KR101535667B1

KR101535667B1 - 정수 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101535667B1
Application number: KR1020130023467A
Authority: KR
Inventors: 반재준
Original assignee: (주)에프씨아이
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2015-07-09
Also published as: JP2014197828A; JP5706497B2; KR20140109139A

Abstract

송신기로부터 전송된 전송 신호의 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정하는 장치로서, 상기 전송 신호의 파일럿 배치를 기초로 시작 파일럿이 위치하는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 추정하는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부, 그리고 상기 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 정수 주파수 오프셋 탐색부를 포함한다.

Description

정수 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING INTEGER FREQUENCY OFFSET}

본 발명은 정수 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치에 관한 것이다.

OFDM 시스템은 특정 부반송파에 파일럿 심볼을 전송하여 채널 추정을 돕는다. 수신기는 전송 채널에 의해 왜곡된 파일럿 심볼로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널 정보로 수신 데이터의 왜곡을 보상하여 전송 신호를 복원한다. 파일럿은 블럭 형태나 빗(comb) 형태와 같이 시간과 주파수의 2차원 공간에서 다양한 방법으로 배치될 수 있다. 특히, 디지털 지상파 방송 표준인 DVB-T와 ISDB-T는 파일럿을 2차원 공간에 분산 배치한 분산 파일럿(scattered pilot)을 이용하고 있다.

OFDM 수신기는 다양한 방법으로 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정한다. 예를 들면, OFDM 수신기는 파일럿의 PN 시퀀스를 이용한 최대 상관관계(Maximum Correlation), 상관 대역폭(Coherent BandWidth)를 이용한 최대 상관관계, 시간축 차이상관의 최대치, 또는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 이용한 채널 응답(Channel Impulse Response)으로 IFO를 추정할 수 있다.

지금까지의 OFDM 수신기는 최대 IFO 검색 범위(Max IFO Search Range, R) 안에서 탐색 스텝을 1로 설정하여, 모든 IFO 후보(-R 부터 R, 즉, -R, -R+1, -R+2, ..., 0, 1, 2, ..., R)에 대하여 IFO 추정을 한다. 그러나, 탐색 스텝을 1로 설정하여 IFO를 찾는 경우, 모든 IFO 후보에 대한 계산을 수행해야 하므로 비효율적이고, IFO 추정 속도가 느리다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주파수축에서 파일럿의 시작 인덱스(start index)에 해당하는 모듈로(modulo)값을 구하고, 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스들을 검색하면서 정수 주파수 오프셋을 추정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 송신기로부터 전송된 전송 신호의 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정하는 장치로서, 상기 전송 신호의 파일럿 배치를 기초로 시작 파일럿이 위치하는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 추정하는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부, 그리고 상기 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 정수 주파수 오프셋 탐색부를 포함한다.

상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부는 상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 모듈로-K값별 IFO 후보 모듈로를 결정하고, K개의 IFO 후보 모듈로 중에서 상기 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 계산하며, 상기 IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로값을 가지는 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 파일럿 배치를 가지고, 상기 모듈로-K값은 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 정수일 수 있다.

상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부는 각 IFO 후보 모듈로의 파일럿 상관관계를 기초로 상기 K개의 IFO 후보 모듈로 중에서 최대 파워의 IFO 후보 모듈로를 구하며, 상기 최대 파워의 IFO 후보 모듈로의 모듈로-K값을 상기 모듈로값으로 출력할 수 있다.

상기 정수 주파수 오프셋 탐색부는 상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 탐색 스텝을 K로 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색할 수 있다.

상기 정수 주파수 오프셋 탐색부는 상기 모듈로값을 시작 인덱스로 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색할 수 있다.

상기 정수 주파수 오프셋 탐색부는 주파수축 인덱스에서 모듈로-K값이 상기 모듈로값인 주파수축 인덱스를 탐색 범위로 설정하여 정수 주파수 오프셋을 추정하고, 상기 모듈로-K값은 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 정수일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 정수 주파수 오프셋 추정 장치가 송신기가 전송한 전송 신호의 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정하는 방법으로서, 상기 전송 신호의 파일럿 배치를 기초로 시작 파일럿이 위치하는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 추정하는 단계, 그리고 상기 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함한다.

