KR101070507B1 - Device and method of estiating timing offset for ohthogonal frequency division multiplexing receiver - Google Patents

Device and method of estiating timing offset for ohthogonal frequency division multiplexing receiver Download PDF

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Abstract

직교 주파수 분할 다중화 수신기를 위한 타이밍 옵셋 추정 장치 및 방법이 제공된다. 타이밍 옵셋 추정 방법은 파일럿 심볼을 이용하여 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산하는 단계, 상기 임펄스 응답의 타임 샘플들의 파워를 기초로 상기 타임 샘플들 중 미리 설정된 개수의 대상 샘플들을 추출하는 단계, 상기 추출된 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들 중 적어도 하나의 타임 인덱스를 선택하는 단계 및 상기 선택된 적어도 하나의 타임 인덱스를 이용하여 타이밍 옵셋을 추정하는 단계를 포함한다.

Figure R1020080128465

타이밍 옵셋, 파일럿, OFDM, 파워, 샘플, 추정, 보상, 인덱스

An apparatus and method for timing offset estimation for an orthogonal frequency division multiplexing receiver are provided. The timing offset estimation method includes calculating an impulse response in a time domain using a pilot symbol, extracting a predetermined number of target samples among the time samples based on power of time samples of the impulse response, and extracting Selecting at least one time index among time indices corresponding to the selected target samples, and estimating a timing offset using the selected at least one time index.

Figure R1020080128465

Timing offset, pilot, OFDM, power, sample, estimation, compensation, index

Description

직교 주파수 분할 다중화 수신기를 위한 타이밍 옵셋 추정 방법 및 장치{DEVICE AND METHOD OF ESTIATING TIMING OFFSET FOR OHTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING RECEIVER}FIELD OF THE INVENTION AND DEVICE AND METHOD OF ESTIATING TIMING OFFSET FOR OHTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING RECEIVER}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화 수신기에서 파일럿 신호를 이용하여 잔류 주파수 옵셋을 추정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for estimating a residual frequency offset using a pilot signal in an orthogonal frequency division multiplexing receiver.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-002-01, 과제명: 3GPP LTE 단말 모뎀 칩셋 개발].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Telecommunication Research and Development. .

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식은 다중 반송파를 사용하여 높은 전송률을 달성하며, 단일 반송파 방식에 비하여 주파수 선택적 페이딩에 강하다. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation scheme achieves high data rates using multiple carriers and is stronger in frequency selective fading than single carrier schemes.

OFDM 심볼들을 적절히 복조하기 위해서는 심볼의 시작 부분을 제대로 찾아내는 심볼 타이밍 복원 기능이 수행되어야 한다. 왜냐 하면, 패킷 방식의 통신 시스템에서, 패킷의 시작점을 찾는 것이 그 통신 시스템 전체의 성능에 큰 영향을 미치기 때문에, 심볼 타이밍을 정확하게 찾는 것은 매우 중요한 문제이다.In order to properly demodulate OFDM symbols, a symbol timing recovery function for properly finding the beginning of a symbol should be performed. Because in a packet-based communication system, finding the starting point of a packet has a great effect on the performance of the entire communication system, and therefore, accurately finding symbol timing is a very important problem.

타이밍 옵셋을 정확하게 추정하여 심볼 타이밍을 적절히 복원하기 위한 여러 기술들이 제안되어 왔다. 다만, 기존의 기술들은 타이밍 옵셋을 추정하기 위하여 높은 하드웨어 복잡도를 요구할 뿐만 아니라, 추정된 타이밍 옵셋의 MSE(Mean Square Error)를 줄이지 못하는 문제점을 갖고 있었다.Several techniques have been proposed for accurately estimating timing offsets to properly reconstruct symbol timing. However, existing technologies require high hardware complexity to estimate timing offset, and also have a problem in that they cannot reduce the mean square error (MSE) of the estimated timing offset.

따라서, 적은 하드웨어 복잡도를 가지고도 타이밍 옵셋을 보다 정확하게 추정하기 위한 기술들이 계속적으로 연구되어야 한다.Therefore, techniques for estimating timing offset more accurately, even with low hardware complexity, must be continuously studied.

