KR20030042377A - 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치및 그 방법 - Google Patents

직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 Frequency Selective Channel이나 위상잡음에 의한 영향을 최소화하며, 계산량을 줄일 수 있는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 주파수 오프셋 추정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은,주파수 오프셋의 추정이 용이하도록 훈련 심볼을 구성하여, Frequency Selective Channel이나 위상잡음에 의한 영향을 최소화할 수 있으며, Guard Tone을 계산에서 제외시킴으로써 계산량을 줄일 수 있는 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치에 있어서, 기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환 수단; 변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하기 위한 보호 구간 제거 수단; 상기 보호 구간 제거 수단에서 보호 구간이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Furier Transform)을 수행하기 위한 신호처리 수단; 상기 신호처리 수단으로부터 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호를 입력받아, 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 다른 전력을 가진 부반송파를 오프셋 추정시 제외시켜 위상잡음을 제거하기 위한 훈련심볼 시퀀스 변환 수단; 상기 훈련심볼 시퀀스 변환 수단으로부터 입력된 신호의 주파수 오프셋을 추정하기 위한 주파수 오프셋 추정 수단; 및 상기 주파수 오프셋 추정 수단에서 추정된 주파수 오프셋을 보상하기 위한 주파수 오프셋 보상 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 주파수 오프셋 추정기술 등에 이용됨.

Description

직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치 및 그 방법{Method and Apparatus for Frequency Offset Estimation of OFDM signal}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호의 주파수 오프셋 추정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주파수 오프셋의 추정이 용이하도록 훈련 심볼을 구성하고, 이 훈련심볼을 이용하여 기저대역 OFDM 신호의 주파수 오프셋의 추정을 용이하게 하는 것이다.
OFDM 신호는 반송파와 수신기 내의 발진기의 신호 사이에 주파수 오프셋이 존재하는 경우, 인접채널 간섭이 유입되기 때문에 주파수 오프셋을 정확히 추정하여 보정하기 위한 주파수 오프셋 추정기가 필요하다.
종래 기술에 의한 주파수 오프셋 추정 방식에는 시간영역에서 추정하는 방식과 주파수영역에서 추정하는 방식이 있었다.
여기서, 시간영역에서 추정하는 방식이란, 주파수 오프셋 존재시 시간차에 의해 비교되는 두 심볼에 위상 오프셋이 존재하게 되므로 이를 이용하여 주파수 오프셋을 추정하는 것이며, OFDM 심볼을 N 등분하여 부반송파 간격의 N배까지 추정이 가능한데, 이 반복주기가 보호구간(GI : Guard Interval)보다 작아지면 채널의 영향을 받게 되고, 현실적으로 GI는 심볼의 1/4 정도로 잡으므로 추정범위 N은 최대 4배로 제한되는 문제점이 있었다.
한편, 주파수영역에서 추정하는 방식이란, 수신신호를 주파수 영역에서 동일한 두 심볼의 상관(Correlation)을 구하는 것으로 심볼을 옮겨가며 상관(Correlation)을 취하므로 추정범위에 제한은 없으나, 모든 부반송파간의 간격에 대해 상관함수를 구해야 하므로 계산량이 많아지는 문제점이 있었다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 대한 문제점들을 보다 상세히 설명한다.
도 1 은 종래 기술에 따른 OFDM 훈련 심볼의 구조를 나타낸 설명도이며, 상기 훈련 심볼은 심볼간 간섭(ISI : Inter Symbol Interference)을 제거하기 위해 모든 심볼에 부가되는 보호 톤(Guard Tone)(11)과 데이터가 전송되는 유효반송파(12) 부분으로 이루어진다.
여기서, 보호 톤(Guard tone)(11)이라 함은, 수신단에서 잡음을 제거하기 위해 대역통과필터(BPF : Band Pass Filter)를 통과시킬 때, 대역의 가장자리에 위치하는 부반송파에 실린 정보가 왜곡되는 현상이 발생하므로 이 문제를 해결하기 위해 주파수 영역에서 스펙트럼의 양 가장자리에 데이터를 싣지 않고 진폭이 영("0") 인 부반송파가 삽입되는 구간을 말한다.
