KR20030017057A - Frequency error detection mehod for wireless lan receiver - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for detecting a frequency error of a wireless LAN(Local Area Network) receiver is provided to use a repetition characteristic and the relation between a real number part and an imaginary number part in a short preamble of 802.11a, that is a wireless LAN standard, so as to detect a frequency error and estimate a phase error. CONSTITUTION: A correlation value among identical data having the shortest distance from received signals is calculated, and a frequency error is estimated using the calculated correlation value. The frequency error is corrected using a frequency error estimation value. A real number part and an imaginary number part of sample data, that are arranged in the latter part corresponding to a half of samples in a short preamble for which the frequency error is corrected, are mutually changed. Correlation values between samples of each sample group are calculated, and a phase error is estimated using a calculated result. And the estimated phase error is corrected by the sample.

Description

무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법{FREQUENCY ERROR DETECTION MEHOD FOR WIRELESS LAN RECEIVER}Frequency error detection method of wireless LAN receiver {FREQUENCY ERROR DETECTION MEHOD FOR WIRELESS LAN RECEIVER}

본 발명은 직교주파수분할다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing)를 사용하는 무선 랜 시스템의 수신기술에 관한 것으로, 특히 프리엠블의 반복 특성을 이용하여 수신 신호의 주파수 오차를 검출하는데 적당하도록한 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reception technology of a wireless LAN system using Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), and more particularly, to a wireless LAN suitable for detecting a frequency error of a received signal by using a repetition characteristic of a preamble. The present invention relates to a frequency error detection method of a receiver.

멀티미디어 서비스에 대한 수요가 점차 증가하면서 고속의 데이터 전송에 대한 연구가 그 어느때보다 활발히 전개되어 있다. 그 대표적인 전송 방식으로서 직교주파수분할다중화를 들 수 있다. 이 직교주파수분할다중화는 고속의 전송이 가능할 뿐만 아니라, 다수의 부반송파를 사용하므로 주파수 대역을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한, 심볼의 앞 부분에 보호 구간을 삽입하여 심볼 간섭(Inter-Symbol Interference)을 줄일 수 있다. 이러한 이유로 인하여 유럽에서 DAB(DAB: Digital Audio Broadcasting), DVB(DVB: Digital Video Broadcasting) 등에 적용되고 있으며, 근거리 무선 랜 규격인 802.11a에도 채택되었다.As demand for multimedia services increases, research on high-speed data transmission is more active than ever. Orthogonal frequency division multiplexing is a typical transmission scheme. This orthogonal frequency division multiplexing not only enables high-speed transmission but also uses a plurality of subcarriers so that the frequency band can be efficiently used. In addition, by inserting a guard interval in front of the symbol it can reduce the symbol interference (Inter-Symbol Interference). For this reason, it has been applied to DAB (Digital Audio Broadcasting) and DVB (DVB) in Europe and has been adopted in 802.11a, which is a short-range wireless LAN standard.

직교주파수분할다중화 시스템에서 수신된 신호를 복조하기 위해서는 크게 두가지 동기 요소가 검출되어 수신 신호를 보정하는 과정이 필요하다. 첫째는 심볼의 시작점을 찾는 심볼 동기화 과정이고, 둘째는 수신기의 발진기 오차에 의해 발생하는 주파수 오차를 찾는 주파수 동기화 과정이다.In order to demodulate a received signal in an orthogonal frequency division multiplexing system, two synchronization elements are largely detected and a process of correcting the received signal is required. The first is the symbol synchronization process to find the starting point of the symbol, and the second is the frequency synchronization process to find the frequency error caused by the oscillator error of the receiver.

종래의 기술로는 심볼 앞에 삽입되는 보호 구간을 이용하여 동기를 검출하는방법과 프리엠블을 이용하여 동기를 검출하는 방법이 있다.Conventional techniques include a method of detecting sync using a guard interval inserted before a symbol and a method of detecting sync using a preamble.

일반적으로, 상관기 계산 결과를 이용하여 심볼 동기와 주파수 동기를 수행하게 되며, 추정된 결과를 가지고 수신 신호를 보정하여 FFT를 수행하게 된다. 이로써, 직교주파수분할다중화 수신기의 복조가 이루어진다.In general, symbol synchronization and frequency synchronization are performed using the result of the correlator calculation, and the FFT is performed by correcting the received signal with the estimated result. This demodulates the quadrature frequency division multiplexing receiver.

