KR101261576B1 - Method and apparatus for symbol timing recovery in WLAN - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선랜에서 심벌 타이밍 리커버리(Symbol Timing Recovery)를 수행하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 수신 신호 시퀀스 및 참조 훈련 시퀀스를 시퀀스 번호에 따라 각각 복수 개의 그룹들로 분리하고, 시퀀스 번호에 따라 대응되는 그룹별로 독립적으로 정합 상관(Matched Correlation)을 계산한 후, 그 계산 결과에 기초하여 심볼의 경계를 검출함으로써, 802.11n과 같이 채널의 대역 설정에 등에 따라 복수개의 송신 모드가 존재하는 무선랜 시스템에서도 각 송신 모드별로 정합 상관을 각각 계산할 필요가 없게 되어, 심벌 타이밍 리커버리를 수행하는 모듈의 구현을 간단하게 할 수 있다. The present invention relates to a method of performing symbol timing recovery (Symbol Timing Recovery) in a wireless LAN. According to the present invention, a received signal sequence and a reference training sequence are divided into a plurality of groups according to a sequence number, respectively, and a sequence number. After matching matched correlation is calculated for each of the corresponding groups independently, the boundary of the symbol is detected based on the result of the calculation, and a plurality of transmission modes exist according to the channel band setting such as 802.11n. In the WLAN system, it is not necessary to calculate the matching correlation for each transmission mode, thereby simplifying the implementation of a module for performing symbol timing recovery.
Description
도 1은 일반적인 심볼 타이밍 리커버리 방법을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a general symbol timing recovery method;
도 2a 내지 도 2d는 전송 모드에 따라 사용되는 주파수 대역을 나타낸 도면,2A to 2D are diagrams showing frequency bands used according to a transmission mode;
도 3은 본 발명에 따라 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 과정을 나타낸 순서도,3 is a flowchart illustrating a process of performing symbol timing recovery according to the present invention;
도 4는 수신 신호 시퀀스를 분리하는 방법을 설명하기 위한 도면,4 is a view for explaining a method of separating received signal sequences;
도 5는 본 발명에 따라 분리된 그룹별로 정합 상관(Matched Correlation)을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining a method for calculating a matched correlation (Matched Correlation) for each separated group according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따라 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 장치의 구조를 나타낸 도면이다. 6 is a diagram illustrating a structure of an apparatus for performing symbol timing recovery according to the present invention.
본 발명은 무선랜에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜에서 심벌 타이밍리커버리를 수행하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a WLAN, and more particularly, to a method for performing symbol timing recovery in a WLAN.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 기반으로 하는 무선 랜에서, 수신단에서는 수신된 데이터를 올바르게 디코딩하기 위해 심볼(Symbol)의 경계를 찾아내는 작업을 수행해야 하는데, 이러한 작업을 심볼 타이밍 리커버리라고 한다. In a wireless LAN based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), a receiver must perform a task of finding a boundary of a symbol in order to correctly decode the received data, which is called symbol timing recovery.
일반적으로 Short preamble을 이용하여 Coarse Timing Recovery를 행하고, Long preamble을 이용하여 Fine Timing Recovery를 행한다. Fine Timing Recovery는 도 1에 도시된 바와 같이 Long preamble의 참조 훈련 시퀀스(Reference training sequence)와 수신된 신호와의 정합 상관(Matched Correlation)을 계산하여 심벌의 경계를 판단한다. In general, Coarse Timing Recovery is performed using Short Preamble, and Fine Timing Recovery is performed using Long Preamble. As shown in FIG. 1, Fine Timing Recovery calculates a matched correlation between a reference training sequence of a long preamble and a received signal to determine a symbol boundary.
