KR20070081982A

KR20070081982A - 직교 주파수 분할 다중 시스템에서의 주파수 오차 검출방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070081982A
Application number: KR1020060014370A
Authority: KR
Inventors: 권윤주; 윤수진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2007-08-20
Also published as: EP1819119A1; US20070206692A1; KR100983502B1; US7945003B2

Abstract

본 발명의 직교 주파주 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM)시스템에서의 정수배 주파수 검출 방법 및 장치에 관한 것으로 본 발명의 방법은 수신 파일럿 신호의 주파수 인덱스에 따른 자기 상관값을 연산하는 과정과, 상기 연산값을 고려한 채널 상황이 미리 결정된 임계값보다 좋은 경우 연속 체크 방식을 정수배 주파수를 검출하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다. 본 발명의 장치는 수신 파일럿 신호의 주파수 인덱스에 따른 자기 상관값을 연산하는 수단과, 채널 상황에 따라 연속 체크 방식 또는 소프트 결합 방식을 설정하는 수단과, 상기 결정된 주파수 검출 방법을 이용하여 정수배 주파수를 검출하는 수단을 포함함을 특징으로 한다. 또한 상기 정수배 주파수 검출을 실패하는 경우 이미 수신된 심볼을 이용하여 소프트 결합 방식을 이용하여 정수배 주파수를 검출하는 수단을 더포함한다.

OFDM, CFO, 연속 체크 검출, 소프트 결합 검출

Description

직교 주파수 분할 다중 시스템에서의 주파수 오차 검출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING FREQUENCY OFFSET IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLE SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 DVB-H 시스템에서의 수신기를 나타낸 블록도

도 2는 일반적인 정수배 주파수 검출 장치를 나타낸 블록도

도 3은 연속 검출 방법을 이용하여 정수배 캐리어 주파수 오프셋값을 보상하는 주파수 검출 장치를 나타낸 도면

도 4는 연속 검출 방법을 이용하는 정수배 캐리어 주파수 오프셋값을 검출하는 방법을 나타낸 순서도

도 5는 본 발명에 따른 정수배 주파수 검출 장치를 나타낸 블록도

도 6은 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법을 나타낸 순서도

도 7a 및 도 7b는 종래의 정수배 주파수 검출 방법과 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법의 성능비교를 나타낸 그래프

본 발명의 직교 주파주 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM)시스템에서의 주파수 검출 방법에 관한 것으로, 특히 OFDM시스템에서의 정수배 주파수 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 OFDM 방식을 사용하는 시스템으로 IEEE802.11a 기반의 무선 랜, 지상파 DIGITAL TV 방송(T-DMB, DVB-H), 그리고 IEEE802.16e, IEEE802.20 기반의 휴대 인터넷 시스템이 있다. 이러한 OFDM시스템은 열악한 다중경로 페이딩(Fading) 채널 상황에서도 고속 데이터 전송이 가능한 효율적인 시스템이다. 하지만 OFDM 시스템의 가장 큰 단점중의 하나가 송신단과 수신단 사이의 캐리어 주파수 오차(Carrier Frequency Offset : CFO)에 대단히 민감하다는 것이다. 그러한 CFO는 결국 상호 캐리어 간섭(Inter-Carrier Interference : ICI)을 유발시켜서 시스템의 비트에러율(Bit Error Rate : BER) 성능(Performance)을 저하시키는 원인이 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 논 데이터 도움(Non Data-Aided) 방식과 데이터 도움(Data-Aided) 방식의 주파수 검출 기법이 사용된다. 상기 기법을 간략히 설명하면 상기 논 데이터 도움(Non Data Aided) 방식은 사이클릭 프리픽스(Cyclic Prefix : CP)와 CP의 원래 샘플(Sample)과의 상관성(Correlation)을 통하여 CFO을 검출한다. 하지만 이 방식은 시변 다중 채널의 페이딩과 지연으로 인하여 성능 저하가 발생하는 문제점이 있다. 그래서 일반적으로 CP 상관(CP Correlation) 방식은 완벽한 정확성이 요구되지 않은 시스템(Acquisition Mode)에서 사용된다. 이에 따라 결국 데이터 도움 파일럿(Data-Aided pilot)을 이용한 주파수 차이 검출 방법이 도입되었고, 상기 주파수 차이 검출 방법은 파일럿(Pilots) 신호의 할당 방법에 따 라 타임 도메인 트레이닝 블록(Time Domain Training Block(preamble))방법과 주파수 대역 할당 방법(Continuous Pilot Allocation)이 존재한다. 전자는 패스트 페이딩(Fast Fading)에 취약하고 후자는 주파수 효율성 측면에서 단점을 갖고 있다.

