KR101694517B1 - Method and apparatus for esrimating frequency offset in digital broadcasting system - Google Patents

Method and apparatus for esrimating frequency offset in digital broadcasting system Download PDF

Info

Publication number
KR101694517B1
KR101694517B1 KR1020120116772A KR20120116772A KR101694517B1 KR 101694517 B1 KR101694517 B1 KR 101694517B1 KR 1020120116772 A KR1020120116772 A KR 1020120116772A KR 20120116772 A KR20120116772 A KR 20120116772A KR 101694517 B1 KR101694517 B1 KR 101694517B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
symbols
frequency offset
sof
estimating
plsc
Prior art date
Application number
KR1020120116772A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140050400A (en
Inventor
정수엽
오덕길
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020120116772A priority Critical patent/KR101694517B1/en
Publication of KR20140050400A publication Critical patent/KR20140050400A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101694517B1 publication Critical patent/KR101694517B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/015—High-definition television systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H04L27/2659—Coarse or integer frequency offset determination and synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H04L27/266—Fine or fractional frequency offset determination and synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/08—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division
    • H04N7/0803—Systems for the simultaneous or sequential transmission of more than one television signal, e.g. additional information signals, the signals occupying wholly or partially the same frequency band, e.g. by time division using frequency interleaving, e.g. with precision offset
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/0335—Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission
    • H04L2025/03375—Passband transmission
    • H04L2025/0342—QAM

Abstract

디지털 방송 시스템의 주파수 오프셋 추정 장치는 수신한 물리계층 프레임
의 헤더를 구성하고 있는 시작점 정보(Start Of Frame, SOF) 심볼들과, 변조방식 및 부호율 정보 제공을 위한 물리계층 시그널링 정보(Physical Layer Signaling Code, PLSC) 심볼들을 이용하여 주파수 오프셋을 추정한다. A frequency offset estimation apparatus of a digital broadcasting system includes:
(PLS) symbols for providing modulation information and code rate information, which are included in the header of the OFDMA frame.

Description

디지털 방송 시스템에서의 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESRIMATING FREQUENCY OFFSET IN DIGITAL BROADCASTING SYSTEM}[0001] METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING FREQUENCY OFFSET IN DIGITAL BROADCASTING SYSTEM [0002]

본 발명은 디지털 방송 시스템에서의 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 자세히 말하면 DVB-S2(Digital Video Broadcasting-Satellite-Second generation) 시스템에서 파일럿 심볼 없이 동작하는 파일럿 없는 모드(Non-pilot)를 위한 주파수 오프셋 추정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method and an apparatus for estimating a frequency offset in a digital broadcasting system, and more particularly, to a method and apparatus for estimating a frequency offset in a Digital Video Broadcasting-Satellite-Second Generation (DVB-S2) To a method for estimating a frequency offset.

위성방송표준인 DVB-S2(Digital Video Broadcasting-Satellite-Second generation) 시스템의 물리 계층 프레임(Physical Layer Frame)에는 일정량의 파일럿 심볼이 중간에 반복적으로 삽입된다. A certain amount of pilot symbols are repeatedly inserted in a physical layer frame of a DVB-S2 system (Digital Video Broadcasting-Satellite-Second Generation) system.

수신기는 미리 알려진 패턴의 파일럿 심볼을 이용함으로써, 주파수 추정이나 위상 추정 등의 복조 과정에서 좀 더 간단한 신호 처리와 좋은 성능을 보일 수 있다. 따라서 DVB-S2 시스템의 복조와 관련된 대부분의 연구 결과들은 파일럿 심볼을 이용하여 동작하는 파일럿 모드를 기반으로 하는 방법이 제시되고 있다. 하지만 DVB-S2 표준에서 언급된 모든 요구 사항들은 파일럿 심볼 없이 동작하는 파일럿 없는(Non-pilot) 모드에서도 반드시 지원되어야 하므로, non-pilot 모드에서의 주파수 추정 방법이 요구된다.By using pilot symbols of known patterns in advance, the receiver can perform a simpler signal processing and a better performance in demodulation processes such as frequency estimation and phase estimation. Therefore, most of the research results related to the demodulation of the DVB-S2 system are based on a pilot mode that operates using pilot symbols. However, all the requirements mentioned in the DVB-S2 standard must be supported even in a non-pilot mode operating without a pilot symbol, so a frequency estimation method in a non-pilot mode is required.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 디지털 방송 시스템에서 non-pilot 모드를 위한 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for frequency offset estimation for a non-pilot mode in a digital broadcasting system.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 디지털 방송 시스템의 수신 장치가 파일럿 없는(Non-pilot) 모드에서 주파수 오프셋을 추정하는 방법이 제공된다. 주파수 오프셋 추정 방법은 물리계층 프레임을 수신하는 단계, 그리고 상기 물리계층 프레임의 헤더를 구성하는 심볼들을 이용하여 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 헤더는 상기 물리계층 프레임의 시작점 정보(Start Of Frame, SOF) 심볼들과 변조방식 및 부호율 정보 제공을 위한 물리계층 시그널링 정보(Physical Layer Signaling Code, PLSC) 심볼들을 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a method is provided for a receiving apparatus of a digital broadcasting system to estimate a frequency offset in a non-pilot mode. The frequency offset estimation method includes receiving a physical layer frame, and estimating a frequency offset using the symbols constituting the header of the physical layer frame. At this time, the header includes start-of-frame (SOF) symbols of the physical layer frame and Physical Layer Signaling Code (PLSC) symbols for providing modulation and coding rate information.

