KR100682162B1 - 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템및 방법과, 다이버시티 시스템 및 방법 - Google Patents

심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템및 방법과, 다이버시티 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

OFDM(orthogonal frequency division multiplexed) 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋(symbol timing offset) 및 반송파 주파수 에러(carrier frequency error)를 복원하기 위한 시스템은 일련의 OFDM 심볼을 나타내는 OFDM 변조 신호를 수신하고, 수신된 신호를 그 출력에 제공하는 수신기 회로를 포함한다. 각각의 수신된 OFDM 심볼에 대한 심볼 경계 위치를 나타내는 다수의 신호 피크(peak)를 갖는 신호를 디벨로핑하기 위해 피크 디벨로프먼트 회로가 포함되며, 여기서 각각의 신호 피크는 각각의 수신된 OFDM 심볼의 리딩(leading) 및 트레일링(trailing) 부분 사이에 생성된 진폭 및 위상 대응관계에 응답하여 디벨로프된다. 시스템은 신호 피크 검출성(detectability)을 향상시키기 위한 회로를 포함하는데, 이 회로는 신호 피크를 부가적으로 중첩한 후 필터링하여 향상된 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 갖는 향상된 신호 피크를 생성한다. 또한, 신호 향상 모듈로부터 출력된 향상 신호 피크 중 적어도 하나로부터 심볼 경계 위치를 나타내는 시간적 위치(temporal position)를 형성하기 위한 회로가 제공된다. 더욱이, 시간적 위치에 대응하는 수신된 OFDM 신호 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 회로가 포함된다.

Description

심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템 및 방법과, 다이버시티 시스템 및 방법{A SYSTEM AND METHOD FOR RECOVERING SYMBOL TIMING OFFSET AND CARRIER FREQUENCY ERROR IN AN OFDM DIGITAL AUDIO BROADCAST SYSTEM}
본 발명은 디지털 통신 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 디지털 방식으로 변조된(digitally modulated) 다중 반송파 통신 신호(multi-carrier communication signal)로부터 심볼 타이밍 오프셋(symbol timing offset) 및 반송파 주파수 에러(carrier frequency error)를 획득하거나 복원(recovering)하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 또한 다양한 멀티 주파수(multi-frequency) 디지털 변조 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하는 다이버시티 시스템(a diversity system)에 관한 것이다.
디지털 통신 시스템에서는, 유효 심볼 복조(demodulation)가 수신기에서 개시되기 이전에 송신기와 수신기 간의 심볼 동기화(synchronization) 획득이 달성되어야 한다. 그러므로, 종래 기술의 디지털 통신 분야에서는 수신된 심볼 타이밍과 반송파 주파수를 최적으로 복원 또는 획득할 수 있는 시스템을 개발하고자 하는 시도가 계속되어 왔다.
그러한 시도의 일예가 Suzuki에 의한 미국 특허 제 5,541,552호에 제공되고 있는 바, 이는 디지털 변조 다중 반송파 심볼의 복조에 관한 것이다. 이 특허에서 수신기는 각 수신된 심볼의 리딩(leading) 및 래깅(lagging) 부분에 존재하는 반복적 정보 및 진폭 테이퍼링(amplitude tapering) 사이에서, 공액 곱 형성에 의하는 것과 같이, 심볼간 상관 관계(intra-symbol correlation)에 응답하는 상관 피크(correlation peak)를 디벨로핑하고(develop) 있다. 피크의 위치가 수신된 심볼의 타이밍(timing)을 표시하기 때문에, 피크는 검출되어야만 한다. 그러나, 상대적으로 평평한 그 진폭 프로파일은 피크 검출에 앞서 개별적 적분(individual integration)을 필요로 한다.
이와 같이 지나치게 단순한 Suzuki의 신호 처리 방안, 즉 상관 피크를 검출하기에 앞서 단순히 적분을 행하는 것은 적어도 두 개의 어카운트(account)에 대하여 최적에 미치지 못하는 동기화 결과를 제공한다. 먼저, 주파수 반송파의 수가 다중 반송파 심볼에서 증가됨에 따라, 상관 피크가 인접 잡음에 의하여 모호해지고, 단순한 적분으로는 사전 검출된 상관 피크의 신호 대 잡음비를 충분히 향상시킬 수 없다. 두 번째, 단순한 적분은 스캐터링(scattering)이나 페이딩(fading) 또는 기타 신호 간섭과 같이 이미 잘 알려진 신호 전파(propagation) 효과(이 모든 것들은 신호를 소실시키거나(drop out) 잘못된 피크를 야기함)를 이겨내지 못한다.
IEEE Global Telecommunications Conference, U.S., New York, New York, IEEE 1998, P. 3443-3448, Mochizuki, N 등의 "A High Performance Frequency and Timing Synchronization Technique for OFDM"에는 심각한 페이딩 환경에서 버스트 OFDM 모뎀의 신호 반복 기반의 주파수 및 타이밍 동기화 기술을 개시하고 있다.
Suzuki의 시스템이나 기타 종래 기술의 시스템과는 달리, 본 발명의 시스템은 심볼 타이밍 및 반송파 주파수의 복원에 대한 최적의 방안을 제시한다. 이러한 최적의 방법은 신호 처리 기법의 응용을 통해 제공되며 이 기법들은 단독으로 이용되거나 조합으로 이용되어 종래 기술을 개선한다. 이와 같은 신호 처리 개선은 반복 신호의 부가적 중첩과, 최적 또는 매칭 필터링과, 다양한 변조형 신호들 간의 다이버시티 선택 및 결합을 포함한다.
공개된 특허 출원 WO A 97 49207은 다수의 디지털 변조 부반송파가 공통 무선 채널에서 아날로그 변조 반송파와 동시에 상위 및 하위 사이드밴드에서 송신되는 디지털 오디오 방송 시스템을 개시한다. 그러나, 공개된 특허 출원 WO A 97 49207은 디지털 오디오 방송 시스템 내의 수신기에서의 심볼 타이밍 오프셋 및 동기화를 결정하는 기법을 개시하지 않는다.
다음은 출원인이 참조하는 종래 기술의 리스트이며, 각각은 미국 특허 제 5,694,389호, 제 5,602,835호, 제 5,608,764호, 제 5,559,833호, 제 5,687,165호, 제 5,541,552호, 제 5,357,502호, 제 3,925,650호, 제 5,596,582호, 제 3,364,482호, 제 2,943,316호, 제 3,975,687호, 제 5,594,761호, 제 4,281,412호, 제 5,187,711호, 제 4,727,534호, 제 5,369,800호, 제 5,548,819호, 제 2,549,423호, 제 2,880,275호, 제 3,555,427호, 제 5,629,639호, 제 5,428,647호, 제 5,682,376호, 제 5,416,767호, 제 5,452,331호, 제 4,344,180호, 제 5,657,313호, 제 5,652,772호, 제 5,627,863호, 제 5,550,812호, 제 5,506,836호, 제 5,471,464호, 제 5,450,456호, 제 5,371,761호, 제 5,345,440호, 제 5,313,169호, 제 5,228,025호, 제 5,191,576호, 제 5,371,548호, 제 5,406,551호 및 제 3,780,279호이다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 디지털 변조 다중 반송파 신호로부터 심볼 타이밍 및 반송파 주파수를 최적으로 복원하는 시스템을 제공하는 것이다. 구체적으로, 그 디지털 변조 신호는 그 안에 많은 수의 반송파를 포함할 수 있는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexed) 신호이다.
본 발명의 한 가지 특징은 OFDM 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하는 시스템을 제공하는 것이다. 이 시스템은 일련의 OFDM 심볼로서 표현되는 OFDM 변조형 신호를 수신하는 수신기 모듈을 포함한다. 각각의 OFDM 심볼은 리딩 부분 및 트레일링(trailing) 부분을 포함한다. 그 리딩 및 트레일링 부분은 실제적으로 동일한 위상을 가지며 사전 결정된 시간적 함수에 따라서 시간적으로 가중화된 진폭을 가진다. 수신기 모듈은 수신된 신호를 그 출력에 대하여 제공한다.
시스템은 또한 경계 신호(각각의 수신된 OFDM 심볼에 대하여 심볼 경계 위치(boundary position)를 나타내는 다수의 신호 피크를 가짐)를 디벨로핑하는 신호 피크 디벨로프먼트 모듈을 포함한다. 수신된 OFDM 심볼의 리딩 및 트레일링 부분 사이에서 생성된 진폭 및 위상 대응에 응답하여 각 신호 피크가 디벨로핑된다.
시스템은 또한 경계 신호의 신호 피크 검출가능성(signal peak detectability)을 향상시키는 신호 향상 모듈을 포함한다. 신호 향상 모듈은 경계 신호의 다수 세그먼트(segment)를 부가적으로 중첩시키는 회로를 포함한다. 신호 향상 모듈은 사전 결정된 수의 여러 세그먼트에 대응하며 향상된 신호 대 잡음비를 가지는 향상된 신호 피크를 출력한다.
시스템은 신호 향상 모듈로부터 출력되어진 향상된 신호 피크 출력 중 적어도 하나로부터 심볼 경계 위치를 표시하는 시간적 위치 형성 회로를 포함한다. 시 간적 위치는 수신된 OFDM 심볼 타이밍 오프셋을 나타낸다.
이 시스템에는 또한 수신된 OFDM 신호 반송파 주파수 에러를 이상의 시간적 위치에 대응하여 복원하는 회로가 포함된다.
신호 향상 모듈은 또한 경계 신호에 대응하여 생성된 신호를 필터링하는 매칭형 필터(a matched filter)를 포함한다. 이 매칭형 필터는 또한 신호 향상 모듈로부터 출력되어진 향상된 신호 피크의 신호 대 잡음비를 개선한다. 매칭형 필터는 경계 신호에서 나타나는 신호 피크의 진폭 엔벌로프(envelope)의 진폭에 매칭되는 시간 임펄스 응답을 가진다.
본 발명의 또 다른 목적은 신호 다이버시티(diversity) 선택 및 결합의 응용을 통해 심볼 타이밍 및 주파수 반송파 획득 처리를 개선하는 것이다. 본 발명의 다이버시티 특성에 있어서, OFDM 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하는 다이버시티 시스템은 상위 및 하위 주파수 사이드밴드(sideband)에서 OFDM 변조 신호를 송신하는 송신기를 포함한다. 사이드밴드 각각은 다수의 OFDM 변조 주파수 반송파 및 일련의 OFDM 심볼을 포함한다.
다이버시티 시스템은 상위 주파수 사이드밴드의 OFDM 변조 신호를 수신하고 제 1 즉, 상위 사이드밴드 수신 신호 출력 및 저주파수 사이드밴드의 OFDM 변조 신호를 제공하는 수신기 부분을 포함하며 제 2 즉, 하위 사이드밴드 수신 신호 출력을 제공한다.
다이버시티 시스템은 또한 제 1 수신 신호에서의 OFDM 심볼에 대응하는 제 1 즉, 상위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 제 1 복원(recovery) 회로를 포함하며, 제 2 수신 신호에서의 OFDM 심볼에 대응하는 제 2 즉, 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 제 2 복원 회로를 포함한다.
나아가, 다이버시티 시스템은 사전 결정된 시간적 일치(consistency)를 기초로 하여 제 1 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는(validating) 제 1 검증 회로와, 사전 결정된 시간적 일치를 기초로 하여 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는 제 2 검증 회로를 포함한다.
또한, 다이버시티 시스템은 제 1 및 제 2 검증 회로로부터 출력된 신호에 응답하여 제 1 및 제 2 심볼 타이밍 오프셋으로부터 최적의 심볼 타이밍 오프셋을 선택하는 선택 회로를 포함하며, 그 최적의 심볼 타이밍 오프셋을 이용하여 일련의 OFDM 심볼 중 적어도 하나를 복조하는 복조기(demodulator) 회로를 포함한다.
다이버시티 시스템의 또 다른 특징은 제 1 및 제 2 타이밍 신호(각각은 제 1 및 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 나타냄)의 조합에 대응하는 제 3 즉, 조합형 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 회로와, 다수의 조건적 입력 신호에 응답하여 제 3 심볼 타이밍 오프셋을 선택하는 회로를 포함한다.