도 1은 무선 랜 규격인 802.11a의 프리엠블 구조를 나타낸 것이다. 처음부터 열번째 구간까지(Short Preamble)는 동일한 데이터 열이 반복되는데, 이를 S1∼S10으로 표시하였다. 이 10개의 구간 중 처음 7개의 구간은 신호 검출, 자동이득조절(AGC) 등에, 나머지 3개의 구간은 시간 동기와 정수배 주파수 오차 검출에 사용하도록 권고되어 있다. GI로 표시된 구간은 뒤에 따르는 L1∼L2 심볼의 보호 구간이 된다. L1,L2 구간은 채널 추정과 소수배 주파수 오차 추정에 사용되도록 권고된다.1 illustrates a preamble structure of 802.11a, a wireless LAN standard. The same data string is repeated from the first to the tenth section (Short Preamble), which are denoted as S1 to S10. It is recommended that the first seven of these 10 intervals be used for signal detection, automatic gain control (AGC), and the other three intervals for time synchronization and integer frequency error detection. The section denoted by GI becomes a guard interval of L1 to L2 symbols which follow. The L1 and L2 intervals should be used for channel estimation and prime frequency error estimation.

여기서, 정수배 주파수 오차란 OFDM의 주파수 스펙트럼 중 부반송파 사이의 거리에 해당하는 주파수 오차를 의미하며, 소수배 주파수 오차란 정수배 오차 이하를 의미한다.Here, the integer frequency error means a frequency error corresponding to the distance between subcarriers in the frequency spectrum of OFDM, and the decimal frequency error means less than an integer multiple error.

종래의 기술에 있어서는 S8∼S10을 이용하여 정수배 오차를 추정하고, L1∼L2를 이용하여 소수배 주파수 오차를 추정하였다. 두 경우 모드 동일 데이터 사이의 상관성을 이용하여 주파수 오차를 추정하게 된다. S8∼S10을 이용하는 경우에는 16 샘플 거리에 있는 데이터끼리 계산하게 되며, L1∼L2를 이용하는 경우에는 64 샘플 거리만큼 떨어져 있는 데이터끼리 계산한다. 주파수 오차를 추정하는 계산식은 기본적으로 Moose 방식이 사용된다. 이러한 주파수 오차를 추정하는 경우에는심볼의 시간 동기를 이미 알고 있다는 가정이 필요하다.In the prior art, integer multiple error was estimated using S8 to S10, and prime frequency error was estimated using L1 to L2. In both cases, the frequency error is estimated using the correlation between the same data. When using S8 to S10, data at 16 sample distances are calculated. When using L1 to L2, data at 64 sample distances are calculated. The calculation method for estimating the frequency error basically uses the Moose method. In estimating this frequency error, it is necessary to assume that the time synchronization of the symbol is already known.

다음의 [수학식 1]은 주파수 오차를 추정하는 경우, 동일 데이터 사이의 상관값 계산식이다.Equation 1 below is a calculation of correlation values between the same data when estimating a frequency error.

여기서, R()은 수신된 샘플을 나타내며, 이미 심볼 시간 동기를 알고 있다고 가정한다. 그러므로, 정확히 16샘플 거리만큼 떨어진 반복구간을 이용하여 상관값을 구하게 된다.Here, R () represents a received sample and assumes that the symbol time synchronization is already known. Therefore, the correlation value is obtained by using the repeating section that is separated by exactly 16 sample distances.

다음의 [수학식 2]는 계산된 상관값으로부터 주파수 오차를 얻어내는 과정을 보인 것이다.Equation 2 below shows the process of obtaining the frequency error from the calculated correlation value.

여기서,는 추정된 정수배 오차를 나타낸다. 상기 [수학식 2]에서 최종적으로 추정할 수 있는 정수배 주파수 오차의 범위는 -2.0<<2.0이다.here, Denotes an estimated integer error. The range of integer frequency error that can be finally estimated in Equation 2 is -2.0 < <2.0.

