JPH0795253A - Differential offset frequency detection method - Google Patents
Differential offset frequency detection methodInfo
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- JPH0795253A JPH0795253A JP23348193A JP23348193A JPH0795253A JP H0795253 A JPH0795253 A JP H0795253A JP 23348193 A JP23348193 A JP 23348193A JP 23348193 A JP23348193 A JP 23348193A JP H0795253 A JPH0795253 A JP H0795253A
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フェージング位相特性が一様分布に従わず、
不規則な外乱による位相変化に伝送信号が晒されても、
正確なオフセット周波数を検知する。
【構成】 所定周波数の搬送波がディジタル信号で変調
された送信信号を受信し基準搬送波信号に基づき復調す
る受信機において所定周波数と基準搬送波信号の周波数
との差をオフセット周波数として検知する。復調ディジ
タル信号の位相ψ(t)を検出し、d2ψ(t)/d2t
の値が略ゼロの時(1/2π)・dψ(t)/dtの値
によりオフセット周波数を定める。復調ディジタル信号
のタイムスロットにおける所定シンボルの位相を同タイ
ムスロット毎に検出する系71,72と、該位相のシン
ボル間位相変化量を同タイムスロット毎に算出する系7
3と、該位相変化量に基づきシンボル間位相加速度を同
タイムスロット毎に算出する系74とを有し、位相加速
度が最小の時の位相変化量をオフセット周波数とする。
(57) [Summary] [Purpose] Fading phase characteristics do not follow a uniform distribution,
Even if the transmission signal is exposed to the phase change due to irregular disturbance,
Detect accurate offset frequency. A receiver that receives a transmission signal in which a carrier wave of a predetermined frequency is modulated by a digital signal and demodulates based on a reference carrier wave signal detects a difference between the predetermined frequency and the frequency of the reference carrier wave signal as an offset frequency. The phase ψ (t) of the demodulated digital signal is detected, and d 2 ψ (t) / d 2 t
When the value of is approximately zero, the offset frequency is determined by the value of (1 / 2π) · dψ (t) / dt. Systems 71 and 72 for detecting the phase of a predetermined symbol in the time slot of the demodulated digital signal for each same time slot, and a system 7 for calculating the inter-symbol phase change amount of the phase for each same time slot.
3 and a system 74 that calculates the inter-symbol phase acceleration for each same time slot based on the phase change amount, and the phase change amount when the phase acceleration is the minimum is the offset frequency.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル移動通信
システム全般に用いられ、送受信機間のキャリア周波数
の相違を検出するオフセット周波数検知方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an offset frequency detection system used in general digital mobile communication systems and for detecting a difference in carrier frequency between transceivers.
【0002】[0002]
【従来の技術】移動通信システムにおいて、使用条件に
温度その他の環境の違いがあるため、キャリア周波数は
送信機と受信機とで同一ではない。そのため、移動通信
システムでは、送受信機間のキャリア周波数の相違分、
すなわちオフセット分の周波数を何らかの方法で検出
し、補正を行なうのが一般的である。なお、この補正
は、AFC(Automatic Frequency Control )と呼ばれ
る。2. Description of the Related Art In a mobile communication system, the carrier frequency is not the same between the transmitter and the receiver because of differences in usage conditions such as temperature. Therefore, in the mobile communication system, the difference in carrier frequency between the transceiver and
That is, it is general to detect the offset frequency by some method and perform the correction. It should be noted that this correction is called AFC (Automatic Frequency Control).
【0003】図1には、かかる原理の簡単な概念図が示
されており、送信機Txは、キャリア周波数fcを有す
る搬送波を情報信号s(t)で変調して送信出力する。
この送信出力は、多重伝搬路を経て、従って外乱ノイズ
(熱雑音等)をも加わってなるレーリーフェージングを
受け当該送信機のキャリア周波数fcに対するキャリア
エラー(オフセット周波数f0 )を生じた状態で受信機
Rxに到達する。受信機Rxは、かかる送信出力を受信
し、送信機のキャリア周波数fcにそのオフセット周波
数f0 の逆位相分−f0 を加えた周波数の基準搬送波信
号にて復調をなすことにより、かかる両者のキャリア周
波数の相違を補償するのである。FIG. 1 shows a simple conceptual diagram of such a principle. A transmitter Tx modulates a carrier wave having a carrier frequency fc with an information signal s (t) and outputs it.
This transmission output passes through multiple propagation paths, and is therefore subjected to Rayleigh fading including disturbance noise (thermal noise, etc.) and a carrier error (offset frequency f0) with respect to the carrier frequency fc of the transmitter is generated. Reach Rx. The receiver Rx receives the transmission output and performs demodulation with the reference carrier signal having a frequency obtained by adding the carrier frequency fc of the transmitter to the antiphase component -f0 of the offset frequency f0 of the carrier frequency fc of the transmitter. To compensate for the difference.
【0004】ディジタル移動通信では、このオフセット
周波数の検知を、ベースバンドの領域で受信ディジタル
データを基にして行っている。一般には、送受信機間に
おいて既知なデータ(例えば、図示の如き各スロットの
先頭に付加されるプリアンブルと称されるブロック中の
同期シンボル)を用いてオフセット周波数を検知する。In digital mobile communication, this offset frequency is detected based on received digital data in the base band region. Generally, the offset frequency is detected using known data between the transmitter and the receiver (for example, a sync symbol in a block called a preamble added to the head of each slot as shown in the figure).
【0005】図2は、かかるオフセット周波数検知を行
う一般的な受信機のブロック図である。同図において、
アンテナより受信したRF(高周波)信号は、ダウンコ
ンバート・サンプリング・量子化部1において、ベース
バンドまで落とすための周波数変換、サンプリング及び
量子化の信号処理が施される。かかる信号処理されたベ
ースバンド信号は、シンボルレート変換部2においてタ
イミング抽出のための前処理が施されてミキサ3に供給
される。ミキサ3の出力信号は、ノイズ除去のための帯
域フィルタであるパルス整形フィルタ4を経て、スロッ
ト内の各シンボルをサンプリングするためのシンボルサ
ンプラ5に供給される。シンボルサンプラ5の出力信号
は、復調信号として図示せぬ復号系へ供給される。FIG. 2 is a block diagram of a general receiver that performs such offset frequency detection. In the figure,
An RF (high frequency) signal received from an antenna is subjected to signal processing such as frequency conversion, sampling, and quantization in the down-conversion / sampling / quantization unit 1 to drop it to the baseband. The signal-processed baseband signal is subjected to preprocessing for timing extraction in the symbol rate conversion unit 2 and supplied to the mixer 3. The output signal of the mixer 3 is supplied to a symbol sampler 5 for sampling each symbol in the slot after passing through a pulse shaping filter 4 which is a bandpass filter for removing noise. The output signal of the symbol sampler 5 is supplied to a decoding system (not shown) as a demodulation signal.
【0006】シンボルレート変換部2の前処理出力はま
た、タイミング抽出部6に供給される。タイミング抽出
部6は、該前処理出力に基づいてフレーム同期を推定
し、その同期をとるとともに、シンボルサンプラ5にお
けるサンプルタイミングを生成し、これをシンボルサン
プラ5に与える。シンボルサンプラ5は、与えられたサ
ンプルタイミングに基づいてサンプリング処理を行う。The preprocessed output of the symbol rate conversion section 2 is also supplied to the timing extraction section 6. The timing extraction unit 6 estimates frame synchronization based on the pre-processed output, establishes the synchronization, generates the sample timing in the symbol sampler 5, and supplies this to the symbol sampler 5. The symbol sampler 5 performs sampling processing based on the given sample timing.
【0007】シンボルサンプラ5の出力信号はまた、オ
フセット周波数を検知するためのAFC系7へ供給され
る。AFC系7においては、先ず同期シンボルサンプラ
7aによって当該供給信号から上記プリアンブルを取り
出し、角度偏差推定部7bによって搬送波の位相偏移
(送信時と受信時における位相ずれ)を検出し、周波数
偏差推定部7cによってその検出した位相偏差を周波数
偏差に変換し、さらにこの変換出力をループフィルタを
介してミキサ3に供給する。The output signal of the symbol sampler 5 is also supplied to the AFC system 7 for detecting the offset frequency. In the AFC system 7, first, the synchronization symbol sampler 7a extracts the preamble from the supply signal, the angle deviation estimator 7b detects the phase shift of the carrier (phase shift between transmission and reception), and the frequency deviation estimator The detected phase deviation is converted into a frequency deviation by 7c, and the converted output is supplied to the mixer 3 through the loop filter.
【0008】ミキサ3は、供給された信号をAFC信号
すなわちオフセット周波数に応じた信号としてシンボル
レート変換部2の出力ベースバンド信号に乗じる。これ
により、送信機と受信機との間のキャリア周波数偏差が
補正されるのである。なお、Δωはオフセット周波数に
相当する。ところで、この受信ディジタルデータ(ベー
スバンド信号)は、上述のようなフェージングの影響を
受けているために、オフセット周波数の検出には工夫が
必要である。The mixer 3 multiplies the output baseband signal of the symbol rate converter 2 with the supplied signal as an AFC signal, that is, a signal corresponding to the offset frequency. Thereby, the carrier frequency deviation between the transmitter and the receiver is corrected. It should be noted that Δω corresponds to the offset frequency. By the way, since the received digital data (baseband signal) is affected by the above fading, it is necessary to devise a method for detecting the offset frequency.