도 1a는 주파수 영역에서의 OFDM 신호를 도시하는 도면,
도 1b는 시간 영역에서의 OFDM 신호를 도시하는 도면,
도 1c는 심볼 경계(symbol boundaries)를 나타내는 공액 곱 신호 피크(conjugate product signal peak)를 도시하는 도면,
도 1d는 각각의 진폭 테이퍼(taper)에 의하여 승산된 공액 곱을 도시하는 도 면,
도 2는 본 발명의 전단(front-end) 부분을 도시하는 부분적 블록도,
도 3은 본 발명의 획득 모듈에 대한 제 1 실시예의 블록도,
도 4는 본 발명의 획득 모듈에 대한 제 2 실시예의 블록도,
도 5는 본 발명의 획득 모듈에 대한 제 3 실시예의 블록도,
도 6a, 6b 및 6c는 본 발명의 피크 디벨로프먼트 모듈(peak development module)을 위한 심볼 타이밍을 도시하는 도면,
도 7a, 7b, 7c 및 7d는 본 발명에 의하여 수행되는 신호 처리를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 제 3 실시예(도 5)의 다이버시티 조합 논리 모듈을 위한 결정 및 선택 논리 블록을 도시하는 블록도.
일련의 디지털 변조 정보 반송 신호가 수신기로 송신되고 수신기에서는 전달된 정보를 복원하기 위하여 심볼의 복조가 일어나는 디지털 통신 송신 수신 방안에 있어서, 수신기 복조기는 송신된 심볼 타이밍 및 위상/주파수가 수신기에서 확인할 수 있는 경우에만 심볼에 대한 성공적이고 최적의 복조를 달성할 수 있다. 그러므로, 이와 같이 수신 심볼에 대하여 성공적인 복조를 하기 이전에, 수신기는 수신된 심볼 타이밍 및 반송파 위상/주파수를 획득 또는 복원하여야 하며, 양자는 모두 복조 처리에서 이용되어질 것이다. 일단 수신된 심볼 타이밍 및 주파수가 수신기에서 복원되고 그런 다음 심볼의 복조가 개시되면, 심볼 타이밍 및 반송파 주파수는 복조 처리의 무결성을 유지하기 위하여 서보루프에 의해서 추적될 수 있다. 본 발명의 시스템 또는 구조는 일련의 디지털 변조 심볼을 수신기로 송신하고 수신기에서 심볼의 복조가 발생하도록 한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 시스템은 수신된 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 위상/주파수 에러를 획득하여 효율적 복조와 심볼 타이밍 및 반송파 주파수에 대한 후속적 추적이 개시될 수 있도록 한다.
본 발명에서 심볼 타이밍 오프셋 및 주파수 에러를 획득 또는 복원하는 시스템 및 방법은 특히 송신기가 OFDM 신호를 송신하고 수신기가 OFDM 신호를 수신하는 환경에 가장 적합할 것이다. 도 1a를 참조하면, 본 발명에서 이용되는 OFDM 신호는 다수의 동일 간격으로 이격된(spaced) 서브 반송파(sub-carrier)(f1-fn)를 포함하는 다수 주파수 반송파 신호를 특징으로 한다. f1 및 f2와 같은 인접한 서브 반송파는 각각 서로에 대하여 직교하도록 사전 결정된 주파수 증분(increment)에 의하여 서로로부터 분리된다. 직교한다는 것은 적절히 나이퀴스트 가중화된(Nyquisted weighted) 경우, 서브 반송파가 어떠한 혼선(crosstalk)도 가지지 않는다는 것을 의미한다. 본 발명을 포함하여 디지털 및 아날로그 송신 채널을 모두 이용하는 소정의 하이브리드(hybrid) 시스템에 있어서, 각 사이드밴드에는 각 사이드밴드에 대하여 70kHz의 대역폭을 가지는 191개의 반송파가 있다. 본 발명에 대한 소정의 전체 디지털 구현에서, 각 사이드밴드에는 각 사이드밴드에 대하여 97kHz 대역폭을 가지는 267개의 반송파가 있다.
도 1b를 참조하면, 시간 영역에서, 각 OFDM 심볼(5)은 유효한 심볼 주기 또는 시간 폭(T), 및 전체 심볼 주기(Tα)를 가진다. OFDM 서브 반송파 직교성 요청은 유효 심볼 주기(T) 사이에서 기능적 상호 의존(interdependency) 및 인접 OFDM 서브 반송파 사이에서 주파수 이격을 일으킨다. 구체적으로, 인접 서브 반송파 사이의 주파수 분리는 각각의 OFDM 심볼(5)의 유효 심볼 주기(T)의 역수(inverse)와 동일해야만 한다. 즉, 주파수 분리는 1/T와 동일하다.
도 1b로 돌아가서, 사전 결정된 수 N개의 동일한 간격으로 이격된 시간적 심볼 샘플(도면에 도시되지 않음)이 각 OFDM 심볼(5)의 유효 심볼 주기(T)를 따라서 이어진다. 또한, 사전 결정된 수 Nα = N(1+α)개의 동일한 간격으로 이격된 시간적 심볼 샘플이 각 OFDM 심볼(5)에 대한 전체 주기(Tα)를 따라서 이어진다. 본 명세서에서 이하에 설명될 것과 같이, α는 심볼에 대한 진폭 테이퍼링 인자(amplitude tapering factor)이며, 여기서는 부분 승수(fractional multiplier)로서 간주될 수 있다. 더 나아가, 사전 결정된 진폭-시간 프로파일 또는 엔벌로프(10,15,20)가 이들 샘플의 신호 레벨 상에 중첩된다. 이러한 진폭 프로파일은 각 심볼(5)의 리딩 부분 및 트레일링 부분에 대칭적으로 각각 오름(ascending) 진폭 테이퍼 및 내림(descending) 진폭 테이퍼(10,15)를 포함하며, 그 사이에 이어지는 비교적 평평한 진폭 프로파일(20)을 포함한다. 시간 영역에 제공된 이들 라운딩되거나 테이퍼링된 에지는 주파수 영역에서 바람직하지 않은 측면-로브(side-lobe) 에너지를 실제적으로 줄이도록 작용하고, 이에 따라 보다 효율적인 스펙트럼 OFDM 신호를 제공한다. 심볼(5)의 전체 심볼 주기(Tα)가 유효 심볼 주기(T)를 넘어서 지속된다고 할지라도, 심볼(5)의 진폭 테이퍼(10,15)가 나이퀴스트 또는 레이즈드-코사인(raised-cosine) 테이퍼링 함수를 따르는 한, 주파수 영역(도 1a)에서의 인접 서브 반송파 사이의 직교성이 떨어지지 않는다. 보다 구체적으로, 본 발명에서는 송신된 심볼의 루트-레이즈드 코사인 가중화와 수신된 심볼의 루트 레이즈드 코사인 매칭 필터링의 조합을 통하여 직교성이 유지된다.
OFDM 심볼(5)의 리딩 및 트레일링 부분은 부가적인 중요 특성을 공유하는바, 즉 OFDM 심볼(5)(시간 주기 αT를 가짐)의 리딩 부분을 따라서 이어지는 앞선 N개의 OFDM 심볼 샘플은 OFDM 심볼(5)의 트레일링 부분(역시 시간 주기 αT를 가짐)을 따라서 이어지는 마지막 αN개의 심볼 샘플과 실제적으로 동일한 위상을 가진다. α는 심볼에 대한 진폭 테이퍼링 인자이며 본 명세서에서는 부분 승수로서 간주될 수 있음을 다시 한번 주의해야 한다. 본 명세서에서 보다 구체적으로 개시될 것과 같이, 본 발명의 OFDM 심볼의 리딩 및 트레일링 부분에서 이들 사전 결정된 진폭 및 고유 위상 특성, 즉 각각의 OFDM 심볼의 리딩 및 트레일링 부분에서 샘플 진폭의 테이퍼링 및 그 동일한 위상들은 수신기에서 OFDM 심볼 타이밍 및 주파수를 효율적으로 획득하기 위하여 본 발명의 시스템에서 바람직하게 활용되며, 따라서 심볼의 복조가 개시될 수 있다.
지금까지 본 발명에서 이용되는 OFDM 심볼의 특성이 개시되었으며, 이제 본 발명의 시스템 타이밍을 복원하는 시스템이 설명될 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 디지털 통신 송신-수신 시스템은 그 출력에서 OFDM 변조 송신 신호(30)를 생성하는 OFDM 변조기 모듈(25)을 포함하며, OFDM 변조 송신 신호는 OFDM 신호 수신기(150)로 송신되어 수신기에서 OFDM 복조기(100)에 의하여 복조된다. OFDM 변조기(25)에 의하여 생성된 OFDM 송신 신호(30)는 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있으며 앞서 설명된 OFDM 신호 사양에 일치한다. 즉, OFDM 변조기(25)는 도 1b에 도시되는 바와 같은, 일련의 OFDM 심볼(5)을 생성하고, 각각의 심볼은 전체 심볼 주기(Tα)에 대응하는 사전 결정된 수의 시간적 심볼 샘플(Nα)을 포함하며, 각 심볼의 처음 αN개 샘플과 마지막 αN개 샘플은 테이퍼링되고 동일한 위상을 가진다. 심볼 신호 처리에 대한 논의를 더욱 촉진하기 위하여, 전체 심볼 주기(Tα) 각각을 따라서 이어지는 사전 결정된 수 (Nα)의 시간적 샘플은 1080개이며, 각각의 유효 심볼 주기 T를 따라서 이어지는 사전 결정된 N개의 시간적 샘플은 1024개이며, 각각의 처음 αN개의 샘플과 마지막 αN개의 샘플의 수는 56이나, 이들 값은 단지 예시적일 뿐이며 시스템 조건에 따라서 변화할 수 있다. 정보 소스(40)는 OFDM 변조기(35)의 입력에 정보 신호를 제공하며, 정보 신호는 신호(30)의 OFDM 심볼 상에서 변조된다.
OFDM 송신 신호(30)는 임의의 메카니즘에 의하여 그리고 종래 기술의 통신 시스템에서 이미 알려져 있는 임의의 매체를 통하여 OFDM 신호 수신기(150)로 송신된다. 예컨대, OFDM 송신 신호(30)는 아날로그 신호, 오디오 방송 신호와 같은 무선 주파수 신호로서 제공될 수 있으며, 또는 이와 달리 디지털 기저 대역(digital base band) 신호로서 제공될 수 있다. 물리 매체(45)(이를 통하여 신호(30)가 송신됨)는 공전(atmospheric), 광학(optical), 유선(wireline) 또는 기타 매체일 수 있 다. 이와 달리, 송신 신호(30)는 시뮬레이션 목적을 위하여 적합한 컴퓨터 생성 신호, 즉 컴퓨터 프로그램 기반형 OFDM 변조기 모듈 사이에서와 같이 소프트웨어 프로그램 모듈 및 컴퓨터 프로그램 기반형 OFDM 신호 수신기 모듈 사이에서 통신되는 컴퓨터 생성 신호일 수 있다. 전술한 어떤 변형도 OFDM 심볼 타이밍 오프셋 및 주파수 에러 획득을 제공하는 본 발명의 시스템 구조 및 기법의 바람직한 응용에 영향을 미치지 않는다.
OFDM 송신 신호(30)는, 종래 기술에 알려져 있는 바와 같이, 도시되어 있지는 않지만, 전단 수신기 모듈을 포함하는 OFDM 신호 수신기(150)에 의하여 수신되며, 임의의 주어진 응용을 위하여 선택된 송신 방법 및 매체를 적절하게 조절한다. 도 2의 실시예에서, 이러한 전단 수신기는 아날로그/디지털 변환기(analog-to-digital converter)(A/D)(50)의 입력으로 아날로그 OFDM 신호(45)를 제공한다. A/D(50)는 그에 입력되는 아날로그 수신 신호(50)를 샘플링하고 디지털화하여 그 출력에서 일련의 복소(complex) 신호 샘플을 포함하는 신호를 생성한다. 신호 샘플은 복소 샘플이며 각 복소 샘플은 실제로 "실수(real)" 샘플과 "허수(imaginary)" 샘플(실수 샘플에 대한 4분(quadrature)에서 샘플링됨)을 포함하는 한 쌍의 신호 샘플을 포함한다. 샘플링된 신호는 그런 다음 수신된 OFDM 신호에서 나타나는 f1-fn 서브 반송파의 조합 세트를 포함하는 대역 통과 주파수 응답 대역을 가지는 대역 통과 필터(pass-band filter)(55)에 의하여 필터링된다.
