KR20000027018A - 오에프디엠의 반송파 주파수 추적/획득 장치 - Google Patents

오에프디엠의 반송파 주파수 추적/획득 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부반송파 간격의 1/2 이하인 주파수 오프셋과 부반송파 간격의 정수배가 되는 주파수 오프셋을 없애며 타이밍 오차에 큰 영향을 받지 않기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 아날로그 수신신호를 디지털 신호로 전환하여 복소신호를 출력하는 아날로그 디지털 변환부와, 아날로그 디지털 변환부의 입력 신호의 주파수 오차를 NCO를 통해 보상하는 제1 곱셈부와, 제1 곱셈부의 출력에서 주파수를 검출하여 주파수 추적을 수행하는 주파수 검출부와, 주파수 검출부에서 출력된 에러 신호의 루프 필터링을 수행하는 루프 필터와, 루프 필터의 출력에서 수치 제어 발진을 수행하여 제1 곱셈부로 전송하여 입력신호의 주파수 오차인 주파수 오프셋을 보상하는 NCO로 구성되어 타이밍 오차에 큰 영향을 받지 않고 부반송파 간격의 1/2 이하인 주파수 오프셋과 부반송파 간격의 정수배가 되는 주파수 오프셋을 없앨 수 있게 되는 것이다.

Description

오에프디엠의 반송파 주파수 추적/획득 장치
본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 직교 주파수분할 다중화) 시스템에 관한 것으로, 특히 부반송파 간격의 1/2 이하인 주파수 오프셋과 부반송파 간격의 정수배가 되는 주파수 오프셋을 없애며 타이밍 오차에 큰 영향을 받지 않는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 통신 시스템에서 수신기는 일정 시간 관찰한 수신 신호를 자신이 가지고 있는 기준 심볼들과 비교함으로써 전송된 심볼을 복원한다. 이 경우 복조 최적화하기 위해서 여러 단계의 동기화 과정을 필요로 하는데, 그 중에서 수신기의 관찰 구간을 수신되는 심볼의 전이에 동기시키는 과정을 심볼타이밍 복원 또는 심볼 클록 복원이라 한다.
여기서 OFDM 전송 방식은 다중 반송파 전송 방식(MCM, Multi-Carrier Modulation)의 한 종류로 다수의 반송파에 데이터를 전송하는 변조 방식이다. 각각의 반송파에 의해 변조된 전송 신호의 스펙트럼이 서로 겹쳐지게 분포되고 상호간에 직교성(Orthogonality)을 유지함으로써 반송파간 간섭을 없애고 효과적인 주파수 활용을 가능하게 한다. 이 전송 방식은 기존의 단일 반송파 주파수를 사용하는 시스템에 비해 왜곡이 시한 채널이나 다중 경로가 있는 채널에서 매우 우수한 특성을 보인다. 시간 영역에서 보호 구간(Guard Interval)을 사용함으로써 이전 심벌로부터의 간선(ISI, Inter-Symbol Interference)을 제거할 수 있고, 주파수 영역에서는 보호 대역(Guard Band)을 유효 데이터 전송 스펙트럼의 양측에 인가하여 채널간 간섭(ICI, Inter-Channel Interference)을 피할 수 있다.
그리고 OFDM 시스템은 신호의 송수신을 위하여 FFT(Fast Fourier Transform, 고속 푸리에 변환) 연산과 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform, 역 고속 푸리에 변환) 연산을 사용한다.
이러한 종래 OFDM 시스템의 송/수신기의 블록구성도가 도1 및 도2에 도시되었는 바, 이의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도1의 OFDM 시스템의 송신기(Transmitter)에서 직/병렬 변환부(S/P, Serial to Parallel Converter)(12)는 데이터소스(11)에서 입력된 직렬 신호를 병렬로 변환시키고, IFFT(13)는 병렬 신호의 IFFT 연산을 수행하게 된다. 그리고 병/직렬 변환부(P/S, Parallel to Serial Converter)(14)는 IFFT 연산이 수행된 신호를 직렬신호로 변환시킨다.
