KR100878494B1 - 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등샘플링 오프셋 보상장치 및 방법 - Google Patents

직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등샘플링 오프셋 보상장치 및 방법 Download PDF

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이황수
이무홍
금병직
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치는 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 이용하여, 상기 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정하는 차등 샘플링 오프셋 추정부 및 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 샘플링 오프셋을 보상하는 차등 샘플링 오프셋 보상부를 포함한다.
본 발명에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치는 초기 동기과정에서 얻어진 알고리즘의 결과를 이용함으로서, 샘플링 오프셋 보상 처리시간을 최소화시킬 수 있다.
차등 변복조, 차등 샘플링 오프셋, 시간 동기, 지상파 DMB

Description

직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치 및 방법{COMPENSATION APPARATUS FOR DIFFERENTIAL DEMODULATION OF ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING SYMBOL AND THEREOF METHOD}
본 발명은 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조 시 발생되는 차등 샘플링 오프셋의 영향을 보상하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도1은 일반적인 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM) 방식과 차등 변복조를 사용하는 통신 시스템 중 DMB 시스템의 수신부(100)를 나타낸 블록도이다.
도1을 참조하면, 수신부(100)는 입력된 데이터 프레임의 대략적인 시작위치를 추정하는 널 심볼 동기부(110), +/- 1 샘플 이내로 데이터 프레임의 시작위치를 추정하는 심볼 시간 동기부(120), 송수신 간의 레퍼런스 클록 주파수 오프셋을 추정하는 주파수 오프셋 동기부(130), 시작위치가 추정된 직교주파수분할다중화 심볼을 복조하는 직교주파수분할다중화(OFDM) 복조부(130), 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 중 인접한 심볼들을 이용하여 원본 데이터를 추정하는 차등 복조부(140)를 포함한다.
수신부(100)는 널 심볼 동기부(110), 심볼 시간 동기부(120) 및 주파수 오프셋 동기부(130)를 통해 초기 동기과정을 수행한다. 여기서, 주파수 오프셋 동기부(130)는 송수신 간의 캐리어 주파수 차이 및 이동성을 갖는 수신부(100)의 도플러 효과에 의해 발생되는 레퍼런스 클록 주파수 오프셋을 추정한다. 이러한 레퍼런스 클록 주파수 오프셋은 샘플링 클록 주파수에도 영향을 미치게 때문에 수신부(100)로 입력된 데이터 신호의 샘플링 오프셋을 발생시킨다. 샘플링 오프셋(
Figure 112007068106013-pat00001
)은 도1에서 도시된 바와 같이, 샘플링 시간간격(Ts) 내에 최적의 샘플링(200) 위치와 수신부(100)에서의 샘플링(210) 위치가 달라짐에 따라 발생된다. 이러한 샘플링 오프셋은 시간이 지남에 따라 누적되어 샘플의 정수배로 나타나기도 한다. 샘플링 오프셋(
Figure 112007068106013-pat00002
)은 직교주파수분할다중화 복조부(130) 및 차등 복조부(140)를 통해 복조된 신호에 영향을 미친다. 여기서 샘플링 오프셋의 영향을 받은 복조 신호는 다음 수식과 같이 간략히 나타낼 수 있다.
Figure 112007068106013-pat00003
여기서, Xr(k)는 복조된 데이터 신호, X(k)는 송신부에서 보낸 원본 데이터 신호, N은 직교주파수분할다중화 심볼의 부반송파 수, k는 주파수 인덱스,
Figure 112007068106013-pat00004
는 샘플링 오프셋을 나타낸 것이다. 수학식 1을 참조하면, 복조된 데이터 신호는 수신부(100)에 샘플링 오프셋(
Figure 112007068106013-pat00005
)이 존재 할 경우, 원본 데이터 신호와 비교하여 위상이 회전된 것을 알 수 있다. 이에 따라, 입력된 데이터 신호의 샘플링 과정에 있어서, 아주 작은 샘플링 오프셋(
Figure 112007068106013-pat00006
)이 존재하더라도, 주파수 인덱스(k)에 비례하여 수신된 데이터의 위상을 크게 회전시키게 되므로 수신부(100)의 성능이 크게 저하된다.
