KR20040099875A - 다중 반송파 수신 시스템의 정수배 주파수 옵셋 추정 장치및 그의 정수배 주파수 옵셋 추정방법 - Google Patents

다중 반송파 수신 시스템의 정수배 주파수 옵셋 추정 장치및 그의 정수배 주파수 옵셋 추정방법 Download PDF

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Abstract

한 개의 수신된 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 장치 및 그의 추정방법이 개시된다. 정수배 주파수 옵셋 추정장치는, 주파수영역의 한 개의 수신된 OFDM 심볼의 분산 파일럿과 기준신호인 복수개의 분산 파일럿과 각각 상관값을 취하는 복수개의 상관기와, 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값에 대응하여 분산 파일럿의 종류를 추정하는 제1선택기, 및 추정된 분산 파일럿의 종류에 기초하여 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값을 정수배 주파수 옵셋으로 추정하는 제2선택기를 갖는다 . 따라서, 한 개의 OFDM 심벌을 이용하여 심벌 타이밍 옵셋 및 소수배 주파수 옵셋에 강건한 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 있고, 분산 파일럿의 종류를 추정할 수 있다.

Description

다중 반송파 수신 시스템의 정수배 주파수 옵셋 추정 장치 및 그의 정수배 주파수 옵셋 추정방법{Integer frequency offset estimator of multi carrier receiver and a method integer frequency offset estimating thereof}
본 발명은 다중 반송파 수신 시스템에서 주파수 동기화를 위해 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 있는 정수배 주파수 옵셋 추정장치 및 그의 정수배 주파수 옵셋 추정방법에 관한 것이다.
유럽에서는 통신 시스템의 디지털 변조 방식으로, 대역폭당의 전송 속도 향상과 간섭 방지의 이중 효과를 얻을 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)방식의 DVB-T 를 채택하고 있다.
이와 같은 DVB-T 수신기는 아날로그 방송신호(NTSC, PAL, SECAM)를 수신하는 수신기에 비해 채널 전환시 긴 획득시간이 필요하며, 그 원인은 다음과 같다.
첫째, 현재 아날로그 방송신호와 디지털 방송신호가 공존하고 있는 상황에서 상호간에 간섭을 줄이기 위해 송신측에서 대략적으로 0 내지 1MHz의 의도된 주파수 옵셋을 가지는 OFDM 신호를 송신한다. 이에 의해 수신측에서는 자동 선국 처리(AFT:Auto Fine Tuning Process)를 통해서 OFDM 신호의 존재여부를 체크한다.
도 1은 ±300KHz의 주파수 옵셋의 록킹(locking)범위를 가지는 복조기(demodulator)가 튜너에 내장되어 있는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)의 전압이 증가하는 왼쪽 방향에서 오른쪽 방향으로 AFT를 수행하여 OFDM 신호를 체크하는 과정을 설명하는 예시도이다. 예시된 바와 같이, 1MHz의 주파수 옵셋을 가지는 수신신호내의 OFDM 신호를 체크하기 위해 적어도 9번의 재선국(Retuning)을 수행하여야 하므로, 초기 채널 및 채널 전환시 긴 획득시간이 필요하게 된다.
둘째, DVB-T 수신기는 정교한 디지털 처리를 수행한다. 즉, 주어진 채널에 OFDM 신호가 존재하는지에 대한 여부를 보다 정확하게 체크하기 위해서는 동기화(주파수 옵셋 복원 및 타이밍 옵셋 복원), 등화, 및 FEC(feedforward error correction)까지 모든 디지털 처리과정을 수행해야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, DVB-T 신호의 한 프레임은 68개의 심벌로 이루어지며, 동기화 및 등화과정은 심벌 단위로 이루어지고, FEC는 프레임 단위로 이루어진다. 일반적으로 DVB-T 시스템(예컨데, 8K 모드, 보호구간 1/4인 경우)에서 한 심벌의 주기는 1.120 msec이다. 따라서, 상기와 같은 정교한 디지털 처리과정을 통해OFDM 신호를 획득하기 위해서는 긴 시간이 필요하게 된다.
이와 같이 초기 채널 및 채널 전환시 긴 획득시간을 필요한 DVB-T 수신기에서 보다 획득시간을 단축시키기 위해 종래에는 한 개의 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋 추정하는 Nogami 알고리듬이 개발되었다.
