JP2001333041A - 対称構造のプリアンブルを適用したｏｆｄｍ信号のシンボル／周波数同期方法 - Google Patents
対称構造のプリアンブルを適用したｏｆｄｍ信号のシンボル／周波数同期方法Info
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- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 雑音及び振幅と位相歪曲を引き起こす多重経
路チャンネルを通過したＯＦＤＭ受信信号のタイミング
同期と微細周波数同期の正確度を高めたＯＦＤＭ信号の
シンボル／周波数同期方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係るＯＦＤＭ信号のシンボル／
周波数同期方法は、（Ａ）対称形構造のプリアンブルを
持つＯＦＤＭ信号を受信する段階、（Ｂ）前記ＯＦＤＭ
信号のサンプルを得るために前記ＯＦＤＭ信号をアナロ
グ信号からデジタル信号に変換する段階、（Ｃ）前記Ｏ
ＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得るために前記受
信されたＯＦＤＭ信号からプリアンブルを分離する段
階、（Ｄ）前記対称形プリアンブルを構成する同一サン
プル間の相関値を求める段階、（Ｅ）ＯＦＤＭ信号のシ
ンボル／周波数同期を得る段階とから構成される。
路チャンネルを通過したＯＦＤＭ受信信号のタイミング
同期と微細周波数同期の正確度を高めたＯＦＤＭ信号の
シンボル／周波数同期方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係るＯＦＤＭ信号のシンボル／
周波数同期方法は、（Ａ）対称形構造のプリアンブルを
持つＯＦＤＭ信号を受信する段階、（Ｂ）前記ＯＦＤＭ
信号のサンプルを得るために前記ＯＦＤＭ信号をアナロ
グ信号からデジタル信号に変換する段階、（Ｃ）前記Ｏ
ＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得るために前記受
信されたＯＦＤＭ信号からプリアンブルを分離する段
階、（Ｄ）前記対称形プリアンブルを構成する同一サン
プル間の相関値を求める段階、（Ｅ）ＯＦＤＭ信号のシ
ンボル／周波数同期を得る段階とから構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直交周波数分割多重
伝送方式（ＯＦＤＭ）信号のシンボル／周波数同期方法
に係り、より詳しくは対称構造のプリアンブルを利用し
てＯＦＤＭ信号のシンボル同期を得る対称構造のプリア
ンブルを適用したＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期
方法に関する。
伝送方式（ＯＦＤＭ）信号のシンボル／周波数同期方法
に係り、より詳しくは対称構造のプリアンブルを利用し
てＯＦＤＭ信号のシンボル同期を得る対称構造のプリア
ンブルを適用したＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】直交周波数分割多重接続方式(Orthogona
l Frequency Division Multiplexing: 以下、ＯＦＤＭ
と称する)はデータをチャンネルを介して効率よく伝送
するのに強い。ＯＦＤＭはデータを伝送するためにチャ
ンネル帯域幅内で多数の副搬送波周波数(sub-carrier f
requency)を使用する。これら副搬送波は、周波数分割
多重接続方式(frequency division multiplexing: ＦＤ
Ｍ)のような、従来の伝送方法に比べて帯域幅効率を最
適化するように配置されるので、搬送波間干渉(inter-c
arrier interference:ＩＣＩ)を避けられる。また、Ｏ
ＦＤＭ副搬送波にデータをコーディングすることは周波
数−選択フェージング(frequency-selective fading)に
よる損失を緩和させるように周波数ダイバーシチ(diver
sity)利点を得ることができる。
l Frequency Division Multiplexing: 以下、ＯＦＤＭ
と称する)はデータをチャンネルを介して効率よく伝送
するのに強い。ＯＦＤＭはデータを伝送するためにチャ
ンネル帯域幅内で多数の副搬送波周波数(sub-carrier f
requency)を使用する。これら副搬送波は、周波数分割
多重接続方式(frequency division multiplexing: ＦＤ
Ｍ)のような、従来の伝送方法に比べて帯域幅効率を最
適化するように配置されるので、搬送波間干渉(inter-c
arrier interference:ＩＣＩ)を避けられる。また、Ｏ
ＦＤＭ副搬送波にデータをコーディングすることは周波
数−選択フェージング(frequency-selective fading)に
よる損失を緩和させるように周波数ダイバーシチ(diver
sity)利点を得ることができる。
【０００３】ＯＦＤＭシステムの場合、送信信号を正確
に復調するためには周波数誤差とシンボル同期を考慮す
べきである。シンボル開始点を正しく探すことができな
ければ、シンボル間干渉(inter-symbol interference:
ＩＳＩ)が発生して伝送信号を正しく復元することがで
きない。一般的に、受信信号列間の相関値を利用してシ
ンボルの開始点を探す。相関値を求めるために特定した
プリアンブルの信号列を使用する。
に復調するためには周波数誤差とシンボル同期を考慮す
べきである。シンボル開始点を正しく探すことができな
ければ、シンボル間干渉(inter-symbol interference:
ＩＳＩ)が発生して伝送信号を正しく復元することがで
きない。一般的に、受信信号列間の相関値を利用してシ
ンボルの開始点を探す。相関値を求めるために特定した
プリアンブルの信号列を使用する。
【０００４】図１乃至図４に基づき、従来のＯＦＤＭ信
号のシンボル同期方法を説明する。図１は従来のＯＦＤ
Ｍ信号の受信装置のブロック図であり、図２は従来のＯ
ＦＤＭ信号のプリアンブル構造を示した図面であり、図
３は従来の自己相関部の詳細な動作を説明するための図