본 발명은 임펄스 응답의 모든 타임 샘플들이 아니라, 미리 설정된 개수의 대상 샘플들만을 이용하여 타이밍 옵셋을 추정함으로써, 적은 하드웨어 복잡도를 가지고도 정확하게 타이밍 옵셋을 추정한다.The present invention estimates the timing offset accurately using only a predetermined number of target samples, not all time samples of the impulse response, thereby accurately estimating the timing offset with less hardware complexity.

또한, 본 발명은 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들의 집합이 거의 변하지 않는 점을 이용함으로써, 적은 개수의 대상 샘플들을 사용하더라도 보다 효율적으로 타이밍 옵셋을 추정한다.In addition, the present invention uses the fact that the set of time indices corresponding to the target samples hardly changes, thereby more effectively estimating the timing offset even when using a small number of target samples.

본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 파일럿 심볼을 이용하여 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산하는 단계, 상기 임펄스 응답의 타임 샘플들의 파워를 기초로 상기 타임 샘플들 중 미리 설정된 개수의 대상 샘플들을 추출하는 단계, 상기 추출된 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들 중 적어도 하나의 타임 인덱스를 선택하는 단계 및 상기 선택된 적어도 하나의 타임 인덱스를 이용하여 타이밍 옵셋을 추정하는 단계를 포함한다.A timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention includes calculating an impulse response in a time domain using a pilot symbol, and a predetermined number of objects among the time samples based on power of time samples of the impulse response. Extracting samples, selecting at least one time index among time indices corresponding to the extracted target samples, and estimating a timing offset using the selected at least one time index.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 장치는 오에프디엠(OFDM) 심볼로부터 파일럿 심볼을 추출하는 파일럿 심볼 추출기, 상기 파일럿 심볼을 이용하여 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산하는 임펄스 응답 계산기, 상기 오에프디엠 심볼 및 상기 파일럿 심볼을 이용하여 잡음의 분산을 추정하는 잡음 분산 추정기 및 상기 임펄스 응답 및 상기 잡음의 분산을 이용하여 타이 밍 옵셋을 추정하는 타이밍 옵셋 추정기를 포함한다.In addition, the timing offset estimator according to an embodiment of the present invention is a pilot symbol extractor for extracting a pilot symbol from the OFDM symbol, an impulse response calculator for calculating the impulse response in the time domain using the pilot symbol And a noise variance estimator for estimating the variance of noise using the OFM symbol and the pilot symbol, and a timing offset estimator for estimating a timing offset using the impulse response and the variance of the noise.

본 발명은 임펄스 응답의 모든 타임 샘플들이 아니라, 미리 설정된 개수의 대상 샘플들만을 이용하여 타이밍 옵셋을 추정함으로써, 적은 하드웨어 복잡도를 가지고도 정확하게 타이밍 옵셋을 추정할 수 있다.According to the present invention, the timing offset is estimated using only a predetermined number of target samples, not all time samples of the impulse response, so that the timing offset can be estimated accurately with low hardware complexity.

또한, 본 발명은 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들의 집합이 거의 변하지 않는 점을 이용함으로써, 적은 개수의 대상 샘플들을 사용하더라도 보다 효율적으로 타이밍 옵셋을 추정할 수 있다.In addition, the present invention utilizes the fact that the set of time indices corresponding to the target samples is hardly changed, so that the timing offset can be estimated more efficiently even when using a small number of target samples.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 직교 주파수 분할 다중화 통신 시스템을 위한 파일럿 심볼들을 포함하는 서브 프레임에 대응하는 시간-주파수 격자를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a time-frequency grating corresponding to a subframe including pilot symbols for an orthogonal frequency division multiplexing communication system.

도 1을 참조하면, 시간-주파수 격자는 복수의 구성 단위들로 이루어지며, 송신기는 복수의 서브 캐리어들을 포함하는 OFDM 심볼을 생성한다. 또한, 하나의 서브 프레임은 슬롯 1 및 슬롯 2와 같이 복수의 슬롯들을 포함한다. 파일럿 심볼(R0)은 특정 OFDM 심볼의 특정 서브 캐리어에만 존재함을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, a time-frequency grating consists of a plurality of constituent units, and a transmitter generates an OFDM symbol including a plurality of subcarriers. In addition, one subframe includes a plurality of slots such as slot 1 and slot 2. It can be seen that the pilot symbol R 0 exists only in a specific subcarrier of a specific OFDM symbol.

