KR100760972B1

KR100760972B1 - 직교 주파수 분할 다중화 시스템을 위한 감소된 복잡성을 갖는 ｆｆｔ 윈도우 동기화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100760972B1
Application number: KR1020010008384A
Authority: KR
Inventors: 막심비. 벨로체르코프스키; 루이스로버트 주니어. 리트윈
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2007-09-27
Also published as: KR20010083190A; DE60111444D1; AU1833901A; JP2001268042A; BR0100686A; CN1310528A; US6650617B1; HK1039001A1; DE60111444T2; AU781050B2; MXPA01001897A; EP1139623B1; MY124520A; JP4758010B2; EP1139623A1; CN1258892C

Abstract

직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기는 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)되고(56), 균등화(equalization)된(58) OFDM 신호로부터 파일럿(pilot)들을 추출하고(62), 이 추출된 파일럿들을 처리하여 FFT 윈도우 조정 인자(factor)(65) 및 이와 관련된 이퀄라이저 탭(equalizer tap) 조정 값(67)을 유도함으로써 FFT 윈도우 이동(drift)을 보상한다. OFDM 수신기는 유도된 FFT 조정 인자와 이퀄라이저 탭 조정 값을 사용하여 FFT 윈도우의 위치와 이퀄라이저 탭의 위상을 동시에 제어한다.

Description

직교 주파수 분할 다중화 시스템을 위한 감소된 복잡성을 갖는 ＦＦＴ 윈도우 동기화 방법 및 장치{REDUCED COMPLEXITY FFT WINDOW SYNCHRONIZATION FOR AN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING SYSTEM}

도 1은 사용자 데이터와, 순환 접두부(cyclic prefix) 부분들을 갖는 OFDM 신호와 이와 관련된 처리기에 대한 도면.

도 2는 FFT 윈도우 이동(drift)의 존재를 예시하는 도면.

도 3은 종래의 OFDM 수신기를 위한 위상 동기 루프(PLL : Phase Lock Loop)의 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 OFDM 심벌 프레임 내에서 트레이닝(training) 시퀀스, 사용자 데이터 및 파일럿(pilot) 신호들의 배치를 예시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 OFDM 수신기를 위한 윈도우 편이 정정(window shift correction) 배열을 예시한 블록도.

도 6은 본 발명의 FFT 윈도우 정정 알고리즘을 예시하는 흐름도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : FFT 윈도우 동기화 시스템 56 : FFT 유닛

58 : 이퀄라이저(equalizer) 62 : 파일럿 추출 유닛

64 : 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛 65 : FFT 윈도우 조정

66 : 다운스트림 처리부 67 : 윈도우 편이 위상 보상

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing)된 신호들을 처리하는 것에 관한 것이다.

무선 LAN(WLAN)은 빌딩 또는 캠퍼스 구내의 유선 LAN에 대한 확장 또는 대안으로서 구현된 융통성있는(flexible) 데이터 통신 시스템이다. 전자기파를 사용하여, WLAN들은 무선으로(over the air) 데이터를 송신 및 수신하여 유선 연결들에 대한 필요를 최소화한다. 따라서, WLAN들은 데이터 연결부(data connectivity)를 사용자 이동체(mobility)와 결합하며, 간소화된 구성을 통해서 이동 가능한 LAN들을 인에이블(enable)시킨다. 실시간 정보를 송신하고 수신하기 위해서 휴대용 단말(예컨대, 노트북 컴퓨터)을 사용하는 생산성 이득들(productivity gains)로부터 이득을 얻어온 몇몇 산업들로는 디지털 가정용 네트워크 산업, 건강 산업(health-care), 소매업, 제조업, 및 도매업(warehousing industry)이 있다.

WLAN 제조자들은 WLAN을 디자인할 때부터 선택할 송신 기술들의 범위를 가지고 있다. 몇몇 예시적인 기술들로는 다중 반송파(multicarrier) 시스템, 확산 스펙트럼 시스템, 협대역(narrowband) 시스템 및 적외선 시스템들이다. 비록 각 시스템은 고유의 장점 및 단점을 갖지만, 다중 반송파 송신 시스템의 한가지 특정한 유형 즉 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)가 예외적으로 WLAN 통신에 유용한 것으로 판명되어 왔다.

