculates a coefficient RxTMCC (n) accumulated and averaged in the symbol direction using the result of subtracting the sine value from the cosine value of the calculated angle (step S303). The coefficient RxTMCC (n) is close to 1 for the carrier of the pilot signal modulated by the DBPSK modulation method and arranged at the same carrier position every symbol.

具体的には、係数算出部29は、以下の式により、差動復調信号a’m,n+jb’m,nとI軸との間の角度θm,nを算出する。

Figure 0006150685
角度θm,nは、0〜90deg(度)の値となる。 Specifically, the coefficient calculation unit 29 calculates an angle θ m, n between the differential demodulated signal a ′ m, n + jb ′ m, n and the I axis by the following equation.
Figure 0006150685
The angle θ m, n has a value of 0 to 90 deg (degrees).

そして、係数算出部29は、算出した角度θm,nを用いて、以下の式により、係数RxTMCC(n)を計算する。

Figure 0006150685
係数RxTMCC(n)は、0〜1の値となる。 Then, the coefficient calculation unit 29 calculates the coefficient RxTMCC (n) by the following formula using the calculated angle θ m, n .
Figure 0006150685
The coefficient RxTMCC (n) takes a value between 0 and 1.

図11は、角度θm,nと(cosθm,n−sinθm,n)の関係を示す図である。図11に示すように、角度θm,nと(cosθm,n−sinθm,n)とは、角度θm,n=0〜90degに対して(cosθm,n−sinθm,n)=1〜−1となり、ほぼ直線の関係になっている。DBPSKの変調方式にて変調され毎シンボル同じキャリア位置に配置されたパイロット信号のキャリアについては、その角度θm,nは0degに近い値をとり、図11に示すように、係数RxTMCC(n)は1に近くなる。一方、このパイロット信号以外のキャリアについては、ランダムな角度θm,nをとるから、係数RxTMCC(n)は0に近くなる。 FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the angle θ m, n and (cos θ m, n −sin θ m, n ). As shown in FIG. 11, the angle theta m, n and (cosθ m, n -sinθ m, n) and the relative angle θ m, n = 0~90deg (cosθ m, n -sinθ m, n) = 1 to −1, which is a substantially linear relationship. For the pilot signal carrier modulated by the DBPSK modulation method and arranged at the same carrier position for each symbol, the angle θ m, n takes a value close to 0 deg, and the coefficient RxTMCC (n) as shown in FIG. Is close to 1. On the other hand, for a carrier other than the pilot signal, the coefficient RxTMCC (n) is close to 0 because a random angle θ m, n is taken.

これにより、1に近い係数RxTMCC(n)におけるnの値を、前記パイロット信号のキャリア位置として特定することができる。また、測定対象のシンボル数Mを増やすことにより、前記パイロット信号のキャリア位置はさらに特定し易くなるから、信号電力が熱雑音以下の低レベルであっても、前記パイロット信号のキャリア位置を特定することができる。そして、後述の相関算出部31において、キャリア間隔以上の周波数誤差を検出することができる。   Thereby, the value of n in the coefficient RxTMCC (n) close to 1 can be specified as the carrier position of the pilot signal. Further, by increasing the number M of symbols to be measured, it becomes easier to specify the carrier position of the pilot signal. Therefore, the carrier position of the pilot signal is specified even when the signal power is at a low level below thermal noise. be able to. Then, the correlation calculation unit 31 described later can detect a frequency error greater than the carrier interval.

配置情報メモリ30には、DBPSKの変調方式にて変調され、毎シンボル同じキャリア位置に配置されたパイロット信号のキャリア位置(キャリア番号)が定義された配置情報TxTMCC(n)が格納されている。TxTMCC(n)には、当該パイロット信号のキャリア番号iのときに1(TxTMCC(i)=1)、それ以外のキャリア番号では0が設定されているものとする。   The arrangement information memory 30 stores arrangement information TxTMCC (n) in which the carrier position (carrier number) of a pilot signal that is modulated by the DBPSK modulation method and is arranged at the same carrier position for each symbol is defined. In TxTMCC (n), it is assumed that 1 (TxTMCC (i) = 1) is set when the carrier number i of the pilot signal is 0, and 0 is set for other carrier numbers.

相関算出部31は、係数算出部29からキャリア毎の係数RxTMCC(n)を入力すると共に、配置情報メモリ30から配置情報TxTMCC(n)を読み出し、係数RxTMCC(n)と配置情報TxTMCC(n)との間の相関値Corr(k)を算出する(ステップS304)。ここで、検出する最大周波数誤差をキャリア間隔の±K倍(整数倍)とすると、相関値Corr(k)(−K≦k≦Kとする)は、以下の式により算出される。

Figure 0006150685
The correlation calculation unit 31 inputs the coefficient RxTMCC (n) for each carrier from the coefficient calculation unit 29 and reads the arrangement information TxTMCC (n) from the arrangement information memory 30 to obtain the coefficient RxTMCC (n) and the arrangement information TxTMCC (n). Correlation value Corr (k) is calculated (step S304). Here, assuming that the maximum frequency error to be detected is ± K times (integer multiple) of the carrier interval, the correlation value Corr (k) (−K ≦ k ≦ K) is calculated by the following equation.
Figure 0006150685

そして、相関算出部31は、算出した相関値Corr(k)が−K≦k≦Kの範囲で最大となるkを特定し、特定したkにキャリア間隔を乗算することで、広帯域周波数誤差を検出する(ステップS305)。検出された広帯域周波数誤差は、広帯域周波数誤差補正部26へ出力される。   Then, the correlation calculation unit 31 specifies k where the calculated correlation value Corr (k) is maximum in the range of −K ≦ k ≦ K, and multiplies the specified k by the carrier interval, thereby reducing the wideband frequency error. Detection is performed (step S305). The detected broadband frequency error is output to the broadband frequency error correction unit 26.

このように、広帯域周波数誤差検出部27におけるステップS301〜ステップS305の処理により、DBPSKの変調方式にて変調され、毎シンボル同じキャリア位置に配置されたパイロット信号について累積処理を行い、配置情報との相関関係を求めることでパイロット信号のキャリア位置をキャリア単位で特定することができ、キャリア間隔以上の広帯域周波数誤差を検出することができる。   As described above, the processing of steps S301 to S305 in the broadband frequency error detection unit 27 performs the accumulation process on the pilot signals modulated by the DBPSK modulation method and arranged at the same carrier position for each symbol, By obtaining the correlation, the carrier position of the pilot signal can be specified in units of carriers, and a wideband frequency error that is greater than the carrier interval can be detected.

(誤差検出部)
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。
(Error detection unit)
Next, the error detection unit 22 shown in FIG. 1 will be described in detail. As described above, the error detection unit 22 receives the SP signal and the CP signal from the SP extraction unit 21-1, and also receives the number of calculation symbols indicating the number of synchronous additions from the symbol addition unit 18-2. When the SP signal with the lowest frequency at the left end and the CP signal with the highest frequency at the right end are observed, and the amount of change in deflection angle per symbol of these SP signal and CP signal is equal to or greater than the number of calculated symbols, Deviations are calculated on the time axis for these SP and CP signals, and narrowband frequency errors and clock errors are detected.

図4は、誤差検出部22がSP抽出部21−1から入力したSP信号の推移イメージを示す。具体的には、誤差検出部22がSP抽出部21−1から入力したSP信号について、同じキャリア位置のSP信号を時系列に観測し、IQ軸上にプロットしたイメージ(M番目のシンボルにおけるSP信号の位置及びN番目のシンボルにおけるSP信号の位置)を示している。N>Mとする。(1)は狭帯域周波数誤差及びクロック誤差(以下、総称して誤差という。)がない場合、(2)は誤差がある場合を示す。   FIG. 4 shows a transition image of the SP signal input from the SP extraction unit 21-1 by the error detection unit 22. Specifically, for the SP signal input from the SP extraction unit 21-1, the error detection unit 22 observes the SP signal at the same carrier position in time series and plots the image on the IQ axis (SP in the Mth symbol). The position of the signal and the position of the SP signal in the Nth symbol) are shown. Let N> M. (1) shows a case where there is no narrowband frequency error and clock error (hereinafter collectively referred to as an error), and (2) shows a case where there is an error.