面で、図４は従来のプリアンブル構造による相関値を示
したグラフである。
号のシンボル同期方法を説明する。図１は従来のＯＦＤ
Ｍ信号の受信装置のブロック図であり、図２は従来のＯ
ＦＤＭ信号のプリアンブル構造を示した図面であり、図
３は従来の自己相関部の詳細な動作を説明するための図
面で、図４は従来のプリアンブル構造による相関値を示
したグラフである。
【０００５】ＯＦＤＭ信号を受信してベースバンドデー
タビットを復旧するため、ＯＦＤＭ受信機はＲＦ(radio
frequency)受信機(図示せず)を介してデータr(n)を受
信する。自己相関部２０は受信されたデータr(n)をシン
ボル長さＮの半分(N/2)ほど遅らせ、遅延された信号r*
(k-D)と受信された信号r(n)の自己相関値を求める。ピ
ーク(peak)検出部４０は求められたN/２個の自己相関値
の平均を求め、各サンプル別に求められた平均値のうち
最大値を検出する。時間／周波数同期部５０は検出され
た最大値を利用してサンプル間の時間領域同期を得る。
時間領域でシンボル同期を正確に探した後は周波数誤差
(offset)問題を解決しなければならない。周波数誤差は
受信機の発振器が不正確な場合に発生する。周波数誤差
は復調された信号の振幅と位相を歪ませ、副チャンネル
間干渉を発生させＯＦＤＭシステムの全体的な性能を低
下させる。一般的に周波数誤差は整数倍周波数誤差と小
数倍周波数誤差とに区分される。時間／周波数同期部５
０は時間領域で保護区間を利用して副搬送波の小数倍周
波数誤差を推定して補償する。整数倍周波数を補償する
ために、副搬送波の小数倍周波数誤差が補償された信号
と受信された信号r(n)はＩＦＦＴ(inverse fast fourie
r transform)部６０で逆フーリエ変換される。前記逆変
換された信号とＮ個の差動信号v(k)間の相互相関値を計
算し、この相互相関値の平均を求め、サンプル別に相互
相関値の最大値を検出する。整数倍周波数同期部８０で
は検出された最大値から整数倍周波数同期を得る。
タビットを復旧するため、ＯＦＤＭ受信機はＲＦ(radio
frequency)受信機(図示せず)を介してデータr(n)を受
信する。自己相関部２０は受信されたデータr(n)をシン
ボル長さＮの半分(N/2)ほど遅らせ、遅延された信号r*
(k-D)と受信された信号r(n)の自己相関値を求める。ピ
ーク(peak)検出部４０は求められたN/２個の自己相関値
の平均を求め、各サンプル別に求められた平均値のうち
最大値を検出する。時間／周波数同期部５０は検出され
た最大値を利用してサンプル間の時間領域同期を得る。
時間領域でシンボル同期を正確に探した後は周波数誤差
(offset)問題を解決しなければならない。周波数誤差は
受信機の発振器が不正確な場合に発生する。周波数誤差
は復調された信号の振幅と位相を歪ませ、副チャンネル
間干渉を発生させＯＦＤＭシステムの全体的な性能を低
下させる。一般的に周波数誤差は整数倍周波数誤差と小
数倍周波数誤差とに区分される。時間／周波数同期部５
０は時間領域で保護区間を利用して副搬送波の小数倍周
波数誤差を推定して補償する。整数倍周波数を補償する
ために、副搬送波の小数倍周波数誤差が補償された信号
と受信された信号r(n)はＩＦＦＴ(inverse fast fourie
r transform)部６０で逆フーリエ変換される。前記逆変
換された信号とＮ個の差動信号v(k)間の相互相関値を計
算し、この相互相関値の平均を求め、サンプル別に相互
相関値の最大値を検出する。整数倍周波数同期部８０で
は検出された最大値から整数倍周波数同期を得る。
【０００６】図２を参照すれば、従来のＯＦＤＭ信号の
プリアンブルは時間領域で二つの区間に分けて全く等し
い信号列を持つようにさせる。即ち、プリアンブルはN/
２ほどの距離を隔てて同じサンプル列が反復された構造
であって、同じサンプルら間の距離は全てN/２に均一で
ある。図３には図１のシステムに図２のプリアンブルを
持つ受信信号r(n)を適用して自己相関値を求める方法が
図式的に説明されている。受信信号r(n)のプリアンブル
はN/２長さ毎に同じサンプル列が反復されＮ個のサンプ
ルで構成される。従って、自己相関部２０は各サンプル
別にN/２ほど遅延された信号と自己相関値を求めてピー
ク検出部４０に伝達する。
プリアンブルは時間領域で二つの区間に分けて全く等し
い信号列を持つようにさせる。即ち、プリアンブルはN/
２ほどの距離を隔てて同じサンプル列が反復された構造
であって、同じサンプルら間の距離は全てN/２に均一で
ある。図３には図１のシステムに図２のプリアンブルを
持つ受信信号r(n)を適用して自己相関値を求める方法が
図式的に説明されている。受信信号r(n)のプリアンブル
はN/２長さ毎に同じサンプル列が反復されＮ個のサンプ
ルで構成される。従って、自己相関部２０は各サンプル
別にN/２ほど遅延された信号と自己相関値を求めてピー
ク検出部４０に伝達する。
【０００７】図４のグラフの縦軸は自己相関値を表し、
横軸はサンプル番号である。示されたグラフの実験条件
は副搬送波の個数が６４であり、アディティブ白色ガウ
ス雑音(additive white gaussian noise:ＡＷＧＮ)環境
下５ｄＢに実験した結果である。６４番目サンプルで最
大値を持たなければならないが、６４番目サンプル周辺
で一層大きい相関値が生じたことを見られる。これは、
雑音とチャンネルの影響によりそもそも最大値になるべ
きサンプル周辺でシンボル時間同期にエラーが生じる可
能性が高まることを意味する。相関値計算式においてｍ
が０の場合を正確なシンボルの開始点だと仮定すれば、
ｄ個のサンプルが外れる場合は次の通り表現できる。
横軸はサンプル番号である。示されたグラフの実験条件
は副搬送波の個数が６４であり、アディティブ白色ガウ
ス雑音(additive white gaussian noise:ＡＷＧＮ)環境
下５ｄＢに実験した結果である。６４番目サンプルで最
大値を持たなければならないが、６４番目サンプル周辺
で一層大きい相関値が生じたことを見られる。これは、
雑音とチャンネルの影響によりそもそも最大値になるべ
きサンプル周辺でシンボル時間同期にエラーが生じる可
