KR101878417B1 - Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication - Google Patents

Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication Download PDF

Info

Publication number
KR101878417B1
KR101878417B1 KR1020160048211A KR20160048211A KR101878417B1 KR 101878417 B1 KR101878417 B1 KR 101878417B1 KR 1020160048211 A KR1020160048211 A KR 1020160048211A KR 20160048211 A KR20160048211 A KR 20160048211A KR 101878417 B1 KR101878417 B1 KR 101878417B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase noise
symbol
codebook
ofdm
fragments
Prior art date
Application number
KR1020160048211A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170119924A (en
Inventor
김성철
최지원
김용화
Original Assignee
서울대학교산학협력단
명지대학교 산학협력단
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 서울대학교산학협력단, 명지대학교 산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020160048211A priority Critical patent/KR101878417B1/en
Publication of KR20170119924A publication Critical patent/KR20170119924A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101878417B1 publication Critical patent/KR101878417B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0023Interference mitigation or co-ordination
    • H04J11/0063Interference mitigation or co-ordination of multipath interference, e.g. Rake receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202Channel estimation
    • H04L25/0224Channel estimation using sounding signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03821Inter-carrier interference cancellation [ICI]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627Modulators
    • H04L27/2628Inverse Fourier transform modulators, e.g. inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2691Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation involving interference determination or cancellation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/04Error control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

직교 주파수분할 다중 방식 통신시스템에서 위상 잡음 추정 및 보상 방법과 이를 위한 장치가 개시된다. OFDM 심볼을

Figure 112016037990346-pat00225
개의 심볼조각으로 나누어 각 심볼조각이 가질 수 있는 위상 잡음(PHN) 값을 코드북으로 미리 저장한다. 코드북에 미리 저장된 모든 위상 잡음에 대해 파일럿 심볼을 복호하여, 복호 오차가 가장 작은 위상잡음을 각 심볼조각의 위상잡음 추정값으로 정한다. 그리고 각 심볼조각 별로 독립적으로 추정된 위상잡음의 조합을 이용하여 부반송파 간 간섭(ICI)을 일으키는 위상잡음을 보상한다. 이렇게 하나의 OFDM 심볼을 구성하는 전체 심볼조각들에 대하여 각 심볼조각 별 PHN 값을 그 심볼조각의 이전 심볼조각과는 무관하게 독립적으로 추정함으로써, 파일럿 심볼 복호의 수행횟수를 줄여 전체 계산량을 크게 감축할 수 있다.A phase noise estimation and compensation method and an apparatus therefor in an orthogonal frequency division multiplexing communication system are disclosed. OFDM symbol
Figure 112016037990346-pat00225
And stores the phase noise (PHN) value that each symbol segment can have in the codebook in advance. The pilot symbols are decoded for all the phase noises stored in advance in the codebook, and the phase noise with the smallest decoding error is determined as the phase noise estimation value of each symbol fragments. Then, phase noise that causes inter-subcarrier interference (ICI) is compensated by using a combination of phase noise independently estimated for each symbol piece. By independently estimating the PHN value of each symbol fragment with respect to all symbol fragments constituting one OFDM symbol independently of the previous symbol fragments of the symbol fragments, the number of times of performing the pilot symbol decoding is reduced, can do.

Description

직교 주파수분할 다중 방식 통신시스템에서 위상 잡음 추정 및 보상 방법과 이를 위한 장치 {Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication}[0001] The present invention relates to a phase noise estimation and compensation method in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication system,

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal frequency-division multiplexing: OFDM) 통신 시스템에서 부반송파간 간섭(Inter-carrier interference: ICI)을 일으키는 위상잡음을 추정하고 보상하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to estimating and compensating for phase noise causing inter-carrier interference (ICI) in an Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) communication system.

무선통신 방식의 한 가지로서 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM)이 알려져 있다. 그 OFDM 통신방식은 다중경로 환경에 강하고 높은 주파수 효율을 가지는 특성 때문에 현재 디지털 통신 시스템에서 널리 채택되어 사용되고 있다. OFDM 시스템에서, 신호의 변복조를 위해 송신장치와 수신장치에 사용되는 국부발진기의 주파수 흔들림은 수신 신호에서 위상잡음(Phase Noise: PHN)으로 나타난다. 국부발진기가 의도하는 주파수를 정확하게 생성하지 못하면, 그 발진주파수의 오차로 인해 시간축에서 전송신호의 진폭과 위상에 변화가 생기는 잡음을 말한다. An orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system is known as one of wireless communication systems. The OFDM communication system is widely adopted and used in current digital communication systems because of its strong characteristics in a multipath environment and high frequency efficiency. In an OFDM system, a frequency oscillation of a local oscillator used in a transmitting apparatus and a receiving apparatus for modulating and demodulating a signal appears as a phase noise (PHN) in a received signal. If the local oscillator can not accurately generate the intended frequency, it means a noise that changes in the amplitude and phase of the transmission signal on the time axis due to the error of the oscillation frequency.

OFDM 통신시스템에 있어서, PHN의 효과는 두 가지 성분으로 구분된다. 하나는 공통 위상잡음(Common Phase Error: CPE)이고, 다른 하나는 부반송파간 간섭(Inter-Carrier Interference: ICI)이다. CPE는 하나의 OFDM 심볼에서 모든 부반송파들의 위상을 동일한 양 만큼 왜곡(회전)시키는 잡음이고, ICI는 부반송파 사이의 직교성 상실로 인해 서로 간에 간섭이 발생함으로써 생기는 잡음이다. OFDM 기법은 부반송파 사이의 직교성을 이용하여 주파수 효율을 높이는 것이 핵심 내용이기 때문에, ICI는 OFDM 성능을 저하시키는 요인이 된다. In the OFDM communication system, the effect of the PHN is divided into two components. One is Common Phase Error (CPE) and the other is Inter-Carrier Interference (ICI). The CPE is a noise that rotates (rotates) the phase of all subcarriers by the same amount in one OFDM symbol, and ICI is noise caused by interference between each other due to loss of orthogonality between subcarriers. Since the OFDM scheme uses orthogonality between subcarriers to enhance frequency efficiency, ICI degrades OFDM performance.

ICI를 제거하기 위한 연구들 중 최근 결과로 "Phase-noise mitigation in OFDM by best match trajectories,"IEEE transactions on communications, vol. 63, no. 5, 2015년 5월 논문에서 제안한 최적합 궤적(Best Match Trajectory: 이하 BMT) 기법이 있다. BMT 기법은 코드북(codebook)을 기반으로 ICI를 제거한다. Recent outcomes of studies to remove ICI include "Phase-noise mitigation in OFDM by best match trajectories," IEEE Transactions on Communications, vol. 63, no. 5, May 2015, there is a Best Match Trajectory (BMT) technique. The BMT technique removes ICI based on a codebook.

PHN은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 위너 프로세서(Weiner process)를 따르는 PHN과 가우시안 프로세서(Gaussian process)를 따르는 PHN이 그것이다. 위너 프로세서 모델은 지금 상태에서 다음 상태로 가는 것이 가우시안 분포를 따른다는 모델이다. 즉, 시간 N에서의 PHN에서 시간 N-1에서의 PHN을 뺀 값이 가우시안 분포를 따르는 모델이다. BMT 기법은 특별히 위너 프로세서 모델을 따르는 경우에 효과적으로 적용될 수 있다. PHN can be classified into two types. PHNs that follow the Weiner process and PHNs that follow the Gaussian process. The Winner processor model is a model in which the transition from the current state to the next state follows the Gaussian distribution. That is, a value obtained by subtracting PHN at time N-1 from PHN at time N follows a Gaussian distribution. The BMT technique can be effectively applied when specifically following the Winner processor model.

BMT 기법에 따르면, 복호오차가 가장 작은 PHN 경로를 추정하고, 그 추정된 PHN 경로를 이용하여 ICI를 제거한다. 구체적으로는, 특정 시간 샘플에서 어떤 PHN을 가졌다면, 그 다음 시간 샘플에서 PHN이 가질 수 있는 확률분포는 가우시안 분포를 따르게 될 것이다. 그 중에서 확률이 가장 높은 하나의 샘플이 정해지면, 그 다음 샘플도 가우시안 분포를 따를 것이다. 이런 식으로 진행되는 PHN에 대하여 고려한다. 그런데 모든 샘플에 대하여 예측을 하기가 어려우니까, 하나의 OFDM 심볼은 시간 영역에서

Figure 112016037990346-pat00001
개의 심볼조각(segments)으로 나뉘고, 각 심볼조각 별 평균 PHN이 추정된다. 그리고 PHN의 통계적 특성을 바탕으로, 심볼조각과 심볼조각 사이의 PHN 증가량이 가질 수 있는 값이
Figure 112016037990346-pat00002
가지로 근사화 된다. 이를 바탕으로 각 심볼조각이 가질 수 있는 PHN 값을 조합하여 '한 심볼 동안 PHN의 경로'가 코드북으로 저장된다. 그런 다음, 코드북에 저장된 PHN 경로마다 파일럿 심볼을 복호하여, 복호 오차가 가장 작은 'PHN 경로' 즉, 파일럿 심볼의 복호가 가장 양호하게 이루어지는 경로가 '추정 PHN'으로 결정된다. BMT 기법은 위와 같이 추정된 PHN을 이용하여 ICI를 제거한다. According to the BMT technique, the PHN path with the smallest decoding error is estimated, and the ICI is removed using the estimated PHN path. Specifically, if we had a certain PHN in a particular time sample, then the probability distribution that the PHN could have in the next time sample would follow the Gaussian distribution. If one of the samples with the highest probability is selected, the next sample will also follow the Gaussian distribution. Consider PHN that proceeds in this way. However, since it is difficult to predict all the samples, one OFDM symbol is transmitted in the time domain
Figure 112016037990346-pat00001
Symbols, and an average PHN for each symbol fragment is estimated. Based on the statistical properties of the PHN, the value that the PHN increase between the symbol fragments and the symbol fragments can have
Figure 112016037990346-pat00002
. Based on this, the 'PHN path for one symbol' is stored as a codebook by combining the PHN values that each symbol fragment can have. Then, the pilot symbol is decoded for each PHN path stored in the codebook, and the path with the smallest decoding error, i.e., the path where the decoding of the pilot symbol is performed the best, is determined as the 'estimated PHN'. The BMT scheme removes ICI using the estimated PHN.

종래의 BMT 기법은 종래의 다른 ICI 제거 기법들에 비해 우수한 성능과 계산 효율을 가지는 장점이 있다. 그러나 BMT 기법은 심볼조각마다 가질 수 있는 PHN 값을 모두 조합하여 파일럿 심볼 복호를 수행하기 때문에, 심볼조각 수

Figure 112016037990346-pat00003
가 증가함에 따라 계산량이 기하급수적으로 늘어나는 단점이 있다. The conventional BMT scheme has an advantage in that it has superior performance and computation efficiency as compared with other ICI cancellation schemes. However, since the BMT technique performs pilot symbol decoding by combining all of the PHN values that can be included in each symbol fragment,
Figure 112016037990346-pat00003
There is a disadvantage that the amount of computation increases exponentially.

