KR100845101B1 - Apparatus of Frequency Offset Compensation using Various Frequency Offset Estimation Range - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다양한 주파수 오프셋 추정범위를 이용하는 반송파 주파수 오프셋 보상장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 주파수 오프셋 추정성능이 추정범위의 제곱에 반비례한다는 것에 착안하여 추정범위가 넓을 때의 주파수 오프셋 추정값과 추정범위가 좁을 때의 주파수 오프셋 추정값을 모두 사용하여 추정범위가 넓으며 그 추정성능 또한 우수한 다양한 주파수 오프셋 추정범위를 이용하는 반송파 주파수 오프셋 보상장치를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 주파수 오프셋 추정값을 이용하여 반송파 주파수 오프셋을 보상하기 위한 보상 수단을 구비하는 반송파 주파수 오프셋 보상장치에 있어서, 저역통과필터 및 A/D 변환 수단을 통해 입력된 신호의 기준 검출쌍과 각각 다른 심볼 지연시간을 갖는 타 검출쌍과의 위상차를 이용하여 주파수 오프셋을 추정하되 상기 심볼 지연시간에 상응하는 주파수 오프셋 추정범위별로 주파수 오프셋 추정값을 산출하기 위한 주파수 오프셋 추정 수단, 및 상기 주파수 오프셋 추정 수단에 의해 심볼 지연시간별로 산출된 주파수 오프셋 추정값들 중 하나를 주파수 오프셋 추정범위의 크기순으로 선택하여 상기 보상 수단에 인가하기 위한 선택 수단을 구비하며; 상기 주파수 오프셋 추정 수단은, 상기 A/D 변환 수단으로부터 입력받은 디지털 신호를 역확산하기 위한 역확산 수단, 상기 역확산 수단으로부터 입력받은 역확산된 신호를 복조하기 위한 복조 수단, 상기 복조 수단으로부터 출력되어 칩 레벨(Chip Level)로 동작하는 신호를 심볼 레벨(Symbol Level)로 데시메이션(Decimation)하기 위한 심볼 레벨 데시메이터(Symbol Level Decimator), 상기 심볼 레벨 데시메이터로부터 심볼 데시메이션이 이루어진 신호를 바람직하게는 256 칩(Chip)의 배수만큼 지연시켜 다양한 지연신호를 생성하기 위한 지연 수단, 상기 지연 수단으로부터 256 칩의 배수만큼 지연된 다양한 상기 지연신호에 대해 각각 켤레 복소 신호 생성하기 위한 켤레 복소 신호 생성수단, 및 상기 심볼 레벨 데시메이터의 출력신호와 상기 켤레 복소 신호 생성수단의 출력신호를 곱한 신호에서 위상을 추출하여 다양한 주파수 오프셋 추정범위에 상응하는 다양한 주파수 오프셋 값을 추출하기 위한 주파수 오프셋 추출수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 주파수 오프셋 보상장치 등에 이용됨.
주파수 오프셋, 추정범위, 검출쌍, 심볼지연
1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a carrier frequency offset compensation device using various frequency offset estimation ranges.
2. The technical problem to be solved by the invention
In view of the fact that the frequency offset estimation performance is inversely proportional to the square of the estimation range, the estimation range is wide and the estimation performance is wide using both the frequency offset estimation value when the estimation range is wide and the frequency offset estimation value when the estimation range is narrow. In addition, to provide a carrier frequency offset compensation device using a variety of excellent frequency offset estimation range.