한편, 후술할 보호구간(GI)이라 함은, 이전 심볼로부터의 다중경로 성분이 현재 심볼에 간섭을 주지 않도록 하기 위하여 지연확산보다 길게 선택되는 구간을 말하며, 보호 구간(GI)은 채널간 간섭(ICI : Inter Channel Interference)이 발생되지 않도록 예상되는 지연확산보다 길게 선택되어 이전 심볼로부터의 다중경로 성분이 현재 심볼에 간섭을 주지 않도록 한다. 또한, 보호구간(GI)에는 채널간 간섭(ICI)이 발생되지 않도록 OFDM심볼이 순환적으로 확장되도록 연장한다.
이하 설명의 편의를 위해, 전체 부반송파(10) 개수를 N개라 하고, Guard Tone(11)의 부반송파 개수를 M개라 하며, 유효반송파(12)의 부반송파 개수를 N-M개라 한다.
일반적으로, N개의 부반송파를 사용하는 OFDM 시스템의 수신기에서의 주파수 동기를 위해 송신기에서 2개의 훈련심볼을 전송한다고 할 때, 두 훈련심볼를 수학식으로 표현하면 하기의 [수학식 1]과 같다.
여기서, 데이터는 k번째 부반송파에 할당되는 복소 데이터이며, 두 신호가 전송채널을 거쳐 수신신호가 되며, 수신신호를 수학식으로 표현하면 하기의 [수학식 2]와 같다.
여기서, 수신된 훈련신호로부터 주파수 오프셋을 추정하여 수신되는 데이터 신호들의 주파수 오프셋을 보정하기 위해 사용되는 기존의 알고리즘은 하기의 [수학식 3]이 나타내는 방식을 사용했다.
그러나, 기존의 방식은 주파수 오프셋 추정을 함에 있어, 전송정보가 없는 보호 톤(Guard Tone)에 의한 잡음성분을 계산에 포함시켜 계산량이 증대될 뿐만 아니라, 주파수 선택적 페이딩(Frequency Selective Fading)이나 위상잡음에 의한 영향을 고려해 줄 수 없었던 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 주파수 오프셋의 추정이 용이하도록 훈련 심볼을 구성하고, 이 훈련심볼을 이용하여 기저대역 OFDM 신호의 주파수 오프셋의 추정을 용이하게 하기 위한 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은 주파수 선택적 채널(Frequency Selective Channel)이나 위상잡음에 의한 영향을 최소화함으로써, 심볼에 대한 정확한 주파수 오프셋 추정을 가능하게 하며, 보호 톤(Guard Tone)을 계산에서 제외시킴으로써 계산량을 줄이고자 하는 것이다.
도 1 은 종래 기술에 따른 OFDM 훈련 심볼의 구조를 나타낸 설명도.