일반적인 직교주파수분할다중화 방식의 통신 시스템에서는 샘플링 오프셋의 영향을 보상하기 위해 매 직교주파수분할다중화 심볼마다 파일럿 심볼를 실어 보낸다. 그러나 파일럿 심볼을 이용한 샘플링 오프셋의 보상은 연산량이 많아 수신 시스템의 복잡도(Complexity)를 높일 뿐만 아니라, 매 직교주파수분할다중화 심볼마다 파일럿 심볼이 없는 방식의 통신 시스템에서는 적용이 불가능하다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 수신부에서 복조된 데이터의 차등 샘플링 오프셋을 보상하여, 수신부의 수신 성능을 향상시키고, 신뢰성을 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치는 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 이용하여, 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정하는 차등 샘플링 오프셋 추정부 및 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 샘플링 오프셋을 보상하는 차등 샘플링 오프셋 보상부를 포함한다.
차등 샘플링 오프셋은 다음 수식을 이용하여 추정되고,
Figure 112007068106013-pat00007
여기서,
Figure 112007068106013-pat00008
은 차등 샘플링 오프셋이고,
Figure 112007068106013-pat00009
은 위상 레퍼런스 심볼들 간에 시작위치 변화량(즉, 한 프레임 동안 발생된 샘플링 오프셋의 누적 량)이고,
Figure 112007068106013-pat00010
은 한 프레임의 총 샘플 수이고,
Figure 112007068106013-pat00011
는 한 직교주파수분할다중화 심볼을 구성하는 샘플 수인 것이 바람직하다.
차등 샘플링 오프셋 보상부는 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호와 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 다음 수식을 곱하여 차등 샘플링 오프셋을 보상하고,
Figure 112007068106013-pat00012
여기서, N은 직교주파분할다중화 심볼 부반송파 개수이고, k는 주파수 인덱스(Index)이고,
Figure 112007068106013-pat00013
은 차등 샘플링 오프셋인 것이 바람직하다.
차등 샘플링 오프셋은 프레임 단위로 추정 및 보상하는 것이 바람직하다.
차등 샘플링 오프셋은 두개 이상의 프레임 단위로 추정 및 보상하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법은 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼 런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 이용하여, 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정하는 단계 및 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 샘플링 오프셋을 보상하는 단계를 포함한다.
차등 샘플링 오프셋은 다음 수식을 이용하여 추정되고,
Figure 112007068106013-pat00014
여기서,
Figure 112007068106013-pat00015
은 차등 샘플링 오프셋이고,
Figure 112007068106013-pat00016
은 위상 레퍼런스 심볼들 간에 시작위치 변화량(즉, 한 프레임 동안 발생된 샘플링 오프셋의 누적 량)이고,
Figure 112007068106013-pat00017
은 한 프레임의 총 샘플 수이고,
Figure 112007068106013-pat00018
는 한 내에 직교주파수분할다중화 심볼을 구성하는 샘플 수인 것이 바람직하다.
차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호와 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 다음 수식을 곱하여 차등 샘플링 오프셋을 보상하고,
Figure 112007068106013-pat00019
여기서, N은 직교주파분할다중화 심볼 부반송파 개수이고, k는 주파수 인덱스이고,
Figure 112007068106013-pat00020
은 차등 샘플링 오프셋인 것이 바람직하다.
차등 샘플링 오프셋은 프레임 단위로 추정 및 보상하는 것이 바람직하다.
차등 샘플링 오프셋은 두개 이상의 프레임 단위로 추정 및 보상하는 것이 바 람직하다.
본 발명에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치는 초기 동기과정에서 얻어진 알고리즘의 결과(위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량)를 이용함으로서, 샘플링 오프셋 보상 처리시간을 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 직교주파수분할다중화 심볼 내에 파일럿 심볼이 없는 직교주파수분할다중화 통신 시스템에서도 샘플링 오프셋을 보상할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치를 포함한 수신부를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치(380)는 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 이용하여, 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정하는 차등 샘플링 오프셋 추정부(360) 및 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호에서 차등 샘플링 오프셋이 포함된 심볼위상회전성분을 상쇄시켜 차등 샘플링 오프셋을 보상하는 차등 샘플링 오프셋 보상부(370)를 포함한다.
직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치(380)의 설명에 앞서, 초기 동기과정 및 직교주파수분할다중화의 복조를 수행하 는 DMB 시스템에서의 수신부(300)를 예를 들어 설명한다.