OFDM은 채널을 통해서 데이터를 효과적으로 송신하기 위한 강력한(robust) 기술이다. 이 기술은 데이터를 송신하기 위해서 채널 대역폭 내에서 복수의 부-반송파 주파수(부-반송파)를 사용한다. 이러한 부-반송파들은 종래의 주파수 분할 다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing)와 비교해서 최적의 대역폭 효율을 갖도록 배열되며, 여기서 이러한 FDM은 부-반송파 주파수 스펙트럼들을 분리하고 격리함으로써 반송파간 간섭(ICI : Inter-Carrier Interference)을 피하기 위해서 채널 대역폭의 부분들을 낭비한다. 이와 비교하여, 비록 OFDM 부-반송파들의 주파수 스펙트럼들이 OFDM 채널 대역폭 내에서 상당히 중첩되지만, 그럼에도 불구하고 OFDM은 각각의 부-반송파로 변조되어진 정보의 분해(resolution) 및 복구를 가능케 한다.

OFDM 신호에 의한 채널을 통한 데이터 송신은 좀더 진부한 송신 기술들에 비해서 몇 가지 다른 장점을 또한 제공한다. 이러한 장점들 중 몇 가지는 다중 경로 지연 확산(multipath delay spread) 및 주파수의 선택적인 페이딩(frequency selective fading)에 대한 허용오차(tolerance), 효율적인 스펙트럼 사용, 간소화된 부-채널 균등화 및 양호한 간섭 특성이다.

이제 도 1을 참조하면, OFDM 신호(10)는 순환 접두부(14)에 의해 알려진 보호 간격(guard interval)에 의해 분리된 사용자 데이터(12) 블록들로 송신된다. 순환 접두부(14)는 인접한 사용자 데이터(12) 블록의 일부분에 대한 복사본(copy)이 며, 다중 경로 페이딩에 의해 초래된 심벌간 간섭(ISI : Inter-Symbol Interference)을 감소하는데 사용된다. 좀더 자세히, 사용자 데이터(12)의 앞에 놓인 순환 접두부(14)만 당업자에 의해 알려진 바와 같이 ISI에 영향을 받는다. 따라서, OFDM 수신기를 통해 순환 접두부를 제거하여, 수신된 OFDM 신호로부터의 ISI의 영향을 제거한다.

OFDM 수신기에서, 수신된 OFDM 신호(10)는 OFDM 신호를 아날로그에서 디지털 신호로 변환하기 위해서 디지털화, 즉 샘플링된다. 그 후, OFDM 수신기는 이 OFDM 신호에 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform) 윈도우를 적용하여 수신된 OFDM 신호로부터 순환 접두부를 제거한다. 이상적으로, FFT 윈도우(16)는 사용자 데이터(12)만을 FFT 유닛(18)에 전달하며, 순환 접두부(14)는 버린다. 그러나, 만약 OFDM 송신기와 OFDM 수신기 사이에 샘플링 주파수의 오프셋이 존재한다면, FFT 윈도우(16)는 사용자 데이터(12)의 경계를 넘어서 이동(drift)할 수 도 있다. 만약 도 2에 도시된 바와 같이 이러한 이동이 발생한다면, 순환 접두부(14)의 부분 또는 샘플(20)이 FFT 유닛(18)에 전달될 수 있으며, 사용자 데이터(12)의 일부 또는 샘플(22)이 손실될 수도 있다. 그 결과, 윈도우 이동 효과는 결국 수신된 OFDM 신호에 ISI를 존재하게 할 것이다. 나아가, FFT 윈도우(16)의 오프셋은 FFT 유닛(18)의 출력에서 위상 회전(rotation)을 야기할 것이다. 이러한 회전은, 시간-영역에서의 시간 편이가 주파수-영역에서의 위상 회전을 야기하기 때문에 발생한다. 위상 회전은 OFDM 수신기에 의해서 복구된 사용자 데이터에 에러를 생성할 것이다.

