JP6506596B2 - Wireless communication apparatus, wireless communication method, wireless communication system and chip - Google Patents

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Description

本発明は、時分割複信方式(TDD:Time Division Duplex)により1対1の双方向通信を行う技術に関し、特に、送信側と受信側の周波数偏差を効率良くかつ高精度に検出し、それを補正する無線通信装置、無線通信方法、無線通信システム及びチップに関する。   The present invention relates to technology for performing one-to-one bi-directional communication by Time Division Duplex (TDD), and in particular, efficiently and accurately detects frequency deviations on the transmission side and the reception side, Wireless communication apparatus, wireless communication method, wireless communication system, and chip for correcting

従来、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)変調方式は、シングルキャリア変調方式と比較して、送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間で、局部発振器の誤差により生じる周波数偏差の影響を受けやすいことが知られている。周波数偏差の影響を受けないようにするためには、周波数偏差を補正する自動周波数制御(AFC:Automatic Frequency Control)回路が必須となる。   Conventionally, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme is compared with single carrier modulation scheme due to the error of the local oscillator between the radio communication apparatus on the transmitting side and the radio communication apparatus on the receiving side. It is known to be susceptible to frequency deviations that occur. In order not to be affected by the frequency deviation, an automatic frequency control (AFC) circuit that corrects the frequency deviation is essential.

受信側の無線通信装置が周波数偏差を検出する基本的な手法として、繰り返し送信される信号間の位相回転量を検出し、位相回転量から周波数偏差を検出するものがある。例えば、放送素材伝送用の標準規格(非特許文献1及び非特許文献2を参照)に基づく無線通信システムでは、単方向通信で途切れることなく連続したOFDMシンボルが伝送される。   As a basic method for the wireless communication apparatus on the receiving side to detect the frequency deviation, there is one that detects the phase rotation amount between the repeatedly transmitted signals and detects the frequency deviation from the phase rotation amount. For example, in a wireless communication system based on a standard for broadcast material transmission (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2), continuous OFDM symbols are transmitted without interruption in unidirectional communication.

この無線通信システムにおいて、受信側の無線通信装置は、OFDMシンボルの後半部分と、その後半部分をOFDMシンボルの先頭にコピーして付加したGI(Guard Interval:ガードインターバル)期間との間で複素相関値を算出する。そして、受信側の無線通信装置は、複素相関値から位相回転量を算出し、位相回転量から周波数偏差を検出しAFC回路へフィードバックする(例えば特許文献1及び非特許文献3を参照)。   In this wireless communication system, the wireless communication apparatus on the receiving side has a complex correlation between a second half of the OFDM symbol and a GI (Guard Interval) period in which the second half is copied to the beginning of the OFDM symbol and added. Calculate the value. Then, the wireless communication apparatus on the receiving side calculates the amount of phase rotation from the complex correlation value, detects the frequency deviation from the amount of phase rotation, and feeds it back to the AFC circuit (see, for example, Patent Document 1 and Non-patent Document 3).

一方、無線LAN等の無線通信システムでは、フレーム長が定められたバースト状のOFDM信号形式の信号が利用される。標準規格IEEE802.11a等の規格では、各種の信号同期を図るために、送信信号の先頭にプリアンブルと呼ばれる既知の信号が付加される。受信側の無線通信装置は、プリアンブル内の繰り返し区間の位相回転量を算出し、位相回転量から周波数偏差を検出する(例えば特許文献2を参照)。   On the other hand, in a wireless communication system such as a wireless LAN, a signal in the form of a burst-like OFDM signal with a defined frame length is used. According to the standards such as the standard IEEE802.11a, a known signal called a preamble is added to the head of the transmission signal in order to achieve various signal synchronization. The wireless communication apparatus on the receiving side calculates the phase rotation amount of the repetition section in the preamble, and detects the frequency deviation from the phase rotation amount (see, for example, Patent Document 2).

また、残留した周波数偏差の影響を受けないようにするためには、フレーム単位で完結した周波数偏差の補正が必要である。このため、受信側の無線通信装置は、パイロットキャリア等を用いて、オープンループ構成による位相トラッキングを行い、周波数偏差を補正する(例えば特許文献3を参照)。   In addition, in order not to be affected by the remaining frequency deviation, it is necessary to correct the frequency deviation completed on a frame basis. Therefore, the radio communication apparatus on the reception side performs phase tracking in an open loop configuration using a pilot carrier or the like to correct the frequency deviation (see, for example, Patent Document 3).

時間軸上で送信及び受信を切り替えて双方向通信を行う時分割複信方式による無線通信システムにおいても、無線通信装置から送信される信号は、基本的に間欠的、すなわちバースト状である。このバースト信号に基づいて信号同期(フレーム同期、シンボル同期、周波数同期)を確立し、種々の情報を取り出すための手法が様々提案されている。   Also in a time-division duplex wireless communication system in which transmission and reception are switched on a time axis to perform bi-directional communication, signals transmitted from a wireless communication apparatus are basically intermittent, that is, bursty. Various methods have been proposed for establishing signal synchronization (frame synchronization, symbol synchronization, frequency synchronization) based on this burst signal and extracting various information.

特開2006−135861号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-135861 特開2006−41722号公報JP, 2006-41722, A 特許第3534020号公報Patent No. 3534020

ARIB STD−B33、「テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形OFDM方式デジタル無線伝送システム」ARIB STD-B33, "Portable OFDM digital radio transmission system for transmitting television broadcasting program materials" ARIB STD−B57、「1.2GHz/2.3GHz帯テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形OFDM方式デジタル無線伝送システム」ARIB STD-B57, "Portable OFDM digital radio transmission system for transmitting 1.2 GHz / 2.3 GHz band television broadcast program material" 関、多賀、石川、“OFDMにおけるガード期間を利用した新しい周波数同期方式の検討”、テレビジョン学会技術報告、ITE Technical Report Vol.19、No.38、p.13−18Seki, Taga, Ishikawa, “Consideration of new frequency synchronization method using guard period in OFDM”, Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, ITE Technical Report Vol. 19, No. 38, p. 13-18

前述の時分割複信方式を用いた無線通信システムにおける周波数偏差を検出する手法では、バースト信号であるサブフレームの先頭に付加されたプリアンブルを利用して、サブフレームの送受信が行われるフレーム単位で、周波数同期を確立する。このため、サブフレームには、周波数同期を確立させることを目的としたプリアンブルが必ず付加される。   In the method of detecting frequency deviation in a wireless communication system using time division duplexing as described above, a preamble is added to the beginning of a subframe, which is a burst signal, in units of frames in which transmission and reception of subframes are performed. , Establish frequency synchronization. Therefore, a preamble intended to establish frequency synchronization is always added to the subframe.

ここで、第1の無線伝送装置から第2の無線伝送装置へサブフレームが送信され、第2の無線伝送装置から第1の無線伝送装置へサブフレームが送信される双方向の通信が行われる単位を、フレームという。   Here, a bi-directional communication is performed in which a subframe is transmitted from the first wireless transmission device to the second wireless transmission device and a subframe is transmitted from the second wireless transmission device to the first wireless transmission device. The unit is called a frame.

しかしながら、無線通信システムにおいては、このようなプリアンブルの伝送によって、伝送効率が低下するという問題があった。無線通信システムにおける伝送効率の観点からすると、プリアンブルを極力伝送しないことが望ましい。   However, in the wireless communication system, there has been a problem that transmission of such a preamble reduces transmission efficiency. From the viewpoint of transmission efficiency in the wireless communication system, it is desirable not to transmit the preamble as much as possible.

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、サブフレームの送受信を行う際に、伝送効率の良い時分割複信方式を実現可能な無線通信装置、無線通信方法、無線通信システム及びチップを提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a wireless communication apparatus capable of realizing a time division duplex system with good transmission efficiency when transmitting and receiving subframes. A method, a wireless communication system and a chip are provided.

前記課題を解決するために、請求項1の無線通信装置は、時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する無線通信装置において、他の無線通信装置に周波数偏差を検出させるためのプリアンブルを含むサブフレームを送信し、その後のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信する送信部と、前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるパイロットキャリアを用いて、第2の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する受信部と、を備え、前記受信部が、所定の発振周波数の正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調する直交復調部と、前記直交復調部により直交復調された信号を高速フーリエ変換し、周波数領域の信号を生成する高速フーリエ変換演算部と、前記直交復調部により直交復調されたサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、前記第1の周波数偏差を検出する第1の周波数偏差検出部と、既定周波数から所定の周波数を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力する発振器と、前記高速フーリエ変換演算部により生成された周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出するパイロットキャリア抽出部と、前記パイロットキャリア抽出部により抽出されたパイロットキャリアを用いて、前記第2の周波数偏差を検出する第2の周波数偏差検出部と、を備え、前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した際に、前記発振器が、前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により検出された第1の周波数偏差を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、前記直交復調部が、前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した後に、前記発振器が、前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により前記プリアンブルを含むサブフレームを受信したときに検出された第1の周波数偏差と、前記第2の周波数偏差検出部により検出された第2の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、前記直交復調部が、前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記第1の周波数偏差が補正された前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する、ことを特徴とする。   In order to solve the problem, a wireless communication apparatus according to claim 1 transmits and receives subframes in a time division duplex system, and detects and corrects a frequency deviation of a received signal of the subframe. A transmitting unit for transmitting a subframe including a preamble for detecting a frequency deviation to another wireless communication device and transmitting a subframe not including the preamble as a subsequent subframe, and the other wireless communication device The preamble included in the received subframe is used to detect a first frequency deviation, and the first frequency deviation in the received signal of the subframe is corrected, and a subframe received from the other wireless communication apparatus is detected. A second frequency deviation is detected using a included pilot carrier, and the second in the received signal of the sub-frame is detected. A receiver for correcting a wave number deviation, the receiver receiving a sine wave digital signal of a predetermined oscillation frequency, and orthogonally demodulating the reception signal of the subframe based on the sine wave digital signal A demodulation unit, a fast Fourier transform operation unit that performs fast Fourier transform on the signal orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit, and generates a signal in the frequency domain, and a preamble included in a subframe orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit Using the first frequency deviation detecting unit for detecting the first frequency deviation, and the sine wave having the correction value as a result of subtracting a predetermined frequency from a predetermined frequency and the correction value as the predetermined oscillation frequency An oscillator that generates and outputs a digital signal, and a pilot that extracts a pilot carrier from the signal in the frequency domain generated by the fast Fourier transform operation unit A lot carrier extraction unit; and a second frequency deviation detection unit for detecting the second frequency deviation using the pilot carrier extracted by the pilot carrier extraction unit; When the sub-frame including the preamble is received, the oscillator subtracts the first frequency deviation detected by the first frequency deviation detection unit from the predetermined frequency as a correction value, and the correction value is used as the correction value. The sine wave digital signal having the predetermined oscillation frequency is generated and output, and the quadrature demodulation unit receives the sine wave digital signal from the oscillator, and the sub frame is generated based on the sine wave digital signal. The first frequency deviation in the reception signal of the sub-frame is corrected by orthogonal demodulation of the reception signal, and the other radio communication apparatus A first frequency deviation detected when the oscillator receives a sub-frame including the preamble from the predetermined frequency after receiving the sub-frame including the preamble; The sine wave digital signal is generated with a correction value obtained by subtracting the sum of the second frequency deviation detected by the second frequency deviation detection unit and a correction value as the predetermined oscillation frequency. The first frequency deviation is output by the quadrature demodulation unit inputting the sine wave digital signal from the oscillator and performing quadrature demodulation on the reception signal of the subframe based on the sine wave digital signal. Correcting the second frequency deviation in the corrected received signal of the sub-frame.

また、請求項2の無線通信装置は、請求項1に記載の無線通信装置において、前記直交復調部により直交復調された信号と、同じ波形が複数回繰り返されて構成された前記プリアンブルにおける前記波形の繰り返し単位の基本信号との間で移動相関演算を行い、相互相関値を算出する移動相関部と、前記移動相関部により算出された相互相関値がピークとなる時間軸上の複数の相関ピーク位置を検出すると共に、当該相関ピーク位置の前記相互相関値を相関ピーク値として検出する相関ピーク検出部と、前記相関ピーク検出部により検出された複数の相関ピーク値に基づいて、前記相関ピーク位置間の位相回転量を算出し、前記位相回転量から前記第1の周波数偏差を検出する第1の周波数偏差検出部と、を備えたことを特徴とする。 In the wireless communication apparatus according to claim 2, in the wireless communication apparatus according to claim 1, the waveform in the preamble formed by repeating the same waveform a plurality of times as the signal orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit. And a plurality of correlation peaks on the time axis at which the cross correlation value calculated by the movement correlation unit is at the peak. A correlation peak detection unit that detects a position and detects the cross correlation value of the correlation peak position as a correlation peak value, and the correlation peak position based on a plurality of correlation peak values detected by the correlation peak detection unit And a first frequency deviation detection unit that calculates the phase rotation amount between the phase shift amount and the first frequency deviation from the phase rotation amount.

また、請求項3の無線通信装置は、請求項1または2に記載の無線通信装置において、前記第2の周波数偏差検出部が、前記パイロットキャリア抽出部により抽出されたパイロットキャリアに基づいて、所定のシンボル間隔の複素除算値を算出し、前記サブフレームにおける前記複素除算値の平均値を算出し、前記平均値の位相角を位相回転量とし、前記位相回転量から第2の周波数偏差を検出する、ことを特徴とする。   The wireless communication apparatus according to claim 3 is the wireless communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second frequency deviation detection unit is a predetermined one based on the pilot carrier extracted by the pilot carrier extraction unit. Calculating a complex division value of the symbol interval, calculating an average value of the complex division values in the subframe, setting a phase angle of the average value as a phase rotation amount, and detecting a second frequency deviation from the phase rotation amount To be characterized.

また、請求項4の無線通信装置は、請求項1から3までのいずれか一項に記載の無線通信装置において、さらに、前記サブフレームの同期タイミングを検出し、フレーム同期タイミング信号を生成するフレーム同期検出部と、前記サブフレームのシンボル同期タイミングを検出し、シンボル同期タイミング信号を生成するシンボル同期検出部と、前記高速フーリエ変換演算部により生成された周波数領域の信号に基づいて、C/N比を算出するC/N比算出部と、前記第1の周波数偏差をリセットさせるためのリセット信号を生成するリセット信号生成部と、を備え、前記発振器が、前記リセット信号生成部により生成されたリセット信号に基づいて、前記既定周波数を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成し、前記直交復調部に、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調させる、ことを特徴とする。   A wireless communication apparatus according to claim 4 is the wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a frame for detecting a synchronization timing of the subframe and generating a frame synchronization timing signal. C / N based on a signal of a frequency domain generated by a synchronization detection unit, a symbol synchronization detection unit detecting a symbol synchronization timing of the sub frame, and generating a symbol synchronization timing signal, and the fast Fourier transform operation unit A C / N ratio calculator for calculating a ratio, and a reset signal generator for generating a reset signal for resetting the first frequency deviation, wherein the oscillator is generated by the reset signal generator Generating a sine wave digital signal having the predetermined frequency as the predetermined oscillation frequency based on a reset signal; The demodulator, on the basis of the sine-wave digital signal, the cause of the received signal of the sub-frame orthogonal demodulated, characterized in that.

また、請求項5の無線通信装置は、請求項1から4までのいずれか一項に記載の無線通信装置において、前記送信部が、通信開始時の最初のサブフレーム及び第2番目のサブフレームとして、前記他の無線通信装置に前記プリアンブルを含むサブフレームをそれぞれ送信し、第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信し、前記受信部が、前記他の無線通信装置から、通信開始時の最初のサブフレーム及び第2番目のサブフレームとして、前記プリアンブルを含むサブフレームを受信し、第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信し、前記サブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、前記第1の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、前記サブフレームに含まれるパイロットキャリアを用いて、前記第2の周波数偏差を検出し、前記受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する、ことを特徴とする。   The wireless communication apparatus according to claim 5 is the wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the transmitting unit is configured to receive the first subframe and the second subframe at the start of communication. Transmitting the subframe including the preamble to the other wireless communication device, and transmitting the subframe not including the preamble as the third and subsequent subframes, and the receiving unit performs the other wireless communication From the device, a subframe including the preamble is received as a first subframe and a second subframe at the start of communication, and a subframe not including the preamble is received as third and subsequent subframes. The preamble included in the subframe is used to detect the first frequency deviation, and the received signal of the subframe is detected. Correcting the first frequency deviation, detecting the second frequency deviation using a pilot carrier included in the subframe, and correcting the second frequency deviation in the reception signal. I assume.

また、請求項6の無線通信装置は、請求項5に記載の無線通信装置において、前記送信部が、前記第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信すると共に、所定の周期にて前記プリアンブルを含むサブフレームを送信し、前記受信部が、前記他の無線通信装置から、前記第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信すると共に、所定の周期にて前記プリアンブルを含むサブフレームを受信する、ことを特徴とする。   In the wireless communication apparatus according to claim 6, in the wireless communication apparatus according to claim 5, the transmitting unit transmits a subframe not including the preamble as the third and subsequent subframes, and Transmitting the sub-frame including the preamble at a period of 1, the receiving unit receives a sub-frame not including the preamble as the third and subsequent sub-frames from the other wireless communication apparatus, and Receiving a subframe including the preamble in a cycle of

さらに、請求項7の無線通信方法は、時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する無線通信方法において、前記周波数偏差を検出するためのプリアンブルを含むサブフレームを受信するステップと、前記プリアンブルを含むサブフレームの受信信号を直交復調し、前記受信信号に含まれるプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差を検出するステップと、既定周波数から前記第1の周波数偏差を減算した結果を補正値とし、前記補正値を発振周波数とした第1の正弦波デジタル信号を生成するステップと、前記第1の正弦波デジタル信号に基づいて、前記プリアンブルを含むサブフレームの受信信号を直交復調し、前記直交復調した信号を高速フーリエ変換して周波数領域の信号を生成し、前記周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出し、前記パイロットキャリアを用いて、第2−1の周波数偏差を検出するステップと、所定周波数から、前記第1の周波数偏差と前記第2−1の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を発振周波数とした第2の正弦波デジタル信号を生成するステップと、前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信するステップと、前記第2の正弦波デジタル信号に基づいて、前記プリアンブルを含まないサブフレームの受信信号を直交復調し、前記直交復調した信号を高速フーリエ変換して周波数領域の信号を生成し、前記周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出し、前記パイロットキャリアを用いて、第2−2の周波数偏差を検出するステップと、所定周波数から、前記第1の周波数偏差と前記第2−2の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を発振周波数とした第3の正弦波デジタル信号であって、前記プリアンブルを含まないサブフレームをさらに受信した際の受信信号を直交復調するための正弦波デジタル信号を生成するステップと、を有し、さらに、前記プリアンブルを含むサブフレームを受信するステップの前または後に、前記プリアンブルを含むサブフレームを送信するステップを有し、前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信するステップの前または後に、前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信するステップを有することを特徴とする。   Further, in the wireless communication method according to a seventh aspect of the present invention, in the wireless communication method of transmitting and receiving subframes in a time division duplex system and detecting and correcting a frequency deviation of a reception signal of the subframe Receiving a sub-frame including a preamble for decoding, quadrature-modulating a received signal of the sub-frame including the preamble, and detecting a first frequency deviation using the preamble included in the received signal; Generating a first sine wave digital signal having a correction value obtained by subtracting the first frequency deviation from a predetermined frequency and using the correction value as an oscillation frequency; and based on the first sine wave digital signal. Orthogonally demodulate a received signal of a subframe including the preamble, and fast Fourier transform the orthogonally demodulated signal to obtain a frequency domain Generating a signal, extracting a pilot carrier from the signal in the frequency domain, and detecting a 2-1st frequency deviation using the pilot carrier, and detecting the first frequency deviation from the predetermined frequency and the first frequency deviation. Generating a second sine wave digital signal using the correction value as a correction value and subtracting the sum of the frequency deviation of 2-1 and the sub-frame not including the preamble Step: orthogonally demodulate the received signal of the sub-frame not including the preamble based on the second sine wave digital signal, and fast Fourier transform the orthogonally demodulated signal to generate a signal in the frequency domain, A step of extracting a pilot carrier from a signal in the frequency domain and detecting a second frequency deviation using the pilot carrier And a third sine wave digital signal having a correction value obtained by subtracting an addition value of the first frequency deviation and the second frequency deviation from a predetermined frequency as a correction value, and using the correction value as an oscillation frequency. Generating a sine wave digital signal for orthogonally demodulating a received signal upon further receiving the subframe not including the preamble, and further receiving the subframe including the preamble Before or after transmitting the subframe including the preamble, and before or after receiving the subframe not including the preamble, including transmitting the subframe not including the preamble. It features.