"Phase-noise mitigation in OFDM by best match trajectories,"IEEE transactions on communications, vol. 63, no. 5, 2015년 5월&Quot; Phase-noise mitigation in OFDM by best match trajectories, " IEEE transactions on communications, vol. 63, no. 5, May 2015

이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 OFDM 통신 시스템에서 송수신단의 발진주파수의 불안정으로 야기되는 PHN을 추정하여 보상함에 있어서, 종래의 BMT 기법에 비해 고려해야 하는 PHN 경로의 가지 수를 줄여 PHN의 추정과 보상을 위한 계산량을 크게 줄일 수 있으면서도 시스템의 성능의 저하는 유발하지 않는 새로운 PHN 추정 및 보상 방법과 이를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention reduces the number of PHN paths to be considered in comparison with the conventional BMT scheme in estimating and compensating PHN caused by instability of the oscillation frequency of the transmitting / receiving end in the OFDM communication system The present invention aims to provide a novel PHN estimation and compensation method which can greatly reduce the calculation amount for estimating and compensating the PHN, and does not cause degradation of the system performance, and an apparatus therefor.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 하나의 OFDM 심볼을 구성하는 전체 심볼조각들(symbol segments)에 대하여 각 심볼조각 별 PHN 값을 그 심볼조각의 이전 심볼조각과는 무관하게 독립적으로 추정함으로써, 파일럿 심볼 복호의 수행횟수를 줄여 전체 계산량을 크게 감축할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for processing a symbol segment of a single OFDM symbol, the method comprising: By independently estimating, the number of pilot symbol decoding operations can be reduced to greatly reduce the total amount of computation.

본 발명의 일 실시예에 따르면 직교 주파수 분할 다중 방식(OFDM) 통신 시스템의 위상 잡음 추정 및 보상 장치가 제공된다. 이 장치의 채널 및 CPE 보상부는 수신되는 OFDM 심볼의 공통 위상잡음(CPE)과 채널을 추정하여 보상한다. 심볼조각 위상잡음 추정부는 채널과 CPE가 보상된 심볼을 시간 영역에서 복수 개의 심볼조각들로 나누어 위상잡음(PHN)을 추정한다. ICI 보상부는 추정된 위상잡음으로부터 심볼의 부반송파 간 간섭(ICI)을 일으키는 위상잡음을 보상한다. According to an embodiment of the present invention, an apparatus for estimating and compensating a phase noise of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication system is provided. The channel and CPE compensation unit of this apparatus estimates and compensates for the common phase noise (CPE) and channel of the received OFDM symbol. The symbol segment phase noise estimator estimates a phase noise (PHN) by dividing a channel and a CPE compensated symbol into a plurality of symbol fragments in a time domain. The ICI compensator compensates for the phase noise causing the inter-subcarrier interference (ICI) of the symbol from the estimated phase noise.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 장치는 한 OFDM 심볼 시간 동안 변화하는 위상잡음에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 저장하고 있는 코드북을 더 포함할 수 있다. 상기 위상잡음의 값은 하나의 심볼조각 안에서 변하지 않는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a codebook storing an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to phase noise varying during an OFDM symbol time. The value of the phase noise may be unchanged within a single symbol segment.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 코드북은 상기 심볼조각들이 가질 수 있는 위상잡음 값을 위상잡음의 통계적 특성에 따라 유한한 수로 양자화 하여, 살펴보고자 하는 위상잡음으로 정한 정보를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the codebook may further include information determined by phase noise to quantize the phase noise values that the symbol fragments may have, into a finite number according to statistical characteristics of phase noise.

본 발명의 실시예에 따르면, 한 심볼조각에서 상기 살펴보고자 하는 위상잡음 값은 다른 심볼조각의 위상잡음 값과 상관없이 독립적으로 정한 정보일 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the phase noise value to be examined in one symbol block may be independently determined information regardless of the phase noise value of other symbol fragments.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 살펴보고자 하는 위상잡음의 값의 범위는 심볼 중앙에서 멀리 떨어진 심볼조각일수록 넓어지도록 정해질 수 있다. Also, according to the embodiment of the present invention, the range of the value of the phase noise to be examined can be set to be wider as the symbol fragments far from the center of the symbol.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 코드북은 한 심볼조각을 제외한 다른 심볼조각들에서 위상잡음 값이 0인 경우에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬 정보를 포함할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the codebook may include inverse matrix information of an ICI matrix corresponding to a case where the phase noise value is 0 in other symbol fragments excluding one symbol fragment.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 코드북은, 심볼조각마다 살펴보고자 하는 위상잡음 값의 조합에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬 정보를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the codebook may include inverse matrix information of an ICI matrix corresponding to a combination of phase noise values to be examined for each symbol piece.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 심볼조각 위상잡음 추정부는 각 심볼조각 별로 상기 코드북을 이용하여 파일럿 심볼을 복호하여 위상잡음을 추정할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the symbol segment phase noise estimation unit may estimate the phase noise by decoding the pilot symbols using the codebook for each symbol fragment.

본 발명의 실시예에 따르면, 각 심볼조각 별로 추정된 위상잡음의 조합에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 상기 코드북에서 찾아 위상잡음 추정에 이용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to a combination of estimated phase noise for each symbol fragments can be found in the codebook and used for phase noise estimation.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 장치는 상기 수신되는 OFDM 심볼에 대하여 이산푸리에변환을 한 번만 수행하는 이산푸리에 변환부를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a discrete Fourier transformer performing a discrete Fourier transform only once on the received OFDM symbol.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, OFDM 통신방식의 위상 잡음 추정 및 보상 방법이 제공된다. 이 방법에 따르면, OFDM 심볼을

Figure 112016037990346-pat00004
개의 심볼조각으로 나누어 각 심볼조각이 가질 수 있는 위상 잡음(PHN) 값을 코드북으로 미리 저장한다. 코드북에 미리 저장된 모든 위상 잡음에 대해 파일럿 심볼을 복호하여, 복호 오차가 가장 작은 위상잡음을 각 심볼조각의 위상잡음 추정값으로 정한다. 그리고 각 심볼조각 별로 독립적으로 추정된 위상잡음의 조합을 이용하여 부반송파 간 간섭(ICI)을 일으키는 위상잡음을 보상한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a phase noise estimation and compensation method of an OFDM communication system. According to this method, an OFDM symbol
Figure 112016037990346-pat00004
And stores the phase noise (PHN) value that each symbol segment can have in the codebook in advance. The pilot symbols are decoded for all the phase noises stored in advance in the codebook, and the phase noise with the smallest decoding error is determined as the phase noise estimation value of each symbol fragments. Then, phase noise that causes inter-subcarrier interference (ICI) is compensated by using a combination of phase noise independently estimated for each symbol piece.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 '각 심볼조각이 가질 수 있는 위상잡음 값'은 시간영역 한가운데에서 위상 잡음이 0의 값을 가진다고 가정하고 양 옆으로 멀어질수록 위상잡음이 가질 수 있는 값을 통계특성에 따라 결정하는 방식으로 정해질 수 있다. According to another embodiment of the present invention, it is assumed that the 'phase noise value that each symbol segment can have' has a phase noise value of 0 in the middle of the time domain, and a value that can have phase noise Can be determined according to statistical characteristics.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 심볼조각의 위상잡음의 값마다 파일럿 신호를 복원하여 오차가 가장 작은 위상잡음을 추정치로 선택하여 보상할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the pilot signal may be restored for each phase noise value of each symbol block, and the phase noise with the smallest error may be selected and compensated for as the estimation value.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 한 심볼조각에서 상기 살펴보고자 하는 위상잡음 값은 다른 심볼조각의 위상잡음 값과 상관없이 독립적으로 정한 정보일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the phase noise value to be examined in one symbol segment may be independently determined information regardless of the phase noise values of other symbol fragments.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 살펴보고자 하는 위상잡음의 값의 범위는 심볼 중앙에서 멀리 떨어진 심볼조각일수록 넓어지도록 정해진 것일 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the range of the value of the phase noise to be examined may be set to be wider as the symbol fragments far from the center of the symbol.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 코드북은 한 심볼조각을 제외한 다른 심볼조각들에서 위상잡음 값이 0인 경우에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬 정보를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the codebook may include inverse matrix information of an ICI matrix corresponding to a case where the phase noise value is 0 in other symbol fragments excluding one symbol fragment.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 방법은 각 심볼조각 별로 상기 코드북을 이용하여 파일럿 심볼을 복호하여 위상잡음을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the method may further include estimating phase noise by decoding a pilot symbol using the codebook for each symbol fragment.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 코드북은 한 OFDM 심볼 시간 동안 변화하는 위상잡음에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 저장하며, 각 심볼조각 별로 추정된 위상잡음의 조합에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 상기 코드북에서 찾아 위상잡음 추정에 이용할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the codebook stores an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to phase noise varying during an OFDM symbol time, and an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to a combination of phase noise estimated for each symbol fragments And can be used in the phase noise estimation by searching in the codebook.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 코드북은 상기 코드북은 상기 심볼조각들이 가질 수 있는 위상잡음 값을 위상잡음의 통계적 특성에 따라 유한한 수로 양자화 하여, 살펴보고자 하는 위상잡음으로 정한 정보를 더 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the codebook further includes information determined by phase noise to quantize the phase noise values that the symbol fragments the symbol fragments can have, into a finite number according to the statistical characteristics of phase noise can do.

본 발명에 의하면, BMT 기법으로 심볼조각별 PHN 값을 추정할 때 종래에 비해 계산량을 크게 줄일 수 있다. 위상 잡음에 의해 생겨난 왜곡성분

Figure 112016037990346-pat00005
에서 CPE
Figure 112016037990346-pat00006
가 제거된 위상 잡음 매트릭스의 성분
Figure 112016037990346-pat00007
, 정확하게는 이것의 역행렬
Figure 112016037990346-pat00008
을 미리 '코드북'에 저장해두고, OFDM 통신이 실제로 수행될 때 PHN의 추정에 사용하되, 그 OFDM 통신을 실제로 수행할 때 심볼을 여러 개의 심볼조각으로 구분하고 각 심볼조각별 PHN 값을 '독립적으로' 추정한다. 파일럿 심볼 복호의 반복 수행 횟수(즉, 코드북에서 상기 위상 잡음 매트릭스의 성분
Figure 112016037990346-pat00009
을 꺼내봐야 할 횟수)를 크게 줄일 수 있어 계산량을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한,
Figure 112016037990346-pat00010
을 코드북으로 미리 만들어 둠으로써, 실시간 계산량을 크게 줄일 수 있어, 시스템의 전반적인 성능을 좋게 할 수 있다. According to the present invention, when the PHN value of symbol fragments is estimated by the BMT technique, the amount of calculation can be greatly reduced as compared with the prior art. Distortion component caused by phase noise
Figure 112016037990346-pat00005
CPE
Figure 112016037990346-pat00006
Of the phase noise matrix
Figure 112016037990346-pat00007
, Exactly the inverse of its
Figure 112016037990346-pat00008
Is stored in advance in the 'codebook', and is used to estimate the PHN when OFDM communication is actually performed. When the OFDM communication is actually performed, the symbol is divided into a plurality of symbol fragments and the PHN values of the symbol fragments are ''. The number of iterations of pilot symbol decoding (i.e., the number of components of the phase noise matrix
Figure 112016037990346-pat00009
The number of times to take out the battery) can be greatly reduced, and the amount of calculation can be greatly reduced. Also,
Figure 112016037990346-pat00010
Is prepared in advance as a codebook, the amount of real-time calculation can be greatly reduced, and the overall performance of the system can be improved.