상기 주파수축 인덱스의 모듈로값을 추정하는 단계는 상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 모듈로-K값별 IFO 후보 모듈로를 결정하고, K개의 IFO 후보 모듈로 중에서 상기 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 계산하며, 상기 IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로값을 가지는 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 파일럿 배치를 가지고, 상기 모듈로-K값은 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 정수일 수 있다.

상기 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 탐색 스텝을 K로 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색할 수 있다.

상기 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 검색 범위, 상기 탐색 스텝 그리고 상기 모듈로값을 기초로 시작 인덱스를 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정수 주파수 오프셋 추정 장치가 송신기가 전송한 전송 신호의 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정하는 방법으로서, 주파수축 인덱스의 모듈로값을 기초로 복수의 IFO 후보 모듈로를 결정하는 단계, 각 IFO 후보 모듈로의 파일럿 배치에 따라 파일럿에 관계된 파워를 계산하는 단계, 각 IFO 후보 모듈로의 파워를 비교하여 최대 파워의 IFO 후보 모듈로를 찾는 단계, 상기 최대 파워의 IFO 후보 모듈로에 해당하는 모듈로값을 파일럿 시작 인덱스 모듈로값으로 출력하는 단계, 그리고 상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함한다.

상기 복수의 IFO 후보 모듈로를 결정하는 단계는 상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 모듈로-K값 각각에 대응하여 복수의 IFO 후보 모듈로를 결정하고, 각 IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로-K값을 가지는 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 파일럿 배치를 가질 수 있다.

상기 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 검색 범위, 상기 탐색 스텝, 그리고 상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값을 기초로 시작 인덱스를 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 파일럿의 시작 인덱스 모듈로값을 추정하고, 시작 인덱스 모듈로값을 가지는 주파수축 인덱스들만 검색하면 되므로, 주파수 오차로 변경되는 파일럿 오프셋을 빠르게 검색할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 검색 범위를 1씩 증가하면서 정수 주파수 오프셋을 추정하는 종래 기술에 비해 파일럿 추정 속도가 빠르다.

도 1과 도 2는 주파수 오프셋을 설명하는 도면이다.
도 3은 OFDM 수신기의 정수 주파수 오프셋 추정 블록이다.
도 4는 종래의 정수 주파수 오프셋 추정 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 정수 주파수 오프셋 추정 장치의 블록도이다.
도 6과 도 7 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 시작 인덱스 모듈로값 추정 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 시작 인덱스 모듈로값 추정 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 정수 주파수 오프셋 추정 방법의 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1과 도 2는 주파수 오프셋을 설명하는 도면이다.

먼저 도 1을 참고하면, OFDM 시스템은 특정 부반송파(sub-carrier)에 파일럿(pilot)을 전송하여 채널 추정을 돕는다. 파일럿은 시간과 주파수의 2차원 공간에서 다양한 방법으로 배치될 수 있다. 특히, 디지털 지상파 방송 표준인 DVB-T나 ISDB-T는 파일럿을 2차원 공간에서 분산 배치한 분산 파일럿(scattered pilot, SP)을 이용하고 있다. 앞으로 송신기가 분산 파일럿을 전송하는 것으로 가정한다.

시간-주파수 2차원 공간에서, 한 프레임(frame)은 시간에 따라 복수의 심볼(symbol)로 나누어지고, 한 심볼은 주파수에 따라 복수의 부반송파로 나누어진다. 예를 들면, 전송 신호의 파일럿 배치(10)는 시간-주파수 2차원 공간은 한 프레임당 204개 심볼로 구성되고, 한 심볼당 108개의 부반송파로 구성될 수 있다. 여기서, 인덱스는 0부터 시작하는 것으로 가정하고 설명한다.

분산 파일럿은 시간-주파수 2차원 공간에서 듬성듬성 배치될 수 있다. ISDB-T 계열 및 DVB 등에서 이용하는 분산 파일럿 배치는 다양할 수 있다. 분산 파일럿(SP)은 시간축으로 A개의 심볼마다 반복되고, 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 것으로 가정한다. 도 1에서는 ISDB-T 및 DVB에서의 예로서 A=4, K=12가 된다. 주파수 축으로 K개의 부반송파마다 유사랜덤비트시퀀스 PRBS(Pseudo Random Bit Sequence) 인코딩된 분산 파일럿이 배치되며, 각 시간축 심볼 마다 분산 파일럿이 존재하는 위치가 다르게 된다. 즉 주파수축으로 첫번째 분산 파일럿이 존재하는 부반송파 위치는 시간축 심볼 인덱스 0에서는 0, 시간축 심볼 인덱스 1에서는 3, 시간축 심볼 인덱스 2에서는 6, 시간축 심볼 인덱스 3에서는 9가 된다. 이러한 패턴이 시간축 심볼 4개마다 반복된다(A=4). 이때 유사랜덤비트시퀀스는 매 시간축 심볼마다 초기화 되므로 시간축으로 4 심볼 떨어진 곳에서 주파수축으로 동일한 부반송파 위치에 존재하는 분산 파일럿의 데이터가 동일하게 된다. 예를 들면 시간축 심볼 인덱스 0, 주파수축 부반송파 인덱스 0에서 위치한 분산 파일럿의 값과 시간축 심볼 인덱스 4, 주파수축 부반송파 인덱스 0에 위치하는 분산 파일럿의 값은 동일하다.

수신기는 전송 채널에 의해 왜곡된 파일럿로부터 채널을 추정하고, 추정된 채널 정보로 수신 데이터의 왜곡을 보상하여 전송 신호를 복원한다. 그런데, OFDM 시스템은 송수신기 사이의 오실레이터 불일치나 도플러(Doppler) 현상에 의해 송수신기 사이의 주파수가 틀어지는데, 이를 주파수 옵셋(frequency offset)이라고 한다. 이 주파수 옵셋은 부반송파 간격 단위로 부반송파의 간격의 정수배인 정수배 주파수 옵셋과 부반송파 간격의 정수배로 나누어 떨어지지 않아 남은 나머지인 소수배 주파수 옵셋으로 나뉜다. 소수배 주파수 옵셋이 있으면 부반송파간 직교성을 파괴하고 간섭이 발생하고, 정수배 주파수 옵셋이 있으면 파일럿이나 데이터가 전송되는 부반송파를 잘못 판단하게 되므로 수신기는 잘못된 데이터를 수신하게 된다. 따라서 수신기는 주파수 오프셋을 추정하여 보상한 후 수신 동작을 수행하게 된다. 도 2는 이러한 정수배 주파수 오프셋이 2 (단위는 부반송파 간격임)인 경우에 대한 예이다.

송신기가 파일럿 배치(10)의 전송 신호를 보내는 경우, 수신기는 파일럿 배치(20)와 같이 주파수축에서 일정 부반송파만큼 이동한 정보를 수신한다. 그런데, 수신기는 주파수 오프셋이 얼마인지 모르기 때문에, 주파수 옵셋을 추정하여 송신기가 시간축 인덱스 0, 주파수축 인덱스 0에서 보낸 시작 파일럿이 시간축 인덱스 0, 주파수축 인덱스 2에 있음을 확인한다. 이 경우, 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)은 2(IFO=2)이다.

도 3은 OFDM 수신기의 정수 주파수 오프셋 추정 블록이고, 도 4는 종래의 정수 주파수 오프셋 추정 방법의 흐름도이다.