3. Summary of Solution to Invention
The present invention relates to a carrier frequency offset compensation device including a compensation means for compensating a carrier frequency offset using a frequency offset estimate, wherein each of the reference detection pairs of the signal input through the low pass filter and the A / D conversion means A frequency offset estimating means for estimating a frequency offset by using a phase difference with another detection pair having a different symbol delay time, and for calculating a frequency offset estimate for each frequency offset estimation range corresponding to the symbol delay time, and the frequency offset estimating means Selecting means for selecting one of the frequency offset estimates calculated for each symbol delay time in the order of magnitude of the frequency offset estimation range and applying it to the compensation means; The frequency offset estimating means includes despreading means for despreading the digital signal input from the A / D conversion means, demodulation means for demodulating the despread signal received from the despreading means, and output from the demodulation means. A symbol level decimator for decimating a signal operating at a chip level to a symbol level, and a signal for which symbol decimation is performed from the symbol level decimator Preferably, a delay means for generating various delay signals by delaying by a multiple of 256 chips, and a complex complex signal generating means for generating a complex conjugate signal for each of the various delay signals delayed by a multiple of 256 chips from the delay means. And outputting the output signal of the symbol level decimator and the conjugate complex signal generating means. And a frequency offset extracting means for extracting a phase from a signal multiplied by the output signal to extract various frequency offset values corresponding to various frequency offset estimation ranges.
4. Important uses of the invention
The present invention is used in the frequency offset compensation device.
Frequency Offset, Estimated Range, Detection Pair, Symbol Delay
Description
도 1 은 반송파 주파수 오프셋에 따른 복조신호의 크기변화를 나타낸 설명도.1 is an explanatory diagram showing a magnitude change of a demodulated signal according to a carrier frequency offset.
도 2 는 공통 파일럿 채널 패턴을 나타낸 설명도.2 is an explanatory diagram showing a common pilot channel pattern.
도 3 은 종래의 1심볼 지연된 두 반송파 주파수 오프셋 검출쌍을 나타낸 설명도.3 is an explanatory diagram showing a conventional one symbol delayed two carrier frequency offset detection pair.
도 4 는 3심볼 지연된 두 반송파 주파수 오프셋 검출쌍을 나타낸 설명도.4 is an explanatory diagram showing two carrier frequency offset detection pairs with three symbol delays;
도 5 는 종래의 검출쌍간의 시간지연이 1심볼인 제 1 주파수 오프셋 추정부의 상세 구성도.5 is a detailed configuration diagram of a first frequency offset estimator in which a time delay between conventional detection pairs is one symbol.
도 6 은 본 발명에 따른 검출쌍간의 시간지연이 3심볼인 제 2 주파수 오프셋 추정부의 일실시예 상세 구성도.6 is a detailed block diagram of an embodiment of a second frequency offset estimating unit in which a time delay between detection pairs is three symbols according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 따른 다양한 반송파 주파수 오프셋 추정값을 갖는 반송파 주파수 오프셋 보상장치의 일실시예 구성도.
7 is a configuration diagram of an embodiment of a carrier frequency offset compensation device having various carrier frequency offset estimates according to the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
700 : 주파수 오프셋 보상장치 701 : 저역통과필터700: frequency offset compensation device 701: low pass filter
702 : A/D 변환부 703 : 주파수 오프셋 추정부 702: A / D converter 703: frequency offset estimator
704 : 선택부 705 : 루프 필터 704: selection unit 705: loop filter
706 : 전압 제어 발진기
706: Voltage Controlled Oscillator
본 발명은 다양한 주파수 오프셋 추정범위를 이용하는 반송파 주파수 오프셋 보상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 추정범위가 넓을 때의 주파수 오프셋 추정값과 추정범위가 작을 때의 주파수 오프셋 추정값을 단계적으로 모두 사용하여 추정 성능도 우수하고 추정 범위도 넓게 하기 위한 다양한 주파수 오프셋 추정범위를 이용하는 반송파 주파수 오프셋 보상장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carrier frequency offset compensator using various frequency offset estimation ranges, and more particularly, to estimate performance by using both a frequency offset estimation value when the estimation range is wide and a frequency offset estimation value when the estimation range is small. The present invention relates to a carrier frequency offset compensation device using various frequency offset estimation ranges for better and wider estimation ranges.