정수배 주파수 오차 추정 값에도 소수배 주파수 오차 범위의 값이 표현된다. 하지만, 그 정확성이 문제가 되므로 후에 L1∼L2 프리엠블을 이용하여 정확한 소수배 주파수 오차를 추정해야 한다. 소수배 주파수 오차를 추정하는 식은 정수배 주파수 오차를 추정하는 경우와 유사하다. 즉, 상관값을 계산하는 샘플 사이의 거리가 다른 것 외에는 동일하다.Integer frequency error estimates are also expressed in decimal frequency error ranges. However, since the accuracy is a problem, it is necessary to estimate the exact minority frequency error later using the L1 to L2 preambles. The equation for estimating prime frequency error is similar to the case of estimating integer frequency error. In other words, the distance between the samples for calculating the correlation values is the same except for the difference.

다음의 [수학식 3]은 소수배 주파수 오차를 추정하는 경우, 동일 데이터 사이의 상관값 계산식이다.Equation 3 below is a calculation of correlation values between the same data when estimating the prime frequency frequency error.

상기 [수학식 3]에서는 64샘플 거리가 떨어진 반복구간을 이용하여 상관값을 구하게 된다.In Equation 3, a correlation value is obtained by using a repetition interval in which a 64 sample distance is apart.

다음의 [수학식 4]는 계산된 상관값으로부터 주파수 오차를 얻어내는 과정을 나타낸 것이다.Equation 4 below shows a process of obtaining a frequency error from the calculated correlation value.

여기서,는 추정된 주파수 오차를 나타낸 것이고, 이 [수학식 4]에서 최종적으로 추정할 수 있는 정수배 주파수 오차의 범위는 -0.5<<0.5이다.here, Represents the estimated frequency error, and the range of integer frequency error that can be finally estimated in Equation 4 is -0.5 < <0.5.

상기 [수학식 2]를 통해 얻어진 결과는 정수부분을 나타내므로 이에 근거하여 정수배 주파수 오차를 보정하게 된다. 이후에는 상기 [수학식 4]를 통해 얻어진 결과로 소수배 주파수 오차를 보정하게 된다.Since the result obtained through [Equation 2] represents the integer part, the integer frequency error is corrected based on this. Subsequently, the minority frequency error is corrected as a result obtained through Equation 4.

그러나, 이와 같은 종래의 주파수 오차 검출 방법에 있어서는 쇼트 프리엠블의 경우 16샘플 사이의 동일 데이터를 이용하게 되는데, 이는 [수학식 2]에서와 같이 정수배 주파수 오차를 구하는데 이용되며, 그 추정 범위가 절대값 2보다 작다. 따라서, 수신기의 국부발진기의 주파수 범위가 이 범위보다 큰 주파수 오차를 발생시킬 경우 16샘플 거리의 상관값만을 이용하여 주파수 오차를 추정할 수 없는 결함이 있었다.However, in the conventional frequency error detection method, the same data between 16 samples is used for the short preamble, which is used to calculate the integer frequency error as shown in [Equation 2], and the estimation range is Is less than absolute value 2. Therefore, when the frequency range of the local oscillator of the receiver generates a frequency error larger than this range, there is a defect that the frequency error cannot be estimated using only a correlation value of 16 sample distances.

따라서, 본 발명의 목적은 직교주파수분할다중화 시스템에서 수신기의 성능을 개선하기 위한 주파수 오차 검출 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a frequency error detection method for improving the performance of a receiver in an orthogonal frequency division multiplexing system.

도 1은 무선 랜 규격인 802.11a의 프리엠블의 포맷도.1 is a format diagram of a preamble of 802.11a, which is a wireless LAN standard.

도 2는 본 발명에 의한 직교주파수분할다중화 시스템 수신기의 수신 처리과정의 설명도.2 is an explanatory diagram of a reception process of a receiver of an orthogonal frequency division multiplexing system according to the present invention;

도 3은 정수배 주파수 오차를 추정하는 경우에 사용하는 프리엠블의 특징을 나타낸 샘플 포맷도.3 is a sample format diagram showing characteristics of a preamble used when estimating an integer multiple frequency error.

도 4는 위상 오차를 추정하는 경우 사용하는 쇼트 프리엠블의 실수부와 허수부의 특징을 나타낸 그래프.4 is a graph showing the characteristics of the real part and the imaginary part of the short preamble used when estimating the phase error.

도 5는 위상 오차 추정에 사용하는 프리엠블의 배열을 나타낸 샘플 포맷도.5 is a sample format diagram showing an arrangement of preambles used for phase error estimation.