그러면 우선 일반적으로 사용되는 OFDM 시스템에서의 수신기의 구조에 대해 간략히 알아보기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 DVB-H 시스템에서의 수신기(100)를 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 수신기(100)는 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 컨버터(Analog to Digital Converter: ADC)(101)와, 모드(Mode) 정보와 대략적인 심볼 타이밍(Symbol Timing)와 FFT 윈도우의 시작위치 정보를 수신하여 소수배의 캐리어 주파수(Fine Carrier Frequency) 오프셋값을 생성하는 미세 캐리어 주파수 오프셋 보상 블록(Fine Carrier frequency offset Recovery : FCR)(105)로 구성된다. 또한 상기 모드 정보 및 심볼 타이밍을 추정하는 기능 블륵(107)과, 상기 FCR(105)와 추정된 정수배의 캐리어 주파수 오프셋값을 혼합하는 혼합기(103)와, 상기 혼합기(103)의 출력 신호를 수신하여 타임 도메인으로 변환하는 고속 푸리에 변환기(Fast Fourier Transform : FFT)(109), 상기 FFT(109)의 신호를 수신하여 정수배의 캐리어 주파수를 추정하는 정수배 캐리어 주파수 추정기(Coarse Carrier frequency offset Recovery : CCR)(113)로 구성된다.

상기 단말기(100)에서의 주파수 동기 처리 방법은 FFT(109)를 전후로 해서 소수배 캐리어 주파수 오프셋값을 보상해주는 전처리 FFT(Pre FFT processing) 과정과 정수배 캐리어 주파수 오프셋값을 보상 해주는 후처리 FFT(Post FFT processing) 과정으로 이루어진다. 모드 검출(Mode detection)과 Coarse STR후 얻게 되는 모드 정보와 대략적 심볼 타이밍 및 FFT의 시작위치 등을 이용하여 소수배 캐리어 주파수 오프셋값 추정을 하게 된다. 이후 FFT가 실행되고 여기서 나오는 OFDM 심볼들과 이미 알고 있는 연속 파일럿(Continual Pilot)의 정보를 이용하여 CCR(Coarse Carrier frequency offset Recovery) 과정을 수행한다.

종래 기술에 따른 단말기(100)에서 CFO를 추정하는 방법으로 앞서 언급한 주파수 대역 할당 방법중 연속 체크(Confidence Check) 방식이 있다. 상기 연속 체크 방식은 미리 설정된 연속 체크 카운터(Confidence Check Counter)에 지정된 값과 같은 연속적인 결과 값을 비교하여 정수배 주파수 차이를 검출하는 방법이다. 이러한 방법에서는 미리 결정된 값과 연속적인 결과값이 나오지 않으면 정수배 주파수 차이를 검출하기 위하여 새로운 OFDM 심볼을 필요로 하게 한다. 이는 정수배 주파수 차이 검출에 더 많은 시간을 필요로 한다. 결국, 빠른 주파수 동기의 실패로 인하여 상호 캐리어 간섭(Inter-Carrier Interference : ICI)의 영향을 더 오랜 시간 동안 겪게 되고 이는 최종 BER 성능의 저하를 낳는다. 또한 더 오랜 시간 동안 정수배 주파수 검출을 위한 로직이 동작되기 때문에 더 많은 동적 전력 소비를 유발시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 시스템에서 시스템의 성능을 높일 수 있는 정수배 주파 수 검출 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 OFDM 시스템에서 복잡도를 줄이면서도 보다 정확한 정수배 주파수 검출 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 OFDM 시스템에서 전력 소비를 줄일 수 있는 정수배 주파수 검출 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 시스템에서의 정수배 주파수 검출 방법에 있어서, 수신 파일럿 신호의 주파수 인덱스에 따른 자기 상관값을 연산하는 제 1과정과, 상기 연산값을 고려한 채널 상황이 미리 결정된 임계값보다 좋은 경우 연속 체크 방식을 정수배 주파수를 검출하는 제 2과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 연속 체크 방식에서 정수배 주파수 검출을 실패하면 이미 수신된 심볼을 이용하여 소프트 결합 방식을 이용함을 특징으로 한다.

