KR20070087449A - A preamble structure and a syncronous method for frequency offset correction in ofdm-fdma/cdma/tdma system - Google Patents

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Abstract

A preamble structure and a synchronizing method for improving frequency offset correction in an OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)-FDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)/CDMA(Code Division Multiple Access)/TDMA(Time Division Multiple Access) system are provided to perform integer frequency offset correction at a time domain and more exact symbol timing correction by using the symmetric and repetitive preamble structure. A preamble is repeated four times by first to fourth sample groups in a time domain and has a symmetric structure. In the second and fourth sample groups, samples having the same number as the first and third sample groups are arranged in reverse order of an order that samples of the first and third sample groups are received. Integer frequency offset correction can be possible.

Description

OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템에서 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 프리앰블 구조 및 동기화 방법{A PREAMBLE STRUCTURE AND A SYNCRONOUS METHOD FOR FREQUENCY OFFSET CORRECTION IN OFDM-FDMA/CDMA/TDMA SYSTEM}A PREAMBLE STRUCTURE AND A SYNCRONOUS METHOD FOR FREQUENCY OFFSET CORRECTION IN OFDM-FDMA / CDMA / TDMA SYSTEM}

도 1은 종래 802.16a/d/e 및 WiBro 시스템의 프리앰블 구조를 나타낸 도.1 is a diagram illustrating a preamble structure of a conventional 802.16a / d / e and WiBro system.

도 2는 종래 프리앰블을 사용한 주파수 영역에서의 정수배 주파수 옵셋 추정 및 셀 탐색기의 구조를 나타낸 도.2 is a diagram illustrating the structure of an integer frequency offset and a cell searcher in a frequency domain using a conventional preamble.

도 3은 본 발명에 따른 프리앰블의 시간영역에서의 구조를 나타낸 도.3 is a diagram illustrating a structure in a time domain of a preamble according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 프리앰블의 시간영역에서의 실수값을 나타낸 도. 4 is a diagram illustrating a real value in the time domain of a preamble according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 프리앰블의 시간영역에서의 허수값을 나타낸 도.5 illustrates imaginary values in the time domain of a preamble according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 프리앰블을 사용한 주파수 옵셋 추정을 위한 하드웨어 구성도.6 is a hardware configuration diagram for frequency offset estimation using a preamble according to the present invention.

도 7은 종래의 프리앰블과 본 발명에 따른 프리앰블의 주파수 옵셋 추정 범위를 비교하여 나타낸 도. 7 is a diagram illustrating a comparison of a frequency offset estimation range of a conventional preamble and a preamble according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 프리앰블을 사용한 심볼 타이밍 추정의 타이밍 메트릭 M(d)를 나타낸 도. 8 illustrates timing metric M (d) of symbol timing estimation using a preamble in accordance with the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 프리앰블을 사용한 심볼 타이밍 추정의 타이밍 메트릭 A(d)를 나타낸 도.9 illustrates timing metric A (d) of symbol timing estimation using a preamble in accordance with the present invention.

도 10은 종래의 프리앰블의 주파수 옵셋 추정 성능을 나타낸 도. 10 illustrates frequency offset estimation performance of a conventional preamble.

도 11은 본 발명에 따른 프리앰블의 주파수 옵셋 추정 성능을 나타낸 도.11 illustrates frequency offset estimation performance of a preamble according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

110 : 자기 상관기 111 : 딜레이부110: autocorrelator 111: delay unit

112 : 복소수부 113 : 반전기112: complex number 113: inverter

114 : 승산기 120 : 이동 평균기114: multiplier 120: moving average

130 : 위상 검출기130: phase detector

본 발명은 이동통신 시스템의 동기를 위한 프리앰블 구조 및 동기화 방법에 관한 것으로, 특히 상호 대칭되며 반복되는 프리앰플 구조를 이용하여 시간영역에서 정수배 주파수 옵셋 추정 및 보다 정확한 심볼 타이밍 추정이 가능토록 하는 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템에서 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 프리앰블 구조 및 동기화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a preamble structure and a synchronization method for synchronizing a mobile communication system. In particular, the present invention relates to an OFDM- scheme that enables integer frequency offset estimation and more accurate symbol timing estimation in a time domain using a mutually symmetrical and repeated preamble structure. A preamble structure and a synchronization method for improving frequency offset estimation performance in an FDMA / CDMA / TDMA system.

차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송속도를 가지며, 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS'라 함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. In the 4th Generation (hereinafter referred to as '4G') communication system, a transmission rate of about 100 Mbps and various quality of service (hereinafter referred to as 'QoS') services are provided to users. Active research is underway to provide.

현재 3세대(3rd Generation; 이하 '3G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384Kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다.Currently, 3rd Generation (hereinafter, referred to as '3G') communication system generally supports a transmission rate of about 384 Kbps in an outdoor channel environment having a relatively poor channel environment, and even in an indoor channel environment having a relatively good channel environment. It supports up to 2Mbps transfer rate.

한편, 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 함) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 함) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다. Meanwhile, wireless local area network (LAN) systems and wireless metropolitan area network (MAN) systems generally support transmission rates of 20 Mbps to 50 Mbps.

따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.Therefore, in the current 4G communication system, a new communication system is developed in a form of guaranteeing mobility and QoS in a wireless LAN system and a wireless MAN system that guarantee a relatively high transmission speed to provide a high-speed service to be provided in the 4G communication system. There is a lot of research going on to support it.

이에 대한 방안으로서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식이 고려되고 있다.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) schemes are considered as a solution.

OFDM은 멀티캐리어 변조 방식의 일종으로, 멀티패스(Multi-path) 및 이동수 신 환경에서 우수한 성능을 발휘한다. 이 때문에 지상파 디지털 TV 및 디지털 음성방송에 적합한 변조방식으로 주목을 받고 있다.OFDM is a type of multicarrier modulation that provides excellent performance in multipath and mobile reception environments. For this reason, it is attracting attention as a modulation method suitable for terrestrial digital TV and digital voice broadcasting.