도 2 는 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 중 훈련심볼 시퀀스 변환부의 일실시예 상세 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20 : 주파수 오프셋 추정장치 22: A/D 변환부
23 : 주파수 오프셋 보상부 24 : 보호 구간 제거부
25 : 고속 푸리에 변환부 26 : 훈련심볼 시퀀스 변환부
27 : 광범위 주파수 오프셋 추정부 28 : 미세범위 주파수 오프셋 추정부
29 : 주파수 오프셋 추정치 합산부 31 : 보호 톤 제거기
32 : 평균신호전력 추출기 33 : 위상잡음 제거기
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치에 있어서 기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환 수단; 변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하기 위한 보호 구간 제거 수단; 상기 보호 구간 제거 수단에서 보호 구간이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Furier Transform)을 수행하기 위한 신호처리 수단; 상기 신호처리 수단으로부터 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호를 입력받아, 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 다른 전력을 가진 부반송파를 오프셋 추정시 제외시켜 위상잡음을 제거하기 위한 훈련심볼 시퀀스 변환 수단; 상기 훈련심볼 시퀀스 변환 수단으로부터 입력된 신호의 주파수 오프셋을 추정하기 위한 주파수 오프셋 추정 수단; 및 상기 주파수 오프셋 추정 수단에서 추정된 주파수 오프셋을 보상하기 위한 주파수 오프셋 보상 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은, 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치에 적용되는 방법에 있어서, 기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 1 단계; 상기 변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하는 제 2 단계; 상기 보호 구간(Guard Interval)이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 제 3 단계; 상기 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호의 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 보호 톤(Guard Tone)이 제거된 신호의 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 차이나는 전력을 가진 부반송파를 제거하는 제 4 단계; 상기 보호 톤(Guard Tone)과 상기 소정의 전력을 가진 부반송파가 제거된 신호의 주파수 오프셋을 추정하는 제 5 단계; 및 상기 추정된 주파수 오프셋 값을 보상하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은, 프로세서를 구비한 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치에, 기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 1 기능; 상기 변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하는 제 2 기능; 상기 보호 구간(Guard Interval)이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 제 3 기능; 상기 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호의 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 보호 톤(Guard Tone)이 제거된 신호의 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 차이나는 전력을 가진 부반송파를 제거하는 제 4 기능; 상기 보호 톤(Guard Tone)과 상기 소정의 전력을 가진 부반송파가 제거된 신호의 주파수 오프셋을 추정하는 제 5 기능; 및 상기 추정된 주파수 오프셋 값을 보상하는 제 6 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치는, 기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호(21)를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D 변환부(22)와 변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하기 위한 보호 구간 제거부(24)와 상기 보호 구간 제거부(24)에서 보호 구간이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Furier Transform)을 수행하기 위한 고속 푸리에 변환부(25)와 고속 푸리에 변환부(25)로부터 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호를 입력받아, 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 다른 전력을 가진 부반송파를 오프셋 추정시 제외시켜 위상잡음을 제거하기 위한 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)와 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)로부터 입력된 신호의 주파수 오프셋을 추정하기 위한 주파수 오프셋 추정부(27, 28)와 주파수 오프셋 추정부(27, 28)에서 추정된 주파수 오프셋을 보상하기 위한 주파수 오프셋 보상부(23)를 포함한다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호의 주파수 오프셋 추정 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기저대역으로 복조된 OFDM 신호인 기저대역 신호(Baseband Signal)(21)가 상기 주파수 오프셋 추정 장치(20)의 A/D 변환부(22)에 입력되면, A/D 변환부(22)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이 변환된 정보가 보호 구간(Guard Interval) 제거부(24)에 입력된다.
보호 구간(Guard Interval) 제거부(24)는 입력받은 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하여 그 나머지 부분을 고속 푸리에 변환부(25)로 출력한다.
고속 푸리에 변환부(25)는 N개의 직렬데이터를 입력받아 병렬로 변환하여, 고속 푸리에 변환을 수행하며, 그 출력을 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)에 출력한다.
훈련심볼 시퀀스 변환부(26)는 전송정보가 없는 보호 톤(Guard tone)을 제거하며, 평균신호에서 크게 벗어나는 부반송파를 도 3 의 위상잡음 제거기(33)를 통해 주파수 오프셋 추정시 제외시키는 역할을 담당하며 이는 본 발명에 있어 중요한 특징을 갖는다. 이에 대한 설명은 하기의 도 3 에서 보다 상세히 설명한다.
이어서, 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)의 출력신호를 입력받은 광범위 주파수 오프셋 추정부(27)는 정수배의 주파수 오프셋 추정을 하는 역할을 담당한다. 즉 주파수 오프셋이 부반송파 간격의 1/2 이하가 되도록 감소시키는 역할을 담당한다.
한편, 역시 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)의 출력신호를 입력받은 미세범위 주파수 오프셋 추정부(28)는 소수배의 주파수 오프셋 추정을 하는 역할을 담당한다. 즉, 주파수 오프셋이 바람직하게는 영("0")이 되도록 하는 주파수 오프셋 미세조정역할을 담당한다.