수신된 복소 신호(60)는 샘플링되고 필터링된 다음, 주파수 교정(correction) 회로 또는 모듈(65)에 의하여 주파수 교정된다. 결과적인 주파수 교정된 신호는 시간 교정 회로 또는 모듈(70)에 의하여 시간 교정된다. 교정 회로(70)에 의하여 출력되는 주파수 및 시간 교정된 신호는 OFDM 복조기(100)에 대한 입력으로 제공하며 OFDM 복조기(100)는 입력되는 주파수 및 시간 교정된 수신 신호를 복조한다.
수신된 복소 신호(60)는 획득 모듈(75)의 입력에 추가적으로 라우팅되는데, 이것이 본 발명의 주제이다. 획득 모듈(75)은 OFDM 심볼 타이밍 오프셋 또는 에러 및 반송파 주파수 오프셋 또는 에러를 수신된 복소 신호(60)에 표현되는 것과 같은 수신된 OFDM 심볼로부터 획득 또는 복원하며, 따라서 심볼 타이밍 오프셋 Δt 및 반송파 주파수 오프셋 Δf를 각각 시간 교정 회로(70) 및 주파수 교정 회로(65)에 입력으로서 제공한다. 획득 모듈(75)은 또한 제어 및 추적 모듈(85)에 대한 입력으로서 제공되는 획득 상태 신호(80)를 디벨로핑한다. 제어 및 추적 모듈(85)은 복조기 제어 신호(90)를 통하여 복조기(100)의 동작을 제어한다. 제어 및 추적 모듈(85)은, 획득 모듈(75)에 의하여 그에게 제공되는 타이밍 오프셋 및 주파수 에러와 관련되어 OFDM 수신기에 의하여 전체 심볼 타이밍 및 반송파 주파수의 정확한 복원을 허용한다.
도 3을 참조하면, 획득 모듈(75)의 제 1 실시예에서, 수신된 복소 신호(60)가 피크 디벨로프먼트 모듈(110)의 입력으로 제공되고, 피크 디벨로프먼트 회로는 수신된 OFDM 신호의 심볼 타이밍 오프셋을 획득하는 신호 처리의 제 1 단계를 제공한다. 피크 디벨로프먼트 모듈(110)은 그 출력에서 경계 신호(130)를 디벨로핑하는데, 경계 신호는 그 안에 다수의 신호 피크(각 신호 피크는 피크 디벨로프먼트 모듈(110)에 대한 입력인 수신된 신호(60)에서 표시된 각각의 수신된 OFDM 심볼에 대한 수신 심볼의 경계 위치를 나타냄)를 가진다. 이들 신호 피크가 수신된 심볼의 경계 위치를 나타내므로, 그 시간적 위치가 수신된 심볼 타이밍 오프셋을 나타낸다. 보다 구체적으로, 수신기는 진정한 또는 실제 수신된 심볼 경계 위치를 초기에 또는 사전에 알지 못하므로, 그러한 위치는 수신기 처리가 작동할 수 있도록 처음에 가정되거나 임의적으로 생성된다. 획득 모듈(75)은 이러한 사전 가정과 실제 수신된 심볼 경계 위치 사이에 존재하는 심볼 타이밍 오프셋 t를 형성하여 수신기가 심볼 타이밍을 복원하고 추적할 수 있게 한다.
OFDM 심볼 경계를 나타내는 신호 피크를 디벨로핑함에 있어서, 피크 디벨로프먼트 모듈(110)은 각각의 수신된 OFDM 심볼의 리딩 및 트레일링 부분에서 사전 결정된 테이퍼링 및 동일한 고유 위상 특성을 이용한다. 특히, 복소 공액 곱셈 또는 곱은 현재의 샘플과 N개의 샘플만큼 선행하는 샘플 사이에서 이루어진다. 각 심볼에서 처음 αN개의 샘플과 마지막 αN개의 샘플 사이에서 형성된 그러한 곱은 각각의 심볼(그와 같이 형성된 αN개의 공액 곱을 포함함)에 대응하여 신호 피크를 생성한다.
수학적으로, 공액 곱의 형성은 다음에 표현되는 바와 같다. D(t)를 수신된 OFDM 신호라고 하고, Tα = (1+α)T는 전체 OFDM 심볼 지속 시간 또는 주기를 나타낸다고 가정한다(여기서 1/T는 OFDM 채널 간격이고 α는 심볼에 대한 진폭 테이퍼링 인자이다). 경계 신호(130)에서의 신호 피크는 D(t)*D*(t-T)의 공액 곱에서 펄스 또는 신호 피크의 트레인(train)과 같이 보여진다. 각 OFDM 심볼의 리딩 및 트레일링 부분 상에 중첩된 나이퀴스트 진폭 테이퍼링의 결과에 따라서, 펄스 또는 신호 피크의 각각은 다음 식의 하프-사인-파(half-sine-wave) 진폭 프로파일을 가진다.
w(t) = {1/2 sin(лt/(αT)), (0 ≤t≤αT의 범위)
w(t) = {0, (기타 범위)
또한, 신호(130)의 주기성, 즉 신호 피크의 트레인 주기는 Tα이다. 도 1c를 참조하면, 경계 신호(130)에 포함되는 신호 피크의 트레인은 진폭 엔벌로프(w(t))를 가지며 피크는 주기(Tα)에 의하여 이격된다. 도 1d를 참조하면, 중첩되는 리딩 및 트레일링 부분 진폭 테이퍼(10,15)의 곱은 공액 곱에서 제곱된 절대치를 곱하여 하프-사인-파(w(t))를 가져오는데 이는 αN개의 샘플에 대응하는 지속 시간 폭(αT)을 가진다.
도 3으로 돌아가서, 피크 디벨로프먼트 모듈(110)로 입력된 각 신호 샘플 입력에 있어서, 입력 샘플과 이들로부터 T개의 샘플만큼 이격된 선행 샘플 사이에서의 공액 곱을 나타내는 승산 회로(125)로부터 하나의 곱 샘플이 출력된다. 복소 공액 디벨로퍼(120)는 그 출력에서 각 입력 샘플의 복소 공액을 생성하며, 그 출력은 승산기(125)에 하나의 입력으로서 제공된다. 이러한 출력에서 공액 샘플은 지연 회로(115)로부터 출력된 지연 샘플에 대하여 승산된다. 이와 같은 방식으로, 복소 공액 곱은 수신된 신호(60)와 지연 회로(115)를 이용하여 사전 결정된 시간 T에 의하여 수신된 신호(60)를 지연시킴으로써 획득된 그 지연 복사본(replica) 사이에 형성된다.
도 6을 참조하면, 피크 디벨로프먼트 모듈(110)에 대한 관련(relevant) 심볼 타이밍이 도시되고 있다. 도 6a는 피크 디벨로프먼트 모듈(110)에 대한 입력에 제공되는 연속적 OFDM 심볼(1,2)을 도시하고 있다. 도 6b는 지연 회로(115)로부터의 출력으로서 OFDM 심볼(1,2)의 지연된 버전을 도시하고 있다. 도 6c는 Nα = N(1+α) 곱 샘플(하나의 작업 실시예에서는 1080개의 샘플)의 각 대응 세트에 대하여 디벨로핑된 신호 피크를 도시하고 있으며, 신호 피크의 트레인은 도 6a의 수신된 신호 및 도 6b의 그 지연된 버전 사이에서 공액 승산에 응답하여 생성된다.
특정한 예로써, 수신된 OFDM 심볼 주기 Tα가 Nα = 1080 신호 샘플에 대응하고, 심볼의 리딩 및 트레일링 부분의 각각에서 αN개의 샘플이 56개의 신호 샘플에 대응한다면, 각 1080개의 샘플에 있어서 OFDM 심볼은 피크 디벨로프먼트 모듈(110)로 입력되며, 경계 신호(130)에서 1080개의 곱 샘플의 대응 세트가 보여진다. 이러한 예에서, 지연 회로(115)는 1024(N)개의 샘플 지연을 전달하여 승산기(125)에 대한 각 샘플 입력이 그 선행 1024개의 샘플과 승산되도록 한다. 1080개의 곱 샘플의 대응 세트에 대하여 디벨로핑된 신호 피크는 각 대응 심볼의 처음과 마지막 56개의 샘플 사이에 형성된 56개의 공액 곱만을 포함한다.
피크 디벨로프먼트 모듈(110)은 각 심볼의 리딩부와 트레일링부 사이의 대응이 전술한 방식으로 이용된다면 여러 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 피크 디벨로프먼트 모듈(110)은 샘플이 도착함에 따라서 각 샘플상에 동작할 수 있어서, 각 샘플에 대해 곱 샘플이 출력에 제공된다. 이와 달리, 다수의 샘플이 벡터 형태로 저장되어 현재 샘플 벡터 및 지연 샘플 벡터를 생성하는데, 벡터는 벡터 곱셈기에 입력되어 출력에 벡터 곱 샘플을 형성할 수 있다. 이와 달리, 피크 디벨로프먼트 모듈은 샘플링된 이산 시간 신호보다는 연속인 시간 신호로 동작하도록 구현될 수 있다. 그러나, 그런 식에서 입력 수신 신호(60)는 또한 샘플링된 신호보다는 연속인 신호가 바람직하다.
이상적으로, 경계 신호(130)는 도 1c 및 도 6c에 도시된 바와 같이 쉽게 식별가능한 신호 피크를 갖지만, 실제적으로 각각의 신호 피크는 인접 심볼에 위치하는 샘플의 원하지 않는 잡음 곱와 구별되지 않는다. 피크 디벨로프먼트 모듈이 연속적으로 각 수신 심볼에 걸쳐 연장된 샘플과 지연된 이전 샘플 사이에 곱를 형성하기 때문에, 경계 신호(130)는 원하는 신호 피크뿐만 아니라 잡음 공액 곱 모두를 포함한다. 예를 들어, 각 심볼에서의 제 1 αN(56) 샘플은 최종 αN 샘플에 대해 곱해져서 주기 동안에 원하는 신호 피크αN 샘플을 생성한다. 그러나, 잔여 N(1024) 샘플도 지연 회로(도 6을 참조하기 바란다)에 의해 부가된 지연에 응답하여 인접 심볼로부터의 N 샘플에 대해 곱해진다. 이러한 원하지 않은 부가 곱는 원하는 신호 피크의 발생 사이에 잡음을 채우는 효과를 야기한다. OFDM 신호를 포함하는 주파수 반송파 수의 증가는 경계 신호내에 존재하는 잡음의 레벨을 대응적으로 증가시킨다. 따라서, 예를 들어 80 반송파와 300 반송파 사이를 포함하는 OFDM 신호에 대응하는 잡음 곱가 식별될 수 있다.
도 7a는 1080 샘플의 OFDM 신호에 대응하는 경계 신호(130)를 그래프적으로 도시한다. X-축은 샘플수에 대응하고 따라서 타이밍을 표시하며, Y-축은 샘플 진폭에 대응한다. 복소수 신호의 오직 실수부만이 그래핑되는데, 이는 허수부가 이와 유사하기 때문이다. 명백하게, 샘플 2400과 2500 사이에 존재하는 원하는 신호 피크가 전술한 잡음 곱에 의해 모호해진다.
경계 신호(130)내의 전술한 잡음 곱의 존재에 추가하여, 종래의 디지털 통신에서 잘 알려진 다른 소스로부터의 잡음이 생성된다. 이런 잡음은 스캐터링, 멀티-패스와 페이딩 및 신호 간섭에 의해 공기를 통해 전달 동안에 신호에 부가된다. 수신기의 선단(front-end)이 또한 잡음을 신호에 가한다.
본 발명에서의 후속 신호 프로세싱 단계는 부분적으로 경계 신호(130)내의 원하는 신호 피크에 관해 전술한 잡음의 영향을 줄이거나, 구체적으로 경계 신호(130)내에 존재하는 신호 피크의 신호 대 잡음비를 향상시키는데 기여한다. 신호 향상 모듈(135)은 피크 디벨로핑 모듈(110)의 출력에 제공되고, 또한 제 1 및 제 2 단계의 신호 향상 회로 혹은 모듈을 포함한다. 제 1 단계의 신호 향상 회로는 부가 중첩 회로 혹은 모듈(140)이고, 제 2 단계의 신호 향상 회로는 매칭형 필터(145)로, 제 1 단계의 향상 회로의 출력에 제공된다.
