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CN101807941A - 频率误差检测电路、频率误差检测方法及频率修正电路 - Google Patents

频率误差检测电路、频率误差检测方法及频率修正电路 Download PDF

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CN101807941A
CN101807941A CN201010116577A CN201010116577A CN101807941A CN 101807941 A CN101807941 A CN 101807941A CN 201010116577 A CN201010116577 A CN 201010116577A CN 201010116577 A CN201010116577 A CN 201010116577A CN 101807941 A CN101807941 A CN 101807941A
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CN
China
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frequency
mentioned
output
frequencies
signal
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Pending
Application number
CN201010116577A
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English (en)
Inventor
松冈秀浩
相泽雅己
古川达久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014Carrier regulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

本发明提供频率误差检测电路、频率误差检测方法及频率修正电路,频率误差检测电路具备:振荡器,输出频率可变的振荡输出;频率变换部,基于振荡输出对接收信号的频率进行频率变换并输出;时间-频率变换部,将频率变换部的输出从时间域信号变换为频域信号;频率偏差判断部,基于时间-频率变换部的输出,判断频率变换部的输出频率与规定的载波频率的频率偏差的有无;控制部,一边基于频率偏差判断部的判断结果控制振荡输出的频率,一边重复进行频率变换部的频率变换处理及时间-频率变换部的变换处理,从而使频率变换部的输出频率收敛于规定值,基于振荡输出的频率检测接收信号的频率与规定的载波频率的频率误差。

Description

频率误差检测电路、频率误差检测方法及频率修正电路
本申请基于2009年2月18日提出的日本专利申请第2009-35769号,要求享受其优先权,其全部内容被一并记载于本申请。
技术领域
本发明涉及能够以较小的电路规模进行迅速的载波频率引入的频率误差检测电路及方法、以及频率修正电路。
背景技术
在一般的广播系统中,将接收到的无线信号通过作为高频(RF)频带的模拟电路的调谐器变换为低频信号或基带信号,进行A/D变换后,进行解调、解码处理。在调谐器中,由于在发送机和接收机中使用的VCO(Voltage Controlled Oscillator:压控振荡器)不同,所以在收发机之间发生载波频率偏差(以下称作“频率误差”)。如果该频率误差残留,则在数字解调处理中发生误差。所以,在接收机中,采用对载波频率误差进行修正的AFC(Automatic Frequency Control:自动频率控制)。