즉, 수신단에서는 Short preamble을 이용하여 1차적으로 신호를 감지하고, Coarse Timing Recovery를 수행하는데, 이 때 수신된 Long preamble 신호와 수신부에서 미리 알고 있는 참조 훈련 시퀀스(Reference training sequence)간의 각 샘플간 복소곱을 행한 뒤 참조 훈련 시퀀스의 개수만큼의 복소곱 결과를 합하여 절대값을 구함으로써 심벌 경계를 판단하게 된다. 이러한 과정에서 수신되는 신호는 연속적이므로 변동적인 R[n]과 고정적인 참조 훈련 시퀀스 Ref[n]과의 매칭과정을 지속해 나가는데, Long preamble 신호가 수신된 경우 그 절대값이 최대가 되므로, 정합 상관의 결과에서 피크값이 검출될 때를 기준으로 하여 FFT를 시작할 시점을 찾을 수 있다. That is, the receiver first detects a signal by using a short preamble and performs coarse timing recovery. At this time, a complex between each sample between the received long preamble signal and a reference training sequence known in advance by the receiver is detected. After multiplying, the symbol boundary is determined by summing the result of the complex product of the number of reference training sequences to obtain an absolute value. Since the signal received in this process is continuous, the matching process between the variable R [n] and the fixed reference training sequence Ref [n] is continued. If the long preamble signal is received, its absolute value is maximum, so that the matching correlation Based on the peak value detected from the result of, we can find the time to start the FFT.
그러나, 대역폭의 사용 방법에 따라 복수개의 송신모드가 존재하는 무선랜 시스템, 예를 들면 채널 본딩(channel bonding) 기술을 도입하여 가변적인 채널 대역폭을 사용하는 802.11n 네트워크에서는 수신단에서 다양한 송신 모드들에 대한 통합적인 대응이 어려우며, 기존의 방식으로 구현할 경우 각각의 송신모드에 대하여 별도의 심벌 타이밍 리커버리 수행 모듈을 두어야 하므로 복잡도가 증가하는 문제가 있다. However, in a wireless LAN system in which a plurality of transmission modes exist according to a bandwidth usage method, for example, a channel bonding technology is introduced, an 802.11n network using a variable channel bandwidth is used for various transmission modes at a receiving end. It is difficult to cope with an integrated response, and when the conventional method is implemented, complexity must be increased because a separate symbol timing recovery module must be provided for each transmission mode.
본 발명은 무선랜에서 데이터의 전송 모드에 관계없이 한 세트(set)의 참조 훈련 시퀀스(Reference Training Sequence) 값들을 이용하여 통합적으로 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for collectively performing symbol timing recovery using a set of reference training sequence values regardless of a data transmission mode in a wireless LAN.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선랜에서 심볼 타이밍 복구(Symbol Timing Recovery)를 수행하는 방법에 있어서, 수신 신호 시퀀스 및 참조 훈련 시퀀스를 시퀀스 번호에 따라 각각 복수 개의 그룹들로 분리하는 단계; 시퀀스 번호에 따라 대응되는 그룹별로 정합 상관(Matched Correlation)을 계산하는 단계; 및 상기 계산 결과에 기초하여 심볼의 경계를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of performing symbol timing recovery in a wireless LAN, comprising: separating a received signal sequence and a reference training sequence into a plurality of groups according to sequence numbers; Calculating a matched correlation for each group according to the sequence number; And detecting a boundary of a symbol based on the calculation result.
상기 분리하는 단계는, 시퀀스 번호가 4n, 4n+1,4n+2, 4n+3인 경우에 대하여 상기 수신 신호 시퀀스 및 상기 참조 훈련 시퀀스를 각각 4개의 그룹으로 분리하는 것이 바람직하다. In the separating step, it is preferable to separate the received signal sequence and the reference training sequence into four groups for the case where the sequence number is 4n, 4n + 1, 4n + 2, and 4n + 3.
또한, 본 발명은 상기 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다. The present invention also provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method for performing the symbol timing recovery.
