KR100703523B1 - 직교 주파수 분할 다중 수신기에서 에러 벡터 크기를감소시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

직교 주파수 분할 다중 수신기에서 에러 벡터 크기를감소시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기에서 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 방법에 있어서, 보호 구간과, 상기 보호 구간에 연속된 유효 심볼 구간을 포함하며, 상기 보호 구간 선두에 윈도윙된 제1구간과, 상기 유효 심볼 구간 후미에 윈도윙된 제2구간, 및 상기 제1구간과 상기 유효 심볼 구간 사이에 윈도윙되지 않은 제3구간을 포함하는 수신 심볼을 수신하는 과정과, 상기 제2구간의 신호를 상기 제3구간의 신호로 대체한 후, 상기 제2구간의 신호가 상기 제3구간의 신호로 대체된 유효 심볼 구간의 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)할 신호로 출력하는 과정을 포함한다.
직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing), 윈도윙, 에러 벡터 크기(Error Vector Magnitude: EVM).

Description

직교 주파수 분할 다중 수신기에서 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING ERROR VECTOR MAGNITUDE IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING RECEIVER}
도 1은 1 심볼 구간 올림 코사인 윈도윙 기법에 관한 설명을 위한 예시도,
도 2는 3 심볼 구간 올림 코사인 윈도윙 기법에 관한 설명을 위한 예시도,
도 3은 1 심볼 구간 올림 코사인 윈도윙된 신호의 에러 벡터 크기 측정 예시도,
도 4는 1 심볼 구간 올림 코사인 윈도윙된 신호의 스펙트럼 측정 예시도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신기의 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 심볼 재정렬 처리의 설명을 위한 예시도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 심볼 재정렬 처리 흐름도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 BER 성능 측정 예시도.
본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDM 수신기에 있어서 에러 벡터 크기(Error Vector Magnitude: EVM)를 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
OFDM은 고속의 전송률을 갖는 데이터 열(data stream)을 낮은 전송률을 갖는 여러 데이터 열로 나누고, 이들을 다수의 부반송파(subcarrier)를 사용하여 동시에 병렬로 전송하는 방식이다. 이러한 OFDM은 높은 데이터 레이트와 주파수 효율을 가지며, 주파수 페이딩 채널(frequency fading channel)에 강인하다는 특성을 가진다.
OFDM에 있어서 부반송파들의 직교성이 채널로 인해 깨지지 않도록 하기 위해 OFDM 심볼(이하 "심볼"이라 함) 사이에 채널의 지연확산보다 긴 보호 구간(guard interval)을 삽입하여 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference: ISI)을 제거할 수 있다. 그리고 보호 구간을 포함한 심볼 구간 전체의 연속성을 보장하기 위해 CP(Cyclic Prefix)를 보호 구간에 삽입한다. 즉, 심볼의 일부를 복사하여 보호 구간에 CP로서 삽입하여 심볼의 시작 부분에 배치하면, 심볼이 순환적으로 확장(cyclically extended)되어 부반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference: ICI)을 피할 수 있다.
또한 OFDM은 송신측에서의 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)와 수신측에서의 FFT(Fast Fourier Transform)로 부반송파의 병렬 전송을 구현한다. 이에 따라서 OFDM 신호의 부반송파들 각각은 sinc 함수로 이루어져 이들이 서로간의 직교 성을 유지하면서 중첩되어 있는 형태를 가진다. sinc 함수의 특성으로 인해 OFDM 신호는 대역 제한(band limited)된 신호가 아니며, 인접 대역에 간섭을 일으키는 특징을 가지고 있다.
이러한 인접 대역 간섭을 줄이기 위해 주파수 대역내의 모든 부반송파에 데이터를 전송하는 것이 아니라, 해당 대역 양쪽 끝 쪽의 일부 부반송파에는 전혀 신호를 전송하지 않는 방법을 사용한다. 그러나 sinc 함수 자체의 사이드로브(side lobe)가 비교적 큰 편이어서 이런 방법만으로 인접 대역 간섭을 없애려고 하면 데이터를 전송하지 않는 부반송파의 개수를 많이 늘여야 하고, 이럴 경우 주파수 효율이 현저히 나빠지게 된다.
이에 따라 주파수 효율을 유지하면서 인접 대역 간섭 현상을 줄이는 방법으로 시간 윈도윙(windowing)을 주로 이용한다. 시간 윈도윙을 이용하면, 사이드로브를 효과적으로 줄일 수 있다. 이러한 윈도윙 기법에 사용되는 여러 윈도우 중에서 올림 코사인 윈도우(raised cosine window)가 가장 많이 이용된다.