이어서, 광범위 주파수 오프셋 추정부(27)와 미세범위 주파수 오프셋 추정부(28)로부터 주파수 오프셋 정보를 입력받은 주파수 오프셋 추정치 합산부(29)는 정수배 주파수 오프셋과 소수배 주파수 오프셋을 가산하여 그 값을 주파수 오프셋 보상부(23)로 출력한다.
마지막으로, 주파수 오프셋 보상부(23)에서 이상과 같이 추정된 주파수 오프셋 값을 보상한다.
덧붙여, 본 발명에 따른 주파수 오프셋 추정 장치(20)의 출력신호는 이퀄라이저(Equalizer)(30)로 입력되는데, 이퀄라이저(30)는 채널 특성을 레퍼런스 데이터(Reference Data)로부터 추정하고, 유저 OFDM 심볼(User OFDM Symbol)에 FEQ(Frequency domain Equalizing)를 수행하여 채널의 왜곡을 보정한다.
도 3 은 본 발명에 따른 주파수 오프셋 추정 장치 중 훈련심볼 시퀀스 변환부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 3 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)는 고속 푸리에 변환부(25)로부터 고속 푸리에 변환된 신호를 입력받아 전송정보가 전혀 없는 보호 톤(Guard Tone)을 제거함으로써 주파수 오프셋 추정부(27, 28)에서의 계산량을 줄이기 위한 보호 톤(Guard Tone) 제거기(31)와 보호 톤 제거기(31)로부터 보호 톤이 제거된 신호의 평균신호전력을 추출하기 위한 평균신호전력 추출기(32), 및 평균신호전력 추출기(32)에서 추출된 평균신호전력값을 기준치로 하여, 보호 톤 제거기(31)로부터 입력받은 부반송파 신호 중 그 각각의 전력값이상기 기준치와 소정의 값 이상으로 다른 부반송파를 주파수 오프셋 추정부(27, 28)에 입력하기 전에 미리 제거하여 위상잡음을 제거하기 위한 위상잡음 제거기(33)를 포함한다.
상기화 같은 구성을 갖는 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 보호 톤 제거기(31)는 고속 푸리에 변환부(25)로부터 신호를 입력받아 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 전송정보가 전혀 없는 보호 톤을 제거함으로써 주파수 오프셋 추정부(27, 28)에서의 계산량을 줄이는 역할을 수행하며, 이는 본 발명에 있어 중요한 특징을 갖는다.
이어서, 평균신호전력 추출기(32)는 보호 톤 제거기(31)에서 보호 톤이 제거된 신호로부터 평균신호전력을 추출하며, 이 값은 하기의 [수학식 4]와 같다.
마지막으로, 위상잡음 제거기(33)는 상기 [수학식 4]와 같이 평균신호전력 추출기(32)에서 추출된 값을 기준치로 하여, 보호 톤 제거기(31)로부터 입력받은 부반송파 신호중 그 값이 전술한 기준치와 크게 벗어나는 부반송파를 주파수 오프셋 추정부(27, 28)에 입력하기 전에 미리 제거함으로써 위상잡음에 의한 오류성분을 제거하는 기능을 한다.
도 4 는 본 발명에 따른 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 방법을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
먼저, 주파수 오프셋 추정 장치(20)에 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다(40). 즉, 기저대역으로 복조된 OFDM 신호인 아날로그 기저대역 신호(21)를 디지털 신호로 변환한다.
이후, 보호 구간 제거부(24)는 변환된 디지털 신호를 입력받아, 보호 구간을 제거한다(41).
이어서, 고속 푸리에 변환부(25)는 보호 구간 제거부(24)로부터 보호 구간이 제거된 N개의 직렬데이터를 입력받아 병렬로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행한다(42).
다음으로, 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)의 보호 톤 제거기(31)는 고속 푸리에 변환부(25)로부터 고속 푸리에 변환된 신호를 입력받아, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 전송정보가 전혀 없는 보호 톤을 제거하며(43), 이 과정은 본 발명에 있어 중요한 특징을 갖는다.