さらに、請求項8の無線通信システムは、時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する一対の無線通信装置により構成される無線通信システムにおいて、前記一対の無線通信装置のそれぞれを、請求項1の無線通信装置とする、ことを特徴とする。   Furthermore, the wireless communication system according to claim 8 comprises a wireless communication system configured to transmit and receive subframes in a time division duplex system, and detect and correct a frequency deviation of received signals of the subframes. In the communication system, each of the pair of wireless communication devices is the wireless communication device according to claim 1.

さらに、請求項9のチップは、時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する無線通信装置に搭載されるチップにおいて、他の無線通信装置に周波数偏差を検出させるためのプリアンブルを含むサブフレームを生成し、その後のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを生成する第1のデジタル信号処理部と、前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるパイロットキャリアを用いて、第2の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する第2のデジタル信号処理部と、を備え、前記第2のデジタル信号処理部が、所定の発振周波数の正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調する直交復調部と、前記直交復調部により直交復調された信号を高速フーリエ変換し、周波数領域の信号を生成する高速フーリエ変換演算部と、前記直交復調部により直交復調されたサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、前記第1の周波数偏差を検出する第1の周波数偏差検出部と、既定周波数から所定の周波数を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力する発振器と、前記高速フーリエ変換演算部により生成された周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出するパイロットキャリア抽出部と、前記パイロットキャリア抽出部により抽出されたパイロットキャリアを用いて、前記第2の周波数偏差を検出する第2の周波数偏差検出部と、を備え、当該無線通信装置が前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した際に、前記発振器が、前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により検出された第1の周波数偏差を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、前記直交復調部が、前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、当該無線通信装置が前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した後に、前記発振器が、前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により検出された第1の周波数偏差と前記第2の周波数偏差検出部により検出された第2の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、前記直交復調部が、前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記第1の周波数偏差が補正された前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する、ことを特徴とする。   Furthermore, the chip according to claim 9 is a chip mounted on a wireless communication apparatus that transmits and receives subframes in a time division duplex system and detects and corrects frequency deviation of reception signals of the subframes. A first digital signal processing unit that generates a subframe including a preamble for causing a wireless communication device to detect a frequency deviation, and generates a subframe not including the preamble as a subsequent subframe, and the other wireless communication The preamble included in the subframe received from the device is used to detect a first frequency deviation, and the first frequency deviation in the received signal of the subframe is corrected, and the sub received from the other wireless communication device The pilot carrier included in the frame is used to detect a second frequency deviation, and the received signal in the subframe is detected. And a second digital signal processing unit that corrects the second frequency deviation, wherein the second digital signal processing unit receives a sine wave digital signal of a predetermined oscillation frequency, and generates a sine wave digital signal. Based on the orthogonal demodulation unit that orthogonally demodulates the received signal of the sub-frame, the fast Fourier transform operation unit that performs fast Fourier transform on the signal orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit, and generates the signal in the frequency domain; A first frequency deviation detection unit for detecting the first frequency deviation using a preamble included in a sub-frame orthogonally demodulated by the demodulation unit, and a result obtained by subtracting a predetermined frequency from a predetermined frequency is used as a correction value. An oscillator for generating and outputting the sine wave digital signal having the correction value as the predetermined oscillation frequency, and a circumference generated by the fast Fourier transform operation unit A pilot carrier extraction unit that extracts a pilot carrier from a signal of several regions; and a second frequency deviation detection unit that detects the second frequency deviation using the pilot carrier extracted by the pilot carrier extraction unit. The first frequency deviation detecting unit detects the oscillator from the predetermined frequency when the wireless communication apparatus receives a subframe including the preamble from the other wireless communication apparatus. The result of subtracting the frequency deviation is used as a correction value, and the sine wave digital signal having the correction value as the predetermined oscillation frequency is generated and output, and the quadrature demodulation unit receives the sine wave digital signal from the oscillator. Receiving the subframe by orthogonally demodulating the received signal of the subframe based on the sine wave digital signal The oscillator corrects the first frequency deviation from the predetermined frequency after correcting the first frequency deviation in the signal and after the wireless communication apparatus receives a subframe including the preamble from the other wireless communication apparatus. The result of subtracting the addition value of the first frequency deviation detected by the detection unit and the second frequency deviation detected by the second frequency deviation detection unit is a correction value, and the correction value is the predetermined oscillation. The sine wave digital signal in frequency is generated and output, and the quadrature demodulation unit inputs the sine wave digital signal from the oscillator, and the reception signal of the sub frame is orthogonalized based on the sine wave digital signal. Demodulation is performed to correct the second frequency deviation in the reception signal of the sub-frame in which the first frequency deviation is corrected.

以上のように、本発明によれば、サブフレームの送受信を行う際に、プリアンブルを含むサブフレームを常に送受信しないで済むようにしたから、伝送効率の良い時分割複信方式を実現することが可能となる。   As described above, according to the present invention, when transmitting and receiving subframes, it is not necessary to always transmit and receive subframes including a preamble, so a time division duplex system with good transmission efficiency can be realized. It becomes possible.

本発明の実施形態による無線通信装置を含む無線通信システムの全体構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a wireless communication system including a wireless communication device according to an embodiment of the present invention. (1)は、TDDサブフレーム(プリアンブルあり)の構成を示す図である。(2)は、TDDサブフレーム(プリアンブルなし)の構成を示す図である。(1) is a figure which shows the structure of a TDD sub-frame (with a preamble). (2) is a figure which shows the structure of a TDD sub-frame (without a preamble). プリアンブルの波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of a preamble. 本発明の実施形態による無線通信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 radio | wireless communication apparatus by embodiment of this invention. 移動相関部により演算される相互相関値を示す図である。It is a figure which shows the cross correlation value calculated by the movement correlation part. パイロットキャリアの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of a pilot carrier. 第2の周波数偏差検出部の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of a 2nd frequency deviation detection part. 第2の周波数偏差検出部の処理において、計算上の位相角(位相回転量)を示す図である。It is a figure which shows a phase angle (phase rotation amount) on calculation in a process of a 2nd frequency deviation detection part. 第2の周波数偏差検出部の処理において、実際の位相角(位相回転量)を示す図である。It is a figure which shows an actual phase angle (phase rotation amount) in the process of a 2nd frequency deviation detection part. 周波数偏差を補正する手順の全体フローを示す図である。It is a figure which shows the whole flow of the procedure which correct | amends a frequency deviation. プリアンブル付加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 preamble addition part. 周波数偏差を補正する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which correct | amends a frequency deviation. 周波数偏差を補正する手順を示すフローチャートである(図12の続き)。It is a flowchart which shows the procedure which correct | amends a frequency deviation (continuation of FIG. 12). 周波数偏差を補正する手順を示すフローチャートである(図13の続き)。It is a flowchart which shows the procedure which correct | amends a frequency deviation (continuation of FIG. 13).

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。本発明は、時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行う無線通信装置において、プリアンブルを含むサブフレームを送信し、その後にプリアンブルを含まないサブフレームを送信する送信部と、プリアンブルを含むサブフレームを受信し、サブフレームに含まれるプリアンブルを用いて周波数偏差を検出し、それを補正し、その後に、プリアンブルを含まないサブフレームを受信し、サブフレームに含まれるパイロットキャリアを用いて周波数偏差を検出し、それを補正する受信部と、を備えたことを特徴とする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention relates to a radio communication apparatus that transmits and receives subframes in a time division duplex system, transmits a subframe including a preamble, and then transmits a subframe not including the preamble, and a sub that includes the preamble. A frame is received, a frequency deviation is detected using a preamble included in the subframe, and it is corrected, and then a subframe not including the preamble is received, and a frequency deviation using a pilot carrier included in the subframe And a receiver for detecting and correcting the same.

これにより、プリアンブルを含むサブフレームを常に送受信しないで済むから、通信全体としてプリアンブルの通信数を削減することができ、伝送効率の良い時分割複信方式を実現することが可能となる。   As a result, since it is not necessary to always transmit and receive subframes including a preamble, it is possible to reduce the number of preamble communications in the entire communication, and it is possible to realize a time division duplex system with good transmission efficiency.

〔無線伝送システム〕
まず、無線伝送システムについて説明する。図1は、本発明の実施形態による無線通信装置を含む無線伝送システムの全体構成を示す概略図である。この無線伝送システムは、時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行う一対の無線通信装置1−1,1−2を備えている。無線通信装置1−1,1−2によりそれぞれ送信される信号はOFDM信号であり、この無線伝送システムは、具体的には、前述の非特許文献1,2に記載されたシステムを想定している。
[Wireless transmission system]
First, a wireless transmission system will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a wireless transmission system including a wireless communication device according to an embodiment of the present invention. The wireless transmission system includes a pair of wireless communication devices 1-1 and 1-2 that transmit and receive subframes in a time division duplex system. The signals transmitted by the wireless communication devices 1-1 and 1-2 are OFDM signals, and this wireless transmission system is specifically assumed to be the system described in the non-patent documents 1 and 2 described above. There is.

無線通信装置1−1,1−2は、互いにTDDサブフレームを送受信する。所定のフレームの期間内で、無線通信装置1−1から無線通信装置1−2へTDDサブフレームが送信されるサブフレームの期間、及び、無線通信装置1−2から無線通信装置1−1へTDDサブフレームが送信されるサブフレームの期間が予め設定されている。無線通信装置1−1から無線通信装置1−2へTDDサブフレームが送信されるサブフレームの期間と、無線通信装置1−2から無線通信装置1−1へTDDサブフレームが送信されるサブフレームの期間とは、同じ場合もあり、異なる場合もある。無線通信装置1−1は、前者のサブフレームの期間内で、TDDサブフレームを無線通信装置1−2へ送信し、無線通信装置1−2は、後者のサブフレームの期間内で、TDDサブフレームを無線通信装置1−1へ送信する。   The wireless communication devices 1-1 and 1-2 mutually transmit and receive TDD subframes. Within a predetermined frame period, a period of a subframe in which a TDD subframe is transmitted from the wireless communication device 1-1 to the wireless communication device 1-2, and from the wireless communication device 1-2 to the wireless communication device 1-1 The period of subframes in which TDD subframes are transmitted is preset. A subframe period in which a TDD subframe is transmitted from the wireless communication device 1-1 to the wireless communication device 1-2, and a subframe in which a TDD subframe is transmitted from the wireless communication device 1-2 to the wireless communication device 1-1 The term may be the same or different. The wireless communication device 1-1 transmits the TDD subframe to the wireless communication device 1-2 within the former subframe period, and the wireless communication device 1-2 transmits the TDD sub frame within the latter subframe period. The frame is transmitted to the wireless communication device 1-1.

無線通信装置1−1は、送信信号(送信対象のデータ)をTDDサブフレームに格納し、TDDサブフレームを無線通信装置1−2へ送信する送信部と、無線通信装置1−2により送信されたTDDサブフレームを受信し、TDDサブフレームから受信信号を抽出する受信部と、を備えている。無線通信装置1−2は、送信信号をTDDサブフレームに格納し、TDDサブフレームを無線通信装置1−1へ送信する送信部と、無線通信装置1−1により送信されたTDDサブフレームを受信し、TDDサブフレームから受信信号を抽出する受信部と、を備えている。   The wireless communication device 1-1 stores the transmission signal (data to be transmitted) in a TDD subframe, and transmits the TDD subframe to the wireless communication device 1-2, and the wireless communication device 1-2 transmits the TDD subframe. And a receiver for receiving the TDD subframes and extracting a reception signal from the TDD subframes. The wireless communication device 1-2 stores a transmission signal in a TDD subframe, and transmits a TDD subframe to the wireless communication device 1-1, and receives the TDD subframe transmitted by the wireless communication device 1-1. And a receiver for extracting a received signal from the TDD subframe.

無線通信装置1−1,1−2は、互いに、時間軸上のサブフレームの期間毎に送信及び受信を切り替えて双方向通信を行う時分割複信方式の下で、プリアンブルを含むTDDサブフレームを他方へ送信し、プリアンブルを含むTDDサブフレームを他方から受信する。また、無線通信装置1−1,1−2は、プリアンブルを含まないTDDサブフレームを他方へ送信し、プリアンブルを含まないTDDサブフレームを他方から受信する。   TDD subframes including a preamble under the time division duplex system in which the wireless communication devices 1-1 and 1-2 mutually switch between transmission and reception for each period of subframes on the time axis to perform bidirectional communication. To the other and receive TDD subframes containing the preamble from the other. Also, the wireless communication devices 1-1 and 1-2 transmit TDD subframes not including the preamble to the other, and receive TDD subframes not including the preamble from the other.

図2(1)は、TDDサブフレーム(プリアンブルあり)の構成を示す図である。図2(2)は、TDDサブフレーム(プリアンブルなし)の構成を示す図である。図2(1)に示すように、プリアンブルを含むTDDサブフレームは、プリアンブル、ヘッダ部及びペイロード部により構成され、先頭にプリアンブルが配置され、続いてヘッダ部及びペイロード部がそれぞれ配置されている。図2(2)に示すように、プリアンブルを含まないTDDサブフレームは、ヘッダ部及びペイロード部により構成される。これらのTDDサブフレームのサブフレーム長は同じである。   FIG. 2A is a diagram showing the configuration of a TDD subframe (with a preamble). FIG. 2 (2) is a diagram showing the configuration of a TDD subframe (without a preamble). As shown in FIG. 2 (1), a TDD subframe including a preamble is composed of a preamble, a header portion and a payload portion, the preamble is disposed at the head, and then the header portion and the payload portion are respectively disposed. As shown in FIG. 2 (2), a TDD subframe not including a preamble is composed of a header part and a payload part. The subframe lengths of these TDD subframes are the same.

無線通信装置1−1は、図2(1)のプリアンブルを含むTDDサブフレームを生成して無線通信装置1−2へ送信し、同じ構成のプリアンブルを含むTDDサブフレームを無線通信装置1−2から受信する。同様に、無線通信装置1−2は、図2(1)のプリアンブルを含むTDDサブフレームを生成して無線通信装置1−1へ送信し、同じ構成のプリアンブルを含むTDDサブフレームを無線通信装置1−1から受信する。   The wireless communication device 1-1 generates a TDD subframe including the preamble of FIG. 2 (1) and transmits it to the wireless communication device 1-2, and transmits a TDD subframe including the preamble of the same configuration to the wireless communication device 1-2. Receive from Similarly, the wireless communication device 1-2 generates a TDD subframe including the preamble of FIG. 2 (1), transmits it to the wireless communication device 1-1, and transmits a TDD subframe including the preamble of the same configuration to the wireless communication device Receive from 1-1.

また、無線通信装置1−1は、図2(2)のプリアンブルを含まないTDDサブフレームを生成して無線通信装置1−2へ送信し、同じ構成のプリアンブルを含まないTDDサブフレームを無線通信装置1−2から受信する。同様に、無線通信装置1−2は、図2(2)のプリアンブルを含まないTDDサブフレームを生成して無線通信装置1−1へ送信し、同じ構成のプリアンブルを含まないTDDサブフレームを無線通信装置1−2から受信する。   Further, the wireless communication device 1-1 generates a TDD subframe not including the preamble of FIG. 2 (2) and transmits it to the wireless communication device 1-2, and wirelessly communicates the TDD subframe not including the preamble of the same configuration. It receives from the device 1-2. Similarly, the wireless communication device 1-2 generates a TDD subframe not including the preamble of FIG. 2 (2) and transmits it to the wireless communication device 1-1, and wirelessly transmits the TDD subframe not including the preamble of the same configuration. It receives from the communication apparatus 1-2.

図3は、図2(1)に示したプリアンブルの波形を示す図である。横軸は、時間を示し、縦軸は、プリアンブルの信号の振幅を示す。図3に示すように、プリアンブルは、同じ波形が8回繰り返され、8つの同じ波形により構成された信号である。   FIG. 3 is a diagram showing the waveform of the preamble shown in FIG. 2 (1). The horizontal axis shows time, and the vertical axis shows the amplitude of the signal of the preamble. As shown in FIG. 3, the preamble is a signal in which the same waveform is repeated eight times and is configured by eight identical waveforms.

〔無線通信装置〕
次に、図1に示した無線伝送システムの無線通信装置1−1,1−2(総称して無線通信装置1という。)について詳細に説明する。図4は、本発明の実施形態による無線通信装置1の構成を示すブロック図である。この無線通信装置1は、アンテナ10、スイッチ11、送信部2及び受信部3を備えている。
[Wireless communication device]
Next, the wireless communication devices 1-1, 1-2 (collectively referred to as the wireless communication device 1) of the wireless transmission system shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the wireless communication device 1 according to the embodiment of the present invention. The wireless communication device 1 includes an antenna 10, a switch 11, a transmitter 2, and a receiver 3.

送信部2は、逆高速フーリエ変換(IFFT)演算部12、GI付加部13、プリアンブル付加部14、アップサンプリング部(US)15、低域通過フィルタ部(LPF)16、数値制御型発振器(NCO)17、直交変調部(QM)18、D/A変換部19及び周波数変換部(U/C)20を備えている。   The transmitting unit 2 includes an inverse fast Fourier transform (IFFT) calculating unit 12, a GI adding unit 13, a preamble adding unit 14, an upsampling unit (US) 15, a low pass filter unit (LPF) 16, and a numerically controlled oscillator (NCO And 17, a quadrature modulation unit (QM) 18, a D / A conversion unit 19, and a frequency conversion unit (U / C) 20.

受信部3は、周波数変換部(D/C)21、A/D変換部22、直交復調部(QDM)23、低域通過フィルタ部(LPF)24、ダウンサンプリング部(DS)25、プリアンブル記憶部26、移動相関部27、相関ピーク検出部28、フレーム同期検出部29、トリガ信号生成部30、第1の周波数偏差検出部31、周波数偏差記憶部32、加算部33、数値制御型発振器(NCO)34、シンボル同期検出部35、FFT窓タイミング部36、高速フーリエ変換(FFT)演算部37、パイロットキャリア抽出部38、第2の周波数偏差検出部39及びリセット信号生成部40を備えている。   The receiver 3 includes a frequency converter (D / C) 21, an A / D converter 22, an orthogonal demodulator (QDM) 23, a low pass filter (LPF) 24, a downsampling unit (DS) 25, and a preamble storage. Unit 26, movement correlation unit 27, correlation peak detection unit 28, frame synchronization detection unit 29, trigger signal generation unit 30, first frequency deviation detection unit 31, frequency deviation storage unit 32, addition unit 33, numerical control type oscillator ( NCO 34, symbol synchronization detection unit 35, FFT window timing unit 36, fast Fourier transform (FFT) operation unit 37, pilot carrier extraction unit 38, second frequency deviation detection unit 39, and reset signal generation unit 40 .

送信部2におけるIFFT演算部12、GI付加部13、・・・、NCO17及びQM18、並びに、受信部3におけるQDM23、LPF24、・・・、第2の周波数偏差検出部39及びリセット信号生成部40により、デジタル信号を処理するデジタル信号処理部が構成される。   .., NCO 17 and QM 18 in the transmission unit 2, and QDM 23, LPF 24,..., Second frequency deviation detection unit 39 and reset signal generation unit 40 in the reception unit 3. Thus, a digital signal processing unit that processes digital signals is configured.

スイッチ11は、フレーム同期検出部29から切り替え信号を入力し、切り替え信号に基づいて、内部のスイッチを、送信部2側または受信部3側に切り替える。具体的には、スイッチ11は、切り替え信号がTDDサブフレームを送信する期間を示す場合、アンテナ10と送信部2とを接続し、送信部2からTDDサブフレームの送信信号を入力し、アンテナ10を介して送信する。一方、スイッチ11は、切り替え信号がTDDサブフレームを受信する期間を示す場合、アンテナ10と受信部3とを接続し、アンテナ10を介してTDDサブフレームの受信信号を入力し、受信部3に出力する。   The switch 11 receives the switching signal from the frame synchronization detection unit 29 and switches the internal switch to the transmitting unit 2 side or the receiving unit 3 side based on the switching signal. Specifically, when the switching signal indicates a period during which the switching signal transmits a TDD subframe, the switch 11 connects the antenna 10 and the transmitting unit 2, inputs a transmission signal of the TDD subframe from the transmitting unit 2, and transmits the antenna 10. Send through. On the other hand, when the switching signal indicates a period in which the switching signal receives a TDD subframe, the switch 11 connects the antenna 10 and the receiving unit 3, inputs the received signal of the TDD subframe via the antenna 10, and Output.

(送信部2)
次に、図4に示した送信部2について詳細に説明する。スイッチ11は、フレーム同期検出部29からTDDサブフレームを送信する期間を示す切り替え信号を入力すると、アンテナ10と送信部2とが接続される。TDDサブフレームを送信する期間は、スイッチ11を介してアンテナ10と送信部2とが接続された状態となる。
(Transmission unit 2)
Next, the transmitter 2 shown in FIG. 4 will be described in detail. When the switch 11 receives a switching signal indicating a period for transmitting a TDD subframe from the frame synchronization detection unit 29, the antenna 10 and the transmission unit 2 are connected. During a period in which a TDD subframe is transmitted, the antenna 10 and the transmitter 2 are connected via the switch 11.