能性が高まることを意味する。相関値計算式においてｍ
が０の場合を正確なシンボルの開始点だと仮定すれば、
ｄ個のサンプルが外れる場合は次の通り表現できる。
【０００８】
【数４】
【０００９】受信信号r(n+d)と
【００１０】
【数５】 は相異なるシンボルに属した信号なので、相関性があっ
てはいけないが、前記式(４)においてr(n+d)と
てはいけないが、前記式(４)においてr(n+d)と
【００１１】
【数６】 は相変らずお互い相関性を持っている。従って、外れた
サンプルの個数が少ない場合は正確なシンボル開始点と
の相関値差を著しく示すことができない。絶対値記号が
使われるので外れたサンプルにＡＷＧＮが混ざる場合、
シンボルの実際開始点の近傍で最大の相関値を持つこと
ができる。
サンプルの個数が少ない場合は正確なシンボル開始点と
の相関値差を著しく示すことができない。絶対値記号が
使われるので外れたサンプルにＡＷＧＮが混ざる場合、
シンボルの実際開始点の近傍で最大の相関値を持つこと
ができる。
【００１２】前述した通り、従来のＯＦＤＭ信号のシン
ボル同期方法によれば、第１に、従来のＯＦＤＭ信号を
復調するために使用したプリアンブルは同期変復調方式
では使用できない短所がある。第２に、正確なシンボル
の開始点から外れるごとに相関性ない信号の個数が外れ
たサンプルの数と一致する。これにより、元々のシンボ
ル開始点の近くでは雑音とチャンネルの影響によりエラ
ーが生ずる確率が高い。第３に、周波数誤差推定におい
て同じサンプル間の距離がN/２に均一なので、小数倍周
波数誤差と整数倍周波数誤差を各々推定すべきである。
ボル同期方法によれば、第１に、従来のＯＦＤＭ信号を
復調するために使用したプリアンブルは同期変復調方式
では使用できない短所がある。第２に、正確なシンボル
の開始点から外れるごとに相関性ない信号の個数が外れ
たサンプルの数と一致する。これにより、元々のシンボ
ル開始点の近くでは雑音とチャンネルの影響によりエラ
ーが生ずる確率が高い。第３に、周波数誤差推定におい
て同じサンプル間の距離がN/２に均一なので、小数倍周
波数誤差と整数倍周波数誤差を各々推定すべきである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な問題点を解決するために提案されたものであって、本
発明の目的は雑音及び振幅と位相歪曲を引き起こす多重
経路チャンネルを通過したＯＦＤＭ受信信号のタイミン
グ同期と微細周波数同期の正確度を高めたＯＦＤＭ信号
のシンボル／周波数同期方法を提供することである。本
発明の他の目的は元来のシンボル開始点の近くで発生で
きるエラー確率を改善したＯＦＤＭ信号のシンボル／周
波数同期方法を提供することである。本発明のさらに他
の目的は周波数誤差推定範囲を広められるＯＦＤＭ信号
のシンボル／周波数同期方法を提供することである。
な問題点を解決するために提案されたものであって、本
発明の目的は雑音及び振幅と位相歪曲を引き起こす多重
経路チャンネルを通過したＯＦＤＭ受信信号のタイミン
グ同期と微細周波数同期の正確度を高めたＯＦＤＭ信号
のシンボル／周波数同期方法を提供することである。本
発明の他の目的は元来のシンボル開始点の近くで発生で
きるエラー確率を改善したＯＦＤＭ信号のシンボル／周
波数同期方法を提供することである。本発明のさらに他
の目的は周波数誤差推定範囲を広められるＯＦＤＭ信号
のシンボル／周波数同期方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前述したような目的を達
成するため、本発明に係るＯＦＤＭ信号のシンボル／周
波数同期方法は、対称形構造を持つプリアンブルを適用
してＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得る。前記
プリアンブルはＯＦＤＭシンボル長さＮの１/２長さ又
は１／２ｎ以下の長さに対称に構成される。本発明に係
るＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期方法は、（Ａ）
対称形構造のプリアンブルを持つＯＦＤＭ信号を受信す
る段階、（Ｂ）前記ＯＦＤＭ信号のサンプルを得るため
に前記ＯＦＤＭ信号をアナログ信号からデジタル信号に
変換する段階、（Ｃ）前記ＯＦＤＭ信号のシンボル／周
波数同期を得るために前記受信されたＯＦＤＭ信号から
プリアンブルを分離する段階、（Ｄ）前記対称形プリア
ンブルを構成する同一サンプル間の相関値を求める段
階、（Ｅ）ＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得る
段階とから構成される。
成するため、本発明に係るＯＦＤＭ信号のシンボル／周
波数同期方法は、対称形構造を持つプリアンブルを適用
してＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得る。前記
プリアンブルはＯＦＤＭシンボル長さＮの１/２長さ又
は１／２ｎ以下の長さに対称に構成される。本発明に係
るＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期方法は、（Ａ）
対称形構造のプリアンブルを持つＯＦＤＭ信号を受信す
る段階、（Ｂ）前記ＯＦＤＭ信号のサンプルを得るため
に前記ＯＦＤＭ信号をアナログ信号からデジタル信号に
変換する段階、（Ｃ）前記ＯＦＤＭ信号のシンボル／周
波数同期を得るために前記受信されたＯＦＤＭ信号から
プリアンブルを分離する段階、（Ｄ）前記対称形プリア
ンブルを構成する同一サンプル間の相関値を求める段
階、（Ｅ）ＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得る
段階とから構成される。
【００１５】（Ｅ）段階のシンボル同期獲得段階は、
（Ｅ１） 対称形プリアンブルを構成するＮ個のサンプ
ルから同じサンプル間の自己相関値を求める段階と、
（Ｅ２）前記求められた自己相関値の合計を求める段階
と、（Ｅ３） 前記相関値の合計の絶対値を取って各サ
ンプル別に割り当てられたバッファに保存する段階と、
（Ｅ４） 前記各サンプルに割り当てられたバッファに
保存されたデータが最大のサンプルｎをシンボルの開始