또한, 본 발명은 무선랜에서 심볼 타이밍 리커버리(Symbol Timing Recovery) 를 수행하는 장치에 있어서, 수신 신호 시퀀스 및 참조 훈련 시퀀스를 시퀀스 번호에 따라 각각 복수 개의 그룹들로 분리하는 분리부; 시퀀스 번호에 따라 대응되는 그룹별로 정합 상관(Matched Correlation)을 계산하는 정합상관계산부; 및 상기 계산 결과에 기초하여 심볼의 경계를 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention provides an apparatus for performing symbol timing recovery (Symbol Timing Recovery) in a WLAN, comprising: a separating unit for separating the received signal sequence and the reference training sequence into a plurality of groups, respectively, according to a sequence number; A matched phase calculation unit for calculating matched correlation for each corresponding group according to the sequence number; And a detector for detecting a boundary of a symbol based on the calculation result.
상기 분리부는, 시퀀스 번호가 4n, 4n+1,4n+2, 4n+3인 경우에 대하여 상기 수신 신호 시퀀스 및 상기 참조 훈련 시퀀스를 각각 4개의 그룹으로 분리하는 것을 특징으로 한다.The separating unit may divide the received signal sequence and the reference training sequence into four groups, respectively, in the case where the sequence number is 4n, 4n + 1, 4n + 2, and 4n + 3.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2d는 전송 모드에 따라 사용되는 채널 대역을 나타낸 도면이다. 2A to 2D are diagrams illustrating channel bands used according to a transmission mode.
도 2a는 추가적인 채널 대역을 사용하기 전의 송신모드에서 채널의 대역을 도시한 것이며, 도 2b 내지 도 2d는 사용 가능한 대역폭이 추가된 경우의 채널 대역을 도시한 것이다.Figure 2a shows the band of the channel in the transmission mode before using the additional channel band, Figures 2b to 2d shows the channel band when the available bandwidth is added.
도 2b의 경우 도 2a와 비교할 때, 채널 대역이 대역폭 2W의 1/4 만큼 양의 주파수 방향로 쉬프트 되었다. 이를 시간 도메인에서 수식적으로 살펴보면, 도 2b의 수신 신호는 도 2a의 수신 신호에 e^j(2π*1/4*n)이 곱해진 효과가 있다(n은 시퀀스 번호). In the case of FIG. 2B, the channel band is shifted in the positive frequency direction by 1/4 of the
즉, 송신단에서 x0, x1, x2, x3...를 전송한 경우, 수신된 신호는 x0, jx1, -x2, -jx3...가 된다.That is, when x0, x1, x2, x3 ... are transmitted from the transmitter, the received signals are x0, jx1, -x2, -jx3 ....
마찬가지로, 도 2c의 경우 도 2a와 비교할 때 채널 대역이 대역폭 2W의 1/4만큼 음의 주파수 방향으로 쉬프트 된 것이므로, 도 2c의 수신 신호는 도 2a의 수신 신호에 e^-j(2π*1/4*n)이 곱해진 효과가 있다. 즉, 송신단에서 x0, x1, x2, x3...를 전송한 경우, 수신된 신호는 x0, -jx1, -x2, jx3...가 된다. 도 2d의 경우는 도2b 및 도 2c의 신호를 합친 것과 같다.Similarly, in the case of FIG. 2C, since the channel band is shifted in the negative frequency direction by 1/4 of the
이 모든 경우에서, 송신된 신호에 곱해진 값은 주기성을 가진다. 도 2a의 경우를 예로 들면, x1에 곱해진 j는 x5, x9, x13...에 모두 곱해지며, 마찬가지로 x2에 곱해진 -1은 x6, x10, x14...에 모두 곱해진다.In all these cases, the value multiplied by the transmitted signal is periodic. In the case of FIG. 2A as an example, j multiplied by x1 is multiplied by x5, x9, x13 ..., and -1 multiplied by x2 is multiplied by x6, x10, x14 ....