図4(1)に示すように、誤差がない場合、SP信号は、IQ軸の原点を通る直線上にプロットされ、SP信号の偏角α1は、どの時間(シンボル)で観測しても変わらない。これに対し、図4(2)に示すように、誤差がある場合、SP信号は直線上にプロットされず、SP信号の偏角α1,α2は、時間の経過と共に変化する。また、この場合のSP信号の偏角の変化量(1つのOFDMシンボル間に変化する偏角の量)は、キャリアシンボルによって異なる。   As shown in FIG. 4A, when there is no error, the SP signal is plotted on a straight line passing through the origin of the IQ axis, and the deflection angle α1 of the SP signal changes at any time (symbol). Absent. On the other hand, as shown in FIG. 4B, when there is an error, the SP signal is not plotted on a straight line, and the deflection angles α1 and α2 of the SP signal change with the passage of time. In this case, the amount of change in the declination of the SP signal (the amount of declination changing between one OFDM symbol) varies depending on the carrier symbol.

図5は、送受信機間の周波数誤差及びクロック誤差とパイロットキャリアの中心周波数の関係を示す図である。図5(1)における縦の実線及び図5(2)〜(4)における縦の点線は、各OFDMキャリアにおける中心周波数の位置を示す。図5(2)に示すように、OFDMキャリアが周波数誤差Δfcのみを含む場合、全てのキャリアシンボルの中心周波数は、一律にΔfcだけずれる。このため、全てのキャリアシンボルについて、偏角の変化量は同じとなる。図5(3)に示すように、OFDMキャリアがクロック誤差Δfclkのみを含む場合、中央の位置(0)にあるキャリアシンボルから周波数位置が離れるほど、キャリアシンボルのクロック誤差Δfclkは大きくなる。したがって、図5(4)に示すように、OFDMキャリアが周波数誤差及びクロック誤差を含む場合、誤差は周波数誤差Δfcとクロック誤差Δfclkの和となる。このため、キャリアシンボルの偏角の変化量は、キャリアシンボルの周波数位置によって異なることになる。そこで、誤差検出部22は、複数のキャリアシンボルについて、それぞれの偏角の変化量を算出し、その変化量から狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the frequency error and clock error between the transceiver and the center frequency of the pilot carrier. The vertical solid line in FIG. 5 (1) and the vertical dotted line in FIGS. 5 (2) to (4) indicate the position of the center frequency in each OFDM carrier. As shown in FIG. 5 (2), when the OFDM carrier includes only the frequency error Δfc, the center frequencies of all the carrier symbols are uniformly shifted by Δfc. For this reason, the amount of change in declination is the same for all carrier symbols. As shown in FIG. 5 (3), when the OFDM carrier includes only the clock error Δfclk, the carrier symbol clock error Δfclk increases as the frequency position is further away from the carrier symbol at the center position (0). Therefore, as shown in FIG. 5 (4), when the OFDM carrier includes a frequency error and a clock error, the error is the sum of the frequency error Δfc and the clock error Δfclk. For this reason, the amount of change in the deviation angle of the carrier symbol differs depending on the frequency position of the carrier symbol. Therefore, the error detection unit 22 calculates a change amount of each declination for a plurality of carrier symbols, and detects a narrowband frequency error and a clock error from the change amount.

図6(1)は、OFDM波の左端の最も周波数の低いSP信号(左端SP信号)におけるIQ軸上の推移例を示す図であり、図6(2)は、OFDM波の右端の最も周波数の高いCP信号(右端CP信号)におけるIQ軸上の推移例を示す図であり、図6(3)は、左端SP信号における偏角の変化量θの推移例を示す図である。図6(1)(2)に示すように、左端SP信号及び右端CP信号共に、シンボルが進むに従い、その位置は誤差によって回転するが、所定シンボル以上の計算シンボルになると、それ以降は、IQ軸上の原点を中心とした円周上を回転するようになる。また、図6(3)に示すように、左端SP信号は、所定シンボル以上の計算シンボルになると、1シンボルあたりの偏角の変化量θが安定するようになる。これは、右端CP信号についても同様である。したがって、誤差検出部22は、1シンボルあたりの偏角の変化量θが安定した段階で(所定の計算シンボル数以上になった段階で)、誤差検出に用いる偏角の変化量として、1シンボルあたりの偏角の変化量θを求めればよい。   FIG. 6 (1) is a diagram showing a transition example on the IQ axis in the SP signal having the lowest frequency at the left end of the OFDM wave (left end SP signal), and FIG. 6 (2) is the frequency at the right end of the OFDM wave. FIG. 6C is a diagram showing a transition example on the IQ axis of a CP signal having a high value (right end CP signal), and FIG. 6C is a diagram showing a transition example of the change amount θ of the deflection angle in the left end SP signal. As shown in FIGS. 6 (1) and (2), the position of both the left end SP signal and the right end CP signal is rotated by an error as the symbol advances. It rotates on the circumference around the origin on the axis. Also, as shown in FIG. 6 (3), when the left end SP signal becomes a calculation symbol of a predetermined symbol or more, the variation amount θ of the declination per symbol becomes stable. The same applies to the right end CP signal. Therefore, the error detection unit 22 determines that the amount of change in the deflection angle used for error detection is 1 symbol when the variation amount θ of the deflection angle per symbol is stable (when the number of calculation symbols is equal to or greater than the predetermined number of calculation symbols). What is necessary is just to obtain | require the variation | change_quantity (theta) of a perclination.

図7は、実施例1において観測対象となる左端SP信号及び右端CP信号を説明する図である。図7に示すように、左端SP信号は、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2808本目のキャリア位置の信号であり、最も周波数の低いSP信号である。また、右端CP信号は、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2808本目のキャリア位置の信号であり、最も周波数が高いCP信号である。誤差検出部22は、SP抽出部21−1から入力したSP信号及びCP信号のうち、図7に示した位置の左端SP信号及び右端CP信号を観測し、図6に示したように、左端SP信号及び右端CP信号の1シンボルあたりの偏角変化量が安定した段階で、それぞれの偏角の変化量を算出し、それらの変化量から狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する。   FIG. 7 is a diagram for explaining the left end SP signal and the right end CP signal to be observed in the first embodiment. As shown in FIG. 7, the leftmost SP signal is a signal at the 2808th carrier position in the direction of lower frequency from the position of the center carrier on the frequency axis, and is the SP signal with the lowest frequency. The rightmost CP signal is a signal at the 2808th carrier position in the direction of higher frequency from the position of the center carrier on the frequency axis, and is the CP signal with the highest frequency. The error detection unit 22 observes the left end SP signal and the right end CP signal at the positions shown in FIG. 7 among the SP signal and the CP signal input from the SP extraction unit 21-1, and as shown in FIG. When the amount of change in the deflection angle per symbol of the SP signal and the right end CP signal is stabilized, the amount of change in the deflection angle is calculated, and the narrowband frequency error and the clock error are detected from these changes.

図8は、実施例1による誤差検出部22の処理を示すフローチャートである。まず、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する(ステップS801)。そして、誤差検出部22は、入力した計算シンボル数から予め設定されたM番目のシンボル(Mシンボル目)を判定すると、Mシンボル目のSP信号及びCP信号のうちの左端SP信号におけるIQ値(ISP(M),QSP(M))及び右端CP信号におけるIQ値(ICP(M),QCP(M))をメモリに格納する(ステップS802)。ここで、Mは、左端SP信号及び右端CP信号において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のシンボル数であり、左端SP信号及び右端CP信号が配置されたシンボルを指定するための、予め設定された値が用いられる。後述する実施例2においても同様である。 FIG. 8 is a flowchart illustrating the processing of the error detection unit 22 according to the first embodiment. First, the error detection unit 22 receives the SP signal and the CP signal from the SP extraction unit 21-1, and also receives the number of calculation symbols indicating the number of synchronous additions from the symbol addition unit 18-2 (step S801). When the error detection unit 22 determines the M-th symbol (M-th symbol) set in advance from the number of input calculation symbols, the IQ value in the left end SP signal of the SP signal and CP signal of the M-th symbol ( I SP (M), Q SP (M)) and the IQ value (I CP (M), Q CP (M)) in the right end CP signal are stored in the memory (step S802). Here, M is the number of symbols at the stage where the amount of deviation change per symbol is equal to or greater than the number of calculated symbols in the left end SP signal and the right end CP signal, and the left end SP signal and the right end CP signal are arranged. A preset value for designating a symbol is used. The same applies to Example 2 described later.