IFFT演算部12は、図示しない構成部からマッピング後の変調信号(送信信号)を入力し、周波数領域の変調信号にIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)を施し、時間領域の変調信号を生成する。そして、IFFT演算部12は、時間領域の変調信号をGI付加部13に出力する。   The IFFT operation unit 12 receives the modulated modulation signal (transmission signal) after mapping from a component (not shown), performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) on the modulation signal in the frequency domain, and modulates the modulation signal in the time domain. Generate Then, the IFFT operation unit 12 outputs the modulation signal in the time domain to the GI addition unit 13.

GI付加部13は、IFFT演算部12から時間領域の変調信号を入力し、時間領域の変調信号にGIを付加し、GIを付加した変調信号をプリアンブル付加部14に出力する。   The GI addition unit 13 receives the modulation signal in the time domain from the IFFT operation unit 12, adds the GI to the modulation signal in the time domain, and outputs the modulation signal to which the GI is added to the preamble addition unit 14.

プリアンブル付加部14は、GI付加部13からGIが付加された変調信号を入力し、所定の規則に従い、変調信号にプリアンブルを付加し、プリアンブルを含むTDDサブフレームを生成するか、または、変調信号にプリアンブルを付加しないで、プリアンブルを含まないTDDサブフレームを生成する。   The preamble adding unit 14 receives the modulated signal to which GI is added from the GI adding unit 13, adds a preamble to the modulated signal according to a predetermined rule, and generates a TDD subframe including the preamble, or a modulated signal And TDD subframes not including the preamble are generated.

所定の規則として、例えば、通信開始時の最初及び第2番目に送信するTDDサブフレームについて、プリアンブルを付加したTDDサブフレーム(プリアンブルを含むTDDサブフレーム)を生成し、通信開始時の第3番目以降に送信するTDDサブフレームについて、プリアンブルを付加しないTDDサブフレーム(プリアンブルを含まないTDDサブフレーム)を生成する規則が用いられる。   As a predetermined rule, for example, a TDD subframe (a TDD subframe including a preamble) added with a preamble is generated for the first and second TDD subframes to be transmitted at the start of communication, and the third at the start of communication For TDD subframes to be transmitted later, a rule is used to generate TDD subframes not including a preamble (TDD subframes not including a preamble).

図11は、プリアンブル付加部14の処理を示すフローチャートである。プリアンブル付加部14は、前述の規則に従い、通信開始時における最初または第2番目に送信するTDDサブフレームであるか否かを判定する(ステップS1101)。プリアンブル付加部14は、ステップS1101において、通信開始時における最初または第2番目に送信するTDDサブフレームであると判定した場合(ステップS1101:Y)、変調信号にプリアンブルを付加し、プリアンブルを含むTDDサブフレームを生成する(ステップS1102)。   FIG. 11 is a flowchart showing the process of the preamble adder 14. The preamble addition unit 14 determines whether or not it is the first or second TDD subframe to be transmitted at the start of communication according to the above-mentioned rule (step S1101). When the preamble adding unit 14 determines that the TDD subframe to be transmitted first or second at the start of communication is determined to be the first or second TDD subframe at the start of communication (step S1101: Y), the preamble is added to the modulated signal and TDD including the preamble A subframe is generated (step S1102).

一方、プリアンブル付加部14は、ステップS1101において、通信開始時における最初または第2番目に送信するTDDサブフレームでないと判定した場合(ステップS1101:N)、すなわち、通信開始時の第3番目以降に送信するTDDサブフレームであると判定した場合、変調信号にプリアンブルを付加しないで、プリアンブルを含まないTDDサブフレームを生成する(ステップS1103)。そして、プリアンブル付加部14は、TDDサブフレーム(プリアンブルを含むTDDサブフレーム、またはプリアンブルを含まないTDDサブフレーム)の送信信号をUS15に出力する。   On the other hand, if the preamble adding unit 14 determines in step S1101 that it is not the first or second TDD subframe to be transmitted at the start of communication (step S1101: N), ie, after the third at the start of communication. If it is determined that this is a TDD subframe to be transmitted, a TDD subframe not including a preamble is generated without adding a preamble to the modulated signal (step S1103). Then, the preamble adding unit 14 outputs a transmission signal of a TDD subframe (a TDD subframe including a preamble or a TDD subframe not including a preamble) to the US 15.

US15は、プリアンブル付加部14からTDDサブフレームの送信信号を入力し、送信信号にアップサンプリングの処理を施し、アップサンプリング後の送信信号をLPF16に出力する。   In US15, the transmission signal of the TDD subframe is input from the preamble adding unit 14, the transmission signal is subjected to an upsampling process, and the transmission signal after the upsampling is output to the LPF 16.

LPF16は、US15からアップサンプリング後の送信信号を入力し、送信信号に対し、所定周波数より高い成分を逓減させ、所定周波数以下の成分を通過させるフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の送信信号をQM18に出力する。NCO17は、局部発振器であり、既定値fcの発振周波数の正弦波デジタル信号をQM18に出力する。 The LPF 16 receives the up-sampled transmission signal from US 15 and filters the transmission signal so that components higher than a predetermined frequency are stepped down and allows components below a predetermined frequency to pass. Output to The NCO 17 is a local oscillator, and outputs a sine wave digital signal having an oscillation frequency of a predetermined value f c to the QM 18.

QM18は、LPF16からフィルタ処理後の送信信号を入力すると共に、NCO17から正弦波デジタル信号を入力し、正弦波デジタル信号に基づいて、送信信号にデジタル直交変調を施し、デジタル直交変調後の送信信号をD/A変換部19に出力する。   The QM 18 receives the filtered transmission signal from the LPF 16 and receives a sine wave digital signal from the NCO 17, performs digital quadrature modulation on the transmission signal based on the sine wave digital signal, and transmits the digital quadrature modulation signal. Are output to the D / A converter 19.

D/A変換部19は、QM18からデジタル直交変調後のデジタルの送信信号を入力し、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログの送信信号をU/C20に出力する。   The D / A conversion unit 19 receives the digital transmission signal after digital quadrature modulation from the QM 18, converts the digital signal into an analog signal, and outputs an analog transmission signal to the U / C 20.

U/C20は、D/A変換部19からアナログの送信信号を入力し、送信信号の周波数を、中間周波数帯から無線周波数帯に変換する。そして、無線周波数帯に変換された送信信号は、スイッチ11を介してアンテナ10から送信される。   The U / C 20 receives an analog transmission signal from the D / A converter 19 and converts the frequency of the transmission signal from an intermediate frequency band to a radio frequency band. Then, the transmission signal converted into the radio frequency band is transmitted from the antenna 10 via the switch 11.

このように、無線通信装置1の送信部2から、通信開始時の最初及び第2番目のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含むTDDサブフレームが送信され、第3番目以降のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含まないTDDサブフレームが送信される。   Thus, the TDD subframe including the preamble is transmitted as the first and second TDD subframes at the start of communication from the transmitter 2 of the wireless communication device 1, and the preambles are transmitted as the third and subsequent TDD subframes. TDD subframes not including T are transmitted.

(受信部3)
次に、図4に示した受信部3について詳細に説明する。スイッチ11は、フレーム同期検出部29からTDDサブフレームを受信する期間を示す切り替え信号を入力すると、アンテナ10と受信部3とが接続される。TDDサブフレームを受信する期間は、スイッチ11を介してアンテナ10と受信部3とが接続された状態となる。
(Receiver 3)
Next, the receiver 3 shown in FIG. 4 will be described in detail. When the switch 11 receives a switching signal indicating a period for receiving a TDD subframe from the frame synchronization detection unit 29, the antenna 10 and the reception unit 3 are connected. During a period in which a TDD subframe is received, the antenna 10 and the receiver 3 are connected via the switch 11.

D/C21は、アンテナ10にて受信したTDDサブフレームの受信信号を、スイッチ11を介して入力し、TDDサブフレームの受信信号の周波数を、無線周波数帯から中間周波数帯に変換する。そして、D/C21は、中間周波数帯に変換した受信信号をA/D変換部22に出力する。   The D / C 21 receives the received signal of the TDD subframe received by the antenna 10 via the switch 11, and converts the frequency of the received signal of the TDD subframe from the radio frequency band to the intermediate frequency band. Then, the D / C 21 outputs the reception signal converted into the intermediate frequency band to the A / D conversion unit 22.

A/D変換部22は、D/C21から中間周波数帯のアナログの受信信号を入力し、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタルの受信信号をQDM23に出力する。   The A / D converter 22 receives an analog reception signal of an intermediate frequency band from the D / C 21, converts the analog signal into a digital signal, and outputs a digital reception signal to the QDM 23.

QDM23は、A/D変換部22からデジタル信号の受信信号を入力すると共に、NCO34から所定の値fNCOを発振周波数とする正弦波デジタル信号を入力し、正弦波デジタル信号に基づいて、受信信号にデジタル直交復調を施し、デジタル直交復調後の受信信号をLPF24に出力する。 The QDM 23 receives a digital received signal from the A / D converter 22 and also receives from the NCO 34 a sine wave digital signal whose oscillation frequency is a predetermined value f NCO , and based on the sine wave digital signal, the received signal Digital quadrature demodulation, and outputs the received signal after digital quadrature demodulation to the LPF 24.

LPF24は、QDM23からデジタル直交復調後の受信信号を入力し、受信信号に対し、所定周波数より高い成分を逓減させ、所定周波数以下の成分を通過させるフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の受信信号をDS25に出力する。   The LPF 24 receives the received signal after digital quadrature demodulation from the QDM 23, performs a filtering process on the received signal so as to reduce components higher than a predetermined frequency, and passes components of a predetermined frequency or less, and outputs the filtered received signal Output to DS25.

DS25は、LPF24からフィルタ処理後の受信信号を入力し、受信信号にダウンサンプリング処理を施し、ダウンサンプリング後の受信信号を移動相関部27、フレーム同期検出部29、シンボル同期検出部35及びFFT演算部37に出力する。   The DS 25 receives the filter-processed received signal from the LPF 24, down-samples the received signal, and performs down-sampling on the received signal as a moving correlation unit 27, a frame synchronization detection unit 29, a symbol synchronization detection unit 35, and an FFT operation Output to section 37.

プリアンブル記憶部26には、図3に示したプリアンブルの波形のうち、繰り返し単位の波形に対応するデジタル信号(プリアンブルの基本信号)が記憶されている。このプリアンブルの基本信号は、同じ波形が8回繰り返され8つの同じ波形により構成されたプリアンブルの信号のうちの1/8の信号であり、繰り返し単位の信号である。   The preamble storage unit 26 stores a digital signal (a basic signal of the preamble) corresponding to the waveform of the repetition unit among the waveforms of the preamble shown in FIG. The basic signal of this preamble is 1/8 of the signal of the preamble composed of eight identical waveforms repeated the same waveform eight times, and is a signal of a repeating unit.

移動相関部27は、DS25からダウンサンプリング後の受信信号を入力すると共に、プリアンブル記憶部26からプリアンブルの基本信号を読み出し、受信信号とプリアンブルの基本信号との間で移動相関演算を行い、相互相関値を算出する。受信信号の時間軸において、受信信号とプリアンブルの基本信号との間で相互相関が高い場合、すなわち受信信号におけるプリアンブルの時間箇所では、相互相関値が大きい値となる。移動相関部27は、受信信号の時間軸における相互相関値を相関ピーク検出部28に出力する。   The moving correlation unit 27 receives the down-sampled received signal from the DS 25, reads the basic signal of the preamble from the preamble storage unit 26, performs moving correlation calculation between the received signal and the basic signal of the preamble, and performs cross correlation Calculate the value. In the time axis of the received signal, when the cross correlation is high between the received signal and the basic signal of the preamble, ie, at the time point of the preamble in the received signal, the cross correlation value becomes a large value. The movement correlation unit 27 outputs the cross correlation value on the time axis of the received signal to the correlation peak detection unit 28.

相関ピーク検出部28は、移動相関部27から受信信号の時間軸における相互相関値を入力し、相互相関値がピークとなる時間軸上の相関ピーク位置(相関ピークのタイミング)を検出すると共に、当該相関ピーク位置の相互相関値を相関ピーク値として検出する。相関ピーク位置は、受信信号の時間軸において、相互相関値が所定時間範囲内でピークとなる時間位置を示す。相関ピーク検出部28は、相関ピーク位置をフレーム同期検出部29に出力すると共に、相関ピーク値を第1の周波数偏差検出部31に出力する。   The correlation peak detection unit 28 receives the cross correlation value on the time axis of the received signal from the moving correlation unit 27 and detects the correlation peak position (the timing of the correlation peak) on the time axis at which the cross correlation value peaks. The cross correlation value of the correlation peak position is detected as a correlation peak value. The correlation peak position indicates a time position at which the cross correlation value peaks within a predetermined time range on the time axis of the received signal. The correlation peak detection unit 28 outputs the correlation peak position to the frame synchronization detection unit 29 and outputs the correlation peak value to the first frequency deviation detection unit 31.

図5は、移動相関部27により演算される相互相関値を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は相互相関値を示す。プリアンブルは、図3にて説明したとおり、1つのTDDサブフレーム内で同じ波形が8回繰り返され、8つの同じ波形により構成されている。したがって、受信信号とプリアンブルの基本信号との間の相互相関値における相関ピークは、TDDサブフレーム内のプリアンブルの時間範囲において、8つ検出されることになる。図5では、8つの相関ピーク位置が検出されることがわかる。図5の例では、相関ピーク検出部28は、8つの相関ピーク位置(相関ピークの時間位置)をフレーム同期検出部29に出力すると共に、8つの相関ピーク値(時間軸上のそれぞれの相関ピーク値)を第1の周波数偏差検出部31に出力する。   FIG. 5 is a diagram showing the cross correlation value calculated by the moving correlation unit 27. As shown in FIG. The horizontal axis shows time, and the vertical axis shows cross correlation value. The preamble is composed of eight identical waveforms, in which the same waveform is repeated eight times in one TDD subframe, as described in FIG. Therefore, eight correlation peaks in the cross correlation value between the received signal and the base signal of the preamble will be detected in the time range of the preamble in the TDD subframe. In FIG. 5, it can be seen that eight correlation peak positions are detected. In the example of FIG. 5, the correlation peak detection unit 28 outputs eight correlation peak positions (time positions of correlation peaks) to the frame synchronization detection unit 29, and eight correlation peak values (each correlation peak on the time axis) Value) is output to the first frequency deviation detection unit 31.

図4に戻って、フレーム同期検出部29は、DS25からダウンサンプリング後の受信信号を入力すると共に、相関ピーク検出部28から相関ピーク位置を入力する。フレーム同期検出部29は、相関ピーク位置に基づいて、ヘッダ部の先頭からFFT処理を開始するタイミング、すなわち受信信号のフレーム同期のタイミングを検出する。無線通信装置1がプリアンブルを含むTDDサブフレームを受信した場合に、相関ピーク検出部28により相関ピーク位置が検出されるから、プリアンブルを含むTDDサブフレームに対するフレーム同期のタイミングが検出される。   Referring back to FIG. 4, the frame synchronization detection unit 29 receives the downsampled received signal from the DS 25 and also receives the correlation peak position from the correlation peak detection unit 28. The frame synchronization detection unit 29 detects, based on the correlation peak position, the timing at which FFT processing is started from the beginning of the header portion, that is, the timing of frame synchronization of the received signal. When the wireless communication device 1 receives a TDD subframe including a preamble, the correlation peak position is detected by the correlation peak detector 28. Thus, the timing of frame synchronization with respect to the TDD subframe including the preamble is detected.

一方、フレーム同期検出部29は、無線通信装置1がプリアンブルを含まないTDDサブフレームを受信した場合、すなわち、DS25からダウンサンプリング後の受信信号を入力するが、相関ピーク検出部28から相関ピーク位置を入力しない場合、検出すべきフレーム同期のタイミングが、プリアンブルを含むTDDサブフレームを受信したときに(相関ピーク位置に基づいて)検出したフレーム同期のタイミングと同じであるとして、フレーム同期のタイミングを推定(検出)する。具体的には、フレーム同期検出部29は、無線通信装置1がプリアンブルを含むTDDサブフレームを連続して2回受信することで、それぞれの相関ピークに基づいて、2回のフレーム同期のタイミングを検出する。そして、フレーム同期検出部29は、2回のフレーム同期のタイミングの時間間隔と同じ時間間隔にて、無線通信装置1がプリアンブルを含まないTDDサブフレームを受信した場合のフレーム同期のタイミングを推定する。   On the other hand, when the wireless communication device 1 receives a TDD subframe not including a preamble, that is, the frame synchronization detection unit 29 receives the downsampled received signal from the DS 25, but the correlation peak position from the correlation peak detection unit 28 If the timing of frame synchronization to be detected is the same as the timing of frame synchronization detected (based on the correlation peak position) when receiving a TDD subframe including a preamble, the timing of frame synchronization is Estimate (detect). Specifically, the frame synchronization detection unit 29 causes the wireless communication device 1 to receive the TDD subframe including the preamble twice in a row, and based on the respective correlation peaks, to perform two frame synchronization timings. To detect. Then, the frame synchronization detection unit 29 estimates the timing of frame synchronization when the wireless communication device 1 receives a TDD subframe not including a preamble at the same time interval as the time interval of two frame synchronization timings. .

尚、無線通信装置1がプリアンブルを含まないTDDサブフレームを受信した場合において、フレーム同期のタイミングの推定を、後述するシンボル同期検出部35が行うようにしてもよい。   When the wireless communication device 1 receives a TDD subframe that does not include a preamble, the symbol synchronization detection unit 35 described later may estimate the frame synchronization timing.

フレーム同期検出部29は、受信信号のフレーム同期のタイミングを示すフレーム同期タイミング信号を生成し、フレーム同期タイミング信号をトリガ信号生成部30、シンボル同期検出部35、FFT窓タイミング部36及びリセット信号生成部40に出力する。   The frame synchronization detection unit 29 generates a frame synchronization timing signal indicating the timing of frame synchronization of the received signal, and generates a frame synchronization timing signal as a trigger signal generation unit 30, symbol synchronization detection unit 35, FFT window timing unit 36, and reset signal generation. Output to section 40.

また、フレーム同期検出部29は、検出したフレーム同期のタイミングに基づいて、無線通信装置1がTDDサブフレームを送信するサブフレームの期間とTDDサブフレームを受信するサブフレームの期間とを判断し、これらの期間の切り替わりのタイミングを判断する。例えば、フレーム同期検出部29は、検出したフレーム同期のタイミングの所定時間前から所定時間後までの間を、TDDサブフレームを受信するサブフレームの期間であると判断し、それ以外の期間を、TDDサブフレームを送信するサブフレームの期間であると判断する。   Further, based on the detected frame synchronization timing, the frame synchronization detection unit 29 determines the subframe period in which the wireless communication device 1 transmits a TDD subframe and the subframe period in which the TDD subframe is received, The timing of switching of these periods is determined. For example, the frame synchronization detection unit 29 determines that a period from a predetermined time before to a predetermined time after the detected frame synchronization timing is a subframe period in which a TDD subframe is received, and the other period is It is determined that it is a period of subframes transmitting TDD subframes.

フレーム同期検出部29は、TDDサブフレームの送受信を切り替えるための切り替え信号(TDDサブフレームを送信するサブフレームの期間を示す切り替え信号、またはTDDサブフレームを受信するサブフレームの期間を示す切り替え信号)を生成し、そのタイミングにて、切り替え信号をスイッチ11に出力する。   The frame synchronization detection unit 29 is a switching signal for switching transmission / reception of TDD subframes (a switching signal indicating a period of subframes transmitting TDD subframes, or a switching signal indicating a period of subframes receiving TDD subframes) Are generated, and a switching signal is output to the switch 11 at that timing.

トリガ信号生成部30は、フレーム同期検出部29からフレーム同期タイミング信号を入力し、入力したフレーム同期タイミング信号が通信開始時の最初のTDDサブフレームに対応するフレーム同期タイミング信号である場合、トリガ信号を生成して周波数偏差記憶部32に出力する。トリガ信号生成部30は、入力したフレーム同期タイミング信号が通信開始時の第2番目のTDDサブフレームに対応するフレーム同期タイミング信号である場合、当該フレーム同期タイミング信号を除去し、トリガ信号を出力しない。   The trigger signal generation unit 30 receives the frame synchronization timing signal from the frame synchronization detection unit 29, and when the input frame synchronization timing signal is a frame synchronization timing signal corresponding to the first TDD subframe at the start of communication, the trigger signal Are generated and output to the frequency deviation storage unit 32. When the input frame synchronization timing signal is a frame synchronization timing signal corresponding to the second TDD subframe at the start of communication, the trigger signal generation unit 30 removes the frame synchronization timing signal and does not output the trigger signal. .