이후에, 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)의 평균신호전력 추출기(32)는 보호 톤 제거기(31)에서 보호 톤이 기 제거된 신호로부터 평균신호전력을 추출하며(44), 그 값은 상기 [수학식 4]와 같다.
이어서, 추출된 평균신호전력과 각 부반송파의 전력의 차이가 소정의 임계치를 넘는지를 판단한다(45).
판단 결과, 임계치를 넘는다고 판정된 경우, 임계치를 넘는 각각의 부반송파를 제거한다(46).
이후, 훈련심볼 시퀀스 변환부(26)의 위상잡음 제거기(33)에서 위상잡음을 제거한다(47). 즉, 위상잡음 제거기(33)는 상기 [수학식 4]와 같이 평균신호전력 추출기(32)에서 추출된 값을 기준치로 하여, 보호 톤 제거기(31)로부터 입력받은 부반송파 신호중 그 전력값이 전술한 기준치와 크게 벗어나는 부반송파를 주파수 오프셋 추정부(27, 28)에 입력하기 전에 미리 제거함으로써(46), 위상잡음에 의한 오류성분을 제거하는 기능을 하며, 이는 본 발명에 있어 중요한 특징을 갖는다.
다음으로, 주파수 오프셋 추정기(27, 28)에서 위상잡음이 제거된 신호에 대해 주파수 오프셋 추정을 한다(48). 즉, 광범위 주파수 오프셋 추정부(27)에서 정수배의 주파수 오프셋 추정을 하며, 미세범위 오프셋 추정부(28)에서 소수배의 주파수 오프셋 추정을 한다. 여기서, 정수배의 주파수 오프셋 추정이라 함은 주파수의 오프셋이 부반송파 간격의 1/2 이하가 되도록 감소시키는 것을 말하며, 소수배의 주파수 오프셋 추정이라 함은 주파수 오프셋이 영("0")이 되도록 오프셋을 미세하게 추정하는 것을 말한다.
이어서, 주파수 오프셋 추정치 합산부(29)에서 정수배 오프셋 추정치와 소수배 오프셋 추정치를 합산한다(49).
마지막으로, 주파수 오프셋 보상부(23)에서 합산된 주파수 오프셋 추정치를 보상한다(50).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 주파수 오프셋의 추정이 용이하도록 훈련 심볼을 구성하여, 주파수 선택 채널(Frequency Selective Channel)이나 위상잡음에 의한 영향을 최소화할 수 있으며, 보호 톤을 계산에서 제외시킴으로써 계산량을 줄일 수 있는 효과가 있다. 즉, 궁극적으로 정확하고 빠른 주파수 오프셋 추정을 통해 데이터 전송의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 주파수 오프셋 추정 장치에 있어서,
    기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환 수단;
    변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하기 위한 보호 구간 제거 수단;
    상기 보호 구간 제거 수단에서 보호 구간이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Furier Transform)을 수행하기 위한 신호처리 수단;
    상기 신호처리 수단으로부터 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호를 입력받아, 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 다른 전력을 가진 부반송파를 오프셋 추정시 제외시켜 위상잡음을 제거하기 위한 훈련심볼 시퀀스 변환 수단;
    상기 훈련심볼 시퀀스 변환 수단으로부터 입력된 신호의 주파수 오프셋을 추정하기 위한 주파수 오프셋 추정 수단; 및
    상기 주파수 오프셋 추정 수단에서 추정된 주파수 오프셋을 보상하기 위한 주파수 오프셋 보상 수단
    을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 훈련심볼 시퀀스 변환 수단은,
    상기 신호처리 수단으로부터 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호를 입력받아 전송정보가 전혀 없는 보호 톤(Guard Tone)을 제거하여 상기 주파수 오프셋 추정 수단에서의 계산량을 줄이기 위한 보호 톤 제거 수단;
    상기 보호 톤 제거 수단으로부터 보호 톤이 제거된 신호의 평균신호전력을 추출하기 위한 평균신호전력 추출 수단; 및
    상기 평균신호전력 추출 수단에서 추출된 평균신호전력값을 기준치로 하여, 상기 보호 톤 제거 수단으로부터 입력받은 부반송파 신호 중 그 각각의 전력값이 상기 기준치와 소정의 값 이상으로 다른 부반송파를 상기 주파수 오프셋 추정 수단에 입력하기 전에 미리 제거하여 위상잡음을 제거하기 위한 위상잡음 제거 수단
    을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋 추정 수단은,
    주파수 오프셋이 부반송파 간격의 1/2 이하가 되도록 감소시키는 정수배 주파수 추정을 하기 위한 광범위 주파수 오프셋 추정 수단;
    주파수 오프셋이 바람직하게는 영("0")이 되도록 미세조정하는 소수배 주파수 추정을 하기 위한 미세범위 주파수 오프셋 추정 수단; 및
    상기 정수배 주파수 오프셋 추정치와 상기 소수배 주파수 오프셋 추정치를 가산하여 상기 주파수 오프셋 보상 수단으로 출력하기 위한 주파수 오프셋 추정치 합산 수단
    을 포함하는 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 장치.
  4. 주파수 오프셋 추정 방법에 있어서,
    기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 1 단계;
    상기 변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하는 제 2 단계;
    상기 보호 구간(Guard Interval)이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 제 3 단계;
    상기 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호의 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 보호 톤(Guard Tone)이 제거된 신호의 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 차이나는 전력을 가진 부반송파를 제거하는 제 4 단계;
    상기 보호 톤(Guard Tone)과 상기 소정의 전력을 가진 부반송파가 제거된 신호의 주파수 오프셋을 추정하는 제 5 단계; 및
    상기 추정된 주파수 오프셋 값을 보상하는 제 6 단계
    를 포함하는 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는,
    상기 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호를 입력받아, 전송정보가 전혀 없는 보호 톤(Guard Tone)을 제거하여 주파수 오프셋 추정에 필요한 계산량을 줄이는 제 7 단계;
    상기 보호 톤(Guard Tone)이 제거된 신호의 평균신호전력을 추출하는 제 8 단계; 및
    상기 평균신호전력을 기준치로 하여, 상기 보호 톤(Guard Tone)이 제거된 부반송파 신호 중 그 각각의 전력값이 상기 기준치와 소정의 값 이상으로 다른 부반송파를 제거함으로써 위상잡음을 제거하는 제 9 단계
    를 포함하는 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는,
    상기 주파수 오프셋이 부반송파 간격의 1/2 이하가 되도록 감소시키는 정수배 주파수 오프셋 추정을 하는 제 10 단계;
    상기 주파수 오프셋이 바람직하게는 영("0")이 되도록 미세조정하는 소수배 주파수 추정을 하는 제 11 단계; 및
    상기 정수배 주파수 오프셋 추정치와 상기 소수배 주파수 오프셋 추정치를 가산하는 제 12 단계
    를 포함하는 직교 주파수 분할 다중화 신호의 주파수 오프셋 추정 방법.
  7. 프로세서를 구비한 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호의 주파수 오프셋 추정 장치에,
    기저대역으로 복조된 아날로그 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 신호를 디지털 신호로 변환하는 제 1 기능;
    상기 변환된 디지털 신호의 보호 구간(Guard Interval)을 제거하는 제 2 기능;
    상기 보호 구간(Guard Interval)이 제거된 직렬데이터를 병렬데이터로 변환하여, 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하는 제 3 기능;
    상기 고속 푸리에 변환(FFT)된 신호의 보호 톤(Guard Tone)을 제거하며, 보호 톤(Guard Tone)이 제거된 신호의 평균신호전력과 소정의 값 이상으로 차이나는 전력을 가진 부반송파를 제거하는 제 4 기능;
    상기 보호 톤(Guard Tone)과 상기 소정의 전력을 가진 부반송파가 제거된 신호의 주파수 오프셋을 추정하는 제 5 기능; 및
    상기 추정된 주파수 오프셋 값을 보상하는 제 6 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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