이러한 성질에 착안하여, 본 발명에서는 각 전송 모두에 대하여 별도의 심벌 타이밍 리커버리를 수행하지 않고, 수신 신호 시퀀스 및 참조 훈련 시퀀스(Reference Training Sequence)를 시퀀스 번호 4n, 4n+1, 4n+2, 4n+3 (0≤n≤N/4-1)(N은 복소 참조 훈련 시퀀스의 총 개수, 이하 동일)에 따라 4개의 그룹으로 분리하고, 각 파트별로 정합 상관을 계산한 후, 각 결과들을 합하여 최종 값을 얻음으로써 (+) 혹은 (-) 로 2π의1/4 만큼씩 회전하는 성분의 효과에 영향받지 않고 송신모드에 상관없이 통합적으로 심벌 타이밍 리커버리를 수행한다.With this in mind, in the present invention, instead of performing separate symbol timing recovery for each transmission, the received signal sequence and the reference training sequence are assigned to
도 3은 본 발명에 따라 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a process of performing symbol timing recovery according to the present invention.
단계 310에서, 수신 신호 시퀀스 및 참조 훈련 시퀀스를 시퀀스 번호에 따라 복수 개의 그룹으로 분리한다. 바람직하게는, 시퀀스 번호가 각각 4n, 4n+1, 4n+2, 4n+3 (0≤n≤N/4-1)인 4개의 그룹들로 분리한다.In
단계 320에서, 분리된 그룹별로 정합 상관(Matched Correlation)을 계산한다. 즉, 시퀀스 번호가 4n인 수신 신호 시퀀스들을 시퀀스 번호가 4n인 참조 훈련 시퀀스들과 곱한 후, 그 총합의 절대값을 출력하고, 시퀀스 번호가 4n+1인 수신 신호 시퀀스들을 시퀀스 번호가 4n+1인 참조 훈련 시퀀스들과 곱한 후, 그 총합의 절대값을 출력하며, 시퀀스 번호가 4n+2, 4n+3인 경우에도 마찬가지의 동작을 수행한다. 단계 330에서는, 4개의 그룹에 대하여 수행된 정합 관계 출력값을 모두 더한 신호가 최대값이 될 때를 찾아내어 심볼의 경계를 검출한다. In
도 4는 수신 신호 시퀀스를 분리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing a method of separating received signal sequences.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 심볼 타이밍 리커버리 방법에서는,정합 상관을 수행하기 위한 수신 신호 시퀀스를 시퀀스 번호가 4n, 4n+1, 4n+2, 4n+3 (0≤n≤N/4-1)일 때에 따라 4개의 그룹으로 분리한다.As shown in FIG. 4, in the symbol timing recovery method according to the present invention, a sequence number is 4n, 4n + 1, 4n + 2, and 4n + 3 (0 ≦ n ≦ N) for a received signal sequence for performing matched correlation. / 4-1) into four groups.
도 5는 본 발명에 따라 분리된 그룹별로 정합 상관을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a method of calculating the match correlation for each group separated according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 수신 신호 시퀀스 및 참조 훈련 시퀀스는 시퀀스 번호에 따라 4개의 그룹으로 분리되어 각 그룹별로 정합 상관이 계산된다. 즉, 시퀀스 번호가 4n인 수신 신호 시퀀스들은 시퀀스 번호가 4n인 참조 훈련 시퀀스들과 복소곱이 행해진 후 그 결과의 절대값이 출력되고, 시퀀스 번호가 4n+1인 수신 신호 시퀀스들은 시퀀스 번호가 4n+1인 참조 훈련 시퀀스들과 복소곱이 행해진 후 그 결과의 절대값이 출력되고, 시퀀스 번호가 4n+2인 수신 신호 시퀀스들은 시퀀스 번 호가 4n+2인 참조 훈련 시퀀스들과 복소곱이 행해진 후 그 결과의 절대값이 출력되고, 시퀀스 번호가 4n+3인 수신 신호 시퀀스들은 시퀀스 번호가 4n+3인 참조 훈련 시퀀스들과 복소곱이 행해진 후 그 절대값이 출력된다. As shown in FIG. 5, the received signal sequence and the reference training sequence are divided into four groups according to sequence numbers, and a matching correlation is calculated for each group. That is, the received signal sequences having the
이렇게 4개의 그룹에서 정합 상관 계산값이 출력되면, 이들을 모두 더한 최종값을 관찰하여 그 최종값이 최대가 될 때의 시점을 검출하여 심볼의 경계 판단에 이용한다. When the matched correlation calculation values are output from the four groups in this manner, the final values obtained by adding them together are observed, and the point of time at which the final value is maximized is detected and used for determining the boundary of the symbol.