이동 효과를 정정하는 한가지 방식은 위상 동기 루프(PLL)를 사용하여 수신기 샘플러(sampler) 또는 ADC의 주파수를 송신기 샘플링 주파수와 동기를 맞추는 것이다(lock). 도 3을 보면, 예시적인 위상 동기 루프 구성(24)은 수신된 OFDM 신호를 샘플링하는 ADC(26)를 포함한다. FFT 윈도우 유닛(28)은 이 OFDM 샘플들을 수신하여, 순환 접두부를 제거하며, 앞에서 논의된 바와 같이 사용자 데이터를 FFT 유닛(30)에 전달한다. 파일럿(pilot) 추출기(32)는 이 사용자 데이터에 내장된 파일럿을 추출하여, 이 파일럿을 위상차 계산기(34)에 전달한다. 파일럿은 사전에 결정된 부반송파 상의 OFDM 심벌에 내장된 참조 신호(알려진 위상을 가짐)이다. 위상차 계산기(34)는 OFDM 심벌들 내의 파일럿들 사이에 위상차를 계산하여, 이 계산된 차이를 샘플링 오프셋 검출기(36)에 전달한다. 샘플링 오프셋 검출기(36)는 이 계산된 차이를 사용하여 송신기와 수신기 사이의 샘플링 오프셋을 검출하여, 이 샘플링 오프셋을 디지털 위상 동기 루프(38)에 출력한다. 디지털 위상 동기 루프(38)는 ADC(26)의 샘플링 클록을 제어하여, 일단 디지털 위상 동기 루프(38)의 동기가 맞춰지면 송신 신호(the transmission)의 수신시에 일정한 FFT 윈도우 위치지정(positioning)을 보장한다.

비록 PLL 구성(24)이, 일단 디지털 위상 동기 루프(38)의 동기가 맞춰지면 일정한 FFT 윈도우 위치지정을 보장하지만, PLL 구성(24)은 몇 가지 결점을 갖는다. 한가지 결점은, PLL 구성(24)이 잡음 및 채널 효과로 인해서 FFT 윈도우를 정확하게 위치지정할 수 없다는 것이다. 이 부정확한 위치지정(즉, 윈도우 오프셋)은 FFT 유닛(30)의 출력에서 위상 회전을 야기하며, 계속해서 이 FFT 유닛(30)은 OFDM 수신기에 의해 복구된 사용자 데이터에서 에러들을 야기할 것이다. 또 다른 결점은 PLL 구성(24)의 디지털 위상 동기 루프(38)가 구현하는데 비용이 많이 든다는 것이다.

만약 OFDM 수신기의 국부 샘플링 클록이 송신기 샘플링 주파수에 대해 적은 오프셋을 갖는다면, 디지털 위상 동기 루프를 제거하고, 프리-러닝 국부 클록(a free-running local clock)을 사용하는 것이 유익할 것이다(예컨대, 비용 절감). 그러나, 위상 동기 루프 없이 프리-러닝 클록을 사용함으로써, 작은 샘플링 오프셋은 시간이 지나면서(over time) 누적되어서, FFT 윈도우를 사용자 데이터 경계 너머로 편이시킬 수 있다. 앞에서 주지한 바와 같이, FFT 윈도우 편이는 수신된 OFDM 심벌의 사용자 데이터 부분에 ISI와 같은 에러들을 야기할 것이다. 본 발명은 이러한 문제의 정정에 관한 것이다.

직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기는 고속 푸리에 변환되고, 균등화된 OFDM 신호로부터 파일럿들을 추출하고, 이 추출된 파일럿들을 처리하여 FFT 윈도우 조정 인자(factor) 및 이와 관련된 이퀄라이저 탭(equalizer tap) 조정 값을 유도한다. OFDM 수신기는 이 FFT 조정 인자와 이퀄라이저 탭 조정 값을 사용하여 FFT 윈도우의 위치와 이퀄라이저 탭의 위상을 동시에 제어한다.