상기 추정하는 단계는 상기 SOF 심볼들을 이용하여 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating step may include estimating a coarse frequency offset using the SOF symbols.

상기 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 상기 SOF 심볼들을 DA(data-aided) 연산하는 단계, DA 연산된 SOF 신호를 제1 길이만큼 제로-패딩하는 단계, 그리고 제로-패딩한 SOF 신호를 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. Estimating the coarse frequency offset comprises DA-data-aided computation of the SOF symbols, zero-padding the DA computed SOF signal by a first length, and zero-padding the zero- 0.0 > ML, < / RTI >

상기 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 상기 제로-패딩한 SOF 심볼들을 고속 푸리에 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다. The step of estimating the coarse frequency offset may further include a fast Fourier transform of the zero-padded SOF symbols.

상기 추정하는 단계는 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 이용하여 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating step may include estimating a fine frequency offset using the SOF symbols and the PLSC symbols.

상기 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 디코딩을 통해 PLSC 심볼들을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. Estimating the fine frequency offset may include detecting PLSC symbols through decoding.

상기 검출하는 단계는 제1 개수의 MODCOD(modulation and coding) 심볼과 제2 개수의 타입(TYPE) 심볼을 구하는 단계, 그리고 상기 제1 개수의 MODCOD 심볼과 상기 제2 개수의 타입 심볼을 인코딩하여 상기 PLSC 심볼들을 구하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the detecting comprises: obtaining a first number of modulation and coding (MODCOD) symbols and a second number of type (TYPE) symbols; and encoding the first number of MODCOD symbols and the second number of type symbols RTI ID = 0.0 > PLSC < / RTI >

상기 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 상기 헤더의 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 DA(data-aided) 연산하는 단계, DA 연산된 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 제1 길이만큼 제로-패딩하는 단계, 그리고 제로-패딩한 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The step of estimating the fine frequency offset may include DA-arithmetically operating the SOF symbols and the PLSC symbols in the header, zero-padding the DA computed SOF symbols and PLSC symbols by a first length, And estimating the fine frequency offset through the maximum likelihood (ML) of the zero-padded SOF symbols and PLSC symbols.

상기 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 상기 제로-패딩한 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 FFT하는 단계를 더 포함할 수 있다. The step of estimating the fine frequency offset may further comprise FFTing the zero-padded SOF symbols and the PLSC symbols.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 디지털 방송 시스템에서 파일럿 없는(Non-pilot) 모드에서 주파수 오프셋을 추정하는 장치이 제공된다. 주파수 오프셋 추정 장치는 물리계층 프레임을 수신하는 수신부, 그리고 상기 물리계층 프레임의 헤더를 구성하는 심볼들을 이용하여 주파수 오프셋을 추정하는 주파수 추정부를 포함한다. 이때, 상기 헤더는 미리 알고 있는 상기 물리계층 프레임의 시작점 정보(Start Of Frame, SOF) 심볼들과 변조방식 및 부호율 정보 제공을 위한 물리계층 시그널링 정보(Physical Layer Signaling Code, PLSC) 심볼들을 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, an apparatus for estimating a frequency offset in a non-pilot mode in a digital broadcasting system is provided. The frequency offset estimation apparatus includes a receiver for receiving a physical layer frame, and a frequency estimator for estimating a frequency offset using symbols constituting a header of the physical layer frame. At this time, the header includes Start of Frame (SOF) symbols of the physical layer frame that are known in advance, and Physical Layer Signaling Code (PLSC) symbols for providing modulation and coding rate information .

상기 대략적 주파수 추정부는 상기 SOF 심볼들을 DA(data-aided)한 후 제1 길이만큼 제로-패딩하고, 제로-패딩한 신호를 고속 푸리에 변환한 후 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 대략적 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. The coarse frequency estimator zero-paddes the SOF symbols by a first length after DA (data-aided), fast-Fourier-transforms a zero-padded signal, and outputs a coarse frequency offset Can be estimated.