点として検出する段階とから構成される。
（Ｅ１） 対称形プリアンブルを構成するＮ個のサンプ
ルから同じサンプル間の自己相関値を求める段階と、
（Ｅ２）前記求められた自己相関値の合計を求める段階
と、（Ｅ３） 前記相関値の合計の絶対値を取って各サ
ンプル別に割り当てられたバッファに保存する段階と、
（Ｅ４） 前記各サンプルに割り当てられたバッファに
保存されたデータが最大のサンプルｎをシンボルの開始
点として検出する段階とから構成される。
【００１６】（Ｆ）段階の周波数同期獲得段階は、（Ｆ
１）プリアンブルを構成する同一サンプル間の相関値を
用いて位相値を求める段階と、（Ｆ２）（Ｆ１）段階で
求められた位相値とサンプルとの距離を用いて同一サン
プル間の周波数誤差を計算する段階と、（Ｆ３）同一サ
ンプル間の周波数誤差を用いてＯＦＤＭ信号の周波数誤
差を推定する段階とから構成される。（Ｅ）段階の周波
数同期獲得時シンボルを構成する相関サンプル間の距離
によって相異なる加重値を適用して周波数誤差を推定す
ることができる。前記加重値はサンプル間の距離が遠ざ
かるほど加重値の値が増える。前記加重値はサンプル間
の距離が遠ざかるほど指数関数的に増える。前記加重値
はサンプル間の距離が遠ざかるほど整数倍に増える。
１）プリアンブルを構成する同一サンプル間の相関値を
用いて位相値を求める段階と、（Ｆ２）（Ｆ１）段階で
求められた位相値とサンプルとの距離を用いて同一サン
プル間の周波数誤差を計算する段階と、（Ｆ３）同一サ
ンプル間の周波数誤差を用いてＯＦＤＭ信号の周波数誤
差を推定する段階とから構成される。（Ｅ）段階の周波
数同期獲得時シンボルを構成する相関サンプル間の距離
によって相異なる加重値を適用して周波数誤差を推定す
ることができる。前記加重値はサンプル間の距離が遠ざ
かるほど加重値の値が増える。前記加重値はサンプル間
の距離が遠ざかるほど指数関数的に増える。前記加重値
はサンプル間の距離が遠ざかるほど整数倍に増える。
【００１７】本発明に係るプリアンブルは二つの対称部
分で構成されており、二つの対称部分で同じシンボル列
間の相関値を求めて最大になる点をＯＦＤＭシンボルの
開始点として探す。同じ信号列間の相関値はお互い著し
い差を示すので、ＯＦＤＭ信号の開始点を正確に推定で
きる。従って、対称構造のプリアンプルを使用すれば、
小数倍周波数誤差のみならず整数倍周波数誤差推定が可
能になり、サンプル間の距離により加重値を適用するこ
とにより周波数同期の性能を向上させられる。
分で構成されており、二つの対称部分で同じシンボル列
間の相関値を求めて最大になる点をＯＦＤＭシンボルの
開始点として探す。同じ信号列間の相関値はお互い著し
い差を示すので、ＯＦＤＭ信号の開始点を正確に推定で
きる。従って、対称構造のプリアンプルを使用すれば、
小数倍周波数誤差のみならず整数倍周波数誤差推定が可
能になり、サンプル間の距離により加重値を適用するこ
とにより周波数同期の性能を向上させられる。
【００１８】 〔発明の詳細な説明〕以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい実施形態を詳述する。図５は本発明に係る
ＯＦＤＭ信号受信装置のブロック図で、図６は本発明に
係るプリアンブル構造を示した図面であり、図７は本発
明に係る自己相関部の詳細な動作を説明するための図面
で、図８は本発明に係るプリアンブル構造による相関値
を示したグラフである。
明の望ましい実施形態を詳述する。図５は本発明に係る
ＯＦＤＭ信号受信装置のブロック図で、図６は本発明に
係るプリアンブル構造を示した図面であり、図７は本発
明に係る自己相関部の詳細な動作を説明するための図面
で、図８は本発明に係るプリアンブル構造による相関値
を示したグラフである。
【００１９】ＯＦＤＭ信号を受信してベースバンドデー
タビットを復旧するため、ＯＦＤＭ受信システム（図示
せず）はＲＦ(radio frequency)受信機(図示せず)を介
してＯＦＤＭ信号R(n)を受信する（段階Ａ）。ＯＦＤＭ
送信機(図示せず)で伝送しようとする信号をs(k)としよ
う。入力信号が送信機のIFFT(図示せず)を経るようにな
れば次の通り表現される。
タビットを復旧するため、ＯＦＤＭ受信システム（図示
せず）はＲＦ(radio frequency)受信機(図示せず)を介
してＯＦＤＭ信号R(n)を受信する（段階Ａ）。ＯＦＤＭ
送信機(図示せず)で伝送しようとする信号をs(k)としよ
う。入力信号が送信機のIFFT(図示せず)を経るようにな
れば次の通り表現される。
【００２０】
【数７】 伝送された信号は多経路チャンネルを経て、ＡＷＧＮが
加えられて次の通り表現される。
加えられて次の通り表現される。
【００２１】
【数８】 ここで、w(n)はＡＷＧＮを表し、h(n-τ)はチャンネル
の時間領域応答関数を表す。受信機から発生する周波数
誤差を考慮すれば受信信号は次の通り表現される。
の時間領域応答関数を表す。受信機から発生する周波数
誤差を考慮すれば受信信号は次の通り表現される。
【００２２】
【数９】 ここで、δは１／ＮＴに定数がかけられた形態である。
これは受信機から発生する周波数誤差をモデリングした
ことである。ＮはＦＦＴの大きさであり、Ｔはサンプリ
ング周期を表す。H（k）は周波数領域でチャンネル応答
関数を表す。
これは受信機から発生する周波数誤差をモデリングした
ことである。ＮはＦＦＴの大きさであり、Ｔはサンプリ
ング周期を表す。H（k）は周波数領域でチャンネル応答
関数を表す。
【００２３】受信されたＯＦＤＭ信号はシンボル／周波
数同期を得るのに使われる対称形構造のプリアンブルを
含む。プリアンブルの構造は図６に示されている。これ
は正確なシンボルの開始点を得るためのことであって、
シンボル長さをＮとすれば、プリアンブルは長さがＮ／
２のサンプル列が対称形態に配列される構造である。即
ち、一番目サンプル値とＮ番目サンプル値が同一であ
り、Ｎ／２番目サンプル値と(N/2+1)番目サンプル値が
同一である。従って、同じサンプル間の距離は各サンプ
ル毎に異なる。プリアンブルのサンプル列は１／２ｎ以
下の長さに対称に構成されうる。この際、ｎは整数であ
る。
数同期を得るのに使われる対称形構造のプリアンブルを