본 발명의 앞에서 언급한 장점과 추가적인 장점은 첨부 도면과 결합할 때 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명의 결과로서 좀더 충분히 이해될 것이다.

본 발명의 특징 및 장점은 실시예를 통해서 제공되는 다음의 설명으로부터 좀더 명백해질 것이다.

(실시예)

도 4를 보면, 본 발명의 예시적인 OFDM 심벌 프레임(40)이 도시된다. 심벌 프레임(40)은 OFDM 반송파의 각 부반송파에 대한 알려진 송신 값들을 포함하는 트레이닝 시퀀스(44)와, 사전에 결정된 개수의 순환 접두부(42) 및 사용자 데이터(46) 쌍들을 포함한다. 사용자 데이터(46)는 사전에 결정된 부반송파들 상에 내장되고, 알려진 송신 값들을 또한 포함하는 사전에 결정된 개수의 파일럿들(48)을 갖는다. 예를 들면, 본 명세서에서 참조로써 병합되고, 제안된 ETSI-BRAN HIPERLAN/2(유럽) 및 IEEE 802.11a(미국) 무선 LAN 표준들은 빈(bin) 또는 부반송파 ±7 및 ±21에 위치한 네 개의 파일럿을 갖는다.

이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 FFT 윈도우 동기화 네트워크 또는 시스템(50)이 도시된다. 시스템(50)이 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 몇 가지 결합으로 구현될 수 있음이 주지되어야 한다. 예를 들면, 시스템(50)은 노트북 또는 팜탑(palmtop) 컴퓨터를 위한 PC 카드 또는 데스크탑(desktop) 컴퓨터에서의 카드로서 구현되거나, 핸드-헬드(hand-held) 컴퓨터의 내부에 통합되는 WLAN 어댑터의 일부분일 수 도 있다. 시스템(50)은 OFDM 시간-영역 샘플 소스(52)(예컨대, PLL에 의해 제어되지 않는 프리-러닝 클록에 의해서 구동된 ADC 출력)에 연결되며, 이 OFDM 시간-영역 샘플 소스(52)는 OFDM 송신기의 샘플링 주파수에 대해서 작은 샘플링 주파수 오프셋을 갖는다. 앞에서 주지된 바와 같이, 이러한 오프셋은 FFT 윈도우 이동을 야기하며, 계속해서 이 FFT 윈도우 이동은 FFT 유닛의 출력에서의 위상 회전과 ISI를 야기한다. 시스템(50)은 소스(52)에 연결된 거친(coarse) FFT 윈도우 동기화 유닛(54)과 FFT 유닛(56)을 포함한다. 거친 FFT 윈도우 동기화 유닛(54)은 FFT 윈도우 위치의 초기 추정치를 획득하여, 소스(52)로부터의 샘플들이 추정된 윈도우 위치 내에 포함될 때 FFT 유닛(56)을 트리거(trigger)한다. 거친 FFT 윈도우 동기화 유닛(54)은 알려진 트레이닝 시퀀스{예컨대, 도 4의 트레이닝 시퀀스(44)}의 교차-상관관계(cross-correlation) 피크 또는 자기상관관계 (autocorrelation) 피크 검출과 같은 알려진 윈도우 동기화 기술을 사용할 수 도 있다. 거친 FFT 윈도우 동기화 유닛(54)은 윈도우 위치에 대한 대강의(정확한 윈도우 위치의 몇 가지 샘플들 내에서의) 초기 추정치를 획득한다. 그 후, 윈도우 위치는 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 미세하게 조정된다.