誤差検出部22は、入力した計算シンボル数から予め設定されたN(>M)番目のシンボル(Nシンボル目)を判定すると、Nシンボル目のSP信号及びCP信号のうちの左端SP信号におけるIQ値(ISP(N),QSP(N))及び右端CP信号におけるIQ値(ICP(N),QCP(N))をメモリに格納する(ステップS803)。ここで、Nは、左端SP信号及び右端CP信号において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の前記Mよりも大きいシンボル数であり、左端SP信号及び右端CP信号が配置されたシンボルを指定するための、予め設定された値が用いられる。後述する実施例2においても同様である。 When the error detection unit 22 determines a preset N (> M) th symbol (Nth symbol) from the number of input calculation symbols, the IQ in the left end SP signal of the Nth symbol SP signal and CP signal is determined. The value (I SP (N), Q SP (N)) and the IQ value (I CP (N), Q CP (N)) in the right end CP signal are stored in the memory (step S803). Here, N is the number of symbols larger than M at the stage where the amount of change in the deflection angle per symbol is equal to or more than the number of calculated symbols in the left end SP signal and the right end CP signal, and the left end SP signal and the right end CP A preset value for designating the symbol in which the signal is arranged is used. The same applies to Example 2 described later.

尚、誤差検出部22は、ステップS802及びステップS803において、左端SP信号及び右端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として、入力した計算シンボル数から予め設定されたM,Nシンボル目を判定するようにしたが、図6に示したように、左端SP信号及び右端CP信号の1シンボルあたりの偏角変化量が安定した段階を判定し、その後の左端SP信号及び右端CP信号が配置されたシンボルをMシンボル目とし、Mよりも大きく、左端SP信号及び右端CP信号が配置されたシンボルをNシンボル目として判定するようにしてもよい。例えば、誤差検出部22は、所定数のシンボル毎に、左端SP信号及び右端CP信号の1シンボルあたりの偏角変化量を算出し、その偏角変化量の変化が一定のしきい値以下になったときに、前述の安定した段階であると判定してもよい。また、誤差検出部22は、入力した計算シンボル数を用いて、所定数のシンボル毎に、左端SP信号及び右端CP信号の振幅値を算出し、その振幅値の平均値についてその変化が一定のしきい値以下になったときに、前述の安定した段階であると判定してもよい。後述する実施例2においても同様である。   The error detection unit 22 determines whether the deviation change amount per symbol of the left end SP signal and the right end CP signal is equal to or greater than the number of calculation symbols that are stable in steps S802 and S803. Although the Mth and Nth symbols set in advance are determined, as shown in FIG. 6, it is determined whether the deflection change amount per symbol of the left end SP signal and the right end CP signal is stable, and thereafter The symbol in which the left end SP signal and the right end CP signal are arranged may be determined as the Mth symbol, and the symbol that is larger than M and in which the left end SP signal and the right end CP signal are arranged may be determined as the Nth symbol. For example, the error detection unit 22 calculates a deviation change amount per symbol of the left end SP signal and the right end CP signal for each predetermined number of symbols, and the change in the deviation change amount is equal to or less than a certain threshold value. When it becomes, it may be determined that the above-mentioned stable stage is reached. Further, the error detection unit 22 calculates the amplitude values of the left end SP signal and the right end CP signal for each predetermined number of symbols using the input number of calculated symbols, and the change in the average value of the amplitude values is constant. You may determine with the above-mentioned stable stage when it becomes below a threshold. The same applies to Example 2 described later.

誤差検出部22は、メモリから、Mシンボル目の左端SP信号のIQ値(ISP(M),QSP(M))及び右端CP信号のIQ値(ICP(M),QCP(M))、並びに、Nシンボル目の左端SP信号のIQ値(ISP(N),QSP(N))及び右端CP信号のIQ値(ICP(N),QCP(N))を読み出し、以下の式により、これらのIQ値を用いて、左端SP信号における1シンボルあたりの偏角変化量(回転量)θSP及び右端CP信号における1シンボルあたりの偏角変化量θCPを算出する(ステップS804)。
[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)
The error detection unit 22 reads the IQ value (I SP (M), Q SP (M)) of the left end SP signal of the Mth symbol and the IQ value (I CP (M), Q CP (M) of the right end CP signal from the memory. )), And the IQ value (I SP (N), Q SP (N)) of the left end SP signal of the Nth symbol and the IQ value (I CP (N), Q CP (N)) of the right end CP signal are read out. Using these IQ values, the deviation change amount (rotation amount) θ SP per symbol in the left end SP signal and the deviation change amount θ CP per symbol in the right end CP signal are calculated using the IQ values below. (Step S804).
[Equation 5]
θ SP = {atan (Q SP (N) / I SP (N)) − atan (Q SP (M) / I SP (M))} / (N−M) (5)
[Equation 6]
θ CP = {atan (Q CP (N) / I CP (N)) − atan (Q CP (M) / I CP (M))} / (N−M) (6)

誤差検出部22は、ステップS804にて算出した左端SP信号の偏角変化量θSP及び右端CP信号の偏角変化量θCPを、以下の式により、左端SP信号の中心周波数のずれ量ΔFSP及び右端CP信号の中心周波数のずれ量ΔFCPに変換する(ステップS805)。
[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。
Error detecting unit 22, a polarization angle variation theta CP polarization angle variation theta SP and right CP signal left SP signals calculated in step S804, the by the following equation, the deviation amount ΔF of the center frequency of the left SP signals The center frequency of the SP and right end CP signal is converted into a shift amount ΔF CP (step S805).
[Equation 7]
ΔF SP = θ SP /1.008e −3 / 2 / π (7)
[Equation 8]
ΔF CP = θ CP /1.008e −3 / 2 / π (8)
Here, 1.008e −3 indicates the OFDM symbol length (sec).

誤差検出部22は、以下の式により、ステップS805にて変換した左端SP信号の中心周波数のずれ量ΔFSP及び右端CP信号の中心周波数のずれ量ΔFCPを用いて、周波数誤差Δfc及びクロック誤差Δfclkを算出し、周波数誤差Δfcを狭帯域周波数誤差として狭帯域周波数誤差補正部15−2に出力し、クロック誤差Δfclkをクロック誤差補正部20−2に出力する(ステップS806)。
[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。
The error detector 22 uses the following equation to calculate the frequency error Δfc and the clock error using the shift amount ΔF SP of the center frequency of the left end SP signal and the shift amount ΔF CP of the center frequency of the right end CP signal converted in step S805. Δfclk is calculated, the frequency error Δfc is output to the narrowband frequency error correction unit 15-2 as a narrowband frequency error, and the clock error Δfclk is output to the clock error correction unit 20-2 (step S806).
[Equation 9]
Δfc = (ΔF CP + ΔF SP ) / 2 (9)
[Equation 10]
Δfclk = (ΔF CP −ΔF SP ) × 8192/5616 (10)
Here, the FFT size is 8192, and the number of subcarriers is 5617. Thereby, the frequency error Δfc and the clock error Δfclk are calculated simultaneously.