含む。プリアンブルの構造は図６に示されている。これ
は正確なシンボルの開始点を得るためのことであって、
シンボル長さをＮとすれば、プリアンブルは長さがＮ／
２のサンプル列が対称形態に配列される構造である。即
ち、一番目サンプル値とＮ番目サンプル値が同一であ
り、Ｎ／２番目サンプル値と(N/2+1)番目サンプル値が
同一である。従って、同じサンプル間の距離は各サンプ
ル毎に異なる。プリアンブルのサンプル列は１／２ｎ以
下の長さに対称に構成されうる。この際、ｎは整数であ
る。
【００２４】受信されたＯＦＤＭ信号のサンプルを得る
ためにＯＦＤＭ信号をアナログからデジタル信号に変換
する（段階Ｂ）。ＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期
を得るためにＯＦＤＭ信号からプリアンブルを分離する
（段階Ｃ）。相関部２２０は段階（Ｃ）で分離された対
称形プリアンブルを以て周波数誤差を計算するため、対
称形プリアンブルを構成する同一サンプル間の相関値を
求める（段階Ｄ）。図７を参照すれば、相関値は距離が
相異なる同一サンプル間の相関値を求めてシンボルタイ
ミング／周波数同期部２６０に譲り渡す。
ためにＯＦＤＭ信号をアナログからデジタル信号に変換
する（段階Ｂ）。ＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期
を得るためにＯＦＤＭ信号からプリアンブルを分離する
（段階Ｃ）。相関部２２０は段階（Ｃ）で分離された対
称形プリアンブルを以て周波数誤差を計算するため、対
称形プリアンブルを構成する同一サンプル間の相関値を
求める（段階Ｄ）。図７を参照すれば、相関値は距離が
相異なる同一サンプル間の相関値を求めてシンボルタイ
ミング／周波数同期部２６０に譲り渡す。
【００２５】シンボルタイミング／周波数同期部２６０
はＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得るための段
階Ｅを行う。すなわち、ＯＦＤＭ信号のシンボル／周波
数同期獲得段階Ｅは、次のような細部段階を含む。対称
形プリアンブルを構成するＮ個のサンプルから同一なサ
ンプル間の自己相関値を求める（段階Ｅ１）。段階Ｅ１
で求められた自己相関値の合計を求める（段階Ｅ２）。
段階Ｅ２で求めた合計の絶対値を取って各サンプル別に
割当てられたバッファに貯蔵する（段階Ｅ３）。段階Ｅ
３で前記サンプルに割当てられたバッファに貯蔵された
データが最大のサンプルｎをシンボルの開始点として検
出する（段階Ｅ４）。ＯＥＤＭシンボルの開始点Ｓ
startは次の式により求める。
はＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得るための段
階Ｅを行う。すなわち、ＯＦＤＭ信号のシンボル／周波
数同期獲得段階Ｅは、次のような細部段階を含む。対称
形プリアンブルを構成するＮ個のサンプルから同一なサ
ンプル間の自己相関値を求める（段階Ｅ１）。段階Ｅ１
で求められた自己相関値の合計を求める（段階Ｅ２）。
段階Ｅ２で求めた合計の絶対値を取って各サンプル別に
割当てられたバッファに貯蔵する（段階Ｅ３）。段階Ｅ
３で前記サンプルに割当てられたバッファに貯蔵された
データが最大のサンプルｎをシンボルの開始点として検
出する（段階Ｅ４）。ＯＥＤＭシンボルの開始点Ｓ
startは次の式により求める。
【００２６】
【数１０】 シンボルの開始点は小数倍周波数誤差を最も正確に探し
出す基準となる。検出されたシンボルの開始点の位置は
次の式により検証される。
出す基準となる。検出されたシンボルの開始点の位置は
次の式により検証される。
【００２７】
【数１１】
【００２８】
【数１２】
【００２９】ここで、ｄは０でない整数であって外れた
サンプルの個数を表す。一サンプルでも外れた場合は相
関値計算結果が平均的に０になる。これはお互いかけら
れる信号成分間に相関性がなくなるためである。受信信
号にＡＷＧＮが付加されてもＡＷＧＮと送信信号間には
相関性が存在しないので、極めて小さな値を持つように
なる。
サンプルの個数を表す。一サンプルでも外れた場合は相
関値計算結果が平均的に０になる。これはお互いかけら
れる信号成分間に相関性がなくなるためである。受信信
号にＡＷＧＮが付加されてもＡＷＧＮと送信信号間には
相関性が存在しないので、極めて小さな値を持つように
なる。
【００３０】シンボルタイミング／周波数同期部２６０
はＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得るＥ段階
で、ＯＦＤＭ信号の周波数同期を得るため周波数誤差を
推定する。周波数周波数同期獲得段階は次のような細部
段階により行われる。先ず、プリアンブルを構成する同
一サンプル間の相関値を用いて位相値を求めるＦ１段階
が行われる。次いで、Ｆ１段階で求められた位相値とサ
ンプル間の距離を用いて同一サンプル間の周波数誤差を
計算する（段階Ｆ２）。同一サンプル間の周波数誤差を
用いてＯＦＤＭ信号の周波数誤差を推定する（段階Ｆ
３）。
はＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得るＥ段階
で、ＯＦＤＭ信号の周波数同期を得るため周波数誤差を
推定する。周波数周波数同期獲得段階は次のような細部
段階により行われる。先ず、プリアンブルを構成する同
一サンプル間の相関値を用いて位相値を求めるＦ１段階
が行われる。次いで、Ｆ１段階で求められた位相値とサ
ンプル間の距離を用いて同一サンプル間の周波数誤差を
計算する（段階Ｆ２）。同一サンプル間の周波数誤差を
用いてＯＦＤＭ信号の周波数誤差を推定する（段階Ｆ
３）。
【００３１】周波数誤差推定は次の式により求める。
【数１３】 ここで、
【００３２】
【数１４】 は誤差推定値であり、Ｎはシンボルの長さを表す。即
ち、誤差推定値はそれぞれの相関値計算結果をサンプル
間の距離で割った値をＮ／２サンプルほど加算してＮ／
２で割ったものである。
ち、誤差推定値はそれぞれの相関値計算結果をサンプル
間の距離で割った値をＮ／２サンプルほど加算してＮ／
２で割ったものである。
【００３３】周波数誤差推定では二つのサンプル間の距
離によって推定できる周波数誤差の範囲が違うという特