그러면 보호 구간 삽입부(Insert Guard-Interval)(15)에서 보호 구간을 삽입한 다음 송신필터(Transmit Filter)에서 필터링을 수행하게 된다. 그리고 곱셈부(17)에서는 로컬오실레이터(16)에서 발진된 주파수인 반송파(Carrier f1)를 곱셈하여 다중경로 페이딩 채널로 전송하게 된다.
그리고 도2의 OFDM 시스템의 수신기(Receiver)에서는 덧셈기에서 다중경로 페이딩 채널에서의 신호와 AWGN(Additive White Gaussian Noise, 덧셈성 백색가우시안 잡음)을 가산하고, 곱셈기(21)에서 이 신호에 로컬오실레이터(22)의 반송파(Carrier f2)를 곱한다.
이때 전송 신호가 채널을 통과한 후 중심주파수가 fc+εm+εf (fc : 반송파 주파수, εm : 부반송파 주파수의 정수배의 주파수 오프셋을 나타내고 이를 보상하는 주파수 복원 알고리즘을 주파수 획득 알고리즘이라 하고, εf : 부반송파 주파수 간격의 1/2 이하의 주파수 오프셋을 나타내고 이를 보상하는 주파수 복원 알고리즘을 주파수 추적 알고리즘이라 한다)인 로컬오실레이터(22)를 이용하여 기저대역 신호로 전환된다. 이 신호를 표본화 클럭 주파수가 (Ts : 심벌 길이, nd : 타이밍 오프셋)으로 표본화부(23)에서 표본화한다.
이렇게 표본화된 데이터에서 보호 구간 제거부(Eliminate Guard Interval)(24)는 삽입된 보호 구간을 제거한다.
그래서 직/병렬 변환부(S/P, Serial to Parallel Converter)(25)는 보호 구간이 제거된 직렬 신호를 병렬로 변환시키고, FFT(26)는 병렬 신호의 FFT 연산을 수행하여, 병/직렬 변환부(P/S, Parallel to Serial Converter)에서 FFT 연산이 수행된 신호를 직렬신호로 변환시켜 출력하게 된다.
그러나 종래의 OFDM 수신기를 위한 심볼타이밍 복원에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, OFDM 전송 방식은 반송파간 직교성이 유지되지 못할 경우 시스템 성능이 급격하게 나빠지는 단점이 있다. 반송파 주파수 오프셋은 송수신 시스템에서 사용하는 국부발진기(Local Oscillator)의 주파수 차이와 채널의 도플러 효과에 의한 주파수 이동 등으로 인해 발생한다. 이 반송파 주파수 오프셋은 이산 푸리에 변환(DFT, Discrete Fourier Transformation) 출력에서 신호 크기를 감소시키고 인접한 부채널로부터의 간섭을 증가시킨다. 이것은 수신기의 신호대 잡음비를 나쁘게 하여 결과적으로 비트 오율(bit error probability)을 증가시키는 원인이 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 부반송파 간격의 1/2 이하인 주파수 오프셋과 부반송파 간격의 정수배가 되는 주파수 오프셋을 없애며 타이밍 오차에 큰 영향을 받지 않는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치는,
아날로그 수신신호를 디지털 신호로 전환하여 복소신호를 출력하는 아날로그 디지털 변환부와; 상기 아날로그 디지털 변환부의 입력 신호의 주파수 오차를 NCO를 통해 보상하는 제1 곱셈부와; 상기 제1 곱셈부의 출력에서 주파수를 검출하여 주파수 추적을 수행하는 주파수 검출부와; 상기 주파수 검출부에서 출력된 에러 신호의 루프 필터링을 수행하는 루프 필터와; 상기 루프 필터의 출력에서 수치 제어 발진을 수행하여 상기 제1 곱셈부로 전송하여 입력신호의 주파수 오차인 주파수 오프셋을 보상하는 NCO로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치는,