기존의 IEEE 802.11 무선 랜은 직접 확산방식(DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum), 주파수 도약방식(FHSS, Frequency Hopping Spread Spectrum), IR(Infrared) 방식을 사용하여 2.4GHz ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역에서 2Mbps의 전송률을 지원하였다. The existing IEEE 802.11 WLAN uses 2.4GHz Industrial, Scientific, and Medical (ISM) using Direct Spread Spectrum (DSSS), Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS), and Infrared (IR). It supported a transmission rate of 2Mbps in the band.

그러나 이러한 규격으로는 증가해 가는 높은 전송속도에 대한 요구를 만족시킬 수 없어, 1999년 IEEE 802.11a와 IEEE 802.11b의 새로운 물리계층 표준안이 확정되었다. However, these standards cannot meet the increasing demand for higher data rates. In 1999, new physical layer standards for IEEE 802.11a and IEEE 802.11b were finalized.

IEEE 802.11b는 2.4GHz 대역에서 기존의 DSSS방식을 확장한 CCK(Complementary Code Keying) 방식을 사용하여 11Mbps의 전송률을 지원하며 현재 상품화가 되어 널리 보급이 이루어지고 있다. IEEE 802.11b supports a transmission rate of 11 Mbps using CCK (Complementary Code Keying), which extends the existing DSSS method in the 2.4 GHz band, and is now widely commercialized.

한편, IEEE 802.11a는 5GHz대의 U-NII(Unlicenced National Information Infrastructure) 비면허 대역에서 DSSS방식의 한계를 극복하고 더 높은 전송속도를 얻기 위하여 OFDM 변조방식을 채택하였다. Meanwhile, IEEE 802.11a adopts an OFDM modulation scheme to overcome the limitation of the DSSS scheme in the unlicensed national information infrastructure (U-NII) unlicensed band of 5 GHz and to obtain a higher data rate.

에러 정정을 위하여는 부호율 1/2, 2/3, 3/4의 컨볼루션 부호기와 컨볼루션 코드를 디코딩 하기 위해 1/2비터비 복호기를 사용하며, 부반송파 변조에는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64-QAM을 사용한다.For error correction, a convolutional coder with code rates 1/2, 2/3, and 3/4 and a 1/2 Viterbi decoder are used to decode convolutional codes. Binary Phase Shift Keying (BPSK) is used for subcarrier modulation. Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Quadrature Amplitude Modulation (16-QAM), and 64-QAM.

이와 같은 OFDM 시스템의 경우, 송신 신호를 정확히 복조하기 위해서는 주파 수 옵셋과 심볼 동기를 고려하여야 한다. 심볼 시작점을 제대로 찾지 못하면 심볼간 간섭(Inter-symbol Interference : ISI)이 발생하여 전송신호를 올바르게 복원할 수 없다.In such an OFDM system, in order to accurately demodulate a transmission signal, frequency offset and symbol synchronization should be considered. If the symbol start point is not properly found, Inter-symbol Interference (ISI) occurs and the transmission signal cannot be restored correctly.

일반적으로 수신 신호열들 사이의 상관값을 이용하여 심볼의 시작점을 찾으며, 상관값을 구하기 위하여 특정한 프리앰블의 신호열을 사용한다.In general, a start point of a symbol is found by using correlation values between received signal sequences, and a signal sequence of a specific preamble is used to obtain a correlation value.

프리앰블은 네트워크 통신에서 두 개 이상의 시스템간에 전송타이밍을 동기화하기 위해 사용되는 신호로, 적절한 타이밍은 모든 시스템들이 정보 전달의 시작을 올바르게 해석할 수 있도록 보장한다. The preamble is a signal used to synchronize transmission timing between two or more systems in network communication. Appropriate timing ensures that all systems correctly interpret the beginning of information delivery.

프리앰블은 통상 대략적 동기(coarse synchronization)를 수행하기 위해 필요한 짧은 프리앰블과 미세 주파수 동기를 수행하기 위해 필요한 긴 프리앰블을 연결하여 사용한다.The preamble is typically used by connecting the short preamble required to perform coarse synchronization and the long preamble required to perform fine frequency synchronization.

도 1은 WiBro 및 802.16 d/e 시스템의 프리앰블 구조를 나타낸 것이다.1 shows a preamble structure of WiBro and 802.16 d / e systems.

OFDMA를 기반으로 한 휴대 인터넷 시스템의 하향 링크 프리앰블은 초기시간 동기, 주파수 옵셋 추정, 셀 탐색에 사용되고, IFFT 통과 이후 시간 영역에서 3번 반복되는 고조를 가진다. 프리앰블을 구성하는 부반송파들은 특정 PN(Pseudorandom Noise)코드가 BPSK변조되어 전송되며 시간영역에서 Np(Np = FFT 크기(Size)인 NFFT의 1/3)의 길이만큼 반복되는 특성을 갖고 있다. The downlink preamble of the portable Internet system based on OFDMA is used for initial time synchronization, frequency offset estimation, and cell search, and has a high iteration three times in the time domain after passing through the IFFT. The subcarriers constituting the preamble are transmitted after a specific PN (Pseudorandom Noise) code is modulated by BPSK and has a characteristic of repeating Np (1/3 of N FFT where Np = FFT size) in the time domain.

현재 802.16과 WiBro 표준에서 지원하는 프리앰블 구조에서는 주파수 옵셋 추정과정에서 정수배 주파수 옵셋을 추정할 수 없다. In the preamble structure currently supported by the 802.16 and WiBro standards, the integer frequency offset cannot be estimated during the frequency offset estimation process.

또한, P.Moose, "A technique for orthogonal frequency division multiplexing frequency offset correction," IEEE Trans. Comm., vol.42, pp.2908-2914, Oct. 1994.에는 OFDM 시스템의 보호 구간을 사용한 소수배 주파수 옵셋 추정 방법을 제안하고 있다.See also P.Moose, "A technique for orthogonal frequency division multiplexing frequency offset correction," IEEE Trans. Comm., Vol. 42, pp. 2908-2914, Oct. In 1994., we proposed a method for estimating prime frequency offset using guard interval of OFDM system.

따라서 정수배 주파수 옵셋을 추정하는 별도의 과정이 필요하게 되는데, 이러한 과정은 셀 탐색 과정에서 수행되게 된다. Therefore, a separate process of estimating an integer frequency offset is required, which is performed in the cell search process.