상기한 올림 코사인 윈도우를 이용하는 올림 코사인 윈도윙 기법으로서, 1 심볼 구간 올림 코사인 윈도윙(이하 "1 심볼 구간 윈도윙"이라 함) 기법과 3 심볼 구간 올림 코사인 윈도윙(이하 "3 심볼 구간 윈도윙"이라 함) 기법이 있다.
먼저 1 심볼 구간 윈도윙 기법에 관하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에서 Ts는 심볼 주기로서 1 심볼 구간을 나타내고, Tg는 보호 구간, Tb는 유효 심볼 구간을 나타낸다. 도 1에서 보는 바와 같이 하나의 심볼은 보호 구간 Tg와 이에 뒤 이어지는 유효 심볼 구간 Tb로 이루어진다. 보호 구간 Tg은 전술한 바와 같이 유효 심볼 구간 Tb 중에 보호 구간 Tg만큼의 뒷 부분이 CP(Cyclic Prefix)로서 복사되어 삽입된 것이다.
송신할 시간영역 OFDM 신호를 x(n)이라 할 때 신호 x(n)에 1 심볼 구간 윈도윙 기법에 따른 윈도윙을 적용한 송신신호 s(n)은 하기 수학식 1과 같고, 시간 윈도우 계수(coefficient) w(n)은 하기 수학식 2와 같이 정의된다.
Figure 112005002596528-pat00001
Figure 112005002596528-pat00002
상기 수학식 1,2에서 Ns는 도 1에서 보는 바와 같이 심볼 주기 Ts에 대한 시간 샘플 개수이며, m은 윈도우 사이즈(window size)이다.
상기한 수학식 1,2을 보면, OFDM 시스템의 송신기에서는 도 1에 보인 1 심볼 주기 Ts의 신호에 대하여 심볼 주기 Ts의 시작부터 선두의 윈도우 사이즈 m까지의 구간에는
Figure 112005002596528-pat00003
을 곱하고, 선두의 윈도우 사이즈 m 이후부터 Ns-m까지의 구간에는 1을 곱하며, Ns-m 이후부터 심볼의 끝까지의 구간에는
Figure 112005002596528-pat00004
을 곱함으로써, 1 심볼 구간 윈도윙이 이루어짐을 알 수 있다. 여기서 선두의 윈도우 사이즈 m 이후부터 Ns-m까지의 구간에는 1이 곱해지므로 원 신호와 동일하고, 선두의 윈도우 사이즈 m의 구간과 후미의 윈도우 사이즈 m의 구간이 실제 윈도윙에 의해 원 신호에 왜곡을 주는 윈도윙 구간이 된다.
본 명세서에서 이처럼 하나의 심볼에 있어서 윈도윙에 따른 선두의 윈도윙 구간과 후미의 윈도윙 구간을 각각 "선두 윈도윙 구간", "후미 윈도윙 구간"이라 칭한다.
이제 3 심볼 구간 윈도윙 기법에 관하여 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에서도 Ts는 심볼 주기로서 1 심볼 구간을 나타내고, Tg는 보호 구간, Tb는 유효 심볼 구간을 나타낸다. 3 심볼 구간 윈도윙 기법은 도 2에서 보는 바와 같이 현재 심볼의 프리픽스(prefix) 부분과 포스트픽스(postfix) 부분에 각각 이전 심볼의 신호와 다음 심볼의 신호를 중첩시키는 방식의 윈도우 기법이다.
송신할 시간영역 OFDM 신호를 x(n)이라 할 때 신호 x(n)에 3 심볼 구간 윈도윙을 적용한 송신신호 s(n)은 하기 수학식 3과 같이 되고, 시간 윈도우 계수 w(n)은 하기 수학식 4로 정의된다.
Figure 112005002596528-pat00005
Figure 112005002596528-pat00006
상기 수학식 3,4에서도 Ns는 한 심볼 주기 Ts에 대한 시간 샘플 개수이며, m은 윈도우 사이즈이다. 그리고 bk는 k번째 부반송파에서 전송된 주파수 도메인 신호이고, Ng는 보호 구간 Tg 동안의 시간 샘플의 개수이며, Nused는 IFFT 사이즈에 해당하는 전체 부반송파들 중에 신호를 전송하지 않는 가상 부반송파(virtual carrier)들을 제외한 부반송파 개수이다. 즉, IFFT 사이즈에 해당하는 전체 부반송파들 중에 파일럿이나 데이터 할당이 가능한 부반송파 개수이다.
그러나 윈도윙은 신호에 인위적으로 왜곡을 주는 방식이므로, 이로 인해 시스템의 EVM(Error Vector Magnitude)이 나빠지며, 윈도윙에 의해 하드웨어 복잡도 가 증가한다.