ステップS806における前記数式(9)(10)について詳細に説明する。右端CP信号の中心周波数のずれ量ΔFCPは、全てのキャリアにおける一定の周波数誤差Δfcと、FFT時のクロック誤差の成分とによって定まる。FFT時にはクロックは中央キャリアに合わせられており、右端CP信号は中央キャリアの位置から周波数が高い方向へ2808本目のキャリア位置にあることから、右端CP信号のクロック誤差の成分は、Δfclk×2808/8192となる。したがって、右端CP信号の中心周波数のずれ量ΔFCPは、以下の式で表される。
[数11]
ΔFCP=Δfc+Δfclk×2808/8192 ・・・(11)
The mathematical formulas (9) and (10) in step S806 will be described in detail. The shift amount ΔF CP of the center frequency of the right end CP signal is determined by a constant frequency error Δfc in all carriers and a clock error component at the time of FFT. At the time of FFT, the clock is aligned with the center carrier, and the right end CP signal is located at the 2808th carrier position in the direction of higher frequency from the position of the center carrier. Therefore, the clock error component of the right end CP signal is Δfclk × 2808 / 8192. Therefore, the shift amount ΔF CP of the center frequency of the right end CP signal is expressed by the following equation.
[Equation 11]
ΔF CP = Δfc + Δfclk × 2808/8192 (11)

左端SP信号の中心周波数のずれ量ΔFSPも、右端CP信号と同様に、全てのキャリアにおける一定の周波数誤差Δfcと、FFT時のクロック誤差の成分とによって定まる。また、左端SP信号は中心キャリアの位置から周波数が低い方向へ2808本目のキャリア位置にあることから、左端SP信号のクロック誤差の成分は、右端CP信号とは異なり負の値となり、Δfclk×(−2808)/8192となる。したがって、左端SP信号の中心周波数のずれ量ΔFSPは、以下の式で表される。
[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。
Similarly to the right end CP signal, the shift amount ΔF SP of the center frequency of the left end SP signal is also determined by a constant frequency error Δfc in all carriers and a clock error component at the time of FFT. Further, since the left end SP signal is located at the 2808th carrier position in the direction of lower frequency from the position of the center carrier, the clock error component of the left end SP signal is a negative value unlike the right end CP signal, and Δfclk × ( -2808) / 8192. Therefore, the shift amount ΔF SP of the center frequency of the left end SP signal is expressed by the following equation.
[Equation 12]
ΔF SP = Δfc + Δfclk × (−2808) / 8192 (12)
Thereby, the formulas (9) and (10) are derived from the formulas (11) and (12).

このように、実施例1の誤差検出部22におけるステップS801〜ステップS806の処理により、SP抽出部21−1により抽出されたSP信号及びCP信号のうち、左端SP信号及び右端CP信号を観測し、所定の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ようにした。   As described above, the left end SP signal and the right end CP signal are observed among the SP signal and the CP signal extracted by the SP extraction unit 21-1 by the processing in steps S801 to S806 in the error detection unit 22 of the first embodiment. When the number of calculation symbols exceeds a predetermined number, the declination angle is calculated on the time axis for these SP signal and CP signal to detect a narrowband frequency error and a clock error.

従来は、絶対値の周波数誤差を検出した後、周波数誤差の方向を判定するために、SP信号電力がピーク値となる計算シンボル数を求める等の複雑な処理が必要であった。これに対し、誤差検出部22は、SP信号等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を算出するようにしたから、従来よりも少ない計算量にて簡易な手法で、精度の高い狭帯域周波数誤差を算出することができる。また、従来は、時間軸上の加算処理及びガード相関処理によりクロック誤差を算出していたのに対し、誤差検出部22は、周波数軸上でシンボル加算によりパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号の偏角を時間軸上で観測し、その変化量からクロック誤差を算出するようにした。これにより、従来よりも精度の高いクロック誤差を算出することができる。したがって、受信電力が低レベルであっても、精度の高い狭帯域周波数誤差及びクロック誤差が算出され、これらの誤差が補正されるから、OFDM波の信号を精度高く測定することが可能となる。つまり、受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルを精度高く測定することが可能となる。   Conventionally, in order to determine the direction of the frequency error after detecting the frequency error of the absolute value, complicated processing such as obtaining the number of calculation symbols at which the SP signal power reaches the peak value has been required. On the other hand, the error detection unit 22 observes the declination of the SP signal or the like on the time axis, and calculates the narrowband frequency error including the positive and negative directions from the change amount. It is possible to calculate a narrow band frequency error with high accuracy by a simple method. Conventionally, the clock error is calculated by the addition processing on the time axis and the guard correlation processing, whereas the error detection unit 22 extracts the pilot signal by symbol addition on the frequency axis, and the extracted pilot signal Was observed on the time axis, and the clock error was calculated from the amount of change. This makes it possible to calculate a clock error with higher accuracy than in the past. Therefore, even if the received power is at a low level, highly accurate narrowband frequency error and clock error are calculated, and these errors are corrected. Therefore, it is possible to measure an OFDM wave signal with high accuracy. That is, the received power, spectrum, and delay profile can be measured with high accuracy.

以上のように、実施例1のOFDM波測定装置1によれば、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との間の相関値を算出し、キャリア間隔以上の広帯域周波数誤差を検出するようにした。   As described above, according to the OFDM wave measuring apparatus 1 of the first embodiment, the wideband frequency error detection unit 27 differentially demodulates the IQ signal that is the FFT output signal for each carrier, By calculating the angle between the axis and accumulating pilot signals that are modulated by DBPSK and arranged at the same carrier position for each symbol based on the calculated angle, the carrier position is specified in units of carriers, A correlation value between the carrier position of the identified pilot signal and the correct carrier position of the pilot signal is calculated, and a wideband frequency error equal to or greater than the carrier interval is detected.

これにより、信号電力が熱雑音以下の低レベルであっても、DBPSKの変調方式にて変調され、毎シンボル同じキャリア位置に配置されたパイロット信号のキャリア位置をキャリア単位で特定することができ、キャリア間隔以上の広帯域周波数誤差を検出することができる。したがって、キャリア間隔以上の周波数誤差がある熱雑音以下の低レベルの信号においても、受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルを精度高く測定することが可能となる。また、実施例1の誤差検出部22が狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出し、狭帯域周波数誤差補正部15−2及びクロック誤差補正部20−2がこれらを補正することで、受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルを一層精度高く測定することが可能となる。   Thereby, even if the signal power is a low level below thermal noise, it is modulated by the DBPSK modulation method, and the carrier position of the pilot signal arranged at the same carrier position for each symbol can be specified in units of carriers. Wideband frequency error greater than the carrier interval can be detected. Therefore, it is possible to measure the received power, spectrum, and delay profile with high accuracy even for a low level signal having a frequency error equal to or greater than the carrier interval and less than thermal noise. Further, the error detection unit 22 of the first embodiment detects a narrowband frequency error and a clock error, and the narrowband frequency error correction unit 15-2 and the clock error correction unit 20-2 correct these so that the received power, It becomes possible to measure the spectrum and the delay profile with higher accuracy.

〔実施例2〕
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。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described. As described above, in the second embodiment, the IQ signal is differentially demodulated to calculate the angle with respect to the I axis, and the wideband frequency error detection pilot signal that is differentially modulated and arranged at the same carrier position for each symbol is obtained. By accumulating, the carrier position is identified, a wideband frequency error that is greater than the carrier interval is detected, and a pilot signal for narrowband frequency error detection is extracted by synchronous symbol addition on the frequency axis. Select a narrowband frequency error detection pilot signal with a high amplitude value from the frequency error detection pilot signal, observe the declination of the selected narrowband frequency error detection pilot signal on the time axis, and use the amount of change. , Narrowband frequency errors including positive and negative directions and clock errors are detected.

実施例2によるOFDM波測定装置1は、図1に示した実施例1によるOFDM波測定装置1と同じ構成であり、実施例1と同じ処理により広帯域周波数誤差を検出するが、実施例1の誤差検出部22とは異なる処理を行う。誤差検出部22以外の構成部は、実施例1と同様であるので、ここでは説明を省略する。   The OFDM wave measuring apparatus 1 according to the second embodiment has the same configuration as the OFDM wave measuring apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 and detects a wideband frequency error by the same processing as that of the first embodiment. Processing different from that of the error detection unit 22 is performed. Since the components other than the error detector 22 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted here.

実施例2の誤差検出部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、予め設定された範囲A,B内で最も振幅値が高いSP1信号及びSP2信号をそれぞれ選択し、SP1信号及びSP2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、選択したSP1信号及びSP2信号について時間軸上の偏角を算出し、狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出する。   The error detection unit 22 according to the second embodiment inputs the SP signal and the CP signal from the SP extraction unit 21-1, and also receives the number of calculation symbols indicating the number of synchronous additions from the symbol addition unit 18-2. SP1 signal and SP2 signal having the highest amplitude values in the ranges A and B are selected, respectively, and the selection is made when the amount of deviation change per symbol of the SP1 signal and SP2 signal is equal to or greater than the number of calculated symbols. The declination angle on the time axis is calculated for the SP1 signal and SP2 signal, and a narrowband frequency error and a clock error are detected.