부가 중첩 회로(140)는 경계 신호(130)내의 신호 피크의 신호 대 잡음비를 증가시켜 신호 피크 검출성을 향상시키기 위해 사전설정된 수의 신호 피크와 주변 잡음 곱를 부가적으로 중첩시킨다. 이런 부가 중첩 프로세스를 수행하기 위해, 경계 신호(130)의 사전설정된 수의 연속한 세그먼트가 먼저 시간적으로 중첩되거나 혹은 오버래핑된다. 이러한 중첩된 세그먼트 각각은 피크 디벨로프먼트 모듈(110)로부터의 출력인 심볼 주기만큼의 공액 곱 샘플을 포함하고, 또한 원하지 않은 잡음 곱 샘플에 의해 둘러싸인 원하는 신호 피크를 포함한다.
사전설정된 수 혹은 블록의 신호 세그먼트가 시간 오버래핑된 후에, 중첩된 세트의 세그먼트에서 사전설정된 시간적 위치를 점유하는 곱 샘플이 누적되어 이 사전설정된 위치에 관한 누적 신호 샘플을 형성한다. 이런 식으로, 중첩된 경계 신호 세그먼트에 걸쳐 연장된 각각의 사전설정된 샘플 위치에 관한 누적 신호 샘플을 포함하는 누적 신호가 디벨로핑된다.
예를 들어, 32 연속한 경계 신호 세그먼트가 중첩되고, 각 세그먼트가 심볼 주기만큼의 1080 샘플을 포함한다면, 부가 중첩 회로(140)는 32 세그먼트(세그먼트당 1080 샘플) 입력의 각 연속 블록에 관한 1080 누적 샘플을 생성한다. 이런 식으로, 32 세그먼트(각 세그먼트는 1080 샘플, 신호 피크 및 잡음을 포함함) 샘플의 공액 곱는 32 세그먼트의 중첩된 공액 곱를 점마다 가산(pointwise adding)함으로써 서로 더하여 부가적으로 중첩되거나 혹은 "폴딩"된다. 본질적으로, 이런 폴딩 프로세스에서 32 세그먼트의 곱는 하나의 심볼 주기(혹은 1080 샘플)에서 32 연속한 심볼에 걸쳐 대응하는 공액 곱에 점마다 가산되어 1080 누적 샘플을 포함하는 누적 신호 세그먼트를 생성시킨다. 신호 프로세싱은 그 후 32 경계 신호 세그먼트의 후속한 연속 블록에 대해 반복되어 다른 누적 신호 세크먼트를 생성한다, 기타 등등.
경계 신호(130)의 사전설정된 수의 연속한 세그먼트를 부가적으로 중첩함으로써 생성된 누적 신호 세그먼트는 향상된 신호 피크를 포함하는데, 이 신호 피크는 각각의 성분 입력 경계 신호 세그먼트에서의 신호 피크에 대해 향상된 신호 대 잡음비를 나타낸다. 이 향상은 경계 신호 세그먼트의 중첩이 각각의 신호 피크를 정렬하고, 세그먼트가 누적될 때 각 신호 피크가 다음 신호 피크에 가산되어, 경계 신호 피크의 반복 특성을 기반으로 하나의 유형의 정합 프로세싱 이득을 달성하기 때문이다.
경계 신호 세그먼트에서 정렬된 반복 신호 피크가 부가 중첩 모듈(140)의 출력에서 향상(누적) 신호 피크를 형성하도록 정합하여 누적되는 반면에, 각각의 경계 신호 세그먼트에서 신호 피크를 둘러싸는 잡음 공액 곱의 랜덤한 특성은 부가 중첩 프로세스 동안에 부정합 부가를 발생시킨다. 신호 피크가 정합하여 가산되고 주변 잡음 곱가 부정합하여 가산되고 평균되기 때문에, 부가 중첩 모듈(140)로부터의 향상 신호 피크 출력은 전반적으로 개선된 신호 대 잡음비를 나타낸다.
부가 중첩 모듈에 의해 달성된 프로세싱 이득 및 신호 대 잡음비 향상은 중첩된 경계 신호 세그먼트의 수와 함께 증가되어 누적 신호 세그먼트를 생성한다. 더 많은 경계 신호 세그먼트가 수집되어 누적 신호 피크를 생성하기 때문에, 대응하여 획득 지연이 불리하게 증가하는 것은 이런 이점을 상쇄한다. 따라서, 예를 들어 32와 같은 특정의 사전설정된 수는 임의의 애플리케이션에서 이러한 두 가지 상충하는 이해 사이를 조절하는 것을 나타낸다.
수학적으로, 경계 신호(130)에 존재하는 공액 곱의 연속한 세그먼트의 부가 중첩은 다음과 같이, 즉
Figure 112001020640434-pct00001
으로 표현될 수 있다.
전술한 신호 프로세싱의 주요 특징은 심볼 타이밍이 각각의 단계에서 보존된다는 점이다. OFDM 심볼은 피크 디벨로프먼트 모듈(110)에 입력되고, 경계 신호 세그먼트는 부가 중첩 회로(140)에 입력되며 누적 신호 세그먼트는 각각이 Tα의 시간 주기(N = 1080 샘플에 대응하는)를 갖는 출력을 출력한다. 이런 식으로, 신호 세그먼트내에 신호 피크를 배치시킴으로써 표시되는 바와 같이 심볼 타이밍 오프셋은 내내 보존된다.
도 7b는 누적 신호 파형을 그래프적으로 도시하는데, 구체적으로 누적 신호 세그먼트는 부가 중첩 모듈(140)로부터 출력된다. 이 복소수 신호의 오직 실수부만이 그래핑되는데, 이는 허수부가 실수부와 유사하기 때문이다. 1080 샘플의 누적 신호 세그먼트는 각각 1080 샘플을 갖는 32 경계 신호 입력 세그먼트의 연속한 블록에 대해 공식화된다. 도 7b에서, 향상 신호 피크(155)는 경계 신호 세그먼트에서의 신호 피크가 주변의 잡음 곱와 구별되지 않은 전술한 부가 중첩(도 7a)에 비해 주변의 누적 잡음 곱와 더 명확히 구별된다.
도 3을 참조하면, 동작시 부가 중첩 모듈(140), 가산 모듈(160) 및 피드백 지연 모듈(165)이 함께 부가 중첩 기능을 제공한다. 즉, 가산 모듈(160)은 현재의 입력 샘플을 연속한 심볼에서의 누적 샘플 결과에 가산하는데, 각각의 샘플은 하나의 심볼 주기(Tα)(1080 샘플에 대응하는)만큼 시간적으로 이격된다. 지연(165)은 누적 사이에 하나의 심볼 주기 지연을 가한다. 달리 말하면, 가산 모듈(160)에 의한 각 누적 결과 출력은 1 심볼 주기(Tα) 만큼 지연된 후, 가산 모듈(160)에 되입력되어 후속 입력 샘플에 가산된다. 이 프로세스는 각각의 입력 심볼에 걸쳐 모든 입력 샘플에 대해 반복된다.
달리 말하면, 누적 신호 세그먼트내의 제 1 누적 샘플은 모든 32 경계 신호 세그먼트의 제 1 샘플의 누적을 나타낸다. 제 2 누적 샘플은 누적 신호 세그먼트에 걸쳐 모든 32 경계 신호 세그먼트의 모든 제 2 샘플의 누적을 나타낸다, 기타 등등.
리셋 발생기(170)는 사전설정된 수의 신호 세그먼트가 누적되어 누적 신호 세그먼트를 생성한 후에 리셋 신호를 지연 모듈(165)에 제공한다. 예를 들어, 누적될 사전설정된 수의 경계 신호 세그먼트가 32라면, 리셋 발생기(170)는 리셋을 매 32 신호 세그먼트 마다 피드백 지연 모듈(165)에 제공한다. 리셋 제공에 응답하여, 부가 중첩 모듈(140)은 후속 사전설정된 수의 연속 경계 신호 세그먼트를 누적한다.
전술한 바와 같이, 부가 중첩 모듈(140)의 출력은 각각의 세그먼트가 향상 신호 피크(155)를 포함하는 일련의 누적 신호 세그먼트를 포함하는 누적 신호이다. 높음 잡음 환경하에서, 향상된 신호 대 잡음비를 나타내지만 향상 신호 피크(155)는 여전히 주변 잡음과 구별될 수 없다. 따라서, 향상 신호 피크의 신호 대 잡음비를 추가로 개선시키는 것이 바람직하다.
향상 신호 피크(155)의 신호 대 잡음비를 추가로 향상하기 위해, 부가 중첩 모듈(140)로부터의 누적 신호 출력은 매칭형 필터(145)에 입력된다. 매칭형 필터(145)의 시간 임펄스 응답은 향상 신호 피크 입력의 형상 혹은 진폭 엔벨롭프에 매칭되고, 본 발명의 일 실시예에서 루트 제곱 코사인 프로파일을 따른다. 구체적으로, 매칭형 필터의 임펄스 응답은 도 1d에 도시된 바와 같이 함수(w(t))에 대응하고, 심볼(5)의 제 1 αN 샘플을 최종 αN 샘플과 점마다 곱함으로써 결정된다.
비매칭 저역 통과 필터가 누적 신호에 존재하는 잡음을 평탄화하는데 사용될 수 있지만, 매칭형 필터(145)는 가우스 잡음 환경하에서 원하는 신호, 즉 향상 신호 피크(155)에 대해 최적으로 신호 대 잡음비를 향상시킨다. 매칭형 필터(145)는 출력에서 복소수 샘플 입력의 필터링된 버전을 제공하는 유한 임펄스 응답(FIR) 디지털 필터로 구현된다. 도 7c는 매칭형 필터(145)로부터의 필터링된 신호 출력의 실수부만을 도시하는데, 이는 허수 신호와 유사하기 때문이다. 도 7c의 매칭형 필터의 출력에서의 향상 신호 피크의 식별은 도 7b의 매칭형 필터로의 입력에서의 향상 신호 피크의 식별에 비해 명백히 향상되었다. 매칭형 필터(145)로부터의 복소수 신호 출력의 허수부는 유사하게 향상된다.
매칭형 필터의 출력으로 리딩하는 신호 프로세싱 단계를 개략적으로 요약하면, 피크 디벨로프먼트 모듈(110)은 다수의 신호 피크를 생성하고, 심볼 경계 위치를 나타내는 시간적 위치는 각각의 수신 OFDM 심볼에 관한 심볼 타이밍 오프셋을 나타낸다. 신호 향상 모듈(135)은 첫 번째로 사전설정된 수의 입력 신호 세그먼트를 부가적으로 중첩함으로써 신호 피크의 검출성을 향상하여 향상된 피크를 갖는 누적 신호 세그먼트를 생성하고, 두 번째로 누적 신호 세그먼트를 매칭 필터링하여 후속 피크 검출 프로세싱에 최적인 누적되고 매칭 필터링된 신호 세그먼트를 생성한다. 이 프로세스는 지속적으로 동작하여 신호 향상 모듈(135)의 출력에서 다수의 필터링된 향상 신호 피크를 생성한다. 이러한 신호 향상 모듈(135)로부터의 매칭 필터링되고 누적된 신호 세그먼트 출력내의 필터링된 향상 신호 피크의 시간적 위치는 심볼 경계 위치 혹은 OFDM 심볼 타이밍 오프셋을 표시한다.
개별적으로 또한 특히 결합하여, 부가 중첩 모듈 및 매칭형 필터는 본 발명에서 신호 피크 검출성을 바람직하게 향상시킨다. 이것은 피크 디벨로핑 단계에 후속하여 전달 잡음 신호 환경하에서 동작하고 다수의 주파수 반송파를 포함하는 OFDM 신호를 효율적으로 이용하게 한다.
심볼 타이밍 오프셋을 설정하는데 필요한 신호 프로세싱의 후속 단계는 신호 향상 모듈(135)로부터의 신호 피크 출력의 시간적 위치를 검출하는 것이다. 신호 피크의 시간적 위치는 실제적으로 매칭형 필터로부터의 필터링되고 누적된 신호 세그먼트 출력내의 향상 신호 피크의 샘플 인덱스 혹은 샘플 번호(number)이다.