【0009】例えば、国際公開番号WO91/2014
0に係る特許出願明細書に記載されている方法において
は、受信した複素シンク(同期)信号の隣合うデータの
差分を足し合わせた結果の位相角を用いてオフセット周
波数foffsetを求めている。これを数式で書くと、[0009] For example, International Publication No. WO91 / 2014
In the method described in the specification of the patent application relating to No. 0, the offset frequency f offset is obtained using the phase angle obtained by adding the differences between the adjacent data of the received complex sync signals. If you write this with a mathematical formula,
【0010】[0010]
【数1】 [Equation 1]
【0011】[0011]
【数2】 [Equation 2]
【0012】である。これによれば、オフセット周波数
の値検出は、フェージングの影響を受けたそのままの生
データを用いている。但し、そのフェージングの位相に
関する統計的性質([−π,π]を一様分布する)のた
め、上記における差分の総和(y)は、フェージングに
よって劣化した位相成分を相殺してオフセット周波数分
のみを抽出していることになる。限られたサンプル内で
フェージングの位相分布がきれいに一様分布している場
合は、この方式で良いが、実際はそうとは限らない。こ
の場合、オフセット周波数の推定に誤差が生じ、BER
(Bit Error Ratio )の劣化につながり好ましくない。[0012] According to this, the value of the offset frequency is detected by using the raw data that has been affected by fading. However, because of the statistical nature of the fading phase (where [-π, π] is uniformly distributed), the sum (y) of the differences in the above cancels the phase component deteriorated by fading and only the offset frequency component is cancelled. Is being extracted. If the fading phase distribution is well and uniformly distributed within a limited number of samples, this method is acceptable, but this is not always the case. In this case, an error occurs in the estimation of the offset frequency, and the BER
(Bit Error Ratio) deteriorates, which is not desirable.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、フェージングの位相特性が一様分布に従う従わない
に拘らず、また、その他の不規則な外乱による位相変化
に伝送信号がさらされた場合にも、正確なオフセット周
波数を検知できるオフセット周波数検知方式を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is whether or not the fading phase characteristics follow a uniform distribution, and An object of the present invention is to provide an offset frequency detecting method capable of detecting an accurate offset frequency even when a transmission signal is exposed to a phase change due to the irregular disturbance of.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明によるオフセット
周波数検知方法は、所定周波数を有する搬送波がディジ
タル信号によって変調された送信信号を受信して基準搬
送波信号に基づき前記ディジタル信号を復調する受信機
において、前記所定周波数と前記基準搬送波信号の周波
数との差をオフセット周波数として検知するオフセット
周波数検知方法であって、復調されたディジタル信号の
位相ψ(t)を検出し、d2ψ(t)/d2tの値が略ゼ
ロとなる時刻において、(1/2π)・dψ(t)/d
tの値によって前記オフセット周波数を定めることを特
徴としている。An offset frequency detecting method according to the present invention is a receiver for receiving a transmission signal in which a carrier having a predetermined frequency is modulated by a digital signal and demodulating the digital signal based on a reference carrier signal. An offset frequency detecting method for detecting a difference between the predetermined frequency and the frequency of the reference carrier signal as an offset frequency, wherein a phase ψ (t) of a demodulated digital signal is detected, and d 2 ψ (t) / At the time when the value of d 2 t becomes substantially zero, (1 / 2π) · dψ (t) / d
The offset frequency is determined by the value of t.
【0015】また、本発明によるオフセット周波数検知
回路は、所定周波数を有する搬送波がディジタル信号に
よって変調された送信信号を受信して基準搬送波信号に
基づき前記ディジタル信号を復調する受信機において、
前記所定周波数と前記基準搬送波信号の周波数との差を
オフセット周波数として検知するオフセット周波数検知
回路であって、復調されたディジタル信号のタイムスロ
ットにおける所定シンボルの位相をタイムスロット毎に
検出するシンボル位相検出手段と、前記シンボル位相検
出手段によって検出された位相のシンボル間における位
相変化量を前記タイムスロット毎に算出する位相変化量
算出手段と、前記位相変化量算出手段によって算出され
た位相変化量に基づいてシンボル間の位相加速度を前記
タイムスロット毎に算出する位相加速度算出手段とを有
し、前記位相加速度算出手段によって算出された位相加
速度が最小であるときに対応する前記位相変化量によっ
て前記オフセット周波数を定めることを特徴としてい
る。The offset frequency detection circuit according to the present invention is a receiver for receiving a transmission signal in which a carrier having a predetermined frequency is modulated by a digital signal and demodulating the digital signal based on a reference carrier signal.
An offset frequency detection circuit for detecting a difference between the predetermined frequency and the frequency of the reference carrier signal as an offset frequency, the symbol phase detection detecting a phase of a predetermined symbol in a time slot of a demodulated digital signal for each time slot. Based on the phase change amount calculated by the phase change amount calculation unit, and a phase change amount calculation unit that calculates the phase change amount between the symbols of the phase detected by the symbol phase detection unit for each time slot. And a phase acceleration calculating means for calculating the phase acceleration between symbols for each time slot, and the offset frequency is calculated by the phase change amount corresponding to the minimum phase acceleration calculated by the phase acceleration calculating means. It is characterized by determining.
【0016】[0016]
【作用】本発明のオフセット周波数検知方法によれば、
復調されたディジタル信号の位相ψ(t)を検出し、d
2ψ(t)/d2tの値が略ゼロとなる時刻において、
(1/2π)・dψ(t)/dtの値によってオフセッ
ト周波数が定められる。本発明のオフセット周波数検知
回路によれば、復調されたディジタル信号のタイムスロ
ットにおける所定シンボルの位相をタイムスロット毎に
検出し、検出された位相のシンボル間における位相変化
量をタイムスロット毎に算出し、その算出された位相変
化量に基づいてシンボル間の位相加速度をタイムスロッ
ト毎に算出し、この算出された位相加速度が最小である
ときに対応する位相変化量によってオフセット周波数が
設定される。According to the offset frequency detecting method of the present invention,
The phase ψ (t) of the demodulated digital signal is detected, and d
At the time when the value of 2 ψ (t) / d 2 t becomes substantially zero,
The offset frequency is determined by the value of (1 / 2π) · dψ (t) / dt. According to the offset frequency detection circuit of the present invention, the phase of the predetermined symbol in the time slot of the demodulated digital signal is detected for each time slot, and the phase change amount between the symbols of the detected phase is calculated for each time slot. The phase acceleration between symbols is calculated for each time slot based on the calculated phase change amount, and the offset frequency is set by the corresponding phase change amount when the calculated phase acceleration is minimum.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明を図面を参照しつつ詳細に説明
する。先ず本発明は、先の図2におけるAFCブロック
7を改良するものである。このAFC系の回路構成を説
明する前に、本発明の核となるべきオフセット周波数検
知方式の原理を数式を用いて説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, the present invention is to improve the AFC block 7 shown in FIG. Before explaining the circuit configuration of this AFC system, the principle of the offset frequency detection method, which is the core of the present invention, will be described using mathematical expressions.
【0018】いま、オフセット周波数をf0[Hz]と
すると、受信機で受けた信号r(t)は、フェージング
の影響を含めてNow, assuming that the offset frequency is f0 [Hz], the signal r (t) received by the receiver includes fading effects.
【0019】[0019]
【数3】 [Equation 3]
【0020】と表せる。ここで、s(t)はシンク信
号、ρ(t)はレーリー分布関数,φ(t)は一様分布
関数であってCan be expressed as Where s (t) is the sync signal, ρ (t) is the Rayleigh distribution function, and φ (t) is the uniform distribution function.
【0021】[0021]
【数4】 [Equation 4]
【0022】はレーリーフェージングによる複素利得
(complex gain)である。これにより、Is the complex gain due to Rayleigh fading. This allows
【0023】[0023]
【数5】 [Equation 5]
【0024】である。但し、s(t)はリアル信号と仮
定するが、一般性は失われない。ここで、受信シンクの
位相信号をψ(t)とすると、It is However, although s (t) is assumed to be a real signal, generality is not lost. Here, if the phase signal of the reception sink is ψ (t),
【0025】[0025]
【数6】 [Equation 6]
【0026】となり、オフセット周波数分のリニア位相
(2πf0t)とフェージングによるランダム位相φ
(t)(但し、その分布は一様分布に従う[−π,
π])の和になっている。この(5)式に注目してオフ
セット周波数f0 を推定するのが本方式のポイントであ
る。The linear phase (2πf0t) corresponding to the offset frequency and the random phase φ due to fading
(T) (However, the distribution follows a uniform distribution [−π,
π]). The point of this system is to estimate the offset frequency f0 by paying attention to the equation (5).
【0027】(5)式より、From equation (5),
【0028】[0028]
【数7】 [Equation 7]
【0029】となり、オフセット周波数からの2πf0
(=const.)とランダム位相の時間変化率の和と
なることに着目する。もし、And becomes 2πf0 from the offset frequency
Note that it is the sum of (= const.) And the time change rate of the random phase. if,
【0030】[0030]
【数8】 [Equation 8]
【0031】であれば、If
【0032】[0032]
【数9】 [Equation 9]
【0033】となるので、オフセット周波数が、Therefore, the offset frequency is
【0034】[0034]
【数10】 [Equation 10]
【0035】として求められる。Is calculated as
【0036】[0036]
【数11】 [Equation 11]
【0037】なる条件は、φ(t)がランダムであるた
めに、ある時間内で観測することにより成立する。その
時刻を見いだすには、例えば、The above condition is satisfied by observing within a certain time because φ (t) is random. To find that time, for example,
【0038】[0038]
【数12】 [Equation 12]
【0039】となる時刻を採用すれば良い。そして、It suffices to adopt the time at which And
【0040】[0040]
【数13】 [Equation 13]
【0041】をオフセット周波数として検知すれば良
い。このように、受信信号の位相は、フェージングの影
響も受けるために、オフセット周波数分の他にランダム
な一様分布に従う位相が混在している。そのため、本方
式は、フェージングによるランダムな位相変化が瞬時値
でゼロとなる点を見つけてオフセット周波数を検知しよ
うというものである。It suffices to detect as the offset frequency. As described above, the phase of the received signal is affected by fading, and therefore, the phase according to the random uniform distribution is mixed in addition to the offset frequency. Therefore, this method is to detect the offset frequency by finding a point where the random phase change due to fading becomes zero in an instantaneous value.
【0042】図3は、かかるオフセット周波数検知方式
が適用されるオフセット周波数推定回路を示すブロック
図であり、図2と同等の部分には同一の符号が付されて
いる。図3において、シンボルサンプラ5からのサンプ
リング出力は、プリアンブル位相正規化回路71におい
てプリアンブル内の各シンボルに対応する位相規格化係
数{ak:k=0,1,2,……,N}が与えられ、遅
延回路72及び位相変化量算出回路73に供給される。
遅延回路72は、入力シンボルを1シンボル分遅延させ
て位相変化量算出回路73に送出する。位相変化量算出
回路73は、プリアンブル位相正規化回路71の出力と
遅延回路72の出力とに基づいて各シンボル間における
位相変化量を{b(k):k=0,1,2,……,N−
1}[rad/sec ]として算出する。得られた位相変化量
の各々は、位相加速度算出回路74及びオフセット周波
数判定回路75に送出される。位相加速度算出回路74
は、送出された位相変化量に基づいて、さらにこれら変
化量間の変化の度合い、すなわち位相加速度を{c
(k):k=1,2,3,……,N−1}[rad/sec2]
として求める。オフセット周波数判定回路75は、この
求められた各位相加速度の値が最も小さいものに対応す
る位相変化量b(k)を、オフセット周波数f0として
選択する。選択されたオフセット周波数f0 は、次段オ
フセット補正回路76においてAFC信号e-j2π
(f0/fsym)tに採用され、このAFC信号がミキサ3に供
給される。ミキサ3は、AFC信号をシンボルレート変
換部2からのオフセット周波数が乗っている受信データ
に乗じる。これにより、当該オフセット周波数による変
動分を取り除いたデータをパルス整形フィルタ4に送出
することができる。FIG. 3 is a block diagram showing an offset frequency estimating circuit to which the offset frequency detecting method is applied, and the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. In FIG. 3, the sampling output from the symbol sampler 5 is given the phase normalization coefficient {ak: k = 0,1,2, ..., N} corresponding to each symbol in the preamble in the preamble phase normalization circuit 71. And is supplied to the delay circuit 72 and the phase change amount calculation circuit 73.
The delay circuit 72 delays the input symbol by one symbol and sends it to the phase change amount calculation circuit 73. The phase change amount calculation circuit 73 calculates the phase change amount between each symbol based on the output of the preamble phase normalization circuit 71 and the output of the delay circuit 72 {b (k): k = 0,1,2, ... , N-
1} [rad / sec]. Each of the obtained phase change amounts is sent to the phase acceleration calculation circuit 74 and the offset frequency determination circuit 75. Phase acceleration calculation circuit 74
On the basis of the transmitted phase change amount, the degree of change between these change amounts, that is, the phase acceleration is {c
(K): k = 1, 2, 3, ..., N-1} [rad / sec 2 ]
Ask as. The offset frequency determination circuit 75 selects, as the offset frequency f0, the phase change amount b (k) corresponding to the smallest value of the obtained phase acceleration. The selected offset frequency f0 is applied to the AFC signal e -j2 π in the next stage offset correction circuit 76.
It is adopted for (f0 / fsym) t , and this AFC signal is supplied to the mixer 3. The mixer 3 multiplies the received data on which the offset frequency from the symbol rate conversion unit 2 is added by the AFC signal. As a result, the data from which the variation due to the offset frequency has been removed can be sent to the pulse shaping filter 4.
【0043】図4は、かかるオフセット周波数推定回路
ブロックのさらに具体的構成例を示すものであり、図3
と同等な部分には同一の符号が付され、また上記Nの数
を8としている。図4において、プリアンブル位相正規
化回路71及び遅延回路72は、係数付与部710ない
し718と、1シンボル遅延部721ないし728とか
らなり、プリアンブルのシンボルデータが1シンボル遅
延毎に係数付与部に入力されるような構成となってい
る。FIG. 4 shows a more specific configuration example of the offset frequency estimating circuit block, and FIG.
The same reference numerals are given to the portions equivalent to, and the number of N is 8. In FIG. 4, the preamble phase normalization circuit 71 and the delay circuit 72 are composed of coefficient giving sections 710 to 718 and 1-symbol delay sections 721 to 728, and preamble symbol data is input to the coefficient giving section at every 1-symbol delay. The configuration is as follows.
【0044】各係数付与部の出力は、位相変化量算出回
路73において、複素共役演算部7300ないし730
7の入力となる。各複素共役演算部の出力は、乗算部7
310ないし7317の一方の乗算入力となる。各乗算
部の他方の乗算入力には、一方のそれより1シンボル前
のシンボルデータに基づく,係数付与部の出力が直接導
かれる。これら乗算部は、一方及び他方の乗算入力を乗
算してtan-1演算部7320ないし7327へ送出す
る。tan-1演算部は、その演算出力b(k){k=
0,1,2,……,7}の各々を、シンボル間の位相変
化量信号として位相加速度算出回路74及びオフセット
周波数判定回路75に送出する。The output of each coefficient assigning unit outputs the complex conjugate computing units 7300 to 730 in the phase change amount calculating circuit 73.
It becomes 7 inputs. The output of each complex conjugate calculation unit is the multiplication unit 7
It becomes one of the multiplication inputs of 310 to 7317. To the other multiplication input of each multiplication unit, the output of the coefficient addition unit based on the symbol data one symbol before that of the one multiplication unit is directly introduced. These multiplying units multiply one and the other multiplying input and send it to the tan −1 computing units 7320 to 7327. The tan −1 operation unit outputs its operation output b (k) {k =
Each of 0, 1, 2, ..., 7} is sent to the phase acceleration calculation circuit 74 and the offset frequency determination circuit 75 as a phase change amount signal between symbols.
【0045】位相各速度算出回路74においては、減算
部7401ないし7407によって、先ずtan-1演算
部からの演算出力、すなわち各シンボル間位相変化量に
おける個々の差を求め、さらにこれら差の絶対値を絶対
値算出部7411ないし7417によって算出し、算出
した値c(k){k=1,2,3,……,7}の各々を
位相加速度としてオフセット周波数判定回路75に送出
する。In each phase velocity calculation circuit 74, subtraction units 7401 to 7407 first obtain the arithmetic output from the tan −1 arithmetic unit, that is, individual differences in the inter-symbol phase change amount, and further the absolute values of these differences. Is calculated by the absolute value calculation units 7411 to 7417, and each of the calculated values c (k) {k = 1, 2, 3, ..., 7} is sent to the offset frequency determination circuit 75 as a phase acceleration.
【0046】オフセット周波数判定回路75は、各入力
信号値のうち最も小さいものを判別する最小値判別部7
51からなり、最も値の小さい位相加速度c(k)を示
す最小値指示信号swを得る。判定回路75はまた、選
択部752において、この指示信号swに応じて、位相
変化量算出回路73からの位相変化量信号b(k)のう
ちの1つをオフセット補正回路76へ選択出力する。例
えば指示信号swがk=5を指し示すものであれば、位
相変化量算出回路73の位相変化量信号b(5)を選択
出力する。The offset frequency judging circuit 75 is a minimum value judging unit 7 for judging the smallest of the input signal values.
51, the minimum value indicating signal sw indicating the smallest phase acceleration c (k) is obtained. The determination circuit 75 also causes the selection unit 752 to selectively output one of the phase change amount signals b (k) from the phase change amount calculation circuit 73 to the offset correction circuit 76 according to the instruction signal sw. For example, if the instruction signal sw indicates k = 5, the phase change amount signal b (5) of the phase change amount calculation circuit 73 is selectively output.
【0047】このように、位相加速度(角加速度)の瞬
時値がゼロに最も近い場合の位相変化量からオフセット
周波数を推定しているのである。他方、上述した如き本
方式の原理を図によって描写すれば、例えば図5の如く
なる。図5において、縦軸Fは周波数[Hz]を横軸t
×1/3000は[sec]を示しており、当該グラフ
中の特性曲線は、r(n)={fsym/(2π)}・ar
g[y(n)/y(n-1)]を示している。なお、シンボ
ル周波数fsymを3000Hzとし、移動体速度を70
Km/hとしている。また、キャリア周波数は、150
kHzとして計算したものである。In this way, the offset frequency is estimated from the amount of phase change when the instantaneous value of the phase acceleration (angular acceleration) is closest to zero. On the other hand, when the principle of the present system as described above is depicted by a diagram, it becomes as shown in FIG. 5, for example. In FIG. 5, the vertical axis F represents the frequency [Hz] and the horizontal axis t.
× 1/3000 indicates [sec], and the characteristic curve in the graph is r (n) = {f sym / (2π)} · ar
g [y (n) / y (n-1)] is shown. The symbol frequency f sym is 3000 Hz, and the moving body velocity is 70
Km / h. The carrier frequency is 150
It is calculated as kHz.
【0048】この特性曲線において、最もデータの密集
している付近、すなわち図中点線部の値をオフセット周
波数として採用するのが本方式である。従って、この場
合、オフセット周波数として350Hzを適確にして得
られるのである。また参考までに、上記実施例によっ
て、オフセット周波数を350Hzとし、キャリア周波
数fc=150MHzとした場合のフェージング下での
オフセット周波数推定のシミュレーション結果を図6に
示す。In this characteristic curve, the present system adopts the value near the most dense data, that is, the value indicated by the dotted line in the figure, as the offset frequency. Therefore, in this case, it is possible to accurately obtain the offset frequency of 350 Hz. For reference, FIG. 6 shows a simulation result of offset frequency estimation under fading when the offset frequency is 350 Hz and the carrier frequency fc = 150 MHz according to the above-described embodiment.
【0049】図6において、縦軸Fは周波数[Hz]
を、横軸vは移動体である受信機の速度[Km/h]を
示しており、速度に対する依存性も示されている。これ
より、従来方式と比較して、同程度またはそれ以上の効
果が期待できることが分かる。なお、上記実施例におい
ては、シンボルレート変換部2の次段ミキサ3において
AFC信号を印加する構成としたが、ダウンコンバート
ブロック1において印加して中心周波数を調整する構成
としても良く、要は得られたAFC信号によって自動周
波数制御がなされれば良い。また、上記実施例において
は、位相検出のためのシンボル番号Nを8としたが、こ
の数に限られることなく、適宜変更し得ることは勿論で
ある。In FIG. 6, the vertical axis F indicates the frequency [Hz].
The horizontal axis v represents the speed [Km / h] of the receiver which is a moving body, and the dependence on the speed is also shown. From this, it can be seen that the same or higher effect can be expected as compared with the conventional method. Although the AFC signal is applied in the next stage mixer 3 of the symbol rate converter 2 in the above embodiment, it may be applied in the down conversion block 1 to adjust the center frequency. It suffices if the automatic frequency control is performed by the AFC signal thus obtained. Further, in the above embodiment, the symbol number N for phase detection is set to 8. However, it is needless to say that the number is not limited to this number and can be changed appropriately.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のオフセッ
ト周波数検知方法によれば、復調されたディジタル信号
の位相ψ(t)を検出し、d2ψ(t)/d2tの値が略
ゼロとなる時刻において、(1/2π)・dψ(t)/
dtの値によってオフセット周波数が定められる。ま
た、本発明のオフセット周波数検知回路によれば、復調
されたディジタル信号のタイムスロットにおける所定シ
ンボルの位相をタイムスロット毎に検出し、検出された
位相のシンボル間における位相変化量をタイムスロット
毎に算出し、その算出された位相変化量に基づいてシン
ボル間の位相加速度をタイムスロット毎に算出し、この
算出された位相加速度が最小であるときに対応する位相
変化量によってオフセット周波数が設定される。As described above in detail, according to the offset frequency detecting method of the present invention, the phase ψ (t) of the demodulated digital signal is detected and the value of d 2 ψ (t) / d 2 t is detected. At the time when is almost zero, (1 / 2π) · dψ (t) /
The offset frequency is determined by the value of dt. Further, according to the offset frequency detection circuit of the present invention, the phase of a predetermined symbol in the time slot of the demodulated digital signal is detected for each time slot, and the phase change amount between the symbols of the detected phase is calculated for each time slot. The phase acceleration between symbols is calculated for each time slot based on the calculated phase change amount, and the offset frequency is set by the corresponding phase change amount when the calculated phase acceleration is the minimum. .
【0051】このように、本発明の微分型オフセット周
波数検知方式においては、位相加速度(角加速度)の瞬
時値がゼロに最も近いときの位相変化量からオフセット
周波数を推定するようにしているので、フェージングの
位相特性が一様分布に従う従わないに拘らず、また、そ
の他の不規則な外乱による位相変化に伝送信号がさらさ
れた場合にも、正確なオフセット周波数を検知できるこ
ととなる。As described above, in the differential offset frequency detection method of the present invention, the offset frequency is estimated from the phase change amount when the instantaneous value of the phase acceleration (angular acceleration) is closest to zero. Even if the phase characteristic of fading does not follow a uniform distribution, and also when the transmission signal is exposed to a phase change due to other irregular disturbance, the accurate offset frequency can be detected.
【図1】オフセット周波数の検知とその補正についての
一般的な原理を説明するための図。FIG. 1 is a diagram for explaining a general principle of detecting an offset frequency and correcting the offset frequency.
【図2】図1の原理によるオフセット周波数の検知を行
う一般的な受信機のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a general receiver that detects an offset frequency according to the principle of FIG.
【図3】本発明のオフセット周波数検知方式が適用され
る受信機のオフセット周波数推定回路を示すブロック
図。FIG. 3 is a block diagram showing an offset frequency estimation circuit of a receiver to which the offset frequency detection method of the present invention is applied.
【図4】図3におけるオフセット周波数推定回路ブロッ
クのさらに具体的構成例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a more specific configuration example of an offset frequency estimation circuit block in FIG.
【図5】本発明のオフセット周波数の検知の原理を他方
の側面より描写して説明するための図。FIG. 5 is a diagram for describing and explaining the principle of offset frequency detection of the present invention from the other side.
【図6】本発明のオフセット周波数の検知の作用効果を
確認するための参考特性図。FIG. 6 is a reference characteristic diagram for confirming the operation effect of the offset frequency detection of the present invention.
1 ダウンコンバート・サンプリング・量子化部 2 シンボルレート変換部 3 ミキサ 4 パルス整形フィルタ 5 シンボルサンプラ 6 タイミング抽出部 7 AFC系 7a 同期シンボルサンプラ 7b 角度偏差推定部 7c 周波数偏差推定部 7d ループフィルタ 7A AFC系 71 プリアンブル位相正規化回路 72 遅延回路 73 位相変化量算出回路 74 位相加速度算出回路 75 オフセット周波数判定回路 76 オフセット補正回路 710〜718 係数付与部 721〜728 1シンボル遅延部 7300〜7307 複素共役演算部 7310〜7317 乗算部 7320〜7327 tan-1演算部 7401〜7407 減算部 7411〜7417 絶対値算出部 751 最小値判定部 752 選択部1 Down-conversion / sampling / quantization unit 2 Symbol rate conversion unit 3 Mixer 4 Pulse shaping filter 5 Symbol sampler 6 Timing extraction unit 7 AFC system 7a Synchronous symbol sampler 7b Angle deviation estimation unit 7c Frequency deviation estimation unit 7d Loop filter 7A AFC system 71 Preamble Phase Normalization Circuit 72 Delay Circuit 73 Phase Change Amount Calculation Circuit 74 Phase Acceleration Calculation Circuit 75 Offset Frequency Judgment Circuit 76 Offset Correction Circuit 710-718 Coefficient Assigning Section 721-728 1 Symbol Delay Section 7300-7307 Complex Conjugate Computation Section 7310 -7317 Multiplier 7320-7327 tan- 1 Calculator 7401-7407 Subtractor 7411-7417 Absolute value calculator 751 Minimum value determiner 752 Selector
Claims (4)
信号によって変調された送信信号を受信して基準搬送波
信号に基づき前記ディジタル信号を復調する受信機にお
いて、前記所定周波数と前記基準搬送波信号の周波数と
の差をオフセット周波数として検知するオフセット周波
数検知方法であって、 復調されたディジタル信号の位相ψ(t)を検出し、d
2ψ(t)/d2tの値が略ゼロとなる時刻において、
(1/2π)・dψ(t)/dtの値によって前記オフ
セット周波数を定めることを特徴とするオフセット周波
数検知方法。1. A receiver for receiving a transmission signal in which a carrier wave having a predetermined frequency is modulated by a digital signal and demodulating the digital signal based on a reference carrier wave signal, wherein the predetermined frequency and the frequency of the reference carrier wave signal An offset frequency detecting method for detecting a difference as an offset frequency, wherein a phase ψ (t) of a demodulated digital signal is detected, and d
At the time when the value of 2 ψ (t) / d 2 t becomes substantially zero,
An offset frequency detecting method, wherein the offset frequency is determined by a value of (1 / 2π) · dψ (t) / dt.
信号によって変調された送信信号を受信して基準搬送波
信号に基づき前記ディジタル信号を復調する受信機にお
いて、前記所定周波数と前記基準搬送波信号の周波数と
の差をオフセット周波数として検知するオフセット周波
数検知回路であって、 復調されたディジタル信号のタイムスロットにおける所
定シンボルの位相をタイムスロット毎に検出するシンボ
ル位相検出手段と、前記シンボル位相検出手段によって
検出された位相のシンボル間における位相変化量を前記
タイムスロット毎に算出する位相変化量算出手段と、前
記位相変化量算出手段によって算出された位相変化量に
基づいてシンボル間の位相加速度を前記タイムスロット
毎に算出する位相加速度算出手段とを有し、前記位相加
速度算出手段によって算出された位相加速度が最小であ
るときに対応する前記位相変化量によって前記オフセッ
ト周波数を定めることを特徴とするオフセット周波数検
知回路。2. A receiver for receiving a transmission signal in which a carrier wave having a predetermined frequency is modulated by a digital signal and demodulating the digital signal based on a reference carrier wave signal, wherein the predetermined frequency and the frequency of the reference carrier wave signal An offset frequency detection circuit for detecting a difference as an offset frequency, which detects a phase of a predetermined symbol in a time slot of a demodulated digital signal for each time slot, and a symbol phase detection means for detecting the phase. Phase change amount calculation means for calculating the phase change amount between the symbols of the phase for each time slot, and phase acceleration between symbols for each time slot based on the phase change amount calculated by the phase change amount calculation means. A phase acceleration calculating means for calculating Offset frequency detecting circuit, characterized in that determining the offset frequency by the phase change amount corresponding to the time phase acceleration calculated by the acceleration calculation means is minimum.
トにおけるプリアンブルに存在する同期シンボルである
ことを特徴とする請求項2記載のオフセット周波数検知
回路。3. The offset frequency detection circuit according to claim 2, wherein the predetermined symbol is a synchronization symbol existing in a preamble in the time slot.
オフセット周波数により自動周波数制御を行うことを特
徴とする受信機。4. A receiver characterized in that automatic frequency control is performed according to an offset frequency detected by the method according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23348193A JPH0795253A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Differential offset frequency detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23348193A JPH0795253A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Differential offset frequency detection method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0795253A true JPH0795253A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=16955688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23348193A Pending JPH0795253A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Differential offset frequency detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795253A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6043749A (en) * | 1997-04-16 | 2000-03-28 | Nec Corporation | Frequency detection circuit |
| US6396884B1 (en) | 1998-08-18 | 2002-05-28 | Nec Corporation | Automatic frequency control circuit |
| CN104979746A (en) * | 2014-04-11 | 2015-10-14 | 发那科株式会社 | Laser machining apparatus |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23348193A patent/JPH0795253A/en active Pending
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| DE102015004482A1 (en) | 2014-04-11 | 2015-10-15 | Fanuc Corporation | LASER MACHINING DEVICE WITH OPERATION CHANGE ACCORDING TO THE LENGTH OF A POWER OFF TIME |
| US9620926B2 (en) | 2014-04-11 | 2017-04-11 | Fanuc Corporation | Laser machining apparatus changing operation based on length of power-down time |
| CN104979746B (en) * | 2014-04-11 | 2017-04-12 | 发那科株式会社 | Laser machining apparatus |
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