(誤差検出部)
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。
(Error detection unit)
Next, the error detection unit 22 according to the second embodiment will be described in detail. FIG. 9 is a diagram illustrating the SP1 signal and the SP2 signal selected in the second embodiment. As shown in FIG. 9, a range A in which the SP1 signal is selected and a range B in which the SP2 signal is selected are set in advance on the frequency axis. Here, it is assumed that the center frequency of the SP1 signal is lower than the center frequency of the SP2 signal. The SP1 signal is selected as the SP signal having the highest amplitude value among the plurality of SP signals within the range A, and the SP2 signal is selected as the SP signal having the highest amplitude value among the plurality of SP signals within the range B. . The selected SP1 signal is the signal at the a-th carrier position in the direction of lower frequency from the position of the center carrier on the frequency axis, and the SP2 signal is b in the direction of higher frequency from the position of the center carrier on the frequency axis. Assuming that the signal is at the first carrier position, the SP1 signal is at a position away from the center carrier by a × Δf (Hz) in the direction of lower frequency, and the SP2 signal is at the position of b × Δf in the direction of higher frequency from the center carrier. (Hz) away. Here, Δf represents the frequency of the carrier interval.

例えば、周波数軸上でキャリアが配置されている周波数領域において、SP1信号が選択される範囲Aとして、最も周波数の低いSP信号を含む範囲であって、最も周波数の低いキャリア位置から1/4の範囲が予め設定され、SP2信号が選択される範囲Bとして、最も周波数の高いSP信号を含む範囲であって、最も周波数の高いキャリア位置から1/4の範囲が予め設定される。これにより、周波数が近い範囲A,Bが設定されている場合に比べ、SP1信号の中心周波数とSP2信号の中心周波数とが離れることになり、偏角の差が大きくなるから、精度の高い狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を算出することができる。   For example, in the frequency region in which carriers are arranged on the frequency axis, the range A in which the SP1 signal is selected is a range including the SP signal having the lowest frequency and is ¼ from the carrier position having the lowest frequency. As the range B in which the range is preset and the SP2 signal is selected, a range including the SP signal with the highest frequency and a range of ¼ from the carrier position with the highest frequency is preset. As a result, the center frequency of the SP1 signal and the center frequency of the SP2 signal are separated from each other as compared with the case where the ranges A and B where the frequencies are close to each other, and the difference in the declination becomes large. Band frequency error and clock error can be calculated.

図10は、実施例2による誤差検出部22の処理を示すフローチャートである。まず、誤差検出部22は、図8に示したステップS801と同様に、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する(ステップS1001)。   FIG. 10 is a flowchart illustrating the processing of the error detection unit 22 according to the second embodiment. First, the error detection unit 22 receives the SP signal and the CP signal from the SP extraction unit 21-1, and calculates the number of synchronous additions from the symbol addition unit 18-2, similarly to step S801 shown in FIG. The number of symbols is input (step S1001).

誤差検出部22は、入力した計算シンボル数から予め設定されたMシンボル目を判定すると、Mシンボル目において、予め設定された範囲A内の複数のSP信号について振幅値をそれぞれ算出し、最も振幅値が高いSP信号としてSP1信号(中心キャリアからa本目のキャリア、図9を参照)を選択すると共に、予め設定された範囲B内の複数のSP信号について振幅値をそれぞれ算出し、最も振幅値が高いSP信号としてSP2信号(中心キャリアからb本目のキャリア)を選択する(ステップS1002)。   When the error detection unit 22 determines the Mth symbol set in advance from the number of input calculation symbols, the error detection unit 22 calculates the amplitude value for each of the plurality of SP signals in the preset range A at the Mth symbol, The SP1 signal (a carrier from the center carrier, see FIG. 9) is selected as the SP signal having a high value, and amplitude values are calculated for a plurality of SP signals within a preset range B, respectively. The SP2 signal (the bth carrier from the center carrier) is selected as the SP signal having a high (step S1002).

尚、誤差検出部22は、予め設定されたMシンボル目よりも前のシンボルにおいて、前記と同様の処理により、SP1信号及びSP2信号を選択するようにしてもよい。   Note that the error detection unit 22 may select the SP1 signal and the SP2 signal by a process similar to the above for the symbols before the preset Mth symbol.

誤差検出部22は、Mシンボル目において、ステップS1002にて選択したSP1信号のIQ値(ISP1(M),QSP1(M))及びSP2信号のIQ値(ISP2(M),QSP2(M))をメモリに格納する(ステップS1003)。そして、誤差検出部22は、入力した計算シンボル数から予め設定されたN(>M)シンボル目を判定すると、ステップS1002にて選択した同じキャリア位置のSP1信号のIQ値(ISP1(N),QSP1(N))、及び同じキャリア位置のSP2信号のIQ値(ISP2(N),QSP2(N))をメモリに格納する(ステップS1004)。 In the Mth symbol, the error detection unit 22 performs the IQ value (I SP1 (M), Q SP1 (M)) of the SP1 signal selected in step S1002 and the IQ value (I SP2 (M), Q SP2 ) of the SP2 signal. (M)) is stored in the memory (step S1003). When the error detection unit 22 determines the Nth (> M) symbol set in advance from the number of input calculation symbols, the IQ value (I SP1 (N) of the SP1 signal at the same carrier position selected in step S1002 is determined. , Q SP1 (N)) and the IQ value (I SP2 (N), Q SP2 (N)) of the SP2 signal at the same carrier position are stored in the memory (step S1004).

誤差検出部22は、メモリから、Mシンボル目のSP1信号のIQ値(ISP1(M),QSP1(M))及びSP2信号のIQ値(ISP2(M),QSP2(M))、並びに、Nシンボル目のSP1信号のIQ値(ISP1(N),QSP1(N))及びSP2信号のIQ値(ISP2(N),QSP2(N))を読み出し、以下の式により、これらのIQ値を用いて、SP1信号における1シンボルあたりの偏角変化量(回転量)θSP1及びSP2信号における1シンボルあたりの偏角変化量θSP2を算出 する(ステップS1005)。
[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)
The error detection unit 22 reads the IQ value (I SP1 (M), Q SP1 (M)) of the SP1 signal and the IQ value (I SP2 (M), Q SP2 (M)) of the SP2 signal from the memory. And the IQ value (I SP1 (N), Q SP1 (N)) of the SP1 signal of the Nth symbol and the IQ value (I SP2 (N), Q SP2 (N)) of the SP2 signal are read out, and Thus, using these IQ values, the deflection change amount (rotation amount) θ SP1 per symbol in the SP1 signal and the deflection change amount θ SP2 per symbol in the SP2 signal are calculated (step S1005).
[Equation 13]
θ SP1 = {atan (Q SP1 (N) / I SP1 (N)) − atan (Q SP1 (M) / I SP1 (M))} / (N−M) (13)
[Formula 14]
θ SP2 = {atan (Q SP2 (N) / I SP2 (N)) − atan (Q SP2 (M) / I SP2 (M))} / (N−M) (14)

誤差検出部22は、ステップS1005にて算出したSP1信号の偏角変化量θSP1及びSP2信号の偏角変化量θSP2を、以下の式により、SP1信号の中心周波数のずれ量ΔFSP1及びSP2信号の中心周波数のずれ量ΔFSP2に変換する(ステップS1006)。
[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。
The error detection unit 22 calculates the deviation angle variation θ SP1 of the SP1 signal and the deviation variation θ SP2 of the SP2 signal calculated in step S1005 by using the following expressions, and the deviation amounts ΔF SP1 and SP2 of the center frequency of the SP1 signal. Conversion to a shift amount ΔF SP2 of the center frequency of the signal is performed (step S1006).
[Equation 15]
ΔF SP1 = θ SP1 /1.008e −3 / 2 / π (15)
[Equation 16]
ΔF SP2 = θ SP2 /1.008e −3 / 2 / π (16)
Here, 1.008e −3 indicates the OFDM symbol length (sec).