具体的には、トリガ信号生成部30は、前回入力したフレーム同期タイミング信号から、今回入力したフレーム同期タイミング信号までの経過時間をカウントし、その経過時間と所定時間とを比較し、当該経過時間が所定時間を超えている場合、入力したフレーム同期タイミング信号が通信開始時の最初のTDDサブフレームに対応するフレーム同期タイミング信号であるとして、トリガ信号を出力する。トリガ信号生成部30は、当該経過時間が所定時間を超えていない場合、入力したフレーム同期タイミング信号が通信開始時の第2番目以降のTDDサブフレームに対応するフレーム同期タイミング信号であるとして、トリガ信号を出力しない。ここで、所定時間とは、通信開始時に最初にプリアンブルを含むTDDサブフレームを受信してから、第2番目にプリアンブルを含むTDDサブフレームを受信するまでの間の時間である。   Specifically, the trigger signal generation unit 30 counts an elapsed time from the frame synchronization timing signal input last time to the frame synchronization timing signal input this time, and compares the elapsed time with a predetermined time, and the elapsed time If T exceeds the predetermined time, the trigger signal is output, assuming that the input frame synchronization timing signal is a frame synchronization timing signal corresponding to the first TDD subframe at the start of communication. If the elapsed time does not exceed the predetermined time, the trigger signal generation unit 30 determines that the input frame synchronization timing signal is a frame synchronization timing signal corresponding to the second and subsequent TDD subframes at the start of communication. Do not output a signal. Here, the predetermined time is a time from the first reception of a TDD subframe including a preamble at the start of communication to the second reception of a TDD subframe including a preamble.

このように、トリガ信号は、フレーム同期が最初に確立したタイミングにおいて、周波数偏差記憶部32に出力される。尚、トリガ信号生成部30は、第1の周波数偏差検出部31が第1の周波数偏差Δf1を周波数偏差記憶部32に出力するタイミングよりも遅いタイミングにて、トリガ信号を周波数偏差記憶部32に出力するものとする。 Thus, the trigger signal is output to the frequency deviation storage unit 32 at the timing when the frame synchronization is first established. The trigger signal generation unit 30 generates a trigger signal in the frequency deviation storage unit 32 at a timing later than the timing at which the first frequency deviation detection unit 31 outputs the first frequency deviation Δf 1 to the frequency deviation storage unit 32. Output.

シンボル同期検出部35は、DS25からダウンサンプリング後の受信信号を入力すると共に、フレーム同期検出部29からフレーム同期タイミング信号を入力し、受信信号からGI相関を求め、フレーム同期タイミング信号及びGI相関に基づいて、受信信号のシンボル同期のタイミングを検出する。そして、シンボル同期検出部35は、受信信号のシンボル同期のタイミングを示すシンボル同期タイミング信号を生成し、FFT窓タイミング部36及びリセット信号生成部40に出力する。   The symbol synchronization detection unit 35 receives the down-sampled received signal from the DS 25 and also receives a frame synchronization timing signal from the frame synchronization detection unit 29, obtains GI correlation from the received signal, and generates a frame synchronization timing signal and GI correlation. Based on the timing of symbol synchronization of the received signal is detected. Then, the symbol synchronization detection unit 35 generates a symbol synchronization timing signal indicating the timing of symbol synchronization of the received signal, and outputs the symbol synchronization timing signal to the FFT window timing unit 36 and the reset signal generation unit 40.

FFT窓タイミング部36は、フレーム同期検出部29からフレーム同期タイミング信号を入力すると共に、シンボル同期検出部35によりフレーム同期タイミング信号及びGI相関に基づいて検出されたシンボル同期タイミング信号を入力する。そして、FFT窓タイミング部36は、フレーム同期タイミング信号を、シンボル同期タイミング信号を用いて補正し、補正後のフレーム同期タイミング信号を用いて、受信信号のヘッダ部の先頭からFFT処理を開始するタイミングを検出する。そして、FFT窓タイミング部36は、そのタイミングを反映したFFT窓タイミング信号を生成し、FFT演算部37に出力する。これにより、フレーム同期タイミング信号は、シンボル同期タイミング信号を用いて補正され、正確なタイミングの信号となり、結果として、正確なタイミングのFFT窓タイミング信号を生成することができる。   The FFT window timing unit 36 receives the frame synchronization timing signal from the frame synchronization detection unit 29 and also receives the symbol synchronization timing signal detected by the symbol synchronization detection unit 35 based on the frame synchronization timing signal and the GI correlation. Then, the FFT window timing unit 36 corrects the frame synchronization timing signal using the symbol synchronization timing signal, and uses the corrected frame synchronization timing signal to start FFT processing from the beginning of the header portion of the received signal. To detect Then, the FFT window timing unit 36 generates an FFT window timing signal reflecting the timing, and outputs the signal to the FFT operation unit 37. As a result, the frame synchronization timing signal is corrected using the symbol synchronization timing signal to be an accurate timing signal, and as a result, an accurate timing FFT window timing signal can be generated.

FFT演算部37は、DS25からダウンサンプリング後の受信信号を入力すると共に、FFT窓タイミング部36からFFT窓タイミング信号を入力し、FFT窓タイミング信号を入力したタイミングにて、時間領域の受信信号にFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)を施し、周波数領域の受信信号を生成する。そして、FFT演算部37は、周波数領域の受信信号をパイロットキャリア抽出部38、及び、TDDサブフレームのヘッダ部及びペイロード部の復調処理を行う構成部(図示せず)に出力する。   The FFT operation unit 37 receives the downsampled received signal from the DS 25 and receives the FFT window timing signal from the FFT window timing unit 36, and at the timing when the FFT window timing signal is input, the received signal in the time domain. FFT (Fast Fourier Transform) is performed to generate a reception signal in the frequency domain. Then, the FFT operation unit 37 outputs the received signal in the frequency domain to the pilot carrier extraction unit 38 and a configuration unit (not shown) that performs demodulation processing of the header portion and the payload portion of the TDD subframe.

ここで、QDM23が、所定の値fNCO(=fc−Δf1)を発振周波数とする正弦波デジタル信号に基づいて、受信信号をデジタル直交復調した場合、FFT演算部37は、周波数誤差Δf1が補正されたダウンサンプリング後の受信信号を入力する。また、QDM23が、所定の値fNCO(=fc−Δf1−Δf2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号に基づいて、受信信号をデジタル直交復調した場合、FFT演算部37は、周波数誤差(Δf1+Δf2)が補正されたダウンサンプリング後の受信信号を入力する。 Here, when the QDM 23 performs digital quadrature demodulation on the received signal based on a sine wave digital signal whose oscillation frequency is a predetermined value f NCO (= f c −Δf 1 ), the FFT operation unit 37 generates a frequency error Δf. Input the down-sampled received signal whose 1 is corrected. When the QDM 23 performs digital quadrature demodulation on the received signal based on a sine wave digital signal whose oscillation frequency is a predetermined value f NCO (= f c −Δf 1 −Δf 2 ), the FFT operation unit 37 The down-sampled received signal with the error (Δf 1 + Δf 2 ) corrected is input.

リセット信号生成部40は、フレーム同期検出部29からフレーム同期タイミング信号を入力すると共に、シンボル同期検出部35からシンボル同期タイミング信号を入力する。また、リセット信号生成部40は、図示しないC/N比(Carrier to Noise Ratio)算出部(FFT演算部37の後段に設けられ、周波数領域の受信信号に基づいてC/N比を算出する構成部)からC/N比を入力する。   The reset signal generation unit 40 receives the frame synchronization timing signal from the frame synchronization detection unit 29 and also receives the symbol synchronization timing signal from the symbol synchronization detection unit 35. Further, the reset signal generation unit 40 is a C / N ratio (Carrier to Noise Ratio) calculation unit (not shown) (provided at a stage subsequent to the FFT operation unit 37, which calculates the C / N ratio based on the reception signal in the frequency domain. Input the C / N ratio from

リセット信号生成部40は、フレーム同期タイミング信号の入力周期が所定周期であるか否かを判定すると共に、シンボル同期タイミング信号の入力周期が所定周期であるか否かを判定し、また、C/N比が所定のしきい値以上であるか否かを判定する。   The reset signal generation unit 40 determines whether or not the input cycle of the frame synchronization timing signal is a predetermined cycle, and determines whether or not the input cycle of the symbol synchronization timing signal is a predetermined cycle. It is determined whether the N ratio is equal to or greater than a predetermined threshold value.

リセット信号生成部40は、フレーム同期タイミング信号の入力周期が所定周期であると判定し、シンボル同期タイミング信号の入力周期が所定周期であると判定し、かつ、C/N比が所定のしきい値以上であると判定した場合、通信は正常であると判断する。   The reset signal generation unit 40 determines that the input cycle of the frame synchronization timing signal is a predetermined cycle, determines that the input cycle of the symbol synchronization timing signal is a predetermined cycle, and the C / N ratio is a predetermined threshold. If it is determined that the value is equal to or more than the value, it is determined that the communication is normal.

一方、リセット信号生成部40は、フレーム同期タイミング信号の入力周期が所定周期でないと判定した場合、シンボル同期タイミング信号の入力周期が所定周期でないと判定した場合、または、C/N比が所定のしきい値以上でない(所定のしきい値より小さい)と判定した場合、通信は異常である(通信が遮断された)と判断し、リセット信号を周波数偏差記憶部32及び第2の周波数偏差検出部39に出力する。   On the other hand, when the reset signal generation unit 40 determines that the input period of the frame synchronization timing signal is not a predetermined period, determines that the input period of the symbol synchronization timing signal is not a predetermined period, or the C / N ratio is predetermined. If it is determined that it is not above the threshold value (less than the predetermined threshold value), it is determined that the communication is abnormal (the communication is interrupted), and the reset signal is detected as the frequency deviation storage unit 32 and the second frequency deviation detection. Output to section 39.

フレーム同期タイミング信号の入力周期が所定周期でない場合は、フレーム同期が確立していないことを示し、シンボル同期タイミング信号の入力周期が所定周期でない場合は、シンボル同期が確立していないことを示す。いずれの場合も、通信が異常であると判断される。   When the input cycle of the frame synchronization timing signal is not a predetermined cycle, it indicates that frame synchronization is not established, and when the input cycle of the symbol synchronization timing signal is not a predetermined cycle, it indicates that symbol synchronization is not established. In any case, it is determined that the communication is abnormal.

これにより、リセット信号が周波数偏差記憶部32に出力され、周波数偏差記憶部32に保持された周波数偏差Δf1がリセットされ、周波数偏差記憶部32からヌルの信号が加算部33に出力される。また、リセット信号が第2の周波数偏差検出部39に出力され、第2の周波数偏差検出部39が出力する第2の周波数偏差Δf2がリセットされ、ヌルの信号が加算部33に出力される。 As a result, the reset signal is output to the frequency deviation storage unit 32, the frequency deviation Δf 1 held in the frequency deviation storage unit 32 is reset, and a null signal is output from the frequency deviation storage unit 32 to the addition unit 33. Further, a reset signal is output to the second frequency deviation detecting unit 39, a second frequency deviation Delta] f 2 is reset, the null signal is output to the adder 33 in which the second frequency deviation detecting unit 39 outputs .

第1の周波数偏差検出部31は、相関ピーク検出部28から相関ピーク値を入力し、相関ピーク値に基づいて、相関ピーク位置間の位相回転量を算出し、位相回転量から周波数偏差Δf1を検出する。そして、第1の周波数偏差検出部31は、周波数偏差Δf1を周波数偏差記憶部32に出力する。 The first frequency deviation detection unit 31 receives the correlation peak value from the correlation peak detection unit 28, calculates the phase rotation amount between the correlation peak positions based on the correlation peak value, and calculates the frequency deviation Δf 1 from the phase rotation amount. To detect Then, the first frequency deviation detection unit 31 outputs the frequency deviation Δf 1 to the frequency deviation storage unit 32.

図5の例では、第1の周波数偏差検出部31は、相関ピーク検出部28から8つの相関ピーク値を入力し、各相関ピーク値の位相角の差分を算出する。例えば、8つの相関ピーク値をそれぞれ第1の相関ピーク値、第2の相関ピーク値、・・・、第8の相関ピーク値とする。相関ピーク検出部28は、各相関ピーク値の位相角の差分を算出する際に、第1の相関ピーク値の位相角と第2の相関ピーク値の位相角との間の差分、第1の相関ピーク値の位相角と第3の相関ピーク値の位相角との間の差分、・・・、第1の相関ピーク値の位相角と第8の相関ピーク値の位相角との間の差分等をそれぞれ算出する。そして、第1の周波数偏差検出部31は、位相角の差分から相関ピーク位置間の位相回転量を算出し、所定の換算式により、位相回転量を周波数偏差Δf1に換算する。尚、位相回転量を周波数偏差Δf1に換算するための換算式は既知であるから、ここでは詳細な説明を省略する。 In the example of FIG. 5, the first frequency deviation detection unit 31 receives eight correlation peak values from the correlation peak detection unit 28, and calculates the difference of the phase angle of each correlation peak value. For example, eight correlation peak values are respectively set as a first correlation peak value, a second correlation peak value,..., And an eighth correlation peak value. When the correlation peak detection unit 28 calculates the difference of the phase angle of each correlation peak value, the difference between the phase angle of the first correlation peak value and the phase angle of the second correlation peak value, The difference between the phase angle of the correlation peak value and the phase angle of the third correlation peak value,..., The difference between the phase angle of the first correlation peak value and the phase angle of the eighth correlation peak value Etc. are calculated respectively. Then, the first frequency deviation detection unit 31 calculates the phase rotation amount between the correlation peak positions from the difference of the phase angle, and converts the phase rotation amount into the frequency deviation Δf 1 by a predetermined conversion formula. In addition, since the conversion equation for converting the phase rotation amount into the frequency deviation Δf 1 is known, the detailed description is omitted here.

周波数偏差記憶部32は、第1の周波数偏差検出部31から周波数偏差Δf1を入力すると共に、トリガ信号生成部30からトリガ信号を入力する。また、周波数偏差記憶部32は、リセット信号生成部40からリセット信号を入力する。 The frequency deviation storage unit 32 receives the frequency deviation Δf 1 from the first frequency deviation detection unit 31, and receives the trigger signal from the trigger signal generation unit 30. The frequency deviation storage unit 32 also receives a reset signal from the reset signal generation unit 40.

周波数偏差記憶部32は、トリガ信号を入力した場合(トリガ信号がONの場合)、入力している周波数偏差Δf1を記憶して保持する。トリガ信号は、通信開始時の最初のTDDサブフレームにてフレーム同期が確立したときにトリガ信号生成部30から入力され、通信開始時の第2番目のTDDサブフレームにてフレーム同期が確立したときには入力されない。通信開始時の第3番目以降のTDDサブフレームにてフレーム同期が推定されたときも入力されない。周波数偏差Δf1は、通信開始時の最初のTDDサブフレームにて検出され、トリガ信号が入力されたときには既に、第1の周波数偏差検出部31から入力されている。そして、周波数偏差記憶部32は、保持している周波数偏差Δf1を加算部33に出力する。 When the trigger signal is input (when the trigger signal is ON), the frequency deviation storage unit 32 stores and holds the input frequency deviation Δf 1 . The trigger signal is input from the trigger signal generation unit 30 when frame synchronization is established in the first TDD subframe at the start of communication, and when frame synchronization is established in the second TDD subframe at the start of communication. It is not input. It is not input even when frame synchronization is estimated in the third and subsequent TDD subframes at the start of communication. The frequency deviation Δf 1 is detected in the first TDD subframe at the start of communication, and is already input from the first frequency deviation detection unit 31 when the trigger signal is input. Then, the frequency deviation storage unit 32 outputs the held frequency deviation Δf 1 to the addition unit 33.

これにより、通信開始時の最初のTDDサブフレームにて検出された周波数偏差Δf1のみが、周波数偏差記憶部32に保持され、加算部33に出力される。第2番目以降のTDDサブフレームにて検出された周波数偏差Δf1は、周波数偏差記憶部32に保持されない。後述する加算部33は、周波数偏差Δf1をNCO34に出力し、後述するNCO34は、補正値(fNCO=fc−Δf1)を発振周波数とする正弦波デジタル信号をQDM23に出力する。 As a result, only the frequency deviation Δf 1 detected in the first TDD subframe at the start of communication is held in the frequency deviation storage unit 32 and output to the addition unit 33. The frequency deviation Δf 1 detected in the second and subsequent TDD subframes is not held in the frequency deviation storage unit 32. The addition unit 33 described later outputs the frequency deviation Δf 1 to the NCO 34, and the NCO 34 described later outputs a sine wave digital signal having the correction value (f NCO = f c −Δf 1 ) as the oscillation frequency to the QDM 23.

周波数偏差記憶部32は、リセット信号を入力した場合、記憶して保持している周波数偏差Δf1を削除する。そして、周波数偏差記憶部32は、ヌルの信号を加算部33に出力する。 When the frequency deviation storage unit 32 receives the reset signal, the frequency deviation storage unit 32 deletes the stored and held frequency deviation Δf 1 . Then, the frequency deviation storage unit 32 outputs a null signal to the addition unit 33.

これにより、フレーム同期が確立できなかった場合、シンボル同期が確立できなかった場合、またはC/N比が所定のしきい値より小さい場合に、通信が遮断したと判断され、周波数偏差記憶部32に保持された周波数偏差Δf1が削除される(リセットされる)。そして、通信が正常になって再開した時(通信開始時)の最初のTDDサブフレームにて検出された新たな周波数偏差Δf1が周波数偏差記憶部32に保持される。 As a result, when frame synchronization can not be established, when symbol synchronization can not be established, or when the C / N ratio is smaller than a predetermined threshold value, it is determined that communication is interrupted, and frequency deviation storage unit 32 be deleted frequency deviation Delta] f 1 which is held (is reset). Then, the frequency deviation storage unit 32 holds a new frequency deviation Δf 1 detected in the first TDD subframe when the communication becomes normal and resumes (at the start of communication).

リセット信号生成部40からリセット信号が出力された場合、後述する第2の周波数偏差検出部39からも、加算部33にヌルの信号が出力される。したがって、後述する加算部33は、ヌルの信号を後述するNCO34に出力し、NCO34は、既定値fcを発振周波数とする正弦波デジタル信号を後述するQDM23に出力し、QDM23は、既定値fcを発振周波数とする正弦波デジタル信号に基づいて、受信信号をデジタル直交復調する。 When a reset signal is output from the reset signal generation unit 40, a null signal is output to the addition unit 33 also from the second frequency deviation detection unit 39 described later. Therefore, the addition unit 33 described later outputs a null signal to the NCO 34 described later, and the NCO 34 outputs a sine wave digital signal having the predetermined value f c as the oscillation frequency to the QDM 23 described later, and the QDM 23 has the predetermined value f. The received signal is digital quadrature demodulated based on a sine wave digital signal whose oscillation frequency is c .

このように、通信開始時の最初のTDDサブフレームを用いて周波数偏差Δf1が検出され、QDM23において、受信信号の周波数偏差Δf1が補正される。周波数偏差Δf1の補正は、通信開始時の最初のTDDサブフレームに含まれるプリアンブルに続くヘッダの先頭から行われ、周波数偏差Δf1の補正がされたヘッダ部及びペイロード部が、LPF24及びDS25を介してFFT演算部37に入力される。 Thus, the frequency deviation Delta] f 1 is detected by using the first TDD subframe at the start of communication, in QDM23, frequency deviation Delta] f 1 of the received signal is corrected. The correction of the frequency deviation Δf 1 is performed from the beginning of the header following the preamble included in the first TDD subframe at the start of communication, and the header part and the payload part after the correction of the frequency deviation Δf 1 are the LPF 24 and DS 25. The signal is input to the FFT operation unit 37 via

周波数偏差Δf1の精度は、TDDサブフレームに含まれるプリアンブルの長さに依存する。プリアンブルが長い場合は、プリアンブルが短い場合に比べて、精度の高い周波数偏差Δf1が検出されるが、伝送効率は低下する。これに対し、伝送効率の低下を避けるために、プリアンブルの長さを、フレーム同期の検出等に必要な最小限の長さとした場合には、十分な精度の周波数偏差Δf1を検出することができない。このため、受信信号に対して周波数偏差Δf1を補正したのみでは、周波数偏差が残留し、さらなる補正が必要となる。 The accuracy of the frequency deviation Δf 1 depends on the length of the preamble included in the TDD subframe. When the preamble is long, although the frequency deviation Δf 1 with high accuracy is detected as compared with the case where the preamble is short, the transmission efficiency is lowered. On the other hand, when the length of the preamble is set to the minimum length necessary for detection of frame synchronization and the like in order to avoid a decrease in transmission efficiency, it is possible to detect the frequency deviation Δf 1 with sufficient accuracy. Can not. For this reason, only by correcting the frequency deviation Δf 1 with respect to the reception signal, the frequency deviation remains and further correction is required.