매칭형 필터(145)로부터 출력된 필터링된 복소수 신호(175)는 필터링된 향상 신호 피크 및 시간적 위치 혹은 샘플 인덱스를 검출하는 피크 선택기 모듈(190)로의 입력으로 제공된다. 동작시, 피크 선택기(190)의 제곱 크기 발생기(195)는 복소수 신호 샘플 입력의 크기를 제곱하여 도 7d에 도시된 바와 같이 출력에서 신호 파형을 생성한다. 도 7d에서, 제곱 크기 발생기(195)의 출력은 샘플 진폭 입력을 검사하고 신호 피크에 대응하는 시간적 위치 혹은 샘플 인덱스를 식별하는 맥스 파인더(MAX finder)(200)로의 입력으로 제공된다.
이 신호 피크의 시간적 위치는 본질적으로 획득 모듈(75)에 의해 심볼 타이밍 정정 회로(70)의 입력에 제공되는 심볼 타이밍 오프셋으로 제공된다. 타이밍 오프셋(t)으로 제공되는 시간적 위치가 이전 프로세싱 단계에 의해 야기된 다양한 프로세싱 지연을 보상하기 위해 약간 조절되는게 필요할 수도 있다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 로딩 필터등에서의 초기화 지연은 최종 타이밍 오프셋 추정치를 맞추는데 필요한 지연을 가할 수 있다. 그러나, 이런 지연은 일반적으로 작고 구현시 고유한 것이다.
신호 피크의 시간적 위치가 결정된 후(심볼 타이밍 오프셋을 설정하기 위해)에, 신호 프로세싱에서의 다음 단계는 수신 OFDM 신호의 반송파 위상 에러와 대응 반송파 주파수 에러를 판정하는 것이다. 복소수 신호(175)에서의 매칭 필터링된 향상 신호 피크는 반송파 위상 에러와 주파수 에러를 판정하는 가장 새로운 포인트 혹은 최대 신호 대 잡음비의 포인트를 나타낸다. 이 피크 위치에서 복소수 샘플의 위상이 송신기와 수신기 사이에 존재하는 주파수 에러를 표시하는데, 이는 이 포인트에서 피크 디벨로프먼트 모듈(110)에 의해 디벨로핑된 공액 곱가 반송파 주파수 에러 부재시 제로-위상값을 생성했어야 하기 때문이다. 신호 피크의 이 포인트 및 사실상 신호 피크의 모든 다른 포인트에서의 공액 곱는 제로-위상 값을 생성해야 하는데, 이는 수학적으로 등가 위상을 갖는 심볼 샘플(각각의 수신 심볼의 리딩부와 트레일링부에서의 샘플도 마찬가지이다) 사이의 공액 곱가 반송파 주파수 에러 부재시 위상을 제거하기 때문이다. 매칭형 필터로부터의 신호 출력의 피크에 존재하는 임의의 잔여 위상은 반송파 주파수 에러에 비례하고, 주파수 에러는 잔여 위상이 판정되면 간단히 계산된다.
수학적으로, 반송파 주파수 에러(Δf)는 공액 곱를 형성하는 OFDM 심볼의 리딩부와 트레일링부에서의 샘플 사이에 2πΔfT의 잔여 위상 쉬프트를 야기한다. 따라서, 주파수 에러는 다음의 수학식, 즉
Figure 112001020640434-pct00002
으로 표현될 수 있는데, 여기서 Gmax는 매칭형 필터 출력의 피크이고, Arg는 신호 피크에서의 복소수 샘플의 복소수의 편각(위상)을 규정한다. Arg 함수는 사분면 아크탄젠트와 등가이다. 아크탄젠트가 2π 윈도우 밖의 각도를 검출할 수 없기 때문에, 주파수 추정치는 채널 공간(1/T)의 배수까지 모호하다. 그럼에도, 신호 피크의 위치에 의해 제공된 타이밍 오프셋 추정치와 함께 이 주파수 에러 추정치는 심볼 복조의 개시에 충분하다. 복조가 진행됨에 따라서, 본 발명의 범주는 아니지만 후속하는 수신기 프레임 경계 프로세싱이 주파수 모호성을 해결한다.
도 3에서, 매칭 필터링된 복소수 신호(175) 및 시간적 위치 혹은 샘플 인덱스는 위상 추출기(205)로의 입력으로 제공된다. 위상 추출기(205)는 매칭형 필터로부터의 향상 신호 피크 출력을 나타내는 복소수 샘플로부터 잔여 위상을 추출한다. 추출된 위상은 주파수 발생기(210)의 입력에 제공되는데, 이 주파수 발생기(210)는 추출된 위상 입력을 간단히 스케일링하여 반송파 주파수 에러(Δf)를 생성하고, 이 반송파 주파수 에러(Δf)는 획득 모듈(75)에 의해 주파수 정정 회로(65)에 제공된다. 따라서, 매칭형 필터(145)의 출력에서 제공된 필터링 신호 피크의 시간적 위치는 심볼 타이밍 오프셋을 표시하고, 반송파 주파수 에러가 이 신호 피크의 위상으로부터 유도된다.
요약하면, OFDM 신호로부터의 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 본 발명의 방법은 다음의 단계, 즉
일련의 OFDM 심볼을 나타내는 OFDM 변조 신호를 수신하는 단계로, 각각의 OFDM 심볼은 리딩부와 트레일링부를 포함하고, 리딩부와 트레일링부는 실질적으로 동등한 위상을 가지고 또한 사전설정된 시간적 가중 함수에 따라서 시간적 가중 진폭을 가지는 단계와,
각각의 수신 OFDM 심볼에 관한 심볼 경계 위치를 나타내는 다수의 신호 피크를 갖는 경계 신호를 디벨로핑하는 단계로, 각각의 신호 피크는 각각의 수신 OFDM 심볼의 리딩부와 트레일링부 사이에서 생성된 진폭 및 위상 대응에 응답하여 디벨로핑되는 단계와,
경계 신호의 다수의 세그먼트를 부가적으로 중첩시킴으로써 경계 신호의 신호 피크 검출성을 향상하여 이 향상 단계에 의해 생성된 다수의 향상 신호 피크 각각의 신호 대 잡음비를 향상시키는 단계와,
향상 신호 피크 중 적어도 하나로부터 심볼 경계의 시간적 위치를 설정하는 단계로, 이 시간적 위치는 수신 OFDM 신호 심볼 타이밍 오프셋을 나타내는 단계와,
앞서 설정된 시간적 위치에 대응하는 수신 OFDM 신호 반송파 주파수 에러를 복원하는 단계를 포함한다.
경계 신호의 신호 피크 검출성을 향상시키는 단계에서, 경계 신호의 다수의 세그먼트의 부가 중첩에 의해 생성된 향상 신호 피크는 매칭 필터링되어 향상 단계에 의해 생성된 다수의 향상 신호 피크의 신호 대 잡음비를 추가로 향상시킨다.
수신 OFDM 신호로부터의 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러를 획득하거나 혹은 복원하는 전술한 방법과 장치는 가장 기본적이고 제한 없는(unqualified) 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러를 제공한다. 도 4를 참조하면, 획득 모듈(75)의 제 2 실시예에서 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 더욱 견실한 시스템이 제공되지만, 추가적으로 신호 프로세싱을 하여야 한다.
획득 모듈(75)의 제 2 실시예는 구체적으로 신호 페이딩과 간섭 현상과 연관된 문제를 해결하는 신호 프로세싱 특징을 포함한다. 바람직한 환경하에서, 실질적인 페이딩, 멀티-패스 및 간섭이 없을 때 신호 향상 모듈(135)의 매칭형 필터(145)로부터의 필터링된 향상 신호 피크는 각기 수신 심볼 경계 위치와 대응하는 수신 심볼 타이밍 오프셋을 정확히 나타낸다. 이런 조건하에서, 매칭형 필터(145)로부터의 단일 검출된 신호 피크 출력은 OFDM 복조기(100)에 의한 심볼 복조를 성공적으로 이끄는데 필수인 정보를 제공한다.
한편, 잡음 환경하에서 멀티-패스 및 간섭은 추가적인 오 신호 피크를 생성하거나 혹은 매칭형 필터의 출력에서 실제 신호 피크를 제거한다. 획득 모듈(75)의 제 2 실시예가 제공하는 추가 신호 프로세싱은 신호 향상 모듈(135)로부터의 향상 신호 피크 출력의 시간적 일치를 검증함으로써 이러한 악 영향을 제거한다. 향상 신호 피크가 검증, 즉 사전설정된 기준에 따라서 시간적으로 일치한다면, 획득된 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러가 검증된 것으로 고려되고, OFDM 신호의 복조가 개시될 수 있다. 이와 달리, 획득 프로세스는 심볼 타이밍 오프셋이 검증될 때까지 계속된다.
도 4를 참조하면, 획득 모듈(75)의 제 2 실시예는 획득 모듈(75)의 제 1 실시예와 유사한 예비 신호 프로세싱 단계로서 피크 디벨로프먼트 모듈(100)과 신호 향상 모듈(135)을 포함한다. 그러나, 후속 신호 프로세싱 단계가 더해져 수신 신호의 시간적 일치를 검증한다. 신호 향상 모듈(135)로부터의 신호(175) 출력은 신호 입력을 필터링하고 IIR 필터링 신호(220)를 출력에 제공하는 무한 임펄스 응답(IIR) 필터(215)의 입력에 제공된다. IIR 필터의 임펄스 응답은 가장 최근에 수신된 신호 입력이 이전에 수신된 신호 입력 보다 더 과다하게 가중되는 식이다. 따라서, IIR 필터(215)에 입력된 가장 최근에 필터링된 향상 신호 피크가 출력에서 가장 과다하게 가중된다.
구체적으로, IIR 필터(215)로의 복소수 신호(175) 입력은 Nα 샘플의 누적 신호 세그먼트의 연속 블록을 포함한다. IIR 필터(215)는 연속 블록의 제 1 샘플로 제 1 블록의 제 1 샘플을 필터링하여 필터링된 제 1 샘플을 생성한다. 유사하게, 제 1 블록의 제 2 샘플은 후속 블록의 제 2 샘플로 필터링되어 필터링된 제 2 샘플을 생성하고, 기타 등등, Nα IIR 필터링된 샘플의 누적 신호 세그먼트의 출력 IIR 필터링 블록을 생성한다. 이런 식으로, IIR 필터(215)는 병렬로 동작하는 한 줄의 Nα IIR 필터로 고려될 수 있고, 각각의 병렬 필터는 Nα 입력 샘플을 보유한 누적 신호 세그먼트의 각각의 연속 블록내에서 동일한 사전설정 위치를 점유하는 샘플을 필터링한다.
구체적으로, 필터링된 복소수 신호(175)의 샘플에 대해 계수를 곱하기 위한 제 1 단계 계수 곱셈기(225) 및 계수 곱셈기(225)에 의해 가중된 샘플 출력 및 피드백 지연 회로(240)에 의해 지연되고 가중된 샘플 출력을 누적하는 후속 누적기(230)가 IIR 필터(215)내에 존재한다. 누적된 출력 샘플을 사전설정된 계수(1-a)로 가중하는 제 2 단계 계수 곱셈기(235)와 피드백 지연 회로(240)가 함께 종래의 IIR 필터에서 잘 알려진 IIR 필터 기능을 제공한다. 그러나, 피드백 지연 회로(240)에 의해 피드백 샘플에 가해진 시간 지연이 부가 중첩 모듈(140)에 의해 부가적으로 중첩된 사전설정된 수의 경계 신호의 누적 주기에 대응한다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 32 세그먼트의 한 블록이 부가적으로 중첩되면, 지연 회로(240)에 의해 가해진 1 블록 지연은 32 × T(Nα = 1080 샘플 심볼 주기)이다.
IIR 필터에 입력되는 필터링된 복소수 신호(175)와 유사한 IIR 필터(215)에서 출력되는 IIF 필터링 신호(220)는 IIR 필터링된 연속성의 누적 신호 세그먼트에 걸쳐 연장되어 있는 복소수 신호 샘플을 포함하며, 각각의 세그먼트는 풀 심볼 주기(Tα)를 가지면서 신호 피크를 포함하고 있다. 따라서, 심볼 타이밍은 계속해서 IIF 필터의 출력에서 유지된다.