위에서 언급한 종래기술은 한 심볼 구간 동안 가질 수 있는 경로의 수는 K=Q(J-1) 가지가 되고(여기서 Q는 양자화 개수, J는 심볼조각 수), K개의 위상잡음 경로에 대해 파일롯 신호를 복원하는 데 비해, 본 발명은 J개의 심볼조각마다 최적의 위상잡음을 독립적으로 추정하고, 이 때 고려해야 하는 위상잡음의 경로수는 Kp=J+J(J+2)(Q-1)/4가 되어 K보다 훨씬 작은 값을 가진다. 특히 파일럿 복호 반복 횟수가 9회를 넘어가면서부터 수행해야 할 계산량이 종래의 BMT에 비해 크게 줄어들어 성능에 두드러진 효과가 나타난다. In the above-mentioned conventional art, the number of paths that can be included in one symbol interval is K = Q (J-1) (where Q is the number of quantization and J is the number of symbol fragments) J + J (J + 2) (Q-1) where the phase number of the phase noise to be considered in this case is Kp = J + J / 4, which is much smaller than K. In particular, since the number of repetitions of pilot decoding exceeds 9, the amount of computation to be performed is greatly reduced compared with the conventional BMT, and a remarkable effect is obtained.

본 발명은 종래 기술에 비해 계산량을 크게 줄일 수 있음에도 불구하고, PHN 경로 추정 및 보상 성능에 있어서는 결코 뒤지지 않는다. Although the present invention can greatly reduce the amount of computation compared to the prior art, it is never far behind the PHN path estimation and compensation performance.

도 1은 본 발명에서 사용된 OFDM 통신 시스템을 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 2는 도 1에 도시된OFDM 수신장치의 복호부의 구성을나타낸 블록 다이어그램이다.
도 3은

Figure 112016037990346-pat00011
,
Figure 112016037990346-pat00012
,
Figure 112016037990346-pat00013
인 경우를 예로 하여 각 심볼조각마다
Figure 112016037990346-pat00014
이 가질 수 있는 값들을 그린 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 OFDM 통신방식의 PHN 추정 및 보상 방법의 전반적인 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 심볼조각 별로 독립적으로 위상잡음을 추정하는 알고리즘을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명과 종래기술 간의 PHN 추정 성능의 비교를 위한 첫 번째 시뮬레이션 결과를 예시적으로 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명과 종래기술 간의 PHN 추정 성능의 비교를 위한 두 번째 시뮬레이션 결과를 예시적으로 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 6의 시뮬레이션에서 본 발명과 종래기술에 따른 PHN 추정 시 수행하는 반복 연산 횟수를 예시적으로 대비하는 그래프이다.
도 9는 도 7의 시뮬레이션에서 본 발명과 종래기술에 따른 PHN 추정 시 수행하는 반복 연산 횟수를 예시적으로 대비하는 그래프이다. 1 is a block diagram illustrating an OFDM communication system used in the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration of a decoding unit of the OFDM receiving apparatus shown in FIG.
3,
Figure 112016037990346-pat00011
,
Figure 112016037990346-pat00012
,
Figure 112016037990346-pat00013
For each symbol piece
Figure 112016037990346-pat00014
I have drawn the possible values.
4 is a flowchart illustrating an overall procedure of a PHN estimation and compensation method of an OFDM communication method according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating an algorithm for independently estimating phase noise for each symbol fragment according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating a result of a first simulation for comparing the PHN estimation performance between the present invention and the prior art.
FIG. 7 is a graph illustrating a result of a second simulation for comparing the PHN estimation performance between the present invention and the prior art.
FIG. 8 is a graph illustrating an exemplary comparison between the number of iterative operations performed in the PHN estimation according to the present invention and the prior art in the simulation of FIG. 6;
FIG. 9 is a graph illustrating an exemplary comparison between the number of iterative operations performed in the PHN estimation according to the present invention and the prior art in the simulation of FIG. 7;

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시를 가능하게 하기 위해 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail to enable implementation of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDM 통신 시스템(10)을 나타낸 블록 다이어그램이다. 1 is a block diagram illustrating an OFDM communication system 10 in accordance with an embodiment of the present invention.

OFDM 통신 시스템(10)은 OFDM 심볼을 전송하는 전송 장치(20)와, 채널(90)을 통해 전송된 OFDM 심볼을 수신하는 수신장치(50)를 포함한다. 전송 장치(20)는 이산 푸리에 역변환부(Inverse Discrete Fourier Transform unit: IDFT)(25), 순환 전치 삽입부(Cycle Prefix unit: CP)(30), 병렬-직렬 변환부(Parallel to Serial Converting unit: PS 변환부)(35), 믹서(40), 국부발진기(45)를 포함할 수 있다. The OFDM communication system 10 includes a transmitting apparatus 20 for transmitting an OFDM symbol and a receiving apparatus 50 for receiving an OFDM symbol transmitted through a channel 90. The transmission apparatus 20 includes an Inverse Discrete Fourier Transform Unit (IDFT) 25, a Cyclic Prefix Unit (CP) 30, a Parallel to Serial Converting unit A PS converter 35), a mixer 40, and a local oscillator 45. [

IDFT(25)는 정보어 심볼 벡터 X가 정규화 되도록 그 정보어 심볼 벡터 X를 N-point 이산 푸리에 역변환 한다. 이 역변환에 의해 정보어 심볼 벡터 X는 시간 영역 정보어 심볼 벡터로 변환된다. 역변환된 정보어 심볼 벡터 x는 CP(30)로 제공된다. CP(30)는 IDFT(25)로부터 입력된 각 정보어 심볼 벡터 x에 CP를 추가한다. CP가 추가된 정보어 심볼 벡터들은 PS 변환부(35)에서 병렬-직렬 변환 과정을 거쳐 믹서(40)로 제공되고, 거기서 국부발진기(45)가 제공하는 발진신호와 믹싱되어 변조된다. 그런 다음, 수신장치(50)와 약속된 전송 채널(90)을 통해 수신장치(50)로 전송된다. 채널(90)을 통해 수신장치(50)로 전송되는 심볼 벡터 x에 위상 잡음 및/또는 백색 가우시안 잡음(additive white Gaussian noise, AWGN)과 같은 노이즈 w(t)가 발생할 수 있다.The IDFT 25 inversely transforms the information symbol vector X into the N-point discrete Fourier transform so that the information symbol vector X is normalized. By this inverse transformation, the information word symbol vector X is converted into a time domain information word vector. The inverse-transformed information symbol vector x is provided to the CP 30. The CP 30 adds CP to each information symbol vector x input from the IDFT 25. [ The information symbol vectors to which the CP is added are supplied to the mixer 40 through the parallel-to-serial conversion process in the PS conversion unit 35, where they are mixed with the oscillation signal provided by the local oscillator 45 and modulated. It is then transmitted to the receiving device 50 via the forwarding channel 90 with the receiving device 50. A noise w (t) such as phase noise and / or additive white Gaussian noise (AWGN) may be generated in the symbol vector x transmitted to the receiving apparatus 50 through the channel 90.

수신장치(50)는 믹서(55), 국부발진기(60), 직렬-병렬 변환부(Serial to P Parallel Converting unit: SP 변환부)(65), 순환전치(CP) 제거부(70), 이산 푸리에 변환부(DFT)(75), 그리고 복호부(80)를 포함할 수 있다. 수신장치(50)는 전송장치(20)에서 행한 신호처리를 역으로 수행하여 전송된 심볼들을 복구한다. The receiving apparatus 50 includes a mixer 55, a local oscillator 60, a serial to parallel conversion unit (SP conversion unit) 65, a cyclic prefix (CP) removing unit 70, A Fourier transform unit (DFT) 75, and a decoding unit 80. The receiving apparatus 50 performs signal processing in the transmitting apparatus 20 in reverse to recover the transmitted symbols.

일예로, 전송장치(20)는 OFDM 심볼을 전송하는 기지국, 방송국 등이 될 수 있고, 수신장치(50)는 그 OFDM 심볼들을 수신하는 통신단말기(예컨대, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 단말기 등과 같은 이동형 단말기는 물론 디지털 TV나 데스크탑 컴퓨터와 같은 고정형 단말기도 포함)가 될 수 있다. For example, the transmission device 20 may be a base station, a broadcasting station, or the like that transmits OFDM symbols, and the receiving device 50 may be a communication terminal (e.g., a cellular phone, a smart phone, Portable terminals such as a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a navigation terminal and the like, as well as fixed terminals such as a digital TV and a desktop computer).

하나의 OFDM 심볼은 심볼 시간이

Figure 112016037990346-pat00015
이며,
Figure 112016037990346-pat00016
개의 부반송파로 이루어져 있고, 그 중
Figure 112016037990346-pat00017
개는 파일럿에 해당한다. k번째 부반송파에 실린 정보어 심볼을
Figure 112016037990346-pat00018
라고 나타내고, 하나의 OFDM 심볼 안에 실리는 정보어 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00019
Figure 112016037990346-pat00020
로 나타낼 수 있다. 이 때,
Figure 112016037990346-pat00021
는 행렬의 전치(Transpose) 연산을 나타낸다.One OFDM symbol has a symbol time
Figure 112016037990346-pat00015
Lt;
Figure 112016037990346-pat00016
Subcarriers, among which
Figure 112016037990346-pat00017
Dogs correspond to pilots. The information word symbol on the kth subcarrier
Figure 112016037990346-pat00018
And an information symbol vector < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00019
The
Figure 112016037990346-pat00020
. At this time,
Figure 112016037990346-pat00021
Represents a transpose operation of the matrix.

IDFT(25)는 전송할 정보어 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00022
Figure 112016037990346-pat00023
-point 푸리에 역변환 하여 시간 영역 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00024
를 만든다. 여기서,
Figure 112016037990346-pat00025
Figure 112016037990346-pat00026
번째 시간 샘플을 나타낸다.The IDFT 25 receives the information symbol vector
Figure 112016037990346-pat00022
To
Figure 112016037990346-pat00023
-point Fourier inverse transform to generate a time domain symbol vector
Figure 112016037990346-pat00024
. here,
Figure 112016037990346-pat00025
silver
Figure 112016037990346-pat00026
Lt; th > time sample.

전송 장치(20)는 순환전치 삽입부(30)에서 시간영역 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00027
에 순환전치(Cyclic Prefix: CP)를 붙인 다음, 병렬-직렬 변환을 거친 심볼 벡터들을 믹서(40)에서 주파수
Figure 112016037990346-pat00028
인 반송파에 실어 만들어진 아날로그 신호
Figure 112016037990346-pat00029
를 송신한다. 여기서, 반송 주파수
Figure 112016037990346-pat00030
를 생성해내는 국부발진기(45)의 주파수 흔들림으로 인하여 전송단 PHN
Figure 112016037990346-pat00031
이 발생할 수 있다. The transmission apparatus 20 receives the time-domain symbol vector < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00027
(CP), and then the parallel-to-serial converted symbol vectors are supplied to the mixer 40 in the frequency
Figure 112016037990346-pat00028
An analog signal built on a carrier wave
Figure 112016037990346-pat00029
. Here,
Figure 112016037990346-pat00030
Due to the frequency fluctuation of the local oscillator 45 generating the PHN
Figure 112016037990346-pat00031
Can occur.