따라서, 수신기는 수신되는 복수의 OFDM 심볼들 중 파일럿 심볼들을 추출할 수 있어야 하며, 본 발명의 일실시예에 따른 수신기는 추출된 파일럿 심볼들을 이 용하여 임펄스 응답을 계산하고, 계산된 임펄스 응답을 기초로 타이밍 옵셋을 보상할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.Accordingly, the receiver should be able to extract pilot symbols among a plurality of received OFDM symbols, and the receiver according to an embodiment of the present invention calculates an impulse response using the extracted pilot symbols and based on the calculated impulse response. To compensate for the timing offset. This will be described in detail below.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a timing offset estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 장치는 파일럿 심볼 추출기(210), 임펄스 응답 계산기(220), 잡음 분산 추정기(230) 및 타이밍 옵셋 추정기(240)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a timing offset estimation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a pilot symbol extractor 210, an impulse response calculator 220, a noise variance estimator 230, and a timing offset estimator 240.

파일럿 심볼 추출기(210)는 수신된 OFDM 심볼로부터 파일럿 심볼을 추출한다. 즉, 파일럿 심볼 추출기(210)는 고속 푸리에 변환기(도시되지 않음)로부터 제공된 OFDM 심볼로부터 파일럿 심볼을 추출한다.The pilot symbol extractor 210 extracts a pilot symbol from the received OFDM symbol. That is, the pilot symbol extractor 210 extracts the pilot symbols from the OFDM symbols provided from the fast Fourier transformer (not shown).

또한, 임펄스 응답 계산기(220)는 파일럿 심볼을 이용하여 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산한다. 특히, 임펄스 응답 계산기(220)는 수신된 파일럿 심볼과 미리 알고 있는 파일럿 심볼의 켤레 복소수를 이용하여 주파수 응답을 계산할 수 있고, 계산된 주파수 응답을 고속 푸리에 역변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)함으로써 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산할 수 있다.In addition, the impulse response calculator 220 calculates an impulse response in the time domain by using a pilot symbol. In particular, the impulse response calculator 220 may calculate a frequency response using a complex number of received pilot symbols and a known pilot symbol, and time by inverse fast Fourier transform (IFFT) of the calculated frequency response. The impulse response in the domain can be calculated.

또한, 잡음 분산 추정기(230)는 파일럿 심볼을 이용하여 추정된 채널을 기초로 잡음 및 잡음의 분산을 추정한다. 특히, 잡음 분산 추정기(230)는 추정된 채널을 기초로 수신된 OFDM 심볼에 존재하는 잡음 및 잡음의 분산을 추정할 수 있다.In addition, the noise variance estimator 230 estimates noise and noise variance based on the estimated channel using the pilot symbols. In particular, the noise variance estimator 230 may estimate the noise and noise variance present in the received OFDM symbol based on the estimated channel.

또한, 타이밍 옵셋 추정기(240)는 시간 영역에서의 임펄스 응답을 기초로 타이밍 옵셋을 추정한다. 이 때, 타이밍 옵셋 추정기(240)는 임펄스 응답을 구성하 는 타임 샘플들 중 미리 설정된 개수의 대상 샘플들을 추출하고, 추출된 대상 샘플들을 이용하여 타이밍 옵셋을 추정할 수 있다. 즉, 본 발명은 타이밍 옵셋을 추정하기 위하여 모든 타임 샘플들을 사용하는 것이 아니라, 미리 설정된 개수의 대상 샘플들을 사용함으로써, 하드웨어 복잡도를 줄일 수 있다.In addition, the timing offset estimator 240 estimates the timing offset based on the impulse response in the time domain. In this case, the timing offset estimator 240 may extract a predetermined number of target samples among time samples constituting the impulse response, and estimate the timing offset using the extracted target samples. That is, the present invention can reduce hardware complexity by using a predetermined number of target samples rather than using all time samples to estimate the timing offset.

도 3은 임펄스 응답의 일예를 나타낸 그래프이다.3 is a graph illustrating an example of an impulse response.