도3을 참조하면, DMB 시스템에서의 수신부(300)는 초기 동기과정을 수행하는 널 심볼 동기부(310), 심볼 시간 동기부(320) 및 주파수 오프셋 동기부(330)로 구성되어 있다. 먼저, 널 심볼 동기부(310)는 긴 널(Null) 심볼 길이를 이용하여 초기 동기를 획득하는데 이용된다. 좀 더 구체적으로는, 입력된 데이터 프레임의 시작위치에 항상 존재하는 널(Null) 심볼 구간을 이용하여 대략적인 데이터 프레임의 시작위치를 추정하는 역할을 한다. 일반적으로 DMB 시스템을 제외한 직교주파수분할다중화 시스템에서는 널 심볼 동기부(310)를 이용하여 않고, 프레엠블(Preamble)과 같은 레퍼런스 신호를 이용하여 데이터 프레임의 대략적인 시작위치를 추정한다. 심볼 시간 동기부(320)는 널 심볼 구간 다음에 존재하는 위상 레퍼런스 심볼을 이용하여 +/- 1 샘플 이내로 보다 정확한 데이터 프레임의 시작위치를 추정한다. 주파수 오프셋 동기부(330)는 위상 레퍼런스 심볼을 이용하여 송신부와 수신부 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 추정한다. 초기 동기과정을 통해 시간동기가 획득된 직교주파수분할다중화 심볼들은 직교주파수분할다중화 복조부(340) 및 차등 복조부(350)를 통해 복조된다. 차등 복조부(350)는 연속된 직교주파수분할다중화 심볼들을 곱하여 원본 데이터를 추출하는 역할을 한다. 차등 복조부(350)에서는 샘플링 오프셋이 존재하는 직교주파수분할다중화 차등 심볼을 복조 할 경우, 다음 수식과 같은 신호를 출력하게 된다.
Figure 112007068106013-pat00021
여기서, X1(k) 및 X2(k)는 직교주파수분할다중화 복조부(340)를 통과한 연속된 직교주파수분할다중화 심볼의 복조 신호이고,
Figure 112008063786653-pat00022
과
Figure 112008063786653-pat00023
는 연속된 직교주파수분할다중화 심볼의 각 샘플링 오프셋을 나타낸 것이다. 샘플링 오프셋이 존재할 때 차등 복조부(350)를 통해 복조된 신호 XD(k)는 샘플링이 없을 때 차등 복조부(350)에서 복조되는 심볼 복조 신호 X1(k)/X2(k)에
Figure 112008063786653-pat00070
만큼의 심볼위상회전이 발생하게 된다. 따라서, 차등 복조부(350)를 통과한 직교주파수분할다중화 심볼 복조 신호는 복조 시, 샘플링 오프셋 단위로 영향을 받는 것이 아니라,
Figure 112008063786653-pat00024
과
Figure 112008063786653-pat00025
의 차인 차등 샘플링 오프셋(
Figure 112008063786653-pat00026
)에 영향을 받는 것을 알 수 있다.
이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 샘플링 오프셋 보상장치에 대하여 상세히 설명한다.
도3을 참조하면, 차등 샘플링 오프셋 추정부(360)는 심볼 시간 동기부(320)에서 얻어진 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 이용하여 한 데이터 프레임 내에 존재하는 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정한다. 차등 샘플링 오프셋 추정부(360)는 하기의 수식에 따른 연산을 통해 차등 샘플링 오프셋을 추정할 수 있다.
Figure 112007068106013-pat00027
여기서,
Figure 112008063786653-pat00028
은 추정하고자 하는 차등 샘플링 오프셋이고,
Figure 112008063786653-pat00029
은 위상 레퍼런스 심볼들 간에 시작위치 변화량, 즉, 한 프레임 동안 발생된 샘플링 오프셋의 누적 량이고,
Figure 112008063786653-pat00030
은 한 데이터 프레임 내에 있는 총 샘플 수이고,
Figure 112008063786653-pat00031
는 한 직교주파수분할다중화 심볼 내에 있는 총 샘플 수를 나타낸 것이다. 차등 샘플링 오프셋 추정부(360)는 샘플링 오프셋을 연산하는 과정 없이, 초기 동기과정에서 추정된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량이라는 알고리즘의 결과를 이용함으로써, 추정을 위한 처리시간을 최소화 시킬 수 있다.