상기 주파수 추정부는 디코딩을 통해 상기 헤더의 PLSC 심볼들을 검출하는 디코딩부, 그리고 미리 알고 있는 상기 SOF 심볼들과 상기 디코딩부를 통해 검출된 PLSC 심볼들을 이용하여 미세 주파수 오프셋을 추정하는 미셋 주파수 추정부를 포함할 수 있다. Wherein the frequency estimator includes a decoder for detecting PLSC symbols of the header through decoding, and a missing frequency estimator for estimating a fine frequency offset using the PLSC symbols detected through the decoding and the SOF symbols that are known in advance .

상기 미세 주파수 추정부는 상기 SOF 심볼들과 상기 PLSC 심볼들을 DA(data-aided)한 후 제1 길이만큼 제로-패딩하고, 제로-패딩한 신호를 고속 푸리에 변환한 후 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 미세 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. The fine frequency estimator performs DAF (Data-aided) on the SOF symbols and the PLSC symbols, zero-padding the data with a first length, fast-Fourier-transforming a zero- Lt; RTI ID = 0.0 > offsets < / RTI >

본 발명의 실시 예에 의하면, DVB-S2 시스템에서 non-pilot 모드에서의 주파수를 추정할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the frequency can be estimated in the non-pilot mode in the DVB-S2 system.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 DVB-S2 시스템의 전송 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 주파수 오프셋 추정 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a transmission frame structure of a DVB-S2 system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams illustrating a frequency offset estimation method according to the first and second embodiments of the present invention, respectively.
4 is a diagram illustrating a frequency offset estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 방송 시스템에서의 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a method and apparatus for estimating frequency offset in a digital broadcasting system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 DVB-S2 시스템의 전송 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a transmission frame structure of a DVB-S2 system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, DVB-S2 시스템의 전송 프레임인 물리계층 프레임은 헤더와 페이로드를 포함한다. Referring to FIG. 1, a physical layer frame, which is a transmission frame of the DVB-S2 system, includes a header and a payload.

페이로드는 변조된 복수의 데이터 심볼과 복수의 파일럿 심볼을 포함한다. 일정량의 데이터 심볼을 포함하는 데이터 블록 사이에 일정량의 파일럿 심볼을 포함하는 파일럿 블록이 반복적으로 삽입된다. 예를 들어, 데이터 블록에는 1440개의 데이터 심볼이 포함될 수 있고, 파일럿 블록에는 36개의 파일럿 심볼이 포함될 수 있으며, 데이터 블록 사이에 파일럿 블록이 반복적으로 삽입될 수 있다. The payload includes a plurality of modulated data symbols and a plurality of pilot symbols. A pilot block including a certain amount of pilot symbols is repeatedly inserted between data blocks including a certain amount of data symbols. For example, 1440 data symbols may be included in the data block, 36 pilot symbols may be included in the pilot block, and pilot blocks may be repeatedly inserted between the data blocks.

헤더는 전송 프레임의 맨 앞에 위치하며, 각 프레임에 대한 시작점 정보 (Start Of Frame, SOF)와 변조방식 및 부호율 정보 제공을 위한 물리계층 시그널링 정보(Physical Layer Signaling Code, PLSC)를 포함한다. Header is located at the front of a transmission frame and includes start-point information (SOF) for each frame, physical layer signaling code (PLSC) for providing modulation scheme and code rate information.

DVB-S2 시스템에서 SOF로는 미리 알려진 26개의 심볼이 사용된다. PLSC는 변조방식 및 부호율 정보 제공을 위한 5심볼의 MODCOD(modulation and coding)와 프레임의 길이 및 파일럿의 유무 정보를 제공하기 위한 2심볼의 타입(TYPE)을 포함하고, MODCOD와 TYPE 심볼의 보호를 위해 64 심볼로 인코딩된다. In the DVB-S2 system, 26 known symbols are used for SOF. The PLSC includes a 5-symbol MODCOD (modulation and coding) for providing a modulation scheme and a coding rate information, a 2-symbol type (TYPE) for providing information on the length of a frame and the presence or absence of a pilot, and protection of MODCOD and TYPE symbols Lt; RTI ID = 0.0 > 64 < / RTI >

구체적으로, 송신 장치의 RM(Reed-Muller) 인코더는 MODCOD 5 비트(b1, …, b5)와 TYPE 0의 1비트(b6)를 G(generator matrix)와 곱하여 32 비트(S=y1, …y32)를 먼저 생성하고, 수학식 1과 같이 32 비트(y1, …y32)를 TYPE 1의 1 비트(b7)와 XOR(eXclusive-OR) 연산한 후, 1 비트 지연을 통해 최종적으로 64 비트를 생성한다. 그리고 이와 같이 64비트가 생성되면, π/2 BPSK 변조를 통해서 PLSC의 64 심볼이 생성된다. 여기서, G는 수학식 2와 같다. More specifically, a Reed-Muller (RM) encoder of the transmitter multiplies MODCOD 5 bits (b 1 , ..., b 5 ) and 1 bit (b 6 ) of TYPE 0 with G 1 ,..., Y 32 ) and XOR (eXclusive-OR) the 32 bits (y 1 , ... y 32 ) with the 1 bit (b 7 ) of TYPE 1 as in Equation Lt; RTI ID = 0.0 > 64 < / RTI > bits. When 64 bits are generated in this manner, 64 symbols of the PLSC are generated through? / 2 BPSK modulation. Here, G is expressed by Equation (2).