도 6은 본 발명에 의한 위상 오차 추정과정의 신호 흐름도.6 is a signal flowchart of a phase error estimation process according to the present invention;

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

S1-S6 : 제1-6단계S1-S6: Steps 1-6

본 발명의 제1특징에 따르면, 무선 랜 규격인 802.11a 중 쇼트 프리엠블(Shot Preamble)의 반복 특징을 이용하여 주파수 오차 검출 장치의 성능을 개선하게 된다.According to the first aspect of the present invention, the performance of the frequency error detection apparatus is improved by using the repetition feature of the short preamble of the 802.11a, which is a wireless LAN standard.

본 발명의 제2특징에 따르면, 무선 랜 규격인 802.11a 중 쇼트 프리엠블의 실수부와 허수부의 관계를 이용하여 위상 오차를 추정하게 된다.According to the second aspect of the present invention, the phase error is estimated using the relationship between the real part and the imaginary part of the short preamble of the 802.11a wireless LAN standard.

본 발명에 의한 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법은, 먼저 수신된 데이터에 나중에 수신된 데이터의 공객복소수를 곱하는 방식으로 수신된 신호에서 동일 데이터끼리 상관값을 계산하고, 이를 이용하여 주파수 오차를 추정하는 제1과정과; 상기 주파수 오차 추정치를 이용하여 주파수 오차를 보정하는 제2과정과; 상기 주파수 오차가 보정된 쇼트 프리엠블의 샘플을 절반에 해당하는 앞부분의 샘플군과나머지 샘플군으로 분류한 후 뒷부분의 샘플 데이터의 실수부와 허수부를 서로 바꾸어 주고, 각 샘플군의 샘플 사이의 상관값을 계산한 다음 그 계산 결과를 이용하여 위상오차를 추정하는 제3과정과; 상기 추정된 위상오차를 각 샘플 단위로 보정해 주는 제4과정으로 이루어지는 것으로, 이와 같은 본 발명의 작용을 첨부한 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In the method of detecting a frequency error of a WLAN receiver according to the present invention, a correlation value is calculated between the same data in a received signal by multiplying the received data first by the public complex number of the received data and estimating the frequency error using the same. A first process of doing; A second step of correcting a frequency error using the frequency error estimate; The sample of the short preamble whose frequency error is corrected is classified into the first half of the sample group and the remaining half of the sample group, and then the real part and the imaginary part of the rear part sample data are interchanged. Calculating a value and then estimating a phase error using the calculated result; The fourth step of correcting the estimated phase error in each sample unit will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6 attached to the operation of the present invention.

먼저, 도 2를 참조하여 수신기의 수신 처리과정을 설명하면 다음과 같다.First, the reception process of the receiver will be described with reference to FIG. 2.

수신된 신호에서 동일 데이터끼리 상관값을 계산하고, 이를 이용하여 주파수 오차를 추정하게 된다. 상기 상관값은 동일 데이터 중에서 먼저 수신된 데이터에 나중에 수신된 데이터의 공액 복소수를 곱해서 얻게 된다. 본 발명의 실시예는 무선 랜 규격인 802.11a에 관한 것이다. 주파수 오차를 추정할 때 거리가 가까운 동일 샘플들을 이용해서 주파수 오차를 추정하는 과정을 통상의 방법에 추가하였다. 이 방식의 특징은 추정할 수 있는 주파수 오차의 범위를 넓힐 수 있다는 것이다. 또한, 본 발명에서는 802.11a 규격 중 쇼트 프리엠블의 실수부와 허수부의 특징을 이용하여 위상 오차를 추정할 수 있다. 이러한 추정치들은 수신 신호를 보정하는데 사용된다. 보정된 신호는 FFT(FFT: Fast Fourier Transform)를 거쳐 송신 신호로 복원된다.Correlation values are calculated between the same data in the received signal, and the frequency error is estimated using the same. The correlation value is obtained by multiplying the first received data among the same data by the conjugate complex number of the later received data. Embodiment of the present invention relates to a wireless LAN standard 802.11a. When estimating the frequency error, the process of estimating the frequency error using the same samples having a short distance was added to the conventional method. The feature of this method is that it can widen the range of frequency errors that can be estimated. In addition, in the present invention, the phase error may be estimated using the real part and the imaginary part of the short preamble of the 802.11a standard. These estimates are used to correct the received signal. The corrected signal is restored to a transmission signal through a Fast Fourier Transform (FFT).

