KR101138698B1 - 이동통신 시스템에서의 주파수 옵셋 추정 방법 및 그 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 주파수 옵셋 추정 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CDMA 이동통신 시스템의 단말에서 주파수 옵셋(frequency offset)을 추정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 이동통신 시스템에서 동일한 위상축에 존재하는, 즉 위상차가 180°의 정수배인 두 훈련심볼 간 이격거리를 의미하는 D 칩(chip) 간격으로 수신되는 신호의 위상차를 산출하여, 상기 산출된 위상차를 이용하여 송수신측 간의 주파수 옵셋을 추정하는 것을 일 특징으로 한다. 상기 위상차 검출 이격거리 D는 동적으로 조절 가능한 값이다.
CDMA, 위상차, 주파수 옵셋, 훈련심볼, TDD LCR

Description

이동통신 시스템에서의 주파수 옵셋 추정 방법 및 그 장치{Method and apparatus for estimating frequency offset in mobile communications system}
도1은 종래기술에 따른 주파수 옵셋 추정 장치의 블록 구성도임.
도2는 3GPP TDD LCR 시스템의 하향링크 서브 프레임의 포맷을 도시한 것임.
도3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 장치의 블록 구성도임.
도4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 위상차 검출 이격거리 D를 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면임.
도5는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 일 과정을 설명하기 위한 도면임.
도6은 종래기술(LS 방식)과 본 발명을 비교한 AFC의 성능 그래프임.
본 발명은 CDMA 이동통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 CDMA 이동통신 시스템의 단말에서 주파수 옵셋(frequency offset)을 추정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
주파수 옵셋이란 기지국과 단말의 국부 발진기의 주파수 차이와 채널에서의 도플러 주파수 영향 등에 의해 발생되는 주파수 차이를 의미하며, 주파수간 동기란 이러한 주파수 옵셋을 추정하여 연속적으로 이를 보상하는 것이다. 주파수 옵셋은 수신기에서 샘플링의 오차를 발생시키며, 이 오차는 시간에 따라 누적되어 수신 성능에 심각한 열화를 발생시킨다.
기존의 FDD(Frequency Division Duplex) 모드 CDMA 시스템에서는 CPICH라는 연속적인 공통 파일럿 채널을 사용하여 주파수 옵셋을 추정하는 반면, TDD(Time Division Duplex) 모드에서는 연속적인 파일럿 채널이 존재하지 않기 때문에 불연속적인 파일럿 채널을 이용하여 주파수 옵셋의 영향을 보상해야 한다. 즉, 불연속적인 파일럿 채널을 이용하여 주파수 옵셋을 추정하여 정확한 주파수 동기를 이루어야 한다.
AFC(Automatic Frequency Control)는 수신기와 송신기 사이의 반송파 주파수 차이로 인한 수신 성능의 감소를 줄이는 역할을 한다. 기존 방식은 수신된 채널 잡음과 주파수 옵셋을 겪은 미드앰블 코드와 기준이 되는 미드앰블 코드 간의 복소 곱셈기(complex multiplier)를 통해 추정된 위상차(Estimated Theta)를 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 방식이다.
페이딩 잡음 등에 의한 신호의 왜곡이나 손상이 없다고 가정할 경우, 단말에서 수신된 미드앰블 코드의 위상은 주파수 옵셋에 비례하는 기울기 갖고 선형적으로 다음의 수학식 1과 같이 변화한다.