Figure 112012085377917-pat00001
Figure 112012085377917-pat00001

Figure 112012085377917-pat00002
Figure 112012085377917-pat00002

DVB-S2 시스템의 수신 장치는 파일럿 없는(Non-pilot) 모드에서 물리계층 프레임 헤더의 90 심볼을 이용하여 주파수 오프셋을 추정한다. The receiver of the DVB-S2 system estimates the frequency offset using 90 symbols of the physical layer frame header in the non-pilot mode.

수신 장치에서 수신한 물리계층 프레임 헤더의 심볼은 수학식 3과 같이 표현될 수 있다. The symbol of the physical layer frame header received at the receiving apparatus may be expressed as Equation (3).

Figure 112012085377917-pat00003
Figure 112012085377917-pat00003

여기서, c(k)는 단위 크기의 π/2 BPSK 심볼,

Figure 112012085377917-pat00004
는 추정해야 하는 주파수 오프셋, T는 심볼 주기, θ는 위상, n(k)는 평균 0과 분산
Figure 112012085377917-pat00005
을 가지는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 의미한다. Here, c (k) is a π / 2 BPSK symbol of a unit size,
Figure 112012085377917-pat00004
T is the symbol period, θ is the phase, n (k) is the mean 0 and variance
Figure 112012085377917-pat00005
(Additive White Gaussian Noise).

수신 장치는 수학식 1의 수신 신호에 수학식 4와 같이 DA (Data-Aided) 연산을 적용한다. DA 연산이 적용되면 데이터의 모호성이 제거될 수 있다. The receiving apparatus applies a DA (Data-Aided) operation to the reception signal of Equation (1) as shown in Equation (4). When the DA operation is applied, the ambiguity of the data can be eliminated.

Figure 112012085377917-pat00006
Figure 112012085377917-pat00006

여기서, c*(k)c(k)=1이고, n'(k)= c*(k)c(k)이며, n'(k)는 평균 0과 분산

Figure 112012085377917-pat00007
을 가지는 AWGN (Additive White Gaussian Noise)을 의미한다. Here, c * (k) c ( k) = 1 , and, n '(k) = c * (k) c (k) , and, n' (k) is zero mean and variance
Figure 112012085377917-pat00007
(Additive White Gaussian Noise).

수신 장치는 이러한 신호 모델을 이용하여 주파수 오프셋을 추정한다. The receiving apparatus estimates the frequency offset using this signal model.

주파수 오프셋 추정은 대략적 주파수 오프셋 추정과 미세 주파수 오프셋 추정의 2단계로 나누어져 수행된다. 대략적 주파수 오프셋 추정은 SOF의 26 심볼을 이용하고, 미세 주파수 오프셋 추정은 헤더의 90 심볼을 이용한다. The frequency offset estimation is performed by dividing into two steps of coarse frequency offset estimation and fine frequency offset estimation. The coarse frequency offset estimation uses 26 symbols of the SOF, and the fine frequency offset estimation uses 90 symbols of the header.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 DVB-S2 시스템의 주파수 오프셋 추정 방법을 나타낸 도면으로, 대략적 주파수 오프셋 추정 방법에 해당한다. FIG. 2 illustrates a frequency offset estimation method of a DVB-S2 system according to a first embodiment of the present invention, which corresponds to a coarse frequency offset estimation method.

도 2를 참고하면, 수신 장치는 물리계층 프레임을 수신하면(S210), 수신한 물리계층 프레임의 헤더의 SOF의 26 심볼을 이용하여 대략적 주파수 오프셋을 추정한다. Referring to FIG. 2, the receiving apparatus receives a physical layer frame (S210) and estimates a coarse frequency offset using 26 symbols of the SOF of the header of the received physical layer frame.

구체적으로, 수신 장치는 수학식 4와 같이 SOF의 26 심볼에 DA를 적용한다(S220). DA를 적용한 SOF 신호는 수학식 5와 같이 표현된다. Specifically, the receiver applies DA to 26 symbols of the SOF as expressed by Equation (4) (S220). The SOF signal to which DA is applied is expressed by Equation (5).

Figure 112012085377917-pat00008
Figure 112012085377917-pat00008

여기서, SOF(k)는 미리 알려진 SOF 심볼을 의미한다. Here, SOF (k) means a known SOF symbol.

수신 장치는 수학식 5의 신호에 대해 FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 이용하는 R&B(Rife and Boorstyn) 알고리즘을 수행하여 대략적 주파수 오프셋을 추정한다(S230, S240). The receiving apparatus estimates a coarse frequency offset by performing an R & B (Rife and Boorstyn) algorithm using an FFT (fast Fourier transform) operation on the signal of Equation (5) (S230, S240).