そこで、第2の周波数偏差検出部39にて、パイロットキャリア抽出部38により抽出されたパイロットキャリアを用いて、残留した周波数誤差が周波数偏差Δf2として検出され、後述する加算部33は、周波数偏差(Δf1+Δf2)をNCO34に出力し、後述するNCO34は、補正値(fNCO=fc−Δf1−Δf2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号をQDM23に出力する。 Therefore, in the second frequency deviation detection unit 39, the remaining frequency error is detected as frequency deviation Δf 2 using the pilot carrier extracted by the pilot carrier extraction unit 38, and the addition unit 33 described later is a frequency deviation The (Δf 1 + Δf 2 ) is output to the NCO 34, and the NCO 34 described later outputs to the QDM 23 a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the correction value (f NCO = f c −Δf 1 −Δf 2 ).

これにより、通信開始時の最初のTDDサブフレームを用いて周波数偏差Δf2が検出され、QDM23において、受信信号の周波数偏差(Δf1+Δf2)が補正される。周波数偏差(Δf1+Δf2)の補正は、通信開始時の第2番目のTDDサブフレームから行われ、周波数偏差(Δf1+Δf2)が補正されたヘッダ部及びペイロード部が、LPF24及びDS25を介してFFT演算部37に入力される。この処理は、第3番目以降のTDDサブフレームについても行われ、残留した周波数誤差は徐々に小さくなり、周波数偏差(Δf1+Δf2)の精度は徐々に高くなる。 Thus, the frequency deviation Δf 2 is detected using the first TDD subframe at the start of communication, and the frequency deviation (Δf 1 + Δf 2 ) of the received signal is corrected in the QDM 23. Correction of the frequency deviation (Δf 1 + Δf 2) is performed from the second TDD subframe at the start of communication, the header portion and a payload portion that frequency deviation (Δf 1 + Δf 2) is corrected, the LPF24 and DS25 The signal is input to the FFT operation unit 37 via This process is also performed for the third and subsequent TDD subframes, and the residual frequency error gradually decreases, and the accuracy of the frequency deviation (Δf 1 + Δf 2 ) gradually increases.

パイロットキャリア抽出部38は、FFT演算部37から周波数領域の受信信号を入力し、受信信号のキャリアから所定位置のパイロットキャリアを抽出し、パイロットキャリアを第2の周波数偏差検出部39に出力する。   The pilot carrier extraction unit 38 receives the reception signal in the frequency domain from the FFT operation unit 37, extracts a pilot carrier at a predetermined position from the carrier of the reception signal, and outputs the pilot carrier to the second frequency deviation detection unit 39.

第2の周波数偏差検出部39は、パイロットキャリア抽出部38からパイロットキャリアを入力すると共に、リセット信号生成部40からリセット信号を入力する。第2の周波数偏差検出部39は、パイロットキャリアを入力すると、パイロットキャリアに基づいて、所定のシンボル間隔の複素除算値を算出し、複素除算値から位相回転量を算出し、位相回転量から周波数偏差Δfi 2を検出する。iは、TDDサブフレームの番号を示す。そして、第2の周波数偏差検出部39は、サブフレーム毎に検出した周波数偏差Δfi 2を累積し、累積した周波数偏差Δf2を加算部33に出力する。 The second frequency deviation detection unit 39 receives the pilot carrier from the pilot carrier extraction unit 38 and receives the reset signal from the reset signal generation unit 40. When the pilot carrier is input, the second frequency deviation detection unit 39 calculates a complex division value of a predetermined symbol interval based on the pilot carrier, calculates the phase rotation amount from the complex division value, and calculates the frequency from the phase rotation amount The deviation Δf i 2 is detected. i represents the number of a TDD subframe. Then, the second frequency deviation detection unit 39 accumulates the frequency deviation Δf i 2 detected for each subframe, and outputs the accumulated frequency deviation Δf 2 to the addition unit 33.

第2の周波数偏差検出部39は、リセット信号を入力すると、周波数偏差Δf2を削除し、ヌルの信号を加算部33に出力する。 When the second frequency deviation detection unit 39 receives the reset signal, the second frequency deviation detection unit 39 deletes the frequency deviation Δf 2 and outputs a null signal to the addition unit 33.

加算部33は、周波数偏差記憶部32から周波数偏差Δf1を入力すると共に、第2の周波数偏差検出部39から周波数偏差Δf2を入力し、周波数偏差Δf1及び周波数偏差Δf2を加算し、加算結果(Δf1+Δf2)をNCO34に出力する。 Adding unit 33 inputs the frequency deviation Delta] f 1 from the frequency deviation memory 32, enter the frequency deviation Delta] f 2 from the second frequency deviation detecting unit 39 adds a frequency deviation Delta] f 1 and frequency deviation Delta] f 2, The addition result (Δf 1 + Δf 2 ) is output to the NCO 34.

NCO34は、局部発振器であり、加算部33から加算結果(Δf1+Δf2)を入力し、既定値fcを加算結果(Δf1+Δf2)で減算することで補正し、補正値(fNCO=fc−Δf1−Δf2)を発振周波数とした正弦波デジタル信号を生成し、正弦波デジタル信号をQM18に出力する。 The NCO 34 is a local oscillator, receives the addition result (Δf 1 + Δf 2 ) from the addition unit 33, and corrects it by subtracting the default value f c with the addition result (Δf 1 + Δf 2 ) to obtain a correction value (f NCO = a f c -Δf 1 -Δf 2) generates a sine-wave digital signal and the oscillation frequency, and outputs a sine-wave digital signal to QM18.

ここで、通信開始時の最初のTDDサブフレームを用いて周波数偏差Δf1が検出された際には、加算部33は、周波数偏差記憶部32から周波数偏差Δf1を入力すると共に、第2の周波数偏差検出部39からヌルの信号を入力し、加算結果Δf1をNCO34に出力する。そして、NCO34は、補正値(fNCO=fc−Δf1)を発振周波数とする正弦波デジタル信号をQDM23に出力する。これにより、QDM23において、受信信号の周波数偏差Δf1が補正される。 Here, when frequency deviation Δf 1 is detected using the first TDD subframe at the start of communication, addition unit 33 receives frequency deviation Δf 1 from frequency deviation storage unit 32, and A null signal is input from the frequency deviation detection unit 39, and the addition result Δf 1 is output to the NCO 34. Then, the NCO 34 outputs a sine wave digital signal having the correction value (f NCO = f c −Δf 1 ) as an oscillation frequency to the QDM 23. Thereby, in the QDM 23, the frequency deviation Δf 1 of the received signal is corrected.

また、通信開始時の最初のTDDサブフレームを用いて周波数偏差Δf2が検出された際には、加算部33は、周波数偏差記憶部32から周波数偏差Δf1を入力すると共に、第2の周波数偏差検出部39から周波数偏差Δf2を入力し、加算結果(Δf1+Δf2)をNCO34に出力する。そして、NCO34は、補正値(fNCO=fc−Δf1−Δf2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号をQDM23に出力する。これにより、QDM23において、受信信号の周波数偏差(Δf1+Δf2)が補正される。通信開始時の第2番目以降のTDDサブフレームを用いて周波数偏差Δf2が検出された際も同様である。 In addition, when frequency deviation Δf 2 is detected using the first TDD subframe at the start of communication, addition unit 33 receives frequency deviation Δf 1 from frequency deviation storage unit 32 and the second frequency. The frequency deviation Δf 2 is input from the deviation detection unit 39, and the addition result (Δf 1 + Δf 2 ) is output to the NCO 34. Then, the NCO 34 outputs a sine wave digital signal having the correction value (f NCO = f c −Δf 1 −Δf 2 ) as an oscillation frequency to the QDM 23. Thus, the frequency deviation (Δf 1 + Δf 2 ) of the received signal is corrected in the QDM 23. The same applies when the frequency deviation Δf 2 is detected using the second and subsequent TDD subframes at the start of communication.

(第2の周波数偏差検出部39)
次に、図4に示した第2の周波数偏差検出部39について詳細に説明する。前述のとおり、第2の周波数偏差検出部39は、パイロットキャリアに基づいて、所定のシンボル間隔の複素除算値を算出し、複素除算値から位相回転量を算出し、位相回転量から周波数偏差Δf2を検出する。
(Second frequency deviation detection unit 39)
Next, the second frequency deviation detection unit 39 shown in FIG. 4 will be described in detail. As described above, the second frequency deviation detection unit 39 calculates the complex division value of the predetermined symbol interval based on the pilot carrier, calculates the phase rotation amount from the complex division value, and calculates the frequency deviation Δf from the phase rotation amount. Detect 2

図6は、パイロットキャリアの配置を示す図である。横軸はサブキャリア配置を示し、縦軸はシンボル配置を示す。黒丸は、2ストリームのMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)−OFDM伝送システムにおいて、第1の送信系統のパイロットキャリアであり、バツ印の丸は、第2の送信系統のパイロットキャリアである。これは、以下に示す非特許文献に記載された双方向デジタルFPUシステムのパイロットキャリア配置である。
「光山、鵜澤、居相、“時分割複信方式に基づく双方向デジタルFPU実験装置の試作と評価”、映情学技報、BCT2013-101、pp.25-28、Oct.2013.」
FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of pilot carriers. The horizontal axis shows subcarrier arrangement, and the vertical axis shows symbol arrangement. A black circle is a pilot carrier of the first transmission system in a 2-stream Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) -OFDM transmission system, and a cross circle is a pilot carrier of the second transmission system. This is a pilot carrier arrangement of the bi-directional digital FPU system described in the non-patent document shown below.
"Mitsuyama, Serizawa, Izumi," Prototype and evaluation of interactive digital FPU experimental device based on time division duplex system ", EIT Bulletin, BCT 2013-101, pp. 25-28, Oct. 2013.

この双方向デジタルFPUシステムでは、2ストリームのMIMO−OFDM伝送システムを想定したものであり、各サブストリームのパイロットキャリアが、サブキャリア方向とシンボル方向に分散配置されている。同一サブキャリアに着目すると、パイロットキャリアは4シンボル毎に挿入されている。無線通信装置1は、図6に示した配置のパイロットキャリアを含む信号を受信する。   In this bidirectional digital FPU system, a 2-stream MIMO-OFDM transmission system is assumed, and pilot carriers of each substream are distributed in the subcarrier direction and the symbol direction. Focusing on the same subcarrier, pilot carriers are inserted every four symbols. The wireless communication device 1 receives a signal including a pilot carrier of the arrangement shown in FIG.

パイロットキャリア抽出部38は、図6に示した受信信号のキャリアから所定位置のパイロットキャリアを抽出する。ここで、サブキャリア配置の第k番目のパイロットキャリアにおいて、4シンボル毎に抽出されたパイロットキャリアをシンボル順に並べた場合のパイロットキャリアをpk nをとする。pk nは、サブキャリア配置の第k番目のパイロットキャリアにおいて、先頭シンボルから第n番目のパイロットキャリアの複素振幅値を示す。 The pilot carrier extraction unit 38 extracts a pilot carrier at a predetermined position from the carriers of the received signal shown in FIG. Here, in the kth pilot carrier of subcarrier arrangement, pilot carriers in the case where pilot carriers extracted every four symbols are arranged in symbol order are p k n . p k n denotes the k-th pilot carriers of the subcarrier arrangement, the complex amplitude value of the n-th pilot carrier from the first symbol.

図7は、第2の周波数偏差検出部39の処理を説明する図であり、サブキャリア配置の第k番目のパイロットキャリアにおいて、4シンボル毎に抽出されたパイロットキャリアをシンボル順に並べたものである。Tsはシンボル長である。サブキャリア配置の第k番目のパイロットキャリアにおいては、パイロットキャリアpk 1,pk 2,pk 3,pk 4,pk 5,・・・,pk i+1が4シンボル毎に配置されている。 FIG. 7 is a diagram for explaining the process of the second frequency deviation detection unit 39, in which pilot carriers extracted every four symbols are arranged in symbol order in the kth pilot carrier of subcarrier arrangement. . T s is the symbol length. In the kth pilot carrier of subcarrier arrangement, pilot carriers p k 1 , p k 2 , p k 3 , p k 4 , p k 5 ,..., P k i + 1 are arranged every four symbols. It is done.

第2の周波数偏差検出部39は、サブキャリア配置の第k番目のパイロットキャリアについて、4×iシンボル離れた2つのパイロットキャリア間で複素除算を行い、シンボル方向に第j番目に得られる複素除算値αk i,jを、以下の式により算出する。
The second frequency deviation detection unit 39 performs complex division between two pilot carriers separated by 4 × i symbols for the kth pilot carrier of subcarrier arrangement, and performs the jth complex division obtained in the symbol direction The value α k i, j is calculated by the following equation.

4(4×i=4×1)シンボル離れた2つのパイロットキャリア間で複素除算を行った場合、シンボル方向に第j番目に得られる複素除算値は、αk 1,jである。また、8(4×i=4×2)シンボル離れた2つのパイロットキャリア間で複素除算を行った場合、シンボル方向に第j番目に得られる複素除算値は、αk 2,jである。同様に、4×iシンボル離れた2つのパイロットキャリア間で複素除算を行った場合、シンボル方向に第1番目に得られる複素除算値は、αk i,1である。 When complex division is performed between two pilot carriers separated by 4 (4 × i = 4 × 1) symbols, the jth complex division value obtained in the symbol direction is α k 1, j . Further, when complex division is performed between two pilot carriers separated by 8 (4 × i = 4 × 2) symbols, the jth complex division value obtained in the symbol direction is α k 2, j . Similarly, when complex division is performed between two pilot carriers separated by 4 × i symbols, the first obtained complex division value in the symbol direction is α k i, 1 .

第2の周波数偏差検出部39は、サブキャリア配置におけるパイロットキャリアの総数(サブキャリア配置においてパイロットキャリアが存在するサブキャリア位置の総数)をK、パラメータiについてのパラメータjの最大値をJiとして、パラメータi(シンボル間隔4×i)についての複素除算値αk i,jの平均値αiを以下の式により算出する。
The second frequency deviation detection unit 39 sets K as the total number of pilot carriers in the subcarrier allocation (the total number of subcarrier positions where pilot carriers exist in subcarrier allocation) as the maximum value of the parameter j for the parameter i as J i The average value α i of the complex division values α k i, j for the parameter i (symbol interval 4 × i) is calculated by the following equation.

前記式(2)における複素除算値αk i,jの平均値αiは、図6において、4×iシンボル間隔の2つのパイロットキャリアの複素除算値αk i,jを、サブキャリア方向及びシンボル方向に平均して得られる値である。 Mean value alpha i of the complex division value alpha k i, j in the formula (2), in FIG. 6, the two complex division value alpha k i, j of the pilot carrier of 4 × i symbol intervals, subcarriers direction and It is a value obtained by averaging in the symbol direction.

第2の周波数偏差検出部39は、パラメータi(シンボル間隔4×i)についての位相角φi、すなわち複素除算値αk i,jの平均値αiの位相角φiを、以下の式により算出する。
Second frequency deviation detecting unit 39, the phase angle phi i of the parameters i (symbol interval 4 × i), i.e. the phase angle phi i of the average value alpha i of the complex division value alpha k i, j, the following equation Calculated by

前記式(3)におけるパラメータi(シンボル間隔4×i)についての位相角φiは、残留した周波数偏差によってもたらされる4×iシンボル間隔の位相回転量に相当する。 The phase angle φ i for the parameter i (symbol interval 4 × i) in the equation (3) corresponds to the amount of phase rotation of 4 × i symbol intervals caused by the remaining frequency deviation.

このように、第2の周波数偏差検出部39により、各パラメータiに対して位相角(位相回転量)φiが算出される。パラメータiの値が大きいほど、周波数偏差の検出範囲は限られるが、残留した周波数偏差を高精度に検出することができる。ただし、実際の検出範囲外の場合、つまり位相角(位相回転量)φiが±πを超えた場合は、誤検出となる。 Thus, the second frequency deviation detecting unit 39, the phase angle (phase rotation amount) phi i are calculated for each parameter i. The detection range of the frequency deviation is limited as the value of the parameter i is larger, but the remaining frequency deviation can be detected with high accuracy. However, if it is outside the actual detection range, that is, if the phase angle (phase rotation amount) φ i exceeds ± π, false detection occurs.

図8は、第2の周波数偏差検出部39の処理において、計算上の位相角(位相回転量)φiを示す図である。横軸は、パラメータiであるパイロットキャリアのシンボル間隔iを示し、縦軸は、位相角(位相回転量)φiを示す。図8から、前記式(3)により算出される位相角φ1からφ3までの値は、±π以下の範囲でほぼ同一直線上の値をとるが、位相角φ4からφ6までの値は、±π以下の範囲で折り返しており、位相角φ3と位相角φ4との間が不連続であることがわかる。位相角φ4からφ6までの実際の値は、±π以下の範囲を越える。 8, in the process of the second frequency deviation detecting unit 39, the phase angle of the calculated illustrates a (phase rotation amount) phi i. The horizontal axis represents the symbol interval i of the pilot carrier, which is a parameter i, the vertical axis represents the phase angle (phase rotation amount) phi i. From FIG. 8, the values of the phase angles φ 1 to φ 3 calculated by the equation (3) take values on substantially the same straight line in the range of ± π or less, but the phase angles φ 4 to φ 6 the value is folded within the following range ± [pi, it can be seen that between the phase angle phi 3 and the phase angle phi 4 is discontinuous. The actual value of the phase angle phi 4 to phi 6 is beyond the scope of the following ± [pi.

このため、第2の周波数偏差検出部39は、位相角φ4からφ6までの値のように、±π以下の範囲で、位相角φ1〜φ3の値から単調増加または減少とならない場合、位相角φ4〜φ6が位相角φ1〜φ3を結ぶ直線上に最も近くなるように、位相角φ4〜φ6に2πn(n:整数)を加減算する。つまり、第2の周波数偏差検出部39は、±π以下の範囲で、位相角φ1等の値から単調増加または減少とならないパラメータiの位相角φiについて、位相角φ1等の値から単調増加または減少する直線上に最も近くなるように、前記式(2)にて算出した位相角φiに2πn(n:整数)を加減算することで、新たな位相角φiを算出する。 For this reason, the second frequency deviation detection unit 39 does not monotonously increase or decrease from the values of the phase angles φ 1 to φ 3 in the range of ± π or less as in the phase angles φ 4 to φ 6. If, so that the phase angle phi 4 to [phi] 6 is closest to a straight line connecting the phase angle phi 1 to [phi] 3, 2 [pi] n to a phase angle φ 46 (n: an integer) the addition or subtraction of. That is, the second frequency deviation detecting unit 39, in the range of ± [pi, the phase angle phi i parameter i that do not monotonically increase or decrease the value of such a phase angle phi 1, the value of such a phase angle phi 1 A new phase angle φ i is calculated by adding and subtracting 2πn (n: integer) to and from the phase angle φ i calculated by the equation (2) so as to be closest to a monotonously increasing or decreasing straight line.

図9は、第2の周波数偏差検出部39の処理において、実際の位相角(位相回転量)φiを示す図であり、この位相角φiが、第2の周波数偏差検出部39により最終的に算出される値である。図8と同様に、横軸は、パラメータiであるパイロットキャリアのシンボル間隔iを示し、縦軸は、位相角(位相回転量)φiを示す。図9に示すように、第2の周波数偏差検出部39は、位相角φ4からφ6までの値として、前記式(2)により、±π以下の範囲で折り返す値を算出し、前記式(2)の算出結果に2πn(n:整数)を加算することで、±π以下の範囲を越える実際の値を算出する。 FIG. 9 is a diagram showing an actual phase angle (phase rotation amount) φ i in the processing of the second frequency deviation detection unit 39, and this phase angle φ i is finalized by the second frequency deviation detection unit 39. Is a value calculated in Similar to FIG. 8, the horizontal axis represents the symbol interval i of the pilot carrier, which is a parameter i, the vertical axis represents the phase angle (phase rotation amount) phi i. As shown in FIG. 9, the second frequency deviation detecting unit 39, as the value of the phase angle phi 4 to phi 6, according to the equation (2), calculates a value wrap range of ± [pi, the formula An actual value exceeding the range of ± π or less is calculated by adding 2πn (n: integer) to the calculation result of (2).