一般,在广播站或通信基站中,使用频率误差较小的高精度的振荡器。另一方面,在接收机侧,使用小型而便宜的振荡器的情况较多,这样的振荡器的频率精度较低。因此,有时通过调谐器的调整,在收发机间载波频率误差相对于信号频带成为较大的值。因而,希望能够在充分的频率范围中引入AFC,以使得即使在这样发生较大的载波频率误差的情况下也能够修正。
作为修正这样的载波频率误差的技术,有在文献1(日本特开2006-108817号公报)及文献2(特开2005-160116号公报)中公开的技术。文献1、2的技术是提取包含在接收信号中的已知信号系列,通过利用提取出的信号系列的特征(重复及独特性等)检测信号间相位差,从而检测频率误差。
但是,在文献1、2的技术中,在不包含已知信号系列的接收信号中不能使用。此外,在用在接收不知道是单载波方式还是多载波方式的广播波的装置中的情况下,在频率误差的推测中需要较长时间。
对此,在文献3(Heinrich Meyr,Marc Moeneclaey and Stefan A.Fechtel著,“Digital Communication Receivers”,A Wiley-Interscience Publication,pp.453-456)中,公开了不使用已知信号系列、通过波谱解析法检测载波频率误差的技术。在该技术中,将接收信号进行傅里叶变换并观测频率波谱,通过测量频率波谱的相对于目标中心频率的偏差来检测频率误差。通过使用这样的波谱解析法,即使在接收信号中不包含已知信号系列的情况下,也能够进行载波频率误差的检测。
但是,在文献3的技术中,依赖于傅里叶变换电路的点数而决定频率误差的检测范围及频率分辨率。如果想要在能够进行充分的频率分辨率下的误差检测的同时设定充分的频率检测范围,则所需要的点数增大,例如需要4096点等的大规模的傅里叶变换电路,电路规模增大。此外,由于点数增大,所以误差检测所需要的样本数也增大,在误差检测所需要的样本数的取入中需要较长时间,有频率同步的引入时间变长的问题。
发明内容
本发明的一技术方案的频率误差检测电路具备:振荡器,输出频率可变的振荡输出;频率变换部,基于上述振荡输出,对接收信号的频率进行频率变换并输出;时间-频率变换部,将上述频率变换部的输出从时间域信号变换为包含多个频率成分的频域信号;频率偏差判断部,基于上述时间-频率变换部的输出,判断上述频率变换部的输出频率与规定的载波频率的频率偏差的有无;以及控制部,一边基于上述频率偏差判断部的判断结果控制上述振荡输出的频率,一边重复进行上述频率变换部的频率变换处理及上述时间-频率变换部的变换处理,而使上述频率变换部的输出频率收敛于规定值,从而基于上述振荡输出的频率,检测上述接收信号的频率与上述规定的载波频率的频率误差。
此外,本发明的一技术方案的频率修正电路具备:振荡器,输出频率可变的振荡输出;频率变换部,基于上述振荡输出,对接收信号的频率进行频率变换并输出;时间-频率变换部,将上述频率变换部的输出从时间域信号变换为包含多个频率成分的频域信号;频率偏差判断部,基于上述时间-频率变换部的输出,判断上述频率变换部的输出频率与规定的载波频率的频率偏差的有无;以及控制部,在频率误差检测期间,一边基于上述频率偏差判断部的判断结果控制上述振荡输出的频率,一边重复进行上述频率变换部的频率变换处理及上述时间-频率变换部的变换处理,而使上述频率变换部的输出频率收敛于规定值,从而基于上述振荡输出的频率,检测上述接收信号的频率与上述规定的载波频率的频率误差;在通常时,基于检测到的上述频率误差控制上述振荡输出,从而从上述频率变换部输出修正了频率偏差的输出。
此外,本发明的一技术方案的频率误差检测方法,基于来自振荡器的振荡输出,对接收信号的频率进行频率变换处理;将频率变换部处理后的上述接收信号从时间域信号向频域信号进行时间频率变换处理;基于上述频域信号,判断频率变换处理后的上述接收信号的输出频率与规定的载波频率的频率偏差的有无;一边基于上述频率偏差的有无的判断结果控制上述振荡输出的频率,一边重复进行上述频率变换处理及上述时间频率变换处理,而使上述频率变换处理后的上述接收信号的输出频率收敛于规定值,从而基于上述振荡输出的频率,检测上述接收信号的频率与上述规定的载波频率的频率误差。