아날로그-디지털 변환되어 입력된 복소 직렬 신호를 병렬로 변환시키는 직/병렬 변환부와; 상기 직/병렬 변환부의 출력을 이산 푸리에 변환시키는 FFT와; 상기 FFT에서 출력된 병렬 데이터를 직렬로 변환시키는 병/직렬 변환부와; 상기 병/직렬 변환부의 직렬데이터를 입력받아 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 제1 전처리부와; 기준 분산 파일럿 신호인 PN 동기열을 구하는 PN 생성부와; 상기 PN 생성부의 PN 동기열을 입력받아 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 제2 전처리부와; 상기 제1 및 제2 전처리부에서 출력된 복소신호와 PN 동기열의 상관값을 구하여 주파수 오프셋을 구하는 주파수 획득부로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 OFDM 전송방식 송신기의 블록구성도이고,
도 2는 일반적인 OFDM 전송방식 수신기의 블록구성도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 OFDM 반송파 주파수 추적장치의 블록구성도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 OFDM 반송파 주파수 추적장치의 블록구성도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 OFDM 반송파 주파수 획득장치의 블록구성도이고,
도 6은 OFDM 데이터 프레임 구조와 분산 파일럿 신호의 위치를 보인 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
31 : 아날로그-디지털 변환부 32, 34, 37, 42 : 곱셈부
33, 35 : FFT 36 : 켤레복소수부
38 : 실수부 39 : 평균부
40 : 절대값제곱부 41 : 뺄셈부
43 : 루프필터 44 : NCO
이하, 상기와 같은 본 발명 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 OFDM 수신기에서 전송 신호가 채널을 통과한 후 중심주파수가 fc+εm+εf 인 로컬오실레이터(22)를 이용하여 기저대역 신호로 전환된다. 여기서 εm 은 부반송파 주파수의 정수배의 주파수 오프셋인데, 이를 보상하는 주파수 복원 알고리즘을 주파수 획득 알고리즘이라 하고, εf 은 부반송파 주파수 간격의 1/2 이하의 주파수 오프셋인데, 이를 보상하는 주파수 복원 알고리즘을 주파수 추적 알고리즘이라 한다. 본 발명은 주파수 추적 알고리즘과 주파수 획득 알고리즘을 나누어서 구현한다.
그래서 본 발명에서 주파수 추적 알고리즘은 평균 제곱 오차를 최소화하는 방법으로 이를 실현한다. 즉, 수신 신호의 이산 푸리에 변환 출력의 절대값의 제곱과 분산 파일럿 신호의 길이의 제곱의 차의 평균을 최소로 하는 방법이다. 다음의 수학식1은 평균 제곱 오차를 최소화하는 알고리즘의 구현식이다.
수학식1에서 Y(ε,nd) 는 수신기의 이산 푸리에 변환 출력이고, R은 분산 파일럿까지의 거리를 나타낸다. 수학식1을 미분하면 주파수 오프셋 εf 의 함수로 주파수 검출부의 구현식을 다음의 수학식2와 같이 구할 수 있다.
여기서 e(εf,nd) 는 εf 에 관한 수신기 평균 제곱 오차의 에러 함수이다.
그리고 수학식2에서 는 다음의 수학식3과 같이 나타난다.
여기서 수학식3은 수열 의 이산 푸리에 변환이다.
도3은 OFDM 반송파 주파수 추적장치의 블록구성도로써, 이의 동작을 설명하면 다음과 같다.
즉, 도3은 수학식2를 구현한 것으로 주파수 오프셋 εf 를 보상하기 위한 것이다.
그래서 참조번호 31은 아날로그 수신신호를 디지털 신호로 전환하여 복소신호(complex signal, a+jb)를 출력하는 A/D 변환부이다. 그리고 32는 입력 신호의 주파수 오차를 NCO(44)를 통해 보상하는 제1 곱셈부이다.
또한 33 내지 42는 제1 곱셈부(32)의 출력에서 주파수를 검출하여 주파수 추적을 수행하는 주파수 검출부이다.