차등 샘플링 오프셋 보상부(370)는 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호의 차등 샘플링 오프셋을 보상한다. 차등 샘플링 오프셋 보상부(370)는 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 신호와 차등 복조부(350)에서 출력된 직교주파수분할다중화 심볼 신호를 곱하여 차등 샘플링 오프셋을 보상한다. 추정된 차등 오프셋을 포함하는 신호는 하기의 수식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007068106013-pat00032
여기서, N은 직교주파분할다중화 심볼 부반송파 개수이고, k는 주파수 인덱스(Index)이고,
Figure 112008063786653-pat00033
은 추정을 통해 얻어진 차등 샘플링 오프셋을 나타낸 것이다. 수학식 4는 차등 복조부(350)에서 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호의 심볼위상회전성분(수학식 2 참조)에 근거하여 수식된 식이다. 차등 샘플링 오프셋 추정부(330)를 통해 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 신호와 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호를 곱하면, 심볼위상회전성분이 상쇄됨으로써 차등 샘플링 오프셋에 의한 영향이 제거된다. 여기서, 수학식 4에 기재된 신호는 추정된 차등 샘플링 오프셋 값(
Figure 112008063786653-pat00034
)을 포함하는 범위 내에서 다양하게 나타낼 수 있다. 차등 샘플링 오프셋 추정부(360)와 차등 샘플링 오프셋 보상부(370)는 차등 샘플링 오프셋(
Figure 112008063786653-pat00071
)을 수신부(300)의 성능 및 수신환경에 따라 데이터 프레임 단위 또는 두 개 이상의 데이터 프레임 단위로 추정 및 보상할 수 있다. 즉, 수신부(300)의 성능을 향상시키기 위해 매 프레임 단위로 추정 및 보상할 수 있고, 추정 및 보상 과정을 위한 연산량을 감소시키기 위해서는 두 개 이상의 데이터 프레임 단위로 추정 및 보상할 수 있다. 즉, 두 개 이상의 데이터 프레임 단위로 추정 및 보상할 경우에는 여러 데이터 프레임에 걸쳐 차등 샘플링 오프셋을 추정하고 그 평균값을 차등 샘플링 오프셋 추정 값으로 취할 수 있다.
따라서 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치(380)는 차등 샘플링 오프셋 추정부(360)를 통해 초기 동기과정에서 얻어진 알고리즘의 결과를 이용함으로서, 오프셋 보상 처리시간을 최소화 시킬 수 있다. 또한, 샘플링 오프셋 차를 이용하여 보상함으로서, 샘플링 오프셋을 추정하는 단계를 생략 할 수 있다. 이에 따라, 샘플링 오프셋을 추정하기 위해 사용되는 직교주파수분할다중화 심볼 내에 파일럿 심볼이 없는 직교주파수분할다중화 통신 시스템에서도 샘플링 오프셋을 보상할 수 있게 된다. 또한, 시간의 경과에 따른 송수신부의 레퍼런스 클록 노후로 인해 야기되는 주파수 천이(Drift) 또는 온도 변화에 따른 레퍼런스 클록 주파수 변화로 인한 수신 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법은 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 이용하여, 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정하는 단계(450) 및 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호에서 차등 샘플링 오프셋이 포함된 심볼위상회전성분을 상쇄시켜 차등 샘플링 오프셋을 보상하는 단계(440)를 포함한다.
직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법의 설명에 앞서, 초기 동기과정 및 직교주파수분할다중화의 복조를 수행하는 DMB 시스템에서의 수신부(300)를 예를 들어 설명한다.
도4를 참조하면, 초기 동기과정 및 직교주파수분할다중화의 복조를 수행하는 단계는 먼저, 직교주파수분할다중화 시스템 중 DMB 시스템의 경우, 입력된 데이터 프레임의 시작위치에 항상 존재하는 널(Null) 심볼 구간을 이용하여 대략적인 데이터 프레임의 시작위치를 추정(400)한다. 일반적으로 DMB 시스템을 제외한 직교주파수분할다중화 시스템에서는 널 심볼을 이용하여 않고, 프레엠블(Preamble)과 같은 레퍼런스 신호를 이용하여 데이터 프레임의 대략적인 시작위치를 추정한다. 이후, 널 심볼 구간 다음에 존재하는 위상 레퍼런스 심볼을 이용하여 +/- 1 샘플 이내로 보다 정확한 데이터 프레임의 시작위치를 추정(410)한다. 이러한 초기 동기과정을 수행한 후, 동기가 확인된 직교주파수분할다중화 심볼들은 복조(420)하고, 연속된 직교주파수분할다중화 심볼을 이용하여 원본 데이터를 추출(430)하게 된다. 이 과정에서 샘플링 오프셋이 존재하는 직교주파수분할다중화 심볼을 차등 복조 할 경우, 다음 수식과 같은 신호가 출력될 수 있다.