도 3a에 도시된 바와 같은 Nogami 알고리듬은 수신된 한 개의 OFDM 심벌과, 송수신측간에 상호 알고 있는 기준신호간의 상관값을 취하여 정수배 주파수 옵셋(m')을 추정하는 알고리듬으로 수학식 1과 같이 주어진다.
여기서, m 은 주기적으로 쉬프트하는 량, *는 복소공액, N은 FFT의 크기이며, Xn,k는 알고 있는 파일럿이고, Yn,k는 수신된 n번째의 OFDM 심벌 중 k 번째의 부반송파신호이다.
그러나, 상기와 같은 Nogami 알고리듬은, 결정적으로 심벌 타이밍 옵셋이 존재할 경우에는 사용이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.
이와 같은 문제점에 의해 두 개의 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 알고리듬이 종래에는 일반적으로 사용되고 있다.
도 3b는 수신된 두 개의 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋 추정하는 Olivier Dejonghe 알고리듬을 나타낸 것이다. Olivier Dejonghe 알고리듬은, 수신된 두 개의 OFDM 심벌을 저장하고, 두 개의 OFDM 심벌을 쉬프트시킨 후, 각 OFDM심벌의 동일한 부 반송파에 위치하는 연속 파일럿끼리 서로 상관값을 취하여 정수배 주파수 옵셋(m')을 추정한다.
Olivier Dejonghe 알고리듬을 이용해 구해진 정수배 주파수 옵셋(m')은 다음의 수학식 2과 같이 주어진다.
여기서, Yn,k는 n번째의 OFDM 심벌 중 k 번째의 부반송파신호, *은 복소공액, P는 연속 파일럿을 의미한다.
이와 같이, 수신된 두 개의 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 경우에는 심벌 타이밍 옵셋 및 소수배 주파수 옵셋에 강건한 특성을 가지므로 종래에 많이 사용되고 있는 알고리듬이다.
그러나, 수신된 두 개의 OFDM 심벌을 이용하는 경우에는 한 개의 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 경우 보다 두 배의 시간이 필요하므로 DVB-T 수신기에 있어서 긴 획득시간의 문제점을 가중시키게 된다.
즉, 도 1에 예시된 AFT 수행과정에서 한 번 재선국(Retuning)과정을 수행할 때마다 두 개의 OFDM 심벌을 수신해야 하므로, 최악의 경우 9번의 재선국(Retuning)과정을 수행할 경우에는 18개의 OFDM 심벌을 수신해야 하므로 소비되는 시간은 18×1.120msec = 20.16msec가 된다.
한편, 두 개의 심벌을 이용하여 정수배 주파수를 추정하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 정수배 주파수 추정에 있어서 다음 프레임 내의 첫번째 심벌을 이용하는 경우, 프레임 단위로 에러정정을 하는 FEC에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 다음의 프레임의 첫번째 이후의 심벌은 모두 버리고, 그 다음 프레임을 이용하여 에러정정을 수행하게 된다.
따라서, 최악의 경우에는 68개의 심벌이 버려지게 되며, 이에 의해 소비되는 시간은 68×1.120msec = 76.16msec가 된다.
이와 같이, 정수배 주파수 옵셋 추정시에 두 개의 OFDM 심벌을 사용하게 됨에 따라서 더욱 더 긴 획득시간이 필요하게 되며, 이에 의해 초기 채널 및 채널 전환시 사용자에게 불편함을 주게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 심벌 타이밍 옵셋이 존재하는 상황에서 단일 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 장치 및 그의 정수배 주파수 옵셋 추정방법을 제공하는 것이다.