본 발명에서는 특징적으로 시간 영역에서 주파수 오차의 추정과 위상 오차의 추정을 다루게 된다. 또한, 본 발명에서는 먼저 심볼 시작점 추정이 이루어졌다고 가정하고 시작된다. 주파수 오차 추정은 쇼트 프리엠블, 롱 프리엠블(Long Preamble)을 이용하여 이루어지며, 이러한 추정방법이 통상의 방법에 추가되어 성능을 향상시키게 된다. 추정된 주파수 오차가 보정된 후에는 시간 영역에서 쇼트 프리엠블의 실수부와 허수부의 특징을 이용하여 위상 오차를 추정하여 보정하게 된다.The present invention deals with the estimation of the frequency error and the estimation of the phase error in the time domain. In addition, in the present invention, it is assumed that the symbol start point estimation is performed first. Frequency error estimation is performed using a short preamble and a long preamble, and this estimation method is added to a conventional method to improve performance. After the estimated frequency error is corrected, the phase error is estimated and corrected using the real and imaginary parts of the short preamble in the time domain.

참고로, 통상의 방법에서는 쇼트 프리엠블의 경우 16샘플 사이의 동일 데이터를 이용하였다. 이는 [수학식 2]에서와 같이 정수배 주파수 오차를 구하는데 이용되는데, 그 추정 범위가 2보다 작다. 수신기의 국부발진 주파수가 이 범위보다 큰 오차를 발생시킬 경우 16샘플 거리의 상관값만을 이용해서는 추정할 수 없다.For reference, in the conventional method, the same data between 16 samples was used for the short preamble. This is used to find the integer frequency error as in [Equation 2], the estimated range is less than 2. If the local oscillation frequency of the receiver produces an error larger than this range, it cannot be estimated using only the correlation value of 16 sample distances.

따라서, 본 발명에서는 거리가 가까운 샘플 사이의 상관값을 이용하여 더 넓은 범위의 주파수 오차를 추정할 수 있도록 하였다. 쇼트 프리엠블은 16개의 샘플을 한 단위로 하여 10번 반복되어 있는데, 본 발명에서는 이 16개의 샘플 중 거리가 가까운 샘플들을 주파수 오차 추정에 이용한다.Therefore, in the present invention, it is possible to estimate a wider range of frequency error by using a correlation value between samples with close distances. The short preamble is repeated 10 times using 16 samples as a unit. In the present invention, samples having a short distance among the 16 samples are used for frequency error estimation.

도 3은 쇼트 프리엠블의 16개 샘플 중 본 발명에서 사용하는 동일 샘플들을 나타내고 있다. 기본적으로 16 샘플 단위로 동일 데이터가 반복되고 있음을 알 수 있는데, 그 외에도 A와 같이 8 샘플, B,C와 같이 4 샘플 거리에 있는 동일 데이터도 존재한다.3 shows the same samples used in the present invention among the 16 samples of the short preamble. Basically, it can be seen that the same data is repeated in units of 16 samples. In addition, there is also the same data that is 8 samples like A and 4 samples such as B and C.

다음의 [수학식 5]는 A 샘플 사이의 상관값을 계산하는 식이다.Equation 5 below calculates a correlation between A samples.

여기서, 이미 심볼의 시간 동기를 알고 있다고 가정하므로, n은 A(1) 또는A(2)의 위치를 가르킨다.Here, since it is assumed that the time synchronization of the symbol is already known, n indicates the position of A (1) or A (2).

다음의 [수학식 6]은 A 샘플 사이의 상관값을 이용하여 주파수 오차를 추정하는 식이다.Equation 6 below is a formula for estimating a frequency error using a correlation value between A samples.

상기 [수학식 6]에 의한 추정 범위는 -4.0<<4.0이다.The estimated range according to [Equation 6] is -4.0 < <4.0.

다음의 [수학식 7]은 B,C 샘플 사이의 상관값을 계산하는 식이다.Equation 7 below calculates the correlation between B and C samples.

여기서, 이미지 심볼의 시간 동기를 알고 있다고 가정하므로, n은 B(1) 또는 C(1)의 위치를 가르킨다.Here, since it is assumed that the time synchronization of the image symbol is known, n indicates the position of B (1) or C (1).

다음의 [수학식 8]은 B 또는 C 샘플 사이의 상관값을 이용하여 주파수 오차를 추정하는 식이다.Equation 8 below is a formula for estimating a frequency error using a correlation value between B or C samples.