이러한 주파수 검출부(33 - 42)에서, 참조번호 33은 상기 제1 곱셈부(32)의 출력에서 이산 푸리에 변환을 수행하는 제1 FFT이고, 34는 상기 제1 곱셈부(32)의 출력과 j(n/N) 을 곱하는 제2 곱셈부이며, 35는 상기 제2 곱셈부(34)의 출력을 이산 푸리에 변환하는 제2 FFT이고, 36은 상기 제1 FFT(33)의 출력에서 켤레 복소수를 구하는 켤레복소수부이며, 37은 상기 제2 FFT의 출력과 상기 켤레복소수부(36)의 출력을 곱하는 제3 곱셈부이고, 38은 상기 제3 곱셈부(37)의 출력에서 실수부분만을 취하는 실수부이며, 39는 상기 실수부(38)의 출력에서 평균을 취하는 평균부(39)이고, 40은 상기 제1 FFT(33)의 출력에서 절대값을 취해 제공하는 절대값제곱부이며, 41은 상기 절대값제곱부(40)의 출력에서 분산 파일럿까지의 거리의 제곱을 빼는 뺄셈부이고, 42는 상기 평균부(39)의 출력과 상기 뺄셈부(41)의 출력을 곱하여 주파수 오프셋에 비례하는 에러 신호인 e(εf,nd) 를 구하는 제4 곱셈부이다.
더불어 참조번호 43은 상기 제4 곱셈부(42)에서 출력된 에러 신호의 루프 필터링을 수행하는 루프 필터이고, 44는 상기 루프 필터(43)의 출력에서 NCO(Numerically Controlled Oscillator)를 수행하여 상기 제1 곱셈부(32)로 전송하고 입력신호의 주파수 오차인 주파수 오프셋 εf 를 보상하는 NCO이다.
여기서 제2 곱셈부(34)로 입력되는 j(n/N) 은 복소 신호 중 실수부분은 0이며 허수부분은 (n/N)으로 나타나는 수열이다.
그리고 수학식2는 다음의 수학식4를 이용하여 수학식5로 표현할 수 있다.
그래서 수학식5는 수학식2의 미분항을 단지 뺄셈으로 대치한 식이다. 이를 통해 1개의 곱셈기와 1개의 이산 푸리에 변환을 없앨 수 있고, 수학식4는 단지 세 개의 탭을 가지는 필터로 구현할 수 있다.
도4는 수학식5를 구현한 OFDM 반송파 주파수 추적장치의 블록구성도로써, 이의 동작을 설명하면 다음과 같다.
그래서 참조번호 51은 아날로그 수신신호를 디지털 신호로 전환하여 복소신호(complex signal, a+jb)를 출력하는 A/D 변환부이다. 그리고 52는 입력 신호의 주파수 오차를 NCO(65)를 통해 보상하는 제1 곱셈부이다.
또한 53 내지 63은 제1 곱셈부(52)의 출력에서 주파수를 검출하여 주파수 추적을 수행하는 주파수 검출부이다.
이러한 주파수 검출부(53 - 63)에서, 참조번호 53은 상기 제1 곱셈부(52)의 출력에서 이산 푸리에 변환을 수행하는 FFT이고, 54는 상기 FFT(53)에서 출력된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 전환하는 병/직렬 변환부이며, 55는 상기 병/직렬 변환부(54)에서 켤레복소수를 구하는 켤레복소수부이고, 56은 상기 병/직렬 변환부(54)의 출력에서 현재 데이터에 비해 이후의 데이터를 지연하는 제1 지연부이며, 57은 상기 병/직렬 변환부(54)의 출력에서 이전의 데이터를 지연하는 제2 지연부이고, 58은 상기 제1 및 제2 지연부(56)(57)의 차를 구하는 뺄셈부이며, 59는 상기 켤레복소수부(55)의 출력과 상기 뺄셈부(58)의 출력을 곱하는 제2 곱셈부이고, 60은 상기 제2 곱셈부(59)의 출력에서 실수부분만을 취하는 실수부이며, 61은 상기 실수부(60)의 출력에서 평균을 취하는 평균부이고, 62는 상기 직/병렬 변환부(54)의 출력에서 절대값을 취해 제공하는 절대값제곱부이며, 63은 상기 평균부(61)의 출력과 상기 절대값제곱부(62)의 출력을 곱하여 주파수 오프셋에 비례하는 에러 신호인 e(εf,nd) 를 구하는 제3 곱셈부이다.
더불어 참조번호 64는 상기 제3 곱셈부(63)에서 출력된 에러 신호의 루프 필터링을 수행하는 루프 필터이고, 65는 상기 루프 필터(64)의 출력에서 NCO(Numerically Controlled Oscillator)를 수행하여 상기 제1 곱셈부(52)로 전송하고 입력신호의 주파수 오차인 주파수 오프셋 εf 를 보상하는 NCO이다.