3세대 이동통신의 표준화가 급속히 진행됨에 따라 ITU(International Telecommunications Union)에서 IMT(International Mobile Telecommunications) 2000으로 불리며, ETSI(European Telecommunications Standards Institute)에서 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)으로 불리는 시스템은 현재의 2세대 시스템에서 제공되는 서비스를 높은 데이터 전송률로써 확장시킬 전망이다. 이러한 높은 전송률이 필요한 주요한 응용 중 하나가 무선 패킷 전송이 될 것이며, UMTS는 비디오와 같은 높은 전송률의 서킷 스위치 서비스를 제공할 것이다.With the rapid progress of standardization of 3G mobile communication, the system called International Mobile Telecommunications (IMT) 2000 in the International Telecommunications Union (ITU) and the Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) in the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) The service provided by the generation system will be extended with high data rate. One of the major applications requiring this high rate will be wireless packet transmission, and UMTS will provide high-rate circuit switch services such as video.
한편, 비동기 무선통신 시스템(WCDMA)은 유럽과 일본에서 UMTS/IMT-2000의 기본적인 무선접속 기술로 선택되었으며, 2세대 협대역 CDMA에 비해 WCDMA 무선접속은 중요한 개선사항들을 제공하며, 또한 높은 전송률 서비스를 제공한다. 즉, 넓은 밴드 폭과 역방향 동기검파에 따라 보다 향상된 커버리지(Coverage)와 커패시티(Capacity)를 제공하며, 고용량 계층적 셀 구조를 위한 주파수간 핸드오버를 제공한다. 또한, 적응 안테나와 다중 사용자 검출과 같은 용량 개선 기술과 빠르고 효과적인 패킷 접속 프로토콜을 제공한다.On the other hand, asynchronous wireless communication system (WCDMA) has been selected as the basic radio access technology for UMTS / IMT-2000 in Europe and Japan. To provide. That is, it provides more coverage and capacity according to wide bandwidth and backward synchronization detection, and provides inter-frequency handover for high capacity hierarchical cell structure. It also provides capacity improvement techniques such as adaptive antennas and multi-user detection and fast and efficient packet access protocols.
하지만, 이러한 장점을 보유한 WCDMA 시스템이 제대로 동작하기 위해서 최초 동기화 과정이 필요하다. 그 중에서 특히 반송파 주파수 추정은 매우 중요하며, 시스템에 반송파 주파수 오프셋이 존재할 경우 데이터가 정상적으로 복조될 수 없으며, 설령 복조된다 하더라도 복조된 데이터의 신뢰성이 떨어지게 된다.However, an initial synchronization process is required for the WCDMA system with this advantage to work properly. Among them, carrier frequency estimation is particularly important, and when there is a carrier frequency offset in the system, the data cannot be demodulated normally, and even if demodulated, the reliability of the demodulated data is deteriorated.
도 1 은 반송파 주파수 오프셋에 따른 복조신호의 크기변화를 나타낸 설명도로서, 도면에 도시된 바와 같이 반송파 주파수 오프셋이 커질수록 복조신호의 크기는 급격히 감소하게 된다.FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a change in the size of a demodulated signal according to a carrier frequency offset. As shown in the figure, as the carrier frequency offset increases, the size of the demodulated signal decreases rapidly.
도 2 는 공통 파일럿 채널 패턴을 나타낸 설명도로서, 반송파 주파수 추정은 상기 도 2에 도시된 바와 같은 패턴을 갖는 공통 파일럿 채널을 사용하여 이루어진다.FIG. 2 is an explanatory diagram showing a common pilot channel pattern, and carrier frequency estimation is performed using a common pilot channel having a pattern as shown in FIG.
한편, 도 2에서 "A"는 1+j이며 256칩 길이의 파일럿 심볼이다. Meanwhile, in FIG. 2, "A" is 1 + j and is a 256-chip long pilot symbol.