상기 [수학식 8]에 의한 추정 범위는 -8.0<<8.0이다.The estimated range according to Equation 8 is -8.0 < <8.0.

본 발명에 의한 주파수 오차 추정 방법에서는 기존의 16 샘플 거리만큼 떨어진 데이터 외에 4,8 샘플 거리만큼 떨어진 샘플들을 이용하여 더 넓은 범위의 주파수 오차를 추정한다. 동일 데이터의 개수가 적어 추정치의 정확도가 상대적으로 떨어지므로 16 샘플 거리의 데이터들과 함께 계산에 반영해야 한다.The frequency error estimation method according to the present invention estimates a wider range of frequency errors using samples spaced apart by 4,8 sample distances in addition to data spaced apart by the conventional 16 sample distances. Since the number of identical data is small and the accuracy of the estimate is relatively low, it should be reflected in the calculation along with the data of 16 sample distances.

주파수 오차 추정이 끝나면, 이에 의한 주파수 오차의 보정이 이루어지게 된다. 이후에는 주파수 오차를 보정한 데이터를 가지고 위상 오차를 추정하게 된다.After the estimation of the frequency error, the frequency error is corrected by this. After that, the phase error is estimated using the data corrected for the frequency error.

다음의 [수학식 9]는 수신 신호에 포함되어 있는 위상 오차를 나타낸다.Equation 9 below shows a phase error included in the received signal.

여기서, T(n)은 채널의 영향을 고려하지 않는 경우 송신 신호를 나타낸다. R(n)은 주파수 오차와 위상 오차를 포함하고 있는 수신 신호를 나타낸다. 그리고,는 위상 오차를 나타낸다. N은 부반송파의 개수로 802.11a 규격에 따라 64를 나타낸다. 위상 오차는 모든 데이터에 동일하게 포함되어 있다. 따라서, 주파수 오차를 추정하는 식에서는 위상 오차 항목이 제거되어 문제가 되지 않는다. 본 발명에서는 위상 오차를 추정하기 위해 쇼트 프리엠블의 특징을 이용하게 되는데, 이 쇼트 프리엠블은 16 샘플이 연속적으로 10번 반복되어 있다.Here, T (n) represents a transmission signal when the influence of the channel is not taken into account. R (n) represents a received signal that includes a frequency error and a phase error. And, Denotes a phase error. N represents the number of subcarriers in accordance with the 802.11a standard. Phase error is equally included in all data. Therefore, in the equation for estimating the frequency error, the phase error item is eliminated, which is not a problem. In the present invention, the feature of the short preamble is used to estimate the phase error. The short preamble has 16 samples repeated 10 times in succession.

도 4는 시간 영역에서 그려본 쇼트 프리엠블의 데이터이다. 이 데이터들을 실수부(Real)와 허수부(Image)를 나누어서 그려보면 일정 지연시간 후 동일한 형태로 나타나는 것을 알 수 있다. 정확히 8샘플을 지연시키면 실수부와 허수부가 일치하게 된다. 본 발명에서는 실수부와 허수부의 이러한 특징을 기초로 위상오차 psi 를 구한다.4 shows data of a short preamble drawn in the time domain. If these data are drawn separately from the real part and the imaginary part, it can be seen that they appear in the same form after a certain delay time. Delaying exactly eight samples will match the real and imaginary parts. In the present invention, the phase error psi is obtained based on these characteristics of the real part and the imaginary part.

도 5는 상기와 같은 실수부와 허수부의 특징을 나타낸 것이다. 16 복소수 샘플을 C1∼C16으로 표현할 수 있다. 각 복소수 샘플에는 위상 오차가 곱해진다.5 shows the characteristics of the real part and the imaginary part as described above. 16 complex samples can be represented by C1-C16. Each complex sample is multiplied by a phase error.

도 6은 도 4와 같은 데이터의 특성을 이용하여 위상 오차를 추정하는 과정을 나타낸 것이으로 이를 설명하면 다음과 같다. 여기서,는 임의의 위상 오차를 나타내며,는 주파수 오차를 나타낸 것이다.FIG. 6 illustrates a process of estimating a phase error using characteristics of data as shown in FIG. 4. here, Represents an arbitrary phase error, Denotes a frequency error.