전송 장치(20)에서 송신된 아날로그 신호

Figure 112016037990346-pat00032
는 채널
Figure 112016037990346-pat00033
(90)를 거치고 열잡음
Figure 112016037990346-pat00034
가 더해져 수신장치(50)에서 수신신호
Figure 112016037990346-pat00035
로 수신된다. 수신 신호
Figure 112016037990346-pat00036
는 수신장치(50)의 국부발진기(60)의 발진신호와 혼합되는 믹서(55)를 지나면서 기저대역 신호로 바뀌는데, 이 때 수신장치(50)의 국부발진기(60)의 주파수 흔들림으로 인하여 수신단 PHN
Figure 112016037990346-pat00037
가 발생할 수 있다.The analog signal transmitted from the transmission apparatus 20
Figure 112016037990346-pat00032
Channel
Figure 112016037990346-pat00033
(90) and thermal noise
Figure 112016037990346-pat00034
Is added to the reception signal from the reception device 50,
Figure 112016037990346-pat00035
Lt; / RTI > Received signal
Figure 112016037990346-pat00036
The signal is converted into a baseband signal by passing through the mixer 55 which is mixed with the oscillation signal of the local oscillator 60 of the receiver 50. At this time, due to the frequency fluctuation of the local oscillator 60 of the receiver 50, PHN
Figure 112016037990346-pat00037
May occur.

수신장치(50)는 이 기저대역 신호를 샘플링하고 직렬-병렬 변환을 거친 뒤 CP를 떼어 시간 영역 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00038
를 얻는다. The receiving apparatus 50 samples the baseband signal, performs serial-to-parallel conversion, and then separates the CP to obtain a time-domain symbol vector
Figure 112016037990346-pat00038
.

수신장치(50)의 DFT(75)는 수신된 시간 영역 심볼 벡터를 주파수 영역에서의 정보어 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00039
로 변환한다.
Figure 112016037990346-pat00040
Figure 112016037990346-pat00041
번째 부반송파로 수신된 정보어 심볼어로서, 다음과 같이 나타낼 수 있다.The DFT 75 of the receiving device 50 converts the received time domain symbol vector into an information symbol vector < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00039
.
Figure 112016037990346-pat00040
The
Figure 112016037990346-pat00041
Th subcarrier, which can be represented as follows.

Figure 112016037990346-pat00042
……(1)
Figure 112016037990346-pat00042
... ... (One)

여기서,

Figure 112016037990346-pat00043
Figure 112016037990346-pat00044
Figure 112016037990346-pat00045
번째 부반송파에서의 채널응답과 열잡음을 각각 나타낸다. 또한,
Figure 112016037990346-pat00046
은 모든 부반송파에 동일하게 곱해져 위상을 회전시키는 공통 위상 잡음(CPE)이며, 그 외의
Figure 112016037990346-pat00047
들은 인접 부반송파에 간섭을 일으키는 부반송파간 간섭(ICI)이다. 채널 추정과정에서, CPE
Figure 112016037990346-pat00048
은 위상의 회전만 일으키는 성분으로서 대체적으로 완화시킬 수 있는 잡음인 반면, ICI인
Figure 112016037990346-pat00049
들은 완화시키기가 쉽지 않고 부반송파들간의 직교성을 무너뜨림으로써 시스템의 성능을 열화시키는 주된 요인이다. 그러므로
Figure 112016037990346-pat00050
들의 가능한 경우의 수가 이론적으로는 무한대이지만, 적절한 간격으로 양자화하여 코드북으로 저장한 다음, PHN의 추정 및 보상에 활용한다.here,
Figure 112016037990346-pat00043
Wow
Figure 112016037990346-pat00044
The
Figure 112016037990346-pat00045
And the channel response and the thermal noise at the i < th > subcarrier, respectively. Also,
Figure 112016037990346-pat00046
Is a common phase noise (CPE) that equally multiplies all subcarriers to rotate the phase, and the other
Figure 112016037990346-pat00047
(ICI) that causes interference to adjacent subcarriers. In the channel estimation process, CPE
Figure 112016037990346-pat00048
Is a noise that can be largely mitigated as a component that only generates a phase rotation, whereas ICI
Figure 112016037990346-pat00049
Are not easy to mitigate and destroy orthogonality between subcarriers, thereby deteriorating system performance. therefore
Figure 112016037990346-pat00050
Theoretically, the number of possible cases is infinite, but it is quantized at appropriate intervals and stored as a codebook, and then used for estimation and compensation of the PHN.

DFT(75)에서 얻어지는 주파수 영역에서의 정보어 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00051
는 다음과 같이 매트릭스 형태로도 쓸 수 있다.The information word symbol vector in the frequency domain obtained by the DFT 75
Figure 112016037990346-pat00051
Can also be written in matrix form as follows.

Figure 112016037990346-pat00052
……(2)
Figure 112016037990346-pat00052
... ... (2)

만약 위상 잡음에 의해 생겨나는 신호의 왜곡 성분 A를 알 수 있어서, A-1을 수신신호

Figure 112016037990346-pat00053
에 곱하면, 수신신호에 남는 항목이 A-1Y= XdH+WA- 1와 같이 깨끗하게 정리되어 수신신호를 쉽게 복구할 수 있을 것이다. 그러므로 A를 구하는 작업을 수행할 필요가 있다. 기존의 BMT 방법은 신호의 왜곡 성분 A를 만드는 것이 위상 잡음이므로, 위상 잡음의 통계적 특성을 이용하여 그 위상 잡음이 취할 수 있는 경우의 수와, 그것에 상응하는 A-1을 미리 구해 코드북에 저장해둔다. 그리고 k개의 A-1을 가지고 있다면, k번 x를 복호하여 그 중에 복호에러가 가장 작은 A를 채택하여 나머지 심볼들을 복호한다. 그런데 이 방법은 판단해야 할 경우의 수 k의 값이 커지면 연산량이 기하급수적으로 늘어나는 문제가 있다. 본 발명은 이 k값을 크게 줄일 수 있고, 그에 따라 연산량도 현저히 줄이는 방법을 모색하는 방법을 제안하는 것이다. If it is possible to know the distortion component of the signal A arises by the phase noise, the received signal A -1
Figure 112016037990346-pat00053
, The remaining items in the received signal will be cleaned up like A -1 Y = X d H + WA - 1 and the received signal will be easily recovered. Therefore, we need to perform the task of obtaining A. In the conventional BMT method, since the phase noise is generated by generating the signal distortion component A, the number of cases in which the phase noise can be taken using the statistical characteristic of the phase noise and the corresponding A -1 are previously obtained and stored in the codebook . If k is A -1 , k is x, and the remaining symbols are decoded by adopting A with the smallest decoding error. However, this method has a problem that the amount of computation exponentially increases when the value of the number k in the case of judging becomes large. The present invention proposes a method of greatly reducing the k value and thereby significantly reducing the amount of computation.

본 발명의 방법을 구체적으로 설명한다. 위 식에서,

Figure 112016037990346-pat00054
는 전송장치(20)에서 전송될 정보어 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00055
의 대각행렬이고, 채널응답 벡터 H는
Figure 112016037990346-pat00056
이고, 열잡음 벡터 W는
Figure 112016037990346-pat00057
이다.The method of the present invention will be described in detail. In the above equation,
Figure 112016037990346-pat00054
Which is transmitted from the transmission apparatus 20,
Figure 112016037990346-pat00055
And the channel response vector H is a diagonal matrix of
Figure 112016037990346-pat00056
, And the thermal noise vector W is
Figure 112016037990346-pat00057
to be.

위상 잡음에 의해 생겨난 왜곡성분을 나타내는

Figure 112016037990346-pat00058
Figure 112016037990346-pat00059
의 순환행렬(Circulant matrix)로 다음과 같이 나타난다.Which represents a distortion component caused by phase noise
Figure 112016037990346-pat00058
The
Figure 112016037990346-pat00059
The circulant matrix of

Figure 112016037990346-pat00060
……(3)
Figure 112016037990346-pat00060
... ... (3)

여기서,

Figure 112016037990346-pat00061
은 위에서 언급하였듯이 공통 위상 잡음(CPE)이고,
Figure 112016037990346-pat00062
는 부반송파간 간섭(ICI)이다. here,
Figure 112016037990346-pat00061
Is the common phase noise (CPE) as mentioned above,
Figure 112016037990346-pat00062
Is inter-carrier-interference (ICI).

부반송파간 간섭(ICI)

Figure 112016037990346-pat00063
는 PHN에 의해 발생하는 왜곡성분으로서 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.Intercarrier Interference (ICI)
Figure 112016037990346-pat00063
Can be expressed by the following equation as a distortion component generated by the PHN.

Figure 112016037990346-pat00064
……(4)
Figure 112016037990346-pat00064
... ... (4)

여기서,

Figure 112016037990346-pat00065
는 송신단 위상잡음
Figure 112016037990346-pat00066
와 수신단 위상잡음
Figure 112016037990346-pat00067
의 차이며,
Figure 112016037990346-pat00068
Figure 112016037990346-pat00069
Figure 112016037990346-pat00070
번째 시간 샘플이다.here,
Figure 112016037990346-pat00065
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00066
And receiver phase noise
Figure 112016037990346-pat00067
Lt; / RTI >
Figure 112016037990346-pat00068
silver
Figure 112016037990346-pat00069
of
Figure 112016037990346-pat00070
Th time sample.

이와 같은 OFDM 통신 시스템(10)에서 신호를 OFDM 방식으로 무선 송수신하는 과정에서, 수신장치(50)는 PHN의 추정 및 보상 처리를 한다. 도 2는 수신장치(50)의 복호부(80)의 구성을 나타낸다. 도 4는 본 발명에 따른 OFDM 통신 방식에서의 PHN 추정 및 보상 방법의 전체적인 절차를 나타낸다.In the OFDM communication system 10, in the course of wirelessly transmitting / receiving a signal in the OFDM manner, the receiving apparatus 50 performs PHN estimation and compensation processing. 2 shows a configuration of the decoding unit 80 of the receiving apparatus 50. As shown in Fig. FIG. 4 shows the overall procedure of the PHN estimation and compensation method in the OFDM communication system according to the present invention.

OFDM 수신장치(50)는 전송장치(20)가 OFDM 통신방식에 따라 OFDM 심볼들을 수신한다. 그리고 그 수신신호에 포함된 노이즈들 중에서, 전송 과정에서 채널의 응답 특성에 따른 노이즈

Figure 112016037990346-pat00071
와 CPE
Figure 112016037990346-pat00072
를 보상한다(S10 단계).The OFDM receiving apparatus 50 receives OFDM symbols according to the OFDM communication scheme by the transmitting apparatus 20. Among the noise included in the received signal, noise caused by the response characteristic of the channel during the transmission
Figure 112016037990346-pat00071
And CPE
Figure 112016037990346-pat00072
(Step S10).