徴がある。一般的にそれぞれの相関値計算結果をサンプ
ル間の距離に割らないＧＩＢによる二つのサンプル間の
相関値を以ては小数倍の周波数誤差しか推定することが
できない。しかし、二つのサンプル間の距離が近づけば
範囲が広まり、整数倍の周波数誤差までも推定すること
ができる。相関値を計算する場合、サンプル間の距離が
最も近いことは一つのサンプル差が出る場合である。対
称形プリアンブル構造はこのような条件を満たす。この
ようにサンプルの距離が短い相関値を用いれば小数倍周
波数誤差のみならず整数倍周波数誤差も推定にできる。
即ち、周波数誤差の推定範囲が広まる。
離によって推定できる周波数誤差の範囲が違うという特
徴がある。一般的にそれぞれの相関値計算結果をサンプ
ル間の距離に割らないＧＩＢによる二つのサンプル間の
相関値を以ては小数倍の周波数誤差しか推定することが
できない。しかし、二つのサンプル間の距離が近づけば
範囲が広まり、整数倍の周波数誤差までも推定すること
ができる。相関値を計算する場合、サンプル間の距離が
最も近いことは一つのサンプル差が出る場合である。対
称形プリアンブル構造はこのような条件を満たす。この
ようにサンプルの距離が短い相関値を用いれば小数倍周
波数誤差のみならず整数倍周波数誤差も推定にできる。
即ち、周波数誤差の推定範囲が広まる。
【００３４】しかし、推定範囲が広まるとその正確度が
低くなるので、Ｆ段階でシンボルを構成する相関サンプ
ル間の距離により相異なる加重値を適用して周波数誤差
を推定できる。図６を参照すれば、Ｎ／２番目サンプル
と（Ｎ／２＋１）番目サンプル間の距離αを１と仮定す
れば、二番目サンプルと（Ｎ−１）番目サンプル間の距
離βは（Ｎ−３）になり、一番目サンプルとＮ番目サン
プル間の距離γは（Ｎ−１）になる。即ち、同一なサン
プル間の距離が相異なる。この際、加重値はサンプル間
の距離が遠ざかるほど加重値の値を増やして適用でき
る。例えば、加重値はサンプル間の距離が遠ざかるほど
指数関数的に増える。他の方法ではサンプル間の距離が
遠ざかるほど加重値を整数倍に増やす。
低くなるので、Ｆ段階でシンボルを構成する相関サンプ
ル間の距離により相異なる加重値を適用して周波数誤差
を推定できる。図６を参照すれば、Ｎ／２番目サンプル
と（Ｎ／２＋１）番目サンプル間の距離αを１と仮定す
れば、二番目サンプルと（Ｎ−１）番目サンプル間の距
離βは（Ｎ−３）になり、一番目サンプルとＮ番目サン
プル間の距離γは（Ｎ−１）になる。即ち、同一なサン
プル間の距離が相異なる。この際、加重値はサンプル間
の距離が遠ざかるほど加重値の値を増やして適用でき
る。例えば、加重値はサンプル間の距離が遠ざかるほど
指数関数的に増える。他の方法ではサンプル間の距離が
遠ざかるほど加重値を整数倍に増やす。
【００３５】図８には提案した対称構造のプリアンブル
を使用した場合の相関値が示されている。これは、副搬
送波の個数が６４個であり、ＡＷＧＮ環境下５ｄＢに実
験した結果である。対称構造のプリアンブルを使用した
同期方法は、本来のシンボル開始点で一つのサンプルだ
け外れても相関性が全くなくなるので、６４番目サンプ
ル以外では全て小さな相関値を持つようになる。
を使用した場合の相関値が示されている。これは、副搬
送波の個数が６４個であり、ＡＷＧＮ環境下５ｄＢに実
験した結果である。対称構造のプリアンブルを使用した
同期方法は、本来のシンボル開始点で一つのサンプルだ
け外れても相関性が全くなくなるので、６４番目サンプ
ル以外では全て小さな相関値を持つようになる。
【００３６】
【発明の効果】本発明のＯＦＤＭ信号のシンボル／周波
数同期方法にともなう効果は次の通りである。第１に、
雑音及び振幅と位相歪曲を引き起こす多重経路チャンネ
ルを通過したＯＦＤＭ受信信号のタイミング同期と微細
周波数同期の正確度を高めたＯＦＤＭ信号のシンボル同
期が可能になる。第２に、対称形プリアンブルを採用す
ることによって非同期及び同期変復調方式の両方に適用
できる。第３に、元来のシンボル開始点近くで発生しう
るエラー確率が改善される。第４に、周波数誤差推定範
囲が広い。
数同期方法にともなう効果は次の通りである。第１に、
雑音及び振幅と位相歪曲を引き起こす多重経路チャンネ
ルを通過したＯＦＤＭ受信信号のタイミング同期と微細
周波数同期の正確度を高めたＯＦＤＭ信号のシンボル同
期が可能になる。第２に、対称形プリアンブルを採用す
ることによって非同期及び同期変復調方式の両方に適用
できる。第３に、元来のシンボル開始点近くで発生しう
るエラー確率が改善される。第４に、周波数誤差推定範
囲が広い。
【００３７】以上では本発明の望ましい実施形態につい
て示しかつ説明したが、本発明は前述した実施形態に限
らず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該
発明の属する分野において通常の知識を持つ者ならば誰
でも多様な変形実施が可能なことは勿論であり、そのよ
うな変形は請求範囲の記載の範囲内にある。
て示しかつ説明したが、本発明は前述した実施形態に限
らず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該
発明の属する分野において通常の知識を持つ者ならば誰
でも多様な変形実施が可能なことは勿論であり、そのよ
うな変形は請求範囲の記載の範囲内にある。
【図１】 従来のＯＦＤＭ信号受信装置のブロック図で
ある。
ある。
【図２】 従来のＯＦＤＭ信号のプリアンブル構造を示
した図面である。
した図面である。
【図３】 従来の自己相関部の詳細な動作を説明するた
めの図面である。
めの図面である。
【図４】 従来のプリアンブル構造による相関値を示し
たグラフである。
たグラフである。
【図５】 本発明に係るＯＦＤＭ信号受信装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】 本発明に係るプリアンブル構造を示した図面
である。
である。
【図７】 本発明に係る自己相関部の詳細な動作を説明
するための図面である。
するための図面である。
【図８】 本発明に係るプリアンブル構造による相関値
を示したグラフである。
を示したグラフである。