특히 1 심볼 구간동안 윈도윙을 취하는 기법은 그 구현이 간단하고 사이드로브 감쇄효과가 뛰어나지만 EVM 성능에 치명적인 영향을 미친다.
상기 EVM은 하기 수학식 5처럼 정의되는데, 송신기의 모듈레이션(modulation) 정확도의 척도가 되며, 스펙트럼(spectrum mask)와 함께 송신 시스템 구현의 중요한 파라미터로서, 특정 OFDM 시스템의 규격 상에 정해지는 조건을 항상 만족해야 한다.
Figure 112005002596528-pat00007
상기 수학식 1에서
Figure 112005002596528-pat00008
는 성상 포인트(contellation point) 중 가장 바깥쪽, 즉 크기(magnitude)가 가장 큰 포인트의 크기를 나타내며,
Figure 112005002596528-pat00009
,
Figure 112005002596528-pat00010
는 각각 실수 축과 허수 축, 즉 동위상(Inphase) 축과 직교(quadraturer) 위상 축의 에러 벡터이며, N은 부반송파 개수를 나타낸다.
도 3은 1 심볼 구간 윈도윙 기법의 윈도우 사이즈에 따른 EVM 시뮬레이션(simulaiton) 결과로서, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)와 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 각각의 변조방식의 송신 신호에 대하여 윈도우 사이즈 m이 4, 8, 12, 16, 24, 32인 경우의 EVM을 보인다. 도 3에서 보는 것처럼 윈도우 사이즈가 증가할수록 EVM도 나빠짐을 알 수 있다. 따라서 1 심볼 구간 윈도윙 방식은 EVM 조건을 만족하기 힘들다.
반면에 3 심볼 구간 윈도윙 기법은 1 심볼 구간 윈도윙 기법에 비해 EVM 성능을 떨어뜨리는 정도가 낮지만, 그 구현상에 여러 가지 문제가 있다. 즉, 3 심볼 구간 윈도윙 방식에 따르면 현재 심볼을 전송하기 위해서는 다음 심볼의 신호를 알아야 하므로 1 심볼 구간동안의 처리 지연(processing delay)이 생기게 되며, 이로 인한 제어 로직(control logic)과 버퍼 사이즈가 증가한다는 단점이 있다. 따라서 3 심볼 구간 윈도윙 방식을 이용할 경우 하드웨어 복잡도가 상당히 증가한다.
따라서 본 발명은 EVM에 대한 영향을 완전히 없애면서도 비교적 간단히 구현할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명은, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기에서 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 방법에 있어서, 보호 구간과, 상기 보호 구간에 연속된 유효 심볼 구간을 포함하며, 상기 보호 구간 선두에 윈도윙된 제1구간과, 상기 유효 심볼 구간 후미에 윈도윙된 제2구간, 및 상기 제1구간과 상기 유효 심볼 구간 사이에 윈도윙되지 않은 제3구간을 포함하는 수신 심볼을 수신하는 과정과, 상기 제2구간의 신호를 상기 제3구간의 신호로 대체한 후, 상기 제2구간의 신호가 상기 제3구간의 신호로 대체된 유효 심볼 구간의 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)할 신호로 출력하는 과정을 포함한다.
또한, 본 발명은, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기에서 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 장치에 있어서, 보호 구간과, 상기 보호 구간에 연속된 유효 심볼 구간을 포함하며, 상기 보호 구간 선두에 윈도윙된 제1구간과, 상기 유효 심볼 구간 후미에 윈도윙된 제2구간, 및 상기 제1구간과 상기 유효 심볼 구간 사이에 윈도윙되지 않은 제3구간을 포함하는 수신 심볼을 수신하여 상기 제2구간의 신호를 상기 제3구간의 신호로 대체한 후, 상기 제2구간의 신호가 상기 제3구간의 신호로 대체된 유효 심볼 구간의 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)할 신호로 출력하는 심볼 재정렬기와, 상기 제2구간의 신호가 상기 제3구간의 신호로 대체된 유효 심볼 구간의 신호를 수신하여 고속 퓨리에 변환하는 고속 퓨리에 변환부를 포함한다.
삭제
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
후술하는 본 발명의 실시 예는 기본적으로 1 심볼 구간 윈도윙 기법이 적용되어 송신된 심볼에 적용된다. 그러므로 송신측에서의 윈도윙 기법과 윈도우 계수는 전술한 1 심볼 구간 윈도윙 기법과 동일하다. 따라서 송신기 구조는 전술한 1 심볼 구간 윈도윙을 이용하는 시스템과 동일하다.