Figure 112005064478121-pat00001
Figure 112005064478121-pat00002
Figure 112005064478121-pat00003
(: 버스트 시작점에서의 임의의 위상 옵셋, : 주파수 옵셋)
따라서, 이러한 선형성을 기반으로 최소 제곱(LS: least-square) 방법을 적용하여 주파수 옵셋을 추정한다. 최소 제곱 계산은 미리 계산된 추정계수와 위상 신호의 연속적인 샘플들 사이의 간단한 곱의 합(sum-of-product)를 통해서 위상차를 구하는 방식이다. 도1은 종래기술에 따른 주파수 옵셋 추정 장치의 블록 구성도이다. 도1을 참조하여 종래기술에 따른 주파수 옵셋 추정 방식을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1단계는 기준(reference) 코드 검색 단계로서, 수신한 신호에 대해서 기준 코드 정보로 이용하기 위해서 SYNC-DL 코드와 미드앰블 코드를 생성하는 단계이다. 도2는 3GPP TDD LCR 시스템의 하향링크 서브 프레임의 포맷을 도시한 것이다. 3GPP TDD LCR 시스템에서 하향링크 동기 코드의 기준 신호 SYNC-DL은 32 가지이며 하나의 코드당 길이가 64 칩(chip)으로 구성된다. 하향 링크의 동기코드(SYNC-DL)는, 도2에 도시된 바와 같이, 서브 프레임의 첫 번째 다운링크 타임 슬롯(Ts0) 다음에 위치한다. DwPTS는 32 칩의 가드 영역(guard period)과 64 칩의 SYNC-DL 코드로 이루어져 있으며, SYNC-DL 코드는 각 셀마다 32 가지 중 하나가 선택되어 사용된다.
제2단계는 Phase unwrapping 단계이다. 위상은
Figure 112005064478121-pat00004
로 모듈로 연산이 수행되므로 일반적으로 0을 중심으로 할 때 -
Figure 112005064478121-pat00005
과
Figure 112005064478121-pat00006
에서 불연속점을 가지며, 선형 추정을 위해서는 이러한 영향을 상쇄하고 계산된 샘플이 직선 영역에 존재하도록 하기 위 해서 위상을 unwrap해야 한다.
Figure 112005064478121-pat00007
가
Figure 112005064478121-pat00008
을 초과하는 경우에 대해서 위상차(estimated_theta)가 음(-)이면
Figure 112005064478121-pat00009
를 더해주고 양(+)이면
Figure 112005064478121-pat00010
를 빼주는 형태로 phase unwrapping이 이루어진다.
제3단계는 주파수 옵셋 추정 단계이다. 고정된 주파수에 상응하는 위상 신호는 페이딩과 잡음에 기인한 위상 에러
Figure 112005064478121-pat00011
가 더해진 잡음 섞인 램프 함수
Figure 112005064478121-pat00012
이다. Linear regression은 오차의 제곱
Figure 112005064478121-pat00013
의 합이 최소가 되는 관점에서
Figure 112005064478121-pat00014
에 근접하는 직선
Figure 112005064478121-pat00015
을 얻기 위하여 사용될 수 있다.
Figure 112005064478121-pat00016
와
Figure 112005064478121-pat00017
의 최소 제곱 추정치
Figure 112005064478121-pat00018
와
Figure 112005064478121-pat00019
들은 각각 수학식 2에서와 같이 sum-squared error를 최소화함으로써 각 Sync dl/미드앰블의 칩에 대해서 얻어진다.
Figure 112005064478121-pat00020
여기서
Figure 112005064478121-pat00021
은 첫 번째 위상 샘플이라고 가정했다. N은 추정에 사용되는
Figure 112005064478121-pat00022
의 샘플들의 수이다. 최소값 ε은 두 개의 부분 미분
Figure 112005064478121-pat00023
와
Figure 112005064478121-pat00024
를 0로 놓고,
Figure 112005064478121-pat00025
와
Figure 112005064478121-pat00026
에 대하여 두 개의 선형 방정식을 가지고 알 수 있다. 주파수 옵셋에 대해서 정리하면 수학식 3과 같은 식을 유도할 수 있다.
Figure 112005064478121-pat00027
상기한 바와 같은 주파수 옵셋
Figure 112005064478121-pat00028
에 대한 표현은 연속적인 위상 샘플
Figure 112005064478121-pat00029
을 가진 고정된 계수
Figure 112005064478121-pat00030
와 같은 곱의 합(sum-of-product)이다.
