KR20040107563A - 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치 및 그의동작방법 - Google Patents
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Abstract
다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치 및 그의 추정방법이 개시된다. 주파수 옵셋 추정장치는 동기신호의 I성분신호을 이용하여 제1신호를 생성하는 제1신호생성부와, 동기신호의 Q성분신호을 이용하여 제2신호를 생성하는 제2신호생성부와, 제1신호 및 제2신호의 비율을 산출하는 제산부, 및 산출된 비율에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 옵셋검출부를 갖는다. 따라서, 동기신호인 PN 시퀀스의 정확한 검출에 여부에 무관하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.
Description
본 발명은 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋을 추정하는 장치에 관한것으로 보다 상세하게는 시간영역의 동기신호를 이용하여 동기화를 수행하는 다중 반송파 수신 시스템에서 주파수 옵셋을 추정하는 주파수 옵셋 추정장치 및 그의 추정방법에 관한 것이다.
기존의 OFDM 시스템은 주파수 영역에 보내고자 하는 데이터를 각각의 부반송파의 위치에 배열한 후, IFFT를 통하여 주파수영역의 OFDM 신호를 시간영역의 OFDM 신호로 변조하고, 변조된 시간영역의 OFDM 신호의 앞부분에 심볼간의 간섭을 막기 위해 보호구간(Guard Interval:GI)을 삽입한 구조를 갖는다.
한편, OFDM 신호 중 TDS-OFDM 신호의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 변조된 시간영역의 OFDM 신호의 앞부분에 보호구간(GI)을 삽입하고, 보호구간(GI) 앞부분에 동기신호(Sync)인 의사잡음열(이하에서는 'PN 시퀀스'라 함)을 삽입한 구조를 갖는다.
즉, TDS-OFDM 송신 시스템에서는 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 TDS-OFDM 신호를 전송하며, TDS-OFDM 수신 시스템에서는 시간영역의 TDS-OFDM 신호에 삽입된 동기신호인 PN 시퀀스를 이용하여 송수신 신호간의 동기화를 수행한다.
이와 같은 TDS-OFDM 신호에 포함된 동기신호인 PN 시퀀스는, 매 OFDM 심벌마다 바뀌는 특성을 가지고 있다. 이에 의해 매 OFDM 심벌 마다 바뀌는 PN 시퀀스를 정확하게 획득하여야만 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.
따라서, 종래의 TDS-OFDM 수신 시스템에서는 주파수 옵셋을 정확하게 추정하기 위해서는 먼저, 매 OFDM 심벌 마다 바뀌는 PN 시퀀스를 정확하게 획득해야하는 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정확한 동기신호의 획득과 무관하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있는 주파수 옵셋 추정장치 및 그의 주파수 옵셋 추정방법을 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 시간영역의 TDS-OFDM 신호에 대한 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 장치에 대한 개략적인 블록도, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 방법에 대한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
200: 주파수 옵셋 추정장치 210 : 제1신호생성부
211, 212: 제1,제2지연기 213 : 제1가산기
230 : 제2신호생성부 231,232 : 제3,제4지연기
233 : 제2가산기 250 : 제산부
270 : 옵셋검출부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치는, 동기신호의 I성분신호을 이용하여 제1신호를 생성하는 제1신호생성부; 상기 동기신호의 Q성분신호을 이용하여 제2신호를 생성하는 제2신호생성부; 상기 제1신호 및 상기 제2신호의 비율을 산출하는 제산부; 및 산출된 상기 비율에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 옵셋검출부;를 갖는다.
상기 제1신호생성부는, 상기 I성분신호를 소정시간 지연시키는 제1지연부와,
상기 I성분신호와 상기 제1지연부에 의해 지연된 I성분신호의 차를 구하는 제1가산기를 포함하며, 상기 제2신호생성부는, 상기 Q성분신호를 상기 소정시간 지연시키는 제2지연부와, 상기 Q성분신호와 상기 제2지연부에 의해 지연된 Q성분신호의 합을 구하는 제2가산기를 포함한다.
상기 제1신호생성부에서 생성된 상기 제1신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:
여기서,는 동기신호의 I성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
상기 제2신호생성부에서 생성된 상기 제2신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:
여기서,는 동기신호의 Q성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
상기 제산부에서 산출한 비율 R은 다음의 식과 같이 나타나며, 상기 옵셋검출부는 상기 비율 R에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:
한편, 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정방법은, 동기신호의 I성분신호을 이용하여 제1신호를 생성하는 제1신호생성단계; 상기 동기신호의 Q성분신호을 이용하여 제2신호를 생성하는 제2신호생성단계; 상기 제1신호 및 상기 제2신호의 비율을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 비율에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1신호생성단계는, 상기 I성분신호를 소정시간 지연시키는 제1지연단계와, 상기 I성분신호와 상기 제1지연부에 의해 지연된 I성분신호의 차를 구하는 제1가산단계를 포함하며, 상기 제2신호생성단계는, 상기 Q성분신호를 상기 소정시간 지연시키는 제2지연단계와, 상기 Q성분신호와 상기 제2지연부에 의해 지연된 Q성분신호의 합을 구하는 제2가산단계를 포함한다.