이에 따라 송신단의 스펙트럼은 도 4에 보인 통상의 1 심볼 구간 윈도윙 기법에 따른 스펙트럼과 동일하다. 도 4는 1 심볼 구간 윈도윙된 신호의 스펙트럼을 보인 것으로, 1,024개의 부반송파를 가진 16-QAM 신호의 윈도우 사이즈에 따른 스펙트럼들을 보인 것이다. 1,024개의 부반송파 중 실제 데이터가 전송된 부반송파는 864개이며, 나머지 부반송파는 인접 대역 간섭을 줄이기 위해 사용하지 않는다. 또한 이상적 필터(ideal filter)의 경우는 윈도윙을 적용하지 않은 경우로서, 소거 대역 감쇠 이득(stop band attenuation gain)이 80dB인 하프 대역 로우패스 필터(half band lowpass filter)를 보간(interpolation) 필터로 이용하여 송신 신호를 2배 보간을 하였다. 도 4에서 보는 바와 같이 윈도우 사이즈가 증가할수록 소거 대역 감쇠 이득이 증가하고, 사이드로브의 경사도가 급해지는 것을 볼 수 있다.
본 발명은 이러한 윈도윙 효과를 송신단에서는 그대로 얻으면서, 수신기 구조를 변경해 EVM을 완전히 없앨 수 있도록 한다.
전술한 도 1에 보인 1 심볼 구간 윈도윙 기법에서 윈도윙에 의해 신호에 왜곡을 주는 부분은 제1구간으로 선두 윈도윙 구간, 즉 보호 구간 Tg의 n = 0 ∼ m인 구간과 제2구간으로 후미 윈도윙 구간, 즉 유효 심볼 구간 Tb인 n = Ns-m ∼ Ns-1인 구간이다. 그러나 보호 구간 Tg의 신호는 OFDM 수신기에서 FFT 부의 입력 전단에서 제거한 후 유효 심볼 구간 Tb신호에 대하여만 복원하므로 실제적으로 EVM에 영향을 미치지는 않는다. 그러므로 EVM에 영향을 미치는 부분은 유효 심볼 구간 Tb내에서 윈도윙된 신호이다.
또한 시간 영역 신호는 기본적으로 연속인 신호이며, 유효 심볼 구간 Tb의 윈도윙된 신호는 보호 구간 Tg에 삽입된 CP의 뒷 부분에 있는 신호와 같은 신호이다. 따라서 FFT 부에 입력전에 CP를 제거하는 부분에서 하기 수학식 6처럼 신호를 재정렬하면, 윈도윙에 의한 영향을 완전히 없앨 수 있다.
Figure 112005002596528-pat00011
여기서 r(n)는 수신신호이며, Ng는 보호 구간 Tg 동안의 시간 샘플 개수이고, NFFT는 FFT 사이즈이며, y(
Figure 112005002596528-pat00012
)은 재정렬된 FFT 입력 신호이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 수신기의 블록 구성도로서, 통상적인 OFDM 수신기에서 동기화(synchronization)부(102)와 FFT(Fast Fourier Transform) 부(106) 사이에 본 발명의 실시예에 따라 심볼 재정렬기(symbol realigner)(104)를 구비한다. 수신된 신호로부터 얻어지는 베이스밴드 디지털 수신 신호는 수신 필터(100)를 거쳐 동기화부(102)에 의해 심볼 타이밍과 주파수 동기가 이루어진다. 동기화부(102)의 출력 신호는 통상적으로 보호 구간 추출부(도시하지 않았음)에 입력되어 CP가 제거된 후, FFT 부(106)에 입력되어 FFT된다.
하지만 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 수신기에서는 도 5에서 보는 바와 같이, 동기화부(102)의 출력 신호가 심볼 재정렬기(104)를 거쳐 FFT 부(106)에 입력된다. 심볼 재정렬기(104)는 상기한 수학식 6처럼 심볼의 신호를 재정렬하여 FFT 부(106)로 FFT할 신호로서 출력한다. 즉, 심볼 재정렬기(104)는 도 6에 보인 바와 같이, 제2구간인 후미 윈도윙 구간(204)의 신호를 보호 구간 Tg 중에 제1구간인 선두 윈도윙 구간(200)과 유효 심볼 구간 Tb 사이의 구간, 즉 윈도윙되지 않은 제3구간(202)의 신호로 대체한다. 그런 다음, 제2구간인 후미 윈도윙 구간(204)의 신호가 제3구간(202)의 신호로 대체된 유효 심볼 구간 Tb의 신호를 FFT할 신호로서 FFT 부(106)로 출력한다.
상기한 바와 같이 유효 심볼 구간 Tb의 윈도윙된 신호, 즉 제2구간으로 후미 윈도윙 구간(204)의 신호는 보호 구간 Tg에 삽입된 CP 중 제3구간(202)에 있는 신호와 같은 신호이다. 그러므로 송신측에서의 윈도윙에 따라 왜곡된 제2구간인 후미 윈도윙 구간(204)의 신호 대신에 윈도윙에 의해 영향을 받지 않는 구간인 제3구간(202)의 신호가 FFT 부(106)에서 FFT됨으로써 송신측에서의 윈도윙에 의한 영향을 완전히 없앨 수 있다.
도 7은 상기한 심볼 재정렬기(104)의 심볼 재정렬 처리 흐름도를 보인 것으로, 매 심볼에 대하여 상기 수학식 6에 따른 처리를 하는 단계들을 보인 것이다. 먼저 심볼 재정렬기(104)는 (300)단계에서 동기화부(102)로부터 하나의 수신 심볼의 신호를 입력하여 저장한다. 이때 수신신호를 r(n)이라 하면, 도 6에 보인 바와 같이 심볼 주기 Ts 전체의 신호이므로 n은 0 ∼ (NFFT + Ng - 1)이 된다.
다음에 (302)단계에서
Figure 112005002596528-pat00013
을 0으로 초기화하고, (304)단계에서
Figure 112005002596528-pat00014
이 NFFT -m보다 작으면 (306)단계로 진행하고 NFFT -m보다 작지 않으면 (310)단계로 진행한다. 상기 (306)단계에서는
Figure 112005002596528-pat00015
을 FFT 부(106)로 출력한 후 (308)단계에서
Figure 112005002596528-pat00016
을 1 증가시킨 후 상기 (304)단계로 되돌아간다. 상기 (310)단계에서는
Figure 112005002596528-pat00017
이 NFFT보다 작으면 (312)단계로 진행하고 작지 않으면 종료한다. 상기 (312)단계에서는
Figure 112005002596528-pat00018
을 FFT 부(106)로 출력한 후 (308)단계에서
Figure 112005002596528-pat00019
을 1 증가시킨 후 상기 (304)단계로 되돌아간다.
즉,
Figure 112006087903232-pat00020
이 NFFT -m이 되기 전까지
Figure 112006087903232-pat00021
을 1씩 증가시켜 가면서
Figure 112006087903232-pat00022
을 FFT 부(106)로 출력함으로써, 도 6에 보인 보호 구간 Tg의 신호는 제외하고 유효 심볼 구간 Tb의 처음부터 제2구간인 후미 윈도윙 구간(204) 이전까지의 신호를 FFT 부(106)로 그대로 출력하는 것이다. 이렇게 하여 유효 심볼 구간 Tb 중에 처음부터 후미 윈도윙 구간(204) 이전까지의 신호를 모두 출력하고 나면,
Figure 112006087903232-pat00023
이 NFFT가 되기 전까지
Figure 112006087903232-pat00024
을 1씩 증가시켜 가면서
Figure 112006087903232-pat00025
을 FFT 부(106)로 출력함으로써 제1구간인 선두 윈도윙 구간(200)과 유효 심볼 구간 Tb 사이의 구간, 즉 제3구간(202)의 신호를 제2구간인 후미 윈도윙 구간(204)의 신호 대신에 FFT 부(106)로 출력하는 것이다.
이처럼 FFT 부(106)로 출력된 신호는 통상의 OFDM 수신기에서와 마찬가지로 FFT된 다음에 채널 추정기/보상기(channel estimator/compensator)(108)에 의해 채널 추정 및 추정된 채널값에 따라 채널 왜곡이 보상된 다음에, 복조기/FEC(Forward Error Correction) 디코더(110)에 의해 데이터가 복원된다.
도 8은 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널 환경에서 본 발명의 실시예에 따른 수신기의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)에 따른 BER(Bit Error Rate) 성능을 보인다. 시뮬레이션 환경은, FFT 사이즈는 1,024, 변조 방식은 QPSK, CTC(Convolutional Turbo Code) 1/2 코드, 윈도우 사이즈는 32이다. 도 8에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수신기 구조가 심볼 재정렬을 취하지 않은 경우에 비해 BER 성능 개선 효과가 있음을 알 수 있다. 이는 윈도윙에 의해 인위적으로 주어진 왜곡의 영향을 심볼 재정렬기(104)에서 없앨 수 있기 때문이다.