수신장치(50)는 채널 및 CPE 보상 모듈(82)을 포함한다. 이 보상 모듈(82)에서는 미리 알고 있는 훈련심볼(Training symbol)을 전송하여 채널의 주파수 응답

Figure 112016037990346-pat00073
를 추정하고, 파일럿 심볼로부터
Figure 112016037990346-pat00074
를 구한다. 그리고 구한 채널의 주파수 응답
Figure 112016037990346-pat00075
와 CPE
Figure 112016037990346-pat00076
를 수신신호
Figure 112016037990346-pat00077
에서 떼내는 처리를 하여, CPE
Figure 112016037990346-pat00078
와 채널의 주파수응답
Figure 112016037990346-pat00079
가 보상된 수신 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00080
를 구한다. The receiving device 50 includes a channel and CPE compensation module 82. In this compensation module 82, a known training symbol is transmitted to obtain a frequency response
Figure 112016037990346-pat00073
From the pilot symbol,
Figure 112016037990346-pat00074
. And the frequency response of the obtained channel
Figure 112016037990346-pat00075
And CPE
Figure 112016037990346-pat00076
Lt; RTI ID =
Figure 112016037990346-pat00077
And the CPE
Figure 112016037990346-pat00078
And the frequency response of the channel
Figure 112016037990346-pat00079
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00080
.

수신 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00081
를 구하는 과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, PHN
Figure 112016037990346-pat00082
는 위너과정(Wiener Process)을 따른다. 위너과정의 정의에 따라 n번째 샘플의 PHN
Figure 112016037990346-pat00083
와 n-1번째 샘플의 PHN
Figure 112016037990346-pat00084
간의 차
Figure 112016037990346-pat00085
는 평균
Figure 112016037990346-pat00086
, 분산
Figure 112016037990346-pat00087
인 가우시안 확률변수이다. 즉, 시간간격이 커질수록 분산값도 비례해서 커진다. 여기서,
Figure 112016037990346-pat00088
는 PHN의 변화율을 나타낸다.Received symbol vector
Figure 112016037990346-pat00081
The process of obtaining PHN
Figure 112016037990346-pat00082
Is followed by a Wiener process. According to the definition of the Wiener process, the PHN
Figure 112016037990346-pat00083
And the PHN of the (n-1) th sample
Figure 112016037990346-pat00084
A liver tea
Figure 112016037990346-pat00085
Average
Figure 112016037990346-pat00086
, Dispersion
Figure 112016037990346-pat00087
Gaussian random variables. That is, the larger the time interval, the larger the variance value becomes. here,
Figure 112016037990346-pat00088
Represents the rate of change of PHN.

OFDM 심볼의

Figure 112016037990346-pat00089
번째 시간 샘플에서의 PHN을
Figure 112016037990346-pat00090
라고 하면, PHN
Figure 112016037990346-pat00091
은 다음과 같이 나타난다.OFDM symbol
Figure 112016037990346-pat00089
RTI ID = 0.0 > PHN < / RTI &
Figure 112016037990346-pat00090
PHN
Figure 112016037990346-pat00091
Is expressed as follows.

Figure 112016037990346-pat00092
……(5)
Figure 112016037990346-pat00092
... ... (5)

즉, 위너과정의 특성으로 인해

Figure 112016037990346-pat00093
번째 시간 샘플 즉, 시간축 상 중간의 샘플에서 멀어질수록 PHN
Figure 112016037990346-pat00094
의 변화폭이 크다. 즉, 심볼 중앙에서 멀리 떨어진 심볼조각일수록 살펴보고자 하는 PHN 값의 범위가 넓어지도록 정해진다. 이처럼 중간의 샘플을 기준으로 PHN을 표현할 수 있다.That is, due to the nature of the Winner process
Figure 112016037990346-pat00093
Th time sample, that is, the farther from the middle sample on the time axis, the more the PHN
Figure 112016037990346-pat00094
. That is, the more the symbol fragments far from the center of the symbol, the wider the range of the PHN value to be examined. Thus, the PHN can be expressed based on an intermediate sample.

OFDM 심볼을 샘플 수

Figure 112016037990346-pat00095
개의 심볼조각들로 나누어,
Figure 112016037990346-pat00096
개의 심볼조각들을 얻는다. 하나의 심볼조각은 길이
Figure 112016037990346-pat00097
을 가지게 되고, 여기서 L은 N/J의 값을 가진다.
Figure 112016037990346-pat00098
번째 심볼조각에서의 PHN
Figure 112016037990346-pat00099
은 다음과 같이 근사한다. 이 근사화는 하나의 심볼조각에 있어서, PHN
Figure 112016037990346-pat00100
은 일정하다고 가정한 것이다.OFDM symbols can be sampled
Figure 112016037990346-pat00095
Lt; / RTI > symbol pieces,
Figure 112016037990346-pat00096
Lt; / RTI > One symbol piece is a length
Figure 112016037990346-pat00097
, Where L has a value of N / J.
Figure 112016037990346-pat00098
PHN in the < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00099
Is approximated as follows. This approximation is based on one symbol segment, PHN
Figure 112016037990346-pat00100
Is assumed to be constant.

Figure 112016037990346-pat00101
……(6)
Figure 112016037990346-pat00101
... ... (6)

동일 샘플의 심볼조각들 간의 PHN 증가량을

Figure 112016037990346-pat00102
이라는 확률변수로 다시 정의하고 다음과 같이 나타낸다.The amount of PHN increase between the symbol fragments of the same sample
Figure 112016037990346-pat00102
And the following is expressed as follows.

Figure 112016037990346-pat00103
……(7)
Figure 112016037990346-pat00103
... ... (7)

심볼조각들 간의 PHN 증가량

Figure 112016037990346-pat00104
도 샘플들 간의 PHN
Figure 112016037990346-pat00105
과 마찬가지로 평균 0인 가우시안 확률분포를 따르게 되며, 분산은 다음과 같이 계산된다.PHN increase between symbol fragments
Figure 112016037990346-pat00104
PHN between samples
Figure 112016037990346-pat00105
, And the variance is calculated as follows.

Figure 112016037990346-pat00106
……(8)
Figure 112016037990346-pat00106
... ... (8)

그러면, 식 (5)에 나타낸 OFDM 샘플에 관한 PHN

Figure 112016037990346-pat00107
과 마찬가지로, 특정 OFDM 샘플 내의 심볼조각
Figure 112016037990346-pat00108
에서의 PHN
Figure 112016037990346-pat00109
은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.Then, PHN (n) related to the OFDM sample shown in equation (5)
Figure 112016037990346-pat00107
, A symbol fragment in a particular OFDM sample
Figure 112016037990346-pat00108
PHN at
Figure 112016037990346-pat00109
Can be rewritten as

Figure 112016037990346-pat00110
Figure 112016037990346-pat00110

……(9)... ... (9)

샘플에 관한 PHN

Figure 112016037990346-pat00111
과 마찬가지로 심볼조각에서의 PHN
Figure 112016037990346-pat00112
Figure 112016037990346-pat00113
번째 시간샘플 즉, 시간축 상의 중앙에서 멀어질수록 변화폭이 커진다. CPE
Figure 112016037990346-pat00114
는 어떤 식으로든 보상할 수 있는 것이므로, PHN
Figure 112016037990346-pat00115
의 변화폭
Figure 112016037990346-pat00116
를 추정할 수 있기만 하면, 위상잡음을 보상하는 것이 가능해진다. 그러므로 샘플의 심볼조각의 PHN
Figure 112016037990346-pat00117
의 변화폭
Figure 112016037990346-pat00118
를 구할 필요가 있다.PHN on sample
Figure 112016037990346-pat00111
PHN < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00112
Degree
Figure 112016037990346-pat00113
Th time sample, that is, the distance from the center on the time axis increases. CPE
Figure 112016037990346-pat00114
Can compensate in any way, so PHN
Figure 112016037990346-pat00115
The change of
Figure 112016037990346-pat00116
It is possible to compensate for the phase noise. Therefore, the PHN
Figure 112016037990346-pat00117
The change of
Figure 112016037990346-pat00118
.

Figure 112016037990346-pat00119
번째 심볼조각에서,
Figure 112016037990346-pat00120
대비
Figure 112016037990346-pat00121
의 변화폭을
Figure 112016037990346-pat00122
라고 하면 다음 수식과 같다.
Figure 112016037990346-pat00119
In the second symbol fragment,
Figure 112016037990346-pat00120
prepare
Figure 112016037990346-pat00121
Of change
Figure 112016037990346-pat00122
The following equation is obtained.

Figure 112016037990346-pat00123
……(10)
Figure 112016037990346-pat00123
... ... (10)

변화폭

Figure 112016037990346-pat00124
은 가우시안 확률변수
Figure 112016037990346-pat00125
들의 합이기 때문에 평균이 0이고, 분산
Figure 112016037990346-pat00126
의 가우시안 확률분포를 가지며, 변화폭의 분산
Figure 112016037990346-pat00127
는 다음과 같다.Change width
Figure 112016037990346-pat00124
The Gaussian random variable
Figure 112016037990346-pat00125
The average is 0, and the variance
Figure 112016037990346-pat00126
And the variance of the variation width
Figure 112016037990346-pat00127
Is as follows.

Figure 112016037990346-pat00128
……(11)
Figure 112016037990346-pat00128
... ... (11)

연속적인 값을 가지는 변화폭

Figure 112016037990346-pat00129
의 값을 예컨대
Figure 112016037990346-pat00130
에서
Figure 112016037990346-pat00131
까지
Figure 112016037990346-pat00132
개의 균등한 간격으로 양자화(Quantize)하여 q번째 양자화 값
Figure 112016037990346-pat00133
를 얻는다. 양자화 값은 한 번에 다음 경로로 이동할 때 그 이동할 수 있는 경로의 가지 수를 의미한다. 구해진 양자화 값
Figure 112016037990346-pat00134
를 코드북(88b)에 저장한다. 결국, 코드북(88b)에 저장되는 정보는 심볼조각들이 가질 수 있는 위상잡음 값을 위상잡음의 통계적 특성에 따라 유한한 수로 양자화 하여, 살펴보고자 하는 위상잡음으로 정한 정보로 볼 수 있다.Variation with successive values
Figure 112016037990346-pat00129
For example,
Figure 112016037990346-pat00130
in
Figure 112016037990346-pat00131
Till
Figure 112016037990346-pat00132
The quantized values of the q-th quantized values
Figure 112016037990346-pat00133
. The quantization value means the number of paths that can be moved when moving to the next path at a time. The obtained quantization value
Figure 112016037990346-pat00134
In the codebook 88b. As a result, the information stored in the codebook 88b can be regarded as information determined by the phase noise to be quantized by quantizing the phase noise values that the symbol fragments may have according to the statistical characteristics of the phase noise to a finite number.

변화폭

Figure 112016037990346-pat00135
을 구하는 구간은 가변적일 수 있다. 변화폭
Figure 112016037990346-pat00136
을 구하는 구간을
Figure 112016037990346-pat00137
~
Figure 112016037990346-pat00138
보다 더 넓은 범위 예컨대 -3σ
Figure 112016037990346-pat00139
~ 3σ
Figure 112016037990346-pat00140
로 하는 것도 가능하다. 또한, 양자화 간격을 등간격으로 설정하는 방법 대신, 등면적으로 설정하는 것도 가능하다(이에 관한 자세한 사항은 후술함).Change width
Figure 112016037990346-pat00135
May be variable. Change width
Figure 112016037990346-pat00136
To obtain
Figure 112016037990346-pat00137
~
Figure 112016037990346-pat00138
A wider range, e.
Figure 112016037990346-pat00139
~ 3σ
Figure 112016037990346-pat00140
. Alternatively, instead of setting the quantization interval at equal intervals, it is also possible to set the equal area (the details of which will be described later).