이퀄라이저(58)는 FFT 유닛(56)의 출력에 연결된다. 이퀄라이저(58)는 OFDM 신호가 송신되는 채널에 대한 다중 경로 왜곡 효과를 감소시킨다. 이퀄라이저(58)는 이퀄라이저 탭 세팅(setting)을 설정하기 위해서 메모리(60)에 저장된 트레이닝 시퀀스{예컨대, 도 4의 트레이닝 시퀀스(44)}를 사용하여 초기화된다. 앞에서 논의된 바와 같이, 이 트레이닝 시퀀스는 OFDM 반송파의 부반송파 모두에 대한 알려진 송신 값을 포함한다. 각 부반송파에 대한 초기 탭 값을 계산하기 위한 종래의 기술은 부반송파에 대한 탭을 FFT 유닛(56)으로부터 수신된 부반송파 상의 출력에 의해 나누어진 부반송파의 알려진 송신 값{메모리(60)에 저장됨}과 같도록 설정하는 것이다. 이퀄라이저(58)의 초기화는 채널 효과를 감소시킬 뿐만 아니라 부정확한 FFT 윈도우 위치에 의해 생성된 위상 회전을 상쇄한다. 그러나, 본 발명의 특징에 따라서, 이 초기화는 초기화 시에 파일럿 부반송파의 위상 회전만 상쇄하며, 이퀄라이저(58)는 이동하는 윈도우 위치에 의해 야기된 파일럿 부반송파의 연속적인 위상 회전을 추적하지 않는다.

이퀄라이저(58)의 탭들이 초기에 설정된 후, 이퀄라이저(58)는 이퀄라이저의 탭들을 데이터 부반송파들에 적응시키지만, 이 탭들을 파일럿 부반송파{예컨대, 도 4의 파일럿(48)}들에 적응시키지는 않는다. 이퀄라이저(58)가 파일럿 탭들을 적응시키지 않아서, 부정확한 FFT 윈도우 위치에 의해 생성된 파일럿 부반송파들 상의 위상 회전이, 이하에서 더 상세하게 논의된 바와 같이 파일럿 추출 유닛(62)과, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)에 전달된다.

파일럿 추출 유닛(62)은 이퀄라이저(58)의 출력과 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)의 입력에 연결된다. 파일럿 추출 유닛(62)은 다운스트림 처리부(66)(예컨대, 복조, 디코딩 등)에 전달된 사용자 데이터{예컨대, 도 4의 사용자 데이터(46)}에 내장된 파일럿{예컨대, 도 4의 파일럿(48)}을 추출하며, 이 파일럿을 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)에 전달한다. 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 FFT 윈도우의 위치를 미세하게 조정하기 위해서 FFT 유닛(56)의 입력에 연결된다. 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 이퀄라이저 탭의 위상 회전을 조정하기 위해서 이퀄라이저(58)의 입력에 또한 연결된다. 좀더 상세하게, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 두 개의 출력을 제공하는 알고리즘을 수행한다. 제 1 출력은 FFT 윈도우를 하나의 샘플 증가로 편이시키기 위해서 FFT 유닛(56)으로 전달되는 미세 윈도우 조정 인자(65)이다. 제 2 출력은, FFT 윈도우의 미세한 조정에 의해 유도된 위상 회전과 같지만 반대 방향으로 이퀄라이저 탭을 로테이트(rotate)시키기 위해서 이퀄라이저(58)에 전달된 위상 보상 값(67)이다. 이퀄라이저 탭의 회전은 이퀄라이저(58)의 추적 능력을 저해할 수 있는 이산적인 위상 점프를 회피하는데 필요하다.

이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 알고리즘을 예시하는 흐름도(70)가 도시된다. 처음에, 단계(72)에서, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 사용자 데이터에 내장된 파일럿의 위상을 얻는다. 다음으로, 단계(74)에서, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 얻은 위상의 절대값을 절대값(

)에 비교한다.

는 다음과 같이 정의되며:

여기서, k는 파일럿의 부반송파 또는 빈 위치(예컨대, ±7 또는 ±21)이다. T_s는 1개 샘플의 FFT 윈도우 오프셋으로부터 유도된 가장 낮은 양의 주파수 부반송파의 위상 편이(예컨대, 부반송파 또는 빈 위치 + 1에서 발생하는 위상 편이)이다. 따라서, k 번째 반송파에 대해서, 대응하는 위상 편이는 kT_s(예컨대, 7번째 부반송파에서의 위상 편이는 7T_s임)이다.