따라서 본 발명에 따른 수신기 구조는 채널의 영향이 전혀 없는 이상적인 수신기에서 윈도윙에 의한 EVM성능 열화를 완전히 제거할 수 있다. 이뿐만 아니라 도 8에서 보는 바와 같이 AWGN 채널에서 윈도윙에 의해 나빠지는 BER 성능도 어느 정도 개선시킬 수 있다. 또한 본 발명은 OFDM 신호의 특징을 이용하는 방식으로서, 수신신호의 순서만을 재정렬하는 방식으로 간단히 구현할 수 있으므로 하드웨어 복잡도에 대한 부담이 낮다는 장점이 있다.
다만 이러한 방식은 결국 OFDM의 보호 구간을 좁힌다. 그러나 도 4에서와 같이 1 심볼 구간 윈도윙 방식의 윈도윙 성능이 뛰어나기 때문에, 윈도우 사이즈를 4 나 8 정도로 설정해도 충분하다. 이럴 경우 본 발명으로 인해 보호 구간이 줄어드는 영향이 크지 않으며, FFT 이후의 채널 추정에 미치는 영향도 역시 크지 않다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위내에서 이루어질 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 1 심볼 구간 윈도윙 기법을 채용한 OFDM 시스템에 적용하는 예를 들었으나, 3 심볼 구간 윈도윙 기법을 채용한 경우에도 필요하다면 마찬가지로 적용될 수 있다. 이러한 경우에는 도 2에 보인 보호 구간 Tg의 뒷 부분, 즉 프리픽스 구간 Tprefix의 신호로 포스트픽스 구간 Tpostfix의 신호를 대체하면 된다. 이뿐만 아니라 OFDM에 기반한 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템은 물론이고 OFDM 시간 윈도윙 기법을 채용한 시스템에서 윈도윙에 의한 EVM 영향을 감소시키기 위해서라면 마찬가지로 적용될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 한정되는 것이 아니며 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 유효 심볼 구간의 신호 중에 윈도윙에 따라 왜곡된 구간의 신호를 보호 구간의 신호 중에 윈도윙에 의한 영향을 받지 않은 구간의 신호로 대체하여 송신측에서의 윈도윙에 의한 영향을 완전히 없앰으로써 EVM을 감소시킬 수 있다. 또한 수신신호의 순서만을 재정렬하는 방식이므로 간단히 구현 할 수 있다.

Claims (6)

  1. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기에서 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    보호 구간과, 상기 보호 구간에 연속된 유효 심볼 구간을 포함하며, 상기 보호 구간 선두에 윈도윙된 제1구간과, 상기 유효 심볼 구간 후미에 윈도윙된 제2구간, 및 상기 제1구간과 상기 유효 심볼 구간 사이에 윈도윙되지 않은 제3구간을 포함하는 수신 심볼을 수신하는 과정과,
    상기 제2구간의 신호를 상기 제3구간의 신호로 대체한 후, 상기 제2구간의 신호가 상기 제3구간의 신호로 대체된 유효 심볼 구간의 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)할 신호로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출력하는 과정은, 상기 대체된 유효 심볼 구간의 신호 중에 상기 보호 구간과 제2구간 사이의 신호를 고속 퓨리에 변환할 신호로 출력하고, 상기 보호 구간의 신호 중에 상기 제3구간의 신호를 고속 퓨리에 변환할 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1구간과 상기 제2구간은, 송신기가 심볼에 1 심볼 구간 올림 코사인 윈도우를 적용하여 윈도윙된 구간인 것을 특징으로 하는 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 방법.
  4. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기에서 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 장치에 있어서,
    보호 구간과, 상기 보호 구간에 연속된 유효 심볼 구간을 포함하며, 상기 보호 구간 선두에 윈도윙된 제1구간과, 상기 유효 심볼 구간 후미에 윈도윙된 제2구간, 및 상기 제1구간과 상기 유효 심볼 구간 사이에 윈도윙되지 않은 제3구간을 포함하는 수신 심볼을 수신하여 상기 제2구간의 신호를 상기 제3구간의 신호로 대체한 후, 상기 제2구간의 신호가 상기 제3구간의 신호로 대체된 유효 심볼 구간의 신호를 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)할 신호로 출력하는 심볼 재정렬기와,
    상기 제2구간의 신호가 상기 제3구간의 신호로 대체된 유효 심볼 구간의 신호를 수신하여 고속 퓨리에 변환하는 고속 퓨리에 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 심볼 재정렬기는, 상기 대체된 유효 심볼 구간의 신호 중에 상기 보호 구간과 제2구간 사이의 신호를 고속 퓨리에 변환할 신호로 출력하고, 상기 보호 구간의 신호 중에 상기 제3구간의 신호를 고속 퓨리에 변환할 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1구간과 상기 제2구간은, 송신기가 심볼에 1 심볼 구간 올림 코사인 윈도우를 적용하여 윈도윙된 구간인 것을 특징으로 하는 에러 벡터 크기를 감소시키기 위한 장치.