附图说明
图1是表示有关本发明的一实施方式的包括频率误差检测电路的频率修正电路的模块图。
图2A及图2B是用来表示接收信号的频率波谱的说明图。
图3A及图3B是用来说明傅里叶变换部21的输出的说明图。
图4是表示频率误差检测的动作流程的流程图。
图5是用来说明实施方式的动作的图表。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示有关本发明的一实施方式的包括频率误差检测电路的频率修正电路的模块图。
如图1所示,在频率修正电路中输入接收信号。接收信号是未图示的调谐器频率变换后的信号。在输入到频率修正电路中的接收信号中,包含载波频率误差。为了提高解调处理的性能,有将接收信号过采样的情况。在本实施方式中,将接收信号作为被过采样的信号进行了说明,但也可以没有过采样。
接收信号被传送给作为频率变换部的乘法器12。乘法器12被供给后述的NCO(Numerical Controlled Oscillator:数字控制振荡器)28的振荡输出,通过接收信号与NCO28的振荡输出的相乘,进行频率变换。如后所述,NCO28输出修正频率的正弦波。乘法器12的输出被供给到采样抽取器13及傅里叶变换部21。采样抽取器(decimator)13降低乘法器12的输出的采样率并输出到解调部14。解调部14将进行了采样抽取的接收信号解调而输出解调信号。
在本实施方式中,频率误差检测电路11包括乘法器12、作为时间-频率变换部的傅里叶变换部21、绝对值电路22、累积加法部23、信号判断部24、无信号边界位置判断部25、比较器26、频率误差推测部27、作为振荡器的NCO28、开关SW及控制器29。频率误差检测电路11在频率误差检测期间中检测载波频率误差。并且,在通常时,通过将检测结果的频率误差量设定在NCO28中,乘法器12修正载波频率误差。
在本实施方式中,在频率误差检测期间中,也是乘法器12通过相乘来自NCO28的振荡输出与接收信号,进行频率修正。频率误差检测电路11对频率修正后的乘法器12的输出进行频率偏差的检测,一边基于检测结果控制NCO28的振荡频率,一边反复进行频率偏差的检测。如后所述,以基于傅里叶变换部21的点数的频率以下的频率,控制NCO28的振荡频率的控制,从而能够在降低傅里叶变换部21的点数的同时进行较高的频率分辨率的频率误差检测。
即,在本实施方式中,傅里叶变换部21由与载波频率误差的检测范围及检测精度相比足够少的点数构成。傅里叶变换部21通过将作为乘法器12的输出的时间域信号进行傅里叶变换而变换为频域信号并输出给绝对值电路22。绝对值电路22求出来自傅里叶变换部21的各频率成分(bin)的绝对值,输出给累积加法部23。累积加法部23将绝对值电路22的输出按照每频率成分累积相加。
累积加法部23的输出被传送给信号有无判断部24。信号有无判断部24根据累积加法部23的输出电平,按照傅里叶变换部21的各输出频率成分,对信号的有无进行阈值判断,并将判断结果输出给无信号边界位置判断部25。无信号边界位置判断部25求出到傅里叶变换部21的输出频率成分的哪个频率位置为止存在信号、从哪个频率位置起信号不存在,判断无信号边界的频率位置,并将判断结果输出给比较器26。
比较器26通过无信号边界的频率位置的判断结果与基于规定的载波频带的频率位置的比较,求出由傅里叶变换部21的傅里叶变换结果给出的乘法器12的输出的频带与规定的载波频带的偏差、即乘法器12的输出的中心频率与规定的载波中心频率(接收信号的本来的中心频率)的偏差。比较器26以傅里叶变换部21的输出的各频率成分彼此的频率差(以下称作bin间隔)为单位,检测与规定的载波频带的偏差。比较器26将频率偏差的有无、bin间隔单位的偏差量、在偏差的情况下的偏差的方向作为比较结果输出给控制器29。另外,比较器26不能检测出bin间隔以内的频率偏差。