상기 제1신호생성단계에서 생성된 상기 제1신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:
여기서,는 동기신호의 I성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
상기 제2신호생성단계에서 생성된 상기 제2신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:
여기서,는 동기신호의 Q성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
산출된 비율 R은 다음의 식과 같이 나타나며, 상기 검출단계는 상기 비율 R에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:
따라서, 정확한 동기신호의 검출여부에 관계없이, 주파수 옵셋을 정확하게추정할 수 있으며, 이에 의해 주파수 옵셋을 보상할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
주파수 옵셋 추정장치(200)는 제1신호생성부(210), 제2신호생성부(230), 제산기(250), 및 옵셋검출부(270)를 가지고 있다.
제1신호생성부(210)는 제1지연기(211), 제2지연기(212), 및 제1가산기(213)를 갖으며, 동기신호의 I성분에 기초하여 제1신호를 생성한다.
제2신호생성부(230)는 제3지연기(231), 제4지연기(232), 및 제2가산기(233)을 갖으며, 동기신호의 Q성분에 기초하여 제2신호를 생성한다.
제산기(250)는 제1신호생성부(210)에서 생성된 제1신호를 제2신호생성부(513)에서 생성된 제2신호로 나누며, 이에 의해 변수성분인 시간성분과 위상성분이 제거된 주파수 에러에 관한 함수를 출력한다.
옵셋검출부(270)는 제산부(250)에서 출력된 주파수 에러 함수에 기초하여 주파수 옵셋을 추정한다.
도 3은 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 방법에 대한 흐름도이며, 수학식을 참조하여 본 발명에 따른 주파수 옵셋 추정 과정을 상세하게 설명한다.
제1신호생성부(210)는 동기신호인 PN 시퀀스의 I성분을 이용하여 제1신호를 생성한다. 예컨데, PN 시퀀스에 반송파 주파수 옵셋이 존재하는 경우, PN 시퀀스의 I성분은 다음의 수학식 1과 같이 주어진다.
여기서, PN(n)은 PN 시퀀스 함수이며, n은 시간,는 위상이며,는 반송파 주파수 옵셋이다.
수학식 1과 같이 주어진 I성분은 제1지연기(211)와 제2지연기(212)에 의해 2n만큼 지연된 I성분이 출력된다. 지연된 I성분는 수학식 2와 같이 주어진다.
제1가산기(213)은 I성분와 지연된 I성분의 차를 구하여 제1신호를 생성한다(S311). 제1신호는 수학식 3과 같이 주어진다.
한편, 제2신호생성부(230)는 동기신호인 PN 시퀀스의 Q성분을 이용하여 제2신호를 생성한다. 예컨데, PN 시퀀스에 반송파 주파수 옵셋이 존재하는 경우, PN 시퀀스의 Q성분은 다음의 수학식 4과 같이 주어진다.
여기서, PN(n)은 PN 시퀀스 함수이며, n은 시간,는 위상이며,는 반송파 주파수 옵셋이다.
수학식 4과 같이 주어진 Q성분은 제3지연기(231)와 제4지연기(232)에 의해 2n만큼 지연된 Q성분이 출력된다. 지연된 Q성분는 수학식 5와 같이 주어진다.
제2가산기(233)은 Q성분와 지연된 Q성분의 합을 구하여 제2신호를 생성한다(S313). 제2신호는 수학식 6과 같이 주어진다.
수학식 3 및 수학식 6을 참조할 때, 제1 및 제2신호생성부(511,513)에서 각각 생성된 제1신호및 제2신호의 PN(n)은 실수항이며, 그 크기는 항상 일정하고, 부호만 바뀌는 항이 된다. 따라서, 수학식 7과 같이 다시 전개할 수 있다.
제산기(250)는 제1신호와 제2신호의 비율을 산출한다(S315). 즉, 삼각함수 공식에 의하여 PN(n)항, 및 시간과 위상변수인 n,가 제거되어 제산기(250)에서 출력되는 비율 R은 수학식 8과 같이 주어진다.
즉, 제산기(250)의 출력신호는의 함수로 주어진다.