도 3을 참고하면, OFDM 수신기는 다양한 방법으로 정수 주파수 오프셋(IFO)을 추정한다. 예를 들어, IFO 추정기(50)는 최대 상관관계를 이용하여 FFT 블록(40)에서 출력된 신호로부터 정수 IFO를 추정한다. 이 경우, IFO 추정기(50)는 상관관계 계산부(correlator)(51), 최대값 검색부(53), 그리고 제어부(55)를 포함한다.

종래의 IFO 추정기(50)는 IFO 검색 범위 전체, 예를 들면 -R부터 R(-R, -R+1, -R+2, ..., 0, 1, 2, ..., R)을 IFO 후보(candidate)로 설정한다. 즉, IFO 추정기(50)는 탐색 스텝을 1로 설정하고, 모든 주파수의 상관관계를 계산하여 IFO를 추정한다. 여기서, R은 수신기 스펙에 따라 정해진 최대 IFO 검색 범위(Max IFO Search Range)이다.

도 4를 참고하면, IFO 추정기(50)는 IFO 후보 인덱스(D)의 시작값을 설정한다(S110). 예를 들면, 시작값은 마이너스 최대 IFO 검색 범위(-R)일 수 있다.

IFO 추정기(50)는 탐색 스텝을 1로 설정(INC=1)한다(S120).

IFO 추정기(50)는 IFO 후보 인덱스(D)에서의 상관관계(correlation)를 계산한다(S130).

IFO 추정기(50)는 지금까지 계산한 IFO 후보 인덱스(D)의 상관관계값 중에서 피크(peak)값을 찾는다(S140). IFO 추정기(50)는 각각의 IFO 후보마다 상관관계를 계산하고, IFO 후보 인덱스(D)의 상관관계값이 이전까지 찾은 최대상관관계값보다 큰지 검사한다. IFO 추정기(50)는 IFO 후보 인덱스(D)의 상관관계값이 크면, IFO 후보 인덱스(D)의 상관관계값을 최대상관관계값으로 기록하고, IFO 후보 인덱스(D)를 IFO 후보값으로 기록한다.

IFO 추정기(50)는 IFO 후보 인덱스(D)가 최대 검색 범위보다 작은지 판단한다(S150). 예를 들면, 최대 검색 범위는 플러스 최대 IFO 검색 범위(+R)일 수 있다.

IFO 후보(D)가 최대 검색 범위(+R)보다 작은 경우, IFO 추정기(50)는 IFO 후보 인덱스(D)를 1만큼 증가시키고, 해당 IFO 후보 인덱스에서의 상관관계 계산을 수행하도록 한다(S160).

IFO 후보 인덱스(D)가 최대 검색 범위(+R)보다 작지 않은 경우, IFO 추정기(50)는 계산한 모든 IFO 후보 인덱스의 상관관계 결과를 기초로 IFO로 추정한다(S170).

이와 같이, 탐색 스텝을 1로 설정하여 IFO를 찾는 경우, 모든 IFO 후보에 대한 계산을 수행해야 하므로 비효율적이고, IFO 추정 속도가 느리다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 정수 주파수 오프셋 추정 장치의 블록도이다.

도 5를 참고하면, 정수 주파수 오프셋 추정 장치(100)는 FFT 블록(40)에서 출력된 신호로부터 파일럿이 시작하는 것으로 추정되는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 찾고, 이 모듈로값을 가진 주파수축 인덱스를 탐색하여 IFO를 추정한다. 이를 위해 정수 주파수 오프셋 추정 장치(100)는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110), 그리고 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)를 포함한다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 시작 파일럿이 위치하는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 계산한다. 즉, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 시작 파일럿이 존재하는 주파수축 인덱스 모듈로값[앞으로 "파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S, S는 0부터 K-1 중 어느 하나의 정수)"이라고 한다]을 계산한다. 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)이 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 시작 파일럿의 위치를 추정한다. 여기서 시작 파일럿은 송신기가 시간축 인덱스 0, 주파수축 인덱스 0에서 보낸 파일럿이다.

파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 주파수축 인덱스의 모듈로-K값을 기초로 시작 파일럿이 위치할 가능성이 있는 K개의 IFO 후보 모듈로를 결정한다. 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 0부터 K-1의 모듈로-K값별로 IFO 후보 모듈로를 결정한다. IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로값의 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 IFO 후보로서, 모듈로값의 주파수축 인덱스에서 파일럿이 시작하는 파일럿 배치를 가진다. 예를 들어, 모듈로값이 2인 IFO 후보 모듈로(IFO=2)는 주파수축 인덱스 2에서 시작 파일럿이 있는 파일럿 배치를 가지고, 주파수축 인덱스 2, 2±K, 2±2K, ... 중 어느 하나가 IFO로 추정된다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 K개의 IFO 후보 모듈로의 파일럿 배치에 따라 파일럿들의 파워를 계산한다. 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 최대 파워를 가진 IFO 후보 모듈로의 모듈로값을 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)으로 추출한다.

정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)에 해당하는 주파수축 인덱스만을 IFO 후보로 결정하여 주파수 오프셋을 추정한다. 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되기 때문에, 시작 파일럿은 S, S±K, S±2K, ... 중 어느 하나일 수 있다. 따라서, IFO는 S, S±K, S±2K, ... 중 어느 하나일 수 있다.

정수 주파수 오프셋 탐색부(130)가 IFO 후보 중에서 IFO를 추정하는 방법은 다양하다. 예를 들어, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)가 최대 상관관계를 이용하여 IFO를 추정하는 경우, IFO 추정기(50)와 유사한 구조를 가질 수 있다.

이와 같이, 정수 주파수 오프셋 추정 장치(100)는 IFO를 주파수 전체에 대해 탐색하는 것이 아니라, 파일럿이 시작하는 것으로 추정되는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)을 먼저 계산하고, 모듈로값이 S인 주파수축 인덱스만을 IFO 후보로 결정하여 주파수 오프셋을 추정한다. 따라서, 탐색 스텝을 1로 설정하여 모든 주파수축 인덱스를 IFO 후보로 보고 주파수 오프셋을 추정하는 종래 기술에 비해, IFO 추정 속도가 대략 K배 빨라질 수 있다.

도 6과 도 7 각각은 본 발명의 한 실시예에 따른 시작 인덱스 모듈로값 추정 방법을 설명하는 도면이다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 시간-주파수 2차원 공간에서의 파일럿 배치를 알고 있다. 그러나, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 주파수 오프셋이 얼마인지 모르기 때문에, 송신기가 시간축 인덱스 0, 주파수축 인덱스 0에서 보낸 시작 파일럿이 어느 주파수축 인덱스에 위치하는지 알 수 없다. 따라서, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 시작 파일럿이 주파수축 인덱스 0부터 K-1 각각에서 시작한다고 가정한 K개의 IFO 후보 모듈로를 결정하고, IFO 후보모듈로들 각각의 파워를 계산한다.

도 6을 참고하면, 모듈로값이 0인 IFO 후보 모듈로(IFO=0)의 파워를 계산하는 방법을 도식화한 도면이다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 시작 파일럿이 모듈로값 0인 주파수축 인덱스에 있다고 가정하고, 시간-주파수 2차원 공간에서의 파일럿 배치에 따라 파일럿 위치를 추출한다. 여기서 파일럿의 위치는 RC(시간축 인덱스, 주파수축 인덱스)로 설명한다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 주파수축 인덱스별로 파일럿들의 상관관계를 계산한다. 즉, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 RC(0,0)와 RC(4,0)의 상관관계, RC(0,12)와 RC(4,12)의 상관 관계, RC(1,3)과 RC(5,3)의 상관관계 등을 계산한다. 이때, 동일한 주파수축 인덱스에 위치한 파일럿들은 동일한 데이터를 가지고 있다. 따라서, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 차등 곱셈(differential multiplication)하여 상관관계를 계산할 수 있다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 주파수축 인덱스별 파일럿들의 상관 관계를 합산한다.

그리고 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 합산 결과를 기초로 파워(complex power)를 계산한다. 이 값이 IFO 후보 모듈로(IFO=0)의 파워이다.

도 7을 참고하면, 모듈로값이 1인 IFO 후보 모듈로(IFO=1)의 파워를 계산하는 방법을 도식화한 도면이다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 시작 파일럿이 모듈로값 1인 주파수축 인덱스에 있다고 가정하고, 시간-주파수 2차원 공간에서의 파일럿 배치에 따라 파일럿 위치를 추출한다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 도 6보다 주파수축 인덱스가 1가 증가한 파일럿 배치에서 주파수축 인덱스별로 파일럿들의 상관관계를 계산한다. 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 RC(0,1)와 RC(4,1)의 상관관계, RC(0,13)와 RC(4,13)의 상관 관계, RC(1,4)과 RC(5,4)의 상관관계 등을 계산한다.

그리고, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 주파수축 인덱스별 파일럿들의 상관 관계를 합산하여 IFO 후보 모듈로(IFO=1)의 파워를 계산한다.

도 6과 도 7을 참고로 설명한 바와 같이, 파일럿이 주파수축으로 12개의 부반송파마다 반복되는 경우, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 시작 파일럿이 주파수축 인덱스 0부터 11 중 어느 하나에 있다고 가정한 파일럿 배치 중에서 파일럿에 의한 파워가 가장 큰 주파수축 인덱스를 찾는다. 이 주파수축 인덱스가 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)이다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 각 IFO 후보의 파일럿 배치에서, 모든 파일럿들의 상관 관계를 합산하는 대신, 효율성을 높이기 위해 다양한 방법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 일부 주파수축 인덱스까지 계산된 상관 관계, 또는 일부 범위의 주파수축 인덱스에서 계산된 상관관계등을 합산할 수 있다. 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 일정 시간 동안 주파수축 인덱스별 파일럿들의 상관 관계를 누적(soft combining)할 수 있다. 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 절대적 임계값 또는 비율과 같은 상대적 임계값을 이용할 수 있다. 또는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 여러 번 파일럿 시작 인덱스 모듈로값을 계산하고, 최종적으로 어느 하나를 결정할 수 있다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 시작 인덱스 모듈로값 추정 방법의 흐름도이다.

도 8을 참고하면, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 기초로 복수의 IFO 후보 모듈로를 결정한다(S210). IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로값의 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정한 IFO 후보이다. 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 모듈로-K값이 0부터 K-1인 K개의 IFO 후보 모듈로를 결정한다. IFO 후보 모듈로의 파일럿 배치는 모듈로값의 주파수축 인덱스에서 파일럿이 시작한다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 각 IFO 후보 모듈로의 파일럿 배치에 따라 파일럿에 관계된 파워를 계산한다(S220). 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 각 IFO 후보 모듈로의 파일럿 배치에서 주파수축 인덱스별로 파일럿들의 상관관계를 계산한다. 그리고 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 주파수축 인덱스별로 파일럿들의 상관관계를 합산하여 각 IFO 후보 모듈로의 파워를 계산한다.

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 IFO 후보 모듈로들의 파워를 비교하여 최대 파워의 IFO 후보 모듈로를 찾는다(S230).

파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부(110)는 최대 파워의 IFO 후보 모듈로에 해당하는 모듈로값을 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)으로 출력한다(S240).

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 정수 주파수 오프셋 추정 방법의 흐름도이다.

도 9를 참고하면, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)을 수신한다(S310).

정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)을 기초로 IFO 후보(D)의 시작값을 설정한다(S320). 시작값은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 모듈로값이 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)인 인덱스 중에서, 마이너스 최대 IFO 검색 범위(-R)에 가장 가까운 인덱스를 시작값으로 설정할 수 있다.

정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 주파수축에서의 파일럿 간격(K)을 탐색 스텝으로 설정(INC=K)한다(S330).

정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 IFO 후보(IFO=D)에서의 상관관계(correlation)를 계산한다(S340).