由这些信号有无判断部24、无信号边界位置判断部25及比较器构成频率偏差判断部30。由于傅里叶变换部21的点数较少,所以频率偏差判断部30通过1次频率偏差的检测不能以足够的检测精度检测较大的频率误差。所以,在本实施方式中,强制进行频率修正,以便能够通过频率偏差判断部30判断乘法器12的输出中心频率。并且,通过频率偏差判断部30判断频率偏差,一边基于判断结果进一步使频率修正量变化,一边使乘法器12的中心频率收敛于规定的值,通过此时的频率修正量推测频率偏差。
即,控制器29基于比较器26的比较结果,决定设定在NCO28中的振荡频率,并经由开关SW对NCO28指示,并且将决定的振荡频率的信息输出给频率误差推测部27。在本实施方式中,控制器29根据NCO28的振荡频率是0的比较器26的最初的比较结果,在表示乘法器12的输出的中心频率偏移的情况下,将对应于偏差量的振荡频率设定在NCO28中。如上所述,在本实施方式中,考虑傅里叶变换部21的点数而较大地修正频率,以便能够通过频率偏差判断部30进行判断。由此,通过比较器26的第2次的比较处理不能检测到偏差。
控制器29进行频率修正,以便能够检测到频率偏差。即,控制器29以后一边根据比较结果增减NCO28的振荡频率,一边重复进行频率误差判断。控制器29将NCO28的振荡频率的增减量设定为比上次控制时的增减量小的值、例如1/2。通过反复进行该处理,使乘法器12的输出的中心频率收敛于规定的值。频率误差推测部27中由控制器29提供NCO28的振荡频率的增减量,将增减量进行累积相加。频率误差推测部27在通常时将该累积相加值推测为载波频率误差,并将推测结果经由开关SW输出给NCO28。
频率误差判断的重复次数由控制器29决定。通过将频率误差判断重复进行规定次数,NCO28的振荡频率的增减量成为预先设定的规定的值以下。即,来自频率误差推测部27的累积相加值成为规定的精度以上,能够以规定的频率分辨率求出频率误差。如果频率误差判断的重复次数为规定的次数,则控制器29控制开关SW,将来自频率误差推测部27的频率误差的推测结果传送给NCO28。这样,NCO28以后以对应于载波频率误差的振荡频率振荡。乘法器12根据接收信号修正载波频率误差,输出给采样抽取器13。
另外,作为傅里叶变换部21,不仅可以使用FFT(Fast Fourier Transform:快速傅立叶变换),也可以使用DFT(Discrete Fourier Transform:离散傅立叶变换)或其他电路。
接着,参照图2A~图5对这样构成的实施方式的动作进行说明。图2A、图2B、图3A、图3B是用来说明傅里叶变换部21的输出的说明图。图4是表示频率误差检测的动作流程的流程图。
图2A表示没有载波频率误差的情况下的接收信号的波谱,图3A表示将图2A的信号在傅里叶变换部21中进行傅里叶变换的结果。图2A、图3A是中心频率为fc的例子。图2B表示在图2A的接收信号中发生了载波频率误差的例子,如图2A、图2B所示,表示中心频率偏差了Δf的情况。在此情况下,乘法器12的傅里叶变换结果如图3B所示。
图1的频率修正电路在频率误差检测期间求出频率误差,并将求出的频率误差设定在NCO28中,从而得到由乘法器12进行了频率修正的接收信号。频率误差是通过一边由乘法器12重复进行频率修正一边使乘法器12的输出收敛于规定的值来检测的。
即,在频率误差检测期间,接收信号被传送到乘法器12。首先,乘法器12不进行频率修正而原样输出接收信号。乘法器12的输出被供给到傅里叶变换部21。在图4的步骤S1中,傅里叶变换部21将来自乘法器12的时间域信号变换为频域信号,并输出到绝对值电路22中。在一般的傅里叶变换电路中,首先,输出对应于输入的信号的中心频率的输出,接着,向输入信号的最高频率依次输出各频率成分的输出。如果输出了对应于最高频率的输出,则接着,傅里叶变换电路输出对应于最低频率的输出,接着,向中心频率依次输出各频率成分的输出。傅里叶变换电路输出对应于点数的频率成分。图3A、图3B表示该输出例。