상술한 피크 선택기(190)와 유사하게 동작하는 피크 선택기(245)는 입력된 각각의 IIR 필터링 신호 피크의 시간적 위치를 설정하고, 이러한 시간적 위치 또는 샘플 인덱스를 검증 논리 모듈(255)에 제공한다. 검증된 경우에, 이러한 시간적 위치는 심볼 타이밍 오프셋(Δt)으로서 사용되고, IIR 필터로부터 출력되는 검증된 신호 피크에서 결정되는 위상은, 도 3에서 이미 설명한 방법을 이용하여, 반송파 주파수 에러를 결정하는데 사용된다.
복소수 신호(175)는 입력으로서 피크 선택기(260)에 추가로 제공되며, 피크 선택기는 신호(175)의 현재의 누적 신호 세그먼트에 존재하는 향상된 신호 피크의 시간적 위치를 설정한다. 이러한 현재의 누적 신호 세그먼트는 중첩된 경계 신호 세그먼트의 가장 최근에 수신된 블록의 누적을 나타낸다. 현재 시간적 위치는 검증 논리 모듈(255)의 입력부에 제공된다.
현재 시간적 위치를 검증 논리 모듈(255)의 입력부에 제공하는 것에 추가로, 이전 시간적 위치, 즉, 현재 누적 신호 세그먼트 바로 앞의 누적 신호 세그먼트에서 향상된 신호 피크의 시간적 위치는 디벨로핑되어 검증 논리 모듈(255)에 입력으로서 제공된다. 이러한 바로 앞, 즉 이전의 누적 신호 세그먼트와 이전의 향상된 신호 피크는 가장 최근에 수신된 블록 바로 앞의 경계 신호 세그먼트 블록의 누적을 나타낸다. 다른 방법과 특정 실시예에 의해 설명된 바와 같이, 현재 시간적 위치는 32개의 중첩된 경계 신호 세그먼트의 가장 최근에 수신된 연속성의 블록에 대한 향상된 신호 피크를 나타내며, 이전 시간적 위치는 바로 앞의 32개의 중첩된 경계 신호 세그먼트를 나타낸다.
이전 시간적 위치는 현재 시간적 위치에 시간 지연을 가함으로써 디벨로핑된다. 시간 지연은, 추가로 중첩되어 누적 신호 세그먼트를 디벨로핑하는 경계 신호 세그먼트의 하나의 블록(사전 결정된 수)의 누적 주기에 대응한다. 상술한 실시예에서, 이러한 시간 지연은 32×Tα(Nα=1080개의 샘플 심볼 주기)에 대응한다. 지연 회로(265)는 입력된 현재 시간적 위치에 필요한 지연을 제공하고, 이전 시간적 위치를 그 출력부에 제공하고, 즉, 검증 논리 모듈(255)에 입력된다.
상술한 설명의 개략적인 개요에서, 다음의 시간적 위치 세트가 검증 논리 모듈(255)에 입력으로서 제공된다.
1) 가장 최근에 제공된 IIR 필터링된 신호 세그먼트(IIR 필터로부터 출력됨)의 IIR 필터링된 신호 피크의 위치에 대응하는 IIR 시간적 위치;
2) 가장 최근에 제공된 누적 신호 세그먼트의 신호 피크의 위치에 대응하는 현재 시간적 위치; 및
3) 바로 앞의 누적 신호 세그먼트의 신호 피크의 위치에 대응하는 이전 시간적 위치.
검증 논리 모듈(255)은 입력간의 사전설정된 시간 또는 위치적인 상관관계를 수행하여, 피크 선택기(245)의 출력부에 나타난 바와 같이, IIR 필터(215)에 의해 출력된 신호 피크가 시간적으로 유효한 지 여부를 검증한다. 특히, 검증 논리 모듈(255)은 현재 및 이전 신호 피크 위치가 모두 IIR 신호 피크 위치에 대하여, 사전설정된 수의 샘플, 예를 들어, 10개의 샘플내에 정렬되어 있는지 여부를 판단한다. 정렬되어 있는 경우에, IIR 필터링된 신호 피크의 시간적 위치는 유효한 것으로 결정되고, 심볼 타이밍 용도로 사용된다. 추가로, 이러한 검증된 시간적 위치에 대응하는 검증된 IIR 필터링 신호 피크는 위상 추출기(270)와 주파수 발생기(275)(도 4)를 이용하여, 상술한 방식과 동일하게 반송파 주파수 에러를 판단하는데 사용된다.
도 2와 도 4를 모두 참조하면, 시간적 위치가 검증된 후에, 획득 모듈(75)의 검증 논리 모듈(255)은 이러한 검증을 획득 상태 신호(80)에 의해 제어 및 트랙킹 모듈(85)에 표시한다. 복조기 제어 신호(90)를 통해 제어 및 트랙킹 모듈(85)은 OFDM 복조기(100)에 의해 실행되는 복조 프로세스를 가능하게 한다. 검증 논리 모듈(255)이 획득 모듈(75) 또는 제어 및 트랙킹 모듈(85)내에 존재하도록 분할되었는지 여부와, OFDM 복조기(100) 또는 복조가 행해진 특정 메카니즘이 인에이블되는지 여부는 본 발명에서는 중요하지 않다. 획득 모듈(75)의 제 2 실시예에서 중요한 것은 획득 프로세스가 검증된 후에, 최적으로 복조된 데이터로서, OFDM 복조기(100)로부터 출력된 복조 데이터의 승인에 필수적인 것으로서 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러의 성공적인 획득을 표시하는 것이다.
검증 논리 모듈(255)이 IIR 필터 신호 피크의 시간적 위치를 검증할 수 없을 경우에, 심볼 타이밍 오프셋의 검증이 일어나는 시간까지 획득 프로세스는 계속된다.
본 발명의 획득 모듈의 제 2 실시예에서 제공된 추가 신호 프로세싱에 의해, 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러가 그 수신된 신호로부터 성공적으로 제거된 후에만 그 수신된 OFDM 신호를 복조할 수 있다. 신호의 산란(scattering), 다중 경로 및 다른 신호 간섭이 있는 경우에, 제 2 실시예에서는, 수신기내의 수신 심볼 복조기가 그 출력부에 올바르게 복조된 데이터를 제공한다는 확신을 얻을 수 있다.
다이버시티 선택을 사용하는 수신기를 추가로 제공하고, 중복 송신 및 수신된 신호를 조합함으로써, 상술한 심각한 신호 효과를 해결할 수 있는 본 발명의 수신기는 보다 향상된다. 본 발명의 제 3 실시예에서, 다이버시티 OFDM 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러를 복원시키는 이러한 다이버시티 시스템이 제공된다.
제 3 실시예의 다이버시티 시스템의 송신기 말단에 제공된 OFDM 변조기는, 다이버시티 OFDM 신호가 출력부에 제공된다는 점을 제외하고, 본 발명의 제 1 실시예에 대하여 설명된 OFDM 변조기 모듈(25)과 유사한 방식으로 동작한다. 특히, 송신기는 상위 및 하위 주파수 사이드밴드 모두의 OFDM 변조 신호를 생성하여 제 3 실시예의 다이버시티 수신기에 송신하며, 여기서, 각각의 사이드밴드는 다수의 OFDM 변조 주파수 반송파를 둘러싸고 있으며(도 1a), 도 1b에 도시된 바와 같이, 사이드밴드 모두는 일련의 합성 OFDM 심볼을 형성한다.
이러한 다이버시티 OFDM 신호는 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 방식으로 OFDM 다이버시티 송신기에 의해 OFDM 다이버시티 수신기에 송신된다. 그러나, 이러한 제 3 실시예에서, 다이버시티 수신기는 상위 및 하위 주파수 사이드밴드 획득 모듈과, 다이버시티 선택을 효과적으로 하는데 필요하며 두 개의 사이드밴드를 조합하는 추가 신호 처리를 포함한다는 것을 알아야 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에서, 다이버시티 수신기는 수신된 아날로그 OFDM 신호를 A/D(295)의 입력부에 제공하는 프런트엔드 수신기 모듈(도시 생략)을 포함한다. A/D(295)로부터 출력된 샘플 신호는, 수신된 신호내에 존재하는 상위 및 하위 주파수 사이드밴드를 모두 패스밴드 필터링하여 각각의 출력부에 상위 사이드밴드 신호(305)와 하위 사이드밴드 신호(310)를 제공하는 사이드밴드 분리기(300)의 입력부에 제공된다. 상위 사이드밴드 신호(305)는 상위 사이드밴드 획득 모듈(315)의 입력으로서 제공되고, 하위 사이드밴드 신호(310)는 하위 사이드밴드 획득 모듈(320)의 입력으로서 제공된다. 추가로, 신호(305, 310) 모두는 적어도 하나의 교정 회로 및/또는 복조기 등과 같은 적어도 하나의 수신기 회로에 각각 제공된다.
이점에서, A/D(295), 사이드밴드 분리기(300)(패스밴드 필터), 및 개별적으로 전송되는 획득 모듈(315, 320)에 의해 표현되는 신호 처리는, 상위 및 하위 사이드밴드 경로가 모두 제공된다는 점을 제외하고, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서 설명된 신호 프로세싱과 상당히 유사하다. 다른 방법으로 설명하면, 제 3 실시예에서, 상위 및 하위 주파수 사이드밴드 각각은 상술한 신호 처리 단계의 영향을 받는다. 더욱이, 여러 신호 처리 단계간의 여러 신호는 상술한 특성과 동일하다. 따라서, 상위 및 하위 사이드밴드 획득 모듈에 관하여는, 초기에 설명된 부분과 겹치는 면이 있어서 간략하게 설명한다.
도 5를 다시 참조하면, 상위 사이드밴드 신호(305)는 순차적으로, 피크 디벨로프먼트 모듈과 신호 향상 모듈 모두를 포함하는 피크 처리 모듈(325U)와, 그 다음 IIR 필터 신호 피크를 출력부에 제공하여 피크 선택기(335U)에 입력하는 IIR 필터 모듈(330U)에 의한 신호 처리의 영향을 받는다.
다음과 같은 신호가 상위 사이드밴드 검증 논리 모듈(340U)에 입력된다.
1) 피크 선택기(335U)로부터 출력된 IIR 필터 신호 피크를 나타내는 시간적 위치;
2) 피크 처리 모듈(325U)에 의해 추가로 중첩된 연속적인 신호 세그먼트의 현재 블록에 대응하는 신호 피크의 현재 시간적 위치(345U); 및
3) 피크 처리 모듈(325U)로부터 출력된 연속적인 신호 세그먼트의 이전 블록에 대응하는 신호 피크의 이전 시간적 위치(350U).
신호(345U, 350U)를 생성하는 신호 처리 모듈이 도 4와 관련하여 상술하였기 때문에, 본 명세서에서는 설명을 명확하기 위해서 중복 설명하지 않고, 도 5에서 생략하였다.
상위 사이드밴드 검증 모듈(340U)은 본 발명의 제 2 실시예에 관하여 상술한 방식과 동일하게 동작하고, 3개의 입력에서의 시간적 위치간의 위치 상관관계에 대응하여, 그 출력부에 상위 사이드밴드 획득 상태 신호(355U)를 제공한다. 상위 사이드밴드 획득 상태 신호(355U)는 다이버시티 조합 논리 모듈(370)에 제공된다.
상위 사이드밴드 획득 모듈(315)은 상위 사이드밴드 심볼 타이밍 추정치(△tu)를 다이버시티 조합 논리 모듈(370)에 추가로 제공한다. 반송파 주파수 에러(△fu)는 상술한 기술에 따라서 모듈(367U)에 의해 유도된다. 특히, IIR 필터 신호(360U)와 입력된 타이밍 추정치(△tu)에 대응하여, 위상 추출기 및 주파수 발생기를 포함하는 모듈(367U)에 의해 이러한 에러가 유도된다.
상위 사이드밴드 획득 모듈(315)을 간략하게 설명하면, 하위 사이드밴드 획득 모듈(320)에 의해 실행되는 신호 처리는 상위 사이드밴드에서와 실질적으로 동일한 방식으로 진행된다는 것을 충분히 알 수 있다. 특히, 두 개의 사이드밴드 사이에서와 같이, 동작적으로 등가인 신호 처리 모듈은 도 5의 참조 번호와 동일하다 ; 접미사 "U" 는 상위 사이드밴드를 나타내고, 접미사 "L"은 하위 사이드밴드를 나타낸다.
하위 사이드밴드 획득 모듈(320)은 심볼 타이밍 추정치(△tL)와 반송파 주파수 에러 교정 신호(△fL)를 다이버시티 조합 논리 모듈(370)에 제공한다. 더욱이, 하위 사이드밴드 검증 논리 모듈(340L)은 하위 사이드밴드 획득 상태 신호(355L)를 다이버시티 조합 논리 모듈(370)에 제공한다.
다이버시티 수신기는 상위 및 하위 사이드밴드 획득 모듈(315, 320)의 IIR 필터(330U, 330L)로부터 출력되는 대응 IIR 필터 샘플을 조합하는 신호 조합기(385)를 더 포함하고 있다. 최종적인 조합 신호는 상술한 피크 선택기와 상당히 동일한 방식으로 동작하는 피크 선택기(390)에 입력된다. 조합된 심볼 타이밍 오프셋(△tC)은 조합 피크 선택기(390)로부터 출력되고, 조합 반송파 주파수 에러(△fc)는 모듈(392)에 의해 유도 및 출력되고, 이러한 2개의 신호는 입력으로서 다이버시티 조합 논리 모듈(370)에 제공된다. 신호 조합기(385)에 의한 것과 같이, 상위 및 하위 사이드밴드 신호를 조합하여, 추가 처리 이득을 얻을 수 있어서, △tc와 △fc로 각각 표현되는 두 개의 심볼 오프셋과 반송파 주파수 에러 추정치를 보다 정확하게 할 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 5에 예시된 바와 같이, 다이버시티 수신기는, 다음과 같은 신호가 입력되는 다이버시티 조합 논리 모듈(370)을 포함하고 있다.
1) 상위 및 하위 사이드밴드 상태 신호(355U, 355L);
2) 상위 및 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋(△tU, △tL);
3) 상위 및 하위 사이드밴드 반송파 주파수 에러(△fu, △fL); 및
4) 조합 심볼 타이밍 오프셋(△tc)과 조합 반송파 주파수(△fc).
이러한 입력에 대응하여, 다이버시티 조합 논리 모듈(370)은 그 출력부에 다이버시티 신호(375), 타이밍 오프셋(△t), 및 반송파 주파수 에러(△f)를 제공한다. 상술한 바와 같이, 다이버시티 상태 신호(375)는 다이버시티 수신기 제어기 모듈(380)에 입력으로서 제공되며, 타이밍 오프셋과 주파수 에러는 타이밍과 주파수를 교정하기 위해 복조 처리 모듈에 제공된다.
다이버시티 조합 논리 모듈(370)은, 심볼 오프셋과 대응 반송파 주파수로 구 성된 적당한 신호 쌍을 상위 또는 하위 주파수 사이드밴드 획득 모듈로부터, 또는 두 개의 조합(조합된 신호 쌍)으로부터 선택하거나, 또는 경우에 따라서, 추가 획득이 필요하다고 결정하는데 필요한 다이버시티 조합 신호 처리를 제공한다. 필수적으로, 모듈(370)은, 출력(t, f)에 대하여, 3개의 심볼 타이밍 오프셋과 입력된 반송파 주파수 에러 쌍 사이에서 조건적으로 선택하는 "스마트" 멀티플렉스의 기능을 한다.
다이버시티 수신기의 동작에서, 상위 및 하위 사이드밴드 획득 모듈을 포함하는 각각의 수신기 사이드밴드는 대부분 서로 개별적으로 동작한다. 검증 논리 모듈(340U, 340L)은 제 2 실시예(도 4)에 기재된 바와 같이 동작하며, 출력으로서 각각의 획득 상태 신호(355U, 355L)를 제공한다. 즉, 피크 선택기(335U)에 의해 출력되는 시간적 위치로 표현되는 바와 같이, 상위 사이드밴드 검증 논리 모듈(340U)은 상위 주파수 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋을 검증하고, 또한, 피크 선택기(335L)로부터 출력된 시간 신호 피크 위치로 표현된 바와 같이, 하위 사이드밴드 검증 논리 모듈(340L)은 하위 주파수 사이드밴드 타이밍 오프셋을 검증한다.
다이버시티 조합 논리 모듈(370)에 의해 실행되는 결정 및 선택(멀티플레싱) 논리를 도시한 도 8을 참조하면, 모듈(370)은 다음의 결정(검증) 단계를 수행하고, 그에 대응하여, 출력을 위해서 후속의 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 선택한다.
1) 복조 프로세스에 있어서, 상위 사이드밴드 획득 상태 신호(355U)가 유효한 상위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋을 표시하고, 하위 사이드밴드 획득 상태 신호(355L)가 무효의 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋을 나타내는 경우에, 상위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋(△tU)과 반송파 주파수(△fU)가 선택된다(도 8의 블록(500, 505)).
2) 복조 프로세스에 있어서, 하위 사이드밴드 획득 상태 신호(355L)가 유효한 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋을 나타내고, 상위 사이드밴드 획득 상태 신호(355U)가 무효한 상위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋을 나타내는 경우에, 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋(△tL)과 반송파 주파수 에러(△fL)가 선택된다(도 8의 블록(510, 515)).
3) 상위 및 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋이 모두 검증된 경우라면, 다이버시티 조합 논리 모듈(370)은, 검증된 상위 및 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋간의 소정의 시간 상관관계가 존재하는지 여부를 판단한다. 즉, 상위 및 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋이 서로의 소정수의 샘플내에 있는 경우에, 피크 선택기(390)의 출력부에 설정되는 조합형의 심볼 타이밍 오프셋(△tc)과, 모듈(392)의 출력부에 설정되는 조합형의 반송파 주파수 에러(△fc)는 복조 프로세스에서 선택된다(도 8의 블록 520, 525, 530)).
4) 상위 사이드밴드와 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋이 모두 유효하지만(이전 단계에서와 같이), 상위 및 하위 사이드밴드 심볼 타이밍 오프셋이 시간적인 상관관계가 없는 경우, 또는 사이드밴드 신호 타이밍 오프셋이 모두 유효하지 않을 경우에(이전 단계에 따라서), 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 오프셋은 어느 것도 선택되지 않고, 획득 프로세스가 계속 진행된다(도 8의 블록(520, 525, 535).
조합형의 신호 피크는 시간적 상관관계의 상위 및 하위 사이드밴드 신호 피크의 추가 조합값으로서 형성되기 때문에, 그리고, 상위 및 하위 사이드밴드 신호 피크의 시간적 위치는 알고 있기 때문에, 조합 신호 피크의 시간적 위치는 그 구성 성분인 신호 피크에 대하여, 소정 범위의 위치내에 존재하도록 제한된다. 따라서, 피크 선택기(390)는, 조합 신호 피크의 시간적 위치를 찾아서 설정하기 위해서, 이러한 소정 범위의 위치내에서, 상위 또는 하위 사이드밴드 시간적 위치의 한 쪽에서 50개의 샘플을 조사할 필요가 있다. 조사의 범위를 제한함으로써, 처리 시간, 및 획득 시간이 감소되고, 따라서 처리의 전체적인 효율성이 증가하게 된다.
다이버시티 조합 논리 모듈(370)은 이산 디지털 논리(AND, OR, NOR, XOR 등), 게이트 어레이 논리, 프로세서를 실행시키는 소프트웨어 모듈, 전술한 모듈의 조합, 또는 다른 종래의 방법을 이용하여 구현될 수 있다. 더욱이, 본 발명에서, 다이버시티 조합 논리 모듈과, 상위 및 하위 사이드밴드 검증 논리 모듈간의 논리 기능의 특정 분할은 예시적이다는 것을 알아야 한다. 전체적인 검증 및 선택 논리 기능이 유지되는 경우에는, 다른 구조가 사용될 수 있다.
모듈(370)의 동작에 대한 개략적인 요약에서, 사이드밴드 중 하나만이 유효 심볼 타이밍 오프셋을 가지고 있는 경우에, 복조 용도로 사용된다. 한편, 각각의 사이드밴드가 유효 심볼 타이밍 오프셋을 가지고 있고, 이러한 유효 심볼 타이밍 오프셋이 소정 기준에 따라서 시간적인 상관관계를 가지고 있다면, 각각의 사이드 밴드로부터 취해진 IIR 필터 신호 샘플은 조합되고, 그로부터 생성된 심볼 타이밍, 즉, 조합 심볼 타이밍 오프셋과 주파수 에러는 복조 프로세스 용도로 선택된다. 한편, 각각의 사이드밴드가 검증되었지만, 사이드밴드가 서로 시간적인 상관관계를 가지고 있지 않을 경우에는, 또는 사이드밴드 어느 하나도 검증되지 않은 경우에, 심볼 타이밍 오프셋은 선택되지 않으며, 획득은 계속 진행된다.
전체적인 프로세스동안, 다이버시티 수신기 제어기(380)는 수신기 회로를 통한 필요한 제어를 어서트(assert)하고, 다이버시티 조합 논리 모듈(370)에 의해 제공되는 선택 출력(375)에 따라서 그 동작을 제어한다.
요약하면, OFDM 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋과 반송파 주파수 에러를 복구하는 본 발명의 다이버시티 방법에 있어서,
각각의 사이드밴드는 복수의 변조 주파수 반송파와 일련의 OFDM 심볼을 둘러싸는 상위 및 하위 주파수 사이드밴드로 OFDM 변조 신호를 송신하는 단계;
상위 주파수 사이드밴드의 OFDM 변조 신호를 수신하고, 제 1 (상위 사이드밴드) 수신 신호 출력과 하위 주파수 사이드밴드의 OFDM 변조 신호를 제공하고, 제 2 (하위 사이드밴드) 수신 신호 출력을 제공하는 단계;
제 1 수신 신호에서 OFDM 심볼에 대응하는 제 1 (상위 사이드밴드) 심볼 타이밍 오프셋과 주파수 에러를 디벨로핑하는 단계;
제 2 수신 신호에서 OFDM 심볼에 대응하는 제 2 (하위 사이드밴드) 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 단계;
소정의 시간적인 일치성을 기초로 하여 제 1 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는 단계;
소정의 시간적인 일치성을 기초로 하여 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는 단계;
검증 단계에 대응하여, 제 1 및 제 2 심볼 타이밍 오프셋중에서 적절한 심볼 타이밍 오프셋을 선택하는 단계;
적절한 심볼 타이밍 오프셋을 이용하여 적어도 하나의 사이드밴드의 일련의 OFDM 심볼을 복조하는 단계
를 포함하고 있다.
본 발명은 제 1 및 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 각각 나타내는 제 1 및 제 2 타이밍 신호의 조합에 대응하여 제 3 (조합형) 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 단계와, 소정의 타이밍 조건에 대응하여 최적의 심볼 타이밍으로서 제 3 심볼 타이밍 오프셋을 선택하는 단계를 더 포함한다.
상술한 다이버시티 조합 구조와 방법은 페이딩 또는 간섭에 의한 것과 같이, 전체적인 사이드밴드가 차단될 때에도 심볼 타이밍 및 반송파 주파수가 성공적으로 복구될 수 있는 로버스트 획득 시스템을 제공한다. 한편, 신호 조합기(385)에 의한 것과 같이, 상위 및 하위 사이드밴드 신호를 조합하여, 조합 심볼 타이밍(피크 선택기(390)에 의해 출력)이 이용될 때 다른 처리 이득을 얻을 수 있다.
본 발명의 상세한 설명 전반에서, 여러 신호 처리 모듈은 일련의 OFDM 신호로 구성된 수신 샘플 OFDM 신호에 따라 동작한다. 중요한 것은, 예시적으로 사용된 1080개의 샘플과 같이, 각각의 심볼내의 소정수의 샘플을 설정하는 것이 OFDM 변조기이며 수신기가 아니라는 것이다. A/D(50)에서 결정되고, 각각의 수신 심볼에 대한 수신 샘플의 실제 숫자를 정하는 수신기의 샘플 비율은, 예를 들어, 나이퀴스트 기준 등을 포함하여, 본 발명의 특징에서 중요하지 않은 여러 기준에 따라서 설정된다. A/D(50)은 심볼 당 수신 샘플의 수를 정할 때 수신 심볼을 미달 또는 과다 샘플링할 수 있고, 또는 대안으로, 변조기에서 설정된 것과 같이 수신기에서 심볼 당 동일 수의 샘플을 생성할 수 있다.