도 2는 기존 프리앰블을 사용한 주파수 영역에서의 정수배 주파수 옵셋 추정 및 셀 탐색기의 구조를 나타낸 것이다.2 shows the structure of an integer frequency offset and a cell searcher in a frequency domain using a conventional preamble.

셀 탐색기는 정수배 주파수 옵셋을 추정하기 위하여 추정하고자 하는 정수배 주파수 옵셋이 N인 경우 2N+1개의 상호-상관기(Cross-correlator)를 갖는다. The cell searcher has 2N + 1 cross-correlators when the integer frequency offset to be estimated is N to estimate the integer frequency offset.

즉, 수신된 신호에 대하여 FFT가 행해진 신호인 입력신호(Pream_AFFT)가 직/병렬 변환기(10)를 통과한 신호에 대하여 각각의 상호-상관기(20)는 수신된 주파수 영역의 프리앰블을 각각 0∼±N까지 쉬프트하여 상관(Correlation)을 수행하게 된다. That is, each of the cross-correlators 20 receives the preambles of the received frequency domain from 0 to 1 with respect to a signal through which the input signal (Pream_AFFT), which is a signal subjected to FFT with respect to the received signal, has passed through the serial / parallel converter 10. The correlation is shifted to ± N.

그리고 피크 검출기(30)에서 각각의 상호-상관기(20)의 최대값을 비교하여 셀-인덱스(Cell_IDX) 및 최대값을 갖는 상호-상관기(20)의 정보(int_CFO)를 출력하 여 도시하지 않은 주파수 옵셋 추정부 등에서 주파수 옵셋을 추정해낼 수 있도록 한다.The peak detector 30 compares the maximum value of each cross-correlator 20 and outputs the cell-index (Cell_IDX) and the information (int_CFO) of the cross-correlator 20 having the maximum value, which are not shown. The frequency offset estimator may estimate the frequency offset.

즉, 수신기는 수신된 주파수 영역의 프리앰블과 프리앰블 레지스터(40)에 저장되어 있는 이미 알고 있는 프리앰블 신호와의 상호 상관값의 측정을 통해 셀 확인 및 정수배 옵셋을 추정한다. That is, the receiver estimates the cell identification and the integer offset by measuring the cross correlation value between the preamble in the received frequency domain and a known preamble signal stored in the preamble register 40.

심볼 타이밍이 보호 구간 내에서 획득되었다고 가정하면 정확한 FFT 타이밍에서의 타이밍 오차로 인해 수신 신호는 주파수 영역에서 다음과 같은 위상 회전이 이루어진다.Assuming that the symbol timing is obtained within the guard interval, the received signal undergoes the following phase rotation in the frequency domain due to timing error in the correct FFT timing.

Figure 112006013422912-PAT00001
......(수학식 1)
Figure 112006013422912-PAT00001
(Equation 1)

수학식 1에서 P(k)는 프리앰블 신호이고, Δt는 타이밍 오차이다. In Equation 1, P (k) is a preamble signal, and Δt is a timing error.

따라서 수신기는 타이밍 오차로 인한 위상 회전과 관계없이 상호 상관값의 측정이 가능하도록 수학식 2와 같은 상호 상관값을 각각의 상호-상관기(20) 별로 모든 셀에 대해서 구하고 상호-상관기(20)의 출력값을 비교하여 최대값의 인덱스를 셀 인덱스로 정하고, 그 최대값이 출력된 상호-상관기(20)를 정수배 주파수 옵셋으로 추정한다. Therefore, the receiver obtains the cross-correlation value for each cell for each cross-correlator 20 as shown in Equation 2 so that the cross-correlation value can be measured regardless of the phase rotation caused by the timing error. By comparing the output values, the index of the maximum value is determined as the cell index, and the cross-correlator 20 from which the maximum value is output is estimated as an integer multiple frequency offset.

Figure 112006013422912-PAT00002
.....(수학식2)
Figure 112006013422912-PAT00002
..... (Equation 2)

수학식 2에서

Figure 112006013422912-PAT00003
는 c번째 셀 코드를 사용하는 프리앰블 신호를 의미한다.In equation (2)
Figure 112006013422912-PAT00003
Denotes a preamble signal using the c-th cell code.

이와 같이, 종래 프리앰플 구조에 따른 주파수 옵셋 추정은 정수배의 주파수 옵셋 추정을 위해 시스템 구현시 복잡도가 증가하는 문제점이 있었다.As described above, the frequency offset estimation according to the conventional preamplifier structure has a problem of increasing complexity when implementing the system to estimate the frequency offset of integer multiples.

본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 시간영역에서 정수배 주파수 옵셋 추정이 가능한 상호 대칭되며 반복되는 프리앰블 구조를 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a mutually symmetrical and repeating preamble structure capable of estimating integer frequency offset in the time domain.

본 발명의 다른 목적은 시간영역에서 상호 대칭되며 반복되는 프리앰플 구조를 이용하여 시간영역에서 정수배 주파수 옵셋 추정 및 보다 정확한 심볼 타이밍 추정이 가능토록 한 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템에서 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 동기화 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is the frequency offset estimation performance in an OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system that allows the estimation of integer frequency offset and more accurate symbol timing in the time domain using a mutually symmetrical and repeated preamp structure The present invention provides a synchronization method for improvement.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리앰블 구조는, 이동통신 시스템의 프리앰블 구조에 있어서, 상기 프리앰블은 시간영역에서 제1 샘플군 내지 제4 샘플군에 의해 4회 반복되며, 대칭형 구조를 가지되, 상기 제2 샘플군과 제4 샘플군은 상기 제1 및 제3 샘플군과 동일한 수의 샘플들이 제1 및 제3 샘플군의 샘플들의 수신된 순서와 역순으로 배열되어 정수배 주파수 옵셋 추정이 가능토록 된 것을 특징으로 한다.In the preamble structure according to the present invention for achieving the object of the present invention, in the preamble structure of a mobile communication system, the preamble is repeated four times by the first sample group to the fourth sample group in the time domain, the symmetric structure Wherein the second sample group and the fourth sample group has the same number of samples as the first and third sample group are arranged in the reverse order of the received order of the samples of the first and third sample group integer frequency offset It is characterized in that the estimation is possible.