在接收信号的频带比傅里叶变换的频带窄的情况下,图3A的频率fm、fl间的间隔变大。此外,在接收信号被过采样的情况下,能够傅里叶变换的频带变大,图3A的频率fm、fl间的间隔变大。另外,图2A、图2B、图3A、图3B是接收信号被过采样的情况的例子。
从傅里叶变换部21输出对应于点数的个数的频率成分。各频率成分在绝对值电路22中被绝对值化,在累积加法部23中被累积相加(步骤S2)。累积相加处理在每当变更NCO28的频率时被复位。另外,表示了将傅里叶变换部21的频率成分的绝对值相加的例子,但也可以将频率成分的功率值相加。
在接着的步骤S3中,信号有无判断部24将累积值与规定的阈值比较,按照各频率成分判断是否存在希望的信号。基于该判断结果,无信号边界位置判断部25能够以频率成分单位得到信号(波谱)的有无边界的频率位置(步骤S4)。另外,通过在步骤S2中增大累积相加的次数,能够降低阈值判断时的误判断概率。反之,在没有受到多路或噪声的影响而接收信号功率足够大时也可以不进行累积相加。
比较器26将来自无信号边界位置判断部25的判断结果即信号有无边界的频率位置与已知的载波频率的信号有无边界的频率位置比较,从而判断乘法器12的输出的频率偏差。
图2A表示已知的载波频率的频带。该载波频率的中心频率是fc。现在,假设在接收信号中如图2B所示发生了Δf的载波频率误差。在此情况下,来自傅里叶变换部21的各频率成分例如为图3B所示。假设傅里叶变换部21的点数例如是8点,各频率成分是图3B的箭头所示的定时的成分。假设信号有无判断部24的阈值判断结果是,有信号为“1”、无信号为“0”,是图3B所示的值。将该判断结果例如表现为{1 1 1 0 0 0 1 1}。无信号边界位置判断部25能够根据判断结果的“1”、“0”的位置判断无信号边界,例如可以表现为表示“1”的位置的{3,7}。另一方面,如果假设图3A所示的对于对已知的载波频率的傅里叶变换的阈值判断结果例如是{1 1 0 0 0 111},则此情况下的无信号边界可以变现为{2,6}。这些{3,7}、{2,6}表示各频率成分的信号存在的{下限频率位置,上限频率位置}。
即,在图2A、图2B、图3A、图3B的例子中,通过将对于乘法器12的输出的傅里叶变换结果的各频率成分中的存在信号的下限频率位置(3)(或上限频率位置(7))、与已知的载波频率的下限频率位置(2)(或上限频率位置(6))比较,能够判断频率偏差。
另外,比较器26也可以通过其他方法判断频率偏差。例如,也可以比较上限频率位置与下限频率位置的和,也可以比较平均值。即,只要能够判断存在信号的频率区间相对于规定的载波频率的频率区间偏差多少、判断中心频率的偏差就可以。比较器26的判断结果被输出给控制器29。
在步骤S5中,在比较器26中判断是否有能够检测到的bin间隔以上的频率偏差。在频率偏差的判断结果是bin间隔以上的情况下,将处理转移到步骤S6,控制器29将对应于频率偏差的bin间隔的频率的振荡输出设定在NCO28中,并且将设定值输出给频率误差推测部27。NCO28将振荡输出输出给乘法器12,乘法器12通过接收信号与NCO28的输出的相乘,对接收信号的频率进行修正并输出。
接着,重复步骤S1~S5的处理。由于将bin间隔以上的频率偏差通过步骤S6修正,所以在第2次的步骤S5中,判断为频率偏差比bin间隔小,处理转移到步骤S9。
另外,在本实施方式中,由于傅里叶变换部21的点数较少,bin间隔是较大的值,所以在步骤S4中不能检测到频率偏差的情况较多。在此情况下,在第1次的步骤S5中,判断为频率偏差比bin间隔小,处理转移到步骤S9。
如果从比较器26将没有发生bin间隔以上的频率偏差的判断结果传送给控制器29,则控制器29在步骤S9中,使NCO28的振荡频率增加初始值Φ0Hz,并使给出以后的频率偏差的检测次数的变量k为1。然后,通过步骤S11~步骤S14检测频率偏差。步骤S11~步骤S14的处理与步骤S1~步骤S4的处理是同样的。