도 1는 종래의 DVB-T 수신기의 AFT(Auto fine Tuning process) 처리과정을 나타낸 도,
도 2은 종래의 DVB-T 신호의 프레임 구조를 나타낸 도,
도 3a는 종래의 한 개의 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 Nogami 알고리듬을 나타낸 도,
도 3b는 종래의 두 개의 OFDM 심벌을 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 Olivier Dejonghe 알고리듬을 나타낸 도,
도 4는 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정장치를 가지는 DVB-T 수신 시스템에 대한 개략적인 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 DVB-T 수신 시스템의 파일럿의 구조도,
도 6은 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정부에 대한 상세한 블록도,
도 7는 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정 알고리듬을 설명하기 위한 도,
도 8은 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정방법에 대한 흐름도,
도 9는 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정방법에 의한 제1 내지 제4상관기의 상관값을 나타낸 그래프, 그리고
도 10은 본 발명의 알고리듬과 종래의 알고리듬의 성능을 비교한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
210 : 소수배 주파수 옵셋 추정부 230 : 정수배 주파수 옵셋 추정부
231 : 제1상관기 232 : 제2상관기
233 : 제3상관기 234 : 제4상관기
235 : 제1선택기 236 : 제2선택기
250 : 주파수 옵셋 보상부 150 : 심벌 타이밍 옵셋 추정부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정장치는, 주파수영역의 한 개의 수신된 OFDM 심볼의 분산 파일럿과 기준신호인 복수개의 분산 파일럿과 각각 상관값을 취하는 복수개의 상관기; 상기 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값에 대응하여 분산 파일럿의 종류를 추정하는 제1선택기; 및 추정된 상기 분산 파일럿의 종류에 기초하여 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값을 정수배 주파수 옵셋으로 추정하는 제2선택기;를 갖는다.
상기 상관기에서 구해진 상기 상관값은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정장치:
여기서, m 은 주기적으로 쉬프트하는 량, *는 복소공액, Xn,k는 알고 있는 분산 파일럿이고, Yn,k는 수신된 n번째의 OFDM 심벌 중 k 번째의 부반송파신호, Pθ는 분산 파일럿의 위치,는 한 개의 OFDM 심벌내의 분산 파일럿의 마지막 부반송파 인덱스이고, △는 인접한 분산 파일럿의 간격임.
상기 제1선택기에 의해 추정된 상기 분산 파일럿의 종류(θ')는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정장치:
*상기 제2선택기에 의해 추정된 상기 정수배 주파수 옵셋(m')은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정장치:
한편, 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵세 추정방법은, 주파수영역의 한 개의 수신된 OFDM 심벌의 분산 파일럿과 기준신호인 복수개의 분산 파일럿과 각각 상관값을 취하는 단계; 상기 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값에 대응하여 분산 파일럿의 종류를 추정하는 단계; 및 추정된 상기 분산 파일럿의 종류에 기초하여 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값을 정수배 주파수 옵셋으로 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상관값은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정방법:
여기서, m 은 주기적으로 쉬프트하는 량, *는 복소공액, Xn,k는 알고 있는 분산 파일럿이고, Yn,k는 수신된 n번째의 OFDM 심벌 중 k 번째의 부반송파신호, Pθ는 분산 파일럿의 위치,는 한 개의 OFDM 심벌내의 분산 파일럿의 마지막 부반송파 인덱스이고, △는 인접한 분산 파일럿의 간격임.
추정된 상기 분산 파일럿의 종류(θ')는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정방법:
추정된 상기 정수배 주파수 옵셋(m')은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정방법:
따라서, 한 개의 수신된 OFDM 심벌을 이용하여 심벌 타이밍 옵셋 및 소수배 주파수 옵셋에 강건한 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 있다. 또한, 수신된 OFDM 심벌의 분산 파일럿의 종류를 추정할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 한 개의 수신된 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋 추정할 수 있는 DVB-T 수신 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.
DVB-T 수신 시스템은 ADC(Analog to Digital Converter)부(110), 심벌 타이밍 추정부(120), 윈도우 조정부(130), FFT(Fast Fourier Transform)부(140), 소수배 주파수 옵셋 추정부(210), 정수배 주파수 옵셋 추정부(230), 주파수 옵셋 보상부(250), 등화부(160), 및 FEC(forward error corrector)부(170) 등을 갖는다.
ADC부(110)는 수신된 아날로그 OFDM 신호를 샘플링(sampling), 양자화(Quantization), 및 코딩(Coding)을 통해 디지털 신호로 변환한다.
심벌 타이밍 추정부(120)는 수신된 OFDM 신호에 대해 대략적으로 심벌 타이밍을 추정하여 대략적으로 FFT 윈도우 시작점을 설정한다.