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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100713506B1 (ko) * 2005-07-05 2007-04-30 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 신호 송신 방법 및 장치
US8717911B2 (en) 2006-06-30 2014-05-06 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for collecting network performance information
US8000318B2 (en) 2006-06-30 2011-08-16 Embarq Holdings Company, Llc System and method for call routing based on transmission performance of a packet network
US8488447B2 (en) 2006-06-30 2013-07-16 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for adjusting code speed in a transmission path during call set-up due to reduced transmission performance
US8194643B2 (en) 2006-10-19 2012-06-05 Embarq Holdings Company, Llc System and method for monitoring the connection of an end-user to a remote network
US8289965B2 (en) 2006-10-19 2012-10-16 Embarq Holdings Company, Llc System and method for establishing a communications session with an end-user based on the state of a network connection
US7948909B2 (en) 2006-06-30 2011-05-24 Embarq Holdings Company, Llc System and method for resetting counters counting network performance information at network communications devices on a packet network
US9094257B2 (en) 2006-06-30 2015-07-28 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for selecting a content delivery network
US8184549B2 (en) 2006-06-30 2012-05-22 Embarq Holdings Company, LLP System and method for selecting network egress
US8194555B2 (en) 2006-08-22 2012-06-05 Embarq Holdings Company, Llc System and method for using distributed network performance information tables to manage network communications
US7684332B2 (en) 2006-08-22 2010-03-23 Embarq Holdings Company, Llc System and method for adjusting the window size of a TCP packet through network elements
US8199653B2 (en) 2006-08-22 2012-06-12 Embarq Holdings Company, Llc System and method for communicating network performance information over a packet network
US8102770B2 (en) 2006-08-22 2012-01-24 Embarq Holdings Company, LP System and method for monitoring and optimizing network performance with vector performance tables and engines
US8224255B2 (en) 2006-08-22 2012-07-17 Embarq Holdings Company, Llc System and method for managing radio frequency windows
US7940735B2 (en) 2006-08-22 2011-05-10 Embarq Holdings Company, Llc System and method for selecting an access point
US8619600B2 (en) 2006-08-22 2013-12-31 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for establishing calls over a call path having best path metrics
US8576722B2 (en) 2006-08-22 2013-11-05 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for modifying connectivity fault management packets
US9479341B2 (en) 2006-08-22 2016-10-25 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for initiating diagnostics on a packet network node
US7843831B2 (en) 2006-08-22 2010-11-30 Embarq Holdings Company Llc System and method for routing data on a packet network
US8064391B2 (en) 2006-08-22 2011-11-22 Embarq Holdings Company, Llc System and method for monitoring and optimizing network performance to a wireless device
US8040811B2 (en) 2006-08-22 2011-10-18 Embarq Holdings Company, Llc System and method for collecting and managing network performance information
US8228791B2 (en) 2006-08-22 2012-07-24 Embarq Holdings Company, Llc System and method for routing communications between packet networks based on intercarrier agreements
US8125897B2 (en) 2006-08-22 2012-02-28 Embarq Holdings Company Lp System and method for monitoring and optimizing network performance with user datagram protocol network performance information packets
US8189468B2 (en) 2006-10-25 2012-05-29 Embarq Holdings, Company, LLC System and method for regulating messages between networks
US8144587B2 (en) 2006-08-22 2012-03-27 Embarq Holdings Company, Llc System and method for load balancing network resources using a connection admission control engine
US8238253B2 (en) * 2006-08-22 2012-08-07 Embarq Holdings Company, Llc System and method for monitoring interlayer devices and optimizing network performance
US8107366B2 (en) 2006-08-22 2012-01-31 Embarq Holdings Company, LP System and method for using centralized network performance tables to manage network communications
US8274905B2 (en) 2006-08-22 2012-09-25 Embarq Holdings Company, Llc System and method for displaying a graph representative of network performance over a time period
US8750158B2 (en) 2006-08-22 2014-06-10 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for differentiated billing
US8015294B2 (en) 2006-08-22 2011-09-06 Embarq Holdings Company, LP Pin-hole firewall for communicating data packets on a packet network
US8144586B2 (en) 2006-08-22 2012-03-27 Embarq Holdings Company, Llc System and method for controlling network bandwidth with a connection admission control engine
US8407765B2 (en) 2006-08-22 2013-03-26 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for restricting access to network performance information tables