정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 지금까지 계산한 IFO 후보(D)의 상관관계값 중에서 피크(peak)값을 찾는다(S350).

정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 IFO 후보(D)가 최대 IFO 검색 범위보다 작은지 판단한다(S360).

IFO 후보(D)가 최대 IFO 검색 범위보다 작은 경우, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 IFO 후보(D)를 탐색 스텝(K)만큼 증가시키고, 해당 IFO 후보에서의 상관관계 계산을 수행하도록 한다(S370). 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 주파수축에서 인덱스가 S, S±K, S±2K, S±3K, ... 인 IFO 후보들을 탐색한다. 즉, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 검색 범위가 -R부터 R로 설정된 경우, 검색 범위 내에서 모듈로값이 S인 인덱스들만을 IFO 후보로 설정하여 상관관계 계산을 수행한다.

검색 범위에 해당하는 모든 주파수축 인덱스에 대한 계산을 마친 경우, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 최대 상관관계를 가진 IFO 후보를 IFO로 추정한다(S380). 예를 들어, S, S±K, S±2K, S±3K, ... 와 같은 IFO 후보 중에서 주파수축 인덱스 S+K가 최대 상관관계를 가진 경우, 시작 파일럿은 주파수축 인덱스 S+K에 위치하고, IFO는 S+K이다.

IFO 후보의 시작값이나 검색 범위는 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 방법으로, 앞서 설명한 바와 같이 검색 범위가 -R부터 R로 설정된 경우, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 모듈로값이 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)이면서 -R에 가장 가까운 인덱스부터 탐색 스텝(K)으로 탐색할 수 있다. 두 번째 방법으로, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 검색 범위를 0부터 R로 설정하고, 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)부터 탐색 스텝(K)으로 탐색할 수 있다. 그리고, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 검색 범위를 -R부터 0으로 설정하고, 음의 주파수축 인덱스도 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S) 및 탐색 스텝(K)을 기초로 탐색할 수 있다. 또는 필요에 따라 양의 검색 범위와 음의 검색 범위 중 어느 하나만을 수행할 수도 있다. 세 번째 방법으로, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 주파수 오프셋 가능성이 높은 인덱스 범위를 통계적 계산이나 설정 방법을 기초로 판단한다. 그리고, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 주파수 오프셋 가능성이 높은 인덱스 범위 주변을 탐색 스텝(K)로 순차 탐색하거나, 주파수 오프셋 가능성이 높은 인덱스를 중심으로 탐색 스텝(K)을 좌우로 늘리면서 탐색할 수 있다.

이와 같이, 정수 주파수 오프셋 탐색부(130)는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값(S)에 해당하는 주파수축 인덱스만을 IFO 후보로 결정하여 주파수 오프셋을 추정한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 파일럿의 시작 인덱스 모듈로값을 추정하고, 시작 인덱스 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스들만 검색하면 되므로, 주파수 오차로 변경되는 파일럿 오프셋을 빠르게 검색할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 검색 범위를 1씩 증가하면서 정수 주파수 오프셋을 추정하는 종래 기술에 비해 파일럿 추정 속도가 빠르다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