在步骤S9中,控制器29作为初始值Φ0,设定为例如给出bin间隔以下的修正量的值、例如bin间隔的1/2的值。假设在给出了该修正量的情况下,在步骤S14中,在比较器26检测到了1bin间隔以上的频率偏差的情况下,可知实际的频率偏差是0.5bin间隔与1bin间隔之间的值。此外,在步骤S14中,在比较器26没有检测到1bin间隔以上的频率偏差的情况下,可知实际的频率偏差是0~0.5bin间隔之间的值。因而,以后根据比较器26的比较结果增减修正量,并且使增减的修正量(增减量)为逐渐变小的值,从而能够使修正量收敛于载波频率误差,能够提高频率误差的检测精度。
另外,在步骤S6中,在频率偏差是正方向的情况下修正bin数的量,在频率偏差是负方向的情况下修正(bin数+1)的量,由此,使基于步骤S9的频率偏差都在正方向上产生,而能够同样地进行步骤S9以后的处理。此外,也可以根据频率偏差的方向是正方向还是负方向而在步骤S9中切换使初始值Φ0设为正的修正量还是设为负的修正量。
初始值Φ0的值取决于傅里叶变换部21的点数、信号频带BW、过采样数M及信号有无的判断阈值等。作为一例,可以采用下述(1)式作为Φ0。另外,作为Φ0,可以取各种值,但bin间隔以下的值更能够在短时间内提高频率误差的检测精度。
Φ0=BW×M/L/2       ……(1)
(具体例)
图5是用来说明在采用64作为傅里叶变换部21的点数、bin间隔是250kHz的情况下,将初始值Φ0设为+250kHz时的动作的图表。另外,在图5中表示载波频率偏差Δf是+25kHz的情况的例子。
图5的第1段表示步骤S9的结果。即,在步骤S5中没有检测到bin间隔以上的频率偏差的情况下,控制器29对NCO28指示将振荡频率增加+250kHz。结果,步骤S9以后的实际的修正量成为步骤S6的修正量+250kHz(以下单称作+250kHz),乘法器12的输出的中心频率成为规定的载波频率+275kHz(以下单称作+275kHz)。在此时点,没有检测到基于步骤S9的处理的频率偏差。
步骤S9的处理的结果,对于乘法器12的输出检测到频率偏差,步骤S14中的比较器26的比较结果为有频率偏差。控制器29通过下述(2)式决定设定在NCO28中的频率的增减值Φ。控制器29将该增减值Φ输出给NCO28,并且也输出给频率误差推测部27。
Φ=Φ0/2k(无频率偏差)
Φ=-Φ0/2k(有频率偏差)          ……(2)
即,在该时点,由于有频率偏差,所以控制器29将NCO28的振荡频率设为(到此为止的振荡频率-125kHz)。由此,乘法器12的输出中心频率成为+150kHz。步骤S9以后的NCO28的频率的修正量是+125kHz。假设在该时点结束频率偏差的检测,则频率偏差被推测为+125kHz。
接着,在步骤S18中,判断重复次数k是否超过了规定次数,在没有超过的情况下,将处理转移到步骤S19,将k增加。然后,重复步骤S11~S19的处理,直到重复次数k达到规定次数。
每当重复频率偏差的检测时,设定在NCO28中的频率的增减值就成为较小的值,修正量收敛于实际的频率偏差。在图5中,表示在k=7时、修正量为+224.609375kHz。另外,在图5的例子中,乘法器12的输出收敛于250kHz。即,通过根据系统要求的检测精度设定k,能够进行希望的分辨率的频率误差检测。
现在,假设进行频率偏差的检测直到k=7。如果到达k=7,则控制器29将处理从步骤S18转移到步骤S19,使开关SW选择频率误差推测部27的输出。频率误差推测部27将步骤S9以后的增减值Φ的累积值、即(250-步骤9以后的实际的修正量)作为步骤S9以后的频率偏差的检测值。频率误差推测部27将步骤S6的修正值与步骤S9以后的频率偏差的检测值相加,求出频率偏差。在图5的例子中,步骤S6的修正值是0,频率误差推测部27将+25.390625kHz作为频率误差的推测结果,输出给NCO28。