상기 제1 내지 제4 샘플군의 샘플수는 FFT의 크기(Size)의 1/4인 것이 바람직하다.Preferably, the number of samples of the first to fourth sample groups is 1/4 of the size of the FFT.

상기 목적을 달성하기 위한 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템에서 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 동기화 방법은, 시간영역에서 제1 샘플군 내지 제4 샘플군에 의해 소정회 반복되며, 대칭형 구조를 가지되, 상기 제2 샘플군과 제4 샘플군은 상기 제1 및 제3 샘플군과 동일한 수의 샘플들이 제1 및 제3 샘플군의 샘플들의 수신된 순서와 역순으로 배열된 프리앰블 구조를 가지는 이동통신 시스템에서 주파수 옵셋 추정부를 통해 주파수 옵셋을 추정하여 동기화하는 방법에 있어서, d는 수신된 신호의 샘플 인덱스, l는 상관(Corellation) 길이 인덱스(0 ~ NFFT/4), NFFT : FFT 크기(Size)일 때,

Figure 112006013422912-PAT00004
에 의해 주파수 옵셋을 추정하여 주파수 옵셋 추정 범위를 증대시키는 것을 특징으로 한다. A synchronization method for improving frequency offset estimation performance in an OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system for achieving the above object is repeated a predetermined time by the first to fourth sample groups in the time domain and has a symmetrical structure. The second sample group and the fourth sample group may have a preamble structure in which the same number of samples as the first and third sample groups are arranged in the reverse order of the received samples of the first and third sample groups. In a method of estimating and synchronizing a frequency offset through a frequency offset estimator in a system, d is a sample index of a received signal, l is a correlation length index (0 to N FFT / 4), and N FFT : FFT size ( Size),
Figure 112006013422912-PAT00004
It is characterized in that to increase the frequency offset estimation range by estimating the frequency offset.

또한, 본 발명의 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템에서 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 동기화 방법은, 시간영역에서 제1 샘플군 내지 제4 샘플군에 의해 소정회 반복되며, 대칭형 구조를 가지되, 상기 제2 샘플군과 제4 샘플군은 상기 제1 및 제3 샘플군과 동일한 수의 샘플들이 제1 및 제3 샘플군의 샘플들의 수신된 순서와 역순으로 배열된 프리앰블 구조를 가지는 이동통신 시스템에서 심볼 타이밍 추정부를 통해 심볼 타이밍 옵셋을 추정하여 동기화하는 방법에 있어서, In addition, the synchronization method for improving the frequency offset estimation performance in the OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system of the present invention is repeated a predetermined time by the first to fourth sample group in the time domain, and has a symmetrical structure, The second sample group and the fourth sample group have a preamble structure in which the same number of samples as the first and third sample groups are arranged in a reverse order to the received order of the samples of the first and third sample groups. A method of estimating and synchronizing a symbol timing offset through a symbol timing estimator in

r(d)는 프리앰블의 수신신호이고, N은 NFFT(FFT 크기(Size))일 때,When r (d) is the received signal of the preamble and N is N FFT (FFT Size),

Figure 112006013422912-PAT00005
,
Figure 112006013422912-PAT00006
이며, 타이밍 메트릭 Mpro(d)는
Figure 112006013422912-PAT00007
일 때, 상기 프리앰블이 NFFT/8을 주기로 임펄스 형태를 갖는 특성을 바탕으로 상기 타이밍 메트릭 Mpro(d)에 대한 이동 평균을 취하여 심볼 타이밍 옵셋을 추정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112006013422912-PAT00005
,
Figure 112006013422912-PAT00006
The timing metric M pro (d) is
Figure 112006013422912-PAT00007
In this case, a symbol timing offset is estimated by taking a moving average of the timing metric M pro (d) based on a characteristic in which the preamble has an impulse shape with N FFT / 8.

상기 이동 평균은

Figure 112006013422912-PAT00008
에 의해 얻어지며, 초기 심볼 타이밍은 상기 타이밍 메트릭이 최대가 되는 지점에 NFFT/2만큼 빼주고, 예상되는 채널의 딜레이 확장(delay spread)만큼 추가로 빼준 위치로 설정하는 것이 바람직하다.The moving average is
Figure 112006013422912-PAT00008
The initial symbol timing is preferably set to a position where the initial metric timing is subtracted by N FFT / 2 at the point where the timing metric becomes the maximum, and further subtracted by the delay spread of the expected channel.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are merely to illustrate the present invention is not limited to the contents of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 프리앰블의 시간영역에서의 구조를 나타낸 것이다.3 shows the structure of the preamble in the time domain according to the present invention.

도시한 바와 같이, 프리앰블은 시간영역에서 싸이클릭 프리픽스(Cyclic prefix : 이하, CP라 칭함) 이후 동일한 수의 샘플군(A, -A, A, -A)이 4번 반복되는 구조를 가진다.As shown, the preamble has a structure in which the same number of sample groups A, -A, A, -A are repeated four times after the cyclic prefix (hereinafter, referred to as CP) in the time domain.

상기 각 샘플군은 FFT의 크기(Size)인 NFFT를 4로 나눈 값인 NFFT/4의 길이를 가지는 샘플개수를 가지며, -A는 A 샘플군과 동일한 수의 샘플들이 수신된 순서와 역순으로 배열된 샘플군을 의미한다. 도 3에서 CP는 128 샘플들을, A 및 -A는 256 샘플들을 가진다.Each sample group has a number of samples having a length of N FFT / 4, which is a value obtained by dividing N FFT , which is the size of FFT by 4, -A in the reverse order of receiving the same number of samples as A sample group. Means an array of sample groups. In FIG. 3, CP has 128 samples, and A and -A have 256 samples.

이와 같은 프리앰블에 대하여 다음의 식을 통해 자세히 살펴보도록 한다.

Figure 112006013422912-PAT00009
......(수학식 3)This preamble will be examined in detail through the following equation.
Figure 112006013422912-PAT00009
(Equation 3)

수학식 3에서 A는 B와 C로 이루어지며, C는 B의 대칭이면서 신호의 실수부에만 음의 부호가 붙은 형태를 의미한다.In Equation 3, A is composed of B and C, and C is a form of symmetry of B and a negative sign attached only to the real part of the signal.