또한, 기지국에서는 2개의 전송 안테나를 사용하며, "안테나 #1"은 첫 번째 안 테나를 나타내며, "안테나 #2"는 두 번째 안테나를 나타낸다. 이러한 파일럿 패턴을 이용한 반송파 주파수 오프셋 추정은 먼저 두 심볼을 하나의 검출쌍(Detection Pair)으로 설정하여 이루어진다.In addition, the base station uses two transmit antennas, "
도 3 은 종래의 1심볼 지연된 두 반송파 주파수 오프셋 검출쌍을 나타낸 설명도이며, 이러한 검출쌍을 이용한 반송파 주파수 오프셋 추정은 다음과 같이 이루어진다. FIG. 3 is an explanatory diagram showing two conventional carrier frequency offset detection pairs delayed by one symbol, and the carrier frequency offset estimation using the detection pair is performed as follows.
반송파 주파수 오프셋 추정은 다음과 같은 가정하에 이루어진다.Carrier frequency offset estimation is performed under the following assumption.
안테나 #1으로부터의 채널특성: (복소수)Channel characteristics from antenna # 1: (Complex)
안테나 #2으로부터의 채널특성: (복소수)Channel characteristics from antenna # 2: (Complex)
( : 주파수 오프셋) ( : Frequency offset)
: 송신단과 수신단 사이의 위상차
= Phase difference between transmitter and receiver
먼저, 기지국의 각 안테나로부터의 전송된 신호를 하기의 [수학식 1]과 같이 정의한다.
First, a signal transmitted from each antenna of the base station is defined as shown in
따라서, 반송파 주파수 오프셋이 존재하는 경우 수신단에서 보여지는 신호는 하기의 [수학식 2]와 같이 표현된다.
Therefore, when the carrier frequency offset exists, the signal seen by the receiver is expressed by
여기서,,, here, , ,
,이다.
, to be.
따라서, 수신된 신호의 복소 포락선은 하기의 [수학식 3]과 같이 표현된다.
Therefore, the complex envelope of the received signal is expressed by Equation 3 below.
여기서, 상기 [수학식 2]와 상기 [수학식 3]을 함께 고려하면, 상기 [수학식 3]에서 표현된 수신신호의 복소 포락선은 하기의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있 다.
Here, when considering [Equation 2] and [Equation 3] together, the complex envelope of the received signal expressed in [Equation 3] can be represented as shown in [Equation 4].
상기 [수학식 4]에서, T는 256 의사잡음(PN : Pseudo Noise) chip의 길이, D(t)는 송신한 신호, C(t)는 확산신호, 아래첨자 1과 2는 안테나의 번호를 각각 나타낸다.
In Equation 4, T is the length of 256 pseudo noise chips, D (t) is a transmitted signal, C (t) is a spread signal, and
한편, 역확산후 수신된 신호는 하기의 [수학식 5]와 같이 표현된다.
On the other hand, the signal received after despreading is expressed as shown in Equation 5 below.
여기서, 는 역확산 신호를 나타낸다. here, Denotes a despread signal.
한편, 상기 [수학식 5]에서,로 가정하고 가 역확산기간동안 일정하다고 가정하면, 기간동안 파일럿 패턴은 이므로 상기 [수학식 5]는 하기의 [수학식 6]과 같이 변형되어 표현될 수 있다.
On the other hand, in [Equation 5], Assuming Assuming that is constant during the despreading period, The pilot pattern over the period Therefore, Equation 5 may be modified and expressed as shown in Equation 6 below.
상기 [수학식 6]을 이용하면, 위상차에 대한 변화검출은 하기의 [수학식 7]을 통해 얻을 수 있다.
Using Equation 6, the change detection for the phase difference can be obtained through Equation 7 below.
따라서, 반송파 주파수 오프셋은 상기 [수학식 7]의 위상으로부터 구해질 수 있으며, 하기의 [수학식 8]과 같이 표현된다.
Therefore, the carrier frequency offset can be obtained from the phase of Equation 7, and is expressed as Equation 8 below.
상기 [수학식 8]에서,이므로 반송파 주파수 오프셋 은 하기의 [수학식 9]와 같이 나타낼 수 있다.