R&B 알고리즘에서는 먼저 주파수 정밀도를 강화하기 위해 L0 길이만큼 제로-패딩(zero-padding)을 하여 L0 길이 이후의 데이터를 0으로 채운다. 제로-패딩은 수학식 6과 같이 수행될 수 있다.The R & B algorithm first zero as the length L 0 in order to enhance the frequency accuracy - by padding (zero-padding) and fills the data following the length L 0 to zero. The zero-padding can be performed as Equation (6).

Figure 112012085377917-pat00009
Figure 112012085377917-pat00009

다음, 수신 장치는 제로-패딩한 신호를 FFT하고 수학식 7과 같이 최대 우도(Maximum Likelihood, ML) 검출 방식으로 대략적 주파수 오프셋

Figure 112012085377917-pat00010
을 추정한다. Next, the receiving apparatus FFTs the zero-padded signal and obtains a coarse frequency offset (FFT) using a maximum likelihood (ML) detection scheme as shown in Equation (7)
Figure 112012085377917-pat00010
.

Figure 112012085377917-pat00011
Figure 112012085377917-pat00011

여기서, Z'(f)는 z'(k)를 FFT한 신호이다. Here, Z '(f) is a signal obtained by performing FFT on z' (k).

이와 같이 하여 구해진

Figure 112012085377917-pat00012
는 주파수 오프셋 보상에 반영된다. The thus-
Figure 112012085377917-pat00012
Is reflected in the frequency offset compensation.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 DVB-S2 시스템의 주파수 오프셋 추정 방법을 나타낸 도면으로, 미세 주파수 오프셋 추정 방법에 해당한다. FIG. 3 illustrates a frequency offset estimation method of a DVB-S2 system according to a second embodiment of the present invention, which corresponds to a fine frequency offset estimation method.

도 3을 참고하면, 수신 장치는 물리계층 프레임을 수신하면(S310), 수신한 물리계층 프레임의 헤더의 90 심볼을 이용하여 미셋 주파수 오프셋을 추정한다. Referring to FIG. 3, the receiving apparatus receives a physical layer frame (S310) and estimates a missing frequency offset using 90 symbols of the header of the received physical layer frame.

먼저, 수신 장치는 PLSC의 64 심볼을 알지 못하기 때문에 PLSC의 64 심볼을 얻기 위한 MODCOD 심볼 및 TYPE 심볼의 디코딩을 수행한다(S320). First, since the receiving apparatus does not know the 64 symbols of the PLSC, it performs decoding of the MODCOD symbol and the TYPE symbol to obtain 64 symbols of the PLSC (S320).

수신 장치는 수신된 PLSC의 64 심볼을 통해서 TYPE 1의 1비트(b7)를 먼저 구한다. 수신 장치는 TYPE 1의 1비트(b7)를 홀수 번째와 짝수 번째에 위치한 심볼 사이의 곱을 통해 수학식 8과 같이 계산한다. The receiving apparatus first obtains 1 bit (b 7 ) of TYPE 1 through 64 symbols of the received PLSC. The receiving apparatus calculates 1 bit (b 7 ) of TYPE 1 as a product of the symbols located at odd-numbered and even-numbered positions as shown in Equation (8).

Figure 112012085377917-pat00013
Figure 112012085377917-pat00013

다음, 수신 장치는 나머지 MODCOD 5 비트(b1, …, b5)와 TYPE 0의 1 비트(b6)를 ML 방식을 통해서 구한다. Next, the receiving apparatus obtains the remaining 5 bits (b 1 , ..., b 5 ) of MODCOD and 1 bit (b 6 ) of TYPE 0 through the ML scheme.

먼저, 송신 장치에서 6비트(b1, …, b6)는 G와 곱해지므로, 수신 장치는 6비트(b1, …, b6)를 알아내기 위해서 6비트(b1, …, b6)의 조합을 만들고, 26개의 조합들 각각을 G와 곱해서 32 비트를 생성한다. 수신 장치는 생성한 26개의 32 비트를 각각 π/2 BPSK 변조를 통해서 64개의 64 심볼을 생성하고, 64개의 64 심볼과 수신 장치에서 수신한 64 심볼을 ML 연산하여 연관성이 가장 높은 하나의 64 심볼을 구한다. 이렇게 구한 64 심볼이 최종 PLSC의 64 심볼이 된다. First, six bits from the transmitter apparatus (b 1, ..., b 6 ) is therefore multiplied by G, the receiving apparatus 6 bits (b 1, ..., b 6 ) six bits (b 1, to figure out ..., b 6 ) to create a combination, and generates a 32-bit by multiplying the 26 combinations, respectively and G. Receiving apparatus for generating a two-six 32 bit each π / 2 BPSK generate 64 64 symbols through the modulation, 64 a 64 a 64 symbol received from the symbol and a receiving device ML is the highest one of the 64 correlation by computing Obtain the symbol. The thus obtained 64 symbols become 64 symbols of the final PLSC.