誤差検出部22は、以下の式により、ステップS1006にて変換したSP1信号の中心周波数のずれ量ΔFSP1及びSP2信号の中心周波数のずれ量ΔFSP2を用いて、周波数誤差Δfc及びクロック誤差Δfclkを算出し、周波数誤差Δfcを狭帯域周波数誤差として狭帯域周波数誤差補正部15−2に出力し、クロック誤差Δfclkをクロック誤差補正部20−2に出力する(ステップS1007)。
[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。
The error detection unit 22 calculates the frequency error Δfc and the clock error Δfclk using the following equation using the shift amount ΔF SP1 of the center frequency of the SP1 signal and the shift amount ΔF SP2 of the center frequency of the SP2 signal converted in step S1006. The frequency error Δfc is calculated and output to the narrowband frequency error correction unit 15-2 as a narrowband frequency error, and the clock error Δfclk is output to the clock error correction unit 20-2 (step S1007).
[Equation 17]
Δfc = (a × ΔF SP2 + b × ΔF SP1 ) / (a + b) (17)
[Equation 18]
Δfclk = (ΔF SP2 −ΔF SP1 ) × 8192 / (a + b) (18)
Here, the FFT size is 8192, and the number of subcarriers is 5617. Thereby, the frequency error Δfc and the clock error Δfclk are calculated simultaneously.

ステップS1007における前記数式(17)(18)について詳細に説明する。SP1信号の中心周波数のずれ量ΔFSP1は、全てのキャリアにおける一定の周波数誤差Δfcと、FFT時のクロック誤差の成分とによって定まる。FFT時にはクロックは中央キャリアに合わせられており、SP1信号は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にあることから、SP1信号のクロック誤差の成分は、Δfclk×(−a)/8192となる。したがって、SP1信号の中心周波数のずれ量ΔFSP1は、以下の式で表される。
[数19]
ΔFSP1=Δfc+Δfclk×(−a)/8192 ・・・(19)
The mathematical formulas (17) and (18) in step S1007 will be described in detail. The shift amount ΔF SP1 of the center frequency of the SP1 signal is determined by a constant frequency error Δfc in all carriers and a clock error component at the time of FFT. At the time of FFT, the clock is aligned with the center carrier, and since the SP1 signal is located at the a-th carrier position in the direction of lower frequency from the position of the center carrier, the clock error component of the SP1 signal is Δfclk × (−a). / 8192. Therefore, the shift amount ΔF SP1 of the center frequency of the SP1 signal is expressed by the following equation.
[Equation 19]
ΔF SP1 = Δfc + Δfclk × (−a) / 8192 (19)

SP2信号の中心周波数のずれ量ΔFSP2も、SP1信号と同様に、全てのキャリアにおける一定の周波数誤差Δfcと、FFT時のクロック誤差の成分とによって定まる。また、SP2信号は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にあることから、SP2信号のクロック誤差の成分は、SP1信号とは異なり正の値となり、Δfclk×b/8192となる。したがって、SP2信号の中心周波数のずれ量ΔFSP2は、以下の式で表される。
[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。
Similarly to the SP1 signal, the shift amount ΔF SP2 of the center frequency of the SP2 signal is also determined by a constant frequency error Δfc in all carriers and a clock error component at the time of FFT. Further, since the SP2 signal is located at the b-th carrier position in the direction of higher frequency from the position of the center carrier, the component of the clock error of the SP2 signal is a positive value unlike the SP1 signal, and Δfclk × b / 8192. Become. Therefore, the shift amount ΔF SP2 of the center frequency of the SP2 signal is expressed by the following equation.
[Equation 20]
ΔF SP2 = Δfc + Δfclk × b / 8192 (20)
As a result, the equations (17) and (18) are derived from the equations (19) and (20).

このように、実施例2の誤差検出部22におけるステップS1001〜ステップS1007の処理により、SP抽出部21−1により抽出されたSP信号であって、所定範囲A,B内のSP信号のうち最も振幅値が高いSP1信号及びSP2信号をそれぞれ選択し、選択したSP1信号及びSP2信号を観測し、所定の計算シンボル数以上になった段階で、これらのSP1信号及びSP2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ようにした。これにより、受信状態の良いSP1信号及びSP2信号を用いて狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を算出するようにしたから、実施例1の効果に加え、受信したOFDM信号が、特定の周波数においてキャリアの振幅値が低い、いわゆるマルチパス等を含む場合であっても、OFDM波の信号を精度高く測定することが可能となる。つまり、受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルを精度高く測定することが可能となる。   As described above, the SP signal extracted by the SP extraction unit 21-1 by the processing of steps S1001 to S1007 in the error detection unit 22 of the second embodiment, which is the most SP signal within the predetermined ranges A and B. The SP1 signal and SP2 signal having high amplitude values are selected, respectively, and the selected SP1 signal and SP2 signal are observed. When the number of calculation symbols exceeds a predetermined number, the SP1 signal and SP2 signal are deviated on the time axis. The angle was calculated and the narrowband frequency error and clock error were detected. As a result, the narrowband frequency error and the clock error are calculated using the SP1 signal and the SP2 signal in good reception state, so that in addition to the effects of the first embodiment, the received OFDM signal is transmitted at a specific frequency of the carrier. Even in the case of including a so-called multipath having a low amplitude value, an OFDM wave signal can be measured with high accuracy. That is, the received power, spectrum, and delay profile can be measured with high accuracy.

以上のように、実施例2のOFDM波測定装置1によれば、実施例1と同様に、パイロット信号のキャリア位置をキャリア単位で特定することができ、キャリア間隔以上の広帯域周波数誤差を検出することができる。したがって、キャリア間隔以上の周波数誤差がある熱雑音以下の低レベルの信号においても、受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルを精度高く測定することが可能となる。また、実施例2の誤差検出部22が狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出し、狭帯域周波数誤差補正部15−2及びクロック誤差補正部20−2がこれらを補正することで、受信電力、スペクトル及び遅延プロファイルを一層精度高く測定することが可能となる。   As described above, according to the OFDM wave measuring apparatus 1 of the second embodiment, as in the first embodiment, the carrier position of the pilot signal can be specified in units of carriers, and a wideband frequency error greater than the carrier interval is detected. be able to. Therefore, it is possible to measure the received power, spectrum, and delay profile with high accuracy even for a low level signal having a frequency error equal to or greater than the carrier interval and less than thermal noise. Further, the error detection unit 22 of the second embodiment detects a narrowband frequency error and a clock error, and the narrowband frequency error correction unit 15-2 and the clock error correction unit 20-2 correct these so that the received power, It becomes possible to measure the spectrum and the delay profile with higher accuracy.

以上、実施例1,2を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例1,2に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施例1,2では、OFDM波測定装置1の広帯域周波数誤差検出部27は、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のキャリア位置をキャリア単位で特定するようにしたが、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying:差動4相位相変調)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のキャリア位置を特定するようにしてもよい。この場合、OFDM波測定装置1が受信するOFDM波には、当該OFDM波を送信する送信装置がDQPSKの変調方式にて変調して毎シンボル同じキャリア位置に配置したパイロット信号が含まれるものとする。本発明では、差動復調した信号とI軸との間の角度に基づいて、パイロット信号のキャリア位置をキャリア単位で特定するために、当該パイロット信号は差動変調されていればよい。   The present invention has been described with reference to the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the first and second embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. In the first and second embodiments, the wideband frequency error detection unit 27 of the OFDM wave measuring apparatus 1 specifies the carrier position of the pilot signal modulated by DBPSK and arranged at the same carrier position for each symbol for each carrier. However, the carrier position of the pilot signal modulated by DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) and arranged at the same carrier position for each symbol may be specified. In this case, the OFDM wave received by the OFDM wave measuring apparatus 1 includes a pilot signal that is modulated by the DQPSK modulation method and arranged at the same carrier position for each symbol by the transmitting apparatus that transmits the OFDM wave. . In the present invention, the pilot signal only needs to be differentially modulated in order to identify the carrier position of the pilot signal in units of carriers based on the angle between the differentially demodulated signal and the I axis.