상술한 바와 같은 종래기술에 따른 주파수 옵셋 추정 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 정확한 다운링크 동기코드(Sync dl), 미드앰블 코드의 시작점을 알아야 기준 코드와의 곱셋(Multiply) 수행 후 최소제곱방법을 적용할 수 있어 프레임 정렬, 기준 코드 생성에 따른 복잡도가 증가한다.
둘째, 초기의 잘못된 시작점에서 기반으로 하는 경우, 기존의 주파수 옵셋의 추정방식은 상대적으로 신뢰도 낮다.
셋째, 실제 칩간 주파수 옵셋으로 인한 위상의 변화는 매우 적기 때문에 실제 구현 시 사용 가능한 비트수의 한계로 인해 표현의 위상 값의 표현 가능한 레졸류션(resolution)이 작아 성능 저하가 발생하며 복잡도가 증가한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 낮은 연산량 및 구현상의 복잡도를 줄일 수 있는 이동통신 시스템에서의 주파수 옵셋 추정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 일정 수준의 수신 타이밍 오류에 의한 수신 성능 저하가 매우 적은 이통통신 시스템에서의 주파수 옵셋 추정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 주파수 옵셋 추정의 정확도 및 추정 범위를 자유롭게 가변시킬 수 있는 이동통신 시스템에서의 주파수 옵셋 추정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 이동통신 시스템에서 동일한 위상축에 존재하는, 즉 위상차가 180°의 정수배인 두 훈련심볼 간 이격거리를 의미하는 D 칩(chip) 간격으로 수신되는 신호의 위상차를 산출하여, 상기 산출된 위상차를 이용하여 송수신측 간의 주파수 옵셋을 추정하는 것을 일 특징으로 한다. 상기 위상차 검출 이격거리 D는 동적으로 조절 가능한 값이다.
본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 주파수 추정 방법은, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식 이동통신 시스템의 단말에서의 주파수 옵셋 추정 방법에 있어서, 동일한 위상축에 존재하는 두 훈련심볼 간 이격거리인 D 칩(chip) 간격으로 수신되는 신호의 위상차를 획득하는 단계; 및 상기 산출된 위상차를 이용하여 주파 수 옵셋을 획득하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 주파수 추정 장치는, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식 이동통신 시스템의 단말에서의 주파수 옵셋 추정 방법에 있어서, 동일한 위상축에 존재하는 두 훈련심볼 간 이격거리인 D 칩(chip) 간격으로 수신되는 신호의 위상차를 획득하는 수단; 및 상기 산출된 위상차를 이용하여 주파수 옵셋을 획득하는 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하도록 한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징이 3GPP TDD LCR 시스템(TD-SCDMA 시스템)에 적용된 예들이다. 이하의 실시예들은 예시적인 것들에 불과한 것으로서 본 발명의 기술적 특징이 다른 종류의 CDMA 이동통신 시스템에 적용될 수 있음은 자명한 사항이다.
도3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주파수 옵셋 추정 장치의 블록 구성도이다. 본 발명에 있어서 주파수 옵셋 추정은 단말에서 이루어지는 것이므로 상기 주파수 옵셋 추정 장치는 실제로는 단말의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다. 도3을 참조하면, 상기 주파수 옵셋 추정 장치는 단말에서 수신되는 신호들 중에서 가변 가능한 값인 D 칩(chip)만큼의 차이를 갖는 두 신호의 위상차를 검출하는 위상차 검출 모듈(31)과, 상기 위상차 검출 모듈(31)에 의해 검출된 훈련 심볼 쌍들에 대한 위상차를 결합하는 결합 모듈(32)과, 상기 결합 모듈(31)에 의한 결과값으로부터 주파수 옵셋을 산출하는 주파수 옵셋 산출 모듈(33)을 포함하여 구성된다. 도3의 각 구성요소별 기능 및 상호간의 관계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 위상차 검출 모듈(31)은 기지국으로부터 수신된 신호 중에서 D 칩만큼의 차이를 갖는 두 신호 간의 위상차를 검출한다. 상기 위상차 검출 이격거리 D는 가변적인 값으로서 시스템에서 사용하고 있는 하향링크 동기코드(SYNC DL 코드) 또는 미드앰블 코드 등과 같은 훈련심볼들(training sequence)의 특징을 이용하여 구해진다. 상기 위상차 검출의 대상이 되는 신호는 수신된 하향링크 서브 프레임에서 SYNC DL 코드 또는 미드앰블 코드 부분의 신호를 이용하는 것이 바람직하다. 단말이 수신된 하향링크 서브 프레임에서 SYNC DL 코드 또는 미드앰블 코드 부분을 검출하는 방법은 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다.
SYNC-DL 코드는 32개의 코드 그룹이 존재하며 64개의 칩으로 구성된다. 각각의 기본 SYNC-DL 코드
Figure 112005064478121-pat00031
에 대하여 3GPP 기술 표준 TS 25.223 표 AA1 같은 매핑관계가 있다. 송신측(기지국)은 기본 SYNC-DL 코드를 이용하여 복소 SYNC-DL 코드를 생성하여 단말로 전송한다. 기본 SYNC-DL 코드를 이용하여 복소 SYNC-DL 코드를 생성하는 방법은 다음의 수학식 4과 같다.
Figure 112005064478121-pat00032
따라서, 복소 SYNC-DL코드
Figure 112005064478121-pat00033
의 해당 칩
Figure 112005064478121-pat00034
은 i에 따라 실수(Real)와 허수(Imaginary)가 반복되는 값을 가진다.
미드앰블 코드는 기본 미드앰블 코드를 이용하여 생성한다. 기본 미드앰블 코드는 총 128개 있으며 한 셀에서는 동일한 기본 미드앰블 코드를 사용한다. 미드 앰블 코드는 하나의 기본 미드앰블을 위상 변조하여 생성하며, 생성된 미드앰블은 다시 시간적으로 순환 천이하는 방식으로 확장된다. 미드앰블 코드는 타임 슬롯에 따라 최대 16개까지 확장할 수 있다.
기본 미드앰블은
Figure 112005064478121-pat00035
로 표현할 수 있으며, 각각의 기본 미드앰블에 대하여 3GPP 기술 표준 TS 25.221 표 AA1 같은 매핑관계가 있다. 또한, QPSK 변조 방식을 이용하는 경우 훈련심볼은 복소수 형태로 다음의 수학식 5와 같은 복소 기본 미드앰블 형태가 된다.
Figure 112005064478121-pat00036
여기서,
Figure 112005064478121-pat00037
다시 복소 기본 미드앰블은
Figure 112005064478121-pat00038
의 해당 사이즈만큼 확장된다. 이 주기적인 기본 미드앰블을 이용해서,
Figure 112005064478121-pat00039
번째 사용자(user)를 위한
Figure 112005064478121-pat00040
길이를 가지는 미드앰블
Figure 112005064478121-pat00041
은 다음의 수학식 6에 따라 생성된다.
Figure 112005064478121-pat00042
Figure 112005064478121-pat00043
Figure 112005064478121-pat00044
, ,
여기서, 상기한 바와 같이 생성된 훈련심볼인 SYNC-DL 코드 및 미드앰블 코 드가 있다고 하면, 훈련심볼의 i번째는
Figure 112005064478121-pat00045
, i+D 번째는
Figure 112005064478121-pat00046
이다. 훈련심볼의 생성 방법상의 특징에 의해, 2 배수에서 생성된 훈련심볼들은 X축과 Y축에 번갈아 가면서 나타나는 복소수 형태의 심볼이 된다. 즉, 부호의 측면을 고려하지 않을 경우 두 심볼은 동일한 위상축에 나타난다.
단말에서 수신되는 i번째 신호
Figure 112005064478121-pat00047
, i+D 번째는
Figure 112005064478121-pat00048
는 다음의 수학식 7의 형태가 된다.
Figure 112005064478121-pat00049
(D: 2n (0<n< N/2 인 정수, 단, N은 훈련심볼(미드앰블 또는 SYNC-DL 코드)의 총 길이임)
Figure 112005064478121-pat00050
:
Figure 112005064478121-pat00051
총 길이가 64(SYNC DL), 또는 128(미드앰블)을 가지는 훈련심볼.
Figure 112005064478121-pat00052
: 주파수 옵셋 추정을 위한 총 N개의 샘플에 해당하는 입력 데이터.
Figure 112005064478121-pat00053
: 주파수 옵셋의 영향에 따른 칩간 위상차.
Figure 112005064478121-pat00054
: 심볼이 가지는 초기의 위상값.)
종래기술에 있어서는 수신신호에 대해서 복소 내적(inner product)을 통해 기준신호에 대한 수신신호와의 위상차를 추정해 내는 방식이다. 반면, TD-SCDMA 시스템에서 2 배수의 칩만큼 떨어져 있는 두 훈련심볼이 항상 동일한 위상 축에 나타 나게 되는 성질을 이용하면, 훈련심볼을 생성할 필요 없이, 심볼 간 발생한 위상차를 획득하는 것이 가능하다. 결론적으로 위상차 검출 이격거리인 D는 가변 가능한 값으로서 동일한 위상축에 나타나는 두 훈련심볼 간의 간격으로 하는 것이 바람직하다. 도4는 상기 D를 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
주파수 옵셋으로 인해 발생된 위상차의 추정값은 최종적으로
Figure 112005064478121-pat00055
함수를 이용하여 추출해야 하기 때문에 추정 위상을 위한 값의 범위가
Figure 112005064478121-pat00056
이어야 한다.
Figure 112005064478121-pat00057
여기서,
Figure 112005064478121-pat00058
는 1 또는 -1 값을 가지게 되기 때문에 이 성분에 대한 영향을 제거하고, 원하는
Figure 112005064478121-pat00059
의 위상 만의 값을 최종적으로 얻기 위해서는, 도5에 도시한 방식을 적용한다. 즉, 다음의 수학식 9과 같이, 수신한 심볼간
Figure 112005064478121-pat00060
은
Figure 112005064478121-pat00061
의
Figure 112005064478121-pat00062
을 취한 값의 부호(sign)가 양수 혹은 음수인지를 판별한 후, 음수인 경우 원점 대칭을 시켜주기 위해 수학식 10에 따라
Figure 112005064478121-pat00063
값을 이용한다.
Figure 112005064478121-pat00064
Figure 112005064478121-pat00065
따라서,원하지 않는 성분에 해당하는 영향을 제거할 수 있어, 최종적으로 D 칩 간격으로 수신된 수신신호의 위상차를 구할 수 있다.
도3을 다시 참조하면, 상기 결합 모듈(32)은 상기 위상차 검출 모듈(31)에 의해 검출된 훈련심볼 (N-D) 개의 쌍들에 대한 위상차를 결합한다. 상술한 바와 같은 방법으로 D 칩 간격을 가지는 훈련심볼의 쌍은 총 N-D개가 존재하며, 이 N-D 개의 샘플에 대한 위상차 산출값을 수학식 11과 같이 누적하면 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻을 수 있다.
Figure 112005064478121-pat00066
이때 총 누적하는 수는 관심 있는 영역(SYNC-DL/미드앰블 코드)의 전체 칩 수에서 이격 거리 D를 뺀 (N-D)만큼의 샘플이 된다. 결합된 심볼 간 위상차를 추출하기 위해서 수학식 12의
Figure 112005064478121-pat00067
함수를 이용하여 다음의
Figure 112005064478121-pat00068
을 얻는다.
Figure 112005064478121-pat00069
상기 주파수 옵셋 산출 모듈(33)은 상기 결합 모듈(31)에 의한 결과값으로부터 주파수 옵셋을 산출한다. 즉, 수학식 9를 통해서 얻은
Figure 112005064478121-pat00070
값을 통해서 위상과 주파수와의 관계식인 수학식 13을 이용하여 최종적으로 발생된 주파수 옵셋을 수학식 11과 같이 산출할 수 있다.
Figure 112005064478121-pat00071
Figure 112005064478121-pat00072
Figure 112005064478121-pat00073
, 여기서, Tc=0.78125㎲(1 chip duration), 는 추정된 주파수 옵셋 값임.
전술한 바와 같이 상기 위상차 검출 이격거리인 D 값은 가변될 수 있다. D 값의 변화에 따라서 다음과 같은 특성을 가진다.
D 값이 증가하면 레졸루션(resolution)은 증가하고, 추정 샘플 수 및 다이버시티 게인diversity gain)은 감소한다. 역으로, D 값이 감소하면 레졸루션은 감소 하고, 추정 샘플 수 및 다이버시트 게인은 증가한다.
즉,하드웨어 구현관점에서 살펴보게 되면, 추정 샘플 정보로 이용되는 칩 간 위상차를 표현하게 되는데 D 배만큼의 레졸루션 이득을 가진다. 또한, D 값의 조절을 통해 주파수 옵셋 추정 정확도와 추정 범위를 자유롭게 변경할 수 있다. 최대 추정범위는
Figure 112005064478121-pat00074
와 같은데, 이는 수학식 11과, 최대 추정가능 범위가
Figure 112005064478121-pat00075
이라는 것으로부터 유추될 수 있으며, 이를 이용하게 되면 2단계 이상의 다단 AFC 추정 방식에서 단계별로 고려된 최대 주파수 옵셋의 크기에 따라 동적으로 위상차 검출 이격거리인 D 값을 선택적으로 조절하여 주파수 옵셋을 추정하는 방식을 적용할 수 있다.
D 칩 간 위상차를 통해서 얻은 추정한 주파수 옵셋값은 루프 필터(loop filter, 34), 저역필터(LPF, 35)를 거친 후 이에 해당하는 출력 값을 통해서 주파수 옵셋을 보상하는데 이용될 수 있다.
도6은 종래기술(LS 방식)과 본 발명을 비교한 AFC의 성능 그래프이다. AFC는 반송 주파수 기준(2GHz)에서 발생된 임의의 주파수 옵셋(1kHz)에 대하여, -0.1ppm~0.1ppm 내로 추정하여 안정적으로 따라가야 한다. 즉, 추정된 주파수 옵셋에 대한 결과가 1200Hz~800Hz 내에서 안정적으로 수렴해야 한다.
도6에서, Ior/Ioc=8dB, 발생시킨 주파수 옵셋은 1kHz, 본 발명에 따른 D값은 16 과 32의 두 경우에 대해 시뮬레이션을 진행하였다. x축은 이용된 타임 슬롯의 수를 나타내며, y축은 추정된 주파수 옵셋 값을 나타낸다. 본 발명에 따른 AFC가 전술한 AFC의 성능을 만족하고, 종래기술에 비해서 안정적이며, 레졸루션(resloution) 측면에서도 이득을 지님을 알 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 의한 이동통신 시스템에서의 주파수 옵셋 추정 방법 및 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 수신단에서 기준 코드를 생성하는 종래기술에 비해서 낮은 연산량으로 주파수 옵셋을 추정할 수 있다. 즉, 종래기술에서 프레임(Frame) 정렬 단계와 기준 코드를 이용하는 부분이 제거된다.
둘째, 일정 수준의 수신 타이밍 오류에 의한 성능 저하가 매우 적다.
셋째, 하드웨어 구현 관점에서, 추정 샘플 정보로 이용되는 칩 간 위상차를 표현하는데 있어 D배 만큼의 레졸루션 이득을 가진다.
넷째, 기준 코드인 SYNC-DL과 미드앰블 코드를 요구하지 않으므로, 초기 동기 이후 미드앰블 코드 검출 이전부터 적용 가능하다.
다섯째, D 값의 조절을 통해 주파수 옵셋 추정 정확도와 추정 범위를 자유롭게 변경할 수 있다.

Claims (16)

  1. 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식 이동통신 시스템의 단말에서의 주파수 옵셋 추정 방법에 있어서,
    동일한 위상축에 존재하는 두 훈련심볼 간 이격거리인 D 칩(chip) 간격으로 수신되는 신호의 위상차를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 위상차를 이용하여 주파수 옵셋을 획득하는 단계를 포함하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 추정 단계는,
    상기 훈련심볼의 전체 길이를 N 이라 할 경우 (N-D) 개의 훈련심볼 쌍에 대하여 획득된 위상차를 결합하는 단계와;
    상기 결합된 값을 이용하여 주파수 옵셋을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 D는 가변될 수 있는 값임을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가변되는 D는 2의 배수인 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 D는 다단 AFC(Automatic Frequency Control) 추정 방식에서 단계별로 고려된 최대 주파수 옵셋의 크기에 따라 동적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 획득된 위상차의 실수부가 음수인 경우 π만큼 위상 회전시키는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주파수 옵셋값
    Figure 112005064478121-pat00076
    은, 다음의 식
    Figure 112005064478121-pat00077
    , (여기서, Tc=1칩 구간(1 chip duration),
    Figure 112005064478121-pat00078
    ,
    D: 2n (0<n< N/2 인 정수, 단, N은 훈련심볼의 총 길이임),
    Figure 112005064478121-pat00079
    : 훈련심볼
    Figure 112005064478121-pat00080
    ,
    Figure 112005064478121-pat00081
    : 주파수 옵셋 추정을 위한 총 N개의 샘플에 해당하는 입력 데이터,
    Figure 112005064478121-pat00082
    : 주파수 옵셋의 영향에 따른 칩간 위상차,
    Figure 112005064478121-pat00083
    : 심볼이 가지는 초기의 위상값)
    에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동통신 시스템은 TD-SCDMA 시스템인 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 방법.
  9. 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식 이동통신 시스템에서 주파수 옵셋 추정을 위한 장치에 있어서,
    동일한 위상축에 존재하는 두 훈련심볼 간 이격거리인 D 칩(chip) 간격으로 수신되는 신호의 위상차를 획득하는 수단; 및
    상기 획득된 위상차를 이용하여 주파수 옵셋을 획득하는 수단을 포함하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 추정 수단은,
    상기 훈련심볼의 전체 길이를 N 이라 할 경우 (N-D) 개의 훈련심볼 쌍에 대하여 획득된 위상차를 결합하는 위상차 결합 모듈과;
    상기 결합된 값을 이용하여 주파수 옵셋을 산출하는 주파수 옵셋 산출 모듈 을계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 D는 가변될 수 있는 값임을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가변되는 D는 2의 배수인 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 D는 다단 AFC 추정 방식에서 단계별로 고려된 최대 주파수 옵셋의 크기에 따라 동적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 획득된 위상차의 실수부가 음수인 경우 π만큼 위상 회전시키는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 주파수 옵셋값
    Figure 112005064478121-pat00084
    은, 다음의 식
    Figure 112005064478121-pat00085
    , (여기서, Tc=1칩 구간(1 chip duration),
    Figure 112005064478121-pat00086
    ,
    D: 2n (0<n< N/2 인 정수, 단, N은 훈련심볼의 총 길이임),
    Figure 112005064478121-pat00087
    : 훈련심볼
    Figure 112005064478121-pat00088
    ,
    Figure 112005064478121-pat00089
    : 주파수 옵셋 추정을 위한 총 N개의 샘플에 해당하는 입력 데이터,
    Figure 112005064478121-pat00090
    : 주파수 옵셋의 영향에 따른 칩간 위상차,
    Figure 112005064478121-pat00091
    : 심볼이 가지는 초기의 위상값)
    에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 이동통신 시스템은 TD-SCDMA 시스템인 것을 특징으로 하는 주파수 옵셋 추정 장치.
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