본 발명의 신호 처리에서 중요한 것은 심볼 타이밍이 각각의 개별 단계에서 유지된다는 것이다. 각각의 처리 단계가 수신 샘플의 심볼 주기 값 또는 다수의 심볼 주기값을 기초로 하는 한, 샘플의 수가 변조기에서 정해진 심볼 샘플의 수보다 적고, 동일하고, 또는 많은 것과는 무관하고, 심볼 타이밍은 항상 유지된다. 요약하면, 상세한 설명에서는 본 발명의 수신 신호의 샘플 비율을 변경하는 것을 제한하지 않는다.
이러한 개념을 추가로 확대하면, 각각의 신호 처리 단계에서의 심볼 타이밍 유지는 설명되지 않은 본 발명의 여러 실시예에서 달성될 수 있다. 또한, 신호 처리가 하나의 샘플의 심볼 주기 값 또는 다수의 샘플의 심볼 주기값을 기초로 하는 한, 예를 들어, 추가 중첩 모듈은 입력된 각각의 샘플을 누적할 필요는 없다. 예를 들어, 모든 다른, 즉 모든 제 3 샘플은 심볼 주기동안에 누적될 수 있다. 더욱이, 누적 신호를 생성하기 위해 누적된 경계 신호 세그먼트는 연속적인 필요는 없으며, 예를 들어, 모든 다른 즉, 모든 제 3 세그먼트는, 이러한 방법이 모든 입력 경계 신호 세그먼트에 일정하게 적용되는 경우에, 중첩될 수 있다.
본 발명의 다른 대체 실시예는 선형에서 유래하여서, 다른 중첩 및 매칭 필터 프로세스의 특성을 상호 변경가능하다. 본 발명의 다른 중첩과 함께 매칭 필터링을 진행하는 것이 바람직하지만, 이러한 것은 제한이 없다. 순서는 변경되어 추가 중첩에 앞서 매칭 필터링을 제공한다.
피크 디벨로프먼트 모듈에 제한을 두지 않지만 포함하고 있는, 본 발명의 각각의 실시예에서의 신호 처리 회로 또는 모듈, 신호 향상 모듈의 추가 중첩 및 매칭 필터 모듈, 피크 선택기, 위상 추출기, 및 주파수 발생기, 검증 논리 모듈, 다이버시티 조합 논리 모듈, OFDM 변조기, 및 상술한 모듈을 포함하는 모든 회로은 여러 기술과 공학을 이용하여 구현될 수 있다.
이러한 모듈은 게이트 어레이의 디지털 논리 회로, 특정 집적 회로, Zilinx Corp 제조의 필드 프로그램가능 게이트 어레이, 프로그램가능 논리 어레이 및 소자 등으로 구현될 수 있다.
대안으로, 모듈은 고객 주문형 또는 시판의 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서와 같은 컴퓨터 하드웨어 플랫폼에 의해 실행하는 프로그램으로서 구현될 수 있다.
더욱이, 신호 처리 모듈은 예를 들어, 시뮬레이션을 포함하는 응용예에 있어서, 컴퓨터 워크스테이션에 의해 실행하는 컴퓨터 프로그램 루틴으로서 전용으로 구현될 수 있다.
더욱이, 원하는 경우에, 아날로그 처리는 디지털 처리로 대체될 수 있다.
본 발명의 전체 시스템은 상술한 예시적인 기술의 실질적인 무제한의 조합을 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명은 특정 형태와 실시예를 기준으로 설명되었지만, 본 발명을 벗어나지 않은 범위에서 여러 수정이 가능하다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 기능적으로 같은 구성요소는 도시되고 설명된 특정한 것을 대체할 수 있고, 도시되고 설명된 구성 요소의 비율적인 수는 변경될 수 있으며, 설명된 형성 방법에서, 특정 단계는 첨부된 청구범위에서 청구한 본 발명을 벗어나지 않고 바뀌거나 중간에 들어갈 수 있다.

Claims (52)

  1. OFDM(orthogonal frequency division multiplexed) 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋(symbol timing offset) 및 반송파 주파수 에러(carrier frequency error)를 복원하기 위한 시스템―상기 시스템은 일련의 OFDM 심볼을 나타내는 OFDM 변조 신호를 수신하는 수단(45)을 포함함―에 있어서,
    각각의 OFDM 심볼은 리딩(leading) 부분 및 트레일링(trailing) 부분을 포함하고,
    각각의 수신된 OFDM 심볼에 대한 심볼 경계 위치를 나타내는 다수의 신호 피크를 갖는 경계 신호를 디벨로핑하는 피크 디벨로프먼트 수단(peak development means)(110)―각각의 상기 신호 피크는 각각의 상기 수신된 OFDM 심볼의 상기 리딩 및 트레일링 부분 사이에 생성된 진폭 및 위상 대응관계에 응답하여 디벨로프됨―과,
    상기 경계 신호의 신호 피크 검출성(detectability)을 향상시키기 위한 수단(135)과,
    상기 향상 수단으로부터 출력된 적어도 하나의 향상된 신호 피크로부터 상기 심볼 경계 위치를 나타내는 시간적 위치를 형성하는 수단(200)―상기 시간적 위치는 수신된 OFDM 신호 심볼 타이밍 오프셋을 나타냄―과,
    상기 적어도 하나의 향상된 신호 피크로부터 형성된 상기 시간적 위치에 대응하는 수신된 OFDM 신호 반송파 주파수 에러를 복원하는 수단(205)을 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피크 디벨로프먼트 수단은 각각의 상기 수신된 OFDM 심볼의 상기 리딩 및 트레일링 부분 사이의 복소 공액 곱(complex conjugate product)을 형성하는 수단을 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 피크 디벨로프먼트 수단은 상기 수신된 신호와 상기 수신된 신호를 사전결정된 시간―상기 사전결정된 시간은 OFDM 심볼 주기보다 짧음―만큼 지연시킴으로써 획득된 지연된 복사본(replica) 사이의 복소 공액 곱을 형성하는 수단(120)을 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상 수단은,
    상기 경계 신호의 사전결정된 수의 세그먼트를 중첩하기 위한 중첩 수단(165)―각각의 상기 세그먼트는 그 안에 포함된 상기 다수의 신호 피크의 각각을 가짐―과,
    상기 중첩 수단으로부터 출력된 상기 중첩된 사전결정된 수의 세그먼트에 대해 중첩된 신호 레벨을 누적하여, 향상된 신호 대 잡음비를 나타내는 누적 신호 피크를 갖는 누적 신호를 생성하는 수단(160)을 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    각각의 상기 세그먼트는 OFDM 심볼 주기의 정수 곱에 대응하는 사전결정된 시간적 길이를 가지며, 상기 세그먼트의 상기 시간적 길이를 통해 연장되는 다수의 시간적 위치의 각각에서의 신호 값을 포함하고,
    상기 향상 수단은,
    상기 사전결정된 수로 각각의 세그먼트 내에서 사전결정된 위치를 차지하는 각 신호 값을 누적하여, 상기 사전결정된 수의 세그먼트에 대해서 상기 사전결정된 위치에 대한 누적 신호 값을 생성하는 수단과,
    상기 누적 신호를 형성하는 수단―상기 누적 신호는 상기 누적 신호를 통해 연장하는 상기 다수의 시간적 위치의 각각에서의 누적 신호 값을 포함함―을 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 시스템.
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  12. OFDM 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 방법―상기 방법은 일련의 OFDM 심볼을 나타내는 OFDM 변조 신호를 수신하는 단계를 포함함―에 있어서,
    각각의 OFDM 심볼은 리딩 부분 및 트레일링 부분을 포함하고,
    각각의 수신된 OFDM 심볼에 대한 심볼 경계 위치를 나타내는 다수의 신호 피크를 갖는 경계 신호를 디벨로핑하는 단계―각각의 상기 신호 피크는 각각의 상기 수신된 OFDM 심볼의 상기 리딩 및 트레일링 부분 사이에 생성된 진폭 및 위상 대응관계에 응답하여 디벨로프됨―와,
    상기 경계 신호의 신호 피크 검출성을 향상시키는 단계와,
    적어도 하나의 상기 향상된 신호 피크로부터 상기 심볼 경계의 시간적 위치를 형성하는 단계―상기 시간적 위치는 수신된 OFDM 신호 심볼 타이밍 오프셋을 나타냄―와,
    상기 적어도 하나의 상기 향상된 신호 피크로부터 형성된 상기 시간적 위치에 대응하는 수신된 OFDM 신호 반송파 주파수 에러를 복원하는 단계를 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 경계 신호를 디벨로핑하는 단계는 각각의 상기 수신된 OFDM 심볼의 상기 리딩 및 트레일링 부분 사이의 복소 공액 곱을 형성하여 상기 신호 피크를 디벨로프하는 단계를 포함하며, 상기 신호 피크의 진폭 엔벨로프는 상기 사전결정된 시간적 가중 함수에 대응하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러 복원 방법.
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  20. OFDM 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 다이버시티(diversity) 시스템―상기 다이버시티 시스템은 다수의 OFDM 변조 주파수 반송파 및 일련의 OFDM 심볼을 각각 포함하는 상위 및 하위 주파수 사이드밴드(sideband) 모두에서 OFDM 변조 신호를 송신하는 송신기(25)와, 상기 상위 주파수 사이드밴드의 상기 OFDM 변조 신호를 수신하고, 제 1 수신 신호 출력 및 상기 하위 주파수 사이드밴드의 상기 OFDM 변조 신호를 제공하고, 제 2 수신 신호 출력을 제공하는 수신 수단(150)을 포함함―에 있어서,
    상기 제 1 수신 신호 내의 OFDM 심볼에 대응하는 제 1 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 제 1 복원(recovery) 수단(315)과,
    상기 제 2 수신 신호 내의 OFDM 심볼에 대응하는 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 제 2 복원 수단(320)과,
    사전결정된 시간적 일관성에 기초하여 상기 제 1 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는 제 1 검증 수단(340U)과,
    사전결정된 시간적 일관성에 기초하여 상기 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는 제 2 검증 수단(340L)과,
    상기 제 1 및 제 2 검증 수단으로부터 출력된 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 심볼 타이밍 오프셋으로부터 최적 심볼 타이밍 오프셋을 선택하는 선택 수단(390)과,
    상기 최적 심볼 타이밍 오프셋을 이용하여 상기 일련의 OFDM 심볼 중 적어도 하나를 복조하는 수단(370)을 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 다이버시티 시스템.
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  27. OFDM 신호로부터 심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 다이버시티 방법―상기 방법은 다수의 OFDM 변조 주파수 반송파 및 일련의 OFDM 심볼을 각각 포함하는 상위 및 하위 주파수 사이드밴드 모두에서 OFDM 변조 신호를 송신하는 단계와, 상기 상위 주파수 사이드밴드의 상기 OFDM 변조 신호를 수신하고, 제 1 수신 신호 출력 및 상기 하위 주파수 사이드밴드의 상기 OFDM 변조 신호를 제공하고, 제 2 수신 신호 출력을 제공하는 단계를 포함함―에 있어서,
    상기 제 1 수신 신호 내의 OFDM 심볼에 대응하는 제 1 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 단계와,
    상기 제 2 수신 신호 내의 OFDM 심볼에 대응하는 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 디벨로핑하는 단계와,
    사전결정된 시간적 일관성에 기초하여 상기 제 1 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는 단계와,
    사전결정된 시간적 일관성에 기초하여 상기 제 2 심볼 타이밍 오프셋을 검증하는 단계와,
    상기 검증 단계에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 심볼 타이밍 오프셋으로부터 최적 심볼 타이밍 오프셋을 선택하는 단계와,
    상기 최적 심볼 타이밍 오프셋을 이용하여 상기 일련의 OFDM 심볼 중 적어도 하나를 복조하는 단계를 포함하는
    심볼 타이밍 오프셋 및 반송파 주파수 에러를 복원하기 위한 다이버시티 방법.
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