도 6은 본 발명에 따라 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 장치의 구조를 나타낸 도면이다. 6 is a diagram illustrating a structure of an apparatus for performing symbol timing recovery according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 무선랜에서 수신 스테이션(600)에는 본 발명에 따라 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 장치(610)가 포함되며, 심볼 타이밍 리커버리를 수행하는 장치(610)는 분리부(611), 정합상관계산부(612) 및 검출부(613)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the receiving
수신 스테이션(600)은 FFT(Fast Fourier Transform)을 수행하는 FFT모듈(620)을 더 포함하며, 이 외에도 디지털 통신에 사용되는 많은 기능 모듈들을 더 포함할 것이나 도 6에는 도시하지 않았다.The receiving
분리부(611)는 수신 신호 시퀀스 및 참조 훈련 시퀀스를 시퀀스 번호에 따라 각각 복수 개의 그룹들로 분리한다. 바람직하게는, 시퀀스 번호가 4n, 4n+1,4n+2, 4n+3인 경우에 대하여 상기 수신 신호 시퀀스 및 상기 참조 훈련 시퀀스를 각각 4개의 그룹으로 분리한다.The separating
정합 상관 계산부(612)는 분리된 그룹별로 정합 상관을 계산한다. 즉, 정합 상관 계산부(612)는 시퀀스 번호가 4n인 수신 신호 시퀀스들을 시퀀스 번호가 4n인 참조 훈련 시퀀스들과 곱한 값들의 합계를 절대값을 취하여 출력하고, 시퀀스 번호가 4n+1인 수신 신호 시퀀스들을 시퀀스 번호가 4n+1인 참조 훈련 시퀀스들과 곱한 값들의 합계를 절대값을 취하여 출력하고, 시퀀스 번호가 4n+2인 수신 신호 시퀀스들을 시퀀스 번호가 4n+2인 참조 훈련 시퀀스들과 곱한 값들의 합계를 절대값을 취하여 출력하고, 시퀀스 번호가 4n+3인 수신 신호 시퀀스들을 시퀀스 번호가 4n+3인 참조 훈련 시퀀스들과 곱한 합계를 절대값을 취하여 출력한다.The
검출부(613)는 정합 상관 계산부(612)가 출력한 4개의 값들의 합을 관찰하며 그 값이 최대가 될 때를 검출한다. 출력값들의 합이 최대값이 되는 시점을 검출하는 것은 출력값들의 합이 미리 정해진 문턱값을 넘는 시점을 검출하도록 구현하는 것이 일반적이다. 최대값의 시점이 검출되면, FFT모듈(620)은 검출된 시점을 기초로 하여 계산된 특정 시점에서 FFT를 수행한다.The
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. The above-described embodiments of the present invention can be embodied in a general-purpose digital computer that can be embodied as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. The computer readable recording medium may be a magnetic storage medium such as a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc., an optical reading medium such as a CD-ROM or a DVD and a carrier wave such as the Internet Lt; / RTI > transmission).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
본 발명에 따르면, 802.11n과 같이 채널의 대역 설정에 등에 따라 복수개의 송신 모드가 존재하는 무선랜 시스템에서도 각 송신 모드별로 정합 상관을 계산할 필요가 없으므로 심벌 타이밍 리커버리를 수행하는 모듈을 간단하게 구현할 수 있다. According to the present invention, even in a WLAN system in which a plurality of transmission modes exist according to channel band setting, such as 802.11n, it is not necessary to calculate a matching correlation for each transmission mode, so that a module for performing symbol timing recovery can be simply implemented. have.
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