第2の周波数偏差検出部39は、1TDDサブフレームにおけるパラメータiの最大値をIとして、パラメータi=1(パイロットキャリアのシンボル間隔が4×i=4×1)のときに算出した位相角φ1を用いて、残留した周波数偏差である周波数偏差Δf2を、以下の式により算出する。
The second frequency deviation detection unit 39 calculates the phase angle φ calculated when parameter i = 1 (the symbol interval of pilot carriers is 4 × i = 4 × 1), where I is the maximum value of parameter i in one TDD subframe. By using 1 , the frequency deviation Δf 2 which is the remaining frequency deviation is calculated according to the following equation.

尚、第2の周波数偏差検出部39は、前記式(4)により、位相角φ1のみを用いて周波数偏差Δf2を算出するようにしたが、位相角φ1の代わりに、他のパラメータi=2等のときの位相角φiを用いるようにしてもよい。具体的には、第2の周波数偏差検出部39は、パラメータi(パイロットキャリアのシンボル間隔がi)のときに算出した位相角φiを用いて、周波数偏差Δf2,iを、以下の式により算出する。
Although the second frequency deviation detection unit 39 calculates the frequency deviation Δf 2 using only the phase angle φ 1 according to the equation (4), other parameters may be used instead of the phase angle φ 1. The phase angle φ i when i = 2 or the like may be used. Specifically, the second frequency deviation detection unit 39 uses the phase angle φ i calculated when the parameter i (the symbol interval of the pilot carrier is i) to calculate the frequency deviation Δf 2, i as the following equation Calculated by

また、第2の周波数偏差検出部39は、前記式(5)によりパラメータi毎に周波数偏差Δf2,iを算出し、これらをパラメータiについて平均し、平均した結果である平均値を周波数偏差Δf2,iとして算出するようにしてもよい。また、第2の周波数偏差検出部39は、前記式(5)によりパラメータi毎に周波数偏差Δf2,iを算出し、これらの中央値を求め、中央値を周波数偏差Δf2,iとして算出するようにしてもよい。 Further, the second frequency deviation detection unit 39 calculates the frequency deviations Δf 2 and 2 for each parameter i according to the equation (5), averages these for the parameter i, and calculates the frequency deviation as the average value obtained by averaging. It may be calculated as Δf 2, i . Further, the second frequency deviation detection unit 39 calculates the frequency deviation Δf 2, i for each parameter i according to the equation (5), obtains the median of these, and calculates the median as the frequency deviation Δf 2, i You may do it.

このように、第2の周波数偏差検出部39により算出された周波数偏差Δf2は、加算部33に出力される。そして、加算部33から加算結果(Δf1+Δf2)がNCO34に出力され、NCO34から、補正値(fNCO=fc−Δf1−Δf2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号がQDM23に出力され、QDM23において、受信信号の周波数偏差(Δf1+Δf2)が補正される。 Thus, the frequency deviation Δf 2 calculated by the second frequency deviation detection unit 39 is output to the addition unit 33. Then, the addition result (Δf 1 + Δf 2 ) is output from the addition unit 33 to the NCO 34, and the sine wave digital signal whose oscillation frequency is the correction value (f NCO = f c −Δf 1 −Δf 2 ) is output from the NCO 34 to the QDM 23. The frequency deviation (Δf 1 + Δf 2 ) of the received signal is corrected in the QDM 23.

〔周波数偏差補正手順〕
次に、無線通信装置1が受信信号の周波数偏差を補正する手順について説明する。前述のとおり、通信開始時に最初のTDDサブフレームの受信信号については、第1の周波数偏差検出部31により検出された周波数偏差Δf1を利用してNCO34が更新され(NCO34にて生成される正弦波デジタル信号が更新され)、受信信号の周波数偏差Δf1が補正される。この周波数偏差Δf1は、その後、固定の周波数偏差として扱われる。通信開始時の第2番目以降のTDDサブフレームの受信信号については、第1の周波数偏差検出部31により第2番目以降のTDDサブフレームにて検出された周波数偏差Δf1は利用されず、固定の周波数偏差Δf1(最初のTDDサブフレームにて検出された周波数偏差Δf1)に加え、第2の周波数偏差検出部39により検出された周波数偏差Δf2を利用して、NCO34が更新され、受信信号の周波数偏差Δf2がさらに補正される。つまり、受信信号の周波数偏差(Δf1+Δf2)が補正される。
[Frequency deviation correction procedure]
Next, a procedure in which the wireless communication device 1 corrects the frequency deviation of the received signal will be described. As described above, for the reception signal of the first TDD subframe at the start of communication, the NCO 34 is updated using the frequency deviation Δf 1 detected by the first frequency deviation detection unit 31 (Sine generated by NCO 34 Wave digital signal is updated) and the frequency deviation Δf 1 of the received signal is corrected. This frequency deviation Δf 1 is then treated as a fixed frequency deviation. For the reception signals of the second and subsequent TDD subframes at the start of communication, the frequency deviation Δf 1 detected in the second and subsequent TDD subframes by the first frequency deviation detection unit 31 is not used and is fixed. in addition to the frequency deviation Delta] f 1 (first frequency detected by the TDD subframe deviation Delta] f 1), by using the frequency deviation Delta] f 2 detected by the second frequency deviation detecting unit 39, NCO34 is updated, The frequency deviation Δf 2 of the received signal is further corrected. That is, the frequency deviation (Δf 1 + Δf 2 ) of the received signal is corrected.

図10は、周波数偏差を補正する手順の全体フローを示す図である。図12〜図14は、周波数偏差を補正する手順を示すフローチャートである。以下の説明において、通信開始時に最初にTDDサブフレームを送信する無線通信装置1をマスターとし、当該TDDサブフレームを受信する無線通信装置1をスレーブとする。また、マスター及びスレーブが最初に送信するTDDサブフレームをイニシャルフレームNo.1とし、第2番目に送信するTDDサブフレームをイニシャルフレームNo.2とする。これらのイニシャルフレームNo.1,No.2は、マスターとスレーブとの間の通信を確立するためのコネクションセットアップ用の信号である。   FIG. 10 is a diagram showing an overall flow of a procedure for correcting the frequency deviation. 12 to 14 are flowcharts showing the procedure of correcting the frequency deviation. In the following description, the wireless communication device 1 that transmits a TDD subframe first at the start of communication is taken as a master, and the wireless communication device 1 that receives the TDD subframe is taken as a slave. Also, the TDD subframes transmitted first by the master and the slave are referred to as initial frame No. 1, and the second TDD subframe to be transmitted is an initial frame No. Set to 2. These initial frame numbers. 1, No. 2 is a signal for connection setup for establishing communication between the master and the slave.

イニシャルフレームNo.1,No.2の先頭にはプリアンブルが付加されており、そのペイロード部は、擬似ランダム符号等、実際の送信データ以外のダミーデータにより構成されるものとする。第3番目以降のTDDサブフレームの先頭にはプリアンブルが付加されておらず、そのペイロード部は、実際の送信データにより構成されるものとする。   Initial frame No. 1, No. A preamble is added to the beginning of 2 and its payload section is composed of dummy data other than actual transmission data, such as a pseudo random code. It is assumed that no preamble is added to the beginning of the third and subsequent TDD subframes, and that the payload portion is configured by actual transmission data.

第2番目に送信するTDDサブフレームを、プリアンブルを含むTDDサブフレームであるイニシャルフレームNo.2とするのは、プリアンブルを含まない第3番目以降のTDDサブフレームについて、フレーム同期を推定できるようにするためである。つまり、イニシャルフレームNo.1,No.2にてそれぞれ検出されたフレーム同期のタイミングを利用して、第3番目以降のTDDサブフレームのフレーム同期が推定される。図10の下段に示すように、フレーム同期検出部29により、イニシャルフレームNo.1,No.2に含まれるプリアンブルを用いてフレーム同期の位置がそれぞれ検出された後、これらのフレーム同期の位置の時間間隔と同じ時間間隔にて、第3番目以降のTDDサブフレームにおけるフレーム同期の位置が推定される。   The second TDD subframe to be transmitted is an initial frame No. 1 which is a TDD subframe including a preamble. The purpose of 2 is to enable frame synchronization estimation for the third and subsequent TDD subframes that do not include a preamble. That is, initial frame No. 1, No. The frame synchronization of the third and subsequent TDD subframes is estimated using the timing of frame synchronization detected in 2 respectively. As shown in the lower part of FIG. 1, No. The frame synchronization positions in the third and subsequent TDD subframes are estimated at the same time intervals as those of the frame synchronization positions after the frame synchronization positions are respectively detected using the preambles included in No. 2 Be done.

尚、前述のとおり、FFT窓タイミング部36は、フレーム同期タイミング信号を、シンボル同期タイミング信号を用いて補正し、補正後のフレーム同期タイミング信号を用いて、受信信号のヘッダ部の先頭からFFT処理を開始するタイミングを検出する。シンボル同期タイミング信号を用いてフレーム同期タイミングを補正することにより、精度の高いフレーム同期位置が求められ、正確なタイミングのFFT窓タイミング信号が検出される。   As described above, the FFT window timing unit 36 corrects the frame synchronization timing signal using the symbol synchronization timing signal, and uses the corrected frame synchronization timing signal to perform FFT processing from the beginning of the header portion of the received signal. To detect when to start. By correcting the frame synchronization timing using the symbol synchronization timing signal, a highly accurate frame synchronization position can be obtained, and an FFT window timing signal with accurate timing can be detected.

(スレーブによるイニシャルフレームNo.1の受信処理)
通信開始時に、マスターは、ペイロード部にダミーデータを格納し、ヘッダ部に所定のデータを格納し、先頭にプリアンブルを付加したTDDサブフレームを生成し、これをイニシャルフレームNo.1としてスレーブへ送信する。
(Receive processing of initial frame No. 1 by slave)
At the start of communication, the master stores dummy data in the payload section, stores predetermined data in the header section, and generates a TDD subframe to which a preamble is added at the beginning. Send to slave as 1.

図10及び図12を参照して、スレーブは、マスターにより送信されたイニシャルフレームNo.1を受信し(ステップS1001)、イニシャルフレームNo.1のプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差検出部31にて周波数偏差Δf1 1を検出する(ステップS1002)。周波数偏差Δf1 1において、上の添字は受信したTDDサブフレームの番号を示し、下の添字は第1の周波数偏差検出部31により検出されたことを示す。 Referring to FIGS. 10 and 12, the slave transmits the initial frame No. 1 transmitted by the master. 1 is received (step S1001), and the initial frame No. 1 is received. Using one of the preamble, and detects a frequency deviation Delta] f 1 1 at a first frequency deviation detecting unit 31 (step S1002). In the frequency deviation Delta] f 1 1, subscript above indicates the number of TDD subframes received, indicating that under the indices detected by the first frequency deviation detecting unit 31.

スレーブは、周波数偏差Δf1=Δf1 1及び周波数偏差Δf2=0としてNCO34を更新し、NCO34において、補正値(fNCO=fc−Δf1 1)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成する(ステップS1003)。そして、スレーブは、QDM23において、正弦波デジタル信号に基づいて、イニシャルフレームNo.1のヘッダ部及びペイロード部を、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1)でデジタル直交復調する。これにより、イニシャルフレームNo.1のヘッダ部及びペイロード部は、その周波数偏差Δf1 1が補正される。 The slave updates the NCO 34 with the frequency deviation Δf 1 = Δf 1 1 and the frequency deviation Δf 2 = 0, and in the NCO 34, a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 ) It generates (step S1003). Then, in the QDM 23, the slave receives the initial frame No. 1 based on the sine wave digital signal. 1 of a header portion and a payload portion, the updated correction value (f NCO = f c -Δf 1 1) for digital quadrature demodulation. Thus, the initial frame No. 1 of the header portion and a payload portion, the frequency deviation Delta] f 1 1 is corrected.

スレーブは、パイロットキャリア抽出部38において、イニシャルフレームNo.1のヘッダ部及びペイロード部に含まれるパイロットキャリアを抽出し、第2の周波数偏差検出部39において、残留した周波数偏差Δf1 2を検出する(ステップS1004)。 In the pilot carrier extraction unit 38, the slave receives the initial frame number no. Extracts pilot carriers included in the header portion and a payload portion of 1, the second frequency deviation detecting unit 39 detects the frequency deviation Delta] f 1 2 remaining (step S1004).

スレーブは、周波数偏差Δf1=Δf1 1及び周波数偏差Δf2=Δf1 2としてNCO34を更新し、NCO34において、補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成する。この処理は、イニシャルフレームNo.1の終了タイミングで行われる。そして、スレーブは、QDM23において、次のTDDサブフレームを、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2)でデジタル直交復調するように、次のTDDサブフレームの受信に備える(ステップS1005)。 The slave updates the NCO 34 as the frequency deviation Δf 1 = Δf 1 1 and the frequency deviation Δf 2 = Δf 1 2 , and in the NCO 34, makes the correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 ) the oscillation frequency Generate a sine wave digital signal. In this process, initial frame number. It is performed at the end timing of 1. Then, the slave receives the next TDD subframe so that the QDD 23 performs digital quadrature demodulation on the next TDD subframe with the updated correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 ) (Step S1005).

尚、イニシャルフレームNo.1のヘッダ部及びペイロード部は、第1の周波数偏差検出部31により検出された周波数偏差Δf1 1が補正されるのみであり、残留した周波数偏差の影響により、QDM23において適切なデジタル直交復調が行われない可能性がある。しかし、前述のとおり、イニシャルフレームNo.1のペイロード部は、擬似ランダム符号等、実際の送信データ以外のダミーデータにより構成されるから、通信そのものへの影響はない。 In addition, initial frame No. 1 of the header portion and the payload portion is only the frequency deviation Delta] f 1 1 detected by the first frequency deviation detecting unit 31 is corrected by the influence of residual frequency deviation, the appropriate digital quadrature demodulation in QDM23 It may not happen. However, as described above, since the payload portion of the initial frame No. 1 is configured by dummy data other than actual transmission data such as a pseudo random code, there is no influence on communication itself.

また、NCO34を更新する処理のタイミング、すなわち第2の周波数偏差検出部39が周波数偏差Δf2を出力するタイミングを、イニシャルフレームNo.1の終了タイミングとしたが、無線通信装置1が次のTDDサブフレームを受信するまでのいずれかのタイミングであってもよい。イニシャルフレームNo.2の受信処理及び第3番目以降のTDDサブフレームの受信処理についても同様であり、マスターにおいても同様である。 Further, the timing of the process of updating the NCO 34, that is, the timing at which the second frequency deviation detection unit 39 outputs the frequency deviation Δf 2 is referred to as initial frame No. Although the end timing of 1 is used, it may be any timing until the wireless communication device 1 receives the next TDD subframe. Initial frame No. The same applies to the reception process of No. 2 and the reception process of the third and subsequent TDD subframes, and also to the master.

(マスターによるイニシャルフレームNo.1の受信処理)
スレーブは、マスターからイニシャルフレームNo.1を受信し、前述の処理を行った後、イニシャルフレームNo.1を生成してマスターへ送信する。具体的には、スレーブは、マスターと同様に、ペイロード部にダミーデータを格納し、ヘッダ部に所定のデータを格納し、先頭にプリアンブルを付加したTDDサブフレームを生成し、これをイニシャルフレームNo.1としてマスターへ送信する。
(Master's initial frame No. 1 reception process)
The slave starts with the initial frame No. from the master. 1 and receive the above-described processing, the initial frame No. 1 is received. Generate 1 and send it to the master. Specifically, the slave stores dummy data in the payload section, stores predetermined data in the header section, and generates a TDD subframe to which a preamble is added at the beginning, as in the master. . Send to master as 1.

マスターは、スレーブにより送信されたイニシャルフレームNo.1を受信し、スレーブと同様の処理を行う(ステップS1001〜ステップS1005)。すなわち、マスターは、第1の周波数偏差検出部31において周波数偏差Δf1 1を検出し、NCO34を更新して補正値(fNCO=fc−Δf1 1)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成する。そして、マスターは、QDM23において、イニシャルフレームNo.1のヘッダ部及びペイロード部を、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1)でデジタル直交復調する。 The master transmits the initial frame No. transmitted by the slave. 1 is received, and processing similar to that of the slave is performed (steps S1001 to S1005). That is, the master detects the frequency deviation Delta] f 1 1 at the first frequency deviation detecting unit 31, the correction value to update the NCO34 (f NCO = f c -Δf 1 1) sine-wave digital signal to the oscillation frequency Generate Then, in the QDM 23, the master receives the initial frame No. 1 of a header portion and a payload portion, the updated correction value (f NCO = f c -Δf 1 1) for digital quadrature demodulation.

マスターは、パイロットキャリア抽出部38において、イニシャルフレームNo.1のヘッダ部及びペイロード部に含まれるパイロットキャリアを抽出し、第2の周波数偏差検出部39において、残留した周波数偏差Δf1 2を検出し、NCO34を更新して補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成する。そして、マスターは、QDM23において、次のTDDサブフレームを、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2)でデジタル直交復調するように、次のTDDサブフレームの受信に備える。 In the pilot carrier extraction unit 38, the master receives the initial frame No. Extracts pilot carriers included in the header portion and a payload portion of 1, the second frequency deviation detecting unit 39 detects the frequency deviation Delta] f 1 2 remaining, correction values to update the NCO34 (f NCO = f c A sine wave digital signal having an oscillation frequency of −Δf 1 1 −Δf 1 2 ) is generated. Then, the master receives the next TDD subframe so that the QDD 23 performs digital quadrature demodulation on the next TDD subframe with the updated correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 ) Prepare for

(スレーブによるイニシャルフレームNo.2の受信処理)
マスターは、スレーブからイニシャルフレームNo.1を受信し、前述の処理を行った後、イニシャルフレームNo.2を生成してスレーブへ送信する。
(Receive processing of initial frame No. 2 by slave)
The master, from slave to initial frame no. 1 and receive the above-described processing, the initial frame No. 1 is received. Generate 2 and send it to the slave.

図10及び図13を参照して、スレーブは、マスターにより送信されたイニシャルフレームNo.2を受信し(ステップS1006)、イニシャルフレームNo.2のプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差検出部31にて周波数偏差Δf2 1を検出する(ステップS1007)。 Referring to FIGS. 10 and 13, the slave transmits the initial frame No. 1 transmitted by the master. 2 is received (step S1006), and the initial frame No. 2 is received. With 2 of the preamble, and detects the frequency deviation Delta] f 2 1 at a first frequency deviation detecting unit 31 (step S1007).

この場合、第1の周波数偏差検出部31により検出された周波数偏差Δf2 1は、イニシャルフレームNo.1の受信時と異なり、NCO34にフィードバックされず、その処理に使用されない。つまり、周波数偏差記憶部32は、イニシャルフレームNo.1を受信したときに検出された周波数偏差Δf1 1をそのまま保持し、NCO34に出力する。 In this case, the frequency deviation Delta] f 2 1 detected by the first frequency deviation detecting unit 31, the initial frame No. Unlike at the reception of 1, it is not fed back to the NCO 34 and is not used for its processing. That is, the frequency deviation storage unit 32 stores the initial frame No. 1 the frequency deviation Delta] f 1 1, which is detected when it receives as it holds and outputs the NCO34.

スレーブは、NCO34を更新せず(NCO34が生成する正弦波デジタル信号を更新せず)、NCO34において、同じ補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を出力する。そして、スレーブは、QDM23において、正弦波デジタル信号に基づいて、イニシャルフレームNo.2のヘッダ部及びペイロード部を、同じ補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2)でデジタル直交復調する。これにより、イニシャルフレームNo.2のヘッダ部及びペイロード部は、その周波数偏差(Δf1 1+Δf1 2)が補正される。 The slave does not update the NCO 34 (does not update the sine wave digital signal generated by the NCO 34), and in the NCO 34, a sine whose oscillation frequency is the same correction value (f NCO = f c -Δ f 1 1 -Δ f 1 2 ) Output wave digital signal. Then, in the QDM 23, the slave receives the initial frame No. 1 based on the sine wave digital signal. Digital quadrature demodulation is performed on the header part and the payload part of No. 2 with the same correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 ). Thus, the initial frame No. The frequency deviation (Δf 1 1 + Δf 1 2 ) of the header portion and the payload portion of 2 is corrected.

スレーブは、パイロットキャリア抽出部38において、イニシャルフレームNo.2のヘッダ部及びペイロード部に含まれるパイロットキャリアを抽出し、第2の周波数偏差検出部39において、残留した周波数偏差Δf2 2を検出する(ステップS1008)。 In the pilot carrier extraction unit 38, the slave receives the initial frame number no. The pilot carrier included in the header part and the payload part of No. 2 is extracted, and the second frequency deviation detection unit 39 detects the remaining frequency deviation Δf 2 2 (step S1008).

スレーブは、周波数偏差Δf1=Δf1 1及び周波数偏差Δf2=(Δf1 2+Δf2 2)としてNCO34を更新し、NCO34において、補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成する。この処理は、イニシャルフレームNo.2の終了タイミングで行われる。そして、スレーブは、QDM23において、次のTDDサブフレームを、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2)でデジタル直交復調するように、次のTDDサブフレームの受信に備える(ステップS1009)。 The slave updates the NCO 34 with a frequency deviation Δf 1 = Δf 1 1 and a frequency deviation Δf 2 = (Δf 1 2 + Δf 2 2 ), and the NCO 34 corrects the correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 A sine wave digital signal having an oscillation frequency of −Δf 2 2 ) is generated. In this process, initial frame number. It is performed at the end timing of 2. Then, the slave performs digital quadrature demodulation on the next TDD subframe in QDM 23 with the updated correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 ) Prepare to receive subframes (step S1009).

(マスターによるイニシャルフレームNo.2の受信処理)
スレーブは、マスターからイニシャルフレームNo.2を受信し、前述の処理を行った後、イニシャルフレームNo.2を生成してマスターへ送信する。
(Master's initial frame No. 2 reception process)
The slave starts with the initial frame No. from the master. 2 and receive the above-described processing, the initial frame No. 2 is received. Generate 2 and send it to the master.

マスターは、スレーブにより送信されたイニシャルフレームNo.2を受信し、スレーブと同様の処理を行う(ステップS1006〜ステップS1009)。すなわち、マスターは、第1の周波数偏差検出部31において周波数偏差Δf2 1を検出するが、この周波数偏差Δf2 1は使用しない。マスターは、NCO34において、以前と同じ補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を出力する。 The master transmits the initial frame No. transmitted by the slave. 2 is received, and processing similar to that of the slave is performed (steps S1006 to S1009). That is, the master is to detect the frequency deviation Delta] f 2 1 at the first frequency deviation detecting unit 31, the frequency deviation Delta] f 2 1 is not used. The master outputs, at the NCO 34, a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the same correction value as before (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 ).

マスターは、パイロットキャリア抽出部38において、イニシャルフレームNo.2のヘッダ部及びペイロード部に含まれるパイロットキャリアを抽出し、第2の周波数偏差検出部39において、残留した周波数偏差Δf2 2を検出し、NCO34を更新して補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成する。そして、マスターは、QDM23において、次のTDDサブフレームを、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2)でデジタル直交復調するように、次のTDDサブフレームの受信に備える。 In the pilot carrier extraction unit 38, the master receives the initial frame No. Extracts pilot carriers included in the header portion and a payload portion of 2, in a second frequency deviation detecting unit 39 detects the frequency deviation Delta] f 2 2 remaining, correction values to update the NCO34 (f NCO = f c A sine wave digital signal having an oscillation frequency of −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 ) is generated. Then, the master performs digital quadrature demodulation on the next TDD subframe in QDM 23 with the updated correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 ) Prepare to receive subframes.

(スレーブによる第3番目のTDDサブフレームの受信処理)
マスターは、スレーブからイニシャルフレームNo.2を受信し、前述の処理を行った後、第3番目のTDDサブフレームを生成してスレーブへ送信する。具体的には、マスターは、ペイロード部に送信データを格納し、ヘッダ部に所定のデータを格納し、先頭にプリアンブルを付加しないでTDDサブフレームを生成し、これを第3番目のTDDサブフレームとしてスレーブへ送信する。
(Receive processing of the third TDD subframe by the slave)
The master, from slave to initial frame no. After receiving 2 and performing the above-described process, the third TDD subframe is generated and transmitted to the slave. Specifically, the master stores transmission data in the payload section, stores predetermined data in the header section, generates a TDD subframe without adding a preamble at the beginning, and generates the third TDD subframe. Send to slave as

図10及び図14を参照して、スレーブは、マスターにより送信された第3番目のTDDサブフレームを受信する(ステップS1010)。第3番目のTDDサブフレームにはプリアンブルが付加されていないから、第1の周波数偏差検出部31において周波数偏差Δf3 1は検出されない。周波数偏差記憶部32は、イニシャルフレームNo.1を受信したときに検出された周波数偏差Δf1 1をそのまま保持し、NCO34に出力する。 Referring to FIGS. 10 and 14, the slave receives the third TDD subframe transmitted by the master (step S1010). Since the third TDD subframe is not added preamble, frequency deviation Delta] f 3 1 at the first frequency deviation detecting unit 31 is not detected. The frequency deviation storage unit 32 stores the initial frame No. 1 the frequency deviation Delta] f 1 1, which is detected when it receives as it holds and outputs the NCO34.

スレーブは、NCO34を更新せず、NCO34において、同じ補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を出力する。そして、スレーブは、QDM23において、正弦波デジタル信号に基づいて、第3番目のTDDサブフレームのヘッダ部及びペイロード部を、同じ補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2)でデジタル直交復調する。これにより、第3番目のTDDサブフレームのヘッダ部及びペイロード部は、その周波数偏差(Δf1 1+Δf1 2+Δf2 2)が補正される。 The slave does not update the NCO 34, and outputs, at the NCO 34, a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the same correction value (f NCO = f c -Δ f 1 1 -Δ f 1 2 -Δ f 2 2 ). Then, the slave uses the same correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2) in the QDM 23 based on the sine wave digital signal in the header portion and the payload portion of the third TDD subframe. Digital quadrature demodulation is performed in 2 2 ). Thus, the frequency deviation (Δf 1 1 + Δf 1 2 + Δf 2 2 ) of the header and payload of the third TDD subframe is corrected.

スレーブは、パイロットキャリア抽出部38において、第3番目のTDDサブフレームのヘッダ部及びペイロード部に含まれるパイロットキャリアを抽出し、第2の周波数偏差検出部39において、残留した周波数偏差Δf3 2を検出する(ステップS1011)。 The slave, in the pilot carrier extraction unit 38, the pilot carrier included in the header portion and a payload portion of the third TDD subframe extracted, in a second frequency deviation detecting unit 39, the frequency deviation Delta] f 3 2 remaining It detects (step S1011).

スレーブは、周波数偏差Δf1=Δf1 1及び周波数偏差Δf2=(Δf1 2+Δf2 2+Δf3 2)としてNCO34を更新し、NCO34において、補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2−Δf3 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成する。この処理は、第3番目のTDDサブフレームの終了タイミングで行われる。そして、スレーブは、QDM23において、次のTDDサブフレームを、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2−Δf3 2)でデジタル直交復調するように、次のTDDサブフレームの受信に備える(ステップS1012)。 Slave updates the NCO34 as frequency deviation Δf 1 = Δf 1 1 and frequency deviation Δf 2 = (Δf 1 2 + Δf 2 2 + Δf 3 2), in NCO34, the correction value (f NCO = f c -Δf 1 1 - A sine wave digital signal having an oscillation frequency of Δf 1 2 −Δf 2 2 −Δf 3 2 ) is generated. This process is performed at the end timing of the third TDD subframe. Then, the slave performs digital quadrature demodulation of the next TDD subframe in QDM 23 with the updated correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 −Δf 3 2 ) , Prepare to receive the next TDD subframe (step S1012).

(マスターによる第3番目のTDDサブフレームの受信処理)
スレーブは、マスターからイニシャルフレームNo.2を受信し、前述の処理を行った後、第3番目のTDDサブフレームを生成してマスターへ送信する。具体的には、スレーブは、ペイロード部に送信データを格納し、ヘッダ部に所定のデータを格納し、先頭にプリアンブルを付加しないでTDDサブフレームを生成し、これを第3番目のTDDサブフレームとしてマスターへ送信する。
(Master 3rd TDD subframe reception process)
The slave starts with the initial frame No. from the master. After receiving 2 and performing the above-mentioned processing, a third TDD subframe is generated and transmitted to the master. Specifically, the slave stores transmission data in the payload section, stores predetermined data in the header section, generates a TDD subframe without adding a preamble at the beginning, and generates this as a third TDD subframe Send to the master as

マスターは、スレーブにより送信された第3番目のTDDサブフレームを受信し、スレーブと同様の処理を行う(ステップS1010〜ステップS1012)。すなわち、マスターは、NCO34において、同じ補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2−Δf3 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を出力し、QDM23において、正弦波デジタル信号に基づいて、第3番目のTDDサブフレームのヘッダ部及びペイロード部を、同じ補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2−Δf3 2)でデジタル直交復調する。 The master receives the third TDD subframe transmitted by the slave and performs processing similar to that of the slave (steps S1010 to S1012). That is, the master outputs a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the same correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 −Δf 3 2 ) in NCO 34, and in QDM 23, Based on the sinusoidal digital signal, the header and payload parts of the third TDD subframe are given the same correction value (f NCO = f c- Δ f 1 1- Δ f 1 2- Δ f 2 2- Δ f 3 2 ) Digital quadrature demodulation.

マスターは、パイロットキャリア抽出部38において、第3番目のTDDサブフレームのヘッダ部及びペイロード部に含まれるパイロットキャリアを抽出し、第2の周波数偏差検出部39において、残留した周波数偏差Δf3 2を検出する。そして、スレーブは、NCO34において、補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2−Δf3 2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成し、QDM23において、次のTDDサブフレームを、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2−Δf3 2)でデジタル直交復調するように、次のTDDサブフレームの受信に備える。 The master in a pilot carrier extraction unit 38, the pilot carrier included in the header portion and a payload portion of the third TDD subframe extracted, in a second frequency deviation detecting unit 39, the frequency deviation Delta] f 3 2 remaining To detect. Then, the slave generates a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 −Δf 3 2 ) in the NCO 34, and in the QDM 23 In order to perform digital quadrature demodulation on the TDD subframe of T with the updated correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 −Δf 3 2 ), at the next TDD subframe reception Prepare.

(第4番目以降のTDDサブフレームの受信処理)
第4番目のTDDサブフレームのヘッダ部及びペイロード部は、その周波数偏差(Δf1 1+Δf1 2+Δf2 2+Δf3 2)が補正される。そして、4番目のTDDサブフレームについて、QDM23において、次の5番目のTDDサブフレームを、更新された補正値(fNCO=fc−Δf1 1−Δf1 2−Δf2 2−Δf3 2−Δf4 2)でデジタル直交復調するように、次のTDDサブフレームの受信に備える。このように、4番目以降のTDDサブフレームについても、第3番目のTDDサブフレームの受信処理と同様の処理が、スレーブ及びマスターにて繰り返される。これにより、プリアンブルを用いることなく、常に高精度な周波数偏差の補正を行いながら、通信を継続することができる。
(4th and subsequent TDD subframe reception processing)
The frequency deviation (Δf 1 1 + Δf 1 2 + Δf 2 2 + Δf 3 2 ) of the header and payload of the fourth TDD subframe is corrected. Then, for the fourth TDD subframe, in the QDM 23, the next fifth TDD subframe is updated with the updated correction value (f NCO = f c −Δf 1 1 −Δf 1 2 −Δf 2 2 −Δf 3 2 -Prepare for the reception of the next TDD subframe so as to perform digital quadrature demodulation in Δf 4 2 ). As described above, also for the fourth and subsequent TDD subframes, processing similar to the reception processing of the third TDD subframe is repeated in the slave and the master. In this way, communication can be continued while always performing high-precision frequency deviation correction without using a preamble.

以上のように、本発明の実施形態による無線通信装置1によれば、送信部2は、通信開始時の最初及び第2番目のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含むTDDサブフレームを送信し、第3番目以降のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含まないTDDサブフレームを送信するようにした。   As described above, according to the wireless communication device 1 according to the embodiment of the present invention, the transmitter 2 transmits TDD subframes including a preamble as the first and second TDD subframes at the start of communication, TDD subframes not including a preamble are transmitted as the third and subsequent TDD subframes.

無線通信装置1が通信開始時のプリアンブルを含むTDDサブフレームを受信すると、受信部3の第1の周波数偏差検出部31は、そのプリアンブルから算出された相関ピーク値に基づいて、相関ピーク位置間の位相回転量を算出し、位相回転量から周波数偏差Δf1を検出するようにした。この周波数偏差Δf1は、その後、固定の値として用いられる。そして、NCO34は、補正値(fNCO=fc−Δf1)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成し、QDM23は、この正弦波デジタル信号に基づいて、受信信号をデジタル直交復調する。これにより、受信信号の周波数偏差Δf1が補正される。 When the wireless communication device 1 receives a TDD subframe including a preamble at the start of communication, the first frequency deviation detection unit 31 of the reception unit 3 detects the correlation peak position based on the correlation peak value calculated from the preamble. The phase rotation amount is calculated, and the frequency deviation Δf 1 is detected from the phase rotation amount. The frequency deviation Δf 1 is then used as a fixed value. Then, the NCO 34 generates a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the correction value (f NCO = f c −Δf 1 ), and the QDM 23 performs digital quadrature demodulation on the received signal based on the sine wave digital signal. Thereby, the frequency deviation Δf 1 of the received signal is corrected.

また、第2の周波数偏差検出部39は、周波数偏差Δf1が補正された受信信号に含まれるパイロットキャリアに基づいて、所定のシンボル間隔の複素除算値を算出し、複素除算値から位相回転量を算出し、位相回転量から残留した周波数偏差Δfi 2を検出するようにした。そして、NCO34は、補正値(fNCO=fc−Δf1−Δf2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成し、QDM23は、この正弦波デジタル信号に基づいて、受信信号をデジタル直交復調する。これにより、受信信号に残留した周波数偏差Δf2が補正される。つまり、受信信号の周波数偏差(Δf1+Δf2)が補正される。 Further, the second frequency deviation detection unit 39 calculates a complex division value of a predetermined symbol interval based on the pilot carrier included in the reception signal in which the frequency deviation Δf 1 is corrected, and the phase rotation amount from the complex division value. It is calculated, and to detect the frequency deviation Delta] f i 2 remaining from the phase rotation amount. Then, the NCO 34 generates a sine wave digital signal whose oscillation frequency is the correction value (f NCO = f c −Δf 1 −Δf 2 ), and the QDM 23 digitally quadratures the received signal based on the sine wave digital signal. Demodulate. Thus, the frequency deviation Δf 2 remaining in the received signal is corrected. That is, the frequency deviation (Δf 1 + Δf 2 ) of the received signal is corrected.

さらに、無線通信装置1がプリアンブルを含まないTDDサブフレームを受信すると、第2の周波数偏差検出部39は、周波数偏差(Δf1+Δf2)が補正された受信信号に含まれるパイロットキャリアに基づいて、周波数偏差Δfi 2を検出し、周波数偏差Δfi 2を累積した周波数偏差Δf2を求め、NCO34は、補正値(fNCO=fc−Δf1−Δf2)を発振周波数とする正弦波デジタル信号を生成し、QDM23は、この正弦波デジタル信号に基づいて受信信号をデジタル直交復調する。このような処理が繰り返されることにより、受信信号に残留した周波数偏差Δfi 2が、受信したTDDサブフレーム毎に補正される。 Furthermore, when the wireless communication device 1 receives a TDD subframe not including a preamble, the second frequency deviation detection unit 39 determines the frequency deviation (Δf 1 + Δf 2 ) based on the pilot carrier included in the received signal corrected. detects the frequency deviation Delta] f i 2, obtains a frequency deviation Delta] f 2 obtained by accumulating the frequency deviation Delta] f i 2, sine wave NCO34 is that correction value (f NCO = f c -Δf 1 -Δf 2) and the oscillation frequency A digital signal is generated, and the QDM 23 performs digital quadrature demodulation on the received signal based on this sine wave digital signal. By repeating such processing, the frequency deviation Δf i 2 remaining in the received signal is corrected for each received TDD subframe.

これにより、プリアンブルを含むTDDサブフレームは、通信開始時のみ送受信され、その後は、プリアンブルを含まないTDDサブフレームが送受信される。したがって、プリアンブルを含むサブフレームを常に送受信しないで済むから、通信全体としてプリアンブルの通信数を削減することができ、伝送効率の良い時分割複信方式を実現することが可能となる。   Thus, TDD subframes including a preamble are transmitted and received only at the start of communication, and thereafter TDD subframes not including a preamble are transmitted and received. Therefore, since it is not necessary to always transmit and receive subframes including a preamble, it is possible to reduce the number of preamble communications in the entire communication, and it is possible to realize a time division duplex system with good transmission efficiency.

一般に、TDDサブフレーム内にプリアンブルの期間が長く設定されている方が、短く設定されているよりも、第1の周波数偏差検出部31において、精度の高い周波数偏差Δf1を検出することができる。しかし、TDDサブフレーム内にプリアンブルの期間が短く設定されている場合であっても、第2の周波数偏差検出部39において、受信信号から周波数偏差Δf1が補正された後に残留する周波数偏差Δf2を、精度高く検出することができる。これは、第2の周波数偏差検出部39が、パイロットキャリアに基づいて周波数偏差Δf2を検出するからである。したがって、TDDサブフレームにおけるプリアンブルの期間を短く設定することができるから、伝送効率の良い時分割複信方式を実現することが可能となる。 In general, when the preamble period is set longer in the TDD subframe, the first frequency deviation detection unit 31 can detect the frequency deviation Δf 1 with high accuracy than when the preamble period is set shorter. . However, even if the preamble period is set short in the TDD subframe, the second frequency deviation detection unit 39 determines the remaining frequency deviation Δf 2 after the frequency deviation Δf 1 is corrected from the received signal. Can be detected with high accuracy. This is because the second frequency deviation detection unit 39 detects the frequency deviation Δf 2 based on the pilot carrier. Therefore, since the preamble period in the TDD subframe can be set short, it becomes possible to realize a time division duplex system with good transmission efficiency.

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態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。前記実施形態では、無線通信装置1は、通信開始時の最初及び第2番目のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含むTDDサブフレームを送信し、第3番目以降のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含まないTDDサブフレームを送信するようにした。これに対し、無線通信装置1は、第3番目以降のTDDサブフレームについて、定期的に(所定の周期にて)プリアンブルを含むTDDサブフレームを生成して送信するようにしてもよい。具体的には、nを、所定の周期に対応する3以上の整数として、無線通信装置1は、第n番目のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含むTDDサブフレームを生成して送信し、第(n+1)番目のTDDサブフレームとして、プリアンブルを含むTDDサブフレームを生成して送信する。   The present invention has been described above by the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the technical concept thereof. In the above embodiment, the wireless communication device 1 transmits TDD subframes including a preamble as the first and second TDD subframes at the start of communication, and does not include the preamble as the third and subsequent TDD subframes. Made to transmit TDD subframes. On the other hand, the wireless communication device 1 may periodically generate (at a predetermined cycle) TDD subframes including a preamble for the third and subsequent TDD subframes and transmit the TDD subframes. Specifically, the wireless communication device 1 generates and transmits a TDD subframe including a preamble as the nth TDD subframe, where n is an integer of 3 or more corresponding to a predetermined cycle. A TDD subframe including a preamble is generated and transmitted as the (n + 1) th TDD subframe.

これにより、無線通信装置1がプリアンブルを含まないTDDサブフレームを受信した後であっても、フレーム同期検出部29により、所定の周期にて、プリアンブルを含むTDDサブフレームを用いてフレーム同期タイミング信号が更新される。したがって、時間の経過に伴って、例えば、一対の無線通信装置1の距離が変化してフレーム同期のタイミングが変化した場合であっても、フレーム同期タイミング信号の精度が低下することがない。   Thus, even after the wireless communication apparatus 1 receives a TDD subframe not including a preamble, the frame synchronization detection unit 29 uses the TDD subframe including the preamble at a predetermined cycle to generate a frame synchronization timing signal. Is updated. Therefore, even if, for example, the distance between the pair of wireless communication devices 1 changes with the passage of time and the timing of frame synchronization changes, the accuracy of the frame synchronization timing signal does not decrease.

また、前記実施形態において、図4に示した無線通信装置1のデジタル信号処理部(送信部2におけるIFFT演算部12、GI付加部13、・・・、NCO17及びQM18、並びに、受信部3におけるQDM23、LPF24、・・・、第2の周波数偏差検出部39及びリセット信号生成部40)の各構成部の処理は、無線通信装置1に搭載される集積回路であるLSIのチップにより実現されるようにしてもよい。尚、デジタル信号処理部、D/A変換部19及びA/D変換器22の各構成部の処理が、LSIのチップにより実現されるようにしてもよい。これらは、個別に1チップ化されていてもよいし、これらの一部または全部が1チップ化されていてもよい。   In the embodiment, the digital signal processing unit (the IFFT operation unit 12 in the transmission unit 2, the GI addition unit 13,..., NCO 17 and QM 18 of the wireless communication device 1 shown in FIG. Processing of each component of QDM 23, LPF 24,..., Second frequency deviation detection unit 39 and reset signal generation unit 40) is realized by a chip of an LSI which is an integrated circuit mounted on the wireless communication device 1. You may do so. The processing of each component of the digital signal processor, the D / A converter 19 and the A / D converter 22 may be realized by a chip of an LSI. These may be individually made into one chip, or some or all of them may be made into one chip.