이렇게 수행하여 타이밍 오차인 nd 에 큰 영향을 받지 않고 주파수 오프셋을 보상한다.
이렇게 수행함으로써 미세 주파수 오프셋을 보상하여 주파수 추적 알고리즘을 구현할 수 있게 된다.
한편 도5는 OFDM 반송파 주파수 획득장치의 블록구성도이다.
이를 주파수 획득 알고리즘이라 하고, 넓은 주파수 획득 범위를 가지며 심벌 타이밍 오프셋의 영향을 배제한다. 그리고 분산 파일럿에 전송되는 PN(Pseudo Noise, 의사 잡음) 열의 자기 상관 특성을 사용한다. 즉, 두 PN 열이 일치하면 최고의 상관값을 가지고 일치하지 않는 경우에 작은 값의 상관값을 가진다.
도5에서 참조번호 71은 아날로그-디지털 변환되어 입력된 복소 직렬 신호를 병렬로 변환시키는 직/병렬 변환부이고, 72는 상기 직/병렬 변환부(71)의 출력을 이산 푸리에 변환시키는 FFT이며, 73은 상기 FFT(72)에서 출력된 병렬 데이터를 직렬로 변환시키는 병/직렬 변환부이고, 74 내지 76은 상기 병/직렬 변환부(73)의 직렬데이터를 입력받아 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 제1 전처리부이며, 77은 기준 분산 파일럿 신호인 PN 동기열을 구하는 PN 생성부이고, 78 내지 80은 상기 PN 생성부(77)의 PN 동기열을 입력받아 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 제2 전처리부이며, 81 내지 85는 상기 제1 및 제2 전처리부(74 - 76)(78 - 80)에서 출력된 복소신호와 PN 동기열의 상관값을 구하여 주파수 오프셋을 구하는 주파수 획득부이다.
여기서 제1 및 제2 전처리부(74 - 76)(78 - 80)에서, 참조번호 74 또는 78은 상기 병/직렬 변환부(73) 또는 PN 생성부(77)에서 입력된 신호를 분산 파일럿 간격만큼 각각 지연시키는 지연부이고, 75 또는 79는 상기 지연부(74)(78)에서 입력된 신호의 켤레복소수를 취하는 켤레복소수부이며, 76 또는 80은 상기 병/직렬 변환부(73) 또는 PN 생성부(77)에서 입력된 신호와 상기 켤레복소수부(75)(79)에서 입력된 신호를 곱하여 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 곱셈부이다.
또한 주파수 획득부(77 - 85)에서, 참조번호 81은 상기 제1 및 제2 전처리부(74 - 76)(78 - 80)에서 입력된 데이터와 기준 신호의 상관을 취하는 곱셈부이고, 82는 상기 곱셈부(81)에서 취한 상관값을 계속 누적하는 누적부이며, 83은 상기 누적부(82)에서 누적된 신호의 절대값의 제곱을 취하는 절대값제곱부이고, 84는 상기 절대값제곱부(83)의 데이터를 계속 비교하는 비교부이며, 85는 상기 비교부(84)에서 비교된 값이 최대가 되면 이 때의 주파수를 주파수 오프셋 εm 으로 결정하여 출력하는 오프셋 검출부이다.
여기서 비교부(84)에서는 입력 데이터와 기준 신호의 PN 열이 일치하면 최대의 상관값을 가져 기준 신호와 입력 데이터의 주파수가 일치하는 지점이므로 이 때의 주파수를 상기 오프셋 검출부(85)로 출력하고, 입력 데이터와 기준 신호의 PN 열이 일치하지 않는 경우에 작은 값의 상관값을 가져 최대의 상관값이 되지 않으므로 상기 PN 생성부(77)로 신호를 전송하여 기준 신호의 상태로 옮겨가게 한다.
한편 도6은 OFDM 데이터 프레임 구조와 분산 파일럿 신호의 위치를 보인 도면으로써, DVD-T(Digital Video Disk - Terrestrial)의 프레임 구조를 나타내고, 각 점들이 부반송파 데이터를 나타내며 Kmin과 Kmax 사이의 검은 점들이 분산 파일럿(scattered pilot)이라고 한다.
이 분산 파일럿은 다음의 수학식6과 같은 원시 다항식으로 표시한다.
g(x)=x11+x2+1
이러한 분산 파일럿은 도6에 나타낸 것처럼 한 심벌 내에 D 간격으로 인가되어 신호 동기화에 사용된다. 본 발명에 의한 주파수 획득 알고리즘은 이 분산 파일럿 신호를 이용한다. 먼저 아날로그 디지털(A/D, Analog to Digital) 변환된 신호를 이산 푸리에 변환을 거친 다음 직렬 신호를 파일럿 신호 간격의 지연기를 통과한 신호의 켤레복소수와 곱하여 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제한다. 이 과정을 선처리 과정이라 한다. 기준 분산 파일럿 신호인 PN 동기열도 같은 과정을 거친 후 두 신호의 상관값을 구하고 이를 계속 누적하여 절대값의 제곱을 취하며 이 값이 최대가 되는 값의 위상이 주파수 오프셋 εm 이 된다.
이처럼 본 발명은 부반송파 간격의 1/2 이하인 주파수 오프셋과 부반송파 간격의 정수배가 되는 주파수 오프셋을 없애며 타이밍 오차에 큰 영향을 받지 않게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치는 부반송파 간격의 1/2 이하인 주파수 오프셋과 부반송파 간격의 정수배가 되는 주파수 오프셋을 없애며 타이밍 오차에 큰 영향을 받지 않을 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (9)

  1. 아날로그 수신신호를 디지털 신호로 전환하여 복소신호를 출력하는 아날로그 디지털 변환부와;
    상기 아날로그 디지털 변환부의 입력 신호의 주파수 오차를 NCO를 통해 보상하는 제1 곱셈부와;
    상기 제1 곱셈부의 출력에서 주파수를 검출하여 주파수 추적을 수행하는 주파수 검출부와;
    상기 주파수 검출부에서 출력된 에러 신호의 루프 필터링을 수행하는 루프 필터와;
    상기 루프 필터의 출력에서 수치 제어 발진을 수행하여 상기 제1 곱셈부로 전송하여 입력신호의 주파수 오차인 주파수 오프셋을 보상하는 NCO로 구성된 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 주파수 검출부는,
    를 수행하고, 여기서 e(εf,nd) 는 εf 에 관한 수신기 평균 제곱 오차의 에러 함수이고, Y(ε,nd) 는 수신기의 이산 푸리에 변환 출력이며, R은 분산 파일럿까지의 거리이고, εf 는 주파수 오프셋이며, nd 는 타이밍 오차인 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 주파수 검출부는,
    상기 제1 곱셈부의 출력에서 이산 푸리에 변환을 수행하는 제1 FFT와;
    상기 제1 곱셈부의 출력과 복소 신호 중 실수부분은 0이며 허수부분은 (n/N)으로 나타나는 수열인 j(n/N) 을 곱하는 제2 곱셈부와;
    상기 제2 곱셈부의 출력을 이산 푸리에 변환하는 제2 FFT와;
    상기 제1 FFT의 출력에서 켤레 복소수를 구하는 켤레복소수부와;
    상기 제2 FFT의 출력과 상기 켤레복소수부의 출력을 곱하는 제3 곱셈부와;
    상기 제3 곱셈부의 출력에서 실수부분만을 취하는 실수부와;
    상기 실수부의 출력에서 평균을 취하는 평균부와;
    상기 제1 FFT의 출력에서 절대값을 취해 제공하는 절대값제곱부와;
    상기 절대값제곱부의 출력에서 분산 파일럿까지의 거리의 제곱을 빼는 뺄셈부와;
    상기 평균부의 출력과 상기 뺄셈부의 출력을 곱하여 주파수 오프셋에 비례하는 에러 신호를 구하는 제4 곱셈부로 구성된 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 주파수 검출부는,
    를 수행하고, 여기서 e(εf,nd) 는 εf 에 관한 수신기 평균 제곱 오차의 에러 함수이고, Y(ε,nd) 는 수신기의 이산 푸리에 변환 출력이며, R은 분산 파일럿까지의 거리이고, εf 는 주파수 오프셋이며, nd 는 타이밍 오차인 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 주파수 검출부는,
    상기 제1 곱셈부의 출력에서 이산 푸리에 변환을 수행하는 FFT와;
    상기 FFT에서 출력된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 전환하는 병/직렬 변환부와;