먼저, 쇼트 프리엠블에서 위상 오차를 구하기 위해서는 주파수 오차가 보정된 16개의 샘플을 준비한다.(S1)First, in order to obtain a phase error in the short preamble, 16 samples having a frequency error corrected are prepared (S1).

상기 16개의 샘플을 앞부분 8개 샘플과 뒷부분 8개의 샘플로 나눈 후 뒷부분 8개 샘플 데이터의 실수부와 허수부를 서로 바꾸어 주게 되는데, 왜냐하면 통상의 방법으로 처리하는 경우 위상 오차 항목이 사라지기 때문이다.(S2)The 16 samples are divided into eight samples at the front and eight samples at the rear, and then the real part and the imaginary part of the last eight sample data are replaced with each other because the phase error item disappears when the conventional method is processed. (S2)

다음의 [수학식 10]은 실수부와 허수부를 교체하는 한 예를 나타낸 식이다.Equation 10 below shows an example of replacing the real part and the imaginary part.

여기서, 실수부와 허수부가 서로 바뀌게 되면 위상 오차의 부호도 바뀌는 것을 알 수 있다.Here, it can be seen that when the real part and the imaginary part are interchanged with each other, the sign of the phase error also changes.

이후, 앞부분 8 샘플과 뒷부분 8개 샘플 사이의 상관값을 계산하게 되는데, 다음의 [수학식 11]은 첫 번째 샘플의 상관값을 계산하는 식을 나타낸 것이다.(S3)Then, the correlation value between the first eight samples and the last eight samples is calculated. Equation 11 below shows an equation for calculating the correlation value of the first sample.

이후, 상기 상관값을 이용하여 위상오차를 추정하게 되는데, 이때 추정된 위상오차의 범위가 전 범위를 표현하지 못하고부터까지의 범위만을 표현하므로 본래의 위상오차이거나일 수 있다.(S4)Then, the phase error using the correlation value Where is estimated phase error The range of does not represent the full range from Intrinsic phase error because it represents only the range up to Or It may be (S4).

따라서, 다음의 제5단계(S5)를 통해를 판별하게 된다.Therefore, through the following fifth step (S5) Will be determined.

위상오차를 판별하기 위해 상기 추정된 위상오차값을 상기 실수부와 허수부가 교체된 샘플에 대입하게 되는데, 이때, 앞부분 샘플의 위상에서는 빼주고 뒷부분 샘플의 위상에서는 더해준 후 이 샘플들에 대해 상기 상관값을 구하는 경우와 같이 계산해 준다. 이 결과가 양수이면가 위상오차이고, 음수이면가 위상오차가 된다.(S5)The estimated phase error to determine the phase error The real part and the imaginary part are substituted into the sample that is replaced. In this case, the phase is subtracted from the phase of the front sample and added to the phase of the rear sample, and then calculated as in the case of obtaining the correlation values for these samples. If this result is positive Is a phase error, negative Becomes the phase error (S5).

마지막으로, 위상오차 보정단계(S6)에서는 상기 추정된 위상오차를 각 샘플 단위로 보정해 준다.(S6)Finally, in the phase error correction step S6, the estimated phase error is corrected for each sample unit (S6).

본 발명의 제1실시예에서는 802.11a 규격을 따르는 직교주파수분할다중화 시스템의 수신기에서 주파수 오차를 추정할 때 프리엠블 중 거리가 4 또는 8인 데이터를 사용하는 것이다.In the first embodiment of the present invention, when a frequency error is estimated by a receiver of an orthogonal frequency division multiplexing system conforming to the 802.11a standard, data having a distance of 4 or 8 of preambles is used.

한편, 본 발명의 제2실시예에서는 프리엠블의 실수부와 허수부의 동일성을 이용하여 위상오차를 추정하는데 사용한다. 또한, 실수부와 허수부의 위치를 바꾸는 방법을 위상오차 추정과정에 이용하는 것도 포함한다.On the other hand, in the second embodiment of the present invention, it is used to estimate the phase error using the identity of the real part and the imaginary part of the preamble. In addition, the method of changing the position of the real part and the imaginary part includes using the phase error estimation process.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 직교주파수 분할다중화(OFDM) 시스템의 수신기에서 무선 랜 규격인 802.11a 중 쇼트 프리엠블의 반복 특성을 이용하여 절대값 8까지의 주파수 오차를 검출하고, 쇼트 프리엠블의 실수부와 허수부의 관계를 이용하여 위상 오차를 추정함으로써 수신기의 성능이 한층 향상되는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention detects a frequency error up to an absolute value of 8 using a repetition characteristic of a short preamble of 802.11a, which is a wireless LAN standard, in a receiver of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system, and performs a short preamble. By estimating the phase error using the relationship between the real part and the imaginary part of, the performance of the receiver is further improved.