また、LSIの代わりに、集積度の異なるVLSI、ULSI等のチップにより実現されるようにしてもよい。さらに、LSI等のチップに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いるようにしてもよいし、FPGA(Field Programmable Gate Array)を用いるようにしてもよい。   Also, instead of LSI, it may be realized by a chip such as VLSI or ULSI having different degree of integration. Furthermore, the present invention is not limited to chips such as LSIs, and dedicated circuits or general purpose processors may be used, or FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) may be used.

1 無線通信装置
2 送信部
3 受信部
10 アンテナ
11 スイッチ
12 逆高速フーリエ変換(IFFT)演算部
13 GI付加部
14 プリアンブル付加部
15 アップサンプリング部(US)
16,24 低域通過フィルタ部(LPF)
17,34 数値制御型発振器(NCO)
18 直交変調部(QM)
19 D/A変換部
20 周波数変換部(U/C)
21 周波数変換部(D/C)
22 A/D変換部
23 直交復調部(QDM)
25 ダウンサンプリング部(DS)
26 プリアンブル記憶部
27 移動相関部
28 相関ピーク検出部
29 フレーム同期検出部
30 トリガ信号生成部
31 第1の周波数偏差検出部
32 周波数偏差記憶部
33 加算部
35 シンボル同期検出部
36 FFT窓タイミング部
37 高速フーリエ変換(FFT)演算部
38 パイロットキャリア抽出部
39 第2の周波数偏差検出部
40 リセット信号生成部
REFERENCE SIGNS LIST 1 wireless communication apparatus 2 transmission unit 3 reception unit 10 antenna 11 switch 12 inverse fast Fourier transform (IFFT) operation unit 13 GI addition unit 14 preamble addition unit 15 up sampling unit (US)
16, 24 low pass filter (LPF)
17, 34 Numerically Controlled Oscillator (NCO)
18 Quadrature Modulation (QM)
19 D / A converter 20 Frequency converter (U / C)
21 Frequency converter (D / C)
22 A / D converter 23 Quadrature demodulator (QDM)
25 down sampling unit (DS)
26 preamble storage unit 27 moving correlation unit 28 correlation peak detection unit 29 frame synchronization detection unit 30 trigger signal generation unit 31 first frequency deviation detection unit 32 frequency deviation storage unit 33 addition unit 35 symbol synchronization detection unit 36 FFT window timing unit 37 Fast Fourier transform (FFT) operation unit 38 Pilot carrier extraction unit 39 Second frequency deviation detection unit 40 Reset signal generation unit

Claims (9)

時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する無線通信装置において、
他の無線通信装置に周波数偏差を検出させるためのプリアンブルを含むサブフレームを送信し、その後のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信する送信部と、
前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるパイロットキャリアを用いて、第2の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する受信部と、を備え、
前記受信部は、
所定の発振周波数の正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調する直交復調部と、
前記直交復調部により直交復調された信号を高速フーリエ変換し、周波数領域の信号を生成する高速フーリエ変換演算部と、
前記直交復調部により直交復調されたサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、前記第1の周波数偏差を検出する第1の周波数偏差検出部と、
既定周波数から所定の周波数を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力する発振器と、
前記高速フーリエ変換演算部により生成された周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出するパイロットキャリア抽出部と、
前記パイロットキャリア抽出部により抽出されたパイロットキャリアを用いて、前記第2の周波数偏差を検出する第2の周波数偏差検出部と、を備え、
前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した際に、
前記発振器は、
前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により検出された第1の周波数偏差を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、
前記直交復調部は、
前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、
前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した後に、
前記発振器は、
前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により前記プリアンブルを含むサブフレームを受信したときに検出された第1の周波数偏差と、前記第2の周波数偏差検出部により検出された第2の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、
前記直交復調部は、
前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記第1の周波数偏差が補正された前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する、ことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication apparatus that transmits and receives subframes in a time division duplex scheme and detects and corrects frequency deviations of received signals of the subframes.
A transmitting unit that transmits a subframe including a preamble for causing another wireless communication device to detect a frequency deviation, and transmits a subframe not including the preamble as a subsequent subframe;
A first frequency deviation is detected using a preamble included in a subframe received from the other wireless communication apparatus, and the first frequency deviation in a received signal of the subframe is corrected, and the other wireless communication is performed. And a receiver configured to detect a second frequency deviation using a pilot carrier included in a subframe received from the apparatus, and correct the second frequency deviation in a received signal of the subframe.
The receiving unit is
An orthogonal demodulation unit which receives a sine wave digital signal of a predetermined oscillation frequency and orthogonally demodulates the reception signal of the subframe based on the sine wave digital signal;
A fast Fourier transform operation unit that performs fast Fourier transform on the signal orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit to generate a signal in a frequency domain;
A first frequency deviation detection unit that detects the first frequency deviation using a preamble included in a subframe orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit;
An oscillator that generates and outputs the sine wave digital signal with a correction value obtained by subtracting a predetermined frequency from a predetermined frequency and using the correction value as the predetermined oscillation frequency;
A pilot carrier extraction unit that extracts a pilot carrier from the signal in the frequency domain generated by the fast Fourier transform operation unit;
A second frequency deviation detection unit that detects the second frequency deviation using the pilot carrier extracted by the pilot carrier extraction unit;
When a subframe including the preamble is received from the other wireless communication device,
The oscillator is
Generating a sine wave digital signal with the correction value as the correction value and the correction value as the predetermined oscillation frequency, by subtracting the first frequency deviation detected by the first frequency deviation detection unit from the predetermined frequency Output
The quadrature demodulation unit
The sine wave digital signal is input from the oscillator, and the first frequency deviation in the reception signal of the subframe is corrected by performing orthogonal demodulation on the reception signal of the subframe based on the sine wave digital signal. ,
After receiving a subframe containing the preamble from the other wireless communication device,
The oscillator is
A first frequency deviation detected when the first frequency deviation detection unit receives a subframe including the preamble from the predetermined frequency, and a second frequency deviation detected by the second frequency deviation detection unit The sine wave digital signal is generated and output, with the result of subtracting the addition value with the frequency deviation as the correction value, and the correction value as the predetermined oscillation frequency.
The quadrature demodulation unit
The sine wave digital signal is input from the oscillator, and the received signal of the subframe is orthogonally demodulated based on the sine wave digital signal to obtain the received signal of the subframe in which the first frequency deviation is corrected. And correcting the second frequency deviation in the wireless communication device.
請求項1に記載の無線通信装置において、
前記直交復調部により直交復調された信号と、同じ波形が複数回繰り返されて構成された前記プリアンブルにおける前記波形の繰り返し単位の基本信号との間で移動相関演算を行い、相互相関値を算出する移動相関部と、
前記移動相関部により算出された相互相関値がピークとなる時間軸上の複数の相関ピーク位置を検出すると共に、当該相関ピーク位置の前記相互相関値を相関ピーク値として検出する相関ピーク検出部と、
前記相関ピーク検出部により検出された複数の相関ピーク値に基づいて、前記相関ピーク位置間の位相回転量を算出し、前記位相回転量から前記第1の周波数偏差を検出する第1の周波数偏差検出部と、を備えたことを特徴とする無線通信装置。
In the wireless communication device according to claim 1,
A moving correlation operation is performed between the signal orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit and the basic signal of the repeating unit of the waveform in the preamble formed by repeating the same waveform a plurality of times to calculate a cross correlation value Mobile correlation unit,
A correlation peak detection unit that detects a plurality of correlation peak positions on the time axis at which the cross correlation value calculated by the movement correlation unit peaks and detects the cross correlation value of the correlation peak position as a correlation peak value; ,
A first frequency deviation for calculating a phase rotation amount between the correlation peak positions based on the plurality of correlation peak values detected by the correlation peak detection unit, and detecting the first frequency deviation from the phase rotation amount. A wireless communication device comprising: a detection unit.
請求項1または2に記載の無線通信装置において、
前記第2の周波数偏差検出部は、
前記パイロットキャリア抽出部により抽出されたパイロットキャリアに基づいて、所定のシンボル間隔の複素除算値を算出し、前記サブフレームにおける前記複素除算値の平均値を算出し、前記平均値の位相角を位相回転量とし、前記位相回転量から第2の周波数偏差を検出する、ことを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 1 or 2
The second frequency deviation detection unit
Based on the pilot carrier extracted by the pilot carrier extraction unit, a complex division value of a predetermined symbol interval is calculated, an average value of the complex division values in the subframe is calculated, and a phase angle of the average value is phased. A wireless communication device, wherein a second frequency deviation is detected from the phase rotation amount as a rotation amount.
請求項1から3までのいずれか一項に記載の無線通信装置において、
さらに、前記サブフレームの同期タイミングを検出し、フレーム同期タイミング信号を生成するフレーム同期検出部と、
前記サブフレームのシンボル同期タイミングを検出し、シンボル同期タイミング信号を生成するシンボル同期検出部と、
前記高速フーリエ変換演算部により生成された周波数領域の信号に基づいて、C/N比を算出するC/N比算出部と、
前記第1の周波数偏差をリセットさせるためのリセット信号を生成するリセット信号生成部と、を備え、
前記発振器は、
前記リセット信号生成部により生成されたリセット信号に基づいて、前記既定周波数を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成し、前記直交復調部に、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調させる、ことを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 3.
Furthermore, a frame synchronization detection unit that detects synchronization timing of the subframes and generates a frame synchronization timing signal;
A symbol synchronization detection unit that detects symbol synchronization timing of the subframe and generates a symbol synchronization timing signal;
A C / N ratio calculation unit that calculates a C / N ratio based on the signal in the frequency domain generated by the fast Fourier transform operation unit;
A reset signal generation unit that generates a reset signal for resetting the first frequency deviation;
The oscillator is
The sine wave digital signal having the predetermined frequency as the predetermined oscillation frequency is generated based on the reset signal generated by the reset signal generation unit, and the quadrature demodulation unit generates the sine wave digital signal based on the reset signal generation unit. A radio communication apparatus characterized by quadrature-demodulating a received signal of the sub-frame.
請求項1から4までのいずれか一項に記載の無線通信装置において、
前記送信部は、
通信開始時の最初のサブフレーム及び第2番目のサブフレームとして、前記他の無線通信装置に前記プリアンブルを含むサブフレームをそれぞれ送信し、第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信し、
前記受信部は、
前記他の無線通信装置から、通信開始時の最初のサブフレーム及び第2番目のサブフレームとして、前記プリアンブルを含むサブフレームを受信し、第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信し、前記サブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、前記第1の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、前記サブフレームに含まれるパイロットキャリアを用いて、前記第2の周波数偏差を検出し、前記受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する、ことを特徴とする無線通信装置。
The wireless communication device according to any one of claims 1 to 4.
The transmission unit is
A sub-frame including the preamble is transmitted to the other wireless communication device as the first sub-frame and the second sub-frame at the start of communication, and the sub-frame does not include the preamble as the third and subsequent sub-frames. Send a frame,
The receiving unit is
A sub-frame including the preamble is received as the first sub-frame and the second sub-frame at the start of communication from the other wireless communication device, and the sub-frame does not include the preamble as the third and subsequent sub-frames A frame is received, a preamble included in the subframe is used to detect the first frequency deviation, a first frequency deviation in a received signal of the subframe is corrected, and a pilot included in the subframe A wireless communication apparatus, comprising: using a carrier to detect the second frequency deviation; and correcting the second frequency deviation in the received signal.
請求項5に記載の無線通信装置において、
前記送信部は、
前記第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信すると共に、所定の周期にて前記プリアンブルを含むサブフレームを送信し、
前記受信部は、
前記他の無線通信装置から、前記第3番目以降のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信すると共に、所定の周期にて前記プリアンブルを含むサブフレームを受信する、ことを特徴とする無線通信装置。
In the wireless communication device according to claim 5,
The transmission unit is
As the third and subsequent subframes, a subframe not including the preamble is transmitted, and a subframe including the preamble is transmitted at a predetermined cycle,
The receiving unit is
A subframe not including the preamble is received as the third and subsequent subframes from the other wireless communication apparatus, and a subframe including the preamble is received at a predetermined cycle. Wireless communication device.
時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する無線通信方法において、
前記周波数偏差を検出するためのプリアンブルを含むサブフレームを受信するステップと、
前記プリアンブルを含むサブフレームの受信信号を直交復調し、前記受信信号に含まれるプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差を検出するステップと、
既定周波数から前記第1の周波数偏差を減算した結果を補正値とし、前記補正値を発振周波数とした第1の正弦波デジタル信号を生成するステップと、
前記第1の正弦波デジタル信号に基づいて、前記プリアンブルを含むサブフレームの受信信号を直交復調し、前記直交復調した信号を高速フーリエ変換して周波数領域の信号を生成し、前記周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出し、前記パイロットキャリアを用いて、第2−1の周波数偏差を検出するステップと、
所定周波数から、前記第1の周波数偏差と前記第2−1の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を発振周波数とした第2の正弦波デジタル信号を生成するステップと、
前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信するステップと、
前記第2の正弦波デジタル信号に基づいて、前記プリアンブルを含まないサブフレームの受信信号を直交復調し、前記直交復調した信号を高速フーリエ変換して周波数領域の信号を生成し、前記周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出し、前記パイロットキャリアを用いて、第2−2の周波数偏差を検出するステップと、
所定周波数から、前記第1の周波数偏差と前記第2−2の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を発振周波数とした第3の正弦波デジタル信号であって、前記プリアンブルを含まないサブフレームをさらに受信した際の受信信号を直交復調するための正弦波デジタル信号を生成するステップと、を有し、
さらに、前記プリアンブルを含むサブフレームを受信するステップの前または後に、
前記プリアンブルを含むサブフレームを送信するステップを有し、
前記プリアンブルを含まないサブフレームを受信するステップの前または後に、
前記プリアンブルを含まないサブフレームを送信するステップを有することを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method for transmitting and receiving subframes in a time division duplex system and detecting and correcting a frequency deviation of a received signal of the subframe,
Receiving a subframe including a preamble for detecting the frequency deviation;
Quadrature demodulating a received signal of a subframe including the preamble and detecting a first frequency deviation using the preamble included in the received signal;
Generating a first sine-wave digital signal with an oscillating frequency as a result of subtracting the first frequency deviation from a predetermined frequency as a correction value;
Based on the first sine wave digital signal, the received signal of the subframe including the preamble is orthogonally demodulated, and the orthogonally demodulated signal is fast Fourier transformed to generate a signal in the frequency domain, and the signal in the frequency domain Extracting a pilot carrier from the signal and detecting a 2-1st frequency deviation using the pilot carrier;
A second sine wave digital signal having an oscillation frequency with the correction value as a correction value is generated by subtracting the sum of the first frequency deviation and the (2-1) th frequency deviation from a predetermined frequency. Step and
Receiving subframes that do not include the preamble;
Based on the second sine wave digital signal, the received signal of the subframe not including the preamble is orthogonally demodulated, and the orthogonally demodulated signal is fast Fourier transformed to generate a signal in the frequency domain, Extracting a pilot carrier from the signal and detecting a second frequency deviation using the pilot carrier;
A third sine wave digital signal having a correction value obtained by subtracting an addition value of the first frequency deviation and the second frequency deviation from a predetermined frequency, and the correction value being an oscillation frequency, Generating a sine wave digital signal for orthogonally demodulating a received signal when the subframe not including the preamble is further received.
Furthermore, before or after the step of receiving a subframe including the preamble,
Transmitting a subframe including the preamble;
Before or after the step of receiving subframes not including the preamble,
Transmitting a subframe not including the preamble.
時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する一対の無線通信装置により構成される無線通信システムにおいて、
前記一対の無線通信装置のそれぞれを、請求項1の無線通信装置とする、ことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system comprising a pair of wireless communication devices that transmit and receive subframes in a time division duplex scheme and detect and correct frequency deviations of received signals in the subframes,
A wireless communication system, wherein each of the pair of wireless communication devices is the wireless communication device according to claim 1.
時分割複信方式にてサブフレームの送受信を行い、前記サブフレームの受信信号の周波数偏差を検出して補正する無線通信装置に搭載されるチップにおいて、
他の無線通信装置に周波数偏差を検出させるためのプリアンブルを含むサブフレームを生成し、その後のサブフレームとして、前記プリアンブルを含まないサブフレームを生成する第1のデジタル信号処理部と、
前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、第1の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、前記他の無線通信装置から受信したサブフレームに含まれるパイロットキャリアを用いて、第2の周波数偏差を検出し、前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する第2のデジタル信号処理部と、を備え、
前記第2のデジタル信号処理部は、
所定の発振周波数の正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調する直交復調部と、
前記直交復調部により直交復調された信号を高速フーリエ変換し、周波数領域の信号を生成する高速フーリエ変換演算部と、
前記直交復調部により直交復調されたサブフレームに含まれるプリアンブルを用いて、前記第1の周波数偏差を検出する第1の周波数偏差検出部と、
既定周波数から所定の周波数を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力する発振器と、
前記高速フーリエ変換演算部により生成された周波数領域の信号からパイロットキャリアを抽出するパイロットキャリア抽出部と、
前記パイロットキャリア抽出部により抽出されたパイロットキャリアを用いて、前記第2の周波数偏差を検出する第2の周波数偏差検出部と、を備え、
当該無線通信装置が前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した際に、
前記発振器は、
前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により検出された第1の周波数偏差を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、
前記直交復調部は、
前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記サブフレームの受信信号における前記第1の周波数偏差を補正し、
当該無線通信装置が前記他の無線通信装置から前記プリアンブルを含むサブフレームを受信した後に、
前記発振器は、
前記既定周波数から、前記第1の周波数偏差検出部により検出された第1の周波数偏差と前記第2の周波数偏差検出部により検出された第2の周波数偏差との加算値を減算した結果を補正値とし、前記補正値を前記所定の発振周波数とした前記正弦波デジタル信号を生成して出力し、
前記直交復調部は、
前記発振器から前記正弦波デジタル信号を入力し、前記正弦波デジタル信号に基づいて、前記サブフレームの受信信号を直交復調することで、前記第1の周波数偏差が補正された前記サブフレームの受信信号における前記第2の周波数偏差を補正する、ことを特徴とするチップ。
In a chip mounted on a wireless communication apparatus that transmits and receives subframes in a time division duplex system and detects and corrects frequency deviation of received signals of the subframes,
A first digital signal processing unit that generates a subframe including a preamble for causing another wireless communication device to detect a frequency deviation, and generates a subframe not including the preamble as a subsequent subframe;
A first frequency deviation is detected using a preamble included in a subframe received from the other wireless communication apparatus, and the first frequency deviation in a received signal of the subframe is corrected, and the other wireless communication is performed. A second digital signal processing unit that detects a second frequency deviation using a pilot carrier included in a subframe received from the device, and corrects the second frequency deviation in the received signal of the subframe; Equipped
The second digital signal processing unit
An orthogonal demodulation unit which receives a sine wave digital signal of a predetermined oscillation frequency and orthogonally demodulates the reception signal of the subframe based on the sine wave digital signal;
A fast Fourier transform operation unit that performs fast Fourier transform on the signal orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit to generate a signal in a frequency domain;
A first frequency deviation detection unit that detects the first frequency deviation using a preamble included in a subframe orthogonally demodulated by the orthogonal demodulation unit;
An oscillator that generates and outputs the sine wave digital signal with a correction value obtained by subtracting a predetermined frequency from a predetermined frequency and using the correction value as the predetermined oscillation frequency;
A pilot carrier extraction unit that extracts a pilot carrier from the signal in the frequency domain generated by the fast Fourier transform operation unit;
A second frequency deviation detection unit that detects the second frequency deviation using the pilot carrier extracted by the pilot carrier extraction unit;
When the wireless communication device receives a subframe including the preamble from the other wireless communication device,
The oscillator is
Generating a sine wave digital signal with the correction value as the correction value and the correction value as the predetermined oscillation frequency, by subtracting the first frequency deviation detected by the first frequency deviation detection unit from the predetermined frequency Output
The quadrature demodulation unit
The sine wave digital signal is input from the oscillator, and the first frequency deviation in the reception signal of the subframe is corrected by performing orthogonal demodulation on the reception signal of the subframe based on the sine wave digital signal. ,
After the wireless communication device receives a subframe including the preamble from the other wireless communication device,
The oscillator is
Correct the result of subtracting the sum of the first frequency deviation detected by the first frequency deviation detection unit and the second frequency deviation detected by the second frequency deviation detection unit from the predetermined frequency Generating and outputting the sine wave digital signal having a value and the correction value as the predetermined oscillation frequency,
The quadrature demodulation unit
The sine wave digital signal is input from the oscillator, and the received signal of the subframe is orthogonally demodulated based on the sine wave digital signal to obtain the received signal of the subframe in which the first frequency deviation is corrected. Correcting the second frequency deviation at.
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