도 3을 참조하면, 파일럿 심볼을 기초로 추정되는 임펄스 응답은 복수의 타임 샘플들을 포함한다. V1, V2, V3, V4는 타임 샘플들이 갖는 파워를 의미하며, t1, t2, t3, t4는 타임 샘플들의 인덱스들을 의미한다.Referring to FIG. 3, an impulse response estimated based on a pilot symbol includes a plurality of time samples. V 1 , V 2 , V 3 , and V 4 represent powers of time samples, and t 1 , t 2 , t 3 , and t 4 represent indices of time samples.

타이밍 옵셋을 추정하기 위해 사용되는 일반적인 방법들은 복수의 타임 샘플들 중 최대의 파워(V1)를 갖는 타임 샘플을 검색하고, 검색된 타임 샘플의 인덱스(t1) 또는 타임 샘플의 인덱스(t1)에 대응하는 시간값을 기초로 타이밍 옵셋을 추정한다. 이러한 방법들에 따르면, 최대의 파워(V1)를 갖는 타임 샘플이 채널의 상황에 따라 변하는 경우, 타이밍 옵셋을 잘못 추정할 수 있다는 문제점이 존재한다.Typical methods used for estimating the timing offset are a plurality of time samples of the index of the maximum power (V 1) time sample retrieval and the retrieved time index (t 1) or a time sample of a sample having a one (t 1) The timing offset is estimated based on the time value corresponding to. According to these methods, there is a problem in that the timing offset may be incorrectly estimated when the time sample having the maximum power V 1 changes according to the situation of the channel.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 타임 샘플들의 인덱스들 각각에 대하여 타임 샘플들 각각의 파워를 일정 시간 동안 누적하고, 누적된 타임 샘플들 각각의 파워 중 최대의 파워를 갖는 타임 샘플을 검색하는 방법도 생각해 볼 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 타임 샘플들의 인덱스들에 비례하여 메모리의 용량을 증가시킬 뿐만 아니라, 여전히 관찰 주기에 따라 최대의 파워를 갖는 타임 샘플이 변할 수 있는 문제점을 갖는다.In order to solve this problem, a method of accumulating the power of each time sample for a predetermined time for each of the indexes of the time samples, and also considering a method of searching for the time sample having the maximum power among the powers of each of the accumulated time samples. can see. However, this method not only increases the capacity of the memory in proportion to the indices of the time samples, but also has the problem that the time sample with the maximum power still varies according to the observation period.

그러나, 본 발명은 작은 하드웨어 복잡도(예를 들어, 작은 메모리 용량)를 가지고도 상술한 문제점들을 효율적으로 해결할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 다시 상세히 설명한다.However, the present invention can efficiently solve the above problems even with a small hardware complexity (for example, a small memory capacity). This will be described later in detail.

도 4는 무선 채널의 상황에 따라 변화된 임펄스 응답의 일예를 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating an example of an impulse response changed according to a situation of a wireless channel.

도 4를 참조하면, 실선의 커브는 원래의 임펄스 응답을 나타내며, 점선의 커브는 채널의 상황에 따라 변화된 임펄스 응답을 나타낸다.Referring to FIG. 4, the curve of the solid line represents the original impulse response, and the curve of the dotted line represents the impulse response changed according to the situation of the channel.

실선의 커브에서 최대의 파워를 갖는 타임 샘플의 인덱스는 t1인 반면, 점선의 커브에서 최대의 파워를 갖는 타임 샘플의 인덱스는 t4임을 알 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 최대의 파워를 갖는 타임 샘플의 인덱스는 채널의 상황에 따라 변할 수 있다.It can be seen that the index of the time sample having the maximum power in the curve of the solid line is t 1 , whereas the index of the time sample having the maximum power in the curve of the dotted line is t 4 . That is, as described above, the index of the time sample having the maximum power may change according to the situation of the channel.

여기서, 파워가 높은 순서에 따라 복수의 타임 샘플들 중 4 개의 타임 샘플들을 선택한다고 가정한다. 이 때, 실선의 커브에서는 t1, t2, t3, t4에 대응하는 타임 샘플들이 순차적으로 선택될 것이며, 점선의 커브에서는 t4, t3, t1, t2에 대응하는 타임 샘플들이 순차적으로 선택될 것이다.Here, it is assumed that four time samples are selected from among a plurality of time samples in the order of high power. At this time, time samples corresponding to t 1 , t 2 , t 3 , t 4 will be sequentially selected in the solid curve, and time samples corresponding to t 4 , t 3 , t 1 , t 2 in the dotted curve. Will be selected sequentially.