변화폭의

Figure 112016037990346-pat00141
번째 양자화 값
Figure 112016037990346-pat00142
는 심볼조각
Figure 112016037990346-pat00143
가 가운데 심볼조각
Figure 112016037990346-pat00144
에서 멀어질수록 분산이 선형적으로 증가하기 때문에
Figure 112016037990346-pat00145
에 따라 양자화 수
Figure 112016037990346-pat00146
가 선형적으로 증가하도록 설정한다. Variable
Figure 112016037990346-pat00141
Th quantization value
Figure 112016037990346-pat00142
Symbol piece
Figure 112016037990346-pat00143
Middle middle symbol piece
Figure 112016037990346-pat00144
The dispersion increases linearly with distance from
Figure 112016037990346-pat00145
Quantization according to
Figure 112016037990346-pat00146
Is linearly increased.

Figure 112016037990346-pat00147
……(12)
Figure 112016037990346-pat00147
... ... (12)

여기서,

Figure 112016037990346-pat00148
는 심볼조각
Figure 112016037990346-pat00149
에 따른 양자화 수 증가분이다.here,
Figure 112016037990346-pat00148
Symbol piece
Figure 112016037990346-pat00149
Is an increase in the number of quantizations.

도 3은 양자화 수

Figure 112016037990346-pat00150
, 양자화 수 증가분
Figure 112016037990346-pat00151
, 한 심볼의 총 심볼조각 수
Figure 112016037990346-pat00152
인 경우, 각 심볼조각마다 q번째 양자화 값
Figure 112016037990346-pat00153
이 가질 수 있는 값들을 그린 것이다. FIG.
Figure 112016037990346-pat00150
, The number of quantization increases
Figure 112016037990346-pat00151
, The total number of symbol pieces of one symbol
Figure 112016037990346-pat00152
, The q-th quantization value
Figure 112016037990346-pat00153
I have drawn the possible values.

Figure 112016037990346-pat00154
는 심볼 한가운데 즉, N/2번째 시간 샘플에서의 PHN 값으로서, CPE
Figure 112016037990346-pat00155
의 위상으로 근사된다.
Figure 112016037990346-pat00154
Is the PHN value in the middle of the symbol, i.e., the N / 2th time sample, CPE
Figure 112016037990346-pat00155
As shown in FIG.

CPE

Figure 112016037990346-pat00156
가 제거된 심볼조각
Figure 112016037990346-pat00157
에서의 PHN
Figure 112016037990346-pat00158
은 다음과 같이 나타난다.CPE
Figure 112016037990346-pat00156
Symbol pieces removed
Figure 112016037990346-pat00157
PHN at
Figure 112016037990346-pat00158
Is expressed as follows.

Figure 112016037990346-pat00159
……(13)
Figure 112016037990346-pat00159
... ... (13)

위상 잡음에 의해 생겨난 왜곡성분

Figure 112016037990346-pat00160
에서 CPE
Figure 112016037990346-pat00161
가 제거된 위상 잡음 매트릭스의 성분
Figure 112016037990346-pat00162
Figure 112016037990346-pat00163
에 의해 발생하는 왜곡성분이며, 다음 수식과 같다.Distortion component caused by phase noise
Figure 112016037990346-pat00160
CPE
Figure 112016037990346-pat00161
Of the phase noise matrix
Figure 112016037990346-pat00162
The
Figure 112016037990346-pat00163
Is a distortion component generated by the following equation.

Figure 112016037990346-pat00164
……(14)
Figure 112016037990346-pat00164
... ... (14)

위의 분석에 따라 주파수 영역에서의 수신 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00165
는 다음과 같이 근사하여 다시 쓸 수 있다.According to the above analysis, the received symbol vector in the frequency domain
Figure 112016037990346-pat00165
Can be approximated and rewritten as

Figure 112016037990346-pat00166
……(15)
Figure 112016037990346-pat00166
... ... (15)

CPE

Figure 112016037990346-pat00167
와 채널 주파수 응답
Figure 112016037990346-pat00168
가 보상된 수신 심볼 벡터를
Figure 112016037990346-pat00169
라 정의하면, 이 수신 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00170
는 다음과 같다.CPE
Figure 112016037990346-pat00167
And channel frequency response
Figure 112016037990346-pat00168
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00169
, The received symbol vector < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00170
Is as follows.

Figure 112016037990346-pat00171
……(16)
Figure 112016037990346-pat00171
... ... (16)

이렇게 복호부(80)의 채널 및 CPE 보상모듈(82)이 수신 심볼 벡터

Figure 112016037990346-pat00172
를 구하는 것과는 별도로, 적어도 한 OFDM 심볼 시간 동안 변화하는 위상잡음에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬
Figure 112016037990346-pat00173
을 미리 코드북(88a)으로 만들어둘 수 있다. CPE
Figure 112016037990346-pat00174
와 채널의 주파수 응답
Figure 112016037990346-pat00175
은 수신 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00176
에서 떼어낼 수 있으므로,
Figure 112016037990346-pat00177
을 코드북(88a)으로 만들어두기만 하면, CPE
Figure 112016037990346-pat00178
와 주파수 응답
Figure 112016037990346-pat00179
이 보상된 수신 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00180
를 구할 수 있다.
Figure 112016037990346-pat00181
을 코드북(88a)으로 미리 만들어 둠으로써, 실시간 계산량을 크게 줄일 수 있어, 시스템의 전반적인 성능을 좋게 할 수 있다. In this way, the channel of the decoding unit 80 and the CPE compensation module 82 compute the reception symbol vector
Figure 112016037990346-pat00172
, The inverse of the ICI matrix corresponding to the phase noise varying during at least one OFDM symbol time
Figure 112016037990346-pat00173
Can be made into a codebook 88a in advance. CPE
Figure 112016037990346-pat00174
And the frequency response of the channel
Figure 112016037990346-pat00175
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00176
And therefore,
Figure 112016037990346-pat00177
Is made into a codebook 88a, the CPE
Figure 112016037990346-pat00178
And frequency response
Figure 112016037990346-pat00179
This compensated received symbol vector
Figure 112016037990346-pat00180
Can be obtained.
Figure 112016037990346-pat00181
Is prepared in advance as the codebook 88a, the real-time calculation amount can be greatly reduced, and the overall performance of the system can be improved.

코드북(88a)으로 만들어진

Figure 112016037990346-pat00182
을, 수신 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00183
와 함께, 파일럿 복호 및 PHN 추정 모듈(84)에 제공하여 PHN의 추정 및 보상에 사용한다. 각 심볼조각에 대한 PHN이 모두 정의되어 있지 않으면, 위상 잡음에 의해 생겨난 왜곡성분에 관한 매트릭스
Figure 112016037990346-pat00184
를 만들 수 없다. 그러므로 현재 고려하고 있는 심볼조각을 제외한 나머지 심볼조각들에 대한 PHN은 모두 0으로 두고, 현재 고려하고 있는 심볼조각에 대해서만 PHN이 있다고 가정하고, 그 PHN의 값을 변화시키면서 분석하여 실제의 PHN과 가장 유사한 최적의 PHN 값을 정한다. 즉, 본 발명은 어떤 심볼조각의 PHN 경로를 살펴봄에 있어서 나머지 심볼조각들의 PHN은 모두 0으로 두고 그 어떤 심볼조각의 최적 PHN 경로를 나머지 심볼조작들의 PHN과는 상관없이 독립적으로 정한다. 이런 방식으로 모든 심볼조각에 대하여 최적 PHN 경로를 정한 다음, 그 모든 심볼조각들의 최적 PHN 경로들을 모두 조합하여 해당 심볼의 최적 PHN 경로를 정하는 방법이다. The codebook 88a
Figure 112016037990346-pat00182
, A received symbol vector
Figure 112016037990346-pat00183
To the pilot decoding and PHN estimation module 84 and used for estimation and compensation of the PHN. If not all of the PHNs for each symbol fragment are defined, the matrix for the distortion component caused by the phase noise
Figure 112016037990346-pat00184
Can not be created. Therefore, it is assumed that the PHNs for the remaining symbol fragments other than the currently considered symbol fragments are all 0, the PHN is assumed to exist only for the currently considered symbol fragments, the PHN is analyzed while changing the value of the PHN, A similar optimal PHN value is determined. That is, according to the present invention, the PHN path of a certain symbol fragment is set to 0, and the PHN of the remaining symbol fragments are all set to 0, and the optimal PHN path of the symbol fragment is set independently of the PHN of the remaining symbol operations. In this way, an optimal PHN path is determined for all symbol fragments, and then an optimum PHN path of the corresponding symbol is determined by combining all the optimal PHN paths of all the symbol fragments.

이런 점에서, 본 발명은

Figure 112016037990346-pat00185
을 포함하는 코드북(88a)을 생성할 때 그 코드북(88a)에는 다음 두 가지가 포함되도록 하는 점에 주요한 특징을 갖는다.In this regard,
Figure 112016037990346-pat00185
The codebook 88a includes the following two features. The codebook 88a includes the following two codes.

1) 가능한

Figure 112016037990346-pat00186
번째 양자화 값
Figure 112016037990346-pat00187
의 '모든 조합'으로 생성한
Figure 112016037990346-pat00188
를 포함한다.1) Possible
Figure 112016037990346-pat00186
Th quantization value
Figure 112016037990346-pat00187
Created with "all combinations" of
Figure 112016037990346-pat00188
.

2)

Figure 112016037990346-pat00189
번째 심볼조각의 PHN은
Figure 112016037990346-pat00190
이고, 나머지 심볼조각의 PHN은
Figure 112016037990346-pat00191
이 되도록 생성한
Figure 112016037990346-pat00192
를 포함한다.2)
Figure 112016037990346-pat00189
The PHN of the < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00190
And the PHN of the remaining symbol fragments is
Figure 112016037990346-pat00191
Generated
Figure 112016037990346-pat00192
.

이렇게

Figure 112016037990346-pat00193
에 관한 코드북(88a)이 생성되고 나면, 그것을 이용하여 수신신호를 실제로 복호할 수 있다. 수신 신호의 복호는 다음과 같이 이루어질 수 있다.like this
Figure 112016037990346-pat00193
It is possible to actually decode the received signal using the codebook 88a. The decoding of the received signal can be performed as follows.

먼저, 수신장치(50)는 파일럿 복호 및 PHN 추정 모듈(84)에서,

Figure 112016037990346-pat00194
번째 심볼조각을 제외한 심볼조각들의
Figure 112016037990346-pat00195
를 0으로 두고
Figure 112016037990346-pat00196
번째 심볼조각에서의
Figure 112016037990346-pat00197
Figure 112016037990346-pat00198
으로 하는
Figure 112016037990346-pat00199
Figure 112016037990346-pat00200
즉, 코드북(88a)에 미리 저장된
Figure 112016037990346-pat00201
를 수신된 정보어 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00202
에 곱하여 파일럿 심볼을 복호한다.First, the receiving apparatus 50, in the pilot decoding and PHN estimation module 84,
Figure 112016037990346-pat00194
Symbol pieces except for the < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00195
To 0
Figure 112016037990346-pat00196
Symbol in the
Figure 112016037990346-pat00197
To
Figure 112016037990346-pat00198
To
Figure 112016037990346-pat00199
sign
Figure 112016037990346-pat00200
That is, the codebook 88a is stored in advance
Figure 112016037990346-pat00201
To the received information word symbol vector
Figure 112016037990346-pat00202
And decodes the pilot symbols.