NCO28以后以频率误差推测部27推测的频率误差的频率进行振荡。由此,乘法器12将接收信号的频率进行频率移动-25.390625kHz的量并输出。由于实际的频率误差Δf是25kHz,所以图5的例子中的检测误差是0.390625kHz,可知能够得到足够的检测精度。
此外,在本实施方式中,在步骤S9、S16、S17中,进行了合计8次的频率修正。由于点数是64,所以通过512个样本的数据取入能够进行频率误差检测。另一方面,为了使用以往技术以与图5同样的精度进行频率误差检测,傅里叶变换电路的点数需要4096左右,需要4096个样本的数据取入。这样,本实施方式与以往技术相比,能够进行高速的频率引入。另外,在误推测了频率误差的情况下,由于再引入所需要的时间受傅里叶变换部的输入输出所需要的时间的支配,所以与以往技术相比能够缩短引入时间。
这样,在本实施方式中,在进行不需要已知信号的波谱解析法的频率误差检测的情况下,采用较少点数的傅里叶变换部,一边进行频率修正一边重复进行频率偏差的检测。在此情况下,通过一边减小频率修正的修正量一边重复增减,使修正量收敛于实际的频率偏差。由此,能够采用电路规模较小的傅里叶变换部进行高精度的频率误差检测。此外,由于傅里叶变换部的电路规模较小,所以能够进行高速的频率引入。
另外,也可以将用于频率修正的乘法器12兼用作将高频带的接收信号变换为基带的信号的频率变换器。在此情况下,在频率变换器的后段附带有LPF(Low Pass Filter:低通滤波器)或内插器(interpolate)等,但基本结构及算法与上述实施方式没有变化。通过这样的结构,不需要为频率变换用和频率修正用而单独地设置乘法器,就能够削减电路规模。此外,在上述各实施方式中,设想了数字电路,但为了修正频率误差,也可以代替产生正弦波的NCO或乘法器而使用VCO或混合器等的模拟电路。
以上结合附图说明了本发明的优选的实施方式,但需要理解的是本发明并不限定于这些具体的实施方式,对于本领域的技术人员而言,可以在不脱离由权利要求书定义的发明的技术范围内进行各种改变和更改。

Claims (20)

1.一种频率误差检测电路,其特征在于,具备:
振荡器,输出频率可变的振荡输出;
频率变换部,基于上述振荡输出,对接收信号的频率进行频率变换并输出;
时间-频率变换部,将上述频率变换部的输出从时间域信号变换为包含多个频率成分的频域信号;
频率偏差判断部,基于上述时间-频率变换部的输出,判断上述频率变换部的输出频率与规定的载波频率的频率偏差的有无;以及
控制部,一边基于上述频率偏差判断部的判断结果控制上述振荡输出的频率,一边重复进行上述频率变换部的频率变换处理及上述时间-频率变换部的变换处理,而使上述频率变换部的输出频率收敛于规定值,从而基于上述振荡输出的频率,检测上述接收信号的频率与上述规定的载波频率的频率误差。
2.如权利要求1所述的频率误差检测电路,其特征在于,
对于上述频率偏差判断部的每一次判断,上述控制部基于上述判断结果,增加或减少上述振荡输出的频率,并且减小增减量,从而使上述频率变换部的输出频率收敛于规定值。
3.如权利要求2所述的频率误差检测电路,其特征在于,
对于上述频率偏差判断部的每一次判断,上述控制部使上述振荡输出的频率的增减量为1/2。
4.如权利要求1所述的频率误差检测电路,其特征在于,
上述时间-频率变换部输出的频域信号的各频率成分之间的频率差大于上述控制部检测的频率误差。
5.如权利要求1所述的频率误差检测电路,其特征在于,
上述控制部根据上述频率误差检测的频率分辨率,决定上述频率偏差判断部的判断次数。
6.如权利要求1所述的频率误差检测电路,其特征在于,
上述频率偏差判断部通过上述频率变换部的输出的频域信号与规定的载波的频域信号的比较,判断上述频率偏差的有无。
7.如权利要求6所述的频率误差检测电路,其特征在于,
上述频率偏差判断部具备:
信号有无判断部,根据来自上述时间-频率变换部的多个频率成分的值是否比规定的阈值大,判断各频率成分的信号的有无;