는 잡음으로 인한 잘못된 윈도우 조정을 방지하기 위해서 kT_s에 더해지는 안전 한도(safety margin) 즉 버퍼 값이다. sgn()은 부 반송파 위치의 부호에 따라서 +1 또는 -1을 생성하는 signum 함수를 나타낸다 {예컨대, +7 빈 위치에서 sgn() 함수는 +1을 생성하고, -7 빈 위치에서 sgn() 함수는 -1을 생성한다}.

만약 위상의 절대값이 절대값(

)을 초과하지 않는다면, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 양 위상 편이(M⁺) 및 음 위상 편이(M^-) 카운터를 리셋 즉 0이 되게 하며, 단계(72)로 돌아가서, 그 다음 파일럿의 위상을 얻는다. 각 파일럿 부반송파에 대한 양 및 음 위상 편이 카운터(M⁺ 및 M^-)가 존재함이 주지되어야 한다. 예컨대, 만약 파일럿들이 ±7과 ±21의 빈에 위치한다면, ±7과 ±21의 빈 상에서 양 위상 편이 및 음 위상 편이를 추적하기 위해서 8개의 카운터들이 할당될 것이다.

만약 위상의 절대값이 절대값(

)을 초과한다면, 단계(78)에서 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 위상 편이가 양인지를 결정한다. 만약 위상 편이가 양이라면, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은, 단계(82)에서 파일럿과 관련된 양 위상 편이 카운터(M⁺)를 1만큼 증가시킨다. 만약 위상 편이가 양이 아니라면, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은, 단계(80)에서 파일럿과 관련된 음 위상 편이 카운터(M^-)를 1만큼 증가시킨다.

주어진 파일럿에 대해 카운터(M⁺ 또는 M^-중 어느 하나)를 증가시킨 후, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은, 단계(84)에서 모든 파일럿에 대한 대부분의 카운터(M⁺ 또는 M^-)가 임계값 또는 사전에 결정된 값에 도달하였는지를 결정한다. 예를 들면, 만약 파일럿이 ±7과 ±21에 위치한다면, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 8개의 카운터(4개의 M⁺ 카운터 및 4개의 M^-카운터)의 카운트를 얻는다. 그 후, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 대다수의 M⁺ 또는 M^-카운터가 사전에 결정된 값{예컨대, 값(5)}에 도달하였는지를 결정한다. 만약 사전에 결정된 값에 도달되지 않았다면, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 단계(72)로 돌아가서, 그 다음 파일럿의 위상을 얻는다. 사전에 결정된 값에 도달할 때, FFT 윈도우는 적어도 1개의 샘플만큼 조정된다. 조정의 방향은 카운터(M⁺ 또는 M^-중 어느 하나)가 사전에 결정된 값에 도달하였는지에 따라서 선택된다. 따라서, 만약 사전에 결정된 값에 도달한다면, 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)은 단계(86)에서 이하에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이 FFT(56)의 윈도우 위치와 이퀄라이저(58)가 가진 이퀄라이저 탭들의 위상을 조정한다. 임계값 또는 사전에 결정된 값이 윈도우 오프셋 검출에 대한 잡음 효과를 감소시키기 위해서 사용됨이 주지되어야 한다. 예를 들면, 잡음의 증가는 검출된 파일럿 위상의 절대값이

를 한번 초과하게 할 수 도 있다. 그러나, 윈도우 편이에 의해 유도된 위상 회전만이

를 초과하는 파일럿 위상이 연속적으로 다수 발생하게 할 것이다.

샘플에 의한 FFT 윈도우 위치조정은 주파수-영역 데이터에 대한 불연속적인 동위상 점프(discontinuous jump in phase)를 생성한다. 불연속적인 동위상 점프를 회피하기 위해서, 각 이퀄라이저 데이터 탭의 위상은 kT_s 라디안만큼 조정되며, 여기서 회전 조정의 방향은 그렇지 않다면 FFT 윈도우 편이에 의해 유도되었을 회전의 방향에 반대이다. 그러나, 이퀄라이저 파일럿 탭의 위상이 조정되지 않아서 미세 FFT 윈도우 동기화 유닛(64)이 FFT 윈도우 이동에 의해 야기된 파일럿 부반송파의 위상 변경을 추적할 수 있음이 주지되어야 한다.