In Equation 8, Carrier frequency offset May be represented as in Equation 9 below.
여기서 arg() 함수는 의 추정범위를 가지므로 추정가능한 반송파 주파수 오프셋 범위는 로 주어진다. 또한,이므로 추정범위는 이다.Where the arg () function Since the estimated range of carrier frequency offset is Is given by Also, Since the estimated range is to be.
상기 살펴본 바와 같이, 임의의 검출쌍과 1 심볼 지연된 검출쌍을 사용하여 주파수 오프셋을 추정하는 경우, 그 추정범위는 로 비교적 넓은 편이나, 추정범위와 Trade-off 관계에 있는 추정성능은 떨어지는 문제점이 있었다.
As described above, when the frequency offset is estimated by using any detection pair and one symbol delayed detection pair, the estimation range is Although it is relatively wide, the estimation performance in the trade-off relationship with the estimation range is inferior.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 주파수 오프셋 추정성능은 추정범위의 제곱에 반비례한다는 것에 착안하여 추정범위가 넓을 때의 주파수 오프셋 추정값과 추정범위가 좁을 때의 주파수 오프셋 추정값을 모두 사용하여 추정범위도 넓으며 그 추정성능 또한 우수한 다양한 주파수 오프셋 추정범위를 이용하는 반송파 주파수 오프셋 보상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, and the frequency offset estimation performance is inversely proportional to the square of the estimation range. It is an object of the present invention to provide a carrier frequency offset compensation device using various frequency offset estimation ranges which have wide estimation ranges and excellent estimation performance using all frequency offset estimates.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주파수 오프셋 추정값을 이용하여 반송파 주파수 오프셋을 보상하기 위한 보상 수단을 구비하는 반송파 주파수 오프셋 보상장치에 있어서, 저역통과필터 및 A/D 변환 수단을 통해 입력된 신호의 기준 검출쌍과 각각 다른 심볼 지연시간을 갖는 타 검출쌍과의 위상차를 이용하여 주파수 오프셋을 추정하되 상기 심볼 지연시간에 상응하는 주파수 오프셋 추정범위별로 주파수 오프셋 추정값을 산출하기 위한 주파수 오프셋 추정 수단, 및 상기 주파수 오프셋 추정 수단에 의해 심볼 지연시간별로 산출된 주파수 오프셋 추정값들 중 하나를 주파수 오프셋 추정범위의 크기순으로 선택하여 상기 보상 수단에 인가하기 위한 선택 수단을 구비하며; 상기 주파수 오프셋 추정 수단은, 상기 A/D 변환 수단으로부터 입력받은 디지털 신호를 역확산하기 위한 역확산 수단, 상기 역확산 수단으로부터 입력받은 역확산된 신호를 복조하기 위한 복조 수단, 상기 복조 수단으로부터 출력되어 칩 레벨(Chip Level)로 동작하는 신호를 심볼 레벨(Symbol Level)로 데시메이션(Decimation)하기 위한 심볼 레벨 데시메이터(Symbol Level Decimator), 상기 심볼 레벨 데시메이터로부터 심볼 데시메이션이 이루어진 신호를 바람직하게는 256 칩(Chip)의 배수만큼 지연시켜 다양한 지연신호를 생성하기 위한 지연 수단, 상기 지연 수단으로부터 256 칩의 배수만큼 지연된 다양한 상기 지연신호에 대해 각각 켤레 복소 신호 생성하기 위한 켤레 복소 신호 생성수단, 및 상기 심볼 레벨 데시메이터의 출력신호와 상기 켤레 복소 신호 생성수단의 출력신호를 곱한 신호에서 위상을 추출하여 다양한 주파수 오프셋 추정범위에 상응하는 다양한 주파수 오프셋 값을 추출하기 위한 주파수 오프셋 추출수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a carrier frequency offset compensation device including a compensation means for compensating a carrier frequency offset using a frequency offset estimate, the signal input through a low pass filter and an A / D conversion means. A frequency offset estimating means for estimating a frequency offset by using a phase difference between a reference detection pair of and another detection pair having a different symbol delay time, for each frequency offset estimation range corresponding to the symbol delay time; And selecting means for selecting one of frequency offset estimation values calculated for each symbol delay time by said frequency offset estimation means in order of magnitude of a frequency offset estimation range, and applying it to said compensation means; The frequency offset estimating means includes despreading means for despreading the digital