이와 같이 하여, PLSC의 64 심볼이 구해지면, 수신 장치는 구한 PLSC의 64 심볼과 미리 알려진 SOF의 26 심볼로 구성된 헤더의 90 심볼에 DA를 적용한다(S330). DA를 적용한 헤더 신호는 수학식 9와 같이 표현된다. In this manner, when 64 symbols of the PLSC are obtained, the receiving apparatus applies DA to 90 symbols of the header composed of 64 symbols of the found PLSC and 26 symbols of the known SOF (S330). The header signal to which DA is applied is expressed by Equation (9).

Figure 112012085377917-pat00014
Figure 112012085377917-pat00014

여기서, PLHEADER(k)는 헤더의 90심볼을 나타낸다. Here, PLHEADER (k) represents 90 symbols of the header.

다음, 수신 장치는 수학식 9의 신호에 대해 R&B 알고리즘을 수행하여 미세 주파수 오프셋을 추정한다(S340, S350). 앞에서 설명한 것처럼, 수신 장치는 수학식 8의 신호를 L0 길이만큼 제로-패딩(zero-padding)을 하여 L0 길이 이후의 데이터를 0으로 채운다. 제로-패딩은 수학식 10과 같이 수행될 수 있다. Next, the receiving apparatus estimates a fine frequency offset by performing an R & B algorithm on the signal of Equation (9) (S340, S350). As mentioned earlier, the receiving device length L 0 as the zero signal of equation (8) - and a padding (zero-padding) and fills the data following the length L 0 to zero. The zero-padding can be performed as Equation (10).

Figure 112012085377917-pat00015
Figure 112012085377917-pat00015

이때, L0는 대략적 주파수 오프셋 추정에서보다 긴 값이다. Here, L 0 is a longer value in the coarse frequency offset estimation.

다음, 수신 장치는 제로-패딩한 신호를 FFT하고 수학식 5와 같이 최대 우도(Maximum Likelihood, ML) 검출 방식으로 미세 주파수 오프셋

Figure 112012085377917-pat00016
을 추정한다. 이렇게 추정된 주파수 오프셋
Figure 112012085377917-pat00017
는 주파수 오프셋 보상에 반영될 수 있다. Next, the receiving apparatus FFTs the zero-padded signal and calculates a fine frequency offset (ML) by a maximum likelihood (ML) detection scheme as shown in Equation (5)
Figure 112012085377917-pat00016
. The estimated frequency offset
Figure 112012085377917-pat00017
Can be reflected in the frequency offset compensation.

이와 같이, 물리계층 프레임의 헤더를 이용하여 주파수 오프셋을 추정할 수 있으므로, non-pilot 모드에서 주파수 오프셋 추정이 가능해질 수 있다. Since the frequency offset can be estimated using the header of the physical layer frame, the frequency offset estimation can be performed in the non-pilot mode.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 오프셋 추정 장치를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a frequency offset estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 수신 장치의 주파수 오프셋 추정 장치(400)는 수신부(410), 대략적 주파수 추정부(420), 디코딩부(430) 및 미세 주파수 추정부(440)를 포함한다. Referring to FIG. 4, a frequency offset estimation apparatus 400 of a reception apparatus includes a reception unit 410, a rough frequency estimation unit 420, a decoding unit 430, and a fine frequency estimation unit 440.

수신부(410)는 물리계층 프레임을 수신한다. The receiving unit 410 receives physical layer frames.

대략적 주파수 추정부(420)는 도 2에서 설명한 방법을 토대로 수신된 물리계층 프레임 헤더의 이미 알고 있는 SOF 26 심볼을 이용하여 대략적 주파수 오프셋을 추정한다. The coarse frequency estimator 420 estimates the coarse frequency offset using the known SOF 26 symbols of the received physical layer frame header based on the method described in FIG.

디코딩부(430)는 앞에서 설명한 방법을 토대로 디코딩을 수행하여 수신된 물리계층 프레임 헤더의 PLSC의 64 심볼을 검출한다. The decoding unit 430 performs decoding based on the above-described method to detect 64 symbols of the PLSC of the received physical layer frame header.