이 과정을

Figure 112016037990346-pat00203
에 대해 반복한다. 이 과정에서 파일럿 심볼 복호 오차가 가장 작은
Figure 112016037990346-pat00204
를 찾아,
Figure 112016037990346-pat00205
번째 심볼조각에서 추정된 값
Figure 112016037990346-pat00206
으로 정한다.This process
Figure 112016037990346-pat00203
Lt; / RTI > In this process, the pilot symbol decoding error is the smallest
Figure 112016037990346-pat00204
Find,
Figure 112016037990346-pat00205
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112016037990346-pat00206
.

그리고 이 과정을

Figure 112016037990346-pat00207
에 대해 반복하여 모든 심볼조각에 대한
Figure 112016037990346-pat00208
을 추정한다(S12 단계). 이를 통해 PHN의 경로가 구해지고, 그 PHN 경로에 상응하는
Figure 112016037990346-pat00209
를 추정하는 것이 가능해진다. 추정된
Figure 112016037990346-pat00210
를 미리 코드북(88b)으로 만들어 둘 수 있다. 그리고 이 코드북(88b)을 이후 수신 신호의 복호에 활용할 수 있다.And this process
Figure 112016037990346-pat00207
Repeat for all the symbol fragments
Figure 112016037990346-pat00208
(Step S12). Whereby the path of the PHN is obtained, and the path corresponding to the PHN path
Figure 112016037990346-pat00209
Can be estimated. Estimated
Figure 112016037990346-pat00210
Can be made into a codebook 88b in advance. The codebook 88b can be utilized for decoding a received signal thereafter.

복호부(80)의 정보어 복호 모듈(86)은 추정된

Figure 112016037990346-pat00211
에 상응하는
Figure 112016037990346-pat00212
(이는 코드북(88b)에 미리 저장되어 있음)를 수신된 정보어 심볼 벡터
Figure 112016037990346-pat00213
에 곱하여 ICI를 보상하면서 모든 정보어 심볼을 복호한다(S14 단계). 코드북(88a, 88b)은 오프라인에서 미리 만들어두기 때문에
Figure 112016037990346-pat00214
를 계산하는 복잡도는 고려대상이 아니다. 도 5에 예시한 흐름도의 S20 단계부터 S40 단계까지의 절차는 위에서 설명한 심볼조각 별 위상잡음 추정(S12단계)과 ICI 보상을 통한 정보어 심볼 복호 과정을 개략적으로 나타내고 있다.The information word decoding module 86 of the decoding unit 80 decodes the estimated
Figure 112016037990346-pat00211
Equivalent to
Figure 112016037990346-pat00212
(Which is stored in advance in the codebook 88b) to the received information word symbol vector
Figure 112016037990346-pat00213
And decodes all the information word symbols while compensating for ICI (step S14). Since the codebooks 88a and 88b are made offline in advance
Figure 112016037990346-pat00214
Is not considered. The procedure from step S20 to step S40 of the flowchart illustrated in FIG. 5 schematically shows the phase noise estimation (step S12) of the symbol fragment described above and the information symbol decoding process through ICI compensation.

위와 같은 본 발명에 따르면, 종래의 BMT에 비하여 같은 PHN 추정 성능을 내는 데 필요한 파일럿 복호 반복 횟수(즉, 코드북(88a, 88b)에서 관련 정보를 꺼내봐야 할 횟수)가 줄어드는 효과가 있다. 특히 파일럿 복호 반복 횟수가 9회를 넘어가면서부터 수행해야 할 연산량이 종래의 BMT에 비해 크게 줄어들어 성능에 두드러진 효과가 나타난다.According to the present invention as described above, there is an effect that the number of pilot decoding repetitions required to achieve the same PHN estimation performance (that is, the number of times that related information should be retrieved from the codebook 88a, 88b) is reduced as compared with the conventional BMT. In particular, as the number of repetitions of the pilot decoding exceeds 9, the amount of computation to be performed is greatly reduced compared with the conventional BMT, and the effect is remarkable.

도 6과 7은 본 발명(proposed)과 종래기술(conventional) 간의 PHN 경로 추정 성능을 비교하기 위한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 이 두 가지 시뮬레이션 결과에서 공통적으로 확인할 수 있는 것은, 본 발명이 제안하는 방법에 따라 추정한 PHN 경로와 종래기술에 따라 추정한 PHN 경로는 서로 간에 다소의 차이가 있긴 하지만, 모두 실제의 PHN 경로(real)와 비교할 때 경로 변화의 경향성은 거의 비슷하다는 점이다. 즉, PHN 경로 추정 성능에 있어서, 본 발명과 종래기술 간에는 우열을 가릴 정도의 차이는 없다고 볼 수 있다. FIGS. 6 and 7 show simulation results for comparing the PHN path estimation performance between the present invention and the conventional technique. In both simulation results, it can be seen that although the PHN path estimated according to the method proposed by the present invention and the PHN path estimated according to the prior art are somewhat different from each other, real), the tendency of the path change is almost the same. That is, in the PHN path estimation performance, it can be seen that there is no difference between the present invention and the conventional technology in the degree of superiority.

또한, 도 8은 본 발명이 제안하는 방법(proposed)과 종래의 방법(conventional)에 따라 시뮬레이션 하였을 때, 각 방법이 최적 PHN 경로를 찾기 위한 반복 연산을 수행한 횟수를 나타낸 그래프이다. 이 시뮬레이션 결과에 의하면, 양 방법은 반복횟수가 5를 넘어가면서부터 비슷한 비트 에러율(bit error rate: BER) 성능을 보인다. 반복횟수가 9를 넘어가면, 같은 BER 성능을 내기 위한 파일럿 복호 횟수가 본 발명이 제안하는 방법에서 두드러지게 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법의 반복횟수가 30회 일 때와 종래의 방법의 반복횟수가 2187회일 때 비슷한 수준의 BER을 보여, 본 발명의 방법이 약 100배 가까이 계산 이득을 낼 수 있음을 확인할 수 있다. 이처럼, 양 방법은 BER이 높은 경우에는 연산 회수에 있어서 큰 차이를 보이지 않지만, BER이 낮아질수록 본 발명의 방법이 종래의 방법에 비해 훨씬 적은 반복 연산을 수행하더라도 비슷한 BER을 갖는 것을 알 수 있다.FIG. 8 is a graph showing the number of times that each method performs an iterative operation to find an optimal PHN path when simulation is performed according to a proposed method and a conventional method proposed by the present invention. According to the simulation results, both methods exhibit similar bit error rate (BER) performance as the number of repetitions exceeds 5. When the number of repetitions exceeds 9, it can be seen that the number of pilot decodings for achieving the same BER performance is remarkably reduced in the method proposed by the present invention. In addition, a similar level of BER is obtained when the number of iterations of the method according to the present invention is 30 and the number of iterations of the conventional method is 2187, and it is confirmed that the method of the present invention can achieve a calculation gain of about 100 times . As described above, both methods show no significant difference in the number of operations when the BER is high. However, it can be seen that as the BER is lowered, the method of the present invention has a similar BER even if it performs much less repetition operations than the conventional method.

도 9는 본 발명이 제안하는 방법(proposed)과 종래 방법(conventional)에 따른 반복 연산 회수에 관한 또 다른 시뮬레이션 결과를 보여준다. 이 경우도 도 8과 거의 비슷한 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 결국, 이 두 시뮬레이션 결과는 일반성을 갖는 것으로 볼 수 있다.FIG. 9 shows another simulation result concerning the number of iterations according to the proposed method and the conventional method proposed by the present invention. It can be seen that this case also shows a tendency similar to that of FIG. As a result, the results of these two simulations can be regarded as having general characteristics.

본 발명의 대표 실시예에 관한 설명에서, PHN

Figure 112016037990346-pat00215
의 변화폭
Figure 112016037990346-pat00216
이 연속적인 값을 가지며 이 값을
Figure 112016037990346-pat00217
개의 값으로 양자화(Quantize)하여
Figure 112016037990346-pat00218
번째 양자화 값
Figure 112016037990346-pat00219
를 얻는 것에 관해 설명한 바 있다. 대표 실시예와 같은 시스템을 고려할 때, 양자화하는 방식은 양자화 값들
Figure 112016037990346-pat00220
이 균등한 확률을 가지도록 할 수도 있다.In the description of the exemplary embodiment of the present invention, PHN
Figure 112016037990346-pat00215
The change of
Figure 112016037990346-pat00216
Has a continuous value and the value
Figure 112016037990346-pat00217
Quot;
Figure 112016037990346-pat00218
Th quantization value
Figure 112016037990346-pat00219
As described above. Considering the system as in the exemplary embodiment, the manner of quantization is based on quantization values
Figure 112016037990346-pat00220
May have an equal probability.

이 방법으로 양자화된 값

Figure 112016037990346-pat00221
은 다음과 같다.The quantized value in this way
Figure 112016037990346-pat00221
Is as follows.

Figure 112016037990346-pat00222
Figure 112016037990346-pat00222

Figure 112016037990346-pat00223
Figure 112016037990346-pat00223

나머지 과정은 대표 실시예와 동일하다.The remaining process is the same as that of the representative embodiment.

이상에서는 여러 가지 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It will be understood.

본 발명은 OFDM을 사용하는 통신 시스템이라면 유무선을 가리지 않고 적용 가능하다.The present invention can be applied to any communication system using OFDM, regardless of wired or wireless.

10: OFDM 통신 시스템 20: 전송장치
25: 이산푸리에 역변환부 30: 순환전치 삽입부
35: 병렬-직렬 변환부 40: 믹서
45: 국부 발진기 50: 수신장치
55: 믹서 60: 국부 발진기
65: 직렬-병렬 변환부 70: 순환전치제거부
75: 이산푸리에 변환부 80: 복호부
10: OFDM communication system 20: transmission device
25: Discrete Fourier inverse transform unit 30:
35: parallel-serial converter 40: mixer
45: Local oscillator 50: Receiver
55: mixer 60: local oscillator
65: serial-parallel conversion unit 70: cyclic prefix removal
75: Discrete Fourier transform unit 80:

Claims (20)