따라서, 옵셋검출부(270)는 수학식 8의 tan 함수값을 이용하여 주파수 옵셋를 검출한다(S317). 예컨데,값이 1이하이면에 대응하는을 주파수 옵셋으로 하고,값이 1이상이면값에 대응하는을 주파수 옵셋으로 한다. 이상의 결과는, 주파수 옵셋은이하라는 가정하에 성립하며, 실제 상황에서도를 넘는 주파수 옵셋은 존재하지 않는다.
이상과 같은, 주파수 옵셋 추정 과정에 의하면 정확한 PN 시퀀스를 찾지 않아도, 정확하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있으며, 이에 의해 주파수 옵셋을 보상할수 있다.
본 발명에 따르면, 동기신호인 PN 시퀀스의 정확한 검출에 여부에 무관하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있음으로 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 정확한 PN 시퀀스를 찾을 필요가 없고, 둘째, 매 심볼 마다 변하는 PN 시퀀스에 무관하며, 세째, 부정확한 PN 시퀀스에 의한 주파수 옵셋 추정의 에러를 막을 수 있으며, 네째, 매 심볼 마다 변하는 PN 시퀀스를 보다 정확하게 찾기 위한 별도의 회로구현이 필요없다.
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 (10)
- 동기신호의 I성분신호을 이용하여 제1신호를 생성하는 제1신호생성부;상기 동기신호의 Q성분신호을 이용하여 제2신호를 생성하는 제2신호생성부;상기 제1신호 및 상기 제2신호의 비율을 산출하는 제산부; 및산출된 상기 비율에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 옵셋검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제1신호생성부는,상기 I성분신호를 소정시간 지연시키는 제1지연부와,상기 I성분신호와 상기 제1지연부에 의해 지연된 I성분신호의 차를 구하는 제1가산기를 포함하며,상기 제2신호생성부는,상기 Q성분신호를 상기 소정시간 지연시키는 제2지연부와,상기 Q성분신호와 상기 제2지연부에 의해 지연된 Q성분신호의 합을 구하는 제2가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제1신호생성부에서 생성된 상기 제1신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:여기서,는 동기신호의 I성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
- 제 1항에 있어서,상기 제2신호생성부에서 생성된 상기 제2신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:여기서,는 동기신호의 Q성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
- 제 1항에 있어서,상기 제산부에서 산출한 비율 R은 다음의 식과 같이 나타나며, 상기 옵셋검출부는 상기 비율 R에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치:
- 동기신호의 I성분신호을 이용하여 제1신호를 생성하는 제1신호생성단계;상기 동기신호의 Q성분신호을 이용하여 제2신호를 생성하는 제2신호생성단계;상기 제1신호 및 상기 제2신호의 비율을 산출하는 단계; 및산출된 상기 비율에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 검출단계;를 포함하는것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법.
- 제 6항에 있어서,상기 제1신호생성단계는,상기 I성분신호를 소정시간 지연시키는 제1지연단계와,상기 I성분신호와 상기 제1지연부에 의해 지연된 I성분신호의 차를 구하는 제1가산단계를 포함하며,상기 제2신호생성단계는,상기 Q성분신호를 상기 소정시간 지연시키는 제2지연단계와,상기 Q성분신호와 상기 제2지연부에 의해 지연된 Q성분신호의 합을 구하는 제2가산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법.
- 제 6항에 있어서,상기 제1신호생성단계에서 생성된 상기 제1신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:여기서,는 동기신호의 I성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
- 제 6항에 있어서,상기 제2신호생성단계에서 생성된 상기 제2신호는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:여기서,는 동기신호의 Q성분신호, D는 지연값, n은 시간변수,는 위상변수,는 반송파 주파수 옵셋임.
- 제 6항에 있어서,산출된 비율 R은 다음의 식과 같이 나타나며, 상기 검출단계는 상기 비율 R에 기초하여 주파수 옵셋을 검출하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정방법:
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020030036296A KR20040107563A (ko) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | 다중 반송파 수신 시스템의 주파수 옵셋 추정장치 및 그의동작방법 |
| CNA2004100452486A CN1574807A (zh) | 2003-06-05 | 2004-06-04 | 多载波接收机的频率偏移估计器及其频率偏移估计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN (1) | CN1574807A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8446990B2 (en) | 2007-09-05 | 2013-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for carrier frequency offset synchronization of orthogonal frequency division multiplexing receivers |
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2003
- 2003-06-05 KR KR1020030036296A patent/KR20040107563A/ko not_active Application Discontinuation
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2004
- 2004-06-04 CN CNA2004100452486A patent/CN1574807A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| US8446990B2 (en) | 2007-09-05 | 2013-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for carrier frequency offset synchronization of orthogonal frequency division multiplexing receivers |
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|---|---|
| CN1574807A (zh) | 2005-02-02 |
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