また、本発明は、前記実施例1,2の他、パイロット信号に基づいてOFDM信号を測定するOFDM波測定装置であれば適用することができる。例えば、特許文献3の図1〜図4に記載されたOFDM波測定装置にも適用がある。具体的には、OFDM波測定装置は、特許文献3の図1〜図4において、本発明と同様に、周波数誤差補正部(狭帯域周波数誤差補正部)の後段に、広帯域周波数誤差補正部26、シンボル切出部16−4、FFT部17−4及び広帯域周波数誤差検出部27を備えるように構成される。   In addition to the first and second embodiments, the present invention can be applied to any OFDM wave measuring apparatus that measures an OFDM signal based on a pilot signal. For example, the present invention is also applicable to the OFDM wave measuring apparatus described in FIGS. Specifically, in FIGS. 1 to 4 of Patent Document 3, the OFDM wave measuring apparatus includes a wideband frequency error correction unit 26 in the subsequent stage of the frequency error correction unit (narrowband frequency error correction unit) as in the present invention. , A symbol cutout unit 16-4, an FFT unit 17-4, and a broadband frequency error detection unit 27.

また、前記実施例1,2による誤差検出部22では、SP信号及びCP信号、またはSP信号を用いて狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出するようにしたが、SP信号及びCP信号以外のパイロット信号を用いるようにしてもよい。例えば、実施例2による誤差検出部22は、予め設定された範囲A(周波数の低い領域)内で複数のSP信号から最も振幅値の高いSP信号を選択し、予め設定された範囲B(周波数の高い領域)内で複数のSP信号から最も振幅値の高いSP信号を選択するようにしたが、範囲B内で複数のSP信号及びCP信号から最も振幅値の高いSP信号またはCP信号を選択するようにしてもよい。   Further, in the error detection unit 22 according to the first and second embodiments, the narrowband frequency error and the clock error are detected using the SP signal and the CP signal or the SP signal, but pilots other than the SP signal and the CP signal are used. A signal may be used. For example, the error detection unit 22 according to the second embodiment selects an SP signal having the highest amplitude value from a plurality of SP signals within a preset range A (low frequency region), and sets the preset range B (frequency). The SP signal having the highest amplitude value is selected from a plurality of SP signals within the range (B), but the SP signal or CP signal having the highest amplitude value is selected from the plurality of SP signals and CP signals within the range B. You may make it do.

また、実施例1による誤差検出部22は、異なる2つのSP信号及びCP信号を用いて狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出するようにしたが、異なる2つのSP信号を用いるようにしてもよいし、異なる3つ以上のSP信号等を用いるようにしてもよい。また、実施例2による誤差検出部22は、異なる2つのSP信号等を用いて狭帯域周波数誤差及びクロック誤差を検出するようにしたが、異なる3つ以上のSP信号等を用いるようにしてもよい。例えば、実施例1,2による誤差検出部22は、2本のSP信号の組み合わせにより第1の周波数誤差及びクロック誤差を検出し、他の2本のSP信号の組み合わせにより第2の周波数誤差及びクロック誤差を検出し、検出した第1の周波数誤差及びクロック誤差と第2の周波数誤差及びクロック誤差からそれぞれの中央値を求め、周波数誤差の中央値を狭帯域周波数誤差として狭帯域周波数誤差補正部15−2に出力し、クロック誤差の中央値をクロック誤差補正部20−2に出力するようにしてもよい。また、2本のSP信号についての3組以上の組み合わせについて、それぞれの周波数誤差及びクロック誤差を検出し、これらの平均値を求めて狭帯域周波数誤差補正部15−2及びクロック誤差補正部20−2にそれぞれ出力するようにしてもよい。   Further, the error detection unit 22 according to the first embodiment detects the narrowband frequency error and the clock error using two different SP signals and CP signals, but may use two different SP signals. However, three or more different SP signals may be used. Further, the error detection unit 22 according to the second embodiment detects the narrowband frequency error and the clock error using two different SP signals and the like, but may use three or more different SP signals and the like. Good. For example, the error detection unit 22 according to the first and second embodiments detects a first frequency error and a clock error by a combination of two SP signals, and a second frequency error and a clock error by a combination of the other two SP signals. A clock error is detected, a median value is obtained from the detected first frequency error, clock error, second frequency error, and clock error, and a narrowband frequency error correction unit using the median value of the frequency error as a narrowband frequency error. 15-2, and the median value of the clock error may be output to the clock error correction unit 20-2. Further, for each of three or more combinations of two SP signals, the respective frequency errors and clock errors are detected, and an average value thereof is obtained to obtain a narrowband frequency error correction unit 15-2 and a clock error correction unit 20-. 2 may be output respectively.

尚、OFDM波測定装置1のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。OFDM波測定装置1は、CPU、RAM等の揮発性の記憶媒体、ROM等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。OFDM波測定装置1に備えた直交復調部13、誤差検出部14、狭帯域周波数誤差補正部15−1,15−2、シンボル切出部16−1,16−2,16−3,16−4、FFT部17−1,17−2,17−3,17−4、シンボル加算部18−1,18−2,18−3、SPパターン検出部19、クロック誤差補正部20−1,20−2、SP抽出部21−1,21−2、誤差検出部22、受信電力算出部23、スペクトル算出部24、遅延プロファイル算出部25、広帯域周波数誤差補正部26及び広帯域周波数誤差検出部27の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。   As a hardware configuration of the OFDM wave measuring apparatus 1, a normal computer can be used. The OFDM wave measuring apparatus 1 is configured by a computer including a volatile storage medium such as a CPU and a RAM, a non-volatile storage medium such as a ROM, an interface, and the like. Orthogonal demodulation unit 13, error detection unit 14, narrowband frequency error correction units 15-1 and 15-2, symbol cutout units 16-1, 16-2, 16-3, and 16-included in OFDM wave measuring apparatus 1. 4, FFT units 17-1, 17-2, 17-3, 17-4, symbol addition units 18-1, 18-2, 18-3, SP pattern detection unit 19, clock error correction units 20-1, 20 -2, SP extraction units 21-1, 21-2, error detection unit 22, received power calculation unit 23, spectrum calculation unit 24, delay profile calculation unit 25, broadband frequency error correction unit 26, and broadband frequency error detection unit 27 Each function is realized by causing a CPU to execute a program describing these functions.

また、図1のOFDM波測定装置1に備えた周波数変換部11及びA/D変換部12以外の構成部、すなわち直交復調部13、誤差検出部14、狭帯域周波数誤差補正部15−1,15−2、シンボル切出部16−1,16−2,16−3,16−4、FFT部17−1,17−2,17−3,17−4、シンボル加算部18−1,18−2,18−3、SPパターン検出部19、クロック誤差補正部20−1,20−2、SP抽出部21−1,21−2、誤差検出部22、受信電力算出部23、スペクトル算出部24、遅延プロファイル算出部25、広帯域周波数誤差補正部26及び広帯域周波数誤差検出部27を備えた測定装置を構成することができる。この測定装置も、通常のコンピュータを使用することができ、前述のOFDM波測定装置1と同様に、CPU、RAM等の揮発性の記憶媒体、ROM等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。この測定装置に備えた直交復調部13等の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをCPUに実行させることによりそれぞれ実現される。   Further, components other than the frequency conversion unit 11 and the A / D conversion unit 12 included in the OFDM wave measuring apparatus 1 of FIG. 1, that is, an orthogonal demodulation unit 13, an error detection unit 14, a narrowband frequency error correction unit 15-1, 15-2, symbol cutout units 16-1, 16-2, 16-3, 16-4, FFT units 17-1, 17-2, 17-3, 17-4, symbol addition units 18-1, 18 -2, 18-3, SP pattern detection unit 19, clock error correction units 20-1, 20-2, SP extraction units 21-1, 21-2, error detection unit 22, received power calculation unit 23, spectrum calculation unit 24, a measurement apparatus including a delay profile calculation unit 25, a broadband frequency error correction unit 26, and a broadband frequency error detection unit 27 can be configured. This measuring apparatus can also use a normal computer. Like the OFDM wave measuring apparatus 1 described above, a volatile storage medium such as a CPU and a RAM, a non-volatile storage medium such as a ROM, an interface, etc. Consists of a computer equipped. Each function of the quadrature demodulator 13 and the like provided in this measuring apparatus is realized by causing the CPU to execute a program describing these functions.