윈도우 조정부(130)는 심벌 타이밍 추정부(120)에서 설정된 FFT 윈도우 시작점에 맞추어 FFT 윈도우(FFT window)을 조정한다(①). 또한, 심벌 타이밍 옵셋 추정부(150)에서 추정된 심벌 타이밍 옵셋에 기초하여 FFT 윈도우를 재조정한다(②).
FFT부(140)는 윈도우 조정부(130)에서 조정된 FFT 윈도우에 기초하여 시간영역의 OFDM 신호를 주파수 영역의 OFDM 신호로 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform)한다.
심벌 타이밍 옵셋 추정부(150)는 정수배 주파수 옵셋 추정부(230)에서 추정한 수신된 OFDM 심벌내의 분산파일럿의 종류에 기초하여 소수배 심벌 타이밍 옵셋과 정수배 심벌 타이밍 옵셋을 각각 추정한다.
추정된 소수배 심벌 타이밍 옵셋에 기초하여 샘플링 클럭 주파수 옵셋을 보상하는 위상보상부(미도시)를 갖으며, 추정된 정수배 심벌 타이밍 옵셋은 윈도우 조정부(130)에 입력되어 FFT 윈도우 타이밍의 시작점을 재조정함으로써 심벌 타이밍 옵셋을 보상한다.
소수배 주파수 옵셋 추정부(210)는 디지털 변환된 OFDM 신호의 부 반송파의 소수배에 해당하는 주파수 옵셋을 추정한다.
주파수 옵셋 보상부(250)는 소수배 주파수 옵셋 추정부(210)에서 추정된 소배 주파수 옵셋에 기초하여 주파수 옵셋을 보상한다(④). 또한, 정수배 주파수 옵셋 추정부(230)에서 추정된 정수배 주파수 옵셋에 기초하여 주파수 옵셋을 보상한다(③).
정수배 주파수 옵셋 추정부(230)는 수신된 한 개의 OFDM 심벌을 이용하여 도 5에 도시된 분산 파일럿의 종류별(Index 1~4)로 각각 상관값을 취하여 정수배 주파수 옵셋(m')을 추정하고, 또한, 수신된 OFDM 심벌내의 분산 파일럿의 종류(θ')를 추정한다.
일반적으로 DVB-T 심벌은 전송모드 2K 및 8K 각각에 대해서, 142 및 568개의 분산 파일럿과, 45 및 177개의 연속파일럿을 가지고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 분산 파일럿는 심벌 인덱스가 증가할 때마다 3개의 부반송파만큼씩 주파수 영역에서 오른쪽으로 쉬프트되어 위치하며, 4개의 심벌을 주기로 반복된다. 이에 따라서, 분산 파일럿의 종류는 4종류(Index 1~4)로 나누어진다.
등화부(160)는 퓨리에 변환된 주파수 영역의 OFDM 신호에 대해 전송 채널 상에서 발생한 왜곡을 보상한다.
FEC부(170)는 OFDM 신호의 데이터에 대해 설정된 에러검출방식에 의해 에러를 검출하고, 검출된 데이터의 에러를 정정한다.
이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정장치(230)를 보다 상세하게 설명한다.
정수배 주파수 옵셋 추정장치(230)는 제1상관기(231), 제2상관기(232), 제3상관기(233), 제4상관기(234), 제1선택기(235), 및 제2선택기(236)를 가지고 있다.
제1상관기(231)에는 분산 파일럿의 종류(Index 1~4) 중 'Index 1'에 해당하는 분산 파일럿이 저장되며, 수신된 OFDM 심벌을 주기적으로 쉬프트시켜 기저장된 분산 파일럿('Index 1')과 상관값을 취한다.
제2상관기(232)에는 분산 파일럿의 종류(Index 1~4) 중 'Index 2'에 해당하는 분산 파일럿이 저장되며, 수신된 OFDM 심벌을 주기적으로 쉬프트시켜 기저장된 분산 파일럿('Index 2')과 상관값을 취한다.
제3상관기(233)에는 분산 파일럿의 종류(Index 1~4) 중 'Index 3'에 해당하는 분산 파일럿이 저장되며, 수신된 OFDM 심벌을 주기적으로 쉬프트시켜 기저장된 분산 파일럿 ('Index 3')과 상관값을 취한다.
제4상관기(234)에는 분산 파일럿의 종류(Index 1~4) 중 'Index 4'에 해당하는 분산 파일럿이 저장되며, 수신된 OFDM 심벌을 주기적으로 쉬프트시켜 기저장된 분산 파일럿 ('Index 4')과 상관값을 취한다.
제1선택기(235)는 제1 내지 제4상관기(231 내지 234)에서 취한 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값을 검출하고, 검출된 가장 큰 상관값에 대응하는 분산 파일럿의 종류를 추정한다.
제2선택기(236)는 제 1선택기(235)에서 추정된 분산 파일럿의 종류에 기초하여 제1 내지 제4상관기(231 내지 234)에서 취한 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값을 정수배 주파수 옵셋으로 추정한다.
즉, 제1선택기(235)에서 추정된 분산 파일럿의 종류는 심벌 타이밍 옵셋 추정부(150)에 입력되고, 심벌 타이밍 옵셋 추정부(150)는 이를 이용하여 심벌 타이밍 옵셋을 추정한다. 한편, 제2선택기(236)에서 추정된 정수배 주파수 옵셋은 주파수 옵셋 보상부(250)에 입력되고, 주파수 옵셋 보상부(250)는 이에 기초하여 정수배 주파수 옵셋을 보상한다(③).
도 7은 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정장치(230)의 상관기(231 내지 234)에 대한 상세한 구성도이며, 본 발명에 따른 상관값을 취하는 상관 알고리듬은 다음의 수학식 3와 같이 주어진다.
여기서, Pθ는 분산 파일럿의 위치이고,는 한 개의 OFDM 심벌내의 분산 파일럿의 마지막 부반송파 인덱스이고, △는 인접한 분산 파일럿의 간격이다.
이하에서는 수학식 3의 상관 알고리듬을 수학식 4 내지 수학식 6을 참조하여상세하게 설명한다.
먼저, FFT부(140)의 출력, 즉, n 번째의 OFDM 심벌내의 p 번째의 부반송파(Yn,p)는 다음의 수학식 4와 같이 주어진다.
여기서,는 채널 응답 함수,는 ICI(Intercarrier interference),는 주파수 영역의 AWGN(Additive White Gaussian Noise)이며,는의 채널에 의한 위상응답이며,는 수학식 5와 같이 분리된다.
여기서,는 소수배 주파수 옵셋,는 심벌 타이밍 옵셋,는 보호구간의 크기이다.
수학식 5를 참조할 때, (1)항은 심벌 타이밍 옵셋과 부반송파의 인덱스의 곱에 비례하며, (2)항은 주파수 옵셋에 비례하며, (3)항은 심벌 타이밍 옵셋과 주파수 옵셋에 의한 것으로 한 심벌내의 모든 부반송파의 위상 쉬프트값이다.
수학식 4에 기초하여 수신된 OFDM 심벌내의 인접한 두 개의 분산 파일럿에 대한 상관값의 통계적인 기대치(E)는 다음의 수학식 6와 같이 주어진다.
, then
여기서,는 한 개의 OFDM 심벌 내에서 인접한 분산 파일럿간의 간격, τ는 심벌 타이밍 옵셋, m 은 상관값을 취하기 위해 주기적으로 쉬프트할 때 발생하는 정수배 주파수 옵셋,은 AWGN 의 분산을 의미한다.
수학식 6의 위상성분과 수학식 5의 위상성분을 비교해 볼때, 수학식 5의 (1)항에 해당하는 부반송파의 인덱스 p와 수학식 5의 (3)항에 해당하는 CPE(Common Phase Error)가 제거됨을 볼 수 있다. 결과적으로, 심볼 타이밍 옵셋(τ)과 CPE에 의한 영향은 최소화된다.
따라서, AWGN와, 뒤틀린 위상 응답(), 및 ICI의 영향이 최소하기 위해 인접한 두 개의 분산 파일럿간의 상관값을 한 개의 심벌에 대한 상관값으로 확장시킨다. 즉, 한 심벌에 대한 상관값은 수학식 3에 정의된 바와 같다.
수학식 3에 정의된 상관 알고리듬에 의해 정수배 주파수 옵셋 추정부(230)의 제1선택기(235)에서 추정한 분산 파일럿의 종류(θ')는 다음의 수학식 7과 같이 주어진다.
또한, 제2선택기(236)에서 추정한 정수배 주파수 옵셋(m')은 다음의 수학식 8과 같이 주어진다.
따라서, 정수배 주파수 옵셋 추정부(230)에서는 정수배 주파수 옵셋 및 분산 파일럿의 종류를 추정하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정 장치에 의해 정수배 주파수 옵셋의 추정 방법에 대한 흐름도이며, 도 9은 SNR=5dB, m=10, ε=0.2, τ=10 인 경우에 정수배 주파수 옵셋과 분산 파일럿의 종류가 추정되는 것을 일 예로서 나타낸 도이다.
FFT부(140)에서 출력되는 한 개의 OFDM 심벌은 정수배 주파수 옵셋 추정부(230)에 입력된다.
입력된 한 개의 OFDM 심벌은 제1 내지 제4상관기(231 내지 234)에 입력된다(S810).
각각의 제1 내지 제4상관기(231 내지 234)에서는 각각 다른 종류의 분산 파일럿을 입력된 OFDM 심벌과 상관값을 취한다(S830). 즉, 수학식 3에 정의된 상관 알고리듬에 의해 각각의 분산 파일럿 종류에 대응하여 각각의 상관값을 취한다.
제1 내지 제4상관기(231 내지 234)에서 구한 각각의 상관값은 제1선택기(235) 및 제2선택기(236)에 입력된다(S850).
제1선택기(235)에서는 가장 큰 상관값에 대응하는 분산 파일럿의 종류를 추정하고, 제2선택기(236)에서는 가장 큰 상관값을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정한다(S870).
즉, 도 9를 참조할 때, 제1선택기(235)는 제1 내지 제4상관기(231 내지 234)에서 구한 상관값들 중 가장 큰 상관값(ⓐ)에 대응하는 상관기가 제2상관기(232)임을 인식하고, 이에 따라서 분산 파일럿의 종류('Index 2')를 추정한다. 또한, 제2선택기(236)는 제1선택기(235)에서 추정된 분산 파일럿의 종류('Index 2')에 기초하여 가장 큰 상관값(ⓐ), '10'을 부반송파 간격에 정규화된 정수배 주파수 옵셋으로 추정한다.
이상과 같이, 추정된 정수배 주파수 옵셋(m')은 주파수 옵셋 보상부(250)에 입력되어 정수배 주파수 옵셋을 보상하며, 추정된 분산 파일럿의 종류(θ')는 심벌타이밍 옵셋 추정부(150)에 입력되어 심벌 타이밍 옵셋을 추정하는데 사용된다.
도 10 (a)는 SNR=5dB, m=10, ε=0 인 조건하에서, 종래의 Nogami 알고리듬과 본 발명에 따른 상관 알고리듬(수학식 3)에 의한 정수배 주파수 옵셋 추정 성공률을 비교한 그래프이다.
도시된 바와 같이, Nogami 알고리듬은 심벌 타이밍 옵셋이 존재하는 경우에는 정수배 주파수 옵셋 추정 성공률이 매우 낮은 반면, 본 발명에 따른 정수배 주파수 옵셋 추정 성공률은 100 % 로 그 성능이 우수하다.
도 10 (b)는 SNR=5dB, m=10, τ=0 인 조건하에서, 종래의 두 개의 심벌을 이용하는 Olivier Dejonghe 알고리듬과 본 발명에 따른 상관 알고리듬(수학식 3)에 의한 정수배 주파수 옵셋 추정 성공률을 비교한 그래프이다.
도시된 바와 같이, 두 개의 OFDM 심벌을 이용하여 추정한 정수배 주파수 옵셋 을 추정하는 Olivier Dejonghe 알고리듬 보다도 한 개의 OFDM 심벌을 이용하여 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 본 발명의 상관 알고리듬이 성공률이 우수함을 볼 수 있다.
따라서, 한 개의 수신된 OFDM 심벌을 이용하여 심벌 타이밍 옵셋 및 소수배 주파수 옵셋에 강건한 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 있다. 또한, 수신된 OFDM 심벌의 분산 파일럿의 종류를 추정할 수 있음으로써 심벌 타이밍 옵셋 추정시에 별도의 분산 파일럿의 종류를 추정하는 장치가 필요없게 된다.