２２０ 相関部 ２４０ ピーク検出部 ２６０ シンボルタイミング／周波数同期部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 賢▲チュル▼ 大韓民国京畿道水原市八達区梅灘洞416番 地 (72)発明者 趙 南信 大韓民国ソウル特別市西大門区新村洞134 (72)発明者 趙 宰煕 大韓民国ソウル特別市西大門区新村洞134 (72)発明者 康 昌彦 大韓民国ソウル特別市西大門区新村洞134 (72)発明者 洪 大植 大韓民国ソウル特別市西大門区新村洞134 Ｆターム(参考） 5K022 DD01 DD13 DD17 DD19 DD33 DD42 5K047 AA03 CC01 HH03 HH15 HH53 MM13 MM24 MM38 MM45
Claims (11)
- 【請求項１】 対称形構造を持つプリアンブルを適用し
てＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得ることを特
徴とするＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期方法。 - 【請求項２】 前記プリアンブルはＯＦＤＭシンボル長
さの１／２又は１／２ｎ（ｎは整数）以下の長さに対称
に構成されることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤ
Ｍ信号のシンボル／周波数同期方法。 - 【請求項３】 （Ａ）対称形構造のプリアンブルを持つ
ＯＦＤＭ信号を受信する段階と、 （Ｂ）前記ＯＦＤＭ信号のサンプルを得るために前記Ｏ
ＦＤＭ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する
段階と、 （Ｃ）前記ＯＦＤＭ信号のシンボル同期を得るために前
記受信されたＯＦＤＭ信号からプリアンブルを分離する
段階と、 （Ｄ）前記対称形プリアンブルを構成する同一サンプル
間の相関値を求める段階と、 （Ｅ）ＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期を得る段階
とから構成されることを特徴とするＯＦＤＭ信号のシン
ボル／周波数同期方法。 - 【請求項４】 前記（Ｅ）のシンボル同期獲得段階は、 （Ｅ−１）対称形プリアンブルを構成するＮ個のサンプ
ルから同一なサンプル間の自己相関値を求める段階と、 （Ｅ−２）前記求められた自己相関値の合計を求める段
階と、 （Ｅ−３）前記相関値の合計の絶対値を取って各サンプ
ル別に割り当てられたバッファに保存する段階と、 （Ｅ−４）前記各サンプルに割り当てられたバッファに
保存されたデータが最大のサンプルｎをシンボルの開始
点として検出する段階とから構成されることを特徴とす
る請求項３に記載のＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同
期方法。 - 【請求項５】 前記シンボル開始点は、 【数１】 により求めることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤ
Ｍ信号のシンボル／周波数同期方法。 - 【請求項６】 前記（Ｅ）段階の周波数同期獲得段階
は、 （Ｆ１） プリアンブルを構成する同一サンプル間の相
関値を用いて位相値を求める段階と、 （Ｆ２） （Ｆ１）段階で求められる位相値とサンプル
との距離を用いて同一サンプル間の周波数誤差を計算す
る段階と、 （Ｆ３） 同一サンプル間の周波数誤差を用いてＯＦＤ
Ｍ信号の周波数誤差を推定する段階とから構成されるこ
とを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号のシンボ
ル／周波数同期方法。 - 【請求項７】 前記周波数誤差 【数２】 は、 【数３】 により求めることを特徴とする請求項６に記載のＯＦＤ
Ｍ信号のシンボル／周波数同期方法。 - 【請求項８】 シンボルを構成する相関サンプル間の距
離によって相異なる加重値を適用して周波数誤差を推定
することを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号の
シンボル／周波数同期方法。 - 【請求項９】 前記加重値はサンプル間の距離が遠ざか
るほど加重値の値が増えることを特徴とする請求項８に
記載のＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期方法。 - 【請求項１０】 前記加重値はサンプル間の距離が遠ざ
かるほど指数関数的に増えることを特徴とする請求項８
に記載のＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期方法。 - 【請求項１１】 前記加重値はサンプル間の距離が遠ざ
かるほど整数倍に増えることを特徴とする請求項８に記
載のＯＦＤＭ信号のシンボル／周波数同期方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR200026981 | 2000-05-19 | ||
| KR10-2000-0026981A KR100377356B1 (ko) | 2000-05-19 | 2000-05-19 | 대칭구조의 프리앰블을 적용한 직교 주파수 분할 다중전송 방식 신호의 심볼/주파수 동기 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3437528B2 JP3437528B2 (ja) | 2003-08-18 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000150438A Expired - Fee Related JP3437528B2 (ja) | 2000-05-19 | 2000-05-22 | 対称構造のプリアンブルを適用したｏｆｄｍ信号のシンボル／周波数同期方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR100377356B1 (ja) |