US8743703B2 (en) 2006-08-22 2014-06-03 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for tracking application resource usage
US8223655B2 (en) 2006-08-22 2012-07-17 Embarq Holdings Company, Llc System and method for provisioning resources of a packet network based on collected network performance information
US8130793B2 (en) 2006-08-22 2012-03-06 Embarq Holdings Company, Llc System and method for enabling reciprocal billing for different types of communications over a packet network
US8307065B2 (en) 2006-08-22 2012-11-06 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for remotely controlling network operators
US8537695B2 (en) 2006-08-22 2013-09-17 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for establishing a call being received by a trunk on a packet network
US8098579B2 (en) 2006-08-22 2012-01-17 Embarq Holdings Company, LP System and method for adjusting the window size of a TCP packet through remote network elements
US8531954B2 (en) 2006-08-22 2013-09-10 Centurylink Intellectual Property Llc System and method for handling reservation requests with a connection admission control engine
JP4832261B2 (ja) * 2006-11-15 2011-12-07 富士通株式会社 チャネル推定装置
US20080118012A1 (en) * 2006-11-22 2008-05-22 Motorola, Inc. Method and apparatus for interference cancellation in a wireless communication system
US7876868B2 (en) * 2007-01-09 2011-01-25 Motorola, Inc. System and method for reducing interference in an orthogonal frequency division modulation system
US8111692B2 (en) 2007-05-31 2012-02-07 Embarq Holdings Company Llc System and method for modifying network traffic
US8068425B2 (en) 2008-04-09 2011-11-29 Embarq Holdings Company, Llc System and method for using network performance information to determine improved measures of path states
TW201031151A (en) * 2009-02-12 2010-08-16 Ralink Technology Corp Method for switching between a long guard interval and a short guard interval and module using the same
US8488655B2 (en) 2009-04-14 2013-07-16 Texas Instruments Incorporated PHY layer parameters for body area network (BAN) devices
US9445135B2 (en) 2010-09-17 2016-09-13 Futurewei Technologies, Inc. Method and apparatus for scrub preview services
US10531432B2 (en) 2015-03-25 2020-01-07 Huawei Technologies Co., Ltd. System and method for resource allocation for sparse code multiple access transmissions
US10701685B2 (en) 2014-03-31 2020-06-30 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for asynchronous OFDMA/SC-FDMA
US9419770B2 (en) 2014-03-31 2016-08-16 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for asynchronous OFDMA/SC-FDMA
KR102132253B1 (ko) * 2017-03-02 2020-08-05 충북대학교 산학협력단 윈도윙과 사이클릭 프리픽스와 사이클릭 포스트픽스를 이용한 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000025471A1 (de) 1998-10-26 2000-05-04 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren zur anzeige des modulationsfehlers eines multiträger-signals
US6074086A (en) 1999-04-26 2000-06-13 Intellon Corporation Synchronization of OFDM signals with improved windowing
US6088327A (en) 1995-06-07 2000-07-11 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Method and circuit arrangement for improving carrier separation for the transmission of OFDM signals
US20020163983A1 (en) * 2001-03-01 2002-11-07 Redferm Arthur John Receiver window design for multicarrier communication systems
US20040218568A1 (en) 2003-02-14 2004-11-04 Goodall David S. Selecting an access point according to a measure of received signal quality
US20040246889A1 (en) 2001-10-17 2004-12-09 Yasutaka Ogawa Radio apparatus and adaptive array processing method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4529281B2 (ja) * 2000-12-08 2010-08-25 ソニー株式会社 送信装置、受信装置、および通信システム
KR100576010B1 (ko) * 2002-10-08 2006-05-02 삼성전자주식회사 직교주파수분할다중 통신시스템의 보호구간 삽입/제거장치 및 방법
JP3783701B2 (ja) * 2003-07-04 2006-06-07 ソニー株式会社 マルチキャリヤ伝送を行なう無線通信システム、送信装置及び送信方法、並びに受信装置及び受信方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6088327A (en) 1995-06-07 2000-07-11 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Method and circuit arrangement for improving carrier separation for the transmission of OFDM signals
WO2000025471A1 (de) 1998-10-26 2000-05-04 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren zur anzeige des modulationsfehlers eines multiträger-signals
US6074086A (en) 1999-04-26 2000-06-13 Intellon Corporation Synchronization of OFDM signals with improved windowing
US20020163983A1 (en) * 2001-03-01 2002-11-07 Redferm Arthur John Receiver window design for multicarrier communication systems
US20040246889A1 (en) 2001-10-17 2004-12-09 Yasutaka Ogawa Radio apparatus and adaptive array processing method
US20040218568A1 (en) 2003-02-14 2004-11-04 Goodall David S. Selecting an access point according to a measure of received signal quality

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE 2001년 논문 "Optimum Nyquist Windowing in OFD*

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