この場合、図1に示した周波数変換部11及びA/D変換部12を備えた受信装置は、受信アンテナにてOFDM信号を受信し、A/D変換部12により変換したデジタルのIF信号を受信OFDM信号データとしてメモリに格納する。そして、測定装置は、受信装置のメモリに格納された受信OFDM信号データをダウンロードし、または記憶装置を介して読み出すことで、受信OFDM信号データをメモリに格納する。そして、測定装置は、メモリから受信OFDMデータを読み出し、直交復調部13等の機能を記述したプログラムを実行する。これにより、受信装置にて受信したOFDM信号を、測定装置にて処理することができ、受信電力等を算出することができる。   In this case, the reception apparatus including the frequency conversion unit 11 and the A / D conversion unit 12 illustrated in FIG. 1 receives the OFDM signal by the reception antenna, and converts the digital IF signal converted by the A / D conversion unit 12. The received OFDM signal data is stored in the memory. Then, the measurement device stores the received OFDM signal data in the memory by downloading the received OFDM signal data stored in the memory of the receiving device or reading it through the storage device. Then, the measurement apparatus reads the received OFDM data from the memory, and executes a program describing the functions of the orthogonal demodulation unit 13 and the like. As a result, the OFDM signal received by the receiving device can be processed by the measuring device, and the received power and the like can be calculated.

これらのプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク等)、光ディスク(CD−ROM、DVD等)、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。   These programs can be stored and distributed on a storage medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc., and sent and received via a network. You can also

1 OFDM波測定装置
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 OFDM wave measuring device 11 Frequency conversion part 12 A / D conversion part 13 Orthogonal demodulation part 14,22 Error detection part 15 Narrow band frequency error correction part 16 Symbol extraction part 17 FFT part 18 Symbol addition part 19 SP pattern detection part 20 Clock error correction unit 21 SP extraction unit 23 Received power calculation unit 24 Spectrum calculation unit 25 Delay profile calculation unit 26 Wideband frequency error correction unit 27 Wideband frequency error detection unit 28 Differential demodulation unit 29 Coefficient calculation unit 30 Arrangement information memory 31 Correlation calculation Part

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。
In an OFDM wave measuring apparatus that receives an OFDM wave including a pilot signal, extracts the pilot signal, and measures the signal of the OFDM wave,
A quadrature demodulator for demodulating the received OFDM wave signal to generate a baseband signal;
An error detection unit that adds a predetermined number of symbols on the time axis to the baseband signal generated by the orthogonal demodulation unit, and detects a symbol head position, a narrowband frequency error, and a clock error by guard correlation; ,
A narrowband frequency error correction unit that corrects a narrowband frequency error detected by the error detection unit with respect to the baseband signal generated by the orthogonal demodulation unit;
Based on the symbol head position detected by the error detection unit, the first symbol cut-out for removing the GI and cutting out the effective symbol is performed on the baseband signal whose narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error correction unit. And outing,
A first FFT unit that performs FFT on the effective symbols cut out by the first symbol cutout unit to generate carrier symbols;
The carrier symbol IQ signal generated by the first FFT unit is differentially demodulated, an angle between the differentially demodulated signal and the I axis is calculated, and an accumulation process using the angle for a predetermined number of symbols The carrier position of the pilot signal for wideband frequency error detection that is differentially modulated and arranged at the same carrier position for each symbol is specified in units of carriers, and the carrier position of the pilot signal for broadband frequency error detection that has been specified is set in advance. A broadband frequency error detection unit that calculates a correlation value between the carrier position of the pilot signal for broadband frequency error detection that is performed, and detects a broadband frequency error based on the correlation value;
A broadband frequency error correction unit that corrects a broadband frequency error detected by the broadband frequency error detection unit with respect to a baseband signal whose narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error correction unit;
A second symbol cutout unit that removes the GI and cuts out an effective symbol based on the symbol head position detected by the error detection unit for the baseband signal whose broadband frequency error has been corrected by the wideband frequency error correction unit. When,
A second FFT unit that performs FFT on the effective symbols cut out by the second symbol cutout unit to generate carrier symbols;
A symbol addition unit that synchronously adds the carrier symbols generated by the second FFT unit for each predetermined symbol, and generates a synchronous addition result;
A pattern detection unit that calculates a correlation value between a synchronous addition result generated by the symbol addition unit and a plurality of preset patterns, and detects a pattern having the maximum correlation value;
A pilot extraction unit that extracts a pilot signal from the carrier symbol of the synchronous addition result based on the pattern detected by the pattern detection unit;
An OFDM wave measuring apparatus comprising:
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。
In the OFDM wave measuring device according to claim 1,
The broadband frequency error detector is
A differential demodulator that differentially demodulates the IQ signal of the carrier symbol generated by the first FFT unit for each carrier to generate a differential demodulated signal;
The angle between the IQ signal of the differential demodulated signal generated by the differential demodulator and the I axis is calculated for each carrier, and the result of subtracting the sine value from the cosine value of the calculated angle is displayed in the symbol direction. A coefficient calculation unit that accumulates and averages the predetermined number of symbols, and calculates the average result as a coefficient;
The correlation between the coefficient for each carrier and the arrangement information using the coefficient for each carrier calculated by the coefficient calculation unit and the arrangement information in which the carrier position of the pilot signal for wideband frequency error detection is preset. A correlation calculation unit that calculates a value and detects a broadband frequency error based on the correlation value;
An OFDM wave measuring apparatus comprising:
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。
In the OFDM wave measuring device according to claim 1 or 2,
2. The OFDM wave measuring apparatus according to claim 1, wherein the wideband frequency error detection pilot signal is a pilot signal that is modulated by a DBPSK or DQPSK modulation method and arranged at the same carrier position for each symbol.
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。
Extracting the pilot signal from an OFDM wave signal including a pilot signal and measuring the OFDM wave signal;
A function of an orthogonal demodulator that orthogonally demodulates the signal of the OFDM wave and generates a baseband signal;
An error detection unit that adds a predetermined number of symbols on the time axis to the baseband signal generated by the quadrature demodulation unit and detects a symbol head position, a narrowband frequency error, and a clock error by guard correlation. Function and
A function of a narrowband frequency error correction unit that corrects a narrowband frequency error detected by the error detection unit with respect to the baseband signal generated by the orthogonal demodulation unit;
Based on the symbol head position detected by the error detection unit, the first symbol cut-out for removing the GI and cutting out the effective symbol is performed on the baseband signal whose narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error correction unit. The function of the department,
A function of a first FFT unit that performs an FFT on the effective symbol cut out by the first symbol cutout unit and generates a carrier symbol;
The carrier symbol IQ signal generated by the first FFT unit is differentially demodulated, an angle between the differentially demodulated signal and the I axis is calculated, and an accumulation process using the angle for a predetermined number of symbols The carrier position of the pilot signal for wideband frequency error detection that is differentially modulated and arranged at the same carrier position for each symbol is specified in units of carriers, and the carrier position of the pilot signal for broadband frequency error detection that has been specified is set in advance. A broadband frequency error detection unit that calculates a correlation value between the carrier position of the pilot signal for broadband frequency error detection performed and detects a broadband frequency error based on the correlation value;
A function of a wideband frequency error correction unit that corrects a wideband frequency error detected by the wideband frequency error detection unit with respect to a baseband signal whose narrowband frequency error is corrected by the narrowband frequency error correction unit;
A second symbol cutout unit that removes the GI and cuts out an effective symbol based on the symbol head position detected by the error detection unit for the baseband signal whose broadband frequency error has been corrected by the wideband frequency error correction unit. Functions and
A function of a second FFT unit that performs FFT on the effective symbols cut out by the second symbol cutout unit to generate carrier symbols;
A function of a symbol addition unit that synchronously adds the carrier symbols generated by the second FFT unit for each predetermined symbol and generates a synchronous addition result;
A function of a pattern detection unit for calculating a correlation value between a synchronous addition result generated by the symbol addition unit and a plurality of preset patterns, and detecting a pattern having the maximum correlation value;
Based on the pattern detected by the pattern detection unit, the function of a pilot extraction unit that extracts a pilot signal from the carrier symbol of the synchronous addition result;
A program to realize
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