상기 채널 상황은 수신 파일럿 신호의 신호대 잡음비를 이용함을 특징으로 한다.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 시스템에서의 정수배 주파수 검출 장치에 있어서, 수신 파일럿 신호의 주파수 인덱스에 따른 자기 상관값을 연산하는 수단과, 채널 상황에 따라 연속 체크 방식 또는 소프트 결합 방식을 설정하는 수단과, 상기 결정된 주파수 검출 방법을 이용하여 정수배 주파수를 검출하는 수단을 포함함을 특징으로 한다.

상기 정수배 주파수 검출을 실패하는 경우 이미 수신된 심볼을 이용하여 소프트 결합 방식을 이용하여 정수배 주파수를 검출하는 수단을 더포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 OFDM 시스템의 정수배 주파수 검출 장치는 복잡도를 최소화함과 동시에 보다 정확한 정수배 주파수를 검출하기 위해 기존의 연속 체크 방식에 수신된 신호의 심볼들의 결합하는 방식인 소프트 결합(Soft Combing)방식을 혼합하여 사용한다.

그러면 본 발명의 이해를 돕기 위해 우선 상기 연속 체크 방식의 정수배 주파수 검출방법에 대해 설명한다.

정수배 캐리어 주파수 검출 장치(Coarse Carrier frequency Recovery : CCR)는 캐리어 주파수 스패이싱(Carrier Frequency Spacing)의 정수배 오프셋값(Offset)을 보상하는 블록으로 FFT 연산 후 연속되는 두개의 OFDM 심볼을 통하여 이루어진다. CFO(Coarse carrier frequency offset : CFO)를 보상하기 위해서 DVB-H에 적용되는 파일럿중 하나인 연속 파일럿(Continual Pilot)을 이용한다. 상기 연속 파일럿은 모든 OFDM 심볼에 동일하게 위치하며, 파워 레벨(Power Level)을 상승시켜(Boosted) 전송된다. 각 모드별 연속 파일럿의 위치는 다음의 <표 1>에 나타내었다.

도 2는 일반적인 정수배 주파수 검출 장치를 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, FFT(201)는 미세 캐리어 주파수(FCR)가 보상된 신호를 수신하여 FFT 처리를 한다. 상기 FFT부(201)에 의해 FFT 처리 후, 곱셈기(205)는 연속 두 개의 OFDM 심볼

의 공액시킨(Conjugate) 값과,

의 곱셈 연산을 수행한다. 상기

의 공액복소수는 지연기(203)에 의해 구현된다. 여기서 l, k는 각각 심볼 번호(Symbol Number)와 캐리어 번호(Carrier number)를 나타낸다. 이후, 누적기(207)는 각 FFT 모드와 주파수대역(Bandwidth)에 따라 미리 정해진 Sarch_Range(m)(209) 값과 메모리 테이블(ROM table)에 저장되어 있는 연속 파일럿의 위치 정보(C)를 이용하여 구간내 예상되는 연속 파일럿 위치(k=C+m) 에서 파워(Power)의 합을 구한다.