无信号边界位置判断部,根据由上述信号有无判断部的判断结果得到的上述频率成分的信号有无的边界位置,以上述频率成分单位求出上述频率变换部的输出的中心频率;以及
比较部,通过由上述无信号边界位置判断部求出的上述频率成分单位的中心频率与根据上述规定的载波的上述频域信号求出的上述频率成分单位的中心频率的比较,判断上述频率偏差的有无。
8.如权利要求7所述的频率误差检测电路,其特征在于,
上述控制部基于上述时间-频率变换部的点数、上述接收信号的信号频带及上述信号有无判断部所使用的上述规定的阈值,决定上述振荡输出的频率的增加或减少的初始值。
9.如权利要求6所述的频率误差检测电路,其特征在于,
上述频率偏差判断部对于上述多个频率成分的每一个频率成分,将来自上述时间-频率变换部的频域信号绝对值化并累积相加之后,判断上述频率偏差。
10.如权利要求1所述的频率误差检测电路,其特征在于,
上述接收信号被过采样。
11.一种频率修正电路,其特征在于,具备:
振荡器,输出频率可变的振荡输出;
频率变换部,基于上述振荡输出,对接收信号的频率进行频率变换并输出;
时间-频率变换部,将上述频率变换部的输出从时间域信号变换为包含多个频率成分的频域信号;
频率偏差判断部,基于上述时间-频率变换部的输出,判断上述频率变换部的输出频率与规定的载波频率的频率偏差的有无;以及
控制部,在频率误差检测期间,一边基于上述频率偏差判断部的判断结果控制上述振荡输出的频率,一边重复进行上述频率变换部的频率变换处理及上述时间-频率变换部的变换处理,而使上述频率变换部的输出频率收敛于规定值,从而基于上述振荡输出的频率,检测上述接收信号的频率与上述规定的载波频率的频率误差;在通常时,基于检测到的上述频率误差控制上述振荡输出,从而从上述频率变换部输出修正了频率偏差的输出。
12.如权利要求11所述的频率修正电路,其特征在于,
对于上述频率偏差判断部的每一次判断,上述控制部基于上述判断结果,增加或减少上述振荡输出的频率,并且减小增减量,从而使上述频率变换部的输出频率收敛于规定值。
13.如权利要求12所述的频率修正电路,其特征在于,
对于上述频率偏差判断部的每一次判断,上述控制部使上述振荡输出的频率的增减量为1/2。
14.如权利要求11所述的频率修正电路,其特征在于,
上述控制部根据上述频率误差检测的频率分辨率,决定上述频率偏差判断部的判断次数。
15.如权利要求11所述的频率修正电路,其特征在于,
上述频率偏差判断部通过上述频率变换部的输出的频域信号与规定的载波的频域信号的比较,判断上述频率偏差的有无。
16.一种频率误差检测方法,其特征在于,
基于来自振荡器的振荡输出,对接收信号的频率进行频率变换处理;
将频率变换部处理后的上述接收信号从时间域信号向频域信号进行时间频率变换处理;
基于上述频域信号,判断频率变换处理后的上述接收信号的输出频率与规定的载波频率的频率偏差的有无;
一边基于上述频率偏差的有无的判断结果控制上述振荡输出的频率,一边重复进行上述频率变换处理及上述时间频率变换处理,而使上述频率变换处理后的上述接收信号的输出频率收敛于规定值,从而基于上述振荡输出的频率,检测上述接收信号的频率与上述规定的载波频率的频率误差。
17.如权利要求16所述的频率误差检测方法,其特征在于,
对于每一次的上述频率偏差的有无的判断,基于上述判断结果,增加或减少上述振荡输出的频率,并且减小增减量,从而使上述频率变换处理的输出频率收敛于规定值。
18.如权利要求17所述的频率误差检测方法,其特征在于,
对于每一次的上述频率偏差的有无的判断,使上述振荡输出的频率的增减量为1/2。
19.如权利要求16所述的频率误差检测方法,其特征在于,
根据上述频率误差检测的频率分辨率,决定上述频率偏差的有无的判断次数。
20.如权利要求16所述的频率误差检测方法,其特征在于,
通过上述频率变换处理的输出的频域信号与规定的载波的频域信号的比较,进行上述频率偏差的有无的判断。
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