Figure 112007068106013-pat00035
여기서, X1(k) 및 X2(k)는 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 중 연속된 직교주파수분할다중화 심볼의 복조 신호이고,
Figure 112008063786653-pat00036
과
Figure 112008063786653-pat00037
는 연속된 직교주파수분할다중화 심볼의 각 샘플링 오프셋을 나타낸 것이다. 샘플링 오프셋이 존재할 때 차등 복조된 신호(XD(k))는 샘플링 오프셋이 없을 때 차등 복조되는 심볼 복조 신호(X1(k)/X2(k))에
Figure 112008063786653-pat00072
만큼의 심볼위상회전이 발생하게 된다. 따라서, 직교주파수분할다중화 심볼 신호는 차등 복조 시, 샘플링 오프셋 단위로 영향을 받는 것이 아니라,
Figure 112008063786653-pat00038
과
Figure 112008063786653-pat00039
의 차인 차등 샘플링 오프셋(
Figure 112008063786653-pat00040
)에 영향을 받는 것을 알 수 있다.
이하에는 본 발명의 일 실시예에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 샘플링 오프셋 보상방법을 상세히 설명한다.
먼저, 차등 샘플링 오프셋 추정단계(450)는 +/- 1 샘플 이내로 데이터 프레임의 시작위치를 추정하는 단계(410)에서 얻어진 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 이용하여 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정한다. 차등 샘플링 오프셋은 하기의 수식에 따른 연산을 통하여 추정될 수 있다.
Figure 112007068106013-pat00041
여기서,
Figure 112008063786653-pat00042
은 추정하고자 하는 차등 샘플링 오프셋이고,
Figure 112008063786653-pat00043
은 위상 레퍼런스 심볼들 간에 시작위치 변화량, 즉, 한 프레임 동안 발생된 샘플링 오프셋의 누적 량이고,
Figure 112008063786653-pat00044
은 한 데이터 프레임 내에 있는 총 샘플 수이고,
Figure 112008063786653-pat00045
는 한 직교주파수분할다중화 심볼 내에 있는 총 샘플 수를 나타낸 것이다. 차등 샘플링 오프셋 추정단계(450)는 샘플링 오프셋을 연산하는 과정 없이, 초기 동기과정에서 추정된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량이라는 알고리즘의 결과를 이용함으로서, 추정을 위한 처리시간을 최소화 시킬 수 있다.
차등 샘플링 오프셋의 보상단계(440)는 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호의 차등 샘플링 오프셋을 보상한다. 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 신호와 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호를 곱하는 연산을 통해 차등 샘플링 오프셋을 보상한다. 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 신호는 하기의 수식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007068106013-pat00046
여기서, N은 직교주파분할다중화 심볼 부반송파 개수이고, k는 주파수 인덱스(Index)이고, (
Figure 112008063786653-pat00047
)은 추정을 통해 얻어진 차등 샘플링 오프셋을 나타낸 것이다. 수학식 7은 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호의 심볼위상회전성분(수학식 5 참조) 근거하여 수식된 것이다. 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호와 차등 샘플링 오프셋 추정단계(450)에서 추정된 차등 샘플링 오프셋(
Figure 112008063786653-pat00048
)을 포함하는 신호를 곱하면, 심볼위상회전성분이 상쇄됨으로써 차등 샘플링 오프셋(
Figure 112008063786653-pat00049
)에 의한 영향이 제거된다. 여기서, 수학식 7에 기재된 신호를 추정된 차등 샘플링 오프셋 값(
Figure 112008063786653-pat00050
)을 포함하는 범위 내에서 다양하게 나타낼 수 있다. 차등 샘플링 오프셋(
Figure 112008063786653-pat00051
)은 수신 성능 및 환경에 따라 데이터 프레임 단위 또는 두 개 이상의 데이터 프레임 단위로 추정 및 보상할 수 있다. 즉, 수신 성능을 향상시키기 위해 매 프레임 단위로 추정 및 보상할 수 있고, 추정 및 보상 과정을 위한 연산량을 감소시키기 위해서는 두 개 이상의 데이터 프레임 단위로 추정 및 보상할 수 있다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도1은 일반적인 직교주파수분할다중화 방식의 수신부를 나타낸 블록도.
도2는 직교주파수분할다중화 통신 시스템에서 수신부의 샘플링 오프셋을 나타낸 도면.
도3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치를 나타낸 블록도.
도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 직교주파수분할다중화 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법을 나타낸 흐름도.
******** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********
310: 널 심볼 동기부
320: 심볼 시간 동기부
330: 주파수 오프셋 동기부
340: 직교주파수분할다중화 복조부
350: 차등 복조부
360: 차등 샘플링 오프셋 추정부
370: 차등 샘플링 오프셋 보상부

Claims (10)

  1. 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 한 데이터 프레임 내에 있는 총 샘플 수로 나누고, 한 직교주파수분할다중화 심볼 내에 있는 총 샘플 수를 곱하여, 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정하는 차등 샘플링 오프셋 추정부; 및
    상기 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호에서 상기 차등 샘플링 오프셋이 포함된 심볼위상회전성분을 상쇄시켜 상기 차등 샘플링 오프셋을 보상하는 차등 샘플링 오프셋 보상부;
    를 포함하는 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차등 샘플링 오프셋 추정부는 상기 차등 샘플링 오프셋을 하기의 수식에 따른 연산을 통해 추정하는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치.
    Figure 112008063786653-pat00052
    여기서,
    Figure 112008063786653-pat00053
    은 상기 차등 샘플링 오프셋이고,
    Figure 112008063786653-pat00054
    은 상기 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량(즉, 한 프레임 동안 발생된 샘플링 오프셋의 누적 량)이고,
    Figure 112008063786653-pat00055
    은 한 데이터 프레임 내에 있는 총 샘플 수이고,
    Figure 112008063786653-pat00056
    는 한 직교주파수분할다중화 심볼 내에 있는 총 샘플 수.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차등 샘플링 오프셋 보상부는 상기 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호와 상기 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 신호를 곱하여 상기 차등 샘플링 오프셋을 보상하는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치.
    상기 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 신호는 하기의 수식과 같이 나타내고,
    Figure 112008063786653-pat00057
    여기서, N은 직교주파분할다중화 심볼 부반송파 개수이고,
    k는 주파수 인덱스이고,
    Figure 112008063786653-pat00058
    은 상기 추정된 차등 샘플링 오프셋.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차등 샘플링 오프셋 추정부 및 상기 차등 샘플링 오프셋 보상부는 상기 차등 샘플링 오프셋을 데이터 프레임 단위로 추정 및 보상하는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차등 샘플링 오프셋 추정부 및 상기 차등 샘플링 오프셋 보상부는 상기 차등 샘플링 오프셋을 두 개 이상의 데이터 프레임 단위로 추정 및 보상하는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상장치.
  6. 서로 인접한 데이터 프레임 내에 시간동기가 획득된 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량을 한 데이터 프레임 내에 있는 총 샘플 수로 나누고, 한 직교주파수분할다중화 심볼 내에 있는 총 샘플 수로 곱하여, 서로 인접한 직교주파수분할다중화 심볼들 간의 샘플링 오프셋 차인 차등 샘플링 오프셋을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 차등 샘플링 오프셋을 이용하여, 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호에서 상기 차등 샘플링 오프셋이 포함된 심볼위상회전성분을 상쇄시켜 상기 차등 샘플링 오프셋을 보상하는 단계;
    를 포함하는 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차등 샘플링 오프셋은 하기의 수식에 따른 연산을 통해 추정되는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법.
    Figure 112008063786653-pat00059
    여기서,
    Figure 112008063786653-pat00060
    은 상기 차등 샘플링 오프셋이고,
    Figure 112008063786653-pat00061
    은 상기 위상 레퍼런스 심볼들 간의 시작위치 변화량(즉, 한 프레임 동안 발생된 샘플링 오프셋의 누적 량)이고,
    Figure 112008063786653-pat00062
    은 한 데이터 프레임 내에 있는 총 샘플 수이고,
    Figure 112008063786653-pat00063
    는 한 직교주파수분할다중화 심볼 내에 있는 총 샘플 수.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호의 차등 샘플링 오프셋은 상기 차등 복조된 직교주파수분할다중화 심볼 신호의 심볼위상회전성분과 상기 추정된 차등 샘플링 오프셋을 포함하는 신호를 곱하는 연산을 통해 보상되는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법.
    Figure 112008063786653-pat00064
    여기서, N은 직교주파분할다중화 심볼 부반송파 개수이고,
    k는 주파수 인덱스이고,
    Figure 112008063786653-pat00065
    은 상기 추정된 차등 샘플링 오프셋.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 차등 샘플링 오프셋은 프레임 단위로 추정 및 보상되는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 차등 샘플링 오프셋은 두 개 이상의 프레임 단위로 추정 및 보상되는, 직교주파수분할다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼의 차등 복조를 위한 차등 샘플링 오프셋 보상방법.
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