이 때, 최대의 파워를 갖는 타임 샘플의 인덱스는 t1에서 t4로 변하는 반면, 선택된 타임 샘플들의 인덱스들의 집합은 {t1, t2, t3, t4}은 유지됨을 알 수 있다. 따라서, 이러한 현상을 기초로 많은 경우에서 최대의 파워를 갖는 타임 샘플의 인덱스는 변할 수 있지만, 선택된 타임 샘플들의 인덱스들의 집합은 거의 변하지 않을 것이라고 유추할 수 있다.In this case, it can be seen that the index of the time sample having the maximum power is changed from t 1 to t 4 , while the set of indices of the selected time samples is {t 1 , t 2 , t 3 , t 4 }. Thus, based on this phenomenon, it can be inferred that in many cases the index of the time sample with maximum power may change, but the set of indices of the selected time samples will hardly change.

본 발명은 이러한 현상을 이용하여 적은 하드웨어 복잡도를 가지고도 효율적으로 타이밍 옵셋을 추정할 수 있다.By using this phenomenon, the present invention can estimate the timing offset efficiently with low hardware complexity.

즉, 본 발명은 모든 타이밍 옵셋을 추정하기 위하여 모든 타임 샘플들을 추출하는 것이 아니라, 복수의 타임 샘플들 중 미리 설정된 개수의 대상 샘플들을 추출한다. 그리고, 본 발명은 추출된 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들 중 최소의 시간값을 갖는 하나의 타임 인덱스를 선택하고, 선택된 타임 인덱스의 시간값을 기초로 타이밍 옵셋을 추정할 수 있다.That is, the present invention does not extract all time samples to estimate all timing offsets, but extracts a predetermined number of target samples from among a plurality of time samples. The present invention may select one time index having a minimum time value among time indexes corresponding to the extracted target samples, and estimate a timing offset based on the time value of the selected time index.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정기를 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a timing offset estimator according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정기는 샘플 추출기(510), 인덱스 선택기(520), 타이밍 옵셋 계산기(530) 및 평균기(540)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a timing offset estimator according to an embodiment of the present invention includes a sample extractor 510, an index selector 520, a timing offset calculator 530, and an averager 540.

샘플 추출기(510)는 임펄스 응답을 구성하는 타임 샘플들 중 타이밍 옵셋을 추정하는 데에 사용되는 대상 샘플들을 추출한다. 이 때, 샘플 추출기(510)는 타임 샘플들의 파워가 큰 순서에 따라 미리 설정된 개수만큼의 대상 샘플들을 추출한다. 예를 들어, 도 4에서, 샘플 추출기(510)는 타임 인덱스 t1, t2, t3, t4에 대응 하는 대상 샘플들을 추출할 수 있다.The sample extractor 510 extracts target samples used to estimate a timing offset among time samples constituting the impulse response. At this time, the sample extractor 510 extracts a predetermined number of target samples according to the order of the power of the time samples. For example, in FIG. 4, the sample extractor 510 may extract target samples corresponding to time indexes t 1 , t 2 , t 3 , and t 4 .

또한, 인덱스 선택기(520)는 대상 샘플들의 타임 인덱스들을 그 타임 인덱스들이 갖는 시간값에 따라 정렬한다. 그리고, 인덱스 선택기(520)는 정렬된 타임 인덱스들 중 최소의 시간값을 갖는 타임 인덱스를 선택한다.In addition, the index selector 520 sorts the time indices of the target samples according to the time values of the time indices. The index selector 520 selects a time index having a minimum time value among the sorted time indexes.

또한, 타이밍 옵셋 계산기(530)는 선택된 타임 인덱스에 대응하는 대상 샘플의 파워가 미리 설정된 임계값보다 큰지 여부를 판단한다. 여기서, 임계값은 잡음의 분산으로부터 미리 결정될 수 있다. 만약, 선택된 타임 인덱스에 대응하는 대상 샘플의 파워가 미리 설정된 임계값보다 크지 않다면, 선택된 대상 샘플은 유효하지 않은 것으로 판단된다.In addition, the timing offset calculator 530 determines whether the power of the target sample corresponding to the selected time index is greater than a preset threshold. Here, the threshold value can be predetermined from the variance of the noise. If the power of the target sample corresponding to the selected time index is not greater than a preset threshold, it is determined that the selected target sample is not valid.