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| WO2008093518A1 (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Kyocera Corporation | 通信システム、基地局、端末及び通信方法 |
| JP2009524299A (ja) * | 2006-01-18 | 2009-06-25 | ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド | 通信システム内の同期及び情報送信を改善する方法 |
| KR100930720B1 (ko) | 2007-11-29 | 2009-12-09 | 한국전자통신연구원 | 신호대잡음비 추정 장치 및 방법 |
| JP2010517452A (ja) * | 2007-05-02 | 2010-05-20 | ファーウェイ テクノロジーズ カンパニー リミテッド | 通信システムにおける同期信号を確立する方法および装置 |
| JP2012142984A (ja) * | 2012-03-08 | 2012-07-26 | Huawei Technologies Co Ltd | 通信システム内の同期及び情報送信を改善する方法 |
| JP2014027667A (ja) * | 2013-09-10 | 2014-02-06 | Huawei Technologies Co Ltd | 通信システム内の同期及び情報送信を改善する方法 |
| JP2016158228A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | エフシーアイ インクＦｃｉ Ｉｎｃ | Ｏｆｄｍシンボルを同期化する方法 |
| JP2021082984A (ja) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 通研電気工業株式会社 | 自己相関器および受信機 |
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| KR100655569B1 (ko) * | 2000-12-18 | 2006-12-08 | 주식회사 케이티 | 피드포워드 심볼 타이밍 에러 추정 방법 |
| KR100555721B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | 대칭형 프리앰블 생성방법 및 대칭형 프리앰블을 적용한오에프디엠 신호의 심볼/주파수 동기 방법 |
| KR100464009B1 (ko) * | 2002-10-08 | 2005-01-03 | 엘지전자 주식회사 | 오에프디엠 수신기의 심볼 시작점 검출 방법 |
| KR100479864B1 (ko) * | 2002-11-26 | 2005-03-31 | 학교법인 중앙대학교 | 이동 통신 시스템에서의 하향링크 신호의 구성 방법과동기화 방법 및 그 장치 그리고 이를 이용한 셀 탐색 방법 |
| KR100574034B1 (ko) * | 2004-07-06 | 2006-04-26 | 삼성전자주식회사 | Ｄａｂ/ｄｍｂ 수신기용 동기장치과 그 동기방법 |
| KR100585173B1 (ko) | 2005-01-26 | 2006-06-02 | 삼성전자주식회사 | 반복적 프리앰블 신호를 갖는 ｏｆｄｍ 신호 수신 방법 |
| KR100625408B1 (ko) | 2005-03-23 | 2006-09-20 | 삼성탈레스 주식회사 | Ｏｆｄｍａ／ｔｄｄ 통신 시스템의 하향링크 프리앰블 검출장치 |
| KR100729726B1 (ko) | 2005-09-14 | 2007-06-18 | 한국전자통신연구원 | 직교 주파수 분할 다중화 방식의 통신 시스템의 타이밍획득 및 반송파 주파수 오차 추정 장치 및 방법 |
| KR100882879B1 (ko) * | 2007-08-16 | 2009-02-10 | 전자부품연구원 | Ｏｆｄｍ 무선통신 시스템의 심볼 동기 장치 및 방법 |
| US8588345B1 (en) | 2009-06-22 | 2013-11-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Orthogonal frequency division multiplexing receiver |
| KR101579810B1 (ko) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 동국대학교 산학협력단 | 데이터 심볼을 이용한 주파수 오차 추정 장치 및 방법 |
| CN107181710B (zh) * | 2016-03-10 | 2019-10-01 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种前导信号的发送系统及方法 |
| KR102559777B1 (ko) * | 2022-08-12 | 2023-07-26 | 한국해양과학기술원 | 직접수열 확산대역 방식 기반 수중 이동 통신 모뎀 및 그 수신 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100186930B1 (ko) * | 1996-03-13 | 1999-05-15 | (소장)배문한 | 직교성 주파수 분할 다중화 방식 신호를 이용한초기프레임동기화방법 |
| KR19980023744A (ko) * | 1996-09-30 | 1998-07-06 | 배순훈 | 직교 주파수 분할 다중화 시스템의 초기 심볼 동기 검출 장치 |
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-
2000
- 2000-05-19 KR KR10-2000-0026981A patent/KR100377356B1/ko not_active IP Right Cessation
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