    상기 병/직렬 변환부에서 켤레복소수를 구하는 켤레복소수부와;
    상기 병/직렬 변환부의 출력에서 현재 데이터에 비해 이후의 데이터를 지연하는 제1 지연부와;
    상기 병/직렬 변환부의 출력에서 이전의 데이터를 지연하는 제2 지연부와;
    상기 제1 및 제2 지연부의 차를 구하는 뺄셈부와;
    상기 켤레복소수부의 출력과 상기 뺄셈부의 출력을 곱하는 제2 곱셈부와;
    상기 제2 곱셈부의 출력에서 실수부분만을 취하는 실수부와;
    상기 실수부의 출력에서 평균을 취하는 평균부와;
    상기 직/병렬 변환부의 출력에서 절대값을 취해 제공하는 절대값제곱부와;
    상기 평균부의 출력과 상기 절대값제곱부의 출력을 곱하여 주파수 오프셋에 비례하는 에러 신호를 구하는 제3 곱셈부로 구성된 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  6. 아날로그-디지털 변환되어 입력된 복소 직렬 신호를 병렬로 변환시키는 직/병렬 변환부와;
    상기 직/병렬 변환부의 출력을 이산 푸리에 변환시키는 FFT와;
    상기 FFT에서 출력된 병렬 데이터를 직렬로 변환시키는 병/직렬 변환부와;
    상기 병/직렬 변환부의 직렬데이터를 입력받아 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 제1 전처리부와;
    기준 분산 파일럿 신호인 PN 동기열을 구하는 PN 생성부와;
    상기 PN 생성부의 PN 동기열을 입력받아 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 제2 전처리부와;
    상기 제1 및 제2 전처리부에서 출력된 복소신호와 PN 동기열의 상관값을 구하여 주파수 오프셋을 구하는 주파수 획득부로 구성된 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 전처리부는,
    상기 병/직렬 변환부 또는 PN 생성부에서 입력된 신호를 분산 파일럿 간격만큼 각각 지연시키는 지연부와;
    상기 지연부에서 입력된 신호의 켤레복소수를 취하는 켤레복소수부와;
    상기 병/직렬 변환부 또는 PN 생성부에서 입력된 신호와 상기 켤레복소수부에서 입력된 신호를 각각 곱하여 심벌 타이밍 오차에 의한 영향을 배제하는 곱셈부로 구성된 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 주파수 획득부는,
    상기 제1 및 제2 전처리부에서 입력된 데이터와 기준 신호의 상관을 취하는 곱셈부와;
    상기 곱셈부에서 취한 상관값을 계속 누적하는 누적부와;
    상기 누적부에서 누적된 신호의 절대값의 제곱을 취하는 절대값제곱부와;
    상기 절대값제곱부의 데이터를 계속 비교하는 비교부와;
    상기 비교부에서 비교된 값이 최대가 되면 이 때의 주파수를 주파수 오프셋으로 결정하여 출력하는 오프셋 검출부로 구성된 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 비교부는,
    입력 데이터와 기준 신호의 PN 열이 일치하면 최대의 상관값을 가져 기준 신호와 입력 데이터의 주파수가 일치하는 지점이므로 이 때의 주파수를 상기 오프셋 검출부로 출력하고, 입력 데이터와 기준 신호의 PN 열이 일치하지 않는 경우에 작은 값의 상관값을 가져 최대의 상관값이 되지 않으므로 상기 PN 생성부로 신호를 전송하여 기준 신호의 상태로 옮겨가게 하는 것을 특징으로 하는 OFDM의 반송파 주파수 추적/획득 장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020082642A (ko) * 2001-04-25 2002-10-31 주식회사 호서텔넷 리프렉스(ＲｅＦＬＥＸ) 전송방식에서의 프레임동기검출장치 및 그 방법
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KR101475245B1 (ko) * 2007-03-06 2014-12-23 코닌클리케 필립스 엔.브이. 상관을 사용하여 신호들을 검출하기 위한 로버스트 센싱

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