선택된 타임 인덱스에 대응하는 대상 샘플의 파워가 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 타이밍 옵셋 계산기(530)는 선택된 타임 인덱스가 갖는 시간값을 기초로 타이밍 옵셋을 추정한다.When the power of the target sample corresponding to the selected time index is greater than the preset threshold value, the timing offset calculator 530 estimates the timing offset based on the time value of the selected time index.

또한, 평균기(540)는 복수의 파일럿 심볼들 또는 복수의 임펄스 응답들을 기초로 계산된 타이밍 옵셋들을 평균하여, 서브 프레임 단위로 하나의 타이밍 옵셋을 생성한다.In addition, the averager 540 averages timing offsets calculated based on a plurality of pilot symbols or a plurality of impulse responses, and generates one timing offset in units of subframes.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 OFDM 심볼로부터 파일럿 심볼을 추출한다(S610).In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention extracts a pilot symbol from the OFDM symbol (S610).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 파일럿 심볼을 이용하여 채널을 추정하고, 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산한다(S620).In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention estimates a channel using a pilot symbol and calculates an impulse response in a time domain (S620).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 OFDM 심볼별로 구별하여 임펄스 응답의 파워를 계산한다(S630). 이 때, 단계 S630에서, 타이밍 옵셋 추정 방법은 복수의 수신 안테나들이 존재하는 경우, 다이버시티 이득을 얻기 위한 신호 결합(combining) 과정을 거친 후, 임펄스 응답의 파워를 계산할 수 있다.In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention calculates the power of the impulse response by distinguishing for each OFDM symbol (S630). In this case, in step S630, when there are a plurality of reception antennas, the timing offset estimation method may calculate a power of an impulse response after a signal combining process for obtaining diversity gain.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 임펄스 응답을 구성하는 타임 샘플들의 파워를 기초로 타임 샘플들 중 대상 샘플들을 미리 설정된 개수만큼 추출한다(S640).In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention extracts a predetermined number of target samples among the time samples based on the power of the time samples constituting the impulse response (S640).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 추정된 채널을 기초로 잡음 또는 잡음의 분산을 계산한다(S650). 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 계산된 잡음의 분산을 이용하여 임계값을 결정한다(S660).In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention calculates noise or noise variance based on the estimated channel (S650). The timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention determines a threshold value using the calculated variance of noise (S660).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 대상 샘플들의 파워가 결정된 임계값보다 큰지 여부를 판단한다(S670).In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention determines whether the power of the target samples is greater than the determined threshold (S670).

만약, 대상 샘플들의 파워가 결정된 임계값보다 작다면, 모든 과정들이 리셋된다. 반대로, 대상 샘플들의 파워가 결정된 임계값보다 큰 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 대상 샘플들의 타임 인덱스들을 상기 타임 인덱스들에 대응하는 시간값들에 따라 정렬한다(S680).If the power of the subject samples is less than the determined threshold, all procedures are reset. On the contrary, when the power of the target samples is greater than the determined threshold value, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention sorts the time indexes of the target samples according to the time values corresponding to the time indexes (S680). .

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 정렬된 타임 인 덱스들 중 최소의 시간값을 갖는 타임 인덱스를 선택한다(S690).In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention selects a time index having the minimum time value among the aligned time indexes (S690).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 선택된 타임 인덱스 또는 선택된 타임 인덱스에 대응하는 시간값을 기초로 타이밍 옵셋을 계산한다(S691).In addition, the timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention calculates the timing offset based on the selected time index or a time value corresponding to the selected time index (S691).

본 발명에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The timing offset estimation method according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

도 1은 직교 주파수 분할 다중화 통신 시스템을 위한 파일럿 심볼들을 포함하는 서브 프레임에 대응하는 시간-주파수 격자를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a time-frequency grating corresponding to a subframe including pilot symbols for an orthogonal frequency division multiplexing communication system.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a timing offset estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 임펄스 응답의 일예를 나타낸 그래프이다.3 is a graph illustrating an example of an impulse response.