그러므로, 본 발명의 원리에 따라서, OFDM 수신기는 고속 푸리에 변환되고 균등화된 OFDM 신호로부터 파일럿을 추출하여, 이 추출된 파일럿을 처리하여 FFT 윈도우 조정 인자와 이와 관련된 이퀄라이저 탭 조정 값을 유도한다. 이 FFT 윈도우 조정 인자와 이퀄라이저 탭 조정 값을 사용하여, OFDM 수신기는 FFT 윈도우의 위치와 이퀄라이저 탭의 위상을 동시에 제어한다.

본 발명이 바람직한 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 여러 가지 변형들이 첨부된 청구항들에 의해 한정된 본 발명의 사상과 범주에서 벗어나지 않으면서 실시예들에서 이뤄질 수 도 있음이 명백하다.

Claims

직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기에서의 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform) 윈도우 위치 복구 방법으로서,

고속 푸리에 변환되고, 균등화(equalization)된 OFDM 신호를 생성하기 위하여 수신된 OFDM 신호를 사전에 처리하는 단계와;

상기 고속 푸리에 변환되고, 균등화된 OFDM 신호로부터 파일럿(pilot)을 추출하는 단계와;

윈도우 이동 정정(window drift correction)을 나타내는 FFT 윈도우 조정 값과, 이퀄라이저 탭(equalizer tap)에 대한 윈도우 이동 정정의 효과를 무효화하는 위상 정정을 나타내는 관련 이퀄라이저 탭 조정 값을 유도하기 위하여 상기 추출된 파일럿을 처리하는 단계와;

상기 사전 처리 단계에서 상기 FFT 윈도우 조정 값 및 상기 이퀄라이저 탭 조정 값을 이용하는 단계를,

포함하는 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 1항에 있어서, 상기 OFDM 수신기는 무선 LAN 어댑터에서 구현되는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 1항에 있어서, 상기 OFDM 수신기는 휴대용 또는 데스크탑(desktop) 컴퓨터 중 하나 내에서 통합되는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 1항에 있어서, 상기 사전처리 단계에서 FFT 윈도우 조정 값 및 이퀄라이저 탭 조정 값을 이용하는 단계는 상기 FFT 윈도우 조정 값 및 이와 관련된 상기 이퀄라이저 탭 조정 값을 사용하여 FFT 윈도우의 위치와 이퀄라이저 탭의 위상을 동시에 제어하는 단계를 포함하는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 1항에 있어서, 상기 이퀄라이저 탭은 이퀄라이저 데이터 탭인, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 1항에 있어서, 상기 추출된 파일럿을 처리하는 단계는,

상기 추출된 파일럿의 위상을 사전에 결정된 값과 비교하는 단계와;

만약 상기 위상이 상기 사전에 결정된 값을 초과한다면 하나의 카운터를 증가시키는 단계와;

만약 상기 카운터가 임계값을 초과한다면 상기 FFT 윈도우 조정 값 및 이와 관련된 이퀄라이저 탭 조정 값을 생성하는 단계를,

포함하는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 6항에 있어서, 상기 사전에 결정된 값은 FFT 윈도우 오프셋으로 인한 위상 회전(rotation)을 나타내는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 7항에 있어서, 상기 사전에 결정된 값은 잡음 버퍼 값을 또한 포함하는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제 6항에 있어서, 상기 임계값은 FFT 윈도우 위치 복구에 대한 잡음의 영향을 감소하기 위해서 선택되는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 수신기에서 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우의 위치를 복구하기 위한 장치로서,

OFDM 신호를 수신하여, 상기 OFDM 신호로부터 순환 접두부(cyclic prefix)를 제거하기 위한 FFT 윈도우 모듈과;

윈도우된(windowed) OFDM 신호를 고속 푸리에 변환하기 위한 FFT 모듈과;

변환된 OFDM 신호로부터 채널 왜곡을 제거하기 위한 이퀄라이저 모듈과;

상기 변환된 OFDM 신호로부터 파일럿을 추출하여, 상기 추출된 파일럿의 위상을 사전에 결정된 값과 비교하며, 만약 상기 추출된 파일럿의 위상이 상기 사전에 결정된 값을 초과한다면 상기 FFT 윈도우 모듈과 상기 이퀄라이저 모듈의 동작을 사전에 결정된 횟수만큼 변경하는, 윈도우 조정 모듈을,

포함하는 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
제 10항에 있어서, 상기 사전에 결정된 값은 FFT 윈도우 오프셋으로 인한 위상 회전을 나타내는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
제 11항에 있어서, 상기 사전에 결정된 값은 잡음 버퍼 값을 또한 포함하는 , 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
제 11항에 있어서, 상기 FFT 윈도우 오프셋은 하나의 샘플의 오프셋인, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
제 10항에 있어서, 상기 윈도우 조정 모듈은 상기 FFT 윈도우 모듈의 윈도우 위치와, 상기 이퀄라이저 모듈의 이퀄라이저 데이터 탭 위상을 동시에 제어하는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
제 14항에 있어서, 상기 이퀄라이저 데이터 탭의 위상은 상기 윈도우 위치에 대한 편이에 의해 유도된 위상 회전을 상쇄하기 위해서 조정되는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
제 10항에 있어서, 상기 OFDM 수신기는 무선 LAN 어댑터에서 구현되는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
제 10항에 있어서, 상기 OFDM 수신기는 휴대용 또는 데스크탑 컴퓨터중 하나 내에서 통합되는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 수신기에서의 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform) 윈도우 위치 복구 방법으로서,

고속 푸리에 변환되고, 균등화(equalization)된 OFDM 신호를 생성하기 위하여 수신된 OFDM 신호를 사전에 처리하는 단계와;

상기 고속 푸리에 변환되고, 균등화된 OFDM 신호로부터 파일럿(pilot)을 추출하는 단계와;

상기 추출된 파일럿의 위상을 사전에 결정된 값과 비교하는 단계와;

만약 상기 위상이 상기 사전에 결정된 값을 초과한다면 하나의 카운터를 증가시키는 단계와;

만약 상기 카운터가 임계값을 초과한다면 FFT 윈도우 조정 값 및 이와 관련된 이퀄라이저 탭 조정 값을 생성하는 단계와;

상기 사전 처리 단계에서 상기 FFT 윈도우 조정 값 및 상기 이퀄라이저 탭 조정 값을 이용하는 단계를,

포함하는 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제18 항에 있어서,

상기 사전에 결정된 값은 FFT 윈도우 오프셋으로 인한 위상 회전을 나타내는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제19 항에 있어서,

상기 사전에 결정된 값은 또한 잡음 버퍼값을 포함하는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
제18 항에 있어서,

상기 임계 값은 FFT 윈도우 위치 복구에 대한 잡음 효과를 감소하도록 선택되는, 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 방법.
직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 수신기에서 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우의 위치를 복구하기 위한 장치로서,

OFDM 신호를 수신하여, 상기 OFDM 신호로부터 순환 접두부(cyclic prefix)를 제거하기 위한 FFT 윈도우 모듈과;

윈도우된(windowed) OFDM 신호를 고속 푸리에 변환하기 위한 FFT 모듈과;

변환된 OFDM 신호로부터 채널 왜곡을 제거하기 위한 이퀄라이저 모듈과;

상기 변환된 OFDM 신호로부터 파일럿을 추출하고, 상기 추출된 파일럿의 위상에 응답하여, 상기 FFT 윈도우 모듈의 윈도우 위치 및 상기 이퀄라이저 모듈의 이퀄라이저 데이터 탭의 위상을 동시에 제어해서, 상기 이퀄라이저 데이터 탭의 위상이 윈도우 위치의 편이에 의해 유도된 위상 회전을 상쇄하도록 조정되는, 윈도우 조정 모듈을,

포함하는 고속 푸리에 변환(FFT) 윈도우 위치 복구 장치.