도 4와 도 5는 각각 본 발명에 따른 프리앰블의 실수값 및 허수값을 시간영역에서 나타낸 것이다. 수학식 3에서 살펴본 바와 마찬가지로 본 발명에 따른 프리앰블이 시간영역에서 반복되고 대칭됨을 알 수 있다. 4 and 5 show the real and imaginary values of the preamble according to the present invention in the time domain, respectively. As described in Equation 3, it can be seen that the preamble according to the present invention is repeated and symmetric in the time domain.

도 6은 본 발명에 따른 프리앰블을 사용하여 주파수 옵셋을 추정하기 위한 하드웨어 구성도를 나타낸 것이다.6 shows a hardware configuration for estimating frequency offset using a preamble according to the present invention.

본 발명의 프리앰블을 이용한 주파수 옵셋 추정은 NFFT/4의 시간간격을 가지고 반복 전송되는 프리앰블의 특성을 이용하여 자기-상관기(Auto-Correlator)(110)에서 자기 상관된다.Frequency offset estimation using the preamble of the present invention is auto-correlated in the auto-correlator 110 using the characteristics of the preamble repeatedly transmitted with a time interval of N FFT / 4.

즉, 상기 자기-상관기(110)는 딜레이부(111)에서 수신된 신호를 심볼 사이즈 (NFFT)의 1/4만큼 지연시키고, 이 지연된 신호의 공객 복소 샘플들이 복소수부(112)를 통해 출력되며, 반전기(113)를 통해 반전된 수신 신호의 반전 신호와 상기 복소수부(112)의 출력이 승산기(114)에서 승산되어 자기 상관된다.That is, the auto-correlator 110 delays the signal received from the delay unit 111 by one quarter of the symbol size N FFT , and the empty complex samples of the delayed signal are output through the complex unit 112. The inverted signal of the received signal inverted through the inverter 113 and the output of the complex unit 112 are multiplied by the multiplier 114 to autocorrelate.

그리고 상기 자기-상관기(110)의 출력으로부터 이동 평균기(120)에서 이동 평균을 취하고, 위상 검출기(130)에서 상기 이동 평균한 자기 상관값의 위상을 검출하며, 이로부터 도시하지 않은 주파수 옵셋 추정부에서 주파수 옵셋을 추정하게 된다.A moving average is taken by the moving averager 120 from the output of the auto-correlator 110, and the phase detector 130 detects a phase of the moving average of the autocorrelation value, and from this, a frequency offset weight not shown. The government will estimate the frequency offset.

추정되는 주파수 옵셋은 수학식 4와 같이 표현된다. The estimated frequency offset is expressed by Equation 4.

Figure 112006013422912-PAT00010
.....(수학식 4)
Figure 112006013422912-PAT00010
..... (Equation 4)

여기서, d : 수신된 신호의 샘플 인덱스, l : 상관(Corellation) 길이 인덱스(0 ~ NFFT/4), NFFT : FFT 크기(Size)로, 입력된 신호의 한 샘플(d)에 대해서 l(0 ~ NFFT/4)을 증가시켜 가면서 상관한 후 모두 더한 값이다.Wherein, d: sample index of the received signal, l: Any (Corellation) length index (0 ~ N FFT / 4) , N FFT: a FFT size (Size), with respect to the sample (d) of the input signal l Correlate with increasing (0 ~ N FFT / 4) and add them together.

도 7은 기존의 프리앰블과 본 발명의 프리앰블의 주파수 옵셋 추정 범위를 나타낸 것이다. Figure 7 shows the frequency offset estimation range of the conventional preamble and the preamble of the present invention.

시간 영역에서의 OFDM신호의 주파수 옵셋 추정은 신호의 반복되는 특성을 이용하게 되며, 상기 과정은 다음과 같다. 전송된 신호를 sn라 하면, 대역통과신호 yn의 복소기저대역에서의 표현은 수학식 5와 같다.Frequency offset estimation of an OFDM signal in the time domain uses a repeated characteristic of the signal, and the process is as follows. If the transmitted signal is s n , the complex baseband representation of the band pass signal y n is expressed by Equation 5.

Figure 112006013422912-PAT00011
......(수학식 5)
Figure 112006013422912-PAT00011
(Equation 5)

수학식 5에서 ftx는 송신단 반송파 주파수이고, Ts는 샘플링 주기이다. In Equation 5, f tx is a transmitter carrier frequency and T s is a sampling period.

수신단이 신호를 수신단 반송파 주파수 ftx로 복조한 후의 잡음을 무시한 수신 신호 rn은 다음과 같다.The received signal r n ignoring noise after the receiver demodulates the signal at the receiver carrier frequency f tx is as follows.

Figure 112006013422912-PAT00012
......(수학식 6)
Figure 112006013422912-PAT00012
(Equation 6)

수학식 6에서 Δf = ftx - frx로 송신단과 수신단 반송파 주파수의 차이이다. In Equation 6, Δf = f tx -f rx , which is a difference between a transmitter and a receiver carrier frequency.

반복되는 신호의 샘플 사이의 지연을 D라고 하고, 매개 변수 z를 사용하여 주파수 옵셋 추정 과정을 다음과 같이 표현할 수 있다. The delay between samples of the repeated signal is referred to as D, and the parameter z can be expressed as follows.

Figure 112006013422912-PAT00013
......(수학식 7)
Figure 112006013422912-PAT00013
(Equation 7)

수학식 7에서 마지막으로 계산된 값은 주파수 옵셋에 비례하는 값을 갖는 복소 변수들의 합이다. 주파수 옵셋은 수학식 8을 통해 추정되어 진.  The last value calculated in Equation 7 is a sum of complex variables having a value proportional to a frequency offset. The frequency offset is estimated by Equation 8.

Figure 112006013422912-PAT00014
.....(수학식 8)
Figure 112006013422912-PAT00014
..... (Equation 8)

위 식에서 z의 범위는 이고, Rz는 수신신호를 의미한다. In the above equation, the range of z is Rz denotes a received signal.

따라서 최대 추정 가능한 주파수 옵셋은 수학식 9와 같이 정의된다.Therefore, the maximum estimable frequency offset is defined as in Equation 9.

Figure 112006013422912-PAT00016
......(수학식 9)
Figure 112006013422912-PAT00016
(Equation 9)

종래 일반적인 규격에서 제공하고 있는 프리앰블은 도 1과 같이 시간영역에서 3번 반복되는 구조를 갖고 있다. The preamble provided by the conventional general standard has a structure that is repeated three times in the time domain as shown in FIG.

그러나 FFT는 버터 플라이(Butter Fly) 구조를 가지므로 2의 자승 형태로 이루어지기 때문에, 시간영역에서 정확히 3번 반복되지는 않는다. However, since the FFT has a butterfly structure, it is a square of 2, so it is not repeated three times in the time domain.

따라서 시간 영역에서의 주파수 옵셋 추정은 OFDM신호의 보호 구간의 반복 특성을 이용해야 한다. 이처럼 보호 구간을 이용하여 주파수 옵셋을 추정할 경우 수학식 9에서 D = NFFT가 되어 추정 가능한 주파수 옵셋의 범위는 부반송파 주파수 간격의 ±0.5이내로 한정되게 된다. Therefore, the frequency offset estimation in the time domain should use the repetitive characteristics of the guard interval of the OFDM signal. As such, when the frequency offset is estimated using the guard interval, D = N FFT in Equation 9, and the range of the estimated frequency offset is limited to within ± 0.5 of the subcarrier frequency interval.

도 3과 같이 본 발명의 프리앰블의 경우 시간영역에서 4번 반복되는 구조를 갖고 있기 때문에, D = NFFT가 되고, 이를 수학식 9에 대입하면, 추정 가능한 주파수 옵셋의 범위는 ±2.0으로 기존의 프리앰블을 사용한 경우보다 주파수 옵셋 추정 범위가 4배 커지게 되고, 별도의 주파수 영역에서의 주파수 옵셋 추정 과정을 거치지 않아도 되게 된다. 따라서 실제 하드웨어 구현시 복잡도 및 연산과정을 크게 줄여 줄 수 있게 된다. As shown in FIG. 3, since the preamble of the present invention has a structure that is repeated four times in the time domain, D = N FFT , and when substituted into Equation 9, the range of the estimated frequency offset is ± 2.0. The frequency offset estimation range is four times larger than in the case of using the preamble, and the frequency offset estimation process in the separate frequency domain is not required. Therefore, it is possible to greatly reduce the complexity and operation process in the actual hardware implementation.

도 8은 본 발명에 따른 프리앰블을 사용한 심볼 타이밍 추정의 타이밍 메트릭(Timing Metric) M(d)를 도식화한 것이며, 도시하지는 않았지만 본 발명에서의 심볼 타이밍 추정은 이동통신 시스템의 수신기의 심볼 타이밍 추정부에서 행해짐은 물론이다. 8 is a diagram illustrating a timing metric M (d) of symbol timing estimation using a preamble according to the present invention. Although not shown, the symbol timing estimation in the present invention is a symbol timing estimation unit of a receiver of a mobile communication system. Of course it is done in.

본 발명의 프리앰블을 이용한 타이밍 옵셋 추정은 기존의 Schmidl & Cox 방법을 사용하지 않고, 프리앰블의 대칭 반복되는 특성을 이용하여 상호상관 방법을 수학식 10과 같이 행한다.Timing offset estimation using the preamble of the present invention does not use the conventional Schmidl & Cox method, and performs a cross-correlation method using Equation 10 using symmetrically repeated characteristics of the preamble.

Figure 112006013422912-PAT00017
.....(수학식 10)
Figure 112006013422912-PAT00017
..... (Equation 10)

수학식 10에서 r(d)는 본 발명에 따른 프리앰블의 수신신호이고, N은 NFFT이다.In Equation 10, r (d) is a received signal of a preamble according to the present invention, and N is N FFT .

수학식 10은 수신신호의 전력(R(d))으로 정규화하는 과정을 거치게 되며, 수신신호의 전력은 수학식 11과 같다. Equation 10 is normalized to the power of the received signal (R (d) ), the power of the received signal is shown in Equation 11.

Figure 112006013422912-PAT00018
.....(수학식 11)
Figure 112006013422912-PAT00018
..... (Equation 11)

수학식 10은 수학식 11로 정규화되어 타이밍 메트릭 M(d)를 생성하게 되고, 이는 수학식 12와 같다.Equation 10 is normalized to Equation 11 to generate the timing metric M (d) , which is the same as Equation 12.

Figure 112006013422912-PAT00019
......(수학식 12)
Figure 112006013422912-PAT00019
(Equation 12)

도 9는 타이밍 메트릭 M(d)를 이동평균을 취해 새롭게 생성된 메트릭 A(d)를 도식화한 것이다. 9 shows the newly generated metric A (d) by taking the moving average of the timing metric M (d) .

생성된 타이밍 메트릭 M(d)는 기존의 타이밍 메트릭들과 달리 임펄스 형태를 갖고 있음을 알 수 있다. It can be seen that the generated timing metric M (d) has an impulse shape unlike conventional timing metrics.

이는 상호 상관을 계산할 때 프리앰블의 대칭되는 특성을 사용했기 때문이다. 그러나, 계산된 타이밍 메트릭 M(d)는 신호의 중간지점과 중간지점보다 보호 구간길이 만큼 앞선 지점, 이렇게 두 지점에서 최대값을 갖게 되므로, M(d)의 최대값을 검출하는 방식으로는 정확한 타이밍 획득이 어렵게 된다. This is because the symmetrical nature of the preamble was used when calculating cross correlation. However, the calculated timing metric M (d) are ahead of the point by the guard interval length than the mid-point and the mid-point of the signal, so therefore has a maximum value at two points, is correct in such a manner as to detect a maximum value of M (d) The timing acquisition becomes difficult.