signal input from the A / D conversion means, demodulation means for demodulating the despread signal received from the despreading means, and output from the demodulation means. A symbol level decimator for decimating a signal operating at a chip level to a symbol level, and a signal for which symbol decimation is performed from the symbol level decimator Preferably, a delay means for generating various delay signals by delaying by a multiple of 256 chips, and a complex complex signal generating means for generating a complex conjugate signal for each of the various delay signals delayed by a multiple of 256 chips from the delay means. And the output signal of the symbol level decimator and the conjugate complex signal generating means. Extracting the phase from the signal multiplied by the output signal, it characterized in that it comprises a frequency offset extracting means for extracting a range of frequency offset value corresponding to a different frequency offset estimation range.
일반적으로, 위상차를 이용한 반송파 주파수 오프셋 추정에서 추정성능은 추정범위의 제곱에 반비례한다. 즉, 추정범위가 1/2로 줄어들면 추정성능은 4배로 향상되며, 1/4로 줄어들면 추정성능은 16배로 향상된다. In general, in the carrier frequency offset estimation using the phase difference, the estimation performance is inversely proportional to the square of the estimation range. In other words, if the estimated range is reduced to 1/2, the estimated performance is increased by four times, and if it is reduced to 1/4, the estimated performance is improved by 16 times.
이렇듯, 추정성능과 추정범위는 반비례하게 되며, 두 인자 사이에 Trade-off가 존재하게 된다. As such, the estimation performance and the estimation range are inversely proportional, and there is a trade-off between the two factors.
한편, 주파수 오프셋 추정에 있어서, 그 추정성능도 중요하지만 반송파 주파수 오프셋이 얼마나 생길지 수신단에서는 예측할 수 없으므로 넓은 추정범위를 가져야 한다는 조건 역시 중요하다.On the other hand, in the frequency offset estimation, the estimation performance is also important, but it is also important that the receiver has a wide estimation range because the receiver cannot predict how much the carrier frequency offset will occur.
따라서, 본 발명에서는 추정 범위가 넓을 때의 추정 값과 추정 범위가 작을 때의 추정값 모두를 사용하여 추정 성능을 향상시키고 추정 범위도 넓힐 수 있다. Therefore, in the present invention, the estimation performance can be improved and the estimation range can be widened by using both the estimation value when the estimation range is wide and the estimation value when the estimation range is small.
전술한 바와 같이, 파일럿 패턴에서 기존의 검출쌍(검출쌍끼리 1심볼 지연)을 이용하여 추정된 반송파 주파수 오프셋을 이라고 하면, 의 추정범위는 가 된다. As described above, in the pilot pattern, the carrier frequency offset estimated using an existing detection pair (one symbol delay between detection pairs) is obtained. Speaking of The estimated range of Becomes
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4 는 3심볼 지연된 두 반송파 주파수 오프셋 검출쌍을 나타낸 설명도이다.4 is an explanatory diagram showing two carrier frequency offset detection pairs with a three symbol delay.
그 바람직한 실시예로서 임의의 검출쌍과 그로부터 3심볼 지연된 검출쌍을 상기 도 4에 도시된 바와 같이 구성하여 위상의 변화를 구하면 하기의 [수학식 10]과 같이 표현된다.
As a preferred embodiment, an arbitrary detection pair and a three-symbol delayed detection pair are configured as shown in FIG. 4 to obtain a change in phase, which is expressed by Equation 10 below.