도 4는 무선 채널의 상황에 따라 변화된 임펄스 응답의 일예를 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating an example of an impulse response changed according to a situation of a wireless channel.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정기를 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a timing offset estimator according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 타이밍 옵셋 추정 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a timing offset estimation method according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

파일럿 심볼을 이용하여 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산하는 단계;Calculating an impulse response in the time domain using the pilot symbols; 상기 임펄스 응답의 타임 샘플들의 파워를 기초로 상기 타임 샘플들 중 미리 설정된 개수의 대상 샘플들을 추출하는 단계;Extracting a predetermined number of target samples of the time samples based on the power of the time samples of the impulse response; 상기 추출된 대상 샘플들의 파워가 잡음의 분산을 기초로 결정되는 임계값보다 큰지 여부를 판단하는 단계;Determining whether the power of the extracted target samples is greater than a threshold determined based on a variance of noise; 상기 추출된 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들 중 적어도 하나의 타임 인덱스를 선택하는 단계; 및Selecting at least one time index among time indexes corresponding to the extracted target samples; And 상기 선택된 적어도 하나의 타임 인덱스를 이용하여 타이밍 옵셋을 추정하는 단계Estimating a timing offset using the selected at least one time index 를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 옵셋 추정 방법.Timing offset estimation method comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 타임 인덱스를 선택하는 단계는The step of selecting at least one time index 상기 추출된 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들이 갖는 시간값들에 따 라 상기 타임 인덱스들을 정렬하고, 상기 정렬된 타임 인덱스들 중 상기 적어도 하나의 타임 인덱스를 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는 타이밍 옵셋 추정 방법.And aligning the time indexes according to time values of time indexes corresponding to the extracted target samples, and selecting the at least one time index among the sorted time indexes. Estimation method. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 오에프디엠(OFDM) 심볼로부터 파일럿 심볼을 추출하는 파일럿 심볼 추출기;A pilot symbol extractor for extracting pilot symbols from OFDM symbols; 상기 파일럿 심볼을 이용하여 시간 영역에서의 임펄스 응답을 계산하는 임펄스 응답 계산기;An impulse response calculator for calculating an impulse response in a time domain using the pilot symbols; 상기 오에프디엠 심볼 및 상기 파일럿 심볼을 이용하여 잡음의 분산을 추정하는 잡음 분산 추정기; 및A noise variance estimator for estimating a variance of noise using the OFM symbol and the pilot symbol; And 상기 임펄스 응답 및 상기 잡음의 분산을 이용하여 타이밍 옵셋을 추정하는 타이밍 옵셋 추정기A timing offset estimator that estimates a timing offset using the impulse response and the variance of the noise 를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 옵셋 추정 장치.Timing offset estimation apparatus comprising a. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 타이밍 옵셋 추정기는The timing offset estimator 상기 임펄스 응답의 타임 샘플들의 파워를 기초로 상기 타임 샘플들 중 미리 설정된 개수의 대상 샘플들을 추출하는 샘플 추출기;A sample extractor for extracting a predetermined number of target samples of the time samples based on the power of time samples of the impulse response; 상기 추출된 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들 중 적어도 하나의 타임 인덱스를 선택하는 인덱스 선택기; 및An index selector for selecting at least one time index among time indexes corresponding to the extracted target samples; And 상기 선택된 적어도 하나의 타임 인덱스를 이용하여 타이밍 옵셋을 계산하는 타이밍 옵셋 계산기A timing offset calculator for calculating a timing offset using the selected at least one time index 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 옵셋 추정 장치.Timing offset estimating apparatus further comprises. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 인덱스 선택기는The index selector 상기 추출된 대상 샘플들에 대응하는 타임 인덱스들 중 최소의 시간값을 갖는 하나의 타임 인덱스를 선택하는 것을 특징으로 하는 타이밍 옵셋 추정 장치.And selecting one time index having a minimum time value among time indexes corresponding to the extracted target samples. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 샘플 추출기는The sample extractor 상기 임펄스 응답의 타임 샘플들의 파워가 높은 순서에 따라 상기 타임 샘플들 중 미리 설정된 개수의 상기 대상 샘플들을 추출하는 것을 특징으로 하는 타이밍 옵셋 추정 장치. And extracting a predetermined number of the target samples from among the time samples in order of increasing power of the time samples of the impulse response.
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