본 발명에 따르면, 첫째, 한 개의 OFDM 심벌을 이용하여 심벌 타이밍 옵셋및 소수배 주파수 옵셋에 강건한 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.
둘째, 분산 파일럿의 종류를 추정할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (12)

  1. 시간영역의 OFDM 신호를 주파수영역의 OFDM 심벌로 변환하는 퓨리에 변환부;
    주파수영역의 한 개의 수신된 OFDM 심벌의 분산 파일럿과 기준신호인 여러종류의 분산 파일럿과 각각의 상관값을 취하고, 가장 큰 상관값을 기초하여 정수배 주파수 옵셋 및 상기 분산 파일럿의 종류를 추정하는 정수배 주파수 옵셋 추정부;
    추정된 상기 정수배 주파수 옵셋에 기초하여 주파수 옵셋을 보상하는 주파수 옵셋 보상부; 및
    추정된 상기 분산 파일럿의 종류에 기초하여 심벌 타이밍 옵셋을 추정하는 심벌 타이밍 옵셋 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 정수배 주파수 옵셋 추정부의 상기 상관값은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 수신 시스템:
    여기서, m 은 주기적으로 쉬프트하는 량, *는 복소공액, Xn,k는 알고 있는 분산 파일럿이고, Yn,k는 수신된 n번째의 OFDM 심벌 중 k 번째의 부반송파신호, Pθ는 분산 파일럿의 위치,는 한 개의 OFDM 심벌내의 분산 파일럿의 마지막 부반송파 인덱스이고, △는 인접한 분산 파일럿의 간격임.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 정수배 주파수 옵셋 추정부에서 추정된 상기 분산 파일럿의 종류(θ')는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 수신 시스템:
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 정수배 주파수 옵셋 추정부에서 추정된 상기 정수배 주파수 옵셋(m')은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 수신 시스템:
  5. 주파수영역의 한 개의 수신된 OFDM 심벌의 분산 파일럿과 기준신호인 복수개의 분산 파일럿과 각각 상관값을 취하는 복수개의 상관기;
    상기 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값에 대응하여 분산 파일럿의 종류를 추정하는 제1선택기; 및
    추정된 상기 분산 파일럿의 종류에 기초하여 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값을 정수배 주파수 옵셋으로 추정하는 제2선택기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 상관기에서 구해진 상기 상관값은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정장치:
    여기서, m 은 주기적으로 쉬프트하는 량, *는 복소공액, Xn,k는 알고 있는 분산 파일럿이고, Yn,k는 수신된 n번째의 OFDM 심벌 중 k 번째의 부반송파신호, Pθ는 분산 파일럿의 위치,는 한 개의 OFDM 심벌내의 분산 파일럿의 마지막 부반송파 인덱스이고, △는 인접한 분산 파일럿의 간격임.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1선택기에 의해 추정된 상기 분산 파일럿의 종류(θ')는 다음의 식과같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정장치:
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2선택기에 의해 추정된 상기 정수배 주파수 옵셋(m')은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정장치:
  9. 주파수영역의 한 개의 수신된 OFDM 심벌의 분산 파일럿과 기준신호인 복수개의 분산 파일럿과 각각 상관값을 취하는 단계;
    상기 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값에 대응하여 분산 파일럿의 종류를 추정하는 단계; 및
    추정된 상기 분산 파일럿의 종류에 기초하여 복수개의 상관기에서 얻은 복수개의 상관값 중 가장 큰 상관값을 정수배 주파수 옵셋으로 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 상관값은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정방법:
    여기서, m 은 주기적으로 쉬프트하는 량, *는 복소공액, Xn,k는 알고 있는 분산 파일럿이고, Yn,k는 수신된 n번째의 OFDM 심벌 중 k 번째의 부반송파신호, Pθ는 분산 파일럿의 위치,는 한 개의 OFDM 심벌내의 분산 파일럿의 마지막 부반송파 인덱스이고, △는 인접한 분산 파일럿의 간격임.
  11. 제 9항에 있어서,
    추정된 상기 분산 파일럿의 종류(θ')는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정방법:
  12. 제 11항에 있어서,
    추정된 상기 정수배 주파수 옵셋(m')은 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 정수배 주파수 옵셋 추정방법:
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