따라서, 새로운 검출쌍으로부터 구해진 반송파 주파수 오프셋은 상기의 [수학식 10]으로부터 하기의 [수학식 11]과 같이 구해진다.
Therefore, the carrier frequency offset obtained from the new detection pair is obtained from Equation 10 as shown in Equation 11 below.
상기 [수학식 11]에서, 이므로 반송파 주파수 오프셋 은 하기의 [수학식 12]와 같이 표현된다.
In [Equation 11], Carrier frequency offset Is expressed by Equation 12 below.
한편, 상기 [수학식 12]에서 arg()함수는 의 추정범위를 가지므로 추정가능한 반송파 주파수 오프셋 범위는 로 주어진다. On the other hand, in [Equation 12] arg () function is Since the estimated range of carrier frequency offset is Is given by
한편, 이므로, 추정범위는 이다. Meanwhile, Since the estimated range is to be.
여기서, 추정범위가 검출쌍과의 시간지연이 1심볼인 종래 기술에 비해 1/3으로 줄었으므로 추정성능은 9배 증가하여 보다 정확한 반송파 주파수 오프셋 추정이 가능하다. Here, since the estimation range is reduced to 1/3 compared to the conventional technique in which the time delay with the detection pair is 1 symbol, the estimation performance is increased by 9 times, which enables more accurate carrier frequency offset estimation.
도 5 는 종래의 검출쌍간의 시간지연이 1심볼인 제 1 주파수 오프셋 추정부의 상세 구성도로서, 제 1 주파수 오프셋 추정부(500)는 수신단에서 수신되어 A/D 변환된 디지털 신호를 입력받아 역확산하기 위한 역확산기(501)와, 역확산기(501)로부터 출력된 신호를 복조하기 위한 복조기(502)와, 복조기(502)로부터 출력되어 칩 레벨(Chip Level)로 동작하는 신호를 심볼 레벨(Symbol Level)로 데시메이션(Decimation) 하기 위한 심볼 레벨 데시메이터(503)와, 심볼 레벨 데시메이터(503)에서 심볼 레벨 데시메이션이 이루어진 신호를 256 칩만큼 지연시키기 위한 256 칩 지연기(504)와, 256 칩 지연기(504)에서 256 칩만큼 지연된 신호의 켤레 복소 신호를 구하기 위한 켤레 복소 신호 생성기(505)와, 심볼 레벨 데시메이터(503)의 출력신호와 켤레 복소 신호 생성기(505)의 출력신호를 곱한 신호에서 위상을 추출하기 위한 위상 추출기(506)를 포함한다.FIG. 5 is a detailed configuration diagram of a first frequency offset estimator in which a time delay between conventional detection pairs is one symbol, and the first frequency offset
도 6 은 본 발명에 따른 검출쌍간의 시간지연이 3심볼인 제 2 주파수 오프셋 추정부의 일실시예 상세 구성도로서, 제 2 주파수 오프셋 추정부(600)는 수신단에서 수신되어 A/D 변환된 디지털 신호를 입력받아 역확산하기 위한 역확산기(601)와, 역확산기(601)로부터 출력된 신호를 복조하기 위한 복조기(602)와, 복조기(602)로부터 출력되어 칩 레벨(Chip Level)로 동작하는 신호를 심볼 레벨(Symbol Level)로 데시메이션(Decimation) 하기 위한 심볼 레벨 데시메이터(Symbol Level Decimator)(603)와, 심볼 레벨 데시메이터(603)에서 심볼 레벨 데시메이션이 이루어진 신호를 3*256 칩만큼 지연시키기 위한 3*256 칩 지연기(604)와, 3*256 칩 지연기(604)에서 3*256 칩만큼 지연된 신호의 켤레 복소 신호를 구하기 위한 켤레 복소 신호 생성기(605)와, 심볼 레벨 데시메이터(603)의 출력신호와 켤레 복소 신호 생성기(605)의 출력신호를 곱한 신호에서 위상을 추출하기 위한 위상 추출기(606)를 포함한다.6 is a detailed configuration diagram of a second frequency offset estimator having a time delay between three detection pairs according to an embodiment of the present invention, wherein the second frequency offset