또한, 데이터 수신시 시간 영역에서 주파수 오차, 위상 오차를 안정되게 검출할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can stably detect the frequency error, phase error in the time domain at the time of data reception.

Claims (7)

수신된 신호에서 거리가 가까운 동일 데이터끼리 상관값을 계산하고, 그 계산된 상관값을 이용하여 주파수 오차를 추정하는 제1과정과; 상기 주파수 오차 추정치를 이용하여 주파수 오차를 보정하는 제2과정과; 상기 주파수 오차가 보정된 쇼트 프리엠블의 샘플 중 절반에 해당되는 뒷부분의 샘플 데이터의 실수부와 허수부를 서로 바꾸어 주고, 각 샘플군의 샘플 사이의 상관값을 계산한 다음 그 계산 결과를 이용하여 위상오차를 추정하는 제3과정과; 상기 추정된 위상오차를 각 샘플 단위로 보정해 주는 제4과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법.Calculating a correlation value between the same data having a short distance from the received signal and estimating a frequency error using the calculated correlation value; A second step of correcting a frequency error using the frequency error estimate; Replace the real part and the imaginary part of the latter sample data corresponding to half of the samples of the short preamble whose frequency error is corrected, calculate the correlation value between the samples of each sample group, and then use the calculated result to phase Estimating an error; And a fourth process of correcting the estimated phase error on a per-sample basis. 제1항에 있어서, 제1과정은 802.11a 규격 중 쇼트 프리엠블의 실수부와 허수부의 특징을 이용하여 위상 오차를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법.The method of claim 1, wherein the first process includes estimating a phase error using the real part and the imaginary part of the short preamble of the 802.11a standard. 제1항에 있어서, 제1과정의 상관값은 먼저 수신된 데이터에 나중에 수신된 데이터의 공객복소수를 곱하는 방식으로 구하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법.The method of claim 1, wherein the correlation value of the first process is obtained by multiplying the received complex data by the empty complex number of the received data later. 제1항에 있어서, 제1과정은 쇼트 프리엠블의 16개 샘플 중 반복되는 8샘플(A) 사이의 상관값을 구할 때 다음의 수학식을 이용하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법.The method of claim 1, wherein the first process uses the following equation when obtaining a correlation value between 8 samples (A) repeated among 16 samples of the short preamble. . 여기서, 이미 심볼의 시간 동기를 알고 있다고 가정하고, n은 A(1) 또는 A(2)의 위치Here, assume that you already know the time synchronization of symbols, where n is the position of A (1) or A (2). 제1항에 있어서, 제3과정은 실수부와 허수부를 서로 바꿀 때 다음의 수학식과 같이 바꾸는 것을 특징으로 하는 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법.The method of claim 1, wherein the third process changes the real part and the imaginary part as shown in the following equation. 제1항에 있어서, 제3과정은 각 샘플군의 샘플 사이의 상관값을 계산할 때 첫 번째 샘플의 경우 다음의 수학식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법.The method of claim 1, wherein the third process is performed by using the following equation in the case of the first sample when calculating a correlation value between samples of each sample group. 제1항에 있어서, 제3과정은 추정된 위상오차값을 실수부와 허수부가 교체된 샘플에 대입할 때 앞부분 샘플의 위상에서는 빼주고 뒷부분 샘플의 위상에서는 더해주는 제1단계와; 상기 샘플들에 대해 상기 상관값을 구하는 방식으로 계산하여 그 결과가 양수이면를 위상오차로 판단하고, 음수이면를 위상오차로 판단하는 제2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 랜 수신기의 주파수 오차 검출 방법.The method of claim 1, wherein the third process comprises: estimated phase error A first step of subtracting the value from the phase of the front sample and adding the phase of the rear sample when assigning a value to a sample in which the real part and the imaginary part are replaced; Calculate the correlation value for the samples, Is determined by the phase error, And detecting a phase error as a phase error.
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