미세 주파수 추정부(440)는 이미 알고 있는 SOF 26 심볼과 디코딩부(430)로부터 검출된 PLSC의 64 심볼을 이용하여 도 3에서 설명한 방법을 토대로 미세 주파수 오프셋을 추정한다. The fine frequency estimator 440 estimates the fine frequency offset based on the method described in FIG. 3 using the already known SOF 26 symbol and the 64 symbols of the PLSC detected from the decoding unit 430.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, Such an embodiment can be readily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (14)

디지털 방송 시스템의 수신 장치가 파일럿 없는(Non-pilot) 모드에서 주파수 오프셋을 추정하는 방법으로서,
프레임의 시작점 정보(Start Of Frame, SOF) 심볼들과 변조방식 및 부호율 정보 제공을 위한 물리계층 시그널링 정보(Physical Layer Signaling Code, PLSC) 심볼들로 구성된 헤더를 포함하는 물리계층 프레임을 수신하는 단계,
상기 헤더의 상기 SOF 심볼들을 이용하여 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계, 그리고
상기 헤더의 SOF 심볼들과 상기 PLSC 심볼들을 이용하여 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계
를 포함하는 주파수 오프셋 추정 방법. A method for estimating a frequency offset in a non-pilot mode of a receiving apparatus of a digital broadcasting system,
Receiving a physical layer frame including a header composed of Start of Frame (SOF) symbols and Physical Layer Signaling Code (PLSC) symbols for providing modulation scheme and code rate information; ,
Estimating a coarse frequency offset using the SOF symbols of the header, and
Estimating a fine frequency offset using the SOF symbols of the header and the PLSC symbols
/ RTI > 삭제delete 제1항에서,
상기 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계는
상기 SOF 심볼들을 DA(data-aided) 연산하는 단계,
DA 연산된 SOF 신호를 제1 길이만큼 제로-패딩하는 단계, 그리고
제로-패딩한 SOF 신호를 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함하는 주파수 오프셋 추정 방법. The method of claim 1,
The step of estimating the coarse frequency offset
Performing data-aided operation on the SOF symbols,
Zero-padding the DA computed SOF signal by a first length, and
Estimating a coarse frequency offset through a maximum likelihood (ML) of a zero-padded SOF signal. 제3항에서,
상기 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 상기 제로-패딩한 SOF 심볼들을 고속 푸리에 변환하는 단계를 더 포함하는 주파수 오프셋 추정 방법. 4. The method of claim 3,
Wherein estimating the coarse frequency offset further comprises fast Fourier transforming the zero-padded SOF symbols. 삭제delete 제1항에서,
상기 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 디코딩을 통해 상기 PLSC 심볼들을 검출하는 단계를 포함하는 주파수 오프셋 추정 방법. The method of claim 1,
Wherein estimating the fine frequency offset comprises detecting the PLSC symbols through decoding. 제6항에서,
상기 검출하는 단계는
제1 개수의 MODCOD(modulation and coding) 심볼과 제2 개수의 타입(TYPE) 심볼을 구하는 단계, 그리고
상기 제1 개수의 MODCOD 심볼과 상기 제2 개수의 타입 심볼을 인코딩하여 상기 PLSC 심볼들을 구하는 단계
를 포함하는 주파수 오프셋 추정 방법.The method of claim 6,
The detecting step
Obtaining a first number of modulation and coding (MODCOD) symbols and a second number of type (TYPE) symbols, and
And encoding the first number of MODCOD symbols and the second number of type symbols to obtain the PLSC symbols
/ RTI > 제1항에서,
상기 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계는
상기 헤더의 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 DA(data-aided) 연산하는 단계,
DA 연산된 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 제1 길이만큼 제로-패딩하는 단계, 그리고
제로-패딩한 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계를 포함하는 주파수 오프셋 추정 방법. The method of claim 1,
The step of estimating the fine frequency offset
Performing data-aided operation on the SOF symbols and the PLSC symbols in the header;
Zero-padding the DA computed SOF symbols and PLSC symbols by a first length, and
Estimating a fine frequency offset of the zero-padded SOF symbols and the PLSC symbols through a maximum likelihood (ML). 제8항에서,
상기 미세 주파수 오프셋을 추정하는 단계는 상기 제로-패딩한 상기 SOF 심볼들과 PLSC 심볼들을 FFT(Fast Fourier Transform)하는 단계를 더 포함하는 주파수 오프셋 추정 방법. 9. The method of claim 8,
Wherein estimating the fine frequency offset further comprises Fast Fourier Transforming (FFT) the zero-padded SOF symbols and PLSC symbols. 디지털 방송 시스템에서 파일럿 없는(Non-pilot) 모드에서 주파수 오프셋을 추정하는 장치로서,
미리 알고 있는 프레임의 시작점 정보(Start Of Frame, SOF) 심볼들과 변조방식 및 부호율 정보 제공을 위한 물리계층 시그널링 정보(Physical Layer Signaling Code, PLSC) 심볼들로 구성된 헤더를 포함하는 물리계층 프레임을 수신하는 수신부,
상기 헤더의 상기 SOF 심볼들을 이용하여 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 대략적 주파수 추정부,
디코딩을 통해 상기 헤더의 상기 PLSC 심볼들을 검출하는 디코딩부, 그리고
상기 SOF 심볼들과 상기 디코딩부를 통해 검출된 상기 PLSC 심볼들을 이용하여 미세 주파수 오프셋을 추정하는 미세 주파수 추정부
를 포함하는 주파수 오프셋 추정 장치. An apparatus for estimating a frequency offset in a non-pilot mode in a digital broadcasting system,
A physical layer frame including a header composed of Start OF Frame (SOF) symbols and a Physical Layer Signaling Code (PLSC) symbols for providing a modulation scheme and a coding rate information, The receiving unit,
A coarse frequency estimator for estimating a coarse frequency offset using the SOF symbols of the header,
A decoder for detecting the PLSC symbols of the header through decoding, and
A fine frequency estimator for estimating a fine frequency offset using the SOF symbols and the PLSC symbols detected through the decoding unit;
/ RTI > 삭제delete 제10항에서,
상기 대략적 주파수 추정부는 상기 SOF 심볼들을 DA(data-aided)한 후 제1 길이만큼 제로-패딩하고, 제로-패딩한 신호를 고속 푸리에 변환한 후 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 대략적 주파수 오프셋을 추정하는 주파수 오프셋 추정 장치. 11. The method of claim 10,
The coarse frequency estimator zero-paddes the SOF symbols by a first length after DA (data-aided), fast-Fourier-transforms a zero-padded signal, and outputs a coarse frequency offset And estimates the frequency offset. 삭제delete 제10항에서,
상기 미세 주파수 추정부는 상기 SOF 심볼들과 상기 PLSC 심볼들을 DA(data-aided)한 후 제1 길이만큼 제로-패딩하고, 제로-패딩한 신호를 고속 푸리에 변환한 후 최대 우도(Maximum Likelihood, ML)를 통해서 미세 주파수 오프셋을 추정하는 주파수 오프셋 추정 장치. 11. The method of claim 10,
The fine frequency estimator performs DAF (Data-aided) on the SOF symbols and the PLSC symbols, zero-padding the data with a first length, fast-Fourier-transforming a zero- And estimates a fine frequency offset through the frequency offset estimation unit.
KR1020120116772A 2012-10-19 2012-10-19 Method and apparatus for esrimating frequency offset in digital broadcasting system KR101694517B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120116772A KR101694517B1 (en) 2012-10-19 2012-10-19 Method and apparatus for esrimating frequency offset in digital broadcasting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120116772A KR101694517B1 (en) 2012-10-19 2012-10-19 Method and apparatus for esrimating frequency offset in digital broadcasting system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140050400A KR20140050400A (en) 2014-04-29
KR101694517B1 true KR101694517B1 (en) 2017-01-10