도 7 은 본 발명에 따른 다양한 반송파 주파수 오프셋 추정값을 갖는 반송파 주파수 오프셋 보상장치의 일실시예 구성도로서, 주파수 오프셋 보상장치(700)는 수신된 신호의 저주파수 대역만을 통과시키기 위한 저역통과필터(701)와, 저역통과필터(701)에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 A/D 변환부(702)와, 기준 검출쌍으로부터 각각 다른 심볼지연시간을 가진 검출쌍으로 구성되어 다양한 주파수 오프셋 추정범위를 가짐으로써 그에 따른 다양한 주파수 오프셋 추정값을 산출하기 위한 주파수 오프셋 추정부(703)와, 먼저 주파수 오프셋 추정부(703)에서 가장 넓은 주파수 오프셋 추정범위를 갖는 주파수 오프셋 추정부(500)의 주파수 오프셋 값을 입력받고, 이후 소정의 지연시간 간격으로 점차 주파수 오프셋 추정범위가 적은 주파수 오프셋 추정부의 주파수 오프셋 값을 입력받기 위한 선택부(704)와, 선택부(704)에서 선택된 주파수 오프셋 값에 상응하는 필터링 동작을 수행하기 위한 루프 필터(705)와, 루프 필터(705)의 출력신호를 입력받아 이의 전압에 상응하는 발진신호를 발생시켜 저역통과필터(701)의 입력단에 궤환시켜 주파수 오프셋을 보상하기 위한 전압 제어 발진기(706)를 포함한다.7 is a block diagram of an embodiment of a carrier frequency offset compensation device having various carrier frequency offset estimates according to the present invention. The frequency offset
즉, 본 발명에 따른 반송파 주파수 오프셋 보상장치는 최초 주파수 오프셋이 비교적 클 것이므로 를 이용하여 반송파 주파수 오프셋을 보상하며, 일정시간 가 지난 후에는 잔여 반송파 주파수 오프셋이 보다 작아질 것이므로 를 이용하여 반송파 주파수 오프셋을 보상한다. That is, since the carrier frequency offset compensation device according to the present invention will have a relatively large initial frequency offset Compensate the carrier frequency offset using After, the residual carrier frequency offset will be smaller Compensate the carrier frequency offset using
한편, 보다 정밀한 주파수 오프셋이 필요한 경우, 일정시간 가 지난 후 보다 작은 주파수 오프셋 추정범위에 해당하는 주파수 오프셋 값으로써 반송파 주파수 오프셋을 보상하며, 이러한 동작은 소정의 기준치보다 주파수 오프셋이 더 작아질 때까지 계속된다.On the other hand, if a more precise frequency offset is required, After that, the carrier frequency offset is compensated with a frequency offset value corresponding to a smaller frequency offset estimation range, and the operation continues until the frequency offset becomes smaller than a predetermined reference value.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 반송파 주파수 오프셋 보상장치에서 반송파 주파수 오프셋 추정범위가 넓을 때의 주파수 오프셋 추정값과 그 추정범위가 좁을 때의 주파수 오프셋 추정값을 단계적으로 모두 사용하여 상호 trade-off 관계에 있는 주파수 오프셋 추정범위와 추정성능을 모두 향상시켜, 추정범위가 넓으면서도 추정성능 또한 우수한 반송파 주파수 오프셋 보상을 할 수 있는 효과가 있다.
In the present invention as described above, the carrier frequency offset compensator is in a trade-off relationship by using both a frequency offset estimation value when the carrier frequency offset estimation range is wide and a frequency offset estimation value when the estimation range is narrow in steps. By improving both the frequency offset estimation range and the estimation performance, the carrier frequency offset compensation can be performed while the estimation range is wide and the estimation performance is excellent.
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