이러한 문제는 이동 평균을 취해 줌으로서 해결될 수 있다. 타이밍 메트릭 M(d)는 수학식 3의

Figure 112006013422912-PAT00020
의 길이 즉, NFFT/8을 주기로 임펄스 형태를 갖고 있는데, 이러한 특성을 이용하여 수학식 13과 같은 이동 평균을 취하도록 한다. This problem can be solved by taking a moving average. The timing metric M (d) is
Figure 112006013422912-PAT00020
The impulse shape has a length of N FFT / 8, and the moving average is obtained by using this property.

Figure 112006013422912-PAT00021
......(수학식 13)
Figure 112006013422912-PAT00021
(Equation 13)

도 9를 자세히 살펴보면 타이밍 메트릭이 NFFT/8을 주기로 임펄스 형태를 띄우고 있고, 심볼의 중앙 즉, NFFT/2 지점에서 최대값을 갖는 형태임을 알 수 있다. Referring to FIG. 9, it can be seen that the timing metric has an impulse shape every N FFT / 8, and has a maximum value at the center of the symbol, that is, the N FFT / 2 point.

채널이나 간섭신호의 영향이 없는 이상적인 경우 프레임 시작 위치 및 초기 심볼 타이밍은 심볼의 중앙 즉, NFFT/2지점에서 획득되므로 FFT Window 위치는 획득된 위치에 NFFT/2 길이만큼 더해준 곳이 된다. In the ideal case where there is no influence of the channel or interference signal, the frame start position and initial symbol timing are obtained at the center of the symbol, that is, N FFT / 2 point, so the FFT window position is added to the acquired position by N FFT / 2 length.

그러나 채널의 지연 확산(delay spread)나 간섭 신호에 의한 영향으로 타이밍 메트릭이 이상적인 경우 보다 뒤에 획득될 가능성이 매우 크다. However, due to the delay spread of the channel or the influence of interfering signals, the timing metric is more likely to be obtained later than it would be ideal.

따라서 초기 심볼 타이밍은 타이밍 메트릭이 최대가 되는 지점에 NFFT/2 만큼 빼주고, 예상되는 채널의 지연 확산(delay spread) 만큼을 추가로 빼준 위치로 설정한다. Therefore, the initial symbol timing is subtracted by N FFT / 2 at the point where the timing metric becomes the maximum, and is set to a position where the expected delay delay of the channel is further subtracted.

도 10은 기존 프리앰블의 주파수 옵셋 추정 성능을 나타낸 도이다. 10 is a diagram illustrating frequency offset estimation performance of a conventional preamble.

인가된 주파수 옵셋이 0.2, 0.4인 경우는 AFC(Automatic Frequency Control)가 정상적으로 동작하여 일정 값에 수렴한 이후, VCTCXO의 주파수 옵셋을 효율적으로 제거하지만, 주파수 옵셋이 0.8, 1.3인 경우 추정 가능한 주파수 옵셋 범위를 넘어 가기 때문에 AFC가 정상적으로 동작하지 못하고, 정수배 주파수 옵셋 1로 수렴함을 알 수 있다. If the applied frequency offset is 0.2 or 0.4, the AFC (Automatic Frequency Control) operates normally and converges to a certain value, and then efficiently removes the frequency offset of the VCTCXO.However, if the frequency offset is 0.8 or 1.3, the frequency offset can be estimated. It can be seen that AFC does not operate normally because it is out of range and converges to integer frequency offset 1.

이는 기존 프리앰블의 경우 주파수 옵셋 추정 범위가 ±0.5이기 때문이다. 이렇게 생성된 주파수 옵셋은 주파수 영역에서의 주파수 옵셋 추정과정을 거쳐 제거될 수 있으나 정수배 주파수 옵셋 1로 수렴 되가는 과정에서 주파수 옵셋이 점점 더 커지기 때문에 트래픽 채널의 성능 열화를 가져온다.This is because the frequency offset estimation range of the conventional preamble is ± 0.5. The frequency offset generated in this way can be eliminated through the frequency offset estimation process in the frequency domain, but the frequency offset becomes larger in the course of convergence to integer frequency offset 1, resulting in performance degradation of the traffic channel.

도 11은 본 발명에 따른 프리앰블의 주파수 옵셋 추정 성능을 나타낸 도이다. 인가된 주파수 옵셋에 관계없이 일정값에 수렴하여 VCTCXO의 주파수 옵셋을 효율적으로 제거함을 알 수 있다. 이는 본 발명의 프리앰블의 경우 주파수 옵셋 추정 범위가 ±2.0이기 때문이다.11 illustrates frequency offset estimation performance of a preamble according to the present invention. It can be seen that the frequency offset of the VCTCXO is efficiently removed by converging to a constant value regardless of the applied frequency offset. This is because the frequency offset estimation range of the preamble of the present invention is ± 2.0.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below Or it may be modified.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 역 고속 퓨리에 변환(IFFT) 통과 이후 시간 영역에서 패턴이 4번 반복되는 형태의 프리앰블 구조를 제안함에 따라 주파수 옵셋 추정 범위가 기존 IEEE802.16a/d/e 및 WiBro 시스템의 ±0.5에서 ±2.0으로 4배 향상되며, 이와 같이 프리앰블의 상호 대칭되는 특성을 이용한 임펄스 형태의 타이밍 메트릭을 생성함으로써 보다 정확한 심볼 타이밍 획득이 가능하다. As described above, the present invention proposes a preamble structure in which a pattern is repeated four times in the time domain after passing an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT), and thus the frequency offset estimation range of the existing IEEE802.16a / d / e and WiBro It is a four-fold improvement from ± 0.5 to ± 2.0 of the system, and more accurate symbol timing can be obtained by generating impulse timing metrics using the mutually symmetrical characteristics of the preamble.

또한, 패턴이 4번 반복되는 형태의 프리앰블 구조를 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템에 적용하면 정수배 주파수 옵셋 추정 과정이 시간 영역에서 주파수 영역으로 옮겨짐으로써 시스템 구현시 복잡도가 감소하고, 프리앰블의 상호 대칭되는 특성을 이용한 초기 심볼 타이밍 추정 방법을 이용하여 정확한 타이밍을 획득하여 트래픽 채널의 성능 향상을 기대할 수 있게 된다.In addition, if the preamble structure having a pattern repeated four times is applied to an OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system, the integer frequency offset estimation process is shifted from the time domain to the frequency domain, thereby reducing complexity in implementing the system and mutual symmetry of the preamble. By using the initial symbol timing estimation method using the characteristic, the accurate timing can be obtained to improve the performance of the traffic channel.