직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Muliplexing: OFDM) 통신 시스템에 있어서,
수신되는 OFDM 심볼의 공통 위상잡음(Common Phase Error: CPE)과 채널을 추정하여 보상하는 채널 및 CPE 보상부;
채널과 CPE가 보상된 심볼을 시간 영역에서 복수 개의 심볼조각들로 나누어 위상잡음(Phase Noise: PHN)을 추정하는 심볼조각 위상잡음 추정부;
추정된 위상잡음으로부터 심볼의 부반송파 간 간섭(Intercarrier Interference: ICI)을 일으키는 위상잡음을 보상하는 ICI 보상부; 및
한 OFDM 심볼 시간 동안 변화하는 위상잡음에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 저장하며, 상기 역행렬을 위상잡음의 추정과 보상에 활용하기 위해 제공되는 코드북을 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.
In an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication system,
A channel and a CPE compensator for estimating and compensating for a common phase error (CPE) of a received OFDM symbol and a channel;
A symbol block phase noise estimator for estimating a phase noise (PHN) by dividing a channel and a CPE compensated symbol into a plurality of symbol fragments in a time domain;
An ICI compensator for compensating for phase noise causing intercarrier interference (ICI) of symbols from the estimated phase noise; And
And a codebook provided to store an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to phase noise varying during an OFDM symbol time and to utilize the inverse matrix for estimation and compensation of phase noise. Compensation device.
삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 위상잡음의 값은 하나의 심볼조각 안에서 변하지 않는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the value of the phase noise is not changed within one symbol segment. 제1 항에 있어서, 상기 코드북은 상기 심볼조각들이 가질 수 있는 위상잡음 값을 위상잡음의 통계적 특성에 따라 유한한 수로 양자화 하여, 살펴보고자 하는 위상잡음으로 정한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.2. The OFDM receiver of claim 1, wherein the codebook further comprises information determined by phase noise to be quantized by quantizing a phase noise value that the symbol fragments can have according to a statistical characteristic of phase noise to a finite number. A phase noise estimation and compensation apparatus for communication. 제4 항에 있어서, 한 심볼조각에서 상기 살펴보고자 하는 위상잡음 값은 다른 심볼조각의 위상잡음 값과 상관 없이 독립적으로 정한 정보인 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치. 5. The apparatus of claim 4, wherein the phase noise value to be examined in one symbol segment is information independently determined regardless of phase noise values of other symbol fragments. 제4 항에 있어서, 상기 살펴보고자 하는 위상잡음의 값의 범위는 심볼 중앙에서 멀리 떨어진 심볼조각일수록 넓어지도록 정해진 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치. 5. The apparatus of claim 4, wherein a range of values of the phase noise to be examined is set so as to become wider as the symbol fragments far from the center of the symbol become. 제1 항에 있어서, 상기 코드북은 한 심볼조각을 제외한 다른 심볼조각들에서 위상잡음 값이 0인 경우에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.2. The OFDM communication system according to claim 1, wherein the codebook includes inverse matrix information of an ICI matrix corresponding to a phase noise value of 0 other than one symbol fragments. . 제1 항에 있어서, 상기 코드북은, 심볼조각마다 살펴보고자 하는 위상잡음 값의 조합에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.The apparatus of claim 1, wherein the codebook includes inverse matrix information of an ICI matrix corresponding to a combination of phase noise values to be examined for each symbol piece. 제1 항 또는 제7항에 있어서, 상기 심볼조각 위상잡음 추정부는 각 심볼조각 별로 상기 코드북을 이용하여 파일럿 심볼을 복호하여 위상잡음을 추정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.The apparatus of claim 1 or 7, wherein the symbol segment phase noise estimation unit estimates phase noise by decoding the pilot symbols using the codebook for each symbol fragment. 제9 항에 있어서, 각 심볼조각 별로 추정된 위상잡음의 조합에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 상기 코드북에서 찾아 위상잡음 추정에 이용하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.10. The apparatus of claim 9, wherein an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to a combination of phase noise estimated for each symbol fragments is found in the codebook and used for phase noise estimation. 제1 항에 있어서, 상기 수신되는 OFDM 심볼에 대하여 이산푸리에변환을 한 번만 수행하는 이산푸리에 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a discrete Fourier transformer performing a discrete Fourier transform only once on the received OFDM symbol. 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 통신 방식에 있어서,
OFDM 심볼을
Figure 112016037990346-pat00224
개의 심볼조각으로 나누어 각 심볼조각이 가질 수 있는 위상 잡음(PHN) 값을 코드북으로 미리 저장하는 단계;
코드북에 미리 저장된 모든 위상 잡음에 대해 파일럿 심볼을 복호하여, 복호 오차가 가장 작은 위상잡음을 각 심볼조각의 위상잡음 추정값으로 정하는 단계; 및
각 심볼조각 별로 독립적으로 추정된 위상잡음의 조합을 이용하여 부반송파 간 간섭(Intercarrier Interference: ICI)을 일으키는 위상잡음을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.
In an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication scheme,
OFDM symbol
Figure 112016037990346-pat00224
Storing a phase noise (PHN) value that each symbol segment can have in a codebook in advance;
Decoding the pilot symbols for all phase noise previously stored in the codebook, and determining phase noise having the smallest decoding error as phase noise estimation values of the symbol fragments; And
And compensating phase noise causing Intercarrier Interference (ICI) using a combination of phase noise independently estimated for each symbol fragments.
제12항에 있어서, 상기 '각 심볼조각이 가질 수 있는 위상잡음 값'은 시간영역 한가운데에서 위상 잡음이 0의 값을 가진다고 가정하고 양 옆으로 멀어질수록 위상잡음이 가질 수 있는 값을 통계특성에 따라 결정하는 방식으로 정해지는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.13. The method of claim 12, wherein the phase noise value of each symbol segment is assumed to have a value of zero in the middle of the time domain, Wherein the phase noise estimation and compensation method of the OFDM communication is determined by a method of determining the phase noise of the OFDM communication. 제12항에 있어서, 각 심볼조각의 위상잡음의 값마다 파일럿 신호를 복원하여 오차가 가장 작은 위상잡음을 추정치로 선택하여 보상하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.13. The method of claim 12, wherein the pilot signal is recovered for each phase noise value of each symbol block to compensate for phase noise with the smallest error as an estimate. 제 12항에 있어서, 상기 코드북은 상기 심볼조각들이 가질 수 있는 위상잡음 값을 위상잡음의 통계적 특성에 따라 유한한 수로 양자화 하여, 살펴보고자 하는 위상잡음으로 정한 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.14. The OFDM receiver of claim 12, wherein the codebook further comprises information determined by phase noise to be quantized by quantizing a phase noise value that the symbol fragments can have according to a statistical characteristic of phase noise to a finite number, Phase noise estimation and compensation method of communication. 제 15항에 있어서, 한 심볼조각에서 상기 살펴보고자 하는 위상잡음 값은 다른 심볼조각의 위상잡음 값과 상관 없이 독립적으로 정한 정보인 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.16. The phase noise estimation and compensation method of claim 15, wherein the phase noise value to be examined in one symbol segment is independently determined independently of the phase noise value of other symbol fragments. 제 15항에 있어서, 상기 살펴보고자 하는 위상잡음의 값의 범위는 심볼 중앙에서 멀리 떨어진 심볼조각일수록 넓어지도록 정해진 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.16. The method of claim 15, wherein the range of the value of the phase noise to be examined is set to be wider as the symbol fragments far from the center of the symbol are spread. 제12항에 있어서, 상기 코드북은 한 심볼조각을 제외한 다른 심볼조각들에서 위상잡음 값이 0인 경우에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.13. The phase noise estimation and compensation method of an OFDM communication system according to claim 12, wherein the codebook includes inverse matrix information of an ICI matrix corresponding to a case where a phase noise value is 0 in other symbol fragments excluding one symbol fragment . 제12항에 있어서, 각 심볼조각 별로 상기 코드북을 이용하여 파일럿 심볼을 복호하여 위상잡음을 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.13. The method of claim 12, further comprising estimating phase noise by decoding the pilot symbols using the codebook for each symbol fragment. 제19 항에 있어서, 상기 코드북은 한 OFDM 심볼 시간 동안 변화하는 위상잡음에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 저장하며, 각 심볼조각 별로 추정된 위상잡음의 조합에 해당하는 ICI 행렬의 역행렬을 상기 코드북에서 찾아 위상잡음 추정에 이용하는 것을 특징으로 하는 OFDM 통신의 위상 잡음 추정 및 보상 방법.The method of claim 19, wherein the codebook stores an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to phase noise varying during an OFDM symbol time, and calculates an inverse matrix of an ICI matrix corresponding to a combination of phase noise estimated for each symbol fragments, And estimating and compensating phase noise of the OFDM communication.
KR1020160048211A 2016-04-20 2016-04-20 Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication KR101878417B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160048211A KR101878417B1 (en) 2016-04-20 2016-04-20 Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160048211A KR101878417B1 (en) 2016-04-20 2016-04-20 Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170119924A KR20170119924A (en) 2017-10-30
KR101878417B1 true KR101878417B1 (en) 2018-07-16

Family

ID=60300597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160048211A KR101878417B1 (en) 2016-04-20 2016-04-20 Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101878417B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130016920A (en) * 2011-08-09 2013-02-19 포항공과대학교 산학협력단 A receiver of communication system for orthogonal frequency division multiplexing and method for mitigate a phase noise in thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130016920A (en) * 2011-08-09 2013-02-19 포항공과대학교 산학협력단 A receiver of communication system for orthogonal frequency division multiplexing and method for mitigate a phase noise in thereof

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Florent Munier et al., ‘An ICI reduction scheme for OFDM system with phase noise over fading channels’, IEEE Transactions on Communications, Vol.56, No.7 (2008.07.) 1부. *
Florent Munier et al., ‘An ICI reduction scheme for OFDM system with phase noise over fading channels’, IEEE Transactions on Communications, Vol.56, No.7. *
Florent Munier et al., ‘An ICI reduction scheme for OFDM system with phase noise over fading channels’, IEEE Transactions on Communications, Vol.56, No.7.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170119924A (en) 2017-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Muquet et al. Subspace-based blind and semi-blind channel estimation for OFDM systems
US7583755B2 (en) Systems, methods, and apparatus for mitigation of nonlinear distortion
Hao et al. Precoding for PAPR reduction of OFDM signals with minimum error probability
EP2462726A2 (en) Equalization for ofdm communication
JP2007060106A (en) Iq imbalance compensation method in mimo-ofdm communication system
KR101241824B1 (en) A receiver of communication system for orthogonal frequency division multiplexing and Method for mitigate a phase noise in thereof
KR101260836B1 (en) Pre-coding method for providing diversity gain in an orthogonal frequency division multiplexing system and transmitting apparatus and method using the same
KR20040078151A (en) Reception of multicarrier spread-spectrum signals
JPWO2007020943A1 (en) OFDM communication method
Hrycak et al. Low-complexity time-domain ICI equalization for OFDM communications over rapidly varying channels
Hao et al. Low complexity ICI mitigation for MIMO-OFDM in time-varying channels
JP2016092454A (en) Phase noise compensation receiver
CN101043244A (en) Transmission diversity method in single carrier block transmission of multi-antenna communication system
Singh et al. Equalization in WIMAX system
US20060215537A1 (en) Apparatus and method for estimating a clipping parameter of an ofdm system
KR101878417B1 (en) Phase Noise Estimation and Compensation Method and Apparatus in Orthogonal Frequency-Division Multiplexing Communication
Dai et al. Time domain synchronous OFDM based on simultaneous multi-channel reconstruction
KR20050071651A (en) Channel estimation using the guard interval of a multicarrier signal
US9197457B1 (en) Method and apparatus for adaptive equalisation using particle swarm optimization for uplink SC-FDMA
Berriah et al. New blind, adaptive channel shortening TEQ for multicarrier modulation systems
JP2014187418A (en) Receiver and receiving method
Ogundile et al. Improved reliability information for OFDM systems on time-varying frequency-selective fading channels
Al-soufy et al. Performance evaluation of SC-FDMA systems using wireless images
Oyerinde Regularized Recursive Least Square-based Time Domain Iterative Channel Estimation scheme for OFDM-IDMA Systems
Sheng et al. A BEM method of channel estimation for OFDM systems in high-speed train environment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant