KR20050089840A - 정확한 주파수 오프셋의 ｐｏｓｔ-ｆｆｔ 수정을 수행하기위한 장치 및 관련 방법 - Google Patents

정확한 주파수 오프셋의 ｐｏｓｔ-ｆｆｔ 수정을 수행하기위한 장치 및 관련 방법 Download PDF

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Abstract

직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)
시스템(100)에서, 에어 인터페이스를 통한 OFDM 신호의 수신단은 트레이닝 심볼들(110)이 에어 인터페이스 및 분할 주파수 오프셋(예, 단일 인터케리어 스페이싱보다 작은 주파수 오프셋)을 효과적으로 추정할 수 있는 post-FFT 수신단 알고리듬의 프레임 구조에 포함되도록 정의한다. 상기 알고리듬은 증가된 하드웨어 복잡성을 이용하여 큰 주파수 오프셋(예, 단일 인터케리어 스페이싱 보다 더큰 경우)을 추정하도록 수정될 수 있다. 알고리듬은 가장 단순한 구현에 있어서는 상관기 블락을 요구하지 않는다. 주파수 검출 그 자체는 매우 낮은 SNR 환경에서 뛰어난 성능을 나타낸다. 그러나, 타이밍 에러에 노이즈가 부가되는 경우에도, 낮은 SNR에서도 좋은 수행이 보장되도록 시스템 파라미터들은 실질적으로 제작된다.

Description

정확한 주파수 오프셋의 ＰＯＳＴ-ＦＦＴ 수정을 수행하기 위한 장치 및 관련 방법{Apparatus, and associated Method, for effectuating POST-FFT correction of fine frequency offset}
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세히, 확장된 검출 범위 및 낮은 복잡성을 지닌 정확한 주파수 오프셋의 post-FFT을 수정하기 위한 장치 및 관련 방법에 관한 것이다.
광대역 무선 텔레통신에서, 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM, 이하 "OFDM"으로 기재하기로 한다) 방식은 다수 반송파 변조(MCM, Multicarrier Modulation)의 특별한 경우로, 스트림을 다수의 병렬 비트 스트림으로 분할하거나 데이터 스트림을 여러개의 반송파 또는 부반송파로 변조하는 방식이다. 종래의 OFDM 시스템은 정보 데이터를 변조하거나 복조하기 위하여 각각 IFFT 및 FFT를 이용하였다.
그러나 OFDM 시스템은 부반송파들 내의 직교성이 파괴되는 경우에, 예를 들어, ICI(Inter Carrier Interference)와 같은 경우 주파수 오프셋에 영향을 많이 받는다.
그러한 주파수 오프셋은 다양한 이유로 발생되며, 로컬 오실레이터 오차한도에 따른 송신단과 수신단의 주파수 차이, 전달 경로를 통한 이동 기지국 및 반사 객체의 움직임에 따른 도플러 움직임, 및 동시 발생 위상 노이즈를 부가시킬 수 있는 부가적 노이즈등이 그 예이다.
주파수 오프셋으로 인해 OFDM 전송이 상당히 교란됨에 따라, 수신단에서 오프셋을 정확하게 수정할 필요가 도출된다. 이러한 문제점에 대한 많은 해결책들이 시간 도메인(pre-FFT) 또는 주파수 도메인(post-FFT)내에서 처리 될 수 있는 프로세싱으로 종래기술에 존재하였다.
특히, Moose ("A Technique for Orthogonal Frequency Division Multiplexing Frequency Offset Correction", IEEE 1994)에 의한 접근 방식은 주어진 트레이닝 심볼(training symbol)의 반복에 기초한 post-FFT를 제안한다.
그러한 post-FFT 알고리듬은 ±0.5 인터-케리어 스페이싱(부반송파 스페이싱으로도 알려진)까지 수정할 수 있으며, 적어도 2 개의 트레이닝 심볼을 필요로 한다. 그러나, post-FFT 알고리듬의 수행은 최대 ±0.5 인터-케리어 스페이싱까지 수정할 수 있는 CP(Cyclic Prefix) 상관에 기반한 pre-FFT 알고리듬과 동일하게 된다.
일반적으로, 선행 기술에 제안된 정확한 주파수 오프셋(fine frequency offset)수정을 수행하기 위한 알고리듬은 송신 시스템이 ±0.5 인터-케리어 스페이싱보다 큰 주파수 오프셋과 함께 작동되는 경우 개략적 주파수 오프셋(coarse frequency offset) 알고리듬과 결합된다.
종래 기술에서 post-FFT 프로세싱이 큰 주파수 오프셋 검출에 종종 사용되는 것을 볼 수 있으나, 이는 ICI의 존재에 따른 정확한 주파수 동기화에 사용되는 것은 아니다.
따라서, 정확한 주파수 오프셋의 post-FFT 수정을 실현하기 위하여 이용되는 방법에 대한 탐색이 계속적으로 이루어 지고 있다.
본 발명은, 정확한 주파수 오프셋의 post-FFT 수정을 실현하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이며, 특히 OFDM-기반 시스템의 수신단에서 사용되는 알고리듬과 관련된다.
본 발명의 정의에 따라, 트레이닝 심볼들은 에어 인터페이스의 프레임 구조 및 분할 주파수 오프셋(예, 단일 인터케리어 스페이싱보다 작은 경우)을 효율적으로 추정할 수 있는 post-FFT 수신단에 포함되는 것으로 정의된다. 알고리듬은 큰 주파수 오프셋(예, 단일 인터케리어 스페이싱보다 큰 경우)을 추정하기 위해 보다 복잡한 하드웨어를 이용하여 수정된다.
이 알고리듬은 가장 간단한 구현에 있어서는 상관기(correlator) 블락을 필요로 하지 않는다. 노이즈로부터의 면역성 관점에서, 주파수 검출 그 자체는 매우 낮은 SNR(신호대 잡음 비율) 환경에서도 뛰어난 성능을 나타낸다. 그러나, 노이즈에 타이밍 에러에 부가된 경우에도, 실질적으로 낮은 SNR 환경에서도 좋은 수행을 보장할 수 있도록 시스템 파라미터들이 제작된다.
본 발명의 선호되는 일실시예에서, 정확한 주파수 오프셋의 post-FFT 수정을 위해 하나 이상의 트레이닝 심볼을 지닌 OFDM 신호는 OFDM 신호의 규칙적으로-간격을 두어 배치된 부반송파에 실려 전송되고, OFDM 신호는 FFT를 이용하여 주파수 도메인으로 전환된다. OFDM 신호의 파일럿 위상은 OFDM 신호의 발생에 사용되는 하나 이상의 심볼에 대응하는 하나 이상의 트레이닝 심볼을 이용하여 보상된다.
OFDM 신호의 분할된 주파수 오프셋은 트레이닝 심볼에 기초하여 결정되고, OFDM 신호는 결정된 분할 주파수 오프셋의 양에 따라 수정된다. post-FFT 수신단 알고리듬은 또한 MIMO 구조에서 사용되는 것이 효과적이다. 본 발명의 한가지 이점은 수신단 알고리듬뿐만이 아니라 에어 인터페이스의 부분까지 통합한 점이다.
이상에서 본 발명의 기술적 이점 및 특징에 대하여 개략적으로 살펴보았으며, 이하에서 보다 이해될 수 있도록 본 발명의 상세한 설명을 기술하겠다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 특징을 구체화한 무선 통신 시스템을 도시한 고차원적 개념 블락도이다.
도 2 는 트레이닝 심볼을 컴퓨팅 하기 위하여 트레이닝 시퀀스를 구체화 하기 위한 본 발명의 특징을 구체화 하는 로직을 도시한 흐름도이다.
이하 설명에서, 많은 특정 실시예들이 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 본 발명이 그러한 특정 실시예들 없이도 실행될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 잘 알려진 엘리먼트들은 불필요한 설명으로 본 발명을 불명료하게 하지 않기 위해 구조도 또는 블락도로 도시된다. 또한, 대부분의 경우, 무선 통신, OFDM, FFT와 관련된 실시예들은 본 발명의 완전한 이해에 필요하다고 여겨지지 않는 경우 설명에서 제외되었으며, 관련 기술의 당업자에게 자명하다고 간주하였다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, post-FFT 프로세싱이 큰 주파수 오프셋 검출에 종종 사용되는 것을 볼 수 있으나, 이는 ICI의 존재에 따른 정확한 주파수 동기화에 사용된 것은 아니다.
본 발명에서, ICI 는 부반송파의 일 부분만이 사용되는 곳에서 트레이닝 심볼을 채용함으로써 제한된다. 액티브 부반송파(본 명세서에서는, 파일럿 부반송파와 관련됨)는 규칙적으로 배치되며, 그 결과 주파수 오프셋에 직면하는 경우 조차도, 인접한 반송파들의 영향으로 감쇄된다. 부반송파의 post-FFT 위상은 다음의 단계에서 증명된 것과 같이 주파수 오프셋에 직접적으로 비례한다.
, △f1 은 정수 오프셋이다( 인터케리어 스페이싱의 정수값에 대응하는),△fF 는 분할 오프셋이며, T는 심볼 구간이며(CP를 제외한), FFT의 m번째 저장소의 출력은 다음과 같이 주어짐을 볼 수 있다.
이 때, 2002년 Chiba Institute of Technology에서 K. Takahashi의 논문 "Frequency Synchronization for Offset over the Subcarrier Spacing in OFDM Systems"에 설명된 바와 같이 IICIm 는 ICI에 기인하며, Nm은 부가적 노이즈에 기인한다.
본 발명에 있어서, ICI에 기인한 항은 무시될 수 있으며, 노이즈 역할도 무시하는 경우, 위상에 영향을 미칠 수 있는 유일한 항은 이미 보이는 바와 같이이다. 인터케리어 스페이싱("부반송파 스페이싱"이라고도 알려진)까지의 주파수 오프셋은 다음의 형태로 추산된다.
이 때, η은 상수이고 P는 영이 아닌 부반송파의 숫자이다.
R1이 FFT 프로세싱 후의 파일럿 심볼인 경우, 는 본 발명에서 다음에 설명되는 것과 같이 처리된 파일럿들이다.
도 1과 관련하여, 도면 번호 100은 일반적으로 본 발명의 특징을 구체화한 무선 텔레통신 시스템의 고차원 블락도이다. 상기 시스템(100)은 통신 채널(104)을 통해 수신단(106)으로 통신하기 위해 구현된 송신단(102)을 포함한다.
송신단(102) 및 수신단(106)은 각각 회로 및 관련 부품을 지닌 다수의 모듈을 포함하고, 이는 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 명백하게 제작, 개발 및 구현 가능한 성분으로 대체 할 수 있음을 유의하여야 한다.
송신단(102)은 종래 방법으로 주파수 도메인에서 OFDM 신호로 하나 이상의 데이터 신호(101)를 수신하고 변조하기 위한 변조 모듈(108)을 포함한다. 트레이닝 심볼 모듈(110)은 OFDM 신호르 구성하는 변조된 데이터 심볼의 프레임 구조로 하나 이상의 트레이닝 심볼 k(t)을 삽입하기 위한 변조 모듈(108)에 연결된다.
본 발명에 따라, 상기 트레이닝 심볼(들) k(t)는 규칙적으로 떨어지게 배치된 부반송파(본 명세서에서는 파일럿 부반송파와 관련됨)만을 이용하여 이하에서 보다 상세히 설명될 post-FFT 파일럿 위상 이동 보상 모듈(120)로 전송되고, 그 결과 주파수 오프셋에 직면한 경우조차도, 가까운 부반송파의 영향이 사용하지 않은 부반송파의 인터벌에 따라 상쇄된다.
송신단(102)에서 OFDM 신호가 시간 도메인에서 다음과 같이 표현되는 경우
트레이닝 심볼 모듈(110)에 의해 생성된 하나 이상의 트레이닝 심볼 k(t)은 다음과 같이 결정되는 것이 바람직하다.
α는 타임 신호의 크기를 조절하는 상수이고, ρ와 cs 는 트레이닝 심볼들 내의 파일럿들의 분배를 조절한다. 대안적으로, 트레이닝 심볼들 k(t)는 다음과 같이 결정될 수 있다.
K(l)은 로우-PAPR 코드이다. 예를 들면, 다음과 같다.
K(l)= α(1+j)(-1)v v=0,1,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,...
바람직한 실시예에서, 개선된 PAPR(Peak to Average Power Ration)는 다음 시퀀스의 주파수 축선상에서 주기적으로 반복되는 트레이닝 심볼을 이용함으로써 획득될 수 있다.
K(l)=α(1+j)(-1,-1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1)
(길이 14, PAPR=5.29dB)
K(l)=α(1+j)(1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,-1)
(길이 16, PAPR =4.85dB)
실질적으로 가장 바람직한 시퀀스는 부반송파 및 파일럿 인터벌의 특정 수로 구체화되며, 그것 중의 하나의 로직이 도 2에 도시된 흐름도(200)에 의해 예시되었다.
흐름도(200)에 도시된 트레이닝 시퀀스는 단일 트레이닝 심볼을 생성하고, 다수의 트레이닝 심볼이 있는 경우, 완전한 트레이닝 시퀀스가 다수의 동일한 심볼들 또는 다른 심볼들로부터 만들어진다.
도 2 에 예시된 것과 다른 다수의 트레이닝 시퀀스가 이용될 수 있으나, 본 발명에서 당업자에게 자명한 것으로 고려하여 여기서 보다 상세한 설명은 언급하지 않기로 한다.
도 1 과 다시 관련하여, IFFT 모듈(114)는 OFDM 신호를 채널(104)에서 전송을 위해 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 전환하기 위하여 트레이닝 심볼 모듈(110) 및 채널(104)간에 상호 연결된다.
상기 채널(104)은 바람직하게 송신단(102)으로부터 수신단(104)까지 OFDM 신호를 송신하기 위한 종래의 수단을 포함한다. 그러한 수단은, 예를 들어, 안테나 구조 및 전송단(102)으로부터 생성 및 전송을 위한 관련 장치, 그리고 무선 주파수(RF) 매체로 수신단(106)에서 OFDM 신호를 수신하기 위한 관련 장치를 포함한다. 채널(104)과 같은 채널은 당업자에게 자명하며, 따라서 본 발명에서 상세한 설명은 언급하지 않기로 한다.
채널(104)의 수신단 측에서, 수신단(106)은 시간 도메인에서 수신된 OFDM 신호의 주파수와 수신단(106)을 동기화 하기 위한 시간 동기화 모듈(116)을 포함한다. FFT 모듈(118)은 OFDM 신호를 시간 영역으로부터 주파수 도메인으로 전환하기 위한 동기화 모듈(116)에 연결된다. 모듈(116, 118)은 당업자에게 자명하므로, 본 명세서에서는 상세한 설명은 언급하지 않기로 한다.
본 발명에서, 부반송파의 post-FFT 위상은 주파수 오프셋에 직접적으로 비례한다. 위상 이동 보상 모듈부(120)는 송신단(102)의 트레이닝 심볼 삽입 모듈부(110)에 의해 사용되는 동일한 트레이닝 심볼들을 이용함으로써, 점선으로 112에 표시된 바와 같이, 수신단에 알려진 파일럿 부반송파 값에 기초하여 OFDM 신호의 위상을 보상하기 위한 FFT 모듈부(118)에 연결된다.
Rl은 FFT 프로세싱 이후의 파일럿 심볼들이고, 는 원 파일럿 위상의 회전을 제거함(de-rotating)으로써 처리된 파일럿이다.
명확하게, ka(t)에 대하여
kb(t)에 대하여
잔류(residual)시간 이동 보상 모듈부(122)는 OFDM 신호의 잔류 시간 이동을 보상하기 위한 파일럿 위상 보상 모듈부(120)에 연결되고, 위상 평균 모듈부(124)는 잔류 시간 이동 보상 모듈부(122)에 효과적으로 연결된다.
상기 모듈부(122)는 두 개의 연속한 파일럿들 간에서 평균 위상 회전을 앞서 추정한 것으로부터 초래된 시간 동기화가 완전하지 않은지를 결정하기 위해 구현되며, 이 추정은 상대적으로 노이즈에 영향을 받기 쉽고 또한 상당히 부정확한 정교 시간 동기화를 초래하게 된다.
불완전한 시간 동기화가 있다고 결정되는 경우, 모든 파일럿들의 위상은 부반송파 인덱스에 비례하는 양까지 회전된다. 이 위상 오프셋은 이미 두 개의 연속한 파일럿 간의 평균 위상 회전을 추정함으로써 이미 수정되었다. 선호되는 일 실시예에서, 두 개의 연속한 파일럿들 간의 평균 위상 회전은 예를 들어 다음의 매트랩 코드를 이용하여 추정될 수 있다.
전형적으로, 파일럿 심볼 값들에 기초한 작동이 아니라 파일럿 심볼 위상에만 기초한 작동이 필요하며, 그에 따라 본 발명은 부가 내지 공제됨으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명이 파일럿 심볼 위상들을 이용하여 직접적으로 구현되는 경우, 위상은 복소수 지수 값들을 이용할 필요 없이 부가되거나 공제될 수 있다.
두 개의 연속한 파일럿들 간의 평균 위상 회전이 추정되고 상당히 부정확한 정교 시간 동기화가 이루어졌다고 결정되는 경우, 매우 낮은 SNR에서 적합한 작동을 위해, 상기 위상 회전의 추정은 다수의 트레이닝 심볼들에 대하여 위상 평균 모듈부(124)에 의해 평균화 되는 것이 바람직하다. 그러나, 이는 이미 획득되고 버퍼링을 요구하지 않으므로 모든 심볼에 대한 단일 값을 저장하기에 충분하다.
주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126)는 OFDM 신호의 추가적인 프로세싱을 위하여 잔여 시간 이동 보상 모듈부(122)에 연결되고 주파수 오프셋 평균화 모듈부(128)는 모듈(126)에 연결된다.
본 발명에서, 위상 이동 보상 모듈부(126)는 다음의 식에 따라 계산된 분할 주파수 오프셋을 추정한다.
이 때, η은 상수이고 P는 영이 아닌 파일럿 부반송파의 수이다.
주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126)는 또한 시스템(100)이 다수의 트레이닝 심볼들을 필요로 하는지를 결정하기 위해 구현된다. 그리고, 그런 경우, 상기 모듈부(126)는 각 트레이닝 심볼을 위해 주파수 오프셋을 계산하도록 구현되는 것이 바람직하고, 주파수 오프셋 평균화 모듈부(128)는 패킷 버퍼링 없이 시간 도메인에서 주파수 오프셋을 평균화 하기 위해 구현되는 것이 바람직하다.
주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126)는 그 후 주파수 오프셋에 의해 주파수를 수정하고, 평균화하거나 평균화 하지 않은 채 추정된다.
복조 모듈부(130)는 OFDM 신호를 복조하고, 임의적으로 정교 시간 동기화(추가적으로 모듈(116)에 의해 수행되는 동기화)하기 위하여 주파수 오프셋과 추정 수정 모듈부(126)에 연결됨으로써, 송신단(102)이 수신한 데이터 심볼들(101)에 대응하는 데이터 심볼들(132)을 생성한다.
상기 복조 모듈부(130)는 추가적인 프로세싱을 위해 당업자에게 잘 알려진 종래 모듈(도시 안됨)에 데이터 심볼들(132)을 전송하기 위해 연결된다.
작동에서, 데이터 심볼들(101)의 스트림은 송신단(102)으로 수신된다. 데이터 심볼들(101)은 복조 모듈부(108)에 의해 주파수 도메인 내의 OFDM 신호로 복조된다.
트레이닝 심볼들은 모듈부(110)에 의해 데이터 심볼들에 부가되고, IFFT 모듈부는 채널(104)에 대한 송신을 위하여 OFDM 신호를 주파수 도메인에서 시간 도메인으로 전환한다. 상기 데이터 심볼들은 그 후 채널(104)에서 수신단(106)으로 전송된다.
수신단(106)에서, 시간 동기화 모듈부(116)는 채널(104)을 통해 송신단(102)으로부터 수신한 OFDM 신호의 주파수와 시간 도메인 내의 수신단(106)을 동기화 한다.
FFT 모듈(118)은 OFDM 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 전환한다. 위상 이동 보상 모듈부(120)는 그 후 송신단(102)의 트레이닝 심볼 삽입 모듈부(110)에 의해 사용되는 동일한 트레이닝 심볼들을 이용하는 수신단에 알려진 파일럿 부반송파 값에 기초한 OFDM 신호의 위상을 보상한다.
잔류 시간 이동 보상 모듈부(122)는 그 후 OFDM 신호와 불완전한 시간 동기화가 있는지를 결정하고, 불완전한 시간 동기화가 있는 경우, 모든 파일럿들의 위상을 부반송파 인덱스에 비례하는 양만큼 회전시킨다.
모듈(122)은 추가적으로 정교 시간 동기화가 상당히 부정확하게 이루어 졌는지를 결정하고, 상당히 부정확하게 이루어진 경우, 매우 낮은 SNR에서 적합한 작동을 위해, 위상 회전의 양을 다수의 트레이닝 심볼에 대해 위상 평균 모듈부(124)에서 평균화 하는 것이 바람직하다. 주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126)는 그 후 다음의 식에 따라 계산된 분할 주파수 오프셋을 추정한다.
이 때, η은 상수이고 P는 영이 아닌 파일럿 부반송파의 수이다.
주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126)는 또한 시스템(100)이 다수의 트레이닝 심볼들을 필요로 하는지를 결정하고, 필요로 하는 경우, 주파수 오프셋을 주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126)에서 각각의 트레이닝 심볼을 위해 계산하고 주파수 오프셋 평균화 모듈부에서(128) 바람직하게패킷 버퍼링 없이 시간 도메인 내에서 평균화 한다.
OFDM 신호는 그 후 모듈부(130)에 의해 복조되고, 그리고 데이터 심볼들(101)에 대응하는 데이터 심볼들(132)은 추가적인 프로세싱을 위해 종래 모듈로 전송된다.
본 발명의 이용에 있어, 특히 파일럿 위상 보상 모듈부(126, 128), 분할 주파수 오프셋(예, 하나의 인터케리어 스페이싱보다 작은 것의 주파수 오프셋)에 관하여 위에서 설명한 알고리듬은 효과적으로 추정된다. 보다 구체적으로, 수신단의 검출 범위는 종래 알고리듬의 ±0.5 인터케리어 스페이싱과 비교할 때, (1-ε)인터케리어 스페이싱까지 확장된다.
ICI가 적합한 트레이닝 심볼 디자인으로 인해 처리되는 경우, ε는 0.02만큼 작을 수 있다. IEEE 802.11a와 같은 시스템은 ±0.8 인터케리어 스페이싱의 수정을 요구하고, 그 결과 이 알고리듬은 완전한 주파수 동기화를 하기에 충분하다. 수신단이 어떻게 구현되는지에 따라, 본 발명의 알고리듬은 또한 다른 알고리듬을 구현하는 것보다 보다 경제적으로 저렴하다. 본 발명은 또한 상관기 블락을 요구하지 않는다.
게다가, 종래 기술과 달리, 본 발명은 적어도 두 개의 트레이닝 심볼을 요구하지 않으며, 단일 트레이닝 심볼과 작동할 수 있다. 다수의 트레이닝 심볼의 이용은 선택적이며, 이는 평균화를 통해 노이즈의 영향력을 낮추기 위한 목적만을 지닌다.
게다가, 본 발명의 알고리듬은 최소한의 메모리 양만을 필요로 하며, 심지어 다수의 트레이닝 심볼간의 평균화를 추정하는 경우 조차도 어떠한 패킷 버퍼링도 요구되지 않는다.
또한, PAPR은 바르게 인식된 트레이닝 심볼을 채택함으로써 적당한 레벨로 감소될 수 있다.
본 발명은 다양한 형태 및 실시예들을 취할 수 있다. 따라서, 여러가지 변형이 본 발명의 기술적 사상 및 영역에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 예를 들어, 주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126, 28)는 FFT 모듈(118) 및 파일럿 위상 보상 모듈부(120)간에 상호 연결된 상관기 블락을 통해 +/- 0.5 인터케리어 스페이싱까지 오프셋을 감소시킴으로써 상당히 큰 주파수 오프셋(예, 일 인터케리어 스페이싱보다 큰)으로 수정될 수 있다.
즉, 수신단의 검출 범위를 확장하고 싶은 경우, 주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈부(126, 128)에 의해 이용되는 알고리듬은 예를 들어, post-FFT 트레이닝 심볼들 및 원 트레이닝 심볼들 간의 상관의 최대값을 찾음으로써 인터케리어 스패이싱의 오프셋 배수들을 수정하는 알고리듬과 결합되어야 한다.
또 다른 변형으로는, 주파수 오프셋 추정 및 수정 모듈(126, 182)이 사용하는 알고리듬은 WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템(예, IEEE 802.11a), MIMO(Multiple -Input Multiple- Output) 무선 시스템 구조(예, MIMO 구조 내의 동기화 시스템의 주파수 추정부)등과 같은 OFDM 변조를 이용하는 다수의 상품에서 효과적으로 이용될 수 있다.
또 다른 변형으로는, 본 발명은 여기서 설명된 것 외에 다른 트레이닝 심볼들을 이용하여 구현될 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 정확한 주파수 오프셋의 post-FFT 수정을 수행하기 위한 방법으로서,
    OFDM 신호의 규칙적으로-떨어져 배치된 부반송파 부분에 실려 전송된 하나 이상의 트레이닝 심볼들을 지닌 OFDM 신호를 수신하는 단계;
    FFT를 이용하여 상기 OFDM 신호를 주파수 도메인으로 전환하는 단계;
    상기 OFDM 신호의 생성에 사용되는 하나 이상의 트레이닝 심볼들에 대응하는 하나 이상의 트레이닝 심볼들을 이용하여 상기 OFDM 신호의 파일럿 위상을 보상하는 단계;
    상기 하나 이상의 트레이닝 심볼들에 기초한 상기 OFDM 신호의 분할 주파수 오프셋을 결정하는 단계; 및
    상기 분할 주파수 오프셋의 양에 따라 상기 OFDM 신호를 수정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결정 단계는
    주파수 도메인에서 영이 아닌 파일럿 부반송파들의 수 및 파일롯 심볼들의 수와 관련하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 결정 단계는
    과 관련하여 수행되며, 이 때, η은 상수이고 P는 영이 아닌 파일럿 부반송파들의 수인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 결정 단계는
    하나 이상의 트레이닝 심볼이 있는지를 결정하는 단계;
    하나 이상의 트레이닝 심볼이 있는 경우, 각 트레이닝 심볼에 대응하는 분할 주파수 오프셋을 결정하는 단계;
    각 트레이닝 심볼에 대응하는 상기 분할 주파수 오프셋들을 평균화 함으로써 평균 분할 주파수 오프셋을 결정하는 단계;를 더 포함하고
    그리고 상기 수정 단계는
    상기 평균 분할 주파수 오프셋 양에 따라 상기 OFDM 신호를 수정하는 단계;를 더 포함하는 것을 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 동기화가 불완전한지를 결정하는 단계; 및
    상기 타이밍 동기화가 불완전한 경우, 부반송파 인덱스에 비례하는 양까지 모든 파일럿들의 위상을 회전하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이밍 동기화가 불완전한지를 결정하는 단계;
    하나 이상의 트레이닝 심볼이 있는지를 결정하는 단계; 및
    타이밍 동기화가 불완전하고 하나 이상의 트레이닝 심볼이 있는 경우, 상기 하나 이상의 트레이닝 심볼들에 대하여 평균화된 부반송파 인덱스에 비례하는 양까지 모든 파일럿들의 위상을 회전하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수-수정 OFDM 신호들을 복조함으로써 데이터 심볼들을 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 심볼 타이밍의 정교 동기화 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은
    WLAN(Wireless Local Area Network) 및 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 무선 시스템 구조 중 하나 이상에 적합한 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은
    MIMO 무선 시스템 구조 내의 동기화 시스템의 주파수 추정 부분에 적합한 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 정확한 주파수 오프셋의 post-FFT 수정을 수행하기 위한 장치에 있어서,
    OFDM 신호의 규칙적으로-떨어져 배치된 부반송파 부분에 실려 전송된 하나 이상의 트레이닝 심볼들을 지닌 OFDM 신호를 주파수 도메인으로 전환하도록 구성된 FFT 모듈;
    상기 OFDM 신호의 생성에 사용되는 하나 이상의 트레이닝 심볼들에 대응하는 하나 이상의 트레이닝 심볼들을 이용하여 상기 OFDM 신호의 파일럿 위상을 보상하기 위하여 상기 FFT 모듈에 연결된 파일럿 위상 보상 모듈; 및
    상기 하나 이상의 트레이닝 심볼들에 기초하여 상기 OFDM 신호의 분할 주파수 오프셋을 결정하고 상기 분할 주파수 오프셋의 양에 따라 상기 OFDM 신호를 수정하는 파일럿 위상 보상 모듈에 연결된 분할 주파수 오프셋 및 수정 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋 및 수정 모듈은 추가적으로 주파수 도메인에서 영이 아닌 파일럿 부반송파들의 수 및 파일롯 심볼들의 수와 관련하여 상기 OFDM 신호의 분할 주파수 오프셋을 결정하기 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 주파수 오프셋 및 수정 모듈은 추가적으로 과 관련하여 상기 OFDM 신호의 분할 주파수 오프셋을 결정하기 위해 구성되며, 이 때, η은 상수이고 P는 영이 아닌 파일럿 부반송파들의 수인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 주파수 오프셋 및 수정 모듈은 추가적으로
    하나 이상의 트레이닝 심볼들이 있는지를 결정하고,
    하나 이상의 트레이닝 심볼이 있는 것으로 결정된 경우, 각 트레이닝 심볼에 대응하는 분할 주파수 오프셋을 결정하며,
    각 트레이닝 심볼에 대응하는 상기 분할 주파수 오프셋들을 평균화 함으로써 평균 분할 주파수 오프셋을 결정하도록 구성되고,
    그리고 상기 OFDM 신호의 수정은
    상기 평균 분할 주파수 오프셋 양에 따라 상기 OFDM 신호를 수정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 타이밍 동기화가 불완전한지를 결정하고, 상기 타이밍 동기화가 불완전한 경우, 부반송파 인덱스에 비례하는 양까지 모든 파일럿들의 위상을 회전하는 상기 파일럿 위상 보상 모듈과 상기 분할 주파수 오프셋 및 수정 모듈 간에 상호연결된 잔류 시간 이동 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 시간 동기화가 불완전한지 그리고 하나 이상의 트레이닝 심볼이 존재하는지를 결정하고, 그리고 상기 시간 동기화가 불완전하고 하나 이상의 트레이닝 심볼이 존재하는 것으로 결정된 경우, 상기 하나 이상의 트레이닝 심볼에 대해 평균화된 부반송파 인덱스에 비례하는 양까지 모든 파일럿들의 위상을 회전하기 위하여 상기 파일럿 위상 보상 모듈 과 상기 분할 주파수 오프셋 및 수정 모듈 간에 상호연결된 잔류 시간 이동 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 주파수-수정 OFDM 신호들을 복조함으로써 데이터 심볼들을 생성하기 위하여 상기 분할 주파수 오프셋에 연결된 복조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 심볼 타이밍의 정교 동기화를 위해 상기 FFT 모듈에 연결된 시간 동기화 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 장치는 WLAN및 MIMO 무선 시스템 구조 중 하나 이상과 함께 사용하기 위해 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 장치는 MIMO 무선 시스템 구조 내의 동기화 시스템의 주파수 추정 부분과 함께 사용하기 위해 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
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