송신기로부터 전송된 전송 신호의 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정하는 장치로서,
상기 전송 신호의 파일럿 배치를 기초로 시작 파일럿이 위치하는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 추정하는 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부, 그리고
상기 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 정수 주파수 오프셋 탐색부
를 포함하는 정수 주파수 오프셋 추정 장치.
제1항에서,
상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부는
상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 모듈로-K값별 IFO 후보 모듈로를 결정하고, K개의 IFO 후보 모듈로 중에서 상기 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 계산하며,
상기 IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로값을 가지는 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 파일럿 배치를 가지고, 상기 모듈로-K값은 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 정수인 정수 주파수 오프셋 추정 장치.
제2항에서,
상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값 추정부는
각 IFO 후보 모듈로의 파일럿 상관관계를 기초로 상기 K개의 IFO 후보 모듈로 중에서 최대 파워의 IFO 후보 모듈로를 구하며, 상기 최대 파워의 IFO 후보 모듈로의 모듈로-K값을 상기 모듈로값으로 출력하는 정수 주파수 오프셋 추정 장치.
제1항에서,
상기 정수 주파수 오프셋 탐색부는
상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 탐색 스텝을 K로 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색하는 정수 주파수 오프셋 추정 장치.
제4항에서,
상기 정수 주파수 오프셋 탐색부는
상기 모듈로값을 시작 인덱스로 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색하는 정수 주파수 오프셋 추정 장치.
제1항에서,
상기 정수 주파수 오프셋 탐색부는
주파수축 인덱스에서 모듈로-K값이 상기 모듈로값인 주파수축 인덱스를 탐색 범위로 설정하여 정수 주파수 오프셋을 추정하고,
상기 모듈로-K값은 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 정수인 정수 주파수 오프셋 추정 장치.
정수 주파수 오프셋 추정 장치가 송신기가 전송한 전송 신호의 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정하는 방법으로서,
상기 전송 신호의 파일럿 배치를 기초로 시작 파일럿이 위치하는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 추정하는 단계, 그리고
상기 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계
를 포함하는 정수 주파수 오프셋 추정 방법.
제7항에서,
상기 주파수축 인덱스의 모듈로값을 추정하는 단계는
상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 모듈로-K값별 IFO 후보 모듈로를 결정하고, K개의 IFO 후보 모듈로 중에서 상기 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 주파수축 인덱스의 모듈로값을 계산하며,
상기 IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로값을 가지는 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 파일럿 배치를 가지고, 상기 모듈로-K값은 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 정수인 정수 주파수 오프셋 추정 방법.
제7항에서,
상기 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계는
상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 탐색 스텝을 K로 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색하는 정수 주파수 오프셋 추정 방법.
제9항에서,
상기 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계는
검색 범위, 상기 탐색 스텝 그리고 상기 모듈로값을 기초로 시작 인덱스를 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색하는 정수 주파수 오프셋 추정 방법.
정수 주파수 오프셋 추정 장치가 송신기가 전송한 전송 신호의 정수 주파수 오프셋(Integer Frequency Offset, IFO)을 추정하는 방법으로서,
주파수축 인덱스의 모듈로값을 기초로 복수의 IFO 후보 모듈로를 결정하는 단계,
각 IFO 후보 모듈로의 파일럿 배치에 따라 파일럿에 관계된 파워를 계산하는 단계,
각 IFO 후보 모듈로의 파워를 비교하여 최대 파워의 IFO 후보 모듈로를 찾는 단계,
상기 최대 파워의 IFO 후보 모듈로에 해당하는 모듈로값을 파일럿 시작 인덱스 모듈로값으로 출력하는 단계, 그리고
상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값에 해당하는 주파수축 인덱스를 탐색하여 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계
를 포함하는 정수 주파수 오프셋 추정 방법.
제11항에서,
상기 복수의 IFO 후보 모듈로를 결정하는 단계는
상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 주파수축 인덱스를 모듈로-K 연산하여 출력되는 모듈로-K값 각각에 대응하여 복수의 IFO 후보 모듈로를 결정하고,
각 IFO 후보 모듈로는 해당 모듈로-K값을 가지는 주파수축 인덱스들 중에 시작 파일럿이 위치한다고 추정되는 파일럿 배치를 가지는 정수 주파수 오프셋 추정 방법.
제11항에서,
상기 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계는
상기 파일럿 배치에서 파일럿이 주파수축으로 K개의 부반송파마다 반복되는 경우, 탐색 스텝을 K로 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색하는 정수 주파수 오프셋 추정 방법.
제13항에서,
상기 정수 주파수 오프셋을 추정하는 단계는
검색 범위, 상기 탐색 스텝, 그리고 상기 파일럿 시작 인덱스 모듈로값을 기초로 시작 인덱스를 설정하여 주파수축 인덱스를 탐색하는 정수 주파수 오프셋 추정 방법.