한편 FFT 모드에 따라 상기 <표 1>와 같이 연속 파일럿의 개수가 틀리다. 그러나 2K, 4K 모드의 연속 파일럿의 위치는 8K 모드시 위치의 서브집합(Subset)이므로 8K 모드의 연속 파일럿의 위치를 메모리 테이블(ROM table)에 저장 후 카운터(Counter)를 두어 메모리 테이블 주소 접근(ROM table address access)을 제어함으로써 모든 모드에서 사용 할 수 있도록 한다. 이때 연속 파일럿은 일반 데이터 캐리어(Data Carrier)들에 비해 안정된 수신을 위해서 파워가 상승되어 전송되는 성질과, 이전 심볼과 현재 심볼 사이 연속 파일럿 캐리어(Continual Pilot Carrier)의 상관성(Correlation)을 이용하여 CCR(Coarse Carrier frequency offset Recovery) 동작을 수행한다. 상기 Search range는 100ppm 오실레이터(Oscillator)와 800MHz 주파수 밴드를 가정하면 다음의 <표 2>와 같은 값을 얻을 수 있다. 따라서 해당하는 Search_Range 동안 예상되는 연속 파일럿 위치에서 파워들의 합을 모두 구한 후, 절대값 산출기(211)에서 각각의 절대 값을 취한다. 그 후 최대 상관값 인덱스 추출기(215)에서는 결과값들 중에서 최대값(Maximum Value)을 찾는다. 이때, 예상되는 연속 파일럿의 위치가 정확한 곳에서는 다른 구간에서의 합들 보다 큰 값을 갖게 될 것이다. 결과적으로 예상되는 연속 파일럿 위치에서 파워합의 절대값이 최대값을 가질 때 m(search range)의 값이 우리가 찾고자 하는 정수배 캐리어 주파수 오프셋값(Carrier Frequency Offset)

이 된다. 이러한 알고리즘(Algorithm)은 다음의 <수학식 1>과 같이 표현된다.

상기 주파수 검출 방법에서는 보다 정확한 정수배 캐리어 주파수 오프셋값

을 얻기 위하여 연속 검출 방법을 이용한다.

도 3은 연속 검출 방법을 이용하여 정수배 캐리어 주파수 오프셋값을 보상하는 주파수 검출 장치를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 주파수 검출 장치는 상기 도 2의 정수배 주파수 검출 장치와 비교하여 최대 자기상관값을 갖게 될 때의 주파수 인덱스 값을 추출하는 것 까지는 동일하다. 그러나 연속 신뢰성(Reliablility)을 보다 높이기 위해 연속 검출기(Confidence Checker)(329)가 추가되었다. 이에 따라 연속 검출 방법을 이용하는 주파수 검출 장치는 상기 도 2의 주파수 검출기에 검출 시간 상의 약간의 지연은 존재하나 검출 성능을 향상 시킬 수 있게 된다.

다음으로 상기 주파수 검출 장치(300)에서의 정수배 주파수 검출 방법을 다음의 도 4를 이용하여 간략하게 설명한다. 도 4를 참조하면, 주파수 검출 장치(300)는 401단계에서 CCR동작을 수행하면, 403단계에서와 같이 인접한 두 OFDM 심벌의 정수배 캐리어 주파수 오프셋값(CFO)이 연속적으로 소정 횟수 N만큼 같은 값으로 검출 이 될 경우는 검출이 되었는지 판단한다. 인접 OFDM 심볼이 N만큼 같은 값으로 반복되면 CCR 동작을 완료하고 프레임동기(Frame Sync) 과정으로 진행한다. 그러나 그렇지 않은 경우는 CCR 타이머(Coarse Carrier Recovery timer)가 완료(Expire) 될 때까지 401단계와 같이 CCR 동작을 반복하게 된다.

예를 들어 연속된 OFDM symbol_1, symbol_2의 CCR 동작을 통하여 얻은 정수배 캐리어 주파수 오프셋값

이 OFDM symbol_2, symbol_3의 CCR 동작을 통하여 얻은

와 동일한 결과값을 갖는가를 체크하여 최종 정수배 CFO를 결정한다.

본 발명의 정수배 주파수 검출장치는 상기 연속 체크 방법에 소프트 결합(Soft Combining) 방법을 혼용하여 사용하게 된다.

상기 소프트 겹합 방법을 설명하면, 예측 범위의 주파수 오프셋에 대한 파일럿 심벌의 자기상관 값들을 미리 정해진 심벌 구간(누적하고자 하는 횟수)만큼 계속 누적하여 준다. 누적 할 때는 같은 주파수 오프셋에 대한 자기상관 값끼리 각각 누적한다. 예를 들어 후보(Candidate) 주파수 오프셋이 -10~10 이라고 하면 총 21개 오프셋에 대한 자기상관 값이 나오며 매 심벌 구간마다 21개의 자기상관 값들을 각 오프셋에 따라 더해준다. 즉, 누적횟수를 2로 정한다고 하면 심벌1에서 구한 -10 오프셋에서의 자기 상관값에 심벌2에서 구한 -10 오프셋의 자기 상관값을 누적하고, 심벌1에서 구한 -9 오프셋에서의 자기상관 값과 심벌 2에서 -9 오프셋에서의 자기 상관값을 누적한다. 그리고 이 때 누적된 자기 상관 값 중 가장 큰 값을 갖는 때의 주파수 오프셋을 전송신호와 수신신호 간에 발생되는 주파수 오프셋으로 결정한다. 이와 같이 여러 심벌 기간 누적함으로써 자기상관 값의 신뢰성(Reliability)을 점점 높여 줄 수 있으며 이로 인해 낮은 SNR에서도 주파수 오프셋의 검출 성능을 높일 수 있다. 이러한 소프트 결합 방식의 단점은 추가적으로 연산 결과를 누산하기 위한 추가 메모리가 필요하다는 것이다. 일반적으로 DVB-H 시스템에서 신호대 잡음비(SNR)는 3dB 정도를 유지하기 때문에 이 SNR 범위에서 소프트 결합 방식의 검출 성능은 연속 체크 방식의 검출 방법에 비하여 비슷한 결과를 나타낸다.

따라서 본 발명의 정수배 주파수 검출 장치는 연속 체크 방법과 소프트 결합 방법을 사용하여 채널 환경에 따라 적절히 사용하게 된다. 즉 상기 두 가지 검출 방법을 동시에 적용하여 검출 시간과 검출의 정확성을 동시에 만족 시킬 수 있도록 하였다.

도 5는 본 발명에 따른 정수배 주파수 검출 장치(500)를 나타낸 블록도이다. 도 5를 참조하면, 정수배 주파수 검출 장치(500)는 상술한 연속 체크 방법과 소프트 결합 방법을 혼용하여 사용하므로 연속 체크 검출기(Confidence Check Detector : CCD)(535)와 소프트 결합 검출기(Soft Combining Detector : SCD)(537)를 구비하고, 이를 조절 할 수 있는 소트프웨어 제어(Software Control)가 가능한 레지스터(Register)가 추가 된다.

상기 정수배 주파수 검출 장치(500)를 상세히 설명하기 앞서 우선 참조부호 501 내지 525의 기능블록들은 상기 도 2의 구조와 동일하므로 설명은 생략하도록 한다. 절대값 산출기(525)에서 주파수의 정수배 인덱스 값에 따른 자기 상관값들을 구하고 나면 다음 두 가지 과정을 진행된다. 하나는 연속 체크 방법을 수행하는 것이고, 다른 하나는 소프트 결합 방법을 수행하는 것이다.

상기 연속 체크 방법의 경우 같은 주파수 인덱스 값이 연속하여 미리 정해진 심볼 수만큼 같게 나오는 지 확인해주는 동작을 하며 소프트 결합 방법은 버퍼(529)와 누적 카운터 및 정규화기(531)에 의해 자기 상관값을 미리 정해진 심볼 수만큼 누적한 값을 누적한다. 그런후 상기 누적 카운터 및 정규화기(531)는 이 누적값을 비트 최적화(Bit Optimize)를 위하여 정규화(Normalize)를 한다. 이 때 상기 최대값 검출기(533)는 최대값을 갖게 되는 주파수 인덱스 값을 찾아주는 동작을 한다. 본 발명에서는 이 두 가지 동작을 동시에 진행시키기 위해 통합을 해주었다.

두 방식을 통합한 동작은 다음과 같다. 예컨대 연속 체크(Confidence Check) 심볼 수를 2라 하고 소프트 결합 심볼 수를 2라고 할 경우라 가정한다. 첫 자기 상관 값이 구해지는 상기 최대값 검출기(533)에서 찾은 최대 주파수 인덱스 값이 f라고 하자. 일단 연속 체크 검출기(Confidence Check)(535) 블록에서 얻은 결과와 소프트 결합 검출기(537)에서 얻은 결과를 락 검출기(Lock Detector)(539)에 전달하여 연속 검출기(535)의 결과가 f인지 먼저 확인하고 만약 이 결과가 실패하면 상기 소프트 결합 검출기(537) 결과를 확인한다.

다음으로 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법을 다음의 도 6을 이용하여 설명하겠다. 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법은 상기 두 가지 방법 중 선택하게 되는데, 선택방법은 각 방법에 할당된 카운터 값(Counter Value)을 어떻게 정의하는가에 따라 결정된다. 즉 먼저 채널의 환경이 좋다고 가정하고 연속 체크 방법을 사용 할 수 있도록 연속 검출기(535)에 해당되는 연속 체크 카운터(Confidence Check Counter : CCC)에 낮은 값을 할당한다. 반면에 만약 채널 환경이 나쁠 경우를 대비하여 소프트 결합 방법도 동작 될 수 있도록 소프트 결합 누적 카운터(Soft Combining Accumulation Counter : SCAC)를 할당하여 CCC보다 높은 값을 할당한다.

실제 FFT 블록이 동작되어 CCR 검출기가 동작되면 먼저 연속 체크 검출기(535)가 동작되고 만약 이 검출기에서 정확한 정수배 주파수 차이를 검출하게 되면 더 이상의 연산 진행이 필요 없게 된다. 만약 상기 연속 체크 검출기(535)에서 정확한 정수배 검출이 실패 할 경우 동시에 진행한 소프트 결합 검출기(537)의 결과까지 확인하여 정확한 검출 여부를 결정짓는다.

본 발명의 정수배 주파수 검출 방법을 도 6을 이용하여 설명하면, 본 발명의 주파수 검출 장치(500)는 정수배 주파수 검출 동작이 시작되면 601단계에서 파일럿 신호를 이용하여 주파수 인덱스 값(Fx)에 따라 자기 상관값을 구한다. 본 발명에서는 연속 체크 방법과 소프트 결합 방법을 동시에 사용한다. 이에 따라 우선 연속 체크 방법을 설명하면, 최대값 검출기(533)는 605단계에서 가장 큰 자기상관 값을 갖는 주파수 인덱스 값(Fx)을 구한다. 다음으로 연속 체크 검출기(535)가 607단계에 이전 심벌에서 구한 주파수 인덱스 값(Fx)과 같으면 연속 체크(Confidence Check)값을 증가시킨다. 그런 후 609단계에서 증가시킨 연속 체크값이 미리 설정된 최대 연속 체크 횟수와 같으면 611단계로 진행하여 앞서 구한 가장 큰 자기상관 값을 갖는 주파수 인덱스 값(Fx)을 주파수 오프셋으로 결정한다. 그런후 619단계에서 연속 결합 방법에 의한 결과값이 소정의 검출 조건과 비교하여 621단계에서와 같이 만족하면 CCR 동작을 완료하지만, 만족하지 않은 경우 601단계로 진행하게 된다.

한편 상기 613단계에서는 소프트 결합 방법을 사용하기 위해 정수배 주파수 검출 장치(500)는 주파수 인덱스에 따라 자기 상관값들을 누적한다. 그런후 615단계에서 소프트 결합 검출(SCD) 누적횟수가 미리 설정된 최대 누적 심벌횟수와 동일한지 확인한다. 동일한 경우 617단계로 진행하여 가장 큰 자기상관 값을 갖는 주파수 인덱스 값을 주파수 오프셋으로 결정한다.

본 발명의 정수배 주파수 검출 방법은 연속체크 검출기(CDC)(535)와 소프트 결합 검출기(SCD)(537)를 동시에 수행함으로써 정수배 주파수 검출을 연속체크 검출기(CDC)(535)에서 실패하더라도 다시 새로운 OFDM 심볼을 수신 할 필요없이 소프트 결합 검출기(SCD)(535) 결과를 바로 참조하여 주파수 검출 시간을 줄일 수 있다.

그러면 종래의 정수배 주파수 검출 방법과 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법의 성능비교를 다음의 도 7a 및 도 7b를 이용하여 설명한다.

도 7a는 SNR에 따른 정수배 주파수 검출 성능을 비교한 그래프이다. 여기서 가로축은 SNR이며, 세로축은 올바른 주파수 오프셋값을 획득한 확률을 나타내었다. 도 7a에서 알 수 있듯이 본 발명의 정수배 검출 방법은 낮은 SNR일수록 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법(701)이 종래의 정수배 주파수 검출 방법(703)과 차이가 많이난다. 특히 SNR이 -4dB인 경우 대약 30%이상 차이가 남을 알 수 있다. 즉 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법(701)이 종래의 정수배 주파수 검출 방법(703)보다 성능이 훨씬 우수함을 알 수 있다.

도 7b는 SNR에 따른 정수배 주파수의 평균 검출 시간을 나타낸 그래프이다. 여기서 가로축은 SNR이며, 세로축은 정수배 주파수 오프셋값을 검출하는 평균 시간(Mean Detection Time)을 나타내었다. 도 7b에서도 알 수 있듯이 본 발명의 정수배 주파수 검출 방법(701)은 SNR이 낮아질수록 종래의 정수배 주파수 검출 방법(703)보다 정수배 주파수 검출 시간이 차이가 많이 남을 알 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 연속 체크 방법과 소프트 결합 방법을 동시 지원함으로써 연속 체크 방법에서 정수배 주파수 차이 검출에 실패 하였을 경우 소프트 결합 방법을 사용하게 되므로 불필요하게 OFDM 심볼을 재수신할 필요없없게 된다. 또한 낮은 SNR에서 성능이 우수한 소프트 결합 방법을 사용함으로써 채널의 변화에 보다 빨리 적응 할 수 있어서 ICI를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 시스템에서의 정수배 주파수 검출 방법에 있어서,

수신 파일럿 신호의 주파수 인덱스에 따른 자기 상관값을 연산하는 제 1과정과,

상기 연산값을 고려한 채널 상황이 미리 결정된 임계값보다 좋은 경우 연속 체크 방식을 정수배 주파수를 검출하는 제 2과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 정수배 주파수 검출 방법.
제 1항에 있어서, 상기 연속 체크 방식에서 정수배 주파수 검출을 실패하면,

이미 수신된 심볼을 이용하여 소프트 결합 방식을 이용함을 특징으로 하는 정수배 주파수 검출 방법.
제 1항에 있어서, 상기 채널 상황은,

수신 파일럿 신호의 신호대 잡음비를 이용함을 특징으로 하는 정수배 주파수 검출 방법.
직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiple : OFDM) 시스템에서의 정수배 주파수 검출 장치에 있어서,

수신 파일럿 신호의 주파수 인덱스에 따른 자기 상관값을 연산하는 수단과,

채널 상황에 따라 연속 체크 방식 또는 소프트 결합 방식을 설정하는 수단과,

상기 결정된 주파수 검출 방법을 이용하여 정수배 주파수를 검출하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 정수배 주파수 검출 장치.
제 4항에 있어서,

상기 정수배 주파수 검출을 실패하는 경우 이미 수신된 심볼을 이용하여 소프트 결합 방식을 이용하여 정수배 주파수를 검출하는 수단을 더포함함을 특징으로 하는 정수배 주파수 검출 장치.
제 4항에 있어서, 상기 채널 상황은,

수신 파일럿 신호의 신호대 잡음비를 이용함을 특징으로 하는 정수배 주파수 검출 장치.