Claims (6)

이동통신 시스템의 프리앰블 구조에 있어서,In the preamble structure of a mobile communication system, 상기 프리앰블은 시간영역에서 제1 샘플군 내지 제4 샘플군에 의해 4회 반복되며, 대칭형 구조를 가지되, 상기 제2 샘플군과 제4 샘플군은 상기 제1 및 제3 샘플군과 동일한 수의 샘플들이 제1 및 제3 샘플군의 샘플들의 수신된 순서와 역순으로 배열되어 정수배 주파수 옵셋 추정이 가능토록 된 것을 특징으로 하는 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템의 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 프리앰블 구조.The preamble is repeated four times by the first to fourth sample groups in the time domain, and has a symmetrical structure, wherein the second sample group and the fourth sample group are the same number as the first and third sample groups. The preamble for improving the frequency offset estimation performance of the OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system, characterized in that the samples are arranged in the reverse order of the received order of the samples of the first and third sample group rescue. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 샘플군의 샘플수는 FFT 크기(Size)의 1/4인 것을 특징으로 하는 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템의 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 프리앰블 구조.The preamble structure for improving frequency offset estimation performance of an OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system according to claim 1, wherein the number of samples of the first to fourth sample groups is 1/4 of an FFT size. . 시간영역에서 제1 샘플군 내지 제4 샘플군에 의해 소정회 반복되며, 대칭형 구조를 가지되, 상기 제2 샘플군과 제4 샘플군은 상기 제1 및 제3 샘플군과 동일한 수의 샘플들이 제1 및 제3 샘플군의 샘플들의 수신된 순서와 역순으로 배열된 프리앰블 구조를 가지는 이동통신 시스템에서 주파수 옵셋 추정부를 통해 주파수 옵셋을 추정하여 동기화하는 방법에 있어서, The sample is repeated a predetermined time by the first to fourth sample groups in the time domain, and has a symmetrical structure, wherein the second sample group and the fourth sample group include the same number of samples as the first and third sample groups. A method of estimating and synchronizing a frequency offset through a frequency offset estimator in a mobile communication system having a preamble structure arranged in a reverse order to a received order of samples of the first and third sample groups, d는 수신된 신호의 샘플 인덱스, l는 상관(Corellation) 길이 인덱스(0 ~ NFFT/4), NFFT : FFT 크기(Size)일 때,
Figure 112006013422912-PAT00022
에 의해 주파수 옵셋을 추정하여 주파수 옵셋 추정 범위를 증대시키는 것을 특징으로 하는 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템의 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 동기화 방법.
d is the sample index of the received signal, l is the correlation length index (0 ~ N FFT / 4), N FFT : FFT size (Size),
Figure 112006013422912-PAT00022
And estimating the frequency offset to increase the frequency offset estimation range. The synchronization method for improving the frequency offset estimation performance of an OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system.
시간영역에서 제1 샘플군 내지 제4 샘플군에 의해 소정회 반복되며, 대칭형 구조를 가지되, 상기 제2 샘플군과 제4 샘플군은 상기 제1 및 제3 샘플군과 동일한 수의 샘플들이 제1 및 제3 샘플군의 샘플들의 수신된 순서와 역순으로 배열된 프리앰블 구조를 가지는 이동통신 시스템에서 심볼 타이밍 추정부를 통해 심볼 타이밍 옵셋을 추정하여 동기화하는 방법에 있어서, The sample is repeated a predetermined time by the first to fourth sample groups in the time domain, and has a symmetrical structure, wherein the second sample group and the fourth sample group include the same number of samples as the first and third sample groups. A method of estimating and synchronizing a symbol timing offset through a symbol timing estimator in a mobile communication system having a preamble structure arranged in a reverse order to a received order of samples of a first and third sample groups, r(d)는 프리앰블의 수신신호이고, N은 NFFT(FFT 크기(Size))일 때,
Figure 112006013422912-PAT00023
,
Figure 112006013422912-PAT00024
이며, 타이밍 메트릭 Mpro(d)는
Figure 112006013422912-PAT00025
일 때, 상기 프리앰블이 NFFT/8을 주기로 임펄스 형태를 갖는 특성을 바탕으로 상기 타이밍 메트릭 Mpro(d)에 대한 이동 평균을 취하여 심볼 타이밍 옵셋을 추정하는 것을 특징으로 하는 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템의 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 동기화 방법.
When r (d) is the received signal of the preamble and N is N FFT (FFT Size),
Figure 112006013422912-PAT00023
,
Figure 112006013422912-PAT00024
The timing metric M pro (d) is
Figure 112006013422912-PAT00025
In this case, OFDM-FDMA / CDMA / characterized in that to estimate the symbol timing offset by taking a moving average for the timing metric M pro (d) based on the characteristic that the preamble has an impulse shape with a period of N FFT / 8 Synchronization Method for Improving Frequency Offset Estimation in TDMA Systems.
제 4 항에 있어서, 상기 이동 평균은 The method of claim 4, wherein the moving average is
Figure 112006013422912-PAT00026
에 의해 얻는 것을 특징으로 하는 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템의 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 동기화 방법.
Figure 112006013422912-PAT00026
A synchronization method for improving the frequency offset estimation performance of the OFDM-FDMA / CDMA / TDMA system characterized in that obtained by.
제 4 항에 있어서, 초기 심볼 타이밍은 상기 타이밍 메트릭이 최대가 되는 지점에 NFFT/2만큼 빼주고, 예상되는 채널의 딜레이 확장(delay spread)만큼 추가로 빼준 위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM-FDMA/CDMA/TDMA 시스템의 주파수 옵셋 추정 성능 향상을 위한 동기화 방법.The OFDM symbol according to claim 4, wherein the initial symbol timing is set to a position where the timing metric is subtracted by N FFT / 2 at the point where the timing metric becomes the maximum, and further subtracted by the delay spread of the expected channel. Synchronization Method for Improving Frequency Offset Estimation in FDMA / CDMA / TDMA Systems.
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