Family

ID=50655579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120116772A KR101694517B1 (en) 2012-10-19 2012-10-19 Method and apparatus for esrimating frequency offset in digital broadcasting system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101694517B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114968889A (en) * 2022-03-31 2022-08-30 珠海泰芯半导体有限公司 High-speed USB sampling method and system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100073062A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 한국전자통신연구원 Frequencu error estimator and frequcency error extirmating method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140050400A (en) 2014-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10075320B2 (en) Transmitters, receivers and methods of transmitting and receiving
CN107154908B (en) Method for generating preamble symbol
US10277369B2 (en) Receiver and method of receiving
US8270510B2 (en) Apparatus and method for time synchronization and reception apparatus of OFDM system
CN106685885B (en) Preamble symbol receiving apparatus
JP2007028201A (en) Apparatus and method for calculating doppler frequency and ofdm demodulation apparatus
KR20080021658A (en) Ofdm receiver with csi based llr metrics
US8837648B2 (en) OFDM communication reception device
CN106685883B (en) Preamble symbol receiving apparatus
KR20070060938A (en) Method for efficient plsc information decoding of dvb-s2 transmission frame
US20120140858A1 (en) Fine symbol timing estimation
KR101694517B1 (en) Method and apparatus for esrimating frequency offset in digital broadcasting system
US9313070B2 (en) Burst noise detection and pilot selection
KR20170031389A (en) Receiving apparatus and signal processing method thereof
KR101737106B1 (en) Method and apparatus for robust and high efficiency fec frame header recovery
US20120242324A1 (en) Frequency error detection apparatus
KR101242168B1 (en) Method for generating transmission signal including pre-conjugated preamble, method for detecting preamble from received signal including pre-conjugated preamble and method for restoring preamble from received signal including pre-conjugated preamble
JP4954108B2 (en) Demodulator
CN105610547B (en) Frame header data frequency offset recovery method and system
US9800442B2 (en) Estimating method, sampling frequency offset calculating method, and phase estimating method and device
KR102395353B1 (en) Apparatus and method for decoding bootstrap signals
CN105262710B (en) Receiving and processing method of frequency domain OFDM symbol
RU2582590C1 (en) Method of estimating frequency shift for communication systems using ofdm signals
US8891705B1 (en) Methods for signal processing to reduce inter-symbol-interference
US20080298485A1 (en) Apparatus and method for determining positions of pilot sub-carries in an OFDM symbol

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant